消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチ
【課題】 磁界等によりアークを引き伸ばして消孤する方式の不安定要因を排除して確実にアークを消孤することができる、消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチを提供する。
【解決手段】
消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチにおいて、固定接点４と可動接片６の可動接点８との間に絶縁性と耐熱性の高い材質からなる遮断板１１を挿入し、機械的にアークを引く方向を制御することにより、直流電流を遮断する際に発生するアークを確実に消弧して遮断する。
【解決手段】
消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチにおいて、固定接点４と可動接片６の可動接点８との間に絶縁性と耐熱性の高い材質からなる遮断板１１を挿入し、機械的にアークを引く方向を制御することにより、直流電流を遮断する際に発生するアークを確実に消弧して遮断する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチに係り、特に、直流電流の遮断時に発生するアークの消弧性能が優れた直流電流遮断用小形スイッチに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図１４は従来の消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチの直流電流の遮断部を示す斜視図、図１５はその直流電流の遮断部の平面図、図１６はその直流電流の遮断部の側面図である。
従来、消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチにおいては、図１４に示すように、固定接点１０１と可動接点１０２からなる直流電流回路において、直流電流の遮断部１０３の近傍に永久磁石１０４を配置しておき、図１５及び図１６に示すように、直流電流の遮断時に発生するアーク１０５を永久磁石１０４の磁気により引き伸ばし消弧するようにしている（下記特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−３２０３７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記した消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチでは、開閉機構とは別個に永久磁石を用いた消弧装置を配置して発生したアークを引き伸ばして消孤しており、接点間に流れる電流値によってアークが変化し、その変化するアークを引き伸ばす方向を磁界によってコントロールしなければならないといった磁界等によりアークを引き伸ばして消孤する方式の不安定要因を排除するためには、複雑な設計が必要であり、場合によっては大型化する必要があった。
【０００５】
本発明は、上記状況に鑑みて、小型化を図るとともに、磁界等によりアークを引き伸ばして消孤する方式の不安定要因を排除して確実にアークを消孤することができる、消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記目的を達成するために、
〔１〕消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチにおいて、固定接点と可動接片の可動接点との間に絶縁性と耐熱性の高い材質からなる遮断板を挿入し、機械的にアークを引く方向を制御することにより、直流電流を遮断する際に発生するアークを確実に消弧して遮断することを特徴とする。
【０００７】
〔２〕上記〔１〕記載の消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチにおいて、前記遮断板を駆動する速度を、スイッチの操作部の速度に因らず一定であり、かつ高速とするスプリング反転駆動機構を具備することを特徴とする。
〔３〕上記〔２〕記載の消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチにおいて、前記遮断板は、先端部がテーパ形状の底部と、この底部の両側に形成される先端が傾斜状の立ち上がり部とを具備し、この立ち上がり部により前記可動接片の先端部両側に形成される耳状の突部を押し上げて前記固定接点から前記可動接点を開き、その開かれた箇所に前記遮断板の先端部をさらに挿入するようにしたことを特徴とする。
【０００８】
〔４〕上記〔２〕記載の消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチにおいて、前記固定接点と前記可動接点との間に生じるアークが、前記遮断板の先端部側で引き伸ばされ、前記固定接点の周辺から前方へ延びる筐体の底板に形成される狭い長溝の中へ押し込まれるように押し出され、前記狭い長溝の終端段部で前記遮断板にて阻まれて断ち切られるようにしたことを特徴とする。
【０００９】
〔５〕上記〔４〕記載の消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチにおいて、前記遮断板は、前記固定接点と前記可動接点とが完全に開かれた状態のときには前記遮断板の先端部が小形スイッチの筐体側壁の空間部のひさしに挟み込まれるように構成し、前記筐体の底板と前記遮断板との僅かな隙間に引き続けたアークが存在する場合にもアークを前記空間部へ閉じ込め完全に消弧するようにしたことを特徴とする。
【００１０】
〔６〕上記〔２〕記載の消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチにおいて、前記可動接片は、前記可動接点の前方から上部に折り返される厚めの板状体からなる折曲部と、この折曲部に連設される、滑動棒により押し下げられるやはり厚めの板状体からなる滑動部とをさらに具備することを特徴とする。
〔７〕上記〔６〕記載の消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチにおいて、前記出力端子は折曲部と上方へ突出した直立支点とからなるクランク形状であり、前記直立支点は前記可動接片のアーチ頂点に近接して位置するように固定されていることを特徴とする。
【００１１】
〔８〕上記〔６〕又は〔７〕記載の消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチにおいて、前記固定接点と前記可動接点の接触時（ＯＮ時）には、小形スイッチの転換子が回転し、この転換子の滑動棒が前記アーチ頂点を前方へと通過して前記可動接点側に移動すると、前記可動接片の前記折曲部と前記滑動部が前記アーチ頂点を支点として前記可動接点を押し下げることにより、前記滑動棒を介してバネの力を十分に前記可動接点に加えるようにしたことを特徴とする。
【００１２】
〔９〕上記〔６〕、〔７〕又は〔８〕記載の消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチにおいて、前記固定接点と前記可動接点の開時（ＯＮ時）には、前記アーチ頂点の後方へと前記滑動棒を移動させることにより前記可動接片に掛かる力を低減し、前記固定接点から前記可動接点が開きやすくなるような機構としたことを特徴とする。
〔１０〕上記〔６〕、〔７〕、〔８〕又は〔９〕記載の消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチにおいて、前記可動接片の片側は出力端子に固定されるようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、以下のような効果を奏することができる。
（１）磁界等によりアークを引き伸ばして消孤する方式の不安定要因を排除し、確実にアークを消孤することができる。
（２）消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチの低コスト化、小型化を図ることができる。
【００１４】
（３）開閉機構と一体化させた機構的な装置により、的確にアークを消弧することができる。
（４）固定接点と可動接点との閉時（ＯＮ時）には十分な接触圧力が得られ、一方、開時（ＯＦＦ時）には可動接片に掛かる力をより少なくし、固定接点から可動接点が開きやすくなるようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチの要部断面図である。
【図２】本発明の消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチの固定接点回りの構造を示す図である。
【図３】本発明の消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチの可動接片の拡大部分構造を示す斜視図である。
【図４】本発明の消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチの遮断板の拡大斜視図である。
【図５】本発明の消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチの開閉動作（その１）を示す模式図である。
【図６】本発明の消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチの開閉動作（その２）を示す模式図である。
【図７】本発明の消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチの開閉動作（その３）を示す模式図である。
【図８】本発明の消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチの駆動機構と小形スイッチの開閉動作（その１）を示す図である。
【図９】本発明の消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチの駆動機構と小形スイッチの開閉動作（その２）を示す図である。
【図１０】本発明の消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチの初期の固定接点に対する可動接点の接触状態を示す模式図である。
【図１１】本発明の消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチの固定接点に対する可動接点の挙動を示す模式図である。
【図１２】本発明の消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチの全体構成を示す断面図である。
【図１３】本発明の消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチの分解斜視図である。
【図１４】従来の消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチの直流電流の遮断部を示す斜視図である。
【図１５】従来の消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチの直流電流の遮断部の平面図である。
【図１６】従来の消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチの直流電流の遮断部の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチは、固定接点と可動接片の可動接点との間に絶縁性と耐熱性の高い材質からなる遮断板を挿入し、機械的にアークを引く方向を制御することにより、直流電流を遮断する際に発生するアークを確実に消弧して遮断する。
【実施例】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は本発明の消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチの要部断面図、図２はその固定接点回りの構造を示す図であり、図２（ａ）はその平面図、図２（ｂ）はその断面図である。図３はその可動接片の拡大部分斜視図（可動接点より先に延びる部分は図示していない）、図４はその遮断板の拡大斜視図、図５〜図７はその小形スイッチの開閉動作（その１〜３）を示す模式図（出力端子５の上端方向は図示していない）、図８及び図９はその小形スイッチの駆動機構と小形スイッチの開閉動作（その１〜２）を示す図、図１０はその小形スイッチの初期の固定接点に対する可動接点の接触状態を示す模式図、図１１はその小形スイッチの固定接点に対する可動接点の挙動を示す模式図であり、図１１（ａ）は固定接点に対する可動接点の初期の接触状態を示す模式図、図１１（ｂ）は続いて固定接点に対して摺動する接触状態を示す模式図である。図１２は本発明の消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチの全体構成を示す断面図、図１３はその小形スイッチの分解斜視図である。
【００１８】
これらの図において、１は筐体側壁、１Ａは筐体側壁の受け部、１Ｂは筐体側壁の空間部、１Ｃは空間部１Ｂのひさし、２は筐体の底板、２Ａは底板の床面、２Ｂは固定接点４を固定するための穴、２Ｃは後述する凹部（ザグリ部）に連設される狭い長溝、２Ｄは固定接点４の径とほぼ同寸法の径で形成される凹部（ザグリ部）、２Ｅは狭い長溝２Ｃの終端段部であり、３は固定接点４を固定する固定端子であり、固定接点４の下部を固定するための穴２Ｂを介してリベットで固定される。５は出力端子であり、その出力端子５の上部の曲折部５Ａと直立支点５Ｂを有する。６はアーチ状に曲げられた可動接片であり、その可動接片６の一端部６Ａが固定端子５に接続され、そのアーチ状に曲げられた可動接片６の先端部の両側に半円弧状の耳状の突部７が形成され、その先に可動接点８が取り付けられている。１１は丸ピン１３が形成される摺動体１２の両側に配置される遮断板であり、その遮断板１１の底部１１Ａの先端部１１Ｂはテーパー形状を有し、その遮断板１１の底部１１Ａの両側端には立ち上がり部１１Ｃが形成され、その立ち上がり部１１Ｃの幅は、可動接片６の耳状の突部７を受け止めるのに十分な幅を有し、その立ち上がり部１１Ｃの先端部には先端から後端に向かう傾斜部１１Ｄが形成されている。２１は第１の転換子（上部の転換子）であり、レバー２２が挿入されるレバー装着用穴２１Ａと、ピン２４が装着されるピン装着用穴２１Ｂが形成されており、その下部空間には、レバー装着用穴２１Ａの位置の両側にコイルスプリング２５が装着された滑動棒２６が装着されるとともに、レバー装着用穴２１Ａの位置に対応する中央部には、レバー２２の下端部２２Ｂに係合する受部２７とそれに係合するスプリング２８とが装着される。２９は第１の転換子２１の下方に配置される第２の転換子であり、ピン２４を受入れる円弧状の受部２９Ｂが上部に形成されたコの字形状の本体２９Ａと、このコの字形状の本体２９Ａの下部に設けられる遮断板１１を水平方向に駆動する二股の腕２９Ｃとで構成される。なお、ピン２４の両端は筐体側壁１の受部１Ａに係合させるようにしている。したがって、ピン２４の回転による二股の腕２９Ｃの回転運動を、丸ピン１３との係合により遮断板１１の水平方向へ転換する。なお、レバー２２の上部には操作ボタン２３が取り付けられる。だだし、この操作部材としての操作ボタン２３に替えてレバーとするようにしてもよい。
【００１９】
したがって、レバー２２の操作による第１の転換子２１の回転速度に関わらず、スプリング反転駆動機構による一定の高速動作を行うような水平運動に変換することができる。
そこで、さらに、本発明の消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチの動作について詳細に説明する。
【００２０】
本発明は、（１）直流電流を遮断する際に発生するアークを、固定接点４と可動接点８との間に絶縁性と耐熱性の高い材質からなる遮断板１１を挿入することによりアークを消弧して遮断する。（２）遮断板１１を駆動する速度は、スイッチの操作部の速度に因らず一定で、かつ高速となる駆動機構を有する。（３）固定接点４と可動接点８との閉時（ＯＮ時）には十分な接触圧力が得られ、一方、接点の開時（ＯＦＦ時）には可動接片６に掛かる力をより少なくし、固定接点４から可動接点８が開きやすくなるような機構を有し、確実性を得るために出力端子５に片側固定された片持ちバネ型の可動接片６を有する。
【００２１】
以上により、磁界等によりアークを引き伸ばして消孤する方式の不安定要因を排除して確実にアークを消孤することができる。
以下、更に本発明の特徴について詳細に説明する。
まず、アーク遮断機構について説明する。
図１に示すように、スイッチ筐体の底板２に固定された固定接点４と、同じく筐体の底板２に固定された出力端子５に片側が固定されたアーチ状の可動接片６が、距離をもって配置されている。図２に示すように、固定接点４には筐体の底板２に形成された固定接点４を固定するための穴２Ｂが設けられ、この穴２Ｂに連設する狭い長溝２Ｃが形成される凹部（ザグリ部）２Ｄが形成され、この凹部２Ｄに連設する狭い長溝２Ｃが形成されている。凹部２Ｄの深さは固定接点４の高さより僅かに深く、その幅は固定接点４の径とほぼ同寸法である。アークの消弧に機能する狭い長溝２Ｃは、筐体の底板２における可動接片６の固定部と反対方向に一定の長さで設けられる。
【００２２】
図１及び図３に示すように、可動接片６はバネ性を持つ導電性の板材をアーチ状に曲げたアーチ形状部を有しており、出力端子５に固定される一端部６Ａは反対側に可動接点８を有し、スイッチ筐体に取り付けられた状態では、そのバネ性によって固定接点４に押し当てられて、電気回路の導通が行われる。
また、可動接片６は可動接点８の位置のやや後方の両側に耳状の突部７を有し、その耳状の突部７は側方から見ると半円弧状をなしている。
【００２３】
更に、図１及び図４に示すように、絶縁性と耐熱性の高い材質でできた遮断板１１は、接点の開時（ＯＦＦ時）には固定接点４と可動接点８との間に位置し、接点閉時（ＯＮ時）には固定接点４と可動接片６が固定される出力端子５との間に位置し、スイッチ非操作時は必ずそのどちらかに位置するように構成される。
図４に示すように、遮断板１１の底部１１Ａの先端部１１Ｂはテーパー形状をなし、底部１１Ａの両側には立ち上がり部１１Ｃを有する。立ち上がり部１１Ｃの幅は、前記可動接片６の耳状の突部７を受け止めるのに十分な幅を有し、側方から見ると先端から後端に向って高くなっている傾斜部１１Ｄを有している。
【００２４】
固定接点４と可動接点８とが閉じた状態（ＯＮ状態）から開いた状態（ＯＦＦ状態）に移行する場合、図５に示すように、遮断板１１が固定接点４と可動接点８に向かって移動し、遮断板１１の両側端の立ち上がり部１１Ｂが耳状の突部７を押し上げ、閉じている固定接点４と可動接点８とを開かせる。それと同時に遮断板１１のテーパー形状の先端部１１Ｂを固定接点４と可動接点８との間に滑り込ませ、図６に示すように、必要最低限の距離だけ開いた固定接点４と可動接点８との間に発生するアークを前方へ押し出すように遮断板１１が水平方向に移動する。アークは、スイッチ筐体の底板２の狭い長溝２Ｃの中へ押し込まれるように押し出されこの狭い長溝２Ｃの終端段部２Ｅで遮断板１１にて阻まれ断ち切られる。
【００２５】
更に、遮断板１１と筐体の底板の床面２Ａとの僅かな隙間に引き続けたアークが存在する場合は、図７に示されるように、最終的に遮断板１１が筐体側壁１に当接し、遮断板１１の先端部１１Ｂの上面が筐体の空間部１Ｂのひさし１Ｃに挟み込まれることによって完全に断ち切られる。
以上のように、機械的にアークを引く方向を制御することにより、最小の状態で素早くアークを断ち切るようにし、従来のように永久磁石などに頼らずに、不安定要因を排除し、確実にアークを消弧することができる。
【００２６】
次に、遮断板１１及び可動接片６の駆動機構について説明する。
遮断板１１を動作させるために、スプリング反転機構を用いることにより、固定接点４と可動接点８との開閉に関わる遮断板１１の動作速度を操作部（レバー２２）の操作速度と無関係とし、遮断板１１の水平方向への高速動作を実現するようにした。
スプリング反転機構は、操作部であるレバー２２の操作部分と反対端は反対側の端部（下端部２２Ｂ）を、それとは別の回転軸を持つ第２の転換子２９のコの字形状の本体２９Ａの内側部分とコイルスプリング２８で結び、レバー２２を操作することによってコイルスプリング２８の圧縮力を解放して第２の転換子２９が回転する機構である。操作部としてのレバー２２と第２の転換子２９は直接固定連結されていないので、レバー２２の操作速度と第２の転換子２９の駆動速度は無関係となり、また、コイルスプリング２８の圧縮力が解放される速度が第２の転換子２９の回転速度となるため、第２の転換子２９の駆動速度は高速運動となる。
【００２７】
また、このスプリング反転機構においては、レバー２２の操作によって圧縮されたコイルスプリング２８は操作部であるレバー２２の倒れる方向に第２の転換子２９を付勢し、操作終了時にはレバー２２と第２の転換子２９は常にくの字又は逆くの字の位置関係となる。
更に、その第２の転換子２９のコの字形状の本体２９Ａの下部には、二股の腕２９Ｃが突出しているので、その二股の腕２９Ｃに遮断板１１の一部に設けた丸ピン形状部１３を挟み込ませることによって、レバー２２の操作に伴って第２の転換子２９が円弧運動すると、遮断板１１が水平運動するようになる。なお、遮断板１１は、操作部であるレバー２２の倒れる方向と同じ方向に水平運動し、したがって、レバー２２の操作終了時には常にレバー２２が倒れている方向と同じ方向に位置する。
【００２８】
以上が本発明の消弧装置付き直流電流遮断用スイッチの基本的な動作の説明であるが、可動接点８を遮断板１１が持ち上げる構造であるため、可動接片６のバネ圧力は軽くすることが望ましいので、ＯＮ時には可動接点８を押さえ込む圧力に不足を生じる恐れがある。そのために以下の対応策を講じることにした。
以下、ＯＮ時の接点間圧力の確保について説明する。
【００２９】
図１０に示すように、可動接点８から延びて上方へ折り返された折曲部９と滑動棒２６がその上を滑動する滑動部１０からなるへの字形状の可動接片６に比べると厚めの板状体が、滑動部１０に押し付けられる絶縁体からなる滑動棒２６を介して可動接点８を押し下げることによって、可動接点８の接触圧力が確保される。滑動棒２６とそのバネ２５は、上記した操作部（レバー）２２に取り付けられている第１の転換子２１に収容されている。第１の転換子２１はレバー２２の動きと連動して、その回転軸（ピン）２４を中心にして円弧運動する。それに伴い、滑動棒２６はそのバネ２５のバネ力によって可動接片６を押し下げながら滑動部１０上を滑動する。
【００３０】
上記したように、可撓性を有するアーチ形状の可動接片６の上に可撓性を有さないへの字形状の板材からなる折曲部９と滑動部１０が配置されている。可動接片６と折曲部９及び滑動部１０とは、可動接点８の取付部で可動接点８をリベットとして互いに繋ぎ合わされ、滑動部１０の終端部１０Ａ付近が可動接片６のアーチ頂点６Ｂ付近と接するように曲げ加工される。
【００３１】
可動接片６が接続される出力端子５は、折曲部５Ａと上方へと突出した直立支点５Ｂとからなるクランク形状をしており、直立支点５Ｂの先端が可動接片６のアーチ頂点６Ｂ（以下、この点をＸ点という）に近接して位置するようにして、筐体の底板２に可動接片６と共にスポット溶接等で留められている。
固定接点４と可動接点８のＯＮ時は、図８に示すように、レバー２２の操作によって第１の転換子２１が回転し、滑動棒２６がＸ点を通過して固定接点４および可動接点８側に移動すると、折曲部９と滑動部１０がＸ点を支点として可動接点８を押し下げる。これによって、滑動棒２６を介してバネの力を十分に可動接点８に加えることができる。
【００３２】
導電回路的には、可撓性を高めるために薄くしてある板材部分をショートカットして、可撓性を有さない折曲部９および滑動部１０（厚い部材）から出力端子５（厚い部材）に直接接続されるため、接触抵抗低減による発熱対策としても機能する。また、可動接片６（薄い部材）が放熱板となり発熱対策として機能する。
一方、固定接点４と可動接点８のＯＦＦ時は、図９に示すように、レバー２２の操作によって、滑動棒２６がＸ点を逆方向に通過して固定接点４および可動接点８と反対方向に移動すると、遮断板１１が可動接片６を持ち上げる方向に移動し始める。このとき、滑動棒２６を押し下げるコイルバネ２５は伸びきって力が少なくなるので、持ち上がる方向に動く可動接片６は、そのアーチ形状の根元付近（耳状の突部７付近）が上方へと軽く撓むことになる。これにより、遮断板１１がスムーズに高速で固定接点４と可動接点８との間に狭み込まれることが可能になる。
【００３３】
以上のように、本発明は、可動接片６に可撓性を有する薄い板材と可撓性を有さない厚い板材からなる折曲部９および滑動部１０とを組み合わせて可動接片６を構成し、固定部と接触部分との間に支点を追加することにより、ＯＮ時に十分な接触圧力を確保しつつ、ＯＦＦ時には遮断板が軽く固定接点４と可動接点８間に入りアークを遮断しやすくなるようにした。
【００３４】
次に、強制開離とアーク遮断時間の短縮について説明する。
図１０に示すように、可動接片６の可動接点８は、先端の方が僅かに低く前のめり状態に取り付けられている。
これにより、図１１（ａ）に示すように、固定接点４と当たる時（ＯＮ開始時）、まず先端が当たり、図１１（ｂ）に示すように、撓みやすい可動接片６の薄板のアーチ状部分が上から滑動棒２６で押さえられることにより可動接点８が平らに固定接点４に接触するようになる。ＯＦＦ時にはその逆になる。
【００３５】
このように、摺動的な固定接点４と可動接点８の接触の仕方、開離の仕方が、溶着対策の一助となる。更には、固定接点４と可動接点８のＯＦＦ時に、遮断板１１が可動接点８の後端方向から、斜めに入るので、接触部分を斜めに引き剥がすように働く強制開離機構となる。
固定接点４と可動接点８のＯＦＦ時には、可動接点８の先端部分が最後に固定接点４から離れるため、後端から固定接点４と可動接点８との間に侵入する遮断板１１は、発生するアークを接点の径の最終位置で捉え押し切る態様になる。このようにオフセットした接触の仕方が、アークによる接点中央面磨耗低減と遮断時間短縮に貢献する。
【００３６】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明の消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチは、磁界等によりアークを引き伸ばして消孤する方式の不安定要因を排除して確実にアークを消孤することができる、消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチとして利用可能である。
【符号の説明】
【００３８】
１ 筐体側壁
１Ａ 筐体側壁の受部
１Ｂ 筐体側壁の空間部
１Ｃ 空間部のひさし
２ 筐体の底板
２Ａ 底板の床面
２Ｂ 固定接点を固定するための穴
２Ｃ 狭い長溝
２Ｄ 凹部（ザグリ部）
２Ｅ 狭い長溝の終端段部
３ 固定端子
４ 固定接点
５ 出力端子
５Ａ 出力端子の上部の曲折部
５Ｂ 直立支点
６ 可動接片
６Ａ 可動接片の一端部
６Ｂ 可動接片のアーチ頂点
７ 耳状の突部
８ 可動接点
９ 可動接片の曲折部（厚めの板状体）
１０ 可動接片の滑動部（厚めの板状体）
１０Ａ 滑動部の終端部
１１ 遮断板
１１Ａ 遮断板の底部
１１Ｂ 遮断板の底部の先端部
１１Ｃ 立ち上がり部
１１Ｄ 立ち上がり部の傾斜部
１２ 摺動体
１３ 丸ピン
２１ 第１の転換子
２１Ａ レバー装着用穴
２１Ｂ ピン装着用穴
２２ レバー
２２Ｂ レバーの下端部
２３ 操作ボタン
２４ ピン
２５ コイルスプリング
２６ 滑動棒
２７ レバーの下端部の受部
２９ 第２の転換子
２９Ａ コの字形状の本体
２９Ｂ ピンの受部
２９Ｃ 二股の腕
【技術分野】
【０００１】
本発明は、消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチに係り、特に、直流電流の遮断時に発生するアークの消弧性能が優れた直流電流遮断用小形スイッチに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図１４は従来の消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチの直流電流の遮断部を示す斜視図、図１５はその直流電流の遮断部の平面図、図１６はその直流電流の遮断部の側面図である。
従来、消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチにおいては、図１４に示すように、固定接点１０１と可動接点１０２からなる直流電流回路において、直流電流の遮断部１０３の近傍に永久磁石１０４を配置しておき、図１５及び図１６に示すように、直流電流の遮断時に発生するアーク１０５を永久磁石１０４の磁気により引き伸ばし消弧するようにしている（下記特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−３２０３７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記した消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチでは、開閉機構とは別個に永久磁石を用いた消弧装置を配置して発生したアークを引き伸ばして消孤しており、接点間に流れる電流値によってアークが変化し、その変化するアークを引き伸ばす方向を磁界によってコントロールしなければならないといった磁界等によりアークを引き伸ばして消孤する方式の不安定要因を排除するためには、複雑な設計が必要であり、場合によっては大型化する必要があった。
【０００５】
本発明は、上記状況に鑑みて、小型化を図るとともに、磁界等によりアークを引き伸ばして消孤する方式の不安定要因を排除して確実にアークを消孤することができる、消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記目的を達成するために、
〔１〕消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチにおいて、固定接点と可動接片の可動接点との間に絶縁性と耐熱性の高い材質からなる遮断板を挿入し、機械的にアークを引く方向を制御することにより、直流電流を遮断する際に発生するアークを確実に消弧して遮断することを特徴とする。
【０００７】
〔２〕上記〔１〕記載の消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチにおいて、前記遮断板を駆動する速度を、スイッチの操作部の速度に因らず一定であり、かつ高速とするスプリング反転駆動機構を具備することを特徴とする。
〔３〕上記〔２〕記載の消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチにおいて、前記遮断板は、先端部がテーパ形状の底部と、この底部の両側に形成される先端が傾斜状の立ち上がり部とを具備し、この立ち上がり部により前記可動接片の先端部両側に形成される耳状の突部を押し上げて前記固定接点から前記可動接点を開き、その開かれた箇所に前記遮断板の先端部をさらに挿入するようにしたことを特徴とする。
【０００８】
〔４〕上記〔２〕記載の消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチにおいて、前記固定接点と前記可動接点との間に生じるアークが、前記遮断板の先端部側で引き伸ばされ、前記固定接点の周辺から前方へ延びる筐体の底板に形成される狭い長溝の中へ押し込まれるように押し出され、前記狭い長溝の終端段部で前記遮断板にて阻まれて断ち切られるようにしたことを特徴とする。
【０００９】
〔５〕上記〔４〕記載の消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチにおいて、前記遮断板は、前記固定接点と前記可動接点とが完全に開かれた状態のときには前記遮断板の先端部が小形スイッチの筐体側壁の空間部のひさしに挟み込まれるように構成し、前記筐体の底板と前記遮断板との僅かな隙間に引き続けたアークが存在する場合にもアークを前記空間部へ閉じ込め完全に消弧するようにしたことを特徴とする。
【００１０】
〔６〕上記〔２〕記載の消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチにおいて、前記可動接片は、前記可動接点の前方から上部に折り返される厚めの板状体からなる折曲部と、この折曲部に連設される、滑動棒により押し下げられるやはり厚めの板状体からなる滑動部とをさらに具備することを特徴とする。
〔７〕上記〔６〕記載の消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチにおいて、前記出力端子は折曲部と上方へ突出した直立支点とからなるクランク形状であり、前記直立支点は前記可動接片のアーチ頂点に近接して位置するように固定されていることを特徴とする。
【００１１】
〔８〕上記〔６〕又は〔７〕記載の消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチにおいて、前記固定接点と前記可動接点の接触時（ＯＮ時）には、小形スイッチの転換子が回転し、この転換子の滑動棒が前記アーチ頂点を前方へと通過して前記可動接点側に移動すると、前記可動接片の前記折曲部と前記滑動部が前記アーチ頂点を支点として前記可動接点を押し下げることにより、前記滑動棒を介してバネの力を十分に前記可動接点に加えるようにしたことを特徴とする。
【００１２】
〔９〕上記〔６〕、〔７〕又は〔８〕記載の消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチにおいて、前記固定接点と前記可動接点の開時（ＯＮ時）には、前記アーチ頂点の後方へと前記滑動棒を移動させることにより前記可動接片に掛かる力を低減し、前記固定接点から前記可動接点が開きやすくなるような機構としたことを特徴とする。
〔１０〕上記〔６〕、〔７〕、〔８〕又は〔９〕記載の消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチにおいて、前記可動接片の片側は出力端子に固定されるようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、以下のような効果を奏することができる。
（１）磁界等によりアークを引き伸ばして消孤する方式の不安定要因を排除し、確実にアークを消孤することができる。
（２）消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチの低コスト化、小型化を図ることができる。
【００１４】
（３）開閉機構と一体化させた機構的な装置により、的確にアークを消弧することができる。
（４）固定接点と可動接点との閉時（ＯＮ時）には十分な接触圧力が得られ、一方、開時（ＯＦＦ時）には可動接片に掛かる力をより少なくし、固定接点から可動接点が開きやすくなるようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチの要部断面図である。
【図２】本発明の消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチの固定接点回りの構造を示す図である。
【図３】本発明の消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチの可動接片の拡大部分構造を示す斜視図である。
【図４】本発明の消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチの遮断板の拡大斜視図である。
【図５】本発明の消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチの開閉動作（その１）を示す模式図である。
【図６】本発明の消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチの開閉動作（その２）を示す模式図である。
【図７】本発明の消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチの開閉動作（その３）を示す模式図である。
【図８】本発明の消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチの駆動機構と小形スイッチの開閉動作（その１）を示す図である。
【図９】本発明の消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチの駆動機構と小形スイッチの開閉動作（その２）を示す図である。
【図１０】本発明の消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチの初期の固定接点に対する可動接点の接触状態を示す模式図である。
【図１１】本発明の消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチの固定接点に対する可動接点の挙動を示す模式図である。
【図１２】本発明の消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチの全体構成を示す断面図である。
【図１３】本発明の消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチの分解斜視図である。
【図１４】従来の消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチの直流電流の遮断部を示す斜視図である。
【図１５】従来の消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチの直流電流の遮断部の平面図である。
【図１６】従来の消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチの直流電流の遮断部の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチは、固定接点と可動接片の可動接点との間に絶縁性と耐熱性の高い材質からなる遮断板を挿入し、機械的にアークを引く方向を制御することにより、直流電流を遮断する際に発生するアークを確実に消弧して遮断する。
【実施例】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は本発明の消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチの要部断面図、図２はその固定接点回りの構造を示す図であり、図２（ａ）はその平面図、図２（ｂ）はその断面図である。図３はその可動接片の拡大部分斜視図（可動接点より先に延びる部分は図示していない）、図４はその遮断板の拡大斜視図、図５〜図７はその小形スイッチの開閉動作（その１〜３）を示す模式図（出力端子５の上端方向は図示していない）、図８及び図９はその小形スイッチの駆動機構と小形スイッチの開閉動作（その１〜２）を示す図、図１０はその小形スイッチの初期の固定接点に対する可動接点の接触状態を示す模式図、図１１はその小形スイッチの固定接点に対する可動接点の挙動を示す模式図であり、図１１（ａ）は固定接点に対する可動接点の初期の接触状態を示す模式図、図１１（ｂ）は続いて固定接点に対して摺動する接触状態を示す模式図である。図１２は本発明の消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチの全体構成を示す断面図、図１３はその小形スイッチの分解斜視図である。
【００１８】
これらの図において、１は筐体側壁、１Ａは筐体側壁の受け部、１Ｂは筐体側壁の空間部、１Ｃは空間部１Ｂのひさし、２は筐体の底板、２Ａは底板の床面、２Ｂは固定接点４を固定するための穴、２Ｃは後述する凹部（ザグリ部）に連設される狭い長溝、２Ｄは固定接点４の径とほぼ同寸法の径で形成される凹部（ザグリ部）、２Ｅは狭い長溝２Ｃの終端段部であり、３は固定接点４を固定する固定端子であり、固定接点４の下部を固定するための穴２Ｂを介してリベットで固定される。５は出力端子であり、その出力端子５の上部の曲折部５Ａと直立支点５Ｂを有する。６はアーチ状に曲げられた可動接片であり、その可動接片６の一端部６Ａが固定端子５に接続され、そのアーチ状に曲げられた可動接片６の先端部の両側に半円弧状の耳状の突部７が形成され、その先に可動接点８が取り付けられている。１１は丸ピン１３が形成される摺動体１２の両側に配置される遮断板であり、その遮断板１１の底部１１Ａの先端部１１Ｂはテーパー形状を有し、その遮断板１１の底部１１Ａの両側端には立ち上がり部１１Ｃが形成され、その立ち上がり部１１Ｃの幅は、可動接片６の耳状の突部７を受け止めるのに十分な幅を有し、その立ち上がり部１１Ｃの先端部には先端から後端に向かう傾斜部１１Ｄが形成されている。２１は第１の転換子（上部の転換子）であり、レバー２２が挿入されるレバー装着用穴２１Ａと、ピン２４が装着されるピン装着用穴２１Ｂが形成されており、その下部空間には、レバー装着用穴２１Ａの位置の両側にコイルスプリング２５が装着された滑動棒２６が装着されるとともに、レバー装着用穴２１Ａの位置に対応する中央部には、レバー２２の下端部２２Ｂに係合する受部２７とそれに係合するスプリング２８とが装着される。２９は第１の転換子２１の下方に配置される第２の転換子であり、ピン２４を受入れる円弧状の受部２９Ｂが上部に形成されたコの字形状の本体２９Ａと、このコの字形状の本体２９Ａの下部に設けられる遮断板１１を水平方向に駆動する二股の腕２９Ｃとで構成される。なお、ピン２４の両端は筐体側壁１の受部１Ａに係合させるようにしている。したがって、ピン２４の回転による二股の腕２９Ｃの回転運動を、丸ピン１３との係合により遮断板１１の水平方向へ転換する。なお、レバー２２の上部には操作ボタン２３が取り付けられる。だだし、この操作部材としての操作ボタン２３に替えてレバーとするようにしてもよい。
【００１９】
したがって、レバー２２の操作による第１の転換子２１の回転速度に関わらず、スプリング反転駆動機構による一定の高速動作を行うような水平運動に変換することができる。
そこで、さらに、本発明の消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチの動作について詳細に説明する。
【００２０】
本発明は、（１）直流電流を遮断する際に発生するアークを、固定接点４と可動接点８との間に絶縁性と耐熱性の高い材質からなる遮断板１１を挿入することによりアークを消弧して遮断する。（２）遮断板１１を駆動する速度は、スイッチの操作部の速度に因らず一定で、かつ高速となる駆動機構を有する。（３）固定接点４と可動接点８との閉時（ＯＮ時）には十分な接触圧力が得られ、一方、接点の開時（ＯＦＦ時）には可動接片６に掛かる力をより少なくし、固定接点４から可動接点８が開きやすくなるような機構を有し、確実性を得るために出力端子５に片側固定された片持ちバネ型の可動接片６を有する。
【００２１】
以上により、磁界等によりアークを引き伸ばして消孤する方式の不安定要因を排除して確実にアークを消孤することができる。
以下、更に本発明の特徴について詳細に説明する。
まず、アーク遮断機構について説明する。
図１に示すように、スイッチ筐体の底板２に固定された固定接点４と、同じく筐体の底板２に固定された出力端子５に片側が固定されたアーチ状の可動接片６が、距離をもって配置されている。図２に示すように、固定接点４には筐体の底板２に形成された固定接点４を固定するための穴２Ｂが設けられ、この穴２Ｂに連設する狭い長溝２Ｃが形成される凹部（ザグリ部）２Ｄが形成され、この凹部２Ｄに連設する狭い長溝２Ｃが形成されている。凹部２Ｄの深さは固定接点４の高さより僅かに深く、その幅は固定接点４の径とほぼ同寸法である。アークの消弧に機能する狭い長溝２Ｃは、筐体の底板２における可動接片６の固定部と反対方向に一定の長さで設けられる。
【００２２】
図１及び図３に示すように、可動接片６はバネ性を持つ導電性の板材をアーチ状に曲げたアーチ形状部を有しており、出力端子５に固定される一端部６Ａは反対側に可動接点８を有し、スイッチ筐体に取り付けられた状態では、そのバネ性によって固定接点４に押し当てられて、電気回路の導通が行われる。
また、可動接片６は可動接点８の位置のやや後方の両側に耳状の突部７を有し、その耳状の突部７は側方から見ると半円弧状をなしている。
【００２３】
更に、図１及び図４に示すように、絶縁性と耐熱性の高い材質でできた遮断板１１は、接点の開時（ＯＦＦ時）には固定接点４と可動接点８との間に位置し、接点閉時（ＯＮ時）には固定接点４と可動接片６が固定される出力端子５との間に位置し、スイッチ非操作時は必ずそのどちらかに位置するように構成される。
図４に示すように、遮断板１１の底部１１Ａの先端部１１Ｂはテーパー形状をなし、底部１１Ａの両側には立ち上がり部１１Ｃを有する。立ち上がり部１１Ｃの幅は、前記可動接片６の耳状の突部７を受け止めるのに十分な幅を有し、側方から見ると先端から後端に向って高くなっている傾斜部１１Ｄを有している。
【００２４】
固定接点４と可動接点８とが閉じた状態（ＯＮ状態）から開いた状態（ＯＦＦ状態）に移行する場合、図５に示すように、遮断板１１が固定接点４と可動接点８に向かって移動し、遮断板１１の両側端の立ち上がり部１１Ｂが耳状の突部７を押し上げ、閉じている固定接点４と可動接点８とを開かせる。それと同時に遮断板１１のテーパー形状の先端部１１Ｂを固定接点４と可動接点８との間に滑り込ませ、図６に示すように、必要最低限の距離だけ開いた固定接点４と可動接点８との間に発生するアークを前方へ押し出すように遮断板１１が水平方向に移動する。アークは、スイッチ筐体の底板２の狭い長溝２Ｃの中へ押し込まれるように押し出されこの狭い長溝２Ｃの終端段部２Ｅで遮断板１１にて阻まれ断ち切られる。
【００２５】
更に、遮断板１１と筐体の底板の床面２Ａとの僅かな隙間に引き続けたアークが存在する場合は、図７に示されるように、最終的に遮断板１１が筐体側壁１に当接し、遮断板１１の先端部１１Ｂの上面が筐体の空間部１Ｂのひさし１Ｃに挟み込まれることによって完全に断ち切られる。
以上のように、機械的にアークを引く方向を制御することにより、最小の状態で素早くアークを断ち切るようにし、従来のように永久磁石などに頼らずに、不安定要因を排除し、確実にアークを消弧することができる。
【００２６】
次に、遮断板１１及び可動接片６の駆動機構について説明する。
遮断板１１を動作させるために、スプリング反転機構を用いることにより、固定接点４と可動接点８との開閉に関わる遮断板１１の動作速度を操作部（レバー２２）の操作速度と無関係とし、遮断板１１の水平方向への高速動作を実現するようにした。
スプリング反転機構は、操作部であるレバー２２の操作部分と反対端は反対側の端部（下端部２２Ｂ）を、それとは別の回転軸を持つ第２の転換子２９のコの字形状の本体２９Ａの内側部分とコイルスプリング２８で結び、レバー２２を操作することによってコイルスプリング２８の圧縮力を解放して第２の転換子２９が回転する機構である。操作部としてのレバー２２と第２の転換子２９は直接固定連結されていないので、レバー２２の操作速度と第２の転換子２９の駆動速度は無関係となり、また、コイルスプリング２８の圧縮力が解放される速度が第２の転換子２９の回転速度となるため、第２の転換子２９の駆動速度は高速運動となる。
【００２７】
また、このスプリング反転機構においては、レバー２２の操作によって圧縮されたコイルスプリング２８は操作部であるレバー２２の倒れる方向に第２の転換子２９を付勢し、操作終了時にはレバー２２と第２の転換子２９は常にくの字又は逆くの字の位置関係となる。
更に、その第２の転換子２９のコの字形状の本体２９Ａの下部には、二股の腕２９Ｃが突出しているので、その二股の腕２９Ｃに遮断板１１の一部に設けた丸ピン形状部１３を挟み込ませることによって、レバー２２の操作に伴って第２の転換子２９が円弧運動すると、遮断板１１が水平運動するようになる。なお、遮断板１１は、操作部であるレバー２２の倒れる方向と同じ方向に水平運動し、したがって、レバー２２の操作終了時には常にレバー２２が倒れている方向と同じ方向に位置する。
【００２８】
以上が本発明の消弧装置付き直流電流遮断用スイッチの基本的な動作の説明であるが、可動接点８を遮断板１１が持ち上げる構造であるため、可動接片６のバネ圧力は軽くすることが望ましいので、ＯＮ時には可動接点８を押さえ込む圧力に不足を生じる恐れがある。そのために以下の対応策を講じることにした。
以下、ＯＮ時の接点間圧力の確保について説明する。
【００２９】
図１０に示すように、可動接点８から延びて上方へ折り返された折曲部９と滑動棒２６がその上を滑動する滑動部１０からなるへの字形状の可動接片６に比べると厚めの板状体が、滑動部１０に押し付けられる絶縁体からなる滑動棒２６を介して可動接点８を押し下げることによって、可動接点８の接触圧力が確保される。滑動棒２６とそのバネ２５は、上記した操作部（レバー）２２に取り付けられている第１の転換子２１に収容されている。第１の転換子２１はレバー２２の動きと連動して、その回転軸（ピン）２４を中心にして円弧運動する。それに伴い、滑動棒２６はそのバネ２５のバネ力によって可動接片６を押し下げながら滑動部１０上を滑動する。
【００３０】
上記したように、可撓性を有するアーチ形状の可動接片６の上に可撓性を有さないへの字形状の板材からなる折曲部９と滑動部１０が配置されている。可動接片６と折曲部９及び滑動部１０とは、可動接点８の取付部で可動接点８をリベットとして互いに繋ぎ合わされ、滑動部１０の終端部１０Ａ付近が可動接片６のアーチ頂点６Ｂ付近と接するように曲げ加工される。
【００３１】
可動接片６が接続される出力端子５は、折曲部５Ａと上方へと突出した直立支点５Ｂとからなるクランク形状をしており、直立支点５Ｂの先端が可動接片６のアーチ頂点６Ｂ（以下、この点をＸ点という）に近接して位置するようにして、筐体の底板２に可動接片６と共にスポット溶接等で留められている。
固定接点４と可動接点８のＯＮ時は、図８に示すように、レバー２２の操作によって第１の転換子２１が回転し、滑動棒２６がＸ点を通過して固定接点４および可動接点８側に移動すると、折曲部９と滑動部１０がＸ点を支点として可動接点８を押し下げる。これによって、滑動棒２６を介してバネの力を十分に可動接点８に加えることができる。
【００３２】
導電回路的には、可撓性を高めるために薄くしてある板材部分をショートカットして、可撓性を有さない折曲部９および滑動部１０（厚い部材）から出力端子５（厚い部材）に直接接続されるため、接触抵抗低減による発熱対策としても機能する。また、可動接片６（薄い部材）が放熱板となり発熱対策として機能する。
一方、固定接点４と可動接点８のＯＦＦ時は、図９に示すように、レバー２２の操作によって、滑動棒２６がＸ点を逆方向に通過して固定接点４および可動接点８と反対方向に移動すると、遮断板１１が可動接片６を持ち上げる方向に移動し始める。このとき、滑動棒２６を押し下げるコイルバネ２５は伸びきって力が少なくなるので、持ち上がる方向に動く可動接片６は、そのアーチ形状の根元付近（耳状の突部７付近）が上方へと軽く撓むことになる。これにより、遮断板１１がスムーズに高速で固定接点４と可動接点８との間に狭み込まれることが可能になる。
【００３３】
以上のように、本発明は、可動接片６に可撓性を有する薄い板材と可撓性を有さない厚い板材からなる折曲部９および滑動部１０とを組み合わせて可動接片６を構成し、固定部と接触部分との間に支点を追加することにより、ＯＮ時に十分な接触圧力を確保しつつ、ＯＦＦ時には遮断板が軽く固定接点４と可動接点８間に入りアークを遮断しやすくなるようにした。
【００３４】
次に、強制開離とアーク遮断時間の短縮について説明する。
図１０に示すように、可動接片６の可動接点８は、先端の方が僅かに低く前のめり状態に取り付けられている。
これにより、図１１（ａ）に示すように、固定接点４と当たる時（ＯＮ開始時）、まず先端が当たり、図１１（ｂ）に示すように、撓みやすい可動接片６の薄板のアーチ状部分が上から滑動棒２６で押さえられることにより可動接点８が平らに固定接点４に接触するようになる。ＯＦＦ時にはその逆になる。
【００３５】
このように、摺動的な固定接点４と可動接点８の接触の仕方、開離の仕方が、溶着対策の一助となる。更には、固定接点４と可動接点８のＯＦＦ時に、遮断板１１が可動接点８の後端方向から、斜めに入るので、接触部分を斜めに引き剥がすように働く強制開離機構となる。
固定接点４と可動接点８のＯＦＦ時には、可動接点８の先端部分が最後に固定接点４から離れるため、後端から固定接点４と可動接点８との間に侵入する遮断板１１は、発生するアークを接点の径の最終位置で捉え押し切る態様になる。このようにオフセットした接触の仕方が、アークによる接点中央面磨耗低減と遮断時間短縮に貢献する。
【００３６】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明の消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチは、磁界等によりアークを引き伸ばして消孤する方式の不安定要因を排除して確実にアークを消孤することができる、消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチとして利用可能である。
【符号の説明】
【００３８】
１ 筐体側壁
１Ａ 筐体側壁の受部
１Ｂ 筐体側壁の空間部
１Ｃ 空間部のひさし
２ 筐体の底板
２Ａ 底板の床面
２Ｂ 固定接点を固定するための穴
２Ｃ 狭い長溝
２Ｄ 凹部（ザグリ部）
２Ｅ 狭い長溝の終端段部
３ 固定端子
４ 固定接点
５ 出力端子
５Ａ 出力端子の上部の曲折部
５Ｂ 直立支点
６ 可動接片
６Ａ 可動接片の一端部
６Ｂ 可動接片のアーチ頂点
７ 耳状の突部
８ 可動接点
９ 可動接片の曲折部（厚めの板状体）
１０ 可動接片の滑動部（厚めの板状体）
１０Ａ 滑動部の終端部
１１ 遮断板
１１Ａ 遮断板の底部
１１Ｂ 遮断板の底部の先端部
１１Ｃ 立ち上がり部
１１Ｄ 立ち上がり部の傾斜部
１２ 摺動体
１３ 丸ピン
２１ 第１の転換子
２１Ａ レバー装着用穴
２１Ｂ ピン装着用穴
２２ レバー
２２Ｂ レバーの下端部
２３ 操作ボタン
２４ ピン
２５ コイルスプリング
２６ 滑動棒
２７ レバーの下端部の受部
２９ 第２の転換子
２９Ａ コの字形状の本体
２９Ｂ ピンの受部
２９Ｃ 二股の腕
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定接点と可動接片の可動接点との間に絶縁性と耐熱性の高い材質からなる遮断板を挿入し、機械的にアークを引く方向を制御することにより、直流電流を遮断する際に発生するアークを確実に消弧して遮断することを特徴とする消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチ。
【請求項２】
請求項１記載の消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチにおいて、前記遮断板を駆動する速度を、スイッチの操作部の速度に因らず一定であり、かつ高速とするスプリング反転駆動機構を具備することを特徴とする消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチ。
【請求項３】
請求項２記載の消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチにおいて、前記遮断板は、先端部がテーパ形状の底部と、該底部の両側に形成される先端が傾斜状の立ち上がり部とを具備し、該立ち上がり部により前記可動接片の先端部両側に形成される耳状の突部を押し上げて前記固定接点から前記可動接点を開き、その開かれた箇所に前記遮断板の先端部をさらに挿入するようにしたことを特徴とする消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチ。
【請求項４】
請求項２記載の消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチにおいて、前記固定接点と前記可動接点との間に生じるアークが、前記遮断板の先端部側で引き伸ばされ、前記固定接点の周辺から前方へ延びる筐体の底板に形成される狭い長溝の中へ押し込まれるように押し出され、前記狭い長溝の終端段部で前記遮断板にて阻まれて断ち切られるようにしたことを特徴とする消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチ。
【請求項５】
請求項４記載の消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチにおいて、前記遮断板は、前記固定接点と前記可動接点とが完全に開かれた状態のときには前記遮断板の先端部が小形スイッチの筐体側壁の空間部のひさしに挟み込まれるように構成し、前記筐体の底板と前記遮断板との僅かな隙間に引き続けたアークが存在する場合にもアークを前記空間部へ閉じ込め完全に消弧するようにしたことを特徴とする消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチ。
【請求項６】
請求項２記載の消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチにおいて、前記可動接片は、前記可動接点の前方から上部に折り返される厚めの板状体からなる折曲部と、該折曲部に連設される、滑動棒により押し下げられるやはり厚めの板状体からなる滑動部とをさらに具備することを特徴とする消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチ。
【請求項７】
請求項６記載の消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチにおいて、前記出力端子は折曲部と上方へ突出した直立支点とからなるクランク形状であり、前記直立支点は前記可動接片のアーチ頂点に近接して位置するように固定されていることを特徴とする消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチ。
【請求項８】
請求項６又は７記載の消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチにおいて、前記固定接点と前記可動接点の接触時（ＯＮ時）には、小形スイッチの転換子が回転し、該転換子の滑動棒が前記アーチ頂点を前方へと通過して前記可動接点側に移動すると、前記可動接片の前記折曲部と前記滑動部が前記アーチ頂点を支点として前記可動接点を押し下げることにより、前記滑動棒を介してバネの力を十分に前記可動接点に加えるようにしたことを特徴とする消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチ。
【請求項９】
請求項６、７又は８記載の消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチにおいて、前記固定接点と前記可動接点の開時（ＯＮ時）には、前記アーチ頂点の後方へと前記滑動棒を移動させることにより前記可動接片に掛かる力を低減し、前記固定接点から前記可動接点が開きやすくなるような機構としたことを特徴とする消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチ。
【請求項１０】
請求項６、７、８又は９記載の消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチにおいて、前記可動接片の片側は出力端子に固定されるようにしたことを特徴とする消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチ。
【請求項１】
固定接点と可動接片の可動接点との間に絶縁性と耐熱性の高い材質からなる遮断板を挿入し、機械的にアークを引く方向を制御することにより、直流電流を遮断する際に発生するアークを確実に消弧して遮断することを特徴とする消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチ。
【請求項２】
請求項１記載の消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチにおいて、前記遮断板を駆動する速度を、スイッチの操作部の速度に因らず一定であり、かつ高速とするスプリング反転駆動機構を具備することを特徴とする消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチ。
【請求項３】
請求項２記載の消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチにおいて、前記遮断板は、先端部がテーパ形状の底部と、該底部の両側に形成される先端が傾斜状の立ち上がり部とを具備し、該立ち上がり部により前記可動接片の先端部両側に形成される耳状の突部を押し上げて前記固定接点から前記可動接点を開き、その開かれた箇所に前記遮断板の先端部をさらに挿入するようにしたことを特徴とする消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチ。
【請求項４】
請求項２記載の消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチにおいて、前記固定接点と前記可動接点との間に生じるアークが、前記遮断板の先端部側で引き伸ばされ、前記固定接点の周辺から前方へ延びる筐体の底板に形成される狭い長溝の中へ押し込まれるように押し出され、前記狭い長溝の終端段部で前記遮断板にて阻まれて断ち切られるようにしたことを特徴とする消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチ。
【請求項５】
請求項４記載の消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチにおいて、前記遮断板は、前記固定接点と前記可動接点とが完全に開かれた状態のときには前記遮断板の先端部が小形スイッチの筐体側壁の空間部のひさしに挟み込まれるように構成し、前記筐体の底板と前記遮断板との僅かな隙間に引き続けたアークが存在する場合にもアークを前記空間部へ閉じ込め完全に消弧するようにしたことを特徴とする消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチ。
【請求項６】
請求項２記載の消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチにおいて、前記可動接片は、前記可動接点の前方から上部に折り返される厚めの板状体からなる折曲部と、該折曲部に連設される、滑動棒により押し下げられるやはり厚めの板状体からなる滑動部とをさらに具備することを特徴とする消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチ。
【請求項７】
請求項６記載の消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチにおいて、前記出力端子は折曲部と上方へ突出した直立支点とからなるクランク形状であり、前記直立支点は前記可動接片のアーチ頂点に近接して位置するように固定されていることを特徴とする消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチ。
【請求項８】
請求項６又は７記載の消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチにおいて、前記固定接点と前記可動接点の接触時（ＯＮ時）には、小形スイッチの転換子が回転し、該転換子の滑動棒が前記アーチ頂点を前方へと通過して前記可動接点側に移動すると、前記可動接片の前記折曲部と前記滑動部が前記アーチ頂点を支点として前記可動接点を押し下げることにより、前記滑動棒を介してバネの力を十分に前記可動接点に加えるようにしたことを特徴とする消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチ。
【請求項９】
請求項６、７又は８記載の消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチにおいて、前記固定接点と前記可動接点の開時（ＯＮ時）には、前記アーチ頂点の後方へと前記滑動棒を移動させることにより前記可動接片に掛かる力を低減し、前記固定接点から前記可動接点が開きやすくなるような機構としたことを特徴とする消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチ。
【請求項１０】
請求項６、７、８又は９記載の消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチにおいて、前記可動接片の片側は出力端子に固定されるようにしたことを特徴とする消弧装置付き直流電流遮断用小形スイッチ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１２−２１２５４３（Ｐ２０１２−２１２５４３Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１日（２０１２．１１．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７７１５１（Ｐ２０１１−７７１５１）
【出願日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【出願人】（０００２３０７２２）日本開閉器工業株式会社 (79)
【出願人】（５０１４７０５４４）エヌ・ティ・ティ・データ先端技術株式会社 (29)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１日（２０１２．１１．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【出願人】（０００２３０７２２）日本開閉器工業株式会社 (79)
【出願人】（５０１４７０５４４）エヌ・ティ・ティ・データ先端技術株式会社 (29)
【Ｆターム（参考）】
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