专利名称：开关的制作方法
技术领域：
本发明涉及被使用于配线用开关或漏电遮断器等的开关，特别是涉及提高了针对在遮断电流时产生于接点间的电弧的消弧性能的开关。
背景技术：
作为现有开关存在以下开关，即:通过在消弧角形件上设置呈倒U字形竖起的迂回电流路来强化作用于电弧的电磁力，由电磁力将在固定接点与可动接点间产生的电弧向消弧角形件驱动，可以快速地向消弧角形件换流(例如参照专利文献I)。另外，存在以下开关，即:通过在可动接点上设置与消弧角形件相邻且从接点面突出的突起部，使电弧点向突起部换流，可容易实现接点的消耗的抑制以及电弧向消弧格栅的引导(例如参照专利文献2)。
先前技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平9-50752号公报(第3 4页、图1)
专利文献2:日本特开2011-81988号公报(第5 6页、图3)发明内容
发明要解决的课题
在现有的配线用开关中，在遮断数IOA以下的直流小电流的情况下，即便使在接点上有电弧点的电弧与消弧角形件等换流部位接触，也难以在换流部位形成电弧点，电弧点长时间附着于接点上，成为由接点损耗造成的接触阻力增大而引起接点间温度上升的原因。另外，在小电流电弧的情况下，因为消弧格栅使得电弧难以成为断路状态，所以为了消弧而需要在消弧格栅的宽的范围内将电弧形成为接触状态来进行冷却。为此，当电弧不能向消弧角形件换流时，无法由消弧格栅有效地冷却电弧，有时在达到消弧之前需要数IOOms以上。即，在直流小电流的情况下遮断时间变长，有可能引起电路的故障。另外，即使经过数IOOms以上，也还存在不能向消弧角形件换流的情况，所以，在专利文献I这样的、以把电弧点转移向消弧角形件为前提而设计出的消弧室中，有在直流小电流的遮断过程中不能对电弧进行消弧而不能遮断的危险。另外，在采用使电弧行进数cm以上到达消弧格栅来对电弧进行冷却的方式的消弧室中，也有不能使行进板上的直流小电流的电弧快速地行进而造成遮断时间延长或是不能遮断的危险。
另外，在专利文献2这样的技术中，虽然在直流小电流的情况下也可提高遮断性能，但直流电流越低则换流的概率就越低，很难说在遮断性能方面必定具有充分的可靠性。
本发明是用于解决上述这样的现有技术的课题而做出的，其目的是提供即使在直流小电流的情况下也容易将电弧向电弧换流部转移、提高了电路安全性及遮断可靠性的开关。
用于解决课题的手段
本发明的开关具备:一对触头，该一对触头设置成能通过驱动机构部使接点相互接触分离；消弧格栅，该消弧格栅用于对在开路时产生于上述接点相互之间的电弧进行消弧；以及电弧换流部，该电弧换流部在上述一对触头的至少一方中的上述电弧的行进方向与上述一方的触头同电位地设置，在表面的至少一部分在与上述电弧的行进方向交叉的方向以规定间隔反复配设有多个凹凸。
发明的效果
根据本发明，通过在电弧换流部的表面设置凹凸部或台阶部，即使对于直流小电流的电弧也容易使接点上的电弧点向电弧换流部转移，可以由消弧格栅有效地冷却电弧。为此，可降低接点的损耗、缩短遮断时间，提高电路安全性、遮断可靠性。
图1是表示本发明的实施方式I的开关的开路状态下的消弧室部分的主要部分构成的侧视图。
图2是表示本发明的用于检验电弧的换流性能及行进性能的改进效果的部件模式的侧视图。
图3是表示本发明的实施方式2的开关的开路状态下的消弧室部分的主要部分构成的侧视图。
图4是表示图3所示的成为实施方式2的变型例的消弧室部分的固定触头及消弧器附近的主要部分构成的侧视图(a)及俯视图(b)。
图5是表示本发明的实施方式3的开关中的固定触头及消弧器附近的主要部分构成的侧视图。
图6是表示图5的变型例的侧视图。
图7是表示本发明的实施方式4的开关中的固定触头及消弧器附近的主要部分构成的立体图。
图8是表示图7的变型例的侧视图。
图9是表不图7的另一变型例的侧视图。
图10是表示本发明的实施方式5的开关中的消弧器的表面的格栅状的凹凸部的图案例的图。
图11是表示本发明的实施方式6的开关中的固定触头及消弧器附近的主要部分构成的俯视图(a)及侧视图(b)。
图12是表示本发明的实施方式7的开关中的固定触头及消弧器附近的主要部分构成的侧视图。
图13是表示本发明的实施方式8的开关中的固定触头及消弧器附近的主要部分构成的立体图(a)和只表示消弧器80的俯视图(b)。
图14是表示本发明的实施方式9的开关中的固定触头及消弧器附近的主要部分构成的侧视图。
图15是表示本发明的实施方式10的开关中的固定触头及消弧器附近的主要部分构成的侧视图。
图16是表示本发明的实施方式11的开关的开路状态下的消弧室部分的主要部分构成的侧视图。
图17是表示图15所示的消弧角形件表面的凹凸部的变型例的立体图。
图18是表示本发明的实施方式12的开关的开路状态下的消弧室部分的主要部分构成的侧视图。
图19是表示本发明的实施方式13的开关的开路状态下的消弧室部分的主要部分构成的侧视图。
图20是表示本发明的实施方式14的开关的开路状态下的消弧室部分的主要部分构成的侧视图。
图21是表示本发明的实施方式15的开关的开路状态下的消弧室部分的主要部分构成的侧视图。
图22是表示本发明的实施方式16的开关的开路状态下的消弧室部分的主要部分构成的侧视图。
图23是表示本发明的实施方式17的开关的开路状态下的消弧室部分的主要部分构成的侧视图(a)和只表示消弧器80B及80A的立体图(b)和(C)。
附图标记说明
1:框体，Ia:壳体，Ib:盖，2、3:端子部，4:固定触头，4a:固定接点，5:可动触头，5a:可动接点，5b:旋转轴，6:电弧，7:消弧格栅，7a:消弧板，8、8A、8B:凹凸部，8a:槽，8b:凸部，8c:凹部，8s:台阶部，80、80A、80B:消弧器(Arc runner)(电弧换流部)，9、9A、9B:凹凸部，90、90A、90B:消弧角形件(Arc ing horn)(电弧换流部)，10:继电器部，11:驱动机构部，12、13:电极，12A、13A:接点，14:外部磁场，15绝缘物，16:导体，A:消弧室。
具体实施方式
实施方式1.
图1是表示本发明的实施方式I的开关的开路状态下的消弧室部分的主要部分构成的概略侧视图。在图中，开关在包括由绝缘物构成的壳体Ia及盖Ib的框体I的两端部，设置与外部的电力电路连接的端子部2及3，在中央部设置消弧室A。在消弧室A设有:与端子部2形成一体、在规定部分设置固定接点4a的固定触头4 ;具有与固定接点4a接触分离的可动接点5a、设置成围绕旋转轴5b转动的可动触头5 ;以与该可动触头5的末端相向的方式配置于固定触头4的上方、用于收取并冷却在开路时在固定接点4a和可动接点5a之间产生的电弧6的、保持规定间隔地重叠多片消弧板的消弧格栅7 ;设于固定触头4的固定接点4a的电弧6的行进方向侧、在表面设有由形成于与电弧行进方向交叉的方向的多个槽形成的凹凸部8的、作为电弧换流部的消弧器80等。
端子部3与检测异常电流并输出开路指令的继电器部10电连接，进而继电器部10与上述可动触头5在该可动触头5的旋转轴5b侧电连接。在消弧室A部分，还收纳作为从继电器部10输出的上述开路指令的传递目的地的驱动机构部11等，可动触头5构成为相对于驱动机构部11由图中省略的连杆机构围绕旋转轴5b转动，相对于固定接点4a使可动接点5a进行开闭动作。另外，框体I的消弧室A部进而在图1的纸面的前后方向被划分为多个，排列设置2 4相的程度(省略图示)。
另外，为了将伴随电弧产生的热气排向开关外部，在图1的右侧部设置未图示的排气口。为此，在产生电弧时消弧室A的内部压力上升之际，在两接点间的空间和上述排气口之间产生强的压力梯度，在消弧格栅7产生压入电弧的气体的流动。另外，在该实施方式I中对相对于固定触头4设置在表面形成凹凸部8的消弧器80的情况进行了说明，但不限于此。具体的如以下所述，通过将上述消弧器80设于固定触头4和可动触头5中的至少一方而可得到同样的效果。另外，即使在作为电弧换流部的消弧器80为消弧角形件的情况下，也可得到同样效果。另外，消弧板或消弧格栅7的形状和其它未图示部分的构成等与例如专利文献I的现有技术等相同。
接着，对于如上述那样在消弧器80的表面在与电弧行进方向交叉的方向(该实施方式I中的正交方向)隔开规定间隔地设置由多个槽构成的凹凸部8的实施方式I的动作，参照深入研究了开关的直流小电流遮断时的换流改进效果及原理的结果进行说明。
另外，为了检验本发明的换流效果，使用图2所示的部件模式，形成电弧6与消弧器80强制接触的状况，对从产生电弧6起的IOOms以内进行换流的概率和到换流为止所需要的时间进行分析。在图2中，部件模式如此构成，即:在平行设置的电极12、13上相向地设置接点12A、13A，在一个电极12的延长线上同电位地设置消弧器80，另一方面，在接点12A、13A之间在图示的方向作用外部磁场14。
以下的表I是重复8 12次左右上述试验而得到的平均值。另外，表I的上面一行“平面状”相当于消弧器80的表面形成平面状的现有装置，下面一行“带格栅”与消弧器80的表面由图2所示连续的凹凸部8构成的实施方式I对应。
表I
权利要求
1.一种开关，其特征在于，具备:一对触头，该一对触头设置成能通过驱动机构部使接点相互接触分离；消弧格栅，该消弧格栅用于对在开路时产生于上述接点相互之间的电弧进行消弧；以及电弧换流部，该电弧换流部在上述一对触头的至少一方中的上述电弧的行进方向与上述一方的触头同电位地设置，在表面的至少一部分在与上述电弧的行进方向交叉的方向以规定间隔反复配设有多个凹凸。
2.如权利要求1所述的开关，其特征在于，上述多个凹凸的相邻的凸部之间由凹部隔开。
3.如权利要求1或2所述的开关，其特征在于，在设于上述电弧换流部的上述凹凸部之中的凸部的背面部，设有减小该凸部的热容量的凹部。
4.如权利要求1或2所述的开关，其特征在于，在设于上述电弧换流部的上述凹凸部之中的凹部，设有非传导性的绝缘物。
5.如权利要求1或2所述的开关，其特征在于，上述电弧换流部由磁性材料构成。
6.如权利要求1或2所述的开关，其特征在于，配置于直流电路的阴极侧的上述电弧换流部由功函数比用于上述触头的材料低的材料构成。
7.如权利要求1或2所述的开关，其特征在于，配置于直流电路的阳极侧的上述电弧换流部由功函数比用于上述触头的材料高的材料构成。
8.如权利要求1或2所述的开关，其特征在于，作为上述电弧换流部，使用与用于上述触头的材料相比沸点低或比热小的材料。
9.如权利要求1或2所述的开关，其特征在于，作为上述电弧换流部，使用与用于上述触头的材料相比沸点高或比热大的材料。
全文摘要
在本发明的开关中，即使在电弧难以向消弧角形件或消弧器换流的直流小电流遮断时也可以切实地将电弧换流，保证电路的安全性、遮断的可靠性。开关的特征在于，具备一对触头(4、5)，设置成可由驱动机构部(11)使接点相互接触分离；消弧格栅(7)，用于对在开路时产生于上述接点相互之间的电弧(6)进行消弧；电弧换流部(消弧器(80))，在上述一对触头的至少一方中的上述电弧的行进方向与上述一方的触头同电位地设置，在表面的至少一部分在与上述电弧的行进方向交叉的方向以规定间隔反复配设多个凹凸。
文档编号H01H73/18GK103151198SQ201210191270
公开日2013年6月12日 申请日期2012年6月12日 优先权日2011年12月7日
发明者渡边真也, 小仓健太郎, 中川淳, 江古宪一 申请人:三菱电机株式会社