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开关

阅读：1036发布：2020-10-16

IPRDB可以提供开关专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且在本发明的开关中，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。，下面是开关专利的具体信息内容。

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。

说明书全文

开关

技术领域

[0001] 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

[0002] 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1）。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）。

[0003] 先前技术文献

[0004] 专利文献

[0005] 专利文献1：日本特开平9-50752号公报（第3~4页、图1）

[0006] 专利文献2：日本特开2011-81988号公报（第5~6页、图3）

发明内容

[0007] 发明要解决的课题

[0008] 在现有的配线用开关中，在遮断数10A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100ms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100ms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1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。

[0009] 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。

[0010] 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。

[0011] 用于解决课题的手段

[0012] 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。

[0013] 发明的效果

[0014] 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。

附图说明

[0015] 图1是表示本发明的实施方式1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。

[0016] 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。

[0017] 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。

[0018] 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）。

[0019] 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。

[0020] 图6是表示图5的变型例的侧视图。

[0021] 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。

[0022] 图8是表示图7的变型例的侧视图。

[0023] 图9是表示图7的另一变型例的侧视图。

[0024] 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。

[0025] 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）。

[0026] 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。

[0027] 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）。

[0028] 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。

[0029] 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。

[0030] 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。

[0031] 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。

[0032] 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。

[0033] 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。

[0034] 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。

[0035] 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。

[0036] 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。

[0037] 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）。

[0038] 附图标记说明

[0039] 1：框体，1a：壳体，1b：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（Arcing 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

[0040] 实施方式1.

[0041] 图1是表示本发明的实施方式1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1a及盖1b的框体1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。

[0042] 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1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）。

[0043] 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1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1的现有技术等相同。

[0044] 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1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1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。

[0045] 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100ms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。

[0046] 以下的表1是重复8~12次左右上述试验而得到的平均值。另外，表1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1对应。

[0047] 表1

[0048]

[0049] 如上述表1所表明的那样，在现有的平面状的消弧器中，当电流小时，换流困难，在DC10A（直流10安培）的情况下几乎不换流。而按照本发明的构造，则在DC10A的情况下也以50％以上的概率换流，在DC20A以上的情况下切实地换流。另外，因为到换流为止的时间也变短，所以可提高遮断可靠性以及降低接点损耗。另外，形成于消弧器80的格栅的凹凸的间距为0.5~数mm左右即可，但通过相对于凹部的宽度改变凸部的宽度，进而可以同时改进换流概率和换流时间，例如在阳极的情况下与凹部的宽度1mm/凸部的宽度1mm的情况相比，相对于凸部的宽度1mm将凹部的宽度设为2~3mm左右为好，在阴极的情况下将凹部的宽度设为1~2mm左右为好。

[0050] 从上述这样的部件模式形成的结论等来看，电弧6在本发明的具有凹凸部8的消弧器80中要比表面为平面状的现有的消弧器更容易换流，认为依靠的是以下这样作用的发挥。

[0051] （1）在与构成凹凸部8的凸部的空间的界面附近容易产生电场集中，在电场集中产生的部位电子容易沿电场运动，特别是阴极的情况下可使实际功函数降低。

[0052] （2）从消弧器80附近的电弧空间流到电弧点面以外的暗电流等的电流集中到上述凸部，在凸部附近产生局部的焦耳热，凸部附近空间的导电率上升。

[0053] （3）通过由构成凹凸部8的槽（凹部）形成的体积缩小，消弧器80的局部的热容量降低，接近电弧6的消弧器80的凸部的温度容易上升。为此，从凸部喷出金属蒸气，电弧6容易在消弧器80的凸部持续产生。另外，在阴极的情况下由电极的实际功函数降低造成的热电子放出或由电弧6的滞留造成的来自上述电弧6的高频度的高能量粒子入射容易产生二次放电。

[0054] 这样，通过在消弧器80的表面上设置由与电弧行进方向交叉的方向的多个槽构成的凹凸部8，在小电流区域的情况下消弧器80附近的导电率也上升，进而消弧器80与气中间的电子的往来容易，所以容易形成电弧点，容易向消弧器80上换流。

[0055] 另外，按照本发明的构造，也可以改进消弧器80上的电弧行进性能。接着，在表2中表示用图2的部件模式分析了在消弧器80上在100ms以内行进3cm以上的概率和直到行进3cm为止所需要的平均时间的结果。

[0056] 表2

[0057]

[0058] 如表2的结果表明，通过采用本发明的构造，在DC20A以上的情况下可改进电弧的行进概率和行进时间，在采用电弧行进方式的开关中也可以提高遮断的可靠性。

[0059] 如上所述，按照实施方式1，通过在与固定触头4同电位的消弧器80的表面上设置在电弧行进方向以规定间隔形成有多个在与电弧行进方向交叉的方向形成的槽的凹凸部8，在构成凹凸部8的凸部形成多个局部的热或电场更集中的部位，增加电弧的换流点，在直流小电流电弧的情况下也能提高换流的概率，另外由于热或电场点的集中部位增加，得到电弧容易行进等的效果。

[0060] 另外，上述槽的数量不特别限定于此，例如即便是一个槽也可以得到以下i~iv这样的效果，所以在直流小电流电弧的情况下电弧也容易向消弧器80（也可以是消弧角形件）进行换流。

[0061] i）由于热容量降低，消弧器的温度上升。为此，放出热电子所必需的实际功函数降低。

[0062] ii）由于消弧器的温度上升，所以从到达沸点的部位喷射金属蒸气。该金属蒸气具有使电弧滞留的效果。另外，来自电弧的高能量的离子粒子或中性粒子容易向消弧器入射，也容易产生二次电子放射。

[0063] iii）在电弧点面以外流动的暗电流等的电流集中在构成消弧器的凹凸部8的凸部部位，在凸部附近的空间容易局部地产生焦耳热。为此，凸部附近的空间的导电率上升。

[0064] iv）在消弧器界面强化了电场。为此，在消弧器和电弧产生空间之间容易产生电子的往来。

[0065] 除上述以外，通过在消弧器80使用铁等的磁性材料，可以容易把电弧6向消弧器80吸引。

[0066] 另外，在把固定触头4设为阴极的情况下，消弧器80的材料与固定触头4相比，例如使用包括碱土类金属或Ti、Al合金这样的功函数低的材料等的材料构成，或是在表面上镀敷这些材料，由此容易进行电子放射、离子照射，在消弧器或消弧角形件上容易形成电弧点，进而容易进行换流。另外，在把固定触头4设为阴极的情况下，也可以使用功函数比消弧器80高的接点，使消弧器80的功函数相对较低。

[0067] 另外，在把固定触头4设为阳极的情况下，通过在消弧器80使用Ni或Co合金这样的功函数高的材料或者镀敷，可以容易进行电子照射，进而容易换流。另外，在把固定触头4设为阳极的情况下，也可以使用功函数比消弧器80低的接点，相对提高消弧器80的功函数。提高了从电弧向电极的电子照射量，在消弧器或消弧角形件上容易形成电弧点。另外，也可以使聚合物材料等具有消融效果的材料接近接点的配置有消弧器80的方向的相反侧。因为接点附近的空间被冷却，电弧6难以滞留，所以容易向消弧器80换流。

[0068] 由于上述这样的各种效果，还可以使开关小型化且重量减轻、或是长寿命化，另外，也可以提高电路的安全性。

[0069] 另外，通过在消弧器80使用例如钨合金或钼合金这样的沸点高的材料（高沸点材料）、或者比热大的材料（高比热材料），可抑制从消弧器80产生金属蒸气，电弧6难以附着，所以可使电弧6容易行进到消弧器80的深处。

[0070] 但是，在不必使电弧在消弧器或消弧角形件上行进的情况下，例如，因为额定电流小，故电弧产生的电流值低，在电弧接触消弧格栅7的瞬间完成消弧的情况下，在遮断容量小而可减小用于处理电弧的消弧格栅7的面积的情况下，或是在电路电压低而难以产生接点间的再起弧问题的情况下等，与使电弧行进到消弧器80深处（到末端）相比，当在短时间换流之后附着在消弧器80上时，可以进行更稳定的电弧控制，故而有时是优选的。在该情况下，通过在消弧器80使用比Zn这样的用于触头的材料沸点低或比热小的材料，容易使电弧附着在消弧器80上。

[0071] 因此，在消弧器或消弧角形件使用高沸点或是高比热材料或者低沸点或是低比热材料中的哪一种，优选的是根据搭载本发明构造的开关的额定电流或遮断容量来进行选定，选择适于各个构成的材料。

[0072] 另外，通过把设于电弧换流部表面的上述凹凸部中的相邻凸部之间利用到达上述消弧器的宽度方向(垂直于图1纸面的方向)的两端的凹部隔开，使得电弧点的面积由凸部的面积限制，所以促进了凸部处的焦耳热，电弧更容易进行换流。

[0073] 接着，参照图3~图10对用于提高消弧器80的界面电场强度的作为实施方式1的变型例的实施方式2~5进行说明。

[0074] 实施方式2.

[0075] 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所示的实施方式2的另一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）。另外，对各图中相同或相当的部件及部分标注相同的附图标记。在图中，在由构成凹凸部8的槽形成的凹部的一部分配置非传导性的绝缘物15。其它的构成与实施方式1相同。

[0076] 在上述构成的实施方式2中，通过在构成凹凸部8的槽的一部分配置绝缘物15，在消弧器80的凸部和绝缘物15的交界面附近进一步强化了电场，在强化电场部位容易形成电弧点。另外，因为在凹部流动的暗电流等的电流进而集中到凸部，所以凸部附近空间的温度提高，导电率进一步上升。为此，电弧容易流向消弧器或消弧角形件的凸面换流。另外，绝缘物15也可以由聚合物材料等有机化合物构成，但因为在多数聚合物材料中因消融效果而冷却消弧器80附近的空间，使导电率降低，所以使用例如氧化金属这样的电阻和非传导率都高、消融效果小的材料是理想的。

[0077] 另外，也可以如图4所示的实施方式2的变型例那样在消弧器80的凹部设置孔，使与壳体1一体的绝缘物流入该孔中，配置成上表面在该孔中面对消弧室。在该情况下，消弧器80的热容量进一步降低，还可获得能够不增加部件数量而提高电场强度这样的效果。

[0078] 实施方式3.

[0079] 图5是表示本发明的实施方式3的开关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。在图中，消弧器80的凹凸部8形成为从侧面看时三角形相连的锯齿状，凸部和槽（凹部）都构成为三角形状。其它的构成与实施方式1相同。

[0080] 在上述构成的实施方式3中，在接近电弧6（省略图示）的三角形状的凸部末端的角部电场强度集中，在角部促进消弧器80和电弧6间的电子往来，容易换流。另外，在图5的构造中换流容易，但因为只在位于消弧器80的凸部的角部附近的某一个部位容易附着电弧6，所以通过如图6的变型例所示使三角形状的空气中侧的两面中的一面相对于电弧的驱动方向大体垂直，把另一面配置成相对于电弧的驱动方向成锐角，由此，来自消弧器80的金属蒸气只喷射到消弧器的末端侧，电弧容易滞留在消弧器80的末端侧。

[0081] 实施方式4.

[0082] 图7是表示本发明的实施方式4的开关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是表示图7的另一变型例的侧视图。在上述实施方式3中，在消弧器80表面的热容量过低的情况下，因为电弧6（省略图示）容易附着，所以为了同时也保证电弧6的行进性能，优选的是能够不降低热容量地强化电场。该实施方式4是对应该课题而得到的，在图7的构造中把构成消弧器80的凹凸部8的槽状的凹部和在其边上形成的凸部的形状一起制成为Λ形状。其它的构成与实施方式1相同。

[0083] 在上述构成的实施方式4中，因为消弧器80的凸部的热容量几乎不下降，就能够使电场集中于凸部的Λ形状的末端，所以可同时确保电弧6的换流性能和行进性能。另外，如作为图7的变型例的图8所示使构成凹凸部8的图1的槽相对于电弧的行进方向朝斜后方倾斜，如作为图7的另一变型例的图9所示使该槽形成为朝斜前方倾斜，可以使电场集中在凸部的成为锐角的倾斜方向末端部的部位。

[0084] 实施方式5.

[0085] 图10是表示本发明的实施方式5的开关的消弧器的表面的格栅状的凹凸部的模式例的图。该实施方式5是如图10（a）~（j）所示改变了构成实施方式1到4的消弧器80表面的凹凸部8的槽的形状模式的实施方式。

[0086] （a）是把图7所示的Λ形状变为与其相反的V字形状的情况，（b）是构成凹凸部8的槽相对于电弧行进方向倾斜交叉的情况，（c）是该倾斜方向与（b）相反的情况，（d）是把上述槽形成为同心圆状的情况，（e）是槽的方向与电弧行进方向正交、凸部连成曲柄状或矩形波状、槽的端部交替停留在消弧器80的宽度方向（图10的上下方向）左右端部内侧的规定位置的情况。在（a）~（e）中任一种情况下，在与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，上述多个凹凸部中的相邻凸部之间由凹部隔开。

[0087] 另外，（f）和（g）是设置成槽与电弧行进方向平行的情况，（f）是将消弧器80的宽度方向端部形成为槽的情况，（g）是将该宽度方向端部形成为凸部的情况。即使在这样把槽设成与电弧行进方向平行的情况下，也可以通过连续地形成多个槽，能够使消弧器80的表面附近的热容量降低，所以上述消弧器80的表面温度上升，电弧容易换流。另外，（f）和（g）与（a）~（e）不同，由于在消弧器80的途中没有与电弧行进方向相交的槽，所以不存在在上述电弧行进方向按规定间隔配置的多个电场集中的部位。因此，对于电弧在多个电场集中的不连续的部位行进的（a）~（e）的情况和电弧在电弧行进方向连续的宽度窄的消弧器80的凸部行进的（f）及（g）的情况，电弧行进的现象不同。但是，在小电流区域，都同样得到了能够改进电弧向消弧器80的换流及消弧器80中的电弧行进的效果。

[0088] 另外，（h）~（j）是组合了与电弧行进方向正交的槽和与电弧行进方向平行的槽的情况，（h）是凸部在电弧行进方向形成为两列的格栅状的情况，（i）是（h）的凸部为三列、中央凸部的宽度比两外侧部大的情况，（j）是只设中央一列（i）的凸部的情况。通过这样用凹部隔开凹凸部8中的相邻凸部之间的一部分，限制凸部表面的面积，使得上述凸部的温度容易上升，电弧容易向换流部换流。另外，也可以有其它各种各样的变型。

[0089] 接着，参照图11、12、13对用于进一步降低消弧器80的热容量的作为实施方式1的变型例的实施方式6、7、8进行说明。

[0090] 实施方式6.

[0091] 图11是表示本发明的实施方式6的开关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）。在图中，构成为，消弧器80的宽度形成得比固定触头4的设置固定接点4a的部分小，消弧器80整体的热容量变低。

[0092] 根据上述构成的实施方式6，在电弧6（省略图示）与消弧器80表面的凹凸部8接触时，消弧器80的温度快速地上升，电弧6容易向消弧器80上换流。

[0093] 实施方式7.

[0094] 图12是表示本发明的实施方式7的开关的固定触头及消弧器附近的主要部分构成的侧视图。在图中，在设置槽8a的消弧器80的凸部8b的背面部设置细的切入状的凹部8c。

[0095] 根据上述构成的实施方式7，通过在凸部8b的背面侧设置切入状的凹部8c，凸部8b附近的热容量进一步降低，成为凸部8b的温度更容易上升的形状。为此，容易从凸部8b放出热电子、金属蒸气。另外，在本构造中，在电弧点向消弧器80换流时，抑制在消弧器80内流动的电流I，还在固定接点4a侧产生相对于在电弧6流过的电流反向的电流。即，在使电弧6远离固定接点4a方向作用电磁力，也可以得到不产生电弧6向固定接点4a的反流现象这样的效果。

[0096] 实施方式8.

[0097] 图13是表示本发明的实施方式8的开关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的形状的图（b）。在图中，设置向电弧行进方向宽度变小的锥形槽，在由磁性体构成的消弧器80的表面设置与电弧行进方向交叉的凹凸部。

[0098] 根据上述构成的实施方式8，由形成于消弧器的锥形槽强化电弧向消弧器的磁性吸引力，电弧容易接触消弧器的表面，进而得到电弧容易换流的效果。

[0099] 另外，即使取代锥形槽，而是在消弧器设置向电弧行进方向宽度相等的槽，也可以产生上述磁性吸引力，所以不一定是锥形槽。

[0100] 接着，参照图14、15对用于增加从电弧向消弧器80表面的传热量的作为实施方式1变型例的实施方式9、10进行说明。

[0101] 实施方式9.

[0102] 图14是表示本发明的实施方式9的开关的固定触头及消弧器附近的主要部分构成的侧视图。在图中，消弧器80形成为具有相对于电弧行进方向逐步升高的上升方向台阶状的台阶部8s。

[0103] 根据上述这样构造的实施方式9，从电弧6看时，在消弧器80的表面形成台阶状的台阶部8s，热和电场集中在台阶部8s的角部部位。另外，由磁性驱动力等驱动的电弧6容易与消弧器80接触，消弧器80的表面由电弧6加热而容易换流，进而在消弧器80的深处容易保持电弧6。

[0104] 实施方式10.

[0105] 图15是表示本发明的实施方式10的开关的固定触头及消弧器附近的主要部分构成的侧视图。在图中，消弧器80表面的凹凸部8形成为凸部8b相对于电弧行进方向逐步升高的上升方向的台阶状，形成凹部的槽8a形成为相对于电弧行进方向逐步加深。

[0106] 根据上述构成的实施方式10，由于在台阶状的台阶间设置槽8a，所以不使热容量上升就可以使热和电场集中。为此，在开路时产生的电弧快速地换流，容易在消弧器80的深处附着。

[0107] 实施方式11.

[0108] 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16所示的消弧角形件表面的凹凸部的变型例的立体图。在图16中，在设于可动触头5的末端部的作为电弧换流部的消弧角形件90的表面，设置具有在与电弧行进方向交叉的方向形成的多个槽的凹凸部9。另外，设于固定触头4的消弧器80的表面在图示的例中是平面状，但也可以设置凹凸部8。其它的构成与实施方式1相同。

[0109] 在如上述构成的实施方式11中，通过强化消弧角形件90的界面的电场，降低热容量，强化构成消弧角形件90的凹凸部9的凸部附近的焦耳热，使得电弧6容易换流。另外，构成凹凸部9的槽也可以如图17的变型例所示连续地形成与电弧行进方向平行的槽，在这种情况下也可以降低消弧角形件90的表面的热容量。

[0110] 另外，在本说明书中，将在电弧点行进3cm以上的情况下使用的部件设为消弧器80，将用于使电弧点附着滞留于电弧的换流目的地的部件设为消弧角形件90。在该实施方式11中，作为电弧换流目的地的部件使用消弧角形件90。

[0111] 实施方式12.

[0112] 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。另外，该实施方式12涉及的是实施方式11的消弧角形件90由铁等磁性材料构成的实施方式11的第一变型例，其它构成与实施方式11相同。在该构成的实施方式12中，通过由铁等磁性材料构成消弧角形件90，可以期待电弧容易被由磁性材料形成的消弧角形件90吸引、引导这样的效果。

[0113] 另外，在可动触头5为阴极的情况下，消弧角形件90为了促进放射电子或离子照射，也可以用功函数比可动触头5低的材料构成。

[0114] 另外，在可动触头5为阳极的情况下，消弧角形件90为了促进电子照射，也可以用功函数比可动触头5高的材料构成。

[0115] 另外，通过由低沸点或低比热的材料构成消弧角形件90，由电弧热在消弧角形件附近充满金属蒸气，电弧6容易附着在消弧角形件90附近，上述电弧6难以反流到可动接点5a。为此，在消弧角形件上也容易进行二次电子放射，电弧容易向消弧角形件90换流。

[0116] 另外，也可以使聚合物材料等有消融效果的材料接近配置可动接点5a的消弧角形件90的方向的相反侧。因为该可动接点5a附近的空间被冷却，电弧6难以滞留，所以容易向消弧角形件90换流。

[0117] 实施方式13.

[0118] 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。另外，在该实施方式13中其特征为：在比离开旋转轴5b最远的可动接点5a部位的旋转轨道更靠旋转轴5b侧的位置，配置设有格栅状的凹凸部9的消弧角形件90，相当于实施方式11的第二变型例。另外，在该例中，在消弧格栅7的上部空开空间，设置成消弧板7a与开路时的消弧角形件90相向。其它的构成与实施方式11相同。

[0119] 在上述构成的实施方式13中，因为消弧角形件90的热容量通过凹凸部9大幅度地降低，所以由电磁力或气体流等的作用在消弧角形件90附近感应产生的电弧6的热量使得消弧角形件90的温度上升提高，来自消弧角形件90b的金属蒸气的喷射变大。另外，因为扩大了可配置消弧格栅7的空间，所以可进一步提高由消弧格栅7及消弧板7a形成的电弧6的冷却效果。

[0120] 实施方式14.

[0121] 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。在该实施方式14的特征为：在由导体16与可动触头5或连接于可动触头5的未图示的部位电连接的消弧角形件90上设置与电弧行进方向交叉的槽，把消弧角形件
90配置在电弧6容易滞留并接近消弧格栅7的位置上，相当于实施方式11的第三变型例。
因为由该构造可以把消弧角形件90配置在电弧6容易滞留的位置上，所以电弧6容易换流，可以在消弧格栅7高效地冷却进行过换流的电弧6。

[0122] 实施方式15.

[0123] 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。该实施方式15的特征为：在配置成与固定触头4接触的消弧器80A的表面上，设置连续地具有与电弧行进方向交叉的槽的凹凸部8A，另外，在由导体16与电连接于未图示的可动触头5的部位相连接的消弧器80B的表面上，也设置连续地具有与电弧行进方向交叉的槽的凹凸部8B。其它的构成与实施方式1相同的，省略说明。

[0124] 在上述构成的实施方式15中，可以使电弧6快速地向消弧器80A、80B换流，行进到配置消弧格栅7的部位来进行消弧。

[0125] 实施方式16.

[0126] 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。另外，实施方式16相当于上述实施方式15的变型例。在图中，设有由与电弧行进方向交叉的细槽形成的凹凸部9A的消弧角形件90A接近固定触头4，具有连续地设有与电弧行进方向交叉的槽的凹凸部8A的消弧器80A与消弧角形件90A接触地配置，设有由与电弧行进方向交叉的细槽形成的凹凸部9B的消弧角形件90B接近可动触头5，具有连续地设有与电弧行进方向交叉的槽的凹凸部8B的消弧器80B与消弧角形件90B接触地配置。

[0127] 在上述构成的实施方式16中，在开路时在接点间产生的电弧向消弧角形件90A、90B或消弧器80A、80B的电弧换流性能得到进一步改进，同时改进了电弧6的换流和行进。

[0128] 另外，在上述实施方式中，对作为设置成接点可相互接触分离的一对触头使用具有固定接点4a的固定触头4和具有可动接点5a的可动触头5的例子进行了说明，但不限于此，即使一对触头双方都是可动式的情况下也可实现同样的作用效果。另外，本发明在其发明的范围内可以自由组合各实施方式，或适当变型或省略各实施方式。例如，也可以将作为电弧换流部的消弧器80或消弧角形件90与触头构成为一体。

[0129] 实施方式17.

[0130] 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。另外，实施方式17相当于上述实施方式15的变型例。在图中，在固定触头4和可动触头5上，与各触头同电位地接触配置设有由与电弧行进方向交叉的细槽形成的凹凸部9A的消弧器80A、80B，消弧器80A、80B的至少一部分配置在由开路时的一对触头夹着的空间的内侧。各自的凹凸部8A、8B配置于触头间。

[0131] 在如上述构成的实施方式17中，在开路时在接点间产生的电弧不用消弧角形件90A、90B就可以改进向消弧器80A、80B的电弧换流性能。

标题	发布/更新时间	阅读量
开关柜-专利编号CN110224308A	2020-05-11	140
薄膜开关-专利编号CN104201027A	2020-05-11	985
开关组件-专利编号CN1890772A	2020-05-13	258
一种开关-专利编号CN109243930A	2020-05-11	472
一种开关柜-专利编号CN108270167A	2020-05-13	520
安全开关-专利编号CN101553893B	2020-05-11	742
辅助接地开关与开关柜-专利编号CN110444434A	2020-05-13	779
开关组件-专利编号CN1890772B	2020-05-12	226
安全开关-专利编号CN101553893A	2020-05-12	478
组合开关-专利编号CN109841444A	2020-05-12	895

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