(57)【要約】      （修正有）【課題】金属溶融物がスリットに流れ込むことを抑制し、スリットの短絡防止を図ることができる真空バルブを提供する。【解決手段】真空容器と、真空容器内に対向して設けられた一対の電極４と、を備える。電極４は、互いの電極４と対向する表面４２と、電極４の表面４２から裏面４４まで貫通し、電極４の外縁４３から電極４を切り欠いて延びている複数のスリットＳと、少なくともスリットＳと同数以上あり、電極４の表面４２から窪み、電極４の裏面４４に未達である凹部４１と、を有する。凹部４１は、電流遮断時に発生するアークの進行方向に対してスリットＳよりも手前に、各スリットＳと離隔し、かつ、近接して配置されている。【選択図】図３
2020068121.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空容器と、
前記真空容器内に対向して設けられた一対の電極と、
を備え、
前記電極は、
互いの前記電極と対向する表面と、
前記電極の表面から裏面まで貫通し、前記電極の外縁から前記電極を切り欠いて延びている複数のスリットと、
少なくとも前記スリットと同数以上あり、前記電極の表面から窪み、前記電極の裏面に未達である凹部と、
を有し、
前記凹部は、電流遮断時に発生するアークの進行方向に対して前記スリットよりも手前に、前記各スリットと離隔し、かつ、近接して配置されていること、
を特徴とする真空バルブ。
【請求項２】
前記凹部は、前記スリットの長手方向に沿った形状であること、
を特徴とする請求項１に記載の真空バルブ。
【請求項３】
前記凹部の幅は、前記スリットの幅よりも大きいこと、
を特徴とする請求項１又は２に記載の真空バルブ。
【請求項４】
前記凹部は、前記電極の外縁と離隔して設けられ、前記窪みが前記電極の外縁と繋がっていないこと、
を特徴とする請求項１乃至３に記載の真空バルブ。
【請求項５】
前記凹部は、
底面と、
前記底面の縁から立ち上がる側壁と、
を有し、
前記側壁は、前記スリットと隣り合う第１の側壁を有し、
前記第１の側壁と前記底面のなす角度が９０度未満であること、
を特徴とする請求項１乃至４に記載の真空バルブ。
【請求項６】
前記側壁は、前記第１の側壁と対向せず、前記第１の側壁と連なる第２の側壁を有し、
前記第２の側壁と前記底面のなす角度が９０度未満であること、
を特徴とする請求項５に記載の真空バルブ。
【請求項７】
前記電極は、前記スリットと前記第１の側壁との間の前記電極の表面に設けられた第１の突出部を有し、
前記第１の突出部は、前記凹部に突き出ていること、
を特徴とする請求項５に記載の真空バルブ。
【請求項８】
前記電極は、前記電極の外縁と前記第２の側壁との間の前記電極の表面に設けられた第２の突出部を有し、
前記第２の突出部は、前記凹部に突き出ていること、
を特徴とする請求項６に記載の真空バルブ。
【請求項９】
前記第１の突出部及び前記第２の突出部は、前記電極の材料よりも融点又は沸点が高い材料であること、
を特徴とする請求項７又は８に記載の真空バルブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、真空バルブに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気回路の開閉を行い、短絡が起こった場合などに電流を遮断する真空遮断器が知られている。真空遮断器は、真空バルブが真空中で導通、遮断を行うことで、電気回路の開閉を行っている。この真空バルブは、真空容器内に固定側通電棒に固定されている固定側電極と可動側通電棒に固定されている可動側電極があり、可動側電極が固定側電極と接触又は離間することで、電路の導通、遮断を行っている。
【０００３】
電路の遮断を行う際に、電極間にアークが生じる。このアークは高温であるため、電極を蒸発させ、損耗させる。アークが電極の１箇所に停滞すると、電極は、アークが停滞した箇所のみ局所的に損耗する。このように、電極が局所的に損耗すると、その部分で絶縁破壊を起こし、遮断性能を低下させるおそれがある。
【０００４】
そこで、アークを駆動させ、電極の局所的な損耗を防止するため、例えば、スパイラル電極を用いることが提案されている。スパイラル電極は、円盤状の電極で外縁部から延びた複数のスリットを有し、スリットにより部分的に区画された概略渦巻き状の形状となっている電極である。
【０００５】
スパイラル電極は、スリットを有することで、スパイラル電極上で周方向に電流が流れるため、径方向の磁界が生成され、周方向に働くローレンツ力が発生する。このローレンツ力により、アークを周方向に駆動させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１７−１７４４９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
スパイラル電極によってアークを駆動させた場合であっても、アークは高温であるため、スパイラル電極の表面を溶融又は蒸発し、真空容器内に金属溶融物が飛散する。そのため、金属溶融物がスパイラル電極のスリットに流れ込み、このスリットが短絡するおそれがある。
【０００８】
スリットが短絡すると、スパイラル電極上で周方向の電流が減少するため、径方向の磁界も減少する。これにより、周方向に働くローレンツ力が減少する。よって、アークに働くローレンツ力が減少するため、アークを駆動させにくくなる。
【０００９】
本実施形態は、上記課題を解決すべく、金属溶融物がスリットに流れ込むことを抑制し、スリットの短絡防止を図ることができる真空バルブ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】
【００１０】
本実施形態の真空バルブは、真空容器と、前記真空容器内に対向して設けられた一対の電極と、を備え、前記電極は、互いの前記電極と対向する表面と、前記電極の表面から裏面まで貫通し、前記電極の外縁から前記電極を切り欠いて延びている複数のスリットと、少なくとも前記スリットと同数以上あり、前記電極の表面から窪み、前記電極の裏面に未達である凹部と、を有し、前記凹部は、電流遮断時に発生するアークの進行方向に対して前記スリットよりも手前に、前記各スリットと離隔し、かつ、近接して配置されている。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１の実施形態に係る真空バルブの全体構成を示す断面図である。
【図２】第１の実施形態に係る電極の平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。
【図４】図２のＢ−Ｂ断面図である。
【図５】図３と同様の箇所である第２の実施形態の電極の断面図である。
【図６】図４と同様の箇所である第２の実施形態の電極の断面図である。
【図７】図３と同様の箇所である変形例の電極の断面図である。
【図８】他の実施形態の電極の凹部の形状を示す平面図である。
【図９】他の実施形態の電極の凹部の形状を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（第１の実施形態）
以下、第１の実施形態に係る真空バルブ１について図面を参照しつつ詳細に説明する。まず、第１の実施形態の真空バルブ１の全体構成について説明する。図１は、開路状態の真空バルブ１の全体構成を示す断面図である。真空バルブ１は、真空遮断器の構成部品であり、真空の中で電路の導通、遮断を行う。この真空バルブ１は、図１に示すように、真空容器２、通電棒３、電極４、プレート５、アークシールド６及びベローズ７を備える。
【００１３】
真空容器２は、密閉された空間が真空である容器である。真空とは、これに限られないが、例えば、１０−２Ｐａ以下であることが望ましい。この真空容器２は、絶縁筒２１及び封着金具２２を有する。絶縁筒２１は、両端が開口した円筒形状を有する。この絶縁筒２１は、絶縁性を有する材質であり、例えば、セラミックスや硝子である。
【００１４】
封着金具２２は、絶縁筒２１の両端の開口を塞ぐ部材である。封着金具２２は、円盤形状を有し、その外径は、絶縁筒２１の両端の開口と概略同一径である。この封着金具２２が、絶縁筒２１の両端の開口を塞ぎ、銀ろう付けされることで絶縁筒２１と封着金具２２は気密接合し、真空容器２の内部が密閉される。
【００１５】
通電棒３は、銅などの導電性を有する材質からなり、例えば、円柱形状を有する。通電棒３は、固定側通電棒３Ａ及び可動側通電棒３Ｂを有する。固定側通電棒３Ａ及び可動側通電棒３Ｂは、絶縁筒２１の円筒軸Ｘと共通軸を有する。また、固定側通電棒３Ａ及び可動側通電棒３Ｂは、対向に配置される。
【００１６】
封着金具２２の中心は、開口しており、固定側通電棒３Ａ及び可動側通電棒３Ｂは、真空容器２外からこの開口を貫通し、真空容器２内に延びている。より具体的には、固定側通電棒３Ａの外径は、封着金具２２の開口の外径と概略同一径である。固定側通電棒３Ａは、封着金具２２の開口と銀ろう付けされることにより、封着金具２２に固定されて支持されている。一方、可動側通電棒３Ｂの外径は、封着金具２２の開口よりやや小さい。やや小さいとは、可動側通電棒３Ｂが、封着金具２２の開口を円筒軸Ｘに沿って移動できる程度に小さければよい。即ち、可動側通電棒３Ｂは、封着金具２２の開口に遊貫している。
【００１７】
ベローズ７は、伸縮可能な蛇腹状の伸縮管であり、金属等の材料から成る。このベローズ７は真空容器２内に設けられている。ベローズ７の内部は、可動側通電棒３Ｂが貫通している。ベローズ７の一方端部は、封着金具２２の開口を覆うように封着金具２２と銀ろう付けにより固定されている。一方、ベローズ７の他方端部は、可動側通電棒３Ｂと銀ろう付けにより固定されている。つまり、ベローズ７は、封着金具２２と可動側通電棒３Ｂとに固定されることで、封着金具２２の開口から流入してくる大気をベローズ７内部に留める。これにより、真空容器２内に大気が流入することを防止でき、真空容器２内の真空が保持される。
【００１８】
電極４は、銅クロム合金などの導電性を有する材質によりなる円盤状のスパイラル電極である。電極４は、固定側電極４Ａ及び可動側電極４Ｂを有する。固定側電極４Ａは、真空容器２内に延びた固定側通電棒３Ａの端部に銀ろう付けによって固着される。一方、可動側電極６は、真空容器２内に延びた可動側通電棒３Ｂの端部に銀ろう付けにより固着される。即ち、固定側電極４Ａと可動側電極４Ｂは、真空容器２内で対向に配置される。互いの電極４が対向し合う端面を、電極４の表面４２といい、通電棒３と固着している端面を裏面４４という。可動側通電棒３Ｂが円筒軸Ｘに沿って移動することにより、可動側電極４Ｂの表面が、固定側電極４Ａの表面と接触又は離間する。
【００１９】
図２は、電極４の平面図である。図３は、図２のＡ−Ａ断面図である。図２及び図３に示すように、電極４は、スリットＳと凹部４１を有する。スリットＳは、例えば、電極４の外縁４３から電極４を切り欠いて延びている。電極４は、３本のスリットＳを有する。
【００２０】
図２に示すように、スリットＳの切込み箇所は、電極４の外縁４３上に等間隔で配置される。本実施形態では、スリットＳの数は３つなので、スリットＳの切込み箇所は、１２０度間隔で配置される。換言すれば、スリットＳの切込み箇所は、概略正三角形の各頂点に位置する。各スリットＳは、当該スリットＳの時計回り方向の隣のスリットＳの切込み箇所に向けて延び、隣のスリットＳの切込み箇所には未達である。また、図３に示すように、スリットＳは、電極４の表面４２から裏面４４まで貫通している。
【００２１】
凹部４１は、図３に示すように、電極４の表面４２から窪み、電極４の裏面４４には未達である。即ち、凹部４１は、電極４の表面４２から裏面４４まで貫通していない穴である。詳細は後述するが、凹部４１は、アークの発生により真空容器２内に飛散した金属溶融物を取り込み、金属溶融物がスリットＳに流入することを防止する。凹部４１は、スリットＳと同数以上設けられている。本実施形態では、凹部４１は、スリットＳと同数で３つ設けられている。
【００２２】
凹部４１は、スリットＳの長手方向に沿った形状となっている。凹部４１は、電極４の外縁４３と離隔して設けられ、凹部４１の窪みは、電極４の外縁４３と繋がっていない。つまり、凹部４１は、電極４の外縁付近が基端となり、スリットＳと平行になるように時計回り方向の隣のスリットＳの切込み箇所に向けて延びている。外縁付近とは、電極４の外縁４３上ではなく、外縁４３から少し中心に向かった地点をいう。そして、スリットＳの端部に差し掛かったところで、電極４の中心に向けて湾曲している。凹部４１をスリットＳの長手方向に沿った形状とさせることで、アークの進行方向に対して、スリットＳの手前部分全体に凹部４１を設けることができる。
【００２３】
図３に示すように、凹部４１の幅Ｌ１は、スリットＳの幅Ｌ２より長い。凹部４１の幅Ｌ１とは、凹部４１の長手方向と直交する短手方向の長さを指す。また、スリットＳの幅Ｌ２とは、スリットＳの長手方向と直交する短手方向の長さを指す。凹部４１の幅Ｌ１を長くすることで、より多くの金属溶融物を凹部４１に流入させることができる。
【００２４】
凹部４１は、電流遮断時発生するアークの進行方向に対して、スリットＳよりも手前に設けられている。例えば、図２の黒矢印で示すように、アークが電極４の表面４２を反時計回りに回転する場合、スリットＳと電極４の外縁４３の間に設けられる。凹部４１は、スリットＳと離隔し、かつ、近接した位置に配置される。具体的には、凹部４１とスリットＳの離隔距離は、スリットＳの幅よりも短くなるように設けることが好ましい。このように凹部４１を配置することで、凹部４１とスリットＳの間の電極４の表面４２の面積を小さくすることができる。
【００２５】
凹部４１は、第１の側壁４１１及び第２の側壁４１２を有する。凹部４１は、電極４の表面４２が窪み、裏面４４まで貫通していない穴なので、底面４１３を有する。そして、凹部４１は、底面４１３の縁から立ち上がる側壁を有する。この側壁のうち、スリットＳと隣り合う位置に設けられるのが第１の側壁４１１である。凹部４１とスリットＳは離隔して設けられているので、第１の側壁４１１とスリットＳの間には、電極４の表面４２の一部が介在している。また、凹部４１は、電極４の外縁上ではなく、外縁付近を基端としてスリットＳと平行になるように延びているので、電極４の外縁との間にも側壁がある。この側壁のうち、第１の側壁４１１と対向せず、第１の側壁４１１と連なっている側壁が、第２の側壁４１２である。
【００２６】
図３に示すように、第１の側壁４１１と底面４１３のなす角度θ１は９０度未満にすることが好ましい。また、図４に示すように、第２の側壁４１２と底面４１３のなす角度θ２は、９０度未満にすることが好ましい。９０度未満にすることで、凹部４１に流入した金属溶融物が再度真空容器２内に飛散することを抑制する。
【００２７】
凹部４１の体積は、スリットＳと凹部４１を除いた電極４の表面積に１ｍｍを掛け合わせた大きさであることが好ましい。凹部４１の体積とは、各凹部４１の体積を足し合わせた大きさを指す。つまり、本実施形態では、３つの凹部４１の体積を足し合わせた大きさのことである。凹部４１の体積は、スリットＳと凹部４１を除いた電極４の表面積に１ｍｍを掛け合わせた大きさであると、多数回アークが発生しても、凹部４１が金属溶融物によって埋められることがなく、凹部４１を有効に活用することができる。
【００２８】
なお、このようなスリットＳと凹部４１を有する電極４の製造方法としては、例えば、２つの電極を接合させることが挙げられる。具体的には、２つの円盤形状の電極を用意する。一方は、スリットＳと凹部４１の形状を切り欠いた電極を作成し、他方は、スリットＳの形状のみを切り欠いた電極を作成する。そして、スリットＳと凹部４１の形状を切り欠いた電極を上にして、スリットＳの位置が合致するように他方の電極を銀ろうにより接合させることで、スリットＳと凹部４１を有する電極４を作成することができる。このように、電極４を製造することで、切削して製造する場合に比べて簡単に製造することができ、生産性が向上する。
【００２９】
この方法で作成する場合は、電極４の表面４２を構成しないスリットＳのみを切り欠いた電極は、耐アーク性能の観点よりも通電性能の観点から電気抵抗の小さい部材を用いた方がよい。電気抵抗の小さい部材としては、例えば、銅が挙げられる。また、電極４の表面４２を構成するスリットＳと凹部４１を切り欠いた電極は、耐アーク性能の優れた部材を用いるとよい。耐アーク性能の優れた部材としては、例えば、銅クロム合金が挙げられる。このように、電極４は、材料の異なる２層により構成させてもよい。
【００３０】
アークシールド６は、アークの発生により飛散した金属溶融物が絶縁筒２１に付着し、真空容器２の絶縁性能が低下することを防止する。アークシールド６は、例えば、ステンレスや銅からなる。アークシールド６は、両端が開口した円筒形状を有する。アークシールド６は、真空容器２内に、固定側電極４Ａ及び可動側電極４Ｂを取り囲むように、アークシールド６の円筒軸が絶縁筒２１の円筒軸Ｘと平行になるように設けられている。アークシールド６の外周面は、絶縁筒２１に向けて延びる突起を有する。この突起の端部は、銀ろう付けにより絶縁筒２１と接合され、支持されている。
【００３１】
プレート５は、通電棒３と電極４の間にそれぞれ配置される。プレート５は、例えば、円板形状である。プレート５は、通電棒３の端部に銀ろう付けにより固定されている。プレート５は、アークの発生により飛散した金属溶融物が、絶縁筒２１などに付着し、絶縁性能を低下させることを防止する。具体的には、固定側電極４Ａ及び可動側電極４ＢがスリットＳを有することによって、蒸発した金属粒子はスリットＳからすり抜ける可能性がある。このスリットＳをすり抜けた金属粒子をプレート５に付着させることにより、絶縁筒２１などに金属粒子が付着することを防止する。
【００３２】
（作用）
次に、本実施形態に係る真空バルブ１が電路を閉路状態から開路状態にする動作について説明する。閉路状態とは、可動側電極４Ｂが、固定側電極４Ａに接触し、電気的に接続している状態をいう。開路状態とは、可動側電極４Ｂが固定側電極４Ａから離間して、電気的に接続していない状態をいう。
【００３３】
短絡などが起こると電流を遮断するため、不図示の制御装置から遮断命令が送られてくる。つまり、電路を閉路状態から開路状態にするため、可動側電極４Ｂが固定側電極４Ａから離間すると、電極４Ａ、４Ｂの間にアークが生じる。本実施形態では、電極４はスリットＳを有するスパイラル電極なので、スパイラル電極上で周方向に電流が流れ、径方向の磁界が生成され、周方向に働くローレンツ力が発生するため、図２の矢印で示しように、アークを周方向に駆動させる。また、アークは高温なので、電極４の表面４２を溶融又は蒸発させる。この電極４の表面４２が溶融又は蒸発することで、金属溶融物が発生する。そして、この金属溶融物にもローレンツ力が働くため、金属溶融物もアークと同様に周方向に駆動させる。
【００３４】
本実施形態の電極４は、電極４の外縁４３から電極４を切り欠いて延び、電極４の表面４２から裏面４４まで貫通しているスリットＳと、電極４の表面４２から窪み、電極４の裏面４４に未達である凹部４１と、を有し、凹部４１は、アークの進行方向に対して、スリットＳよりも手前に、配置されている。これによって、金属溶融物は、スリットＳに流れ込む前に、凹部４１に流れ込むため、スリットＳに流れ込む金属溶融物を抑制することができる。
【００３５】
また、凹部４１は、スリットＳと近接して配置されている。換言すると、凹部４１とスリットＳの間の電極４の表面４２の面積は小さい。仮に、この部分の電極４の面積が大きいと、この部分をアークが通過することで、ここから生じる金属溶融物が増加する。そして、ここで発生する金属溶融物は、凹部４１を通ることなくスリットＳに向かう。そのため、スリットＳに金属溶融物が流入する可能性が高まる。しかし、本実施形態では、凹部４１とスリットＳの間の電極４の表面積は小さいので、アークが凹部４１とスリットＳの間を通っても、この間の部分から発生する金属溶融物の発生を抑制することができる。よって、スリットＳに流れ込む金属溶融物を抑制することができる。
【００３６】
また、凹部４１は、スリットＳの長手方向に沿った形状となっている。換言すれば、スリットＳの手前には常に凹部４１が存在する。そのため、アークが電極４の外縁４３に近い部分で駆動していても、中心に近い部分で駆動していてもアークが駆動する場所には、凹部４１が存在する。換言すれば、金属溶融物がどこに存在していたとしても、スリットＳに到達する前に凹部４１が存在する。よって、凹部４１に金属溶融物を流入させることができるので、スリットＳに流れ込む金属溶融物を抑制することができる。
【００３７】
凹部４１の幅Ｌ１は、スリットＳの幅Ｌ２より大きい。凹部４１を有していない従来の電極では、金属溶融物がスリットに流入しても短絡しないようにするため、スリットの幅をあえて大きくしていた。スリットには、電流が流れていないためスリット上ではアークに働くローレンツ力が減少するため、スリットの幅を大きくするとアークの駆動性が損なわれるおそれがあった。
【００３８】
しかし、本実施形態では、凹部４１を有するため金属溶融物がスリットＳに流入することが抑制できる。そのため、従来のように、スリットＳは短絡することを防止するためにスリットＳの幅を大きくする必要がないため、アークの駆動性を損なうことはない。
【００３９】
また、凹部４１の幅は、スリットＳの幅よりも大きいので、スリットＳよりも凹部４１に金属溶融物が流入しやすいため、スリットＳに流入する金属溶融物を抑制することができる。さらに、凹部４１の幅を大きくすることで、電極４の表面付近で、凹部４１に流入した金属溶融物が固まってしまっても、凹部４１が塞がれることを抑制できる。つまり、凹部４１の電極４の表面付近で金属溶融物が固まった場合であっても、凹部４１に金属溶融物を流入させることができるので、凹部４１を有効に活用することができる。
【００４０】
凹部４１は、外縁４３と離隔して設けられ、第２の側壁４１２を有している。第２の側壁４１２は、凹部４１に流入した金属溶融物が凹部４１から流出することを防止する。このように、第２の側壁４１２を有することで、一度凹部４１に流入した金属溶融物が、凹部４１から流出してアークシールド６に付着したり、スリットＳに流入することを防止する。
【００４１】
第２の側壁４１２と底面４１３のなす角度は９０度未満である。つまり、凹部４１に流入した金属溶融物が第２の側壁４１２を乗り越えにくくなっている。そのため、凹部４１に流入した金属溶融物が凹部４１から流出することを抑制する。
【００４２】
また、第１の側壁４１１と底面４１３のなす角度は９０度未満である。第１の側壁４１１はスリットＳに近い位置に設けられているため、凹部４１に流入した金属溶融物が第１の側壁４１１を乗り越えるとスリットＳに流入しやすい。そこで、第１の側壁４１１と底面４１３のなす角度は９０度未満にすることで、凹部４１に流入した金属溶融物が第１の側壁４１１を乗り越えることを防止する。よって、凹部４１に流入した金属溶融物が凹部４１から流出することを抑制する。
【００４３】
そして、電極４Ａ、４Ｂ間に発生したアークは、電流零点になると消弧する。アークが消弧することで、電路は遮断され、開路状態となる。
【００４４】
（効果）
以上のように、本実施形態の真空バルブ１は、真空容器２と、真空容器２内に対向して設けられた一対の電極４と、を備える。電極４は、互いの電極４と対向する表面４２と、電極４の表面４２から裏面４４まで貫通し、電極４の外縁４２から電極４を切り欠いて延びている複数のスリットＳと、少なくともスリットＳと同数以上あり、電極４の表面４２から窪み、電極４２の裏面４４に未達である凹部４１と、を有する。凹部４１は、電流遮断時に発生するアークの進行方向に対してスリットＳよりも手前に、各スリットＳと離隔し、かつ、近接して配置されている。
【００４５】
これにより、アークの熱によって電極４の表面４２が溶融又は蒸発した金属溶融物を凹部４１に流入させることができる。よって、スリットＳに流入する金属溶融物を抑制することができるため、スリットＳが短絡することを防止できる。また、スリットＳと凹部４１は離隔して設けられているため、スリットＳと凹部４１の間には電極が介在しているがスリットＳと凹部４１は近接して配置されているため、スリットＳと凹部４１の電極４の表面４２から発生する金属溶融物を抑制することができる。よって、金属溶融物がスリットＳに流入することを抑制し、スリットＳが短絡することを防止できる。
【００４６】
凹部４１は、スリットＳの形状に沿った形状である。即ち、スリットＳのアークの進行方向手前側には、常に凹部４１が存在する。換言すれば、金属溶融物は、凹部４１を通過しなければスリットＳに流入することはできない。よって、金属溶融物がスリットＳに流入する前に凹部４１に流入させることができるので、スリットＳに金属溶融物が流入することを抑制でき、スリットＳでの短絡を防止することができる。
【００４７】
凹部４１の幅は、スリットＳの幅よりも大きい。このように、凹部４１の幅を大きくすることで、金属溶融物が凹部４１に流入する可能性を高めることができる。換言すれば、スリットＳに金属溶融物が流入することを効果的に抑制できる。また、仮に、凹部４１の電極４の表面４２付近で金属溶融物が固まってしまった場合であっても、凹部４１の幅が大きいため、凹部４１が塞がることを抑制でき、凹部４１を効果的に活用することができる。よって、スリットＳに金属溶融物が流入することを抑制することができ、スリットＳでの短絡を防止することができる。
【００４８】
凹部４１は、電極４の外縁４３と離隔して設けられ、第２の側壁４１２を有している。これにより、凹部４１に流入した金属溶融物が凹部４１から流出することを防止できる。よって、凹部４１に流入した金属溶融物が流出し、スリットＳに流入することを抑制することができる。
【００４９】
凹部４１は、底面４１３の縁から立ち上がる側壁と、を有し、側壁は、スリットＳと隣り合う第１の側壁４１１を有し、第１の側壁４１１と底面４１３のなす角度が９０度未満である。また、側壁は、第１の側壁４１１と対向せず、第１の側壁４１１と連なる第２の側壁４１２を有し、第２の側壁４１２と底面４１３のなす角度が９０度未満である。これにより、凹部４１に流入した金属溶融物が凹部４１から流出しにくくなる。よって、スリットＳに金属溶融物が流入することを抑制することができる。
【００５０】
（第２の実施形態）
第２の実施形態に係る真空バルブ１について図面を参照しつつ説明する。なお、第１の実施形態と同一の構成及び同一の機能については、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。図５は、図３と同様箇所における第２の実施形態の電極４の断面図である。図６は、図４と同様箇所における第２の実施形態の電極４の断面図である。
【００５１】
図５及び図６に示すように、第２の実施形態に係る電極４は、第１の突出部４５及び第２の突出部４６を有する。第１の突出部４５は、第１の側壁４１１と連なる電極４の表面４２（凹部４１とスリットＳの間の電極４の表面）と銀ろうによって接合されている。また、第２の突出部４６は、第２の側壁４１２と電極４の外縁４３の間の電極４の表面４２に銀ろうによって接合されている。第１の突出部４５及び第２の突出部４６は、凹部４１に突き出ている。即ち、第１の突出部４５及び第２の突出部４６が、第１の側壁４１１又は第２の側壁４１２の上端に覆い被さっている。
【００５２】
突出部４５、４６の材料としては、電極４に用いられる銅クロム合金よりも融点又は沸点が高い材料が挙げられる。本実施形態では、純クロムを用いている。また、突出部４５、４６もアークの熱によって溶融、蒸発するおそれがあるため、突出部４５、４６は一定の厚みを有することが望ましく、これに限定するものではないが、例えば１ｍｍ以上の厚みを有するとよい。
【００５３】
このように、第２の実施形態では、電極４は第１の突出部４５及び第２の突出部４６を有し、第１の突出部４５及び第２の突出部４６は、凹部４１に突き出し、第１の側壁４１１又は第２の側壁４１２の上端に覆い被さっている。これにより、凹部４１に流入された金属溶融物が、第１の側壁４１１や第２の側壁４１２の上端から流出しようとしても突出部４５、４６が邪魔となる。よって、凹部４１に流入した金属溶融物が凹部４１から流出することをより効果的に抑制することができる。そのため、１度流入した金属溶融物がスリットＳに流入することを抑制することができるため、スリットＳで短絡することを防止することができる。
【００５４】
また、突出部４５、４６は、純クロムを用いている。即ち、電極４に用いている銅クロム合金よりも融点、沸点が高い。そのため、アークの熱によっても溶融、蒸発しにくいため、突出部４５、４６から金属溶融物が発生しにくい。よって、突出部４５、４６から発生する金属溶融物が削減することができ、金属溶融物がスリットＳに流入することを抑制することができる。
【００５５】
さらに、突出部４５、４６に融点、沸点の高い純クロムを用いることで、突出部４５、４６がアークの熱によって損耗し難い。そのため、多数回電路を遮断しても、突出部４５、４６は、凹部４１に流入した金属溶融物が凹部４１から流出することを防止することができる。よって、多数回電路を遮断した場合であっても、金属溶融物がスリットＳに流入すること効果的に抑制でき、真空バルブ１の耐久性を向上させることができる。
【００５６】
なお、本実施形態では、凹部４１は、突出部４５、４６をともに備えていたが、凹部４１は、突出部４５、４６のどちらか一方のみを備えていてもよい。また、凹部４１が突出部４５、４６をともに備える場合には、突出部４５、４６を一体に成形し、電極４の表面４２に接合させてもよいし、別体として成形し接合させてもよい。別体として成形させる場合には、突出部４５、４６が、互いにぶつかり合わないように、どちらか一方の突出部４５、４６の長手方向の長さを短く成形するとよい。
【００５７】
（変形例）
変形例に係る真空バルブ１について図７を参照しつつ説明する。第１の実施形態及び第２の実施形態では、第１の側壁４１１と対向する凹部４１の側壁は、凹部４１の底面から垂直に立ち上がっていた。つまり、凹部４１の幅は、底面４１３から電極４の表面まで一定の幅だった。
【００５８】
変形例では、図７に示すように、第１の側壁４１１と対向する側壁４１４は、外縁に向かって斜めに延びている。換言すれば、凹部４１の幅は、底面の幅が狭く、電極４の表面４２に向かうにつれて幅が広がっている。
【００５９】
このように、凹部４１の電極４の表面４２付近の幅が大きくなっている。これにより、金属溶融物が凹部４１に入りやすくなり、より多くの金属溶融物を凹部４１に流入させることができるため、スリットＳに流入する金属溶融物を抑制し、スリットＳでの短絡を防止することができる。
【００６０】
（他の実施形態）
本明細書においては、本発明に係る実施形態を説明したが、この実施形態は例として提示したものであって、発明の範囲を限定することを意図していない。上記のような実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の範囲を逸脱しない範囲で、種々の省略や置き換え、変更を行うことができる。実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【００６１】
本実施形態では、スリットＳは、時計回り方向の隣のスリットＳの切込み箇所に向かって延びていたが、反時計周り方向の隣のスリットＳの切込み箇所に向かって延びていてもよい。また、本実施形態では、スリットＳを３本有していたが、スリットＳの数はこれに限られず、例えば、２本以下でもよいし、４本以上有していてもよい。この場合、スリットＳは、スリットＳの数に応じた切込み箇所が電極４の外縁上に等配間隔に配置され、各スリットＳは、当該切込み箇所から時計回り又は反時計回り方向の隣の切込み箇所に向けて延びるようにすればよい。この場合、凹部４１は、スリットＳに対応する数を有し、アークの進行方向に対して各スリットＳより手前になるよう配置させればよい。
【００６２】
第２の実施形態では、突出部４５、４６は電極４と別体として成形し、銀ろうによって電極４の表面４２に接合させたが、電極４と一体に成形してもよい。つまり、円盤状の電極を切削することで突出部４５、４６を成形してもよい。
【００６３】
本実施形態では、凹部４１は、１つスリットＳに対して１つ有していたが、これに限定されず、１つのスリットＳに対して複数の凹部４１をスリットＳの形状に沿って配置させてもよい。例えば、図８に示すように、矩形状の凹部４１をスリットＳの形状に沿って複数配置させてもよい。また、凹部４１の形状は、矩形状に限らず、円形など種々の形状であってもよい。
【００６４】
また、凹部４１の幅は一定である必要はない。例えば、図９に示すように、電極４の外縁４３に近い部分の幅は広く、中心に向かうにつれて狭めてもよい。アークは電極４の外縁付近を周方向に駆動するので、外縁付近の電極４から金属溶融物が発生しやすい。そのため、外縁付近の凹部４１の幅を広くすることで、より多くの金属溶融物を凹部４１に流入させることができ、スリットＳに金属溶融物が流入することをより効果的に抑制できる。
【符号の説明】
【００６５】
１  真空バルブ
２  真空容器
２１  絶縁筒
２２  封着金具
３  通電棒
３Ａ  固定側通電棒
３Ｂ  可動側通電棒
４  電極
４Ａ  固定側電極
４Ｂ  可動側電極
４１  凹部
４１１  第１の側壁
４１２  第２の側壁
４１３  底面
４２  表面
４３  外縁
４４  裏面
４５  第１の突出部
４６  第２の突出部
５  プレート
６  アークシールド
７  ベローズ
Ｓ  スリット
Ｘ  軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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