(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空容器内に対向して配置され、電極棒により互いに接離可能に設けられた一対の電極部をもつ真空バルブであって、
一対の電極部における少なくとも一方の電極部が、
前記電極棒に接続された保持部と、該保持部と電気的に接続された円弧状のコイル部と、他方の電極部の方向に該コイル部から突設された接続部とを有するコイル電極と、
前記コイル電極の接続部に電気的に接続され、半円形状の高抵抗部を有する主電極と、
を具備し、
前記主電極の高抵抗部は、対向する他方の電極側から見て前記コイル電極の前記接続部との接触面Ｃ全体を含む範囲で、前記コイル電極接続部の接触面Ｃ近傍でかつ他方の電極部に対向する対向面に形成した
ことを特徴とする真空バルブ。
【請求項２】
真空容器内に対向して配置され、電極棒により互いに接離可能に設けられた一対の電極部をもつ真空バルブであって、
一対の電極部における少なくとも一方の電極部が、
前記電極棒に接続された保持部と、該保持部と電気的に接続された円弧状のコイル部と、他方の電極部の方向に該コイル部から突設された接続部とを有するコイル電極と、
前記コイル電極の接続部に電気的に接続され、長円形状の高抵抗部を有する主電極と、
を具備し、
前記主電極の高抵抗部は、主電極の外周部近傍に形成され、該高抵抗部がコイル電極の接続部から実質的に同距離を有する位置でかつ他方の電極部に対向する対向面に形成した
ことを特徴とする真空バルブ。
【請求項３】
真空容器内に対向して配置され、電極棒により互いに接離可能に設けられた一対の電極部をもつ真空バルブであって、
一対の電極部における少なくとも一方の電極部が、
前記電極棒に接続された保持部と、該保持部と電気的に接続された円弧状のコイル部と、他方の電極部の方向に該コイル部から突設された接続部とを有するコイル電極と、
前記コイル電極の接続部に電気的に接続された導体と、
前記導体の他方の電極に対向する面に配設され半円形状の高抵抗部を有する主電極と、
を具備し、
前記主電極の高抵抗部は、対向する他方の電極側から見て前記コイル電極の前記接続部との接触面Ｃ全体を含む範囲で、前記コイル電極接続部の接触面Ｃ近傍でかつ他方の電極部に対向する面を表面としてその背面に形成した
ことを特徴とする真空バルブ。
【請求項４】
真空容器内に対向して配置され、電極棒により互いに接離可能に設けられた一対の電極部をもつ真空バルブであって、
一対の電極部における少なくとも一方の電極部が、
前記電極棒に接続された保持部と、該保持部と電気的に接続された円弧状のコイル部と、他方の電極部の方向に該コイル部から突設された接続部とを有するコイル電極と、
前記コイル電極の接続部に電気的に接続された導体と、
前記導体の他方の電極に対向する面に配設され長円形状の高抵抗部を有する主電極と、
を具備し、
前記主電極の高抵抗部は、該高抵抗部がコイル電極の接続部から実質的に同距離を有する位置の主電極の外周部近傍でかつ他方の電極部に対向する面を表面としてその背面に形成した
ことを特徴とする真空バルブ。
【請求項５】
真空容器内に対向して配置され、電極棒により互いに接離可能に設けられた一対の電極部をもつ真空バルブであって、
一対の電極部における少なくとも一方の電極部が、
前記電極棒に接続された保持部と、該保持部と電気的に接続された円弧状のコイル部と、他方の電極部の方向に該コイル部から突設された接続部とを有するコイル電極と、
前記コイル電極の接続部に電気的に接続され半円形状の高抵抗部を有する導体と、
前記導体の他方の電極に対向する面に配設された主電極と、
を具備し、
前記導体の高抵抗部は、対向する他方の電極側から見て前記コイル電極の前記接続部との接触面Ｃ全体を含む範囲で、前記コイル電極接続部の接触面Ｃ近傍でかつ他方の電極部に対向する面に形成した
ことを特徴とする真空バルブ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、真空遮断器等に使用される真空バルブに関するものであり、特にアークと平行な縦方向磁界を発生する電極構造を有する真空バルブに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１６は従来の真空バルブの構造を示す側面断面図である。図１６において、真空容器１はガラス又はセラミック等の絶縁物で形成された絶縁容器２の両端を金属製の端板３、４により閉塞して構成されている。真空容器１内には、固定電極棒１０に接続された固定電極部２０と、可動電極棒１１に接続された可動電極部２１が対向して配設されている。可動電極部２１は可動電極棒１１に機械的に接続された操作機構部（図示せず）により固定電極部２０に対して接離動作するよう構成されている。端板４と可動電極棒１１との間にはベローズ９が設けられており、真空容器１内の気密を保持するとともに、可動電極棒１１の軸方向（図１６における上下方向）の移動を可能にしている。また、真空容器１内には固定電極部２０と可動電極部２１を包囲するようにシールド１７とベローズ９を包囲するベローズカバー１６が配設されており、電極間から発生する金属蒸気の付着を防止している。
【０００３】
上記のように構成された従来の真空バルブにおいて、遮断指令が入力されたとき、可動電極部２１が固定電極部２０から開離し、固定電極部２０と可動電極部２１との間にはアークが発生する。このアーク発生時の電流は、固定電極部２０と可動電極部２１において円弧状に流れて、アークと平行な縦方向磁界（図１６における上下方向の磁界）を発生させている。この縦方向磁界は固定電極部２０と可動電極部２１の主電極間に発生したアークに作用して、アークは主電極表面に拡散されて、安定して維持される。このアークの拡散により、遮断時のアーク電圧が低減されるとともに、各主電極における温度上昇が抑制され、電流ゼロ点でアークはすみやかに消弧され電流が遮断される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の真空バルブは以上のように主電極表面に発生したアークは主電極表面上に拡散されて、安定して維持されるように構成されており、発弧位置によっては、発弧直後の集中状態にあるアークに対して主電極等を流れる電流による磁気駆動力が働き、集中状態のアークは停滞せずに主電極表面上を駆動されて、すばやく拡散状態となるように構成されている。しかし、主電極表面のどの部位にアークが発生しても一様な磁気駆動力がアークに働くものではなく、主電極の特定の部位によっては弱い磁気駆動力しかアークに働かず、アークが発弧位置に停滞して、拡散状態に移行せず、主電極を局部的に加熱して主電極を破損させる場合や、電極部の過度の温度上昇により遮断性能が低下する場合があった。
【０００５】
本発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、電極間に発生したアークを発弧位置に停滞させずに、主電極表面上にすみやかに拡散するように構成することにより、電極部の局部的な加熱を防止することのできる信頼性の高い真空バルブを得ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の真空バルブは、真空容器内に対向して配置され、電極棒により互に接離可能に設けられた一対の電極部をもつ真空バルブであって、
一対の電極部の少なくとも一方の電極部が、
前記電極棒に接続された保持部と、該保持部と電気的に接続された円弧状のコイル部と、他方の電極部の方向に該コイル部から突設された接続部とを有するコイル電極、
前記コイル電極の接続部に電気的に接続され、高抵抗部を有する主電極を具備するものである。
【０００７】
また、本発明の真空バルブは、真空容器内に対向して配置され、電極棒により互に接離可能に設けられた一対の電極部をもつ真空バルブであって、
一対の電極部の少なくとも一方の電極部が、
前記電極棒に接続された保持部と、該保持部と電気的に接続された円弧状のコイル部と、他方の電極部の方向に該コイル部から突設された接続部とを有するコイル電極、
前記コイル電極の接続部に電気的に接続され、高抵抗部を有する導体、
前記導体の他方の電極部に対向する面に配設された主電極を具備するものである。
【０００８】
さらに、本発明の真空バルブは、真空容器内に対向して配置され、電極棒により互に接離可能に設けられた一対の電極部をもつ真空バルブであって、
一対の電極部の少なくとも一方の電極部が、
前記電極棒に接続された保持部と、該保持部と電気的に接続された円弧状のコイル部と、他方の電極部の方向に該コイル部から突設された接続部とを有するコイル電極、
前記コイル電極の接続部に電気的に接続された導体、
前記導体の他方の電極部に対向する面に配設され、他方の電極部の方向に突設した実質的に同一円周上の部位を有する主電極を具備するものである。
【０００９】
【作用】
本発明の真空バルブにおいて、少なくとも一方の電極部の主電極に高抵抗部が設けられており、アーク発生時に流れる各電極部の電流は、主電極の高抵抗部を避けて、コイル電極の接続部へ流れる。このために、電極間に発生したアークは発弧位置に停滞せず、その結果として、主電極表面上に拡散される。
【００１０】
本発明の真空バルブにおいて、少なくとも一方の電極部の主電極の背面に配置された導体には高抵抗部が設けられており、アーク発生時に流れる各電極部の電流は、導体に設けられた高抵抗部を避けて、コイル電極の接続部へ流れる。このために、電極間に発生したアークは発弧位置に停滞せず、その結果として、主電極表面上に拡散される。
【００１１】
本発明の真空バルブにおいて、少なくとも一方の電極部の主電極に他方の電極部の方向に同一円周上に突設された部位である突出部を設け、主電極又は導体に高抵抗部を形成しているために、この突出部の対向面にアークが発生し、このアーク発生時の電流は主電極の突出部を通って、コイル電極の接続部を経てコイル部に流れる。このために、電極間に発生したアークは発弧位置に停滞せず、主電極表面上に拡散される。
【００１２】
【実施例】
実施例１
以下、本発明の真空バルブの実施例１を図を参照して説明する。
図１は実施例１の真空バルブにおける電極部の一部を示す分解斜視図である。図１に示す真空バルブの電極部は、真空容器内に配設されて操作機構部（図示せず）により接離動作する一対の固定電極部と可動電極部の一方を示したものである。固定電極部と可動電極部は実質的に同一の構造を有しており、その一方は他方と同じものを上下に倒立させて相対向して配置したものである。図１の分解斜視図に示すように、各電極部は、電極棒３０、コイル電極３１、補強部３２、導体３３、主電極３４により構成されている。
【００１３】
図１に示すように、コイル電極３１は、電極棒３０の先端部３０ａに嵌合されるリング状の保持部３１ａと、この保持部３１ａから半径方向外向きに導出する３本の腕部３１ｂ、３１ｂ、３１ｂと、これらの腕部３１ｂ、３１ｂ、３１ｂの各外側端部から導出して同一円周上に配置されたコイル部３１ｃ、３１ｃ、３１ｃとを有している。また、各コイル部３１ｃの端部には他方の電極部と対向する向きに突出した接続部３１ｄがそれぞれ設けられている。
コイル電極３１の接続部３１ｄには、導電材、例えば銅板、により環状に形成された導体３３が電気的に接触するように配設されている。この導体３３の他方の電極部に対向する面（図１における上面）には円板状の主電極３４が配設されている。
【００１４】
図２の（ａ）は図１の電極部の平面図であり、図２の（ｂ）は図２の（ａ）の電極部におけるＩＩーＩＩ線による側面断面図である。図２の（ｂ）に示すように、補強部３２は主電極３４背面に当接してこれを支持するものであり、ステンレス鋼等の高抵抗材により形成されている。
図２の（ａ）及び図２の（ｂ）の各図に示されているように、該主電極３４における他方の電極部に対向する表面には高抵抗部である凹部３４ａが形成されている。この凹部３４ａは、コイル電極３１の接続部３１ｄと導体３３との接触面Ｃ（図２の（ａ）においてクロスハッチングにて示す。）と対応する主電極３４の表面の部分よりも広く半円形に穿かれており、その垂直な縁部の他方の電極部と対向する部分は図２の（ａ）に示すように曲面に形成されている。このように、縁部を曲面にすることにより、その部分の電界の集中は緩和されている。
【００１５】
実施例１の主電極３４は、真空バルブの容量、使用目的等に応じて次に示す各種材料により形成されている：
（１）低サージ特性を有する材料としては、例えばＡｇＷＣ系合金、
（２）高耐溶着特性を有する材料としては、例えばＢｉ、Ｔｅ、Ｓｅ等の低融点金属を含むＣｕ合金又はＡｇ合金、そして
（３）高耐電圧特性を有し、かつ大電流遮断特性を有する材料としては、例えばＣｕＣｒ系合金。
なお、本発明の各実施例において、主電極はその目的に合せて上記各種材料により形成されている。
【００１６】
次に、上記のように構成された実施例１の真空バルブの電極部におけるアーク発生時の電流の流れについて、図２及び図３を用いて説明する。図３は、固定電極部２０と可動電極部２１が開離してアークが発生したところを示す側面図である。
開離時に発生するアークＰは主電極３４の対向面における高抵抗部３４ａ以外の部分に発生する。図２の（ａ）において、点Ｑに示す位置にアークが発生した場合、電流は、例えば矢印Ｒ及び矢印Ｓにより示す方向に円弧状に流れる。図３において、アークＰ発生時の電流は、例えば矢印Ｉ１により示したように、固定電極部２０のコイル電極３１の接続部３１ｄからアークＰへ流れ、そして矢印Ｉ２に示したようにアークＰから可動電極部２１のコイル電極３１の接続部３１ｄへ流れる。このために、アークＰには磁気駆動力Ｆが働き、アークＰは発弧位置に停滞せずに主電極３４表面上を移動して、主電極３４の表面に拡散される。
【００１７】
以上のように実施例１の真空バルブは、主電極において弱い磁気駆動力しか発生しない接触面Ｃ近傍の部分に高抵抗部を設けて、この部分にアークを発生させないように構成しているために、実施例１における主電極３４は遮断時において局部的な加熱による破損が防止されるとともに、電極部における過度の温度上昇が抑制されている。従って、実施例１の真空バルブは大電流の遮断が可能となり、遮断性能の優れた装置となる。
なお、上記実施例１において、コイル部３１ｃが３分割されたもので示したが、複数に分割された他の形状のコイル部に本発明を適用しても同様の効果を奏する。
【００１８】
実施例２
以下、本発明の真空バルブの実施例２を図を参照して説明する。
図４は実施例２の真空バルブにおける電極部の一部を示したものであり、図４の（ａ）はその電極部の平面図、図４の（ｂ）は図４の（ａ）の電極部におけるＩＶ−ＩＶ線による断面図である。図４において、前述の実施例１に対応する部分の構造は図１および図２の真空バルブと同じ材料により構成され、同様の機能および効果を有するので、同じ符号を付してその説明を省略し、実施例１における説明を準用する。
【００１９】
図４の（ａ）及び図４の（ｂ）に示されているように、実施例２の主電極３５の他方の電極部に対向する面には高抵抗部を構成する凹部３５ａが形成されている。図４の（ａ）に示すように、凹部３５ａは、コイル電極３１の接続部３１ｄと導体３３との接触面Ｃのほぼ中間に形成されており、環状の導体３３を横切るように長円形状に形成されている。すなわち、同一円弧上に設けられている３つの接続部３１ｄのうち２つの接続部３１ｄの間の中心角の２等分線上に凹部３５ａが形成されている。従って、この凹部３５ａの数はコイル電極３１と導体３３との接触面Ｃの数により決定され、本実施例ではコイル電極３１と導体３３との接触面Ｃが３つあるため、上記凹部３５ａは主電極３５の対向面上の３ヵ所に形成されている。
【００２０】
次に、上記のように構成された実施例２の真空バルブの電極部におけるアーク発生時の電流の流れについて、図４及び図５を用いて説明する。図５は、固定電極部２０と可動電極部２１が開離してアークＰが発生したところを示す側面図である。
各電極部の開離時に発生するアークＰは、主電極３５の対向面における高抵抗部である凹部３５ａ以外の部分に発生する。図４の（ａ）において、点Ｑに示す位置にアークが発生した場合、電流は、例えば矢印Ｒ及び矢印Ｓにより示す方向に円弧状に流れる。
【００２１】
図５に示したように、アークＰ発生時の電流は、例えば、図５において矢印ＩＬと矢印ＩＲにより図示した経路を通って固定電極部２０から可動電極部２１へ流れる。このとき、電流経路ＩＬを通って主電極３５を流れる電流によりアークＰには第１の磁気駆動力ＦＬが働き、電流経路ＩＲを通って主電極３５を流れる電流によりアークＰには第２の磁気駆動力ＦＲが働く。この場合、第１の磁気駆動力ＦＬは第２の磁気駆動力ＦＲより大きいために、アークＰには第１の磁気駆動力ＦＬの方向の力が働き、アークＰは発弧位置に停滞せず、主電極３５の表面上を速やかに拡散する。もし、高抵抗部である凹部３５ａが主電極における上記位置に形成されていない場合において、アークが両接続部と等距離の位置に発生したとき、このときのアーク発生時の電流は両接続部へ同様に流れるため、反対方向で同じ大きさの磁気駆動力が相殺されてしまい、アークに対して磁気駆動力が働かない場合があった。実施例２においては、このような位置にアークが発生しないように、高抵抗部が形成されているために、発生したアークに対しては確実に磁気駆動力が働く。
以上のように、実施例２の真空バルブにおいては、主電極３５表面の２つの接触面Ｃのほぼ中間の位置であって弱い磁気駆動力しか発生しない部分に高抵抗部である凹部３５ａを形成して、この部分にアークを発生させないように構成しているために、遮断時において主電極３５の局部的な加熱が防止されるとともに、電極部の過度の温度上昇は抑制されている。従って、実施例２の真空バルブは大電流の遮断が可能となり、遮断性能の優れた装置となる。
【００２２】
なお、前述の実施例１において示した主電極３４の凹部３４ａを実施例２の主電極３５に形成して、アークの発弧位置をさらに限定して、アークに対して大きな磁気駆動力が確実に働くように構成することにより、さらに遮断性能の優れた真空バルブとなる。
前述の実施例１及び実施例２において、主電極の背面に環状の導体を配置した構成の装置により説明したが、環状の導体を用いずに主電極の背面に直接コイル電極を配設した装置であっても、前述の実施例１および実施例２と同様の効果を奏する。
【００２３】
実施例３
以下、本発明の真空バルブの実施例３を図を参照して説明する。
図６は実施例３の真空バルブにおける電極部の一部を示したものであり、図６の（ａ）はその電極部の平面図、図６の（ｂ）は図６の（ａ）の電極部におけるＶＩ−ＶＩ線による断面図である。図６において、前述の実施例１に対応する部分の構造は図１および図２の真空バルブと同じ材料により構成され、同様の機能および効果を有するので、同じ符号を付してその説明を省略し、実施例１における説明を準用する。
【００２４】
図６の（ａ）及び図６の（ｂ）に示されているように、実施例３の主電極３６における他方の電極部に対向する面と反対の面、すなわち背面には、高抵抗部である凹部３６ａが形成されている。この凹部３６ａは、コイル電極３１の接続部３１ｄと導体３３との接触面Ｃ（図６の（ａ）においてクロスハッチングにて示す。）と対応する主電極３６の背面の部分を避けるように半円形に穿かれて形成されたものである。なお、実施例３の高抵抗部は、主電極３６より電気抵抗が大きい材料、例えばステンレス鋼等の材料を主電極３６の背面の所定位置に埋設して構成することもできる。
【００２５】
次に、上記のように構成された実施例３の真空バルブの電極部におけるアーク発生直後の電流の流れについて、図７を用いて説明する。図７は、固定電極部２０と可動電極部２１が開離してアークＰが凹部３６ａの近傍に発生したところを示す側面図である。
図７に示すように、高抵抗部である凹部３６ａがコイル電極３１の接続部３１ｄと導体３３との接触面Ｃの近傍に形成されているために、アークＰに流れる電流Ｉ１は、接続部３１ｄから導体３３を通り主電極３６を介してアークＰへ流れる。また、電流Ｉ２はアークＰから主電極３６、導体３３を通り、接続部３１ｄへ流れる。このように、アーク発生時の電流は、各電極部の主電極３６において凹部３６ａを迂回して流れるために、アークＰには磁気駆動力Ｆが働き、アークＰは、発弧位置に停滞せずに主電極３６表面上を移動して、主電極３６の表面上に拡散される。
【００２６】
以上のように、実施例３の真空バルブは、コイル電極３１の接続部３１ｄと導体３３との接触面Ｃの近傍に高抵抗部である凹部３６ａが形成されているために、もし接触面Ｃに対応する主電極３６の表面にアークが発生しても、このアークによる電流は接触部３１ｄへ直線的に流れず、高抵抗部を迂回して流れる。この電流のために、このアークには磁気駆動力が働く。従って、アークは発弧位置に停滞せず、主電極３６は局部的な加熱による損傷が防止されると共に、電極部の過度の温度上昇が抑制される。従って、実施例３の真空バルブは大電流の遮断が可能となり、遮断性能の優れた装置となる。
【００２７】
実施例４
以下、本発明の真空バルブの実施例４を図を参照して説明する。
図８は実施例４の真空バルブにおける電極部の一部を示したものであり、図８の（ａ）はその電極部の平面図、図８の（ｂ）は図８の（ａ）の電極部におけるＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線による断面図である。図において、前述の実施例１に対応する部分の構造は図１および図２の真空バルブと同じ材料により構成され、同様の機能および効果を有するので、同じ符号を付してその説明を省略し、実施例１における説明を準用する。
【００２８】
図８の（ａ）及び図８の（ｂ）に示されているように、実施例４の主電極３７における他方の電極部に対向する面と反対の面、すなわち背面には、高抵抗部である凹部３７ａが形成されている。この凹部３７ａは、２つの接触面Ｃの中間に形成されており、環状の導体３３を横切るように長円形状を有している。図８の（ａ）に示すように、長円形状の凹部３７ａはその長手方向の中心線が、同一円弧上に設けられている３つの接続部３１ｄのうち２つの接続部３１ｄの間の中心角の２等分線と平行にかつ偏心した中心を示すように設けられている。この凹部３７ａの数はコイル電極３１の接続部３１ｄの数により決定され、本実施例ではその接続部３１ｄが３つあるために、凹部３７ａは主電極３７における３ヵ所に形成されている。
なお、実施例４の高抵抗部は、主電極３７より電気抵抗が大きい材料、例えばステンレス鋼等の材料を主電極３７の背面の所定位置に埋設して構成することもできる。
【００２９】
上記のように構成された実施例４の真空バルブの電極部において、アーク発生時の電流の流れについて、図８を用いて説明する。図８の（ａ）において、点Ｑに示す位置にアークが発生した場合、電流は、例えば矢印Ｒ及び矢印Ｓにより示す方向に円弧状に流れる。もし、２つの接続部３１ｄ、３１ｄのほぼ中間位置Ｑ１、すなわち凹部３７ａが形成された位置に対応する主電極３７の表面上にアークが発生した場合、このアークにより流れる電流は凹部３７ａを迂回して２つの接続部３１ｄ、３１ｄへ円弧状に流れる。この場合、凹部３７ａの形状が２つの接続部３１ｄ、３１ｄの中間位置からずれた位置に形成されているために、それぞれの電流経路において導体を流れる部分が実質的に同じ長さとならず、それぞれの電流経路に流れる電流により異なった大きさの磁気駆動力が発生する。このために、アークは発弧位置に停滞せず、主電極３７表面上に拡散されて、主電極３７の局部的な加熱による破損が防止され、電極部における過度の温度上昇が抑制されている。
【００３０】
実施例５
以下、本発明の真空バルブの実施例５を図を参照して説明する。
図９は実施例５の真空バルブにおける電極部の一部を示したものであり、図９の（ａ）はその電極部の平面図、図９の（ｂ）は図９の（ａ）の電極部におけるＩＸ−ＩＸ線による断面図である。図９において、前述の実施例１に対応する部分の構造は図１および図２の真空バルブと同じ材料により構成され、同様の機能および効果を有するので、同じ符号を付してその説明を省略し、実施例１における説明を準用する。
【００３１】
図９の（ａ）及び図９の（ｂ）に示されているように、実施例５の主電極３８は円板状に形成されており、この主電極３８の背面には導電材、例えば銅板により環状に形成された導体３９には高抵抗部である凹部３９ａが形成されている。この凹部３９ａは、コイル電極３１の接続部３１ｄと導体３９との接触面Ｃと対応する部分を避けるように半円形に穿かれて構成されている。
なお、実施例５の高抵抗部は、導電材より電気抵抗が大きい材料、例えばステンレス鋼等の材料を主電極３７の背面の所定位置に埋設して構成することもできる。
【００３２】
上記のように構成された実施例５の真空バルブの電極部において、固定電極部と可動電極部が開離してアークが主電極３８表面における接触面Ｃと対応する位置に発生したとき、高抵抗部である凹部３９ａが導体３９の接触面Ｃの近傍に形成されているために、アークを流れる電流は凹部３９ａを迂回して主電極３８及び導体３９を流れる。このように、アーク発生時の電流は発弧位置近傍の主電極３８及び導体３９において、水平方向へ流れるために、アークには磁気駆動力が作用し、アークは発弧位置に停滞せずに移動して、主電極３８の表面上に拡散される。従って、実施例５の真空バルブにおいては、主電極３８の局部的な加熱による破損が防止され、電極部における過度の温度上昇が抑制される。
【００３３】
実施例６
以下、本発明の真空バルブの実施例６を図を参照して説明する。
図１０は実施例６の真空バルブにおける電極部の一部を示したものであり、図１０の（ａ）はその電極部の側面断面図、図１０の（ｂ）は図１０の（ａ）の電極部におけるＸ−Ｘ線による断面図である。図１０において、前述の実施例１に対応する部分の構造は図１および図２の真空バルブと同じ材料により構成され、同様の機能および効果を有するので、同じ符号を付してその説明を省略し、実施例１における説明を準用する。
【００３４】
図１０の（ａ）及び図１０の（ｂ）に示されているように、実施例６の主電極４０は円板状に形成されており、この主電極４０の背面には、導電材、例えば銅板により環状に形成された導体４１には高抵抗部であるスリット４１ａが形成されている。このスリット４１ａは、コイル電極３１の接続部３１ｄと導体４１との接触面Ｃの近傍に形成されており、中心に向かう半径方向の線に沿って形成されている。
なお、一対の対向する電極部において、導体４１に形成されたスリット４１ａと接触面Ｃは、対向する位置となるように配設されている。換言すると、対向する電極部においてスリット４１ａの接触面Ｃに対する位置関係は、電極部間に水平に配置した鏡に写る位置と同一の位置関係である。
【００３５】
次に、上記のように構成された実施例６の真空バルブの電極部におけるアーク発生時の電流の流れについて説明する。
図１０の（ｂ）の平面断面図において、遮断時のアークが点Ｑにより示す２つの接触面Ｃの中間の位置に発生した場合、そのときの電流は環状の導体４１を実線の矢印Ｒにて示す方向に流れ、その逆方向へはスリット４１ａが形成されているために流れ難く構成されている。また、対向する他方の電極部においては、アーク発生時の電流は矢印Ｒにて示す方向と同じ方向に流れるために、電極間に発生したアークに対して大きな磁気駆動力が作用する。この磁気駆動力によりアークは主電極４０の表面上をすみやかに移動して、拡散される。このために、主電極４０の局部的な加熱は防止され、電極部における過度の温度上昇が抑制されている。従って、実施例６の真空バルブは大電流の遮断が可能となり、遮断性能の優れた装置となる。
【００３６】
なお、上記実施例６は環状の導体４１にスリット４１ａを形成したもので示したが、図１１に示すように環状の導体４２をスリット４２ａにより分割、例えば３分割した構成のものを用いても上記実施例６と同じ効果を奏する。
また、上記実施例６おいては、高抵抗部をスリットにより構成したが、導体４１、４２より電気抵抗が大きい材料、例えばステンレス鋼等の材料を導体４１、４２に埋設して、上記高抵抗部を構成することもできる。
【００３７】
実施例７
以下、本発明の真空バルブの実施例７を図を参照して説明する。
図１２は実施例７の真空バルブにおける電極部の一部を示したものであり、図１２の（ａ）はその電極部の平面図、図１２の（ｂ）は図１２の（ａ）の電極部におけるＸＩＩ−ＸＩＩ線による断面図である。図１２において、前述の実施例１に対応する部分の構造は図１および図２の真空バルブと同じ材料により構成され、同様の機能および効果を有するので、同じ符号を付してその説明を省略し、実施例１における説明を準用する。
図１２の（ａ）及び図１２の（ｂ）に示されているように、実施例７の主電極４３はその円周部に突出部４３ａが形成されている。この主電極４３の背面には、導電材、例えば銅板により円板状に形成された導体３３が設けられている。この導体３３はコイル電極３１の接続部３１ｄが電気的に接触するように配設されている。
【００３８】
主電極４３の突出部４３ａには、第１の切欠部４３ｂと第２の切欠部４３ｃが形成されている。第１の切欠部４３ｂは、コイル電極３１の接続部３１ｄと導体３３との接触面Ｃ（図１２の（ａ）において、クロスハッチングにて示す。）と対応する主電極４３の突出部４３ａの部分を曲面により切り取った形状により構成されている。第２の切欠部４３ｃは、コイル電極３１の接続部３１ｄと導体３３との接触面Ｃのほぼ中間に形成されており、円弧状の突出部４３ａを横切るように形成されている。この突出部４３ａにおいて、その垂直な縁部の他方の電極部と対向する部分は、曲面に形成されている。
【００３９】
上記のように構成された実施例７の真空バルブの電極部において、遮断時のアークは主電極４３の円周部分の突出部４３ａに発生する。例えば、図１２の（ａ）において、点Ｑに示す位置にアークが発生した場合、電流は矢印Ｒ及び矢印Ｓにより示す方向に流れる。このようにアーク発生時の電流は、各電極部における主電極４３及び導体３３をほぼ同じ方向へ流れるために、アークに対する大きな駆気駆動力が働き、アークは停滞せず移動し、拡散される。従って、遮断時において主電極４３の表面は局部的な加熱が防止されるとともに、電極部の過度の温度上昇が抑制されている。従って、実施例７の真空バルブは大電流の遮断が可能となり、遮断性能の優れた装置となる。
【００４０】
実施例８
以下、本発明の真空バルブの実施例８を図を参照して説明する。
図１３は実施例８の真空バルブにおける電極部の一部を示したものであり、図１３の（ａ）はその電極部の平面図、図１３の（ｂ）は図１３の（ａ）の電極部におけるＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線による断面図である。図１３において、前述の実施例１に対応する部分の構造は図１および図２の真空バルブと同じ材料により構成され、同様の機能および効果を有するので、同じ符号を付してその説明を省略し、実施例１における説明を準用する。
【００４１】
図１３の（ａ）及び図１３の（ｂ）に示されているように、実施例８の主電極４４は円環状に形成されいる。この主電極４４の背面には導電材、例えば銅板により円板状に形成された導体４５が設けられており、この導体４５には高抵抗部である半円形の凹部４５ａが形成されている。この凹部４５ａは、コイル電極３１の接続部３１ｄと導体４５との接触面Ｃと反対の面、すなわち、導体４５の主電極４４に対向する面において接触面Ｃに対応する面を含むように形成されている。なお、上記高抵抗部である凹部４５ａは、導電材より電気抵抗が大きい材料、例えばステンレス鋼等の材料を導体４５に埋設して、機械的剛性を高めた構成とすることもできる。
【００４２】
上記のように構成された実施例８の真空バルブの電極部において、遮断時のアークは円環状の主電極４４の表面に発生する。例えば、主電極４４の表面における接触面Ｃに対応する位置にアークが発生した場合、各電極部における発弧直後の電流は、高抵抗部である凹部４５ａを迂回してほぼ同一の水平方向へ流れるために、アークに対して磁気駆動力が作用する。このように、実施例８においてコイル電極３１と導体３３との接触面Ｃの近傍に高抵抗部が形成されているために、アークが主電極４４におけるいづれの部位に発生しても、アーク発生時の電流は発弧位置近傍の主電極４４及び導体３３において水平方向に流れるために、電極間のアークには磁気駆動力が作用する。このために、アークは主電極４４の表面をすみやかに移動して、拡散される。従って、遮断時において、主電極４４は局部的な加熱が防止されるとともに、電極部における過度の温度上昇が抑制されている。従って、実施例８の真空バルブは大電流の遮断が可能となり、遮断性能の優れた装置となる。
【００４３】
実施例９
以下、本発明の真空バルブの実施例９を図を参照して説明する。
図１４は実施例９の真空バルブにおける電極部の一部を示したものであり、図１４の（ａ）はその電極部の平面図、図１４の（ｂ）は図１４の（ａ）の電極部におけるＸＩＶ−ＸＩＶ線による断面図、図１５は実施例９における円板状の導体４７の平面断面図である。各図において、前述の実施例１に対応する部分の構造は図１および図２の真空バルブと同じ材料により構成され、同様の機能および効果を有するので、同じ符号を付してその説明を省略し、実施例１における説明を準用する。
図１４の（ａ）及び図１４の（ｂ）に示されているように、実施例９の主電極４６は円環状に形成されいる。この主電極４６の背面には導電材、例えば銅板により円板状に形成された導体４７が設けられており、この導体４７には高抵抗部であるスリット４７ａが形成されている。このスリット４７ａは、コイル電極３１の接続部３１ｄと導体４７との接触面Ｃの近傍の円周部より中心に向かって半径方向に延設されている。
【００４４】
なお、一対の対向する電極部において、導体４７に形成されたスリット４７ａと接触面Ｃは対向する位置となるように配設されている。換言すると、対向する電極部において、スリット４７ａは接触面Ｃに対する位置関係が、電極部間に水平に配設した鏡に写る位置と同一の位置関係である。
なお、上記実施例９においては、高抵抗部をスリット４７ａにより構成したが、導体４７より電気抵抗が大きい材料、例えばステンレス鋼等の材料を導体４７に埋設して上記高抵抗部を構成することもできる。
【００４５】
上記のように構成された実施例９の真空バルブの電極部において、遮断時のアークは円環状の主電極４６に発生する。例えば、図１４の（ａ）に点Ｑにて示すように、２つの接触面Ｃの中間の位置にアークが発生した場合、そのときの電流は主電極４６を矢印Ｔの方向に流れ、接続部３１ｄを経てコイル電極３１を矢印Ｕの方向へ流れる。この場合、矢印Ｔの逆方向への電流はスリット４７ａが導体４７に形成されているために流れ難く構成されている。
また、他方の電極部においても、アーク発生時の電流が同じように矢印Ｔにより示す方向に流れるために、電極間に発生したアークに対して大きな磁気駆動力が働く。このために、アークは主電極４６の表面上をすばやく移動して拡散され、主電極４６の表面の局部的な加熱が防止されるとともに、電極部の過度の温度上昇は抑制される。従って、実施例９の真空バルブは大電流の遮断が可能となり、遮断性能の優れた装置となる。
【００４６】
【発明の効果】
本発明によれば、主電極に電気的に高抵抗を有する高抵抗部を形成して、発弧直後のアークに対して磁気駆動力が働くように構成し、アークを発弧位置に停滞させずに主電極表面上をすみやかに移動して、拡散するために、主電極は局部的な加熱による破損から防止されるとともに、電極部の過度の温度上昇が抑制されて、遮断性能の優れた真空バルブを得る効果がある。
【００４７】
また、本発明によれば、主電極の背面に配設された環状の導体に高抵抗部を形成して、発弧直後のアークに磁気駆動力が働くように構成しているために、アークは発弧位置に停滞せずに主電極表面上をすみやかに移動して、拡散され、主電極の局部的な加熱による破損が防止されるとともに、電極部の過度の温度上昇が抑制されて、遮断性能の優れた真空バルブを得る効果がある。
【００４８】
さらに、本発明によれば、主電極に円環状に突出した部位を設けて、アークの発生する部位をその部分に限定させることにより、発弧直後のアークに磁気駆動力が働き、アークが発弧位置に停滞せずに主電極表面上をすみやかに移動して、拡散される。このために、主電極は局部的な加熱による破損から防止されるとともに、電極部の過度の温度上昇が抑制されて、遮断性能の優れた真空バルブを得る効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の真空バルブの実施例１の電極部の一部を示す分解斜視図である。
【図２】本発明の真空バルブの実施例１の電極部の平面図と側面断面図である。
【図３】本発明の真空バルブの実施例１の電極部の側面図である。
【図４】本発明の真空バルブの実施例２の電極部の平面図と側面断面図である。
【図５】本発明の真空バルブの実施例２の電極部の側面図である。
【図６】本発明の真空バルブの実施例３の電極部の平面図と側面断面図である。
【図７】本発明の真空バルブの実施例３の電極部の側面図である。
【図８】本発明の真空バルブの実施例４の電極部の平面図と側面断面図である。
【図９】本発明の真空バルブの実施例５の電極部の平面図と側面断面図である。
【図１０】本発明の真空バルブの実施例６の電極部の側面断面図と平面断面図である。
【図１１】本発明の真空バルブの実施例６の電極部における環状導体の別の実施例を示す平面断面図である。
【図１２】本発明の真空バルブの実施例７の電極部の平面図と側面断面図である。
【図１３】本発明の真空バルブの実施例８の電極部の平面図と側面断面図である。
【図１４】本発明の真空バルブの実施例９の電極部の平面図と側面断面図である。
【図１５】本発明の真空バルブの実施例９の電極部の円板状導体を示す平面断面図である。
【図１６】従来の真空バルブを示す側面断面図である。
【符号の説明】
３０  電極棒、３１  コイル電極、３３  導体、３４  主電極、３４ａ  凹部。
【図１】
0003577740.tif 000002
【図２】
0003577740.tif 000003
【図３】
0003577740.tif 000004
【図４】
0003577740.tif 000005
【図５】
0003577740.tif 000006
【図６】
0003577740.tif 000007
【図７】
0003577740.tif 000008
【図８】
0003577740.tif 000009
【図９】
0003577740.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
0003577740.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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