(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空容器（４）と、
該真空容器内に一部が設置される固定接点アセンブリ（６）と、
前記真空容器内に一部が設置されて、前記固定接点アセンブリと電気的に接続される閉位置と、前記固定接点アセンブリから離間した開位置との間で移動可能な可動接点アセンブリ（７）と、を含み、
前記真空容器は、前記真空容器内の前記固定接点アセンブリ及び前記可動接点アセンブリを目視するために、単結晶アルミナ（Al2O3）で作られたいくつかの透明部分（８）を有する絶縁体（５）を含んでおり、
前記絶縁体は、さらに、多結晶アルミナ（Al2O3）で作られたシリンダ（２０）を含む、ことを特徴とする真空スイッチ（２；３０）。
【請求項２】
前記いくつかの透明部分は、いくつかのサファイア部材（８；３２）であることを特徴とする請求項１に記載の真空スイッチ（２；３０）。
【請求項３】
前記絶縁体（５）は、さらに、いくつかの開口（１４）を含み、前記いくつかのサファイア部材の各々は、前記絶縁体の前記いくつかの開口の対応する１つにろう付けされていることを特徴とする請求項２に記載の真空スイッチ（２）。
【請求項４】
前記いくつかの透明部分（３２）は、いくつかの透明領域（３４）であることを特徴とする請求項１に記載の真空スイッチ（３０）。
【請求項５】
真空容器（４）と、
該真空容器内に一部が設置される固定接点アセンブリ（６）と、
前記真空容器内に一部が設置されて、前記固定接点アセンブリと電気的に接続される閉位置と、前記固定接点アセンブリから離間した開位置との間で移動可能な可動接点アセンブリ（７）と、を含み、
前記真空容器は、前記真空容器内の前記固定接点アセンブリ及び前記可動接点アセンブリを目視するために、単結晶アルミナ（Al2O3）で作られたいくつかの透明部分（８）を有する絶縁体（５）を含んでおり、
前記絶縁体は、さらに、いくつかの開口（１４）を含み、前記いくつかの透明部分の各々は、前記絶縁体の前記いくつかの開口の対応する１つにろう付けされており、
前記絶縁体は、いくつかの縁部（１６）がメタライズされ、前記いくつかの縁部の各々は、前記いくつかの開口の対応する１つによって形成され、前記いくつかの透明部分の各々は、前記絶縁体のメタライズされた前記いくつかの縁部の１つに対応する周縁部（１８）がメタライズされて、メタライズされた前記周縁部は、前記絶縁体のメタライズされた前記いくつかの縁部の対応する１つにろう付けされる、ことを特徴とする真空スイッチ（２）。
【請求項６】
前記いくつかの透明部分（８）は、いくつかの透明窓であることを特徴とする請求項１または５に記載の真空スイッチ（２）。
【請求項７】
前記いくつかの透明部分は、複数の透明部分（８）であることを特徴とする請求項１または５に記載の真空スイッチ（２）。
【請求項８】
前記真空容器は、さらに、前記絶縁体に連結された複数の端部部材（２２，２４）を含むことを特徴とする請求項１または５に記載の真空スイッチ（２）。
【請求項９】
真空容器（５２）と、
該真空容器内に一部が設置される固定接点アセンブリ（６）と、
前記真空容器内に一部が設置されて、前記固定接点アセンブリと電気的に接続される閉位置と、前記固定接点アセンブリから離間した開位置との間で移動可能な可動接点アセンブリ（７）と、を含み、
前記真空容器は、前記真空容器内の前記固定接点アセンブリ及び前記可動接点アセンブリを目視するために、単結晶アルミナ（Al2O3）で作られたいくつかの透明部分（８）を有する絶縁体（５）を含み、
前記絶縁体（５４）は、単結晶アルミナ（Al2O3）で作られ、前記いくつかの透明部分（５６）は、前記絶縁体（５４）全体であり、
前記絶縁体（５４）は、単結晶アルミナ（Al2O3）で作られて前記真空容器の側面全体にわたって延びる固体シリンダ状（５４）である、ことを特徴とする真空スイッチ（５０）。
【請求項１０】
前記いくつかの透明部分は、いくつかのサファイア部材（８；５６）であることを特徴とする請求項５または９に記載の真空スイッチ（２；５０）。
【請求項１１】
前記真空スイッチは、スイッチ遮断器（２；３０；５０）であることを特徴とする請求項１、５、９のいずれか１項に記載の真空スイッチ（２；３０；５０）。
【請求項１２】
前記単結晶アルミナ（Al2O3）は、サファイアであることを特徴とする請求項１、５、９のいずれか１項に記載の真空スイッチ（２；３０；５０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本出願は、“単結晶アルミナで作られたいくつかの透明部分を有する絶縁体を含んだ真空スイッチ”という表題の2011年8月1日に出願された米国出願第13／195,070号に対する利益を主張し、その開示内容全体は参照として本明細書に含まれる。
【０００２】
本発明において開示される概念は、例えば真空遮断器といった真空容器を含んだ真空スイッチのような真空スイッチング装置に関するものである。
【背景技術】
【０００３】
真空遮断器は、絶縁されかつ密封してシールされた真空チャンバ内に配置される分離可能な主接点を含む。この真空チャンバは、例えば、これに限定されないが、一般的に、いくつかの端部部材（例えば、これに限定されないが、金属端部プレート，エンドキャップ，シールキャップなどの金属部品）によって覆われる電気絶縁用のいくつかのセラミック部品（例えば、これに限定されないが、いくつかのチューブ状のセラミック部）を含み、真空引きが可能な容器を形成する。この例示的なセラミック部品は、一般的に、シリンダ形状をしているが、他の適切な断面形状が用いられてもよい。２つの端部部材が、一般的に用いられる。複数のセラミック部品が存在する場合、内側中心シールドが、この例示的な複数のセラミック部品間に配置されてもよい。
【０００４】
一般的に、電気絶縁用のいくつかのセラミック部品は、いくつかの不透明な固体構造である。
米国特許第4,408,107号では、セラミックまたは結晶化ガラス状の絶縁材料から製造された端部プレートを備えた非磁性体の金属で作られたハウジングを含んだ真空容器が、開示されている。
米国特許第4,249,050号では、好ましくは、例えばガラスなどの透明材料で作られた絶縁シリンダ及び端部プレートによって形成された真空容器を含んだ真空スイッチが、開示されている。真空容器の内部を直接観測することができるように、シリンダ部材は、シールド間のギャップに対応する部分にガラス窓が設けられた金属シリンダによって構成されている。
【０００５】
米国特許出願公開第2007/0278187号では、スイッチまたは遮断器アセンブリを形成するための、ハウジングに取り付けられた真空ボトルが、開示されている。この真空ボトルは接点を含む。駆動要素は、スイッチか遮断器のどちらかの駆動機構に接続されている。接点用のインジケーターは、駆動機構の絶縁されたロッドに取り付けられている。このインジケーターは、（接点が閉じていることを示すための）赤色部分と（接点が開いていることを示すための）緑色部分を有する。のぞき窓がハウジングをとおして延びているため、駆動機構が接点を開くかまたは閉じたとき、インジケーターの赤色部分又は緑色部分は、のぞき窓に整合して、接点位置を示す。
【０００６】
米国特許出願公開第2007/0295694号では、磁器製のケーシング内のサーキットブレーカーと直列に取り付けられたのぞき窓を備えた真空ボトルが開示されている。少なくとも半透明ののぞき窓を形成するように、剛体チューブ及び弾性ケーシングが配置されており、それにより、スイッチ接点の開位置または閉位置を目視することができる。この剛体チューブは、透明または少なくとも半透明なプラスチック材料をモールドすることによって作られている。このプラスチック材料は、安全ガラスのような透明な熱可塑性ポリマーであってもよい。
【０００７】
ここで、真空スイッチのような電気的なスイッチング機器において改善の余地がある。
また、真空遮断器においても改善の余地がある。
【発明の概要】
【０００８】
例えば、これに限定されないが、絶縁体に含まれる（複数の）窓，（複数の）領域，ボディまたは複数のボディのようないくつかの透明部分を、真空スイッチが含む、本発明の開示された概念における実施形態によって、これらのニーズなどが満たされる。結果として、真空容器内の固定接点アセンブリ，及び，可動接点アセンブリを目視するために、絶縁体全体または絶縁体の一部分は、単結晶アルミナ（Al2O3）を使っている透明材料から作られる。
【０００９】
本発明の開示された概念の実施形態に従って、真空スイッチは、真空容器と、該真空容器内に一部が設置される固定接点アセンブリと、前記真空容器内に一部が設置されて、前記固定接点アセンブリと電気的に接続される閉位置と、前記固定接点アセンブリから離間した開位置との間で移動可能な可動接点アセンブリと、を含み、前記真空容器は、前記真空容器内の前記固定接点アセンブリ及び前記可動接点アセンブリを目視するために、単結晶アルミナ（Al2O3）で作られたいくつかの透明部分を有する絶縁体を含む。
前記いくつかの透明部分は、いくつかのサファイア部材であってもよい。
前記絶縁体は、さらに、いくつかの開口を含み、前記いくつかのサファイア部材の各々は、前記絶縁体の前記いくつかの開口の対応する１つにろう付けされてもよい。
前記絶縁体は、単結晶アルミナ（Al2O3）で作られ、前記いくつかの透明部分は、前記絶縁体全体であってもよい。
前記絶縁体は、単結晶アルミナ（Al2O3）で作られた固体シリンダ状であってもよい。
前記いくつかの透明部分は、いくつかの透明窓であってもよい。
前記いくつかの透明部分は、いくつかの透明領域であってもよい。
前記いくつかの透明部分は、前記絶縁体全体であってもよい。
前記絶縁体は、さらに、いくつかの開口を含み、前記いくつかの透明部分の各々は、前記絶縁体の前記いくつかの開口の対応する１つにろう付けされてもよい。
前記絶縁体は、いくつかの縁部においてメタライズされ、前記いくつかの縁部の各々は、前記いくつかの開口の対応する１つによって形成され、前記いくつかの透明部分の各々は、前記絶縁体のメタライズされた前記いくつかの縁部の１つに対応する周縁部がメタライズされて、メタライズされた前記周縁部は、前記絶縁体のメタライズされた前記いくつかの縁部の対応する１つにろう付けされてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
添付図面と併せて読みとると、本発明において開示された概念の十分な理解が、以下の好適な実施形態の記述から得られるであろう。
【図１】図１は、本発明において開示された概念の実施形態に従った、真空スイッチの開位置における部分的な組立分解等角図である。
【図２】図２は、図１の真空スイッチの閉位置における等角図である。
【図３】図３は、本発明において開示された概念のもう１つの実施形態に従った、真空スイッチの開位置における等角図である。
【図４】図４は、図３の真空スイッチの閉位置における等角図である。
【図５】図５は、本発明において開示された概念のもう１つの実施形態に従った、真空スイッチの閉位置における等角図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本明細書において用いられる、用語としての“数”は、１つ，または，１つより大きい整数（つまり複数）を意味するものとする。
本明細書において用いられる、２つ以上の部品が“接続される”かまたは合体させて“連結される”という記述は、それらの部品が直接的に連結されるか、または、間に介在する１つ以上の部品によって連結されることを意味するものとする。さらに、本明細書において用いられる、２つ以上の部品が“取り付けられる”という記述は、部品が直接的に合体されて連結されることを意味するものとする。
本明細書において用いられる、“真空容器”という用語は、その中を不完全真空にする容器を意味する。
本明細書において用いられる、“不完全真空”という用語は、（これに限定されないが、エアポンプまたは真空炉などの）適切な機構によって、（例えば、実現可能な最高度で，比較的高度に，または，適用される真空スイッチング装置を用いるうえである程度適切に）一部が排気された空間（例えば真空容器内）を意味する。
【００１２】
本発明の開示される概念は、広範囲の真空スイッチに適用可能であるが、本発明において開示される概念は、真空遮断器と関連して記述される。
本発明の開示される概念は、絶縁体の一部としてのいくつかの透明部分，または，絶縁体全体としての透明部分を用いることにより、真空遮断器の分離可能な接点が開位置または閉位置において目視することを可能にする。
【００１３】
ガラス窓が公知であるが、ガラスはセラミック，多結晶アルミナ，単結晶アルミナ，またはサファイアほど頑丈でなく、より簡単に壊れるであろう。ガラスがセラミック，多結晶アルミナ，単結晶アルミナ，またはサファイアほど緻密でないため、継時的に、水素がガラスを透過して、真空スイッチにおける不完全真空の質を低下させるであろう。セラミック，多結晶アルミナ，単結晶アルミナ，またはサファイアは、事実上永久に良質の不完全真空を提供する。さらに、ガラスの絶縁耐力が、セラミック，多結晶アルミナ，単結晶アルミナ，またはサファイアの絶縁耐力ほどよくないため、ガラスをセラミックに取り付けることは、問題を生じさせるだろう。
【００１４】
図１及び図２を参照すると、真空遮断器２のような真空スイッチが示されている。この真空スイッチ２は、真空容器４，一部が真空容器４内に設置される固定接点アセンブリ６，及び，一部が真空容器４内に設置され、かつ、固定接点アセンブリ６と電気的に接続される閉位置（図２参照）と、固定接点アセンブリ６から離間した開位置（図１参照）との間で移動可能な、可動接点アセンブリ７を含む。真空容器４内の固定接点アセンブリ６及び可動接点アセンブリ７を目視するために、真空容器４は、単結晶アルミナ（Al2O3）（例えばサファイア）で作られたいくつかの透明部分８（例えば、これに制限されないが、図１及び図２に示される２つの透明部分）を含んだ絶縁体５である。
【００１５】
この、真空容器４の絶縁体５は、多結晶アルミナ（Al2O3）で作られてもよい。
また、いくつかの透明部分８は、いくつかのサファイア部材であってもよい。
図１及び図２に示されているように、透明部分８は、例えば、真空容器４の絶縁体５にろう付けされた透明なサファイア部材（例えば、薄い円盤状のもの）である。これは、閉位置（図２参照）か開位置（図１参照）のどちらかにある固定接点アセンブリ６及び可動接点アセンブリ７によって形成される分離可能接点１２の位置を目視するためのいくつかののぞき窓１０を提供する。例示的に透明なサファイア円盤が示されているが、透明部分８は、例えば、外観上の理由で長方形及び／または湾曲した形状のような、これに限定されない如何なる適切な形状を有することができる。
【００１６】
真空容器４の絶縁体５は、いくつかの開口１４を含む。いくつかの透明部分８の各々（例えばいくつかのサファイア部材）は、絶縁体５のいくつかの開口１４の対応する１つにろう付けされている。
いくつかの透明部分８が、いくつかの透明窓になる。
【００１７】
真空容器４の絶縁体５のいくつかの縁部１６がメタライズされる。いくつかの縁部１６の各々は、いくつかの開口１４の対応する１つによって形成される。いくつかの透明部分８の各々は、絶縁体５のメタライズされたいくつかの縁部１６の１つに対応して、周縁部１８がメタライズされる。このメタライズされた周縁部１８は、絶縁体５のメタライズされたいくつかの縁部１６の対応する１つにろう付けされる。
【００１８】
真空遮断器２の製造中に、真空容器４の接合される領域（例えば縁部１６と周縁部１８）が、まずメタライズされ、その後、ろう付けされる。絶縁体５は、接合領域つまり、いくつかの縁部１６がメタライズされたシリンダ２０である。いくつかの透明部分８（例えばいくつかの透明窓）も接合領域、すなわち、周縁部１８がメタライズされる。いくつかの透明窓及びシリンダ２０は、メタライズされた領域においてろう付けされる。一対の端部部材２２，２４は、シリンダ２０の其々の端部に連結されており、真空容器４を完成させる。
【００１９】
本発明の開示される実施形態においては、真空空間が、例えば、真空炉（図示せず）を用いて内部に実現される。内部の空気が真空炉内部で抜かれ、その後、真空にする工程の終わりにおいて、シリンダ２０といくつかの透明部分８とが、一体にろう付けされる。その結果、真空遮断器２の内部が真空状態になる。
【００２０】
図３及び図４を参照すると、真空遮断器３０のような、もう１つの真空スイッチが示されている。いくつかの透明部分（例えば、これに限定されないが、図３及び図４には、１つの透明部分３２が示されている）がいくつかの透明領域３４であり、また、例示的な真空遮断器３０の真空容器の絶縁体が、多結晶アルミナ（Al2O3）で作られた（図３においては）上部の第１シリンダ３６，単結晶アルミナ（Al2O3）（例えばサファイア）で作られた中央部の透明領域３４，及び，多結晶アルミナ（Al2O3）で作られた（図３においては）下部の第２シリンダ３８によって形成されることを除いて、この真空遮断器３０は、図１の真空遮断器２と同様である。一対の端部部材４０，４２が、シリンダ３６，３８の其々の端部に連結されており、真空容器４を完成させる。
【００２１】
図５は、真空遮断器５０のような、閉位置にある、もう１つの真空スイッチを示している。ここで、真空容器５２は、サファイアで作られた固体シリンダ状の絶縁体５４である。例えば、これに限定されないが、サファイアは、酸化アルミニウム（Al2O3）からなる、宝石用原石の一種の鉱物性コランダムである。この例において、いくつかの透明部分５６は、絶縁体５４全体である。一対の端部部材５８，６０が、絶縁体５４の両端部に連結されて、真空容器４を完成させる。
【００２２】
本発明の開示された概念の具体的な実施形態を詳しく説明してきたが、当然のことながら、当業者によって、本開示における教示全体を踏まえてこれらの詳細な説明に対する様々な変更や代替例が、展開可能であろう。従って、開示された特定の構造は、例示的なものでしかなく、かつ、添付された請求の範囲及びそのあらゆる全ての均等なものの全容によって与えられる本発明の開示された概念の範囲を、限定するものではない。
【図１】
0006038146.tif 000002
【図２】
0006038146.tif 000003
【図３】
0006038146.tif 000004
【図４】
0006038146.tif 000005
【図５】
0006038146.tif 000006