(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空絶縁容器と、
前記真空絶縁容器の両端開口部に封着された固定側封着金具、可動側封着金具と、
前記固定側封着金具に貫通固定されたパイプ状の第１の固定側通電軸と、
前記第１の固定側通電軸の中空部の軸方向に設けられた第２の固定側通電軸と、
前記第１の固定側通電軸と前記第２の固定側通電軸とに固着された固定側接点と、
前記固定側接点と接離する可動側接点と、
前記可動側接点に固着されるとともに、前記可動側封着金具を気密を保って移動するパイプ状の第１の可動側通電軸と、
前記第１の可動側通電軸の中空部の軸方向に設けられるとともに、前記可動側接点に固着された第２の可動側通電軸とを備え、
前記第１の固定側通電軸と前記第２の固定側通電軸、および前記第１の可動側通電軸と前記第２の可動側通電軸とを電気銅で構成したことを特徴とする真空バルブ。
【請求項２】
前記第１の固定側通電軸と前記第２の固定側通電軸間、前記第１の可動側通電軸と前記第２の可動側通電軸間に所定のギャップを持たせた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】
前記第１の固定側通電軸の内面と前記第２の固定側通電軸の外面との少なくとも一方、および前記第１の可動側通電軸の内面と前記第２の可動側通電軸の外面との少なくとも一方に凸凹部を設けたことを特徴とする請求項１または請求項２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、大容量化を図り得る接離自在の一対の接点を有する真空バルブに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、真空バルブは、真空絶縁容器内に固定側接点と可動側接点が接離自在に配置されている。固定側接点には、固定側通電軸が接続され、可動側接点には、可動側通電軸が接続され、それぞれ真空絶縁容器の封着金具から導出されている。可動側通電軸には、操作機構が連結され、主回路電流の開閉または通電が行われる。
【０００３】
このような真空バルブでは、固定側接点と可動側接点を含めた固定側通電軸と可動側通電軸の一部が真空絶縁容器中にあり、放熱特性が悪く、大電流を通電すると温度上昇が大きくなる。このため、通電軸を太くし、温度上昇の抑制が図られている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、通電軸を太くすると、それに伴って真空バルブ自体が太径となり大型化する。更には、表面での電流密度が高くなる表皮効果により、断面積に比例して通電容量を増加させることができず、通電容量以上に通電軸径を大きくしなければならなかった。
【０００４】
一方、通電軸をパイプ状とし、パイプ内に冷却媒体を取り込んで放熱特性を向上させ、大容量化を図ったものがある（例えば、特許文献２参照）。しかしながら、通電軸の断面積により、通電容量に限界が生じ、大容量化が困難であった。また、付帯設備が必要であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−３２４１７７号公報
【特許文献２】特開２０１１−１８４９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、通電軸の放熱特性を向上させ、単位断面積あたりの電流密度の均等化を図り、小型化と大容量化を可能とする真空バルブを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、実施形態の真空バルブは、真空絶縁容器と、前記真空絶縁容器の両端開口部に封着された固定側封着金具、可動側封着金具と、前記固定側封着金具に貫通固定されたパイプ状の第１の固定側通電軸と、前記第１の固定側通電軸の中空部の軸方向に設けられた第２の固定側通電軸と、前記第１の固定側通電軸と前記第２の固定側通電軸とに固着された固定側接点と、前記固定側接点と接離する可動側接点と、前記可動側接点に固着されるとともに、前記可動側封着金具を気密を保って移動するパイプ状の第１の可動側通電軸と、前記第１の可動側通電軸の中空部の軸方向に設けられるとともに、前記可動側接点に固着された第２の可動側通電軸とを備え、前記第１の固定側通電軸と前記第２の固定側通電軸、および前記第１の可動側通電軸と前記第２の可動側通電軸とを電気銅で構成したことを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施例１に係る真空バルブの構成を示す断面図。
【図２】本発明の実施例２に係る真空バルブの構成を示す断面図。
【図３】本発明の実施例３に係る真空バルブの構成を示す断面図。
【図４】本発明の実施例４に係る真空バルブの構成を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００１０】
先ず、本発明の実施例１に係る真空バルブを図１を参照して説明する。図１は、本発明の実施例１に係る真空バルブの構成を示す断面図である。
【００１１】
図１に示すように、アルミナ磁器よりなる筒状の真空絶縁容器１の両端開口部には、固定側封着金具２と可動側封着金具３が封着されている。固定側封着金具２には、パイプ状の第１の固定側通電軸４が貫通固定されている。また、第１の固定側通電軸４の中空部には、数ｍｍの所定のギャップを持って、軸方向の同軸上に棒状の第２の固定側通電軸５が設けられている。第１の固定側通電軸４と第２の固定側通電軸５の真空絶縁容器１内端面には、固定側接点６が固着されている。
【００１２】
固定側接点６と対向し、接離自在の可動側接点７が可動側封着金具３の中央開口部を移動自在に貫通するパイプ状の第１の可動側通電軸８端面に固着されている。第１の可動側通電軸８の中空部には、数ｍｍの所定のギャップを持って、軸方向の同軸上に棒状の第２の可動側通電軸９が設けられ、端面が可動側接点７に固着されている。
【００１３】
第１の可動側通電軸８の中間部には、伸縮自在のベローズ１０の一方端が封着され、他方端が可動側封着金具３の中央開口部に封着されている。これにより、真空絶縁容器１内の真空を保って、第１、第２の可動側通電軸８、９を軸方向に移動させることができる。固定側、可動側接点６、７の周りには、筒状のアークシールド１１が設けられ、真空絶縁容器１内面に固定されている。
【００１４】
ここで、第１の固定側通電軸４と第１の可動側通電軸８の厚さは、商用周波数５０〜６０Ｈｚを考慮し、８〜１０ｍｍとしている。これは、表皮効果によりこれらの通電軸４、８表面に流れる電流領域をカバーするものである。なお、真空絶縁容器１外の第１、第２の固定側通電軸４、５端部、および第１、第２の可動側通電軸８、９端部には、それぞれ電路となる主回路導体が接続されるが、ギャップ内に外気が流通するようになっている。
【００１５】
これにより、第１、第２の固定側通電軸４、５、および第１、第２の可動側通電軸８、９では、それぞれ主回路電流が分流し、表皮効果による表面に流れる電流領域を有効に使うことができる。第１の固定側通電軸４、第１の可動側通電軸８では、半径方向の単位断面積あたりの電流密度の均等化を図ることができる。第２の固定側通電軸５、第２の可動側通電軸９でも、従来の太径の銅棒と比べて、電流密度が改善される。また、第１、第２の固定側通電軸４、５間と、第１、第２の可動側通電軸８、９間では、ギャップに外気が流通するので、放熱特性を向上させることができる。
【００１６】
ギャップは、パイプ状と棒状の部材を接点６、７にろう付けして形成することができるが、銅棒を機械加工し形成してもよい。この場合、接点６、７までギャップが到達していなくても、放熱効果を得ることができる。更には、接触面を除く接点６、７内部までギャップを設けると、接点６、７自体からの放熱が期待できる。
【００１７】
上記実施例１の真空バルブによれば、最外周の第１の固定側通電軸４、第１の可動側通電軸８をパイプ状とし、パイプ内の軸方向に、ギャップを持たせて第２の固定側通電軸５、第２の可動側通電軸９を設けているので、放熱特性を向上させることができ、単位断面積あたりの電流密度の均等化を図ることができる。このため、小型化と大容量化を図ることができる。
【００１８】
上記実施例１では、第１、第２の固定側通電軸４、５、および第１、第２の可動側通電軸８、９を電気銅の同一材料で説明したが、第２の固定側通電軸５、第２の可動側通電軸９に、電気銅よりも熱伝導率の高い銀合金やダイヤモンドライクカーボンのような材料を用いると、放熱特性を高めることができる。
【実施例２】
【００１９】
次に、本発明の実施例２に係る真空バルブを図２を参照して説明する。図２は、本発明の実施例２に係る真空バルブの構成を示す断面図である。なお、この実施例２が実施例１と異なる点は、通電軸に凸凹部を設けたことである。図２において、実施例１と同様の構成部分においては、同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００２０】
図２に示すように、第１の固定側通電軸４の内面、第２の固定側通電軸５の外面の少なくとも一方、および第１の可動側通電軸８の内面、第２の可動側通電軸９の外面の少なくとも一方には、固定側凸凹部１２ａ、１２ｂ、および可動側凸凹部１３ａ、１３ｂを設けている。凸凹部１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂは、断面半円状、断面コ字状、断面三角状などを用いることができ、環状、らせん状、軸方向と平行のスリット状のいずれでもよく、更には、粗めのサンドブラスト処理を施してもよい。
【００２１】
上記実施例２の真空バルブによれば、第１、第２の固定側通電軸４、５間、および第１、第２の可動側通電軸８、９間で形成するギャップ内の表面積が増大し、放熱特性を向上させることができる。
【実施例３】
【００２２】
次に、本発明の実施例３に係る真空バルブを図３を参照して説明する。図３は、本発明の実施例３に係る真空バルブの構成を示す断面図である。なお、この実施例３が実施例１と異なる点は、通電軸を複数としたことである。図３において、実施例１と同様の構成部分においては、同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００２３】
図３に示すように、第１の固定側通電軸４の中空部には、同軸上にパイプ状の第３の固定側通電軸１４を設け、第３の固定側通電軸１４の中空部にも同軸上に棒状の第４の固定側通電軸１５を設けている。可動側も同様に、第１の可動側通電軸８の中空部には、同軸上にパイプ状の第３の可動側通電軸１６を設け、第３の可動側通電軸１６の中空部にも同軸上に棒状の第４の可動側通電軸１７を設けている。即ち、第１の固定側通電軸４、第１の可動側通電軸８の中空部に複数本の通電軸１４、１５、１６、１７を設けている。これらの通電軸１４、１５、１６、１７は、実施例１の第２の固定側通電軸、第２の可動側通電軸に相当する。
【００２４】
上記実施例３の真空バルブによれば、固定側通電軸４、１４、１５、および可動側通電軸８、１６、１７の更なる放熱特性の向上と、電流密度の均等化を図ることができる。
【実施例４】
【００２５】
次に、本発明の実施例４に係る真空バルブを図４を参照して説明する。図４は、本発明の実施例４に係る真空バルブの構成を示す断面図である。なお、この実施例４が実施例１と異なる点は、複数の通電軸をランダムに配置したことである。図４において、実施例１と同様の構成部分においては、同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００２６】
図４に示すように、第１の固定側通電軸４の中空部には、軸方向に複数本の棒状の第５の固定側通電軸１８が設けられている。複数本の第５の固定側通電軸１８は、互いに所定のギャップを保ち、ランダムに配置されている。可動側も同様に、第１の可動側通電軸８の中空部には、軸方向に複数本の棒状の第５の可動側通電軸１９が互いに所定のギャップを保ち、ランダムに配置されている。これらの通電軸１８、１９は、実施例１の第２の固定側通電軸、第２の可動側通電軸に相当する。
【００２７】
上記実施例４の真空バルブによれば、固定側通電軸４、１８、および可動側通電軸８、１９の更なる放熱特性の向上と、電流密度の均等化を図ることができる。
【００２８】
以上述べたような実施形態によれば、通電軸をパイプ状とし、このパイプ内の軸方向に複数本の通電軸をギャップを持って設けているので、それぞれの通電軸の単位断面積あたりの電流密度の均等化が図れ、放熱特性を向上させることができる。
【００２９】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、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。
【符号の説明】
【００３０】
１  真空絶縁容器
２  固定側封着金具
３  可動側封着金具
４、５、１４、１５、１８  固定側通電軸
６  固定側接点
７  可動側接点
８、９、１６、１７、１９  可動側通電軸
１０  ベローズ
１１  アークシールド
１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂ  凸凹部
【図１】
0005932384.tif 000002
【図２】
0005932384.tif 000003
【図３】
0005932384.tif 000004
【図４】
0005932384.tif 000005