(57)【要約】【課題】  真空バルブの軸方向距離を短尺とし、開極時の操作機構の操作力を低減する。【解決手段】  筒状の真空絶縁容器１９と、この真空絶縁容器１９の一方の開口面に封着された固定側電極１３と、前記固定側電極１３に対向するように設けられた可動側電極１６と、前記固定側電極１３に設けられた固定側接点１４と、前記可動側電極１６に設けられ前記固定側接点１４と接離自在となる可動側接点１５と、前記可動側電極１６を覆うように設けられた真空容器１２と、前記固定側電極１３の開口部を貫通するとともに、その端部に前記可動側電極１６が固定された可動側通電軸１７と、前記固定側電極１３が封着された開口面と前記可動側通電軸１７との間に気密に設けられた伸縮自在のベローズ２１とを備えたことを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状の真空絶縁容器と、
この真空絶縁容器の一方の開口面に封着された環状の固定側電極と、
前記固定側電極の前記真空絶縁容器が封着された側の反対側に対向するように設けられた可動側電極と、
前記固定側電極の前記可動側電極に対向する側に設けられた環状の固定側接点と、
前記可動側電極の前記固定側電極に対向する側に設けられ前記固定側接点と接離自在となる可動側接点と、
前記可動側電極を覆うように設けられ前記固定側電極に封着された真空容器と、
前記固定側電極の開口部を貫通するとともに、その端部に前記可動側電極が固定された可動側通電軸と、
前記真空容器の前記固定側電極が封着された側の反対側の開口面と前記可動側通電軸との間に気密に設けられた伸縮自在のベローズとを備えたことを特徴とする真空バルブ。
【請求項２】
前記真空絶縁容器の内部と外部との圧力差により、前記可動側通電軸が前記固定側接点と前記可動側接点とが開極する方向に移動するように働く力よりも前記ベローズのバネ力を小さくし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】
前記固定側電極に封着された部分の前記真空容器の内径と前記固定側接点の外径との差より、前記固定側電極の開口部の内径と前記固定側接点の開口部の内径との差の方が大きい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。
【請求項４】
前記固定側電極の開口部の内周面と前記可動側通電軸の前記固定側電極を貫通している部分の外周面との少なくとも一方に、絶縁被覆を設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の真空バルブ。
【請求項５】
前記可動側接点を環状とし、この可動側接点の開口部の内径より小さな外径の筒状のシールドをその端が前記固定側接点の前記可動側接点との接合面より前記可動側接点側となるように前記固定側電極に設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の真空バルブ。
【請求項６】
前記固定側電極と前記可動側電極との少なくとも一方に、前記固定側接点または可動側接点のいずれかより機械的強度のある補強板を設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の真空バルブ。
【請求項７】
前記真空容器を絶縁物としたことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の真空バルブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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、図６に示すように、アルミナ磁器などからなる筒状の真空絶縁容器１の両端開口面に固定側封着金具２と可動側封着金具３とが封着されている。また、固定側封着金具２には、一方の電路となる固定側通電軸４が気密に貫通固定され、真空絶縁容器１内の端部に互いに接離自在の一対の接点の固定側接点５が設けられている。この固定側接点５と対向して、可動側接点６が、可動側封着金具３の中央部を移動自在に貫通し、図示しない操作機構に連結された他方の電路となる可動側通電軸７の端部に設けられている。
【０００３】
可動側通電軸７の真空絶縁容器１内の中間部には、伸縮自在のベローズ８の自由端が気密に取り付けられ、その固定端が可動側封着金具３の中央開口部に気密に取り付けられている。これにより、内部圧力１×１０−２Ｐａ以下の真空を維持しながら、可動側通電軸７を軸方向に移動させることが可能となっている。
【０００４】
また、真空絶縁容器１内の中間部には、両接点５、６を包囲するように筒状のアークシールド９が、真空絶縁容器１の中間部に気密に設けられた中間金具１０に固定されている。そして、両接点５、６の電流開閉時に発生する金属蒸気が真空絶縁容器１の内面に付着して沿面絶縁抵抗が低下することを防止している（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００３−９２０５１号公報  （第３〜４ページ、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の従来の真空バルブにおいては、次のような問題がある。  
固定側接点５を設けた固定側通電軸４と可動側接点６を設けた可動側通電軸７とが軸方向に直線的に配置されているので、軸方向の長さが長尺になる。これは、真空バルブを用いた遮断器が大型化することになる。
【０００６】
また、真空絶縁容器１内外では圧力差があるので、可動側通電軸７に、真空絶縁容器１内の方向に吸引される力が働き、固定側接点５と可動側接点６とが閉極しようとする。即ち、可動側通電軸７には、両接点５、６を閉極させようとする自閉力が働く。このため、両接点５、６を開極させる場合、可動側通電軸７に連結される操作機構には、開極させるための操作力のほかに、この自閉力に打ち勝つ操作力が必要となり、操作機構の操作力を大きくしなければならなかった。
【０００７】
これらのことから、真空バルブの軸方向の長さが縮小でき、また、開極時に可動側通電軸７を操作する操作力を低減し得ることが望まれていた。
【０００８】
本発明は上記問題を解決するためになされたもので、軸方向の長さを抑制し、開極時の操作力を低減し得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】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の真空バルブは、筒状の真空絶縁容器と、この真空絶縁容器の一方の開口面に封着された環状の固定側電極と、固定側電極の真空絶縁容器が封着された側の反対側に対向するように設けられた可動側電極と、固定側電極の可動側電極に対向する側に設けられた環状の固定側接点と、可動側電極の固定側電極に対向する側に設けられ固定側接点と接離自在となる可動側接点と、可動側電極を覆うように設けられ固定側電極に封着された真空容器と、固定側電極の開口部を貫通するとともに、その端部に可動側電極が固定された可動側通電軸と、真空容器の固定側電極が封着された側の反対側の開口面と可動側通電軸との間に気密に設けられた伸縮自在のベローズとを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、接離自在の一対の接点の固定側接点を環状とし、この固定側接点の中央開口部に可動側通電軸を貫通させ、一方端に可動側接点を固定し、他方端側にベローズを設け、この可動側通電軸を軸方向に移動させて両接点を開閉するようにしているので、軸方向の長さを短尺とすることができるとともに、接点の開極時および開極状態保持時の可動側通電軸に連結されている操作機構の操作力を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明による真空バルブを図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００１２】
先ず、本発明の実施例１に係る真空バルブを図面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。
【００１３】
図１に示すように、真空バルブは、軸方向の中間部を境として、図示上方の接点部１１ａ、図示下方のベローズ部１１ｂとに分かれて構成されている。
【００１４】
接点部１１ａには、金属製の椀状の真空容器１２の周縁部が環状の固定側電極１３の一側面に封着されている。真空容器１２内の固定側電極１３の一側面には、この電極１３よりも内径が大きく、また外径が小さい接離自在の一対の接点の環状の固定側接点１４が設けられている。また、固定側接点１４と対向して、環状の可動側接点１５が円板状の可動側電極１６に設けられている。この可動側電極１６のほぼ中心部には、固定側電極１３および固定側接点１４の中央開口部を所定の絶縁耐力を有して移動自在に貫通する第１の可動側通電軸１７ａの一方端が固定されている。
【００１５】
ベローズ部１１ｂには、固定側電極１３の他側面に環状の封着金具１８を介して、例えばアルミナ磁器からなる筒状の真空絶縁容器１９の一方の開口面が封着されている。他方の開口面には、円板状の可動側封着金具２０が封着されている。この可動側封着金具２０には、第１の可動側通電軸１７ａの他方端に連接された一方の電路となる第２の可動側通電軸１７ｂが中央開口部を移動自在に貫通している。
【００１６】
また、真空絶縁容器１９内の第２の可動側通電軸１７ｂの中間部には、伸縮自在のベローズ２１の自由端が気密に固定され、また、固定端が可動側封着金具２０の中央開口部に気密に固定されている。これにより、内部圧力１×１０−２Ｐａ以下の真空を維持しながら、第２の可動側通電軸１７ｂを軸方向に移動させることが可能となっている。
【００１７】
また、真空絶縁容器１９外の第２の可動側通電軸１７ｂには、図示しない操作機構が連結され、両接点１４、１５の開閉が行われる。真空絶縁容器１９外の固定側電極１３の一側面には、他方の電路となる固定側通電導体２２が接続固定されている。
【００１８】
なお、固定側接点１４と固定側電極１３とが一体で形成されていてもよく、また、可動側接点１５と可動側電極１６も一体で形成されていてもよい。これにより、接離自在の一対の接点が環状の固定側接点と、この固定側接点を貫通する可動側通電軸１７端に設けられた可動側接点とで構成されるので、軸方向の長さが短尺となる。
【００１９】
次に、真空絶縁容器１９の内部と外部とで生じる圧力差について説明する。
【００２０】
真空絶縁容器１９内部と外部との圧力差により、第２の可動側通電軸１７ｂは真空絶縁容器１９内の方向に吸引される力が働く。この吸引される力は自閉力であるが、従来と異なり、可動側接点１５を図示上方の方向に移動させるものある。
【００２１】
即ち、固定側接点１４と可動側接点１５とを開極しようとする力となる。このため、両接点１４、１５を開極させる場合、第２の可動側通電軸１７ｂに連結されている操作機構には、開極させる方向の力が働くことになる。これにより、接点１４、１５の開極時と開極状態を保持するときの操作機構の操作力を低減することができる。
【００２２】
また、真空絶縁容器１９内外の圧力差で生じる力よりも、ベローズ２１が伸縮するときのバネ力、特にベローズ２１が伸長しようとするバネ力を小さく設定すれば、操作機構を連結してないとき、両接点１４、１５を開極させることができる。これは、第２の可動側通電軸１７ｂに連結されている操作機構が外れるような突発的な場合、上記の圧力差で生じる力で両接点１４、１５間を開極状態に安定して保つことができる。更には、運転電圧に耐え得る絶縁距離まで開極できるようにベローズ２１のバネ力を設定すれば、開極状態を良好に保持でき、信頼性の高い真空バルブとすることができる。
【００２３】
上記実施例１の真空バルブによれば、環状の固定側接点１４に、可動側接点１５を固定した可動側通電軸１７ａ、１７ｂを貫通させ、この可動側通電軸１７ａ、１７ｂを軸方向に移動して両接点１４、１５を開閉するようにしているので、軸方向の長さを短尺とすることができるとともに、開極時および開極状態の保持時の操作機構の操作力を低減することができる。
【実施例２】
【００２４】
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、固定側接点の内径を大きくしたことである。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。
【００２５】
図２に示すように、固定側接点１４は、真空容器１２の内径と固定側接点１４の外径との差ｄ１よりも、固定側接点１４の内径と固定側電極１３の内径との差ｄ２が広くなるように設けている。
【００２６】
上記実施例２の真空バルブによれば、実施例１による効果のほかに、固定側接点１４が固定側電極１３よりも外周方向に位置するので、電流遮断時に接点１４、１５間で発生した金属蒸気が固定側電極１３と第１の可動側通電軸１７ｂ間を通過して真空絶縁容器１９側に拡散し難くなり、真空絶縁容器１９内面の絶縁抵抗の低下を抑制することができる。
【実施例３】
【００２７】
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２と異なる点は、固定側電極にシールドを設け、この固定側電極を貫通する可動側通電軸に絶縁被覆を設けたことである。図３において、実施例２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。
【００２８】
図３に示すように、固定側電極１３を貫通する第１の可動側通電軸１７ａ部分には、例えばアルミナ磁器粉末のような絶縁材料を溶射して形成した絶縁被覆２３を設けている。なお、この絶縁被膜２３は、固定側電極１３側にも設けてもよい。
【００２９】
一方、固定側電極１３には、内周面に、固定側接点１４が可動側接点１５と接触する接触面よりも高く、また固定側接点１４と可動側接点１５とが閉極時にその端部が当接しない金属製の筒状のシールド２４を設けている。また、シールド２４が可動側電極１６と対向する周縁部は、電界緩和のための曲率が設けられている。
【００３０】
上記実施例３の真空バルブによれば、実施例２による効果のほかに、絶縁被覆２３を設けることで、固定側電極１３と第１の可動側通電軸１７ａ間の絶縁耐力を向上させることができる。また、シールド２４により、接点１４、１５間で発生する金属蒸気を接点部１１ａ内に閉じ込めることができる。
【実施例４】
【００３１】
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３と異なる点は、固定側電極と可動側電極とに補強板を設けたことである。図４において、実施例３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。
【００３２】
図４に示すように、固定側電極１３には、例えばステンレス材のような金属製の補強板２５を固定側接点１４と対向する面に貼り付けている。また、可動側電極１６にも同様の補強板２６を可動側接点１５と対向する面に貼り付けている。この補強板２５、２６は、固定側接点１３、可動側接点１５よりも機械的強度を有し、少なくとも一方に設けられている。
【００３３】
上記実施例４の真空バルブによれば、実施例３による効果のほかに、両接点１４、１５の開閉時などで生じる衝撃力に耐え得る真空バルブとすることができる。
【実施例５】
【００３４】
次に、本発明の実施例５に係る真空バルブを図５を参照して説明する。図５は、本発明の実施例５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５が実施例４と異なる点は、接点部を絶縁容器に収納したことである。図５において、実施例４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。
【００３５】
図５に示すように、固定側電極１３の一側面には、環状の封着金具２７を介して筒状の例えばアルミナ磁器からなる真空絶縁容器２８の一方の開口面が封着されている。他方の開口面には、板状の封着金具２９が封着されている。
【００３６】
上記実施例５の真空バルブによれば、実施例４による効果のほかに、可動側電極１６や可動側接点１５が半径方向と対向する面が絶縁容器２７となっているので、可動側電極１６、可動側接点１５の外周部の電界強度の上昇が抑えられ、真空バルブを細径にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【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。
【図５】本発明の実施例５に係る真空バルブの構成を示す断面図。
【図６】従来の真空バルブの構成を示す断面図。
【符号の説明】
【００３８】
１、１９、２８  真空絶縁容器
２  固定側封着金具
３、２０  可動側封着金具
４  固定側通電軸
５、１４  固定側接点
６、１５  可動側接点
７  可動側通電軸
８、２１  ベローズ
９  アークシールド
１１ａ  接点部
１１ｂ  ベローズ部
１２  真空容器
１３  固定側電極
１６  可動側電極
１７ａ  第１の可動側通電軸
１７ｂ  第２の可動側通電軸
１８、２７、２９  封着金具
２２  固定側通電導体
２３  絶縁被覆
２４  シールド
２５、２６  補強板
【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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