(57)【要約】真空回路遮断器（１０）の真空の内部空間（１２）に配置されるゲッタ装置。ゲッタ装置はゲッタ物質の少なくとも１つの錠剤（２）より成る。内部空間（１２）には、少なくとも１つの錠剤（２）を配置可能な溝（４）を有する金属壁（１３、１６、１１、１７、１９、２１）があり、少なくとも１つの錠剤（２）を溝（４）の端縁部（７、９）の少なくとも１つの窪みにより固定できる。金属壁は、接点１４、１５のうちの一方の接点ピン（１３、１６）または端部キャップ（１１）、第１の遮蔽材（１７）、第２の遮蔽材（１９）または第２の端部キャップ（２１）より成る囲壁の壁により形成できる。
2005521216.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空回路遮断器（１０）の真空内部空間（１２）内に配置されるゲッタ装置であって、ゲッタ装置はゲッタ物質の少なくとも１つの錠剤（２）より成り、内部空間（１２）は溝（４）を有する金属壁（１３、１６、１１、１７、１９、２１）を有し、溝内には少なくとも１つの錠剤（２）が配置され、少なくとも１つの錠剤（２）は溝（４）の端縁部（７、９）の少なくとも１つの窪みにより固定することができるゲッタ装置。
【請求項２】
内部空間（１２）は、固定接点（１５、１６）及び可動接点（１３、１４）が配置された囲壁により形成され、溝（４）は真空回路遮断器（１０）の内壁（１１、１７、１９、２１）に設けられている請求項１のゲッタ装置。
【請求項３】
内部空間（１２）は、固定接点（１５、１６）及び可動接点（１３、１４）が配置された囲壁により形成され、各接点は接点本体（１４、１５）と該接点本体に接続された接点ピン（１３、１６）とより成り、溝（４）は可動接点（１３、１４）の接点ピン（１３）に形成されている請求項１のゲッタ装置。
【請求項４】
内部空間（１２）は、固定接点（１５、１６）及び可動接点（１３、１４）が配置された囲壁により形成され、各接点は接点本体（１４、１５）と該接点本体に接続された接点ピン（１３、１６）とより成り、溝（４）は固定接点（１５、１６）の接点ピン（１６）に形成されている請求項１のゲッタ装置。
【請求項５】
溝（４）は少なくとも１つの錠剤（２）の寸法に実質的に対応する形状を有する上記請求項のうちの１項のゲッタ装置。
【請求項６】
溝（４）は細長く、断面形状が台形であり、溝（４）の開口はその後壁（８）よりも寸法が小さい請求項１乃至４のうち１項のゲッタ装置。
【請求項７】
溝（４）は、最も大きい力が存在する接点ピン（１３、１６）の方向に平行に延びる請求項３乃至６のうち任意の１項のゲッタ装置。
【請求項８】
溝（４）は常温成形または高温成形プロセスにより製造される上記請求項のうちの１項のゲッタ装置。
【請求項９】
端部キャップ（１１、２１）、遮蔽材（１７、１９）、固定接点（１５、１５）及び／または可動接点（１３、１４）は銅または銅合金で作られている上記請求項のうちのゲッタ装置。
【発明の詳細な説明】
【実施例】
【０００１】
本発明は、真空回路遮断器の真空内部空間に配置されるゲッタ装置に関する。
【０００２】
固定接点、可動接点、及びこれらの接点を取り囲む囲壁を有する真空回路遮断器には、ゲッタ装置を設けるのが一般的である。このゲッタ装置は、動作時、即ち、真空回路遮断器の開閉中に囲壁内に放出され、そして／または拡散して真空度に悪影響を与えるガスを吸収するために使用される。
【０００３】
このタイプのゲッタ装置は、例えば、ドイツ実用新案ＤＥ−Ｕ  ２９７  ０４  ３２７号により公知である。この装置は、両側にジルコニウム‐アルミニウム（ＺｒＡｌ）またはジルコニウム‐バナジウム‐鉄（ＺｒＶＦｅ）のようなゲッタ物質が適用される、ニッケル被覆鉄またはコンスタンタンのようなある特定の物質より成るリボン状キャリアを利用する。リボン状のキャリアは、適当なサイズにして真空管内に配置される。（ステンレス）スティールで作られた材料が真空回路遮断器の内部に存在する場合、回路遮断器の内部に、例えば、スポット溶接によりブリキで作られたリボン状キャリアを固定するのは容易である。しかしながら、真空管内の材料が銅または銅合金のように溶接が不可能か容易でない材料より成る場合、溶接の助けによりキャリアを真空回路遮断器内に固定するのは不可能である。ＤＥ−Ｕ  ２９７  ０４  ３２７号により知られているゲッタ装置では、リボン状キャリアは、例えば、真空回路遮断器の内面または接点キャリアの外面上の材料に形成された浅い溝内に配置される。リボン状キャリアは、溝内に配置した後、溝の端縁部をリボン状キャリアの場所で押圧してその内部に固定される。
【０００４】
この公知のゲッタ装置は、ゲッタ物質として比較的高価なリボンを使用するという欠点がある。さらに、リボンを浅い溝内に配置するということは、リボン状キャリアの半分だけが真空回路遮断器の内面と接触するため、事実上ゲッタ物質の半分だけが利用されるということを意味する。残りの半分は、半田プロセスにより気化した不純物のために、吸収すべきガスに比較的アクセスできない。従って、真空回路遮断器の内部空間のガスの吸収は、比較的ゆっくりとしたプロセスとなる。この点を改良するには大きなリボンを使用する必要があるが、コスト高を招く。また、溝を全周にわたって設けると、電流を搬送する実効直径が減少するため、高電流では問題である。また溝を大きくすれば、製造コストが増加する。
【０００５】
従って、本発明の目的はゲッタ物質のより効率的な使用を可能にするゲッタ装置を提供するにある。
【０００６】
本発明によると、この目的を達成するため、導入部分に記載されたタイプのゲッタ装置であって、ゲッタ物質の少なくとも１つの錠剤より成り、内部空間は少なくとも１つの錠剤が配置された溝を有する金属壁を有し、少なくとも１つの錠剤を溝の端縁部の少なくとも１つの窪みにより固定することができるゲッタ装置が提供される。
【０００７】
このゲッタ装置には、ゲッタ物質の使用効率が高いため、真空回路遮断器内の真空の設定寿命を達成するためには比較的少ないゲッタ物質を用いればよいという利点がある。さらに、ゲッタ物質の小さな錠剤を使用するためゲッタ物質の層を被覆したリボン状のキャリアよりもコストが低い。
【０００８】
本発明の一実施例によると、内部空間は固定接点及び可動接点が配置される囲壁により形成され、溝は真空回路遮断器の内壁に形成される。これにより、少ない作業で真空回路遮断器内に容易に嵌合することが可能であり、低コストで、真空回路遮断器の内部空間のガスの吸収能力が最適化されたゲッタ装置が得られる。錠剤材料の使用はより効果的であるため、限られた寸法の溝を形成すればよく、これは高電流において利点となる。
【０００９】
さらに別の実施例において、内部空間は、固定接点及び可動接点が配置された囲壁により形成され、各接点は接点本体と該接点本体に接続された接点ピンとより成り、溝は可動接点の接点ピンに形成されている。接点ピンを電流が流れる結果、ゲッタ物質の温度がわずかに上昇するため、ゲッタの作用が改善される。この実施例では、ゲッタ物質を汚染が生じる可能性のある真空回路遮断器の接点本体に近い所に配置することが可能であり、そのためゲッタ装置の使用効率が高くなる。さらに、接点ピンの実効断面積のロスが少ないが、これは特に比較的高電流で重要である。さらに、この実施例は薄壁（２ｍｍ未満）を有する真空回路遮断器を使用する場合に可能である。
【００１０】
さらに別の実施例において、内部空間は、固定接点及び可動接点が配置された囲壁により形成され、各接点は接点本体と該接点本体に接続された接点ピンとより成り、溝は固定接点の接点ピンに形成されている。この実施例では、ゲッタ物質は、汚染物質が形成される所に近いだけでなく、真空回路遮断器の動作時に移動しないため高い堅牢性を有する。接点本体の背後に位置させるのは、これによりゲッタ物質の表面が、例えば、接点がブレイクまたは閉成時に形成される金属蒸気により容易に汚染されないという利点があるため好ましい。
【００１１】
好ましい実施例において、溝は少なくとも１つの錠剤の寸法に実質的に対応する形状を有する。必要であれば、この溝を軸方向及び半径方向の両方に多数形成することができる。接点ピンの軸方向寸法を短くしても、ゲッタ物質は溝の縦方向にある程度の空間を有するためゲッタ物質に何の影響もないことから、軸方向の方が好ましい。溝の寸法を錠剤の寸法にマッチさせるということは、例えば、フライス削りにより壁から最少量の材料を除去すればよく、壁が高い堅牢性を維持し、機械加工コストも小さいことを意味する。従って、その物質を細くすることができず、高電流における問題を回避することが可能であり、これは不要な熱が発生しないということを意味する。
【００１２】
さらに、この実施例では、溝は細長く、断面形状が台形であり、溝の開口はその後壁よりも寸法が小さい。スロットの開口の寸法を少なくとも１つの錠剤の寸法に実質的に対応させると、１またはそれ以上の錠剤をスロットに簡単に押し込むことが可能である。必要な数の錠剤を嵌合して、スロットの端縁部を押圧することにより定位置に固定すればよい。複数の錠剤を定位置に固定するにはただ１つの作業が必要であるにすぎない。明らかに、この実施例は、錠剤以外の実施例よりゲッタ物質にとって適している。
【００１３】
錠剤を１つの接点ピンの溝に配置する場合、溝の縦方向を接点ピンの縦方向のような、接点本体の閉成中（そして閉位置に保持された時）に最も大きな力が存在する方向に一致させると有利である。
【００１４】
溝は、常温成形または高温成形プロセスにより壁または接点ピンに簡単に形成することができる。
【００１５】
上記の実施例は全て、端部キャップ、遮蔽材、可動接点及び／または固定接点を銅または銅合金で形成すれば、従来技術のものに比べて最大の利点を提供する。
【００１６】
以下において、本発明を添付図面を参照して多数の実施例につき詳細に説明する。
【００１７】
図１は、本発明によるゲッタ装置を備えた真空回路遮断器１０の実施例を示す断面図である。真空回路遮断器１０は、囲壁により取り囲まれた真空の内部空間１２を有する。この囲壁は、セラミックのような絶縁材料か、または実施例に応じてセラミックと金属の組み合わせたもので作られている。囲壁は、第１の端部キャップ１１、セラミックのスリーブ２０、及び第２の端部キャップ２１により形成される。真空スイッチにおいて使用される真空回路遮断器１０は、一般的に、（接点本体としても知られる）固定接点１５と可動接点１４とを有する真空の内部空間１２を有する。固定接点１５及び可動接点１４はそれぞれ固定接点ピン１３及び可動接点ピン１６により支持され、それらにより駆動される。囲壁内には、銅またはスティールで作られ、第１の端部キャップ１１に接続された第１の遮蔽材１７がある。囲壁内には、ベローズ１８を遮蔽する第２の遮蔽材１９もあるが、このベローズ１８は内部空間１２の真空を維持しながら可動接点１４が囲壁に関して移動できるようにする。第２の遮蔽材１９もまた、例えば、銅またはスティールで作られている。他の実施例として、例えば、セラミックのスリーブ２０が真空回路遮断器１０の全長にわたって延びるようにすることも可能である。この場合、接点１４及び１５にさらに別の遮蔽材を配置することが多い。
【００１８】
スイッチの閉成時、固定接点１５と可動接点１４とは互いに接触する。真空回路遮断器１０が開放されると、２つの接点１４、１５は互いに引き離される。その時真空回路遮断器が電流を搬送していれば、金属蒸気のアークが形成される。原理的には、電流は最初の零レベル交差時に遮断され、その結果としてさらに蒸気が発生することはない。接点の侵蝕によりガスを含む微細な空洞が露出され、これが真空の完全性に悪影響を与えることがある。事実、材料中にはガスがあり、酸化によってもガスが発生し、表面をアークが横切る結果ガスが形成される。その結果、真空回路遮断器１０の真空状態に悪影響を与えるガスが広がる可能性がある。発生する金属蒸気は真空の内部空間の内壁にガス粒子を吸収させるが、この問題は、真空回路遮断器１０の真空の内部空間１２にゲッタ装置として知られている装置を特に配置することにより解消される。
【００１９】
ゲッタ物質には蒸発性と非蒸発性（ＮＥＧ）のものの両方が存在するが、真空回路遮断器には非蒸発性ゲッタ物質を使用するのが好ましい。この場合、ゲッタ装置は、ガスを吸収できる一般的にジルコニウム‐アルミニウムまたはジルコニウム‐バナジウム‐鉄合金のような吸収性物質より成るため、真空レベルが維持される。従来型真空回路遮断器１０では、ゲッタ物質が適用されリボンを小さな部分へ分割し易くするスロットを設けた、例えばリボン状のキャリアが利用されている。キャリアはその後、真空の内部区間１２の金属表面に溶接されるか半田付けていされる。
【００２０】
しかしながら、真空の内部空間１２の囲壁内の遮蔽材または端部キャップへの溶接または半田付けが困難か不可能な銅及び／または銅合金及び／または他の材料の使用がますます増加している。そうなると、機械的応力及び腐蝕が起こるため、ゲッタ物質の溶接または半田付けはもはや不可能か非常に困難である。囲壁１１内の端部キャップまたは遮蔽材に、もしくは接点ピン１３、１６のうち一方の外面上に、環状のスロットを設け、そのスロット内にリボン状キャリアを配置して、スロットの端縁部を押圧して固定する解決法が見つかっている。しかしながら、この方式では、ゲッタ物質の半分だけ（リボン状キャリアの一方の面上のキャリアだけ）が利用される。さらに、リボン状キャリア上に配置されるゲッタ物質の使用は高コストで、その構造は堅牢性に欠ける。
【００２１】
本発明は、ゲッタ物質の錠剤２を真空回路遮断器１０の内部空間１２の金属囲壁のスロット４内に配置したゲッタ装置を提供するものである。金属壁は、端部キャップ１１、第１の遮蔽材１７、第２の遮蔽材１９、または接点ピン１３、１６のうちの一方に形成することができる。
【００２２】
図２は、本発明によるゲッタ装置の第１の実施例を示す。このゲッタ装置は、例えば、ジルコニウム‐アルミニウムまたはジルコニウム‐バナジウム‐鉄材料から得られるゲッタ物質を焼結した小型の錠剤２に成形したものを使用する。指定された真空レベルを維持する点で同等の有効性を得られるこれらの錠剤のコストは、ゲッタ物質を有するリボン状キャリアと比べて十分の一である。
【００２３】
錠剤２は小さな金属条片上に配置され、市販され、また多くの分野で使用されている。これらの錠剤は、一般的に、スポット溶接により金属表面に固定される。錠剤２のスポット溶接は、内部に銅または銅合金材料だけが存在する囲壁を有する現代の真空回路遮断器では不可能である。
【００２４】
本発明によると、真空回路遮断器の内部空間の壁１に溝４が形成される。壁１は、例えば、囲壁内の遮蔽材１１、１７、１９または端部キャップ１１、２１、もしくは接点ピン１３、１６のうちの一方の外壁でよい。図２に示す実施例では、溝４は側壁７が壁１に対して直角な普通の凹部である。溝４の寸法は錠剤２の寸法に実質的に等しいため、錠剤を溝４内に容易に配置することができる。図３は、図２の線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿う壁１の断面図である。
【００２５】
錠剤は、参照番号３で示すように溝４の端縁部を多数の場所で押圧することにより溝４内に容易に固定できる。図２は、錠剤が上側の２つの窪み３と下側の２つの窪みにより固定されている状態を示す。錠剤２を他の場所で、また異なる数の窪み３を用いて固定してもよいことが明らかである。これらの窪み３は、例えば、溝４の端縁部７を上から力で押すか、または、例えば加熱して端縁部７の材料を変形させるなどの種々のやり方で形成することができる。
【００２６】
図４は、本発明によるゲッタ装置の別の実施例を示す。この実施例のスロット４は細長い２つの部分５及び６を有し、第１の部分５は錠剤２より幅が小さい開口を有する。第２の部分の寸法は、錠剤２の寸法に実質的に等しい。図５は、線Ｖ−Ｖに沿う図４のゲッタ装置の断面図である。この図から、細長いスロット４の第１の部分５の断面形状は台形であり、スロット４の開口は後壁８よりも小さいことがわかる。このため、最初に錠剤２を第２の部分６内に配置した後、第１の部分５内の最終位置へ移動させることができる。スロット４の第１の部分５の端縁部９は壁１の垂線に関して斜めであるため、錠剤２が定位置に保持される。錠剤２が第１の部分５内の意図した位置にある時は、１またはそれ以上の窪み３により定位置に固定することができる。この実施例では、複数の錠剤をスロット４内に配置することが可能である。スロット４の断面形状は、段付きのような台形とは異なる形状でもよいことがわかる。
【００２７】
スロット４は、真空回路遮断器１０が銅または銅合金で形成されている場合でもその囲壁１１の内面１に形成することができる。しかしながら、スロット４を、接点ピン１３、１６のうちの一方の外壁１に、または真空回路遮断器１０の接点１４、１５の上に形成することも可能である。これには、錠剤２を汚染ガスが形成される場所により近く、即ち、接点１４、１５が互いに接触する場所に近いところに配置できるという利点がある。
【００２８】
さらに好ましくは、スロット４及び錠剤２を真空回路遮断器の固定接点ピン１６の外壁１に、または固定接点１５の直下に配置する。固定接点１５、１６が移動しないということは、ゲッタ装置の構造が大きい堅牢性を有し、錠剤２が衝撃又は他の外的影響により離脱するという危険が少ないことを意味する。
【００２９】
接点ピンが比較的薄い場合、錠剤が固定された小さな条片がスイッチング時に変形し、それにより錠剤がスロットから離脱する可能性を排除するため、スロット４の縦方向を最も大きい力が生じる方向、この場合は接点ピン１６の縦方向に平行にするのが好ましい。
【００３０】
当業者にとって、図示の実施例は本発明の単なる例示にすぎないことが明らかであろう。頭書の特許請求の範囲により規定される保護範囲に含まれる多数の変形例及び設計変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明によるゲッタ装置を設けた真空回路遮断器の一部を示す断面図である。
【図２】本発明の第１の実施例によるゲッタ装置の部分正面図である。
【図３】図２の線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿う図１のゲッタ装置の部分断面図である。
【図４】本発明の第２の実施例によるゲッタ装置の部分正面図である。
【図５】図４の線Ｖ−Ｖに沿う図４のゲッタ装置の部分断面図である。
【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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【国際調査報告】
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