(57)【要約】【課題】アークの局所的な停留の防止と、接点の十分な冷却と、各電極ロッドの接点接離時における耐衝撃性の向上とを図り、小型化と高電圧化と遮断・定格電流の大容量化とを実現する真空バルブを得ることである。【解決手段】一端に接点が接合された固定と可動の各電極ロッドが、管状の電極とこの電極の外周側に設けられた管状の補強材とで形成され、各電極の接点側端部の管壁に、電極の軸方向に対して傾斜した複数のスリットによる電極コイル部が形成されたものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端にフランジが接合された絶縁円筒の真空容器と、上記真空容器の内部に収納された接離可能な固定接点と可動接点と、一端側が上記固定接点と接合し、他端側が上記一方のフランジを貫通して延出した固定電極ロッドと、一端側が上記可動接点と接合し、他端側が上記他方のフランジに設けられたベローズを介して延出した可動電極ロッドとを備えた真空バルブであって、上記固定電極ロッドが、管状の固定電極と上記固定電極の外周側に設けられた管状の補強材とで形成され、上記可動電極ロッドが、管状の可動電極と上記可動電極の外周側に設けられた管状の補強材とで形成され、上記固定電極の固定接点側端部の管壁に、上記固定電極の軸方向に対して傾斜した複数のスリットによる固定電極コイル部が形成され、上記可動電極の可動接点側端部の管壁に、上記可動電極の軸方向に対して傾斜した複数のスリットによる可動電極コイル部が形成された真空バルブ。
【請求項２】
上記固定電極コイル部に形成された上記スリットの傾斜方向と上記可動電極コイル部に形成された上記スリットの傾斜方向とが、上記固定電極と上記可動電極とを貫く軸方向に対して、同じである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】
上記固定電極コイル部に形成された上記スリットの傾斜方向と上記可動電極コイル部に形成された上記スリットの傾斜方向とが、上記固定電極と上記可動電極とを貫く軸方向に対して、逆であることを特徴とする請求項１に記載の真空バルブ。
【請求項４】
上記固定電極ロッドの上記一方のフランジを貫通して延出した部分と、上記可動電極ロッドの上記他方のフランジに設けられた上記ベローズを介して延出した部分とに、排気孔を設け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５】
上記固定電極が導板を介して上記固定接点に接合され、上記可動電極が導板を介して上記可動接点に接合され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６】
上記固定電極ロッドが、上記固定電極の固定接点側端部の反対側の端部に上記固定側補強材の内壁と接合した固着部を備え、上記可動電極ロッドが、上記可動電極の可動接点側端部の反対側の端部に上記可動側補強材の内壁と接合した固着部を備え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７】
上記固定電極ロッドが、固定電極コイル部の径を上記固定電極コイル部以外の径より大きくした固定電極と上記固定電極の外周側に設けられた固定側補強材とで形成され、上記可動電極ロッドが、可動電極コイル部の径を上記可動電極コイル部以外の径より大きくした可動電極と上記可動電極の外周側に設けられた可動側補強材とで形成され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８】
上記固定側補強材が上記固定電極と相似形であり、上記可動側補強材が上記可動電極と相似形であることを特徴とする請求項７に記載の真空バルブ。
【請求項９】
上記固定側補強材は、上記固定側補強材の径が真空容器内で上記固定電極ロッドの固定電極コイル部に向かって連続して大きくなる形状であり、上記可動側補強材は、上記可動側補強材の径が上記真空容器内で上記可動電極ロッドの可動電極コイル部に向かって連続して大きくなる形状であることを特徴とする請求項７に記載の真空バルブ。
【請求項１０】
上記固定電極ロッドが、管状の固定電極と上記固定電極の内壁側に設けられた管状の固定側補強材とで形成され、上記可動電極ロッドが、管状の可動電極と上記可動電極の内壁側に設けられた管状の可動側補強材とで形成され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１１】
上記固定電極ロッドが、固定電極コイル部の径を上記固定電極コイル部以外の径より大きくした固定電極を備え、上記可動電極ロッドが、可動電極コイル部の径を上記可動電極コイル部以外の径より大きくした可動電極を備えたことを特徴とする請求項１０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、電気回路を開閉する真空遮断器の開閉接点を内蔵した真空バルブに関するものであり、特に、冷却性に優れ、大容量化が可能な電極構造を有する真空バルブに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の真空バルブは、絶縁円筒の真空容器からなり、その内側に筒状のアークシールドが配置されている。アークシールドの内部には、固定接点と可動接点とが接離可能に配置されている。また、固定接点は固定ロッドに接続され、可動接点は可動ロッドに接続されている。固定ロッドにおける固定接点接合部の反対側は、真空容器の一方の蓋部から引き出され、可動ロッドにおける可動接点接合部の反対側は、真空容器の他方の蓋部からベローズを介して引き出されている。
真空バルブは、その固定ロッドと可動ロッドとが主回路に接続されており、可動ロッドを上下に駆動することにより、固定接点と可動接点とを接離させ、主回路電流の遮断または通電を行う。
【０００３】
従来の真空バルブでは、通電中に固定接点と可動接点とを開離させると、開離間隙にアークが発生する。固定接点または可動接点におけるアークが発生する場所（アークスポットと記す）が局所的であると、固定接点または可動接点が局所的に溶融してしまうとの問題があった。
この問題を解決した真空バルブとして、固定接点と固定ロッドとの間および可動接点と可動ロッドとの間にコイル部を設け、このコイル部により、固定接点と可動接点との開離間隔に縦磁界を発生させ、アークスポットの局所的な停留を防止し、発生アークを拡散させるものがある。
【０００４】
この真空バルブの、コイル部は、固定ロッドまたは可動ロッドを接合する接合孔が設けられたリング部と、リング部から外径側に伸びる４本の腕部と、この腕部の先端から円周方向に伸びる円弧部と、この円弧部から突出した凸部とからなっているものである。
また、別のコイル部は、固定ロッドの固定接点と接合される端部と可動ロッドの可動接点と接合される端部とに設けられた鍋底形の凹み部を、クランク形状に加工したものである（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、従来の真空バルブは、固定接点と可動接点とが真空容器中にあり、熱放散性が極めて悪く、大電流を通電すると温度上昇が非常に大きいとの問題があった。
この問題を解決した、固定接点と可動接点との熱放散性を向上させ、温度が非常に高くなるのを防止した真空バルブとして、固定ロッドと可動ロッドとを中空管として、中空の固定ロッドの一端側の開口部に固定接点を設け、中空の可動ロッドの一端側の開口部に可動接点を設け、固定接点の裏面および可動接点の裏面が、冷却媒体に接する構造としたものがある（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−５７９１３号公報（第１頁、第４頁、第１図、第２図第１７図）
【特許文献２】特開昭６０−９１５１７号公報（第２頁、第２図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１に記載の真空バルブにおいて、特許文献２に記載の真空バルブと同様に、固定ロッドと可動ロッドとを冷却媒体を取り入れることができる中空管としても、固定接点と固定ロッドとの間および可動接点と可動ロッドとの間に、上記構造のコイル部が設けられており、コイル部の構造から、固定接点の裏面および可動接点の裏面が、冷却気体に接することができないので、やはり、固定接点および可動接点が十分に冷却されず、温度上昇が大きくなり真空バルブの大容量化が困難であるとの問題があった。
【０００８】
また、真空バルブは、通常高温炉内で真空ロウ付けされるため、高電気伝導率、脱ガスが少ない等の利点から、固定ロッドと可動ロッドとには無酸素銅を使用される。無酸素銅が用いられた中空の固定ロッドおよび中空の可動ロッドは、十分な機械強度を有しておらず、接点間の接離における耐衝撃性が低いとの問題があった。
また、耐衝撃性を向上させるため、固定ロッドと可動ロッドとの軸方向に垂直な断面の面積を増加させると、真空バルブ自体が大型化したり、絶縁距離の短縮により耐電圧性能が低下する等の問題があった。
【０００９】
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、その目的は、アークスポットの局所的な停留の防止と、固定接点および可動接点の十分な冷却と、大型化させずに固定ロッドと可動ロッドとの接点の接離時における耐衝撃性の向上とができ、小型化と高電圧化と遮断・定格電流の大容量化とを実現する真空バルブを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係わる真空バルブは、両端にフランジが接合された絶縁円筒の真空容器と、真空容器の内部に収納された接離可能な固定接点と可動接点と、一端側が固定接点と接合し、且つ他端側が一方のフランジを貫通して延出した固定電極ロッドと、一端側が可動接点と接合し、且つ他端側が他方のフランジに設けられたベローズを介して延出した可動電極ロッドとを備えた真空バルブであって、固定電極ロッドが、管状の固定電極と固定電極の外周側に設けられた管状の補強材とで形成され、可動電極ロッドが、管状の可動電極と可動電極の外周側に設けられた管状の補強材とで形成され、固定電極の固定接点側端部の管壁に、固定電極の軸方向に対して傾斜した複数のスリットによる固定電極コイル部が形成され、可動電極の可動接点側端部の管壁に、可動電極の軸方向に対して傾斜した複数のスリットによる可動電極コイル部が形成されたものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係わる真空バルブは、両端にフランジが接合された絶縁円筒の真空容器と、真空容器の内部に収納された接離可能な固定接点と可動接点と、一端側が固定接点と接合し、且つ他端側が一方のフランジを貫通して延出した固定電極ロッドと、一端側が可動接点と接合し、且つ他端側が他方のフランジに設けられたベローズを介して延出した可動電極ロッドとを備えた真空バルブであって、固定電極ロッドが、管状の固定電極と固定電極の外周側に設けられた管状の補強材とで形成され、可動電極ロッドが、管状の可動電極と可動電極の外周側に設けられた管状の補強材とで形成され、固定電極の固定接点側端部の管壁に、固定電極の軸方向に対して傾斜した複数のスリットによる固定電極コイル部が形成され、可動電極の可動接点側端部の管壁に、可動電極の軸方向に対して傾斜した複数のスリットによる可動電極コイル部が形成されたものであり、小型化と高電圧化と遮断・定格電流の大容量化とが実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態１に係わる真空バルブの構造を示す断面模式図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係わる真空バルブにおける、固定電極および可動電極のスリットが設けられた部分の構造を示す斜視模式図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係わる真空バルブにおいて、固定接点と可動接点との開離間隔に縦磁界を形成させる機構を説明する図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係わる真空バルブにおいて、縦置された場合（ａ）および横置された場合（ｂ）の固定接点と可動接点とが冷却される機構を説明する図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係わる真空バルブの固定電極および可動電極のスリットが設けられた部分の構造を示す斜視模式図である。
【図６】本発明の実施の形態３に係わる真空バルブの構造を示す断面模式図である。
【図７】本発明の実施の形態４に係わる真空バルブの、接点と電極ロッドとの接合部の構造を示す断面模式図である。
【図８】本発明の実施の形態５に係わる真空バルブの構造を示す断面模式図である。
【図９】本発明の実施の形態６に係わる真空バルブの構造を示す断面模式図である。
【図１０】発明の実施の形態７に係わる真空バルブの構造を示す断面模式図である。
【図１１】本発明の実施の形態８に係わる真空バルブの構造を示す断面模式図である。
【図１２】本発明の実施の形態９に係わる真空バルブの構造を示す断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係わる真空バルブの構造を示す断面模式図である。
図１に示すように、本実施の形態の真空バルブ１００は、両端に蓋部となるフランジ１ａ，１ｂが接合された絶縁円筒の真空容器１と、真空容器１の内側に配置されたアークシールド２と、アークシールド２の内部に設けられた接離可能な固定接点３ａと可動接点３ｂとを備えている。
固定接点３ａは、固定電極ロッド４ａに、例えば、ロウ付けで接合されており、可動接点３ｂは、可動電極ロッド４ｂに、例えば、ロウ付けで接合されている。
そして、固定電極ロッド４ａは、管状の固定電極５ａと固定電極５ａの外壁を囲んで設けられた管状の補強材（固定側補強材と記す）６ａとで形成され、固定電極５ａと固定側補強材６ａとの端面が、共に固定接点３ａに接合されている。
また、可動電極ロッド４ｂは、管状の可動電極５ｂと可動電極５ｂの外壁とを囲んで設けられた管状の補強材（可動側補強材と記す）６ｂとで形成され、可動電極５ｂと可動側補強材６ｂとの端面が、共に可動接点３ｂに接合されている。
【００１４】
また、固定電極ロッド４ａにおける固定接点３ａと接合される端面がある部分（固定接点側端部と記す）の反対側の端部は、一方のフランジ１ａを貫通して気密に外部に引き出されている。可動電極ロッド４ｂにおける可動接点３ｂと接合される端面がある部分（可動接点側端部と記す）の反対側の端部は、他方のフランジ１ｂに接合されたベローズ７を介して、気密に外部に引き出されている。
固定電極５ａと可動電極５ｂとは、共に、銅等のような電気伝導度に優れた金属管であり、固定電極５ａにおける固定接点側端部の管壁と、可動電極５ｂにおける可動接点側端部の管壁とには、各々スリット（図示せず）が設けられている。
【００１５】
図２は、本発明の実施の形態１に係わる真空バルブにおける、固定電極および可動電極のスリットが設けられた部分の構造を示す斜視模式図である。
本実施の形態の真空バルブ１００では、図２に示すように、固定電極５ａの固定接点側端部の管壁に形成された複数のスリット８ａと、可動電極５ｂの可動接点側端部の管壁に形成された複数のスリット８ｂとは、共に各接点３ａ，３ｂとの接合部から斜めの方向に形成されている。そして、スリット８ａの傾斜方向とスリット８ｂの傾斜方向とは、固定電極５ａと可動電極５ｂとを貫く軸方向に対して同じである。
すなわち、固定電極５ａの固定接点側端部の管壁には、スリット８ａにより固定電極５ａの軸方向に対して傾斜した歯部９ａが形成され、固定電極コイル部１０ａとなっている。また、可動電極５ｂの可動接点側端部の管壁には、スリット８ｂにより可動電極５ｂの軸方向に対して傾斜した歯部９ｂが形成され、可動電極コイル部１０ｂとなっている。
【００１６】
本実施の形態の真空バルブ１００では、固定電極コイル部１０ａと可動電極コイル部１０ｂとで、固定接点３ａと可動接点３ｂとの開離間隔に縦磁界を発生させる。
図３は、本発明の実施の形態１に係わる真空バルブにおいて、固定接点と可動接点との開離間隔に縦磁界を形成させる機構を説明する図である。
図３は、電流Ａが可動電極５ｂから固定電極５ａへ流れる場合を示している。
【００１７】
図３に示すように、電流Ａが、固定電極コイル部１０ａの歯部９ａ、および可動側コイル部１０ｂの歯部９ｂに流れると、各々の歯部９ａ，９ｂに磁場Ｂが発生する。この磁場Ｂにより、固定接点３ａと可動接点３ｂとの開離間隔に縦磁界Ｃを形成する。
この縦磁界Ｃは、遮断時に固定接点３ａと可動接点３ｂとの開離間隔に発生するアークを停留させず、拡散させる（拡散アークＤにする）ので、アークの電流密度を低減させる。それゆえ、アークの維持または遮断後の再点弧の原因となる接点材料からの金属蒸気の発生を抑制し、真空バルブの遮断性能を向上させる。
【００１８】
図４は、本発明の実施の形態１に係わる真空バルブにおいて、縦置された場合（ａ）および横置された場合（ｂ）の固定接点と可動接点とが冷却される機構を説明する図である。
図４（ａ）の縦置された真空バルブ１００では、流動状態を矢印で示した冷却媒体Ｅは、中空状の固定電極５ａの内壁に沿って供給され、発熱部Ｆにある固定接点３ａを冷却する。固定接点３ａに接して温められた冷却媒体Ｅは、中空管の固定電極５ａの中心部を通って、固定電極５ａから排出される。また、冷却媒体Ｅは、中空管の可動電極５ｂ内も同様に流れ、発熱部Ｆにある可動接点３ｂを冷却する。
【００１９】
図４（ｂ）の横置された真空バルブ１００では、流動状態を矢印で示した冷却媒体Ｅは、中空管の固定電極５ａの下側の内壁に沿って供給され、発熱部Ｆにある固定接点３ａを冷却する。固定接点３ａに接して温められた冷却媒体Ｅは、中空管の固定電極５ａの上側の内壁に沿って固定電極５ａから排出される。また、冷却媒体Ｅは、中空管の可動電極５ｂ内も同様に流れ、発熱部Ｆにある可動接点３ｂを冷却する。
本実施の形態では、冷却媒体Ｅには、気体または液体が用いられる。そして、接点部分の冷却は、冷却媒体Ｅの自然対流で行われるが、例えばファンによる強制的な対流で行っても良い。
本実施の形態の真空バルブ１００は、固定電極５ａおよび可動電極５ｂの管内に冷却媒体Ｅを流し、この冷却媒体Ｅを、固定接点３ａの裏面および可動接点３ｂの裏面に、接触できる構造であるので、発熱部Ｆを直接に冷却でき、大型化することなしに、電流容量を大きくできる。
【００２０】
本発明の実施の形態１に係わる真空バルブは、固定電極ロッド４ａが固定電極５ａとその外周側に設けられた固定側補強材６ａとで形成され、可動電極ロッド４ｂが可動電極５ｂとその外周側に設けられた可動側補強材６ｂとで形成されている。そして、補強材６ａ，６ｂには、例えばステンレスが用いられる。
そのため、固定接点３ａと可動接点３ｂの接離動作時に、固定電極ロッド４ａと固定接点３ａとの接合部、および固定電極ロッド４ａと真空遮断器の固定側端子部との接合部（図示せず）に加わる衝撃力は、固定側補強材６ａが受け止める。また、固定接点３ａと可動接点３ｂの接離動作時に、可動電極ロッド４ｂと可動接点３ａとの接合部および可動電極ロッド４ｂと真空遮断器の可動側操作機構との接合部（図示せず）に加わる衝撃力は、可動側補強材６ｂが受け止める。
【００２１】
すなわち、固定接点３ａと可動接点３ｂの接離動作時の衝撃力は、補強材６ａ，６ｂにかかり、固定電極５ａと可動電極５ｂとには加わらないので、固定電極５ａおよび可動電極５ｂは、大きな強度が不要であり、中空管を用いることができる。また、各電極５ａ，５ｂの断面積は電流容量で決まる大きさ以上にする必要がない。また、各電極５ａ，５ｂの歯部の変形も防止できる。
補強材６ａ，６ｂには、耐圧性にすぐれたステンレスを用いることができるので、真空バルブの耐電圧が向上する。
【００２２】
本実施の形態の真空バルブ１００は、固定電極５ａと可動電極５ｂに金属の中空管が用いられ、それら開口部に接点が接合されているので、冷却媒体で各接点３ａ，３ｂの裏面を直接冷却でき、高温化するのを防止し、定格電流通電性能および遮断性能の向上が図れる。
また、固定電極５ａの固定接点側端部および可動電極５ｂの可動接点側端部がコイル部１０ａ，１０ｂとなっており、接点の開離間隔に発生するアークを拡散アークにできるので、アークの維持または遮断後の再点弧の原因となる接点材料からの金属蒸気の発生を抑制し、遮断性能の向上が図れる。
【００２３】
また、固定電極ロッド４ａが固定電極５ａとその外周側に設けられた固定側補強材６ａとで形成され、可動電極ロッド４ｂが可動電極５ｂとその外周側に設けられた可動側補強材６ｂとで形成されており、各電極５ａ，５ｂには、接離動作時の衝撃力が加わらないので、電極のサイズが電気性能から決まり、固定電極ロッド４ａおよび可動電極ロッド４ｂが大きくなるのを防止できる。
すなわち、本実施の形態の真空バルブ１００は、小型化できるとともに、高電圧化と遮断・定格電流の大容量化とが実現できる。
【００２４】
実施の形態２．
図５は、本発明の実施の形態２に係わる真空バルブの固定電極および可動電極のスリットが設けられた部分の構造を示す斜視模式図である。
図５に示すように、本実施の形態の真空バルブは、固定電極２５ａのスリット８ａの傾斜方向と可動電極２５ｂのスリット８ｂの傾斜方向とが、固定電極２５ａと可動電極２５ｂとを貫く軸方向に対して、反対である以外、実施の形態１の真空バルブと同様である。
すなわち、固定電極２５ａの固定接点側端部には、スリット８ａにより固定電極２５ａの軸方向に対して傾斜した歯部９ａが形成され、固定電極コイル部１０ａとなっている。
また、可動電極２５ｂの可動接点側端部には、スリット８ｂにより可動電極２５ｂの軸方向に対して傾斜した歯部９ｂが形成され、可動電極コイル部１０ｂとなっている。そして、歯部９ａの傾斜方向と歯部９ｂの傾斜方向は逆である。
【００２５】
図５に示すように、電流Ａが、固定電極コイル部１０ａの歯部９ａ、および可動側コイル部１０ｂの歯部９ｂに流れると、各々の歯部９ａ，９ｂに磁場Ｂが発生する。
しかし、歯部９ａの傾斜方向と歯部９ｂの傾斜方向とが逆であるので、磁場Ｂによって形成される磁界Ｈの方向は、接点面と平行な方向となり、磁気駆動力Ｌが発生し、集中アークＭが一定位置に停留することがない。
本実施の形態の真空バルブは、実施の形態１の真空バルブと同様な効果を有するとともに、集中アークを動かすことにより、接点からの金属蒸気の発生を抑制することができ、真空バルブの遮断性能を向上させることができる。
【００２６】
実施の形態３．
図６は、本発明の実施の形態３に係わる真空バルブの構造を示す断面模式図である。
図６は、固定電極ロッドが真空遮断器の固定側端子部に、可動電極ロッドが真空遮断器の可動側操作機構に取り付けられた状態を示している。
図６に示すように、本実施の形態の真空バルブ３００は、一方のフランジ１ａから延出した部分に、排気孔１１が設けられた固定電極ロッド３４ａと、他方のフランジ１ｂに設けられたベローズ７を介して延出した部分に、排気孔１１が設けられた可動電極ロッド３４ｂを用いた以外、実施の形態１の真空バルブと同様である。
【００２７】
本実施の形態の真空バルブ３００は、実施の形態１の真空バルブと同様な効果を有するとともに、図６に示すように、固定電極ロッド３４ａの上端の開口が、真空遮断器の固定側端子部２１で塞がれ、可動電極ロッド３４ｂの下端の開口が、真空遮断器の可動側操作機構２２で塞がれたとしても、固定電極５ａ内および可動電極５ｂ内の、例えば空気等の冷却媒体Ｅが、矢印のように流れ、外気と入れ替わることができ、固定接点３ａおよび可動接点３ｂを冷却できる。
本実施の形態における、固定電極ロッドの真空容器から延出した部分と、可動電極ロッドの真空容器から延出した部分とに、排気孔を設ける構造は、実施の形態２の真空バルブにも適用できる。
【００２８】
実施の形態４．
図７は、本発明の実施の形態４に係わる真空バルブの、接点と電極ロッドとの接合部の構造を示す断面模式図である。
図７に示すように、本実施の形態の真空バルブは、固定電極５ａが導板１２を介して固定接点３ａに接合された固定電極ロッド４４ａと、可動電極５ｂが導板１２を介して可動接点３ｂに接合された可動電極ロッド４４ｂとを用いた以外、実施の形態１の真空バルブと同様である。
【００２９】
本実施の形態の真空バルブは、実施の形態１の真空バルブと同様な効果を有するとともに、各電極５ａ，５ｂが、対応する接点３ａ，３ｂに導板１２を介して接合され、導板１２で真空シールされているので、接点の品質に関係なく、高品質な真空シールが実現できる。また、各接点３ａ，３ｂは、導板１２と接合しているので、熱容量が増加し、遮断時における接点の温度上昇を小さくでき、接点からの金属蒸気の発生が抑制され、遮断性能を向上できる。
本実施の形態の各電極が導板を介して対応する接点に接合される構造は、実施の形態２と実施の形態３との真空バルブにも適用できる。
【００３０】
実施の形態５．
図８は、本発明の実施の形態５に係わる真空バルブの構造を示す断面模式図である。
図８に示すように、本実施の形態の真空バルブ５００は、固定電極５ａにおける固定接点側端部と反対側の端部に、固定側補強材６ａの内壁と接合した固着部１３を備えた固定電極ロッド５４ａと、可動電極５ｂにおける可動接点側端部と反対側の端部に、可動側補強材６ｂの内壁と接合した固着部１３を備えた可動電極ロッド５４ｂとを用いた以外、実施の形態１の真空バルブと同様である。
本実施の形態の真空バルブ５００は、実施の形態１の真空バルブと同様な効果を有するとともに、各電極５ａ，５ｂの一端が、対応する接点３ａ、３ｂに接合し、他端が対応する各補強材６ａ、６ｂの内壁に接合しているので、接離動作時の衝撃力に対する耐力がいっそう向上している。
本実施の形態における、各電極の他端が、対応する各補強材の内壁に接合した構造は、実施の形態２から実施の形態４のいずれの真空バルブにも適用できる。
【００３１】
実施の形態６．
図９は、本発明の実施の形態６に係わる真空バルブの構造を示す断面模式図である。
図９に示すように、本実施の形態の真空バルブ６００は、固定電極コイル部１０ａの径が固定電極コイル部１０ａ以外の径より大きい固定電極６５ａと固定電極６５ａと相似形の固定側補強材６６ａとで形成される固定電極ロッド６４ａ、および、可動電極コイル部１０ｂの径が可動電極コイル部１０ｂ以外の径より大きい可動電極６５ｂと可動電極６５ｂと相似形の可動側補強材６６ｂとで形成される可動電極ロッド６４ｂを用いた以外、実施の形態１の真空バルブと同様である。
【００３２】
本実施の形態の真空バルブ６００は、実施の形態１の真空バルブと同様な効果を有するとともに、各電極のコイル部１０ａ，１０ｂの径を、コイル部１０ａ，１０ｂ以外の径より大きくしているので、真空バルブのサイズを大きくすることなしに、遮断電流を大きくすることができる。
本実施の形態における、各電極のコイル部の径をコイル部以外の径より大きくする構造は、実施の形態２から実施の形態５のいずれの真空バルブにも適用できる。
【００３３】
実施の形態７．
図１０は、本発明の実施の形態７に係わる真空バルブの構造を示す断面模式図である。
図１０に示すように、本実施の形態の真空バルブ７００は、固定側電極６５ａと相似ではなく、径が真空容器１内で固定電極コイル部１０ａ側に向かって連続して大きくなった形状の固定側補強材７６ａ、および、可動側電極６５ｂと相似ではなく、径が真空容器１内で可動電極コイル部１０ｂ側に向かって連続して大きくなった形状の可動側補強材７６ｂを用いた以外、実施の形態６の真空バルブと同様である。
図１０では、各補強材７６ａ，７６ｂの径が連続して大きくなった部分の形状は円錐台である。
本実施の形態の真空バルブ７００は、実施の形態６の真空バルブと同様な効果を有するとともに、各補強材７６ａ，７６ｂの径が、真空容器１内において、対応する電極コイル部１０ａ，１０ｂ側に向かって傾斜して大きくなっているので、アークシールド２と電極ロッド７４ａ，７４ｂとの距離の偏りが小さく、電界を均一化でき、真空バルブの耐電圧が向上する。
【００３４】
また、真空バルブの耐電圧性能を向上するため、製造段階で行われる電圧印加による繰り返し閃絡をして弱点部を潰すコンディショニングでは、電界が不均一だと電界の最大箇所に閃絡が集中しコンディショニング領域が限られる。しかし、本実施の形態の真空バルブ７００では、電界が均一なので、コンディショニング領域が増え、閃絡による表面改質および不純物や吸着ガスの除去を広範囲に実施することができ、真空バルブ全体の耐圧性能の安定化が図れる。
本実施の形態における、各補強材の径を、真空容器内において、対応する各電極のコイル部側に向かって連続して大きくする構造は、実施の形態２から実施の形態５のいずれの真空バルブにも適用できる。
【００３５】
実施の形態８．
図１１は、本発明の実施の形態８に係わる真空バルブの構造を示す断面模式図である。
図１１は、固定電極ロッドが真空遮断器の固定側端子部に、可動電極ロッドが真空遮断器の可動側操作機構に取り付けられた状態を示している。
図１１に示すように、本実施の形態の真空バルブ８００では、固定電極５ａと固定電極５ａの内壁側に設けられた固定側補強材６ａとで形成された固定電極ロッド８４ａ、および、可動電極５ｂと可動電極５ｂの内壁側に設けられた可動側補強材６ｂとで形成された可動電極ロッド８４ｂを用いた以外、実施の形態１の真空バルブと同様である。
本実施の形態の真空バルブ８００は、実施の形態１の真空バルブと同様な効果を有するとともに、通電部である固定電極５ａと可動電極５ｂとが、各電極ロッド８４ａ，８４ｂの外周側にあるため、固定電極５ａを、固定側端子部２１の外部導体につながる上部端子２３に容易に接続でき、可動電極５ｂを、可動側操作機構２２の外部導体に連通する下部端子２４に容易に接続できる。
【００３６】
実施の形態９．
図１２は、本発明の実施の形態９に係わる真空バルブの構造を示す断面模式図である。
図１２に示すように、本実施の形態の真空バルブ９００は、固定電極コイル部１０ａの径が固定電極コイル部１０ａ以外の径より大きい固定電極９５ａを備えた固定電極ロッド９４ａ、および、可動電極コイル部１０ｂの径が可動電極コイル部１０ｂ以外の径より大きい可動電極９５ｂを備えた可動電極ロッド９４ｂを用いた以外、実施の形態８の真空バルブと同様である。
本実施の形態の真空バルブ９００は、実施の形態８の真空バルブと同様な効果を有するとともに、各コイル部１０ａ，１０ｂの径が、コイル部１０ａ，１０ｂ以外の径より大きい各電極９５ａ，９５ｂが用いられているので、真空バルブのサイズを大きくすることなしに、短絡遮断性能を向上できる。
また、本実施の形態の真空バルブ９００は、各補強材６ａ，６ｂの径を小さくでき、各電極９５ａ，９５ｂのコイル部以外の部分の径を小さくできるので、ベローズ7の径、各フランジ１ａ，１ｂの孔径が小さくなり、真空バルブの組み立て性が向上し、低コスト化が可能となる。
【００３７】
本実施の形態の真空バルブ９００でも、各電極９５ａ，９５ｂには、導電率が大きな金属、例えば無酸素銅が用いられ、このような銅材は加工性に優れているので、各コイル部１０ａ，１０ｂが太くなった構造の電極９５ａ，９５ｂも容易に形成される。各電極９５ａ，９５ｂの加工は、例えば管状の銅材を圧縮、拡大プレスで行う。
また、各補強材６ａ，６ｂには、強度が要求される硬い材料、例えばステンレスが用いられるが、本実施の形態の補強材６ａ，６ｂは、構造が単純な管であるので、複雑な加工が不要である。
すなわち、本実施の形態の真空バルブ９００における、各コイル部１０ａ，１０ｂが太くなった構造の電極９５ａ，９５ｂを備えた電極ロッド９４ａ，９４ｂは容易に形成できる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明に係わる真空バルブは、アークスポットが局所的に留まるのを防止できるとともに、固定接点および可動接点を十分に冷却でき、固定電極ロッドと可動電極ロッドとの接点の接離時における耐衝撃性が向上したものであり、小型、高電圧、大電流容量の真空遮断器に用いることができる。
【符号の説明】
【００３９】
１  真空容器、１ａ，１ｂ  フランジ、２  アークシールド、３ａ  固定接点、
３ｂ  可動接点、
４ａ，３４ａ，４４ａ，５４ａ，６４ａ，７４ａ，８４ａ，９４ａ  固定電極ロッド、
４ｂ，３４ｂ，４４ｂ，５４ｂ，６４ｂ，７４ｂ，８４ｂ，９４ｂ  可動電極ロッド、
５ａ，２５ａ，６５ａ，９５ａ  固定電極、５ｂ，２５ｂ，６５ｂ，９５ｂ  可動電極、
６ａ，６６ａ，７６ａ  固定側補強材、６ｂ，６６ｂ，７６ｂ  可動側補強材、
７  ベローズ、８ａ，８ｂ  スリット、９ａ，９ｂ  歯部、１０ａ  固定電極コイル部、
１０ｂ  可動電極コイル部、１１  排気孔、１２  導板、１３  固着部、
２１  固定子側端子、２２  可動側操作機構、２３  上部端子、２４  下部端子、
１００，３００，５００，６００，７００，８００，９００  真空バルブ、
Ａ  電流、Ｂ  磁場、Ｃ  縦磁界、Ｄ  拡散アーク、Ｅ  冷却媒体、Ｆ  発熱部、
Ｈ  磁界、Ｌ  磁気駆動力、Ｍ  集中アーク。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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