(57)【要約】【課題】  ろう付け時に発生する金属蒸気が電極保護シールド先端部に付着することを防ぎ、耐電圧特性を向上する。【解決手段】  真空絶縁容器１と、真空絶縁容器１の両端開口部に封着された固定側封着金具２および可動側封着金具３と、固定側封着金具２に固定された固定側通電軸４と、固定側通電軸４端に固着された固定側接点５と、固定側接点５を包囲するように設けられた固定側電極保護シールド６と、可動側封着金具３を貫通する可動側通電軸１０と、可動側通電軸１０と可動側封着金具３間に封着されたベローズ１１と、可動側通電軸１０端に固着された可動側接点９と、可動側接点９を包囲するように設けられた可動側電極保護シールド１２とを備え、固定側電極保護シールド６、可動側電極保護シールド１２のうち、少なくとも可動側電極保護シールド１２に金属蒸気拡散孔１５を設けたことを特徴とする。【選択図】  図１
2011009107.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端に開口部を有する真空絶縁容器と、
前記真空絶縁容器の一方端開口部に封着された固定側封着金具と、
前記固定側封着金具に貫通固定された固定側通電軸と、
前記固定側通電軸端に固着された固定側接点と、
前記固定側接点を包囲するように設けられた固定側電極保護シールドと、
前記真空絶縁容器の他方端開口部に封着された可動側封着金具と、
前記可動側封着金具を移動自在に貫通する可動側通電軸と、
前記可動側通電軸の中間部に一方端が封着されるとともに、他方端が前記可動側封着金具に封着されたベローズと、
前記可動側通電軸端に固着されるとともに、前記固定側接点と接離する可動側接点と、
前記可動側接点を包囲するように設けられた可動側電極保護シールドとを備え、
前記固定側電極保護シールドおよび前記可動側電極保護シールドのうち、少なくとも前記可動側電極保護シールドにろう付け時に発生する金属蒸気を拡散させる金属蒸気拡散孔を設けたことを特徴とする真空バルブ。
【請求項２】
前記可動側電極保護シールドの前記金属蒸気拡散孔を、少なくとも前記ベローズと対向する側面に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３】
前記金属蒸気拡散孔を開口帯とし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。
【請求項４】
前記真空絶縁容器の周りに絶縁層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。
【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係り、特に接点を包囲する電極保護シールドの耐電圧特性を向上し得る真空バルブに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、遮断器や断路器などに用いられる真空バルブには、固定側と可動側のそれぞれの接点に、これを包囲するような筒状の電極保護シールドを設けたものが知られている。これは、接点がアークで溶損した場合、表面が荒れて電界強度が上昇するので、電極保護シールドで電界を緩和し、耐電圧特性の低下を防止するものである。なお、電極保護シールドの先端部は、接点よりも突出し、開極時に極間を形成する。（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３４４５５７号公報  （第３ページ、図８）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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。真空バルブ内の各部材は、ろう付けにより所定の部位に固定される。電極保護シールドにおいても同様であり、銀ろうなどのろう材を温度８００〜９００℃で溶融させ、固定側封着金具や可動側封着金具などの部位に固定される。
【０００５】
しかしながら、ろう材を溶融させたときに発生する金属蒸気が電極保護シールドに付着し、凝固することがある。特に、電極保護シールドの先端部に金属蒸気が付着して凝固すると、表面に微小な突起が形成され、電界強度が上昇して耐電圧特性を低下させることになる。
【０００６】
本発明は上記問題を解決するためになされたもので、ろう付け時に発生する金属蒸気が電極保護シールドの先端部に付着することを防ぎ、耐電圧特性を向上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】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の真空バルブは、両端に開口部を有する真空絶縁容器と、前記真空絶縁容器の一方端開口部に封着された固定側封着金具と、前記固定側封着金具に貫通固定された固定側通電軸と、前記固定側通電軸端に固着された固定側接点と、前記固定側接点を包囲するように設けられた固定側電極保護シールドと、前記真空絶縁容器の他方端開口部に封着された可動側封着金具と、前記可動側封着金具を移動自在に貫通する可動側通電軸と、前記可動側通電軸の中間部に一方端が封着されるとともに、他方端が前記可動側封着金具に封着されたベローズと、前記可動側通電軸端に固着されるとともに、前記固定側接点と接離する可動側接点と、前記可動側接点を包囲するように設けられた可動側電極保護シールドとを備え、前記固定側電極保護シールドおよび前記可動側電極保護シールドのうち、少なくとも前記可動側電極保護シールドにろう付け時に発生する金属蒸気を拡散させる金属蒸気拡散孔を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、電極保護シールドが同電位の部材に近接する低電界部分に、金属蒸気拡散孔を設けているので、ろう付け時に発生する金属蒸気は金属蒸気拡散孔を通って電極保護シールド外側に拡散され、電極保護シールドの先端部で凝固することを抑制でき、耐電圧特性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【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に係る真空バルブに用いる電極保護シールドを示す正面図。
【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。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明を実施例を説明する。
【実施例１】
【００１１】
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。
【００１２】
図１に示すように、アルミナ磁器のようなセラミックスから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の中央部には、固定側通電軸４が貫通固定され、真空絶縁容器１内の端部に固定側接点５が固着されている。
【００１３】
固定側通電軸４の中間部には、固定側接点５を包囲するようにステンレスのような金属材料からなる筒状の固定側電極保護シールド６の一方端がろう付けによる接合層７を介して固定されている。他方端は、外側方向に向かって断面半円状に曲折され、曲面の先端部６ａは固定側接点５よりも可動側に突出している。固定側電極保護シールド６が固定側通電軸４の軸方向と直交して対向する側面部分には、円周方向に複数の固定側開口孔８が設けられている。
【００１４】
固定側接点５と対向して接離する可動側接点９が、可動側封着金具３を移動自在に貫通する可動側通電軸１０端部に固着されている。可動側通電軸１０の中間部には、伸縮自在の筒状のベローズ１１の一方端が封着されている。他方端は、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、真空を保って可動側通電軸１０を軸方向に移動させることができる。
【００１５】
ベローズ１１外周の可動側封着金具３には、可動側接点９を包囲するようにステンレスのような金属材料からなる筒状の可動側電極保護シールド１２の一方端がろう付けによる接合層１３を介して固定されている。他方端は、一方端よりも細径となっており、外側方向に向かって断面半円状に曲折され、曲面の先端部１２ａは可動側接点９よりも固定側に突出している。これにより、接点５、９の開極時には、先端部６ａ、１２ａ間のギャップ長が接点５、９間よりも狭くなり、極間を形成する。
【００１６】
可動側電極保護シールド１２が可動側通電軸１０の軸方向と直交して対向する側面部分には、円周方向に複数の可動側開口孔１４が設けられている。更に、ベローズ１１の軸方向と直交して対向する可動側封着金具３近傍の側面部分にも、円周方向に複数の可動側開口孔１５が設けられている。
【００１７】
可動側電極保護シールド１２の外周には、筒状の可動側シールド１６が可動側封着金具３に固定されている。また、接点５、９間を含む固定側電極保護シールド６の先端部６ａと可動側電極保護シールド１２の先端部１２ａ間を包囲するような筒状のアークシールド１７が真空絶縁容器１内の中間部に固定されている。
【００１８】
次に、真空バルブの組立方法、特に、電極保護シールド６、１２の固定方法について説明する。
【００１９】
固定側電極保護シールド６では、例えば真空中において、固定側通電軸４を垂直に配置し、固定側電極保護シールド６を貫通させて図示しない治具で位置決めを行い、銀ろうなどのろう材を固定側通電軸４と固定側電極保護シールド６間の隙間に挿入する。これらを温度８００〜９００℃に加熱し、ろう材を溶融させる。溶融時には、金属蒸気が周囲に拡散し、固定側電極保護シールド６内にも拡散されるが、殆どのものは固定側開口孔８を通って外側に拡散される。即ち、先端部６ａを通って拡散される金属蒸気が少なくなる。これを冷却すると、接合層７が形成されて固定側通電軸４に固定側電極保護シールド６を強固に固定することができるとともに、金属蒸気の付着、凝固の少ない先端部６ａとすることができる。
【００２０】
可動側電極保護シールド１２では、例えば真空中において、可動側封着金具３に銀ろうなどのろう材を挟んで可動側電極保護シールド１２の太径部を載置し、図示しない治具で位置決めを行う。そして固定側と同様に、これらを温度８００〜９００℃に加熱し、ろう材を溶融させる。溶融時には、金属蒸気が可動側電極保護シールド１２の内外側に拡散する。しかしながら、内側に拡散された金属蒸気は、可動側開口孔１４、１５を通って外側に拡散され、先端部１２ａには金属蒸気が付着し難くなる。これを冷却すると、接合層１３が形成され、可動側封着金具３に可動側電極保護シールド１２を強固に固定することができるとともに、金属蒸気の付着、凝固の少ない先端部１２ａとすることができる。
【００２１】
これにより、固定側開口孔８が設けられている部分は、同電位の固定側通電軸４に同軸状に配置され、近接しているので、低電界となる。このため、固定側開口孔８の周りに金属蒸気が付着し凝固しても、電界強度を大きく上昇させるものではない。同様に、可動側開口孔１４が設けられている部分も、同電位の可動側通電軸１０に近接し、また、可動側開口孔１５が設けられている部分も、同電位のベローズ１１に近接しているので、低電界となる。このため、可動側開口孔１４、１５の周りに金属蒸気が付着し凝固しても、電界強度を大きく上昇させるものではない。
【００２２】
固定側電極保護シールド６と可動側電極保護シールド１２では、接点５、６を開離させたとき、極間絶縁を形成し、先端部６ａ、１２ａの電界強度が最も高くなる。しかしながら、金属蒸気の付着、凝固が抑制されるので、先端部６ａ、１２ａを含めた固定側、可動側電極保護シールド６、１２自体の耐電圧特性を向上させることができる。
【００２３】
ここで、固定側開口孔８、可動側開口孔１４、１５は、ろう付け時に発生する電極保護シールド６、１２内の金属蒸気を外側に拡散させるものであるので、金属蒸気拡散孔と定義する。
【００２４】
なお、可動側電極保護シールド１２の接合層１３に比べて固定側電極保護シールド６の接合層７は面積が少なく、金属蒸気の発生量が少ないので、固定側電極保護シールド６においては固定側開口孔８を省略してもよい。また、可動側電極保護シールド１２では、接合層１３に近い方の可動側開口孔１５により大部分の金属蒸気が拡散されるので、先端部１２ａ側の可動側開口孔１４を省略してもよい。
【００２５】
上記実施例１の真空バルブによれば、接点５、９を囲むように設けられた固定側、可動側電極保護シールド６、１２がそれぞれ同電位となる固定側通電軸４、可動側通電軸１０やベローズ１１と近接する低電界部分に、金属蒸気拡散孔となる固定側開口孔８、可動側開口孔１４、１５を設けているので、ろう付け時に発生する金属蒸気は金属蒸気拡散孔を通って外側に拡散され、先端部６ａ、１２ａに付着、凝固することを抑制でき、接点５、９間を含めた極間の耐電圧特性を向上させることができる。
【実施例２】
【００２６】
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に係る真空バルブに用いる電極保護シールドを示す正面図である。なお、この実施例２が実施例１と異なる点は、金属蒸気拡散孔の形状である。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。
【００２７】
図２に示すように、可動側電極保護シールド１２の上下には、網状で帯状の可動側開口帯１８、１９を設けている。なお、固定側電極保護シールドも同様である。ここで、可動側開口帯１８、１９も金属蒸気を外側に拡散させるものであるので、金属蒸気拡散孔と定義する。
【００２８】
上記実施例２の真空バルブによれば、ろう付け時に発生する金属蒸気をより確実に可動側開口帯１８、１９から可動側電極保護シールド１２外に拡散することができ、耐電圧特性を向上させることができる。
【実施例３】
【００２９】
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、真空絶縁容器の外周に絶縁層を設けたことである。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。
【００３０】
図３に示すように、真空絶縁容器１の外周には、エポキシ樹脂のような絶縁材料をモールドして形成した絶縁層２０を設けている。絶縁層２０両端には、テーパー状の界面接続部を形成し、他の電気機器と接続できるようになっている。
【００３１】
上記実施例３の真空バルブによれば、真空絶縁容器１の外部絶縁を絶縁層２０で補強しているので、真空バルブを高電圧化することができ、金属蒸気拡散孔による耐電圧特性の向上をより効果的に発揮することができる。
【符号の説明】
【００３２】
１  真空絶縁容器
２  固定側封着金具
３  可動側封着金具
４  固定側通電軸
５  固定側接点
６  固定側電極保護シールド
６ａ、１２ａ  先端部
７、１３  接合層
８  固定側開口孔
９  可動側接点
１０  可動側通電軸
１１  ベローズ
１２  可動側電極保護シールド
１４、１５  可動側開口孔
１６  可動側シールド
１７  アークシールド
１８、１９  可動側開口帯
２０  絶縁層
【図１】
2011009107.tif 000003
【図２】
2011009107.tif 000004
【図３】
2011009107.tif 000005