(57)【要約】【課題】真空絶縁容器の沿面耐電圧の高い真空バルブを提供する。【解決手段】絶縁材料から構成され両端に開口部を有する筒状の真空絶縁容器と、前記真空絶縁容器内に収容され、離接可能な一対の電極と、前記真空絶縁容器の両端の前記開口部をそれぞれ閉塞する封着板と、前記真空絶縁容器の内壁面に形成され、当該真空絶縁容器とは異なる絶縁材料からなるガス不透過性層と、を具備した真空バルブ。【選択図】図１
2019110011.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁材料から構成され両端に開口部を有する筒状の真空絶縁容器と、
前記真空絶縁容器内に収容され、離接可能な一対の電極と、
前記真空絶縁容器の両端の前記開口部をそれぞれ閉塞する封着板と、
前記真空絶縁容器の内壁面に形成され、当該真空絶縁容器とは異なる絶縁材料からなるガス不透過性層と、
を具備したことを特徴とする真空バルブ。
【請求項２】
前記真空絶縁容器を構成する絶縁材料が樹脂である
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】
前記樹脂が、エポキシ樹脂又はＦＲＰである
ことを特徴とする請求項２に記載の真空バルブ。
【請求項４】
前記ガス不透過性層を構成する絶縁材料がセラミック又はガラス又はダイヤモンドライクカーボンである
ことを特徴とする請求項１乃至３何れか１項に記載の真空バルブ。
【請求項５】
前記ガス不透過性層が、溶射膜又はスパッタ膜からなる
ことを特徴とする請求項１乃至４何れか１項に記載の真空バルブ。
【請求項６】
前記真空絶縁容器の外周面に設けられ、接地電位とされる導体層を具備した
ことを特徴とする請求項１乃至５何れか１項に記載の真空バルブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、真空バルブに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、筒状の真空絶縁容器内に接離自在の一対の接点を収納した真空バルブが用いられている。このような真空バルブでは、真空が持つ優れた絶縁耐力やアーク消弧性などにより外形形状の小型化が図られている。真空絶縁容器には、絶縁特性や機械的特性の優れたアルミナ磁器などのセラミックスが用いられている。また、真空バルブの絶縁性能向上のために、セラミックス製の真空絶縁容器の外側をエポキシ樹脂で注型し、絶縁性能を向上させることが行われている。
【０００３】
近年、真空バルブの高電圧化が進むことによって、真空バルブの大型化している。このような真空バルブの大型化に伴い、エポキシ樹脂で注型するための金型も大型化する必要がある。このような金型の大型化により、注型時のエポキシ内にボイドや剥離等の欠陥が発生し、歩留りの低下につながってしまう。このため、エポキシ樹脂中に空気が残留し難い構造として、エポキシ樹脂中の欠陥の発生を抑制し、部分放電の発生を抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−２４３５８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記したとおり、真空バルブの製造工程においては、接点等を配設したセラミック製の真空絶縁容器を、金型にとりつけ、エポキシ樹脂を金型に注いで製造するが、エポキシ樹脂内にボイドが発生したり、真空バルブの真空絶縁容器外面とエポキシ樹脂との界面の剥離のような欠陥が発生してしまうことがあり、このような欠陥の発生は、真空バルブの大型化により顕著になっている。
【０００６】
そして、エポキシ樹脂の注型の際にこのような欠陥が発生すると、この欠陥に起因した部分放電が発生する等の問題が起きる。また、このよう欠陥を発生させずに真空バルブを注型するために様々な施策がされているが、製造コスト高の要因となり、また、欠陥発生の抑制効果を十分なものにすることは難しい。
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、真空絶縁容器における、エポキシ樹脂の注型の際に発生する欠陥に起因する部分放電の発生を抑制することのでき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】
【０００８】
実施形態の真空バルブは、絶縁材料から構成され両端に開口部を有する筒状の真空絶縁容器と、前記真空絶縁容器内に収容され、離接可能な一対の電極と、前記真空絶縁容器の両端の前記開口部をそれぞれ閉塞する封着板と、前記真空絶縁容器の内壁面に形成され、当該真空絶縁容器とは異なる絶縁材料からなるガス不透過性層と、を具備している。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１実施形態に係る真空バルブの縦断面構成を模式的に示す図。
【図２】第２実施形態に係る真空バルブの縦断面構成を模式的に示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、実施形態の真空バルブを、図面を参照して説明する。
【００１１】
図１は、第１実施形態に係る真空バルブ１００の縦断面構成を模式的に示す図である。図１に示すように、真空バルブ１００は、両端に開口部を有する筒状の真空絶縁容器１０１を具備している。真空絶縁容器１０１の内面には、真空絶縁容器１０１の構成材料とは異なる材料からなるガス不透過性層１０１ａが形成されている。
【００１２】
真空絶縁容器１０１を構成する材料としては、絶縁性の材料であり、かつ、ある程度機械的強度の高い材料を用いることが好ましく、具体的には、例えば、エポキシ樹脂、ＦＲＰなどの樹脂を好適に使用することができる。樹脂製の真空絶縁容器１０１を用いた場合、真空絶縁容器１０１の側壁部分の厚さは、例えば、数センチから数十センチ程度とすることが好ましい。
【００１３】
また、ガス不透過性層１０１ａを構成する材料としては、絶縁性の材料であって、ガスを放出せず、かつガスを透過し難い材料を用いることが好ましい。このような材料を用いることによって、例えば、エポキシ樹脂やＦＲＰなどの樹脂からなる真空絶縁容器１０１の内面からガスが放出されたとしても、このガスが真空絶縁容器１０１の内部に入り込むことを防止して、真空絶縁容器１０１の内部の真空度を維持することができる。
【００１４】
このように、絶縁性の材料であって、ガスを放出せず、かつガスを透過し難い材料としては、具体的には、例えば、セラミック、ガラス、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）などを好適に使用することができる。
【００１５】
また、ガス不透過性層１０１ａの厚さは、例えば、ナノメートル乃至マイクロメートルの単位程度とすることが好ましい。なお、図１では、構成を明確にするため、ガス不透過性層１０１ａの厚さは、実際の厚さより厚く誇張して示してある。
【００１６】
ガス不透過性層１０１ａとしては、例えば、溶射によって形成した溶射膜、或いは、スパッタによって形成したスパッタ膜等を好適に使用することができる。このガス不透過性層１０１ａの表面抵抗は、例えば１０１０〜１０１２Ω程度とすることによって、帯電防止を図ることが可能で、沿面の絶縁性能も向上させることが可能となる。
【００１７】
真空絶縁容器１０１の内部には、固定側電極１０２と、可動側電極１０３とからなる一対の電極が離接可能に配設されている。固定側電極１０２には、固定側通電軸１０４が接続されている。また、可動側電極１０３には、可動側通電軸１０５が接続されている。
【００１８】
固定側電極１０２と可動側電極１０３の周囲には、これらを囲むようにアークシールド１０６が配設されている。また、真空絶縁容器１０１の頂部と底部には、真空絶縁容器１０１の開口部を覆う蓋体として、それぞれ円板状に形成された封着板１０７，１０８が配設されている。
【００１９】
固定側通電軸１０４は、封着板１０７を貫通して真空絶縁容器１０１の外部まで延在している。また、可動側通電軸１０５は、封着板１０８を貫通して真空絶縁容器１０１の外部まで延在しており、可動側通電軸１０５と封着板１０８との間には、これらの間を気密に封止するとともに、可動側通電軸１０５をその軸方向に沿って移動可能とするベローズ１０９が配設されている。
【００２０】
封着板１０７，１０８と、真空絶縁容器１０１との間には、封着金具１１０，１１１が配設されており、封着板１０７，１０８は、封着金具１１０，１１１を介して真空絶縁容器１０１と接続されている。真空絶縁容器１０１の内壁と同様に、封着金具１１０，１１１の内側面にも、ガス不透過性層１０１ａが形成されている。この封着金具１１０，１１１の内側面に形成されたガス不透過性層１０１ａは、この部分の気密封止を確実に行うため、他の部分よりその厚さを厚くしてもよい。
【００２１】
上記の第１実施形態に係る真空バルブ１００を製造する場合、例えば、次のような方法によって、製造することができる。先ず、真空絶縁容器１０１を軸方向の中間部分等で２分割した形状の樹脂製の２つの筒体を準備し、これらの２つの筒体の内壁にガス不透過性層１０１ａを形成し、夫々の筒体に、固定側電極１０２と固定側通電軸１０４を配設した封着板１０７、可動側電極１０３と可動側通電軸１０５及びベローズ１０９を配設した封着板１０８を固着し、さらにアークシールド１０６を配設して、２つの筒体を接合する方法等によって製造することができる。
【００２２】
したがって、セラミック製の真空絶縁容器の周囲に、エポキシ樹脂を注型して製造していた従来の真空バルブのようにエポキシ樹脂を注型する金型を必要とすることなく、真空バルブ１００を製造することができる。また、エポキシ樹脂を注型する工程において、エポキシ樹脂中にボイドが含まれることもなく、セラミック製の真空絶縁容器とエポキシ樹脂との界面の剥離も発生することが無い。
【００２３】
このため、製造コストの低減を図ることができるとともに、エポキシ樹脂の注型の際に発生する欠陥に起因した部分放電の発生も防止することができる。
【００２４】
次に、図２を参照して第２実施形態に係る真空バルブ２００の構成について説明する。図２は、第２実施形態に係る真空バルブ２００の縦断面構成を模式的に示す図である。なお、図２において、図１に示した第１実施形態に係る真空バルブ１００と対応する部分には同一の符号を付して重複した説明は省略する。
【００２５】
図２に示すように、第２実施形態に係る真空バルブ２００では、真空絶縁容器１０１の外周面に、導電性材料からなる導体層（接地層）２０１が設けられている。そして、この導体層２０１は、接地電位とされている。なお、導体層２０１は、例えば導電性の塗料塗布すること等によって形成することができる。このように、真空絶縁容器１０１の外周部に、接地電位とされる導体層２０１が設けられた構成の真空バルブ２００に対しても、適用することができ、この場合も、第１実施形態に係る真空バルブ１００と同様な作用、効果を奏することができる。
【００２６】
以上、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】
【００２７】
１００，２００……真空バルブ、１０１……真空絶縁容器、１０１ａ……ガス不透過性層、１０２……固定側電極、１０３……可動側電極、１０４……固定側通電軸、１０５……可動側通電軸、１０６……アークシールド、１０７，１０８……封着板、１０９……ベローズ、１１０，１１１……封着金具、２０１……導体層。
【図１】
2019110011.tif 000003
【図２】
2019110011.tif 000004