(57)【要約】【課題】  １本の真空バルブ内で遮断特性と通電特性の向上を図る。【解決手段】  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通電接点５と、固定側通電軸４に固定された固定側磁界発生電極７と、固定側磁界発生電極７端に固着された固定側遮断接点８と、固定側通電接点５と接離する可動側通電接点９と、可動側通電接点９を固着した移動自在の可動側通電軸１０と、固定側遮断接点８と接離する可動側遮断接点１３と、可動側遮断接点１３を固着した移動自在の可動側磁界発生電極１２と、可動側通電軸１２と可動側磁界発生電極１２とを接続する可撓性接続導体１７とを備え、開路時には、可動側遮断接点１３よりも可動側通電接点９が早く開離し、閉路時には、可動側通電接点９よりも可動側遮断接点１３が早く接触することを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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通電接点と、
前記固定側通電軸の中間部に固定されるとともに、前記固定側通電接点を囲むように設けられた固定側磁界発生電極と、
前記固定側磁界発生電極端に固着された固定側遮断接点と、
前記固定側通電接点と接離する可動側通電接点と、
前記可動側通電接点を固着した軸方向に移動自在の可動側通電軸と、
前記固定側遮断接点と接離する可動側遮断接点と、
前記可動側遮断接点を固着するとともに、前記可動側通電接点を囲むように設けられた軸方向に移動自在の可動側磁界発生電極と、
前記可動側通電軸と前記可動側磁界発生電極とを接続する可撓性接続導体とを備え、
開路時には、前記固定側遮断接点と前記可動側遮断接点間よりも前記固定側通電接点と前記可動側通電接点が早く開離し、
閉路時には、前記固定側通電接点と前記可動側通電接点間よりも前記固定側遮断接点と前記可動側遮断接点間が早く接触することを特徴とする真空バルブ。
【請求項２】
前記固定側磁界発生電極、前記可動側磁界発生電極は、カップ状の筒部に軸方向を斜めに横切る複数のスリットを設けたもの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】
前記固定側遮断接点を前記固定側通電接点よりも可動側に突出させ、開路時に前記可動側通電接点を前記可動側遮断接点よりも後退させる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】
前記固定側通電軸、前記可動側通電軸の少なくとも一方に、磁性体を埋め込んだ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】
前記固定側通電接点と前記可動側通電接点、前記固定側遮断接点と前記可動側遮断接点の少なくとも一方の接触面積を、
前記固定側通電接点と前記可動側通電接点では、前記固定側通電軸と前記可動側通電軸が軸方向と直交する断面積よりも大きくし、
前記固定側遮断接点と前記可動側遮断接点では、前記固定側磁界発生電極と前記可動側磁界発生電極が軸方向と直交する断面積よりも大きくし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】
軸方向に移動自在の第１の通電軸と、
前記第１の通電軸端に固着された第１の通電接点と、
前記第１の通電軸の中間部に固定されるとともに、前記第１の通電接点を囲むように設けられた第１の磁界発生電極と、
前記第１の磁界発生電極端に固着された第１の遮断接点と、
前記第１の通電接点と接離する第２の通電接点と、
前記第２の通電接点を固着した軸方向に移動自在の第２の通電軸と、
前記第１の遮断接点と接離する第２の遮断接点と、
前記第２の遮断接点を固着するとともに、前記第２の通電接点を囲むように設けられた第２の磁界発生電極と、
前記第２の通電軸と前記第２の磁界発生電極とを接続する可撓性接続導体とを備え、
開路時には、前記第１の遮断接点と前記第２の遮断接点間よりも前記第１の通電接点と前記第２の通電接点間が早く開離し、
閉路時には、前記第１の通電接点と前記第２の通電接点間よりも前記第１の遮断接点と前記第２の遮断接点間が早く接触することを特徴とする真空バルブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、遮断特性と通電特性を向上し得る真空バルブに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、磁束を発生させる電極を用いた真空バルブでは、アークを拡散、移動させることができ、遮断特性の向上が図られている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、接点表面がアークに多少曝されるので、溶損して粗面化し接触抵抗が上昇する傾向にあり、通電特性が低下する要因となっていた。また、磁界を発生させる電極では、電流経路を制御する部分で断面積が小さく、通電特性の向上には限界があった。
【０００３】
一方、通電用と遮断用の真空バルブを直列接続し、通電特性と遮断特性の向上を図ったものが知られている。しかしながら、二本の真空バルブを用いるので、接続組立作業を要し、外形形状が大型化していた（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
このため、一本の真空バルブにおいて、磁界を発生させる電極による遮断特性の向上を図りながら、アークによる接触抵抗の上昇を抑制するとともに、充分な通電容量を有して通電特性を向上させることのできる真空バルブが望まれていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−９６４７４号公報
【特許文献２】特開平２−１４８５２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、磁界を発生させる電極を用いて遮断特性を向上させるとともに、アークによる接点表面の溶損を抑制して通電特性を向上させ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】
【０００７】
上記課題を解決するために、実施形態の真空バルブは、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通電接点と、前記固定側通電軸の中間部に固定されるとともに、前記固定側通電接点を囲むように設けられた固定側磁界発生電極と、前記固定側磁界発生電極端に固着された固定側遮断接点と、前記固定側通電接点と接離する可動側通電接点と、前記可動側通電接点を固着した軸方向に移動自在の可動側通電軸と、前記固定側遮断接点と接離する可動側遮断接点と、前記可動側遮断接点を固着するとともに、前記可動側通電接点を囲むように設けられた軸方向に移動自在の可動側磁界発生電極と、前記可動側通電軸と前記可動側磁界発生電極とを接続する可撓性接続導体とを備え、開路時には、前記固定側遮断接点と前記可動側遮断接点間よりも前記固定側通電接点と前記可動側通電接点が早く開離し、閉路時には、前記固定側通電接点と前記可動側通電接点間よりも前記固定側遮断接点と前記可動側遮断接点間が早く接触することを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施例１に係る真空バルブの構成を示す図。
【図２】本発明の実施例１に係る真空バルブの動作を説明する図。
【図３】本発明の実施例２に係る真空バルブの構成を示す図。
【図４】本発明の実施例３に係る真空バルブの構成を示す図。
【図５】本発明の実施例４に係る真空バルブの構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００１０】
先ず、本発明の実施例１に係る真空バルブを図１、図２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図、図２は、本発明の実施例１に係る真空バルブの動作を説明する図である。なお、各図は、外周の真空絶縁容器部分を断面図、内周の電極部分と接点部分を半断面図で示している。以降の図においても同様である。
【００１１】
図１に示すように、アルミナ磁器からなる筒状の真空絶縁容器１の両端開口部には、円板状の固定側封着金具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には、棒状の固定側通電軸４が貫通固定されている。真空絶縁容器１内の固定側通電軸４端には、円板状の固定側通電接点５が固着されている。固定側通電軸４の中間部には、カップ状の筒部に軸方向を斜めに横切る複数の固定側スリット６を設けた磁界を発生させる固定側磁界発生電極７が固定されている。固定側磁界発生電極７の端部には、環状の固定側遮断接点８が固着されている。固定側磁界発生電極７は、固定側通電接点５を囲むように固定側通電軸４の同軸上に配置され、アークが容易に点弧しない所定の間隔を有している。固定側遮断接点８は、固定側通電接点５よりも軸方向の可動側に突出している。固定側通電接点５は、Ａｇ合金、Ｃｕ合金などの接触抵抗の優れた通電用合金からなり、固定側遮断接点８は、Ｃｒ合金などの遮断に優れた遮断用合金からなっている。
【００１２】
固定側通電接点５と対向して接離自在の円板状の可動側通電接点９が、可動側封着金具３の開口部を移動自在に貫通する棒状の可動側通電軸１０端に固着されている。可動側通電軸１０の外周には、固定側と対向する近傍部分に、軸方向を斜めに横切る複数の可動側スリット１１を設けた磁界を発生させる筒状の可動側磁界発生電極１２が設けられ、可動側封着金具３の開口部を移動自在に貫通している。可動側スリット１１と固定側スリットの傾きは、磁界発生電極７、１２間を境とし、対称配置である。可動側磁界発生電極１２の端部には、固定側遮断接点８と対向して接離自在の環状の可動側遮断接点１３が固着されている。可動側磁界発生電極１２は、可動側通電接点９を囲むように可動側通電軸１０の同軸上に配置され、固定側と同様に、アークが容易に点弧しない所定の間隔を有している。可動側通電接点９は、開路時に可動側遮断電極１２よりも可動側に後退するように操作される。可動側通電接点９は、固定側と同様に、通電用合金からなり、可動側遮断接点１３も、遮断用合金からなっている。
【００１３】
可動側通電軸１０の外周中間部には、伸縮自在の筒状の第１のベローズ１４の一方端が封着されており、他方端が可動側磁界発生電極１２の内周中間部に封着されている。封着部分には、前記スリット１１は設けられていない。可動側磁界発生電極１２の外周中間部には、伸縮自在の筒状の第２のベローズ１５の一方端が封着されており、他方端が可動側封着金具３の開口部に封着されている。この開口部は、可動側磁界発生電極１２の外周に設けられている。固定側遮断接点８と可動側遮断接点１３間には、これらを囲むように、筒状のアークシールド１６が設けられ、真空絶縁容器１内面に固定されている。真空絶縁容器１外の可動側通電軸１０と可動側磁界発生電極１３間には、可撓性部材からなる可撓性接続導体１７が接続されている。
【００１４】
これにより、真空絶縁容器１内の真空を保って、可動側通電軸１０と可動側磁界発生電極１２を軸方向に移動させることができる。なお、可動側通電軸１０と可動側磁界発生電極１２は、図示しない操作機構でそれぞれ操作され、また、これらが軸方向と略平行に移動できるようにガイドなどが設けられている。
【００１５】
次に、開閉動作を図２を参照して説明する。
【００１６】
図２（ａ）に示すように、閉路状態では、固定側通電接点５と可動側通電接点９、および固定側遮断接点８と可動側遮断接点１３の両接点が接触している。通電は、主に固定側通電接点５と可動側通電接点９間で行われ、充分な断面積を持ち通電容量を有する。開路指令が入ると、図２（ｂ）に示すように、先ず、固定側通電接点５から可動側通電接点９が開離し、開路状態の所定位置まで移動する。固定側遮断接点８と可動側遮断接点１３が接触しているため、固定側通電接点５と可動側通電接点９間ではアークは発生しない。このため、消耗や損傷などを受けず、良好な接触抵抗を保つことができる。
【００１７】
次に、図２（ｃ）に示すように、固定側通電接点５と可動側通電接点９間が回路電圧に耐え得るギャップに達すると、固定側遮断接点８から可動側遮断接点１３が開離する。固定側遮断接点８と可動側遮断接点１３間では、アークが発生するが、固定側、可動側スリット６、１１により磁束が発生し、アークが円周方向に駆動し、遮断特性を向上させる。固定側、可動側遮断接点８、１３は、遮断用合金で構成されているので、更に遮断特を向上させることができる。
【００１８】
閉路にする場合には、上記と逆の動きで、先ず、可動側遮断接点１３を固定側遮断接点８に接触させ、その後、可動側通電接点９を固定側通電接点５に接触させる。固定側遮断接点８と可動側遮断接点１３間ではプレアークが発生するものの、固定側通電接点５と可動側通電接点９間ではアークが発生することはない。なお、可動側通電接点９よりも可動側遮断接点１３の開閉速度を速くすれば、遮断特性を向上させることができる。
【００１９】
上記実施例１の真空バルブによれば、真空絶縁容器１内に固定側通電接点５、可動側通電接点９と、これを囲むように固定側遮断接点８、可動側遮断接点１３を設け、開路時には固定側遮断接点８と可動側遮断接点１３間よりも固定側通電接点５と可動側通電接点９間を早く開離させ、閉路時には固定側通電接点５と可動側通電接点９間よりも固定側遮断接点８と可動側遮断接点１３を早く接触させるようにしているので、固定側、可動側通電接点５、９ではアークに曝されることがなく通電特性を向上させることができる。また、固定側、可動側遮断接点８、１３では固定側、可動側磁界発生電極７、１２によりアークが駆動するので、遮断特性を向上させることができる。
【００２０】
上記実施例１では、固定側、可動側磁界発生電極７、１２をスリット６、１１を設けたカップ状の電極で説明したが、縦磁界を発生させる電極など磁束を発生させてアークを駆動、拡散させるものを用いることができる。
【実施例２】
【００２１】
次に、本発明の実施例２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２に係る真空バルブの構成を示す図である。なお、この実施例２が実施例１と異なる点は、磁性体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。
【００２２】
図３に示すように、固定側通電軸４、可動側通電軸１０には、固定側通電接点５、可動側通電接点９の近傍に、それぞれ固定側磁性体１８、可動側磁性体１９を埋め込んでいる。なお、固定側磁性体１８と可動側磁性体１９は、少なくとも一方に設けることができる。
【００２３】
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、磁界の強度を向上させることができる。
【実施例３】
【００２４】
次に、本発明の実施例３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３に係る真空バルブの構成を示す図である。なお、この実施例３が実施例２と異なる点は、通電接点、遮断接点の接触面積を大きくしたことである。図４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。
【００２５】
図４に示すように、固定側通電接点５、可動側通電接点９が接触する接触面積を、固定側通電軸４、可動側通電軸１０の軸方向と直交する断面積よりも大きくしている。また、固定側遮断接点８、可動側遮断接点１３が接触する接触面積を、固定側磁界発生電極７、可動側磁界発生電極１２の軸方向と直交する断面積よりも大きくしている。なお、接触面積を大きくした固定側、可動側通電接点５、９と固定側、可動側遮断接点８、１３は、少なくとも一方を用いることができる。
【００２６】
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、通電特性や遮断特性を更に向上させることができる。
【実施例４】
【００２７】
次に、本発明の実施例４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４に係る真空バルブの構成を示す図である。なお、この実施例４が実施例１と異なる点は、固定側通電軸と可動側通電軸を移動できるようにしたことである。図５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。
【００２８】
図５に示すように、固定側通電軸（第１の通電軸）４を、固定側封着金具（第１の封着金具）２の開口部を軸方向に移動自在に移動できるようにしている。固定側通電軸４の中間部には、伸縮自在の筒状の第３のベローズ２０の一方端を封着し、他方端を固定側封着金具２の開口部に封着している。軸方向に移動自在の可動側通電軸（第２の通電軸）１０には、中間部に、伸縮自在の筒状の第４のベローズ２１の一方端を封着し、他方端を可動側封着金具（第２の封着金具）３の開口部に封着している。この開口部は、可動側通電軸１０の外周に設けられている。可動側磁界発生電極（第２の磁界発生電極）１２は、可動側封着金具３に貫通固定されている。
【００２９】
なお、固定側通電接点（第１の通電接点）５、固定側磁界発生電極（第１の磁界発生電極）７、固定側遮断接点（第１の遮断接点）８、可動側通電接点（第２の通電接点）９、可動側遮断接点（第２の遮断接点）１３は、実施例１と同様の構成である。
【００３０】
次に、開閉動作について説明する。
【００３１】
開路時には、先ず、可動側通電軸１０を移動させ、可動側通電接点９を固定側通電接点５から開離させる。その後、固定側通電軸４を軸方向に移動させ、固定側遮断接点８を可動側遮断接点１３から開離させる。閉路時には、上記と逆の動きで、先ず、固定側遮断接点８を可動側遮断接点１３に接触させ、その後、固定側通電接点５に可動側通電接点９を接触させる。なお、実施例２、３のように、固定側、可動側通電軸４、１０に磁性体を設けたり、固定側、可動側通電接点５、９と固定側、可動側遮断接点８、１３の接触面積を大きくすることができる。
【００３２】
上記実施例４の真空バルブによれば、開路時には、固定側遮断接点８と可動側遮断接点１３間よりも固定側通電接点５と可動側通電接点９間が早く開離し、閉路時には、固定側通電接点５と可動側通電接点９間よりも固定側遮断接点８と可動側遮断接点１３間が早く接触するので、実施例１による効果と同様の効果を得ることができる。
【００３３】
以上述べたような実施形態によれば、真空絶縁容器内に通電接点と、通電接点を囲むように遮断接点を設け、通電と遮断をそれぞれの接点で行うようにしているので、通電特性と遮断特性の両特性を向上させることができる。
【００３４】
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】
【００３５】
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  固定側通電接点
７  固定側磁界発生電極
８  固定側遮断接点
９  可動側通電接点
１０  可動側通電軸
１２  可動側磁界発生電極
１３  可動側遮断接点
１７  可撓性接続導体
【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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