(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
接離自在の一対の接点を有する真空バルブであって、
前記接点は、接離する接触板と、
前記接触板の外周部が固定されるカップ状の電極と、
前記電極の周面に軸方向を斜めに横切るように設けられた複数のスリットと、
前記接触板の反接触面と前記電極の底面間に設けられた環状の第１の補強部材と、
前記第１の補強部材の内側に設けられるとともに、前記反接触面、前記底面の少なくとも一方と所定のギャップを持って設けられた第２の補強部材と、で構成され、
前記第１の補強部材、前記第２の補強部材を磁性材料で構成したことを特徴とする真空バルブ。
【請求項２】
前記第１の補強部材の最外周面を前記反接触面に固定し、内周に向かうほど低くなる傾斜部を持たせ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】
前記傾斜部を断面階段状とした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】
前記傾斜部をテーパ状としたことを特徴とする請求項２に記載の真空バルブ。
【請求項５】
前記電極の底面に固定筒を設け、前記第２の補強部材を嵌め込む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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、接離自在の一対の接点が接触したときの接触抵抗を改善し得る真空バルブに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、カップ状の電極の周面に軸方向を斜めに横切る複数のスリットを設け、電流を円周方向に流して縦磁界を発生させ、遮断特性の向上を図った真空バルブが知られている。電極の内側には、補強部材を設け、スリットなどの変形を防いでいる（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
この種の真空バルブの接点を図８に示す。一方の接点を図示下部側に断面して示すが、他方の接点と接離する厚さ１ｍｍ程度の円板状の接触板１ａと、接触板１ａの外周部が固定されるカップ状の電極２ａと、電極２ａの周面に軸方向を斜めに横切るように設けられた複数のスリット３ａと、接触板１ａの反接触面１ａ１と電極２ａ内側の底面２ａ１間に設けられたステンレスのような高抵抗材料からなる断面エ字状の補強部材４ａで構成されている。補強部材４ａの両端は、反接触面１ａ１と底面２ａ１にそれぞれ固定されている。接触板１ａと対向する電極２ａの外部面には、通電軸５ａが軸方向に固定されている。
【０００４】
他方の接点を図示上部側に側面図で示すが、接触板１ａ、１ｂ間を境として電極２ｂ、スリット３ｂ、補強部材４ｂが対称配置されている。電極２ｂの外部面には、通電軸５ｂが軸方向に固定されている。
【０００５】
これにより、電流遮断時にスリット３ａ、３ｂに沿って電流が流れ、縦磁界を発生し、遮断特性を向上させることができる。しかしながら、電流遮断時には、接触板１ａ、（１ｂ）の表面が溶融し、凝固して高さ数〜数１０μｍの複数の凸部６が形成されることがある。凸部６が形成されると、接触板１ａ、１ｂが補強部材４ａ、４ｂで強固に固定されているので、接触時に凸部６の頂点部のみが接触することになり、接触面積が減少し、接触抵抗が上昇することになる。図では、接触状態を誇張して示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１３２７６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、電流遮断時に接触板１ａ、１ｂの表面が溶融し、それが凝固して凸部６が形成されても、接触面積が減少することを抑え、接触抵抗の上昇を抑制す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】
上記課題を解決するために、実施形態の真空バルブは、接離自在の一対の接点を有する真空バルブであって、前記接点は、接離する接触板と、前記接触板の外周部が固定されるカップ状の電極と、前記電極の周面に軸方向を斜めに横切るように設けられた複数のスリットと、前記接触板の反接触面と前記電極の底面間に設けられた環状の第１の補強部材と、前記第１の補強部材の内側に設けられるとともに、前記反接触面、前記底面の少なくとも一方と所定のギャップを持って設けられた第２の補強部材と、で構成され、前記第１の補強部材、前記第２の補強部材を磁性材料で構成したことを特徴とする。
【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一方の接点の構成を示す断面図。
【図２】本発明の実施例１に係る真空バルブの接点の接触時を説明する断面図。
【図３】本発明の実施例２に係る真空バルブの一方の接点の構成を示す断面図。
【図４】本発明の実施例３に係る真空バルブの一方の接点の構成を示す断面図。
【図５】本発明の実施例４に係る真空バルブの一方の接点の構成を示す断面図。
【図６】本発明の実施例５に係る真空バルブの一方の接点の構成を示す断面図。
【図７】本発明の実施例６に係る真空バルブの一方の接点の構成を示す断面図。
【図８】従来の真空バルブの接点の接触時を説明する断面図。
【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の実施例を説明する。
【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、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一方の接点の構成を示す断面図、図２は、本発明の実施例１に係る真空バルブの接点の接触時を説明する断面図である。なお、従来と同様の構成部分は、同一符号を付した。
【００１２】
図１に示すように、一方の接点は、他方の接点と接離する厚さ１ｍｍ程度の断面台形状で円板状の接触板１０ａと、接触板１０ａの外周部が固定されるカップ状の電極２ａと、電極２ａの周面に軸方向を斜めに横切るように設けられた複数のスリット３ａと、接触板１０ａの反接触面１０ａ１と電極２ａ内側の底面２ａ１間に設けられたステンレス、絶縁物のような高抵抗材料からなる環状の第１の補強部材１１ａと、第１の補強部材１１ａの内側に設けられた同種材料からなる断面エ字状の第２の補強部材１２ａで構成されている。第２の補強部材１２ａの形状は、棒状でもよい。
【００１３】
第１の補強部材１１ａの両端は、反接触面１０ａ１と底面２ａ１に例えばろう付けで固定されている。第１の補強部材１１ａが固定される反接触面１０ａ１と対向する接触板１０ａ表面は、テーパ部となっている。第２の補強部材１２ａは、一方端が底面２ａ１に例えばろう付けで固定され、他方端が反接触面１０ａ１と数１０〜数１００μｍのギャップを持って設けられている。接触板１０ａと対向する電極２ａの外部面には、通電軸５ａが軸方向に固定されている。接触板１０ａ表面には、高さ数〜数１０μｍの複数の凸部６が形成されることがあり、電流遮断時に表面が溶融し、凝固して形成されるものである。
【００１４】
他方の接点は、図２の図示上部側に側面図で示すが、接触板１０ａ、１０ｂ間を境として電極２ｂ、スリット３ｂ、第１の補強部材１１ｂ、第２の補強部材１２ｂが対称配置されている。第２の補強部材１２ｂは、底面２ｂ１に固定され、反接触面１０ｂ１と数１０〜数１００μｍのギャップを持っている。電極２ｂの外部面には、通電軸５ｂが軸方向に固定されている。なお、スリット３ｂの傾斜方向がスリット３ａと同様であるが、これを逆方向としてもよい。また、凸部６は、接触板１０ｂの表面に形成されてもよい。
【００１５】
次に、凸部６が形成されているときの接触時を図２を参照して説明する。
【００１６】
接触板１０ａ、１０ｂが接触しようとすると、先ず凸部６が接触する。次に、反接触面１０ａ１、１０ｂ１と第２の補強部材１２ａ、１２ｂ間にギャップがあるため、接触板１０ａ、１０ｂが変形を起こし凸部６は押し込まれる。すると、凸部６と対向する反接触面１０ａ１、１０ｂ１の部分は後退し、膨らむように変形をする。そして、断面台形状の上辺となる接触板１０ａ、１０ｂの接触面の全体が接触するようになる。図では、変形状態を誇張して示している。
【００１７】
これにより、凸部６が形成されていても、接触面積が確保され、接触抵抗の上昇を抑制することができる。また、テーパ部が第１の補強部材１１ａ、１１ｂに固定されているので、接触板１０ａ、１０ｂ全体に大きな変形は生じない。なお、ギャップをミリオーダに大きくすると、凸部６の吸収はできるものの、接触板１０ａ、１０ｂの変形を所定以内に抑えることが困難となる。
【００１８】
上記実施例１の真空バルブによれば、周面に複数のスリット３ａ、３ｂを有するカップ状（底面を有する筒状）の電極２ａ、２ｂの内側に、筒状の第１の補強部材１１ａ、１１ｂを設け、この第１の補強部材１１ａ、１１ｂの内側に接触板１０ａ、１０ｂと所定のギャップを持たせて第２の補強部材１２ａ、１２ｂを設けているので、電流遮断時に接触板１０ａ、１０ｂ表面が溶融、凝固して凸部６が形成されても、接触時には接触板１０ａ、１０ｂがギャップを持たせた範囲内で変形して凸部６を押し込み、接触面積の低下を防ぐことができる。このため、接触抵抗の上昇を抑制することができ、大容量化を図ることができる。
【００１９】
上記実施例１では、第１の補強部材１１ａ、１１ｂ、第２の補強部材１２ａ、１２ｂに高抵抗材料を用いて説明したが、鉄材料のような磁性材料を用いることができる。接触板１０ａ、１０ｂや電極２ａ、２ｂよりも抵抗が高く、磁気抵抗が低いので、分流を抑え、電極２ａ、２ｂで生じさせる磁界強度を強くすることができる。
【実施例２】
【００２０】
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一方の接点の構成を示す断面図である。なお、この実施例２が実施例１と異なる点は、第１の補強部材の形状である。図３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。
【００２１】
図３に示すように、環状の第１の補強部材１３ａは、接触板１０ａと対向する一方端が内周に向かうほど低くなる断面階段状の傾斜部を持たせており、最外周面が反接触面１０ａ１に固定されている。内周側では、反接触面１０ａ１や第２の補強部材１２ａと所定のギャップを持たせている。他方端は、全面が電極２ａの底面２ａ１に固定されている。
【００２２】
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、第１の補強部材１３ａの断面積が増大して機械的強度が向上するとともに、内周側よりも外周側の磁気抵抗が低くなるので、磁界分布が内周側よりも外周側が大きくなり遮断特性を向上させることができる。
【実施例３】
【００２３】
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一方の接点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、第１の補強部材の形状である。図４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。
【００２４】
図４に示すように、環状の第１の補強部材１４ａは、接触板１０ａと対向する一方端が内周に向かうほど低くなるテーパ状の傾斜部を持たせており、最外周面が反接触面１０ａ１に固定されている。最外周面は、所定寸法だけテーパ状となっていない。他方端は、全面が電極２ａの底面２ａ１に固定されている。
【００２５】
上記実施例３の真空バルブによれば、実施例２と同様の効果を得ることができる。
【実施例４】
【００２６】
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一方の接点の構成を示す断面図である。なお、この実施例４が実施例１と異なる点は、第１の補強部材の形状である。図５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５に示すように、環状の第１の補強部材１５ａは、接触板１０ａと対向する一方端が内周に向かうほど低くなるテーパ状および階段状の傾斜部となっており、最外周面が反接触面１０ａ１に固定されている。他方端は、全面が電極２ａの底面２ａ１に固定されている。
【００２８】
上記実施例４の真空バルブによれば、実施例２と同様の効果を得ることができる。
【実施例５】
【００２９】
次に、本発明の実施例５に係る真空バルブを図６を参照して説明する。図６は、本発明の実施例５に係る真空バルブの一方の接点の構成を示す断面図である。なお、この実施例５が実施例４と異なる点は、第２の補強部材の固定方法である。図６おいて、実施例５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６に示すように、電極２ａの底面２ａ１に環状の固定筒１６ａの一方端を例えばろう付けで固定し、他方端に第２の補強部材１２ａの一方端を嵌め込むようにしている。第２の補強部材１２ａの一方端と底面２ａ１間は、数１０〜数１００μｍのギャップを持たせている。第２の補強部材１２ａの他方端は、反接触面１０ａ１に接触させている。
【００３１】
上記実施例５の真空バルブによれば、実施例４と同様の効果のほかに、第２の補強部材１２ａの位置決めが容易となり組立作業が容易となる。
【実施例６】
【００３２】
次に、本発明の実施例６に係る真空バルブを図７を参照して説明する。図７は、本発明の実施例６に係る真空バルブの一方の接点の構成を示す断面図である。なお、この実施例６が実施例５と異なる点は、固定筒の固定方法である。図７おいて、実施例６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。
【００３３】
図７に示すように、電極２ａの底面２ａ１に窪みを設け、この窪みに環状の固定筒１６ａの一方端を嵌め込んでいる。窪みの底面と第２の補強部材１２ａの一方端間は、数１０〜数１００μｍのギャップを持たせている。
【００３４】
上記実施例６の真空バルブによれば、実施例５と同様の効果のほかに、固定筒１６ａの固定が容易になる。
【００３５】
以上述べたような実施形態によれば、遮断時に接触面が溶融、凝固して凸凹状となっても、補強部材との間に所定のギャップを持たせているので、凸凹状に合わせて接触板を変形させることができ、接触面積を増大させることができる。
【００３６】
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】
【００３７】
１ａ、１ｂ、１０ａ、１０ｂ  接触板
１ａ１、１０ａ１、１０ｂ１  反接触面
２ａ、２ｂ  電極
２ａ１、２ｂ１  底面
３ａ、３ｂ  スリット
４ａ、４ｂ  補強部材
５ａ、５ｂ  通電軸
６  凸部
１１ａ、１３ａ、１４ａ、１５ａ  第１の補強部材
１２ａ  第２の補強部材
１６ａ  固定筒
【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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