(57)【要約】【課題】電気的開閉寿命及び機械的開閉寿命が長く且つ安定した真空バルブを提供する。【解決手段】内部に１対の接点を有する絶縁容器と、この絶縁容器の一方にフランジが接続され、他方にベローズが接続される真空バルブにおいて、一端が前記絶縁容器に接続され、前記ベローズ内部の蛇腹部分を覆うシールド金具を備えているので、電流開閉時に接点から飛散する金属粉がベローズの蛇腹内部に入り込まず、安定した機械的寿命が得られる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に１対の接点を有する絶縁容器と、この絶縁容器の一方にフランジが接続され、他方にベローズが接続される真空バルブにおいて、一端が前記絶縁容器に接続され、前記ベローズ内部の蛇腹部分を覆うシールド金具を備えたことを特徴とする真空バルブ。
【請求項２】
前記シールド金具の先端が前記ベローズの素管円筒部まで達していることを特徴とする請求項１記載の真空バルブ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、真空バルブの構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
真空バルブは、高真空が良好な絶縁体であることを利用した中圧領域のスイッチ素子に用いられている。従って、安定した電気的開閉機能、即ち信頼性が高く且つ多数回にわたり確実な電流開閉性能を有することが不可欠である。
【０００３】
従来の真空バルブを図３を参照して説明する。
アルミナ磁器からなる絶縁容器１がコップ状のフランジ２とベローズ３で気密に封止されて内部圧力１×１０−２  Ｐａ以下とした真空容器が形成されている。フランジ２には固定側となる固定通電軸４が気密に接続され、その一端は真空容器の外部に導出されて電路を形成しており、他端には接点５ａが接続されている。この接点５ａの対向側には対となる可動側の接点５ｂが設けられ、これら両接点５ａ，５ｂはフランジ２のほぼ中心に配置されている。また接点５ｂには可動側となる可動通電軸６が接続されベローズ３と気密に接続され、真空容器の外部に導出されて電路を形成している。７はアークシールドであり、電流開閉時に生ずるアークによって接点から発生する金属蒸気が絶縁容器１の内部に付着して絶縁性能が低下することを防止している。
【０００４】
また、従来の他の真空バルブとして特開昭６２−２４１２２２号公報に記載されているようにベローズを遮断器の真空室の外側に形成した比較的小型の真空バルブが提案されているが、多数回の電流開閉を繰り返すと接点から発生する金属蒸気の飛散により、真空バルブ内部の各部分に金属粉が付着し、真空バルブにダメージを与えてしまうので、頻繁に電流開閉を繰り返す真空バルブには使用できない。
【０００５】
通常、電気的な寿命は一対の接点５ａ，５ｂの電流開閉による消耗に支配されるため、より大きな負荷電流をより多くの回数開閉するにはこの接点５ａ，５ｂの体積を大きくすれば良い。一般的に多数回開閉用の接点材料としてはタングステンに銅や銀を含有する焼結合金が使用される。
【０００６】
また、機械的寿命は伸縮量が一定であればベローズの多数回伸縮による繰り返しの疲労破壊に支配される。機械的寿命を延ばすにはベローズ１山当りの伸縮量を小さくすること、即ち山数を増やせば良いが、山数を増やすと真空バルブの全長が長くなるので小型化という点では好ましくない。そのため許容される真空バルブ全長範囲内で可能な山数に設定される。なお、ベローズ材質をより機械的強度の高い材料にすることでも寿命向上が図れるが、機械的強度の高い材料は一般的には高価であることと、ばね定数が増える（ベローズが硬くなる）ことで真空バルブを動かす操作機構の力を大きくする必要が出てくるため、通常はステンレス製がよく使用されている。
【０００７】
また、ベローズの肉厚を薄くすることでも寿命向上が図れるが、薄いほどベローズ製造工程における圧延工程が増えて価格が高くなることや、傷つきやすくなる（凹みやすくなる）などのことから通常ベローズ肉厚は０．１ｍｍから０．１３ｍｍ程度にせざるを得ないというのが実状である。
【０００８】
真空バルブの多数回にわる電流開閉性能は、電気的な面では接点材料自身の特性や、電流開閉時にその接点から飛散する金属蒸気が絶縁性能を低下させない構成が重要であり、また機械的な面では多数回の開閉を可能にさせる金属ベローズの特性と、そのベローズに機械的なダメージ（傷や凹み）を与えないような工夫が非常に重要である。
【０００９】
一般的には真空バルブの負荷開閉寿命は電流開閉性能よりもベローズの機械的開閉性能に支配されやすい。これは、電流開閉性能は上記したように接点の体積を増やすことで容易に向上させることができるが、機械的開閉性能は上記したようにベローズの山数を増やすことで改善できるとしても真空バルブの全長に制限されることや、機械的強度の高い材料は操作機構の負担が増えるため、容易には対応できないなどのことから、山数、材質が自ずと限定されるためである。
【００１０】
しかしながら、最近ではより大きな負荷電流をより多く開閉する性能、例えば６００アンペアの電流を５００万回開閉するような要求が高まり、さらなる接点材料の改良やベローズの改良ならびにその使用方法の最適化が非常に重要になってきた。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来の真空バルブでは、寿命向上を図る点で次のような問題があった。即ち、多数回の電流開閉を繰り返すと接点から発生する金属蒸気が周囲に飛散し、これが凝固して金属粉となって真空バルブ内部の各部分に付着、堆積することになるが、この金属粉がベローズの蛇腹部に入り込んだり蒸着した形で付着したりし、場合によってはこれがベローズにダメージを与え、機械的寿命を低下させるという問題があった。即ち、べローズ蛇腹部に付着した金属粉は結果的にベローズの肉厚を増大させた形となって伸縮動作を妨げ、疲労応力を増大させることになる。
【００１２】
本発明はこのような問題を解決するためになされたものであり、その課題は、電気的開閉寿命及び機械的開閉寿命が長く且つ安定した真空バルブを提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するために、請求項１記載の発明は、内部に１対の接点を有する絶縁容器と、この絶縁容器の一方にフランジが接続され、他方にベローズが接続される真空バルブにおいて、一端が前記絶縁容器に接続され、前記ベローズ内部の蛇腹部分を覆うシールド金具を備えたことを特徴とする。
【００１４】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の真空バルブにおいて、前記シールド金具の先端が前記ベローズの素管円筒部まで達していることを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図を参照して説明する。なお、各図において従来と同様の構成部分には同一符号を付した。
図１は本発明の第１の実施形態の真空バルブの断面図である。
図において、１は絶縁容器、２はコップ状に形成されたフランジ、３はベローズ、４は固定通電軸、５ａ、５ｂは接点、６は可動通電軸、７はアークシールドである。８はシールド金具で、その一端に形成された封止円筒部８ａの先端にて絶縁容器１に接続（以下、ナイフエッジシールと称する）され、図の如く下方に略直線的に延びて径小方向に略９０度折れ曲がってベローズ３と当接し、係合可能な円板状部８ｂを形成し、さらに下方に略９０度折れ曲がってベローズ３の内径より径小な外径を有する径小円筒部８ｃを形成するとともに、その先端がベローズ３のベローズ素管円筒部３ａに達している。
【００１６】
本実施形態によれば、シールド金具８の径小円筒部８ｃがベローズ３の蛇腹部分を覆っているため、電流開閉時に接点５ａ、５ｂから飛散する金属粉がベローズ３の蛇腹内部に入り込むことはない。そのため金属粉によるベローズ３へのダメージが抑制され、安定した機械的寿命を得ることができるという効果をもたらすものである。
【００１７】
図２は本発明の第２の実施形態の断面図である。
図に示すように、本実施形態では、シールド金具９は円板状部９ｂが絶縁容器１と面接触状態で接合（以下バットシールと称す）されるとともに、この円板状部９ｂの他面にベローズ３が当接、係合して接合されている。また円板状部９ｂの径小部分から略９０度下方に折れ曲がって径小円筒部９ｃを形成してその先端がベローズ３のベローズ素管円筒部３ａに達している。
【００１８】
本実施形態は上記のように構成することで電流開閉時に接点５ａ、５ｂから飛散する金属粉がベローズ３の蛇腹内部に入り込まないことから金属粉によるベローズ３へのダメージが抑制され、安定した機械的寿命を得ることができる。
【００１９】
さらに本発明の他の実施形態について説明すると、上記第１および第２の実施形態ではシールド金具８、９の径小円筒部８ｃ、９ｃの先端がベローズ素管円筒部３ａに達するように構成しているが、金属粉が飛散して蒸着、堆積する可能性はベローズ３のすべての蛇腹部にあてはまるため、上記径小円筒部８ｃ、９ｃ先端がベローズ素管円筒部３ａに達しないように構成していても、完璧でないまでもそれ相当の効果を期待することができる。
【００２０】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によると、従来のシールド金具を用いない真空バルブよりも機械的開閉寿命が安定し且つ信頼性の高い真空バルブを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の真空バルブの断面図。
【図２】本発明の第２の実施形態の真空バルブの断面図。
【図３】従来の真空バルブの断面図。
【符号の説明】
１…絶縁容器、２…フランジ、３…ベローズ、３ａ…ベローズ素管円筒部、４…固定通電軸、５ａ，５ｂ…接点、６…可動通電軸、７…アークシールド、８…シールド金具、８ａ…封止円筒部、８ｂ…円板状部、８ｃ…径小円筒部、９…シールド金具、９ｂ…円板状部、９ｃ…径小円筒部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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