(57)【要約】【課題】耐電圧特性を向上し得るアークシールドを備えた真空バルブを提供する。【解決手段】真空絶縁容器１内に配置され、且つ互いに接離自在の固定側と可動側の一対の接点４、５を有するとともに、この一対の接点４、５を取り囲む筒状のアークシールド１１を有する真空バルブであって、前記アークシールド１１を軸方向の中間部を境として細径部１１ａと太径部１１ｂとに形成し、前記太径部１１ｂより細径部１１ａの板厚を厚くしてこの細径部１１ａ端部の曲率半径を太径部１１ｂの曲率半径より大きくし、前記細径部１１ａを前記一対の接点４、５の固定側４に配設したことを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空絶縁容器内に配置され、且つ互いに接離自在の固定側と可動側の一対の接点を有するとともに、この一対の接点を取り囲む筒状のアークシールドを有する真空バルブであって、
前記アークシールドを軸方向の中間部を境として細径部と太径部とに形成し、
前記太径部より細径部の板厚を厚くしてこの細径部端部の曲率半径を太径部端部の曲率半径より大きくし、
前記細径部を前記一対の接点の固定側に配設したことを特徴とする真空バルブ。
【請求項２】
前記アークシールドの両端を細径部、中間部を太径部に形成し、
前記太径部より前記細径部の板厚を厚くした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、真空バルブに係り、特に耐電圧特性を向上し得る改良したアークシールドを備えた真空バルブに関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように真空遮断器は、小形、軽量、メンテナンスフリー、環境調和など優れた特徴を有するため、適用範囲が拡大している。真空遮断器に用いられる真空バルブは、真空中でのアーク拡散性を利用したもので、真空中で一対の接点を開離させて電流遮断を行うものである。
【０００３】
代表的な真空バルブの縦断面図を示す図３において、アルミナ磁器からなる筒形の真空絶縁容器１には、その両端開口端面に固定側封着金具２ａと可動側封着金具２ｂとが気密に封止されている。
【０００４】
そして、固定側封着金具２ａには、互いに接離自在の一方の電路となる固定通電軸３が気密に貫通固定され、この固定通電軸３の端部に固定側接点４が取付けられている。この固定側接点４と対向して、可動側接点５が図示していない操作機構に連結された他方の電路となる可動通電軸６の端部に固着されている。
【０００５】
また、可動通電軸６の真空絶縁容器１内中間部には、円板状のベローズカバー７が固着されており、このベローズカバー７と可動側封着金具２ｂの中央開口部間にベローズ８の端部がそれぞれ気密に固着されている。これにより、内部圧力１×１０−２Ｐａ以下に真空バルブ内の真空度を維持しながら、可動通電軸６を軸方向に移動させることが可能になっている。
【０００６】
一方、真空絶縁容器１の内面中間部に設けた凸部１ａには、両接点４、５を包囲するように筒状のアークシールド９が例えばロー付けで固定され、固定側接点４と可動側接点５の電流開閉時に発生する金属蒸気が真空絶縁容器１の内面に付着して、沿面の絶縁抵抗が低下するのを防止している（例えば、特許文献１参照。）。
【０００７】
このアークシールド９は、例えばＳＵＳ３０４からなる金属製筒を絞り加工により軸方向中間部を境として、一方端が細径部９ａ、他方端が太径部９ｂに形成されている。この太径部９ｂの内径は、ベローズカバー７の外径より若干大きく形成されている。
【０００８】
更に、細径部９ａから太径部９ｂまでが例えば板厚０．８ｍｍ程度のほぼ均一の板厚で形成され、両端部には、所定の曲率を持たせて電界集中を防いでいる。そして、細径部９ａが固定側接点４側、また太径部９ｂが可動側接点５側に配設されている。
【０００９】
【特許文献１】
特公平６−５８７７９号公報（第２頁、第１図）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の真空バルブにおいては、以下のような問題がある。
【００１１】
両接点４、５間で電流遮断をした場合、拡散された金属蒸気は、アークシールド９およびベローズカバー７などに捕捉され、これらの表面には金属溶融物が付着形成される。
【００１２】
アークシールド９には、殆どの金属溶融物が内面に付着されるが、一部がアークシールド９を飛び越えて周縁部近傍にも付着される。太径部９ｂでは、金属蒸気がベローズカバー７とに分散して捕捉されるので周縁部近傍の金属溶融物の付着は少なくなるものの、細径部９ａでは、殆どの金属蒸気を捕捉することになるので周縁部近傍には多数の金属溶融物が付着される。
【００１３】
そして、細径部９ａでは、多数の金属溶融物が付着して表面が凸凹部に形成されるので、その先端部では電界集中が起こる。このことは、アークシールド９の端部より形成された凸凹部の方が電界強度が上昇することであり、その結果、固定側接点４とアークシールド９間の耐電圧特性を低下させる。これは、遮断後の耐電圧特性が著しく低下し、絶縁破壊に到る可能性がある状態になる。
【００１４】
本発明の目的は、上記課題に鑑みなされたもので、アークシールド端部の電界集中を防ぎ、耐電圧特性を向上し得るアークシールドを備えた真空バルブを提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明の真空バルブは、真空絶縁容器内に配置され、且つ互いに接離自在の固定側と可動側の一対の接点を有するとともに、この一対の接点を取り囲む筒状のアークシールドを有する真空バルブであって、前記アークシールドを軸方向の中間部を境として細径部と太径部とに形成し、前記太径部より細径部の板厚を厚くしてこの細径部端部の曲率半径を大きくし、前記細径部を前記一対の接点の固定側に配設したことを特徴とする。
【００１６】
このような構成によれば、少なくとも固定側接点側を取り囲むアークシールドの端部の曲率半径を大きくすることができるので、金属溶融物が周縁部近傍の表面に付着しても電界集中を起こし難く、遮断後の耐電圧特性を向上し得ることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
先ず、本発明の第１の実施の形態に係るアークシールドを備えた真空バルブを図１を参照して説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態に係るアークシールドを備えた真空バルブの縦断面である。なお、従来と同様の構成部分については、同一符号を付した。
【００１８】
図１に示すように、アルミナ磁器からなる筒形の真空絶縁容器１には、その両端開口端面に固定側封着金具２ａと可動側封着金具２ｂとが気密に封止されている。
【００１９】
そして、固定側封着金具２ａには、互いに接離自在の一方の電路となる固定通電軸３が気密に貫通固定され、この固定通電軸３の端部に固定側接点４が取付けられている。また、この固定側接点４と対向して、可動側接点５が図示していない操作機構に連結された他方の電路となる可動通電軸６の端部に固着されている。
【００２０】
可動通電軸６の真空絶縁容器１内中間部には、円板状のベローズカバー７が固着されている。また、このベローズカバー７と可動側封着金具２ｂの中央開口部間には、ベローズ８の端部がそれぞれ気密に固着されている。
【００２１】
一方、真空絶縁容器１の内面中間部に設けた凸部１ａには、両接点４、５を包囲するように筒状のアークシールド１１が例えばロー付けで固定されている。このアークシールド１１は、例えばＳＵＳ３０４からなる金属製筒を軸方向の中間部を境として、一方端が細径部１１ａに、他方端が太径部１１ｂに形成されている。この太径部１１ｂの内径は、ベローズカバー７の外径より若干大きく形成されている。
【００２２】
この太径部１１ｂの形成には、例えば外周が軸方向に複数に分割されて円柱状を形成し、この円柱状の外周径が変化するように構成された押し広げ工具を用い、この押し広げ工具を前記金属製筒の内周面に押し当て、筒状に押し広げるように加圧して塑性変形させ太径部１１ｂとしている。そして、押し広げられなかった部分は、細径部１１ａとなる。
【００２３】
このため、細径部１１ａでは板厚が変化しないものの、太径部１１ｂでは板厚が薄くなる。例えば板厚１ｍｍの金属製筒を用いた場合、直径を略１．２倍押し広げることにより、太径部１１ｂの板厚が０．８ｍｍ程度まで薄くなる。これらの板厚は、予め押し広げる大きさとその板厚の関係を求めておけば、細径部１１ａと太径部１１ｂを所定値に管理することができる。
【００２４】
押し広げ後は、例えばバレル加工で表面を研磨するとともに、両端部に板厚に合わせた曲率を形成させる。このため、これら端部の曲率半径は、太径部１１ｂより細径部１１ａの方を大きくすることができる。
【００２５】
上記第１の実施の形態のアークシールド１１を備えた真空バルブによれば、アークシールド１１の細径部１１ａの板厚が厚くなるので、細径部１１ａ端部の曲率半径を大きくすることができる。これにより、細径部１１ａの周縁部近傍に金属溶融物が多数付着しても、端部の曲率半径が大きいため、電界集中を起こし難く、電流遮断後の耐電圧特性を向上し得ることができる。
【００２６】
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態に係るアークシールドを備えた真空バルブを図２を参照して説明する。図２は、本発明の第２の実施の形態に係るアークシールドの縦断面図である。なお、真空バルブの全体構成は、第１の実施の形態と同様の構成であるので説明を省略する。
【００２７】
図２に示すように、筒状のアークシールド１２は、例えばＳＵＳ３０４からなる金属製筒の両端が細径部１２ａ、中間部が太径部１２ｂになるように形成されている。この太径部１２ｂの形成には、押し広げられる円柱状の外形が太径部１２ｂの内径φと軸方向長さＬに合わせた押し広げ工具を用い、この工具を一方の細径部１２ａ側から中間部まで挿入して、筒状に押し広げるように加圧して塑性変形させ、工具を元に戻して引抜くことにより容易に行える。
【００２８】
ここで、細径部１２ａが形成される前記金属筒の内径は、ベローズカバー７の外径より若干大きいものを用いている。
【００２９】
これにより、細径部１２ａでは板厚が変化しないものの、太径部１２ｂでは板厚が薄くなる。例えば板厚１ｍｍの金属製筒を用いた場合、直径を略１．２倍押し広げることにより、太径部１２ｂの板厚が０．８ｍｍ程度まで薄くなる。これらの板厚は、予め押し広げる大きさとその板厚の関係を求めておけば、細径部１２ａと太径部１２ｂを所定値に管理することができる。
【００３０】
押し広げ後は、例えばバレル加工で表面を研磨するとともに、細径部１２ａの板厚が厚いため、その両端部の曲率半径を大きくすることができる。
【００３１】
上記第２の実施の形態のアークシールド１２を備えた真空バルブによれば、アークシールド１２の両端の板厚が厚く曲率半径を大きくすることができるので、金属溶融物が周縁部近傍の表面に付着しても電界集中を起こし難く、電流遮断後の耐電圧特性を向上し得ることができる。
【００３２】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によるアークシールドを備えた真空バルブは、アークシールを板厚の薄い太径部および板厚の厚い細径部に形成し、少なくとも固定側接点側に細径部を配設して端部の曲率半径を大きくしているので、金属溶融物が周縁部近傍の表面に付着しても電界集中を起こし難く、遮断後の耐電圧特性を向上し得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るアークシールドを備えた真空バルブを示す縦断面図。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る真空バルブのアークシールドを示す縦断面図。
【図３】従来の真空バルブの構成を示す縦断面図。
【符号の説明】
１  真空絶縁容器
２ａ  固定側封着金具
２ｂ  可動側封着金具
３  固定通電軸
４  固定側接点
５  可動側接点
６  可動通電軸
７  ベローズカバー
８  ベローズ
９、１１、１２  アークシールド
９ａ、１１ａ、１２ａ  細径部
９ｂ、１１ｂ、１２ｂ  太径部
【図１】
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【図２】
2004319151.tif 000004
【図３】
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