(57)【要約】【課題】  突出部に加わる応力を抑えて、アークシールドを強固に固定する。【解決手段】  接離自在の一対の接点１４、１５と、内面中間部の円周方向の内面側に突出した突出部１０ａを設けた筒状の絶縁容器１０と、前記接点１４、１５間を包囲するように、小径部１９ａ、中間径部１９ｂおよび大径部１９ｃとから構成された筒状のアークシールド１９と、前記小径部１９ａの外周に挿入される環状のサポート２０とを備え、このアークシールド１９の前記中間径部１９ｂを前記突出部１０ａ内に位置させ、前記突出部１０ａを、前記大径部１９ｃと前記サポート２０を介して半径方向に広げて塑性変形した前記小径部１９ａとで挟持して固定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】
接離自在の一対の接点と、
この接点を内部に収納するとともに、内面中間部の円周方向の内面側に突出した突出部を設けた筒状の絶縁容器と、
前記接点間を包囲するように前記絶縁容器内に設けられるとともに、小径部、中間径部および大径部とから構成された筒状のアークシールドと、
前記小径部の外周に挿入される環状のサポートとを備え、
このアークシールドの前記中間径部を前記突出部内に位置させ、前記突出部を、前記大径部と前記サポートを介して半径方向に広げて塑性変形した前記小径部とで挟持して固定したことを特徴とする真空バルブ。
【請求項２】
前記突出部の内周面と前記小径部が塑性変形される一側面側とに断面Ｌ字状の緩衝部材が嵌め込まれ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】
内面中間部の円周方向に内面側に突出した突出部を設けた筒状の絶縁容器と、
小径部、中間径部および大径部とから構成された筒状のアークシールドと、
半径方向に伸びる鍔部を有する断面Ｌ字状の環状のサポートと、
前記アークシールドの小径部の外形形状を押し広げて大きくする押し広げ治具とを備え、
前記絶縁容器内に前記アークシールドを前記小径部が前記突出部を通り過ぎて、前記中間径部が前記突出部内に位置するまで挿入し、前記大径部を前記突出部の一側面に当接させ、
次いで、前記小径部の外周に前記サポートを鍔部から挿入し、前記鍔部を前記突出部の他側面に当接させ、
この状態を保って、前記小径を前記押し広げ治具で半径方向に押し広げて外形形状を大きく塑性変形させることにより、前記突出部を前記大径部と前記サポートを介して前記小径部とで挟持させるようにしたことを特徴とする真空バルブのアークシールドの固定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アークシールドを備えた真空バルブおよびそのアークシールドの固定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、真空開閉器に用いる真空バルブは、真空中の絶縁容器内で一対の接点を接離することにより、真空の持つ優れた消弧性、絶縁性を利用して電流遮断を行うものである。また、アークシールドが接点間を包囲するように設けられ、電流遮断時に接点間から飛散する金属蒸気を捕捉し、絶縁容器内面に金属蒸気が付着することを防止している。
【０００３】
従来のアークシールドは、図４に示すように、筒状の絶縁容器１の内面中間部に設けた環状の突出部１ａを利用してロー付けで固定されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
これは、突出部１ａの内径よりも小さい小径部２ａと、突出部１ａの内径よりも大きくて絶縁容器１の内径よりも小さい大径部２ｂとから構成される筒状のアークシールド２を予め製作しておく。そして、小径部２ａを突出部１ａ内に挿入し、大径部２ｂを突出部１ａに当接させる。次いで、小径部２ａの外周と突出部１ａの内周で形成される隙間に、断面く字状の環状の取付金具３を嵌め込む。そして、取付金具３と小径部２ａ間の隙間にロー材４を載置して溶融させ、アークシールド２と取付金具３とを接合させることにより、大径部２ｂと取付金具３とで突出部１ａを挟持して、絶縁容器１内にアークシールド２を固定している。
【０００５】
更に、従来のアークシールドの固定方法として、絶縁容器の内面中間部に環状の溝部を設け、この溝部に半径方向に圧縮できる割りリングを装着し、次いで、この割りリングと割りリング内に挿通させたアークシールドとをロー付けして接合させることが知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００６】
しかしながら、これらの方法では、ロー付け時において、アークシールドや取付金具３、割りリングなどを高温雰囲気中に放置しなければならず製造工程が長くなるという問題があった。
【０００７】
これを解決するために、常温中でアークシールドに塑性加工を与えて固定する方法が知られている（例えば、特許文献３参照。）。
【０００８】
これは、図５に示すように、筒状の絶縁容器１の突出部１ａの内径よりも小さい外径を有する小径部５ａと、突出部１ａの内径よりも大きくて絶縁容器１の内径よりも小さい大径部５ｂとから構成される筒状のアークシールド５を予め製作しておく。そして、小径部５ａを突出部１ａ内に挿入し、大径部５ｂを突出部１ａに当接させる。次いで、最大外径が細径部５ａ内径よりも大きい先端円錐状の押し治具６を用いて小径部５ａを加圧し、この小径部５ａの周縁部を半径方向に押し広げる。
【０００９】
これにより、小径部５ａが点線から実線のように塑性変形し、塑性変形した小径部５ａと大径部５ｂとで突出部１ａを挟持し、絶縁容器１内にアークシールド５を固定することができる。
【特許文献１】特開平９−１７１７４８号公報（第３頁、図７）
【特許文献２】特開２００２−１１０００８号公報（第４頁、図２）
【特許文献３】特許第３０４０４３４号明細書（第２−３頁、第２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記の従来の塑性加工によるアークシールドの固定方法においては、以下のような問題がある。
【００１１】
アークシールド５の小径部５ａの周縁部を半径方向に押し広げる場合、押し治具６は、周縁部の全周を同時に押し広げなくてはならず過大な加圧力が必要となる。そして、突出部１ａの内面全周には、小径部５ａと同様に半径方向に押し広げられる応力が加わり、この応力が高いほど、突出部１ａにアークシールド５を強固に固定することができる。しかしながら、絶縁容器１の機械的強度を上回る応力が加わると、絶縁容器１にクラックが生じて、このクラック部からリークが起こり、絶縁容器１内の真空度が維持できなくなる。
【００１２】
このため、絶縁容器１の機械的強度を下回る応力で塑性加工を行うが、押し治具６の加圧力が不充分な場合には、アークシールド５を強固に固定することができず、接点間の開閉の振動などで緩みを生じる。これにより、アークシールド５を固定している位置が定まらず、金属蒸気の捕捉が不充分になる可能性がある。
【００１３】
従って、本発明は、絶縁容器の塑性加工時に突出部に加わる応力を抑制し、絶縁容器内に強固に固定し得る真空バルブおよびそのアークシールドの固定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために、第１の発明の真空バルブは、接離自在の一対の接点と、この接点を内部に収納するとともに、内面中間部の円周方向の内面側に突出した突出部を設けた筒状の絶縁容器と、前記接点間を包囲するように前記絶縁容器内に設けられるとともに、小径部、中間径部および大径部とから構成された筒状のアークシールドと、前記小径部の外周に挿入される環状のサポートとを備え、このアークシールドの前記中間径部を前記突出部内に位置させ、前記突出部を、前記大径部と前記サポートを介して半径方向に広げて塑性変形した前記小径部とで挟持して固定したことを特徴とする。
【００１５】
また、第２の発明のアークシールドの固定方法は、内面中間部の円周方向に内面側に突出した突出部を設けた筒状の絶縁容器と、小径部、中間径部および大径部とから構成された筒状のアークシールドと、半径方向に伸びる鍔部を有する断面Ｌ字状の環状のサポートと、前記アークシールドの小径部の外形形状を押し広げて大きくする押し広げ治具とを備え、前記絶縁容器内に前記アークシールドを前記小径部が前記突出部を通り過ぎて、前記中間径部が前記突出部内に位置するまで挿入し、前記大径部を前記突出部の一側面に当接させ、次いで、前記小径部の外周に前記サポートを鍔部から挿入し、前記鍔部を前記突出部の他側面に当接させ、この状態を保って、前記小径を前記押し広げ治具で半径方向に押し広げて外形形状を大きく塑性変形させることにより、前記突出部を前記大径部と前記サポートを介して前記小径部とで挟持させるようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、絶縁容器の内面に突出部を設け、また、アークシールドを小径部、中間径部および大径部と複数段に分かれた構成とし、中間径部を突起部に位置させて、サポートを介して小径部の周縁部を半径方向に押し広げて、絶縁容器の突出部を、外形形状を塑性加工したアークシールドの小径部と大径部とで挟持しているので、突出部に加わる応力を低く抑えられ、突出部が損傷し難いものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００１８】
先ず、本発明の実施例１に係る真空バルブを図１および図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内部構成を示す縦断面図、図２は、本発明の実施例１に係るアークシールドの固定方法を説明する一部断面して示す断面図である。
【００１９】
図１に示すように、筒状の絶縁容器１０には、その両端の開口端面に固定側封着金具１１と可動側封着金具１２とが気密に封着されている。
【００２０】
そして、固定側封着金具１１には、一方の電路となる固定側通電軸１３が気密に貫通固定され、この固定側通電軸１３の絶縁容器１０内の端部に互いに接離自在の固定側接点１４が取付けられている。また、固定側接点１４と対向して、可動側接点１５が可動側通電軸１６の端部に取付けられている。この可動側通電軸１６は、可動側封着金具１２を進退自在に貫通して図示していない操作機構に連結され、他方の電路となる。
【００２１】
また、可動側通電軸１６の絶縁容器１０内中間部には、円板状のベローズカバー１７が取付けられている。このベローズカバー１７と可動側封着金具１２間には、伸縮自在のベローズ１８の端部がそれぞれ気密に取付けられている。これにより、絶縁容器１０内の内部圧力が１×１０−２Ｐａ以下の真空に維持される。
【００２２】
一方、絶縁容器１０の内面中間部には、内面に突出した環状の突出部１０ａが設けられている。また、オーステナイト材または銅材からなる筒状のアークシールド１９は、小径部１９ａ、中間径部１９ｂおよび大径部１９ｃのように複数段から構成されている。また、オーステナイト材または銅材からなる断面Ｌ字状の環状のサポート２０は、筒中間部から半径方向に広がった屈折部２０ａを有し、更に端部が半径方向に伸びた鍔部２０ｂで構成されている。
【００２３】
そして、アークシールド１９の小径部１９ａの外周に設けられたサポート２０の屈折部２０ａを支点として、小径部１９ａの周縁部が半径方向に押し広げられ塑性加工されている。このように、サポート２０を介して外形形状が塑性加工された小径部１９ａと大径部１９ｃとで突出部１０ａが挟持され、アークシールド１９が固定されている。
【００２４】
これにより、電流遮断時に接点１４、１５から飛散する金属蒸気をアークシールド１９で捕捉し、金属蒸気が絶縁容器１０内面に付着して絶縁性能が低下することを防止している。
【００２５】
このアークシールド１９の固定は、次のようにして行う。
【００２６】
先ず、図２に示すように、筒状の絶縁容器１０の内面中間部に、内面側に突出した環状の突出部１０ａを設ける。
【００２７】
一方、アークシールド１９には、絶縁容器１０に設けた突出部１０ａの内径よりも小さく、複数段に分かれて構成されたうち最も小さい外径を有する小径部１９ａを形成する。また、この小径部１９ａよりも大きく、且つ突出部１０ａの内径よりも小さい外径を有する中間径部１９ｂ、および突出部１０ａの内径よりも大きく、且つ絶縁容器１０の内径よりも僅かに小さい外径を有する大径部１９ｃを形成する。
【００２８】
また、サポート２０には、小径部１９ａよりも僅かに大きい内径を有して、筒中間部から半径方向に広げられて屈折した屈折部２０ａ、更には、端部に突出部１０ａの内径よりも大きく、且つ絶縁容器１０の内径よりも小さい半径方向に伸びた鍔部２０ｂを形成する。
【００２９】
上記のようにそれぞれ構成されているアークシールド１９、サポート２０および絶縁容器１０において、先ず、絶縁容器１０内にアークシールド１９の小径部１９ａ側を挿入し、この小径部１９ａが突出部１０ａを通り過ぎ、中間径部１９ｂが突出部１０ａ内に位置するまで挿入し、大径部１９ｃを突出部１０ａの一側面に当接させる。次いで、大径部１９ｃが突出部１０ａの一側面に当接した状態で、サポート２０を鍔部２０ｂ側から小径部１９ａに挿入し、鍔部２０ｂを突出部１０ａの他側面に当接させる。
【００３０】
この状態を保って、アークシールド１９の大径部１９ｃの内径よりも僅かに小さい外径を有する固定治具２１を、大径部１９ｃ内に挿入する。次いで、先端が円錐状で最大外径が小径部１９ａよりも大きい押し広げ治具２２の先端を、小径部１９ａに押し当て図示矢印のように加圧する。これにより、小径部１９ａは、屈折部２０ａを支点として点線から実線のように全周に亘って塑性変形し、サポート２０を介して塑性変形した小径部１９ａと、大径部１９ｃとで突出部１０ａを挟持し、絶縁容器１０内にアークシールド１９を強固に固定することができる。
【００３１】
塑性加工後は、固定治具２１および押し広げ治具２２をそれぞれ引抜けばよい。
【００３２】
上記実施例１のアークシールド１９の固定方法によれば、サポート２０を介して小径部１９ａのみを塑性加工しているので、突出部１０ａを貫通している中間径部１９ｂには塑性加工時の加圧力が大きく加わらない。これにより、突出部１０ａに加わる応力を低く抑えられ、損傷し難いものとなる。また、接点１４、１５間の開閉などで振動が加わってもアークシールド１９の固定に緩みを生じ難い真空バルブとすることができる。更に、アークシールド１９の内径が複数段に分かれて小径となっているので、接点１４、１５間で電流遮断をしたときに飛散する金属蒸気を捕捉し易くなり、絶縁容器１０内面への金属蒸気の付着を低減することができる。
【００３３】
なお、上記実施例１では、サポート２０に屈折部２０ａを設けてアークシールド１９の小径部１９ａが塑性加工し易いようにしたが、サポートを単なる環状にしても、中間径部１９ｂには塑性加工時の加圧力が大きく加わらず、それに伴って突出部１０ａに加わる応力を低減させることができる。
【実施例２】
【００３４】
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に係るアークシールドの固定方法を説明する一部断面して示す断面図である。
【００３５】
なお、真空バルブの内部構成は、実施例１と同様であるのでその説明を省略する。また、アークシールドの小径部を塑性加工する押し広げ治具も実施例１と同様であるのでその説明を省略する。この実施例２が実施例１と異なる点は、突出部に緩衝部材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ついては、同一符号を付し、その説明を簡単にする。
【００３６】
図３に示すように、断面Ｌ字状の環状のサポート２０をアークシールド１９の小径部１９ａに挿入する前に、オーステナイト材または銅材からなる断面Ｌ字状の環状の緩衝部材２３を、突出部１０ａの一側面と内周面を覆うように嵌め込む。そして、小径部１９ａにサポート２０を挿入して、小径部１９ａを点線から実線のように塑性変形させる。
【００３７】
これにより、サポート２０を介して塑性変形した小径部１９ａと大径部１９ｃとで突出部１０ａを挟持し、絶縁容器１０内にアークシールド１９を強固に固定することができる。
【００３８】
上記実施例２のアークシールド１９の固定方法によれば、実施例１による効果の他に、突出部１０ａに加わる応力を更に低減することができる。
【００３９】
なお、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施することができる。本発明の実施例では、アークシールド１９の小径部１９ａを周縁部全周に亘って塑性変形させることで説明したが、押し広げ治具の先端を三箇所以上の多角錐として、小径部に多角錐の形状に沿って半径方向に広げた塑性変形を与えてもよい。なお、三箇所では、周縁部に正三角形の頂点部が配置できるようにすれば、最も安定した固定ができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施例１に係る真空バルブの内部構成を示す縦断面図。
【図２】本発明の実施例１に係るアークシールドの固定方法を説明する一部断面して示す断面図。
【図３】本発明の実施例２に係るアークシールドの固定方法を説明する一部断面して示す断面図。
【図４】従来のアークシールドの固定方法を説明する断面図。
【図５】従来のアークシールドの固定方法を説明する断面図。
【符号の説明】
【００４１】
１、１０  絶縁容器
１ａ、１０ａ  突出部
２、５、１９  アークシールド
２ａ、５ａ、１９ａ  小径部
２ｂ、５ｂ、１９ｃ  大径部
３  取付金具
４  ロー材
６  押し治具
１１  固定側封着金具
１２  可動側封着金具
１３  固定側通電軸
１４  固定側接点
１５  可動側接点
１６  可動側通電軸
１７  ベローズカバー
１８  ベローズ
１９ｂ  中間径部
２０  サポート
２０ａ  屈折部
２０ｂ  鍔部
２１  固定治具
２２  押し広げ治具
２３  緩衝部材
【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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