(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、この接点１４、１５を内部に収納するとともに、内面中間部の円周方向に所定の間隔を保って内面側に突出した複数の突出部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前記絶縁容器１０内に設けられるとともに、細径部１９ａと太径部１９ｂとから構成され、且つ前記細径部１９ａの円周方向に所定の間隔を保って半径方向に突出した複数の凸部１９ｃを設けた筒状のアークシールド１９とを備え、前記突出部１０ａを前記太径部１９ｂと前記凸部１９ｃとで挟持し固定するように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に所定の間隔を保って内面側に突出した複数の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、細径部と太径部とから構成され、且つ前記細径部の円周方向に所定の間隔を保って半径方向に突出した複数の凸部を設けた筒状のアークシールドとを備え、
このアークシールドを、前記突出部を前記太径部と前記凸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】
前記絶縁容器の突出部および前記アークシールドの凸部を３個所以上としたことを特徴とする請求項１記載の真空バルブ。
【請求項３】
内面中間部の円周方向に所定の間隔を保って内面側に突出した複数の突出部を設けた筒状の絶縁容器と、
細径部と太径部とから構成され、且つ前記細径部の円周方向に所定の間隔を保って半径方向に突出した複数の凸部を設けた筒状のアークシールドと、
前記アークシールドの凸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の凸部が前記突出部間を通り過ぎるまで挿入して、前記太径部を前記突出部の一側面に当接させ、
この状態を保って、前記アークシールドを回転させて前記凸部を前記突出部の他側上に位置させ、
次いで、前記押し広げ治具で前記凸部の外形形状を大きく塑性変形させることにより、前記突出部を前記太径部と前記凸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。
【請求項４】
前記アークシールドを回転させて前記凸部を前記突出部の他側上に位置させた後、前記突出部間の円周方向に回転防止リングを嵌め込んだことを特徴とする請求項３記載の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５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細径部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太径部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、細径部２ａを突出部１ａ内に挿入し、太径部２ｂを突出部１ａに当接させる。次いで、細径部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と細径部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、太径部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に貫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６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細径部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太径部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、細径部５ａを突出部１ａ内に挿入し、太径部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を用いて細径部５ａを加圧し、この細径部５ａの周縁部を半径方向に押し広げる。
【０００９】
これにより、細径部５ａが点線から実線のように塑性変形し、塑性変形した細径部５ａと太径部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の細径部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、細径部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、小さい加圧力でアークシールドを塑性加工し、絶縁容器内に強固に固定し得るアークシールドの固定方法および真空バルブ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に所定の間隔を保って内面側に突出した複数の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、細径部と太径部とから構成され、且つ前記細径部の円周方向に所定の間隔を保って半径方向に突出した複数の凸部を設けた筒状のアークシールドとを備え、このアークシールドを、前記突出部を前記太径部と前記凸部とで挟持して固定させ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所定の間隔を保って内面側に突出した複数の突出部を設けた筒状の絶縁容器と、細径部と太径部とから構成され、且つ前記細径部の円周方向に所定の間隔を保って半径方向に突出した複数の凸部を設けた筒状のアークシールドと、前記アークシールドの凸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の凸部が前記突出部間を通り過ぎるまで挿入して、前記太径部を前記突出部の一側面に当接させ、この状態を保って、前記アークシールドを回転させて前記凸部を前記突出部の他側上に位置させ、次いで、前記押し広げ治具で前記凸部の外形形状を大きく塑性変形させることにより、前記突出部を前記太径部と前記凸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、絶縁容器の内面に複数の突出部を設け、また、アークシールドを細径部と太径部とに構成し、細径部に前記突出部間から挿入される凸部を設けて、絶縁容器の突出部をアークシールドの太径部と外形形状を塑性加工した凸部とで挟持しているので、低い加圧力で凸部を塑性加工することができる。更に、突出部に加わる応力を低く抑えられるので、突出部が損傷し難いものとなる。
【００１７】
また、本発明によれば、接点間の開閉などで振動が加わってもアークシールド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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
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】
【００１９】
先ず、本発明の実施例１に係る真空バルブを図１乃至図３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図、図３は、本発明の実施例１に係るアークシールドを塑性加工する治具を示す斜視図である。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
一方、絶縁容器１０の内面中間部には、円周方向の４個所に所定の間隔を保って、突出部１０ａが設けられている。また、筒状のアークシールド１９は、細径部１９ａと太径部１９ｂとに分かれて構成されている。細径部１９ａには、円周方向の４個所に所定の間隔を保って、半径方向に突出した凸部１９ｃが塑性加工されて設けられている。そして、この凸部１９ｃと太径部１９ｂ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。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。
【００２４】
このアークシールド１９の固定は、次のようにして行う。
【００２５】
先ず、図２に示すように、筒状の絶縁容器１０の内面中間部における円周方向の４個所に所定の間隔を保って、内面側に突出した突出部１０ａを設ける。この突出部１０ａの互いの間隔は、アークシールド１９に設ける前記凸部１９ｃの底部外径よりも広くしてある。
【００２６】
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の先端部を結んで形成される内径よりも僅かに小さい外径を有する細径部１９ａと、突出部１０ａの先端部を結んで形成される内径よりも大きく、且つ絶縁容器１０の内径よりも僅かに小さい太径部１９ｂとを形成する。この細径部１９ａの円周方向には、突出部１０ａと同数の４個所に所定の間隔を保って、半径方向に突出した凸部１９ｃを設けてある。この凸部１９ｃは、頂部を結んで形成される外径を絶縁容器１０の内径よりも小さく、且つ太径部１９ｂまでの距離を突出部１０ａの軸方向の幅よりも広くしてある。
【００２７】
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の細径部１９ａ側を挿入し、更に突出部１０ａが形成されていない突出部１０ａ間を凸部１９ｃが通り過ぎるまで挿入し、太径部１９ｂを突出部１０ａの一側面に当接させる。次いで、太径部１９ｂが突出部１０ａの一側面に当接した状態でアークシールド１９を回転させ、凸部１９ｃを突出部１０ａ他側上に位置させる。
【００２８】
この状態を保って、図３に示すように、予め準備してある押し広げ治具２０を用い、凸部１９ｃを塑性加工する。押し広げ治具２０は、円周方向を４分割して構成され、凸部１９ｃよりも大きい外形形状の山部２０ａをそれぞれの外周面に設けたブロック２０ｂと、先端円錐状の押し金具２０ｃとで構成される。
【００２９】
このブロック２０ｂの内面は、組合せるとすり鉢状に形成されるようにそれぞれテーパー部２０ｄとなっている。また、このテーパー部２０ｄに押し金具２０ｃの円錐状部を押し当て加圧することにより、それぞれのブロック２０ｂは半径方向に押し広げられるようになっている。なお、これらのブロック２０ｂは載せ板２０ｅに載置され、また、載せ板２０ｅは山部２０ａの位置を調整する架台２０ｆに固定されている。
【００３０】
そして、それぞれの凸部１９ｃに山部２０ａを当てがい、テーパー部２０ｄを押し金具２０ｃで加圧すると、凸部１９ｃの外形形状が大きくなるように塑性変形される。これにより、突出部１０ａがアークシールド１９の太径部１９ｂと凸部１９ｃとに挟持され、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。塑性加工後は、押し治具２０ｃを引抜き、それぞれのブロック２０ｂを取外せばよい。
【００３１】
上記実施例１のアークシールド１９の固定方法によれば、凸部１９ｃが円周方向の４個所に分散しているので、従来のように周縁部の全体を塑性加工するよりも、塑性加工する押し金具２０ｃの加圧力を低く抑えることができる。また、突出部１０ａに加わる応力を低く抑えられるので、損傷し難いものとなる。
【００３２】
更に、このアークシールド１９は、絶縁容器１０内に強固に固定されているので、接点１４、１５間の開閉などで振動が加わっても緩みを生じることがない。
【実施例２】
【００３３】
次に、本発明の実施例２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図である。
【００３４】
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、アークシールドの凸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、凸部を塑性加工する前にアークシールドの回転を防止する部材を用いることである。図４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。
【００３５】
図４に示すように、内面の４個所に内面側に突出した突出部１０ａを設けた筒状の絶縁容器１０、および細径部１９ａと太径部１９ｂとから構成され、細径部１９ａの４個所に半径方向に突出した突出部１０ａを設けた筒状のアークシールド１９を準備しておく。更に、突出部１０ａを設けていない突出部１０ａ間の円周方向に嵌め込まれる大きさを有する環状の回転防止リング２１を準備する。この回転防止リング２１は、円周方向の４個所に突出板部２１ａを設けた構成である。この回転防止リング２１は、絶縁容器１０の内径よりも小さく、また、細径部１９ａの外径よりも僅かに大きくしてある。
【００３６】
そして、絶縁容器１０内に細径部１９ａを挿入し、更に突出部１０ａが形成されていない突出部１０ａ間を凸部１９ｃが通り過ぎるまで挿入し、太径部１９ｂを突出部１０ａの一側面に当接させる。次いで、太径部１９ｂが当接した状態でアークシールド１９を回転させ、凸部１９ｃを突出部１０ａの他側面上に位置させる。このアークシールド１９を回転させた後、突出部１０ａを設けていない突出部１０ａ間に突出板部２１ａが嵌め込まれるように回転防止リング２１を細径部１９ａから挿入する。
【００３７】
この状態を保って、再び図３に示す押し広げ治具２０を用い、凸部１９ｃの外形形状を大きくするように塑性加工する。これにより、絶縁容器１０の突出部１０ａが太径部１９ｂと凸部１９ｃとで挟持されるとともに、アークシールド１９の回転が突出板部２１ａで抑えられ、アークシールド１９をより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、アークシールド１９をより強固に固定することができる。
【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、突出部１０ａやアークシールド１９の凸部１９ｃなどを４個所で説明したが、３個所以上の複数個所に設けて固定してもよい。なお、３個所では、正３角形の頂点部に凸部１９ｃなどが配置できるようにすれは、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図。
【図３】本発明の実施例１に係るアークシールドを塑性加工する治具を示す斜視図。
【図４】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。
【図６】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  細径部
２ｂ、５ｂ、１９ｂ  太径部
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
１９ｃ  凸部
２０  押し広げ治具
２０ａ  山部
２０ｂ  ブロック
２０ｃ  押し金具
２０ｄ  テーパー部
２０ｅ  載せ板
２０ｆ  架台
２１  回転防止リング
２１ａ  突出板部
【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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