(57)【要約】  本開示の概念は、銅（Ｃｕ）及びクロム（Ｃｒ）の合金と追加の少数合金化元素を１つまたは複数用いるかまたは用いないで作られた電気的に浮遊するアーク耐久性の中央シールド部品と、真空外囲器内に位置決めされた接点アセンブリとを有する真空インタラプタに関する。開位置において、接点アセンブリはそれらの間に形成される接点ギャップを含む。本発明によれば、接点アセンブリは、接点ギャップの軸位置がＣｕ−Ｃｒ合金系中央シールド部品の最大の厚さ及び外径を有する壁の一部と位置合わせされるように、軸方向に位置決めされる。【選択図】図４Ａ
2018534741.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空インタラプタ（１００、１００’）であって、
内径（２３）を有する絶縁管（１２）と、
前記絶縁管（１２）によって形成された真空外囲器（５０）と、
シールド壁（２９）及び外径（２７）を有し、前記真空外囲器（５０）内に位置決めされるＣｕ−Ｃｒ合金系材料が含まれるアーク耐久性の中央シールド部品（２４）と、
前記中央シールド部品（２４）を前記絶縁管（１２）に固定する中央フランジ（２５）と、
第１の接点アセンブリ（２０）と、
第２の接点アセンブリ（２２）と、
前記アセンブリが開位置にあるとき、前記第１の接点アセンブリ（２０）と前記第２の接点アセンブリ（２２）との間に形成される接点ギャップ（１４）と、を備え、
前記第１及び第２の接点アセンブリ（２０、２２）は、前記接点ギャップ（１４）がその全体として最大厚さ及び外径（２７）を有する前記シールド壁（２９）の一部と位置合わせされるように位置決めされる、真空インタラプタ（１００、１００’）。
【請求項２】
前記シールド壁（２９）の前記一部は、前記絶縁管（１２）の前記内径（２３）にまでまたは近くにまで延出する外径（２７）を有する、請求項１に記載の真空インタラプタ（１００、１００’）。
【請求項３】
前記接点ギャップ（１４）は、前記中央フランジ（２５）が取り付けられた前記シールド壁（２９）の一部からある距離を離して位置する前記シールド壁（２９）の前記一部と位置合わせされる、請求項１に記載の真空インタラプタ（１００、１００’）。
【請求項４】
前記接点ギャップ（１４）は、前記中央フランジ（２５）が取り付けられた前記シールド壁（２９）の前記一部の上方に位置する前記シールド壁（２９）の前記一部と位置合わせされる、請求項３に記載の真空インタラプタ（１００、１００’）。
【請求項５】
前記接点ギャップ（１４）は、前記中央フランジが取り付けられた前記シールド壁（２９）の前記一部の下方に位置する前記シールド壁（２９）の前記一部と位置合わせされる、請求項３に記載の真空インタラプタ（１００、１００’）。
【請求項６】
前記中央フランジ（２５Ａ）は、その中に形成される輪状の開口を有する、請求項１に記載の真空インタラプタ（１００、１００’）。
【請求項７】
前記アーク耐久性のＣｕ−Ｃｒ合金系中央シールド部品（２４）の前記シールド壁（２９）の前記一部の前記外径（２７）は、前記中央フランジ（２５Ａ）の前記開口の内径（２３）より大きい、請求項６に記載の真空インタラプタ（１００、１００’）。
【請求項８】
絶縁管（１２）はセラミックから成る、請求項１に記載の真空インタラプタ（１００、１００’）。
【請求項９】
前記中央シールド部品（２４）は、そこに金属から成る対向端（１３、１５）が連結されている、請求項１に記載の真空インタラプタ（１００、１００’）。
【請求項１０】
前記接点ギャップ（１４）は軸位置を有し、前記中央フランジ（２５）は軸位置を有し、前記接点ギャップ（１４）の前記軸位置は、前記中央フランジ（２５）の前記軸位置の上方または下方に位置する、請求項１に記載の真空インタラプタ（１００、１００’）。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１５年１１月２０日に出願された米国特許出願第１４／９４６，９４１号からの優先権及びその利益を主張し、その内容は参照により本明細書に組み込まれる。
【技術分野】
【０００２】
本開示の概念は一般に、真空インタラプタ及びシールド壁などの、真空遮断器及び他の種類の真空開閉器及び関連部品に関するものである。具体的には、本開示の概念は、アセンブリの対向接触面の間の接点ギャップが、最大の厚さ及び外径を有するシールド壁の一部と位置合わせされるように、銅−クロム合金系材料から成る浮遊する中央シールド部品を採用する真空インタラプタの真空外囲器に位置する一対の分離可能な接点アセンブリを軸方向に位置決めすることに関する。
【０００３】
真空インタラプタは、典型的には、高電圧ＡＣ電流を遮断するために使用される。インタラプタは、対向接触面を有する一対の同軸上に位置合わせされる分離可能な接点アセンブリを囲む一般に円筒形の真空外囲器を含む。接触面は閉回路位置では互いに隣接し、回路を開くために分離される。各電極アセンブリは、真空外囲器の外側に延出し外部回路に接続する電流通過端子柱に接続される。
【０００４】
典型的には、接点が離れて開回路位置に移動するとき、接触面の間にアークが形成される。アーク放電は、電流が遮断されるまで継続する。アークによって蒸発した接点からの金属がアーク放電中に中性プラズマを形成し、接点上、及び、接点アセンブリと真空外囲器との間に設置された蒸気シールド上にも凝縮して戻る。
【０００５】
インタラプタの真空外囲器は、典型的には、各端部を覆う金属端部キャップまたはシールを備えたセラミック筒状絶縁ケースを含む。真空インタラプタの電極は、端部キャップを通り真空外囲器の中にまで延出する。
【０００６】
真空インタラプタは、真空型開閉器の重要部品である。直交磁界接点を使用する真空型遮断器のためのインタラプタが、筒状絶縁ケースの内壁が接点上でのアーク燃焼の金属の生成物で被覆されることから保護するため筒状の中央シールドを含むことは典型的である。筒状の中央シールドは、真空インタラプタの金属製構造体のどちらかの一端に搭載可能であり電気的に接続される。この場合の中央シールドは、固定されていると呼ぶ。もう一つの方法として、中央シールドは、中央フランジを介して筒状絶縁ケースに搭載可能であり、真空インタラプタの金属製端部のどちらかから電気的に絶縁されている。この構成では、中央シールドは、浮遊すると呼ぶ。中央シールドは、複数の部品のアセンブリになり得る。例えば、米国特許第４，０２０，３０４号は、銅で作られた中間部とステンレス鋼で作られた２つの端部とで構成される中央シールドアセンブリを記載している。
【０００７】
米国特許第４，５５３，００７号に定められるように、筒状の中央シールドのアーク放電部、すなわち、接点ギャップを囲む中央シールドの部分が、分離可能な金属製の電気接点として同じ２つの金属成分が含まれる材料で作られることは有利であり、それらは全ての実用的な目的において銅及びクロムである。銅−クロム合金材料で作られたアーク放電部を備える中央シールドの採用は、シールドが、２つの離れている接点の間における燃焼アークのシールドへの意図しない退出に耐えることができるだけでなく、高電流を遮断するために必要なアーク放電負荷の意図的な関与及び共有にも耐えることのできるものとして、シールドが接点に近接することを可能にする。そのため、銅−クロム（Ｃｕ−Ｃｒ）合金系材料で作られたアーク放電部を備える中央シールドは、最も高い故障電流定格のための真空インタラプタ、特に直交磁界または半径方向磁界タイプのものにおいて使用されることが多い。
【０００８】
図１は、先行技術によるアーク耐久性のＣｕ−Ｃｒ合金系材料で作られた中央シールド部品２４を採用する真空インタラプタ１０の断面図である。図１は、エンドシール５１及び５２と組み合わされて真空外囲器５０を形成する、２つの円筒部材片で構成される円筒形の絶縁管１２を示す。中央シールド部品２４は、典型的にはろう付け接合される中央フランジ２５によって絶縁管１２に固定される。中央シールド部品２４は、金属蒸気が絶縁管１２上に集まることを防止し、アークが絶縁管１２に衝突することを防止するために、第１の電極アセンブリ２０及び第２の電極アセンブリ２２の回りを囲う。絶縁管１２は好ましくは、アルミナ、ジルコニアまたは他の酸化物セラミックスなどのセラミック材料で作られるが、ガラスで作られてもよい。Ｃｕ−Ｃｒ合金系中央シールド部品２４は、対向金属端部品１３、１５も含み、中央シールドアセンブリの中間部である。重複部分３７、３８は、Ｃｕ−Ｃｒ合金系中央シールド部品２４の一部と重複して、端部品１３、１５の金属部分によってそれぞれ形成される。第１及び第２の電極アセンブリ２０及び２２はそれぞれ、真空外囲器５０内で軸方向に位置合わせされている。第１の電極アセンブリ２０は、ベローズ２８、ベローズシールド４８、第１の電極接点３０、第１の端子柱３１、及び第１の蒸気シールド３２を含む。第２の電極アセンブリ２２は、第２の電極接点３４、第２の端子柱３５、第２の蒸気シールド３６、及びエンドシールド５８を含む。図１に示す真空外囲器５０は、真空インタラプタ１０の一部であるが、本明細書において使用する用語“真空外囲器”は、実質的に気密な封入体を形成するセラミック−金属シールを有するいかなる密閉部品を含めることを意図していることを理解すべきである。そのような密閉された封入体は、作動中は、準大気圧、大気圧または過圧で維持されてよい。
【０００９】
第１及び第２の電極アセンブリ２０及び２２はそれぞれ、交流回路の開閉のため、互いに対して軸方向に移動可能である。第１の電極アセンブリ２０に搭載されるベローズ２８は、（図１に示すように）開回路位置について、第１の電極アセンブリ２０の閉位置からの動きを許可しながら、絶縁管１２とエンドシール５１及び５２とで形成される真空外囲器５０の内部を密閉する。第１の電極接点３０は、エンドシール５１内にある穴を通り真空外囲器５０の外にまで延出する一般に円形の第１の端子柱３１に接続される。第１の蒸気シールド３２及びベローズシールド４８は、金属蒸気をベローズ２８及び絶縁管１２に近づけさせないようにするため、第１の端子柱３１に搭載される。同様に、第２の電極接点３４は、エンドシール５２にまで延出する一般に円形の第２の端子柱３５に接続される。第２の蒸気シールド３６及びエンドシールド５８は、絶縁管１２を金属蒸気から保護するために第２の端子柱３５に搭載される。第２の端子柱３５は、溶接またはろう付けなどの手段によってエンドシール５２に堅く気密密閉されるが、これらに限定されない。中央シールド部品２４は、電気的に接続されないため、第１または第２の電極アセンブリ２０及び２２のどちらかから電気的に浮遊する。
【００１０】
図１Ａは、第１及び第２の電極アセンブリ２０、２２の第１及び第２の電極接点３０、３４の表面の間に軸方向接点ギャップ１４がそれぞれ形成され真空インタラプタ１０が開位置あるときの、図１に示した真空インタラプタ１０及びアーク耐久性のＣｕ−Ｃｒ合金系中央シールド部品２４で構成される中央シールドアセンブリ、及び対向金属端部品１３、１５の詳細図である。図１Ａに示すように、中央シールド部品２４の外径２７と絶縁管１２の内径２３との間に位置する空の未使用の空間２６があり、そのため、中央シールド部品２４の壁厚さは最大化されない。その結果、高電流または長いアーク放電継続時間の多数のショットの遮断動作にさらされるとき、非対称電流の場合のように、中央シールド壁は容易に溶落ちする。
【００１１】
通常、電気的に浮遊する中央シールドアセンブリは、ろう付け接合されることにより影響を受けやすい中央フランジを介して真空インタラプタの外囲器に固定されるか、そうでなければ、真空インタラプタの外囲器の絶縁セラミックケースに対して確実に位置決めされる。円筒形の中央シールドアセンブリは、輪状のフランジ開口の中にスライドされる。中央シールド部品の最大外径（ＯＤ）はそのため、中央フランジの内径（ＩＤ）によって制限される。中央シールド部品の最大ＯＤは典型的には、圧入のため、中央フランジのＩＤの最小値より千分の数インチ大きいに過ぎない。これは言い換えると、中央シールド部品の内側に収まる接点の最大直径を制限する。接点の直径が増大するほど、高振幅の故障電流の数に起因するシールド壁の溶落ちリスクが大きくなる。
【００１２】
中央シールド部品の最大ＯＤが中央フランジの開口のＩＤより大きい（具体的な実施形態では、例えば、スナップリング）真空インタラプタ及びＣｕ−Ｃｒ合金系中央シールドのデザインが知られている。しかしながら、接点ギャップは全体的に中央シールド壁の最も厚い部分と位置合わせされないため、Ｃｕ−Ｃｒシールド壁のより厚い部分は、中央シールド部品のアーク浸食性に耐える性能を最大化するために採用されるものではない。代わりに、中央シールド壁の最も厚い部分は、比較的重い中央シールドを中央フランジに固定するための十分に広い段差を作成する目的のため使用される。
【００１３】
図２は、先行技術による真空インタラプタ１０’の断面図である。図２は、図１に示すように、絶縁管１２とエンドシール５１及び５２とで構成される真空外囲器５０、（中央シールドアセンブリを形成する）アーク耐久性のＣｕ−Ｃｒ合金系中央シールド部品２４及び対向金属端部品１３、１５、重複部分３７及び３８、第１の電極アセンブリ２０、第２の電極アセンブリ２２、ベローズ２８、ベローズシールド４８、第１の電極接点３０、第１の端子柱３１、第１の蒸気シールド３２、第２の電極接点３４、第２の端子柱３５、第２の蒸気シールド３６、及びエンドシールド５８を含む。さらに、真空インタラプタ１０’はまた、アーク耐久性のＣｕ−Ｃｒ合金系中央シールド部品を絶縁管１２に固定するために使用されるスナップリング２５Ａ（図２Ａに示す）の形で中央フランジを含む。
【００１４】
図２Ａは、第１の電極アセンブリ２０と第２の電極アセンブリ２２との間に接点ギャップ１４が形成され真空インタラプタ１０’が開位置にあるときの、図２に示した真空インタラプタ１０’の詳細図である。図２Ａに示すように、中央シールド部品２４の外径２７と絶縁管１２の内径２３との間に、空の未使用の空間（２６、図１Ａに示すように）がある。図１Ａとは対照的に、図２Ａは、シールド壁２９の一部は最大厚さを有することを示す。シールド壁２９のこの部分は、スナップリングフランジ２５Ａを固定するための幾何学的段差として作成される。接点ギャップ１４は、最大の厚さ及び外径を有するシールド壁２９と全体的に位置合わせされるようには位置決めされない。その結果、高電流または長いアーク放電継続時間の多数のショットの遮断動作にさらされるとき、非対称電流の場合のように、中央シールド壁は、壁厚さが最大化されない位置で容易に溶落ちする。
【００１５】
図３は、先行技術による別の真空インタラプタ１０’’の断面図である。図３は、図１及び図２で示したように、絶縁管１２とエンドシール５１及び５２とで構成される真空外囲器５０、第１の電極アセンブリ２０、第２の電極アセンブリ２２、ベローズ２８、ベローズシールド４８、第１の電極接点３０、第１の端子柱３１、第２の電極接点３４、及び第２の端子柱３５を含む。図３に示すように、真空インタラプタ１０’’は、その内部（ＩＤ）壁上のレッジを介して絶縁体１２に固定される中央シールド部品２４Ａを含む。そのような装着機構に必要な中央シールド部品２４Ａの多少複雑な形状は、アーク耐久性のＣｕ−Ｃｒ合金系材料ではない材料から作られなければならない。例えば、中央シールド部品２４Ａは、アーク耐久性のＣｕ−Ｃｒ合金系材料より成形可能な純銅またはステンレス鋼などの材料から成ることができるが、これらに限定されない。
【００１６】
図３Ａは、接点ギャップ１４が第１の電極アセンブリ２０と第２の電極アセンブリ２２との間に形成され真空インタラプタ１０’’が開位置にあるときの、図３に示した真空インタラプタ１０’’及び不アーク耐久性の（例えば、非−Ｃｕ−Ｃｒ合金系）中央シールド部品２４Ａの詳細図である。中央シールド部品２４Ａを真空外囲器５０に固定する機構によって、シールド壁４０が均一の厚さを有することになり、例えば、図１Ａ及び２Ａに示すように、金属端部を非金属端部（Ｃｕ−Ｃｒ合金系中央シールド部品の）に接合するための重複位置がない。すなわち、Ｃｕ−Ｃｒ合金系中央シールド壁とその各々が重複する重複部分３７、３８がない（図１Ａ及び２Ａに示すように）。したがって、図３Ａに示すように、シールド壁の一部がシールド壁の別の一部より厚くなり得るような厚さのバラツキがない。不アーク耐久性の材料で作られたそのようなシールドは、絶縁管１２をシールドする目的だけに貢献し、アーク放電負荷に積極的には関与しない。開接点の間におけるアーク放電によって誤って衝突されると、そのようなシールドは、銅シールドの場合には過度に融解し、または、ステンレス鋼シールドの場合のように、誘電有害なとがった形体に再固化する。その結果、接点は、接点ギャップからかなりの距離をおいて（比較的遠く離れて）設置されなければならない。言い換えれば、接点の比較的小径だけが中央シールドの任意の直径に採用され得る。
【００１７】
追加の少数合金化元素を１つまたは複数用いるまたは用いないでＣｕ−Ｃｒ合金系材料から成る中央シールド部品を採用する真空インタラプタのデザイン及び作製には改善の余地がある。本開示の概念の目的は、接点ギャップ軸位置は最大厚さを有する中央シールド部品の壁の一部と一直線をなすように接点アセンブリが真空外囲器内で軸方向に位置決めされるＣｕ−Ｃｒ合金系材料から成る浮遊する中央シールド部品を採用する真空インタラプタを開発することである。
【発明の概要】
【００１８】
これらのニーズ及び他のものは、これらの組成物から構築されるアーク耐久性のＣｕ−Ｃｒ合金系中央シールド部品を提供する本開示の概念の実施形態によって満たされる。
【００１９】
ある態様では、本開示の概念は、内径を有する絶縁管、絶縁管によって形成された真空外囲器、シールド壁及び外径を有し真空外囲器内に位置決めされる、Ｃｕ−Ｃｒ合金系材料が含まれるアーク耐久性の中央シールド部品、中央シールド部品を絶縁管に固定する中央フランジ、第１の接点アセンブリ、第２の接点アセンブリ、及び、上記アセンブリが開位置にあるとき第１の接点アセンブリと第２の接点アセンブリとの間に形成される接点ギャップを含む真空インタラプタを提供する。前記第１及び第２の接点アセンブリは、接点ギャップがその全体として、最大厚さ及び外径を有するシールド壁の一部と位置合わせされるように位置決めされる。
【００２０】
シールド壁の一部は、絶縁管の内径にまでまたは近くにまで延出する外径を有することができる。接点ギャップは、中央フランジが取り付けられているシールド壁の部分からある距離を離して位置するシールドの一部と位置合わせされることが可能である。接点ギャップは、中央フランジが取り付けられているシールド壁の一部の上方に位置するシールド壁の一部と位置合わせされることが可能である。接点ギャップは、中央フランジが取り付けられているシールド壁の一部の下方に位置するシールド壁の一部と位置合わせされることが可能である。
【００２１】
ある実施形態では、中央フランジはそこに形成される輪状の開口を有する。アーク耐久性のＣｕ−Ｃｒ合金系中央シールド部品のシールド壁の上記一部の外径は、フランジの開口の内径より大きくすることができる。
【００２２】
絶縁管はセラミックから成ることができる。中央シールド部品は、そこに金属から成る対向端が連結されることが可能である。接点ギャップは、軸位置を有し、中央フランジは軸位置を有することが可能であり、接点ギャップの軸位置は、中央フランジの軸位置の上方または下方に位置することができる。
【００２３】
本開示の概念の完全な理解は、添付の図面と併せて好適な実施形態の以下の説明を読むことにより得られるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】先行技術による真空インタラプタ及びアーク耐久性のＣｕ−Ｃｒ合金系中央シールド部品の断面図である。
【図１Ａ】先行技術による接点ギャップ部の図１の詳細図である。
【図２】先行技術による真空インタラプタ及びアーク耐久性のＣｕ−Ｃｒ合金系中央シールド部品の断面図である。
【図２Ａ】先行技術による接点ギャップ部の図２の詳細図である。
【図３】先行技術による真空インタラプタ及び不アーク耐久性の（すなわち、非−Ｃｕ−Ｃｒ合金系）中央シールド部品の断面図である。
【図３Ａ】先行技術による接点ギャップ部の図３の詳細図である。
【図４】本開示の概念による真空インタラプタ及びアーク耐久性のＣｕ−Ｃｒ合金系中央シールド部品の断面図である。
【図４Ａ】本開示の概念による接点ギャップ部の図４の詳細図である。
【図５】本開示の概念による真空インタラプタ及びアーク耐久性のＣｕ−Ｃｒ合金系中央シールド部品の断面図である。
【図５Ａ】本開示の概念による接点ギャップ部の図５の詳細図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本開示の概念は、浮遊する中央シールドアセンブリ及び真空外囲器内に位置決めされた接点アセンブリを採用する真空インタラプタに関する。中央シールドアセンブリは、アーク耐久性のＣｕ−Ｃｒ合金系材料と金属から成る対向端とから成る、中央シールド部品（または中間部）を含む。開位置において、接点アセンブリはそれらの間に形成される軸方向接点ギャップを含む。本発明によれば、接点アセンブリは、前記接点ギャップの前記軸位置が中央シールド部品の最大の厚さ及び外径を有する壁の一部と位置合わせされるように、軸方向に位置決めされる。ある実施形態では、接点アセンブリは、接点ギャップ軸位置が中央フランジ軸位置の外側または中央フランジ軸位置から離れて、例えば、中央フランジ軸位置の上方または下方に位置するように軸方向に位置決めされる。これらの実施形態では、接点ギャップは、中央シールド部品の最大の厚さ及び外径を有する壁の一部と位置合わせされる。すなわち、中央シールドの厚さ及び外径は、中央フランジまたはフランジ開口の直径によって制限されない。
【００２６】
Ｃｕ−Ｃｒ合金系中央シールド壁の最大の厚さ及び外径を有する一部と位置合わせするなどの、接点ギャップを接点アセンブリの間に位置決めすることによって得られる様々な利点がある。例えば、この位置合わせは、中央シールド部品の溶落ちを防止することができる。以下のうち１つまたは複数の付加的な利点が含まれる：
【００２７】
−接点アセンブリのより大きな直径の使用を可能とすることによって、典型的にはセラミック外囲器の直径によって定義される所定の真空インタラプタのサイズに対する電流遮断性能を向上する、
【００２８】
−所定の接点直径に対して、中央シールド部品のより大きな内径を可能とすることによって、所定の真空インタラプタのサイズに対する誘電体（例えば、耐圧）性能を改善するために接点外径からの間隙をより大きくすることができる、そして、
【００２９】
−接点からのアーク放電負荷の共有において、中央シールド部品の特有の機能を最大化することによって、真空インタラプタ全体が、より多数のショット及び／またはより長期的なショットによるアーク浸食性により耐えることができ、真空インタラプタの電気的寿命を改善する。
【００３０】
先に述べたように、図１及び１Ａは、先行技術に従って中央シールド壁の厚さ及び外径が最大化されずに中央シールド部品の外径及び絶縁管の内径との間に形成される空間部分を有する浮遊するアーク耐久性のＣｕ−Ｃｒ合金系中央シールド部品を採用する真空インタラプタ１０を示す。図２及び２Ａは、先行技術に従って最大の厚さ及び外径を有するシールド壁の一部を有する浮遊するアーク耐久性のＣｕ−Ｃｒ合金系中央シールド部品２４を採用する真空インタラプタ１０’を示す。しかしながら、この部分は、中央フランジの位置決めの結果作成され、接点アセンブリ間の軸方向の空間は、最大の厚さ及び外径を有する中央シールド壁の部分と完全に位置合わせするようには位置決めされない。図３及び３Ａは、先行技術に従って不アーク耐久性の中央シールド部品を真空外囲器に固定する手段に起因して均一の厚さ及び外径のシールド壁を有する不アーク耐久性の（すなわち、非−Ｃｕ−Ｃｒ合金系）材料から成る浮遊する中央シールド部品を採用する真空インタラプタ１０’’を示す。
【００３１】
本開示の概念によれば、中央シールド部品の最大の厚さ及び外径を有する壁の一部と実質上全体的に位置合わせされる接点アセンブリの間に形成される軸方向接点ギャップを有するアーク耐久性のＣｕ−Ｃｒ合金系材料から成る浮遊する中央シールド部品が提供される。したがって、本開示の概念は、中央シールド部品の壁の少なくとも一部の厚さ及び外径を増大するために、例えば、最大化するために、また、接点ギャップ軸位置を最大の厚さ及び外径を有するシールド壁の一部と位置合わせするために、中央シールド部品の壁の外径と絶縁管の内径との間の空の空間を排除することに関する（図１Ａに示すように）。
【００３２】
したがって、本開示の概念によれば、中央シールド部品の壁の少なくとも一部の厚さ及び外径が増大され、例えば、最大化され、中央シールド部品の外径と絶縁管の内径との間の距離または空間が減少される、例えば、最小化される。ある実施形態では、空隙または空間の実質的に全体が排除されるように、中央シールドの壁の外径は絶縁管の内径にまで延出しまたそれによって制限される。
【００３３】
さらに、本開示の概念によれば、接点アセンブリは、接点ギャップ軸位置（接点アセンブリ間に形成される）が中央フランジ軸位置の外側にあるかまたは離れて、例えば、中央フランジ軸位置の上方または下方になるように位置決めされる。すなわち、接点ギャップ軸位置、例えば、接点ギャップの幅は、中央シールド壁の最大の厚さ及び外径と実質的に完全に位置合わせされる。
【００３４】
中央シールド部品（中央シールドアセンブリの）は、典型的には銅−クロム（Ｃｕ−Ｃｒ）合金から成り、アーク接触子のアーク侵食特性と同様の特性を有する。ある実施形態では、Ｃｕ−Ｃｒ合金は、追加の少数合金化元素を含む。他の実施の形態では、Ｃｕ−Ｃｒ合金は、追加の少数合金化元素を含まない。したがって、本明細書において使用されるように、用語「Ｃｕ−Ｃｒ合金系」は、追加の少数合金化元素を含む材料及び追加の少数合金化元素を含まない材料をも指称する。Ｃｕ−Ｃｒ合金系中央シールド部品は、接点に近接して位置決めされ、アーク放電軽減の負荷を接点と共有するように、アーク放電に積極的にかかわることができる。アーク侵食特性を呈さない、例えば、銅（クロムがない場合）またはステンレス鋼などの不アーク耐久性のＣｕ−Ｃｒ中央材料から成る受動的な中央シールド部品に使用される接点の直径と比較すると、中央シールド部品はアーク侵食特性を呈するので、セラミック外囲器の任意の直径の範囲内で接点のより大きな直径を用いることができる。
【００３５】
通常、電気的に浮遊するＣｕ−Ｃｒ合金系中央シールド部品は、フランジと共に真空インタラプタの外囲器に固定される。フランジは、ろう付け接合されることにより影響を受けやすい可能性があり（図１及び１Ａに示すように）、または、セラミック絶縁ケースへの固定のためスナップリングのデザインになる可能性がある。円筒形のＣｕ−Ｃｒ合金系中央シールド部品は、輪状のフランジ開口の中にスライドさせることができる。Ｃｕ−Ｃｒ合金系中央シールド部品の最大外径は、フランジの内径によって制限される。Ｃｕ−Ｃｒ合金系シールド部品の最大外径は、例えば圧入のため、フランジの内径の最小値より千分の数インチより大きく成り得るに過ぎない。したがって、Ｃｕ−Ｃｒ合金系中央シールド部品内に位置決めされる接点の最大直径は、高振幅の故障電流の極めて多数のショット及び／または大きな非対称電流に耐える長いアーク時間の後、Ｃｕ−Ｃｒ合金系中央シールド部品の壁が溶落ちする危険にさらすことのない、Ｃｕ−Ｃｒ合金系中央シールド部品の内側に収まる直径によって制限される。
【００３６】
図４は、本開示の概念のある実施形態に従ってＣｕ−Ｃｒ合金系材料から成る中央シールド部品を含む浮遊する中央シールドアセンブリを採用する真空インタラプタ１００を例示する概略図である。図４は、図１に示すように、２つの円筒部材片で構成される絶縁管１２、エンドシール５１及び５２、真空外囲器５０、中央シールドアセンブリのアーク耐久性のＣｕ−Ｃｒ中央シールド部品２４及び対向金属端部品１３、１５、中央フランジ２５、重複部分３７及び３８、第１の電極アセンブリ２０、第２の電極アセンブリ２２、真空外囲器５０、ベローズ２８、ベローズシールド４８、第１の電極接点３０、第１の端子柱３１、第１の蒸気シールド３２、第２の電極接点３４、第２の端子柱３５、第２の蒸気シールド３６、エンドシールド５８、及び接点ギャップ１４を含む。図４に示すように、接点ギャップ軸位置１４（第１の電極アセンブリ２０と第２の電極アセンブリ２２との間に形成される）は、中央フランジ軸位置１１２の下方に位置する。その結果、接点ギャップ１４の全体は、アーク耐久性のＣｕ−Ｃｒ中央シールド部品２４の最大の厚さ及び外径を有するシールド壁２９（図４Ａに示す）の一部と一直線をなしている。
【００３７】
図４Ａは、図４に示した真空インタラプタ１００の接点ギャップ部の詳細図である。図４Ａは、アーク耐久性のＣｕ−Ｃｒ合金系中央シールド部品２４の外径が中央フランジ２５の内径によって制限されないことを示す。その結果、最大の厚さ及び外径を有するシールド壁２９の一部は、接点ギャップ軸位置１４に対応し、接点ギャップ軸位置１４と完全に位置合わせされる。シールド壁２９の最大の厚さ及び外径は、絶縁管１２の内径２３によってのみ制限され、中央フランジ２５の開口によっては制限されない。
【００３８】
図５は、本開示の概念のある実施形態に従ってＣｕ−Ｃｒ合金系材料から成る中央シールドを含む浮遊する中央シールドアセンブリを採用する真空インタラプタ１００’を例示する概略図である。図５は、図１に示すように、２つの円筒部材片で構成される絶縁管１２、エンドシール５１及び５２、真空外囲器５０、中央シールドアセンブリのアーク耐久性のＣｕ−Ｃｒ中央シールド部品２４及び対向金属端部品１３、１５、中央フランジ２５、重複部分３７及び３８、第１の電極アセンブリ２０、第２の電極アセンブリ２２、真空外囲器５０、ベローズ２８、ベローズシールド４８、第１の電極接点３０、第１の端子柱３１、第１の蒸気シールド３２、第２の電極接点３４、第２の端子柱３５、第２の蒸気シールド３６、エンドシールド５８、及び接点ギャップ１４を含む。図５に示すように、接点ギャップ軸位置１４（第１の電極アセンブリ２０と第２の電極アセンブリ２２との間に形成される）は、中央フランジ軸位置１１２の上方に位置する。その結果、接点ギャップ１４の全体は、アーク耐久性のＣｕ−Ｃｒ中央シールド部品２４の最大の厚さ及び外径を有するシールド壁２９（図５Ａに示す）の一部と一直線をなしている。
【００３９】
図５Ａは、図５に示す真空インタラプタ１００’の接点ギャップ部の詳細図である。図５Ａは、アーク耐久性のＣｕ−Ｃｒ合金系中央シールド部品２４の外径が中央フランジ２５の内径によって制限されないことを示す。その結果、接点ギャップ軸位置１４に対応するアーク耐久性のＣｕ−Ｃｒ中央シールド部品２４のシールド壁２９の一部は、最大の厚さ及び外径を有し、すなわち、絶縁管１２の内径２３によってのみ制限され、中央フランジ２５の開口によっては制限されない。
【００４０】
本開示の概念の特定の実施形態が詳細に説明されたが、それらの詳細に対する様々な変更や代替物が本開示全体の教示に照らして開発され得ることを当業者は理解するであろう。それにより、開示された特定の配置は、単に例示的なものであり、特許請求の範囲の全てのもの及びその一切の均等物が与えられる本開示の概念の範囲を限定するものではないことを意味する。
【図１】
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【図１Ａ】
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【図２】
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【図２Ａ】
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【図３】
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【図３Ａ】
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【図４】
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【図４Ａ】
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【図５】
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【図５Ａ】
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【国際調査報告】
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