(57)【要約】【課題】  ワイプ機構及び操作器を小形、軽量化できると共に、多頻度の開閉動作に対しても金属粉の発生を抑制することは勿論、大電流を通電しても安定した接触抵抗が維持でき、接触部が温度上昇しない真空開閉器を提供すること。【解決手段】  本発明の真空開閉器は、上記課題を解決するために、円筒絶縁材と、該円筒絶縁材の一端側に接合された固定側端板と、該固定側端板を気密に貫通する固定側導体と、該円筒絶縁材の他端側に接合された可動側端板及びベローズと、該ベローズを気密に貫通すると共に、操作器と絶縁ロッド及びワイプ機構を介して接続され軸方向に駆動可能な可動側導体と、該可動側導体と接離するフィンガー形接触子と、前記固定側導体の軸上に設置され、前記可動側導体の軸方向の駆動を停止させる可動側導体用ストッパーとを備えていることを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒絶縁材と、該円筒絶縁材の一端側に接合された固定側端板と、該固定側端板を気密に貫通する固定側導体と、該円筒絶縁材の他端側に接合された可動側端板及びベローズと、該ベローズを気密に貫通すると共に、操作器と絶縁ロッド及びワイプ機構を介して接続され軸方向に駆動可能な可動側導体と、該可動側導体と接離するフィンガー形接触子とを備えていることを特徴とする真空開閉器。
【請求項２】
円筒絶縁材と、該円筒絶縁材の一端側に接合された固定側端板と、該固定側端板を気密に貫通する固定側導体と、該円筒絶縁材の他端側に接合された可動側端板及びベローズと、該ベローズを気密に貫通すると共に、操作器と絶縁ロッド及びワイプ機構を介して接続され軸方向に駆動可能な可動側導体と、該可動側導体と接離するフィンガー形接触子と、前記固定側導体の軸上に設置され、前記可動側導体の軸方向の駆動を停止させる可動側導体用ストッパーとを備えていることを特徴とする真空開閉器。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の真空開閉器において
前記フィンガー形接触子は、前記可動側導体と接離する複数の接点フィンガーと、該接点フィンガーの外周に密接して配置された径方向に可撓性を有する鋼材と、該鋼材の外周に設けられ、かつ、前記可動側導体側に突出して、前記接点フィンガー先端部の電界集中を緩和するシールドとから成ることを特徴とする真空開閉器。
【請求項４】
請求項３に記載の真空開閉器において、
前記可動側導体と接点フィンガーの対向する双方の先端部が丸面取り部を形成し、前記可動側導体と接点フィンガーの接点部が前記丸面取り部となる位置で、前記可動側導体が前記可動側導体用ストッパーで停止されることを特徴とする真空開閉器。
【請求項５】
請求項２乃至４のいずれか１項に記載の真空開閉器において、
前記可動導体用ストッパーの材質は、絶縁物或いは前記接点フィンガーより導電性が低い金属であることを特徴とする真空開閉器。
【請求項６】
請求項２乃至４のいずれか１項に記載の真空開閉器において、
前記可動導体用ストッパーの前記可動側導体と接触する面は、絶縁材で形成されていることを特徴とする真空開閉器。
【請求項７】
請求項２乃至４のいずれか１項に記載の真空開閉器において、
前記可動導体用ストッパーと接触する前記可動側導体の先端面は、絶縁材で形成されていることを特徴とする真空開閉器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は真空開閉器に係り、特に、受変電設備に使用するに好適な真空開閉器に関する。
【背景技術】
【０００２】
真空開閉器に関する従来技術としては、特許文献１を挙げることができる。この特許文献1には、ユーザの多様な要求に柔軟に対応することができ、信頼性の高い真空絶縁スイッチギヤを提供するために、遮断断路機能を有する真空２点切り３位置型の開閉器と、開閉器の一方の固定接点に接続したライン側と、開閉器の他方の固定接点に接続した母線と、ライン側に接続した真空接地開閉器とを備え、又は、遮断断路機能を有する真空２点切り３位置型の開閉器と、開閉器の一方の固定接点と他方の固定接点とにそれぞれ接続した母線と、各母線と各固定接点との間にそれぞれ接続した真空接地開閉器とを備えた真空絶縁スイッチギヤが記載されている。
【０００３】
一方、真空開閉器ではないが、特許文献２には、絶縁、消弧媒体を封入した密閉容器内に、可動側接触部及び固定側接触部が互いに対向配置され、可動側接触部には、摺動により固定側接触部に接離可能な可動側接触子が設けられ、固定側接触部には、主通電固定接触子（接点フィンガー）及び固定側アーク接触子が取り付けられ、可動側接触子には、主通電固定接触子との間で通電電路を開閉する主通電可動側接触子、及び固定側アーク接触子との間で通電電路を開閉する可動側アーク接触子が設けられたガス絶縁開閉器が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−０１４０８６号公報
【特許文献２】特開２０００−３１１５３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した特許文献１には、ユーザの多様な要求に柔軟に対応できる信頼性の高い真空絶縁スイッチギヤが記載されているが、この真空絶縁スイッチギヤに用いられている真空接地開閉器の接点は、平板電極を付き合せた構成であるため、大電流通電時には接点間に電磁反発力が発生し、接点間の接触抵抗が大きく増加する。
【０００６】
この対策として、接点間に発生する電磁反発力以上の接触荷重を加えるワイプ機構を備えることが一般的であるが、電磁反発力はおよそ電流の二乗に比例するため、電流の増加に伴い電磁反発力が大きなものとなり、この電磁反発力以上の接触荷重を加えるためには、ワイプ機構や操作器は必然的に大型化してしまうという問題がある。
【０００７】
一方、特許文献２には、接点部の強度と耐久性が高く、コンパクトで優れた遮断性能を有するガス絶縁開閉器が記載されているが、特許文献２に記載の構成では、開閉動作は、可動側接触子と接点フィンガーの挿抜及び長摺動の動作の繰り返しにより行われているため、両者の接触による摩耗により接触部から微細な金属粉が発生し、この金属粉の影響により絶縁性能が低下することが懸念される。また、開閉動作毎に接点の接触状態が変化するため、接触抵抗が不安定、かつ漸増し、接触部が温度上昇する恐れがある。更に、ガス絶縁開閉器の接点には、純銅或いはアルミ材が一般的に使用されるが、酸化防止のため接点表面にめっき処理を施す必要がある。
【０００８】
しかも、特許文献２には、ガス中で可動側接触子と接点フィンガーの挿抜及び長摺動の動作の繰り返しにより、開閉動作が行われていることが記載されているが、上記接点フィンガーが、接点間の電磁反発力をなくし、接点間に発生する電磁反発力の増加に伴うワイプ機構や操作器の大型化を解消するためのものであることの記載は、一切なされていない。
【０００９】
本発明は上述の点に鑑みなされたもので、その第１の目的は、ワイプ機構及び操作器を小形、軽量化できる真空開閉器を提供することにある。
【００１０】
また、本発明の第２の目的は、上記第１の目的に加え、多頻度の開閉動作に対しても金属粉の発生を抑制することは勿論、大電流を通電しても安定した接触抵抗が維持でき、接触部が温度上昇しない真空開閉器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の真空開閉器は、上記第１の目的を達成するために、円筒絶縁材と、該円筒絶縁材の一端側に接合された固定側端板と、該固定側端板を気密に貫通する固定側導体と、該円筒絶縁材の他端側に接合された可動側端板及びベローズと、該ベローズを気密に貫通すると共に、操作器と絶縁ロッド及びワイプ機構を介して接続され軸方向に駆動可能な可動側導体と、該可動側導体と接離するフィンガー形接触子とを備えていることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の真空開閉器は、上記第２の目的を達成するために、上記第１の目的を達成する構成に加え、前記固定側導体の軸上に、前記可動側導体の軸方向の駆動を停止する可動側導体用ストッパーが配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ワイプ機構及び操作器の小形、軽量化が図れる。また、ワイプ機構及び操作器の小形、軽量化に加え、多頻度の開閉動作に対しても金属粉の発生を抑制することは勿論、大電流を通電しても安定した接触抵抗が維持でき、接触部が温度上昇しない効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の真空開閉器の実施例１であり、接点が開状態を示す側断面図である。
【図２】本発明の真空開閉器の実施例１であり、接点が閉状態を示す側断面図である。
【図３】図１におけるＡ断面矢視図である。
【図４】本発明の真空開閉器の実施例２であり、図２の可動側導体用ストッパー付近を拡大した図である。
【図５】本発明の真空開閉器の実施例３であり、図２の可動側導体用ストッパー付近を拡大した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図示した実施例に基づいて本発明の真空開閉器について説明する。
【実施例１】
【００１６】
図１乃至図３は、本発明の真空開閉器の実施例１を示すものであり、図１は接点が開状態を、図２は接点が閉状態を、図３は図１におけるＡ断面矢視図をそれぞれ示している。
【００１７】
図１乃至図３における真空開閉器１は、円筒絶縁材２の一端側に接合された固定側端板３と、固定側端板３を気密に貫通する固定側導体４と、円筒絶縁材２の他端に接合された可動側端板５と、可動側端板５に一端が接続され、可動部の可動を許容すると共に、内部の真空を維持するためのベローズ６と、ベローズ６を気密に貫通する真空を維持しながら軸方向に駆動する可動側導体７とで真空容器を構成し、その真空容器の内部には、可動側導体７の先端部と、可動側導体７と接離する複数の接点フィンガー８と、接点フィンガー８の外周に密接して配置された径方向に可撓性を有する鋼材９で構成するフィンガー形接触子１０が配置されている。
【００１８】
また、円筒絶縁材２と固定側端板３の接合部近傍には、接合部の電界集中を緩和するための固定側接合部シールド１１が配置され、一方、円筒絶縁材２と可動側端板５の接合部近傍には、接合部の電界集中を緩和するための可動側接合部シールド１２が配置されている。更に、径方向に可撓性を有する鋼材９の外周には、接点フィンガー先端部の電界集中を緩和するための可動側導体７側に突出した接点フィンガー先端部シールド１３が配置されている。
【００１９】
なお、可動側導体７は、環状部材のガイド１４の内側を遊嵌し、操作用絶縁ロッド１５、ワイプ機構１６と連結された操作器（図示せず）と接続され、軸方向の駆動が可能となる。これにより、可動側導体７と接点フィンガー８の接離、即ち、接点の開状態と閉状態を切り替えている。
【００２０】
そして、本実施例では、固定側導体４の軸上に、可動側導体７の軸方向の駆動を停止する可動側導体用ストッパー１７が配置されている。
【００２１】
このように構成される本実施例の真空開閉器１は、操作器の動作により、操作用絶縁ロッド１５とワイプ機構１６を介して接続されている可動側導体７が軸方向に駆動することができ、図１に示す開状態から可動側導体７が固定側導体４側に移動することによって、可動側導体７と接点フィンガー８が接触し、図２に示すように、接点フィンガー８は、可動側導体７と接触した状態で径方向に押し広げられ、可動側導体７の先端面が固定側導体４の軸上に配置された可動側導体用ストッパー１７と接触することで可動側導体７の駆動が停止し、閉状態に切り替えることができる。
【００２２】
この時、可動側導体７と接点フィンガー８の接点部が、双方の対向する先端丸面取り部となる位置で可動側導体７は停止し、径方向に押し広げられた接点フィンガー８は、その外周に密接して配置された可撓性を有する鋼材９により、可動側導体７に所定の接触荷重を常時加えることができる。
【００２３】
通常、フィンガー形接触子１０の接点フィンガー８と可動側導体７との接点接触部は、開閉動作に伴う挿抜と長い摺動動作の繰り返しにより摩耗が発生し、微細な金属粉が発生する恐れがあるが、本実施例の構成とすることにより、接点接触部は挿抜と極めて短い摺動となるため、摩耗による微細な金属粉の発生を抑制できる。また、可動側導体７と接点フィンガー８の接触抵抗は、安定した低接触抵抗を維持でき、接触部の温度上昇を防止することができる。
【００２４】
また、フィンガー形接触子１０を真空容器内部に配置しているため、接点の閉動作は、真空自閉力（可動導体が真空力で引っ張られること）を利用できるため、ワイプ機構１６と操作器の小形、軽量化が実現できる。更に、真空中であるため接点は酸化しないため、接点フィンガー８或いは可動側導体７の表面には、めっき処理する必要はない。
【００２５】
従って、本実施例によれば、真空中で可動側導体７と接離するフィンガー形接触子１０を備えていることから、多頻度の開閉動作に対しても、金属粉の発生を抑制することは勿論、大電流を通電しても安定した低接触抵抗を維持でき、接触部が温度上昇せず、また、接点間の電磁反発力の発生がなくなり、電流の増加に伴う電磁反発力以上の接触荷重を加える大きさのワイプ機構１６や操作器とする必要がなくなり、ワイプ機構１６と操作器を小形、軽量化できる真空開閉器を得ることができる。
【実施例２】
【００２６】
図４は、本発明の真空開閉器の実施例２を示すものであり、図２の可動側導体用ストッパー１７付近の拡大図である。
【００２７】
該図に示すように、実施例２では、可動側導体用ストッパー１７の材料を、セラミックスなどの絶縁材としたものである。
【００２８】
この構成により、可動側導体用ストッパー１７と可動側導体７の経路で電流は流れることなく、通電は全て接点フィンガー８と可動側導体７の接触部でなされることになる。
【００２９】
この結果、可動側導体用ストッパー１７と可動側導体７間の電磁反発力は発生しないため、電磁反発力に対向する接触荷重を加えるワイプ機構１６と操作器の小形、軽量化が可能になる。
【００３０】
なお、可動側導体用ストッパー１７を接点フィンガー８より導電性が低い金属（例えば、ステンレス或いはセラミックス）に変更した場合や、可動側導体用ストッパー１７の先端面に、セラミックスなどの絶縁物を設けた場合でも、同様な効果を得ることができる。
【実施例３】
【００３１】
図５は、本発明の真空開閉器の実施例３を示すものであり、図２の可動側導体用ストッパー１７付近の拡大図である。
【００３２】
該図に示すように、実施例３では、可動側導体用ストッパー１７と接触する可動側導体７の先端面にセラミックスなどの絶縁物を設けている。尚、この際の可動側導体用ストッパー１７の材質は、銅、アルミ、或いはセラミックスである。
【００３３】
この構成により、可動側導体用ストッパー１７と可動側導体７の経路で電流は流れることなく、通電は全て接点フィンガー８と可動側導体７の接触部でなされることになる。
【００３４】
この結果、可動側導体用ストッパー１７と可動側導体７間の電磁反発力は発生しないため、電磁反発力に対向する接触荷重を加えるワイプ機構１６と操作器の小形、軽量化が可能になる。
【００３５】
なお、上記の絶縁物を接点フィンガー８より導電性が低い金属（例えば、ステンレス或いはセラミックス）に変更した場合でも、同様な効果を得ることができる。
【００３６】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成を置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【００３７】
１…真空開閉器、２…円筒絶縁材、３…固定側端板、４…固定側導体、５…可動側端板、６…ベローズ、７…可動側導体、８…接点フィンガー、９…可撓性を有する鋼材、１０…フィンガー形接触子、１１…固定側接合部シールド、１２…可動側接合部シールド、１３…接点フィンガー先端部シールド、１４…ガイド、１５…操作用絶縁ロッド、１６…ワイプ機構、１７…可動側導体用ストッパー。
【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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