(57)【要約】【課題】メタライズ層のエッジ部の電界を緩和でき、耐電圧性能が高く、製造が容易な真空インタラプタを提供する。【解決手段】真空容器２内に固定電極３及び可動電極４を接離可能に設けた真空インタラプタ１である。真空容器２は、絶縁筒５と絶縁筒５の各開口部に設けられる固定側端板６及び可動側端板７とにより構成される。絶縁筒５の固定側端板６が設けられる側の端部に、固定側端板６がろう付けされる接合部５ａと絶縁筒５の外周に沿って突出して設けられる突起部５ｂとを形成する。接合部５ａの接合面は、接合部５ａの接合面と絶縁筒５の内周側の壁面とにより形成される角が鋭角となるように傾斜させる。接合部５ａには、メタライズ層９を形成し、このメタライズ層９に固定側端板６をろう付けする。突起部５ｂの接合部５ａ側の基端部は、なだらかな曲率に形成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状の絶縁筒と、この絶縁筒の各端部に気密に接合される端板と、を有する真空容器と、前記真空容器内に離接可能に設けられる一対の電極と、を備える真空インタラプタであって、
前記絶縁筒の端部には、前記絶縁筒の外周に沿って突出する突起部と、前記突起部より内周側であって前記端板が接合される接合部と、が形成されており、
前記接合部は、前記絶縁筒が先細りとなるように傾斜している
ことを特徴とする真空インタラプタ。
【請求項２】
前記突起部の内周側の壁面はひだ状である
ことを特徴とする請求項１に記載の真空インタラプタ。
【請求項３】
前記絶縁筒の端部に接合される前記端板の接合部を、前記絶縁筒の接合部の傾斜に合わせた角度に傾斜させた
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の真空インタラプタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空インタラプタに関する。特に、真空インタラプタを構成する絶縁筒の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の真空インタラプタは、円筒形のアルミナセラミックスなどからなる絶縁筒の各端面に金属製の固定側端板と可動側端板がろう付などにより取り付けられている（例えば、特許文献１の図５参照）。
【０００３】
固定側端板及び可動側端板は深皿状であり、中心に電極棒を通す穴が形成されている。固定側端板及び可動側端板が深皿状であると、ろう付け時の高温環境下によって各端板のフランジ部が熱膨張した場合でも、ろう付け箇所にて絶縁筒に応力が集中することが抑制される。固定側端板（及び、可動側端板）と絶縁筒との接合は、主に銀系のろう材を用いて行われる。また、固定側端板には固定側電極棒が設けられ、可動側端板にはベローズを介して可動側電極棒が設けられる。
【０００４】
絶縁筒の端面（すなわち、絶縁筒と固定側端板（または、可動側端板）との封着部）には、絶縁筒に固定側端板（または、可動側端板）をろう付けするためのメタライズ層が形成されている。メタライズ層は極めて薄く、真空インタラプタに異常な高い電圧が印加された場合に他の部位と比べて電界が高くなり、この部位を起点として絶縁筒の外部で沿面閃絡が発生するおそれがある。つまり、絶縁筒と固定側端板（または、可動側端板）との接合部において耐電圧性が低下するおそれがある。
【０００５】
そこで、特許文献２では、絶縁筒の端部に段部を設けて、この部位の電界を緩和している。さらに、特許文献１では、絶縁筒の端部に突起部を設けるとともに、絶縁筒の端面外周側にＵ字の溝部を形成することで、メタライズ層外周部側の端部が周囲に晒されなくなり、メタライズ層の絶縁筒外側角部の電界集中部における電界を緩和している。また、絶縁筒の端面内周側にＵ字状の溝を形成することで、メタライズ層の絶縁筒内側角部の電界集中部における電界を緩和している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−２８２９２３号公報
【特許文献２】実開昭６４−９３３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、絶縁筒の端面にＵ字状の溝部を形成すると、絶縁筒の形状が複雑となり絶縁筒の製作が困難となるおそれがある。
【０００８】
また、絶縁筒と固定側端板（及び可動側端板）とを接続する際、絶縁筒と各端板とは、真空炉などの高温環境下にてろう付けされる。したがって、ろう付け時の温度によって端板のフランジ部が熱膨張するので、Ｕ字状の溝部を形成する箇所を考慮しなければならない。つまり、絶縁筒の厚さは、Ｕ字状の溝部の幅の分だけでなく、フランジ部の熱膨張を考慮した分だけ厚く形成されることとなり、絶縁筒の厚みが厚くなるおそれがある。
【０００９】
上記事情に鑑み、本発明は、メタライズ層のエッジ部の電界を緩和でき、耐電圧性能が高く、製造が容易な真空インタラプタ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】
【００１０】
上記目的を達成する本発明の真空インタラプタの一態様は、円筒状の絶縁筒と、この絶縁筒の各端部に気密に接合される端板と、を有する真空容器と、前記真空容器内に離接可能に設けられる一対の電極と、を備える真空インタラプタであって、前記絶縁筒の端部には、前記絶縁筒の外周に沿って突出する突起部と、前記突起部より内周側であって前記端板が接合される接合部と、が形成されており、前記接合部は、前記絶縁筒が先細りとなるように傾斜していることを特徴としている。
【００１１】
また、上記目的を達成する本発明の真空インタラプタの他の態様は、上記真空インタラプタにおいて、前記突起部の内周側の壁面はひだ状であることを特徴としている。
【００１２】
また、上記目的を達成する本発明の真空インタラプタの他の態様は、上記真空インタラプタにおいて、前記絶縁筒の端部に接合される前記端板の接合部を、前記絶縁筒の接合部の傾斜に合わせた角度に傾斜させたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
以上の発明によれば、メタライズ層のエッジ部の電界を緩和でき、耐電圧性能が高く、製造が容易な真空インタラプタを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係る真空インタラプタの概略を示す断面図である。
【図２】絶縁筒端部の拡大断面図である。
【図３】絶縁筒端部の他例を示す拡大断面図である。
【図４】（ａ）固定側端板がセンター位置に合っていない場合を説明する説明図、（ｂ）固定側端板をセンター位置に位置決めする工程を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の実施形態に係る真空インタラプタについて、図面を参照して詳細に説明する。なお、図１乃至図４は、本発明の実施形態に係る真空インタラプタを模式的に示す図であり、図示された寸法と実際の寸法とが必ずしも一致するものではない。
【００１６】
図１に示すように、本発明の実施形態に係る真空インタラプタ１は、真空容器２内に、固定電極３及び可動電極４を接離可能に設けて構成される。真空容器２は、絶縁筒５と絶縁筒５の各開口部に設けられる金属製の固定側端板６及び可動側端板７とにより構成される。
【００１７】
絶縁筒５は、例えば、アルミナセラミックスなどからなり、円筒形状に形成される。絶縁筒５の固定側端板６が設けられる側の端部には、固定側端板６がろう付けされる接合部５ａと、絶縁筒５の外周側端部から突出して設けられる突起部５ｂと、が形成されている。また、絶縁筒５内部であって、固定電極３と可動電極４とを覆うように中間シールド８が設けられる。
【００１８】
接合部５ａは、絶縁筒５の端面であって固定側端板６の端部がろう付けされる部位である。図２に示すように、接合部５ａには、固定側端板６をろう付けするためのメタライズ層９が形成される。また、接合部５ａは、接合部５ａの接合面と絶縁筒５の内周側の壁面とにより形成される角が鋭角となるように傾斜している。すなわち、接合部５ａ（つまり、絶縁筒５の端部内周部側）は、絶縁筒５が先細りとなるように傾斜している。
【００１９】
突起部５ｂは、絶縁筒５の外周に沿って突出して設けられる。突起部５ｂの接合部５ａ側の基端部は、なだらかな曲率に形成される。突起部５ｂの基端部をなだらかな曲率形状にすることで、基端部に形成されたメタライズ層９の端部における電界を緩和することができる。また、基端部をなだらかな曲面にすることで、製造（例えば、アルミナ粉をプレス成型し焼成するようなセラミック製法での製造）が容易となる。また、図３に示すように、突起部５ｂの絶縁筒５内周側の壁面５ｃをひだ状（例えば、絶縁筒５の軸方向断面が波状となるように）に加工することで、沿面距離を多くすることができ、汚損による外部沿面閃絡を防止することができる。なお、壁面５ｃの形状は、沿面距離を長くする形状であれば、特に限定されるものではなく、例えば、凹凸連続形状、凸凸連続形状、凹凹連続形状、△△形状などに形成される。
【００２０】
さらに、絶縁筒５の内周側の角部には、面取り部５ｄが形成される。面取り部５ｄには、メタライズ層９が形成されておらず、絶縁筒５内周側端部の電界集中部における電界が緩和される。
【００２１】
図１に示すように、固定側端板６は深皿状に形成されており、この深皿形状のフランジ端部が絶縁筒５の一端側の開口部に設けられたメタライズ層９にろう材により接合される。固定側端板６の端部を接合部５ａの傾斜角度に合わせた角度となるように形成すると、安定して絶縁筒５に固定側端板６をろう付けすることができる。固定側端板６の中央部には固定リード３ａが、気密に貫通した状態で固定支持される。この固定リード３ａの真空容器２内に位置する先端には、固定電極３が取り付けられる。
【００２２】
可動側端板７は深皿状に形成されており、この深皿形状のフランジ端部が絶縁筒５の他端側の開口部に設けられたメタライズ層９にろう材により接合される。可動側端板７の中央部には可動リード４ａが挿通される孔７ａが形成されており、この孔７ａを挿通して可動リード４ａが設けられる。可動リード４ａの真空容器２内に位置する先端には、可動電極４が設けられる。可動リード４ａは、図示しない外部操作機器によって軸方向に移動されるようになっており、可動リード４ａを軸方向に移動することで固定電極３と可動電極４とが接離して電流の投入・遮断が行われる。なお、可動側端板７と可動リード４ａとの間には、薄いステンレス製のベローズ１０が設けられており、真空容器２内を真空に保った状態で可動リード４ａが軸方向に移動可能となっている。
【００２３】
上記のような真空インタラプタ１において、図４（ａ）に示すように、固定側端板６が絶縁筒５のセンター位置からずれると、固定リード３ａが斜めとなってしまい、真空インタラプタ１の開閉動作不良となるおそれがある。そこで、絶縁筒５に固定側端板６をろう付けする際には、図４（ｂ）に示すように、絶縁筒５の突起部５ｂと固定側端板６との間に治具１１などを設け、固定側端板６が絶縁筒５のセンター位置に合わせられる。そして、真空炉などの高温環境下にてろう材を溶かし、絶縁筒５と固定側端板６とがろう付けされる。このとき、接合部５ａが傾斜していることで、不要な溶融されたろう材は、接合部５ａと突起部５ｂとの間に排除されることとなる。
【００２４】
以上のような本発明の実施形態に係る真空インタラプタ１によれば、絶縁筒５の端部外周部に突起部５ｂを設けるとともに、固定側端板６が接合される接合部５ａを傾斜させることで、メタライズ層９における耐電圧性能を向上させることができる。
【００２５】
つまり、絶縁筒５の端部に突起部５ｂを設け、突起部５ｂの基端部をなだらかな曲率形状にすることで、メタライズ層９の外周側角部の電界集中部における電界緩和が可能となる。また、突起部５ｂのバリア効果により絶縁筒５の端部が保護されるので、外部沿面閃絡を軽減することができる。そして、接合部５ａを傾斜させることで、メタライズ層９の内周側角部と中間シールド８との沿面距離を長くすることができる。さらに、絶縁筒５の内周側端部に面取り部５ｄを設けることで、メタライズ層９の内周側角部の耐電圧性をさらに向上させることができる。
【００２６】
また、絶縁筒５の加工は絶縁筒５端部に突起部５ｂを設けること及び接合部５ａを傾斜するように形成することであるので、絶縁筒５の加工が容易であり、安価で容易に真空インタラプタ１を製造することができる。
【００２７】
また、固定側端板６（及び可動側端板７）の端部を、絶縁筒５の接合部５ａの傾斜角度に合わせた角度となるように形成することで、安定してろう付けを行うことができる。
【００２８】
従来の真空インタラプタのように接合部を傾斜させない場合、不要なろう材が排出されないなどの問題がある。不要なろう材が絶縁筒５の内側に内在すると、真空インタラプタ内部における耐電圧性能が低下するおそれがある。これに対して本発明の実施形態に係る真空インタラプタ１は、接合部５ａを傾斜させることで、突起部５ｂの基端部と接合部５ａとの間に不要な溶融されたろう材を簡単に排除することができる。その結果、ろう材が絶縁筒５の内周部側に漏出することによる絶縁筒５内部における耐電圧性能の低下を抑制することができる。
【００２９】
また、突起部５ｂの絶縁筒５内周側の壁面５ｃをひだ状に形成することで、より沿面距離が得られ、外部沿面閃絡を抑制することができる。
【００３０】
なお、本発明の実施形態の説明では、本発明の好ましい態様を示して説明したが、本発明は実施形態に限定されるものではなく、発明の特徴を損なわない範囲において適宜設計変更が可能である。
【００３１】
例えば、突起部５ｂ及び傾斜した接合部５ａは、絶縁筒５の一方若しくは両方に設ける態様とすることができる。つまり、突起部５ｂ及び傾斜した接合部５ａは、少なくとも絶縁筒５の一方の端部に形成することで、本発明の真空インタラプタ１の有する効果の一部を得ることができる。ただし、高電圧が印加される固定側端板６が設けられる端部に突起部５ｂ及び傾斜した接合部５ａを設けることが好ましい。
【符号の説明】
【００３２】
１…真空インタラプタ
２…真空容器
３…固定電極
３ａ…固定リード
４…可動電極
４ａ…可動リード
５…絶縁筒
５ａ…接合部，５ｂ…突起部，５ｃ…壁面，５ｄ…面取り部
６…固定側端板（端板）
７…可動側端板（端板）
８…中間シールド
９…メタライズ層
１０…ベローズ
１１…治具
【図１】
2017147026.tif 000003
【図２】
2017147026.tif 000004
【図３】
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【図４】
2017147026.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成29年4月6日(2017.4.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状の絶縁筒およびこの絶縁筒の各端部に気密に接合される端板を有する真空容器と、前記真空容器内に離接可能に設けられる一対の電極と、を備える真空インタラプタであって、
前記絶縁筒の端部には、前記絶縁筒の外周に沿って前記絶縁筒の軸方向に突出する突起部と、前記突起部より内周側であって前記端板が接合される接合部と、が形成されており、
前記接合部は、前記絶縁筒内側の端部が前記絶縁筒の軸方向に突出するように傾斜している
ことを特徴とする真空インタラプタ。
【請求項２】
前記突起部の内周側の壁面はひだ状である
ことを特徴とする請求項１に記載の真空インタラプタ。
【請求項３】
前記絶縁筒の端部に接合される前記端板の接合部を、前記絶縁筒の接合部の傾斜に合わせた角度に傾斜させた
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の真空インタラプタ。