(57)【要約】【課題】高い冷却性能をもち一層小型化が可能な真空遮断器及びこの真空遮断器に用いられる真空遮断器用放熱器を提供する。【解決手段】真空バルブ１２外の可動通電軸１２５の軸端部１２５ａを間に挟んでお互いに対向して設けられる一対の放熱部材５１を含む放熱器５０を備え、一対の放熱部材５１は、可動通電軸１２５の軸端部からの熱の伝熱経路を形成するための基部５２と、基部５２の両端部から突出して配列された放熱用フィン５３とを有し、各基部５２は、可動通電軸１２５の軸端部に部分的に嵌合する嵌合凹部と、嵌合凹部５２Ａと段差をもって隣接し絶縁ロッド１９との干渉を防止するための逃げ凹部５２Ｂとが形成されている。【選択図】図１
2009009849.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定通電軸と、前記固定通電軸の軸線方向に移動可能に設けられ前記固定通電軸と接触及び離隔する可動通電軸と、前記固定通電軸と可動通電軸との少なくとも接触部を真空雰囲気下におくための真空バルブとを有する真空遮断器であって、
前記真空バルブ外の前記可動通電軸の軸端部を間に挟んでお互いに対向して設けられる一対の放熱部材を含む放熱器を備え、
前記一対の放熱部材は、前記可動通電軸の軸端部からの熱の伝熱経路を形成するための基部と、
前記基部の両端部から突出して配列された放熱用フィンと、を有し、
前記各基部は、お互いの対向面に、前記可動通電軸の軸端部と部分的に嵌合する嵌合凹部と、前記嵌合凹部と段差をもって隣接し前記可動通電軸と前記可動通電軸へ駆動力を伝達するための駆動部材とを連結する連結部材との干渉を防止するための逃げ凹部とが形成されている、
ことを特徴とする真空遮断器。
【請求項２】
固定通電軸と、前記固定通電軸の軸線方向に移動可能に設けられ前記固定通電軸と接触及び離隔する可動通電軸と、前記固定通電軸と可動通電軸との少なくとも接触部を真空雰囲気下におくための真空バルブとを有する真空遮断器において、前記真空バルブ外の前記可動通電軸の軸端部に設けられる真空遮断器用放熱器であって、
前記真空バルブ外の前記可動通電軸の軸端部を間に挟んでお互いに対向して設けられる一対の放熱部材を有し、
前記一対の放熱部材は、前記可動通電軸の軸端部からの熱の伝熱経路を形成するための基部と、
前記基部の両端部から突出して配列された放熱用フィンと、を有し、
前記各基部は、お互いの対向面に、前記可動通電軸の軸端部と部分的に嵌合する嵌合凹部と、前記嵌合凹部と段差をもって隣接し前記可動通電軸と前記可動通電軸へ駆動力を伝達するための駆動部材とを連結する連結部材との干渉を防止するための逃げ凹部とが形成されている、
ことを特徴とする真空遮断器用放熱器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空遮断器及び真空遮断器用放熱器に関する。
【背景技術】
【０００２】
真空遮断器は、例えば、特許文献１等に開示されているように、高真空の容器に電極を収めた構造を有し、高真空による絶縁耐力と消アーク能力を利用して電流の遮断を行う。このような真空遮断器では、小型化の要請が強く、特許文献１は、放熱フィンを通電用の固定側通電軸（電極）及び可動側通電軸（電極）に設けてこれらの温度上昇を抑制することにより、真空遮断器の小型化を図る技術を開示している。この技術によれば、固定側通電軸及び可動側通電軸に放熱フィンを取り付けるだけで真空遮断器の通電部の温度上昇を抑制することができるので、比較的簡素な構造で小型化を実現できる。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−６５０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、真空遮断器の固定側通電軸及び可動側通電軸に放熱フィンを固定する場合、放熱フィンの取り付けのために固定側通電軸及び可動側通電軸の長さを延長する必要があり、小型化にも限界がある。
【０００５】
本発明は、上記の事情に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、高い冷却性能をもち一層小型化が可能な真空遮断器及びこの真空遮断器に用いられる真空遮断器用放熱器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る真空遮断器は、固定通電軸と、前記固定通電軸の軸線方向に移動可能に設けられ前記固定通電軸と接触及び離隔する可動通電軸と、前記固定通電軸と可動通電軸との少なくとも接触部を真空雰囲気下におくための真空バルブとを有する真空遮断器であって、前記真空バルブ外の前記可動通電軸の軸端部を間に挟んでお互いに対向して設けられる一対の放熱部材を含む放熱器を備え、前記一対の放熱部材は、前記可動通電軸の軸端部からの熱の伝熱経路を形成するための基部と、前記基部の両端部から突出して配列された放熱用フィンと、を有し、前記各基部は、お互いの対向面に、前記可動通電軸の軸端部と部分的に嵌合する嵌合凹部と、前記嵌合凹部と段差をもって隣接し、前記可動通電軸と前記可動通電軸へ駆動力を伝達するための駆動部材とを連結する連結部材との干渉を防止するための逃げ凹部とが形成されている、ことを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、基部に嵌合凹部及び逃げ凹部を形成することにより、可動通電軸への設置面積を抑制しつつ、可動通電軸から放熱用フィン熱へ至る伝熱経路を確保でき、高い冷却性能をもち一層小型化が可能な真空遮断器が得られる。
【０００８】
本発明に係る真空遮断器用放熱器は、固定通電軸と、前記固定通電軸の軸線方向に移動可能に設けられ前記固定通電軸と接触及び離隔する可動通電軸と、前記固定通電軸と可動通電軸との少なくとも接触部を真空雰囲気下におくための真空バルブとを有する真空遮断器において、前記真空バルブ外の前記可動通電軸の軸端部に設けられる真空遮断器用放熱器であって、前記真空バルブ外の前記可動通電軸の軸端部を間に挟んでお互いに対向して設けられる一対の放熱部材を有し、前記一対の放熱部材は、前記可動通電軸の軸端部からの熱の伝熱経路を形成するための基部と、前記基部の両端部から突出して配列された放熱用フィンと、を有し、前記各基部は、お互いの対向面に、前記可動通電軸の軸端部と部分的に嵌合する嵌合凹部と、前記嵌合凹部と段差をもって隣接し、前記可動通電軸と前記可動通電軸へ駆動力を伝達するための駆動部材とを連結する連結部材との干渉を防止するための逃げ凹部と、が形成されている、ことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、高い冷却性能をもち一層小型化が可能な真空遮断器及びこの真空遮断器に用いられる真空遮断器用放熱器が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の最良の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
図１ないし図７は本発明の一実施形態を示す図であって、図１は本発明の一実施形態に係る真空遮断器の一部に断面図を含む構成図、図２は放熱器が装着されていない状態の真空遮断器の一部に断面図を含む構成図、図３は図１のＡ−Ａ線方向の断面図、図４は図１のＢ−Ｂ線方向の断面図、図５は放熱器の斜視図、図６は放熱器の断面図、及び、図７は放熱部材の斜視図である。
【００１１】
真空遮断器１は、図１及び図２に示すように、鉛直方向に立設する電気的に絶縁された絶縁フレーム１１、この絶縁フレーム１１の上端部に支持された固定側端子１７及び中間部に支持された可動側端子１８、固定側端子１７に電気的に接続され先端部に接点１２２ａを備える固定通電軸１２１、可動側端子１８に摺動接触子１３を介して電気的に接続され先端部に接点１２２ｂを備える可動通電軸１２５、接点１２２ａ，１２２ｂを含む固定通電軸１２１及び可動通電軸１２５を真空雰囲気下におくための真空バルブ１２、真空バルブ１２と可動通電軸１２５との間をシールするベローズ１２４、可動通電軸１２５の下端部に接続された電気絶縁性材料からなる連結部材としての絶縁ロッド１９、絶縁ロッド１９と駆動部材としての連結棒２３により連結された金具２１、金具２１とピン２２により回動自在に連結され開閉軸１４を中心に揺動可能に支持された開閉レバー１５等から基本的に構成され、さらに、可動側端子１８に固定された放熱器３０及び可動通電軸１２５の軸端部１２５ａに固定された放熱器５０を備える。
【００１２】
尚、絶縁ロッド１９は、可動通電軸１２５と接触ばね２０との間の電気的距離を稼ぐために、末広がり状に形成されており、可動通電軸１２５の軸径よりも大きな直径を有する。
【００１３】
上記構成の真空遮断器１では、図示しない操作機構が開閉レバー１５に連結されており、この操作機構により開閉レバー１５を開閉軸１４を中心に駆動することにより、可動通電軸１２５が上下動し、接点１２２ａ及び接点１２２ｂの接触、離隔（開閉）が行われる。接触ばね２０は、接点１２２ａと接点１２２ｂとが接触する際にその付勢力により加圧し、接触抵抗を低減させる役割を果たす。接点１２２ａ及び接点１２２ｂが導通することにより、固定側端子１７から可動側端子１８に至る通電回路が形成され、図示しない操作機構の操作により、接点１２２ａと接点１２２ｂとが開くと、真空バルブ１２の真空雰囲気内でアークが短時間に消弧され、電流が遮断される。
【００１４】
放熱器３０は、図３に示すように、複数の放熱フィン３０ｆを備えており、この放熱フィン３０ｆは、可動通電軸１２５の軸線方向に沿って配列されている。放熱器３０は、熱伝導率が比較的高いアルミニウムあるいはアルミニウム合金等で形成されている。
【００１５】
また、放熱器３０は、図１に示すように、可動側端子１８に設けられた摺動接触子１３の近傍に配置されている。可動通電軸１２５及び可動側端子１８は、摺動接触子１３において最も熱を発生しやすく、この摺動接触子１３の近傍に放熱器３０を設けることにより、可動側端子１８及び可動通電軸１２５を効率良く冷却できる。
【００１６】
次に、放熱器５０の構成について図４ないし図７を参照して説明する。
放熱器５０は、図４に示すように、一対の放熱部材５１を有し、これら一対の放熱部材５１は、真空バルブ１２外の可動通電軸１２５の軸端部１２５ａを間に挟んでお互いに対向して設けられ、ナット２４及びボルト２５からなる締結部材により互いに締結されることにより軸端部１２５ａに固定されている。
【００１７】
放熱部材５１は、例えば、アルミニウムあるいはアルミニウム合金等の熱伝導性の高い材料で形成され、図５ないし図７に示すように、可動通電軸１２５の軸端部１２５ａからの熱の伝熱経路を形成するためのブロック状の基部５２と、この基部５２の両端部から突出して配列された複数の放熱用フィン５３とを備えている。
【００１８】
各放熱部材５１の基部５２は、お互いの対向面に、可動通電軸１２５の軸端部１２５ａに部分的に嵌合する嵌合凹部５２Ａと、嵌合凹部５２Ａと段差をもって隣接し連結部材としての絶縁ロッド１９との干渉を防止するための逃げ凹部５２Ｂとが形成されている。また、基部５２は、ボルト２５を挿通するための貫通孔５４が嵌合凹部５２Ａの両側に形成されている。
【００１９】
嵌合凹部５２Ａは、可動通電軸１２５の断面円形の軸端部１２５ａの外周面とフィットするように、半円筒状の曲面に形成され、この曲面が軸端部１２５ａの外周面に接触することにより、可動通電軸１２５側の熱が基部５２へ伝導される。
【００２０】
逃げ凹部５２Ｂは、基部５２が絶縁ロッド１９と接触するのを防止するために、絶縁ロッド１９の上端側を基部５２が囲むように半円筒状の曲面に形成されると共に嵌合凹部５２Ａよりも大径に形成されている。この逃げ凹部５２Ｂにより、基部５２が絶縁ロッド１９と接触するのを防止することにより、可動通電軸１２５を延長化することなく、放熱フィン５３の可動通電軸１２５の軸線方向における幅を十分に確保でき、放熱フィン５３の表面積を拡大化できる。
【００２１】
また、基部５２に逃げ凹部５２Ｂを形成することにより、図６に示すように、熱が伝導する断面５２ｃの面積は十分に確保できるので、基部５２の軸線方向の上側から下側に向けて熱を行き渡らせることができ、放熱部材５１の放熱性能は確保できる。
【００２２】
放熱用フィン５３は、図４等に示すように、基部５２の両端部の軸線方向の全幅に亘り形成されていると共に、可動通電軸１２５の軸線方向に沿って配置され、例えば、厚さは、１〜２ｍｍ程度、基部５２から先端部までの長さは、３０〜５０ｍｍ程度であり、高いフィン効率が得られる。
【００２３】
また、放熱用フィン５３は、可動通電軸１２５の軸線方向に沿って配置されているので、放熱部材５１の断面係数を大きくとることができ、強度低下を軽減して大きな加速度に耐えうるようになっている。
【００２４】
ここで、放熱器５０の製造方法の一例について図８を参照して説明する。
先ず、図８（ａ）に示すように、例えば、１．０ｍｍ程度の肉厚のフィン板材６１、フィン板材６１よりも短いブロック板材６２、及び肉厚０．５ｍｍ程度のブレージングシート材６３を用意し、対向するフィン板材６１の間にブロック板材６２を挟むと共に各フィン板材６１とこれに対向するブロック板材６２との間にブレージングシート材６３をそれぞれ挟む。
【００２５】
次いで、図８（ｂ）に示すように、フィン板材６１、ブロック板材６２、及びブレージングシート材６３を治具を使用して接合すると共に、６００℃前後の加熱炉で加熱する。これにより、フィン板材６１、ブロック板材６２、及びブレージングシート材６３を一体化し、図８（ｃ）に示すように、基部５２と放熱フィン５３とを備えるを形成する。
【００２６】
そして、一対の放熱部材５１の間にスペーサ６４を挟み、図８（ｄ）に示すように、各放熱部材５１の基部５２の対向面に嵌合凹部５２Ａ及び逃げ凹部５２Ｂを機械加工するとともに、基部５２に貫通孔５４を機械加工する。
【００２７】
上記の製造方法により各放熱部材５１を製造すると、ブレージングシート材６３により全面接合するため、放熱部材５１を熱抵抗が小さく、小型化、軽量化できる。
【００２８】
放熱器５０の製造方法の他の例としては、図９（ａ）に示すように、基部５２と放熱フィン５３とを別々に用意すると共に、基部５２の両端部に放熱フィン５３を嵌めるための溝５２ｅを形成し、溝５２ｅを加締めることにより、図９（ｂ）に示すような放熱部材５１Ａが得られる。
【００２９】
放熱器５０の製造方法のさらに他の例としては、図１０（ａ）に示すように、基部５２と放熱フィン５３とを別々に用意すると共に、基部５２の両端部に複数の突条５２ｆを形成する。そして、各突条５２ｆと放熱フィン５３とを溶接することにより、図１０（ｂ）に示すような放熱部材５１Ｂが得られる。
【００３０】
図１１及び図１２は、本発明の他の実施形態を示す図であって、図１１は真空遮断器の一部に断面図を含む構成図、及び図１２は放熱器が装着されていない状態の図１の真空遮断器の構成図である。尚、図１１及び図１２において、図１及び図２に示した真空遮断器と同一の構成部分には同一の符号を使用している。
【００３１】
図１１及び図１２に示す真空遮断器１Ａは、可動通電軸１２５の軸端部にボルト２６により金属製の連結部材２７が固定され、この連結部材２７は駆動部材としての絶縁ロッド２９の一端部とピン２８により連結されている。絶縁ロッド２９の他端部は、開閉レバー１５の一端部とピン２２により回転自在に連結されている。また、開閉レバー１５の他端部には、ピン１６により図示しない操作機構が連結されており、この操作機構と開閉レバー１５との間に接触ばね２０Ａが設けられ、この接触ばね２０Ａは、開閉レバー１５の他端部を下向きに付勢する。
【００３２】
尚、連結部材２７は、筒状に形成され、その下端部に絶縁ロッド１９の軸端部が挿入され、連結部材２７の外径は可動通電軸１２５の軸径よりも大きくなっている。
【００３３】
放熱器５０は、図１に示すように、連結部材２７の上側部分を囲んでおり、可動通電軸１２５の軸線方向において放熱部材５１の下端部は連結部材２７の中途まで延びている。これにより、可動通電軸１２５を延長化することなく、放熱器５０を可動通電軸１２５に取り付けることができると共に、放熱器５０の放熱フィンの面積を大きくとることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一実施形態に係る真空遮断器の一部に断面図を含む構成図である。
【図２】放熱器が装着されていない状態の図１の真空遮断器の一部に断面図を含む構成図である。
【図３】図１のＡ−Ａ線方向の断面図である。
【図４】図１のＢ−Ｂ線方向の断面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る放熱器の斜視図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る放熱器の断面図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る放熱部材の斜視図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る放熱器の製造方法の一例を説明するための図である。
【図９】本発明の一実施形態に係る放熱器の製造方法の他の例を説明するための図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係る放熱器の製造方法のさらに他の例を説明するための図である。
【図１１】本発明の他の実施形態に係る真空遮断器の一部に断面図を含む構成図である。
【図１２】放熱器が装着されていない状態の図１１の真空遮断器の一部に断面図を含む構成図である。
【符号の説明】
【００３５】
１、１Ａ…真空遮断器
１１…絶縁フレーム
１２…真空バルブ
１３…摺動接触子
１４…開閉軸
１５…開閉レバー
１７…固定側端子
１８…可動側端子
１９…絶縁ロッド（連結部材）
２１…金具
２３…連結棒（駆動部材）
２７…連結部材
２９…絶縁ロッド（駆動部材）
１２１…固定通電軸
１２２ａ…接点
１２２ｂ…接点
１２４…ベローズ
１２５…可動通電軸
３０,５０…放熱器
５１…放熱部材
５２…基部
５３…放熱フィン
【図１】
2009009849.tif 000003
【図２】
2009009849.tif 000004
【図３】
2009009849.tif 000005
【図４】
2009009849.tif 000006
【図５】
2009009849.tif 000007
【図６】
2009009849.tif 000008
【図７】
2009009849.tif 000009
【図８】
2009009849.tif 000010
【図９】
2009009849.tif 000011
【図１０】
2009009849.tif 000012
【図１１】
2009009849.tif 000013
【図１２】
2009009849.tif 000014