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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Vakuum-Schalter, der einen Lichtbogen mittels eines Magnetfeldes zerstreut, das durch einen in Elektroden fließenden elektrischen Strom erzeugt wird.
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Einschlägiger Stand der Technik
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Wie z. B. in der japanischen Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift
JP H1-315 914 A (Patentdokument 1) und der japanischen Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift
JP H11-317 134 A (Patentdokument 2) offenbart ist, wird ein Vakuum-Schalter aus einem isolierenden Material, wie z. B. einem Glasmaterial oder einem Keramikmaterial, gebildet und besitzt einen zylindrischen, mit Boden versehenen Vakuumbehälter, dessen innenseitiges Gas evakuiert ist, so dass ein hohes Vakuum vorherrscht, jeweilige Elektrodenstäbe, die an den beiden Enden des Vakuumbehälters vorgesehen sind, spiralförmige Spulenelektroden, die an den jeweiligen einander zugewandten Elektrodenstabspitzen vorgesehen sind, sowie jeweilige scheibenförmige Kontakte, die mit den Spulenelektroden verbunden sind.
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Einer der Elektrodenstäbe wird in der Axialrichtung bewegt, so dass die beiden Kontakte (d. h. der Kontakt auf der feststehenden Seite und der Kontakt auf der beweglichen Seite) miteinander in Kontakt gebracht werden oder voneinander getrennt werden und dadurch eine Aktivierung oder Unterbrechung ausgeführt wird.
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Die Spulenelektrode ist in jedem von den Patentdokumenten 1 und 2 erläutert; auf der Rückseite von jedem der beiden Kontakte ist eine Vielzahl von kreisbogenförmigen Spulenbereichen entlang des Außenumfangsrands des Kontakts in der Umfangsrichtung getrennt angeordnet, so dass ein in Achsenrichtung wirkendes Magnetfeld in der Kontaktrichtung/Trennungsrichtung der auf der feststehenden Seite und der beweglichen Seite vorhandenen Kontakte als Hauptelektroden erzeugt wird; das eine Ende des Spulenbereichs weist einen sich in Richtung auf das Zentrum erstreckenden Armbereich auf, und das andere Ende desselben weist einen mit dem Kontakt zu verbindenden vorstehenden Bereich auf.
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Bei dem vorstehend beschriebenen Vakuum-Schalter erzeugt die Spulenelektrode zum Zeitpunkt der Aktivierung ein Magnetfeld in Achsenrichtung, und ein zum Zeitpunkt der Unterbrechung zwischen den Kontakten unweigerlich erzeugter elektrischer Lichtbogen ist auf den Bereich innerhalb des Durchmessers des Kontakts beschränkt und wird gleichzeitig an der Oberfläche des Kontakts zerstreut, so dass die Stromdichte an der Kontaktoberfläche vermindert ist; auf diese Weise wird das Ausschaltvermögen des Kontaktmaterials besser, und der Strom kann somit ausgeschaltet werden.
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Zum Erhöhen des Ausschaltvermögens des Vakuum-Schalters ist es unverzichtbar, die Spulenelektroden und das Kontaktmaterial weiter zu entwickeln; daher sind bis zum heutigen Tag verschiedene Studien durchgeführt worden. Folglich ist es bekannt, dass die Abschaltleistung eines Vakuum-Schalters proportional zu der Stärke, der Gleichmäßigkeit und der Fläche des von einer Spulenelektrode erzeugten Magnetfelds in Achsenrichtung erhöht wird.
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Stand der Technik
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Patentdokumente
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- Patentdokument 1 Japanische Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift JP H1-315 914 A
- Patentdokument 2 Japanische Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift JP H11-317 134 A .
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Offenbarung der Erfindung
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Mit der Erfindung zu lösende Probleme
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Wie in jedem der Patentdokumente 1 und 2 erläutert, fließt bei einem Vakuum-Schalter, bei dem ein Verfahren zum Einsatz kommt, die Abschaltleistung dadurch zu erhöhen, dass ein Magnetfeld einen zwischen den Kontakten erzeugten elektrischen Lichtbogen zerstreut, ein angelegter elektrische Strom in den Spulenelektroden auf der feststehenden Seite und auf der beweglichen Seite, so dass ein Magnetfeld in Achsenrichtung zwischen den Spulenelektroden erzeugt wird.
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Wie in dem Patentdokument 1 offenbart, zeigen die 6 und 7 jeweils eine Ansicht zur Erläuterung der positionsmäßigen Beziehung zwischen der Spulenelektrode auf der feststehenden Seite und der Spulenelektrode auf der beweglichen Seite, wobei sie einen Zustand veranschaulichen, in dem die Spulenelektrode auf der feststehenden Seite und die Spulenelektrode auf der beweglichen Seite einander überlagert sind.
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Ein elektrischer Strom, der von einem Elektrodenstab 4 auf der feststehenden Seite zu einer Spulenelektrode fließt, fließt dabei in einem Armbereich 18 (d. h. einem Armbereich auf der feststehenden Seite) einer Spulenelektrode 9 auf der feststehenden Seite, einem Spulenbereich 19 auf der feststehenden Seite, einem vorstehenden Bereich 21 auf der feststehenden Seite, einem Kontakt (nicht dargestellt) auf der feststehenden Seite sowie einem Kontakt (nicht dargestellt) auf der beweglichen Seite in der genannten Reihenfolge.
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Anschließend fließt dieser elektrische Strom in einen vorstehenden Bereich 25 (d. h. den vorstehenden Spulenbereich auf der beweglichen Seite) einer Spurenelektrode 11 auf der beweglichen Seite, einem Spulenbereich 23 auf der beweglichen Seite, einem Armbereich 22 auf der beweglichen Seite in der genannten Reihenfolge und fließt dann zu einem Elektrodenstab 7 auf der beweglichen Seite.
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Da in dieser Situation Ströme in der gleichen Richtung auf der feststehenden Seite und der beweglichen Seite fließen, wirken jeweilige, durch die Spulenbereich 19 und 23 auf der feststehenden Seite und der beweglichen Seite erzeugte Magnetfelder in einer Richtung, in der sie sich gegenseitig verstärken; wie jedoch in den 6 und 7 jeweils mit durchgezogener Linie und unterbrochener Linie dargestellt ist, fließen die jeweiligen Magnetfelder in dem Armbereich 18 auf der beweglichen Seite und dem Armbereich 22 auf der feststehenden Seite in zueinander entgegengesetzten Richtungen; die jeweils erzeugten Magnetfelder liegen somit in zueinander entgegengesetzten Richtungen vor und heben sich gegenseitig auf.
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Die zwischen den Spulenelektroden 9 und 11 auf der feststehenden Seite und der beweglichen Seite gebildeten Magnetfelder entsprechen einem Prinzip der Überlagerung für Magnetfelder, die in allen Bereichen erzeugt werden, in denen der elektrische Strom fließt, wie z. B. den Spulenbereichen 19 und 23 auf der feststehenden Seite und der beweglichen Seite, den Armbereichen 18 und 22 auf der feststehenden Seite und der beweglichen Seite sowie den vorstehenden Spulenbereichen 21 und 25 auf der feststehenden Seite und der beweglichen Seite.
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In den vorstehenden Spulenbereichen 21 und 25 auf der feststehenden Seite und der beweglichen Seite sowie in den Armbereichen 18 und 22 auf der feststehenden Seite und der beweglichen Seite, in denen kein Magnetfeld in Achsenrichtung zum Zerstreuen eines elektrischen Lichtbogens erzeugt wird, ist die Stärke des Magnetfeldes vermindert.
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In dem in 6 veranschaulichten Zustand heben sich das von den Spulenbereichen 19 und 23 auf der feststehenden Seite und der beweglichen Seite erzeugte Magnetfeld und das von den Armbereichen 18 und 22 auf der feststehenden Seite und der beweglichen Seite erzeugte Magnetfeld gegenseitig auf; zusätzlich wird in dem Bereich, der von dem Armbereich 18 auf der feststehenden Seite, dein Armbereich 22 auf der beweglichen Seite sowie von den vorstehenden Spulenbereichen 21 und 25 auf der feststehenden Seite und der beweglichen Seite umgeben ist, eine Region erzeugt, in der ein Magnetfeld mit einer Richtung erzeugt wird, die zu der Richtung des von den Spulenbereichen 19 und 23 auf der feststehenden Seite und der beweglichen Seite erzeugten Magnetfelds entgegengesetzt ist; hierdurch wird die Magnetfeldverteilung ungleichmäßig.
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In dem in 7 dargestellten Zustand ist keine Region vorhanden, in der das Magnetfeld in der entgegengesetzten Richtung erzeugt wird; da jedoch der Armbereich 18 (d. h. der Armbereich auf der feststehenden Seite) der Spulenelektrode 9 auf der feststehenden Seite und der Armbereich 22 (der Armbereich auf der beweglichen Seite) der Spulenelektrode 11 auf der beweglichen Seite gegeneinander versetzt sind, ist die Region des Armbereichs erweitert, in der die Stärke des Magnetfelds vermindert ist.
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Da infolgedessen das Magnetfeld in Achsenrichtung zum Zerstreuen eines elektrischen Lichtbogen ungleichmäßig ist oder des Bereichs des Magnetfelds in Achsenrichtung geringer wird, ist es notwendig, die Durchmesser der Spulenbereich 19 und 23 auf der feststehenden Seite und der beweglichen Seite vergrößern, um die Magnetfeldfläche sicherzustellen, die zum Ausschalten des elektrischen Lichtbogen notwendig ist. Die vergrößerte Fläche führt zu einer Vergrößerung des Vakuum-Schalters und ist ferner ein Faktor für einen Kostenanstieg.
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Zum Eliminieren der Region, in der die Armbereiche der Spurenelektroden Magnetfelder mit zueinander entgegengesetzten Richtungen erzeugen, oder zum Minimieren der Armbereichregion, in der die Stärke des Magnetfelds vermindert ist, ist es lediglich notwendig, die Positionen der Armbereiche auf der feststehenden Seite und der beweglichen Seite miteinander in Übereinstimmung bringen, so dass die Armbereiche auf der feststehenden Seite und der beweglichen Seite einander überlagert sind.
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Da jedoch in diesem Fall die vorstehenden Bereiche auf der feststehenden Seite und der beweglichen Seite voneinander getrennt sind und somit der Aktivierungsweg für einen elektrischen Strom lang wird, besteht ein Problem dahingehend, dass der Widerstand ansteigt.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines Vakuum-Schalters, der die vorstehend genannten Probleme löst, der sich kostengünstig herstellen lässt und den Widerstand vermindert, ohne dass es zu einer Reduzierung der Stärke des Magnetfelds in Achsenrichtung kommt, und der ferner gleichzeitig die Abschaltleistung sowie die Aktivierungsleistung erfüllt.
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Mittel zum Lösen der Probleme
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Ein Vakuum-Schalter gemäß der vorliegenden Erfindung weist Folgendes auf: einen auf der feststehenden Seite angeordneten Elektrodenstab, der an dem einen Ende eines zylindrischen, mit einem Boden versehenen Vakuumbehälters vorgesehen ist; einen auf der beweglichen Seite angeordneten Elektrodenstab, der an dem anderen Ende des Vakuumbehälters beweglich vorgesehen ist; ringförmige Spulenelektroden auf der feststehenden Seite und der beweglichen Seite, die an den jeweiligen einander zugewandt gegenüberliegenden Enden der Elektrodenstäbe auf der feststehenden Seite und der beweglichen Seite vorgesehen sind und Magnetfelder in Achsenrichtung in einer Richtung entlang einer Achsenlinie der Elektrodenstäbe auf der feststehenden Seite und der beweglichen Seite erzeugen; und Kontakte, die an den jeweiligen, einander zugewandt gegenüberliegenden Seiten der Spulenelektroden auf der feststehenden Seite und der beweglichen Seite vorgesehen sind.
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Jede der Spulenelektroden auf der feststehenden Seite und der beweglichen Seite weist Folgendes auf: einen Ringbereich, der in einer Ebene rechtwinklig zu der Achsenlinie und konzentrisch mit der Achsenlinie vorgesehen ist, eine Vielzahl von Armbereichen, die sich von dem Außenumfang des Ringbereichs nach außen erstrecken, kreisbogenförmige Spulenbereiche, die derart ausgebildet sind, dass sie von den jeweiligen vorderen Enden der Armbereiche in der Umfangsrichtung gekrümmt sind, sowie Schlitze, die die Spulenbereiche trennen.
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Der Armbereich der Spulenelektrode auf der feststehenden Seite und der Armbereich der Spulenelektrode auf der beweglichen Seite sind bei Betrachtung entlang der Achsenrichtung der Elektrodenstäbe auf der feststehenden Seite und der beweglichen Seite jeweils in der gleichen Richtung einander überlagert angeordnet.
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Die vorliegende Erfindung ermöglicht die Eliminierung der Zone, die von den Armbereichen auf der feststehenden Seite und der beweglichen Seite sowie den vorstehenden Bereichen auf der feststehenden Seite und der beweglichen Seite umgeben ist und die ein Magnetfeld in einer entgegengesetzten Richtung zu dem Magnetfeld erzeugt, das von dem Spulenbereich der Spulenelektrode erzeugt wird, sowie die Minimierung der Region des Armbereichs, in dem die Stärke des Magnetfelds vermindert ist; auf diese Weise kann ein gleichmäßiges und breites Magnetfeld in Achsenrichtung zwischen dem Kontakt auf der feststehenden Seite und dem Kontakt auf der beweglichen Seite erzeugt werden. Auf diese Weise kann ein Vakuum-Schalter mit verbesserter Abschaltleistung geschaffen werden.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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In den Zeichnungen zeigen:
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1 eine Konfigurationsdarstellung zur Erläuterung eines Vakuum-Schalters gemäß einem Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfindung;
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2 eine auseinandergezogene Perspektivansicht zur Erläuterung der Konfiguration von Spulenelektroden des Vakuum-Schalters gemäß dem Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfindung;
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3 eine Draufsicht auf eine Spulenelektrode auf der feststehenden Seite sowie eine Querschnittsansicht derselben bei dem Vakuum-Schalter gemäß dem Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfindung;
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4 eine Ansicht zur Erläuterung des Zustands, in dem die Spulenelektrode auf der feststehenden Seite und eine Spulenelektrode auf der beweglichen Seite bei dem Vakuum-Schalter gemäß dem Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfindung einander überlagert sind;
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5 eine Ansicht zur Erläuterung des Zustands, in dem eine Spulenelektrode auf der feststehenden Seite und eine Spulenelektrode auf der beweglichen Seite bei einem Vakuum-Schalter gemäß einem Ausführungsbeispiel 2 der vorliegenden Erfindung einander überlagert sind;
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6 eine Ansicht zur Erläuterung des Zustands, in dem eine Spulenelektrode auf der feststehenden Seite und eine Spulenelektrode auf der beweglichen Seite bei einem herkömmlichen Vakuum-Schalter einander überlagert sind; und
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7 eine Ansicht zur Erläuterung eines weiteren Zustands, in dem die Spulenelektrode auf der feststehenden Seite und die Spulenelektrode auf der beweglichen Seite bei einem herkömmlichen Vakuum-Schalter einander überlagert sind.
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Beste Art und Weise zum Ausführen der Erfindung
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Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele eines Vakuum-Schalters gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert.
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Ausführungsbeispiel 1
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1 zeigt eine Konfigurationsdarstellung zur Erläuterung eines Vakuum-Schalters gemäß Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfindung; 2 zeigt eine auseinandergezogene Perspektivansicht zur Erläuterung der Konfiguration von Elektroden; 3(a) zeigt eine Draufsicht auf eine Spulenelektrode auf der feststehenden Seite, und 3(b) zeigt eine Querschnittsansicht längs der Linie b-b in 3(a). In den Zeichnungen sind gleiche oder ähnliche Elemente jeweils mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
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In 1 ist ein Vakuum-Schalter 100 mit einem isolierenden Zylinder 1 versehen, der aus Aluminiumoxid-Keramik oder dergleichen gebildet ist. An der einen Endöffnung des isolierenden Zylinders 1 ist eine auf der feststehenden Seite angeordnete Endplatte 2 zum Bedecken der einen Endöffnung vorgesehen; an der anderen Endöffnung des isolierenden Zylinders 1 ist eine auf der beweglichen Seite angeordnete Endplatte 3 zum Bedecken der anderen Endöffnung vorgesehen. Die Endplatten 2 und 3 auf der feststehenden Seite und der beweglichen Seite sind an den jeweiligen Endflächen des isolierenden Zylinders 1 in koaxialer Weise durch Hartlöten angebracht.
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An der Endplatte 2 auf der feststehenden Seite sind ein Elektrodenstab 4 auf der feststehenden Seite, der durch Hartlöten an der Endplatte 2 auf der feststehenden Seite befestigt ist, sowie eine Elektrode 5 auf der feststehenden Seite vorgesehen, die durch Hartlöten an dem Elektrodenstab 4 auf der feststehenden Seite befestigt ist. Eine Elektrode 6 auf der beweglichen Seite ist derart vorgesehen, dass sie der Elektrode 5 auf der feststehenden Seite zugewandt gegenüberliegt; ein Elektrodenstab 7 auf der beweglichen Seite ist durch Hartlöten mit der Elektrode 6 auf der beweglichen Seite verbunden.
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Ferner ist, wie später noch beschrieben wird, die Elektrode 5 auf der feststehenden Seite mit einem Kontakt 8 auf der feststehenden Seite und einer Spulenelektrode 9 auf der feststehenden Seite ausgebildet; die Elektrode 6 auf der beweglichen Seite ist mit einem Kontakt ziehen auf der beweglichen Seite und einer Spulenelektrode 11 auf der beweglichen Seite ausgebildet.
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Ein Balgelement 12, das z. B. aus dünnem rostfreien Stahl mit einer balgartigen Form gebildet ist, ist zwischen der Endplatte 3 auf der beweglichen Seite und der Elektrode 6 auf der beweglichen Seite vorgesehen; der Elektrodenstab 7 auf der beweglichen Seite ist in dem bei Element 12 derart beweglich vorgesehen, dass das Balgelemente 12 das Vakuum in luftdichter Weise aufrechterhalten; das Balgelement 12 ermöglicht eine Verbindung oder eine Trennung zwischen der Elektrode 5 auf der feststehenden Seite und der Elektroden 6 auf der beweglichen Seite unter Aufrechterhaltung des luftdichten Vakuums.
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Eine Balgelement-Abdeckung 13, die durch Hartlöten an dem Elektrodenstab 7 auf der beweglichen Seite befestigt ist, ist an dem oberen Ende des Balgelements 12 vorgesehen. Zum Unterdrücken eines Anhaftens von Metalldampf, der durch die Entstehung eines elektrischen Lichtbogens zwischen der Elektrode 5 auf der feststehenden Seite und der Elektrode 6 auf der beweglichen Seite zum Zeitpunkt des Abschaltens eines elektrischen Stroms hervorgerufen wird, an der Innenfläche des isolierenden Zylinders 1 ist eine Lichtbogenabschirmung 14 derart vorgesehen, dass sie die Elektrode 5 auf der feststehenden Seite und die Elektrode 6 auf der beweglichen Seite umschließt.
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Die Elektrode 5 auf der feststehenden Seite und die Elektrode 6 auf der beweglichen Seite weisen die jeweiligen Elektrodenkonfigurationen auf, die Magnetfelder in der Achsenrichtung in der Richtung entlang der Achsenlinie der Elektrodenstangen 4 und 7 auf der feststehenden Seite und der beweglichen Seite erzeugen. Daher werden die Konfigurationen der Elektrode 5 auf der feststehenden Seite und der Elektrode 6 auf der beweglichen Seite unter Bezugnahme auf die 2 und 3 im Folgenden ausführlich beschrieben.
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Da im Großen und Ganzen die Elektrode 5 der feststehenden Seite und die Elektrode 6 auf der beweglichen Seite jeweils ähnliche Konfigurationen aufweisen, wird im Folgenden die Elektrode 5 auf der feststehenden Seite repräsentativ beschrieben. Zur Bezugnahme sind in den Zeichnungen die Bezugszeichen der Elektrode 6 auf der beweglichen Seite, die denen der Elektrode 5 auf der feststehenden Seite entsprechen, in Klammern angegeben.
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Im Fall der Elektrode 6 auf der beweglichen Seite ist es daher lediglich notwendig, die Worte ”auf der feststehenden Seite” in der nachfolgenden Erläuterung durch ”auf der beweglichen Seite” zu ersetzen und die in Klammern angegebenen Bezugszeichen zu verwenden. Die Erläuterung erfolgt nach Bedarf unter Bezugnahme auf diese Bezugszeichen.
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Wie in 2 gezeigt, weist die Elektrode 5 auf der feststehenden Seite Folgendes auf: den scheibenförmigen Kontakt 8 auf der feststehenden Seite als Hauptelektrode; die Spulenelektrode 9 auf der feststehenden Seite, die konzentrisch mit der Achsenlinie der Elektrodenstäbe 4 und 7 auf der feststehenden Seite und der beweglichen Seite in einer Ebene rechtwinklig zu der Achsenlinie sowie rückseitig von dem Kontakt 8 auf der feststehenden Seite vorgesehen ist (auf der gegenüberliegenden Seite von dem Kontakt 8 auf der feststehenden Seite, auf der die Elektroden 5 und 6 auf der feststehenden Seite und der beweglichen Seite einander gegenüberliegen); sowie ein Abstützelement 15 auf der feststehenden Seite, das aus einem Material mit hoher Beständigkeit, wie z. B. nicht rostendem Stahl, hergestellt ist und den Kontakt 8 auf der feststehenden Seite in Richtung auf den Elektrodenstab 4 auf der feststehenden Seite abstützt.
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Es ist wünschenswert, dass für den Kontakt 8 auf der feststehenden Seite ein solches Material, wie z. B. eine Legierung auf Silberbasis oder eine Legierung auf Kupferbasis verwendet wird; und für die Spulenelektrode 9 auf der feststehenden Seite ein solches Material, wie z. B. Kupfer oder ein Material auf Kupferbasis verwendet wird. Wie vorstehend beschrieben, sind ein Abstützelement 16 auf der beweglichen Seite, der Kontakt 10 auf der beweglichen Seite sowie die Spulenelektrode 11 auf der beweglichen Seite in der gleichen Weise ausgebildet wie die Gegenstücke derselben auf der feststehenden Seite.
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In der nachfolgenden Erläuterung für die jeweiligen Konfigurationen werden die jeweiligen einander zugewandt gegenüberliegenden Seiten der Elektroden 5 und 6 auf der feststehenden Seite und der beweglichen Seite als ”Vorderseiten” bezeichnet, und die jeweiligen gegenüberliegenden Seiten, die den Elektrodenstäben 4 und 7 auf der feststehenden Seite und der beweglichen Seite zugewandt sind, werden als ”Rückseiten” bezeichnet.
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3 zeigt eine Ansicht zur Erläuterung der Spulenelektrode 9 auf der feststehenden Seite; dabei zeigen 3(a) eine Draufsicht und 3(b) eine im Querschnitt dargestellte Aufrissansicht entlang der Linie b-b in 3(a). Wie in den 3(a) und 3(b) dargestellt, weist die Spulenelektrode 9 auf der feststehenden Seite Folgendes auf: einen Ringbereich 17 auf der feststehenden Seite, der sich im zentralen Bereich derselben befindet; eine Vielzahl (in 3(a) drei) von Armbereichen 18 auf der feststehenden Seite, die sich von dem Außenumfang des Ringbereichs derart weg erstrecken, dass sie ungefähr gleichmäßig voneinander beabstandet sind; kreisbogenförmige Spulenbereiche 19 auf der feststehenden Seite, die in Umfangsrichtung von den jeweiligen vorderen Enden der Armbereiche 18 auf der feststehenden Seite gekrümmt ausgebildet sind; Spulenschlitze 20 auf der feststehenden Seite, die die Spulenbereiche 19 auf der feststehenden Seite voneinander trennen; sowie vorstehende Spulenbereiche 21 auf der feststehenden Seite, die an den jeweiligen vorderen Enden (abschließenden Enden) der Spulenbereiche 19 auf der feststehenden Seite vorgesehen sind und mit dem Kontakt 8 auf der feststehenden Seite verbunden sind.
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Der Spulenbereich 19 auf der feststehenden Seite ist an einer Stelle vorgesehen, der sich auf einem äußeren konzentrischen Kreis des Ringbereichs 17 auf der feststehenden Seite befindet und durch gleichmäßiges Teilen des Umfangs des äußeren konzentrischen Kreises gebildet ist; der Spulenbereich 19 auf der feststehenden Seite hat die Funktion einer Magnetfeld-Erzeugungsspule.
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Der vorstehende Spulenbereich 21 auf der feststehenden Seite ist dadurch gebildet, dass ein Teil des vorderen Endes des Spulenbereichs 19 auf der feststehenden Seite, dass der rückwärtigen Seite des Kontakts 8 auf der feststehenden Seite zugewandt gegenüberliegt, über eine vorbestimmte Länge in der Achsenrichtung übersteht; bei dem vorstehenden Spulenbereich 21 auf der feststehenden Seite handelt es sich um einen Bereich, der durch Hartlöten mit der Rückseite des Kontakts 8 auf der feststehenden Seite zu verbinden ist.
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Die Spulenschlitze 20 auf der feststehenden Seite, die die Spulenbereiche 19 auf der feststehenden Seite trennen, sind derart ausgebildet, dass die Position eines Schlitzendes 20a an dem Spuleninnendurchmesser an dem Kreuzungspunkt des Armbereichs 18 auf der feststehenden Seite und einem an dem Innendurchmesser gelegenen vorstehenden Ende des Spulenbereich 19 auf der feststehenden Seite liegt sowie derart, dass bei Bezeichnung der Breite des Armbereichs 18 auf der feststehenden Seite mit W die Position eines Schlitzendes 20b an dem Spulenaußendurchmesser in einem Bereich von W/2 bis W liegt. 3 veranschaulicht ein Beispiel der Position des Schlitzendes 20b in einer Situation, in der die Breite des Armbereichs 18 auf der feststehenden Seite W beträgt.
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5 zeigt eine Ansicht zur Erläuterung des Zustands, in dem die Spulenelektrode 9 auf der feststehenden Seite und die Spulenelektrode 11 auf der beweglichen Seite, die die vorstehend beschriebene Konfiguration aufweisen, einander überlagert angeordnet sind, so dass die positionsmäßige Beziehung zwischen der Spulenelektrode 9 auf der feststehenden Seite und der Spulenelektrode 11 auf der beweglichen Seite, die in dem Vakuum-Schalter 100 integriert sind, zu verstehen ist.
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Wie in 4 gezeigt, ist dann, wenn die Positionen des Armbereichs 18 auf der feststehenden Seite und des Armbereichs 22 auf der beweglichen Seite in miteinander übereinstimmender Weise derart vorgesehen sind, dass sie einander überlagert sind, nicht nur eine Region eliminiert ist, in der ein Magnetfeld in einer umgekehrten Richtung zu der Richtung erzeugt wird, in der das Magnetfeld von dem Spulenbereich 19 auf der feststehenden Seite und dem Spulenbereich 23 auf der beweglichen Seite erzeugt wird, sondern auch diejenigen Regionen des Armbereichs 18 auf der feststehenden Seite und des Armbereichs 22 auf der beweglichen Seite minimiert werden können, in denen die Stärke des Magnetfelds vermindert ist.
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Infolgedessen lässt sich das zwischen der Elektrode 5 auf der feststehenden Seite und der Elektrode 6 auf der beweglichen Seite erzeugte Magnetfeld gleichmäßig ausbilden, und die Fläche desselben lässt sich vergrößern. Da die Spulenschlitze 20 und 24 auf der feststehenden Seite und der beweglichen Seite schräg ausgebildet sind, können der vorstehende Spulenbereich 21 auf der feststehenden Seite und der vorstehende Spulenbereich 25 auf der beweglichen Seite in einer nicht voneinander separierten Weise ausgebildet werden; ein Anstieg des Widerstands lässt sich somit unterdrücken.
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Wie vorstehend beschrieben, wird durch die genannte Wirkung gemäß Ausführungsbeispiel 1 ein Vakuum-Schalter 100 mit kleinen Abmessungen, hoher Abschaltleistung und niedrigem Widerstand verwirklicht.
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Ausführungsbeispiel 2
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Nachfolgend wird ein Vakuum-Schalter gemäß Ausführungsbeispiel 2 der vorliegenden Erfindung erläutert. 5 zeigt eine Ansicht zur Erläuterung eines weiteren Zustands, in dem eine Spulenelektrode auf der feststehenden Seite und eine Spulenelektrode auf der beweglichen Seite bei einem Vakuum-Schalter gemäß Ausführungsbeispiel 2 einander überlagert sind. Der Vakuum-Schalter ist in der gleichen Weise oder äquivalent zu dem Vakuum-Schalter gemäß Ausführungsbeispiel 1 ausgebildet. In 1 sind diejenigen Elemente, die mit denen der 4 identisch sind oder zu diesen äquivalent sind, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
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Der auf der feststehenden Seite vorgesehene Spulenbereich 19 der Spulenelektrode 9 auf der feststehenden Seite ist an einer Stelle vorgesehen, die sich auf einem äußeren konzentrischen Kreis des Ringbereichs 17 auf der feststehenden Seite befindet und durch gleichmäßiges Teilen des Umfangs des äußeren konzentrischen Kreises gebildet ist; der Spulenbereich 19 auf der feststehenden Seite hat die Funktion einer Magnetfeld-Erzeugungsspule.
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Der vorstehende Bereich 21 auf der feststehenden Seite ist dadurch gebildet, dass ein Teil des vorderen Endes von dem Spulenbereich 19 auf der feststehenden Seite, das der Rückseite des Kontakts 8 auf der feststehenden Seite zugewandt ist, über eine vorbestimmte Länge in der Achsenrichtung vorstehen; der vorstehende Spulenbereich 21 auf der feststehenden Seite ist durch Hartlöten mit der Rückseite des Kontakts 8 auf der feststehenden Seite verbunden.
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Der Spulenschlitz 20 auf der feststehenden Seite, der die jeweiligen Spulenbereiche 19 auf der feststehenden Seite trennt, ist derart ausgebildet, dass die Position des Schlitzendes 20a am Spuleninnendurchmesser an dein Kreuzungspunkt des Armbereichs 18 auf der feststehenden Seite und einem am Innendurchmesser vorhandenen vorstehenden Ende des Spulenbereich 19 auf der feststehenden Seite liegt, und zwar derart, dass bei Bezeichnung der Breite des Armbereichs 18 auf der feststehenden Seite mit W die Position des Schlitzendes 20b am Spulenaußendurchmesser an einer Stelle W/2 liegt.
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Wenn gemäß der Darstellung in 5 die Position des am Spulenaußendurchmesser befindlichen Schlitzendes 20b des Spulenschlitzes 20 auf der feststehenden Seite an der Stelle W/2 angeordnet ist, so dass die Position des am Spulenaußendurchmesser befindlichen Endes 20b des Spulenschlitz es 20 auf der feststehenden Seite sowie die Position des am Spulenaußendurchmesser befindlichen Endes 24b des Spulenschlitzes 24 auf der beweglichen Seite miteinander übereinstimmen, sind der Armbereich 18 auf der feststehenden Seite und der Armbereich 22 auf der beweglichen Seite einander automatisch überlagert.
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Bei der vorstehenden Ausbildung gemäß Ausführungsbeispiel 1 ist es zu dem Zweck, die jeweiligen Positionen des Armbereichs auf der feststehenden Seite und des Armbereichs auf der beweglichen Seite bei den an den jeweiligen Rückseiten der Kontakte vorgesehenen Spulen bei der Montage des Vakuum-Schalters in Übereinstimmung miteinander zur Deckung zu bringen, erforderlich, eine Positionierung mithilfe einer Markierungslinie oder dergleichen auszuführen, die die Funktion einer Markierung hat, mittels der die Positionen der Armbereiche bei Betrachtung der Spulen von außen erkennbar sind.
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Eine Konfiguration gemäß Ausführungsbeispiel 2 erleichtert jedoch die Positionierungs- und Montagearbeiten; auf diese Weise kann ein kostengünstiger Vakuum-Schalter mit niedrigem Widerstand realisiert werden, bei dem das zwischen der Elektrode auf der feststehenden Seite und der Elektrode auf der beweglichen Seite erzeugte Magnetfeld gleichmäßig ist und die Fläche desselben groß ist.
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Vorstehend sind die jeweiligen Vakuum-Schalter gemäß den Ausführungsbeispielen 1 und 2 der vorliegenden Erfindung erläutert worden; im Umfang der vorliegenden Erfindung können jedoch die Ausführungsbeispiele frei miteinander kombiniert sowie in angemessener Weise modifiziert oder Komponenten weggelassen werden.
