JP2003007179A

JP2003007179A - 真空バルブおよびそれを用いた電力用開閉装置

Info

Publication number: JP2003007179A
Application number: JP2001186589A
Authority: JP
Inventors: Shinji Sato; 伸治佐藤; Mitsuru Tsukima; 満月間; Takao Tsurimoto; 崇夫釣本; Toshie Takeuchi; 敏惠竹内; Kenichi Koyama; 健一小山; Takafumi Nakagawa; 隆文中川; Shunji Yamamoto; 俊二山本
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2001-06-20
Filing date: 2001-06-20
Publication date: 2003-01-10

Abstract

(57)【要約】【課題】この発明は、真空容器内の可動導体を省略
し、製造工程数の削減及び作業の簡易化が図られ、遮断
・断路機能がスムーズに行われる真空バルブおよびそれ
を用いた電力用開閉装置を得る。【解決手段】固定側通電軸４ａの真空容器２０内への
延出端に接合された第１固定電極２３及び第１固定電極
２３に対向して配置された第１可動電極２４からなり、
第１可動電極２４が第１固定電極２３に当接して閉極さ
れる第１の接点と、真空容器２０内に軸方向に移動可能
に配設され、第１可動電極２３が一端に接合された可動
側通電軸４ｂと、可動側通電軸４ｂに接合されて、第１
可動電極２３に連動変位する第２可動電極２５及び真空
容器２０の側面に気密に絶縁支持されて第２可動電極２
５に対向配置された第２固定電極２６からなり、第２可
動電極２５が第２固定電極２６に当接して閉極される第
２の接点とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、遮断器もしくは
断路器を構成する真空バルブおよびそれを用いた電力用
開閉装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図７は例えば特開２０００−１８８０４
６号公報に記載された従来の真空バルブを示す縦断面図
である。図７において、真空容器１は、アルミナセラミ
ック等の電気絶縁材料を円筒形に成形したもので、その
両端開口部が固定側蓋板３ａおよび可動側蓋板３ｂでそ
れぞれ気密に封着されて構成されている。

【０００３】この真空容器１の内部には、接触子６ａを
備えた固定側電極５ａと、接触子６ｂを備えた可動側電
極５ｂとが、接触子６ａ、６ｂを相対するように配設さ
れている。固定側電極５ａは、固定側蓋板３ａに支持固
定されている固定側通電軸４ａに接合されている。そし
て、この固定側電極５ａは、固定側通電軸４ａおよび固
定側引き出し電極８ａを介して真空バルブの外部導体
（図示せず）に接続されている。また、可動側電極５ｂ
は、可動側通電軸４ｂに接合されている。この可動側通
電軸４ｂは、可撓導体７を介して真空容器１に気密に配
設された可動側引き出し電極８ｂに接続されている。そ
して、可動側電極５ｂは、可動側通電軸４ｂ、可撓導体
７および可動側引き出し電極８ｂを介して真空バルブの
外部導体（図示せず）に接続されている。

【０００４】アークシールド１３が固定側電極５ａと可
動側電極５ｂとの周囲に配設され、電流遮断時に発生す
る金属蒸気による真空容器１の汚染を防止している。操
作ロッド１２が可動側蓋板３ｂを貫通して軸方向に移動
自在に配設され、セラミックなどの電気絶縁材で作製さ
れた絶縁ロッド９が可動側通電軸４ｂの操作ロッド１２
側の端部に接続され、ベローズカバー１０を備えたベロ
ーズ１１が絶縁ロッド９と可動側蓋板３ｂとの間に設け
られている。そして、真空バルブの外部に設けられた操
作機構（図示せず）により操作ロッド１２を軸方向に稼
動することにより、真空容器１内に固定側電極５ａと可
動側電極５ｂとからなる電極対を接離自在としている。

【０００５】つぎに、このように構成された従来の真空
バルブ１００の動作について説明する。まず、操作機構
により操作ロッド１２を軸方向に稼動し、固定側電極５
ａと可動側電極５ｂとからなる電極対を閉極する。これ
により、固定側引き出し電極８ａから真空バルブ１００
内に流れた電流は、固定側通電軸４ａ、固定側電極５ａ
および可動側電極５ｂを介して可動側通電軸４ｂに流
れ、さらに可撓導体７および可動側引き出し電極８ｂを
介して真空バルブ１００の外部に引き出される。一方、
操作機構により操作ロッド１２を軸方向の逆方向に稼動
することで、固定側電極５ａと可動側電極５ｂとからな
る電極対が開極され、上述の電流の流れが遮断される。
なお、ベローズ１１、可動側蓋板３ｂおよび操作ロッド
１２は上述の電流経路から隔離されているので、接地電
位とすることができる。

【０００６】図８は例えば特開２０００−１８８０４６
号公報に記載された他の従来の真空バルブを示す縦断面
図である。この従来の真空バルブ１０１においては、可
動側引き出し電極８ｂと可動側通電軸４ｂとの間の摺動
部にスライドコンタクト１４を設けている。つまり、可
動側引き出し電極８ｂの内周面および可動側通電軸４ｂ
に固着された接続電極部の外周面が可動側通電軸４ｂの
軸心と平行に形成され、可動側通電軸４ｂの移動に対し
て、接続電極部の外周面が可動側引き出し電極８ｂの内
周面上を摺動して常に接触状態を確保するように構成さ
れている。これにより、可動側電極５ｂが、可動側通電
軸４ｂおよびスライドコンタクト１４を介して可動側引
き出し電極８ｂに電気的に接続されている。なお、この
真空バルブ１０１は、可動導体７に代えて、スライドコ
ンタクト１４を用いている点を除いて、図７に示される
従来の真空バルブ１００と同様に構成されており、同様
に動作する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来の真空バルブ１０
０は、以上のように、真空容器１内において、可動側電
極５ｂが接合されている可動側通電軸４ｂと真空容器１
に気密に配設された可動側引き出し電極８ｂとが、可撓
導体７により接続されている。一般に、この可撓導体７
は、箔状の導体を何枚も重ね合わせて構成されているの
で、真空バルブ全体のロウ付け接合に先立ってこれを組
み立てておく必要がある。ロウ付け工程においては、可
撓導体７の構造が複雑なゆえに、可撓導体７の周辺だけ
を最初にロウ付けし、その後全体をロウ付けするとい
う、２段階のロウ付けが必要となる場合もある。このこ
とは、作業工数を増やし、作業そのものを複雑にするこ
とになる。さらに、２段目のロウ付け工程によって、１
段目のロウ付け工程でロウ付けされた箇所の機械的強度
を低下させることも、懸念される。また、可撓導体７を
構成する１枚１枚の導体が薄いことから、その端部での
電界集中が大きくなり、可撓導体７の端部を基点とした
真空放電によって電路と周辺導体との間で絶縁破壊が発
生する場合もある。

【０００８】また、従来の真空バルブ１０１は、真空容
器１内において、可動側電極５ｂが接合されている可動
側通電軸４ｂと真空容器１に気密に配設された可動側引
き出し電極８ｂとが、スライドコンタクト１４によって
接続されている。そして、ロウ付け接合においては、ロ
ウ材が融け、再び固化する際に、僅かな寸法変化が生じ
てしまう。これは、例えば、ロウ材が溶融し液状になっ
たときに、その接触面の摩擦力低下によって部材が所定
の位置からずれたりすることに起因して生じる。そし
て、スライドコンタクト１４が支障なく運用されるため
には、その接触部に偏接触があってはならない。しか
し、ロウ付け時に生じやすい寸法変化によって偏接触が
生じ、スライドコンタクト１４のスムーズな運用ができ
なくなる事態が発生する恐れがある。

【０００９】このように、真空容器１内に可撓導体７や
スライドコンタクト１４を備えている従来の真空バルブ
１００、１０１では、製造工程において工程数の増加や
作業の複雑化がもたらされるとともに、ロウ付けに起因
する寸法精度の悪化により遮断・断路機能が行われなく
なるという課題があった。

【００１０】この発明は、上記の課題を解消するために
なされたもので、真空容器内の可動導体やスライドコン
タクトを省略し、製造工程での工程数の削減および作業
の簡易化が図られるとともに、遮断・断路機能がスムー
ズに行われる真空バルブおよびそれを用いた電力用開閉
装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明に係る真空バル
ブは、真空容器の一端に気密に絶縁支持された固定側通
電軸と、上記真空容器の内部に、上記固定側通電軸の該
真空容器内への延出端に電気的な接続状態に取り付けら
れた第１固定電極および該第１固定電極に対向して軸方
向に移動可能に配置された第１可動電極からなり、該第
１可動電極が該第１固定電極に当接して閉極される第１
の接点と、上記第１の接点を包囲するように上記真空容
器内に配設された第１アークシールドと、上記真空容器
内に軸方向に移動可能に配設され、上記第１可動電極が
一端に電位的な接続状態に取り付けられた可動側通電軸
と、上記可動側通電軸に電気的な接続状態に取り付けら
れて、上記第１可動電極に連動変位する第２可動電極お
よび上記真空容器の側面に気密に絶縁支持されて該第２
可動電極に対向配置された第２固定電極からなり、該第
２可動電極が該第２固定電極に当接して閉極される第２
の接点と、上記真空容器内に上記第２の接点近傍に配設
された第２アークシールドと、上記真空容器の他端に取
り付けられて、上記可動側通電軸を軸方向の移動自在に
支持する可動側ベローズと、上記可動側通電軸と上記可
動側ベローズとの間に配設された絶縁ロッドと、上記真
空容器の外部から上記可動側ベローズを介して上記可動
側通電軸の軸方向の移動を駆動操作する操作ロッドとを
備えたものである。

【００１２】また、上記第２の接点を構成する上記第２
可動電極の当接面と上記第２固定電極の当接面とが上記
可動側通電軸の軸方向と直交する平面状に形成されてい
るものである。

【００１３】また、上記固定側通電軸が固定側ベローズ
を介して軸方向に移動可能に上記真空容器に取り付けら
れ、上記第１の接点の開極開始を上記第２の接点の開極
開始よりも遅らせるばね機構が上記固定側通電軸の上記
真空容器の外部側に配設され、さらに上記固定側通電軸
の上記真空容器の外部側と外部電路とが可撓導体および
スライドコンタクトのいずれかにより電気的に接続され
ているものである。

【００１４】また、上記真空容器が上記操作ロッドを露
出するように絶縁性樹脂によりモールドされ、操作機構
部が上記操作ロッドに連結されているものである。

【００１５】また、カバーが上記ばね機構、上記固定側
通電軸の上記真空容器の外部側と上記外部電路との電気
的接続部および上記固定側通電軸の該真空容器の外部側
への延出部を覆うように配設され、上記真空容器および
カバーが上記操作ロッドを露出するように絶縁性樹脂に
よりモールドされ、操作機構部が上記操作ロッドに連結
されているものである。

【００１６】また、上記操作機構部が上記真空容器に取
り付けられた筐体内に収納され、上記筐体が上記絶縁性
樹脂によりモールドされているものである。

【００１７】また、導電性被膜が上記絶縁性樹脂のモー
ルド成形体の外表面に被覆され、該導電性被膜が接地さ
れているものである。

【００１８】この発明に係る電力用開閉装置は、上記何
れかの真空バルブを備えたものである。

【００１９】また、上記真空バルブは、上記第１および
第２の接点の一方が遮断接点に構成され、他方が断路接
点に構成されているものである。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
について説明する。実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１に係る真
空バルブを示す縦断面図であり、図において、図７およ
び図８に示される従来の真空バルブと同一または相当部
分には同一符号を付し、その説明を省略する。

【００２１】図１において、真空容器２０は、アルミナ
セラミック等の電気絶縁材料を円筒形に成形され、リン
グ体２２により同軸に、直列に、かつ、気密に連結され
た第１および第２絶縁筒２１ａ、２１ｂと、第１および
第２絶縁筒２１ａ、２１ｂの開口部にそれぞれ気密に封
着された固定側蓋板３ａおよび可動側蓋板３ｂとから構
成されている。

【００２２】そして、接触子２３ａを備えた第１固定電
極２３と、接触子２４ｂを備えた第１可動電極２４と
が、この真空容器２０の内部に、接触子２３ａ、２４ａ
を相対するように、かつ、同軸に配設されている。固定
側通電軸４ａは、固定側蓋板３ａを貫通して、かつ、固
定側蓋板３ａに気密に支持固定されて真空容器２０の軸
心位置に配設されている。そして、第１固定電極２３
が、固定側通電軸４ａの真空容器２０内の延出端に接合
されている。この第１固定電極２３は、固定側通電軸４
ａの真空容器２０外の延出端（固定側引き出し電極）を
介して真空バルブの外部電路（図示せず）に接続されて
いる。

【００２３】第１可動電極２４は、真空容器２０の軸心
位置に配設されている可動側通電軸４ｂの一端に接合さ
れている。第２可動電極２５は、傘状に成形され、可動
側通電軸４ｂの他端に接合されている。この第２可動電
極２５の外周面は、その外径が第１可動電極２４側に向
かって漸次減少する傾斜面に成形され、当接面２５ａを
構成している。なお、この当接面２５ａは切頭円錐体の
外周面と等価なものとなる。また、可動側通電軸４ｂの
軸心に対する当接面２５ａの傾斜角度は４５度に設定さ
れている。可動側引き出し電極としての第２固定電極２
６は、リング状に成形され、リング体２２を貫通して、
かつ、リング体２２に気密に支持固定されている。第２
固定電極２６の内周面は、その内径が第１可動電極２４
側に向かって漸次減少する傾斜面に成形され、当接面２
６ａを構成している。この当接面２６ａの傾斜角度は第
２可動電極２５の当接面２５ａと同一に形成されてい
る。また、第２固定電極２６は当接面２６ａが第２可動
電極２５の当接面２５ａに相対するように配設されてお
り、真空バルブの外部電路（図示せず）に接続されてい
る。

【００２４】第１アークシールド２７が第１固定電極２
３および第１可動電極２４の周囲に覆うように第１絶縁
筒２１ａに配設され、第２アークシールド２８が第２絶
縁筒２１ｂの内壁面を覆うようにリング体２２の第２絶
縁筒２１ｂ側に配設され、真空容器２０の内部、即ち第
１および第２絶縁筒２１ａ、２１ｂの内壁面および可動
側ベローズ１１が流遮断時に発生する金属蒸気で汚染さ
れるのを防止している。操作ロッド１２が可動側蓋板３
ｂを貫通して軸方向に移動自在に配設され、アルミナセ
ラミック等の電気絶縁材で作製された絶縁ロッド９が第
２可動電極２５を介して可動側通電軸４ｂの操作ロッド
１２側の端部に接続され、ベローズカバー１０を備えた
ベローズ１１が絶縁ロッド９と可動側蓋板３ｂとの間に
設けられている。

【００２５】このように構成された真空バルブ１１０
は、ロウ材を各接合部に配し、真空炉内で、脱ガスを行
い、ついでロウ材の融点まで加熱し、その後冷却して、
組み立てられる。これにより、真空バルブ１１０は、真
空状態に封止されている。また、真空バルブの外部に設
けられた後述する操作機構部３６により操作ロッド１２
を軸方向に稼動することにより、可動側通電軸４ｂを軸
方向に往復移動可能に構成されている。

【００２６】ここで、第１固定電極２３と第１可動電極
２４とで構成される第１の接点は、電流の遮断を行う主
接点であり、第１固定電極２３と第１可動電極２４に
は、例えば銅とクロムの合金によるスパイラル型電極や
縦磁界型電極といった遮断性能の良好な電極が適用され
る。一方、第２可動電極２５と第２固定電極２６とで構
成される第２の接点は、従動接点であり、第１固定電極
２３と第１可動電極２４には、第１の接点のような複雑
な構造の電極を用いる必要はなく、当接面２５ａ、２６
ａを切頭円錐体の外周面とする例えば銅とクロムの合金
からなる電極が適用される。

【００２７】つぎに、このように構成された真空バルブ
１１０の動作について説明する。まず、操作機構により
操作ロッド１２を稼動し、可動側通電軸４ｂを図１中上
方に移動させる。この可動側通電軸４ｂの移動により、
第１可動電極２４が第１固定電極２３に当接し、第１の
接点が閉極すると同時に、第２可動電極２５の当接面２
５ａが第２固定電極２６の当接面２６ａに当接し、第２
の接点が閉極する。これにより、固定側通電軸４ａから
真空バルブ１１０内に流れた電流は、第１固定電極２３
および第１可動電極２４を介して可動側通電軸４ｂに流
れ、さらに第２可動電極２５および第２固定電極２６を
介して真空バルブ１１０の外部に引き出される。一方、
操作機構により操作ロッド１２を稼動し、可動側通電軸
４ｂを図１中下方に移動させる。この可動側通電軸４ｂ
の移動により、第１可動電極２４が第１固定電極２３か
ら離反し始め、同時に、第２可動電極２５の当接面２５
ａが第２固定電極２６の当接面２６ａから離反し始め
る。つまり、第１および第２の接点が同時に開極し始め
る。開極直後は、第２の接点では遮断能力が小さいた
め、真空アークにより橋絡されたままであるが、第１の
接点は遮断応力が高いので、第１固定電極２３と第１可
動電極２４との間の電流が速やかに遮断される。そし
て、電流が遮断されると、第２の接点間のアークが消滅
し、絶縁が回復される。このように、第１の接点が開極
され、ついで第２の接点が開極されることになる。この
操作ロッド１２の稼動に伴ってベローズ１１が伸縮し、
真空バルブ１１０内の真空を保ちながら操作機構部から
の駆動力が伝達される。また、絶縁ロッド９は、接地電
位の操作ロッド１２と第２可動電極２５との間の絶縁を
保ちながら操作力を伝達する機能を有している。

【００２８】この実施の形態１によれば、第２可動電極
２５と第２固定電極２６とによる第２の接点を第１固定
電極２３と第１可動電極２４とによる第１の接点と同時
に閉極するように構成しているので、真空容器２０内に
可動側通電軸４ｂの軸方向の移動に連動して変位する可
撓導体が省略されている。そこで、可撓導体を搭載する
ことに起因する製造工程における作業工数増や複雑な組
立作業がなく、さらにロウ付け箇所の機械的強度の低下
もない。また、可撓導体の端部における大きな電界集中
に起因する可撓導体の端部を基点とした真空放電もな
く、電路と周辺導体との間の絶縁破壊の発生を防止する
ことができる。また、可撓導体を真空バルブ内部に備え
ていないので、その分耐電圧性能が向上される。つま
り、極端な不平等電界における真空中の破壊電圧は平等
電界に比べて低下し、箔状導体を積層してなる可撓導体
の端部は極端な不平等電界となるので、耐電圧性能はよ
くない。

【００２９】また、この実施の形態１によれば、第２可
動電極２５と第２固定電極２６とによる第２の接点が可
動側通電軸４ｂの軸方向の移動に連動する当接面２５
ａ、２６ａの当接・離反により開閉するように構成され
ているので、第２可動電極２５と第２固定電極２６との
間の電気的接続に従来の真空バルブ１０１のようなスラ
イドコンタクト１４を構成する必要がない。そこで、ロ
ウ付け工程による寸法変化が生じても、当接面２５ａ、
２６ａの当接・離反動作がスムーズに行われ、真空バル
ブの遮断・断路機能が確保される。

【００３０】また、このように構成された真空バルブ１
１０を遮断器として機能させ、断路器、接地開閉器およ
び計器用変圧器、計器用変成器などと組み合わせること
により、電力用開閉装置を構成することができる。ま
た、この真空バルブ１１０は、第１の接点を遮断接点と
し、第２の接点を断路接点として、遮断兼断路器として
機能させることができ、接地開閉器および計器用変圧
器、計器用変成器などと組み合わせることにより、電力
用開閉装置を構成することができる。この場合、断路器
が省略でき、低コスト化が図られることになる。

【００３１】なお、この実施の形態１では、当接面２５
ａ、２６ａが環状に構成されているものとしているが、
当接面２５ａ、２６ａは必ずしも可動側通電軸４ｂの外
周の全周に形成されている必要はなく、可動側通電軸４
ｂの外周の一部に形成されていてもよい。この場合、当
接面２５ａ、２６ａをフラットな平面で構成してもよ
い。また、この実施の形態１では、当接面２５ａの外径
および当接面２６ａの内径が第１可動電極２４側に向か
って漸次減少するように形成されているものとしている
が、当接面２５ａ、２６ａの傾斜角度が同一であれば、
当接面２５ａの外径および当接面２６ａの内径が第１可
動電極２４側に向かって漸次増加するように形成されて
いてもよい。また、この実施の形態１では、当接面２５
ａ、２６ａの傾斜角度を４５度とするものとしている
が、当接面２５ａ、２６ａの傾斜角度は４５度に限定さ
れるものではない。つまり、当接面２５ａ、２６ａが可
動側通電軸４ｂの軸心と平行でなければよい。

【００３２】実施の形態２．図２はこの発明の実施の形
態２に係る真空バルブを示す縦断面図である。図２にお
いて、第１固定電極２３Ａおよび第１可動電極２４Ａに
は、互いに平行な平坦面とする例えば銅とクロムの合金
からなる電極が適用されている。一方、第２可動電極２
５Ａおよび第２固定電極２６Ａには、例えば銅とクロム
の合金によるスパイラル型電極や縦磁界型電極といった
遮断性能の良好な電極が適用されている。つまり、第２
可動電極２５Ａと第２固定電極２６Ａとにより構成され
る第２の接点の遮断性能が、第１固定電極２３Ａと第１
可動電極２４Ａとにより構成される第１の接点の遮断性
能に比べて高く構成されている。第２可動電極２５Ａ
は、円盤状に成形され、フランジ部２５ｂがその外周縁
部に環状に第１可動電極２４Ａ側に突出するように形成
されている。このフランジ部２５ｂの第１可動電極２４
Ａ側の端面が可動側通電軸４ｂの軸心と直交する平坦面
に形成され、当接面２５ｃを構成している。また、第２
固定電極２６Ａは、リング状に成形され、フランジ部２
６ｂがその内周縁部に環状に第２可動電極２５Ａ側に突
出するように形成されている。このフランジ部２６ｂの
第２可動電極２５Ａ側の端面が可動側通電軸４ｂの軸心
と直交する平坦面に形成され、当接面２６ｃを構成して
いる。そして、第２可動電極２５Ａおよび第２固定電極
２６ａが当接面２５ｃ、２６ｃを互いに平行に、かつ、
相対するようにして、配設されている。なお、他の構成
は上記実施の形態１と同様に構成されている。

【００３３】このよう構成された真空バルブ１１０Ａに
おいては、操作機構（図示せず）により操作ロッド１２
を稼動し、可動側通電軸４ｂを図２中上方に移動させ
る。この可動側通電軸４ｂの移動により、第１可動電極
２４Ａが第１固定電極２３Ａに当接し、第１の接点が閉
極すると同時に、第２可動電極２５Ａの当接面２５ｃが
第２固定電極２６Ａの当接面２６ｃに当接し、第２の接
点が閉極する。これにより、固定側通電軸４ａから真空
バルブ１１０内に流れた電流は、第１固定電極２３Ａお
よび第１可動電極２４Ａを介して可動側通電軸４ｂに流
れ、さらに第２可動電極２５Ａおよび第２固定電極２６
Ａを介して真空バルブ１１０Ａの外部に引き出される。
また、操作機構により操作ロッド１２を稼動し、可動側
通電軸４ｂを図２中下方に移動させる。この可動側通電
軸４ｂの移動により、第１可動電極２４Ａが第１固定電
極２３Ａから離反し始め、同時に、第２可動電極２５Ａ
の当接面２５ｃが第２固定電極２６Ａの当接面２６ｃか
ら離反し始める。つまり、第１および第２の接点が同時
に開極し始める。開極直後は、第１の接点では遮断能力
が小さいため、真空アークにより橋絡されたままである
が、第２の接点は遮断応力が高いので、第２可動電極２
５Ａと第２固定電極２６Ａとの間の電流が速やかに遮断
される。そして、電流が遮断されると、第１の接点間の
アークが消滅し、絶縁が回復される。このように、第２
の接点が開極され、ついで第１の接点が開極されること
になる。

【００３４】このように、この実施の形態２において
も、真空容器２０内に可動側通電軸４ｂの軸方向の移動
に連動して変位する可撓導体やスライドコンタクトが省
略されているので、真空バルブ内に可撓導体やスライド
コンタクトを備えることの不具合を解消することがで
き、上記実施の形態１と同様の効果が得られる。

【００３５】また、上記実施の形態１では、当接面２５
ａ、２６ａが可動側通電軸４ｂの軸心に対して傾斜して
いるので、当接面２５が当接面２６に当接したときに、
可動側通電軸４ｂの駆動力に起因して、可動側通電軸４
ｂの軸心と平行な方向の分力と、該軸心と直交する方向
の分力とが生成される。そして、可動側通電軸４ｂの軸
心と直交する方向の分力が第２固定電極２６を押し広げ
るように作用し、最悪の場合、真空容器２０の破損に至
る恐れがあった。しかし、この実施の形態２によれば、
第２の接点を構成する当接面２５ｃ、２６ｃが可動側通
電軸４ｂの軸心と直交する平坦面に形成されているの
で、当接面２５ｃが当接面２６ｃに当接したときに、可
動側通電軸４ｂの駆動力は当接面２６ｃで受けられ、動
側通電軸４ｂの軸心と直交する方向の分力が発生しな
い。そこで、真空容器２０の破損事故が未然に防止さ
れ、耐久性が向上される。

【００３６】また、この実施の形態２においても、この
ように構成された真空バルブ１１０Ａを遮断器として機
能させ、断路器、接地開閉器および計器用変圧器、計器
用変成器などと組み合わせることにより、電力用開閉装
置を構成することができる。また、この真空バルブ１１
０Ａは、第１の接点を断路接点とし、第２の接点を遮断
接点として、遮断兼断路器として機能させることがで
き、接地開閉器および計器用変圧器、計器用変成器など
と組み合わせることにより、電力用開閉装置を構成する
ことができる。この場合、断路器が省略でき、低コスト
化が図られることになる。

【００３７】なお、この実施の形態２では、当接面２５
ｃ、２６ｃが環状に構成されているものとしているが、
当接面２５ｃ、２６ｃは必ずしも可動側通電軸４ｂの外
周の全周に形成されている必要はなく、可動側通電軸４
ｂの外周の一部に形成されていてもよい。

【００３８】実施の形態３．図３はこの発明の実施の形
態３に係る真空バルブを示す要部断面図である。図３に
おいて、固定側通電軸４ａは、固定側蓋板３ａに固定側
ベローズ３０を介して軸方向に移動可能に、かつ、気密
に取り付けられている。外部電路としての外部導体３１
は、開閉装置のフレーム（図示せず）に絶縁支持されて
真空容器の外側に配置されており、スライドコンタクト
固定子３２が外部導体３１に電気的接続されて固着され
ている。そして、真空容器の外側の固定側通電軸４ａの
延出端側が、このスライドコンタクト固定子３２に摺動
自在に装着されている。また、ばね３３が一端を固定側
ベローズ３０に固定され、他端をスライドコンタクト固
定子３２に固定されて、固定側ベローズ３０とスライド
コンタクト固定子３２との間に装着されている。さら
に、カバー３４がスライドコンタクト固定子３２および
固定側通電軸４ａの延出端を囲繞するように配設されて
いる。

【００３９】この真空バルブ１１０Ｂでは、第１および
第２の接点の開極状態において、固定側通電軸４ａは、
ばね３３のばね力と固定側通電軸４ａの自重とがつり合
った定常位置に位置している。この時、第１固定電極２
３の接触子２３ａと第１可動電極２４の接触子２４ａと
の間の距離が第２可動電極２５の当接面２５ａと第２固
定電極２６の当接面２６ａとの間の距離より短くなるよ
うに構成されている。即ち、第１の接点の開極動作が第
２の接点の開極動作に対して遅れるように構成されてい
る。なお、他の構成は上記実施の形態１と同様に構成さ
れている。

【００４０】このよう構成された真空バルブ１１０Ｂに
おいては、操作機構（図示せず）により操作ロッド１２
を稼動し、可動側通電軸４ｂを移動させる。この可動側
通電軸４ｂの移動により、まず第１可動電極２４が第１
固定電極２３に当接し、第１の接点が閉極される。この
時点では、第２可動電極２５の当接面２５ａと第２固定
電極２６の当接面２６ａとの間には隙間があり、第２の
接点は閉極していない。そして、可動側通電軸４ｂがさ
らに移動すると、固定側通電軸４ａがばね３３を収縮さ
せつつスライドコンタクト固定子３２に対して摺動し、
図３中上方に移動する。そして、第２可動電極２５の当
接面２５ａが第２固定電極２６の当接面２６ａに当接す
ると、第２の接点が閉極され、同時に固定側通電軸４ａ
の移動が停止される。この時、ばね３３の収縮量に応じ
た付勢力が固定側通電軸４ａを図３中下方に押圧するよ
うに作用し、第１固定電極２３と第１可動電極２４との
電気的接触状態が確保されている。これにより、外部導
体３１、スライドコンタクト固定子３２および固定側通
電軸４ａから真空バルブ１１０Ｂ内に流れた電流は、第
１固定電極２３および第１可動電極２４を介して可動側
通電軸４ｂに流れ、さらに第２可動電極２５および第２
固定電極２６を介して真空バルブ１１０Ｂの外部に引き
出される。

【００４１】また、操作機構により操作ロッド１２を稼
動し、可動側通電軸４ｂを逆向きに移動させる。この可
動側通電軸４ｂの移動により、第２可動電極２５の当接
面２５ａが第２固定電極２６の当接面２６ａから離反し
始め、第２の接点が開極する。この時点では、第１可動
電極２４の接触子２４ａと第１固定電極２３の接触子２
３ａとはばね３３の付勢力により接触状態が確保されて
いる。即ち、第１の接点は閉極している。ついで、可動
側通電軸４ｂがさらに移動すると、ばね３３が蓄勢力を
放勢しつつ伸長し、固定側通電軸４ａがスライドコンタ
クト固定子３２に対して摺動しつつ図３中下方に移動す
る。そして、ばね３３の蓄勢力が完全に放勢されると、
固定側通電軸４ａの移動が停止され、可動側通電軸４ｂ
のみが下方に移動し、第１可動電極２４が第１固定電極
２３から離反し始め、第１の接点が開極する。これによ
り、第１および第２の接点が開極される。

【００４２】この実施の形態３においても、真空容器２
０内に可動側通電軸４ｂの軸方向の移動に連動して変位
する可撓導体やスライドコンタクトが省略されているの
で、真空バルブ内に可撓導体やスライドコンタクトを備
えることの不具合を解消することができ、上記実施の形
態１と同様の効果が得られる。

【００４３】また、この実施の形態３によれば、ばね３
３が一端を固定側ベローズ３０に固定され、他端をスラ
イドコンタクト固定子３２に固定されて、固定側ベロー
ズ３０とスライドコンタクト固定子３２との間に装着さ
れている。そして、第１および第２の接点の開極状態に
おいて、固定側通電軸４ａは、ばね３３のばね力と固定
側通電軸４ａの自重とがつり合った定常位置に位置して
いる。さらに、この定常位置においては、第１固定電極
２３の接触子２３ａと第１可動電極２４の接触子２４ａ
との間の距離が第２可動電極２５の当接面２５ａと第２
固定電極２６の当接面２６ａとの間の距離より短くなる
ように構成されている。従って、電流の遮断を繰り返し
行うことにより、接触子２３ａ、２４ａおよび当接面２
５ａ、２６ａが摩耗しても、第１および第２の接点の何
れかのみが閉極するようなこともなく、さらには閉極状
態における接触子２３ａ、２４ａ間の接触圧および当接
面２５ａ、２６ａ間の接触圧が十分に確保され、長期的
に安定した遮断・断路性能が得られる。

【００４４】つまり、上記実施の形態１のように第１お
よび第２の接点の接点間距離を同一に構成している場
合、接点形状の相違に起因して接触子２３ａ、２４ａお
よび当接面２５ａ、２６ａの摩耗度が異なり、第１の接
点間の距離と第２の接点間の距離とが異なってしまう。
その結果、第１の接点が閉極しても、第２の接点が閉極
しない状態や、第２の接点が閉極しても、第１の接点が
閉極しない状態が生じてしまう。しかし、この実施の形
態３の構成を採用することにより、摩耗による接点間距
離の変動がばね３３により吸収され、第１および第２の
接点を共に確実に閉極できるようになる。

【００４５】また、この実施の形態３においても、この
ように構成された真空バルブ１１０Ｂを遮断器として機
能させ、断路器、接地開閉器および計器用変圧器、計器
用変成器などと組み合わせることにより、電力用開閉装
置を構成することができる。また、この真空バルブ１１
０Ｂを遮断兼断路器として機能させ、接地開閉器および
計器用変圧器、計器用変成器などと組み合わせることに
より、電力用開閉装置を構成することができる。この場
合、断路器が省略でき、低コスト化が図られることにな
る。

【００４６】なお、この実施の形態３では、スライドコ
ンタクト固定子３２を介して固定側通電軸４ａと外部導
体３１との電気的接続を確保するものとしているが、ス
ライドコンタクト固定子３２に代えて可撓導体を用いて
固定側通電軸４ａと外部導体３１との電気的接続を確保
するようにしてもよい。また、この実施の形態３では、
上記実施の形態１による真空バルブ１１０の固定側通電
軸４ａにばね機構を適用するものとして説明している
が、上記実施の形態２による真空バルブ１１０Ａの固定
側通電軸４ａにばね機構を適用しても同様の効果が得ら
れる。

【００４７】また、この実施の形態３では、第１の接点
の開極状態における固定側通電軸４ａの定常位置がばね
３３のばね力と固定側通電軸４ａの自重とのつり合った
位置となるようにばね機構を構成するものと説明してい
るが、ばね機構はこの構成に限定されるものではなく、
第１の接点の開極動作を第２の接点の開極動作に対して
遅らせるように構成されていればよく、例えば固定側蓋
板３ａから真空容器内部に延出する係止部を設け、固定
側ベローズ３０が該係止部に当接して固定側通電軸４ａ
の定常位置を規定するようにし、ばね３３をスライドコ
ンタクト固定子３２と固定側ベローズ３０との間に縮設
するようにしてもよい。この場合、第１の接点が開極状
態にあるときには、固定側ベローズ３０がばね３３の蓄
勢力により係止部に当接し、固定側通電軸４ａが定常位
置に固定される。そこで、振動が真空バルブに加わって
も、固定側通電軸４ａの位置の変動がなく、第１の接点
の開極状態が安定して確保される。

【００４８】実施の形態４．この実施の形態４では、図
４に示されるように、外部電路としての外部導体３５が
真空バルブ１１０の第２固定電極２６に接合され、筐体
３７内に収納された操作機構部３６が操作ロッド１２に
連結され、筐体３７が可動側蓋板３ｂを介して真空バル
ブ１１０に取り付けられている。また、真空バルブ１１
０および筐体３７がエポキシ樹脂等の絶縁性樹脂に用い
てモールドされ、導電性被膜３９がモールド成形体であ
る固体絶縁物３８の外表面に被覆されている。さらに、
導電性被膜３９が接地されている。なお、外部導体３
１、３５が固体絶縁物３８から延出している。

【００４９】真空バルブの外部が大気の場合、異相電路
や接地導体と真空バルブとの間の距離は大気の絶縁性能
によって決定される。そして、大気の絶縁性能は固体絶
縁物３８に比べて劣り、絶縁距離も相応分必要となり、
装置の大型化がもたらされてしまう。この実施の形態４
によれば、真空バルブ１１０の外周が固体絶縁物３８に
より覆われているので、複数の真空バルブ１１０を列盤
配置するような場合、固体絶縁物３８の高い絶縁性能に
起因して異相電路や接地導体と真空バルブ１１０との間
の距離を短くでき、装置の小型化が促進される。また、
導電性被膜３９が固体絶縁物３８の外表面に被覆され。
かつ、接地されているので、固体絶縁物３８の外表面が
接地され、充電部が露出せず、固体絶縁物３８の外部に
は電界が発生しない。これにより、仮に人体が接触して
感電するようなことも、未然に防止される。また、小動
物の装置内侵入に起因する地絡事故の発生も未然に防止
される。

【００５０】また、この実施の形態４においても、この
ように構成された真空バルブを遮断器として機能させ、
断路器、接地開閉器および計器用変圧器、計器用変成器
などと組み合わせることにより、電力用開閉装置を構成
することができる。また、この真空バルブを遮断兼断路
器として機能させ、接地開閉器および計器用変圧器、計
器用変成器などと組み合わせることにより、電力用開閉
装置を構成することができる。なお、操作機構部３６に
は、例えば電磁反発力を利用したものが適用される。

【００５１】実施の形態５．この実施の形態５では、図
５に示されるように、真空バルブ１１０は操作ロッド１
２および操作機構部３６を除いて固体絶縁物３８でモー
ルドされている。なお、他の構成は上記実施の形態４と
同様に構成されている。

【００５２】この実施の形態５によれば、上記実施の形
態４の効果に加えて、操作機構部３６が大気中に配設さ
れているので、操作機構部３６を真空バルブ１１０のモ
ールド後に組み立てることができ、製造工程の自由度が
向上されると同時に、操作機構部３６の駆動用配線の処
理が容易となる。

【００５３】また、この実施の形態４においても、この
ように構成された真空バルブを遮断器として機能させ、
断路器、接地開閉器および計器用変圧器、計器用変成器
などと組み合わせることにより、電力用開閉装置を構成
することができる。また、この真空バルブを遮断兼断路
器として機能させ、接地開閉器および計器用変圧器、計
器用変成器などと組み合わせることにより、電力用開閉
装置を構成することができる。

【００５４】実施の形態６．この実施の形態６では、図
６に示されるように、固定絶縁物３６でモールドされた
２つの真空バルブ１１０を、固定側通電軸４ａ同士を連
結して構成するものとしている。この場合、一方の真空
バルブ１１０を断路器として用いることも可能である。
また、一方の真空バルブ１１０を遮断器として用い、多
点切り真空遮断器としてもよい。

【００５５】なお、上記実施の形態４〜６では、実施の
形態１による真空バルブ１１０に適用するものとして説
明しているが、実施の形態２、３による真空バルブ１１
０Ａ、１１０Ｂに適用しても、同様の効果が得られる。
ここで、実施の形態３のように、固定側通電軸４ａが変
位するような場合であっても、カバー３４を設け、カバ
ー３４を覆うように固体絶縁物３８を設ければよい。ま
た、この発明による真空バルブは、絶縁ロッド９が真空
容器内に配設されているので、良好な真空絶縁性能の効
果によって絶縁ロッドの寸法を小さくでき、開閉装置の
小型化が図られる。同様に、絶縁ロッドの重量も軽くで
き、大きな開極速度を容易に実現できる。そこで、操作
機構部が簡単な構造で小型に構成でき、開閉装置の全体
寸法を小さくすることができる。

【００５６】

【発明の効果】この発明は、以上のように構成されてい
るので、以下に記載されているような効果を奏する。

【００５７】この発明によれば、真空容器の一端に気密
に絶縁支持された固定側通電軸と、上記真空容器の内部
に、上記固定側通電軸の該真空容器内への延出端に電気
的な接続状態に取り付けられた第１固定電極および該第
１固定電極に対向して軸方向に移動可能に配置された第
１可動電極からなり、該第１可動電極が該第１固定電極
に当接して閉極される第１の接点と、上記第１の接点を
包囲するように上記真空容器内に配設された第１アーク
シールドと、上記真空容器内に軸方向に移動可能に配設
され、上記第１可動電極が一端に電位的な接続状態に取
り付けられた可動側通電軸と、上記可動側通電軸に電気
的な接続状態に取り付けられて、上記第１可動電極に連
動変位する第２可動電極および上記真空容器の側面に気
密に絶縁支持されて該第２可動電極に対向配置された第
２固定電極からなり、該第２可動電極が該第２固定電極
に当接して閉極される第２の接点と、上記真空容器内に
上記第２の接点近傍に配設された第２アークシールド
と、上記真空容器の他端に取り付けられて、上記可動側
通電軸を軸方向の移動自在に支持する可動側ベローズ
と、上記可動側通電軸と上記可動側ベローズとの間に配
設された絶縁ロッドと、上記真空容器の外部から上記可
動側ベローズを介して上記可動側通電軸の軸方向の移動
を駆動操作する操作ロッドとを備えているので、製造工
程数の削減および作業の簡易化が図られるとともに、遮
断・断路機能がスムーズに行われる真空バルブが得られ
る。

【００５８】また、上記第２の接点を構成する上記第２
可動電極の当接面と上記第２固定電極の当接面とが上記
可動側通電軸の軸方向と直交する平面状に形成されてい
るので、第２の接点の閉極時の当接面間の押圧力が真空
容器を押し広げるように作用せず、真空容器の損傷の発
生が抑えられる。

【００５９】また、上記固定側通電軸が固定側ベローズ
を介して軸方向に移動可能に上記真空容器に取り付けら
れ、上記第１の接点の開極開始を上記第２の接点の開極
開始よりも遅らせるばね機構が上記固定側通電軸の上記
真空容器の外部側に配設され、さらに上記固定側通電軸
の上記真空容器の外部側と外部電路とが可撓導体および
スライドコンタクトのいずれかにより電気的に接続され
ているので、長期的に安定した遮断・断路性能が確保さ
れる。

【００６０】また、上記真空容器が上記操作ロッドを露
出するように絶縁性樹脂によりモールドされ、操作機構
部が上記操作ロッドに連結されているので、多数の真空
バルブを列盤配置する際に、異相電路や接地導体と真空
バルブとの絶縁距離や、真空バルブ間の絶縁距離を短く
でき、装置の小型化が図られる。

【００６１】また、カバーが上記ばね機構、上記固定側
通電軸の上記真空容器の外部側と上記外部電路との電気
的接続部および上記固定側通電軸の該真空容器の外部側
への延出部を覆うように配設され、上記真空容器および
カバーが上記操作ロッドを露出するように絶縁性樹脂に
よりモールドされ、操作機構部が上記操作ロッドに連結
されているので、多数の真空バルブを列盤配置する際
に、異相電路や接地導体と真空バルブとの絶縁距離や、
真空バルブ間の絶縁距離を短くでき、装置の小型化が図
られる。

【００６２】また、上記操作機構部が上記真空容器に取
り付けられた筐体内に収納され、上記筐体が上記絶縁性
樹脂によりモールドされているので、多数の真空バルブ
を列盤配置する際に、異相電路や接地導体と真空バルブ
との絶縁距離や、真空バルブ間の絶縁距離を短くでき、
装置の小型化が図られる。

【００６３】また、導電性被膜が上記絶縁性樹脂のモー
ルド成形体の外表面に被覆され、該導電性被膜が接地さ
れているので、モールド成形体の外部に電界が発生せ
ず、感電事故を未然に防止することができる。

【００６４】この発明に係る電力用開閉装置は、上記何
れかの真空バルブを備えたので、低コストの電力用開閉
装置が得られる。

【００６５】また、上記真空バルブは、上記第１および
第２の接点の一方が遮断接点に構成され、他方が断路接
点に構成されているので、断路器が不要となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１に係る真空バルブを
示す縦断面図である。

【図２】この発明の実施の形態２に係る真空バルブを
示す縦断面図である。

【図３】この発明の実施の形態３に係る真空バルブを
示す要部断面図である。

【図４】この発明の実施の形態４に係る真空バルブを
示す一部破断側面図である。

【図５】この発明の実施の形態５に係る真空バルブを
示す一部破断側面図である。

【図６】この発明の実施の形態６に係る真空バルブを
示す一部破断側面図である。

【図７】従来の真空バルブを示す縦断面図である。

【図８】従来の真空バルブの他の例を示す縦断面図で
ある。

【符号の説明】４ａ固定側通電軸、４ｂ可動側通電軸、９絶縁ロ
ッド、１１可動側ベローズ、１２操作ロッド、２０
真空容器、２３、２３Ａ第１固定電極、２４、２４
Ａ第１可動電極、２５、２５Ａ第２可動電極、２５
ｃ当接面、２６、２６Ａ第２固定電極、２６ｃ当
接面、２７第１アークシールド、２８第２アークシー
ルド、３０固定側ベローズ、３１外部導体（外部電
路）、３２スライドコンタクト固定子、３３ばね、
３４カバー、３６操作機構部、３７筐体、３８
固体絶縁物（モールド成形体）、３９導電性被膜、１
１０、１１０Ａ、１１０Ｂ真空バルブ。

フロントページの続き (72)発明者釣本崇夫東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内 (72)発明者竹内敏惠東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内 (72)発明者小山健一東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内 (72)発明者中川隆文東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内 (72)発明者山本俊二東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内Ｆターム(参考） 5G026 CC04 RA03 RB03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】真空容器の一端に気密に絶縁支持された
固定側通電軸と、上記真空容器の内部に、上記固定側通
電軸の該真空容器内への延出端に電気的な接続状態に取
り付けられた第１固定電極および該第１固定電極に対向
して軸方向に移動可能に配置された第１可動電極からな
り、該第１可動電極が該第１固定電極に当接して閉極さ
れる第１の接点と、上記第１の接点を包囲するように上
記真空容器内に配設された第１アークシールドと、上記
真空容器内に軸方向に移動可能に配設され、上記第１可
動電極が一端に電位的な接続状態に取り付けられた可動
側通電軸と、上記可動側通電軸に電気的な接続状態に取
り付けられて、上記第１可動電極に連動変位する第２可
動電極および上記真空容器の側面に気密に絶縁支持され
て該第２可動電極に対向配置された第２固定電極からな
り、該第２可動電極が該第２固定電極に当接して閉極さ
れる第２の接点と、上記真空容器内に上記第２の接点近
傍に配設された第２アークシールドと、上記真空容器の
他端に取り付けられて、上記可動側通電軸を軸方向の移
動自在に支持する可動側ベローズと、上記可動側通電軸
と上記可動側ベローズとの間に配設された絶縁ロッド
と、上記真空容器の外部から上記可動側ベローズを介し
て上記可動側通電軸の軸方向の移動を駆動操作する操作
ロッドとを備えたことを特徴とする真空バルブ。
【請求項２】上記第２の接点を構成する上記第２可動
電極の当接面と上記第２固定電極の当接面とが上記可動
側通電軸の軸方向と直交する平面状に形成されているこ
とを特徴とする請求項１記載の真空バルブ。
【請求項３】上記固定側通電軸が固定側ベローズを介
して軸方向に移動可能に上記真空容器に取り付けられ、
上記第１の接点の開極開始を上記第２の接点の開極開始
よりも遅らせるばね機構が上記固定側通電軸の上記真空
容器の外部側に配設され、さらに上記固定側通電軸の上
記真空容器の外部側と外部電路とが可撓導体およびスラ
イドコンタクトのいずれかにより電気的に接続されてい
ることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の真空バ
ルブ。
【請求項４】上記真空容器が上記操作ロッドを露出す
るように絶縁性樹脂によりモールドされ、操作機構部が
上記操作ロッドに連結されていることを特徴とする請求
項１又は請求項２記載の真空バルブ。
【請求項５】カバーが上記ばね機構、上記固定側通電
軸の上記真空容器の外部側と上記外部電路との電気的接
続部および上記固定側通電軸の該真空容器の外部側への
延出部を覆うように配設され、上記真空容器およびカバ
ーが上記操作ロッドを露出するように絶縁性樹脂により
モールドされ、操作機構部が上記操作ロッドに連結され
ていることを特徴とする請求項３記載の真空バルブ。
【請求項６】上記操作機構部が上記真空容器に取り付
けられた筐体内に収納され、上記筐体が上記絶縁性樹脂
によりモールドされていることを特徴とする請求項４又
は請求項５記載の真空バルブ。
【請求項７】導電性被膜が上記絶縁性樹脂のモールド
成形体の外表面に被覆され、該導電性被膜が接地されて
いることを特徴とする請求項４乃至請求項６の何れかに
記載の真空バルブ。
【請求項８】上記請求項１乃至請求項７の何れかに記
載の真空バルブを備えたことを特徴とする電力用開閉装
置。
【請求項９】上記真空バルブは、上記第１および第２
の接点の一方が遮断接点に構成され、他方が断路接点に
構成されていることを備えたことを特徴とする請求項８
記載の電力用開閉装置。