JP2003031090A - 真空バルブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 製作容易で製作コストが低く、小型で、安定
した高耐電圧性能を備えた真空バルブの提供。 【解決手段】 絶縁筒体とこの絶縁筒体の両端を閉塞す
るように気密接合された端板とで成る真空容器を備えた
真空バルブにおいて、前記絶縁筒体と端板との接合部及
び当該接合部周辺を覆うように絶縁性流動体を施し、前
記絶縁性流動体を覆うように収縮性絶縁部材を施した。
絶縁性流動体は自己流動性を備えた絶縁コンパウンドで
ある。絶縁コンパウンドは粘度を備えた自己流動性絶縁
体である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、絶縁筒体とこの絶
縁筒体の両端を閉塞するよう気密に接合された端板とで
成る真空容器を備えた真空バルブに関し、詳しくは、気
密に接合された接合部の耐電圧性向上に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４は、例えば特開平９−２８２９８６
号公報に示された従来の真空バルブの構成を示す断面図
である。図４において、真空バルブの真空容器は円筒状
に形成された絶縁筒体１とその両端を気密に塞ぐ端板
２、３とで構成されるが、端板２、３を気密に接続する
ため、絶縁筒体１の両端にろう付け可能なメタライズ層
１ａが形成される。このメタライズ層１ａは非情に薄
く、その両端部がシャープなエッジとなるため電界集中
が生じて、真空バルブの外部に対する耐電圧性を低下さ
せてしまう。以下、この気密に接合された部分を接合部
という。

【０００３】この従来の真空バルブでは、接合部におけ
る電界集中を緩和させるため、接合部に、導電性部材か
ら成る電界緩和リング１４を配設した上に、絶縁性樹脂
部材から成る絶縁テープ１６を巻き付け、更に、巻き付
けた絶縁テープ１６の上に絶縁性樹脂被膜１８を塗布
し、この絶縁性樹脂被膜１８を自然乾燥にて固化させ
て、絶縁層（絶縁テープ１６、縁性樹脂被膜１８）を形
成させている。

【０００４】尚、図４において、４は一方の端板２の中
心部に一端が所定の長さ貫通して固着された固定電極
棒、５は他方の端板３の中心部にベローズ６を介して進
退可能に一端が所定の長さ貫通して固着された可動電極
棒、７、８は固定電極棒４及び可動電極棒５の各対向端
部にそれぞれ固着された一対の電極、９は外周の一部が
絶縁筒体１の内壁に固着され、前記電極７、８を覆うよ
うに配設された円筒状のシールドである。

【０００５】接合部に形成された前記の絶縁層（絶縁テ
ープ１６、絶縁性樹脂被膜１８）が高い耐電圧性を発揮
するためには、絶縁層の内部に空隙があったり、密着性
にバラツキの無いことが理想である。このような理想的
な絶縁層を形成するためには、接合部に絶縁テープ１６
を密着させながら、具体的には、接合部或いは接合部に
付設された電界緩和リング１４及びこの電界緩和リング
１４に沿った絶縁筒体１や端板２、３の部分に対し、空
隙を生ずること無く密着させながら、手作業にて慎重に
巻き付けて行かねばならない。この従来の絶縁テープ１
６は、例えばシリコンゴム等で形成されたものである
が、自己流動性は有してはいない。更に、こうして巻付
けられた絶縁テープ１６を覆うように、絶縁性樹脂被膜
１８が塗布されているが、この塗布も気泡（空隙）を生
じないよう手作業にて慎重に重ね塗りしなけばならない

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の真空バルブにお
けるこのような絶縁層（１６、１８）の形成は、空隙を
生じさせず、しかも密着度が均一となるように、手作業
にて、テープを巻き付けたり樹脂を塗布したりして絶縁
層を形成していかねばならず、熟練した技術と長い施工
時間とを要し、生産性を向上させることが難しかった。

【０００７】しかも、手作業による絶縁テープ１６の巻
き付けでは、絶縁層（１６、１８）内の空隙や密着度の
バラツキをどうしても避けることができず、このため、
絶縁層（１６、１８）の内部に生じた空隙や密着度のバ
ラツキの有無や程度によって製品の耐電圧性能にバラツ
キを生じ、高い耐電圧性能を一定に維持することができ
なかった。例えば、隣接して配置される真空バルブ相互
間や真空バルブと接地電位部との間における耐電圧性が
絶縁層（１６、１８）の密着度によって変化してしまう
という問題があった。

【０００８】本発明は、前記のような問題を解消し、隣
接して配置される真空バルブ相互間、或いは真空バルブ
と接地電位部との間における耐電圧性を向上させた製作
容易で製作コストの低い真空バルブの提供を目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、絶縁筒体
とこの絶縁筒体の両端を閉塞するように気密接合された
端板とで成る真空容器を備えた真空バルブにおいて、前
記絶縁筒体と端板との接合部及び当該接合部周辺を覆う
ように絶縁性流動体を施し、前記絶縁性流動体を覆うよ
うに収縮性絶縁部材を施した構成である。

【００１０】第２の発明は、第１の発明において、絶縁
性流動体は自己流動性を備えた絶縁コンパウンドとした
構成である。

【００１１】第３の発明は、第２の発明において、絶縁
コンパウンドは粘度を備えた自己流動性絶縁体とした構
成である

【００１２】第４の発明は、第３の発明において、自己
流動性絶縁体はグリース状シリコンゴムから成る構成で
ある。

【００１３】第５の発明は、第２の発明において、絶縁
コンパウンドは自己融和性絶縁体とした構成である

【００１４】第６の発明は、第２又は第５の発明におい
て、自己融和性絶縁部材はブチルゴムで成る構成であ
る。

【００１５】第７の発明は、第１乃至第６の何れかの発
明において、収縮性絶縁部材は、シリコンゴム又は架橋
ポリオレフィンでとした構成である。

【００１６】第８の発明は、第１乃至第７の何れかの発
明において、接合部に電界緩和リングを施した上に絶縁
性流動体を施した構成である。

【００１７】

【発明の実施の形態】実施の形態１．実施の形態１は、
絶縁筒体の両端が各々端板で気密に塞がれた真空バルブ
の真空容器において、前記絶縁筒体の両端とこれに施さ
れたメタライズを介して接合された端板との接合部に、
電界集中を緩和させるように、当該接合部及び当該接合
部周辺を覆うよう絶縁性流動体を施し、更に、この絶縁
性流動体を収縮性絶縁部材で覆う構成としたものであ
る。以下、これを図１、図２に基づいて説明する。図１
は真空バルブの断面図、図２は真空バルブの一部拡大説
明図である。尚、上記従来の技術で説明した符号と同一
の符号は実質的に同一の内容であるからその説明を省略
する。

【００１８】前記の絶縁性流動体とは、外力に応じて流
動的に変形する粘性を備えた絶縁性部材としての絶縁コ
ンパウンドをいい、例えば、粘性を備えた自己流動性絶
縁体としてのグリース状シリコンゴムや自己融和性絶縁
部材を含む。自己融和性絶縁部材は、例えば、テープ
状、短冊状或いはシート状等の適当な形状に形成された
部材であって、重ねたり重ね巻きしたりして置くと、重
なり合った部分が互いに融けて交り合い一体化するもの
をいう。この例としてはブチルゴム等がある。

【００１９】図１、図２において、電界集中領域として
想定される絶縁筒体１の両端と端板２、３との各々の接
合部及び当該接合部の周辺、具体的には、絶縁筒体１と
端板２、３との接合部、及び当該接合部に沿う絶縁筒体
１及び端板２、３のそれぞれの部分を覆うように、真空
容器の外周面側から、絶縁性流動体としての自己融和性
絶縁部材、ここではブチルゴムを主成分としてテープ状
に形成されたテープ状部材１０を巻き付けていく。この
テープ状部材１０は例えば１０ｋＶ／ｍｍ程度以上の絶
縁性と弾力性を備えた部材である。

【００２０】こうして幾重かに巻き付けられたテープ状
部材１０は、例えば時間の経過によって、その自己融和
性が発現され、互いに重ね合された部分が融解して流動
化し、互いに交じり合い、接合部に巻かれたテープ状部
材１０の全体が徐々に一体化する。上記巻き付けられた
テープ状部材１０の外面を全面的に覆うよう収縮性絶縁
部材１２を被せて収縮させるが、この収縮によって上記
の一体化が促進される。この収縮性絶縁部材１２は、予
め、接合部に施された絶縁性流動体の形状に応じて、こ
の絶縁性流動体を覆うことが可能な輪形や筒形等の環状
に成形しておき、接合部に施された絶縁性流動体の外面
を覆うように真空容器の外周部に嵌め込んで被せる。収
縮性絶縁部材１２としては、例えば、熱によって収縮す
る絶縁部材、例えばシリコンゴムや架橋ポリオレフィン
を主成分とする絶縁部材等を用いる。

【００２１】このように、絶縁性流動体としての自己融
和性絶縁部材（テープ状部材１０）を接合部に巻き付け
た後、これを覆うように環状に形成された収縮性絶縁部
材１２を被せ、収縮性絶縁部材１２を例えば熱を加えた
りして収縮させると、自己融和性絶縁部材（テープ状部
材１０）はその外面全体に均等な収縮圧力を受けた状態
下で流動化（融和）する。即ち、巻付けられたテープ状
部材１０は、自己融和作用によって、重なり部分が融和
し互いに交じり合って密着していくだけでなく、収縮性
絶縁部材１２の収縮圧力を外周面の全域に略均一に受
け、真空バルブの外表面に向けて押し詰められるので、
テープ状部材１０の融和即ち流動性によって、重なり部
分に生じていた空隙が消滅され、密着度が均一化する。

【００２２】この実施の形態１によれば、絶縁筒体１の
両端と端板２、３との接合部に、絶縁性流動体としての
自己融和性絶縁部材であるテープ状部材１０を巻付け
て、これに収縮性絶縁部材１２を被せるだけの作業によ
って、容易に絶縁層（１０，１２）の密着絶縁性を確保
することができるので、従来に比べて、製作作業が容易
となり、熟練度に左右されずに安定した密着度が得ら
れ、均質で高い耐電圧性能を備えた真空バルブを提供す
ることができる。

【００２３】上記実施の形態１では、絶縁性流動体とし
ての自己融和性絶縁部材であるテープ状部材１０を例に
して説明したが、絶縁性流動体として、自己融和性絶縁
部材に代えて自己流動性絶縁体、例えば高粘度のグリー
ス状シリコンゴム(非図示)を用いてもよい。このような
グリース状シリコンゴムを塗布する場合にも、従来なら
ば、空隙としての気泡が生じないよう慎重に行う必要が
あるが、仮に、気泡や塗りむらが生じたとしても、収縮
絶縁部材１２の収縮によって、塗布されたグリース状シ
リコンゴムは、その外周面の全域に略均一の圧力（収縮
力）を受けるため、真空バルブの外表面に向けて押し詰
められるので、その部材の流動性によって、空隙や塗り
むらが消滅し、均一な密着度にて真空バルブに密着させ
られる。即ち、絶縁性流動体は、その自己流動性或いは
自己融和時における流動性によって、内部に残された空
隙や密着性のバラツキが解消され、均質化される。

【００２４】尚、絶縁性流動体としての自己融和性絶縁
部材（テープ状部材１０）や自己流動性絶縁部材（グリ
ース状シリコンゴム）は、少なくとも接合部に施されて
収縮性絶縁部材が被せられた状態において、流動性が発
現されるものであればよく、その後は、流動性が維持さ
れるものであっても、流動性が失われて硬化するもので
あってもよい。又、収縮性絶縁部材も、接合部に施され
た流動性絶縁物が流動性を発現している状態において収
縮作用が発揮されるものであればよく、その後は、収縮
力がそのまま維持されるものであっても、収縮力が次第
に失われていくものであってもよい。

【００２５】何れにしても、この実施の形態１によれ
ば、絶縁筒体１及び充電部である絶縁筒体１の両端に気
密に接合された端板２、３との接合部及びその周辺が、
自己融和性絶縁部材や自己流動性絶縁部材等の絶縁性流
動体により密着絶縁された上、更に収縮性絶縁部材１２
で収縮圧力を加えながら覆う構成としたので、絶縁層
（１０，１２）がより緻密に密着して高い絶縁性が得ら
れ、真空バルブの絶縁筒体１の沿面方向の絶縁力及び真
空バルブからの相間方向、対地間方向の絶縁力が増大
し、真空バルブの高耐電圧化が可能となって、極間距
離、相間距離及び真空バルブからの対地間距離を短縮す
ることができ、真空バルブ及び真空開閉装置を小形、コ
ンパクト化することができる。

【００２６】又、自己融和性絶縁部材１０としてブチル
ゴム、熱収縮性絶縁部材１２としてシリコンゴム或いは
架橋ポリオレフィンを用いることにより、絶縁耐力の高
い絶縁層を形成することができる。

【００２７】又、接合部に流動性絶縁体を施して収縮性
絶縁部材１２を被せる構成としたので、絶縁層の形成を
迅速且つ容易に行うことができ、作業時間を短縮するこ
とができると共に、製作コストを低減させることができ
る。

【００２８】実施の形態２．実施の形態２は、上記実施
の形態１における絶縁筒体１と端板２、３との接合部に
導電性部材からなる電界緩和リング１３を覆うように付
設した上で、上記実施の形態１で説明した絶縁性流動体
と収縮性絶縁部材を施した構成としたものである。以
下、これを図３に基づいて説明する。図２は真空バルブ
の断面図である。尚、図中において、従来の技術及び上
記実施の形態１で説明した符号と同一の符号は実質的に
同様の内容である。

【００２９】図３において、１４は気密接合された接合
部に付設された導電性部材から成る電界緩和リングであ
る。この電界緩和リング１４は従来と同様の電界緩和リ
ングであり、接合部への取り付けも従来と同様である。
こうして、接合部に電界緩和リング１４を取り付けてか
ら、上記実施の形態１で説明した通りに、絶縁性流動体
及び収縮性絶縁部材１２を施して絶縁層を形成する。

【００３０】この実施の形態２によれば、気密接合され
た接合部に導電性部材から成る電界緩和リング１４を付
設することにより、電界の高い絶縁筒体１の両端のメタ
ライズ層１ａが、同電位の金属部材により囲まれるの
で、絶縁筒体１両端のメタライズ層１ａ付近の電界の集
中を抑制することができる。又、電界緩和リング１４を
覆うように流動性絶縁体を施し、更に収縮性絶縁部材１
２で覆うことにより、電界緩和リング１４と収縮性絶縁
部材１２との密着性が向上し、部分放電の発生を抑える
ことができ、上記実施の形態１の真空バルブに比べて、
更なる高耐電圧化を実現することができる。

【００３１】

【発明の効果】第１乃至第８の発明によれば、何れも、
絶縁筒体と端板との接合部及び当該接合部の周辺に絶縁
性流動体を施し、この絶縁性流動体の上を更に収縮性絶
縁部材で覆うことによって絶縁層を形成するので、収縮
性絶縁部材の収縮力によって絶縁性流動体が流動し、絶
縁層内の空隙を解消すると共に絶縁層を均質な密着度と
することができ、高い耐電圧性を備えた真空バルブを提
供することができる。又、これにより、極間距離、相間
距離及び真空バルブからの対地間距離を短縮化すること
ができ、真空バルブ及び真空開閉装置の小形化を図るこ
とができる。又、製作容易で製作コストが低く、安定し
た高耐電圧性能を備えた真空バルブを提供することがで
きる。

【００３２】第６の発明によれば、ブチルゴムを用いる
ことにより、極間距離、相間距離及び真空バルブからの
対地間距離の短縮ができ、真空バルブ及び真空開閉装置
のより小形化を図ることができる。

【００３３】第７の発明によれば、収縮性絶縁部材に絶
縁耐力が高いシリコンゴムや架橋ポリオレフィンを用い
ることにより、極間距離、相間距離及び真空バルブから
の対地間距離の短縮ができ、真空バルブ及び真空開閉装
置のより小形化を図ることができる。

【００３４】第８の発明によれば、接合部に導電性部材
から成る電界緩和リングを配設することにより、絶縁筒
体の両端のメタライズ層の電界を抑制することができる
と共に、電界緩和リングと絶縁性流動体及び収縮性絶縁
部材との密着性が向上するので、部分放電の発生が抑え
られ、真空バルブの更なる高耐電圧化を図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施の形態１の真空バルブの構成を示す断面
図である。

【図２】 真空バルブの一部拡大説明図である。

【図３】 実施の形態２の真空バルブの構成を示す断面
図である。

【図４】 従来の真空バルブを示す断面図である。

【符号の説明】

１ 絶縁筒体、１ａ メタライズ層、２、３ 端板、１
０ テープ状部材（自己融和性絶縁部材、１２ 収縮性
絶縁部材、１４ 電界緩和リング。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁筒体とこの絶縁筒体の両端を閉塞す
   るように気密接合された端板とで成る真空容器を備えた
   真空バルブにおいて、 前記絶縁筒体と端板との接合部及び当該接合部周辺を覆
   うように絶縁性流動体を施し、前記絶縁性流動体を覆う
   ように収縮性絶縁部材を施したことを特徴とする真空バ
   ルブ。
2. 【請求項２】 絶縁性流動体は自己流動性を備えた絶縁
   コンパウンドであることを特徴とする請求項１に記載の
   真空バルブ。
3. 【請求項３】 絶縁コンパウンドは粘度を備えた自己流
   動性絶縁体であることを特徴とする請求項２に記載の真
   空バルブ。
4. 【請求項４】 自己流動性絶縁体はグリース状シリコン
   ゴムから成ることを特徴とする請求項３に記載の真空バ
   ルブ。
5. 【請求項５】 絶縁コンパウンドは自己融和性絶縁体で
   あることを特徴とする請求項２に記載の真空バルブ。
6. 【請求項６】 自己融和性絶縁部材はブチルゴムで成る
   ことを特徴とする請求項２又は請求項５に記載の真空バ
   ルブ。
7. 【請求項７】 収縮性絶縁部材は、シリコンゴム又は架
   橋ポリオレフィンであることを特徴とする請求項１乃至
   請求項６の何れかに記載の真空バルブ。
8. 【請求項８】 接合部に電界緩和リングを施した上に、
   電界集中領域を覆うように絶縁性流動体を施したことを
   特徴とする請求項１乃至請求項７の何れかに記載の真空
   バルブ。