JP2005339865A - 真空バルブ - Google Patents

Abstract

【課題】ガイド取付用の部材を不要とし、部品点数を増加させることなく簡単にガイドを取り付けることによりコストの低減を図ることができる真空バルブを得る。
【解決手段】絶縁容器１と絶縁容器１を閉塞する固定側端板２および可動側端板３とからなる真空容器と、真空容器内に設けられ、一端が固定側端板２に取り付けられた固定側電極棒４と、真空容器内に設けられ、一端が可動側端板３に取り付けられた可動側電極棒５と、可動側端板３と可動側電極棒５との間に介在された伸縮性を有するベローズ６と、固定側電極棒４および可動側電極棒５の内端に設けられた一対の接離可能な電極７，８と、電極７，８の開閉時に、可動側電極棒５を支持するガイド１２とを備え、ガイド１２は、可動側電極棒５に対する相補形状を有し、可動側電極棒５に嵌合されて固定されている。【選択図】図１

Description

この発明は真空バルブに関し、特に、真空遮断器や真空開閉器に取り付けられる真空バルブに関するものである。

従来の真空遮断器においては、絶縁容器内に接触部が収納され内部が真空に保持され、両端部に導体が導出された真空バルブが設けられている。当該真空バルブは三相設けられており、絶縁架台によりそれらの真空バルブを相互に電気的に絶縁して一列に配置して機械的に支持している。また、各真空バルブには、固定側電極棒に接続された固定側導体と、可動側電極棒に接続された可動側導体とが設けられている。真空バルブは、絶縁操作レバーにより開閉操作される（例えば、特許文献１参照。）。

次に従来の真空バルブの一例について説明する。従来の真空バルブにおいては、絶縁筒の上端および下端に端板が接合され密封容器を形成している。端板には、それぞれ、電極棒としての固定側電極棒および可動側電極棒が取り付けられている。固定側電極棒および可動側電極棒には、互いに対向して配置された電極がそれぞれ設けられている。また、可動側電極棒と端板の間にはベローズが取り付けられ、気密を保ちながら可動側電極の開閉を可能にしている（例えば、特許文献２参照。）。

なお、当該特許文献２に記載された従来の真空バルブにおいては、可動側端板にはガイド取付板が取り付けられ、ガイド取付板には可動側電極棒に嵌合するガイドがネジにより取り付けられている。このガイドは、ネジ止めされるネジ止め部分と軸方向に伸びる可動側電極棒との摺動部分により構成され、可動側電極棒が軸方向にまっすぐ開閉可能なようにするために軸受けの役目を果たしている。

また、従来の真空バルブの他の例として、ガイドがガイド押えによって保持されているものがある（例えば、特許文献３参照。）。

当該特許文献３に記載された従来の真空バルブにおいては、可動側通電軸が端板に取り付けられ、この可動側通電軸の播動防止として絶縁材から構成されたガイドがあり、当該ガイドの固定用として、円板状のガイド押えがある。ガイド押えはガイドを組込んだ後、レーザー溶接によって端板に溶接される。

特開平８−２２２０９１号公報 特開平５−３１４８７０号公報 特開昭５８−１６９８３０号公報

上記特許文献２および３に記載されている従来の真空バルブのガイドの取り付けは、以上のように構成されているため、ネジあるいはガイド押えのようなガイドの取り付け用の部材が必要であり、部品点数の増加に繋がってしまうという問題点があった。

また、ガイドの取り付け作業もネジ止めやレーザー溶接などで行うと作業時間がかかるうえ、レーザー溶接で取り付けるためには、高価なレーザー溶接機器が必要になるため、コストの増大に繋がってしまうという問題点があった。

この発明はかかる問題点を解決するためになされたものであり、部品点数を増加させることなく簡単にガイドを取り付けることによりコストの低減を図ることが可能な真空バルブを得ることを目的とする。

この発明は、絶縁容器と当該絶縁容器を閉塞する固定側端板および可動側端板とからなる真空容器と、前記真空容器内に設けられ、一端が前記固定側端板に取り付けられた固定側電極棒と、前記真空容器内に設けられ、一端が前記可動側端板に取り付けられた可動側電極棒と、前記可動側端板と前記可動側電極棒の前記一端との間に介在された伸縮性を有するベローズと、前記固定側電極棒および前記可動側電極棒のそれぞれの他端に設けられた一対の接離可能な電極と、前記電極の開閉時に、前記可動側電極棒を支持するガイドとを備え、前記ガイドは、前記可動側電極棒に対する相補形状を有し、前記可動側電極棒に嵌合されて固定されている。

この発明は、絶縁容器と当該絶縁容器を閉塞する固定側端板および可動側端板とからなる真空容器と、前記真空容器内に設けられ、一端が前記固定側端板に取り付けられた固定側電極棒と、前記真空容器内に設けられ、一端が前記可動側端板に取り付けられた可動側電極棒と、前記可動側端板と前記可動側電極棒の前記一端との間に介在された伸縮性を有するベローズと、前記固定側電極棒および前記可動側電極棒のそれぞれの他端に設けられた一対の接離可能な電極と、前記電極の開閉時に、前記可動側電極棒を支持するガイドとを備え、前記ガイドは、前記可動側電極棒に対する相補形状を有し、前記可動側電極棒に嵌合されて固定されているため、ガイド取付用の部材を不要とし、部品点数を増加させることなく簡単にガイドを取り付けることによりコストの低減を図ることができる。

実施の形態１．
図１および図２はこの発明の実施の形態１に係る真空バルブの構成を示した断面図であり、図１は閉極状態、図２は開極状態をそれぞれ示している。なお、すべての実施の形態において、この発明の真空バルブを真空遮断器に適用する例について説明するが、当然ながら、その場合に限らず、この発明の真空バルブは、真空開閉器等の他の機器にも適用可能である。

図１および図２に示されるように、本実施の形態に係る真空バルブにおいては、アルミナセラミックス等からなる円筒状の絶縁容器１が設けられており、当該絶縁容器１の両端（上端および下端）には、それぞれ、端板２および３が絶縁容器１と同軸上に接合されて、絶縁容器１を閉塞することにより、真空容器を形成している。

端板２は固定側端板であり、絶縁容器１と同軸上になるように、その中央部分に、固定側電極棒４がろう付け接合されている。また、端板３は可動側端板であり、同様に、絶縁容器１と同軸になるように、その中央部分に、伸縮性を有するベロ−ズ６を介して、可動側電極棒５が取り付けられている。ベローズ６の一端と端板３とはろう付け接合されており、ベローズ６の他端と可動側電極棒５とは後述するベローズカバー１０を介して固定されている。

図１および図２に示されるように、固定側電極棒４の下端には電極７がろう付接合され、可動側電極棒５の上端には電極８がろう付け接合されている。従って、電極７および８は、互いに対向して配置されている。閉極状態においては、図１に示すように、電極７および８は接触しており、開極状態においては、図２に示すように、電極７および８は所定の距離だけ離間する。

また、固定側電極棒４の上端には真空遮断器の固定側導体２３が接合され、可動側電極棒５の下端には真空遮断器の可動側導体２４が接合されている。

端板３と可動側電極棒５との間に介在しているべローズ６は、薄いステンレスを用いて蛇腹状に形成されており、伸縮性を有しているので、当該構成により、端板３と可動側電極棒５との間の気密を保ちながら可動側電極棒５が上下方向に移動することを可能にしている。

また、絶縁容器１の内面を覆うようにシ−ルド９が配設されているとともに、ベローズ６を覆うようにベローズカバー１０が配設されている。シールド９およびベローズカバー１０は、絶縁容器１の内面及びベロ−ズ６が、ア−クにより発生する金属蒸気で汚染されるのを防いでいる。

また、本実施の形態においては、図１および図２に示すように、可動側電極棒５に、プラスチック等からなるガイド１２が取り付けられている。ガイド１２は円管形状に構成されており、相補形の棒状の可動側電極棒５の奥まで一端が嵌合され、他端が真空遮断器の可動側導体２４でシャット（shut）されて挟み込まれることにより（脱落防止手段）、可動側電極棒５に確実に固定されている。なお、図１および図２に示すように、端板３は、絶縁容器１と接合されていない側の端部３ｂの形状が円筒状に形成されている。このような構成にすれば、開閉動作を行う際に、図１および図２に示すように、摺動部が、可動側端板３の端部３ｂとガイド１２とになり、端板３に軸受け機能を持たすことができるため、可動側電極棒５が軸方向に対してまっすぐ滑らかに開閉できるようになる。

以上のように、本実施の形態においては、ガイド１２を可動側電極棒５の奥まで嵌合させるとともに、可動側導体２４でシャット（shut）して真空バルブに固定するような構成にして、真空バルブを取り付ける真空遮断器等の装置の構成部品を利用して真空バルブにガイド１２を固定するようにしたので、ガイド１２を固定するためのガイド取付板等の特別な部材が一切不要となり、部品点数の削減からコスト低減が可能となる。また、ガイド１２を固定するためのネジ止め作業や溶接作業が不要となるため作業性が改善され、コストダウンを図ることができる。

実施の形態２．
図３は、この発明の実施の形態２に係る真空バルブの構成を示した断面図である。図３に示すように、本実施の形態においては、可動側電極棒５の下端に、外径が他の部分よりも小さい部分を形成して段部５ｂを設け、ガイド１２の挿入を段部５ｂまでとする構造とする。他の構成については、上記の実施の形態１と同じであるため、ここでは同一符号を付して示し、その説明を省略する。

以上のように、本実施の形態においては、上記の実施の形態１と同様の効果が得られるとともに、さらに、可動側電極棒５の下端に、外径が他の部分よりも小さい部分を形成して段部５ｂを設け、ガイド１２の挿入を段部５ｂまでとするようにしたので、上述の実施の形態１と同様の効果が得られるとともに、ガイド１２の長さが短くてすみ、より経済的である。

実施の形態３．
図４は、この発明の実施の形態３に係る真空バルブの構成を示した断面図である。図３に示すように、本実施の形態においては、真空遮断器の可動側導体取付端子１５を用いてガイド１２を固定している。

通電電流が大きい真空遮断器や真空開閉器では、可動側電極棒５に可動側導体取付端子１５を取り付け、そこに可動側導体２４を接続する場合がある。この場合には、可動側電極棒５の長さとガイド１２の長さの寸法公差がルーズでよく調整可能であるため、寸法の精度を要求されないため、部品の製作が容易になり、製造コストを低く抑えることができる。

ガイド１２の固定方法を詳しく説明すれば、ガイド１２は、実施の形態１と同様に、円管形状に構成されており、相補形の棒状の可動側電極棒５の奥まで一端が嵌合され、他端を、真空遮断器の可動側導体２４を取り付けるための可動側導体取付端子１５でシャット（shut）して挟み込むことにより、可動側電極棒５にガイド１２が固定されている。なお、図４に示すように、端板３は、絶縁容器１と接合されていない側の端部３ｂの形状が円筒状に形成されている。このような構成にすれば、開閉動作を行う際に、図３に示すように、摺動部が、可動側端板３とガイド１２とになり、端板３に軸受け機能を持たすことができるため、可動側電極棒５が軸方向に対してまっすぐ滑らかに開閉できるようになる。他の構成は、実施の形態１と同様であるため、同一符号を付して示し、ここでは、その説明を省略する。

以上のように、本実施の形態においては、上述の実施の形態１と同様の効果が得られるとともに、さらに、可動側導体取付端子１５を用いて、可動側導体２４とガイド１２とを固定するようにしたので、可動側電極棒５の長さとガイド１２の長さの寸法公差がルーズでよく調整可能であるため、部品の製作が容易になり、製造コストを低く抑えることができるという効果が得られる。

実施の形態４．
上述の実施の形態１〜３において、ガイド１２が、円管形状に構成されて、相補形の棒状の可動側電極棒５に嵌合される例について説明したが、本実施の形態においては、互いに相補形であるガイド１２および可動側電極棒５の構成の例について説明する。図５（ａ）〜（ｄ）は、いずれも、図１のＡ−Ａ断面図である。

図５（ａ）の例においては、円柱型の可動側電極棒５の外側に円管形状のガイド１２が嵌合され、さらに、ガイド１２の外側に円筒形状の端板３の端部３ｂが設けられている。このように、図５（ａ）の例においては、可動側電極棒５、ガイド１２および端部３ｂが、同心円状に設けられている。ガイド１２は、プラスチック等から構成されるが、可動側電極棒５に嵌合しやすいように、若干の弾力性を持たせるようにしてもよい。なお、可動側電極棒５、ガイド１２および端部３ｂの各円周の関係は、（可動側電極棒５の外周）≦（ガイド１２の内周）＜（ガイド１２の外周）＜（端部３ｂの内周）＜（端部３ｂの外周）となっている。可動側電極棒５とガイド１２との間の隙間は、脱落を防止するためにも出来るだけ小さい方が望ましく（密着していてもよいし、あるいは、図５（ｄ）に示すように多少離間していてもよい。）、可動側電極棒５とガイド１２とが適度に嵌合する程度に設定されることが望ましい。なお、本実施の形態においては、各構成要素が同心円状になっている例について示したが、その場合に限らず、各構成要素を同心の楕円形状にしてもよい。

図５（ｂ）の例においては、基本的には、図５（ａ）の構成と同じであるが、可動側電極棒５が六角柱型になっていて、ガイド１２の中央部の空洞の形状が、当該可動側電極棒５がちょうど挿入されるような相補型の六角柱形状になっている点が異なる。すなわち、六角柱型の可動側電極棒５の外側に、円管形状でかつ中央部の空洞が六角柱形状になっているガイド１２が嵌合され、さらに、ガイド１２の外側に円筒形状の端板３の端部３ｂが設けられている。ガイド１２は、プラスチック等から構成されるが、可動側電極棒５に嵌合しやすいように、若干の弾力性を持たせるようにしてもよい。なお、可動側電極棒５、ガイド１２および端部３ｂの各外周および内周の関係は、（可動側電極棒５の外周）≦（ガイド１２の内周）＜（ガイド１２の外周）＜（端部３ｂの内周）＜（端部３ｂの外周）となっている。可動側電極棒５とガイド１２との間の隙間は、脱落を防止するためにも出来るだけ小さい方が望ましく（密着していてもよいし、あるいは、図５（ｄ）に示すように多少離間していてもよい。）、可動側電極棒５とガイド１２とが適度に嵌合する程度に設定されることが望ましい。なお、六角形状を例にしたが、この場合に、限らず、多角形であれば、いずれでもよい。このように、六角形状等の多角形にすることは、可動側電極棒５あるいはガイド１２が円周方向に回動しないためのまわり止め機能を構成している。

図５（ｃ）の例においては、基本的には、図５（ｂ）の構成と同じであるが、ガイド１２が多角管型（図５（ｃ）の例では略々四角形（長方形あるいは正方形のいずれでもよい。））になっていて、端板３の端部３ｂが、ガイド１２の外周の形状に沿った相補形の多角筒形状になっている点が異なる。すなわち、六角柱型の可動側電極棒５の外側に、多角管形状でかつ中央部の空洞が六角柱形状になっているガイド１２が嵌合され、さらに、ガイド１２の外側に多角筒形状の端板３の端部３ｂが設けられている。ガイド１２は、プラスチック等から構成されるが、可動側電極棒５に嵌合しやすいように、若干の弾力性を持たせるようにしてもよい。なお、可動側電極棒５、ガイド１２および端部３ｂの各外周および内周の関係は、（可動側電極棒５の外周）≦（ガイド１２の内周）＜（ガイド１２の外周）＜（端部３ｂの内周）＜（端部３ｂの外周）となっている。可動側電極棒５とガイド１２との間の隙間は、脱落を防止するためにも出来るだけ小さい方が望ましく（密着していてもよいし、あるいは、図５（ｄ）に示すように多少離間していてもよい。）、可動側電極棒５とガイド１２とが適度に嵌合する程度に設定されることが望ましい。なお、ガイド１２の外周と端部３ｂとが多角形状になっていると説明したが、多角形の辺のうち、一部の辺（図では、対向する１対の２辺）を円弧にし、他の辺は平板形状にしてもよい。このように、多角形状等にして角を持たせることは、ガイド１２あるいは端部３ｂが円周方向に回動しないためのまわり止め機能を構成している。また、同様に、可動側電極棒５およびガイド１２の中央部の空洞を六角形状等の多角形にすることは、可動側電極棒５あるいはガイド１２が円周方向に回動しないためのまわり止め機能を構成している。

図５（ｄ）の例においては、基本的には、図５（ｂ）の構成と同じであるが、ガイド１２の一部に凸部が設けられていて、端部３ｂに、当該凸部がちょうど嵌るための切り込みまたは凹部が設けられている点が異なる。すなわち、六角柱型の可動側電極棒５の外側に、円管形状でかつ中央部の空洞が六角柱形状になっているガイド１２が嵌合され、さらに、ガイド１２の凸部と端板３ｂの切り込みまたは凹部がかみ合うように、ガイド１２の外側に円筒形状の端板３の端部３ｂが設けられている。ガイド１２は、プラスチック等から構成されるが、可動側電極棒５に嵌合しやすいように、若干の弾力性を持たせるようにしてもよい。なお、可動側電極棒５、ガイド１２および端部３ｂの各外周および内周の関係は、（可動側電極棒５の外周）≦（ガイド１２の内周）＜（ガイド１２の外周）＜（端部３ｂの内周）＜（端部３ｂの外周）となっている。可動側電極棒５とガイド１２との間の隙間は、脱落を防止するためにも出来るだけ小さい方が望ましく、可動側電極棒５とガイド１２とが適度に嵌合する程度に設定されることが望ましい。なお、六角形状を例にしたが、この場合に、限らず、多角形であれば、いずれでもよい。このように、六角形状等の多角形にすることは、可動側電極棒５あるいはガイド１２が円周方向に回動しないためのまわり止め機能を構成している。また、ガイド１２の一部に凸部が設けられていて、端部３ｂに、当該凸部がちょうど嵌るための切り込みまたは凹部が設けることは、ガイド１２あるいは端部３ｂが円周方向に回動しないためのまわり止め機能を構成している。

この発明の実施の形態１に係る閉極状態の真空バルブの構成を示した断面図である。 この発明の実施の形態１に係る開極状態の真空バルブの構成を示した断面図である。 この発明の実施の形態２に係る閉極状態の真空バルブの構成を示した断面図である。 この発明の実施の形態３に係る閉極状態の真空バルブの構成を示した断面図である。 この発明の実施の形態４に係る真空バルブの構成を示した部分断面図である。

符号の説明

１ 絶縁容器、２ 端板（固定側端板）、３ 端板（可動側端板）、４ 固定側電極棒、５ 可動側電極棒、６ ベローズ、７ 固定側電極、８ 可動側電極、９ シールド、１０ ベローズカバー、１１ ガイド取付板、１２ ガイド、１５ 可動側導体接続端子、２３ 固定側導体、２４ 可動側導体。

Claims (4)

1. 絶縁容器と当該絶縁容器を閉塞する固定側端板および可動側端板とからなる真空容器と、
   前記真空容器内に設けられ、一端が前記固定側端板に取り付けられた固定側電極棒と、
   前記真空容器内に設けられ、一端が前記可動側端板に取り付けられた可動側電極棒と、
   前記可動側端板と前記可動側電極棒の前記一端との間に介在された伸縮性を有するベローズと、
   前記固定側電極棒および前記可動側電極棒のそれぞれの他端に設けられた一対の接離可能な電極と、
   前記電極の開閉時に、前記可動側電極棒を支持するガイドと
   を備え、
   前記ガイドは、前記可動側電極棒に対する相補形状を有し、前記可動側電極棒に嵌合されて固定されていることを特徴とする真空バルブ。
2. 前記固定側端板の前記絶縁容器に固定されていない側の端部は円筒状に構成されており、
   前記電極の開閉時に、前記円筒状の端部を軸受けとして前記可動側電極棒が摺動することを特徴とする請求項１に記載の真空バルブ。
3. 前記真空バルブは装置に取り付けられて用いられるものであって、
   前記ガイドは、前記装置に設けられた可動側導体によって、前記真空バルブに固定されることを特徴とする請求項１または２に記載の真空バルブ。
4. 前記可動側導体は可動側導体接続端子により前記真空バルブに固定されるものであって、
   前記ガイドは、前記可動側導体接続端子によって、前記真空バルブに固定されることを特徴とする請求項３に記載の真空バルブ。

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