JP2009211871A - 真空開閉器 - Google Patents

Abstract

【課題】 固定電極ロッドと可動側端子金具の接触部での電気抵抗及び熱抵抗が低く、操作機構の増強を必要としない連続通電容量の大きな真空開閉器を得る。
【解決手段】 絶縁フレーム２の内部に保持された真空バルブ１と、真空バルブ１の一端に設けられた固定電極ロッド１０と、真空バルブ１の他端に設けられた可動電極ロッド１１と、可動電極ロッド１１と主回路導体２０ａ，２０ｂとを電気的に接続する可撓導体１２と、可動電極ロッド１１の外周面に締結された可動側端子金具９ａ，９ｂとを備え、可動側端子金具９ａ，９ｂに形成された第１の面と第２の面とにより可撓導体１２を挟持した。
【選択図】 図１

Description

この発明は、例えば真空バルブを収納した絶縁フレームと、真空スイッチを外部より操作する操作機構とを備えた真空開閉器に関する。

この種の真空開閉器は、真空バルブ１０の可動側電極棒１０ｂと可撓導体２０を電気的に接続するために、可動側電極棒１０ｂに可動側割端子１９を設けている。この可動側割端子１９に可撓導体２０の一端側の一面を当接させボルトにより締結することにより、可動側電極棒１０ｂと可撓導体２０を電気的に接続していた(例えば、特許文献１参照)。
また、可撓導体２ｄの上下を支持金具１８Ａで挟み、ナット１９を締め付けることにより、支持金具１８Ａをともに可撓導体２ｄを可動ロッド２ｃに固定していた。（例えば、特許文献２参照）。

特開平６−２０８８２１号公報 （段落０００４、図１） 特開平８−２８７７９５号公報 （段落００１３、００１９、図２）

特許文献１に開示されたような従来の真空開閉器では、可動電極ロッドすなわち可動側電極棒と可撓導体の接続構造は、可動側端子金具すなわち可動側割端子を介した接続で行っていた。この可動側端子金具と可撓導体との接続は、可撓導体の一面を接触させボルトにより締結しているだけであったので、接触面積が少なく接続部での電気抵抗及び熱抵抗が高い状態となっていた。
また、特許文献２に開示されたような従来の真空開閉器では、可撓導体の上下を可動電極ロッドすなわち可動ロッドにはめ込まれた可動側端子金具すなわち支持金具で挟み、ナットで締め付けて可撓導体と可動側端子金具との接触面積を大きくしていた。しかし、可動側端子金具は可動電極ロッドにはめ込んでいるだけであるので、可動側端子金具と可動電極ロッドの接触面積が少なくここでも、接続部での電気抵抗及び熱抵抗が高い状態となっていた。
通常、真空開閉器の連続通電容量は各部の最大温度上昇値で規定されるため、電気抵抗が高いと通電発熱が増加し、通電容量に制約が生じる。
また、一般的に真空開閉器の発熱は各接触部で発生する。この発生した熱は導体を経由して、最終的に真空開閉器と配電盤を接続している主回路導体を通して配電盤へ伝えている。これにより、冷却を行っているので、電気抵抗に加えて熱抵抗も低いことが望ましい。
このため、電気抵抗及び熱抵抗を低減させる目的で可動側端子金具と可撓導体及び可動側端子金具と可動電極ロッドとの接触面積を増加させようとすると、可動側端子金具が大きくなる。この結果、可動させる質量が増加してしまい、真空開閉器の動作速度が低下する、あるいは動作速度を維持するために操作機構増強の必要性が生じるという問題点があった。

この発明は上記のような問題を解決するためになされたもので、可動側端子金具と可撓導体及び可動側端子金具と可動電極ロッドとの接触面積を増やすことで、可動側端子金具と可撓導体及び可動側端子金具と可動電極ロッドとの接続部の電気抵抗及び熱抵抗を低減して通電発熱を減少させ、熱伝導率を良くして、操作機構の増強を必要としない連続通電容量の大きな真空開閉器を得ることを目的とする。

この発明に係わる真空開閉器は、絶縁フレームの内部に保持された真空バルブと、真空バルブの一端に設けられた固定電極ロッドと、真空バルブの他端に設けられた可動電極ロッドと、可動電極ロッドと主回路導体とを電気的に接続する可撓導体と、可動電極ロッドの外周面に締結された可動側端子金具とを備え、可動側端子金具に形成された第１の面と第２の面とにより可撓導体を挟持したものである。

この発明によれば、絶縁フレームの内部に保持された真空バルブと、真空バルブの一端に設けられた固定電極ロッドと、真空バルブの他端に設けられた可動電極ロッドと、可動電極ロッドと主回路導体とを電気的に接続する可撓導体と、可動電極ロッドの外周面に締結された可動側端子金具とを備え、可動側端子金具に形成された第１の面と第２の面とにより可撓導体を挟持したことで、操作機構の増強を必要としない連続通電容量の大きな真空開閉器を得ることが出来る。

実施の形態１．
図１はこの発明を実施するための実施の形態１における真空開閉器を示す側面図、図２は図１の真空開閉器の上側の可動側端子金具を示す斜視図、図３は図１の真空開閉器の上側の可動側端子導体を示す斜視図、図４は図１の真空開閉器の下側の可動側端子導体を示す斜視図、図５は図１の可撓導体を示す斜視図である。なお、図中同一符号は、同一または相当部分を示している。

図１において真空開閉器は、絶縁フレーム２に支持された真空バルブ１を内部に収納している。真空バルブ１は接離可能な一対の電極を真空容器内に収容して、電極の一端は真空バルブ１に固定された固定電極ロッド１０に固着され、電極の他端は図示しない操作機構により駆動される可動電極ロッド１１に固着されている。固定電極ロッド１０は、固定電極板６を介して固定側端子導体３にボルトにより締結されている。この固定側端子導体３は、絶縁フレーム２と一体に形成された前部取付部４及び後部取付部５間にまたがり、ボルトにより締結され、真空バルブ１を絶縁フレーム２に固定している。更に、固定側端子導体３は、第１の主回路導体２０ａを介して真空開閉器外部、例えば配電盤の主回路と接続するためのコネクタ２１ａに電気的に接続されている。これにより、第１の主回路導体２１ａと前記固定電極ロッド１０とが電気的に接続されている。他方、可動電極ロッド１１は、絶縁ロッド１３を介して上述した操作機構に連結されている。また、可動電極ロッド１１の真空バルブ１と絶縁ロッド１３の間には、図２に示す可動側端子金具９ａ、可動側端子金具９ａと同形状の可動側端子金具９ｂが装着されている。この可動側端子金具９ａは、穴２２に可動電極ロッド１１を通し、側面からボルト３３を可動側端子金具９のボルト穴４２に差し込んで締め付けて可動電極ロッド１１の外周面に締結されている。可動側端子金具９ｂも同様に締結されている。この可動側端子金具９ａの下面と可動側端子金具９ｂの上面を接触面として、帯状薄板を積層した可撓導体１２の一端を挟む。その後、下側からボルト３１を可動側端子金具９ａのボルト穴４０と同様に可動側端子金具９ｂに設けられたボルト穴と可撓導体のボルト穴４６に通して締め付けて、可動側端子金具９ａ，可撓導体１２と可動側端子金具９ｂが締結されている。可撓導体１２の他端は、図３に示す可動側端子導体７ａの下面と図４に示す可動側端子導体７ｂの上面を接触面として、可動側端子導体７ａと可動側端子導体７ｂに挟まれている。この、可動側端子導体７ａ，可撓導体１２と可動側端子導体７ｂは、ボルト３２をそれぞれのボルト穴４４，４５，４７に通して締め付けて締結されている。これにより、可撓導体１２と可動側端子導体７ａ，７ｂを電気的に接続している。また、この可動側端子導体７ａ，７ｂは第２の主回路導体２０ｂに固着されて、コネクタ２１ｂと電気的に接続される。この可動側端子導体７ａは絶縁フレーム２と一体に形成された後部取付部８にボルトにより締結され、絶縁フレームに固定されている。

次に、以上のように構成された真空開閉器において、連続通電時の動作について説明する。配電盤との接続部のコネクタ２１ａから電流が通電され、第１の主回路導体２０ａ，固定側端子導体３，固定電極板６，固定電極ロッド１０，可動電極ロッド１１，可動側端子金具９ａ，９ｂ，可撓導体１２，可動側端子導体７ａ，７ｂ，第２の主回路導体２０ｂを通りコネクタ２０ｂから配電盤へと通電される。この時、可動電極ロッド１１と可動側端子金具９ａ間は、可動側端子金具９ａの穴２２の側面を接触面として通電している。可動電極ロッド１１と可動側端子金具９ｂ間も同様に通電している。また、可動側端子金具９ａ，９ｂと可撓導体１２間は、可動側端子金具９ａの下面と可撓導体１２の一端の上面が接触し、更に、可動側端子金具９ｂの上面と可撓導体１２の一端の下面が接触しており、この２面の接触面を介して通電している。
また、可撓導体１２と可動側端子導体７ａ，７ｂ間は、可動側端子導体７ａの下面と可撓導体１２の他端の上面が接触し、更に、可動側端子導体７ｂの上面と可撓導体１２の他端の下面が接触しており、この２面の接触面を介して通電している。

実施の形態１によれば、可動電極ロッド１１に可動側端子金具９ａ，９ｂを装着し、この可動側端子金具９ａの下面と可撓導体１２の一端の上面が接触し、更に、可動側端子金具９ｂの上面と可撓導体１２の一端の下面が接触している。この２面の接触面を介して通電しているので、可撓導体１２と可動側端子金具１２ａ，１２ｂの接続部の電気抵抗及び熱抵抗を半減することが出来る。更に、可動電極ロッド１１と可動側端子金具９ａ，９ｂ間は、穴２２の側面と可動電極ロッド１１が接触している。更に、ボルトで可動側端子金具９ａ，９ｂを可動電極ロッド１１に締結しているので、穴２２の接触面での接圧が高くなり電気抵抗及び熱抵抗を半減することが出来る。
これにより、接続部での通電発熱が減少し、発生した熱の周囲への放熱が容易になるので、操作機構を増強することなく連続通電容量の大きな真空開閉器を得ることが出来る。

実施の形態２．
図６は本発明を実施するための実施の形態２における真空開閉器を示す側面図、図７は図６の真空開閉器の可動側端子金具を示す斜視図、図８は図６の真空開閉器の可動側端子導体を示す斜視図である。なお、図中同一符号は、同一または相当部分を示しその説明を省略している。
実施の形態１では可動側端子金具９ａ，９ｂを設け、この可動側端子金具９ａの下面と可撓導体１２の一端の上面が接触し、更に、可動側端子金具９ｂの上面と可撓導体１２の一端の下面が接触するように可動側端子金具９ａ，９ｂで可撓導体１２の一端を挟んだが、図７に示す一側面の略中央部にスリット１５ａを有する可動側端子金具１５を用いても良い。また、実施の形態１では可動側端子導体７ａ，７ｂを設け、可動側端子導体７ａの下面と可撓導体１２の他端の上面が接触し、更に、可動側端子導体７ｂの上面と可撓導体１２の他端の下面が接触するようにしたが、図８に示す一側面の略中央部にスリット１４ａを有する可動側端子導体１４を用いても良い。
この場合、可動側端子金具１５は、穴２３に可動電極ロッド１１を通し、側面からボルトで締め付けて可動電極ロッド１１の外周面に締結されている。また、可動側端子金具１５と可撓導体１２間は、可動側端子金具１５のスリット１５ａに可撓導体１２の一端を差し込み、可動側端子金具１５と可撓導体１２をボルト３１を下からボルト穴４８，４６に通して締め付けて締結している。また、可動側端子導体１４と可撓導体１２間は、可動側端子導体１４のスリット１４ａに可撓導体１２の他端を差し込み、可動側端子導体１４と可撓導体１２をボルト３２を下からボルト穴５０，４７に通して締め付けて締結している。他の構成は実施の形態１と同じである。

次に、以上のように構成された真空開閉器において、連続通電時の動作について説明する。
可動電極ロッド１１と可動側端子金具１５間は、穴２３の側面と可動電極ロッド１１の接触面を介して通電している。また、可動側端子金具１５と可撓導体１２間は、可動側端子金具１５に設けられたスリット１５ａの上面と可撓導体１２の一端の上面が接触し、更に、スリット１５ａの下面と可撓導体１２の一端の下面が接触しており、この２面の接触面を介して通電している。
また、可撓導体１２と可動側端子導体１４間は、可動側端子導体１４に設けられたスリット１４ａの上面と可撓導体１２の他端の上面が接触し、更に、スリット１４ａの下面と可撓導体１２の他端の下面が接触しており、この２面の接触面を介して通電している。
他は、実施の形態１と同じでありその説明を省略する。

実施の形態２によれば、可動電極ロッド１１にスリット１５ａを有する可動側端子金具１５を装着し、この可動側端子金具１５に設けられたスリット１５ａの上面と可撓導体１２の一端の上面が接触し、更に、可動側端子金具１５に設けられたスリット１５ａの下面と可撓導体１２の一端の下面が接触している。この２面の接触面を介して通電しているので、可撓導体１２と可動側端子金具１５の接続部の電気抵抗及び熱抵抗を半減することが出来る。更に、可動電極ロッド１１と可動側端子金具１５間は、穴２３の側面と可動電極ロッド１１が接触している。更に、ボルトで可動側端子金具１５を可動電極ロッド１１に締結しているので、穴２３の接触面での接圧が高くなり電気抵抗及び熱抵抗を半減することが出来る。
これにより、接続部での通電発熱が減少し、発生した熱の周囲への放熱が容易になるので、操作機構を増強することなく連続通電容量の大きな真空開閉器を得ることが出来る。
更に、可動側端子金具１５を一つの部品としたので部品点数が減少して組立てが容易になる。
更に、可動側端子金具１５と可撓導体１２の接続は、可撓導体１２を可動側端子金具１５に設けたスリット１５ａに差し込みボルト３１で締結する方法なので、可撓導体１２の上下方向の位置合わせが不要となり、組立てが容易になる。
なお、ここでは、可動側端子金具１５と可撓導体１２の接続は可動側端子金具１５にスリットを設けて行ったが、スリットの代わりに可撓導体１２の一端を挿入して、係合する穴を設けても良い。この場合、可動側端子金具１５と可撓導体１２との接触面が可撓導体１２の上面と下面に加えて側面も接触面になるので、接続部での電気抵抗及び熱抵抗を更に減らすことが出来て、接続部での通電発熱を更に減少させることが出来る。

実施の形態３．
図９は本発明を実施するための実施の形態３における真空開閉器を示す側面図、図１０は図９の真空開閉器の可動側端子金具を示す斜視図、図１１は図９の真空開閉器の可撓導体を示す斜視図である。なお、図中同一符号は、同一または相当部分を示しその説明を省略している。
実施の形態１では可動側端子金具９ａ，９ｂを設け、この可動側端子金具９ａの下面と可撓導体１２の一端の上面が接触し、更に、可動側端子金具９ｂの上面と可撓導体１２の一端の下面が接触するようにボルト３１により締結したが、可動電極ロッド１１の外周に雄ねじ部を螺刻し、この雄ねじ部と螺合する雌ねじ２４を図１０に示すように可動側端子金具１７ａ，１７ｂに穿設して、更に図１１に示すように可撓導体１２の一端に可動電極ロッド１１の雄ねじ部に螺合する雌ねじ２５を穿設しても良い。
なお、可撓導体１２の端部は帯状薄板どうしを気密接合により一体化して雌ねじ２５を穿設出来る構造としている。
この場合、可動側端子金具１７ａをナットと同じ要領で可動電極ロッド１１に締結し、次に、可撓導体１２を可動電極ロッド１１に締結し、最後に可動側端子金具１７ｂもナットと同じ要領で可動電極ロッド１１に締結する。他の構成は実施の形態１と同じである。

次に、以上のように構成された真空開閉器において、連続通電時の動作について説明する。
可動側端子金具１７ａ，１７ｂと可撓導体１２間は、可動側端子金具１７ａの下面と可撓導体１２の一端の上面が接触し、更に、可動側端子金具１７ｂの上面と可撓導体１２の一端の下面が接触しており、この２面の接触面を介して通電している。
また、可動電極ロッド１１と可動側端子金具１７ａ，１７ｂ間は、雌ねじ２４のねじ面と可動電極ロッド１１の雄ねじ部のねじ面を介して通電している。更に、可動電極ロッド１１と可撓導体１２間は、雌ねじ２５のねじ面と可動電極ロッド１１の雄ねじ部のねじ面を介して通電している。他は、実施の形態１と同じでありその説明を省略する。

実施の形態３によれば、可動電極ロッド１１の外周に雄ねじ部を螺刻し、この雄ねじ部と螺合する雌ねじ２４を可動側端子金具１７ａ，１７ｂに穿設して、更に可撓導体１２の一端に可動電極ロッド１１の雄ねじ部に螺合する雌ねじ２５を穿設している。これにより、可動側端子金具１７ａ，１７ｂと可撓導体１２間は、可動側端子金具１７ａの下面と可撓導体１２の一端の上面が接触し、更に、可動側端子金具１７ｂの上面と可撓導体１２の一端の下面が接触しており、この２面の接触面を介して通電している。これにより、実施の形態１と同様の効果に加えて、可動側端子金具１７ａ，１７ｂで直接可撓導体１２を締結しているので、可動側端子金具１７ａ，１７ｂはボルトを締めるためのスペースが不要となり、小型化出来て軽量化出来るので、真空開閉器の開閉速度を向上出来てより性能の高い真空開閉器を得ることが出来る。
また、可動電極ロッド１１と可動側端子金具１７ａ，１７ｂ間は、雌ねじ２４のねじ面と可動電極ロッド１１の雄ねじ部のねじ面を介して通電している。更に、可動電極ロッド１１と可撓導体１２間は、雌ねじ２５のねじ面と可動電極ロッド１１の雄ねじ部のねじ面を介して通電している。これにより、それぞれのねじ面のねじ山と谷間を介して接触しているので、接触面積が大きくなり、接触部での電気抵抗及び熱抵抗を更に小さくすることが出来る。よって、接続部での通電発熱が減少し、発生した熱の周囲への放熱が容易になるので、操作機構を増強することなく連続通電容量の大きな真空開閉器を得ることが出来る。

なお、実施の形態１ないし３では可撓導体の一端に可動側端子金具と接触する接触面を設けたが、可撓導体の中央部に可動側端子金具と接触する接触面を設けても良い。
この場合、可動側端子導体に可動電極ロッド側に延伸された腕を設けて、この腕と可撓導体の両端をボルト締結することで双方を電気的に接続する。

実施の形態１による真空開閉器の側面図である。 実施の形態１による真空開閉器の上側の可動側端子金具の斜視図である。 実施の形態１による真空開閉器の上側の可動側端子導体の斜視図である。 実施の形態１による真空開閉器の下側の可動側端子導体の斜視図である。 実施の形態１による真空開閉器の可撓導体の斜視図である。 実施の形態２による真空開閉器の側面図である。 実施の形態２による真空開閉器の可動側端子金具の斜視図である。 実施の形態２による真空開閉器の可動側端子導体の斜視図である。 実施の形態３による真空開閉器の側面図である。 実施の形態３による真空開閉器の可動側端子金具の斜視図である。 実施の形態３による真空開閉器の可撓導体の斜視図である。

符号の説明

１ 真空バルブ
２ 絶縁フレーム
３ 固定側端子導体
４ 前部取付部
５，８ 後部取付部
６ 固定電極板
７ａ，７ｂ，１４，１６ 可動側端子導体
９ａ，９ｂ，１５，１７ａ，１７ｂ 可動側端子金具
１０ 固定電極ロッド
１１ 可動電極ロッド
１２，１８ 可撓導体
１３ 絶縁ロッド
１４ａ 可動側端子導体のスリット
１５ａ 可動側端子金具のスリット
２０ａ 第１の主回路導体
２０ｂ 第２の主回路導体
２１ａ，２１ｂ コネクタ
２２，２３，２４ 穴
１９，３１，３２，３３，３４，３５ ボルト
２４，２５ 雌ねじ
４０，４１，４２，４３，４４，４５，４６，４７，４８，４９，５０ ボルト穴

Claims (4)

1. 絶縁フレームの内部に保持された真空バルブと、
   前記真空バルブの一端に設けられた固定電極ロッドと、
   前記真空バルブの他端に設けられた可動電極ロッドと、
   前記可動電極ロッドと主回路導体とを電気的に接続する可撓導体と、
   前記可動電極ロッドの外周面に締結された可動側端子金具とを備え、
   前記可動側端子金具に形成された第１の面と第２の面とにより前記可撓導体を挟持する真空開閉器。
2. 可動側端子金具は第１の可動側端子金具と第２の可動側端子金具とからなり、前記第１の可動側端子金具は第１の面を有し、前記第２の可動側端子金具は真空バルブ側に向いた第２の面を有することを特徴とする請求項１に記載の真空開閉器。
3. 可動側端子金具は、側面から切り込まれ、第１の面と真空バルブ側に向いた第２の面からなるスリットを有することを特徴とする請求項１に記載の真空開閉器。
4. 可動電極ロッドは外周に雄ねじ部が螺刻され、第１の可動側端子金具と第２の可動側端子金具には前記雄ねじ部に螺合する雌ねじが穿設され、可撓導体には前記雄ねじ部に螺合する雌ねじが穿設されたことを特徴とする請求項２記載の真空開閉器。

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