JP2018092817A - Vacuum valve - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、接離自在の一対の接点部間に縦磁界を発生する真空バルブに関する。 The present invention relates to a vacuum valve that generates a longitudinal magnetic field between a pair of contact portions that can be separated from each other.
例えば、特許文献1の真空バルブの接離自在な一対の接点部は、通電軸の一端側に固定されて磁界を発生する電極と、電極の軸方向の一端に固定された接点板と、を備えている。
この特許文献1は、接点間に発生するアークの停滞を防ぐために、接点板の軸方向に対して平行な縦磁界を発生させてアークを拡散させる縦磁界電極を採用し、この縦磁界電極の内側に磁性体を配置することで、縦磁界が接点板の中央から外周側にかけて均一に分布するようにしている。
For example, a pair of contact portions that can be contacted and separated from the vacuum valve of Patent Document 1 includes an electrode that is fixed to one end of a current-carrying shaft and generates a magnetic field, and a contact plate that is fixed to one end in the axial direction of the electrode. I have.
This patent document 1 employs a longitudinal magnetic field electrode for diffusing the arc by generating a longitudinal magnetic field parallel to the axial direction of the contact plate in order to prevent stagnation of the arc generated between the contacts. By arranging the magnetic body on the inner side, the longitudinal magnetic field is uniformly distributed from the center of the contact plate to the outer peripheral side.
特許文献1は、円筒形状とした磁性体の軸方向の端面を、接点板の裏面の外周側に配置し、接点板の中央部で強く発生している縦磁界電極の縦磁界が、磁性体の磁力によって接点板の外周方向に引き寄せられるようにしている。
しかし、円筒形状の磁性体を接点板の外周側に配置しただけでは、縦磁界が接点板の中央から外側にかけて均一に分布せず、縦磁界の分布を改善する必要がある。
そこで、本発明は、縦磁界電極で発生する縦磁界の分布を接点板の中央から外側にかけて略均一に分布させることで、一対の接点部間に発生したアークの遮断性能を向上させることができる真空バルブを提供することを目的としている。
In Patent Document 1, the end surface in the axial direction of a cylindrical magnetic body is arranged on the outer peripheral side of the back surface of the contact plate, and the longitudinal magnetic field of the longitudinal magnetic field electrode generated strongly at the center of the contact plate is the magnetic body. The magnetic force of the contact plate attracts the contact plate toward the outer periphery.
However, the longitudinal magnetic field is not uniformly distributed from the center to the outside of the contact plate only by arranging the cylindrical magnetic body on the outer peripheral side of the contact plate, and it is necessary to improve the distribution of the longitudinal magnetic field.
Therefore, the present invention can improve the interruption performance of the arc generated between the pair of contact portions by distributing the vertical magnetic field generated by the vertical magnetic field electrode substantially uniformly from the center to the outside of the contact plate. It aims to provide a vacuum valve.
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る真空バルブは、真空容器内に接離自在の一対の接点部が配置されており、一対の接点部は、真空容器内を貫通する通電軸と、真空容器内の通電軸の一端に固定され、一対の接点部間に軸方向と平行な縦磁界を発生させる縦磁界電極と、縦磁界電極を構成する円筒部の軸方向一端の開口部を閉塞して固定された円形の接点板と、円筒部及び接点板で囲まれた内部空間に配置された磁性体と、を備え、磁性体は、円環状凹部と、円環状凹部の外周壁の開口縁部から径方向外方に延在する円環状つば部とを有するハット形状であり、円環状凹部の開口部が接点板の裏面の中央側に対向し、円環状つば部が接点板の前記裏面の外周側に対向した状態で磁性体が内部空間に配置されている。 In order to achieve the above object, a vacuum valve according to an aspect of the present invention has a pair of contact portions that can be contacted and separated in a vacuum vessel, and the pair of contact portions are energized through the vacuum vessel. A longitudinal magnetic field electrode that generates a longitudinal magnetic field parallel to the axial direction between a pair of contact portions and is fixed to one end of a shaft and a current-carrying shaft in the vacuum vessel, and an opening at one axial end of a cylindrical portion that constitutes the longitudinal magnetic field electrode A circular contact plate that is closed and fixed, and a magnetic body disposed in an internal space surrounded by the cylindrical portion and the contact plate, the magnetic body including an annular recess and an outer periphery of the annular recess It has a hat shape with an annular collar extending radially outward from the opening edge of the wall, the opening of the annular recess faces the center side of the back surface of the contact plate, and the annular collar is the contact A magnetic body is disposed in the internal space in a state of facing the outer peripheral side of the back surface of the plate.
本発明に係る真空バルブによれば、縦磁界電極で発生する縦磁界の分布を接点板の中央から外側にかけて略均一に分布させることで、一対の接点部間に発生したアークの遮断性能を向上させることができる。 According to the vacuum valve according to the present invention, the distribution of the longitudinal magnetic field generated by the longitudinal magnetic field electrode is substantially uniformly distributed from the center to the outside of the contact plate, thereby improving the interruption performance of the arc generated between the pair of contact portions. Can be made.
次に、図面を参照して、本発明の第1実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。
また、以下に示す第1実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。
Next, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description of the drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals. However, it should be noted that the drawings are schematic, and the relationship between the thickness and the planar dimensions, the ratio of the thickness of each layer, and the like are different from the actual ones. Therefore, specific thicknesses and dimensions should be determined in consideration of the following description. Moreover, it is a matter of course that portions having different dimensional relationships and ratios are included between the drawings.
The first embodiment described below exemplifies an apparatus and method for embodying the technical idea of the present invention, and the technical idea of the present invention is the material, shape, and structure of component parts. The arrangement is not specified below. The technical idea of the present invention can be variously modified within the technical scope defined by the claims described in the claims.
[第1実施形態の真空バルブ]
図1は、真空バルブ1の概要を示すものである。
真空バルブ1は、筒状の真空絶縁容器2の一方端に固定側封着金具3、他方端に可動側封着金具4が封着されている。固定側封着金具3には、固定側通電軸5が貫通して固定され、真空絶縁容器2内の固定側通電軸5の端部に固定側接点部6が設けられている。
また、固定側接点部6に対向して接離自在とした可動側接点部7は、可動側封着金具4を移動自在に貫通する可動側通電軸8の端部に設けられている。
[Vacuum valve of the first embodiment]
FIG. 1 shows an outline of the vacuum valve 1.
In the vacuum valve 1, a fixed-side sealing fitting 3 is sealed at one end of a cylindrical
In addition, the movable
可動側接点部7は、図2に示すように、真空絶縁容器2内の可動側通電軸8の端部に固定されているカップ形状の電極10と、電極10の開口部を閉塞して固定した接点板11と、接点板11の表面に固定されている接点12と、電極10及び接点板11で囲まれた内部空間13に配置された補強部材14と、接点板11の裏面に近接した状態で内部空間13に配置された磁性体15と、を備えている。
As shown in FIG. 2, the
電極10は、図3に示すように、円筒部16と、円筒部16の軸方向一端に形成された底部17と、備えた部材であり、円筒部16には、軸方向に対して斜めに横切る複数の電極スリット18が形成されている。
補強部材14は、図2に示すように、非磁性体からなる部材であり、縮径軸部14aと、この縮径軸部14aの両端に同軸に固定した拡径当接部14b,14cと、を備え、拡径当接部14b,14cが電極10の底部と接点板11の裏面の中央部とに当接して配置され、固定側接点部6及び可動側接点部7が接触する際の接点板11の変形を防止している。補強部材14は、例えばステンレスからなっている。
As shown in FIG. 3, the
As shown in FIG. 2, the reinforcing
磁性体15は、図2及び図4に示すように、円環状凹部20と、円環状凹部20の外周壁20aの開口縁部から径方向外方に延在する円環状つば部21と、を備えたハット形状の部材である。
磁性体15は、図2に示すように、円環状凹部20の開口部が接点板11の裏面の内側に対向し、円環状つば部21が接点板11の裏面の外側に対向した状態で、円環状凹部20の内周が補強部材14の拡径当接部14bの外周に固定され、円環状つば部21の外周が円筒部16の内周面に固定された状態で内部空間13に配置されている。
また、固定側通電軸5の端部に設けられている固定側接点部6も、可動側接点部7と同一構造である。
なお、本発明に係る縦磁界電極が電極10に対応している。
As shown in FIGS. 2 and 4, the
As shown in FIG. 2, the
In addition, the fixed-
The longitudinal magnetic field electrode according to the present invention corresponds to the
[第1実施形態の真空バルブのアーク発生時の動作]
次に、固定側接点部6及び可動側接点部7の接点12の中央部でアークが発生した場合の動作について説明する。
固定側接点部6及び可動側接点部7の接点12の中央部でアークが発生した場合、カップ形状の電極10の円筒部16には、軸方向に対して斜めに横切る複数の電極スリット18が形成されているので、円筒部16に円周方向の電流が流れることで、固定側接点部6及び可動側接点部7の接点12の間に、アークに平行な磁界(縦磁界)が加わる。
[Operation of the vacuum valve according to the first embodiment when an arc is generated]
Next, the operation when an arc is generated at the center of the
When an arc is generated at the center of the
このように、アークに縦磁界が加わると、アークが拡散、安定し、固定側接点部6及び可動側接点部7の接点12間のアーク電圧が低減されていく。
そして、固定側接点部6及び可動側接点部7の接点板11の裏面に配置されている磁性体15が、接点12の中央から外側にかけて縦磁界分布を均一化する。
すなわち、磁性体15の円環状凹部20の開口部が接点板11の裏面の内側に対向し、磁性体15の円環状つば部21が接点板11の裏面の外側に対向した状態で配置されていることで、円環状つば部21で発生する強い磁力と、円環状凹部20で発生する比較的弱い磁力により、接点12の中央部に発生した縦磁界が広い範囲で強い磁界を形成する。
In this way, when a longitudinal magnetic field is applied to the arc, the arc is diffused and stabilized, and the arc voltage between the
And the
That is, the opening of the
このような磁性体15の円環状つば部21及び円環状凹部20が発生する磁力によって、接点12の中央部で発生していた縦磁界は、図5の実線で示すように、接点12の中央から外側にかけて広い範囲で磁界強度が強い縦磁界分布となる(図5のM1の範囲の縦磁界分布)。これに対して、図5の破線で示す磁性体を配置していない従来の接点は、接点の中央から外側にかけて狭い範囲で磁界強度が強い縦磁界分布となる(図5のM2の範囲の縦磁界分布)。
The longitudinal magnetic field generated in the central portion of the
[第1実施形態の効果]
第1実施形態の真空バルブ1は、円環状つば部21及び円環状凹部20を備えた磁性体15が、電極10で発生した縦磁界分布を、接点12の中央から外側にかけて広い範囲で磁界強度が強い分布とする。このため、固定側接点部6及び可動側接点部7の接点12の中央部で発生したアークは、縦磁界の発生によってアーク電圧が低減されていくとともに、接点12の全域に拡散されていくので、遮断性能を向上させることができる。
[Effect of the first embodiment]
In the vacuum valve 1 according to the first embodiment, the
また、磁性体15を、純鉄のような高透磁率の磁性体を材料としなくても、円環状凹部20と円環状つば部21とを備えたハット形状の簡便な形状だけで、接点12の中央から外側にかけて広い範囲で磁界強度が強い縦磁界分布とすることができるので、磁性体15の材料コスト及び加工コストの低減化を図ることができる。
さらに、電極10で発生した縦磁界の強度に合わせて、磁性体15を構成する円環状凹部20及び円環状つば部21の径方向の寸法、円環状凹部20の軸方向の寸法、或いは、円環状凹部20及び円環状つば部21の厚さ寸法などを適宜変化させることで、接点12の全域の縦磁界分布の均一化を、容易且つ効果的に制御することができる。
Further, even if the
Further, in accordance with the strength of the longitudinal magnetic field generated in the
[第2実施形態の磁性体]
次に、図6に示すものは、真空バルブ1で使用される第2実施形態の磁性体25である。なお、図1から図5で示したものと同一構成部分には、同一符号を付してその説明は省略する。
第2実施形態の磁性体25は、円環状凹部26と、円環状凹部26の外周壁26aの開口縁部から径方向外方に延在する円環状つば部27と、を備えたハット形状であるとともに、円環状凹部26の底壁26b、外周壁26a及び円環状つば部27の外周縁まで放射状に延在する複数の磁性体スリット28が形成されている。
そして、図2で示した接点板11の裏面の内側に、円環状凹部26の開口部を対向させ、接点板11の裏面の外側に円環状つば部27が対向した状態で磁性体25を配置すると、磁性体25は、放射状に形成した複数の磁性体スリット28により交流磁界中で発生するうず電流が抑制されて分流が起こらない。
[Magnetic Material of Second Embodiment]
Next, what is shown in FIG. 6 is the
The
Then, the
[第2実施形態の効果]
第2実施形態の磁性体25を真空バルブに使用すると、放射状に形成した複数の磁性体スリット28により交流磁界中で発生するうず電流を抑制した磁性体25により縦磁界強度が高められて縦磁界分布が改善され、遮断特性をさらに向上させることができる。
[Effects of Second Embodiment]
When the
[第3実施形態の接点部]
次に、図7は、第3実施形態の可動側接点部30を示すものである。なお、図1から図6で示した構成と同一構成部分には、同一符号を付してその説明は省略する。
可動側接点部30は、真空絶縁容器2内の可動側通電軸31の端部に固定されている電極10と、接点板11と、接点12と、接点板11の裏面に近接した状態で内部空間13に配置された磁性体15と、を備えている。
第3実施形態では、第1実施形態の可動側接点部7で構成していた補強部材14が存在しない。
[Contact part of the third embodiment]
Next, FIG. 7 shows the movable
The
In 3rd Embodiment, the
第3実施形態の可動側通電軸31は、非磁性体の金属で形成した補強軸32と、補強軸32の外周に装着された伝導性の通電管33で構成されている。補強軸32は、例えばステンレスからなり、通電管33は、例えば銅からなっている。
補強軸32は、電極10の底部17を貫通して接点板11の裏面に当接した状態で固定されている。また、通電管33は、電極の底部17に当接した状態で固定されている。
そして、固定側通電軸5の端部に設けられている固定側接点部(不図示)も、可動側接点部30と同一構造である。
The movable energizing
The reinforcing
A fixed-side contact portion (not shown) provided at the end of the fixed-side energizing shaft 5 has the same structure as the movable-
[第3実施形態の効果]
第3実施形態の可動側接点部30(及び固定側接点部)は、第1実施形態で使用していた補強部材14を使用せず、可動側通電軸31を構成する補強軸32を接点板11の裏面に当接させている。可動側接点部30及び固定側接点部が接触する際に接点板11は衝撃を受けるが、接点板11の裏面に当接した補強軸32を備えることで、接点板11の変形を防止して接点板11の強度を確保することができる。
また、補強部材14を使用せずに可動側通電軸31を構成する補強軸32を接点板11の裏面に当接することで部品の減少化を図ることができるとともに、補強軸32の外周に通電管33を装着することで、通電管33の導電性材料を削減することができるので、真空バルブの製造コストを低減することができる。
[Effect of the third embodiment]
The movable side contact portion 30 (and the fixed side contact portion) of the third embodiment does not use the reinforcing
In addition, the number of parts can be reduced by abutting the reinforcing
1 真空バルブ
2 真空絶縁容器
3 固定側封着金具
4 可動側封着金具
5 固定側通電軸
6 固定側接点部
7 可動側接点部
8 可動側通電軸
10 電極
11 接点板
12 接点
13 内部空間
14 補強部材
14a 縮径軸部
14b,14c 拡径当接部
15 磁性体
16 円筒部
17 底部
18 電極スリット
20 円環状凹部
20a 外周壁
21 円環状つば部
25 磁性体
26 円環状凹部
26a 外周壁
26b 底壁
27 円環状つば部
28 磁性体スリット
30 可動側接点部
31 可動側通電軸
32 補強軸
33 通電管
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (4)
前記一対の接点部は、
前記真空容器内を貫通する通電軸と、
前記真空容器内の前記通電軸の一端に固定され、前記一対の接点部間に軸方向と平行な縦磁界を発生させる縦磁界電極と、
前記縦磁界電極を構成する円筒部の軸方向一端の開口部を閉塞して固定された円形の接点板と、
前記円筒部及び前記接点板で囲まれた内部空間に配置された磁性体と、を備え、
前記磁性体は、円環状凹部と、前記円環状凹部の外周壁の開口縁部から径方向外方に延在する円環状つば部とを有するハット形状であり、
前記円環状凹部の開口部が前記接点板の裏面の中央側に対向し、前記円環状つば部が前記接点板の前記裏面の外周側に対向した状態で前記磁性体が前記内部空間に配置されていることを特徴とする真空バルブ。 In the vacuum vessel, a pair of contact parts that can be freely contacted and separated are arranged,
The pair of contact portions are:
A current-carrying shaft passing through the vacuum vessel;
A longitudinal magnetic field electrode fixed to one end of the energizing shaft in the vacuum vessel and generating a longitudinal magnetic field parallel to the axial direction between the pair of contact portions;
A circular contact plate fixed by closing an opening at one axial end of the cylindrical portion constituting the longitudinal magnetic field electrode;
A magnetic body disposed in an internal space surrounded by the cylindrical portion and the contact plate,
The magnetic body is a hat shape having an annular recess and an annular collar portion extending radially outward from an opening edge of an outer peripheral wall of the annular recess,
The magnetic body is disposed in the internal space with the opening of the annular recess facing the center side of the back surface of the contact plate and the annular collar facing the outer peripheral side of the back surface of the contact plate. A vacuum valve characterized by
前記円筒部に、軸方向に対して斜めに横切る複数の電極スリットが形成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の真空バルブ。 The longitudinal magnetic field electrode has a cup shape in which a bottom portion is formed at the other axial end of the cylindrical portion, and the bottom portion is fixed to one end of the energizing shaft,
The vacuum valve according to claim 1, wherein a plurality of electrode slits are formed in the cylindrical portion so as to cross obliquely with respect to the axial direction.
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JP2011228083A (en) * | 2010-04-19 | 2011-11-10 | Toshiba Corp | Vacuum valve |
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- 2016-12-05 JP JP2016235947A patent/JP2018092817A/en active Pending
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