JP2019212580A - 真空バルブ - Google Patents

Abstract

【課題】絶縁層の温度上昇を抑制する真空バルブを提供する。【解決手段】真空容器２の周囲を覆っている樹脂性の絶縁層８と、真空容器２内に設けられた一対の電極４Ａ、４Ｂを取り囲むアークシールド５と、アークシールド５と真空容器２の内周面の間に設けられた支持部６と、を備え、支持部６は、胴部６３と、胴部６３からアークシールド５に向かって延び、アークシールド５の外周面と接して当該アークシールド５を支持する第１の突起部６１と、胴部６３から真空容器２に向かって延び、真空容器２の内周面に固定される第２の突起部６２と、を有する。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、真空バルブに関する。

一般的に、固体絶縁スイッチギヤは、電路の遮断を行う遮断部を有する。この遮断部として、絶縁性の樹脂で真空容器の周囲をモールドした絶縁層を備えた真空バルブが知られている。真空バルブは、真空容器内に固定側導体に固定されている固定側電極と可動側導体に固定されている可動側電極とが対向に配置され、この一対の固定側電極及び可動側電極を取り囲むように、例えば円筒状のアークシールドが設けられている。

真空バルブは、可動側電極が固定側電極と接触又は離間することで、電路の導通、遮断を行っている。そして、真空バルブが電路の遮断を行うと、電極間にアークが生じる。アークは、非常に高温であり、３０００度を超えることもある。そのため、アークが発生するとアーク付近に配置される固定側電極、可動側電極及びアークシールドは高温となる。特に、固定側電極及び可動側電極にスパイラル電極を用いた場合、電極の外周周辺でアークを駆動させているため、ローレンツ力により電極から外側にはみ出し、アークは、アークシールドに触れるおそれがある。この場合、アークシールドは特に高温となる。

特開２００９−１９３７３４号公報

アークシールドは、アークシールドの外周面から真空容器に向けて延びた突出部を有している。この突出部が、真空容器の開口を貫通し、絶縁層と接することで、アークシールドが真空容器内で支持される。このように、アークシールドが絶縁層と接しているため、アークシールドがアークによって温度上昇すると、その熱が絶縁層に伝わり、絶縁層が高温化するおそれがある。そして、絶縁層が高温となると、絶縁層の絶縁性能が低下し、外部との絶縁性が図れなくなるおそれがある。

本実施形態は、上記課題を解決すべく、アーク発生時、真空バルブの周囲を覆っている絶縁層の温度上昇を抑制する真空バルブを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本実施形態の真空バルブは、真空容器と、前記真空容器の周囲を樹脂で覆っている絶縁層と、前記真空容器の中に設けられた一対の電極と、前記真空容器内に設けられ、前記一対の電極を取り囲むアークシールドと、前記アークシールドと前記真空容器の内周面の間に設けられた支持部と、を備え、前記支持部は、胴部と、前記胴部から前記アークシールドに向かって延び、前記アークシールドの外周面と接して当該アークシールドを支持する第１の突起部と、前記胴部から前記真空容器に向かって延び、前記真空容器の内周面に固定される第２の突起部と、を有することを特徴とする。

第１の実施形態に係る真空バルブの概略全体構成を示す断面図である。 図１のＢ−Ｂ断面図である。 支持部とアークシールドの接合を示す模式図である。 支持部と真空容器の接合を示す模式図である。 電流遮断時に発生するアークの模式図である。 変形例１に係る真空バルブの概略構成を示す径方向断面図である。 変形例２に係る真空バルブの支持部とアークシールドの接合を示す模式図である。 変形例２の他のパターンの支持部とアークシールドの接合を示す模式図である。

（第１の実施形態）
以下、第１の実施形態に係る真空バルブについて図面を参照しつつ詳細に説明する。まず、第１の実施形態の真空バルブの全体構成について説明する。図１は、開路状態の真空バルブ１の全体構成を示す全体図である。真空バルブ１は、真空の中で電路の導通、遮断を行う。この真空バルブ１は、図１に示すように、真空容器２、固定側導体３Ａ、可動側導体３Ｂ、固定側電極４Ａ、可動側電極４Ｂ、アークシールド５、支持部６、ベローズ７及び絶縁層８を備える。

この真空バルブ１は、概略円筒形状の真空容器２内に、一対の固定側電極４Ａと可動側電極４Ｂとが対向に配置され、可動側電極４Ｂを円筒軸Ｘに沿って移動させることで、可動側電極４Ｂと固定側電極４Ａとを接離させる。この可動側電極４Ｂが固定側電極４Ａと接触している場合には、導通となり、電路は閉路状態となる。一方、可動側電極４Ｂが固定側電極４Ａと離間すると、電流は遮断され、電路は開路状態となる。

真空容器２は、密閉された空間が真空である容器である。真空とは、これに限られないが、例えば、１０^−２Ｐａ以下であることが望ましい。この真空容器２は、絶縁筒２１及び封着金具２２を有する。絶縁筒２１は、両端が開口した円筒形状を有する。この絶縁筒２１は、絶縁性を有する材質であり、例えば、セラミックスや硝子である。

封着金具２２は、絶縁筒２１の両端の開口を塞ぐ部材である。封着金具２２は、円盤形状を有し、その外径は、絶縁筒２１の両端の開口と概略同一径である。この封着金具２２が、絶縁筒２１の両端の開口を塞ぎ、銀ろう付けされることで絶縁筒２１と封着金具２２は気密接合し、真空容器２の内部が密閉される。

絶縁筒２１は、絶縁筒２１の内周面の概略中央部分に突出した棚部２３を有する。棚部２３は、周方向に等間隔に少なくとも３つ以上の有する。棚部２３は、後述する支持部６を支持する。図２は、図１のＢ−Ｂ断面図である。図２に示すように、本実施形態では、４つの棚部２３を有する。即ち、棚部２３は、絶縁筒２１の内周面に９０度間隔に設けられている。この４つの棚部２３は、同一円周上、即ち、同じ高さに設けられている。この棚部２３の上面には、後述する支持部６の第２の突起部６２が載せられて固定されている。

絶縁層８は、真空容器２の周囲を覆った絶縁性の樹脂の層である。即ち、絶縁層８は、真空容器２の外周の形状に倣っているので、円筒形状を有する。絶縁層８の両端面は、固定側導体３Ａ又は可動側導体３Ｂが貫通する開口を有する。樹脂として、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂などを用いることができる。本実施形態では、エポキシ樹脂を用いている。絶縁層８は、真空バルブ１と外部との絶縁を図っている。

固定側導体３Ａ及び可動側導体３Ｂは、銅などの導電性を有する材質により構成された導体であり、例えば、円柱形状を有する。封着金具２２の中心は、開口しており、固定側導体３Ａ及び可動側導体３Ｂは、真空容器２外からこの開口を貫通し、固定側導体３Ａ及び可動側導体３Ｂの一方端部が、真空容器２内に延びている。

固定側導体３Ａ及び可動側導体３Ｂは、絶縁筒２１の円筒軸Ｘと共通軸を有する。また、固定側導体３Ａ及び可動側導体３Ｂは、対向に配置される。なお、本実施形態では、固定側導体３Ａ及び可動側導体３Ｂは、絶縁筒２１の円筒軸Ｘと共通軸を有するように配置したが、これに限定するものではなく、固定側導体３Ａと可動側導体３Ｂを対向に配置すれば、所望の位置に配置することができる。

固定側導体３Ａの外径は、封着金具２２の開口の外径と概略同一径である。固定側導体３Ａは、封着金具２２の開口と銀ろう付けされることにより、封着金具２２に固定されて支持されている。一方、可動側導体３Ｂの外径は、封着金具２２の開口よりやや小さい。やや小さいとは、可動側導体３Ｂが、封着金具２２の開口を円筒軸Ｘに沿って移動できる程度に小さければよい。即ち、可動側導体３Ｂは、封着金具２２の開口に遊貫している。

ベローズ７は、伸縮可能な蛇腹状の伸縮管であり、金属等の材料からなる。このベローズ７は真空容器２内に設けられている。ベローズ７の内部は、可動側導体３Ｂが貫通している。ベローズ７の一方端部は、封着金具２２の開口を覆うように封着金具２２と銀ろう付けにより固定されている。即ち、ベローズ７の外径は、封着金具２２の開口の外径より大きい。一方、ベローズ７の他方端部は、可動側導体３Ｂと銀ろう付けにより気密に固定されている。つまり、ベローズ７は、絶縁筒２１と可動側導体３Ｂとに固定されることで、封着金具２２の開口から流入してくる大気をベローズ７内部に留める。これにより、真空容器２内に大気が流入することを防止でき、真空容器２内の真空が保持される。

なお、可動側導体３Ｂの他方端部は、真空容器２外に配置された不図示の駆動装置と接続している。駆動装置は、制御装置と接続されており、制御装置の命令を受けて可動側導体３Ｂを移動させる。この駆動装置が、可動側導体３Ｂを円筒軸Ｘに沿って移動させることで、後述する可動側電極４Ｂは、固定側電極４Ａと接触又は離間する。

固定側電極４Ａ及び可動側電極４Ｂは、銅などの導電性を有する材質により構成された、例えばスパイラル電極である。スパイラル電極は、円盤状の電極で外周部から延びた複数のスリットを有することで、スリットにより部分的に区画された複数の腕部を有し、渦巻き状の形状となっている電極である。

固定側電極４Ａは、真空容器２内に延びた固定側導体３Ａの端面と接し、銀ろう付けによって固着される。一方、可動側電極４Ｂは、可動側導体３Ｂの端面と接し、銀ろう付けにより固着される。即ち、固定側電極４Ａと可動側電極４Ｂは、対向に配置される。この固定側電極４Ａと可動側電極４Ｂが接離することで、電流の導通又は遮断を行う。なお、本実施形態では、固定側電極４Ａ及び可動側電極４Ｂはスパイラル電極を用いたが、これに限定するわけではなく、縦磁界電極など種々のものが使用でき、また、平板電極などアークを駆動させない態様の電極であっても適用できる。

アークシールド５は、例えば、銅クロム合金を材質からなる。アークシールド５は、真空容器２内に、固定側電極４Ａ及び可動側電極４Ｂを取り囲むように円筒軸Ｘ方向に設けられている。アークシールド５は、両端が開口した円筒形状を有する。アークシールド５の円筒軸Ｘ方向の長さは少なくとも、固定側電極４Ａ及び可動側電極４Ｂの円筒軸Ｘ方向の厚みと固定側電極４Ａ及び可動側電極４Ｂの開路状態の隙間の距離を足した以上の長さを有する。このアークシールド５両端部は、内側に湾曲し、湾曲した端部は、固定側導体３Ａ又は可動側導体３Ｂには未達である。

アークシールド５は、金属粒子が絶縁筒２１に付着し、絶縁性能が低下することを防止する。具体的には、電流遮断時に発生するアークにより、固定側電極４Ａ及び可動側電極４Ｂの表面は蒸発し、金属粒子が発生する。この金属粒子が絶縁筒２１に付着すると真空容器２の絶縁性能は低下してしまう。アークシールド５は、電極４Ａ、４Ｂを取り囲むように設けられているので、金属粒子はアークシールド５に付着し、絶縁筒２１に付着することを防止する。これにより、絶縁筒２１に金属粒子が付着して絶縁層８の絶縁性能が低下することを防止する。

支持部６は、真空容器２内でアークシールド５を支持する。支持部６は、アークシールド５に用いられる材質より比熱の大きい材質、例えば、鉄合金からなる。支持部６は、絶縁筒２１の内周面とアークシールド５の外周面の間に設けられる。支持部６は、絶縁筒２１の円筒軸Ｘ方向に延びるリング状の胴部６３を有する。このリング状の胴部６３の内側にアークシールド５が配置されている。この胴部６３の径方向の厚さは、後述する第２の突起部６２の円筒軸Ｘ方向の厚みより厚い。

支持部６は、図２に示すように、胴部６３から等間隔にアークシールド５に向かって延びる第１の突起部６１を有する。本実施例では、この第１の突起部６１を４つ有する。即ち、第１の突起部６１は、胴部６３の内周面に９０度間隔に設けられている。また、支持部６は、胴部６３から等間隔に真空容器２に向かって延びる第２の突起部を有する。本実施例では、第２の突起部６２を４つ有する。即ち、第２の突起部６２は、胴部６３の外周面に９０度間隔に設けられている。第１の突起部６１及び第２の突起部６２は、胴部６３の円筒軸Ｘ方向の概略同一高さからそれぞれ突起している。また、各第１の突起部６１と各第２の突起部６２は、同一直線上に設けられている。つまり、第１の突起部６１と第２の突起部６２は、胴部６３を介して対向に設けられている。

第１の突起部６１の端面は、アークシールド５の外周面の概略中央部分と銀ろう付けにより接合されている。即ち、第１の突起部６１がアークシールド５を支持している。図３は、支持部６とアークシールド５の接合を示す模式図である。図３に示すように、第１の突起部６１は、突出部６１１と接触部６１２を有する。突出部６１１は、胴部６３からアークシールド５に向けて円筒軸Ｘに対して垂直方向に延びている部分である。接触部６１２は、第１の突起部６１がアークシールド５と接触する部分である。この接触部６１２が、アークシールド５と接合することで、第１の突起部６１はアークシールド５を支持する。そして、図３に示すように、接触部６１２の長さｈ１は、胴部６３からアークシールド５に向けて延びている突出部６１１の長さｈ２よりも短い。

図４は、支持部６と真空容器２の接合を示す模式図である。第２の突起部６２は、絶縁筒２１の内周面の概略中央部分に突出した棚部２３の上面と接し、銀ろう付けにより固定されている。胴部６３は、棚部２３の端面と接していない。図４に示すように、第２の突起部６２は、第２の突起部６２が胴部６３から絶縁筒２１に向かって延びている一部分で棚部２３が接触している。つまり、第２の突起部６２と棚部２３とが接触している長さｈ３は、胴部６３から延びている第２の突起部６２の長さｈ４より短い。なお、本実施形態では、第２の突起部６２は、棚部２３の上面に載り接していたが、これに限定するものではなく、第２の突起部６２の端面と棚部２３の端面を銀ろう付けにより接合させてもよい。

次に、本実施形態に係る真空バルブ１が電路を閉路状態から開路状態にする動作について説明する。閉路状態とは、可動側電極４Ｂが、固定側電極４Ａに接触し、電気的に接続している状態をいう。開路状態とは、可動側電極４Ｂが固定側電極４Ａから離間して、電気的に接続していない状態をいう。

まず、閉路状態である場合は、固定側電極４Ａと可動側電極４Ｂが接触しており、電気的に接続している。次に、不図示の駆動装置は、不図示の制御装置から遮断命令が送られてくると、可動側導体３Ｂを絶縁筒２１の円筒軸Ｘに沿って、固定側電極４Ａとは反対の方向に引っ張り、可動側電極４Ｂを固定側電極４Ａと離間させる。

図５は、遮断時に発生したアークの模式図である。図５に示すように、電路を遮断すると、固定側電極４Ａと可動側電極４Ｂとの間にアークＡが生じる。アークＡが発生した際、固定側電極４Ａと可動側電極４Ｂの間には、電極４Ａ、４Ｂを流れていた電流によって、電極４Ａ、４Ｂの半径方向に磁界（横磁界）が発生する。この磁界はアークＡに印加される。アークＡは、この磁界とアークＡに流れる電流によりローレンツ力が働き、１箇所に停滞することなく、円周方向に駆動する。

アークＡは、約３０００℃に至ることもあり、高温である。また、アークは、固定側電極４Ａと可動側電極４Ｂ間を駆動しているが、図５に示すように、法線方向に働くローレンツ力により場合によっては、電極４Ａ、４Ｂ間からはみ出してアークシールド５と接触することがある。このような場合、アークシールド５が高温となり、アークシールド５から支持部６及び絶縁筒２１を介して絶縁層８にこの熱が伝わる。この熱によって絶縁層８は温度上昇し、絶縁層８の絶縁性能が低下するおそれがある。

しかし、本実施形態では、第１の突起部６１は、胴部６３からアークシールド５に向かって延びる突出部６１１と第１の突起部６１とアークシールド５が接触する接触部６１２を有し、接触部６１２がアークシールド５と接触している長さｈ１は、突出部６１１の長さｈ２より短い。即ち、第１の突起部６１とアークシールド５が接触する面積を小さくすると同時に、アークシールド５から胴部６３までの長さが長い。つまり、まず、第１の突起部６１とアークシールド５の接触面積が小さいことで、アークシールド５から第１突起部６１に伝わる熱量が抑制される。さらに、アークシールド５から胴部６３までの長さが長いので、第１の突起部６１から胴部６３に伝わる熱量が抑制される。つまり、アークシールド５が高温になっても、アークシールド５から胴部６３に伝わる熱量を抑えられる。

また、支持部６は、円筒軸Ｘ方向に延びるリング状の胴部６３を有し、この胴部６３の径方向の厚さは、第２の突起部６２の円筒軸Ｘ方向の厚さよりも厚みを有する。即ち、胴部６３の体積をより大きくする。これにより、支持部６の体積も増加するので、支持部６の熱容量が増加し、支持部６は温度上昇しにくくなる。よって、アークシールド５から熱が伝わっても、支持部６の温度上昇は抑制される。

さらに、第２の突起部６２は、胴部６３から真空容器２に向かって延びている一部分で棚部２３と接触している。即ち、第２の突起部６２の長さｈ４は、第２の突起部６２が棚部２３と接触している長さｈ３より長く、胴部６３から棚部２３までの長さが長いので、伝達する熱量を抑えることができる。それと同時に、第２の突起部６２の長さ全体で棚部２３と接触している場合と比べて接触面積が少ないので、第２の突起部６２から棚部２３に伝わる熱量を抑えることができる。よって、胴部６３から棚部２３に伝わる熱量を抑えることができる。

なお、第２の突起部６２が棚部２３と接している接触面積は、第２の突起部６２の断面積より小さいほうが望ましい。この方が、第２の突起部６２を流れている熱を第２の突起部６２と棚部２３の接触部分で更に窄めることができ、第２の突起部６２から棚部２３へ流れる熱を抑制することができる。

また、支持部６は、アークシールド５より比熱の大きい材質を用いている。即ち、支持部６は、アークシールド５と比べて温度上昇しにくい。よって、高温となったアークシールド５から支持部６に熱が伝わっても、支持部６の温度上昇は抑制される。

これに加えて、本実施形態では、支持部６の第２の突起部６２と絶縁筒２１が接触している箇所は、棚部２３の４点のみである。したがって、第２の突起部６２と絶縁筒２１が全周に亘って接触している場合と比べて、接触面積が小さいので、第２の突起部６２から絶縁筒２１へ伝わる熱量を抑えることができる。

また、棚部２３が等間隔に設けられていない場合、絶縁筒２１は、棚部２３の間隔が短い部分に局所的に第２の突起部６２から熱を伝えられ、その部分のみ高温化し、高温化した絶縁筒２１から絶縁層８にその熱を伝導させてしまう。しかし、棚部２３は、絶縁筒２１の内周面に等間隔に設けられている。これにより、絶縁筒２１は、局所的に高温化する箇所がなくなる。つまり、局所的に高温化した絶縁筒２１からその熱が絶縁層８に伝わり、その熱伝導を受けた部分の絶縁層８が高温化し、絶縁性能が低下することが抑制される。

そして、電流零点になると、アークＡは消弧し、電流は遮断される。即ち、電路は、電気的に接続されていない状態である開路状態となる。

（１）以上のように、本実施形態の真空バルブ１は、真空容器２と、真空容器２の周囲を覆っている樹脂性の絶縁層８と、真空容器２の中に設けられた一対の電極４Ａ、４Ｂと、真空容器２内に設けられ、前記一対の電極４Ａ、４Ｂを取り囲むアークシールド５と、アークシールド５と真空容器２の内周面の間に設けられた支持部６と、を備え、支持部６は、胴部６３と、胴部６３からアークシールド５に向かって延び、アークシールド５の外周面と接して当該アークシールド５を支持する第１の突起部６１と、胴部６３から真空容器２に向かって延び、真空容器２の内周面に固定される第２の突起部６２を有するようにした。

これにより、アークシールド５の熱は、支持部６を介して真空容器２、絶縁層８に順次伝わる。支持部６は、第１の突起部６１、胴部６３、第２の突起部６２を有するので、熱容量の大きい。よって、支持部６の温度上昇を抑制することができるので、アークシールド５から伝わる熱による絶縁層８の温度上昇を抑制することができる。

（２）本実施形態の真空バルブ１は、絶縁筒２１の内周面に等間隔に設けられた４つの棚部２３を有し、第２の突起部６２が、棚部と同数あり、各第２の突起部６２は、それぞれ棚部２３に載せられて固定されるようにした。これにより、第２の突起部６２が絶縁筒２１の全周で接している場合と比べて、接触面積が少なくなる。したがって、第２の突起部６２から伝導する熱量は少なくなり、絶縁層８の温度上昇を抑制することができる。

また、棚部２３は、絶縁筒２１の内周面に等間隔で設けられているので、絶縁筒２１が局所的に温度上昇する箇所がなくなり、絶縁筒２１は均等に温度上昇する。これにより、絶縁筒２１が局所的に高温化することを抑制し、絶縁層８による絶縁性能の低下を防止する。

なお、本実施形態では、棚部２３は４つ有していたが、これに限定するものではなく、棚部２３は３つ以上有していればよい。また、第２の突起部６２は４つ有していたが、これに限定するものではなく、棚部２３の数と同数有していればよい。また、本実施形態では、第１の突起部６１は、第２の突起部６２に合わせて４つ有していたが、第１の突起部６１は、第２の突起部６２の数と同数である必要はなく、第１の突起部６１は、胴部６３から全周に亘って一続きの突起となっており、アークシールド５の外周面全周で接合させてもよい。

（３）第２の突起部６２は、真空容器２に向かって延びている一部分で棚部２３と接触しており、第２の突起部６２の長さｈ４は、棚部２３と第２の突起部６２が接触している長さｈ３より長い。これにより、第２の突起部６２と絶縁筒２１の接触面積が小さくなると同時に胴部６３から絶縁筒２１までの距離が長くなり、胴部６３から絶縁筒２１に伝わる熱量を抑え、絶縁層８の温度上昇を抑制することができる。

（４）アークシールド５と支持部６の第１の突起部６１が接触している端部と当該端部と対向する端部の長さｈ１は、胴部６３から延びる第１突起部６１の長さｈ２より短い。これにより、アークシールド５と第１の突起部６１の接触面積が小さくなるとともに、アークシールド５から胴部６３までの距離を長くしているので、アークシールド５から胴部６３に伝わる熱量を抑え、絶縁層８の温度上昇を抑制することができる。

（５）前記胴部の径方向の厚さは、前記真空容器の軸方向の前記第２の突起部の厚さより厚みを有するリング形状であるようにした。即ち、胴部６３の体積をより大きくすることで、支持部６の熱容量を更に大きくしている。これにより、支持部６は、温度上昇しにくくなり、絶縁層８の温度上昇を抑制し、絶縁層８の絶縁性能低下を抑制する。

（６）支持部６は、アークシールド５に用いられる材質より比熱の大きい材質を用いるようにした。これにより、支持部６の温度上昇を抑えることができ、絶縁層８の温度上昇を抑制することができる。

（７）真空容器２は棚部２３を有し、支持部６の第２の突起部６２は、棚部２３の上面に載り、銀ろう付けにより固定されている。この固定の際、棚部２３の上面に銀ろうを載せ、その上から第２の突起部６２を載せることできる。よって、棚部２３と第２の突起部６２を容易に接合することが可能であり、作業効率が向上する。

（変形例１）
変形例１に係る真空バルブ１について、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、第１の実施形態と同一の構成及び同一の機能については、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。図６は、変形例１に係る真空バルブの概略構成を示す径方向断面図である。第１の実施形態では、第１の突起部６１と第２の突起部６２は胴部６３を介して対向する位置に設けられていたが、変形例１では、図６に示すように、第２の突起部６２は、第１の突起部６１が設けられている場所から４５度ずらして設けられている。

高温となったアークシールド５の熱は、第１の突起部６１、胴部６３、第２の突起部６２の順に介し、真空容器２の絶縁筒２１に伝わる。変形例１では、第２の突起部６２は、第１の突起部６１が設けられている背面ではなく、４５度ずらして設けられている。そのため、第１の突起部６１と第２の突起部６２を繋ぐ胴部６３の長さは長くなる。即ち、第１の突起部６１から第２の突起部６２に伝わる熱の伝達経路が長くなる。よって、支持部６内を通る熱の伝達経路が長くなるので、アークシールド５から真空容器２に伝わる熱量を抑制することができる。

（変形例２）
変形例２に係る真空バルブ１について、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、第１の実施形態と同一の構成及び同一の機能については、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。図７は、変形例２に係る真空バルブ１の支持部６とアークシールド５の接合を示す模式図である。第１の実施形態では、アークシールド５と第１の突起部６１が接合する端面は平坦であったが、変形例２では、図７に示すように、この接合端面は段差５１、６２１を有している。

具体的には、各第１の突起部６１は、胴部６３からアークシールド５に向かって延びている長さが異なる。即ち、図７に示すように、第１の突起部６１が胴部６３からアークシールド５に向かって延びる長さは、円筒軸Ｘ方向の上側は短く、下側は長い。つまり、第１の突起部６１の接触部６１２は、アークシールド５との接合面に高低差があり、１段の段差６２１を有する。この段差６２１の上にアークシールド５が載り接合され、第１の突起部６１はアークシールド５を支持する。

一方、アークシールド５の外周面は、第１の突起部６１と接触する箇所の径方向の厚みが異なる。即ち、図７に示すように、アークシールド５の外周面は、第１の突起部６１と接触する箇所において、円筒軸Ｘ方向の上側の厚みが厚く、下側の厚みが薄い。つまり、アークシールド５の外周面は、第１の突起部６１との接触する箇所に高低差があり、１段の段差５１を有する。

段差５１と段差６２１は、嵌合するように設けられている。即ち、アークシールド５の外周面の高低差と第１の突起部６１の接触部６１２の高低差は概略同一である。換言すれば、段差５１と段差６２１の高さは概略同一である。アークシールド５と第１の突起部６１は、この互いの段差５１、６２１を嵌め込んで銀ろう付けにより接合されている。

このように、アークシールド５の外周面と第１の突起部６１の接触部６１２に段差５１、６２１を設けた。これにより、アークシールド５と第１の突起部６１を銀ろうを使って接合する際に、第１の突起部の段差の上面に銀ろうを載せた上で、アークシールド５の段差５１を第１の突起部６１の段差６２１に嵌め込むことで容易にアークシールド５と第１の突起部６１を接合させることができるので、真空バルブ１の組立作業の効率が向上する。

なお、本変形例２では、第１の突起部６１の段差６２１の上面に銀ろうを載せ、アークシールド５と接合させたが、段差５１、６２１は逆にしてもよい。つまり、アークシールド５の外周面は、第１の突起部６１と接触する箇所において、円筒軸Ｘ方向の上側の厚みが薄く、下側の厚みが厚い。一方、第１の突起部６１が胴部６３からアークシールド５に向かって延びる長さは、円筒軸Ｘ方向の上側は短く、下側は長い。この場合は、アークシールド５の段差５１に銀ろうを載せ、第１の突起部６１を上から嵌め込むように接合させればよい。

本変形例２では、段差５１、６２１は、１段のみ有したが、段差の数はこれに限らず、２段、３段と有していてもよい。また、段差５１、６１２は、平坦なものでなく、互いの段差５１、６２１が嵌合するように設けられていれば、傾斜を有していてもよい。例えば、図８に示すように、段差５１及び段差６２１は、複数の切欠きであってもよい。この段差５１の切欠きと段差６２１の切欠きは、嵌合するように設けられている。これにより、アークシールド５と第１の突起部６１の切欠きを互いに嵌め込むだけで、第１の突起部６１はアークシールド５を支持する。つまり、第１の突起部６１は銀ろうを使用せずアークシールド５を支持するができる。したがって、組立作業の効率が向上するとともに、組立材料の削減をすることができ、コスト削減を図ることができる。

（他の実施形態）
本明細書においては、本発明に係る実施形態を説明したが、この実施形態は例として提示したものであって、発明の範囲を限定することを意図していない。上記のような実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の範囲を逸脱しない範囲で、種々の省略や置き換え、変更を行うことができる。実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

本実施形態では、絶縁筒２１は４つの棚部２３を有し、第２の突起部６２がこの４つの棚部２３それぞれの上面に載せ、固定されていたが、絶縁筒２１の内周面は、その全周に突出部を有し、また、第２の突起部６２も突出部に倣うように胴部６３から全周面に延びており、この第２の突起部６２が突出部の上面全周に載り、固定させてもよい。これにより、第２の突起部６２と絶縁筒２１の固定がより強固なものとなり、真空バルブが電路の開閉を行う際に生じる衝撃を受けてもアークシールド５の位置ずれを防止することができる。

本実施形態では、アークシールド５の外周面の概略中央部分で第１の突起部６１は接合させたが、これに限定するものではない。アークシールド５の外周面の上端又は下端で接合させてもよい。アークシールド５は、アークシールド５の中央付近がアークＡと最も近接するので、アークシールド５は中央部分が熱源に近く、高温となりやすい。よって、アークシールド５の中央部分から離れた上端及び下端は、熱源から離れるため中央部分と比較すると、アークシールド５の中央部分の方がアークＡによる温度上昇の影響を受けにくい。つまり、熱源であるアークＡによる温度上昇の影響を受けにくいアークシールド５の上端又は下端で第１の突起部６１と接合することで、アークシールド５から第１の突起部６１への熱伝導を抑えることでき、絶縁層８の温度上昇を抑制することができる。

本実施形態では、第１の突起部６１とアークシールド５を銀ろう付けにより接合させたが、第１の突起部６１がアークシールド５を支持することができるのであれば種々の方法を用いることができる。また、第２の突起部６２と棚部２３は、銀ろう付けにより接合し固定させたが、固定できるのであれば種々の方法を用いることができる。

１ 真空バルブ
２ 真空容器
２１ 絶縁筒
２２ 封着金具
２３ 棚部
３Ａ 固定側導体
３Ｂ 可動側導体
４Ａ 固定側電極
４Ｂ 可動側電極
５ アークシールド
５１ 段差
６ 支持部
６１ 第１の突起部
６１１ 突出部
６１２ 接触部
６２１ 段差
６２ 第２の突起部
６３ 胴部
７ ベローズ
８ 絶縁層
Ｘ 円筒軸
Ａ アーク

Claims (7)

1. 真空容器と、
   前記真空容器の周囲を覆っている樹脂性の絶縁層と、
   前記真空容器内に設けられた一対の電極と、
   前記真空容器内に設けられ、前記一対の電極を取り囲むアークシールドと、
   前記アークシールドと前記真空容器の内周面の間に設けられた支持部と、
   を備え、
   前記支持部は、
   胴部と、
   前記胴部から前記アークシールドに向かって延び、前記アークシールドの外周面と接して当該アークシールドを支持する第１の突起部と、
   前記胴部から前記真空容器に向かって延び、前記真空容器の内周面に固定される第２の突起部と、
   を有することを特徴とする真空バルブ。
2. 前記真空容器は、前記真空容器の内周面に等間隔に設けられた少なくとも３つ以上の棚部を有し、
   前記第２の突起部が、前記棚部と同数あり、
   各第２の突起部は、それぞれ前記棚部に載せられて当該棚部に固定されていること、
   を特徴とする請求項１に記載の真空バルブ。
3. 前記第２の突起部は、前記胴部から前記真空容器に向かって延びている一部分で前記棚部と接触していること、
   を特徴とする請求項２に記載の真空バルブ。
4. 前記第１の突起部は、
   前記アークシールドに向かって延びる突出部と、
   前記アークシールドと接触する接触部と、
   を有し、
   前記突出部の長さは、前記接触部より長いこと、
   を特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の真空バルブ。
5. 前記胴部の径方向の厚さは、前記真空容器の軸方向の前記第２の突起部の厚さより厚みを有するリング形状であること、
   を特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の真空バルブ。
6. 前記支持部は、前記アークシールドに用いられる材質より比熱の大きい材質であること、
   を特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の真空バルブ。
7. 前記第１の突起部の端面及び前記アークシールドの外周面は、段差を有し、
   前記第１の突起部と前記アークシールドは、互いの前記段差が嵌め込まれて接していること、
   を特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載の真空バルブ。
   

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