JP2021089828A - 真空バルブ - Google Patents

Abstract

【課題】三重合点における電界強度を緩和するとともに、絶縁性の向上を図ることが可能な真空バルブを提供する。【解決手段】真空バルブは、絶縁材で筒状に構成されて筒軸方向の両端に開口部をそれぞれ有する絶縁容器と、絶縁容器内に収容されて接離可能な一対の電極と、開口部にそれぞれ接合されて絶縁容器を閉塞する封着板と、開口部と封着板との接合部分と対向配置されて接合部分の電界を緩和する筒状のシールド部材とを備える。シールド部材は、各々の封着板の一方から他方側へ向けて絶縁容器内に突出するように配置された導電部と、導電部の表面部位のうち、一方の封着板から他方側へ最も突出した部位を被覆する絶縁部とを有する。【選択図】 図１

Description

本発明の実施形態は、真空バルブに関する。

接離可能な一対の接点を筒状の真空絶縁容器（以下、単に容器ともいう）内に収納した真空バルブが知られている。かかる容器は、例えばセラミックなどの絶縁材で形成され、両端の開口部が封着板によってそれぞれ気密に閉塞されている。通常、容器の開口部と封着板は、金具を介してろう付け（一例として、銀ろう付け）などにより接合されている。このように接合された部位は、絶縁部位である容器、導電部位である銀ろう、および真空部位である容器内空間が互いに接する部位（以下、三重合点という）に当たり、真空バルブに電圧が印加された際に他の部位に比べて電界強度が高くなる。

このため、電気的な問題を防ぐべく、従来から各種の方策により三重合点の電界緩和が図られている。例えば、ステンレス鋼（ＳＵＳ）などからなるシールド部材が、封着板から容器内へ突出して三重合点と対向するように配置される。シールド部材がこのように配置されることで、三重合点の電界強度が低下し、絶縁性が高められる。

特許第４７０３３６０号公報 特開２０１８−１６６０６６号公報 実開昭５６−１５２０４５号公報

しかしながら、シールド部材の先端（容器内へ最も突出した部位）における電界強度が高くなっていくと、シールド部材の表面から電界電子が放出される。その際、真空絶縁容器の内面で沿面絶縁破壊が生じるおそれがあり、これを抑止することが求められる。

そこで、三重合点における電界強度を緩和するとともに、絶縁性の向上を図ることが可能な真空バルブを提供する。

実施形態の真空バルブは、絶縁材で筒状に構成されて筒軸方向の両端に開口部をそれぞれ有する絶縁容器と、絶縁容器内に収容されて接離可能な一対の電極と、開口部にそれぞれ接合されて絶縁容器を閉塞する封着板と、開口部と封着板との接合部分と対向配置されて接合部分の電界を緩和する筒状のシールド部材とを備える。シールド部材は、各々の封着板の一方から他方側へ向けて絶縁容器内に突出するように配置された導電部と、導電部の表面部位のうち、一方の封着板から他方側へ最も突出した部位を被覆する絶縁部とを有する。

実施形態に係る真空バルブの概略的な構成を示す断面図。 実施形態に係る真空バルブの電界緩和シールドの概略的な構成を示す断面図。 比較例（比較例１）に係る真空バルブにおける三重合点近傍の等電位分布を模式的に示す図。 別の比較例（比較例２）に係る真空バルブにおける三重合点近傍の等電位分布を模式的に示す図。 実施形態に係る真空バルブにおける三重合点近傍の等電位分布を模式的に示す図。 比較例１、比較例２、および本実施形態における三重合点近傍の電界強度をそれぞれ示す図。 第２の実施形態に係る真空バルブの電界緩和シールドの概略的な構成を示す断面図。 第３の実施形態に係る真空バルブの電界緩和シールドの概略的な構成を示す断面図。 第４の実施形態に係る真空バルブの電界緩和シールドの概略的な構成を示す断面図。 第５の実施形態に係る真空バルブの電界緩和シールドの概略的な構成を示す断面図。 第５の実施形態の変形例（変形例１）に係る真空バルブの電界緩和シールドの概略的な構成を示す断面図。 第５の実施形態の別の変形例（変形例２）に係る真空バルブの電界緩和シールドの概略的な構成を示す断面図。 実施形態に係る真空バルブの外表面をモールド部で被覆した場合の概略的な構成を示す断面図。

以下、実施形態に係る真空バルブについて、図１から図１３を参照して説明する。なお、以下の説明においては、図１に矢印Ｕｐで示す方向を上、その反対方向を下としてそれぞれ規定する。これらの方向は、真空バルブが実装された状態での方向と一致していてもよいし、異なっていてもよい。真空バルブは、例えば電力の配送電系統における電路の保護、電力の制御、設備の監視などを目的に設置される真空遮断器などに備えられ、電流を遮断するスイッチとして利用される。

（第１の実施形態）
図１は、本実施形態の真空バルブ１の概略的な構成を示す断面図である。真空バルブ１は、絶縁容器２と、絶縁容器２に収容された電極３を備えている。絶縁容器２は、絶縁材で筒状に構成され、筒軸（軸芯Ｃ）方向の両端に開口部２１（第１の開口部２１ａおよび第２の開口部２１ｂ）をそれぞれ有している。絶縁容器２は、後述するアークシールド４の突起４２を境に第１の容器２ａと第２の容器２ｂに分離可能とされている。絶縁材としては、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）などのセラミックを適用できるが、これに限定されない。開口部２１は、封着板２２で気密に閉塞されている。具体的には、第１の開口部２１ａが第１の封着板２２ａで閉塞され、第２の開口部２１ｂが第２の封着板２２ｂで閉塞されている。これにより、絶縁容器２の内部２０は真空状態とされている。封着板２２は、アルミニウムやステンレス鋼（ＳＵＳ）などの金属材料で形成可能であるが、これらに限定されない。封着板２２は、略円板状をなし、軸芯Ｃと同軸状に配置されている。

電極３は、その位置が変動しない（変位しない）固定電極３ａと、固定電極３ａに対して変位する可動電極３ｂが一対をなして構成されている。電極３は、導電材、例えばアルミニウム、クロム銅などで形成可能であるが、これらに限定されない。電極３は、例えば円柱状に構成され、コイルと、当該コイルに連結された接点などを含む。可動電極３ｂは、固定電極３ａに対して接離可能に変位（本実施形態では上下動）する。これにより、固定電極３ａと可動電極３ｂとの間が導電状態と絶縁状態に遷移される。導電状態は電極３ａ，３ｂが接触（閉極）した状態であり、絶縁状態は電極３ａ，３ｂが分離（開極）した状態である。絶縁状態には、固定電極３ａと可動電極３ｂが接触して形成される回路の遮断状態や断路状態が含まれる。

固定電極３ａと可動電極３ｂの周囲には、これらの電極３ａ，３ｂを取り囲むように筒状のシールド部材（以下、アークシールドという）４が配置されている。アークシールド４は、開極状態において固定電極３ａと可動電極３ｂの間にアークが生じた際、アークによる金属溶融物の飛散を防ぎ、金属溶融物が内周面２３に付着して絶縁容器２の絶縁性能が低下することを抑制する。アークシールド４は、例えばステンレス鋼（ＳＵＳ）や銅などで形成可能であるが、これらに限定されない。アークシールド４は、外周面４１から絶縁容器２に向けて突出する突起４２を有している。突起４２は、例えば外周面４１の全周に亘って連続し、絶縁容器２（第１の容器２ａおよび第２の容器２ｂ）に接合されている。

固定電極３ａには第１の通電軸５ａが接続され、可動電極３ｂには第２の通電軸５ｂが接続されている。第１の通電軸５ａおよび第２の通電軸５ｂは、導電材、例えばアルミニウム、銅などで形成可能であるが、これらに限定されない。第１の通電軸５ａおよび第２の通電軸５ｂは、いずれも軸芯Ｃと同軸状に伸びている。

第１の通電軸５ａは、固定電極３ａとの接続部５１ａから第１の封着板２２ａへ向けて伸び、第１の封着板２２ａの孔部２２１から絶縁容器２（第１の容器２ａ）の外部へ突出している。孔部２２１は、第１の封着板２２ａの中心部を貫通している。第１の通電軸５ａは、孔部２２１において第１の封着板２２ａと接合され、第１の封着板２２ａ、端的には真空バルブ１における位置が固定されている。

第２の通電軸５ｂは、可動電極３ｂとの接続部５１ｂから第２の封着板２２ｂへ向けて伸び、第２の封着板２２ｂの孔部２２２から絶縁容器２（第２の容器２ｂ）の外部へ突出している。孔部２２２は、第２の封着板２２ｂの中心部を貫通している。第２の通電軸５ｂは、可動電極３ｂとともに軸芯Ｃ方向へ進退する。したがって、第２の通電軸５ｂと孔部２２２との間には、孔部２２２において第２の通電軸５ｂの変位（軸芯Ｃ方向への進退）を許容する空隙２２３が形成されている。換言すれば、第２の通電軸５ｂの軸径は、孔部２２２の孔径よりも小さい。第２の通電軸５ｂには、第２の通電軸５ｂを軸芯Ｃ方向へ進退可能に支持するとともに、空隙２２３を気密に封止するベローズ６が取り付けられている。

ベローズ６は、軸芯Ｃ方向へ伸縮可能な蛇腹状に構成されている。ベローズ６の一端６ａは、第２の封着板２２ｂに接合されている。ベローズ６の他端６ｂは、第２の通電軸５ｂに接合されている。なお、ベローズ６の他端６ｂは、他端６ｂを覆うカバー（図示省略）を介して第２の通電軸５ｂに接合されていてもよい。このようなカバーの装着により、例えばアークによって飛散する金属溶融物がベローズ６に付着することを抑制できる。

第２の通電軸５ｂは、絶縁容器２の外部へ突出した部分が進退機構（図示省略）に接続されており、進退機構によって動作されることで、軸芯Ｃ方向へ進退（図１においては上下動）する。これにより、可動電極３ｂが固定電極３ａに対して接離するように変位し、電極３ａ，３ｂ間が導電状態と絶縁状態に遷移する。進退機構は、非常時や点検時などに自動もしくは手動により動作される。

開口部２１（第１の開口部２１ａおよび第２の開口部２１ｂ）を規定する絶縁容器２の端部と、封着板２２（第１の封着板２２ａおよび第２の封着板２２ｂ）とは、封着金具２４を介して接合されている。封着金具２４は、絶縁容器２の内径とほぼ同等の差渡し径を有する環状の部材であり、アルミニウムやステンレス鋼（ＳＵＳ）などの金属材料で形成可能であるが、これらに限定されない。

封着板２２と封着金具２４は、例えば銀、金、銅などによりろう付けされている。これに対し、絶縁容器２と封着金具２４は、次のように接合されている。絶縁容器２の端部には、封着金具２４を接合するための接合部２５が形成されている。接合部２５は、例えば絶縁容器２の端面２６にメタライズ層、めっき層、ろう層などが積層して形成される。メタライズ層はモリブデン−マンガン、めっき層はニッケル、ろう層は銀、金、銅などによりそれぞれ形成可能であるが、これらに限定されない。接合部２５の厚さ（図１にＤで示す端面２６からの積層高さ）は、例えば０．５ｍｍ程度である。

封着金具２４および接合部２５を含む絶縁容器２（開口部２１）と封着板２２とを接合する部分は、導電部位であり、絶縁部位である絶縁容器２および真空部位である絶縁容器２の内部空間と相互に接する部分（以下、三重合点Ａという）に相当する。したがって、真空バルブ１に電圧が印加された際、三重合点Ａの電界強度は、他の部位に比べて高くなる。

このため、三重合点Ａの電界強度を緩和させるべく、真空バルブ１は、シールド部材（以下、電界緩和シールド）７を備えている。電界緩和シールド７は、筒状に構成され、絶縁容器２の内部２０に三重合点Ａと対向して配置されている。電界緩和シールド７の筒軸は、絶縁容器２の軸芯Ｃと同軸状に伸びている。

電界緩和シールド７は、各々の封着板２２から他方の封着板２２側へ向けて突出している。具体的には、電界緩和シールド７ａは、第１の封着板２２ａから第２の封着板２２ｂの方へ向けて（本実施形態では下方へ）突出している。電界緩和シールド７ｂは、第２の封着板２２ｂから第１の封着板２２ａの方へ向けて（本実施形態では上方へ）突出している。

図２は、電界緩和シールド７の概略的な構成を示す断面図である。電界緩和シールド７は、導電部分である導電部８と絶縁部分である絶縁部９を含んで構成されている。導電部８と絶縁部９は、径方向に積層している。なお、図２には、電界緩和シールド７の一例として上側の電界緩和シールド７ａの構成を示すが、下側の電界緩和シールド７ｂについても配置が上下逆向きであることを除き、基本的な構成は同様である。

導電部８は、電界緩和シールド７の本体を構成する部分（基部）であり、アルミニウムやステンレス鋼（ＳＵＳ）などの金属材料（導電材）で形成可能であるが、これらに限定されない。導電部８は、例えば銀、金、銅などにより封着板２２（第１の封着板２２ａおよび第２の封着板２２ｂ）にろう付けされ、封着板２２から絶縁容器２の内部２０に突出するように配置されている。導電部８の厚さ（径方向の寸法（肉厚））は、例えば１ｍｍ程度である。

本実施形態において、導電部８は、封着板２２から伸びる筒部８１と、筒部８１と一体に連続する折返し部８２を有している。
筒部８１は、封着板２２との接合部分から筒状に伸びて突出した部分である。筒部８１は、各々の封着板２２の一方（例えば第１の封着板２２ａ）から他方（例えば第２の封着板２２ｂ）側へ向けて絶縁容器２内に突出している。折返し部８２は、筒部８１の突出端に連続し、筒部８１の突出方向とは逆方向に折り返した部分である。本実施形態では一例として、折返し部８２は、所定の曲率で湾曲している。折返し部８２の折返し方向は、外から内へ向かう方向、換言すれば、後述する導電部８の第１面８０１側から第２面８０２側へ向かう方向である。内外は、導電部８の径方向に対して軸芯Ｃに近づく向きが内、離れる向きが外として規定される。折返し部８２の折返し長さは、例えば筒部８１が突出する封着板２２（図２の例では第１の封着板２２ａ）まで達することなく、その手前でとどまる長さであればよいが、特に限定されない。

絶縁部９は、導電部８の少なくとも一部を絶縁材で被覆した部分であり、電界緩和シールド７の導電部分である導電部８に対する絶縁部分である。具体的には、導電部８の表面部位のうち、封着板２２（第１の封着板２２ａもしくは第２の封着板２２ｂ）から筒軸（軸芯Ｃ）方向へ最も突出した部位を全周に亘って、絶縁部９は覆っている。本実施形態において、絶縁部９は、筒軸（軸芯Ｃ）方向および周方向にそれぞれ点在しない一続きの被膜である。絶縁部９は、所定の絶縁材、例えばＡｌ_２Ｏ_３（アルミナ）、Ｙ_２Ｏ_３（酸化イットリウム）、ＺｒＯ_２（ジルコニア）のいずれかで形成可能である。

絶縁部９は、導電部８の第１面８０１に配置されている。導電部８の第１面８０１は、導電部８が封着板２２から突出する部分（接合部分）における絶縁容器２の内周面２３寄りの部位８ｐから連続する面部（一連の面）として規定される。本実施形態において、導電部８の第１面８０１は、筒部８１における平坦面８１ｓと折返し部８２における湾曲面８２ｓにより規定される。平坦面８１ｓは、絶縁容器２の内周面２３と対向する面であり、本実施形態では筒部８１の外周面に当たる。湾曲面８２ｓは、平坦面８１ｓに連続する面であり、本実施形態では折返し部８２の表面で湾曲する面のうち、曲率の小さな面に当たる。導電部８の第２面８０２は、第１面８０１（本実施形態では平坦面８１ｓおよび湾曲面８２ｓ）の背面として規定される。第１面８０１と第２面８０２は、第３面８０３を介して連続している。第３面８０３は、折返し部８２の折返しの突端面、換言すれば折返し部８２の表面で曲率の異なる二つの湾曲面の間に介在する面として規定される。

本実施形態では、図２に示すように、第１面８０１の全面が絶縁部９で被覆されており、第２面８０２および第３面８０３は絶縁部９で被覆されずにそのまま露出している。別の捉え方をすれば、絶縁部９は、封着板２２から絶縁容器２の内部２０に突出するように配置され、導電部８の表面部位の一部を被覆している。図２に示す例では、絶縁部９の第１面９０１の全面が導電部８で被覆されており、第２面９０２および第３面９０３は導電部８で被覆されずにそのまま露出している。絶縁部９の第１面９０１は、絶縁部９が封着板２２から突出する部分における筒軸（軸芯Ｃ）寄りの部位９ｐから連続する面部（一連の面）として規定される。絶縁部９の第２面９０２は、第１面９０１の背面として規定される。絶縁部９の第３面９０３は、第１面９０１と第２面９０２との間に介在する面（絶縁部９の先端面）として規定される。

このように電界緩和シールド７が絶縁部９を有することで、三重合点Ａの電界強度を緩和させることに加え、電界緩和シールド７の先端７１からの電界電子の放出を抑制することができる。電界緩和シールド７の先端７１は、導電部８の表面部位のうち、封着板２２から軸芯Ｃ方向へ（一方の封着板２２から他方の封着板２２側へ）最も突出した部位（伸長端）である。本実施形態では、折返し部８２の湾曲面８２ｓの最頂部位である。別の捉え方をすれば、湾曲面８２ｓにおいて法線が軸芯Ｃと平行となる部位、換言すると接線の傾きがゼロとなる部位である。なお、先端７１に相当するこれらの部位には、当該部位だけでなくその近傍も含まれる。

電界緩和シールド７の先端７１からの電界電子の放出を抑制するためには、絶縁部９は先端７１を少なくとも被覆していればよい。これにより、絶縁容器２の内周面２３における絶縁性を高め、内周面２３で沿面絶縁破壊が生じることを抑制可能となる。ただし、先端７１からの電界電子の放出の抑制効果をより高めるためには、先端７１を含む導電部８の第１面８０１の大部分を絶縁部９で被覆することが好ましい。

ここで、電界緩和シールド７を設けた場合における三重合点Ａの電界緩和効果を所定の比較例と比較する。

図３から図５には、三重合点Ａ近傍の等電位分布を比較結果として示す。図３に示す比較例１は、電界を緩和するためのシールド部材を設けていない場合の等電位分布である。図４に示す比較例２は、電界を緩和するためのシールド部材７ｘを設けた場合の等電位分布である。この場合、シールド部材７ｘは、導電部８に相当する部分のみで構成され、絶縁部９に相当する部分を有していない。導電部８に相当する部分は、筒部８１および折返し部８２（図２参照）と同等に構成されている。図５には、本実施形態に係る電界緩和シールド７を設けた場合の等電位分布を示す。三重合点Ａは、図１に示すような封着金具２４および接合部２５を含む絶縁容器２（開口部２１）と封着板２２とを接合する部分、絶縁容器２、および絶縁容器２の内部空間とが相互に接する部分と同等の部分である。
図６には、比較例１（Ｇ１）、比較例２（Ｇ２）、および本実施形態（Ｇ３）における三重合点Ａの電界強度をそれぞれ示す。

図３に示すように、比較例１においては、比較例２および本実施形態と比べて三重合点Ａ近傍の等電位線Ｅ１の間隔が狭く、密になっている。すなわち、比較例１の三重合点Ａ近傍の電界は、比較例２および本実施形態よりも高い。これに対し、図４および図５に示すように、比較例２および本実施形態においては、三重合点Ａ近傍の等電位線Ｅ２，Ｅ３の間隔が比較例１よりも広く、ほぼ同等の等電位分布となっている。したがって、図６に示すように、本実施形態の三重合点Ａの電界強度は、比較例２と同等であり、比較例１の２０％程度に抑制されている。

すなわち、本実施形態の電界緩和シールド７のように導電部８を絶縁部９で被覆した場合であっても、絶縁部９で被覆されていない導電部８のみのシールド部材７ｘと同等の電界緩和効果を得ることができる。加えて、上述したように絶縁部９による電界緩和シールド７の先端７１からの電界電子の放出抑制効果をもつため、本実施形態は、比較例２と比べて絶縁容器２の内周面２３における絶縁性が高く、内周面２３で沿面絶縁破壊の抑制効果の向上を図ることができる。

導電部８および絶縁部９を有する電界緩和シールド７の製造方法は、特に限定されない。例えば、導電部８をまず成形し、成形した導電部８に絶縁部９を設ければよい。あるいは、絶縁部９をまず成形し、成形した絶縁部９に導電部８を設けてもよい。

具体的には、次のような製造方法を適用可能である。まず、例えばアルミニウムやステンレス鋼などの平面形状が四辺形の金属板を曲げ加工して導電部８（筒部８１および折返し部８２）を成形する。この場合には、筒部８１および折返し部８２をほぼ均一の厚さ、例えば１ｍｍ程度の肉厚とする。その際、金属板の一辺近傍を所定の曲率で湾曲させて折返し部８２を成形し、折返し部８２と交差する当該金属板の二辺を接合させて筒状として筒部８１を成形すればよい。これにより、所定の差渡し径（内径）の筒部８１と、所定の曲率で湾曲する折返し部８２を有する導電部８が成形される。そして、成形した導電部８に所定の絶縁材を例えば溶射し、第１面８０１に絶縁部９を設ければよい。

また、例えばＡｌ_２Ｏ_３（アルミナ）、Ｙ_２Ｏ_３（酸化イットリウム）、ＺｒＯ_２（ジルコニア）などの絶縁材を切削加工して絶縁部９を成形し、成形した絶縁部９に所定の導電材をめっきや溶射して第１面９０１に導電部８（筒部８１および折返し部８２）を設けてもよい。

なお、電界緩和シールド７（導電部８および絶縁部９）の製造方法はこれらに限定されず、任意の方法を適用可能である。導電部８と絶縁部９の厚さは、三重合点Ａの電界緩和効果および電界電子の放出抑制効果を奏する限り、一方が他方よりも肉厚であってもよいし、同等であってもよい。

本実施形態では、図２に示すように導電部８の第１面８０１の全面が絶縁部９で被覆され、第２面８０２および第３面８０３が絶縁部９で被覆されずにそのまま露出している。上述したように、絶縁部９は先端７１を少なくとも被覆していればよいため、図２に示す態様とは異なる態様であってもよい。以下、これらの態様の具体例を第２の実施形態から第４の実施形態として説明する。第２の実施形態から第４の実施形態において、絶縁部以外の真空バルブの基本的な構成は、第１の実施形態（図１）と同様である。したがって、第１の実施形態と同一もしくは類似の構成については、図面上で同一符号を付して説明を省略する。以下では、第１の実施形態に係る絶縁部９と異なる態様について説明する。

（第２の実施形態）
図７は、第２の実施形態に係る電界緩和シールド７０ａの概略的な構成を示す断面図である。図７に示すように、本実施形態に係る電界緩和シールド７０ａは、第１の実施形態に係る導電部８と同等の導電部８と、絶縁部９０ａを含んで構成されている。絶縁部９０ａは、導電部８の第１面８０１の一部を被覆している。第１面８０１の一部には、先端７１が含まれる。図７には、絶縁部９０ａの一端９１ａを封着板２２と接触させず、他端９２ａを第１面８０１の周縁まで到達させた（他端９２ａを第３面８０３と面一とした）態様を一例として示すが、一端９１ａおよび他端９２ａの位置はこれに限定されない。導電部８の第２面８０２および第３面８０３は、絶縁部９で被覆されずにそのまま露出している。

（第３の実施形態）
図８は、第３の実施形態に係る電界緩和シールド７０ｂの概略的な構成を示す断面図である。図８に示すように、本実施形態に係る電界緩和シールド７０ｂは、第１の実施形態に係る導電部８と同等の導電部８と、絶縁部９０ｂを含んで構成されている。絶縁部９０ｂは、導電部８の第１面８０１および第３面８０３の全て（全領域）を被覆している。導電部８の第２面８０２は、絶縁部９で被覆されずにそのまま露出している。

（第４の実施形態）
図９は、第４の実施形態に係る電界緩和シールド７０ｃの概略的な構成を示す断面図である。図９に示すように、本実施形態に係る電界緩和シールド７０ｃは、第１の実施形態に係る導電部８と同等の導電部８と、絶縁部９０ｃを含んで構成されている。絶縁部９０ｃは、導電部８の第１面８０１、第２面８０２、および第３面８０３の全て（全領域）を被覆している。なお、図９に示す例では、図２、図７および図８に示す第１から第３の実施形態とは異なり、絶縁部９０ｃを導電部８よりも薄肉としている。

上述した第１の実施形態から第４の実施形態においては、導電部８は筒部８１と折返し部８２を有しているが、折返し部８２は省略してもよい。このように折返し部８２を省略した態様の具体例を第５の実施形態として説明する。第５の実施形態において、導電部および絶縁部以外の真空バルブの基本的な構成は、第１の実施形態（図１）と同様である。したがって、第１の実施形態と同一もしくは類似の構成については、図面上で同一符号を付して説明を省略する。以下では、第１の実施形態に係る導電部８および絶縁部９と異なる態様について説明する。

（第５の実施形態）
図１０は、第５の実施形態に係る電界緩和シールド７０ｄの概略的な構成を示す断面図である。図１０に示すように、本実施形態に係る電界緩和シールド７０ｄは、導電部８０と絶縁部９０ｄを含んで構成されている。導電部８０は、封着板２２との接合部分から筒状に伸びて突出している。すなわち、導電部８０は、その全体が第１の実施形態に係る導電部８の筒部８１とほぼ同様の構成をなす。導電部８０の突出端８０ａは、所定の曲率で湾曲した湾曲面８０ｓを有している。導電部８０の第１面８０１は、封着板２２から突出する部分（封着板２２との接合部分）における絶縁容器２の内周面２３寄りの部位８０ｐから連続する面部（一連の面）として規定される。すなわち、導電部８０の第１面８０１は、封着板２２との接合部分以外の平坦面８０ｂおよび湾曲面８０ｓを含む面として規定される。

電界緩和シールド７０ｄの先端７１は、導電部８０の表面部位のうち、封着板２２から軸芯Ｃ方向へ（一方の封着板２２から他方の封着板２２側へ）最も突出した部位（伸長端）、つまり突出端８０ａである。本実施形態では、湾曲面８０ｓの最頂部位である。別の捉え方をすれば、湾曲面８０ｓにおいて法線が軸芯Ｃと平行となる部位、換言すると接線の傾きがゼロとなる部位である。なお、先端７１に相当するこれらの部位には、当該部位だけでなくその近傍も含まれる。

絶縁部９０ｄは、導電部８０の第１面８０１の一部を被覆している。第１面８０１の一部には、先端７１が含まれる。図１０には、湾曲面８０ｓのみを被覆させた態様を示す。絶縁部９０ｄの一端９１ｄおよび他端９２ｄの位置はこれに限定されない。

例えば、図１１に示す変形例１のように、絶縁部９０ｄの一端９１ｄを封着板２２と接触させ、他端９２ｄを封着板２２と接触させなくともよい。この場合、一端９１ｄは第１面８０１の周縁まで到達しており、他端９２ｄは第１面８０１の周縁まで到達していない。また、図１２に示す変形例２のように、導電部８０の第１面８０１の全て（全領域）を絶縁部９０ｄで被覆させてもよい。この場合、絶縁部９０ｄの一端９１ｄおよび他端９２ｄは、いずれも第１面８０１の周縁まで到達している。

以上、本発明の各実施形態（変形例を含む）を説明したが、上述した各実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、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。

上述した第１の実施形態から第５の実施形態においては、真空バルブ１の外表面は露出されている。これに代えて、真空バルブ１の外表面をエポキシ樹脂などの絶縁材で覆ってもよい。この場合、例えばエポキシ樹脂などの絶縁材を注型し、図１３に示すように、真空バルブ１（絶縁容器２、封着板２２、封着金具２４、接合部２５）の外表面を被覆するモールド部Ｍを形成すればよい。

１…真空バルブ、２…絶縁容器、３…電極、３ａ…固定電極、３ｂ…可動電極、４…アークシールド、５ａ…第１の通電軸、５ｂ…第２の通電軸、６…ベローズ、７（７ａ，７ｂ，７０ａ，７０ｂ，７０ｃ，７０ｄ）…電界緩和シールド、７ｘ…シールド部材、８（８０）…導電部、９（９０ａ，９０ｂ，９０ｃ，９０ｄ）…絶縁部、２０…絶縁容器の内部、２１（２１ａ，２１ｂ）…開口部、２２（２２ａ，２２ｂ）…封着板、２３…絶縁容器の内周面、２４…封着金具、２５…接合部、２６…絶縁容器の端面、７１…電界緩和シールドの先端、８１…筒部、８１ｓ…平坦面、８２…折返し部、８２ｓ…湾曲面、２２１，２２２…封着板の孔部、２２３…空隙、８０１…導電部の第１面、８０２…導電部の第２面、８０３…導電部の第３面、９０１…絶縁部の第１面、９０２…絶縁部の第２面、９０３…絶縁部の第３面、Ａ…三重合点、Ｃ…軸芯、Ｄ…接合部の厚さ、Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３…等電位線、Ｍ…モールド部。

Claims (7)

1. 絶縁材で筒状に構成され、筒軸方向の両端に開口部をそれぞれ有する絶縁容器と、
   前記絶縁容器内に収容され、接離可能な一対の電極と、
   前記開口部にそれぞれ接合され、前記絶縁容器を閉塞する封着板と、
   前記開口部と前記封着板との接合部分と対向配置され、前記接合部分の電界を緩和する筒状のシールド部材と、を備え、
   前記シールド部材は、
   各々の前記封着板の一方から他方側へ向けて前記絶縁容器内に突出するように配置された導電部と、
   前記導電部の表面部位のうち、一方の前記封着板から前記他方側へ最も突出した部位を被覆する絶縁部と、を有する
   真空バルブ。
2. 前記絶縁部は、前記導電部が前記封着板から突出する部分における前記絶縁容器の内周面寄りの部位から連続する面部を被覆する
   請求項１に記載の真空バルブ。
3. 前記絶縁部は、各々の前記封着板の一方から他方側へ向けて前記絶縁容器内に突出するように配置され、
   前記導電部は、前記絶縁部が前記封着板から突出する部分における前記絶縁容器の筒軸寄りの部位から連続する面部を被覆する
   請求項１に記載の真空バルブ。
4. 前記絶縁部は、点在しない一続きの被膜である
   請求項１から３のいずれか一項に記載の真空バルブ。
5. 前記導電部は、前記封着板から筒状に突出する筒部と、前記筒部の突出端に連続し、前記筒部の突出方向とは逆方向に所定の曲率で湾曲して折り返した折返し部と、を有する
   請求項４に記載の真空バルブ。
6. 前記絶縁部は、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｙ_２Ｏ_３、ＺｒＯ_２のいずれかを含んで構成される
   請求項５に記載の真空バルブ。
7. 絶縁材で構成されて外表面を被覆するカバーをさらに備える
   請求項６に記載の真空バルブ。

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