JP2023112569A - 真空バルブ - Google Patents

Abstract

【課題】部分放電の発生を抑制する真空バルブを得る。【解決手段】実施形態に係る真空バルブは、例えば、筒状の容器と、第１電極と、第２電極と、シールド部材と、導電部と、を備える。第１電極は、容器に収容される。第２電極は、第１電極と対向して容器に収容される。シールド部材は、容器に固定して収容され、第１電極および第２電極を囲む。導電部は、シールド部材と電気的に接続され、容器の内面および外面のうち少なくともどちらか一方に設けられる。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、真空バルブに関する。

従来、接離可能な一対の電極と、当該一対の電極を取り囲むアークシールドと、を備える真空バルブが知られている。真空バルブは、密閉された真空絶縁容器を有する。

特開２０２１－８９８２８号公報

従来の真空バルブにおいて、アークシールドが絶縁容器と近い位置に設けられているため、アークシールドが電位を持った場合、アークシールドの電界強度が高くなってしまう。このため、真空中の絶縁容器内にて部分放電が生じやすくなり、真空バルブの性能に悪影響を与えるおそれがある。

本発明が解決する課題の一例は、アークシールドの電界強度を緩和し、部分放電の発生を抑制する真空バルブを得ることである。

実施形態に係る真空バルブは、例えば、筒状の容器と、第１電極と、第２電極と、シールド部材と、導電部と、を備える。第１電極は、容器に収容される。第２電極は、第１電極と対向して容器に収容される。シールド部材は、容器に固定して収容され、第１電極および第２電極を囲む。導電部は、シールド部材と電気的に接続され、容器の内面および外面のうち少なくともどちらか一方に設けられる。

図１は、第１実施形態の真空バルブの断面図である。 図２は、第２実施形態の真空バルブの一部分を拡大した断面図である。 図３は、容器が突出部を有していない場合と、導電部が突出部の側面に接触している場合と、導電部が突出部の側面に接触していない場合との三重点の電界強度を比較した図である 図４は、第３実施形態の真空バルブの一部分を拡大した断面図である。 図５は、導電部が突起の先端まで塗布された場合と導電部が突起の先端まで塗布されていない場合との三重点の電界強度を比較した図である。 図６は、第４実施形態の真空バルブの一部分を拡大した断面図である。 図７は、第５実施形態の真空バルブの一部分を拡大した断面図である。 図８は、変形例のシールド部材の一部分を拡大した断面図である。

（実施形態）
以下、実施形態に係る真空バルブ１を図面に基づいて説明する。以下に記載する実施形態の構成、並びに当該構成によってもたらされる作用及び結果（効果）は、あくまで一例であって、以下の記載内容に限られるものではない。

また、以下に開示される複数の実施形態には、同様の構成要素が含まれる。よって、以下では、それら同様の構成要素には共通の符号が付与されるとともに、重複する説明が省略される。なお、本明細書では、序数は、部品や部材を区別するためだけに用いられており、順番や優先度を示すものではない。

＜第１実施形態＞
図１は、第１施形態に係る真空バルブ１の断面図である。図１に示すように、真空バルブ１は、絶縁容器２と、固定電極３と、可動電極４と、アークシールド５と、導電層６と、ベローズ７と、を備える。なお、絶縁容器２は、容器の一例であり、固定電極３は、第１電極の一例である。さらに、可動電極４は、第２電極の一例であり、アークシールド５は、シールド部材の一例である。さらに、導電層６は、導電部の一例である。

以下の各図では、便宜上、互いに直交する三方向が定義されている。絶縁容器２の軸心Ａｘを回転中心とした径方向を、単に径方向と称し、絶縁容器２の軸心Ａｘを回転中心とした周方向を、単に周方向と称する。Ｚ方向は、絶縁容器２の軸心Ａｘに沿う方向であり、上下方向とも称され得る。なお、本実施形態における前後左右上下のような方向を示す表現は、便宜上の呼称であり、真空バルブ１の位置、姿勢、及び使用態様を限定するものではない。また、Ｚ方向は、第１方向の一例である。さらに、径方向は、第２方向の一例であり、周方向は、第３方向の一例である。

絶縁容器２は、例えば、セラミック等の絶縁性を有する材料で構成されており、円筒状に形成されている。なお、絶縁容器２の形状は、円筒状に限らない。絶縁容器２の形状は、例えば、多角形の筒状でも良い。

図１に示すように、絶縁容器２には、上下方向（Ｚ方向）における両端に第１開口部２１と、第２開口部２２と、が設けられている。

第１開口部２１は、上方向（＋Ｚ方向）における絶縁容器２の端部である上端部２ａから上下方向（Ｚ方向）に開口している。

上端部２ａは、上下方向（Ｚ方向）に延びた第１金具２ａ１と接合している。なお、本実施形態では、上端部２ａの第１金具２ａ１と接合する面には、メタライズ処理が施されている。

メタライズ処理とは、非金属材料の表面を金属膜化する処理である。本実施形態では、例えば、絶縁容器２の上端部２ａに、Мо／Мｎ層（メタライズ層）があり、さらにМо／Мｎ層の上にＮｉメッキ層（メッキ層）が施されている。

本実施形態では、上端部２ａに施されたＮｉメッキ層と、第１金具２ａ１と、を銀ロウによって接合している。なお、それぞれの層を形成する金属材料は、これらに限られない。

第２開口部２２は、下方向（－Ｚ方向）における絶縁容器２の端部である下端部２ｂから上下方向（Ｚ方向）に開口している。すなわち、第２開口部２２は、第１開口部２１の反対側に位置する。

下端部２ｂは、上下方向（Ｚ方向）に延びた第２金具２ｂ１と接合している。なお、上端部２ａと同様に、下端部２ｂの第２金具２ｂ１と接合する面には、メタライズ処理が施されている。

また、図１に示すように、絶縁容器２は、第１封着板２３と、第２封着板２４と、を有する。

第１封着板２３は、第１開口部２１を塞ぐとともに、第１金具２ａ１に接合する円盤状の板である。さらに、第１封着板２３には、第１孔部２３１が設けられている。

第１孔部２３１は、第１封着板２３の中心から上下方向（Ｚ方向）に開口している。

第２封着板２４は、第２開口部２２を塞ぐとともに、第２金具２ｂ１に接合する円盤状の板である。さらに、第２封着板２４には、第２孔部２４１が設けられている。

第２孔部２４１は、第２封着板２４の中心から上下方向（Ｚ方向）に開口している。

第１封着板２３と第１金具２ａ１および第２封着板２４と第２金具２ｂ１は、それぞれ銀ロウによって接合されている。これにより、絶縁容器２の内部が密閉される。

また、絶縁容器２の外部を向く外面２ｄよりも外側は、エポキシ樹脂で形成されている。すなわち、真空バルブ１は、エポキシ樹脂で覆われている。なお、真空バルブ１を覆う材料は、エポキシ樹脂に限らない。

固定電極３は、例えば、アルミニウムやクロム銅等の金属で形成された円板である。なお、固定電極３は、他の金属により形成されても良い。固定電極３は、第１開口部２１を通過して絶縁容器２に収容されている。

図１に示すように、固定電極３は、固定通電軸３１を有する。固定通電軸３１は、第１孔部２３１を挿通するとともに、外部から固定電極３に向かって上下方向（Ｚ方向）に延びた円柱である。上下方向における固定通電軸３１の固定電極３側（下方向）の端部である下端部３１ａには、銀ロウ付けによって固定電極３を取り付けている。また、下端部３１ａに固定電極３を取り付ける方法は、銀ロウ付けに限らない。

固定通電軸３１の外径は、第１孔部２３１の内径と略同一径である。固定通電軸３１は、銀ロウによって第１孔部２３１と接合されることにより、第１封着板２３に固定されるとともに、支持されている。すなわち、固定通電軸３１は、第１孔部２３１に挿通するとともに、固定されている。

可動電極４は、固定電極３と同様に、アルミニウムやクロム銅等の金属で形成された円板である。なお、可動電極４は、他の金属により形成されても良い。可動電極４は、第２開口部２２を通過して絶縁容器２に収容されている。すなわち、可動電極４は、固定電極３と対向している。なお、固定電極３と可動電極４とは、上下方向（Ｚ方向）において、真空バルブ１の電流遮断時に固定電極３と可動電極４とが接触しない位置に設けられる。

図１に示すように、可動電極４は、可動通電軸４１を有する。可動通電軸４１は、第２孔部２４１を挿通するとともに、外部から可動電極４に向かって上下方向（Ｚ方向）に延びた円柱である。上下方向における可動通電軸４１の可動電極４側（上方向）の端部である上端部４１ａには、銀ロウ付けによって可動電極４を取り付けている。また、上端部４１ａに可動電極４を取り付ける方法は、銀ロウ付けに限らない。

可動通電軸４１の外径は、第２孔部２４１の内径よりも小さくなっている。そして、可動通電軸４１の上端部４１ａの反対側の端部は、例えば、進退機構に接続されている。これにより、可動通電軸４１は、上下方向（Ｚ方向）に移動可能である。なお、可動通電軸４１の外径は、可動通電軸４１が上下方向（Ｚ方向）に移動可能な程度に小さければ良い。

図１に示すように、アークシールド５は、例えば、金属等で形成されており、絶縁容器２の固定電極３および可動電極４を向く内面２ｃに固定して、絶縁容器２に収容されている。アークシールド５は、絶縁容器２の内面２ｃから固定電極３および可動電極４に向かって延びた後、第１封着板２３および第２封着板２４に向かって延びている。すなわち、アークシールド５は、上下方向（Ｚ方向）における両端が開口した円筒形状である。

アークシールド５は、径方向において絶縁容器２の内面２ｃと固定電極３および可動電極４との間に設けられ、真空バルブ１の電流遮断時に固定電極３および可動電極４から生じる金属粒子が絶縁容器２の内面２ｃに付着しないように防ぐ。

上下方向（Ｚ方向）におけるアークシールド５の長さは、少なくとも上下方向における固定電極３および可動電極４の厚さと、電流遮断状態における固定電極３と可動電極４との間の距離と、の合計以上の長さである。すなわち、アークシールド５は、固定電極３および可動電極４を囲むように位置する。

導電層６は、例えば、金属等で形成されており、絶縁容器２の内面２ｃに点在しない一続きに塗布されている。すなわち、導電層６は、絶縁容器２の内面２ｃの全周に亘って塗布されている。

なお、本実施形態では、導電層６は、絶縁容器２の内面２ｃに点在しない一続きに塗布されている。しかし、導電層６は、絶縁容器２の内面２ｃおよび外面２ｄのうち少なくともどちらか一方に点在しない一続きに塗布されていれば良い。

導電層６を絶縁容器２の外面２ｄに塗布する場合、導電層６は、径方向におけるアークシールド５の端部である末端５ａに接触するように塗布される。

さらに、図１に示すように、導電層６は、上下方向におけるアークシールド５の両端部５ｂを超えない範囲に塗布されている。言い換えると、上下方向における導電層６の長さは、上下方向におけるアークシールド５の長さよりも短い。

また、導電層６は、アークシールド５の絶縁容器２の内面２ｃから固定電極３および可動電極４に向かって延びている部分と接触している。これにより、導電層６は、アークシールド５と同電位となる。言い換えると、導電層６は、アークシールド５と電気的に接続されている。

導電層６の絶縁容器２の内面２ｃと接触する面には、絶縁容器２の上端部２ａおよび下端部２ｂと同様にメタライズ処理が施されている。

本実施形態では、導電層６の厚さは、導電層６の絶縁容器２と接触する面に施されたメタライズ処理の厚さと実質的に同等である。

図１に示すように、ベローズ７は、絶縁容器２に収容された上下方向（Ｚ方向）に伸縮可能な蛇腹状の伸縮管であり、例えば、金属等で形成される。ベローズ７の内部は、可動通電軸４１が貫通している。

ベローズ７の上方向（＋Ｚ方向）における端部である上端部７ａは、可動通電軸４１の側面に接合されている。

ベローズ７の下方向（－Ｚ方向）における端部である下端部７ｂは、第２孔部２４１を覆うとともに、第２封着板２４に接合されている。すなわち、ベローズ７の外径は、第２孔部２４１の内径よりも大きい。

これにより、ベローズ７は、可動通電軸４１と第２孔部２４１との隙間から流入する大気をベローズ７の内部に留める。

なお、ベローズ７の上端部７ａには、ベローズ７を覆うカバーが設けられていても良い。これにより、例えば、アークによって飛散する金属溶融物がベローズ７に付着することを抑制できる。

本実施形態の真空バルブ１は、固定通電軸３１を介して第１封着板２３に固定された固定電極３に対して、可動通電軸４１を介して上下方向（Ｚ方向）に移動可能な可動電極４が接触または離間することで、電流を通電または遮断させる。電流遮断時には、固定電極３および可動電極４の表面から金属粒子が発生する。

アークシールド５は、径方向において絶縁容器２と固定電極３および可動電極４との間に設けられることで、固定電極３および可動電極４の表面から生じた金属粒子が絶縁容器２の内面２ｃに付着しないように防ぐ。

一方で、アークシールド５は、絶縁容器２と非常に近い位置に設けられている。アークシールド５が電位を持った場合、当該アークシールド５と絶縁容器２との間に電位差が生じ、アークシールド５の電界強度が高くなる。

導電層６は、アークシールド５を向く面である絶縁容器２の内面２ｃに塗布されるとともに、アークシールド５に接触している。そのため、導電層６は、アークシールド５と同電位となり、アークシールド５と絶縁容器２との間の電位差が無くなる。そして、アークシールド５の電界強度は緩和され、部分放電の発生が抑制される。

以上のように、真空バルブ１は、筒状の絶縁容器２と、固定電極３と、可動電極４と、アークシールド５と、導電層６と、を備える。固定電極３は、絶縁容器２に収容される。可動電極４は、固定電極３と対向して絶縁容器２に収容される。アークシールド５は、絶縁容器２に固定して収容され、固定電極３および可動電極４を囲む。導電層６は、アークシールド５と電気的に接続され、絶縁容器２の内面２ｃおよび外面２ｄのうち少なくともどちらか一方に設けられている。

真空バルブ１は、電流遮断時に固定電極３および可動電極４の表面から金属粒子が生じる。アークシールド５は、絶縁容器２の内面２ｃに金属粒子が付着することを防ぐために、固定電極３および可動電極４を囲むとともに、固定電極３および可動電極４と絶縁容器２の内面２ｃとの間に設けられている。そのため、アークシールド５は、絶縁容器２の内面２ｃの近くに位置する。電圧が印加されてアークシールド５が電位を持った場合、アークシールド５と絶縁容器２との間に電位差が生じることで、アークシールド５の電界強度が高くなる。しかし、アークシールド５と同電位の導電層６が絶縁容器２の内面２ｃもしくは外面２ｄのうち少なくともどちらか一方に設けられていることで、アークシールド５と絶縁容器２との間の電位差がなくなる。

これにより、導電層６は、アークシールド５の電界強度を緩和させる。従って、真空バルブ１は、アークシールド５の電界強度を緩和し、部分放電の発生を抑制することができる。

また、本実施形態では、導電層６は、絶縁容器２の内面２ｃもしくは外面２ｄに点在しない一続きに設けられている。絶縁容器２の内面２ｃもしくは外面２ｄは、全周に亘って導電層６で覆われている。そのため、アークシールド５の電界強度は、絶縁容器２の全周に亘って緩和される。これにより、電子は加速しにくくなる。従って、真空バルブ１は、部分放電の発生をさらに抑制することができる。

また、本実施形態では、導電層６は、上下方向（Ｚ方向）におけるアークシールド５の両端部５ｂを超えない。絶縁容器２と真空と導電層６とによる三重点Ａ付近の等電位線は、アークシールド５により三重点Ａ付近に入り込み難くなる。これにより、三重点Ａの電界が緩和され、電子は三重点Ａから放出され難くなる。従って、真空バルブ１は、部分放電の発生をさらに抑制することができる。

さらに、真空バルブ１において、電流遮断時に固定電極３および可動電極４の表面から生じる金属粒子は、アークシールド５により遮られ、導電層６に付着することを抑制される。これにより、導電層６は、高電圧側もしくは接地側と同電位になり難くなる。

また、本実施形態では、導電層６の絶縁容器２と接触する面には、メタライズ処理が施されている。そのため、互いに異なる材質である絶縁容器２と導電層６とが、接合し易くなる。これにより、導電層６が絶縁容器２から剥がれることを防ぐことができる。

また、本実施形態では、導電層６の厚さは、導電層６の絶縁容器２と接触する面に施すメタライズ処理の厚さと同等である。そのため、メタライズ処理が施された導電層６の厚さは、必要以上に厚くならない。これにより、自重により導電層６が絶縁容器２から剥がれることを防ぐことができる。

また、本実施形態では、絶縁容器２の外面２ｄよりも外側は、エポキシ樹脂で形成されている。これにより、例えば、真空バルブ１は、真空バルブ外部をエポキシ樹脂で注型したモールド真空バルブにも適用することができる。

＜第２実施形態＞
図２に示される第２実施形態の真空バルブ１は、下記に説明される構成を除き、前記第１実施形態の真空バルブ１と同様の構成を備えている。よって、第２実施形態によっても、前記第１実施形態と同様の構成に基づく効果が得られる。

第２実施形態では、図２に示すように、真空バルブ１は、前記第１実施形態の絶縁容器２と異なる絶縁容器２Ａを備える。

図２は、第２実施形態に係る真空バルブ１の一部分を拡大した断面図である。図２に示すように、絶縁容器２Ａは、突出部２５を有する。

突出部２５は、絶縁容器２Ａの一部であり、アークシールド５の絶縁容器２の内面２ｃから固定電極３および可動電極４に向かって延びている部分から分かれて、上下にそれぞれ設けられている。

突出部２５は、絶縁容器２Ａの内面２ｃから固定電極３および可動電極４に向かって突出している。なお、本実施形態では、突出部２５は、絶縁容器２Ａの内面２ｃから固定電極３および可動電極４に向かって突出しているが、絶縁容器２Ａの外面２ｄから外部に向かって突出していても良い。言い換えると、突出部２５は、絶縁容器２Ａの内面２ｃもしくは外面２ｄから径方向に突出している。

さらに、突出部２５は、周方向において絶縁容器２Ａの内面２ｃに点在しない一続きに設けられている。すなわち、突出部２５は、周方向において絶縁容器２Ａの内面２ｃの全周に亘って設けられている。

なお、本実施形態では、突出部２５は、周方向において絶縁容器２Ａの内面２ｃに点在しない一続きに設けられているが、突出部２５は、周方向において絶縁容器２Ａの外面２ｄに点在しない一続きに設けられていても良い。

本実施形態では、径方向における突出部２５の長さは、絶縁容器２Ａの内面２ｃに塗布される導電層６の厚さより長い。しかし、径方向における突出部２５の長さは、絶縁容器２Ａに塗布される導電層６の厚さ以上であれば、適宜変更されても良い。

導電層６は、絶縁容器２Ａの内面２ｃに塗布されるとともに、突出部２５の第１開口部２１または第２開口部２２と、アークシールド５と、を向く面である側面２５ａのうちアークシールド５を向く面と接触している。

突出部２５の側面２５ａのうちアークシールド５を向く面と接触する、導電層６の面には、メタライズ処理が施されている。

図３は、絶縁容器２Ａが突出部２５を有していない場合と、導電層６が突出部２５の側面２５ａに接触している場合と、導電層６が突出部２５の側面２５ａに接触していない場合との三重点Ａの電界強度を比較した図である。

図３には、絶縁容器２Ａが突出部２５を有していない場合（第１実施形態）（Ｇ１）と、導電層６が突出部２５の側面２５ａに接触している場合（Ｇ２）と、導電層６が突出部２５の側面２５ａに接触していない場合（Ｇ３）との三重点Ａの電界強度をそれぞれ示す。

図３に示すように、三重点Ａの電界強度は、絶縁容器２Ａが突出部２５を有することで、５分の１程度抑制される。さらに、三重点Ａの電界強度は、導電層６を突出部２５の側面２５ａに接触させることで、５分の２程度抑制される。

以上のように、絶縁容器２Ａは、突出部２５を有する。突出部２５は、絶縁容器２Ａの内面２ｃもしくは外面２ｄから径方向に突出する。そのため、図３に示すように、絶縁容器２Ａは、絶縁容器２Ａの内面２ｃもしくは外面２ｄに突出部２５を設けることで、絶縁容器２Ａと真空と導電層６とによる三重点Ａの電界強度を低下させる。これにより、真空バルブ１は、絶縁容器２Ａと真空と導電層６とによる三重点Ａの電界を緩和させることができる。

また、本実施形態では、導電層６は、突出部２５の側面２５ａと接触している。そのため、図３に示すように、絶縁容器２Ａは、導電層６を突出部２５の側面２５ａに接触させることで、絶縁容器２Ａと真空と導電層６とによる三重点Ａの電界強度を低下させる。これにより、真空バルブ１は、絶縁容器２Ａと真空と導電層６とによる三重点Ａの電界をさらに緩和させることができる。

また、本実施形態では、径方向における突出部２５の長さは、導電層６の厚さ以上である。そのため、導電層６は、突出部２５からはみ出すことがなくなる。これにより、真空バルブ１は、絶縁容器２Ａと真空と導電層６とによる三重点Ａの電界強度の上昇を抑制することができる。

また、本実施形態では、突出部２５は、周方向において絶縁容器２の内面２ｃもしくは外面２ｄに点在しない一続きに設けられる。そのため、突出部２５は、周方向において絶縁容器２Ａの内面２ｃもしくは外面２ｄの全周に亘って一続きに設けられている。これにより、真空バルブ１は、絶縁容器２の内面２ｃもしくは外面２ｄに塗布された導電層６が要因となる部分放電の発生を抑制する。従って、真空バルブ１は、部分放電の発生をさらに抑制することができる。

＜第３実施形態＞
図４に示される第３実施形態の真空バルブ１は、下記に説明される構成を除き、前記第１および前記第２実施形態の真空バルブ１と同様の構成を備えている。よって、第３実施形態によっても、前記第１および第２実施形態と同様の構成に基づく効果が得られる。

第３実施形態では、図４に示すように、真空バルブ１は、前記第１および前記第２実施形態の絶縁容器２、２Ａと異なる絶縁容器２Ｂを備える。

図４は、第３実施形態に係る真空バルブ１の一部分を拡大した断面図である。図４に示すように、突出部２５は、突起２６を有する。

突起２６は、突出部２５の側面２５ａのうちアークシールド５を向く面からアークシールド５に向かって突出している。なお、突起２６の突出量は、アークシールド５に接触しなければ、適宜変更されても良い。また、突起２６は、径方向において突出部２５の端部からアークシールド５に向かって突出している。しかし、絶縁容器２Ｂの内面２ｃと接触しなければ、例えば、突出部２５の中央付近から突出しても良い。

導電層６の一方の端部は、アークシールド５と接触するとともに、導電層６の他方の端部は、突出部２５の側面２５ａを経由して、突起２６の先端２６ａまで塗布されている。すなわち、導電層６は、突起２６の先端２６ａからはみ出ていない。なお、本実施形態では、導電層６は、突起２６の先端２６ａまで塗布されているが、少なくとも突起２６の先端２６ａまで塗布されていれば良い。

図５は、導電層６が突起２６の先端２６ａまで塗布された場合と、導電層６が突起２６の先端２６ａまで塗布されていない場合との三重点Ａの電界強度を比較した図である。図５には、導電層６が突起２６の先端２６ａまで塗布された場合（Ｇ４）と、導電層６が突起２６の先端２６ａまで塗布されていない場合（Ｇ５）との三重点Ａの電界強度をそれぞれ示す。

図５に示すように、三重点Ａの電界強度は、突起２６の先端２６ａまで導電層６が塗布されていることで、１０分の９以上抑制される。

以上のように、突出部２５は、アークシールド５を向く面からアークシールド５に向かって突出する突起２６を有する。導電層６は、少なくとも突起２６の先端２６ａまで設けられている。そのため、図５に示すように、絶縁容器２Ｂは、突起２６を有するとともに導電層６を突起２６の先端２６ａまで設けることで、絶縁容器２Ｂと真空と導電層６とによる三重点Ａの電界強度を低下させる。これにより、真空バルブ１は、絶縁容器２Ｂと真空と導電層６とによる三重点Ａの電界をさらに緩和させることができる。

＜第４実施形態＞
図６に示される第４実施形態の真空バルブ１は、下記に説明される構成を除き、前記第１、前記第２、および前記第３実施形態の真空バルブ１と同様の構成を備えている。よって、第４実施形態によっても、前記第１、前記第２、および前記第３実施形態と同様の構成に基づく効果が得られる。

第４実施形態では、図６に示すように、真空バルブ１は、前記第１、前記第２、および前記第３実施形態の絶縁容器２、２Ａ、２Ｂと異なる絶縁容器２Ｃを備える。

図６は、第４実施形態に係る真空バルブ１の一部分を拡大した断面図である。図６に示すように、絶縁容器２Ｃは、前記第３実施形態の構成と異なり、突起２６を有していない。代わりに、突出部２５は、電界緩和シールド２７を有する。なお、電界緩和シールド２７は、シールドの一例である。

電界緩和シールド２７は、例えば、絶縁性を有する材料で構成されており、突出部２５の側面２５ａのうちアークシールド５を向く面に設けられている。すなわち、電界緩和シールド２７は、突出部２５の側面２５ａのうちアークシールド５を向く面と導電層６との間に位置する。

電界緩和シールド２７は、突出部２５の側面２５ａのうちアークシールド５を向く面を覆うとともに、アークシールド５に向かって突出するＬ字形状である。なお、本実施形態では、電界緩和シールド２７は、径方向において突出部２５の端部からアークシールド５に向かって突出している。しかし、絶縁容器２Ｃの内面２ｃと接触しなければ、例えば、突出部２５の中央付近から突出しても良い。

導電層６の一方の端部は、アークシールド５と接触するとともに、導電層６の他方の端部は、電界緩和シールド２７の先端２７ａまで塗布されている。すなわち、導電層６は、電界緩和シールド２７の先端２７ａからはみ出ていない。なお、本実施形態では、導電層６は、電界緩和シールド２７の先端２７ａまで塗布されているが、少なくとも電界緩和シールド２７の先端２７ａまで塗布されていれば良い。

また、本実施形態では、例えば、導電層６の電界緩和シールド２７と接触する面にメタライズ処理を施し、導電層６と電界緩和シールド２７とが接合し易くしても良い。

以上のように、突出部２５は、アークシールド５を向く面と導電層６との間に絶縁性の電界緩和シールド２７を有する。電界緩和シールド２７は、アークシールド５を向く面を覆うとともに、アークシールド５に向かって突出している。導電層６は、少なくとも電界緩和シールド２７の先端２７ａまで設けられている。

そのため、アークシールド５と導電層６との間の空間は、電界緩和シールド２７によって遮られる。これにより、電界緩和シールド２７は、絶縁容器２Ｃと真空と導電層６とによる三重点Ａの電界を緩和させる。従って、真空バルブ１は、突起２６を設けずとも絶縁容器２Ｃと真空と導電層６とによる三重点Ａの電界を緩和させることができる。

＜第５実施形態＞
図７に示される第５実施形態の真空バルブ１は、下記に説明される構成を除き、前記第１～４実施形態の真空バルブ１と同様の構成を備えている。よって、第５実施形態によっても、前記第１～４実施形態と同様の構成に基づく効果が得られる。

第５実施形態では、図７に示すように、真空バルブ１は、前記第１～４実施形態の絶縁容器２、２Ａ、２Ｂ、２Ｃと異なる絶縁容器２Ｄを備える。

図７は、第５実施形態に係る真空バルブ１の一部分を拡大した断面図である。図７に示すように、絶縁容器２Ｄは、前記第２実施形態の構成と異なり、突出部２５を有していない。代わりに、絶縁容器２Ｄは、凸部２８を有する。

凸部２８は、アークシールド５の絶縁容器２Ｄの内面２ｃから固定電極３および可動電極４に向かって延びている部分から分かれて、上下にそれぞれ設けられている。

凸部２８は、絶縁容器２Ｄの内面２ｃから固定電極３または可動電極４に向かって傾斜して延びた後、アークシールド５に向かって傾斜して延びている。

導電層６の一方の端部は、アークシールド５と接触するとともに、導電層６の他方の端部は、凸部２８の頂点２８ａまで塗布されている。すなわち、導電層６は、凸部２８の頂点２８ａよりも下方まで塗布されている。

なお、本実施形態では、導電層６は、凸部２８の頂点２８ａまで塗布されているが、凸部２８の先端２８ｂまで塗布されていても良い。

以上のように、絶縁容器２Ｄは、凸部２８を有する。凸部２８は、絶縁容器２Ｄの内面２ｃもしくは外面２ｄから固定電極３もしくは可動電極４に向かって傾斜して延びた後、アークシールド５に向かって傾斜して延びる。導電層６は、凸部２８の頂点２８ａよりも下方まで設けられるとともに、メタライズ処理が施されている。これにより、真空バルブ１は、突出部２５を有さずとも絶縁容器２Ｄと真空と導電層６とによる三重点Ａの電界を緩和させることができる。

＜変形例＞
図８は、変形例のアークシールド５Ａの断面図の一部分を拡大した断面図である。図８に示すように、変形例に係る真空バルブ１は、前記第１～５実施形態のアークシールド５と形状が異なるアークシールド５Ａを備える。

アークシールド５Ａは、屈曲部５１を有する。アークシールド５Ａは、中心から上下方向（Ｚ方向）に絶縁容器２の軸心Ａｘに沿って延び、屈曲部５１に接続する。

屈曲部５１は、上下方向（Ｚ方向）に延びるとともに、固定電極３および可動電極４に向かって屈曲して延びている。言い換えると、屈曲部５１は、径方向内側に屈曲した後、上下方向（Ｚ方向）に絶縁容器２の軸心Ａｘに沿って延びている。

導電層６の一方の端部は、アークシールド５と接触するとともに、導電層６の他方の端部は、アークシールド５の両端部５ｂの下方まで塗布されている。すなわち、導電層６は、上下方向においてアークシールド５の両端部５ｂを超えない範囲に塗布されている。なお、本変形例では、導電層６は、アークシールド５の両端部５ｂの下方まで塗布されているが、少なくとも屈曲部５１とアークシールド５の両端部５ｂとの間に塗布されていれば良い。

導電層６を屈曲部５１とアークシールド５の両端部５ｂとの間にのみ塗布する場合、導電層６は、アークシールド５と接触しない。そのため、導電層６とアークシールド５とは、同電位にならない。このような事態を防ぐために、導電層６を屈曲部５１とアークシールド５の両端部５ｂとの間にのみ塗布する場合、導電層６は、アークシールド５と同電位となる金属で形成することが好ましい。

以上のように、アークシールド５Ａは、屈曲部５１を有する。屈曲部５１は、上下方向（Ｚ方向）に延びるとともに、固定電極３および可動電極４に向かって屈曲している。導電層６は、少なくとも屈曲部５１とアークシールド５の両端部５ｂとの間に設けられている。

電圧が印加された場合、アークシールド５Ａの屈曲部５１の電界強度が高くなる。電界により加速された電子は、屈曲部５１と対向する場所に衝突し易い。すなわち、アークシールド５の屈曲部５１とアークシールド５の両端部５ｂとの間に衝突し易い。

そのため、屈曲部５１とアークシールド５の両端部５ｂとの間に導電層６を設けることで、必要最低限の導電層６によりアークシールド５の電界強度を緩和することができる。これにより、真空バルブ１は、導電層６にかかるコストを削減することができる。

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、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。

１ 真空バルブ
２、２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄ 絶縁容器（容器）
２ｃ 内面
２ｄ 外面
２５ 突出部
２５ａ 側面
２６ 突起
２６ａ 先端
２７ 電界緩和シールド（シールド）
２７ａ 先端
２８ 凸部
２８ａ 頂点
３ 固定電極（第１電極）
４ 可動電極（第２電極）
５、５Ａ アークシールド（シールド部材）
５ｂ 両端部
５１ 屈曲部
６ 導電層（導電部）

Claims (14)

1. 筒状の容器と、
   前記容器に収容される第１電極と、
   前記第１電極と対向して前記容器に収容される第２電極と、
   前記容器に固定して収容され、前記第１電極および前記第２電極を囲むシールド部材と、
   前記シールド部材と電気的に接続され、前記容器の内面および外面のうち少なくともどちらか一方に設けられた導電部と、
   を備える、
   真空バルブ。
2. 前記導電部は、前記容器の前記内面もしくは前記外面に点在しない一続きに設けられた、
   請求項１に記載の真空バルブ。
3. 前記導電部は、前記第１電極と前記第２電極とが対向する第１方向における前記シールド部材の両端部を超えない、
   請求項１又は２に記載の真空バルブ。
4. 前記シールド部材は、前記第１方向に延びるとともに、前記第１電極および前記第２電極に向かって屈曲した屈曲部を有し、
   前記導電部は、少なくとも前記屈曲部と前記シールド部材の両端部との間に設けられた、
   請求項３に記載の真空バルブ。
5. 前記容器は、前記内面もしくは前記外面から前記第１方向と直交する第２方向に突出する突出部を有する、
   請求項３又は４に記載の真空バルブ。
6. 前記導電部は、前記突出部の側面と接触している、
   請求項５に記載の真空バルブ。
7. 前記第２方向における前記突出部の長さは、前記導電部の厚さ以上である、
   請求項５又は６に記載の真空バルブ。
8. 前記突出部は、前記第１方向と直交する第３方向において前記容器の前記内面もしくは前記外面に点在しない一続きに設けられた、
   請求項５～７のうちいずれか１項に記載の真空バルブ。
9. 前記突出部は、前記シールド部材を向く面から前記シールド部材に向かって突出する突起を有し、
   前記導電部は、少なくとも前記突起の先端まで設けられた、
   請求項５～８のうちいずれか１項に記載の真空バルブ。
10. 前記突出部は、前記シールド部材を向く面と前記導電部との間に絶縁性のシールドを有し、
    前記シールドは、前記シールド部材を向く面を覆うとともに、前記シールド部材に向かって突出しており、
    前記導電部は、少なくとも前記シールドの先端まで設けられた、
    請求項５～８のうちいずれか１項に記載の真空バルブ。
11. 前記導電部の前記容器と接触する面には、メタライズ処理が施されている、
    請求項１～１０のうちいずれか１項に記載の真空バルブ。
12. 前記導電部の厚さは、前記メタライズ処理の厚さと同等である、
    請求項１１に記載の真空バルブ。
13. 前記容器は、前記内面もしくは前記外面から前記第１電極もしくは前記第２電極に向かって傾斜して延びた後、前記シールド部材に向かって傾斜して延びる凸部を有し、
    前記導電部は、前記凸部の頂点よりも下方まで設けられるとともに、前記メタライズ処理が施された、
    請求項１１又は１２に記載の真空バルブ。
14. 前記容器の前記外面よりも外側は、エポキシ樹脂で形成されている、
    請求項１～１３のうちいずれか１項に記載の真空バルブ。

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