JP2895449B2 - Vacuum valve - Google Patents

Vacuum valve

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JP2895449B2
JP2895449B2 JP26497496A JP26497496A JP2895449B2 JP 2895449 B2 JP2895449 B2 JP 2895449B2 JP 26497496 A JP26497496 A JP 26497496A JP 26497496 A JP26497496 A JP 26497496A JP 2895449 B2 JP2895449 B2 JP 2895449B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、真空バルブに関す
る。
[0001] The present invention relates to a vacuum valve.

【0002】[0002]

【従来の技術】ギャップ間に軸方向磁界を発生させる真
空バルブの電極として、電流を周方向に回転させて磁界
を形成する、いわゆる縦磁界電極が知られている。ま
た、最近では、本発明者らは特願平8−141531号
のように磁性体を活用して軸方向磁界を発生させるもの
について提案している。
2. Description of the Related Art A so-called vertical magnetic field electrode, which forms a magnetic field by rotating a current in a circumferential direction, is known as an electrode of a vacuum valve for generating an axial magnetic field between gaps. Also, recently, the present inventors have disclosed in Japanese Patent Application No. 8-141153.
Utilizing a magnetic material to generate an axial magnetic field
Is proposed.

【0003】この特願平8−141531号の発明を
15を用いて簡単に説明すると、1は図示しない円筒状
の真空容器の両端に支持された通電軸で、この先端には
通電板13を介して通電棒2磁性体30が取り付けら
れ、さらにこの先端に接触子4が対向配置されている。
[0003] The invention of Japanese Patent Application No. 8-141531 is illustrated.
Briefly described with reference to 15 , reference numeral 1 denotes an energizing shaft supported at both ends of a cylindrical vacuum vessel (not shown). At the end, an energizing rod 2 and a magnetic body 30 are attached via an energizing plate 13. The contact 4 is disposed facing the tip.

【0004】このような構成により、通電棒2に電流が
流れることにより、通電棒2周辺に発生する磁束が磁性
体30中を通り、磁性体30の空隙部において磁束の向
きが、図示しない対向する電極の磁性体に向かって曲げ
られることにより、対向する電極のギャップ間において
アークに平行な軸方向磁束を発生させ、これによりアー
クを安定化し遮断性能を向上するものである。
[0004] With this configuration, when a current flows through the current-carrying rod 2, the magnetic flux generated around the current-carrying rod 2 passes through the magnetic body 30, and the direction of the magnetic flux in the gap portion of the magnetic body 30 is changed to the opposite direction (not shown). By being bent toward the magnetic material of the electrode, an axial magnetic flux parallel to the arc is generated between the gaps of the opposed electrodes, thereby stabilizing the arc and improving the breaking performance.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】真空遮断器を小型化す
るためには、真空バルブを小型軽量化することが必要不
可欠である。上述したような磁性体を用いた軸方向磁界
を発生する電極は、従来の縦磁界コイルを用いた縦磁界
電極に比べ構造を大幅に簡略化し得ることにおいては、
大変有効である。 しかしながら、上述のような構造では
通電棒の外側に磁性体部を配置するために、通電棒の径
方向位置を電極内側に配置しなければならない。このた
め、接触子表面全体にア−クを安定化させるのに十分な
軸方向磁束を発生することができるとは言い難い。すな
わち、軸方向磁束を発生する領域が狭くなり、接触子表
面を十分に利用することが困難であった。そして、この
ことが電極を小型化することに影響を及ぼし、小型軽量
化を図るという観点から改善の余地がある。
In order to reduce the size of the vacuum circuit breaker, it is essential to reduce the size and weight of the vacuum valve. An electrode that generates an axial magnetic field using the above-described magnetic material is a vertical magnetic field using a conventional vertical magnetic field coil.
In being able to greatly simplify the structure compared to electrodes ,
Very effective. However, in the above-described structure, the radial position of the current-carrying rod must be arranged inside the electrode in order to arrange the magnetic body portion outside the current-carrying rod. For this reason, it is difficult to say that an axial magnetic flux sufficient to stabilize the arc can be generated on the entire contact surface . sand
That is , the area where the axial magnetic flux is generated becomes narrow, and it has been difficult to make full use of the contact surface . This has an effect on downsizing the electrode, and there is room for improvement from the viewpoint of reducing the size and weight.

【0006】そこで本発明の目的は、より簡素な構造に
より接触子上の広い領域で縦磁界を発生し、遮断性能、
通電性能にすぐれた小型で軽量な真空バルブを提供する
ことにある。
Accordingly, an object of the present invention is to generate a vertical magnetic field in a wide area on a contact with a simpler structure, and to achieve a breaking performance,
An object of the present invention is to provide a small and lightweight vacuum valve having excellent current-carrying performance.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、真空容器内に外部と電気的に接続するための一対の
通電軸を介して接離可能に一対の接触子を設けてなる真
空バルブにおいて、通電軸と前記接触子との間で、これ
らとほぼ同心円上に配置され、基端が前記通電軸側に接
合される複数の通電棒と、通電棒の周辺領域において、
全ての前記通電棒の中心を結ぶ円の内側であって、電極
中心と通電棒の中心とを結ぶ直線により分離する各々の
2つの領域の内のいずれか一方で且つ前記直線の各々か
らみて同一方向側の領域に少なくとも配置され、通電棒
の中心の各々について、この領域と点対称になる領域に
は存在しないようにした軸方向磁界を発生させるための
磁性体部とを有し、接触子の一方の磁性体部と接触子の
他方の磁性体部を対称配置としたことを特徴とする。
According to the first aspect of the present invention, a pair of contacts are provided in a vacuum vessel so as to be able to contact and separate from each other via a pair of conducting shafts for electrically connecting to the outside. In the vacuum valve, between the current-carrying shaft and the contact, a plurality of current-carrying rods that are arranged substantially concentrically with these and whose base end is joined to the current-carrying shaft side, and in a peripheral region of the current-carrying rod,
Inside the circle connecting the centers of all the conducting rods,
Each line is separated by a straight line connecting the center and the center of the current-carrying rod.
One of the two regions and each of the straight lines
A magnetic body portion for generating an axial magnetic field which is at least arranged in a region on the same direction side and which is not present in a region which is point-symmetric with respect to each of the centers of the conducting rods; Having one magnetic body part of the contact and the contact
It is characterized in that the other magnetic part is arranged symmetrically .

【0008】ここで、磁性体が存在する領域と、存在し
ない領域について図1に図示して説明する。すなわち、
電極に配置された複数の通電棒2に対する磁性体の位置
を特定するために電極の中心90、電極外周91、全て
の通電棒2が内接する円92、全ての通電棒2の中心を
通る円93、電極の中心90から通電棒2に至る線を描
き、円93の内側で線により分割される領域の一方であ
る領域Aには磁性体が少なくとも存在し、円93の外側
上述した線により分割される領域の内の領域Aと通電
2の中心に対して対称となる領域Bには磁性体が存在
しないように配置する。
Here, the region where the magnetic material exists and the region where the magnetic material does not exist will be described with reference to FIG. That is,
In order to specify the position of the magnetic body with respect to the plurality of conducting rods 2 arranged on the electrode, the center 90 of the electrode, the electrode outer periphery 91, the circle 92 in which all the conducting rods 2 are inscribed, and the circle passing through the centers of all the conducting rods 2 93, draw a line from the electrode center 90 to the conducting rod 2
One of the areas divided by the line inside the circle 93
In the region A, at least a magnetic material is present, and the region A outside the circle 93 and divided by the line described above is electrically connected to the region A.
In the region B symmetrical with respect to the center of the rod 2, the magnetic material is arranged so as not to exist.

【0009】この磁性体は閉ル−プ形状になっていない
ために、その端部が磁極の働きをする。また、対向する
電極も同じ構造としていることから、それぞれの電極に
おける磁性体が対称配置となり、同様に磁性体の端部に
磁極が発生する。このため、これら磁極間に軸方向の磁
束を発生し、これによりア−クを安定化させ、接触子の
消耗を抑制するため遮断性能が向上する。また、従来の
縦磁界コイルを必要としないため構造がシンプルになり
重量も軽くできる。
Since this magnetic body does not have a closed loop shape, its end functions as a magnetic pole. In addition, since the opposing electrodes have the same structure , each electrode
The magnetic members are symmetrically arranged, and similarly, a magnetic pole is generated at the end of the magnetic member. For this reason , an axial magnetic flux is generated between these magnetic poles, thereby stabilizing the arc and suppressing wear of the contact, thereby improving the breaking performance. Further, since the conventional vertical magnetic field coil is not required, the structure is simple and the weight can be reduced.

【0010】請求項2に記載の発明は、さらに、通電棒
が全て内接する円の外側の領域には磁性体が存在しない
ようにして通電棒の周囲に磁性体部を配置したことを特
徴とする。
The invention according to claim 2 is further characterized in that the magnetic material portion is arranged around the current-carrying rod such that no magnetic material exists in a region outside the circle in which all the current-carrying rods are inscribed. I do.

【0011】このように構成することにより、通電棒を
通電軸の外周側におくことができ、磁界分布を良好な形
にできるので、アークを安定化させることができる。請
求項3に記載の発明は、磁性体の比透磁率μrを100
以上にすることを特徴とする。
With this configuration, the current-carrying rod can be placed on the outer peripheral side of the current-carrying shaft, and the magnetic field distribution can be made favorable, so that the arc can be stabilized. According to a third aspect of the present invention, the relative permeability μr of the magnetic material is set to 100
It is characterized by the above.

【0012】このように構成することにより、ギャップ
間のア−クを安定化させるのに十分な軸方向の磁束を発
生させることが可能になる。請求項4に記載の発明は、
さらに通電棒の配置に関し、通電棒全てが内接する円の
半径が電極の半径の90%以上になるように配置したこ
とを特徴とする。
With this configuration, it is possible to generate an axial magnetic flux sufficient to stabilize the arc between the gaps. The invention described in claim 4 is
Furthermore, regarding the arrangement of the energizing rods,
The arrangement is such that the radius is at least 90% of the radius of the electrode .

【0013】すなわち、図1において通電軸と同心円上
に配置される通電棒2が全て内接する円の半径R1が、
電極の半径R2の90%以上となるように通電棒2が配
置されている。
That is, in FIG. 1, the radius R1 of the circle in which all the conducting rods 2 arranged concentrically with the conducting shaft are inscribed is
The current-carrying rod 2 is arranged so as to be 90% or more of the radius R2 of the electrode.

【0014】これにより、接触子表面で軸方向磁束を発
生させ、アークを広げて安定化させることが可能とな
り、接触子を有効に活用することができるため、電極を
より小さくすることができる。
[0014] This makes it possible to generate an axial magnetic flux on the surface of the contact and to spread and stabilize the arc, so that the contact can be used effectively and the electrode can be made smaller.

【0015】請求項5に記載の発明は、通電棒の本数を
N(本)、電極径をD[mm]としたとき、0.05D
< N を満たす本数の通電棒を設けることを特徴と
する。 これにより、軸方向磁束密度の空間的なばらつ
きを抑え、接触子表面にひろくアークを点弧させること
ができる。
According to a fifth aspect of the present invention, when the number of current-carrying rods is N (number) and the electrode diameter is D [mm], 0.05 D
It is characterized in that the number of conducting rods satisfying <N is provided. As a result, it is possible to suppress a spatial variation in the axial magnetic flux density and cause an arc to be widely spread on the contact surface.

【0016】請求項6に記載の発明は、通電棒とその周
辺に配置された磁性体との円周方向距離(W1)が、磁
性体を挟んでこの通電棒の反対側に位置する通電棒と磁
性体との円周方向距離(W2)よりも小さくなるように
配置したことを特徴とする。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided an energizing rod in which a circumferential distance (W1) between the energizing rod and a magnetic body disposed around the energizing rod is opposite to the energizing rod with respect to the magnetic body. And a magnetic body is disposed so as to be smaller than a circumferential distance (W2).

【0017】ここで、各通電棒と磁性体との相対的な位
置関係を図2に示して説明する。隣り合う1組の通電棒
2、2間には磁性体3が配置されるが、ある通電棒2と
これに対応する磁性体3との円周方向距離(W1)は、
隣接する通電棒との円周方向距離(W2)よりも小さく
なるように配置している。
Here, the relative positional relationship between each energizing rod and the magnetic material will be described with reference to FIG. A magnetic body 3 is disposed between a pair of adjacent energizing rods 2, 2. A circumferential distance (W 1) between a certain energizing rod 2 and a corresponding magnetic body 3 is:
It is arranged so as to be smaller than the circumferential distance (W2) between adjacent energizing rods.

【0018】このように配置することにより、この磁性
体中には最も近い通電棒中を流れる電流によりこの通電
棒の周囲に発生した磁束が通り、隣接する通電棒の周囲
に発生するこれと逆向きの磁束の影響を小さく抑えるこ
とができる。
With this arrangement, magnetic flux generated around the current-carrying rod by the current flowing through the nearest current-carrying rod passes through the magnetic body, and the magnetic flux generated around the adjacent current-carrying rod is reversed. The effect of the magnetic flux in the direction can be reduced.

【0019】これにより、磁性体の端部に発生する磁極
の強度がより強くなり、高い軸方向磁束密度を発生する
ことができる。請求項7に記載の発明は、円盤状の磁性
体を電極中心部に設け、この磁性体と通電棒周辺に配置
された磁性体とを接合し一体形状にすることを特徴とす
る。
As a result, the strength of the magnetic pole generated at the end of the magnetic body is further increased, and a high axial magnetic flux density can be generated. The invention according to claim 7 is characterized in that a disk-shaped magnetic body is provided at the center of the electrode, and this magnetic body and a magnetic body arranged around the power supply rod are joined to form an integral shape.

【0020】このような構成により構造の簡素化が可能
になる。請求項8に記載の発明は、円盤状の磁性体の中
心部などに穴を設けたことを特徴とする。
With such a configuration, the structure can be simplified. The invention according to claim 8 is characterized in that a hole is provided in a center portion or the like of a disk-shaped magnetic body.

【0021】これによりギャッブ間に発生する軸方向磁
束密度が、接触子端部に比べ中心付近の方が低くなり、
大電流遮断時において接触子中心部へのアーク集中を抑
制し接触子の局部的な加熱溶融を防ぎ、遮断性能を向上
することができる。
As a result, the axial magnetic flux density generated between the gaps is lower near the center than at the end of the contactor.
When a large current is interrupted, arc concentration on the center of the contact is suppressed, local heating and melting of the contact is prevented, and the interruption performance can be improved.

【0022】請求項9に記載の発明は、磁性体の電極外
周部にあたる側面部にステンレス(SUS)などからな
る筒状の覆いを設けることを特徴とする。このような構
成により、アークが磁性体に直接点弧すると大量のガス
が放出されるが、この覆いによリガスの放出を防ぐこと
ができる。従って、真空バルブ内の真空度が急激に低下
し、真空絶縁性能の急激な低下を防ぐことができる。
According to a ninth aspect of the present invention, a cylindrical cover made of stainless steel (SUS) or the like is provided on a side surface portion corresponding to an outer peripheral portion of the electrode of the magnetic material. With such a configuration, a large amount of gas is released when the arc is directly ignited on the magnetic body, but this cover can prevent the release of regas. Therefore, the degree of vacuum in the vacuum valve is sharply reduced, and a sharp decrease in vacuum insulation performance can be prevented.

【0023】請求項10に記載の発明は、磁性体の表面
にセラミックコーティングなどの絶縁物皮膜を施すこと
を特徴とする。これにより通電軸と磁性体間の電気的接
続は絶たれ、通電軸から磁性体に分流していた電流を全
て通電棒に流すことが可能となる。また、通電棒の周辺
に発生する磁束密度は通電棒中を流れる電流に比例する
ため、通電棒中を流れる電流が大きくなる分、より高い
磁束密度を発生することができ、遮断性能を向上させる
ことができる。またアークが直接磁性体部分に点弧する
ことを防ぐことができる。これにより、真空バルブ内の
真空度が急激に低下し真空絶縁性能の急激な低下を防ぐ
ことができる。
The invention according to claim 10 is characterized in that an insulating film such as a ceramic coating is applied to the surface of the magnetic material. As a result, the electrical connection between the current-carrying shaft and the magnetic body is cut off, and all the current shunted from the current-carrying shaft to the magnetic body can flow through the current-carrying rod. In addition, since the magnetic flux density generated around the current-carrying rod is proportional to the current flowing in the current-carrying rod, the higher the current flowing in the current-carrying rod, the higher the magnetic flux density can be generated, thereby improving the breaking performance. be able to. Further, it is possible to prevent the arc from directly igniting on the magnetic material portion. As a result, it is possible to prevent the degree of vacuum in the vacuum valve from suddenly decreasing and the vacuum insulation performance from suddenly decreasing.

【0024】請求項11に記載の発明は、磁性体の移動
を防止するまわり止めを設けたことを特徴とする。通電
棒と磁性体との距離が離れると磁性体中に流れる磁束が
小さくなり、ギャップ間に発生する軸方向磁束密度が小
さくなるが、このような構成を採用することにより、磁
性体が移動、回転しないため、通電棒と磁性体の位置関
係が変わらず、ギャップ間に発生する磁東密度が低下す
ることを防ぐことができる。
An eleventh aspect of the present invention is characterized in that a detent for preventing the movement of the magnetic material is provided. When the distance between the conducting rod and the magnetic body increases, the magnetic flux flowing through the magnetic body decreases, and the axial magnetic flux density generated between the gaps decreases.However, by adopting such a configuration, the magnetic body moves, Since it does not rotate, the positional relationship between the current-carrying rod and the magnetic body does not change, and it is possible to prevent the magnetic east density generated between the gaps from decreasing.

【0025】請求項12に記載の発明は、通電軸と通電
棒の間に通電板を設けることを特徴とする。このように
構成することにより通電軸を細くすることができるた
め、通電軸中に発生する渦電流を低減させ、電流に対す
る軸方向磁束の位相遅れを小さくすることができる。ま
た、通電軸が細くなるため、電極をより軽量化すること
ができる。
The twelfth aspect of the present invention is characterized in that a current carrying plate is provided between the current carrying shaft and the current carrying rod. With this configuration, the current-carrying shaft can be made thinner, so that eddy current generated in the current-carrying shaft can be reduced and the phase lag of the axial magnetic flux with respect to the current can be reduced. Further, since the current-carrying shaft is thin, the weight of the electrode can be further reduced.

【0026】請求項13に記載の発明は、通電軸と接触
子の間に高導電率材からなる電極板を設けることを特徴
とする。このことにより、各通電棒に流れる電流をより
均一化することができ、アークの偏りを抑制することが
できる。また、通電棒とのロウ付け強度が増し、耐溶着
性に優れた電極を実現できる。
According to a thirteenth aspect of the present invention, an electrode plate made of a highly conductive material is provided between the current-carrying shaft and the contact. This makes it possible to make the current flowing through each of the current-carrying rods more uniform, thereby suppressing arc bias. Further, the brazing strength with the current-carrying rod is increased, and an electrode having excellent welding resistance can be realized.

【0027】[0027]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図3は本発明の1実施例の電極構
造を示す分解斜視図である。図において、1は図示しな
い円筒状の真空容器の両端からそれぞれ対向支持される
1対の通電軸の片方である。この通電軸1の先端には、
通電軸1とほぼ同心な円上に、ほぼ等間隔で通電棒2が
4個固定配置され、それぞれの通電棒2の近傍には磁性
体3が配置される。ここで通電棒2と磁性体3の相対的
な位置関係は、円周方向に同一になるように配置してい
る。通電棒2の先端にはさらに接触子4が固定配置さ
れ、この接触子4が、同様に構成される他方の接触子と
真空容器中で対向する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 3 is an exploded perspective view showing an electrode structure according to one embodiment of the present invention. In the drawing, reference numeral 1 denotes one of a pair of energized shafts which are supported oppositely from both ends of a cylindrical vacuum vessel (not shown). At the end of this energized shaft 1,
Four energizing rods 2 are fixedly arranged at substantially equal intervals on a circle substantially concentric with the energizing shaft 1, and a magnetic body 3 is arranged near each energizing rod 2. Here, the relative positional relationship between the conducting rod 2 and the magnetic body 3 is arranged so as to be the same in the circumferential direction. A contact 4 is further fixedly arranged at the tip of the current-carrying rod 2, and this contact 4 faces the other contact similarly configured in the vacuum vessel.

【0028】図4は接触子4を除いた電極を接触子方向
から見た平面図である。通電棒2に図2に示すような手
前から紙面を突き抜く向きの電流が流れると、通電棒3
の周囲に磁束Cが発生し、この磁束Cは磁性体3の内部
を通る。磁性体3は閉ループになっていないために、磁
性体両端部3a,3aが互いに逆極性の磁極の働きをす
る。
FIG. 4 is a plan view of the electrode excluding the contact 4 viewed from the contact direction. As shown in FIG. 2, when a current flows through the current-carrying rod 2 from the near side as seen in FIG.
, A magnetic flux C is generated, and the magnetic flux C passes through the inside of the magnetic body 3. Since the magnetic body 3 is not in a closed loop, both ends 3a of the magnetic body 3 function as magnetic poles of opposite polarities.

【0029】ここで、対する電極にも同じ形状の通電
棒2と磁性体が同様に配置され、従ってそれぞれの電極
における磁性体が対称に配置されるが、通電棒2に流れ
る電流はそれぞれの電極で反対方向(一方は通電軸側か
ら接触子側に、他方は接触子側から通電軸側に)になる
ため、異なる磁極が発生する。このため、対向する磁性
体の磁極間に軸方向磁界が発生する。
[0029] Here, in the electrode to pair toward energizing rod 2 and the magnetic material having the same shape are arranged similarly, thus each electrode
Are arranged symmetrically, but the current flowing through the current-carrying rod 2 is in the opposite direction at each electrode (one is from the current-carrying shaft side to the contactor side, and the other is from the contactor side to the current-carrying shaft side). , Different magnetic poles are generated. Therefore, an axial magnetic field is generated between the magnetic poles of the opposing magnetic bodies.

【0030】これにより、従来の縦磁界コイルに比べて
より簡単な構造で軸方向磁界を発生させることが可能と
なり、電極をより小型、軽量化することができる。ま
た、通電棒2の外側側面と電極中心との距離が電極半径
の90%以上になるように配置しているため、接触子表
面のほぼ全域において軸方向磁界を発生させ、接触子表
面を有効に利用することができる。
As a result, an axial magnetic field can be generated with a simpler structure than a conventional vertical magnetic field coil, and the size and weight of the electrode can be reduced. In addition, since the distance between the outer side surface of the current-carrying rod 2 and the center of the electrode is set to be 90% or more of the electrode radius, an axial magnetic field is generated in almost the entire area of the contact surface, and the contact surface is effectively used. Can be used for

【0031】さらに、従来の縦磁界コイルに比べて、電
流を周方向に回転させる必要がないので、電流経路が非
常に短く端子間抵抗が低く抑えることが可能になるの
で、優れた通電性能を有する。
Furthermore, as compared with the conventional vertical magnetic field coil, there is no need to rotate the current in the circumferential direction, so that the current path is very short and the resistance between terminals can be kept low. Have.

【0032】図5は、この様に構成された電極に電流を
流した場合の、電極間に発生する軸方向磁束密度を電磁
界解析により求めた結果のグラフである。同図から明ら
かな様に、磁性体に発生する磁極の位置に応じて4か所
に磁束密度の極大値が現れている。
FIG. 5 is a graph showing the results of electromagnetic field analysis of the axial magnetic flux density generated between the electrodes when a current is applied to the electrodes configured as described above. As is apparent from the figure, the maximum value of the magnetic flux density appears at four places according to the position of the magnetic pole generated in the magnetic body.

【0033】次に、本発明の第2の実施例を図6、図7
を用いて説明する。図6は分解斜視図で、図7はその作
用を説明するための部分図である。図6に示す第2の実
施例では、複数個配置された磁性体31を電極中心部の
円盤状の磁性体により結合し、一体形状にしている。こ
のように構成された場合には、図7に示すように、通電
棒2の中を流れた電流により発生した磁束Cが磁性体3
1中を通り、磁性体先端部31aと磁性体中心部31b
とに互いに逆向きの磁極を形成する。このため同様の電
極を組み合わせて対向させて使用する場合には、図1の
実施例と同様に通電棒2に流れる電流の向きが逆方向に
なるため、ギャッブ間に軸方向の磁束が発生する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
This will be described with reference to FIG. FIG. 6 is an exploded perspective view, and FIG. 7 is a partial view for explaining the operation. In the second embodiment shown in FIG. 6, a plurality of magnetic members 31 are joined by a disk-shaped magnetic member at the center of the electrode to form an integral shape. In such a configuration, as shown in FIG. 7, the magnetic flux C generated by the current flowing through
1 through the magnetic material tip portion 31a and the magnetic material center portion 31b.
Then, magnetic poles of opposite directions are formed. Therefore, when similar electrodes are combined and used facing each other, the direction of the current flowing through the current-carrying rod 2 is reversed in the same manner as in the embodiment of FIG. 1, so that an axial magnetic flux is generated between the gaps. .

【0034】本実施例の場合、磁性体が一体形状になる
ので組み立て性が大幅に向上する。次に、本発明の第3
の実施例を図8、図9を用いて説明する。図8(a)は
磁性体の斜視図で(b)は磁性体の位置に応じた磁束密
度分布である。
In the case of the present embodiment, since the magnetic body has an integral shape, assemblability is greatly improved. Next, the third aspect of the present invention
Will be described with reference to FIGS. 8 and 9. FIG. FIG. 8A is a perspective view of the magnetic body, and FIG. 8B is a magnetic flux density distribution according to the position of the magnetic body.

【0035】図8に示す第3の実施例では、(a)に示
すように一体化した磁性体の中心部に穴が設けてある。
このためギャップ間に発生する軸方向の磁束密度分布
は、(b)に示すような中心部の磁束密度が端部に比ベ
相対的に低い分布となる。
In the third embodiment shown in FIG. 8, a hole is provided at the center of the integrated magnetic body as shown in FIG.
For this reason, the distribution of the magnetic flux density in the axial direction generated between the gaps is such that the magnetic flux density at the center is relatively lower than that at the end as shown in FIG.

【0036】従って、中心部の磁束密度が端部に比べて
高い山なりの分布では、大電流遮断時においてアークが
電極中心部に集中してしまい局部的な加熱溶融により遮
断不能に至るが、本実施例のような磁束密度の分布では
遮断限界近くの大電流遮断時においてもアークを接触子
表面全体に広げることが可能となり、遮断性能が向上す
る。
Therefore, in the distribution of peaks where the magnetic flux density at the center is higher than that at the ends, the arc concentrates at the center of the electrode when a large current is interrupted, and the arc cannot be cut off due to local heating and melting. With the distribution of the magnetic flux density as in the present embodiment, it is possible to spread the arc over the entire contact surface even at the time of interruption of a large current near the interruption limit, and the interruption performance is improved.

【0037】図9は、図8の磁性体を用いた場合の組み
立て状態を示す斜視図である。図において、2は通電軸
に取り付けられた通電棒で、この近傍に配置された磁性
体32の側面を覆うようにSUS製の円筒6を設けてい
る。
FIG. 9 is a perspective view showing an assembled state when the magnetic body of FIG. 8 is used. In the figure, reference numeral 2 denotes a current-carrying rod attached to a current-carrying shaft, and a SUS cylinder 6 is provided so as to cover the side surface of a magnetic body 32 disposed in the vicinity thereof.

【0038】一般に磁性体にアークが点弧すると大量の
ガスが放出されることが知られている。このため、アー
クが発生すると真空度が瞬間的に大幅に低下し絶縁耐力
が弱まり、遮断失敗に至る。本実施例では磁性体32に
アークが点弧する可能性がある側面部をSUS製の円筒
6により覆うことで、磁性体32にアークが直接点弧す
るのを防ぐことができ、遮断性能の低下を防ぐことがで
きる。
It is generally known that a large amount of gas is released when an arc is ignited on a magnetic material. For this reason, when an arc is generated, the degree of vacuum is instantaneously greatly reduced, the dielectric strength is weakened, and the interruption fails. In this embodiment, by covering the side portion of the magnetic body 32 where an arc may be ignited with the SUS cylinder 6, it is possible to prevent the arc from being directly ignited on the magnetic body 32, and to improve the breaking performance. Drop can be prevented.

【0039】また、磁性体32に絶縁物、例えばセラミ
ックのコーティングを施すことによっても同様の効果を
持たすことができる。さらに、この場合は通電軸を流れ
た電流が磁性体中に流れるのを防ぐ効果があるため、電
流は全て通電棒内を流れる。これにより通電棒2の周囲
に発生する磁束密度が高くなり、ギャッブ間に軸方向に
発生する軸方向磁束密度も高くなる。このためよりアー
クを安定化することができる。
The same effect can be obtained by applying an insulating material, for example, a ceramic coating to the magnetic body 32. Further, in this case, since the current flowing through the current-carrying shaft has an effect of preventing the current from flowing into the magnetic body, all the current flows through the current-carrying rod. As a result, the magnetic flux density generated around the power supply rod 2 increases, and the axial magnetic flux density generated in the axial direction between the gaps also increases. Therefore, the arc can be further stabilized.

【0040】次に、本発明の第4の実施例を図10、図
11を用いて説明する。図10は通電軸1の斜視図を示
すもので、磁性体を嵌め込み固定するためのくぼみ11
が設けられている。これにより、磁性体の位置が変わる
ことによって、通電棒と磁性体との距離が離れて磁性体
中に流れる磁束が小さくなり、その分ギャッブ間に発生
する軸方向磁束密度も減少することが防げる。
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 10 shows a perspective view of the energizing shaft 1 and a recess 11 for fitting and fixing a magnetic body.
Is provided. As a result, by changing the position of the magnetic material, the magnetic flux flowing in the magnetic material is reduced by increasing the distance between the current-carrying rod and the magnetic material, and the axial magnetic flux density generated between the gaps can be prevented from decreasing accordingly. .

【0041】本実施例では磁性体の位置を固定すること
ができるため磁束密度の減少を抑えるようにしたが、同
様の窪みを接触子に設けても同じ効果が得られる。図1
1の実施例では通電棒2との間で磁性体を挟み込む突起
12を設けたものであり、これにより磁性体の位置を固
定することができる。この場合にもまた、接触子側に突
起を設けても同じ効果が得られる。
In this embodiment, the position of the magnetic body can be fixed, so that the decrease in the magnetic flux density is suppressed. However, the same effect can be obtained by providing a similar depression in the contact. FIG.
In the first embodiment, a projection 12 for sandwiching the magnetic body between the current-carrying rod 2 is provided, so that the position of the magnetic body can be fixed. Also in this case, the same effect can be obtained by providing a projection on the contact side.

【0042】次に、本発明の第5の実施例を図12を用
いて説明する。図12の実施例では、磁性体33を図に
示すようにリングの一部を切り欠いたような形状にする
ことで、通電棒2に巻き付くように固定させるもので、
同様の効果が得られる。この際に周方向に回動する場合
には、必要に応じて第4実施例に示したような突起を設
けたり、凹部を併設しても良い。
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the embodiment of FIG. 12, the magnetic body 33 is fixed so as to be wound around the current-carrying rod 2 by shaping a part of the ring as shown in the figure.
Similar effects can be obtained. In this case, in the case of rotating in the circumferential direction, a protrusion as shown in the fourth embodiment may be provided or a concave portion may be provided as necessary.

【0043】次に、本発明の第6の実施例を図13、図
14を用いて説明する。図13の実施例では通電軸1と
通電棒2の間に通電板13を設けている。これにより通
電軸を電極径よりも細くすることができる。また、通電
軸内に発生する渦電流を低減することができるため、電
流と磁束の位相差を小さくすることができる。また、通
電軸が細くなる分だけ電極を軽量化することができる。
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the embodiment shown in FIG. 13, an energizing plate 13 is provided between the energizing shaft 1 and the energizing rod 2. As a result, the current-carrying shaft can be made thinner than the electrode diameter. Further, since the eddy current generated in the energized shaft can be reduced, the phase difference between the current and the magnetic flux can be reduced. Further, the weight of the electrode can be reduced by an amount corresponding to the thinning of the conducting shaft.

【0044】図14は図13の実施例の変形例で、通電
棒2と接触子4の問に高導電率材からなる電極板41を
設けている。これにより各通電棒2に流れる電流をより
均一化することができ、アークの偏りを抑制することが
できる。また、通電棒2と接触子4のロウ付け強度を増
すことができる。
FIG. 14 shows a modification of the embodiment shown in FIG. 13, in which an electrode plate 41 made of a highly conductive material is provided between the conducting rod 2 and the contact 4. As a result, the current flowing through each of the current-carrying rods 2 can be made more uniform, and the bias of the arc can be suppressed. Further, the brazing strength between the current-carrying rod 2 and the contact 4 can be increased.

【0045】[0045]

【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば簡単
な構造で軸方向の磁界を発生することにより、アークを
接触子表面に一様に広げられるので、アーク処理面積が
増加し、真空バルブの遮断性能を向上することができ
る。また、これにより従来に比べて同遮断容量の真空バ
ルブを小型軽量化でき、また構造を簡略化することがで
きる。
As described above, according to the present invention, an arc can be uniformly spread on the contact surface by generating an axial magnetic field with a simple structure, so that the arc processing area is increased and the vacuum is reduced. The shutoff performance of the valve can be improved. In addition, this makes it possible to reduce the size and weight of the vacuum valve having the same interrupting capacity as compared with the related art, and to simplify the structure.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明を説明するための部分図。FIG. 1 is a partial view for explaining the present invention.

【図2】本発明を説明するための部分図。FIG. 2 is a partial view for explaining the present invention.

【図3】本発明の実施例1の真空バルブの片側の電極の
分解斜視図。
FIG. 3 is an exploded perspective view of an electrode on one side of the vacuum valve according to the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施例1の真空バルブの片側の電極の
平面図。
FIG. 4 is a plan view of an electrode on one side of the vacuum valve according to the first embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施例1の真空バルブのギャッブ間に
発生した軸方向磁束密度の解析結果を示すグラフ。
FIG. 5 is a graph showing an analysis result of an axial magnetic flux density generated between gaps of the vacuum valve according to the first embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第2実施例の真空バルブの片側の電極
の分解斜視図。
FIG. 6 is an exploded perspective view of an electrode on one side of a vacuum valve according to a second embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第2実施例の作用を説明する図。FIG. 7 is a view for explaining the operation of the second embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第3実施例の磁性体形状(a)と磁束
密度分布(b)を表す図。
FIG. 8 is a diagram illustrating a magnetic body shape (a) and a magnetic flux density distribution (b) according to a third embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第3実施例の磁性体とSUS円筒形状
の斜視図。
FIG. 9 is a perspective view of a magnetic body and a SUS cylindrical shape according to a third embodiment of the present invention.

【図10】本発明の第4実施例の通電軸の斜視図。FIG. 10 is a perspective view of a conducting shaft according to a fourth embodiment of the present invention.

【図11】本発明の第4実施例の通電軸の斜視図。FIG. 11 is a perspective view of a conducting shaft according to a fourth embodiment of the present invention.

【図12】本発明の第5実施例の通電棒と磁性体の形状
を示した図。
FIG. 12 is a diagram illustrating shapes of a current-carrying rod and a magnetic body according to a fifth embodiment of the present invention.

【図13】本発明の第6実施例の断面図。FIG. 13 is a sectional view of a sixth embodiment of the present invention.

【図14】本発明の第6実施例の断面図。FIG. 14 is a sectional view of a sixth embodiment of the present invention.

【図15】磁性体を用いた電極例の斜視図。FIG. 15 is a perspective view of an example of an electrode using a magnetic material.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…通電軸 2…通電棒 3…磁性
体 4…接触子 5…磁東密度分布 6…SU
S円筒 13…通電板 41…電極板 90…電極中心 91…電極外周 92…通
電棒が内接する円 93…通電棒の中心を通る円。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Current-carrying shaft 2 ... Current-carrying rod 3 ... Magnetic body 4 ... Contact 5 ... Magnetic east density distribution 6 ... SU
S cylinder 13: energizing plate 41: electrode plate 90: electrode center 91: electrode outer periphery 92: circle in which the energizing rod is inscribed 93: circle passing through the center of the energizing rod

フロントページの続き (72)発明者 渡辺 憲治 東京都府中市東芝町1番地 株式会社東 芝 府中工場内 (72)発明者 内山 工美 東京都府中市東芝町1番地 株式会社東 芝 府中工場内 (72)発明者 丹羽 芳充 東京都府中市東芝町1番地 株式会社東 芝 府中工場内 (72)発明者 本間 三孝 東京都府中市東芝町1番地 株式会社東 芝 府中工場内 (72)発明者 染井 宏通 東京都府中市東芝町1番地 株式会社東 芝 府中工場内 (72)発明者 関 経世 東京都府中市東芝町1番地 株式会社東 芝 府中工場内 (72)発明者 草野 貴史 東京都府中市東芝町1番地 株式会社東 芝 府中工場内 (56)参考文献 実開 昭55−173039(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01H 33/66 Continuing on the front page (72) Inventor Kenji Watanabe 1 Toshiba-cho, Fuchu-shi, Tokyo, Japan Inside the Toshiba Fuchu Plant, Inc. 72) Inventor Yoshimitsu Niwa 1 Toshiba-cho, Fuchu-shi, Tokyo Tokyo, Japan Inside the Fuchu Plant, Toshiba Corporation (72) Inventor Mitaka 1 Toshiba-cho, Fuchu-shi, Tokyo Tokyo Inside the Fuchu Plant, Toshiba Corporation (72) Hirotsuka 1 Toshiba-cho, Fuchu-shi, Tokyo Toshiba Fuchu Factory (72) Inventor Keisei Seki 1 Toshiba-cho, Fuchu-shi, Tokyo Toshiba Fuchu Factory (72) Inventor Takashi Kusano Toshiba Fuchu-shi, Tokyo 1-cho, Toshiba Corporation Fuchu Plant (56) References: Japanese Utility Model Application Sho 55-173039 (JP, U) (58) Field surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) H01H 33/66

Claims (13)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 真空容器内に外部と電気的に接続するた
めの一対の通電軸を介して接離可能に一対の接触子を設
けてなる真空バルブにおいて、 前記通電軸と前記接触子との間で、これらとほぼ同心円
上に配置され、基端が前記通電軸側に接合される複数の
通電棒と、 前記通電棒の周辺領域において、全ての前記通電棒の中
心を結ぶ円の内側であって、電極中心と前記通電棒の中
心とを結ぶ直線により分離する各々の2つの領域の内の
いずれか一方で且つ前記直線の各々からみて同一方向側
の領域に少なくとも配置され、前記通電棒の中心の各々
について前記領域と点対称になる領域には存在しないよ
うにした軸方向磁界を発生させるための磁性体部とを有
し、前記接触子の一方の磁性体部と前記接触子の他方の
磁性体部を対称配置としたことを特徴とする真空バル
ブ。
1. A vacuum valve comprising a pair of contacts provided in a vacuum vessel so as to be capable of coming and going through a pair of current supply shafts for electrically connecting to the outside, wherein the contact between the current supply shaft and the contact is provided. between these and arranged substantially concentrically, and a plurality of energizing rod proximal end is joined to the energizing shaft side, in the peripheral region of the current bar, among all the energizing rod
Inside the circle connecting the hearts, between the center of the electrode and the conducting rod
In each of the two regions separated by a straight line connecting the heart
Either side and in the same direction as viewed from each of the straight lines
At least disposed in the area, have a magnetic body for generating an axial magnetic field so as not present in the region to become the region and point symmetry each <br/> about the center of the current bar
And one magnetic part of the contact and the other of the contact
A vacuum valve wherein the magnetic parts are arranged symmetrically .
【請求項2】 前記通電棒が全て内接する円の外側の領
域には磁性体が存在しないように前記通電棒の周囲に磁
性体部を配置したことを特徴とする請求項1に記載の真
空バルブ。
2. A vacuum according to claim 1, wherein a magnetic portion is arranged around the current-carrying rod so that no magnetic material is present in a region outside a circle in which the current-carrying rods are all inscribed. valve.
【請求項3】 前記磁性体の比透磁率(μr)は100
以上であることを特徴とする請求項1または請求項2に
記載の真空バルブ。
3. The relative magnetic permeability (μr) of the magnetic material is 100
Vacuum valve according to claim 1 or claim 2, characterized in that at least.
【請求項4】 前記通電棒は、その全てが内接する円の
半径が電極の半径の90%以上になるように配置された
ことを特徴とする請求項2記載の真空バルブ。
4. The vacuum valve according to claim 2, wherein the energizing rods are all arranged such that the radius of a circle inscribed therein is 90% or more of the radius of the electrode.
【請求項5】 前記通電棒の本数をN(本)、電極径を
D(mm)としたとき、 0.05D < N となるようにしたことを特徴とする請求項1乃至請求項
4のいずれかに記載の真空バルブ。
5. The number of the current bar N (present), when the electrode diameter is D (mm), 0.05 D <of claims 1 to 4, characterized in that set to be N The vacuum valve according to any one of the above.
【請求項6】 前記通電棒とその周辺に配置された磁性
体との円周方向距離(W1)が、前記磁性体を挟んで前
記通電棒の反対側に位置する通電棒と前記磁性体との円
周方向距離(W2)よりも小さくなるようにしたことを
特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の真
空バルブ。
6. A current-carrying rod, which is located on a side opposite to the current-carrying rod with respect to the magnetic body, has a circumferential distance (W1) between the current-carrying rod and a magnetic body disposed around the current-carrying rod and the magnetic body. The vacuum valve according to any one of claims 1 to 5, wherein the distance is smaller than a circumferential distance (W2).
【請求項7】 前記磁性体を電極中心部に配置された円
板状磁性体で結合し一対形状にしたことを特徴とする請
求項1乃至請求項6のいずれかに記載の真空バルブ。
7. A vacuum valve according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the bound pair shape arranged disc-shaped magnetic body the magnetic body electrode center.
【請求項8】 前記磁性体の円盤部に穴を設けたことを
特徴とする請求項7に記載の真空バルブ。
8. The vacuum valve according to claim 7, wherein a hole is provided in a disk portion of the magnetic body.
【請求項9】 前記磁性体の側面に筒状の覆いを設けた
ことを特徴とする請求項1乃至請求項8のいずれかに記
載の真空バルブ。
9. A vacuum valve according to any one of claims 1 to 8, characterized in that a cover side a cylindrical of the magnetic material.
【請求項10】 前記磁性体の表面に絶縁コ−ティング
を施したことを特徴とする請求項1乃至請求項9のいず
れかに記載の真空バルブ。
Vacuum valve according to any one of claims 1 to 9, characterized in that subjected to coating - 10. On the surface of the magnetic insulation co.
【請求項11】 前記磁性体の移動を防止するまわり止
めを設けたことを特徴とする請求項1乃至請求項10の
いずれかに記載の真空バルブ。
11. The vacuum valve according to any one of claims 1 to 10, characterized in that a detent to prevent movement of the magnetic body.
【請求項12】 前記通電軸と前記通電棒の間に高導電
率材からなる通電板を設けたことを特徴とする請求項1
乃至請求項11のいずれかに記載の真空バルブ。
12. A power supply plate comprising a high conductivity material is provided between the power supply shaft and the power supply rod.
A vacuum valve according to claim 11.
【請求項13】 前記通電軸と前記接触子との間に高導
電率材からなる電極板を設けたことを特徴とする請求項
1乃至請求項12のいずれかに記載の真空バルブ。
13. The vacuum valve according to any one of claims 1 to 12, characterized by comprising an electrode plate formed of a high conductivity material between the contacts and the current-carrying rod.
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