JP3734363B2 - 真空バルブ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、電流遮断時に接点部材間に発生するアークを接点部材の表面の広い範囲に拡散すべくアークと平行に印加される磁界の強度分布を均一化し、アーク拡散面積を大きくし、遮断性能の向上を図った真空バルブに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、真空遮断器は種々の構造のものが提案されているが、アークに対して平行な磁界を印加する構造のものとして特開昭63−105419号公報に開示された真空バルブがある。
図7は上記公開公報に開示された真空バルブにおける固定電極及び可動電極の縦断面図である。図中10は固定電極、20は可動電極であり、図示しない真空容器内の上方に固定電極10が、また下方に可動電極20が上方向に所定の空間を隔てて対向配置され、可動電極20を固定電極10に対して接離させることで、真空遮断器の投入、遮断を行うようにしてある。
【0003】
固定電極10、可動電極20は構造的には同じであって、接点部材11,21、コイル電極12,22及び電極棒13,23にて構成されている。接点部材11,21は導電性材料を用いて円盤形に形成されており、夫々の接点面と反対側である背面側に接点部材11,21の接点面と交差する方向、換言すれば遮断時に発生するアークと平行な向きに磁界を発生する磁界発生部たるコイル電極12,22が固定されている。
【0004】
コイル電極12,22の構成は実質的に同じであるからコイル電極22について図8に基づき説明する。なお、コイル電極22の各構成部材と対応するコイル電極12の各構成部分については()内に符号を付して説明を省略する。
図8(a)は、可動電極20を構成するコイル電極22の模式的平面図であり、コイル電極22(12)は、電極棒23(13)の先端に形成された取付部23a(13a)に形成されている小径の突出部が嵌入される孔22e(12e)を有する基部22a(12a)と、該基部22a(12a)の周方向を2等配した位置に基端が連設されて放射状に延出する2本のアーム部22b(12b)と、基端がアーム部22b(12b)の先端に連設しており、接点部材21(11)の外周に沿って同方向に湾曲し、先端は接点部材21(11)と対向する側を適長膨出させて接続部22d(12d)を形成している円弧部22c(12c)とにより構成されている。
【0005】
各接続部22d(12d)と接点部材21(11)の背面とはろう付けされ、また電極棒23(13)はその先端の取付部23a(13a)はコイル電極22(12)に形成してある基部22a(12a)の孔22e(12e)に嵌入され、その状態で相互にろう付けされている。
そしてこのような固定電極10と可動電極20とは図7及び図8(b)に示す如く、そのコイル電極22、12夫々の接続部22d、12d同士が上,下に対応するように周方向の位置決めをして真空容器内に対向配置してある。図8(b)はコイル電極12,22の周方向の相互の位置関係を示す説明図である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところでこのような従来の真空バルブにあっては、図8(b)に示す如くコイル電極12及び22には矢符で示す如くに電流iが流れ、固定電極10側のコイル電極12のアーム部12bと、可動電極20のコイル電極22のアーム部22bとで挟まれた隙間領域Aにはアーム部12b,22bに流れる電流に基づいてコイル部12,22の電流iによって発生する磁界と反対方向の磁界が発生する。この結果、隙間領域Aの磁界強度が周辺部と比較して弱く、接点部材11,21の表面上ではこの磁界強度が弱くなっている部分にアークが広がらず、接点部材11,21の全面を有効に利用出来ないこととなり、十分な遮断性能を引き出すことができないという問題があった。
【0007】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の真空バルブは、真空容器と、該真空容器内に対向して配設され、接点部材と、その背面に固定され、中心の基部から放射状に延在する複数のアーム部及びこれに連なる円弧状のコイル部を有するコイル電極と、該コイル電極に固定された電極棒とからなる固定電極及び可動電極とを備え、前記各コイル電極のアーム部の基端は、前記基部の側周面に接続してあり、前記アーム部は、前記基端が接続された側周面の接線方向に延在してあり、前記アーム部に連なるコイル部は、前記基部の中心に対し、前記基端が接続された側周面と反対側であって、前記コイル部の先端部を他のアーム部に近接させて延在してあり、前記固定電極及び可動電極は、夫々のコイル部の先端部同士が前記接点部材を間にして対向するように配置されていること特徴とする。
【0008】
請求項1の発明にあっては、固定電極,可動電極夫々のコイル電極の接続部が重なるよう配置したときにおけるアーム部間に生じる隙間領域が大幅に低減され、それだけ磁界強度の弱い部分の面積が縮小され、アークの拡散面積が大きくなり、遮断性能が向上する。
【0009】
請求項2記載の真空バルブは、前記基部及びこれに接続されたアーム部の基端は接点部材から遠ざかる向きに離間するよう形成してあることを特徴とする。
【0010】
請求項2の発明にあっては、コイル電極の中央部に位置する基部及びこれに連らなるアーム部の基端が接点部材から遠ざかる向きに形成されているからアーム部に流れる電流により発生する磁界の影響が少なくなり磁界強度の均一化が図れる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。
(実施の形態1)
図1は真空遮断器における真空バルブの構成を示す部分断面図であり、図中1は10-6torrよりも高い高真空度に設定された真空容器、10は固定電極、20は可動電極を示している。
【0014】
真空容器1内の上方に固定電極10が、またこれと対向してその下方に可動電極20が配設され、可動電極20の昇降によって固定電極10に接離させることで入,断を行うようにしてある。
【0015】
固定電極10、可動電極20は夫々接点部材11,21、コイル電極12,22、電極棒13,23及び支持部材14,24からなり、構造は実質的に同じであるから、可動電極20について、その構成を具体的に説明する。
図2は可動電極20の部分破断拡大斜視図、図3は同じく拡大縦断面図、図4はコイル電極の模式的平面図及び断面図である。
【0016】
接点部材21(11)はCuCr系合金、銅合金又はAgWC合金等の導電性材料を用いて円板形に形成されている。コイル電極22(12)は電極棒23(13)の先端に形成された取付部23a(13a)の先端に形成している小径の突出部23bが嵌入される孔22e(12e)を有する基部22a(12a)と、該基部22a(12a)の周方向を2等配した位置に基端が連接されて、基部22a(12a)の側周面の接線方向へ放射状に延出する2本(2本以上でも可能)のアーム部22b(12b)と、基端がアーム部22b(12b)の先端に連接しており、接点部材21(11)の外周に沿うよう同方向に湾曲し、先端には接点部材21(11)と対向する側を適長延出している接続部22d(12d)を形成してある円弧部22c(12c)とにより構成されている。
そして、この円弧部22c(12c)の延在方向と基部22a(12a)に対するアーム部22b(12b)の基端の連接位置とは基部22a(12a)の中心に対して反対側となるようにしてある。
【0017】
支持部材24(14)は絶縁材料、またはコイル電極22(12)よりも抵抗値の大きい導電性材料を用いて構成されており、円柱状の支持部24a(14a)の上端にコイル電極22(12)の基部22a(12a)の内径よりも大きい直径を有する円板状の支持板部24b(14b)を一体的に設けて構成されており、支持部24a(14a)を電極棒23(13)の上端面に形成した凹孔23a(13a)内に内嵌し、また支持板部24b(14b)を接点部材21(11)の中央部に接触させて夫々ろう付けにより電極棒23(13)及び接点部材21(11)に一体的に固定し、コイル電極22(12)に加えられる接点部材21(11)からの遮断器の開閉時に加わる力を分散してコイル電極22(12)に曲り等が発生するのを防止している。
【0018】
図5は固定電極10と可動電極20との配置態様に合わせて固定電極10のコイル電極12と、可動電極20のコイル電極22とを上,下に重ねた状態を示す説明図である。これから明らかなように固定電極10のコイル電極12における各アーム部12b、12bと可動電極20のコイル電極22における各アーム部22b、22bとの間に形成されている隙間領域Aは図8(b)に示す従来の真空バルブにおける隙間領域Aと比較して大幅に縮小されていることが解る。
【0019】
このような実施の形態1にあっては、固定電極10のコイル電極12と可動電極20のコイル電極22とにおけるアーム部12b、22b間の隙間が縮小されていることが解る。これによって磁界強度の弱い隙間領域Aが小さくて済み、それだけ磁界強度分布が均一化され、アークの拡がりを効果的に行うことが出来、接点部材11、21の広い面積にわたってアークの拡散が可能となる。また接点部材11、21の背面には支持部材24(14)の支持板部24b(14b)がろう付けされているから接点部材21(11)を通じてコイル電極22(12)に加えられる遮断器の開閉時に加わる力をコイル電極22(12)の接続部22d(12d)に集中させることなく分散して支持することが出来て、コイル電極22(12)に曲がりが発生する等の不都合を防止出来る。
【0020】
(実施の形態2)
図6は実施の形態2におけるコイル電極22(12)の構成を示す模式的平面図及び縦断面図である。
この実施の形態2にあってはコイル電極22(12)における基部22a(12a)及びこれに連接されているアーム部22b(12b)の基端(具体的にはアーム部22b(12b)の基端からその長さの略半分にわたる部分)が所定寸法だけ円弧部22c(12c)の表面よりも背面側に向けて凹ませて形成、換言すれば接点部材21(11)の背面から寸法dだけ遠ざかる向きに形成してある。
【0021】
他の構成は実施の形態1におけるのと実質的に同じであり、対応する部分には同じ番号を付して説明を省略する。
このような構成にあっては、コイル電極22(12)のアーム部22b(12b)に接点部材21(11)の背面からの離隔寸法dが大きくなるように段部を設けて凹ませてあるから、この部分がアーム部22b(12b)に流れる電流により発生する磁界の影響が小さくなり、磁界強度の弱い部分の面積が小さく、接点部材21(11)の表面での磁界強度の均一化、換言すれば磁界強度の強い部分の面積が増大し、アークの拡散面積が大きくなり遮断性能が向上する。
なお、実施の形態1,2のいずれにおいてもコイル電極22(12)は2本のアーム部22b(12b)を備える場合について説明したが、1本、3本又はそれ以上のアーム部を有する場合にも適用可能であることは勿論である。
【0022】
【発明の効果】
請求項1に記載の発明にあっては、固定電極,可動電極の各コイル電極のアーム部の基端を、コイル部の延在方向と反対側の基部側周に接続することで、アーム部間に生じる隙間が大幅に低減され、それだけ磁界強度の弱い部分の面積が縮小され、アークの拡散面積が大きくなり、遮断性能が向上する。
【0023】
請求項2に記載の発明にあっては、コイル電極の中央部に位置する基部及びこれに連らなるアーム部の基端が接点部材から遠ざかる向きに形成されているから、接点部材が受けるアーム部に流れる電流により発生する磁界の影響が低減され、磁界強度の均一化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る真空バルブの構成を示す部分断面図である。
【図2】 可動電極の部分破断拡大斜視図である。
【図3】 可動電極の拡大縦断面図である。
【図4】 可動電極のコイル電極を示す模式的平面図及び断面図である。
【図5】 固定電極,可動電極のコイル電極を重ねた状態を示す説明図である。
【図6】 実施の形態2に用いるコイル電極の模式的平面図及び縦断面図である。
【図7】 従来の固定電極、可動電極の縦断面図である。
【図8】 従来の上,下のコイル電極の模式的平面図及びコイル電極を重ねた状態を示す説明図である。
【符号の説明】
1 真空容器、10 固定電極、11 接点部材、12 コイル電極、
13 電極棒、20 可動電極、21 接点部材、22 コイル電極、23 電極棒。
Claims (2)
- 真空容器と、該真空容器内に対向して配設され、接点部材と、その背面に固定され、中心の基部から放射状に延在する複数のアーム部及びこれに連なる円弧状のコイル部を有するコイル電極と、該コイル電極に固定された電極棒とからなる固定電極及び可動電極とを備え、
前記各コイル電極のアーム部の基端は、前記基部の側周面に接続してあり、
前記アーム部は、前記基端が接続された側周面の接線方向に延在してあり、
前記アーム部に連なるコイル部は、前記基部の中心に対し、前記基端が接続された側周面と反対側であって、前記コイル部の先端部を他のアーム部に近接させて延在してあり、
前記固定電極及び可動電極は、
夫々のコイル部の先端部同士が前記接点部材を間にして対向するように配置されていること特徴とする真空バルブ。 - 前記基部及びこれに接続されたアーム部の基端は接点部材から遠ざかる向きに離間するよう形成してあることを特徴とする請求項1記載の真空バルブ。
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JP12078598A JP3734363B2 (ja) | 1998-04-30 | 1998-04-30 | 真空バルブ |
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US9330869B2 (en) | 2013-03-05 | 2016-05-03 | Mitsubishi Electric Corporation | Vacuum valve |
-
1998
- 1998-04-30 JP JP12078598A patent/JP3734363B2/ja not_active Expired - Lifetime
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