JP4966076B2

JP4966076B2 - 真空バルブ

Info

Publication number: JP4966076B2
Application number: JP2007103657A
Authority: JP
Inventors: 芳充丹羽; 浩資捧
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2007-04-11
Filing date: 2007-04-11
Publication date: 2012-07-04
Anticipated expiration: 2027-04-11
Also published as: JP2008262772A

Description

本発明は、接点間に発生するアークを縦磁界により拡散させ、遮断性能を向上し得る真空バルブに関する。

従来、この種の接離自在の一対の接点を有する真空バルブには、接点間に発生するアークを接点全域に拡散させるため、軸方向と平行な磁界となる縦磁界を発生させる電極を用いるものが知られている。更に、縦磁界を強力に発生させるため、接点を固着する電極内に磁性体を組み込んだものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開平９−１７２９７号公報（第６ページ、図２）

上記の従来の真空バルブにおいては、次のような問題がある。真空バルブの適用電圧が拡大して接点間距離が広くなると、縦磁界が低下し、アークを制御し難くなる。また、電界緩和のために接点の端部に曲率を持たせると、接点が厚くなり、電極からアークまでの距離が広がり、縦磁界が低下する。縦磁界は、接点の中心では高く、半径方向の端部では低くなる傾向にある。その結果、接点全域での縦磁界を効果的に制御できなくなり、大電流を遮断することが困難となる。

本発明は上記問題を解決するためになされたもので、接点間距離を広くした場合や接点を厚くした場合でも、高い縦磁界を得ることができ、遮断性能を向上し得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、本発明の真空バルブは、外周側面に複数本のスリットが設けられたカップ状のスリット付電極と、前記スリット付電極の空洞部の開口面に固着された接離自在の一対の接点とを有する真空バルブにおいて、前記接点を凹状として中央部に空洞部を設け、前記接点の空洞部と前記スリット付電極の空洞部とを連接し、これらの空洞部内に磁性体を組み込み、且つ前記空洞部の内径よりも前記磁性体の外径を小さくするとともに、前記磁性体を前記スリット付電極の空洞部側に固定し、且つ前記磁性体と前記接点間に隙間を設けたことを特徴とする。

本発明によれば、スリット付電極の空洞部と接点内部に設けた空洞部とを連接して磁性体を組み込んでいるので、半径方向の端部を含めた接点全域での縦磁界を高くすることができ、遮断性能を向上させることができる。

縦磁界を発生させるスリット付電極内と接点内とに磁性体を組み込み、高い縦磁界を発生させ、接点間に発生するアークを制御するものである。以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。

先ず、本発明の実施例１に係る真空バルブを図１および図２を参照して説明する。図１は、本発明の実施例１に係る真空バルブに用いられる接点とスリット付電極との構成を示す側面図、図２は、本発明の実施例１に係る真空バルブに用いられるスリット付電極の構成を示す上面図である。なお、接離自在の一対の接点を有する真空バルブにおいて、一方の接点を用いて説明する。

図１に示すように、導電率の高い電気銅からなるカップ状のスリット付電極１には、外周側面に軸方向を斜めに横切るスリット２が複数本設けられている。そして、カップ状の開口面には、遮断性能の優れた例えば銅−クロム合金からなる接離自在の接点３が固着され、この接点３と対向する底部には、通電軸４が固着されている。接点３は中央部が窪んだ凹状であり、その開口面がスリット付電極２の開口面に固着されている。接点３とスリット付電極１の開口面は同様の大きさであり、その内部は連接された空洞部１ａ、３ａとなっている。また、図示しない接点と接離する接点３の外周端部には、電界を抑制するための所定の曲率が設けられている。

これらの空洞部１ａ、３ａ内には、例えば純鉄製の筒状の磁性体５と、スリット付電極１の空洞部１ａの底部と接点３の空洞部３ａの上面部とを機械的に支持固定する絶縁物やステンレスからなる補強部材６とが設けられている。ここで、磁性体５は、外径がスリット付電極１の空洞部１ａおよび接点３の空洞部３ａの内径よりも僅かに小さく、また、軸方向の長さが空洞部１ａ、３ａ間の距離よりも短くなっている。即ち、磁性体５は、接点３を取外した状態を示す図２に示すように、スリット付電極１の空洞部１ａの内面と接触しないように、底部のほぼ中央部にロウ付けなどで固定されている。また、接点３の空洞部３ａの上面部にも接触しないように隙間が形成されている。

これにより、磁性体５をスリット２に沿って設けているので、接点３の半径方向の端部で弱くなる縦磁界を高くすることができる。また、接点３間の距離が広くなっても、アークが点弧する接点３内部の空洞部３ａに磁性体５を設けているので、高い縦磁界を発生させることができる。また、磁性体５がスリット付電極１の側面と接点３の上部面とに接触していないので、通電電流が分流することがなく、通電性能も向上させることができる。更に、接点３の外周端部の曲率を大きくすることができるので、電界緩和を効果的に行うことができる。なお、通電電流に余裕がある場合には、磁性体５が接点３などに接触していてもよい。

上記実施例１の真空バルブによれば、スリット２が設けられたスリット付電極１の空洞部１ａと、接点３の内部に設けた空洞部３ａとに磁性体５を設けているので、半径方向の端部を含めた接点３全域での縦磁界を高くすることができ、遮断性能を向上させることができる。

次に、本発明の実施例２に係る真空バルブを図３を参照して説明する。図３は、本発明の実施例２に係る真空バルブに用いられる接点とスリット付電極との構成を示す側面図である。なお、この実施例２が実施例１と異なる点は、スリット付電極と接点間に連結接点を設けたことである。図３において、実施例１と同様の構成部分においては、同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。

図３に示すように、スリット付電極１と円盤状の接点７間には、遮断性能の優れた材料からなる筒状の連結接点８が設けられている。連結接点８の空洞部８ａの内径は、スリット付電極１の空洞部１ａの内径と同程度である。また、接点７の外周部に設ける所定の曲率は連結接点８と連接されている。なお、接点７と連結接点８とで凹状の接点を構成している。

上記実施例２の真空バルブによれば、実施例１による効果のほかに、最もアークに曝される接点７が円盤状であり、製作が容易となる。

次に、本発明の実施例３に係る真空バルブを図４を参照して説明する。図４は、本発明の実施例３に係る真空バルブに用いられるスリット付電極の構成を示す上面図である。なお、この実施例３が実施例１と異なる点は、磁性体にギャップを設けたことである。図４において、実施例１と同様の構成部分においては、同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。

図４に示すように、筒状の磁性体５には、軸方向と平行であって、円周方向を分断するようなギャップ９を設けている。

上記実施例３の真空バルブによれば、実施例１による効果のほかに、磁性体５の円周方向に流れようとする誘導電流を低減することができ、縦磁界の発生効率を高くすることができる。

次に、本発明の実施例４に係る真空バルブを図５を参照して説明する。図５は、本発明の実施例４に係る真空バルブに用いられる接点とスリット付電極との構成を示す断面図である。なお、この実施例４が実施例１と異なる点は、磁性体の形状である。図５において、実施例１と同様の構成部分においては、同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。

図５に示すように、磁性体５は、軸方向の長さが、外周側が長く、内周側が短い断面テーパ状となっている。そして、外周側は、スリット付電極１の空洞部１ａの底部に接触するとともに、接点３の空洞部３ａの上面部にもテーパ状の頂部が接触するようになっている。なお、磁性体５の軸方向の長さを、上述の逆で、外周側が短く、内周側が長い断面テーパ状としてもよい。

上記実施例４の真空バルブによれば、実施例１による効果のほかに、空洞部１ａ、３ａ内に磁性体５を確実に固定することができる。

次に、本発明の実施例５に係る真空バルブを図６を参照して説明する。図６は、本発明の実施例５に係る真空バルブに用いられる接点とスリット付電極との構成を示す断面図である。なお、この実施例５が実施例１と異なる点は、磁性体を固定する方法である。図６において、実施例１と同様の構成部分においては、同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。

図６に示すように、磁性体５の外周面とスリット付電極１の空洞部１ａの内周面間には、環状の固定部材１０が設けられている。固定部材１０は、磁性体５の外周面に突起を設けたものでもよく、また、スリット付電極１の空洞部１ａの内周面に突起を設けたものでもよい。更には、磁性体５と空洞部１ａ間に予め製作しておいたリングなどを挿入してもよい。

上記実施例５の真空バルブによれば、実施例１による効果のほかに、空洞部１ａ、３ａ内に磁性体５を確実に固定することができる。

次に、本発明の実施例６に係る真空バルブを図７を参照して説明する。図７は、本発明の実施例６に係る真空バルブに用いられる接点とスリット付電極との構成を示す断面図である。なお、この実施例６が実施例１と異なる点は、磁性体を固定する方法である。図７において、実施例１と同様の構成部分においては、同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。

図７に示すように、磁性体５の内周面には、スリット付電極１の空洞部１ａの底部に固定された固定部材１１が設けられている。固定部材１１は、スリット付電極１と一体で形成されたものでもよく、予め製作しておいたリングなどを固定してもよい。

上記実施例６の真空バルブによれば、実施例１による効果のほかに、空洞部１ａ、３ａ内に磁性体５を確実に固定することができる。なお、この実施例６の固定部材１１と実施例５の固定部材１０とは、少なくとも一方を用いることにより磁性体５を固定することができる。

次に、本発明の実施例７に係る真空バルブを図８を参照して説明する。図８は、本発明の実施例７に係る真空バルブに用いられる接点とスリット付電極との構成を示す断面図である。なお、この実施例７が実施例１と異なる点は、磁性体を増やしたことである。図８において、実施例１と同様の構成部分においては、同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。

図８に示すように、磁性体５の内周には、これと同様の筒状の磁性体１２を設けている。即ち、複数の磁性体５、１２としている。なお、複数の磁性体５、１２は、それぞれを個別であってもよく、一体ものでもよい。

上記実施例７の真空バルブによれば、実施例１による効果のほかに、縦磁界を更に高めることができる。

本発明の実施例１に係る真空バルブに用いられる接点とスリット付電極との構成を示す側面図。本発明の実施例１に係る真空バルブに用いられるスリット付電極の構成を示す上面図。本発明の実施例２に係る真空バルブに用いられる接点とスリット付電極との構成を示す側面図。本発明の実施例３に係る真空バルブに用いられるスリット付電極の構成を示す上面図。本発明の実施例４に係る真空バルブに用いられる接点とスリット付電極との構成を示す断面図。本発明の実施例５に係る真空バルブに用いられる接点とスリット付電極との構成を示す断面図。本発明の実施例６に係る真空バルブに用いられる接点とスリット付電極との構成を示す断面図。本発明の実施例７に係る真空バルブに用いられる接点とスリット付電極との構成を示す断面図。

符号の説明

１スリット付電極
１ａ、３ａ、８ａ空洞部
２スリット
３、７接点
４通電軸
５、１２磁性体
６補強部材
８連結接点
９ギャップ
１０、１１固定部材

Claims

外周側面に複数本のスリットが設けられたカップ状のスリット付電極と、
前記スリット付電極の空洞部の開口面に固着された接離自在の一対の接点とを有する真空バルブにおいて、
前記接点を凹状として中央部に空洞部を設け、
前記接点の空洞部と前記スリット付電極の空洞部とを連接し、
これらの空洞部内に磁性体を組み込み、
且つ前記空洞部の内径よりも前記磁性体の外径を小さくするとともに、前記磁性体を前記スリット付電極の空洞部側に固定し、且つ前記磁性体と前記接点間に隙間を設けたことを特徴とする真空バルブ。