JP5404317B2

JP5404317B2 - 真空バルブ

Info

Publication number: JP5404317B2
Application number: JP2009248501A
Authority: JP
Inventors: 宏通染井; 浩資捧; 健二加藤; 清長部
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2009-10-29
Filing date: 2009-10-29
Publication date: 2014-01-29
Anticipated expiration: 2029-10-29
Also published as: JP2011096474A

Description

本発明は、接離自在の一対の接点を有する真空バルブに係り、特に、磁性体により磁界強度を向上し得る真空バルブに関する。

従来、遮断特性を向上させるため、アークに対して直交する磁界を発生させる電極を用いるとともに、電極内に磁性体を設け、磁界強度を向上させるものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

この種の真空バルブは、図４に示すように、筒状の真空絶縁容器１の両端開口部に、固定側封着金具２と可動側封着金具３が封着されている。固定側封着金具２には、固定側通電軸４が貫通固定され、真空絶縁容器１端に固定側接点５が固着されている。固定側接点５は、カップ状の底部が固定側通電軸４端に固着された電極５ａと、電極５ａ内に設けられた環状の磁性体５ｂと、電極５ａの開口部に固着された円板状の接触子５ｃとで構成されている。電極５ａの外周には、軸方向に対して斜めに横切る複数のスリット５ｄが設けられている。

固定側接点５に対向して接離自在の可動側接点６が可動側封着金具３を移動自在に貫通する可動側通電軸７端に固着されている。可動側接点６の構成は、固定側接点５と同様である。可動側通電軸７の中間部には、伸縮自在のベローズ８の一方端が封着され、他方端が可動側封着金具３に封着されている。両接点５、６の周囲には、筒状のアークシールド９が設けられている。

このような電極５ａを有する接点５、６は、一般的にコントレート電極と呼ばれ、電極５ａの軸心から放射状に伸びる磁界を発生する。また、磁性体５ｂにより、磁界強度を増すことができ、遮断特性を向上させることができる。

一方、磁界を発生する他の電極として、電極の軸心から放射状に伸びる腕部と、腕部の先端に連接された円弧状のコイル部とを有して、軸方向と平行な磁界を発生させ、アークを拡散させる、所謂、縦磁界電極と呼ばれるものがある。このような縦磁界電極においても、コイル部の内周側面やコイル部端部にＬ字状などの複数の磁性体が設けられ、磁界強度の向上が図られている（例えば、特許文献２参照。）。

特開２００８−２６２７７２号公報（第３ページ、図１）特開２０００−７６９６４号公報（第４ページ、図１）

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。コントレート電極内に環状の磁性体５ｂを用いるものでは、通電時に渦電流を発生し、温度上昇を招くことになる。温度上昇が起きると、磁界強度が低下する。また、縦磁界電極内に複数の磁性体を用いるものでは、電極の円周方向に磁性体を所定の間隔で並べるものの、円周方向における磁界の連続性が失われ、磁界強度の低下を招くことになる。更には、部品点数が多く、構造が複雑になる。

本発明は上記問題を解決するためになされたもので、アークを移動させるための磁界を発生する電極内に、簡素な構造の磁性体を設け、磁界強度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、アークを移動させるための磁界を発生する磁界発生電極と、前記磁界発生電極内に設けられた環状の磁性体と、前記磁界発生電極に接続された接触子とを有する接離自在の一対の接点を備えた真空バルブであって、前記磁性体には、円周方向を開放する開放溝と、前記接触子側からの切り込みと前記磁界発生電極側からの切り込みとを円周方向に交互に配置した複数の切込溝と、が設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、電極内に収納する環状の磁性体に、円周方向を開放する開放溝と、円周方向の一部分に切り込みを入れた複数の切込溝とを設けているので、磁性体に流れる渦電流や誘導電流を抑制でき、円周方向の磁界強度を均一化して向上させることができる。

本発明の実施例１に係る真空バルブに用いる接点の構成を示す断面図。本発明の実施例１に係る真空バルブに用いる接点を構成する電極と磁性体とを示す斜視図。本発明の実施例２に係る真空バルブに用いる接点を構成する電極と磁性体とを示す斜視図。従来の真空バルブの構成を示す断面図。

アークを移動させるための磁界を発生する電極内に、円周方向を開放した開放溝と、円周方向の一部分に切り込みを入れた複数の切込溝と、を設けた環状の磁性体を収納するものである。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、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る接点の構成を示す断面図、図２は、本発明の実施例１に係る真空バルブに用いる接点を構成する電極と磁性体とを示す斜視図である。なお、図１、図２において、従来と同様の構成部分については、同一符号を付した。また、真空バルブの構成は、従来と同様であるので、その説明を省略する。接点は、固定側と可動側で同様であるので、固定側を用いて説明する。

図１、図２に示すように、固定側接点５は、カップ状の電極５ａと、電極５ａの内径よりも小さい外径を有し、電極５ａの空間部に収納される鉄合金からなる環状の磁性体５ｂと、電極５ａの開口部に固着された円板状の接触子５ｃとで構成されている。電極５ａの外周には、軸方向に対して斜めに横切る複数のスリット５ｄが設けられている。なお、磁性体５ｂは、必要により、電極５ａ底部に接着剤で固定される。

ここで、磁性体５ｂには、円周方向の一部分を開放した例えば１ｍｍ幅の所定幅を有する開放溝５ｂ１が機械加工で設けられている。また、円周方向の一部分に等間隔で切り込みを入れた複数の切込溝５ｂ２が機械加工で設けられている。切込溝５ｂ２は、接触子５ｃ側からの切り込みと、電極５ａの底部からの切り込みとが交互に配置されており、例えば１ｍｍ幅の所定幅を有している。

これにより、磁性体５ｂでは、開放溝５ｂ１により、周回する誘導電流を遮断することができる。また、複数の切込溝５ｂ２を設けているので、円周方向に流れる電流が複数個所で分断され、渦電流を抑制でき、温度上昇を抑制することができる。更に、磁性体５ｂは、開放溝５ｂ１を有するものの、環状で構成されているので、円周方向に発生する磁界強度が均一化される。この磁界は、電極５ａ自体で発生する磁界に重畳され、接点間の磁界分布を適正にし、遮断特性を向上させることができる。

また、磁性体５ｂは単体であり部品点数が少なく、構造を簡素なものにすることができる。なお、磁性体５ｂに酸化鉄のような酸化被膜を設けると、磁性体５ｂに分流する電流を抑制することができる。

ここで、電極５ａの外周にスリット５ｄを設けた所謂、コントレート電極では、アークに対して直交する磁界を発生し、アークを円周方向に回転駆動させる。このようにアークを移動させるための磁界を発生する電極を、磁界発生電極と定義する。

上記実施例１の真空バルブによれば、電極５ａ内に設けられる環状の磁性体５ｂに、円周方向を開放する開放溝５ｂ１と、円周方向の電流を分断する複数の切込溝５ｂ２を設けているので、渦電流や誘導電流を抑制することができ、円周方向の磁界強度を均一化することができる。

上記実施例１では、磁性体５ｂに開放溝５ｂ１と切込溝５ｂ２を設けて説明したが、開放溝５ｂ１だけを設けても、磁性体５ｂ内を周回する誘導電流を遮断することができ、温度上昇を抑制することができる。

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る接点を構成する電極と磁性体とを示す斜視図である。なお、この実施例２が実施例１と異なる点は、電極の構造である。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、電極１０は、固定側通電軸４端から放射状に伸びる腕部１０ａと、腕部１０ａの先端に連接された円弧状のコイル部１０ｂと、コイル部１０ｂの先端に連接された接続部１０ｃとで構成されている。接続部１０ｃには、図示しない接触子が接続される。なお、図示では、電極１０を四分割した場合を示しているが、分割数を変えることで磁界の強さを制御できる。

電極１０には、コイル部１０ｂの内径よりも小さい外径を有する鉄合金よりなる環状の磁性体１１が、コイル部１０ｂの内周側面に設けられている。磁性体１１には、円周方向の一部分を開放した開放溝１１ａが機械加工で設けられている。また、腕部１０ａの幅よりも僅かに大きい幅に切り込んだ第１の切込溝１１ｂが設けられ、腕部１０ａに嵌め込まれるようになっている。第１の切込溝１１ｂ間には、複数の第２の切込溝１１ｃが設けられている。

これにより、磁性体１１を周回する誘導電流を開放溝１１により遮断することができる。また、複数の第１の切込溝１１ｂおよび第２の切込溝１１ｃにより、円周方向に流れる電流が分断されて渦電流を抑制でき、温度上昇を抑制することができる。更に、磁性体１１は、開放溝１１ａを有するものの、環状で構成されているので、円周方向の磁界強度を均一化することができる。

ここで、腕部１０ａやコイル部１０ｂを有する所謂、縦磁界電極では、アークに対して平行な磁界を発生し、アークを半径方向に拡散させる。このようにアークを移動させるための磁界を発生する電極を、磁界発生電極と定義する。

上記実施例２の真空バルブによれば、縦磁界電極においても、磁性体１１に流れる渦電流を抑制でき、実施例１と同様の効果を得ることができる。

１真空絶縁容器
２固定側封着金具
３可動側封着金具
４固定側通電軸
５固定側接点
５ａ、１０電極
５ｂ、１１磁性体
５ｂ１、１１ａ開放溝
５ｂ２、１１ｂ、１１ｃ切込溝
５ｃ接触子
５ｄスリット
６可動側接点
７可動側通電軸
８ベローズ
９アークシールド
１０ａ腕部
１０ｂコイル部
１０ｃ接続部

Claims

アークを移動させるための磁界を発生する磁界発生電極と、
前記磁界発生電極内に設けられた環状の磁性体と、
前記磁界発生電極に接続された接触子とを有する接離自在の一対の接点を備えた真空バルブであって、
前記磁性体には、円周方向を開放する開放溝と、
前記接触子側からの切り込みと前記磁界発生電極側からの切り込みとを円周方向に交互に配置した複数の切込溝と、
が設けられていることを特徴とする真空バルブ。
前記磁性体に酸化被膜を設けたことを特徴とする請求項１に記載の真空バルブ。