JP6080694B2 - 真空バルブ - Google Patents
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Description
この発明における実施の形態1を図1から図7までについて説明する。
この発明の実施の形態1を示す図2の真空バルブ概略断面図において、真空バルブは、アルミナセラミック等の絶縁物を材質とする円筒状の絶縁筒4に対し、その両端には容器を形成し、かつ容器内部を高真空で気密保持すべく、ステンレス鋼等の金属を材質とする固定側フランジ5と可動側フランジ6が取り付けられ、これら固定側フランジ5と可動側フランジ6は絶縁筒4の両端に形成されたメタライズ層7に真空ロウ付けによって絶縁筒4と同軸上に固着されている。絶縁筒4の一端に固着された固定側フランジ5には固定側電極棒8が固着され、可動側フランジ6には可動側電極棒9がベローズ10を介して取り付けられている。ベローズ10の一端と可動側フランジ6は固着されており、ベローズ10の他端と可動側電極棒9は電流遮断時に発生するアークによるベローズ10の汚損防止を目的として設けたベローズカバー11を介して固着されている。
ここで、固定側電極棒8と可動側電極棒9の対向面にそれぞれ固着され互いに接離自在とされる風車形の固定側接点12および可動側接点13における互いの接触面はそれぞれ図1に示すような平面形状を有している。
それぞれ全体として円盤状の形状をなし互いに円形状平面を対向する風車形の各接点12,13には、中心部から周縁部に向けて渦巻状に周方向へ湾曲して外径方向へ伸びるように切り込まれた複数の溝1と、溝1によって区切られた複数の弧状部2とが形成されている。真空バルブの開放動作時における接点12,13の開離過程においてアーク3が発生し、接点12,13の接触面部分に電流Ixが流通しているものとすると、電流Ixによる磁束とアーク3の通電電流との電磁作用によりアーク3は駆動力Fxを受け、弧状部2の外周先端部分へ駆動されて回転移動し消弧されるものである。
絶縁筒4の内沿面には電流遮断時に電極間で発生するアークによる絶縁筒内沿面の汚損防止を目的としたアークシールド15が対向配置された固定側接点12と可動側接点13を囲繞するように設けられている。ガイド16は熱可塑性合成樹脂等から製作されており、真空ロウ付による真空封止後、可動側フランジ6に取り付けられている。可動側電極棒9とガイド16が摺動部となることにより、ガイド16に軸受け機能を持たせている。
重合部15bは折曲部15aと他端とが接しているのみであるが、重合部15bの継ぎ目を溶接やロウ付等により完全に接合しても構わない。また、本実施の形態では、アークシールド15は円筒形状を成しているが、円筒形状形成後に筒の底部をしぼる等、形状を変更することが可能であることは言うまでもない。
この構成により、アークシールド15の厚みを持たせて熱容量が増大した箇所15bをアークが停滞する箇所19と半径方向において同じ角度位置、すなわち同じ周方向位置に配置させることで、アークの熱によるアークシールド15の損傷が軽減され、遮断寿命及び遮断後の耐電圧性能を向上することができる。
この発明における実施の形態2を図8から図10までについて説明する。
この発明における実施の形態2に係る真空バルブの構造は実施の形態1の図2に示す真空バルブ概略断面図において、アークシールド15の形状が、その実施例において異なるのみであり、それ以外の構造は実施の形態1と同様であるため、詳細な説明は省略する。
本実施の形態2においても、アークシールド15は熱的損傷の大きな箇所に限定して板厚を厚くし、熱容量を増大させることが可能であるため、アークシールド全体の板厚を厚くしたり、銅クロムのような熱伝導率の良好な材料に変更したりする必要が無くなり、軽量化が図れるとともに、材料費の高騰を抑制し、低コスト化を実現できる。また、本実施の形態2におけるアークシールドもプレス加工により容易に作成可能であるため、材料の加工費用も安価に抑えられる。
この発明における実施の形態3を図11から図15までについて説明する。
図11はこの発明の実施の形態3における真空バルブの構造を示す概略断面図である。この発明の実施の形態3における真空バルブの構造は実施の形態1において説明した真空バルブの構造において、アークシールド15の形状が、その実施例において異なるのみであり、それ以外の構造は実施の形態1と同様であるため、詳細な説明は省略する。
ここで、折返部15cの幅方向の寸法を図14(d)で示すようにeとすると、真空バルブの開極寸法dとの関係をe>dとすることが望ましい。また、この場合の打抜部15dの幅方向の寸法をb、巻き込み方向の寸法をc、板厚をtとした時、b=e、c=tとすることが望ましい(但し、寸法公差は含まない)。本実施の形態3においては、実施の形態2と同様に、接点上におけるアーク停滞箇所19とアークシールド15における折返部15cとを半径方向において同じ角度位置、すなわち同じ周方向位置に配置させている。
本実施の形態3においても、アークシールド15は熱的損傷の大きな箇所に限定して板厚を厚くし、熱容量を増大させることが可能であるため、アークシールド全体の板厚を厚くしたり、銅クロムのような熱伝導率の良好な材料に変更したりする必要が無くなり、材料費の高騰を抑制し、低コスト化を実現できる。
また、本実施の形態3においては、アークシールド15において板厚の厚みを厚くし、熱容量を増大させた箇所を接点間近辺により限定させているため、真空バルブの更なる軽量化が望める。また、本実施の形態3におけるアークシールド15もプレス加工により容易に作成可能であるため、材料の加工費用も安価に抑えられる。
Claims (11)
- 互いに対向する端部を真空容器内に配設される対をなす電極棒の対向面にそれぞれ固着され接離自在である風車形接点、前記真空容器内に前記風車形接点を囲繞するように設けられたアークシールドを備えた真空バルブにおいて、前記アークシールドには周方向の一部に厚みを増大した箇所が設けられるとともに、前記アークシールドの厚みが増大している箇所を、前記風車形接点上において外部からの電磁力によりアークの移動が停滞する箇所と同じ周方向位置に配置したことを特徴とする真空バルブ。
- 前記アークシールドは、一端部に折り曲げにより段差部が形成された長手の板材を円筒形に丸めて、一端部の段差部と他端部の先端部が重ね合わされた箇所のみ板厚を厚くしたことを特徴とする請求項1に記載の真空バルブ。
- 前記アークシールドは、長手の板材の一端部を反対側に折り返して折返部を形成し、前記板材を長手方向に丸めて円筒形状を成し、前記板材の他端部と前記折返部が接することで、前記アークシールドに厚みが増大している箇所を持たせたことを特徴とする請求項1に記載の真空バルブ。
- 前記アークシールドは、所定の幅を持つ長手の板材の一端部に段差が生じるように折り曲げられた折曲部を形成し、前記板材の他端部を四角形切り欠き形状に打ち抜いて打抜部を形成し、前記板材を巻き込んで丸め円筒形状を成して、前記打抜部に前記折曲部を嵌合し前記板材の一端部に形成された前記折曲部と前記板材の他端部とが重ね合わされることで、アークシールドに厚みが増大している箇所を持たせたことを特徴とする請求項1に記載の真空バルブ。
- 前記アークシールドにおいて、上記折曲部の幅方向の寸法をa、真空バルブの開極寸法をdとした時に、a>dが成り立つことを特徴とする請求項4に記載の真空バルブ。
- 前記アークシールドにおいて、上記折曲部の幅の寸法をa、打抜部の幅方向の寸法をb、巻き込み方向の寸法をc、アークシールドを形成する板材の板厚をt、折曲部の曲げ半径寸法をRとした時、b=a、c=t+Rが成り立つことを特徴とする請求項4に記載の真空バルブ。
- 前記アークシールドが、所定の幅を持つ長手の板材の一端の凸部を反対側に折り返して、折返部を形成し、前記板材の他端を四角形切り欠き形状に打ち抜いて打抜部を形成して、前記板材を長手方向に巻き込んで丸め円筒形状を成し前記折返部を前記打抜部に嵌合して、前記アークシールドに厚みが増大している箇所を持たせたことを特徴とする請求項1に記載の真空バルブ。
- 前記アークシールドにおいて、前記折返部の幅の寸法をe、真空バルブの開極寸法をdとした時に、e>dが成り立つことを特徴とする請求項7に記載の真空バルブ。
- 前記アークシールドにおいて、前記折返部の幅方向の寸法をe、打抜部の幅方向の寸法をb、巻き込み方向の寸法をc、アークシールドを形成する板材の板厚をtとした時、b=e、c=tが成り立つことを特徴とする請求項7に記載の真空バルブ。
- 前記アークシールドにおいて、前記板材が丸められ円筒形状を成した継ぎ目を有するものであって、前記継ぎ目は前記板材の一端部と他端部とが接しているのみであることを特徴とする請求項2から請求項9の何れかに記載の真空バルブ。
- 前記アークシールドにおいて、前記板材が丸められ円筒形状を成した継ぎ目を有するものであって、前記継ぎ目が溶接やロウ付等で接合されていることを特徴とする請求項2から請求項9の何れかに記載の真空バルブ。
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