JP6444143B2

JP6444143B2 - 真空バルブ

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Publication number: JP6444143B2
Application number: JP2014229413A
Authority: JP
Inventors: 将司川田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2014-11-12
Filing date: 2014-11-12
Publication date: 2018-12-26
Anticipated expiration: 2034-11-12
Also published as: JP2016095905A

Description

この発明は、例えば電力用開閉器などに使用される真空容器内に接離自在に取り付けられた固定側接点と可動側接点を擁する真空バルブに関するものである。

従来の真空バルブは、アルミナセラミックス等から形成された絶縁円筒を真空容器とし、絶縁円筒の両端に生成されたメタライズ層に容器内を高真空で気密保持すべく、金属フランジが、真空ロウ付けによって固着されている。絶縁円筒両端に固着された金属フランジにはそれぞれ固定側電極棒、可動側電極棒が同軸上に対向して取り付けられており、各電極棒の対向面にはそれぞれ固定側接点と可動側接点が固着されている。

また、可動側接点が気密を保持しながら絶縁容器軸心上を動作できるよう可動側電極棒と金属フランジ間にベローズが設けられるが、電流遮断時に発生したアークによってベローズが汚損されることを防ぐために設けられた傘状のベローズカバーが可動側電極棒に固着されており、ベローズ自体は接点側がベローズカバーもしくはベローズカバーと可動側電極棒にロウ付接合され、接点の反対側には可動側フランジに取り付けられている。

また、絶縁容器内部にはアークシールドが対向する接点を囲繞するように設けられており、絶縁容器の内沿面が電流遮断時に発生するアークによって汚損されることを防いでいる。可動側はその開閉の過程において軸心上で円滑に動作するために軸受け機能を有するガイドが可動側端部に取り付けられている。

上述した接点の種類に風車形接点がある。風車形接点には図１４に示すようなものがあり、中心部から周縁部に向けて渦巻状の溝１が切り込まれ、複数個、例えば４個の円弧部２を形成している。真空バルブにおいて、閉極して電流が通電されている場合、固定側接点と可動側接点における円弧部２が互いに接触している。電流を遮断する場合には固定側接点と可動側接点を開極させることによって、固定側接点と可動側接点の円弧部２上の任意点にアーク３が発生する。

風車形接点に通電された電流Ｉｘは図１４に示すように中心から円弧部２の形状に沿って流れ、さらにアーク３を介して対向する風車形接点の円弧部２に流れていく。この際に、電流Ｉｘによって図１０には図示しない磁束密度Ｂｘが発生する。アーク３はこの磁束密度Ｂｘに比例した駆動力Ｆｘを受け、円弧部２上を左回りに高速で回転移動する。アーク３が風車形接点上を高速で回転移動することで電流ゼロ点を迎えるまで、アークによる局部的な熱の集中を防止し、接点の損傷を軽減させるとともに、遮断性能を向上させている。

また、その他の例として、可動側接点と可動側電極棒との間に可撓導体を設け、閉極時には圧縮され、開極時には可撓導体の復元力により可動側接点の固定側接点からの開離を加速させて遮断性能を向上させている。

特開平２−２０１８２８号公報特開平３−２４６８３９号公報

上述した従来の真空バルブは、風車形接点に固着されている補強板はステンレス鋼等の接点や電極棒よりも電気抵抗の高い材料から製作されている。ステンレス鋼は硬度が高いため、接点に固着されていると接点閉極時の荷重から接点の変形を防ぐことが可能となる。その反面、硬度が高い故に固定側接点と可動側接点同士が接点閉極時に馴染みにくくなるため接触抵抗の増大を招いてしまう。接触抵抗を抑制するためには接圧荷重を増大させる必要があるため、開閉器全体としてのコストも増大してしまうという問題点があった。

また、特許文献１に記載の真空バルブは、電流遮断を繰り返すと風車形接点の溝が徐々に埋まっていく。補強板を風車形接点に固着させた場合、電流遮断の繰り返しにより接点の表面の溝が埋まってしまうと、裏側は元々補強板によって溝が埋まっているため、風車形接点としての機能である駆動力を失い、電流遮断性能を著しく低下させてしまう。補強板を接点から離すよう配置すれば接点の表面の溝が埋まっても接点裏側の溝は健在であるため、風車形接点としての機能を保つことが可能であるが、接点の材料、厚み、形状によっては閉極により接点が大きく変形してしまう恐れがあるという問題点があった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、開閉接点の接触抵抗を低減し、電流遮断の繰り返しに伴う電流遮断性能低下を抑制し、遮断寿命を向上した真空バルブを提供するものである。

この発明に係わる真空バルブは、絶縁筒内に配置される固定側電極棒と、前記絶縁筒内に配置される可動側電極棒と、前記固定側電極棒に固着された固定側接点と、前記固定側接点と対向して前記可動側電極棒に固着された可動側接点と、前記固定側接点の裏面側に前記固定側電極棒に嵌め合わされた固定側補強板と、前記可動側接点の裏面側に前記可動側電極棒に嵌め合わされた可動側補強板と、前記固定側補強板の外周部と前記固定側接点の外周部との間に配置され、前記固定側補強板と前記固定側接点との間に空間を形成する固定側スペーサと、前記可動側補強板の外周部と前記可動側接点の外周部との間に配置され、前記可動側補強板と前記可動側接点との間に空間を形成する可動側スペーサとを備え、前記固定側スペーサは前記固定側接点の外周部を支持し、前記可動側スペーサは前記可動側接点の外周部を支持するとともに、前記固定側スペーサは薄板を折り曲げて断面をＵ字状としかつ環状に形成され、前記可動側スペーサは、薄板を折り曲げて断面をＵ字状としかつ環状に形成されたものである。

また、この発明に係わる真空バルブは、絶縁筒内に配置される固定側電極棒と、前記絶縁筒内に配置される可動側電極棒と、前記固定側電極棒に固着された固定側接点と、前記固定側接点と対向して前記可動側電極棒に固着された可動側接点と、前記固定側接点の裏面側に前記固定側電極棒に嵌め合わされ、端部が中央側に折り曲げて折曲部を形成し、底部と前記固定側接点との間に空間を設けた固定側補強板と、前記可動側接点の裏面側に前記可動側電極棒に嵌め合わされ、端部が中央側に折り曲げて折曲部を形成し、底部と前記可動側接点との間に空間を設けた可動側補強板とを備えたものである。

この発明に係わる真空バルブによれば、接点と補強板の間に縮みしろを持たせたスペーサを設け、接点閉極時に僅かに縮み、接点閉極時に接点同士をより馴染みやすくし、従来よりも大きな接触面を得ることで真空バルブの接触抵抗を低減させることができる。

この発明の実施の形態１に係わる真空バルブを示す断面図である。この発明の実施の形態１に係わる真空バルブにおけるスペーサを示す断面図と斜視図である。この発明の実施の形態１に係わる真空バルブを示す要部断面図である。この発明の実施の形態２に係わる真空バルブを示す断面図である。この発明の実施の形態２に係わる真空バルブにおけるスペーサを示す断面図と斜視図である。この発明の実施の形態２に係わる真空バルブを示す要部断面図である。この発明の実施の形態３に係わる真空バルブを示す断面図である。この発明の実施の形態３に係わる真空バルブにおける補強板を示す断面図と斜視図である。この発明の実施の形態３に係わる真空バルブを示す要部断面図である。この発明の実施の形態４に係わる真空バルブを示す断面図である。この発明の実施の形態４に係わる真空バルブにおける補強板を示す断面図と斜視図である。この発明の実施の形態４に係わる真空バルブを示す要部断面図である。この発明の実施の形態５に係わる真空バルブにおけるスペーサを示す斜視図である。従来の真空バルブにおける風車形接点を示す平面図である。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図１から図３に基づいて説明するが、各図において、同一、または相当部材、部位については同一符号を付して説明する。図１はこの発明の実施の形態１に係わる真空バルブを示す断面図である。図２はこの発明の実施の形態１に係わる真空バルブにおけるスペーサを示す断面図（ａ）と斜視図（ｂ）である。図３はこの発明の実施の形態１に係わる真空バルブを示す要部断面図である。

これら各図において、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には絶縁筒４内に配置される固定側電極棒８が固着され、可動側フランジ６には絶縁筒４内に配置される可動側電極棒９がベローズ１０を介して取り付けられている。固定側電極棒８と可動側電極棒９は同軸上に配置される。そして、固定側電極棒８の可動側電極棒９側の端部は小径部８ａとして構成され、段付き部８ｂが形成されている。可動側電極棒９の固定側電極棒８側の端部は小径部９ａとして構成され、段付き部９ｂが形成されている。また、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。

固定側電極棒８と可動側電極棒９の対向面部には、固定側電極棒８の可動側電極棒９側の端部の小径部８ａに風車形の固定側接点１２が固着され、可動側電極棒９の固定側電極棒８側の端部の小径部９ａに固定側接点１２と対向して風車形の可動側接点１３が固着されている。可動側接点１３は固着している可動側電極棒９がベローズ１０を介して可動側フランジ６に取り付けられているため、気密を保持したまま絶縁筒４の軸心上で、固定側接点１２と接離自在となっている。

固定側接点１２の裏面側には固定側電極棒８に嵌め合わされた円形の固定側補強板１４が設けられ、可動側接点１３の裏面側には可動側電極棒９に嵌め合わされた円形の可動側補強板１５が設けられている。これら固定側補強板１４および可動側補強板１５は、固定側接点１２と可動側接点１３の機械的強度をそれぞれ補うと共に、電流遮断時に発生するアークから真空容器内部の汚損をそれぞれ防止する役割を成している。

この固定側補強板１４と固定側接点１２との間には固定側スペーサ１６が設けられ、可動側補強板１５と可動側接点１３の間には可動側スペーサ１７が設けられている。固定側スペーサ１６および可動側スペーサ１７は、環状に形成されて固定側接点１２および可動側接点１３の外周部を支持している。そして、固定側スペーサ１６および可動側スペーサ１７は、薄板を折り曲げて断面をＵ字状に形成されている。

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４の内沿面の汚損防止を目的としたアークシールド１８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１９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１９が摺動部となることにより、ガイド１９に軸受け機能を持たせている。

上述したとおり、固定側スペーサ１６は固定側補強板１４と固定側接点１２の間に設けられ、可動側スペーサ１７は可動側補強板１５と可動側接点１３の間に設けられている。図２にこの発明の実施の形態１に関わる固定側スペーサ１６および可動側スペーサ１７の構造を示す。この発明の実施の形態１に関わる固定側スペーサ１６および可動側スペーサ１７は、ステンレス鋼、インコネル等の電気抵抗の高い金属の板材からそれぞれ製作される。固定側スペーサ１６および可動側スペーサ１７は、図２に示すように、中央から外周側に折り曲げられて形成された半円形状の構造を呈しており、固定側スペーサ１６および可動側スペーサ１７の内周部は大きな空間１６ａ，１７ａを有している。

このように、固定側スペーサ１６を固定側補強板１４と固定側接点１２の間に配置したことにより、固定側補強板１４と固定側接点１２との間には空間２０が形成され、可動側スペーサ１７を可動側補強板１５と可動側接点１３の間に配置したことにより、可動側補強板１５と可動側接点１３との間には空間２１が形成される。ここで、固定側スペーサ１６は固定側補強板１４と固定側接点１２の両方にロウ付等により固着されて良いし、固定側補強板１４のみ、もしくは固定側接点１２のみにロウ付によって固着させても構わない。また、可動側スペーサ１７は可動側補強板１５と可動側接点１３の両方にロウ付等により固着されて良いし、可動側補強板１５のみ、もしくは可動側接点１３のみにロウ付によって固着させても構わない。

また、図２、図３に示すように、固定側接点１２及び可動側接点１３の外径をａ、固定側スペーサ１６および可動側スペーサ１７の外径をｂとした場合、固定側接点１２及び可動側接点１３−アークシールド１８間の電界強度を考慮し、ａ≧ｂとして固定側接点１２及び可動側接点１３の外径よりも固定側スペーサ１６および可動側スペーサ１７の外径を小さくすることが好ましい。また、図２、図３に示すように、固定側スペーサ１６および可動側スペーサ１７の板厚をｃとした場合、固定側スペーサ１６および可動側スペーサ１７の曲げ半径ｅはｅ≧ｃ、すなわち、板材の曲げ半径ｅは板材の板厚ｃと同じかそれ以上とすることが固定側スペーサ１６および可動側スペーサ１７の板材の強度の観点から好ましく、その時の空間２０，２１の高さ寸法ｄはｄ≧４ｃ（板在の板厚ｃ＋曲げ半径ｅ＋曲げ半径ｅ＋板在の板厚ｃ）となる。

このように構成された固定側スペーサ１６および可動側スペーサ１７は縮みしろを持った構成となり、接点閉極時に固定側接点１２と可動側接点１３をより馴染みやすくし、接点表面の接触面積を広げることで真空バルブの接触抵抗を低減させることができる。接触抵抗を低減させることで、真空バルブの固定側電極棒８や可動側電極棒９を細径化することが可能となり、真空バルブの軽量化、コスト削減に繋がる。また、接触抵抗を低減させたことで、開閉器本体の接圧荷重の低減及び放熱構造の簡略化が可能となり、開閉器本体のコスト削減にも繋がる。

固定側接点１２と固定側補強板１４との間に空間２０及び可動側接点１３と可動側補強板１５との間に空間２１をそれぞれ設けたことで、電流遮断を繰り返し、対向する接点表面の風車溝が埋まったとしても、固定側接点１２及び可動側接点１３の裏側の風車溝は健在であるため、継続して電流遮断が可能となる。遮断寿命を向上させるために、接点の大型化やアークシールドの材料変更を実施する必要が無くなり、真空バルブの大形化、コスト増大を抑制することが可能となる。

また、この発明の実施の形態１における固定側スペーサ１６および可動側スペーサ１７は、プレス加工により容易に製作することができるので、加工費用も安価に抑えることができる。

また、上述した従来の真空バルブでは、遮断寿命を向上させるために接点径を大きくする、若しくはアークシールドをＣｕやＣｕＣｒ等の熱伝導率の高い材料に変更する必要があったが、この発明の実施の形態１によれば、真空バルブの大形化、コスト増大を抑制することが可能となる。また、電流遮断の繰り返しに伴う電流遮断性能低下を抑制し、遮断寿命を向上した真空バルブを得ることができる。

実施の形態２．
この発明の実施の形態２を図４から図６に基づいて説明するが、各図において、同一、または相当部材、部位については同一符号を付して説明する。図４はこの発明の実施の形態２に係わる真空バルブを示す断面図である。図５はこの発明の実施の形態２に係わる真空バルブにおけるスペーサを示す断面図（ａ）と斜視図（ｂ）である。図６はこの発明の実施の形態２に係わる真空バルブを示す要部断面図である。

この発明の実施の形態２は、上述したこの発明の実施の形態１における固定側スペーサ１６および可動側スペーサ１７以外についてはその構成が同様であるため、詳細な説明は省略する。この発明の実施の形態２においては、固定側スペーサ１６および可動側スペーサ１７に替えて固定側スペーサ２２および可動側スペーサ２３としたものである。固定側スペーサ２２および可動側スペーサ２３は、図５に示すように、外周側から中央側に折り曲げられて形成された半円形状の構造を呈しており、固定側スペーサ２２および可動側スペーサ２３の内周部は大きな空間２２ａ，２３ａを有している。

固定側スペーサ２２および可動側スペーサ２３は、環状に形成されて固定側接点１２および可動側接点１３の外周部を支持している。そして、固定側スペーサ２２および可動側スペーサ２３は、薄板を折り曲げて断面を上述したこの発明の実施の形態１とは逆方向のＵ字状に形成されている。

そして、固定側スペーサ２２を固定側補強板１４と固定側接点１２の間に配置したことにより、固定側補強板１４と固定側接点１２との間には空間２０が形成され、可動側スペーサ２３を可動側補強板１５と可動側接点１３の間に配置したことにより、可動側補強板１５と可動側接点１３との間には空間２１が形成される。ここで、固定側スペーサ２２は固定側補強板１４と固定側接点１２の両方にロウ付等により固着されて良いし、固定側補強板１４のみ、もしくは固定側接点１２のみにロウ付によって固着させても構わない。また、可動側スペーサ２３は可動側補強板１５と可動側接点１３の両方にロウ付等により固着されて良いし、可動側補強板１５のみ、もしくは可動側接点１３のみにロウ付によって固着させても構わない。

また、図５、図６に示すように、上述したこの発明の実施の形態１と同様に、固定側接点１２及び可動側接点１３の外径をａ、固定側スペーサ２２および可動側スペーサ２３の外径をｂとした場合、固定側接点１２及び可動側接点１３−アークシールド１８間の電界強度を考慮し、ａ≧ｂとして固定側接点１２及び可動側接点１３の外径よりも固定側スペーサ２２および可動側スペーサ２３の外径を小さくすることが好ましい。また、図５、図６に示すように、固定側スペーサ２２および可動側スペーサ２３の板厚をｃとした場合、固定側スペーサ２２および可動側スペーサ２３の曲げ半径ｅはｅ≧ｃ、すなわち、板材の曲げ半径ｅは板材の板厚ｃと同じかそれ以上とすることが固定側スペーサ２２および可動側スペーサ２３の板材の強度の観点から好ましく、その時の空間２０，２１の高さ寸法ｄはｄ≧４ｃ（板在の板厚ｃ＋曲げ半径ｅ＋曲げ半径ｅ＋板在の板厚ｃ）となる。

このように構成された固定側スペーサ２２および可動側スペーサ２３は縮みしろを持った構成となり、接点閉極時に固定側接点１２と可動側接点１３をより馴染みやすくし、接点表面の接触面積を広げることで真空バルブの接触抵抗を低減させることができる。接触抵抗を低減させることで、真空バルブの固定側電極棒８や可動側電極棒９を細径化することが可能となり、真空バルブの軽量化、コスト削減に繋がる。また、接触抵抗を低減させたことで、開閉器本体の接圧荷重の低減及び放熱構造の簡略化が可能となり、開閉器本体のコスト削減にも繋がる。

固定側接点１２と固定側補強板１４の間に空間２０及び可動側接点１３と可動側補強板１５の間に空間２１を設けたことで、電流遮断を繰り返し、対向する接点表面の風車溝が埋まったとしても、固定側接点１２及び可動側接点１３の裏側の風車溝は健在であるため、継続して電流遮断が可能となる。遮断寿命を向上させるために、接点の大型化やアークシールドの材料変更を実施する必要が無くなり、真空バルブの大形化、コスト増大を抑制することが可能となる。

また、この発明の実施の形態１における固定側スペーサ２２および可動側スペーサ２３は、プレス加工により容易に製作することができるので、加工費用も安価に抑えることができる。

また、この発明の実施の形態２においても、上述した発明の実施の形態１と同様に、真空バルブの大形化、コスト増大を抑制することが可能となる。また、電流遮断の繰り返しに伴う電流遮断性能低下を抑制し、遮断寿命を向上した真空バルブを得ることができる。

実施の形態３．
この発明の実施の形態３を図７から図９に基づいて説明するが、各図において、同一、または相当部材、部位については同一符号を付して説明する。図７はこの発明の実施の形態３に係わる真空バルブを示す断面図である。図８はこの発明の実施の形態３に係わる真空バルブにおける補強板を示す断面図（ａ）と斜視図（ｂ）である。図９はこの発明の実施の形態３に係わる真空バルブを示す要部断面図である。

この発明の実施の形態３は、上述したこの発明の実施の形態１および実施の形態２における固定側スペーサ１６および可動側スペーサ１７、固定側スペーサ２２および可動側スペーサ２３、固定側補強板１４および可動側補強板１５以外についてはその構成が同様であるため、詳細な説明は省略する。この発明の実施の形態３においては、固定側スペーサ１６および可動側スペーサ１７、固定側スペーサ２２および可動側スペーサ２３、固定側補強板１４および可動側補強板１５に替えて、固定側補強板２４および可動側補強板２５としたものである。すなわち、固定側補強板２４および可動側補強板２５にスペーサの機能を持たせたものである。

図８にこの発明の実施の形態３に係わる固定側補強板２４および可動側補強板２５の構造を示す。この発明の実施の形態３に係わる固定側補強板２４および可動側補強板２５は、ステンレス鋼等の電気抵抗の高い金属の板材から製作される。固定側補強板２４および可動側補強板２５は、図８に示すように、端部を外周側から中央側に半円形状に折り曲げて形成された折曲部２４ａ，２５ａを形成し、固定側補強板２４および可動側補強板２５の底部２４ｂ，２５ｂの中央部は固定側電極棒８の小径部８ａおよび可動側電極棒９の小径部９ａに嵌め合わされる嵌合部２４ｃ，２５ｃが形成されている。

固定側補強板２４は、図７に示すように、固定側接点１２と固定側電極棒８の段付き部８ｂとの間で嵌合部２４ｃが固定側電極棒８の小径部８ａに嵌め合わされ、固定側補強板２４の底部２４ｂが固定側電極棒８の段付き部９ｂと接触し、固定側補強板２４の折曲部２４ａが固定側接点１２と接触してその折曲部２４ａで固定側接点１２を支持している。

可動側補強板２５は、図７に示すように、可動側接点１３と可動側電極棒９の段付き部９ｂとの間で嵌合部２５ｃが可動側電極棒９の小径部９ａに嵌め合わされ、可動側補強板２５の底部２５ｂが可動側電極棒９の段付き部９ｂと接触し、可動側補強板２５の折曲部２５ａが可動側接点１３と接触してその折曲部２５ａで可動側接点１３を支持している。

このように、固定側補強板２４を固定側接点１２と固定側電極棒８の段付き部８ｂとの間に配置したことにより、固定側補強板２４の底部２４ｂと固定側接点１２との間には空間２６が形成され、可動側補強板２５を可動側接点１３と可動側電極棒９の段付き部９ｂとの間に配置したことにより、可動側補強板２５の底部２５ｂと可動側接点１３との間には空間２７が形成される。

ここで、固定側補強板２４が、固定側接点１２および固定側電極棒８の段付き部８ｂの両方にロウ付等により固着されて良く、可動側補強板２５が、可動側接点１３および可動側電極棒９の段付き部９ｂの両方にロウ付等により固着されて良い。また、固定側補強板２４の底部２４ｂが固定側電極棒８の段付き部８ｂにロウ付等により固着されている場合は、固定側補強板２４の折曲部２４ａと固定側接点１２は接触させるのみで構わない。可動側補強板２５の底部２５ｂが可動側電極棒９の段付き部９ｂにロウ付等により固着されている場合は、可動側補強板２５の折曲部２５ａと可動側接点１３は接触させるのみで構わない。さらに、固定側補強板２４の折曲部２４ａと固定側接点１２が固着されている場合は、固定側補強板２４の底部２４ｂは固定側電極棒８の段付き部８ｂと接触させるのみで構わない。可動側補強板２５の折曲部２５ａと可動側接点１３が固着されている場合は、可動側補強板２５の底部２５ｂは可動側電極棒９の段付き部９ｂと接触させるのみで構わない。

また、図８、図９に示すように、固定側接点１２及び可動側接点１３の外径をａ、固定側補強板２４および可動側補強板２５の外径をｂとした場合、固定側接点１２及び可動側接点１３−アークシールド１８間の電界強度を考慮し、ａ≧ｂとして固定側接点１２及び可動側接点１３の外径よりも固定側補強板２４および可動側補強板２５の外径を小さくすることが好ましい。また、図８、図９に示すように、固定側補強板２４および可動側補強板２５の板厚をｃとした場合、固定側補強板２４および可動側補強板２５の曲げ半径ｅはｅ≧ｃ、すなわち、板材の曲げ半径ｅは板材の板厚ｃと同じかそれ以上とすることが固定側補強板２４および可動側補強板２５の板材の強度の観点から好ましく、その時の空間２６，２７の高さ寸法ｄはｄ≧４ｃ（板在の板厚ｃ＋曲げ半径ｅ＋曲げ半径ｅ＋板在の板厚ｃ）となる。

このように構成された固定側補強板２４および可動側補強板２５に折曲部２４ａ，２５ａを設けたことにより、固定側補強板２４および可動側補強板２５に僅かに縮みしろを持たせることで、接点閉極時に固定側接点１２と可動側接点１３をより馴染みやすくし、接点表面の接触面積を広げることで真空バルブの接触抵抗を低減させることができる。接触抵抗を低減させることで、真空バルブの固定側電極棒８や可動側電極棒９を細径化することが可能となり、真空バルブの軽量化、コスト削減に繋がる。また、接触抵抗を低減させたことで、開閉器本体の接圧荷重の低減及び放熱構造の簡略化が可能となり、開閉器本体のコスト削減にも繋がる。

固定側接点１２と固定側補強板２４の底部２４ｂとの間に空間２６及び可動側接点１３と可動側補強板２５の底部２５ｂとの間に空間２７をそれぞれ設けたことで、電流遮断を繰り返し、対向する接点表面の風車溝が埋まったとしても、固定側接点１２及び可動側接点１３の各補強板側の風車溝は健在であるため、継続して電流遮断が可能となる。遮断寿命を向上させるために、接点の大型化やアークシールドの材料変更を実施する必要が無くなり、真空バルブの大形化、コスト増大を抑制することが可能となる。

また、この発明の実施の形態３における固定側補強板２４および可動側補強板２５では丸みを持たせた折曲部２４ａ，２５ａを設けたことで、固定側接点１２及び可動側接点１３の裏側の電界緩和を図ることも可能となる。

また、この発明の実施の形態３における固定側補強板２４および可動側補強板２５は、プレス加工により容易に製作することができるので、加工費用も安価に抑えることができる。

実施の形態４．
上述したこの発明の実施の形態１及び実施の形態２においては、固定側スペーサ１６，２２および可動側スペーサ１７，２３は薄板を断面Ｕ字状に折り曲げたものを円環状に形成したものを示したが、例えば断面をＩ字状として全体を頂部の無い円錐状に形成したものであっても上述したこの発明の実施の形態１及び実施の形態２と同様の効果を奏する。

この発明の実施の形態４を図１０から図１２に基づいて説明するが、各図において、同一、または相当部材、部位については同一符号を付して説明する。図１０はこの発明の実施の形態４に係わる真空バルブを示す断面図である。図１１はこの発明の実施の形態４に係わる真空バルブにおける補強板を示す断面図（ａ）と斜視図（ｂ）である。図１２はこの発明の実施の形態４に係わる真空バルブを示す要部断面図である。

この発明の実施の形態４は、円錐形状に構成した固定側補強板２８および可動側補強板２９としたものである。すなわち、固定側補強板２８および可動側補強板２９にスペーサの機能を持たせたものである。

図１１にこの発明の実施の形態４に係わる固定側補強板２８および可動側補強板２９の構造を示す。この発明の実施の形態４に係わる固定側補強板２８および可動側補強板２９は、ステンレス鋼等の電気抵抗の高い金属の板材から製作され、円錐形状に構成されている。すなわち、固定側補強板２８の外周部２８ａから内周部２８ｂに向けた円錐形状に構成され、可動側補強板２９の外周部２９ａから内周部２９ｂに向けた円錐形状に構成されている。そして、固定側補強板２８および可動側補強板２９の内周部２８ｂ，２９ｂの中央部は固定側電極棒８の小径部８ａおよび可動側電極棒９の小径部９ａに嵌め合わされる嵌合部２８ｃ，２９ｃが形成されている。

円錐形状に構成された固定側補強板２８は、図１０に示すように、固定側接点１２と固定側電極棒８の段付き部８ｂとの間で嵌合部２８ｃが固定側電極棒８の小径部８ａに嵌め合わされ、固定側補強板２８の内周部２８ｂが固定側電極棒８の段付き部９ｂと接触し、
固定側補強板２８の外周部２８ａが固定側接点１２と接触してその外周部２８ａで固定側接点１２を支持している。

円錐形状に構成された可動側補強板２９は、図１０に示すように、可動側接点１３と可動側電極棒９の段付き部９ｂとの間で嵌合部２９ｃが可動側電極棒９の小径部９ａに嵌め合わされ、可動側補強板２９の内周部２９ｂが可動側電極棒９の段付き部９ｂと接触し、可動側補強板２９の外周部２９ａが可動側接点１３と接触してその外周部２９ａで可動側接点１３を支持している。

このように、固定側補強板２８を固定側接点１２と固定側電極棒８の段付き部８ｂとの間に配置したことにより、固定側接点１２と固定側電極棒８の段付き部８ｂとの間には空間３０が形成され、可動側補強板２９を可動側接点１３と可動側電極棒９の段付き部９ｂとの間に配置したことにより、可動側接点１３と可動側電極棒９の段付き部９ｂとの間には空間３１が形成される。

ここで、固定側補強板２８が、固定側接点１２および固定側電極棒８の段付き部８ｂの両方にロウ付等により固着されて良く、可動側補強板２９が、可動側接点１３および可動側電極棒９の段付き部９ｂの両方にロウ付等により固着されて良い。また、固定側補強板２８の内周部２８ｂが固定側電極棒８の段付き部８ｂにロウ付等により固着されている場合は、固定側補強板２８の外周部２８ａと固定側接点１２は接触させるのみで構わない。可動側補強板２９の内周部２９ｂが可動側電極棒９の段付き部９ｂにロウ付等により固着されている場合は、可動側補強板２９の外周部２９ａと可動側接点１３は接触させるのみで構わない。さらに、固定側補強板２８の外周部２８ａと固定側接点１２が固着されている場合は、固定側補強板２８の内周部２８ｂは固定側電極棒８の段付き部８ｂと接触させるのみで構わない。可動側補強板２９の外周部２９ａと可動側接点１３が固着されている場合は、可動側補強板２９の内周部２９ｂは可動側電極棒９の段付き部９ｂと接触させるのみで構わない。

このように固定側補強板２８および可動側補強板２９を円錐形状に構成したことにより、固定側補強板２８および可動側補強板２９に皿ばねのような僅かに縮みしろを持たせることで、接点閉極時に固定側接点１２と可動側接点１３をより馴染みやすくし、接点表面の接触面積を広げることで真空バルブの接触抵抗を低減させることができる。接触抵抗を低減させることで、真空バルブの固定側電極棒８や可動側電極棒９を細径化することが可能となり、真空バルブの軽量化、コスト削減に繋がる。また、接触抵抗を低減させたことで、開閉器本体の接圧荷重の低減及び放熱構造の簡略化が可能となり、開閉器本体のコスト削減にも繋がる。

固定側接点１２と固定側電極棒８の段付き部８ｂとの間に空間３０および可動側接点１３と可動側電極棒９の段付き部９ｂとの間に空間３１をそれぞれ設けたことで、電流遮断を繰り返し、対向する接点表面の風車溝が埋まったとしても、固定側接点１２及び可動側接点１３の各補強板側の風車溝は健在であるため、継続して電流遮断が可能となる。遮断寿命を向上させるために、接点の大型化やアークシールドの材料変更を実施する必要が無くなり、真空バルブの大形化、コスト増大を抑制することが可能となる。

この実施の形態４においては、円錐形状に構成した固定側補強板２８を固定側接点１２と固定側電極棒８の段付き部８ｂとの間に配置し、円錐形状に構成した可動側補強板２９を可動側接点１３と可動側電極棒９の段付き部９ｂとの間に配置した場合について述べたが、上述した実施の形態１および実施の形態２における固定側スペーサ１６および可動側スペーサ１７、固定側スペーサ２２および可動側スペーサ２３に替えて、この実施の形態４における円錐形状に構成した固定側補強板２８および可動側補強板２９とすることもで
き、同様の効果を奏する。

実施の形態５．
また、上述したこの発明の実施の形態１及び実施の形態２で示した円環状の固定側スペーサ１６，２２および可動側スペーサ１７，２３において、円周方向に沿って多数の孔またはスリットを形成することにより、固定側スペーサ１６，２２および可動側スペーサ１７，２３の軸方向の剛性を低下させることができる。また、上述したこの発明の実施の形態３で示した固定側補強板２４および可動側補強板２５において、円周方向に沿って多数の孔またはスリットを形成することにより、固定側補強板２４および可動側補強板２５の軸方向の剛性を低下させることができる。これらの結果、接点閉合時の固定側接点１２及び可動側接点１３の変位を容易化し、前記両接点間の接触面積を大きくすることで接点接触部の接触抵抗を低下させることができる。

図１３はこの発明の実施の形態５に係わる真空バルブにおけるスペーサを示す斜視図である。すなわち、上述した実施の形態１における固定側スペーサ１６および可動側スペーサ１７にスリット３２を形成したものであり、固定側スペーサ１６および可動側スペーサ１７の軸方向の剛性を低下させることができる。

また、上述した各実施の形態においては、風車形接点の例で説明したが、平板形接点あるいはコントレート形接点であっても、接触面の増加により接触抵抗を低下するという効果は、上述した各実施の形態と同様に得ることができる。

なお、この発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

この発明は、開閉接点の接触抵抗を低減し、遮断寿命の向上を図ることができる真空バルブの実現に好適である。

４絶縁筒、８固定側電極棒、９可動側電極棒、１２固定側接点、
１３可動側接点、１４固定側補強板、１５可動側補強板、１６固定側スペーサ、１７可動側スペーサ、２０空間、２１空間、２２固定側補強板、２３可動側補強板、２４固定側補強板、２５可動側補強板、２６空間、２７空間、２８固定側補強板、２９可動側補強板、３０空間、
３１空間。

Claims

絶縁筒内に配置される固定側電極棒と、前記絶縁筒内に配置される可動側電極棒と、前記固定側電極棒に固着された固定側接点と、前記固定側接点と対向して前記可動側電極棒に固着された可動側接点と、前記固定側接点の裏面側に前記固定側電極棒に嵌め合わされた固定側補強板と、前記可動側接点の裏面側に前記可動側電極棒に嵌め合わされた可動側補強板と、前記固定側補強板の外周部と前記固定側接点の外周部との間に配置され、前記固定側補強板と前記固定側接点との間に空間を形成する固定側スペーサと、前記可動側補強板の外周部と前記可動側接点の外周部との間に配置され、前記可動側補強板と前記可動側接点との間に空間を形成する可動側スペーサとを備え、前記固定側スペーサは前記固定側接点の外周部を支持し、前記可動側スペーサは前記可動側接点の外周部を支持するとともに、前記固定側スペーサは薄板を折り曲げて断面をＵ字状としかつ環状に形成され、前記可動側スペーサは、薄板を折り曲げて断面をＵ字状としかつ環状に形成されたことを特徴とする真空バルブ。
前記固定側接点および前記可動側接点の外径をａ、前記固定側スペーサおよび前記可動側スペーサの外径をｂ、前記固定側スペーサおよび前記可動側スペーサの板厚をｃ、前記固定側スペーサおよび前記可動側スペーサの曲げ半径をｅ、空間の高さ寸法ｄとした場合、ａ≧ｂ、ｅ≧ｃ、ｄ≧４ｃが成立することを特徴とする請求項１に記載の真空バルブ。
前記固定側スペーサおよび前記可動側スペーサは、前記固定側接点および前記可動側接点にのみに固着されてい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。
前記固定側スペーサおよび前記可動側スペーサは、前記固定側補強板および前記可動側補強板にのみに固着されてい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。
前記固定側スペーサおよび前記可動側スペーサは、前記固定側接点および前記可動側接点ならびに前記固定側補強板および前記可動側補強板の両方に固着されてい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。
絶縁筒内に配置される固定側電極棒と、前記絶縁筒内に配置される可動側電極棒と、前記固定側電極棒に固着された固定側接点と、前記固定側接点と対向して前記可動側電極棒に固着された可動側接点と、前記固定側接点の裏面側に前記固定側電極棒に嵌め合わされ、端部が中央側に折り曲げて折曲部を形成し、底部と前記固定側接点との間に空間を設けた固定側補強板と、前記可動側接点の裏面側に前記可動側電極棒に嵌め合わされ、端部が中央側に折り曲げて折曲部を形成し、底部と前記可動側接点との間に空間を設けた可動側補強板とを備えたことを特徴とする真空バルブ。
前記固定側補強板および前記可動側補強板は、ステンレス鋼等の電気抵抗の高い材料から製作されたことを特徴とする請求項６に記載の真空バルブ。
前記固定側接点および前記可動側接点の外径をａ、前記固定側補強板および前記可動側補強板の外径をｂ、前記固定側補強板および前記可動側補強板の板厚をｃ、前記固定側補強板および前記可動側補強板の折曲部の曲げ半径をｅ、空間の高さ寸法ｄとした場合、ａ≧ｂ、ｅ≧ｃ、ｄ≧４ｃが成立することを特徴とする請求項６または請求項７に記載の真空バルブ。
前記固定側補強板および前記可動側補強板は、円錐形状に構成されたことを特徴とする請求項６または請求項７に記載の真空バルブ。
前記固定側補強板および前記可動側補強板は、前記固定側接点および前記可動側接点にのみに固着されていることを特徴とする請求項６から請求項９のいずれか１項に記載の真空バルブ。
前記固定側補強板および前記可動側補強板は、前記固定側電極棒および前記可動側電極棒にのみに固着されていることを特徴とする請求項６から請求項９のいずれか１項に記載の真空バルブ。
前記固定側補強板および前記可動側補強板は、前記固定側接点および前記可動側接点ならびに前記固定側電極棒および前記可動側電極棒の両方に固着されていることを特徴とする請求項６から請求項９のいずれか１項に記載の真空バルブ。