JP6666021B2 - 真空バルブ及び真空バルブの製造方法及び真空バルブを用いた真空遮断器 - Google Patents

Description

この発明は、電極を流れる電流による磁界で電流遮断性能を向上させる手段を有する真空バルブ並びに真空バルブの製造方法及びこの真空バルブを用いた真空遮断器に関するものである。

真空バルブは、一般にセラミックまたはガラスよりなる絶縁円筒の両端開口部を固定側端板及び可動側端板でそれぞれ密封し、気密な容器を構成している。固定側端板には固定電極を接合した固定側電極棒が支持固定され、この固定電極と対向するように可動電極が配置され、これに可動側電極棒が接続される。この可動側電極棒と可動側端板とは蛇腹状のベローズを介して気密に接続し、真空バルブ内の真空を維持しつつ可動電極及び可動側電極棒を動作させることが可能である。
また、電流遮断時に電極間でアークが発生し、電極から金属蒸気が飛散するため、絶縁円筒内面に付着し、内沿面の絶縁性能を低下させる。この絶縁円筒内面の汚損抑制のためアークシールドが電極周囲に設けられている。固定側端板及び可動側端板には、絶縁円筒端面部の電界緩和及び絶縁円筒内面の汚損抑制のために電界緩和リングが配置されている。

この真空バルブを、制御装置、開閉状態を示す表示器、真空バルブの電極を動作させる駆動装置等と共に筐体に搭載して真空遮断器を形成する。真空遮断器に搭載された真空バルブは、事故発生時に流れる大きな事故電流を遮断する役割がある。電流値が十数ｋＡ程度までは平板電極で遮断可能であるが、それ以上の電流値になると平板電極では遮断不能となり、電極を流れる電流による磁界で電流遮断性能を向上させる手段を有する電極が必要となる。この電極構造は、横磁界方向を利用したスパイラル電極や縦磁界方向を利用した縦磁界電極等があり、真空バルブの小形化には電極の小形化が必要である。電極の小形化には電極自身で発生させる磁界強度や分布が重要であるが、さらに固定電極及び可動電極の中心軸に対する回転方向の配置（位置関係）も発生させる磁界強度及び分布に影響するため重要である。
固定電極と可動電極の配置（中心軸に対し回転方向配置）を工夫した例として特許文献２がある。

真空バルブの製造方法の一つとして、第１の工程で固定側及び可動側の部分組立品を真空雰囲気又は水素雰囲気中でろう付け接合により製作し、第２の工程で固定側及び可動側の部分組立品と絶縁容器を真空雰囲気炉内でろう付け接合することにより製作する方法がある。第２の工程で固定側及び可動側の部分組立品と絶縁容器を組み立てる際に、絶縁容器及びアークシールドは透明ではないことから、中心軸に対する回転方向の配置を目視で合わせながら組み立てることはできない。よって、目測で合わせるか、または外側から見える部分に予めケガキを施し、そのケガキを目印にして合わせるかになる。
また、固定軸の形状をスパナで固定可能な形状にしたものもある（特許文献１参照）。

特開昭５８−１６９８３２号公報（第３図、第４図） 特開２０１２−２４３４４４号公報（第１図）

電極を流れる電流による磁界で電流遮断性能を向上させる手段を有する従来の真空バルブは、目測または外側の目印を頼りに電極同士の位置関係を合わせることから、位置ズレによる磁界強度低下及び分布の変化に対し、電流遮断性能低下分を加味した電極設計をする必要があった。要するに電流遮断性能に裕度を与えるため、必然的に電極径は大きくなっていた。また、目測または目印による組立となるため、組立誤りが発生する恐れもあり、作業性は良くなかった。

この発明は、真空バルブの固定側及び可動側の各電極を所定の設計位置に正確に配置出来るようにすることで、電流遮断性能に関する設計値に対して上乗せする電流遮断裕度を小さくできる真空バルブあるいはその製造方法を得ることを目的とする。
また、電流遮断性能に関する設計値に対して上乗せする電流遮断裕度を小さくできる真空遮断器を得ることを目的とする。
なお、上記特許文献１のものでは、固定軸の締め付けのために、固定軸の形状を工夫しているが、固定電極と可動電極の回転方向の配置を確実なものとするための手段については、触れていない。また、上記特許文献２のものでは、固定電極と可動電極の配置（中心軸に対し回転方向配置）を工夫した形状のものが記載されているが、固定電極と可動電極の回転方向の配置を確実なものとするための手段については、記載されていない。

この発明による真空バルブは、円筒状の真空絶縁容器内に収納された接離可能な固定電極と可動電極を備えるとともに、これら電極を流れる電流による磁界で電流遮断性能を変化させる手段を有し、対向する電極の周方向配置が電流遮断性能に影響する真空バルブにおいて、前記固定電極を前記真空絶縁容器内に保持する固定側部分組立品及び前記可動電極を前記真空絶縁容器内に保持する可動側部分組立品に各電極の電極配置を特定する係合部を設けたものである。

また、この発明による真空バルブの製造方法は、円筒状の真空絶縁容器内に収納された接離可能な固定電極と可動電極を備えるとともに、これら電極を流れる電流による磁界で電流遮断性能を変化させる手段を有し、対向する電極の周方向配置が電流遮断性能に影響する真空バルブ真空バルブの製造方法において、固定電極を有する固定側部分組立品の特定位置と可動電極を有する可動側部分組立品の特定位置に電極配置を特定するための係合部を形成して組み立てる第１の工程と、それらの両部分組立品と前記係合部と係合する係合部を内面に形成した真空絶縁容器とを接合するとともに容器内部を真空状態にする第２の工程とを有するものである。

また、この発明による真空バルブの製造方法は、円筒状の真空絶縁容器内に収納された接離可能な固定電極と可動電極を備えるとともに、これら電極を流れる電流による磁界で電流遮断性能を変化させる手段を有し、対向する電極の周方向配置が電流遮断性能に影響する真空バルブの製造方法において、固定電極を有する固定側部分組立品の特定位置と可動電極を有する可動側部分組立品の特定位置に外側から電極配置を特定するための係合部を形成して組み立てる第１の工程と、それらの両部分組立品と真空絶縁容器とを前記係合部の位置特定を行う治具を用い配置調整して互いに接合するとともに前記真空絶縁容器の内部を真空状態にする第２の工程とを有するものである。

また、この発明による真空バルブを用いた真空遮断器は、この発明による真空バルブと、前記真空バルブの電極を動作させる駆動装置と、外部と接続する端子導体と、を備えたものである。

この発明によれば、固定電極及び可動電極同士の中心軸に対する回転方向（周方向）の配置が設計した係合精度の範囲で製作可能となることで、電極面の磁界強度が設計値に対して大きく低下することを防止できるため、所定の設計性能に上乗せする電流遮断性能の裕度を低減できるため、電極の小形化さらに真空バルブの小形化が実現できることで、真空バルブの低コスト化が図れる。また、係合部の位置を合わせなければ組立できないため、組立誤りが発生することなく信頼性の高い真空バルブを提供できる。

本発明に係わる実施の形態１における真空バルブの構成を示す断面図である。 本発明に係わる実施の形態１における真空バルブの第２の工程での組立を示す断面図である。 本発明に係わる実施の形態１における真空バルブの第２の工程での組立を示す斜視図である。 本発明に係わる実施の形態１における真空バルブの電極例を示す斜視図である。 本発明に係わる実施の形態１における真空バルブの電極例を示す断面図であり、図５（ａ）は図１のＡ−Ａ方向に見た断面図、図５（ｂ）は図１のＢ−Ｂ方向に見た断面図である。 本発明の真空バルブを使用した真空遮断器の構成を示す側断面図である。 本発明に係わる実施の形態２における真空バルブの構成を示す断面図と斜視図と上面図と底面図である。 本発明に係わる実施の形態３における真空バルブの構成を示す断面図と斜視図と上面図と底面図である。 本発明に係わる実施の形態４における真空バルブの構成を示す断面図と斜視図と上面図と底面図である。

実施の形態１．
本発明に係わる実施の形態１について、図１〜図５を用いて説明する。図１は実施の形態１における真空バルブの構成を示す断面図、図２は実施の形態１における真空バルブに係る第２の工程での組立を示す断面図、図３は実施の形態１における真空バルブの第２の工程での組立を示す斜視図、図４はこの実施の形態１における真空バルブの電極例を示す斜視図、図５はこの実施の形態１における固定側及び可動側電極の断面図である。

真空バルブ１００は、アルミナセラミックス等からなる絶縁円筒１、絶縁円筒１の一方の端部開口部を覆う固定側端板６、絶縁円筒１の他方の端部開口部を覆う可動側端板７、固定側端板６にろう付け接合された固定側電極棒４、固定側電極棒４にろう付け接合された固定電極２、固定電極２に対向して配設された可動電極３、可動電極３にろう付け接合した可動側電極棒５、薄いステンレス等で蛇腹状に製作され真空気密を保ちながら可動側電極棒５が移動可能なように配設されたベローズ１０を備えている。
上記固定側端板６及び可動側端板７はそれぞれの端面にろう付けにより同軸上に取付けられている。また、ベローズ１０により固定電極６と可動電極７が真空気密を保持しつつ接離可能となっている。

絶縁円筒１の両端面付近には、トリプルジャンクションの電界緩和のために固定側電界緩和リング８及び可動側電界緩和リング９が配設され、それぞれ固定側端板６及び可動側端板７に固定されている。アークシールド１１は、電流遮断時に電極間で発生するアークによる金属蒸気が絶縁円筒１の内面に付着する量を抑制するため、固定電極２と可動電極３の周囲を囲むように配設されている。
このような構造の真空バルブを、制御装置、開閉状態を示す表示器、真空バルブの電極を動作させる駆動装置等と共に筐体に搭載して真空遮断器を得ることができる。

このような真空バルブ１００の製造工程において、部品を組み立て後、ろう付け接合し真空バルブを形成する工程があるが、これは２つの工程から成り立っている場合がある。図２及び図３に示すように、第１の工程は固定側部分組立品２０及び可動側部分組立品２１を製作するため構成する部品を組立後、高真空雰囲気又は水素雰囲気中でろう付け接合する工程である。第２の工程は、アークシールドを固定した絶縁円筒１と固定側部部分組立品２０及び可動側組立品２１を組み立て、高真空雰囲気炉内でろう付け接合することで真空バルブ内部を高真空状態にしつつ真空バルブを形成する工程である。

図１から図３までにおいて固定電極２及び可動電極３は平板電極のように便宜的に図示しているが、固定電極２及び可動電極３は電極を流れる電流による磁界で電流遮断性能を向上させる手段を有する電極であり、例えば、図４に示すような縦磁界コイル電極構造、スパイラル（風車）電極、コントレート電極、カップ形の縦磁界電極、その他電極面に通電電流による磁界を生じさせる構造の電極などがある。固定電極２及び可動電極３における縦磁界電極の構成は図４の通り、通常の平板接点２ｂ，３ｂにコイル部２ａ，３ａを接続して構成し、コイル部２ａ，３ａにそれぞれ固定側電極棒４及び可動側電極棒５が接続されている。図示していないが、開閉動作などでコイル部２ａ，３ａの変形が発生しないような補強部材をコイル部と平板接点間または電極棒と平板接点間に配設することもある。

固定側及び可動側の縦磁界電極間に発生する磁界強度、平板接点表面に対する磁界の均一性が大電流遮断性能に影響する（接点表面おける磁界を増大化・均一化することで大電流遮断性能が向上する）ため、この縦磁界電極の性能を最大限引き出すために固定側コイル部２ａのスリット部２ｃと可動側コイル部３ａのスリット部３ｃを図の通り合わせるように配置する。

この事例を図５（ａ）、図５（ｂ）に示す。図５（ａ）は図１の固定電極２をＡ−Ａ方向に見た断面図、図５（ｂ）は図１の可動電極３をＢ−Ｂ方向に見た断面図である。
図において、２ｄは固定側電極棒４から枝状に分岐したアーム、２ａは前記平板接点２ｂの外周付近において前記平板接点２ｂとは分離した状態でかつ前記外周に沿って円弧状に配置され両端部が前記アーム２ｄと平板接点２ｂの裏面とにそれぞれ接続したコイル部、２ｃは前記アーム２ｄの側部と前記コイル部２ａとの間に空隙として形成されたスリット部である。
３ｄは固定側電極棒５から枝状に分岐したアーム、３ａは前記平板接点３ｂの外周付近において前記平板接点３ｂとは分離した状態でかつ前記外周に沿って円弧状に配置され両端部が前記アーム３ｄと平板接点３ｂの裏面とにそれぞれ接続したコイル部、３ｃは前記アーム３ｄの側部と前記コイル部３ａとの間に空隙として形成されたスリット部である。
固定電極２のスリット部２ａと可動電極３のスリット部３ａは、固定側電極棒４あるいは可動側電極棒５の軸方向に見て固定電極２及び可動電極３の円周上における相互の位置が一致するように配置している。この位置では、アーム２ｄとアーム３ｄが固定側電極棒４あるいは可動側電極棒５の軸方向から見てスリット部２ｃ、３ｃに沿って互いに平行に配置される。

このように構成することで、電極棒４、５と、コイル部２ａ、３ａ及びアーム２ｄ、３ｄで囲まれた空間部が相互に重なる面積を最大化することができるため、通電電流による電極面の磁界をより大きくすることができる。
このように電極部を流れる電流により発生する磁界で電流遮断性能を向上させる手段を用いた電極においては、同様に固定電極と可動電極の位置関係を特定することで大電流遮断性能を最大にすることができる。
例えば、スパイラル電極の場合は、スパイラル羽根を合わせる等を意味する。しかしながら電極同士を理想の位置に配置することは現実的に不可能な為、想定される位置ずれが発生した場合においても性能確保ができるように電極径を大きくする等の裕度を持たせることが行われている。

このように固定電極２及び可動電極３は縦磁界電極として構成され、外形輪郭が円盤状の固定電極２及び可動電極３のそれぞれに設けられたスリット部２ｃ，３ｃを含む溝部によって形成される切欠き部を有する環状のコイル部２ａ，３ａが構成されている。外形輪郭が円盤状の固定電極２及び可動電極３は、絶縁円筒１からなる真空絶縁容器の中心軸線上で軸方向にそれぞれ延在する固定側電極棒４及び可動側電極棒５の端部にそれぞれ設けられ、切欠き部を有する環状のコイル部２ａ，３ａは、一端を垂直に配設された電極棒４，５に接続され、他端を電極２，３の円板状接点２ｂ，３ｂに接続されて、絶縁円筒１からなる真空絶縁容器の中心軸線を囲む水平に配設された１巻きの励磁コイルとしてそれぞれ作働し、電極棒４，５を流れる電流により縦方向すなわち絶縁円筒１からなる真空絶縁容器の軸方向で垂直に流通する磁束を生成し縦磁界電極として作用して、電流遮断性能を向上させる遮断支援手段としての機能を発揮する。

このような電流遮断性能を最大限に発揮させるためには絶縁円筒１からなる真空絶縁容器の軸方向に延在するスリット部２ｃ，３ｃの周方向位置を一致させて軸方向の同一直線に沿って配列させるなどの固定電極２及び可動電極３に係る電極配置を特定する電極配置調整が必要であり、この点を改善（電極配置調整作業の廃止）したことが本発明の核心をなすものである。

従来の構造の真空バルブでは、アルミナセラミックス等からなる絶縁円筒１及びステンレス等からなる金属製のアークシールド１１は透明ではないことから、前述の第２の工程の組立時に目視で電極同士の位置関係を合わせることができない。
そこで、前述の第１の工程において、固定電極２の特定の位置に固定側電界緩和リング８の係合部８ａを合わせ、可動電極３の特定の位置に可動側電界緩和リング９の係合部９ａを合わせる。第１の工程では目視で合わせることも可能であり、また治具を用いてあわせることも可能である。さらに、ろう付け接合後に、目視または治具で電極の位置と係合部８ａ，９ａの位置関係の確認をすることもできる。

第２の工程では、絶縁円筒１の内面側で両端面に近い部分に係合部１ａがそれぞれ設けられ、組立時に絶縁円筒１の係合部１ａと固定側部分組立品２０の係合部８ａ、絶縁円筒１の係合部１ａと可動側部分組立品２１の係合部９ａがそれぞれ係合することで、固定電極２と可動電極３の位置が決まる。それぞれの係合部の精度で位置が決まることになる。このような構成にすることにより、係合部同士が係合するように組立てること以外は不可能な為、組立誤りが発生することはない。

なお、図中では、電界緩和リング８，９の係合部８ａ，９ａは凹形状で、絶縁円筒内面１の係合部１ａは凸形状であるが、形状が反対に電界緩和リングの係合部は凸形状で、絶縁円筒内面の係合部は凹形状であってもよい。また、図中のように係合部の位置が同一方向で一直線上にある必要はない。さらに、絶縁円筒内面の係合部は両端面にそれぞれある必要はなく、一体形状でもよい。

固定電極２及び可動電極３の配置が確実な位置合わせで製作可能となることで、電流遮断性能の裕度を低減できるため、電極の小形化さらに真空バルブの小形化が実現でき、組立作業の作業性も向上することから、真空バルブの低コスト化が図れる。また、係合部の位置を合わせなければ組み立てできないため、組立誤りが発生することなく信頼性の高い真空バルブを提供できる。

図６は、この発明の真空バルブを使用した真空遮断器の側断面図である。図において、真空遮断器ＶＢは、フレーム１０１に真空バルブ１００と、前記真空バルブ１００の固定側端子に一端を接続した固定側端子導体１０２と、前記真空バルブ１００の可動側端子に一端を接続した可動側端子導体１０３と、前記真空バルブ１００の可動側端子に連結された絶縁ロッド１０４と、駆動装置１０５と、この駆動装置１０５と前記絶縁ロッド１０４とを連結するリンク機構１０６と、を備えており、前記駆動装置１０５の動作により前記真空バルブ１００の接点を開閉動作する。

実施の形態１における構成及び作用効果をまとめれば、次の通りである。
（１）実施の形態１における真空バルブでは、絶縁円筒１で構成される円筒状の真空絶縁容器内に収納された接離可能な固定電極２と可動電極３を備えるとともに、これら電極を流れる電流による磁界で電流遮断性能を変化し向上させるコイル部２ａ，３ａからなる遮断支援手段を有し、対向する電極２，３の周方向配置が電流遮断性能に影響する真空バルブにおいて、前記固定電極２を前記真空絶縁容器内に保持する固定側部分組立品２０の外周部を構成する電界緩和リング８の外周及び前記可動電極３を前記真空絶縁容器内に保持する可動側部分組立品２１の外周部を構成する電界緩和リング９の外周に各電極２，３の特定位置と合致し各電極２，３の電極配置を特定する係合部８ａ，９ａを設けたことを特徴とする。
これにより、絶縁円筒１で構成される円筒状の真空絶縁容器の中心軸線上で互いにその中心軸を合致させて配設された円柱状の固定電極２及び可動電極３同士の中心軸に対する回転方向（周方向）の配置が設計した係合精度で製作可能となることで、電流遮断性能の裕度を低減できるため、電極の小形化さらに真空バルブの小形化が実現できることで、真空バルブの低コスト化が図れる。また、係合部８ａ，９ａの位置を合わせなければ組立できないため、組立誤りが発生することなく信頼性の高い真空バルブを提供できる。

（２）実施の形態１における真空バルブでは、前記（１）項の構成において、前記固定側部分組立品２０の外周及び可動側部分組立品の外周に形成した係合部８ａ，９ａと係合する係合部１ａ，１ａを前記真空絶縁容器内面に形成したことを特徴とする。
これにより、前記（１）項における効果に加えて、前記固定側部分組立品２０の外周及び可動側部分組立品の外周に形成した係合部８ａ，９ａと前記真空絶縁容器内面との係合位置関係を、真空絶縁容器内面に形成された係合部１ａ，１ａによって、より的確に特定することができ、固定電極２及び可動電極３の電極配置を真空絶縁容器内面に形成された係合部１ａ，１ａによって、より的確に特定することができる。

（３）実施の形態１における真空バルブでは、前記（２）項の構成において、前記固定側部分組立品２０及び前記可動側部分組立品２１には絶縁円筒１で構成される真空絶縁容器端部との接合部を電界緩和するための電界緩和リング８，９が設けられ、前記固定側部分組立品２０の外周部を構成する電界緩和リング８の外周及び可動側部分組立品の外周部を構成する電界緩和リング９の外周に形成した係合部８ａ，９ａと係合する係合部１ａ，１ａを前記真空絶縁容器内面に設けられ、電極配置が特定される電界緩和リング８，９外周の係合部８ａ，９ａ及び前記真空絶縁容器内面の係合部１ａ，１ａがそれぞれ設けられていることを特徴とする。
これにより、前記（２）項における効果に加えて、前記固定側部分組立品２０及び前記可動側部分組立品２１に設けられた電界緩和リング８，９を利用して電極２，３の位置設定をするものであり、前記固定側部分組立品２０の外周及び可動側部分組立品の外周部に設けられた係合部８ａ，９ａと係合部１ａ，１ａが形成された前記真空絶縁容器内面との係合位置関係を、電界緩和リング８，９の存在によって、より的確に特定することができ、固定電極２及び可動電極３の電極配置を電界緩和リング８，９の係合部８ａ，９ａによって、より的確に特定することができる。

（４）実施の形態１における真空バルブでは、前記（２）項の構成において、前記絶縁円筒１で構成される真空絶縁容器内面の両端面近傍に係合部１ａが１箇所以上設けられ、すなわち、前記真空絶縁容器の両端部内面に端部それぞれに係合部１ａが１箇所または複数箇所づつ設けられていることを特徴とする。前記真空絶縁容器の両端部内面に端部それぞれに係合部１ａが複数箇所づつ設けられる場合には、複数の係合部１ａ，１ａ…は前記真空絶縁容器の内面に周方向に間隔を置いて配置される。
これにより、前記（２）項における効果に加えて、前記固定側部分組立品２０の外周及び可動側部分組立品の外周に形成した係合部８ａ，９ａと前記真空絶縁容器内面との係合位置関係を、真空絶縁容器内面に端部それぞれに１箇所または複数箇所づつ設けられている係合部１ａによって、より的確に特定することができ、固定電極２及び可動電極３の電極配置を真空絶縁容器内面に端部それぞれに１箇所または複数箇所づつ設けられている係合部１ａによって、より的確に特定することができる。

（５）実施の形態１における真空バルブでは、絶縁円筒１、前記絶縁円筒１の一方の端部開口部を覆う固定側端板６、前記絶縁円筒１の他方の端部開口部を覆う可動側端板７、前記固定側端板６にろう付け接合された固定側電極棒４、前記固定側電極棒４にろう付け接合された固定電極２、前記固定電極２に対向して配設された可動電極３、前記可動電極３にろう付け接合した可動側電極棒５、真空気密を保ちながら前記可動側電極棒５が移動可能なように配設されたベローズ１０、電界緩和のために配設された固定側電界緩和リング８及び可動側電界緩和リング９を備えた真空バルブ１００において、前記固定側電界緩和リング８と可動側電界緩和リング９の特定箇所に電極配置を特定するための係合用の突起あるいは凹部を形成するとともに、これら係合用の突起あるいは凹部と係合し固定電極２及び可動電極３の電極配置を特定する係合部１ａを前記絶縁円筒の内面に形成したことを特徴とする。
これにより、絶縁円筒１で構成される円筒状の真空絶縁容器の中心軸線上で互いにその中心軸を合致させて配設された円柱状の固定電極２及び可動電極３同士の中心軸に対する回転方向（周方向）の配置が、前記固定側電界緩和リング８と可動側電界緩和リング９の特定箇所に係合用の突起あるいは凹部からなる係合部８ａ，９ａを形成するとともに、これら係合用の突起あるいは凹部からなる係合部８ａ，９ａと係合する係合部１ａを前記絶縁円筒の内面に形成したことにより、設計した係合精度で製作可能となることで、電流遮断性能の裕度を低減できるため、電極の小形化さらに真空バルブの小形化が実現できることで、真空バルブの低コスト化が図れる。また、係合部８ａ，９ａの位置を合わせなければ組立できないため、組立誤りが発生することなく信頼性の高い真空バルブを提供できる。

（６）実施の形態１における真空バルブの製造方法では、絶縁円筒１からなる円筒状の真空絶縁容器内に収納された接離可能な固定電極２と可動電極３を備えるとともに、これら電極２，３を流れる電流による磁界で電流遮断性能を変化し向上させる遮断支援手段を有し、対向する電極２，３の周方向配置が電流遮断性能に影響する真空バルブの製造方法において、固定電極２及び電界緩和リング８を有する固定側部分組立品２０の特定位置である電界緩和リング８の外周と可動電極３及び電界緩和リング９を有する可動側部分組立品２１の特定位置である電界緩和リング９の外周に電極２，３の電極配置を特定するための係合部８ａ，９ａを形成して組み立てる第１の工程と、それらの両部分組立品２０，２１と前記係合部８ａ，９ａと係合する係合部１ａ，１ａを内面に形成した絶縁円筒１からなる真空絶縁容器とを接合するとともに容器内部を真空状態にする第２の工程とを有することを特徴とする。
これにより、絶縁円筒１で構成される円筒状の真空絶縁容器の中心軸線上で互いにその中心軸を合致させて配設された円柱状の固定電極２及び可動電極３同士の中心軸に対する回転方向（周方向）の配置が設計した係合精度で製作可能となることで、電流遮断性能の裕度を低減できるため、電極の小形化さらに真空バルブの小形化が実現できることで、真空バルブの低コスト化が図れる。また、係合部８ａ，９ａと係合部１ａ，１ａの位置を合わせなければ組立できないため、組立誤りが発生することなく信頼性の高い真空バルブを提供できる。

（７）実施の形態１における真空バルブを、制御装置、開閉状態を示す表示器、真空バルブの電極を動作させる駆動装置等と共に筐体に搭載して得た真空遮断器では、真空バルブを高精度で製造することができるため小型化と同時に低コスト化を達成することができる。また真空バルブの信頼性が高く、真空遮断器の信頼性も高くすることができる。

実施の形態２．
本発明に係わる実施の形態２について、図７を用いて説明する。図７は実施の形態２の真空バルブを示す断面図及び斜視図と上面図と平面図である。真空バルブの構成は、前述の実施の形態１と同一または相当品であり、電極位置合わせに必要な係合部分のみ構成が異なっている。このため、実施の形態１と異なる電極位置合わせに必要な係合部分のみについて説明する。

第１の工程で製作する固定側及び可動側部分組立品２０，２１において、固定側端板６及び可動側端板７に凹型の係合部６ａ，７ａを設けてあり、この係合部６ａ，７ａはそれぞれ固定電極２と可動電極３の特定位置と位置合わせが行われている。第２の工程で組み立てる際は、真空バルブの外側に係合部６ａ，７ａが位置しているため、外側から位置決め用治具を用いることで、固定電極２と可動電極３の位置関係が決定される。図７中の係合部６ａ，７ａは凹形状であるが、当然凸形状でもよく、穴、溝などの係合できる形状であればよい。また、図７のように係合部の位置が周方向で同一箇所で一直線上にある必要はないが、同一方向で一直線上にある方が製作後の確認が容易である。

固定電極２及び可動電極３同士の配置が係合精度内で製作可能となることで、電流遮断性能の裕度を低減できるため、電極の小形化さらに真空バルブの小形化が実現でき、組立作業の作業性も向上することから、真空バルブの低コスト化が図れる。また、指定した治具を用いることで、係合部の位置を合わせなければ組立できないため、組立誤りが発生することなく、信頼性の高い真空バルブを提供できる。また、絶縁円筒を２個以上組み合わせて構成する真空バルブにおいても適用できる。

実施の形態２における構成及び作用効果をまとめれば、次の通りである。
（１）実施の形態２における真空バルブでは、絶縁円筒１で構成される円筒状の真空絶縁容器内に収納された接離可能な固定電極２と可動電極３を備えるとともに、これら電極を流れる電流による磁界で電流遮断性能を変化し向上させるコイル部２ａ，３ａからなる遮断支援手段を有し、対向する電極２，３の周方向配置が電流遮断性能に影響する真空バルブにおいて、前記固定電極２を前記真空絶縁容器内に保持する固定側部分組立品２０の外周部を構成する固定側端板６の外周及び前記可動電極３を前記真空絶縁容器内に保持する可動側部分組立品２１の外周部を構成する可動側端板７の外周に外側から電極２，３の電極配置を特定するための係合箇所である係合部６ａ，７ａが設けられ、組立用治具によって電極配置が決定されることを特徴とする。
これにより、絶縁円筒１で構成される円筒状の真空絶縁容器の中心軸線上で互いにその中心軸を合致させて配設された円柱状の固定電極２及び可動電極３同士の中心軸に対する回転方向（周方向）の配置が設計した係合精度で製作可能となることで、電流遮断性能の裕度を低減できるため、電極の小形化さらに真空バルブの小形化が実現できることで、真空バルブの低コスト化が図れるとともに、真空絶縁容器の外方に露出し外側から電極配置を特定するための前記係合部６ａ，７ａと係合する指定した治具を用いることによって、固定電極２及び可動電極３の電極配置を精度よく特定することができる。また、指定した治具を用いることで、係合部６ａ，７ａの位置を合わせなければ組立できないため、組立誤りが発生することなく、信頼性の高い真空バルブを提供できる。

（２）実施の形態２における真空バルブでは、前記（１）項の構成において、前記各部分組立品２０，２１の固定側端板６及び可動側端板７に設けられる外側から電極２，３の電極配置を特定するための係合箇所である係合部６ａ，７ａは、部分組立品２０と部分組立品２１とで周方向の同一箇所に設けられていることを特徴とする。
これにより、前記（１）項における効果に加え、製作後の確認などの作業が容易となる。

（３）実施の形態２における真空バルブの製造方法では、絶縁円筒１からなる円筒状の真空絶縁容器内に収納された接離可能な固定電極２と可動電極３を備えるとともに、これら電極２，３を流れる電流による磁界で電流遮断性能を変化し向上させる遮断支援手段を有し、対向する電極２，３の周方向配置が電流遮断性能に影響する真空バルブの製造方法において、固定電極２及び固定側端板６を有する固定側部分組立品２０の特定位置である固定側端板６の外周と可動電極３及び可動側端板７を有する可動側部分組立品２１の特定位置である可動側端板７の外周に外側から電極２，３の電極配置を特定するための係合部６ａ，７ａを形成して組み立てる第１の工程と、前記絶縁円筒１からなる真空絶縁容器の外方に露出し前記真空絶縁容器の外側から電極配置を特定するための前記係合部６ａ，７ａと係合する指定した治具を用いることにより、固定電極２と可動電極３との周方向における位置関係を特定して端板６，７と絶縁円筒１からなる真空絶縁容器とを接合するとともに容器内部を真空状態にする第２の工程とを有することを特徴とする。
これにより、絶縁円筒１で構成される円筒状の真空絶縁容器の中心軸線上で互いにその中心軸を合致させて配設された円柱状の固定電極２及び可動電極３同士の中心軸に対する回転方向（周方向）の配置が設計した係合精度で製作可能となることで、電流遮断性能の裕度を低減できるため、電極の小形化さらに真空バルブの小形化が実現できることで、真空バルブの低コスト化が図れる。また、指定した治具を用いることで、係合部６ａ，７ａの位置を合わせなければ組立できないため、組立誤りが発生することなく信頼性の高い真空バルブを提供できる。

（４）実施の形態２における真空バルブを、制御装置、開閉状態を示す表示器、真空バルブの電極を動作させる駆動装置等と共に筐体に搭載して得た真空遮断器では、真空バルブを高精度で製造することができるため小型化と同時に低コスト化を達成することができる。また真空バルブの信頼性が高く、真空遮断器の信頼性も高くすることができる。

実施の形態３．
本発明に係わる実施の形態３について図８を用いて説明する。図８は実施の形態３の真空バルブを示す断面図及び斜視図と上面図と平面図である。真空バルブの構成は、前述の実施の形態２と同一または相当品であり、電極位置合わせに必要な係合部分のみ構成が異なっている。このため、実施の形態２と異なる電極位置合わせに必要な係合部分のみについて説明する。

実施の形態２においては端板６、７の外周部に凹形の係合部を設けた例を示したが、実施の形態３においては、端板６、７の外周において対向する両側において円弧部を平面状に切り欠いて平面状の係合部６ｂ、７ｂを形成し、この係合部６ｂ、７ｂの平面部がそれぞれ互いに平行するようにしたものである。
この係合部６ｂ、７ｂの位置を把握することで、上記実施の形態１及び実施の形態２と同様に固定側部分組立品２０のスリット部２ｃ及び可動側部分組立品２１のスリット部３ｃの位置を正確に把握することが可能となる。このため、図２に示す第２の工程において、製造治具（図示せず）にて前記係合部６ｂ、７ｂを挟む形で保持することで、図４あるいは図５に示すように正確に電極の位置合わせをした状態で組立を行うことができる。

実施の形態４．
本発明に係わる実施の形態４について、図９を用いて説明する。図９は実施の形態４の真空バルブを示す断面図及び斜視図と上面図と平面図である。真空バルブの構成は、前述の実施の形態２あるいは実施の形態３と同一または相当品であり、固定側及び可動側電極の相互の位置合わせのために必要な、固定側端板６及び可動側端板７の平面部に形成した係合部分の構成のみが異なっている。このため、実施の形態２及び実施の形態３と異なる電極位置合わせに用いる係合部分のみについて説明する。

固定側端板６及び可動側端板７には突起状の係合部６ｃ，７ｃが設けられている。図９（ｄ）は固定側端板６に設けられた係合部６ｃの形状を示すものである。可動側端板７に設けられた係合部７ｃは係合部６ｃと同一の形状を有するものであり、係合部６ｃと上下対称に設けられている。

第１の工程で製作する固定側及び可動側部分組立品２０，２１において、固定側端板６及び可動側端板７に突起状の係合部６ｃ，７ｃを設けてあり、この係合部６ｃ，７ｃはそれぞれ固定電極２あるいは可動電極３の特定位置と位置合わせが行われている。第２の工程で組み立てる際は、真空バルブの外側に係合部６ｃ，７ｃが位置しているため、外側から位置決め用治具を用いることで、固定電極２と可動電極３の相互間の位置が決定される。図８中の係合部６ｃ，７ｃは円柱状の突起であるが、円形以外の多角形状でもよく、また突起状ではなく穴、溝などの係合できる形状であってもよい。また、係合部６ｃ、７ｃは、端板６の外周部から電極棒４との間にあればどこでも同様の位置決め効果を得ることができるため、図９で示す位置に限るものではない。また図９では固定側部分組立品２０の例を示したが、固定側部分組立品２１にも実施することで、両方の係合部６ｃ、７ｃを組立用治具で所定の位置に保持することで、同様の位置決め効果を得ることができる。また、図７のように係合部の位置が周方向で同一箇所で一直線上にある必要はないが、同一方向で一直線上にある方が製作後の確認が容易である。

なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態の一部または全部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。

１ 絶縁円筒、１ａ 絶縁円筒の係合部、
２ 固定電極、２ａ コイル部、２ｂ 平板接点、２ｃ スリット部、２ｄ アーム
３ 可動電極、３ａ コイル部、３ｂ 平板接点、３ｃ スリット部、３ｄ アーム
４ 固定側電極棒、
５ 可動側電極棒、
６ 固定側端板、６ａ 固定側端板の係合部（凹）、６ｂ 固定側端板の係合部（平面）、６ｃ 固定側端板の係合部（凸）
７ 可動側端板、７ａ 可動側端板の係合部（凹）、７ｂ 固定側端板の係合部（平面）、７ｃ 固定側端板の係合部（凸）
８ 固定側電界緩和リング、８ａ 固定側電界緩和リングの係合部、
９ 可動側電界緩和リング、９ａ 可動側電界緩和リングの係合部、
１０ ベローズ、１１ アークシールド、
２０ 固定側部分組立品、２１ 可動側部分組立品、
１００ 真空バルブ。

Claims (11)

1. 円筒状の真空絶縁容器内に収納された接離可能な固定電極と可動電極を備えるとともに、これら電極を流れる電流による磁界で電流遮断性能を変化させる手段を有し、対向する電極の周方向配置が電流遮断性能に影響する真空バルブにおいて、前記固定電極を前記真空絶縁容器内に保持する固定側部分組立品及び前記可動電極を前記真空絶縁容器内に保持する可動側部分組立品に各電極の電極配置を特定する係合部を設けたことを特徴とする真空バルブ。
2. 円筒状の真空絶縁容器内に収納された接離可能な固定電極と可動電極を備えるとともに、これら電極を流れる電流による磁界で電流遮断性能を変化させる手段を有し、対向する電極の周方向配置が電流遮断性能に影響する真空バルブにおいて、前記固定電極を前記真空絶縁容器内に保持する固定側部分組立品の外周及び前記可動電極を前記真空絶縁容器内に保持する可動側部分組立品の外周に各電極の電極配置を特定する係合部を設けたことを特徴とする請求項１記載の真空バルブ。
3. 前記固定側部分組立品の外周及び前記可動側部分組立品の外周に形成した係合部と係合する係合部を前記真空絶縁容器内面に形成したことを特徴とする請求項２記載の真空バルブ。
4. 前記固定側部分組立品及び前記可動側部分組立品には前記真空絶縁容器端部との接合部を電界緩和するための電界緩和リングが設けられ、これら電界緩和リングと前記真空絶縁容器内面に電極配置を特定する係合部がそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項３記載の真空バルブ。
5. 前記真空絶縁容器内面の両端面近傍に係合部が１箇所以上設けられていることを特徴とする請求項３記載の真空バルブ。
6. 前記係合部が、前記円筒状の真空絶縁容器の一方の端部開口部を覆う固定側端板及び他方の端部開口部を覆う可動側端板に、真空バルブの軸方向に向けて凸状又は凹状に形成され、前記係合部が１箇所以上設けられていることを特徴とする請求項１記載の真空バルブ。
7. 前記固定側部分組立品及び前記可動側部分組立品に外側から電極配置を特定するための係合箇所が設けられ、組立用治具によって電極配置が特定されることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の真空バルブ。
8. 前記各部分組立品に設けられる外側から電極配置を特定するための係合箇所は、周方向の同一箇所に設けられていることを特徴とする請求項７記載の真空バルブ。
9. 円筒状の真空絶縁容器内に収納された接離可能な固定電極と可動電極を備えるとともに、これら電極を流れる電流による磁界で電流遮断性能を変化させる手段を有し、対向する電極の周方向配置が電流遮断性能に影響する真空バルブの製造方法において、前記固定電極を有する固定側部分組立品の特定位置と前記可動電極を有する可動側部分組立品の特定位置に電極配置を特定するための係合部を形成して組み立てる第１の工程と、それらの両部分組立品と前記係合部と係合する係合部を内面に形成した真空絶縁容器とを接合するとともに前記真空絶縁容器の内部を真空状態にする第２の工程とを有する真空バルブの製造方法。
10. 円筒状の真空絶縁容器内に収納された接離可能な固定電極と可動電極を備えるとともに、これら電極を流れる電流による磁界で電流遮断性能を変化させる手段を有し、対向する電極の周方向配置が電流遮断性能に影響する真空バルブの製造方法において、前記固定電極を有する固定側部分組立品の特定位置と前記可動電極を有する可動側部分組立品の特定位置に外側から電極配置を特定するための係合部を形成して組み立てる第１の工程と、それらの両部分組立品と真空絶縁容器とを前記係合部の位置特定を行う治具を用い配置調整して互いに接合するとともに前記真空絶縁容器の内部を真空状態にする第２の工程とを有する真空バルブの製造方法。
11. 請求項１〜８に記載の真空バルブと、前記真空バルブの電極を動作させる駆動装置と、外部と接続する端子導体と、を備えたことを特徴とする真空遮断器。

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