JP6681707B2 - 真空バルブ - Google Patents

Description

本発明は、真空の優れた拡散性能と絶縁性能を活用して回路の遮断・開閉を行う、真空バルブに関する。

真空バルブ内で使用する通電棒は、無酸素銅を代表とする銅を用いて構成することが一般的である。しかし、銅という素材は、機械的強度が低い傾向にあり、加えて、真空バルブのロウ付け工程において高温にさらされることで、その機械的強度が一層低下することが知られている。
そのため、真空バルブでは、通電棒の周囲に機械的強度の高い材質で構成されたパイプ材を配置し、通電棒を補強する技術が採用されている（例えば、特許文献１参照）。

また、真空バルブの遮断性能を向上させる目的で、接点の裏側にコイル電極を設けた構造とし、接点間に発生するプラズマに対して磁場を作用させることで、プラズマを駆動・拡散する技術が広く用いられている。このコイル電極は、通電性能を確保するために、銅によって形成されるのが一般的であるが、コイル電極の構造が繊細で変形しやすいため、特に機械的な補強が必要となる。
従来の真空バルブでは、機械的強度を確保するための補強部材を、コイル電極に接して配設した構造が開示されている（例えば、特許文献２参照）。

実開昭５０-７４４６２号公報 特開昭５８-２０９８２９号公報

上記の特許文献１に記載の従来の真空バルブでは、真空容器内の通電棒と並列に補強部材が設けられ、真空バルブの重量を軽減しつつ機械的強度を向上させる構成となっている。しかし、特許文献２の真空バルブは、コイル電極に接して補強部材が配設されており、補強部材とコイル電極とが直接的に接触する構成であるため、コイル電極の通電電流の一部が補強部材を通る経路に漏れ、コイル電流が小さくなり、真空バルブの遮断性能が低下するという課題があった。

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、コイル電極の通電電流が、通電棒の機械的強度を補うために配設される補強部材に漏れることを抑制し、真空バルブの遮断性能低下を抑制することを目的とする。

この発明に係わる真空バルブは、絶縁筒の一端に固定側端板、他端に可動側端板を備えた真空容器、上記真空容器の内部において対向配置された固定側電極と可動側電極、上記可動側電極に固定され、通電により磁場を発生させる可動側コイル電極、上記可動側電極を直動させるために設けられ、真空容器の外側に引き出される可動側ロッド、上記可動側ロッドに一端が固定され、上記可動側コイル電極に他端が固定され、上記可動側電極と接触しないように配置された可動側通電棒、上記可動側通電棒に対して直動方向に沿って間隔をあけて並行に設けられ、上記可動側ロッドと上記可動側電極を接続し、上記可動側コイル電極と接触しないように配置された可動側通電棒補強部を備え、上記可動側通電棒補強部は、上記可動側ロッド側に配設された第一の筒状部と、上記可動側電極側に配設された第二の筒状部とを有し、上記第二の筒状部は、上記第一の筒状部よりも、厚い部材によって構成されたことを特徴とするものである。
さらに、この発明に係わる真空バルブは、絶縁筒の一端に固定側端板、他端に可動側端板を備えた真空容器、上記真空容器の内部において対向配置された固定側電極と可動側電極、上記可動側電極に固定され、通電により磁場を発生させる可動側コイル電極、上記可動側電極を直動させるために設けられ、真空容器の外側に引き出される可動側ロッド、上記可動側ロッドに一端が固定され、上記可動側コイル電極に他端が固定され、上記可動側電極と接触しないように配置された可動側通電棒、上記可動側通電棒に対して直動方向に沿って間隔をあけて並行に設けられ、上記可動側ロッドと上記可動側電極を接続し、上記可動側コイル電極と接触しないように配置された可動側通電棒補強部を備え、上記固定側電極に接続され、通電により磁場を発生させる固定側コイル電極、上記固定側コイル電極に一端が固定されるとともに、他端側が上記真空容器の上記固定側端板に固定された固定側通電棒、上記固定側通電棒と直動方向に沿って間隔を開けて並行に設けられ、上記固定側電極に接続され、上記固定側コイル電極と接触しないように配置された固定側通電棒補強部を備え、上記固定側通電棒補強部は、複数の短筒が接合されてなる筒状部材であり、上記固定側通電棒が上記筒状部材と接触しない状態で筒内に挿通されるとともに、上記固定側端板に近い領域に配置された二つの上記短筒間に電界緩和用のシールドを介在させたことを特徴とするものである。
また、この発明に係わる真空バルブは、絶縁筒の一端に固定側端板、他端に可動側端板を備えた真空容器、上記真空容器の内部において対向配置された固定側電極と可動側電極、上記可動側電極に固定され、通電により磁場を発生させる可動側コイル電極、上記可動側電極を直動させるために設けられ、真空容器の外側に引き出される可動側ロッド、上記可動側ロッドに一端が固定され、上記可動側コイル電極に他端が固定され、上記可動側電極と接触しないように配置された可動側通電棒、上記可動側通電棒に対して直動方向に沿って間隔をあけて並行に設けられ、上記可動側ロッドと上記可動側電極を接続し、上記可動側コイル電極と接触しないように配置された可動側通電棒補強部を備え、上記可動側通電棒は、上記可動側ロッドに固定された通電棒柱状部と、上記可動側コイル電極に固定された通電棒筒状部と、上記通電棒柱状部と上記通電棒筒状部を連結する導電性の中間部材によって構成され、上記可動側通電棒補強部は、上記可動側ロッドに固定され、上記通電棒柱状部の周囲を取り囲む補強部材筒状部と、上記可動側電極に固定され、上記通電棒筒状部の内部に挿通された補強部材柱状部によって構成され、上記補強部材筒状部と上記通電棒柱状部、および、上記通電棒筒状部と上記補強部材柱状部は接触しておらず、上記補強部材筒状部と上記補強部材柱状部は、上記中間部材を介して連結されていることを特徴とするものである。
さらに、この発明に係わる真空バルブは、絶縁筒の一端に固定側端板、他端に可動側端板を備えた真空容器、上記真空容器の内部において対向配置された固定側電極と可動側電極、上記可動側電極に固定され、通電により磁場を発生させる可動側コイル電極、上記可動側電極を直動させるために設けられ、真空容器の外側に引き出される可動側ロッド、上記可動側ロッドに一端が固定され、上記可動側コイル電極に他端が固定され、上記可動側電極と接触しないように配置された可動側通電棒、上記可動側通電棒に対して直動方向に沿って間隔をあけて並行に設けられ、上記可動側ロッドと上記可動側電極を接続し、上記可動側コイル電極と接触しないように配置された可動側通電棒補強部を備え、上記可動側通電棒補強部は、複数の柱状補強部材で構成され、複数の上記柱状補強部材は、上記可動側通電棒の周囲を、上記可動側通電棒に接触しないように取り囲み、上記可動側通電棒の周囲から外側に延出する上記可動側コイル電極のアーム部を、隣り合う上記柱状補強部材間の隙間に挿通させたことを特徴とするものである。
また、この発明に係わる真空バルブは、絶縁筒の一端に固定側端板、他端に可動側端板を備えた真空容器、上記真空容器の内部において対向配置された固定側電極と可動側電極、上記可動側電極に固定され、通電により磁場を発生させる可動側コイル電極、上記可動側電極を直動させるために設けられ、真空容器の外側に引き出される可動側ロッド、上記可動側ロッドに一端が固定され、上記可動側コイル電極に他端が固定され、上記可動側電極と接触しないように配置された可動側通電棒、上記可動側通電棒に対して直動方向に沿って間隔をあけて並行に設けられ、上記可動側ロッドと上記可動側電極を接続し、上記可動側コイル電極と接触しないように配置された可動側通電棒補強部を備え、上記固定側電極を備えるとともに上記固定側電極を保持する固定接点構成部は、上記可動側通電棒よりも大径の固定側通電棒を備えたことを特徴とするものである。
さらに、この発明に係わる真空バルブは、絶縁筒の一端に固定側端板、他端に可動側端板を備えた真空容器、上記真空容器の内部において対向配置された固定側電極と可動側電極、上記可動側電極に固定され、通電により磁場を発生させる可動側コイル電極、上記可動側電極を直動させるために設けられ、真空容器の外側に引き出される可動側ロッド、上記可動側ロッドに一端が固定され、上記可動側コイル電極に他端が固定され、上記可動側電極と接触しないように配置された可動側通電棒、上記可動側通電棒に対して直動方向に沿って間隔をあけて並行に設けられ、上記可動側ロッドと上記可動側電極を接続し、上記可動側コイル電極と接触しないように配置された可動側通電棒補強部を備え、上記可動側電極は、上記可動側通電棒補強部が固定される裏面側に、平板状の電極支持部を貼り合わせた構造であることを特徴とするものである。

この発明の真空バルブによれば、可動側コイル電極は、可動側電極と可動側通電棒の間に配設され、かつ、可動側通電棒補強部と直接的に接触しておらず、可動側コイル電極と可動側通電棒補強部とが接する構造のものよりも漏れ電流経路を長大化させることができ、可動側コイル電極に流れる電流が可動側通電棒補強部側に漏れにくく、電流遮断性能の低下を抑制することが可能である。

本発明の実施の形態１による真空バルブの断面図である。 図１の真空バルブの接点構成部の分解斜視図である。 図１の真空バルブの接点構成部の斜視図である。 実施の形態１の真空バルブの接点構成部の変形例を示す断面図である。 本発明の実施の形態２による真空バルブの接点構成部の断面図である。 本発明の実施の形態３による真空バルブの断面図である。 本発明の実施の形態４による真空バルブの断面図である。 本発明の実施の形態５による真空バルブの断面図である。 図８の真空バルブの接点構成部の分解斜視図である。 実施の形態５の真空バルブの接点構成部の変形例を示す断面図である。 本発明の実施の形態６による真空バルブの断面図である。 図１１の真空バルブの接点構成部の斜視図である。 本発明の実施の形態７による真空バルブの断面図である。

実施の形態１．
本発明の実施の形態１の真空バルブ１００について、図１から図４を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態１に係わる真空バルブ１００の、接点を構成する通電棒の軸に沿った断面図である。この図１に示す真空バルブ１００は、絶縁筒１内に一対の接点が設けられ、紙面左側に、可動側電極６を備えるとともに、これを保持する可動側接点構成部１０１が配置され、紙面右側に、固定側電極７を備えるとともに、これを保持する固定側接点構成部１０２が配置されている。

本発明の真空バルブ１００は、内部空間を真空とした真空容器内に一対の接点を設けた構成である。図１に示すように、真空バルブ１００の真空容器は、主に、絶縁筒１と、この絶縁筒１の一端（紙面左側）に備えられた可動側端板２と、他端（紙面右側）に備えられた固定側端板３により構成される。
そして、真空容器となる絶縁筒１の内部には、可動側電極６と固定側電極７（一対の接点）が、接触・離間が自在となるように対向配置されている。この絶縁筒１は、例えば円筒状に形成される。
可動側電極６および固定側電極７は、円形の部材であり、他方の電極と接する面の裏側（背部）には、通電により磁場を発生させる可動側コイル電極８および固定側コイル電極１３が固定される。この可動側コイル電極８、固定側コイル電極１３によって生じる磁場は、軸方向磁界であり、接点間に生じるプラズマを駆動・拡散させることが可能である。

また、可動側接点構成部１０１は、可動側端板２に接合されたベローズ４を介して絶縁筒１の外側に引き出された可動側ロッド５を備え、可動側通電棒９の一端が可動側ロッド５に、他端が可動側コイル電極８に固定され、軸方向に沿って直動することで、可動側電極６を固定側電極７に対して接触または離間をさせる構成となっている。可動側接点構成部１０１に設けられたベローズ４は可撓性を持つため、絶縁筒１の内部を真空に保ったまま可動側ロッド５を紙面左右方向に動作させることができる。
そして、本発明の可動側通電棒９は、可動側電極６および可動側電極６の背後に補強のために設けられた可動側電極支持部１２のいずれとも直接接触しないように、間隙を設けて配置形成され、可動側コイル電極８を介して可動側電極６に接続される。可動側コイル電極８は、可動側通電棒９を中心に外周方向に伸ばされたアーム状のコイルである。
なお、固定側接点構成部１０２についても可動側接点構成部１０１と同様に、固定側通電棒１４が、固定側電極７と接触しないように、固定側コイル電極１３を介して固定側電極７に接続されている。

ここで、図１の例では、可動側電極６、固定側電極７は、その裏面に、補強のために貼り合わせられた可動側電極支持部１２、固定側電極支持部１７を備えている。可動側通電棒９、固定側通電棒１４は、可動側電極支持部１２、固定側電極支持部１７に直接的に接触しないように配設されている。

さらに、可動側通電棒９を補強するための可動側通電棒補強部が、軸方向に伸びる可動側通電棒９と並行に絶縁筒１内に配設され、可動側ロッド５と可動側電極支持部１２を接続し、かつ、可動側コイル電極８と接触しないように配置形成されている。この可動側通電棒補強部は、第一の筒状部１０と、この第一の筒状部１０の端部に接合された第二の筒状部１１よりなる筒状部材で構成され、筒内に可動側通電棒９を接触しないように挿通させている。
なお、固定側接点構成部１０２についても可動側接点構成部１０１と同様に、固定側通電棒１４を補強するための固定側通電棒補強部が、固定側通電棒１４と並行に絶縁筒１内に配設され、固定側端板３と固定側電極支持部１７を接続し、かつ、固定側コイル電極１３と接触しないように配置形成されている。この固定側通電棒補強部は、第一の筒状部１５と、この第一の筒状部１５の端部に接合された第二の筒状部１６よりなる筒状部材で構成される。

また、図１に示すように、絶縁筒１の内壁の可動側電極６および固定側電極７を取り巻く領域には、接点部で電流を遮断した際に発生する金属蒸気・飛沫から絶縁筒１を保護する目的で、シールド１８が配置されている。

図２は、図１の可動側接点構成部１０１の構成部品を示す分解斜視図であり、また、図３は、図１の可動側接点構成部１０１の組み立て後の要部を示す斜視図である。この図２、図３に示すように、可動側コイル電極８は、可動側通電棒９の周囲から外側に延出されるアーム部８ａを備えており、アーム部８ａと可動側通電棒補強部の第二の筒状部１１との接触を避けるために、第二の筒状部１１には、アーム部８ａを挿通させる開口部１１ａが設けられている。
同様に、固定側接点構成部１０２においては、第二の筒状部１６に、固定側コイル電極１３のアーム部との接触を避けるための開口部１６ａが開口されている。

図１に示すように、可動側・固定側通電棒補強部を構成する筒状部材は、第一の筒状部１０、１５を第二の筒状部１１、１６よりも長尺となるように形成している。第二の筒状部１１、１６の部品形状を小さくすることで、第二の筒状部１１、１６に加工を施しやすく、開口部１１ａ、１６ａを形成する際の作業性や組み付け性を向上させることができる。

ここで、可動側接点構成部１０１を構成する可動側コイル電極８、可動側通電棒９は、銅などの通電性のよい導体で構成され、コイルを通じた電流経路は、可動側電極６、可動側コイル電極８、可動側通電棒９、可動側ロッド５をたどる経路となる。また、補強部を通じた電流経路は、可動側電極６、可動側電極支持部１２、可動側通電棒補強部である第二の筒状部１１、第一の筒状部１０、可動側ロッド５をたどる経路となる。
支持部を通じた電流経路で見ると、従来のように、可動側電極支持部１２または可動側電極６に、直接的に可動側通電棒補強部となるパイプ材等が接合される場合と比較して、本発明の真空バルブ１００では、可動側電極支持部１２と可動側通電棒９とが直接的に接触しておらず、漏れ電流の経路が長大化しており、漏れ電流を抑制できる構成となっている。

また、図２に示すように、可動側コイル電極８には、可動側電極６と接する面部に、アーム形状の終端から、接点側に突き出す突起部が設けられており、この突起部においてのみ可動側コイル電極８と可動側電極６が接触する構造となっている。従って、図３の斜視図に示すように、可動側通電棒９から可動側電極６に至る電流経路は、可動側通電棒９からアーム部８ａを介して可動側コイル電極８の全体を通り、可動側電極６へと至る経路となる。この電流経路を採用することで、可動側電極６上に磁界を発生させ、真空バルブ１００の電流遮断性能を向上させることができる。

本実施の形態１の真空バルブ１００によれば、可動側コイル電極８と可動側通電棒９が、筒状の可動側通電棒支持部を構成する第一の筒状部１０と第二の筒状部１１により機械的に支えられるため、可動側コイル電極８と可動側通電棒９を機械的強度確保のために大径化する必要がない。従って、真空バルブ１００の軽量化を図ることが可能である。
また、可動側通電棒補強部となる第二の筒状部１１に開口部１１ａを設け、可動側コイル電極８と第二の筒状部１１との直接的な接触を避けたことにより、補強部材を通じた漏れ電流経路は、第一の筒状部１０と第二の筒状部１１を介した極めて長大なものとすることができる。この可動側通電棒補強部となる第一の筒状部１０、第二の筒状部１１は、ステンレス、鉄、インコネルなど導電率の低い材料で形成されるため、漏れ電流経路の電気コンダクタンスは無視できる程度に小さい。そのため、真空バルブ１００のコイル遮断性能を向上させることが可能である。

次に、図４に、本発明の真空バルブ１００の接点構成部の変形例の断面図を示す。
上述のように、図１、図２および図３の可動側接点構成部１０１では、接点（電極）割れ等への対策として、可動側電極６の背後に可動側電極支持部１２を貼り合わせた構造を例示した。しかし、本発明の機能上、可動側電極支持部１２は必須の構成要素ではなく、形成しない場合がある。すなわち、図４に示すように、可動側接点構成部１０１に可動側電極支持部１２を設けることなく、可動側電極６と可動側通電棒補強部の第二の筒状部１１を直接接続した構成となるように真空バルブ１００を形成することも可能である。同様に、固定側接点構成部１０２においては、固定側電極７と固定側通電棒補強部の第二の筒状部１６を、直接接続する構成とすることも可能である。

次に、筒状部材である通電棒補強部の内部空間の真空度について説明する。
従来の真空バルブでは、通電棒の外周にパイプ状の補強部材を設ける場合、長尺である通電棒および補強部材の端部ロウ付けにより接合すると、両部材の熱膨張率の違いにより接合部に不良が生じ、パイプ内の空気が真空領域に漏れ出し、真空バルブ１００内の空間の真空度を確保できなくなることが問題となっていた。
本発明の真空バルブ１００では、上述したように、可動側通電棒９と、可動側通電棒補強部を構成する二つの筒状部のうち、可動側コイル電極８に面しない第一の筒状部１０の端部は、可動側ロッド５と接合されている。そして、真空容器の密閉は可動側ロッド５とベローズ４の間のロウ付け部で確保されており、可動側通電棒９および第一の筒状部１０のロウ付けは、真空封止には寄与していない。同様に、固定側通電棒１４と固定側通電棒補強部を構成する第一の筒状部１５の端部は、固定側端板３と接合される。真空容器の密閉は固定側端板３に設けられたフランジが担っており、固定側通電棒１４および第一の筒状部１５の接合部はやはり真空封止に寄与していない。

本発明の真空バルブ１００によれば、可動側接点構成部１０１側において、仮に、可動側通電棒９と、可動側通電棒補強部の第一の筒状部１０、第二の筒状部１１よりなる筒状部材の熱膨張率の差により、一部ロウ付け不良が生じたとしても、補強部材を構成する筒状部材の内部空間は、開口部１１ａを介して真空引きされた状態であるため、真空容器内の真空度が劣化する恐れはない。固定側接点構成部１０２側においても、開口部１６ａが同様に作用し、補強部材となる筒体の内部を真空に保つことが可能である。

実施の形態２．
次に、本発明の実施の形態２の真空バルブ１００について、図５を用いて説明する。
図５は、本発明の実施の形態２に係わる真空バルブ１００の一対の接点の要部を示す断面図である。上述の実施の形態１では、図１から図４において、可動側・固定側通電棒補強部を構成する第一の筒状部１０、１５、第二の筒状部１１、１６が同径で、同じ厚みに構成された場合を例示していたが、この実施の形態２では、図５に示すように、コイルとの接触をさけるための開口部１１ａ、１６ａを設けた第二の筒状部１１、１６を、第一の筒状部１０、１５よりも厚みのある部材によって構成している。

第二の筒状部１１、１６は、開口部１１ａ、１６ａを設けるために、この開口部を設けない第一の筒状部１０、１５よりも機械的強度が低下する傾向がある。そこで、図５に示すように、可動側・固定側通電棒補強部を構成する第二の筒状部１１、１６の板厚を、第一の筒状部１０、１５よりも厚くすることで、開口部１１ａ、１６ａを設けたことによる機械的強度の低下を補い、補強部材全体の機械的強度を均一化させ、真空バルブ１００の安定した動作を実現するものである。
ここで、可動側または固定側通電棒補強部は、複数部に分割した筒体を接合させて構成しているため、第二の筒状部１１、１６のみ板厚を厚くするなどの対策を施しやすいという利点がある。

実施の形態３．
次に、本発明の実施の形態３の真空バルブ１００について、図６を用いて説明する。図６は、本発明の実施の形態３に係わる真空バルブ１００の断面図である。
上述の実施の形態１および実施の形態２では、可動側・固定側通電棒補強部を、第一の筒状部１０、１５、第二の筒状部１１、１６を接合して一体化させた筒状部材により構成した場合を示した。
しかし、より構造を簡素化することを目的とする場合は、図６の断面図に示すように、可動側・固定側通電棒補強部として、一続きの部材よりなる筒状の補強部材１１ｂ、１６ｂを配設することが有効である。この場合、筒状の補強部材１１ｂ、１６ｂは、十分な板厚を持った一体構造のパイプで形成し、コイル近傍に開口部１１ａ、１６ａを開口する。これによれば、複数の筒体を接合させて一つの筒状部材を形成する場合よりも部品点数を減らせることができ、作業性も向上させることが可能となる。

実施の形態４．
次に、本発明の実施の形態４の真空バルブ１００について、図７を用いて説明する。図７は、本発明の実施の形態４に係わる真空バルブ１００の断面図であり、固定側接点構成部１０２に設けられた固定側通電棒補強部が、第二の筒状部１６、短筒１５ａ、短筒１５ｂの三つの筒体が接合されて構成され、短筒１５ａ、１５ｂの間には電界緩和用のシールド２０が配設された構成となっていることが分かる。
このように、上述の実施の形態１において、第一の筒状部１５として示していた部材を、図７に示すように、複数の短筒に分割した構成とする場合、各部材毎にその寸法を調整するなどの加工を施すことも可能である。図７においては、固定側通電棒補強部を構成する第一の筒状部１５を、短筒１５ａ、短筒１５ｂの２つに分割し、分割した２つの短筒間に電界緩和用のシールド２０を挟んで固定する構造を示したが、筒状部材の分割数やシールド等の部品を挟持させる配置等を調整可能であることは言うまでもない。
また、図７の例では、電界緩和用のシールド２０は絶縁筒１と固定側端板３の接合部電界を緩和する役割を果たしているが、その他の部位の電界を緩和するためのシールドを同様の機構で、補強部材に固定させることも可能である。

実施の形態５．
次に、本発明の実施の形態５の真空バルブ１００について、図８ないし図１０を用いて説明する。図８は、本発明の実施の形態５に係わる真空バルブ１００の断面図を、図９は、可動側接点構成部１０１を構成する部材の分解斜視図である。また、図１０は、接点を構成する中間部材の変形例を示した可動側接点構成部の要部断面図である。
上述の実施の形態１から４では、各接点を構成する可動側通電棒９、固定側通電棒１４が、一本の同径の柱状体によって構成された例を示していた。この実施の形態５の真空バルブ１００では、可動側、固定側通電棒は、通電棒柱状部９ａ、１４ａと、中間部材３１、４１と、通電棒筒状部９ｂ、１４ｂを接合してなる構造体で構成され、可動側電極支持部１２、固定側電極支持部１７には接していない。また、中間部材３１、４１と、可動側ロッド５と、固定側端板３との間を、補強部材筒状部３０、４０で補強し、中間部材３１、４１と、可動側電極支持部１２、固定側電極支持部１７の間を、補強部材柱状部３２、４２で補強したことを特徴としている。

図８に示すように、可動側通電棒は、可動側ロッド５に固定された通電棒柱状部９ａと、可動側コイル電極８に固定された通電棒筒状部９ｂと、通電棒柱状部９ａと通電棒筒状部９ｂを連結する導電性の中間部材３１によって構成されている。
そして、可動側通電棒補強部は、可動側ロッド５に固定され、通電棒柱状部９ａの周囲を取り囲む補強部材筒状部３０と、可動側電極６に固定され、通電棒筒状部９ｂの内部に挿通された補強部材柱状部３２によって構成されている。
この補強部材筒状部３０と通電棒柱状部９ａ、および、通電棒筒状部９ｂと補強部材柱状部３２は接触しておらず、また、補強部材筒状部３０と補強部材柱状部３２は、中間部材３１を介して連結されている。
なお、可動側接点構成部１０１の内部構成について説明したが、固定側接点構成部１０２についても同様の構成である。

さらに、可動側、固定側に共通して、補強部材筒状部３０、４０には、筒内の空間を真空引きするための開口部３０ａ、４０ａが設けられており、部分的な接合不良が生じたとしても真空容器内の真空度が劣化しない構成となっている。

上述の実施の形態１においては、通電棒補強部となる筒状部材（第一の筒状部１０、１５、および、第二の筒状部１１、１６）は、通電棒（可動側通電棒９、固定側通電棒１４）に対して常に大径となる構造であった。しかし、この実施の形態５では、コイル近傍においては通電棒（通電棒筒状部９ｂ、１４ｂ）が、通電棒補強部（補強部材柱状部３２、４２）よりも大径に形成されている。また、それ以外の部分では通電棒（通電棒柱状部９ａ、１４ａ）が通電棒補強部（補強部材柱状部３２、４２）よりも小径に形成されている。
また、中間部材３１は、平板部材を用いて構成され、これによって、通電棒筒状部９ｂの開口端を閉塞し、通電棒柱状部９ａと通電棒筒状部９ｂを電気的に接続可能としている。

本構成によると、実施の形態１の真空バルブ１００において必須の構成であったコイル電極のアーム部８ａを避けるための開口部を補強部材に開口する必要がなくなり、真空引きのための微小な開口部３０ａ、４０ａを補強部材筒状部３０、４０に設ければよいことになる。そのため開口部３０ａ、４０ａの形成が補強部材の機械強度に与える影響を低減できるという利点がある。

上述したように、本実施の形態５では、コイル電極近傍とそれ以外の領域とで、補強部材の形状が変化するため、両者を接続する中間部材３１、４１が必要である。この中間部材３１、４１は、通電棒柱状部９ａと通電棒筒状部９ｂを電気的に、補強部材筒状部３０と補強部材柱状部３２を機械的に接続している。
また、中間部材３１には、導電性と機械的強度がともに要求されるため、銅などの導電性に優れた材料で構成することが望ましく、機械的強度を確保するために大径・中実化する必要があるが、中間部材３１、４１は、通電棒柱状部９ａ、通電棒筒状部９ｂに比べて占有体積の小さい部材であり、大径・中実の部材で構成しても真空バルブ全体の重量に与える影響は小さい。

また、図１０は、この実施の形態５の真空バルブ１００の可動側接点構成部１０１の変形例を示す要部断面図である。中間部材３１の軽量化を図る場合、図１０に示すように、可動側接点構成部１０１の中間部材３１を、導電性を確保するための導電層３１ａと、機械的強度を確保するための補強層３１ｂを貼り合わせた２層構造の平板とし、導電性を確保した上で、機械的補強を行う構成としてもよい。図１０において、導電層３１ａは、銅などの導電性を有する部材で構成されている。そして、この補強層３１ｂは、ステンレス・インコネルなどの機械強度の高い部材で構成され、補強層３１ｂの平面形状は、導電層３１ａの外周部に重畳したリング状に形成されている。なお、補強層３１ｂの平面形状中心部には通電棒柱状部９ａの端部が挿通されて導電層３１ａに接し、通電棒柱状部９ａと導電層３１ａとの間で通電を行う構成となっている。

実施の形態６．
次に、本発明の実施の形態６の真空バルブ１００について、図１１および図１２を用いて説明する。図１１は、本発明の実施の形態６に係わる真空バルブ１００の断面図を、図１２は、可動側接点構成部１０１の要部斜視図である。
この実施の形態６の真空バルブ１００においては、可動側、固定側通電棒補強部は、複数の柱状補強部材５０、５１で構成され、複数の柱状補強部材５０、５１は、可動側通電棒９、固定側通電棒１４の周囲を、可動側通電棒９、固定側通電棒１４に接触しないように取り囲み、可動側通電棒９、固定側通電棒１４の周囲から外側に延出する可動側コイル電極８、固定側コイル電極１３のアーム部８ａを、隣り合う二つの柱状補強部材５０間、５１間の隙間に挿通させた構成である。この柱状補強部材５０、６０は、柱体の長さ方向が軸方向に合致するように配設される。

図１２の斜視図に例示するように、可動側接点構成部１０１の可動側電極支持部１２に固定される３本の柱状補強部材５０は、可動側通電棒９を中心とした円周上に、１２０度間隔で均等に配設される。ここで、図１２においては、可動側コイル電極８のアーム数が３であるため、柱状補強部材５０は１２０度間隔に配置されているが、アーム数が４本以上もしくは２本であっても、柱状補強部材５０の配置間隔を変えることで対応可能である。この可動側コイル電極８のアーム部８ａは、同間隔で放射状に伸び、隣り合う柱状補強部材５０間に挿通された状態に配設される。固定側接点構成部１０２も同様の構成である。
このように、通電棒補強部を、筒状部材によって構成するのではなく、２本以上の細い柱状体（棒材）で代替することも可能である。

また、図１２に示す通り、柱状補強部材５０を、可動側コイル電極８のアーム部８ａと円弧部との隙間に対して挿入し、可動側電極支持部１２に固定する構造であるため、隣接する二つの柱状補強部材５０間の隙間を広く確保することができ、柱状補強部材５０の軸方向の全長にわたって、開口部を等しく設けることができ、部分的に機械強度が変化することない。また、柱状補強部材５０、５１は、筒状の補強部材のように通電棒の周囲を取り囲む形状ではないため、より少ない材料にて構成することが可能であり、コストを低く抑えることができる。

実施の形態７．
次に、本発明の実施の形態７の真空バルブ１００について、図１３を用いて説明する。図１３は、本発明の実施の形態７に係わる真空バルブ１００の断面図を示している。上述の実施の形態１から６では、可動側接点構成部１０１と固定側接点構成部１０２の両側に対して、同形状の補強部材および通電棒を対称配置させた構造を例示していたが、この実施の形態７では、真空バルブ１００の可動側接点構成部１０１のみに、補強部材を配設した軽量化構造を採用し、固定側接点構成部１０２については、実施の形態１で示した固定側通電棒１４よりも径が大きく中実の銅棒よりなる固定側通電棒６０を採用する場合について説明する。

この真空バルブ１００において、可動側接点構成部１０１は駆動装置によって駆動されるため、可動側を軽量化することは駆動装置の負担軽減のため特に重要である。よって、本実施の形態７では、図１３に示すように、可動側のみ軽量化を図り、固定側については部品点数を削減して、中実・大径の固定側通電棒６０を用いるという合理的な構造を例示している。このような構成とすることで、駆動装置の負担軽減および製造コストの削減が可能となる。
また、図１３の可動側接点構成部１０１においては、実施の形態５において説明した補強部材の構造を例示したが、他の実施の形態の補強部材を用いてもよく、固定側接点構成部１０２側に中実・大径の固定側通電棒６０を用いることで、部品点数を削減することが可能となる。

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 絶縁筒、２ 可動側端板、３ 固定側端板、４ ベローズ、５ 可動側ロッド、
６ 可動側電極、７ 固定側電極、８ 可動側コイル電極、８ａ アーム部、
９ 可動側通電棒、９ａ、１４ａ 通電棒柱状部、９ｂ、１４ｂ 通電棒筒状部、
１０、１５ 第一の筒状部、１１、１６ 第二の筒状部、１２ 可動側電極支持部、
１３ 固定側コイル電極、１４、６０ 固定側通電棒、１５ａ、１５ｂ 短筒、
１７ 固定側電極支持部、１８、２０ シールド、
１１ａ、１６ａ、３０ａ、４０ａ開口部、１１ｂ、１６ｂ 補強部材、
３０、４０ 補強部材筒状部、３１、４１ 中間部材、
３１ａ 導電層、３１ｂ 補強層、３２、４２ 補強部材柱状部、
５０、５１ 柱状補強部材、１００ 真空バルブ、１０１ 可動側接点構成部、
１０２ 固定側接点構成部

Claims (8)

1. 絶縁筒の一端に固定側端板、他端に可動側端板を備えた真空容器、
   上記真空容器の内部において対向配置された固定側電極と可動側電極、
   上記可動側電極に固定され、通電により磁場を発生させる可動側コイル電極、
   上記可動側電極を直動させるために設けられ、真空容器の外側に引き出される可動側ロッド、
   上記可動側ロッドに一端が固定され、上記可動側コイル電極に他端が固定され、上記可動側電極と接触しないように配置された可動側通電棒、
   上記可動側通電棒に対して直動方向に沿って間隔をあけて並行に設けられ、上記可動側ロッドと上記可動側電極を接続し、上記可動側コイル電極と接触しないように配置された可動側通電棒補強部を備え、
   上記可動側通電棒補強部は、上記可動側ロッド側に配設された第一の筒状部と、上記可動側電極側に配設された第二の筒状部とを有し、
   上記第二の筒状部は、上記第一の筒状部よりも、厚い部材によって構成されたことを特徴とする真空バルブ。
2. 絶縁筒の一端に固定側端板、他端に可動側端板を備えた真空容器、
   上記真空容器の内部において対向配置された固定側電極と可動側電極、
   上記可動側電極に固定され、通電により磁場を発生させる可動側コイル電極、
   上記可動側電極を直動させるために設けられ、真空容器の外側に引き出される可動側ロッド、
   上記可動側ロッドに一端が固定され、上記可動側コイル電極に他端が固定され、上記可動側電極と接触しないように配置された可動側通電棒、
   上記可動側通電棒に対して直動方向に沿って間隔をあけて並行に設けられ、上記可動側ロッドと上記可動側電極を接続し、上記可動側コイル電極と接触しないように配置された可動側通電棒補強部を備え、
   上記固定側電極に接続され、通電により磁場を発生させる固定側コイル電極、
   上記固定側コイル電極に一端が固定されるとともに、他端側が上記真空容器の上記固定側端板に固定された固定側通電棒、
   上記固定側通電棒と直動方向に沿って間隔を開けて並行に設けられ、上記固定側電極に接続され、上記固定側コイル電極と接触しないように配置された固定側通電棒補強部を備え、
   上記固定側通電棒補強部は、複数の短筒が接合されてなる筒状部材であり、上記固定側通電棒が上記筒状部材と接触しない状態で筒内に挿通されるとともに、上記固定側端板に近い領域に配置された二つの上記短筒間に電界緩和用のシールドを介在させたことを特徴とする真空バルブ。
3. 絶縁筒の一端に固定側端板、他端に可動側端板を備えた真空容器、
   上記真空容器の内部において対向配置された固定側電極と可動側電極、
   上記可動側電極に固定され、通電により磁場を発生させる可動側コイル電極、
   上記可動側電極を直動させるために設けられ、真空容器の外側に引き出される可動側ロッド、
   上記可動側ロッドに一端が固定され、上記可動側コイル電極に他端が固定され、上記可動側電極と接触しないように配置された可動側通電棒、
   上記可動側通電棒に対して直動方向に沿って間隔をあけて並行に設けられ、上記可動側ロッドと上記可動側電極を接続し、上記可動側コイル電極と接触しないように配置された可動側通電棒補強部を備え、
   上記可動側通電棒は、上記可動側ロッドに固定された通電棒柱状部と、上記可動側コイル電極に固定された通電棒筒状部と、上記通電棒柱状部と上記通電棒筒状部を連結する導電性の中間部材によって構成され、
   上記可動側通電棒補強部は、上記可動側ロッドに固定され、上記通電棒柱状部の周囲を取り囲む補強部材筒状部と、上記可動側電極に固定され、上記通電棒筒状部の内部に挿通された補強部材柱状部によって構成され、
   上記補強部材筒状部と上記通電棒柱状部、および、上記通電棒筒状部と上記補強部材柱状部は接触しておらず、上記補強部材筒状部と上記補強部材柱状部は、上記中間部材を介して連結されていることを特徴とする真空バルブ。
4. 上記補強部材筒状部には、筒内の空間を真空引きするための開口部が設けられたことを特徴とする請求項３記載の真空バルブ。
5. 上記中間部材は、導電性を確保するための層と、機械的強度を確保するための層が重ね合わせられてなる板状部材であることを特徴とする請求項３記載の真空バルブ。
6. 絶縁筒の一端に固定側端板、他端に可動側端板を備えた真空容器、
   上記真空容器の内部において対向配置された固定側電極と可動側電極、
   上記可動側電極に固定され、通電により磁場を発生させる可動側コイル電極、
   上記可動側電極を直動させるために設けられ、真空容器の外側に引き出される可動側ロッド、
   上記可動側ロッドに一端が固定され、上記可動側コイル電極に他端が固定され、上記可動側電極と接触しないように配置された可動側通電棒、
   上記可動側通電棒に対して直動方向に沿って間隔をあけて並行に設けられ、上記可動側ロッドと上記可動側電極を接続し、上記可動側コイル電極と接触しないように配置された可動側通電棒補強部を備え、
   上記可動側通電棒補強部は、複数の柱状補強部材で構成され、
   複数の上記柱状補強部材は、上記可動側通電棒の周囲を、上記可動側通電棒に接触しないように取り囲み、上記可動側通電棒の周囲から外側に延出する上記可動側コイル電極のアーム部を、隣り合う上記柱状補強部材間の隙間に挿通させたことを特徴とする真空バルブ。
7. 絶縁筒の一端に固定側端板、他端に可動側端板を備えた真空容器、
   上記真空容器の内部において対向配置された固定側電極と可動側電極、
   上記可動側電極に固定され、通電により磁場を発生させる可動側コイル電極、
   上記可動側電極を直動させるために設けられ、真空容器の外側に引き出される可動側ロッド、
   上記可動側ロッドに一端が固定され、上記可動側コイル電極に他端が固定され、上記可動側電極と接触しないように配置された可動側通電棒、
   上記可動側通電棒に対して直動方向に沿って間隔をあけて並行に設けられ、上記可動側ロッドと上記可動側電極を接続し、上記可動側コイル電極と接触しないように配置された可動側通電棒補強部を備え、
   上記固定側電極を備えるとともに上記固定側電極を保持する固定接点構成部は、上記可動側通電棒よりも大径の固定側通電棒を備えたことを特徴とする真空バルブ。
8. 絶縁筒の一端に固定側端板、他端に可動側端板を備えた真空容器、
   上記真空容器の内部において対向配置された固定側電極と可動側電極、
   上記可動側電極に固定され、通電により磁場を発生させる可動側コイル電極、
   上記可動側電極を直動させるために設けられ、真空容器の外側に引き出される可動側ロッド、
   上記可動側ロッドに一端が固定され、上記可動側コイル電極に他端が固定され、上記可動側電極と接触しないように配置された可動側通電棒、
   上記可動側通電棒に対して直動方向に沿って間隔をあけて並行に設けられ、上記可動側ロッドと上記可動側電極を接続し、上記可動側コイル電極と接触しないように配置された可動側通電棒補強部を備え、
   上記可動側電極は、上記可動側通電棒補強部が固定される裏面側に、平板状の電極支持部を貼り合わせた構造であることを特徴とする真空バルブ。

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