JPH0785754A - 真空バルブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単な構成の電極部により遮断時における電
極間に軸方向磁界を発生させ、アークプラズマを有効に
拡散することのできる遮断性能の優れた真空バルブを得
ること。 【構成】 固定側及び可動側の各主電極の背面に一部に
切欠部を有する環状のコイル部を持つコイル電極を配設
して、一方の電極部におけるコイル部と接続導体との接
続位置と、他方の電極部におけるコイル部と接続導体と
の接続位置が前記切欠部の対向する位置を挟んで反対の
位置となるように一対の電極を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、真空遮断器等に使用さ
れる真空バルブに関するものであり、特にアークと平行
な軸方向磁界を発生する電極構造を有する真空バルブに
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、真空中で大電流を遮断する真空バ
ルブにおいて、遮断性能を向上させる手段として、真空
バルブに流れる電流を利用して磁界を発生させることに
より、電流遮断時のアークを拡散する工夫が行われてき
た。その一例を図５８から図６０を参照しつつ説明す
る。図５８は従来の真空バルブの概略構造を示す側面断
面図である。図５８において、真空容器４は円筒状の絶
縁容器１とその両端を閉塞するエンドプレート２、３と
により構成されており、真空容器４内には固定電極棒５
に接続された円板状の固定電極部６と可動電極棒８に接
続された円板状の可動電極部７が対向して配設されてい
る。可動電極部７は可動電極棒８に機械的に接続された
操作機構部（図示せず）により固定電極部６に対して接
離動作するよう構成されている。エンドプレート３と可
動電極棒８との間にはベローズ１０が設けられており、
真空容器４の気密を保持するとともに、可動電極棒８の
軸方向（図５８における上下方向）の移動を可能にして
いる。また、真空容器４内には固定電極部６と可動側電
極部７を包囲するようにシールド９が配設されている。

【０００３】上記のように構成された従来の真空バルブ
を有する一般的な真空遮断器において、遮断指令が入力
された真空遮断器は操作機構の駆動により可動電極部７
が固定電極部６から開離する。この時、固定電極部６と
可動電極部７の間にはアークＡが発生し、電流が固定電
極部６と可動電極部７間に流れる。このとき固定電極部
６と可動電極部７を流れる電流の方向を制御して、固定
電極部６と可動電極部７との間に軸方向の磁界を発生さ
せている。軸方向磁界は真空バルブにおいて電流を遮断
したときに発生する電極間のプラズマアークを固定電極
部６と可動電極部７の対向する面に拡散させる働きをす
る。このプラズマアークの拡散によって遮断時のアーク
電圧を低減できるとともに、各電極における温度上昇は
大幅に抑制される。

【０００４】このような軸方向磁界を発生させる電極構
造を持つ従来の真空バルブとして、特公平２−３０１３
２号公報に開示された真空バルブがある。この公報に開
示された真空バルブを図５９及び図６０に示す。図５９
はこの真空バルブにおける可動電極部の分解斜視図であ
り、図６０は図５９の可動電極部の平面図である。図５
９において、可動電極棒８の先端部には短絡部材２２を
介して可動電極２１が配設されており、可動電極２１は
可動電極棒８に固定された高抵抗材の支持部材２３によ
りその中央部において支持されている。可動電極２１の
周辺部にはその円周方向に沿って４本の腕２１ａが形成
されており、短絡部材２２には放射状に伸びる４本の腕
２２ａが形成されている。短絡部材２２の腕２２ａの端
部は可動電極２１の腕２１ａに接触しており、可動電極
２１と短絡部材２２は電気的に接続されている。

【０００５】図５９に示した可動電極２１、可動電極棒
８、短絡部材２２、支持部材２３を有する可動電極部７
は、前述の図５８に示すように固定電極部６と対向して
対をなして真空容器４内に配設されている。図６０に示
すように、アークＡが可動電極２１の対向面の略中央部
に発生した場合、電流は図６０に矢印で示す電流経路に
沿ってアーク発生点Ｐから可動電極２１の半径方向外方
（Ｘ方向）に流れ、可動電極２１の円周部に形成された
腕２１ａを通って（矢印Ｙ方向）、可動電極２１の背面
に設けられた短絡部材２２の腕２２ａを流れる（矢印Ｚ
方向）。その結果、図６０の平面図に示すように、矢印
Ｘ、Ｙ、Ｚにより囲まれた扇形の電流路が４つ形成さ
れ、右ねじの法則によって扇形の電流路を貫通する軸方
向の磁界が発生する。この磁界によってプラズマアーク
は拡散される。しかし、矢印Ｘ、Ｙ、Ｚにより囲まれた
扇形の電流路内部の磁界の強さと、その隣の扇形電流路
との間の領域に発生している磁界の強さは異っていた。
このために、固定電極部６と可動電極部７の対向面にお
ける磁界の強さは均一ではなく、プラズマアークは有効
に拡散されなかった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の真空バルブは遮
断時に発生したアークによる電流を対向する各電極に流
して、電極間に軸方向磁界を発生させているが、電極間
に発生する軸方向磁界が均一ではないために、従来の真
空バルブは遮断時のプラズマアークを効率高く拡散する
ことができなかった。この発明は、上記のような問題を
解決するためになされたもので、電極間における軸方向
磁界を均一にし、電極間のプラズマアークを高効率で拡
散して消弧することのできる真空バルブを得ることを目
的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る真
空バルブは、真空容器内に電極棒によって対向して接離
可能に設けられ、実質的同一構造を有する一対の電極部
におけるそれぞれが、前記電極棒に電気的に接触する保
持部と、この保持部から半径方向に導出する一本の腕部
を有する接続導体と、一部に切欠部をもつ環状のコイル
部を有し、当該コイル部の切欠部に面する一端に前記腕
部の導出端部が電気的に接触したコイル電極と、前記コ
イル電極の他方の電極部に対向する面に配設された円板
状の主電極であって、前記コイル電極の切欠部に対応す
る位置に当該主電極の他方の電極部に対向する面の中心
を通る直径方向の溝が形成された主電極と、を具備し、
一方の電極部のコイル電極の切欠部とそれに対応する他
方の電極部のコイル電極の切欠部が対向して配設され、
一方の電極部におけるコイル部と腕部間を接続する第１
の接続部と、他方の電極部におけるコイル部と腕部間を
接続する第２の接続部が対向する前記切欠部と前記コイ
ル部の略中心を通る平面の両側にそれぞれ配置されてい
る一対の電極部を有する真空バルブである。

【０００８】請求項２の発明に係る真空バルブは、真空
容器内に電極棒によって対向して接離可能に設けられ、
実質的同一構造を有する一対の電極部におけるそれぞれ
が、前記電極棒に電気的に接触する保持部と、この保持
部から半径方向に導出する一本の腕部を有する接続導体
と、一部に切欠部をもつ環状のコイル部と、前記切欠部
に連なる直径方向の溝を有する環内部を持ち、当該コイ
ル部の切欠部に面する一端に前記腕部の導出端部が電気
的に接触したコイル電極と、前記コイル電極の他方の電
極部に対向する面に設けられた円板状の主電極、を具備
し、一方の電極部のコイル電極の切欠部とそれに対応す
る他方の電極部のコイル電極の切欠部が対向して配設さ
れ、一方の電極部におけるコイル部と腕部間を接続する
第１の接続部と、他方の電極部におけるコイル部と腕部
間を接続する第２の接続部が対向する前記切欠部と前記
コイル部の略中心を通る平面の両側にそれぞれ配置され
ている一対の電極部を有する真空バルブである。

【０００９】請求項３の発明に係る真空バルブは、真空
容器内に電極棒よって対向して接離可能に設けられ、実
質的同一構造を有する一対の電極部における一方が、前
記電極棒に電気的に接触する保持部と、この保持部から
半径方向に導出する一本の腕部を有する接続導体と、一
部に切欠部をもつ環状のコイル部を有し、当該コイル部
の切欠部に面する一端に前記腕部の導出端部が電気的に
接触したコイル電極と、前記コイル電極の他方の電極部
に対向する面に配設され、円板状に形成され、その中央
部分に穴を有する主電極であって、前記コイル電極の切
欠部に対応する位置に当該主電極の他方の電極部に対向
する面の中心を通る直径方向の溝が形成された主電極
と、を具備し、一方の電極部のコイル電極の切欠部とそ
れに対応する他方の電極部のコイル電極の切欠部が対向
して配設され、一方の電極部におけるコイル部と腕部の
接続位置が他方の電極部におけるコイル部と腕部の接続
位置に対して前記切欠部を挟んで点対称の位置となる一
対の電極部を有する真空バルブである。

【００１０】請求項４、５、６、７の発明に係る真空バ
ルブは、コイル電極のうち外周部を囲むコイル部を、主
電極背部へ突出させ主電極に当設したものである。ま
た、主電極背部に当設して支持する補強材の当設面に
は、良導電体を形成した。更に、コイル導体のコイル部
に当設している主電極の円周方向部分に沿って、その内
径側に高抵抗部を設けた。また、主電極の半径方向に沿
って高抵抗部を設けた。

【００１１】請求項８の発明に係る真空バルブは、真空
容器内に電極棒を介して接離可能に設けられて電路の開
閉を行う一対の電極部における少なくとも一方が、実質
的に円板状に形成され、アーク発生時の電流を外周に沿
って流す円弧状の外周部と放射状の溝により形成された
案内部とを有する主電極と、前記電極棒に接触した保持
部と、前記保持部から放射状に導出した複数の腕部と、
前記各腕部に連なり実質的に同一円周上に配設され前記
主電極の外周部に接触した複数のコイル部とを有するコ
イル電極と、を具備し、前記コイル電極の前記腕部と対
応する位置にある前記主電極の前記案内部がアーク発生
時の電流を実質的に逆方向に流す流路となる真空バル
ブ。

【００１２】請求項９の発明に係る真空バルブは、真空
容器内に電極棒を介して接離可能に設けられて電路の開
閉を行う一対の電極部における少なくとも一方が、実質
的に円板状に形成された主電極と、前記電極棒に接触し
た保持部と、前記保持部から放射状に導出した複数の腕
部と、前記各腕部に連なり実質的に同一円周上に配設さ
れた複数のコイル部と、前記コイル部の端部に設けられ
前記主電極と電気的に接触した接触部とを有するコイル
電極と、を具備し、前記コイル電極の前記腕部と対応す
る位置にある前記主電極の半径方向の部分がアーク発生
時の電流を実質的に逆方向に流す流路となる真空バル
ブ。

【００１３】請求項１０の発明に係る真空バルブは、真
空容器内に電極棒を介して接離可能に設けられて電路の
開閉を行う一対の電極部における少なくとも一方が、実
質的に円板状に形成された主電極と、前記電極棒に接触
した保持部と、前記保持部から放射状に導出した複数の
腕部と、前記各腕部に連なり実質的に同一円周上に配設
された複数の第１のコイル部と、前記第１のコイル部に
連なり前記第１のコイル部により形成される円弧より半
径の大きい同一円周上に配設された複数の第２のコイル
部、前記第２のコイル部の端部に設けられて前記主電極
と電気的に接触した接触部とを有するコイル電極と、を
具備し、前記コイル電極の前記腕部と対応する位置にあ
る前記主電極の半径方向の部分がアーク発生時の電流を
実質的に逆方向に流す流路となる真空バルブ。

【００１４】請求項１１の発明に係る真空バルブは、真
空容器内に対向して互に接離するように配設され実質的
な同一構造を有する一対の電極部のそれぞれが、実質的
な同一円上に沿って形成された円弧状の複数のコイル部
を有するコイル電極と、前記コイル電極の各コイル部と
電気的に接続された円弧状の腕とその腕に連なり半径方
向に前記の円の実質的に中心の方に向って延設された直
線状の腕とを有する主電極を具備しており、一方の電極
部の直線状の腕が対向して配設された他方の電極部にお
ける直線状の腕に対して実質的に同一方向に設けられて
いる。

【００１５】請求項１２の発明に係る真空バルブは、真
空容器内に対向して互に接離するように配設され実質的
な同一構造を有する一対の電極部のそれぞれが、実質的
な同一円上に沿って形成された円弧状の複数のコイル部
を有するコイル電極と、前記コイル電極の各コイル部と
電気的に接続された円弧状の腕とその腕に連なり屈曲さ
れた腕とを有する主電極を具備しており、前記一対の電
極部が対称的に配設されて、アーク発生時において一方
の前記電極部の屈曲された腕へ流れ込む半径方向の電流
の流路が他方の電極部における屈曲された腕へ流れ込む
半径方向の電流の流路に対して対向して配設され実質的
に同一方向に導出している。

【００１６】請求項１３の発明に係る真空バルブは、真
空容器内に対向して互に接離するように配設され実質的
な同一構造を有する一対の電極部のそれぞれが、実質的
な同一円上に形成された円弧状の複数のコイル部と、前
記コイル部の端部において対向する電極部の方へ突出し
た接触部とを有するコイル電極と、前記コイル電極の各
接触部と円周部近傍で電気的に接触した円板状の主電極
を具備しており、一方の前記電極部の複数の接触部が対
向して配設された他方の電極部の複数の接触部に対して
対向するように配設されている。

【００１７】請求項１４の発明に係る真空バルブは、真
空容器内に電極棒によって接離可能に対向して設けられ
た一対の電極部における少なくとも一方が、前記電極棒
に電気的に接触した保持部と、前記保持部から放射状に
導出した複数の腕部と、前記腕部に連なり実質的に同一
円上に配設された複数の円弧状のコイル部とを有し、前
記コイル部における他方の電極部に対向する面の外周部
が曲面に形成されたコイル電極と、前記コイル電極のコ
イル部により構成される円より小さい直径を有して前記
コイル電極の対向する面に配設され、前記コイル部の外
周部の曲面に実質的に連続する曲面を有する主電極とを
具備する。

【００１８】請求項１５の発明に係る真空バルブは、真
空容器内に電極棒によって接離可能に対向して設けられ
た一対の電極部における少なくとも一方が、前記電極棒
に電気的に接触した保持部と、前記保持部から放射状に
導出した複数の腕部と、前記腕部に連なり実質的に同一
円上に配設された複数の円弧状のコイル部と、前記コイ
ル部の端部に形成され他方の電極部に向って突設された
複数の接触部とを有するコイル電極と、前記コイル電極
の前記接触部と電気的に接触し、他方の電極部に対向す
る面の外周部が曲面に形成された保持導体と、前記コイ
ル電極のコイル部により構成される円より小さい直径を
有して前記保持導体の対向する面に配設され、前記保持
導体の外周部の曲面に実質的に連続する曲面を有する主
電極とを具備する。

【００１９】請求項１６の発明に係る真空バルブは、真
空容器内に電極棒によって接離可能に対向して設けられ
た一対の電極部における少なくとも一方が、前記電極棒
に電気的に接触した保持部と、前記保持部から放射状に
導出した複数の腕部と、前記腕部に連なり実質的に同一
円上に配設された複数の円弧状のコイル部とを有し、前
記コイル部における他方の電極部に対向する面の外周部
が曲面に形成されたコイル電極と、前記コイル電極の対
向する面上に突設された少なくとも一つの主電極であっ
て、前記コイル電極のコイル部により構成される円より
小さい直径を有し、当該主電極における他方の電極部に
対向する面の外周部が曲面に形成された少なくとも一つ
の主電極とを具備する。

【００２０】請求項１７の発明に係る真空バルブは、縦
方向磁界を発生させるコイル部を有するものにおいて、
アークが発生する主電極の大きさを、アークが拡散する
に必要な軸方向磁界強度を有する範囲内に配置したもの
である。

【００２１】請求項１８、１９、２０、２１、２２、２
３、２４、２５の発明に係る真空バルブは、主電極の裏
側に良導電体を配置し、この良導電体に高抵抗帯を設け
たものである。そしてこの高抵抗帯は、例えば良導電体
の外周端部に達しないクロス状のスリット（高抵抗部）
であったり、また半径方向スリットと円周方向スリット
をつなげたものであったり、また良導電体を複数個に分
割するものや櫛状のものであったり、更に外周端部から
中心部にまで達しない形状のものであったりする。

【００２２】請求項２６、２７、２８、２９、３０、３
１の発明に係る真空バルブは、主電極間に軸方向磁界を
発生させる円周状のコイル部を備えたものにおいて、こ
の円周状コイル部を被覆するコイルカバーを設け、また
このコイルカバーは主電極表面に表われるスリット部も
被覆するようにした。そして、このコイルカバーとし
て、耐電圧特性の良い材料で構成するか、又は主電極よ
りアーク電圧の高い材料で構成した。

【００２３】

【作用】請求項１、２、３の発明の真空バルブによれ
ば、真空容器内に電極棒を介して対向して配設され、接
離可能な一対の電極部における一方の電極部において、
アーク発生時の電流は電極棒から接続導体の腕部を通っ
てコイル電極のコイル部へ流れて主電極のアーク発生点
へ流れる。各主電極にはその外周部から中心を通る直径
方向の溝が形成されているため、主電極におけるアーク
発生時の電流はその溝を迂回して流れ、主電極における
電流は略円弧状の軌跡を描いて流れる。このため、主電
極間には軸方向磁界が発生する。

【００２４】請求項４、５、６、７の発明の真空バルブ
によれば、コイル電極のコイル部を主電極背部へ突出さ
せて主電極に当設したので、コイル部と主電極表面及び
主電極空間への距離が短くなり、主電極間の軸方向磁界
強度を高めることができ、磁束漏れを少なくし磁界分布
を良好にすることができる。また、補強材上面に良導電
体を形成することにより、電流を抵抗値の高い主電極を
通じてコイル部先端に流すのではなく、一旦主電極を貫
通させ背部の良導電体に流すことにより、コイルに流れ
る電流を漏れなくする。更に、円周方向の高抵抗部を設
けることにより、主電極において半径方向に漏れる電流
を低減し、磁界強度及び分布を良好にする。また、半径
方向の高抵抗部を設けることにより、うず電流による影
響を低減する。

【００２５】請求項８、９、１０の発明の真空バルブ
は、遮断時における固定側電極部と可動側電極部間に流
れる電流が、固定側電極部と可動側電極部のそれぞれに
おいて、コイル電極の半径方向に延設された腕部と円周
方向に延設されたコイル部とを流れる。同時に主電極の
案内部を流れる半径方向の電流は、コイル電極の腕部を
流れる電流に対して実質的に逆方向に流れるため、コイ
ル電極の腕部を流れる電流により発生する磁界は、主電
極の案内部を流れる半径方向の電流により発生する磁界
により打ち消される。

【００２６】請求項１１、１２、１３の発明の真空バル
ブによれば、一対の電極部である固定側電極部と可動側
電極部間に流れるアーク発生時の電流が、固定主電極と
可動主電極のそれぞれの所定位置において、円周方向と
半径方向に流れるように規制されるが、固定主電極に流
れる半径方向の電流は可動主電極に流れる半径方向の電
流に対して対向する位置において実質的に逆方向に流れ
る。このため、固定主電極に流れる半径方向の電流によ
る磁界は、対向する可動主電極に流れる半径方向の電流
による磁界により実質的に打ち消される。

【００２７】請求項１４、１５、１６の発明の真空バル
ブは、対向して配設された一対の電極部における対向面
の外周部が曲面に形成され、かつ電極部を構成するコイ
ル電極の対向面に設けられた円板状の主電極がコイル電
極の直径より小さく形成されているため、電極間の電界
は緩和され、かつアーク発生時の電流が対向して配設さ
れたコイル電極において円弧状の軌跡を描いて流れて電
極間に軸方向磁界を発生させる。

【００２８】請求項１７の発明の真空バルブによれば、
アークが発生する主電極の全面においてアーク拡散を維
持するに充分な縦磁界強度を有するため、アークの局部
的集中を防ぎ、アークを全面に均一に拡散させて遮断性
能を向上させる。

【００２９】請求項１８、１９、２０、２１、２２、２
３、２４、２５の発明による真空バルブは、主電極裏側
に配置された良導電体に流れる電流を、その良導電体に
形成する高抵抗帯の形状に工夫を加えることによって制
御し、軸方向磁界の分布・強度の向上やうず電流の低減
を図る。即ち、良導電体を流れるうず電流を低減した
り、また良導電体を流れる電流（主電流とうず電流）に
より発生する磁界が、コイル電極を流れる電流により発
生する軸方向磁界と同方向となるようにしたり、更に発
弧したアークを速やかに拡散したりする。

【００３０】請求項２６、２７、２８、２９、３０、３
１の発明の真空バルブは、コイル電極の円弧部やスリッ
ト部のような耐電圧性能を低下させる電界の高い領域を
コイルカバーにより被覆するなどして、主電極間に露出
しないように構成し、あるいは上記領域にアークが発生
しないようにして、電極全体としての耐電圧特性を高め
るようにした。

【００３１】

【実施例】

実施例１ 以下、請求項１の発明に係る真空バルブの実施例１を図
を参照して説明する。図１は実施例１の真空バルブにお
ける電極部を示す斜視図であり、図２は図１の電極部の
分解斜視図である。図１に示す真空バルブの電極部は、
真空容器内に配設されて、操作機構部（図示せず）によ
り接離動作するよう構成されている。図１に示す電極部
は、真空容器に絶縁固定された固定電極部２０と、操作
機構部（図示せず）の駆動により上下動作して接離動作
する可動電極部３０とにより構成されており、固定電極
部２０と可動電極部３０は実質的に同一の構造を有して
おり、その一方を上下に倒立させて相対向して配置した
ものである。図２の分解斜視図に示すように、固定電極
部２０は固定電極棒５、固定接続導体１１、支持部材１
２、固定コイル電極１３、固定主電極１４により構成さ
れており、可動電極部３０は可動電極棒８、可動接続導
体１５、支持部材１６、可動コイル電極１７、可動主電
極１８により構成されている。固定電極部２０と可動電
極部３０は前記のように同一構造を有しているため、以
下、固定電極部２０の構成について詳細に説明する。

【００３２】図２に示すように、固定接続導体１１は、
固定電極棒５の先端部５ａに嵌合されるリング状の保持
部１１ａと、この保持部１１ａから半径方向外方に導出
する一本の腕部１１ｂを有している。固定コイル電極１
３の外周部に設けられているリング状のコイル部１３ａ
には円周の一部を切断することによって切欠部６１が形
成されている。前記腕部１１ｂの外方端部は前記切欠部
６１の近傍の接続部１３ｚにおいて、コイル部１３ａに
電気的に接続されている。すなわち、コイル部１３ａは
一部に切欠部６１を有する環形状であり、前記腕部１１
ｂの外方端部はコイル部１３ａの一方の端部内側に接続
されている。固定コイル電極１３のコイル部１３ａの内
側には環内部１３ｂが形成されており、この環内部１３
ｂの軸方向の厚みは前記コイル部１３ａの軸方向の厚み
より薄く形成されている。環内部１３ｂには、コイル部
１３ａの切欠部６１に連なり環内部１３ｂの中心を通る
直線状（直径上）の溝４０が形成されており、溝４０の
長さはコイル部１３ａの内径と実質的に同等又はそれ以
下に形成されている。また、環円部１３ｂの中心におい
て溝４０に直交する溝５０が形成されており、溝５０の
長さはコイル部１３ａの内径と実質的に同等又はそれ以
下に形成されている。固定電極部２０のコイル部１３ａ
と腕部１１ｂ間を接続する接続部１３ｚと、前記可動電
極部３０のコイル部１７ａと腕部１５ｂ間を接続する接
続部１７ｚは、対向する切欠部６１、６１と前記コイル
部１３ａ、１７ａの中心を通る平面の両側にそれぞれ配
置されている。

【００３３】図２に示すように、支持部材１２は固定コ
イル電極１３の環内部１３ｂに形成された凹部１３ｃに
当接して固定コイル電極１３を支持しており、その材料
は例えばステンレス鋼等の高抵抗材により形成されてい
る。支持部材１２において軸方向に突設された棒状の軸
部分は固定電極棒５の先端部５ａに形成された穴に嵌入
固定されるよう構成されている。固定コイル電極１３の
可動電極部３０に対向する面に配設される円板状の固定
主電極１４には、前記固定コイル電極１３に形成された
溝４０、５０と同一形状の溝６０、７０が形成されてお
り、固定コイル電極１３の溝４０、５０と固定主電極１
４の溝６０、７０がそれぞれ重なるように、固定主電極
１４は固定コイル電極に固定されている。図２に示すよ
うに、固定主電極１４と可動主電極１８のそれぞれの対
向する面の略中央には、接触用凸部８０が形成されてお
り、対向する主電極間のアーク発生部位となっている。

【００３４】固定主電極１４、可動主電極１８、接触用
凸部８０は、真空バルブの容量、使用目的等に応じて次
に示す各種材料により形成される： （１）大容量の真空バルブに用いる場合は、Ｃｕ−Ｃｒ
系やＣｕ−Ｃｏ系の接点材料、（２）高耐圧の真空バル
ブに用いる場合は、Ｃｕ−Ｗ系やＣｕ−Ｃｒ（全体に対
して５０ｗｔ％以上）系の接点材料、（３）接点の溶着
作用の防止に特に留意する場合は、Ｃｕ−Ｃｒ系やＣｕ
−Ｃｏ系の接点材料中に添加物として低融点材料（Ｂ
ｉ、Ｓｂ、Ｐｂ又はＴｅ等）を含めた接点材料、（４）
サージの発生を抑制する場合は、Ｃｕ−Ｃｒ系の基材に
低融点材料（Ｂｉ、Ｓｂ、Ｐｂ又はＴｅ等が全体に対し
て２０ｗｔ％以下）を含めた接点材料や、ＡｇＷＣ系
（添加物としてＣｏ、Ｎｉ又はＦｅ等が全体に対して５
ｗｔ％以下）の接点材料。

【００３５】次に、上記のように構成された実施例１の
真空バルブの電極部におけるアーク発生時の電流の流れ
について、図２を用いて説明する、。図２に示すよう
に、固定主電極１４と可動主電極１８の間にアークＡが
発生した場合において、電流は、例えば固定電極棒５か
ら固定接続導体１１を介してコイル部１３ａへ流れてア
ーク発生点へ到り、可動側電極部３０においてはアーク
発生点から可動主電極１８の半径方向へ流れてコイル部
１７ａを通り、コイル部１７ａの端部から可動接続導体
１５を流れて可動電極棒８へ到る。

【００３６】上記のように、アーク発生時の電流は、電
気抵抗の低い材料で形成された各コイル電極１３、１７
の円周部分にあるコイル部１３ａ、１７ａを通るため、
そのときの電流は同方向で実質的な円弧状の軌跡を描
く。このため、アーク発生時の主電極間には軸方向磁界
が発生する。図３及び図４は、上記実施例１における電
極部の変形例を示す斜視図である。図３に示す電極部の
固定主電極８５及び可動主電極８６のそれぞれの対向す
る面には複数の接触凸部８０ａが形成されており、電極
間におけるアーク発生部位を特定している。図４に示す
電極部は平板状の固定主電極９２と可動主電極９３によ
り構成されており、電極構造の簡素化を図ったものであ
る。

【００３７】上記実施例１における電極部に形成された
溝は＋（クロス）形に形成されたものを示したが、本発
明はこの形状に特定するものではなく、図５、図６、図
７に示すような溝を電極部に形成しても上記実施例１と
同様の効果を奏する。図５、図６、図７は、各主電極及
び各コイル電極に形成される溝の形状を示した図であ
り、電極部における主電極だけを取り出して示す平面図
である。図５に示す主電極８８は直線状の溝８２のみが
形成されたものであり、図６に示す主電極８９はＹ字状
の溝８３が形成されたものである。図７の主電極９０は
星形の穴８４をその略中央に形成したものであり、主電
極９０の外周部の一部（図７における下部）に切欠部６
２が形成されている。以上のように各主電極及びコイル
電極を以上のように構成することにより、アーク発生時
に各主電極を流れる電流は、電気抵抗の低いコイル電極
のコイル部を通って略円弧状の軌跡を描くため、上記の
ような電極部を有する真空バルブの電極間には軸方向磁
界が発生して、プラズマアークは効果的に拡散される。
さらに、本実施例の真空バルブは電極間の電気抵抗が低
いために、大電流遮断用として用いることができる。

【００３８】実施例２ 以下、請求項２の発明に係る真空バルブの実施例２を図
８を参照して説明する。図８は実施例２の真空バルブに
おける電極部を示す斜視図である。図８において、前述
の実施例１における部品と同じ構造、機能を有するもの
については、同じ符号を付してその説明は省略する。図
８に示す実施例２の真空バルブは、真空容器内に対向し
て配設された一対の電極部の固定電極部２０と可動電極
部３０が実質的に同一構造を有して接離可能に構成され
ている。

【００３９】実施例２の真空バルブについて、前述の実
施例１と異なる点について以下に述べる。実施例２の固
定電極部２０と可動電極部３０のそれぞれの主電極９
４、９５は、溝が形成されていない実質的に平坦な円板
状の金属板により構成されている。主電極９４、９５は
溝の形成された各コイル電極１３、１７の対向する面に
配設されている。また、円板状の各主電極の対向する面
の縁部は曲面により構成されており、各主電極間におけ
る電界の集中は緩和されている。なお、実施例２の各主
電極９４、９５は、前述の実施例１で述べた主電極と同
じ材料により構成されている。

【００４０】次に、上記のように構成された実施例２の
真空バルブの電極部におけるアーク発生時の電流の流れ
について説明する。固定主電極９４と可動主電極９５の
間にアークＡが発生した場合において、電流は抵抗値の
小さい各コイル電極１３、１７の外周部にあるコイル部
１３ａ、１７ａを流れる。このため、アーク発生時の電
流は、各電極部において円弧状の軌跡を描いて流れ、電
極間に均一な軸方向磁界を発生させて、プラズマアーク
を高効率で拡散する。また、実施例２の各主電極９４、
９５は、平板な形状であり、かつそれぞれの対向する面
の縁部が曲面により構成されているため耐電圧性能の優
れた真空バルブとなっている。

【００４１】実施例３ 以下、請求項３の発明に係る真空バルブの実施例３を図
９を参照して説明する。図９は実施例３の真空バルブに
おける電極部を示す斜視図である。図９において、前述
の実施例１における部品と同じ構造、機能を有するもの
については、同じ符号を付してその説明は省略する。図
９に示す実施例３の真空バルブは、真空容器内に対向し
て配設された一対の電極部の固定電極部２０と可動電極
部３０が実質的に同一構造を有して接離可能に構成され
ている。

【００４２】実施例３の真空バルブについて、前述の実
施例１と異なる点について以下に述べる。実施例３の各
電極部における各主電極９６、９７と各コイル電極９
１、８７には、その中心部を通る放射状の溝６０、７０
の他に、各主電極９６、９７と各コイル電極９１、８７
の中央部分に穴８１が形成されている。各主電極９６、
９７及び各コイル電極９１、８７を機械的に支持する支
持部材は前記穴８１を塞ぐように穴８１の直径より大き
く形成されている。次に、上記のように構成された実施
例３の真空バルブの電極部におけるアーク発生時の電流
の流れについて説明する。実施例３の各主電極９６、９
７及び各コイル電極９１、８７にはその中央部分に穴８
１が形成されているため、遮断時に発生するアークは中
央部分に発生せず、各主電極９６、９７の円周部近傍に
発生する。このため、アーク発生時の電流は各主電極９
６、９７の円周部背面に設けられている各コイル部９１
ａ、８７ａへ速やかに流れて、各主電極９６、９７に流
れる電流の軌跡は実質的な円形状に近似した形となる。
この結果、遮断時の電極間には均一な軸方向磁界が発生
してプラズマアークを高効率で拡散する。

【００４３】実施例４ 図１０は請求項４、５、６、７の発明に係る実施例４の
真空バルブにおける固定電極部２０と可動電極部３０の
電極構造を示す分解斜視図である。固定電極部２０と可
動電極部３０は実質的に同一構造を有しているために、
以下は可動電極部３０について説明する。図１０におい
て、４３は導体で構成されたコイル電極であり、その中
心部には電極棒８の先端部８ａに嵌合されるリング状の
保持部４３ａを有し、この保持部４３ａから半径方向外
方に４本の腕部４３ｂが伸びている。そして、４３ｃは
上記腕部４３ｂの先端から同一円周方向に伸びる円弧状
のコイル部であり、このコイル部４３ｃはその上面４３
ｄ全面が円板状の主電極４１の背面に接触するように軸
方向に突出して形成されている。４２は主電極４１の背
面を機械的に支持する支持部材で、その主体は例えばス
テンレス鋼等の高抵抗材により形成されており、その軸
方向に突設された棒状部４２ａは電極棒８の支持穴８ｂ
に挿入固定されている。その支持部材４２における円板
状の支持部４２ｂは主電極４１の中央部を支持してい
る。

【００４４】次に、上記実施例４の動作を図１１を用い
て説明する。図１１の（ａ）は固定電極部２０と可動電
極部３０を相対向させた状態を示す斜視図であり、図１
１の（ｂ）は可動電極部３０の中心軸で分割された断面
図である。可動主電極４１ａにおいて発生したアークＡ
のアーク発生点Ｐからの電流は、図の点線で示すよう
に、可動主電極４１ａの半径方向に向かって放射状に流
れ、可動コイル電極４３のコイル部４３ｃに達すると、
可動主電極４１ａより抵抗の小さいコイル部４３ｃの内
部を通り、図１１の（ｂ）に示す可動コイル電極４３の
腕部４３ｂ→保持部４３ａを経て可動電極棒８に流れ
る。また、固定主電極４１ｂ側でも点線矢印で示された
方向の電流が流れる。そして上記のように電流が流れる
ことにより、主電極間に軸方向磁界が発生してアークの
拡散が行われる。

【００４５】上記実施例４の真空バルブにおいては、 （1）各コイル電極４３におけるコイル部４３ｃの主電
極接触面４３ｄと主電極４１ａ、４１ｂとが密着してい
るので、コイル電極４３のコイル部４３ｃから主電極表
面までの距離が短くなり、主電極間の軸方向磁界強度を
高めることができ、また、磁束漏れも生じにくい構造と
なり磁界分布が良好になる。即ち、実施例４の真空バル
ブによれば強力かつ良好な磁界分布を有する軸方向磁界
を発生させることができるので、アークを全面拡散する
能力が高まり、遮断性能がさらに向上する効果がある。 （2）また、各コイル部４３ｃの主電極接触面全面がそ
れぞれの主電極４１ａ、４１ｂの背部に接合されている
ので、機械的強度がさらに強くなる。

【００４６】実施例５ 上記実施例４における支持部材４２の主電極４１と接触
する面４２ｂに、図１２の（ａ）に示すように例えばク
ロス型の良導電体４４を形成すると、アーク発生点Ｐか
らの電流は、その大部分が支持部材４２の上面に形成し
たクロス型の良導電体４４に案内されて、コイル部４３
ｃの先端部に流れ込み、コイル電極４３の腕部４３ｂ→
保持部４３ａを経て電極棒８に流れる。即ち、支持部材
４２の上面に設けた良導電体４４は、主電極４１に発生
したアーク発生時の電流をできる限りコイル部４３ｃ先
端に導き、コイル部４３ｃに流れる電流を増大させ磁界
強度を高める働きをする。よって、その形状はコイル部
４３ｃに効果的に電流を流すならクロス型でなくても良
く、例えば図１２の（ｂ）に示すような円板形状であっ
ても良い。なお、この良導電体４４はアーク発生時にお
ける電極間抵抗の低減を図るとともに、主電極４１から
の支持部材４２を通り電極棒８に漏れる電流を抑制する
働きもする。図１２の（ｃ）は可動電極部の部分断面図
である。

【００４７】実施例６ 図１３の（ａ）と（ｂ）は請求項４、５、６、７の発明
に係る実施例６の真空バルブの電極構造を示した斜視図
及び部分断面図である。図１３の（ａ）において、高抵
抗部４５はコイル電極４３のコイル部４３ｃに当設して
いる主電極４１ａ、４１ｂの円周方向部分の内径側に沿
って設けられており、溝又はステンレス等の高抵抗部材
により形成されている。図１３に示す高抵抗部４５は溝
により構成されたものを示す。この円周方向の高抵抗部
４５により形成される円周方向に伸びる主電極４１ａ、
４１ｂの腕は、その先端部が半径方向に伸びるコイル電
極４３の腕部４３ｂの導出位置に対応しており、その根
本部がコイル電極４３のコイル部４３ｃの先端部に対応
する位置に配置されている。また、４６は主電極４１の
半径方向に設けられた高抵抗部（溝又はステンレス等の
高抵抗部材、図１３は溝により構成されたもので示
す。）である。その他の構成は前述の実施例４と同様で
あるので説明を省略する。実施例６の真空バルブにおい
て、円周方向の高抵抗部４５は、電流をできる限りコイ
ル電極４３のコイル部４３ｃに沿って流れるように設け
たものであり、このために、電極間の磁界強度は強くな
り、かつ均一となる。また、従来の真空バルブにおい
て、コイル電極により軸方向磁界を発生させると、この
磁界により主電極上にうず電流が生じ、そのうず電流に
よる逆方向磁界が軸方向磁界を減少させる。しかし、実
施例６の半径方向の高抵抗部４６は、主電極４１ａ、４
１ｂ上におけるうず電流の発生を抑制して軸方向磁界の
減少を防止する働きをする。

【００４８】請求項４、５、６、７の発明におけるその
他の実施例 その他の実施例の真空バルブは、アーク発生時の電極端
子間の抵抗を低減し、アークの発生部位を限定するため
に図１４（ａ）の斜視図と（ｂ）の部分断面図に示すよ
うに主電極４１ａ、４１ｂの接触面中央部に凹部４７を
形成したものや、図１５の斜視図に示すように凸部４８
を形成したものがある。更に、上記実施例６ではコイル
電極の腕部４３ｄ及びコイル部４３ｃが４本形成した電
極で示したが、操作条件や接点材料の変化、又、遮断電
流値の大きさにより磁界の強度を変化させたい場合に
は、コイル電極４３の腕部４３ｂ及びコイル部４３ｃの
本数を変える事により磁界の強さを変化させる事ができ
るとともに、上記実施例６と同様な効果を奏する。

【００４９】実施例７ 従来の真空バルブは図５９及び図６０に示したように、
遮断時に発生したアークによる電流が各電極においてそ
の円周方向に流れて電極間に軸方向磁界を発生させてい
るが、それぞれの電極には円周方向以外の電流も流れて
いるため、電極間には均一な軸方向磁界が発生せず、プ
ラズマアークを効率高く拡散することが困難であった。
請求項８、９、１０の発明は、電極間における軸方向磁
界を均一にし、電極間のプラズマアークを高効率で拡散
することのできる真空バルブを得るものであり、以下に
その詳細を説明する。以下、請求項８の発明に係る真空
バルブの実施例７を図を参照して説明する。図１６は実
施例７の真空バルブにおける電極部を示す斜視図であ
り、図１７は図１６の電極部における可動電極部１１４
の分解斜視図であり、図１８は図１７の可動電極部１１
４の断面図である。図１６に示す真空バルブの電極部
は、真空容器内に配設されて、操作機構部（図示せず）
により接離動作するよう構成されている。図１６に示す
電極部は、真空容器に絶縁固定された固定電極部１１３
と、操作機構部（図示せず）の駆動により上下動作して
接離動作する可動電極部１１４とにより構成されてお
り、固定電極部１１３と可動電極部１１４は実質的に同
一の構造を有している。図１７の分解斜視図に示すよう
に、可動電極部１１４は可動電極棒８、コイル電極１３
０、主電極１３１、支持部材１３２により構成されてい
る。

【００５０】図１７に示すように、コイル電極１３０
は、その中心部に可動電極棒８の先端部８ａに嵌合され
るリング状の保持部１３０ａを有し、この保持部１３０
ａから半径方向外方（放射状）に４本の腕部１３０ｂ、
１３０ｂ、１３０ｂ、１３０ｂが導出している。保持部
１３０ａから導出する腕部１３０ｂは２ヵ所において略
直角に屈曲しており、この腕部１３０ｂの外方端は円弧
状のコイル部１３０ｃの一端に連なり、前記腕部１３０
ｂ内の保持部１３０ａからの放射状の導出部分１３０ｄ
はコイル部１３０ｃの他端に向って導出している。それ
ぞれの腕部１３０ｂ、１３０ｂ、１３０ｂ、１３０ｂに
連なる４つのコイル部１３０ｃ、１３０ｃ、１３０ｃ、
１３０ｃは実質的に同一円周上に形成されており、これ
らのコイル部１３０ｃ、１３０ｃ、１３０ｃ、１３０ｃ
の上面は、それぞれの全面において円板状の主電極１３
１の背面に接触するように、前述の保持部１３０ａや腕
部１３０ｂより上方へ突出するよう構成されている。図
１８の断面図に示すように、支持部材１３２は主電極１
３１の背面に当接して主電極１３１を機械的に支持して
おり、その主体は例えばステンレス鋼等の高抵抗材によ
り形成されている。支持部材１３２において、軸方向に
伸びる棒状の軸部分１３２ａは可動電極棒８の先端部８
ａに形成された支持穴８ｂに嵌入固定されるよう構成さ
れている。

【００５１】図１７において、コイル電極１３０の上部
に配設される円板状の主電極１３１には、円弧状に導出
する４つの外周部１３１ａ、１３１ａ、１３１ａ、１３
１ａが形成されており、この４つの外周部１３１ａ、１
３１ａ、１３１ａ、１３１ａは実質的に同一円周上に形
成されている。これらの外周部１３１ａは前記コイル電
極１３０のコイル部１３０ｃのそれぞれの上面に重なる
よう配設されている。また、主電極１３１には、放射状
の溝１９０が形成されており、この溝１９０によりアー
ク発生点となる中心部分近傍から前記外周部１３１ａへ
連なる案内部１３１ｂが形成されている。

【００５２】次に、上記のように構成された実施例７の
真空バルブの電極部において、アーク発生時における電
流の流れについて図１９を用いて説明する。図１９は図
１７の可動電極部１１４の主電極１３１とその背面にあ
るコイル電極１３０を示す平面図である。可動電極部１
１４が固定電極部１１３から開離した遮断時において、
アークＡが図１６に示す主電極１３１の略中央（点Ｐで
示す。）に発生した場合、電流は主電極１３１とコイル
電極１３０を電流径路Ｒに沿って可動電極棒８へ流れ
る。すなわち、この電流は、主電極１３１において案内
部１３１ｂを通って半径方向へ流れ、主電極１３１の外
周部１３１ａとコイル電極１３０のコイル部１３０ｃ→
腕部１３０ｂ→保持部１３０ａ→可動電極棒８へと流れ
る。一方、このときの固定電極部１１３においては、図
１６において矢印Ｌで示すように、電流が固定電極棒５
からコイル電極１２０の保持部１２０ａ→腕部１２０ｂ
→コイル部１２０ｃと主電極１２１の外周部１２１ａを
通って主電極１２１の案内部へ流れる。主電極１２１に
おける電流は、この案内部を半径方向に流れて、アーク
Ａの発生点Ｐへ流れる。

【００５３】図１９の可動電極部１１４の平面図に示す
ように、主電極１３１の案内部１３１ｂを半径方向に流
れるアーク発生時の電流は、その背面に配設されたコイ
ル電極１３０の腕部１３０ｂに流れる電流に対して実質
的に逆方向に流れており、その電流値は実質的に同一で
ある。このため、主電極１３１の案内部１３１ｂを半径
方向へ流れる電流により発生する磁界は、コイル電極１
３０の腕部１３０ｂに流れる電流の磁界により打ち消さ
れ、同様に、固定側電極部１１３の主電極１２１におけ
る案内部を半径方向に流れる電流による磁界は、コイル
電極１２０の腕部１２０ｂに流れる電流の磁界により打
ち消される。上記のように、各主電極１２１、１３１に
おける半径方向に流れるアーク発生時の電流による磁界
は、コイル電極１２０、１３０の腕部１２０ｂ、１３０
ｂに流れる電流による磁界により相殺され、コイル電極
１２０、１３０のコイル部１２０ｃ、１３０ｃ及び主電
極１２１、１３１の外周部１２１ａ、１３１ａに流れる
電流による軸方向磁界が発生し、各主電極間には均一な
軸方向磁界が顕在化し、遮断時に発生したプラズマアー
クは高効率で拡散される。

【００５４】実施例８ 以下、請求項９の発明に係る真空バルブの実施例８を図
を参照して説明する。図２０は実施例８の真空バルブに
おける電極部を示す斜視図であり、図２１は図２０の可
動電極部１２４の分解斜視図である、各図において、前
述の実施例７における部品と同じ構造、機能を有するも
のについては、同じ符号を付してその説明は省略する。
図２０において、真空容器内に対向して配設された固定
側電極部１２３と可動側電極部１２４は、実質的同一構
造を有して接離可能に構成されている。図２１に示すよ
うに、可動電極部１２４は、可動電極棒８、支持部材１
３２、コイル電極１５０、主電極１５１により構成され
ている。

【００５５】コイル電極１５０は、その中心部に可動電
極棒８の先端部８ａに嵌合されるリング状の保持部１５
０ａを有し、この保持部１５０ａから半径方向外方に４
本の腕部１５０ｂ、１５０ｂ、１５０ｂ、１５０ｂが導
出している。腕部１５０ｂは、前述の第７実施例と同じ
ように、２ヵ所において略直角に屈曲してコイル部１５
０ｃに連なっている。それぞれの腕部１５０ｂに連なる
４つのコイル部１５０ｃ、１５０ｃ、１５０ｃ、１５０
ｃは実質的に同一の円周上に形成されている。図２１に
示すように、腕部１５０ｂから連なるコイル部１５０ｃ
の端部には、上方へ突出する接触部１５０ｄが形成され
ており、この接触部１５０ｄが主電極１５１の背面に接
触するよう構成されている。図２１に示すように、コイ
ル電極１５０の保持部１５０ａから導出する各腕部１５
０ｂは、他の腕部１５０ｂに連なる接触部１５０ｄの方
向に実質的に導出しており、屈曲部分を介してコイル部
１５０ｃへ連なるよう構成されている。コイル電極１５
０の接触部１５０ｄにより接触される主電極１５１は、
前述の第７実施例の主電極１３１と同じように真空バル
ブの容量、使用目的等に応じて各種材料により構成され
て、円板状に形成されている。

【００５６】次に、上記のように構成された実施例８の
真空バルブの電極部において、アーク発生時における電
流の流れについて説明する。可動電極部１２４が固定電
極部１２３から開離した遮断時において、アークＡが主
電極１５１の図２０及び図２１に示す位置に発生した場
合、電流は主電極１５１とコイル電極１５０を矢印Ｌで
示す方向へ流れる。すなわち、この電流は、主電極１５
１においてその半径方向へ流れて、コイル電極１５０の
接触部１５０ｄ→コイル部１５０ｃ→腕部１５０ｂ→保
持部１５０ａ→可動電極棒８へと流れる。一方、固定電
極部１２３においては、アーク発生時の電流は固定電極
棒５から保持部１４０ａ→腕部１４０ｂ→コイル部１４
０ｃ→接触部１４０ｄ→固定側の主電極１４１へと流
れ、この主電極１４１においてその半径方向に流れる。

【００５７】図２１に示すように、遮断時において主電
極１５１を流れる電流は、接触部１５０ｄを通してコイ
ル部１５０ｃ及び腕部１５０ｂに流れており、このと
き、腕部１５０ｂを流れる電流の方向は主電極１５１に
おいて流れる半径方向の電流の向きと実質的に逆方向で
あるため、主電極１５１において流れる半径方向の電流
により発生する磁界は、コイル電極１５０の腕部１５０
ｂに流れる電流の磁界により実質的に打ち消される。ま
た、固定電極部１２３においても主電極１４１における
半径方向に流れる電流による磁界は、コイル電極１４０
の腕部１４０ｂに流れる電流の磁界により実質的に打ち
消される。上記のように、コイル電極１４０、１５０の
腕部１４０ｂ、１５０ｂの導出方向を主電極１４１、１
５１において流れるアーク発生時の電流の向きに実質的
に一致させることにより、遮断時の主電極間には、均一
な軸方向磁界が発生し、遮断時に発生するプラズマアー
クは有効に拡散される。

【００５８】実施例９ 以下、請求項１０の発明に係る真空バルブの実施例９を
図を参照して説明する。図２２は実施例９の真空バルブ
における電極部のコイル電極１６０を示す平面図であ
る。実施例９において、コイル電極１６０以外は、前述
の実施例８の真空バルブの電極部と同じ構成である。図
２２に示すように、実施例９のコイル電極１６０は、そ
の中心部に可動電極棒に嵌合されるリング状の保持部１
６０ａを有し、この保持部１６０ａから半径方向外方に
４本の腕部１６０ｂ、１６０ｂ、１６０ｂ、１６０ｂが
導出している。実施例９のコイル電極１６０は、腕部１
６０ｂに連なって第１のコイル部１６０ｃ及び第２のコ
イル部１６０ｄが屈曲部分を介して形成されており、４
つの第１のコイル部１６０ｃ、１６０ｃ、１６０ｃ、１
６０ｃ及び４つの第２のコイル部１６０ｄ、１６０ｄ、
１６０ｄ、１６０ｄはそれぞれが実質的に同一の円周上
に形成されている。したがって、実施例９のコイル電極
１６０のコイル部は２重構造を有するよう構成されてい
る。

【００５９】第２のコイル部１６０ｄの各端部には、前
述の実施例８のコイル部１５０ｃと同様に、接触部１６
０ｅがそれぞれ突設されており、この接触部１６０ｅが
主電極の背面に接触するよう構成されている。また、保
持部１６０ａから導出する腕部１６０ｂは、他の腕部１
６０ｂに連なる接触部１６０ｅの方向に導出するよう構
成されている。上記のように、コイル電極１６０の腕部
１６０ｂの実質的な導出方向を主電極において流れるア
ーク発生時の電流の向きと実質的に一致させるととも
に、コイル電極１６０を２重構造とすることにより、電
極間には磁界強度の大きい均一な軸方向磁界が発生し、
プラズマアークは高効率で拡散される。尚、上記実施例
７、８、９ではコイル電極の腕部が４本で構成されたも
ので説明したが、本発明の真空バルブにおける腕部は４
本に限定されるものではなく、複数本であれば上記各実
施例７、８、９と同様の効果を奏する。

【００６０】実施例１０ 以下、請求項１１の発明に係る真空バルブの実施例１０
を図を参照して説明する。図２３は実施例１０の真空バ
ルブにおける電極部を示す斜視図であり、図２４は図２
３の電極部の分解斜視図である。図２３に示す真空バル
ブの電極部は、真空容器内に配設されて、操作機構部
（図示せず）により接離動作するよう構成されている。
図２３に示す電極部は、真空容器に絶縁固定された固定
電極部２１３と、操作機構部（図示せず）の駆動により
上下動作して接離動作する可動電極部２１４とにより構
成されており、固定電極部２１３と可動電極部２１４は
実質的に同一の構造を有している。図２４の分解斜視図
に示すように、固定電極部２１３は固定電極棒５、固定
コイル電極２２０、固定主電極２２１、支持部材２３２
ａにより構成されており、可動側電極部２１４は可動電
極棒８、可動コイル電極２３０、可動主電極２３１、支
持部材２３２ｂにより構成されている。

【００６１】可動電極部２１４の可動コイル電極２３０
は、その中心部に可動電極棒８の先端部８ａに嵌合され
るリング状の保持部２３０ａを有し、この保持部２３０
ａから半径方向外方（放射状）に４本の腕部２３０ｂ、
２３０ｂ、２３０ｂ、２３０ｂが導出している。各腕部
２３０ｂの外方端は円弧状の各コイル部２３０ｃの一端
に連なっており、これらのコイル部２３０ｃ、２３０
ｃ、２３０ｃ、２３０ｃは実質的に同一円周上に形成さ
れている。図２４に示すコイル部２３０ｃ、２３０ｃ、
２３０ｃ、２３０ｃの上面は、それぞれの全面において
円板状の可動主電極２３１の背面に接触するように、前
述の保持部２３０ａや腕部２３０ｂより上方へ突出する
よう構成されている。

【００６２】図２４に示すように、可動主電極２３１に
は円周から中心に向って形成された第１の溝２４０と、
円周方向に沿って形成された第２の溝２５０と、この第
２の溝の端より中心に向って形成された第３の溝２６０
が設けられている。このため、可動主電極２３１には、
その中心部分から半径方向（放射状）に伸びる第１の腕
２３１ａとその第１の腕２３１ａに連なり円弧状に形成
された第２の腕２３１ｂが形成されている。この可動主
電極２３１に形成された円弧状の４つの第２の腕２３１
ｂ、２３１ｂ、２３１ｂ、２３１ｂは実質的に同一円周
上に形成されている。

【００６３】可動主電極２３１の固定主電極２２１に対
向する面の略中央には接触用凸部２３４が形成されてお
り、対向する固定主電極２２１との間のアーク発生部位
となっている。可動電極部２１４の可動主電極２３１
は、その背面中央に形成された凹部（図示せず）に嵌着
され可動電極棒８に嵌入固定された支持部材２３２ｂに
より機械的に支持されている。可動主電極２３１は固定
主電極２２１に対して回動せずに上下動作するよう構成
されており、可動主電極２３１と固定主電極２２１は常
に所定位置が対向するよう構成されている。支持部材２
３２ｂは、例えばステンレス鋼等の高抵抗材により形成
されており、アーク発生時における可動主電極２３１と
可動電極棒８間の直接的な電流の流れを抑制している。
一方、固定電極部２１３は、上記可動電極部２１４と実
質的に同一構造を有しており、互いに点対称的に配設さ
れており、固定主電極２２１の第１の腕２２１ａと可動
主電極２３１の第１の腕２３１ａはそれぞれ実質的に同
一方向に導出するよう配置されている。

【００６４】次に、上記のように構成された実施例１０
の真空バルブの電極部におけるアーク発生時の電流の流
れについて、図２５を用いて説明する。図２５はアーク
発生時における固定主電極２２１と可動主電極２３１を
電流が流れた場合を示す平面図である。同図において固
定主電極２２１及び可動主電極２３１はそれぞれ固定主
電極２２１と可動主電極２３１だけを取り出して示す図
で、何れも図２３の軸上上方から見た平面図である。図
２５において、点Ｐはアークの発生点であり、矢印は電
流の流れる方向を示している。図２５の上部に示す固定
主電極２２１における電流の流れは、固定主電極２２１
の背面にある固定コイル電極２２０の腕部２２０ｂを通
った電流が固定主電極２２１の第２の腕２２１ｂに沿っ
て円周方向に流れる。第２の腕２２１ｂを通った電流は
第１の腕２２１ａを通って半径方向へ流れてアーク発生
点Ｐに向う。このとき、図２５の下部に示す可動主電極
２３１においては、電流がアーク発生点Ｐから第１の腕
２３１ａを通って半径方向へ流れ、その円周に沿って形
成された第２の腕２３１ｂを流れる。可動主電極２３１
の第２の腕２３１ｂを流れた電流は、その背面にある可
動コイル電極２３０の腕部２３０ｂを通り可動電極棒８
へ流れる。

【００６５】図２５に示すように、固定主電極２２１に
流れる半径方向の電流Ｌ１と可動主電極２３１に流れる
半径方向の電流Ｌ２は、それぞれの対向する位置にあ
り、かつ実質的に逆向きに流れているため、固定主電極
２２１に流れる半径方向の電流Ｌ１により発生する磁界
は、可動主電極２３１に流れる半径方向の電流Ｌ２によ
り発生する磁界により実質的に打ち消される。したがっ
て、電極間には固定主電極２２１の第２の腕２２１ｂと
可動主電極２３１の第２の腕２３１ｂのそれぞれに流れ
る円周方向の電流により均一な軸方向磁界が発生し、遮
断時に発生した電極間のプラズマアークは有効に拡散さ
れる。

【００６６】実施例１１ 以下、請求項１２の発明に係る真空バルブの実施例１１
を図２６を参照して説明する。図２６は実施例１１の真
空バルブにおける電極部を示す斜視図である。図におい
て、前述の実施例１０における部品と同じ構造、機能を
有するものについては、同じ符号を付してその説明は省
略する。図２６に示す固定電極部２１３と可動電極部２
１４は、真空容器内に対向して配設されており実質的に
同一構造を有して接離可能に構成され、点対称的に配置
されている。実施例１１の固定電極部２１３及び可動電
極部２１４は、前述の実施例１０と同じように構成され
ており、すなわち、固定電極部２１３は固定電極棒５、
固定コイル電極２２０、固定主電極２４１及び支持部材
により構成されており、可動電極部２１４は可動電極棒
８、可動コイル電極２３０、可動主電極２５１及び支持
部材により構成されている。

【００６７】図２６に示すように、可動主電極２５１に
は円周から中心に向う第１の溝２４０に連なって円周方
向に沿って形成された第２の溝２５０と、この第２の溝
２５０の端より中心に向って形成された第３の溝２６０
と、この第３の溝２６０に連なって円周方向に形成され
た第４の溝２９０が設けられている。このため、可動主
電極２５１には、屈曲された第１の腕２５１ａとその第
１の腕２５１ａに連なり円弧状に形成された第２の腕２
５１ｂが形成されている。この可動主電極２５１に形成
された円弧状の４つの第２の腕２５１ｂ、２５１ｂ、２
５１ｂ、２５１ｂは実質的に同一円周上に形成されてい
る。

【００６８】上記にように構成された実施例１１の真空
バルブの電極部におけるアーク発生時の電流の流れにつ
いて、図２７を用いて説明する。図２７は固定主電極２
４１と可動主電極２５１を流れるアーク発生時の電流の
方向を示す図である。同図に示す固定主電極２４１及び
可動主電極２５１は、何れも図２６の軸上上方から見た
平面図である。図２７において、点Ｐはアーク発生点、
矢印は電流の流れる方向を示している。可動電極部２１
４が固定電極部２１３から開離した遮断時において、ア
ークＡが図２７に示す位置（点Ｐ）に発生した場合、固
定主電極２４１と可動主電極２５１における電流は、矢
印Ｌ１及びＬ２で示す半径方向へ流れる。図２７に示す
ように、固定主電極２４１に流れる半径方向の電流Ｌ１
の径路と可動主電極２５１に流れる半径方向の電流Ｌ２
の径路は、それぞれ対向する位置にあり、かつ実質的に
逆向きに流れるよう配設されている。このため、固定主
電極２４１に流れる半径方向の電流Ｌ１により発生する
磁界は、可動主電極２５１に流れる半径方向の電流Ｌ２
により発生する磁界により実質的に打ち消される。ま
た、このときの電流は、固定主電極２４１の第１の腕２
４１ａと可動主電極２５１の第１の腕２５１ａにおいて
円周方向に流れるため、実施例１１の真空バルブは電極
間の軸方向磁界強度が高められている。上記のように、
固定主電極２４１及び可動主電極２５１に複数の溝を形
成して、アーク発生時におけるそれぞれの半径方向に流
れる電流の径路を所定方向に規制し、かつ固定主電極２
４１と可動主電極２５１が所定位置において対向するよ
う配置されているため、遮断時の電極間には均一な軸方
向磁界が発生し、プラズマアークは有効に拡散される。

【００６９】図２８は実施例１１の固定主電極２４１と
可動主電極２５１の変形例を示す固定主電極２６１と可
動主電極２７１の平面図であり、固定主電極２６１と可
動主電極２７１に形成される溝を図２８に示すように形
成することにより、アーク発生時の固定主電極２６１と
可動主電極２７１を流れる半径方向の電流の径路は、さ
らに規制され所望の位置に限定することが可能となる。
このため、対向して配置された固定主電極２６１と可動
主電極２７１を流れる半径方向の電流の径路は、対向す
る位置において真の逆向きに近づき、各電極を流れる半
径方向の電流により発生する磁界は実質的に打ち消さ
れ、電極間には均一な軸方向磁界が発生する。

【００７０】実施例１２ 以下、請求項１３の発明に係る真空バルブの実施例１２
を図２９を参照して説明する。図２９は実施例１２の真
空バルブにおける電極部を示す斜視図である。図におい
て、前述の実施例１０における部品と同じ構造、機能を
有するものについては、同じ符号を付してその説明は省
略する。図２９に示す固定電極部２１３と可動電極部２
１４は、真空容器内に対向して配設されており、実質的
に同一構造を有して接離可能に構成され、点対称的に配
置されている。

【００７１】図２９に示すように、固定コイル電極２８
２は、その中心部に固定電極棒５を嵌合するリング状の
保持部２８２ａと、この保持部２８２ａから半径方向外
方（放射状）に導出する腕部２８２ｂと、この腕部２８
２ｂに連なるコイル部２８２ｃにより構成されている。
固定コイル電極２８２のコイル部２８２ｃの端部には可
動電極部２１４の方向に突出した接触部２８２ｄが形成
されており、固定主電極２８１に電気的に接触するよう
構成されている。一方、可動コイル電極２９２は、前記
固定コイル電極２８２と同様に、コイル部２９２ｃの端
部には固定電極部２１３の方向に突出した接触部２９２
ｄが形成されており、可動主電極２９１に電気的に接触
するよう構成されている。

【００７２】以上のように、固定コイル電極２８２の各
接触部２８２ｄと可動コイル電極２９２の各接触部２９
２ｄは対向する方向にそれぞれ突設されているため、ア
ーク発生時に流れる電流は固定主電極２８１と可動主電
極２９１のそれぞれの対向する位置において実質的に逆
向きの半径方向に流れる。このため、固定主電極２８１
に流れる半径方向の電流により発生する磁界と可動主電
極２９１に流れる半径方向の電流により発生する磁界は
実質的に打ち消される。上記のように固定電極部２１３
と可動電極部２１４を構成することにより、アーク発生
時における固定主電極２８１と可動主電極２９１を流れ
る実質的な半径方向の電流は打ち消されて、各コイル電
極のコイル部を流れる電流により電極間には均一な軸方
向磁界が発生し、プラズマアークは高効率で拡散され
る。なお、上記実施例１０、１１、１２では固定コイル
電極及び可動コイル電極の腕部が４本により構成された
もので示したが、本発明はこれに限定するものではな
く、複数本の腕部によりそれぞれのコイル電極を構成す
れば、上記各実施例１０、１１、１２と同様の効果を奏
する。

【００７３】実施例１３ 真空遮断器は適用される電圧に対応するように、商用周
波数の電圧と衝撃波の電圧に耐える高い耐電圧性能が要
求される。このため、真空遮断器に用いられる真空バル
ブは固定側電極と可動側電極間を高い耐電圧性能を有す
るように構成する必要がある。この要求を満たす為、軸
方向磁界を発生する従来の真空バルブの電極は、主電極
の外径とコイル電極の外径がほぼ等しくなるように構成
されているので、耐電圧性能を向上させるためには、主
電極の外径部の曲率半径を大きくしなければならなかっ
た。曲率半径を大きくするためには、主電極の厚みを厚
くしなければならず、真空バルブの小形化を阻害してい
た。請求項１４、１５、１６の発明は、電極間に均一な
軸方向磁界を発生させるとともに電極間の耐電圧性能を
高め、遮断性能の優れた真空バルブを得るものであり、
以下のその詳細を説明する。以下、請求項１４の発明に
係る真空バルブの実施例１３を図を参照して説明する。
図３０は実施例１３の真空バルブにおける電極部を示す
斜視図であり、図３１は図３０の電極部の分解斜視図で
あり、図３２は図３０の電極部における可動電極部３３
０の断面図である。図３０に示す真空バルブの電極部
は、真空容器内に配設されて、操作機構部（図示せず）
により接離動作するよう構成されている。電極部は真空
容器に絶縁固定された固定電極部３２０と、操作機構部
（図示せず）の駆動により上下動作して接離動作する可
動電極部３３０とにより構成されており、固定電極部３
２０と可動電極部３３０は実質的に同一の構造を有し、
その一方を上下に倒立させて相対向して配置したもので
ある。図３１の分解斜視図に示すように、固定電極部３
２０は固定電極棒５、固定コイル電極３１１、支持部材
３１２、固定主電極３１３により構成されており、可動
電極部３３０は可動電極棒８、可動コイル電極３１６、
支持部材３１５、可動主電極３１４により構成されてい
る。

【００７４】図３１に示すように、固定コイル電極３１
１は、その中心部に固定電極棒５を嵌合するリング状の
保持部３１１ａと、この保持部３１１ａから半径方向外
方（放射状）に導出する４本の腕部３１１ｂ、３１１
ｂ、３１１ｂ、３１１ｂと、各腕部３１１ｂに連なるコ
イル部３１１ｃにより構成されている。可動コイル電極
３１６は、その中心部に可動電極棒８の先端部８ａに嵌
合されるリング状の保持部３１６ａを有し、この保持部
３１６ａから半径方向外方（放射状）に４本の腕部３１
６ｂ、３１６ｂ、３１６ｂ、３１６ｂが導出している。
腕部３１６ｂの外方端は円弧状のコイル部３１６ｃの一
端に連なり、それぞれのコイル部３１６ｃは実質的に同
一円周上に形成されている。図３１に示すように、これ
らのコイル部３１６ｃの上面（固定側電極部３２０に対
向する面）には段差が形成されており、前記可動主電極
３１４が嵌め込まれるよう構成されている。

【００７５】図３１に示すように、可動コイル電極３１
６に嵌め込まれる可動主電極３１４には、複数の溝３９
０により、円弧状に導出する４つの外周部３１４ａ、３
１４ａ、３１４ａ、３１４ａが形成されており、これら
の外周部３１４ａ、３１４ａ、３１４ａ、３１４ａは実
質的に同一円周上に形成されている。可動主電極３１４
の外周部３１４ａは前記可動コイル電極３１６のコイル
部３１６ｃの上面に形成された段部に嵌め込まれるよう
構成されている。また、可動主電極３１４の固定主電極
３１３に対向する面には、その中央部にアークの発生部
位となる接触凸部３１４ｂが形成されている。固定主電
極３１３は前記可動主電極３１４と同様に、固定主電極
３１３の複数の外周部３１３ａは円弧状に形成され、そ
して接触凸部が可動電極部３３０に対向する面に形成さ
れている。

【００７６】図３２は可動電極部３３０の断面図であ
り、可動主電極３１４が可動コイル電極３１６に嵌め込
まれた状態を示す。図３２に示すように、可動主電極３
１４における固定主電極３１３に対向する面の外周部は
曲率半径ｃ₁を有する曲面状に形成されており、この可
動主電極３１４が固着される可動コイル電極３１６はそ
のコイル部３１６ｃの対向面の外周部が曲率半径ｃ₂を
有する曲面状に形成されている。また、可動主電極３１
４の中央部に形成された接触凸部３１４ｂの外縁は曲率
半径ｃ₃を有するよう曲面により構成されている。図３
２に示すように、コイル部３１６ｃの外周部の曲率半径
ｃ₂は、可動主電極３１４の外周部の曲率半径ｃ₁より同
等又はそれ以上に大きく形成されている。

【００７７】固定コイル電極３１１及び可動コイル電極
３１６は、その主体がＣｕ、Ｃｕ＋ＣｒのようなＣｕ合
金又はＡｇ合金等の材料により構成されている。図３２
に示すように、支持部材３１５は可動主電極３１４の背
面に当接して可動主電極３１４を機械的に支持してお
り、その主体は例えばステンレス鋼等の高抵抗材により
形成されている。支持部材３１５の軸方向に伸びる棒状
の軸部分は可動電極棒８の先端部８ａに形成された支持
穴に嵌入固定されるよう構成されている。

【００７８】次に、上記のように構成された実施例１３
の真空バルブの電極部においてアーク発生時の電流の流
れについて図３０を用いて説明する。可動電極部３３０
が固定電極部３２０から開離した遮断時において、アー
クＡは固定主電極３１３及び可動主電極３１４の接触凸
部間に発生する。このとき、電流は、例えば固定電極棒
５から固定コイル電極３１１を介して固定主電極３１３
のアーク発生点へ流れる。同時に、可動電極部３３０に
おいては、アーク発生点から可動主電極３１４、可動コ
イル電極３１６を介して可動電極棒８へ流れる。このと
き、各電極部３２０、３３０のコイル部３１１ｃ、３１
６ｃにおいてその円周方向に電流が流れるため、電極間
には軸方向磁界が発生し、遮断時に発生するプラズマア
ークは拡散され消弧される。以上のように構成された実
施例１３の真空バルブにおいて、各電極部３２０、３３
０の外周部は、主電極とコイル電極の外周部に形成され
た曲面により電界は緩和されており、かつ各コイル電極
３１１、３１６のコイル部３１１ｃ、３１６ｃが直線的
に対向するよう構成されているため、電極間には高効率
の軸方向磁界が発生する。このため、実施例１３の真空
バルブは耐電圧性能及び遮断性能が優れ、高圧回路の開
閉器として用いることができる。

【００７９】実施例１４ 以下、請求項１４の発明に係る真空バルブの他の実施例
１４を図を参照して説明する。図３３は実施例１４の真
空バルブにおける電極部を示す斜視図であり、図３４は
図３３の電極部における可動電極部３３０の断面図であ
る。各図において、前述の実施例１３における部品と同
じ構造、機能を有するものについては、同じ符号を付し
てその説明は省略する。図３３に示す固定電極部３２０
と可動電極部３３０は、真空容器内に対向して配設され
ており、実質的に同一構造を有して接離可能に構成さ
れ、点対称的に配置されている。図３３及び図３４に示
すように、実施例１４の可動電極部３３０は曲面形状の
外周部を有する可動コイル電極３１６が放射状の複数の
溝３６０と円周方向の溝３５０とを有する可動主電極３
２４を嵌め込むよう構成されている。可動主電極３２４
に形成された半径方向に伸びる放射状の複数の溝３６０
は、アーク発生時の可動主電極３２４における電流の流
れる方向を所望の方向に規制するものであり、可動コイ
ル電極３１６のコイル部３１６ｃを円周方向に流れる電
流により電極間には均一な軸方向磁界が発生する。

【００８０】図３４に示すように、支持部材３１５の可
動主電極３２４と接触している上面には、例えば、クロ
ス型又は円板型の良導体で形成された導電体３１７が設
けられており、可動主電極３２４に流れ込んだ電流を可
動主電極３２４の外周部３２４ａへ効率的に導くように
構成されている。この導電体３１７を可動主電極３２４
の背面に接触させることにより、各主電極の外周部及び
各コイル電極のコイル部へアーク発生時の電流が効率高
く導かれて、電極間の軸方向磁界強度は高められる。

【００８１】図３４に示すように、コイル部３１６ｃの
外周部の曲率半径ｃ₂は、可動主電極３２４の外周部３
２４ａの曲率半径ｃ₁より同等又はそれ以上に大きく形
成されている。上記のように構成された実施例１４の真
空バルブにおいて、各電極部の対向面における電界の集
中は緩和されており、かつ各コイル電極のコイル部が直
接的に対向するよう構成されているため、実施例１４の
真空バルブは耐電圧性能及び遮断性能が優れたものとな
っている。

【００８２】実施例１５ 以下、請求項１５の発明に係る真空バルブの実施例１５
を図を参照して説明する。図３５は実施例１５の真空バ
ルブにおける電極部を示す斜視図であり、図３６は図３
５の電極部における可動電極部３３０の断面図である。
各図において、前述の実施例１３及び実施例１４におけ
る部品と同じ構造、機能を有するものについては、同じ
符号を付してその説明は省略する。

【００８３】図３５に示す固定電極部３２０と可動電極
部３３０は、真空容器内に対向して配設されており、実
質的に同一構造を有して接離可能に構成され、点対称的
に配置されている。図３５に示すように、固定コイル電
極３２１は、その中心部に固定電極棒５を嵌合するリン
グ状の保持部３２１ａと、この保持部３２１ａから半径
方向外方（放射状）に導出する４本の腕部３２１ｂ、３
２１ｂ、３２１ｂ、３２１ｂと、各腕部３２１ｂに連な
るコイル部３２１ｃにより構成されている。固定コイル
電極３２１のコイル部３２１ｃの端部に形成された接触
部３２１ｄは、固定主電極の背面（図３５における上
面）に固着される保持導体３１８に電気的に接触するよ
う突設されている。

【００８４】図３６は、固定電極部３２０と同じように
構成された可動電極部３３０の断面図である。図３６に
示すように、可動主電極３３４の背面（図３５における
下面）には良導体である保持導体３１８が固着されてお
り、この保持導体３１８に可動コイル電極３２６のコイ
ル部３２６ｃの端部に形成された接触部３２６ｄが電気
的に接触するよう構成されている。保持導体３１８の外
周部の曲率半径ｃ₂は、可動主電極３３４の外周部の曲
率半径ｃ₁より同等又はそれ以上に大きく形成されてい
る。上記のように構成された実施例１５の真空バルブに
おいて、各電極部の対向面における電界の集中は緩和さ
れており、かつ各コイル電極に設けられた良導体の保持
導体３１８が直接的に対向するよう構成されているた
め、電極間には高効率の軸方向磁界が発生する。

【００８５】実施例１６ 以下、請求項１６の発明に係る真空バルブの実施例１６
を図を参照して説明する。図３７は実施例１６の真空バ
ルブにおける電極部を示す斜視図である。図３７におい
て、前述の実施例１３から実施例１５における部品と同
じ構造、機能を有するものについては、同じ符号を付し
てその説明は省略する。また、図３７に示す固定電極部
３２０と可動電極部３３０は、真空容器内に対向して配
設されており、実質的に同一構造を有して接離可能に構
成され、点対称的に配置されている。

【００８６】図３７に示すように、可動コイル電極３１
６の固定電極部３２０に対向する面には円板状の可動主
電極３４４が設けられており、この可動主電極３４４の
直径は可動コイル電極３１６におけるコイル部３１６ｃ
の内径より小さく構成されている。また、可動コイル電
極３１６の対向する面の外周部の曲率半径ｃ₂は、可動
主電極３４４の外周部の曲率半径ｃ₁より同等又はそれ
以上に大きく形成されている。このため、前述の各実施
例１３、１４、１５と同様に実施例１６の真空バルブの
各電極部の対向面における電界の集中は緩和されてい
る。図３８は実施例１６の変形例を示すものであり、図
３８はこの真空バルブの電極部を示す斜視図である。こ
の変形例は、各コイル電極３１１、３１６の対向する面
に複数の可動主電極３５４が設けられており、それらの
間は溝３９０により実質的に分割されている。図３８に
示すように、可動コイル電極３１６の対向する面の外周
部の曲率半径ｃ₂は、可動主電極３５４の外周部の曲率
半径ｃ₁より同等又はそれ以上に大きく形成されてい
る。上記のよう構成された実施例１６の真空バルブにお
いて、各電極部の対向面における電界は緩和されてお
り、かつ電極間には高効率で軸方向磁界が発生する。

【００８７】実施例１７ 従来の真空バルブにおいて、コイル部により印加される
磁界は主電極全面において均一ではなく、コイル部の半
径方向において強さの異なる軸方向磁界分布を持ってお
り、中心部で強く、周辺部では弱くなっている。特に、
周辺部においてはアーク拡散に必要な適正磁界強度に達
していない場合があり、アークの局部的集中が生じるお
それがあった。

【００８８】請求項１７の発明は、アークが主電極の全
面で均一になるように構成し、アークの集中を防ぎ、遮
断性能を向上させるものであり、以下のその詳細を説明
する。まず、図３９の（ａ）に請求項１７の発明に係る
実施例１７の前提となる真空バルブの可動電極部の電極
構造の分解斜視図を示す。なお、可動電極部と固定電極
部は同一構造を有している。図３９の（ａ）において、
電極棒８の先端部８ａにはアーム型接続片４１０が取り
付けられており、このアーム型接続片４１０は中心部に
上記先端部８ａに嵌合されるリング部４１０ｃを有し、
このリング部４１０ｃの外周部には２本の半径方向外方
に伸びるアーム部４１０ａ、４１０ｂが形成されてい
る。そして、このアーム型接続片４１０には２個の円弧
状導体４２０ａ、４２０ｂから構成されたコイル電極４
２０が固着されており、一方の円弧状導体４２０ａの一
端に一方の上記アーム部４１０ａが、他方の円弧状導体
４２０ｂの一端に他方の上記アーム部４１０ｂが接合さ
れて、同一円周方向にコイル電流が流れるよう構成され
ている。コイル電極４２０の上面（固定電極部に対向す
る面）には主電極４３０が接合されており、コイル電極
４２０の一方の円弧状導体４２０ａの上面が主電極４３
０の一方の円弧状コイル部４３０ａの背面に当設され、
他方の円弧状導体４２０ｂの上面が他方の円弧状コイル
部４３０ｂの背面に当設されるよう構成されている。そ
して、この主電極４３０の円弧状コイル部４３０ａ、４
３０ｂは、基端部４３０ｃを介して主電極の中央部４３
０ｄに連なっている。また、４０８は支持部材であり、
その軸方向に突出した棒状部４０８ａは電極棒８の支持
穴８ｂに挿入固着される。この支持部材４０８における
円板状の支持部４０８ｂは主電極４３０の中央部４３０
ｄを背面より支持している。

【００８９】上記電極部が相対向する真空バルブにおい
て、図３９の（ｂ）の可動電極部の平面図に示すよう
に、電流遮断時に主電極表面の点Ｐでアークが発生した
場合、電流は電流経路Ｔに沿って点Ｐから中央部４３０
ｄを半径方向外方に進み、基端部４３０ｃを介してコイ
ル部４３０ａ、４３０ｂに流れる。その後、電流の大部
分は主電極材料より低抵抗材で構成されたコイル電極４
２０の円弧状導体４２０ａ、４２０ｂに流れ込み、アー
ム部４１０ａ、４１０ｂを介して電極棒８に流れる。そ
して、上記コイル電極４２０の円弧状導体４２０ａ、４
２０ｂを流れる電流により、電極間には軸方向磁界が発
生し、主電極間のアーク電圧を低減すると共に、アーク
の集中は防止される。

【００９０】（適正磁界の範囲）図４０の（ａ）は上記
図３９の（ａ）の電極部を使用した真空バルブの側面断
面図を示し、図４０の（ｂ）はその軸方向磁界の半径方
向分布図を示す。図４０の（ｂ）に示すように、コイル
電極４２０あるいは主電極４３０のコイル部４３０ａ、
４３０ｂに流れる電流により発生した軸方向磁界は、半
径方向中央部で強く周辺部で弱い分布（図４０の（ｂ）
の実線）になり、アークの拡散を維持するのに必要な軸
方向磁界強度（以下、適正磁界と呼ぶ）以上の磁界が発
生する範囲は、図４０の（ｂ）のＲで示す範囲となる。
実施例１７は、上記適正磁界強度より強い磁界の発生し
ている範囲（Ｒ範囲内）に、アーク拡散部分となる主電
極を配置したものである。ここで適正磁界の発生する範
囲についてより具体的に説明すると、軸方向磁界は主と
して電極部の外径、コイル電極形状、コイル巻数、電極
間距離によって異なるが、例えば電極部外径８０ｍｍ、
電極間距離５ｍｍで図４１に示すような電極部４４０の
場合、図４１中のＤ領域（斜線部）では電流１ｋＡ当た
り５４ガウス以上の軸方向磁界が発生する（実測値）。
即ち、適正磁界は主電極（接点）材料によって異なる
が、５４ガウス以上が最適磁界であるような接点材料に
対しては図４１に示す電極部４４０のＤ領域が適正磁界
内領域となる。

【００９１】（実施例１７の構成）図４２の（ａ）と
（ｂ）は実施例１７に係る真空バルブにおける可動電極
部の電極構造の分解斜視図をその平面図である。図４２
において、４５０はアーク拡散部となる中央部４５０ｃ
とそこから半径外方に伸びる腕部４５０ａ、４５０ｂを
有する主電極であり、コイル電極４２０の円弧状導体４
２０ａ、４２０ｂの上面の一端に上記腕部４５０ａ、４
５０ｂの背面が接合される。そして、主電極４５０の中
央部４５０ｃの半径Ｒ１は、上述した適正磁界強度の範
囲内（図４０の（ｂ）における０≦Ｒ１≦Ｒの範囲内）
に設定し、具体的には、図４１に示した場合では０≦Ｒ
１≦２５ｍｍに設定すれば良い。即ち実施例１７によれ
ば、アーク拡散部である主電極４５０の中央部４５０ｃ
は、その全面においてアーク拡散を維持するに充分な軸
方向の磁界強度を有するため、アークの局部的集中を防
止でき、遮断性能がさらに向上する。

【００９２】上記実施例１７において示した電極構造は
その一例であり、請求項１７の発明は軸方向磁界を発生
させる一般的な電極構造を有する真空バルブ、例えば特
公昭５８ー２６１３２号及び実公昭６２ー４５４０１号
公報等の真空バルブに適用できる。

【００９３】実施例１８ 請求項１８、１９の発明は、主電極裏面側に配置された
良導電体に流れる電流を制御し、コイル電極により発生
する軸方向磁界を有効に利用するものであり、以下にそ
の詳細を説明する。まず、図４３の（ａ）、（ｂ）、
（ｃ）に請求項１８、１９の発明に係る実施例１８の前
提となる真空バルブの電極構造の分解斜視図、平面図及
び側面断面図を示す。図４３において、電極棒８の先端
８ａには、中心のリング部５１０ｃ及び半径方向外方に
延びるアーム部５１０ａ、５１０ｂから構成される導電
型のアーム型接続片５１０が取り付けられ、このアーム
型接続片５１０には２個の円弧状導体５２０ａ、５２０
ｂから構成されるコイル電極５２０が固着されている。
そして、一方の円弧状導体５２０ａの一端には一方のア
ーム部５１０ａが、他方の円弧状導体５２０ｂの一端に
は他方のアーム部５１０ｂが接合され、円弧状導体５１
０ａ、５１０ｂ中を同一円周方向に向かってコイル電流
が流れるように構成されている。コイル電極５２０の上
面には主電極５３０が接合されており、コイル電極５２
０一方の円弧状導体５２０ａの上面が円弧状コイル部５
３０ａの背面に当設され、他方の円弧状導体５２０ｂの
上面が円弧状コイル部５３０ｂの背面に当設されるよう
に配置され、この主電極５３０の円弧状コイル部５３０
ａ、５３０ｂは、基端部５３０ｃを介して主電極５３０
の中央部５３０ｄに連なっている。そして、この主電極
５３０は、耐アーク、耐電圧性能に優れた材料から構成
している。また、５０８はその基部が高抵抗材料より成
る支持部材であり、図４３の（ｃ）に示すように棒状部
５０８ａが電極棒８の支持穴８ｂに挿入固着され、棒状
部５０８ａに連なる円板状の支持部５０８ｂの上面に
は、主電極５３０の接触抵抗の低減及びコイル電極５２
０に流れる電流の割合を高めるために、例えばＣｕ等か
らなる良導電体５８０が形成されている。

【００９４】次に、上記装置の動作について説明する。
図４３の（ｂ）と（ｃ）に示すように、主電極開離時に
主電極表面のＰ点でアークが発生した場合、電流は電流
経路Ｒに沿ってＰ点から主に主電極裏面に設けた良導電
体５８０を通って半径方向外方に進み、主電極基端部５
３０ｃを介してコイル部５３０ａ、５３０ｂに流れる。
その後、コイル電極５３０の円弧状導体５２０ａ、５２
０ｂに流れ込み、アーム部５１０ａ、５１０ｂを介して
電極棒８に流れる。そして、上記コイル電極５２０の円
弧状導体５２０ａ、５２０ｂを流れる円周方向電流によ
り、軸方向の磁界が発生し、主電極間のアーク電圧を低
減すると共に、アークの集中を防ぐ。

【００９５】（実施例１８の構成）しかしながら前述し
たように、上記電極構成だと図４３の（ｂ）の点線矢印
Ｔに示すように、良導電体５８０内にうず電流が発生
し、このうず電流がコイル電極５２０により発生する軸
方向磁界を弱める働きをする。そこで、本実施例１８で
は図４４の（ａ）の電極部の平面図に示すように、良導
電体５８０にその端部が良導電体５８０の外周端部まで
達しないようなクロス状のスリット５８１を設ける。こ
のクロス状のスリット５８１を設けることにより、実線
矢印Ｕのようにうず電流の流れが妨げられ、コイル電極
５２０ａ、５２０ｂにより発生する軸方向磁界を弱める
ことなく、アークの拡散を促進する。更に、図４４の
（ａ）に示すように、主電極開離時にアークがＱ２点で
発生した場合、電流は経路Ｒに沿ってＱ２点から半径方
向外方に進み、良導電体５８０のスリット５８１の外側
を通ってコイル部５３０ａ、５３０ｂ及びコイル電極５
２０ａ、５２０ｂに流れる。図４４の（ｂ）の電極部の
側面断面図に示すように、電流が図において上の主電極
５３０から点Ｑ１→点Ｑ２→下の主電極４３０を経て矢
印で示すように流れる。その結果、右ねじの法則により
図の紙面に垂直で手前に向う方向の磁場が発生し、点Ｑ
１とＱ２間に発生したアークはフレミング左手の法則に
より図の左方向への磁気駆動力Ｆを受ける。このよう
に、Ｑ２点で発弧したアークは磁気駆動力Ｆにより速や
かに中心部に向かって駆動される。

【００９６】実施例１９ 請求項２０の発明に係る真空バルブの実施例１９では、
図４５の電極部の平面図に示すように、実施例１８で示
した良導電体５８０に、電流を所定の径路を通って流す
ための円周部から半径方向に延びる半径方向スリット５
８２と、そのスリット５８２の端部より円周方向に円弧
状に延びる円周方向スリット５８３を形成している。こ
のために良導電体５８０を流れる電流が、コイル部５３
０ａ、５３０ｂの背面に当設されているコイル電極５２
０ａ、５２０ｂに流れる円周方向電流と同方向になるよ
うに構成されており、良導電体５８０を流れる電流によ
り発生する磁界が、コイル電極５２０ａ、５２０ｂに接
触したコイル部５３０ａ、５３０ｂと共に軸方向磁界を
強めることができる。

【００９７】実施例２０ 請求項２１の発明に係る真空バルブの実施例２０では、
図４６の電極部の平面図に示すように良導電体５８０
に、中心からその円周部にまで達するスリット５８４を
設けて良導電体５８０を分割することにより、うず電流
が分断され、うず電流による悪影響が大幅に低減されて
いる。また、図４７の電極部の平面図に示すように、請
求項２２の発明に係る真空バルブによれば、一端が円周
端部に達しないスリット５８５を複数本（櫛形スリッ
ト）設けることにより、うず電流の低減を図ることもで
きる。

【００９８】実施例２１ 請求項２３の発明に係る真空バルブの実施例２１では、
図４８の電極部の平面図に示すように、良導電体５８０
にその円周部から中心部にまで達しないスリット５８６
を設けることにより、うず電流の低減を図るとともに、
図のＱ点でアークが発弧した場合、前述の実施例１８と
は逆に、相対向する上下一対の電極間において、例えば
上側の電極では半径方向外向きに、下側の電極では半径
方向内向きに、全体としてアークを介してコの字状の電
流が流れるために、アークに直交する磁界が発生する。
その結果、発弧したアークに図４８の矢印Ｆの方向の磁
気駆動力が働き、アークは速やかに外方向に向かって駆
動される。

【００９９】請求項１８、１９、２０、２１、２２、２
３、２４、２５の発明におけるその他の実施例 上記実施例１８、１９、２０、２１では、良導電体５８
０を支持部材５０８の上面に形成した例について説明し
たが、請求項２４、２５の発明に係る真空バルブでは、
主電極５３０の裏面に単独で接合する構成や、一体に形
成して構成したものもある。また上記実施例１８、１
９、２０、２１では、良導電体にスリットを形成した
が、ステンレス等の高抵抗体を設けても良い。また、軸
方向磁界を発生させるコイル部も２個のものに限らず、
１、３、４その他複数個でも良く、電極構造も軸方向磁
界を発生させる一般的な電極構造を有する真空バルブ、
例えば特公昭５８ー２６１３２号及び実公昭６２ー４５
４０１号公報等の真空バルブに適用可能である。

【０１００】実施例２２ 請求項２６、２７、２８、２９、３０、３１の発明は、
電極部の電界を緩和し、再発弧又は再点弧を防ぎ、耐電
圧性能を向上させるものであり、以下にその詳細を説明
する。まず、図４９に請求項２６、２７、２８、２９、
３０、３１の発明に係る実施例２２の前提となる真空バ
ルブの電極構造の分解斜視図を示す。図４９において、
電極棒８の先端部８ａにはアーム型接続片６１０が取り
付けられており、このアーム型接続片６１０は中心部に
上記先端部８ａに嵌合されるリング部６１０ｃを有し、
このリング部６１０ｃの外周部には２本の半径方向外方
に伸びるアーム部６１０ａ、６１０ｂが形成されてい
る。そして、このアーム型接続片６１０には２個の円弧
状導体６２０ａ、６２０ｂから構成されるコイル電極６
２０が固着されており、一方の円弧状導体６２０ａの一
端に一方のアーム部６１０ａが、他方の円弧状導体６２
０ｂの一端に他方のアーム部６１０ｂが接合されて、同
一円周方向にコイル電流が流れるよう構成されている。
また、コイル電極６２０の円弧状導体６２０ａ、６２０
ｂには、上記アーム部６１０ａ、６１０ｂが接合する端
部と反対側の端部に、突起状の接合部６２０ｃ、６２０
ｄが内径向きに設置されている。そしてこの接合部６２
０ｃ、６２０ｄを介して円板状の主電極６３０がコイル
電極６２０に接合されている。なお、６０８は支持部材
であり、その棒状部６０８ａは電極棒８の支持穴８ｂに
挿入固着され、円板状の支持部６０８ｂは主電極６３０
の中央部６３０ｄを背面より支持している。

【０１０１】そして、図５０の（ａ）と（ｂ）の平面図
と側面断面図に示すように、主電極開離時に主電極表面
のＰ点でアークが発生した場合、電流は電流経路Ｒに沿
って主電極のＰ点から半径方向外方に進み、コイル電極
６２０の接合部６２０ｃ、６２０ｄを介して円弧状導体
６２０ａ、６２０ｂに流れる。その後、円弧状導体６２
０ａ、６２０ｂの他端に接合されているアーム部６１０
ａ、６１０ｂを介して電極棒８に流れる。そして、上記
のようなコイル電極６２０の円弧状導体６２０ａ、６２
０ｂを流れる円周方向電流により、相対向する主電極間
に軸方向磁界が発生し、アーク電圧を低減すると共に、
アークの拡散を促進する。

【０１０２】（耐電性の低下）しかしながら前述したよ
うに、コイル電極６２０の円弧部（図４９の円弧状導体
６２０ａ、６２０ｂ）、あるいは主電極外縁と円弧状導
体内内縁間スリット部は、遮断後に高電界領域となり、
アークの再発弧又は再点弧を招き、耐電圧特性を低下さ
せる要因となっている。そこで本発明は、上記のような
コイル電極の円弧部や主電極部に形成されたスリット部
を電極間に露出させず、あるいは上記高電界領域にアー
クを発生させなくするものである。

【０１０３】（実施例２２の構成）図５１及び図５２の
（ａ）と（ｂ）は実施例２２に係る真空バルブの電極構
造を示す分解斜視図、平面図及び側面断面図を示し、図
４９及び図５０と同一符号は同様の構成部品を表わして
いる。６４０はコイル電極６２０の円弧状導体６２０
ａ、６２０ｂを主電極の対向面側に露出させないように
被覆する円筒状のコイルカバーであり、主電極６３０の
構成材料に比べて耐電圧特性の良い金属材料で構成す
る。即ち、主電極６３０は無酸素銅等により構成されて
いるので、コイルカバー６４０の材料としてはＳＵＳ、
アルミ合金、銅合金等を使用すると良い。本実施例２２
によれば、コイル電極６２０の円弧状導体６２０ａ、６
２０ｂを主電極材料より耐電圧特性の良いコイルカバー
６４０により被覆することにより、コイル電極６２０の
円弧状導体部分を保護し、電極全体としての耐電圧特性
の向上を図ることができる。

【０１０４】また図５３の（ａ）と（ｂ）の電極部の平
面部（コイルカバー６４１を斜線にて示す。）と側面断
面図に示すように、コイル電極６２０の円弧状導体６２
０ａ、６２０ｂと主電極６３０の間のスリット部も被覆
するようなコイルカバー６４１を設ければ、コイルの円
弧状導体部分及びスリット部分の耐電圧特性を向上する
ことができる。

【０１０５】更に、主電極構造に合せた形状のコイルカ
バーを取り付けても良い。即ち、図５４の（ａ）、
（ｂ）、（ｃ）の斜視図、平面図、側面図に示すよう
に、主電極６３０に腕部６３０ａ、６３０ｂを設けた場
合、主電極６３０の腕部６３０ａ、６３０ｂよりその中
央部を高くし、コイルカバー６４２の裏面に溝６４２ａ
を設けて、コイル電極６２０の円弧部あるいは電極部の
対向面に表われるスリット部を被覆しても前述の実施例
２２と同様の効果がある。

【０１０６】実施例２３ 上記実施例２２ではコイルカバー６４０、６４１、６４
２として、アーク拡散電極である主電極６３０よりも耐
電圧特性の良い材料で構成したものを使用したが、この
実施例２３ではコイルカバーの材料として主電極の材料
よりアーク電圧の高い材料を使用する。即ち、このアー
ク電圧の高いコイルカバーにより、実施例２２（図５１
〜図５４）と同じようにコイル電極の円弧部あるいはス
リット部を被覆することによって、主電極から拡散した
アークがコイルカバーで発生するのを妨げ、その結果と
して電極の耐電圧特性を向上させる。主電極（アーク拡
散電極）６３０よりアーク電圧が高いコイルカバーの組
み合わせとしては、主電極材料がＡｇＷＣ系合金の場合
はコイルカバー材料としてＣｕ合金が、主電極材料とし
てＣｕＣｒ系合金の場合はコイルカバー材料としてＭｏ
等が使用される。上記実施例２２、２３では主電極６３
０がコイル電極６２０よりもその直径において小さい場
合について説明したが、主電極の背部にほぼ同一径のコ
イル電極を有する真空バルブ、例えば特公昭５８ー２６
１３２号及び実公昭６２ー４５４０１号公報等の真空バ
ルブであっても同様の効果を有する。

【０１０７】実施例２４ 請求項２６、２７、２８、２９、３０、３１の発明に係
る真空バルブの実施例２４では、図５５に示すように、
主電極６５０を２段の円板状構成とし、下部の円板に、
コイル電極６２０の円弧状導体６２０ａ、６２０ｂと合
致する円弧状のコイル部６５０ａ、６５０ｂを設けるた
めに半径方向スリット６６０及び円周方向スリット６６
１を形成する。そして、２段の円板を首部６５０ｄ（中
央部）で連結し、上部の円板部６５０ｅをアーク拡散電
極とする。実施例２４によれば、半径方向スリット６６
０、円周方向スリット６６１、及びコイル電極６２０の
円弧部６２０ａ、６２０ｂが、アーク拡散電極である円
板部６５０ｅにより覆われて表面に露出していないた
め、この領域が高電界とならず、耐電圧特性を向上させ
ることができる。

【０１０８】実施例２５ 請求項３１の発明に係る真空バルブの実施例２５では、
図５６の（ａ）、（ｂ）の側面図と平面図および図５７
の分解斜視図に示すように、主電極６８０の背面（対向
面を表面とする。）に円周方向溝（高抵抗体を埋め込ん
でも良い）６８１及び半径方向溝６８２を設ける。図５
７の分解斜視図において主電極６８０のみ背面側を示し
ている。主電極６８０の背面に当設すると共に円周方向
溝６８１の外径より小さな導体板６９０が設けられてい
る。この導体板６９０の表面には軸方向磁界を補償する
ための半径方向高抵抗体６９１（スリット等）が形成さ
れている。実施例２５によれば、主電極６８０の円周方
向溝６８１及び半径方向溝６８２がアーク拡散電極面に
露出していないために、電極の耐電圧特性を向上するこ
とができる。なお実施例２５では、主電極６８０の中心
部からコイル電極６２０へ流れる電流のほとんどが、ス
リット６８１、６８２の間である腕部６８３を流れて、
コイル電極６２０の円周方向電流となり軸方向磁界を強
める働きをする。

【０１０９】

【発明の効果】図１−９の実施例に示した真空バルブに
よれば主電極又はコイル電極の対向する面に溝等を設け
て、アーク発生時に流れる電流を各主電極において実質
的な円弧状の軌跡を描くように構成されているため、簡
単な構成の電極部により対向する両電極間に均一な軸方
向磁界が発生し、電極間に発生するプラズマアークを有
効に拡散して消弧することのできる遮断性能の優れた真
空バルブを得る。

【０１１０】図１０−１５の実施例に示した真空バルブ
によればコイル電極のうち外周部を囲むコイル部を、主
電極背部へ突出させ主電極に当設したので、コイル電極
の軸方向磁界強度を高めることができ、磁束漏れを少な
くし磁界分布を良好にすることができる。その結果、遮
断時のアークを拡散することができ、遮断性能に優れた
真空バルブを提供できる。また、コイル電極自身の機械
的強度が高い真空バルブを提供できる。

【０１１１】図１６−２２の実施例に示した真空バルブ
によればコイル電極の腕部の実質的な導出方向を主電極
において流れるアーク発生時の半径方向の電流の向きと
実質的に一致させることにより、遮断時の電極間に均一
な軸方向磁界を発生させて、プラズマアークを有効に拡
散することのできる遮断性能の優れた真空バルブを提供
できる。

【０１１２】図２３−２９の実施例に示した真空バルブ
によれば、対向して配置された固定主電極と可動主電極
において、半径方向に流れる電流を各電極の対向する位
置に流し、かつその流れの方向を実質的に逆方向となる
よう構成することにより、遮断時のプラズマアークを有
効に拡散することができる遮断性能の優れた真空バルブ
を提供できる。

【０１１３】図３０−３８の実施例に示した真空バルブ
によれば対向して配設された電極部の対向面における外
周部が曲面により構成されており、電極部における主電
極の直径をコイル電極の直径より小さく構成することに
より、両電極部の対向面における電界の集中は緩和さ
れ、耐電圧性能及び遮断性能の優れた真空バルブを得る
ことができる。

【０１１４】図４２の実施例に示した真空バルブによれ
ば、アークが発生する主電極の全面においてアーク拡散
を維持するに充分な軸方向磁界強度を有するため、アー
クの局部的集中を防ぎ、アークを全面に均一に拡散させ
て遮断性能を向上させる効果がある。

【０１１５】図４４−４８の実施例に示した真空バルブ
によれば主電極の裏側に設置した良導電体に高抵抗帯を
設けたので、良導電体に流れるうず電流の低減が図れ、
コイル部により発生する軸方向磁界の強度及び分布が良
好になる効果がある。

【０１１６】図５１−５７の実施例に示した真空バルブ
によればコイル電極の円弧部やスリット部のような耐電
圧性能を低下させる電界の高い領域をコイルカバー等に
より被覆して、主電極間に露出しないように構成したの
で、電極全体としての耐電圧特性を高めることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の真空バルブにおける電極部
を示す斜視図。

【図２】図１の電極部の分解斜視図。

【図３】図１の真空バルブにおける電極部の変形例を示
す斜視図。

【図４】図１の真空バルブにおける電極部の変形例を示
す斜視図。

【図５】図１の電極部における主電極の変形例を示す平
面図。

【図６】図１の電極部における主電極の変形例を示す平
面図。

【図７】図１の電極部における主電極の変形例を示す平
面図。

【図８】本発明の実施例２の真空バルブにおける電極部
を示す斜視図。

【図９】本発明の実施例３の真空バルブにおける電極部
を示す斜視図。

【図１０】本発明の実施例４の真空バルブの電極構造を
示す分解斜視図である。

【図１１】図１０の実施例４の電極構造の斜視図及び部
分断面図である。

【図１２】本発明の実施例５の電極構造を示す斜視図及
び部分断面図である。

【図１３】本発明の実施例６の電極構造を示す斜視図及
び部分断面図である。

【図１４】本発明のその他の実施例に係る電極構造を示
す斜視図及び部分断面図である。

【図１５】本発明のその他の実施例に係る電極構造を示
す斜視図である。

【図１６】本発明の実施例７の真空バルブにおける電極
部を示す斜視図である。

【図１７】図１６の可動側電極部の分解斜視図である。

【図１８】図１７の可動側電極部の要部の断面図であ
る。

【図１９】図１７の可動電極部の平面図である。

【図２０】本発明の実施例８の真空バルブにおける電極
部を示す斜視図である。

【図２１】図２０の可動側電極部の分解斜視図である。

【図２２】本発明の実施例９の真空バルブにおけるコイ
ル電極の平面図である。

【図２３】本発明の実施例１０の真空バルブにおける電
極部を示す斜視図。

【図２４】図２３の電極部の分解斜視図。

【図２５】図２４の電極部を流れる電流の方向を示す平
面図。

【図２６】本発明の実施例１１の真空バルブにおける電
極部を示す斜視図。

【図２７】図２６の電極部を流れる電流の方向を示す平
面図。

【図２８】図２６の実施例１１の電極部の変形例を示す
平面図。

【図２９】本発明の実施例１２の真空バルブにおける電
極部に示す斜視図。

【図３０】本発明の実施例１３の真空バルブにおける電
極部を示す斜視図。

【図３１】図３０の電極部の分解斜視図。

【図３２】図３０の可動側電極部の断面図。

【図３３】本発明の実施例１４の真空バルブにおける電
極部を示す斜視図。

【図３４】図３３の可動側電極部の断面図。

【図３５】本発明の実施例１５の真空バルブにおける電
極部を示す斜視図。

【図３６】図３５の可動電極部の断面図。

【図３７】本発明の実施例１６の真空バルブにおける電
極部を示す斜視図。

【図３８】本発明の実施例１６の変形例を示す電極部の
斜視図。

【図３９】本発明の前提技術に係る真空バルブの電極構
造を示す分解斜視図及び平面図である。

【図４０】図３９の電極構造の側面断面図及び縦方向磁
界強度分布図である。

【図４１】適正磁界強度領域を表わす電極構造の平面図
である。

【図４２】本発明の実施例１７の真空バルブの電極構造
を示す分解斜視図及び平面図である。

【図４３】本発明の前提技術に係る真空バルブの電極構
造を示す分解斜視図、平面図及び側面断面図である。

【図４４】本発明の実施例１８に係る真空バルブの電極
構造を示す平面図及び側面断面図である。

【図４５】本発明の実施例１９の真空バルブの電極部を
示す平面図である。

【図４６】本発明の実施例２０の真空バルブの電極構造
を示す平面図である。

【図４７】本発明の実施例２０に係る真空バルブの電極
構造の変形例を示す平面図である。

【図４８】本発明の実施例２１の真空バルブの電極構造
を示す平面図である。

【図４９】本発明の前提技術に係る真空バルブの電極構
造を示す分解斜視図である。

【図５０】図４９の電極構造の動作を説明するための平
面図及び側面断面図である。

【図５１】実施例２２と２３に係る真空バルブの電極構
造を示す分解斜視図である。

【図５２】実施例２２と２３の電極構造を示す平面図及
び側面断面図である。

【図５３】実施例２２と２３の他の電極構造を示す平面
図及び側面断面図である。

【図５４】実施例２２と２３の他の電極構造を示す分解
斜視図である。

【図５５】実施例２４の電極構造を示す分解斜視図であ
る。

【図５６】実施例２５の電極構造を示す側面断面図と平
面図である。

【図５７】実施例２５の電極構造を示す分解斜視図。

【図５８】従来の真空バルブの概略構造を示す側面断面
図である。

【図５９】従来の真空しや断器の可動側電極部の分解斜
視図である。

【図６０】図５８の可動側電極部の平面図である。

【符号の説明】

５ 固定電極棒 ８ 可動電極棒 １１ 固定接続導体 １１ａ 保持部 １１ｂ 腕部 １３ 固定コイル電極 １３ａ コイル部 １４ 固定主電極 １５ 可動接続導体 １７ 可動コイル電極 １８ 可動主電極 ６０ 溝 ６１ 切欠部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 特願平4−335147 (32)優先日 平４(1992)11月19日 (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (31)優先権主張番号 特願平5−165429 (32)優先日 平５(1993)７月５日 (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (31)優先権主張番号 特願平5−181300 (32)優先日 平５(1993)７月22日 (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (31)優先権主張番号 特願平5−181301 (32)優先日 平５(1993)７月22日 (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (31)優先権主張番号 特願平5−165430 (32)優先日 平５(1993)７月５日 (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (72)発明者 小山 健一 尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三菱電機 株式会社中央研究所内

Claims (31)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 真空容器内に電極棒によって対向して接
   離可能に設けられ、実質的同一構造を有する一対の電極
   部におけるそれぞれが、 前記電極棒に電気的に接触する保持部と、この保持部か
   ら半径方向に導出する一本の腕部を有する接続導体と、 一部に切欠部をもつ環状のコイル部を有し、当該コイル
   部の切欠部に面する一端に前記腕部の導出端部が電気的
   に接触したコイル電極と、 前記コイル電極の他方の電極部に対向する面に配設され
   た円板状の主電極であって、前記コイル電極の切欠部に
   対応する位置に当該主電極の他方の電極部に対向する面
   の中心を通る直径方向の溝が形成された主電極と、 を具備し、 一方の電極部のコイル電極の切欠部とそれに対応する他
   方の電極部のコイル電極の切欠部が対向して配設され、
   一方の電極部におけるコイル部と腕部間を接続する第１
   の接続部と、他方の電極部におけるコイル部と腕部間を
   接続する第２の接続部が対向する前記切欠部と前記コイ
   ル部の略中心を通る平面の両側にそれぞれ配置されてい
   る一対の電極部を有する真空バルブ。
2. 【請求項２】 真空容器内に電極棒によって対向して接
   離可能に設けられ、実質的同一構造を有する一対の電極
   部におけるそれぞれが、 前記電極棒に電気的に接触する保持部と、この保持部か
   ら半径方向に導出する一本の腕部を有する接続導体と、 一部に切欠部をもつ環状のコイル部と、前記切欠部に連
   なる直径方向の溝を有する環内部を持ち、当該コイル部
   の切欠部に面する一端に前記腕部の導出端部が電気的に
   接触したコイル電極と、 前記コイル電極の他方の電極部に対向する面に設けられ
   た円板状の主電極、 を具備し、 一方の電極部のコイル電極の切欠部とそれに対応する他
   方の電極部のコイル電極の切欠部が対向して配設され、
   一方の電極部におけるコイル部と腕部間を接続する第１
   の接続部と、他方の電極部におけるコイル部と腕部間を
   接続する第２の接続部が対向する前記切欠部と前記コイ
   ル部の略中心を通る平面の両側にそれぞれ配置されてい
   る一対の電極部を有する真空バルブ。
3. 【請求項３】 真空容器内に電極棒よって対向して接離
   可能に設けられ、実質的同一構造を有する一対の電極部
   における一方が、 前記電極棒に電気的に接触する保持部と、この保持部か
   ら半径方向に導出する一本の腕部を有する接続導体と、 一部に切欠部をもつ環状のコイル部を有し、当該コイル
   部の切欠部に面する一端に前記腕部の導出端部が電気的
   に接触したコイル電極と、 前記コイル電極の他方の電極部に対向する面に配設さ
   れ、円板状に形成され、その中央部分に穴を有する主電
   極であって、前記コイル電極の切欠部に対応する位置に
   当該主電極の他方の電極部に対向する面の中心を通る直
   径方向の溝が形成された主電極と、 を具備し、 一方の電極部のコイル電極の切欠部とそれに対応する他
   方の電極部のコイル電極の切欠部が対向して配設され、
   一方の電極部におけるコイル部と腕部の接続位置が他方
   の電極部におけるコイル部と腕部の接続位置に対して前
   記切欠部を挟んで点対称の位置となる一対の電極部を有
   する真空バルブ。
4. 【請求項４】 真空容器内に電極棒を介して接離自在に
   設けられ電路の開閉を行う一対の電極部を有する真空バ
   ルブにおいて、前記電極の少なくとも一方が主電極とコ
   イル電極を有し、コイル電極は主電極背部に配置すると
   共に、コイル電極は電極棒から伸びる腕部と、この腕部
   から外周を囲み主電極の方向へ突出したコイル部から構
   成され、主電極背面とコイル電極のコイル部上面とを全
   周にわたり接合し、主電極及びコイル電極に流れる電流
   により電極間に垂直な軸方向磁界を発生させることを特
   徴とする真空バルブ。
5. 【請求項５】 前記主電極背部に当設して支持する支持
   部材の上面に、主電極中心部からコイル部先端方向に伸
   びる良導電体を形成したことを特徴とする請求項４記載
   の真空バルブ。
6. 【請求項６】 前記コイル電極のコイル部に当設してい
   る主電極の円周方向部分に沿って、その内径側に高抵抗
   部を設けたことを特徴とする請求項４または５記載の真
   空バルブ。
7. 【請求項７】 主電極の半径方向に沿って高抵抗部を設
   けたことを特徴とする請求項４、５又は６記載の真空バ
   ルブ。
8. 【請求項８】 真空容器内に電極棒を介して接離可能に
   設けられて電路の開閉を行う一対の電極部における少な
   くとも一方が、 実質的に円板状に形成され、アーク発生時の電流を外周
   に沿って流す円弧状の外周部と放射状の溝により形成さ
   れた案内部とを有する主電極と、 前記電極棒に接触した保持部と、前記保持部から放射状
   に導出した複数の腕部と、前記各腕部に連なり実質的に
   同一円周上に配設され前記主電極の外周部に接触した複
   数のコイル部とを有するコイル電極と、 を具備し、 前記コイル電極の前記腕部と対応する位置にある前記主
   電極の前記案内部がアーク発生時の電流を実質的に逆方
   向に流す流路となる真空バルブ。
9. 【請求項９】 真空容器内に電極棒を介して接離可能に
   設けられて電路の開閉を行う一対の電極部における少な
   くとも一方が、 実質的に円板状に形成された主電極と、 前記電極棒に接触した保持部と、前記保持部から放射状
   に導出した複数の腕部と、前記各腕部に連なり実質的に
   同一円周上に配設された複数のコイル部と、前記コイル
   部の端部に設けられ前記主電極と電気的に接触した接触
   部とを有するコイル電極と、 を具備し、 前記コイル電極の前記腕部と対応する位置にある前記主
   電極の半径方向の部分がアーク発生時の電流を実質的に
   逆方向に流す流路となる真空バルブ。
10. 【請求項１０】 真空容器内に電極棒を介して接離可能
    に設けられて電路の開閉を行う一対の電極部における少
    なくとも一方が、 実質的に円板状に形成された主電極と、 前記電極棒に接触した保持部と、前記保持部から放射状
    に導出した複数の腕部と、前記各腕部に連なり実質的に
    同一円周上に配設された複数の第１のコイル部と、前記
    第１のコイル部に連なり前記第１のコイル部により形成
    される円弧より半径の大きい同一円周上に配設された複
    数の第２のコイル部と、前記第２のコイル部の端部に設
    けられて前記主電極と電気的に接触した接触部とを有す
    るコイル電極と、 を具備し、 前記コイル電極の前記腕部と対応する位置にある前記主
    電極の半径方向の部分がアーク発生時の電流を実質的に
    逆方向に流す流路となる真空バルブ。
11. 【請求項１１】 真空容器内に対向して互に接離するよ
    うに配設され実質的な同一構造を有する一対の電極部の
    それぞれが、 実質的な同一円上に沿って形成された円弧状の複数のコ
    イル部を有するコイル電極と、 前記コイル電極の各コイル部と電気的に接続された円弧
    状の腕とその腕に連なり半径方向に前記の円の実質的に
    中心の方に向って延設された直線状の腕とを有する主電
    極を具備しており、 一方の電極部の直線状の腕が対向して配設された他方の
    電極部における直線状の腕に対して実質的に同一方向に
    設けられた真空バルブ。
12. 【請求項１２】 真空容器内に対向して互に接離するよ
    うに配設され実質的な同一構造を有する一対の電極部の
    それぞれが、 実質的な同一円上に沿って形成された円弧状の複数のコ
    イル部を有するコイル電極と、 前記コイル電極の各コイル部と電気的に接続された円弧
    状の腕とその腕に連なり屈曲された腕とを有する主電極
    を具備しており、 前記一対の電極部が対称的に配設されて、アーク発生時
    において一方の前記電極部の屈曲された腕へ流れ込む半
    径方向の電流の流路が他方の電極部における屈曲された
    腕へ流れ込む半径方向の電流の流路に対して対向して配
    設され実質的に同一方向に導出する真空バルブ。
13. 【請求項１３】 真空容器内に対向して互に接離するよ
    うに配設され実質的な同一構造を有する一対の電極部の
    それぞれが、 実質的な同一円上に形成された円弧状の複数のコイル部
    と、前記コイル部の端部において対向する電極部の方へ
    突出した接触部とを有するコイル電極と、 前記コイル電極の各接触部と円周部近傍で電気的に接触
    した円板状の主電極を具備しており、 一方の前記電極部の複数の接触部が対向して配設された
    他方の電極部の複数の接触部に対して対向するように配
    設された真空バルブ。
14. 【請求項１４】 真空容器内に電極棒によって接離可能
    に対向して設けられた一対の電極部における少なくとも
    一方が、 前記電極棒に電気的に接触した保持部と、前記保持部か
    ら放射状に導出した複数の腕部と、前記腕部に連なり実
    質的に同一円上に配設された複数の円弧状のコイル部と
    を有し、前記コイル部における他方の電極部に対向する
    面の外周部が曲面に形成されたコイル電極と、 前記コイル電極のコイル部により構成される円より小さ
    い直径を有して前記コイル電極の対向する面に配設さ
    れ、前記コイル部の外周部の曲面に実質的に連続する曲
    面を有する主電極と、 を具備する真空バルブ。
15. 【請求項１５】 真空容器内に電極棒によって接離可能
    に対向して設けられた一対の電極部における少なくとも
    一方が、 前記電極棒に電気的に接触した保持部と、前記保持部か
    ら放射状に導出した複数の腕部と、前記腕部に連なり実
    質的に同一円上に配設された複数の円弧状のコイル部
    と、前記コイル部の端部に形成され他方の電極部に向っ
    て突設された複数の接触部とを有するコイル電極と、 前記コイル電極の前記接触部と電気的に接触し、他方の
    電極部に対向する面の外周部が曲面に形成された保持導
    体と、 前記コイル電極のコイル部により構成される円より小さ
    い直径を有して前記保持導体の対向する面に配設され、
    前記保持導体の外周部の曲面に実質的に連続する曲面を
    有する主電極と、 を具備する真空バルブ。
16. 【請求項１６】 真空容器内に電極棒によって接離可能
    に対向して設けられた一対の電極部における少なくとも
    一方が、 前記電極棒に電気的に接触した保持部と、前記保持部か
    ら放射状に導出した複数の腕部と、前記腕部に連なり実
    質的に同一円上に配設された複数の円弧状のコイル部と
    を有し、前記コイル部における他方の電極部に対向する
    面の外周部が曲面に形成されたコイル電極と、 前記コイル電極の対向する面上に突設された少なくとも
    一つの主電極であって、前記コイル電極のコイル部内径
    により構成される円より小さい直径を有し、当該主電極
    における他方の電極部に対向する面の外周部が曲面に形
    成された少なくとも一つの主電極と、 を具備する真空バルブ。
17. 【請求項１７】 真空容器内に電極棒を介して接離自在
    に設けられ電路の開閉を行う一対の電極を備え、前記少
    なくともひとつの電極は、電極棒にその一端が接続され
    た円周状のコイル部と、このコイル部の他端に接続され
    た主電極により構成され、コイル部に流れる電流により
    電極間に縦方向の磁界を発生させるようにした真空バル
    ブにおいて、 前記アークが発生する主電極の大きさを、アークが拡散
    するに必要な軸方向磁界強度を有する範囲内にしたこと
    を特徴とする真空バルブ。
18. 【請求項１８】 真空容器内に、相対向する接離自在な
    一対の主電極と、該主電極間に軸方向磁界を発生させる
    コイル部を備えた真空バルブであって、 前記主電極の裏側に良導電体を設置し、この良導電体に
    高抵抗帯を設けた真空バルブ。
19. 【請求項１９】 前記良導電体に形成された高抵抗帯が
    スリットで構成され、該クロスの中心が前記良導電体の
    中心に対応している請求項１８記載の真空バルブ。
20. 【請求項２０】 前記良導電体に形成された高抵抗帯が
    円板状の前記良導電体の円周部から半径方向に延びる半
    径方向スリットと、該半径方向スリットの端部から前記
    円周部に沿って延びる円周方向スリットとにより構成さ
    れた請求項１８記載の真空バルブ。
21. 【請求項２１】 前記良導電体に形成された高抵抗帯が
    円板状の前記良導電体の中心部を通り、対向する円周部
    まで致るスリットにより構成された請求項１８記載の真
    空バルブ。
22. 【請求項２２】 前記良導電体に形成された高抵抗帯が
    円板状の前記良導電体の円周部から中心を通って延びる
    直線状の中心スリットと、前記中心スリットと平行で前
    記円周部から前記中心スリットと逆方向に延びる複数の
    スリットにより構成された請求項１８記載の真空バル
    ブ。
23. 【請求項２３】 前記良導電体に形成された高抵抗帯が
    円板状の前記良導電体の円周部から中心に向かう複数の
    スリットにより構成され、前記良導電体の中心部におい
    て各スリットの端部が所定間隔を有して対向して形成さ
    れた請求項１８記載の真空バルブ。
24. 【請求項２４】 前記良導電体に形成された高抵抗帯が
    高抵抗部材により構成された請求項１８記載の真空バル
    ブ。
25. 【請求項２５】 前記高抵抗帯を構成する高抵抗部材が
    ステンレス鋼である請求項２４記載の真空バルブ。
26. 【請求項２６】 真空容器内に、相対向する接離自在な
    一対の主電極と、該主電極間に軸方向磁界を発生させる
    円弧状のコイル部を備えた真空バルブにおいて、前記円
    弧状のコイル部を被覆するコイルカバーを設けたことを
    特徴とする真空バルブ。
27. 【請求項２７】 前記コイルカバーは主電極表面に表わ
    れるスリット部も被覆する請求項２６記載の真空バル
    ブ。
28. 【請求項２８】 前記コイルカバーとして、耐電圧特性
    の良い材料で構成した請求項２６又は２７記載の真空バ
    ルブ。
29. 【請求項２９】 前記コイルカバーとして、主電極より
    アーク電圧の高い材料で構成した請求項２６又は２７記
    載の真空バルブ。
30. 【請求項３０】 真空容器内に、相対向する接離自在な
    一対の主電極と、該主電極間に軸方向磁界を発生させる
    円弧状のコイル部を備えた真空バルブにおいて、前記主
    電極を、アーク拡散電極面と該アーク拡散電極面に覆わ
    れる円弧状のコイル部に分割したことを特徴とする真空
    バルブ。
31. 【請求項３１】 真空容器内に、相対向する接離自在な
    一対の主電極と、該主電極間に軸方向磁界を発生させる
    円弧状のコイル部を備えた真空バルブにおいて、前記主
    電極の裏面に半径方向溝又は円周方向溝を形成した真空
    バルブ。