JPH08339743A

JPH08339743A - 真空バルブ

Info

Publication number: JPH08339743A
Application number: JP33157895A
Authority: JP
Inventors: Kenji Watanabe; 憲治渡辺; Nobumasa Kagenaga; 宜賢影長; Norimi Uchiyama; 工美内山; Junichi Sato; 純一佐藤; Eiji Kaneko; 英治金子; Mitsutaka Honma; 三孝本間; Hiromichi Somei; 宏通染井
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1995-04-10
Filing date: 1995-12-20
Publication date: 1996-12-24
Anticipated expiration: 2015-12-20
Also published as: JP3243162B2

Abstract

(57)【要約】【目的】電極中央部へのアークの集中を防いで、遮断性
能を上げる。【構成】可動側通電軸６と固定側通電軸の先端に対し
て、環状のコイル支持環５をろう付する。このコイル支
持環５の中央部には、中心コイル７を軸方向に設け、こ
の中心コイル７の周りに銅材で製作した外周部コイル３
を60゜間隔に配置する。これらの外周部コイル３の更に
先端には、電極板２を重ねる。この電極板２の外面側に
は接点１を重ね、これらの接点１及び電極板２と外周部
コイル３並びにコイル支持環５は、相互にろう付する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特に、縦磁界電極
を組み込んだ真空バルブに関する。

【０００２】

【従来の技術】図15は、従来の真空バルブの電極の一例
を示す縦断面図で、いわゆる縦磁界電極の場合を示す。
なお、この図15は、可動側の電極を示すが、固定側の電
極も同一構造である。

【０００３】図15において、銅棒で製作された可動側通
電軸６Ｂの先端には、座ぐり部６ａが形成され、この座
ぐり部６ａには、縦断面が略Ｔ字状で図示しない平面図
では環状のステンレス鋼製の補強部材18の下部に突設さ
れた軸部18ａが嵌合し、ろう付けされている。

【０００４】この軸部18ａの外周には、銅材で製作され
たコイル電極14の軸部14ａが挿入され、軸部18ａと可動
側通電軸６Ｂにろう付されている。このコイル電極14
は、中空状の軸部14ａの外周から図示しない３本の腕部
が放射状に 120゜間隔に、且つ、軸方向と直交方向に突
設され、これらの腕部の先端は、図示しない平面図では
弧状のコイル部14ｃの基端に接続されている。これらの
コイル部14ｃの先端には、貫通穴14ｄ１が図15に示すよ
うに軸方向に形成されている。

【０００５】これらの貫通穴14ｄ１には、図15において
は略Ｔ字状で、図示しない平面図では円形の銅材製の接
続子13の軸部が挿入され、コイル部14ｃの先端にろう付
されている。

【０００６】補強部材18の上端面には、銅板から円板状
に形成された電極板２Ｂが載置されている。この電極板
２Ｂは、補強部材８と接続子13の表面にろう付されてい
る。電極板２Ｂの上面には、クロム合金で円板状に形成
され外周が弧状に面取りされた接点１Ａがろう付で接合
されている。

【０００７】このように構成された真空バルブの電極に
おいて、例えば、可動側通電軸６Ｂから接点１Ａに流れ
る電流の大部分は、コイル電極14の軸部14ａから複数本
の腕部14ｂを経て、この腕部14ｂの先端のコイル部14ｃ
に流れる。なお、一部の電流は、補強部材18を経て、電
極板２Ｂに流入する。

【０００８】このうち、コイル部14ｃに流入した電流
は、各コイル部14ｃの先端の接続子13から電極板２Ｂの
外周の裏面を経て電極板２Ｂに流入し、この電極板２Ｂ
の表面から接点１Ａに流出する。

【０００９】この接点１Ａに流出した電流は、この接点
１Ａからこの接点１Ａの表面と接触した固定側電極の接
点に流入し、以下、この固定側電極の電極板と接続子及
びコイル電極を経て、固定側通電軸に流出する。

【００１０】図16は、このように構成された可動側電極
と固定側電極が組み込まれた真空バルブにおいて、各コ
イル電極に流れる電流によって発生する軸方向の磁界、
すなわち、縦磁界の磁束密度Ｂｚの分布状態を示すグラ
フである。なお、可動側電極が固定側電極から開離し
て、両電極間にアークが発生し、このアーク電流で発生
した磁束も同様である。図16に示すように、縦磁界の磁
束密度Ｂｚは、電極の軸心において最大で、電極の外周
に向かうほど少なくなり、ほぼ正弦波の曲線となってい
る。

【００１１】このような縦磁界を発生させる電極間に発
生したアークは、縦磁界が発生しない電極と比べて、両
電極の表面に局部的に集中せず、全体に且つ均一に広が
って、局部的集中による接点表面の溶融を防ぎ、この溶
融で生じた金属蒸気圧の上昇を防ぎ、アークの増加を抑
えることができ、遮断性能を上げることができる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このように
構成された真空バルブにおいても、遮断電流が更に増え
ると、磁束密度の高い接点の中央部分にアークが移行
し、このアークの集中によって遮断性能が低下するおそ
れがある。

【００１３】この接点の中央部にアークが集中する原因
は、アークに作用する自己電流によるピンチ力による効
果と、強い磁界の領域にアークが集中する特性のためと
考えられており、前者のピンチ力による効果よりも、後
者の強い磁界に集中する効果の方が大きいことが、実験
でも確認されている。そこで、本発明の目的は、電極中
央部へのアークの集中を防ぎ、遮断性能を更に上げるこ
とのできる真空バルブを得ることである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明の
真空バルブは、真空容器の軸心に貫設された一対の通電
軸の先端に対置した電極の接点の裏面に対して、軸方向
に複数の通電コイルを配置し、このコイルの裏面を通電
軸に接続したことを特徴とする。

【００１５】また、請求項２に記載の発明の真空バルブ
は、通電コイルの内部に磁性体を挿入したことを特徴と
する。

【００１６】また、請求項３に記載の発明の真空バルブ
は、接点の中心部と通電軸の間に第２の通電コイルを介
在させたことを特徴とする。

【００１７】また、請求項４に記載の発明の真空バルブ
は、真空容器の軸心に貫設された一対の通電軸の先端に
対置した電極の接点の裏面に対して、軸方向に片側が接
点に接続される複数の通電棒を配置し、この通電棒に磁
性体の凹部の内側を遊嵌し、通電棒の他側に通電軸を接
続したことを特徴とする。

【００１８】また、請求項５に記載の発明の真空バルブ
は、通電コイルを、円筒部に複数条の溝が斜めに形成さ
れた通電筒としたことを特徴とする。

【００１９】また、請求項６に記載の発明の真空バルブ
は、真空容器の軸心に貫設された一対の通電軸の先端に
接続され外周にコイル部が形成されたコイル電極の先端
に対して、複数の通電棒が前面に環状に配置された通電
板を重ね、この通電棒の先端に重ねた接点と通電板の間
に対して、通電棒に溝部が嵌合する鉄心とを備えたこと
を特徴とする。

【００２０】また、請求項７に記載の発明の真空バルブ
は、真空容器の軸心に貫設された一対の通電軸の先端に
接続され外周にコイル部が形成されたコイル電極の先端
に対して、環状の接点を重ね、この接点の中央部に先端
が遊嵌するアーク接点と、このアーク接点の裏面に重ね
られ裏面に複数の通電棒が環状に配置された通電板と、
この通電板とコイル電極の間に溝部が通電棒に嵌合する
鉄心とを備えたことを特徴とする。

【００２１】さらに、請求項８に記載の発明の真空バル
ブは、環状部とこの環状部の外周に放射状に突設された
複数の磁極部で鉄心を構成したことを特徴とする。

【００２２】このような手段によって、請求項１に記載
の発明においては、接点と通電軸の間を流れる電流を、
接点と通電軸の間に軸方向に配置された複数の通電コイ
ルに流し、この電流により一対の接点間において均一な
縦磁界を発生させる。

【００２３】また、請求項２に記載の発明においては、
接点と通電軸の間を流れる電流を、接点と通電軸の間に
軸方向に配置された複数の通電コイルに流し、この電流
により各通電コイルの内部の磁性体を通る磁束を発生さ
せ、一対の接点間において均一な縦磁界を発生させる。

【００２４】また、請求項３に記載の発明においては、
接点の中心部の第２の通電コイルを流れる電流によって
縦磁界を発生させる。

【００２５】また、請求項４に記載の発明においては、
通電棒を流れる電流で発生し磁性体を通過する磁束によ
って、磁性体の凹部の両端から一対の接点間を軸方向に
通過する縦磁界を発生させる。

【００２６】また、請求項５に記載の発明においては、
接点と通電軸の間を流れる電流を、接点と通電軸の間に
軸方向に配置された複数の通電筒を流すことで、一対の
接点間に均一な縦磁界を発生させる。

【００２７】また、請求項６に記載の発明においては、
通電棒を流れる電流によって発生し鉄心を通過する磁束
により、電極の中央部においてはコイル電極による磁束
と逆向きの磁束を発生させ、電極の外周部においては同
方向の磁束を発生させ、電極の中央部に移行するアーク
を外周方向へ駆動する。

【００２８】さらに、請求項７に記載の発明において
は、電極間で発生するアークが中央部に移行すると、ア
ーク接点と通電棒を流れるアーク電流によって、コイル
電極で発生する磁束と逆向きの磁束を電極の中央部に発
生させて、電極の外周方向にアークを駆動する。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の真空バルブの一実
施形態を図面を参照して説明する。図１は、本発明の真
空バルブの第１の実施形態を示す縦断面図で、従来の技
術で示した図15に対応し、請求項１乃至請求項３に対応
する図である。なお、図１は、図15と同様に可動側電極
を示しているが、固定側電極も同形である。

【００３０】図１において、図15で示した電極と大きく
異るところは、接点と可動側通電軸を結ぶ電路が、コイ
ル状に製作された複数の銅線で形成されていることで、
他は、図15で示した電極とほぼ同一である。

【００３１】図１において、可動側通電軸６の上端に
は、小径部６ａが凸字状に形成されている。可動側通電
軸６の上端には、銅材から図示しない平面図では環状に
製作されたコイル支持環５が、このコイル支持環５の中
心に形成された位置決め穴５ａを介して載置され、可動
側通電軸６の上端にろう付されている。

【００３２】このコイル支持環５の上面には、位置決め
穴５ａの外側に対して、幅の狭い環状の溝が形成され、
この溝の更に外側には、円形の座ぐり部５ｂが、図示し
ない横断面図において60゜間隔に合計６箇所形成されて
いる。

【００３３】このうち、可動側通電軸６の上端面には、
無酸素銅の線材からコイル状に形成された中心コイル７
が載置され、可動側通電軸６の上端に下端がろう付され
ている。

【００３４】また、コイル支持環５の上面に形成された
位置決め用の各座ぐり部５ｂにも、中心コイル７とほぼ
同一品の外周部コイル３が載置され、各座ぐり部５ｂに
下端がろう付されている。さらに、コイル支持環５の位
置決め穴５ａの外側に形成された幅の狭い環状の溝に
は、薄肉のステンレス鋼管から製作された支持管８の下
端が挿入されろう付されている。

【００３５】これらの支持管８及び外周部コイル３の上
端面には、円板状の電極板２が載置されている。この電
極板２の中心部には、貫通穴２ａが形成され、この貫通
穴２ａの外側には、支持管８の上端が嵌合する位置決め
用の幅の狭い環状の溝が内面側に形成されている。この
溝に上端が挿入された支持管８も、電極板２にろう付さ
れている。

【００３６】この電極板２の内面側にも、コイル支持環
５の上面に形成された座ぐり部５ｂと同一外径で浅い座
ぐり部２ｂが、座ぐり部５ｂと対称的に６箇所、図示し
ない平面図では60゜間隔に形成されている。コイル支持
環５の座ぐり部５ｂに下端がろう付された外周部コイル
３の上端は、電極板２に形成された座ぐり部２ｂにそれ
ぞれろう付されている。

【００３７】一方、電極板２の中心に形成された貫通穴
２ａには、略凸字状で図示しない平面図では円板状のス
テンレス鋼製の座４の上端が挿入され、電極板２にろう
付されている。中心コイル７の上端は、座４の下面に当
接し、この座４にろう付されている。

【００３８】接点１は、図15で示した接点１Ａと外形は
同一であるが、上端面の中心部に対して、逆円錐台状の
浅い凹部１ａが形成されている。この凹部１ａの上端の
外周は、弧状に面取りされている。

【００３９】次に、このように構成された真空バルブの
作用を説明する。図１において、図示しない固定側電極
の接点と可動側電極の図１で示す接点１の間に発生した
アーク電流の大部分は、接点１から、電極板２と支持環
５の間に挿入された各外周部コイル３を流れる。

【００４０】中心コイル７に流れる電流は、この中心コ
イル７と電極板２との間に介在する座４の抵抗値によっ
て、後述する図２でも述べるように、各外周部コイル３
に流れる電流値の２分の１程度とすることができる。

【００４１】これらの電流によって、発生する縦磁界の
磁束密度の分布を示すグラフを図２に示し、従来の技術
で示した図16と比較すると、中心部の磁界Ｅ１の強度
は、外周部コイル３で発生する磁界Ｅ２と比べると約２
分の１となる。

【００４２】このように構成された電極間に流れた事故
電流の遮断時に各電極間で発生したアークは、接点１の
中央部分よりも、むしろ、この中央部の外側の強い磁界
の部分に拡散するので、接点１の表面の局部的過熱によ
る金属蒸気の発生を抑え、遮断性能を上げることができ
る。なお、上記実施例において、中心コイル７の内部と
外周部コイル３の内部に対して、図３（ａ）に示すよう
に、円筒状の磁性管９を遊嵌してもよい。

【００４３】この場合には、中心コイル７と外周部コイ
ル３の巻数を減らすことができるので、中心コイル７と
外周部コイル３の線径を太くすることができ、電極の通
電容量と機械的強度を増やすことができる利点がある。

【００４４】なお、上記実施例において、中心コイル７
の素線径を細くして、抵抗値を上げ、座４を省いてもよ
く、さらに、巻数を減らして、磁界Ｅ１の強度を減らし
てもよい。

【００４５】また、中心コイル７と外周部コイル８は、
図３（ｂ）に示すように、無酸素銅から製作した筒材の
外周に対して、複数条の溝10ａを斜めに形成した円筒コ
イル10として請求項５に記載の発明としてもよい。この
場合には、接点１と支持環５との接合によって構成した
電極の強度と通電容量を図１で示した電極と比べて増や
すことができる利点もある。

【００４６】次に、図４は、本発明の真空バルブの第２
の実施形態を示す横断面図で、図５は、縦断面図で図１
に対応し請求項４に対応する図である。なお、図４は、
図５のＢ−Ｂ断面図に相当する。

【００４７】図４及び図５において、図１で示した電極
と大きく異るところは、電極間に縦磁界を発生させる手
段として、図１で示した外周部コイル３の代りに、横断
面がコ字状で磁性体の間隔片11と、この間隔片５の中央
にそれぞれ通電軸12を介在させたことである。

【００４８】すなわち、可動側通電軸６Ａの上端には、
逆円錐台状の支持台部６ｂがろう付されている。この支
持台部６ｂの上端の中央部には、円形の座ぐり部６ｃが
形成され、この座ぐり部６ｃの外側には、図４において
は長方形の浅い座ぐり部６ｄが、図４に示すように６箇
所形成されている。さらに、この座ぐり部６ｄの中央部
には、円形の座ぐり部６ｅが形成されている。

【００４９】このうち、中央の座ぐり部６ｃには、図１
で示した中心コイル７と同一品の中心コイル７の下端が
挿入され、ろう付されている。また、各座ぐり部６ｄに
は、横断面がコ字状で純鉄から製作された間隔片11の下
端がそれぞれ挿入されろう付されている。また、これら
の間隔片11の中央部に遊嵌された通電軸12の下端は、座
ぐり部６ｅに挿入され、それぞれろう付されている。

【００５０】これらのコイル７と間隔片11の上端面に
は、電極板２Ａが載置され、この電極板２Ａの下面に
も、座ぐり部６ｄ，６ｅと対称的に座ぐり部が形成さ
れ、各コイル７と間隔片11の上端が嵌合し、それぞれろ
う付されている。

【００５１】電極板２Ａの中心部にも、図１で示した電
極板２と同様に座４が挿入されてろう付されている。さ
らに、この座４の下面に上端が当接した中心コイル７の
上端は、図１と同様に座４にろう付されている。

【００５２】次に、このように構成された真空バルブの
作用を図６の部分斜視図を含めて説明する。なお、図示
しない固定側電極も、可動側電極と対称的に形成され、
真空バルブに組み込まれた状態では、図６に示すように
各通電軸12の軸心が一致している。

【００５３】なお、図６において、前方の間隔片11は、
可動側電極に組み込まれた間隔片を示し、後方の間隔片
11は、固定側電極に組み込まれた間隔片を示し、図４の
後部左側の位置の場合を示す。

【００５４】電極間に発生したアークによって流れる電
流の大部分は、図１で示した電極と同様に、各通電軸12
を流れ、中心コイル７には、各通電軸12に流れる電流の
２分の１程度が流れる。また、各間隔片11にも流れる
が、この電流値は、間隔片11の抵抗値により微少であ
る。

【００５５】このうち、中心コイル７に流れる電流によ
って、図２で示した磁界Ｅ１に対応する磁界が発生し、
各通電軸12を流れる電流によって、図２で示した磁界Ｅ
２に対応する横磁界が発生し、この横磁界の磁束は、図
６の説明図の各間隔片11を矢印Ｂθに示すように通過す
る。

【００５６】図６に示すように、可動側に組み込まれた
間隔片11の磁束Ｂθの先端は、各接点１を貫通して、固
定側の電極に対向して組み込まれた間隔片11の図６にお
いては右側前方に達し、この磁束は、固定側電極の通電
軸12で発生した磁束とともに、固定側の間隔片11を図６
の矢印で示すように通過する。

【００５７】さらに、この磁束は、固定側の間隔片11の
右側の前端から、各接点１を経て、可動側の間隔片11の
図６において左側の後部に達し、可動側の間隔片11の内
部を反時計方向に通過する。この結果、上下の間隔片11
の間の磁束は、図７に示すように軸心に各部が形成され
た縦磁界とこの外側の方向の異る一対の縦磁界を形成す
る。

【００５８】したがって、このように構成された真空バ
ルブにおいても、両電極間の中心部の外側に対称的に形
成された縦磁界によって、図１で示した電極と同様に、
接点の表面におけるアークの局部的集中を防ぎ、このア
ークの発弧点の溶融による金属蒸気の発生を抑えること
ができ、この金属蒸気による遮断性能の低下を防ぐこと
ができる。

【００５９】なお、上記実施例において、間隔片11の材
料として純鉄の場合を示したが、珪素鋼を使用してもよ
い。

【００６０】次に、図８は、本発明の真空バルブの第３
の実施形態を示す分解斜視図で、従来の技術で示した図
15に対応し、請求項７に対応する図である。なお、図８
は、図15と同様に可動側電極を示しているが、固定側電
極も同形である。

【００６１】図８において、図15で示した電極と大きく
異るところは、接点とコイル電極を結ぶ電路が、通電板
とこの通電板の接点側の通電棒で形成されていること
と、この通電棒に鉄心が配置されていることで、他は、
図15で示した電極とほぼ同一である。

【００６２】図８において、可動側通電軸６Ａの上端に
は、円錐台状の小径部６ｂが形成されている。可動側通
電軸６Ａの上端には、図15で示したコイル電極とほぼ同
一のコイル電極14がこのコイル電極14の中心に形成され
た位置決め穴を介して載置され、可動側通電軸６Ａの上
端にろう付されている。

【００６３】このコイル電極14の各コイル部14ｃの先端
には、接続部14ｄが突設されている。これらの接続部14
ｄの先端面には、コイル電極14と外径が同一で、銅板か
ら円板状に製作された電極板２Ａが載置され接続部14ｄ
にろう付けされている。この電極板２Ａの接点側には、
銅棒から製作された６本の通電棒12Ａが等間隔に環状に
配置され、電極板２Ａにろう付けされている。

【００６４】また、電極板２Ａの接点側には、軟銅材か
ら略コ字状に製作された鉄心11Ａが等間隔に配置され、
各鉄心11Ａは、この鉄心11Ａの片側に形成された溝部
が、通電棒12Ａに遊嵌している。各鉄心11Ａは、電極板
２Ａにろう付けされている。

【００６５】これらの鉄心11Ａと通電棒12Ａの更に接点
側には、図15で示した接点と同一の接点１Ａが載置さ
れ、各鉄心11Ａと通電棒12Ａにろう付けされている。な
お、図示しない固定側電極も同一構造となっており、そ
の結果、電極間から見た上下の電極の構成は対称的とな
っている。

【００６６】図９は、図８の符号Ｅで示した鉄心11Ａ
と、この鉄心11Ａの溝部11ａに遊嵌した通電棒12Ａ及び
これらの鉄心11Ａと通電棒12Ａと対称位置に配置された
固定側電極側の鉄心11Ａと通電棒12Ａを示した部分拡大
斜視図である。

【００６７】次に、このように構成された電極が通電軸
の先端に組み込まれた真空バルブの作用を説明する。図
８及び図９において、電流の向きが可動側電極から矢印
Ｄ１，Ｄ２に示すように固定側電極に流れる場合には、
この電流は、可動側電極ではコイル電極14と接続部14ｄ
から通電板２Ａとこの電極板２Ａに立設された各通電棒
12Ａを経て、接点１Ａに流れる。したがって、固定側電
極は、逆方向となる。

【００６８】この電流によってコイル電極14で発生する
軸方向の磁束は、図８に示すようにコイル電極14の外周
部では、可動側電極から固定側電極の方向で、コイル電
極14の内周部では逆向きとなる。

【００６９】これに対して、例えば、図８の符号Ｅで示
す部分の鉄心11Ａとこの鉄心11Ａに遊嵌した通電棒12Ａ
の周辺で発生する軸方向の磁束の方向は、図９の拡大図
で示すようになる。すなわち、矢印Ｄ１，Ｄ２に示す方
向の電流によって、各鉄心11Ａには、矢印Ｇ１，Ｇ２に
示すように、図９においては、反時計方向の磁束が通過
する。

【００７０】すると、上下の各鉄心11Ａの間には、図９
の矢印Ｆ１，Ｆ２に示す軸方向の磁束が通過する。この
うち、矢印Ｆ１は、図８においては、矢印Ｂ１に対応
し、同じく矢印Ｆ２は、矢印Ｂ２に対応する。

【００７１】したがって、図８において、コイル電極14
で発生し矢印Ａ１で示す磁束に対して、電極の中心部に
おいては、図９の矢印Ｆ１で示す逆向きの磁束が通電棒
12Ａと鉄心11Ａによって発生し、この逆向きの磁束の外
周側においては、矢印Ｆ２で示す同一方向の磁束が発生
する。

【００７２】図10は、図８で示したコイル電極14によっ
て発生する軸方向の磁束密度の分布、及び、図９で示し
た通電棒12Ａ及び鉄心11Ａによって発生する軸方向の磁
束密度の分布と、これらの磁束密度のベクトル和を示す
グラフで、図16に対応する図である。

【００７３】図10に示すように、コイル電極14で発生す
る軸方向の磁束密度の分布は、前述したように破線で示
した正弦波曲線Ｈ１を示すに対して、通電棒12Ａ及び鉄
心11Ａによる磁束密度を示す一点鎖線の曲線Ｈ２は、中
央部分においては、曲線Ｈと逆向き（すなわち、方向が
逆）となる。

【００７４】したがって、これらの曲線Ｈ１，Ｈ２の和
となる縦磁界は、実線の曲線Ｈ３に示すように、中央部
分において谷間を形成し、コイル電極のコイル部の中心
の僅かに内側において最大値を示す。

【００７５】この結果、このような縦磁界を発生させる
電極を組み込んだ真空バルブにおいては、大電流の遮断
時におけるアークの電極中心部への集中を防ぐことがで
きるので、遮断容量を更に上げることができる。

【００７６】次に、図11（ａ）は、本発明の真空バルブ
の第４の実施形態を示す図で、図８，図９で示した鉄心
11Ａに対応する図で、図11（ｂ）は、図11（ａ）のＪ−
Ｊ断面図である。

【００７７】図11においては、図８で示した６個の鉄心
の代りに、１個の鉄心11Ｂで軸方向の磁束を発生させる
磁路を形成している。すなわち、鉄心11Ｂの中心部に
は、中心穴11ｂが形成され、この中心穴11ｂの外周に形
成された環状部11ｅの更に外周には、略Ｌ字形の磁極部
11ｃが突設されている。この磁極部11ｃの基部と環状部
11ｅの間に形成された溝部11ｄに対して、図８で示した
通電棒12Ａが一点鎖線で示すように遊嵌する。

【００７８】この場合においても、磁極部11ｃと環状部
11ｅに対して、図９の矢印Ｇ１，Ｇ２と同様に、可動側
電極から固定側電極に流れる電流によって図11の矢印Ｇ
１に示す磁束が鉄心11Ｂを通過し、これにより図９の矢
印Ｆ１，Ｆ２と同一方向の磁束が発生する。さらに、鉄
心11Ｂが１枚となるので、電極への組み込みが容易とな
る利点がある。

【００７９】次に、図12は、本発明の真空バルブの第５
の実施形態を示す部分縦断面図で、図15に対応する図で
ある。図１において、図８と異なるところは、図８で示
した電極板２Ａの側面形状が異なることと、この電極板
の中央部とコイル電極14の底面中央部との間にステンレ
ス鋼管製のスペーサ19を介在させたことである。

【００８０】すなわち、このスペーサ19の先端面にろう
付された電極板２Ｃは、外周部分のうち、コイル電極14
の接続部に対応する部分がＺ形に接点側に折り曲げら
れ、この裏面がコイル電極14の接続部14ｄの先端面にろ
う付されている。その他の鉄心11Ａと通電棒12Ａの配置
は、図８と同一である。

【００８１】この場合には、スペーサ19によって電極板
２Ｃをコイル電極14に強固に固定できるだけでなく、電
極板２Ｃの中央部分の位置をコイル電極14の腕部に接近
させることができるので、電極の厚みを減らすことがで
きる。

【００８２】したがって、可動側と固定側の鉄心間の距
離を近接させることができるの、この鉄心間の両電極の
軸方向の磁気抵抗を減らすことができ、図10で示した曲
線Ｈ２の凹凸を顕著にすることができるので、同図の曲
線Ｈ３の波高も増やすことができ、接点中央部における
アークの集中を更に防ぐことができる。

【００８３】また、図13は、本発明の真空バルブの第６
の実施形態を示す部分縦断面図で、図15に対応し、請求
項７に対応する図である。

【００８４】図13において、図12と異なるところは、接
点が環状の接点１Ｂと、この接点１Ｂの内側の小径接点
１Ｃに分割されている点と、通電棒12Ａ及び鉄心11Ａの
前後面に電極板２Ｄ１，２Ｄ２を重ね、ステンレス管で
製作した小径の座４Ａを介してコイル電極14Ａにろう付
で固定したことである。

【００８５】このうち、小径接点１Ｃには、定常時の電
流は流れないので、クロムなどの融点の高い材料の合金
を採用し、電極板２Ｄ１，２Ｄ２には銅板に対して、中
央部から外周方向に放射状に図示しないスリットを形成
している。

【００８６】このように構成された電極が組み込まれた
真空バルブにおいては、可動側電極が開極して、接点１
Ｂ間で発生したアーク電流により、両電極間に発生する
縦磁界は、従来の技術で示した図16に示すような正弦波
状となる。

【００８７】遮断電流が増え、接点１Ｂ間のアークが中
央に移行して小径接点１Ｃに移ると、このアーク電流
は、この小径接点１Ｃから電極板２Ｃ，通電棒12Ａ，電
極板２Ｂ，接続座４Ａとコイル電極14Ａを結ぐ電路を流
れる。

【００８８】すると、通電棒12Ａに流れる電流で発生す
る図９で示した磁束によって、図10の曲線Ｈ２に示す磁
束分布と、曲線Ｈ３で示す合成磁束の縦界によって、ア
ークは、外側の接点１Ｂに移行される。

【００８９】この結果、大電流遮断時のアークは、接点
の表面を接点１Ｂから接点１Ｃへ、さらに、この接点１
Ｃから接点１Ｂへと移動するので、特定の局部への膠着
を防ぐことができ、接触子の表面の局部的溶融を防ぐこ
とができ、消弧性能を向上させることができる。

【００９０】なお、上記実施例において、鉄心11Ａの形
状と鉄心11Ｂの磁極部11ｃの内周の形状をコ字状とした
例で説明したが、半円形としてもよく、外周も半円形と
してもよい。この場合には、磁路が短くなるので磁気抵
抗を減らすことができ、軸方向の磁束を増やすことがで
きる。

【００９１】また、上記実施例では、正弦波状の縦磁界
を発生させるために、コイル電極を用いた例で説明した
が、図14に示すいわゆるカップ状電極10Ａを用いても、
同様の効果を得ることができる。

【００９２】図10において、このカップ状電極10Ａに
は、筒部に対して６条の溝10ｂが弧状に形成され、これ
らの溝10ｂの間の電路を流れる電流によって、図16に示
した縦磁界が発生する。この縦磁界と、図10で示した曲
線Ｈ２の磁界のベクトル和によって、図10の曲線Ｈ３で
示す特性の縦磁界を得ることができる。

【００９３】

【発明の効果】以上、請求項１に記載の発明によれば、
真空容器の内部に一対の接点を対置し、この接点の裏面
に軸方向に複数の通電コイルを配置し、このコイルの裏
面を通電軸に接続することで、接点と通電軸の間を流れ
る電流を、接点と通電軸の間に軸方向に配置された複数
の通電コイルを介して流すとともに、この電流で発生し
た磁束で、一対の接点間において均一な縦磁界を発生さ
せたので、電極中央部へのアークの集中を防ぎ、遮断性
能を上げることのできる真空バルブを得ることができ
る。

【００９４】また、請求項２に記載の発明によれば、通
電コイルの内部に磁性体を挿入することで、接点と通電
軸の間を流れる電流を、接点と通電軸の間に軸方向に配
置された複数の通電コイルを介して流すとともに、各通
電コイルの内部の磁性体を通る磁束を発生させ、この磁
束によって、一対の接点間において均一な縦磁界を発生
させたので、電極中央部へのアークの集中を防ぎ、遮断
性能を上げることのできる真空バルブを得ることができ
る。

【００９５】また、請求項３に記載の発明によれば、接
点の中心部と通電軸の間に第２の通電コイルを介在させ
ることで、接点の中心部に対して、第２の通電コイルを
流れる電流によって縦磁界を発生させたので、電極中央
部へのアークの集中を防ぎ、遮断性能を上げることので
きる真空バルブを得ることができる。

【００９６】また、請求項４に記載の発明によれば、真
空容器の内部に一対の接点を対置し、この接点の裏面に
軸方向に片側が接点に接続される複数の通電棒を配置
し、この通電棒に磁性体の凹部の内側を遊嵌し、通電棒
の他側に通電軸を接続することで、通電棒を流れる電流
で発生し磁性体を通過する磁束により、磁性体の凹部の
両端から一対の接点間を軸方向に通過する縦磁界を形成
したので、電極中央部へのアークの集中を防ぎ、遮断性
能を上げることのできる真空バルブを得ることができ
る。

【００９７】また、請求項５に記載の発明によれば、通
電コイルを、円筒部に複数条の溝が斜めに形成された通
電筒とすることで、接点と通電軸の間を流れる電流を、
接点と通電軸の間に軸方向に配置された複数の通電筒を
介して流すとともに、一対の接点間に均一な縦磁界を発
生させたので、電極中央部へのアークの集中を防ぎ、遮
断性能を上げることのできる真空バルブを得ることがで
きる。

【００９８】また、請求項６に記載の発明によれば、真
空容器の軸心に貫設された一対の通電軸の先端に接続さ
れた外周にコイル部が形成されたコイル電極の先端に対
して、複数の通電棒が前面に環状に配置された通電板を
重ね、この通電棒の先端に重ねた接点と通電板の間に対
して、通電棒に溝部が嵌合する鉄心とを備えることで、
通電棒を流れる電流によって発生し鉄心を通過する磁束
により、電極の中央部においてはコイル電極による磁束
と逆向きの磁束を発生させ、電極の外周部においては周
方向の磁束を発生させ、電極の中央部に移行するアーク
を外周方向へ駆動したので、電極中央部へのアークの集
中を防ぎ、遮断性能を上げることのできる真空バルブを
得ることができる。

【００９９】さらに、請求項７に記載の発明によれば、
真空容器の軸心に貫設された一対の通電軸の先端に接続
され外周にコイル部が形成されたコイル電極の先端に対
して、環状の接点を重ね、この接点の中央部に先端が遊
嵌するアーク接点と、このアーク接点の裏面に重ねられ
裏面に複数の通電棒が環状に配置された通電板と、この
通電板とコイル電極の間に溝部が通電棒に嵌合する鉄心
とを備えることで、電極間で発生するアークが中央部に
移行すると、アーク接点と通電棒を流れるアーク電流に
よって、コイル電極で発生する磁束と逆向きの磁束を電
極の中央部に発生させて、電極の外周方向にアークを駆
動したので、電極中央部へのアークの集中を防ぎ、遮断
性能を上げることのできる真空バルブを得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の真空バルブの第１の実施形態を示す縦
断面図。

【図２】本発明の真空バルブの第１の実施形態の作用を
示すグラフ。

【図３】（ａ）は、本発明の真空バルブの第１の実施形
態の変形例を示す部分縦断面図で請求項２に対応する
図。（ｂ）は、本発明の真空バルブの図３（ａ）と異る
変形例を示す部分縦断面図で請求項５に対応する図。

【図４】本発明の真空バルブの第２の実施形態を示す横
断面図。

【図５】本発明の真空バルブの第２の実施形態を示す縦
断面図。

【図６】本発明の真空バルブの第２の実施形態の作用を
示す部分斜視図。

【図７】本発明の真空バルブの第２の実施形態の作用を
示すグラフ。

【図８】本発明の真空バルブの第３の実施形態を示す分
解斜視図。

【図９】本発明の真空バルブの第３の実施形態の作用を
示す部分拡大斜視図。

【図１０】本発明の真空バルブの第３の実施形態の作用
を示すグラフ。

【図１１】本発明の真空バルブの第４の実施形態を示す
部分拡大詳細図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）の
前面図。

【図１２】本発明の真空バルブの第５の実施形態を示す
部分縦断面図。

【図１３】本発明の真空バルブの第６の実施形態を示す
部分縦断面図。

【図１４】本発明の真空バルブの第７の実施形態を示す
部分拡大斜視図。

【図１５】従来の真空バルブの一例を示す縦断面図。

【図１６】従来の真空バルブの作用を示すグラフ。

【符号の説明】

１，１Ａ，１Ｂ…接点、２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ
１，２Ｄ２…電極板、３…外周部コイル、４，４Ａ…
座、５…コイル支持環、６，６Ａ…可動側通電軸、７…
中心コイル、８…支持管、９…磁性管、10…円筒コイ
ル、11…間隔片、11Ａ，11Ｂ…鉄心、12，12Ａ…通電
棒、13…接続子、14，14Ａ…コイル電極、Ｅ１，Ｅ２，
Ｅ３，Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３…磁界、Ｂｚ…磁束密度。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者佐藤純一東京都府中市東芝町１番地株式会社東芝府中工場内 (72)発明者金子英治東京都府中市東芝町１番地株式会社東芝府中工場内 (72)発明者本間三孝東京都府中市東芝町１番地株式会社東芝府中工場内 (72)発明者染井宏通東京都府中市東芝町１番地株式会社東芝府中工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】真空容器の軸心に貫設された一対の通電
軸の先端に対置される電極の接点の裏面と前記通電軸の
先端との間に対して、軸方向に配置される複数の通電コ
イルを備えた真空バルブ。
【請求項２】前記通電コイルの内部に磁性体を挿入し
たことを特徴とする請求項１に記載の真空バルブ。
【請求項３】前記接点の中心部と通電軸の間に第２の
通電コイルを介在させたことを特徴とする請求項１又は
請求項２に記載の真空バルブ。
【請求項４】真空容器の軸心に貫設された一対の通電
軸の先端に対置される接点と、この接点の裏面と前記通
電軸の先端との間に環状に配置される複数の通電棒と、
この通電棒に凹部の内側が遊嵌する磁性体を備えた真空
バルブ。
【請求項５】前記通電コイルを、円筒部に複数条の溝
が斜めに形成された通電筒としたことを特徴とする請求
項１乃至請求項４のいずれかに記載の真空バルブ。
【請求項６】真空容器の軸心に貫設された一対の通電
軸の先端に接続され外周にコイル部が形成されたコイル
電極と、このコイル電極の先端に重ねられ複数の通電棒
が前面に環状に配置された通電板と、前記通電棒の先端
に重ねられた接点と前記通電板の間に設けられ前記通電
棒に溝部が嵌合する鉄心とを備えた真空バルブ。
【請求項７】真空容器の軸心に貫設された一対の通電
軸の先端に接続され外周にコイル部が形成されたコイル
電極と、このコイル電極の先端に重ねられた環状の接点
と、この接点の中央部に先端が遊嵌するアーク接点と、
このアーク接点の裏面に重ねられ裏面に複数の通電棒が
環状に配置された通電板と、この通電板と前記コイル電
極の間に設けられ溝部が前記通電棒に嵌合する鉄心とを
備えた真空バルブ。
【請求項８】環状部とこの環状部の外周に放射状に突
設された複数の磁極部で前記鉄心を構成したことを特徴
とする請求項６又は請求項７に記載の真空バルブ。