JPH087723A - 真空バルブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 発弧直後のアークに対して大きな磁気駆動力
を作用させ、アークを発弧位置に停滞させずに、主電極
表面上をすみやかに移動して、拡散させる。 【構成】 対向する電極部における主電極又導体に高抵
抗部、例えば凹部等を形成して、主電極又は導体におけ
る電流の流れる方向を限定して、発弧直後のアークに対
して磁気駆動力を作用させるように構成した真空バル
ブ。

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
な縦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】図１６は従来の真空バルブの構造を示す
側面断面図である。図１６において、真空容器１はガラ
ス又はセラミック等の絶縁物で形成された絶縁容器２の
両端を金属製の端板３、４により閉塞して構成されてい
る。真空容器１内には、固定電極棒１０に接続された固
定電極部２０と、可動電極棒１１に接続された可動電極
部２１が対向して配設されている。可動電極部２１は可
動電極棒１１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２０に対して接離動作するよう構
成されている。端板４と可動電極棒１１との間にはベロ
ーズ９が設けられており、真空容器１内の気密を保持す
るとともに、可動電極棒１１の軸方向（図１６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１
内には固定電極部２０と可動電極部２１を包囲するよう
にシールド１７とベローズ９を包囲するベローズカバー
１６が配設されており、電極間から発生する金属蒸気の
付着を防止している。

【０００３】上記のように構成された従来の真空バルブ
において、遮断指令が入力されたとき、可動電極部２１
が固定電極部２０から開離し、固定電極部２０と可動電
極部２１との間にはアークが発生する。このアーク発生
時の電流は、固定電極部２０と可動電極部２１において
円弧状に流れて、アークと平行な縦方向磁界（図１６に
おける上下方向の磁界）を発生させている。この縦方向
磁界は固定電極部２０と可動電極部２１の主電極間に発
生したアークに作用して、アークは主電極表面に拡散さ
れて、安定して維持される。このアークの拡散により、
遮断時のアーク電圧が低減されるとともに、各主電極に
おける温度上昇が抑制され、電流ゼロ点でアークはすみ
やかに消弧され電流が遮断される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の真空バルブは以
上のように主電極表面に発生したアークは主電極表面上
に拡散されて、安定して維持されるように構成されてお
り、発弧位置によっては、発弧直後の集中状態にあるア
ークに対して主電極等を流れる電流による磁気駆動力が
働き、集中状態のアークは停滞せずに主電極表面上を駆
動されて、すばやく拡散状態となるように構成されてい
る。しかし、主電極表面のどの部位にアークが発生して
も一様な磁気駆動力がアークに働くものではなく、主電
極の特定の部位によっては弱い磁気駆動力しかアークに
働かず、アークが発弧位置に停滞して、拡散状態に移行
せず、主電極を局部的に加熱して主電極を破損させる場
合や、電極部の過度の温度上昇により遮断性能が低下す
る場合があった。

【０００５】本発明は上記のような問題点を解消するた
めになされたもので、電極間に発生したアークを発弧位
置に停滞させずに、主電極表面上にすみやかに拡散する
ように構成することにより、電極部の局部的な加熱を防
止することのできる信頼性の高い真空バルブを得ること
を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の真空バルブは、
真空容器内に対向して配置され、電極棒により互に接離
可能に設けられた一対の電極部をもつ真空バルブであっ
て、一対の電極部の少なくとも一方の電極部が、前記電
極棒に接続された保持部と、該保持部と電気的に接続さ
れた円弧状のコイル部と、他方の電極部の方向に該コイ
ル部から突設された接続部とを有するコイル電極、前記
コイル電極の接続部に電気的に接続され、高抵抗部を有
する主電極を具備するものである。

【０００７】また、本発明の真空バルブは、真空容器内
に対向して配置され、電極棒により互に接離可能に設け
られた一対の電極部をもつ真空バルブであって、一対の
電極部の少なくとも一方の電極部が、前記電極棒に接続
された保持部と、該保持部と電気的に接続された円弧状
のコイル部と、他方の電極部の方向に該コイル部から突
設された接続部とを有するコイル電極、前記コイル電極
の接続部に電気的に接続され、高抵抗部を有する導体、
前記導体の他方の電極部に対向する面に配設された主電
極を具備するものである。

【０００８】さらに、本発明の真空バルブは、真空容器
内に対向して配置され、電極棒により互に接離可能に設
けられた一対の電極部をもつ真空バルブであって、一対
の電極部の少なくとも一方の電極部が、前記電極棒に接
続された保持部と、該保持部と電気的に接続された円弧
状のコイル部と、他方の電極部の方向に該コイル部から
突設された接続部とを有するコイル電極、前記コイル電
極の接続部に電気的に接続された導体、前記導体の他方
の電極部に対向する面に配設され、他方の電極部の方向
に突設した実質的に同一円周上の部位を有する主電極を
具備するものである。

【０００９】

【作用】本発明の真空バルブにおいて、少なくとも一方
の電極部の主電極に高抵抗部が設けられており、アーク
発生時に流れる各電極部の電流は、主電極の高抵抗部を
避けて、コイル電極の接続部へ流れる。このために、電
極間に発生したアークは発弧位置に停滞せず、その結果
として、主電極表面上に拡散される。

【００１０】本発明の真空バルブにおいて、少なくとも
一方の電極部の主電極の背面に配置された導体には高抵
抗部が設けられており、アーク発生時に流れる各電極部
の電流は、導体に設けられた高抵抗部を避けて、コイル
電極の接続部へ流れる。このために、電極間に発生した
アークは発弧位置に停滞せず、その結果として、主電極
表面上に拡散される。

【００１１】本発明の真空バルブにおいて、少なくとも
一方の電極部の主電極に他方の電極部の方向に同一円周
上に突設された部位である突出部を設け、主電極又は導
体に高抵抗部を形成しているために、この突出部の対向
面にアークが発生し、このアーク発生時の電流は主電極
の突出部を通って、コイル電極の接続部を経てコイル部
に流れる。このために、電極間に発生したアークは発弧
位置に停滞せず、主電極表面上に拡散される。

【００１２】

【実施例】

実施例１ 以下、本発明の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の
一部を示す分解斜視図である。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一対の固定電極部と可動電極部
の一方を示したものである。固定電極部と可動電極部は
実質的に同一の構造を有しており、その一方は他方と同
じものを上下に倒立させて相対向して配置したものであ
る。図１の分解斜視図に示すように、各電極部は、電極
棒３０、コイル電極３１、補強部３２、導体３３、主電
極３４により構成されている。

【００１３】図１に示すように、コイル電極３１は、電
極棒３０の先端部３０ａに嵌合されるリング状の保持部
３１ａと、この保持部３１ａから半径方向外向きに導出
する３本の腕部３１ｂ、３１ｂ、３１ｂと、これらの腕
部３１ｂ、３１ｂ、３１ｂの各外側端部から導出して同
一円周上に配置されたコイル部３１ｃ、３１ｃ、３１ｃ
とを有している。また、各コイル部３１ｃの端部には他
方の電極部と対向する向きに突出した接続部３１ｄがそ
れぞれ設けられている。コイル電極３１の接続部３１ｄ
には、導電材、例えば銅板、により環状に形成された導
体３３が電気的に接触するように配設されている。この
導体３３の他方の電極部に対向する面（図１における上
面）には円板状の主電極３４が配設されている。

【００１４】図２の（ａ）は図１の電極部の平面図であ
り、図２の（ｂ）は図２の（ａ）の電極部におけるIIー
II線による側面断面図である。図２の（ｂ）に示すよう
に、補強部３２は主電極３４背面に当接してこれを支持
するものであり、ステンレス鋼等の高抵抗材により形成
されている。図２の（ａ）及び図２の（ｂ）の各図に示
されているように、該主電極３４における他方の電極部
に対向する表面には高抵抗部である凹部３４ａが形成さ
れている。この凹部３４ａは、コイル電極３１の接続部
３１ｄと導体３３との接触面Ｃ（図２の（ａ）において
クロスハッチングにて示す。）と対応する主電極３４の
表面の部分よりも広く半円形に穿かれており、その垂直
な縁部の他方の電極部と対向する部分は図２の（ａ）に
示すように曲面に形成されている。このように、縁部を
曲面にすることにより、その部分の電界の集中は緩和さ
れている。

【００１５】実施例１の主電極３４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
れている： （１）低サージ特性を有する材料としては、例えばＡｇ
ＷＣ系合金、（２）高耐溶着特性を有する材料として
は、例えばＢｉ、Ｔｅ、Ｓｅ等の低融点金属を含むＣｕ
合金又はＡｇ合金、そして（３）高耐電圧特性を有し、
かつ大電流遮断特性を有する材料としては、例えばＣｕ
Ｃｒ系合金。なお、本発明の各実施例において、主電極
はその目的に合せて上記各種材料により形成されてい
る。

【００１６】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及び図３を用いて説明する。図３は、固
定電極部２０と可動電極部２１が開離してアークが発生
したところを示す側面図である。開離時に発生するアー
クＰは主電極３４の対向面における高抵抗部３４ａ以外
の部分に発生する。図２の（ａ）において、点Ｑに示す
位置にアークが発生した場合、電流は、例えば矢印Ｒ及
び矢印Ｓにより示す方向に円弧状に流れる。図３におい
て、アークＰ発生時の電流は、例えば矢印Ｉ₁により示
したように、固定電極部２０のコイル電極３１の接続部
３１ｄからアークＰへ流れ、そして矢印Ｉ₂に示したよ
うにアークＰから可動電極部２１のコイル電極３１の接
続部３１ｄへ流れる。このために、アークＰには磁気駆
動力Ｆが働き、アークＰは発弧位置に停滞せずに主電極
３４表面上を移動して、主電極３４の表面に拡散され
る。

【００１７】以上のように実施例１の真空バルブは、主
電極において弱い磁気駆動力しか発生しない接触面Ｃ近
傍の部分に高抵抗部を設けて、この部分にアークを発生
させないように構成しているために、実施例１における
主電極３４は遮断時において局部的な加熱による破損が
防止されるとともに、電極部における過度の温度上昇が
抑制されている。従って、実施例１の真空バルブは大電
流の遮断が可能となり、遮断性能の優れた装置となる。
なお、上記実施例１において、コイル部３１ｃが３分割
されたもので示したが、複数に分割された他の形状のコ
イル部に本発明を適用しても同様の効果を奏する。

【００１８】実施例２ 以下、本発明の真空バルブの実施例２を図を参照して説
明する。図４は実施例２の真空バルブにおける電極部の
一部を示したものであり、図４の（ａ）はその電極部の
平面図、図４の（ｂ）は図４の（ａ）の電極部における
IV−IV線による断面図である。図４において、前述の実
施例１に対応する部分の構造は図１および図２の真空バ
ルブと同じ材料により構成され、同様の機能および効果
を有するので、同じ符号を付してその説明を省略し、実
施例１における説明を準用する。

【００１９】図４の（ａ）及び図４の（ｂ）に示されて
いるように、実施例２の主電極３５の他方の電極部に対
向する面には高抵抗部を構成する凹部３５ａが形成され
ている。図４の（ａ）に示すように、凹部３５ａは、コ
イル電極３１の接続部３１ｄと導体３３との接触面Ｃの
ほぼ中間に形成されており、環状の導体３３を横切るよ
うに長円形状に形成されている。すなわち、同一円弧上
に設けられている３つの接続部３１ｄのうち２つの接続
部３１ｄの間の中心角の２等分線上に凹部３５ａが形成
されている。従って、この凹部３５ａの数はコイル電極
３１と導体３３との接触面Ｃの数により決定され、本実
施例ではコイル電極３１と導体３３との接触面Ｃが３つ
あるため、上記凹部３５ａは主電極３５の対向面上の３
ヵ所に形成されている。

【００２０】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、図４及び図５を用いて説明する。図５は、固
定電極部２０と可動電極部２１が開離してアークＰが発
生したところを示す側面図である。各電極部の開離時に
発生するアークＰは、主電極３５の対向面における高抵
抗部である凹部３５ａ以外の部分に発生する。図４の
（ａ）において、点Ｑに示す位置にアークが発生した場
合、電流は、例えば矢印Ｒ及び矢印Ｓにより示す方向に
円弧状に流れる。

【００２１】図５に示したように、アークＰ発生時の電
流は、例えば、図５において矢印ＩＬと矢印ＩＲにより
図示した経路を通って固定電極部２０から可動電極部２
１へ流れる。このとき、電流経路ＩＬを通って主電極３
５を流れる電流によりアークＰには第１の磁気駆動力Ｆ
Ｌが働き、電流経路ＩＲを通って主電極３５を流れる電
流によりアークＰには第２の磁気駆動力ＦＲが働く。こ
の場合、第１の磁気駆動力ＦＬは第２の磁気駆動力ＦＲ
より大きいために、アークＰには第１の磁気駆動力ＦＬ
の方向の力が働き、アークＰは発弧位置に停滞せず、主
電極３５の表面上を速やかに拡散する。もし、高抵抗部
である凹部３５ａが主電極における上記位置に形成され
ていない場合において、アークが両接続部と等距離の位
置に発生したとき、このときのアーク発生時の電流は両
接続部へ同様に流れるため、反対方向で同じ大きさの磁
気駆動力が相殺されてしまい、アークに対して磁気駆動
力が働かない場合があった。実施例２においては、この
ような位置にアークが発生しないように、高抵抗部が形
成されているために、発生したアークに対しては確実に
磁気駆動力が働く。以上のように、実施例２の真空バル
ブにおいては、主電極３５表面の２つの接触面Ｃのほぼ
中間の位置であって弱い磁気駆動力しか発生しない部分
に高抵抗部である凹部３５ａを形成して、この部分にア
ークを発生させないように構成しているために、遮断時
において主電極３５の局部的な加熱が防止されるととも
に、電極部の過度の温度上昇は抑制されている。従っ
て、実施例２の真空バルブは大電流の遮断が可能とな
り、遮断性能の優れた装置となる。

【００２２】なお、前述の実施例１において示した主電
極３４の凹部３４ａを実施例２の主電極３５に形成し
て、アークの発弧位置をさらに限定して、アークに対し
て大きな磁気駆動力が確実に働くように構成することに
より、さらに遮断性能の優れた真空バルブとなる。前述
の実施例１及び実施例２において、主電極の背面に環状
の導体を配置した構成の装置により説明したが、環状の
導体を用いずに主電極の背面に直接コイル電極を配設し
た装置であっても、前述の実施例１および実施例２と同
様の効果を奏する。

【００２３】実施例３ 以下、本発明の真空バルブの実施例３を図を参照して説
明する。図６は実施例３の真空バルブにおける電極部の
一部を示したものであり、図６の（ａ）はその電極部の
平面図、図６の（ｂ）は図６の（ａ）の電極部における
VI−VI線による断面図である。図６において、前述の実
施例１に対応する部分の構造は図１および図２の真空バ
ルブと同じ材料により構成され、同様の機能および効果
を有するので、同じ符号を付してその説明を省略し、実
施例１における説明を準用する。

【００２４】図６の（ａ）及び図６の（ｂ）に示されて
いるように、実施例３の主電極３６における他方の電極
部に対向する面と反対の面、すなわち背面には、高抵抗
部である凹部３６ａが形成されている。この凹部３６ａ
は、コイル電極３１の接続部３１ｄと導体３３との接触
面Ｃ（図６の（ａ）においてクロスハッチングにて示
す。）と対応する主電極３６の背面の部分を避けるよう
に半円形に穿かれて形成されたものである。なお、実施
例３の高抵抗部は、主電極３６より電気抵抗が大きい材
料、例えばステンレス鋼等の材料を主電極３６の背面の
所定位置に埋設して構成することもできる。

【００２５】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直後の電流の流
れについて、図７を用いて説明する。図７は、固定電極
部２０と可動電極部２１が開離してアークＰが凹部３６
ａの近傍に発生したところを示す側面図である。図７に
示すように、高抵抗部である凹部３６ａがコイル電極３
１の接続部３１ｄと導体３３との接触面Ｃの近傍に形成
されているために、アークＰに流れる電流Ｉ₁は、接続
部３１ｄから導体３３を通り主電極３６を介してアーク
Ｐへ流れる。また、電流Ｉ₂はアークＰから主電極３
６、導体３３を通り、接続部３１ｄへ流れる。このよう
に、アーク発生時の電流は、各電極部の主電極３６にお
いて凹部３６ａを迂回して流れるために、アークＰには
磁気駆動力Ｆが働き、アークＰは、発弧位置に停滞せず
に主電極３６表面上を移動して、主電極３６の表面上に
拡散される。

【００２６】以上のように、実施例３の真空バルブは、
コイル電極３１の接続部３１ｄと導体３３との接触面Ｃ
の近傍に高抵抗部である凹部３６ａが形成されているた
めに、もし接触面Ｃに対応する主電極３６の表面にアー
クが発生しても、このアークによる電流は接触部３１ｄ
へ直線的に流れず、高抵抗部を迂回して流れる。この電
流のために、このアークには磁気駆動力が働く。従っ
て、アークは発弧位置に停滞せず、主電極３６は局部的
な加熱による損傷が防止されると共に、電極部の過度の
温度上昇が抑制される。従って、実施例３の真空バルブ
は大電流の遮断が可能となり、遮断性能の優れた装置と
なる。

【００２７】実施例４ 以下、本発明の真空バルブの実施例４を図を参照して説
明する。図８は実施例４の真空バルブにおける電極部の
一部を示したものであり、図８の（ａ）はその電極部の
平面図、図８の（ｂ）は図８の（ａ）の電極部における
VIII−VIII線による断面図である。図において、前述の
実施例１に対応する部分の構造は図１および図２の真空
バルブと同じ材料により構成され、同様の機能および効
果を有するので、同じ符号を付してその説明を省略し、
実施例１における説明を準用する。

【００２８】図８の（ａ）及び図８の（ｂ）に示されて
いるように、実施例４の主電極３７における他方の電極
部に対向する面と反対の面、すなわち背面には、高抵抗
部である凹部３７ａが形成されている。この凹部３７ａ
は、２つの接触面Ｃの中間に形成されており、環状の導
体３３を横切るように長円形状を有している。図８の
（ａ）に示すように、長円形状の凹部３７ａはその長手
方向の中心線が、同一円弧上に設けられている３つの接
続部３１ｄのうち２つの接続部３１ｄの間の中心角の２
等分線と平行にかつ偏心した中心を示すように設けられ
ている。この凹部３７ａの数はコイル電極３１の接続部
３１ｄの数により決定され、本実施例ではその接続部３
１ｄが３つあるために、凹部３７ａは主電極３７におけ
る３ヵ所に形成されている。なお、実施例４の高抵抗部
は、主電極３７より電気抵抗が大きい材料、例えばステ
ンレス鋼等の材料を主電極３７の背面の所定位置に埋設
して構成することもできる。

【００２９】上記のように構成された実施例４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８を用いて説明する。図８の（ａ）において、
点Ｑに示す位置にアークが発生した場合、電流は、例え
ば矢印Ｒ及び矢印Ｓにより示す方向に円弧状に流れる。
もし、２つの接続部３１ｃ、３１ｃのほぼ中間位置Ｑ
１、すなわち凹部３７ａが形成された位置に対応する主
電極３７の表面上にアークが発生した場合、このアーク
により流れる電流は凹部３７ａを迂回して２つの接続部
３１ｃ、３１ｃへ円弧状に流れる。この場合、凹部３７
ａの形状が２つの接続部３１ｃ、３１ｃの中間位置から
ずれた位置に形成されているために、それぞれの電流経
路において導体を流れる部分が実質的に同じ長さとなら
ず、それぞれの電流経路に流れる電流により異なった大
きさの磁気駆動力が発生する。このために、アークは発
弧位置に停滞せず、主電極３７表面上に拡散されて、主
電極３７の局部的な加熱による破損が防止され、電極部
における過度の温度上昇が抑制されている。

【００３０】実施例５ 以下、本発明の真空バルブの実施例５を図を参照して説
明する。図９は実施例５の真空バルブにおける電極部の
一部を示したものであり、図９の（ａ）はその電極部の
平面図、図９の（ｂ）は図９の（ａ）の電極部における
IX−IX線による断面図である。図９において、前述の実
施例１に対応する部分の構造は図１および図２の真空バ
ルブと同じ材料により構成され、同様の機能および効果
を有するので、同じ符号を付してその説明を省略し、実
施例１における説明を準用する。

【００３１】図９の（ａ）及び図９の（ｂ）に示されて
いるように、実施例５の主電極３８は円板状に形成され
ており、この主電極３８の背面には導電材、例えば銅板
により環状に形成された導体３９には高抵抗部である凹
部３９ａが形成されている。この凹部３９ａは、コイル
電極３１の接続部３１ｄと導体３９との接触面Ｃと対応
する部分を避けるように半円形に穿かれて構成されてい
る。なお、実施例５の高抵抗部は、導電材より電気抵抗
が大きい材料、例えばステンレス鋼等の材料を主電極３
７の背面の所定位置に埋設して構成することもできる。

【００３２】上記のように構成された実施例５の真空バ
ルブの電極部において、固定電極部と可動電極部が開離
してアークが主電極３８表面における接触面Ｃと対応す
る位置に発生したとき、高抵抗部である凹部３９ａが導
体３９の接触面Ｃの近傍に形成されているために、アー
クを流れる電流は凹部３９ａを迂回して主電極３８及び
導体３９を流れる。このように、アーク発生時の電流は
発弧位置近傍の主電極３８及び導体３９において、水平
方向へ流れるために、アークには磁気駆動力が作用し、
アークは発弧位置に停滞せずに移動して、主電極３８の
表面上に拡散される。従って、実施例５の真空バルブに
おいては、主電極３８の局部的な加熱による破損が防止
され、電極部における過度の温度上昇が抑制される。

【００３３】実施例６ 以下、本発明の真空バルブの実施例６を図を参照して説
明する。図１０は実施例６の真空バルブにおける電極部
の一部を示したものであり、図１０の（ａ）はその電極
部の側面断面図、図１０の（ｂ）は図１０の（ａ）の電
極部におけるＸ−Ｘ線による断面図である。図１０にお
いて、前述の実施例１に対応する部分の構造は図１およ
び図２の真空バルブと同じ材料により構成され、同様の
機能および効果を有するので、同じ符号を付してその説
明を省略し、実施例１における説明を準用する。

【００３４】図１０の（ａ）及び図１０の（ｂ）に示さ
れているように、実施例６の主電極４０は円板状に形成
されており、この主電極４０の背面には、導電材、例え
ば銅板により環状に形成された導体４１には高抵抗部で
あるスリット４１ａが形成されている。このスリット４
１ａは、コイル電極３１の接続部３１ｄと導体４１との
接触面Ｃの近傍に形成されており、中心に向かう半径方
向の線に沿って形成されている。なお、一対の対向する
電極部において、導体４１に形成されたスリット４１ａ
と接触面Ｃは、対向する位置となるように配設されてい
る。換言すると、対向する電極部においてスリット４１
ａの接触面Ｃに対する位置関係は、電極部間に水平に配
置した鏡に写る位置と同一の位置関係である。

【００３５】次に、上記のように構成された実施例６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。図１０の（ｂ）の平面断面図におい
て、遮断時のアークが点Ｑにより示す２つの接触面Ｃの
中間の位置に発生した場合、そのときの電流は環状の導
体４１を実線の矢印Ｒにて示す方向に流れ、その逆方向
へはスリット４１ａが形成されているために流れ難く構
成されている。また、対向する他方の電極部において
は、アーク発生時の電流は矢印Ｒにて示す方向と同じ方
向に流れるために、電極間に発生したアークに対して大
きな磁気駆動力が作用する。この磁気駆動力によりアー
クは主電極４０の表面上をすみやかに移動して、拡散さ
れる。このために、主電極４０の局部的な加熱は防止さ
れ、電極部における過度の温度上昇が抑制されている。
従って、実施例６の真空バルブは大電流の遮断が可能と
なり、遮断性能の優れた装置となる。

【００３６】なお、上記実施例６は環状の導体４１にス
リット４１ａを形成したもので示したが、図１１に示す
ように環状の導体４２をスリット４２ａにより分割、例
えば３分割した構成のものを用いても上記実施例６と同
じ効果を奏する。また、上記実施例６おいては、高抵抗
部をスリットにより構成したが、導体４１、４２より電
気抵抗が大きい材料、例えばステンレス鋼等の材料を導
体４１、４２に埋設して、上記高抵抗部を構成すること
もできる。

【００３７】実施例７ 以下、本発明の真空バルブの実施例７を図を参照して説
明する。図１２は実施例７の真空バルブにおける電極部
の一部を示したものであり、図１２の（ａ）はその電極
部の平面図、図１２の（ｂ）は図１２の（ａ）の電極部
におけるＸII−ＸII線による断面図である。図１２にお
いて、前述の実施例１に対応する部分の構造は図１およ
び図２の真空バルブと同じ材料により構成され、同様の
機能および効果を有するので、同じ符号を付してその説
明を省略し、実施例１における説明を準用する。図１２
の（ａ）及び図１２の（ｂ）に示されているように、実
施例７の主電極４３はその円周部に突出部４３ａが形成
されている。この主電極４３の背面には、導電材、例え
ば銅板により円板状に形成された導体３３が設けられて
いる。この導体３３はコイル電極３１の接続部３１ｄが
電気的に接触するように配設されている。

【００３８】主電極４３の突出部４３ａには、第１の切
欠部４３ｂと第２の切欠部４３ｃが形成されている。第
１の切欠部４３ｂは、コイル電極３１の接続部３１ｄと
導体３３との接触面Ｃ（図１２の（ａ）において、クロ
スハッチングにて示す。）と対応する主電極４３の突出
部４３ａの部分を曲面により切り取った形状により構成
されている。第２の切欠部４３ｃは、コイル電極３１の
接続部３１ｄと導体３３との接触面Ｃのほぼ中間に形成
されており、円弧状の突出部４３ａを横切るように形成
されている。この突出部４３ａにおいて、その垂直な縁
部の他方の電極部と対向する部分は、曲面に形成されて
いる。

【００３９】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、遮断時のアークは主電極４３の
円周部分の突出部４３ａに発生する。例えば、図１２の
（ａ）において、点Ｑに示す位置にアークが発生した場
合、電流は矢印Ｒ及び矢印Ｓにより示す方向に流れる。
このようにアーク発生時の電流は、各電極部における主
電極４３及び導体３３をほぼ同じ方向へ流れるために、
アークに対する大きな駆気駆動力が働き、アークは停滞
せず移動し、拡散される。従って、遮断時において主電
極４３の表面は局部的な加熱が防止されるとともに、電
極部の過度の温度上昇が抑制されている。従って、実施
例７の真空バルブは大電流の遮断が可能となり、遮断性
能の優れた装置となる。

【００４０】実施例８ 以下、本発明の真空バルブの実施例８を図を参照して説
明する。図１３は実施例８の真空バルブにおける電極部
の一部を示したものであり、図１３の（ａ）はその電極
部の平面図、図１３の（ｂ）は図１３の（ａ）の電極部
におけるＸIII−ＸIII線による断面図である。図１３に
おいて、前述の実施例１に対応する部分の構造は図１お
よび図２の真空バルブと同じ材料により構成され、同様
の機能および効果を有するので、同じ符号を付してその
説明を省略し、実施例１における説明を準用する。

【００４１】図１３の（ａ）及び図１３の（ｂ）に示さ
れているように、実施例８の主電極４４は円環状に形成
されいる。この主電極４４の背面には導電材、例えば銅
板により円板状に形成された導体４５が設けられてお
り、この導体４５には高抵抗部である半円形の凹部４５
ａが形成されている。この凹部４５ａは、コイル電極３
１の接続部３１ｄと導体４５との接触面Ｃと反対の面、
すなわち、導体４５の主電極４４に対向する面において
接触面Ｃに対応する面を含むように形成されている。な
お、上記高抵抗部である凹部４５ａは、導電材より電気
抵抗が大きい材料、例えばステンレス鋼等の材料を導体
４５に埋設して、機械的剛性を高めた構成とすることも
できる。

【００４２】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、遮断時のアークは円環状の主電
極４４の表面に発生する。例えば、主電極４４の表面に
おける接触面Ｃに対応する位置にアークが発生した場
合、各電極部における発弧直後の電流は、高抵抗部であ
る凹部４５ａを迂回してほぼ同一の水平方向へ流れるた
めに、アークに対して磁気駆動力が作用する。このよう
に、実施例８においてコイル電極３１と導体３３との接
触面Ｃの近傍に高抵抗部が形成されているために、アー
クが主電極４４におけるいづれの部位に発生しても、ア
ーク発生時の電流は発弧位置近傍の主電極４４及び導体
３３において水平方向に流れるために、電極間のアーク
には磁気駆動力が作用する。このために、アークは主電
極４４の表面をすみやかに移動して、拡散される。従っ
て、遮断時において、主電極４４は局部的な加熱が防止
されるとともに、電極部における過度の温度上昇が抑制
されている。従って、実施例８の真空バルブは大電流の
遮断が可能となり、遮断性能の優れた装置となる。

【００４３】実施例９ 以下、本発明の真空バルブの実施例９を図を参照して説
明する。図１４は実施例９の真空バルブにおける電極部
の一部を示したものであり、図１４の（ａ）はその電極
部の平面図、図１４の（ｂ）は図１４の（ａ）の電極部
におけるＸIV−ＸIV線による断面図、図１５は実施例９
における円板状の導体４７の平面断面図である。各図に
おいて、前述の実施例１に対応する部分の構造は図１お
よび図２の真空バルブと同じ材料により構成され、同様
の機能および効果を有するので、同じ符号を付してその
説明を省略し、実施例１における説明を準用する。図１
４の（ａ）及び図１４の（ｂ）に示されているように、
実施例９の主電極４６は円環状に形成されいる。この主
電極４６の背面には導電材、例えば銅板により円板状に
形成された導体４７が設けられており、この導体４７に
は高抵抗部であるスリット４７ａが形成されている。こ
のスリット４７ａは、コイル電極３１の接続部３１ｄと
導体４７との接触面Ｃの近傍の円周部より中心に向かっ
て半径方向に延設されている。

【００４４】なお、一対の対向する電極部において、導
体４７に形成されたスリット４７ａと接触面Ｃは対向す
る位置となるように配設されている。換言すると、対向
する電極部において、スリット４７ａは接触面Ｃに対す
る位置関係が、電極部間に水平に配設した鏡に写る位置
と同一の位置関係である。なお、上記実施例９において
は、高抵抗部をスリット４７ａにより構成したが、導体
４７より電気抵抗が大きい材料、例えばステンレス鋼等
の材料を導体４７に埋設して上記高抵抗部を構成するこ
ともできる。

【００４５】上記のように構成された実施例９の真空バ
ルブの電極部において、遮断時のアークは円環状の主電
極４６に発生する。例えば、図１４の（ａ）に点Ｑにて
示すように、２つの接触面Ｃの中間の位置にアークが発
生した場合、そのときの電流は主電極４６を矢印Ｔの方
向に流れ、接続部３１ｄを経てコイル電極３１を矢印Ｕ
の方向へ流れる。この場合、矢印Ｔの逆方向への電流は
スリット４７ａが導体４７に形成されているために流れ
難く構成されている。また、他方の電極部においても、
アーク発生時の電流が同じように矢印Ｔにより示す方向
に流れるために、電極間に発生したアークに対して大き
な磁気駆動力が働く。このために、アークは主電極４６
の表面上をすばやく移動して拡散され、主電極４６の表
面の局部的な加熱が防止されるとともに、電極部の過度
の温度上昇は抑制される。従って、実施例９の真空バル
ブは大電流の遮断が可能となり、遮断性能の優れた装置
となる。

【００４６】

【発明の効果】本発明によれば、主電極に電気的に高抵
抗を有する高抵抗部を形成して、発弧直後のアークに対
して磁気駆動力が働くように構成し、アークを発弧位置
に停滞させずに主電極表面上をすみやかに移動して、拡
散するために、主電極は局部的な加熱による破損から防
止されるとともに、電極部の過度の温度上昇が抑制され
て、遮断性能の優れた真空バルブを得る効果がある。

【００４７】また、本発明によれば、主電極の背面に配
設された環状の導体に高抵抗部を形成して、発弧直後の
アークに磁気駆動力が働くように構成しているために、
アークは発弧位置に停滞せずに主電極表面上をすみやか
に移動して、拡散され、主電極の局部的な加熱による破
損が防止されるとともに、電極部の過度の温度上昇が抑
制されて、遮断性能の優れた真空バルブを得る効果があ
る。

【００４８】さらに、本発明によれば、主電極に円環状
に突出した部位を設けて、アークの発生する部位をその
部分に限定させることにより、発弧直後のアークに磁気
駆動力が働き、アークが発弧位置に停滞せずに主電極表
面上をすみやかに移動して、拡散される。このために、
主電極は局部的な加熱による破損から防止されるととも
に、電極部の過度の温度上昇が抑制されて、遮断性能の
優れた真空バルブを得る効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の真空バルブの実施例１の電極部の一
部を示す分解斜視図である。

【図２】 本発明の真空バルブの実施例１の電極部の平
面図と側面断面図である。

【図３】 本発明の真空バルブの実施例１の電極部の側
面図である。

【図４】 本発明の真空バルブの実施例２の電極部の平
面図と側面断面図である。

【図５】 本発明の真空バルブの実施例２の電極部の側
面図である。

【図６】 本発明の真空バルブの実施例３の電極部の平
面図と側面断面図である。

【図７】 本発明の真空バルブの実施例３の電極部の側
面図である。

【図８】 本発明の真空バルブの実施例４の電極部の平
面図と側面断面図である。

【図９】 本発明の真空バルブの実施例５の電極部の平
面図と側面断面図である。

【図１０】 本発明の真空バルブの実施例６の電極部の
側面断面図と平面断面図である。

【図１１】 本発明の真空バルブの実施例６の電極部に
おける環状導体の別の実施例を示す平面断面図である。

【図１２】 本発明の真空バルブの実施例７の電極部の
平面図と側面断面図である。

【図１３】 本発明の真空バルブの実施例８の電極部の
平面図と側面断面図である。

【図１４】 本発明の真空バルブの実施例９の電極部の
平面図と側面断面図である。

【図１５】 本発明の真空バルブの実施例９の電極部の
円板状導体を示す平面断面図である。

【図１６】 従来の真空バルブを示す側面断面図であ
る。

【符号の説明】

３０ 電極棒、３１ コイル電極、３３ 導体、３４
主電極、３４ａ 凹部。

Claims (24)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 真空容器内に対向して配置され、電極棒
   により互に接離可能に設けられた一対の電極部をもつ真
   空バルブであって、 一対の電極部の少なくとも一方の電極部が、 前記電極棒に接続された保持部と、該保持部と電気的に
   接続された円弧状のコイル部と、他方の電極部の方向に
   該コイル部から突設された接続部とを有するコイル電
   極、 前記コイル電極の接続部に電気的に接続され、高抵抗部
   を有する主電極、 を具備することを特徴とする真空バルブ。
2. 【請求項２】 一方の電極部の主電極の高抵抗部が他方
   の電極部に対向する対向面に形成された請求項１記載の
   真空バルブ。
3. 【請求項３】 一方の電極部の主電極において他方の電
   極部に対向する面を表面としてその背面に高抵抗部が形
   成された請求項１記載の真空バルブ。
4. 【請求項４】 コイル電極の接続部と接続された主電極
   の接触面と対応する対向面に高抵抗部が形成された請求
   項２記載の真空バルブ。
5. 【請求項５】 高抵抗部が主電極の外周部近傍に形成さ
   れ、該高抵抗部がコイル電極の接続部から実質的に同距
   離を有する位置に形成された請求項２記載の真空バル
   ブ。
6. 【請求項６】 コイル電極の接続部と主電極との接触面
   と対応する前記主電極の対向面に高抵抗部が形成され、
   且つ高抵抗部が前記主電極の外周部近傍におけるコイル
   電極の接続部から実質的に同距離を有する位置に形成さ
   れた請求項２記載の真空バルブ。
7. 【請求項７】 主電極とコイル電極との間に配設され、
   前記コイル電極の接続部と接続された導体を有し、前記
   主電極の背面の高抵抗部が前記コイル電極の接続部と導
   体との接触面の近傍に形成された請求項３記載の真空バ
   ルブ。
8. 【請求項８】 主電極とコイル電極との間に配設され、
   前記コイル電極の接続部と接続された導体を有し、前記
   主電極の背面の高抵抗部が前記主電極の外周部近傍に形
   成され、該高抵抗部がコイル電極の接続部から実質的に
   同距離を有する位置に形成された請求項３記載の真空バ
   ルブ。
9. 【請求項９】 主電極とコイル電極との間に配設され、
   前記コイル電極の接続部と接続された導体を有し、前記
   主電極の背面の高抵抗部が前記コイル電極の接続部と導
   体との接触面の近傍に形成され、且つ前記主電極の背面
   の高抵抗部が前記主電極の外周部近傍におけるコイル電
   極の接続部から実質的に同距離を有する位置に形成され
   た請求項３記載の真空バルブ。
10. 【請求項１０】 一対の電極部において、一方の電極部
    の主電極の高抵抗部が他方の電極部の主電極の高抵抗部
    に対向する位置に配設された請求項２又は３記載の真空
    バルブ。
11. 【請求項１１】 真空容器内に対向して配置され、電極
    棒により互に接離可能に設けられた一対の電極部をもつ
    真空バルブであって、 一対の電極部の少なくとも一方の電極部が、 前記電極棒に接続された保持部と、該保持部と電気的に
    接続された円弧状のコイル部と、他方の電極部の方向に
    該コイル部から突設された接続部とを有するコイル電
    極、 前記コイル電極の接続部に電気的に接続され、高抵抗部
    を有する導体、 前記導体の他方の電極部に対向する面に配設された主電
    極、 を具備することを特徴とする真空バルブ。
12. 【請求項１２】 コイル電極の接続部と導体との接触面
    と対応する前記導体の反対面に高抵抗部が形成された請
    求項１１記載の真空バルブ。
13. 【請求項１３】 コイル電極の接続部と接続された主電
    極の接触面と対応する対向面に高抵抗部が形成され、且
    つコイル電極の接続部の近傍の導体に高抵抗部であるス
    リットが形成された請求項１１記載の真空バルブ。
14. 【請求項１４】 導体がコイル電極の接続部と接続され
    た部位を有して分割された請求項１１記載の真空バル
    ブ。
15. 【請求項１５】 真空容器内に対向して配置され、電極
    棒により互に接離可能に設けられた一対の電極部をもつ
    真空バルブであって、 一対の電極部の少なくとも一方の電極部が、 前記電極棒に接続された保持部と、該保持部と電気的に
    接続された円弧状のコイル部と、他方の電極部の方向に
    該コイル部から突設された接続部とを有するコイル電
    極、 前記コイル電極の接続部に電気的に接続された導体、 前記導体の他方の電極部に対向する面に配設され、他方
    の電極部の方向に突設した実質的に同一円周上の部位を
    有する主電極、 を具備することを特徴とする真空バルブ。
16. 【請求項１６】 コイル電極の接続部と主電極との接触
    面と対応する主電極の対向する面に高抵抗部が形成さ
    れ、且つ高抵抗部が前記主電極の外周部近傍におけるコ
    イル電極の接続部から実質的に同距離を有する位置に形
    成された請求項１５記載の真空バルブ。
17. 【請求項１７】 コイル電極の接続部と導体との接触面
    と対応する前記導体の反対面に高抵抗部が形成された請
    求項１５記載の真空バルブ。
18. 【請求項１８】 コイル電極の接続部の近傍の導体に高
    抵抗部であるスリットが形成された請求項１５記載の真
    空バルブ。
19. 【請求項１９】 高抵抗部がその周辺の材料より電気抵
    抗の高い材料により形成された請求項１、１１又は１５
    記載の真空バルブ。
20. 【請求項２０】 高抵抗部が空間により構成された請求
    項１、１１又は１５記載の真空バルブ。
21. 【請求項２１】 高抵抗部を有する主電極または導体が
    押出し成型により加工された請求項１、１１又は１５記
    載の真空バルブ。
22. 【請求項２２】 主電極が低サージ特性を有する材料に
    より形成された請求項１、１１又は１５記載の真空バル
    ブ。
23. 【請求項２３】 主電極が高耐溶着特性を有する材料に
    より形成された請求項１、１１又は１５記載の真空バル
    ブ。
24. 【請求項２４】 主電極が高耐電圧特性を有し、かつ大
    電流遮断特性を有する材料により形成された請求項１、
    １１又は１５記載の真空バルブ。