JPH0917297A - 真空バルブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】電極間に発生するアークの中心部への集中を防
ぐ。 【構成】可動側通電軸７の先端の外周に対して、コイル
電極21をろう付する。このコイル電極21の先端のコイル
部21ｃを囲むように、断面がＵ字状をした磁性体31を開
口側をアーク電極23側にして設ける。この磁性体31の底
面と可動通電軸７との間には、円板状のアーム32を設け
て、磁性体31を可動側通電軸７に固定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、真空バルブに係り、特
に、縦磁界形の真空バルブに関する。

【０００２】

【従来の技術】遮断性能を上げるために、接点間に発生
したアークに対して平行に磁界を印加する、いわゆる縦
磁界形の電極を組み込んだ真空バルブが遮断器などに採
用されている。この縦磁界形の電極に磁性体を組み込ん
だ電極には、いくつかの提案があるが、そのなかには、
特開昭55-146823 号公報で開示された電極がある。

【０００３】この電極は、図28で示す部分分解斜視図と
図29の説明図に示すように、環状のコイル電極21Ｂの先
端に取り付けられるアーク電極23Ｂの裏面の外周部分に
対して、弧状の４枚の磁性体38Ａ，38Ｂ，38Ｃ，38Ｄを
90°間隔に所定の間隙を介して配置している。

【０００４】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、コイル電極21Ｂに流れる遮断電
流によって、図29に示すように軸方向に発生した磁束Φ
は、透磁率の大きい磁性体38Ａ，38Ｂ，38Ｃ，38Ｄを通
って外側に迂回する。

【０００５】したがって、電極の外周部に磁性体が配置
されコイル電極が組み込まれた真空バルブにおいては、
発生した磁束は、電極間において外周方向に広げられる
ので、あたかも、磁界の発生領域が広い電極と同様の効
果を得ることができ、遮断性能を上げることができる。

【０００６】一方、コイル電極から発生する磁束の方向
を規制する電極としては、特開昭58-48320号公報で開示
された電極がある。この電極では、図30及びこの図30の
Ｇ−Ｇ断面を示す図31のように、アーク電極23Ｃの背部
に対して、分流形のコイル電極21Ｃが設けられている。

【０００７】このコイル電極21Ｃは、可動側通電軸７と
アーク電極23Ｃを接続するとともに、可動側通電軸７か
らアーク電極23Ｃに流れる電流の向きを可動側通電軸７
を軸とするループ状に変えて軸方向の磁界を発生させ
る。

【０００８】すなわち、可動側通電軸７の先端に基端が
接合された円筒状の内リング13と、この内リング13から
120°間隔に放射状に形成された第２接続腕16ａ，16
ｂ，16ｃと、この第２接続腕16ａ，16ｂ，16ｃの先端か
ら弧状に形成された外リング14ａ，14ｂ，14ｃと、可動
側通電軸７の先端に形成された凹部に下端が遊嵌された
絶縁スペーサ11、及びこの絶縁スペーサ11の先端に基端
が嵌合した接続スペーサ36と、外リング14ａ，14ｂ，14
ｃの先端と接続スペーサ36の外周を接続する第１接続腕
15ａ，15ｂ，15ｃが設けられている。

【０００９】さらに、可動側通電軸７の先端外周に内周
が嵌合し固定されたコイル支持部材17の外周には、アー
ム部17ｂが 120°間隔に放射状に形成されている。この
アーム部17ｂの先端には、前述した外リング14ａ，14
ｂ，14ｃの図30において下端が接合され、これらの外リ
ング14ａ，14ｂ，14ｃの内側には、珪素鋼板で製作され
た曲率の異なる４枚の弧状の磁性板18が 120°間隔に図
30において軸方向に立設されている。

【００１０】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、コイル電極21Ｃの外リング14
ａ，14ｂ，14ｃに流れる電流で発生した磁束は、各磁性
板18を通ることで、たとえ微弱な磁界であっても、磁束
を軸方向に効率的に規制した縦磁界電極とすることがで
きる。

【００１１】一方、、図32に示した縦磁界電極を採用し
た真空バルブも採用されている。なお、この図32も可動
側の電極の場合を示し、固定側の電極も同一構造であ
る。図32において、銅棒で製作された可動側通電軸７Ｂ
の先端には、円形の座ぐり部７ｂが形成され、この座ぐ
り部７ｂには、縦断面が略Ｔ字状で図示しない平面図で
は環状となるステンレス鋼製の補強部材25の下部に突設
された軸部25ａが嵌合し、ろう付けされている。

【００１２】この軸部25ａの外周には、銅材で製作され
以下説明するコイル電極24の中心部に形成された環状の
軸部24ａが挿入され、軸部25ａと可動側通電軸７Ｂにろ
う付されている。

【００１３】このコイル電極24は、軸部24ａの外周から
４本の腕部24ｂが、図示しない平面図において放射状に
90゜間隔に、且つ、軸方向と直交方向に突設され、これ
らの腕部24ｂの先端には、図示しない平面図では弧状の
コイル部24ｃの基端がろう付されている。これらのコイ
ル部24ｃの先端には、貫通穴24ｄが図32に示すように軸
方向に形成されている。

【００１４】これらの貫通穴24ｄには、図32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24ｅの軸部が挿入され、コイル部24ｃの先端にろう付
されている。

【００１５】補強部材25の上端面には、銅板から円板状
に形成され中心部から外周方向に放射状に図示しない溝
が形成された電極板12が載置されている。この電極板12
は、補強部材25と接続子24ｅの表面にろう付されてい
る。

【００１６】電極板12の上面には、銅・クロム合金から
円板状に形成され電極板12と同様に中心部から外周方向
に放射状に図示しない溝が形成され外周の表面側が弧状
に面取りされた接点23ａがろう付で接合されている。

【００１７】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７Ｂから接点23ａに流れ
る電流の大部分は、コイル電極24の軸部24ａから複数本
の腕部24ｂを経て、この腕部24ｂの先端のコイル部24ｃ
に流れる。なお、一部の電流は、補強部材25を経て、電
極板12に流入する。

【００１８】このうち、コイル部24ｃに流入した電流
は、各コイル部24ｃの先端の接続子24ｅから電極板12の
外周の裏面を経てこの電極板12に流入し、この電極板12
の表面から接点23ａに流出する。

【００１９】この接点23ａに流出した電流は、この接点
23ａからこの接点23ａ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。

【００２０】図33は、このように構成された可動側電極
と固定側電極において、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の分布も傾向は同様
である。

【００２１】図33に示すように、縦磁界の磁束密度Ｂｚ
は、電極の軸心０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。ま
た、図33の電極両端部の磁束密度Ｂｃは、その真空バル
ブの定格遮断電流に対して、アーク電圧が最低となる磁
束密度の約 1.2倍の値となるように、図32で示したコイ
ル電極24は設計されている。

【００２２】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、縦磁界を発生させない電極と比べて、
両電極の表面に局部的に集中せず、全体に且つ均一に広
がっていく。したがって、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。

【００２３】

【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で発生するアーク
が増え、遮断性能の更なる向上を図るうえで障害とな
る。

【００２４】このアークが接点の中央部に集中する原因
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、アーク電流が強い磁界の領域に集中する特性のた
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。

【００２５】そのため、図33で示した分布特性の磁束密
度を更に高くして、遮断性能を上げる方法も考えられる
が、発明者らの実験結果では、遮断電流が増えるとやは
り中央部分にアークが集中する。

【００２６】さらに、図32に示した電極板12に流れる渦
電流によって、電極の中心に発生する縦磁界の強度を低
下させる方法も試みられているが、この方法も、電極中
心部へのアークの集中を効果的に防ぐことはできない。
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。

【００２７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、絶縁円筒の両端から絶縁円筒の内部に貫挿された通
電軸の先端にコイル電極と、このコイル電極の前面に接
合される接点が設けられた真空バルブにおいて、コイル
部が内側に挿着され開口側が接点の背面と当接する磁性
体をコイル電極に設けたことを特徴とする。

【００２８】また、請求項２に記載の発明の真空バルブ
は、磁性体の軸方向の断面形状をＵ字状としたことを特
徴とする。

【００２９】また、請求項３に記載の発明の真空バルブ
は、磁性体の軸方向の断面形状を内周側が接点の背面と
当接するＬ字状としたことを特徴とする。

【００３０】また、請求項４に記載の発明の真空バルブ
は、磁性体を、コイル部の内周側に添設されたＬ字状の
第１の磁性体と、コイル部の外周側に添設されたＬ字状
の第２の磁性体で構成したことを特徴とする。

【００３１】また、請求項５に記載の発明の真空バルブ
は、内周側の厚みを外周側の厚みより大としたことを特
徴とする。

【００３２】また、請求項６記載の発明の真空バルブ
は、磁性体の内周側と通電軸の間に第２の磁性体を介在
させたことを特徴とする。

【００３３】また、請求項７に記載の発明は、絶縁円筒
の両端から絶縁円筒の内部に貫挿された通電軸の先端に
接触子が接合され通電軸に底部が接合され筒部にスリッ
トが形成されたカップ状電極とこのカップ状電極の前面
に接合される接点が設けられた真空バルブにおいて、カ
ップ状電極の内周に磁性体を設けたことを特徴とする。

【００３４】また、請求項８に記載の発明の真空バルブ
は、接点に磁性粉を混入したことを特徴とする。

【００３５】また、請求項９に記載の発明の真空バルブ
は、絶縁円筒の両端から絶縁円筒の内部に貫挿された通
電軸の先端に対して、コイル電極とこのコイル電極の前
面に接続部を介して接点が接合された真空バルブにおい
て、コ字状の内側に接続部が遊嵌する磁性体をコイル電
極と接点の間に介在させたことを特徴とする。

【００３６】また、請求項10に記載の発明の真空バルブ
は、接続部をコイル電極のコイル部と逆向きにコイル部
の先端の内側に延設したことを特徴とする。

【００３７】また、請求項11に記載の発明の真空バルブ
は、磁性体のコイル電極側の面に対して、セラミックス
の被覆を形成したことを特徴とする。

【００３８】また、請求項12に記載の発明の真空バルブ
は、磁性体の外周の側面に対して、銅又はセラミックス
の被覆を形成したことを特徴とする。

【００３９】また、請求項13に記載の発明の真空バルブ
は、接点を環状としたことを特徴とする。

【００４０】また、請求項14に記載の発明の真空バルブ
は、接点を、磁性体を内側に収納する縦断面Ｕ字状と
し、絶縁円筒の内周と絶縁円筒の内部のアークシールド
との間に対して、円筒状の磁性体を設けたことを特徴と
する。

【００４１】また、請求項15に記載の発明の真空バルブ
は、絶縁円筒の両端から前記絶縁円筒の内部に貫挿され
た通電軸の先端にコイル電極とこのコイル電極の前面に
接合される接点が設けられた真空バルブにおいて、コイ
ル電極のコイル部を円筒状に形成し、コイル部の内周に
筒状の磁性体を設けたことを特徴とする。

【００４２】また、請求項16に記載の発明の真空バルブ
は、磁性体の軸方向の断面形状を内周側が接点の背面と
当接するＬ字状としたことを特徴とする。

【００４３】また、請求項17に記載の発明の真空バルブ
は、磁性体の先端部の厚みを後端部の厚みよりも小とし
たことを特徴とする。

【００４４】また、請求項18に記載の発明の真空バルブ
は、磁性体の内側の中心部に前端で接点の中央部を支え
コイル電極で発生する磁束で渦電流が発生する補強を設
けたことを特徴とする。

【００４５】また、請求項19に記載の発明の真空バルブ
は、補強の外周に対して、コイル電極で発生する磁束と
逆向きの磁束を発生させる螺旋状の溝を形成したことを
特徴とする。

【００４６】さらに、請求項20に記載の発明の真空バル
ブは、通電軸の先端の外周に対して、コイル電極で発生
する磁束と逆向きの磁束を発生させる螺旋状の溝を形成
したことを特徴とする。

【００４７】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、コイル部を流れるアーク電流によっ
て発生する磁束を磁性体を通過させて電極の中心部の外
周側の縦磁界の磁束密度を上げ、接触子間のアークの中
心部への集中を防ぎ、広い面で発生させて、短時間に消
弧する。

【００４８】また、請求項２に記載の発明においては、
コイル部を流れるアーク電流によって発生する磁束を断
面Ｕ字状の磁性体の内周側を通過させて電極の中心部の
外周側の縦磁界の磁束密度を上げ、接触子間のアークの
中心部への集中を防ぎ、広い面で発生させて、短時間に
消弧する。

【００４９】また、請求項３に記載の発明においては、
コイル部を流れるアーク電流によって発生する磁束を断
面Ｌ字状で内周側が接点の背面と当接する磁性体を通過
させて電極の中心部の外周側の縦磁界の磁束密度を上
げ、接触子間のアークの中心部への集中を防ぎ、広い面
で発生させて、短時間に消弧する。

【００５０】また、請求項４に記載の発明においては、
コイル部を流れるアーク電流によって発生する磁束を第
１の磁性体と第２の磁性体を通過させて、電極の中心部
の外周側の縦磁界の磁束密度を上げ、接触子の中心部へ
のアークの集中を防ぎ、広い面で発生させて、短時間に
消弧する。

【００５１】また、請求項５に記載の発明においては、
コイル部を流れるアーク電流によって発生する磁束を内
周側の厚みが外周側の厚みの約２倍の磁性体を通過させ
て電極の中心部の外周側の縦磁界の磁束密度を上げ、接
触子の中心部へのアークの集中を防ぎ、広い面で発生さ
せて、短時間に消弧する。

【００５２】また、請求項６に記載の発明においては、
コイル部を流れるアーク電流によって発生する磁束を磁
性体と第２の磁性体を通過させて電極の中心部の外周側
の縦磁界の磁束密度を上げ、接触子の中心部へのアーク
の集中を防ぎ、広い面で発生させて、短時間に消弧す
る。

【００５３】また、請求項７に記載の発明においては、
カップ状電極を流れるアーク電流によって発生する磁束
をカップ状電極の内周の磁性体を通過させて電極の中心
部の外周側の縦磁界の磁束密度を上げ、接触子の中心部
へのアークの集中を防ぎ、広い面で発生させて、短時間
に消弧する。

【００５４】また、請求項８に記載の発明においては、
接触子間に発生したアークは、磁性粉が混入された接点
と磁性体との間に広く且つゆるやかな凹状に形成された
縦磁界によって、短時間に消弧する。

【００５５】また、請求項９に記載の発明においては、
コイル電極で発生し磁性体を通過する磁束によって、固
定側の磁性体の開口端における可動側の磁性体の腕部と
の間の縦磁界と、可動側の磁性体開口端における固定側
の磁性体の腕部との間の縦磁界と、コ字状の対向部の相
互間における縦磁界とを形成する。

【００５６】これらの縦磁界とコイル電極で発生した縦
磁界の合成磁界を、接点の中央部で低くこの周りが高い
環状の強度分布とし、接点間で発生したアークを広い面
に分散させて短時間に消弧する。

【００５７】また、請求項10に記載の発明においては、
逆向きの接続部で発生した磁束によって、接点間の中央
部における縦磁界の強度を更に低下させ、接点の中央部
におけるアークの集中を抑えて、短時間に消弧する。

【００５８】また、請求項11に記載の発明においては、
磁性体を通る電流を防いで縦磁界の強度の低下を防ぐ。

【００５９】また、請求項12に記載の発明においては、
磁性体の外周部に移行したアークによる蒸発と遮断性能
の低下を防ぐ。

【００６０】また、請求項13に記載の発明においては、
接点の中央部におけるアークの発生を防ぐ。

【００６１】また、請求項14に記載の発明においては、
接点のアーク発生面積を広げて、アークを分散し密度を
低下させる。

【００６２】また、請求項15及び請求項16に記載の発明
においては、コイル電極に流れる電流によってコイル部
に発生しこのコイル部の内周側を軸方向に通過する磁束
を、コイル部の内周に設けられた磁性体を通過させ、横
断面の縦磁界の強度分布が大径の環状となる縦磁界を電
極間に形成する。

【００６３】また請求項17に記載の発明においては、横
断面の縦磁界の磁界の強度分布が環状となる磁界の強度
と環状の径を更に増やす。

【００６４】さらに、請求項18及び請求項19と請求項20
に記載の発明においては、電極の中央部における縦磁界
の強度を低下させる。

【００６５】

【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ある。な
お、図１は開極状態を示す。

【００６６】図１において、アルミナ磁器などで円筒状
に形成された絶縁円筒１の上端には、ステンレス鋼板か
ら環状に製作された封着金具２ａの下端がろう付けされ
ている。この封着金具２ａの上端面には、ステンレス鋼
板から円板状に製作された固定側端板２Ａがろう付され
ている。

【００６７】一方、絶縁円筒１の下端にも、封着金具２
ａと同一形状の封着金具２ｂの上端がろう付され、この
封着金具２ｂの下端には、外形が固定側端板２Ａと同一
の可動側端板２Ｂが対称的にろう付されている。これら
の絶縁円筒１及び封着金具２ａ，２ｂと固定側端板２
Ａ，可動側端板２Ｂで、両端が閉塞された円筒状の真空
容器３を構成している。

【００６８】このうち、固定側端板２Ａの下面には、ス
テンレス鋼材から製作され下端が外側に湾曲された小径
で短い円筒状のアークシールド９Ａの上端が、絶縁円筒
１と同軸にあらかじめろう付されている。同じく、可動
側端板２Ｂの上面にも、アークシールド９Ａと同形でや
や大形のアークシールド９Ｂの下端が、対称的にあらか
じめろう付されている。

【００６９】可動側端板２Ｂの中心に貫設された貫通穴
には、略凸字状に形成されたブッシュ10が下側から挿着
されている。アークシールド９Ｂの内側には、ステンレ
ス鋼板から略Ｕ字状に製作されたベローズ８の開口側の
下端がろう付されている。

【００７０】絶縁円筒１の内周の中央部には、環状の支
持環９ａの外周がろう付されている。この支持環９ａの
内周には、ステンレス鋼板から略円筒状に製作されたア
ークシールド９Ｃが絶縁円筒１と同軸に溶接されてい
る。

【００７１】固定側端板２Ａの中心に貫設された貫通穴
には、固定側通電軸６が上方から貫設され、この固定側
通電軸６の上端に形成された頭部６ａの下面は、固定側
端板２Ａにろう付されている。固定側通電軸６の下端に
は、詳細を図２の拡大詳細縦断面図で後述する固定側電
極４の上端の中心部がろう付されている。

【００７２】一方、可動側端板２Ｂに挿着されたブッシ
ュ10にも、可動側通電軸７が貫設されている。この可動
側通電軸７は、前述したベローズ８の上端も貫通し、こ
のベローズ８は、可動側通電軸７の中間部に気密にろう
付され、可動側通電軸７の上端には、固定側電極４と同
一品で、図２で後述する可動側電極５が対称的にろう付
されている。

【００７３】このように構成される真空バルブでは、絶
縁円筒１に対して支持環９ａ，アークシールド９ｃ及び
装着金具２ｂが、まずろう付され、ろう付組立の最終段
階において、固定側端板２Ａ及び封着金具２ａと絶縁円
筒１の上端が、真空加熱炉中において、図示しない治具
を介してろう付される。その結果、真空容器３の内部
は、約 0.1Pa以下の真空に近い状態に管理されている。

【００７４】また、可動側通電軸７の下端には、図示し
ない絶縁ロッドの上端が接続され、この絶縁ロッドの下
端は、この真空バルブが収納された真空遮断器や真空開
閉器などの操作機構の操作ロッドに連結されている。

【００７５】この操作機構で駆動される操作ロッドと絶
縁ロッドを介して、可動側通電軸７は矢印Ａで示すよう
に上下方向に駆動され、この可動側通電軸７の上端の可
動側電極５は、固定側電極４から開極し、又、投入され
る。

【００７６】可動側電極５が固定側電極４から開極する
ときに両電極間で発生するアークは、電極間の距離が所
定の距離に達すると消滅し、この結果、この真空バルブ
に接続された回路の負荷電流や事故電流は遮断される。

【００７７】図２は、これらの固定側電極４と可動側電
極５を示す拡大縦断面図で、従来の技術で示した図30及
び図32に対応し、いわゆる縦磁界電極で、請求項１及び
請求項２に対応する図である。なお、図２は、可動側電
極５を示しているが、固定側電極４も対称形であり構造
は同一である。

【００７８】すなわち、可動側通電軸７の上部には、可
動側電極５の下端の位置に対して、図示しない治具に設
けられた環状の支え30が示され可動側通電軸７の上部が
貫通している。この支え30の上面には、軟鋼板で製作さ
れた環状の支え板32が載置されている。

【００７９】可動側通電軸７の上端には、コイル電極21
の中心部21ａがろう付され、この中心部21ａの外周に
は、コイル電極21の２本の腕部21ｂが 180゜間隔に軸方
向と直交方向に形成され、これらの腕部21ｂの先端に
は、弧状のコイル部21ｃが形成されている。

【００８０】各コイル部21ｃの先端には、上方に僅かに
突き出た凸部21ｄが形成され、コイル電極21の中心部21
ａには、図２において凸字状で図示しない平面図では円
板状の接続板20の凸部20ａが挿入され中心部21ａにろう
付されている。

【００８１】各コイル部21ｃには、断面Ｕ字状で図示し
ない平面図では弧状に形成された純鉄製の磁性体31が下
側からあらかじめ挿入されている。各磁性体31の上面に
は、円板状のアーク電極23が前述した接続板20とコイル
部21ｄの凸部21ｄを介してろう付されている。このよう
に構成された可動電極５と同一品の固定側電極４が図１
に示すように固定側通電軸６の下端にろう付されてい
る。

【００８２】このように固定側電極４と可動側電極５が
構成された真空バルブにおいては、負荷電流や事故電流
によって、図１に示した固定側通電軸６から可動側通電
軸７に流れる電流は、まず、固定側通電軸６から固定側
電極４のコイル電極21の腕部21ｂに放射状に流れる。

【００８３】この電流は、各腕部21ｂの先端から各腕部
21ｂの先端に形成された各コイル部21ｃに流入し、この
各コイル部21ｃの先端の凸部21ｄからアーク電極23の外
周に流れる。

【００８４】このアーク電極23の外周に流入した電流
は、アーク電極23の表面を経て、可動側電極５のアーク
電極23に流入し、以下同様に、このアーク電極23の外周
からコイル電極21のコイル部21と腕部21ｂを経て、可動
側電極軸７に流出する。

【００８５】この過程において、各腕部21ｂと各コイル
部21に流れる電流によって発生する磁束は、これらの各
腕部21ｂと各コイル部21ｃに内側が嵌合した磁性体31を
通過し、固定側電極４と可動側電極５のアーク電極23の
間において軸と平行な方向の磁束となるので、いわゆる
縦磁界となる。

【００８６】したがって、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、この縦磁界電極間
に発生したアークは、電極の対向面の全体に均一に広が
り、電極表面の局部的な過大な熱入力を防ぐことができ
るので、遮断性能を上げることができる。

【００８７】図３は、このような電極が組み込まれた真
空バルブの電極間に発生する軸方向の磁束の密度を示す
グラフである。図３において、図２で示した磁性体31の
内側の磁路を通過する磁束によって、軸方向と平行な方
向の磁束の最大値の一対の山（注；立体的には環状とな
る）が形成された曲線Ｂとなり、これらの山の外側は、
各コイル部21ｃの中心において磁束が零となり、この零
の部分外側は、磁性体31の外側の磁路を通過する逆向き
の磁束によって、やや低い一対の山が形成されている。

【００８８】次に、図４は、本発明の真空バルブの第２
の実施形態を示す部分縦断面図で、請求項３に対応する
図である。図４において、第１の実施形態で示した図２
と異なるところは、磁性体31Ａが縦断面Ｌ字形になって
いることと、図２で示した支え30と支え板32の代りに、
環状の支え板32Ａがコイル電極21の中心部21ａの上端外
周に対して、内周を嵌合させて固定されていることであ
る。したがって、図２と同一要素には、同一符号を付し
て説明を省略する。

【００８９】図５は、このような電極が組み込まれた真
空バルブの電極間に発生する磁束の密度を示すグラフ
で、第１の実施形態で示した図３に対応する図である。
図５において、図４で示した磁性体31Ａの内側の磁路を
通過する磁束によって、軸方向と平行な方向の磁束の最
大値が環状となる山が、図３のグラフと比べて緩やかに
且つ幅広く形成された曲線Ｃとなり、これらの山の外側
は、各磁性体31Ａの外側において磁束が零となる。

【００９０】このような磁界が形成される真空バルブに
おいては、固定側電極と可動側電極との間に発生したア
ークは、図５に示すように、図３のグラフと比べて電極
間にゆるやかに幅広く分布した縦磁界によって、アーク
を電極表面全体に拡散させることができるので、局部的
な温度上昇を防ぎ、短時間にアークを消滅させることが
できる。

【００９１】次に、図６は、本発明の真空バルブの第３
の実施形態を示す部分縦断面図で、請求項４に対応する
図である。また、図７は、図６のＤ−Ｄ断面図で、従来
の技術で示した図31に対応する図である。

【００９２】図６及び図７において、第１，第２の実施
形態が示した図２及び図４と異なるところは、コイル電
極21の周りに取り付けられた磁性体の数と形状及び配置
である。したがって、図５と同様に図２と同一要素に
は、同一符号を付して説明を省略する。

【００９３】すなわち、左右のコイル電極21の外周側に
は、縦断面がＬ字形で、図７においては環状の磁性体31
Ｂが設けられ、コイル電極21の内周側にも、縦断面がＬ
字形で、図７においては弧状の磁性体31Ｃが対称的に設
けられている。

【００９４】この磁性体31Ｃと、可動側通電軸７の上端
に嵌合された中心部21ａの外周との間には、軟鋼材の固
定金具31Ｄが挿入され、磁性体31Ｃの内周にろう付され
ている。

【００９５】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、外周側がコイル電極21の外周側
に軸方向に長く形成された磁性体31Ｂによって、アーク
電極23の外周近傍の磁束密度が高くなるだけでなく、コ
イル電極21の内周側に設けられた磁性体31と固定金具31
Ｄによって、コイル電極21の内側においても、半径方向
に平均した縦磁界を形成することができる。したがっ
て、図５で示した磁束分布のグラフの電極と比べて、電
極間に発生する磁束を更に平準化することができ、遮断
特性も更に向上させることができる。

【００９６】また、固定金具31Ｄの介在によって、可動
側通電軸７と磁性体31Ｃとの結合を強固にすることがで
き、したがって、可動側通電軸７とアーク電極23との結
合を強固にすることができるので、電極の機械的寿命を
延ばすこともである。

【００９７】次に、図８は、本発明の真空バルブの第４
の実施形態を示す部分縦断面図で、請求項５及び請求項
６に対応する図である。

【００９８】図８は、図４で示した磁性体31Ａに対し
て、軸心側、すなわち、内周側の厚みを増やした磁性体
31Ａ１としたもので、他は、図４で示した電極構造と同
一である。すなわち、図８で示した磁性体31Ａ１は、内
側の軸方向の部分の厚さが、軸方向と直交方向の部分の
厚さに対して、約２倍となっている。

【００９９】この場合には、図４で示した磁性体31Ｂに
おいて、軸と直交方向の磁路に対して、軸と平行方向の
磁路の断面が狭くなるの対し、軸と平行方向の部分の磁
路の断面を増やすことができるので、図５で示したグラ
フの曲線Ｃの中央の谷部の部分の磁界の強度を上げるこ
とができ、更に平準化を図ることができる。

【０１００】図９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、請求項７に対応する図であ
る。図９において、第１〜第４の実施形態で示した図
２，図４，図６及び図８と異なるところは、コイル電極
の代りに、筒部に対してスリットが斜めに形成された円
筒カップ電極33となっており、この円筒カップ電極33の
内周面に対して、円筒状の磁性体31Ｄが挿入されている
点である。

【０１０１】このように電極が構成された真空バルブに
おいても、円筒カップ電極33に流れる軸方向の電流によ
って発生する軸方向の磁束を、磁性体31Ｄの内部を通過
させることによって、電極の内側の中央部を通る磁束を
減らし、相対する電極間を通る軸方向の磁束を、電極の
対向面の間に有効に通過させることができる。

【０１０２】次に、図10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、請求項８に対応する
図である。図10においては、構成は図２で示した電極と
同一であるが、アーク電極23Ｃの製法だけが異なってい
る。

【０１０３】すなわち、この電極に採用されたアーク電
極23Ｃは、基材中に磁性粉23ｃが混入されている。図10
に示すように、銅・クロム合金などで製作された接点23
ａが基材23ｂの表面にろう付されており、この基材23ｂ
には、銅材中に鉄粉が混入されている。

【０１０４】このように構成された真空バルブにおいて
は、固定側電極と可動側電極に組み込まれた各磁性体31
の間を通る磁束は、これらの各磁性体31の対向面に介在
する基材23ｂ中の鉄粉によって、各接点間において均一
な磁界を形成するので、図３で示したグラフの谷の部分
の磁束を増やすことができる。

【０１０５】したがって、図３で示した磁界の強さを示
すグラフの曲線と図10で示した電極による磁界は、図11
の曲線Ｅで示すように、図３で示した曲線Ｂと比べて、
電極間の磁界の強さを平準化することができるので、遮
断特性を更に向上させることができる。なお、図10で示
したアーク電極23ａは、図４，図６，図８及び図９で示
したアーク電極23にも同様に適用することができる。

【０１０６】次に、図12は、本発明の真空バルブの第７
の実施形態を示す部分縦断面図で、請求項９に対応する
電極の構成を示す図である。また、図13は、図12のＨ−
Ｈ断面図で、図12は図13のＪ−Ｊ断面図に対応する。

【０１０７】図12及び図13において、第１〜第６の実施
形態で示した図２，図４，図６，図８及び図10と大きく
異なるところは、コイル電極と磁性体の形状で、接点は
環状となっていることである。

【０１０８】すなわち、電極で発生する熱の放熱効果を
上げるために、大径の無酸素銅から製作した可動側通電
軸７Ａの先端に形成された円錐台状の頂面には、凹部７
ａが形成され、この凹部７ａには、以下説明するコイル
電極21Ｄの下端の凸部が挿入され、ろう付されている。

【０１０９】コイル電極21Ｄの中心に形成された縦断面
略Ｕ字状の軸部21ｅの外周には、腕部21ｆが 120°間隔
に放射状に且つ軸方向と直交方向に突設され、これらの
腕部21ｆの先端には、弧状のコイル部21ｇが形成されて
いる。

【０１１０】これらのコイル部21ｇの先端には、中心方
向に対して鋭角に接続腕部21ｈが図13に示すように形成
され、これらの接続腕部21ｈの先端には、軸と平行で円
柱状の接続部21ｆとなっている。コイル電極21Ｄの前面
側には、以下説明する軟鋼製の磁性体19が以下説明する
ように載置されている。

【０１１１】この磁性体19には、コイル電極21Ｄの腕部
21ｆの前面に載置される薄肉の環状部19ａの外周に対し
て、腕部19ｂが放射状に 120°間隔に形成され、これら
の腕部19ｂは、図13に示すようにコイル電極21Ｄの各腕
部21ｆのほぼ中間部に位置している。各腕部19ｂの先端
には、コイル電極21Ｄに形成されたコイル部21ｇとほぼ
同形の弧状部19ｃが形成されている。

【０１１２】コイル電極21Ｄの軸部21ｅの内部には、円
筒状で前後端にフランジ部が形成されたステンレス鋼製
の補強管20が挿入され、この補強管20の前面は、前述し
たコイル電極21Ｄの接続部の前端及び磁性体19の弧状部
19ｃの前端と同一面となっている。

【０１１３】これらのコイル電極21Ｄ及び磁性体19と補
強管20の前面側に対して、銅板製の電極板12が重ねら
れ、前述した磁性体19の弧状部19ｃ及びコイル電極21Ｄ
の接続部と補強管20の前端面にろう付されている。

【０１１４】この電極板12の更に前面には、中心部に貫
通孔23ｄが形成された銅・クロム合金製の接点23Ｂがあ
らかじめろう付されている。この接点23Ｂの内周と外周
の前面側は弧状に面取りされてる。

【０１１５】次に、このように電極が構成された真空バ
ルブの作用を図14の部分分解斜視図とともに説明する。
なお、図14は、可動側の接点から固定側の接点に電流が
流れた場合を示し、電流と磁束の方向を矢印で示し、こ
のうち、破線の矢印は、上下の磁性体19の間の空間を通
る磁束を示す。

【０１１６】図14に示すように、接点間に流れる電流が
コイル電極の接続部21ｊを矢印Ｉに示すように流れるこ
とによって発生した磁束は、磁性体19の環状部19ａと弧
状部19ｃ及び腕部19ｂで形成される磁路を矢印Φで示す
ように通過する。

【０１１７】このうち、例えば、固定側の環状部19ａか
ら弧状部19ｃに至る磁束は、各弧状部19ｃの下側に対置
する可動側の磁性体19の各腕部19ｂと各弧状部19ｃを経
て、固定側の腕部19ｃに至る磁路を通過する。したがっ
て、上下の各腕部19ｃの間には、横断面が腕部19ｃと同
形の軸方向の磁界が形成される。

【０１１８】一方、環状部19ｂを通過する磁束は、例え
ば、固定側の環状部19ａを矢印方向に通過する過程にお
いて、可動側の環状部19ａに至るので、弧状部19ｃにお
いては、可動側から固定側の方向へ、環状部19ａにおい
ては、固定側から可動側の方向へと、磁束の方向が逆と
なる。

【０１１９】図15は、図４で示した磁性体19によって発
生した軸方向の磁束による磁界と、コイル電極によって
発生する軸方向の磁界の分布とその合成磁界を示すグラ
フである。

【０１２０】図15の破線で示す曲線ｂのように、弧状部
19ｃの相互間の軸方向の磁束は、弧状部19ｃの径の環状
に分布し、環状部19ａの相互間の軸方向の磁束は、弧状
部相互間とは逆向きの軸心部で最大値を示す分布とな
る。この曲線ｂに対して、コイル電極21Ｄで発生した軸
方向の磁束密度の分布曲線ｃを合成した曲線ａが接点間
に発生する実際の縦磁界の磁束密度となる。

【０１２１】したがって、このように電極が構成された
真空バルブにおいても、接点間に発生したアークは、接
点の外周寄りの広い表面で発生させることができ、広い
対向面に分散し、局部的集中を防ぐことができるので、
遮断性能を上げることができる。

【０１２２】図16は、請求項10に対応する本発明の真空
バルブの第８の実施形態を示す部分平面図で、コイル電
極のみを示し、図12及び図13と異なるところは、接続部
の形状で、電極板との接続部の形状がコイル部と平行な
長円形となっている。

【０１２３】この場合には、図12及び図13で示したコイ
ル電極21Ｄと比べて、接続部21ｋの通電断面積の増加
で、この接続部21ｋにおける温度上昇を抑えることがで
きるだけでなく、この接続部21ｋを流れる弧状方向の電
流によって、接続部21ｋの外周側ではコイル電極及び弧
状部19ｃと同方向の軸方向の磁束を発生させ、内周側で
は逆向きの磁束を発生させることができる。したがっ
て、図16の曲線ａで示した磁束密度の分布の山と谷を更
に顕著にすることができる。

【０１２４】なお、上記実施形態において、磁性体19の
中央部は、環状としたが、図14において、腕部19ｂの基
端の反時計方向側でそれぞれ切断して磁性体19を３分割
し、それぞれ弧状に湾曲してコ字状の磁路を形成する磁
性体としてもよい。

【０１２５】また、磁性体19の裏面（コイル電極側）に
対して、セラミックスのコーティングを施して、コイル
電極21Ｄと絶縁し、遮断電流のすべてをコイル電極に流
して縦磁界を増やした請求項11に記載の発明としてもよ
い。

【０１２６】さらに、磁性体19の外周側の側面に対し
て、銅またはセラミックスのコーティングを施すこと
で、軟鋼材の磁性体19にアークが移行して、この磁性体
19が溶融し蒸発する現象を防いだ請求項12に記載の発明
としてもよい。また、接点23Ｄの中心部に形成した貫通
穴は、真空バルブの定格によっては省いてもよい。

【０１２７】また、図12，図13及び図15で示した接続部
21ｊ，21ｋの半径方向の位置は、電極の半径の40％〜80
％であればよい。また、上記各実施形態では、接点材料
として銅・クロム合金の場合で説明したが、クロムの代
りにＷ，Ｍｏ，Ｃｏ，Ｆｅ，Ｔｉ及びＮｂ合金でもよ
い。

【０１２８】次に、図17は、本発明の真空バルブの第９
の実施形態を示す図で、真空バルブの中央部分の縦断面
図を示し、請求項14に対応する図である。図17におい
て、第１〜第７の実施形態で示した図１及び図12，図13
と異なるところは、絶縁円筒１Ａとアークシールド９Ｄ
との間に対して、軟鋼材の円筒形磁性体22を挿入したこ
とと、接点の形状である。

【０１２９】すなわち、アークシールド９Ｄの外周に接
合された部分断面がＬ字形のシールド押え24と絶縁円筒
Ａの内周との間には、筒状の磁性体22が挿入され、下端
がシールド押え24にろう付されている。

【０１３０】一方、接点23Ｅは、縦断面が浅いＵ字状
で、そのため、電極板12Ａと磁性体19Ａは、外径が図12
で示した電極板12及び磁性体19と比べて僅かに小形とな
っている。

【０１３１】接点23Ｅの外周の前面側は、端部における
アークの集中を防ぐために緩やかな傾斜面が形成されて
いる。

【０１３２】このように構成された真空バルブにおいて
は、固定側と可動側の電極の外周部で発生した磁束の一
部を磁性体22を通過させることにより、接点間で発生し
たアークの一部を接点23Ｅの緩やかな傾斜面の間に移動
させることができるので、接点間で発生したアークを広
い接点表面に更に分散させることができ、遮断特性を更
に上げることができる。

【０１３３】次に、図18は、本発明の真空バルブの第10
の実施形態を示す部分平面図で、請求項15に対応する
図、図19は図18のＫ−Ｋ断面図である。図18及び図19に
おいて、前述した実施形態の図２，図４，図６，図８，
図10，図12及び図17で示した電極と異なるところは、コ
イル電極のコイル部の径方向の幅が狭く、軸方向の長さ
が長く、このコイル部の内周面に対して、図20で示すよ
うな軟鋼製の磁性管27Ａが挿着されていることである。

【０１３４】すなわち、可動側通電軸７Ｃの先端に対し
て、環状部25ａの内周がろう付されたコイル電極25Ａに
は、環状部25ａから一対の腕部25ｂが外側に対称的に形
成されている。さらに、これらの腕部25ｂの先端から弧
状に形成されたコイル部25ｃは、例えば図６，図７で示
した第３の実施形態のコイル電極21と比べて、径方向の
幅が狭く、軸方向が長くなって、一対のコイル部25ｃに
よって筒状となっている。

【０１３５】このコイル電極25Ａには、コイル部25ｃの
内周に対して、鋼管から図20に示すように製作された比
透磁率（μｒ）が10以上の磁性管27Ａが挿入され、コイ
ル電極25Ａにろう付されている。この磁性管27Ａには、
図19の断面の方向においては下端の左右に対して、図20
で示すように切り欠かれた嵌合部27ａが形成され、この
嵌合部27ａの両側は、コイル電極25Ａの腕部25ｂに嵌合
している。

【０１３６】一方、可動側通電軸７Ｃの先端の凸部に形
成された凹部には、ステンレス鋼（SUS304）製の補強管
26の基端の凸部が挿入され、ろう付されている。補強管
26の先端面は、電極板12の裏面がろう付されている。

【０１３７】なお、コイル電極25Ａのコイル部25ｃの先
端には、従来の技術の図32で示した電極と同様に、Ｔ字
状の接続子25ｄの軸部が挿入されろう付されている。ま
た、これらの接続子25ｄの前面には、電極板12と接触子
23Ｆが順にろう付されている。

【０１３８】このように電極が構成された真空バルブに
おいては、コイル電極25Ａのコイル部25ｃを流れる電流
で発生する磁束のうち、このコイル部25ｃの内側を軸方
向に通過する磁束は、この内側に挿入された磁性管27Ａ
を通過する。したがって、接点の表面の外周部における
磁束密度を上げることができるので、図２，図８及び図
10で示した電極と同様に、コイル部25Ｃの内周部におい
て磁界が最大となる図３及び図11のグラフの曲線Ｂで示
した環状の縦磁界を電極間に形成する。

【０１３９】この場合には、図２，図４，図６，図８及
び図10で示した電極と比べて、通電容量が同一の場合に
おいて、コイル部25ｃの内径を増やすことで、縦磁界の
磁路となる磁性管27Ａの直径を増やすことができ、図３
のグラフの曲線Ｂと比べて、環状の頂部の位置を外周方
向に移行させることができ、発明が解決しようとする課
題で述べた、接点の中央部に移動する大電流遮断時のア
ークの挙動を更に強力に阻止することができる。

【０１４０】次に、図21は、本発明の真空バルブの第11
の実施形態を示す部分縦断面図で、請求項16に対応する
図である。図21に示した電極は、図18及び図19に示した
電極に組み込んだ磁性管の形状が異なるだけで、他は図
18及び図19と同一である。

【０１４１】すなわち、図21に示した磁性管27Ｂは、図
18，図19及び図20で示した磁性管27Ａの下端に対して、
外側に環状に形成したフランジ部27ｂが延設されてい
る。したがって、図20で示した磁性管27Ａの下端に形成
された一対の嵌合部27ａに対応する部分は、コイル電極
25Ａの腕部25ｂが貫通する嵌合角穴となっている。

【０１４２】この磁性管27Ｂの組み込みは、コイル電極
25Ａの腕部25ｂが環状部25ａにろう付される前の段階
で、磁性管27Ｂの外周方向から、腕部25ｂを嵌合角穴に
挿入した後、環状部25ａの外周にろう付する工程を採る
ことで組み立てる。

【０１４３】このように電極が構成された真空バルブに
おいては、図18，図19に示した電極と同様に、コイル部
25ｃの内周側で形成される環状の縦磁界の直径を増やす
ことができるだけでなく、コイル部25ｃの下部を通過す
る磁路の抵抗をフランジ部27ａによって減らすことがで
きるので、縦磁界の強度を更に上げることができ、消弧
特性を更に向上させることができる。

【０１４４】なお、磁性管27Ｂの下端に形成したフラン
ジ部27ｂは、コイル電極25Ａの腕部25ｂに対応する部分
を、図20で示した嵌合部27ａとともに省いて、コイル電
極が環状部25ａを含めて可動側通電軸７Ｃにろう付され
た後に組み込むようにしてもよい。

【０１４５】次に、図22は、本発明の真空バルブの第12
の実施形態を示す部分縦断面図で、請求項17に対応する
図である。図22において、前述した第10及び第11の実施
形態で示した電極と異なるところは、図21で示した電極
に組み込んだ磁性管の形状の一部を変えたことで、他
は、図21で示した電極と同一である。

【０１４６】すなわち、図22に示した電極に組み込んだ
磁性管27Ｃは、図19及び図20で示した磁性管27Ａ，27Ｂ
と比べて電極の前面側の肉厚が僅かに薄く、フランジ部
27ｂ側は厚くなっている。（注；発明者らが製作した直
径50mm，磁性管27Ｃの高さ28mmでは、先端面の肉厚３mm
に対して、後端部の肉厚を４mmとして製作して遮断試験
を行った。）このように磁性管27Ｃが形成された電極が
組み込まれた真空バルブにおいては、図21で示した電極
に比べて電極の中間部から後部における磁気抵抗を減ら
すことができるので、電極間に発生する縦磁界の強度を
更に上げることができる。

【０１４７】また、図21で示した磁性管27Ｂと比べて、
先端部の肉厚を僅かに薄くすることによって、図21で示
した電極と比べて、電極間に発生した横断面が環状の縦
磁界の環状の直径を更に増やすことができるので、図21
に示した電極を組み込んだ真空バルブに比べて、大電流
遮断時におけるアークの中央部への移行現象を更に抑制
することができる。また、磁性体の厚みのうち、先端の
厚みを基端と比べて薄くする方法は、図18，図19に示し
た磁性管27Ａに対して適用してもよい。

【０１４８】次に、図23は、本発明の真空バルブの第13
の実施形態を示す部分平面図、図24は図23の縦断面図
で、請求項18に対応し、図24は、接触子と電極板も断面
で示している。

【０１４９】図23及び図24において示した電極は、図1
8，図19及び図20で示した電極と類似し、この図18及び
図19と異なるところは、接触子と電極板の形状である。
すなわち、接触子23Ｄは、第７の実施形態を示した図12
の接触子と同様に、中央部に貫通穴23ｄが形成された接
触子23Ｄが採用され、この接触子23Ｄの背面にろう付さ
れた電極板12Ｂにも、中央部に対して、貫通穴が形成さ
れている。

【０１５０】但し、これらの貫通穴は、図12の接触子に
形成された貫通穴と比べて大径となっているので、電極
板12Ｂの背面の中央にろう付された補強管26Ａも、図1
8，図19及び図21，図22で示した補強管26と比べて内外
径が僅かに大となっており、可動側通電軸７Ｃの先端の
凸部の外周に下端が嵌合しろう付されている。

【０１５１】このように電極が構成された真空バルブに
おいては、通電時における接触点が３点以上となるの
で、接触面積が増え、通電点における電流密度を減らす
ことができ、通電容量を上げることができるだけでな
く、大電流遮断時におけるアークの中央部への移行を完
全に防ぐことができるので、安定した遮断特性を得るこ
とができる。

【０１５２】次に、図25は、本発明の真空バルブの第14
の実施形態を示す部分斜視図で、請求項18に対応し、図
19，図21，図22及び図23で示した電極に組み込まれた補
強管が筒状となっているのに対し、この筒状の補強管の
内部に銅材が挿入されていることが異なる。

【０１５３】このうち、外側の補強管26Ｂは、図示しな
い縦断面が逆Ｕ字状に形成されて、下端が開口側となっ
ている。この補強管26Ｂの内部に対して、銅棒材の芯材
26ａが挿入されている。

【０１５４】このように形成された電極が組み込まれた
真空バルブにおいては、電極の中心部を通過する磁束に
よって、芯材26ａには渦電流が流れ、この渦電流で発生
する磁束によって、コイル電極で電極の中心部に発生す
る磁束を減らすことができるので、電極の中心部へのア
ークの移動を防ぐことができる。

【０１５５】次に、図26は、本発明の真空バルブの第15
の実施形態を示す部分斜視図で、請求項19に対応する図
である。図26は、第９の実施形態で示した図18，図19の
電極から、第12の実施形態で示した図23，図24の電極ま
でに組み込まれた補強管26，26Ａに対して、外周に螺旋
状の溝を形成した銅材製の補強管26Ｃを示す。

【０１５６】すなわち、この補強管26Ｃの外周に対して
螺旋状に形成された複数条の溝26ｂは、これらの溝26ｂ
の間の螺旋状の電路を流れる電流で発生する磁束が、コ
イル電極で発生するこのコイル電極の内側の磁束と逆向
きとなる方向に形成されている。

【０１５７】このような補強管が組み込まれた真空バル
ブにおいては、電極の中央部における軸方向の磁束を減
らすことができるので、図16のグラフの曲線ａで示した
断面凹状の中央部の縦磁界の強度を更に減らすことがで
き、電極間に発生するアークの接点中央部への移行を更
に強力に防ぐことができる。

【０１５８】また、図27は、本発明の真空バルブの第16
の実施形態を示す部分斜視図で、請求項20に対応する図
である。図27においては、可動側通電軸７Ｄの先端部に
対して、螺旋状の溝26ｃが形成されている。

【０１５９】すなわち、第15の実施形態を示す図26で
は、コイル電極で発生するこのコイル電極の内側の磁束
と逆向きの磁束を発生させる手段として、補強管26Ｃに
対して、螺旋状の溝を形成した例で説明したが、図27で
は、通電軸７Ｄの先端の外周に溝26ｃ形成して、この溝
26ｃの間の外周表面を流れる電流により、電極間の中央
部における軸方向の磁界の強度を低下させる磁束を発生
させる。この場合には、通電軸の先端は、従来と同様の
中実状でもよいが、図26の補強管26Ｃのように、管状と
してもよい。

【０１６０】

【発明の効果】以上、請求項１に記載の発明によれば、
絶縁円筒の両端から絶縁円筒の内部に貫挿された通電軸
の先端にコイル電極とこのコイル電極の前面に接合され
る接点が設けられた真空バルブにおいて、コイル部を内
側に挿着し開口側が接点の背面と当接する磁性体をコイ
ル電極に設けることで、コイル部を流れるアーク電流に
よって発生する磁束を磁性体を通過させて電極の中心部
の外周側の縦磁界の磁束密度を上げ、接触子の中心部へ
の集中を防ぎ、広い面で発生させて短時間に消弧したの
で、遮断特性を上げることのできる真空バルブを得るこ
とができる。

【０１６１】また、請求項２に記載の発明によれば、コ
イル部を流れるアーク電流によって発生する磁束を断面
Ｕ字状の磁性体の内周側を通過させて電極の中心部の外
周側の縦磁界の磁束密度を上げ、接触子の中心部へのア
ークの集中を防ぎ、広い面で発生させて短時間に消弧し
たので、遮断特性を上げることのできる真空バルブを得
ることができる。

【０１６２】また、請求項３に記載の発明によれば、コ
イル部を流れるアーク電流によって発生する磁束を断面
Ｌ字状で内周側が接点の背面と当接する磁性体を通過さ
せて電極の中心部の外周側の縦磁界の磁束密度を上げ、
接触子の中心部へのアークの集中を防ぎ、広い面で発生
させて短時間に消弧したので、遮断特性を上げることの
できる真空バルブを得ることができる。

【０１６３】また、請求項４に記載の発明によれば、コ
イル部を流れるアーク電流によって発生する磁束を第１
の磁性体と第２の磁性体を通過させて電極の中心部の外
周側の縦磁界の磁束密度を上げ、接触子の中心部へのア
ークの集中を防ぎ、広い面で発生させて短時間に消弧し
たので、遮断特性を上げることのできる真空バルブを得
ることができる。

【０１６４】また、請求項５に記載の発明によれば、コ
イル部を流れるアーク電流によって発生する磁束を内側
の厚みが外周側の厚みの約２倍の磁性体を通過させて、
電極の中心部の外周側の縦磁界の磁束密度を上げ、接触
子の中心部へのアークの集中を防ぎ、広い面で発生させ
て短時間に消弧したので、遮断特性を上げることのでき
る真空バルブを得ることができる。

【０１６５】また、請求項６に記載の発明によれば、コ
イル部を流れるアーク電流によって発生する磁束を磁性
体と第２の磁性体を通過させて電極の中心部の外周側の
縦磁界の磁束密度を上げ、接触子の中心部へのアークの
集中を防ぎ、広い面で発生させてアークを短時間に消弧
したので、電極に発生した縦磁界の電極中心部への集中
を防ぎ、遮断特性を上げることのできる真空バルブを得
ることができる。

【０１６６】また、請求項７に記載の発明は、カップ状
電極を流れるアーク電流によって発生する磁束をカップ
状電極の内周の磁性体を通過させて電極の中心部の外周
側の縦磁界の磁束密度を上げ、接触子の中心部へのアー
クの集中を防ぎ、広い面で発生させて短時間に消弧した
ので、遮断特性を上げることのできる真空バルブを得る
ことができる。

【０１６７】また、請求項８に記載の発明によれば、接
触子間に発生するアークを磁性粉が混入された接点と磁
性体との間にゆるやかな凹状に形成された縦磁界によっ
て短時間に消弧したので、遮断特性を上げることのでき
る真空バルブを得ることができる。

【０１６８】また、請求項９に記載の発明によれば、絶
縁円筒の両端から絶縁円筒の内部に貫挿された通電軸の
先端に対して、コイル電極とこのコイル電極の前面に接
続部を介して接点が接合された真空バルブにおいて、コ
字状の内側に接続部が遊嵌する磁性体をコイル電極と接
点の間に介在させることで、コイル電極で発生し磁性体
を通過する磁束によって、固定側の磁性体の開口端にお
ける可動側の磁性体の腕部との間の縦磁界と、可動側の
磁性体開口端における固定側の磁性体の腕部との間の縦
磁界と、コ字状の対向部の相互間における縦磁界とを形
成し、接点間のアークを短時間に消弧したので、電極に
発生した縦磁界の電極中心部への集中を防ぎ、遮断特性
を上げることのできる真空バルブを得ることができる。

【０１６９】また、請求項10に記載の発明によれば、接
続部をコイル電極のコイル部と逆向きにコイル部の先端
の内側に延設することで、逆向きの接続部で発生した磁
束によって、接点間の中央部における縦磁界の強度を更
に低下させ、接点の中央部におけるアークの発生を抑え
て、短時間に消弧したので、電極に発生した縦磁界の電
極中心部への集中を防ぎ、遮断特性を上げることのでき
る真空バルブを得ることができる。

【０１７０】また、請求項11に記載の発明によれば、磁
性体のコイル電極側の面に対して、セラミックスの被覆
を形成することで、磁性体を通る電流を防いで縦磁界の
強度の低下を防いで、接触子間に発生したアークを短時
間に消弧したので、電極に発生した縦磁界の電極中心部
への集中を防ぎ、遮断特性を上げることのできる真空バ
ルブを得ることができる。

【０１７１】また、請求項12に記載の発明によれば、磁
性体の外周の側面に対して、銅又はセラミックスの被覆
を形成することで、磁性体の外周部に移行したアークに
よる蒸発と遮断性能の低下を防いで、接触子間に発生し
たアークを短時間に消弧したので、電極に発生した縦磁
界の電極中心部への集中を防ぎ、遮断特性を上げること
のできる真空バルブを得ることができる。

【０１７２】また、請求項13に記載の発明によれば、接
点を環状とすることで、接点の中央部におけるアークの
発生を防ぎ接触子間に発生したアークを短時間に消弧し
たので、電極に発生した縦磁界の電極中心部への集中を
防ぎ、遮断特性を上げることのできる真空バルブを得る
ことができる。

【０１７３】また、請求項14に記載の発明によれば、接
点を、磁性体を内側に収納する縦断面Ｕ字状とし、絶縁
円筒の内周と絶縁円筒の内部のアークシールドとの間に
対して、円筒状の磁性体を設けることで、接点表面にお
けるアーク発生面積を広げて、アークの密度を低下させ
接触子間に発生したアークを短時間に消弧したので、電
極に発生した縦磁界の電極中心部への集中を防ぎ、遮断
特性を上げることのできる真空バルブを得ることができ
る。

【０１７４】また、請求項15に記載の発明によれば、絶
縁円筒の両端から前記絶縁円筒の内部に貫挿された通電
軸の先端にコイル電極とこのコイル電極の前面に接合さ
れる接点が設けられた真空バルブにおいて、コイル電極
のコイル部と腕部とで開口側が接点側となる断面Ｕ字状
に形成し、コイル部の内周に筒状の磁性体を設けること
で、また、請求項16に記載の発明によれば、磁性体の軸
方向の断面形状を内周側が接点の背面と当接するＬ字状
とすることで、コイル電極に流れる電流によってコイル
部に発生しこのコイル部の内周側を軸方向に通過する磁
束を、コイル部の内周に設けた磁性体を通過させ、横断
面の磁界の強度分布が大径の環状となる縦磁界を電極間
に形成したので、接触子の中心部へのアークの集中を防
ぎ、広い面で発生させて短時間に消弧して、遮断特性を
上げることのできる真空バルブを得ることができる。

【０１７５】また、請求項17に記載の発明によれば、磁
性体の先端部の厚みを後端部の厚みよりも小とすること
で、横断面の磁界の強度分布が大径の環状となる縦磁界
の強度と環状の径を増やしたので、接触子の中心部への
アークの集中を防ぎ、広い面で発生させて短時間に消弧
して、遮断特性を上げることのできる真空バルブを得る
ことができる。

【０１７６】また、請求項18に記載の発明によれば、磁
性体の内側の中心部に前端で接点の中央部を支えコイル
電極で発生する磁束により渦電流が発生する補強を設け
ることで、また、請求項19に記載の発明によれば、補強
の外周に対して、コイル電極で発生する磁束と逆向きの
磁束を発生させる螺旋状の溝を形成することで、さら
に、請求項20に記載の発明によれば、通電軸の先端の外
周に対して、コイル電極で発生する磁束と逆向きの磁束
を発生させる螺旋状の溝を形成することで、電極の中央
部における縦磁界の強度を低下させ、接触子の中心部へ
のアークの集中を防ぎ、広い面で発生させてアークを短
時間に消弧したので、電極に発生した縦磁界の電極中心
部への集中を防ぎ、遮断特性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】図１の要部を示す縦断面拡大詳細図。

【図３】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４】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５】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６】本発明の真空バルブの第３の実施形態を示す縦
断面図。

【図７】図６のＤ−Ｄ断面図。

【図８】本発明の真空バルブの第４の実施形態を示す縦
断面図。

【図９】本発明の真空バルブの第５の実施形態を示す縦
断面図。

【図１０】本発明の真空バルブの第６の実施形態を示す
縦断面図。

【図１１】本発明の真空バルブの第６の実施形態の作用
を示すグラフ。

【図１２】本発明の真空バルブの第７の実施形態を示す
縦断面図。

【図１３】図12のＨ−Ｈ断面図。

【図１４】本発明の真空バルブの第７の実施形態の作用
を示す部分斜視図。

【図１５】本発明の真空バルブの第７及び第８の実施形
態の作用を示すグラフ。

【図１６】本発明の真空バルブの第８の実施形態を示す
部分平面図。

【図１７】本発明の真空バルブの第９の実施形態を示す
部分縦断面図。

【図１８】本発明の真空バルブの第10の実施形態を示す
部分平面図。

【図１９】図18のＫ−Ｋ断面図。

【図２０】（ａ）は、図19の部分底面図、（ｂ）は、
（ａ）の右側面図。

【図２１】本発明の真空バルブの第11の実施形態を示す
部分縦断面図。

【図２２】本発明の真空バルブの第12の実施形態を示す
縦断面図。

【図２３】本発明の真空バルブの第13の実施形態を示す
部分平面図。

【図２４】図６の縦断面図。

【図２５】本発明の真空バルブの第14の実施形態を示す
部分斜視図。

【図２６】本発明の真空バルブの第15の実施形態を示す
部分斜視図。

【図２７】本発明の真空バルブの第16の実施形態を示す
部分斜視図。

【図２８】従来の真空バルブの要部を示す分解斜視図。

【図２９】従来の真空バルブの作用を示すグラフ。

【図３０】従来の真空バルブの図28と異なる要部を示す
縦断面図。

【図３１】図14のＧ−Ｇ断面図。

【図３２】従来の真空バルブの図28及び図30と異なる要
部を示す部分縦断面図。

【図３３】従来の真空バルブの図29と異なる作用を示す
グラフ。

【符号の説明】

１，１Ａ…絶縁円筒、２Ａ…固定側端板、２Ｂ…可動側
端板、３…真空容器、４…固定側電極、５，５Ａ…可動
側電極、６…固定側通電軸、７，７Ａ，７Ｃ…可動側通
電軸、８…ベローズ、９Ａ，９Ｂ，９Ｃ…アークシール
ド、10…ブッシュ、12，12Ａ…電極板、19…磁性体、19
ａ…環状部、19ｂ…腕部、19ｃ…弧状部、20…補強管、
21，21Ｄ，21Ｅ…コイル電極、21ｊ，21ｋ…接続部、2
3，23Ａ，23Ｃ…アーク電極、23Ｂ，23Ｄ，23Ｅ…接触
子、25Ａ…コイル電極、25ｃ…コイル部、25ｂ…腕部、
26，26Ａ，26Ｂ…補強管、26Ｃ…補強棒、26ａ…芯材、
27Ａ，27Ｂ，27Ｃ…磁性管、30…支え、31，31Ａ，31Ａ
１，31Ｂ，31Ｃ…磁性体、31Ｄ…固定金具、32，32Ａ…
支え板。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成８年７月５日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図面の簡単な説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【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】図１の要部を示す縦断面拡大詳細図。

【図３】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４】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５】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６】本発明の真空バルブの第３の実施形態を示す縦
断面図。

【図７】図６のＤ−Ｄ断面図。

【図８】本発明の真空バルブの第４の実施形態を示す縦
断面図。

【図９】本発明の真空バルブの第５の実施形態を示す縦
断面図。

【図１０】本発明の真空バルブの第６の実施形態を示す
縦断面図。

【図１１】本発明の真空バルブの第６の実施形態の作用
を示すグラフ。

【図１２】本発明の真空バルブの第７の実施形態を示す
縦断面図。

【図１３】図12のＨ−Ｈ断面図。

【図１４】本発明の真空バルブの第７の実施形態の作用
を示す部分斜視図。

【図１５】本発明の真空バルブの第７及び第８の実施形
態の作用を示すグラフ。

【図１６】本発明の真空バルブの第８の実施形態を示す
部分平面図。

【図１７】本発明の真空バルブの第９の実施形態を示す
部分縦断面図。

【図１８】本発明の真空バルブの第10の実施形態を示す
部分平面図。

【図１９】図18のＫ−Ｋ断面図。

【図２０】図19の部分縮小図で、左側は底面図、右側は
左側の右側面図。

【図２１】本発明の真空バルブの第11の実施形態を示す
部分縦断面図。

【図２２】本発明の真空バルブの第12の実施形態を示す
縦断面図。

【図２３】本発明の真空バルブの第13の実施形態を示す
部分平面図。

【図２４】図６の縦断面図。

【図２５】本発明の真空バルブの第14の実施形態を示す
部分斜視図。

【図２６】本発明の真空バルブの第15の実施形態を示す
部分斜視図。

【図２７】本発明の真空バルブの第16の実施形態を示す
部分斜視図。

【図２８】従来の真空バルブの要部を示す分解斜視図。

【図２９】従来の真空バルブの作用を示すグラフ。

【図３０】従来の真空バルブの図28と異なる要部を示す
縦断面図。

【図３１】図14のＧ−Ｇ断面図。

【図３２】従来の真空バルブの図28及び図30と異なる要
部を示す部分縦断面図。

【図３３】従来の真空バルブの図29と異なる作用を示す
グラフ。

【符号の説明】 １，１Ａ…絶縁円筒、２Ａ…固定側端板、２Ｂ…可動側
端板、３…真空容器、４…固定側電極、５，５Ａ…可動
側電極、６…固定側通電軸、７，７Ａ，７Ｃ…可動側通
電軸、８…ベローズ、９Ａ，９Ｂ，９Ｃ…アークシール
ド、10…ブッシュ、12，12Ａ…電極板、19…磁性体、19
ａ…環状部、19ｂ…腕部、19ｃ…弧状部、20…補強管、
21，21Ｄ，21Ｅ…コイル電極、21ｊ，21ｋ…接続部、2
3，23Ａ，23Ｃ…アーク電極、23Ｂ，23Ｄ，23Ｅ…接触
子、25Ａ…コイル電極、25ｃ…コイル部、25ｂ…腕部、
26，26Ａ，26Ｂ…補強管、26Ｃ…補強棒、26ａ…芯材、
27Ａ，27Ｂ，27Ｃ…磁性管、30…支え、31，31Ａ，31Ａ
１，31Ｂ，31Ｃ…磁性体、31Ｄ…固定金具、32，32Ａ…
支え板。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 影長 宜賢 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 (72)発明者 乙部 清文 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中工場内

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁円筒の両端から前記絶縁円筒の内部
   に貫挿された通電軸の先端にコイル電極とこのコイル電
   極の前面に接合される接点が設けられた真空バルブにお
   いて、内側に前記コイル電極のコイル部が挿着され開口
   側が前記接点の背面と当接する磁性体を設けたことを特
   徴とする真空バルブ。
2. 【請求項２】 前記磁性体の軸方向の断面形状をＵ字状
   としたことを特徴とする請求項１に記載の真空バルブ。
3. 【請求項３】 前記磁性体の軸方向の断面形状を内周側
   が前記接点の背面と当接するＬ字状としたことを特徴と
   する請求項１に記載の真空バルブ。
4. 【請求項４】 前記磁性体を、前記コイル部の内周側に
   添設されたＬ字状の第１の磁性体と、前記コイル部の外
   周側に添設されたＬ字状の第２の磁性体で構成したこと
   を特徴とする請求項２に記載の真空バルブ。
5. 【請求項５】 前記磁性体の円周側の厚みを外周側の厚
   みより大としたことを特徴とする請求項３に記載の真空
   バルブ。
6. 【請求項６】 前記磁性体の内周側と前記通電軸の間に
   第２の磁性体を介在させたことを特徴とする請求項１乃
   至請求項５のいずれかに記載の真空バルブ。
7. 【請求項７】 絶縁円筒の両端から前記絶縁円筒の内部
   に貫挿された通電軸の先端に接触子が接合され前記通電
   軸に底部が接合され筒部にスリットが形成されたカップ
   状電極とこのカップ状電極の前面に接合される接点が設
   けられた真空バルブにおいて、前記カップ状電極の内周
   に磁性体を設けたことを特徴とする真空バルブ。
8. 【請求項８】 前記接点に磁性粉を混入したことを特徴
   とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の真空バ
   ルブ。
9. 【請求項９】 絶縁円筒の両端から前記絶縁円筒の内部
   に貫挿された通電軸の先端に対して、コイル電極とこの
   コイル電極の前面に接続部を介して接点が接合された真
   空バルブにおいて、コ字状の内側に前記接続部が遊嵌す
   る磁性体を前記コイル電極と前記接点の間に介在させた
   ことを特徴とする真空バルブ。
10. 【請求項１０】 前記接続部を前記コイル電極のコイル
    部と逆向きに前記コイル部の先端の内側に延設したこと
    を特徴とする請求項９に記載の真空バルブ。
11. 【請求項１１】 前記磁性体の前記コイル電極側の面に
    対して、セラミックスの被覆を形成したことを特徴とす
    る請求項９又は請求項10に記載の真空バルブ。
12. 【請求項１２】 前記磁性体の外周の側面に対して、銅
    又はセラミックスの被覆を形成したことを特徴とする請
    求項９乃至請求項11のいずれかに記載の真空バルブ。
13. 【請求項１３】 前記接点を環状としたことを特徴とす
    る請求項９乃至請求項12のいずれかに記載の真空バル
    ブ。
14. 【請求項１４】 前記接点を、前記磁性体を内側に収納
    する縦断面Ｕ字状とし、前記絶縁円筒の内周と前記絶縁
    円筒の内部のアークシールドとの間に対して、円筒状の
    磁性体を設けたことを特徴とする請求項９乃至請求項13
    のいずれかに記載の真空バルブ。
15. 【請求項１５】 絶縁円筒の両端から前記絶縁円筒の内
    部に貫挿された通電軸の先端にコイル電極とこのコイル
    電極の前面に接合される接点が設けられた真空バルブに
    おいて、前記コイル電極のコイル部を円筒状に形成し、
    前記コイル部の内周に円筒状の磁性体を設けたことを特
    徴とする真空バルブ。
16. 【請求項１６】 前記磁性体の軸方向の断面形状を内周
    側が前記接点の背面と当接するＬ字状としたことを特徴
    とする請求項15に記載の真空バルブ。
17. 【請求項１７】 前記磁性体の先端部の厚みを後部部の
    厚みよりも小としたことを特徴とする請求項15又は請求
    項16に記載の真空バルブ。
18. 【請求項１８】 前記磁性体の内側の中心部に前端で前
    記接点の中央部を支え前記コイル電極で発生する磁束に
    より渦電流が発生する補強を設けたことを特徴とする請
    求項15乃至請求項17のいずれかに記載の真空バルブ。
19. 【請求項１９】 前記補強の外周に対して、前記コイル
    電極で発生する磁束と逆向きの磁束を発生させる螺旋状
    の溝を形成したことを特徴とする請求項15乃至請求項18
    のいずれかに記載の真空バルブ。
20. 【請求項２０】 前記通電軸の先端の外周に対して、前
    記コイル電極で発生する磁束と逆向きの磁束を発生させ
    る螺旋状の溝を形成したことを特徴とする請求項15乃至
    請求項19のいずれかに記載の真空バルブ。