JPS5960830A - しや断器用真空バルブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 この発明は、真空引きされたケースの中に相対的に移動
可能に配置された二つの接触片を備え、その内少なくと
も一つの接触片が心とこの心を囲みら線状の通電路を持
つ導体とから成る通電ロッドを有するし中断器用真空バ
ルブにかかわる。

〔従来技術とその問題点〕

かかる真空バルブは西ドイツ国特許公開公報第３０３３
６３２号により知られている。このら線状の通電路によ
り電流に依存する磁界が生じ、この磁界がし中断時に開
離した接触片間に作用してし中断能力を増大させる。真
空バルブの中の特に軸方向に向う磁界の有利な特性には
、ら線状の通電路を技術的に有効なかつ経済的な方法で
製作することの困難さが伴っている。例えばら線状の導
体自身の固定とそのターン間の相互支持とは困難である
。

なぜならば問題となる結合手ａｈ支持体とは著しい熱的
及び機械的負荷にさらされるからである。

特に熱膨張とそれに対応する機械的応力が、ならびＫし
中断時には機械的衝撃力とさらに電磁力とが生じる。

真空しゃ断器の通電ロッド上のら線状通電路を通電ロッ
ドの周囲に互いにずらせて配置した切込みＫより作るこ
とが既に知られている（西ドイツ国特許公告公報第１２
８２７６８号）。しかしながらこの構造は、切込みが通
電ロッドの要求される機械的強度を考慮して任意に深く
できないことから、その効果に限界がある。一方切込み
の加工は、切込みが直線でかつ通電ロクドの長袖に直角
に延びるとしても、正に高価な切削加工を必要とする。

このように加工された部品の洗浄と脱ガスとはさらに付
加的に生じる問題である。

〔発明の目的〕

この発明は、効果が良好で機械的に強くかつ経済的に製
作可能な磁界発生に適する通電ロッドを提供することを
目的とする。

〔目的の達成手段〕

この目的はこの発明にもとづき頭記の種類の真空バルブ
において、前記心が比較的小さい導電度の材料から成り
かつねじ状の外形を有し、この心を囲む前記導体が比較
的大きい導電度の材料から成る外被により構成され、こ
の外被が心と一体に隙間なく強固に結合されかつ平滑な
円筒状の外形を有するように構成すること罠より達成さ
れる。

〔発明の実施態様〕

この新しい通電ロッドにおいてほら線状の導体は特別に
製作されたコイルにより構成されてはいない。それどこ
ろかこの導体はねじ状の心に導体材料を円柱体になるよ
うにかぶせることにより得られる。これＫより機械的に
は中実部材として挙動するコイルの特性を持った一体の
通電ロッドを非切削で製造することができる。

通電ロッドに求められている磁気的作用は原理的には導
電性又は非導′厄性の心により同様に得られる。しかし
ながら一般には外被の導電度より小さい導電度の金属材
料から成る心を用いるのが良い。例えば外被として考え
られる鋼に較べて非常に小さい導電度を持ち銅と良好に
結合しうる抵抗材料を用いることができる。ざらに心を
強磁性材料から作るのも良い。強磁性材料は外被のため
の（５） 通常の導体材料にくらべて同じく十分忙小さい導電度を
有し、しかも同時に磁界を集束して接触片間の空隙にお
いて利用可能な磁束密度を高める。

心のねじ状の外形は種々の方法で実現されつる。

原則的には角のある断面形を有する棒をその長軸のまわ
りにねじるだけでよく、その際数分の１ないし数ターン
を有する通電路を作ることができる。

その際幾つのら線状通電路が形成される力１は選ばれた
断面形状にかかわる。それ故Ｋｌに多角形又は屋形の断
面を有する棒が適している。

一連の既知の方法が心と外被とから成る通電ロッドの製
作に適している。例えば心の材料の融点が外被の材料の
融点より十分高い時には、鋳造による方法を用いるのが
良い。そのときには外被を形成するために心を円筒形の
鋳盤の中に入れてまわりに導電度の良い材料を鋳込むこ
とができる。

また外被の材料を押出し成形により心ｋかぶせることも
できる。この方法は前記の鋳造法にくらべて両材料の融
点に影響されることが少ない。

通電ロッドの製作のさらに別の可能性として粉（６） 末金属焼結法が提案される。この場合には外被を形成す
るために導電度の良い材料が心Ｋかふせられる。外被の
材料は金属粉末として準備され、これが金型の中でプレ
スにより心にかぶせられる。

こうして形成された外被層が続いて加熱により一つの固
体に焼結される。

上記の各方法は通電ロッドのみを製作することを出発点
として来た。しかしながらこれら方法の有利な構成とし
て、通電ロッドと同時に接触片も付加成形することが考
えられる。これは用いられる鋳型又はプレス金型の適切
な形状により可能であり、接触片のための特別な製作過
程及び接触片と通電ロッドとの結合過程が省略できると
いう長所がある。強度と通電とが同時に改善される。

〔発明の実施例〕

つぎＫこの発明にもとづく真空バルブの五つの実施例を
示す図面によりこの発明の詳細な説明する。

第１図に示す真空バルブ１は全体としては既知の構造に
等しい。真空バルブｌのケースは中央の金属円筒２及び
円錐形の移行部３．４を介して金属円筒の両側に取付け
られたセラミックの絶縁体５゜６から構成されている。

金属円筒２は共働する接触片７，８を囲み、これら接触
片には通電ロッド１０゜１１が接続されている。通電ロ
ッド１０を有する接触片７は固定して配置され、そのた
めに絶縁体５の端部キャップ１２と強固にかつ真空密に
結合されている。これに対して通電ロッド１１を有する
接触片８はベローズ１３と案内ブツシュ１４とを介して
絶縁体６の端部キャップ１５に真空密にかつ軸方向に移
動可能に案内されている。し中断器に組込むために真空
バルブ１は上側の固定された接続スタッド１６と下側の
軸方向に移動可能な接続スタッド１７とを備えている。

通電ロッド１０及び１１はそれを貫流する電流が軸方向
の磁界を発生するような形状の心と外被とを有している
。接触片７と８とが接続スタッド１７の矢１８の方向へ
の移動により開離すると、この磁界は接触片間の空隙を
貫き空ｌ！ＩＫ生じたアークに作用する。アーク空隙に
おける磁界の方向はら線状の通電路の巻き方向により決
まる。巻き方向が同じならば合成磁界は接触装置の軸方
向に流れる。

これに反して両通電ロッドの巻き方向が反対であれば、
接触片７と８との間の空隙には半径方向の磁界が生じる
。通電ロッドと接触片の形状及び用いられた材料のいか
んＫより接触片間の空隙における磁界の方向は前記二つ
の磁界の複合したものであることもでき、また部分的に
強さと方向が異なることもできる。

第２図に一部を示した通電口、ド１ｏの実施例は比較的
小さい導電度の材料例えば鉄を含むすなわち強磁性材料
から成る６加を有する。この心は外被２１　Ｋ囲まれ、
外被の外径は６加の対角寸法に等しい。外被２１は比較
的導電度の大きい材料例えば鋼から成り、既述の方法に
より心２０Ｋかぶせられる。図から分かるように６加は
方形断面を有する四角棒であってその長袖の回りＫねじ
られている。

これＫより外被２１　Ｋより電気的に並列に接続された
４個のら線状の通電路が生じる。

第３図の実施例においては、通電ロッド５の外（９） 径は第２図の通電ロッド１０と同じであるが、より小さ
い対角寸法の心２６を備えている。そのため外被２７は
第２図の実施例とは異なって４個の分離された並列のら
線状通電路には分割されていない。

それＫもかかわらず通電ロッド５を流れる電流は心２６
をら線状にまわって流れようとする。なぜならばこれが
抵抗が最も小さい通路だからである。

このら線流に軸方向流が重畳されるが、軸方向流は外被
ｎの外径と心２６の対角寸法との差及びこの両部会の材
料の導電度により決まる。

第４図による通電ロッド３０の実施例忙おいては、心３
１は方形断面の代りに対角寸法が外被ｎの対角寸法に等
しい十字形を有する。第２図と比較すれば分かるように
、これｋより同様に電気的に並列に接続されら線状に巻
かれた外被３２の４個の部分が形成される。しかしなが
ら十字形によれば比較的導電度の良い外被材料が占める
割合は第２図の場合より大きい。外被と心の導電度がそ
れぞれ同じであるとすれば、第４図に示す形状によりら
線流に対する軸方向流の割合は減少する。

（１０） 第５図に通電口、ド３５の別の実施例を示す。ここでは
心あは星形の断面を有し、星形の腕の先端は外被３７の
外周円上にある。星形の腕の数に対応して外被３７は５
個のら線状の部分に分割される。

全断面積における心３６と外被３７の割合がどうなるか
は心あの断面形により決まる。一般には第５図に示す実
施例の心の断面積の割合は第２図の場合より小で第４図
の場合より大である。

既述のように種々の方法が通電ロッドの製作に適してい
る。鋳造法を選ぶならば第２．４．５図に示す実施例の
場合にはそれぞれの鋳型の中で６加。

３１　、３６の心出しは不要である。なぜならば心出し
は心の外周の角により行われるからである。第３図に示
す実施例の場合には心２６を鋳型の中で鋳造技術上周知
の適切な方法によう心出しすることが必要である。同じ
ようＫこのことが押出し成形法及び焼結法に対してもあ
てはまる。

第６図には接触片４１と一体に製作された通電ロッド４
０の実施例が示されている。第１図に示す接触片７，８
と異なって、接触片４１はスリットのない平らな接点と
して形成されている。アーク電流を抑制する特性を同時
に有する耐アーク材料から成る接点被覆４２だけがあと
でかぶせられる。第６図尾おいて通電ロッド４０を貫流
する純粋な軸方向流は１１で表わされ、この軸方向流は
既に説明したように心と外被との選ばれた形状に応じて
二つの成分から合成される。一つの成分は心を貫流する
電流であり、一方もう一つの成分は外被を貫流する純粋
な軸方向流である。さらに第６図には第２゜３．４図で
生じるら線流に対応する四つのら線流’ｓｌ　＋　Ｉｓ
２　Ｈ１ｓ３　Ｈｉ、４が示されている。第５図に対応
するものを図示するとすれば五つのら線流が示されるこ
とになる。しかしながらすべての場合において電流が心
の回りを流れるターン数は異なりつる。ターン数は心を
長さに較べてどれ位強くねじるかにより決まる。このタ
ーン数が発生する軸方向磁界の強さに直接影響する。

〔発明の効果〕

心とこの心を囲むら線状の通電路とからなる通電ロッド
を備えた真空バルブＶＣ詔いて、この発明にもとづき心
が比較的小さい導電度の材料から成りかつねじ状の外形
を有すると共に、この心を囲む導体が比較的大きい導電
度の材料から成る外被により構成され、この外被が心と
一体に隙間なく強固に結合されかつ平滑な円筒状の外形
を有する。

かかる構成によりら線状の通電路を特別に製作して取付
けた従来の構造にくらべて桜械的な強度が着しく向上し
、心と外被の形状と材料とを適宜選択することにより希
望する任意の磁界を容易に発生させることができる。ま
たねじ状の心の上に外被を鋳造法又は押出し成形法又は
粉末金属焼結法によりかぶせて結合することにより通電
ロッドが経済的に製作できる。

【図面の簡単な説明】

れ異なる実施例における通電ロッドを示す部分斜視図、
第６図は接触片と一体形成された通電口。 ドを用いる実施例における通電ロッドの側面図、である
。 （１３） 図面において、１は真空バルブ全体％　２？３１’ｆ５
．６，１２．１５はケースの各部分、７，８．４１は接
触片、１０　、１１　、２５　、３０　、３５　、４０
は通電ロッド、２０　、２６　、３１　。 あは心、２１　、２７　、３２　、３７は外被、である
。 （１４） 西ドイツ国ベルリン２０クレーマ ー・ヴエーク２２ ０発　明　者　クラウス・ユルゲン・フオルクマン 西ドイツ国ベルリン３３シャルロ ツテンーブルナーシュトラーセ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｌ）真空引きされたケースの中に相対的に移動可能に配
   置された二つの接触片を備え、その内少なくとも一つの
   接触片が心とこの心を囲みら線状の通電路を持つ導体と
   から成る通電ロッドを有するし中断器用真空バルブにお
   いて、前記心が比較的小さい導電度の材料から成りかつ
   ねじ状の外形を有し、この心を囲む前記導体が比較的大
   きい導電度の材料から成る外被により構成され、この外
   被が心と一体に隙間なく強固に結合され、かつ平滑な円
   筒状の外形を有することを特徴とするし中断器用真空バ
   ルブ。 ２、特許請求の範囲第１項に記載の真空バルブにおいて
   、心が抵抗材料から成ることを特徴とするし中断器用真
   空バルブ。 ３）特許請求の範囲第１項に記載の真空バルブにおいて
   、心が強磁性材料から成ることを特徴とするし中断器用
   真空バルブ。 ４）特許請求の範囲第１項に記載の真空バルブにおいて
   、心が多角形又は星形の断面を有するねじられた棒から
   成ることを特徴とするし中断器用真空バルブ。 ５）特許請求の範囲第１項に記載の真空バルブにおいて
   、通電口、ドの外被が心のまわりに鋳込まれたことを特
   徴とするし中断器用真空バルブ。 ６）特許請求の範囲第１項に記載の真空バルブに８いて
   、通電口、ドの外被が押出し成形により心にかぶせられ
   たことを特徴とするし中断器用真空バルブ。 ７）特Ｗ８ｆ請求の範囲第１項に記載の真空バルブにお
   いＣ１通電口、ドの外被が粉末金属焼結法により心にか
   ぶせられたことを特徴とするし中断器用真空バルブ。 ８）特許請求の範囲第５項から＠７項までのいずれかに
   記載の真空バルブにおいて、通電ロッドの外被と一体に
   接触片が形成されたことを特徴とするし中断器用真空バ
   ルブ。