JPS6319970B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は真空インタラプタに係り、特にしや断
時に生じるアークに平行な磁界を印加せしめるコ
イルを備えた真空インタラプタに関したものであ
る。

従来、しや断性能の向上を図ることを目的とし
て、アークに平行な磁界所謂軸方向磁界（縦磁
界）を印加する真空インタラプタが提供されてお
り、磁界発生のためのコイルはアークを発生する
接離自在な一対の接点電極の背部に各々設けられ
て成るのが一般的である。

この種、軸方向磁界印加式の真空インタラプタ
における従来の一例を第１図及び第２図に示す。
図において、１０は真空容器であり、ガラス又は
セラミツクスから成る絶縁筒１１ａ，１１ｂと、
この絶縁筒１１ａ，１１ｂの軸方向の両端を封止
する金属から成る端板１２，１３とで構成されて
いる。そして端板１２に気密に貫通固定されたリ
ード棒２ａの内端部にはコイル電極４ａを介して
接点電極３ａが設けてある。また他方の端板１３
には、リード棒２ｂがベローズ１４を介して気密
に貫通されて可動自在に設けられ、このリード棒
２ｂの内端部には、コイル電極４ｂを介して接点
電極３ｂが設けられている。

前記各コイル電極４ａ，４ｂの部分は、第２図
に示す如く構成されており、固定側となるコイル
電極４ａにて説明すると、このコイル電極４ａ
は、リード棒２ａから半径方向外方に延びる複数
の腕４１と、各腕４１の外端部に一端が接続され
た複数の円弧部４２とで構成され、且つ各円弧部
４２の先端は接続導体４３を介して接点電極３ａ
の背部に接続されている。これによつてリード棒
２ａと接点電極３ａとの間においてコイル電極４
ａにより電流をリード棒２ａを囲繞するループ電
流に変えて接点電極３ａ，３ｂに直交する方向つ
まり軸方向の磁界（アークに平行な磁界）を発生
するように成している。

第１図において１５は中間シールド、１６ａ及
び１６ｂは補助シールド、１７はベローズシール
ドであつて、各々非磁性のステンレス鋼から成る
シールド体であり、一対の接点電極３ａ，３ｂか
ら飛散する金属蒸気を補捉すると共に電界緩和を
図るものである。

そして一方の接点電極３ｂが図中においてリー
ド棒２ｂを介して上下動することによつて、他方
の接点電極３ａに接離し、これにより電路の投入
及びしや断が行なわれるものである。

ところで、前述したような構成から成る真空イ
ンタラプタにあつては、軸方向磁界を発生させる
コイル電極４ａ，４ｂが接点電極３ａ，３ｂの背
部に位して設けられているので、コイル電極４
ａ，４ｂを、一方の接点電極３ａ，３ｂの背部に
設けるのみでは、アークに対して平行（直線的）
な磁界を印加することが固難であつて、相手側の
接点電極側にあつては、磁界の一部が湾曲したも
のとなつてしまう。この結果、アークに効果的な
軸方向磁界が印加されないこととなり、アーク分
散効果が薄れてアークが集中しやすくなるといつ
た問題が生ずる。

よつてこのようなことから、前述のようにコイ
ル電極４ａ，４ｂは、アーク柱の軸方向両側に位
する如く、一対の接点電極３ａ，３ｂの背部に
各々設けられ、この両コイル電極４ａ，４ｂによ
る合成磁界を形成して効果的にアークを分散する
ように成されているものである。

しかしながら、接離する一対の接点電極３ａ，
３ｂの背中に各々コイル電極４ａ，４ｂを設けて
成るものであるから、可動側の接点電極３ｂの背
部に設けているコイル電極４ｂは、しや断時にお
いて移動するために他方のコイル電極４ａとの間
隔は広がることになる。このためにしや断時に電
極間々隔が広がるにつれて合成磁界は次第に減衰
することになり、分散していたアークは磁界の減
衰に起因して、しや断時の中期から終期において
集中化し、しや断不能に至るといつた問題があつ
た。

このために、離間移動する一対の接点電極３
ａ，３ｂに、各々コイル電極４ａ，４ｂを設けて
成る真空インタラプタによるしや断性能（しや断
容量）の向上には限界があつた。

また、一対の接点電極３ａ，３ｂの背部に各々
コイル電極４ａ，４ｂを設けることは、部品点数
が多くなつて接合（ろう付け）箇所が増し、耐久
性が悪いといつた問題があり、しかも特に可動側
がコイル電極４ｂを備えていることによつて可動
重量が増し、衝撃が大きくなつて耐久性が低下す
るといつた問題があつた。

更に、従来の真空インタラプタにあつては、一
対の接点電極３ａ，３ｂ部を囲繞して浮遊電位の
中間シールド１５が設けられていることから、一
対の接点電極３ａ，３ｂ部を中心として軸方向に
おける各部材は対称配置に成されて電界分布の均
一化が図られていた。しかしながらこの構成によ
ると、一対の接点電極３ａ，３ｂ及びコイル電極
４ａ，４ｂは、軸方向に長いリード棒２ａ，２ｂ
を介して設けることになり、真空インタラプタ全
体が軸方向において大形化するといつた問題があ
つた。

本発明はこのような軸方向磁界を印加する形式
の真空インタラプタにおける前記問題点を解決す
ることにより、しや断性能の向上を図り、且つ小
形化を図つた真空インタラプタを提供することを
目的としたものである。

次に本発明の実施例を第３図ないし第１１図に
基づいて説明するが、前述の第１図及び第２図と
同一符号を付するものはこれと同等品を示すもの
であるからこれらの詳細な説明は省略する。

まず第３図ないし第５図に基づいて本発明の一
実施例を説明する。

真空容器１０は、ガラス又はセラミツクスから
成る絶縁筒１１と、この絶縁筒１１の一端側（図
中下端側）を封止する金属から成る端板１３と、
絶縁筒１１の他端側（図中上端側）に設けた環状
金具１１ｃに気密接続した非磁性のステンレス鋼
から成り且つ天井板５１を具備する略筒状の金属
容器５とで構成されている。そして金属容器５内
の下部位には、前記絶縁筒１１に設けた環状金具
１１ｃ及び絶縁筒１１の一部を覆う如く非磁性の
ステンレス鋼から成るシールド１８が設けられて
いる。

金属容器５の天井板５１には、内端部に接点電
極３ａを備えた固定側のリード棒２ａが気密に貫
通して設けてある。そしてこのリード棒２ａの外
端部２１には、コイル体６の巻端の一方が接続し
て設けてあり、且つこのコイル体６は、金属容器
５の外周を空隙Ａを囲繞すると共に一対の接点電
極３ａ及び３ｂをしや断時において（第３図に示
す状態）なおかつ囲繞する如く設けられている。

このコイル体６は、１箇所にスリツト６２を具
備して略１ターンの円筒状に形成されたコイル本
体６１と、該コイル本体６１の軸方向の一端側に
位し、且つ該コイル本体６１の円弧方向の両端部
（巻端部）６１ａ及び６１ｂの部位から半径方向
内方に延びると共に平行配置された一対の第１の
腕６３及び第２の腕６５と、第１の腕６３の内端
部に設けた第１基部６４及び第２の腕６５の内端
部に設けた第２基部６６とを備えて構成されてい
る。

そして第１基部６４には貫通孔６４ａが設けて
あり、前記リード棒２ａの外端部２１が嵌入接続
されるものである。また第２基部６６は、空間６
７を介して配置（囲繞）されており、且つこの第
２基部６６には、略筒状に形成された外部リード
７の一端側が接続されている。

この外部リード７は、内部に段付孔７１を具備
し、且つ第２基部６６側に位する端部位に切欠７
２を備えており、この切欠７２の部位を第１の腕
６３が空隙を介して挿通し得るように成されてい
る。そしてこの外部リード７の段付孔７１内に
は、スペーサ８が納設固着されている。このスペ
ーサ８は、低導電性で且つ機械的強度が大きくし
かも非磁性の材料例えばステンレス鋼又はインコ
ネル合金から成るものである。このスペーサ８
は、略筒状に形成され、軸方向の所定の位置にフ
ランジ８１を具備し、且つ軸方向の一端（図中上
端）内部に螺構８２を備えて構成されている。こ
の螺構８２には、外部リード７の外端面７３に接
触係合させる図示省略の引出端子導体を取付る際
に取付ボルトが螺着されるものである。また、こ
のスペーサ８の他端（図中下端）は、前記コイル
体６の第１基部６４を貫通突出したリード棒２ａ
の外端部２１の端部に嵌着係合するものであつ
て、ろう付け結合の際の位置決め及び結合強度の
向上が図れるように成されている。

第３図において外部リード７とコイル体６の端
部との間に位して設けた部材は、補強体９であ
り、第５図に示す如く、外部リード７に結合され
る内リング９１と、コイル体６のコイル本体６１
の端部に結合される外リング９２と、これら内外
リング９１，９２を連結する複数の半径方向の腕
９３を備えて構成されている。また外リング９２
は、一箇所に切欠９４が設けられており、コイル
体６の具備するスリツト６２と合致するように成
されており、これによつてコイル体６のスリツト
６２間を外リング９２が橋絡せしめることのない
ように成されている。この補強体９は、前記スペ
ーサ８と同様な材料によつて形成されるものであ
る。

上記説明したように構成された真空インタラプ
タにおける電流の流れを説明すると、例えば、外
部リード７から入つた電流は、コイル体６の第２
基部６６及び第２の腕６５を経てコイル本体６１
の一方の端部６１ｂから他方の端部６１ａに向け
てループ状に流れ、この際に軸方向磁界を発生せ
しめ、次に端部６１ａから第１の腕６３及び第１
基部６４を経て固定側のリード棒２ａに至る。そ
して接点電極３ａ及び相手接点電極３ｂ（しや断
時には発生アークを介して）を介して可動側のリ
ード棒２ｂに至るものである。

なお、金属容器５は、天井板５１を一体に備え
たものに限らず、別形成のものを組合せ結合した
ものであつても良い。

次に第６図ないし第１１図に示すものは、本発
明の他の実施例であり、前述の第３図ないし第５
図のものと同等品には同一符号を付してそれらの
説明は省略する。

まず第６図に示すものは、金属容器５の絶縁筒
１１との接合側の端部（図中下端部）に半径方向
外方に突出したフランジ５２を設け、このフラン
ジ５２の一方の面側（図中上面）に、コイル体６
を形成するコイル本体６１の下端面を一体結合せ
しめ、且つ反対面に絶縁筒１１に設けた環状金具
１１ｃ及びシールド１８を固着したものである。
またこのフランジ５２の外周面には凹溝５３が設
けてあり、環状金具１１ｃとの結合（溶接）が良
好に行なえるように結合部の板厚が同じくなるよ
うに成されている。

この構成によれば、コイル体６の下端部が固定
保持されるので投入及びしや断時における衝撃が
あつても、コイル体６が変に振動することがなく
耐久性が向上する効果がある。

次に第７図に示すものは、金属容器５の下端部
にコイル体６を支持すべく第８図又は第９図に示
す如き環状の支持金具５４を装着固定したもので
ある。第８図に示す支持金具５４は、リング体の
外周側に突出して、コイル体６と結合される複数
の支持部５５を設けて構成したものである。一方
第９図に示すものは、リング体の外周側に複数の
切欠５６を設けて構成したものである。なお、こ
れらの支持金具５４は、低導電性で且つ機械強度
が大きくしかも非磁性の材料例えばステンレス鋼
又はインコネル合金から成る。また支持金具５４
は、完全なリングでなくてコイル体６の具備する
スリツト６２に対応する切欠を具備していても良
い。

この構成によれば、金属容器５の任意の位置に
支持金具５４を設けることができるので、種々の
軸方向長さのコイル体６に対応して取着固定でき
るものである。

更に第１０図に示すものは、一層コイル体６の
取付固定を確かなものとするために、コイル体６
のコイル本体６１の下端部は金属容器５の具備す
るフランジ５２に固着し、一方コイル体６の具備
する第１の腕６３、第２の腕６５、第１基部６４
及び第２基部６６は、金属容器５の天井板５１に
固着して構成したものである。

ところで、以上説明した各実施例におけるコイ
ル体６は、前述の第４図に示す如きコイル本体６
１が略１ターンに構成されたものであつたが、コ
イル体６はこれに限らずコイル本体６１が複数に
分割（1/2，1/3，1/4）された所謂分流形のコイ
ルといわれているものであつても差し支えなく、
第１１図に1/2分流（1/2ターン）の場合のコイル
体６を示す。

すなわち、第１１図にあつては、リード棒２ａ
が接続される第１基部６４から半径方向外方に延
びる一対の第１の腕６３と、該第１の腕６３の各
外端に一端側が各々接続され且つ同方向に湾曲さ
れた半円弧状の２つのコイル本体６１と、該コイ
ル本体６１の円弧方向の先端部に各々接続され且
つ前記第１の腕６３に空隙を介して平行配置され
た一対の第２の腕６５と、該第２の腕６５の内端
部に設けられると共に前記第１基部６４の周辺に
空隙６７を介して配置され且つ外部リード７が接
続される第２基部６６とで構成されている。

この第１１図の構成によれば、外部リード７と
リード棒２ａ（接点電極３ａ）との間における電
流が、1/2に分流されるので、その分コイル体６
を形成する各腕６３，６５及びコイル本体６１
は、その断面積を小さくすることができ、小形化
及び発熱点で有益である。なお1/3分流（1/3ター
ン），1/4分流（1/4ターン）の場合には、コイル
本体６１を３分割、４分割すると共に各腕６３．
６５及び第２基部６６の数を増すことによつて同
様に実施できるものである。

なお、上述した各実施例にあつては、コイル体
６と固定側のリード棒２ａとを別々に形成した場
合について述べたが、本発明にあつてはこれに限
らず、両部材を一体形成したものであつても差し
支えないものである。

以上説明したような構成から成る本発明にあつ
ては、以下に述べるような種々の効果を奏するも
のである。

コイル体６は筒状に形成されて真空容器１０
外に固定してあり、且つしや断時においても固
定及び可動側の一対の接点電極３ａ及び３ｂを
共に囲繞しているものであるから、しや断時に
可動側の接点電極３ｂが移動してもアークに印
加する磁界が減衰することはなく、しや断性能
の向上が図れる。

可動側にはコイル体を設けていないので、可
動側部材は軽量であり、投入及びしや断時の操
作力が小さくて良く且つ衝撃力は小さいので操
作装置の小形化及び真空インタラプタの耐久性
の向上が図れる。

コイル体６は、真空容器１０の軸方向の一端
側に設けた金属容器５の外周面を囲繞する如く
設けてあり、且つコイル体６と金属容器５とは
同電位であるから、接近又は結合して設けても
何ら差し支えなく、真空インタラプタの小形化
が図れる。

コイル体６は、真空容器１０の外部に設けて
いるので、放熱効果が良好である。

固定側のリード棒２ａは短くすることがで
き、これによつて接点電極３ａ，３ｂ部で生じ
た熱は外部に導かれやすく冷却効果が向上する
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の真空インタラプタの断面図、第
２図は第１図のＡ−Ａ線断面の斜視図、第３図は
本発明の一実施例から成る真空インタラプタの断
面図、第４図は第３図におけるコイル体等の斜視
図、第５図は第３図における補強体の斜視図、第
６図、第７図及び第１０図は本発明の他の実施例
から成る各真空インタラプタの断面図、第８図及
び第９図は第７図における支持金具の斜視図及び
他の実施例の斜視図、第１１図は本発明の他の実
施例から成るコイル体の斜視図である。 １０……真空容器、１４……ベローズ、２ａ及
び２ｂ……リード棒、２１……（リード棒２ａ）
の外端部、３ａ及び３ｂ……接点電極、５……金
属容器、５１……天井板、６……コイル体、６３
……第１の腕、６５……第２の腕、７……外部リ
ード。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 絶縁物を備えて成る筒状の真空容器１０の軸
   方向の一端側略半分を天井板５１を備えた金属容
   器５で形成し、該金属容器５内に位して一対の接
   点電極（３ａ及び３ｂ）を設け、一方の接点電極
   ３ａは金属容器５の天井板５１に気密に貫通する
   リード棒２ａの内端部に設け、他方の接点電極３
   ｂはリード棒２ｂ及び伸縮自在なベローズ１４を
   介して前記真空容器１０に気密に貫通して設け、
   前記金属容器５の筒部外周を囲繞すると共に前記
   一対の接点電極（３ａ及び３ｂ）を間接的に囲繞
   する略筒状のコイル体６を設け、該コイル体６の
   巻方向の一端側を半径方向に位する第１の腕６３
   を介して前記リード棒２ａの外端部２１に接続
   し、且つ他端側を半径方向に位する第２の腕６５
   を介すと共にその内端部に外部リード７を接続し
   て構成したことを特徴とする真空インタラプタ。