JPS6328829Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は真空インタラプタに係り、特に軸方向
磁界（アークと平行な磁界）を発生させる電極を
備えた真空インタラプタに関するものである。

従来、しや断性能を高めるべき電極自身が軸方
向磁界を発生する機能を備えた真空インタラプタ
は、第１図に示すように構成されている。

すなわち、セラミツクスまたはガラス等からな
る絶縁筒１１，１１の両端を金属からなる端板１
２及び１３により気密に閉塞し、且つ内部を高真
空に排気した真空容器１０内に対向した一対のリ
ード棒１５及び１６を相対的に接近、離反自在に
導入すると共に、外部回路を投入、しや断すべく
接触離反（接離）される一対の電極２及び３をリ
ード棒１５及び１６の内端部に装着して構成され
ている。これら電極２及び３は、接触部となるア
ーク電極２１，３１と、このアーク電極２１，３
１の接触部背面側（リード棒側）に配置され且つ
リード棒１５，１６に流れる電流を各々リード棒
１５，１６を中心とするループ電流に変更して軸
方向（第１図において上下方向）磁界を発生させ
るコイル電極２２，３２とを備えて構成されるい
る。

これら電極２及び３は同様な構成から成るので
電極３で代表し、第２図に基づいて更に詳細に説
明する。

アーク電極３１は、その中央部に相手電極２と
接触する接触部３１ａを備え、且つ外周から半径
方向に位するスリツト３１ｂが複数本切込まれて
いる。コイル電極３２は、リード棒（図示省略−
第１図のリード棒１６）の端部が接続されるボス
部３２ａと、このボス部３２ａより半径方向外方
に突出した複数の腕３２ｂと、この各腕３２ｂの
外端部に一端が接続され且つ周方向に湾曲した円
弧部３２ｃとで構成されている。このコイル電極
３２と前記アーク電極３１とは、低導電率材料
（例えばステンレス材）からなる高抵抗スペーサ
３３を介在して一体に結合され、且つコイル電極
３２の具備する各円弧部３２ｃの先端部は、軸方
向に位する接続金具３４を介してアーク電極３１
の背面で且つ外周側寄りに接続されている。

なお、第１図において１４はベローズ、１７は
主シールドである。

ところで、前述したような真空インタラプタに
おける各電極２及び３のアーク電極２１及び３１
は、Cuの如き導電率の高い材料から成るのが一
般的であるが、この場合にあつては、アーク電極
２１，３１内にうず電流が流れ、コイル電極２
２，３２によつて生ずる軸方向磁界の磁束密度が
低下する問題がある。

かかる問題に対処するため、前述の第２図に示
す如くアーク電極３１及び２１に複数の半径方向
のスリツト３１ｂを設けたものが提案されている
が、これによるとアーク電極３１及び２１の強度
が低下し、しかもスリツト３１ｂのエツジが耐電
圧を低下させる問題がある。かかる傾向は高電圧
用真空インタラプタのように、しや断速度が速く
且つ高い耐電圧が必要な場合に問題となる。また
大電流を多数回しや断すると電極材が溶融し、ス
リツトがうまつてしまうので結果としてうず電流
が増加し、しや断性能が低下するといつた問題が
ある。

また、前述した問題に対処するため、アーク電
極３１及び２１にスリツト３１ｂを設けないで、
このアーク電極を導電率の低い材料により形成し
てなるものが提案されている。この場合、導電率
が30〜40％以下の材料（例えばベリリウム、Cu
−Ｗ，Ag−Ｗ）によりアーク電極３１，２１を
形成すれば、うず電流の発生がかなり減少しスリ
ツトを設ける必要がなく、耐電圧の向上及び機械
的強度の向上が図れる利点がある。

しかしながら、アーク電極が導電率30〜40％以
下の低導電率の材料から成る場合にあつては、通
電時における発熱が著しくなるといつた問題があ
る。

すなわち、コイル電極３２の外周側に位する円
弧部３２ｃの先端は、アーク電極３１の外周側に
寄つた部位に接続金具３４を介して接続されるこ
とになるために、通電時には第３図に示す如く電
流I₁，I₂，I₃，I₄が、アーク電極３１内に半径方
向に長い電路を形成することによつて著しく発熱
するものである。

上述のような低導電率の材料からなるアーク電
極を備えた電極における問題点を解決すべく構成
を、本件考案者は特願昭56−84233号にてすでに
提案しており、その電極の構成は第４図及び第５
図に示す如き構成から成るものである。

すなわち、ボス部４１と、このボス部４１より
半径方向外方に突出した複数の腕４２（コイル電
極３２の腕３２ｂと同数）と、各腕４２の外端部
に各々設けた接続部４３とから成り、且つ高導電
率の材料（例えばCu）から成るアダプタ４を、
アーク電極３１の背部（接触部３１ａの反対面）
に固着して設け、アダプタ４の各腕端部の接続部
４３と、コイル電極３２の円弧部３２ｃの端部と
を接続金具３４にて接続し、更にアダプタ４とコ
イル電極３２との間に高抵抗スペーサ３３を介在
して構成したものである。

この構成によれば、通電時における電流Ｉは、
もつぱら第４図に示す如く、アーク電極３１の接
触部３１ａからアーク電極３１内に軸方向の電路
（厚み方向の電路）を取つて、アダプタ４のボス
部４１に流れ、そして各腕４２に分流されると共
に接続金具３４を介してコイル電極３２に、更に
はリード棒１６に流れることになる。結果として
抵抗の大きいアーク電極３１内の電路は、軸方向
（厚み方向）に形成されるために極めて短いもの
であり、これにより発熱の問題は解決される。

ところで、前述のアダプタ４を円板状に形成し
た場合にあつては、軸方向に直交する方向におい
て円形状となるので、うず電流が発生しやすく、
これによつて磁束が減衰するといつた問題が生じ
るため、このアダプタ４は、軸方向に直交する方
向に位する部分を分断してうず電流が生じないよ
うに前述の如く半径方向に位する複数の腕４２に
よつて形成するのが好ましいものであり、且つこ
の腕４２の幅寸法が小さいのが好ましいものであ
る。

しかしながら、腕４２は電路となるものである
から、その断面積が小さすぎると抵抗が増大する
ことになる。これによると発熱の問題が生じ、且
つコイル電極３２に流れる電流が減少して逆に高
抵抗スペーサ３３に分流する電流が多くなつて磁
束が減衰するといつた問題が生じるので、腕４２
の断面積の縮小化にはおのずと限界がある。

上述のようにアダプタ４を形成する腕４２の幅
寸法は小さい方が良いことから、必要な断面積を
得るのに軸方向に位する寸法（厚み寸法）を大き
くして形成した場合にあつては、アーク電極３１
の表面とコイル電極３２（中心位置）との間の寸
法Ｌ（第４図参照）が大きくなつてコイル電極３
２がアーク電極３１より離れてしまうので、アー
クに作用する磁束が減衰するといつた問題が生じ
る。

従つて、うず電流の発生を防止する点からは、
アダプタ４の腕４２の幅を小さくするのが良く、
またアークに作用する磁束の減衰を防止する点か
らは、腕４２の軸方向における寸法（厚み寸法）
を小さくするのが良く、一方両者を満足し得る寸
法にて腕４２を形成すると抵抗が増大するといつ
た問題が生ずるものであつた。

上述のようなことに鑑み種々の実験を繰り返し
た結果、アダプタ４の腕４２の幅寸法を広げた場
合における、うず電流による磁束の減衰と、厚み
寸法を大きくし且つ幅寸法を小さくしたことによ
つてコイル電極３２がアーク電極３１より大きく
離れることによるアークに作用する磁束の減衰と
を比較すると、後者の場合の方が減衰度が大きい
ことが解つた。

しかも後者の場合にあつてはアーク電極３１と
アダプタ４の腕４２との接合（ろう付け）面積が
小さいことから繰り返しの投入及びしや断時の衝
撃によつて剥離して耐久性が悪くなることが解つ
た。

本考案は以上の点に鑑みてなされたものであ
り、低導電率の材料からなるアーク電極の背部に
設けたアダプタの具備する腕の断面形状を、厚み
より幅を大きく形成することによりしや断性能及
び耐久性の向上を図つた真空インタラプタを提供
するものである。

次に本考案の一実施例を第６図及び第７図に基
づいて説明するが、これらの図において前述の第
１図ないし第５図と同一符号を付するものは同等
品なのでこれらの詳細な説明は省略し、且つ前述
の第１図及び第４図を参照しながら説明する。

すなわち、第６図は、アダプタ４の平面図であ
り、このアダプタ４は、中央部に位するリング状
のボス部４１と、該ボス部４１より半径方向外方
に突出した複数の腕４２と、これら腕４２の外端
部に各々設けられた接続部４３とで形成されてい
る。しかも腕４２の接続部４３の反対側に位する
部分（第６図中のイ部）は円弧状に形成されて軸
方向に直交する方向の面（アークに直交する方向
の面）の面積をできるだけ小さくしてうず電流が
生ずることのないように考慮されている。

そして腕４２の断面形状は、第７図（第６図の
Ａ−Ａ線断面）に示す如く、方形状に成され、且
つ幅Ｂ寸法（軸方向に直交する面上における幅寸
法）と、厚みＴ寸法（軸方向と同方向における寸
法）との関係を、Ｂ＞Ｔとして形成されている。

なお、アダプタ４の具備する腕４２の厚み
（Ｔ）寸法は、小さい（薄い）ほど望ましいもの
であるが、アーク電極３１に接合され、且つ高抵
抗スペーサ３３及び接続金具３４を介してコイル
電極３２が接合されることから、所要の機械的強
度を得るにはおのずと限界があり、厚みの下限値
は２mm程度である。

以上の説明から明らかなように、本考案にあつ
ては、低導電率の材料から成るアーク電極３１の
背部に、高導電率の材料からなり且つ半径方向に
位する腕４２を備えたアダプタ４を備え、このア
ダプタ４の腕４２の外端部にコイル電極３２の円
弧部３２ｃの先端を接続しているので、アーク電
極３１が低導電率の材料から成るにもかかわらず
通電時における発熱の問題は生じず、またアーク
電極３１にはスリツトを設けなくてもうず電流の
発生がないのでしや断性能及び耐久性の向上が図
れるものである。

しかもアダプタ４の腕４２は、その延設方向
（半径方向）に直交する方向における断面形状
（電路断面）が、幅(B)寸法を厚み（Ｔ）寸法（軸
方向と同方向）よりも大きくした方形状に形成さ
れて成るものであるから、 アーク電極３１とコイル電極３２との間の離
間寸法を大きくすることがなく、これによつて
アークに作用する磁束の減衰が防止でき、しや
断性能の向上が図れる。

しかも大きい寸法の幅(B)の部分がアーク電極
３１の背面に接合（ろう付け）されるものであ
るから、Ｂ＜Ｔとした場合の腕を接合する場合
に比較して接合強度は大きく、機械的強度が増
し、電極ひいては真空インタラプタの耐久性の
向上が図れるものである。

の如き効果を奏することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の真空インタラプタの正面断面
図、第２図は第１図における電極の分解斜視図、
第３図及び第４図は他の構成からなる電極の平面
図及び断面図、第５図は第４図のアダプタの斜視
図、第６図は本考案の一実施例に係るアダプタの
平面図、第７図は第６図のＡ−Ａ線断面図であ
る。 １は真空インタラプタ、１０は真空容器、１５
及び１６はリード棒、２及び３は電極、２１及び
３１はアーク電極、２２及び３２はコイル電極、
３２ｂは腕、３２ｃは円弧部、３３は高抵抗スペ
ーサ、４はアダプタ、４２は腕、４３は接続部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 真空容器内に夫々リード棒を介して一対の電極
   を接離自在に対向配置し、対向電極と接触するア
   ーク電極を高抵抗スペーサを介してリード棒に支
   持し、且つ前記アーク電極の反接触側に前記リー
   ド棒と前記アーク電極とに接続されリード棒に流
   れる電流をリード棒を中心とするループ電流に変
   えて軸方向磁界を発生させるコイル電極を備えた
   真空インタラプタにおいて、前記コイル電極を、
   前記リード棒の内端に取付けるボス部と、このボ
   ス部に設けられ半径方向に突出する複数の腕と、
   該腕の端部から円周方向にリード棒と同心的で相
   隣る腕近くまで湾曲した円弧部とをもつた高導電
   率の材料で形成し、且つ前記アーク電極を、対向
   面が低導電率の材料で円板状に形成し、その裏面
   に前記高抵抗スペーサを支持するボス部と、この
   ボス部に設けられ半径方向に突出しかつ前記コイ
   ル電極の腕の数と同数の腕と、該腕の端部から前
   記電極の湾曲部とほぼ同じ半径でコイル電極とは
   逆の円周方向へ円弧状に湾曲した接続部をもつた
   高導電率の材料から成るアダプタを固着して形成
   し、前記コイル電極の端部とアダプタの接続部の
   端部とを接続金具で電気的に接続すると共に、前
   記アダプタの腕の幅寸法を厚み寸法より大きく形
   成したことを特徴とした真空インタラプタ。