KR20120079155A - 진공밸브 - Google Patents

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미쓰비시덴키 가부시키가이샤
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Abstract

차단 성능, 내전압 성능이 뛰어나고, 염가의 진공밸브를 제공하는 것이다. 각각 접점(11 및 21)을 가지는 고정전극(10)과 가동전극(20)이, 양 접점(11 및 21)의 접리가 가능하도록 진공용기 내에 배치되고, 고정전극(10) 및 가동전극(20)은 접리방향으로 세로 자계를 발생시키도록, 양 접점(11 및 21)의 배면 측에 각각 당해 접점의 외주연에 따른 원주방향을 향해서 복수 개의 코일부(14 및 24)를 분할 배치한 코일전극을 가지는 진공밸브로서, 각 코일부(14 및 24) 선단에는 접점(11 및 21)에 접합되는 돌출부(15 및 25)가 마련되어, 각 접점(11 및 21)과의 접합부를 형성하며, 접점(11 및 21)과 코일전극 사이의 저항값을 접합부마다 바꿈으로써 흐르는 전류를 제어하여, 양 전극(10 및 20) 사이에 발생하는 축방향 자계분포를 제어하도록 했다.

Description

진공밸브 {VACUUM VALVE}
본 발명은 전극을 흐르는 전류에 의해 발생하는 자계에 의해서 아크를 확산시키도록 한 진공밸브에 관한 것이다.
도 8은 진공밸브(35)를 구비한 일반적인 차단기의 구성을 나타내는 개념도이다. 차단기(30)는 진공밸브(35)를 수용한 절연프레임(34)을 구비하고, 대차(臺車)(31)상에 설치되어 있다. 진공밸브(35)는 고정전극봉에 접속된 고정 측 접속도체(36)와, 가동전극봉에 접속된 가요(可撓)도체(37)와 가동 측 접속도체(38)를 가지며, 이들의 고정 측 접속도체(36) 및 가동 측 접속도체(38)는 절연프레임(34)으로부터 외부로 도출되어 있다. 대차(31)에는 전면에 페이스 플레이트(32)와, 조작기구(33)가 설치되어 있다.
이와 같은 차단기에 채용되는 진공밸브는 유리재, 세라믹재 등의 절연재로 이루어지며, 내부가 고진공으로 배기된 바닥이 있는 원통 모양의 진공용기와, 이 진공용기의 양단부에 각각 마련된 전극봉과, 각 전극봉의 대향하는 단부에 마련된 스파이럴-링 모양의 코일전극과, 접점을 보강하는 보강부재와, 원판 모양의 접점을 구비하고, 한쪽의 전극봉을 축방향으로 이동시킴으로써, 양(兩) 접점, 즉 고정접점과 가동접점을 접촉 또는 이격하여 통전 또는 차단을 행하는 것이다. 여기서 코일전극이란, 주전극으로서의 고정접점 및 가동접점의 접리(接離)방향으로 축방향 자계(磁界)를 발생시키도록, 당해 양 접점의 배면 측에 접점의 외주연에 따른 원주방향을 향해서 복수의 호(弧) 모양의 코일부가 분할 배치되고, 코일의 일단은 축방향으로의 암부를 가지며, 타단은 접점과 접속하는 돌출부를 가지고 있는 것을 말한다.
상술과 같은 진공밸브에서는, 통전에 의해 코일전극이 축방향의 자계를 발생하고, 차단시에 불가피하게 발생하는 접점 사이의 아크를 접점의 지름 내에 가두면서 접점 표면에 확산시켜, 접점 표면에 대해 전류 밀도를 내림으로써, 접점재료의 차단 능력이 이겨 전류차단을 행하는 것이다.
축방향 자계를 발생시켜 차단 성능을 향상시키고 있는 진공밸브에서는, 원판형의 접점에 와전류(渦電流)가 야기되고, 이 와전류에 의해 발생하는 자계가 코일전극에 의한 축방향 자계를 약하게 하는 문제가 있어, 이 와전류를 회피하기 위해 접점에 반경방향의 슬릿을 마련하는 것이 알려져 있다. 접점을 관통하고 있는 슬릿은 특히 정격전압이 높은 클래스에서 사용되는 진공밸브에서, 대향한 접점 사이의 내전압 성능에 대한 약점부가 되는 경우가 있기 때문에, 접점의 코일전극 측에 접점을 관통하고 있지 않은 반경방향의 홈을 마련하는 것도 알려져 있다.
또, 고정접점 측, 즉 고정전극봉에 접속된 고정 측 접속도체 및 가동접점 측, 즉 가동전극봉에 접속된 가동 측 접속도체에는, 전류차단시, 진공밸브의 고정접점과 가동접점과의 사이에 아크가 발호(發弧)하면, 전류(아크 전류)가 흘러 전자력이 발생한다. 이 전자력은 상기 아크를 그 발호한 위치로부터 전자력이 작용하는 방향을 향해서 구동하여, 이동시킨다. 이 아크의 이동에 의해서, 전류의 대부분은 전자력이 작용하는 방향으로 가장 가까운 위치에 있는 접속부를 거쳐 당해 접속부의 코일부를 흐른다. 즉, 전류는 코일전극을 구성하는 각 코일부에 균등하게는 흐르지 않는다. 이 때문에, 보다 많은 전류(대부분의 전류)가 흐르는 코일부에서 발생하는 자계가 다른 코일부에서 발생하는 자계보다도 강하게 된다. 한편, 아크는 축방향 자계 강도가 어느 값 이상으로 강한 영역에 퍼지는 특성이 있기 때문에, 보다 많은 전류가 흐르는 코일부의 원주방향으로 연장하는 영역(연재(延在)영역)을 따라서 확산한다.
그러나, 통상의 코일전극에서는 복수의 코일부가 단지 동일한 길이로 분할 배치되어 있을 뿐이기 때문에, 결과적으로, 균등 분할된 가운데, 하나의 코일부의 연재영역에 따른 비교적 좁은 면적에 아크가 집중하여, 주전극(접점)의 국부적 과열에 의한 파손이나 소모가 커져, 과열에 의해서 차단 성능이 저하된다고 하는 문제가 발생하기 때문에, 코일부의 길이를 균등 분할하지 않고, 특정 개소의 코일부 길이를 다른 것보다 길게 하는 것이 알려져 있다.
특허문헌 1 : 일본국 특표평1-502546호 공보 도 2 특허문헌 2 : 일본국 특개2004-39432호 공보 도 1
종래의 진공밸브에서는 차단 성능 향상과 내전압 성능 향상을 동시에 만족하는 전극을 얻기 위해서, 접점에 관통하고 있지 않은 홈을 기계가공에 의해 제작하고, 또한 특수 형상의 코일전극을 제작할 필요가 있었다. 특히 특수 형상의 코일전극은 차단기 조립상태의 외부 접속단자에 의한 전자력의 영향을 고려하여 설계할 필요가 있어, 전용 설계가 되어 버리고, 비용 저감을 위해서 단조와 기계가공의 병용에 의해 제작하는 경우는, 차단 전류값 등의 사양 및 차단기와의 조합에 의해 단조용의 금형이 다수 필요하게 된다. 코일전극은 다품종 소량 로트로 제작할 필요가 생겨 가격도 비교적 비싸게 된다.
본 발명은 상기 문제를 해소하고, 간단한 형상으로 염가로 제작할 수 있는, 축방향 자계를 발생하는 전극으로서, 차단 성능 향상과 내전압 성능 향상을 동시에 만족하는 진공밸브의 제공을 목적으로 한다.
본 발명에 관한 진공밸브는, 각각 접점을 가지는 고정전극과 가동전극이 양 접점의 접리가 가능하도록 진공용기 내에 배치되고, 고정전극 및 가동전극은 접리방향으로 세로 자계를 발생시키도록, 양 접점의 배면 측에 각각 당해 접점의 외주연에 따른 원주방향을 향해서 복수 개의 코일부를 분할 배치한 코일전극을 가지는 것으로서, 각 코일부 선단에는 접점에 접합되는 돌출부가 마련되어 각 접점과의 접합부를 형성하고, 접점의 중앙부와 코일전극 사이의 저항값을 접합부마다 바꿈으로써 흐르는 전류를 제어하며, 양 전극 사이에서 발생하는 축방향 자계분포를 제어하도록 한 것이다.
본 발명은, 이상에 설명한 바와 같이, 고정접점 및 가동접점의 배면 측에 배치한 코일전극의 복수의 코일부에 흐르는 각 전류를 제어함으로써 접점 표면 전체에 균일하게 아크를 확산시킬 수 있고, 또, 접점 대향면 측에 내전압 성능상의 약점부가 발생하는 경우가 없으며, 또한, 코일전극에 의한 축방향 자계를 약하게 하는 접점의 와전류를 억제할 수 있다고 하는 3개의 과제를 동시에 해결하는 것이며, 그 결과, 차단 성능 향상 및 내전압 성능 향상이 도모됨과 아울러, 간단한 형상으로 염가로 제작할 수 있는 진공밸브를 제공하는 것이 가능하다.
도 1은 본 발명의 실시형태 1에 관한 진공밸브를 나타내는 단면도이다.
도 2는 실시형태 1에 관한 진공밸브의 고정전극의 구성을 설명하는 분해 사시도이다.
도 3은 실시형태 1의 고정접점을 나타내는 평면도이다.
도 4는 본 발명의 실시형태 2에 관한 진공밸브의 고정접점을 나타내는 평면도이다.
도 5는 본 발명의 실시형태 3에 관한 진공밸브의 고정접점을 나타내는 평면도이다.
도 6은 본 발명의 실시형태 4에 관한 고정접점과 무산소동제판(無酸素銅製板)을 접합한 부위의 평면도이다.
도 7은 도 6의 A-A선에 따른 단면도이다.
도 8은 진공밸브를 구비한 일반적인 차단기의 구성을 나타내는 개념도이다.
실시형태 1.
도 1은 실시형태 1에 관한 진공밸브를 나타내는 단면도, 도 2는 실시형태 1에 관한 고정전극의 구성을 설명하는 분해 사시도, 도 3은 실시형태 1의 고정접점을 나타내는 평면도이다. 도면에서, 본 발명에 관한 진공밸브(35)는 알루미나 세라믹스 등으로 이루어진 절연원통(1)과, 절연원통(1)의 한쪽의 단부 개구부를 덮는 고정 측 단부판(2)과, 절연원통(1)의 다른 쪽의 단부 개구부를 덮는 가동 측 단부판(3)을 구비하여 진공용기를 형성하고 있다. 이들 고정 측 및 가동 측 단부판(2 및 3)은 각각 절연원통(1)의 단면에 납땜에 의해 장착되어 있다. 고정 측 단부판(2)의 중심부에는 고정전극봉(4)이 납땜 접합되어 있고, 고정전극봉(4)의 선단에 고정전극(10)이 납땜 접합되어 있다. 고정전극(10)에 대향하여 가동전극(20)이 배치되고, 가동전극(20)은 가동전극봉(5)에 납땜 접합되며, 또한, 가동전극봉(5)은, 예를 들면 얇은 스테인리스로 벨로우즈(bellows) 모양으로 제작되어 진공 기밀을 유지하면서 가동전극봉(5)이 이동 가능하도록 배치된 벨로우즈(6)의 일단에 납땜 접합되어 있다. 벨로우즈(6)의 타단은 가동 측 단부판(3)에 접합되고, 가동 측 단부판(3)의 중심부로부터 가동전극봉(5)이 돌출하도록 배치되어 있다. 벨로우즈(6)에 의해, 가동전극봉(5)은 도면에서 상하방향으로 이동 가능하고, 고정전극(10)과 가동전극(20)은 진공 기밀이 유지된 절연용기 내에서 접리 가능하게 되어 있다.
고정전극(10)과 가동전극(20)의 주위를 둘러싸도록 아크 쉴드(7)가 절연원통(1)에 지지, 고정되어 있다. 아크 쉴드(7)는 전류차단시에 전극 사이에서 발생하는 아크에 의한 금속 증기가 절연원통(1)의 내면에 부착하는 양을 억제하기 위한 것이다.
도 1의 고정전극(10) 및 가동전극(20)은 전류차단시에 축방향 자계가 전극 사이에서 발생하는 구성으로 되어 있고, 그 구조를 도 2로 상세하게 설명한다. 또한, 고정전극(10)과 가동전극(20)은 동일한 구성이므로, 이하, 고정전극(10)에 대해서 부호를 참조하여 설명을 하며, 필요 이외에는, 가동전극(20) 측은 고정전극의 부호의 뒤에 부호만을 괄호에 넣어 나타내는 것으로 설명에 대신한다.
고정전극(10)(가동전극(20))은 주전극으로서의 원판 모양의 고정접점(11(21))과, 당해 고정접점(11(21))의 배면 측에 당해 고정접점(11)과 도시되어 있지 않은 가동접점(21)과의 접리방향으로 축방향 자계를 발생시키도록 배치된 고정코일전극(12(22))과, 스테인리스강 등의 고저항재로 형성되고, 고정접점(11(21))과 고정코일전극(12(22))을 기계적으로 지지하는 지지재(17(27))와, 고정접점(11(21))과 함께 고정코일전극(12(22))이 장착되는 고정전극봉(4(5))으로 구성되어 있다. 고정전극봉(4) 및 가동전극봉(5)에는, 도 8에 나타내는 바와 같이, 진공밸브(35)의 외부로부터 고정 측 접속도체(36) 및 가요도체(37), 가동 측 접속도체(38)가 접속되는 것이다. 또한, 고정접점(11)(가동접점(21))은 은계 합금이나 동계 합금 등으로 형성되는 것이 바람직하다.
고정코일전극(12)(가동코일전극(22))은 고정전극봉(4(5))에 연설(連設)되는 기부(基部)가 되는 링부(12a(22a))와, 당해 링부(12a(22a))의 외연을 도는 원주상을 균등하게 3분할한 위치에 각각 연장하도록 배치된 자계 발생 코일로서의, 3개의 호 모양의 코일부, 즉 제1 코일부(14a(24a)), 제2 코일부(14b(24b)), 제3 코일부(14c(24c))와, 링부(12a(22a))로부터 방사상으로 연장하여 각 코일부의 일단을 링부(12a(22a))에 연접하는 암부(16a, 16b, 16c(26a, 26b, 26c))에 의해 구성되어 있다. 이하, 제1 코일부(14a(24a)), 제2 코일부(14b(24b)), 제3 코일부(14c(24c))를 총칭하여 간단히 코일부(14(24))라고도 한다. 또, 암부(16a, 16b, 16c(26a, 26b, 26c))를 총칭하여 암부(16(26))라고도 한다.
각 코일부(14(24))의 자유단의 선단에는 고정접점(11)(가동접점(21))의 배면과 접하도록, 접속부(15a, 15b, 15c(25a, 25b, 25c))가 돌출하여 마련되어 있다. 이하, 접속부(15a, 15b, 15c(25a, 25b, 25c))를 총칭하여 접속부(15(25))라고도 한다. 각 접속부(15(25))는 고정접점(11(21))의 배면 측에 납땜 접합되고, 고정접점(11(21))과 일체로 조합된다. 이와 같이, 주전극으로서의 고정접점(11)과 가동접점(21)과의 배면 측에는, 각각, 양 접점(11 및 21)의 접리방향을 축으로 한 원주상에, 코일 길이가 균등하게 분할되어 호 모양으로 배치된 복수의 자계 발생 코일로서의 코일부(14(24))에 의해서 고정코일전극(12)과 가동코일전극(22)이 마련되어 있다.
고정접점(11(21))에는 배면에, 도 3에 나타내는 바와 같이, 고정코일전극(12)(가동코일전극(22))과의 접합부를 둘러싸도록 홈(111, 112, 113)이 마련되어 있다. 당해 접합부는 고정코일전극(12)(가동코일전극(22))의 접속부(15(25))와 고정접점(11(21))을 접합하는 개소이다. 홈(111, 112, 113)은, 슬릿과 달리, 고정접점(11(21))을 관통하고 있지 않은 형상이다. 실시형태 1에서는, 홈(111)과 홈(112)과 홈(113)은, 홈 깊이는 동일하고, 홈 폭이 차이가 난다. 홈 폭은, 예를 들면, 홈(111), 홈(112), 홈(113)의 순서로 좁게 되어 있다.
이상과 같이 구성된 전극을 가지는 진공밸브에서는, 고정접점(11)과 가동접점(21)의 중앙부에 흐른 아크 전류는 접점 단면을 통과하여 코일전극(12(22))의 각 접합부까지 흐르지만, 고정접점(11(21)) 중앙부로부터 본 각 접합부까지의 저항값은 홈(111, 112, 113)의 홈 폭이 다르기 때문에 저항비가 변하여, 홈 폭이 가장 넓은 홈(111)으로 둘러싸인 접속부(15c(25c))에 흐르는 전류가 가장 작아진다. 따라서, 이것에 이어지는 제1 코일부(14c(24c)), 암부(16c(26c))를 흐르는 전류가 다른 것에 비해 작게 되며, 이 코일부(14c(24c))에서 발생하는 축방향 자계의 강도도 다른 코일부에 비해 작아진다.
그러나, 도 8에 나타내는 바와 같이, 아크에는 발생 직후부터 차단기의 고정 측 접속도체(36), 진공밸브(35), 가동 측 접속도체(38)에 의해 'U'자로 형성된 전류경로에 의해서 화살표 39의 방향으로 전자력이 작용하기 때문에, 아크의 접점 표면 전체로의 확산에 대해 악영향을 준다. 따라서, 아크가 확산하기 쉬운 측에 홈(111)으로 둘러싸인 접속부(15c)에 이어지는 코일부(14c)를 배치함으로써, 아크가 확산하기 어려운 측에 배치되는 코일부(14a, 14b)에 흐르는 전류가 크게 되고, 결과적으로 코일(14a, 14b)에서 발생하는 축방향 자계 강도가 크게 되며, 고정접점(11(21)) 표면 전체에 균일하게 아크를 확산하는 것이 가능하게 된다. 또, 이 홈(111, 112, 113)은 저항으로서 고정접점(11(21))을 흐르는 와전류를 억제하도록 작용하기 때문에, 축방향 자계를 약하게 하는 영향을 경감할 수 있다. 또한, 홈(111, 112, 113)은 고정접점(11(21))을 관통하고 있지 않기 때문에, 고정접점(11)의 가동접점(21)에 대향하는 면에는 내전압 성능상 약점이 되는 부분이 생기지 않는 구성으로 되어 있다.
또한, 실시형태 1에서는, 3분할의 코일전극에서, 고정접점(11(21))에 마련된 홈이 3개소 모두 다른 경우를 나타내고 있지만, 차단 전류값이나 차단기와의 조정에 의해서, 코일의 분할 수는 적절히 필요한 수로 변경 가능하며, 접점의 홈이 다른 개소 수도 적절히 변경 가능하다. 또, 다른 홈 형상은 홈 폭은 아니고 홈 깊이라도 되고, 또한 홈 폭 및 홈 깊이의 양쪽 모두가 차이가 나도 되며, 요점은 고정접점(11(21))으로부터 고정코일전극(12(22))에 이르는 경로의 저항값을 제어할 수 있는 것이면 된다.
실시형태 1에서는, 고정접점(11) 및 가동접점(21)의 배면에, 코일전극의 각 코일부에 흐르는 전류제어 및 접점(11(21))을 흐르는 와전류 억제를 행하는 홈(111, 112, 113)을 마련하기 때문에, 아크를 접점(11(21)) 전면에 균일하게 확산시키는 것이 가능하게 되어, 차단 성능이 향상한다. 또한, 홈(111, 112, 113)이 고정접점(11(21))을 관통하고 있지 않기 때문에, 고정접점(11)의 가동접점(21)에 대향하는 면에는 내전압 성능상 약점이 되는 부분이 생기지 않고, 내전압 성능 향상도 동시에 도모된다. 이들 차단 성능 향상과 내전압 성능 향상을 동시에 만족하는 구성을, 접점 배면에 홈을 마련함으로써 실현할 수 있기 때문에, 염가로 범용성이 있는, 즉 모든 조건에 간단하게 대응 가능한 전극 및 그것을 이용한 진공밸브를 제공하는 것이 가능하게 된다.
실시형태 2.
도 4는 실시형태 2에 관한 진공밸브의 고정접점을 나타내는 평면도이다. 진공밸브의 구성은, 상술의 실시형태 1과 동일하므로 설명을 생략하며, 고정접점(가동접점)에 대해서만 설명한다. 고정접점(11)(가동접점(21))에는 배면에, 도 4에 나타내는 바와 같이, 고정코일전극(12)(가동코일전극(22))과의 접합부를 둘러싸도록 홈(111A, 112, 113)이 마련되어 있다. 당해 접합부는 고정코일전극(12(22))의 접속부(15(25))와 고정접점(11(21))을 접합하는 개소이다. 또, 홈(111A, 112, 113)은 고정접점(11(21))을 관통하고 있지 않은 형상이다. 홈(111A)은 소정간격을 두고 평행하는 2조의 홈으로 구성되어 있다. 홈(112, 113)은 1조의 홈이며, 홈(111A, 112, 113)의 각 1조의 홈 폭 및 홈 깊이는 모두 동일한 형상으로 하고 있다.
이와 같은 전극을 가지는 진공밸브에서는, 홈(111A)으로 둘러싸인 접속부(15c)의 접합부의, 접점 중앙부로부터 본 저항값은 다른 홈으로 둘러싸인 접합부에 비해 높게 되며, 홈(111A)으로 둘러싸여 있는 부분에서 고정접점(11(21))과 접합하고 있는 고정코일전극(12(22))의 접속부(15c(25c))와 이것에 이어지는 코일부(14c(24c)), 암부(16c(26c))를 흐르는 전류가 다른 것에 비해 작게 되어, 이 코일부(14c(24c))에서 발생하는 축방향 자계의 강도도 다른 코일부에 비해 작아진다. 그 외의 작용 및 효과는 실시형태 1과 동일하므로 설명을 생략한다.
또한, 실시형태 2에서는, 3분할의 코일전극에서, 접점의 홈이 한 개소만 다른 경우를 나타내고 있지만, 차단 전류값이나 차단기와의 조정에 의해서, 코일의 분할 수는 적절히 필요한 수로 변경 가능하고, 접점의 홈 수도 적절히 변경 가능하다. 또, 홈 형상에 대해서도 장소마다 변경해도 된다.
실시형태 2에서는, 고정접점(11(21))의 배면에 고정코일전극(12(22))의 각 코일부(14(24))에 흐르는 전류를 제어하기 때문에, 아울러 접점(11(21))을 흐르는 와전류를 억제하기 위한 홈(111A, 112, 113)을 마련하였기 때문에, 아크를 접점(11(21)) 전면에 균일하게 확산시키는 것이 가능하게 되어, 차단 성능이 향상한다. 또한, 홈(111A, 112, 113)이 접점(11(21))을 관통하고 있지 않기 때문에, 고정접점(11)의 가동접점(21)에 대향하는 면에는 내전압 성능상 약점이 되는 부분이 생기지 않아, 내전압 성능 향상도 동시에 도모된다. 이러한 차단 성능 향상과 내전압 성능 향상을 동시에 만족하는 구성을, 접점 배면에 홈을 마련함으로써 실현될 수 있기 때문에, 염가로 범용성이 있다, 즉 모든 조건에 간단하게 대응 가능한 전극 및 그것을 이용한 진공밸브를 제공할 수 있다.
실시형태 3.
도 5는 실시형태 3에 관한 진공밸브의 고정접점을 나타내는 평면도이다. 진공밸브의 구성은 상술의 실시형태 1과 동일하므로 설명을 생략하며, 고정접점(가동접점)에 대해서만 설명한다. 고정접점(11(21))에는 배면에 고정코일전극(12(22))과의 접합부를 둘러싸도록 원호 모양의 홈(112, 113)이 마련되어 있다. 또한, 다른 1개소의 접합부는 주변으로부터 원호 모양의 윤곽을 가지고 고정접점(11(21))의 배면을 두께를 얇게 한 박육부(120)에 마련되어 있다. 상기 접합부는 고정코일전극(12(22))의 접속부(15(25))와 고정접점(11(21))을 접합하는 개소이다. 박육부(120)에 접합되는 접속부(15c(25c))는 다른 2개의 접속부(15a, 15b(25a, 25b))보다도 돌출하여 형성되며, 고정접점(11(21))과의 접합이 이루어진다. 홈(112 및 113)의 깊이는 박육부(120)와 같아도 되고, 차이가 나도 되지만, 고정접점(11(21))을 관통하지 않도록 되어 있다. 실시형태 3에서는 홈(112 및 113)의 홈 수는 각 1조로 하고, 동일한 형상으로 하고 있다.
이와 같이 구성된 전극을 가지는 진공밸브에서는, 박육부(120)의 두께를 조정하여, 저항값을 다른 접합부에 비해 크게 함으로써, 박육부(120)에서 고정접점(11(21))과 접합하고 있는 고정코일전극(12(22))의 접속부(15c(25c))와 이것에 이어지는 코일부(14c(24c)) 및 암부(16c(26c))를 흐르는 전류가 다른 것에 비해 작게 되어, 이 코일부(14c(24c))에서 발생하는 축방향 자계의 강도도 다른 코일부에 비해 작아진다. 그 외의 작용 및 효과는 실시형태 1과 동일하다.
또한, 실시형태 3에서는, 3분할의 코일전극을 나타내고 있지만, 코일의 분할 수는 적절히 필요한 수로 변경 가능하고, 접점(11(21))의 홈 수도 적절히 변경 가능하며, 또한 박육부(120)의 두께도 임의이다. 또, 홈 형상도 실시형태 1과 마찬가지로 적절히 바꾸어도 되고, 박육부(120)의 윤곽도 적절히 변경 가능하다.
실시형태 3에서는, 고정접점(11) 및 가동접점(21) 배면에 코일전극(12(22))의 각 코일부(14(24))에 흐르는 전류를 제어하기 위한 접점 박육부(120) 및 접점(11(21))을 흐르는 와전류를 억제하기 위한 홈(112 및 113)을 마련하기 때문에, 아크를 접점(11(21)) 전면에 균일하게 확산시키는 것이 가능하게 되어, 차단 성능이 향상한다. 또한, 홈(112 및 113)이 접점(11(21))을 관통하고 있지 않기 때문에, 고정접점(11)의 가동접점(21)에 대향하는 면에는 내전압 성능상 약점이 되는 부분이 생기지 않아, 내전압 성능 향상도 동시에 도모할 수 있다. 이러한 차단 성능 향상과 내전압 성능 향상을 동시에 만족하는 구성을, 접점(11(21)) 배면에 홈(112 및 113) 및 박육부(120)를 마련함으로써 실현될 수 있기 때문에, 염가로 범용성이 있는, 즉, 모든 조건에 간단하게 대응 가능한 전극 및 그것을 이용한 진공밸브를 제공 가능하게 된다. 특히, 접점 박육부(120)에 의한 전류제어에 의해 제어하는 전류값의 폭을 크게 하는 것이 가능하게 된다.
실시형태 4.
도 6 및 도 7은 고정(가동)접점(이하 간단히 '접점'이라 함)과 당해 접점보다 도전율이 좋은 재료로 이루어진 판, 예를 들면 무산소동제판을 접합한 것을 나타내는 도면이다. 진공밸브의 구성은 상술의 실시형태 1과 동일하므로 설명을 생략하며, 접점과 무산소동제판을 접합한 부위에 대해서만 설명한다. 고정접점(11)(가동접점(21))에는 배면 측에 무산소동제판(130)이 접합된다. 무산소동제판(130)의 형상은 원호의 일부가 잘라 내지고, 또한 코일전극(12(22))과의 접합부를 서로 간격을 두도록 원주로부터 지름방향으로 잘려 들어간 직선 모양의 슬릿(111B, 112B, 113B)을 가지고 있다. 이와 같이 가공된 무산소동제판(130)이 고정접점(11(21))의 배면에 접합된다. 그리고, 도 6, 도 7에 나타내는 바와 같이, 코일전극의 접속부(15c(25c))는 상기 잘라 내진 부분(노치부(131))의 고정접점(11(21)) 배면에 직접 접합되며, 다른 접속부(15a(25a) 및 15b(25b))는 무산소동제판(130)을 통하여 고정접점(11(21))에 접합된다. 또한, 무산소동제판(130)에 마련되는 슬릿(111B, 112B, 113B)의 형상은 직선에 한정되는 것은 아니고, 슬릿 대신에 홈이라도 된다.
이와 같이 구성된 전극을 가지는 진공밸브에서는, 고정접점(11(21))보다 도전성이 높은 무산소동제판(130)에 전류가 적극적으로 흐르기 때문에, 무산소동제판(130)에 노치부(131)가 있고, 고정접점(11(21))에 직접 고정코일전극(12(22))의 접속부(15c(25c))를 접속하고 있는 접합부의 저항은 다른 접합부에 비해 크기 때문에, 무산소동제판(130)의 노치부(131)에서 고정접점(11(21))에 직접 접합하고 있는 고정코일전극(12(22))의 접속부(15c(25c))와, 이것에 이어지는 코일부(14c(24c)), 암부(16c(26c))를 흐르는 전류가 다른 것에 비해 작게 되어, 이 코일부(14c(24c))에서 발생하는 축방향 자계의 강도도 다른 코일부에 비해 작아진다. 그 외의 작용 및 효과는 실시형태 1과 동일하다. 또한, 무산소동제판(130)의 노치부(131)의 수, 형상 및 홈 또는 슬릿의 수, 형상은 적절히 변경 가능하다.
실시형태 4에서는, 고정접점(11(21)) 배면에 고정코일전극(12(22))의 각 코일부(14(24))에 흐르는 전류를 제어하기 위한 무산소동판(130)의 노치부(131) 및 접점(11(21))을 흐르는 와전류를 억제하기 위한 슬릿(111B, 112B, 113B) 또는 홈을 마련하기 때문에, 아크를 접점(11(21)) 전면에 균일하게 확산시키는 것이 가능하게 되어, 차단 성능이 향상한다. 또한, 접점(11(21))의 배면에 무산소동판(130)을 접합하고 있기 때문에, 고정접점(11)의 가동접점(21)에 대향하는 면에는 내전압 성능상 약점이 되는 부분이 생기지 않아, 내전압 성능 향상도 동시에 도모된다. 이들 차단 성능 향상과 내전압 성능 향상을 동시에 만족하는 구성을, 접점(11(21)) 배면에 접합한 무산소동판(130)으로 실현될 수 있기 때문에, 염가로 범용성이 있는 전극 및 그것을 이용한 진공밸브가 제공 가능하게 된다. 특히, 무산소동판(130)에 노치부(131)와 슬릿(111B, 112B, 113B)을 마련하는 형상으로 하고, 판두께를 4㎜ 이하로 함으로써 프레스 가공으로 제작하는 것이 가능하게 되어, 보다 염가의 전극을 제작 가능하게 된다. 또, 무산소동제판(130)은 고정접점(11(21))보다 도전성이 높은 재료의 일례이며, 이것에 대신하는 도전성이 높은 재료, 예를 들면 도전성이 높은 동합금 등의 도전성판을 이용해도 동일한 효과를 얻을 수 있는 것은 물론이다.
1 절연원통,
2 고정 측 단부판, 3 가동 측 단부판,
4 고정전극봉, 5 가동전극봉,
6 벨로우즈, 7 아크 쉴드,
10 고정전극, 20 가동전극,
11 고정접점, 21 가동접점,
12 고정코일전극, 22 가동코일전극,
12a 고정코일전극 링부, 22a 가동코일전극 링부,
14 고정코일전극 코일부, 24 가동코일전극 코일부,
14a 고정코일전극 제1 코일부, 24a가동코일전극 제1 코일부,
14b 고정코일전극 제2 코일부, 24b가동코일전극 제2 코일부,
14c 고정코일전극 제3 코일부, 24c 가동코일전극 제3 코일부,
15 고정코일전극 접속부, 25 가동코일전극 접속부,
15a 고정코일전극 제1 접속부, 25a 가동코일전극 제1 접속부,
15b 고정코일전극 제2 접속부, 25b 가동코일전극 제2 접속부,
15c 고정코일전극 제3 접속부, 25c 가동코일전극 제3 접속부,
16 고정코일전극 암부, 26 가동코일전극 암부,
16a 고정코일전극 제1 암부, 26a 가동코일전극 제1 암부,
16b 고정코일전극 제2 암부, 26b 가동코일전극 제2 암부,
16c 고정코일전극 제3 암부, 26c 가동코일전극 제3 암부,
17 고정 지지재, 27 가동 지지재,
31 대차, 32 페이스 플레이트,
33 조작기구, 34 절연프레임,
35 진공밸브, 36 고정 측 접속도체,
37, 38 가동 측 접속도체, 111, 112, 113 접점 홈,
120 접점 박육부, 130 무산소동제판,
131 무산소동제판 노치부.

Claims (6)

  1. 각각 접점을 가지는 고정전극과 가동전극이 상기 양(兩) 접점의 접리(接離)가 가능하도록 진공용기 내에 배치되고, 상기 고정전극 및 가동전극은 접리방향으로 세로 자계(磁界)를 발생시키도록, 상기 양 접점의 배면 측에 각각 당해 접점의 외주연에 따른 원주방향을 향해서 복수 개의 코일부를 분할 배치한 코일전극을 가지는 진공밸브로서, 상기 각 코일부 선단에는 상기 접점에 접합되는 돌출부가 마련되어, 상기 각 접점과의 접합부를 형성하며, 상기 접점의 중앙부와 상기 코일전극 사이의 저항값을 상기 접합부마다 바꿈으로써 흐르는 전류를 제어하고, 상기 양 전극 사이에서 발생하는 축방향 자계분포를 제어하도록 한 것을 특징으로 하는 진공밸브.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 접점과 상기 코일전극의 접합부 근방의 상기 접점의 배면에, 상기 각 접합부를 둘러싸도록 홈이 마련되고, 당해 홈에 의해 상기 접점의 중앙부와 상기 코일전극 사이를 흐르는 전류를 상기 접합부마다 제어하도록 한 것을 특징으로 하는 진공밸브.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 홈의 적어도 하나는 다른 홈과 홈 폭 또는 홈 깊이가 다른 것을 특징으로 하는 진공밸브.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 홈의 적어도 하나는 대략 평행하는 복수 조의 홈으로 이루어진 것을 특징으로 하는 진공밸브.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 접점과 상기 코일전극의 적어도 하나의 접합부 근방의 상기 접점 측을 박육부(薄肉部)로 하고, 다른 각 접합부를 둘러싸도록 홈이 마련되며, 상기 박육부와 상기 홈에 의해 상기 접점의 중앙부와 상기 코일전극 사이를 흐르는 전류를 상기 접합부마다 제어하도록 한 것을 특징으로 하는 진공밸브.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 접점의 상기 코일전극 측에 상기 접점의 재료보다 도전성이 좋은 재료로 이루어진 도전성판을 접합하고, 당해 도전성판은 일부에 노치부를 가지는 형상으로 이루어지며, 상기 접합부의 적어도 하나는 상기 노치부에 위치함으로써 상기 코일전극이 상기 접점에 직접 접합하여 형성되고, 다른 접합부는 상기 코일전극이 상기 도전성판을 통하여 상기 접점에 접합하도록 형성되며, 상기 노치부에 의해서, 상기 접점과 상기 코일전극 사이를 흐르는 전류를 제어함과 아울러, 상기 도전성판에는 상기 각 접합부를 간격을 두고 슬릿 또는 홈이 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 진공밸브.
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