WO2017065026A1

WO2017065026A1 - 真空バルブ

Info

Publication number: WO2017065026A1
Application number: PCT/JP2016/079198
Authority: WO
Inventors: 佐藤　和弘; 佐藤　隆; 土屋　賢治
Original assignee: 株式会社日立製作所
Priority date: 2015-10-13
Filing date: 2016-10-03
Publication date: 2017-04-20
Also published as: JP2017076462A

Abstract

本発明では、部品点数の削減や製造工程の簡略化にて製作費を削減できる真空バルブを提供することを目的とする。　円筒絶縁材の一端に接合された固定側端板と、固定側端板を気密に貫通する固定側導体と、円筒絶縁材の他端に接合された可動側端板と、ベローズと、軸方向に駆動する可動側導体とから成る真空容器内に、接離可能な複数の接点と、接点と電気的に絶縁されたアークシールドを配置した真空バルブにおいて、円筒絶縁材の内部は大径部と小径部と大径部と小径部の境界面部で構成され、大径部と小径部の境界面部にアークシールドが接合されていることを特徴とする真空バルブ。

Description

真空バルブ

　本発明は開閉装置に適用するのに好適な真空バルブの構成に関する。

　真空バルブに関する従来技術として、特開平９－１７１７４８号公報（特許文献１）を挙げることができる。この公報には、「凸部を持つ筒状真空容器と、突起部が成形されたアークシールドと、突起部と嵌まり合う固着用溝部を持つ嵌合部分と凸部の端面と同等の傾斜角度を持つ取り付け用部材とを用いた真空バルブにおいて、凸部の端面は筒状体の内面に対し鋭角の傾斜面とされ、突起部は嵌合部分が嵌まり合う部位に取り付け用部材側に半球状に突出させて成形され、嵌合部分に形成される固着用溝部はアークシールドの中心軸線とほぼ並行させて溝が形成された挿入部と挿入部をなす溝の一方の側面から延長させて、挿入部に対して直角に溝が成形された繋止部を持っていることを特徴とする真空バルブ」が記載されている。

特開平９－１７１７４８号公報

　上述した特許文献１には、突起部が成形されたアークシールドと、突起部と嵌まり合う固着用溝部を持つ嵌合部分と凸部の端面と同等の傾斜角度を持つ取り付け用部材にて、筒状真空容器の凸部におけるクラック発生や真空バルブを搭載した開閉装置の開閉動作時におけるアークシールドの中心軸位置の移動を低減させる真空バルブが記載されている。しかし、特許文献１の構成では、アークシールドの突起部や取り付け用部材の固着用溝部の機械加工が必要であり、かつ、筒状真空容器の内部に凸部が設けられた構造であるため、それぞれの製作費が増えることが懸念される。

　そこで、本発明では、部品点数の削減や製造工程の簡略化にて製作費を削減できる真空バルブを提供することを目的とする。

　本発明は、上記課題を解決するために、円筒絶縁材の一端に接合された固定側端板と、固定側端板を気密に貫通する固定側導体と、円筒絶縁材の他端に接合された可動側端板と、ベローズと、軸方向に駆動する可動側導体とから成る真空容器内に、接離可能な複数の接点と、接点と電気的に絶縁されたアークシールドを配置した真空バルブにおいて、円筒絶縁材の内部は大径部と小径部と大径部と小径部の境界面部で構成され、大径部と小駅部の境界面部にアークシールドが接合されていることを特徴とする。

　本発明によれば、部品点数の削減や製造工程の簡略化にて製作費を削減できる真空バルブを提供することが可能になる。なお、上記した以外の課題、構成、及び効果は、以下の実施例において説明する。

実施例１の真空バルブの側断面図である。実施例２の真空バルブの側断面図である。実施例３の真空バルブの側断面図である。実施例４の真空バルブの側断面図であり、実施例１のＡ－Ａ断面図、実施例２のＢ－Ｂ断面図、実施例３のＣ－Ｃ断面図である。その他の実施例の真空バルブの側断面図である。

　以下、図示した実施例に基づいて本発明の真空バルブについて説明する。尚、下記はあくまでも本発明の実施に好適な実施例であり、本発明の適用対象を限定することを意図する趣旨ではない。

　図１は真空バルブの実施例１であり、真空バルブの側断面図を示している。

　図１に示した真空バルブは、円筒絶縁材１Ａの一端に接合された固定側端板２Ａと、固定側端板２Ａを気密に貫通する固定側導体３Ａと、円筒絶縁材１Ａの他端に接合された可動側端板２Ｂと、可動側端板２Ｂに一端が接合され、可動部の駆動を許容する蛇腹形状のベローズ４と、ベローズ４を気密に貫通し真空を維持しながら軸方向に駆動する可動側導体３Ｂとで真空容器が構成され、内部圧力はおよそ１０^－２Ｐａ以下の真空で保たれている。

　その真空容器の内部には、固定側導体３Ａの端部に接続された固定側電極５Ａと、可動側導体３Ｂの端部に接続された可動側電極５Ｂと、電流遮断時に発生する電極間アーク、即ち金属蒸気から円筒絶縁材１Ａの汚染を防ぐためのアークシールド６Ａと、ベローズ４をアークによる金属蒸気から保護するとともに、ベローズ端部の電界集中を緩和するためのベローズシールド７が配置されている。

　また、可動側導体３Ｂは、可動側導体３Ｂの直動を案内する環状ガイド８の内側を遊嵌し、可動側電極５Ｂが接続されていない端部に図示しない操作用絶縁ロッド、及び電極対に接圧荷重を加えるワイプ機構と連結された操作器と接続され、軸方向の駆動が可能となっている。これにより、固定側電極５Ａと可動側電極５Ｂの接離、即ち、真空バルブの開状態と閉状態を切り替えている。

　そして本実施例では、円筒絶縁材１Ａの内部は大径部と、小径部と、大径部と小径部の境界面部１０で構成され、大径部と小径部の境界面部にアークシールド６Ａの端部が接合されている。境界面部１０とアークシールド６Ａの端部は、例えば、境界面部１０にメタライズ処理を施し、境界面部１０のメタライズ処理した表面とアークシールド６Ａの間をろう付けを行い接合する。ただし、境界面部１０とアークシールド６Ａの端部の接合は接着剤を用いる等、製作時や使用時の問題が無ければ、これ以外の方法で接合しても構わない。アークシールド６Ａと円筒絶縁材１Ａの間は円筒の全周にわたって隙間１１が設けられており、アークシールド６Ａと円筒絶縁材１Ａを非接触とすることで円筒絶縁材１Ａの電界を緩和している。製造時の隙間１１の管理は、アークシールド６Ａと円筒絶縁材１Ａの熱収縮率の違いを利用して設けることが可能である。すなわち、アークシールド６Ａの方が円筒絶縁材１Ａよりも熱膨張率が大きいため、ろう付け時の高温状態においてはアークシールド６Ａが円筒絶縁材１Ａより大きく膨張するため隙間１１は狭くなり接触又は接触に近い状態となるが、高温状態から低温状態（常温）に戻した際には、アークシールド６Ａの方がより収縮するため隙間１１が形成される。従って円筒絶縁材１Ａの内面の全周にわたって略均一に管理された隙間１１が形成される。

　このように構成される本実施例の真空バルブは、アークシールド６Ａの固着を目的としたアークシールド６Ａへの機械加工や取り付け用部材が不要となり、また円筒絶縁材１Ａの内面に凸部がない構造としているため、部品製作費を抑制することができる。

　また、アークシールド６Ａの円筒絶縁材１Ａへの固着を真空バルブの真空封止より前に実施する必要はなく、真空封止と同時に実施できるため、ろう付け回数の低減、即ち真空バルブの製作費を低減することができる。

　また、円筒絶縁材１Ａの内面は、凸部を設けずに、大径部と小径部と大径部と小径部の境界面部で構成されているため、アークシールド６Ａと真空バルブの主回路導体との距離を所定の絶縁性能を有する程度まで短くすることができ、真空バルブまたは真空バルブを搭載した開閉装置を小形化することができる。

　図２に実施例２を示す。実施例１と同様の部分については説明を省略する。

　図２に示した円筒絶縁材１Ｂは、実施例１の円筒絶縁材１Ａの内部における大径部と小径部の境界面部１０を、電極対に対して固定側よりに設け、アークシールド６Ｂの外部は、大径部と、小径部と、大径部と小径部の境界面部１２で構成されている。

　そして、本実施例では、円筒絶縁材１Ｂの内部における大径部と小径部の境界面部１３にアークシールド６Ｂの大径部と小径部の境界面部１２が接合されている。本実施例においても境界面部１３の表面はメタライズ処理を施し、ろう付けに接合するようにしている。また、アークシールド６Ｂと円筒絶縁材１Ｂの間には隙間１１が設けられており、円筒絶縁材１Ａの電界を緩和している。

　このように構成される本実施例の真空バルブは、アークシールド６Ｂの固着を目的とした取り付け用部材が不要であり、また円筒絶縁材１Ｂの内面に凸部がない構造としているため、部品製作費を抑制することができる。

　また、アークシールド６Ｂの円筒絶縁材１Ｂへの固着を真空バルブの真空封止より前に実施する必要はなく、真空封止と同時に実施できるため、ろう付け回数の低減、即ち真空バルブの製作費を低減することができる。

　また、円筒絶縁材１Ｂの内面は、凸部を設けずに、大径部と小径部と大径部と小径部の境界面部で構成されているため、アークシールド６Ｂと真空バルブの主回路導体との距離を所定の絶縁性能を有する程度まで短くすることができ、真空バルブまたは真空バルブを搭載した開閉装置を小形化することができる。

　図３に実施例３を示す。実施例１と同様な部分については説明を省略する。

　図３に示した円筒絶縁材１Ｃは、実施例１の円筒絶縁材１Ａの内部における大径部と小径部の境界面部１０をテーパ形状としたものである。また、アークシールドが接合される側の外周端部が、円筒絶縁材１Ｃの内部における大径部と小径部の境界面部１４に設けたテーパ角度と同じテーパ角度で形成された形状で構成されている。

　そして、本実施例では、円筒絶縁材１Ｃの内部における大径部と小径部の境界面部にアークシールド６Ｃの外部における大径部と小径部の境界面部１４が接合されている。本実施例においても境界面部１４の表面はメタライズ処理を施し、ろう付けに接合するようにしている。また、アークシールド６Ｃと円筒絶縁材１Ｃの間には隙間１１が設けられており、円筒絶縁材１Ｃの電界を緩和している。

　このように構成される本実施例の真空バルブは、実施例１と同様な効果を得ることができる。また、本実施例における接合位置を実施例２と同じように電極対より固定側端板２Ａ側にした場合でも同様の効果を得ることができる。また、テーパを備えた境界面部１４を形成することで、アークシールド６Ｃと円筒絶縁材１Ｃを接合する際の両部品の組み付け位置精度が向上する。

　図４は真空バルブの実施例４を示すものである。本実施例の円筒絶縁材は、円筒絶縁材の内部における大径部と小径部の境界面部に施すメタライズを非連続としている。図４では４箇所でメタライズが施されているが非連続であれば良い。

　このように構成される本実施例の真空バルブは、実施例１と同様な効果を得ることができ、更にアークシールドの端部が連続で接合されないため、真空封止時の接合に円筒絶縁材に加わる応力を緩和でき、円筒絶縁材のクラック、即ち真空バルブの信頼性を向上することができる。

　なお、変形例として実施例１～４において、固定側端板２Ａと可動側端板２Ｂの上下を入れ替えて真空バルブを構成しても良い。図５に実施例１において固定側端板２Ａと可動側端板２Ｂを入れ替えた実施例を代表として示す。

　また、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成を置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

１Ａ、１Ｂ、１Ｃ…円筒絶縁材、２Ａ…固定側端板、２Ｂ…可動側端板、３Ａ…固定側導体、３Ｂ…可動側導体、４…ベローズ、５Ａ…固定側電極、５Ｂ…可動側電極、６Ａ、６Ｂ、６Ｃ…アークシールド、７…ベローズシールド、８…環状ガイド、９…メタライズ、１０、１２、１３、１４…境界面部、１１…隙間

Claims

　円筒絶縁材の一端に接合された固定側端板と、固定側端板を気密に貫通する固定側導体と、円筒絶縁材の他端に接合された可動側端板と、ベローズと、軸方向に駆動する可動側導体とから成る真空容器内に、接離可能な複数の接点と、接点と電気的に絶縁されたアークシールドを配置した真空バルブにおいて、
　円筒絶縁材の内部は大径部と、小径部と、大径部と小径部の境界面部とで構成され、
　前記円筒絶縁材の境界面部にアークシールドが接合することを特徴とする真空バルブ。
　請求項１に記載の真空バルブにおいて、
　前記アークシールドの端部と前記円筒絶縁材の境界面部が接合することを特徴とする真空バルブ。
　請求項１に記載の真空バルブにおいて、
　前記アークシールドの外部は大径部と、小径部と、大径部と小径部の境界面部とで構成され、
　前記アークシールドの境界面部と前記円筒絶縁材の境界面部が接合することを特徴とする真空バルブ。
　請求項２に記載の真空バルブにおいて、
　前記円筒絶縁材の境界面部と、
　前記アークシールドの接合する側の外周端部がテーパ形状であることを特徴とする真空バルブ。
　請求項１乃至４のいずれか一項に記載の真空バルブにおいて、
　前記円筒絶縁材の境界面部に存在する金属膜が連続であることを特徴とする真空バルブ。
　請求項１乃至４のいずれか一項に記載の真空バルブにおいて、
　前記円筒絶縁材の境界面部に存在する金属膜が非連続であることを特徴とする真空バルブ。