JPH041973B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、しや断時において発生したアーク
に、該アークと平行な磁界を印加させてしや断性
能の向上を図つた真空しや断器に関するものであ
る。

従来、しや断時において一対の接点間に生じた
アークに、このアークと平向な磁界（所謂縦磁
界）を印加させてしや断性能の向上を図つた真空
しや断器が数多く提案されているが、この種真空
しや断器は、開閉部となる真空インタラプタに一
体的に磁界発生用のコイルを装着せしめて成るの
が一般的であり、このような真空インタラプタを
大別すると、第１図に示すような真空容器内で且
つ接点背部に一体的にコイルを備えたものと、第
２図に示すような真空容器外にコイルを備えたも
のとに別けることができる。

すなわち、第１図の真空インタラプタ１は、絶
縁物１１を備えて成る真空容器１０に気密に貫通
した一対のリード棒２ａ及び２ｂを備え、両リー
ド棒２ａ，２ｂの内端部に各々高抵抗体２１を介
して接点３ａ及び３ｂを備え、且つリード棒２
ａ，２ｂと接点３ａ，３ｂとの間に位して電流を
リード棒２ａ，２ｂを囲繞するループ電流に変え
てアークと平行な磁界を発生させるコイル電極４
ａ及び４ｂを備え、更に少なくとも一方のリード
棒２ｂはベローズ２２を真空容器１０との間に備
えて軸方向（図中上下方向）に可動し得るように
成して構成している。

そして上記のように構成された真空インタラプ
タ１は、絶縁フレーム（図示省略）内に収納さ
れ、且つ各リード棒２ａ，２ｂの外端部に、主回
路導体８ａ及び８ｂに接離自在な端子部５１を一
端側に備えた引出導体５ａ，５ｂが各々接続さ
れ、更に図示省略の操作装置等が付設されて所要
の真空しや断器が装置として構成されるものであ
る。

ところで、上述の第１図のような構成から成る
真空インタラプタにあつては次のような欠点があ
つた。

コイル電極４ａ，４ｂは、真空容器１０の内
部に位しているので、通電々流によつてコイル
が発熱した場合に、この熱が外部に放散されに
くいといつた欠点があり、大電流用には適当で
ないものであつた。

リード棒２ａ，２ｂの先端に接点３ａ，３
ｂ、コイル電極４ａ，４ｂ及び高抵抗体２１の
如き複数の部材をろう付けによつて一体結合し
て成るものであるから、部品点数及び加工工数
が多くしかもろう付け箇所が多くなるためにそ
の結果耐久性が悪いものであつた。

よつて特に大容量（高電圧又は大電流用）の
真空インタラプタ１にあつては、接点３ａ，３
ｂ及びコイル電極４ａ，４ｂが大形かつ重量大
となるために操作時の衝撃が大となり耐久性の
低下が著しいものであつた。

コイル電極４ａ，４ｂは、各接点３ａ，３ｂ
の背部に位して設けてあるために、しや断時に
おいて一方のリード棒２ｂが可動（図中下方向
に移動）すると、一体のコイル電極４ａ，４ｂ
間が広がることになる。この結果接点間が広が
るに従つて次第にそれまで平行であつた磁力線
が一対の接点３ａ，３ｂ間で彎曲したものとな
つて磁界効果が減衰してしまい、これにより接
点間空間から周辺に金属蒸気が拡散してアーク
維持に必要なイオンが不足し、しや断性能が低
下するといつた問題があつた。

上述のようなことから、第１図に示す如き縦磁
界を発生させるコイル電極４ａ，４ｂを、真空容
器１０内で且つ接点３ａ，３ｂの背部に一体的に
設けて成る真空インタラプタ１にあつては、しや
断性能の向上におのずと限界があつて、比較的低
容量のものには適するものの、高容量のものには
向かないことが解つてきた。

このようなことから、大容量の真空インタラプ
タについては、歴史的には第１図の真空インタラ
プタよりも早くから提案されている第２図に示す
ような真空インタラプタ、すなわち縦磁界を発生
させるコイル導体４が真空容器１０の外部に配置
して成る真空インタラプタの技術が見直されてき
た。次に第２図に示す真空インタラプタを説明す
るが、第１図と同等品には同一符号を付してこれ
らの詳細な説明は省略する。

すなわちリード棒２ａ，２ｂの内端部には各々
接点３ａ，３ｂのみが設けられている。また真空
容器１０の外周部には、縦磁界を発生させるコイ
ル導体４が巻回して設けてあり、このコイル導体
４の一方の巻端側は接続リード６ａを介して固定
側のリード棒２ａの外端部に接続され、また他方
の巻端側は接続リード６ｂを介してい引出導体５
ａに接続して構成されている。そしてこのように
構成された真空インタラプタ１を、図示省略の絶
縁フレーム内に収納して所要の真空しや断器が構
成されるものである。

ところで第２図のような真空インタラプタ１に
あつては、 ○イ コイル導体４が真空容器１０の外部に設けて
あることから、コイル導体４が通電々流によつ
て発熱しても効果的に冷却される。

○ロ コイル導体４は固定であるから、しや断時に
は一対の接点３ａ，３ｂ間のギヤツプが広がつ
てもアークに印加される磁界が減衰することは
なく常に一定である。

○ハ リード棒２ａ，２ｂの内端部には、接点３
ａ，３ｂのみ設ければ良くい構造が簡単であ
る。

といつた種々の利点がある。

しかしながら、従来のこの種真空インタラプタ
１にあつては、 コイル導体４と、リード棒２ａ及び引出導体
５ａとを、接続するリード６ａ及び６ｂは、コ
イル導体４を形成する導体の巻端をそのまま延
ばして形成するものであつたから、これら接続
リード６ａ，６ｂを各々リード棒２ａ及び引出
導体５ａに個別に接続する作業が非常に煩雑で
あつた。

しかも接続リード６ａ，６ｂと、リード棒２
ａ及び引出導体５ａとの接続は、ボルト及びナ
ツトといつた固着具によつて一体結合されてい
るものであるから、投入及びしや断時の衝撃に
より、真空インタラプタ１及びコイル導体４が
個々に振動することになり、この固着具がゆる
み耐久性を悪化させるといつた問題があつた。

このように固着具がゆるむと、接続部におけ
る接触抵抗が増すために発熱が生じ、しかも電
流損によりコイル導体４に流れる電流が減少
し、その分磁界の発生に悪影響を及ぼし、しや
断性能が悪化するといつた問題があつた。

本発明は以上の点に鑑みて成されたものであつ
て、真空インタラプタの外部をコイル導体が囲繞
して軸方向磁界を発生するものにおける従来の問
題点を解決し、組立簡便であつて耐久性を向上
し、且つしや断性能の向上を図ることを目的とし
たものである。

この目的を達成するために本発明は、コイル導
体を、少なくとも一箇所に軸方向のスリツトを有
する円筒状のコイル本体と、少なくとも一対の半
径方向の腕とで構成し、且つ絶縁フレーム内にこ
固定して設け、一方の腕に弾性接触子を介して真
空インタラプタのリード棒を挿通し、他方の腕に
引出導体を接続して真空しや断器を構成したもの
である。

次に本発明の実施例を第３図ないし第６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図及び第２図と同一符号を付するものは同等品
を示すものであるからその詳細な説明は省略す
る。

まず第３図は、真空しや断器の要部断面図であ
つて一相分の構成を示している。この図において
真空インタラプタ１を構成する真空容器１０は、
ガラス又はセラミツクスから成る絶縁物（円筒）
１１と、この絶縁物１１の一端側（図中上端側）
を封止する金属から成る端板１２と、絶縁物１１
の他端側（図中下端側）に設けた非磁性のステン
レス鋼から成る円筒状の金属容器１３と、この金
属容器１３の端部（図中下端部）を閉鎖する端板
１４とで構成されている。

そして前記一方（上部）の端板１２には、内端
部に接点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り、また他方（下部）の端
板１４には、ベローズ２２を介して内端部に接点
３ｂを備えた可動側のリード棒２ｂが設けられて
真空インタラプタ１を構成している。また、真空
インタラプタ１の下部位の端板１４には、図中で
下方に伸びた複数（３個）の取付ボルト１５が設
けてある。

なお、図中において１６，１７、及び１８は
各々電界緩和及び金属蒸気を捕捉する金属シール
ドである。

次にコイル導体４を第３図及び第４図に基づい
て説明する。

このコイル導体４は、第３図に示す如く、真空
インタラプタ１の金属容器１３に空隙を介して設
けられると共に一対の接点３ａ及び３ｂを囲繞す
るように設けられている。そしてこのコイル導体
４は、第４図に示す如く、１箇所にスリツト４２
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４１と、該コイル本体４１の軸方向の一端
側（図中下端部）に位し、且つ該コイル本体４１
の円弧方向の両端部（巻端部）４１ａ及び４１ｂ
の部位から半径方向内方に伸びると共に平行配置
された一対の腕（第１の腕４３及び第２の腕４
５）と、この第１の腕４３の内端部に設けた第１
基部４４及び第２の腕４５の内端部に設けた第２
基部４６とを備えて構成されている。

そして第１基部４４には、内部にリング状の凹
溝４４ｂを備えた貫通孔４４ａが設けてある。こ
の凹溝４４ｂには第３図に示す如く弾性接触子４
４ｃが嵌着されるものであり、この弾性接触子４
４ｃを介して真空インタラプタ１の可動側のリー
ド棒２ｂは、第１基部に電気的に接続されると共
に上下動自在に挿通されるものである。

一方第２基部４６は、空間４７を介して第１基
部４４を囲繞する如く設けられており、且つこの
第２基部４６の内部には、第３図に示す如く弾性
接触子４６ｂが嵌着されるリング状の凹溝４６ａ
が設けられている。またこの第２基部４６には、
第１の腕４３に接触することのないように切欠４
６ｃが設けられている。この第２基部４６内に
は、後述する引出導体５ｂに設けた円筒状の接続
部５２が挿入されると共に弾性接触子４６ｂを介
して電気的に接続されるものである。

なお、前記弾性接触子４４ｃ及び４６ｂは、良
く知られている例えばリングコンタクト、又はマ
ルチコンタクトから成るものである。

第３図及び第４図において符号４８の部材は、
絶縁物例えば合成樹脂から成るスペーサであり、
このスペーサ４８は、径の異なる２つの円筒部４
８ａ及び４８ｂの部分から成つており、且つ大径
の円筒部４８ａには、切欠４８ｃが設けてある。
このように構成されたスペーサ４８は、第３図に
示す如く、大径の円筒部４８ａが、コイル導体４
の第１基部４４と第２基部４６との間の空間４７
内に挿入されて第１及び第２両基部を確実に絶縁
離隔し、また小径の円筒部４８ｂは、引出導体５
ｂの接続部５２と真空インタラプタ１の可動側の
リード棒２ｂとの間に位して両者を確実に絶縁離
隔するものである。

なおこのスペーサ４８の特に小径の円筒部４８
ｂの内側の形状を、円形でなく、多面形又は多歯
状（スプライン状）に成し、対するリード棒２ｂ
の外形をこれに対応するような形状にしておけ
ば、このスペーサ４８はリード棒２ｂが上下動す
る際の案内及び回り止としての機能を具備する軸
受とすることができるものである。

前記コイル導体４に接続される引出導体５ｂ
は、第４図に示す如く、円筒状の接続部５２の他
に、複数（３個）の透孔５３を具備しており、こ
れら透孔５３には、前記真空インタラプタ１の具
備する取付ボルト１５が挿通するものである。ま
た真空インタラプタ１の固定側のリード棒２ａの
外端部に接続される引出導体５ａには、第３図に
示す如く弾性接触子５４（リングコンタクト又は
マルチコンタクト）が嵌着して設けてあり、この
弾性接触子５４を介してリード棒２ａと引出導体
５ａとが電気的に接続されるものである。

次に前述した真空インタラプタ１及びコイル導
体４が収納固定される絶縁フレーム７を第３図及
び第５図に基づいて説明する。

絶縁フレーム７は、第３図において例えば下方
側に位する図示省略の操作装置を内蔵して成る架
台上に立設されるものであり、この絶縁フレーム
７は略円筒状（箱状）に形成されている。そして
この絶縁フレーム７内の図中の上下方向における
所定の部位には、取付座７１が設けてあり、また
この取付座７１の図中下部側における壁部には、
引出導体５ｂが引出される窓７２が開口して設け
てある。

この取付座７１には、真空インタラプタ１及び
コイル導体４が載置固定されるものであり、取付
座７１の中央部には、前記コイル導体４の具備す
る第２基部４６が挿入される透孔７３が設けてあ
る。またこの取付座７１には、前記真空インタラ
プタ１の端板１４に設けた取付ボルト１５が貫通
する複数（３個）の透孔７４が設けてある。更に
この取付座７１の一方の面上（第５図で上方側）
で且つ壁部７４に内装した状態にリング状の凹溝
７６が設けてあり、この凹溝７６にはコイル導体
４のコイル本体４１の少なくとも端部が没入され
るものである。そしてこの取付座７１には、リン
グ状の凹溝７６を、前記中央部の透孔７３とを接
続する如く半径方向に位した２つの凹溝７７及び
７８が設けてあり、この一対の凹溝７７，７８に
は、各々コイル導体４の具備する第１の腕４３及
び第２の腕４５が没設されるものである。

なお、半径方向に位する一対の凹溝７７，７８
の深さ寸法Ａ（第５図参照）は、コイル導体４の
具備する第１及び第２の腕４３，４５の高さ寸法
Ｂ（第３図参照）よりも大きく成されており、こ
れによつて第３図に示す如く、コイル導体４及び
真空インタラプタ１を絶縁フレーム７内に納設し
た際に、コイル導体４の一対の腕４３，４５の上
側面と、真空インタラプタ１の端板１４との間に
空隙Ｃが形成されるように成されている。

以上詳細にその構成を説明した真空インタラプ
タ１、コイル導体４、帯び絶縁フレーム７等の組
立一体化作業の一例の説明すると、あらかじめコ
イル導体４の第１基部４４及び第２基部４６内に
弾性接触子４４ｃ及び４６ｂを嵌着し、且つ両基
部間にスペーサ４８を挿入しておく。

そしてコイル導体４を絶縁フレーム７の上方か
ら挿入し、絶縁フレーム７の取付座７１に設けて
いる透孔７３、半径方向の一対の凹溝７７，７８
及びリング状の凹溝７６内に、コイル導体４の具
備する第２基部４６、一対の腕４３，４５及びコ
イル本体４１を各々挿入配置し、そして絶縁性の
接着剤又は樹脂を各凹溝７６，７７，７８内に注
入固化してコイル導体４と絶縁フレーム７とを一
体結合する。

次に真空インタラプタ１を、絶縁フレーム７の
上方から挿入し、真空インタラプタ１のリード棒
２ｂをコイル導体４の第１基部４４内の弾性接触
子４４ｃに接触させて貫通せしめ、且つ端板１４
に設けている取付ボルト１５を絶縁フレーム７の
取付座７１の透孔７３に貫通せしめ、そして端板
１４を取付座７１に当接配置するものである。

このような状態の後に、引出導体５ａ，５ｂを
取付けるものであり、一方の引出導体５ｂは絶縁
フレーム７の窓７２を水平方向に貫通して配置
し、且つ具備する接続部５２を前記コイル導体４
の第２基部４６内の弾性接触子４６ｂに挿入接触
せしめ、そして具備する透孔５３に真空インタラ
プタ１の取付ボルト１５を挿通せしめてナツトを
螺着し、これによつて引出導体５ｂを絶縁フレー
ム７の取付座７１の下面部位に当接せしめて真空
インタラプタ１、コイル導体４、絶縁フレーム７
及び引出導体５ｂの各部材を一体結合するもので
ある。

また他方の引出導体５ａは、絶縁フレーム７の
上部壁７９にボルトによつて固定すると共に具備
する弾性接触子５４内にリード棒２ａの外端部を
挿入接触せしめて一体結合し、これによつて真空
インタラプタ１の取付固定が完了するものであ
る。

なお、コイル導体４を絶縁フレーム７内に固定
する手段は前述のように接着剤又は樹脂の注入固
化による場合に限らず、例えば第３図においてコ
イル導体４の一対の腕４３，４５と真空インタラ
プタ１の端板１４との間の空隙Ｃを埋め得る絶縁
物から成るスペーサを介在させて、真空インタラ
プタ１を固定した際にコイル導体４の一対の腕４
３，４５を圧接固定するようにしても差し支えな
い。または、引出導体５ｂとコイル導体４の第２
基部４６とをボルトにて結合してコイル導体４を
固定するようにして良く、これによれば両者の電
気的な接続も同時に行なえるので前述の第２基部
４６と引出導体５ｂとの間に介在させた弾性接触
子４６ｂは省略できるものである。

また、コイル導体４は前述の第４図の場合のよ
うに、コイル本体４１が１つのスリツト４２を具
備して略１ターン状に形成されて成る場合に限ら
ず、第６図に示す如く複数のスリツト４２ａ，４
２ｂを備えてコイル本体４１が1/2、1/3、1/4に
分割され、これによつて電流が分流される構成で
あつても差し支えないものである。すなわち、第
６図のコイル導体４は、所謂1/2分流に形成した
ものであつて、コイル本体４１は２つのスリツト
４２ａ，４２ｂによつて1/2に分割されている。
そして各コイル本体４１を円弧の一端側は、半径
方向の第１の腕４３を介して中央部の第１基部４
４に接続され、また円弧の他端側は各々第２の腕
４５を介して第１基部４４の周囲に空隙４７を備
えて配置された第２基部４６に接続されており、
このように電流を分流するようにすれば、その分
コイル導体４における発熱が減少するので大電流
用のしや断器に好適なものとなる。

以上説明した本発明の実施例にあつては、コイ
ル導体４を可動側のリード棒２ｂと引出導体５ｂ
とに接続して設ける場合について述べたが、本発
明はこれに限らず、引出導体５ａ部側の絶縁フレ
ームに取付座を設けて固定側のリード棒２ａに接
続してコイル導体４を設ける構成であつても差し
支えないものである。また真空インタラプタ１の
設置のし方として、前述のように可動側のリード
棒２ｂが下方側に位置する場合の他に、逆配置で
あつて上方側に位する場合もあるが、いずれの場
合にあつても、コイル導体４は比較的重いもので
あるから、下部側に設けておくのが取付安定性の
点から望ましい。

以上の説明から明らかなように、本発明から成
る真空しや断器は、真空インタラプタ１を囲繞し
て設けられたコイル導体４が絶縁フレーム７に固
定されており、そして真空インタラプタ１とコイ
ル導体４との接続は、コイル導体４とリード棒２
ｂ又は２ａとを電気的に接続する弾性接触子４４
ｃのみにて行なわれているものであるから、真空
インタラプタ１の可動側のリード棒２ｂが操作さ
れて投入及びしや断時に衝撃があつても、この衝
撃がコイル導体４とリード棒２ｂとの接続関係に
害を及ぼすことはなく、しかもコイル導体４がこ
の衝撃によつて振動されることもないので結果的
に真空しや断器の耐久性が著しく向上するもので
ある。

また、コイル導体４は絶縁フレーム７内に固定
するものであつて、真空インタラプタ１側に一体
結合するのではないので真空しや断器の組立を簡
便に行なえるばかりでなく、従来の真空インタラ
プタの形状をほとんど変えることなく実施できる
ものである。しかも、絶縁フレーム７にコイル導
体４を没入し得る凹溝を設けておけば、位置決め
及び取付が簡便に行なえ、確実に固定できるもの
である。また、コイル導体４には開閉時の衝撃が
ほとんど伝わらないので、コイル導体４の具備す
る一対の腕４３，４５間及び一対の基部４４，４
６相互間には、絶縁物（例えばプラスチツク）か
ら成るスペーサが介在できて両者を完全離隔する
ことができ、これによつてスペーサを通してリー
ク電流が流れて軸方向磁界が減衰するといつたこ
とはなくなる。

更にコイル導体４とリード棒２ｂ又は２ａは弾
性接触子４４ｃによる接続であるから、組立が簡
便に行なえるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は従来の真空インタラプタの
概略説明図、第３図は本発明の一実施例から成る
真空しや断器の断面図、第４図は第３図における
コイル電極及び引出導体部の分解斜視断面図、第
５図は第３図における絶縁フレームの要部斜視断
面図、第６図は本発明の他の実施例に係るコイル
導体の斜視断面図。 １……真空インタラプタ、１０……真空容器、
２ａ，２ｂ……リード棒、３ａ，３ｂ……接点、
４……コイル導体、４１……コイル本体、４２…
…スリツト、４３……第１の腕、４５……第２の
腕、４４ｃ……弾性接触子、５ａ，５ｂ……引出
導体、７……絶縁フレーム。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 真空容器１０を気密に貫通すると共に互いに
   接近離反自在な一対の対向したリード棒２ａ，２
   ｂを備え、これらリード棒２ａ，２ｂの内端部に
   各々接点３ａ，３ｂを備えて成る真空インタラプ
   タ１と、前記リード棒２ａ，２ｂの外端部に接続
   される引出導体５ａ，５ｂと、一方のリード棒２
   ａ又は２ｂと引出導体５ａ又は５ｂとの間に接続
   され且つ真空容器１０の外周部に巻回して配置さ
   れると共に前記一対の接点３ａ，３ｂ間に生ずる
   アークと平行な軸方向磁界を発生させるコイル導
   体４とを備え、これら真空インタラプタ１、引出
   導体５ａ，５ｂ及びコイル導体４が絶縁フレーム
   に保持されて成る真空しや断器において、前記コ
   イル導体４を、真空容器１０に空隙を介して囲繞
   し且つ少なくとも１つのスリツト４２を備えて分
   割されたコイル本体４１と、このコイル本体４１
   より半径方向内側に伸びた少なくとも一対の第１
   の腕４３及び第２の腕４５とで構成し、且つ前記
   絶縁フレーム７に固定して設け、該コイル導体４
   の具備する第１の腕４３の内端部に前記真空イン
   タラプタ１の具備する一方のリード棒２ａ又は２
   ｂを弾性接触子４４ｃを介して挿通して設け、更
   に前記コイル導体４の具備する第２の腕４５に一
   方の引出導体５ａ又は５ｂを接続して構成したこ
   とを特徴とする真空しや断器。