JPH0474812B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0474812B2 JPH0474812B2 JP60275141A JP27514185A JPH0474812B2 JP H0474812 B2 JPH0474812 B2 JP H0474812B2 JP 60275141 A JP60275141 A JP 60275141A JP 27514185 A JP27514185 A JP 27514185A JP H0474812 B2 JPH0474812 B2 JP H0474812B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- magnetic field
- main electrode
- vacuum valve
- coil electrode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- High-Tension Arc-Extinguishing Switches Without Spraying Means (AREA)
Description
〔発明の技術分野〕
本発明は、真空バルブに係り、特に遮断時に発
生するアークに平行な磁界を付加する電極の構造
に関するものである。 〔発明の技術的背景とその問題点〕 一般に、真空バルブは、絶縁材から形成された
絶縁円筒の両端開口部をそれぞれ端板で閉鎖し、
内部圧力を10-4Torr以下とした真空容器内に接
離自在とした一対の電極を配設して構成されてい
る。 ところで、近年この電極は、遮断性能を向上し
て小形化を図るため、アークに平行な磁界を印加
する方式の電極（以下縦磁界電極という）が多く
採用されるようになつてきた。第７図は、この縦
磁界電極の構造を示すもので、同図において縦磁
界電極１および２は、主電極３の背部にコイル電
極４を設けて構成されており、電流開閉時の衝撃
や内部応力の増大によつて主電極３が割れたりコ
イル電極４が変形するのを防止するため、補強部
材５が主電極３とコイル電極４の間に設けられて
いる。この補強部材５は、電流遮断時に所望の磁
界強度を維持する必要上、遮断電流の大部分がコ
イル電極４に流れるようにステンレス材等の高抵
抗部材を用いるのが普通である。 また、コイル電極４は、中央から半径方向に放
射状に伸びる複数の腕部４ａと、円周方向に伸び
る複数の外周部４ｂから構成され、主電極３とは
終端部で接続子６を介在させて銀ろう付けで接合
している。 したがつて、電流遮断時に縦磁界電極１および
２は、主電極３→接続子６→コイル電極４の電路
をそれぞれ構成し、この縦磁界電極１と２の間に
発生するアークに平行な磁界を付加することがで
きる構成になつている。 ところが、この縦磁界電極１および２を備えた
真空バルブは、他の方式（例えばスパイラル電
極）の真空バルブよりも遮断性能が向上する利点
がある反面、構造が複雑になり接合部分が増加す
る欠点がある。特に、銀ろう付け部分については
信頼性が損なわれる場合もある。すなわち、第８
図において、主電極３とコイル電極４の接合は、
接続子６を介在させ、この接続子６と主電極３は
接合部７で、接続子６とコイル電極４は接合部８
でそれぞれ銀ろう付けにより接合されるが、銀ろ
うの板厚が0.1〜0.3mmと薄いことも影響して、こ
の銀ろう付けによる接合には次に述べる問題点が
あつた。 (1) コイル電極４を製作する場合、その平面度を
厳重に測定管理する必要がある。 これは、主電極３に対し複数のコイル電極４
が接続子６を介して接合されるから、これら複
数の接合部分間に段差が生じると、均一な銀ろ
う付けが不可能になる。上記したように銀ろう
の板厚が0.1〜0.3mmと極めて薄いから、これ以
上の段差が生じた場合少なくとも１個所は接合
できなくなるという不具合が生じるからであ
る。 (2) 接続子６を製作する場合、長さ寸法を厳重
に測定管理する必要がある。 これは、上記(1)項と同様の不具合を生じるか
らである。 (3) 接合部分が多く複雑な構造となつて、組立作
業において誤りを発生する恐れがある。 (4) 接合部の銀ろう付け状態の目視管理は不可欠
となるが、この管理は銀ろう付けの外部状態の
みで重要となる内部状態については不可能であ
る。このため、機械的強度を大きくして信頼性
の向上を図ることが困難となり、多数回の開閉
遮断が繰返されると、電極間に加わる衝撃力の
伝達で、接合部７や８が破壊するという不具合
を生じる恐れがある。 一方、接続子６と主電極３の接触面積は、通
電容量に影響を及ぼす。ところが、この接続子
６は、経済的な理由から円柱状のものが用いら
れているので、この直径がコイル電極４の円周
部４ｂの幅Ｗによつて制約されてしまい、主電
極３との接触面積を通電容量に対し十分確保す
ることができない。まだ、接合部の銀ろう付け
強度を大きくするためには、接続子６の銀ろう
付け面積、すなわち接合面積を大きくすること
が必要である。しかしながら、接合部面積を大
きくすることは、銀ろう付け強度を大きくする
点で好ましが、アークを制御するための磁界分
布や磁界強度に関係する通電路の有効距離を短
かくすることになり、遮断性能の点で不利とな
る。反対に、コイル電極４の有効距離を長くす
ると、銀ろう付けする接合部面積が十分確保で
きず、主電極３からコイル電極４の脱落を助長
しやすくしてしまう。 〔発明の目的〕 本発明は、上記した事情に鑑みてなされたもの
で、電極の機械的強度を増大し、信頼性を向上し
た高品質の真空バルブを提供することを目的とす
るものである。 〔発明の概要〕 本発明は、絶縁円筒の両端開口部をそれぞれ端
板で閉鎖した真空容器の内部に、主電極の背部に
中央から半径方向に放射状に伸びる腕部および円
周方向に伸びる外周部から成るコイル電極を備え
た一対の電極が接離自在に配設される真空バルブ
において、コイル電極を、外周部の終端部に主電
極側に段状で突出するとともにその上面を主電極
と銀ろう付けで接合する突出部を設け、コイル電
極の平坦度の精度を向上して、接合部の機械的強
度を増大し、信頼性の向上を図つたものである。 〔発明の実施例〕 以下、本発明の真空バルブの一実施例を図面を
参照して説明する。なお、第７図および第８図と
同一部分には同一符号を付し、重複した説明は省
略する。第１図乃至第５図において、真空バルブ
１０は、例えばセラミツクのような絶縁材から形
成された絶縁円筒１１の両端開口にそれぞれに端
板１２ａおよび１２ｂを気密に設けて10-4Torr
以下の真空にした真空容器１３と、この真空容器
１３の内部に接離自在となるように配設した一対
の縦磁界電極１４および１５で構成され、この縦
磁界電極１４に一端を固着した通電軸（固定通電
軸）１６は、端板１２ａを気密に貫通して一方の
電路を構成し、縦磁界電極１５に一端を固着した
通電軸（可動通電軸）１７は、ベローズ１８を介
して端板１２ｂに取付けられ、他方の電路を形成
すると共に操作機構（図示しない）に駆動され、
真空を保持しながら軸方向の移動を自在としてい
る。また、真空容器１３内には、縦磁界電極１４
および１５を包囲するように形成したアークシー
ルド１９が取付けられており、電流遮断時に縦磁
界電極１４および１５から発生する金属蒸気によ
り絶縁円筒１１の内壁が汚損するのを防止してい
る。 しかして、縦磁界電極１４は、主電極３と、こ
の主電極３の背部に設けたコイル電極２０から構
成されており、電流遮断時に発生するアークに平
行の磁界が印加される構造となつている。なお、
縦磁界電極１５も同様の構成となつている。 上記したコイル電極２０は、中央から半径方向
に放射状に伸びる腕部２０ａと、円周方向に円弧
状に伸びる外周部２０ｂと、この外周部２０ｂの
終端部を主電極３側に段状に突出させた突出部２
０ｃから構成されており、主電極３とはこの突出
部２０ｃの上面で銀ろう付けにより接合（符号２
１は接合部を示す）される。なお、このような構
成のコイル電極２０は、プレスによる塑性変形加
工で容易に製作することができる。 ここで、上記した突出部２０ｃは、段部の寸法
Ｙを外周部２０ｂの厚さＴに対し10〜70％とす
る。これは、銀ろうの板厚や塑性変形の強度との
関係からである。また、主電極３に接合される上
面の面積すなわち接合部面積を、外周部２０ｂの
断面積（WXT）すなわち通電路断面積の1.0〜
1.6倍となるようにする。これは次の実験に基ず
くものである。 すなわち、外径42mm、外周部４ｂの厚さＴを
5.6mm、幅Ｗを７mmとしたコイル電極４を純銅材
から製作し、このコイル電極４を直径７mm、長さ
1.5mmの円柱状とした接続子６を介在させて、外
径42mm、厚さ４mmとし0.5％Bi−Cu合金材から製
作した主電極３に72％Ag−Cuよりなる銀ろうを
用いて接合した磁界電極１および２を製作し、こ
れらを真空容器（真空容器１３と同じ構成）に配
設して真空バルブを製作した。この真空バルブを
比較例３とする。 これに対し、第６図に示すように主電極３に接
合する突出部２０ｃの上面２０ｄの面積すなわち
接合部面積を、外周部２０ｂの断面積すなわち通
電路面積に対し0.75〜2.25倍まで変化させたコイ
ル電極２０を純銅材から製作し、このコイル電極
２０を上記比較例３と同様の主電極３に同じ銀ろ
うを用いて接合した縦磁界電極１４および１５を
製作し、これらを真空容器１３に配設して真空バ
ルブを製作した。この真空バルブを比較例１およ
び２、実施例１〜３とする。 しかして、これらの比較例と実施例について衝
撃試験と遮断試験を行い、次の表に示す結果を得
た。 ここで、衝撃試験は、真空バルブの通電軸に
500Kgの衝撃荷重（衝撃負荷時間1000μsec）を102
回付加し、接合部の脱落した個数を真空バル10個
について評価した。また、遮断試験は、6KV−
12.5KAの電力を遮断させたもので、接続子６を
用いた真空バルブの遮断特性を100％として他の
真空バルブと比較した。
生するアークに平行な磁界を付加する電極の構造
に関するものである。 〔発明の技術的背景とその問題点〕 一般に、真空バルブは、絶縁材から形成された
絶縁円筒の両端開口部をそれぞれ端板で閉鎖し、
内部圧力を10-4Torr以下とした真空容器内に接
離自在とした一対の電極を配設して構成されてい
る。 ところで、近年この電極は、遮断性能を向上し
て小形化を図るため、アークに平行な磁界を印加
する方式の電極（以下縦磁界電極という）が多く
採用されるようになつてきた。第７図は、この縦
磁界電極の構造を示すもので、同図において縦磁
界電極１および２は、主電極３の背部にコイル電
極４を設けて構成されており、電流開閉時の衝撃
や内部応力の増大によつて主電極３が割れたりコ
イル電極４が変形するのを防止するため、補強部
材５が主電極３とコイル電極４の間に設けられて
いる。この補強部材５は、電流遮断時に所望の磁
界強度を維持する必要上、遮断電流の大部分がコ
イル電極４に流れるようにステンレス材等の高抵
抗部材を用いるのが普通である。 また、コイル電極４は、中央から半径方向に放
射状に伸びる複数の腕部４ａと、円周方向に伸び
る複数の外周部４ｂから構成され、主電極３とは
終端部で接続子６を介在させて銀ろう付けで接合
している。 したがつて、電流遮断時に縦磁界電極１および
２は、主電極３→接続子６→コイル電極４の電路
をそれぞれ構成し、この縦磁界電極１と２の間に
発生するアークに平行な磁界を付加することがで
きる構成になつている。 ところが、この縦磁界電極１および２を備えた
真空バルブは、他の方式（例えばスパイラル電
極）の真空バルブよりも遮断性能が向上する利点
がある反面、構造が複雑になり接合部分が増加す
る欠点がある。特に、銀ろう付け部分については
信頼性が損なわれる場合もある。すなわち、第８
図において、主電極３とコイル電極４の接合は、
接続子６を介在させ、この接続子６と主電極３は
接合部７で、接続子６とコイル電極４は接合部８
でそれぞれ銀ろう付けにより接合されるが、銀ろ
うの板厚が0.1〜0.3mmと薄いことも影響して、こ
の銀ろう付けによる接合には次に述べる問題点が
あつた。 (1) コイル電極４を製作する場合、その平面度を
厳重に測定管理する必要がある。 これは、主電極３に対し複数のコイル電極４
が接続子６を介して接合されるから、これら複
数の接合部分間に段差が生じると、均一な銀ろ
う付けが不可能になる。上記したように銀ろう
の板厚が0.1〜0.3mmと極めて薄いから、これ以
上の段差が生じた場合少なくとも１個所は接合
できなくなるという不具合が生じるからであ
る。 (2) 接続子６を製作する場合、長さ寸法を厳重
に測定管理する必要がある。 これは、上記(1)項と同様の不具合を生じるか
らである。 (3) 接合部分が多く複雑な構造となつて、組立作
業において誤りを発生する恐れがある。 (4) 接合部の銀ろう付け状態の目視管理は不可欠
となるが、この管理は銀ろう付けの外部状態の
みで重要となる内部状態については不可能であ
る。このため、機械的強度を大きくして信頼性
の向上を図ることが困難となり、多数回の開閉
遮断が繰返されると、電極間に加わる衝撃力の
伝達で、接合部７や８が破壊するという不具合
を生じる恐れがある。 一方、接続子６と主電極３の接触面積は、通
電容量に影響を及ぼす。ところが、この接続子
６は、経済的な理由から円柱状のものが用いら
れているので、この直径がコイル電極４の円周
部４ｂの幅Ｗによつて制約されてしまい、主電
極３との接触面積を通電容量に対し十分確保す
ることができない。まだ、接合部の銀ろう付け
強度を大きくするためには、接続子６の銀ろう
付け面積、すなわち接合面積を大きくすること
が必要である。しかしながら、接合部面積を大
きくすることは、銀ろう付け強度を大きくする
点で好ましが、アークを制御するための磁界分
布や磁界強度に関係する通電路の有効距離を短
かくすることになり、遮断性能の点で不利とな
る。反対に、コイル電極４の有効距離を長くす
ると、銀ろう付けする接合部面積が十分確保で
きず、主電極３からコイル電極４の脱落を助長
しやすくしてしまう。 〔発明の目的〕 本発明は、上記した事情に鑑みてなされたもの
で、電極の機械的強度を増大し、信頼性を向上し
た高品質の真空バルブを提供することを目的とす
るものである。 〔発明の概要〕 本発明は、絶縁円筒の両端開口部をそれぞれ端
板で閉鎖した真空容器の内部に、主電極の背部に
中央から半径方向に放射状に伸びる腕部および円
周方向に伸びる外周部から成るコイル電極を備え
た一対の電極が接離自在に配設される真空バルブ
において、コイル電極を、外周部の終端部に主電
極側に段状で突出するとともにその上面を主電極
と銀ろう付けで接合する突出部を設け、コイル電
極の平坦度の精度を向上して、接合部の機械的強
度を増大し、信頼性の向上を図つたものである。 〔発明の実施例〕 以下、本発明の真空バルブの一実施例を図面を
参照して説明する。なお、第７図および第８図と
同一部分には同一符号を付し、重複した説明は省
略する。第１図乃至第５図において、真空バルブ
１０は、例えばセラミツクのような絶縁材から形
成された絶縁円筒１１の両端開口にそれぞれに端
板１２ａおよび１２ｂを気密に設けて10-4Torr
以下の真空にした真空容器１３と、この真空容器
１３の内部に接離自在となるように配設した一対
の縦磁界電極１４および１５で構成され、この縦
磁界電極１４に一端を固着した通電軸（固定通電
軸）１６は、端板１２ａを気密に貫通して一方の
電路を構成し、縦磁界電極１５に一端を固着した
通電軸（可動通電軸）１７は、ベローズ１８を介
して端板１２ｂに取付けられ、他方の電路を形成
すると共に操作機構（図示しない）に駆動され、
真空を保持しながら軸方向の移動を自在としてい
る。また、真空容器１３内には、縦磁界電極１４
および１５を包囲するように形成したアークシー
ルド１９が取付けられており、電流遮断時に縦磁
界電極１４および１５から発生する金属蒸気によ
り絶縁円筒１１の内壁が汚損するのを防止してい
る。 しかして、縦磁界電極１４は、主電極３と、こ
の主電極３の背部に設けたコイル電極２０から構
成されており、電流遮断時に発生するアークに平
行の磁界が印加される構造となつている。なお、
縦磁界電極１５も同様の構成となつている。 上記したコイル電極２０は、中央から半径方向
に放射状に伸びる腕部２０ａと、円周方向に円弧
状に伸びる外周部２０ｂと、この外周部２０ｂの
終端部を主電極３側に段状に突出させた突出部２
０ｃから構成されており、主電極３とはこの突出
部２０ｃの上面で銀ろう付けにより接合（符号２
１は接合部を示す）される。なお、このような構
成のコイル電極２０は、プレスによる塑性変形加
工で容易に製作することができる。 ここで、上記した突出部２０ｃは、段部の寸法
Ｙを外周部２０ｂの厚さＴに対し10〜70％とす
る。これは、銀ろうの板厚や塑性変形の強度との
関係からである。また、主電極３に接合される上
面の面積すなわち接合部面積を、外周部２０ｂの
断面積（WXT）すなわち通電路断面積の1.0〜
1.6倍となるようにする。これは次の実験に基ず
くものである。 すなわち、外径42mm、外周部４ｂの厚さＴを
5.6mm、幅Ｗを７mmとしたコイル電極４を純銅材
から製作し、このコイル電極４を直径７mm、長さ
1.5mmの円柱状とした接続子６を介在させて、外
径42mm、厚さ４mmとし0.5％Bi−Cu合金材から製
作した主電極３に72％Ag−Cuよりなる銀ろうを
用いて接合した磁界電極１および２を製作し、こ
れらを真空容器（真空容器１３と同じ構成）に配
設して真空バルブを製作した。この真空バルブを
比較例３とする。 これに対し、第６図に示すように主電極３に接
合する突出部２０ｃの上面２０ｄの面積すなわち
接合部面積を、外周部２０ｂの断面積すなわち通
電路面積に対し0.75〜2.25倍まで変化させたコイ
ル電極２０を純銅材から製作し、このコイル電極
２０を上記比較例３と同様の主電極３に同じ銀ろ
うを用いて接合した縦磁界電極１４および１５を
製作し、これらを真空容器１３に配設して真空バ
ルブを製作した。この真空バルブを比較例１およ
び２、実施例１〜３とする。 しかして、これらの比較例と実施例について衝
撃試験と遮断試験を行い、次の表に示す結果を得
た。 ここで、衝撃試験は、真空バルブの通電軸に
500Kgの衝撃荷重（衝撃負荷時間1000μsec）を102
回付加し、接合部の脱落した個数を真空バル10個
について評価した。また、遮断試験は、6KV−
12.5KAの電力を遮断させたもので、接続子６を
用いた真空バルブの遮断特性を100％として他の
真空バルブと比較した。
本発明は、以上のように構成されているから、
電極の機械的強度を電気的性能を損なうことなく
増大し、信頼性を向上するとともに経済的にも有
利とした真空バルブを提供することができる。
電極の機械的強度を電気的性能を損なうことなく
増大し、信頼性を向上するとともに経済的にも有
利とした真空バルブを提供することができる。
第１図は本発明の真空バルブの一実施例を示す
断面図、第２図は本発明の一実施例の要部を示す
平面図、第３図は第１図のＡ矢印方向に見た正面
図、第４図は第１図のＢ−Ｏ−Ｂ線に沿つて切断
し矢印方向に見た断面図、第５図は第１図のＣ−
Ｃ線に沿つて切断し矢印方向に見た断面図、第６
図は本発明の第２図と異なる要部を示す斜視図、
第７図は従来の真空バルブの電極を示す平面図、
第８図は第７図のＡ−Ｏ−Ａ線に沿つて切断し矢
印方向に見た断面図である。 ３……主電極、１３……真空容器、１４，１５
……電極、２０……コイル電極、２０ａ……腕
部、２０ｂ……外周部、２０ｃ……突出部。
断面図、第２図は本発明の一実施例の要部を示す
平面図、第３図は第１図のＡ矢印方向に見た正面
図、第４図は第１図のＢ−Ｏ−Ｂ線に沿つて切断
し矢印方向に見た断面図、第５図は第１図のＣ−
Ｃ線に沿つて切断し矢印方向に見た断面図、第６
図は本発明の第２図と異なる要部を示す斜視図、
第７図は従来の真空バルブの電極を示す平面図、
第８図は第７図のＡ−Ｏ−Ａ線に沿つて切断し矢
印方向に見た断面図である。 ３……主電極、１３……真空容器、１４，１５
……電極、２０……コイル電極、２０ａ……腕
部、２０ｂ……外周部、２０ｃ……突出部。
Claims (1)
- １ 絶縁円筒の両端開口部をそれぞれ端板で閉鎖
した真空容器の内部に、主電極の背部に中央から
半径方向に放射状に伸びる腕部および円周方向に
伸びる外周部から成り、アークを拡散させるため
の軸方向磁界を発生するコイル電極を備えた一対
の電極が接離自在に配設される真空バルブにおい
て、前記コイル電極を、前記外周部の終端部に前
記主電極側に段状に突出するとともに、その上面
を前記外周部の断面積に対し1.0〜1.6倍の面積と
して前記主電極と銀ろう付けで接合する突出部を
設けて構成したことを特徴とする真空バルブ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27514185A JPS62136726A (ja) | 1985-12-09 | 1985-12-09 | 真空バルブ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27514185A JPS62136726A (ja) | 1985-12-09 | 1985-12-09 | 真空バルブ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62136726A JPS62136726A (ja) | 1987-06-19 |
| JPH0474812B2 true JPH0474812B2 (ja) | 1992-11-27 |
Family
ID=17551258
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27514185A Granted JPS62136726A (ja) | 1985-12-09 | 1985-12-09 | 真空バルブ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62136726A (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS594412Y2 (ja) * | 1977-10-11 | 1984-02-08 | 日新電機株式会社 | ア−ク回転形しゃ断器の駆動コイル装置 |
-
1985
- 1985-12-09 JP JP27514185A patent/JPS62136726A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62136726A (ja) | 1987-06-19 |
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Legal Events
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| EXPY | Cancellation because of completion of term |