JPH07123016B2 - 回路遮断器用真空ボトル - Google Patents
回路遮断器用真空ボトルInfo
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- JPH07123016B2 JPH07123016B2 JP62082174A JP8217487A JPH07123016B2 JP H07123016 B2 JPH07123016 B2 JP H07123016B2 JP 62082174 A JP62082174 A JP 62082174A JP 8217487 A JP8217487 A JP 8217487A JP H07123016 B2 JPH07123016 B2 JP H07123016B2
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Classifications
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
- H01H33/60—Switches wherein the means for extinguishing or preventing the arc do not include separate means for obtaining or increasing flow of arc-extinguishing fluid
- H01H33/66—Vacuum switches
- H01H33/662—Housings or protective screens
- H01H33/66238—Specific bellows details
-
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Description
【発明の詳細な説明】 本発明は真空回路遮断器用の真空ボトルに係る。
真空回路遮断器及び真空ボトルは公知である。典型的に
は、真空回路遮断器は真空内で電気アークを遮断する。
回路が一旦遮断されると、回路電圧に耐えるのに必要な
開放接点間距離は電気または絶縁ガス中で動作する回路
遮断器に比較して短くてすむ。このことは接点を閉じる
ための移動距離が比較的短かくてよいことを意味し、こ
のため真空ボトルのサイズは小さい。
は、真空回路遮断器は真空内で電気アークを遮断する。
回路が一旦遮断されると、回路電圧に耐えるのに必要な
開放接点間距離は電気または絶縁ガス中で動作する回路
遮断器に比較して短くてすむ。このことは接点を閉じる
ための移動距離が比較的短かくてよいことを意味し、こ
のため真空ボトルのサイズは小さい。
多くの場合、真空遮断器はニッケル、鉄及び／またはコ
バルトを適当に組合わせた材料から成る金属製エンドキ
ャップまたはヘッダを備えた円筒形の背の高いアルミナ
・セラミックまたは類似の材料から成る絶縁ケースを含
む。固定金属電極がセラミック円筒内に突出し、電気的
かつ機械的に一方のエンドキャップと接続され、可動金
属電極が他方のエンドキャップを貫通する。可動金属電
極の一部とその金属エンドキャップの間に、ひだのある
比較的可撓性の円筒形金属ベローズを介在させ、かつろ
う接することにより、真空遮断器内の全域を真空化でき
るようにする。電極の閉及び開位置にそれぞれ対してベ
ローズが伸縮し、可動電極が移動する間、ベローズに囲
まれた真空チェンバの真空を保全する。ベローズは比較
的薄いステンレススチール板で形成されるのが普通であ
る。ステンレススチールは比較的腐蝕し難く、その耐用
寿命は比較的長い。また、ベローズはセラミック円筒の
内側空間を占めるのが普通である。可撓性が要求される
から、ベローズの材料は比較的薄い。ところが、ベロー
ズは真空チェンバ内にあって接点面に近接しているか
ら、回路遮断時アークが形成される時、接点開放動作に
伴うアークの光、熱及び副生成物の影響を直接受けるこ
とになる。アークの光、熱及び副生成物はベローズを劣
化させ、機能不全にするか、または破損させ、その結
果、遮断器の真空状態が破壊するおそれがある。従来、
この問題を解決するため、ベローズの周りにアーク発生
域との間に固定の金属シールドを配置してベローズを上
記の好ましくない事象から保護した。シールドの例は19
84年５月１日付樫本等の米国特許第4,446,346号“Vacuu
m Interrupter（真空遮断器）”に開示されている。し
かし、シールドもベローズも真空チェンバ内の空間を占
有し、かつどちらも導電性である。本発明の目的は真空
チェンバ内にはベローズまたはシールドを持たない比較
的小型の真空遮断器用ボトルを提供することにある。
バルトを適当に組合わせた材料から成る金属製エンドキ
ャップまたはヘッダを備えた円筒形の背の高いアルミナ
・セラミックまたは類似の材料から成る絶縁ケースを含
む。固定金属電極がセラミック円筒内に突出し、電気的
かつ機械的に一方のエンドキャップと接続され、可動金
属電極が他方のエンドキャップを貫通する。可動金属電
極の一部とその金属エンドキャップの間に、ひだのある
比較的可撓性の円筒形金属ベローズを介在させ、かつろ
う接することにより、真空遮断器内の全域を真空化でき
るようにする。電極の閉及び開位置にそれぞれ対してベ
ローズが伸縮し、可動電極が移動する間、ベローズに囲
まれた真空チェンバの真空を保全する。ベローズは比較
的薄いステンレススチール板で形成されるのが普通であ
る。ステンレススチールは比較的腐蝕し難く、その耐用
寿命は比較的長い。また、ベローズはセラミック円筒の
内側空間を占めるのが普通である。可撓性が要求される
から、ベローズの材料は比較的薄い。ところが、ベロー
ズは真空チェンバ内にあって接点面に近接しているか
ら、回路遮断時アークが形成される時、接点開放動作に
伴うアークの光、熱及び副生成物の影響を直接受けるこ
とになる。アークの光、熱及び副生成物はベローズを劣
化させ、機能不全にするか、または破損させ、その結
果、遮断器の真空状態が破壊するおそれがある。従来、
この問題を解決するため、ベローズの周りにアーク発生
域との間に固定の金属シールドを配置してベローズを上
記の好ましくない事象から保護した。シールドの例は19
84年５月１日付樫本等の米国特許第4,446,346号“Vacuu
m Interrupter（真空遮断器）”に開示されている。し
かし、シールドもベローズも真空チェンバ内の空間を占
有し、かつどちらも導電性である。本発明の目的は真空
チェンバ内にはベローズまたはシールドを持たない比較
的小型の真空遮断器用ボトルを提供することにある。
この目的に鑑み、本発明はベローズが真空遮断器ボトル
の内側部分ではなく外側部分を形成し、従って、真空チ
ェンバ内の空間を占有しない比較的小さい、即ち、小型
の真空回路遮断器用ボトルを提案する。本発明では、ベ
ローズの一端を可動接点シャフトと直接接続し、他端を
円筒形セラミック絶縁部材と直接接続する。セラミック
絶縁部材の他端は内側部分として真空遮断器の固定接点
を有する金属殻体と接続する。セラミック殻体の内側部
分にはベローズの内側部分のためのシールド部材として
作用するような形状を与える。
の内側部分ではなく外側部分を形成し、従って、真空チ
ェンバ内の空間を占有しない比較的小さい、即ち、小型
の真空回路遮断器用ボトルを提案する。本発明では、ベ
ローズの一端を可動接点シャフトと直接接続し、他端を
円筒形セラミック絶縁部材と直接接続する。セラミック
絶縁部材の他端は内側部分として真空遮断器の固定接点
を有する金属殻体と接続する。セラミック殻体の内側部
分にはベローズの内側部分のためのシールド部材として
作用するような形状を与える。
本発明の利点はベローズが別設の金属シールドを必要と
せず、あるいはこれを内側に設ける必要もないから、比
較的小さい真空回路遮断器用ボトルの実現が可能となる
ことにある。従って、比較的小さいモータ接触器などが
真空遮断器を利用できるようになる。
せず、あるいはこれを内側に設ける必要もないから、比
較的小さい真空回路遮断器用ボトルの実現が可能となる
ことにある。従って、比較的小さいモータ接触器などが
真空遮断器を利用できるようになる。
以下、添付図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明
する。
する。
第１、２及び３図には小型真空ボトル10を示した。以下
に真空ボトルと略称する小型真空ボトル10は比較的小型
の装置、例えばスイッチ、回路遮断器、モータ接触器な
どに組込むことができる。具体的には、真空ボトル10は
固定接点部材またはヘッダ12及び可動接点部材またはヘ
ッダ14を具備する。固定接点部材12は導電性であり、回
路遮断器、スイッチ、接触器などの（図示しない）導体
または類似の導電部材を電気的かつ機械的に固定するた
めのボトル孔18を有する端子16を含む。可動接点部材14
も導電性であり、（同じく図示しない）可撓編組導線ま
たはその他の導電部材を接続するためのねじ付きボルト
孔20を含む。接点部材12から円筒形突起22を突出させ、
これに固定接点24を取り付ければよい。接点部材12は中
空の円筒形カップまたは殻部材26を含み、この部材26が
突起22及び接点24から間隔を保ちながらそれらを囲んで
真空チェンバ30のアーク遮断部を形成するように構成す
ればよい。可動接点部材14も導電性であり、接点24と補
完関係の接点36を取り付けるための細長い円筒形シャフ
ト32を含むように構成すればよい。また、縮径円筒状内
側軸方向中心部分40及び段付き外側軸方向部分42を有す
るセラミックなどから成る円筒状絶縁部材38を設ける。
絶縁部材38の段付き外側部分は絶縁部材38の外面の沿面
パスを増大させることによって接点部材12、14間の外部
電圧破壊を軽減する。セラミック部材38を接点部材12の
カップまたは殻部分26と軸整列させ、ろう接などによっ
て前記部分26に固定（44）することによって真空ボルト
10の本体の細長部分を形成する。さらに、可撓性の金属
性中空円筒ベローズ46の一端をセラミック部材38にろう
接し（48）、他端を可動接点部材14の唇状部にろう接す
る（50）。ベローズ46は取り付けられる接点部材14が固
定接点12にむかって移動し、逆にこれから離脱するのに
伴って伸縮するひだまたはコンボリュウションを形成す
るピーク52及び谷54を具備する。可動接点部材14、接点
部材14とベローズ46の間の真空保持シール50、ベローズ
46、ベローズ46とセラミック部材38の間の真空保持シー
ル、セラミック部材38、セラミック部材38と固定接点部
材12の間の真空保持シール44及び固定接点部材12で構成
される包囲体内の全容積が真空ボトル10の真空化部分を
画定する。接点部材14が回路遮断スイッチ、接触器など
に組込まれた適当な操作機構（図示しない）によって軸
方向Ａに駆動されると、ベローズ46が圧縮され、接点36
が接点24と衝合して、端子16と接続する導体と接点部材
14と接続する導体との間の回路を閉じる。回動接点部材
14が操作機構によって方向Ｂに駆動されると、接点36が
接点34から離脱して回路を遮断する。これと同時に真空
のアーク・チェンバ30内にアークが形成されるのが普通
である。アークの熱、光及び副生成物はシャフト32及び
セラミック部材38の内側通路40を囲む厚いセラミック材
によってベローズ46の内側部分に作用しないように阻止
される。従って、ベローズ46の内側を保護するシールド
を別設する必要はない。
に真空ボトルと略称する小型真空ボトル10は比較的小型
の装置、例えばスイッチ、回路遮断器、モータ接触器な
どに組込むことができる。具体的には、真空ボトル10は
固定接点部材またはヘッダ12及び可動接点部材またはヘ
ッダ14を具備する。固定接点部材12は導電性であり、回
路遮断器、スイッチ、接触器などの（図示しない）導体
または類似の導電部材を電気的かつ機械的に固定するた
めのボトル孔18を有する端子16を含む。可動接点部材14
も導電性であり、（同じく図示しない）可撓編組導線ま
たはその他の導電部材を接続するためのねじ付きボルト
孔20を含む。接点部材12から円筒形突起22を突出させ、
これに固定接点24を取り付ければよい。接点部材12は中
空の円筒形カップまたは殻部材26を含み、この部材26が
突起22及び接点24から間隔を保ちながらそれらを囲んで
真空チェンバ30のアーク遮断部を形成するように構成す
ればよい。可動接点部材14も導電性であり、接点24と補
完関係の接点36を取り付けるための細長い円筒形シャフ
ト32を含むように構成すればよい。また、縮径円筒状内
側軸方向中心部分40及び段付き外側軸方向部分42を有す
るセラミックなどから成る円筒状絶縁部材38を設ける。
絶縁部材38の段付き外側部分は絶縁部材38の外面の沿面
パスを増大させることによって接点部材12、14間の外部
電圧破壊を軽減する。セラミック部材38を接点部材12の
カップまたは殻部分26と軸整列させ、ろう接などによっ
て前記部分26に固定（44）することによって真空ボルト
10の本体の細長部分を形成する。さらに、可撓性の金属
性中空円筒ベローズ46の一端をセラミック部材38にろう
接し（48）、他端を可動接点部材14の唇状部にろう接す
る（50）。ベローズ46は取り付けられる接点部材14が固
定接点12にむかって移動し、逆にこれから離脱するのに
伴って伸縮するひだまたはコンボリュウションを形成す
るピーク52及び谷54を具備する。可動接点部材14、接点
部材14とベローズ46の間の真空保持シール50、ベローズ
46、ベローズ46とセラミック部材38の間の真空保持シー
ル、セラミック部材38、セラミック部材38と固定接点部
材12の間の真空保持シール44及び固定接点部材12で構成
される包囲体内の全容積が真空ボトル10の真空化部分を
画定する。接点部材14が回路遮断スイッチ、接触器など
に組込まれた適当な操作機構（図示しない）によって軸
方向Ａに駆動されると、ベローズ46が圧縮され、接点36
が接点24と衝合して、端子16と接続する導体と接点部材
14と接続する導体との間の回路を閉じる。回動接点部材
14が操作機構によって方向Ｂに駆動されると、接点36が
接点34から離脱して回路を遮断する。これと同時に真空
のアーク・チェンバ30内にアークが形成されるのが普通
である。アークの熱、光及び副生成物はシャフト32及び
セラミック部材38の内側通路40を囲む厚いセラミック材
によってベローズ46の内側部分に作用しないように阻止
される。従って、ベローズ46の内側を保護するシールド
を別設する必要はない。
第４図には真空ボトル10′を利用する本発明の他の実施
例を示した。この実施例において固定接点部材12は第１
乃至第３図の接点部材12と同じであり、ベローズ46も同
じである。ただしベローズ46はこの実施例の場合、一端
をエンドキャップに直接ろう接（47）、他端をセラミッ
ク部材38に直接ろう接する（49）。セラミック部材38は
真空ボトル10′の開閉動作中、可動接点部材14′と共に
移動するように可動接点部材14′に真空保持態様に剛性
的に固定する。可動接点14′の細長いシャフト部材32′
にセラミックなどから成る電気絶縁性シールド部材58を
設けて固定接点部材12の円筒壁と共働させることによ
り、接点開放動作中に開口部60を狭くし、回路遮断器ま
たはボトル10′の回路遮断動作中に発生するアークの
光、熱及び副生成物からベローズ46の内部を保護する。
例を示した。この実施例において固定接点部材12は第１
乃至第３図の接点部材12と同じであり、ベローズ46も同
じである。ただしベローズ46はこの実施例の場合、一端
をエンドキャップに直接ろう接（47）、他端をセラミッ
ク部材38に直接ろう接する（49）。セラミック部材38は
真空ボトル10′の開閉動作中、可動接点部材14′と共に
移動するように可動接点部材14′に真空保持態様に剛性
的に固定する。可動接点14′の細長いシャフト部材32′
にセラミックなどから成る電気絶縁性シールド部材58を
設けて固定接点部材12の円筒壁と共働させることによ
り、接点開放動作中に開口部60を狭くし、回路遮断器ま
たはボトル10′の回路遮断動作中に発生するアークの
光、熱及び副生成物からベローズ46の内部を保護する。
再び第１図において、ステンレススチール製ベローズ46
と可動接点部材14との真空保持界面は例えば公知の態様
でろう接することによって形成する。接点部材14の材料
としては、例えば熱膨張係数がステンレススチール製ベ
ローズ46の熱膨張係数に近いニッケル、鉄及び／または
コバルトの組合わせたものを使用する。珪素銅共晶ろう
接材がその融点である780℃以上の温度まで上昇するろ
う接作業のあとベローズ46及び接点部材14が室温に低下
するのに伴って起こるこの両部材の縮径の大きさはほぼ
同程度であるから、縮径差の結果として両部材が互いに
他方の部材に機械応力を作用させることがない。この構
成はベローズ46が比較的剛性でその壁が厚い場合にも応
用できる。
と可動接点部材14との真空保持界面は例えば公知の態様
でろう接することによって形成する。接点部材14の材料
としては、例えば熱膨張係数がステンレススチール製ベ
ローズ46の熱膨張係数に近いニッケル、鉄及び／または
コバルトの組合わせたものを使用する。珪素銅共晶ろう
接材がその融点である780℃以上の温度まで上昇するろ
う接作業のあとベローズ46及び接点部材14が室温に低下
するのに伴って起こるこの両部材の縮径の大きさはほぼ
同程度であるから、縮径差の結果として両部材が互いに
他方の部材に機械応力を作用させることがない。この構
成はベローズ46が比較的剛性でその壁が厚い場合にも応
用できる。
尚、可動接点部材14,14′の形状は特に制限しない。
第１図は本発明の真空ボトルを一部切り欠いて示す側面
図。 第２図は第１図と同様の、ただし長手軸線を中心に90゜
回転させた真空ボトルの側面図。 第３図は第１及び２図の真空ボトルを第２図III−III線
に沿って示す断面図。 第４図は第２図と同様の、ただし本発明の他の実施例を
示す側面図。 12……固定接点部材 14……可動接点部材 24……固定接点 36……可動接点 46……ベローズ
図。 第２図は第１図と同様の、ただし長手軸線を中心に90゜
回転させた真空ボトルの側面図。 第３図は第１及び２図の真空ボトルを第２図III−III線
に沿って示す断面図。 第４図は第２図と同様の、ただし本発明の他の実施例を
示す側面図。 12……固定接点部材 14……可動接点部材 24……固定接点 36……可動接点 46……ベローズ
Claims (5)
- 【請求項１】第１の導電性接点と、第１導電性接点に対
して可動であり、細長いシャフト部分を有する第２の導
電性接点と、第１導電性接点に真空保持関係に固定され
て、回路遮断時に電気アークが形成される真空チェンバ
の一部を形成する中空電気絶縁性囲壁及びスペーサ装置
とを有する回路遮断器用真空ボトルであって、中空電気
絶縁性囲壁及びスペーサ装置がシャフト部分が貫通する
狭い内側通路と、電気絶縁性囲壁及びスペーサ装置と第
２導電性接点との間に真空保持関係に軸方向に取付けら
れて真空チェンバの残りの部分を形成すると共に、第２
導電性接点が第１導電性接点から離脱すると撓んでチェ
ンバ内における真空状態を維持する概ね中空の可撓ベロ
ーズとを有し、中空電気絶縁性囲壁及びスペーサ装置に
よりベローズの内部がアーク副生成物からシールドされ
るように狭い通路によってベローズから隔離された領域
に電気アークが形成されることを特徴とする回路遮断器
の真空ボトル。 - 【請求項２】中空電気絶縁性囲壁及びスペーサ装置がセ
ラミック材から成ることを特徴とする特許請求の範囲第
１項に記載の真空ボトル。 - 【請求項３】セラミックがアルミナを含むことを特徴と
する特許請求の範囲第２項に記載の真空ボトル。 - 【請求項４】ベローズが金属製であることを特徴とする
特許請求の範囲第１項に記載の真空ボトル。 - 【請求項５】金属がステンレススチールであることを特
徴とする特許請求の範囲第４項に記載の真空ボトル。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/848,370 US4672156A (en) | 1986-04-04 | 1986-04-04 | Vacuum interrupter with bellows shield |
| US848370 | 1997-04-30 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62241222A JPS62241222A (ja) | 1987-10-21 |
| JPH07123016B2 true JPH07123016B2 (ja) | 1995-12-25 |
Family
ID=25303078
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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