JPH0765677A - 真空バルブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 熱応力によるクラックの発生や開閉動作時の
衝撃力による剥離の発生を防ぎ、高信頼性の真空バルブ
を得る。 【構成】 絶縁円筒２の両端を気密封着して成る真空容
器５と絶縁補強筒10との間に、加熱により膨張し多孔性
部分に樹脂材料を含浸させた多孔性膨張エポキシＦＲＰ
層12を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、真空バルブに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、高電圧に対して優れた絶縁耐力を
有する高真空を利用し、この中で接点を開閉する際に生
じるアークを直ちに消弧させる真空バルブは、高電圧回
路を遮断するものとして広く使用されている。さらに、
真空バルブは高真空中で接点を開閉するので遮断に必要
な電極開閉距離を短くすることができ、このため小形化
が可能になる。

【０００３】ここで、代表的な真空バルブの断面図を図
２に示す。同図において、真空バルブ１は、例えばセラ
ミックス材から成る絶縁円筒２の両端開口部を固定側端
板３、可動側端板４により気密に封止して真空容器５を
形成し、固定軸６は固定側端板３に真空気密に固定さ
れ、可動軸７はベローズ８を介して可動側端板４に取り
付けられ、真空を保持したまま固定側と可動側の各々の
接点９ａ，９ｂの開閉ができるようになっている。

【０００４】一方、このような真空バルブ１は、上記し
た理由により接点９ａ，９ｂを収納する絶縁円筒２を小
形にすることができる。しかしながら、絶縁円筒２を小
形にするということは外側の絶縁沿面距離が短くなるこ
とを意味する。このため、大気中の汚損物（湿気、塵埃
等）が絶縁円筒２の外側表面に付着したような場合は耐
電圧が低下してしまい、外部閃絡が発生しやすくなる。
そこで、汚損条件を考慮し、真空容器の外側に例えばエ
ポキシ樹脂から成る絶縁外皮を注型によって一体に設け
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに絶縁外皮を真空容器の外側に直接形成した真空バル
ブでは、双方の材料の熱膨張係数の違いにより熱応力が
発生する。このため、真空バルブあるいは絶縁外皮にク
ラックが発生する。また、接点の開閉動作時の衝撃力に
よって界面が剥離する等の不具合が発生することもあ
り、信頼性が著しく低下する。本発明の目的は、熱応力
によるクラックの発生や開閉動作時の衝撃力による剥離
の発生を防いで信頼性を向上させた真空バルブを提供す
ることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段および作用】上記目的を達
成するために本発明は、絶縁容器の両端を気密封着して
成る真空容器内に接離可能な一対の電極を配設した真空
バルブにおいて、真空容器の外周に設けられる絶縁補強
筒と、絶縁補強筒と真空容器との間に設けられ加熱によ
り膨張する多孔性積層板とを有し、多孔性積層板の多孔
性部分に樹脂材料を含浸させるようにしたので、真空容
器と絶縁補強筒の界面の接着力が改善される。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。なお、従来と同様のものについては同一番号を
付して説明を省略する。図１は、本発明の一実施例を示
す真空バルブの断面図である。同図において、真空バル
ブ１に、予めエポキシ樹脂注型により製作された絶縁補
強筒10を組み込み、その隙間に例えば多孔性膨張エポキ
シＦＲＰ層12を形成する。これは、規定の長さに切断し
た短冊状の多孔性膨張エポキシ積層板（例えば、isovol
ta社のPOROMAT ME 0747 ）を配置し、約80℃〜100 ℃の
温度で膨張させる。一方、含浸樹脂としては、例えば、
日本チバガイギー社のＸＮ1135を主剤とし、硬化剤とし
て同じく日本チバガイギー社のＸＮ 1113の可とう性エ
ポキシ樹脂配合物を用いたものである。

【０００８】また、絶縁補強筒10はビスフェノールＡ型
エポキシ樹脂、例えば日本チバガイギー社のアラルダイ
トＧＹ260 を主剤とし、硬化剤に酸無水物、例えば日立
化成社の変性酸無水物硬化剤ＨＮ2200を用いた配合物、
充填材としてシリカ微粉末、例えば龍森社のクリスタラ
イト５Ｘと、平均繊維長50μｍのガラス短繊維、例えば
日本板硝子社のミルドファイバーＲＥＶ−７の混合物を
全体の50％以上になるように配合した注型樹脂組成物
に、硬化促進剤として第３級アミン、例えばＢＤＭＡを
規定量添加し、規定の条件で硬化することにより形成さ
れる。

【０００９】ここで、本実施例における真空バルブにつ
いて、この種の真空バルブの実用化のために重要な信頼
性試験であるヒートショック試験および加熱劣化試験の
結果を示す。

【００１０】実際に行ったヒートショック試験は、98〜
100 ℃の沸騰水中に１時間浸漬し、これを取りだした後
に直ちに０〜２℃の冷水中に１時間浸漬を１サイクルと
して10サイクルまで行った。また加熱劣化試験は、加速
劣化を考慮し、実使用温度＋α（115 ℃＋35℃＝150 ℃
とした）の温度中に1000Ｈｒ放置した。

【００１１】この条件における試験が終了した時点でイ
ンパルス耐電圧試験を実施し（真空バルブの定格電圧は
24ｋＶ、インパルス耐電圧試験の規格値は±125 ｋＶ／
３回以上とした）、異常の有無を調査したところ、規定
のインパルス耐電圧は十分に満足していた。

【００１２】この理由は、次のように考えられる。すな
わち、真空バルブ１の絶縁円筒５と絶縁補強筒10の隙間
に配置された多孔性膨張エポキシＦＲＰ層12が熱と樹脂
材料の含浸により膨張するため、真空容器５と絶縁補強
筒10には常に押し付けによる圧力が加わることになる。
このため、界面の接着力が改善されるわけである。な
お、押し付け圧力は、絶縁円筒５と絶縁補強筒10と積層
板厚さによって決まり、低温下でも圧力が保持できる様
にする。

【００１３】また、多孔性膨張エポキシ積層板はガラス
繊維を多量に含有しているため、多孔性膨張エポキシＦ
ＲＰ層12の熱膨張係数は小さい。このため、真空容器５
の熱膨張係数に近いことから急激なヒートショックを受
けても熱応力の発生が少なく、剥離しにくいと考えられ
る。

【００１４】さらに、多孔性膨張エポキシ積層板と可と
う性樹脂材料を組み合わせることにより、万が一多孔性
膨張エポキシ積層板に亀裂が発生しても、可とう性樹脂
材料により亀裂の先端が鈍化するために破壊靭性（Ｋｌ
ｃ）が大幅に改善され、ヒートショックに対する耐亀裂
性を向上させることができる。

【００１５】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、真空容器
の外周に設けられる絶縁補強筒と真空容器の間に加熱に
より膨張する多孔性積層板とを有し、この多孔性部分に
樹脂材料を含浸させたので、クラックや剥離の発生を防
ぎ、信頼性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す真空バルブの断面図。

【図２】代表的な真空バルブの断面図。

【符号の説明】

２…絶縁円筒、５…真空容器、10…絶縁補強筒、12…多
孔性膨張エポキシＦＲＰ層。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 清水 敏夫 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中工場内 (72)発明者 宮沢 孝幸 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中工場内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁容器の両端を気密封着して成る真空
   容器内に接離可能な一対の電極を配設した真空バルブに
   おいて、前記真空容器の外周に設けられる絶縁補強筒
   と、この絶縁補強筒と前記真空容器との間に設けられ加
   熱により膨張する多孔性積層板とを有し、この多孔性積
   層板の多孔性部分に樹脂材料を含浸させたことを特徴と
   する真空バルブ。