JPS6347217B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、真空インタラプタに係り、特にしや
断時生じるアークに平行な磁界を印加せしめるコ
イル電極を備えた真空インタラプタに関するもの
である。

従来、しや断性能の向上を図ることを目的とし
て、アークに平行な磁界所謂軸方向磁界（縦磁
界）を印加する真空インタラプタが提供されてお
り、磁界発生のためのコイルはアークを発生する
接離自在な一対の接点電極の背部に各々設けられ
て成るのが一般的である。

この種、軸方向磁界印加式の真空インタラプタ
における従来の一例を第１図及び第２図に示す。
図において１は真空容器であり、ガラス又はセラ
ミツクスから成る絶縁筒１１ａ，１１ｂと、この
絶縁筒１１ａ，１１ｂの軸方向の両端を封止する
金属から成る端板１２，１３とで構成されてい
る。そして端板１２に気密に貫通固定されたリー
ド棒２ａの内端部には、コイル電極４ａを介して
接点電極３ａが設けてある。また他方の端板１３
には、リード棒２ｂがベローズ１４を介して気密
に貫通されて可動自在に設けられ、このリード棒
２ｂの内端部には、コイル電極４ｂを介して接点
電極３ｂが設けられている。

前記各コイル電極４ａ，４ｂの部分は、第２図
に示す如く構成されており、固定側となるコイル
電極４ａにて説明すると、このコイル電極４ａ
は、リード棒２ａから半径方向外方に延びる複数
の腕４１と、各腕４１の外端部に一端が接続され
た複数の円弧部４２とで構成され、且つ各円弧部
４２の先端は接続導体４３を介して接点電極３ａ
の背部に接続されている。これによつてリード棒
２ａと接点電極３ａとの間においてコイル電極４
ａにより、電流をリード棒２ａを囲繞するループ
電流に変えて接点電極３ａ，３ｂに直交する方
向、つまり軸方向の磁界（アークに平行な磁界）
を発生するように成している。

第１図において、１５は中間シールド、１６ａ
及び１６ｂは補助シールド、１７はベローズシー
ルドであつて各々非磁性のステンレス鋼から成る
シールド体であり、一対の接点電極３ａ，３ｂか
ら飛散する金属蒸気を補捉すると共に電界緩和を
図るものである。

そして一方の接点電極３ｂが図中においてリー
ド棒２６を介して上下動することによつて、他方
の接点電極３ａに接離し、これにより電路の投入
及びしや断が行なわれるものである。

ところで、前述したような構成から成る真空イ
ンタラプタにあつては、軸方向磁界を発生させる
コイル電極４ａ，４ｂが、接点電極３ａ，３ｂの
背部に位して設けられているので、コイル電極４
ａ，４ｂを一方の接点電極３ａ，３ｂの背部に設
けるのみでは、アークに対して平行（直線的）な
磁界を印加することが困難であつて、相手側の接
点電極側にあつては、磁界の一部が湾曲したもの
となつてしまう。この結果、アークに効果的な軸
方向磁界が印加されないこととなり、アーク分散
効果が薄れてアークが集中しやすくなるといつた
問題が生ずる。

よつてこのようなことから、前述のようにコイ
ル電極４ａ，４ｂは、アーク柱の軸方向両側に位
する如く、一対の接点電極３ａ，３ｂの背部に
各々設けられ、この両コイル電極４ａ，４ｂによ
る合成磁界を形成して効果的にアークを分散する
ように成されているものである。

しかしながら、接離する一対の接点電極３ａ，
３ｂの背部に各々コイル電極４ａ，４ｂを設けて
成るものであるから、可動側の接点電極３ｂの背
部に設けているコイル電極４ｂはしや断時におい
て移動するために他方のコイル電極４ａとの間隔
は広がることになる。このためにしや断時に電極
間々隔が広がるにつれて合成磁界は次第に減衰す
ることになり、分散していたアークは磁界の減衰
に基因して、しや断時の中期から終期において集
中化し、しや断不能に至るといつた問題があつ
た。

このために、離間移動する一対の接点電極３
ａ，３ｂに、各々コイル電極４ａ，４ｂを設けて
成る真空インタラプタによるしや断性能（しや断
容量）の向上には限界があつた。

また、一対の接点電極３ａ，３ｂの背部に各々
コイル電極４ａ，４ｂを設けることは、部品点数
が多くなつて接合（ろう付け）箇所が増し、耐久
性が悪いといつた問題があり、しかも、特に可動
側がコイル電極４ｂを備えていることによつて可
動重量が増し、衝撃が大きくなつて耐久性が低下
するといつた問題があつた。

本発明は、上述のような軸方向磁界を印加する
形式の真空インタラプタにおける前記問題点を解
決することにより、しや断性能の向上を図り、且
つ小形化を図つた真空インタラプタを提供するこ
とを目的としたものである。

次に本発明の一実施例を第３図ないし第５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これ
と同等品を示すものであるから、これらの詳細な
説明は省略する。

すなわち、真空容器１は、非磁性のステンレス
鋼から成る金属円筒１０と、この金属円筒１０の
軸方向の両側に配置した絶縁筒１１ａ及び１１ｂ
とで構成されている。そして真空容器１内で且つ
金属円筒１０の軸方向両端部には、非磁性のステ
ンレス鋼から成る略筒状のシールド１５ａ，１５
ｂが設けられており、これらシールド１５ａ，１
５ｂは各々絶縁筒１１ａ，１１ｂ側に延びると共
にリード棒２ａ，２ｂを囲繞する如く配置されて
いる。

固定側のリード棒２ａの内端部には、コイル電
極５と接点電極３ａとが設けられている。このコ
イル電極５は、前記真空容器１を形成する金属円
筒１０の内側部位に位して収納配置されると共
に、接点電極３ａを囲繞し、且つ可動側のリード
棒２ｂの内端部に設けた接点電極３ｂをもしや断
時（第３図に示す状態）においてなおかつ囲繞す
る如く設けられている。

前記固定側のリード棒２ａ、コイル電極５及び
接点電極３ａの構成を第４図及び第５図に基づい
て詳細に説明すると、リード棒２ａの内端部は、
半円状の段付形状に成されて、突部２１と低部２
２とが形成されている。低部２２には、凹穴２３
が設けられて後述するコイル電極５との間に介在
される高抵抗体（例えば非磁性のステンレス鋼、
インコネル合金、セラミツクス）から成るスペー
サ２４が埋設結合されるように成されている。一
方突部２１は、コイル電極５に直接結合されて電
略を形成するものである。

そして、コイル電極５は、１箇所にスリツト５
２を具備して略円筒状に形成されたコイル本体５
１と、該コイル本体５１の円弧方向の両端部５
３，５４の部位から半径方向内方に延び且つ平行
配置された一対の腕５５及び５６とで構成されて
いる。この一対の腕５５，５６は、コイル本体５
１の軸方向の一端側（後述する厚肉部５１ｂ側）
の部位に設けてある。

前記一方の腕５６の内端部近傍で且つ一方の面
（第４図中上方側）には、前記リード棒２ａとの
接続の際に介在される前記スペーサ２４が埋設さ
れる凹穴５７が設けてある。また他方の腕５５の
内端部近傍で、且つ一方の面（第４図中下面側）
には、後述する接点電極３ａとの間に介在される
高抵抗体からなるスペーサ３５が埋設結合される
凹穴５８が設けてある。

接点電極３ａは、背面（相手接点電極３ｂと接
触する反対面）側に接続体３１を具備しており、
この接続体３１の端部は、半円状の段付形状に成
されて突部３２と、低部３３とが形成されてい
る。突部３２は前記コイル電極５の一方の腕５６
の内端部に直接結合されて電路を形成するもので
ある。また低部３３には前記コイル電極５の他方
の腕５５との間に介在される前記スペーサ３５が
埋設固定される凹穴３４が設けてある。

なお、各図中において符号５９は、コイル電極
５の補強体であり、コイル電極５の具備するスリ
ツト５２に対応した切欠５９ａを具備すると共に
リング状に形成されている。またこの補強体５９
は、非磁性のステンレス鋼又はインコネル合金に
て形成されている。

しかして本発明の最も特徴とする点は、前記コ
イル電極５を形成するコイル本体５１の断面形状
にある。すなわち、コイル本体５１は、略円筒状
の薄肉部５１ａと厚肉部５１ｂとを備えて形成さ
れ、且つ内側を階段状にした断面形状に形成され
ている。そして薄肉部５１ａは一対の接点電極３
ａ，３ｂを共に囲繞する如く配置され、また厚肉
部５１ｂは固定側の接点電極３ａの側部（薄肉部
５１ａと厚肉部５１ｂとの境界面５１ｃが接点電
極３ａの表面と同レベルの位置）又は背部側（リ
ード棒２ａ側）に位する如く配置されている。そ
して、コイル本体５１の断面中心（換言すれば重
心）が厚肉部５１ｂ内すなわち固定側の接点電極
３ａの背面側に位する如く形成されている。

このコイル本体５１の断面形状における寸法関
係の一例を示すと、薄肉部５１ａの厚み寸法
（ｔ）と厚肉部５１ｂの厚み寸法（Ｔ）との寸法
関係は、ｔ≦0.5Tとされ、また薄肉部５１ａの
軸方向寸法(l)と一対の接点電極３１ａ，３１ｂの
開極寸法(G)との関係は、ｌ＞Ｇとされる。そして
コイル本体５１の断面中心（重心）が厚肉部５１
ｂ内に位する如くコイル本体５１の軸方向の寸法
（高さ寸法）Ｌは所定の長さとされるものである。

上記のようにコイル本体５１の内側断面形状を
階段状にすることにより、その形状効果によつて
電流は主に厚肉部５１ｂを流れ、この電流によつ
て発生される磁束は薄肉部５１ａで整えられ、第
４図中に曲線Ｈで示す如く、コイル本体５１の内
側の形状に沿つたものとなる。これによつて一対
の接点電極３ａ，３ｂ間における磁界は、コイル
本体が単純な断面方形状のものから成るものに比
較して一層軸方向に平行なものとなり、且つ接点
電極間における磁束密度の改善が図れるものであ
る。

次に前述のように構成された真空インタラプタ
における電流の流れを説明すると、電流が固定側
のリード棒２ａ側から入るとすれば、リード棒２
ａ下端部の突部２１を介してコイル電極５の一方
の腕５５に流れ、そしてコイル本体５１の巻方向
の一端５３に流れ、且つコイル本体５１をループ
状に流れて他端５４に至り、次に他方の腕５６を
介して接続導体３１の突部３２に至ると共に、接
点電極３ａ及び３ｂ（しや断時にはアークを介し
て）を経て可動側のリード棒２ｂに至るものであ
り、前記コイル本体５１を電流がループ状に流れ
ることによつて軸方向磁界を発生するものであ
る。

以上の説明から明らかなように本発明にあつて
は以下に述べるような種々の効果を奏するもので
ある。

一対の接点電極３ａ，３ｂを囲繞する如く略
筒状のコイル電極５を設けており、しかもこの
コイル電極５を形成するコイル本体５１は略筒
状の薄肉部５１ａと厚肉部５１ｂとを備えて内
側を階段状にした断面形状に成されており、更
に薄肉部５１ａが一対の接点電極３ａ，３ｂを
囲繞し、厚肉部５１ｂが一方の接点電極３ａの
側部又は背面側に位置するように構成されてい
るので、 ａ○ コイル電極５によつて発生する磁界は、コ
イル本体５１の内側の階段形状に沿つたもの
となつて、一層軸方に平行な磁界が得られて
磁束密度の改善が図れ、よつてアークの分散
効果が向上ししや断性能の向上が図れる。

ｂ○ コイル本体５１の薄肉部５１ａが一対の接
点電極３ａ，３ｂを囲繞するものであるか
ら、コイル本体５１の薄くなつた分に相当し
て接点電極３ａ，３ｂに接近して設けること
ができ、且つ厚肉部５１ｂの肉厚により通電
容量を増すことでコイル本体５１を小径なも
のにすることができ、結果真空インタラプタ
の小形化が図れるものである。

またコイル電極５は、固定側のリード棒２ａ
の内端部に固定してあり、且つしや断時におい
ても固定及び可動側の一対の接点電極３ａ，３
ｂを共に囲繞しているので、しや断時に可動側
の接点電極３ｂが移動しても、アークに印加す
る磁界が減衰することはなく、しや断性能の向
上が図れる。

可動側にはコイル電極を設けていないので、
可動側部材は軽量となり、投入及びしや断時に
おける操作力が小さくて良く、且つ衝撃力は小
さいので操作装置の小形化及び真空インタラプ
タの耐久性の向上が図れる。

真空容器１の一部を金属容器１０にて形成
し、この部分にコイル電極５が配置されるよう
に構成すれば、真空容器１の径方向の縮小化が
図れるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の真空インタラプタの断面図、第
２図は第１図のＡ―Ａ線断の斜視図、第３図は本
発明の実施例に係る真空インタラプタの断面図、
第４図及び第５図は第３図のコイル電極部の拡大
図及び分解斜視図である。 ２ａ，２ｂ…リード棒、３ａ，３ｂ…接点電
極、５…コイル電極、５１…コイル本体、５１ａ
…薄肉部、５１ｂ…厚肉部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 内端部に接離自在な接点電極３ａ，３ｂを具
   備する一対の固定及び可動側のリード棒２ａ，２
   ｂを具備し、且つ一対の接点電極３ａ，３ｂ間に
   生ずるアークと平行な磁界を発生させるコイル電
   極を備えて成る真空インタラプタにおいて、前記
   一対の接点電極３ａ，３ｂのうちの固定側となる
   一方の接点電極３ａをリード棒２ａの内端部に電
   気的に離隔して設け、前記コイル電極５を、略円
   筒状で内壁側を階段状として厚肉部５１ｂと薄肉
   部５１ａを形成するとともに、厚肉部５１ｂ側に
   中心から半径方向に延び且つ平行に配置された一
   対の腕５５，５６を設けて前記厚肉部５１ｂを主
   な通電部、薄肉部５１ａを厚肉部で作る磁束をア
   ークと平行な磁界に整えるようにしたコイル本体
   ５１にて構成し、且つ前記薄肉部５１ａの部分が
   前記一対の接点電極３ａ，３ｂに対向する如く前
   記コイル電極５を一対の接点電極３ａ，３ｂに囲
   繞せしめて設け、前記コイル本体５１の一方の腕
   ５５は前記リード棒２ａに接続し、他方の腕５６
   は前記接点電極３ａに接続して構成したことを特
   徴とする真空インタラプタ。