真空バルブおよびその製造方法
【課題】内面に複数の溝を設けて沿面距離を増大させる真空絶縁容器の製造を容易とする。
【解決手段】アルミナ磁器よりなる真空絶縁容器１と、真空絶縁容器１の両端開口部にそれぞれ封着された固定側封着金具２、可動側封着金具３と、固定側封着金具２に貫通固定された固定側通電軸４と、固定側通電軸４に固着された固定側接点５と、固定側接点５と接離自在の可動側接点６と、可動側接点６を固着するとともに、可動側封着金具３を移動自在に移動する可動側通電軸７と、可動側通電軸７の中間部に一方端が封着されるとともに、他方端が可動側封着金具３に封着された伸縮自在のベローズ８とを備え、真空絶縁容器１の内面に螺旋状の螺旋溝９を設けた真空バルブを提供する。
【解決手段】アルミナ磁器よりなる真空絶縁容器１と、真空絶縁容器１の両端開口部にそれぞれ封着された固定側封着金具２、可動側封着金具３と、固定側封着金具２に貫通固定された固定側通電軸４と、固定側通電軸４に固着された固定側接点５と、固定側接点５と接離自在の可動側接点６と、可動側接点６を固着するとともに、可動側封着金具３を移動自在に移動する可動側通電軸７と、可動側通電軸７の中間部に一方端が封着されるとともに、他方端が可動側封着金具３に封着された伸縮自在のベローズ８とを備え、真空絶縁容器１の内面に螺旋状の螺旋溝９を設けた真空バルブを提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、接離自在の一対の接点を有する真空バルブおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一対の接点を筒状の真空絶縁容器に収納した真空バルブは、真空の持つ優れた絶縁特性とアーク消弧特性から高電圧、大容量領域への適用が図られている。真空絶縁容器には、絶縁特性の優れたアルミナ磁器が用いられている。
【０００３】
一方、真空バルブで電流遮断を行うと、接点間から金属蒸気が拡散し、真空絶縁容器内面に付着して絶縁抵抗を低下させる。このため、接点間を包囲するようなアークシールドを設け、金属蒸気を捕捉することが行われている。また、真空絶縁容器の内面に、複数の環状の溝を設け、真空中の沿面距離を増大させるものがある。この溝は、真空絶縁容器がアルミナ粉末を成形、焼結して製造されることから、焼結後に機械加工により設けられている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
このように内面に溝を設ける真空絶縁容器では、筒状の容器を成形、焼結した後に機械加工をしていたので、工数が増加する問題があった。また、複数の環状の溝は、溝の間隔や深さなどが外部から容易に目視することができず、機械加工作業を困難としていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１７７１２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、内面に複数の溝を設けて真空中の沿面距離を増大させる真空絶縁容器を製造するにあたり、工数を低減し得る真空バルブおよびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、実施形態の真空バルブは、アルミナ磁器よりなる筒状の真空絶縁容器と、前記真空絶縁容器の両端開口部にそれぞれ封着された固定側封着金具、可動側封着金具と、前記固定側封着金具に貫通固定された固定側通電軸と、前記固定側通電軸に固着された固定側接点と、前記固定側接点と接離自在の可動側接点と、前記可動側接点を固着するとともに、前記可動側封着金具を移動自在に移動する可動側通電軸と、前記可動側通電軸の中間部に一方端が封着されるとともに、他方端が前記可動側封着金具に封着された伸縮自在のベローズとを備え、前記真空絶縁容器の内面に螺旋状の螺旋溝を設けている。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施例１に係る真空バルブの構成を示す断面図。
【図２】本発明の実施例１に係る真空絶縁容器の製造方法を説明する断面図。
【図３】本発明の実施例２に係る真空絶縁容器の構成を示す断面図。
【図４】本発明の実施例３に係る真空絶縁容器の構成を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００１０】
先ず、本発明の実施例１に係る真空バルブを図１、図２を参照して説明する。図１は、本発明の実施例１に係る真空バルブの構成を示す断面図、図２は、本発明の実施例１に係る真空絶縁容器の製造方法を説明する断面図である。
【００１１】
図１に示すように、アルミナ磁器よりなる筒状の真空絶縁容器１の両端開口部には、固定側封着金具２と可動側封着金具３が封着されている。固定側封着金具２の中央部には、固定側通電軸４が貫通固定され、真空絶縁容器１内の端部に固定側接点５が固着されている。固定側接点５に対向し、接離自在の可動側接点６が可動側付着金具３を移動自在に貫通する可動側通電軸７の端部に固着されている。可動側通電軸７の軸方向中間部には、伸縮自在の筒状のベローズ８の一方端が封着され、他方端が可動側封着金具３の中央開口部に封着されている。これにより、真空絶縁容器１内の真空を保って可動側通電軸７を軸方向に移動させることができる。
【００１２】
ここで、真空絶縁容器１内面には、軸方向に沿って螺旋状の溝を形成した螺旋溝９が設けられている。螺旋溝９は、少なくとも接点５、６で発生した金属蒸気が真空絶縁容器１内面に到達する金属蒸気到達領域に設けるものとする。到達領域は、おおよそ接点５、６を固着する固定側通電軸４端部から可動側通電軸７端部間となる。なお、図１では記載していないが、接点５、６を包囲するような筒状のアークシールドを設けたものでは、アークシールドの端部が対向する内面が到達領域となる。
【００１３】
次に、真空絶縁容器１の製造方法を図２を参照して説明する。
【００１４】
図２に示すように、成形金型は、外周に螺旋状の溝を形成した円柱状の内側金型１０と、円周方向が二分割された外側金型１１ａ、１１ｂで構成されている。先ず、内側金型１０の周りにバインダーを混合したアルミナ粉末を配置し、外側金型１１ａ、１１ｂを組合せ、所定圧力で圧縮する。
【００１５】
圧縮が完了すると、内側金型１０を螺旋状の溝に沿って回転させながら引き抜き、外側金型１１ａ、１１ｂを離型、開放する。得られた成形体を所定温度で焼結すれば、内面に螺旋溝９を設けた真空絶縁容器１を得ることができる。アルミナ粉末に水などを混合して液状にしたものでは、外側金型１１ａ、１１ｂを一体化し、内側金型１０との間に充填して成形体を作ることができる。
【００１６】
なお、両端開口部は、従来方法と同様に、封着金具２、３を封着するための機械加工を施す。また、外側金型１１ａ、１１ｂに凹凸状の溝を設けておけば、外周面にも沿面距離を増大させるヒダを設けることができる。外周面には、必要に応じ、釉薬を施すものとする。
【００１７】
上記実施例１の真空バルブによれば、螺旋状の溝を設けた内側金型１０を用いてアルミナ粉末を成形、焼結しているので、機械加工をしなくても、内面に螺旋溝９を形成した真空絶縁容器１を製造することができる。また、螺旋溝９によって沿面距離を増大させることができ、接点５、６から見て陰になる溝の部分では金属蒸気が付着し難く真空中の沿面絶縁特性を向上させることができる。
【実施例２】
【００１８】
次に、本発明の実施例２に係る真空バルブを図３を参照して説明する。図３は、本発明の実施例２に係る真空絶縁容器の構成を示す断面図である。なお、この実施例２が実施例１と異なる点は、内面にテーパを設けたことである。図３において、実施例１と同様の構成部分においては、同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００１９】
図３に示すように、真空絶縁容器１の内面には、一方端の開口部１ａより他方端の開口部１ｂの螺旋溝９の溝および山の内径を大きくしたテーパを設けている。即ち、図２に示した内側金型１０を引き抜く方の開口部１ｂの内径を大きくしている。テーパ角度は、一般的な抜き勾配の数度とする。
【００２０】
上記実施例２の真空バルブによれば、実施例１による効果のほかに、成形体の製造時の内側金型の引き抜きが容易となる。
【実施例３】
【００２１】
次に、本発明の実施例３に係る真空バルブを図４を参照して説明する。図４は、本発明の実施例３に係る真空絶縁容器の構成を示す断面図である。なお、この実施例３が実施例１と異なる点は、両端にテーパを設けたことである。図４において、実施例１と同様の構成部分においては、同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００２２】
図４に示すように、真空絶縁容器１の内面には、軸方向中間部の中間部１ｃより両端開口部１ｄの内径を大きくしたテーパを設けている。図２に示す内側金型を軸方向で二分割し、製造するものである。
【００２３】
上記実施例３の真空バルブによれば、実施例１による効果のほかに、実施例２と同様に、成形体の製造時の内側金型の引き抜きが容易となる。
【００２４】
以上述べたような実施形態によれば、内面の沿面距離を増大させる真空絶縁容器の製造において、加工工数の低減を図ることができる。
【００２５】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００２６】
１ 真空絶縁容器
１ａ、１ｂ、１ｄ 開口部
１ｃ 中間部
２ 固定側封着金具
３ 可動側封着金具
４ 固定側通電軸
５ 固定側接点
６ 可動側接点
７ 可動側通電軸
８ ベローズ
９ 螺旋溝
１０ 内側金型
１１ａ、１１ｂ 外側金型
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、接離自在の一対の接点を有する真空バルブおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一対の接点を筒状の真空絶縁容器に収納した真空バルブは、真空の持つ優れた絶縁特性とアーク消弧特性から高電圧、大容量領域への適用が図られている。真空絶縁容器には、絶縁特性の優れたアルミナ磁器が用いられている。
【０００３】
一方、真空バルブで電流遮断を行うと、接点間から金属蒸気が拡散し、真空絶縁容器内面に付着して絶縁抵抗を低下させる。このため、接点間を包囲するようなアークシールドを設け、金属蒸気を捕捉することが行われている。また、真空絶縁容器の内面に、複数の環状の溝を設け、真空中の沿面距離を増大させるものがある。この溝は、真空絶縁容器がアルミナ粉末を成形、焼結して製造されることから、焼結後に機械加工により設けられている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
このように内面に溝を設ける真空絶縁容器では、筒状の容器を成形、焼結した後に機械加工をしていたので、工数が増加する問題があった。また、複数の環状の溝は、溝の間隔や深さなどが外部から容易に目視することができず、機械加工作業を困難としていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１７７１２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、内面に複数の溝を設けて真空中の沿面距離を増大させる真空絶縁容器を製造するにあたり、工数を低減し得る真空バルブおよびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、実施形態の真空バルブは、アルミナ磁器よりなる筒状の真空絶縁容器と、前記真空絶縁容器の両端開口部にそれぞれ封着された固定側封着金具、可動側封着金具と、前記固定側封着金具に貫通固定された固定側通電軸と、前記固定側通電軸に固着された固定側接点と、前記固定側接点と接離自在の可動側接点と、前記可動側接点を固着するとともに、前記可動側封着金具を移動自在に移動する可動側通電軸と、前記可動側通電軸の中間部に一方端が封着されるとともに、他方端が前記可動側封着金具に封着された伸縮自在のベローズとを備え、前記真空絶縁容器の内面に螺旋状の螺旋溝を設けている。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施例１に係る真空バルブの構成を示す断面図。
【図２】本発明の実施例１に係る真空絶縁容器の製造方法を説明する断面図。
【図３】本発明の実施例２に係る真空絶縁容器の構成を示す断面図。
【図４】本発明の実施例３に係る真空絶縁容器の構成を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００１０】
先ず、本発明の実施例１に係る真空バルブを図１、図２を参照して説明する。図１は、本発明の実施例１に係る真空バルブの構成を示す断面図、図２は、本発明の実施例１に係る真空絶縁容器の製造方法を説明する断面図である。
【００１１】
図１に示すように、アルミナ磁器よりなる筒状の真空絶縁容器１の両端開口部には、固定側封着金具２と可動側封着金具３が封着されている。固定側封着金具２の中央部には、固定側通電軸４が貫通固定され、真空絶縁容器１内の端部に固定側接点５が固着されている。固定側接点５に対向し、接離自在の可動側接点６が可動側付着金具３を移動自在に貫通する可動側通電軸７の端部に固着されている。可動側通電軸７の軸方向中間部には、伸縮自在の筒状のベローズ８の一方端が封着され、他方端が可動側封着金具３の中央開口部に封着されている。これにより、真空絶縁容器１内の真空を保って可動側通電軸７を軸方向に移動させることができる。
【００１２】
ここで、真空絶縁容器１内面には、軸方向に沿って螺旋状の溝を形成した螺旋溝９が設けられている。螺旋溝９は、少なくとも接点５、６で発生した金属蒸気が真空絶縁容器１内面に到達する金属蒸気到達領域に設けるものとする。到達領域は、おおよそ接点５、６を固着する固定側通電軸４端部から可動側通電軸７端部間となる。なお、図１では記載していないが、接点５、６を包囲するような筒状のアークシールドを設けたものでは、アークシールドの端部が対向する内面が到達領域となる。
【００１３】
次に、真空絶縁容器１の製造方法を図２を参照して説明する。
【００１４】
図２に示すように、成形金型は、外周に螺旋状の溝を形成した円柱状の内側金型１０と、円周方向が二分割された外側金型１１ａ、１１ｂで構成されている。先ず、内側金型１０の周りにバインダーを混合したアルミナ粉末を配置し、外側金型１１ａ、１１ｂを組合せ、所定圧力で圧縮する。
【００１５】
圧縮が完了すると、内側金型１０を螺旋状の溝に沿って回転させながら引き抜き、外側金型１１ａ、１１ｂを離型、開放する。得られた成形体を所定温度で焼結すれば、内面に螺旋溝９を設けた真空絶縁容器１を得ることができる。アルミナ粉末に水などを混合して液状にしたものでは、外側金型１１ａ、１１ｂを一体化し、内側金型１０との間に充填して成形体を作ることができる。
【００１６】
なお、両端開口部は、従来方法と同様に、封着金具２、３を封着するための機械加工を施す。また、外側金型１１ａ、１１ｂに凹凸状の溝を設けておけば、外周面にも沿面距離を増大させるヒダを設けることができる。外周面には、必要に応じ、釉薬を施すものとする。
【００１７】
上記実施例１の真空バルブによれば、螺旋状の溝を設けた内側金型１０を用いてアルミナ粉末を成形、焼結しているので、機械加工をしなくても、内面に螺旋溝９を形成した真空絶縁容器１を製造することができる。また、螺旋溝９によって沿面距離を増大させることができ、接点５、６から見て陰になる溝の部分では金属蒸気が付着し難く真空中の沿面絶縁特性を向上させることができる。
【実施例２】
【００１８】
次に、本発明の実施例２に係る真空バルブを図３を参照して説明する。図３は、本発明の実施例２に係る真空絶縁容器の構成を示す断面図である。なお、この実施例２が実施例１と異なる点は、内面にテーパを設けたことである。図３において、実施例１と同様の構成部分においては、同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００１９】
図３に示すように、真空絶縁容器１の内面には、一方端の開口部１ａより他方端の開口部１ｂの螺旋溝９の溝および山の内径を大きくしたテーパを設けている。即ち、図２に示した内側金型１０を引き抜く方の開口部１ｂの内径を大きくしている。テーパ角度は、一般的な抜き勾配の数度とする。
【００２０】
上記実施例２の真空バルブによれば、実施例１による効果のほかに、成形体の製造時の内側金型の引き抜きが容易となる。
【実施例３】
【００２１】
次に、本発明の実施例３に係る真空バルブを図４を参照して説明する。図４は、本発明の実施例３に係る真空絶縁容器の構成を示す断面図である。なお、この実施例３が実施例１と異なる点は、両端にテーパを設けたことである。図４において、実施例１と同様の構成部分においては、同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００２２】
図４に示すように、真空絶縁容器１の内面には、軸方向中間部の中間部１ｃより両端開口部１ｄの内径を大きくしたテーパを設けている。図２に示す内側金型を軸方向で二分割し、製造するものである。
【００２３】
上記実施例３の真空バルブによれば、実施例１による効果のほかに、実施例２と同様に、成形体の製造時の内側金型の引き抜きが容易となる。
【００２４】
以上述べたような実施形態によれば、内面の沿面距離を増大させる真空絶縁容器の製造において、加工工数の低減を図ることができる。
【００２５】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００２６】
１ 真空絶縁容器
１ａ、１ｂ、１ｄ 開口部
１ｃ 中間部
２ 固定側封着金具
３ 可動側封着金具
４ 固定側通電軸
５ 固定側接点
６ 可動側接点
７ 可動側通電軸
８ ベローズ
９ 螺旋溝
１０ 内側金型
１１ａ、１１ｂ 外側金型
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミナ磁器よりなる筒状の真空絶縁容器と、
前記真空絶縁容器の両端開口部にそれぞれ封着された固定側封着金具、可動側封着金具と、
前記固定側封着金具に貫通固定された固定側通電軸と、
前記固定側通電軸に固着された固定側接点と、
前記固定側接点と接離自在の可動側接点と、
前記可動側接点を固着するとともに、前記可動側封着金具を移動自在に移動する可動側通電軸と、
前記可動側通電軸の中間部に一方端が封着されるとともに、他方端が前記可動側封着金具に封着された伸縮自在のベローズとを備え、
前記真空絶縁容器の内面に螺旋状の螺旋溝を設けた真空バルブ。
【請求項２】
前記真空絶縁容器の一方端開口部よりも他方端開口部の内径を大きくした請求項１に記載の真空バルブ。
【請求項３】
前記真空絶縁容器の中間部よりも両端開口部の内径を大きくした請求項１に記載の真空バルブ。
【請求項４】
接離自在の一対の接点をアルミナ磁器よりなる筒状の真空絶縁容器に収納した真空バルブの製造方法であって、
前記真空絶縁容器は、外周に螺旋状の溝を設けた内側金型と外側金型とを用い、
先ず、前記内側金型にアルミナ粉末を配置して前記外側金型で圧縮し、
次に、前記内側金型を螺旋状に沿って回転させながら引き抜くとともに、前記外側金型を離型し、
得られた前記アルミナ粉末の成形体を所定温度で焼結して製造される真空バルブの製造方法。
【請求項５】
前記内側金型の一方端よりも他方端の外径を大きくした請求項４に記載の真空バルブの製造方法。
【請求項１】
アルミナ磁器よりなる筒状の真空絶縁容器と、
前記真空絶縁容器の両端開口部にそれぞれ封着された固定側封着金具、可動側封着金具と、
前記固定側封着金具に貫通固定された固定側通電軸と、
前記固定側通電軸に固着された固定側接点と、
前記固定側接点と接離自在の可動側接点と、
前記可動側接点を固着するとともに、前記可動側封着金具を移動自在に移動する可動側通電軸と、
前記可動側通電軸の中間部に一方端が封着されるとともに、他方端が前記可動側封着金具に封着された伸縮自在のベローズとを備え、
前記真空絶縁容器の内面に螺旋状の螺旋溝を設けた真空バルブ。
【請求項２】
前記真空絶縁容器の一方端開口部よりも他方端開口部の内径を大きくした請求項１に記載の真空バルブ。
【請求項３】
前記真空絶縁容器の中間部よりも両端開口部の内径を大きくした請求項１に記載の真空バルブ。
【請求項４】
接離自在の一対の接点をアルミナ磁器よりなる筒状の真空絶縁容器に収納した真空バルブの製造方法であって、
前記真空絶縁容器は、外周に螺旋状の溝を設けた内側金型と外側金型とを用い、
先ず、前記内側金型にアルミナ粉末を配置して前記外側金型で圧縮し、
次に、前記内側金型を螺旋状に沿って回転させながら引き抜くとともに、前記外側金型を離型し、
得られた前記アルミナ粉末の成形体を所定温度で焼結して製造される真空バルブの製造方法。
【請求項５】
前記内側金型の一方端よりも他方端の外径を大きくした請求項４に記載の真空バルブの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−２３０８７６（Ｐ２０１２−２３０８７６Ａ）
【公開日】平成２４年１１月２２日（２０１２．１１．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１００１８５（Ｐ２０１１−１００１８５）
【出願日】平成２３年４月２７日（２０１１．４．２７）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月２２日（２０１２．１１．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月２７日（２０１１．４．２７）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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