特開 2023-16398 真空バルブ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023016398

(43)【公開日】2023-02-02

(54)【発明の名称】真空バルブ

(51)【国際特許分類】

   H01H 33/664 20060101AFI20230126BHJP

【ＦＩ】

H01H33/664 D

H01H33/664 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】12

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021120677

(22)【出願日】2021-07-21

(71)【出願人】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(71)【出願人】

【識別番号】598076591

【氏名又は名称】東芝インフラシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001737

【氏名又は名称】弁理士法人スズエ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】日俣 幸彦

(72)【発明者】

【氏名】丹羽 芳充

(72)【発明者】

【氏名】大坊 昂

(72)【発明者】

【氏名】吉田 剛

【テーマコード（参考）】

5G026

【Ｆターム（参考）】

5G026DA02

5G026DB01

5G026DB02

5G026DB06

5G026DB07

(57)【要約】

【課題】真空バルブの開放時（一対の電極を離間させたとき）、電極相互間に発生したアークを、特定位置に停滞させること無く、円周方向に駆動させることが可能な真空バルブを提供する。
【解決手段】離接可能に対向して位置付けられ、複数の溝部１２,１３によって分画された電極対向面Ｅ１ｓ,Ｅ２ｓを備えた一対の電極Ｅ１,Ｅ２を有し、一対の電極において、電極対向面に隣接した対向領域８ａ,１０ａの電流密度は、対向領域以外の電流密度よりも高くなっている。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

離接可能に対向して位置付けられ、複数の溝部によって分画された電極対向面を備えた一対の電極を有し、
一対の前記電極において、前記電極対向面に隣接した対向領域の電流密度は、前記対向領域以外の電流密度よりも高くなっている真空バルブ。

【請求項2】

一対の前記電極は、離接可能に対向して配置された接点と、前記接点に接続された通電軸と、を備え、
複数の前記溝部、前記電極対向面、前記対向領域は、前記接点に設けられ、
前記接点において、前記対向領域の電流密度は、最も高く設定されている請求項１に記載の真空バルブ。

【請求項3】

前記対向領域の導電率は、前記対向領域以外の導電率よりも高く設定されている請求項２に記載の真空バルブ。

【請求項4】

前記接点は、前記対向領域と、前記対向領域を支持する支持領域と、を含む多層構造を有し、
前記支持領域によって前記対向領域を支持することで、前記接点の機械的強度が一定に確保される請求項２に記載の真空バルブ。

【請求項5】

前記通電軸は、前記支持領域を貫通して前記対向領域に接続されている請求項４に記載の真空バルブ。

【請求項6】

複数の前記溝部は、前記電極対向面から前記対向領域を貫通し、かつ、前記支持領域を貫通して延在されている請求項４に記載の真空バルブ。

【請求項7】

複数の前記溝部は、前記電極対向面から前記対向領域を貫通し、かつ、前記支持領域を貫通すること無く延在されている請求項４に記載の真空バルブ。

【請求項8】

前記対向領域の範囲内において、複数の前記溝部は、前記電極対向面に向けて開口したポケットを有し、
前記ポケットは、前記溝部よりも広く設定されている請求項６又は７に記載の真空バルブ。

【請求項9】

前記通電軸が前記支持領域を貫通した部分において、一対の前記電極は、前記通電軸と前記支持領域との間を流れる電流を抑制する通電抑制部を備え、
前記通電抑制部は、前記通電軸の周囲に隣接して設けられている請求項５に記載の真空バルブ。

【請求項10】

前記通電抑制部は、電流を遮断する絶縁材を、前記通電軸の周囲に沿って連続的或いは断続的に設けて構成されている請求項９に記載の真空バルブ。

【請求項11】

前記通電抑制部は、前記通電軸と支持領域とが接触する接触部と、前記通電軸と支持領域とが接触しない非接触部とを、前記通電軸の周囲に沿って交互に連続させて構成されている請求項９に記載の真空バルブ。

【請求項12】

前記接点は、前記対向領域及び前記支持領域の一方或いは双方の比透磁率を１以上に設定して構成されている請求項４に記載の真空バルブ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明の実施形態は、真空バルブに関する。

【背景技術】

【0002】

ビルや大型施設に設けられる受配電用の開閉装置として、例えば、遮断器や断路器などの開閉器を具備したスイッチギヤが知られている。スイッチギヤには、開閉器の構成要素として真空バルブが適用されている。真空バルブの内部は、絶縁容器によって一定の絶縁状態に維持され、この絶縁容器の内部に一対の電極が離接可能に収容されている。この場合、一対の電極を離接操作することで、事故電流の遮断や負荷電流の開閉が行われ、スイッチギヤから電力が安定して供給される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００２－３３４６３９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、通電状態から電流遮断状態に移行する際に、真空バルブを開放（即ち、一対の電極を離間）させたとき、電極相互間に発生したアーク放電（以下、アークと言う）によって、例えば、電極相互の対向面（以下、電極対向面という）が局所的に加熱されて表面温度が上昇する場合がある。

【0005】

このとき、表面温度の上昇の程度によっては、例えば、電極対向面から金属蒸気が噴出したり、或いは、電極対向面の一部が溶融（溶解）したりする。そうすると、真空バルブの真空度が劣化し、遮断性能（絶縁性能）が低下してしまう。

【0006】

このような事態の発生を回避するには、アークが局所的に停滞しないようにすれば良い。このため、既存の真空バルブでは、例えば、双方の電極にスリット（溝部）を設けることで電流の経路を制限して、アークに半径方向の磁界を印加する。このとき、アークには、フレミングの左手の法則によるローレンツ力が作用する。これにより、アークを円周方向に駆動させることができる。

【0007】

しかしながら、例えば、真空バルブの大きさや使用環境によっては、アークに印加させる磁界が低下することで、アークに作用させるローレンツ力が不十分になってしまう場合が想定される。この場合、アークを円周方向に駆動させることが困難になるため、アークが特定位置に停滞してしまう。そうすると、金属蒸気の噴出や電極対向面の局所溶融（溶解）を回避することができなくなり、その結果、真空バルブの真空度の劣化防止、遮断性能（絶縁性能）の低下防止を図ることができなくなってしまう。

【0008】

そこで、本発明の目的は、真空バルブの開放時（一対の電極を離間させたとき）、電極相互間に発生したアークを、特定位置に停滞させること無く、円周方向に駆動させることが可能な真空バルブを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

実施形態によれば、離接可能に対向して位置付けられ、複数の溝部によって分画された電極対向面を備えた一対の電極を有し、一対の電極において、電極対向面に隣接した対向領域の電流密度は、対向領域以外の電流密度よりも高くなっている。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】一実施形態に係る真空バルブの内部構造を示す図。

【図2】アークが電極相互間に発生した状態における一対の電極の斜視図。

【図3】図２に示す電極の内部構造を示す図。

【図4】第１変形例に係る電極の内部構造を示す図。

【図5】第２変形例に係る電極の内部構造を示す図。

【図6】第３変形例に係る電極の内部構造を示す図。

【図7】第４変形例に係る電極の内部構造を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0011】

「一実施形態」
図１は、本実施形態に係る真空バルブＰの内部構造図である。真空バルブＰは、固定電極Ｅ１と、可動電極Ｅ２と、絶縁容器１（真空容器とも言う）と、固定側封着部材２と、可動側封着部材３と、気密維持機構４と、アークシールド５と、を有している。固定電極Ｅ１、可動電極Ｅ２、気密維持機構４、アークシールド５は、絶縁容器１に収容されている。

【0012】

図１の例において、絶縁容器１は、例えば、アルミナセラミックなどの絶縁材料で中空円筒形状に成形されている。固定側封着部材２及び可動側封着部材３は、例えば、ステンレス鋼を主成分とする金属材料で構成されている。

【0013】

図１に示すように、中空円筒形の絶縁容器１は、真空バルブＰの中心を規定する仮想軸線Ｐｘを中心とした同心円状を成している。絶縁容器１は、仮想軸線Ｐｘ方向で見て、その両端が開口されている。双方の開口（固定側開口Ｋ１、可動側開口Ｋ２）は、固定側封着部材２、及び、可動側封着部材３によって覆われている。具体的には、固定側封着部材２は、固定側封着金具６を介して、絶縁容器１の一方の固定側開口Ｋ１を閉塞している。可動側封着部材３は、可動側封着金具７を介して、絶縁容器１の他方の可動側開口Ｋ２を閉塞している。

【0014】

アークシールド５は、例えば、銅やステンレス鋼などを主成分とする金属材料で構成されている。アークシールド５は、中空円筒形状を成し、絶縁容器１に固定されている。アークシールド５は、その内部（内側）に、固定電極Ｅ１の固定接点８、並びに、可動電極Ｅ２の可動接点１０を収容するように配置されている。なお、アークシールド５の固定方法としては、絶縁容器１以外に、例えば、固定側封着部材２や可動側封着部材３に固定される場合も想定される。

【0015】

固定電極Ｅ１及び可動電極Ｅ２は、仮想軸線Ｐｘを中心に同心状に構成されていると共に、仮想軸線Ｐｘに沿って整列して延在されている。この状態において、固定電極Ｅ１と可動電極Ｅ２とは、それぞれの電極対向面Ｅ１ｓ,Ｅ２ｓが平行に対向するように位置付けられている。

【0016】

固定電極Ｅ１は、固定接点８と、固定通電軸９と、を備えている。可動電極Ｅ２は、可動接点１０と、可動通電軸１１と、を備えている。上記した一方の電極対向面Ｅ１ｓは、固定接点８に設けられ、他方の電極対向面Ｅ２ｓは、可動接点１０に設けられている。固定通電軸９及び可動通電軸１１は、互いに同一の直径を有する円柱形状を成し、導電率の高い材料（例えば、Ｃｕ）で構成されている。

【0017】

固定接点８及び可動接点１０は、双方の電極対向面Ｅ１ｓ,Ｅ２ｓが平行に対向するように、互いに対向して配置されている。固定接点８は、固定通電軸９の一端に接続され、固定通電軸９の他端は、固定側封着部材２を介して、仮想軸線Ｐｘに沿って移動不能に真空バルブＰに固定されている。可動接点１０は、可動通電軸１１の一端に接続され、可動通電軸１１の他端は、可動側封着部材３を介して、図示しない操作機構に連結されている。なお、固定接点８及び可動接点１０の構造並びに材質については、後述する図２及び図３の説明において詳述する。

【0018】

ここで、図１に示すように、操作機構によって可動通電軸１１を仮想軸線Ｐｘに沿って移動させる。これにより、可動接点１０を固定接点８に対して離接、具体的には、双方の電極対向面Ｅ１ｓ,Ｅ２ｓを離接させることができる。この結果、真空バルブＰを開閉操作（即ち、一対の電極Ｅ１,Ｅ２を離接操作）することができる。

【0019】

更に、可動通電軸１１と可動側封着部材３との間には、気密維持機構４が配置されている。気密維持機構４は、伸縮性を有するベローズで構成され、ベローズ（気密維持機構）４は、例えば、ステンレスなどの薄い金属で構成されている。ベローズ４は、仮想軸線Ｐｘ方向に伸縮可能な蛇腹状を成し、可動通電軸１１の外側を隙間無く覆っている。

【0020】

ベローズ４は、その一端が可動側封着部材３に隙間無く接合され、その他端が可動通電軸１１に隙間無く接合されている。これにより、絶縁容器１の内部は、常に気密状態（即ち、真空状態）に維持される。この結果、真空バルブＰの開閉操作に際し、可動通電軸１１を仮想軸線Ｐｘに沿って移動させている間も、絶縁容器１の内部に大気（空気）が浸入することはない。

【0021】

ところで、真空バルブＰの開放時（即ち、一対の電極Ｅ１,Ｅ２を離間させたとき）、電極Ｅ１,Ｅ２相互間（具体的には、電極対向面Ｅ１ｓ,Ｅ２ｓの相互間）に発生したアークＡｒｃによって、例えば、電極対向面Ｅ１ｓ,Ｅ２ｓから金属蒸気が噴出したり、電極対向面Ｅ１ｓ,Ｅ２ｓが局所的に溶融（溶解）したりする場合がある。このような事態の発生を回避するには、アークＡｒｃを、特定位置に停滞させること無く、円周方向に駆動させればよい。

【0022】

そこで、本実施形態の真空バルブＰｘにおいて、一対の電極Ｅ１,Ｅ２（具体的には、固定接点８、可動接点１０）には、電極Ｅ１,Ｅ２相互間に発生したアークＡｒｃを、特定位置に停滞させること無く、円周方向に駆動させる構造並びに材質が適用されている。

【0023】

図２は、固定接点８及び可動接点１０の外部構造図である。図３は、固定接点８及び可動接点１０の内部構造図である。図２及び図３の例において、固定接点８及び可動接点１０は、互いに同一の大きさを有する円板形状を成し、互いに同一の構造及び材質を有して構成されている。固定接点８及び可動接点１０は、それぞれ、導電率（抵抗率）の異なる多層構造を有している。

【0024】

図２及び図３に示すように、固定接点８は、固定側対向領域８ａと、固定側対向領域８ａを支持する固定側支持領域８ｂと、を含んだ多層構造を成して構成されている。固定側対向領域８ａは、上記した電極対向面Ｅ１ｓに隣接して設けられている。固定側支持領域８ｂは、電極対向面Ｅ１ｓの反対側の固定側対向領域８ａに隣接して設けられている。

【0025】

可動接点１０は、可動側対向領域１０ａと、可動側対向領域１０ａを支持する可動側支持領域１０ｂと、を含んだ多層構造を成して構成されている。可動側対向領域１０ａは、上記した電極対向面Ｅ２ｓに隣接して設けられている。可動側支持領域１０ｂは、電極対向面Ｅ２ｓの反対側の可動側対向領域１０ａに隣接して設けられている。

【0026】

なお、固定側対向領域８ａと固定側支持領域８ｂとの接合方法、並びに、可動側対向領域１０ａと可動側支持領域１０ｂとの接合方法は、例えば、摩擦圧接や銀ろう付けを適用すればよい。摩擦圧接では、摩擦による熱を利用することで、双方の領域８ａ,８ｂを接合する。銀ろう付けでは、双方の領域８ａ,８ｂよりも融点の低い合金を溶かして一種の接着剤として利用することで、領域８ａ,８ｂを溶融させずに、双方の領域８ａ,８ｂを接合する。このような接合方法によれば、領域８ａ,８ｂ同士を堅牢に接合することができ、その結果、固定接点８及び可動接点１０の耐用年数を延長することができる。

【0027】

ここで、上記した固定通電軸９と固定接点８との接続関係に着目すると、固定通電軸９は、固定側支持領域８ｂを貫通して固定側対向領域８ａに対して面状に隙間無く接続されている。同様に、上記した可動通電軸１１と可動接点１０との接続関係に着目すると、可動通電軸１１は、可動側支持領域１０ｂを貫通して可動側対向領域１０ａに対して面状に隙間無く接続されている。これにより、通電時における電気的な損失を低減することができる。なお、通電軸９,１１と接点８,１０との接続方法も、上記した摩擦圧接や銀ろう付けを適用すればよい。

【0028】

また、仮想軸線Ｐｘに沿った方向で見て、固定接点８及び可動接点１０の厚さ、具体的には、上記した対向領域８ａ,１０ａ及び支持領域８ｂ,１０ｂの厚さは、例えば、真空バルブＰの大きさや使用環境に応じて設定されるため、特に数値限定はしない。この場合、支持領域８ｂ,１０ｂによって対向領域８ａ,１０ａを支持することで、固定接点８及び可動接点１０の機械的強度を一定に確保することができる。

【0029】

更に、固定接点８には、固定側対向領域８ａ及び固定側支持領域８ｂに加えて、複数の溝部１２（スリットとも言う）が設けられている。図２及び図３では一例として、３本の溝部１２が設けられている。これら３本の溝部１２は、固定通電軸９を回避しつつ、上記した仮想軸線Ｐｘを中心に放射方向に螺旋状（スパイラル状とも言う）に延在し、かつ、円周方向に沿って等間隔に配置されている。

【0030】

各々の溝部１２は、電極対向面Ｅ１ｓから固定側対向領域８ａを貫通し、かつ、固定側支持領域８ｂを貫通して延在されている。このとき、これら３本の溝部１２によって分画された固定接点８には、螺旋状に延在した３つの羽部１４が構成されている。

【0031】

これら３つの羽部１４は、仮想軸線Ｐｘを中心に放射方向に延在し、かつ、円周方向に沿って等間隔に配置されている。かくして、これら溝部１２によって分画された電極対向面Ｅ１ｓを有する固定接点８（即ち、スパイラル固定電極Ｅ１）が実現されている。

【0032】

更に、可動接点１０には、可動側対向領域１０ａ及び可動側支持領域１０ｂに加えて、複数の溝部１３（スリットとも言う）が設けられている。図２及び図３では一例として、３本の溝部１３が設けられている。これら３本の溝部１３は、可動通電軸１１を回避しつつ、仮想軸線Ｐｘを中心に放射方向に螺旋状（スパイラル状とも言う）に延在し、かつ、円周方向に沿って等間隔に配置されている。

【0033】

各々の溝部１３は、電極対向面Ｅ２ｓから可動側対向領域１０ａを貫通し、かつ、可動側支持領域１０ｂを貫通して延在されている。このとき、これら３本の溝部１３によって分画された可動接点１０には、螺旋状に延在した３つの羽部１５が構成されている。

【0034】

これら３つの羽部１５は、仮想軸線Ｐｘを中心に放射方向に延在し、かつ、円周方向に沿って等間隔に配置されている。かくして、これら溝部１３によって分画された電極対向面Ｅ２ｓを有する可動接点１０（即ち、スパイラル可動電極Ｅ２）が実現されている。

【0035】

ここで、溝部１２,１３と羽部１４,１５の位置関係に着目すると、固定接点８及び可動接点１０が仮想軸線Ｐｘに沿って対向して位置付けられた状態において、双方の溝部１２,１３は、互いに対向し、かつ、仮想軸線Ｐｘに沿って整列した位置関係を有している。これにより、双方の羽部１４,１５も、互いに対向し、かつ、仮想軸線Ｐｘに沿って整列した位置関係を有している。

【0036】

更に、上記したような多層構造を有する電極Ｅ１,Ｅ２（接点８,１０）において、電極対向面Ｅ１ｓ,Ｅ２ｓに隣接した対向領域８ａ,１０ａの電流密度は、最も高く設定されていることが好ましい。電流密度とは、単位面積に垂直な方向に単位時間に流動する電気量（電荷の量）を指す。

【0037】

これに応えるために、固定接点８において、固定側対向領域８ａと固定側支持領域８ｂとは、互いに異なる導電率（抵抗率）を有している。可動接点１０において、可動側対向領域１０ａと可動側支持領域１０ｂとは、互いに異なる導電率（抵抗率）を有している。

【0038】

具体的には、対向領域８ａ,１０ａの導電率は、対向領域８ａ,１０ａ以外（即ち、支持領域８ｂ,１０ｂ）の導電率よりも高く設定されている。換言すると、対向領域８ａ,１０ａの抵抗率は、対向領域８ａ,１０ａ以外（即ち、支持領域８ｂ,１０ｂ）の抵抗率よりも低く設定されている。

【0039】

これにより、対向領域８ａ,１０ａの電流密度は、対向領域８ａ,１０ａ以外（即ち、支持領域８ｂ,１０ｂ）の電流密度よりも高くなっている。この場合、真空バルブＰの開閉時に、通電軸９,１１から接点８,１０を介して流動する交流電流１６は、その大部分が対向領域８ａ,１０ａに集中する。この結果、一対の電極Ｅ１,Ｅ２を離間させた際に、電極Ｅ１,Ｅ２相互間に発生したアークＡｒｃに隣接（接近）させて交流電流１６を流動させることができる。

【0040】

なお、対向領域８ａ,１０ａには、通電性と耐弧性（耐アーク性とも言う）とが要求されるため、対向領域８ａ,１０ａの材質としては、例えば、Ｃｕ、Ａｇなどの通電材料と、Ｃｒ、Ｗ、ＷＣなどの耐弧材料との合金を適用することが好ましい。これに対して、支持領域８ｂ,１０ｂには、電流抑制特性が要求されるため、支持領域８ｂ,１０ｂの材質としては、例えば、ＳＵＳなどを主成分とした通電性の成分の含有量の少ない合金を適用することが好ましい。

【0041】

加えて、接点８,１０は、対向領域８ａ,１０ａ及び支持領域８ｂ,１０ｂの一方或いは双方の比透磁率を１以上（１≦比透磁率）に設定して構成してもよい。この場合、羽部１４,１５を流れる交流電流１６によって生じる磁束（右ねじの法則に基づく）の経路に透磁率の高い部分が介在することになる。そうすると、当該磁束の経路を規定する羽部１４,１５の磁気抵抗が低減する。これにより、同じ起磁力（交流電流１６）でも羽部１４,１５で発生する磁束が増加し、その結果、接点８,１０相互間の磁束密度が増加する。かくして、アークＡｒｃに印加させる磁界Ｍｆが増加する。

【0042】

次に、真空バルブＰの動作の一例として、通電状態から電流遮断状態に移行する場合を想定して説明する。図２及び図３の例において、真空バルブＰを開放（即ち、一対の電極Ｅ１,Ｅ２を離間）させた際に、交流電流１６は、固定通電軸９から固定接点８並びに可動接点１０を介して可動通電軸１１に流動する。この間、交流電流１６が零点を迎えるまで、電極Ｅ１,Ｅ２相互間にアークＡｒｃが発生する。

【0043】

この状態において、固定通電軸９から固定接点８に流入した交流電流１６は、その大部分が羽部１４の固定側対向領域８ａに沿って流動する。続いて、交流電流１６は、アークＡｒｃを通って可動接点１０に流入する。可動接点１０に流入した交流電流１６は、その大部分が羽部１５の可動側対向領域１０ａに沿って流動する。この後、交流電流１６は、可動通電軸１１を通って流出する。

【0044】

このとき、羽部１４,１５を流れる交流電流１６は、その大部分がアークＡｒｃの両側に隣接した対向領域８ａ,１０ａに沿って流動する。換言すると、交流電流１６は、アークＡｒｃに最も近接しつつ、対向領域８ａ,１０ａに沿って流れる。これにより、アークＡｒｃに印加させる磁界Ｍｆは、低下すること無く、常に一定に維持される。この結果、アークＡｒｃには、フレミングの左手の法則によるローレンツ力Ｌｆが安定して作用する。かくして、アークＡｒｃは、特定位置に停滞すること無く円周方向に駆動する。

【0045】

以上、本実施形態によれば、交流電流１６は、その大部分が対向領域８ａ,１０ａに沿ってアークＡｒｃに隣接（接近）して流動する。この場合、アークＡｒｃに印加させる磁界Ｍｆは、常に一定に維持される。これにより、安定したローレンツ力Ｌｆによって、アークＡｒｃを連続的に移動させることができる。この結果、真空バルブＰの大きさや使用環境を問わず、真空度の劣化防止、遮断性能（絶縁性能）の低下防止を図ることができる。

【0046】

本実施形態によれば、通電軸９,１１は、支持領域８ｂ,１０ｂを貫通して対向領域８ａ,１０ａに対して面状に隙間無く接続されている。この場合、通電軸９,１１は、接点８,１０のうち電流密度の最も高い対向領域８ａ,１０ａにダイレクトに接続される。これにより、通電時における電気的な損失を低減することができると共に、電流遮断時には、交流電流１６の大部分をアークＡｒｃの両側に隣接した対向領域８ａ,１０ａに沿って流動させることができる。この結果、電流遮断時において、アークＡｒｃを停滞させること無く駆動させるのに十分な磁界Ｍｆを、当該アークＡｒｃに印加させることができる。

【0047】

本実施形態によれば、導電率の高い（抵抗率の低い）対向領域８ａ,１０ａは、支持領域８ｂ,１０ｂによって支持されている。これにより、接点８,１０の機械的強度を一定に確保することができる。この結果、固定接点８及び可動接点１０の耐用年数を延長することができる。

【0048】

本実施形態によれば、接点８,１０において、対向領域８ａ,１０ａ及び支持領域８ｂ,１０ｂの一方或いは双方の比透磁率を１以上（１≦比透磁率）に設定する。この場合、羽部１４,１５を流れる交流電流１６によって生じる磁束の経路に透磁率の高い部分が介在する。そうすると、当該磁束の経路を規定する羽部１４,１５の磁気抵抗が低減する。これにより、同じ起磁力（交流電流１６）でも羽部１４,１５で発生する磁束が増加する。この結果、接点８,１０相互間の磁束密度を増加させることができる。かくして、アークＡｒｃに印加させる磁界Ｍｆを増加させることができる。

【0049】

「第１変形例」
図４は、第１変形例に係る固定接点８及び可動接点１０の内部構造図である。図４に示すように、接点８,１０の対向領域８ａ,１０ａの範囲内において、溝部１２,１３は、電極対向面Ｅ１ｓ,Ｅ２ｓに向けて開口したポケット１２ｐ,１３ｐを有している。ポケット１２ｐ,１３ｐは、溝部１２,１３よりも広く（大きく）設定されている。

【0050】

図４の例において、ポケット１２ｐ,１３ｐは、断面矩形状の立体的な輪郭を成しているが、これに限定されることはなく、電極対向面Ｅ１ｓ,Ｅ２ｓに向けて拡がった断面台形状や断面円弧状の立体的な輪郭を適用してもよい。なお、他の構成は、上記した実施形態と同様であるため、その説明は省略する。

【0051】

第１変形例によれば、例えば、アークＡｒｃによって電極対向面Ｅ１ｓ,Ｅ２ｓの一部が溶融（溶解）した場合、その溶融（溶解）物をポケット１２ｐ,１３ｐに流入させて貯留することができる。この結果、短絡などの不具合の発生を未然に防止することができる。

【0052】

第１変形例によれば、ポケット１２ｐ,１３ｐを対向領域８ａ,１０ａの範囲内に構成したことで、支持領域８ｂ,１０ｂの強度が一定に維持され、その結果、接点８,１０全体の機械的強度の低下防止を図ることができる。なお、他の効果は、上記した実施形態と同様であるため、その説明は省略する。

【0053】

「第２変形例」
図５は、第２変形例に係る固定接点８及び可動接点１０の内部構造図である。図５に示すように、溝部１２,１３は、有底構造を成している。即ち、溝部１２,１３は、電極対向面Ｅ１ｓ,Ｅ２ｓから対向領域８ａ,１０ａを貫通し、かつ、支持領域８ｂ,１０ｂを貫通すること無く延在されている。なお、他の構成は、上記した実施形態と同様であるため、その説明は省略する。

【0054】

第２変形例によれば、有底の溝部１２,１３は、その全体が上記したポケットと同様の機能を発揮させる構造となる。これにより、例えば、アークＡｒｃによって電極対向面Ｅ１ｓ,Ｅ２ｓの一部が溶融（溶解）した場合、その溶融（溶解）物を溝部１２,１３に流入させて貯留することができる。

【0055】

この場合、有底の溝部１２,１３に対して、上記した第１変形例のポケット１２ｐ,１３ｐを増設してもよい。これにより、溶融（溶解）物の貯留効果を更に向上させることができる。なお、他の効果は、上記した実施形態と同様であるため、その説明は省略する。

【0056】

ここで、有底の溝部１２,１３を有する接点８,１０において、対向領域８ａ,１０ａ及び支持領域８ｂ,１０ｂの一方或いは双方に添加される材料の如何によっては、支持領域８ｂ,１０ｂを断続化させる溝部１２ｇ,１３ｇ（スリットとも言う）を新たに増設する必要がある。

【0057】

例えば、添加材料として強磁性材料を想定すると、真空バルブＰの開放時に支持領域８ｂ,１０ｂには、通電軸９,１１を中心として円周方向に渦電流が発生する場合がある。この場合、渦電流による磁束（即ち、磁界の方向）は、アークＡｒｃを駆動するために当該アークＡｒｃに印加する磁界Ｍｆの方向と逆方向に発生する。そうなると、アークＡｒｃに印加する磁界Ｍｆの強さを一定に維持すること、即ち、安定化させることができなくなってしまう。

【0058】

アークＡｒｃに印加する磁界Ｍｆの強さを安定化させるためには、支持領域８ｂ,１０ｂを流れる渦電流を遮断する必要がある。そこで、渦電流を遮断する方向、例えば、渦電流に直交する方向（換言すると、通電軸９,１１を中心に放射方向）に沿って溝部１２ｇ,１３ｇを増設する。図５の例において、溝部１２ｇ,１３ｇは、支持領域８ｂ,１０ｂを一部切り欠いて構成されている。このとき、通電軸９,１１側から支持領域８ｂ,１０ｂを平面視すると、支持領域８ｂ,１０ｂは、ローマ字のＣの如き輪郭形状を成す。これにより、渦電流の経路が遮断され、その結果、渦電流の発生を防止することができる。かくして、アークＡｒｃに印加する磁界Ｍｆの強さを安定化させることができる。

【0059】

「第３変形例」
図６は、第３変形例に係る固定接点８及び可動接点１０の内部構造図である。図６に示すように、通電軸９,１１が支持領域８ｂ,１０ｂを貫通した部分（範囲）において、電極Ｅ１,Ｅ２は、通電軸９,１１と支持領域８ｂ,１０ｂとの間を流れる電流を抑制する通電抑制部１７を備えている。通電抑制部１７は、通電軸９,１１の周囲に隣接して設けられている。

【0060】

通電抑制部１７は、仮想軸線Ｐｘに沿った方向で見て、支持領域８ｂ,１０ｂと同一の厚さに設定してもよいし、或いは、支持領域８ｂ,１０ｂよりも薄く設定してもよい。図６では一例として、通電抑制部１７は、支持領域８ｂ,１０ｂよりも薄く設定されている。

【0061】

通電抑制部１７は、交流電流１６を遮断する絶縁材を、通電軸９,１１の周囲に沿って連続的或いは断続的に設けて構成することができる。絶縁材としては、例えば、セラミックやガラスなどの固体絶縁材料を適用すればよい。

【0062】

これ以外に、通電抑制部１７は、通電軸９,１１と支持領域８ｂ,１０ｂとがダイレクトに接触する接触部１７ｐと、通電軸９,１１と支持領域８ｂ,１０ｂとが接触しない非接触部（図示しない）とを、通電軸９,１１の周囲に沿って交互に連続させて構成することができる。非接触部としては、通電軸９,１１と支持領域８ｂ,１０ｂとの間に空間的な隙間を構成すればよい。なお、他の構成は、上記した実施形態と同様であるため、その説明は省略する。

【0063】

第３変形例によれば、通電軸９,１１から支持領域８ｂ,１０ｂへの交流電流１６の流入量を大幅に抑制することができる。これにより、通電軸９,１１から対向領域８ａ,１０ａへの交流電流１６の流入量を増加させることができる。この結果、アークＡｒｃに印加させる磁界Ｍｆを増加させることができる。なお、他の効果は、上記した実施形態と同様であるため、その説明は省略する。

【0064】

「第４変形例」
図７は、第４変形例に係る固定接点８及び可動接点１０の内部構造図である。図７に示すように、通電軸９,１１は、支持領域８ｂ,１０ｂを貫通して対向領域８ａ,１０ａに対して面状に隙間無く接続されている。この状態において、通電軸９,１１は、その一部（例えば、先端部分９ｐ,１１ｐ）を対向領域８ａ,１０ａ内に埋め込むように、対向領域８ａ,１０ａに接続されている。なお、他の構成は、上記した実施形態と同様であるため、その説明は省略する。

【0065】

第４変形例によれば、電流密度の最も高い対向領域８ａ,１０ａにダイレクトに接続させる通電軸９,１１の接続範囲を増加させることができる。これにより、通電時における交流電流１６の通電量の向上、並びに、電流遮断時における対向領域８ａ,１０ａへの交流電流１６の流動量の向上を同時に実現することができる。なお、他の効果は、上記した実施形態と同様であるため、その説明は省略する。

【0066】

以上、本発明の一実施形態及びいくつかの変形例を説明したが、これらの実施形態及び変形例は、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。これらの実施形態及び変形例は、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。これら実施形態及び変形例は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、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】

【0067】

１…絶縁容器、２…固定側封着部材、３…可動側封着部材、４…気密維持機構、５…アークシールド、６…固定側封着金具、７…可動側封着金具、８…固定接点、８ａ…固定側対向領域、８ｂ…固定側支持領域、９…固定通電軸、１０…可動接点、１０ａ…可動側対向領域、１０ｂ…可動側支持領域、１１…可動通電軸、１２,１３…溝部、１４,１５…羽部、１６…交流電流、１７…通電抑制部、Ｐ…真空バルブ、Ｅ１…固定電極、Ｅ２…可動電極、Ｅ１ｓ,Ｅ２ｓ…電極対向面、Ｐｘ…仮想軸線、Ｋ１…固定側開口、Ｋ２…可動側開口、Ａｒｃ…アーク、Ｌｆ…ローレンツ力、Ｍｆ…磁界。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】