特開 2024-35493 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】P2024035493

(43)【公開日】2024-03-14

(54)【発明の名称】真空バルブ

(51)【国際特許分類】

   H01H 33/662 20060101AFI20240307BHJP

【ＦＩ】

H01H33/662 H

H01H33/662 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022139981

(22)【出願日】2022-09-02

(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】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(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

(72)【発明者】

【氏名】浅利 直紀

【テーマコード（参考）】

5G026

【Ｆターム（参考）】

5G026HA01

5G026HA03

5G026HB02

(57)【要約】

【課題】金属粒子に起因する絶縁破壊を抑制可能な真空バルブを得る。
【解決手段】実施形態に係る真空バルブは、例えば、筒状の容器と、容器に収容される第一電極と、第一電極と対向して容器に収容される第二電極と、容器に固定して収容されるシールド部材と、を備える。容器は、第一方向に沿って延びる側壁と、側壁と接触するとともに、第一方向と交差する第二方向に沿って延びる複数の板材と、を有する。シールド部材の先端には、容器の軸心に沿って曲折する開口部が設けられている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第一方向に沿って延びる側壁と、前記側壁と接触するとともに、前記第一方向と交差する第二方向に沿って延びる複数の板材と、を有する筒状の容器と、
前記容器に収容される第一電極と、
前記第一電極と対向して前記容器に収容される第二電極と、
前記容器に固定して収容される複数のシールド部材と、
を備え、
前記シールド部材の先端には、前記容器の軸心に沿って曲折する開口部が設けられた、
真空バルブ。

【請求項2】

前記複数のシールド部材のうち一部は、前記側壁から延びるとともに、前記第一電極および前記第二電極を囲み、
前記開口部は、前記第一電極および前記第二電極に向かって開口する、
請求項１に記載の真空バルブ。

【請求項3】

前記複数のシールド部材のうち一部は、一方の前記板材から他方の前記板材に向かって延び、
前記開口部は、一方の前記板材に向かって開口する、
請求項１に記載の真空バルブ。

【請求項4】

前記開口部の開口径は、前記開口部の最大内径と少なくとも同等である、
請求項２に記載の真空バルブ。

【請求項5】

前記シールド部材の表面には、表面粗さを変化させる表面処理が施された、
請求項２又は３に記載の真空バルブ。

【請求項6】

前記板材の表面には、表面粗さを変化させる表面処理が施された、
請求項５に記載の真空バルブ。

【請求項7】

前記複数のシールド部材のうち一部の最小内径は、前記第一電極および前記第二電極の外径と少なくとも同等である、
請求項２に記載の真空バルブ。

【請求項8】

前記複数のシールド部材のうち一部の内径は、前記最小内径よりも大きい、
請求項７に記載の真空バルブ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、真空バルブに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、碍管内部に固定された固定側電極と、固定側電極に向かって移動可能な可動側電極と、固定側電極及び可動側電極を取り囲むアークシールドと、を備える真空バルブが知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００１－３５１４８５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

従来の真空バルブにおいて、電流を遮断するために固定側電極及び可動側電極が開閉する際、当該固定側電極及び可動側電極から金属粒子が飛散する。飛散した金属粒子は、重力や機械的衝撃等によって真空バルブ内部の様々な部分に付着する。これにより、真空バルブ内部では、固定側電極及び可動側電極から飛散した金属粒子を起点とする絶縁破壊が発生しやすくなる。

【0005】

本発明が解決する課題の一例は、金属粒子に起因する絶縁破壊を抑制可能な真空バルブを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

実施形態に係る真空バルブは、例えば、筒状の容器と、容器に収容される第一電極と、第一電極と対向して容器に収容される第二電極と、容器に固定して収容されるシールド部材と、を備える。容器は、第一方向に沿って延びる側壁と、側壁と接触するとともに、第一方向と交差する第二方向に沿って延びる複数の板材と、を有する。シールド部材の先端には、容器の軸心に沿って曲折する開口部が設けられている。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は、本実施形態の真空バルブの断面図である。

【図2】図２は、本実施形態のアークシールドの先端を拡大した断面図である。

【図3】図３は、本実施形態のアークシールドの先端の一例を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

（実施形態）
以下、本実施形態の真空バルブ１を図面に基づいて説明する。以下に記載する実施形態の構成、並びに当該構成によってもたらされる作用及び結果（効果）は、あくまで一例であって、以下の記載内容に限られるものではない。なお、本明細書では、序数は、部品や部材を区別するためだけに用いられており、順番や優先度を示すものではない。

【0009】

図１は、本施形態の真空バルブ１の断面図である。図１に示すように、真空バルブ１は、絶縁容器２と、固定電極３と、可動電極４と、ベローズ５と、アークシールド６と、二つのフランジシールド７と、を備える。なお、絶縁容器２は、容器の一例であり、固定電極３は、第一電極の一例である。さらに、可動電極４は、第二電極の一例であり、アークシールド６およびフランジシールド７は、シールド部材の一例である。

【0010】

以下の実施形態では、便宜上、互いに直交する三方向が定義されている。絶縁容器２の軸心Ａｘを回転中心とした径方向を、単に径方向と称し、絶縁容器２の軸心Ａｘを回転中心とした周方向を、単に周方向と称する。Ｚ方向は、絶縁容器２の軸心Ａｘに沿う方向であり、上下方向とも称され得る。なお、本実施形態における前後左右上下のような方向を示す表現は、便宜上の呼称であり、真空バルブ１の位置、姿勢、及び使用態様を限定するものではない。また、Ｚ方向は、第一方向の一例であり、径方向は、第二方向の一例である。

【0011】

絶縁容器２は、上下方向（Ｚ方向）に、二つに分割可能な円筒状の容器であり、例えば、固定電極３と、可動電極４と、ベローズ５と、アークシールド６と、フランジシールド７と、を収容する。なお、絶縁容器２の形状は、円筒状に限らない。絶縁容器２の形状は、例えば、多角形の筒状でも良い。

【0012】

絶縁容器２は、碍管２１と、二枚のフランジ２２と、を有する。なお、碍管２１は、側壁の一例であり、フランジ２２は、板材の一例である。碍管２１は、例えば、セラミック等の絶縁性を有する材料で構成されるとともに、上下方向（Ｚ方向）に沿って延びる円筒状に形成されている。

【0013】

絶縁容器２には、上下方向（Ｚ方向）における両端に第一開口部２３と、第二開口部２２４と、が設けられている。

【0014】

第一開口部２３は、上方向（＋Ｚ方向）における碍管２１の端部である上端部２１ａから上下方向（Ｚ方向）に開口している。上端部２１ａは、上下方向（Ｚ方向）に延びた第一金具２１ａ１と接合している。

【0015】

第二開口部２４は、下方向（－Ｚ方向）における碍管２１の端部である下端部２１ｂから上下方向（Ｚ方向）に開口している。すなわち、第二開口部２４は、第一開口部２３の反対側に位置する。下端部２１ｂは、上下方向（Ｚ方向）に延びた第二金具２１ｂ１と接合している。

【0016】

二枚のフランジ２２は、径方向に沿って延びて第一開口部２３および第二開口部２４を塞ぐとともに、碍管２１と接触して第一金具２１ａ１および第二金具２１ｂ１に接合する円盤状の板である。なお、本実施形態では、二枚のフランジ２２は、上下方向と直交する径方向に沿って延びているが、少なくとも上下方向と交差する方向に沿って延びていれば良い。

【0017】

二枚のフランジ２２と第一金具２１ａ１および第二金具２１ｂ１は、例えば、銀ロウによって接合される。これにより、絶縁容器２の内部は密閉される。さらに、二枚のフランジ２２には、二つの孔部２２１が設けられている。各孔部２２１は、各フランジ２２の中心から上下方向（Ｚ方向）に開口している。

【0018】

固定電極３は、例えば、アルミニウムやクロム銅等の金属で形成された円板である。なお、固定電極３は、他の金属により形成されても良い。固定電極３は、第一開口部２３を通過して絶縁容器２に収容されている。

【0019】

図１に示すように、固定電極３は、固定通電軸３１を有する。固定通電軸３１は、孔部２２１を挿通するとともに、外部から固定電極３に向かって上下方向（Ｚ方向）に延びた円柱である。

【0020】

上下方向における固定通電軸３１の固定電極３側（下方向）の端部である下端部３１ａには、例えば、銀ロウ付けによって固定電極３を取り付けている。なお、下端部３１ａに固定電極３を取り付ける方法は、銀ロウ付けに限らない。

【0021】

固定通電軸３１の外径は、孔部２２１の内径と略同一径である。固定通電軸３１は、銀ロウ等によって孔部２２１と接合されることにより、フランジ２２に固定されるとともに、支持されている。すなわち、固定通電軸３１は、孔部２２１に挿通するとともに、固定されている。

【0022】

可動電極４は、固定電極３と同様に、アルミニウムやクロム銅等の金属で形成された円板である。なお、可動電極４は、他の金属により形成されても良い。可動電極４は、第二開口部２４を通過して絶縁容器２に収容されている。

【0023】

すなわち、可動電極４は、固定電極３と対向している。なお、固定電極３および可動電極４は、上下方向（Ｚ方向）において、真空バルブ１の電流遮断時に当該固定電極３と可動電極４とが互いに接触しない位置に設けられる。

【0024】

図１に示すように、可動電極４は、可動通電軸４１を有する。可動通電軸４１は、孔部２２１を挿通するとともに、外部から可動電極４に向かって上下方向（Ｚ方向）に延びた円柱である。

【0025】

上下方向における可動通電軸４１の可動電極４側（上方向）の端部である上端部４１ａには、例えば、銀ロウ付けによって可動電極４を取り付けている。なお、上端部４１ａに可動電極４を取り付ける方法は、銀ロウ付けに限らない。

【0026】

可動通電軸４１の外径は、孔部２２１の内径よりも小さくなっている。そして、可動通電軸４１の上端部４１ａの反対側の端部は、例えば、進退機構に接続されている。これにより、可動通電軸４１は、上下方向（Ｚ方向）に移動可能である。なお、可動通電軸４１の外径は、可動通電軸４１が上下方向（Ｚ方向）に移動可能な程度に小さければ良い。

【0027】

ベローズ５は、絶縁容器２に収容された上下方向（Ｚ方向）に伸縮可能な蛇腹状の伸縮管であり、例えば、金属等で形成される。ベローズ５の内部は、可動通電軸４１が貫通している。

【0028】

ベローズ５の上方向（＋Ｚ方向）における端部である上端部５ａは、可動通電軸４１の側面に接合されている。

【0029】

ベローズ５の下方向（－Ｚ方向）における端部である下端部５ｂは、孔部２２１を覆うとともに、フランジ２２に接合されている。すなわち、ベローズ５の外径は、孔部２２１の内径よりも大きい。

【0030】

これにより、ベローズ５は、可動通電軸４１と孔部２２１との隙間から流入する大気を内部に留める。また、ベローズ５は、ベローズカバー５１を有する。

【0031】

ベローズカバー５１は、ベローズ５の上端部５ａを覆うカバーである。本実施形態では、ベローズカバー５１は、可動通電軸４１と一体となっている。これにより、例えば、アークによって飛散する金属溶融物がベローズ５に付着することを抑制できる。なお、これに限らず、ベローズカバー５１は、可動通電軸４１とは別々に設けられても良い。

【0032】

また、ベローズカバー５１の外径は、少なくともベローズ５を覆う大きさであれば良い。すなわち、ベローズカバー５１の外径は、少なくともベローズ５の外径よりも大きい。

【0033】

アークシールド６は、例えば、ステンレスや銅等の金属で形成されており、絶縁容器２における碍管２１の固定電極３および可動電極４を向く内面２１ｃに固定されて、絶縁容器２に収容されている。言い換えると、アークシールド６は、分割された絶縁容器２に挟み込まれて固定されている。

【0034】

アークシールド６は、碍管２１の内面２１ｃから固定電極３および可動電極４に向かって延びた後、第一開口部２３および第二開口部２４に向かって延びている。すなわち、アークシールド６は、上下方向（Ｚ方向）における両端が開口した円筒形状である。

【0035】

アークシールド６は、径方向において碍管２１の内面２１ｃと固定電極３および可動電極４との間に設けられ、真空バルブ１の電流遮断時に固定電極３および可動電極４から生じる金属粒子が碍管２１の内面２１ｃに付着しないように防ぐ。

【0036】

上下方向（Ｚ方向）におけるアークシールド６の長さは、少なくとも上下方向における固定電極３および可動電極４の厚さと、電流遮断状態における固定電極３と可動電極４との間の距離と、の合計以上の長さである。すなわち、アークシールド６は、固定電極３および可動電極４を囲むように位置する。

【0037】

さらに、アークシールド６の上下方向（Ｚ方向）における先端６ａには、開口部６１が設けられている。図２は、本実施形態のアークシールド６の先端６ａを拡大した断面図である。

【0038】

図１、２に示すように、開口部６１は、アークシールド６の先端６ａを絶縁容器２の軸心Ａｘに沿って曲折することで形成されている。さらに、開口部６１は、固定電極３および可動電極４に向かって開口している。なお、開口部６１が開口する方向は、接点に向く方向であれば適宜変更しても良い。

【0039】

本実施形態では、開口部６１の開口径Ｄ１は、開口部６１の最大内径Ｄ２よりも小さい。しかし、これに限らず、開口部６１の開口径Ｄ１は、少なくとも開口部６１の最大内径Ｄ２と同等であれば良い。

【0040】

なお、開口径Ｄ１とは、開口部６１の先端６１ａからアークシールド６における固定電極３および可動電極４を向く内面６ｂまでの長さである。また、開口部６１の最大内径Ｄ２とは、開口部６１において最も内径が大きい部分のことである。

【0041】

さらに、開口部６１の先端６１ａの形状は、適宜変化しても良い。先端６１ａの形状の変化としては、例えば、先端６１ａの形状を球体形状する、先端６１ａの一部を太くする、先端６１ａを絶縁物でコーティングする、先端６１ａをさらに開口部６１の内側に曲折させる等が挙げられる。このような構成によれば、開口部６１の開口径Ｄ１をさらに狭くすることが可能である。

【0042】

さらに、開口部６１の先端６１ａの形状が丸みを帯びた形状になることで、アークシールド６の先端６ａにおける電界が緩和される。

【0043】

また、本実施形態では、開口部６１はアークシールド６の先端６ａを曲折することで形成しているが、開口部６１を形成する方法はこれに限らない。図３は、本実施形態のアークシールド６の先端６ａの一例を示す断面図である。

【0044】

図３に示すように、開口部６１を形成する方法は、例えば、アークシールド６の先端６ａに摩擦圧接、銀ロウ６２を用いた銀ロウ付け及びカシメ等によって一方向に開口した捕獲部品６３を接合する方法でも良い。このような構成によれば、本実施形態の真空バルブ１では、アークシールド６の開口部６１の加工難易度を下げることが可能である。

【0045】

本実施形態では、アークシールド６および開口部６１における内面６ｂ、６１ｂには、表面処理が施されている。内面６ｂ、６１ｂに施されている表面処理は、例えば、研磨処理やブラスト処理等である。

【0046】

アークシールド６において開口部６１以外の内面６ｂは、研磨処理によって表面粗さが細かくなっている。一方で、開口部６１の内面６１ｂは、ブラスト処理によって表面粗さが粗くなっている。なお、本実施形態では、アークシールド６および開口部６１の内面６ｂ、６１ｂに表面処理が施されているが、これに限らない。例えば、アークシールド６および開口部６１の内面６ｂ、６１ｂ以外の面に表面処理が施されていても良い。

【0047】

図１に示すように、アークシールド６の最小内径Ｄ３は、固定電極３および可動電極４の外径と略同等である。しかし、これに限らず、アークシールド６の最小内径Ｄ３は、固定電極３および可動電極４の外径よりも小さくても良い。すなわち、アークシールド６の最小内径Ｄ３は、少なくとも固定電極３および可動電極４の外径と同等であれば良い。なお、アークシールド６の最小内径Ｄ３とは、アークシールド６において最も内径が小さい部分のことである。

【0048】

アークシールド６の最小内径Ｄ３を固定電極３および可動電極４の外径よりも小さくする加工方法および組立方法は、例えば、アークシールド６を二つに分割可能な構成に加工して、可動電極４側のアークシールド６、可動電極４、固定電極３、固定電極３側のアークシールド６の順番で絶縁容器２に収容する等である。

【0049】

二つのフランジシールド７は、例えば、ステンレスや銅等の金属で形成されており、各フランジ２２に固定されて、絶縁容器２に収容されている。各フランジシールド７は、一方のフランジ２２の固定電極３および可動電極４を向く内面２２ａから他方のフランジ２２に向かってそれぞれ延びている。すなわち、二つのフランジシールド７は、上方向又は下方向における端部が開口した円筒形状である。

【0050】

上下方向（Ｚ方向）における二つのフランジシールド７の長さは、少なくとも上下方向においてフランジ２２の内面２２ａから第一金具２１ａ１および第二金具２１ｂ１までの距離より長い。すなわち、二つのフランジシールド７は、二つのフランジ２２と第一金具２１ａ１および第二金具２１ｂ１との接合部を遮っている。

【0051】

さらに、二つのフランジシールド７の上下方向（Ｚ方向）における先端７ａには、開口部７１が設けられている。開口部７１は、各フランジシールド７の先端７ａを絶縁容器２の軸心Ａｘに沿って曲折することで形成されている。さらに、開口部７１は、当該開口部７１が設けられているフランジシールド７を固定しているフランジ２２に向かって開口している。

【0052】

二つのフランジシールド７および開口部７１における内面７ｂ、７１ａと、フランジ２２の内面２２ａの一部と、には、表面処理が施されている。内面７ｂ、７１ａおよびフランジ２２の内面２２ａの一部に施されている表面処理は、例えば、ブラスト処理等である。なお、フランジ２２の内面２２ａの一部とは、ベローズ５の表面からフランジシールド７の内面７ｂの間と、固定通電軸３１の表面からフランジシールド７の内面７ｂの間と、のことである。

【0053】

本実施形態では、各フランジシールド７および開口部７１の内面７ｂ、７１ａと、フランジ２２の内面２２ａの一部と、は、ブラスト処理によって表面粗さが粗くなっている。なお、本実施形態では、各フランジシールド７および開口部７１の内面７ｂ、７１ａと、フランジ２２の内面２２ａの一部と、に表面処理が施されているが、これに限らない。例えば、各フランジシールド７および開口部７１の内面７ｂ、７１ａと、フランジ２２の内面２２ａの一部と、の以外の面に表面処理が施されていても良い。

【0054】

また、本実施形態では、可動通電軸４１側に固定されているフランジシールド７の内径Ｄ４は、アークシールド６の最小内径Ｄ３およびベローズカバー５１の外径よりも大きい。また、固定通電軸３１側に固定されているフランジシールド７の内径Ｄ５は、アークシールド６の最小内径Ｄ３よりも大きい。なお、フランジシールド７の内径Ｄ４、Ｄ５とは、開口部７１の先端７１ｂ部分の内径である。

【0055】

さらに、本実施形態では、アークシールド６の開口部６１およびフランジシールド７開口部７１の断面形状は円形状であるが、これに限らない。開口部６１、７１の断面形状は、例えば、長方形状、楕円形状及び多角形状等であっても良い。このような構成によれば、製造者は、開口部６１、７１の加工方法を選択することが可能になる。従って、アークシールド６およびフランジシールド７の加工コストは低減する。

【0056】

本実施形態の真空バルブ１は、固定通電軸３１を介してフランジ２２に固定された固定電極３に対して、可動通電軸４１を介して上下方向（Ｚ方向）に移動可能な可動電極４が接触または離間することで、電流を通電または遮断させる。電流遮断時には、固定電極３および可動電極４から金属粒子が発生する。

【0057】

アークシールド６は、径方向において絶縁容器２の碍管２１と固定電極３および可動電極４との間に設けられているため、固定電極３および可動電極４から飛散した金属粒子はアークシールド６の内面６ｂに付着する。

【0058】

アークシールド６の内面６ｂに付着した金属粒子は、機械的な衝撃や重力等の影響により移動してアークシールド６の開口部６１に溜まる。開口部６１は、固定電極３および可動電極４に向かって開口している。これにより、固定電極３および可動電極４から飛散した金属粒子は、開口部６１に溜りやすい。

【0059】

本実施形態では、アークシールド６において開口部６１以外の内面６ｂは、研磨処理によって表面粗さが細かくなっている。一方で、開口部６１の内面６１ｂは、ブラスト処理によって表面粗さが粗くなっている。これにより、アークシールド６の内面６ｂに付着した金属粒子は、開口部６１に向かって転がり落ちやすくなる。そして、開口部６１溜まっている金属粒子は、機械的な衝撃等によって当該開口部６１から離脱し難くなる。

【0060】

さらに、開口部６１の開口径Ｄ１は、開口部６１の最大内径Ｄ２よりも小さい。これにより、開口部６１の先端６１ａは、かえしとしての役割を果たす。そのため、開口部６１から脱出しようとする金属粒子は、先端６１ａによって開口部６１に戻される。従って、開口部６１の先端６１ａは、開口部６１から金属粒子が脱出することをさらに抑制する。

【0061】

さらに、アークシールド６の最小内径Ｄ３は、固定電極３および可動電極４の外径と略同等である。これにより、開口部６１は、より多くの金属粒子を捕獲することが可能になる。

【0062】

アークシールド６の開口部６１に捕獲されなかった金属粒子およびアークシールド６の開口部６１から脱出した金属粒子は、フランジ２２に向かって落下し、フランジ２２の内面２２ａに付着する。

【0063】

フランジ２２には、内面２２ａから第一開口部２３および第二開口部２４に向かって延びるフランジシールド７が設けられている。そして、フランジシールド７の先端７ａには、開口部７１が設けられている。この開口部７１は、当該開口部７１が設けられているフランジシールド７を固定しているフランジ２２に向かって開口している。これにより、フランジ２２の内面２２ａから離脱する金属粒子は、フランジシールド７の開口部７１に付着する。

【0064】

本実施形態では、フランジシールド７および開口部７１の内面７ｂ、７１ａと、フランジ２２の内面２２ａにおけるベローズ５の表面からフランジシールド７の内面７ｂの間と、固定通電軸３１の表面からフランジシールド７の内面７ｂの間と、は、ブラスト処理によって表面粗さが粗くなっている。これにより、フランジ２２、フランジシールド７および開口部７１の内面２２ａ、７ｂ、７１ａに付着した金属粒子は、摩擦力によって離脱し難くなる。

【0065】

さらに、可動通電軸４１側に固定されているフランジシールド７の内径Ｄ４は、アークシールド６の最小内径Ｄ３およびベローズカバー５１の外径よりも大きい。そして、固定通電軸３１側に固定されているフランジシールド７の内径Ｄ５は、アークシールド６の最小内径Ｄ３よりも大きい。これにより、フランジシールド７は、アークシールド６の開口部６１で捕獲されなかった金属粒子をより多く獲することが可能になる。

【0066】

以上のような構成によれば、真空バルブ１では、固定電極３および可動電極４から飛散した金属粒子の移動を抑制することが可能である。そのため、一度飛散した金属粒子が真空バルブ１内部の様々な部分に付着することが抑制される。従って、本実施形態の真空バルブ１では、固定電極３および可動電極４から飛散した金属粒子を起点とする絶縁破壊を抑制することができる。

【0067】

なお、上記実施形態では、真空バルブ１が縦に配置された状態を例として説明した。しかし、真空バルブ１を配置する方向は、これに限らない。例えば、真空バルブ１を横向きに配置しても良い。真空バルブ１を横向きに配置した場合、アークシールド６の開口部６１およびフランジシールド７の開口部７１は、上記実施形態よりも多くの金属粒子を捕獲可能である。

【0068】

以上のように、真空バルブ１は、筒状の絶縁容器２と、絶縁容器２に収容される固定電極３と、固定電極３と対向して絶縁容器２に収容される可動電極４と、絶縁容器２に固定して収容されるアークシールド６と、フランジシールド７と、を備える。絶縁容器２は、上下方向に沿って延びる碍管２１と、碍管２１と接触するとともに、径方向に沿って延びる複数のフランジ２２と、を有する。アークシールド６およびフランジシールド７の先端６ａ、７ａには、絶縁容器２の軸心Ａｘに沿って曲折する開口部６１、７１が設けられている。

【0069】

真空バルブ１は、電流遮断時に固定電極３および可動電極４から金属粒子が飛散する。飛散した金属粒子は、機械的な衝撃や重力等の影響により絶縁容器２に固定されているアークシールド６およびフランジシールド７の先端６ａ、７ａに設けられた開口部６１、７１に溜まる。

【0070】

これにより、開口部６１、７１は、固定電極３および可動電極４から飛散した金属粒子が真空バルブ１内部の様々な部分に付着することを抑制する。従って、真空バルブ１では、固定電極３および可動電極４から飛散した金属粒子を起点とする絶縁破壊が抑制される。

【0071】

また、本実施形態では、アークシールド６は、碍管２１から延びるとともに、固定電極３および可動電極４を囲む。開口部６１は、固定電極３および可動電極４に向かって開口する。これにより、固定電極３および可動電極４から飛散した金属粒子は、開口部６１に溜まりやすくなる。

【0072】

また、本実施形態では、フランジシールド７は、一方のフランジ２２から他方のフランジ２２に向かって延びる。開口部７１は、一方のフランジ２２に向かって開口する。固定電極３および可動電極４から飛散した金属粒子の一部は、フランジ２２に落下する。フランジ２２に落下した金属粒子が機械的な衝撃や重力等の影響により移動しようとする場合、フランジシールド７によって妨げられる。これにより、フランジシールド７は、フランジ２２に落下した金属粒子の移動を抑制することができる。

【0073】

また、本実施形態では、開口部６１の開口径Ｄ１は、開口部６１の最大内径Ｄ２と少なくとも同等である。開口部６１に捕獲されている金属粒子が当該開口部６１から離脱しようとする場合、開口部６１の先端６１ａがかえしとなって金属粒子が開口部６１から離脱することを抑制する。これにより、開口部６１は、固定電極３および可動電極４から飛散した金属粒子が真空バルブ１内部の様々な部分に付着することをさらに抑制する。

【0074】

また、本実施形態では、アークシールド６およびフランジシールド７の内面７ｂには、表面粗さを変化させる表面処理が施されている。例えば、アークシールド６の開口部６１以外の表面粗さを細かくして、開口部６１の表面粗さを粗くする場合、アークシールド６に付着した金属粒子は、先端６ａに設けられている開口部６１に向かって転がり落ちる。一方で、開口部６１に捕獲されている金属粒子は、当該開口部６１の内面６１ｂが粗いため、機械的な衝撃や重力等の影響により移動し難くなる。これにより、開口部６１は、固定電極３および可動電極４から飛散した金属粒子が真空バルブ１内部の様々な部分に付着することをさらに抑制する。

【0075】

また、本実施形態では、フランジ２２の内面２２ａには、表面粗さを変化させる表面処理が施されている。例えば、フランジ２２の表面粗さを粗くする場合、当該フランジ２２に付着した金属粒子は、機械的な衝撃や重力等の影響により移動し難くなる。これにより、フランジ２２は、当該フランジ２２に付着した金属粒子が移動することを抑制する。

【0076】

また、本実施形態では、アークシールド６の最小内径Ｄ３は、固定電極３および可動電極４の外径と少なくとも同等である。これにより、固定電極３および可動電極４から飛散した金属粒子は、アークシールド６を通過して落下し難くなる。従って、金属粒子は、アークシールド６の先端６ａに設けられた開口部６１に捕獲されやすくなる。

【0077】

また、本実施形態では、可動通電軸４１側に固定されているフランジシールド７の内径Ｄ４および固定通電軸３１側に固定されているフランジシールド７の内径Ｄ５は、アークシールド６の最小内径Ｄ３よりも大きい。これにより、アークシールド６に捕獲されなかった金属粒子は、フランジシールド７に捕獲されやすくなる。

【0078】

以上、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同様に、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ものである。

【符号の説明】

【0079】

１ 真空バルブ
２ 絶縁容器（容器）
２１ 碍管（側壁）
２１ｃ 内面
２２ フランジ（板材）
２２ａ 内面
３ 固定電極（第一電極）
４ 可動電極（第二電極）
６ アークシールド（シールド部材）
６ａ 先端
６ｂ 内面
６１ 開口部
６１ａ 先端
６１ｂ 内面
７ フランジシールド（シールド部材）
７ａ 先端
７ｂ 内面
７１ 開口部
７１ａ 内面
７１ｂ 先端

【図1】

【図2】

【図3】