真空閥的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種利用由在電極中流動(dòng)的電流產(chǎn)生的磁場來擴(kuò)散電弧的真空閥。
【背景技術(shù)】
[0002]如例如日本專利特開平1-315914號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)I)、日本專利特開平11-317134號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)2)中公開的那樣，真空閥由玻璃材料、陶瓷材料等絕緣材料構(gòu)成，并包括內(nèi)部被抽成高真空的有底圓筒狀的真空容器、分別設(shè)于該真空容器的兩端部的電極棒、設(shè)于各電極棒相對(duì)的端部的渦卷環(huán)狀的線圈電極、以及與該線圈電極連接的圓板狀的觸點(diǎn)，通過使一方電極棒朝軸向移動(dòng)，兩觸點(diǎn)(即固定側(cè)觸點(diǎn)、可動(dòng)側(cè)觸點(diǎn))接觸或分離，以進(jìn)行通電或斷路。
[0003]此處，線圈電極是指以下構(gòu)件:以在作為主電極的固定側(cè)觸點(diǎn)及可動(dòng)側(cè)觸點(diǎn)的接觸分離方向上產(chǎn)生軸向磁場的方式，在該兩觸點(diǎn)的背面?zhèn)瘸刂|點(diǎn)的外周緣的圓周方向分割配置有多個(gè)弧狀的線圈部，線圈部的一端具有朝中心方向延伸的臂部，另一端具有與觸點(diǎn)連接的突出部，該線圈電極在上述專利文獻(xiàn)I或?qū)＠墨I(xiàn)2中被詳細(xì)地說明。
[0004]在上述真空閥中，通過通電使線圈電極產(chǎn)生軸向的磁場，將在斷路時(shí)不可避免產(chǎn)生的觸點(diǎn)間的電弧封閉在觸點(diǎn)的直徑內(nèi)并朝觸點(diǎn)表面擴(kuò)散，以降低觸點(diǎn)表面的電流密度，從而能使觸點(diǎn)材料的斷路能力更強(qiáng)，以進(jìn)行電流斷路。
[0005]為了進(jìn)一步增大真空閥的斷路容量，該線圈電極與觸點(diǎn)材料的開發(fā)是不可或缺的，為此進(jìn)行了各種研究。其結(jié)果是，可知由線圈電極產(chǎn)生的軸向磁場強(qiáng)度越強(qiáng)、越均勻、面積越大，則真空閥的斷路性能越佳。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)1:日本專利特開平1-315914號(hào)公報(bào)
[0009]專利文獻(xiàn)2:日本專利特開平11-317134號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]發(fā)明所要解決的技術(shù)問題
[0011]如上述專利文獻(xiàn)I或?qū)＠墨I(xiàn)2中說明的那樣，在通過磁場使在觸點(diǎn)間產(chǎn)生的電弧擴(kuò)散以提高斷路性能的方式的真空閥中，通電的電流在固定側(cè)、可動(dòng)側(cè)這兩個(gè)線圈電極中流動(dòng)，并在線圈電極間廣生軸向磁場。
[0012]圖6、圖7是對(duì)如上述專利文獻(xiàn)I公開的那樣的現(xiàn)有真空閥的固定側(cè)線圈電極和可動(dòng)側(cè)線圈電極的位置關(guān)系進(jìn)行說明的圖，圖6、圖7分別是表示將固定側(cè)線圈電極和可動(dòng)側(cè)線圈電極上下重疊的狀態(tài)的說明圖。
[0013]例如從固定側(cè)電極棒4流動(dòng)至線圈電極的電流流過固定側(cè)線圈電極9的臂部(即固定側(cè)臂部)18、固定側(cè)線圈部19、固定側(cè)線圈突出部21，經(jīng)由固定側(cè)觸點(diǎn)(未圖示)、可動(dòng)側(cè)觸點(diǎn)(未圖示)，并流過可動(dòng)側(cè)線圈電極11的突出部(即可動(dòng)側(cè)線圈突出部)25、可動(dòng)側(cè)線圈部23、可動(dòng)側(cè)臂部22而流動(dòng)至可動(dòng)側(cè)電極棒7。
[0014]此時(shí)，由固定側(cè)及可動(dòng)側(cè)線圈部19、23產(chǎn)生的磁場在固定側(cè)及可動(dòng)側(cè)朝相同的方向流動(dòng)，因此，作用于提高彼此產(chǎn)生的磁場的方向上，但在固定側(cè)及可動(dòng)側(cè)臂部18、22處，如圖6或圖7中用實(shí)線和虛線所示，磁場在固定側(cè)臂部18和可動(dòng)側(cè)臂部22上朝相反方向流動(dòng)，因此，在相反方向上相互抵消產(chǎn)生的磁場。雖然形成于固定側(cè)及可動(dòng)側(cè)線圈電極9、11的電極間的磁場依據(jù)了在固定側(cè)及可動(dòng)側(cè)線圈部19、23、固定側(cè)及可動(dòng)側(cè)臂部18、22、固定側(cè)及可動(dòng)側(cè)線圈突出部21、25等供電流流動(dòng)的所有部分處產(chǎn)生的磁場的重疊這一原理，但在不產(chǎn)生用于使電弧擴(kuò)散的軸向磁場的固定側(cè)及可動(dòng)側(cè)線圈突出部21、25、固定側(cè)及可動(dòng)側(cè)臂部18、22處，磁場會(huì)降低。
[0015]在圖6所示的狀態(tài)下，不僅固定側(cè)及可動(dòng)側(cè)臂部18、22抵消了在固定側(cè)及可動(dòng)側(cè)線圈部19、23處產(chǎn)生的磁場，在由固定側(cè)臂部18、可動(dòng)側(cè)臂部22以及固定側(cè)及可動(dòng)側(cè)線圈突出部21、25圍住的區(qū)域中，會(huì)出現(xiàn)產(chǎn)生與由固定側(cè)及可動(dòng)側(cè)線圈19、23產(chǎn)生的磁場相反方向的磁場的區(qū)域，因此，磁場分布不均勻。
[0016]此外，盡管在圖7所示的狀態(tài)下，沒有產(chǎn)生相反方向的磁場的區(qū)域，但固定側(cè)線圈電極9的臂部(即固定側(cè)臂部)18與可動(dòng)側(cè)線圈電極11的臂部(即可動(dòng)側(cè)臂部)22的位置錯(cuò)開，因此，擴(kuò)大了會(huì)使磁場降低的臂部的區(qū)域。其結(jié)果是，用于使電弧擴(kuò)散的軸向磁場不均勻或面積變得狹小，為了確保斷路所需的磁場的面積，需要增大固定側(cè)及可動(dòng)側(cè)線圈部19、23的直徑。這是導(dǎo)致真空閥大型化、成本增加的主要原因。
[0017]只要消除因線圈電極的臂部而產(chǎn)生相反方向的磁場的區(qū)域、或者為了將使磁場降低的臂部的區(qū)域設(shè)為最小而以固定側(cè)臂部與可動(dòng)側(cè)臂部重疊的方式進(jìn)行對(duì)位即可，但在該情況下，固定側(cè)和可動(dòng)側(cè)的突出部的位置分離，因此，存在電流的通電路徑變長、電阻升高這樣的問題。
[0018]本發(fā)明為解決上述問題而作，其目的在于提供一種能用價(jià)格便宜的結(jié)構(gòu)以不降低軸向磁場的方式降低電阻、并同時(shí)滿足斷路性能和通電性能的真空閥。
[0019]解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案
[0020]本發(fā)明的真空閥包括:固定側(cè)電極棒，該固定側(cè)電極棒固設(shè)于有底圓筒狀的真空容器的一方端部；可動(dòng)側(cè)電極棒，該可動(dòng)側(cè)電極棒以能自由進(jìn)退的方式設(shè)于上述真空容器的另一方端部；環(huán)狀的固定側(cè)線圈電極及可動(dòng)側(cè)線圈電極，該固定側(cè)線圈電極及可動(dòng)側(cè)線圈電極分別設(shè)于上述固定側(cè)電極棒和上述可動(dòng)側(cè)電極棒的相對(duì)端，并通過通電而在沿著上述固定側(cè)電極棒和上述可動(dòng)側(cè)電極棒的軸線的方向上產(chǎn)生軸向磁場；以及觸點(diǎn)，該觸點(diǎn)分別設(shè)于上述固定側(cè)線圈電極和上述可動(dòng)側(cè)線圈電極的相對(duì)側(cè)，上述固定側(cè)線圈電極和上述可動(dòng)側(cè)線圈電極包括:環(huán)部，該環(huán)部與上述軸線同心地設(shè)于與上述軸線正交的平面上；多根臂部，這些臂部從上述環(huán)部的外周朝外側(cè)延伸；圓弧狀的線圈部，該線圈部從上述臂部的前端側(cè)朝周向折曲；以及狹縫部，該狹縫部分割上述線圈部，上述固定側(cè)線圈電極的臂部和上述可動(dòng)側(cè)線圈電極的臂部以從上述固定側(cè)電極棒及上述可動(dòng)側(cè)電極棒的軸向觀察時(shí)彼此重疊的方式朝相同方向配置。
[0021]發(fā)明效果
[0022]根據(jù)本發(fā)明，能消除由固定側(cè)及可動(dòng)側(cè)臂部和固定側(cè)及可動(dòng)側(cè)突出部圍住的部分，該部分會(huì)在與由線圈電極的線圈部產(chǎn)生的磁場相反的方向上產(chǎn)生磁場，另外，能將使磁場降低的臂部的區(qū)域變?yōu)樽钚。茉诠潭▊?cè)觸點(diǎn)與可動(dòng)側(cè)觸點(diǎn)之間產(chǎn)生均勻且較寬的軸向磁場。因此，能提供斷路性能優(yōu)異的真空閥。
【附圖說明】
[0023]圖1是表示本發(fā)明實(shí)施方式一的真空閥的結(jié)構(gòu)圖。
[0024]圖2是說明本發(fā)明實(shí)施方式一的真空閥的線圈電極的結(jié)構(gòu)的分解立體圖。
[0025]圖3是本發(fā)明實(shí)施方式一的真空閥的固定側(cè)線圈電極的主視圖及俯視圖。
[0026]圖4是表示將本發(fā)明實(shí)施方式一的真空閥的固定側(cè)線圈電極及可動(dòng)側(cè)線圈電極重疊的狀態(tài)的說明圖。
[0027]圖5是表示將本發(fā)明實(shí)施方式二的真空閥的固定側(cè)線圈電極及可動(dòng)側(cè)線圈電極重疊的狀態(tài)的說明圖。
[0028]圖6是表示將現(xiàn)有的真空閥的固定側(cè)線圈電極及可動(dòng)側(cè)線圈電極重疊的狀態(tài)的說明圖。
[0029]圖7是表示將現(xiàn)有的真空閥的固定側(cè)線圈電極及可動(dòng)側(cè)線圈電極重疊的另一狀態(tài)的說明圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]以下，參照附圖，對(duì)本發(fā)明的真空閥的實(shí)施方式進(jìn)行說明。
[0031]實(shí)施方式一
[0032]圖1是表示本發(fā)明實(shí)施方式一的真空閥的結(jié)構(gòu)圖，圖2是說明電極的結(jié)構(gòu)的分解立體圖，圖3(a)和圖3(b)是固定側(cè)線圈電極的主視圖及俯視圖。另外，在各圖中，相同的符號(hào)表不相同的部分。
[0033]在圖1中，真空閥100包括由氧化鋁陶瓷等構(gòu)成的絕緣圓筒I。在絕緣圓筒I的一方端部開口部設(shè)有將該端部開口部覆蓋的固定側(cè)端板2，在絕緣圓筒I的另一方端部開口部設(shè)有將該端部開口部覆蓋的可動(dòng)側(cè)端板3。上述固定側(cè)端板2及可動(dòng)側(cè)端板3分別通過焊接同軸狀地安裝于絕緣圓筒I的端面。
[0034]在固定側(cè)端板2上分別設(shè)有通過焊接與該固定側(cè)端板2接合的固定側(cè)電極棒4及通過焊接與固定側(cè)電極棒4接合的固定側(cè)電極5。另外，與固定側(cè)電極5相對(duì)地配置有可動(dòng)側(cè)電極6，可動(dòng)側(cè)電極棒7通過焊接與該可動(dòng)側(cè)電極6接合。另外，如下文所述，固定側(cè)電極5由固定側(cè)觸點(diǎn)8和固定側(cè)線圈電極9構(gòu)成，可動(dòng)側(cè)電極6由可動(dòng)側(cè)觸點(diǎn)10和可動(dòng)側(cè)線圈電極11構(gòu)成。
[0035]在可動(dòng)側(cè)端板3與可動(dòng)側(cè)電極6之間配置有波紋管12，該波紋管12例如由較薄的不銹鋼制作成折皺狀，該波紋管12保持真空氣密，并且能供可動(dòng)側(cè)電極棒7移動(dòng)，能利用該波紋管12使固定側(cè)電極5和可動(dòng)側(cè)電極6 —邊保持真空氣密，一邊接觸、分離。在波紋管12的上端，以通過焊接與可動(dòng)側(cè)電極棒7接合的方式配置有波紋管蓋13。另外，為了抑制因電流斷路時(shí)在固定側(cè)電極5與可動(dòng)側(cè)電極6之間產(chǎn)生的電弧而使金屬蒸汽附著于絕緣圓筒I的內(nèi)表面，以圍住固定側(cè)電極5和可動(dòng)側(cè)電極6的周圍的方式配置電弧屏蔽件14。
[0036]固定側(cè)電極5和可動(dòng)側(cè)電極6形成為在兩者間因通電而能在沿著固定側(cè)電極棒4和可動(dòng)側(cè)電極棒7的軸線的方向上產(chǎn)生軸向磁場的電極結(jié)構(gòu)。因此，接著，利用圖2及圖3對(duì)固定側(cè)電極5和可動(dòng)側(cè)電極6的詳細(xì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。
[0037]固定側(cè)電極5和可動(dòng)側(cè)電極6具有基本相同的結(jié)構(gòu)，因此，以下用固定側(cè)電極5作為代表來進(jìn)行說明。另外，為了參考，在圖中，在括弧內(nèi)示出了與固定側(cè)電極5相對(duì)應(yīng)的可動(dòng)側(cè)電極6的各部分的符號(hào)。因此，