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WO2021234870A1 - 真空遮断器 - Google Patents

真空遮断器 Download PDF

Info

Publication number
WO2021234870A1
WO2021234870A1 PCT/JP2020/019994 JP2020019994W WO2021234870A1 WO 2021234870 A1 WO2021234870 A1 WO 2021234870A1 JP 2020019994 W JP2020019994 W JP 2020019994W WO 2021234870 A1 WO2021234870 A1 WO 2021234870A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
bellows
movable shaft
circuit breaker
axial direction
vacuum circuit
Prior art date
Application number
PCT/JP2020/019994
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
祐介 冨沢
拓真 笹井
雅夫 秋吉
Original Assignee
三菱電機株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 三菱電機株式会社 filed Critical 三菱電機株式会社
Priority to JP2021500307A priority Critical patent/JP6884297B1/ja
Priority to EP20936554.3A priority patent/EP4156219A4/en
Priority to PCT/JP2020/019994 priority patent/WO2021234870A1/ja
Priority to US17/918,576 priority patent/US20230145798A1/en
Publication of WO2021234870A1 publication Critical patent/WO2021234870A1/ja

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/60—Switches wherein the means for extinguishing or preventing the arc do not include separate means for obtaining or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/66—Vacuum switches
    • H01H33/662—Housings or protective screens
    • H01H33/66238—Specific bellows details
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/60—Switches wherein the means for extinguishing or preventing the arc do not include separate means for obtaining or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/66—Vacuum switches
    • H01H33/664—Contacts; Arc-extinguishing means, e.g. arcing rings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/60—Switches wherein the means for extinguishing or preventing the arc do not include separate means for obtaining or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/66—Vacuum switches
    • H01H33/666—Operating arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/60—Switches wherein the means for extinguishing or preventing the arc do not include separate means for obtaining or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/66—Vacuum switches
    • H01H33/662—Housings or protective screens
    • H01H33/66238—Specific bellows details
    • H01H2033/66246—Details relating to the guiding of the contact rod in vacuum switch belows

Definitions

  • This disclosure relates to a vacuum circuit breaker.
  • Patent Document 1 As a prior document disclosing the configuration of the vacuum circuit breaker, there is Japanese Patent Publication No. 53-39258 (Patent Document 1).
  • the vacuum circuit breaker described in Patent Document 1 includes an insulating container, a movable shaft, a bellows, a disk member, a guide member, and a shrinkage prevention member.
  • a disk member is provided at the joint between the two bellows.
  • the present disclosure has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a vacuum circuit breaker capable of reducing the amplitude of the axial vibration of the bellows and prolonging the fatigue life of the bellows. ..
  • the vacuum circuit breaker based on the present disclosure includes a fixed contact, a movable contact, a container, a movable shaft, a plate-shaped member, a connecting bellows, a connecting member, and a pushing member.
  • the movable contactor can be attached to and detached from the fixed contactor.
  • the container houses each of the fixed and movable contacts and keeps the inside in a vacuum.
  • the movable shaft extends axially from the outside of the container and is connected to the movable contactor, and drives the movable contact by moving in the axial direction.
  • the plate-shaped member is attached to the movable shaft inside the container and extends around the axis of the movable shaft.
  • the connecting bellows includes a first bellows that can be expanded and contracted in the axial direction, and a second bellows that can be expanded and contracted in the axial direction and has a spring constant higher than that of the first bellows.
  • the plate-like member and the inner surface of the container are airtightly connected on the outside of the movable shaft.
  • the connecting member extends in the radial direction of the movable shaft so as to project to at least one of the inner peripheral side and the outer peripheral side of each of the first bellows and the second bellows, and each of the first bellows and the second bellows adjacent to each other.
  • the pushing member is arranged on the inner peripheral side or the outer peripheral side of the first bellows, and moves in the axial direction toward the connecting member as the movable shaft moves in a direction in which the movable contact is separated from the fixed contact.
  • the second bellows is contracted by pressing the connecting member.
  • the second bellows since the second bellows has a spring constant higher than that of the first bellows, the natural frequencies of the first bellows and the second bellows can be made different from each other to suppress the occurrence of resonance in the connected bellows. Therefore, the amplitude of the axial vibration of the connected bellows can be reduced to prolong the fatigue life of the connected bellows.
  • FIG. 3 is an enlarged vertical cross-sectional view showing the periphery of the connected bellows when the vacuum circuit breaker according to the first embodiment is closed.
  • FIG. 3 is an enlarged vertical cross-sectional view showing the periphery of a connecting bellows in a state before the pushing member presses the connecting member during the opening of the vacuum circuit breaker according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is an enlarged vertical sectional view showing the periphery of a connected bellows in a state where the opening of the vacuum circuit breaker according to the first embodiment is completed. It is a vertical sectional view which shows the structure of the vacuum circuit breaker which concerns on Embodiment 2.
  • FIG. 3 is a vertical cross-sectional view showing an opening stroke which is a distance between a fixed contact and a movable contact at the time of completion of opening of the vacuum circuit breaker according to the fifth embodiment.
  • FIG. 5 is an enlarged perspective view showing only a part of each of a pushing member and a connecting member in the vacuum circuit breaker according to the ninth embodiment. It is a front view which shows the positional relationship between the pushing member and the connecting member at the time of closing pole of the vacuum circuit breaker which concerns on Embodiment 9. It is a front view which shows the positional relationship between a pushing member and a connecting member at the time of completion of opening of a vacuum circuit breaker which concerns on Embodiment 9.
  • FIG. 5 is an enlarged perspective view showing only a part of each of a pushing member and a connecting member in the vacuum circuit breaker according to the tenth embodiment. It is a vertical sectional view which shows the structure of the vacuum circuit breaker which concerns on Embodiment 11. It is a vertical sectional view which shows the structure of the vacuum circuit breaker which concerns on Embodiment 12.
  • FIG. 1 is a vertical cross-sectional view showing the configuration of the vacuum circuit breaker according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is an enlarged vertical sectional view showing the periphery of the connected bellows when the vacuum circuit breaker according to the first embodiment is closed.
  • the vacuum circuit breaker 1 As shown in FIGS. 1 and 2, the vacuum circuit breaker 1 according to the first embodiment is connected to a fixed contact 110, a movable contact 120, a container 100, a movable shaft 130, and a plate-shaped member 140. It includes a bellows 150, a connecting member 160, and a pushing member 180.
  • the vacuum circuit breaker 1 according to the present embodiment further includes a fixed shaft 111 and a guide member 131.
  • the fixed contact 110 is joined to the axial tip of the fixed shaft 111.
  • the movable contact 120 is arranged to face the fixed contact 110 so that it can be brought into contact with and separated from the fixed contact 110.
  • the vacuum circuit breaker 1 When the vacuum circuit breaker 1 is closed, the movable contact 120 comes into contact with the fixed contact 110 and becomes energized.
  • the container 100 accommodates each of the fixed contact 110 and the movable contact 120 and keeps the inside in a vacuum.
  • the container 100 has a top surface portion 101 at the upper portion and a bottom surface portion 102 at the lower portion.
  • a fixed shaft 111 is fixed to the top surface portion 101.
  • the movable shaft 130 extends from the outside of the container 100 in the axial direction of the movable shaft 130 and is connected to the movable contactor 120.
  • the movable shaft 130 is inserted inside the tubular guide member 131 that penetrates the bottom surface portion 102.
  • the outer peripheral surface of the movable shaft 130 is in sliding contact with the inner peripheral surface of the guide member 131.
  • the movable shaft 130 passes through the inside of the guide member 131 and is connected to a spring-loaded or electromagnetic drive mechanism (not shown) on the outside of the container 100.
  • the movable shaft 130 drives the movable contact 120 by moving in the axial direction of the movable shaft 130.
  • the movable shaft 130 moves toward the side opposite to the fixed contactor 110 side in the axial direction of the movable shaft 130 while being in sliding contact with the guide member 131.
  • the movable contact 120 is separated from the fixed contact 110, so that the vacuum circuit breaker 1 is opened and the energization is cut off between the fixed contact 110 and the movable contact 120.
  • the plate-shaped member 140 is attached to the movable shaft 130 inside the container 100.
  • the plate-shaped member 140 extends around the axis of the movable shaft 130. It is desirable that the plate-shaped member 140 is attached so as to extend in a direction orthogonal to the axial direction of the movable shaft 130 with respect to the movable shaft 130.
  • the plate-shaped member 140 has a disk-shaped outer shape.
  • the connecting bellows 150 airtightly connects the plate-shaped member 140 and the inner surface of the container 100 on the outside of the movable shaft 130. As a result, the internal space of the container 100 on the outside of the connecting bellows 150 is airtightly maintained.
  • the articulated bellows 150 includes a first bellows 151 and a second bellows 152.
  • the first bellows 151 can be expanded and contracted in the axial direction of the movable shaft 130.
  • the upper end portion 151t of the first bellows 151 is connected to the plate-shaped member 140.
  • the upper end portion 151t of the first bellows 151 and the plate-shaped member 140 are joined to each other by, for example, welding or brazing.
  • the second bellows 152 is located side by side with the first bellows 151 in the axial direction of the movable shaft 130, and has a spring constant higher than that of the first bellows 151 and can expand and contract in the axial direction of the movable shaft 130.
  • the lower end portion 152b of the second bellows 152 is connected to the bottom surface portion 102 of the container 100.
  • the lower end portion 152b of the second bellows 152 and the bottom surface portion 102 of the container 100 are joined to each other by, for example, welding or brazing.
  • Each of the first bellows 151 and the second bellows 152 has peaks and valleys alternately arranged in the axial direction of the movable shaft 130.
  • Each of the first bellows 151 and the second bellows 152 contracts due to the adjacent peaks and valleys approaching each other as the movable shaft 130 moves in the axial direction. Extend as they are separated from each other.
  • the number of peaks and valleys of each of the first bellows 151 and the second bellows 152 may be set in a quantity within a range that can withstand expansion and contraction due to axial movement of the movable shaft 130.
  • the differences between the spring constants of the first bellows 151 and the spring constants of the second bellows 152 are the film thickness, the difference between the inner and outer diameters of the first bellows 151 and the second bellows 152, the number of peaks, and the number of peaks. , Can be caused by a difference in at least one of the materials.
  • the distance between the contacts between the fixed contact 110 and the movable contact 120 when the vacuum breaker 1 is opened is set to ensure the required withstand voltage performance. For example, it is 50 mm or more and 100 mm or less.
  • the length of the connecting bellows 150 in the axial direction of the movable shaft 130 is determined according to the displacement of the distance between the contacts between the fixed contact 110 and the movable contact 120 when the vacuum circuit breaker 1 is opened.
  • the vacuum circuit breaker 1 When a general vacuum circuit breaker opens and closes at high speed, an impact displacement load close to the impulse input acts on the bellows at the moment when the movable shaft starts to move, causing axial vibration. Axial vibration is generated by the resonance of the bellows, and is a vibration having the same frequency as the natural frequency of the bellows. Due to this axial vibration, a larger load is repeatedly generated than when a static displacement load is applied to the bellows, so that the fatigue life of the bellows is shortened. Since the fatigue life of the bellows is the life of the vacuum circuit breaker, it is an important issue to extend the fatigue life of the bellows. Therefore, the vacuum circuit breaker 1 according to the present embodiment includes a connected bellows 150 having the above configuration.
  • the connecting member 160 extends in the radial direction of the movable shaft 130 so as to project to at least one of the inner peripheral side and the outer peripheral side of each of the first bellows 151 and the second bellows 152.
  • the connecting portion 161 is included.
  • the connecting portion 161 is joined to each of the first bellows 151 and the second bellows 152 adjacent to each other.
  • the connecting portion 161 extends in the radial direction of the movable shaft 130 so as to project on both the inner peripheral side and the outer peripheral side of each of the first bellows 151 and the second bellows 152.
  • the connecting portion 161 has an annular shape.
  • the first bellows 151 is located above the connecting portion 161 and the second bellows 152 is located below the connecting portion 161.
  • the connecting portion 161 is joined to each of the lower end portion 151b of the first bellows 151 and the upper end portion 152t of the second bellows 152.
  • the connecting portion 161 is joined to each of the lower end portion 151b and the upper end portion 152t, for example, by welding or brazing.
  • the connecting member 160 has a first surface portion 160c that comes into contact with the pushing member 180.
  • the first surface portion 160c is the upper surface portion of the connecting portion 161.
  • the lower end portion 151b of the first bellows 151 is connected to the first surface portion 160c.
  • the connecting member 160 has a hole 163 inserted through the movable shaft 130 so as to be movable in the axial direction of the movable shaft 130.
  • the connecting member 160 includes an annular sliding contact portion 162 that is in sliding contact with the outer peripheral surface of the guide member 131 so that the connecting bellows 150 does not buckle due to the pressure inside the connecting bellows 150. ..
  • the hole 163 is located inside the sliding contact portion 162.
  • the connecting portion 161 is connected to the outer peripheral surface of the sliding contact portion 162.
  • the pushing member 180 is arranged on the inner peripheral side or the outer peripheral side of the first bellows 151. In the present embodiment, the pushing member 180 is arranged on the outer peripheral side of the first bellows 151. The pushing member 180 extends downward from the lower surface of the plate-shaped member 140. The upper end of the pushing member 180 is connected to the plate-shaped member 140. The pushing member 180 is located above the connecting portion 161.
  • the pushing member 180 has a second surface portion 180c that comes into contact with the connecting member 160.
  • the second surface portion 180c is the lower surface portion of the pushing member 180.
  • the second surface portion 180c of the pushing member 180 comes into contact with the connecting portion 161.
  • the pushing member 180 has a cylindrical shape, but the shape of the pushing member 180 is not limited to the cylindrical shape, and may be a shape that can come into contact with the connecting portion 161 and move the connecting member 160 in the axial direction of the movable shaft 130. Just do it.
  • the second surface portion 180c of the pushing member 180 may be discontinuous in the circumferential direction of the movable shaft 130.
  • the vacuum circuit breaker 1 brakes the movable shaft 130 during the breaking process in order to secure time for extending and extinguishing the arc generated at the time of opening the pole.
  • the movable shaft 130 starts braking after the movable contact 120 is separated from the fixed contact 110 by the start of movement of the movable shaft 130, and the moving speed of the movable shaft 130 in the axial direction decreases.
  • the movable shaft 130 is braked by a braking mechanism (not shown) between the time when the movable contact 120 is separated from the fixed contact 110 and the time when the opening of the vacuum circuit breaker 1 is completed.
  • a braking mechanism not shown
  • FIG. 3 is an enlarged vertical sectional view showing the periphery of the connecting bellows in a state before the pushing member presses the connecting member during the opening of the vacuum circuit breaker according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is an enlarged vertical sectional view showing the periphery of the connected bellows in a state where the opening of the vacuum circuit breaker according to the first embodiment is completed.
  • the pushing member 180 has an axial direction of the movable shaft 130 toward the connecting member 160 as the movable shaft 130 moves in a direction in which the movable contact 120 separates from the fixed contact 110.
  • the second bellows 152 is contracted by moving to and pressing the connecting member 160.
  • the first bellows 151 Since the second bellows 152 has a spring constant larger than that of the first bellows 151, the first bellows 151 is more likely to expand and contract in the axial direction of the movable shaft 130 than the second bellows 152. Therefore, the first bellows 151 preferentially contracts from the start of opening the vacuum circuit breaker 1 until the pushing member 180 and the connecting member 160 come into contact with each other. When the first bellows 151 contracts and the second surface portion 180c of the pushing member 180 comes into contact with the first surface portion 160c of the connecting member 160, the contraction of the first bellows 151 stops. After the pushing member 180 and the connecting member 160 come into contact with each other, only the second bellows 152 contracts until the opening of the vacuum circuit breaker 1 is completed.
  • the second bellows 152 has a spring constant higher than that of the first bellows 151, so that the natural frequencies of the first bellows 151 and the second bellows 152 are different from each other. Since the occurrence of resonance in the connected bellows 150 can be suppressed, the amplitude of the axial vibration of the connected bellows 150 is reduced and the fatigue life of the connected bellows 150 is extended even when the movable shaft 130 is braked during the breaking process. be able to.
  • the first bellows 151 preferentially contracts from the start of opening the vacuum circuit breaker 1 until the pressing member 180 and the connecting member 160 come into contact with each other. After the pressing member 180 and the connecting member 160 come into contact with each other, until the opening of the vacuum circuit breaker 1 is completed, only the second bellows 152 contracts, so that each of the first bellows 151 and the second bellows 152 is generated.
  • the load can be made uniform.
  • the maximum load of the connected bellows 150 is reduced and the fatigue life of the connected bellows 150 is extended. be able to.
  • Embodiment 2 the vacuum circuit breaker according to the second embodiment will be described. Since the vacuum circuit breaker according to the second embodiment is different from the vacuum circuit breaker 1 according to the first embodiment only in the configuration of the connecting member and the pushing member, the description of other configurations will not be repeated.
  • FIG. 5 is a vertical sectional view showing the configuration of the vacuum circuit breaker according to the second embodiment.
  • the connecting portion 161 has a diameter of the movable shaft 130 so as to project only on the inner peripheral side of each of the first bellows 151 and the second bellows 152. It extends in the direction.
  • the first surface portion 160c is the upper surface portion of the sliding contact portion 162.
  • the pushing member 180 is arranged on the inner peripheral side of the first bellows 151.
  • the inner diameter of the pushing member 180 is larger than the outer diameter of the guide member 131.
  • the second surface portion 180c of the pushing member 180 comes into contact with the sliding contact portion 162.
  • the connecting member 160 extends in the radial direction of the movable shaft 130 so as to project only on the inner peripheral side of each of the first bellows 151 and the second bellows 152. Therefore, the volume of the connecting member 160 can be reduced as compared with the vacuum circuit breaker 1 according to the first embodiment. As a result, the mass of the connecting member 160 becomes smaller, so that the natural frequency of the connecting bellows 150 connected to the connecting member 160 can be increased. By increasing the natural frequency of the connected bellows 150, the amplitude of the axial vibration of the connected bellows 150 can be reduced and the fatigue life of the connected bellows 150 can be extended.
  • Embodiment 3 the vacuum circuit breaker according to the third embodiment will be described. Since the vacuum circuit breaker according to the third embodiment is different from the vacuum circuit breaker 1 according to the first embodiment only in the configuration of the connecting bellows and the pushing member, the description of other configurations will not be repeated.
  • FIG. 6 is a vertical sectional view showing the configuration of the vacuum circuit breaker according to the third embodiment.
  • the second bellows 152 is located above the connecting portion 161 and the first bellows 151 is located below the connecting portion 161.
  • the connecting portion 161 is joined to each of the upper end portion 151t of the first bellows 151 and the lower end portion 152b of the second bellows 152.
  • the first surface portion 160c is the lower surface portion of the connecting portion 161.
  • the upper end portion 151t of the first bellows 151 is connected to the first surface portion 160c.
  • the upper end portion 152t of the second bellows 152 is connected to the plate-shaped member 140, and the lower end portion 151b of the first bellows 151 is connected to the bottom surface portion 102 of the container 100.
  • the pushing member 180 is arranged on the outer diameter side of the connecting bellows 150.
  • the pushing member 180 extends upward from the upper surface of the bottom surface portion 102.
  • the lower end of the pushing member 180 is connected to the bottom surface 102.
  • the pushing member 180 is located below the connecting portion 161.
  • the first bellows 151 preferentially contracts from the start of opening the pole of the vacuum circuit breaker according to the third embodiment until the pushing member 180 and the connecting member 160 come into contact with each other.
  • the contraction of the first bellows 151 stops.
  • only the second bellows 152 contracts until the opening of the vacuum circuit breaker 1 is completed.
  • the maximum load of the connected bellows 150 is reduced by making the load distribution in the connected bellows 150 uniform while reducing the amplitude of the axial vibration of the connected bellows 150.
  • the fatigue life of 150 can be extended.
  • Embodiment 4 the vacuum circuit breaker according to the fourth embodiment will be described. Since the vacuum circuit breaker according to the fourth embodiment is different from the vacuum circuit breaker according to the second embodiment only at the timing when the plate-shaped member and the connecting member come into contact with each other, the description of other configurations will not be repeated.
  • FIG. 7 is a graph showing the relationship between the time from the start of opening the pole and the axial displacement of each movable axis of the plate-shaped member and the connecting member in the vacuum circuit breaker according to the fourth embodiment.
  • the vertical axis shows the displacement and the horizontal axis shows the time.
  • the time from the start of movement of the movable shaft 130 to the start of braking is defined as the second elapsed time t b .
  • first elapsed time t i is shorter than the second elapsed time t b, because the impact caused by the collision between the pushing member 180 and the connecting member 160 is large, the connecting member 160 greatly vibrates in the vertical direction, of the connecting bellows 150 Maximum displacement can be large.
  • first elapsed time t i is longer than the second elapsed time t b, since decelerate is braked the pushing member 180 collides with the coupling member 160, pusher member The impact due to the collision between the 180 and the connecting member 160 can be reduced. As a result, the maximum load of the connected bellows 150 can be reduced and the fatigue life of the connected bellows 150 can be extended.
  • Embodiment 5 the vacuum circuit breaker according to the fifth embodiment will be described. Since the vacuum circuit breaker according to the fifth embodiment is different from the vacuum circuit breaker according to the second embodiment mainly in the positional relationship between the pushing member and the connecting member, the description of other configurations will not be repeated.
  • FIG. 8 is a vertical cross-sectional view showing the distance between the first surface portion and the second surface portion at the time of closing the pole in the vacuum circuit breaker according to the fifth embodiment.
  • FIG. 9 is a vertical cross-sectional view showing an opening stroke which is a distance between a fixed contact and a movable contact at the time of completion of opening of the vacuum circuit breaker according to the fifth embodiment.
  • the displacement amount of the first bellows 151 in the axial direction of the movable shaft 130 is d 1
  • the displacement amount of the second bellows 152 is (dd 1 ).
  • the first bellows 151 in the axial direction of the movable shaft 130 when the vacuum circuit breaker is opened and closed.
  • the amount of deformation per pitch between the peaks of the second bellows 152 is d 1 / n 1
  • the amount of deformation per pitch between the peaks of the second bellows 152 is (dd 1 ) / n 2. ..
  • the spring constant of the second bellows 152 is larger than the spring constant of the first bellows 151, it is assumed that the first bellows 151 and the second bellows 152 have a per pitch between the mountain portions.
  • the load acting on the second bellows 152 is larger than the load acting on the first bellows 151.
  • the amount of deformation per pitch between the mountain portions is larger in the second bellows 152 than in the first bellows 151. Must be small.
  • the amount of deformation in the axial direction per pitch between the mountain portions adjacent to each other in the axial direction of the movable shaft 130 is from the first bellows 151 to the second bellows. 152 is smaller.
  • d 1 > n 1 d as a condition that the amount of deformation per pitch between the mountain portions in the axial direction of the movable shaft 130 is smaller in the second bellows 152 than in the first bellows 151.
  • Each of the opening stroke d, the distance d 1 , the quantity n 1 of the mountain portion of the first bellows 151 and the quantity n 2 of the mountain portion of the second bellows 152 satisfy the relationship of / (n 1 + n 2). It is set.
  • the spring constant of the second bellows 152 can be made larger than the spring constant of the first bellows 151 while the loads acting on the first bellows 151 and the second bellows 152 are equalized.
  • the amount of deformation in the axial direction per pitch between the mountain portions adjacent to each other in the axial direction of the movable shaft 130 is from the first bellows 151 to the second bellows 152. Since the smaller size can prevent the maximum load acting on the second bellows 152 from becoming excessive as compared with the maximum load acting on the first bellows 151, the second bellows 152 undergoes fatigue fracture at an early stage. It is possible to prolong the fatigue life of the connected bellows 150 by suppressing the above.
  • Vacuum circuit breaker according to the sixth embodiment is different vacuum circuit breaker according to the first embodiment 4 only relationship between the natural frequency of the bellows to be described later as the second elapsed time t b, for other configurations described Do not repeat.
  • the first bellows 151 has a natural frequency f 1 proportional to the spring constant. Relationship natural frequency f 1 and the second elapsed time t b of the first bellows 151, meets t b ⁇ 1 / f 1.
  • the relationship between the natural frequency f 1 and the second elapsed time t b will be described more specifically.
  • the first bellows 151 When axial vibration is generated in the first bellows 151 due to the start of movement of the movable shaft 130, the first bellows 151 resonates at the natural frequency f 1 , and the vibration resonates at the cycle of 1 / f 1 to the first bellows 151. It goes back and forth inside.
  • an input load having a phase opposite to the input load at the moment when the movable shaft 130 starts to move acts on the first bellows 151.
  • the second elapsed time t b from the time of movement start of the movable shaft 130 until the start of braking is equal to an integer multiple of the cycle of the axial oscillation of the first bellows 151
  • the first bellows 151 is the first.
  • each 1 elapsed time t i and a second elapsed time t b is, by satisfying t i> t b ⁇ 1 / f 1, be considered to be able to suppress the amplitude of the axial oscillation of the first bellows 151 can.
  • the relationship between the natural frequency f 1 of the first bellows 151 and the second elapsed time t b satisfies t b ⁇ 1 / f 1 , so that the first bellows 151 Since the amplitude of the axial vibration of the first bellows 151 can be reduced, the fatigue life of the first bellows 151 can be extended.
  • Vacuum circuit breaker according to the seventh embodiment is different vacuum circuit breaker according to the second embodiment 4 only the natural frequency of the relationship of the bellows to be described later as the second elapsed time t b, the description of the other configuration Do not repeat.
  • the second bellows 152 has a natural frequency f 2 proportional to the spring constant. Relationship between the natural frequency f 2 and the second elapsed time t b of the second bellows 152, meets t b ⁇ 1 / f 2.
  • the relationship between the natural frequency f 2 and the second elapsed time t b will be described more specifically.
  • the start of movement of the movable shaft 130 if the axial vibration in the second bellows 152 is generated, the second bellows 152, resonates at a natural frequency f 2, at a period of the vibration is 1 / f 2 second bellows 152 It goes back and forth inside.
  • an input load having a phase opposite to the input load at the moment when the movable shaft 130 starts to move acts on the second bellows 152 via the first bellows 151.
  • the second elapsed time t b from the time of movement start of the movable shaft 130 until the start of braking is equal to an integer multiple of the cycle of the axial oscillation of the second bellows 152
  • each 1 elapsed time t i and a second elapsed time t b is, by satisfying t i> t b ⁇ 1 / f 2, be considered to be able to suppress the amplitude of axial vibration of the second bellows 152 can.
  • the relationship between the natural frequency f 2 of the second bellows 152 and the second elapsed time t b satisfies t b ⁇ 1 / f 2 , so that the second bellows 152 Since the amplitude of the axial vibration of the second bellows 152 can be reduced, the fatigue life of the second bellows 152 can be extended.
  • Vacuum circuit breaker according to the eighth embodiment is different with the second elapsed time t b the vacuum circuit breaker according to the fourth embodiment only the natural frequency of the relationship between the coupling bellows to be described later, repeated description of the other configuration No.
  • connecting bellows 150 has a natural frequency f t, which is proportional to the spring constant. Relationship between the natural frequency f t and the second elapsed time t b of the connecting bellows 150, meets t b ⁇ 1 / f t.
  • the relationship between the natural frequency ft and the second elapsed time t b will be described more specifically.
  • the start of movement of the movable shaft 130 if the axial vibration in the connecting bellows 150 is generated, connecting bellows 150, resonates at a natural frequency f t, the vibrations reciprocates the connecting bellows 150 at a period of 1 / f t do.
  • an input load having a phase opposite to the input load at the moment when the movable shaft 130 starts to move acts on the connected bellows 150.
  • Embodiment 9 the vacuum circuit breaker according to the ninth embodiment will be described. Since the vacuum circuit breaker according to the ninth embodiment is different from the vacuum circuit breaker according to the second embodiment only in the configuration of the connecting member and the pushing member, the description of other configurations will not be repeated.
  • FIG. 10 is an enlarged perspective view showing only a part of each of the pushing member and the connecting member in the vacuum circuit breaker according to the ninth embodiment.
  • the first surface portion 160c of the connecting member 160 has two first flat surfaces 160f perpendicular to the axial direction of the movable shaft 130 and two. It includes two first inclined surfaces 160s inclined with respect to the first flat surface 160f.
  • the two first inclined surfaces 160s are located in parallel on opposite sides of each other in the radial direction of the movable shaft 130.
  • the two first flat surfaces 160f are located on opposite sides of each other in the radial direction of the movable shaft 130.
  • the two first flat surfaces 160f are located at different positions in the axial direction of the movable shaft 130.
  • the two first flat surfaces 160f are connected to each other by the two first inclined surfaces 160s.
  • the second surface portion 180c of the pushing member 180 includes two second flat surfaces 180f perpendicular to the axial direction of the movable shaft 130 and two second inclined surfaces 180s inclined with respect to the two second flat surfaces 180f. I'm out.
  • the two second inclined surfaces 180s are formed corresponding to the two first inclined surfaces 160s.
  • the two second flat surfaces 180f are formed corresponding to the two first flat surfaces 160f.
  • the second inclined surface 180s is provided at a position where the pushing member 180 comes into contact with the corresponding first inclined surface 160s when the pushing member 180 moves in the axial direction of the movable shaft 130 toward the connecting member 160.
  • the second inclined surface 180s has a shape that can be slidably contacted with the first inclined surface 160s.
  • the inclination angles of the first inclined surface 160s and the second inclined surface 180s are not limited to the inclination angles shown in FIG. 10, and the load in the axial direction of the movable shaft 130 is the axial direction of the movable shaft 130. Any angle may be used as long as it is dispersed in the orthogonal direction.
  • FIG. 11 is a front view showing the positional relationship between the pushing member and the connecting member when the vacuum circuit breaker according to the ninth embodiment is closed.
  • FIG. 12 is a front view showing the positional relationship between the pushing member and the connecting member when the opening of the vacuum circuit breaker according to the ninth embodiment is completed.
  • the positions of the first inclined surface 160s and the second inclined surface 180s are displaced in the direction orthogonal to the axial direction of the movable shaft 130, and the movable shaft 130 The positions in the direction orthogonal to the axial direction partially overlap.
  • the connecting member 160 is movable in a direction orthogonal to the axial direction of the movable shaft 130 by a gap between the inner peripheral surface of the hole 163 and the outer peripheral surface of the movable shaft 130.
  • the second inclined surface 180s of the pushing member 180 is the first of the connecting members 160. It is in sliding contact with the inclined surface 160s while being in contact with it.
  • the connecting member 160 moves in the axial direction of the movable shaft 130, and as shown by an arrow in FIG. 12, the axial direction of the movable shaft 130. Move in the direction orthogonal to. After the first flat surface 160f comes into contact with the second flat surface 180f, the connecting member 160 moves only in the axial direction of the movable shaft 130.
  • the connecting bellows 150 is bent with the movement of the connecting member 160, but since the amount of this bending is small, the bending has almost no effect on the fatigue life of the connecting member 160.
  • the pushing member 180 is separated from the connecting member 160 with the axial movement of the movable shaft 130, the elasticity of the connecting bellows 150 eliminates the deflection of the connecting bellows 150.
  • the second inclined surface 180s of the pushing member 180 is in sliding contact with the first inclined surface 160s of the connecting member 160. Since a part of the load at the time of contact between the pushing member 180 and the connecting member 160 can be distributed in the direction orthogonal to the axial direction of the movable shaft 130 to reduce the amplitude of the axial vibration of the connecting bellows 150, the connecting bellows 150 can be used. Fatigue life can be extended.
  • Embodiment 10 the vacuum circuit breaker according to the tenth embodiment will be described. Since the vacuum circuit breaker according to the tenth embodiment is different from the vacuum circuit breaker according to the ninth embodiment only in the configuration of the connecting member and the pushing member, the description of other configurations will not be repeated.
  • FIG. 13 is an enlarged perspective view showing only a part of each of the pushing member and the connecting member in the vacuum circuit breaker according to the tenth embodiment.
  • the first surface portion 160c has four first flat surfaces 160f perpendicular to the axial direction of the movable shaft 130 and four first flat surfaces. It includes four first inclined surfaces 160s inclined with respect to 160f.
  • the first inclined surface 160s and the first flat surface 160f are alternately located in the circumferential direction of the movable shaft 130.
  • the first surface portion 160c is rotationally symmetric four times around the axis of the movable shaft 130.
  • the second surface portion 180c of the pushing member 180 includes four second flat surfaces 180f perpendicular to the axial direction of the movable shaft 130 and four second inclined surfaces 180s inclined with respect to the four second flat surfaces 180f. I'm out.
  • the four second inclined surfaces 180s are formed corresponding to the four first inclined surfaces 160s.
  • the four second flat surfaces 180f are formed corresponding to the four first flat surfaces 160f.
  • the second inclined surface 180s is provided at a position where the pushing member 180 comes into contact with the corresponding first inclined surface 160s when the pushing member 180 moves in the axial direction of the movable shaft 130 toward the connecting member 160.
  • the second inclined surface 180s has a shape that can be slidably contacted with the first inclined surface 160s.
  • the inclination angles of the first inclined surface 160s and the second inclined surface 180s are not limited to the inclination angles shown in FIG. 13, and the load in the axial direction of the movable shaft 130 is in the circumferential direction of the movable shaft 130. Any angle may be used as long as it is dispersed.
  • the first inclined surface 160s and the second inclined surface 180s are out of phase in the circumferential direction of the movable shaft 130, and the positions of the movable shaft 130 in the circumferential direction partially overlap.
  • the connecting member 160 is movable in the circumferential direction of the movable shaft 130.
  • the second inclined surface 180s of the pushing member 180 is the first of the connecting members 160. It is in sliding contact with the inclined surface 160s while being in contact with it.
  • the connecting member 160 moves in the axial direction of the movable shaft 130 and in the circumferential direction of the movable shaft 130 as shown by an arrow in FIG. Move to.
  • the connecting member 160 moves only in the axial direction of the movable shaft 130.
  • the connecting bellows 150 is twisted with the movement of the connecting member 160, but since the amount of this twist is small, the twisting has almost no effect on the fatigue life of the connecting member 160.
  • the pushing member 180 is separated from the connecting member 160 with the axial movement of the movable shaft 130, the elasticity of the connecting bellows 150 eliminates the twist of the connecting bellows 150.
  • the second inclined surface 180s of the pushing member 180 is in sliding contact with the first inclined surface 160s of the connecting member 160. Since a part of the load at the time of contact between the pushing member 180 and the connecting member 160 can be distributed in the circumferential direction of the movable shaft 130 to reduce the amplitude of the axial vibration of the connecting bellows 150, the fatigue life of the connecting bellows 150 is extended. can do.
  • Embodiment 11 the vacuum circuit breaker according to the eleventh embodiment will be described. Since the vacuum circuit breaker according to the eleventh embodiment is different from the vacuum circuit breaker according to the second embodiment only in the configuration of the connecting bellows, the connecting member and the pushing member, the description of other configurations will not be repeated.
  • FIG. 14 is a vertical sectional view showing the configuration of the vacuum circuit breaker according to the eleventh embodiment.
  • the connected bellows 150 has at least two or more of the first bellows 151 and the second bellows 152.
  • the connected bellows 150 includes one first bellows 151 and two second bellows 152.
  • the second bellows 152 are connected to both ends of the first bellows 151. It is sufficient that at least one of both ends of the first bellows 151 is connected to the second bellows 152.
  • the upper connecting member 165 and the lower connecting member 170 are arranged side by side in the axial direction of the movable shaft 130 as the connecting member.
  • the upper connecting member 165 is located above the lower connecting member 170.
  • the upper connecting member 165 includes a connecting portion 166 and a sliding contact portion 167.
  • the sliding contact portion 167 is in sliding contact with the outer peripheral surface of the movable shaft 130.
  • the upper connecting member 165 has a hole 168 inserted through the movable shaft 130 so as to be movable in the axial direction of the movable shaft 130.
  • the lower connecting member 170 includes a connecting portion 171 and a sliding contact portion 172.
  • the sliding contact portion 172 is in sliding contact with the outer peripheral surface of the guide member 131.
  • the lower connecting member 170 has a hole 173 inserted through the movable shaft 130 so as to be movable in the axial direction of the movable shaft 130.
  • the first surface portion 160c is the upper surface portion of the sliding contact portion 172.
  • the pushing member 180 extends downward from the lower surface of the connecting portion 166.
  • the upper end of the pushing member 180 is connected to the connecting portion 166.
  • the pushing member 180 is located above the sliding contact portion 172.
  • the second surface portion 180c of the pushing member 180 comes into contact with the sliding contact portion 172.
  • the pushing member 180 moves in the axial direction of the movable shaft 130 toward the lower connecting member 170 with the movement of the movable shaft 130 in the direction in which the movable contact 120 is separated from the fixed contact 110, and the vacuum circuit breaker is opened.
  • the first bellows 151 preferentially contracts.
  • the contraction of the first bellows 151 stops.
  • only the two second bellows 152 contract until the opening of the vacuum circuit breaker is completed.
  • the push-in member 180 may be provided on the upper surface of the connecting portion 171 of the lower connecting member 170, and the vacuum circuit breaker may be configured so that the connecting portion 166 of the upper connecting member 165 and the pushing member 180 come into contact with each other. Further, even if the connecting portion 166 and the connecting portion 171 each project to the outer peripheral side of each of the first bellows 151 and the second bellows 152, and the pushing member 180 is arranged on the outer peripheral side of the first bellows 151. good.
  • the vacuum circuit breaker by having at least two or more of the first bellows 151 and the second bellows 152, even when the opening stroke d is long, the axial direction of the connected bellows 150 By making the load distribution in the connected bellows 150 uniform while reducing the vibration amplitude, the maximum load of the connected bellows 150 can be reduced and the fatigue life of the connected bellows 150 can be extended.
  • Embodiment 12 the vacuum circuit breaker according to the twelfth embodiment will be described. Since the vacuum circuit breaker according to the twelfth embodiment is different from the vacuum circuit breaker according to the eleventh embodiment only in the configuration of the connecting bellows, the connecting member and the pushing member, the description of other configurations will not be repeated.
  • FIG. 15 is a vertical sectional view showing the configuration of the vacuum circuit breaker according to the twelfth embodiment.
  • the connected bellows 150 has at least two or more of the first bellows 151 and the second bellows 152.
  • the connected bellows 150 includes two first bellows 151 and two second bellows 152.
  • the two first bellows 151 are connected to each other.
  • the two second bellows 152 are arranged so as to sandwich the two first bellows 151 between them. It is sufficient that at least one of both ends of the first bellows 151 is connected to the second bellows 152, and the combination of the numbers of the first bellows 151 and the second bellows 152 is not limited to two each.
  • the extension connecting member 190 is arranged between the upper connecting member 165 and the lower connecting member 170.
  • Each of the two first bellows 151 is connected to each other by an extension connecting member 190.
  • the extension connecting member 190 includes a connecting portion 191 extending in the radial direction of the movable shaft 130 so as to project to at least one of the inner peripheral side and the outer peripheral side of each of the two first bellows 151.
  • the connecting portion 191 is joined to each of the two first bellows 151 adjacent to each other.
  • the connecting portion 191 extends in the radial direction of the movable shaft 130 so as to project on both the inner peripheral side and the outer peripheral side of each of the two first bellows 151.
  • the connecting portion 191 has an annular shape.
  • the extension connecting member 190 has a hole 193 inserted through the movable shaft 130 so as to be movable in the axial direction of the movable shaft 130.
  • the extension connecting member 190 has an annular sliding contact portion 192 that is in sliding contact with the outer peripheral surface of the guide member 131 so that the connecting bellows 150 does not buckle due to the pressure inside the connecting bellows 150.
  • the hole 193 is located inside the sliding contact portion 192.
  • the connecting portion 191 is connected to the outer peripheral surface of the sliding contact portion 192.
  • the pushing member 180 moves in the axial direction of the movable shaft 130 toward the lower connecting member 170 with the movement of the movable shaft 130 in the direction in which the movable contact 120 is separated from the fixed contact 110, and the vacuum circuit breaker is opened.
  • the first bellows 151 preferentially contracts from the start of the pole until the pushing member 180 and the lower connecting member 170 come into contact with each other via the extension connecting member 190.
  • the contraction of the first bellows 151 occurs. Stop. After the indentation member 180 and the lower connecting member 170 come into contact with each other via the extension connecting member 190, only the two second bellows 152 contract until the opening of the vacuum circuit breaker is completed.
  • the vacuum circuit breaker according to the twelfth embodiment also has at least one of the first bellows 151 and the second bellows 152 in the axial direction of the connected bellows 150 even when the opening stroke d is long.
  • Vacuum circuit breaker 100 container, 101 top surface, 102 bottom surface, 110 fixed contactor, 111 fixed shaft, 120 movable contactor, 130 movable shaft, 131 guide member, 140 plate-shaped member, 150 connecting bellows, 151st 1st Bellows, 151b, 152b lower end, 151t, 152t upper end, 152 second bellows, 160 connecting member, 160c first surface, 160f first flat surface, 160s first inclined surface, 161, 166, 171, 191 connecting part, 162,167,172,192 Sliding contact part, 163,168,173,193 Hole part, 165 Upper connecting member, 170 Lower connecting member, 180 Pushing member, 180c 2nd surface, 180f 2nd flat surface, 180s 2nd inclination Face, 190 extension connecting member, d opening stroke, d 1 distance between pushing member and connecting member when pole is closed, f 1 , f 2 , ft natural frequency, t b second elapsed time, t i First e

Landscapes

  • High-Tension Arc-Extinguishing Switches Without Spraying Means (AREA)
  • Gas-Insulated Switchgears (AREA)

Abstract

連結ベローズ(１５０)は、第１ベローズ(１５１)、および、第１ベローズ(１５１)より高いばね定数を有する第２ベローズ(１５２)を含む。連結部材(１６０)は、互いに隣り合う第１ベローズ(１５０)および第２ベローズ(１５２)の各々と接合され、可動軸(１３０)に挿通された孔部(１６２)を有する。押込部材(１８０)は、可動接触子(１２０)が固定接触子(１１０)から離間する方向への可動軸(１３０)の移動に伴って連結部材(１６０)に向かって可動軸(１３０)の軸方向に移動して連結部材(１６０)を押圧することにより第２ベローズ(１５２)を収縮させる。

Description

真空遮断器
　本開示は、真空遮断器に関する。
　真空遮断器の構成を開示した先行文献として、実開昭５３－３９２５８号公報(特許文献１)がある。特許文献１に記載された真空遮断器は、絶縁容器と、可動軸と、ベローズと、円板部材と、案内部材と、縮み防止部材とを含む。２つのベローズのつなぎ目に円板部材が設けられている。
実開昭５３－０３９２５８号公報
　特許文献１に記載された真空遮断器においては、遮断過程中に可動軸を制動する場合、制動開始時から可動軸が停止するまでの間にベローズの共振によって生ずる軸方向振動の振幅が大きくなり、ベローズの疲労寿命が短くなる。
　本開示は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、ベローズの軸方向振動の振幅を小さくしてベローズの疲労寿命を長くすることができる、真空遮断器を提供することを目的とする。
　本開示に基づく真空遮断器は、固定接触子と、可動接触子と、容器と、可動軸と、板状部材と、連結ベローズと、連結部材と、押込部材とを備える。可動接触子は、固定接触子に対して接離可能である。容器は、固定接触子および可動接触子の各々を収容して内部を真空に保持する。可動軸は、容器の外側から軸方向に延在して可動接触子と接続されており、軸方向に移動することにより可動接触子を駆動する。板状部材は、容器の内部において可動軸に取り付けられており、可動軸の軸周りに延在する。連結ベローズは、上記軸方向に伸縮可能な第１ベローズ、および、上記軸方向において第１ベローズと並んで位置し、第１ベローズより高いばね定数を有する上記軸方向に伸縮可能な第２ベローズを含み、可動軸の外側において板状部材と容器の内面との間を気密に接続する。連結部材は、第１ベローズおよび第２ベローズの各々の内周側および外周側の少なくとも一方に張り出すように可動軸の径方向に延在し、互いに隣り合う第１ベローズおよび第２ベローズの各々と接合され、上記軸方向に移動可能なように可動軸に挿通された孔部を有する。押込部材は、第１ベローズの内周側または外周側に配置され、可動接触子が固定接触子から離間する方向への可動軸の移動に伴って連結部材に向かって上記軸方向に移動して連結部材を押圧することにより第２ベローズを収縮させる。
　本開示によれば、第２ベローズが第１ベローズより高いばね定数を有することによって、第１ベローズおよび第２ベローズの各々の固有振動数を互いに異ならせて連結ベローズでの共振の発生を抑制できるため、連結ベローズの軸方向振動の振幅を小さくして連結ベローズの疲労寿命を長くすることができる。
実施の形態１に係る真空遮断器の構成を示す縦断面図である。 実施の形態１に係る真空遮断器の閉極時における連結ベローズの周囲を拡大して示す縦断面図である。 実施の形態１に係る真空遮断器の開極途中において押込部材が連結部材を押圧する前の状態の連結ベローズの周囲を拡大して示す縦断面図である。 実施の形態１に係る真空遮断器の開極が完了した状態の連結ベローズの周囲を拡大して示す縦断面図である。 実施の形態２に係る真空遮断器の構成を示す縦断面図である。 実施の形態３に係る真空遮断器の構成を示す縦断面図である。 実施の形態４に係る真空遮断器における、開極開始からの時間と、板状部材および連結部材の各々の可動軸の軸方向における変位との関係を示すグラフである。 実施の形態５に係る真空遮断器における閉極時の第１面部と第２面部との間の距離を示す縦断面図である。 実施の形態５に係る真空遮断器における開極完了時の固定接触子と可動接触子との間の距離である開極ストロークを示す縦断面図である。 実施の形態９に係る真空遮断器における押込部材および連結部材の各々の一部のみを拡大して示す斜視図である。 実施の形態９に係る真空遮断器の閉極時における押込部材と連結部材との位置関係を示す正面図である。 実施の形態９に係る真空遮断器の開極完了時における押込部材と連結部材との位置関係を示す正面図である。 実施の形態１０に係る真空遮断器における押込部材および連結部材の各々の一部のみを拡大して示す斜視図である。 実施の形態１１に係る真空遮断器の構成を示す縦断面図である。 実施の形態１２に係る真空遮断器の構成を示す縦断面図である。
　以下、各実施の形態に係る真空遮断器について図面を参照して説明する。以下の実施の形態の説明においては、図中の同一または相当部分には同一符号を付して、その説明は繰り返さない。
　実施の形態１．
　図１は、実施の形態１に係る真空遮断器の構成を示す縦断面図である。図２は、実施の形態１に係る真空遮断器の閉極時における連結ベローズの周囲を拡大して示す縦断面図である。
　図１および図２に示すように、実施の形態１に係る真空遮断器１は、固定接触子１１０と、可動接触子１２０と、容器１００と、可動軸１３０と、板状部材１４０と、連結ベローズ１５０と、連結部材１６０と、押込部材１８０とを備えている。本実施の形態に係る真空遮断器１は、固定軸１１１と、ガイド部材１３１とをさらに備えている。
　固定接触子１１０は、固定軸１１１の軸方向の先端部に接合されている。可動接触子１２０は、固定接触子１１０に対して接離可能なように固定接触子１１０に対向して配置されている。可動接触子１２０は、真空遮断器１の閉極時には、固定接触子１１０と当接して通電状態となる。
　容器１００は、固定接触子１１０および可動接触子１２０の各々を収容して内部を真空に保持している。容器１００は、上部に天面部１０１を有し、下部に底面部１０２を有している。天面部１０１には、固定軸１１１が固定されている。
　可動軸１３０は、容器１００の外側から可動軸１３０の軸方向に延在して可動接触子１２０と接続されている。可動軸１３０は、底面部１０２を貫通した筒状のガイド部材１３１の内側に挿入されている。可動軸１３０の外周面は、ガイド部材１３１の内周面と摺接する。可動軸１３０は、ガイド部材１３１の内側を通過して、容器１００の外側において図示しないばね式または電磁式の駆動機構に接続されている。
　可動軸１３０は、可動軸１３０の軸方向に移動することにより可動接触子１２０を駆動する。可動軸１３０は、駆動機構が動作することにより、ガイド部材１３１と摺接しつつ可動軸１３０の軸方向における固定接触子１１０側とは反対側に向かって移動する。これにより、可動接触子１２０が固定接触子１１０から離間することによって、真空遮断器１が開極して、固定接触子１１０と可動接触子１２０との間にて通電が遮断される。
　板状部材１４０は、容器１００の内部において可動軸１３０に取り付けられている。板状部材１４０は、可動軸１３０の軸周りに延在している。板状部材１４０は、可動軸１３０に対して可動軸１３０の軸方向に直交する方向に延在するように取り付けられていることが望ましい。本実施の形態においては、板状部材１４０は、円板状の外形を有している。
　連結ベローズ１５０は、可動軸１３０の外側において板状部材１４０と容器１００の内面との間を気密に接続している。これにより、連結ベローズ１５０の外側における容器１００の内部空間が気密に保持されている。連結ベローズ１５０は、第１ベローズ１５１および第２ベローズ１５２を含んでいる。
　第１ベローズ１５１は、可動軸１３０の軸方向に伸縮可能である。第１ベローズ１５１の上端部１５１ｔは、板状部材１４０と接続されている。第１ベローズ１５１の上端部１５１ｔと板状部材１４０とは、たとえば、溶接またはロウ付けにより互いに接合されている。
　第２ベローズ１５２は、可動軸１３０の軸方向において第１ベローズ１５１と並んで位置し、第１ベローズ１５１より高いばね定数を有しつつ可動軸１３０の軸方向に伸縮可能である。第２ベローズ１５２の下端部１５２ｂは、容器１００の底面部１０２と接続されている。第２ベローズ１５２の下端部１５２ｂと容器１００の底面部１０２とは、たとえば、溶接またはロウ付けにより互いに接合されている。
　第１ベローズ１５１および第２ベローズ１５２の各々は、可動軸１３０の軸方向に交互に並ぶ山部および谷部を有している。第１ベローズ１５１および第２ベローズ１５２の各々は、可動軸１３０の軸方向の移動にともなって、隣り合う山部と谷部とが互いに接近することにより収縮し、隣り合う山部と谷部とが互いに離間することにより伸長する。第１ベローズ１５１および第２ベローズ１５２の各々が有する山部および谷部の数量は、可動軸１３０の軸方向の移動による伸縮に対して耐えることができる範囲の数量で設けられていればよい。
　第１ベローズ１５１のばね定数と第２ベローズ１５２のばね定数との違いは、第１ベローズ１５１および第２ベローズ１５２の各々の、膜厚、内径と外径との差、山部の数量、および、材質のうちの少なくともいずれか１つの違いによって、生じさせることができる。
　真空遮断器１が高電圧用である場合、必要な耐電圧性能を確保するために、真空遮断器１の開極時の固定接触子１１０と可動接触子１２０との間の接点間距離は、たとえば、５０ｍｍ以上１００ｍｍ以下である。可動軸１３０の軸方向における連結ベローズ１５０の長さは、真空遮断器１の開極時の固定接触子１１０と可動接触子１２０との間の接点間距離の変位に対応して決定される。
　一般的な真空遮断器が高速で開閉する際、可動軸が動き出す瞬間にインパルス入力に近い衝撃変位負荷がベローズに作用して、軸方向振動が発生する。軸方向振動は、ベローズが共振することによって発生するものであり、ベローズの固有振動数と同じ振動数の振動である。この軸方向振動によって、ベローズに静的変位負荷が作用した場合より大きな負荷が繰り返し発生するため、ベローズの疲労寿命が低下する。ベローズの疲労寿命が、真空遮断器の寿命となるため、ベローズの疲労寿命を延ばすことが重要な課題である。そのため、本実施の形態に係る真空遮断器１は、上記の構成を有する連結ベローズ１５０を備えている。
　図１および図２に示すように、連結部材１６０は、第１ベローズ１５１および第２ベローズ１５２の各々の内周側および外周側の少なくとも一方に張り出すように可動軸１３０の径方向に延在する連結部１６１を含む。連結部１６１は、互いに隣り合う第１ベローズ１５１および第２ベローズ１５２の各々と接合されている。本実施の形態においては、連結部１６１は、第１ベローズ１５１および第２ベローズ１５２の各々の内周側および外周側の両方に張り出すように可動軸１３０の径方向に延在している。連結部１６１は、円環状の形状を有している。
　図１に示すように、連結部１６１の上方に第１ベローズ１５１が位置し、連結部１６１の下方に第２ベローズ１５２が位置している。連結部１６１は、第１ベローズ１５１の下端部１５１ｂおよび第２ベローズ１５２の上端部１５２ｔの各々と接合されている。連結部１６１は、下端部１５１ｂおよび上端部１５２ｔの各々に対して、たとえば、溶接またはロウ付けにより接合されている。
　図２に示すように、連結部材１６０は、押込部材１８０と接触する第１面部１６０ｃを有している。本実施の形態においては、第１面部１６０ｃは、連結部１６１の上面部である。第１面部１６０ｃに、第１ベローズ１５１の下端部１５１ｂが接続されている。
　連結部材１６０は、可動軸１３０の軸方向に移動可能なように可動軸１３０に挿通された孔部１６３を有している。本実施の形態においては、連結部材１６０は、連結ベローズ１５０が連結ベローズ１５０の内側の圧力により座屈しないようにするために、ガイド部材１３１の外周面と摺接する環状の摺接部１６２を含む。摺接部１６２の内側に、孔部１６３が位置している。摺接部１６２の外周面に連結部１６１が接続されている。
　押込部材１８０は、第１ベローズ１５１の内周側または外周側に配置されている。本実施の形態においては、押込部材１８０は、第１ベローズ１５１の外周側に配置されている。押込部材１８０は、板状部材１４０の下面から下方に延在している。押込部材１８０の上端部が、板状部材１４０に接続されている。押込部材１８０は、連結部１６１の上方に位置している。
　押込部材１８０は、連結部材１６０と接触する第２面部１８０ｃを有している。本実施の形態においては、第２面部１８０ｃは、押込部材１８０の下面部である。押込部材１８０の第２面部１８０ｃは、連結部１６１と接触する。
　押込部材１８０は、筒状であるが、押込部材１８０の形状は、筒状に限られず、連結部１６１と接触して連結部材１６０を可動軸１３０の軸方向に移動させることができる形状であればよい。たとえば、押込部材１８０の第２面部１８０ｃは、可動軸１３０の周方向において不連続であってもよい。
　本実施の形態に係る真空遮断器１は、開極時に発生するアークを引き延ばして消弧するための時間を確保するために、遮断過程中に可動軸１３０を制動している。可動軸１３０は、可動軸１３０の移動開始によって可動接触子１２０が固定接触子１１０から離間した後、制動開始されて可動軸１３０の軸方向の移動速度が減少する。具体的には、可動接触子１２０が固定接触子１１０から離間してから真空遮断器１の開極が完了するまでの間に、図示しない制動機構によって可動軸１３０が制動される。制動開始時には、可動軸１３０が動き出す瞬間の入力負荷とは逆位相の入力負荷が連結ベローズ１５０に作用する。
　図３は、実施の形態１に係る真空遮断器の開極途中において押込部材が連結部材を押圧する前の状態の連結ベローズの周囲を拡大して示す縦断面図である。図４は、実施の形態１に係る真空遮断器の開極が完了した状態の連結ベローズの周囲を拡大して示す縦断面図である。
　図３および図４に示すように、押込部材１８０は、可動接触子１２０が固定接触子１１０から離間する方向への可動軸１３０の移動に伴って連結部材１６０に向かって可動軸１３０の軸方向に移動して連結部材１６０を押圧することにより第２ベローズ１５２を収縮させる。
　第２ベローズ１５２は、第１ベローズ１５１より大きいばね定数を有しているため、第１ベローズ１５１の方が第２ベローズ１５２より可動軸１３０の軸方向に伸縮しやすい。したがって、真空遮断器１の開極開始時から押込部材１８０と連結部材１６０とが接触するまでは、第１ベローズ１５１が優先的に収縮する。第１ベローズ１５１が収縮して、押込部材１８０の第２面部１８０ｃが連結部材１６０の第１面部１６０ｃと接触すると、第１ベローズ１５１の収縮は停止する。押込部材１８０と連結部材１６０とが接触した後、真空遮断器１の開極が完了するまでは、第２ベローズ１５２のみが収縮する。
　実施の形態１に係る真空遮断器１においては、第２ベローズ１５２が第１ベローズ１５１より高いばね定数を有することによって、第１ベローズ１５１および第２ベローズ１５２の各々の固有振動数を互いに異ならせて連結ベローズ１５０での共振の発生を抑制できるため、遮断過程中に可動軸１３０を制動する場合においても、連結ベローズ１５０の軸方向振動の振幅を小さくして連結ベローズ１５０の疲労寿命を長くすることができる。
　また、実施の形態１に係る真空遮断器１においては、真空遮断器１の開極開始時から押込部材１８０と連結部材１６０とが接触するまでは、第１ベローズ１５１が優先的に収縮し、押込部材１８０と連結部材１６０とが接触した後、真空遮断器１の開極が完了するまでは、第２ベローズ１５２のみが収縮することにより、第１ベローズ１５１および第２ベローズ１５２の各々に生じる負荷を均一化することができる。
　上記のように、連結ベローズ１５０の軸方向振動の振幅を小さくしつつ連結ベローズ１５０における負荷分布を均一化することにより、連結ベローズ１５０の最大負荷を小さくして連結ベローズ１５０の疲労寿命を長くすることができる。
　実施の形態２．
　以下、実施の形態２に係る真空遮断器について説明する。実施の形態２に係る真空遮断器は、連結部材および押込部材の構成のみ実施の形態１に係る真空遮断器１と異なるため、他の構成については説明を繰り返さない。
　図５は、実施の形態２に係る真空遮断器の構成を示す縦断面図である。図５に示すように、実施の形態２に係る真空遮断器においては、連結部１６１は、第１ベローズ１５１および第２ベローズ１５２の各々の内周側のみに張り出すように可動軸１３０の径方向に延在している。本実施の形態においては、第１面部１６０ｃは、摺接部１６２の上面部である。
　押込部材１８０は、第１ベローズ１５１の内周側に配置されている。押込部材１８０の内径は、ガイド部材１３１の外径より大きい。本実施の形態においては、押込部材１８０の第２面部１８０ｃは、摺接部１６２と接触する。
　実施の形態２に係る真空遮断器においては、連結部材１６０が第１ベローズ１５１および第２ベローズ１５２の各々の内周側のみに張り出すように可動軸１３０の径方向に延在していることによって、実施の形態１に係る真空遮断器１と比較して、連結部材１６０の体積を小さくすることができる。これにより、連結部材１６０の質量が小さくなるため、連結部材１６０と接続されている連結ベローズ１５０の固有振動数を大きくすることができる。連結ベローズ１５０の固有振動数を大きくすることによって、連結ベローズ１５０の軸方向振動の振幅を小さくして連結ベローズ１５０の疲労寿命を長くすることができる。
　実施の形態３．
　以下、実施の形態３に係る真空遮断器について説明する。実施の形態３に係る真空遮断器は、連結ベローズおよび押込部材の構成のみ実施の形態１に係る真空遮断器１と異なるため、他の構成については説明を繰り返さない。
　図６は、実施の形態３に係る真空遮断器の構成を示す縦断面図である。図６に示すように、実施の形態３に係る真空遮断器においては、連結部１６１の上方に第２ベローズ１５２が位置し、連結部１６１の下方に第１ベローズ１５１が位置している。連結部１６１は、第１ベローズ１５１の上端部１５１ｔおよび第２ベローズ１５２の下端部１５２ｂの各々と接合されている。本実施の形態においては、第１面部１６０ｃは、連結部１６１の下面部である。第１面部１６０ｃに、第１ベローズ１５１の上端部１５１ｔが接続されている。第２ベローズ１５２の上端部１５２ｔが板状部材１４０と接続されており、第１ベローズ１５１の下端部１５１ｂが容器１００の底面部１０２と接続されている。
　押込部材１８０は、連結ベローズ１５０の外径側に配置されている。押込部材１８０は、底面部１０２の上面から上方に延在している。押込部材１８０の下端部が、底面部１０２に接続されている。押込部材１８０は、連結部１６１の下方に位置している。
　実施の形態３に係る真空遮断器の開極開始時から押込部材１８０と連結部材１６０とが接触するまでは、第１ベローズ１５１が優先的に収縮する。第１ベローズ１５１が収縮して、押込部材１８０の第２面部１８０ｃが連結部材１６０の第１面部１６０ｃと接触すると、第１ベローズ１５１の収縮は停止する。押込部材１８０と連結部材１６０とが接触した後、真空遮断器１の開極が完了するまでは、第２ベローズ１５２のみが収縮する。
　実施の形態３に係る真空遮断器においても、連結ベローズ１５０の軸方向振動の振幅を小さくしつつ連結ベローズ１５０における負荷分布を均一化することにより、連結ベローズ１５０の最大負荷を小さくして連結ベローズ１５０の疲労寿命を長くすることができる。
　実施の形態４．
　以下、実施の形態４に係る真空遮断器について説明する。実施の形態４に係る真空遮断器は、板状部材と連結部材とが接触するタイミングのみ実施の形態２に係る真空遮断器と異なるため、他の構成については説明を繰り返さない。
　図７は、実施の形態４に係る真空遮断器における、開極開始からの時間と、板状部材および連結部材の各々の可動軸の軸方向における変位との関係を示すグラフである。図７においては、縦軸に変位、横軸に時間を示している。
　可動軸１３０の移動開始時から連結部材１６０に対する押込部材１８０の押圧開始時までの時間を第１経過時間ｔiとする。可動軸１３０の移動開始時から制動開始時までの時間を第２経過時間ｔbとする。
　図７に示すように、可動軸１３０は、可動軸１３０の移動開始によって可動接触子１２０が固定接触子１１０から離間した後、制動開始されて軸方向の移動速度が減少している。すなわち、板状部材１４０の単位時間当たりの変位の変化を示す傾きは、第２経過時間ｔbを経過する前後で変動し、制動開始後は、制動開始前よりも上記傾きが緩くなっている。
　仮に、第１経過時間ｔiが第２経過時間ｔbより短い場合、押込部材１８０と連結部材１６０との衝突による衝撃が大きいため、連結部材１６０が上下方向に大きく振動し、連結ベローズ１５０の最大変位が大きくなる可能性がある。
　実施の形態４に係る真空遮断器においては、第１経過時間ｔiが第２経過時間ｔbより長いことにより、制動されて減速された押込部材１８０が連結部材１６０と衝突するため、押込部材１８０と連結部材１６０との衝突による衝撃を低減することができる。その結果、連結ベローズ１５０の最大負荷を小さくして連結ベローズ１５０の疲労寿命を長くすることができる。
　実施の形態５．
　以下、実施の形態５に係る真空遮断器について説明する。実施の形態５に係る真空遮断器は、押込部材および連結部材の位置関係が主に、実施の形態２に係る真空遮断器と異なるため、他の構成については説明を繰り返さない。
　図８は、実施の形態５に係る真空遮断器における閉極時の第１面部と第２面部との間の距離を示す縦断面図である。図９は、実施の形態５に係る真空遮断器における開極完了時の固定接触子と可動接触子との間の距離である開極ストロークを示す縦断面図である。
　図８および図９に示すように、実施の形態５に係る真空遮断器においては、真空遮断器の閉極時の押込部材１８０と連結部材１６０との間の距離ｄ1と、真空遮断器の開極完了時の開極ストロークｄとを用いると、可動軸１３０の軸方向における、第１ベローズ１５１の変位量はｄ1であり、第２ベローズ１５２の変位量は(ｄ―ｄ1)である。
　第１ベローズ１５１の山部の数量をｎ1とし、第２ベローズ１５２の山部の数量をｎ2とした場合、真空遮断器の開閉時の、可動軸１３０の軸方向における、第１ベローズ１５１の山部同士の間の１ピッチ当たりの変形量はｄ1／ｎ1となり、第２ベローズ１５２の山部同士の間の１ピッチ当たりの変形量は(ｄ―ｄ1)／ｎ2となる。
　本実施の形態において、第１ベローズ１５１のばね定数より第２ベローズ１５２のばね定数の方が大きいため、仮に、第１ベローズ１５１と第２ベローズ１５２とにおいて山部同士の間の１ピッチ当たりの変形量が等しい場合、第１ベローズ１５１に作用する負荷より第２ベローズ１５２に作用する負荷の方が大きくなる。第１ベローズ１５１および第２ベローズ１５２の各々に作用する負荷の差を小さくするためには、山部同士の間の１ピッチ当たりの変形量は、第１ベローズ１５１よりも第２ベローズ１５２の方が小さくなければならない。
　そこで、実施の形態５に係る真空遮断器においては、可動軸１３０の軸方向に互いに隣り合う山部同士の間の１ピッチ当たりの上記軸方向の変形量は、第１ベローズ１５１より第２ベローズ１５２の方が小さい。具体的には、可動軸１３０の軸方向における山部同士の間の１ピッチ当たりの変形量が、第１ベローズ１５１よりも第２ベローズ１５２の方が小さくなる条件として、ｄ1＞ｎ1ｄ／(ｎ1＋ｎ2)の関係を満足するように、開極ストロークｄ、距離ｄ1、第１ベローズ１５１の山部の数量ｎ1および第２ベローズ１５２の山部の数量ｎ2の各々が設定されている。
　ただし、第２ベローズ１５２の山部の数量を少なくすることにより第２ベローズ１５２のばね定数を第１ベローズ１５１のばね定数より大きくする場合には、ｄ1＝ｎ1ｄ／(ｎ1＋ｎ2)の関係を満足していてもよい。これにより、第１ベローズ１５１および第２ベローズ１５２に作用する負荷を等しくした状態で、第２ベローズ１５２のばね定数を第１ベローズ１５１のばね定数よりも大きくすることができる。
　実施の形態５に係る真空遮断器においては、可動軸１３０の軸方向に互いに隣り合う山部同士の間の１ピッチ当たりの上記軸方向の変形量が、第１ベローズ１５１より第２ベローズ１５２の方が小さいことによって、第２ベローズ１５２に作用する最大負荷が第１ベローズ１５１に作用するする最大負荷に比較して過大になることを抑制できるため、第２ベローズ１５２が早期に疲労破壊することを抑制して連結ベローズ１５０の疲労寿命を長くすることができる。
　実施の形態６．
　以下、実施の形態６に係る真空遮断器について説明する。実施の形態６に係る真空遮断器は、第２経過時間ｔbと後述する第１ベローズの固有振動数との関係のみ実施の形態４に係る真空遮断器と異なるため、他の構成については説明を繰り返さない。
　実施の形態６に係る真空遮断器においては、第１ベローズ１５１は、ばね定数に比例する固有振動数ｆ1を有している。第１ベローズ１５１の固有振動数ｆ1と第２経過時間ｔbとの関係が、ｔb≧１／ｆ1を満たしている。
　固有振動数ｆ1と第２経過時間ｔbとの関係について、より具体的に説明する。可動軸１３０の移動開始により、第１ベローズ１５１に軸方向振動が発生する場合、第１ベローズ１５１は、固有振動数ｆ1で共振し、その振動は１／ｆ1の周期で第１ベローズ１５１内を往復する。制動開始時には、可動軸１３０が動き出す瞬間の入力負荷とは逆位相の入力負荷が第１ベローズ１５１に作用する。
　したがって、可動軸１３０の移動開始時から制動開始時までの第２経過時間ｔbが第１ベローズ１５１の軸方向振動の周期の整数倍に一致する時、可動軸１３０が動き出す瞬間の入力負荷を打ち消すように制動開始時の入力負荷が第１ベローズ１５１に作用するため、第１ベローズ１５１の軸方向振動が抑制される。すなわち、ｔb＝Ｎ／ｆ1(Ｎ＝１，２，３，・・・)という関係を満たすことで、第１ベローズ１５１の軸方向振動の振幅を低減することができる。この関係を満たすように、押込部材１８０と連結部材１６０との間の距離ｄ1が設定されていることが好ましい。
　また、第１ベローズ１５１の固有振動数ｆ1が高いほど、第１ベローズ１５１の軸方向振動の振幅は小さくなるため、軸方向振動の周期１／ｆ1は小さいほうがよいことを考慮すると、第１経過時間ｔiおよび第２経過時間ｔbの各々が、ｔi＞ｔb≧１／ｆ1を満たすことで、第１ベローズ１５１の軸方向振動の振幅を抑えることができると考えることができる。
　実施の形態６に係る真空遮断器においては、第１ベローズ１５１の固有振動数ｆ1と第２経過時間ｔbとの関係が、ｔb≧１／ｆ1を満たすことにより、第１ベローズ１５１の軸方向振動の振幅を低減できるため、第１ベローズ１５１の疲労寿命を長くすることができる。
　実施の形態７．
　以下、実施の形態７に係る真空遮断器について説明する。実施の形態７に係る真空遮断器は、第２経過時間ｔbと後述する第２ベローズの固有振動数の関係のみ実施の形態４に係る真空遮断器と異なるため、他の構成については説明を繰り返さない。
　実施の形態７に係る真空遮断器においては、第２ベローズ１５２は、ばね定数に比例する固有振動数ｆ2を有している。第２ベローズ１５２の固有振動数ｆ2と第２経過時間ｔbとの関係が、ｔb≧１／ｆ2を満たしている。
　固有振動数ｆ2と第２経過時間ｔbとの関係について、より具体的に説明する。可動軸１３０の移動開始により、第２ベローズ１５２に軸方向振動が発生する場合、第２ベローズ１５２は、固有振動数ｆ2で共振し、その振動は１／ｆ2の周期で第２ベローズ１５２内を往復する。制動開始時には、可動軸１３０が動き出す瞬間の入力負荷とは逆位相の入力負荷が第１ベローズ１５１を介して第２ベローズ１５２に作用する。
　したがって、可動軸１３０の移動開始時から制動開始時までの第２経過時間ｔbが第２ベローズ１５２の軸方向振動の周期の整数倍に一致する時、可動軸１３０が動き出す瞬間の入力負荷を打ち消すように制動開始時の入力負荷が第２ベローズ１５２に作用するため、第２ベローズ１５２の軸方向振動が抑制される。すなわち、ｔb＝Ｎ／ｆ2(Ｎ＝１，２，３，・・・)という関係を満たすことで、第２ベローズ１５２の軸方向振動の振幅を低減することができる。この関係を満たすように、押込部材１８０と連結部材１６０との間の距離ｄ1が設定されていることが好ましい。
　また、第２ベローズ１５２の固有振動数ｆ2が高いほど、第２ベローズ１５２の軸方向振動の振幅は小さくなるため、軸方向振動の周期１／ｆ2は小さいほうがよいことを考慮すると、第１経過時間ｔiおよび第２経過時間ｔbの各々が、ｔi＞ｔb≧１／ｆ2を満たすことで、第２ベローズ１５２の軸方向振動の振幅を抑えることができると考えることができる。
　実施の形態７に係る真空遮断器においては、第２ベローズ１５２の固有振動数ｆ2と第２経過時間ｔbとの関係が、ｔb≧１／ｆ2を満たすことにより、第２ベローズ１５２の軸方向振動の振幅を低減できるため、第２ベローズ１５２の疲労寿命を長くすることができる。
　実施の形態８．
　以下、実施の形態８に係る真空遮断器について説明する。実施の形態８に係る真空遮断器は、第２経過時間ｔbと後述する連結ベローズの固有振動数の関係のみ実施の形態４に係る真空遮断器と異なるため、他の構成については説明を繰り返さない。
　実施の形態８に係る真空遮断器においては、連結ベローズ１５０は、ばね定数に比例する固有振動数ｆtを有している。連結ベローズ１５０の固有振動数ｆtと第２経過時間ｔbとの関係が、ｔb≧１／ｆtを満たしている。
　固有振動数ｆtと第２経過時間ｔbとの関係について、より具体的に説明する。可動軸１３０の移動開始により、連結ベローズ１５０に軸方向振動が発生する場合、連結ベローズ１５０は、固有振動数ｆtで共振し、その振動は１／ｆtの周期で連結ベローズ１５０内を往復する。制動開始時には、可動軸１３０が動き出す瞬間の入力負荷とは逆位相の入力負荷が連結ベローズ１５０に作用する。
　したがって、可動軸１３０の移動開始時から制動開始時までの第２経過時間ｔbが連結ベローズ１５０の軸方向振動の周期の整数倍に一致する時、可動軸１３０が動き出す瞬間の入力負荷を打ち消すように制動開始時の入力負荷が連結ベローズ１５０に作用するため、連結ベローズ１５０の軸方向振動が抑制される。すなわち、ｔb＝Ｎ／ｆt(Ｎ＝１，２，３，・・・)という関係を満たすことで、連結ベローズ１５０の軸方向振動の振幅を低減することができる。この関係を満たすように、押込部材１８０と連結部材１６０との間の距離ｄ1が設定されていることが好ましい。
　また、連結ベローズ１５０の固有振動数ｆtが高いほど、連結ベローズ１５０の軸方向振動の振幅は小さくなるため、軸方向振動の周期１／ｆtは小さいほうがよいことを考慮すると、第１経過時間ｔiおよび第２経過時間ｔbの各々が、ｔi＞ｔb≧１／ｆtを満たすことで、連結ベローズ１５０の軸方向振動の振幅を抑えることができると考えることができる。
　実施の形態８に係る真空遮断器においては、連結ベローズ１５０の固有振動数ｆtと第２経過時間ｔbとの関係が、ｔb≧１／ｆtを満たすことにより、連結ベローズ１５０の軸方向振動の振幅を低減できるため、連結ベローズ１５０の疲労寿命を長くすることができる。
　実施の形態９．
　以下、実施の形態９に係る真空遮断器について説明する。実施の形態９に係る真空遮断器は、連結部材および押込部材の構成のみ実施の形態２に係る真空遮断器と異なるため、他の構成については説明を繰り返さない。
　図１０は、実施の形態９に係る真空遮断器における押込部材および連結部材の各々の一部のみを拡大して示す斜視図である。図１０に示すように、実施の形態９に係る真空遮断器においては、連結部材１６０の第１面部１６０ｃは、可動軸１３０の軸方向と垂直な２つの第１平坦面１６０ｆ、および、２つの第１平坦面１６０ｆに対して傾斜した２つの第１傾斜面１６０ｓを含んでいる。
　２つの第１傾斜面１６０ｓは、可動軸１３０の径方向において互いに反対側にて並行に位置している。２つの第１平坦面１６０ｆは、可動軸１３０の径方向において互いに反対側に位置している。２つの第１平坦面１６０ｆは、可動軸１３０の軸方向において互いに異なる位置に位置している。２つの第１平坦面１６０ｆは、２つの第１傾斜面１６０ｓによって互いに接続されている。
　押込部材１８０の第２面部１８０ｃは、可動軸１３０の軸方向と垂直な２つの第２平坦面１８０ｆ、および、２つの第２平坦面１８０ｆに対して傾斜した２つの第２傾斜面１８０ｓを含んでいる。２つの第２傾斜面１８０ｓは、２つの第１傾斜面１６０ｓに対応して形成されている。２つの第２平坦面１８０ｆは、２つの第１平坦面１６０ｆに対応して形成されている。
　具体的には、第２傾斜面１８０ｓは、押込部材１８０が連結部材１６０に向かって可動軸１３０の軸方向に移動した時に、対応する第１傾斜面１６０ｓと当接する位置に設けられている。第２傾斜面１８０ｓは、第１傾斜面１６０ｓと摺接可能な形状を有している。なお、第１傾斜面１６０ｓおよび第２傾斜面１８０ｓの各々の傾斜角度は、図１０に示す傾斜角度に限定されるものではなく、可動軸１３０の軸方向の負荷が可動軸１３０の軸方向と直交する方向に分散される角度であればよい。
　図１１は、実施の形態９に係る真空遮断器の閉極時における押込部材と連結部材との位置関係を示す正面図である。図１２は、実施の形態９に係る真空遮断器の開極完了時における押込部材と連結部材との位置関係を示す正面図である。
　図１１に示すように、真空遮断器の閉極時には、第１傾斜面１６０ｓと第２傾斜面１８０ｓとは、可動軸１３０の軸方向と直交する方向の位置がずれており、可動軸１３０の軸方向と直交する方向における位置が一部重なっている。連結部材１６０は、孔部１６３の内周面と可動軸１３０の外周面との間の隙間によって、可動軸１３０の軸方向と直交する方向に移動可能となっている。
　押込部材１８０が連結部材１６０に向かって可動軸１３０の軸方向に移動して、押込部材１８０が連結部材１６０を押圧する際、押込部材１８０の第２傾斜面１８０ｓは、連結部材１６０の第１傾斜面１６０ｓと当接しつつ摺接する。
　連結部材１６０は、第１傾斜面１６０ｓと第２傾斜面１８０ｓとが摺接した際、可動軸１３０の軸方向に移動しつつ、図１２中の矢印で示すように、可動軸１３０の軸方向と直交する方向に移動する。第１平坦面１６０ｆが第２平坦面１８０ｆと接触した後、連結部材１６０は、可動軸１３０の軸方向にのみ移動する。連結ベローズ１５０には、連結部材１６０の動きに伴ってたわみが発生するが、このたわみ量は小さいため、たわみによる連結部材１６０の疲労寿命への影響はほとんどない。可動軸１３０の軸方向の移動に伴って、押込部材１８０が連結部材１６０から離間すると、連結ベローズ１５０の弾性によって連結ベローズ１５０のたわみはなくなる。
　実施の形態９に係る真空遮断器においては、押込部材１８０が連結部材１６０を押圧する際、押込部材１８０の第２傾斜面１８０ｓが連結部材１６０の第１傾斜面１６０ｓと当接しつつ摺接するため、押込部材１８０と連結部材１６０の接触時の負荷の一部を可動軸１３０の軸方向と直交する方向に分散させて、連結ベローズ１５０の軸方向振動の振幅を低減できるため、連結ベローズ１５０の疲労寿命を長くすることができる。
　実施の形態１０．
　以下、実施の形態１０に係る真空遮断器について説明する。実施の形態１０に係る真空遮断器は、連結部材および押込部材の構成のみ実施の形態９に係る真空遮断器と異なるため、他の構成については説明を繰り返さない。
　図１３は、実施の形態１０に係る真空遮断器における押込部材および連結部材の各々の一部のみを拡大して示す斜視図である。図１３に示すように、実施の形態１０に係る真空遮断器においては、第１面部１６０ｃは、可動軸１３０の軸方向と垂直な４つの第１平坦面１６０ｆ、および、４つの第１平坦面１６０ｆに対して傾斜した４つの第１傾斜面１６０ｓを含んでいる。
　可動軸１３０の周方向において、第１傾斜面１６０ｓと第１平坦面１６０ｆとは交互に位置している。第１面部１６０ｃは、可動軸１３０の軸を中心として４回回転対称である。
　押込部材１８０の第２面部１８０ｃは、可動軸１３０の軸方向と垂直な４つの第２平坦面１８０ｆ、および、４つの第２平坦面１８０ｆに対して傾斜した４つの第２傾斜面１８０ｓを含んでいる。４つの第２傾斜面１８０ｓは、４つの第１傾斜面１６０ｓに対応して形成されている。４つの第２平坦面１８０ｆは、４つの第１平坦面１６０ｆに対応して形成されている。
　具体的には、第２傾斜面１８０ｓは、押込部材１８０が連結部材１６０に向かって可動軸１３０の軸方向に移動した時に、対応する第１傾斜面１６０ｓと当接する位置に設けられている。第２傾斜面１８０ｓは、第１傾斜面１６０ｓと摺接可能な形状を有している。なお、第１傾斜面１６０ｓおよび第２傾斜面１８０ｓの各々の傾斜角度は、図１３に示す傾斜角度に限定されるものではなく、可動軸１３０の軸方向の負荷が可動軸１３０の周方向に分散される角度であればよい。
　真空遮断器の閉極時には、第１傾斜面１６０ｓと第２傾斜面１８０ｓとは、可動軸１３０の周方向の位相がずれており、可動軸１３０の周方向における位置が一部重なっている。連結部材１６０は、可動軸１３０の周方向に移動可能となっている。
　押込部材１８０が連結部材１６０に向かって可動軸１３０の軸方向に移動して、押込部材１８０が連結部材１６０を押圧する際、押込部材１８０の第２傾斜面１８０ｓは、連結部材１６０の第１傾斜面１６０ｓと当接しつつ摺接する。
　連結部材１６０は、第１傾斜面１６０ｓと第２傾斜面１８０ｓとが摺接した際、可動軸１３０の軸方向に移動しつつ、図１３中の矢印で示すように、可動軸１３０の周方向に移動する。第１平坦面１６０ｆが第２平坦面１８０ｆと接触した後、連結部材１６０は、可動軸１３０の軸方向にのみ移動する。連結ベローズ１５０には、連結部材１６０の動きに伴ってねじれが発生するが、このねじれ量は小さいため、ねじれによる連結部材１６０の疲労寿命への影響はほとんどない。可動軸１３０の軸方向の移動に伴って、押込部材１８０が連結部材１６０から離間すると、連結ベローズ１５０の弾性によって連結ベローズ１５０のねじれはなくなる。
　実施の形態１０に係る真空遮断器においては、押込部材１８０が連結部材１６０を押圧する際、押込部材１８０の第２傾斜面１８０ｓが連結部材１６０の第１傾斜面１６０ｓと当接しつつ摺接するため、押込部材１８０と連結部材１６０の接触時の負荷の一部を可動軸１３０の周方向に分散させて、連結ベローズ１５０の軸方向振動の振幅を低減できるため、連結ベローズ１５０の疲労寿命を長くすることができる。
　実施の形態１１．
　以下、実施の形態１１に係る真空遮断器について説明する。実施の形態１１に係る真空遮断器は、連結ベローズ、連結部材および押込部材の構成のみ実施の形態２に係る真空遮断器と異なるため、他の構成については説明を繰り返さない。
　図１４は、実施の形態１１に係る真空遮断器の構成を示す縦断面図である。図１４に示すように、実施の形態１１に係る真空遮断器においては、連結ベローズ１５０は、第１ベローズ１５１および第２ベローズ１５２の少なくとも一方を２つ以上有している。
　具体的には、本実施の形態においては、連結ベローズ１５０は、１つの第１ベローズ１５１と、２つの第２ベローズ１５２とを含んでいる。第１ベローズ１５１の両端に第２ベローズ１５２が接続されている。なお、第１ベローズ１５１の両端のうちの少なくとも一方が第２ベローズ１５２と接続されていればよい。
　本実施の形態においては、連結部材として、上部連結部材１６５および下部連結部材１７０が、可動軸１３０の軸方向に並んで配置されている。上部連結部材１６５は、下部連結部材１７０の上方に位置している。
　上部連結部材１６５は、連結部１６６および摺接部１６７を含む。摺接部１６７は、可動軸１３０の外周面と摺接する。上部連結部材１６５は、可動軸１３０の軸方向に移動可能なように可動軸１３０に挿通された孔部１６８を有している。
　下部連結部材１７０は、連結部１７１および摺接部１７２を含む。摺接部１７２は、ガイド部材１３１の外周面と摺接する。下部連結部材１７０は、可動軸１３０の軸方向に移動可能なように可動軸１３０に挿通された孔部１７３を有している。本実施の形態においては、第１面部１６０ｃは、摺接部１７２の上面部である。
　押込部材１８０は、連結部１６６の下面から下方に延在している。押込部材１８０の上端部が、連結部１６６に接続されている。押込部材１８０は、摺接部１７２の上方に位置している。本実施の形態においては、押込部材１８０の第２面部１８０ｃは、摺接部１７２と接触する。
　押込部材１８０は、可動接触子１２０が固定接触子１１０から離間する方向への可動軸１３０の移動に伴って下部連結部材１７０に向かって可動軸１３０の軸方向に移動し、真空遮断器の開極開始時から押込部材１８０と下部連結部材１７０とが接触するまでは、第１ベローズ１５１が優先的に収縮する。第１ベローズ１５１が収縮して、押込部材１８０の第２面部１８０ｃが下部連結部材１７０の第１面部１６０ｃと接触すると、第１ベローズ１５１の収縮は停止する。押込部材１８０と下部連結部材１７０とが接触した後、真空遮断器の開極が完了するまでは、２つの第２ベローズ１５２のみが収縮する。
　なお、押込部材１８０を下部連結部材１７０の連結部１７１の上面に設け、上部連結部材１６５の連結部１６６と押込部材１８０とが接触するように真空遮断器が構成されていてもよい。また、連結部１６６および連結部１７１の各々が、第１ベローズ１５１および第２ベローズ１５２の各々の外周側にも張り出しており、押込部材１８０が第１ベローズ１５１の外周側に配置されていてもよい。
　実施の形態１１に係る真空遮断器においては、第１ベローズ１５１および第２ベローズ１５２の少なくとも一方を２つ以上有していることにより、開極ストロークｄが長い場合でも、連結ベローズ１５０の軸方向振動の振幅を小さくしつつ連結ベローズ１５０における負荷分布を均一化することにより、連結ベローズ１５０の最大負荷を小さくして連結ベローズ１５０の疲労寿命を長くすることができる。
　実施の形態１２．
　以下、実施の形態１２に係る真空遮断器について説明する。実施の形態１２に係る真空遮断器は、連結ベローズ、連結部材および押込部材の構成のみ実施の形態１１に係る真空遮断器と異なるため、他の構成については説明を繰り返さない。
　図１５は、実施の形態１２に係る真空遮断器の構成を示す縦断面図である。図１５に示すように、実施の形態１２に係る真空遮断器においては、連結ベローズ１５０は、第１ベローズ１５１および第２ベローズ１５２の少なくとも一方を２つ以上有している。
　具体的には、本実施の形態においては、連結ベローズ１５０は、２つの第１ベローズ１５１と、２つの第２ベローズ１５２とを含んでいる。２つの第１ベローズ１５１は、互いに接続されている。２つの第１ベローズ１５１を互いの間に挟むように２つの第２ベローズ１５２が配置されている。なお、第１ベローズ１５１の両端のうちの少なくとも一方が第２ベローズ１５２と接続されていればよく、第１ベローズ１５１および第２ベローズ１５２の個数の組み合わせは、２つずつに限られない。
　本実施の形態においては、上部連結部材１６５と下部連結部材１７０との間に、延長連結部材１９０が配置されている。延長連結部材１９０によって２つの第１ベローズ１５１の各々が互いに接続されている。
　延長連結部材１９０は、２つの第１ベローズ１５１の各々の内周側および外周側の少なくとも一方に張り出すように可動軸１３０の径方向に延在する連結部１９１を含む。連結部１９１は、互いに隣り合う２つの第１ベローズ１５１の各々と接合されている。本実施の形態においては、連結部１９１は、２つの第１ベローズ１５１の各々の内周側および外周側の両方に張り出すように可動軸１３０の径方向に延在している。連結部１９１は、円環状の形状を有している。
　延長連結部材１９０は、可動軸１３０の軸方向に移動可能なように可動軸１３０に挿通された孔部１９３を有している。本実施の形態においては、延長連結部材１９０は、連結ベローズ１５０が連結ベローズ１５０の内側の圧力により座屈しないようにするために、ガイド部材１３１の外周面と摺接する環状の摺接部１９２を含む。摺接部１９２の内側に、孔部１９３が位置している。摺接部１９２の外周面に連結部１９１が接続されている。
　押込部材１８０は、可動接触子１２０が固定接触子１１０から離間する方向への可動軸１３０の移動に伴って下部連結部材１７０に向かって可動軸１３０の軸方向に移動し、真空遮断器の開極開始時から押込部材１８０と下部連結部材１７０とが延長連結部材１９０を介して接触するまでは、第１ベローズ１５１が優先的に収縮する。第１ベローズ１５１が収縮して、押込部材１８０の第２面部１８０ｃが延長連結部材１９０の摺接部１９２を介して下部連結部材１７０の第１面部１６０ｃと接触すると、第１ベローズ１５１の収縮は停止する。押込部材１８０と下部連結部材１７０とが延長連結部材１９０を介して接触した後、真空遮断器の開極が完了するまでは、２つの第２ベローズ１５２のみが収縮する。
　実施の形態１２に係る真空遮断器においても、第１ベローズ１５１および第２ベローズ１５２の少なくとも一方を２つ以上有していることにより、開極ストロークｄが長い場合でも、連結ベローズ１５０の軸方向振動の振幅を小さくしつつ連結ベローズ１５０における負荷分布を均一化することにより、連結ベローズ１５０の最大負荷を小さくして連結ベローズ１５０の疲労寿命を長くすることができる。
　なお、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本開示の技術的範囲は、上記した実施の形態のみによって解釈されるものではない。また、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。上述した実施の形態の説明において、組み合わせ可能な構成を相互に組み合わせてもよい。
　１　真空遮断器、１００　容器、１０１　天面部、１０２　底面部、１１０　固定接触子、１１１　固定軸、１２０　可動接触子、１３０　可動軸、１３１　ガイド部材、１４０　板状部材、１５０　連結ベローズ、１５１　第１ベローズ、１５１ｂ，１５２ｂ　下端部、１５１ｔ，１５２ｔ　上端部、１５２　第２ベローズ、１６０　連結部材、１６０ｃ　第１面部、１６０ｆ　第１平坦面、１６０ｓ　第１傾斜面、１６１，１６６，１７１，１９１　連結部、１６２，１６７，１７２，１９２　摺接部、１６３，１６８，１７３，１９３　孔部、１６５　上部連結部材、１７０　下部連結部材、１８０　押込部材、１８０ｃ　第２面部、１８０ｆ　第２平坦面、１８０ｓ　第２傾斜面、１９０　延長連結部材、ｄ　開極ストローク、ｄ1　閉極時の押込部材と連結部材との間の距離、ｆ1，ｆ2，ｆt　固有振動数、ｔb　第２経過時間、ｔi　第１経過時間。

Claims (8)

  1. 　固定接触子と、
    　前記固定接触子に対して接離可能な可動接触子と、
    　前記固定接触子および前記可動接触子の各々を収容して内部を真空に保持する容器と、
    　前記容器の外側から軸方向に延在して前記可動接触子と接続されており、前記軸方向に移動することにより前記可動接触子を駆動する可動軸と、
    　前記容器の内部において前記可動軸に取り付けられており、前記可動軸の軸周りに延在する板状部材と、
    　前記軸方向に伸縮可能な第１ベローズ、および、前記軸方向において前記第１ベローズと並んで位置し、前記第１ベローズより高いばね定数を有する前記軸方向に伸縮可能な第２ベローズを含み、前記可動軸の外側において前記板状部材と前記容器の内面との間を気密に接続する連結ベローズと、
    　前記第１ベローズおよび前記第２ベローズの各々の内周側および外周側の少なくとも一方に張り出すように前記可動軸の径方向に延在し、互いに隣り合う前記第１ベローズおよび前記第２ベローズの各々と接合され、前記軸方向に移動可能なように前記可動軸に挿通された孔部を有する連結部材と、
    　前記第１ベローズの内周側または外周側に配置され、前記可動接触子が前記固定接触子から離間する方向への前記可動軸の移動に伴って前記連結部材に向かって前記軸方向に移動して前記連結部材を押圧することにより前記第２ベローズを収縮させる押込部材とを備える、真空遮断器。
  2. 　前記可動軸は、前記可動軸の移動開始によって前記可動接触子が前記固定接触子から離間した後、制動開始されて前記軸方向の移動速度が減少し、
    　前記可動軸の移動開始時から前記連結部材に対する前記押込部材の押圧開始時までの第１経過時間ｔiは、前記可動軸の移動開始時から制動開始時までの第２経過時間ｔbより長い、請求項１に記載の真空遮断器。
  3. 　前記第１ベローズおよび前記第２ベローズの各々は、前記軸方向に交互に並ぶ山部および谷部を有しており、
    　前記軸方向に互いに隣り合う前記山部同士の間の１ピッチ当たりの前記軸方向の変形量は、前記第１ベローズより前記第２ベローズの方が小さい、請求項１に記載の真空遮断器。
  4. 　前記第１ベローズは、固有振動数ｆ1を有しており、
    　前記固有振動数ｆ1と前記第２経過時間ｔbとの関係がｔb≧１／ｆ1を満たしている、請求項２に記載の真空遮断器。
  5. 　前記第２ベローズは、固有振動数ｆ2を有しており、
    　前記固有振動数ｆ2と前記第２経過時間ｔbとの関係がｔb≧１／ｆ2を満たしている、請求項４に記載の真空遮断器。
  6. 　前記連結ベローズは、固有振動数ｆtを有しており、
    　前記固有振動数ｆtと前記第２経過時間ｔbとの関係がｔb≧１／ｆtを満たしている、請求項５に記載の真空遮断器。
  7. 　前記連結部材は、前記押込部材と接触する第１面部を有しており、
    　前記押込部材は、前記連結部材と接触する第２面部を有しており、
    　前記第１面部は、前記軸方向と垂直な面に対して傾斜した第１傾斜面を含んでおり、
    　前記第２面部は、前記軸方向と垂直な面に対して傾斜した第２傾斜面を含んでおり、
    　前記押込部材が前記連結部材を押圧する際、前記押込部材の前記第２傾斜面が前記連結部材の前記第１傾斜面と当接しつつ摺接する、請求項１に記載の真空遮断器。
  8. 　前記第１ベローズおよび前記第２ベローズの少なくとも一方を２つ以上有している、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の真空遮断器。
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