專利名稱：真空閥的接觸結(jié)構(gòu)及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于接通/切斷真空斷路器內(nèi)電流的真空閥接觸結(jié)構(gòu)以及該接
觸結(jié)構(gòu)的制造方法。 2.
背景技術(shù)：
圖4是常規(guī)真空閥的主要部分結(jié)構(gòu)的剖視圖。圖4的真空閥具有用于確保電絕緣 的陶瓷絕緣柱l。絕緣柱l的兩端設(shè)有能夠進(jìn)行釬焊的涂敷金屬2a、2b。由金屬制成的頂 端板和底端板3a、3b分別連結(jié)到涂敷金屬2a、2b的表面以形成真空箱4。
可動(dòng)接觸件5的可動(dòng)電極棒6和固定接觸件7的固定電極棒8分別穿過真空箱4 的頂端板3a和底端板3b設(shè)置。 可伸長(zhǎng)波紋管9設(shè)置成連結(jié)到真空箱4的頂端板3a上的中心開口的周界。可動(dòng) 接觸件5的可動(dòng)電極棒6(真空閥的兩個(gè)電接觸件之一 )穿過波紋管的底部密封板中心連 結(jié)到波紋管9和蓋11，以由波紋管可動(dòng)地固定在垂直位置。 可動(dòng)電極棒6的高于由波紋管9保持部分的部分突出到真空箱4外部。在可動(dòng)電 極棒6的突出部分的頂端上，用釬焊層13固定地附連陽(yáng)螺紋12，以將可動(dòng)電極棒6連接到 外部操作器(圖中未示出)。 在可動(dòng)電極棒6的與其上附連有陽(yáng)螺紋12的外端相反的內(nèi)端，可動(dòng)接觸片附連部 分14與可動(dòng)電極棒6形成為一整體，可動(dòng)接觸片附連部分14具有比電極棒的內(nèi)端寬的端 平面。在可動(dòng)接觸片附連部分14的端表面上，通過釬焊層16固定地附連有可動(dòng)接觸片15。
因此，可動(dòng)接觸件5包括可動(dòng)接觸片15 ;可動(dòng)接觸片附連部分14，其上通過釬焊 層16固定地附連有可動(dòng)接觸片15 ;可動(dòng)電極棒6，其與可動(dòng)接觸片附連部分14為一整體； 以及陽(yáng)螺紋12，其通過釬焊層13固定地附連到可動(dòng)電極棒6的外端。 固定接觸件7的固定電極棒8(真空閥的兩個(gè)電接觸件中的另一個(gè))在其外端連 結(jié)并固定到底端板3b的中心開口的周界。在外端，陰螺紋17通過釬焊層20連結(jié)并固定成 從外端表面插入固定電極棒的構(gòu)造。 在固定電極棒8的與其中插入和固定有陰螺紋17的外端相反的內(nèi)端，固定接觸片 附連部分18與固定電極棒8形成為整體，固定接觸片附連部分18具有比電極棒8的內(nèi)端 寬的端平面。在固定接觸片附連部分18的端平面上，通過釬焊層21固定地附連有固定接 觸片19。 因此，固定接觸件7包括可動(dòng)接觸片19 ;固定接觸片附連部分18，其上通過釬焊 層21固定地附連有固定接觸片19 ;固定電極棒8，其與固定接觸片附連部分18為一整體； 以及陰螺紋17，其插入并固定地附連到固定電極棒8的外端。 在具有圖4所示且如上所述結(jié)構(gòu)的真空閥中，可動(dòng)電極棒6通過陽(yáng)螺紋12連接到
4外部操作器(圖中未示出)，且固定在可伸長(zhǎng)波紋管9上的可動(dòng)電極棒6的可動(dòng)接觸片15 連接到固定接觸片19和與固定接觸片19脫開，保持真空箱4的氣密封。
當(dāng)電流流過真空閥時(shí)，可動(dòng)接觸片15連接到固定接觸片19。在有任何問題的情 況下，操作器(圖中未示出)根據(jù)外部信號(hào)將可動(dòng)電極棒6的外端向上拉出到頂端板3a上 方。于是，固定地設(shè)置在可動(dòng)電極棒6內(nèi)端的可動(dòng)接觸片15與固定接觸片19脫開，且保持 真空箱4的氣密封，從而松開接觸件。 當(dāng)可動(dòng)接觸片15與固定接觸片19脫開時(shí)，在接觸片之間產(chǎn)生電弧并發(fā)射出火花。 為了防止絕緣柱1的內(nèi)壁受到火花的污染，在可動(dòng)接觸片15和固定接觸片19的接觸片位 置與絕緣柱1內(nèi)壁之間的中間設(shè)有電弧屏蔽件22，該屏蔽件由固定電極棒8支承。
圖4的真空閥具有常規(guī)真空閥的基本結(jié)構(gòu)。通過用釬焊層16連結(jié)可動(dòng)接觸片15 與可動(dòng)電極棒6、用釬焊層21來連結(jié)固定接觸片19和固定電極棒8、用釬焊層13來連結(jié)可 動(dòng)電極棒6和用于連接到外部操作器的陽(yáng)螺紋12、以及用釬焊層20來連結(jié)固定電極棒8和 用于連接到外部布線端子的陰螺紋17來組裝該結(jié)構(gòu)內(nèi)的接觸件。 因此，常規(guī)真空閥的組裝需要麻煩的準(zhǔn)備工作以在所要進(jìn)行釬焊的表面上形成釬 焊層。此外，用于連接到操作器的陽(yáng)螺紋與可動(dòng)電極棒6、以及用于連接到外部布線端子的 陰螺紋17與固定電極棒8的釬焊作業(yè)包含必須確保解決可動(dòng)電極棒6與陽(yáng)螺紋12之間、 以及固定電極棒8與陰螺紋17之間的最優(yōu)相對(duì)部分尺寸的難題。 在要求陽(yáng)螺紋12的材料具有耐腐蝕性時(shí)，需要使用奧氏體不銹鋼。但是，奧氏體 不銹鋼顯示出對(duì)釬焊材料較差的可濕性。因此，使用奧氏體不銹鋼的螺紋需要諸如鍍鎳之 類的表面預(yù)處理。 為了避免用于釬焊的各種麻煩的預(yù)處理，專利文獻(xiàn)1披露了一種真空斷路器，其 中通過固相連結(jié)或熱等靜壓(HIP) —體形成電極件和載流件。
[專利文獻(xiàn)1 :] 日本待審查專利申請(qǐng)公開第H07-335092號(hào) 但是，固相連結(jié)會(huì)無法實(shí)現(xiàn)對(duì)于連結(jié)界面所需界面強(qiáng)度來說的足夠連結(jié)點(diǎn)密度。 此夕卜，固相連結(jié)需要例如100噸或更大的壓力機(jī)，因此包含大型工藝的問題。
盡管熱等靜壓利用比固相連結(jié)高的連結(jié)密度而給予足夠的界面強(qiáng)度，但熱等靜壓 也包含使用高壓氣體裝置的麻煩的操作的問題。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到常規(guī)技術(shù)中的上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種真空閥的接觸結(jié)構(gòu)和制
造該結(jié)構(gòu)的方法，該結(jié)構(gòu)中接觸片、電極棒和用于連接到外部操作器或布線的螺紋通過簡(jiǎn)
單方法形成一體而無需加壓，容易地確保螺紋與電極棒之間的優(yōu)化相對(duì)部分尺寸。 —種用于接通/切斷電流的真空閥的接觸結(jié)構(gòu)，該接觸結(jié)構(gòu)是本發(fā)明的第一方
面，包括接觸片；電極棒，該電極棒連接到接觸片；以及圓筒體，該圓筒體支承接觸片和電
極棒，并具有陽(yáng)螺紋，該陽(yáng)螺紋形成在與支承接觸片的另一端相反的一端的外周上，其中將
接觸片、電極棒和圓筒體形成一體。 —種用于接通/切斷電流的真空閥的接觸結(jié)構(gòu)，該接觸結(jié)構(gòu)是本發(fā)明的第二方 面，包括接觸片；電極棒，該電極棒連接到接觸片；以及圓筒體，該圓筒體支承接觸片和電極棒；以及陰螺紋，該陰螺紋在與圓筒體的與支承接觸片的另一端相反的一端處形成在電 極棒內(nèi)，其中將接觸片、電極棒、圓筒體以及陰螺紋形成一體。 —種制造真空閥的接觸結(jié)構(gòu)的方法，該方法是本發(fā)明的第三方面，包括以下步驟 (1)制備具有杯狀結(jié)構(gòu)的圓筒體，該圓筒體具有底部；(2)將電極棒的基體材料安裝到圓筒 體內(nèi)；(3)將燒結(jié)體的模制塊固定在圓筒體的用于安裝電極棒的基體材料的開口處；(4)將 熔滲材料放在模制塊的頂表面上；上述四個(gè)步驟一起構(gòu)成包括圓筒體、電極棒的基體材料、 模制塊和熔滲材料的組件；(5)通過粉末冶金法在非氧化氣氛中加熱包括熔滲材料的組 件，該加熱步驟包括以下步驟(i)通過將熔滲材料滲透到模制塊內(nèi)而在圓筒體的頂部處 形成接觸片，(ii)通過將熔滲材料滲透到圓筒體的用于固定模制塊的部位而將接觸片與圓 筒體頂部形成一體，(iii)通過熔滲材料滲透到圓筒體內(nèi)而在圓筒體內(nèi)，并將圓筒體和電極 棒的基體材料形成一體，從而形成電極棒，以及(iv)通過將熔滲材料滲透到電極棒的外周 表面和圓筒體的內(nèi)壁而將電極棒和圓筒體形成一體；(6)切去圓筒體的底部以露出電極棒 的底表面；以及(7)在上述步驟之后在圓筒體與形成接觸件的另一端相反的一端的外周上 形成陽(yáng)螺紋。 —種制造真空閥的接觸結(jié)構(gòu)的方法，該方法是本發(fā)明的第四方面，包括以下步驟 (1)制備具有杯狀結(jié)構(gòu)的圓筒體，所述圓筒體在圓筒體的底部的中心處具有向內(nèi)突出的突 起部；(2)通過將電極棒的基體材料放到突起部上而將電極棒的基體材料安裝到圓筒體 內(nèi)；(3)將燒結(jié)體的模制塊固定在圓筒體的用于安裝電極棒的基體材料的開口處；(4)將熔 滲材料放在模制塊的頂表面上；上述四個(gè)步驟一起構(gòu)成包括圓筒體、電極棒的基體材料、模 制塊和熔滲材料的組件；(5)通過粉末冶金法在非氧化氣氛中加熱包括熔滲材料的組件， 該加熱步驟包括以下步驟(i)通過將熔滲材料滲透到模制塊內(nèi)而在圓筒體的頂部處形成 接觸片，(ii)通過將熔滲材料滲透到圓筒體的用于固定模制塊的部位而將接觸片與圓筒體 頂部形成一體，(iii)通過將熔滲材料滲透到圓筒體內(nèi)而在圓筒體內(nèi)，并將圓筒體和電極棒 的材料形成一體，從而形成包圍突起部的電極棒，以及(iv)通過將熔滲材料滲透到電極棒 的外周表面和圓筒體的內(nèi)壁而將電極棒和圓筒體形成一體；(6)切去圓筒體的底部以露出 圍繞突起部的底部形成的電極棒的底表面；以及(7)在上述步驟之后在突起部上形成陰螺 紋。 本發(fā)明提供一種真空閥的接觸結(jié)構(gòu)和制造該結(jié)構(gòu)的方法，該結(jié)構(gòu)中接觸片、電極 棒和用于連接到外部操作器或布線的螺紋通過簡(jiǎn)單方法形成一體而無需加壓，容易地確保 螺紋與電極棒之間的優(yōu)化相對(duì)部分尺寸。


下文將參照附圖詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的某些較佳實(shí)例。 圖1 (a)和1 (b)是示出制造真空閥的接觸結(jié)構(gòu)的實(shí)例1的方法這的形成一體的過
程的剖視圖； 圖2是示出制造真空閥的接觸結(jié)構(gòu)的實(shí)例1的方法中，加熱固化后的本體在精加 工后的構(gòu)造的剖視圖； 圖3(a)和3(b)是示出制造真空閥的接觸結(jié)構(gòu)的實(shí)例2的方法中的兩個(gè)形成一體 的組件的實(shí)例的剖視 圖3(C)是示出完成的接觸結(jié)構(gòu)的構(gòu)造的剖視圖；以及 圖4是常規(guī)真空閥的主要部分結(jié)構(gòu)的剖視圖。 附圖標(biāo)記的說明 1 :絕緣柱 2a、2b:涂敷金屬 3a :頂端板 3b :底端板 4 :真空箱 5 :可動(dòng)接觸件 6:可動(dòng)電極棒 7:固定接觸件 8:固定電極棒 9 :波紋管 11 :蓋 12:陽(yáng)螺紋 13 :釬焊層 14:可動(dòng)接觸片附連部分 15 :可動(dòng)接觸片 16 :釬焊層 17:陰螺紋 18 :固定接觸片附連部分 19:固定接觸片 20，21:釬焊層 22:電弧屏蔽件 25:底部部分 26:圓筒體 27:電極棒的基體材料 28 :模制塊 29 :熔滲材料 30 :組件 31 :加熱固化后的本體 32 :接觸片 33 :電極棒 34:接觸片與圓筒體之間的界面 35 :圓筒體與電極棒之間的界面 36:接觸片內(nèi)部 37 :接觸片與電極棒之間的界面 38:凸緣 39:中空?qǐng)A筒形部分
41:陽(yáng)螺紋42:接觸件43，44 :組件45演起部46;分開部分47;焊接部分48;陰螺紋49浪觸件
具體實(shí)施例方式
圖1 (a)和1 (b)是示出制造真空閥的接觸結(jié)構(gòu)的實(shí)例1的方法中的形成一體的過 程的剖視圖。通過制造實(shí)例1的真空閥的接觸結(jié)構(gòu)的方法制造的接觸結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)于圖4所示 真空閥的可動(dòng)接觸件5。 首先，在實(shí)例1的制造真空閥的接觸結(jié)構(gòu)的方法中，如圖1(a)所示制備杯狀結(jié)構(gòu) 的圓筒體26，該杯狀結(jié)構(gòu)具有底部25。圓筒體26由奧氏體不銹鋼(日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)編碼 SUS304)桿制成外徑為16mm、內(nèi)徑為10mm且深度為25mm的杯狀結(jié)構(gòu)的容器。
電極棒的基體材料27安裝在該圓筒體26內(nèi)。電極棒的基體材料27是一塊外徑 約為10mm、長(zhǎng)度約為10mm的無氧銅。 然后將燒結(jié)體的模制塊28放到圓筒體26的用于安裝電極棒的基體材料27的開 口上并固定在該開口上。模制塊28將在加熱之后通過熔滲方法來形成接觸片，并由銅_鉻 燒結(jié)體制成。模制塊28形成為在較大部分外徑約為15mm，在較小部分外徑約為10mm，且厚 度約為10mm。 下文描述一種用于制造由Cu-Cr燒結(jié)體制成的模制塊28的方法。通過機(jī)械磨碎 在熔融過程中用鋁脫氧的鉻塊來制備鉻粉，顆粒大小調(diào)節(jié)成不大于74 ii m。通過電解法制備 粒徑不大于44 ii m的銅粉。測(cè)量鉻粉和銅粉，使其質(zhì)量比為55Cu-Cr，并用V型混合器進(jìn)行 混合。 該混合物在無氧環(huán)境中在ltonf/cm2 (98MPa)壓力下加壓成型，并然后在非氧化氣 氛中在約1， OO(TC的溫度下加熱，該溫度低于銅的熔點(diǎn)。該成型工藝在粉末冶金學(xué)中稱為燒 結(jié)工藝。 鉻的原生粉是上述脫氧的鉻粉。其原因是在由于接觸件的連接和脫開產(chǎn)生的電弧
而使接觸件熔化時(shí)，用在真空閥中的接觸件材料發(fā)出各種氣體分子，主要是氧氣。釋放的氣
體易于增加真空容器內(nèi)的壓力。因而，使用脫氧鉻粉以旨在使含氧量最低。 關(guān)于銅粉，盡管用在該實(shí)例中的銅粉通過電解法獲得，但也可沒有問題地使用霧
化銅粉。 在將模制塊28放到圓筒體26用于安裝電極棒的基體材料27的開口上后，將熔滲 材料29，外徑約10mm和長(zhǎng)度約8mm的無氧銅塊，放在模制塊28(CuCr燒結(jié)體)的頂表面上。 熔滲材料填充多孔CuCr燒結(jié)體內(nèi)的空穴，從而形成接觸片。 如上所述，電極棒的基體材料27和熔滲材料29由相同的材料， 一塊脫氧銅構(gòu)成。 圓筒體26可由熔點(diǎn)高于電極棒的基體材料27的熔點(diǎn)和熔滲材料29的熔點(diǎn)(在實(shí)例1的情況中為銅的熔點(diǎn))的任何材料制成。在實(shí)例1中，圓筒體26的基體材料是奧氏體不銹鋼。 為圓筒體26的基體材料選擇奧氏體不銹鋼是因?yàn)閵W氏體不銹鋼具有優(yōu)良的抗腐
蝕性，并提供抗腐蝕物件而在以后的步驟中無需任何專門的表面處理。 因此，如圖1(a)所示形成的組件30包括圓筒體26、電極棒的基體材料27、模制塊
28以及熔滲材料29。 然后，在氫氣氛中在1，20(TC下加熱上述設(shè)置的組件30，以熔化電極棒的基體材 料27 (銅塊)和放置在模制塊28 (CuCr燒結(jié)體)上的熔滲材料29。 放置在模制塊28 (CuCr燒結(jié)體)上的熔滲材料29 (銅塊)熔化并填充多孔模制塊 28(CuCr燒結(jié)體)內(nèi)的空穴，該工藝在粉末冶金學(xué)中稱為滲入工藝。熔滲材料29的其余部 分落入圓筒體26內(nèi)并在圓筒體26內(nèi)與放置在圓筒體26內(nèi)的電極棒的基體材料27(銅塊) 一起固化。 圖l(b)是如上所述得到的加熱并固化后的組件31的構(gòu)造的剖視圖。如圖l(b) 所示，圖l(a)中所示的熔滲材料29從在模制塊28上的位置完全消失。而是，在精加工前 構(gòu)造中的接觸片32形成為包括模制塊28和圓筒體26上的熔滲材料29的一部分。在圓筒 體26內(nèi)，電極棒33由電極棒的基體材料27和熔滲材料29的完全填充圓筒體26內(nèi)空間的 剩余部分形成。 觀察加熱并固化后的組件31的橫截面的微觀結(jié)構(gòu)。已觀察到，在熔化連結(jié)接觸件 32與圓筒體26的界面34、以及通過在圓筒體26內(nèi)熔融和固化形成的連結(jié)圓筒體26與電 極棒33的界面35處，銅滲入圓筒體26晶粒邊界內(nèi)，并且相應(yīng)各部分在這些界面處牢固地 連結(jié)。 在接觸片32的內(nèi)部部分36內(nèi)，先前多孔的塊內(nèi)的空穴由熔滲材料(銅)完全填 充以加固整個(gè)接觸片。在接觸片32與電極棒33之間的界面37處，熔滲材料29的其余部 分與電極棒33形成整體并與接觸片32內(nèi)的熔滲材料29相連續(xù)。因此，在該界面處也可確 保牢固連結(jié)。 圖2是示出精加工之后加熱并固化后的組件31的構(gòu)造的剖視圖。如圖2所示，接 觸片32在具有倒角的頂表面外周邊緣處成圓角，圓角例如形成適于真空閥的接觸片的構(gòu) 造。在圓筒體26的一部分對(duì)其加工形成用于連接到外部操作器的陽(yáng)螺紋，留下另一部分用 于加固接觸片32和電極棒33。 在上半部分，切割圓筒體26，圍繞接觸片32留下用于加固接觸片32的凸緣38，圓 筒體26該上半部分的其余筒狀部分切割多達(dá)厚度的2/3，留下1/3厚度來形成中空?qǐng)A筒部 分39以加固電極棒33。 在圓筒體26的與中空?qǐng)A筒形部分39相鄰的下半部分內(nèi)，切去圖l(a)和1 (b)中 的底部25以露出電極棒33的底部。圓筒體26的該下半部分在切去底部25之后，形成用 于連接到外部操作器的陽(yáng)螺紋41。 可在加熱工藝之前形成陽(yáng)螺紋41。當(dāng)在加熱工藝之后形成陽(yáng)螺紋41時(shí)，可在形成 陽(yáng)螺紋41之后切去底部25，或可在切去底部25之后形成陽(yáng)螺紋41。 這樣，就可制造接觸結(jié)構(gòu)42 。該接觸結(jié)構(gòu)在其功能上對(duì)應(yīng)于圖4所示的可動(dòng)接觸 件5。此外，在該接觸結(jié)構(gòu)中，接觸片32牢固地連結(jié)到電極棒33和用于加固接觸片的凸緣 38，且電極棒33牢固地連結(jié)到中空?qǐng)A筒形部分39和陽(yáng)螺紋41，后兩個(gè)部分用于加固電極棒
933。 在該實(shí)例中，在加熱工藝中通過熔滲方法使整個(gè)接觸結(jié)構(gòu)形成一體，免除了釬焊 工藝。因此，對(duì)釬焊層材料呈較差可濕性的奧氏體不銹鋼可用在接觸片32(凸緣38)的加 固部分中、用于電極棒33的加固部分(中空?qǐng)A筒形部分39)、以及陽(yáng)螺紋41 (切割加工后剩 余的圓筒體26的部分)而不需要諸如鍍鎳之類的任何表面處理，利用奧氏體不銹鋼的優(yōu)良 的抗腐蝕性。 盡管該實(shí)例描述使用CuCr合金用作接觸片32的基部金屬材料，但接觸片也可包
括銅和銀中的一種或兩種，以及選自鉻、鎢、鉬、鉭的金屬和這些金屬的碳化物。 接觸片還可包含諸如碲、鉍和鉛之類的低熔點(diǎn)元素。 在上述制造真空閥的接觸結(jié)構(gòu)的方法的該實(shí)例中，圓筒體、電極棒和接觸片通過 與在用于形成接觸片的熔滲的同時(shí)進(jìn)行加熱而形成一體，且陽(yáng)螺紋形成在圓筒體上。于是， 在加熱工藝之前沒有精確的相對(duì)尺寸的各組裝的部分并不妨礙在加熱和固化后確保根據(jù) 圓筒體的適當(dāng)相對(duì)尺寸。 因此，本發(fā)明的方法允許組裝部分的尺寸粗糙并免除釬焊工藝。因此，簡(jiǎn)化了制造 步驟。通過熔滲方法實(shí)現(xiàn)部分間界面處的牢固連結(jié)，而無需固相連結(jié)中所需要的大型壓力 裝置。因此，可提供廉價(jià)的接觸件。
[實(shí)例2] 圖3(a)和3(b)是示出制造真空閥的接觸結(jié)構(gòu)的實(shí)例2的方法中的兩個(gè)形成一體 的組件的實(shí)例的剖視圖；以及圖3(c)是示出完成的接觸結(jié)構(gòu)的構(gòu)造的剖視圖。通過制造實(shí) 例2的真空閥的接觸結(jié)構(gòu)的方法制造的接觸結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)于圖4所示真空閥的固定接觸件7。
除了在構(gòu)造和尺寸上有些不同之外，用在該實(shí)例2中制造真空閥的接觸結(jié)構(gòu)的方 法中的各部分的基體材料與圖l(a)中所示實(shí)例中的材料相同。各部分的制造方法也與關(guān) 于圖l(a)所描述的方法相同。 因而，在此省略各部分的材料和制造方法的說明，僅描述制造工藝的次序。具有與 圖1 (a) 、 1 (b)和2中部分功能相同的部分在圖3 (a) 、3 (b)和3 (c)中的附圖標(biāo)記與圖1 (a)、 l(b)和2中的附圖標(biāo)記相同。 首先，如圖3(a)或3(b)所示地制備具有杯狀結(jié)構(gòu)的圓筒體26，圓筒體在底部25 的中心處具有向內(nèi)突出的突起部45。圖3(a)示出圓筒體26，該圓筒體包括突起部45、底部 25和中空?qǐng)A筒形部分39，它們?cè)诔跏紶顟B(tài)構(gòu)造成一整體。另一方面，圖3(b)示出具有分開 部分46的圓筒體26，分開部分46包括突起部45和底部部分25。分開部分46與中空?qǐng)A筒 形部分39分開制成并用焊接部分47連結(jié)到中空?qǐng)A筒形部分39的底面。
隨后，將電極棒的基體材料27放置在突起部45上并安裝在圓筒體26內(nèi)。然后將 燒結(jié)體的模制塊28放到圓筒體26的用于安裝電極棒的基體材料27的開口上并固定在該 開口上。然后，將熔滲材料29放置在模制塊28的頂表面上。 因此，形成的組件43或44包括圓筒體26、電極棒的基體材料27、模制塊28以及 熔滲材料29。此后，在非氧化氣氛(在該實(shí)例中為氫氣氛)中通過粉末冶金法在1， 200°C 溫度下將組件43或44加熱。 該加熱工藝使模制塊28上的熔滲材料29和圓筒體26內(nèi)電極棒的基體材料27熔 化。熔滲材料29填充多孔模制塊28內(nèi)的空穴且其余的熔滲材料29落入圓筒體26內(nèi)。
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其余的熔滲材料29和電極棒的基體材料27在圓筒體26中成為一整體并填充在 突起部45周圍的圓筒體26內(nèi)，并均勻地變成實(shí)心體。 除了突起部45和電極棒的基體材料27在圓筒體26中形成一體且圓筒體26的厚 度比用于形成陽(yáng)螺紋所需要的厚度薄且就是中空?qǐng)A筒形部分39的厚度之外，熔化和固化 后組件的構(gòu)造與圖l(b)所示加熱固化后的本體31相同。 盡管圖3(c)示出精加工后的構(gòu)造，但如圖3(c)所示，熔化并滲入的接觸結(jié)構(gòu)的各 部分內(nèi)的熔滲材料29形成接觸片32，接觸片32在圓筒體26的頂上具有加強(qiáng)的內(nèi)部，并通 過滲透到圓筒體26的頂部(模制塊固定部分)將接觸片32和圓筒體26的頂部形成一體。
此外，熔化的熔滲材料29落入圓筒體26內(nèi)并在圓筒體26內(nèi)與電極棒的基體材料 27成為一整體以形成包括突起部45的電極棒33。電極棒33在其周界表面處滲透到圓筒 體26內(nèi)壁，使電極棒33與圓筒體26形成一體。 此后，切去圓筒體26的底部25以露出圍繞突起部45的底部的電極棒33的底表 面33，然后在突起部45內(nèi)形成陰螺紋48。 可在加熱工藝之前形成陰螺紋48。當(dāng)在加熱之后形成陰螺紋時(shí)，可在形成陰螺紋 48之后切去底部25，或可在切去底部25之后形成陰螺紋48。 因此，完成在其功能上對(duì)應(yīng)于圖4所示的固定接觸件7的接觸結(jié)構(gòu)49。在接觸結(jié) 構(gòu)49中，已實(shí)現(xiàn)以下牢固連結(jié)接觸片32與電極棒33之間；接觸片32與圓筒體26的中空 圓筒形部分39之間，中空?qǐng)A筒形部分是用于電極棒33的加固部分；中空?qǐng)A筒形部分39與 電極棒33之間、以及電極棒33與陰螺紋48之間。 此外在該實(shí)例2中，基于熔滲方法通過加熱使整個(gè)接觸結(jié)構(gòu)形成一體，從而免除 釬焊工藝。因此，對(duì)釬焊層材料呈較差可濕性的奧氏體不銹鋼可用于構(gòu)成加固電極33的圓 筒體26，并構(gòu)成從突起部45加工出的陰螺紋，而無需諸如鍍鎳的表面處理并利用奧氏體不 銹鋼的優(yōu)良抗腐蝕性。 在制造上述真空閥的接觸結(jié)構(gòu)的方法的該實(shí)例2中，底部具有突起部的圓筒體、 電極棒和接觸片通過與用于形成接觸片的熔滲同時(shí)進(jìn)行加熱而形成一體，且陰螺紋形成在 突起部上。于是，在加熱工藝之前沒有精確的相對(duì)尺寸各組裝的部分并不妨礙在加熱和固 化后確保根據(jù)圓筒體的適當(dāng)相對(duì)尺寸。 因此，本發(fā)明的方法允許組裝部分的尺寸粗糙并免除釬焊工藝。因此，簡(jiǎn)化了制造 步驟。通過熔滲方法實(shí)現(xiàn)部分間界面處的牢固連結(jié)，而無需固相連結(jié)中所需要的大型壓力 裝置。因此，可提供廉價(jià)的接觸件。 上述說明書已假設(shè)實(shí)例1的接觸結(jié)構(gòu)42對(duì)應(yīng)于真空閥的可動(dòng)接觸件，且實(shí)例2的 接觸結(jié)構(gòu)49對(duì)應(yīng)于真空閥的固定接觸件。但本發(fā)明的應(yīng)用并不限于這種情況，而是實(shí)例1 的接觸結(jié)構(gòu)42能夠用作固定接觸件，且實(shí)例2的接觸結(jié)構(gòu)48能夠用作可動(dòng)接觸件。此外， 可動(dòng)接觸件和固定接觸件都可由實(shí)例1的接觸結(jié)構(gòu)42或?qū)嵗?的接觸結(jié)構(gòu)49構(gòu)成。
權(quán)利要求
一種用于接通/切斷電流的真空閥的接觸結(jié)構(gòu)，所述接觸結(jié)構(gòu)包括接觸片；電極棒，所述電極棒連接到所述接觸片；以及圓筒體，所述圓筒體支承所述接觸片和所述電極棒，并具有陽(yáng)螺紋，所述陽(yáng)螺紋形成在與支承所述接觸片的另一端相反的一端的外周上，其中將所述接觸片、所述電極棒、以及所述圓筒體形成一體。
2. —種用于接通/切斷電流的真空閥的接觸結(jié)構(gòu)，所述接觸結(jié)構(gòu)包括 接觸片；電極棒，所述電極棒連接到所述接觸片； 圓筒體，所述圓筒體支承所述接觸片和所述電極棒；以及陰螺紋，所述陰螺紋在與所述圓筒體的支承所述接觸片的另一端相反的一端處形成在 所述電極棒內(nèi)，其中將所述接觸片、所述電極棒、所述圓筒體、以及所述陰螺紋形成一體。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的真空閥的接觸結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述接觸片是固定接觸片 或是設(shè)置成能夠與所述固定接觸片連接和脫開的可動(dòng)接觸片。
4. 如權(quán)利要求1或2所述的真空閥的接觸結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述一體化通過熔滲方法 進(jìn)行。
5. 如權(quán)利要求1或2所述的真空閥的接觸結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述接觸片包括銅和銀中 的一種或兩種，以及選自鉻、鎢、鉬、鉭和這些物質(zhì)的碳化物的物質(zhì)。
6. 如權(quán)利要求5所述的真空閥的接觸結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述接觸片包含選自碲、鉍和 鉛的至少一種元素。
7. 如權(quán)利要求1或2所述的真空閥的接觸結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述圓筒體的基體材料、 具有所述陽(yáng)螺紋的所述圓筒體的基體材料、以及所述陰螺紋的基體材料是奧氏體不銹鋼。
8. —種制造真空閥的接觸結(jié)構(gòu)的方法，包括以下步驟(1) 制備具有杯狀結(jié)構(gòu)的圓筒體，所述圓筒體具有底部；(2) 將電極棒的基體材料安裝到所述圓筒體內(nèi)；(3) 將燒結(jié)體的模制塊固定在所述圓筒體的用于安裝所述電極棒的所述基體材料的開 口處；(4) 將熔滲材料放在所述模制塊的頂表面上；上述四個(gè)步驟一起構(gòu)成包括所述圓筒體、所述電極棒的所述基體材料、所述模制塊和 所述熔滲材料的組件；(5) 通過粉末冶金法在非氧化氣氛中加熱包括所述熔滲材料的所述組件，所述加熱步 驟包括以下步驟(i) 通過將所述熔滲材料滲透到所述模制塊內(nèi)而在所述圓筒體的頂部處形成接觸片，(ii) 通過將所述熔滲材料滲透到所述圓筒體的用于固定所述模制塊的部位而將所述 接觸片與所述圓筒體頂部形成一體，(iii) 通過將所述熔滲材料滲透到所述圓筒體內(nèi)而在所述圓筒體內(nèi)形成所述電極棒， 并將所述圓筒體和所述電極棒的所述基體材料形成一體，以及(iv) 通過將所述熔滲材料滲透到所述電極棒的外周表面和所述圓筒體的內(nèi)壁而將所述電極棒和所述圓筒體形成一體；(6) 切去所述圓筒體的所述底部以露出所述電極棒的底表面；以及(7) 在上述步驟之后在所述圓筒體的與形成所述接觸片的另一端相反的一端處的外周 上形成陽(yáng)螺紋。
9. 一種制造真空閥的接觸結(jié)構(gòu)的方法，包括以下步驟(1) 制備具有杯狀結(jié)構(gòu)的圓筒體，所述圓筒體在所述圓筒體的底部的中心處具有向內(nèi) 突出的突起部；(2) 通過將電極棒的基體材料放到所述突起部上而將所述電極棒的所述基體材料安裝 到所述圓筒體內(nèi)；(3) 將燒結(jié)體的模制塊固定在所述圓筒體的用于安裝所述電極棒的基體材料的開口處；(4) 將熔滲材料放在所述模制塊的頂表面上；上述四個(gè)步驟一起構(gòu)成包括所述圓筒體、所述電極棒的所述基體材料、所述模制塊和 所述熔滲材料的組件；(5) 通過粉末冶金法在非氧化氣氛中加熱包括所述熔滲材料的所述組件，所述加熱步 驟包括以下步驟(i) 通過將所述熔滲材料滲透到所述模制塊內(nèi)而在所述圓筒體的頂部處形成接觸片，(ii) 通過將所述熔滲材料滲透到所述圓筒體的用于固定所述模制塊的部位而將所述 接觸片與所述圓筒體頂部形成一體，(iii) 通過將所述熔滲材料滲透到所述圓筒體內(nèi)而在所述圓筒體內(nèi)形成包圍所述突起 部的所述電極棒，并將所述圓筒體和所述電極棒的所述基體材料形成一體，以及(iv) 通過將所述熔滲材料滲透到所述電極棒的外周表面和所述圓筒體的內(nèi)壁而將所 述電極棒和所述圓筒體形成一體；(6) 切去所述圓筒體的底部以露出圍繞所述突起部的底部形成的所述電極棒的底表 面；以及(7) 在上述步驟之后在所述突起部上形成陰螺紋。
10. 如權(quán)利要求8或9所述制造真空閥的接觸結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，所述圓筒體的 基體材料、具有所述陽(yáng)螺紋的所述圓筒體的基體材料、以及所述陰螺紋的基體材料是奧氏 體不銹鋼。
11. 如權(quán)利要求8或9所述的制造真空閥的接觸結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，所述電極棒 的所述基體材料和所述熔滲材料基本上由銅構(gòu)成。
12. 如權(quán)利要求8或9所述用于制造真空閥的接觸結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，所述模制 塊包括銅和銀中的一種或兩種，以及選自鉻、鎢、鉬、鉭和這些物質(zhì)的碳化物的物質(zhì)。
13. 如權(quán)利要求12所述制造真空閥的接觸結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，所述模制塊包含 選自碲、鉍和鉛的至少一種元素。
14. 如權(quán)利要求8或9所述制造真空閥的接觸結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，所述接觸片是 固定接觸片或是設(shè)置成能夠與所述固定接觸片連接和脫開的可動(dòng)接觸片。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提供一種真空閥的接觸結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中接觸片、電極棒和用于連接到外部操作器或布線的螺紋通過簡(jiǎn)單方法形成一體而無需加壓，容易地確保優(yōu)化的相對(duì)部分尺寸。另一目的是提供一種制造這種接觸結(jié)構(gòu)的方法。電極棒的基體材料(27)是一塊無氧銅，其安裝在具有底部(25)的奧氏體不銹鋼圓筒體(26)內(nèi)。銅鉻燒結(jié)體的模制塊(28)放置在圓筒體(26)的開口上。無氧銅塊的熔滲材料(29)放置在模制塊(28)上。該組件(30)在氫氣氛中在1,200℃的溫度下加熱以熔化電極棒的基體材料(27)和熔滲材料(29)。熔滲材料(29)填充多孔模制塊(28)內(nèi)的空穴，且其余部分落入圓筒體(26)內(nèi)以與電極棒的基體材料(27)一起填充圓筒體(26)內(nèi)部。在冷卻和固化后，接觸片(32)(由模制塊(28)和熔滲材料(29)形成)、圓筒體(26)、以及電極棒的的基體材料(27)在其間的界面處牢固地連結(jié)在一起。此后在圓筒體(26)的下部周界上形成陽(yáng)螺紋。
文檔編號(hào)H01H33/66GK101714478SQ20091020500
公開日2010年5月26日 申請(qǐng)日期2009年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月2日
發(fā)明者古澤正幸, 吉田將司 申請(qǐng)人:富士電機(jī)機(jī)器制御株式會(huì)社