專利名稱：模制真空閥及其制造方法和樹脂鑄造模具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本文所描述的實(shí)施方式一般涉及一種模制真空閥及其制造方法，該閥由用熱固樹月旨，比如環(huán)氧樹脂或非飽和聚酯樹脂，模制(鑄造)而成的真空閥構(gòu)成，還涉及一種樹脂鑄造模具，真空閥的周緣可以憑借其而用絕緣材料(insulating material),例如環(huán)氧樹脂，模制而成。
背景技術(shù)：
為了加強(qiáng)周緣的絕緣，先前已知的技術(shù)是用熱固樹脂模制具有一對可自由分離的 接觸件的真空閥的周緣。在模制過程中，由于閥真空絕緣容器的密封區(qū)域(有時(shí)也稱作密封附接區(qū)域或密封附接的區(qū)域)和密封金屬配件包括不同熱膨脹系數(shù)的材料，比如陶瓷和鐵合金，將可能發(fā)生應(yīng)力集中，所以嘗試通過提供一個(gè)金屬帽蓋住這個(gè)密封區(qū)域來釋放應(yīng)力。在已公開的號(hào)碼為2001-338557的日本專利申請中披露了一個(gè)示例(下文稱作專利參考專利I)。如上所述的傳統(tǒng)的模制真空閥存在以下問題。熱固樹脂具有特定屬性，作為加熱的結(jié)果，在從液體狀態(tài)經(jīng)過膠凝狀態(tài)變硬而轉(zhuǎn)變到固態(tài)形式的過程中它們的體積減小。相應(yīng)地，采取漸進(jìn)硬化的技術(shù)，這樣在樹脂鑄造模型中出現(xiàn)了溫度梯度(temperature gradient),就會(huì)在導(dǎo)入到腔體中的熱固樹脂從離燒鑄入口最遠(yuǎn)的部分朝向澆鑄入口前進(jìn)時(shí)就逐漸硬化。這樣，在硬化發(fā)生時(shí)逐漸地從澆鑄入口補(bǔ)償硬化收縮，就可以得到具有很少缺點(diǎn)和很少內(nèi)部應(yīng)力的成型。然而，當(dāng)形狀復(fù)雜時(shí)，可能會(huì)失去硬化順序的平衡，所以可能會(huì)留下殘留的內(nèi)部應(yīng)力。而且，在使用了不同熱膨脹系數(shù)的材料的位置，比如密封區(qū)域，由于材料本身的熱膨脹系數(shù)的不同，應(yīng)力可能會(huì)增加。其結(jié)果是，如果這種區(qū)域存在超出了規(guī)定級別的殘留應(yīng)力，即使嘗試使用金屬帽來釋放應(yīng)力，也會(huì)發(fā)生朝向金屬帽的外圍方向的開裂。因此期望得到一種閥，在其使用了不同類型的材料的這種區(qū)域也極少存在殘留內(nèi)部應(yīng)力的可能性。而且，從具有一對可自由分離的接觸件的真空閥，延伸出構(gòu)成一個(gè)電流通路的固定側(cè)電流通道軸以及沿軸向自由可動(dòng)且構(gòu)成另一電流通路的可動(dòng)側(cè)電流通道軸。當(dāng)該真空閥被模制時(shí)，已知的是設(shè)置密封部件來環(huán)繞這可動(dòng)側(cè)電流通道軸從而阻止環(huán)氧樹脂的浸入(ingress)。這同樣已在由已公開的日本專利申請Tokkai 2001-338557構(gòu)成的專利參考專利I中披露。如圖10所示，這種類型的樹脂鑄造模具被分成兩部分，即，一個(gè)金屬模具101a，其安裝在閉鎖裝置(closure device)上，另一金屬模具101b，在附圖中的左右方向上移動(dòng)，與那一個(gè)金屬模具IOla相組裝。在一個(gè)金屬模具IOla和另一金屬模具IOlb的結(jié)合面上，設(shè)置一個(gè)腔體102a和另一腔體102b，使其對稱地形成為規(guī)定形狀。真空閥103設(shè)置在腔體102a，102b之內(nèi)的位置上，固定側(cè)電流通道軸104安裝在一個(gè)和另一金屬模具101a，IOlb的大致中間位置，位于附圖頂部。在固定側(cè)電流通道軸104上安裝碗形固定側(cè)護(hù)罩106以環(huán)繞真空閥103的固定側(cè)密封配件105。
同樣，在可動(dòng)側(cè)提供碗形可動(dòng)側(cè)護(hù)罩109，以環(huán)繞可動(dòng)側(cè)密封配件107 (也就是說，也稱作金屬帽107)并環(huán)繞著腔體102a和102b之內(nèi)的可動(dòng)側(cè)電流通道軸108。在可動(dòng)側(cè)護(hù)罩109的內(nèi)側(cè)和可動(dòng)側(cè)密封配件107之間提供O形環(huán)110。在可動(dòng)側(cè)電流通道軸108的端部提供帽形柱環(huán)(collar) 111(也就是說，也稱作推按配件111)，例如環(huán)繞著該端部，其周緣部分與可動(dòng)側(cè)護(hù)罩109的端部相接。推按配件111被容納在構(gòu)成金屬模具一部分的型芯上。在型芯112上提供止動(dòng)螺絲113，這樣O形環(huán)110就能夠通過沿圖中向上的方向朝上按壓推按配件111的頂部而被壓縮。而且，推按配件111行進(jìn)到可動(dòng)側(cè)電流通道軸108的中心軸的位置點(diǎn)(positional location)。這樣，在真空閥103的周緣具有絕緣層的模制真空閥就能夠通過用環(huán)氧樹脂填充腔體102a，102b的內(nèi)部并通過加熱來使其變硬而制造。通過O形環(huán)110能夠阻止環(huán)氧樹脂浸入到可動(dòng)側(cè)，這樣可動(dòng)側(cè)電流通道軸108就在軸向上自由可動(dòng)。由于考慮到真空閥103的軸向長度存在一定的誤差，所以有必要調(diào)整止動(dòng)螺絲113的旋轉(zhuǎn)操作，以用規(guī)定壓力壓縮O形環(huán)。因此不可能量化止動(dòng)螺絲113的操作。如果O形環(huán)110不是用規(guī)定壓力來壓縮，有時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)環(huán)氧樹脂向可動(dòng)側(cè)電流通道軸108浸入。另一可能性是止動(dòng)螺絲113的旋轉(zhuǎn)可能會(huì)致使止動(dòng)彈簧鄰接推按配件111的底部，進(jìn)而導(dǎo)致這部分的磨損通過O形環(huán)實(shí)現(xiàn)按壓的量化就這么困難。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本技術(shù)的目的，提供一種減少內(nèi)部應(yīng)力的模制真空閥及其制造方法。根據(jù)本技術(shù)的進(jìn)一步的目的，提供一種樹脂鑄造模具，即使當(dāng)真空閥103的軸向長度存在誤差等時(shí)，其也能夠以規(guī)定壓力壓縮構(gòu)成密封部件的O形環(huán)110，該O形環(huán)設(shè)置在可動(dòng)側(cè)密封配件107和可動(dòng)側(cè)護(hù)罩109之間。為了達(dá)到上述目的，如下構(gòu)造根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的模制真空閥。具體而言，模制真空閥包括真空絕緣容器，容納一對接觸件；密封配件，密封地連接到前述真空絕緣容器的開口 ；金屬帽，設(shè)置來蓋住所述真空絕緣容器和前述密封配件的密封區(qū)域；導(dǎo)電性彈性部件，以接觸方式安裝在前述密封配件和前述金屬帽之間；和絕緣層，形成于前述真空絕緣容器的周緣，環(huán)繞著前述金屬帽。進(jìn)一步地，為了達(dá)到上述目的，根據(jù)實(shí)施方式的樹脂鑄造金屬模具包括一個(gè)金屬模具，設(shè)置為具有一個(gè)腔體；另一金屬模具，設(shè)置為具有與前述一個(gè)腔體相組裝的另一腔體；真空閥，設(shè)置在前述一個(gè)腔體和前述另一腔體之內(nèi)的位置上；樹脂浸 入阻止部件，環(huán)繞著前述真空閥的可動(dòng)側(cè)密封配件和可動(dòng)側(cè)電流通道軸；密封部件，設(shè)置在前述樹脂浸入阻止部件和前述可動(dòng)側(cè)密封配件之間；和移動(dòng)設(shè)備，移動(dòng)前述樹脂浸入阻止部件，其中，通過閉合前述一個(gè)金屬模具和前述另一金屬模具，前述移動(dòng)部件沿比如壓縮前述密封部件的方向移動(dòng)前述樹脂浸入阻止部件，并且將增壓彈簧的彈力施加到前述樹脂浸入阻止部件上。


圖I示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式I的模制真空閥的結(jié)構(gòu)的橫斷面圖；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式I的模制真空閥的制造方法的橫斷面圖；圖3是對根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式I的模制真空閥的內(nèi)部應(yīng)力給出解釋的圖；圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式I的模制真空閥的比較示例的結(jié)構(gòu)的橫斷面圖；圖5是對制造根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式2的模制真空閥的方法給出解釋的圖；圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式I的樹脂鑄造模具的結(jié)構(gòu)的橫斷面圖；圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式I的樹脂鑄造模具的移動(dòng)的橫斷面圖；圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式2的樹脂鑄造模具的結(jié)構(gòu)的橫斷面圖；圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式3的樹脂鑄造模具的結(jié)構(gòu)的大尺寸的細(xì)節(jié)橫斷面圖；圖10示出了傳統(tǒng)樹脂鑄造模具的結(jié)構(gòu)的橫斷面圖。附圖標(biāo)記的解釋I真空絕緣容器2固定側(cè)密封配件3可動(dòng)側(cè)密封配件4固定側(cè)電流通道軸4a螺紋部分5可動(dòng)側(cè)電流通道軸6固定側(cè)金屬帽7、18固定側(cè)彈性部件8固定配件9可動(dòng)側(cè)金屬10、19可動(dòng)側(cè)彈性部件11絕緣層12樹脂鑄造金屬模具13推按配件 =11114按壓螺絲裝配架15、16、17 螺釘IOlAUOlb 金屬模具102a、102b 腔體IO3真空閥
104固定側(cè)電流通道軸105固定側(cè)密封配件106固定側(cè)護(hù)罩107可動(dòng)側(cè)密封配件=3108可動(dòng)側(cè)電流通道軸109可動(dòng)側(cè)金屬帽=91100 形環(huán)
111柱環(huán)=推按配件=13112 型芯Il3止動(dòng)螺絲120 推釘121 通孔122 容器123 突緣124拉出式彈簧125增壓彈簧126滑動(dòng)型芯127、129 傾斜部分128鎖定塊129樹脂浸入阻止管130滑動(dòng)層
具體實(shí)施例方式下面參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施方式。實(shí)施方式I首先，參考圖I至圖4說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式I的模制真空閥。圖I示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式I的模制真空閥的結(jié)構(gòu)的橫斷面圖。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式I的模制真空閥的制造方法的橫斷面圖。圖3是對根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式I的模制真空閥的內(nèi)部應(yīng)力給出解釋的圖。圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式I的模制真空閥的比較示例的結(jié)構(gòu)的橫斷面圖。如圖I所示，用鐵合金做的板形固定側(cè)密封配件2和可動(dòng)側(cè)密封配件3通過焊接而密封地附接在用陶瓷做的、容納一對可自由分離的接觸件的圓柱形真空絕緣容器I的兩個(gè)端部開口上。構(gòu)成一個(gè)電流通路的固定側(cè)電流通道軸4安裝在固定側(cè)密封配件2上，并從其穿過。構(gòu)成另一電流通路的可動(dòng)側(cè)電流通道軸5以這樣一種方式穿過可動(dòng)側(cè)密封配件3，即沿軸向自由可動(dòng)而且保持氣密。在固定側(cè)密封配件2的周緣，提供碗形固定側(cè)金屬帽6，以蓋住真空絕緣容器I的密封附接區(qū)域。在固定側(cè)密封配件2和固定側(cè)金屬帽6之間，提供用橡膠做的環(huán)形固定側(cè)彈性部件7，比如傳導(dǎo)O形環(huán)或墊。固定側(cè)彈性部件7被固定配件8以規(guī)定壓力壓縮，這樣它就以接觸的方式固定在固定側(cè)密封配件2和固定側(cè)金屬帽6之間。而且，在可動(dòng)側(cè)密封配件3的周緣，正如固定側(cè)的情況一樣，提供碗形可動(dòng)側(cè)金屬帽9，并用環(huán)形可動(dòng)彈性體10插入，從而蓋住真空絕緣容器I的密封附接區(qū)域?？蓜?dòng)側(cè)彈性部件10也被所述樹脂鑄造金屬模具壓縮，并以接觸的方式固定在可動(dòng)側(cè)密封配件3和可動(dòng)側(cè)金屬帽9之間。在前述真空絕緣容器I、固定側(cè)密封配件2、固定側(cè)電流通道軸4、固定側(cè)金屬帽6、可動(dòng)側(cè)密封配件3和可動(dòng)側(cè)金屬帽9等的周緣上提供以規(guī)定形狀模制的環(huán)氧樹脂的絕緣層11。具體而言，在真空絕緣容器I的環(huán)繞著固定側(cè)金屬帽6和可動(dòng)側(cè)金屬帽9的周緣上提供絕緣層U。這樣，能夠加強(qiáng)沿著真空絕緣容器I的表面抵抗漏電(creepage)的絕緣。需、要注意的是，固定側(cè)電流通道軸4的端部和可動(dòng)側(cè)電流通道軸5的周緣是暴露的。下面，參考圖2說明制造方法。如圖2所示，在用環(huán)氧樹脂填充樹脂鑄造金屬模具12之前，首先，固定配件8旋擰到固定側(cè)電流通道軸4上的螺紋部分4a，這樣固定側(cè)金屬6朝向可動(dòng)側(cè)移動(dòng)，并給固定側(cè)彈性體7增壓，使其被規(guī)定壓力壓縮。下一步，成形為圓柱形的具有底的推按配件13置于可動(dòng)側(cè)電流通道軸5的周緣上，而且按壓螺絲裝配架14用螺釘15固定到樹脂鑄造金屬模具12上。下一步，固定側(cè)電流通道軸4的端部沿圖中的朝上方向安裝到樹脂鑄造金屬模具12的凹進(jìn)處，這樣，通過操作按壓螺絲裝配架14，推按配件13就朝向固定側(cè)移動(dòng)，使得可動(dòng)側(cè)彈性部件10被可動(dòng)側(cè)金屬帽9按壓，從而以規(guī)定壓力壓縮。然后，加熱樹脂鑄造金屬模型12到規(guī)定溫度并用加熱而硬化的環(huán)氧樹脂填充。固定側(cè)彈性部件7和可動(dòng)側(cè)彈性部件10具有足夠的抗熱性，能夠經(jīng)受住模制期間的溫度。需要注意的是，用例如推按配件13和可動(dòng)側(cè)彈性部件10阻止環(huán)氧樹脂朝向可動(dòng)側(cè)電流通道軸5的浸入。而且，通過分別接觸地安裝固定側(cè)彈性部件7和可動(dòng)側(cè)彈性部件(橡膠部件)10，固定側(cè)金屬帽6和固定側(cè)密封配件2，以及可動(dòng)側(cè)金屬帽9和可動(dòng)側(cè)密封配件3能夠被置于相同的電位，從而可能節(jié)制在密封附接受影響的各個(gè)區(qū)域的電場。下面，參考圖3和圖4描述絕緣層11的內(nèi)部應(yīng)力。如圖3所示，在提供有固定側(cè)彈性部件7和可動(dòng)側(cè)彈性部件10的實(shí)施方式中，如實(shí)線所示，在從液體狀態(tài)經(jīng)過膠凝點(diǎn)和硬化而形成固體的過程中基本上看不到內(nèi)部應(yīng)力的提升。其原因是，雖然由于在真空絕緣容器I的兩個(gè)端部不同熱膨脹系數(shù)的材料的出現(xiàn)驅(qū)使內(nèi)部應(yīng)力提升，但是由于固定側(cè)金屬帽6和可動(dòng)側(cè)金屬帽9跟隨環(huán)氧樹脂的硬化收縮而移動(dòng)，所以內(nèi)部應(yīng)力能夠減輕。相反,在比較示例中，如單點(diǎn)劃線所示，當(dāng)經(jīng)過膠凝點(diǎn)時(shí)，內(nèi)部應(yīng)力趨向于迅速提升。在如圖4所示的比較示例的結(jié)構(gòu)中，固定側(cè)金屬帽6用螺釘16安裝到固定側(cè)電流通道軸4上，可動(dòng)側(cè)金屬帽9用螺釘17安裝到可動(dòng)側(cè)密封配件3上。其結(jié)果是，在密封附接區(qū)域的附近，在硬化收縮期間產(chǎn)生的內(nèi)部應(yīng)力被固定側(cè)金屬帽6和可動(dòng)側(cè)金屬帽9限定住。下面，在表格I中展示了實(shí)施方式和比較示例的部分放電特性可以看出，伴隨著固定側(cè)彈性部件7和可動(dòng)側(cè)彈性部件10的插入，固定側(cè)金屬帽6和可動(dòng)側(cè)金屬帽9被安裝時(shí)，與比較示例相比，由于至少兩個(gè)因素中的一個(gè)，電氣性能能夠得到改善。而且，還可以實(shí)現(xiàn)內(nèi)部應(yīng)力的降低，所以還能夠提高機(jī)械性能。表格I
表I測試結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種模制真空閥，包括 真空絕緣容器，容納ー對接觸件； 密封配件，其密封附接到所述真空絕緣容器的開ロ ； 金屬帽，其設(shè)置以蓋住所述真空絕緣容器和所述密封配件的密封區(qū)域； 導(dǎo)電彈性部件，其以接觸方式安裝在所述密封配件和所述金屬帽之間；和 絕緣層，其形成于所述真空絕緣容器的周緣，并圍繞所述金屬帽。
2.如權(quán)利要求I所述的模制真空閥，其中所述彈性部件是橡膠部件。
3.如權(quán)利要求I所述的模制真空閥，其中所述彈性部件是彈簧部件。
4.如權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的模制真空閥， 其中所述彈性部件具有例如用于調(diào)節(jié)所述絕緣層的硬化收縮的尺寸。
5.ー種制造模制真空閥的方法，包括 真空絕緣容器，其容納ー對接觸件； 密封配件，其密封附接到所述真空絕緣容器的開ロ ； 金屬帽，其設(shè)置以蓋住所述真空絕緣容器和所述密封配件的密封區(qū)域； 導(dǎo)電彈性部件，其設(shè)置在所述密封配件和所述金屬帽之間；和 絕緣層，其形成于所述真空絕緣容器的周緣并圍繞所述金屬帽， 其中所述彈性部件在形成所述絕緣層之前由規(guī)定壓力壓縮。
6.如權(quán)利要求5所述的制造模制真空閥的方法， 其中所述彈性部件通過由安裝在樹脂鑄造金屬模具上的可動(dòng)側(cè)的按壓螺絲裝配架向所述金屬帽施加壓カ，而被壓縮。
7.一種樹脂鋳造金屬模具，包括 ー個(gè)金屬模具，其具有一個(gè)腔體； 另ー金屬模具，其具有與所述ー個(gè)腔體相組裝的另ー腔體； 真空閥，其設(shè)置在所述ー個(gè)腔體和所述另ー腔體之間； 橡膠部件，其環(huán)繞所述真空閥的金屬帽和可動(dòng)側(cè)電流通道軸； 密封部件，其設(shè)置在所述橡膠部件和所述金屬帽之間；和 移動(dòng)設(shè)備，其移動(dòng)所述橡膠部件， 其中，通過閉合所述ー個(gè)金屬模具和所述另ー金屬模具，所述移動(dòng)設(shè)備沿例如壓縮所述密封部件的方向移動(dòng)所述橡膠部件，并且將增壓彈簧的彈力施加到所述橡膠部件上。
8.如權(quán)利要求7所述的樹脂鋳造金屬模具， 其中所述移動(dòng)設(shè)備具有與所述橡膠部件鏈接的推釘，并且所述推釘內(nèi)具有拉出式彈簧設(shè)置，當(dāng)所述ー個(gè)金屬模具和另ー金屬模具的打開實(shí)現(xiàn)時(shí)，所述拉出式彈簧從所述橡膠部件處撤回。
9.如權(quán)利要求7或8所述的樹脂鋳造金屬模具， 其中所述橡膠部件是用于實(shí)現(xiàn)所述金屬帽的電場節(jié)制的可動(dòng)側(cè)護(hù)罩。
10.如權(quán)利要求7或8所述的樹脂鋳造金屬模具， 其中所述密封部件是O形環(huán)。
11.如權(quán)利要求7或8所述的樹脂鋳造金屬模具，所述移動(dòng)設(shè)備進(jìn)一歩包括 滑動(dòng)型芯，其具有安裝到裝配在所述ー個(gè)金屬模具上的所述推釘上的第一傾斜部分；和 鎖定塊，其安裝到所述另ー金屬模具，具有在所述第一傾斜部分上滑動(dòng)的第二傾斜部分。
12.如權(quán)利要求11所述的樹脂鋳造金屬模具， 其中在所述第二傾斜部分上設(shè)置便于滑動(dòng)的滑動(dòng)層。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種模制真空閥，其包括真空絕緣容器(1)，容納一對自由的可分離的接觸件；密封配件(2)、(3)，密封地連接到真空絕緣容器(1)的兩個(gè)開口；金屬帽(6)、(9)，設(shè)置來蓋住真空絕緣容器(1)和密封配件(2)、(3)的密封區(qū)域；導(dǎo)電性彈性部件(7)、(10)，以接觸方式安裝在密封配件(2)、(3)和金屬帽(7)、(9)之間，并且由規(guī)定壓力壓縮；和絕緣層(11)，用熱固樹脂形成于真空絕緣容器(1)的周緣，圍繞著金屬帽(6)、(9)。
文檔編號(hào)F16K51/02GK102635731SQ20121003312
公開日2012年8月15日 申請日期2012年2月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月14日
發(fā)明者今井隆浩, 佐藤純一, 關(guān)尚子, 大橋重春, 小宮玄, 山崎顯一, 齋藤敏久, 木下晉, 淺利直紀(jì), 竹井義博, 阪口修, 陣副貴央 申請人:株式會(huì)社東芝