專利名稱：真空閥的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及真空閥，尤其是涉及其電極構造。
背景技術：
真空閥是由玻璃材料、陶瓷材料等的絕緣材料所構成，具有使內部高真空地排氣的有底圓筒形狀的真空容器、分別設置于該真空容器的兩端部的電極棒、設置于各電極棒相對的端部上的渦旋環(huán)形的線圈電極、加強接點用的加強構件、圓板狀的接點，通過使一側的電極棒朝軸方向移動，而使兩接點(即固定接點、可動接點)接觸或者分離地進行通電或者斷開。
在如上所述的真空閥中，因通電使線圈電極產生軸方向的磁場，斷開時使不可避免地產生的接點間的電弧閉入于接點的直徑內，因該電弧所產生的熱電子及金屬蒸氣被收斂于接點。
例如，專利文獻1所示，圖7是表示以往的真空閥的主要部分結構的部分側剖視圖，圖8是表示以往的一側的電極的分解立體圖。在圖中，1、1是被相對配置的2個電極，各電極1構成為使設置于未作圖示的真空容器的端部的電極棒11、在各電極棒11的相對端嵌合其環(huán)狀的基端部12a的一部分的渦旋環(huán)形的線圈電極12、將前端部嵌合在基端部12a中的銷狀的加強構件13、將其背面與線圈電極12及加強構件13接觸地設置的圓板狀的接點C的各自的軸心一致。
線圈電極12，從與電極棒11嵌合的端部11a的環(huán)形的基端部12a的多個支臂部12b、12b、…在半徑方向一體地形成，各支臂部12b、12b、…的前端構成朝同一圓周方向延伸的圓弧部12c、12c、…。另外，各圓弧部12c的前端構成朝接點C、C的相對方向突起設置的接合部12d，用該接合部12d、12d、…與接點C抵接。
在斷開大電流的真空閥中，在斷開過程中接點C、C上產生電弧，因該電弧所引起的電流不能流向由不銹鋼等的高電阻材料所構成的加強構件13、13，而通過由導體所構成的線圈電極12、12流向電極棒11、11。該電流在接點C、C上向半徑方向外側流動后，從接合部12d、12d…流向線圈電極12、12，以通過圓弧部12c、12c、…支臂部12b、12b…；基端部12a、12a；電極棒11、11的順序流動，根據右手定則產生電極1、1的縱磁場(軸方向磁場)。
如上所述，因有效地產生縱磁場，在將真空容器內擴散的電弧收斂于接點C、C的直徑內的同時，因電弧不集中于接點C、C的一處而向接點C、C的相對面整體地擴散，故能夠顯著地提高斷開性能。
日本專利特開平11-16456號公報真空閥的固定接點·可動接點之間的接觸電阻因各接點的接觸狀態(tài)而受很大的影響并有很大的波動。這是因為真空閥閉極時的接點間的接觸，即使接點形狀是平面，微觀上接觸部也為點接觸，因接觸點的位置、面積、接觸數而使接觸電阻變化。尤其是線圈電極，即在具有縱磁場電極結構的真空閥中，從電極棒流過的電流通過線圈電極流向接點，因此，接觸電阻有變大的傾向。
另外，當在真空閥中進行大電流通電時，電磁排斥力在真空閥接點間起作用。在電流通電時，有時當加于真空閥上的外部施加壓力小于該電磁排斥力時會產生起弧。該電磁排斥力也因接點間的接觸位置、面積、接觸數而受較大的影響，一旦真空閥起弧的話，接點熔融的可能性很高。為了避免發(fā)生起弧需要很大的外部施加壓力而存在斷路器、開關等的結構變大等的問題。

發(fā)明內容
本發(fā)明是為了消除所述的問題而構成的，目的在于獲得一種使真空閥閉極時的固定接點·可動接點之間的接觸在多點進行接觸、減少接觸電阻、減少電極間的電磁排斥力的真空閥。
本發(fā)明的真空閥，具有固定設置于構成有底圓筒形的真空容器的一側的端部的固定電極棒；移動自由地設置于另一側的端部的可動電極棒；設置于所述各電極棒的相對側的圓板狀的接點；設置于各個所述電極棒與所述接點之間、加強所述接點用的加強構件，所述加強構件的線膨脹系數與所述接點的材料的線膨脹系數不同，所述加強構件與所述接點在這些相對部的多處以釬焊進行連接。
另外，本發(fā)明的真空閥，具有固定設置于構成有底圓筒形的真空容器的一側的端部的固定電極棒；移動自由地設置于另一側的端部的可動電極棒；設置于所述各電極棒的相對端、以通電而產生所述各電極棒的軸方向磁場的環(huán)形的線圈電極；設置于所述各線圈電極的相對側的圓板狀的接點；設置于各個所述線圈電極與所述接點之間的加強構件，所述加強構件的線膨脹系數與所述接點的材料的線膨脹系數不同，所述加強構件與所述接點在這些相對部的多處以釬焊進行連接。
根據本發(fā)明的真空閥，加強構件的線膨脹系數與接點的材料的線膨脹系數不同，加強構件與接點在這些相對部的多處以釬焊進行連接，因此，能夠使接點變形，接點接觸面產生凹凸。因此，能夠使真空閥閉極時的固定接點·可動接點穩(wěn)定地在多個點進行接觸，能夠得到使接觸電阻減小、使電極間的電磁排斥力減小的真空閥。


是表示本發(fā)明實施形態(tài)1中真空閥的接點的主視圖。
是表示真空閥的一側的電極，是圖1的A-A線剖視圖。
是表示真空閥的一側的電極，是圖2的分解立體圖。
是實施形態(tài)1中真空閥的剖視圖。
是表示實施形態(tài)3中真空閥的接點的主視圖。
是圖5的B-B線剖視圖。
是表示以往的真空閥的主要部分的結構的部分側剖視圖。
是表示以往的一側的電極的分解立體圖。
具體實施例方式圖4是本發(fā)明實施形態(tài)1的真空閥的剖視圖。圖1，圖2所表示的是真空閥一側的電極，圖1是顯示接點的主視圖。圖2是圖1的A-A線剖視圖。圖3所示的是真空閥一側的電極，是圖2的分解立體圖。另外，圖中所示的與圖7、圖8同一符號相同或者相當部分，省略了該部分的說明。
在圖4中，有底圓筒形的真空容器20，使固定側端板3及可動側端板4與由圓筒形的玻璃材料、氧化鋁陶瓷材料等構成的絕緣容器8的兩端面，分別以釬焊構成氣密地安裝，內部保持大致10-2Pa以下的真空。固定電極棒5被貫穿安裝于固定側端板3中并與真空容器20同軸地配置，以釬焊氣密地固定在固定側端板3上。固定電極2被配置于朝真空容器20內延伸的固定電極棒5的軸方向的一端。固定電極2由圓板狀的固定接點C、產生縱磁場的環(huán)形的固定線圈電極12、對接點進行加強的加強構件13構成。
可動電極棒21貫穿可動側端板4并與真空容器20同軸地配置，通過波紋管9與可動側端板4以釬焊進行氣密安裝?？蓜与姌O22在朝真空容器20內延伸的可動電極棒21的軸方向的一端與固定電極2形成相對地配置?？蓜与姌O22是由圓板狀的可動接點C、產生縱磁場的環(huán)形的可動線圈電極12、對接點進行加強的加強構件13構成。波紋管9在蛇腹部位用薄的不銹鋼制作，在保持真空氣密的同時，可動電極棒21能夠動作，由此，可動電極22與固定電極2成為能夠接離。
遮護板6被配設成貼覆于絕緣容器8的內壁面的狀態(tài)，波紋管遮護板7被配設成覆蓋波紋管9的狀態(tài)。因此，絕緣容器8的內壁面及波紋管9防止了因電弧產生的金屬蒸氣而產生的污染。另外，導向安裝板23被固定于可動側端板4上。在真空閥的釬焊組裝完成后，將對可動電極棒21的移動進行導向的樹脂導向件24安裝成在其圓筒形的凸緣部24a內插入可動電極棒21的延伸部的狀態(tài)，并以螺釘等固定于導向安裝板23上。
接著，根據圖1～圖3對可動電極棒21的電極側和可動電極22的結構進行具體地說明。固定電極棒5的電極側和固定電極2，由于是相同的結構，故在此省略其說明?？蓜与姌O22被構成為使在可動電極棒21的固定電極棒5側嵌合有環(huán)形的基端部12a的渦旋環(huán)形的線圈電極12、在可動電極棒21上嵌合了前端部的銷形的加強構件13、其背面與線圈電極12及加強構件13接觸設置的圓板形的接點C形的軸心成為一致。
圓筒部11a被設置于可動電極棒21的固定電極棒5側端，線圈電極12的環(huán)形的基端部12a被嵌合于其外周。另外，在圓筒部11a的內周嵌合有加強構件13的中央圓筒部13a。線圈電極12從嵌合于可動電極棒21的圓筒部11a的環(huán)形的基端部12a朝半徑方向一體地形成多個支臂部12b、12b、…，各支臂部12b、12b、…的前端構成朝同一圓周方向延伸的圓弧部12c、12c、…。另外，在各圓弧部12c的前端構成向接點C的相對方向突起設置的接合部12d，該接合部12d、12d、…與接點C進行抵接。
加強構件13具有從中央的貫穿圓筒部13a向半徑方向延伸的圓板形接點支撐部13b；進一步地向半徑方向延伸的突出部13c、13c、…。突出部13c、13c、…在圓周方向等間距地設置，在本實施形態(tài)中設置有3個。在各突出部13c的與接點C相對的外周邊緣部在同一圓周上設置有釬焊連接用齒13d。加強構件13是不銹鋼系材料，與銅系材料的線圈電極12相比電氣電阻較大，電流難以流向加強構件13。
在接點C中的與加強構件13和線圈電極12相對的外周邊緣部，整周設置有缺口部14a。該缺口部14a與加強構件13的各突出部13c、13c、…的齒13d在圓周方向等間距地以釬焊進行連接。接點C的缺口部14a與線圈電極12的接合部12d、12d、…之間抵接進行電氣性接觸。與固定電極2的接點C相對的可動電極22的接點C的相對面(表面)在中央設置有锪孔14b，在其外周側設置有環(huán)形平面部14c，進一步地在外周邊緣形成倒角部14d。
接點C使用銅系、銀系的接點材料，其線膨脹系數為7～14×10-6/K。加強構件13由不銹鋼系材料等構成，例如是SUS304，其線膨脹系數約為17×10-6/K，大于接點C材料的系數。
加強構件13的各突出部13c、13c、…的外周邊緣部的齒13d與接點C的缺口部14a例如使用銀焊料以800℃進行釬焊連接。如果用與接點C的線膨脹系數不同的材料形成加強構件13的材料的話，在釬焊后的冷卻時，由于線膨脹系數的不同而使接點C的表面變形。例如，以比接點C的材料線膨脹系數大的材料形成加強構件13時，由于冷卻時加強構件13比接點C有更多的收縮，在加強構件13的突出部13c與接點C的背面釬焊連接的部分，與加強構件13相比，由于接點C的背面被拉引，接點C的釬焊接合部分的接點表面(接點C、C之間的接觸面)凹陷。
加強構件13的突出部13c，如圖3所示形成圓周方向上的等間距，如果在其突出部13c與接點C連接的話，在圓周方向等間距地以釬焊形成連接，在接點表面能均勻地出現凹凸部分。此時，在接點表面中央部事先設置锪孔14b的話，在接點環(huán)狀平面部14c能夠更有效地出現凹凸。因此，真空閥閉極時的接點C、C之間的接觸點位置，接觸數可容易地控制，產生多個穩(wěn)定的接點的接觸點，使接觸電阻降低、穩(wěn)定化，能降低接點間的電磁排斥力。
這樣，如果適當地決定加強構件13與接點C的釬焊位置的話，由于能夠控制產生于接點接觸面的凹凸的位置，能夠使真空閥閉極時的固定接點·可動接點間的接觸穩(wěn)定地在多個點進行接觸，減少了接觸電阻，能夠獲得電極間的電磁排斥力減少的真空閥。
在斷開大電流的真空閥中，在斷開過程中接點C、C之間產生電弧，由該電弧產生的電流不流向由不銹鋼等的高電阻材料構成的加強構件13、13，通過由導體構成的線圈電極12、12流向固定電極棒5、可動電極棒21。該電流在接點C、C中向半徑方向外側流動后，從接合部12d、12d、…流向線圈電極12、12，通過圓弧部12c、12c、……以支臂部12b、12b、…；基端部12a、12a；固定電極棒5；可動電極棒21的順序流動，根據右手定則產生固定電極2、可動電極22的縱磁場(軸方向磁場)。
由于有效地產生縱磁場，在真空容器內擴散的電弧被收斂于接點C、C的直徑內的同時，電弧不集中于接點C、C的一處，由于在接點C、C的相對面整體地擴散，故能夠顯著地提高斷開性能。
另外，加強構件與接點之間多處的釬焊連接，是在兩電極的任意一個中進行實施的，但最好是增加兩接點C、C的表面的凹凸總數，而至少在一側的加強構件與接點中，也可以在這些相對部的多處進行釬焊連接，可發(fā)揮同樣的效果。
圖5是表示實施形態(tài)3中真空閥接點的主視圖。圖6是圖5的B-B線剖視圖。在實施形態(tài)1中，對具有線圈電極12、12的真空閥進行了說明，但也可以是沒有線圈電極12、12而使固定電極棒5、可動電極棒21與接點C的背面進行連接那樣的電極。主要是，加強構件的線膨脹系數與接點材料的線膨脹系數不同，加強構件與接點只需在這些多處相對部以釬焊進行連接即可。這樣的話，在接點表面能出現凹凸部分，多處產生接點的接觸點，使接觸電阻降低、穩(wěn)定，能降低接點間的電磁排斥力。
權利要求
1.一種真空閥，具有固定設置于構成有底圓筒形的真空容器的一側的端部的固定電極棒；移動自由地設置于另一側的端部的可動電極棒；設置于所述各電極棒的相對側的圓板狀的接點；設置于各個所述電極棒與所述接點之間、加強所述接點的加強構件，其特征在于，所述加強構件的線膨脹系數與所述接點的材料的線膨脹系數不同，所述加強構件與所述接點在這些相對部的多處以釬焊進行連接。
2.一種真空閥，具有固定設置于構成有底圓筒形的真空容器的一側的端部的固定電極棒；移動自由地設置于另一側的端部的可動電極棒；設置于所述各電極棒的相對端、因通電產生所述各電極棒的軸方向磁場的環(huán)狀的線圈電極；設置于所述各線圈電極的相對側的圓板狀的接點；設置于各個所述線圈電極與所述接點之間的加強構件，其特征在于，所述加強構件的線膨脹系數與所述接點的材料的線膨脹系數不同，所述加強構件與所述接點在這些相對部的多處以釬焊進行連接。
3.如權利要求1或者權利要求2所述的真空閥，其特征在于，所述加強構件的線膨脹系數大于所述接點的材料的線膨脹系數。
4.如權利要求1或者權利要求2所述的真空閥，其特征在于，所述加強構件與所述接點，在與所述接點相對的所述加強構件的外周邊緣部的多處以釬焊進行連接。
5.如權利要求1或者權利要求2所述的真空閥，其特征在于，在所述接點的中央部設置有锪孔。
6.如權利要求5所述的真空閥，其特征在于，所述加強構件與所述接點，在所述加強構件的朝半徑方向延伸、在圓周方向等間距地分別形成的多個突出部中的、與所述接點相對的外周邊緣部處進行釬焊連接。
7.如權利要求6所述的真空閥，其特征在于，所述加強構件與所述接點，在所述加強構件的朝半徑方向延伸、在圓周方向等間距地分別形成的多個突出部中的、設置于與所述接點相對的外周邊緣部的同一圓周上的齒處進行釬焊連接。
全文摘要
本發(fā)明獲得一種降低接觸電阻、使電極間的電磁排斥力減少的真空閥，其具有固定設置于構成有底圓筒形的真空容器的一側的端部的固定電極棒(5)；移動自由地設置于另一側的端部的可動電極棒(21)；設置于所述各電極棒的相對側的圓板狀的接點(C)；設置于各個所述電極棒與所述接點之間、加強所述接點的加強構件(13)，所述加強構件的線膨脹系數與所述接點的材料的線膨脹系數不同，所述加強構件與所述接點在這些相對部的多處以釬焊進行連接。
文檔編號H01H33/66GK1787148SQ200510067398
公開日2006年6月14日 申請日期2005年4月18日 優(yōu)先權日2004年12月10日
發(fā)明者原田貴和, 古賀博美, 三木真一 申請人:三菱電機株式會社