JPS59198625A - 接点を電極に接合する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、接点を電極に接合する方法に関し、更に詳細
には比較的低い温度で電極と接点の間の接合を行なう技
術に関する。この技術は真空回路遮断器のような真空装
置の製造に特に有用である。

真空回路遮断器は、送配電系統において電流を遮断する
ために用いられる。普通の型の遮断器は、はぼ円筒状の
絶縁性包囲体に封着した端板な気密封止態様で貫通する
一対の接点を有し、その装置は真空排気されている。

接点の一方は、もう一方の固定接点と接触する閉路位置
とその接点から離れた開路位置との間で可動である。

かかる接点の移動を可能にする普通の構造としては、は
ぼ円筒形のベローズをその一端において一方の端板に、
他端において接点支持棒あるいは電極にそれぞれ気密封
止し、その接点支持電極はその一方の端板に取り付けた
案内ブッシングを摺動自在に貫通する。

金属接点を電極に固着する普通の方法としては、高温真
空ろう付けがある。この技術は米国特許第４，０５３，
７２８号及び２，４０６．３２７号明細書に記載されて
いる・電極は通常銅製であるが、接点は銅、クロム、タ
ングステンあるいはそれらの所望の合金である。銅製の
電極はしばしばそれとは異なる材料で形成した接点に接
合されるため、高温度での真空ろう付は法を用いると材
料の相違にもかかわらず接点と電極間の接合が可能とな
る。

接点を電極に接合するもう１つの方法は、ねじあるいは
ボルトのような螺設部材を用いるもので、これは米国特
許第４，２７２，６６１号及び２．４０６．３２７号に
記載されている。

接点に用いる材料の種類は、その接点を用いる特定の真
空回路遮断器に必要とされる性能により決まる。上述し
たように、真空ろう付は法は多くの真空回路遮断器に用
いられ、その接点−電極接合部は完成すると真空下での
後続の管組立て作業でも損なわれることがない。しかし
ながら、真空回路遮断器では所望の真空遮断特性を得る
に必要な接点が高温真空処理になじまないことがある。

例えば、低融点、高蒸気圧を有し固化する際膨張するビ
スマスのような材料を多量に混入させた接点は故障する
傾向がある。この故障の確率は、もし接点が高温でろう
付けされる真空排気ボトル内に存在する場合は高い。そ
の理由は、ビスマスあるは同様な性質を有する材料は蒸
気を発生するが、その蒸気がろう付は接合部に浸透する
接合部を脆くする多数の空所を形成するからである。結
果、その接合部は真空状態を保てなくなる。

従って、液化と機械的な接合による取付は法で電極と接
点を接合する技術を提供することが望ましい。

本発明の目的は真空装置の電極と接点を接合する低抵抗
の接合部を形成することにある。本発明によれば、低融
点、高蒸気圧を有する金属を多量に混入させた接点を電
極に取付ける技術が提供される。

従って、本発明は、導電性のステムを接点に接合し、前
記ステムをそのステムを受容するための孔部を持つ電極
に挿入し、前記孔部内に低蒸気圧、低融点の導電性材料
を装填し、前記電極及び導電性ステムを真空下で少なく
とも前記導電性材料を液化するに充分な温度にまで加熱
して前記導電性材料を前記ステムと前記電極の孔部の間
に流入させ、前記導電性ステムと前記電極を冷却し、前
記液化した導電性材料を固化させて前記電極と前記導電
性ステムの間に導電性接合手段を形成することを特徴と
する、接点を電極に接合する方法を提供する。

好ましい実施例では、最終的真空組立て工程で孔部をパ
ージするためのベントを電極に設ける。ステムと孔部は
相補的なねじ山を有し、接点を装着したステムが電極孔
部内に螺入されると機械的な接合が成る。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説
明する。

真空回路遮断器ｌＯは、はぼ円筒形の絶縁性包囲体１２
と端板あるいは蓋部材１４及び１６を含む。端板１６は
可動接点側に、端板１６は固定接点側に位置する。

固定接点側の端板１６は、内側に皿状に隆起した部材で
ある。円筒状の導電性支持棒電極２２は、その端板１６
に設けた中央開口２４を介して封止される。

可動接点側の端板１４は、中央開口２６を有する平らな
部材である。環状案内ブッシング２８はその開口２６内
へ配設され、可動接点支持棒電極３０は案内ブッシング
２８に摺動自在に貫入される。はぼ円筒形のベローズ封
止部材３２はその一端３４を端板１４に気密封止され、
他端は軸方向内側部分３８のところで接点支持棒３０に
気密封止される。

接点支持棒あるいは電極２２及び３０のそれぞれの端部
に配設された接点４０及び４２は、普通の設計による接
点である。はぼ円筒形の中央シールド４８は絶縁包囲体
１２から僅かに離隔され、−力源状端部シールド５０及
び５２は、それぞれの端部封止手段１８及び２０を保護
する。可動接点支持棒３０に装着されたコツプ状ベロー
ズシールド５４は、ベローズ３２を包囲する。

環状ブッシング２８は好ましくは電気絶縁性の部材であ
り、その円筒状部分５６はベローズ３２内においてそれ
と同軸的に延びる。案内ブッシング２８にはまたそれが
端板１４の開口２６内においてその中心から外れないよ
うにするため軸方向に延びるフランジ５８を設けてもよ
い。案内ブッシング２８を端板１４へ固定するには、そ
のブッシング上に配設され端板１４の外縁６２にと係合
する保持部材６０を用いる。

本発明は、接点４０及び４２をそれぞれ適当な支持棒電
極２２及び３２へ固着する技術に関する。更に詳細には
、その技術により、低融点と高蒸気圧を有するビスマス
、銅、クロム、及び銀のような物質を混入させた接点の
組込みが可能となる。ここで用いる用語°゛混入とは、
接点の構成成分として痕跡量より多い、接点重量のほぼ
２〜３％もしくｔ±それ以上の量の材料を用いることを
意味する。本発明の方法によれば、所望の真空管特性が
得られる程充分に高い温度及び真空度で包囲体１２の排
気を行なうことができるだ（すでなく、ビスマスの蒸気
圧を充分低く維士寺できるため、接点が外れたりゆるく
なったりする問題が実質的に解消される。

接点組立体は、接点４０（あるＩ／）は４２）とねじ山
付きステム６４を含む。そのねじ山付きのステップ６４
は銅等のような導電性の材料で作られ、６８で示すその
一端の端部だけかあるいは両方の端部（図示せず）＆こ
ねじ山が設けられている。ねじ山付きステム６４はフラ
ンジ部分６９を形成してもよＩ／１゜フランジ部分は接
点４０（あるいは４２）を電極２２（あるいは３０）に
対して機械的に保持する。更に各接点４ｏ（４２）はス
テンレススティール製の基体に取付けてもよく、その１
つをその一例を７０で示す。別法としては、ねじ山付き
ステム６４を、ろう付けによりあるいは以下で説明する
ように本発明の方法を用いて真空管の組立て前に接点４
０（あるいは４２）に固着してもよい。

電極２２及び３２はそれぞれ軸方向に延びる孔部７２を
有し、そのねじ山付き壁部分７４が接点から軸方向に延
びるステム６４のねじ山付き部分６８を受容する。孔部
７２はまた錫、錫合金等のような低蒸気圧、低融点の導
電性材料を収容するウェル部分７６を含む。電極２２及
び３２にはそれぞれベント穴８０のような空気抜きを設
ける。ベント穴８０は、電極孔部のウェル７６を真空管
組立体１０の排気される包囲体１２の内部空間であるそ
のウェルの外部空間と連通させる。真空管組立時、ステ
ム及び電極の螺設表面から空気を除去し、錫７８がその
螺設表面側こ沿って移動するのを容易にする。

真空遮断器構造体１０の最終組立時、接点とステムは水
素雰囲気中で、ろう付は螺合接続部をろう付けするか、
あるいはステムと接点の間もしくはステム、基体、接点
の間（８２）に配置した低蒸気圧と低融点を有する錫、
錫合金等の薄いストリップにより接合する。錫の薄いス
トリップを用いる場合には、接点とステムの間の接合部
は真空排気時に形成される。電極孔部のウェル７６には
錫を充填し、そのウェル７６内に接点ステムを固く螺入
する。真空状態で引続き排気を行なうと、真空遮断器構
造体１０が約４５０°Ｃの温度に加熱される。この温度
に到達する際、排気サイクルは錫の融点２３１　’Ｃを
通過する。

液体状の錫はパージされた螺合状態のねじ山に浸透する
が、蒸気圧が低いため蒸発しない。更に、螺合したステ
ムと電極孔部のねじ山は熔融した錫を機械的に閉じ込め
る手段として働く。更に、電極に縦溝、くさび状のもの
あるいはステップのような他の機械的な手段を設けて錫
が機械的に閉じ込められ、ねじ山の代わりにあるいはそ
れと共に錫の移動を防止することができる。錫は室温に
冷却されるとその場で凍り液状の時は腐食性のビスマス
蒸気により腐食されることがない。あるいは、電極ウェ
ルに錫、錫合金等を供給せずに、接点と電極を機械的に
接続する前にステム及び電極の孔部の両方をあるいはそ
の何れか一方を低蒸気圧、低融点で導電性の材料でメッ
キしてもよい。

適当な電流及び温度範囲で真空遮断器を動作させる際、
本発明の方法で形成した接点と電極の接合は、その電極
とコンパティプルであり、その電極な直列な抵抗素子と
は知覚できないものということが判明した。

【図面の簡単な説明】

添付図面は、本発明を実施する真空遮断器の一部断両立
面図である。 １４．１６・・・・端板 ２２．３０・・・・電極 ２８・・・・・・・・案内ブッシング ３２・・・・・・・・ベローズ ４０．４２・・・・接点 ６４・・・・・・・・導電性ステム ７６・・・・・・・・ウェル ７８・・・・・・・・錫、錫合金

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、導電性のステムを接点に接合し、前記ステムをその
   ステムを受容するだめの孔部を持つ電極に挿入し、前記
   孔部内に低蒸気圧、低融点の導電性材料を装填し、前記
   電極及び導電性ステムを真空下で少なくとも前記導電性
   材料を液化するに充分な温度にまで加熱して前記導電性
   材料を前記ステムと前記電極孔部の間に流入させ、前記
   導電性ステムと前記電極を冷却し、前記液化した導電性
   材料を固化させて前記電極と前記導電性ステムの間に導
   電性接合手段を形成することを特徴とする、接点を電極
   に接合する方法。 ２６前記導電性材料は錫または錫合金であることを特徴
   する前記第１項記載の方法。　　　３゜３、前記導電性
   ステムを受容するために形成した電極孔部の側壁にはね
   じ山が設けられ、前記ステムにはそれと相補的なねじ山
   が形成されてそのステムが前記孔部内へ螺入され、前記
   液化した材料が前記ねじ山の間を流れることを特徴とす
   る前記第１または２項記載の方法。 ４、前記電極の孔部は前記接点と電極が真空下で加熱さ
   れる際その電極のベントを介してパージされることを特
   徴とする前記第１．２または３項記載の方法。 ５、前記導電性ステムと前記接点との接合は、それらの
   間に低蒸気圧、低融点の導電性材料を装填し、その材料
   を液化後固化ぎせて行なうことを特徴とする前記第１〜
   ４項のうち任意の１項に記載した方法。 ６、前記接点はビスマスを含む合金で作られることを特
   徴とする前記第１〜５項のうち任意の１項に記載した方
   法。