JP6593188B2 - Method of joining base plate and pipe of magnetic contactor, and method of manufacturing magnetic contactor - Google Patents
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Description
本発明は、電磁接触器の封止容器を構成するベース板にパイプを接合する方法と、電磁接触器の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for joining a pipe to a base plate constituting a sealed container of an electromagnetic contactor, and a method for manufacturing an electromagnetic contactor.
例えば特許文献1に記載されている電磁接触器は、固定接触子及び可動接触子が気密に収納される封止容器を構成する金属製のベース板に、封止容器内部のガスを真空排気、或いは封止容器内部にガスを封入するための金属製のパイプがろう付で接合されている。
すなわち、ベース板には、封止容器の内外壁に連通するパイプ挿入穴が形成されており、ベース板の外壁からパイプ挿入穴を挿入した後に、パイプ挿入穴の外壁側の開口周縁とパイプの外周とがろう付で接合されている。
For example, in the electromagnetic contactor described in Patent Document 1, the gas inside the sealing container is evacuated to a metal base plate constituting a sealing container in which the stationary contact and the movable contact are housed in an airtight manner. Alternatively, a metal pipe for sealing gas inside the sealed container is joined by brazing.
That is, a pipe insertion hole communicating with the inner and outer walls of the sealing container is formed in the base plate. After inserting the pipe insertion hole from the outer wall of the base plate, the opening peripheral edge of the pipe insertion hole on the outer wall side and the pipe The outer periphery is joined by brazing.
ところで、パイプは、パイプ挿入穴の内周面の間に所定の隙間を設けた状態で挿入されており、ベース板とパイプのろう付作業を行う際には、溶融したろう材がパイプ外周面及びパイプ挿入穴の間に流れ込む。このようにパイプ外周面及びパイプ挿入穴の間に流れ込んだろう材には、ベース板及びパイプに付着した有機物が気化したものや金属蒸気が溜まりやすいので、ろう材内部にボイドが発生しやすい。
このように、ベース板のパイプ挿入穴及びパイプの外周面の間のろう材内部で発生するボイドにより、ろう付部が経時変化で劣化しやすくなり、ベース板及びパイプの接合部の気密性が低下するおそれがある。
By the way, the pipe is inserted with a predetermined gap between the inner peripheral surfaces of the pipe insertion holes, and when the base plate and the pipe are brazed, the molten brazing material is And between the pipe insertion holes. Since the brazing material that has flowed between the pipe outer peripheral surface and the pipe insertion hole in this manner is easily vaporized of organic substances adhering to the base plate and the pipe and metal vapor, voids are likely to be generated inside the brazing material.
As described above, the void generated inside the brazing material between the pipe insertion hole of the base plate and the outer peripheral surface of the pipe easily deteriorates the brazed portion over time, and the airtightness of the joint portion of the base plate and the pipe is reduced. May decrease.
そこで、本発明は、ベース板及びパイプの接合部の気密性を高めることができる電磁接触器のベース板及びパイプの接合方法と、電磁接触器の製造方法を提供することを目的としている。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for joining a base plate and a pipe of an electromagnetic contactor and a method for manufacturing an electromagnetic contactor that can improve the airtightness of the joint between the base plate and the pipe.
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る電磁接触器のベース板及びパイプの接合方法は、ベース板に形成されたパイプ貫通穴にパイプを挿入する第1工程と、パイプ貫通穴に挿入されているパイプにパイプ拡管部材を挿入して拡管を行い、パイプ貫通穴の内周面とパイプの外周面とが密着した拡管部を形成する第2工程と、ベース板から延伸したパイプの外周面と、パイプの延伸方向側のベース板の表面とをろう付する第3工程とを有している。 In order to achieve the above object, a method for joining a base plate and a pipe of an electromagnetic contactor according to an aspect of the present invention includes a first step of inserting a pipe into a pipe through hole formed in the base plate, and a pipe through hole. A pipe extending from the base plate, and a second step of expanding the pipe by inserting a pipe expansion member into the pipe inserted into the pipe to form an expanded portion in which the inner peripheral surface of the pipe through-hole and the outer peripheral surface of the pipe are in close contact with each other And a third step of brazing the outer peripheral surface of the base plate and the surface of the base plate on the extending direction side of the pipe.
本発明に係る電磁接触器のベース板及びパイプの接合方法によれば、ベース板のパイプ挿入穴の内周面とパイプ挿入穴に挿入されるパイプの一端側の外周面との間が密着し、ろう付によるボイドが発生しないので、ベース板及びパイプの接合部の気密性を高めることができる。 According to the method of joining the base plate and the pipe of the magnetic contactor according to the present invention, the inner peripheral surface of the pipe insertion hole of the base plate and the outer peripheral surface on one end side of the pipe inserted into the pipe insertion hole are in close contact. Since voids due to brazing do not occur, the airtightness of the joint between the base plate and the pipe can be improved.
次に、図面を参照して、本発明の第1実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。
また、以下に示す第1実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。
Next, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description of the drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals. However, it should be noted that the drawings are schematic, and the relationship between the thickness and the planar dimensions, the ratio of the thickness of each layer, and the like are different from the actual ones. Therefore, specific thicknesses and dimensions should be determined in consideration of the following description. Moreover, it is a matter of course that portions having different dimensional relationships and ratios are included between the drawings.
The first embodiment described below exemplifies an apparatus and method for embodying the technical idea of the present invention, and the technical idea of the present invention is the material, shape, and structure of component parts. The arrangement is not specified below. The technical idea of the present invention can be variously modified within the technical scope defined by the claims described in the claims.
[電磁接触器のカプセル構造部について]
図1は、本発明に係る電磁接触器の第1実施形態のガス密閉型構造(以下、カプセル構造部13)を示す断面図であり、図2は、図1で示したカプセル構造部13の外観斜視図である。
図1に示す第1実施形態において、下端面を開放した例えばセラミックスを焼成して一体形成した桶状の消弧室1と、この消弧室1の上側側壁面に一対の例えば銅製の固定接触子2が所定間隔を保って貫通してろう付により接合されている。
[About capsule structure of electromagnetic contactor]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a gas-sealed structure (hereinafter referred to as a capsule structure 13) of a first embodiment of an electromagnetic contactor according to the present invention, and FIG. 2 is a diagram of the
In the first embodiment shown in FIG. 1, a bowl-shaped arc extinguishing chamber 1 integrally formed by firing, for example, ceramic with an open lower end surface, and a pair of, for example, copper fixed contacts on the upper side wall surface of the arc extinguishing chamber 1 The
固定接触子2をろう付した消弧室1の開口端部1aに、第1の接続部材4の延伸した凸状に形成された筒部4aがろう付により接合されることで、消弧室接合部6が組立てられる。これら消弧室1に対する固定接触子2及び第1の接続部材4の筒部4aの接合は、同時にろう付することにより一体化することができる。このとき、消弧室1には、固定接触子2及び第1の接続部材4の筒部4aのろう付位置に、メタライズ処理を行って金属層又は金属膜を形成し、その金属層又は金属膜にNiめっきを施して置く。
組立てられた消弧室接合部6は、第1の接続部材4の筒部4aに一体に連結されたフランジ部4bを鉄製のベース板7に密着させてシール溶接により接合する。
また、鉄製のベース板7には、銅製のパイプ3がベース板7を貫通した状態で接合されている。
An arc extinguishing chamber is formed by joining a
The assembled arc-extinguishing chamber joint 6 has a
Further, the
一端が封止された有底筒状のキャップ8は、第2の接続部材5の延伸した凸状をなす筒部5aがキャップ8の開口端部8aにシール溶接にて接合されることでキャップ接合部12が組み立てられる。このキャップ接合部12をベース板7に取り付けるには、第2の接続部材5に設けたフランジ部5bをベース板7に密着させてシール溶接する。
その際、消弧室接合部6とキャップ接合部12とが、ベース板7に設けた挿通穴7aを介して互いに連通するように取り付ける。これにより、電磁接触器のカプセル構造部13が組み立てられる。
The bottomed
At this time, the arc-extinguishing chamber joint 6 and the
消弧室接合部6の消弧室1と固定接触子2と第1の接続部材4を接合する方法は、炉中ろう付によって同時に行える。第1及び第2の接続部材4,5は低膨張率の材料、ベース板7は磁性材料、キャップ8は非磁性材料を用いて形成することが好ましい。
カプセル構造部13を組み立てる際には、図1では示していないが、例えば特許文献1の図5に示した部品を配置する。すなわち、ベース板7の第1面(消弧室1を向く面)7bに、消弧室1内に配置される可動接点を有する可動接触子、この可動接触子を支持する可動軸、この可動軸の周りに配置された可動接点を固定接触子2の固定接点に押圧するための接触バネを配置し、ベース板7の第2面(キャップ接合部12が接続する面)7cに、挿通穴7aを貫通して延長される可動軸に連結された可動鉄心及び復帰バネを配置しておく。
The method of joining the arc extinguishing chamber 1, the
When assembling the
そして、ベース板7に、可動接触子、可動軸、接触バネを覆うように消弧室接合部6を配置するとともに、可動軸、可動鉄心及び復帰バネを覆うようにキャップ接合部12を配置して、これら消弧室接合部6及びキャップ接合部12をベース板7にシール溶接する。
電磁接触器のカプセル構造部13を組み立てると、ベース板7に接合したパイプ3にガス排気装置(不図示)を接続してカプセル構造部13の内部のガスを真空排気するとともに、ガス供給部(不図示)から封入ガス(水素ガス、窒素ガス、水素と窒素の混合ガス、或いはエア)が、パイプ3を介してカプセル構造部13の内部に封入される。そして、カプセル構造部13の内部へのガス封入が完了すると、パイプ3を潰して溶接することでパイプ3を封止する。
The arc extinguishing chamber joint 6 is disposed on the
When the
[第1実施形態のパイプを塑性変形させるパイプ拡管部材について]
次に、ベース板7にパイプ3を接合する際に使用するパイプ拡管部材について説明する。
図3に示すように、鉄製のベース板7は、消弧室1を向く第1面7bからキャップ接合部12が接続する第2面7cに貫通する内径d1のパイプ貫通穴7dが形成されており、図示しないベース支持台で支持されている。
ベース板7のパイプ貫通穴7dの第1面7b側には、開口端面に向かうに従い徐々に拡径して開口部を内径d2(d2>d1)としたテーパ内面15が形成されている。このテーパ内面15は、パイプ貫通穴7dの中心軸に対して45°の角度で傾斜している円錐面である。
[Pipe expansion member for plastic deformation of the pipe of the first embodiment]
Next, a pipe expansion member used when the
As shown in FIG. 3, the
A tapered
銅製のパイプ3は、パイプ貫通穴7dの内径d1より僅かに小さな外径d3(d3>d1)、内径d4の円筒中空管であり、パイプ下端がダイス16上に載って保持されながらベース板7のパイプ貫通穴7dに挿入され、パイプ上端がベース板7の第1面7bに面一に配置されている。
パイプ拡管部材は、パイプ3を内管から塑性変形させる中実円筒部材であり、例えばポンチ17を用いる。
このポンチ17は、ポンチ本体18と、ポンチ本体18の下部に一体形成され、パイプ3の内径d4より所定量だけ大きな外径d5を有し、パイプ貫通穴7dよりも長い円筒形状の拡径部19と、拡径部19の先端側に向かうに従い徐々に縮径して形成された挿入案内部20と、拡径部19の基端から連続して形成され、拡径部19から離間するに従い徐々に拡径して形成されたカシメ部21と、を備えている。カシメ部21は、ポンチ17の中心軸に対して45°の角度で傾斜している円錐面である。
The
The pipe expansion member is a solid cylindrical member that plastically deforms the
This
[第1実施形態のベース板にパイプを接合する方法について]
次に、ベース板7にパイプ3を接合する方法について、図4から図6を参照して説明する。
先ず、図4に示すように、ベース板7の第1面7b側からポンチ17を下降していくと、拡径部19がパイプ3の内周面に接触してパイプ3を拡管状態に塑性変形させ、パイプ3の外周面とベース板7のパイプ貫通穴7dの内周面が隙間無く密着した拡管部22aを形成する。
そして、ポンチ17をさらに挿入し、拡径部19に一体に形成されたカシメ部21によって拡管部22aの開口端をさらに径方向外方に塑性変形させ、拡管部22aの開口端の外周面とベース板17のテーパ内面15が完全に密着した拡管端部22bが形成される。
[Method for joining pipe to base plate of first embodiment]
Next, a method for joining the
First, as shown in FIG. 4, when the
Further, the
次いで、図5に示すように、ベース板7の第1面7b及び第2面7cの上下を逆転させ、ベース板7のパイプ貫通穴7dからパイプ3が立ち上がった状態に配置する。
そして、パイプ3の周囲の第2面7c上に、円環状のろう材23を配置する。
次いで、図6に示すように、円環状のろう材23をパイプ3の周囲に配置したベース板7を加熱炉24の内部に配置し、加熱炉24の熱でろう材23が溶融することで、ベース板7の第2面7c側のパイプ貫通穴7dの開口周縁とパイプ3の外周とがろう付により接合される。
Next, as shown in FIG. 5, the
Then, an
Next, as shown in FIG. 6, the
次に、上述した第1実施形態の効果について説明する。
パイプ貫通穴7dの内周面とパイプ3の外周面を密着させた拡管部22aを形成することにより、パイプ貫通穴7dとパイプ3の間にろう材23が流れ込まないので、パイプ7及びパイプ3の接合部は、ろう材23の内部に発生するボイドの影響を受けることなく接合部の気密性を高めることができ、かつ、ろう付による接合強度も有することができる。
また、ポンチ17は拡径部19とカシメ部21が一体に形成されているので、パイプ2に拡管部22aを形成する工程と、パイプ3の一端をテーパ内面15に密着させた拡管端部22bを形成する工程を連続して行うことができ、パイプ3を塑性変形させる作業を容易に行うことができる。
Next, the effect of the first embodiment described above will be described.
By forming the expanded
Further, since the
また、ベース板7に固定されたパイプ3は、他の部材で支持しなくても単独で加熱炉24内に配置することができるので、ろう材23を溶融するための加熱作業の簡略化も図ることができる。
さらに、第1実施形態では、図1に示すように、ろう材23によるベース板7及びパイプ3のろう付に加えて、パイプ貫通穴7dにパイプ3を密着させ、第1面7b側に拡管端部22bが形成されているので、図1の矢印で示す方向の引抜き力に十分に耐えることが可能なパイプ3の引抜き強度を増大させることができる。
Further, since the
Further, in the first embodiment, as shown in FIG. 1, in addition to the brazing of the
上述した第1実施形態では、パイプ3の外径d3の寸法を4mm、パイプ3の内径d4の寸法を2mmに設定し、ポンチ17の拡径部19の外径d5の寸法を2.2mmに設定した。
なお、ポンチ17のカシメ部21は、ポンチ17の中心軸に対して45°の角度で傾斜し、このカシメ部21に対応するテーパ内面15も、パイプ貫通穴7dの中心軸に対して45°の角度で傾斜するものとして説明したが、カシメ部21及びテーパ内面15は、15°〜60°の範囲で傾斜して形成されていればよい。
In the first embodiment described above, the outer diameter d3 of the
The
ここで、図7は、ベース板に接合されたパイプの引き抜き強度を、従来と本発明とで比較したグラフである。
図7の横軸に示している比較例1は、前述の発明が解決しようとする課題の欄で説明した、溶融したろう材がベース板のパイプ外周面及びパイプ挿入穴の間に流れ込みボイドが発生しやすいベース板とパイプの接合部材である。
また、比較例2〜4は、ベース板7のパイプ貫通穴7dに挿入されたパイプ3が拡管状態で塑性変形される部材であるが、ベース板7及びパイプ3のろう付による接合をしていない部材である。ここで、比較例2はポンチ17の拡径部19の外径d5の寸法が2.22mmに設定され、比較例3はポンチ17の拡径部19の外径d5の寸法が2.26mmに設定され、比較例4はポンチ17の拡径部19の外径d5の寸法が2.30mmに設定されている。
Here, FIG. 7 is a graph comparing the pull-out strength of the pipe joined to the base plate between the prior art and the present invention.
In Comparative Example 1 shown on the horizontal axis of FIG. 7, the melted brazing material described in the column of the problem to be solved by the above-described invention flows into the gap between the pipe outer peripheral surface of the base plate and the pipe insertion hole. This is a base plate-to-pipe joining member that tends to occur.
In Comparative Examples 2 to 4, the
そして、発明1は、ポンチ17の拡径部19の外径d5の寸法が2.22mmに設定されているとともに、ベース板7及びパイプ3がろう材23で接合されている部材である。
また、発明2は、ポンチ17の拡径部19の外径d5の寸法が2.26mmに設定されているとともに、ベース板7及びパイプ3がろう材23で接合されている部材である。
さらに、発明3は、ポンチ17の拡径部19の外径d5の寸法が2.30mmに設定されているとともに、ベース板7及びパイプ3がろう材23で接合されている部材である。
The invention 1 is a member in which the outer diameter d5 of the
The
Further, the
この図7から明らかなように、比較例2〜4で示したベース板7のパイプ貫通穴7dに挿入されたパイプ3を密着させただけでは、従来構造の比較例1より大きな引き抜き強度を発生することができない。
これに対して、発明1〜3で示したように、ベース板7のパイプ貫通穴7dに挿入されたパイプ3を密着させるとともに、ベース板7及びパイプ3をろう材23で接合することで、従来構造の比較例1より大きな引き抜き強度を発生することがわかる。
As is apparent from FIG. 7, when the
On the other hand, as shown in the inventions 1 to 3, the
1 消弧室
1a 開口端部
2 固定接触子
3 パイプ
4 第1の接続部材
4a 筒部
4b フランジ部
5 第2の接続部材
5a 筒部
5b フランジ部
6 消弧室接合部
7 ベース板
7a 挿通穴
7b 第1面
7c 第2面
7d パイプ貫通穴
8 キャップ
8a 開口端部
12 キャップ接合部
13 カプセル構造部
15 テーパ内面
16 ダイス
17 ポンチ
18 ポンチ本体
19 拡径部
20 挿入案内部
21 カシメ部
22a 拡管部
22b 拡管端部
23 ろう材
24 加熱炉
d1 パイプ挿入穴の内径
d2 テーパ内面の開口径
d3 パイプの外径
d4 パイプの内径
d5 拡径部の外径
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Arc-extinguishing chamber 1a
Claims (5)
前記ベース板に形成されたパイプ貫通穴に前記パイプを挿入する第1工程と、
前記パイプ貫通穴に挿入されている前記パイプにパイプ拡管部材を挿入して拡管を行い、前記パイプ貫通穴の内周面と前記パイプの外周面とが密着した拡管部を形成する第2工程と、
前記ベース板から延伸した前記パイプの外周面と、前記パイプの延伸方向側の前記ベース板の表面とをろう付する第3工程と、を有する電磁接触器のベース板及びパイプの接合方法。 A method of joining a base plate constituting a sealed container of an electromagnetic contactor and a pipe communicating with the inside of the sealed container,
A first step of inserting the pipe into a pipe through hole formed in the base plate;
A second step of performing pipe expansion by inserting a pipe expansion member into the pipe inserted into the pipe through hole, and forming an expanded portion in which the inner peripheral surface of the pipe through hole and the outer peripheral surface of the pipe are in close contact with each other; ,
A method of joining a base plate and a pipe of an electromagnetic contactor, comprising: a third step of brazing the outer peripheral surface of the pipe extended from the base plate and the surface of the base plate on the extending direction side of the pipe.
前記第2工程において、前記拡管部の開口端の外周面が前記テーパ内面に密着した拡管端部を形成することを特徴とする請求項1に記載の電磁接触器のベース板及びパイプの接合方法。 A tapered inner surface is formed on the opposite side of the pipe through-hole to the extending direction of the pipe, and the diameter of the taper increases toward the opening end surface of the base plate.
2. The method for joining a base plate and a pipe of an electromagnetic contactor according to claim 1, wherein in the second step, the outer peripheral surface of the open end of the pipe expansion portion forms a pipe expansion end portion in close contact with the tapered inner surface. .
前記第2工程において、前記拡径部の全体を前記パイプ貫通穴に挿入することで前記拡管部を形成することを特徴とする請求項1または2に記載の電磁接触器のベース板及びパイプの接合方法。 The pipe expanding member has a cylindrical outer diameter portion that is larger than the inner diameter of the pipe by a predetermined amount and is longer than the pipe through-hole,
The base plate and pipe of an electromagnetic contactor according to claim 1 or 2, wherein, in the second step, the expanded portion is formed by inserting the entire enlarged diameter portion into the pipe through hole. Joining method.
前記第2工程において、前記拡径部の全体を前記パイプ貫通穴に挿入することで前記拡管部を形成するとともに、前記拡管端部が前記カシメ部と前記テーパ内面に密着するまで前記パイプ拡管部材を挿入することを特徴とする請求項2に記載の電磁接触器のベース板及びパイプの接合方法。 The pipe expanding member includes a cylindrical enlarged diameter portion that is larger than the inner diameter of the pipe by a predetermined amount and is longer than the pipe through-hole, and a crimped portion integrally formed with the enlarged diameter portion,
In the second step, the pipe expanding member is formed by inserting the entire expanded diameter portion into the pipe through-hole to form the expanded tube portion, and until the expanded end portion is in close contact with the caulking portion and the tapered inner surface. The base plate of an electromagnetic contactor and the joining method of a pipe of Claim 2 characterized by the above-mentioned.
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