KR100638759B1 - Bonding structure of metallic member and ceramic, and vacuum switch using the same - Google Patents

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KR100638759B1 KR1020040038013A KR20040038013A KR100638759B1 KR 100638759 B1 KR100638759 B1 KR 100638759B1 KR 1020040038013 A KR1020040038013 A KR 1020040038013A KR 20040038013 A KR20040038013 A KR 20040038013A KR 100638759 B1 KR100638759 B1 KR 100638759B1
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Abstract

본 발명의 과제는 진공 개폐기에 사용되고 있는 세라믹과 금속과의 접합 구조에 있어서, 접합부의 잔류 응력을 확실하게 저감시켜 접합 구조의 강도를 높이는 것이다. An object of the present invention is to reliably reduce the residual stress of a joint in a joint structure between a ceramic and a metal used in a vacuum switch, thereby increasing the strength of the joint structure.

금속 부재와 접하는 세라믹 부재에 큰 잔류 응력을 발생시키지 않도록, 금속 부재(4, 7)와 세라믹 부재(12)의 접합면에 있어서의 각각의 외경 치수를 특정하는 것, 구체적으로는 접합 단부로 금속 로드측의 외경을 세라믹 통형체의 외경보다 0.2 ㎜ 이상 작게 제조하여 세라믹 통형체와 맞대고, 맞댐부를 납땜재를 통해 접합하는 것이나, 응력 완화용 복합 부재(13)를 이들 사이에 개재시키는 것, 구체적으로는 열팽창율이 작은 중심 부재를 열팽창율이 큰 외부 고리 부재의 내부 구멍에 끼워 맞춤 형성한 원반형 복합재를 응력 완화재로 하여, 금속 부재(10)와 세라믹 부재(9) 사이에 개재시켜 접합함으로써, 세라믹 부재의 균열 등의 파손이 생기지 않도록 한다. Specifying each outer diameter dimension at the joint surface of the metal member 4 and 7 and the ceramic member 12 so that a large residual stress may not generate | occur | produce in the ceramic member which contact | connects a metal member, Specifically, a metal is a joint end part. The outer diameter of the rod side is made to be 0.2 mm or more smaller than the outer diameter of the ceramic cylindrical body, and the ceramic cylindrical body is joined to each other, and the abutting part is joined through a brazing material, or the stress relief composite member 13 is interposed therebetween, specifically, In this case, a disk-shaped composite material formed by fitting a center member having a low thermal expansion rate into an inner hole of an outer ring member having a high thermal expansion rate as a stress relaxation material is interposed between the metal member 10 and the ceramic member 9 and joined. In order to prevent damage such as cracks in the ceramic member,

Description

금속 부재와 세라믹과의 접합 구조 및 이를 이용한 진공 개폐기 {BONDING STRUCTURE OF METALLIC MEMBER AND CERAMIC, AND VACUUM SWITCH USING THE SAME}Bonding structure of metal member and ceramic and vacuum switch using same {BONDING STRUCTURE OF METALLIC MEMBER AND CERAMIC, AND VACUUM SWITCH USING THE SAME}

본 발명은 진공 개폐기에 관한 것으로, 특히 진공 용기에 수납된 통전 접촉자를 절연하기 위한 세라믹 절연자와 금속 부재와의 접합 구조에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vacuum switch, and more particularly, to a joining structure between a ceramic insulator and a metal member for insulating a current-carrying contactor stored in a vacuum container.

도6에는 종래 기술에 있어서의 진공 개폐기의 일반적인 내부 구조의 단면을 도시하고, 도7에는 종래 기술에 있어서의 진공 개폐기의 세라믹과 금속과의 접합 단면을 도시하고, 도8에는 종래 기술의 세라믹과 금속과의 접합 구조에 있어서의 응력 분포를 도시한다. Fig. 6 shows a cross section of a general internal structure of a vacuum switch in the prior art, Fig. 7 shows a bonding cross section of a ceramic and a metal of the vacuum switch in the prior art, and Fig. 8 shows a ceramic cross section of the prior art. The stress distribution in the junction structure with metal is shown.

도6에 도시한 바와 같이, 진공 스위치는 진공 용기(1) 내에 고정 전극(2)과 가동 전극(3)이 서로 대향하여 배치된 주회로 개폐부가 복수 쌍 수납되고, 가동 전극(3)이 가요성 도체(6)에 의해 서로 연결되고, 고정 전극(2)이 고정 전극 로드(5)와 고정 전극 베이스(10)를 통해 부하측 도체(11)에 접속된다. 또한, 진공 용기(1)의 밖으로 설치한 조작 기구의 구동력에 의해, 구동 로드(7), 세라믹 절연자(8) 및 가동 전극 로드(4)를 통해, 동 또는 동합금의 가동 전극(3)을 상하 이동시켜 절연 분위기에 있는 동 또는 동합금의 고정 전극(2)과의 접촉 분리를 실현한다. As shown in Fig. 6, in the vacuum switch, a plurality of pairs of main circuit opening and closing portions in which the fixed electrode 2 and the movable electrode 3 are arranged opposite to each other are accommodated in the vacuum container 1, and the movable electrode 3 is flexible. It is connected to each other by the conductor 6, and the fixed electrode 2 is connected to the load side conductor 11 through the fixed electrode rod 5 and the fixed electrode base 10. As shown in FIG. Moreover, the movable electrode 3 of copper or copper alloy is moved through the driving rod 7, the ceramic insulator 8, and the movable electrode rod 4 by the driving force of the operation mechanism provided out of the vacuum container 1. It moves up and down to realize contact separation with the fixed electrode 2 of copper or copper alloy in an insulating atmosphere.

상술한 진공 개폐기에 있어서는, 가동 전극(3) 및 고정 전극(2) 등의 전기 접촉자와, 구동 로드(7) 및 진공 용기(1) 등의 다른 금속(예를 들어, SUS) 사이에 세라믹(예를 들어, 알루미나 A12O3)의 절연자(8) 및 절연자(9)가 설치되어 있다. 세라믹과 전기 접촉자 또는 세라믹과 금속제 용기와의 연결부에서는 세라믹과 금속과의 접합 구조가 일반적으로 채용되어 있다.In the above-mentioned vacuum switch, the ceramic (between the electrical contact such as the movable electrode 3 and the fixed electrode 2, and the other metal such as the driving rod 7 and the vacuum container 1 (for example, SUS) For example, an insulator 8 and an insulator 9 of alumina A1 2 O 3 are provided. The joint structure of ceramic and metal is employ | adopted generally at the connection part of a ceramic and an electrical contactor, or a ceramic and a metal container.

금속과 세라믹에서는 그 열팽창 차이가 크기 때문에, 접합 구조에 있어서의 접합 온도로부터 실온으로 복귀하였을 때에는 접합 계면이 높은 잔류 응력이 생긴다. 종래, 열팽창율이 다른 부재를 맞대어 접합하는 방법에서는, 양자의 계면에 양 부재보다 열팽창율이 낮은 중간층을 설치하여 접합하는 방법이 알려져 있다(예를 들어, 특허 문헌 1을 참조). 이 특허 문헌 1에 있어서는, 세라믹과 금속과의 접합 구조로서 양자의 계면에 W재 또는 Mo재를 개재시켜 접합하는 방법이 개시되어 있다. Since the difference in thermal expansion is large in metals and ceramics, a high residual stress occurs at the bonding interface when the bonding temperature in the bonding structure is returned to room temperature. Conventionally, in the method of joining butt-bonding members having different thermal expansion rates, a method is known in which an intermediate layer having a lower thermal expansion rate is provided at both interfaces to be bonded (see Patent Document 1, for example). In this Patent Document 1, a method of joining a W material or a Mo material through an interface between them as a bonding structure between a ceramic and a metal is disclosed.

그런데, 인용 문헌 1에 의한 방법에서는 계면 중심부의 잔류 응력이 상당 정도로 완화할 수 있지만, 냉각과 함께 금속의 수축에 의해 접합 계면 단부이고, 특히 세라믹쪽에 높은 인장 응력이 가해지고, 외부 부하도 가해져 계면부 또는 계면부 근방의 세라믹에 균열을 발생할 수 있다는 과제가 있다. By the way, in the method according to the reference document 1, the residual stress at the center of the interface can be alleviated to a considerable extent, but the metal shrinks together with cooling to the junction interface end, in particular, high tensile stress is applied to the ceramic side, and external load is also applied to the interface. There exists a problem that a crack may generate | occur | produce in the ceramic near a negative part or an interface part.

그래서, 이러한 과제를 해결하는 수단으로서, 도7에 도시한 바와 같은 잔류 응력을 완화할 수 있는 세라믹과 금속과의 접합 구조가 제안되어 있다(예를 들어, 특허 문헌 2를 참조). 인용 문헌 2에 따르면, 세라믹 부재(A)와 금속 부재(B)를 중간 부재(C)를 통해 맞대어 접합하는 세라믹과 금속과의 접합 구조에 있어서, 중간 부재(C)는 그 항복 응력이 세라믹 및 금속 부재의 항복 응력보다 작고, 또한 중간 부재의 외주면에 세라믹재측을 향해 외경이 커지는 테이퍼를 갖는 구조가 개시되어 있다. 이에 따르면, 열팽창 차에 의해 생기는 인장 응력이 접합 계면 단부에 가해져도 중간 부재의 소성 변형에 의해 계면간의 잔류 응력을 완화하고, 계면의 접합 강도를 향상시킬 수 있다. Therefore, as a means of solving such a problem, the joint structure of the ceramic and metal which can alleviate the residual stress as shown in FIG. 7 is proposed (for example, refer patent document 2). According to the cited reference 2, in the joining structure of the ceramic and the metal in which the ceramic member A and the metal member B are joined to each other through the intermediate member C, the intermediate member C has a yield stress of ceramic and Disclosed is a structure having a taper which is smaller than the yield stress of the metal member and whose outer diameter increases on the outer peripheral surface of the intermediate member toward the ceramic material side. According to this, even if the tensile stress caused by the thermal expansion difference is applied to the end of the bonded interface, the residual stress between the interfaces can be alleviated by the plastic deformation of the intermediate member, and the bonding strength of the interface can be improved.

[특허 문헌 1][Patent Document 1]

일본 실용신안 공개 소59-160533호 공보Japanese Utility Model Publication No. 59-160533

[특허 문헌 2][Patent Document 2]

일본 특허 공개 평6-48853호 공보Japanese Patent Laid-Open No. 6-48853

그러나, 상기한 특허 문헌 2에 기재되는 중간 부재의 소성 변형을 이용하여 잔류 응력을 완화하는 방법에서는, 얇은 중간 부재의 소성 변형량이 한정되어 있기 때문에, 잔류 응력이 높은 대직경의 접합 부재에는 잔류 응력의 완화 효과가 약해지고, 접합체가 갖는 원래의 강도를 충분히 발휘할 수 없다는 과제가 있다. However, in the method of alleviating the residual stress by using the plastic deformation of the intermediate member described in Patent Document 2, since the plastic deformation amount of the thin intermediate member is limited, the residual stress in the large-diameter joining member having a high residual stress There is a problem that the relaxation effect of is weakened and the original strength possessed by the joined body cannot be sufficiently exhibited.

이종 재료 계면에서의 응력 특이성을 원인으로서, 냉각과 함께 금속의 수축에 의해 생긴 잔류 응력은 접합 고정 단부로 최대 잔류 응력을 나타낸다. 예를 들어, 도8에 나타낸 바와 같이 접합체에 있어서의 표면의 최대 주응력은, 접합 고정 단부 근방의 세라믹측에 발생하여 높은 응력을 갖는 범위가 넓어진다(직경이 커져도 최대 응력치는 그만큼 변하지 않음). 또, 도8에 있어서 동과 알루미나를 은납으로 접합한 단면 원형의 접합 구조체를 나타내고, 원형의 접합면 외연부(고정 단부라 칭함)에 있어서의 최대 주응력을 종축에 나타내고 있다. 잔류 응력 저감의 관점으로부터도, 금속과 세라믹과의 접합면은 원형 형상을 이루고 있다(본 발명에 있어서도 적용되는 구조임). As a cause of the stress specificity at the dissimilar material interface, the residual stress caused by the shrinkage of the metal with cooling exhibits the maximum residual stress at the joint fixed end. For example, as shown in Fig. 8, the maximum principal stress on the surface of the joined body is generated on the ceramic side near the joint fixed end, and the range of high stress is widened (the maximum stress value does not change that much even if the diameter is increased). In Fig. 8, a cross-sectional circular bonded structure in which copper and alumina are joined by silver lead is shown, and the maximum principal stress at the outer edge of the circular joint surface (called a fixed end) is shown on the vertical axis. Also from the viewpoint of reducing residual stress, the joining surface between the metal and the ceramic has a circular shape (the structure is also applied in the present invention).

일반적으로, 세라믹의 파괴는 부재의 표면과 내부에 잠재하는 결함을 기점으로 한다. 고응력을 갖는 범위가 넓을수록, 그 범위 내에 포함된 잠재 결함이 많아져 파괴 확률이 높아진다. 따라서, 세라믹과 금속과의 접합체의 신뢰성을 강화하기 위해서는, 접합 고정 단부(접합면의 외연부)의 잔류 응력을 저감시키는 것이 가장 효과적이라 할 수 있다. In general, the destruction of ceramics is based on defects latent on the surface and inside of the member. The wider the range of high stress, the more the potential defects included in the range, the higher the probability of failure. Therefore, in order to enhance the reliability of the joined body between the ceramic and the metal, it can be said that it is most effective to reduce the residual stress at the fixed joint end (outer edge of the joined surface).

본 발명의 목적은, 전력 기기의 진공 개폐기에 사용되어 있는 세라믹과 금속과의 접합 구조에 있어서, 접합 구조의 구체적 개량 또는 응력 완화 효과를 다하는 중간 부재의 채용에 의해, 접합부의 잔류 응력을 확실하게 저감시켜 접합 구조의 강도를 높이고, 강도 신뢰성이 높은 진공 개폐기를 제공하는 데 있다. An object of the present invention is to reliably retain residual stress in a joint by employing an intermediate member that performs a concrete improvement of the joint structure or a stress relaxation effect in a joint structure between a ceramic and a metal used in a vacuum switch of a power device. The present invention provides a vacuum switch with high strength and reliability, by reducing the strength of the bonded structure.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 주로 다음과 같은 구성을 채용한다. In order to solve the said subject, this invention mainly employ | adopts the following structures.

진공 용기와, 상기 진공 용기 내에 수납된 복수의 가동 전극과 고정 전극이 서로 대향하는 복수의 전극 쌍과, 상기 가동 전극에 연결되는 가동 전극 로드와, 상기 고정 전극을 고정하는 고정 전극 로드와, 상기 복수의 가동 전극 로드를 서로 연결하는 가요성 도체와, 상기 가동 전극 로드를 구동하는 구동 로드를 구비한 진공 개폐기에 있어서, A plurality of electrode pairs in which a vacuum container, a plurality of movable electrodes and a fixed electrode housed in the vacuum container face each other, a movable electrode rod connected to the movable electrode, a fixed electrode rod fixing the fixed electrode, and In a vacuum switch comprising a flexible conductor for connecting a plurality of movable electrode rods to each other, and a drive rod for driving the movable electrode rod,

상기 구동 로드와 상기 가동 전극 로드 사이에 개재하는 제1 세라믹 부재와, 상기 진공 용기와 상기 고정 전극 로드 사이에 개재하는 제2 세라믹 부재를 갖고, A first ceramic member interposed between the drive rod and the movable electrode rod, and a second ceramic member interposed between the vacuum vessel and the fixed electrode rod,

상기 제1 세라믹 부재와, 상기 구동 로드 및 상기 가동 전극 로드로 이루어지는 금속 로드와의 접합 구조가 상기 금속 로드의 외경이 상기 세라믹 부재의 외경보다 0.2 ㎜ 이상 작고, 상기 금속 로드와 상기 세라믹 부재를 납땜재로 접합하는 구성으로 한다. The bonding structure between the first ceramic member and the metal rod made of the driving rod and the movable electrode rod has an outer diameter of the metal rod 0.2 mm or more smaller than the outer diameter of the ceramic member, and solders the metal rod and the ceramic member. It is set as the structure which joins by ash.

또한, 진공 용기와, 상기 진공 용기 내에 수납된 복수의 가동 전극과 고정 전극이 서로 대향하는 복수의 전극 쌍과, 상기 가동 전극에 연결되는 가동 전극 로드와, 상기 고정 전극을 고정하는 고정 전극 로드와, 상기 복수의 가동 전극 로드를 서로 연결하는 가요성 도체와, 상기 가동 전극 로드를 구동하는 구동 로드를 구비한 진공 개폐기에 있어서, In addition, a vacuum container, a plurality of electrode pairs in which the plurality of movable electrodes and the fixed electrode housed in the vacuum container face each other, a movable electrode rod connected to the movable electrode, a fixed electrode rod fixing the fixed electrode, and In the vacuum switch comprising a flexible conductor connecting the plurality of movable electrode rods to each other, and a driving rod for driving the movable electrode rod,

상기 구동 로드와 상기 가동 전극 로드 사이에 개재하는 제1 세라믹 부재와, 상기 진공 용기와 상기 고정 전극 로드 사이에 개재하는 제2 세라믹 부재를 갖고, A first ceramic member interposed between the drive rod and the movable electrode rod, and a second ceramic member interposed between the vacuum vessel and the fixed electrode rod,

상기 제2 세라믹 부재와 상기 고정 전극 로드와의 접합 구조가 상기 고정 전극 로드의 축소에 의한 상기 제2 세라믹 부재의 응력을 완화하는 응력 완화용 복합 부재를 상기 제2 세라믹 부재와 상기 고정 전극 로드 사이에 개재시켜 접합하는 구성으로 한다. Between the second ceramic member and the fixed electrode rod is a stress relief composite member in which the bonding structure between the second ceramic member and the fixed electrode rod relaxes the stress of the second ceramic member due to the reduction of the fixed electrode rod. It is set as the structure connected to interpose.

또한, 상기 진공 개폐기에 있어서 상기 응력 완화용 복합 부재는, 상기 제2 세라믹 부재의 외경보다 큰 외경을 갖는 원반형 중심 부재와, 상기 중심 부재의 외주측에 끼워 맞추어지는 외부 고리 부재로 구성되고, Further, in the vacuum switch, the stress relief composite member is composed of a disk-shaped center member having an outer diameter larger than the outer diameter of the second ceramic member, and an outer ring member fitted to the outer peripheral side of the center member.

상기 외부 고리 부재의 내경은 상기 고정 전극 로드의 외경보다 작은 구성으로 한다. The inner diameter of the outer ring member is smaller than the outer diameter of the fixed electrode rod.

또한, 진공 용기와, 상기 진공 용기 내에 수납된 복수의 가동 전극과 고정 전극이 서로 대향하는 복수의 전극 쌍과, 상기 가동 전극에 연결되는 가동 전극 로드와, 상기 고정 전극을 고정하는 고정 전극 로드와, 상기 복수의 가동 전극 로드를 서로 연결하는 가요성 도체와, 상기 가동 전극 로드를 구동하는 구동 로드와, 상기 진공 용기와 상기 고정 전극 로드 사이에 개재하는 제2 세라믹 부재를 구비한 진공 개폐기에 있어서의, 상기 제2 세라믹 부재의 응력을 완화하는 응력 완화용 복합 부재이며, In addition, a vacuum container, a plurality of electrode pairs in which the plurality of movable electrodes and the fixed electrode housed in the vacuum container face each other, a movable electrode rod connected to the movable electrode, a fixed electrode rod fixing the fixed electrode, and And a flexible conductor connecting the plurality of movable electrode rods to each other, a driving rod for driving the movable electrode rod, and a second ceramic member interposed between the vacuum vessel and the fixed electrode rod. It is a composite member for stress relaxation to relax the stress of the second ceramic member,

상기 응력 완화용 복합 부재는 상기 제2 세라믹 부재의 외경보다 큰 외경을 갖는 원반형 중심 부재와, 상기 중심 부재의 외주측에 끼워 맞추어지는 외부 고리 부재로 구성되고, The stress relief composite member is composed of a disk-shaped center member having an outer diameter larger than the outer diameter of the second ceramic member, and an outer ring member fitted to the outer circumferential side of the center member,

상기 외부 고리 부재의 내경은 상기 고정 전극 로드의 외경보다 작은 구성으로 한다. The inner diameter of the outer ring member is smaller than the outer diameter of the fixed electrode rod.

이러한 구성을 채용함으로써, 진공 개폐기에 사용되고 있는 세라믹과 금속과의 접합 구조에 있어서, 접합부의 잔류 응력을 확실하게 저감시켜 접합 구조의 강도를 높일 수 있다. By adopting such a configuration, in the joint structure between the ceramic and the metal used in the vacuum switch, the residual stress of the joint portion can be reliably reduced to increase the strength of the joint structure.

본 발명의 실시 형태에 관한 진공 개폐기에 대해, 도1 내지 도5를 참조하면서 이하 상세하게 설명한다. 도1은 본 발명의 실시 형태에 관한 진공 개폐기의 접합 구조에 관한 것으로 제1 및 제2 구성예를 도시하는 단면도이다. 도2는 본 실시 형태에 관한 진공 개폐기의 접합 구조에 관한 것으로 제1 구성예를 도시하는 상세 단면도이며, 도3은 본 실시 형태에 관한 진공 개폐기의 접합 구조에 관한 것으로 제2 구성예를 도시하는 상세 단면도이다. 도4는 본 실시 형태에 관한 접합 구조와 그 접합 구조에서의 최대 주응력 특성을 종래 기술과 비교하여 나타내는 도면이다. 도5는 본 실시 형태의 제2 구성예인 응력 완화용 복합 부재의 제조 방법을 설명하는 도면이다. EMBODIMENT OF THE INVENTION The vacuum switch which concerns on embodiment of this invention is demonstrated in detail below, referring FIGS. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is sectional drawing which shows the 1st and 2nd structural example regarding the joining structure of the vacuum switch which concerns on embodiment of this invention. Fig. 2 is a detailed cross sectional view showing a first structural example, which relates to the junction structure of the vacuum switch according to the present embodiment, and Fig. 3 is a related example of the junction structure of the vacuum switch according to the present embodiment. Detailed cross section. Fig. 4 is a diagram showing the bonded structure according to the present embodiment and the maximum principal stress characteristic in the bonded structure compared with the prior art. FIG. 5 is a view for explaining a method for producing a composite member for stress relaxation, which is a second structural example of the present embodiment. FIG.

도면에 있어서, 부호 1은 진공 용기, 2는 고정 전극, 3은 가동 전극, 4, 14는 가동 전극 로드, 5는 고정 전극 로드, 6은 가요성 도체, 7은 개폐기 구동 로드, 8, 9, 12, 21은 세라믹 부재, 10은 고정 전극 베이스, 11은 부하측 도체, 13, 19는 응력 완화용 복합 부재, 15는 홈, 16은 접합면, 17, 20, 30은 납땜재, 18은 돌출부, 21, 26은 응력 완화용 복합 부재의 중심 부재, 22, 25는 응력 완화용 복합 부재의 외부 고리 부재, 23은 진공로, 24는 시료대, 27은 가이드, 28은 카본 시트, 29는 모서리부를 각각 나타낸다. In the drawings, reference numeral 1 denotes a vacuum vessel, 2 fixed electrode, 3 movable electrode, 4 and 14 movable electrode rod, 5 fixed electrode rod, 6 flexible conductor, 7 switch actuator rod, 8, 9, 12 and 21 are ceramic members, 10 are fixed electrode bases, 11 are load-side conductors, 13 and 19 are stress relief composite members, 15 are grooves, 16 are joint surfaces, 17, 20 and 30 are solder materials, 18 are protrusions, 21 and 26 are center members of the stress relief composite member, 22 and 25 are outer ring members of the stress relief composite member, 23 is a vacuum furnace, 24 is a sample stage, 27 is a guide, 28 is a carbon sheet, and 29 is a corner portion. Represent each.

우선, 본 발명의 실시 형태에 관한 진공 개폐기의 접합 구조에 관한 제1 구성예를 도1과 도2를 참조하면서 설명한다. 도1에 있어서의 가동 전극 로드(4)와 구동 로드(7)를 결합하는 세라믹 절연자(12)의 상세 구조는 도2에 도시한다. 도2에 도시한 바와 같이, SUS로 된 구동 로드(7)와 동으로 된 가동 전극 로드(14)와는, 알루미나로 된 세라믹 절연자(12)에 의해 기계적으로 연결하고 또한 전기적으로 비연결이다. 예로 하여, SUS로 된 구동 로드(7)와 이보다 열팽창 계수가 작은 알루미나로 된 세라믹 절연자(12)와의 접합 방법을 설명한다. 원래의 구조로부터가 구동 로드(7)의 외경(D1)은 세라믹 절연자(12)의 외경(D2)보다 크지만, 본 실시 형태의 제1 구성예로서는 구동 로드(7)의 접합면의 외경(D3)을 세라믹 절연자(12)의 외경(D2)보다 0.2 ㎜ 이상 작게 하고 있다. 이로 인해, 구동 로드(7)의 접합 단부에 깊이 1 ㎜ 이상의 홈(15)을 제조하고, 이 홈 내측의 접합면(16)을 납땜재(일예로 하여, 은납재)(17)를 통해 가열에 의해 접합하였다. First, the first structural example regarding the joining structure of the vacuum switchgear which concerns on embodiment of this invention is demonstrated, referring FIG. The detailed structure of the ceramic insulator 12 which couples the movable electrode rod 4 and the drive rod 7 in FIG. 1 is shown in FIG. As shown in Fig. 2, the drive rod 7 made of SUS and the movable electrode rod 14 made of copper are mechanically connected and electrically disconnected by a ceramic insulator 12 made of alumina. As an example, the joining method between the drive rod 7 made of SUS and the ceramic insulator 12 made of alumina having a smaller thermal expansion coefficient will be described. From the original structure, the outer diameter D1 of the drive rod 7 is larger than the outer diameter D2 of the ceramic insulator 12, but as the first configuration example of the present embodiment, the outer diameter of the joining surface of the drive rod 7 ( D3) is made 0.2 mm or more smaller than the outer diameter D2 of the ceramic insulator 12. For this reason, the groove | channel 15 of 1 mm or more in depth is manufactured in the joining edge part of the drive rod 7, and the joining surface 16 inside this groove | channel is heated through the brazing material (for example, silver brazing material) 17. It bonded by.

또한, 고온 납땜 작업을 쉽게 진행하기 위해 중공부를 갖는 통형상의 알루미나 절연자(12)를 향해 구동 로드(7)의 접합 단부면에 돌출부(18)를 구비하고, 이 돌출부를 알루미나 절연자(12)의 내부 구멍(중공부)으로 삽입하여 위치 결정하기 쉬운 접합 구조로 하고 있다. In addition, the projection 18 is provided on the joining end surface of the driving rod 7 toward the cylindrical alumina insulator 12 having a hollow portion to facilitate the high temperature soldering operation. It has a joining structure that can be inserted into an inner hole (hollow part) of the cuff and easily positioned.

또한, 알루미나 절연자(12)와 동으로 된 가동 전극 로드(14)와의 접합 방법에 대해서도, 알루미나의 열팽창율에 비교하여 SUS로 된 구동 로드(7)와 동으로 된 가동 전극 로드(14)의 각각 열팽창율은 거의 동일하기 때문에, 구동 로드(7)와 알루미나의 접합 구조 및 접합 방법과 동일하여야 좋다. In addition, the joining method of the alumina insulator 12 and the movable electrode rod 14 made of copper also includes the driving electrode 7 made of SUS and the movable electrode rod 14 made of copper as compared with the thermal expansion rate of the alumina. Since the thermal expansion coefficients are almost the same, the joint structure and the joining method of the driving rod 7 and the alumina should be the same.

덧붙여서 설명하면, 도2에 도시한 바와 같은 본 실시 형태에 관한 제1 구성예에 있어서는 금속 로드와 세라믹 통형체와의 접합면이고, 금속 로드측의 외경을 세라믹 통형체의 외경보다 0.2 ㎜ 이상 작게 제조하고, 세라믹 통형체와 맞대어 그 접합부를 납땜재를 통해 접합하는 구성이며, 또한 금속 로드에 돌출부를 설치하여 세라믹 통형체의 내부 구멍에 끼워 맞추는 구성이다. In addition, in the 1st structural example which concerns on this embodiment as shown in FIG. 2, it is a joining surface of a metal rod and a ceramic cylindrical body, and the outer diameter of a metal rod side is 0.2 mm or more smaller than the outer diameter of a ceramic cylindrical body. It is a structure which manufactures and abuts with the ceramic cylindrical body, and joins the junction part through a brazing material, and also arrange | positions a protrusion in a metal rod, and fits in the inner hole of a ceramic cylindrical body.

이러한 제1 구성예에 의한 작용 내지 효과를 도4를 참조하면서 설명한다. 도4의 (1)은 금속 로드와 알루미나 절연자에 있어서의 잔류 응력의 분포를 나타내고 있고, 보다 흰 도시 분포가 높은 응력 범위를 나타내고, 보다 검은 도시 분포가 낮은 응력 범위를 나타내고 있다. 또한, 접합면의 외연부(도4에서는 고정 단부라 칭함)의 상세 확대 구조를 원형 내에 나타내고 있다. 그리고, 도4의 (1)의 좌측도는 금속 로드와 알루미나 절연자의 직경이 같은 경우의 잔류 응력 분포이고, 우측도는 본 구성예와 같이 금속 로드를 알루미나 절연자에 비교하여 그 직경을 약간 작게 한 경우의 잔류 응력 분포의 실험 결과를 나타내고 있다. 도4의 (1)을 보면, 보다 흰 부분이 높은 응력 범위는 특히 알루미나 절연자에 있어서 작아지고 있어, 낮은 응력 범위가 확대되는 것을 알 수 있다. Actions and effects according to the first configuration example will be described with reference to FIG. 4 (1) shows the distribution of the residual stress in the metal rod and the alumina insulator, the whiter urban distribution shows a higher stress range, and the blacker urban distribution shows a lower stress range. In addition, the detail expansion structure of the outer edge part (referred to as a fixed end part in FIG. 4) of a joining surface is shown in the circle | round | yen. 4 is a residual stress distribution in the case where the diameter of the metal rod and the alumina insulator are the same, and the right view shows that the diameter of the metal rod is slightly smaller than that of the alumina insulator as in this configuration example. The experimental result of residual stress distribution in one case is shown. Referring to Fig. 4 (1), it can be seen that the stress range in which the whiter portion is higher is smaller especially in the alumina insulator, and the low stress range is expanded.

또한, 도4의 (2)는 금속 로드와 알루미나 절연자에 있어서의 3개의 접합 구조에 있어서의 최대 주응력 특성을 나타내고 있다. 이에 따르면, 금속 로드(도4의 실험에서는 Cu를 재료로 하고 있음)를 알루미나 절연자의 외경보다도 약간 작게 함으로써 알루미나 절연자에 가해지는 응력이 작아지는 것을 알 수 있다. 도시하는 바와 같이, 알루미나 절연자에 있어서의 접합면 근방에서도 약간 떨어진 부위에서도 제1 구성예에 있어서의 잔류 응력은, 다른 2개의 구조예에 비교하여 현격하게 작다. 4 (2) shows the maximum principal stress characteristics in the three junction structures in the metal rod and the alumina insulator. According to this, it can be seen that the stress applied to the alumina insulator is reduced by making the metal rod (the material of Cu in the experiment of FIG. 4) slightly smaller than the outer diameter of the alumina insulator. As shown, the residual stress in the first structural example is significantly smaller than the other two structural examples even in the vicinity of the bonding surface in the alumina insulator.

도4에 나타낸 실험 결과로부터, 금속 로드의 접합면의 외경을 세라믹 통형체의 외경보다 미소하게 작게 함으로써, 최대 응력 및 고응력을 나타내는 범위는 양쪽 다 현저하게 작게 할 수 있는 것을 알 수 있다. 실험 결과에 따르면, 도2에 도시한 D3의 직경을 D2의 직경보다도 0.2 ㎜ 작게 하면, 최대 응력 및 고응력 범위가 급격하게 작아졌다. 그 원인으로서는, 냉각 과정에 금속의 축소에 의해 생긴 인장 응력은 세라믹 절연자측에서 그 응력을 받는 체적이 현저하게 증가하기 때문에 그 인장 응력이 분산된 데에 원인이라 생각된다. 도4의 (1)의 좌측도를 보면, 금속 로드의 축소가 동일 직경의 알루미나 절연자에 바로 가해지게 되므로, 최대 응력 및 고응력 범위가 널리 분포되거나 알루미나 절연자의 파괴에 이어질 수 있다. From the experimental results shown in FIG. 4, it can be seen that by reducing the outer diameter of the joining surface of the metal rod slightly smaller than the outer diameter of the ceramic cylindrical body, the ranges showing the maximum stress and the high stress can both be significantly reduced. According to the experimental results, when the diameter of D3 shown in FIG. 2 is 0.2 mm smaller than the diameter of D2, the maximum stress and the high stress range are drastically smaller. As the cause, it is thought that the tensile stress caused by the shrinkage of the metal during the cooling process is caused by the dispersion of the tensile stress because the volume subjected to the stress increases significantly on the ceramic insulator side. Referring to the left side of Fig. 4 (1), since the reduction of the metal rod is applied directly to the alumina insulator of the same diameter, the maximum stress and high stress range can be widely distributed or lead to the destruction of the alumina insulator.

다음에, 본 발명의 실시 형태에 관한 진공 개폐기의 접합 구조에 관한 제2 구성예를 도1과 도3을 참조하면서 설명한다. 도1에 있어서의 고정 전극 베이스(10)와 알루미나 절연자(9)와의 접합에 있어서의 상세한 치수 관계를 도3에 도시한다. 도3에 도시한 바와 같은 제2 구성예에 따르면, 동으로 된 고정 전극 베이스(10)와 알루미나로 된 세라믹 통형체(9)와 응력 완화용 복합 부재(19)로 구성된다. 동으로 된 고정 전극 베이스(10)와 알루미나로 된 세라믹 통형체(9)의 접합부에는 미리 제조한 응력 완화용 복합 부재(19)를 설치하고, 응력 완화용 복합 부재(19)의 양 접합면에 납땜재(20)를 통하여 가열에 의해 접합하고 있다. 고정 전극 로드(5)의 접합면 중앙부에 돌출부(예컨대, 부하측 도체(11))가 설치되어 있다. 또한, 제2 세라믹 부재(9)의 중앙부에 중앙 구멍이 마련되어 있고, 상기 돌출부(11)는 상기 중앙 구멍에 삽입되어 있다. Next, a second configuration example of the bonding structure of the vacuum switch according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 3. Fig. 3 shows a detailed dimensional relationship in the bonding between the fixed electrode base 10 and the alumina insulator 9 in Fig. 1. According to the second structural example as shown in FIG. 3, the fixed electrode base 10 made of copper, the ceramic cylindrical body 9 made of alumina, and the stress relief composite member 19 are constituted. The joint part of the fixed electrode base 10 made of copper and the ceramic cylindrical body 9 made of alumina is provided with a pre-fabricated stress relaxation composite member 19 and is provided on both joint surfaces of the stress relaxation composite member 19. It joins by heating through the brazing material 20. A protrusion (for example, the load side conductor 11) is provided at the center of the bonding surface of the fixed electrode rod 5. Moreover, the center hole is provided in the center part of the 2nd ceramic member 9, and the said projection part 11 is inserted in the said center hole.

응력 완화용 복합재(19)는 접합 상대의 세라믹 통형체(9)와 같은 재질(일예로 하여, 알루미나)을 중심 부재(21)로 하고, 그 외주측에 동으로 된 외부 고리 부재(22)를 끼워 맞춘 것이다. 그리고, 중심 부재(21)의 외경(D5)은 고정 전극 베이스(10)의 외경(D4)보다 작고, 또한 세라믹 통형체(9)의 외경(D6)보다 커지도록 구성되어 있다. The stress relief composite material 19 uses the same material (eg, alumina) as the center member 21 as the ceramic cylindrical body 9 of the mating partner, and the outer ring member 22 made of copper on the outer circumferential side thereof. It is fitted. The outer diameter D5 of the center member 21 is configured to be smaller than the outer diameter D4 of the fixed electrode base 10 and larger than the outer diameter D6 of the ceramic cylindrical body 9.

덧붙여서 설명하면, 도3에 도시한 바와 같은 본 실시 형태에 관한 제2 구성예에 있어서는, 열팽창율이 작은 중심 부재를 열팽창율이 큰 외부 고리 부재의 내부 구멍에 끼워 맞춤 형성한 원반형 복합 부재를 응력 완화용 부재로서, 금속 부재와 세라믹 부재 사이에 개재시켜 이들을 접합한 것이다. In addition, in the 2nd structural example which concerns on this embodiment as shown in FIG. 3, the disk-shaped composite member which fitted the center member with small thermal expansion coefficient to the inner hole of the outer ring member with large thermal expansion coefficient was stressed. As a member for relaxation, it interposes between a metal member and a ceramic member, and joins them.

제2 구성예에 있어서는, 세라믹 절연자가 이와 동일 또는 보다 작은 열팽창율의 중심 부재(예를 들어, 알루미나, W, Mo)에 접합되어 있기 때문에, 접합 계면의 양측의 열팽창율 차이가 작아져 세라믹 절연자에 있어서의 높은 열잔류 응력의 발생을 억지할 수 있다. 그로 인해, 접합면의 박리나 세라믹 절연자의 균열을 효과적으로 방지할 수 있다. In the second configuration example, since the ceramic insulator is bonded to the center member (for example, alumina, W, Mo) having the same or smaller thermal expansion rate, the difference in thermal expansion rate on both sides of the bonding interface becomes smaller, and the ceramic insulation Generation of high thermal residual stress in the ruler can be suppressed. Therefore, peeling of a joining surface and the crack of a ceramic insulator can be prevented effectively.

그리고, 응력 완화용 복합 부재로서는 중심 부재와 외부 고리 부재가 고온 납땜에 의해 접합되어 있는 면에서 중심 부재의 열팽창율이 외부 고리 부재의 열팽창율보다 작음으로써 생긴 수축 끼워 맞춤 효과에다가, 충분한 접합 계면 강도를 얻을 수 있다. 또한, 냉각 과정에 걸친 고정 전극 베이스의 축소에 의해, 고정 전극 베이스에 접합하고 있는 외부 고리 부재(22)(예를 들어, Cu)에는 인장 응력이 생기지만 금속 부재이기 때문에 파괴될 우려는 적고(금속은 신장 특성을 갖고 있기 때문), 또한 중심 부재에는 압축 응력이 생기지만 알루미나 등으로 이루어지는 중심 부재는, 인장 응력에는 균열이 발생되기 쉽지만 압축 응력에는 강하기 때문에 깨질 우려는 없는 것이다. 또, 응력 완화용 복합 부재를 세라믹 절연자 및 고정 전극 베이스에 접합시키는 방법에서, 고온 납땜 접합 대신에 저온 납땜 접합, 확산 접합, 마찰 압접 접합 또는 유리 접합이라도 좋다(전술한 제1 구성예에 있어서의 접합도 동일함). In addition, as a composite member for stress relaxation, in the surface where the center member and the outer ring member are joined by high temperature soldering, in addition to the shrinkage fitting effect caused by the thermal expansion rate of the center member being smaller than the thermal expansion rate of the outer ring member, sufficient bonding interface strength is achieved. Can be obtained. In addition, due to the reduction of the fixed electrode base during the cooling process, the outer ring member 22 (for example, Cu) bonded to the fixed electrode base generates tensile stress, but is less likely to be destroyed because it is a metal member ( Since the metal has an elongation characteristic) and a compressive stress is generated in the center member, a center member made of alumina or the like tends to be cracked in the tensile stress but strong in the compressive stress. Further, in the method of bonding the stress relief composite member to the ceramic insulator and the fixed electrode base, low temperature solder bonding, diffusion bonding, friction welding bonding or glass bonding may be used instead of the high temperature solder bonding (in the first configuration example described above). Is also the same).

다음에, 본 실시 형태의 관한 제2 구성예인 응력 완화용 복합 부재의 제조 방법에 대해 도5를 참조하면서 설명한다. 진공로(23)에 있어서, 시료대(24) 상에 외부 고리 부재(25), 중심 부재(26), 추(31) 및 실린더 가이드(27)를 도5에 도시한 바와 같이 설치한다. 열 처리 후의 제거 작업을 쉽게 하기 위해, 외부 고리 부재(25)와 가이드(27) 및 추(31) 등 사이에 카본 시트(28)를 통해 조합한다. 통 형상의 외부 고리 부재(25)의 단부의 내측에 비스듬히 모서리부(29)를 형성하고, 중심 부재(26)와 모서리부(29)의 간극에 적절한 양의 납땜재(30)를 충전한다. Next, the manufacturing method of the composite member for stress relaxation which is a 2nd structural example which concerns on this embodiment is demonstrated, referring FIG. In the vacuum path 23, the outer ring member 25, the center member 26, the weight 31, and the cylinder guide 27 are provided on the sample stage 24 as shown in FIG. In order to facilitate the removal operation after the heat treatment, the outer ring member 25 is combined through the carbon sheet 28 between the guide 27 and the weight 31 and the like. A corner 29 is formed obliquely inside the end of the cylindrical outer ring member 25, and a suitable amount of the brazing material 30 is filled in the gap between the center member 26 and the corner 29.

실온에서는, 외부 고리 부재(25)의 내경(d1)을 중심 부재(26)의 외경(d2)보다 작게(d1 < d2) 제조하고 있어 중심 부재(26)를 낙하시키지 않는다. 고온에서는, 열팽창율이 큰 외부 고리 부재(예를 들어, Cu)(25)가 열팽창율이 작은 중심 부재(예를 들어, 알루미나)(26)보다 크게 팽창하여 d2 < d1이 되고, 추(31)에 의해 중심 부재(26)가 외부 고리 부재(25)의 중심 구멍에 낙하한다. 그와 동시에, 녹은 납땜재(30)가 외부 고리 부재의 내벽면에 따라서 하측으로 흘러, 외부 고리 부재(25)와 중심 부재(26) 사이의 간극에 충전한다.At room temperature, the inner diameter d1 of the outer ring member 25 is made smaller than the outer diameter d2 of the center member 26 (d1 <d2), and the center member 26 is not dropped. At a high temperature, the outer ring member (for example, Cu) 25 having a high thermal expansion rate expands larger than the center member (for example, alumina) 26 with a small thermal expansion rate, so that d2 < ), The center member 26 falls into the center hole of the outer ring member 25. At the same time, the molten solder material 30 flows downward along the inner wall surface of the outer ring member to fill the gap between the outer ring member 25 and the center member 26.

실온으로 복귀하면, 외부 고리 부재(25)와 중심 부재(26)의 접합이 완성되고, 납땜재(30)에 의한 접합 강도에 수축 끼워 맞춤력을 가하여 신뢰성이 높은 접합 계면을 얻을 수 있다. 그 후, 도5에 도시한 바와 같이 제작한 봉형의 응력 완화용 복합재를 절단하고, 절단면을 연마 및 메탈라이즈화하여 원반형 응력 완화용 복합 부재를 제작한다. 이와 같이, 긴 통형 외부 고리 부재의 내측에 봉형 중심 부재를 끼워 맞춘 후에 절단에 의한 제조 방법에 의해, 도3에 도시한 바와 같은 응력 완화용 복합 부재(19)를 대량 생산할 수 있어 비용의 삭감도 도모할 수 있다. 또한, 원반형의 중심 부재를 고온 납땜 접합, 저온 납땜 접합, 확산 접합, 수축 끼워 맞춤, 압분체에 의한 일체 소결 중 어느 하나의 방법에 의해, 상기 외부 고리 부재의 내부 구멍에 끼워 맞추어 형성해도 좋다. When it returns to room temperature, the joining of the outer ring member 25 and the center member 26 is completed, and a shrinkage fitting force can be applied to the joining strength by the brazing material 30, and a highly reliable joining interface can be obtained. Thereafter, the rod-shaped stress relaxation composite material prepared as shown in Fig. 5 is cut, and the cut surface is polished and metallized to produce a disk-shaped stress relaxation composite member. In this way, the stress relief composite member 19 as shown in Fig. 3 can be mass-produced by cutting the manufacturing method by cutting after fitting the rod-shaped center member inside the elongated cylindrical outer ring member, thereby reducing the cost. We can plan. The disk-shaped center member may be formed to fit into the inner hole of the outer ring member by any one of high temperature solder bonding, low temperature solder bonding, diffusion bonding, shrink fitting, and integral sintering using a green compact.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시 형태에 관한 진공 개폐기에 있어서는, 특히 금속 부재와 접하는 세라믹 부재에 큰 잔류 응력을 발생시키지 않도록, 금속 부재와 세라믹 부재의 접합면에 있어서의 각각의 외경 치수를 특정하거나(구체적으로는, 접합 단부로 금속 로드측의 외경을 세라믹 통형체의 외경보다 0.2 ㎜ 이상 작게 제조하여 세라믹 통형체와 맞대고, 맞댐부를 납땜재를 통해 접합하는 것), 응력 완화용 복합 부재를 이들 사이에 개재시키는 것(구체적으로는, 열팽창율이 작은 중심 부재를 열팽창율이 큰 외부 고리 부재의 내부 구멍에 끼워 맞춤 형성한 원반형 복합재를 응력 완화재로서 금속 부재와 세라믹 부재 사이에 개재시켜 접합하는 것)에 의해, 세라믹 부재의 균열 등의 파손이 생기지 않도록 하는 것이다.As described above, in the vacuum switch according to the embodiment of the present invention, the outer diameter of each of the metal member and the ceramic member in the joint surface is specified so as not to generate a large residual stress in the ceramic member in contact with the metal member. Or (particularly, the outer diameter of the metal rod side is made 0.2 mm or more smaller than the outer diameter of the ceramic cylindrical body at the joining end, and abuts the ceramic cylindrical body and joins the butt part through the brazing material) Intervening between them (specifically, a disk-shaped composite material formed by fitting a center member having a low thermal expansion coefficient into an inner hole of an outer ring member having a large thermal expansion coefficient is interposed between a metal member and a ceramic member as a stress relaxation material. To prevent damage such as cracking of the ceramic member.

본 발명에 따르면, 잔류 응력을 확실하게 저감할 수 있어 신뢰성이 높은 세라믹과 금속과의 접합 구조를 실현할 수 있는 것이 가능해지고, 이 접합 구조를 적용한 진공 차단기의 신뢰성을 향상시키는 것이 가능해진다. According to the present invention, it is possible to reliably reduce the residual stress and to realize a highly reliable ceramic and metal bonding structure, and to improve the reliability of the vacuum circuit breaker to which the bonding structure is applied.

도1은 본 발명의 실시 형태에 관한 진공 개폐기의 접합 구조에 관한 것으로 제1 및 제2 구성예를 도시하는 단면도. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a sectional view showing a joining structure of a vacuum switch according to an embodiment of the present invention and showing first and second structural examples.

도2는 본 실시 형태에 관한 진공 개폐기의 접합 구조에 관한 것으로 제1 구성예를 도시하는 상세 단면도. Fig. 2 is a detailed cross sectional view showing a first structural example of the bonding structure of the vacuum switch according to the present embodiment.

도3은 본 실시 형태에 관한 진공 개폐기의 접합 구조에 관한 것으로 제2 구성예를 도시하는 상세 단면도. Fig. 3 is a detailed sectional view showing a second structural example of the bonding structure of the vacuum switch according to the present embodiment.

도4는 본 실시 형태에 관한 접합 구조와 그 접합 구조에서의 최대 주응력 특성을 종래 기술과 비교하여 나타내는 도면. Fig. 4 is a diagram showing the bonded structure according to the present embodiment and the maximum principal stress characteristic in the bonded structure compared with the prior art.

도5는 본 실시 형태의 제2 구성예인 응력 완화용 복합 부재의 제조 방법을 설명하는 도면. FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating a method of manufacturing a stress relief composite member, which is a second structural example of the present embodiment. FIG.

도6은 종래 기술에 있어서의 진공 개폐기의 일반적인 내부 구조를 도시하는 단면도. Fig. 6 is a sectional view showing a general internal structure of a vacuum switch in the prior art.

도7은 종래 기술에 있어서의 진공 개폐기의 세라믹과 금속과의 접합 단면을 도시하는 도면. Fig. 7 is a diagram showing a bonding cross section between a ceramic and a metal in the vacuum switch according to the prior art.

도8은 종래 기술의 세라믹과 금속과의 접합 구조에 있어서의 응력 분포를 나타내는 도면. 8 is a diagram showing a stress distribution in a joint structure of a ceramic and a metal of the prior art.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

1 : 진공 용기1: vacuum vessel

2 : 고정 전극2: fixed electrode

3 : 가동 전극3: movable electrode

4, 14 : 가동 전극 로드4, 14: movable electrode rod

5 : 고정 전극 로드5: fixed electrode rod

6 : 가요성 도체6: flexible conductor

7 : 개폐기 구동 로드7: switchgear drive rod

8, 9, 12, 21 : 세라믹 부재(일예로서, 알루미나 절연자)8, 9, 12, 21: ceramic member (for example, alumina insulator)

10 : 고정 전극 베이스10: fixed electrode base

11 : 부하측 도체11: load side conductor

13, 19 : 응력 완화용 복합 부재13, 19: stress relief composite member

15 : 홈15: home

16 : 접합면16: joint surface

17, 20, 30 : 납땜재17, 20, 30: soldering material

18 : 돌출부18: protrusion

21, 26 : 응력 완화용 복합 부재의 중심 부재21, 26: center member of the stress relief composite member

22, 25 : 응력 완화용 복합 부재의 외부 고리 부재22, 25: outer ring member of the stress relief composite member

23 : 진공로23: vacuum furnace

24 : 시료대24: sample stand

27 : 가이드27: guide

28 : 카본 시트28: carbon sheet

29 : 모서리부29 corners

31 : 추31: weight

Claims (12)

진공 용기와, 상기 진공 용기 내에 수납된 복수의 가동 전극과 고정 전극이 서로 대향하는 복수의 전극 쌍과, 상기 가동 전극에 연결되는 가동 전극 로드와, 상기 고정 전극을 고정하는 고정 전극 로드와, 상기 복수의 가동 전극 로드를 서로 연결하는 가요성 도체와, 상기 가동 전극 로드를 구동하는 구동 로드를 구비한 진공 개폐기에 있어서, A plurality of electrode pairs in which a vacuum container, a plurality of movable electrodes and a fixed electrode housed in the vacuum container face each other, a movable electrode rod connected to the movable electrode, a fixed electrode rod fixing the fixed electrode, and In a vacuum switch comprising a flexible conductor for connecting a plurality of movable electrode rods to each other, and a drive rod for driving the movable electrode rod, 상기 구동 로드와 상기 가동 전극 로드 사이에 개재하는 제1 세라믹 부재와, 상기 진공 용기와 상기 고정 전극 로드 사이에 개재하는 제2 세라믹 부재를 갖고, A first ceramic member interposed between the drive rod and the movable electrode rod, and a second ceramic member interposed between the vacuum vessel and the fixed electrode rod, 상기 제1 세라믹 부재와, 상기 구동 로드 및 상기 가동 전극 로드로 이루어지는 금속 로드와의 접합 구조가 상기 금속 로드의 외경이 상기 세라믹 부재의 외경보다 0.2 ㎜ 이상 작고, 상기 금속 로드와 상기 세라믹 부재를 납땜재로 접합하는 것을 특징으로 하는 진공 개폐기. The bonding structure between the first ceramic member and the metal rod made of the driving rod and the movable electrode rod has an outer diameter of the metal rod 0.2 mm or more smaller than the outer diameter of the ceramic member, and solders the metal rod and the ceramic member. A vacuum switch characterized in that the bonding to the ash. 진공 용기와, 상기 진공 용기 내에 수납된 복수의 가동 전극과 고정 전극이 서로 대향하는 복수의 전극 쌍과, 상기 가동 전극에 연결되는 가동 전극 로드와, 상기 고정 전극을 고정하는 고정 전극 로드와, 상기 복수의 가동 전극 로드를 서로 연결하는 가요성 도체와, 상기 가동 전극 로드를 구동하는 구동 로드를 구비한 진공 개폐기에 있어서, A plurality of electrode pairs in which a vacuum container, a plurality of movable electrodes and a fixed electrode housed in the vacuum container face each other, a movable electrode rod connected to the movable electrode, a fixed electrode rod fixing the fixed electrode, and In a vacuum switch comprising a flexible conductor for connecting a plurality of movable electrode rods to each other, and a drive rod for driving the movable electrode rod, 상기 구동 로드와 상기 가동 전극 로드 사이에 개재하는 제1 세라믹 부재와, 상기 진공 용기와 상기 고정 전극 로드 사이에 개재하는 제2 세라믹 부재를 갖고, A first ceramic member interposed between the drive rod and the movable electrode rod, and a second ceramic member interposed between the vacuum vessel and the fixed electrode rod, 상기 제2 세라믹 부재와 상기 고정 전극 로드와의 접합 구조가 상기 고정 전극 로드의 축소에 의한 상기 제2 세라믹 부재의 응력을 완화하는 응력 완화용 복합 부재를 상기 제2 세라믹 부재와 상기 고정 전극 로드 사이에 개재시켜 접합하는 것을 특징으로 하는 진공 개폐기. Between the second ceramic member and the fixed electrode rod is a stress relief composite member in which the bonding structure between the second ceramic member and the fixed electrode rod relaxes the stress of the second ceramic member due to the reduction of the fixed electrode rod. A vacuum switch, characterized in that bonded to the intervening. 제2항에 있어서, 상기 응력 완화용 복합 부재는 상기 제2 세라믹 부재의 외경보다 큰 외경을 갖는 원반형 중심 부재와, 상기 중심 부재의 외주측에 끼워 맞추어지는 외부 고리 부재로 구성되고, The said stress relief composite member is comprised from the disk shaped center member which has an outer diameter larger than the outer diameter of the said 2nd ceramic member, and the outer ring member fitted to the outer peripheral side of the said center member, 상기 외부 고리 부재의 내경은 상기 고정 전극 로드의 외경보다 작은 것을 특징으로 하는 진공 개폐기. The inner diameter of the outer ring member is a vacuum switch, characterized in that less than the outer diameter of the fixed electrode rod. 제3항에 있어서, 상기 원반형 중심 부재는 상기 제2 세라믹 부재와 동일 또는 작은 열팽창율을 갖는 재료로 이루어지고, The disk-shaped center member is made of a material having a coefficient of thermal expansion equal to or less than that of the second ceramic member. 상기 외부 고리 부재는 상기 고정 전극 로드의 열팽창율과의 차이가 적은 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 진공 개폐기. And the outer ring member is made of a material having a small difference from the thermal expansion rate of the fixed electrode rod. 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 원반형 중심 부재를 고온 납땜 접합, 저온 납땜 접합, 확산 접합, 수축 끼워 맞춤, 압분체에 의한 일체 소결 중 어느 하나 방법에 의해, 상기 외부 고리 부재의 내부 구멍에 끼워 맞추어 형성하는 것을 특징으로 하는 진공 개폐기. The inner hole of the outer ring member according to claim 3 or 4, wherein the disk-shaped center member is formed by any one of high temperature solder bonding, low temperature solder bonding, diffusion bonding, shrink fitting, and integral sintering by a green compact. A vacuum switch characterized in that it is formed to fit in. 진공 용기와, 상기 진공 용기 내에 수납된 복수의 가동 전극과 고정 전극이 서로 대향하는 복수의 전극 쌍과, 상기 가동 전극에 연결되는 가동 전극 로드와, 상기 고정 전극을 고정하는 고정 전극 로드와, 상기 복수의 가동 전극 로드를 서로 연결하는 가요성 도체와, 상기 가동 전극 로드를 구동하는 구동 로드와, 상기 진공 용기와 상기 고정 전극 로드 사이에 개재하는 제2 세라믹 부재를 구비한 진공 개폐기에 있어서의 상기 제2 세라믹 부재의 응력을 완화하는 응력 완화용 복합 부재이며, A plurality of electrode pairs in which a vacuum container, a plurality of movable electrodes and a fixed electrode housed in the vacuum container face each other, a movable electrode rod connected to the movable electrode, a fixed electrode rod fixing the fixed electrode, and The vacuum switch in the vacuum switch provided with a flexible conductor connecting the plurality of movable electrode rods to each other, a drive rod for driving the movable electrode rod, and a second ceramic member interposed between the vacuum vessel and the fixed electrode rod. It is a stress relaxation composite member that relaxes the stress of the second ceramic member, 상기 응력 완화용 복합 부재는 상기 제2 세라믹 부재의 외경보다 큰 외경을 갖는 원반형 중심 부재와, 상기 중심 부재의 외주측에 끼워 맞추어지는 외부 고리 부재로 구성되고, The stress relief composite member is composed of a disk-shaped center member having an outer diameter larger than the outer diameter of the second ceramic member, and an outer ring member fitted to the outer circumferential side of the center member, 상기 외부 고리 부재의 내경은 상기 고정 전극 로드의 외경보다 작은 것을 특징으로 하는 응력 완화용 복합 부재. The inner diameter of the outer ring member is smaller than the outer diameter of the fixed electrode rod stress relief composite member. 제6항에 있어서, 상기 원반형 중심 부재는 상기 제2 세라믹 부재와 동일 또는 작은 열팽창율을 갖는 재료로 이루어지고, The disk-shaped center member is made of a material having a coefficient of thermal expansion equal to or less than that of the second ceramic member. 상기 외부 고리 부재는 상기 고정 전극 로드의 열팽창율과의 차이가 적은 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 응력 완화용 복합 부재. And the outer ring member is made of a material having a small difference from the thermal expansion rate of the fixed electrode rod. 제6항 또는 제7항에 기재된 응력 완화용 복합 부재의 제조 방법이며, It is a manufacturing method of the composite member for stress relaxation of Claim 6 or 7, 미리 긴 봉형 중심 부재를 동일 길이의 통형 외부 고리 부재의 내부 구멍에 끼워 맞추고, Fit the long rod-shaped center member in advance into the inner hole of the tubular outer ring member of the same length, 상기 끼워 맞춘 봉형의 중심 부재와 외부 고리 부재로 이루어지는 복합 부재를 절단하여 적절한 두께의 원반형의 응력 완화용 복합 부재를 제조하는 것을 특징으로 하는 응력 완화용 복합 부재의 제조 방법. The composite member which consists of the said rod-shaped center member and the outer ring member is cut | disconnected, and the disk type stress relaxation composite member of the appropriate thickness is manufactured, The manufacturing method of the stress relaxation composite member characterized by the above-mentioned. 제1항에 있어서, 상기 금속 로드와 상기 세라믹 부재를 접합하는 고온 납땜 접합 대신에, 저온 납땜 접합, 확산 접합, 마찰 압접 접합 또는 유리 접합인 것을 특징으로 하는 진공 개폐기. The vacuum switch as claimed in claim 1, wherein the vacuum switch is a low temperature solder joint, a diffusion joint, a friction welding joint, or a glass joint instead of the high temperature solder joint for joining the metal rod and the ceramic member. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 응력 완화용 복합재와, 상기 제2 세라믹 부재 및 상기 고정 전극 로드와의 접합이 고온 납땜 접합, 저온 납땜 접합, 확산 접합, 마찰 압접 접합 또는 유리 접합인 것을 특징으로 하는 진공 개폐기. The method according to any one of claims 2 to 4, wherein the bonding between the stress relieving composite, the second ceramic member, and the fixed electrode rod is performed by high temperature solder bonding, low temperature solder bonding, diffusion bonding, friction welding, or the like. A vacuum switch, characterized in that the glass bonding. 제1항에 있어서, 상기 금속 로드의 접합면 중앙부에 돌출부를 설치하는 동시에, 상기 제1 세라믹 부재의 중앙부에 중앙 구멍을 마련하고, The method of claim 1, wherein a protrusion is provided at the center of the joining surface of the metal rod, and a center hole is provided at the center of the first ceramic member. 상기 돌출부를 상기 중앙 구멍에 삽입하는 것을 특징으로 하는 진공 개폐기. And the protrusion is inserted into the central hole. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고정 전극 로드의 접합면 중앙부에 돌출부를 설치하는 동시에, 상기 제2 세라믹 부재의 중앙부에 중앙 구멍을 마련하고, The projection part is provided in the center part of the joining surface of the said fixed electrode rod, The center hole is provided in the center part of the said 2nd ceramic member, 상기 돌출부를 상기 중앙 구멍에 삽입하는 것을 특징으로 하는 진공 개폐기.And the protrusion is inserted into the central hole.
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