KR20130121861A

KR20130121861A - 전자 접촉기, 전자 접촉기의 가스 밀봉 방법 및 전자 접촉기의 제조 방법

Info

Publication number: KR20130121861A
Application number: KR1020137014244A
Authority: KR
Inventors: 세이지 이마무라; 코우이치 오카모토; 타쿠 오가와; 유이치 야마모토; 코우에츠 타카야
Original assignee: 후지 덴키 가부시키가이샤; 후지 덴키 기기세이교 가부시끼가이샤
Priority date: 2010-12-02
Filing date: 2011-11-25
Publication date: 2013-11-06
Also published as: JP5711044B2; EP2648204A1; US20140104019A1; US20130234813A1; CN103069531A; US8952772B2; US20140101937A1; US8803642B2; EP2648204B1; JP2012134121A; US9378906B2; EP2648204A4; US20140104018A1; WO2012073468A1; CN103069531B

Abstract

가스 밀봉하는 공정을 간략화하여, 염가이며 품질이 안정된 전자 접촉기, 전자 접촉기의 가스 밀봉 방법 및 전자 접촉기의 제조 방법을 제공한다. 개구 구멍을 갖는 베이스판(7)과, 벽면을 관통하여 고정된 고정 단자(2) 및 파이프(3)를 가지며, 일단을 개방한 통 형상의 소호실(1)과, 바닥이 있는 튜브 형상의 캡(8)을 구비하고 있다. 상기 소호실(1)과, 상기 소호실의 개방 단면에 일단이 밀착하여 접속되는 튜브부(4a) 및 상기 튜브부의 타단에 연결된 상기 베이스판과 밀착 가능한 플랜지부(4b)를 갖는 제 1 접속 부재(4)에 의해 소호실 접속부(6)를 형성한다. 상기 캡(8)과, 상기 캡의 개방 단면에 일단이 밀착하여 접속되는 튜브부(5a) 및 상기 튜브부의 타단에 연결된 상기 베이스판과 밀착 가능한 플랜지부(5b)를 갖는 제 2 접속 부재(5)에 의해 캡 접속부(12)를 형성한다. 상기 소호실 접속부(6)와 상기 캡 접속부(12)를 상기 베이스판(7)의 개구 구멍을 통해 연통하도록 부착하였다.

Description

전자 접촉기, 전자 접촉기의 가스 밀봉 방법 및 전자 접촉기의 제조 방법{ELECTROMAGNETIC CONTACTOR, GAS SEALING METHOD FOR ELECTROMAGNETIC CONTACTOR, AND METHOD FOR MANUFACTURING ELECTROMAGNETIC CONTACTOR}

본 발명은, 전류로 사이에 삽입된 고정 접촉자 및 가동 접촉자를 갖는 접점 장치를 구비한 전자 접촉기에 관한 것이며, 상세하게는 이 전자 접촉기 및 전자 접촉기의 내부에 가스를 밀봉하는 가스 밀봉 방법 및 전자 접촉기의 제조 방법에 관한 것이다.

종래의 전자 접촉기의 가스 밀폐형 구조(이하, 캡슐 구조라고 함)는, 도 5에 도시하는 구조를 하고 있으며, 구체적으로는 소호실(1) 내부에, 고정 접점(26), 가동 접점(27a)을 갖는 가동 단자(27), 가동축(28), 접촉 스프링(29) 등이 포함되어 있다. 또한, 캡(8) 내에는 가동축(28)이 연결된 가동 철심(30), 복귀 스프링(31)이 포함되어 있다. 여기에서는 상세에 대해서는 설명하지 않는다.

우선, 소호실(1)과 고정 단자(2) 및 소호실(1)과 제 1 접속 부재(4)는 경납땜에 의해 접합되며, 캡(8)과 제 2 접속 부재(5)는 용접(레이저 용접 또는 마이크로 TIG 용접)에 의해 접합되어 있다. 그리고, 베이스판(7)과 제 1 접속 부재(4)는 시일 용접으로 접합하며, 또한 베이스판(7)과 제 2 접속 부재(5)도 시일 용접으로 접합되어 있다. 이 시일 용접은 저항 용접(프로젝션 용접)이나 레이저 용접에 의해 접합되어 있다.

가스 봉입식(gas encapsulating type)의 프로젝션 용접에서는, 도 6에 도시한 바와 같이, 가스 봉입실(14) 내의 상부 전극부(15) 및 하부 전극부(16)가, 가스 봉입실(14) 내에 설치되어 상시 가스 분위기(18)를 유지하도록 가스(19)를 흐르게 해 둘 필요가 있다. 이 때문에, 가스 봉입실(14)도 대형이 되지 않을 수 없다는 문제가 있다. 특히 시일 용접하기 위해 캡슐 구조부(13)를 복수개 넣어 두는 경우에는, 시일 용접을 종료할 때 다음의 캡슐 구조부(13)와 교체한다고 할 시에, 가스 봉입실(14)의 배기와 충전을 반복하게 된다. 이 때문에, 가스 봉입실의 배기와 충전에, 상당한 시간을 필요로 한다는 문제가 있다. 이러한 공정에서는, 봉입 가스 소비량도 많아져 버린다는 문제가 있다.

가스 봉입식의 레이저 용접에서는, 도 7에 도시한 바와 같이 수소 가스(20)를 급배기할 수 있는 챔버(21) 내에서, 수소 가스(20)를 급배기하는 피가공물(24)을 복수개 넣고, 챔버(21)의 외부로부터 투명 유리창(22)을 통해 레이저광(25)을 입사시켜 피가공물(24)을 레이저 용접하는 방법이 있다. 그러나, 이 방법에서는 피가공물(24)의 일부에 C자 형상의 급배기 구멍(23)을 형성해 두고, 이 급배기 구멍(23)을 레이저 용접할 필요가 있다. 밀폐 부품의 일부에 C자 형상의 급배기 구멍(23)을 미리 고정밀도로 가공해 두는 것과, C자 형상의 급배기 구멍(23)을 변형시키지 않도록 레이저 조사 조건을 설정하여, 용접할 필요가 있다. 이 때문에, 가스 봉입식의 레이저 용접은 기술적으로는 용이한 제조 방법이라고는 할 수 없다. 또한, 챔버(21)의 투명 유리창(22)을 통해 레이저 용접을 행하기 때문에, 용접 시에 있어서의 스패터(spatter)나 퓸(fumes) 등이 많이 발생하여, 투명 유리창(22)이 오염되거나, 챔버(21) 내를 오염시키기 쉽다는 문제점이 있다.

챔버(21)의 투명 유리창(22)을 통한 레이저 용접 이외의 방법으로서, 레이저 용접 헤드를 챔버(21) 내에 넣어 용접하는 방법도 개시되어 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조). 그러나, 이 방법에서는 챔버의 크기가 대형화되어 버리는 문제도 있다.

상기에 기재한 바와 같은 가스 봉입식의 프로젝션 용접 방법이나 레이저 용접 방법에서는, 캡슐 구조부 내의 가스 봉입 압력이 대기압 혹은 대기압보다 약간 높은 압력 정도이면 시일 용접은 가능하다. 그렇지만, 가스 밀봉 압력이 수기압 내지 그 이상의 가스 압력이 되면, 상기에 기재한 바와 같은 가스 봉입식의 프로젝션 용접 방법의 가스 밀봉실, 레이저 용접 방법의 챔버에서는, 가스 밀봉 압력을 확보하면서 양산성 좋게 시일 용접하는 것이 곤란해진다.

한편, 상기에 기재한 용접 방법과는 다른 방법으로서, 도 8에 도시한 방법이 있다. 즉, 베이스판(7)과 파이프(3)를 경납땜(brazing) 또는 납땜(soldering)으로 미리 접합해 둔다. 그 후, 베이스판(7) 및 제 1 접속 부재(4)와, 베이스판(7) 및 제 2 접속 부재(5)를 각각 레이저 용접 또는 프로젝션 용접으로 시일 용접한다. 단, 이 단계에서는 가스 봉입하면서 용접할 필요는 없다. 그리고, 마지막 단계에서, 파이프(3)를 통해 가스를 봉입하여 소정의 가스 압력하에서 파이프(3)를 가압 툴(pressure tool)로서 압접(壓接)하여 기밀 밀봉하거나, 핸디 타입의 초음파 용접기 등으로 기밀 밀봉한다.

이러한 방법이면 가스 봉입 시의 가스 압력은 대기압에서부터 그 이상의 높은 압력까지 봉입, 밀봉이 가능하다. 그러나 이 경우, 베이스판(7)에 미리 파이프(3)를 접합해 두는 것이 필요하며, 그 방법으로서 베이스판(7)에 도금 처리, 구멍 가공, 그리고 베이스판(7)과 파이프(3)와의 경납땜 또는 납땜이 필요하다. 특히, 경납땜 또는 납땜은, 기밀성을 요하는 별도의 공정이기 때문에 불필요한 시간이 발생해 버린다. 또한, 땜납의 경우는, 가열 온도가 낮기 때문에 베이스판(7)을 열변형시키는 일은 없지만, 땜납부에 대해서는 강도면에서 장기적인 신뢰성이 열화되어 버린다. 한편 경납땜은, 높은 경납땜 온도가 되기 때문에 베이스판(7)을 열변형시켜 버린다.

여기서, 봉입에 사용되는 가스의 종류에는, 수소 가스, 질소 가스, 수소와 질소의 혼합 가스, 혹은 공기 등이 있다.

일본국 특허공보 제3835026호 일본국 공개특허공보 평4-182092호

이상으로부터, 본 발명은 상기에 기재한 다양한 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 종래의 캡슐 구조부의 가스 밀봉하는 공정을 간략화하여, 염가이며 품질이 안정된 전자 접촉기, 전자 접촉기의 가스 밀봉 방법 및 전자 접촉기의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 관한 전자 접촉기의 제 1 양태는, 개구 구멍을 갖는 베이스판과, 벽면을 관통하여 고정된 고정 단자 및 파이프를 가지며, 일단(一端)을 개방한 통 형상(tub-like)의 소호실과, 일단을 개방한 바닥이 있는 튜브 형상의 캡을 구비하고 있다. 그리고, 상기 전자 접촉기는, 상기 소호실과, 상기 소호실의 개방 단면에 일단이 밀착하여 접속되는 튜브부(tube portion) 및 상기 튜브부의 타단(他端)에 연결된 상기 베이스판과 밀착 가능한 플랜지부를 갖는 제 1 접속 부재에 의해 소호실 접속부를 형성하고 있다. 또한, 상기 전자 접촉기는, 상기 캡과, 상기 캡의 개방 단면에 일단이 밀착하여 접속되는 튜브부 및 상기 튜브부의 타단에 연결된 상기 베이스판과 밀착 가능한 플랜지부를 갖는 제 2 접속 부재에 의해 캡 접속부를 형성하고 있다. 또한, 상기 전자 접촉기는, 상기 소호실 접속부와 상기 캡 접속부가 상기 베이스판의 개구 구멍을 통해 연통하도록 상기 베이스판의 일방(一方)의 면에 상기 소호실 접속부에서의 제 1 접속 부재의 플랜지부를 부착하며, 상기 베이스판의 타방(他方)의 면에 상기 캡 접속부에서의 제 2 접속 부재의 플랜지부를 부착한 구성으로 되어 있다.

또한, 본 발명에 관한 전자 접촉기의 제 2 양태는, 개구 구멍을 갖는 베이스판과, 벽면을 관통하여 고정된 고정 단자 및 상기 고정 단자의 상기 벽면 외측 부위와 상기 벽면 내측 부위를 연통하는 통기 구멍에 상기 벽면 외측으로부터 삽입통과된 파이프를 가지며, 일단을 개방한 통 형상의 소호실과, 일단을 개방한 바닥이 있는 튜브 형상의 캡을 구비하고 있다. 상기 전자 접촉기는, 상기 소호실과, 상기 소호실의 개방 단면에 일단이 밀착하여 접속되는 튜브부 및 상기 튜브부의 타단에 연결된 상기 베이스판과 밀착 가능한 플랜지부를 갖는 제 1 접속 부재에 의해 소호실 접속부를 형성하고 있다. 또한, 상기 전자 접촉기는, 상기 캡과, 상기 캡의 개방 단면에 일단이 밀착하여 접속되는 튜브부 및 상기 튜브부의 타단에 연결된 상기 베이스판과 밀착 가능한 플랜지부를 갖는 제 2 접속 부재에 의해 캡 접속부를 형성하고 있다. 또한, 상기 전자 접촉기는, 상기 소호실 접속부와 상기 캡 접속부가 상기 베이스판의 개구 구멍을 통해 연통하도록 상기 베이스판의 일방의 면에 상기 소호실 접속부에서의 제 1 접속 부재의 플랜지부를 부착하며, 상기 베이스판의 타방의 면에 상기 캡 접속부에서의 제 2 접속 부재의 플랜지부를 부착한 구성으로 되어 있다.

또한, 본 발명의 제 3 형태에 관한 전자 접촉기는, 개구 구멍을 갖는 베이스판과, 고정 단자 및 파이프를 관통하여 고정한 고정 단자 지지 절연 기판 및 상기 고정 단자 지지 절연 기판의 일면의 외주(外周) 가장자리부에 일단이 밀착하여 접속된 실린더부(cylinder portion)로 구성되는 통 형상의 소호실과, 일단을 개방한 바닥이 있는 튜브 형상의 캡을 구비하고 있다. 상기 소호실과, 상기 소호실의 실린더부에 일체로 형성된 상기 베이스판과 밀착 가능한 플랜지부를 갖는 제 3 접속 부재에 의해 소호실 접속부를 형성하고 있다. 상기 캡과, 상기 캡의 개방 단면에 일단이 밀착하여 접속되는 튜브부 및 상기 튜브부의 타단에 연결된 상기 베이스판과 밀착 가능한 플랜지부를 갖는 제 2 접속 부재에 의해 캡 접속부를 형성하고 있다. 상기 소호실 접속부와 상기 캡 접속부가 상기 베이스판의 개구 구멍을 통해 연통하도록 상기 베이스판의 일방의 면에 상기 소호실 접속부에서의 제 3 접속 부재의 플랜지부를 부착하며, 상기 베이스판의 타방의 면에 상기 캡 접속부에서의 제 2 접속 부재의 플랜지부를 부착한 구성으로 되어 있다.

또한, 본 발명에 관한 전자 접촉기의 제 4 양태는, 상기 제 1 내지 제 3 형태 중 어느 한 형태에 있어서, 상기 파이프를 통해 상기 소호실 및 상기 캡 내에 가스를 도입하며, 도입한 가스압이 소정압이 되었을 때, 상기 파이프의 개구부를 폐색하여 가스 밀봉(封止) 상태로 하였다.

또한, 본 발명에 관한 전자 접촉기의 가스 밀봉 방법의 제 1 양태는, 상기 제 1 내지 제 3 형태 중 어느 한 형태의 전자 접촉기의 가스 밀봉 방법으로서, 상기 파이프로부터 가스를 도입하며, 도입한 가스압이 소정의 가스 압력이 되었을 때 상기 파이프의 개구부를 폐색하여, 상기 소호실 및 상기 캡 내에 가스를 밀봉한 가스 밀봉 밀폐 용기를 형성하고 있다.

또한, 본 발명에 관한 전자 접촉기의 제조 방법의 제 1 양태는, 소호실에 관통 고정된 고정 단자 및 파이프와, 소호실의 개방 단부에 연결하는 제 1 접속 부재의 튜브부를 동시에 경납땜하여 소호실 접속부를 형성하는 공정과, 바닥이 있는 튜브 형상의 캡의 개방단에 반경 방향 외측으로 연장되는 플랜지부를 갖는 캡 접속부를 형성하는 공정을 구비하고 있다. 또한, 전자 접촉기의 제 1 양태는, 상기 소호실 접속부 및 상기 캡 접속부를, 개구 구멍을 형성한 베이스판에, 상기 개구 구멍을 통해 연통하도록, 상기 제 1 접속 부재의 플랜지부와 상기 제 2 접속 부재의 플랜지부를 상기 베이스판에 밀착시켜 배치하며, 각 플랜지부를 상기 베이스판에 용접하는 공정을 구비하고 있다.

또한, 본 발명에 관한 전자 접촉기의 제조 방법의 제 2 양태는, 고정 단자 지지 절연 기판에 관통 고정된 고정 단자 및 파이프와, 상기 고정 단자 지지 절연 기판의 외주 가장자리부에 연결하며, 타단에 제 3 접속 부재를 일체로 형성한 실린더부를 동시에 경납땜하여 소호실과 소호실 접속부를 동시에 형성하는 공정과, 바닥이 있는 튜브 형상의 캡의 개방단에 반경 방향 외측으로 연장되는 플랜지부를 갖는 캡 접속부를 형성하는 공정을 구비하고 있다. 또한, 전자 접촉기의 제조 방법의 제 2 양태는, 상기 소호실 접속부 및 상기 캡 접속부를, 개구 구멍을 형성한 베이스판에, 상기 개구 구멍을 통해 연통하도록, 상기 제 3 접속 부재의 플랜지부와 상기 제 2 접속 부재의 플랜지부를 상기 베이스판에 밀착시켜 배치하며, 각 플랜지부를 상기 베이스판에 용접하는 공정을 구비하고 있다.

본 발명의 일 양태에 의하면, 가스 봉입식의 프로젝션 용접 방법과 같이 가스 봉입, 배기를 위한 장치나 가스 봉입실이 불필요해지므로, 부수 설비의 생략에 따른 설비 비용이나 가스 소비량의 삭감에 기여할 수 있는 것 이외에, 가스 봉입, 배기를 위한 시간 단축 등이 가능해져 생산성이 크게 향상한다. 또한, 가스 봉입식의 레이저 용접의 경우, 급배기용의 챔버 내에서의 레이저 용접이 불필요해지는 것 이외에, C자 형상 급배기 구멍과 같은 기술적으로도 정밀함이 요구되는 레이저 용접도 불필요해지기 때문에, 가스 봉입식의 프로젝션 용접과 동일한 효과를 얻는 것이 가능해진다. 또한, 레이저 용접 시의 스패터나 퓸 등의 발생에 대해서는, 대기 중에서 용접되기 때문에, 통상 사용되는 배기 장치로 충분하며, 챔버 내의 청소나 유지보수도 불필요해진다.

또한, 가스 봉입식의 프로젝션 용접 방법이나 레이저 용접 방법과 같은 캡슐 구조 내로의 높은 가스 압력의 밀봉에 대해서는, 본 발명의 가스 봉입 방법에서는, 가스 압력 확보의 관점에서 양산성 저하의 문제도 없고, 자유로운 압력 설정이나 조정이 가능해져, 대폭적인 생산성 향상이 가능해진다.

한편, 배경 기술에서 기재한 종래의 베이스판에 파이프를 설치하는 방식에 대해서는, 경납땜 공정은 세라믹 소호실과 볼록형상부를 갖는 베이스판과의 경납땜과, 베이스판과 파이프와의 경납땜(또는 납땜)의 2개의 공정이 필요하였다. 그렇지만, 본 발명의 제조 방법에서는, 모두 소호실측에서 경납땜하는 공정만으로 가능하므로, 제조 공정의 공수(man-hours)를 삭감할 수 있다. 즉 파이프의 경납땜 공정이 고정 단자나 접속 부재와 함께 로(furnace)에서 경납땜이 가능해졌기 때문에 작업을 간소화할 수 있다.

도 1은 본 발명에 관한 전자 접촉기의 제 1 실시형태를 도시하는 정면 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시형태를 도시하는 전자 접촉기의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시형태의 변형예를 도시하는 전자 접촉기의 정면 단면도로, (a)는 제 1 변형예, (b)는 제 2 변형예를 각각 도시한다.
도 4는 본 발명에 관한 전자 접촉기의 제 2 실시형태를 도시하는 정면 단면도이다.
도 5는 종래의 전자 접촉기를 도시하는 정면 단면도이다.
도 6은 종래의 가스 봉입식의 프로젝션 용접을 도시하는 모식도이다.
도 7은 종래의 가스 봉입식의 레이저 용접을 도시하는 모식도이다.
도 8은 도 5 및 도 6에 도시하는 용접 방법 이외의 방법을 도시하는 종래의 정면 단면도이다.

이하, 본 발명의 실시형태를 도 1~도 4에 근거하여 설명한다.

도 1은, 본 발명에 관한 전자 접촉기의 제 1 실시형태를 도시하는 캡슐 구조의 단면도이다. 도 2는, 도 1에 도시한 전자 접촉기의 캡슐 구조 외관의 사시도이며, 도 3의 (a), (b)는 본 발명의 제 1 실시형태의 변형예를 도시한 전자 접촉기의 캡슐 구조의 단면도이다. 도 4는 본 발명에 관한 전자 접촉기의 제 2 실시형태를 도시하는 캡슐 구조의 단면도이다.

즉, 도 1에 도시하는 실시예에 있어서, 하단면을 개방한, 예를 들면 세라믹스를 소성(燒成)하여 일체로 형성한 통 형상의 소호실(1)과, 이 소호실(1)의 상측 측벽면에 한 쌍의 예를 들면 구리제의 고정 단자(2)가 소정 간격을 두고 관통되어 경납땜에 의해 접합되어 있다. 또한, 소호실(1)의 상측 측벽면에는, 예를 들면 구리제의 중공의 파이프(3)가 동일하게 관통되어 경납땜에 의해 접합되어 있다.

고정 단자(2)와 파이프(3)를 경납땜한 소호실(1)의 개구 단부(1a)에, 제 1 접속 부재(4)의 연신된 볼록한 형상으로 형성된 튜브부(4a)를 경납땜에 의해 접합함으로써, 소호실 접속부(6)가 조립된다. 이들 소호실(1)에 대한 고정 단자(2), 파이프(3) 및 제 1 접속 부재(4)의 튜브부(4a)의 접합은, 로 내에서 동시에 경납땜함으로써 일체화할 수 있다.

이때, 소호실(1)에는, 고정 단자(2), 파이프(3) 및 제 1 접속 부재(4)의 튜브부(4a)의 경납땜 위치에, 금속화 처리(metalizing process)를 행하여 금속층 또는 금속막을 형성하며, 그 금속층 또는 금속막에 Ni 도금을 실시해 둔다.

또한, 제 1 접속 부재(4)는 철계 재료이기 때문에, 예를 들면 전기 Ni 도금 등을 하여 경납땜성을 확보하는 것이 바람직하다. 또한, 소호실(1)을 구성하는 세라믹스 재료의 팽창 계수와 구리제의 고정 단자(2)나 파이프(3)의 팽창 계수와의 차이를 고려하여 응력 왜곡이 발생하지 않는 형상으로 하는 것은 말할 필요도 없다.

그리고, 조립된 소호실 접속부(6)는, 제 1 접속 부재(4)의 튜브부(4a)에 일체로 연결된 플랜지부(4b)를 베이스판(7)에 밀착시켜 시일 용접으로 접합한다.

또한, 일단이 밀봉된 바닥이 있는 튜브 형상의 캡(8)은, 제 2 접속 부재(5)의 연신된 볼록한 형상을 이루는 튜브부(5a)를 캡(8)의 개구 단부(8a)에 시일 용접으로 접합함으로써 캡 접속부(12)가 조립된다. 이 캡 접속부(12)를 베이스판(7)에 부착하려면, 제 2 접속 부재(5)에 설치한 플랜지부(5b)를 베이스판(7)에 밀착시켜 시일 용접한다.

그때, 소호실 접속부(6)와 캡 접속부(12)가, 베이스판(7)에 설치한 개구 구멍(7a)을 통해 서로 연통하도록 부착한다. 이에 따라, 전자 접촉기의 캡슐 구조부(13)가 조립된다.

소호실 접속부(6)의 소호실(1)과 고정 단자(2)와 파이프(3)와 제 1 접속 부재(4)를 접합하는 방법은, 진공 경납땜에 의해 동시에 행할 수 있다.

여기서, 제 1 및 제 2 접속 부재(4 및 5)는 저팽창률의 재료, 베이스판(7)은 자성 재료, 캡(8)은 비자성 재료를 이용하여 형성하는 것이 바람직하다.

실제상은, 캡슐 구조부(13)를 조립할 때, 전술한 도 4에서 설명한 바와 같이, 베이스판(7)의 일방의 면에는, 소호실(1) 내에 배치되는 가동 접점(27a)을 배치한 가동 단자(27), 이 가동 단자(27)를 지지하는 가동축(28), 이 가동축(28)의 주위에 배치된 가동 접점(27a)을 고정 접점(26)에 가압하는 접촉 스프링(29)을 배치해 둔다. 또한, 베이스판(7)의 타방의 면에는, 개구 구멍(7a)을 관통하여 연장되는 가동축(28)에 연결된 가동 철심(30) 및 복귀 스프링(31)을 배치해 둔다. 그리고, 베이스판(7)에, 가동 단자(27), 가동축(28), 접촉 스프링(29)을 덮도록 소호실 접속부(6)를 배치하는 동시에, 가동축(28), 가동 철심(30) 및 복귀 스프링(31)을 덮도록 캡 접속부(12)를 배치하며, 이들 소호실 접속부(6) 및 캡 접속부(12)를 베이스판(7)에 시일 용접한다.

그리고, 전자 접촉기의 캡슐 구조부(13)가 조립되면, 먼저, 파이프(3)에 가스 배기 장치를 접속하여 캡슐 구조부(13) 내의 가스를 배기하고, 다음으로, 파이프(3)에 가스 공급원(미도시)을 접속하여, 파이프(3)를 통해 가스 공급원으로부터 가압 가스를 소호실(1) 내로 도입한다. 그리고, 도입한 가스압이 소정 압력이 되었을 때, 파이프(3)의 개구부(3a)를 밀봉 공구로 폐색한다. 그에 따라, 소호실(1) 및 캡(8) 내에 소정 내압의 가스를 밀봉할 수 있다.

이와 같이, 가스 밀봉 방법에는, 가스의 배기, 가스의 도입, 가스압을 유지한 상태에서의 밀봉이라는 공정이 필요하지만, 이들 일련의 작업 공정은, 가스 배기 장치 및 가스 공급원의 쌍방이 접속된 원터치식 파이프를 파이프(3)에 탈부착함으로써 행할 수 있어, 사이클 타임의 고속화를 도모할 수 있다.

여기서, 가스 공급원으로부터 공급하는 가스의 종류에는, 수소 가스, 질소 가스, 수소와 질소의 혼합 가스, 혹은 에어 등이 있다.

이 가스 밀봉 방법은, 파이프(3)로부터의 가스 봉입이기 때문에, 가스 압력의 선택에 자유도가 있으며, 또한 압력 조정이 용이하다. 또한, 밀봉 방법은 매우 단시간에 파이프(3)의 개구부(3a)를 폐색할 수 있으므로, 생산성이 높아진다. 물론 파이프(3)의 밀봉 방법으로서는 핸디 타입의 초음파 용접기로도 가능하며, 밀봉하는 방법을 한정하는 것은 아니다.

이와 같이, 상기 제 1 실시형태에 따르면, 소호실(1)에 고정 단자(2), 파이프(3) 및 제 1 접속 부재(4)를 동시에 경납땜할 수 있다. 이 때문에, 소호실(1)에 대한 고정 단자(2) 및 파이프의 접속과, 소호실 접속부(6)의 형성을 동시에 행할 수 있어, 소호실(1) 및 소호실 접속부(6)의 형성 공정을 간략화할 수 있다. 또한, 소호실(1) 및 캡(8)에 대한 가스의 밀봉도 용이하게 행할 수 있다.

참고로, 상기 제 1 실시형태에서는, 파이프(3)를 소호실(1)의 상측 측벽에 관통하여 고정한 경우에 대해 설명했지만, 이에 한정되는 것이 아니며, 도 3의 (a)에 도시한 바와 같이, 소호실(1)에 고정된 고정 단자(2)에 대해 직각 방향의 벽면을 관통시켜 접합시키도록 해도 된다. 이와 같이, 소호실(1)의 측벽에 파이프(3)를 접합하는 경우에는, 파이프(3)의 설치 스페이스에 자유도가 있다는 효과가 있다.

또한, 상기 제 1 실시형태에서는, 소호실(1)에 고정 단자(2)와 파이프(3)를 개별적으로 관통 배치한 경우에 대해 설명했지만, 이에 한정되는 것이 아니며, 도 3의 (b)에 도시한 바와 같이 구성할 수도 있다. 즉, 본 실시예에서는, 한 쌍의 고정 단자(2) 중 일방의 고정 단자에, 소호실(1)의 측벽의 외측이 되는 부위와 측벽의 내측이 되는 가동 접점과의 접촉부로부터 벗어난 부위에 경사 관통하는 계단식(stepped)의 통기 구멍(2a)을 형성하며, 이 통기 구멍(2a)의 대직경부(大徑部)에 파이프(3)를 접합하도록 하고 있다.

이 경우에는, 소호실(1)에 파이프(3)용 구멍 가공이 불필요해지며, 소호실(1)에 대한 구멍 가공은 세라믹스의 소성 전단층에서 책정해 두는 것으로 해도, 세라믹스의 소성 후에 구멍 가공하는 것으로 해도 소호실(1)에 대한 가공수 저감은 시간 및 공수면에서 효과적이다. 또한, 파이프(3)를 고정 단자(2)에 설치한 통기 구멍(2a)에 접합하는 것이, 파이프(3) 및 고정 단자(2)가 동일한 재료이므로, 경납땜하기 용이하다는 효과도 있다.

참고로, 상기 제 1 실시형태에서는, 캡(8)과 제 2 접속 부재(5)가 별체로 구성되어 있는 경우에 대해 설명했지만, 이에 한정되는 것이 아니며, 캡(8)의 개방 단부에 반경 방향 외측으로 돌출되는 플랜지부를 형성함으로써, 캡(8)과 제 2 접속 부재(5)를 일체로 형성하도록 해도 된다.

다음으로, 본 발명의 제 2 실시형태를 도 4에 대해 설명한다.

이 제 2 실시형태에서는, 통 형상의 소호실을 일체로 형성하는 경우에 대신하여, 단자 지지 절연 기판과 제 3 접속 부재로 소호실을 형성하도록 한 것이다.

즉, 제 2 실시형태에서는, 고정 단자 지지 절연 기판(40)을 구비하고 있다. 이 고정 단자 지지 절연 기판(40)에는, 전술한 한 쌍의 고정 단자(2)를 고정하는 관통 구멍(40a) 및 파이프(3)를 고정하는 관통 구멍(40b)이 형성되어 있다. 또한, 고정 단자 지지 절연 기판(40)은, 관통 구멍(40a 및 40b)을 형성한 판 형상의 세라믹 기재에, 관통 구멍(40a 및 40b)의 주위 및 일방의 면의 외주 가장자리부(40c)에 동박(銅箔) 등의 금속을 금속화 처리하여 세라믹 절연 기판으로서 구성되어 있다.

그리고, 고정 단자 지지 절연 기판(40)의 관통 구멍(40a)에 고정 단자(2)가 삽입통과되어 경납땜되며, 관통 구멍(40b)에 파이프(3)가 삽입통과되어 경납땜되어 있다.

또한, 고정 단자 지지 절연 기판(40)에는, 그 하면에서의 외주 가장자리부(40c)에 금속제의 각진 튜브 형상의 실린더부(41)가 경납땜되어 있다. 이 실린더부(41)의 타단에는, 반경 방향 외측으로 돌출되는 플랜지부(42a)를 갖는 제 3 접속 부재(42)가 일체로 형성되어 있다.

그리고, 고정 단자 지지 절연 기판(40)과 이에 경납땜된 실린더부(41)에 의해 하면을 개방한 통 형상의 소호실(1)이 형성되며, 이 소호실(1)과 제 3 접속 부재(42)의 플랜지부(42a)에 의해 소호실 접속부(6)가 구성되어 있다.

참고로, 고정 단자 지지 절연 기판(40)과 고정 단자(2) 및 파이프(3)와의 경납땜 및 고정 단자 지지 절연 기판(40)의 외주 가장자리부(40c)와 실린더부(41)와의 경납땜은, 예를 들면 로 내 경납땜 처리에 의해 동시에 경납땜 처리를 행하는 것이 바람직하다.

또한, 실린더부(41)의 내주면에는 세라믹제의 절연성의 각진 튜브형상체(43; tubular body)가 배치되며, 이 절연성의 각진 튜브형상체(43)의 베이스판(7)측에 절연 바닥판(44)에 의해 폐색되어 있다.

한편, 베이스판(7)의 개구 구멍(7a)의 하면측에는, 바닥이 있는 튜브 형상의 캡(45)이 배치되어 있다. 이 캡(45)의 개방 단부에는 제 2 접속 부재(46)가 일체로 형성되어 있다. 이 제 2 접속 부재(46)는, 튜브부(46a)와 이 튜브부(46a)의 개방단으로부터 반경 방향 외측으로 돌출되는 플랜지부(46b)로 구성되어 있다.

그리고, 소호실 접속부(6) 및 캡 접속부(12)가 베이스판(7)의 개구 구멍(7a)을 통해 연통하도록 제 3 접속 부재(42)의 플랜지부(42a) 및 제 2 접속 부재(46)의 플랜지부(46b)가 베이스판(7)에 밀착되어 시일 용접되어 있다.

이 제 2 실시형태에서도, 제 2 및 제 3 접속 부재(46, 42)는 저팽창률의 재료, 베이스판(7)은 자성 재료, 캡(45)은 비자성 재료를 이용하여 형성하는 것이 바람직하다.

실제상은, 캡슐 구조부(13)를 조립할 때, 전술한 도 4에서 설명한 바와 같이, 베이스판(7)의 일방의 면에, 소호실(1) 내에 배치되는 가동 접점(27a)을 배치한 가동 단자(27), 이 가동 단자(27)를 지지하는 가동축(28), 이 가동축(28)의 주위에 배치된 가동 접점(27a)을 고정 접점(26)에 가압하는 접촉 스프링(29)을 배치하며, 타방의 면에, 개구 구멍(7a)을 관통하여 연장되는 가동축(28)에 연결된 가동 철심(30) 및 복귀 스프링(31)을 배치해 둔다. 그리고, 베이스판(7)에, 가동 단자(27), 가동축(28), 접촉 스프링(29)을 덮도록 소호실 접속부(6)를 배치하는 동시에, 가동축(28), 가동 철심(30) 및 복귀 스프링(31)을 덮도록 캡 접속부(12)를 배치하여, 이들 소호실 접속부(6) 및 캡 접속부(12)를 베이스판(7)에 시일 용접한다.

이 제 2 실시형태에서도, 고정 단자 지지 절연 기판(40)에 대한 고정 단자(2), 파이프(3) 및 제 3 접속 부재(42)의 경납땜을 동시에 행할 수 있으며, 소호실(1)에 대한 고정 단자(2) 및 파이프의 접속과, 소호실 접속부(6)의 형성을 동시에 행할 수 있어, 소호실(1) 및 소호실 접속부(6)의 형성 공정을 간략화할 수 있다.

또한, 고정 단자 지지 절연 기판(40)을 평판 형상의 세라믹 기재에 금속화 처리하므로, 복수의 세라믹 기재를 배치한 상태로 동시에 금속화 처리를 행할 수 있어, 생산성을 향상시킬 수 있다. 또한, 고정 단자 지지 절연 기판(40)과 실린더부(41)를 경납땜하는 경우의 경납땜 지그가 간단한 구조로 되어, 조립 지그를 염가로 구성할 수 있다.

또한, 소호실(1) 및 캡(8)에 대한 가스 밀봉은, 전술한 제 1 실시형태와 동일한 가스 밀봉 방법을 적용할 수 있다.

참고로, 상기 제 2 실시형태에서는 캡(45)과 제 2 접속 부재(46)가 일체로 형성되어 있는 경우에 대해 설명했지만, 이에 한정되는 것이 아니며, 전술한 제 1 실시형태와 동일하게 캡(45)과 제 2 접속 부재(46)를 별체로 구성하도록 해도 된다.

산업상의 이용 가능성

본 발명에 따르면, 소호실 접속부와 캡 접속부로 구성되는 캡슐 구조부의 가스 밀봉하는 공정을 간략화하여, 염가이며 품질이 안정된 전자 접촉기, 전자 접촉기의 가스 밀봉 방법 및 전자 접촉기의 제조 방법을 제공할 수 있다.

1 : 소호실
1a : 소호실 개구 단부
2 : 고정 단자
2a : 계단식 통기 구멍
3 : 파이프
3a : 파이프 개구부
4 : 제 1 접속 부재
4a : 튜브부
4b : 플랜지부
5 : 제 2 접속 부재
5a : 튜브부
5b : 플랜지부
6 : 소호실 접속부
7 : 베이스판
8 : 캡
12 : 캡 접합부
13 : 전자 접촉기의 캡슐 구조부
40 : 고정 단자 지지 절연 기판
41 : 실린더부
42 : 제 3 접속 부재
42a : 플랜지부
43 : 절연성의 각진 튜브형상체
44 : 절연 바닥판
45 : 캡
46 : 제 2 접속 부재

Claims

개구 구멍을 갖는 베이스판과, 벽면을 관통하여 고정된 고정 단자 및 파이프를 가지며, 일단(一端)을 개방한 통 형상(tub-like)의 소호실과, 일단을 개방한 바닥이 있는 튜브 형상의 캡을 구비하고,
상기 소호실과, 상기 소호실의 개방 단면에 일단이 밀착하여 접속되는 튜브부(tube portion) 및 상기 튜브부의 타단(他端)에 연결된 상기 베이스판과 밀착 가능한 플랜지부를 갖는 제 1 접속 부재에 의해 소호실 접속부를 형성하며,
상기 캡과, 상기 캡의 개방 단면에 일단이 밀착하여 접속되는 튜브부 및 상기 튜브부의 타단에 연결된 상기 베이스판과 밀착 가능한 플랜지부를 갖는 제 2 접속 부재에 의해 캡 접속부를 형성하고,
상기 소호실 접속부와 상기 캡 접속부가 상기 베이스판의 개구 구멍을 통해 연통하도록, 상기 베이스판의 일방(一方)의 면에 상기 소호실 접속부에서의 제 1 접속 부재의 플랜지부를 부착하며, 상기 베이스판의 타방(他方)의 면에 상기 캡 접속부에서의 제 2 접속 부재의 플랜지부를 부착한 것을 특징으로 하는 전자 접촉기.
개구 구멍을 갖는 베이스판과, 벽면을 관통하여 고정된 고정 단자 및 상기 고정 단자의 상기 벽면 외측 부위와 상기 벽면 내측 부위를 연통하는 통기 구멍에 상기 벽면 외측으로부터 삽입통과된 파이프를 가지며, 일단을 개방한 통 형상의 소호실과, 일단을 개방한 바닥이 있는 튜브 형상의 캡을 구비하고,
상기 소호실과, 상기 소호실의 개방 단면에 일단이 밀착하여 접속되는 튜브부 및 상기 튜브부의 타단에 연결된 상기 베이스판과 밀착 가능한 플랜지부를 갖는 제 1 접속 부재에 의해 소호실 접속부를 형성하며,
상기 캡과, 상기 캡의 개방 단면에 일단이 밀착하여 접속되는 튜브부 및 상기 튜브부의 타단에 연결된 상기 베이스판과 밀착 가능한 플랜지부를 갖는 제 2 접속 부재에 의해 캡 접속부를 형성하고,
상기 소호실 접속부와 상기 캡 접속부가 상기 베이스판의 개구 구멍을 통해 연통하도록, 상기 베이스판의 일방의 면에 상기 소호실 접속부에서의 제 1 접속 부재의 플랜지부를 부착하며, 상기 베이스판의 타방의 면에 상기 캡 접속부에서의 제 2 접속 부재의 플랜지부를 부착한 것을 특징으로 하는 전자 접촉기.
개구 구멍을 갖는 베이스판과, 고정 단자 및 파이프를 관통하여 고정한 고정 단자 지지 절연 기판 및 상기 고정 단자 지지 절연 기판의 일면의 외주(外周) 가장자리부에 일단이 밀착하여 접속된 실린더부(cylinder portion)로 구성되는 통 형상의 소호실과, 일단을 개방한 바닥이 있는 튜브 형상의 캡을 구비하고,
상기 소호실과, 상기 소호실의 실린더부에 일체로 형성된 상기 베이스판과 밀착 가능한 플랜지부를 갖는 제 3 접속 부재에 의해 소호실 접속부를 형성하며,
상기 캡과, 상기 캡의 개방 단면에 일단이 밀착하여 접속되는 튜브부 및 상기 튜브부의 타단에 연결된 상기 베이스판과 밀착 가능한 플랜지부를 갖는 제 2 접속 부재에 의해 캡 접속부를 형성하고,
상기 소호실 접속부와 상기 캡 접속부가 상기 베이스판의 개구 구멍을 통해 연통하도록, 상기 베이스판의 일방의 면에 상기 소호실 접속부에서의 제 3 접속 부재의 플랜지부를 부착하며, 상기 베이스판의 타방의 면에 상기 캡 접속부에서의 제 2 접속 부재의 플랜지부를 부착한 것을 특징으로 하는 전자 접촉기.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 파이프를 통해 상기 소호실 및 상기 캡 내에 가스를 도입하며, 도입한 가스압이 소정압이 되었을 때, 상기 파이프의 개구부를 폐색하여 가스 밀봉(封止) 상태로 한 것을 특징으로 하는 전자 접촉기.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 전자 접촉기의 가스 밀봉 방법으로서,
상기 파이프로부터 가스를 도입하며, 도입한 가스압이 소정의 가스 압력이 되었을 때 상기 파이프의 개구부를 폐색하여, 상기 소호실 및 상기 캡 내에 가스를 밀봉한 가스 밀봉 밀폐 용기를 형성한 것을 특징으로 하는 전자 접촉기의 가스 밀봉 방법.
통 형상의 소호실에 관통 고정된 고정 단자 및 파이프와, 소호실의 개방 단부에 연결하는 제 1 접속 부재의 튜브부를 동시에 경납땜(brazing)하여 소호실 접속부를 형성하는 공정과,
바닥이 있는 튜브 형상의 캡의 개방단에 반경 방향 외측으로 연장되는 플랜지부를 갖는 캡 접속부를 형성하는 공정과,
상기 소호실 접속부 및 상기 캡 접속부를, 개구 구멍을 형성한 베이스판에, 상기 개구 구멍을 통해 연통하도록, 상기 제 1 접속 부재의 플랜지부와 상기 제 2 접속 부재의 플랜지부를 상기 베이스판에 밀착시켜 배치하며, 각 플랜지부를 상기 베이스판에 용접하는 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 전자 접촉기의 제조 방법.
고정 단자 지지 절연 기판에 관통 고정된 고정 단자 및 파이프와, 상기 고정 단자 지지 절연 기판의 외주 가장자리부에 연결하며, 타단에 제 3 접속 부재를 일체로 형성한 실린더부를 동시에 경납땜하여 소호실과 소호실 접속부를 동시에 형성하는 공정과,
바닥이 있는 튜브 형상의 캡의 개방단에 반경 방향 외측으로 연장되는 플랜지부를 갖는 캡 접속부를 형성하는 공정과,
상기 소호실 접속부 및 상기 캡 접속부를, 개구 구멍을 형성한 베이스판에, 상기 개구 구멍을 통해 연통하도록, 상기 제 3 접속 부재의 플랜지부와 상기 제 2 접속 부재의 플랜지부를 상기 베이스판에 밀착시켜 배치하며, 각 플랜지부를 상기 베이스판에 용접하는 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 전자 접촉기의 제조 방법.