耐磨损件及缓冲缸以及缓冲型气体断路器的制造方法
【专利摘要】本发明提供低成本且耐磨损性优异的缓冲型气体断路器。本发明的缓冲型气体断路器为了解决上述课题而在填充了灭弧性气体的容器内具备固定触头、与该固定触头接触离开的可动触头、与该可动侧触头相连结的铝制的缓冲缸、与该缓冲缸的内壁面相对地移动且用于吸引或喷出所述灭弧性气体的活塞，该缓冲型气体断路器构成为对因所述固定触头和可动触头的离开而产生的电弧喷附伴随所述活塞的移动喷出的所述灭弧性气体而使电弧熄灭，在所述缓冲缸的至少所述活塞进行滑动的内壁面通过化成处理形成有铝的水合氧化物被膜，在该铝的水合氧化物被膜的表面具有凸部，且形成有坑状的凹部。
【专利说明】耐磨损件及缓冲缸以及缓冲型气体断路器
【技术领域】
[0001]本发明涉及耐磨损件及缓冲缸以及缓冲型气体断路器，特别涉及适于由铝形成的 部件的耐磨损件及缓冲缸以及缓冲型气体断路器。
【背景技术】
[0002] 电力用的缓冲型气体断路器在填充了灭弧性气体的容器内具备固定触头、与该固 定触头接触离开的可动触头、与该可动侧触头相连结的缓冲缸、与该缓冲缸的内壁面相对 地进行运动的活塞、具有用于吸引所述灭弧性气体的吸引孔及用于向所述触头方向喷出的 喷出孔的缓冲室、在所述活塞的外周部与所述缓冲缸的内壁面进行滑动的磨损圈，该缓冲 型气体断路器构成为通过对因所述固定触头与可动触头的离开而产生的电弧喷附自所述 喷出孔喷出的所述灭弧性气体而使其熄灭。
[0003] 在如此构成的缓冲型气体断路器中，为了轻量化，缓冲缸使用铝合金的情况较多。 但是，铝是容易磨损的材料，为了防止滑动部的磨损，有时实施各种表面处理。
[0004] 通常，为了提高铝合金的耐磨损性，公知有进行耐酸铝处理、镀敷处理或各种涂敷 处理。
[0005] 作为提高铝合金的耐磨损性的技术，例如有专利文献1记载的技术。在该专利文 献1中记载了下述内容：缓冲缸和操作杆及按压板由铝或铝合金形成，在这些部件相接的 部分形成基于耐酸铝处理的软水铝石的被膜。
[0006] 另外，在专利文献2中记载了下述内容：在气体容器的贯通部将密封杆支承为能 够滑动，在与用于防止气体容器内的灭弧气体向操作机构侧流出的、由合成橡胶或氟化树 脂构成的密封构件的密封杆进行滑动的滑动面上形成作为耐磨损且低摩擦材料的非晶质 碳或类金刚石碳的涂层。
[0007] 而且，在专利文献3中记载了下述内容：在固定电弧触头和可动电弧触头的离开 动作时进行滑动的工作缸的外周面为了降低摩擦而涂敷有润滑性的硅酮润滑脂。
[0008] 在先技术文献
[0009] 专利文献
[0010] 专利文献1 :日本特开昭63-184223号公报
[0011] 专利文献2 :日本特开2008-277014号公报
[0012] 专利文献3 :日本特开2007-258137号公报
[0013] 但是，在上述的专利文献1所记载的技术中，在缓冲缸和操作杆及按压板相接的 部分进行耐酸铝处理，但由耐酸铝处理形成的耐酸铝被膜虽然耐腐蚀性、耐磨损性优异，但 耐酸铝处理需要阳极氧化，因此，对设备施加的电力增加，而且在使用硫酸的情况下需要排 水处理的设备，存在成本的问题。
[0014] 另外，在专利文献2所记载的技术中，通过非晶质碳或类金刚石碳等低摩擦材料 的涂层，虽然提高了滑动构件的耐磨损性，但由于上述涂敷是基于高频等离子体CVD法的 涂敷，因此，在欲应用于缓冲缸的情况下，需要具有能对缓冲缸进行处理的大小的真空装 置。
[0015] 另外，在专利文献3所记载的技术中，在作为滑动部的工作缸的外周面使用润滑 性的硅酮润滑脂，因此，长时间使用时，必须考虑硅酮润滑脂的劣化，因此，需要进行周期性 的维护。
【发明内容】
[0016] 本发明是鉴于上述点而做成的，其目的在于提供低成本且耐磨损性优异的耐磨损 件及缓冲缸以及缓冲型气体断路器。
[0017] 为了达到上述目的，本发明的耐磨损构件是由铝构成的耐磨损件，该耐磨损件的 特征在于，在所述铝的表面通过化成处理形成铝的水合氧化物被膜，在该铝的水合氧化物 被膜的表面具有凸部，且形成有坑状的凹部。
[0018]另外，为了达到上述目的，本发明的缓冲缸的特征在于，该缓冲缸为铝制，且连结 于与固定侧电弧触头接触离开的可动侧电弧触头，并且该缓冲缸内部嵌合有活塞，该活塞 为了吸引或喷出灭弧性气体而在该缓冲缸的内壁面以滑动的方式进行移动，在所述缓冲缸 的至少所述活塞进行滑动的内壁面通过化成处理形成铝的水合氧化物被膜，在该铝的水合 氧化物被膜的表面具有凸部，且形成有坑状的凹部。
[0019] 而且，为了达到上述目的，本发明的缓冲型气体断路器的特征在于，在填充了灭弧 性气体的容器内具备固定触头、与该固定触头接触离开的可动触头、与该可动侧触头相连 结的铝制的缓冲缸、与该缓冲缸的内壁面相对地进行移动且吸引或喷出所述灭弧性气体的 活塞，该缓冲型气体断路器构成为对因所述固定触头和可动触头的离开而产生的电弧喷附 伴随所述活塞的移动喷出的所述灭弧性气体而使电弧熄灭，所述缓冲缸是上述结构的缓冲 缸。
[0020] 发明效果
[0021]根据本发明，具有低成本且耐磨损性优异的能抑制铝的磨损粉的效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1是表示本发明的缓冲型气体断路器的实施例1的电流投入状态的图。
[0023]图2是表示本发明的缓冲型气体断路器的实施例1的电流断路状态的图。
[0024]图3是表示本发明的缓冲型气体断路器的实施例2的进行水合铝处理的范围的与 图1相当的图。
[0025]图4是表示本发明的缓冲型气体断路器的实施例i的缓冲缸的内壁面的截面形状 的例子的图。
[0026]图5是表示本发明的缓冲型气体断路器的实施例i的缓冲缸的内壁面的截面形状 的图。
[0027]图6是用于说明耐磨损件能应用本发明的情况的销对盘型的试验的图。
[0028]图7是表示图6的变形例的图。
[0029] 符号说明
[0030] 1…固定侧电弧触头、2…固定侧主触头、3…绝缘喷嘴、4…可动侧主触头、5…可动 侧电弧触头、6…缓冲缸、7...缸轴、8...外部集电器、1〇".活塞、11、12...磨损圈U3".缓冲室、 14…绝缘操作杆、17·..缓冲缸整体、18...连杆、20...凸部、21...凹部、22...水合铝被膜、30... 试验装置、31·..销状试验片、32…罩、33…盘试验片、34…按压载荷、36…连通孔、37...氮气。
【具体实施方式】
[0031] 以下，基于图示的实施例说明本发明的耐磨损件及缓冲缸以及缓冲型气体断路 器。
[0032]【实施例1】
[0033]图1是本发明的缓冲型气体断路器的实施例1，是表示电流投入状态的图。
[0034] 如该图所示，在本实施例的缓冲型气体断路器中，由固定侧电弧触头1和配置于 该固定侧电弧触头1的外部的固定侧主触头2构成固定侧通电部，与该固定侧通电部相接 的可动侧通电部由可动侧电弧触头5和配置于该可动侧电弧触头5的外侧的可动侧主触头 4构成，且固定于缓冲缸6。
[0035] 在缓冲缸6的中央部设置有缸轴7,该缸轴7经由连杆18与绝缘操作杆14相连 接，通过利用操作器（未图示）驱动该绝缘操作杆14,来进行固定侧通电部和可动侧通电部 的接通或断开的动作。另外，在缓冲缸6的外周部配置有外部集电器8,该外部集电器8与 由绝缘筒（未图示）支承的可动侧主电路导体（未图示）相连接。
[0036]另一方面，在缓冲缸6的内部嵌合有活塞10,由缓冲缸6的内表面和缸轴7的外表 面及活塞10包围而形成用于对灭弧性气体进行压缩的缓冲室13。缓冲缸6为铝制，活塞 10为铝或铁等的金属制。在本实施例中，活塞10为铝制。在活塞10的外周部分别设有直 径不同的磨损圈11及12,伴随活塞10的移动，隔着磨损圈11及12,活塞10和缓冲缸6的 内表面及活塞10和缸轴7的内表面滑动。
[0037]图2表示从图1的电流投入状态进行了电流断路动作时的状态。在进行该电流断 路动作时，缓冲缸6向图2的右方移动，随之，固定侧电弧触头1和可动侧电弧触头5离开， 并且，活塞10移动而以使缓冲室13的容积变小的方式进行压缩，从而从绝缘喷嘴3向在固 定侧电弧触头1与可动侧电弧触头5之间产生的电弧喷附灭弧性气体，因此，电弧熄灭。 [0038] 在如此构成的本实施例的缓冲型气体断路器中，对比缓冲缸6的与磨损圈11及12 进行滑动的部分还宽的范围（用符号15表示）进行了形成水合铝的处理。
[0039]作为形成该水合铝的处理方法，将机械加工后、进行了脱脂清洗的缓冲缸6浸溃 于加热至95°C以上的纯水中规定时间。通过使该处理时间适当化，如图4所示，在铝制的缓 冲缸6的内壁面的表面形成1 μ m以下的微细的针状或花瓣状的凸部20,形成1 μ m以上的 坑状的凹部21，优选形成约5 μ m的坑状的凹部21。
[0040] 此时，偏斜度（'々度）Sk为-1.2,贮油槽深度Rvk为3.6um。利用X射线衍 射装置对该表面进行分析时，形成有软水铝石（Α1 203 ·Η20)、与拜三水铝石。也就是说，偏斜 度Sk为正时，表面粗糙，容易使对象件磨损。贮油槽深度Rvk小于Ιμηι时，对象件的移附 变少。通过在缓冲缸6的表面以坑状形成凹部21，如图5所示，在凹部21的周围也形成有 水合铝被膜22。
[0041] 根据这样的本实施例，通过以低成本且在铝制的缓冲缸6上形成微细的凹凸或形 成微细的凹凸和由比该微细的凹凸大的凹凸构成的被膜，从而能促进磨损圈材料的移附， 能抑制铝的磨损粉，因此，耐磨损性提高。
[0042] 【实施例2】
[0043] 图3表示本发明的缓冲型气体断路器的实施例2。在该图所示的本实施例中，在缓 冲缸6的整体17上形成水合铝。处理条件与实施例1相同。
[0044]根据这样的本实施例，能获得与实施例1同样的效果。
[0045]【实施例3】
[0046] 在本实施例中，使用在实施例1的纯水中加入了少量的氨而成的水溶液，对缓冲 缸6进行水合铝的形成。
[0047]根据这样的本实施例，能获得与实施例1同样的效果是毋庸置疑的，而且通过使 用本实施例的水溶液，能缩短将缓冲缸6浸渍于95°C以上的水溶液中的时间。
[0048]需要说明的是，在本实施例中使用了氨，但除此之外也可以使用使铝、水溶液成为 碱性的液体或固体。
[0049] 【实施例4】
[0050] 在本实施例中，与实施例1同样地对缓冲缸6进行形成水合铝的处理，处理时间比 实施例1长。此时的偏斜度Sk为-0. 3,贮油槽深度Rvk为2. 7 μ m，与实施例1同样地形成 了软水铝石、与拜三水铝石。
[0051] 根据这样的本实施例，能获得与实施例1同样的效果。
[0052] [比较例1]
[0053] 作为比较例1，将处理时间比实施例1短的情况作为比较例1。此时的偏斜度Sk 为-0. 9,贮油槽深度Rvk为0. 9 μ m。
[0054] [比较例2]
[0055] 作为比较例2,使用了未处理的铝。
[0056] 此时的偏斜度Sk为-〇· 〇3,贮油槽深度Rvk为0. 2 μ m。
[0057] 将实施例1至4及比较例1及2获得的制品分别装入气体断路器而进行了滑动试 验。对象件以PTFE为主成分，使用不包含玻璃等的填充材料的磨损圈。将该结果示于表1 中。
[0058] 表 1
[0059]
【权利要求】
1. 一种耐磨损件，其为由铝构成的耐磨损件，该耐磨损件的特征在于， 在所述铝的表面通过化成处理形成铝的水合氧化物被膜，在该铝的水合氧化物被膜的 表面具有凸部，且形成有坑状的凹部。
2. 根据权利要求1所述的耐磨损件，其特征在于， 所述铝具有对该铝的表面实施了使偏斜度（Sk)的值为负、且贮油槽深度（Rvk)的值为 1 μ m以上的化成处理而得到的铝的表面粗糙度。
3. -种缓冲缸，其特征在于， 该缓冲缸为铝制，且连结于与固定侧电弧触头接触离开的可动侧电弧触头，并且该缓 冲缸内部嵌合有活塞，该活塞为了吸引或喷出灭弧性气体而在该缓冲缸的内壁面以滑动的 方式进行移动， 在所述缓冲缸的至少所述活塞进行滑动的内壁面通过化成处理形成铝的水合氧化物 被膜，在该铝的水合氧化物被膜的表面具有凸部，且形成有坑状的凹部。
4. 根据权利要求3所述的缓冲缸，其特征在于， 所述缓冲缸具有对该缓冲缸的内壁面实施了使偏斜度（Sk)的值为负、且贮油槽深度 (Rvk)的值为Ιμπι以上的化成处理而得到的铝的表面粗糙度。
5. 根据权利要求3所述的缓冲缸，其特征在于， 在所述活塞的外周部设置有磨损圈，该磨损圈在所述缓冲缸的内壁面滑动。
6. 根据权利要求4所述的缓冲缸，其特征在于， 在所述活塞的外周部设置有磨损圈，该磨损圈在所述缓冲缸的内壁面滑动。
7. 根据权利要求3所述的缓冲缸，其特征在于， 在所述缓冲缸整体形成有通过所述化成处理形成的铝的水合氧化物被膜。
8. 根据权利要求4所述的缓冲缸，其特征在于， 在所述缓冲缸整体形成有通过所述化成处理形成的铝的水合氧化物被膜。
9. 根据权利要求5所述的缓冲缸，其特征在于， 在所述缓冲缸整体形成有通过所述化成处理形成的铝的水合氧化物被膜。
10. 根据权利要求6所述的缓冲缸，其特征在于， 在所述缓冲缸整体形成有通过所述化成处理形成的铝的水合氧化物被膜。
11. 一种缓冲型气体断路器，其特征在于， 该缓冲型气体断路器在填充了灭弧性气体的容器内具备固定触头、与该固定触头接触 离开的可动触头、与该可动侧触头相连结的铝制的缓冲缸、与该缓冲缸的内壁面相对地进 行移动且吸引或喷出所述灭弧性气体的活塞，该缓冲型气体断路器构成为对因所述固定触 头和可动触头的离开而产生的电弧喷附伴随所述活塞的移动喷出的所述灭弧性气体而使 电弧熄灭， 所述缓冲缸是权利要求3至10中任一项所述的缓冲缸。
【文档编号】H01H33/91GK104241017SQ201410268432
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年6月16日 优先权日:2013年6月18日
【发明者】小野雅彦, 广濑诚, 海老泽大辅, 浦崎永诗 申请人:株式会社日立制作所