JP2020136004A

JP2020136004A - Vacuum valve

Info

Publication number: JP2020136004A
Application number: JP2019025992A
Authority: JP
Inventors: 遥佐々木; Haruka Sasaki; 洋静垂井; Hiroyasu Tarui; 直紀浅利; Naoki Asari; 吉田　剛; Takeshi Yoshida; 剛吉田; 淳一近藤; Junichi Kondo
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Infrastructure Systems and Solutions Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba Infrastructure Systems and Solutions Corp
Priority date: 2019-02-15
Filing date: 2019-02-15
Publication date: 2020-08-31

Abstract

To provide a vacuum valve capable of reducing a heating temperature of a brazing material and reducing manufacturing costs.SOLUTION: A vacuum valve 1 is formed by joining a plurality of members. At least one of the joined members is joined by a brazing material 8. The brazing material 8 contains one kind or two or more kinds of nanoparticles of any one of gold, silver, copper, or alloys thereof, a silver oxide, and a copper oxide. By using such a brazing material 8, a heating temperature at a time of brazing can be set to 400 degrees or less.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明の実施形態は、真空バルブに関する。 Embodiments of the present invention relate to vacuum valves.

短絡が起こった場合などに電気回路の開閉を行い、電流を遮断する真空遮断器が知られている。真空遮断器は、真空バルブが真空中で導通、遮断を行うことで、電気回路の開閉を行っている。この真空バルブは、ろう付け工程によって、各種部材が接合されている。ろう付け工程とは、各種部材間にろう材を設置し、真空中でろう材を溶融させ、部材間にろう材を溶け広がらせた後、冷却させて各部材を接合する工程である。 A vacuum circuit breaker that opens and closes an electric circuit to cut off a current when a short circuit occurs is known. The vacuum circuit breaker opens and closes an electric circuit by conducting and shutting off the vacuum valve in a vacuum. Various members of this vacuum valve are joined by a brazing process. The brazing step is a step of installing a brazing material between various members, melting the brazing material in a vacuum, melting and spreading the brazing material between the members, and then cooling the members to join the brazing materials.

特許第４４５８７９７号公報Japanese Patent No. 4458977

一般的に、ろう材としては、銀と銅の２元系共晶合金からなる、所謂銀ろうが用いられている。この種のろう材は、溶融温度が高いため、約８００度〜９００度まで加熱する必要がある。そのため、高温まで加熱できる装置を用いる必要があり、また、加熱に要する時間がかかるため１つの真空バルブを製造するのに時間がかかり、製造コストの増大を招いていた。 Generally, as the brazing material, so-called silver wax made of a binary eutectic alloy of silver and copper is used. Since this type of brazing has a high melting temperature, it needs to be heated to about 800 to 900 degrees. Therefore, it is necessary to use an apparatus capable of heating to a high temperature, and since it takes time to heat, it takes time to manufacture one vacuum valve, which causes an increase in manufacturing cost.

また、真空バルブを構成する各種部材は、ろう材を溶融する温度に耐えることができる材料を用いる必要がある。つまり、各種部材は、約８００度〜９００度以上の高い耐熱性を有する必要がある。そのため、耐熱性の高い高価な材料を選択せざるを得ず、製造コストが増大していた。 Further, as various members constituting the vacuum valve, it is necessary to use a material that can withstand the temperature at which the brazing material is melted. That is, various members need to have high heat resistance of about 800 degrees to 900 degrees or more. Therefore, an expensive material having high heat resistance has to be selected, and the manufacturing cost has increased.

本発明の実施形態は、ろう付け時の加熱温度を低減させ、製造コストを削減することができる真空バルブを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a vacuum valve capable of reducing the heating temperature at the time of brazing and reducing the manufacturing cost.

本実施形態の真空バルブは、複数の部材を接合させてなる真空バルブであって、前記部材のうち少なくとも１つは、ろう材により接合され、前記ろう材は、金、銀、銅、又はこれらの合金、酸化銀、酸化銅の何れかのナノ粒子が１種又は２種以上含まれている。 The vacuum valve of the present embodiment is a vacuum valve formed by joining a plurality of members, and at least one of the members is joined by a brazing material, and the brazing material is gold, silver, copper, or these. Contains one or more nanoparticles of any of the alloys, silver oxide, and copper oxide.

第１の実施形態の真空バルブの全体構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the whole structure of the vacuum valve of 1st Embodiment. 第１の実施形態の絶縁筒と封着部の接合状態を示す拡大図である。It is an enlarged view which shows the joint state of the insulating cylinder and the sealing part of 1st Embodiment. 第２の実施形態の絶縁筒と封着部の接合状態を示す拡大図である。It is an enlarged view which shows the joint state of the insulating cylinder and the sealing part of the 2nd Embodiment. 第３の実施形態の真空バルブの全体構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the whole structure of the vacuum valve of 3rd Embodiment.

（第１の実施形態）
第１の実施形態の真空バルブについて図面を参照しつつ説明する。図１は、第１の実施形態の真空バルブの全体構成を示す断面図である。図２は、第１の実施形態の絶縁筒と封着部の接合状態を示す拡大図である。 (First Embodiment)
The vacuum valve of the first embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view showing the overall configuration of the vacuum valve of the first embodiment. FIG. 2 is an enlarged view showing a joint state between the insulating cylinder and the sealed portion of the first embodiment.

真空バルブ１は、真空遮断器の構成部品であり、真空の中で電路の導通、遮断を行う。真空バルブ１は、複数の部材をろう材８によるろう付けによって接合することで構成される。ろう付けとは、ろう材を部材間に置き、加熱によりろう材を溶融させ、部材間に広げ、その後冷却することで接合させる手法である。 The vacuum valve 1 is a component of a vacuum circuit breaker, and conducts and cuts off an electric circuit in a vacuum. The vacuum valve 1 is configured by joining a plurality of members by brazing with a brazing material 8. Brazing is a method in which brazing materials are placed between members, the brazing materials are melted by heating, spread between the members, and then cooled to join them.

ろう材８は、金、銀、銅、又はこれらの合金、酸化銀、酸化銅の何れかのナノ粒子が１種又は２種以上含まれている。このようなろう材８を使用することで、ろう付けの際の加熱温度を４００度以下に抑えることができる。本実施形態では、このろう材８によって複数の部材全てがろう付けされている。複数の部材には、図１に示すように、真空容器２、一対の通電棒３、一対の電極４、アークシールド５及びベローズ６が含まれる。 The brazing material 8 contains one or more nanoparticles of gold, silver, copper, or an alloy thereof, silver oxide, or copper oxide. By using such a brazing material 8, the heating temperature at the time of brazing can be suppressed to 400 degrees or less. In the present embodiment, all of the plurality of members are brazed by the brazing material 8. As shown in FIG. 1, the plurality of members include a vacuum vessel 2, a pair of energizing rods 3, a pair of electrodes 4, an arc shield 5, and a bellows 6.

真空容器２は、密閉された空間が真空である容器である。真空とは、これに限られないが、例えば、１０^−２Ｐａ以下であることが望ましい。この真空容器２は、絶縁筒２１及び封着部２２を有する。絶縁筒２１は、両端が開口した円筒形状を有する。この絶縁筒２１は、絶縁性を有する材質からなる。本実施形態では、絶縁筒２１は、セラミックスからなる。 The vacuum container 2 is a container in which the sealed space is a vacuum. The vacuum is not limited to this, but is preferably ^10-2 Pa or less, for example. The vacuum container 2 has an insulating cylinder 21 and a sealing portion 22. The insulating cylinder 21 has a cylindrical shape with both ends open. The insulating cylinder 21 is made of a material having an insulating property. In this embodiment, the insulating cylinder 21 is made of ceramics.

封着部２２は、絶縁筒２１の両端の開口を塞ぐ部材である。また、封着部２２は、アルミニウムを主成分とする金属からなる。主成分とするとは、含有する金属の中で含有量が最も多いことをいう。主成分の定義については、以下の記載においても同義である。この封着部２２が、絶縁筒２１の両端の開口を塞ぎ、ろう付けすることで絶縁筒２１と封着部２２は気密に接合し、真空容器２の内部が密閉される。図２に示すように、封着部２２と絶縁筒２１は、ろう材８によって直接接合している。 The sealing portion 22 is a member that closes the openings at both ends of the insulating cylinder 21. Further, the sealing portion 22 is made of a metal containing aluminum as a main component. The main component means that the content is the highest among the contained metals. The definition of the principal component is also synonymous with the following description. The sealing portion 22 closes the openings at both ends of the insulating cylinder 21 and is brazed so that the insulating cylinder 21 and the sealing portion 22 are airtightly joined and the inside of the vacuum container 2 is sealed. As shown in FIG. 2, the sealing portion 22 and the insulating cylinder 21 are directly joined by the brazing material 8.

なお、絶縁筒２１と封着部２２とをろう材８により接合する前に、絶縁筒２１の封着部２２との接合部分に、スパッタ、蒸着及びメッキといった方法により、メタライズ処理を施してもよい。メタライズ処理は、セラミックスなどの非金属の表面に金属膜を形成して金属材料と接合しやすくする処理である。このような処理を施すことで、絶縁筒２１と封着部２２をより強固に接合させることができる。 Before the insulating cylinder 21 and the sealing portion 22 are joined by the brazing material 8, the joint portion of the insulating cylinder 21 with the sealing portion 22 may be metallized by a method such as sputtering, vapor deposition, or plating. Good. The metallizing process is a process of forming a metal film on the surface of a non-metal such as ceramics to facilitate bonding with a metal material. By performing such a treatment, the insulating cylinder 21 and the sealing portion 22 can be joined more firmly.

通電棒３は、円柱形状を有する。通電棒３は、アルミニウムを主成分とする金属からなる。一対の通電棒３は、それぞれを固定側通電棒３Ａ及び可動側通電棒３Ｂと称する。固定側通電棒３Ａ及び可動側通電棒３Ｂは、絶縁筒２１の中心軸である軸Ｘと共通軸を有し、対向に配置される。封着部２２の中心は、開口しており、固定側通電棒３Ａは、この開口にろう材８により固定されている。一方、可動側通電棒３Ｂは、軸Ｘに沿って移動できる。 The energizing rod 3 has a cylindrical shape. The energizing rod 3 is made of a metal containing aluminum as a main component. The pair of energizing rods 3 are referred to as a fixed side energizing rod 3A and a movable side energizing rod 3B, respectively. The fixed-side energizing rod 3A and the movable-side energizing rod 3B have a common axis with the axis X, which is the central axis of the insulating cylinder 21, and are arranged so as to face each other. The center of the sealing portion 22 is open, and the fixed-side energizing rod 3A is fixed to this opening by the brazing material 8. On the other hand, the movable side energizing rod 3B can move along the axis X.

電極４は、アルミニウムを主成分とする金属からなる。電極４としては、縦磁界電極、スパイラル電極、平板電極など種々の電極を用いることができる。電極４は、一対あり、それぞれを固定側電極４Ａ及び可動側電極４Ｂと称する。固定側電極４Ａは、真空容器２内に延びた固定側通電棒３Ａの端部にろう材８によって固着される。一方、可動側電極４Ｂは、真空容器２内に延びた可動側通電棒３Ｂの端部にろう材８によって固着される。 The electrode 4 is made of a metal containing aluminum as a main component. As the electrode 4, various electrodes such as a longitudinal magnetic field electrode, a spiral electrode, and a flat plate electrode can be used. There are a pair of electrodes 4, and each of them is referred to as a fixed side electrode 4A and a movable side electrode 4B. The fixed-side electrode 4A is fixed to the end of the fixed-side energizing rod 3A extending into the vacuum vessel 2 by a brazing material 8. On the other hand, the movable side electrode 4B is fixed to the end of the movable side energizing rod 3B extending into the vacuum vessel 2 by the brazing material 8.

固定側電極４Ａ及び可動側電極４Ｂは、それぞれ接点４１を有する。互いの接点４１が接触することで、閉路状態となる。接点４１は、例えば、銅合金からなる。接点４１は、通電棒３と接合する電極４の面の反対面に配置される。接点４１は、電極４とろう材８により接合している。なお、接点４１には、互いの接点４１が接触する箇所のみではなく、電流遮断時に電極間に生じるアークと接する電極４の表面も含まれる。 The fixed side electrode 4A and the movable side electrode 4B each have a contact 41. When the contacts 41 come into contact with each other, the circuit is closed. The contact 41 is made of, for example, a copper alloy. The contact 41 is arranged on the opposite surface of the surface of the electrode 4 to be joined to the energizing rod 3. The contact 41 is joined to the electrode 4 by the brazing material 8. The contact point 41 includes not only a portion where the contact points 41 are in contact with each other but also a surface of the electrode 4 which is in contact with an arc generated between the electrodes when a current is cut off.

アークシールド５は、アークの発生により飛散した金属溶融物が絶縁筒２１に付着し、真空容器２の絶縁性能が低下することを防止する。アークシールド５は、例えば、ステンレスや銅からなる。アークシールド５は、両端が開口した円筒形状を有する。アークシールド５は、真空容器２内に、固定側電極４Ａ及び可動側電極４Ｂを取り囲むように、アークシールド５の円筒軸が絶縁筒２１の軸Ｘと平行になるように設けられている。アークシールド５の外周面は、絶縁筒２１に向けて延びる突起を有する。この突起の端部は、ろう材８により絶縁筒２１と接合され、支持されている。 The arc shield 5 prevents the metal melt scattered due to the generation of the arc from adhering to the insulating cylinder 21 and deteriorating the insulating performance of the vacuum vessel 2. The arc shield 5 is made of, for example, stainless steel or copper. The arc shield 5 has a cylindrical shape with both ends open. The arc shield 5 is provided in the vacuum vessel 2 so that the cylindrical axis of the arc shield 5 is parallel to the axis X of the insulating cylinder 21 so as to surround the fixed side electrode 4A and the movable side electrode 4B. The outer peripheral surface of the arc shield 5 has a protrusion extending toward the insulating cylinder 21. The end of the protrusion is joined to and supported by the insulating cylinder 21 by the brazing material 8.

ベローズ６は、伸縮可能な蛇腹状の伸縮管であり、金属等の材料から成る。ベローズ６の内部は、可動側通電棒３Ｂが貫通している。ベローズ６の一方端部は、封着部２２の開口を覆うように封着部２２とろう材８により固定されている。一方、ベローズ６の他方端部は、可動側通電棒３Ｂとろう材８により固定されている。これにより、封着部２２の開口から真空容器２内に大気が流入することを防止でき、真空容器２内の真空が保持される。なお、ベローズ６は、アークの発生により飛散した金属溶融物がベローズ６に付着することを防ぐベローズカバー６１を有している。ベローズカバー６１は、可動側通電棒３Ｂにろう材８により固定されている。 The bellows 6 is a stretchable bellows-shaped telescopic tube, and is made of a material such as metal. The movable side energizing rod 3B penetrates the inside of the bellows 6. One end of the bellows 6 is fixed by the sealing portion 22 and the brazing material 8 so as to cover the opening of the sealing portion 22. On the other hand, the other end of the bellows 6 is fixed by the movable side energizing rod 3B and the brazing material 8. As a result, it is possible to prevent the air from flowing into the vacuum container 2 through the opening of the sealing portion 22, and the vacuum inside the vacuum container 2 is maintained. The bellows 6 has a bellows cover 61 that prevents the metal melt scattered due to the generation of the arc from adhering to the bellows 6. The bellows cover 61 is fixed to the movable side energizing rod 3B by the brazing material 8.

（作用・効果）
以上のように、本実施形態の真空バルブ１は、複数の部材を接合させてなる真空バルブ１であって、接合された部材は、ろう材８により接合され、ろう材８は、金、銀、銅、又はこれらの合金、酸化銀、酸化銅の何れかのナノ粒子が１種又は２種以上含まれている。 (Action / effect)
As described above, the vacuum valve 1 of the present embodiment is a vacuum valve 1 in which a plurality of members are joined, and the joined members are joined by a brazing material 8, and the brazing material 8 is gold and silver. , Copper, or an alloy thereof, silver oxide, or copper oxide.

このようなろう材８を用いることで、ろう付けの際の加熱温度は、４００度以下に、例えば、約２００度〜３００度に低減することができる。これにより、ろう付け時の加熱時間及び冷却時間を大幅に短縮することができるので、真空バルブ１の生産性を向上させることができ、製造コストの削減を図ることができる。さらに、加熱温度を低減することで、真空バルブ１を構成する複数の部材の材料は、この温度に対する耐熱性を有していればよいので、安価な材料からも選択することが可能となり、製造コストを削減することができる。 By using such a brazing material 8, the heating temperature at the time of brazing can be reduced to 400 degrees or less, for example, about 200 degrees to 300 degrees. As a result, the heating time and the cooling time at the time of brazing can be significantly shortened, so that the productivity of the vacuum valve 1 can be improved and the manufacturing cost can be reduced. Further, by reducing the heating temperature, the materials of the plurality of members constituting the vacuum valve 1 need only have heat resistance to this temperature, so that it is possible to select from inexpensive materials for manufacturing. The cost can be reduced.

複数の部材は、全てろう材８により接合されている。これにより、ろう付けによる加熱工程を１度に行うことができ、真空バルブ１の生産性を更に向上させることができる。 The plurality of members are all joined by the brazing filler metal 8. As a result, the heating step by brazing can be performed at one time, and the productivity of the vacuum valve 1 can be further improved.

絶縁部材からなる絶縁筒２１及び絶縁筒２１の両端の開口を塞ぐ封着部２２を有する真空容器２と、真空容器２内に対向に配置される一対の電極４と、電極４それぞれに固着された一対の通電棒３と、を備え、封着部２２、電極４、通電棒３の少なくとも１つは、アルミニウムを主成分とする金属からなる。 A vacuum container 2 having an insulating cylinder 21 made of an insulating member and sealing portions 22 for closing the openings at both ends of the insulating cylinder 21, a pair of electrodes 4 arranged opposite to each other in the vacuum container 2, and electrodes 4 are fixed to each other. A pair of energizing rods 3 and at least one of the sealing portion 22, the electrode 4, and the energizing rod 3 are made of a metal containing aluminum as a main component.

ろう材８を用いることで、少なくとも４００度の耐熱性を有していればよいので、安価で軽量なアルミニウムを、封着部２２、通電棒３、電極４に用いることができる。よって、真空バルブ１の軽量化を図り、かつ、製造コストを削減することができる。 Since it is sufficient that the brazing material 8 has a heat resistance of at least 400 degrees, inexpensive and lightweight aluminum can be used for the sealing portion 22, the current-carrying rod 3, and the electrode 4. Therefore, the weight of the vacuum valve 1 can be reduced and the manufacturing cost can be reduced.

（第２の実施形態）
第２の実施形態の真空バルブ１について図面を参照しつつ説明する。なお、第１の実施形態と同一の構成及び同一の機能については、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。図３は、第２の実施形態における真空バルブ１の絶縁筒２１と封着部２２の接合状態を示す拡大図である。図３に示すように、絶縁筒２１と封着部２２は、応力緩和リング９を介してろう材８により接合している。 (Second Embodiment)
The vacuum valve 1 of the second embodiment will be described with reference to the drawings. The same configurations and the same functions as those of the first embodiment are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. FIG. 3 is an enlarged view showing a joint state between the insulating cylinder 21 of the vacuum valve 1 and the sealing portion 22 in the second embodiment. As shown in FIG. 3, the insulating cylinder 21 and the sealing portion 22 are joined by a brazing material 8 via a stress relaxation ring 9.

応力緩和リング９は、絶縁筒２１と封着部２２の間に配置される。応力緩和リング９の一方端部は絶縁筒２１と、他方端部は封着部２２と、ろう材８によってそれぞれ接合している。応力緩和リング９は、絶縁筒２１と封着部２２の線膨張係数が大きく異なることで生じる絶縁筒２１の脆性破壊を防止する。 The stress relaxation ring 9 is arranged between the insulating cylinder 21 and the sealing portion 22. One end of the stress relaxation ring 9 is joined to the insulating cylinder 21, and the other end is joined to the sealing portion 22 by a brazing material 8. The stress relaxation ring 9 prevents brittle fracture of the insulating cylinder 21 caused by a large difference in linear expansion coefficient between the insulating cylinder 21 and the sealing portion 22.

このように、応力緩和リング９を介して絶縁筒２１と封着部２２をろう材８によって接合させても、ろう付けの際の加熱温度を４００度以下の低温で行うことができる。よって、ろう付け時の加熱時間及び冷却時間を大幅に短縮することができるので、真空バルブ１の生産性を向上させることができる。また、加熱温度を低減できるので、加熱装置の稼働時間を短縮でき、製造コストの削減を図ることができる。 In this way, even if the insulating cylinder 21 and the sealing portion 22 are joined by the brazing material 8 via the stress relaxation ring 9, the heating temperature at the time of brazing can be performed at a low temperature of 400 degrees or less. Therefore, the heating time and the cooling time at the time of brazing can be significantly shortened, so that the productivity of the vacuum valve 1 can be improved. Further, since the heating temperature can be reduced, the operating time of the heating device can be shortened, and the manufacturing cost can be reduced.

本実施形態では、絶縁筒２１と封着部２２とを応力緩和リング９を介してろう材８によって接合させたが、第１の実施形態のように、応力緩和リング９を介して接合させなくてもよい。つまり、図２に示すように、絶縁筒２１と封着部２２は、ろう材８によって直接接合させてもよい。 In the present embodiment, the insulating cylinder 21 and the sealing portion 22 are joined by the brazing material 8 via the stress relaxation ring 9, but they are not joined via the stress relaxation ring 9 as in the first embodiment. You may. That is, as shown in FIG. 2, the insulating cylinder 21 and the sealing portion 22 may be directly joined by the brazing material 8.

具体的には、ろう材８を用いることにより、ろう付けの際の加熱温度を従来の半分以下である４００度以下に低減することができる。そのため、線膨張係数の差による熱応力を低減することができる。よって、応力緩和リング９を介さなくても、絶縁筒２１が脆性破壊することを防止でき、絶縁筒２１と封着部２２を直接接合させることができる。これにより、真空バルブ１の構造の簡素化を図ると同時に、部品点数を削減することができる。 Specifically, by using the brazing material 8, the heating temperature at the time of brazing can be reduced to 400 degrees or less, which is less than half of the conventional one. Therefore, the thermal stress due to the difference in the coefficient of linear expansion can be reduced. Therefore, it is possible to prevent the insulating cylinder 21 from brittle fracture without passing through the stress relaxation ring 9, and the insulating cylinder 21 and the sealing portion 22 can be directly joined. As a result, the structure of the vacuum valve 1 can be simplified and the number of parts can be reduced.

ここで、真空バルブ１は、電路の開閉を行う際に、大きな衝撃が生じる。この衝撃は、電路の開閉速度が速いほど大きなものとなる。また、この衝撃による応力は、絶縁筒２１と封着部２２の接合箇所に集中する。 Here, the vacuum valve 1 generates a large impact when opening and closing the electric path. This impact becomes greater as the opening / closing speed of the electric path increases. Further, the stress due to this impact is concentrated at the joint portion between the insulating cylinder 21 and the sealing portion 22.

もっとも、応力緩和リング９を介することなく絶縁筒２１と封着部２２を接合することで、絶縁筒２１と封着部２２の接合面積を、応力緩和リングを介して接合した場合より大きくすることができる。そのため、より大きい面で衝撃を受けることができる。よって、衝撃を分散できるので、より大きい衝撃にも耐えることができる。これにより、真空バルブ１の電路の開閉速度をより高速にすることができ、より瞬時に電路を遮断することができる。よって、真空バルブ１の電流遮断性能を向上させることができる。 However, by joining the insulating cylinder 21 and the sealing portion 22 without passing through the stress relaxation ring 9, the joining area between the insulating cylinder 21 and the sealing portion 22 is made larger than that when the insulating cylinder 21 and the sealing portion 22 are joined via the stress relaxation ring. Can be done. Therefore, it can be impacted on a larger surface. Therefore, since the impact can be dispersed, it is possible to withstand a larger impact. As a result, the opening / closing speed of the electric path of the vacuum valve 1 can be increased, and the electric path can be cut off more instantly. Therefore, the current cutoff performance of the vacuum valve 1 can be improved.

（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態の真空バルブ１について図面を参照しつつ説明する。図４は、第３の実施形態の真空バルブ１の全体構成を示す断面図である。本実施形態の真空バルブ１は、図４に示すように、真空容器２の周囲が絶縁性樹脂７で覆われている点が第１の実施形態と異なる。また、第１の実施形態では、セラミックスからなる絶縁筒２１を有していたが、本実施形態では、絶縁筒２１は、熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂からなる点が異なる。 (Third Embodiment)
Next, the vacuum valve 1 of the third embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 4 is a cross-sectional view showing the overall configuration of the vacuum valve 1 of the third embodiment. As shown in FIG. 4, the vacuum valve 1 of the present embodiment is different from the first embodiment in that the periphery of the vacuum container 2 is covered with the insulating resin 7. Further, in the first embodiment, the insulating cylinder 21 made of ceramics is provided, but in the present embodiment, the insulating cylinder 21 is different in that it is made of a thermosetting resin or a thermoplastic resin.

上記のとおり、ろう材８を用いることで、ろう付け時に加熱温度を低温にすることができ、この加熱温度における耐熱性を有する部材を絶縁筒２１に用いることができる。即ち、熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂からなる絶縁筒２１を用いることができる。 As described above, by using the brazing material 8, the heating temperature can be lowered at the time of brazing, and a member having heat resistance at this heating temperature can be used for the insulating cylinder 21. That is, the insulating cylinder 21 made of a thermosetting resin or a thermoplastic resin can be used.

また、図４に示すように、熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂からなる絶縁筒２１の厚みは、第１の実施形態（図１参照）よりも厚い。絶縁筒２１の厚みとは、絶縁筒２１の外径から内径を引いた差を２で割ったものを指す。絶縁筒２１の厚みは、７．５ｍｍ以上１５．０ｍｍ以下である。絶縁筒２１の厚みを７．５ｍｍ以上とすることで、電路の開閉時における衝撃に耐え得る強度になると同時に、絶縁筒２１から空気が透過することを防止し、真空容器２内の真空状態を維持することができる。絶縁筒２１の厚みを１５．０ｍｍ以下とすると、真空バルブ1の小型化を維持することができる。 Further, as shown in FIG. 4, the thickness of the insulating cylinder 21 made of a thermosetting resin or a thermoplastic resin is thicker than that of the first embodiment (see FIG. 1). The thickness of the insulating cylinder 21 refers to the difference obtained by subtracting the inner diameter from the outer diameter of the insulating cylinder 21 divided by two. The thickness of the insulating cylinder 21 is 7.5 mm or more and 15.0 mm or less. By setting the thickness of the insulating cylinder 21 to 7.5 mm or more, the strength is sufficient to withstand the impact when opening and closing the electric circuit, and at the same time, it is prevented that air permeates from the insulating cylinder 21 and the vacuum state in the vacuum vessel 2 is maintained. Can be maintained. When the thickness of the insulating cylinder 21 is 15.0 mm or less, the miniaturization of the vacuum valve 1 can be maintained.

絶縁性樹脂７は、真空容器２の周囲を覆う部材である。絶縁性樹脂７は、真空バルブ１と外部との絶縁を図っている。絶縁性樹脂７として、エポキシ樹脂などを用いることができる。 The insulating resin 7 is a member that covers the periphery of the vacuum container 2. The insulating resin 7 is intended to insulate the vacuum valve 1 from the outside. As the insulating resin 7, an epoxy resin or the like can be used.

このように、本実施形態の真空バルブ１は、絶縁筒２１が熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂からなる。つまり、絶縁筒２１に軽量で安価な材料を用いることができる。これにより、真空バルブ１の軽量化及びコスト削減を図ることができる。 As described above, in the vacuum valve 1 of the present embodiment, the insulating cylinder 21 is made of a thermosetting resin or a thermoplastic resin. That is, a lightweight and inexpensive material can be used for the insulating cylinder 21. As a result, the weight of the vacuum valve 1 can be reduced and the cost can be reduced.

絶縁筒２１の厚みは、７．５ｍｍ以上１５．０ｍｍ以下である。これにより、小型化を維持しつつ、電極４の開閉時の衝撃に耐えることができる強度を有し、真空バルブ１の耐久性が向上する。また、絶縁筒２１の厚みが７．５ｍｍ以上あることで、空気が真空容器２内に透過してくることを防止し、真空容器２内の真空状態を維持できるため、真空バルブ１の絶縁性能が良化する。 The thickness of the insulating cylinder 21 is 7.5 mm or more and 15.0 mm or less. As a result, the durability of the vacuum valve 1 is improved by having the strength to withstand the impact when the electrode 4 is opened and closed while maintaining the miniaturization. Further, since the thickness of the insulating cylinder 21 is 7.5 mm or more, it is possible to prevent air from permeating into the vacuum vessel 2 and maintain the vacuum state in the vacuum vessel 2, so that the insulation performance of the vacuum valve 1 can be maintained. Improves.

真空容器２は、真空容器２の周囲を絶縁性樹脂７で覆い、絶縁筒２１が熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂からなる。従来のように絶縁筒の材質としてセラミックスを用いる場合、真空容器を絶縁性樹脂で覆う際に、絶縁筒から絶縁性樹脂が剥離しないように、シランカップリング剤等によって表面処理を施していた。 In the vacuum container 2, the circumference of the vacuum container 2 is covered with an insulating resin 7, and the insulating cylinder 21 is made of a thermosetting resin or a thermoplastic resin. When ceramics are used as the material of the insulating cylinder as in the conventional case, when the vacuum vessel is covered with the insulating resin, the surface is treated with a silane coupling agent or the like so that the insulating resin does not peel off from the insulating cylinder.

しかし、本実施形態のように、絶縁筒２１の材質を熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂を用いることで表面処理を施す必要がない。特に、絶縁筒２１に熱硬化性樹脂を用いる場合、熱硬化性樹脂は、他の樹脂との親和性が高いため、絶縁筒２１と絶縁性樹脂７は、より強固に接着する。このように、表面処理を施す作業を行うことなく、絶縁性樹脂７が絶縁筒２１から剥離することを防止できる。したがって、真空バルブ１の生産性が向上するとともに、真空バルブ１の絶縁性能の信頼性が向上する。 However, unlike the present embodiment, it is not necessary to perform surface treatment by using a thermosetting resin or a thermoplastic resin as the material of the insulating cylinder 21. In particular, when a thermosetting resin is used for the insulating cylinder 21, the thermosetting resin has a high affinity with other resins, so that the insulating cylinder 21 and the insulating resin 7 adhere more firmly. In this way, it is possible to prevent the insulating resin 7 from peeling from the insulating cylinder 21 without performing the work of performing the surface treatment. Therefore, the productivity of the vacuum valve 1 is improved, and the reliability of the insulation performance of the vacuum valve 1 is improved.

（他の実施形態）
本明細書においては、本発明に係る実施形態を説明したが、この実施形態は例として提示したものであって、発明の範囲を限定することを意図していない。上記のような実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の範囲を逸脱しない範囲で、種々の省略や置き換え、変更を行うことができる。実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 (Other embodiments)
Although the embodiment according to the present invention has been described in the present specification, this embodiment is presented as an example and is not intended to limit the scope of the invention. The above-described embodiment can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. The embodiments and modifications thereof are included in the scope and the gist of the invention as well as the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.

本実施形態では、封着部２２、通電棒３及び電極４全てアルミニウムを主成分とする金属で構成させたが、少なくとも何れか１つの部材の材料をアルミニウムを主成分とする金属にすればよい。つまり、封着部２２のみアルミニウムを主成分とする金属にし、通電棒３及び電極４は、銅合金としても、真空バルブ１の軽量化を図ることが可能である。また、一対の通電棒３、電極４は、どちらか一方のみをアルミニウムを主成分とする金属にしてもよい。例えば、通電棒３のうち、固定側通電棒３Ａをアルミニウムを主成分とする金属にし、可動側通電棒３Ｂを銅合金としてもよい。 In the present embodiment, the sealing portion 22, the energizing rod 3, and the electrode 4 are all made of a metal containing aluminum as a main component, but at least one of the members may be made of a metal containing aluminum as a main component. .. That is, it is possible to reduce the weight of the vacuum valve 1 even if only the sealing portion 22 is made of a metal containing aluminum as a main component and the energizing rod 3 and the electrode 4 are made of a copper alloy. Further, only one of the pair of energizing rods 3 and the electrode 4 may be made of a metal containing aluminum as a main component. For example, among the energizing rods 3, the fixed side energizing rod 3A may be made of a metal containing aluminum as a main component, and the movable side energizing rod 3B may be made of a copper alloy.

本実施形態では、複数の部材全てがろう材８によりろう付けされていたが、これに限定されず、複数の部材のうち少なくとも１つが、ろう材８によりろう付けされていればよい。例えば、図３に示すように、絶縁筒２１と封着部２２のみをろう材８で接合してもよい。この場合、他の部材は、ろう材８以外の種類のろう材により接合させてよいし、はんだ付けによって接合させてよい。そして、他の部材を全て接合させた後、絶縁筒２１と封着部２２をろう材８により接合する。この場合でも、絶縁筒２１と封着部２２をろう付けする際の加熱温度を４００度以下にでき、応力緩和リング９を介すことなく絶縁筒２１と封着部２２とを接合できる。よって、真空バルブ１の構造の簡素化及び遮断性能の向上を図ることができる。 In the present embodiment, all of the plurality of members are brazed by the brazing material 8, but the present invention is not limited to this, and at least one of the plurality of members may be brazed by the brazing material 8. For example, as shown in FIG. 3, only the insulating cylinder 21 and the sealing portion 22 may be joined by the brazing material 8. In this case, the other members may be joined by a brazing material other than the brazing material 8 or may be joined by soldering. Then, after all the other members are joined, the insulating cylinder 21 and the sealing portion 22 are joined by the brazing material 8. Even in this case, the heating temperature at the time of brazing the insulating cylinder 21 and the sealing portion 22 can be set to 400 degrees or less, and the insulating cylinder 21 and the sealing portion 22 can be joined without passing through the stress relaxation ring 9. Therefore, the structure of the vacuum valve 1 can be simplified and the breaking performance can be improved.

本実施形態では、電極４と接点４１は別体とし、ろう材８によって接合させたが、電極４と接点４１は、一体に形成してもよい。これにより、電極４と接点４１とをろう付けする作業を削減できる。なお、一体に形成する場合、電極４及び接点４１の材質は、アークへの耐熱性を有する銅合金などを用いるとよい。 In the present embodiment, the electrode 4 and the contact 41 are separated and joined by a brazing material 8, but the electrode 4 and the contact 41 may be integrally formed. As a result, the work of brazing the electrode 4 and the contact 41 can be reduced. When integrally formed, the electrode 4 and the contact 41 may be made of a copper alloy or the like having heat resistance to an arc.

１真空バルブ
２真空容器
２１絶縁筒
２２封着部
３通電棒
３Ａ固定側通電棒
３Ｂ可動側通電棒
４電極
４Ａ固定側電極
４Ｂ可動側電極
５アークシールド
６ベローズ
６１ベローズカバー
７絶縁性樹脂
８ろう材
９応力緩和リング
Ｘ軸 1 Vacuum valve 2 Vacuum container 21 Insulation cylinder 22 Sealing part 3 Energizing rod 3A Fixed side energizing rod 3B Movable side energizing rod 4 Electrode 4A Fixed side electrode 4B Movable side electrode 5 Arc shield 6 Bellows 61 Bellows cover 7 Insulating resin 8 wax Material 9 Stress relaxation ring X-axis

Claims

A vacuum valve made by joining multiple members.
At least one of the members is joined by a brazing material and
The brazing material contains one or more nanoparticles of gold, silver, copper, or an alloy thereof, silver oxide, or copper oxide.
A vacuum valve featuring.

It is provided with an insulating cylinder made of an insulating member and a vacuum container having sealing portions for closing the openings at both ends of the insulating cylinder.
The insulating cylinder and the sealing portion are joined by the brazing material.
The vacuum valve according to claim 1.

The plurality of joined members are all joined by the brazing material.
The vacuum valve according to claim 1 or 2.

The insulating cylinder shall be made of thermosetting resin or thermoplastic resin.
2. The vacuum valve according to claim 2.

The thickness of the insulating cylinder shall be 7.5 mm or more and 15.0 mm or less.
The vacuum valve according to claim 4.

The vacuum container must be covered with an insulating resin.
The vacuum valve according to claim 4 or 5.

The plurality of members
An insulating cylinder made of an insulating member, a vacuum container having sealing portions for closing the openings at both ends of the insulating cylinder, and a vacuum container.
A pair of electrodes arranged to face each other in the vacuum vessel,
A pair of energizing rods fixed to each of the electrodes,
Is included,
At least one of the sealing portion, the electrode, and the current-carrying rod is made of a metal containing aluminum as a main component.
The vacuum valve according to any one of claims 1 to 6.