JP2020198246A - Vacuum valve and manufacturing method thereof - Google Patents

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遥 佐々木
Haruka Sasaki
遥 佐々木
直紀 浅利
Naoki Asari
直紀 浅利
吉田 剛
Takeshi Yoshida
剛 吉田
淳一 近藤
Junichi Kondo
淳一 近藤
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Toshiba Corp
Toshiba Infrastructure Systems and Solutions Corp
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Toshiba Infrastructure Systems and Solutions Corp
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Abstract

To improve a joining structure of each of members that makes up a vacuum valve.SOLUTION: A vacuum valve according to an embodiment includes a plurality of members, a sintered body of metal nanoparticles, and a metal coating. The plurality of members include a first member and a second member. The sintered body connects the first member and the second member. The coating covers the outer surface of the sintered body exposed from the first member and the second member.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明の実施形態は、真空バルブおよびその製造方法に関する。 Embodiments of the present invention relate to vacuum valves and methods of manufacturing them.

接離可能な一対の接点と、各接点がそれぞれ連結される一対の電極と、これら接点および電極を収容する絶縁容器と、絶縁容器の開口を塞ぐ金具とを備えた真空バルブが知られている。真空バルブを構成する各部材は、例えばろう付けによって接合される。 A vacuum valve including a pair of contacts that can be brought into contact with each other, a pair of electrodes to which each contact is connected, an insulating container that houses these contacts and electrodes, and a metal fitting that closes the opening of the insulating container is known. .. The members that make up the vacuum valve are joined, for example, by brazing.

特許第5139161号公報Japanese Patent No. 5139161 特許第4458797号公報Japanese Patent No. 4458977 特許第5824201号公報Japanese Patent No. 5824201

真空バルブを構成する各部材の接合に関しては、改善の余地がある。例えば、ろう付けに際し、真空バルブを構成する各部材は、ろう材の固相線温度以上に加熱される。冷却時において、各部材の線膨張係数の相違に起因した熱応力が生じるため、その対策が必要である。また、各部材は、ろう材を溶融させる温度に十分耐え得る材料で形成する必要があり、これによって各部材の材料選択が制約される。 There is room for improvement in the joining of the members that make up the vacuum valve. For example, during brazing, each member constituting the vacuum valve is heated to a temperature equal to or higher than the solidus temperature of the brazing material. During cooling, thermal stress is generated due to the difference in the coefficient of linear expansion of each member, so countermeasures are required. In addition, each member must be formed of a material that can sufficiently withstand the temperature at which the brazing material is melted, which limits the material selection of each member.

本発明が解決しようとする課題は、真空バルブを構成する各部材の接合構造を改善することである。 An object to be solved by the present invention is to improve the joining structure of each member constituting the vacuum valve.

一実施形態に係る真空バルブは、複数の部材と、金属ナノ粒子の焼結体と、金属製の被覆体とを備えている。前記複数の部材は、第1部材および第2部材を含む。前記焼結体は、前記第1部材と前記第2部材を連結する。前記被覆体は、前記第1部材および前記第2部材から露出する前記焼結体の外面を覆う。 The vacuum valve according to one embodiment includes a plurality of members, a sintered body of metal nanoparticles, and a metal covering body. The plurality of members include a first member and a second member. The sintered body connects the first member and the second member. The covering covers the outer surface of the sintered body exposed from the first member and the second member.

一実施形態に係る真空バルブの整合方法は、第1部材および第2部材の間に金属ナノ粒子を含む接合材を配置することと、前記接合材の周囲に金属製の溶融材を配置することと、前記金属ナノ粒子を焼結させ、前記第1部材および前記第2部材を接合する焼結体を形成することと、前記溶融材を溶融させ、前記第1部材および前記第2部材から露出する前記焼結体の外面を覆う被覆体を形成することと、を含む。 The method of matching the vacuum valve according to the embodiment is to dispose a bonding material containing metal nanoparticles between the first member and the second member, and to dispose a metal molten material around the bonding material. And, the metal nanoparticles are sintered to form a sintered body that joins the first member and the second member, and the molten material is melted and exposed from the first member and the second member. Includes forming a coating that covers the outer surface of the sintered body.

図1は、第1実施形態に係る真空バルブの概略的な構成を示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a vacuum valve according to the first embodiment. 図2は、第1実施形態における絶縁容器と金具の接合構造を概略的に示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a joint structure of an insulating container and a metal fitting according to the first embodiment. 図3は、第1実施形態における真空バルブの製造方法を例示するフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart illustrating a method for manufacturing a vacuum valve according to the first embodiment. 図4は、図3に示した製造方法の工程の一部を示す概略的な斜視図である。FIG. 4 is a schematic perspective view showing a part of the steps of the manufacturing method shown in FIG. 図5は、図3に示した製造方法の工程の他の一部を示す概略的な断面図である。FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing another part of the process of the manufacturing method shown in FIG. 図6は、第2実施形態に係る真空バルブの概略的な断面図である。FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of the vacuum valve according to the second embodiment.

いくつかの実施形態につき、図面を参照しながら説明する。各図に示す真空バルブは一例であり、他の構造を備えた真空バルブに対して各実施形態に開示する構成の一部を適用することもできる。また、各図においては、真空バルブを構成する各部材の相対的な大きさや位置を模式的に示すことがある。 Some embodiments will be described with reference to the drawings. The vacuum valve shown in each figure is an example, and a part of the configuration disclosed in each embodiment can be applied to a vacuum valve having another structure. Further, in each figure, the relative size and position of each member constituting the vacuum valve may be schematically shown.

[第1実施形態]
図1は、第1実施形態に係る真空バルブ1の概略的な構成を示す断面図である。真空バルブ1は、例えば真空遮断器として利用することができる。また、この真空遮断器は、スイッチギヤに利用されてもよい。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the vacuum valve 1 according to the first embodiment. The vacuum valve 1 can be used as, for example, a vacuum circuit breaker. Further, this vacuum circuit breaker may be used for a switch gear.

図1の例において、真空バルブ1は、絶縁容器2と、第1金具3Aと、第2金具3Bと、第1通電軸4Aと、第2通電軸4Bと、第1電極5Aと、第2電極5Bと、シールド6と、ベローズ7と、カバー8とを備えている。 In the example of FIG. 1, the vacuum valve 1 includes an insulating container 2, a first metal fitting 3A, a second metal fitting 3B, a first energizing shaft 4A, a second energizing shaft 4B, a first electrode 5A, and a second. It includes an electrode 5B, a shield 6, a bellows 7, and a cover 8.

絶縁容器2は、第1電極5A、第2電極5B、シールド6、ベローズ7およびカバー8を収容している。第1通電軸4Aおよび第2通電軸4Bは、一端が絶縁容器2の内部に位置するとともに、他端が絶縁容器2の外部に位置している。 The insulating container 2 houses the first electrode 5A, the second electrode 5B, the shield 6, the bellows 7, and the cover 8. One end of the first energizing shaft 4A and the second energizing shaft 4B is located inside the insulating container 2, and the other end is located outside the insulating container 2.

例えば、絶縁容器2は、真空バルブ1の軸AXを中心とした円筒状であり、図中上方の第1開口21と、図中下方の第2開口22と、外周面23と、内周面24とを有している。絶縁容器2は、例えばアルミナ等の絶縁性のセラミックスで形成することができるが、この例に限られない。 For example, the insulating container 2 has a cylindrical shape centered on the shaft AX of the vacuum valve 1, and has a first opening 21 at the upper part in the drawing, a second opening 22 at the lower part in the drawing, an outer peripheral surface 23, and an inner peripheral surface. It has 24 and. The insulating container 2 can be formed of insulating ceramics such as alumina, but is not limited to this example.

第1金具3Aは、絶縁容器2の第1開口21を塞いでいる。第2金具3Bは、絶縁容器2の第2開口22を塞いでいる。第1金具3Aは、例えば円盤状であり、第1通電軸4Aを通すための第1孔31Aを有している。第2金具3Bは、例えば円盤状であり、第2通電軸4Bを通すための第2孔31Bを有している。第1金具3Aおよび第2金具3Bは、アルミニウムを主成分とする金属材料で形成することができる。本実施形態において、ある部材に関して特定材料を主成分とするとの表現は、その部材に含まれる材料(成分)の中で、当該特定材料の含有量が最も多いことを意味する。なお、第1金具3Aおよび第2金具3Bは、ステンレス鋼等の他の材料で形成されてもよい。 The first metal fitting 3A closes the first opening 21 of the insulating container 2. The second metal fitting 3B closes the second opening 22 of the insulating container 2. The first metal fitting 3A has, for example, a disk shape, and has a first hole 31A for passing the first energizing shaft 4A. The second metal fitting 3B has, for example, a disk shape and has a second hole 31B for passing the second energizing shaft 4B. The first metal fitting 3A and the second metal fitting 3B can be formed of a metal material containing aluminum as a main component. In the present embodiment, the expression that a specific material is the main component of a certain member means that the content of the specific material is the largest among the materials (components) contained in the member. The first metal fitting 3A and the second metal fitting 3B may be made of other materials such as stainless steel.

第1通電軸4Aおよび第2通電軸4Bは、いずれも軸AXに沿って延びている。第1通電軸4Aは、第1金具3Aの第1孔31Aに通され、第1孔31Aの内面に接合されている。第2通電軸4Bは、第2金具3Bの第2孔31Bに通されている。第2通電軸4Bと第2孔31Bの内面との間には、隙間が設けられている。第1通電軸4Aおよび第2通電軸4Bは、アルミニウムを主成分とする金属材料で形成することができる。第1通電軸4Aおよび第2通電軸4Bは、無酸素銅等の他の材料で形成されてもよい。 Both the first energizing shaft 4A and the second energizing shaft 4B extend along the shaft AX. The first energizing shaft 4A is passed through the first hole 31A of the first metal fitting 3A and is joined to the inner surface of the first hole 31A. The second energizing shaft 4B is passed through the second hole 31B of the second metal fitting 3B. A gap is provided between the second energizing shaft 4B and the inner surface of the second hole 31B. The first energizing shaft 4A and the second energizing shaft 4B can be formed of a metal material containing aluminum as a main component. The first energizing shaft 4A and the second energizing shaft 4B may be formed of other materials such as oxygen-free copper.

第1電極5Aは、第1通電軸4Aによって支持された第1コイル51Aと、第1コイル51Aに連結された第1接点52Aとを備えている。例えば、第1コイル51Aは第1通電軸4Aの端部に接合され、第1接点52Aは第1コイル51Aの図中下面に接合されている。 The first electrode 5A includes a first coil 51A supported by the first energizing shaft 4A and a first contact 52A connected to the first coil 51A. For example, the first coil 51A is joined to the end of the first energizing shaft 4A, and the first contact 52A is joined to the lower surface of the first coil 51A in the drawing.

第2電極5Bは、第2通電軸4Bによって支持された第2コイル51Bと、第2コイル51Bに連結された第2接点52Bとを備えている。例えば、第2コイル51Bは第2通電軸4Bの端部に接合され、第2接点52Bは第2コイル51Bの図中上面に接合されている。 The second electrode 5B includes a second coil 51B supported by the second energizing shaft 4B and a second contact 52B connected to the second coil 51B. For example, the second coil 51B is joined to the end of the second energizing shaft 4B, and the second contact 52B is joined to the upper surface of the second coil 51B in the drawing.

第1コイル51Aおよび第2コイル51Bは、アルミニウムを主成分とする金属材料で形成することができる。第1コイル51Aおよび第2コイル51Bは、無酸素銅等の他の材料で形成されてもよい。 The first coil 51A and the second coil 51B can be formed of a metal material containing aluminum as a main component. The first coil 51A and the second coil 51B may be formed of other materials such as oxygen-free copper.

第1接点52Aおよび第2接点52Bは、例えば円盤状であり、互いに対向している。本実施形態において、第1電極5Aはいわゆる固定側電極に相当し、第2電極5Bはいわゆる可動側電極に相当する。すなわち、第1電極5Aおよび第2電極5Bは、接離可能である。図1の例においては、第1接点52Aと第2接点52Bが離間した開極状態を示している。第2電極5Bが第1電極5Aに向けて移動することで、第1接点52Aと第2接点52Bが接触し、閉極状態となる。第1接点52Aおよび第2接点52Bは、例えば銅クロム等の材料で形成することができるが、この例に限られない。 The first contact 52A and the second contact 52B have, for example, a disk shape and face each other. In the present embodiment, the first electrode 5A corresponds to the so-called fixed side electrode, and the second electrode 5B corresponds to the so-called movable side electrode. That is, the first electrode 5A and the second electrode 5B can be brought into contact with each other. In the example of FIG. 1, the open pole state in which the first contact 52A and the second contact 52B are separated from each other is shown. When the second electrode 5B moves toward the first electrode 5A, the first contact 52A and the second contact 52B come into contact with each other, resulting in a closed pole state. The first contact 52A and the second contact 52B can be formed of a material such as copper chrome, but the present invention is not limited to this example.

シールド6は、例えば軸AXを中心とした筒状であり、第1電極5Aおよび第2電極5Bを囲っている。シールド6は、開極状態において第1電極5Aと第2電極5Bの間に生じるアークにより飛散する金属溶融物が絶縁容器2に付着して絶縁容器2の絶縁性能が低下することを抑制する。シールド6は、外周面から絶縁容器2に向けて突出する突起61を有している。突起61は、例えば環状であり、絶縁容器2の内周面24に接合されている。シールド6は、例えばステンレス鋼や銅で形成することができるが、この例に限られない。 The shield 6 has, for example, a tubular shape centered on the shaft AX, and surrounds the first electrode 5A and the second electrode 5B. The shield 6 suppresses the metal melt scattered by the arc generated between the first electrode 5A and the second electrode 5B in the open electrode state from adhering to the insulating container 2 and deteriorating the insulating performance of the insulating container 2. The shield 6 has a protrusion 61 that protrudes from the outer peripheral surface toward the insulating container 2. The protrusion 61 is, for example, an annular shape and is joined to the inner peripheral surface 24 of the insulating container 2. The shield 6 can be made of, for example, stainless steel or copper, but is not limited to this example.

ベローズ7は、軸AXに沿う方向に伸縮可能である。ベローズ7の一端は、第2金具3Bに接合されている。ベローズ7の他端は、例えばカバー8を介して第2通電軸4Bに接合されている。ベローズ7の当該他端は、第2通電軸4Bに直接接合されてもよい。カバー8は、ベローズ7を覆っており、アークにより飛散する金属溶融物がベローズ7に付着することを抑制する。 The bellows 7 can be expanded and contracted in the direction along the axis AX. One end of the bellows 7 is joined to the second metal fitting 3B. The other end of the bellows 7 is joined to the second energizing shaft 4B via, for example, a cover 8. The other end of the bellows 7 may be directly joined to the second energizing shaft 4B. The cover 8 covers the bellows 7, and prevents the metal melt scattered by the arc from adhering to the bellows 7.

第1金具3A、第2金具3B、ベローズ7およびカバー8により、絶縁容器2の内部が気密に保たれている。絶縁容器2の内部の圧力は、1×10−2Pa以下であることが好ましい。 The inside of the insulating container 2 is kept airtight by the first metal fitting 3A, the second metal fitting 3B, the bellows 7, and the cover 8. The pressure inside the insulating container 2 is preferably 1 × 10 -2 Pa or less.

本実施形態において、真空バルブ1を構成する複数の部材のうち、互いに固定される第1部材と第2部材は、一般的なろう材ではなく、金属ナノ粒子の焼結体によって連結(接合)されている。例えば、このような第1部材と第2部材の組み合わせとしては、絶縁容器2と第1金具3A、絶縁容器2と第2金具3B、第1通電軸4Aと第1金具3A、第1通電軸4Aと第1コイル51A、第1コイル51Aと第1接点52A、第2通電軸4Bと第2コイル51B、第2コイル51Bと第2接点52B、シールド6と絶縁容器2、ベローズ7と第2金具3B、ベローズ7とカバー8、カバー8と第2通電軸4Bが挙げられる。図1においては、ここで例示した第1部材および第2部材の候補の接合位置に、符号CPを付している。 In the present embodiment, among the plurality of members constituting the vacuum valve 1, the first member and the second member fixed to each other are connected (joined) by a sintered body of metal nanoparticles instead of a general brazing material. Has been done. For example, as such a combination of the first member and the second member, the insulating container 2 and the first metal fitting 3A, the insulating container 2 and the second metal fitting 3B, the first energizing shaft 4A and the first metal fitting 3A, and the first energizing shaft 4A and 1st coil 51A, 1st coil 51A and 1st contact 52A, 2nd energizing shaft 4B and 2nd coil 51B, 2nd coil 51B and 2nd contact 52B, shield 6 and insulating container 2, bellows 7 and 2nd Examples thereof include a metal fitting 3B, a bellows 7 and a cover 8, a cover 8 and a second energizing shaft 4B. In FIG. 1, reference numerals CP are attached to the joining positions of the candidates of the first member and the second member illustrated here.

以下、第1部材が絶縁容器2であり、第2部材が第2金具3Bである場合を例に、焼結体を用いた接合構造の詳細について説明する。ここで説明する接合構造は、上記列挙した他の部材の接合、あるいはその他の部材の接合にも同様に適用することができる。 Hereinafter, the details of the joint structure using the sintered body will be described by taking the case where the first member is the insulating container 2 and the second member is the second metal fitting 3B as an example. The joining structure described here can be similarly applied to the joining of the other members listed above, or the joining of other members.

図2は、絶縁容器2と第2金具3Bの接合構造を概略的に示す断面図である。絶縁容器2は、第2金具3Bに対向する端部25を有している。第2金具3Bは、端部25に対向する被接合面32を有している。 FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a joint structure between the insulating container 2 and the second metal fitting 3B. The insulating container 2 has an end portion 25 facing the second metal fitting 3B. The second metal fitting 3B has a surface to be joined 32 facing the end portion 25.

端部25と被接合面32との間に、焼結体9が配置されている。「焼結体」は、例えば焼結層、接合体または接合層と言い換えることもできる。図1に示した軸AXに沿って見た場合、焼結体9は、端部25に沿って延びる環状(円形)である。焼結体9は、ナノオーダーの金属製の粒子である金属ナノ粒子を焼結させることで形成される。例えば、金属ナノ粒子の材料としては、金、銀、銅、これらの合金、酸化銀または酸化銅を用いることができる。ここで例示した2種以上の材料の金属ナノ粒子を用いて焼結体9が形成されてもよい。 The sintered body 9 is arranged between the end portion 25 and the surface to be joined 32. The "sintered body" can also be rephrased as, for example, a sintered layer, a bonded body or a bonded layer. When viewed along the axis AX shown in FIG. 1, the sintered body 9 is an annular (circular) extending along the end portion 25. The sintered body 9 is formed by sintering metal nanoparticles, which are nano-order metal particles. For example, as the material of the metal nanoparticles, gold, silver, copper, alloys thereof, silver oxide or copper oxide can be used. The sintered body 9 may be formed by using metal nanoparticles of two or more kinds of materials exemplified here.

焼結体9は、端部25と被接合面32の間を満たしている。また、焼結体9は、端部25および被接合面32から露出する第1外面91および第2外面92を有している。第1外面91は、絶縁容器2の外周面23と被接合面32の間に位置している。第2外面92は、絶縁容器2の内周面24と被接合面32の間に位置している。 The sintered body 9 fills the space between the end portion 25 and the surface to be joined 32. Further, the sintered body 9 has a first outer surface 91 and a second outer surface 92 exposed from the end portion 25 and the surface to be joined 32. The first outer surface 91 is located between the outer peripheral surface 23 of the insulating container 2 and the surface to be joined 32. The second outer surface 92 is located between the inner peripheral surface 24 of the insulating container 2 and the surface to be joined 32.

図2の例においては、第1外面91と外周面23とが揃っているが、これらが僅かにずれてもよい。同様に、図2の例においては、第2外面92と内周面24とが揃っているが、これらが僅かにずれてもよい。 In the example of FIG. 2, the first outer surface 91 and the outer peripheral surface 23 are aligned, but they may be slightly displaced. Similarly, in the example of FIG. 2, the second outer surface 92 and the inner peripheral surface 24 are aligned, but these may be slightly displaced.

外周面23と被接合面32とで形成される第1角部C1には、金属製の第1被覆体10Aが配置されている。内周面24と被接合面32とで形成される第2角部C2には、金属製の第2被覆体10Bが配置されている。以下の説明において、第1被覆体10Aと第2被覆体10Bを特に区別しない場合には、単に被覆体10と呼ぶことがある。「被覆体」は、例えば封着部材や補強部材と言い換えることもできる。 A first metal covering body 10A is arranged on the first corner portion C1 formed by the outer peripheral surface 23 and the surface to be joined 32. A metal second covering body 10B is arranged on the second corner portion C2 formed by the inner peripheral surface 24 and the bonded surface 32. In the following description, when the first covering body 10A and the second covering body 10B are not particularly distinguished, they may be simply referred to as the covering body 10. The "cover" can also be rephrased as, for example, a sealing member or a reinforcing member.

図2の例において、第1被覆体10Aおよび第2被覆体10Bは、いずれも被接合面32に向かうに連れて幅が増すフィレット形状を有している。ただし、被覆体10の断面形状はこの例に限られない。図1に示した軸AXに沿って見た場合、第1被覆体10Aは、第1角部C1に沿って連続的に延びる環状である。同様に、第2被覆体10Bは、第2角部C2に沿って連続的に延びる環状である。例えば、被覆体10は、錫、鉛および金のいずれかを主成分とする低融点合金で形成することができる。 In the example of FIG. 2, both the first covering body 10A and the second covering body 10B have a fillet shape in which the width increases toward the bonded surface 32. However, the cross-sectional shape of the covering body 10 is not limited to this example. When viewed along the axis AX shown in FIG. 1, the first covering body 10A is an annular shape that continuously extends along the first corner portion C1. Similarly, the second covering 10B is an annular shape that extends continuously along the second corner C2. For example, the covering body 10 can be formed of a low melting point alloy containing any of tin, lead and gold as a main component.

第1被覆体10Aは、第1外面91を覆っている。第1被覆体10Aは、外周面23の一部および被接合面32の一部も覆っている。同様に、第2被覆体10Bは、第2外面92を覆っている。第2被覆体10Bは、内周面24の一部および被接合面32の一部も覆っている。 The first covering body 10A covers the first outer surface 91. The first covering body 10A also covers a part of the outer peripheral surface 23 and a part of the bonded surface 32. Similarly, the second covering body 10B covers the second outer surface 92. The second covering body 10B also covers a part of the inner peripheral surface 24 and a part of the bonded surface 32.

焼結体9の厚さTは、例えば100μm未満とすることができる。具体例を挙げると、厚さTは、30μmである。ただし、この例に限られず、厚さTを100μm以上としてもよい。被覆体10の高さHは、厚さTよりも大きい(H>T)。説明の便宜上、図2においてはミクロンオーダーである厚さTを大きく表しているが、高さHや絶縁容器2および第2金具3Bの厚さに比べ、厚さTが極めて小さくてもよい。 The thickness T of the sintered body 9 can be, for example, less than 100 μm. To give a specific example, the thickness T is 30 μm. However, the present invention is not limited to this example, and the thickness T may be 100 μm or more. The height H of the covering body 10 is larger than the thickness T (H> T). For convenience of explanation, the thickness T on the order of microns is shown to be large in FIG. 2, but the thickness T may be extremely small compared to the height H and the thickness of the insulating container 2 and the second metal fitting 3B.

続いて、真空バルブ1の製造方法について説明する。
図3は、真空バルブ1の製造方法の一部を示すフローチャートである。ここでは一例として、図1に示した接合位置CPの全てに対し、焼結体9と被覆体10による接合構造を適用する場合を想定する。
Subsequently, a method of manufacturing the vacuum valve 1 will be described.
FIG. 3 is a flowchart showing a part of the manufacturing method of the vacuum valve 1. Here, as an example, it is assumed that the bonding structure of the sintered body 9 and the covering body 10 is applied to all of the bonding position CPs shown in FIG.

真空バルブ1を構成する各部材を用意した後、各接合位置CPにおいて、焼結体9の元となる接合材を配置する(工程P1)。ここで用いる接合材は、例えば上述の金属ナノ粒子を有機バインダーに含有させたペーストである。このような接合材は、互いに接合される第1部材と第2部材のいずれか一方に配置(形成、塗布、印刷)すればよい。 After preparing each member constituting the vacuum valve 1, a joining material to be a base of the sintered body 9 is arranged at each joining position CP (step P1). The bonding material used here is, for example, a paste containing the above-mentioned metal nanoparticles in an organic binder. Such a joining material may be arranged (formed, coated, printed) on either one of the first member and the second member to be joined to each other.

工程P1の後、接合材を予備乾燥する(工程P2)。予備乾燥は、例えば接合材が配置された部材を真空雰囲気中で100℃程度の温度に加熱することにより実施できる。なお、予備乾燥が不要な場合、工程P2が省略されてもよい。 After step P1, the bonding material is pre-dried (step P2). Pre-drying can be carried out, for example, by heating the member on which the bonding material is arranged to a temperature of about 100 ° C. in a vacuum atmosphere. If pre-drying is not required, step P2 may be omitted.

工程P2の後、真空バルブ1を構成する各部材を仮組みする(工程P3)。これにより、上述した第1部材と第2部材の各組合せにおいて、第1部材と第2部材の間に接合材が配置される。 After step P2, each member constituting the vacuum valve 1 is temporarily assembled (step P3). As a result, in each combination of the first member and the second member described above, the joining material is arranged between the first member and the second member.

工程P3の後、各接合位置CPにおいて、被覆体10の元となる溶融材を接合材の周囲に配置する(工程P4)。ここでは、例えば糸状の溶融材を用いることができる。すなわち、糸状の溶融材を接合材の近傍に一重または二重以上に巻き付ける。他の例として、溶融材は、めっき等の適宜の方法により、第1部材または第2部材に予め配置(形成、成膜)されていてもよい。この場合においては、工程P4が工程P1〜P3の前に実施されてもよい。 After the step P3, at each joint position CP, the molten material that is the source of the covering body 10 is arranged around the joint material (step P4). Here, for example, a thread-like molten material can be used. That is, the thread-like molten material is wound in the vicinity of the joining material in a single layer or in a double layer or more. As another example, the molten material may be previously arranged (formed, formed) on the first member or the second member by an appropriate method such as plating. In this case, step P4 may be performed before steps P1 to P3.

ここで、第1部材および第2部材が絶縁容器2および第2金具3Bである場合を想定して、工程P1〜P4の具体例を挙げる。図4は、工程P1〜P3の一例を示す概略的な斜視図である。図5は、工程P4の一例を示す概略的な断面図である。 Here, assuming that the first member and the second member are the insulating container 2 and the second metal fitting 3B, specific examples of steps P1 to P4 will be given. FIG. 4 is a schematic perspective view showing an example of steps P1 to P3. FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing an example of step P4.

図4の例においては、第2金具3Bの被接合面32にペーストである接合材CMが配置されている。例えば、接合材CMは、スクリーン印刷により被接合面32に配置することができる。すなわち、絶縁容器2と第2金具3Bの接合位置に応じた開口を有するメタルマスクを被接合面32に対して配置し、このメタルマスクの開口を通じてペースト状の接合材CMを被接合面32に配置する。 In the example of FIG. 4, the bonding material CM which is a paste is arranged on the bonded surface 32 of the second metal fitting 3B. For example, the bonding material CM can be arranged on the surface to be bonded 32 by screen printing. That is, a metal mask having an opening corresponding to the joining position between the insulating container 2 and the second metal fitting 3B is arranged with respect to the bonded surface 32, and the paste-like bonding material CM is placed on the bonded surface 32 through the opening of the metal mask. Deploy.

その後、必要に応じて工程P2の乾燥を経て、絶縁容器2を接合材CMの上に押し付ける。これにより、絶縁容器2と第2金具3Bが仮組みされる。 Then, if necessary, the insulating container 2 is pressed onto the bonding material CM after drying in step P2. As a result, the insulating container 2 and the second metal fitting 3B are temporarily assembled.

図5の例においては、糸状の溶融材MMが第1角部C1および第2角部C2のそれぞれに対し3重で配置されている。糸状の溶融材MMの巻き数については、溶融材MMの径や、溶融後の被覆体10で覆うべき領域の大きさなどを考慮して適宜に定めればよい。また、第1角部C1と第2角部C2とで、溶融材MMの巻き数が異なってもよい。 In the example of FIG. 5, the filamentous molten material MM is arranged in triplicate with respect to each of the first corner portion C1 and the second corner portion C2. The number of turns of the filamentous molten material MM may be appropriately determined in consideration of the diameter of the molten material MM, the size of the region to be covered by the coated body 10 after melting, and the like. Further, the number of turns of the molten material MM may be different between the first corner portion C1 and the second corner portion C2.

図1に示した他の接合位置CPについても、図4および図5を用いて説明したものと同様の方法で接合材および溶融材を配置することができる。ただし、各接合位置CPにおいて、接合材および溶融材の配置方法が異なってもよい。 With respect to the other joining positions CP shown in FIG. 1, the joining material and the molten material can be arranged in the same manner as those described with reference to FIGS. 4 and 5. However, the method of arranging the bonding material and the molten material may be different at each bonding position CP.

工程P4の後、仮組みされたアセンブリを炉内に配置する(工程P5)。このアセンブリは、例えば図1に示したように真空バルブ1の各部材が仮組みされたものである。 After step P4, the temporarily assembled assembly is placed in the furnace (step P5). In this assembly, for example, as shown in FIG. 1, each member of the vacuum valve 1 is temporarily assembled.

その後、先ず炉内を第1温度T1に設定し、真空雰囲気中でアセンブリを所定時間にわたって加熱する(工程P6)。第1温度T1は、接合材に含まれる金属ナノ粒子の焼結に適した温度であり、かつ溶融材の融点(例えば固相線温度)未満の温度である。一例として、第1温度T1は、400℃以下であり、好ましくは200℃以上かつ300℃以下である。この工程により、金属ナノ粒子が焼結し、焼結体9が形成される。 Then, first, the inside of the furnace is set to the first temperature T1, and the assembly is heated for a predetermined time in a vacuum atmosphere (step P6). The first temperature T1 is a temperature suitable for sintering the metal nanoparticles contained in the bonding material and is lower than the melting point (for example, solid phase line temperature) of the molten material. As an example, the first temperature T1 is 400 ° C. or lower, preferably 200 ° C. or higher and 300 ° C. or lower. By this step, the metal nanoparticles are sintered and the sintered body 9 is formed.

金属ナノ粒子は、サイズが小さくなると比表面積が大きくなる。そのため、工程P6においては、金属ナノ粒子のごく表層のみ表面エネルギーが液相と同程度まで増大し、隣接する粒子同士のネッキングが生じて緻密化される焼結反応が著しく進行するようになる。一般的な金属の固相焼結は融点の7割以上の温度で行われるが、粒子径がナノオーダーになると焼結温度が著しく低下する。これにより、比較的低温でも焼結が進行し、良好な接合状態を得ることが可能となる。 The specific surface area of metal nanoparticles increases as the size decreases. Therefore, in step P6, the surface energy of only the very surface layer of the metal nanoparticles increases to the same level as that of the liquid phase, and the sintering reaction in which adjacent particles are necked and densified progresses remarkably. In general, solid-phase sintering of a metal is performed at a temperature of 70% or more of the melting point, but when the particle size becomes nano-order, the sintering temperature drops remarkably. As a result, sintering proceeds even at a relatively low temperature, and a good bonding state can be obtained.

工程P6の後、炉内を第2温度T2に設定し、真空雰囲気中でアセンブリを所定時間にわたってさらに加熱する(工程P7)。第2温度T2は、溶融材の融点(例えば固相線温度)以上の温度である。すなわち、第2温度T2は、第1温度T1よりも高い(T2>T1)。この工程により、溶融材が溶け、焼結体9を覆うとともに第1部材と第2部材の表面に沿って濡れ広がる。この溶融材がその後に冷やされると、図2に例示したようなフィレット形状の被覆体10が形成される。なお、工程P7においても、接合材において金属ナノ粒子の焼結が進行する。 After step P6, the inside of the furnace is set to the second temperature T2 and the assembly is further heated for a predetermined time in a vacuum atmosphere (step P7). The second temperature T2 is a temperature equal to or higher than the melting point of the molten material (for example, the solidus temperature). That is, the second temperature T2 is higher than the first temperature T1 (T2> T1). By this step, the molten material melts, covers the sintered body 9, and spreads wet along the surfaces of the first member and the second member. When the molten material is subsequently cooled, a fillet-shaped covering 10 as illustrated in FIG. 2 is formed. In step P7 as well, sintering of metal nanoparticles proceeds in the bonding material.

溶融材として例えば鉛95%錫5%のはんだを用いた場合、その融点(固相線温度)は300℃である。この場合の第1温度T1は、300℃未満の温度、例えば250℃に設定することができる。また、第2温度T2は、300℃以上の温度、例えば350℃に設定することができる。 When, for example, a solder containing 95% lead and 5% tin is used as the molten material, its melting point (solid phase temperature) is 300 ° C. The first temperature T1 in this case can be set to a temperature lower than 300 ° C., for example, 250 ° C. Further, the second temperature T2 can be set to a temperature of 300 ° C. or higher, for example, 350 ° C.

金属ナノ粒子の焼結を進行させて粒子間の隙間を極力無くす観点から、工程P6において第1温度T1で加熱する時間は長い方が好ましい。一方、溶融材の成分と接合材の成分の反応を低減する観点から、工程P7において第2温度T2で加熱する時間は短い方が好ましい。そこで、工程P6において第1温度T1で加熱する時間を、工程P7において第2温度T2で加熱する時間より長くしてもよい。一例として、第1温度T1で加熱する時間は1〜2時間であり、第2温度T2で加熱する時間は10〜30分である。 From the viewpoint of advancing the sintering of the metal nanoparticles and eliminating the gaps between the particles as much as possible, it is preferable that the heating time at the first temperature T1 in the step P6 is long. On the other hand, from the viewpoint of reducing the reaction between the components of the molten material and the components of the bonding material, it is preferable that the heating time at the second temperature T2 in step P7 is short. Therefore, the time for heating at the first temperature T1 in the step P6 may be longer than the time for heating at the second temperature T2 in the step P7. As an example, the time for heating at the first temperature T1 is 1 to 2 hours, and the time for heating at the second temperature T2 is 10 to 30 minutes.

工程P7の後、アセンブリを冷却する工程などを経て、真空バルブ1が完成する。この真空バルブ1においては、図1に示した各接合位置CPの全てにおいて焼結体9と被覆体10が形成されている。 After the step P7, the vacuum valve 1 is completed through a step of cooling the assembly and the like. In this vacuum valve 1, the sintered body 9 and the covering body 10 are formed at all of the joint position CPs shown in FIG.

以上の製造方法においては、真空バルブ1を構成する部材の全てを仮組みしたアセンブリを一度の工程P6,P7で加熱する場合を例示した。他の例として、真空バルブ1を構成する部材の一部を仮組みしたアセンブリに対して工程P6,P7の加熱を実施した後、このアセンブリに残りの部材を仮組みしたアセンブリに対して工程P6,P7の加熱を再度実施してもよい。 In the above manufacturing method, a case where an assembly in which all the members constituting the vacuum valve 1 are temporarily assembled is heated in one step P6 and P7 is illustrated. As another example, after heating in steps P6 and P7 for an assembly in which a part of the members constituting the vacuum valve 1 is temporarily assembled, step P6 is applied to an assembly in which the remaining members are temporarily assembled in this assembly. , P7 may be heated again.

続いて、本実施形態に係る真空バルブ1およびその製造方法により得られる効果の一例について説明する。
一般的に、真空バルブを構成する部材の接合には、BAg−8などの銀ろうが用いられる。この場合、ろう付けに際して仮組みされたアセンブリを800〜900℃の高温で加熱する必要がある。絶縁容器2が酸化物系のセラミックスで形成され、各金具3A,3Bがステンレス鋼で形成されている場合、これら材料の線膨張係数が大きく異なるため、絶縁容器2が脆性破壊される可能性がある。絶縁容器2と各金具3A,3Bだけでなく、互いに接合される他の部材についても同様の破壊が生じ得る。
Subsequently, an example of the effect obtained by the vacuum valve 1 and the manufacturing method thereof according to the present embodiment will be described.
Generally, silver wax such as BAg-8 is used for joining the members constituting the vacuum valve. In this case, it is necessary to heat the temporarily assembled assembly at a high temperature of 800 to 900 ° C. for brazing. When the insulating container 2 is made of oxide-based ceramics and the metal fittings 3A and 3B are made of stainless steel, the linear expansion coefficients of these materials are significantly different, so that the insulating container 2 may be brittlely broken. is there. Similar destruction can occur not only in the insulating container 2 and the metal fittings 3A and 3B, but also in other members joined to each other.

また、この脆性破壊を抑制するために、例えばステンレス鋼で形成された応力緩和リングが絶縁容器2と各金具3A,3Bの間に配置されることがある。真空バルブにおいて電流を遮断する際には、各通電軸4A,4Bおよび各電極5A,5Bが高速で開極するため、大きな衝撃が発生する。この衝撃は、特に応力緩和リングに作用しやすい。そのため、一般的には応力緩和リングが破損しない範囲内で開極速度が決定されている。真空バルブの電流遮断能力は開極速度に依存するため、応力緩和リングが真空バルブの性能を制限する一因となる。 Further, in order to suppress this brittle fracture, for example, a stress relaxation ring made of stainless steel may be arranged between the insulating container 2 and the metal fittings 3A and 3B. When the current is cut off in the vacuum valve, the current-carrying shafts 4A and 4B and the electrodes 5A and 5B open at high speed, so that a large impact is generated. This impact is particularly likely to act on the stress relaxation ring. Therefore, the opening speed is generally determined within a range in which the stress relaxation ring is not damaged. Since the current breaking capacity of the vacuum valve depends on the opening speed, the stress relaxation ring contributes to limiting the performance of the vacuum valve.

また、ろう付け時の高温に耐える必要があることから、真空バルブ1を構成する各部材には高い耐熱性が必要である。そのため、例えばアルミニウム等の軽量で安価な材料を選択することができず、真空バルブの重量が増大し、製造コストも増加する。 Further, since it is necessary to withstand a high temperature at the time of brazing, each member constituting the vacuum valve 1 is required to have high heat resistance. Therefore, a lightweight and inexpensive material such as aluminum cannot be selected, the weight of the vacuum valve increases, and the manufacturing cost also increases.

これらに対し、本実施形態においては焼結体9により各部材が接合される。この場合、上述したように、比較的低温(例えば400℃以下)の加熱での接合が可能である。したがって、接合される部材間の線膨張係数の相違に起因した脆性破壊を抑制することができる。また、図1に示したように応力緩和リングを用いない構造を採用することも可能となる。この場合には、開極速度を速めて真空バルブ1の性能を向上させることができる。 On the other hand, in the present embodiment, each member is joined by the sintered body 9. In this case, as described above, joining can be performed by heating at a relatively low temperature (for example, 400 ° C. or lower). Therefore, brittle fracture due to the difference in linear expansion coefficient between the members to be joined can be suppressed. Further, as shown in FIG. 1, it is possible to adopt a structure that does not use a stress relaxation ring. In this case, the opening speed can be increased to improve the performance of the vacuum valve 1.

真空バルブ1を構成する各部材を低温で接合できるため、上述したように第1金具3A、第2金具3B、第1通電軸4A、第2通電軸4B、第1コイル51Aおよび第2コイル51Bをアルミニウム等の軽量かつ安価な材料で形成することができる。これにより、真空バルブ1の重量を低減し、製造コストも低減できる。 Since each member constituting the vacuum valve 1 can be joined at a low temperature, as described above, the first metal fitting 3A, the second metal fitting 3B, the first energizing shaft 4A, the second energizing shaft 4B, the first coil 51A and the second coil 51B Can be formed of a lightweight and inexpensive material such as aluminum. As a result, the weight of the vacuum valve 1 can be reduced and the manufacturing cost can be reduced.

さらに、接合に際して加熱する温度を低くできるので、加熱およびその後の冷却に要する時間を短縮できるなど、真空バルブ1の製造工程に関しても利点がある。これにより、真空バルブ1の生産効率が高まるので、この観点からも製造コストを低減できる。 Further, since the heating temperature can be lowered at the time of joining, the time required for heating and subsequent cooling can be shortened, which is also advantageous in the manufacturing process of the vacuum valve 1. As a result, the production efficiency of the vacuum valve 1 is increased, and the manufacturing cost can be reduced from this viewpoint as well.

焼結体9には、元の金属ナノ粒子間の隙間がある程度残る可能性がある。例えば絶縁容器2と各金具3A,3Bとを焼結体9で接合する場合、上記隙間が存在すれば絶縁容器2内部の気密性が低減され得る。 There is a possibility that some gaps between the original metal nanoparticles remain in the sintered body 9. For example, when the insulating container 2 and the metal fittings 3A and 3B are joined by the sintered body 9, the airtightness inside the insulating container 2 can be reduced if the gap exists.

これに対し、本実施形態に係る真空バルブ1は、焼結体9の外面を覆う被覆体10を備えている。これにより、焼結体9に上記隙間が形成された場合であっても、絶縁容器2と各金具3A,3Bの接合部分における気密性を保つことができる。図2に示したように接合部分の内外に被覆体10を配置すれば、より気密性を高めることができる。 On the other hand, the vacuum valve 1 according to the present embodiment includes a covering body 10 that covers the outer surface of the sintered body 9. As a result, even when the gap is formed in the sintered body 9, the airtightness at the joint portion between the insulating container 2 and the metal fittings 3A and 3B can be maintained. If the covering body 10 is arranged inside and outside the joint portion as shown in FIG. 2, the airtightness can be further improved.

図2に示したように被覆体10が第1部材(例えば絶縁容器2)と第2部材(例えば第2金具3B)の一部を覆うフィレット状であれば、開極時における衝撃を緩和することができる。このような効果は、絶縁容器2と第2金具3Bの接合部分だけでなく、他の部材の接合部分についても同様に得ることができる。
図3に例示した製造方法においては、先ず工程P6で焼結体9を形成し、その後に工程P7で被覆体10を形成している。他の例として、始めから第2温度T2で加熱することにより、焼結体9と被覆体10を同時に形成することも考えられる。ただし、この場合には、焼結体9の元となる接合材に含まれる材料と、被覆体10の元となる溶融材に含まれる材料とが反応し、脆性の化合物が生じて真空バルブ1の機械的強度が低下する可能性がある。
As shown in FIG. 2, if the covering body 10 has a fillet shape that covers a part of the first member (for example, the insulating container 2) and the second member (for example, the second metal fitting 3B), the impact at the time of opening is alleviated. be able to. Such an effect can be obtained not only at the joint portion between the insulating container 2 and the second metal fitting 3B but also at the joint portion of other members.
In the manufacturing method illustrated in FIG. 3, the sintered body 9 is first formed in step P6, and then the covering body 10 is formed in step P7. As another example, it is also conceivable to simultaneously form the sintered body 9 and the covering body 10 by heating at the second temperature T2 from the beginning. However, in this case, the material contained in the bonding material which is the source of the sintered body 9 and the material contained in the molten material which is the source of the covering body 10 react to generate a brittle compound, and the vacuum valve 1 May reduce the mechanical strength of the.

一方、先ず溶融材が溶けない第1温度T1で焼結体9を形成し、その後により高温の第2温度T2で溶融材を溶かす場合には、上記脆性の化合物が生じにくい。これにより、真空バルブ1の機械的強度を高めることができる。 On the other hand, when the sintered body 9 is first formed at a first temperature T1 in which the molten material does not melt, and then the molten material is melted at a higher temperature second temperature T2, the brittle compound is unlikely to occur. Thereby, the mechanical strength of the vacuum valve 1 can be increased.

このように、本実施形態に係る真空バルブ1においては、各部材の接合構造および製造方法を改善することにより、種々の好適な効果を得ることができる。 As described above, in the vacuum valve 1 according to the present embodiment, various suitable effects can be obtained by improving the joining structure and the manufacturing method of each member.

[第2実施形態]
第2実施形態について説明する。第1実施形態と同一または類似する要素には同一の符号を付して説明を省略する。
図6は、第2実施形態に係る真空バルブ100の概略的な断面図である。この真空バルブ100は、セラミックス製の絶縁容器2に代えて、樹脂製の絶縁容器110を備えている。さらに、真空バルブ100は、絶縁容器110、第1金具3Aおよび第2金具3Bの周囲を覆う絶縁性の樹脂層120を備えている。
[Second Embodiment]
The second embodiment will be described. Elements that are the same as or similar to those in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of the vacuum valve 100 according to the second embodiment. The vacuum valve 100 includes an insulating container 110 made of resin instead of the insulating container 2 made of ceramics. Further, the vacuum valve 100 includes an insulating container 110, an insulating resin layer 120 that covers the periphery of the first metal fitting 3A and the second metal fitting 3B.

上述のように焼結体9を用いて各部材を接合する場合には、製造時の加熱温度を低減できる。したがって、セラミックスよりも耐熱性が低い樹脂材料の絶縁容器110を用いることが可能となる。これにより、真空バルブ100の一層の軽量化と製造コストの低減を実現できる。絶縁容器110を形成する樹脂材料は、製造時の加熱に耐え得るものであれば、熱硬化性樹脂であってもよいし、熱可塑性樹脂であってもよい。 When each member is joined using the sintered body 9 as described above, the heating temperature during manufacturing can be reduced. Therefore, it is possible to use the insulating container 110 made of a resin material having lower heat resistance than ceramics. As a result, the weight of the vacuum valve 100 can be further reduced and the manufacturing cost can be reduced. The resin material forming the insulating container 110 may be a thermosetting resin or a thermoplastic resin as long as it can withstand heating during production.

絶縁容器110の厚さは、例えば7.5mm以上とすることが好ましい。これにより、開極時または閉極時における衝撃に耐え得る強度が実現されるとともに、絶縁容器110の気体の透過を好適に抑制できる。また、絶縁容器110の厚さは、例えば15mm以下とすることが好ましい。これにより、真空バルブ1を小型化できる。 The thickness of the insulating container 110 is preferably 7.5 mm or more, for example. As a result, the strength that can withstand the impact at the time of opening or closing the pole is realized, and the permeation of gas in the insulating container 110 can be suitably suppressed. The thickness of the insulating container 110 is preferably 15 mm or less, for example. As a result, the vacuum valve 1 can be miniaturized.

樹脂層120は、例えばエポキシ樹脂にて形成することができる。樹脂層120を設けることで、真空バルブ100と外部との絶縁性を高めることができる。 The resin layer 120 can be formed of, for example, an epoxy resin. By providing the resin layer 120, the insulating property between the vacuum valve 100 and the outside can be improved.

なお、仮に樹脂層120をセラミックス製の絶縁容器の周囲に設ける場合、両者が剥離しないように、シランカップリング剤等で絶縁容器の外周面に表面処理を施す必要がある。これに対し、樹脂製の絶縁容器110を用いる場合、絶縁容器110と樹脂層120が剥離しにくいことから、当該表面処理を省略することができる。特に、絶縁容器110として熱硬化性樹脂を用いる場合、熱硬化性樹脂が他の樹脂との親和性が高いことから、絶縁容器110と樹脂層120とをより強力に固着することができる。これにより、真空バルブ100の信頼性が向上する。 If the resin layer 120 is provided around the insulating container made of ceramics, it is necessary to surface-treat the outer peripheral surface of the insulating container with a silane coupling agent or the like so that the two layers do not peel off. On the other hand, when the resin-made insulating container 110 is used, the surface treatment can be omitted because the insulating container 110 and the resin layer 120 are difficult to peel off. In particular, when a thermosetting resin is used as the insulating container 110, the thermosetting resin has a high affinity with other resins, so that the insulating container 110 and the resin layer 120 can be more strongly fixed. This improves the reliability of the vacuum valve 100.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、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。 Although some embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other embodiments, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.

例えば、第1実施形態においては、第1金具3A、第2金具3B、第1通電軸4A、第2通電軸4B、第1コイル51Aおよび第2コイル51Bがアルミニウムで形成できると述べた。ただし、これら全ての部材がアルミニウムで形成される必要はなく、少なくとも一つがアルミニウムで形成されれば真空バルブ1の軽量化と製造コストの低減の効果が得られる。 For example, in the first embodiment, it is stated that the first metal fitting 3A, the second metal fitting 3B, the first energizing shaft 4A, the second energizing shaft 4B, the first coil 51A and the second coil 51B can be formed of aluminum. However, it is not necessary that all of these members are made of aluminum, and if at least one of them is made of aluminum, the effect of reducing the weight of the vacuum valve 1 and the manufacturing cost can be obtained.

また、図1および図6に複数の接合位置CPを示したが、これら全ての接合位置CPに対して焼結体9を用いた接合方法が適用される必要はない。また、図1および図6に示した接合位置CPにおいて、焼結体9を用いて接合されているが被覆体10が設けられていない接合位置があってもよい。 Further, although a plurality of bonding position CPs are shown in FIGS. 1 and 6, it is not necessary to apply the bonding method using the sintered body 9 to all the bonding position CPs. Further, in the joining position CP shown in FIGS. 1 and 6, there may be a joining position in which the sintered body 9 is used for joining but the covering body 10 is not provided.

第1実施形態においては、当該実施形態の構成によれば応力緩和リングを用いない構造を採用可能であると述べた。しかしながら、この記載は、必ずしも真空バルブ1が応力緩和リングを備えないことを意図したものではない。さらに、真空バルブ1が応力緩和リングを備える場合において、当該リングと絶縁容器2や、当該リングと各金具3A,3Bを、焼結体9を用いて接合してもよい。 In the first embodiment, it was stated that a structure without a stress relaxation ring can be adopted according to the configuration of the embodiment. However, this description is not necessarily intended that the vacuum valve 1 does not include a stress relaxation ring. Further, when the vacuum valve 1 is provided with a stress relaxation ring, the ring and the insulating container 2 or the ring and the metal fittings 3A and 3B may be joined by using the sintered body 9.

1,100…真空バルブ、2,110…絶縁容器、3A,3B…金具、4A,4B…通電軸、5A,5B…電極、6…シールド、7…ベローズ、8…カバー、9…焼結体、10…被覆体、51A,51B…コイル、52A,52B…接点、CP…接合位置。 1,100 ... Vacuum valve, 2,110 ... Insulated container, 3A, 3B ... Metal fittings, 4A, 4B ... Energizing shaft, 5A, 5B ... Electrode, 6 ... Shield, 7 ... Bellows, 8 ... Cover, 9 ... Sintered body 10, ... Cover, 51A, 51B ... Coil, 52A, 52B ... Contact, CP ... Join position.

Claims (10)

第1部材および第2部材を含む複数の部材と、
前記第1部材と前記第2部材を連結する金属ナノ粒子の焼結体と、
前記第1部材および前記第2部材から露出する前記焼結体の外面を覆う金属製の被覆体と、
を備える真空バルブ。
A plurality of members including the first member and the second member,
A sintered body of metal nanoparticles connecting the first member and the second member,
A metal covering covering the outer surface of the sintered body exposed from the first member and the second member, and
A vacuum valve equipped with.
前記被覆体は、前記焼結体の前記外面とともに、前記第1部材および前記第2部材の一部を覆う、
請求項1に記載の真空バルブ。
The covering body covers a part of the first member and the second member together with the outer surface of the sintered body.
The vacuum valve according to claim 1.
前記被覆体は、錫、鉛および金のいずれかを主成分とする合金で形成されている、
請求項1または2に記載の真空バルブ。
The coating is made of an alloy containing any of tin, lead and gold as a main component.
The vacuum valve according to claim 1 or 2.
前記複数の部材は、接離可能な一対の電極と、前記一対の電極を収容するとともに開口を有する絶縁容器と、前記開口を塞ぐ金具と、を含み、
前記第1部材は前記絶縁容器であり、前記第2部材は前記金具である、
請求項1乃至3のうちいずれか1項に記載の真空バルブ。
The plurality of members include a pair of electrodes that can be brought into contact with each other, an insulating container that houses the pair of electrodes and has an opening, and a metal fitting that closes the opening.
The first member is the insulating container, and the second member is the metal fitting.
The vacuum valve according to any one of claims 1 to 3.
前記絶縁容器は、内周面と、外周面と、前記金具に対向する端部と、を有し、
前記金具は、前記端部に対向する被接合面を有し、
前記焼結体は、前記端部と前記被接合面の間に配置され、
前記被覆体は、前記外周面と前記被接合面とで形成される第1角部、および、前記内周面と前記被接合面とで形成される第2角部の少なくとも一方に配置されている、
請求項4に記載の真空バルブ。
The insulating container has an inner peripheral surface, an outer peripheral surface, and an end portion facing the metal fitting.
The metal fitting has a surface to be joined facing the end portion, and the metal fitting has a surface to be joined.
The sintered body is arranged between the end and the surface to be joined.
The covering body is arranged at least one of a first corner portion formed by the outer peripheral surface and the bonded surface and a second corner portion formed by the inner peripheral surface and the bonded surface. Yes,
The vacuum valve according to claim 4.
前記複数の部材は、接離可能な一対の電極と、前記一対の電極を収容する絶縁容器と、を含み、
前記絶縁容器は、熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂で形成されている、
請求項1乃至3のうちいずれか1項に記載の真空バルブ。
The plurality of members include a pair of electrodes that can be brought into contact with each other and an insulating container that houses the pair of electrodes.
The insulating container is made of a thermosetting resin or a thermoplastic resin.
The vacuum valve according to any one of claims 1 to 3.
前記複数の部材は、接離可能な一対の電極と、前記一対の電極をそれぞれ支持する一対の通電軸と、前記一対の電極を収容するとともに開口を有する絶縁容器と、前記開口を塞ぐ金具と、を含み、
前記一対の電極の各々は、前記通電軸により支持されるコイルと、前記コイルに連結される接点と、を含み、
前記コイル、前記通電軸および前記金具の少なくとも1つは、アルミニウムを主成分とする金属材料で形成されている、
請求項1乃至3のうちいずれか1項に記載の真空バルブ。
The plurality of members include a pair of electrodes that can be brought into contact with each other, a pair of energizing shafts that support the pair of electrodes, an insulating container that houses the pair of electrodes and has an opening, and a metal fitting that closes the opening. , Including
Each of the pair of electrodes includes a coil supported by the current-carrying shaft and contacts connected to the coil.
At least one of the coil, the current-carrying shaft, and the metal fitting is made of a metal material containing aluminum as a main component.
The vacuum valve according to any one of claims 1 to 3.
第1部材および第2部材を含む複数の部材を備える真空バルブの製造方法であって、
前記第1部材および前記第2部材の間に金属ナノ粒子を含む接合材を配置することと、
前記接合材の周囲に金属製の溶融材を配置することと、
前記金属ナノ粒子を焼結させ、前記第1部材および前記第2部材を接合する焼結体を形成することと、
前記溶融材を溶融させ、前記第1部材および前記第2部材から露出する前記焼結体の外面を覆う被覆体を形成することと、
を含む製造方法。
A method for manufacturing a vacuum valve including a plurality of members including a first member and a second member.
Placing a bonding material containing metal nanoparticles between the first member and the second member, and
Placing a metal molten material around the joint material and
Sintering the metal nanoparticles to form a sintered body that joins the first member and the second member.
By melting the molten material to form a covering body covering the outer surface of the sintered body exposed from the first member and the second member.
Manufacturing method including.
前記溶融材の融点よりも低い第1温度で前記接合材を加熱することにより、前記金属ナノ粒子を焼結させ、
前記金属ナノ粒子を焼結させた後に、前記融点よりも高い第2温度で前記溶融材を加熱することにより、前記溶融材を溶融させる、
請求項8に記載の製造方法。
By heating the bonding material at a first temperature lower than the melting point of the molten material, the metal nanoparticles are sintered.
After the metal nanoparticles are sintered, the molten material is melted by heating the molten material at a second temperature higher than the melting point.
The manufacturing method according to claim 8.
前記第1温度で前記接合材を加熱する時間は、前記第2温度で前記溶融材を加熱する時間よりも長い、
請求項9に記載の製造方法。
The time for heating the bonding material at the first temperature is longer than the time for heating the molten material at the second temperature.
The manufacturing method according to claim 9.
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