JP2883067B1 - 真空封止プラグ - Google Patents

Abstract

【要約】 【課題】 真空維持に対する信頼性が高く、簡便に真空
排気や真空度調整を行うことができ、狭いスペースでの
真空度調整が容易な真空封止装置を提供する。 【解決手段】 内周面にエッヂ部を有する金属製のプラ
グ本体２と、先端にテーパー部を有する金属製のプラグ
ノーズ３と、エッヂ部にテーパー部を圧着するための押
圧手段７，８と、エッヂ部とテーパー部との圧着により
形成される第１のシール部分の外気側において、第２の
シール部分を形成するためのＯリング５と、有底筒状の
プラグカバー６とを備えて構成される真空封止プラグ１
である。真空排気のための吸引口１３と真空度を微調整
するための調整手段１４とを有するプラグカバー６を少
なくともプラグノーズ３と２ヶ所のシール部分とを気密
的に内包するようにプラグ本体２に冠着する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】 本発明は、例えばナトリウ
ム−硫黄電池用真空容器等の真空状態を封止するための
真空封止プラグに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】 従来、容器の真空状態を封止する装置
としては、例えば図２に示すような、ボールバルブ３１
が用いられていた。ボールバルブ３１は中心に貫通孔３
２を有する球状のボール弁３３を、例えばテフロン等の
パッキン３４で密着挾持し、ボール弁３３に接続された
レバー３５で回転して、貫通孔３２とバルブ開口部３６
をずらすことで、貫通孔３２を閉鎖して真空を封止する
構造となっている。

【０００３】 しかしながら、前記ボールバルブは、ボ
ール弁や操作用レバーが可動構造であるため、真空精度
の高いバルブを用いても、シール部他よりリークする場
合があり、また、汎用的なバルブ構造であるためコンパ
クト性に欠け、真空封止装置自体が大きくなるために、
真空容器を含めた装置全体も必然的に大きくなり、スペ
ースが必要となる問題点があった。

【０００４】 そこで本発明者らは、上述の問題点を解
決すべく、特願平８−３１４４１６号において真空封止
プラグを開示している。当該真空封止プラグは、金属シ
ールと当該金属シールの外気側のＯリングシールとを組
み合わせることにより、真空維持に対する信頼度を高
め、真空封止装置のコンパクト化を図ったものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】 ところで、前記真空
封止バルブは、ボールバルブのように可動構造で真空を
封止する構造ではないため、容器を真空排気し、その真
空状態を封止する操作は、専用の排気用治具を装着して
行うことになる。従って、容器の真空排気や真空封止の
際には、真空封止バルブに排気用治具を脱着する操作を
伴い、また、排気用治具を装着するための一定のスペー
スが必要である。

【０００６】 通常、前述の排気用治具の脱着操作や装
着スペースを必要とする点については操作がやや煩雑と
なる以外は大きな問題となることはないが、例えばナト
リウム−硫黄電池用真空容器のように、容器の真空封止
後も、運転条件の変更等の理由により、容器内部の真空
度の調整を行う必要が生じるものについては若干の問題
点が残されていた。

【０００７】 即ち、真空容器を架台等に据付けた後に
は容器周辺のスペースが十分に確保されているとは限ら
ないため、真空度の調節を行う際に、排気用治具の装着
スペースが十分に確保できない場合があり、また、排気
用治具の脱着が困難である場合も生じ得る。本発明は、
このような従来の問題点に着目してなされたものであっ
て、その目的とするところは、真空維持に対する信頼性
が高く、簡便に真空排気や真空度調整を行うことがで
き、かつ、狭いスペースでの真空度調整が容易な真空封
止装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】 即ち、本発明によれ
ば、内周面にエッヂ部を有する金属製のプラグ本体と、
当該プラグ本体の内周側に嵌挿される、先端にテーパー
部を有する金属製のプラグノーズと、前記エッヂ部に前
記テーパー部を圧着するための押圧手段と、前記エッヂ
部と前記テーパー部との圧着により形成される第１のシ
ール部分の外気側において、第２のシール部分を形成す
るためのＯリングと、前記プラグ本体に冠着される、有
底筒状のプラグカバーとを備えて構成される真空封止プ
ラグであって、前記プラグカバーが、真空排気のための
吸引口と真空度を微調整するための調整手段とを有し、
かつ、少なくとも前記プラグノーズと前記２ヶ所のシー
ル部分とを気密的に内包するように前記プラグ本体に冠
着されてなることを特徴とする真空封止プラグが提供さ
れる。

【０００９】

【発明の実施の形態】 まず、本発明の真空封止プラグ
の真空シール方法について図面を参照しながら説明す
る。本発明の真空封止プラグは、例えば図３に示すよう
に、プラグ本体４２、プラグノーズ４３、Ｏリング４５
により真空を封止するものである。

【００１０】 本発明においてプラグ本体４２とは、金
属からなり、内周面にエッヂ部を有する中空円筒状の部
材であって、プラグノーズ４３を嵌挿し得る大径部４２
ａ及び小径部４２ｂからなる。エッヂ部は、大径部と小
径部の境界面をいい、中空部の内径の変化によりエッヂ
が形成される。当該エッヂ部に対してプラグノーズ４３
先端のテーパー部を圧着することにより金属シールが形
成されることになる。

【００１１】 プラグ本体４２の材質は、前記エッヂ部
がプラグノーズ４３に食い込んで確実に真空を封止する
ために、例えばステンレスのような硬質で強度の高い材
質を用いることが好ましい。なお、鋳鉄は内部に鋳物の
スがあることがあり、エッヂ部からの真空漏洩の原因と
なったり、スの部分に溜まっている気体が真空操作時に
徐々に出てくることもあるため、高真空状態での使用に
は不適である。

【００１２】 真空封止プラグは、真空容器４４に穿設
された孔に対してプラグ本体４２を接合して用いるが、
溶接により接合する場合には、溶接を容易とするべく真
空容器４４と同じ材質を用いることが好ましく、一般の
真空装置部品と同様に表面の仕上げの程度をよくする必
要がある。

【００１３】 本発明で使用するプラグノーズ４３と
は、先端にテーパー部を有する円筒状の部材であって、
円筒部分はプラグ本体４２の大径部４２ａに嵌挿し得る
外径に構成される。従って、プラグ本体４２の大径部４
２ａ側からプラグノーズ４３を嵌挿すると先端のテーパ
ー部がエッヂ部に当接する形となる。

【００１４】 前述の如く、テーパー部はプラグ本体３
２のエッヂ部に食い込ませる必要があるため、材質とし
ては、プラグ本体３２より軟質の金属、例えば銅、アル
ミニウム、金、銀、インジウム等が用いることが好まし
く、鋼材の表面に銅、アルミニウム、金、銀、インジウ
ム等をメッキしたものを用いてもよい。

【００１５】 プラグ本体とプラグノーズとの圧着方法
は種々考えられるが、ネジ作用を利用した圧着方法が簡
便であり好ましい。例えば、プラグ本体外周に形成した
ネジ溝に対し、六角ナットの一方の開口端を封止したよ
うな袋状のナットを螺着し、当該ナットを締め込むこと
によりプラグノーズを押し込み、テーパー部とエッヂ部
とを圧着する方法等を用いることができる。この場合に
は、前記ナットが押圧手段となる。

【００１６】 一般に、Ｏリングとは、弾性体材料で作
られた、断面が円形であるシール用のリングをいい、本
発明においてはプラグ本体４２のエッヂ部とプラグノー
ズ４３のテーパー部の圧着により形成された金属シール
の外気側に第二のシールを形成するための部材として用
いる。本発明においては、ＪＩＳ規格の真空フランジ用
Ｏリングを用いることが好ましく、高温雰囲気で使用す
る場合には同規格の高温用Ｏリングを好適に用いること
ができる。

【００１７】 Ｏリングの配置位置は、金属シールの外
気側に第二のシールを形成し得る限りにおいて特に限定
されないが、例えばプラグノーズ円筒部の外周に配置す
ることが可能である。この場合には、Ｏリングとプラグ
本体内周との接触面で第二のシールが形成されることに
なる。

【００１８】 更には、図３に示す如く、プラグノーズ
４３円筒部の円周方向にＯリング４５の形状に適合した
溝部４６を形成し、当該溝部４６に対してＯリング４５
を装填することが好ましい。こうすることにより、Ｏリ
ング４５の過剰な変形が防止され、確実なシール効果を
得ることが可能となる。

【００１９】 上述の如く、本発明の真空封止プラグ
は、金属シールの外気側に更にＯリングによるシールを
形成するシール方法を採るため、真空排気後に金属シー
ルを締め付けるまでの間、若しくは金属シールがゆるん
だ際にもＯリングにより容器の真空状態が封止される。
従って、真空維持に対する信頼度が高いシール方法であ
る。

【００２０】 本発明の真空封止プラグは、上述のよう
な信頼度の高い真空シール方法を採用することに加え
て、当該シール部分に対し排気用治具と同様の機能を備
えたプラグカバーを気密的に冠着して構成したものであ
る。

【００２１】 本発明において、プラグカバーとは、有
底筒状の部材であって、その開口部をプラグ本体に対し
て気密的に冠着することにより内部空間が形成される。
従って、当該内部空間にプラグノーズと前記２ヶ所のシ
ール部分（即ち、金属シール及びＯリングシール）を気
密的に内包することが可能である。

【００２２】 また、プラグカバーは、真空排気のため
の吸引口と真空度を微調整するための調整手段とを有し
ており、両部材とも前記内部空間と連通するように配設
される。吸引口は、例えば金属製の中空管を用いること
ができ、真空ポンプとの接続を容易にするべく、管の端
部をフランジとすることが好ましい。調整手段として
は、例えば針状の弁体を備えたニードルバルブ等を好適
に用いることができる。

【００２３】 真空封止プラグ自体に上述のようなプラ
グカバーを設けることにより、専用の排気用治具を用い
ることなく、真空排気や真空度調整を行うことが可能と
なり、排気用治具の脱着操作や装着スペースに関する問
題は解消される。特に、真空容器を架台等の狭いスペー
スに据付た後の真空度調整が容易となる。

【００２４】

【実施例】 次に、本発明を図１に示す実施例により更
に詳細に説明する。但し、本発明は図示の実施例により
限定されるものではない。本実施例における真空封止プ
ラグ１は、主としてプラグ本体２、プラグカバー６、プ
ラグノーズ３、シャフト７及び袋ナット８から構成され
ている。これらの部材を含め、真空封止プラグ１の構成
部材は特に断らない限りステンレスにより構成した。

【００２５】 プラグ本体２は、ステンレスからなる箱
形の真空容器４に対して突設するように溶接した。具体
的には、プラグ本体２の小径部側を真空容器４に穿設さ
れた孔部と連通するように溶接した。プラグ本体２の外
周面にはネジ溝２ａを形成し、当該ネジ溝２ａを利用し
てプラグカバー６を螺着した。

【００２６】 プラグカバー６としては、プラグノーズ
３を内包し得る内部空間９が形成された有底筒状のカバ
ー部１０とこれと連続して形成されるシャフト受け部１
１からなる異径円筒状の部材を用いた。プラグカバー６
は、内部空間９内周面の開口端近傍に形成されたネジ溝
６ａを利用してプラグ本体２に対して螺着した。当該螺
合部の外気側にはＯリング１２を配置し、プラグ本体２
と気密的に接合した。

【００２７】 カバー部１０には、前記内部空間９と連
通するように、真空排気のための吸引口１３及び真空度
を微調整するためのニードルバルブ１４を配設した。吸
引口１３としてはＬ字管を用い、外気側端部は真空排気
ポンプを接続するためのフランジ１５とした。ニードル
バルブ１４としては、市販のＯＲＦ２型のものを用い、
外気側末端にチューブ１６を接続した。

【００２８】 シャフト受け部１１には、シャフト７を
把持し得る内径の貫通孔を形成した。当該貫通孔の内周
面に内部空間９を気密的に封止するためのＯリング１７
と、シャフト７の動きを安定させ、挿入を確実にするた
めのブッシュ１８を配置した。

【００２９】 シャフト７としては、円柱状の部材をシ
ャフト受け部１１を貫通するように配置した。シャフト
７の両端面にはシャフト７より外径が小さい突起部７
ａ，７ｂを構成し、プラグカバー６内側の突起部７ａに
はプラグノーズ３を螺着し得るネジ溝７ｃを形成した。

【００３０】 プラグノーズ３は、シャフト突起部７ａ
のネジ溝７ｃに螺着する方法でシャフト７先端に装着し
た。テーパー部から連続する円筒部の外周面に溝部を形
成し、当該溝部にＯリング５を嵌入した。

【００３１】 袋ナット８は、六角ナットの一方の開口
端を封止した形状の部材を用い、内周面に形成されたネ
ジ溝８ａをシャフト受け部１１外周のネジ溝１１ａと螺
合した。袋ナット８の中心に穿設した孔部からはシャフ
トの突起部７ｂを貫通させ、当該突起部７ｂにワッシャ
ー１９を嵌入しその上から緩み止めピン２０で固定する
方法によりシャフト７と袋ナット８を係合した。また、
袋ナット８内面とシャフト７端面との接触面には袋ナッ
ト８の回転トルクをスムーズに推力に変換させるための
スラストワッシャー２１を配置した。

【００３２】 本実施例においては、シャフト７と袋ナ
ット８がエッヂ部にテーパー部を圧着するための押圧手
段となる。即ち、袋ナット８の回転がスラストワッシャ
ー２１により推力に変換され、シャフト７位置が前進・
後退するため、シャフト７先端のプラグノーズ３をプラ
グ本体２に圧着し、また脱離することが可能となる。

【００３３】 また、本実施例においては、袋ナット８
とシャフト突起部７ｂはワッシャー１９、スラストワッ
シャー２１を介して回転可能な状態で係合されており、
袋ナット８とシャフト７の端面は直接接触しないように
構成される。このような構成により、袋ナット８を回転
する際に、ワッシャー１９，２１のすべり作用によっ
て、回転方向の力がシャフト７、ひいてはプラグノーズ
３に直接伝達されず、軸方向の力のみが伝達される。従
って、プラグノーズ３のシール部分が螺旋状に潰れるこ
とがなく、真空度の低下を防止することができる。

【００３４】 以下、本実施例の真空封止プラグの使用
方法を真空度調整の例により説明する。まず、袋ナット
８が締め込まれ、シャフト７先端のプラグノーズ３のテ
ーパー部がプラグ本体２のエッヂ部に圧着された状態に
おいて、プラグカバー６の吸引口１３に真空ポンプを接
続し、内部空間９を十分に真空排気する。

【００３５】 次いで、袋ナット８を緩めてシャフト７
を後退させ、プラグ本体２からプラグノーズ３を脱離し
て、真空容器４と内部空間９とを連通する。この状態
で、ニードルバルブ１４の開口度を調整することにより
真空容器４の真空度の微調整を行う。所望の真空度に調
整後、再び、袋ナット８を締め込んでシャフト７を前進
させ、プラグノーズ３をプラグ本体２に圧着することに
より真空容器４を封止する。

【００３６】

【発明の効果】 以上説明したように、本発明の真空封
止プラグは、真空維持に対する信頼性が高いとともに、
専用の排気用治具を用いることなく、真空排気や真空度
調整を行うことが可能となる。従って、排気用治具の脱
着操作や装着スペースが不要となり、特に、真空容器を
架台等の狭いスペースに据付けた後の真空度調整が容易
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の真空封止プラグを示す側面断面図
（ａ）及び正面図（ｂ）である。

【図２】 従前の真空封止装置の例を示す側面断面図で
ある。

【図３】 本発明の真空封止プラグの真空シール部分を
示す側面断面図である。

【符号の説明】

１…真空封止プラグ、２…プラグ本体、３…プラグノー
ズ、４…真空容器、５…Ｏリング、６…プラグカバー、
７…シャフト、８…袋ナット、９…内部空間、１０…カ
バー部、１１…シャフト受け部、１２…Ｏリング、１３
…吸引口、１４…ニードルバルブ、１５…フランジ、１
６…チューブ、１７…Ｏリング、１８…ブッシュ、１９
…ワッシャー、２０…緩み止めピン、２１…スラストワ
ッシャー、３１…ボールバルブ、３２…貫通孔、３３…
ボール弁、３４…パッキン、３５…レバー、３６…バル
ブ開口部、４１…真空シール部分、４２…プラグ本体、
４３…プラグノーズ、４４…真空容器、４５…Ｏリン
グ、４６…溝部。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内周面にエッヂ部を有する金属製のプラ
   グ本体と、 当該プラグ本体の内周側に嵌挿される、先端にテーパー
   部を有する金属製のプラグノーズと、 前記エッヂ部に前記テーパー部を圧着するための押圧手
   段と、 前記エッヂ部と前記テーパー部との圧着により形成され
   る第１のシール部分の外気側において、第２のシール部
   分を形成するためのＯリングと、 前記プラグ本体に冠着される、有底筒状のプラグカバー
   とを備えて構成される真空封止プラグであって、 前記プラグカバーが、真空排気のための吸引口と真空度
   を微調整するための調整手段とを有し、かつ、少なくと
   も前記プラグノーズと前記２ヶ所のシール部分とを気密
   的に内包するように前記プラグ本体に冠着されてなるこ
   とを特徴とする真空封止プラグ。