JP2941682B2 - 真空バルブ及びその製造方法 - Google Patents
真空バルブ及びその製造方法Info
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- Manufacture Of Switches (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、真空バルブに係わり、
特に生産性及び信頼性を向上させることが可能な真空バ
ルブ及びその製造方法に関する。
特に生産性及び信頼性を向上させることが可能な真空バ
ルブ及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】真空遮断器に用いられる従来の真空バル
ブの構成を図１０に示す。同図に示すように、真空バル
ブ１０は、セラミックの絶縁円筒１１の両端を固定フラ
ンジ１２及び可動フランジ１３により閉止して構成され
る真空容器内に接離可能な固定電極１４及び可動電極１
５が配置されている。固定電極１４の前面には接触子２
２が接合され、その裏面は固定通電軸１６の先端に固着
されている。固定電極１４は真空容器の外部とこの固定
通電軸１６により電気的に接続される。同様に、可動電
極１５の前面には接触子２３が接合され、その裏面は可
動通電軸１７の先端に固着されている。可動電極１５は
真空容器の外部とこの可動通電軸１７により電気的に接
続される。また、可動通電軸１７は、ベローズ１８を介
して可動フランジ１３に取り付けられており、真空容器
内の真空を維持した状態で図示しない操作機構部により
固定電極１４と可動電極１５との接離を可能にしてい
る。電極１４，１５の周囲で、絶縁円筒１１の内面には
アークシールド２０が取り付けられている。１９はベロ
ーズカバーである。ところで、真空バルブは、真空の優
れた絶縁耐力を利用しているため、他の絶縁媒体を使用
した例えばＳＦ６ガス遮断器に比べ、電極間距離を小さ
くでき、小形にすることができる。また、遮断容量に対
しても電極構造の改良により大きくすることができる。
真空バルブの接触子材料には、遮断性能が優れ、耐溶着
性能の優れた材料を使用する必要がある。例えば、純銅
は遮断性能が優れているが、大電流を通電した時の溶着
力が大きいため一般的には、合金が使用されている。一
般的な接触子材料としては、導電成分である銅（および
銀）と耐弧材を使用し、遮断性能や耐電圧性能を向上さ
せた合金がある。耐弧材としては、クロム（Ｃｒ）、タ
ングステン（Ｗ）、タングステンカーバイト（ＷＣ）等
が一般的で、合金としてはＣｕ−Ｃｒ合金、Ｃｕ−Ｗ合
金、Ａｇ−ＷＣ合金等が一般的であり、近年、タンタル
（Ｔａ）などを使用した合金も開発されている。また、
一般的な接触子材料として導電成分である銅（および
銀）に溶着力を低減する添加材を含有した材料がある。
添加材としては、ビスマス（Ｂｉ）、テレル（Ｔｅ）、
セレン（Ｓｅ）、アンチモン（Ｓｂ）等が一般的であ
る。合金としてはＣｕ−Ｂｉ合金、Ｃｕ−Ｔｅ−Ｓｅ合
金等が一般的である。
ブの構成を図１０に示す。同図に示すように、真空バル
ブ１０は、セラミックの絶縁円筒１１の両端を固定フラ
ンジ１２及び可動フランジ１３により閉止して構成され
る真空容器内に接離可能な固定電極１４及び可動電極１
５が配置されている。固定電極１４の前面には接触子２
２が接合され、その裏面は固定通電軸１６の先端に固着
されている。固定電極１４は真空容器の外部とこの固定
通電軸１６により電気的に接続される。同様に、可動電
極１５の前面には接触子２３が接合され、その裏面は可
動通電軸１７の先端に固着されている。可動電極１５は
真空容器の外部とこの可動通電軸１７により電気的に接
続される。また、可動通電軸１７は、ベローズ１８を介
して可動フランジ１３に取り付けられており、真空容器
内の真空を維持した状態で図示しない操作機構部により
固定電極１４と可動電極１５との接離を可能にしてい
る。電極１４，１５の周囲で、絶縁円筒１１の内面には
アークシールド２０が取り付けられている。１９はベロ
ーズカバーである。ところで、真空バルブは、真空の優
れた絶縁耐力を利用しているため、他の絶縁媒体を使用
した例えばＳＦ６ガス遮断器に比べ、電極間距離を小さ
くでき、小形にすることができる。また、遮断容量に対
しても電極構造の改良により大きくすることができる。
真空バルブの接触子材料には、遮断性能が優れ、耐溶着
性能の優れた材料を使用する必要がある。例えば、純銅
は遮断性能が優れているが、大電流を通電した時の溶着
力が大きいため一般的には、合金が使用されている。一
般的な接触子材料としては、導電成分である銅（および
銀）と耐弧材を使用し、遮断性能や耐電圧性能を向上さ
せた合金がある。耐弧材としては、クロム（Ｃｒ）、タ
ングステン（Ｗ）、タングステンカーバイト（ＷＣ）等
が一般的で、合金としてはＣｕ−Ｃｒ合金、Ｃｕ−Ｗ合
金、Ａｇ−ＷＣ合金等が一般的であり、近年、タンタル
（Ｔａ）などを使用した合金も開発されている。また、
一般的な接触子材料として導電成分である銅（および
銀）に溶着力を低減する添加材を含有した材料がある。
添加材としては、ビスマス（Ｂｉ）、テレル（Ｔｅ）、
セレン（Ｓｅ）、アンチモン（Ｓｂ）等が一般的であ
る。合金としてはＣｕ−Ｂｉ合金、Ｃｕ−Ｔｅ−Ｓｅ合
金等が一般的である。
【０００３】このような真空バルブの製造方法として
は、大きく分けると次の（１），（２）の２種がある。
（１）部分的にロウ付けなどによりサブ組立を行いその
後、真空容器を溶接などにより形成し、真空容器に取り
付けた排気管から真空に引き、全体を加熱し真空容器内
の脱ガスを行った後、全体の真空を維持した状態で冷却
し、排気管を圧着し真空バルブを製造する方法。（２）
部分的にロウ付けなどによりサブ組立を行いその後、真
空炉に各々のサブ組立品をロウ材を挟んで重ね、全体を
真空加熱炉に配置し、真空に引きながら同時に加熱し、
真空容器内部の脱ガスと、気密ロウ付けを行い真空バル
ブを製造する方法で、真空封着方法と云われる方法であ
る。真空封着方法では、真空バルブに排気パイプが不要
になり、真空バルブの取扱いが容易になる点や、真空炉
の中に数十本同時に入れ量産できる点、さらに炉のコン
トロールが容易であるため気密ロウ付けが確実に行われ
て信頼性が向上するなどの点より、近年広く用いられる
ようになってきている。
は、大きく分けると次の（１），（２）の２種がある。
（１）部分的にロウ付けなどによりサブ組立を行いその
後、真空容器を溶接などにより形成し、真空容器に取り
付けた排気管から真空に引き、全体を加熱し真空容器内
の脱ガスを行った後、全体の真空を維持した状態で冷却
し、排気管を圧着し真空バルブを製造する方法。（２）
部分的にロウ付けなどによりサブ組立を行いその後、真
空炉に各々のサブ組立品をロウ材を挟んで重ね、全体を
真空加熱炉に配置し、真空に引きながら同時に加熱し、
真空容器内部の脱ガスと、気密ロウ付けを行い真空バル
ブを製造する方法で、真空封着方法と云われる方法であ
る。真空封着方法では、真空バルブに排気パイプが不要
になり、真空バルブの取扱いが容易になる点や、真空炉
の中に数十本同時に入れ量産できる点、さらに炉のコン
トロールが容易であるため気密ロウ付けが確実に行われ
て信頼性が向上するなどの点より、近年広く用いられる
ようになってきている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】近年、真空バルブを使
用した真空遮断器が広く使用されるようになってきてい
る。それに伴い、系統の大きな場合にも適用する場合が
でてきた。このため、遮断容量の増加および通電容量の
増加が必要になってきているとともに、需要の拡大によ
り量産化する必要がある。このような要求に対して電極
構造および接触子材料の改良が進められている。遮断性
能を向上する接触子材料としては、Ｃｕ−Ｃｒ等の特殊
な合金が開発されており、また大電流遮断時の溶着特性
を向上する接触子材料としてＣｕ−Ｂｉ等の特殊な合金
が開発されている。一方、接触子間に発生するアークと
平行に磁界を発生させる縦磁界電極構造の研究から、磁
界強度とアーク電圧の関係を調査した結果、ある磁界強
度でアーク電圧が最小値を示すことが明らかになってい
る。このアーク電圧が最小値を示す磁界強度を印加する
ことにより、接触子間で消費されるエネルギーが最小と
なるため、遮断性能を増加させることができる。このよ
うな改良により、遮断性能を増大することができる。ま
た、真空バルブの製造方法では、前述した真空封着方法
により量産化を図っている。
用した真空遮断器が広く使用されるようになってきてい
る。それに伴い、系統の大きな場合にも適用する場合が
でてきた。このため、遮断容量の増加および通電容量の
増加が必要になってきているとともに、需要の拡大によ
り量産化する必要がある。このような要求に対して電極
構造および接触子材料の改良が進められている。遮断性
能を向上する接触子材料としては、Ｃｕ−Ｃｒ等の特殊
な合金が開発されており、また大電流遮断時の溶着特性
を向上する接触子材料としてＣｕ−Ｂｉ等の特殊な合金
が開発されている。一方、接触子間に発生するアークと
平行に磁界を発生させる縦磁界電極構造の研究から、磁
界強度とアーク電圧の関係を調査した結果、ある磁界強
度でアーク電圧が最小値を示すことが明らかになってい
る。このアーク電圧が最小値を示す磁界強度を印加する
ことにより、接触子間で消費されるエネルギーが最小と
なるため、遮断性能を増加させることができる。このよ
うな改良により、遮断性能を増大することができる。ま
た、真空バルブの製造方法では、前述した真空封着方法
により量産化を図っている。
【０００５】接触子に前記のＣｕ−Ｃｒ等の合金を使用
する場合、ＣｒはＣｕに比べ酸化物生成エネルギーが大
きく、製造時での酸化について考慮する必要がある。Ｃ
ｕの場合、ロウ付け時の温度（７００℃以上）で表面の
酸化は解離される。しかしながら、Ｃｒ等の酸化物生成
エネルギーの大きな金属酸化物は、通常のロウ付け温度
では酸素との解離より、酸素との結合力が強く、Ｃｒの
酸化物が生成される場合がある。このように、製造時に
Ｃｒの酸化物が多量に残留していると、電流遮断時に発
生するアークの熱エネルギーにより酸素が解離し、ガス
となり遮断性能を低下させる場合があった。このような
酸化物生成エネルギーの大きな金属を含有した材料を使
用した真空バルブで、サブ組立時に接触子と電極をロウ
付けする場合、金属を酸化させないように、高真空中ま
たは酸素との解離が行われる高温でロウ付けを行う必要
がある。しかし、高真空でロウ付けを行う場合には、高
真空を維持するため工程の時間が長くなる。特に、ロウ
付け処理後、真空状態で冷却を行うため、冷却速度が遅
く長い時間を要していた。また、高温でロウ付けを行う
場合には、高温にするために長い時間を必要としてい
た。さらに、構成する部材が高温になるため、機械的強
度の低下等の高温処理時の影響を考慮する必要があり、
各部品を大きくする等の必要があった。
する場合、ＣｒはＣｕに比べ酸化物生成エネルギーが大
きく、製造時での酸化について考慮する必要がある。Ｃ
ｕの場合、ロウ付け時の温度（７００℃以上）で表面の
酸化は解離される。しかしながら、Ｃｒ等の酸化物生成
エネルギーの大きな金属酸化物は、通常のロウ付け温度
では酸素との解離より、酸素との結合力が強く、Ｃｒの
酸化物が生成される場合がある。このように、製造時に
Ｃｒの酸化物が多量に残留していると、電流遮断時に発
生するアークの熱エネルギーにより酸素が解離し、ガス
となり遮断性能を低下させる場合があった。このような
酸化物生成エネルギーの大きな金属を含有した材料を使
用した真空バルブで、サブ組立時に接触子と電極をロウ
付けする場合、金属を酸化させないように、高真空中ま
たは酸素との解離が行われる高温でロウ付けを行う必要
がある。しかし、高真空でロウ付けを行う場合には、高
真空を維持するため工程の時間が長くなる。特に、ロウ
付け処理後、真空状態で冷却を行うため、冷却速度が遅
く長い時間を要していた。また、高温でロウ付けを行う
場合には、高温にするために長い時間を必要としてい
た。さらに、構成する部材が高温になるため、機械的強
度の低下等の高温処理時の影響を考慮する必要があり、
各部品を大きくする等の必要があった。
【０００６】また、接触子に前記のＣｕ−Ｂｉ等の合金
を使用する場合、ＢｉはＣｕに比べ融点が低く、製造時
での蒸発について考慮する必要がある。Ｃｕの場合、ロ
ウ付け時の温度（７００℃以上）では溶融もなく問題は
ない。しかしながら、Ｂｉ等のように融点の低い金属
は、通常のロウ付け温度で溶融し、また、真空中でロウ
付けを行うと、真空中に金属蒸気として蒸発するので減
少後の接触子での耐溶着性を考える必要があった。この
ように、接触子中の低融点金属が選択蒸発してしまう場
合では、ロウ付け後の接触子は低融点金属の含有量が低
下し、溶着力が増加する場合があった。このような場合
には、ロウ付け前の接触子に含有する低融点金属量の増
加や、真空バルブを開閉する操作機構の開閉力の増加、
等の対応を行っていた。しかしながらこのような方法で
は、接触子表面部分と内部との材料組成が異なった状態
となるので、電流開閉により特性の変化が発生する場合
があった。さらに、低融点材を多量に含有させた合金で
は、低融点材の偏析が発生しやすく、ロウ付け時にロウ
材部分に飛散しロウ材中に含有されるとロウ付け強度を
低下させるので、これらに対する対策が必要であった。
を使用する場合、ＢｉはＣｕに比べ融点が低く、製造時
での蒸発について考慮する必要がある。Ｃｕの場合、ロ
ウ付け時の温度（７００℃以上）では溶融もなく問題は
ない。しかしながら、Ｂｉ等のように融点の低い金属
は、通常のロウ付け温度で溶融し、また、真空中でロウ
付けを行うと、真空中に金属蒸気として蒸発するので減
少後の接触子での耐溶着性を考える必要があった。この
ように、接触子中の低融点金属が選択蒸発してしまう場
合では、ロウ付け後の接触子は低融点金属の含有量が低
下し、溶着力が増加する場合があった。このような場合
には、ロウ付け前の接触子に含有する低融点金属量の増
加や、真空バルブを開閉する操作機構の開閉力の増加、
等の対応を行っていた。しかしながらこのような方法で
は、接触子表面部分と内部との材料組成が異なった状態
となるので、電流開閉により特性の変化が発生する場合
があった。さらに、低融点材を多量に含有させた合金で
は、低融点材の偏析が発生しやすく、ロウ付け時にロウ
材部分に飛散しロウ材中に含有されるとロウ付け強度を
低下させるので、これらに対する対策が必要であった。
【０００７】これより本発明においては、真空バルブの
製造効率を向上させるとともに、接触子の酸化及び耐溶
着性の低下等を防止して信頼性を向上させ、遮断性能を
安定化させることのできる真空バルブ及びその製造方法
を提供することを目的とする。
製造効率を向上させるとともに、接触子の酸化及び耐溶
着性の低下等を防止して信頼性を向上させ、遮断性能を
安定化させることのできる真空バルブ及びその製造方法
を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、絶縁筒の両端を金属フランジにより封止した真空容
器内に接離可能な１対の電極を配置し、この１対の電極
の対向面における少なくとも一方には接触子を接合し、
１対の電極の背面には各電極を外部に電気的に接続する
ための通電軸をそれぞれ接続した真空バルブの製造方法
において、真空排気された真空炉中で、絶縁筒の両端と
前記金属フランジとのロウ付けを含む真空容器の最終気
密ロウ付けと、電極と接触子とのロウ付けとを同時に行
うことを要旨とする。
は、絶縁筒の両端を金属フランジにより封止した真空容
器内に接離可能な１対の電極を配置し、この１対の電極
の対向面における少なくとも一方には接触子を接合し、
１対の電極の背面には各電極を外部に電気的に接続する
ための通電軸をそれぞれ接続した真空バルブの製造方法
において、真空排気された真空炉中で、絶縁筒の両端と
前記金属フランジとのロウ付けを含む真空容器の最終気
密ロウ付けと、電極と接触子とのロウ付けとを同時に行
うことを要旨とする。
【０００９】請求項２に記載の発明は、接触子と電極と
を予め固着し一体化した後に、真空排気された真空炉中
で、絶縁筒の両端と金属フランジとのロウ付けを含む真
空容器の最終気密ロウ付けと、各電極と通電軸とのロウ
付けとを同時に行うことを要旨とする。
を予め固着し一体化した後に、真空排気された真空炉中
で、絶縁筒の両端と金属フランジとのロウ付けを含む真
空容器の最終気密ロウ付けと、各電極と通電軸とのロウ
付けとを同時に行うことを要旨とする。
【００１０】請求項３に記載の発明は、接触子の材料と
して、導電成分が銅又は銀を主成分とし、耐弧材料とし
て導電成分より酸化物生成エネルギーの大きな材料を含
有するものを使用することを要旨とする。
して、導電成分が銅又は銀を主成分とし、耐弧材料とし
て導電成分より酸化物生成エネルギーの大きな材料を含
有するものを使用することを要旨とする。
【００１１】請求項４に記載の発明は、接触子の材料と
して、導電成分が銅又は銀を主成分とし、添加成分とし
てこの接触子と前記電極を接合するロウ材の融点より低
融点の成分を含む材料を使用することを要旨とする。
して、導電成分が銅又は銀を主成分とし、添加成分とし
てこの接触子と前記電極を接合するロウ材の融点より低
融点の成分を含む材料を使用することを要旨とする。
【００１２】請求項５に記載の発明は、接触子の添加成
分としてビスマス、テレル、セレン、アンチモンの内少
なくとも１つを０．１重量％以上含むものを使用するこ
とを要旨とする。
分としてビスマス、テレル、セレン、アンチモンの内少
なくとも１つを０．１重量％以上含むものを使用するこ
とを要旨とする。
【００１３】請求項６に記載の発明は、真空容器の最終
気密ロウ付けと同時に行う、電極と接触子とのロウ付
け、又は電極と通電軸とのロウ付けには、真空容器の最
終気密ロウ付けに用いるロウ材の融点よりも低い融点の
ロウ材を使用することを要旨とする。
気密ロウ付けと同時に行う、電極と接触子とのロウ付
け、又は電極と通電軸とのロウ付けには、真空容器の最
終気密ロウ付けに用いるロウ材の融点よりも低い融点の
ロウ材を使用することを要旨とする。
【００１４】請求項７に記載の発明は、真空容器の最終
気密ロウ付けに使用するロウ材を銀と銅の共晶組成の合
金とし、接触子部分のロウ材には銀と銅の共晶組成の合
金にインジュウムを５重量％以上含有した合金を使用す
ることを要旨とする。
気密ロウ付けに使用するロウ材を銀と銅の共晶組成の合
金とし、接触子部分のロウ材には銀と銅の共晶組成の合
金にインジュウムを５重量％以上含有した合金を使用す
ることを要旨とする。
【００１５】請求項８に記載の発明は、真空排気された
真空炉中で、絶縁筒の両端と金属フランジとのロウ付け
を含む真空容器の最終気密ロウ付けと、真空容器内部の
金属製部品間のロウ付けとを行なう前に、ロウ付けを行
なう金属製部品間にロウ材を挿入した後、これらを機械
的に接合することを要旨とする。請求項９に記載の発明
は、真空排気された真空炉中で、絶縁筒の両端と金属フ
ランジとのロウ付けを含む真空容器の最終気密ロウ付け
と金属製部品間のロウ付けとを行なう際に、絶縁容器端
面のメタライズ部と金属フランジとの接合面におけるメ
タライズ面積当たりの銀ロウ量に比べて、金属部品間の
接合部面で通電軸に垂直な面の面積当たりの銀ロウ量を
少なくすることを要旨とする。
真空炉中で、絶縁筒の両端と金属フランジとのロウ付け
を含む真空容器の最終気密ロウ付けと、真空容器内部の
金属製部品間のロウ付けとを行なう前に、ロウ付けを行
なう金属製部品間にロウ材を挿入した後、これらを機械
的に接合することを要旨とする。請求項９に記載の発明
は、真空排気された真空炉中で、絶縁筒の両端と金属フ
ランジとのロウ付けを含む真空容器の最終気密ロウ付け
と金属製部品間のロウ付けとを行なう際に、絶縁容器端
面のメタライズ部と金属フランジとの接合面におけるメ
タライズ面積当たりの銀ロウ量に比べて、金属部品間の
接合部面で通電軸に垂直な面の面積当たりの銀ロウ量を
少なくすることを要旨とする。
【００１６】請求項１０に記載の発明は、絶縁容器と金
属フランジとを接合する銀ロウの量を、この絶縁容器の
端面のメタライズの面積に対して厚さ0.15〜0.35mmと
し、金属部品間の接合面で通電軸に垂直な面の面積当た
りの銀ロウ量を、接合面に対して厚さ0.02〜0.1mm とす
ることを要旨とする。
属フランジとを接合する銀ロウの量を、この絶縁容器の
端面のメタライズの面積に対して厚さ0.15〜0.35mmと
し、金属部品間の接合面で通電軸に垂直な面の面積当た
りの銀ロウ量を、接合面に対して厚さ0.02〜0.1mm とす
ることを要旨とする。
【００１７】請求項１１に記載の発明は、真空炉中で真
空排気と真空容器の最終気密ロウ付けと、金属製部品間
のロウ付けとを行なう工程で、絶縁円筒端部の真空容器
のロウ付け部の銀ロウより金属製の部品間の銀ロウを先
に凝固させることを要旨とする。
空排気と真空容器の最終気密ロウ付けと、金属製部品間
のロウ付けとを行なう工程で、絶縁円筒端部の真空容器
のロウ付け部の銀ロウより金属製の部品間の銀ロウを先
に凝固させることを要旨とする。
【００１８】請求項１２に記載の発明は、真空炉中で真
空排気と真空容器の気密ロウ付けと、金属製部品間のロ
ウ付けとを行う工程で、最終気密ロウ付け温度条件に達
する前に 550℃〜 760℃で予備加熱を行い、この予備加
熱時間Ｈ（分）は、予備加熱温度をＴ（℃）、真空バル
ブの質量をＭ（kg）とした場合に、 0.02×Ｔ×Ｍ ＜ Ｈ ＜ 0.2 ×Ｔ×Ｍ とし、予備加熱温度までの温度上昇率Ａを ５℃／分〜
２０℃／分 とし、予備加熱から最終気密ロウ付け温度
までの温度上昇率Ｂを温度上昇率Ａより大きな上昇率と
することを要旨とする。
空排気と真空容器の気密ロウ付けと、金属製部品間のロ
ウ付けとを行う工程で、最終気密ロウ付け温度条件に達
する前に 550℃〜 760℃で予備加熱を行い、この予備加
熱時間Ｈ（分）は、予備加熱温度をＴ（℃）、真空バル
ブの質量をＭ（kg）とした場合に、 0.02×Ｔ×Ｍ ＜ Ｈ ＜ 0.2 ×Ｔ×Ｍ とし、予備加熱温度までの温度上昇率Ａを ５℃／分〜
２０℃／分 とし、予備加熱から最終気密ロウ付け温度
までの温度上昇率Ｂを温度上昇率Ａより大きな上昇率と
することを要旨とする。
【００１９】請求項１３に記載の発明は、通電軸と電極
とのそれぞれのロウ付け面の内、少なくとも一方のロウ
付け面の中心部に凸部を設け、対向するロウ付け面の中
心部に凹部を設け、これらの凸部の高さＬ1 と凹部の穴
の深さＬ2 との差Ｌを0.05〜0.3mmとし、 Ｌ1 ＞Ｌ2
の場合には凸部の先端部分、 Ｌ1 ＜Ｌ2 の場合には凸
部の周囲の部分に、厚さｔ1 を 0.02 〜0.1mm の銀ロウ
を配置し、他方には厚さｔ2 を ｔ2 ＜Ｌ＋ｔ1 の銀ロ
ウを配置し、通電軸と電極とを組合せた後、真空炉中で
真空排気と真空容器の気密ロウ付けと金属製部品間のロ
ウ付けを行なうことを要旨とする。
とのそれぞれのロウ付け面の内、少なくとも一方のロウ
付け面の中心部に凸部を設け、対向するロウ付け面の中
心部に凹部を設け、これらの凸部の高さＬ1 と凹部の穴
の深さＬ2 との差Ｌを0.05〜0.3mmとし、 Ｌ1 ＞Ｌ2
の場合には凸部の先端部分、 Ｌ1 ＜Ｌ2 の場合には凸
部の周囲の部分に、厚さｔ1 を 0.02 〜0.1mm の銀ロウ
を配置し、他方には厚さｔ2 を ｔ2 ＜Ｌ＋ｔ1 の銀ロ
ウを配置し、通電軸と電極とを組合せた後、真空炉中で
真空排気と真空容器の気密ロウ付けと金属製部品間のロ
ウ付けを行なうことを要旨とする。
【００２０】請求項１４に記載の発明は、通電軸と電極
とのそれぞれのロウ付け面の内、少なくとも一方のロウ
付け面の中心部に第１の凸部を設け、対向するロウ付け
面の中心部に第１の凹部を設けて、さらに第１の凹部ま
たは凸部の少なくとも一方に、面積が凹部の底面積の１
／２以下で0.05mm以上の深さの第２の凹部を設け、この
第２の凹部に銀ロウを配置し、通電軸と電極とを組合せ
た後、真空炉中で真空排気と真空容器の気密ロウ付けと
金属製部品間のロウ付けを行なうことを要旨とする。
とのそれぞれのロウ付け面の内、少なくとも一方のロウ
付け面の中心部に第１の凸部を設け、対向するロウ付け
面の中心部に第１の凹部を設けて、さらに第１の凹部ま
たは凸部の少なくとも一方に、面積が凹部の底面積の１
／２以下で0.05mm以上の深さの第２の凹部を設け、この
第２の凹部に銀ロウを配置し、通電軸と電極とを組合せ
た後、真空炉中で真空排気と真空容器の気密ロウ付けと
金属製部品間のロウ付けを行なうことを要旨とする。
【００２１】請求項１５に記載の発明は、真空バルブの
通電軸と電極とのそれぞれのロウ付け面の内、少なくと
も一方のロウ付け面の中心部に凸部を設け、対向するロ
ウ付け面の中心部に凹部を設け、これらの凸部の高さＬ
1 と凹部の穴の深さＬ2 との差Ｌを0.05〜 0.3mmとする
ことを要旨とする。
通電軸と電極とのそれぞれのロウ付け面の内、少なくと
も一方のロウ付け面の中心部に凸部を設け、対向するロ
ウ付け面の中心部に凹部を設け、これらの凸部の高さＬ
1 と凹部の穴の深さＬ2 との差Ｌを0.05〜 0.3mmとする
ことを要旨とする。
【００２２】請求項１６に記載の発明は、真空バルブの
通電軸と電極とのそれぞれのロウ付け面の内、少なくと
も一方のロウ付け面の中心部に第１の凸部を設け、対向
するロウ付け面の中心部に第１の凹部を設けて、さらに
第１の凹部または凸部の少なくとも一方に、面積が凹部
の底面積の１／２以下で0.05mm以上の深さの第２の凹部
を設けることを要旨とする。
通電軸と電極とのそれぞれのロウ付け面の内、少なくと
も一方のロウ付け面の中心部に第１の凸部を設け、対向
するロウ付け面の中心部に第１の凹部を設けて、さらに
第１の凹部または凸部の少なくとも一方に、面積が凹部
の底面積の１／２以下で0.05mm以上の深さの第２の凹部
を設けることを要旨とする。
【００２３】
【作用】請求項１に記載の発明によれば、真空容器の最
終気密ロウ付けと接触子部分のロウ付けとを同時に行う
ことにより、接触子に加わる高温熱処理が１回となって
接触子の酸化が少なくなり、遮断性能が安定化するとと
もに接触子の剥離等がなくなり、信頼性を向上させるこ
とが可能となる。
終気密ロウ付けと接触子部分のロウ付けとを同時に行う
ことにより、接触子に加わる高温熱処理が１回となって
接触子の酸化が少なくなり、遮断性能が安定化するとと
もに接触子の剥離等がなくなり、信頼性を向上させるこ
とが可能となる。
【００２４】請求項２に記載の発明によれば、ロウ付け
性の悪いものでも、ロウ付け以外の方法で接触子と電極
のサブ組立を行って接触子と電極とを予め一体化するこ
とにより、接触子に加わる高温熱処理が１回となって接
触子の酸化が少なくなり、遮断性能が安定化するととも
に接触子の剥離等がなくなり、信頼性を向上させること
が可能となる。さらに、ＡｇＣｕＰｄロウ等の特殊なロ
ウ材を使用して接触子と電極とを予め一体化する場合に
も、このサブ組立でロウ付けする場合には、通電軸部分
がないため１回の真空炉内に多量に入れることができ、
製造効率を向上させることが可能となる。
性の悪いものでも、ロウ付け以外の方法で接触子と電極
のサブ組立を行って接触子と電極とを予め一体化するこ
とにより、接触子に加わる高温熱処理が１回となって接
触子の酸化が少なくなり、遮断性能が安定化するととも
に接触子の剥離等がなくなり、信頼性を向上させること
が可能となる。さらに、ＡｇＣｕＰｄロウ等の特殊なロ
ウ材を使用して接触子と電極とを予め一体化する場合に
も、このサブ組立でロウ付けする場合には、通電軸部分
がないため１回の真空炉内に多量に入れることができ、
製造効率を向上させることが可能となる。
【００２５】請求項３に記載の発明によれば、接触子
に、耐弧材料として、導電成分である銅又は銀よりも酸
化物生成エネルギーの大きいＣｒ等が含有される場合に
も、接触子部分のロウ付けを真空容器の最終気密ロウ付
けと同時に行うか、又は予め固着し一体化する場合に
は、還元ガス雰囲気等の中で接触子と電極のサブ組立を
行うことにより、接触子の酸化を少なくすることが可能
となる。
に、耐弧材料として、導電成分である銅又は銀よりも酸
化物生成エネルギーの大きいＣｒ等が含有される場合に
も、接触子部分のロウ付けを真空容器の最終気密ロウ付
けと同時に行うか、又は予め固着し一体化する場合に
は、還元ガス雰囲気等の中で接触子と電極のサブ組立を
行うことにより、接触子の酸化を少なくすることが可能
となる。
【００２６】請求項４並びに請求項５に記載の発明によ
れば、接触子に耐溶着性材料としてＢｉ等の低融点材料
が含まれる場合においても、真空容器の最終気密ロウ付
けと接触子部分のロウ付けとを同時に行うことにより、
接触子への熱処理が軽減できて接触子に含有される低融
点材料の蒸発量が軽減され、耐溶着性の低下が防止され
て信頼性を向上させることが可能となる。
れば、接触子に耐溶着性材料としてＢｉ等の低融点材料
が含まれる場合においても、真空容器の最終気密ロウ付
けと接触子部分のロウ付けとを同時に行うことにより、
接触子への熱処理が軽減できて接触子に含有される低融
点材料の蒸発量が軽減され、耐溶着性の低下が防止され
て信頼性を向上させることが可能となる。
【００２７】請求項６並びに請求項７に記載の発明によ
れば、定格電流の大きな真空バルブでは、通電軸が太く
なって熱容量が大きくなり、真空容器の最終気密ロウ付
け時に、接触子のロウ付け部分の温度が最終気密ロウ付
け部分の温度より遅れて上昇する。この場合には、接触
子側部分のロウ付けには真空容器の最終気密ロウ付けに
用いるロウ材の融点よりも低い融点のロウ材を使用する
ことにより、接触子側部分のロウ付けが確実に行われて
信頼性を向上させることが可能となる。
れば、定格電流の大きな真空バルブでは、通電軸が太く
なって熱容量が大きくなり、真空容器の最終気密ロウ付
け時に、接触子のロウ付け部分の温度が最終気密ロウ付
け部分の温度より遅れて上昇する。この場合には、接触
子側部分のロウ付けには真空容器の最終気密ロウ付けに
用いるロウ材の融点よりも低い融点のロウ材を使用する
ことにより、接触子側部分のロウ付けが確実に行われて
信頼性を向上させることが可能となる。
【００２８】請求項８に記載の発明によれば、真空排気
された真空炉中で、絶縁筒の両端と金属フランジとのロ
ウ付けを含む真空容器の最終気密ロウ付けと、真空容器
内部の金属製部品間のロウ付けとを行なう前に、ロウ付
けを行なう金属製部品間にロウ材を挿入した後、これら
を機械的に接合することにより、ロウ付け時における接
触子の位置ずれ等が防止されて信頼性を向上させること
が可能となる。
された真空炉中で、絶縁筒の両端と金属フランジとのロ
ウ付けを含む真空容器の最終気密ロウ付けと、真空容器
内部の金属製部品間のロウ付けとを行なう前に、ロウ付
けを行なう金属製部品間にロウ材を挿入した後、これら
を機械的に接合することにより、ロウ付け時における接
触子の位置ずれ等が防止されて信頼性を向上させること
が可能となる。
【００２９】請求項９並びに請求項１０に記載の発明に
よれば、接触子の酸化を防止でき、遮断性能が安定化す
るとともに、絶縁円筒の両端のロウ付け部の銀ロウ厚さ
より真空容器内部の銀ロウ厚さを薄くすることにより、
真空容器内部の銀ロウ溶融時に発生するガスを真空容器
外に効率的に排気でき、高真空にでき、信頼性を向上さ
せることが可能となる。
よれば、接触子の酸化を防止でき、遮断性能が安定化す
るとともに、絶縁円筒の両端のロウ付け部の銀ロウ厚さ
より真空容器内部の銀ロウ厚さを薄くすることにより、
真空容器内部の銀ロウ溶融時に発生するガスを真空容器
外に効率的に排気でき、高真空にでき、信頼性を向上さ
せることが可能となる。
【００３０】請求項１１に記載の発明によれば、真空容
器の絶縁円筒両端に使用する銀ロウより早く、金属部品
間のロウ付けに使用する銀ロウを凝固させることによ
り、加熱処理時に真空容器内部に発生するガスを真空容
器外部に排気することができるとともに、高真空が可能
になり、信頼性を向上させることが可能となる。
器の絶縁円筒両端に使用する銀ロウより早く、金属部品
間のロウ付けに使用する銀ロウを凝固させることによ
り、加熱処理時に真空容器内部に発生するガスを真空容
器外部に排気することができるとともに、高真空が可能
になり、信頼性を向上させることが可能となる。
【００３１】請求項１２に記載の発明によれば、製造工
程における加熱条件を最適化することにより、真空容器
内部の温度と絶縁円筒端面のロウ付け部の温度を均熱化
することができるので、均一なロウ付けができ、信頼性
が向上する。
程における加熱条件を最適化することにより、真空容器
内部の温度と絶縁円筒端面のロウ付け部の温度を均熱化
することができるので、均一なロウ付けができ、信頼性
が向上する。
【００３２】請求項１３に記載の発明によれば、銀ロウ
の厚さを前述した条件にすることにより、ロウ付け時前
後の寸法変化を無くし、かつ、ロウ付け後の軸部の銀ロ
ウ層の厚さを薄く抑えることができるため、信頼性の向
上が可能となる。
の厚さを前述した条件にすることにより、ロウ付け時前
後の寸法変化を無くし、かつ、ロウ付け後の軸部の銀ロ
ウ層の厚さを薄く抑えることができるため、信頼性の向
上が可能となる。
【００３３】請求項１４に記載の発明によれば、第２の
凹部に銀ロウを配置することにより、ロウ付け時前後の
寸法変化を無くし、かつ、ロウ付け後の軸部の銀ロウ層
の厚さを薄く抑えることができるため、信頼性の向上が
可能となる。
凹部に銀ロウを配置することにより、ロウ付け時前後の
寸法変化を無くし、かつ、ロウ付け後の軸部の銀ロウ層
の厚さを薄く抑えることができるため、信頼性の向上が
可能となる。
【００３４】請求項１５に記載の発明によれば、真空容
器内部のロウ付け位置を、凹凸の組み合わせとし、凹部
の穴の深さと凸部の高さに差を設け、ここに銀ロウ付け
することにより、ロウ付け時前後の寸法変化を無くし、
かつ、ロウ付け後の軸部の銀ロウ層の厚さを薄く抑える
ことができるため、信頼性の向上が可能となる。
器内部のロウ付け位置を、凹凸の組み合わせとし、凹部
の穴の深さと凸部の高さに差を設け、ここに銀ロウ付け
することにより、ロウ付け時前後の寸法変化を無くし、
かつ、ロウ付け後の軸部の銀ロウ層の厚さを薄く抑える
ことができるため、信頼性の向上が可能となる。
【００３５】請求項１６に記載の発明によれば、真空容
器内部のロウ付け位置を、凹凸の組み合わせとし、さら
に銀ロウを配置するための第２の凹部を設けることによ
り、ロウ付け時前後の寸法変化を無くし、かつ、ロウ付
け後の軸部の銀ロウ層の厚さを薄く抑えることができる
ため、信頼性の向上が可能となる。
器内部のロウ付け位置を、凹凸の組み合わせとし、さら
に銀ロウを配置するための第２の凹部を設けることによ
り、ロウ付け時前後の寸法変化を無くし、かつ、ロウ付
け後の軸部の銀ロウ層の厚さを薄く抑えることができる
ため、信頼性の向上が可能となる。
【００３６】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１は本発明の第１実施例に係る真空バルブの分
解断面図であり、請求項１及び請求項３に係る各発明の
実施例部分を含んでいる。なお、図１において、真空バ
ルブ全体の構造については図９とほぼ同一であり、また
そこに用いられる部材については同一ないし均等のもの
は、同一の符号を以って示して重複した説明を省略す
る。
する。図１は本発明の第１実施例に係る真空バルブの分
解断面図であり、請求項１及び請求項３に係る各発明の
実施例部分を含んでいる。なお、図１において、真空バ
ルブ全体の構造については図９とほぼ同一であり、また
そこに用いられる部材については同一ないし均等のもの
は、同一の符号を以って示して重複した説明を省略す
る。
【００３７】図１において、まず、真空バルブの固定側
サブ組立品３１は、固定電極１４、固定通電軸１６、固
定フランジ１２をロウ付けする。また、真空バルブの可
動側サブ組立品３２は、可動電極１５、可動通電軸１
７、ベローズカバー１９、ベローズ１８、可動フランジ
１３をロウ付けする。さらに、絶縁円筒サブ組立品３３
は、アークシールド２０とサポート２１とを絶縁円筒１
１の凸部を挟み込んでロウ付けし、絶縁円筒１１の内部
にアークシールド２０を取り付ける。構成される部品の
材料は、通電部分は無酸素銅が主であり、フランジ部分
はステンレス合金及びセラミック絶縁円筒との接合部分
はＦｅ−Ｎｉ合金などである。また、サブ組立で使用す
るロウ材は、銀と銅の共晶組成の融点（約７９０℃）よ
り高い融点のロウ材、例えばＡｇ（６０ｗｔ％）−Ｃｕ
（４０ｗｔ％）合金（融点約８３０℃）を使用する。つ
まり、真空容器の最終気密ロウ付けを行う工程の温度で
溶融しないロウ材を使用し、サブ組立における接合部分
の離脱を防止するためである。
サブ組立品３１は、固定電極１４、固定通電軸１６、固
定フランジ１２をロウ付けする。また、真空バルブの可
動側サブ組立品３２は、可動電極１５、可動通電軸１
７、ベローズカバー１９、ベローズ１８、可動フランジ
１３をロウ付けする。さらに、絶縁円筒サブ組立品３３
は、アークシールド２０とサポート２１とを絶縁円筒１
１の凸部を挟み込んでロウ付けし、絶縁円筒１１の内部
にアークシールド２０を取り付ける。構成される部品の
材料は、通電部分は無酸素銅が主であり、フランジ部分
はステンレス合金及びセラミック絶縁円筒との接合部分
はＦｅ−Ｎｉ合金などである。また、サブ組立で使用す
るロウ材は、銀と銅の共晶組成の融点（約７９０℃）よ
り高い融点のロウ材、例えばＡｇ（６０ｗｔ％）−Ｃｕ
（４０ｗｔ％）合金（融点約８３０℃）を使用する。つ
まり、真空容器の最終気密ロウ付けを行う工程の温度で
溶融しないロウ材を使用し、サブ組立における接合部分
の離脱を防止するためである。
【００３８】次に、可動側サブ組立品３２の電極１５
に、接触子ロウ付け用銀ロウを挟んで接触子２３を重ね
る。可動側サブ組立品３２の絶縁円筒１１と接合するシ
ールリングの上にロウ付け用銀ロウを挟んで、絶縁円筒
サブ組立品３３を重ねる。さらに、固定側サブ組立品３
１の電極１４に接触子接合用銀ロウを挟んで接触子２２
を重ねたものを、前記絶縁円筒サブ組立品３３に銀ロウ
を挟んで重ねる。ここで接触子２２，２３の材料は、導
電成分がＣｕ又はＡｇを主成分とし、耐弧材料としてそ
の導電成分より酸化物生成エネルギーの大きなＣｒ等を
含んだものが用いられている。そして、上記各部分のサ
ブ組立品３１，３２，３３を銀ロウを挟んで組み上げた
物を、真空炉の中に配置する。真空炉により、真空排気
を行い、さらに、ロウ付け温度まで加熱し、真空バルブ
を組み上げる。この加熱時に、固定側および可動側のシ
ールリングと絶縁円筒１１の間の銀ロウにより、真空容
器の気密ロウ付けを行う。また、各接触子２２，２３と
各電極１４，１５の間の銀ロウにより、対応した接触子
と電極とをロウ付けする。
に、接触子ロウ付け用銀ロウを挟んで接触子２３を重ね
る。可動側サブ組立品３２の絶縁円筒１１と接合するシ
ールリングの上にロウ付け用銀ロウを挟んで、絶縁円筒
サブ組立品３３を重ねる。さらに、固定側サブ組立品３
１の電極１４に接触子接合用銀ロウを挟んで接触子２２
を重ねたものを、前記絶縁円筒サブ組立品３３に銀ロウ
を挟んで重ねる。ここで接触子２２，２３の材料は、導
電成分がＣｕ又はＡｇを主成分とし、耐弧材料としてそ
の導電成分より酸化物生成エネルギーの大きなＣｒ等を
含んだものが用いられている。そして、上記各部分のサ
ブ組立品３１，３２，３３を銀ロウを挟んで組み上げた
物を、真空炉の中に配置する。真空炉により、真空排気
を行い、さらに、ロウ付け温度まで加熱し、真空バルブ
を組み上げる。この加熱時に、固定側および可動側のシ
ールリングと絶縁円筒１１の間の銀ロウにより、真空容
器の気密ロウ付けを行う。また、各接触子２２，２３と
各電極１４，１５の間の銀ロウにより、対応した接触子
と電極とをロウ付けする。
【００３９】上述のように、第１の実施例では、真空バ
ルブの接触子として、Ｃｕより酸化物生成エネルギーの
大きなＣｒ等の金属を含有する接触子２２，２３のロウ
付けと真空容器の気密ロウ付けを同時に実施するため、
接触子２２，２３に加わる高温加熱処理が１回となる。
さらに、サブ組立を水素ガス等の還元ガス雰囲気中また
は、窒素ガス等の不活性ガス中で実施することができる
ため、炉内の熱分布を均一化でき、かつ熱伝導が良いた
め、昇温時間および降温時間を速くすることができる。
これらのことから、真空バルブの製造を容易にすること
ができ、さらに、酸化が少なくなるため、遮断性能を高
く安定させることができる。また、接触子の酸化を防止
できるため、開閉時に加わる衝撃加重による接触子の剥
離等の不具合が無く、信頼性を向上させることができ
る。
ルブの接触子として、Ｃｕより酸化物生成エネルギーの
大きなＣｒ等の金属を含有する接触子２２，２３のロウ
付けと真空容器の気密ロウ付けを同時に実施するため、
接触子２２，２３に加わる高温加熱処理が１回となる。
さらに、サブ組立を水素ガス等の還元ガス雰囲気中また
は、窒素ガス等の不活性ガス中で実施することができる
ため、炉内の熱分布を均一化でき、かつ熱伝導が良いた
め、昇温時間および降温時間を速くすることができる。
これらのことから、真空バルブの製造を容易にすること
ができ、さらに、酸化が少なくなるため、遮断性能を高
く安定させることができる。また、接触子の酸化を防止
できるため、開閉時に加わる衝撃加重による接触子の剥
離等の不具合が無く、信頼性を向上させることができ
る。
【００４０】次に、本発明の請求項４及び請求項５に係
る第２実施例について説明する。第２実施例において
は、接触子の材料は導電成分がＣｕ又はＡｇを主成分と
し、溶着力を低減する添加材としてその導電成分より融
点の低いＢｉ，Ｔｅ，Ｓｅ，Ｓｂの内少なくとも１つを
０．１重量％以上含んだものが用いられている。この製
造方法としては、第１実施例と同様に固定側サブ組立品
３１、可動側サブ組立品３２及び絶縁円筒サブ組立品３
３の組立を行なわれる。なお、サブ組立は最終気密ロウ
付けより高い温度条件で実施される。この後これらのサ
ブ組立品３１，３２，３３と接触子２２，２３をロウ材
を挟んで組上げたものを真空炉中に配置し、真空排気と
ロウ付け温度までの加熱処理とを行って、真空容器の最
終気密ロウ付けと、対応した接触子と電極とのロウ付け
を同時に実行する。
る第２実施例について説明する。第２実施例において
は、接触子の材料は導電成分がＣｕ又はＡｇを主成分と
し、溶着力を低減する添加材としてその導電成分より融
点の低いＢｉ，Ｔｅ，Ｓｅ，Ｓｂの内少なくとも１つを
０．１重量％以上含んだものが用いられている。この製
造方法としては、第１実施例と同様に固定側サブ組立品
３１、可動側サブ組立品３２及び絶縁円筒サブ組立品３
３の組立を行なわれる。なお、サブ組立は最終気密ロウ
付けより高い温度条件で実施される。この後これらのサ
ブ組立品３１，３２，３３と接触子２２，２３をロウ材
を挟んで組上げたものを真空炉中に配置し、真空排気と
ロウ付け温度までの加熱処理とを行って、真空容器の最
終気密ロウ付けと、対応した接触子と電極とのロウ付け
を同時に実行する。
【００４１】上述の様に第２実施例では、真空バルブの
真空容器の気密ロウ付けと、Ｃｕより融点の低い金属を
含有する接触子のロウ付けとを同時に実施するため、接
触子に加わる高温熱処理が１回で済む。これより、サブ
組立時には接触子をロウ付けしないため、水素ガス等の
還元ガス雰囲気中または、窒素ガス等の不活性ガス中や
真空中などで実施することができ、製造設備に合ったロ
ウ付け条件を自由に選択できる。本実施例によれば、サ
ブ組立では接触子をロウ付けせず、最終気密ロウ付けと
同時に接触子をロウ付けするため、接触子に加わる熱処
理は従来より回数が少なく、かつ、温度を低くすること
ができる。このため、接触子に含有される低融点材の蒸
発量を減少することができ、信頼性の高い真空バルブと
することができる。
真空容器の気密ロウ付けと、Ｃｕより融点の低い金属を
含有する接触子のロウ付けとを同時に実施するため、接
触子に加わる高温熱処理が１回で済む。これより、サブ
組立時には接触子をロウ付けしないため、水素ガス等の
還元ガス雰囲気中または、窒素ガス等の不活性ガス中や
真空中などで実施することができ、製造設備に合ったロ
ウ付け条件を自由に選択できる。本実施例によれば、サ
ブ組立では接触子をロウ付けせず、最終気密ロウ付けと
同時に接触子をロウ付けするため、接触子に加わる熱処
理は従来より回数が少なく、かつ、温度を低くすること
ができる。このため、接触子に含有される低融点材の蒸
発量を減少することができ、信頼性の高い真空バルブと
することができる。
【００４２】次に、請求項２乃至請求項５に係る本発明
の第３実施例を説明する。接触子はその材料によってロ
ウ付け性の悪い場合がある。例えば焼結法で製造された
ＣｕＣｒは、製造条件によっては接触子中の空隙が多く
ロウ付け性が悪くなる。また、ＣｕＢｉ合金でＢｉ含有
量が５ｗｔ％以上になると、Ｂｉがロウ付け時にロウ材
中に混入してロウ付け強度を低下させるので、このよう
な場合には、接触子と電極のサブ組立を行う。このサブ
組立は、ロウ付け以外の方法での固定や、ＡｇＣｕＰｄ
ロウ等の特殊なロウ材を使用して行うことが考えられ
る。例えば、固定側および可動側のサブ組立は、電極の
無い軸およびフランジなどの接合が行われる。また、接
触子を電極に機械的に接合することもできる。このよう
に接触子と電極を機械的に接続することにより、最終気
密ロウ付け工程で接触子の位置ずれを防止でき、信頼性
を向上させることができる。そして、最終の全体組立で
は、電極のサブ組立と固定側および可動側サブ組立のロ
ウ付けと、シールリングと絶縁円筒との気密ロウ付けを
行う。このような工程によれば、接触子と電極を接合す
るサブ組立では、軸部分がないため１回の真空炉内に多
量に入れることができ、製造効率を向上させることがで
きる。また、接触子を固定側または可動側のどちらか一
方のみに接続する場合には、接触子を使用している側の
みにこの方法を適用すればよい。
の第３実施例を説明する。接触子はその材料によってロ
ウ付け性の悪い場合がある。例えば焼結法で製造された
ＣｕＣｒは、製造条件によっては接触子中の空隙が多く
ロウ付け性が悪くなる。また、ＣｕＢｉ合金でＢｉ含有
量が５ｗｔ％以上になると、Ｂｉがロウ付け時にロウ材
中に混入してロウ付け強度を低下させるので、このよう
な場合には、接触子と電極のサブ組立を行う。このサブ
組立は、ロウ付け以外の方法での固定や、ＡｇＣｕＰｄ
ロウ等の特殊なロウ材を使用して行うことが考えられ
る。例えば、固定側および可動側のサブ組立は、電極の
無い軸およびフランジなどの接合が行われる。また、接
触子を電極に機械的に接合することもできる。このよう
に接触子と電極を機械的に接続することにより、最終気
密ロウ付け工程で接触子の位置ずれを防止でき、信頼性
を向上させることができる。そして、最終の全体組立で
は、電極のサブ組立と固定側および可動側サブ組立のロ
ウ付けと、シールリングと絶縁円筒との気密ロウ付けを
行う。このような工程によれば、接触子と電極を接合す
るサブ組立では、軸部分がないため１回の真空炉内に多
量に入れることができ、製造効率を向上させることがで
きる。また、接触子を固定側または可動側のどちらか一
方のみに接続する場合には、接触子を使用している側の
みにこの方法を適用すればよい。
【００４３】接触子材料として酸化物生成エネルギーが
Ｃｕより大きなＣｒを多量に含有するＣｕＣｒ（２０ｗ
ｔ％以上）の場合には第３実施例の製造方法の効果は極
めて有効である。さらに、接触子材料に上記のＣｒより
酸化物生成エネルギーの大きなチタン、パナジュウム、
タンタル、ジルコニウム、またはその化合物の内、少な
くとも１つを１重量％以上含む場合には、特に、酸化を
無くし、製造工程に要する時間を短縮することができる
など、その効果は大きい。
Ｃｕより大きなＣｒを多量に含有するＣｕＣｒ（２０ｗ
ｔ％以上）の場合には第３実施例の製造方法の効果は極
めて有効である。さらに、接触子材料に上記のＣｒより
酸化物生成エネルギーの大きなチタン、パナジュウム、
タンタル、ジルコニウム、またはその化合物の内、少な
くとも１つを１重量％以上含む場合には、特に、酸化を
無くし、製造工程に要する時間を短縮することができる
など、その効果は大きい。
【００４４】次に、請求項６乃至請求項８に係る本発明
の第４実施例を説明する。定格電流の大きな真空バルブ
では、固定通電軸および可動通電軸が太くなっており、
熱容量が多くなる。このような真空バルブの場合には、
前述した真空バルブの最終気密ロウ付けを行う工程で、
接触子のロウ付け部分の温度は、最終気密部分の温度よ
り遅れて上昇する。従って、接触子部分のロウ付けを十
分に行う条件にすると気密ロウ付け部分が加熱しすぎる
場合がある。そこで最終気密ロウ付けを行う工程で、接
触子部分のロウ付けを行うロウ材を真空容器の最終気密
部分に使用するロウ材の融点より低いロウ材を使用す
る。例えば、最終気密ロウ付けにはＡｇＣｕ共晶ロウ材
を使用し、接触子部分のロウ付けにはＡｇＣｕＩｎロウ
材を使用する。このようなロウ材を使用することによ
り、最終気密ロウ付け部分のロウ付け条件により、接触
子部分のロウ付けを問題無く行うことができる。
の第４実施例を説明する。定格電流の大きな真空バルブ
では、固定通電軸および可動通電軸が太くなっており、
熱容量が多くなる。このような真空バルブの場合には、
前述した真空バルブの最終気密ロウ付けを行う工程で、
接触子のロウ付け部分の温度は、最終気密部分の温度よ
り遅れて上昇する。従って、接触子部分のロウ付けを十
分に行う条件にすると気密ロウ付け部分が加熱しすぎる
場合がある。そこで最終気密ロウ付けを行う工程で、接
触子部分のロウ付けを行うロウ材を真空容器の最終気密
部分に使用するロウ材の融点より低いロウ材を使用す
る。例えば、最終気密ロウ付けにはＡｇＣｕ共晶ロウ材
を使用し、接触子部分のロウ付けにはＡｇＣｕＩｎロウ
材を使用する。このようなロウ材を使用することによ
り、最終気密ロウ付け部分のロウ付け条件により、接触
子部分のロウ付けを問題無く行うことができる。
【００４５】また、接触子と電極との間にロウ材を挿入
した後、接触子外周部分の電極部分にカシメを行い、接
触子を電極に機械的に接合することができる。この機械
的接合は、ロウ付けを行う補助接合であり、接触子の位
置ずれなどを防ぐためである。このように接触子と電極
を機械的に接続することにより、最終気密ロウ付け工程
で接触子の位置ずれを防止でき、信頼性を向上させるこ
とができる。
した後、接触子外周部分の電極部分にカシメを行い、接
触子を電極に機械的に接合することができる。この機械
的接合は、ロウ付けを行う補助接合であり、接触子の位
置ずれなどを防ぐためである。このように接触子と電極
を機械的に接続することにより、最終気密ロウ付け工程
で接触子の位置ずれを防止でき、信頼性を向上させるこ
とができる。
【００４６】また、最終気密ロウ付け時に１対の接触子
を接触させた状態で行うことも可能である。このよう
に、接触子を接触させた状態で、真空容器外部より加重
を加えることにより、接触子部分のロウ付け部分に加重
が加わり、ロウ付けの信頼性を向上させることができ
る。さらに、最終気密ロウ付け工程終了後、真空バルブ
の接触子間を開極し、定格耐電圧より高い電圧を接触子
間に印加する工程を実施する。最終気密ロウ付け工程で
は、接触子が接触状態であるため、接触子表面に物理的
に吸着しているガスの解離が不十分な場合がある。この
ガス吸着は、接触子間に通常の電圧より高い電圧を印加
することにより、接触子間に放電を起こす。この放電の
エネルギーにより、接触子表面に吸着したガス等を除去
し、遮断性能の安定した真空バルブとすることができ
る。
を接触させた状態で行うことも可能である。このよう
に、接触子を接触させた状態で、真空容器外部より加重
を加えることにより、接触子部分のロウ付け部分に加重
が加わり、ロウ付けの信頼性を向上させることができ
る。さらに、最終気密ロウ付け工程終了後、真空バルブ
の接触子間を開極し、定格耐電圧より高い電圧を接触子
間に印加する工程を実施する。最終気密ロウ付け工程で
は、接触子が接触状態であるため、接触子表面に物理的
に吸着しているガスの解離が不十分な場合がある。この
ガス吸着は、接触子間に通常の電圧より高い電圧を印加
することにより、接触子間に放電を起こす。この放電の
エネルギーにより、接触子表面に吸着したガス等を除去
し、遮断性能の安定した真空バルブとすることができ
る。
【００４７】次に、請求項９及び請求項１０に係る本発
明の第５実施例を図２乃至図４を用いて説明する。図２
は第５実施例の分解断面図、図３、図４はその要部断面
で、図３は電極と通電棒の接続部分、図４は真空容器の
最終機密を行う接続部分である。
明の第５実施例を図２乃至図４を用いて説明する。図２
は第５実施例の分解断面図、図３、図４はその要部断面
で、図３は電極と通電棒の接続部分、図４は真空容器の
最終機密を行う接続部分である。
【００４８】図２において、固定側のサブ組立品３１で
は、固定通電軸１６と固定側フランジ１２をロウ付けし
ている。また、可動側のサブ組立品３２では、可動通電
軸１７にベローズカバー１９、ベローズ１８、可動側フ
ランジ１３をロウ付けする。絶縁円筒のサブ組立品３３
は、アークシールド２０とサポート２１でセラミック製
の絶縁円筒１１の凸部１１ａを挟み込んでロウ付けし、
内部にアークシールド２０を取り付ける。電極部分のサ
ブ組立品３４，３５は、固定電極１４と接触子２２、可
動電極１５と接触子２３の各々をロウ付けする。
は、固定通電軸１６と固定側フランジ１２をロウ付けし
ている。また、可動側のサブ組立品３２では、可動通電
軸１７にベローズカバー１９、ベローズ１８、可動側フ
ランジ１３をロウ付けする。絶縁円筒のサブ組立品３３
は、アークシールド２０とサポート２１でセラミック製
の絶縁円筒１１の凸部１１ａを挟み込んでロウ付けし、
内部にアークシールド２０を取り付ける。電極部分のサ
ブ組立品３４，３５は、固定電極１４と接触子２２、可
動電極１５と接触子２３の各々をロウ付けする。
【００４９】ここで構成される部品の材料は、接触子２
２，２３を除く通電部分は無酸素銅が用いられる。ま
た、フランジ１１は円盤部分がステンレス合金、セラミ
ックとの接合部分となる円筒状のシールリング１１ａは
Ｆｅ−Ｎｉ合金である。さらに、サブ組立で使用するロ
ウ材は、真空封着時（最終の真空容器を製造するための
工程）のロウ付け温度で溶融しないロウ材を使用し、真
空封着時に接合部分の離脱を防止するために、銀と銅の
共晶組成の融点（約790 ℃）より高い融点のロウ材であ
るＡｇ(60wt%) −Ｃｕ(40wt%) 合金（融点約830 ℃）な
どを使用する。
２，２３を除く通電部分は無酸素銅が用いられる。ま
た、フランジ１１は円盤部分がステンレス合金、セラミ
ックとの接合部分となる円筒状のシールリング１１ａは
Ｆｅ−Ｎｉ合金である。さらに、サブ組立で使用するロ
ウ材は、真空封着時（最終の真空容器を製造するための
工程）のロウ付け温度で溶融しないロウ材を使用し、真
空封着時に接合部分の離脱を防止するために、銀と銅の
共晶組成の融点（約790 ℃）より高い融点のロウ材であ
るＡｇ(60wt%) −Ｃｕ(40wt%) 合金（融点約830 ℃）な
どを使用する。
【００５０】ここでそれぞれのサブ組立てについて図
３，図４を合わせて説明する。すなわち、電極部分のサ
ブ組立品３４，３５は、真空中でロウ付け処理を行い、
接触子２２，２３の酸化等を防止する方式で行う。他の
サブ組立品３１，３２，３３は、水素または不活性ガス
中でロウ付け処理をおこなう。
３，図４を合わせて説明する。すなわち、電極部分のサ
ブ組立品３４，３５は、真空中でロウ付け処理を行い、
接触子２２，２３の酸化等を防止する方式で行う。他の
サブ組立品３１，３２，３３は、水素または不活性ガス
中でロウ付け処理をおこなう。
【００５１】これらの各サブ組立品は次の通りに組上げ
られる。まず、可動側のサブ組立品３２と電極部分のサ
ブ組立品３４、絶縁円筒サブ組立品３３とは、可動通電
軸１７に銀ロウ４１を挟んで可動電極１５を重ね、絶縁
円筒１１と接合する可動側フランジ１３のシールリング
１３ａの上には、ロウ付け用銀ロウ４２を挟んでセラミ
ック部分のサブ組立品３３を重ねる。次に、固定側のサ
ブ組立品３１と電極部分のサブ組立３４、絶縁筒サブ組
立品３３とは、固定通電軸１６に固定電極１４を銀ロウ
４１を挟んで組合せ、絶縁円筒１１とは銀ロウ４２を挟
んで固定側フランジ１２のシールリング１２ａで重ね
る。
られる。まず、可動側のサブ組立品３２と電極部分のサ
ブ組立品３４、絶縁円筒サブ組立品３３とは、可動通電
軸１７に銀ロウ４１を挟んで可動電極１５を重ね、絶縁
円筒１１と接合する可動側フランジ１３のシールリング
１３ａの上には、ロウ付け用銀ロウ４２を挟んでセラミ
ック部分のサブ組立品３３を重ねる。次に、固定側のサ
ブ組立品３１と電極部分のサブ組立３４、絶縁筒サブ組
立品３３とは、固定通電軸１６に固定電極１４を銀ロウ
４１を挟んで組合せ、絶縁円筒１１とは銀ロウ４２を挟
んで固定側フランジ１２のシールリング１２ａで重ね
る。
【００５２】この様にして構成した各部分のサブ組立品
３１〜３５を、銀ロウを挟んで組み上げて真空炉の中に
配置する。この後、真空炉により真空排気を行い、さら
にロウ付け温度まで加熱し、真空バルブの封着を行う訳
であるが、この加熱時に、固定側および可動側フランジ
１２，１３のシールリング１２ａ，１３ａと絶縁円筒１
１との間の銀ロウ４２により、真空容器の気密ロウ付け
を行い、さらに通電軸１６，１７と電極１４，１５との
間の銀ロウ４１により、通電軸と電極とのロウ付けを行
う。
３１〜３５を、銀ロウを挟んで組み上げて真空炉の中に
配置する。この後、真空炉により真空排気を行い、さら
にロウ付け温度まで加熱し、真空バルブの封着を行う訳
であるが、この加熱時に、固定側および可動側フランジ
１２，１３のシールリング１２ａ，１３ａと絶縁円筒１
１との間の銀ロウ４２により、真空容器の気密ロウ付け
を行い、さらに通電軸１６，１７と電極１４，１５との
間の銀ロウ４１により、通電軸と電極とのロウ付けを行
う。
【００５３】この際に必要に応じて、固定電極１４と固
定通電軸１６は銀ロウ４１を挟んだ状態で圧入やねじ止
め等により接合しておく。この接合は、固定側を上にし
て全体のロウ付け処理を実施する場合に、電極が処理工
程で落下するのを防止するためである。従って、固定側
と可動側を逆にして全体のロウ付け処理を実施する場合
には、上になる可動側の可動通電軸と可動電極を接合す
る。さらに、固定側と可動側の接触子間を合わせて位置
の固定をした上でロウ付けする場合には、固定側電極の
サブ組立３４を行わないで接触子と電極の間に銀ロウを
挟んで組み立てても良い。ここで、接触子２２，２３と
電極１４，１５との間に使用する銀ロウは、電極と通電
棒とのロウ付けに使用する銀ロウ４１と同様のものを接
触子のロウ付け面の大きさに合わせて形状を変更させた
物である。
定通電軸１６は銀ロウ４１を挟んだ状態で圧入やねじ止
め等により接合しておく。この接合は、固定側を上にし
て全体のロウ付け処理を実施する場合に、電極が処理工
程で落下するのを防止するためである。従って、固定側
と可動側を逆にして全体のロウ付け処理を実施する場合
には、上になる可動側の可動通電軸と可動電極を接合す
る。さらに、固定側と可動側の接触子間を合わせて位置
の固定をした上でロウ付けする場合には、固定側電極の
サブ組立３４を行わないで接触子と電極の間に銀ロウを
挟んで組み立てても良い。ここで、接触子２２，２３と
電極１４，１５との間に使用する銀ロウは、電極と通電
棒とのロウ付けに使用する銀ロウ４１と同様のものを接
触子のロウ付け面の大きさに合わせて形状を変更させた
物である。
【００５４】また、絶縁円筒１１の端面には、メタライ
ズ処理が行われ、固定側フランジ１２との間には銀ロウ
４２を挟んでいる。この銀ロウ４２は、絶縁円筒１１の
端面と内外径が同一のリング状で、厚さ 0.3mmである。
なお、ここでは真空バルブ内部の排気を行うため、銀ロ
ウを波状に形成している。一方、真空容器内部の電極１
４，１５と通電軸１６，１７とを接続する銀ロウ４１
は、ロウ付けする通電軸の外径と同一の円盤状で厚さ
0.1mmである。
ズ処理が行われ、固定側フランジ１２との間には銀ロウ
４２を挟んでいる。この銀ロウ４２は、絶縁円筒１１の
端面と内外径が同一のリング状で、厚さ 0.3mmである。
なお、ここでは真空バルブ内部の排気を行うため、銀ロ
ウを波状に形成している。一方、真空容器内部の電極１
４，１５と通電軸１６，１７とを接続する銀ロウ４１
は、ロウ付けする通電軸の外径と同一の円盤状で厚さ
0.1mmである。
【００５５】上述のように第５実施例においては、接触
子のサブ組立を行なう場合においては、電極と接触子の
みのサブ組立となるので、従来の固定側、可動側、各々
のサブ組立時より部品数が少なく、真空ロウ付けする場
合の真空ロウ付けする部品の容積を少なくすることがで
きる。これにより、真空炉を使用する効率を向上できる
とともに、高真空に維持する事ができるので、サブ組立
時の工程の所要時間を短くできると供に酸化を抑えるこ
とができる。さらに、生産性を向上できると供に信頼性
の高い真空バルブを製造することができる。
子のサブ組立を行なう場合においては、電極と接触子の
みのサブ組立となるので、従来の固定側、可動側、各々
のサブ組立時より部品数が少なく、真空ロウ付けする場
合の真空ロウ付けする部品の容積を少なくすることがで
きる。これにより、真空炉を使用する効率を向上できる
とともに、高真空に維持する事ができるので、サブ組立
時の工程の所要時間を短くできると供に酸化を抑えるこ
とができる。さらに、生産性を向上できると供に信頼性
の高い真空バルブを製造することができる。
【００５６】また、酸化物生成エネルギーより還元エネ
ルギーの方が大きくなる高温でのサブ組立を行う場合に
おいても、この工程が電極部分だけで行われ、軸やベロ
ーズ、フランジ等の構造部品を高温にさらすことがなく
なるので、ステンレス部品等では材料強度の低下等、高
温加熱処理による影響を防止することができ、信頼性の
高い真空バルブとすることができる。
ルギーの方が大きくなる高温でのサブ組立を行う場合に
おいても、この工程が電極部分だけで行われ、軸やベロ
ーズ、フランジ等の構造部品を高温にさらすことがなく
なるので、ステンレス部品等では材料強度の低下等、高
温加熱処理による影響を防止することができ、信頼性の
高い真空バルブとすることができる。
【００５７】一方で、接触子のサブ組立を行わない場合
においては、接触子に加わる高温熱処理の回数が１回と
なる。従って、接触子を最終気密ロウ付け工程でロウ付
けする場合では、サブ組立時の高温・高真空中の工程で
不要になり、真空バルブの製造を容易にすることができ
る。さらに、接触子の酸化を防止できるため、接触子の
ロウ付け強度を低下させることがなく、遮断性能を高く
安定させることができ、信頼性を向上させることができ
る。
においては、接触子に加わる高温熱処理の回数が１回と
なる。従って、接触子を最終気密ロウ付け工程でロウ付
けする場合では、サブ組立時の高温・高真空中の工程で
不要になり、真空バルブの製造を容易にすることができ
る。さらに、接触子の酸化を防止できるため、接触子の
ロウ付け強度を低下させることがなく、遮断性能を高く
安定させることができ、信頼性を向上させることができ
る。
【００５８】上述した第５実施例では絶縁円筒１１の端
面と固定側・可動側フランジ１２，１３との接合に使用
する銀ロウ４２の厚さを、メタライズ処理された端面の
面積に対して 0.3mmとし、電極と通電軸の間に使用する
銀ロウ４１の厚さを0.05mmとしている。絶縁円筒１１の
端面のロウ付けは、真空容器内部の真空を気密保持する
ための最終気密ロウ付け部分となっている。この真空気
密ロウ付け部と内部の金属部品間の銀ロウの量を変化さ
せることにより、ロウ付けする部分毎の銀ロウの熱容量
を変化させることができる。つまり、熱容量は材料が同
一であれば質量に比例するため、内部に使用する銀ロウ
の量を気密排気部に使用する銀ロウより少なくすること
により、熱容量を気密排気部に使用する銀ロウの熱容量
より小さくすることができる。このようにすることによ
り、加熱時、銀ロウは内部の銀ロウが先に溶融し、気密
ロウ付け部の銀ロウは遅れて溶融を開始する。
面と固定側・可動側フランジ１２，１３との接合に使用
する銀ロウ４２の厚さを、メタライズ処理された端面の
面積に対して 0.3mmとし、電極と通電軸の間に使用する
銀ロウ４１の厚さを0.05mmとしている。絶縁円筒１１の
端面のロウ付けは、真空容器内部の真空を気密保持する
ための最終気密ロウ付け部分となっている。この真空気
密ロウ付け部と内部の金属部品間の銀ロウの量を変化さ
せることにより、ロウ付けする部分毎の銀ロウの熱容量
を変化させることができる。つまり、熱容量は材料が同
一であれば質量に比例するため、内部に使用する銀ロウ
の量を気密排気部に使用する銀ロウより少なくすること
により、熱容量を気密排気部に使用する銀ロウの熱容量
より小さくすることができる。このようにすることによ
り、加熱時、銀ロウは内部の銀ロウが先に溶融し、気密
ロウ付け部の銀ロウは遅れて溶融を開始する。
【００５９】また、銀ロウには数十ppm のガスが含有さ
れている。含有されているガス成分は銀ロウが溶融する
とガスとして放出される。放出されたガスは、真空容器
内に放出されるため、真空容器外へ排気する必要があ
る。本実施例によれば、真空容器の気密ロウ付け部の銀
ロウが内部の銀ロウより溶融が遅いため、真空容器の気
密ロウ付け部分には空孔があり、真空容器外部に排気す
ることができる。真空気密ロウ付け部の銀ロウが先に溶
融し気密ロウ付けされ、その後に内部の銀ロウが溶融す
ると、真空容器内部に銀ロウの溶融時に発生するガスが
残存する。このように残存するガスは、各部の部品等を
浸透して排気されるか、内部のゲッターに吸着され、真
空容器内部を真空に維持する。本実施例によれば、内部
の真空を高真空にすることができ、信頼性を向上させる
ことができる。
れている。含有されているガス成分は銀ロウが溶融する
とガスとして放出される。放出されたガスは、真空容器
内に放出されるため、真空容器外へ排気する必要があ
る。本実施例によれば、真空容器の気密ロウ付け部の銀
ロウが内部の銀ロウより溶融が遅いため、真空容器の気
密ロウ付け部分には空孔があり、真空容器外部に排気す
ることができる。真空気密ロウ付け部の銀ロウが先に溶
融し気密ロウ付けされ、その後に内部の銀ロウが溶融す
ると、真空容器内部に銀ロウの溶融時に発生するガスが
残存する。このように残存するガスは、各部の部品等を
浸透して排気されるか、内部のゲッターに吸着され、真
空容器内部を真空に維持する。本実施例によれば、内部
の真空を高真空にすることができ、信頼性を向上させる
ことができる。
【００６０】ここで、銀ロウ４１，４２の適量は、電極
と通電軸の間に使用する銀ロウ４１については、真空バ
ルブの中心軸と垂直なロウ付け面とほぼ同径の大きさ
で、厚さを0.02〜0.1mm とし、絶縁円筒１１の端面と固
定側・可動側フランジ１２，１３との接合に使用する銀
ロウ４２は、メタライズ処理された絶縁円筒１１端面と
ほぼ同径の大きさとし、厚さを0.15〜0.35mmとする。
と通電軸の間に使用する銀ロウ４１については、真空バ
ルブの中心軸と垂直なロウ付け面とほぼ同径の大きさ
で、厚さを0.02〜0.1mm とし、絶縁円筒１１の端面と固
定側・可動側フランジ１２，１３との接合に使用する銀
ロウ４２は、メタライズ処理された絶縁円筒１１端面と
ほぼ同径の大きさとし、厚さを0.15〜0.35mmとする。
【００６１】この条件は以下の理由により導き出され
た。すなわち、内部の銀ロウ41のロウ付け面当たりの厚
さを 0.1mmより多くすると、ロウ付け部内部にボイドが
でき易くなる。これは、最終気密ロウ付けの工程で真空
バルブ内部の軸部のロウ付けを行うため、従来のサブ組
立時には治具による重し等、ロウ付け部に大きな圧力を
加えるこたができたが、本発明ではこのような大きな重
しを加えることができないためである。このような結果
により、内部の銀ロウは 0.02 〜0.1mm が適正である。
一方、絶縁容器両端の銀ロウは、0.15mmより少ないとシ
ールリングのロウ付け部の脚長が少なく、機械的強度を
低下させる。また、0.35mmより多いと銀ロウがシールリ
ングからフランジ面の方向へしみ上がりが多くなる。こ
のような結果より、絶縁容器端部の銀ロウの厚さは、単
位面積当たり0.15〜0.35の範囲が最適である。本実施例
の範囲の銀ロウ量にすることにより、銀ロウ部の欠陥を
低減でき、信頼性を向上させることができる。
た。すなわち、内部の銀ロウ41のロウ付け面当たりの厚
さを 0.1mmより多くすると、ロウ付け部内部にボイドが
でき易くなる。これは、最終気密ロウ付けの工程で真空
バルブ内部の軸部のロウ付けを行うため、従来のサブ組
立時には治具による重し等、ロウ付け部に大きな圧力を
加えるこたができたが、本発明ではこのような大きな重
しを加えることができないためである。このような結果
により、内部の銀ロウは 0.02 〜0.1mm が適正である。
一方、絶縁容器両端の銀ロウは、0.15mmより少ないとシ
ールリングのロウ付け部の脚長が少なく、機械的強度を
低下させる。また、0.35mmより多いと銀ロウがシールリ
ングからフランジ面の方向へしみ上がりが多くなる。こ
のような結果より、絶縁容器端部の銀ロウの厚さは、単
位面積当たり0.15〜0.35の範囲が最適である。本実施例
の範囲の銀ロウ量にすることにより、銀ロウ部の欠陥を
低減でき、信頼性を向上させることができる。
【００６２】次に、請求項１１に記載の発明を説明す
る。この発明においては、気密ロウ付けを行う工程にお
いて、銀ロウの溶融後に冷却する場合に、内部ロウ付け
部の銀ロウを気密ロウ付け部の銀ロウより早く凝固させ
る。すなわち、内部の銀ロウを先に凝固させることによ
り、真空バルブの内部の軸等のロウ付けは完了するの
で、真空容器内部に残存したガスは気密ロウ付け部の銀
ロウが凝固するまで、さらに排気することができる。こ
れは、ガスの固体内部を浸透する速度に比べ、液体内部
を浸透する速度の方が速いためである。
る。この発明においては、気密ロウ付けを行う工程にお
いて、銀ロウの溶融後に冷却する場合に、内部ロウ付け
部の銀ロウを気密ロウ付け部の銀ロウより早く凝固させ
る。すなわち、内部の銀ロウを先に凝固させることによ
り、真空バルブの内部の軸等のロウ付けは完了するの
で、真空容器内部に残存したガスは気密ロウ付け部の銀
ロウが凝固するまで、さらに排気することができる。こ
れは、ガスの固体内部を浸透する速度に比べ、液体内部
を浸透する速度の方が速いためである。
【００６３】このように、セラミック製の絶縁円筒を金
属と同一の温度まで加熱することにより、気密ロウ付け
部の銀ロウの凝固を遅らせることができる。これは、セ
ラミックは熱拡散が低く、金属に比べて冷却過程におけ
る冷却が遅いので、気密ロウ付け部の銀ロウの凝固を内
部の銀ロウの凝固より遅くすることができるからであ
る。この他に、気密ロウ付け部の銀ロウの凝固を遅らせ
る方法として、気密ロウ付け部に治具等の質量が大きな
金属を配置しても良い。このように、質量の大きな治具
を使用すると、その部分の熱容量が大きくなり、冷却を
遅くすることができる。また、絶縁容器の端面の一方の
みの銀ロウの凝固を遅らせるだけでも上記実施例と同様
な効果を得ることができる。
属と同一の温度まで加熱することにより、気密ロウ付け
部の銀ロウの凝固を遅らせることができる。これは、セ
ラミックは熱拡散が低く、金属に比べて冷却過程におけ
る冷却が遅いので、気密ロウ付け部の銀ロウの凝固を内
部の銀ロウの凝固より遅くすることができるからであ
る。この他に、気密ロウ付け部の銀ロウの凝固を遅らせ
る方法として、気密ロウ付け部に治具等の質量が大きな
金属を配置しても良い。このように、質量の大きな治具
を使用すると、その部分の熱容量が大きくなり、冷却を
遅くすることができる。また、絶縁容器の端面の一方の
みの銀ロウの凝固を遅らせるだけでも上記実施例と同様
な効果を得ることができる。
【００６４】このように請求項１１に記載の発明によれ
ば、高真空の真空バルブを容易に製造でき、信頼性を向
上させることができる。次に、請求項１２に記載の発明
について図５を用いて説明する。
ば、高真空の真空バルブを容易に製造でき、信頼性を向
上させることができる。次に、請求項１２に記載の発明
について図５を用いて説明する。
【００６５】図５は、最終気密ロウ付け工程での作業温
度の時間変化を示すグラフである。真空バルブのロウ付
けをする際に、最初から最終ロウ付け温度で各部の銀ロ
ウが溶融するまでロウ付けを実施すると、最初に溶融温
度まで加熱された部分は、真空中で銀ロウが溶融状態で
長時間保持されることになる。この時、真空中での溶融
金属は、蒸発がおこるため、長時間保持されていると銀
ロウが減少し、ロウ付け強度を低下させる。従って、最
終ロウ付け温度で保持する時間を短くすることが必要で
あり、このためには銀ロウが溶融する直前の温度で真空
バルブのロウ付け個所全てを、均一な温度にしておくこ
とが望ましい。そのために、予備加熱を実施する。
度の時間変化を示すグラフである。真空バルブのロウ付
けをする際に、最初から最終ロウ付け温度で各部の銀ロ
ウが溶融するまでロウ付けを実施すると、最初に溶融温
度まで加熱された部分は、真空中で銀ロウが溶融状態で
長時間保持されることになる。この時、真空中での溶融
金属は、蒸発がおこるため、長時間保持されていると銀
ロウが減少し、ロウ付け強度を低下させる。従って、最
終ロウ付け温度で保持する時間を短くすることが必要で
あり、このためには銀ロウが溶融する直前の温度で真空
バルブのロウ付け個所全てを、均一な温度にしておくこ
とが望ましい。そのために、予備加熱を実施する。
【００６６】この予備加熱は、図５に示されるように、
最終気密温度条件に昇温する前に、予備加熱の炉内温度
（Ｔ；℃）と予備加熱時間（Ｈ；分）、ロウ付けする真
空バルブの質量（Ｍ；kg）の関係を次の条件を満足する
範囲で実施する。
最終気密温度条件に昇温する前に、予備加熱の炉内温度
（Ｔ；℃）と予備加熱時間（Ｈ；分）、ロウ付けする真
空バルブの質量（Ｍ；kg）の関係を次の条件を満足する
範囲で実施する。
【００６７】0.02×Ｔ×Ｍ ＜ Ｈ ＜ 0.2 ×Ｔ×Ｍ ここで、予備加熱時間Ｈをこの範囲より短くすると、真
空バルブの各部品の温度が上昇途上にあり、全体が均一
になっていないため、最終ロウ付け時に溶け不足の部分
が発生する。
空バルブの各部品の温度が上昇途上にあり、全体が均一
になっていないため、最終ロウ付け時に溶け不足の部分
が発生する。
【００６８】ここで、真空バルブの熱容量は真空バルブ
の質量により異なる。この理由は、真空バルブは導電軸
部は銅で構成され、絶縁容器はセラミックで構成されて
いるため、真空バルブの熱容量は真空バルブの質量にほ
ぼ比例するからである。このため、予備加熱時間で真空
バルブの各部の温度を均一にするためには、真空バルブ
の質量に比例して時間を変化させる必要がある。質量が
５kgおよび８．５kgの真空バルブを７５０℃で予備加熱
を行いロウ付けを実施した場合では、次の結果が得られ
た。すなわち、予備加熱時間を１２０分とした場合、質
量が５kgの真空バルブでは良好なロウ付け状態であった
ものの、質量が８．５kgの真空バルブでは、予備加熱時
間終了時点での真空バルブの通電軸部（電極とのロウ付
け部の近傍）の温度が設定温度の７５０℃より低い約７
００℃までしか達しておらず、真空バルブ内部の銀ロウ
付け部に多数のボイドが観測された。予備加熱時間を１
８０分とした場合では、予備加熱時間終了時点での真空
バルブの通電軸部の温度は７５０℃に達しており、真空
バルブ内部の銀ロウ付け部および絶縁円筒端部の銀ロウ
付け部は良好な状態であった。
の質量により異なる。この理由は、真空バルブは導電軸
部は銅で構成され、絶縁容器はセラミックで構成されて
いるため、真空バルブの熱容量は真空バルブの質量にほ
ぼ比例するからである。このため、予備加熱時間で真空
バルブの各部の温度を均一にするためには、真空バルブ
の質量に比例して時間を変化させる必要がある。質量が
５kgおよび８．５kgの真空バルブを７５０℃で予備加熱
を行いロウ付けを実施した場合では、次の結果が得られ
た。すなわち、予備加熱時間を１２０分とした場合、質
量が５kgの真空バルブでは良好なロウ付け状態であった
ものの、質量が８．５kgの真空バルブでは、予備加熱時
間終了時点での真空バルブの通電軸部（電極とのロウ付
け部の近傍）の温度が設定温度の７５０℃より低い約７
００℃までしか達しておらず、真空バルブ内部の銀ロウ
付け部に多数のボイドが観測された。予備加熱時間を１
８０分とした場合では、予備加熱時間終了時点での真空
バルブの通電軸部の温度は７５０℃に達しており、真空
バルブ内部の銀ロウ付け部および絶縁円筒端部の銀ロウ
付け部は良好な状態であった。
【００６９】以上述べた通りに、請求項１２で規定され
る時間だけ予備加熱を行うことにより、真空バルブ各部
分での温度は均一化することができるので、銀ロウ付け
部の欠陥をなくすことができ、信頼性を向上させること
ができる。なお、上記条件よりさらに加熱時間を増加し
ても作業時間が増加するだけであり、作業効率を低下さ
せるのみである。
る時間だけ予備加熱を行うことにより、真空バルブ各部
分での温度は均一化することができるので、銀ロウ付け
部の欠陥をなくすことができ、信頼性を向上させること
ができる。なお、上記条件よりさらに加熱時間を増加し
ても作業時間が増加するだけであり、作業効率を低下さ
せるのみである。
【００７０】次に、請求項１３に記載の発明にかかる第
６実施例について、図６を参照して説明する。図６は電
極１４と通電軸１６の分解断面図である。図において、
通電軸１６の先端には中心に凸部１６ａを有しており、
この凸部１６ａの高さをＬ1 とし、対向する電極には中
心にはこれと対応する凹部１４ａを有し、この凹部１４
ａの深さをＬ2 とする。
６実施例について、図６を参照して説明する。図６は電
極１４と通電軸１６の分解断面図である。図において、
通電軸１６の先端には中心に凸部１６ａを有しており、
この凸部１６ａの高さをＬ1 とし、対向する電極には中
心にはこれと対応する凹部１４ａを有し、この凹部１４
ａの深さをＬ2 とする。
【００７１】ここで、凸部１６ａの高さＬ1 と凹部１４
ａの深さＬ2 との差Ｌ（＝Ｌ1 −Ｌ2 ）を 0.1mmとする
場合には、銀ロウ４３の厚さを0.05mmとし、銀ロウ４４
の厚さを 0.1mmとする。また、凸部１６ａの高さＬ1 と
凹部１４ａの深さＬ2 との差Ｌ（＝Ｌ2 −Ｌ1 ）を 0.1
mmとする場合には、銀ロウ４３の厚さを0.05mmとし、銀
ロウ４４の厚さを 0.1mmとする。そして、凹部１４ａ底
部には銀ロウ４３、凸部１６ａの周辺には銀ロウ４４を
挟んで重ねる。
ａの深さＬ2 との差Ｌ（＝Ｌ1 −Ｌ2 ）を 0.1mmとする
場合には、銀ロウ４３の厚さを0.05mmとし、銀ロウ４４
の厚さを 0.1mmとする。また、凸部１６ａの高さＬ1 と
凹部１４ａの深さＬ2 との差Ｌ（＝Ｌ2 −Ｌ1 ）を 0.1
mmとする場合には、銀ロウ４３の厚さを0.05mmとし、銀
ロウ４４の厚さを 0.1mmとする。そして、凹部１４ａ底
部には銀ロウ４３、凸部１６ａの周辺には銀ロウ４４を
挟んで重ねる。
【００７２】この理由として、銀ロウ４４の厚さを厚く
すると、銀ロウ層が厚くなり、ロウ付け強度を低下させ
る場合があった。また、銀ロウ層は通電軸の銅より銅電
率が低いため、銀ロウ層が厚い場合には、真空バルブの
端子間抵抗を増加させ、通電時の電力損失を増加させる
場合がある。さらに、銀ロウが溶融し、周囲へ染み込む
と、軸と電極の位置が銀ロウをセットしたロウ付け処理
前と、銀ロウ付け処理後で異なってしまうからである。
すると、銀ロウ層が厚くなり、ロウ付け強度を低下させ
る場合があった。また、銀ロウ層は通電軸の銅より銅電
率が低いため、銀ロウ層が厚い場合には、真空バルブの
端子間抵抗を増加させ、通電時の電力損失を増加させる
場合がある。さらに、銀ロウが溶融し、周囲へ染み込む
と、軸と電極の位置が銀ロウをセットしたロウ付け処理
前と、銀ロウ付け処理後で異なってしまうからである。
【００７３】この点に関して、従来のサブ組立の場合に
は治具等の重しにより、厚い銀ロウを使用しても溶融時
に周囲に染み込み、銀ロウの層の厚さは0.05mm以下とな
り、ロウ付け部の銀ロウ層がほぼ一定寸法になったが、
本実施例では、治具等の重しを使用できないため、従来
の厚い銀ロウを使用すると、ロウ付け条件のばらつきに
より、寸法のばらつきを発生する可能性があった。
は治具等の重しにより、厚い銀ロウを使用しても溶融時
に周囲に染み込み、銀ロウの層の厚さは0.05mm以下とな
り、ロウ付け部の銀ロウ層がほぼ一定寸法になったが、
本実施例では、治具等の重しを使用できないため、従来
の厚い銀ロウを使用すると、ロウ付け条件のばらつきに
より、寸法のばらつきを発生する可能性があった。
【００７４】そこでによれば、軸部の銀ロウ層の厚さ
は、凸部先端と凹部の穴の底の面の部分（真空バルブの
軸に垂直な面）は0.05mmとすることができる。さらに、
凸部の突起の周囲（真空バルブの軸方向の面）は、銀ロ
ウ４４の染み込みによりロウ付けすることができる。こ
のように、凸部先端と周囲のロウ付けを行うことによ
り、ロウ付け強度を落とすことなく、信頼性を向上させ
ることができる。
は、凸部先端と凹部の穴の底の面の部分（真空バルブの
軸に垂直な面）は0.05mmとすることができる。さらに、
凸部の突起の周囲（真空バルブの軸方向の面）は、銀ロ
ウ４４の染み込みによりロウ付けすることができる。こ
のように、凸部先端と周囲のロウ付けを行うことによ
り、ロウ付け強度を落とすことなく、信頼性を向上させ
ることができる。
【００７５】次に、請求項１４に記載の発明にかかる第
７乃至第９実施例について、図７乃至図９を参照して説
明する。ここで、図７乃至図９は、電極と通電軸部のロ
ウ付け部分の分解断面図である。
７乃至第９実施例について、図７乃至図９を参照して説
明する。ここで、図７乃至図９は、電極と通電軸部のロ
ウ付け部分の分解断面図である。
【００７６】図７において、通電軸１６は先端中心に凸
部１６ａを有し、対向する電極１４の中心部には第１の
凹部１４ｂを設け、さらにこの凹部１４ｂの中心に第２
の凹部１４ｃを設ける。第２の凹部１４ｃの深さは、0.
05mm以上とし、大きさは第１の凹部の底面積に対して１
／２以下となるようにする。この第２の凹部には銀ロウ
４５を配置し、ロウ付けを行う。第２の凹部の深さを0.
08mmとし、銀ロウは第２の凹部と径がほぼ同一で厚さが
0.1mmのものを使用した。
部１６ａを有し、対向する電極１４の中心部には第１の
凹部１４ｂを設け、さらにこの凹部１４ｂの中心に第２
の凹部１４ｃを設ける。第２の凹部１４ｃの深さは、0.
05mm以上とし、大きさは第１の凹部の底面積に対して１
／２以下となるようにする。この第２の凹部には銀ロウ
４５を配置し、ロウ付けを行う。第２の凹部の深さを0.
08mmとし、銀ロウは第２の凹部と径がほぼ同一で厚さが
0.1mmのものを使用した。
【００７７】この様に本実施例によれば、銀ロウの溶融
前後の寸法の差を少なくすることができ、また、第２の
凹部の周囲は、第２の凹部に配置した銀ロウの染み込み
により良好な銀ロウ付けが可能となる。さらに、第２の
凹部の面積を第１の凹部の面積の１／２以下に抑えるこ
とにより、通電性能および強度等の特性を劣化させるこ
とがないので、ロウ付けを容易にかつ良好におこなえ、
信頼性を向上させることができる。
前後の寸法の差を少なくすることができ、また、第２の
凹部の周囲は、第２の凹部に配置した銀ロウの染み込み
により良好な銀ロウ付けが可能となる。さらに、第２の
凹部の面積を第１の凹部の面積の１／２以下に抑えるこ
とにより、通電性能および強度等の特性を劣化させるこ
とがないので、ロウ付けを容易にかつ良好におこなえ、
信頼性を向上させることができる。
【００７８】また、図８に示す様に第２の凹部１６ｂを
通電軸１６の先端に配置した第８実施例や、図９に示す
様に、第２の凹部１６ｃを中心部ではなく外周部に形成
した第９実施例においても、上述した第７実施例と同様
の効果が得られる。
通電軸１６の先端に配置した第８実施例や、図９に示す
様に、第２の凹部１６ｃを中心部ではなく外周部に形成
した第９実施例においても、上述した第７実施例と同様
の効果が得られる。
【００７９】さらに、凸部の高さと第１の凹部の深さと
の関係を第６実施例と同一に設定して、第１の凹部に第
２の凹部を形成し、この第２の凹部に第７実施例と同様
に銀ロウ４５を配置した上で、第６実施例（図６）の銀
ロウ４３および銀ロウ４４を配置した構造でも同様の効
果が得られる。
の関係を第６実施例と同一に設定して、第１の凹部に第
２の凹部を形成し、この第２の凹部に第７実施例と同様
に銀ロウ４５を配置した上で、第６実施例（図６）の銀
ロウ４３および銀ロウ４４を配置した構造でも同様の効
果が得られる。
【００８０】
【発明の効果】以上説明したように、各請求項記載の発
明によれば、それぞれ次のような効果を奏する。請求項
１に記載の発明によれば、真空容器の最終気密ロウ付け
と接触子部分のロウ付けとを同時に行うことにより、接
触子に加わる高温熱処理が１回となって接触子の酸化が
少なくなり、遮断性能が安定化するとともに接触子の剥
離等がなくなり、信頼性を向上させることが可能とな
る。
明によれば、それぞれ次のような効果を奏する。請求項
１に記載の発明によれば、真空容器の最終気密ロウ付け
と接触子部分のロウ付けとを同時に行うことにより、接
触子に加わる高温熱処理が１回となって接触子の酸化が
少なくなり、遮断性能が安定化するとともに接触子の剥
離等がなくなり、信頼性を向上させることが可能とな
る。
【００８１】請求項２に記載の発明によれば、ロウ付け
性の悪いものでも、ロウ付け以外の方法で接触子と電極
のサブ組立を行って接触子と電極とを予め一体化するこ
とにより、接触子に加わる高温熱処理が１回となって接
触子の酸化が少なくなり、遮断性能が安定化するととも
に接触子の剥離等がなくなり、信頼性を向上させること
が可能となる。さらに、ＡｇＣｕＰｄロウ等の特殊なロ
ウ材を使用して接触子と電極とを予め一体化する場合に
も、このサブ組立でロウ付けする場合には、通電軸部分
がないため１回の真空炉内に多量に入れることができ、
製造効率を向上させることが可能となる。
性の悪いものでも、ロウ付け以外の方法で接触子と電極
のサブ組立を行って接触子と電極とを予め一体化するこ
とにより、接触子に加わる高温熱処理が１回となって接
触子の酸化が少なくなり、遮断性能が安定化するととも
に接触子の剥離等がなくなり、信頼性を向上させること
が可能となる。さらに、ＡｇＣｕＰｄロウ等の特殊なロ
ウ材を使用して接触子と電極とを予め一体化する場合に
も、このサブ組立でロウ付けする場合には、通電軸部分
がないため１回の真空炉内に多量に入れることができ、
製造効率を向上させることが可能となる。
【００８２】請求項３に記載の発明によれば、接触子
に、耐弧材料として、導電成分である銅又は銀よりも酸
化物生成エネルギーの大きいＣｒ等が含有される場合に
も、接触子部分のロウ付けを真空容器の最終気密ロウ付
けと同時に行うか、又は予め固着し一体化する場合に
は、還元ガス雰囲気等の中で接触子と電極のサブ組立を
行うことにより、接触子の酸化を少なくすることが可能
となる。
に、耐弧材料として、導電成分である銅又は銀よりも酸
化物生成エネルギーの大きいＣｒ等が含有される場合に
も、接触子部分のロウ付けを真空容器の最終気密ロウ付
けと同時に行うか、又は予め固着し一体化する場合に
は、還元ガス雰囲気等の中で接触子と電極のサブ組立を
行うことにより、接触子の酸化を少なくすることが可能
となる。
【００８３】請求項４並びに請求項５に記載の発明によ
れば、接触子に耐溶着性材料としてＢｉ等の低融点材料
が含まれる場合においても、真空容器の最終気密ロウ付
けと接触子部分のロウ付けとを同時に行うことにより、
接触子への熱処理が軽減できて接触子に含有される低融
点材料の蒸発量が軽減され、耐溶着性の低下が防止され
て信頼性を向上させることが可能となる。
れば、接触子に耐溶着性材料としてＢｉ等の低融点材料
が含まれる場合においても、真空容器の最終気密ロウ付
けと接触子部分のロウ付けとを同時に行うことにより、
接触子への熱処理が軽減できて接触子に含有される低融
点材料の蒸発量が軽減され、耐溶着性の低下が防止され
て信頼性を向上させることが可能となる。
【００８４】請求項６並びに請求項７に記載の発明によ
れば、定格電流の大きな真空バルブでは、通電軸が太く
なって熱容量が大きくなり、真空容器の最終気密ロウ付
け時に、接触子のロウ付け部分の温度が最終気密ロウ付
け部分の温度より遅れて上昇する。この場合には、接触
子側部分のロウ付けには真空容器の最終気密ロウ付けに
用いるロウ材の融点よりも低い融点のロウ材を使用する
ことにより、接触子側部分のロウ付けが確実に行われて
信頼性を向上させることが可能となる。
れば、定格電流の大きな真空バルブでは、通電軸が太く
なって熱容量が大きくなり、真空容器の最終気密ロウ付
け時に、接触子のロウ付け部分の温度が最終気密ロウ付
け部分の温度より遅れて上昇する。この場合には、接触
子側部分のロウ付けには真空容器の最終気密ロウ付けに
用いるロウ材の融点よりも低い融点のロウ材を使用する
ことにより、接触子側部分のロウ付けが確実に行われて
信頼性を向上させることが可能となる。
【００８５】請求項８に記載の発明によれば、接触子部
分のロウ付け時に電極と接触子との間にロウ材を挿入し
た後、電極と接触子とを機械的に補助接合することによ
り、ロウ付け時における接触子の位置ずれが防止されて
信頼性を向上させることが可能となる。
分のロウ付け時に電極と接触子との間にロウ材を挿入し
た後、電極と接触子とを機械的に補助接合することによ
り、ロウ付け時における接触子の位置ずれが防止されて
信頼性を向上させることが可能となる。
【００８６】請求項９並びに請求項１０に記載の発明に
よれば、接触子の酸化を防止でき、遮断性能が安定化す
るとともに、絶縁円筒の両端のロウ付け部の銀ロウ厚さ
より真空容器内部の銀ロウ厚さを薄くすることにより、
真空容器内部の銀ロウ溶融時に発生するガスを真空容器
外に効率的に排気でき、高真空にでき、信頼性を向上さ
せることが可能となる。
よれば、接触子の酸化を防止でき、遮断性能が安定化す
るとともに、絶縁円筒の両端のロウ付け部の銀ロウ厚さ
より真空容器内部の銀ロウ厚さを薄くすることにより、
真空容器内部の銀ロウ溶融時に発生するガスを真空容器
外に効率的に排気でき、高真空にでき、信頼性を向上さ
せることが可能となる。
【００８７】請求項１１に記載の発明によれば、真空容
器の絶縁円筒両端に使用する銀ロウより早く、金属部品
間のロウ付けに使用する銀ロウを凝固させることによ
り、加熱処理時に真空容器内部に発生するガスを真空容
器外部に排気することができるとともに、高真空が可能
になり、信頼性を向上させることが可能となる。
器の絶縁円筒両端に使用する銀ロウより早く、金属部品
間のロウ付けに使用する銀ロウを凝固させることによ
り、加熱処理時に真空容器内部に発生するガスを真空容
器外部に排気することができるとともに、高真空が可能
になり、信頼性を向上させることが可能となる。
【００８８】請求項１２に記載の発明によれば、製造工
程における加熱条件を最適化することにより、真空容器
内部の温度と絶縁円筒端面のロウ付け部の温度を均熱化
することができるので、均一なロウ付けができ、信頼性
が向上する。
程における加熱条件を最適化することにより、真空容器
内部の温度と絶縁円筒端面のロウ付け部の温度を均熱化
することができるので、均一なロウ付けができ、信頼性
が向上する。
【００８９】請求項１３に記載の発明によれば、銀ロウ
の厚さを前述した条件にすることにより、ロウ付け時前
後の寸法変化を無くし、かつ、ロウ付け後の軸部の銀ロ
ウ層の厚さを薄く抑えることができるため、信頼性の向
上が可能となる。
の厚さを前述した条件にすることにより、ロウ付け時前
後の寸法変化を無くし、かつ、ロウ付け後の軸部の銀ロ
ウ層の厚さを薄く抑えることができるため、信頼性の向
上が可能となる。
【００９０】請求項１４に記載の発明によれば、第２の
凹部に銀ロウを配置することにより、ロウ付け時前後の
寸法変化を無くし、かつ、ロウ付け後の軸部の銀ロウ層
の厚さを薄く抑えることができるため、信頼性の向上が
可能となる。
凹部に銀ロウを配置することにより、ロウ付け時前後の
寸法変化を無くし、かつ、ロウ付け後の軸部の銀ロウ層
の厚さを薄く抑えることができるため、信頼性の向上が
可能となる。
【００９１】請求項１５に記載の発明によれば、真空容
器内部のロウ付け位置を、凹凸の組み合わせとし、凹部
の穴の深さと凸部の高さに差を設け、ここに銀ロウ付け
することにより、ロウ付け時前後の寸法変化を無くし、
かつ、ロウ付け後の軸部の銀ロウ層の厚さを薄く抑える
ことができるため、信頼性の向上が可能となる。
器内部のロウ付け位置を、凹凸の組み合わせとし、凹部
の穴の深さと凸部の高さに差を設け、ここに銀ロウ付け
することにより、ロウ付け時前後の寸法変化を無くし、
かつ、ロウ付け後の軸部の銀ロウ層の厚さを薄く抑える
ことができるため、信頼性の向上が可能となる。
【００９２】請求項１６に記載の発明によれば、真空容
器内部のロウ付け位置を、凹凸の組み合わせとし、さら
に銀ロウを配置するための第２の凹部を設けることによ
り、ロウ付け時前後の寸法変化を無くし、かつ、ロウ付
け後の軸部の銀ロウ層の厚さを薄く抑えることができる
ため、信頼性の向上が可能となる。
器内部のロウ付け位置を、凹凸の組み合わせとし、さら
に銀ロウを配置するための第２の凹部を設けることによ
り、ロウ付け時前後の寸法変化を無くし、かつ、ロウ付
け後の軸部の銀ロウ層の厚さを薄く抑えることができる
ため、信頼性の向上が可能となる。
【図１】 本発明の真空バルブの製造方法の第１実施例
乃至第４実施例に係る分解断面図。
乃至第４実施例に係る分解断面図。
【図２】 本発明の真空バルブの製造方法の第５実施例
の分解断面図。
の分解断面図。
【図３】 図２の電極と通電軸間の部分分解断面図。
【図４】 図２のフランジと絶縁円筒の間の部分分解断
面図。
面図。
【図５】 最終気密ロウ付け工程での作業温度の時間変
化を示すグラフ図。
化を示すグラフ図。
【図６】 本発明の真空バルブの製造方法の第６実施例
の要部分解断面図。
の要部分解断面図。
【図７】 本発明の真空バルブの製造方法の第７実施例
の要部分解断面図。
の要部分解断面図。
【図８】 本発明の真空バルブの製造方法の第８実施例
の要部分解断面図。
の要部分解断面図。
【図９】 本発明の真空バルブの製造方法の第９実施例
の要部分解断面図。
の要部分解断面図。
【図１０】 従来の真空バルブの内部構成を示す断面図
である。
である。
１１…絶縁円筒、 １２…固定側フランジ、 １３…可
動側フランジ、１４…固定電極、 １５…可動電極、
１６…固定通電軸、１７…可動通電軸、 ２２，２３…
接触子、３１…固定側フランジ組立品、 ３２…可動側
フランジ組立品、３３…絶縁円筒組立品、 ３４…固定
電極組立品、１５…可動電極組立品、 ４１〜４７…銀
ロウ。
動側フランジ、１４…固定電極、 １５…可動電極、
１６…固定通電軸、１７…可動通電軸、 ２２，２３…
接触子、３１…固定側フランジ組立品、 ３２…可動側
フランジ組立品、３３…絶縁円筒組立品、 ３４…固定
電極組立品、１５…可動電極組立品、 ４１〜４７…銀
ロウ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 関 経世 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東 芝 府中工場内 (72)発明者 山本 敦史 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東 芝 府中工場内 (56)参考文献 特開 平２−183929（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−2017（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−289019（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−93821（ＪＰ，Ａ) 特開 昭48−82364（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−157014（ＪＰ，Ａ) 実開 昭54−177556（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−104942（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01H 33/66
Claims (16)
- 【請求項１】 絶縁筒の両端を金属フランジにより封止
した真空容器内に接離可能な１対の電極を配置し、この
１対の電極の対向面における少なくとも一方には接触子
を接合し、前記１対の電極の背面には当該各電極を外部
に電気的に接続するための通電軸をそれぞれ接続した真
空バルブの製造方法において、 真空排気された真空炉中で、前記絶縁筒の両端と前記金
属フランジとのロウ付けを含む前記真空容器の最終気密
ロウ付けと、前記電極と接触子とのロウ付けとを同時に
行うことを特徴とする真空バルブの製造方法。 - 【請求項２】 絶縁筒の両端を金属フランジにより封止
した真空容器内に接離可能な１対の電極を配置し、この
１対の電極の対向面における少なくとも一方には接触子
を接合し、前記１対の電極の背面には当該各電極を外部
に電気的に接続するための通電軸をそれぞれ接続した真
空バルブの製造方法において、 前記接触子と前記電極とを予め一体化した後に、真空排
気された真空炉中で、前記絶縁筒の両端と前記金属フラ
ンジとのロウ付けを含む前記真空容器の最終気密ロウ付
けと、前記各電極と通電軸のロウ付けとを同時に行うこ
とを特徴とする真空バルブの製造方法。 - 【請求項３】 前記接触子には、導電成分が銅又は銀を
主成分とし、耐弧材料として前記導電成分より酸化物生
成エネルギーの大きな材料を含有するものを用いること
を特徴とする請求項１又は２記載の真空バルブの製造方
法。 - 【請求項４】 前記接触子には、導電成分が銅又は銀を
主成分とし、添加成分としてこの接触子と前記電極を接
合するロウ材の融点より低融点の成分を含有するものを
用いることを特徴とする請求項１または請求項２に記載
の真空バルブの製造方法。 - 【請求項５】 前記接触子は、前記添加成分としてビス
マス、テレル、セレン、アンチモンの内、少なくとも１
つを０．１重量％以上含むことを特徴とする請求項４に
記載の真空バルブの製造方法。 - 【請求項６】 前記電極と接触子とのロウ付け、または
前記電極と通電軸とのロウ付けには、前記真空容器の最
終気密ロウ付けに用いるロウ材の融点よりも低い融点の
ロウ材を使用することを特徴とする請求項１または請求
項２に記載の真空バルブの製造方法。 - 【請求項７】 前記真空容器の最終気密ロウ付けに使用
するロウ材を銀と銅の共晶組成の合金とし、前記電極と
接触子とのロウ付けまたは前記電極と通電軸とのロウ付
けに使用するロウ材には、前記銀と銅の共晶組成の合金
にインジュウムを５重量％以上含有した合金を使用する
ことを特徴とする請求項６記載の真空バルブの製造方
法。 - 【請求項８】 真空排気された真空炉中で、絶縁筒の両
端と金属フランジとのロウ付けを含む真空容器の最終気
密ロウ付けと、真空容器内部の金属製部品間のロウ付け
とを行なう前に、前記金属製部品間にロウ材を挿入した
後、これらの金属製部品を機械的に接合することを特徴
とする請求項１または請求項２に記載の真空バルブの製
造方法。 - 【請求項９】 真空排気された真空炉中で、前記絶縁筒
の両端と金属フランジとのロウ付けを含む真空容器の最
終気密ロウ付けとこの真空容器内部の金属製部品間のロ
ウ付けとを行なう際に、前記絶縁容器端面と前記金属フ
ランジとの接合面における端面面積当たりの銀ロウ量に
比べて、前記金属部品間の接合部面で前記通電軸に垂直
な面の面積当たりの銀ロウ量を少なくしたことを特徴と
する請求項１または請求項２に記載の真空バルブの製造
方法。 - 【請求項１０】 前記絶縁容器と金属フランジとを接合
する銀ロウの量を、この絶縁容器の端面のメタライズの
面積に対して厚さ0.15〜0.35mmとし、前記金属部品間の
接合面で前記通電軸に垂直な面の面積当たりの銀ロウ量
を、接合面に対して厚さ0.02〜0.1mm としたことを特徴
とする請求項９に記載の真空バルブの製造方法。 - 【請求項１１】 真空排気された真空炉中で、前記絶縁
筒の両端と金属フランジとのロウ付けを含む真空容器の
最終気密ロウ付けとこの真空容器内部の金属製部品間の
ロウ付けとを行なう際に、前記絶縁円筒端部の真空容器
のロウ付け部の銀ロウより金属製の部品間の銀ロウを先
に凝固させることを特徴とする請求項１または請求項２
に記載の真空バルブの製造方法。 - 【請求項１２】 真空排気された真空炉中で、前記絶縁
筒の両端と金属フランジとのロウ付けを含む真空容器の
最終気密ロウ付けとこの真空容器内部の金属製部品間の
ロウ付けとを行なう際に、最終気密ロウ付け温度条件に
達する前に 550℃〜 760℃で予備加熱を行い、この予備
加熱時間Ｈ（分）は、予備加熱温度をＴ（℃）、真空バ
ルブの質量をＭ（kg）とした場合に、 0.02×Ｔ×Ｍ ＜ Ｈ ＜ 0.2 ×Ｔ×Ｍ とし、前記予備加熱温度までの温度上昇率Ａを ５℃／
分〜２０℃／分 とし、前記予備加熱から前記最終気密
ロウ付け温度までの温度上昇率Ｂを前記温度上昇率Ａよ
り大きな上昇率としたことを特徴とする請求項１または
請求項２に記載の真空バルブの製造方法。 - 【請求項１３】 前記通電軸と電極とのそれぞれのロウ
付け面の内、一方のロウ付け面の中心部に凸部を設け、
他方の対向するロウ付け面の中心部に凹部を設け、これ
らの凸部の高さＬ1 と凹部の深さＬ2 との差Ｌを0.05〜
0.3mmとし、前記凸部の先端部分と前記凸部の周囲の部
分に配置する銀ロウの厚さは、 Ｌ1 ＞Ｌ2 の場合には凸部の先端部分、 Ｌ1 ＜Ｌ2 の場合には凸部の周囲の部分に、厚さｔ1 が
0.02 〜0.1mm の銀ロウを配置し、他方には厚さｔ2
が、 ｔ2 ＜ Ｌ＋ｔ1 の銀ロウを配置し、前記通電軸と電極とを組合せた後、
真空炉中で真空排気と真空容器の気密ロウ付けと金属製
部品間のロウ付けを行なうことを特徴とする請求項１ま
たは請求項２に記載の真空バルブの製造方法。 - 【請求項１４】 前記通電軸と電極とのそれぞれのロウ
付け面の内、少なくとも一方のロウ付け面の中心部に第
１の凸部を設け、他方の対向するロウ付け面の中心部に
第１の凹部を設けて、さらに第１の凹部または凸部の少
なくとも一方に、面積が凹部の底面積の１／２以下で0.
05mm以上の深さの第２の凹部を設け、この第２の凹部に
銀ロウを配置し、前記通電軸と電極とを組合せた後、真
空炉中で真空排気と真空容器の気密ロウ付けと金属製部
品間のロウ付けを行なうことを特徴とする請求項１また
は請求項２に記載の真空バルブの製造方法。 - 【請求項１５】 絶縁円筒の両端を金属フランジにより
封止した真空容器内に、接離可能な一対の電極を配置
し、電極の前面には接触子を配置し、電極の背面には通
電軸を接続し、電気的に真空容器の外部と電極とを通電
軸により接続した真空バルブにおいて、 前記通電軸と電極とのそれぞれのロウ付け面の内、少な
くとも一方のロウ付け面の中心部に凸部を設け、他方の
対向するロウ付け面の中心部に凹部を設け、これらの凸
部の高さＬ1 と凹部の穴の深さＬ2 との差Ｌを0.05〜
0.3mmとすることを特徴とする真空バルブ。 - 【請求項１６】 絶縁円筒の両端を金属フランジにより
封止した真空容器内に、接離可能な一対の電極を配置
し、電極の前面には接触子を配置し、電極の背面には通
電軸を接続し、電気的に真空容器の外部と電極とを通電
軸により接続した真空バルブにおいて、 前記通電軸と電極とのそれぞれのロウ付け面の内、少な
くとも一方のロウ付け面の中心部に第１の凸部を設け、
他方の対向するロウ付け面の中心部に第１の凹部を設け
て、さらに第１の凹部または凸部の少なくとも一方に、
面積が凹部の底面積の１／２以下で0.05mm以上の深さの
第２の凹部を設けたことを特徴とする真空バルブ。
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