JPH0211704Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 Ａ 産業上の利用分野 本考案は真空しや断器に関し、さらに詳細に
は、金属からなる有底円筒状のタンクの開口部を
セラミツクからなる絶縁円板により閉塞して真空
容器を構成し、この真空容器内に一対の接点を接
離自在に設けてなる真空しや断器に関する。

Ｂ 従来の技術 上述したタイプの真空しや断器における真空容
器を構成するタンクは、これを閉塞すべく接合さ
れるセラミツクからなる絶縁円板と等しい熱膨張
係数であることが望ましいとされ、一般にFe−
Ni−Co合金あるいはFe−Ni合金が用いられてい
る。

Ｃ 考案が解決しようとする課題 しかして、タンクを形成するFe−Ni−Co合金
あるいはFe−Ni合金と絶縁円板を形成するセラ
ミツクとでは熱膨張係数が異なる。そのため、タ
ンクの機械的強度を高めるべくその肉厚を大きく
して絶縁円板との接合部の面積を大きくすること
ができない。従つて、タンクに段付張出部等を設
けて、熱応力や投入、しや断時の衝撃等を吸収、
緩和する必要がある。

また、タンクを形成するFe−Ni−Co合金ある
いはFe−Ni合金は強磁性体であるため通電電流
によつて渦電流が生じ、これによつてタンクの温
度が上昇してしまう。このため大電流用に適せ
ず、タンクの小径化すると渦電流による温度上昇
が一層増大し、従つて小形化できないという問題
がある。また、商用周波数の通電電流による交番
磁界によつて磁歪振動が発生し、振動騒音が生ず
る問題がある。

さらに、タンクを形成するFe−Ni−Co合金は
価格が高いとともに、硬くて延展性に乏しいため
にタンクの肉厚や形状が制限され、機械的強度を
高めることができない等の問題がある。

Ｄ 課題を解決するための手段 本考案は斯る問題に鑑みてなされたものであ
り、その構成は金属からなる有底円筒状のタンク
の開口部をセラミツクからなる絶縁円板により絶
縁円板に形成したメタライズ層を介してろう付け
閉塞して真空容器を構成し、この真空容器内に一
対の接点を接離自在に設けてなる真空しや断器に
おいて、 前記タンクを機械的強度大にしてかつ非磁性体
のステンレス鋼により形成して設け、真空しや断
器の真空ろう付け後の徐冷によつて塑性変形自在
の銅からなる略リング状の応力緩和部材を前記タ
ンクの開口部と前記絶縁円板との間に介在せし
め、応力緩和部材の両端の内周面近傍に凸部を形
成するとともに、一方の凸部のタンクの開口部に
嵌合して他の凸部を絶縁円板に形成した円周溝に
嵌合させたことを特徴とする。

Ｅ 実施例 熱応力により塑性変形自在の銅からなる応力緩
和部材を用いることは従来から考えられていた
が、Cuの熱膨張係数はセラミツクのそれとの差
が大きく、そのためろう付け後の徐冷によつて応
力緩和部材と絶縁円板との間にろう付け不良が生
じると考えられており実施されなかつた。つまり
従来の絶縁円板とタンクとのろう付けは大気中で
局部的に加熱することでろう付けするため、加熱
されたろう付け部から加熱されていない部分へ熱
が逃げ易く、しかも温度の低い大気中へも熱が逃
げるため、Cuとセラミツクとの間に大きな熱応
力が生じてろう付け不良になると考えられてい
た。

しかし、タンクと絶縁円板とを、応力緩和部材
を介在させて真空炉中でろう付けするとともに真
空炉中で徐冷してみたところ、ろう付け不良は生
じず問題は生じないことが判明した。これは、従
来では大気中でろう付けするためにろう付け後の
ろう付け部の温度低下が早いのに対し、真空炉中
でのろう付けは真空容器全体の加熱であつてしか
も真空炉の内部の冷却速度が小さいことから、ろ
う付け部の温度低下速度も小さく、クリープ現象
によつてCuが長い時間をかけて塑性変形するた
めと考えられる。

以下、図面を用いてこの考案の実施例を詳細に
説明する。

(a) 実施例の構成 第１図は本考案に係る真空しや断器の半截断面
図であり、この真空しや断器は機械的強度大にし
てかつ非磁性体の金属であるステンレス鋼からな
る有底円筒状（カツプ状）のタンク１の開口部
を、塑性変形自在な銅からなる応力緩和部材２を
介在せしめてセラミツクからなる絶縁円板３によ
り閉塞して真空容器４を構成し、この真空容器４
内に対をなす固定、可動接点５，６を接離自在に
設けたものである。

絶縁円板３の中心部に、第１図において上下方
向に貫通する孔７が設けられており、孔７の上面
周辺及び外周部付近にセラミツクとほぼ同等の熱
膨張係数の金属からなるメタライズ層８，９がそ
れぞれ形成されている。このメタライズ層８，９
を形成する際における研削加工を容易にするた
め、各メタライズ層８，９の間に0.1〜0.5mm程度
の深さの円周溝１０が設けられている。そして、
メタライズ層９には、銅からなる略リング状の応
力緩和部材２を介在せしめてタンク１が気密にろ
う付けされている。応力緩和部材２は、真空ろう
付け後の徐冷により塑性変形してタンク１と絶縁
円板３との熱膨張係数の差による熱応力を吸収、
緩和するためのもので、真空ろう付け後の徐冷に
よつて塑性変形するのに十分な長さを有してい
る。この応力緩和部材２の両端の内周面近傍には
凸部が形成されている。つまり、図中の上下の端
面には応力緩和部材２の軸心を中心とする円に沿
つて段部が形成されて当該円の内側が上方及び下
方へ突出する。絶縁円板３の図中の上面には、前
記円周溝１０のまわりに前記メタライズ層９が形
成されている。応力緩和部材２の上部の凸部はタ
ンク１の開口部に嵌合される一方、下部の凸部は
絶縁円板３の円周溝１０に嵌合され、それぞれの
嵌合部付近に配設したろう材１１（第２図参照）
により、タンク１と応力緩和部材２と絶縁円板３
とが気密に接合される。

タンク１の底部１ａの中央に設けた孔１２に
は、銅からなる接点取付部材１３が容器４内に突
出して嵌挿されるとともに、フランジ部１３ａに
より底部１ａに係止され、気密ろう付けされてい
る。接点取付部材１３の軸心部には軸方向へ貫通
する螺子孔１４が設けられており、その下部には
軸心へ向かつて突出する係止フランジ部１３ｂが
形成されている。螺子孔１４には、断面凸形に形
成された固定接点５が嵌挿され、その下端部が接
点取付部材１３の下面から突出した状態でろう材
１１により気密ろう付けされている。

絶縁円板３の孔７には、固定接点５と接離自在
な可動接点６を内端部に装着した可動電極棒１５
が軸方向へ移動自在に挿入されており、その内端
部付近と孔７の周辺のメタライズ層８とには、可
動電極棒１５に嵌装したステンレス鋼からなるベ
ローズ１６の両端部がそれぞれ気密ろう付けされ
ている。

可動電極棒１５の内端部付近には、固定、可動
接点５，６を囲繞する有底円筒状のシールド１７
が、その開口端をタンク１の底部１ａと対向させ
て取り付けられている。

本考案に係る真空しや断器は、各構成部材間に
ろう材を介在させて仮組立したのちに真空炉中で
ろう付けされる。仮組立の際においては、絶縁円
板３と応力緩和部材２とタンク１との軸心を一致
させなければならず、この点において、本考案で
は応力緩和部材２の両端の内周面近傍に凸部を形
成し、夫々の凸部をタンク１の開口部と絶縁円板
３の円周溝１０に嵌合するようにしたので、接合
部どうしを嵌合するだけで各構成部材の軸心を一
致させて仮組立できる。

仮組立した真空しや断器は10^-5Torr以下の圧
力に排気しうる真空炉中に収容して加熱される。
加熱は排気と脱ガスおよびろう付け部の酸化膜除
去をかねるので、ろう材がとけない温度なら加熱
温度が高い方が好ましく、真空度も10^-5Torr以
下が望ましい。次に、真空炉中を、ステンレス鋼
の表面の活性化のため900℃以上1050℃未満の温
度に上昇させるとともに、10^-5Torr以下の圧力
に排気しながらろう材を溶かし各構成部材間を気
密に接合する。そして、真空炉内を徐冷（炉冷）
により所定温度まで下降させ、この温度で所定時
間保持した後に再び徐冷により室温まで低下さ
せ、その後に真空しや断器を真空炉から取り出す
と所望のものが得られる。

(b) 実施例の作用 ここで、セラミツクからなる絶縁円板３と、ス
テンレス鋼からなるタンク１との熱膨張係数が異
なるにもかかわらず、銅からなる応力緩和部材２
を介在せしめることにより真空容器４における接
合部の気密性及び機械的強度を高いものとするこ
とができるのは、以下の理由によるものと考えら
れる。

銅からなる応力緩和部材２が900℃以上1050℃
未満の高温でセラミツクからなる絶縁円板３ある
いはタンク１にろう付けされると、銅はその抗張
力がセラミツクの機械的強度に比して非常に小さ
いので、真空炉中における徐冷過程において冷却
による熱応力で少しずつ塑性変形する。熱膨張係
数の差による応力緩和部材２とタンク１又は絶縁
円板３とのろう付け後のはがれが、応力緩和部材
２の塑性変形によつて吸収されることから、ろう
付け不良が生じない。絶縁円板３と応力緩和部材
２との接合については、絶縁円板３にこれと略等
しい熱膨張係数を有する合金からなるメタライズ
層９を設けてメタライズ層９と応力緩和部材２と
をろう付けすることにより絶縁円板３と応力緩和
部材２とを間接的に接合するので、応力緩和部材
２の塑性変形による単なるろう付け部のはがれ防
止だけでなく金属と絶縁物との間の接合不良の発
生も防止される。このようなことから、室温まで
冷却した際における真空容器４の接合部の気密性
が損なわれることがないとともに、応力緩和部材
の塑性変形によりその接合部の残留熱応力が極め
て小さくなる。

なお、ステンレス鋼からなるタンク１の開口部
付近及びベローズ１６の両端部付近におけるろう
付け部分は、あらかじめニツケルメツキ処理が施
されているものである。

Ｆ 考案の効果 以上の如く本考案は、真空ろう付け後の徐冷に
よつて塑性変形自在の銅からなる応力緩和部材
を、タンクの開口部端面と絶縁円板における一端
面の外周部付近との間に介在せしめて真空しや断
器を構成したので、熱膨張係数の異なるステンレ
ス鋼製のタンクとセラミツク製の絶縁円板との間
に生じる熱応力を吸収緩和でき、真空しや断器の
開閉の際の振動に対しても十分に耐えることがで
きる。

また、応力緩和部材の両端の内周面近傍に形成
した凸部をタンクの開口部と絶縁円板の円周溝に
嵌合する構成なので、タンクと応力緩和部材と絶
縁円板との軸心を一致させるための位置決めが容
易となり、真空インタラプタの組み付けの際の作
業性が良い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る真空しや断器の半截断面
図、第２図、第３図はそれぞれ要部の部分断面図
である。 １……タンク、２……応力緩和部材、３……絶
縁円板、４……真空容器、５，６……接点、９…
…メタライズ層、１０……円周溝。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 金属からなる有底円筒状のタンクの開口部をセ
   ラミツクからなる絶縁円板により絶縁円板に形成
   したメタライズ層を介してろう付け閉塞して真空
   容器を構成し、この真空容器内に一対の接点を接
   離自在に設けてなる真空しや断器において、 前記タンクを機械的強度大にしてかつ非磁性体
   のステンレス鋼により形成して設け、真空しや断
   器の真空ろう付け後の徐冷によつて塑性変形自在
   の銅からなる略リング状の応力緩和部材を前記タ
   ンクの開口部と前記絶縁円板との間に介在せし
   め、応力緩和部材の両端の内周面近傍に凸部を形
   成するとともに、一方の凸部をタンクの開口部に
   嵌合して他の凸部を絶縁円板に形成した円周溝に
   嵌合させたことを特徴とする真空しや断器。