JPH05144351A - 真空バルブ - Google Patents
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- JPH05144351A JPH05144351A JP3307879A JP30787991A JPH05144351A JP H05144351 A JPH05144351 A JP H05144351A JP 3307879 A JP3307879 A JP 3307879A JP 30787991 A JP30787991 A JP 30787991A JP H05144351 A JPH05144351 A JP H05144351A
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- sealing
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- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
- H01H33/60—Switches wherein the means for extinguishing or preventing the arc do not include separate means for obtaining or increasing flow of arc-extinguishing fluid
- H01H33/66—Vacuum switches
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- H—ELECTRICITY
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- H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
- H01H33/60—Switches wherein the means for extinguishing or preventing the arc do not include separate means for obtaining or increasing flow of arc-extinguishing fluid
- H01H33/66—Vacuum switches
- H01H33/662—Housings or protective screens
- H01H33/66207—Specific housing details, e.g. sealing, soldering or brazing
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
- H01H33/60—Switches wherein the means for extinguishing or preventing the arc do not include separate means for obtaining or increasing flow of arc-extinguishing fluid
- H01H33/66—Vacuum switches
- H01H33/662—Housings or protective screens
- H01H33/66207—Specific housing details, e.g. sealing, soldering or brazing
- H01H2033/66223—Details relating to the sealing of vacuum switch housings
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- High-Tension Arc-Extinguishing Switches Without Spraying Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 耐食性を向上させ、且つ通電時の温度上昇の
抑制及び騒音の低減を達成することを目的とする。 【構成】 絶縁筒１の両端開口部を気密封止する封着金
具２ａ，２ｂの少なくとも一方の材質組成は、Ｎｉが２
５〜５５重量％、Ｓｉが０．０２〜１．０重量％を満た
し、残り成分が実質的にＣｕからなることを特徴とす
る。
抑制及び騒音の低減を達成することを目的とする。 【構成】 絶縁筒１の両端開口部を気密封止する封着金
具２ａ，２ｂの少なくとも一方の材質組成は、Ｎｉが２
５〜５５重量％、Ｓｉが０．０２〜１．０重量％を満た
し、残り成分が実質的にＣｕからなることを特徴とす
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、真空バルブに関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、真空バルブは、アルミナ磁器製
の円筒状の絶縁容器の両端開口部を封着金具で気密封止
して内部圧力１×１０-2Ｐａ以下とした真空容器内に、
１対の接点を接離可能に配設して構成されている。アル
ミナ磁器からなる絶縁容器の両端端面には封着金具との
金属ろう付けを可能にするため、Ｍｏ−Ｍｎ等からなる
粉末を焼付け塗布した金属化層が形成されている。封着
金具には、金属ろう付け時の熱膨張係数がアルミナ磁器
に近似した４２Ｎｉ−Ｆｅ合金、１７Ｃｏ−２９Ｎｉ−
Ｆｅ合金等が用いられ、絶縁容器の両端面と７８０℃か
ら１０００℃程度の高温下で金属ろう付けによって気密
に封止接合されている。そして、気密封止接合後に封着
金属の表面に、耐食性を改善するための防錆塗装処理が
一般的に行われている。
の円筒状の絶縁容器の両端開口部を封着金具で気密封止
して内部圧力１×１０-2Ｐａ以下とした真空容器内に、
１対の接点を接離可能に配設して構成されている。アル
ミナ磁器からなる絶縁容器の両端端面には封着金具との
金属ろう付けを可能にするため、Ｍｏ−Ｍｎ等からなる
粉末を焼付け塗布した金属化層が形成されている。封着
金具には、金属ろう付け時の熱膨張係数がアルミナ磁器
に近似した４２Ｎｉ−Ｆｅ合金、１７Ｃｏ−２９Ｎｉ−
Ｆｅ合金等が用いられ、絶縁容器の両端面と７８０℃か
ら１０００℃程度の高温下で金属ろう付けによって気密
に封止接合されている。そして、気密封止接合後に封着
金属の表面に、耐食性を改善するための防錆塗装処理が
一般的に行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】真空バルブは周知の如
く高い信頼性が要求されており、特に気密部は長期間高
真空を維持するという真空バルブの基本機能を左右する
部分だけに、その部分については充分な吟味がなされて
いなければならない。前記の絶縁容器と封着金具との気
密封止部分は、熱膨張係数の異なる二つの物質を接合し
ている部分であり、７８０℃から１０００℃程度の高温
下で金属ろう付けにより封止するのが一般的であり、こ
の金属ろう付け時に、前記二つの物質の膨張収縮差によ
って生じる内部応力を緩和することが、信頼性向上のた
めの技術上のポイントの一つになっている。そのため、
従来の封着金具の材料には、金属ろう付け時の熱膨張係
数がアルミナ磁器に近似した４２Ｎｉ−Ｆｅ合金或いは
１７Ｃｏ−２９Ｎｉ−Ｆｅ合金が一般的に用いられてき
た。
く高い信頼性が要求されており、特に気密部は長期間高
真空を維持するという真空バルブの基本機能を左右する
部分だけに、その部分については充分な吟味がなされて
いなければならない。前記の絶縁容器と封着金具との気
密封止部分は、熱膨張係数の異なる二つの物質を接合し
ている部分であり、７８０℃から１０００℃程度の高温
下で金属ろう付けにより封止するのが一般的であり、こ
の金属ろう付け時に、前記二つの物質の膨張収縮差によ
って生じる内部応力を緩和することが、信頼性向上のた
めの技術上のポイントの一つになっている。そのため、
従来の封着金具の材料には、金属ろう付け時の熱膨張係
数がアルミナ磁器に近似した４２Ｎｉ−Ｆｅ合金或いは
１７Ｃｏ−２９Ｎｉ−Ｆｅ合金が一般的に用いられてき
た。
【０００４】しかし、この従来技術による方法では次の
ような問題があった。
ような問題があった。
【０００５】第１には、耐食特性の問題であり、真空バ
ルブの使用環境に対する耐食信頼性に関する積極的技術
開発は従来から余り行われていなかったため、封着金具
の表面には防錆塗装処理が必要であった。しかし、塗装
それ自体、有機樹脂系であり経年劣化しやすく、また塗
装膜の密着性や塗装膜の破壊などの問題があるなど、長
期信頼性に対して必ずしも充分でないという欠点があっ
た。即ち、化学工場或いは海浜地域などにおける特に塩
素ガスに対する耐食性は、真空バルブの長期信頼性保証
の上で極めて重要な特性である。
ルブの使用環境に対する耐食信頼性に関する積極的技術
開発は従来から余り行われていなかったため、封着金具
の表面には防錆塗装処理が必要であった。しかし、塗装
それ自体、有機樹脂系であり経年劣化しやすく、また塗
装膜の密着性や塗装膜の破壊などの問題があるなど、長
期信頼性に対して必ずしも充分でないという欠点があっ
た。即ち、化学工場或いは海浜地域などにおける特に塩
素ガスに対する耐食性は、真空バルブの長期信頼性保証
の上で極めて重要な特性である。
【０００６】第２には、封着金属の材料が強磁性体であ
ることに起因して通電時に鉄損により温度上昇が生じ、
また磁歪振動の発生により騒音が発生するという問題が
あった。
ることに起因して通電時に鉄損により温度上昇が生じ、
また磁歪振動の発生により騒音が発生するという問題が
あった。
【０００７】本発明は、上記で述べた事情に鑑みてなさ
れたもので、耐食性に優れ、かつ通電時の温度上昇の防
止、騒音の低減及び送電効率の向上を達成することがで
きる真空バルブを提供することを目的とする。
れたもので、耐食性に優れ、かつ通電時の温度上昇の防
止、騒音の低減及び送電効率の向上を達成することがで
きる真空バルブを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、第１に、セラミックス製の絶縁筒の両端
開口部を封着金具で気密封止した真空容器内に、１対の
接点を接離可能に配設した真空バルブにおいて、前記封
着金具の少なくとも一方の材質組成は、Ｎｉが２５〜５
５重量％、Ｓｉが０．０２〜１．０重量％を満たし、残
り成分が実質的にＣｕからなることを要旨とする。
に、本発明は、第１に、セラミックス製の絶縁筒の両端
開口部を封着金具で気密封止した真空容器内に、１対の
接点を接離可能に配設した真空バルブにおいて、前記封
着金具の少なくとも一方の材質組成は、Ｎｉが２５〜５
５重量％、Ｓｉが０．０２〜１．０重量％を満たし、残
り成分が実質的にＣｕからなることを要旨とする。
【０００９】第２に、セラミックス製の絶縁筒の両端開
口部を封着金具で気密封止した真空容器内に、１対の接
点を接離可能に配設した真空バルブにおいて、前記封着
金具の少なくとも一方の材質組成は、Ｎｉが２５〜５５
重量％、Ｓｉが０．０２〜１．０重量％、ＦｅとＣｏの
合計が５．０重量％以下を満たし、残り成分が実質的に
Ｃｕからなることを要旨とする。
口部を封着金具で気密封止した真空容器内に、１対の接
点を接離可能に配設した真空バルブにおいて、前記封着
金具の少なくとも一方の材質組成は、Ｎｉが２５〜５５
重量％、Ｓｉが０．０２〜１．０重量％、ＦｅとＣｏの
合計が５．０重量％以下を満たし、残り成分が実質的に
Ｃｕからなることを要旨とする。
【００１０】第３に、セラミックス製の絶縁筒の両端開
口部を封着金具で気密封止した真空容器内に、１対の接
点を接離可能に配設した真空バルブにおいて、前記封着
金具の少なくとも一方の材質組成は、Ｎｉが２５〜５５
重量％、Ｓｉが０．０２〜１．０重量％で且つＳｉとＭ
ｎの合計が０．０２〜１．５重量％を満たし、残り成分
が実質的にＣｕからなることを要旨とする。
口部を封着金具で気密封止した真空容器内に、１対の接
点を接離可能に配設した真空バルブにおいて、前記封着
金具の少なくとも一方の材質組成は、Ｎｉが２５〜５５
重量％、Ｓｉが０．０２〜１．０重量％で且つＳｉとＭ
ｎの合計が０．０２〜１．５重量％を満たし、残り成分
が実質的にＣｕからなることを要旨とする。
【００１１】第４に、セラミックス製の絶縁筒の両端開
口部を封着金具で気密封止した真空容器内に、１対の接
点を接離可能に配設した真空バルブにおいて、前記封着
金具の少なくとも一方の材質組成は、Ｎｉが２５〜５５
重量％、Ｓｉが０．０２〜１．０重量％で且つＳｉとＭ
ｎの合計が０．０２〜１．５重量％、ＦｅとＣｏの合計
が５．０重量％以下を満たし、残り成分が実質的にＣｕ
からなることを要旨とする。
口部を封着金具で気密封止した真空容器内に、１対の接
点を接離可能に配設した真空バルブにおいて、前記封着
金具の少なくとも一方の材質組成は、Ｎｉが２５〜５５
重量％、Ｓｉが０．０２〜１．０重量％で且つＳｉとＭ
ｎの合計が０．０２〜１．５重量％、ＦｅとＣｏの合計
が５．０重量％以下を満たし、残り成分が実質的にＣｕ
からなることを要旨とする。
【００１２】
【作用】本封着材料は、良好な耐食性かつ非磁性を主眼
としているが、この点よりＣｕ−Ｎｉ合金の非磁性領域
が一つの狙い目になるが、Ｃｕ−Ｎｉ合金には従来材料
に比して熱膨張率が大きいということ、及び封着材に必
要な封着特性及び抵抗にするための加工性がポイントに
なる。前述したように、Ｃｕ−Ｎｉ合金は、４２Ｎｉ−
Ｆｅ合金、１７Ｃｏ−２９Ｎｉ−Ｆｅ合金に比して熱膨
張率が大きく、封着に適さないように思われがちである
が、従来のＦｅ基封着材料に比して高温での耐力が小さ
いため、ロウ溶融凝固冷却過程における熱膨張差は、Ｃ
ｕ−Ｎｉ合金自身の塑性変形により緩和される。これに
より、Ｃｕ−Ｎｉ合金をベースとすることを理解できる
が、次に、ロウ付性、加工性をも加味し、Ｃｕ−Ｎｉ合
金の組成系を決定するまでの経緯について述べる。
としているが、この点よりＣｕ−Ｎｉ合金の非磁性領域
が一つの狙い目になるが、Ｃｕ−Ｎｉ合金には従来材料
に比して熱膨張率が大きいということ、及び封着材に必
要な封着特性及び抵抗にするための加工性がポイントに
なる。前述したように、Ｃｕ−Ｎｉ合金は、４２Ｎｉ−
Ｆｅ合金、１７Ｃｏ−２９Ｎｉ−Ｆｅ合金に比して熱膨
張率が大きく、封着に適さないように思われがちである
が、従来のＦｅ基封着材料に比して高温での耐力が小さ
いため、ロウ溶融凝固冷却過程における熱膨張差は、Ｃ
ｕ−Ｎｉ合金自身の塑性変形により緩和される。これに
より、Ｃｕ−Ｎｉ合金をベースとすることを理解できる
が、次に、ロウ付性、加工性をも加味し、Ｃｕ−Ｎｉ合
金の組成系を決定するまでの経緯について述べる。
【００１３】一般に、Ｓｉ、Ｍｎは脱酸剤として使用さ
れているが、封着材としてもこの作用は発揮されるが、
脱酸効果のみならず、真空バルブに重要である封着特
性、信頼性にも主要な役割を果たす。
れているが、封着材としてもこの作用は発揮されるが、
脱酸効果のみならず、真空バルブに重要である封着特
性、信頼性にも主要な役割を果たす。
【００１４】ＳｉとＭｎの添加については、これらの元
素は合金中の脱酸効果、加工性、及びろう付け性、ろう
付けの信頼性に関与する。本真空バルブは真空容器内の
真空維持が重要であり、そのためにはろう付け性、素材
中のガスの低減が重要である。Ｍｎ、Ｓｉは何れも脱酸
効果を発揮する元素であるが、Ｍｎのみの添加で酸素含
有量の調整をするには１．５ｗｔ％以上の添加が必要で
ある。しかし、このような多量のＭｎを添加した場合、
冷間加工性が劣り冷間圧延時に割れが発生し易くなる。
そこで、冷間加工性を損わないためにＭｎの上限を１．
５ｗｔ％とし、補助脱酸剤としてＳｉを０．０２ｗｔ％
以上添加することによって安定した含有酸素量を維持で
きる。但し、ＳｉもＭｎと同様に添加過多は冷間加工性
を損うので、ＳｉとＭｎの合計は１．５ｗｔ％以下とす
るのが望ましい。
素は合金中の脱酸効果、加工性、及びろう付け性、ろう
付けの信頼性に関与する。本真空バルブは真空容器内の
真空維持が重要であり、そのためにはろう付け性、素材
中のガスの低減が重要である。Ｍｎ、Ｓｉは何れも脱酸
効果を発揮する元素であるが、Ｍｎのみの添加で酸素含
有量の調整をするには１．５ｗｔ％以上の添加が必要で
ある。しかし、このような多量のＭｎを添加した場合、
冷間加工性が劣り冷間圧延時に割れが発生し易くなる。
そこで、冷間加工性を損わないためにＭｎの上限を１．
５ｗｔ％とし、補助脱酸剤としてＳｉを０．０２ｗｔ％
以上添加することによって安定した含有酸素量を維持で
きる。但し、ＳｉもＭｎと同様に添加過多は冷間加工性
を損うので、ＳｉとＭｎの合計は１．５ｗｔ％以下とす
るのが望ましい。
【００１５】また、Ｓｉは前述したように脱酸剤として
使用するが、Ｍｎよりも活性であるためにその添加量が
１．０％を超すと例えば、真空雰囲気中でのろう付けに
おいてＣｕ−Ｎｉ合金表面に選択酸化を呈し、その結
果、十分なろう付けができなくなる。従って、Ｓｉ添加
量は１．０ｗｔ％以下に抑える必要がある。上述の理由
により、脱酸剤Ｍｎ、Ｓｉの添加量を少なくしすぎると
脱酸不足によるピンホール等の鋳塊の不健全部が発生
し、熱間加工、冷間加工で割れが発生しやすくなる。こ
の割れを防止するにはＳｉとＭｎの合計で少なくとも
０．０２ｗｔ％の添加が必要であるが、ピンホールのみ
ならず、合金中の含有酸素量の低減、安定化の面から
は、Ｍｎの添加量０．０２ｗｔ％では不十分であり、よ
り強力な脱酸剤であるＳｉ０．０２ｗｔ％の添加で良好
な結果が得られる。
使用するが、Ｍｎよりも活性であるためにその添加量が
１．０％を超すと例えば、真空雰囲気中でのろう付けに
おいてＣｕ−Ｎｉ合金表面に選択酸化を呈し、その結
果、十分なろう付けができなくなる。従って、Ｓｉ添加
量は１．０ｗｔ％以下に抑える必要がある。上述の理由
により、脱酸剤Ｍｎ、Ｓｉの添加量を少なくしすぎると
脱酸不足によるピンホール等の鋳塊の不健全部が発生
し、熱間加工、冷間加工で割れが発生しやすくなる。こ
の割れを防止するにはＳｉとＭｎの合計で少なくとも
０．０２ｗｔ％の添加が必要であるが、ピンホールのみ
ならず、合金中の含有酸素量の低減、安定化の面から
は、Ｍｎの添加量０．０２ｗｔ％では不十分であり、よ
り強力な脱酸剤であるＳｉ０．０２ｗｔ％の添加で良好
な結果が得られる。
【００１６】以上より、微量脱酸剤であるＭｎ、Ｓｉの
添加量は、Ｓｉが０．０２〜１．０ｗｔ％であり、しか
もＭｎとＳｉの合計が０．０２〜１．５ｗｔ％である必
要がある。
添加量は、Ｓｉが０．０２〜１．０ｗｔ％であり、しか
もＭｎとＳｉの合計が０．０２〜１．５ｗｔ％である必
要がある。
【００１７】Ｆｅ、Ｃｏの添加はＣｕ−Ｎｉの合金の耐
食性を一層向上させる役割があり、前述した自然環境下
だけではなく、塩素ガス等を含む厳しい環境下での使用
に対しても有効になる。但し５ｗｔ％を超えるＦｅの添
加はＦｅの多量添加による耐食性の低下を招き、Ｃｏの
多量添加はＣｕ−Ｎｉ合金の強磁性体化を招くため、Ｆ
ｅとＣｏの合計添加量は５ｗｔ％以下に抑えることが必
要である。
食性を一層向上させる役割があり、前述した自然環境下
だけではなく、塩素ガス等を含む厳しい環境下での使用
に対しても有効になる。但し５ｗｔ％を超えるＦｅの添
加はＦｅの多量添加による耐食性の低下を招き、Ｃｏの
多量添加はＣｕ−Ｎｉ合金の強磁性体化を招くため、Ｆ
ｅとＣｏの合計添加量は５ｗｔ％以下に抑えることが必
要である。
【００１８】基本組成であるＣｕ−Ｎｉの合金比率につ
いては、Ｎｉの増加に伴い耐食性が増加する。発明者ら
の研究によれば、自然環境下での耐食性維持のためには
少なくとも２５ｗｔ％のＮｉの添加が必要である。Ｎｉ
の添加量を増加し５５ｗｔ％を超えると、低温領域にお
いては、Ｃｕ−Ｎｉ合金に強磁性の徴候が認められ好ま
しくない状態となる。従って基本組成としては、（２５
〜５５）Ｎｉｗｔ％−Ｃｕが好ましい。
いては、Ｎｉの増加に伴い耐食性が増加する。発明者ら
の研究によれば、自然環境下での耐食性維持のためには
少なくとも２５ｗｔ％のＮｉの添加が必要である。Ｎｉ
の添加量を増加し５５ｗｔ％を超えると、低温領域にお
いては、Ｃｕ−Ｎｉ合金に強磁性の徴候が認められ好ま
しくない状態となる。従って基本組成としては、（２５
〜５５）Ｎｉｗｔ％−Ｃｕが好ましい。
【００１９】
【実施例】以下本発明の実施例を図面を引用しながら具
体的に説明する。図１は、真空バルブの構成例を示す断
面図である。同図において、アルミナ磁器からなる円筒
形の絶縁筒１の両端開口端面が固定側封着金具２ａと可
動側封着金具２ｂとで気密に封止されて内部圧力１×１
０-2Ｐａ以下とした真空容器３が形成されている。真空
容器３の内部には、一方の電路となる固定通電軸４及び
その端部に固着した固定側接点５と、他方の電路となる
可動通電軸６及びその端部に固着した可動側接点７とが
配設され、固定側接点５と可動側接点７とは接離自在の
構成となっている。可動通電軸６は一方の端部が可動側
封着金具２ｂに固着されたベローズ８の他方の端部に固
着され、真空容器３の真空度を維持しながら軸方向の移
動が可能になっている。また、真空容器３の内部には、
固定側接点５と可動側接点７の開閉時に両接点から発生
する金属蒸気が絶縁筒１の内壁に付着して絶縁抵抗が低
下するのを防止するため、固定側接点５と可動側接点７
を囲むようにした金属シールド９が設けられている。
体的に説明する。図１は、真空バルブの構成例を示す断
面図である。同図において、アルミナ磁器からなる円筒
形の絶縁筒１の両端開口端面が固定側封着金具２ａと可
動側封着金具２ｂとで気密に封止されて内部圧力１×１
０-2Ｐａ以下とした真空容器３が形成されている。真空
容器３の内部には、一方の電路となる固定通電軸４及び
その端部に固着した固定側接点５と、他方の電路となる
可動通電軸６及びその端部に固着した可動側接点７とが
配設され、固定側接点５と可動側接点７とは接離自在の
構成となっている。可動通電軸６は一方の端部が可動側
封着金具２ｂに固着されたベローズ８の他方の端部に固
着され、真空容器３の真空度を維持しながら軸方向の移
動が可能になっている。また、真空容器３の内部には、
固定側接点５と可動側接点７の開閉時に両接点から発生
する金属蒸気が絶縁筒１の内壁に付着して絶縁抵抗が低
下するのを防止するため、固定側接点５と可動側接点７
を囲むようにした金属シールド９が設けられている。
【００２０】そして、絶縁筒１の両端開口部を気密封止
する封着金具２ａ，２ｂの少なくとも一方の材質組成
は、Ｎｉが２５ｗｔ％以上でかつ５５ｗｔ％以下、Ｓｉ
とＭｎの合計が０．０２〜１．５ｗｔ％であり、さらに
はＦｅを５ｗｔ％以下添加し、残部が実質的にＣｕとな
っている。また、従来必要であった封着金具２ａ，２ｂ
の防錆表面塗装は不要となっている。
する封着金具２ａ，２ｂの少なくとも一方の材質組成
は、Ｎｉが２５ｗｔ％以上でかつ５５ｗｔ％以下、Ｓｉ
とＭｎの合計が０．０２〜１．５ｗｔ％であり、さらに
はＦｅを５ｗｔ％以下添加し、残部が実質的にＣｕとな
っている。また、従来必要であった封着金具２ａ，２ｂ
の防錆表面塗装は不要となっている。
【００２１】封着金具２ａ，２ｂはこのような材質組成
になっているので、５００℃から１０００℃程度の高温
下で絶縁筒１の両端開口部を金属ろう付けで気密封止す
る際、封着金具２ａ，２ｂと絶縁筒１との熱膨張係数の
差による熱応力に対しても、封着金具２ａ，２ｂは、従
来の４２Ｎｉ−Ｆｅよりも高温雰囲気での耐力が小さ
く、高温下での塑性変形を容易にし応力緩和が図れるよ
うになっており、熱膨張係数が必ずしもアルミナ磁器に
近似していなくても高い気密信頼性を得ることが可能に
なっている。したがって、従来、封着金具の材料として
用いられてきた４２Ｎｉ−Ｆｅ、１７Ｃｏ−２９Ｎｉ−
Ｆｅ合金とは異なる良好な特性を示す。
になっているので、５００℃から１０００℃程度の高温
下で絶縁筒１の両端開口部を金属ろう付けで気密封止す
る際、封着金具２ａ，２ｂと絶縁筒１との熱膨張係数の
差による熱応力に対しても、封着金具２ａ，２ｂは、従
来の４２Ｎｉ−Ｆｅよりも高温雰囲気での耐力が小さ
く、高温下での塑性変形を容易にし応力緩和が図れるよ
うになっており、熱膨張係数が必ずしもアルミナ磁器に
近似していなくても高い気密信頼性を得ることが可能に
なっている。したがって、従来、封着金具の材料として
用いられてきた４２Ｎｉ−Ｆｅ、１７Ｃｏ−２９Ｎｉ−
Ｆｅ合金とは異なる良好な特性を示す。
【００２２】次に、具体的な各実施例を比較例とともに
述べるに際し、まず、その評価方法を記す。
述べるに際し、まず、その評価方法を記す。
【００２３】耐食性：中性塩水噴霧試験にて、その傾向
を調べた。７２Ｈｒの噴霧を行った後、その外観の変化
を調査した。試験片の寸法は□５０mm×１mmt 程度であ
る。
を調べた。７２Ｈｒの噴霧を行った後、その外観の変化
を調査した。試験片の寸法は□５０mm×１mmt 程度であ
る。
【００２４】特殊雰囲気での耐食性：中性塩水噴霧試験
よりも加速性のあるキャス試験にて実施した。キャス試
験とは酸性雰囲気での塩水噴霧試験である。評価には、
合金の腐蝕減量を平均腐食減少厚さに換算した数値を用
いた。試験時間は７２０Ｈｒとした。
よりも加速性のあるキャス試験にて実施した。キャス試
験とは酸性雰囲気での塩水噴霧試験である。評価には、
合金の腐蝕減量を平均腐食減少厚さに換算した数値を用
いた。試験時間は７２０Ｈｒとした。
【００２５】温度特性：本実施例合金を用いた真空バル
ブを製作し、交流７．２ｋＶ−６３０Ａを３Ｈｒ通電し
たときの封着合金温度上昇を封着部に熱電対を取付けて
測定した。
ブを製作し、交流７．２ｋＶ−６３０Ａを３Ｈｒ通電し
たときの封着合金温度上昇を封着部に熱電対を取付けて
測定した。
【００２６】通電時の騒音：上述の温度特性測定時に、
磁歪振動に起因する騒音の有無を聴覚にて確認した。
磁歪振動に起因する騒音の有無を聴覚にて確認した。
【００２７】封着特性：前述したように本Ｃｕ−Ｎｉ合
金とアルミナ磁器等のセラミックスとの封着接合におい
て考慮しなければならないことは接合部における信頼
性、即ち、見かけの封着の程度ではなく実際の封着の程
度である。具体的には開閉時に生ずる衝撃力等によって
も気密が保持されていなければならない。そこで、封着
特性を以下の方法で評価した。真空バルブの製造完了
後、真空度が１×１０-4Ｐａ以下であることを確認した
後、真空バルブを所定の遮断器に取付け、１０3 回無負
荷開閉を行った。その後、再び真空度測定を行い、気密
封着の度合いを確認した。なお評価に用いた真空バルブ
は各々３本づつである。
金とアルミナ磁器等のセラミックスとの封着接合におい
て考慮しなければならないことは接合部における信頼
性、即ち、見かけの封着の程度ではなく実際の封着の程
度である。具体的には開閉時に生ずる衝撃力等によって
も気密が保持されていなければならない。そこで、封着
特性を以下の方法で評価した。真空バルブの製造完了
後、真空度が１×１０-4Ｐａ以下であることを確認した
後、真空バルブを所定の遮断器に取付け、１０3 回無負
荷開閉を行った。その後、再び真空度測定を行い、気密
封着の度合いを確認した。なお評価に用いた真空バルブ
は各々３本づつである。
【００２８】また、実施例及び比較例に供した材料の製
造の一例は次のようである。
造の一例は次のようである。
【００２９】真空度５×１０-3Ｐａで溶解中のＮｉにＦ
ｅ及びＣｕを添加して十分混合した後、歩留りを考慮し
た量のＭｎを添加し、次いでＳｉを添加した。冷却後得
られたインゴットを約９００〜１０００℃で熱間鍛造
し、同じく約９００〜１０００℃で熱間圧延して圧延材
を得た。さらに室温にて冷間圧延とそれによる歪を取り
除くに十分な温度での焼鈍処理とを複数回繰返し、所定
の厚さに仕上げて供試材とした。
ｅ及びＣｕを添加して十分混合した後、歩留りを考慮し
た量のＭｎを添加し、次いでＳｉを添加した。冷却後得
られたインゴットを約９００〜１０００℃で熱間鍛造
し、同じく約９００〜１０００℃で熱間圧延して圧延材
を得た。さらに室温にて冷間圧延とそれによる歪を取り
除くに十分な温度での焼鈍処理とを複数回繰返し、所定
の厚さに仕上げて供試材とした。
【００３０】次に、表１ないし表４を用いて、具体的な
各実施例の評価結果を、比較例と対比して述べる。な
お、合金成分は、表１と表２に２分してあるが、各実施
例及び比較例の全合金成分は、表１と表２の両内容を加
え合わせたものである。
各実施例の評価結果を、比較例と対比して述べる。な
お、合金成分は、表１と表２に２分してあるが、各実施
例及び比較例の全合金成分は、表１と表２の両内容を加
え合わせたものである。
【００３１】実施例１〜４、比較例１〜２ Ｃｕ−Ｎｉ合金の基本組成につき検討するため、Ｓｉを
約０．１ｗｔ％、Ｍｎを約０．３ｗｔ％添加した６種類
のＣｕ−Ｎｉ合金を作製した。各々のＮｉ含有量は、１
５．０、２５．３、３４．９、４４．４、５４．８、７
０．３ｗｔ％である（比較例１、実施例１，２，３，
４、比較例２）。結果を表３及び表４に示す。中性塩水
噴霧試験による耐食性の評価では、Ｎｉ＝１５ｗｔ％で
ある比較例１が表面全体にわたって緑色に変色していた
のに対しＮｉ＝２５．３ｗｔ％以上のＣｕ−Ｎｉ合金に
は各々数点の緑色腐食部が観察されただけであった。
約０．１ｗｔ％、Ｍｎを約０．３ｗｔ％添加した６種類
のＣｕ−Ｎｉ合金を作製した。各々のＮｉ含有量は、１
５．０、２５．３、３４．９、４４．４、５４．８、７
０．３ｗｔ％である（比較例１、実施例１，２，３，
４、比較例２）。結果を表３及び表４に示す。中性塩水
噴霧試験による耐食性の評価では、Ｎｉ＝１５ｗｔ％で
ある比較例１が表面全体にわたって緑色に変色していた
のに対しＮｉ＝２５．３ｗｔ％以上のＣｕ−Ｎｉ合金に
は各々数点の緑色腐食部が観察されただけであった。
【００３２】このＣｕ−Ｎｉ合金を封着金具に加工し、
バルブに組込んだ特性について述べる。Ｎｉ含有量が５
４．８ｗｔ％以下のものは通電時の温度上昇も小さく、
かつ騒音の発生も認められなかった。これに対しＮｉ＝
７０．３ｗｔ％（比較例２）のものは強磁性体になるた
め騒音が有り、また著しい温度上昇もあった。また、ろ
う付性を示すパラメータになる無負荷開閉後の真空度は
何れも良好であった。以上の結果からＣｕ−Ｎｉ合金の
基本組成は（２５〜５５）Ｎｉｗｔ％−Ｃｕが望ましい
と言える。
バルブに組込んだ特性について述べる。Ｎｉ含有量が５
４．８ｗｔ％以下のものは通電時の温度上昇も小さく、
かつ騒音の発生も認められなかった。これに対しＮｉ＝
７０．３ｗｔ％（比較例２）のものは強磁性体になるた
め騒音が有り、また著しい温度上昇もあった。また、ろ
う付性を示すパラメータになる無負荷開閉後の真空度は
何れも良好であった。以上の結果からＣｕ−Ｎｉ合金の
基本組成は（２５〜５５）Ｎｉｗｔ％−Ｃｕが望ましい
と言える。
【００３３】実施例５〜１０、比較例３〜９ Ｓｉ、Ｍｎの添加量について考察する。Ｃｕ−Ｎｉ合金
の基本組成を、ほぼ４５Ｎｉｗｔ％とし、Ｓｉ添加量を
０〜１．３ｗｔ％、Ｍｎ添加量を０〜２．１ｗｔ％Ｓｉ
とＭｎの合計添加量が０〜２．１ｗｔ％となる１３種類
の試料を製作した（実施例５〜１０、比較例３〜９）。
の基本組成を、ほぼ４５Ｎｉｗｔ％とし、Ｓｉ添加量を
０〜１．３ｗｔ％、Ｍｎ添加量を０〜２．１ｗｔ％Ｓｉ
とＭｎの合計添加量が０〜２．１ｗｔ％となる１３種類
の試料を製作した（実施例５〜１０、比較例３〜９）。
【００３４】Ｓｉ、Ｍｎを全く添加しない比較例３は、
合金中に多量の酸素が残存していたため、熱間、冷間加
工時に著しい割れが発生し、それ以降の試料作成が不可
能であった。微量のＭｎのみを添加した比較例４も冷間
加工時に若干の割れが認められたが最終形状を得るまで
の加工はできた。しかし無負荷開閉後の真空度は低下
し、実機として使用できるものではなかった。０．０２
≦Ｓｉ≦１．０ｗｔ％でかつ０．０２≦Ｓｉ＋Ｍｎ≦
１．５ｗｔ％の領域を満足する実施例５〜１０はろう付
け特性に関し良好な特性を示した。しかしＳｉ＋Ｍｎ≦
１．５ｗｔ％の領域であってもＳｉ＝１．３ｗｔ％とＳ
ｉ添加量の多い比較例５ではＳｉの選択酸化によってろ
う付けだけはできたものの無負荷開閉後の真空度は全て
大気圧であった。またＳｉ＋Ｍｎ≧１．５ｗｔ％添加の
比較例６〜９は何れも冷間加工時に著しい割れを発生し
たため、以降の加工を中止した。
合金中に多量の酸素が残存していたため、熱間、冷間加
工時に著しい割れが発生し、それ以降の試料作成が不可
能であった。微量のＭｎのみを添加した比較例４も冷間
加工時に若干の割れが認められたが最終形状を得るまで
の加工はできた。しかし無負荷開閉後の真空度は低下
し、実機として使用できるものではなかった。０．０２
≦Ｓｉ≦１．０ｗｔ％でかつ０．０２≦Ｓｉ＋Ｍｎ≦
１．５ｗｔ％の領域を満足する実施例５〜１０はろう付
け特性に関し良好な特性を示した。しかしＳｉ＋Ｍｎ≦
１．５ｗｔ％の領域であってもＳｉ＝１．３ｗｔ％とＳ
ｉ添加量の多い比較例５ではＳｉの選択酸化によってろ
う付けだけはできたものの無負荷開閉後の真空度は全て
大気圧であった。またＳｉ＋Ｍｎ≧１．５ｗｔ％添加の
比較例６〜９は何れも冷間加工時に著しい割れを発生し
たため、以降の加工を中止した。
【００３５】以上より、Ｓｉ、Ｍｎの添加量は、０．０
２≦Ｓｉ≦１．０ｗｔ％で、しかも０．０２≦Ｓｉ＋Ｍ
ｎ≦１．５ｗｔ％が良好であると言える。
２≦Ｓｉ≦１．０ｗｔ％で、しかも０．０２≦Ｓｉ＋Ｍ
ｎ≦１．５ｗｔ％が良好であると言える。
【００３６】実施例３、１１、１２、比較例１０ Ｃｕ−Ｎｉ合金への３元素としてのＦｅの効果について
検討する。前述したようにＣｕ−Ｎｉ合金は中性塩水噴
霧程度の雰囲気では良好な耐食性を示すが、より苛酷な
雰囲気であるキャス雰囲気では重量及び厚さで換算でき
る程度の腐食を示す。具体的には実施例３に示すように
４５Ｎｉ−Ｃｕ合金においては５０μｍ程度の腐食厚さ
を示すが、Ｆｅを０．１％添加することによって腐食厚
さは４０μｍ（実施例１１）、Ｆｅを５％添加すること
によって腐食厚さは３０μｍ（実施例１２）となり耐食
性が向上する。しかしＦｅを多量に添加し過ぎた場合は
比較例１０の如く腐食厚さは９０μｍと増加してしま
う。
検討する。前述したようにＣｕ−Ｎｉ合金は中性塩水噴
霧程度の雰囲気では良好な耐食性を示すが、より苛酷な
雰囲気であるキャス雰囲気では重量及び厚さで換算でき
る程度の腐食を示す。具体的には実施例３に示すように
４５Ｎｉ−Ｃｕ合金においては５０μｍ程度の腐食厚さ
を示すが、Ｆｅを０．１％添加することによって腐食厚
さは４０μｍ（実施例１１）、Ｆｅを５％添加すること
によって腐食厚さは３０μｍ（実施例１２）となり耐食
性が向上する。しかしＦｅを多量に添加し過ぎた場合は
比較例１０の如く腐食厚さは９０μｍと増加してしま
う。
【００３７】以上よりＦｅの添加量は５％以下が望まし
い。
い。
【００３８】変形例 Ｆｅの一部又は全てを同量範囲のＣｏで置換しても全く
同じ効果を得る（実施例１３〜１５）。
同じ効果を得る（実施例１３〜１５）。
【００３９】
【表１】
【表２】
【表３】
【表４】
【００４０】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、従来
の真空バルブに比べて、耐食性が良好で、且つ通電時の
温度上昇を抑制することができて送電効率の向上を達成
することができ、しかも騒音を著しく低減することがで
きる。
の真空バルブに比べて、耐食性が良好で、且つ通電時の
温度上昇を抑制することができて送電効率の向上を達成
することができ、しかも騒音を著しく低減することがで
きる。
【図１】本発明に係る真空バルブの実施例を示す縦断面
図である。
図である。
１ 絶縁筒 ２ａ，２ｂ 封着金具 ３ 真空容器 ５ 固定側接点 ７ 可動側接点
───────────────────────────────────────────────────── 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 鈴木 秀夫 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 菅井 普三 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者 辻本 和也 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者 渡辺 博 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 長部 清 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
Claims (4)
- 【請求項１】 セラミックス製の絶縁筒の両端開口部を
封着金具で気密封止した真空容器内に、１対の接点を接
離可能に配設した真空バルブにおいて、 前記封着金具の少なくとも一方の材質組成は、Ｎｉが２
５〜５５重量％、Ｓｉが０．０２〜１．０重量％を満た
し、残り成分が実質的にＣｕからなることを特徴とする
真空バルブ。 - 【請求項２】 セラミックス製の絶縁筒の両端開口部を
封着金具で気密封止した真空容器内に、１対の接点を接
離可能に配設した真空バルブにおいて、 前記封着金具の少なくとも一方の材質組成は、Ｎｉが２
５〜５５重量％、Ｓｉが０．０２〜１．０重量％、Ｆｅ
とＣｏの合計が５．０重量％以下を満たし、残り成分が
実質的にＣｕからなることを特徴とする真空バルブ。 - 【請求項３】 セラミックス製の絶縁筒の両端開口部を
封着金具で気密封止した真空容器内に、１対の接点を接
離可能に配設した真空バルブにおいて、 前記封着金具の少なくとも一方の材質組成は、Ｎｉが２
５〜５５重量％、Ｓｉが０．０２〜１．０重量％で且つ
ＳｉとＭｎの合計が０．０２〜１．５重量％を満たし、
残り成分が実質的にＣｕからなることを特徴とする真空
バルブ。 - 【請求項４】 セラミックス製の絶縁筒の両端開口部を
封着金具で気密封止した真空容器内に、１対の接点を接
離可能に配設した真空バルブにおいて、 前記封着金具の少なくとも一方の材質組成は、Ｎｉが２
５〜５５重量％、Ｓｉが０．０２〜１．０重量％で且つ
ＳｉとＭｎの合計が０．０２〜１．５重量％、ＦｅとＣ
ｏの合計が５．０重量％以下を満たし、残り成分が実質
的にＣｕからなることを特徴とする真空バルブ。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/979,280 US5294761A (en) | 1991-11-11 | 1991-11-20 | Vacuum interrupter |
| JP3307879A JPH0721985B2 (ja) | 1991-11-22 | 1991-11-22 | 真空バルブ |
| DE69213662T DE69213662T2 (de) | 1991-11-22 | 1992-11-17 | Vakuumschalter |
| EP92119616A EP0543330B1 (en) | 1991-11-22 | 1992-11-17 | Vacuum interrupter |
| CN92112871A CN1030360C (zh) | 1991-11-22 | 1992-11-21 | 真空断路器 |
| KR1019920022062A KR970000116B1 (ko) | 1991-11-22 | 1992-11-23 | 진공차단기(vacuum interrupter) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3307879A JPH0721985B2 (ja) | 1991-11-22 | 1991-11-22 | 真空バルブ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05144351A true JPH05144351A (ja) | 1993-06-11 |
| JPH0721985B2 JPH0721985B2 (ja) | 1995-03-08 |
Family
ID=17974269
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3307879A Expired - Fee Related JPH0721985B2 (ja) | 1991-11-11 | 1991-11-22 | 真空バルブ |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5294761A (ja) |
| EP (1) | EP0543330B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0721985B2 (ja) |
| KR (1) | KR970000116B1 (ja) |
| CN (1) | CN1030360C (ja) |
| DE (1) | DE69213662T2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09106743A (ja) * | 1995-10-11 | 1997-04-22 | Shibafu Eng Kk | 真空バルブ |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3361932B2 (ja) * | 1996-05-29 | 2003-01-07 | 三菱電機株式会社 | 真空バルブ |
| DE19958646C2 (de) * | 1999-12-06 | 2001-12-06 | Abb T & D Tech Ltd | Hybridleistungsschalter |
| NL1020347C2 (nl) * | 2002-04-09 | 2003-10-13 | Holec Holland Nv | Keramische buis voor vacuümonderbreker. Keramische buis voor vacuümonderbreker. |
| DE102006042101B4 (de) * | 2006-09-07 | 2008-09-25 | Switchcraft Europe Gmbh | Vakuumschalter für Mittel- und Hochspannungen |
| KR100902186B1 (ko) * | 2007-03-02 | 2009-06-10 | 스위치크래프트 유럽 게엠베하 | 진공 스위칭 장치의 개량된 제조방법 |
| JP4781446B2 (ja) * | 2009-03-27 | 2011-09-28 | 株式会社日立製作所 | 真空絶縁スイッチギヤ |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56156626A (en) * | 1980-05-06 | 1981-12-03 | Meidensha Electric Mfg Co Ltd | Vacuum breaker |
| JPS59214122A (ja) * | 1983-05-20 | 1984-12-04 | 株式会社明電舎 | 真空インタラプタ |
| DE3325468A1 (de) * | 1983-07-14 | 1985-01-24 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Gehaeuse einer vakuumschaltroehre |
| US4624706A (en) * | 1985-07-02 | 1986-11-25 | Inco Alloys International, Inc. | Weld wire from extruded nickel containing powder |
| US4933518A (en) * | 1988-10-03 | 1990-06-12 | Square D Company | Vacuum interrupter |
| JPH0329228A (ja) * | 1989-06-26 | 1991-02-07 | Mitsubishi Electric Corp | 真空遮断器 |
| JP3964005B2 (ja) * | 1997-07-14 | 2007-08-22 | テトラ ラバル ホールデイングス エ フイナンス ソシエテ アノニム | 自動テープ接合装置 |
-
1991
- 1991-11-20 US US07/979,280 patent/US5294761A/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-11-22 JP JP3307879A patent/JPH0721985B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1992
- 1992-11-17 EP EP92119616A patent/EP0543330B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-11-17 DE DE69213662T patent/DE69213662T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1992-11-21 CN CN92112871A patent/CN1030360C/zh not_active Expired - Fee Related
- 1992-11-23 KR KR1019920022062A patent/KR970000116B1/ko not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09106743A (ja) * | 1995-10-11 | 1997-04-22 | Shibafu Eng Kk | 真空バルブ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1072797A (zh) | 1993-06-02 |
| JPH0721985B2 (ja) | 1995-03-08 |
| EP0543330B1 (en) | 1996-09-11 |
| US5294761A (en) | 1994-03-15 |
| DE69213662D1 (de) | 1996-10-17 |
| KR970000116B1 (ko) | 1997-01-04 |
| DE69213662T2 (de) | 1997-02-20 |
| EP0543330A3 (en) | 1993-10-20 |
| KR930011033A (ko) | 1993-06-23 |
| EP0543330A2 (en) | 1993-05-26 |
| CN1030360C (zh) | 1995-11-22 |
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