JPH10241486A - 真空バルブの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】最終組立時のろう付の温度によって、前工程で
ろう付された電極と通電軸のろう付部の軟化によるずれ
を防ぐ。 【解決手段】可動側電極２の背面中央に略凸字状の凹部
２ａを形成し、可動側通電軸１の先端には、凸部を形成
する。可動側通電軸１を治具の下側の固定側に挿入して
固定し、可動側電極２は、治具の上部の可動側に固定す
る。可動側電極２の凹部２ａに可動側通電軸１の凸部１
ａに嵌合させ、治具の可動側を揺動させながら、可動側
電極２を可動側通電軸１に押し付ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、真空バルブとその
製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４は、従来の真空バルブの一例を示す
縦断面図で、２個の絶縁円筒が中間フランジで接合され
た場合で、開極状態を示す。図４において、絶縁円筒11
Ａの片側には、固定側端板12Ａがろう付で接合され、絶
縁円筒11Ａの他側には、円筒状の中間フランジ13Ｃの片
側がろう付で接合されている。

【０００３】この中間フランジ13Ｃの他側には、絶縁円
筒11Ａと同一品の絶縁円筒11Ｂの片側がろう付で接合さ
れ、この絶縁円筒11Ｂの他側にも、固定側端板12Ａと外
形が同一品の可動側端板12Ｂが対称的にろう付されてい
る。

【０００４】中間フランジ13Ｃの内周には、環状のシー
ルドフランジ15ｂの外周がろう付で接合され、このシー
ルドフランジ15ｂの内周には、略円筒状のアークシール
ド15の外周の中間部があらかじめろう付で接合されてい
る。

【０００５】固定側端板12Ａの中心には、固定側通電軸
14Ａが貫挿され、基端が固定側端板12Ａにろう付で接合
され、この固定側通電軸14Ａの先端には、固定側電極16
Ａが接合されている。

【０００６】可動側端板12Ｂの内面には、ベローズ18の
片側がろう付され、このベローズ18の他側には、断面が
Ｕ字状のベローズカバー17が添設され、これらのベロー
ズ18とベローズカバー17の中心には、可動側通電軸14Ｂ
が貫通し、ベローズ18とベローズカバー17にろう付され
ている。可動側通電軸14Ｂの先端にも、可動側電極16Ｂ
がろう付で接合され、固定側電極16Ａと所定の間隙で対
置している。

【０００７】このように構成された真空バルブにおいて
は、組立の最後のろう付工程を加熱された真空炉で行う
ことで、内部の真空度を10^-2Ｐａ以下にして密封され
る。

【０００８】なお、この真空バルブが遮断器などに組み
込まれる場合には、可動側通電軸14Ｂの図示しない端部
に絶縁ロッドが連結され、遮断器の操作機構によって絶
縁ロッドを介して矢印Ｃに示すように駆動することで、
可動側電極16Ｂは固定側電極16Ａに対向面が接触して、
真空バルブは投入される。

【０００９】逆に、遮断器の操作機構によって、可動側
通電軸14Ｂを矢印Ｃと逆向きに駆動することで、可動側
電極16Ｂは固定側電極16Ａから開離し、両電極間に流れ
ていた電流は遮断される。

【００１０】アークシールド15は、この電極の開離時に
両電極間に発生するアークによる接点の粒子が絶縁円筒
11Ａ，11Ｂの内面に付着して、固定側と可動側間の絶縁
特性が低下する状態を防ぐために、両電極と絶縁円筒11
Ａ，11Ｂの間に設けられている。

【００１１】次に、このように構成された真空バルブの
組立工程を説明する。まず、部分組立として、固定側端
板12Ａ及び固定側通電軸14Ａと固定側電極16Ａがろう付
で接合され、同じく、可動側通電軸14Ｂ，可動側電極16
Ｂ，ベローズカバー17及びベローズ18と可動側端板12Ｄ
がろう付で組み立てられる。さらに、アークシールド15
及びシールド支え15ｂと接続フランジ13Ｃがろう付で接
合される。

【００１２】次に、このようにして部分組立された各中
間組立部品と、絶縁円筒11Ａ，11Ｂを真空の加熱炉の内
部に挿入して、前述したようにろう付される。この組立
工程中に使用されるろう材のうち、前者の部分組立に用
いられる銀ろうは、後者の最終組立に用いられる材料よ
りも高温で溶融する材料が使われて、最終組立で軟化し
ないように考慮されている。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このように
構成された真空バルブとその製造方法においては、前述
したように工程を部分組立と全体組立に分割し、最後の
全体組立でろう付すると、部分組立でろう付した部分の
銀ろう、特に固定側電極16Ａと固定側通電軸14Ａ、及び
可動側電極16Ｂと可動側通電軸16Ｂとの接合用の銀ろう
が、全体組立時のろう付の加熱によって再度軟化し、電
極の組立位置がわずかにずれたり、角度が変わるおそれ
がある。

【００１４】そのため、従来から部分組立に用いる銀ろ
うは、前述したように全体組立に用いる銀ろうよりも、
溶融温度が高い材料を用い、且つ、炉内温度と時間は厳
しく管理されているが、それでも、加熱炉の内部の温度
のばらつきのため、加熱炉に搬入した真空バルブの位置
によっては、銀ろうが軟化するおそれがある。

【００１５】一方、真空バルブの製造本数と種別は多
く、この真空バルブが組み込まれた真空遮断器が据え付
けられる受変電所や大形ビルにおける給電の信頼性に対
する要求は、ますます厳しくなる趨勢にある。

【００１６】そこで、本発明の目的は、温度変化などの
外的な要因に左右されず、固定側電極と固定側通電軸，
可動側電極と可動側通電軸などを精密にろう付すること
のできる真空バルブとその製造方法を提供することにあ
る。

【００１７】

【課題を解決するための手段】請求項１に対応する発明
の真空バルブの製造方法は、固定側電極と可動側電極の
先端に電極をろう付する部分組立工程と、この工程で電
極がろう付された固定側電極と可動側電極を端板を介し
て絶縁円筒に真空中でろう付する全体組立工程で組み立
てられる真空バルブの製造方法において、部分組立工程
でろう付される固定側通電軸及び可動側通電軸に電極を
かしめるかしめ工程を設け、このかしめ工程は、固定さ
れた固定側通電軸及び可動側通電軸の先端に形成された
凸部に凹部を嵌合させた電極を凸部の先端中心を支点と
して揺動させ押圧するかしめ工程としたことを特徴とす
る。

【００１８】また、請求項２に対応する発明の真空バル
ブの製造方法は、かしめ工程は、固定された電極に形成
された凹部に先端の凸部が挿入された固定側通電軸と可
動側通電軸を凹部の底部の中心を支点として揺動させ押
圧するかしめ工程としたことを特徴とする。

【００１９】また、請求項３に対応する発明の真空バル
ブの製造方法は、揺動を、支点を起点として他側の軸心
が円錐状の軌跡となる揺動運動としたことを特徴とす
る。さらに、請求項４に対応する発明の真空バルブの製
造方法は、支点を起点として他側の軸心がロゼット状の
軌跡となる揺動運動としたことを特徴とする。このよう
な手段によって、本発明では、電極をあらかじめ通電軸
に結合して、後工程における加熱の影響を防ぐ。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の真空バルブとその
製造方法の一実施形態を図面を参照して説明する。図１
は、本発明の真空バルブとその製造方法の第１の実施形
態を示す部分詳細拡大断面図で、請求項１，２及び請求
項３に対応し、従来の技術で示した図４の可動側通電軸
１Ｂと可動側電極16Ｂの接合部に対応し、固定側は省い
たが、全く同形である。

【００２１】図１において、従来の技術で示した図４と
異なるところは、電極の固定構造で、以下説明する前段
のかしめ工程とこのかしめ工程の後の後段のろう付工程
とで固定したことである。また、図２（ａ）は、前段の
かしめ工程を説明するための図で、ともに、かしめられ
る前の状態を示している。

【００２２】まず、図１において、可動側電極２の裏面
側の中心には、略凸字状の凹部２ａがあらかじめ形成さ
れている。この凹部２ａは、入口の直径Ａ１に対して、
底部に直径がＡ２の大径部が形成されている。

【００２３】これに対し、可動側通電軸１の先端には、
凸部１ａが中心部に突設され、この凸部１ａの更に先端
には、深さがＤの鈍角の円錐形の凹部があらかじめ形成
されている。この結果、凸部１ａの先端の外周は、断面
が鋭角の環状となっている。

【００２４】なお、可動側通電軸１は、無酸素銅から製
作され、可動側電極２は、タングステンと銀及び銅の合
金から製作されている。なお、可動側通電軸１の先端に
は、内周が凸部１ａに遊嵌された環状のろう材４が示さ
れている。

【００２５】このように構成される可動側通電軸１と可
動側電極２において、両者が前段階のかしめ工程でかし
められる場合には、詳細省略したかしめ治具の下部の図
１で示した固定側５に形成された挿入穴に可動側通電軸
１が上方から挿入され、治具の固定側５に 120℃間隔で
配置された図示しない爪によって、挿入穴の中心に固定
される。

【００２６】一方、可動側電極２は、かしめ治具の固定
側５の上方に設けられた図示しないかしめ治具の可動側
の下端に図示しない爪によって固定され、図２（ａ）に
示すように可動側通電軸１と対置される。

【００２７】かしめ治具の可動側は、図２（ａ）に示す
ように、可動側通電軸１の軸心線１ｂ上を上下動自在
に、且つ、軸心線１ｂを軸として図示しない爪の上端が
矢印で示すように揺動自在に構成され、駆動用電動機を
起動すると、図２（ａ）で示す揺動角Ｃが最大から最小
（すなわち、可動側通電軸１の軸心線１ｂと一致）まで
制御可能となっている。

【００２８】このような治具に固定された可動側通電軸
１と可動側電極２は、治具の可動側が可動側通電軸１の
軸心線１ｂ上の位置で下降され、下側に押圧した状態で
僅かな角度Ｃで固定側の爪の上部が揺動される。する
と、可動側通電軸１の凸部１ａの先端の外周が塑性変形
して、可動側電極２の凹部２ａの底部の外周方向に押し
出される。

【００２９】可動側電極２は、揺動角Ｃを増やされなが
ら、治具の可動側で回転・揺動が続けられ、可動側通電
軸１の凸部１ａの先端の外周が、可動側電極２の凹部２
ａの底部の外周に所定の割合で押し出された状態になる
と、治具の可動側は揺動角を徐々に減らしながら、図示
しない平面図では渦巻状に揺動を収斂させて、治具の軸
心線と可動側通電軸１の軸心線１ｂが一致した角度で停
止する。

【００３０】このかしめ工程によって、可動側通電軸１
の凸部１ａの先端は、可動側電極２の凹部２ａの底部の
全域に亘って圧入されるので、凹部２ａの底部は、可動
側通電軸１の凸部１ａの先端で空気は排出され、凹部２
ａの入口の外周にのみ、図１に示すように僅かな空隙Ｂ
を残す状態となる。なお、この僅かな空隙Ｂも、可動側
電極２のかしめ工程による押付力で板厚が圧縮されたろ
う材４の一部が押し出されることで、更に狭くなる。

【００３１】図示しない固定側電極と固定側通電軸も、
このようにしてかしめられた後、図４で示した端板にろ
う付され、可動側通電軸１は、アークシールドやベロー
ズとろう付された後、後工程のろう付で絶縁円筒にろう
付される。

【００３２】このようにして、組み立てられる真空バル
ブ及び真空バルブの製造方法においては、電極と通電軸
が前工程で塑性加工によるかしめで結合されているの
で、後工程におけるろう付温度のばらつきで高温となっ
た場合でも、通電軸にろう付された電極がずれたりする
おそれを完全に解消することができる。

【００３３】また、各電極の凹部の底部の外周に対し
て、通電軸の先端が塑性加工によって圧入されるので、
電極と通電軸との結合部の接続面積を広くすることがで
き、通電容量を増やすことができるので、温度上昇を抑
えることもできる。

【００３４】次に、図２（ｂ）は、本発明の真空バルブ
とその製造方法の第２の実施形態を示す説明図で、請求
項５に対応する図である。図２（ｂ）において、第１の
実施形態で示した図２（ａ）と異るところは、可動側電
極２を把持して揺動する治具の爪の揺動運動の軌跡であ
る。

【００３５】すなわち、図２（ｂ）では、可動側電極の
軸心線２ｂが１回の揺動中に１回だけ、可動側通電軸１
の軸心線１ｂを通過して、平面図では、方向が90°異る
４回の揺動運動（いわゆるロゼット運動）を、揺動角Ｃ
の値を変えて行う。

【００３６】このように電極側が揺動して通電軸側とか
しめられる真空バルブにおいても、通電軸の先端の凸部
を電極に形成された凹部に対して、空隙を形成すること
なくかしめることができる。

【００３７】次に、図３は、本発明の真空バルブとその
製造方法の第３の実施形態を示す説明図で、第１の実施
形態で示した図２（ａ）に対応し、請求項４に対応する
図である。

【００３８】図３において、第１の実施形態で示した図
２（ａ）と異るところは、通電軸側を揺動側とし、電極
側を治具の固定側としたことで、かしめ前の各部品の結
合部の形状は、図２（ａ）と同一である。

【００３９】図３においては、詳細省略した治具の固定
側の上端に形成された円形の座ぐり穴に対して、可動側
電極２が逆向きに挿入され、図示しない爪で３方から固
定されている。

【００４０】一方、かしめ治具の上部の可動側には、可
動側通電軸１が逆向きに保持され、第１の実施形態で示
した図２（ａ）と同様に、可動側電極２の軸心線２ｂに
対して、かしめの初期には狭い揺動角Ｅで下方に押圧さ
れながら揺動し、次第に揺動角Ｅが増え、かしめの終期
において再び軸心線２ｂに収斂して、かしめ作業が完了
する。この場合には、揺動させるワーク側が長い形状の
通電側となるので、揺動側のワークの保持が容易となる
利点がある。なお、この実施形態においても、図２
（ｂ）で示したように、通電軸の揺動を、１回の回転で
電極の軸心を１回通過させる揺動としてもよい。

【００４１】また、上記実施形態において、電極側に形
成された凹部２ａの底部の外周の上下に対して、弧状の
曲面を形成して、通電軸の先端の凸部１ａの先端外周の
塑性変形による密着度を上げてもよく、凹部２ａの小径
部から底部の大径部へ移行する部分も弧状に面取りし
て、凸部１ａの先端外周の進入を容易にし、密着性を上
げてもよい。

【００４２】

【発明の効果】以上、請求項１に対応する発明によれ
ば、部分組立工程でろう付される固定側通電軸及び可動
側通電軸に電極をかしめるかしめ工程をこれらのろう付
工程の前に設け、このかしめ工程は、固定された固定側
通電軸及び可動側通電軸の先端に形成された凸部に凹部
を嵌合させた電極を凸部の先端中心を支点として揺動さ
せ押圧するかしめ工程とし、また、請求項２に対応する
発明によれば、かしめ工程は、固定された電極に形成さ
れた凹部に先端の凸部が挿入された固定側通電軸と可動
側通電軸を凹部の底部の中心を支点として揺動させ押圧
するかしめ工程とすることで、さらに、請求項３に対応
する発明では、揺動を、支点を先端として他側の軸心が
円錐状の軌跡となる揺動運動とし、請求項４に対応する
発明によれば、支点を先端として他側の軸心がロゼット
状の軌跡となる揺動運動とすることで、電極をあらかじ
め通電軸に結合して、後工程における加熱の影響を防い
だので、通電軸と電極を所定の位置に確実にろう付する
ことのできる真空バルブとその製造方法を得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の真空バルブとその製造方法の第１の実
施形態を示す部分拡大断面図。

【図２】（ａ）は、本発明の真空バルブ及び真空バルブ
の製造方法の第１の実施形態の作用を示す部分分解断面
図。（ｂ）は、本発明の真空バルブとその製造方法の第
２の実施形態の作用を示す図。

【図３】本発明の真空バルブとその製造方法の第３の実
施形態を示す部分拡大断面図。

【図４】従来の真空バルブとその製造方法の一例を示す
縦断面図。

【符号の説明】 １…可動側通電軸、１ａ…凸部、１ｂ…可動側通電軸の
軸心線、２…可動側電極、２ａ…凹部、２ｂ…可動側電
極の軸心線、３…接点、４…ろう材、５…かしめ治具の
固定側。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定側電極と可動側電極の先端に電極を
   ろう付する部分組立工程と、この工程で前記電極がろう
   付された前記固定側電極と前記可動側電極を端板を介し
   て絶縁円筒に真空中でろう付する全体組立工程で組み立
   てられる真空バルブの製造方法において、前記部分組立
   工程でろう付される前記固定側通電軸及び前記可動側通
   電軸に前記電極をかしめるかしめ工程を設け、このかし
   め工程は、固定された前記固定側通電軸及び前記可動側
   通電軸の先端に形成された凸部に凹部を嵌合させた前記
   電極を前記凸部の先端中心を支点として揺動させ押圧す
   るかしめ工程としたことを特徴とする真空バルブの製造
   方法。
2. 【請求項２】 前記かしめ工程は、固定された前記電極
   に形成された凹部に先端の凸部が挿入された前記固定側
   通電軸と前記可動側通電軸を前記凹部の底部の中心を支
   点として揺動させ押圧するかしめ工程としたことを特徴
   とする請求項２に記載の真空バルブの製造方法。
3. 【請求項３】 前記揺動を、前記支点により他側の軸心
   が円錐状の軌跡となる揺動運動としたことを特徴とする
   請求項１又は２に記載の真空バルブの製造方法。
4. 【請求項４】 前記揺動を、前記支点により他側の軸心
   がロゼット状の軌跡となる揺動運動としたことを特徴と
   する請求項１又は２に記載の真空バルブの製造方法。