JPS5930469A - 真空バルブの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、真空バルブの創造方法、特にろう何方法を改
良した真空バルブの製造方法に関する。

〔発明の技術的背航とその問題点〕

一般に真空バルブは、絶縁材料製筒状体の両端を端板で
閉塞した内部圧力１０　　Ｐｎ　以下の真空容器内に一
対の接離自在な電極および関連部利を収容１．て（７ｑ
成ｔ７ている。一方の電極には固定側通電軸が取付けら
れ、一方の端板を密にＨ通して外部に導出１７電路な構
成し゛〔いる。他方の電極には甲。

路となる可動側通電軸が成句けられ、ベローズを介して
他方の端板に取付けられ真空保持状態で電極の開閉を可
能にしている。また前記電極の周囲Ｗ二は、笛１流開閉
時の°ｒ−りのため電極から発生する金属蒸気によシ絶
縁容器の内部が汚損することを防止するためのアークシ
ールドが設けられ、棟たベローズの電極側端にはベロー
ズを保護する目的でベローズカバーが設けられている。

」二記した構成部品相互の取付けには一般に金属ろうを
用いｔ−ろ９付けが採用されており、との場合、予め互
いに接合しようとする部品の近傍に金属ろ９を配置して
おき、非酸化性雰囲気で全体を高温に加熱してろう材を
溶ｉ、ｌ！ｌｌさせ部品どうしの接合が行われる。この
ようにして真空バルブの形成のために必要な接合が終る
と、従来は、予め真空バルブに設けた排気管を第１１用
して声、空ポンプで内部ガスを排気Ｉ７所定の高真空を
得ｊこ後に、１ノ［気管を圧着等の手段に上り側じ切る
ことによってＪ１空バルブを完成させていた。しかし、
この方法でｔ」、排気管判じ切−り部が外部に突出て配
置されるため取扱い上邪魔になるだけでなく制じ四り部
先）４１４が損傷されやすいという欠点があった。

上述した排気管の使用（へ二よる真空バルブ内への真空
刺し込めに伴なう欠点を解消するために、真空中でのろ
う伺けにより真空封じ込ｄ）とパルプの組立を同時に行
なう方法もいくつか提案されている。この方法は、大別
して以下の（イ）〜に）の通りとなる。

（イ）真空中における１回のろう付で全部品の組立と真
空密閉を行う方法。

（１１）部分的な組立を真空中ろう何で行った後、更に
真空中ろう付にて真空密閉する方法。

（ハ）部分的な組立を比較的低度の真空中でろう付けし
た後、より高度の真空中でろう伺を行って真空密閉する
方法。

（ロ）　部分的な組立を水素中ろう伺で行った後、真空
中ろう伺けにて真空密閉する方法。

しかしながら、と１１ら（イ）〜に）の方法にも、それ
ぞれ以下のような問題がある。すなわち、真空中で７回
のろう付で全部品の組立と真空密閉のための接合を行う
上記（イ）のか法では、真空バルブの内部部品が正常に
配置され゛〔いるかどうか、またろう何部の状態が良好
に保たれているかどうか、などの点を途中で検査せず、
また完成した真空バルブの外部から検査することが困難
のため、真空バルブの品質維持を図る一ヒで問題があっ
た。このような欠点を除くため、部分的な組立を真空中
ろうイ」で行っておき、しかるのちに、再度真空中ろう
付を行って真空密閉する上記（ロ）の方法が提案されて
いる。しかしながら、この（ロ）の方法では、特に最初
の部分的な組立てのための接合工程において、真空バル
ブの電極利料中に含まれる比較的蒸気圧の高い物質の揮
散が問題になる。すなわち、電極材料には短絡電流通電
時の電極の溶着を防止し７た）、電流開閉時のさい断レ
ベルな低ｄ）る等の目的のため、）Ｉｔ　＋Ｐｂ　、　
Ｓｎなどの高蒸気圧元素を一種類以上微量に添加するこ
とが多い。このような成分を含む部品を高温でしかも高
真空中でろう伺した場合、これら成分が揮散により除か
れ耐溶着性等の所定の作用効果が得られないという欠点
がある。

また、とのよりな揮散によりろう付を行う真空炉が汚れ
やすいという欠点もある。この点を改善して、１０　Ｐ
＋−１０ｐ真というえうな比較的低度の真空中で部分的
な組立を行うこととしたのが」二記（ハ）の方法である
が、との方法によっても上記（ロ））の方法の欠点は、
未だ充分に解決されず、耐溶着性能の幾分の低下かやｔ
より認められる。またとの方法では、部分的な組立に際
しても免件設定に時間のかかる真空炉を用いるため多種
類の真空バルブの製造には不適当である。これに対し、
上記（ロ）の方法によれば部分的組立には色性設定ある
いは変更が容易で且つ高蒸気圧成分の揮散の問題の少な
い水素雰囲気を用い、高価な真空炉を用いる真空中ろう
付を全体組立工程のためにのみ行うので真空バルブの効
率的な製造が可能になる。

しかし、−ｈ記に）の方法にも未だ問題のあることが見
出された。すなわち、上記に）の方法において、全体的
な組立てのための真空中ろう伺に際しては、既に部分的
組立工程において用いられたろつ材も同等な温度に伺さ
れる。［〜たがって部分的組立工程に使用する金属ろう
は、真空ろう何時の温度で溶融しないように、真空ろう
何月の金属ろうよυも高い融点を有する必要がある。ど
のため、たとえば真空ろう使用のろう材としては、液相
線温度がＩ／θ′℃以下で主成分がＡｇとＣｕとからな
る金属ろう、例えば７．：’、　Ａｇ　−２ｇ　Ｃｕ共
晶銀ろう（ＪＩＳＢＡｇ−、ｒ相当）を用い、部分的組
立工程においては液相１ｉｌ温度が１１０″Ｃμ上で主
成分がＡｇとＣｕとからなる金属ろう、例えば共晶組成
からずれた組成を有するＡＯＡｇ−グＯＣｔ＋やｇｊ　
Ａｇ　−／３　Ｃｕ　　Ｏ銀ろうを用いることが考慮さ
れている。一方、真空バルブ用の部品には、ステンレス
９　、　Ｆｅ　−Ｎｉ合金、Ｆｅ　＝　Ｃｏ　−Ｎ１合
金等のＦｓ−基合金材が用いられており、これら部材に
ついては表面に形成される酸化保護膜（不働態膜〕にＪ
：るろう利の濡れの低下を防止するたｄ）に予めＮ１め
っきが施された後、ろう付に伺される。しかしながら、
このようなＮ１めっきを施したＦｅ基合金材どうしを前
記した乙ＯＡｇ　−’１０　Ｃｕやｉｓ　Ａｇ−／、’
；Ｃｕ等の非共晶組成の線状銀ろ９材を用いてろう伺す
る際には、ろう付の不良が発生することがわかった。

上記現象を第１図および第２図を用いて説明する。部分
接合工程において第１図に示すようにＮｉめっきを施し
た部品／および２を接合位置に配置し、更にこれら部品
の接合部の近傍に非共晶組成の線状銀ろう利３を配置す
る。このように配置した部品を水素雰囲気中で所定温度
まで加熱してろう付を行うが、ろう細部において、溶は
残り弘あるいは残留気泡ｌ／−８などの欠陥が生ずるこ
とが見出された。とれは使用（７ている銀ろ’）ｌＯＡ
ｇ−グＯＣ。

あるいはＩ！　Ａｇ　−／３　Ｃ１１が非共晶組成で液
相線温度と固相線温度が赤るために半溶融状態になる、
いわゆる溶けわかれが原因と考えられる。すなわち、水
素中ろう付の際に、銀ろうが部分的に溶融して部品ｌ１
．２の表面に流れていくが、　Ｎｌめっきを施した部品
のぬれ性はｃｕ　＊Ａ等に比べて悪いため銀ろう３の形
が一部残育したようなろう付面弘が生じ、あるいは銀ろ
９３と部品／、２の三者の間隙に残留気泡が生ずるもの
と考えられる。このようなろう付欠陥に１、線状の金属
ろう３の代りに、平板状の金属ろうを用いることにより
避けることもできるが、平板状金属ろうは、特定の形状
の接合部に応じたものを予め用意しＣおく必要があり、
また接合位置のずれに対する追随性も乏しい。これに対
し、線状の金属ろうは、任意の曲線状接合部に容易に変
形追随させることができるので線状金属ろうにより上記
ろう付欠陥を防止できることが望ましい。ン°Ｌお、上
述１．たろう付欠陥は、Ｃｕあるいは〜基合金どうしあ
るいはこれら合金と前記したＮｌ　？／〕つき部品との
接合に際しては見出されず、Ｎｉめつき部品どうしの接
合に特有の現象である。

〔発明の目的〕

本発明ｒａｔ、］述の事情に鑑みＮ［Ｍ）つきを施した
Ｆｅ基合金材どうしのろう付を、水素雰囲気中で線状金
属ろ９を用いて良好に行えるよ）　ＶＣＬ、以って経済
的で且つ信頼性の高い真空ノ（ルブの製造方法を提供す
ることを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明者らは、上述の目的で更に研究を進めた結果、水
素雰囲気中でのＮｌめつき部品とうｔ７の接合に際して
少址のＰｄを添加し、残部が主としてＡｇおよびＣｕ力
でらなる液相線温度がｉｉｏ”ｃｕ」二の金属ろ９を用
いるととが極めて有効であることが見出された０このよ
うな金属ろ９は、融点を増大させるために非共晶組成と
なり、液相純温度と同化温度が異なるろう利となるため
、前述したｂｏＡｇ−ｔ、ｔ。

Ｃｕ等と同様に溶けわかれが起きると考えられるが、実
際に第１図を用いて説明したような水素気流中でのＮｌ
めっき部品の接合に使用すると、第一２１ｐ＜Ｉで説明
したような接合欠陥が生じず良好なろう何面が形成さＪ
することが見出された。これは、銀ろう中に加えられた
ＰｄがＮｉめつき月表面にＰｄ含有量の高い合金めっき
相１ヒ形成し、このため溶融した銀ろうがＮｌめっき拐
の表面に円滑に広がって行き、接合部どろう利の間隙が
速やかに埋められ、水素からなる気泡が存在することも
ないため、良好なろ９イ・Ｉ面フ）１形成されるものと
考えられる。

本発明のＡ窒パルプの製造方法は、上述の知見に基づく
毒のであり、より詳しくは、１Ｏ−２Ｐａ以下の真空容
器内に一対の１１１極および関連部利を収容し２でなる
直、窒バルブを、まずその部イ１の一部を液相線温度が
１７０℃以上の金属ろうを用いて露虚が−３，５℃以下
の水垢中で接合する）、１（力接合工稈と、前記工１呈
により組立てられた部４４を用いて液相線温度が１１０
℃以下の金属ろうにより直視気密封じをし、で全体組立
を行なう全体組立工程と、により製造するに１６モしで
、前ｄ己部分接合上程に寂いで、まずＮｉめっきを施し
たＦｅ基台金部材どうしを５〜２５重量％のＰｄを含み
残部が主としてＡｇおよびＣ。

からなる線状の金属ろうを使用して接合し、かくして得
られた接合部利を含めて部材の一１小を更に液相線温度
がｇｉｏ’ｃ以上からなり主成分がなおよびＣｕからな
る金属ろうを用いて＝１Ｘ分的組立を行うことを特徴と
するものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例についで第３図〜第ｇ図を参照し
て更に詳細に１況明する。各図を通じて同様な部分ｔＪ
：同−同号符号しである。

第３図は本発明法にしたがって専・Ｖ造されるべき真空
バルブの一例の全体構成を示す正断面図である。第３図
を参照して、へ空パルプｊけ、アルミナ磁器製絶縁利料
筒体乙の両端を端板７Ａ、７ｂで閉塞して構成した内部
圧力が１Ｏ−２ｐａ以下のＬ’Ｃ’４容器内に、一対の
接匣Ｆ自在な電極ｆｎ、ＪｂをイＪＲ７えて構成してい
る。端板７ａおよび７ｂ＆よ熱１ｊｌ張係数がアルミナ
磁器６と近似しているＦ’ｅ−Ｎｉ　−に。

合金又はＦｅ−Ｎ１合金からなっている。一方の翫４ｆ
♂ａには無酸素（何からなる固定側通電軸りａが数個け
られ、一方の端板７ａを密に貫通して外部に導出し電路
を構成している。他方の電極、ｒｂにｔ」。

電路となる無酸素銅製の可動側通゛屯軸りｂが取イ」け
られ、ステンレス鋼製ベローズ１０を介して端板７ｂに
取イ」けられＪｃ望保持状態で電（φ：Ｊａ、♂ｂの開
閉を可能にしている。電極ｇｐ＊、ｇｂの周囲を取巻い
て無酸素銅製のアークシールドを配Ｉｌｌ　Ｌ、市；流
開閉時に電極１ａ、ざｂから発生する金属蒸気で絶縁容
器乙の内壁が汚損されることを防止しでいる。またベロ
ーズ１０の電極側端面にはベローズを１１に設する目的
で無酸素銅製のベローズカバー７．２が設置ｔｊられて
いる。

次にこのような真空バルブを本発明の方法により製造す
る代表例について上記第３図およびその各部の組立４？
′を成を示す部分図である第Ｖ図〜第を図を用いて説明
する。

第弘図において、それぞれＮｌめっきを施した端板Ｊｉ
７ｂおよびベローズ１０を接合位置におき、その接合部
の近傍には、Ｐｄ、！ｔ−２５チ（重置％。以下、同様
とする）　、ｈｇ３ｏ〜？！チ、残部がＣｕと不可避の
不純物からなり、液相線温度がｇｉｏ℃以上である線状
の金属ろう／３、例えばＳざＡｇ　−１０Ｐｄ　−Ｊ、
、２　Ｃｕ　（ＢＳ　Ｐｉ）、２　　相当。液相線温度
約ｒｓｏ℃）を配置し、これらを図示しない水素炉中に
装入１〜、ｋ１点−３，５℃以下の水素雰囲気中で金属
ろう／３の液相線温度以上に加熱してろう４７１４行う
。

一方、第５図および第を図は、たとえば乙ＯＡｇ−１１
０Ｃｕ　（液相線温度約ｇｌｌｏ℃）からなる液相線温
度が♂１０℃以上で主成分が〜とＣｖ＋とからなる金λ
・１１ろう／’Ａｎ〜／ψｆを用いて行う部分接合工程
を示すものである。第５図においてＱよ、ご、れら金属
ろう／ｌａ〜／ｌ／Ｃを用いて、それぞれ固定側電極Ｊ
’１１と固定側通電１１＋りａ、固定側進ν（！　＋Ｉ
ｑｔ＋りａと端板７ａ、端板７ａとアークシールド／／
の琺合が行われる。

また第を図においては、第グ図により説明したようにし
て端板７ｂに固定されたベローズ／θとベローズカバー
／り５、ベローズカバー／ユと通電！Ｉｊｌｌ　９　ｂ
、通電軸りｂと電極ｒｂの接合を、金属ろう／弘ｄ〜／
弘ｆを使用しＣ行う。すなわら、省部品および金属ろう
／ｆａ〜／’／、ｆをそれぞれ第５図および第を図のよ
うに配置して、これらを、それぞれ水素炉（図示ぜず）
中に装入し７、露点−３３℃以下の水素雰囲気中で金属
ろう／ｅａ〜／弘ｅの液相線温度以上に加熱してろうイ
マ１することにより部分組立が完了する。

一方、第３図に示すアルミナ磁器製絶縁、筒体乙の両端
面に予めＭｏ−Ｍｎ等を焼（す塗布した金屑化層（図示
せず）を形成してお〜、更に、例えば７．２Ａｇ記のよ
うにして得た部分組立完了品の端板７ａ。

７ｂを当接し、全体を真空炉（図示せず）中に装入して
１Ｏ−４Ｆ’丁の高真空中で金属ろう／ハ、／３ｂの液
相線温度約」二で且つ第Ｖ図〜第を図で説明したＩｔＢ
分組立に陸用した金属ろう／３および／Ｉ／ａ〜／’／
、ｆが溶融しないｉ扇回のノ９１定温度で加熱し７、真
空中ろう（＝ｊすることに、しり、本発明による真空バ
ルブが得られる。

上記において、本発明の一つの代表的な実〃１り例を説
明したが、本発明は、その趣旨を変更しない範囲で種々
変形して実施することができる。たとえば第７図に示す
ように、第３図における端板７ｂをＦｅ−Ｎ１合金ある
いはＦｅ　−Ｃａ−Ｎ１合金よシなシＮ１めっきを施し
た封着金具７ｃとステンレスねよりなりＮ１めっ自を施
した端板７ｄとに分け、両者の接合位置の近傍に第２図
のようにＰｉ−，２Ｊ［、ＡＨ，３０〜灯チ、残部がＣ
ｕおよび不可避の不純物からなシ液相線温度がざ１０′
Ｇ以上の金ｌ・べろう／Ａを配置？イ。

して後は前記第≠図で説明したと同様の水素中ろつ付を
行うこともできる。

また、上記の説明においてをよ、部分組立工程λ工程と
、全体組立工程／工程とを、旧３１．ｉＱ類のろう利を
用いて実施する例を説明したが、真空バルブの構成によ
っては、３種類のろうイ１の範囲内で組成を変化させて
得たより多くのろう利を用いで、部分組立工程および全
体組立工程を更にいくつかの接合組立１稈に分けて実Ｍ
ｕ　ｆることもできる。

またＰｄ含含有シル１ろう／３．／ｌの組成を変化させ
、１１０℃以上の範囲内で液相線温度をＰｄ不含金属ろ
うｌηの液相線温度と同郷以下に低くしておくことによ
り、部分組立工程における接合の順序を逆にすることも
できる。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明の方法によれば、　Ｎｉめっ
きを施したＦｅ基合金部品どうしの接合を水素中でろう
付欠陥を発生させるととなく良好に実施でき、しＩこが
って経済的で且つ信頼性の高い真空バルブを効率的に製
造することができる○また。

本発明の方法では、従来のように部分組立を真空中での
ろう何により行う場合と異なり、はぼ常圧の水素宥囲気
中で行うため電極拐料からの高蒸気圧成分の１１Ｆ散は
ほとんどなく、これに伴なう耐溶着性等の接点性能の低
Ｆは無視できる。更に、本発明の方法でＶ、１、部分組
立と全体組立とを別々に行うため、部分組立後、使用部
品の接合状態が目視にて容易に検査でき、全体組立工程
におけるるうオ］や部品の入れ忘れ等が容易に発見でへ
るたｄ）、高品質の真空バルブが確実に得られる′より
になる。

【図面の簡単な説明】

＠１図および第２図はろう付欠陥発生の説明図、第３図
は本発明により製造される真空バルブの一例の全体構成
図、第Ｖ図〜第を図はそれぞれ第３図の真空バルブの部
分的接合工程を示す説明図、第７図は本発明により製造
されるべき真空バルブの他の例の全体構成図、第２図は
その部分的接合工程を示す説明図である。 弘・・・溶は残シ部、４Ｌｇ・・・残留気泡、ｊ・・・
真空バルブ、ｔ・・・絶縁筒体、７１１，７ｂ・・・端
板、Ｉｎ。 ｒｂ・・・電極、り８．りｂ・・・通電軸、１０・・・
ベローズ、／か・・アークシールド、７．２・・・ベロ
ーズカバー、ノ３゜／Ａ・・・Ｐｄ含有金属ろう、／９
ａ〜／４’ｆ・・・高融点金属ろう、１３ｇ、／！；ｂ
・・・低融点金属ろう。 出願人代理人　　　猪　股　　　　清 他１図 第２図 莞４Ｍ ７ｂ 光５Ｍ 栴６図 第７図 −巨一

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ／θ−２Ｐａ以下の真空容器内圧一対の電極および関連
   部材を収容してなる真空ノ々ルブを・、まずその部材の
   一部を液相線温度がｇｉｏ℃以」−の金属ろうな用いて
   露点が一３Ｊ℃以下の水素中で接合する部分接合工程と
   、前記二［、稈により組立てられた部材をＩＴｌいて液
   相線温度が１１０℃以下の金属ろうにより真空気密封じ
   をして全体組立を行なう全体組立工程と、により製造す
   るに際して、前記部分接合二［程におし・て、Ｎ１めつ
   きを施したＦｅ金合金４２４どうしを吸合する小倉には
   ３−２ｙＩｆＴボ・係のＰｃｌを含み残部が主としてＡ
   ｇおよびＣｕからなる線状の金属ろ５を使用して接合１
   ７、また上ｎ１３　Ｎ　ｉめつきをｈ（Ｉｉ　Ｌ、たＦ
   ′ｅ基合金部材とＣｕ又は／およびＡｇ基合金部柑どの
   接合あるいはＣｕ又は／およびＡｇ基合金部祠どうじの
   接合の場合には、ＡｇおよびＣｏを主成分と１ろ金属ろ
   うを使用して部分接合を行うことな特徴とする真空バル
   ブの製造方法。