JPS6028123A - 真空バルブ - 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〕 本発明は真空中でろう付によって具空気智封じを行なう
真空パルプに係シ、特に良好な真空気密−Ｍ着部を得る
だめの接点材料の改良（１関するものである。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

一般に真空パルプ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　Ｐａ以下の真空部をもつ真空容器
内（ニ一対の接離自在な接点および関連部材を収納して
構成している。

真空パルプの組立は、ろう材を用いて母材をできるだけ
溶融しないで行なう接合方法、すなわちろう付（二よっ
て実施されている。

通常、真空パルプのろう付では、構成部品のろう付個所
に予めろう材を置き、水素雰囲気中、または真空下の炉
内で例えば８００℃以上の温度に加熱し、ろう材を溶融
させた後（＝、室温まで冷却凝固させており、これ（二
よって真空気田封着が行なわれる。

ところで、真壁バルブはノ１嘔めて清浄でその表面に酸
化物や他の汚染膜が全くない接点ヶ必要とする。

しかしながらこのような清浄底面は接点間に強い溶着を
形成しがちであり、このような溶着を防ぐため（＝、溶
着防止成分を接点合金の小数成分として添加することが
行なわれている。

溶着防止成分は、多数成分内で低い固溶度をイ１し、か
つ比較的小さな接点開離力によって容易に接点間に形成
される溶着が破壊されるよう溶着をもろくする作用をも
っている。

多数成分が銅または銀°であるとき、溶着防止成分とし
て適した金属はビスマス（Ｂｉ　）、テルル（Ｔｅ）、
セレン（Ｓｅ）などである。

このような合金で作られた接点をもつ真空パルプにおい
て、輿望気密封着工程で生じる問題は、前記絶縁材料製
筒状体と端板全強固に気密ろう付することが困難で必る
ということである。

すなわち、ろう付（＝よる真壁バルブ気密封垢組立中に
おいて、接点材料中の溶着防止成分であるＢｉ　、　Ｔ
ｅ　＋　Ｓｅなどが蒸発し、気密封着ろう何部に侵入し
てろう何部おもろくし、気密不良やろう何部の機械的強
歴低下などを招くという問題がある。

〔発明の目的〕 本発明は、接点材料の＃看防止成分であるＢｉ。

ＴｅまたＳｅの含有量を適正範囲（−ｍｉＪ限し、これ
（二よって溶液防止特性を低下させることなく気密封着
工程（二よるろう刺部の劣化を防止し、これ（二よって
気密不良や機械的強度の低下の発生を防止した信頼性の
高い真、空バルブを提供することを目的としている。

〔発明の概要〕

本発明は、Ｂｉ　＋　ＴｅまたはＳｅの何Ｉｔか１つを
溶着防止成分として含む接点材料を用いた固定接点およ
び可動接点を真空容器中（二封入し、真空容器をろう付
け（−よって気密封着する真空パルプ（′″−おいて、
溶着防止成分の含有量を真空容器の真空部容積ＩＣ１ｒ
Ｌ３当Ｆ）　Ｂｉ　Ｏ，８〜２．０　ｍ９、Ｔｅ　５．
０〜１０．ＯＩｎ？またはＳｅ　１．５〜５．０１１１
２とし、これ（−よって溶着防止特性を低下させるとと
゛なく気密封着工程（二よるろう何部の劣化を防止した
も９である。

〔発明の実施例〕

不発明による真空パルプの一実施例を図面（二示す。

真空パルプは、アルミナ磁器製絶縁容器ｌとその両端を
閉塞しかつ熱膨張係数が容器ｌと近似するＦｅ−Ｎｉ系
またはＦｅ　−Ｎｉ−Ｇｏ系合金からなる端板２ａおよ
び２ｂと、容器１内（ニ一対の接離自在な接点３ａおよ
び３ｂとを備え、容器ｌ内は１０　Ｐａ以下の真空にな
っている。

接点３＆および３ｂは溶着防止成分Ｂｉ　＋　Ｔｅａ　
８ｅの少なくとも１つを含む例えばＣｕ系合金である。

接点３ａ＋−は囲えば無酸素銅からなる固定通電軸４ａ
が取シ付けられ端板２ａを密（二貝通し外Ｓ（＝導出し
て電路を構成する。

他方の接点３ｂ（：は電路となる可動通４軸４ｂが取や
付けられ、通屯軸４ｂはベローズ５を介し゛Ｃ端板２ｂ
に取シ付けられ、真空保持状態で１χ点３ａおよび３ｂ
の接離を可能（二している。

接点３ａおよび３ｂの周囲を取９巻くよう（二装置され
たアークシールド６はｍ　ｔＡＥ開閉時（二接点から発
生する金属蒸気で容器ｌの内壁が汚染されることを防止
している。

本発明の真空パルプの製造工程では、真空パルプの４１
４成部品を部分組み立てした後、容器１内に図面に示す
よう（二装置し、ろう材７ａおよび７ｂを挾んで端板２
ａおよび２ｂを容器ｌの両端面（＝合せ、次いでろう付
炉内に入れて１０　Ｐａ以下の晶真空中でろう材７ａお
よび７ｂの溶融温度以上に加熱し、これによって全体の
組立を行なっている。

このよう（ユして得られた容器１内の真空郁８は使用す
る電流、電圧の大きさによって容積が異なっている。

なお端板２ａおよび２ｂと容器ｌとのろう付を可能（ニ
するために容器ｌの両端面に例えばＭｏ　−Ｍｕ等で焼
付塗付された金属化層（メタライズ層）を形成しておく
。

本発明者はＢｌ　＋　Ｔｅ　＊　Ｓｅなど？含有する接
点材料を有する真空パルプの製造工程≦二よるろう何部
の劣化がどのような原因で起るかを検討し、真空気密封
着ろう何工程中（−浴着防止成分であるＢ１１Ｔｅ　＋
　Ｓｅなどが蒸発して封着部のろう材中（二侵入し、ろ
う付部の冷却過程において溶着防止成分が凝固する温度
近傍で微細なりラックが生じ、気密不良あるいは強度低
下を引き起すとの知見を得た。

さら（二この知見をもと（二研究を行ない、下す己のよ
うな結論を得た。

（１）溶着防止成分４二ビスマス（Ｂｉ　）を使用した
場合、真空パルプの真空容器の真空部容積１ｃｙ１１３
当たシＱ、３　Ｔｎ９〜２．０　ｍｇの割合で接点中（
＝含有さぜれば、溶着防止成分が気密封着ろう何部に浸
入しても・十分強固でかつ気密不良を生じない。

（２）溶着防止成分にテルル（Ｔｅ）を使用した場合、
真空パルプの真空容器の真を部容積ＩＣｒＩＬｓ当たり
５．０　／ＩＷ〜１０．０　ｍ９の割合で接点中に含有
させれば前項同様良好である。

（３）　溶着防止成分にセレン（Ｓｅ）を吠用した場合
、真空パルプの真鉋餐器の真空部容積１ｃＴＬ３当たシ
１、．５ｍ９〜５　ｉ、Ｖの割合で接点中に含有させれ
ば、Ａｉ１項同様良好である。

以下上記結虐を得るために行なったサンプルテストの結
果を詳細に説明する。

サンプルテストの結果は本発明にかかる実施例（１）〜
（５）および従来品４二よる比較例（１）〜（５）につ
いて示した。

比較例（１） 純銅を約１２００℃で真壁下において溶解し、次（−ア
ルゴンガスで加圧した雰囲気（＝おいて、溶着防止成分
であるＢｉを真空容器ｌα３当たシ４、Ｏｍｐ相当添加
してＣｕ−Ｂ１合金を調製し接点を児成させた。この接
点を通電軸４ａおよび４ｂ　ｌ二数シ付部分組立てを行
ない部；分組み立て完了品を真空部容積２００ｃＩＩＬ
３の容器１（二図面（二示すよう（＝配置し、７２チＡ
ｇ　−２８％Ｃｕろう材を７ａおよび７ｂの位置（二介
挿し、８００℃の作業温度、　１０分間の保持時間、　
１０　Ｐａ以下の真空中でろう付部（二おいて全不組立
を行なった。気密封着ろう何部ヘリウムリークデテクタ
で封着直後のリーク発生の有無および気密封着部の引張
り強度音測定した。その結果真空パルプ３本中３本共リ
ークが発生してお９、この３本の平均引張シ強度は２５
０　であった。

比較例（２） 溶着防止成分であるＢｉを真空部を積１ｃＴＬ３当たり
２．５　ｒＱ相当添加してＣｕ−Ｂ１合金を調製した接
点を使用し、真空部容積を７５０α３としたこと以外比
較例（１）と同じ方法で真空パルプを製造し気密封着部
の同価を行なった。

比較例（３） 溶着防止成分であるＢｉを真空部容積１　ｃ７ＪＬ”当
たシ２，５１１１ｇ相当添加し、てＣｕ−Ｂ１合金を調
製した接点を使用し、真空部容積を９００ＣｒＩＬ３と
したこと以外比較例（１）と同じ方法で真空パルプを製
造し気密封着部の１゛：′−価を行なった。

比＊５１例（４） 浴着防止成分であるＴｅを真空部容積１（：ＩｒＬ３当
だり１６・ｎｇ相当添加してＣｕ−Ｔｅ合金を調製した
接点を欧州し、真空部容積を７５００ＩＩＬ３としたこ
と以外比較例（１）と同じ方法で真空パルプをＪＡ遺し
、気密封着部の評価を行なった。

比較例（５） ａ着防止成分であるＳｅを真空部容積１ｃＩｒＬ３当た
りＳＩｎ＆相当添加してＣｕ−８ａ合金ｆｆ：調製した
接点を使用し、真空部容積を７５０ｃｎＬ３としたこと
以外比較例（１）と同じ方法で真空パルプを製造し、気
密封着部の評価を行なった。

実施例（１） 溶着防止成分であるＢｉを真空部容積１ｃＴＬ３当たり
　２．Ｏｒ＋９としたこと以外比較例（１）と同じ方法
で真空パルプを、製造し気密封着部の評価を行なった。

実施例（２） 溶着防止成分であるＢｉを真空部容積１の３当たＩ）　
０．８．７ｉ＋９としたこと以外比較１＋ｌｌ　ｔ２）
と同じ方法で真空パルプを製造し気密封着部の評価を行
なった。

実施例（３） 溶着防止成分であるＢｉを真空部容積１ｃｒＬ３当だ’
）　ｏ、８　ｍｇとしたこと以外比較例（３）と同じ方
法で真をパルプを製造し気密封着部の評価を行なった。

実施例（４） 溶着防止成分であるＴｅを真空部容積１ｃＩｒＬ８当た
’）　１０．Ｏｎａｇとしたこと以外比較例（４）と同
じ方法で真空パルプを製造し気密封着部の評価を行なっ
た。

実施例（５） 溶着防止成分であるＳｅを真空部容ＩＡ１ｃＩｒＬ３当
た’）　５　ｍ５７としたこと以外比較例（５）と同じ
一方法で真空バルブを製造し気密封Ｗｉ　ｌ５ＩＩの評
価を行なった。

上記比較例（１）〜（５）および実施例（１）〜（５）
の接点材料、真空部容積、真空部容積ＩＣが当たりの溶
着防止成分含有量、封着後のリーク発生および平均引張
り強度を第１表ζ二まとめて示した。

以下余白 第１表に示すよう（二比較例（１）〜（３）は、Ｂｉ含
有量を真空部容Ｒｅ　１　ｃｌｒＬ”当たρ２．５　ｒ
Ｒ９〜４．０　ｉｎ９　（Ｄ範囲、比較例（４）はＴｅ
含有量を真空部＠積ＩＣＩＴＥ”当たり１６．０〜、比
較例（５）はＳｅ含含量量真空部容積１　ｃｒｒｔ当た
シ８．０　＋ｎ９にした産米気密不良が１９φ〜１００
％兄生し　７°こ　。

これ（二対して不発明（＝よる実施例ＣＩ）〜（３）は
、Ｂｉ含・イ】量を真空部容積１ｃＩｎｓ当た９　０．
８〜２．０Ｔｎ９にすることにより気密不良発生をゼロ
、および平均引張９強度を２．２倍〜４．４倍強めるこ
とができた。

実砲例（４）は、Ｔｅ含有量を真空部容積１ＣＩｒＬ３
当たシｌＯ，０１％’にすること（二よシ気密不良発生
をゼロ、および平均引張９強度を２．０倍強めることが
できた。

実施例（５）はＳｅ含含有有量真空部容積１隠３轟たり
５、Ｏｒｉ１７にすることＣ二より気密不良発生をゼロ
、および平均引張９強度を２．０倍強めることができた
。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明（二よれば、接点材料の溶
着防止成分であるビスマス（Ｂｉ）、テルル（Ｔｅ　）
またはセレン（Ｓｅ）の添加量を所定の範囲に限定する
ことによ、って真空容器をろう付けによって気密封着す
るときの封着部の劣化を防止し、これ（−よって溶層防
止特性を損なうことなくリークの発生や封着部のクラッ
クの発生などを防止した信頼性の高い真空バルブを得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明にかかる真空バルブの一実施例２示す断面
図である。 １　絶縁容器 ２ａ、２ｂ　端板 ３ａ、３ｂ　接点 ７ａ、７ｂ　ろう材 ８　真空部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. Ｂｉ　（ビスマス）、Ｔｅ（テルル）またはＳｅ（セレ
   ン）の何れか１つを浴着防止成分として含む接点利料を
   用いた固定接点および可動接点を真壁容器中（二封入し
   、真空容器をろう付け（二よって気密封着する真空パル
   プ（二おいて、上記溶着防止成分の貧有量を上記具望谷
   器の真空部容積１−３当り０．８〜２０ｎ１ｇのＢｉ　
   、　５．０〜１０．０　ｍｇのＴｅまたは１．５〜５．
   ０　ｍｇのＳｅとしたことを特徴とする真空パルプ。