(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空容器内床面上に支持されたトレイの所定位置に低融点金属を含有する接点を内臓する複数の真空バルブの組立完了品を載置し、その近傍に配設された加熱手段によりろう材を溶融して最終ろう付け封止を行うようにした真空バルブの製造装置において、上記真空バルブを載置するトレイの各位置にそれぞれ孔を穿設して載置された真空バルブの電極棒が該孔を介して下部に突き出るようにすると共に、上記トレイ上に載置された複数の真空バルブの周囲を囲って遮蔽する遮蔽部を有する構造でなり、上記トレイの下部に上記各真空バルブの電極棒と接触する冷却体を設け、かつ上記トレイの下部に真空容器の床面を真空シールを介して貫通して設けられて上記冷却体を昇降制御して上記真空バルブの電極棒との接触を任意に行う昇降機構をさらに備えたことを特徴とする真空バルブの製造装置。
【請求項２】
上記加熱手段は、上記トレイの側面または上面に位置する真空容器の内面に設けられて、上記トレイ上に載置された複数の真空バルブのろう付部を加熱することを特徴とする請求項１記載の真空バルブの製造装置。
【請求項３】
上記冷却体の温度調整を行う温度調整手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の真空バルブの製造装置。
【請求項４】
上記冷却体の遮蔽部は、断熱材でなることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の真空バルブの製造装置。
【請求項５】
真空容器内床面上に支持されたトレイの所定位置に低融点金属を含有する接点を内蔵する複数の真空バルブの組立完了品を載置し、その近傍に配設された加熱手段によりろう材を溶融して最終ろう付け封止を行うようにした真空バルブの製造方法において、上記最終ろう付け封止時に上記トレイの下部に設けられた冷却体により上記トレイ上に載置された複数の真空バルブの周囲を囲って遮蔽するようにして上記各真空バルブの電極棒を冷却するようにし、かつ上記トレイの下部に真空容器の床面を真空シールを介して貫通して設けられた昇降機構により上記冷却体を昇降制御して上記真空バルブの電極棒との接触を任意に行うようにしたことを特徴とする真空バルブの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、短絡電流通電時の溶着防止の目的で低融点金属（例えばＢｉ、Ｓｂ、Ｐｂ、Ｔｅ、Ｃｄ）を含有する接点を内蔵する真空バルブの製造装置及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図７ないし図９は例えば特開昭５９−１６０９２３号公報に示された従来の真空バルブの製造方法の説明図で、図７はろう付炉を示す部分断面図、図８は同じろう付炉の縦断面図、図９（ａ）、（ｂ）はろう付炉の機能を説明する部分図である。
図７において、１４は真空バルブ、２２は真空容器、２３はターンテーブル、２４は加熱コイル、２５は炉受け台を示し、炉内の下部には、円板状のターンテーブル２３が設けられ、ターンテーブル２３の上面の所定位置には真空バルブ１４が配置されている。ターンテーブル２３を含む炉内空間は上方から囲むように容器２２が配設され、容器２２の下部端面で真空シールを介して炉を支持するように炉受け台２５が設けられている。
【０００３】
また、図８において、２０は真空ポンプ、２６は排気パイプ、２７はテーブル回転装置、２８は回転軸、２９は昇降機構、３０は昇降機構２９から突き出る棒を示し、上記炉受け台２５の下方には排気パイプ２６を介して炉内と連結する真空ポンプ２０が設けられ、炉内を高真空に保つようになされている。そして、上記テーブル回転装置２７は炉受け台２５の下方に炉受け台２５を貫通しかつターンテーブル２３の中心と接合し回転軸２８を介してターンテーブル２３を間欠的に回転するように設置されている。また、上記加熱コイル２４は容器２２の側面から炉内に突き出すように設けられ、全体組立用のろう付けに用いられる。また、昇降機構２９は、加熱コイル２４及び炉受け台２５の下方に設けられ、この昇降機構２９より上方に突き出た棒３０を介して真空バルブ１４を上方の加熱コイル２４内に持ち上げることができるようになされている。
【０００４】
次に上記構成に係る炉を使用して全体組立における封着ろう付けを説明する。ろう材がセットされた真空バルブ１４は容器２２の中のターンテーブル２３にセットされ、真空ポンプ２０で真空引きされる。なお、図示しない加熱手段により真空バルブ１４は例えば５００〜７５０℃に予備加熱される。
次に、図９（ａ）に示すように、昇降機構２９を上昇させて、真空バルブ１４の上部のろう材が加熱コイル２４の位置に来る様にした後、加熱コイル２４にてろう材を溶融させる。
【０００５】
ろう材の凝固後、図９（ｂ）に示すように、再び、真空バルブ１４を上昇させて下部のろう材が加熱コイル２４の位置に来る様にした後、加熱コイル２４にてろう材を溶融させ、凝固後、昇降機構２９を下降させる。
また、ターンテーブル２３を回転させて、次々と真空バルブ１４のろう材を繰り返す。なお、局部的に加熱する他の方法として高エネルギービーム（電子レーザ）などがある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したようにして製造される真空バルブ１４の接点材料としては、短絡電流通電時の溶着防止の目的で、低融点金属（例えばＢｉ、Ｓｂ、Ｐｂ、Ｔｅ、Ｃｄ）などの高蒸発成分が少量添加され、真空バルブ１４の組立工程中の高真空及び高温処理時に、低融点金属が蒸発損失を起こし、蒸発した低融点金属が真空バルブ内面の全体に付着するため、耐電圧性能を低下させる恐れがあった。
【０００７】
この発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、接点からの低融点金属の蒸発を抑制して耐電圧性能が確保できると共に安価で信頼性の高い真空バルブを製造することができる真空バルブの製造装置を得ることを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る真空バルブの製造装置は、真空容器内床面上に支持されたトレイの所定位置に低融点金属を含有する接点を内蔵する複数の真空バルブの組立完了品を載置し、その近傍に配設された加熱手段によりろう材を溶融して最終ろう付け封止を行うようにした真空バルブの製造装置において、上記真空バルブを載置するトレイの各位置にそれぞれ孔を穿設して載置された真空バルブの電極棒が該孔を介して下部に突き出るようにすると共に、上記トレイの下部に上記各真空バルブの電極棒と接触する冷却体を設けたことを特徴とするものである。
【０００９】
また、上記加熱手段は、上記トレイの側面または上面に位置する真空容器の内面に設けられて、上記トレイ上に載置された複数の真空バルブのろう付部を加熱することを特徴とするものである。
【００１０】
また、上記冷却体の温度調整を行う温度調整手段をさらに備えたことを特徴とするものである。
【００１１】
また、上記トレイの下部に真空容器の床面を真空シールを介して貫通して設けられて上記冷却体を昇降制御して上記真空バルブの電極棒との接触を任意に行う昇降機構をさらに備えたことを特徴とするものである。
【００１２】
また、上記冷却体は、上記トレイ上に載置された複数の真空バルブの周囲を囲って遮蔽する遮蔽部を有する構造でなることを特徴とするものである。
【００１３】
また、上記冷却体の遮蔽部は、断熱材でなることを特徴とするものである。
【００１４】
さらに、この発明に係る真空バルブの製造方法は、真空容器内床面上に支持されたトレイの所定位置に低融点金属を含有する接点を内蔵する複数の真空バルブの組立完了品を載置し、その近傍に配設された加熱手段によりろう材を溶融して最終ろう付け封止を行うようにした真空バルブの製造方法において、上記最終ろう付け封止時に上記トレイの下部に設けられた冷却体により上記トレイ上に載置された複数の真空バルブの周囲を囲って遮蔽するようにして上記各真空バルブの電極棒を冷却するようにし、かつ上記トレイの下部に真空容器の床面を真空シールを介して貫通して設けられた昇降機構により上記冷却体を昇降制御して上記真空バルブの電極棒との接触を任意に行うようにしたことを特徴とするものである。
【００１５】
【作用】
この発明に係る真空バルブの製造装置においては、真空バルブを載置するトレイの各位置にそれぞれ孔を穿設して載置された真空バルブの電極棒が該孔を介して下部に突き出るようにすると共に、上記トレイの下部に上記各真空バルブの電極棒と接触する冷却体を設けたことにより、ろう付け時に接点に含有する低融点金属の蒸発が抑制されると共に、真空バルブの内面の低温部に低融点金属を凝縮（付着）することができ、信頼性の高い真空バルブを得ることができる。
【００１６】
また、上記加熱手段は、上記トレイの側面または上面に位置する真空容器の内面に設けられて、上記トレイ上に載置された複数の真空バルブのろう付部を加熱することにより、真空バルブのろう付け部の温度分布を最適にすることができ、予備加熱なしに１チャージで多数個のろう付が可能となる。
【００１７】
また、上記冷却体の温度調整を行う温度調整手段をさらに備えたことにより、真空バルブの接点に含有する低融点金属の蒸発量の制御を行うことができ、真空バルブの信頼性を向上させることができる。
【００１８】
また、上記トレイの下部に真空容器の床面を真空シールを介して貫通して設けられて上記冷却体を昇降制御して上記真空バルブの電極棒との接触を任意に行う昇降機構をさらに備えたことにより、冷却体と真空バルブの電極棒との接触・非接触を任意に制御でき、接点に含有する低融点金属の蒸発量の制御を行うことができ信頼性の高い真空バルブを製造することができる。
【００１９】
また、上記冷却体の構造を、上記トレイ上に載置された複数の真空バルブの周囲を囲って遮蔽する遮蔽部を有する構造とすることにより、周囲から冷却体へ入る熱を遮蔽して冷却効果を高めることができる。
【００２０】
また、上記冷却体の遮蔽部を、断熱材とすることにより、周囲からの熱を一層遮蔽することができ冷却効果をさらに高めることができる。
【００２１】
さらに、この発明に係る真空バルブの製造方法においては、真空容器内床面上に支持されたトレイの所定位置に低融点金属を含有する接点を内蔵する複数の真空バルブの組立完了品を載置し、その近傍に配設された加熱手段によりろう材を溶融して最終ろう付け封止を行うようにした真空バルブの製造方法において、上記最終ろう付け封止時に上記トレイの下部に設けられた冷却体により上記トレイ上に載置された複数の真空バルブの周囲を囲って遮蔽するようにして上記各真空バルブの電極棒を冷却するようにし、かつ上記トレイの下部に真空容器の床面を真空シールを介して貫通して設けられた昇降機構により上記冷却体を昇降制御して上記真空バルブの電極棒との接触を任意に行うようにしたことにより、ろう付け時に接点に含有する低融点金属の蒸発が抑制されると共に、真空バルブの内面の低音部に低融点金属を凝縮(付着)することができ、また、周囲から冷却体へ入る熱を遮蔽して冷却効果を高めることができ、さらに冷却体と真空バルブの電極棒との接触・非接触を任意に制御でき、接点を含有する低融点金属の蒸発量の制御を行うことができ信頼性の高い真空バルブを容易に製造することができる。
【００２２】
【実施例】
実施例１．
以下、この発明の一実施例について説明する。
図１は実施例１に係る真空バルブの一例を示す断面図である。
図１において、１、２は短絡電流通電時の溶着防止のために低融点金属（例えばＢｉ、Ｓｂ、Ｐｂ、Ｔｅ、Ｃｄ）などの高蒸発成分が少量添加されている接点、３、４は電極棒、５は絶縁筒、６は最終ろう付封止部、１５は後述するろう付け炉におけるろう付け時に上記電極棒３と接触する冷却体、８はシールド、９はべローズを示し、真空バルブは、絶縁筒５と最終ろう付け封止部６で両端が閉鎖し、所定の圧力以下の真空容器内に一対の接離自在な接点１及び２を備えて構成している。上記接点１には、電極棒３が取り付けられ、最終ろう付け封止部６を密に貫通して外部に導出し電路を構成すると共に、真空容器内でのろう付け時に上記電極棒３は冷却体１５と接触する構成となっている。また、接点２には、電路となる電極棒４が取り付けられ、電極棒４はべローズ９を介して最終ろう付け封止部６に取り付けられると共に真空保持状態で接点１及び２の接離自在を可能にしている。さらに、接点１及び２の周囲を取り囲むように、アークの飛散を防止するシールド８が設けられている。
【００２３】
また、図２は実施例１に係るろう付炉の機能を説明する構成図を示す。
図２において、１０は真空容器、１１は真空容器内の上部の４側面及び天井面中央に設けられた加熱用ヒータ、１２は真空容器の床面から所定の高さ位置に四隅が支柱１３によって支持されていて複数の真空バルブ１４を載置する位置にそれぞれ孔１２ａが穿設されたトレイ、１４はこのトレイ１２上の孔１２ａが穿設された位置にそれぞれ載置される真空バルブ、１５は上記トレイ１２の下部に設けられて真空容器１０の床面を真空シールを介して貫通して設けられた昇降機構１６によって昇降制御される冷却体である。
【００２４】
ここで、上記冷却体１５は、上記昇降機構１６によって任意の高さ位置に昇降制御されることによって、例えば図３に示すように、上記トレイ１２上の所定位置に真空バルブ１４が載置されたときに、孔１２ａを介して下部に突き出る各真空バルブ１４の電極棒３と任意に接触するようになされており、また、内部には、温度センサ１５ａと冷却水配管１５ｂ及びヒータ１５ｂが設けられれており、後述するようにして冷却体１５の温度制御がなされるようになっている。
【００２５】
また、図２において、１７と１８は真空容器１０の床面に真空シールを介して貫通して上記冷却水配管１５ｂとヒータ１５ｃにそれぞれ連結された冷却水温度調整部とヒータ制御部、１９は同じく真空容器１０の床面に真空シールを介して貫通して上記温度センサ１５ａと連結されて該温度センサ１５ａの検出出力に基づいて上記冷却水温度調整部１７とヒータ制御部１８を制御することにより冷却体１５の温度を制御する温度制御器で、上記冷却水温度調整部１７及びヒータ制御部１８と共に冷却体１５の温度調整制御手段を構成する。さらに、２０は上記真空容器１０の床面に真空シールを介して連結され容器内の真空度を一定に保つための真空ポンプである。
【００２６】
次に上記構成に係る炉を使用して全体組立における封着ろう付けを説明する。
ろう材がセットされた各真空バルブ１４の組立完了品は真空容器１０内のトレイ１２上の所定位置、すなわち孔１２ａが穿設された位置にそれぞれセットされ、容器内は真空ポンプ２０で真空引きされる。
その後、昇降機構１６によりトレイ１２の下部に設けられた冷却体１５を上昇させて、真空バルブ１４が真空容器１０の側面及び天井面に配設した加熱用ヒータ１１の近傍位置に来る様にした後、これら加熱用ヒータ１１にてろう材を溶融させる。加熱用ヒータ１１にてろう材を溶融させ、凝固後は、昇降機構１６を下降させる。
【００２７】
このようにして、真空バルブ１４の最終ろう付け封止工程が進行するが、その工程において、図３に示すように、真空バルブ１４の電極棒３は冷却体１５と接触するので、接点１の温度上昇が抑えられ、接点１中に含まれた低融点金属の蒸発は低温に抑えられることによって抑制されて、真空バルブの内面の低温部に低融点金属を凝縮（付着）するので、溶融したろう材中へ混入する量も少なくなり、ろう付け強度が安定すると共に、耐電圧性能の低下は生じない。
【００２８】
また、冷却体１５は、熱電対でなる温度センサ１５ａと冷却水配管１５ｂ及びヒータ１５ｃを内蔵し、冷却水温度調整部１７及びヒータ制御部１８を介して温度制御器１９により温度調整がなされるので、すなわち、冷却体１５の温度調整は、冷却体１５に内蔵した温度センサ１５ａにより真空バルブ１４の温度を感知し、温度制御器１９により所定の温度範囲になるように、冷却がさらに必要な場合には冷却水温度調整部１７を動作させ、他方、冷却水の温度を上げる場合にはヒータ制御部１８を動作させることにより温度調整がなされるので、冷却体１５を所定範囲に制御してその冷却効果を高めることができ、真空バルブ１４の接点に含有する低融点金属の蒸発量の制御を行うことができる。
また、冷却体１５は、昇降機構１６によって昇降制御され真空バルブ１４と接触と非接触を任意に行えるので、真空バルブ１４の冷却部の温度制御ができ、低融点金属の蒸発量の制御を行うことができる。
【００２９】
さらに、接点１から蒸発した低融点金属は真空バルブ１４内の低温部（電極棒３）の冷却体側へ凝集するので、シールド８や絶縁筒５または接点コンタクト２への付着が少なくなり、耐電圧性能の低下の恐れが無くなる。
一度に多数本の真空バルブ１４のろう付ができるため量産性に優れており、機構が冷却体１５の昇降制御だけのため簡素となり装置の信頼性も向上する。さらに、予備加熱用と局部加熱用の２種類の電源及び制御を必要とせず、安価な装置を提供できる。
【００３０】
実施例２．
上記実施例１では、ヒータ１１を真空容器１０内の天井面及び４側面に配設しているが、天井面のみ又は天井面と側面の一部であってもワーク全体の灼熱がとれ真空バルブのろう付け部の温度分布を最適にすることができれば同様の効果を有する。
【００３１】
実施例３．
また、冷却体１５として、その構造を、図４に示すように、ワークの周囲を囲って周囲から冷却体へ入る熱を遮蔽するようにした構造の冷却体２１とすれば、冷却効果はさらに上がる。
【００３２】
実施例４．
また、図５に示す冷却体２１の構造のうち、周囲遮蔽部２１Ａの材質を断熱材によって熱を遮蔽するようにすれば、さらに冷却効果が上がる。
【００３３】
実施例５．
また、真空バルブ１４の接点１と２の双方にＢｉ等の低融点金属を含有した場合は、図６に示すように、接点１と２を閉じるようにした状態でろう付け工程を行うようにすれば、低融点金属の蒸発抑制効果がさらに上がる。
【００３４】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、真空バルブを載置するトレイの各位置にそれぞれ孔を穿設して載置された真空バルブの電極棒が該孔を介して下部に突き出るようにすると共に、上記トレイの下部に上記各真空バルブの電極棒と接触する冷却体を設けたことにより、ろう付け時に接点に含有する低融点金属の蒸発が抑制されると共に、真空バルブの内面の低温部に低融点金属を凝縮（付着）することができ、信頼性の高い真空バルブを得ることができるという効果がある。
【００３５】
また、上記加熱手段は、上記トレイの側面または上面に位置する真空容器の内面に設けられて、上記トレイ上に載置された複数の真空バルブのろう付部を加熱することにより、真空バルブのろう付け部の温度分布を最適にすることができ、予備加熱なしに１チャージで多数個のろう付が可能となるという効果がある。
【００３６】
また、上記冷却体の温度調整を行う温度調整手段をさらに備えたことにより、真空バルブの接点に含有する低融点金属の蒸発量の制御を行うことができ、真空バルブの信頼性を向上させることができるという効果がある。
【００３７】
また、上記トレイの下部に真空容器の床面を真空シールを介して貫通して設けられて上記冷却体を昇降制御して上記真空バルブの電極棒との接触を任意に行う昇降機構をさらに備えたことにより、冷却体と真空バルブの電極棒との接触・非接触を任意に制御でき、接点に含有する低融点金属の蒸発量の制御を行うことができ信頼性の高い真空バルブを製造することができるという効果がある。
【００３８】
また、上記冷却体の構造を、上記トレイ上に載置された複数の真空バルブの周囲を囲って遮蔽する遮蔽部を有する構造とすることにより、周囲から冷却体へ入る熱を遮蔽して冷却効果を高めることができるという効果がある。
【００３９】
また、上記冷却体の遮蔽部を、断熱材とすることにより、周囲からの熱を一層遮蔽することができ冷却効果をさらに高めることができるという効果がある。
【００４０】
さらに、この発明に係る真空バルブの製造方法によれば、真空容器内床面上に支持されたトレイの所定位置に低融点金属を含有する接点を内蔵する複数の真空バルブの組立完了品を載置し、その近傍に配設された加熱手段によりろう材を溶融して最終ろう付け封止を行うようにした真空バルブの製造方法において、上記最終ろう付け封止時に上記トレイの下部に設けられた冷却体により上記トレイ上に載置された複数の真空バルブの周囲を囲って遮蔽するようにして上記各真空バルブの電極棒を冷却するようにし、かつ上記トレイの下部に真空容器の床面を真空シールを介して貫通して設けられた昇降機構により上記冷却体を昇降制御して上記真空バルブの電極棒との接触を任意に行うようにしたことにより、ろう付け時に接点に含有する低融点金属の蒸発が抑制されると共に、真空バルブの内面の低音部に低融点金属を凝縮（付着）することができ、また、周囲から冷却体へ入る熱を遮蔽して冷却効果を高めることができ、さらに、冷却体と真空バルブの電極棒との接触・非接触を任意に制御でき、接点を含有する低融点金属の蒸発量の制御を行うことができ信頼性の高い真空バルブを容易に製造することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例１に係る真空バルブを示す断面図である。
【図２】この発明の実施例１に係る真空バルブの製造装置を説明するろう付炉を示す構成図である。
【図３】この発明の実施例１に係る冷却体を説明する内部構成図である。
【図４】この発明の実施例３に係る冷却体の構造を説明する断面図である。
【図５】この発明の実施例４に係る冷却体の構造を説明する断面図である。
【図６】この発明の実施例５に係る冷却体の構造を説明する断面図である。
【図７】従来の真空バルブの製造方法を説明するろう付炉を示す部分断面図である。
【図８】図７のろう付炉の縦断面図である。
【図９】図７のろう付炉の機能を説明する部分図である。
【符号の説明】
１  接点、２  接点、３  電極棒、６  最終ろう付封止部、１０  真空容器、１１  加熱ヒータ、１２  トレイ、１２ａ  孔、１４  真空バルブ、１５、２１冷却体、１６  昇降機構、１７  冷却水温度調整部、１８  ヒータ制御部、１９  温度制御器、２０  真空ポンプ、２１Ａ  断熱材。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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