(57)【要約】  真空管の２つのコンポーネント（１０、１１）を接合するはんだリング（１２）は、これら２つのコンポーネント間に気密接合を形成するはんだ材の接合部を有する。はんだリング（１２）はさらに、少なくとも１つの心合わせ部分を有する。心合わせ部分は、接合部分の一方の面上ではんだリング（１２）の軸方向に延びる少なくとも１つの第１の突出部（１４、１５）と、反対方向に延びる少なくとも１つの第２の突出部（１３、１６）とを有し、これらの部分により２つのコンポーネント（１０、１１）が心合わせされる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空管の２つのコンポーネント（１０、１１）を接合するためのはんだリング（１２）であって、該はんだリング（１２）は２つのコンポーネント間に気密接合を形成するはんだ材より成る接合部を有し、
はんだリング（１２）はさらに少なくとも１つの心合わせ部分を有し、該心合わせ部分は、接合部の一方の面上ではんだリング（１２）の本質的に軸方向に延びる少なくとも１つの第１の突出部（１４；１５）と、反対方向に延びる少なくとも１つの第２の突出部（１３；１６）とを有し、これらの部分により２つのコンポーネント（１０、１１）が互いに心合わせされることを特徴とするはんだリング（１２）。
【請求項２】
少なくとも１つの第１の突出部（１４；１５）ははんだリングの内側端縁部上にあり、少なくとも１つの第２の突出部（１３；１６）ははんだリングの外側端縁部上にある請求項１のはんだリング。
【請求項３】
少なくとも１つの第１の突出部及び／または少なくとも１つの第２の突出部（１３，１４；１５，１６）は、はんだリング（１２）の円周全体にわたって延びる請求項１または２のはんだリング。
【請求項４】
２つのコンポーネントは少なくとも端部キャップ（１１）及びハウジング（１０）より成る請求項１、２または３のはんだリング。
【請求項５】
端部キャップ（１１）は導電性材料より成り、ハウジング（１０）はセラミック材料より成る請求項１、２、３または４のはんだリング。
【請求項６】
請求項１乃至５のうちの１つによるはんだリング（１２）を製造する方法であって、
はんだリング（１２）の内部端縁部及び外部端縁部の少なくとも一部（１３，１４；１５，１６）を折り曲げることにより少なくとも１つの心合わせ部分を形成するステップより成るはんだリングの製造方法。
【請求項７】
ストリップ状はんだ材から所定の内径及び外径を有するリング（１２）を打ち抜き加工するステップをさらに含む請求項６の方法。
【請求項８】
打ち抜き加工及び成形加工は従動型押部材により同時に実行される請求項７の方法。
【請求項９】
真空管の製造方法であって、
少なくとも１つのハウジング（１０）、２つの端部キャップ（１１）及びハウジング（１０）と２つの端部キャップ（１１）間に配置された請求項１乃至５のうちの１項による２つのはんだリング（１２）を組み立てて中間品にし、
中間品としての真空管に真空を適用し、
はんだリング（１２）が溶融して真空管のハウジング（１０）とそれぞれの端部（１１）との間にそれぞれ気密接合が形成される温度に中間品としての真空管を加熱するステップより成り、
はんだリング（１２）は端部キャップ（１１）をハウジング（１０）に対して心合わせする真空管の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、真空管の製造に用いるはんだリング及びかかるはんだリングの製造方法に関し、さらに詳細には、真空管の２つのコンポーネントを接合するはんだリングであって、２つのコンポーネントの間に気密接合を形成するはんだ材の接合部を備えたはんだリングに関する。
【０００２】
本発明はさらに、真空管製造方法に関し、さらに詳細には、真空管の種々のコンポーネントの接合に関する。これらのコンポーネントの接合は、接合場所間に配置される硬質はんだの助けにより行う。
【０００３】
真空管製造用のはんだリングは、ドイツ特許出願ＤＥ−ＯＳ  ３９  ３１  ７７４に記載されている。この文献は、セラミックのハウジングと端部キャップとを気密接合するためにはんだリングがそれらの間に配置された真空管を記載している。
【０００４】
コンポーネントをはんだ付けするには、特に、端部キャップをセラミックのハウジングに固着する際、ハウジング上に端部キャップを正しく心合わせして固着することが重要である。これが正しく行われないと、通電部分間の距離が不適切となって、それら部分間に電気放電が生じる可能性がある。また、大きな機械的応力が発生してセラミックが破壊されることがある。
【０００５】
はんだ付けされるコンポーネントを正しい心合わせ位置に保持するには、これらのコンポーネントをジグの助けにより一緒に保持する。このようにして組み立てた真空管を炉の内部に配置した後に、真空ポンプの助けにより所望の真空度にし、はんだ材を加熱して溶融状態にし、真空管が冷却した後に所望の真空度が得られるようにする。ジグの取り付け及びその後の取り外しは手で行う必要がある。しかしながら、ジグを使用するために、この方法が手の掛かるものとなり、炉内で同時に処理可能な真空管の数に限界があり、また、ジグの熱容量により所望の温度を得るにはより多くのエネルギーが必要である。従って、このような方法で製造される真空管の最終的な原価が非常に高くなる。
【０００６】
さらに、ジグは真空管のセラミックよりも熱膨張率が高いため、ジグと真空管との間に膨張量の差が生じる。従来のはんだ付け温度では、これにより０．５乃至１ｍｍの遊びが生じることになる。この遊びは通常の他の許容誤差に加算されるため、コンポーネントの心合わせに対して支障となる。
【０００７】
ドイツ特許出願ＤＥ−ＯＳ  ３６  ２８  １７４は、内部の心合わせ用リムを備えた真空管のセラミックハウジングを用いることによりジグの使用を回避する方法を開示している。この方式にはジグを用いる方法の問題点は存在しないが、このような心合わせ用リムによりセラミックハウジングのコストが増加する結果、真空管の完成品の原価が悪影響を受ける。
【０００８】
セラミックハウジングに心合わせ用リムを使用しなくてもすむように、引用した文献には、ある特定のコンポーネントの形状をこれらのコンポーネントにより所望の心合わせができるように設定することがさらに提案されている。しかしながら、特定の形状にするために、これらコンポーネントの製造コストが高くなり、これが真空管の原価の上昇につながる。
【０００９】
上記出願ＤＥ−ＯＳ  ３９  ３１  ７７４はまた、コンポーネントの形状を所望の心合わせが行えるようにする解決方法を開示している。かかる解決方法には、コンポーネントとセラミックのハウジングの内面との物理的接触により電界強度が悪影響を受ける結果、真空管の軸方向寸法を大きくしなければならないという別の問題点がある。また、はんだが溶融する際、関連のコンポーネントが抑止位置に保持されて他の接合表面と適正に接触しない結果、接合部に十分な強度が得られないという問題が生じないように、セラミックのハウジングの心合わせにより生じる摩擦力がそれほど大きくならないようにする必要がある。
【００１０】
本発明の目的は、上記問題点が解消され、真空管の原価をかなり低くできる、はんだリング及び真空管の製造方法を提供することにある。
【００１１】
この目的のために、本発明は、導入部分に記載したタイプのはんだリングを提供する。このはんだリングはさらに少なくとも１つの心合わせ部分を有するが、この部分は接合部の一方の面上で、はんだリングの本質的に軸方向に延びる少なくとも１つの第１の突出部と、反対方向に延びる少なくとも１つの第２の突出部とより成り、これらの部分により２つのコンポーネントの心合わせが行われる。真空管の２つのコンポーネントは、例えば、端部キャップと、ハウジングとにより構成される。端部キャップは導電材料であり、ハウジングはセラミック材料で形成することができる。
【００１２】
このタイプのはんだリングを用いると、真空管の接合すべきコンポーネントを組み立てて、そして、付加的な、または別個の処理を施すことなくはんだ付けすることが可能であり、この方法では、はんだリングによりコンポーネントの所望の心合わせが可能となる。接合部分の形状及びサイズは、この手段により接合されるコンポーネント間に適当な機械的強度の接合部が得られるように選択されるが、少なくとも１つの心合わせ部分の唯一の機能は、接合すべきコンポーネントを簡単な作業で、しかしながら適正な態様で組み立てて、互いに心合わせして固定できるようにすることである。例えば、セラミックのハウジングの内面上においてはんだリングを心合わせすると、膨張率に差があるため、これらのリングは加熱時にセラミックの内面にしっかりと押圧される。使用するはんだ付け温度では、この手段によりより正確な心合わせが行われる。
【００１３】
１つの実施例において、少なくとも１つの第１の突出部がはんだリングの内側端縁部上にあり、少なくとも１つの第２の突出部がはんだリングの外側端縁部上にある。この実施例は、例えば、はんだリングの端縁部を部分的に折り曲げるか、または端縁部から延びる突出部を切削加工または打ち抜き加工により形成した後、これらの突出部を折り曲げることにより、既存のはんだリングから簡単に製造可能である。
【００１４】
さらに別の実施例では、少なくとも１つの第１及び／または第２の突出部が、はんだリングの円周方向全体にわたって延びる。かかるリングは適正な直径の平坦なはんだリングから簡単に製造できる。この場合、リングの幅は常用する幅より約５０％大きく、厚さは常用する厚さより約５０％小さい。少なくとも１つの第１及び／または第２の突出部は、例えば、はんだリングの端縁部にフランジを形成することにより製造可能である。
【００１５】
本発明のさらに別の局面は、本発明のはんだリングの製造方法に係るが、この方法は、はんだリングの内側端縁部及び外側端縁部の少なくとも一部を折り曲げて少なくとも１つの心合わせ部分を形成するステップを含む。これは特に、既存のはんだリングに適用可能である。突出部を形成するため、サイズ（外径から内径を差し引いたもの）を大きい値に選択する必要がある。
【００１６】
はんだリングの製造方法はまた、ストリップ状のはんだ材から打ち抜き加工により所定の内径及び外径を有するリングを形成するステップを含む。さらに別の実施例では、打ち抜き加工と成形加工とを、例えば、従動型押部材により同時に行うことができる。その後、フランジ形成により上向きリムを設けることができる。残ったストリップ材料は、溶融し再び圧延することで再使用することができる。
【００１７】
本発明のさらに別の局面は真空管の製造方法に係るが、この方法は、少なくとも１つのハウジング、２つの端部キャップ及びハウジングと２つの端部キャップ間に配置された本発明の２つのはんだリングを組み立てて中間品にし、中間品としての真空管に真空を適用し、はんだリングが溶融して真空管のハウジングとそれぞれの端部との間にそれぞれ気密接合が形成される温度に中間品としての真空管を加熱するステップより成り、はんだリングは端部キャップをハウジングに対して心合わせする。この方法によると、真空管を非常に低いコストと高い効率で製造することができる。さらに、種々のコンポーネントを互いに正確に且つ簡単に心合わせすることができる。
【００１８】
本発明を、添付図面を参照して幾つかの実施例の助けにより詳細に説明する。
【実施例】
【００１９】
図１は、例えば、真空スイッチ用真空管の製造に使用可能な、ハウジング１０、端部キャップ１１及びはんだリング１２より成る組立体の部分断面図である。真空管は軸対称であり、一般的に、円筒形ハウジング１０の各端部に１つ設けた２つの端部キャップ１１を有する。ハウジング１０は、端部キャップ１１の導電材料とは熱膨張率が異なるセラミック材料で形成することが多い。真空管を正しく機能させるには、端部キャップ１１とハウジングとを非常に正確に心合わせする必要がある。図示のはんだリング１２の実施例では、この心合わせは、はんだリング１２の外側端縁部及び内側端縁部にそれぞれ位置する突出部１３、１４より成るはんだリング１２の心合わせ部分により行う。
【００２０】
真空管を製造するには、ハウジング１０、端部キャップ１１、はんだリング１２及び他のコンポーネントを組み立てた中間品を、例えば真空チェンバーのような真空環境内に配置する。その後、全体を加熱して、はんだリング１２を溶融させ、ハウジング１０と端部キャップ１１とを気密接合する。はんだリング１２は、加熱時に膨張する結果、セラミックのハウジング１０の内面にしっかりと押圧される。その結果、ハウジング１０に対する端部キャップ１１の正確な心合わせが行われる。
【００２１】
図２及び３は、本発明のはんだリング１２の第１の実施例を示す。図２の平面図から、はんだリング１２は外側端縁部上に２つの突出部１３を、また、内側端縁部上に２つのさらに別の突出部１４を具備することがわかる。図３の断面図からわかるように、これらの突出部１３及びさらに別の突出部１４は、はんだリング１２の軸に本質的に平行に、互いに反対方向に延びている。当業者には、さらに多数の、または異なる形状の突出部１３、１４を形成できることが明らかであろう。
【００２２】
図４及び５は、本発明のはんだリングの第２の実施例を示す。このケースでは、はんだリング１２の心合わせ部分は、はんだリング１２の内側及び外側にそれぞれ形成された２つのリム１５、１６より成る。これは、図５の部分断面図から明らかである。リム１５、１６は、はんだリング１２の軸に本質的に平行に、互いに反対方向に延びている。
【００２３】
真空スイッチに広く使用されている設計では、例えば、はんだリング１２の幅は１１ｍｍ、内径は４９．５ｍｍ、外径は５８．５ｍｍでよい。リムの高さは、例えば、１．５ｍｍである。はんだリング１２の材料は、例えば、厚さ０．１ｍｍのはんだ材である。変形例では、内径及び外径をそれぞれ４９．５ｍｍ及び５６．５ｍｍ（幅は７ｍｍ）、または５９．５ｍｍ及び６６．５ｍｍ（幅は７ｍｍ）である。
【００２４】
本発明のはんだリング１２の助けを借りると、真空管を非常に簡単な作業で、また低コストで製造することが可能である。ジグを用いて種々のコンポーネント（特に、セラミックのハウジング１０、端部キャップ１１及びはんだリング１２）を製造時に互いに心合わせ位置に保持する代わりに、本発明の場合は、全体を中間品として組み立てることができる。このコンポーネントの中間品を真空チェンバー内に配置して真空を引く。その後、これらのコンポーネントを、はんだリング１２が溶融する温度にまで加熱する。加熱時に、セラミックのハウジング１０と、金属製の端部キャップ１１とは異なる態様で膨張する。はんだリング１２が特殊な形状を有するため、種々のコンポーネントが心合わせされ、その状態を維持する。冷却後、セラミックのハウジングと端部キャップ１１との間には気密接合が形成され、その結果、高精度の真空管が得られる。
【００２５】
はんだリング１２は多数の簡単な態様で製造可能である。例えば、従来のはんだリング１２（寸法は多少変更されている）に、例えば、そのはんだリング１２の内側端縁部及び外側端縁部の一部を折り曲げるか、または突出部１３、１４を切削加工した後、折り曲げることにより、突出部１３、１４を設けることができる。
【００２６】
さらに、はんだリング１２を適当なストリップ状はんだ材から製造することができる。第１のステップとして、正しい内径及び外径を有するリングをストリップから打ち抜き加工により形成する。次いで、例えば、フランジ加工により上向きリム１５、１６を形成する。打ち抜き加工及び折り曲げ加工は１つのプロセスステップより、例えば従動型押部材の助けを借りて行うことが可能であるが、これによると、打ち抜き加工と型押し加工とが同時に行われる。
【００２７】
処理の後に残るストリップ状はんだ材は、溶融させ再び圧延すると再使用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施例によるはんだリングを備えた真空管の部分断面図である。
【図２】本発明の第１の実施例によるはんだリングの第１の平面図である。
【図３】図２の線III−IIIに沿うはんだリングの断面図である。
【図４】本発明の第２の実施例によるはんだリングの平面図である。
【図５】線V−Vに沿う図４のはんだリングの部分断面図である。
【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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【手続補正書】
【提出日】平成15年8月11日(2003.8.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空管の２つのコンポーネント（１０、１１）を接合するためのはんだリング（１２）であって、該はんだリング（１２）は２つのコンポーネント間に気密接合を形成するはんだ材より成る接合部を有し、
はんだリング（１２）はさらに、接合部の一方の面上ではんだリング（１２）の本質的に軸方向に延びる少なくとも１つの第１の突出部（１４；１５）と、反対方向に延びる少なくとも１つの第２の突出部（１３；１６）とを有し、これらの部分により２つのコンポーネント（１０、１１）が互いに心合わせされ、
少なくとも１つの第１の突出部（１４；１５）ははんだリングの内側端縁部上にあり、少なくとも１つの第２の突出部（１３；１６）ははんだリングの外側端縁部上にある
ることを特徴とするはんだリング（１２）。
【請求項２】
少なくとも１つの第１の突出部及び／または少なくとも１つの第２の突出部（１３，１４；１５，１６）は、はんだリング（１２）の円周全体にわたって延びる請求項１のはんだリング。
【請求項３】
２つのコンポーネントは少なくとも端部キャップ（１１）及びハウジング（１０）より成る請求項１または２のはんだリング。
【請求項４】
端部キャップ（１１）は導電性材料より成り、ハウジング（１０）はセラミック材料より成る請求項１、２または３のはんだリング。
【請求項５】
請求項１乃至４のうちの１項のはんだリング（１２）を製造する方法であって、
はんだリング（１２）の内部端縁部及び外部端縁部の少なくとも一部（１３，１４；１５，１６）を折り曲げることにより少なくとも１つの第１の心合わせ用突出部及び少なくとも１つの第２の心合わせ用突出部を形成するステップより成るはんだリングの製造方法。
【請求項６】
ストリップ状はんだ材から所定の内径及び外径を有するリング（１２）を打ち抜き加工するステップをさらに含む請求項５の方法。
【請求項７】
打ち抜き加工及び成形加工は従動型押部材により同時に実行される請求項６の方法。
【請求項８】
真空管の製造方法であって、
少なくとも１つのハウジング（１０）、２つの端部キャップ（１１）及びハウジング（１０）と２つの端部キャップ（１１）間に配置された請求項１乃至４のうちの１項による２つのはんだリング（１２）を組み立てて中間品にし、
中間品としての真空管に真空を適用し、
はんだリング（１２）が溶融して真空管のハウジング（１０）とそれぞれの端部（１１）との間にそれぞれ気密接合が形成される温度に中間品としての真空管を加熱するステップより成り、
はんだリング（１２）は端部キャップ（１１）をハウジング（１０）に対して心合わせする真空管の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、真空管の製造に用いるはんだリング及びかかるはんだリングの製造方法に関し、さらに詳細には、請求項１の導入部分によるはんだリングに関する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
本発明はさらに、真空管製造方法に関し、さらに詳細には、真空管の種々のコンポーネントの接合に関する。これらのコンポーネントの接合は、接合場所間に配置される硬質はんだの助けにより行う。
ＥＰ−Ａ−０  ２０４  １４５は、２つの管体をはんだ付けするための接続部品を記載している。１つの特定実施例（図２を参照）のこの部品は、その両側面上において２つの軸方向に延びる部分を有するはんだリングより成る。接続部品の外側端縁部には半径方向に延びる部分がある。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
この目的のために、本発明は、導入部分に記載したタイプのはんだリングを提供するが、このはんだリングはさらに請求項１の特徴部分の構成要素を備えている。真空管の２つのコンポーネントは、例えば、端部キャップと、ハウジングとにより構成される。端部キャップは導電材料であり、ハウジングはセラミック材料で形成することができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
この実施例は、例えば、はんだリングの端縁部を部分的に折り曲げるか、または端縁部から延びる突出部を切削加工または打ち抜き加工により形成した後、これらの突出部を折り曲げることにより、既存のはんだリングから簡単に製造可能である。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
本発明のさらに別の局面は、請求項５に記載された本発明のはんだリングの製造方法に係る。これは特に、既存のはんだリングに適用可能である。突出部を形成するため、サイズ（外径から内径を差し引いたもの）を大きい値に選択する必要がある。


【国際調査報告】
2005512821.tif 000008
2005512821.tif 000009
2005512821.tif 000010