(57)【要約】【課題】本発明は、セラミックス製の絶縁容器に割れの生じないようにアークシールド体をろう付け接合できると共に、そのろう付け作業が容易で、ろう付け精度の高い真空バルブの提供を目的とする。【解決手段】接離自在に対置された固定電極と可動電極とを囲う筒形状のアークシールド体をその内周面側にて支える筒形状のセラミックス製の絶縁容器とを備え、前記絶縁容器の内周面に形成された環状凸部に、前記アークシールド体の外周面に形成された環状段部を乗せてろう付けされた真空バルブにおいて、前記環状凸部と前記環状段部との間に、ろう付け時の冷却過程で生ずる熱応力を緩和させる環状体を介在させてろう付けされたことを特徴とする真空バルブ。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
接離自在に対置された固定電極と可動電極とを囲う筒形状のアークシールド体と、軸方向に挿入された前記アークシールド体をその内周面側にて支える筒形状のセラミックス製の絶縁容器とを備え、
前記絶縁容器の内周面に形成された環状凸部に、前記アークシールド体の外周面に形成された環状段部を乗せてろう付けされた真空バルブにおいて、
前記環状凸部と前記環状段部との間に、ろう付け時の冷却過程で生ずる熱応力を緩和させる環状体を介在させてろう付けされたことを特徴とする真空バルブ。
【請求項２】
環状体は、予め環状段部側に組み付けられた状態でろう付けされたことを特徴とする請求項１に記載の真空バルブ。
【請求項３】
環状体は、銅、鉄ーニッケル合金、コバール、又はステンレス製であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の真空バルブ。
【請求項４】
環状体に接する環状凸部の面は、垂直断面において絶縁容器の軸心側に下り傾斜となるテーパー面としたことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の真空バルブ。
【請求項５】
環状凸部と接する環状体の面は、環状凸部のテーパー面に相応するテーパー面としたことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載の真空バルブ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、接離自在に対置された固定電極と可動電極とを囲う筒形状のアークシールド体と、軸方向に挿入された前記アークシールド体をその内周面側にて支える筒形状のセラミックス製絶縁容器とを備えた真空バルブに関し、詳しくは、前記アークシールド体を前記絶縁容器に支持させる構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の技術として、例えば特開昭５６−１９８３３号公報に開示された真空バルブの断面図を図８に示す。
図８において、真空バルブ１０は、接離自在に対置された固定電極１と可動電極２とを囲う筒形状のアークシールド体３と、セラミックス製の例えばアルミナ磁器からなる筒形状の絶縁容器４とを備え、当該絶縁容器４の軸方向に前記アークシールド体３が挿入されて、絶縁容器４の内周面に形成された断面コ字形に突出する環状凸部４１に、前記アークシールド体３の外周面に形成された環状段部３３が乗せられた状態で、直接ろう付け（図中の符号５）されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の真空バルブ１０のアークシールド体３は、前記のように、セラミックス製の絶縁容器４の環状凸部４１に、当該アークシールド体３の環状段部３３が直接乗せられた状態で、直接ろう付けされていた。
しかし、セラミックス製の環状凸部４１とアークシールド体３とでは、線膨張係数が大きく異なるため、ろう付け時の冷却過程における前記線膨張係数の差に起因した環状凸部４１や絶縁容器４本体の割れの発生を防止することが困難であった。
【０００４】
本発明は、前記問題を解消すると共に、ろう付け作業が容易で、精度の高いろう付けがされた真空バルブの提供を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、接離自在に対置された固定電極と可動電極とを囲う筒形状のアークシールド体と、軸方向に挿入された前記アークシールド体をその内周面側にて支える筒形状のセラミックス製の絶縁容器とを備え、前記絶縁容器の内周面に形成された環状凸部に、前記アークシールド体の外周面に形成された環状段部を乗せてろう付けされた真空バルブにおいて、前記環状凸部と前記環状段部との間に、ろう付け時の冷却過程で生ずる熱応力を緩和させる環状体を介在させてろう付けされたことを内容とする。
【０００６】
又、本発明は、環状体は、予め環状段部側に組み付けられた状態でろう付けされたことを内容とする。
【０００７】
又、本発明は、環状体は、銅、鉄ーニッケル合金、コバール、又はステンレス製であることを内容とする。
【０００８】
又、本発明は、環状体に接する環状凸部の面は、垂直断面において絶縁容器の軸心側に下り傾斜となるテーパー面としたことを内容とする。
【０００９】
又、本発明は、環状凸部と接する環状体の面は、環状凸部のテーパー面に相応するテーパー面としたことを内容とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
実施の形態１を図１に基づいて説明する。図１は真空バルブの断面図である。
尚、以下の実施の形態において、図８の従来技術で説明した符号と同一の符号は実質的に同一の内容のものである。
【００１１】
図１において、アークシールド体３は、相対的に外径の大きい大径部３１と相対的に外径の小さい小径部３２とが形成された筒形状をしており、大径部３１と小径部３２とを繋ぐ連続面が、断面において、比較的緩やかな曲面で略水平に連続する環状段部３３となっている。
【００１２】
この実施の形態に示すアークシールド体３は、その大径部３１が固定電極１及び可動電極２を取り囲んで位置するよう絶縁容器４に組み付けられて、ろう付け接合される。
アークシールド体３の材質としては、絶縁耐力が高いもの、例えばステンレスや、電流遮断時に発生するアークが接触した場合に冷却効果が高いもの、例えば銅等がよい。
【００１３】
アークシールド体３を絶縁容器４にろう付け接合するに当たって、従来では、セラミックス製の絶縁容器４の内周面に断面コ字形に突出するよう形成された環状凸部４１の水平な上面に、上方から当該アークシールド体３の、この例では下側の環状段部３３が接して乗るように積み重ねられた組み付け状態にしてろう付けしていたが、この実施の形態では、環状凸部４１の上面と環状段部３３との間に、当該環状凸部４１と環状段部３３とが直接接触しないように両者（環状凸部４１と環状段部３３）間にあって、環状に巡るよう成形された環状体６を介在させて組み付け状態とする。
【００１４】
この環状体６は、当該環状体６が環状凸部４１にろう付けされる際の冷却過程において環状凸部４１に生ずる熱応力を緩和させるに適した材質の部材にて、予め成形しておく。環状体６の材質としては、線膨張係数が絶縁容器４の材質（セラミックス製）の線膨張係数と近いもの、例えば、鉄−ニッケル合金（４２重量％のＦｅ−Ｎｉ合金である４２アロイ等）やコバール等が好ましい。又、ステンレスや銅製としてもよい。
尚、これらの非常に高価な金属を用いる場合には、可能な限り肉厚を薄くした方が経済的となり、望ましい。
【００１５】
更に、環状体６は、アークシールド体３を絶縁容器４に挿入して組み付ける前に、予め当アークシールド体３の環状段部３３に固定しておく。
固定手段は、溶接やカシメや嵌め込み或いはろう付け接合等適宜な手段を用いてよい。しかし、ろう付け接合する場合には、後工程の、環状凸部４１と環状段部３３とのろう付け接合の際に、溶解する等の不具合を生じないろう付けとしておく必要がある。
【００１６】
この例に示す環状体６は、軸方向が極端に短い筒形状で、アークシールド体３の大径部３１の外径にほぼ等しい外径となるように成形されており、下方からアークシールド体３に嵌められた環状体６の上端縁側が当該アークシールド体３の環状段部３３に固定されて、当該アークシールド体３と一体化されている。
こうして一体化されたアークシールド体３を、絶縁容器４の軸方向上方から挿入して、環状凸部３３の平らな上面に環状体６の下端縁側を乗せた状態として（以下、組み付け状態ともいう）、例えば真空炉中にてろう付けする。
尚、この場合、活性ろう材を使用することによって、予め環状凸部４１にメタライズを施しておく必要がなく、その分、製造コストを削減することができる。
又、ろう材としては、Ｃｕ、Ｔｉ、Ａｇ、Ｎｉ等の合金が適当であり、ろう付けに活性金属法を用いると同様に環状凸部４１にメタライズを施しておく必要がなく、製造コストを削減することができる。
【００１７】
このように、アークシールド体３をセラミックス製の絶縁容器４１の環状凸部３３にろう付けするに当たって、環状体６を介在させて接合することにより、ろう付け時の冷却過程において、アークシールド体３と絶縁容器４との線膨張係数の差に起因して環状凸部４１に生ずる熱応力が、当該環状体６の変形という形で吸収されるので、環状凸部３３に作用する熱応力が緩和され、環状凸部４１延いては絶縁容器４本体に生じる割れを防ぐことができる。
【００１８】
又、前記の環状体６を介在させてろう付け接合することにより、当該環状体６を介在させないでろう付けする従来の場合に比べて、アークシールド体３を絶縁容器４に接合するろう付け条件を、他の固定側や可動側の組み付け構成部品（図示せず）等のろう付け接合部分と同じにすることができるので、真空炉における一度のろう付け工程にて、アークシールド体３の絶縁容器４への接合と共に他の多くのろう付け部位をも同時に接合することができ、作業工程や時間を大幅に短縮することができる。
【００１９】
尚、この実施の形態に示した環状体６は筒形状であるが（図１）、図２に示す例のように、環状体６１を扁平形状とし、当該環状体６１の内周縁の上端縁側をアークシールド体３の環状段部３３に前記と同様の固定手段にて固定し、当該環状体６１の外周縁の下端縁側が環状凸部４２の水平な上面に接して乗るように構成してもよい。
この扁平形状の環状体６１であっても、前記筒形状の環状体６と同様の作用効果を発揮させることができる。
【００２０】
実施の形態２．
実施の形態２は、前記実施の形態１において、アークシールド体３の環状段部３３に固定された環状体６が接して乗る環状凸部４１の面を、垂直断面において絶縁容器４の軸心側に向かって下り傾斜となるテーパー面４３としたものである。これを図３及び図４に基づいて説明する。
図３は筒形状の環状体６とアークシールド体３と絶縁容器４を示した断面図、図４は扁平形状の環状体６１とアークシールド体３と絶縁容器４を示した断面図である。
【００２１】
図３に示す例は、アークシールド体３の環状段部３３に上端縁側が固定された筒形状の環状体６の下端縁側が接して乗る環状凸部４２の面を、垂直断面において筒形状の絶縁容器４の軸心側に下り傾斜となるテーパー面４３としたものである。
又、図４に示す例は、扁平形状の環状体６１の内周縁の上端縁側がアークシールド体３の環状段部３３に固定され、環状体６１の外周縁の下端縁側が接して乗る環状凸部４２の面を、垂直断面において絶縁容器４の軸心側に下り傾斜となるテーパー面４３としたものである。
【００２２】
この実施の形態によれば、アークシールド体３が、環状体６、６１とテーパー面４３との比較的自由な接触とアークシールド体３及び環状体６、６１との自重とによって、アークシールド体３を絶縁容器４に組み付ける際や組み付けられた後に、揺れや振動を受けても、自ずとより安定化するように、即ち絶縁容器４の軸心と同軸となるようにアークシールド体３がずれ動いて、所定の安定位置に収まり、絶縁容器４に対するアークシールド体３の組み付けにおける位置決め作業が容易となる。
又、このように位置決めされた後、即ち組み付けられた後に、その組み付け位置からろう付け接合のために移動、例えば真空炉中へ搬送される過程や真空炉中での移動において振動等を受けても、容易には組み付け位置がずれないので、従来のように、アークシールド体３の落下防止のためにカシメを施したり、治工具等を用いた処置を施す必要が無く、ろう付けの作業工程を大幅に省くことができる。
又、真空炉への搬送や真空炉中での移動等、組み付け状態を維持させたままでの搬送や移動を容易且つ迅速に行うことができる。
尚、その他の構成ならびに作用効果は前記実施の形態１と同様である。
【００２３】
実施の形態３．
実施の形態３は、前記実施の形態２において環状凸部４２に形成したテーパー面４３に対応するように、当該テーパー面４３に接して乗る環状体６、６１の当接部分にテーパー面を形成したものである。これを図５乃至図７に基づいて説明する。図５は筒形状の環状体６２とアークシールド体３と絶縁容器４を示した断面図、図６は扁平形状の環状体６３とアークシールド体３と絶縁容器４を示した断面図、図７は図６の一部拡大図である。
【００２４】
図５に示す例は、アークシールド体３の環状段部３３に上端縁側が固定される筒形状の環状体６２の下端縁側を内径方向に曲げて、曲げられた外周面を、当該環状体６２の下端縁側が接して乗る環状凸部４２のテーパー面４３に対して、断面において平行なテーパー面６２ａとしたものである。
又、図６及び図７に示す例は、アークシールド体３の環状段部３３に内周縁の上端縁側が固定される扁平形状の環状体６３の外周縁の下端縁側を、当該環状体６３が接して乗る環状凸部４２のテーパー面４３に対して、断面において平行なテーパー面６３ａ（図７）としたものである。
【００２５】
絶縁容器４の環状凸部４２にろう付けされる環状体６３の肉厚は均一でもかまわないが、図７に示すように、環状体６３のテーパー面６３ａ側（外周縁側）の肉厚を、他の部分例えば反対側のアークシールド体３に固定される側６３ｂに比べて、軸心がずれない程度に相対的に薄くするとよい。これによって、ろう付け時に環状凸部４２に生ずる熱応力をより効果的に緩和させることができる。
【００２６】
この実施の形態によれば、アークシールド体３に固定された環状体６２、６３のテーパー面６２ａ、６３ａが環状凸部４２のテーパー面４３に面接触して乗せられるので、前記実施の形態２に比べて、更に一段と組み付け状態における安定性を増すことができる。
従って、アークシールド体３を絶縁容器４に組み付ける作業や、組み付け後に、ろう付けのために搬送する際や、真空炉中での移動に伴う振動に対して、アークシールド体３と絶縁容器４の軸心ずれや傾きが、一段と生じにくくなって、より精度の高い、良好なろう付け接合を行うことができる。
尚、その他の構成ならびに作用効果は前記実施の形態２と同様である。
【００２７】
実施の形態４．
実施の形態４は、前記実施の形態１から３における環状体６、６１、６２、６３を銅としたものである。
環状体６、６１、６２、６３を銅製とすることによって柔軟性（変形しやすさ）が得られるため、ろう付け時の冷却過程において環状凸部４１、４２に発生する熱応力が、銅製の環状体６、６１、６２、６３の容易な変形によって、更に効率よく環状凸部４２に作用する熱応力を緩和させることができ、ろう付け部の環状凸部４１、４２延いては絶縁容器４本体に生じる割れを防ぐことができる。
【００２８】
【発明の効果】
本発明によれば、ろう付け時の冷却過程で生ずる熱応力を緩和させる環状体を介して、アークシールド体をセラミックス製の絶縁容器に接合するので、冷却時の線膨張係数の差に起因する熱応力による割れを生じさせること無く、良好なろう付け接合を行うことができる。
又、従来のようにアークシールド体をセラミックス製の絶縁容器に直接溶接する場合にはこの接合部位のろう付け作業だけを別途の工程で行わねばならなかったが、かかる別工程を必要とせず、他のろう付け接合部位のろう付け条件と同一条件にて、一度の真空炉ろう付けにて接合を行うことができる。
【００２９】
又、本発明によれば、環状体を銅製とすることによって、ステンレス等の素材からは得がたい柔軟性（変形しやすさ）が得られるため、ろう付け時の冷却過程において環状凸部に発生する熱応力が、銅製の環状体が容易に変形することによって、更に効率よく環状凸部に作用する熱応力を緩和させることができ、ろう付け部の環状凸部延いては絶縁容器本体に生じる割れを防ぐことができる。
【００３０】
又、本発明によれば、アークシールド体が環状体を介して、絶縁容器側のテーパー面に接して乗せられた状態に組み付けられるので、テーパー面との比較的自由な接触と共にアークシールド体及び環状体の自重とによって、組み付けの際や組み付けられた後に、揺れや振動を受けても、自ずと所定の安定位置に安定化するため、絶縁容器に対するアークシールド体の位置決め作業が容易となる。
又、組み付けられた状態のままでの真空炉への搬送や真空炉内での移動の際に振動等を受けても、従来のように容易には組み付け位置がずれないので、搬送や移動を容易且つ迅速に行うことができる。
又、従来のようにアークシールド体の落下防止のための種々の手段を講ずる必要も無くなり、ろう付けの作業工程を大幅に省くことができる。
【００３１】
又、本発明によれば、アークシールド体に固定された環状体のテーパー面を、絶縁容器側のテーパー面に面接触して乗せられた状態に組み付けられるので、更に一段と組み付け状態における安定性を増すことができ、より精度の高い、良好なろう付け接合を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１の真空バルブの断面図である。
【図２】実施の形態１の別の真空バルブの断面図である。
【図３】実施の形態２の真空バルブの断面図である。
【図４】実施の形態２の別の真空バルブの断面図である。
【図５】実施の形態３の真空バルブの断面図である。
【図６】実施の形態３の別の真空バルブの断面図である。
【図７】図６の一部拡大図である。
【図８】従来の真空バルブの断面図である。
【符号の説明】
１　固定電極、２　可動電極、３　アークシールド体、４　絶縁容器、４１、４２　環状凸部（絶縁容器）、４３　テーパー面（環状凸部）、６、６１、６２、６３　環状体、６２ａ、６３ａ　テーパー面（環状体）。
【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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