(57)【要約】【課題】安価なろう材を得るとともに、真空バルブの真空容器内の真空気密性の向上を図る。【解決手段】絶縁容器１と、絶縁容器１の一方の開口を封止する固定側端板２および他方の開口を封止する可動側端板３と、絶縁容器１の内部に接離可能に配置された固定電極４および可動電極５と、一端側が固定電極４に固着され他端側が固定側端板２に接合された固定電極棒６と、一端側が可動電極５に固着され他端側がベローズ８を介して可動側端板３に接合された可動電極棒７とを有する真空バルブであって、絶縁容器１と固定側端板２、および絶縁容器１と可動側端板３とはろう付接合されており、ろう付接合には、線状のろう素材が多重に巻回されて平板リング状に形成されたろう材１２が使用されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
線状のろう素材が多重に巻回されて平板状に形成されていることを特徴とするろう材。
【請求項２】
前記平板状に形成された外形形状は、前記線状のろう素材が多重に巻回されたリング状であることを特徴とする請求項１に記載のろう材。
【請求項３】
前記平板状に形成された外形形状は、前記線状のろう素材が多重に巻回された多角形状であることを特徴とする請求項１に記載のろう材。
【請求項４】
絶縁容器と、前記絶縁容器の一方の開口を封止する固定側端板および他方の開口を封止する可動側端板と、前記絶縁容器の内部に接離可能に配置された固定電極および可動電極と、一端側が前記固定電極に固着され他端側が前記固定側端板に接合された固定電極棒と、一端側が前記可動電極に固着され他端側がベローズを介して前記可動側端板に接合された可動電極棒とを有する真空バルブであって、
前記絶縁容器と前記固定側端板、および前記絶縁容器と前記可動側端板とはろう付接合されており、前記ろう付接合には、線状のろう素材が多重に巻回されて平板リング状に形成されたろう材が使用されていることを特徴とする真空バルブ。
【請求項５】
線状のろう素材を円錐の渦巻き状に巻回して渦巻き状線素材に成形し、前記渦巻き状線素材を軸方向にプレス成形して所定の厚さおよび内外径の平板リング状のろう材に形成したことを特徴とするろう材の製造方法。
【請求項６】
線状のろう素材を円環状にして内径の異なる複数の円環状線素材を作成し、内径の小さい前記円環状線素材の外側にその円環状線素材の外径に適合する内径の円環状線素材を順に組合せ、プレス成形して所定の厚さおよび内外径の平板リング状のろう材に形成したことを特徴とするろう材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ろう材とそのろう材の製造方法、およびそのろう材を用いた真空バルブに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の真空バルブは、円筒形状のセラミック等からなる絶縁容器と絶縁容器の両端部を閉塞するように設けられた固定側端板および可動側端板とで真空容器が構成され、真空容器の内部には、固定電極棒に接続された固定電極と、可動電極棒に接続された可動電極が対向して配置されている。固定電極棒は固定側端板に固定され、可動電極棒はベローズを介して可動側端板に固定されている。これにより、可動電極棒は、真空を保ちながら接離動作が可能に構成されている。
絶縁容器と両端板との封着部はろう付け接合されている。また、固定電極および可動電極とそれに接続される電極棒との接続部、および、固定電極と固定側端板、可動電極とベローズの接続部も、ろう付け接合されている（例えば、特許文献１参照）。
真空バルブのろう付け接合部にはワッシャ形状のろう材が使用され、これをろう付け部に挟み込み、不活性ガス雰囲気中もしくは真空中で加熱することで、ろう材が溶融し接続部が接続される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−２８８０７０号公報（第４頁、図１−２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の真空バルブにおいて、ろう付接合部に用いているろう材は、圧延した板状のシートから金型を用いたプレスにより、ワッシャ形状に打ち抜いて成形されるのが一般的であった。このため、打ち抜いた後の抜き屑が大量に発生する。ろう材の主成分は銀など貴金属で高価なため、抜き屑を回収して再利用をしたとしてもコストがかかる。また、真空バルブの各部位の接合は、ほとんどろう付けによっているため、大きさの異なる多数のろう材が必要であり、内外径の違うろう材を成形するにはそれに応じた金型やプレス機を用意しなければならず、少量多品種となり、ろう材が高価になり、真空バルブのコストアップにつながるという問題があった。
【０００５】
また、真空バルブは、大電流化に伴い容積も大形化し、可動電極棒や固定電極棒等の質量も増してくる。従来の真空ろう付工程において、例えば、絶縁容器の両端部にワッシャ形状のろう材を配置し、真空中や不活性ガス中で加熱してろう付けする際に、ろう材が軟化し、固定側電極棒または可動側電極棒や絶縁容器の重みによって、端板や絶縁容器と密着する面積が広がることで著しく排気コンダクタンスが低下する場合があった。その結果、真空バルブの絶縁容器内の真空引きがうまく行かず、構成している部品の個々の含有ガス量等によっては真空度不良により製品歩留まりが悪くなるという問題があった。
【０００６】
この発明は、上記のような問題を解決するためになされたもので、安価なろう材を提供するとともに、真空バルブの絶縁容器内の真空気密性の向上を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係るろう材は、線状のろう素材が多重に巻回されて平板状に形成されているものである。
また、この発明に係る真空バルブは、絶縁容器と、絶縁容器の一方の開口を封止する固定側端板および他方の開口を封止する可動側端板と、絶縁容器の内部に接離可能に配置された固定電極および可動電極と、一端側が固定電極に固着され他端側が固定側端板に接合された固定電極棒と、一端側が可動電極に固着され他端側がベローズを介して可動側端板に接合された可動電極棒とを有する真空バルブであって、絶縁容器と固定側端板、および絶縁容器と可動側端板とはろう付接合されており、ろう付接合には、線状のろう素材が多重に巻回されて平板リング状に形成されたろう材が使用されているものである。
【０００８】
また、この発明に係るろう材の製造方法は、線状のろう素材を円錐の渦巻き状に巻回して渦巻き状線素材に成形し、渦巻き状線素材を軸方向にプレス成形して所定の厚さおよび内外径の平板リング状のろう材に形成したものである。
更に、線状のろう素材を円環状にして内径の異なる複数の円環状線素材を成形し、内径の小さい円環状線素材の外側にその円環状線素材の外径に適合する内径の円環状線素材を順に組合せ、プレス成形して所定の厚さおよび内外径の平板リング状のろう材に形成したものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明のろう材によれば、線状のろう素材が多重に巻回されて平板状に形成されているので、ろう材の材料の無駄を少なくして、大きさの異なるろう材を容易に得ることができる。
また、この発明の真空バルブによれば、絶縁容器と固定側端板、および絶縁容器と可動側端板とはろう付接合されており、ろう付接合には、線状のろう素材が多重に巻回されて平板リング状に形成されたろう材が使用されているので、多重に巻回された線状のろう素材同士の間に微小な隙間が残っているため、真空雰囲気中で容器内を排気しながらろう付けする際に、固定電極棒や固定電極または可動電極棒や絶縁容器等の重みによって、ろう材を押しつぶす方向に荷重がかかっても、排気コンダクタンスを低下させることがなく、排気性が向上する。
【００１０】
また、この発明のろう材の製造方法によれば、線状のろう素材を円錐の渦巻き状に巻回し、軸方向にプレスして所定の厚さおよび内外径の平板リング状のろう材に形成したので、内外径の異なる平板リング状のろう材を、材料の無駄の発生を少なくして容易に得ることができる。
更に、線状のろう素材を円環状にして内径の異なる複数の円環状線素材を作成し、その円環状線素材を組合せ、プレス成形して所定の厚さおよび内外径の平板リング状のろう材に形成したので、短い線状のろう素材でも無駄なく利用でき、ろう材を安価に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明の実施の形態１による真空バルブの断面図である。
【図２】図１のろう付け接合部の一例を示す部分断面図である。
【図３】図１の真空バルブに適用するろう材の一例を示す平面図である。
【図４】この発明の実施の形態２によるろう材の製造方法を説明する説明図である。
【図５】この発明の実施の形態２によるろう材の製造方法の他の例を示す平面図である。
【図６】この発明の実施の形態２によるろう材の製造方法により製造されたろう材の別の例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による真空バルブを示す断面図である。
図１において、アルミナセラミック等から構成される絶縁容器１と、その一方の開口端部を覆う固定側端板２と、他方の開口端部を覆う可動側端板３とで真空容器が構成されている。固定側端板２および可動側端板３は、それぞれ絶縁容器１の端面にろう付けにより接合され固定されている。
絶縁容器１の内部には、固定電極４と可動電極５が同軸上で接離可能に対抗配置されている。
固定側端板２には、固定電極棒６がろう付け接合され、その容器内側に固定電極４がろう付け接合されている。一方、可動側端板３には、可動電極棒７がベローズ８を介してろう付け接合され、その容器内側に可動電極５がろう付け接合されている。可動電極棒７と可動側端板３との間には、可動電極棒７の軸方向の移動を案内するガイド９が設けられている。
【００１３】
ベローズ８は、例えば薄いステンレス板で蛇腹状に製作されており、真空容器内を真空気密に保ちながら可動電極棒７を軸方向に移動可能にするものであり、これにより、固定電極４と可動電極５とが真空気密を保持しつつ接離可能となっている。
また、固定電極４および可動電極５を囲むように、シールド１０が配置され絶縁容器１に固定されている。このシールド１０は、電流遮断時に絶縁容器１の内面が固定電極４および可動電極５から発生する金属蒸気によって汚損されることを防止するものである。同様の目的で、ベローズ８の可動電極５に近い端部にも、ベローズカバー１１が可動電極棒７にろう付接合されている。
【００１４】
上述のように、真空バルブを構成する各部材の接合は、ろう付け接合されているので、次に、ろう付け接合の詳細について説明する。
図２は、図１に一点鎖線で示すＡ部の部分詳細断面図であり、絶縁容器１と固定側端板２とのろう付け接合部を示している。この部分を代表例として説明する。また、図３は、図２のろう付け接合部に使用されるろう材１２の一例を示す図である。
【００１５】
まず、図３により、実施の形態１で使用されるろう材１２について説明する。
図３に示すように、ろう材１２は、銀などの貴金属を主成分とした線状のろう素材が多重に巻回されて所定の厚さおよび内外径を有する平板リング状に形成されている。図３の場合には、１本の線素材を渦巻き状に巻回して成形した場合を示しているが、要は、線状のろう素材が多重に巻回されて平板状に形成されているものであればよい。また、図３の場合は真空バルブに使用するために平板リング状としているが、使用箇所によっては平板多角形状であっても良い。それらの形状については後述する。
【００１６】
線状のろう素材から形成することで、例えば板材からワッシャ形状に打ち抜いて成形するろう材と比較して、打ち抜き時に発生する抜き屑を回収するコストがかからず、ろう材の材料の無駄が少なくなり、また、大きさの異なるろう材に容易に対応できる。
なお、図３のように形成された状態で、ろう材１２の径方向の断面形状は、線状のろう素材の元の形状が残る程度としている。つまり、完全に厚さ方向に押しつぶして、断面を矩形状にするものではなく、線状のろう素材同士も微小隙間があってもよい。
【００１７】
図２に戻り、ろう付け接合部を説明する。絶縁容器１と固定側端板２とのろう付け接合部に図３のようなろう材１２を挟み込んだ状態で、真空雰囲気中で加熱することで、ろう材１２が溶融して封着され、真空容器が形成される。
ろう付け過程において、固定側端板２には固定電極棒６や固定電極４が接合されているので、それらの荷重がろう材１２に加わり、ろう材１２を押しつぶす方向に力が作用する。軟化したろう材１２がその力で多少押しつぶされたとしても、線状のろう素材間の隙間により容器の排気コンダクタンスを低下させることがないので、排気の向上が図られ、真空容器として良好な品質を得ることが可能となる。
【００１８】
図２では、ろう付け接合部として絶縁容器１と固定側端板２との接合部を例に挙げて説明した。少なくとも、絶縁容器１と固定側端板２、および絶縁容器１と可動側端板３とのろう付け接合部は、図２と同様に接続する。ろう付け箇所は、図１にろう付け接合部ａで示すように、例えば、固定電極４と固定電極棒６をはじめ多数存在する。したがって、それらのろう付け接合部ａも、適宜、線状のろう素材から形成されたろう材１２を用いることができる。この場合、先に説明したように、大きさの異なるろう材に容易に対応できるメリットがある。
【００１９】
以上のように、実施の形態１のろう材によれば、線状のろう素材が多重に巻回されて平板状に形成されているので、ろう材の材料の無駄を少なくして、大きさの異なるろう材を容易に得ることができる。
また、平板状に形成された外形形状は、線状のろう素材が多重に巻回されたリング状としたので、大きさの異なるリング状のろう材に容易に対応できる。
また、平板状に形成された外形形状は、線状のろう素材が多重に巻回された多角形状としたので、大きさの異なる多角形状のろう材に容易に対応できる。
【００２０】
また、実施の形態１の真空バルブによれば、絶縁容器と、絶縁容器の一方の開口を封止する固定側端板および他方の開口を封止する可動側端板と、絶縁容器の内部に接離可能に配置された固定電極および可動電極と、一端側が固定電極に固着され他端側が固定側端板に接合された固定電極棒と、一端側が可動電極に固着され他端側がベローズを介して可動側端板に接合された可動電極棒とを有する真空バルブであって、絶縁容器と固定側端板、および絶縁容器と可動側端板とはろう付接合されており、ろう付接合には、線状のろう素材が多重に巻回されて平板リング状に形成されたろう材が使用されているので、多重に巻回した線状のろう素材同士の間に微小な隙間が残っているため、真空雰囲気中で容器内を排気しながらろう付けする際に、固定電極棒や固定電極または可動電極棒や絶縁容器等の重みによって、ろう材を押しつぶす方向に荷重がかかっても、排気コンダクタンスを低下させることがなく、排気性が向上するため、真空容器の品質の向上を図ることができる。
【００２１】
実施の形態２．
実施の形態２は、ろう材の製造方法に関するものである。
図４は、実施の形態２のろう材の製造方法を説明する説明図である。図４に示すように、銀などの貴金属を主成分とした線状のろう素材を渦巻き状に巻回して渦巻き状線素材１２ａを形成し、その渦巻き状線素材１２ａを、矢印で示すように軸方向にプレスして所定の厚さおよび内外径の平板リング状のろう材１２に形成するものである。こうして完成した状態が、実施の形態１で説明した図３である。
【００２２】
プレス成形するとき、プレスの強さを加減して、ろう材１２の径方向の断面形状は、線状のろう素材の元の形状が残る程度とする。つまり、完全に厚さ方向に押しつぶして断面を矩形状にするのではなく元の形状が残る程度とする。また、渦巻き状線素材１２ａ同士も完全に密着させる必要はなく、微小隙間が残っていてもよい。
また、円錐状の渦巻き状線素材１２ａを形成する際に、図４に一点鎖線で示すような、円錐台状の巻型１３を使用すれば、容易に円錐形状に巻回することができる。巻型１３を替えることで、容易に所定の大きさの渦巻き状線素材１２ａを得ることができる。
【００２３】
図５は、他のろう材の製造方法を説明する説明図である。図４は、１本の線状のろう素材により作成したものであったが、図５では、まず、線状のろう素材を円環状に形成して内径の異なる複数の円環状線素材１２ｂを作成し用意する。次に、内径の小さい円環状線素材１２ｂの外側にその円環状線素材１２ｂの外径に適合する内径の円環状線素材１２ｂを順に組合せた後、プレス成形により所定の厚さおよび内外径の平板リング状のろう材１２に形成するものである。
この場合も、完成後の断面形状は、先に説明した図４の場合と同じである。
【００２４】
このように、線状のろう素材を用いて平板リング状のろう材に形成することで、板状のシートから金型によりワッシャ形状に打ち抜いて成形する従来のものと比較して、溶融後は従来と変わらないろう付接合ができる。更に、打ち抜きの場合では、抜き屑が発生するのでその回収コストがかかるが、本実施の形態の場合はその回収コストが不要となる。また、例えば、真空バルブに使用されるような、内外径が異なる多くのろう材に対しても、多数の金型や加圧力の違うプレス機を用意する必要がなくなり、ろう材を安価に製造できる。
【００２５】
これまでの説明では、ろう材の形状を円形の平板リング状として説明したが、円形ではなく、線状のろう素材を多角形状に多重に巻回して同様の方法で製造し、多角形状のろう材を形成することも可能である。その一例を図６に示す。
図６は、多角形状に形成したろう材の一例を示す平面図であり、図６（ａ）は外形が四角形状の場合、図６（ｂ）は外形が三角形状の場合である。線状のろう素材は、図６では一本の場合を示しているが、図５のように複数本で構成しても良い。
【００２６】
以上のように、実施の形態２のろう材の製造方法によれば、線状のろう素材を円錐の渦巻き状に巻回して渦巻き状線素材に成形し、渦巻き状線素材を軸方向にプレス成形して所定の厚さおよび内外径の平板リング状のろう材に形成したので、内外径の違うろう材を、材料の無駄の発生を少なくして容易に得ることができる。
【００２７】
また、線状のろう素材を円環状にして内径の異なる複数の円環状線素材を作成し、内径の小さい円環状線素材の外側にその円環状線素材の外径に適合する内径の円環状線素材を順に組合せ、プレス成形して所定の厚さおよび内外径の平板リング状のろう材に形成したので、短い線材でも無駄なく利用でき、ろう材を更に安価に製造することができる。
【００２８】
なお、本願発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組合せたり、各実施の形態を適宜、変更、省略したりすることができる。
【符号の説明】
【００２９】
１  絶縁容器、２  固定側端板、３  可動側端板、４  固定電極、５  可動電極、６  固定電極棒、７  可動電極棒、８  ベローズ、９  ガイド、１０  シールド、１１  ベローズカバー、１２  ろう材、１２ａ  渦巻き状線素材、１２ｂ  円環状線素材、１３  巻型、ａ  ろう付け接合部
【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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