(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空バルブの通電軸の外部導体が接続される導体接続面に銀を主成分とするろう材を重ねるとともに、このろう材の厚さＴｍｍを、Ｔ≧２．１６／銀の含有量重量％とし、７００℃〜８３０℃で加熱溶融させて前記導体接続面に前記ろう材による銀被覆を１μｍ以上の厚さで形成することを特徴とする真空バルブの製造方法。
【請求項２】
前記ろう材の加熱溶融を真空バルブの真空高温ろう付組立工程と同時に行ったことを特徴とする請求項１に記載の真空バルブの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、真空バルブの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５は、従来の真空バルブの一例を示す縦断面図で、開極状態を示す図である。図５において、セラミックから円筒状に製作された絶縁容器３Ａの下端には、ステンレス鋼から環状に製作された中間フランジ４ｂの上端がろう付され、この中間フランジ４ｂの下端には同じくステンレス鋼から製作された支持環４ａがろう付され、この支持環４ａには上側の中間フランジ４ｂと同一品の中間フランジ４ｃが対称的にろう付されている。
【０００３】
この中間フランジ４ｃの下端には、上部の絶縁容器３Ａと同一品の絶縁容器３Ｂの上端がろう付され、上部の絶縁容器３Ａの上端にはステンレス鋼から製作された固定側端版５Ａの外周の下端面がろう付され、下部の絶縁容器３Ｂの下端にも可動側端版５Ｂの上端が対称的にろう付されている。
【０００４】
支持環４ａの内周には、中間部の段付部の上側に対してステンレス鋼から製作された上部のアークシールド６Ａの下端が挿入されてろう付され、中間部の段付部の下側に対して、同じくステンレス鋼から製作された短い下部アークシールド６Ｂの上端が挿入されてろう付されている。
【０００５】
固定側端板５Ａの中心に形成された貫通穴には、銅棒から製作された固定側通電軸２Ａが上端を僅かに突き出して貫設され、固定側端板５Ａにろう付されている。
同じく、可動側端板５Ｂの中心に形成された貫通穴にも、銅棒から製作された可動側通電軸２Ｂがブッシュ５ｂを介して貫設されている。
【０００６】
このうち、上側の固定側通電軸２Ａの下端には、固定側電極１Ａがろう付され、下側の可動側通電軸２Ｂの上端には、固定側電極１Ａと同一品の可動側電極１Ｂが対称的にろう付されている。
【０００７】
可動側端板５Ｂの内面には、ステンレス鋼板から蛇腹状に製作されたベローズ７の下端がろう付され、可動側通電軸２Ｂの中間上部に形成された段付部の下面には、ベローズカバー８がろう付され、このベローズカバー８の下面に対してベローズ７の上端がろう付されている。
【０００８】
このように構成された真空バルブにおいては、最終の組立は、高温の真空炉において行われ、可動側通電軸２Ｂの下端に連結された図示しない絶縁ロッドが、真空遮断器の操作機構によって上方に駆動されることで、可動側通電軸２Ｂは矢印Ａに示すように上方に駆動されて、この可動側通電軸２Ｂの上端にろう付された可動側電極１Ｂは固定側電極１Ａに接触して真空遮断器が投入状態となる。
【０００９】
逆に、この投入状態から可動側通電軸２Ｂが下方に駆動されることで、可動側電極１Ｂは固定側電極１Ａから開離して、真空遮断器は開極状態となる。
このとき、固定側電極１Ａと可動側電極１Ｂとの間で発生したアークは、真空状態に維持された内部で消弧され、このアークで飛散した金属蒸気の粒子は、上部アークシールド６Ａや下部アークシールド６Ｂの内面に付着することで、絶縁容器３Ａ，３Ｂの内周の表面沿面絶縁特性の低下が防がれている。
【００１０】
図６は、この真空バルブが真空遮断器の絶縁枠の導体に接続された状態を示す図である。
図６において、固定側通電軸２Ａの上端の接続部14Ａには、固定側接続導体13の左側下面がボルトで固定され、可動側通電軸２Ｂの下端の外周の接続部14Ｂには、環状の導体15が挿入されてろう付され、この導体15の右側面には、薄い軟鋼板を重ねて構成する可撓導体16の上端がボルトで接続され、この可撓導体16の下部は、可動側接続導体17にボルトで接続されている。
【００１１】
したがって、固定側通電軸２Ａの上端面は、固定側接続導体13との接続時の接触抵抗を減らすために銀めっきやすずめっきが施され、同じく可動側通電軸２Ｂの下部の外周にも銀めっきやすずめっきが施されている。
【００１２】
すなわち、この真空バルブの製造方法では、部分組立として、接続部14Ａに銀又はすずめっきされた固定側電極１Ａをろう付した固定側通電軸２Ａと固定側端板５Ａをろう付し、同じく可動側電極１Ｂをろう付した可動側通電軸２Ｂと可動側端板５Ｂ，ベローズ７及びベローズカバー８を高融点のろう材でろう付する。
【００１３】
次に、この部分組立された固定側と可動側と、上下の絶縁容器３Ａ，３Ｂ及びこれらの間の中間封着部品４を真空炉中で低温のろう材を使って気密にろう付して最終組立する。
なお、上下の接続面14Ａ，14Ｂは、上記高温のろう付後に形成する場合もある。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このような従来の真空バルブの製造方法においては、部分組立の高融点ろう付において、固定側通電軸２Ａの上端の接続部14Ａと可動側通電軸２Ｂの下端の外周の接続部14Ｂに施された銀又はすずめっきの被覆層の一部が軟化するだけでなく、蒸発し薄くなって厚さがばらつくおそれがある。
【００１５】
被覆層が過度に薄くなると、これらの固定側通電軸２Ａや可動側通電軸２Ｂの端部にろう付されている上端の固定側接続導体13や下端の導体15との接続部分の抵抗がばらついて、なかには通電による温度上昇が許容値を超えるおそれがある。
【００１６】
そのため、銀やすずのめっき厚を増やす方法も考えられるが、すると、電気めっきの所要時間が大幅に長くなって所要エネルギーも増える。
さらに、めっき層の外面をセラミックや他の金属が覆って、めっき層の温度上昇を防いで、高温の部分組立による軟化を防ぐことも考えられるが、するとそのための工程が増える。
【００１７】
一方、最終組立の後にめっき層を形成する方法も考えられるが、すると、めっき工程中に他の金属部分が腐食するおそれがあり、これを防ぐために金属の表面をマスキングすると、その工程に手間がかかる。
そこで、本発明の目的は、工程を増やすことなく、接続部に対して品質一定の被覆層を形成することのできる真空バルブの製造方法を得ることである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に対応する発明は、真空バルブの通電軸の外部導体が接続される導体接続面に銀を主成分とするろう材を重ねるとともに、このろう材の厚さＴｍｍを、Ｔ≧２．１６／銀の含有量重量％とし、７００℃〜８３０℃で加熱溶融させて導体接続面にろう材による銀被覆を１μｍ以上の厚さで形成することを特徴とする。
【００１９】
請求項２に対応する発明は、ろう材の加熱溶融を真空バルブの真空高温ろう付組立工程と同時に行ったことを特徴とする。
このような手段によって、本発明では、組み込む前の段階における通電軸に対する接触抵抗低下のための単独の被覆形成工程を省略する。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の真空バルブの製造方法の一実施形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の真空バルブの製造方法の第１の実施形態を示す部分縦断面図で、従来の技術で示した図５の部分拡大図に対応し、請求項１及び請求項２に対応する図である。
【００２１】
図１は、図５で示した真空バルブの真空炉における最終組立工程の部分分解図である。
すなわち、絶縁容器３Ａの上端には、図示しないろう材が従来と同様に載置され、このろう材の上に対して、部分組立で固定側通電軸２Ａとろう付された固定側端板５Ａが従来と同様に同一軸心線上に載置されている。この状態で最終組立の高温真空炉（820 〜830 ℃）でろう付される。
【００２２】
これに対して、更に本発明では、固定側通電軸２Ａの上端面に対して、この固定側通電軸２Ａと同径の銀又はすず或いは銀又はすずを主成分とする環状のろう材円板９を矢印で示すように載置する。このろう材円板９の外径は、固定側通電軸２Ａの外径と同一である。
【００２３】
さらに、このろう材円板９の上面に対して、下面の中心に凸部10ａが形成されたセラミック製の重り10を続いて載置する。この重り10の外径は、固定側通電軸２Ａの外径＋２mmである。
【００２４】
固定側通電軸２Ａの上端の接続部14Ａの中心には、めねじ２ａが加工されており、このめねじ２ａの内径と同一の径の穴がろう材円板９には加工され、重り10の凸部10ａの外径は、めねじ２ａの内径と比べて僅かに小径となっている。
【００２５】
発明者らが先ず採用したろう材円板９の厚さは、0.04mmで、材料はＢＡｇ−８（Ａｇ72重量％，Ｃｕ28重量％）合金である。また、重り10の重量は500 ｇである。
【００２６】
この状態で加熱炉で790 ℃まで昇温して固定側通電軸２Ａの上端の接続面14Ａに10〜14μｍの厚さの銀被覆をめっき液による電解めっきを行うことなく、形成することができた。
【００２７】
この真空バルブの製造方法によれば、電解めっきを省くことができるので、工程を短縮することができるだけでなく、省エネを図ることができ、めっき液の処理の問題も解消することができる。
【００２８】
なお、上記実施例において、ろう材円板９の外径は固定側通電軸２Ａの外径と同一としたが、重り10によるろう材円板９の位置決め精度によっては、僅かに大きくして、接続面14Ａの外周部における銀被覆層の欠落を防いでもよい。
【００２９】
また、上記実施例では、ろう材円板９の材料をＢＡｇ−８合金としたが、この銀と銅の比率を変えてもよく、また銀だけでもよく、さらにすず又はすずを含むろう材でもよい。
【００３０】
さらに、上記実施例では、接続面14Ａに形成するろう材の被覆層を真空バルブの最終組立の後に行ったが、最終組立と同時に高温真空炉で行ってもよい。この場合には工程を更に短縮することができる。
【００３１】
発明者らが行った試作結果では、前述したＢＡｇ−８合金を使用して最終組立と同時に被覆層を形成したところ、表面あらさがＲａ：0.9 〜1.05と向上した。
また、被覆の厚さは、１μｍ未満では、部分的に下地の銅が露出し、１μｍ以上あれば、露出しないだけでなく、密着性に優れ剥離しないことが分った。
【００３２】
図２は、本発明の真空バルブの製造方法の第２の実施の形態を示す図で、可動側通電軸２Ｂの下端の外周の接続面14Ｂに対してろう付けの被覆層を形成する方法を示す部分拡大分解縦断面図で、前述した図１に対応する図である。また、図３は、同じく本発明の真空バルブの製造方法の第２の実施の形態を示す図で、図２の分解図の組立図である。
【００３３】
図２及び図３において、可動側通電軸２Ｂの下端の外周には、図２においては断面形状がＬ字形で図３においては略Ω字状の一対の締付治具11が下側から挿入され、この締付治具11の内周には、厚さが0.04mmで半円状の一対のろう材12があらかじめ挿入されている。
【００３４】
この状態で図３に示すように一対の締付治具11をボルトで締め付けて図１で示した実施例と同様に昇温加熱して銀被覆層又はすずを含む合金の被覆層を形成することができる。
【００３５】
図４は、発明者らが実験で求めた銀を主成分とするろう材の厚さと銀の含有量の適切な関係を示すグラフである。
図４に示す曲線は、銀を主成分とする合金のろう材の厚をＴ（mm）とし、銀の含有量（重量％）をＡとしたとき、Ｔ≧2.16÷Ａの範囲で良好な銀合金の被覆を形成することができることを示している。すなわち、○印は、良好な被覆が形成された場合の試験条件であり、×印は、母材の通電軸の銅が部分的に被覆に現れた試験条件を示す。
【００３６】
【発明の効果】
以上、請求項１に対応する発明によれば、真空バルブの通電軸の外部導体が接続される導体接続面に銀を主成分とするろう材を重ねるとともに、このろう材の厚さＴｍｍを、Ｔ≧２．１６／銀の含有量重量％とし、７００℃〜８３０℃で加熱溶融させて導体接続面にろう材による銀被覆を１μｍ以上の厚さで形成することで、特に、請求項２に対応する発明によれば、ろう材の加熱溶融を真空バルブの真空高温ろう付組立工程と同時に行うことで、組み立てる前の状態の通電軸に対する単独の被覆形成工程を省いたので、工程を増やすことなく品質一定の被覆層を接続部に形成することのできる真空バルブの製造方法を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の真空バルブの製造方法の第１の実施形態を示す部分分解縦断面図。
【図２】本発明の真空バルブの製造方法の第２の実施形態を示す部分分解縦断面図。
【図３】本発明の真空バルブの製造方法の第２の実施形態を示す部分平面図。
【図４】本発明の真空バルブの作用を示すグラフ。
【図５】従来の真空バルブの一例を示す縦断面図。
【図６】従来の真空バルブが組み込まれた状態の一例を示す図。
【符号の説明】
１Ａ…固定側電極、１Ｂ…可動側電極、２Ａ…固定側通電軸、２Ｂ…可動側通電軸、３Ａ，３Ｂ…絶縁容器、４…中間封着部品、５Ａ…固定側端板、５Ｂ…可動側端板、６Ａ…上部アークシールド、６Ｂ…下部アークシールド、７…ベローズ、８…ベローズカバー、９…ろう材円板、10…重り、10ａ…凸部、11…締付治具、12…ろう材、13…固定側接続導体、14Ａ，14Ｂ…接続部、15…導体、16…可撓導体、17…可動側接続導体。
【図１】
0004159681.tif 000002
【図２】
0004159681.tif 000003
【図３】
0004159681.tif 000004
【図４】
0004159681.tif 000005
【図５】
0004159681.tif 000006
【図６】
0004159681.tif 000007