JPH0727749B2

JPH0727749B2 - 真空型回路部品の製造方法

Info

Publication number: JPH0727749B2
Application number: JP1016011A
Authority: JP
Inventors: 修内山; 伸一青木
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1989-01-24
Filing date: 1989-01-24
Publication date: 1995-03-29
Anticipated expiration: 2010-03-29
Also published as: JPH02195618A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は、真空スイッチ管，トリガ電極付き放電装
置，真空断路器，真空ヒューズ等の真空型回路部品を製
造する方法に関するものである。

［従来の技術］第７図（ａ）は例えば特開昭61−230221号公報に示され
た従来の真空型回路部品（真空スイッチ管）を示す縦断
面図、第７図（ｂ）は第７図（ａ）のVIIb−VIIb矢視断
面図、第７図（ｃ）はその内側端板の斜視図である。

一般に、真空型回路部品である真空スイッチ管は、可動
側組立体，固定側組立体および絶縁筒組立体の３部分で
構成されている。つまり、第７図（ａ）に示すように、
真空スイッチ管を構成する絶縁筒１内には、可動電極４
および固定電極５が配置され、可動電極４は、ベローズ
8,内側端板６を介して可動端板２に接合されており、こ
れらの部材から可動側組立体Ａが構成されている。一
方、固定電極５は、内側端板７を介して固定端板３に接
合され、これらの部材から固定側組立体Ｂが構成されて
いる。また、絶縁筒１の両端面はメタライズ面であり、
各両端面には、ろう板10および11により、それぞれ可動
端板２および固定端板３がろう付けされている。

なお、ベローズ８は、その伸縮により可動電極４を駆動
して電極4,5間を電気的に接離する役割を果たすもので
ある。また、両電極4,5間で発生するアークの金属微粒
子が絶縁筒１の内面に付着するのを防止するために、絶
縁筒１の内部で電極4,5の外周には中間シールド筒９が
配設されており、絶縁筒１および中間シールド筒９から
絶縁筒組立体Ｃが構成されている。

また、第７図（ｂ）に示すように、内側端板６の側面は
外周に沿って３個の切欠片6aを形成し、各切欠片6aは、
外側に円弧状に曲げた曲面部を有し、この切欠片6aの曲
面部が、第７図（ｃ）に示すように、絶縁筒１の内周面
に当接して可動側組立体Ａと絶縁筒組立体Ｃとの同心度
が保持されている。これと同様に、内側端板７について
も図示しないが同様の切欠片が形成されて、絶縁筒１の
内周面に当接して固定側組立体Ｂと絶縁筒組立体Ｃとの
同心度が保持されている。

さて、このような真空スイッチ管を製造する際には、第
８図に示すようにして、可動側組立体A,固定側組立体Ｂ
および絶縁筒組立体Ｃの３部分を、仮組した状態で絶縁
筒１内の排気を行なった後、ろう付け接合により封着す
る。

これらの手順を第８図により詳細に説明すると、まず、
組立用治具14上に可動側組立体Ａを載置し、可動端板２
の端面にろう板10aを載置してから、このろう板10aに絶
縁筒１の端面を当接させて絶縁筒組立体Ｃを載置する。
このとき、ろう板10aには、絶縁筒１の端面の円周方向
に沿って凹凸が成形（リング形状で波打ち座金板状）さ
れ、その凹凸によりろう板10aの部分と隙間部10bとが形
成されている。

そして、絶縁筒組立体Ｃの絶縁筒１の端面に、ろう板10
aと同様にして、ろう板11aを載置するとともに隙間部11
bが成形されている。

さらに、ろう板11a上には、固定端板３の端面を当接さ
せて固定側組立体Ｂを載置する。

このようにして仮組した真空スイッチ管は、真空炉内に
入れられて加熱され、内部のガスが排気される。このと
き、真空スイッチ管内のガスは、隙間部10b,11bから矢
印12,13で示すように排出される。また、加熱すること
により、内側端板6,7の切欠部（6a）は熱膨張して円周
方向へ伸びるので、絶縁筒１の内周面に対する押圧力が
緩和され、ろう板10a,11aの軟化とともに重力により隙
間部10b,11bがろう材により埋められ、ろう板10a,11aの
溶融を経て冷却によりろう付け接合されて各組立体A,B,
Cの封着が完了する。

［発明が解決しようとする課題］従来の真空型回路部品の製造手段では、以上のように、
各組立体A,B,C相互間がろう板10a,11aの凸部分だけ離れ
た状態で隙間部10b,11bをあけて仮組された後、ろう板1
0a,11aの溶融と同時に、隙間部10b,11bを埋めるために
各組立体A,B,Cが上下方向に移動するので、これらの３
つの部分の同心度が悪くなり、製作歩留りが劣るという
課題があった。

また、上述のような移動に際して、内側端板6,7の切欠
部（6a）と絶縁筒１の内周面との押圧力が移動の障害に
なり、封着完了後のろう層厚さのバラツキが大きくなっ
て、そのために封着強度が劣化し甚だしい場合にはろう
層にピンホールが残って真空気密が不完全になるなどの
課題もあった。

この発明は上記のような課題を解消するためになされた
もので、絶縁筒両端面と端板との間の仮組時のろう板隙
間を必要かつ充分な最小値に設定して、絶縁筒や端板の
移動距離を最小限に抑制し、同心度の優れた真空型回路
部品を製造できる方法を得ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］この発明に係る真空型回路部品の製造方法は、絶縁筒の
両端にそれぞれ気密封着される金属端板の溶着面を、適
当な平面度にて成形するとともに、前記の絶縁筒と各金
属端板との間に配置される溶着板材に、仮組状態で前記
の絶縁筒および金属端板の外周面もしくは内周面に当接
して前記の絶縁筒および金属端板を位置決めしうる複数
の突出部を形成したものである。

［作用］この発明における真空型回路部品の製造方法では、各金
属端板の溶着面に適当な平面度をもたせることにより、
その平面度により所要の排気コンダクタンスの排気溝機
能を得ることができる。従って、従来のごとく溶着板材
に排気用の隙間部を設ける必要がなくなり、溶着板材を
平板状に形成することができ、真空加熱時に絶縁筒や金
属端板が上下方向に移動するのを最小限に抑制できる。

また、溶着板材に形成された突出部により、絶縁筒およ
び金属端板が仮組状態で位置決めされ、位置決め用の特
別な治具が不要になる。

［発明の実施例］以下、この発明の一実施例を図について説明する。な
お、本実施例でも、本発明の方法により、真空型回路部
品として真空スイッチ管を製造する場合について説明す
る。

まず、第４図により本実施例の方法にて製造された真空
スイッチ管の構成について説明すると、真空スイッチ管
を構成する絶縁筒１内には、可動電極４および固定電極
５が配置され、可動電極４は、ベローズ８を介して可動
金属端板2Aに接合されており、これらの金属端板2A,可
動電極４およびベローズ８から可動組立体A₁が構成され
ている。一方、固定電極５は固定金属端板３に接合さ
れ、これらの金属端板3Aおよび固定電極５から固定側組
立体B₁が構成されている。また、絶縁筒１の両端面はメ
タライズ面であり、各両端面には、ろう板15および16に
より、それぞれ金属端板2Aおよび3Aがろう付けされ気密
封着されている。

なお、ベローズ８は、従来と同様に、その伸縮により可
動電極４を駆動して電極4,5間を電気的に接離する役割
を果たすものであり、また、絶縁筒１内には、両電極4,
5間で発生するアークの金属微粒子が絶縁筒１の内面に
付着するのを防止する中間シールド筒９が配設されて、
絶縁筒１および中間シールド筒９から絶縁筒組立体C₁が
構成されている。

さて、上述のような構成の真空スイッチ管は次のように
して製造される。

本実施例では、まず、第１図に示すように、金属端板2
A,3Aの絶縁筒１側の端面つまりろう付け面（溶着面）2a
は、予め、その全円周面について適当な水平平面度Ｗに
て成形されている。ここで、平面度Ｗは、金属端板2A,3
Aの板厚ｔに応じて0.03〜0.3mmもしくは0.16・t^1/3mm以
上に設定され、この平面度Ｗによつて生じる隙間が排気
溝を形成している。

なお、所要排気コンダクタンス１/secを得るための平
面度Ｗと金属端板2A,3Aの板厚ｔとの関係について実測
した結果を第２図に示しておく。また、金属端板3A側に
ついては図示しないが、この金属端板3Aも金属端板2Aと
全く同様に構成されているので、その説明は省略する。

一方、第１図および第３図（ａ），（ｂ）に示すよう
に、ろう板（接着板材）15,16は、従来と同様に絶縁筒
１や金属端板2A,3Aの端面に沿うようなリング状に形成
されているが、本実施例では、各ろう板15,16には、上
下垂直方向に波打ち状の凹凸はなく平面状に形成されて
いる。また、ろう板15,16には、複数の突出部15a,16aお
よび15b,16bが予め折り曲げ形成されており、これらの
突出部15a（16a）および15b（16b）は、それぞれ、仮組
状態で金属端板2A（3A）の外周面および絶縁筒１の内周
面に当接して絶縁筒１および金属端板2A（3A）を位置決
めするものである。

上述のごとく、予め形成された金属端板2A,3Aおよびろ
う板15,16を用いて、従来とほぼ同様にして、各組立体A
₁,B₁,C₁の仮組を行なう。

つまり、組立用治具（第８図の符号14参照）上に可動側
組立体A₁を載置し、その可動金属端板2Aの端面（ろう付
け面2a）上にろう板15を載置してから、このろう板15に
絶縁筒１の端面を当接させて絶縁筒組立体C₁を載置す
る。このとき、ろう板15に形成された突出部15a,15bに
より、絶縁筒１および金属端板2Aが位置決めされ、従来
のように切欠部をもつ内側端板（第7,8図の符号６参
照）が不要になる。また、平面状のろう板15と金属端板
2Aの端面との間には、金属端板2Aの端面の平面度Ｗによ
る隙間にて、第１図に示すように、排気溝としての機能
が得られるようになっている。

そして、絶縁筒組立体C₁の絶縁筒１の端面にも、ろう板
15と同様にして、ろう板16を載置し、このろう板16上
に、固定金属端板3Aの端面を当接させて固定側組立体B₁
を載置する。このときも、前述のろう板15と同様に、切
欠部をもつ内側端板（第7,8図の符号７参照）が不要に
なるとともに、金属端板3Aの端面の平面度Ｗによる隙間
にて排気溝としての機能が得られるようになっている。

このようにして仮組した真空スイッチ管は、真空炉内に
入れられて加熱され、内部のガスが、前述した平面度Ｗ
による排気溝機能にて排気される。

このとき、仮組状態の真空スイッチ管を例えば10^-4Torr
以下の真空中で加熱ろう付けすることにより、ろう板1
5,16の融点までは、平面度Ｗによる排気溝を経て真空ス
イッチ管内のガスが外部へ排気され、ろう板金属の融点
を経てろう層が凝固する過程において、ろう層が排気溝
を埋めつくし金属端板2A,3Aの端面と絶縁筒１の端面と
を気密封着し、ろう層の厚さＢは0.03〜0.3mmに保持さ
れる。即ち、ろう層の厚さＢは平面度Ｗにほとんど等し
くなり、仮組状態で真空加熱した後、気密封着された真
空スイッチ管は仮組状態の姿勢がほとんどそのまま維持
される。

従って、各金属端板2A,3Aのろう付け面に適当な平面度
Ｗをもたせることにより、その平面度Ｗにより所要の排
気コンダクタンスの排気溝機能を得ることができるの
で、従来のごとくろう板に排気用の隙間部（第８図の符
号10b,11b参照）を設ける必要がなくあんり、ろう板15,
16を平板状に形成でき、真空加熱時に絶縁筒１や金属端
板2A,3Aが上下方向に移動するのを最小限に抑制でき
る。これにより、ろう板15,16の溶融・凝固による気密
封着時に仮組状態を維持し続けることができ、同心度の
優れた真空スイッチ管を製造することができる。

また、真空スイッチ管の仮組状態において、ろう板15,1
6の突出部15a,16aはそれぞれ金属端板2A,3Aの内周面に
当接する一方、ろう板15,16の突出部15b,16bはそれぞれ
絶縁筒１の外周面に当接して、絶縁筒１と金属端板2A,3
Aとが相互に同心的に配置されるように位置決めが行な
われる。これにより、従来、位置決め用に設けていた切
欠部付きの内側端板（第7,8図の符号6,7参照）が不要に
なって、製造コストの削減を実現できるとともに、仮組
状態での占める空間を従来に比べ小さくでき、ろう付け
による組立精度が向上する。これと同時に、その切欠部
と絶縁筒１の内周面との押圧力も無くなりそのための摩
擦力の変動も全く無いので、接合部の全周に亘って均一
なろう層厚さが得られる。

なお、上記実施例では、ろう板15,16の金属端板2A,3A側
の突出部15a,16aを金属端板2A,3Aの内周面に、ろう板1
5,16の絶縁筒１側の突出部15b,16bを絶縁筒１の外周面
に、それぞれ当接させるようにろう板15,16を形成した
が、逆に、突出部15a,16aを金属端板2A,3Aの外周面に当
接させ、突出部15b,16bを絶縁筒１の内周面に当接させ
るように形成してもよい。また、上記実施例では、ろう
板15,16の突出部15a,16a,15b,16bを各３箇所に設けた
が、これに限定されるものではなく、位置決めが可能な
適当な数だけ突出部を設ければよい。

また、上記実施例では、金属端板2A,3Aの端面は面取り
することない平面状としているが、この金属端板2A,3A
の端面には、第５図（ａ）に示すいような半円加工、第
５図（ｂ）に示すようなθ＝45°の面取り加工、第５図
（ｃ）に示すようなθ＝60°の面取り加工を施してもよ
い。この場合、上記実施例の平面度Ｗと同じ平面度を金
属端板2A、3A端面にもたせることで、上記実施例よりも
さらに排気コンダクタンスを大きくすることができる。
逆に、このように金属端板2A、3Aの端面に加工を施すこ
とにより、所要排気コンダクタンスを得るための平面度
Ｗは、第２図に示す値よりも小さくすることができるの
で、より同心度の優れた真空スイッチ管を製造できる。
なお、第５図（ａ）〜（ｃ）において、Ｍは絶縁筒１の
端面におけるメタライズ面の幅を示す。

以上の実施例では、金属端板2A、3Aの端面が絶縁筒１の
端面にろう付けされる構造について述べたが、第６図に
示すように、金属端板2B、3Bの周縁部が外側へ折り曲げ
られ平面部が絶縁筒１の端面に当接する構造であって
も、本発明の製造方法は同様に適用される。ただし、こ
の場合には、金属端板2B、3Bの平面部の平面度Ｗは、絶
縁筒１の端面におけるメタライズ面の幅Ｍに応じて設定
され、所要の排気コンダクタンスが得られる。例えば、
Ｗ＝0.16・M^1/3mmとする。

さらに、上記実施例では、真空型回路部品として真空ス
イッチ管を製造する場合について説明したが、本発明の
方法は、他の真空型回路部品、例えばトリガ電極付き放
電装置，真空断路器，真空ヒューズ等を製造する際にも
同様に適用され、上記実施例と同様の効果を奏する。

［発明の効果］以上のように、この発明によれば、金属端板の溶着面を
適当な平面度にするとともに、溶着板材に形成した突出
部により絶縁筒および金属端板を仮組状態で位置決めす
るように構成したので、その平面度により所要の排気コ
ンダクタンスの排気溝機能が得られ、絶縁筒両端面と金
属端板との間の仮組時の排気用隙間が必要かつ充分な最
小値に設定され、絶縁筒や金属端板の移動距離を最小限
に抑制できて、同心度の優れた真空型回路部品を製造で
きる効果がある。また、位置決め用の特別な治具が不要
になり製造コストを削減できる効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による真空型回路部品の製
造方法を説明するための仮組状態における真空スイッチ
管の要部縦断面図、第２図は所要排気コンダクタンスを
得るための平面度と金属端板の板厚との関係を示すグラ
フ、第３図（ａ）は上記実施例におけるろう板を示す斜
視図、第３図（ｂ）は上記ろう板の仮組状態を示すもの
で左半部に要部縦断面を示し右半部に外側面を示した
図、第４図は上記実施例の方法により製造された真空ス
イッチ管を示す縦断面図、第５図（ａ）〜（ｃ）は本発
明の他の実施例による金属端板の端面形状を説明するた
めの要部断面図、第６図は本発明の他の実施例による真
空スイッチ管を示す縦断面図、第７図（ａ）は従来の真
空スイッチ管を示す縦断面図、第７図（ｂ）は第７図
（ａ）のVII（ｂ）−VII（ｂ）矢視断面図、第７図
（ｃ）は内側端板の斜視図、第８図は従来の真空型回路
部品の製造手段を説明すべくその仮組状態を示す縦断面
図である。図において、１……絶縁筒、2A,2B……可動金属端板、2
a……ろう付け面（溶着面）、3A,3B……固定金属端板、
15,16……ろう材（接着板材）、15a,15b,16a,16b……突
出部。なお、図中、同一の符号は同一、又は相当部分を示して
いる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】絶縁筒と同絶縁筒の両端にそれぞれ気密封
着された金属端板とからなる真空型回路部品を製造する
に際し、前記絶縁筒の両端と前記の各金属端板との間に
接着板材を配置して仮組した後、真空加熱して溶着し、
前記の絶縁筒と金属端板とを気密封着する真空型回路部
品の製造方法において、前記金属端板の溶着面が適当な
平面度にて成形されるとともに、前記接着板材に、仮組
状態で前記の絶縁筒および金属端板の外周面もしくは内
周面に当接して前記の絶縁筒および金属端板を位置決め
しうる複数の突出部が形成されていることを特徴とする
真空型回路部品の製造方法。