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公開番号2025159886
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-22
出願番号2024062723
出願日2024-04-09
発明の名称真空バルブ
出願人株式会社東芝
代理人弁理士法人スズエ国際特許事務所
主分類H01H 33/662 20060101AFI20251015BHJP(基本的電気素子)
要約
【課題】真空バルブの真空中部分放電や絶縁破壊を抑制する。
【解決手段】実施形態によれば、面取り加工された角面を持つ開口端を有する絶縁容器、及び前記開口端とメタライズ層を介して接合された封着金具を有する真空容器と、真空容器内に切離可能に対向配置された一対の電極とを備え、角面の面取りの幅dxと、角面の面取りの深さdyは、dx>dyで表される関係を有する真空バルブが提供される。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
面取り加工された角面を持つ開口端を有する絶縁容器、及び前記開口端とメタライズ層を介して接合された封着金具を有する真空容器と、
前記真空容器内に切離可能に対向配置された一対の電極とを備え、
前記角面の面取りの幅ｄｘと、前記角面の面取りの深さｄｙは、下記式（１）で表される関係を有する真空バルブ。
ｄｘ＞ｄｙ…（１）
続きを表示（約 420 文字）【請求項２】
面取り加工された曲面を持つ開口端を有する絶縁容器、及び前記開口端とメタライズ層を介して接合された封着金具を有する真空容器と、
前記真空容器内に切離可能に対向配置された一対の電極とを備え、
前記曲面の面取りの曲率半径Ｒは、０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下である真空バルブ。
【請求項３】
前記メタライズ層は、前記絶縁容器の開口端上のモリブデン－マンガン層、及び前記モリブデン－マンガン層上のニッケル層を有するメタライズ処理層と、
前記メタライズ処理層上のろう材層とを含む請求項１または２に記載の真空バルブ。
【請求項４】
前記ろう材層に使用されるろう材は、銀と、銅、亜鉛、またはカドミウムのうち少なくとも１つの金属とを含む請求項３に記載の真空バルブ。
【請求項５】
前記角面の面取り角θは、０°より大きく４５°未満である請求項１に記載の真空バルブ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、真空バルブに関する。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
真空バルブは、絶縁容器と封着金具とを銀ロウなどのロウ付けによって封着することで真空バルブ内を真空状態に保っている。絶縁容器端部にはロウ付けによる強度を高めるためにメタライズ処理がなされているが，絶縁容器（絶縁物）－メタライズ（金属）－真空が重なる点（トリプルジャンクション部）は非常に電界が高いことが知られている。電界が高いことで電子が飛び出しやすい状態となるため，真空中部分放電や絶縁破壊が生じやすくなり，真空バルブの性能に悪影響を与えることからトリプルジャンクション部の電界を緩和するという課題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１７－１４７０２６号公報
特開２００４－１１９０９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の実施形態は、真空バルブの真空中部分放電や絶縁破壊を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態によれば、面取り加工された角面を持つ開口端を有する絶縁容器、及び前記開口端とメタライズ層を介して接合された封着金具を有する真空容器と、
前記真空容器内に切離可能に対向配置された一対の電極とを備え、
前記角面の面取りの幅ｄｘと、前記角面の面取りの深さｄｙは、下記式（１）で表される関係を有する真空バルブが提供される。
ｄｘ＞ｄｙ…（１）
【図面の簡単な説明】
【０００６】
実施形態にかかる真空バルブの一例を表す概略的な断面図である。
図１の部分拡大図である。
メタライズ層の断面構造を説明するためのモデル図である。
面取りの幅ｄｘとトリプルジャンクション部の電界強度との関係を表すグラフ図である。
面取りの深さｄｙとトリプルジャンクション部の電界強度との関係を表すグラフ図である。
面取り角度θとトリプルジャンクション部の電界強度との関係を表すグラフ図である。
他の実施形態に係る真空バルブの部分拡大図である。
曲率半径Ｒとトリプルジャンクション部の電界強度との関係を表すグラフ図である。
角度θｒと電界強度との関係を表すグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
実施形態に係る真空バルブは、面取り加工された角面または曲面を持つ開口端を有する絶縁容器、及び開口端とメタライズ層を介して接合された封着金具を有する真空容器と、真空容器内に切離可能に対向配置された一対の電極とを備える。
角面の面取りの幅ｄｘと、角面の面取りの深さｄｙは、下記式（１）で表される関係を有する。
ｄｘ＞ｄｙ…（１）
また、曲面の面取りの曲率半径Ｒは、０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下である。
【０００８】
角面の面取りの幅ｄｘと、角面の面取りの深さｄｙは、ｄｘ≦ｄｙであると、トリプルジャンクションにおける電界を緩和させることが困難となる。また、曲率半径Ｒは、０．１ｍｍ未満であると、加工が困難であり、メタライズ層の欠けを防止しにくくなり、１．０ｍｍを超えると、トリプルジャンクションにおける電界強度は、面取り角度がθ４５°の場合の電界強度よりも大きくなる。
実施形態によれば、絶縁容器に面取り加工された角面または曲面を持つ開口端を設けることにより、トリプルジャンクションにおける電界を緩和して電子放出を抑制し、真空バルブの真空中部分放電や絶縁破壊を抑制することが可能となる。
【０００９】
以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。
なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更であって容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。
【００１０】
図１に、実施形態にかかる真空バルブの一例を表す概略的な断面図を示す。
図示するように、真空バルブ１００は、両端に開口部を有し、例えばアルミナ磁器等よりなる筒状のセラミックス容器１０と、一方の開口部に封着された固定側封着金具１１と、他方の開口部に封着された可動側封着金具１２とを備えており、真空バルブ１００内は真空が維持されている。固定側封着金具１１及び可動側封着金具１２は、各々、導電体であり、例えばステンレス鋼等の金属材料により形成することができる。固定側封着金具１１には中央開口部が設けられ、固定側通電軸１３が貫通固定されている。固定側通電軸１３のセラミックス容器１０内の端部に電極として固定側接点１４が固着されている。固定側接点１４に対向し、電極として切離自在の一対の接点となる可動側接点１５は、可動側封着金具１２に設けられた中央開口部を移動自在に貫通する可動側通電軸１６の端部に固着されている。この可動側通電軸１６では、中央部分より可動側封着金具１２側の部分がセラミックス容器１０の外に導出される部分となっており、その部分に、気密封止のための伸縮自在の筒状のベローズ１７が配設されている。ベローズ１７の自由端１７－２は可動側通電軸１６の中央部分に封着され、固定端１７－１は可動側封着金具１２の中央開口部に封着されている。固定側接点１４と可動側通電軸１６の周囲には、筒状のアークシールド１８が設けられている。
（【００１１】以降は省略されています）

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