JPH06331090A - 周囲の環境から容器の内部を封止するための方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 熱処理されるべき加工品を収容する容器に接
続されるチューブを封止するための新規な方法を提供す
る。 【構成】 熱的な手段だけではなく機械的な手段を使用
して、熱処理されるべき加工品を収容する容器（１１
０）に接続されかつその容器から延在するチューブ（１
１２）の端部を封止するための新規な方法である。この
発明はまた、そのような容器に接続するための新規なチ
ューブ部材を企図しており、チューブを容器に挿入する
前に封止材料がチューブ部材の中に配置される。チュー
ブを容器に固定した後、チューブの特定区間（１１４）
に沿った、チューブの機械的閉鎖が行なわれる複数の位
置（１４０）が識別される。その後、チューブは、潰さ
れた位置でチューブ内に金属封止が形成されるように、
中に含まれる封止材料を潰された位置で溶かすのに十分
な高さの温度まで加熱される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の分野】この発明は、容器を封止するための方法
および装置に関し、より特定的には、ろう付け法を使用
して容器の金属排出チューブをしっかりと封止するため
の方法および装置に関する。

【０００２】

【発明の背景】大気に対して封止しなければならない場
合に金属チューブを使用する応用には種々のものがあ
る。そのような場合、チューブは通常、真空排気されて
容器を含む周囲の環境よりも低い圧力であるか、または
容器を含む周囲の環境よりも高い圧力下でガスもしくは
他の流体を充填した容器に取付けられる。

【０００３】チューブの封止を行なうことが望ましい技
術分野の一例は、チタンまたはその合金等の反応性金属
からなる加工品を拡散接合する場合のように、制御され
た周囲の環境が必要である場合である。この制御された
周囲の環境は、典型的には、拡散接合のために準備され
た加工品を覆う、「レトルト」として既知の金属覆いま
たは容器を使用することにより達成される。このレトル
トは、加工品の周りの縁部領域で封止されるべき上方お
よび下方の金属部材を含む。典型的には、チューブは、
加工品を含むレトルトの上方および下方の金属部材によ
り形成されるチャンバに接続される。チャンバの縁部領
域を封止した後、チャンバ内の流体は、チューブを介し
てチャンバに結合される真空ポンプ手段により排出され
る。チャンバの中を排出した後封止しなければならない
のがこのチューブである。

【０００４】チューブの封止が望ましい別の場合には、
加圧された流体かまたは周囲温度が変化すると周囲の圧
力よりも大きい圧力を発生させる流体で容器を充填する
ことが必要である。容器を充填した後に、流体を送るた
めに使用されるチューブを密封することが必要である。

【０００５】加圧されたチャンバかまたは排出されたチ
ャンバを周囲の環境から隔離しようと試みる際に直面す
る主な問題は、チャンバ内の流体の体積を操作した後に
チューブを完全に封止できるようにすることである。

【０００６】チューブを封止するためのいくつかの技
術、すなわち機械的変形またはクリンピング、溶接、お
よびろう付けが既知である。機械的変形の場合、チュー
ブはまず加熱され、その後、機械工具を使用して与えら
れる圧潰力により潰される。溶接では、結合されるべき
２片の金属が互いの上に置かれて溶解され、冷却すると
その２片は１つになる。ろう付けでは、はんだ合金が溶
解され、結合されるべき２つの金属部材の表面に流さ
れ、その合金の温度が下がると２つの金属片は結合され
る。

【０００７】これらの技術の各々は望ましくないことが
わかったため、容器に接続されるチューブを封止するた
めの新規でより効果的な方法が多いに必要とされてい
る。

【０００８】溶接を行なうのに必要な装置は扱いにくく
かつ持ち運びできないため、利用しにくい場合もあると
いう点で望ましくない。その上、溶接には結合されるべ
き金属部材を溶解することが必要であり、ある特定の応
用においては、発生される熱のレベルが容器の中身また
は容器自体を破壊し得るレベルである可能性がある。

【０００９】同様に、はんだ付けはチューブの端部を閉
鎖するためには望ましくない。周囲よりも高いまたは低
い内部圧力を有するチャンバの場合、チューブを加熱し
て挟み潰し、挟み潰したチューブの端部をはんだに浸す
と、はんだの「プラグ」はチャンバの圧力と周囲の圧力
との差によりその固定位置から外れてしまい、それによ
り封止の完全性が破壊されてしまう。さらに、チャンバ
から流体が排出されている場合、結果として得られる封
止は、容器およびそれに接続されたチューブがその後に
たとえば拡散接合処理に伴なう加熱等の熱処理を受ける
ときに効果的でなく、はんだの「プラグ」が融点に達す
るとそのはんだの「プラグ」が再び溶解し、損失するこ
とになってしまう。

【００１０】加熱してまたは加熱せずにチューブを単に
潰すだけの機械クリンピング法では、結果として得られ
る封止はチューブ内の限られた圧力にしか耐えられない
ことがわかった。

【００１１】

【発明の目的】したがって、本発明の目的は、熱処理さ
れるべき加工品を収容する容器に接続されるチューブを
封止するための、現在既知の封止法のすべての不利な点
および欠点を克服する新規な方法を提供することであ
る。

【００１２】本発明の他の目的は、容器から延在するチ
ューブの端部を熱的な工程だけでなく機械的な工程によ
り閉鎖するための方法を提供することである。

【００１３】本発明のさらに他の目的は、容器にチュー
ブ部材を挿入する前に封止材料をチューブ部材の中に配
置する、そのような容器に接続するための新規なチュー
ブ部材を提供することである。

【００１４】これらの目的および他の目的は、まず、加
工品を収容する容器の周辺の適切な位置に、中に封止材
料が置かれるチューブを接続することにより達成され
る。次に、チューブは容器の外側の特定区間に添った複
数の位置で機械的に閉鎖される。その後、チューブはチ
ューブに含まれる封止材料を溶かすのに十分な高さの温
度まで加熱され、それによりチューブの内側に金属封止
が形成される。好ましい封止材料はろう付け合金であ
り、これはチューブに挿入される円筒形のチューブまた
はスリーブの形を取り得る。

【００１５】

【好ましい実施例の詳細な説明】図１を参照すると、容
器とポンプ２０とを流体によって相互接続するための金
属チューブ１２と組合わせて今日産業において使用され
ているタイプの容器またはレトルト１０が示されてい
る。ポンプ２０は流体を容器内から排出するために使用
されるタイプのものであってもよく、またはポンプ２０
は加圧された流体を容器に送るために使用されるタイプ
のものであってもよい。遮断バルブ３０は好ましくはチ
ューブ内に配置され、流体が容器の中にまたは容器から
漏れるのを防ぐためにチューブを閉鎖するように起動可
能である。チューブ１２の容器に近接した領域１４は、
たとえばガストーチの炎をその領域に前後させて当てる
ことにより加熱される。

【００１６】次に、チューブの加熱された領域１４に複
数個のクリンプ４０が機械的に形成される。その後、チ
ューブは切断され（たとえば位置５０で）、そのように
して形成されたチューブの端部は溶接され閉鎖される。

【００１７】図２ないし図６に示されるように、本発明
は、チューブの加熱およびクリンピングの前にろう付け
合金からなる管状のスリーブまたは部材１１８（図３お
よび図４参照）を金属チューブ内に挿入することによ
り、容器１１０から延在する金属チューブ１１２の端部
の閉鎖することを企図する。

【００１８】容器の中を排出するまたは加圧し、かつ容
器から通じているチューブを封止する工程を実行する際
に、ろう付け合金からなる管状の部材１１８は、チュー
ブ１１２内にしっかりと同心的に適合して挿入される。
流体は、ポンプ１２０を使用して容器１１０に送られる
かまたは容器１１０から取除かれる。その後、チューブ
１１２に配置される遮断バルブ１３０が起動され、流体
が容器にまたは容器から漏れないようにする。

【００１９】次に、クリンプ１４０がチューブ１１２の
領域１１４に機械的に形成される。領域１１４は、合金
の管状部材１１８を含むチューブの特定区間にわたる。
その後、クリンピングされた領域１１４はろう付け合金
を溶かすために加熱され、その後（たとえば強制的な空
気を介して行なわれるように能動的に、または受動的
に）冷却される。この工程の結果、冶金的にろう付けさ
れたジョイントが形成される。次に、チューブは、領域
１１４の外側にありかつろう付け合金を含まないクリン
プ（図２のクリンプ１５０参照）で切断される。クリン
プ１４０でのろう付けされたジョイントにより、クリン
プ１５０でチューブを切断した後、特にその後に熱処理
を行なう間に確実なチューブの封止が得られる。そのよ
うなさらなる工程の例には、拡散接合、熱間静水圧プレ
ス等がある。

【００２０】この工程において使用されるろう付け合金
は、チューブの材料と冶金学的に共存できかつレトルト
のその後に行なわれるすべての処理（たとえば、温度の
上昇、露出等）に適合できるように選択される。

【００２１】領域１１４およびそこに含まれる管状部材
１１８のクリンピングの後、ガストーチ、誘導加熱コイ
ルまたは他のいかなる適切な加熱媒体をも使用して、ろ
う付け合金を溶かすためにその領域の加熱が行なわれ得
る。

【００２２】本発明は、図３においては１１８で点線で
示され図４においては１１８で示されるように、円筒形
の構成におけるろう付け合金の使用を企図しており、こ
れはリングもしくはスリーブ、コーティング、粉末また
は膜としてチューブの内面に固定されるかまたは配置さ
れて実現され得る。図４に示されるように、合金１１８
の好ましい構成はリングまたはスリーブとしてである。
本発明は、ろう付け合金を固形体として与えることを企
図しているが、そのような構成はここでは示されていな
い。

【００２３】図５および図６は、図２のチューブ１１２
の、ろう付け合金のスリーブが配置されるクリンピング
領域１１４を示している。図５に示されるように、チュ
ーブ１１２にクリンプ１４２を形成することにより、実
質的に平坦にされたチューブの対向する「内壁面」１４
２ａおよび１４２ｂが形成され、その内壁面の各々はろ
う付け合金からなる構成１１８をそれぞれ有しており、
それらはろう付け合金がろう付け温度まで上昇すると合
金が溶けて冶金的にろう付けされたジョイントの形成を
促進するように並列した接触する関係で配置されてい
る。

【００２４】本発明を説明するためにある代表的な実施
例およびその詳細が示されたが、本発明の意図および範
囲から外れることなく種々の変更および変形が行なわれ
ることは当業者には明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

【図１】現在使用されているタイプの容器とチューブと
の組合わせの一例を示す図である。

【図２】本発明により企図されるタイプの容器とチュー
ブとの組合わせを示す図である。

【図３】チューブのクリンピングを行なう前の、図２の
組合わせにおいて企図されるタイプのチューブの一部分
の側面図である。

【図４】図３に示されるチューブの断面図である。

【図５】チューブがクリンピングされかつ封止された後
の、図２の組合わせにおいて企図されるタイプのチュー
ブの一部分の側面図である。

【図６】図５に示されるチューブの断面図である。

【符号の説明】

１１０ 容器 １１２ チューブ １２０ ポンプ １３０ 遮断バルブ １４０ クリンプ １５０ クリンプ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 容器の内部を周囲の環境から封止するた
   めの方法であって、 （１） チューブを前記容器に結合するステップと、 （２） 前記チューブの特定区間内に予め定められた量
   のろう付け材料を与えるステップと、 （３） チューブのある領域に複数個のクリンプを形成
   するステップとを含み、前記領域は前記特定区間を含
   み、さらに （４） 前記チューブの前記領域をろう付け材料の融点
   まで加熱し、それにより前記ろう付け材料は融解して流
   れ、前記クリンプの各々で冶金的溶接を形成するステッ
   プとを含む、方法。
2. 【請求項２】 前記ろう付け材料はチューブの前記特定
   区間内に同心的に与えられる、請求項１に記載の方法。
3. 【請求項３】 前記ろう付け材料は円筒形部材の形を有
   し、予め定められた量のろう付け材料を与える前記ステ
   ップは、前記チューブ内に、前記ろう付け材料からなる
   しっかりと適合する円筒形部材を挿入するステップを含
   む、請求項１に記載の方法。
4. 【請求項４】 前記円筒形部材は中空である、請求項３
   に記載の方法。
5. 【請求項５】 前記チューブは前記容器と排出ポンプと
   の間に結合され、前記方法は、ポンプを起動して前記容
   器の中の排出を行なうステップをさらに含み、前記起動
   するステップは、前記チューブに複数個のクリンプを形
   成する前記ステップの前に実行される、請求項１に記載
   の方法。