壓縮密封型氣密端子的制作方法

壓縮密封型氣密端子的制作方法
【專利摘要】一種壓縮密封型氣密端子(10)，具有：鐵或者鐵合金的金屬外環(11)；貫通插入金屬外環(11)的鐵合金的管引線(12)；將金屬外環(11)的內壁和管引線(12)的外徑氣密地密封的絕緣玻璃(13)；以及貫通管引線(12)的由銀、銅、鋁或者銀合金、銅合金、鋁合金等低電阻金屬構成的導出引線(14)，在金屬外環(11)的內側設置有用于緩沖導出引線(14)的熱膨脹的規定的間隙部(15)，導出引線(14)通過接合部(16)而與管引線(12)氣密地接合。
【專利說明】壓縮密封型氣密端子
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種能夠在大電力用途中使用、而且具有較高的氣密可靠性的壓縮密封型氣密端子。
【背景技術】
[0002]氣密端子在金屬外環或者金屬外環的貫通插入孔內通過絕緣材料將引線氣密地密封，其向在氣密容器內收容的電氣設備或者元件供給電流，或者從電氣設備或者元件向外部導出信號(例如日本專利特開昭61-260560號公報、日本專利實開平02-039472號公報)。特別地，用絕緣玻璃密封金屬外環和引線的GTMS(GlaSS-t0-Metal-Seal)類型的氣密端子大體區分為匹配密封型和壓縮密封型這兩種。為確保可靠性高的氣密密封，合適地選擇外環以及引線的金屬材料和絕緣玻璃的熱膨脹系數是重要的。密封用的絕緣玻璃根據金屬外環和引線的原材料、要求溫度分布及其熱膨脹系數而決定。在匹配密封的情況下，使金屬材料和絕緣玻璃的熱膨脹系數盡可能一致來選定密封原材料。另一方面，有意選擇熱膨脹系數不同的金屬材料和絕緣玻璃的材料，以在壓縮密封中使金屬外環壓縮絕緣玻璃以及引線。
[0003]以往的氣密端子為確保較高的氣密可靠性以及電絕緣性，在匹配密封型氣密端子中，在金屬外環以及引線材料中使用在較寬的溫度范圍內熱膨脹系數和玻璃材料一致的可伐合金(Fe54%、Ni28%, Col8 % )，用由硼硅酸鹽玻璃構成的絕緣玻璃密封兩者，在壓縮密封型氣密端子中，為了在使用溫度范圍內在玻璃上施加同心圓狀的壓縮應力，使用碳素鋼或者不銹鋼等鋼制的金屬外環、鐵鎳合金(Fe50%、Ni50% )或者鐵鉻合金(Fe72%、Cr28% )等鐵合金的引線材料，用由鈉鋇玻璃構成的絕緣玻璃密封兩者。

【發明內容】

[0004]從參照附圖對要理解的本發明的下面的詳細的說明中能夠明確本發明的上述以及其他的目的、特征、各方面要點以及優點。
[0005]根據本發明，提供一種壓縮密封型氣密端子，其特征在于，具有:金屬外環；貫通插入該金屬外環的管引線(pipe lead);將金屬外環的內壁和管引線的外徑氣密地密封的絕緣玻璃；以及貫通管引線的由低電阻金屬構成的導出引線，在管引線的內側設置有用于緩沖導出引線的熱膨脹的規定的間隙部，導出引線通過填充有接合材料的接合部而和管引線氣密地接合。
[0006]根據本發明的第二觀點，提供一種壓縮密封型氣密端子，其特征在于，具有:金屬外環；貫通插入該金屬外環的管引線；將金屬外環的內壁和管引線的外徑氣密地密封的絕緣玻璃；以及貫通管引線的由低電阻金屬構成的導出引線，在管引線的內側設置有用于緩沖導出引線的熱膨脹的規定的間隙部，進而在導出引線的外徑或者管引線的內徑上設置有I到2個圓周槽部，使用通過該圓周槽部劃定接合材料的接合范圍的接合部將導出引線和管引線氣密地接合。[0007]根據本發明的第三觀點，提供一種壓縮密封型氣密端子，其特征在于，具有:金屬外環；貫通插入該金屬外環的管引線；將金屬外環的內壁和管引線的外徑氣密地密封的絕緣玻璃；以及貫通管引線的由低電阻金屬構成的導出引線，在導出引線上設置有直徑收縮部，在該直徑收縮部和管引線之間形成有用于緩沖導出引線的熱膨脹的規定的間隙部，導出引線通過朝除直徑收縮部以外的、管引線的內壁和與其相對的導出引線之間的空間填充接合材料而設置的接合部來與管引線氣密地接合。
[0008]根據本發明的第四觀點，提供一種壓縮密封型氣密端子，其特征在于，具有:金屬外環；貫通插入該金屬外環的管引線；將金屬外環的內壁和管引線的外徑氣密地密封的絕緣玻璃；以及貫通管引線的由低電阻金屬構成的導出引線，在管引線的內徑上設置有直徑收縮部，將接合材料填埋到直徑收縮部的內壁和與其相對的導出引線之間，以作為接合部，在除該接合部以外的管引線的內徑和導出引線之間形成有規定的間隙部，導出引線通過接合部而與管引線的直徑收縮部氣密地接合。
[0009]本發明的壓縮密封型氣密端子的間隙部由在位于和絕緣玻璃相對位置處的管引線的內壁面與導出引線的外徑之間形成的、具有規定的間隙的自由空間構成，能夠一邊使絕緣玻璃承載金屬外環和管引線的壓縮應力，一邊用間隙部的空間緩沖導出引線的熱膨脹，所以能夠實現在導出引線中使用熱膨脹系數大的低電阻金屬的壓縮密封型氣密端子。此外，接合部用釬料等接合材料填充上述間隙的規定部分而氣密地接合設置。也就是說，本發明的氣密端子使用金屬外環和管引線壓縮密封絕緣玻璃，并在管引線和導出引線之間設置間隙部，通過形成該間隙部的自由空間來緩沖由低電阻金屬構成的導出引線的過大的熱膨脹，由此能實現電阻極小的壓縮密封的氣密端子。當把在本發明中使用的金屬外環的熱膨脹系數設為α 1、把管引線的熱膨脹系數設為α 2、把導出引線的熱膨脹系數設為α3時，三者的關系滿足α3>> a I ^ α2。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是表示第一實施方式的壓縮密封型氣密端子10的俯視圖。
[0011]圖2是表示第一實施方式的壓縮密封型氣密端子10的圖，圖2(a)是表示在絕緣玻璃中埋設有接合部的類型的正面部分剖視圖，圖2(b)是表示在絕緣玻璃的外側設置有接合部的類型的正面剖視圖。
[0012]圖3是表示第二實施方式的壓縮密封型氣密端子20的圖，圖3(a)是表示在絕緣玻璃中埋設有接合部的類型的正面部分剖視圖，圖3(b)是表示在絕緣玻璃的外側設置有接合部的類型的正面剖視圖。
[0013]圖4是表示第三實施方式的壓縮密封型氣密端子30的圖，圖4(a)是表示在絕緣玻璃中埋設有接合部的類型的正面部分剖視圖，圖4(b)是表示在絕緣玻璃的外側設置有接合部的類型的正面剖視圖。
[0014]圖5是表示第四實施方式的壓縮密封型氣密端子40的圖，圖5(a)是表示在絕緣玻璃中埋設有接合部的類型的正面部分剖視圖，圖5(b)是表示在絕緣玻璃的外側設置有接合部的類型的正面剖視圖。 [0015]圖6是表示作為本發明的變形例I的壓縮密封型氣密端子50的圖，圖6(a)是表示在絕緣玻璃中埋設有接合部的類型的正面部分剖視圖，圖6(b)是表示在絕緣玻璃的外側設置有接合部的類型的正面剖視圖。
[0016]圖7是表示作為本發明的變形例2的壓縮密封型氣密端子60的圖，圖7(a)是表示在絕緣玻璃中埋設有接合部的類型的正面部分剖視圖，圖7(b)是表示在絕緣玻璃的外側設置有接合部的類型的正面剖視圖。
【具體實施方式】
[0017]下面，參照【專利附圖】

【附圖說明】本實施方式的氣密端子。
[0018][第一實施方式]
[0019]如圖1以及圖2所示，本實施方式的壓縮密封型氣密端子10的特征在于，具有:鐵或者鐵合金的金屬外環11 ;貫通插入金屬外環11的鐵合金的管引線12 ;氣密地密封金屬外環11的內壁和管引線12的外徑的絕緣玻璃13 ;以及貫通管引線12的由銀、銅、招、銀合金、銅合金、鋁合金等低電阻金屬構成的導出引線14，在管引線12的內側設置有用于緩沖導出引線14的熱膨脹的規定的間隙部15，導出引線14通過填充有釬料等接合材料的接合部16和管引線12氣密地接合。
[0020]導出引線14的直徑Φ I構成為金屬外環11的內徑Φ2的50%以上90%以下。間隙部15由導出引線14和配置在與該導出引線14的軸同心的圓上的管引線12之間的空間內、除釬料等接合材料占據的接合部16以外的殘留空間構成。接合部16是通過預先沿管引線12的上部開口設置好環狀的接合材料，將其加熱熔融，而用接合材料氣密地接合管引線12和導出引線14的間隙部的一側開口端整周所形成的。沿管引線12的開口環狀配置的接合材料被加熱熔融，填埋開口而形成接合部16。接合材料也可以在玻璃密封爐內熔融接合。在這種情況下，因為能夠與絕緣玻璃的密封同時完成接合材料的接合密封，所以能夠從以往的帶有管引線的氣密端子的組裝工序中把工序縮短為兩道工序。
[0021]為了能夠緩沖導出引線14的較大的熱膨脹，在氣密端子10的管引線12的內徑內設置的接合部16可以如圖2(a)所示把至少一部分設于金屬外環11的內側，亦即至少一部分在絕緣玻璃13內埋設，也可以如圖2(b)所示，設置成露出到金屬外環11的外側，亦即整體露出到絕緣玻璃13的外部。此外，在把圖1(a)的接合部16埋設在絕緣玻璃13內的情況下，為使絕緣玻璃23可以承載足夠的壓縮應力，被埋設的接合部16的長度設為絕緣玻璃13在導出引線的軸向的厚度的2/3以下。
[0022][第二實施方式]
[0023]如圖3所示，本實施方式的壓縮密封型氣密端子20的特征在于，具有:鐵或者鐵合金的金屬外環21 ;貫通插入金屬外環21的鐵合金的管引線22 ;氣密地密封金屬外環21的內壁和管引線22的外徑的絕緣玻璃23 ;以及貫通管引線22的由銀、銅、鋁、銀合金、銅合金、鋁合金等低電阻金屬構成的導出引線24，在管引線22的內側設置有用于緩沖導出引線24的熱膨脹的規定的間隙部25，進而在導出引線24的外徑或者管引線22的內徑上設置I到2個圓周槽部27，使用通過該圓周槽部27劃定釬料等接合材料的接合范圍的接合部26，將導出引線24和管引線22氣密地接合。
[0024]導出引線24的直徑Φ1構成為金屬外環21的內徑Φ2的50%以上90%以下。間隙部25由導出引線24和配置在與該導出引線24的軸同心的圓上的管引線22之間的空間內、除釬料等接合材料占據的接合部26以外的殘留空間構成。接合部26是通過預先沿接近管引線22的開口一側的圓周槽部27固定環狀的接合材料，把固定有接合材料的圓周槽部27插入管引線22內并進行加熱熔融，從而用接合材料氣密地接合管引線22和導出引線24的間隙部的一側開口端的整周所形成的。另一方未配置接合材料的空的圓周槽部27作為用于避免熔融的接合材料在希望的接合部26以外過分擴張的間隙起作用。沿接近開口一側的圓周槽部27固定成環狀的接合材料被加熱熔融后填埋開口，形成接合部26。此時，由于鄰接接合部26設置了圓周槽部27，所以能夠利用毛細管現象使接合材料僅流入由圓周槽部27夾著的接合部26，能控制接合材料的流動，防止多余的擴張并能夠劃定接合范圍。在接近開口的一側的圓周槽部27中固定的接合材料也可以用玻璃密封爐使之熔融接合。在這種情況下，由于能夠與絕緣玻璃的密封同時完成接合材料的接合密封，所以能夠從以往的帶有管引線的氣密端子的組裝工序中把工序縮短為兩道工序。
[0025]為了能夠緩沖導出引線24的較大的熱膨脹，在氣密端子20的管引線的內徑內設置的接合部26可以如圖3(a)所示把至少一部分埋設在金屬外環21的內側，亦即至少一部分在絕緣玻璃23內埋設，也可以如圖3(b)所示，露出到金屬外環21的外側，亦即整體露出到絕緣玻璃23的外部。此外，在把圖3 (a)的接合部26埋設在絕緣玻璃23內的情況下，為使絕緣玻璃23可以承載足夠的壓縮應力，被埋設的接合部26的長度設定為絕緣玻璃23在導出引線的軸向的厚度的2/3以下。
[0026][第三實施方式]
[0027]如圖4所示，本實施方式的壓縮密封型氣密端子30的特征在于，具有:鐵或者鐵合金的金屬外環31 ;貫通插入金屬外環31的鐵合金的管引線32 ;氣密地密封金屬外環31的內壁和管引線32的外徑的絕緣玻璃33 ;以及貫通管引線32的由銀、銅、鋁、銀合金、銅合金、鋁合金等低電阻金屬構成的導出引線34，在導出引線34上設置有直徑收縮部37，在該直徑收縮部37和管引線32之間形成用于緩沖導出引線34的熱膨脹的規定的間隙部35，導出引線34通過在除直徑收縮部37以外的、管引線32的內壁和與其相對的導出引線34之間的空間填充釬料等接合材料而設置的接合部36，而與管引線32氣密地接合。
[0028]導出引線34的直徑Φ I構成為金屬外環31的內徑Φ2的50%以上90%以下。間隙部35由導出引線34和配置在與該導出引線34的軸同心的圓上的管引線32之間的空間內、除由接合材料占據的接合部26以外的殘留空間構成。接合部36是通過預先沿管引線32的上部開口設置環狀的接合材料，將其加熱熔融，而用接合材料氣密地接合管引線32和導出引線34的間隙部的一側開口端的整周所形成的。在直徑收縮部37和管引線32之間設置的規定的間隙部35作為用于使熔融的接合材料不能過分擴張到希望的接合部36以外的間隙起作用。沿管引線32的上部開口設置成環狀的接合材料被加熱熔融后填埋開口，從而形成接合部36。此時，由于鄰接接合部36設置了直徑收縮部37，所以能夠利用毛細管現象使接合材料僅流入狹窄的接合部36，能控制接合材料的流動，防止多余的擴張，并能夠劃定接合范圍。沿上部開口配置的接合材料也可以用玻璃密封爐使之熔融接合。在這種情況下，由于能夠與絕緣玻璃的密封同時完成釬料的接合密封，所以能夠從以往的帶有管引線的氣密端子的組裝工序中把工序縮短為兩道工序。另外，通過在導出引線34上設置直徑收縮部37，能夠不由接合部36的接合厚度影響地把間隙部35調整到希望的間隙。
[0029]為了能夠緩沖導出引線34的較大的熱膨脹，在氣密端子30的管引線的內徑內設置的接合部36可以如圖4(a)所示把至少一部分埋設在金屬外環31的內側，亦即至少一部分在絕緣玻璃33內埋設，也可以如圖4(b)所示，露出到金屬外環31的外側，亦即整體露出到絕緣玻璃33的外部。此外，在把圖4(a)的接合部36埋設在絕緣玻璃33內的情況下，為使絕緣玻璃33可以承載足夠的壓縮應力，被埋設的接合部36的長度設定為絕緣玻璃33在導出引線的軸向的厚度的2/3以下。
[0030][第四實施方式]
[0031]如圖5所示，本實施方式的壓縮密封型氣密端子40的特征在于，具有:鐵或者鐵合金的金屬外環41 ;貫通插入金屬外環41的鐵合金的管引線42 ;氣密地密封金屬外環41的內壁和管引線42的外徑的絕緣玻璃43 ;以及貫通管引線42的由銀、銅、鋁、銀合金、銅合金、鋁合金等低電阻金屬構成的導出引線44，在管引線42的內徑上設置有直徑收縮部47，用釬料等接合材料填埋直徑收縮部47的內壁和與其相對的導出引線44之間的空間來作為接合部46，在除該直徑收縮部47以外的、管引線42的內徑和導出引線44之間的空間中形成有規定的間隙部45，導出引線44通過接合部46和管引線42的直徑收縮部47氣密地接
八
口 ο
[0032]導出引線44的直徑Φ I構成為金屬外環41的內徑Φ2的50%以上90%以下。間隙部45由導出引線44和配置在與該導出引線44的軸同心的圓上的管引線42之間的空間內、除接合材料占據的接合部46以外的殘留空間構成。接合部46是通過預先沿管引線42的上部開口設置環狀的接合材料，將其加熱熔融，從而用接合材料氣密地接合管引線42和導出引線44的間隙部的一側開口端的整周所形成的。在管引線42的直徑收縮部47和導出引線44之間設置的規定的間隙部45作為用于使熔融的接合材料不能過分擴張到希望的接合部46以外的間隙起作用。沿管引線42的上部開口設置成環狀的接合材料被加熱熔融后填埋開口，從而形成接合部46。此時，由于接合部46在和直徑收縮部47相同的范圍內設置，所以能夠利用毛細管現象使接合材料僅流入通過直徑收縮部47而變窄的接合部46內，能控制接合材料的流動，防止多余的擴張，并能夠劃定接合范圍。沿上部開口配置的接合材料也可以用玻璃密封爐使之熔融接合。在這種情況下，由于能夠與絕緣玻璃的密封同時完成接合材料的接合密封，所以能夠從以往的帶有管引線的氣密端子的組裝工序中把工序縮短為兩道工序。另外，通過在管引線42的內徑上設置直徑收縮部47，能夠不由接合部46的接合厚度影響地，容易地把間隙部45調整到希望的間隙，此外，由于能夠使直徑收縮部47的引線軸向的長度與接合部46的接合長度一致，所以接合部46的尺寸調整變得容易。
[0033]為了能夠緩沖導出引線44的較大的熱膨脹，在氣密端子40的管引線的內徑上設置的接合部46可以如圖5(a)所示把至少一部分埋設在金屬外環41的內側，亦即至少一部分埋設在絕緣玻璃43內，也可以如圖5(b)所不露出到金屬外環41的外側，亦即整體露出到絕緣玻璃43的外部。此外，在把圖5 (a)的接合部46埋設在絕緣玻璃43內的情況下，為使絕緣玻璃43可以承載足夠的壓縮應力，被埋設的接合部46的長度設定為絕緣玻璃43在導出引線的軸向的厚度的2/3以下。
[0034]上述第一~第四實施方式的氣密端子均使用金屬外環和管引線來壓縮密封絕緣玻璃，并在管引線和導出引線之間設置間隙部，通過該間隙部所形成的自由空間以及管引線的剛性來緩沖由低電阻金屬構成的導出引線的過大的熱膨脹，由此實現電阻極小的壓縮密封的氣密端子。這樣的氣密端子優選構成為，當把金屬外環的熱膨脹系數設為α?、把管引線的熱膨脹系數設為α 2、把導出引線的熱膨脹系數設為α 3時，三者的關系滿足α3>> ct I ^ α 2，導出引線的直徑Φ I構成為金屬外環的內徑Φ 2的50%以上90%以下是理
相的
[0035]緩沖導出引線的熱膨脹的間隙部的寬度等于管引線的內壁和導出引線的外壁之間的間隔，這樣的間隔可以通過接合部進行調節。這樣的間隙部的寬度理想的是0.01mm以上Imm以下，更理想的是0.01mm以上0.5mm以下。進而當考慮因導出引線以及管引線的加工精度而引起的偏差等時，最理想的是0.1mm以上0.3mm以下。在該間隙部的寬度不到
0.01mm的情況下,很難通過釬料等接合材料進行氣密密封。把接合部劃定于希望的接合范圍的方法是，在除接合帶以外的其他的間隙部進而形成0.2_以上的間隙，在與該接合帶鄰接的間隙部內設置圓周槽部或直徑收縮部，使接合部的間隙比鄰接的部位的間隙窄，利用毛細管現象使釬料僅流入接合帶，由此能夠控制釬料的流動，防止多余的擴張，并能劃定接合范圍。
[0036]為了能夠緩沖導出引線的較大的熱膨脹，在氣密端子的管引線的內徑上設置的接合部可以把至少一部分埋設在金屬外環的內側，亦即至少一部分埋設在絕緣玻璃內，另外也可以露出到金屬外環的外側亦即整體露出到絕緣玻璃的外部。在把接合部埋設在絕緣玻璃的情況下，為使絕緣玻璃可以承載足夠的壓縮應力，被埋設的接合部的長度設定為絕緣玻璃的厚度的2/3以下。也就是說，由于管引線具有剛性(彈性形變)，在面對除接合部以外的間隙部的范圍內，玻璃的壓縮應力也稍微變小，與使用不是管狀的實心引線時比較，在施加壓縮方面部分弱化，所以為確保要求的氣密性，對于絕緣玻璃的密封面積需要間隙部具有適當的面積。例如，當埋設的接合部的長度超過絕緣玻璃在導出引線的軸向的厚度的2/3時，向玻璃施加壓縮應力的有效面積變得極窄，所以不能確保氣密的可靠性。
[0037]在第一~第四實施方式的壓縮密封型氣密端子的金屬外環上，也可以根據需要在圖5到圖7的符號48、58、68表示的構件上分別設置圖示那樣的突緣部。另外，雖然未特別圖示，但是也可以把設置有一個以上貫通孔的金屬板作為金屬外環使用。在這種情況下，把金屬板的金屬孔作為金屬外環的內徑加以利用。
[0038]第一~第四實施方式的壓縮密封型氣密端子的制造方法不限于一種，可以通過裝入工序和密封工序這兩個工序制造出。在裝入工序中，在石墨等耐熱性密封夾具上設定的規定位置設置:金屬外環；貫通插入該金屬外環的管引線；在金屬外環的內徑和管引線的外徑之間配置的、由絕緣玻璃構成的筒狀的玻璃套管；貫通管引線的內徑的由銀、銅、鋁、銀合金、銅合金、鋁合金等低電阻金屬構成的導出引線；以及在該導出引線和管引線的內徑之間配置的釬料等接合材料，在密封工序中，使在上述裝入工序中把各結構構件設置在規定位置的密封夾具置于密封爐，使玻璃套管和接合材料一同熔融，用絕緣玻璃將金屬外環和管引線之間氣密地密封，而且在管引線的內側設置用于緩沖導出引線的熱膨脹的規定的間隙部，用接合材料將管引線和導出引線之間氣密地接合。
[0039][實施例]
[0040][實施例1]
[0041]如圖2所示，本發明的實施例1的壓縮密封型氣密端子10具有:外徑100mm、內徑30mm、厚度15mm的冷軋鋼(相當于JIS SS400)的金屬外環11 ;貫通插入金屬外環11的外徑20mm、內徑16.2mm、厚度1.9mm的鐵鎳合金(Fe50%、Ni50% )的管引線12 ;將金屬外環11的內壁和管引線12的外徑氣密地密封的鈉鋇玻璃的絕緣玻璃13 ;以及貫通管引線12的直徑16mm、長度IOOmm的由鋁構成的導出引線14，在管引線12的內側設置用于緩沖導出引線14的熱膨脹的寬度為0.1mm的間隙部15，導出引線14通過銀釬料的接合部16和管引線12氣密地接合。此外，管引線12也可以使用可伐合金(Fe54%、Ni28%, Col8% )來代替鐵鎳合金。
[0042][實施例2]
[0043]如圖3(b)所示，本發明的實施例2的壓縮密封型氣密端子20的特征在于，具有:外徑100mm、內徑30mm、厚度15mm的42合金)的金屬外環21 ;貫通插入金屬外環21的外徑20_、內徑16.2_、厚度1.9mm的可伐合金(Fe54%、Ni28%、Col8% )的管引線22 ;將金屬外環21的內壁和管引線22的外徑氣密地密封的硼娃酸鹽玻璃的絕緣玻璃23 ;以及貫通管引線22的直徑16mm、長度IOOmm的由鍍鎳銅材構成的導出引線24，在金屬外環21的內側設置有用于緩沖導出引線24的熱膨脹的寬度為0.2mm的間隙部25，進而在導出引線24的外徑或者管引線22的內徑上設置有深度為0.3mm的兩個圓周槽部27，使用通過該圓周槽部27劃定釬料的結合范圍的銀釬料的接合部26，將導出引線24和和管引線22氣密地接合。
[0044]此外，雖然未特別圖示，但是也可以把在壓縮密封型氣密端子20的導出引線24上設置的兩個圓周槽部27變形為一個圓周槽部。例如，預先沿管引線22的上部開口配置好銀釬料，僅將接合部26的下側的圓周槽部27設置為空的狀態，通過加熱熔融銀釬料，利用毛細管現象通過上部開口流入接合部26，由此能夠使熔融的釬料不擴張到希望的接合部26以外。管引線22也可以使用鐵鎳合金(FeSO^^NiSOW )來代替可伐合金。
[0045][實施例3]
[0046]如圖4(a)所示，本發明的實施例3的壓縮密封型氣密端子30的特征在于，具有:外徑100mm、內徑30mm、厚度15mm的奧氏體類不銹鋼SUS304的金屬外環31 ;貫通插入金屬外環31的外徑20mm、內徑16.2mm、厚度1.9mm的鐵鎳合金(Fe50%、Ni50% )的管引線32;將金屬外環31的內壁和管引線32的外徑氣密地密封的鈉鋇玻璃的絕緣玻璃33 ;以及貫通管引線32的直徑16mm、長度IOOmm的由鍍鎳銅材構成的導出引線34，進而在導出引線34上設置有直徑收縮部37，在該直徑收縮部37和管引線32之間形成有用于緩沖導出引線34的熱膨脹的寬度為0.5mm的間隙部35，導出引線34通過銀釬料的接合部36和管引線32氣密地接合。在壓縮密封型氣密端子30的導出引線34上設置的直徑收縮部37也可以如在圖6中表示的變形例I那樣變形，僅在軸的一部分施行直徑收縮。管引線32也可以使用鐵鉻合金(Fe72%、Cr28% )來代替鐵鎳合金。
[0047][實施例4]
[0048]如圖5(b)所示，本發明的實施例4的壓縮密封型氣密端子40的特征在于，具有:外徑120mm、內徑30mm、厚度15mm的碳素鋼的金屬外環41 ;貫通插入金屬外環41的外徑20mm、內徑17.0mm、厚度1.9mm的鐵鉻合金的管引線42 ;將金屬外環41的內壁和管引線42的外徑氣密地密封的鈉鈣玻璃的絕緣玻璃43 ;以及貫通管引線42的直徑16mm、長度IOOmm的由銀構成的導出引線44，在管引線42的內徑上設置有直徑收縮部47，在除該直徑收縮部47以外的管引線42的內徑和導出引線44之間形成有寬度為0.5mm的間隙部45，導出引線44通過銀釬料的接合部46和管引線42的直徑收縮部47氣密地接合。在壓縮密封型氣密端子40的導出引線44上設置的直徑收縮部47也可以如在圖7中表示的變形例2那樣變形，僅在內徑側收縮直徑。管引線42也可以使用鐵鎳合金來代替鐵鉻合金。
[0049]本發明特別耐高電壓、大電流，能夠在要求高絕緣性的氣密端子中利用。
[0050]根據本發明，能夠在導出引線中使用在金屬外環中使用的、因鐵以及鐵基合金使熱膨脹過大而不能作為氣密端子的引線材料使用的高熱膨脹系數材料。進而，由于能夠在氣密端子的導出引線中使用高熱膨脹系數材料、即銀材、銅材、鋁材或者它們的合金等低電阻金屬，所以能夠用壓縮密封的方式廉價而且穩定地制造容易滿足高倍率電力設備要求的氣密端子。另外，通過金屬外環和管引線的熱膨脹系數差對絕緣玻璃發生壓縮作用，不用擔心泄漏。進而，相對于使用以往的管引線的氣密端子需要通過朝密封夾具設置各結構部件的裝入工序、玻璃密封工序、導出引線插入工序、焊接工序這四道工序進行組裝，本發明的壓縮密封型氣密端子可以縮短為朝密封夾具設置各結構部件的裝入工序、使絕緣玻璃以及接合材料在爐中熔融并且使各結構部件氣密地密封的密封工序這兩道工序。
[0051]雖然說明了本發明的實施方式，但是應該認為此次公開的實施方式在所有的點上僅是例示而非限制。本發明的范圍通過權利要求的范圍表示，意圖包含與權利要求的范圍相等的意義以及范圍內的所有的變更。
【權利要求】
1.一種壓縮密封型氣密端子，其特征在于， 具有:金屬外環；貫通插入該金屬外環的管引線；將上述金屬外環和上述管引線氣密地密封的絕緣玻璃；以及貫通上述管引線的由低電阻金屬構成的導出引線， 在上述管引線的內側設置有用于緩沖上述導出引線的熱膨脹的規定的間隙部，進而上述導出引線通過填充有接合材料的接合部而與上述管引線氣密地接合。
2.一種壓縮密封型氣密端子，其特征在于， 具有:金屬外環；貫通插入該金屬外環的管引線；將上述金屬外環的內壁和管引線的外徑氣密地密封的絕緣玻璃；以及貫通上述管引線的由低電阻金屬構成的導出引線， 在上述管引線的內側設置有用于緩沖上述導出引線的熱膨脹的規定的間隙部，進而在上述導出引線的外徑或者上述管引線的內徑上設置有I到2個圓周槽部，使用通過該圓周槽部劃定接合材料的接合范圍的接合部，將上述導出引線和上述管引線氣密地接合。
3.—種壓縮密封型氣密端子，其特征在于， 具有:金屬外環；貫通插入該金屬外環的管引線；將上述金屬外環的內壁和上述管引線的外徑氣密地密封的絕緣玻璃；以及貫通上述管引線的由低電阻金屬構成的導出引線，在上述導出引線上設置有直徑收縮部，在該直徑收縮部和上述管引線之間形成有用于緩沖上述導出引線的熱膨脹的規定的間隙部，上述導出引線通過在除上述直徑收縮部以外的、上述管引線的內壁和與其相對的上述導出引線之間的空間填充接合材料而設置的接合部，來與上述管引線氣密地接合。
4.一種壓縮密封型氣密端子，其特征在于， 具有:金屬外環；貫通插入該金屬外環的管引線；將上述金屬外環的內壁和上述管引線的外徑氣密地密封的絕緣玻璃；以及貫通上述管引線的由低電阻金屬構成的導出引線，在上述管引線的內徑上設置有直徑收縮部，將接合材料填埋到該直徑收縮部的內壁和與其相對的上述導出引線之間，以作為接合部，在除該接合部以外的上述管引線的內徑和上述導出引線之間形成有規定的間隙部，上述導出引線通過接合部而與上述管引線的上述直徑收縮部氣密地接合。
5.根據權利要求1到權利要求4中任何一項所述的壓縮密封型氣密端子，其特征在于， 上述接合部的至少一部分埋設在上述絕緣玻璃內。
6.根據權利要求5所述的壓縮密封型氣密端子，其特征在于， 在上述絕緣玻璃內埋設的上述接合部的長度設定為上述絕緣玻璃的厚度的2/3以下。
7.根據權利要求1到權利要求4中任何一項所述的壓縮密封型氣密端子，其特征在于， 上述接合部整體設置在上述絕緣玻璃的外部。
8.根據權利要求1到權利要求4中任何一項所述的壓縮密封型氣密端子，其特征在于， 上述導出引線的直徑為上述金屬外環的內徑的50%以上90%以下。
9.根據權利要求1到權利要求4中任何一項所述的壓縮密封型氣密端子，其特征在于， 上述導出引線由低電阻金屬構成，該低電阻金屬為銀、銅、鋁、銀合金、銅合金或者鋁合金。
10.根據權利要求1到權利要求4中任何一項所述的壓縮密封型氣密端子，其特征在于， 上述管引線由鐵合金構成，該鐵合金為鐵鉻合金、可伐合金、鐵鎳合金或者不銹鋼。
11.根據權利要求1到權利要求4中任何一項所述的壓縮密封型氣密端子，其特征在于， 上述金屬外環由鐵或者鐵合金構成，該鐵合金為由碳素鋼、不銹鋼以及鐵鎳合金構成的組中的任何一種。
12.根據權利要求1到權利要求4中任何一項所述的壓縮密封型氣密端子，其特征在于， 上述間隙部的寬度在0.01mm以上Imm以下的范圍內。
13.根據權利要求2到權利要求4中任何一項所述的壓縮密封型氣密端子，其特征在于， 通過在上述間隙部設置圓周槽部或者直徑收縮部，來進而設置0.2mm以上的間隙，從而劃定結合部。
14.一種壓縮密封型氣密端子的制造方法，其特征在于，具有: 裝入工序，在該裝入工序中，在設于耐熱性密封夾具的規定位置上設置金屬外環、貫通插入該金屬外環的管引線、在上述金屬外環的內徑和上述管引線的外徑之間配置的由絕緣玻璃構成的筒狀的玻璃 套管、貫通上述管引線的內徑的導出引線、在該導出引線和上述管引線的內徑之間配置的接合材料；以及 密封工序，在該密封工序中，使在上述裝入工序中把各結構構件設置在規定位置的上述密封夾具通過密封爐，而使上述玻璃套管和上述接合材料一同熔融，用上述絕緣玻璃將上述金屬外環和上述管引線之間氣密地密封，而且在上述管引線的內側設置用于緩沖上述導出引線的熱膨脹的規定的間隙部，用上述接合材料將上述管引線和上述導出引線之間氣密地接合。
【文檔編號】H01R9/16GK104009301SQ201410139116
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年2月11日 優先權日:2013年2月25日
【發明者】山本英文, 本田浩喜, 山內勇人 申請人:恩益禧肖特電子零件有限公司