CN103228586A - 舌簧接点开关用玻璃管 - Google Patents

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Abstract

提供一种舌簧接点开关用玻璃管（10），该舌簧接点开关用玻璃管（10）能够可靠地防止在输送时等端部（1）产生缺口、裂纹等。在玻璃管的端部（1）的外周面（12）形成有距端面（11）的长度（A）在0.1mm～0.6mm的范围内的压缩应力层（22）。

Description

舌簧接点开关用玻璃管
技术领域
本发明涉及一种舌簧接点开关用玻璃管。
背景技术
舌簧接点开关包括由相对的磁性线材构成的接点和用于封入该接点的玻璃管，通过从玻璃管的外侧施加磁场而使接点进行开关操作。磁性线材的朝向玻璃管内的封入以如下方式进行：在惰性气体、还原气体或者真空下向玻璃管插入磁性线材，使玻璃管的两端加热软化而密封。
但是，若在该舌簧接点开关用玻璃管的端部存在尖锐的角部、微小的裂缝，则例如在输送时，会产生玻璃管的端部出现缺口、裂纹的问题，另外，在进行封入工序时，会产生其碎片混入玻璃管内的问题。因此，一直以来，进行利用燃烧器对玻璃管的端部进行加热软化而进行磨圆加工的烧口处理。
然而，近年来随着电子设备的小型化、轻量化，舌簧接点开关用玻璃管也进一步小径化、薄壁化、细长化，例如，对于外径1.3mm、壁厚0.2mm、长度3.1mm的微小的舌簧接点开关用玻璃管，在利用燃烧器加热进行的磨圆加工中，存在无法充分防止玻璃管端部的缺口、裂纹等问题。
另外，至今为止，公知一种通过向玻璃板的侧表面照射激光来对该玻璃板的端部进行磨圆加工的技术（例如参照下述专利文献1、专利文献2）。然而，该技术是使激光束一边沿着玻璃板的侧面移动一边进行磨圆加工的，在将该技术应用于微小的舌簧接点开关用玻璃管的情况下，在玻璃管的端面产生激光束轨迹所导致的凹凸，在进行封入工序时，该凹凸卷入气体介质而导致产生气泡。
专利文献1：日本特开2000－344551号公报
专利文献2：日本特开平10－111497号公报
发明内容
本发明是鉴于在以往的舌簧接点开关用玻璃管中存在上述问题而完成的，其课题在于提供一种能够可靠地防止玻璃管端部例如在输送时等产生缺口、裂纹等的舌簧接点开关用玻璃管。
本发明涉及舌簧接点开关用玻璃管，其在玻璃管的端部形成有压缩应力层，其特征在于，在上述端部，形成于上述玻璃管的外周面的压缩应力层的、该玻璃管的长度方向的长度为0.1mm～0.6mm。
另外，本发明的特征在于，在上述端部，形成于上述玻璃管的端面的压缩应力层的应力大于形成于上述外周面的压缩应力层的应力。
另外，本发明的特征在于，上述舌簧接点开关用玻璃管在壁厚为0.5mm的情况下，波长1050nm的红外线的穿透率为10%以下。
根据本发明的舌簧接点开关用玻璃管，由于在玻璃管端部的外周面形成有距端面的长度为0.1mm～0.6mm的范围内的压缩应力层，因此，即使该舌簧接点开关用玻璃管在例如输送时等与外部接触，也能够可靠地防止玻璃管端部的缺口、裂纹等。
附图说明
图1是本实施方式的舌簧接点开关用玻璃管的立体图。
图2是本实施方式的舌簧接点开关用玻璃管的端部的放大纵剖示意图。
图3是用于说明本实施方式的舌簧接点开关用玻璃管的制造方法的概略侧视图。
图4是本实施方式的舌簧接点开关用玻璃管的端部的偏振光显微镜照片。
图5是以往的舌簧接点开关用玻璃管的端部的偏振光显微镜照片。
具体实施方式
如图1所示，本实施方式的舌簧接点开关用玻璃管10形成为外径1.75mm、壁厚0.25mm、长度7.7mm的圆筒形状，在其两端部1的表面形成有压缩应力层2。也就是说，如图2所示，在舌簧接点开关用玻璃管10的各端部1中，在玻璃管的端面11以从其表面遍布所需深度的方式形成有压缩应力层21，在玻璃管的外周面12以从其表面遍布所需深度的方式形成有压缩应力层22，在玻璃管的内周面13，以从其表面遍布所需深度的方式形成有压缩应力层23。这些压缩应力层（21、22、23）是连续的。
另外，形成于外周面12的压缩应力层22的、玻璃管的长度方向的长度A形成为约0.4mm。该压缩应力层22的长度A优选为0.1mm～0.6mm。若长度A小于0.1mm，则无法有效地防止玻璃管与外部的接触等所导致的玻璃管10的端部的缺口等，另一方面，若长度A大于0.6mm，由于作为压缩应力层22的压缩应力的反作用力而作用于压缩应力层22的周围的拉伸应力变大，因此反而容易导致玻璃管10的损坏，并不优选。
另外，本实施方式的舌簧接点开关用玻璃管10形成为，形成于端面11的压缩应力层21的应力大于形成于外周面12的压缩应力层22的应力。因此，能够有效地防止舌簧接点开关用玻璃管10的端部1中的特别是端面11的缺口等。图4是本实施方式的舌簧接点开关用玻璃管10的端部的偏振光显微镜照片。如图4的图像中最浅的部分所示，端面11的压缩应力层21的应力形成为大于外周面12的压缩应力层22的应力。
图5是实施了以往的基于燃烧器加热的烧口处理的玻璃管的端部的偏振光显微镜照片。利用以往的基于燃烧器加热的烧口处理，也能够在玻璃管的端部形成压缩应力层。然而，如图5所示，对于利用燃烧器加热形成的压缩应力层，其应力的大小无法充分防止玻璃管与外部的接触等所导致的缺口等，而且，压缩应力层的形成范围涉及较大范围（距端面的长度约1.2mm以上）。
另外，本实施方式的舌簧接点开关用玻璃管10由高红外线吸收玻璃形成，该高红外线吸收玻璃在壁厚为0.5mm时，波长1050nm的红外线的穿透率为10%以下。由此，在进行舌簧接点开关的封入工序时，能够有效地吸收卤素灯的红外线，即使是微小的玻璃管，也能够将其两端部可靠地密封。若波长1050nm的红外线的穿透率在壁厚为0.5mm时超过10%，则来自卤素灯的红外线的吸收变得不充分，不仅在封入工序中需要额外的时间和多余的能量，而且穿透玻璃到达舌簧接点开关内部的红外线量增多，导致舌簧接点开关的接点部分被加热，产生使其磁特性劣化的问题。
作为波长1050nm的红外线的穿透率在壁厚为0.5mm时为10%以下的高红外线吸收玻璃，可以酌情使用具有如下重量百分率的组成的红外线吸收玻璃：SiO260%～75%、Al2O31%～10%、B2O30%～10%、RO3.5%～10%（R为从Ca、Mg、Ba、Sr、Zn中选择的一种以上）、Li2O0.5%～5%、Na2O＋K2O8%～17%、Fe3O42%～10%。
SiO2是为了构成玻璃的骨架所必需的主要成分，但若重量百分率多于75%，则玻璃的线性热膨胀系数过低并且熔化性劣化，若重量百分率少于60%，则玻璃的化学耐久性劣化。因此，玻璃因舌簧接点开关制造工序中的电镀等药物处理而变质，无法作为电子器件获得保持长期可靠性的抗老化性。
Al2O3虽对提高玻璃的抗老化性并且抑制玻璃熔化过程中的失透具有明显的效果，但若重量百分率多于10%，则玻璃难以熔化，若重量百分率少于1%，则无法获得上述的效果。
B2O3虽具有促进玻璃的熔化并且降低玻璃的粘度而提高封入效率的效果，但若重量百分率多于10%，则玻璃的化学耐久性劣化，并且在玻璃熔化时蒸发变多，无法获得均质的玻璃。
由RO表示的CaO、MgO、BaO、SrO、ZnO虽具有使玻璃的粘度降低并且提高玻璃的抗老化性的效果，但若它们的总量多于10%，则玻璃的失透性增强，难以制造均质的玻璃，若重量百分率少于3.5%，则无法获得上述效果。
Li2O具有将作为舌簧接点开关的电绝缘所必需的玻璃的体积电阻率维持得较高，并且使线性热膨胀系数以某种程度增大的效果。而且，由于Li2O作为熔剂的效果和降低粘度的效果显著，因此，通过将Li2O作为必要成分，能够极大地减少虽通常作为玻璃的熔剂使用但容易蒸发的成分、亦即B2O3的含量。然而，由于若Li2O的重量百分率多于5%，则玻璃的抗老化性和失透性劣化，因此并不优选。另一方面，若重量百分率少于0.5%，则无法获得上述效果。
与Li2O相同，Na2O和K2O虽是增大玻璃的线性热膨胀系数并且促进玻璃的熔化的成分，但若Na2O和K2O的总量超过17%，则线性热膨胀系数过大，并且玻璃的抗老化性和体积电阻率明显劣化。另一方面，若Na2O和K2O的总量少于8%，则无法获得预定的线性热膨胀系数，而且玻璃难以熔化。
另外，若使Li2O、Na2O、K2O中的任一种成分的含有量均不超过这些成分的总量的80%，利用能够混合碱性效果的作用获得更优异的高抗老化性的体积电阻率。
Fe3O4（吸收红外线的是虽FeO，但在玻璃中依赖于氧化还原作用而与Fe2O3共存。在此，将所有的氧化铁转换成Fe3O4来表示。）作为使玻璃具有红外线吸收能力所必要的成分而使用，但若重量百分率多于10%则难以形成玻璃，若重量百分率少于2%，则无法将玻璃的壁厚为0.5mm时的波长1050nm的红外线的穿透率设在10%以下。
另外，在上述玻璃中，出于调整玻璃的粘度、改善失透性、耐候性的目的，能够添加不高于3%的ZrO2、TiO2等各成分。
接着，说明本实施方式的舌簧接点开关用玻璃管10的制造方法。
首先，调和具有上述成分的母料，使该母料熔化。将所获得的熔融玻璃形成为管状，通过切割成预定长度而获得红外线吸收玻璃管3。
接着，如图3所述，将多个红外线吸收玻璃管3固定于夹具4，通过从多个红外线吸收玻璃管3的上方向各玻璃管3的端面照射激光L来使各玻璃管3的端面加热软化。该激光加热通过向玻璃管3的端面照射光束直径比玻璃管3的端面的外径大的激光L而进行。
由此，能够使玻璃管3的端面整体均匀地加热软化，即使是对于微小的舌簧接点开关用玻璃管，也能够在其端部可靠地形成压缩应力层。另外，能够使照射到红外线吸收玻璃管3的端面的激光L高效地吸收，而且，由于能够仅使端面的表面附近有效地加热软化，因此能够在玻璃管3的端面准确地形成与外周面的压缩应力层相比应力较大的压缩应力层。
然后，通过对加热软化后的各玻璃管3的端面进行送风冷却或自然冷却而在各玻璃管3的端部形成压缩应力层。通过这样做来制造本实施方式的舌簧接点开关用玻璃管10。
如此，由于本实施方式的舌簧接点开关用玻璃管10在其端部1的外周面12形成有距端面11的长度A在0.1mm～0.6mm的范围内的压缩应力层22，因此，即使舌簧接点开关用玻璃管10在例如输送时等与外部接触，也能够可靠地防止玻璃管端部的产生缺口、裂纹等。
而且，由于本实施方式的舌簧接点开关用玻璃管10在其端面11形成有与外周面12的压缩应力层22相比应力较大的压缩应力层21，因此，尤其能够可靠地防止端面11的缺口、裂纹等。
另外，对于本实施方式的舌簧接点开关用玻璃管10，由于在壁厚为0.5mm时，波长1050nm的红外线的穿透率为10%以下，因此，在进行舌簧接点开关的封入工序时，能够有效地吸收卤素灯的红外线，即使是微小的玻璃管，也能够将其两端部可靠地密封。
以上虽说明了本实施方式的舌簧接点开关用玻璃管10，但本发明还可以利用其他方式实施。
在上述实施方式中，作为舌簧接点开关用玻璃管的一例，说明了外径1.75mm、壁厚0.25mm、长度7.7mm的微小的舌簧接点开关用玻璃管，但本发明并不限定于该尺寸，例如，还可以构成为外径4.95mm、壁厚0.65mm、长度18.4mm的舌簧接点开关用玻璃管。
另外，本发明能够在不若离其主旨的范围内根据本领域技术人员的知识利用附加各种改进、修正、变形而得到的方式加以实施。另外，在产生相同的作用或者效果的范围内，也可以利用将任一发明技术特征替换为其他技术而得到的方式加以实施，另外，还可以利用由多个部件形成构成为一体的发明技术特征而得到的方式、或将由多个部件构成的发明技术特征形成为一体而得到的方式加以实施。
附图标记说明
10、舌簧接点开关用玻璃管；1、端部；11、端面；12、外周面；13、内周面；2、21、22、23、压缩应力层；A、外周面的压缩应力层的长度。

Claims (3)

1.一种舌簧接点开关用玻璃管，其在玻璃管的端部形成有压缩应力层，其特征在于，
在上述端部，形成于上述玻璃管的外周面的压缩应力层的、该玻璃管的长度方向上的长度为0.1mm～0.6mm。
2.根据权利要求1所述的舌簧接点开关用玻璃管，其特征在于，
在上述端部，形成于上述玻璃管的端面的压缩应力层的应力大于形成于上述外周面的压缩应力层的应力。
3.根据权利要求1或2所述的舌簧接点开关用玻璃管，其特征在于，
该舌簧接点开关用玻璃管在壁厚为0.5mm的情况下，波长1050nm的红外线的穿透率为10%以下。
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