JP2014201483A - セラミックス接合体、電磁継電器およびセラミックス接合体の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】接合信頼性を高くすることが可能なセラミックス接合体、電磁継電器およびセラミックス接合体の製造方法を提供する。【解決手段】セラミックス部材1と金属部材2とを、ろう材4により接合したセラミックス接合体10であって、セラミックス部材1は、セラミックス部材1の表面1aaにろう材4との接着を行う接着層3を備え、接着層3を備えた表面1aaと異なる高さの段差部1aを金属部材2の接合端部2bの外周縁に沿って有しており、ろう材4は、接着層3および接合端部2bの外周2baに接している。【選択図】図1
Description
本発明は、セラミックス接合体、電磁継電器およびセラミックス接合体の製造方法に関する。
従来から、セラミック材料からなるセラミックス部材と、金属材料からなる金属部材とを、ろう付けにより接合したセラミックス接合体が各種の分野で用いられている。セラミックス接合体は、たとえば、電磁継電器、真空スイッチや電子部品の外囲器などに利用されている。
この種のセラミックス接合体としては、図7および図8に示す、金属部材1013の筒状部1013bと、セラミックス部材たる筒状部材1055とを、ろう材1015を介して突合せ接合した金属−セラミック接合体が知られている(特許文献1)。
特許文献1の金属−セラミック接合体は、金属−セラミック接合体を形成するため、Mo,Mn粉末を含有したメタライズペーストを筒状部材1055の端面1055aに塗布する。金属−セラミック接合体は、メタライズペーストを焼付け処理した後に電解Niメッキを施して、筒状部材1055の端面1055aにメタライズ層1104を形成している(図8を参照)。金属−セラミック接合体は、メタライズ層1104が形成された筒状部材1055に、ろう材箔1105を挟んで筒状部1013bを配置する。ろう材箔1105は、Ag−Cu共晶を用いている。金属−セラミック接合体では、金属部材1013の筒状部1013bを、筒状部材1055の端面幅方向の中央に同心的に位置決めされるように配置する。金属−セラミック接合体は、筒状部材1055と、筒状部1013bとを突き合わせ、ろう付けして接合している。
なお、図7に示す金属−セラミック接合体は、真空スイッチユニットに用いられている。図7中において、Oは、筒状部材55の中心軸線を示している。真空スイッチユニットは、円板蓋状の遮蔽部材1057により筒状部材1055の端部側を遮蔽する。遮蔽部材1057は、筒状部材1055の端面に接合される円筒状の金属部材1013の端面を塞ぐ形に設けている。遮蔽部材1057は、ろう材層(図示しない)を介して、筒状部1013bのフランジ1013aに接合されている。真空スイッチユニットは、遮蔽部材1057により遮蔽された筒状部材1055の内部にスイッチ遮蔽空間を形成している。
ところで、上述の金属−セラミック接合体では、予めメタライズ層1104が形成されたセラミックス部材に、ろう材箔1105を介して、金属部材1013を配置した後、ろう付けしている。金属−セラミック接合体では、金属部材1013側とセラミックス部材側との配置に位置ずれが生ずると金属−セラミック接合体の接合強度が不十分となる虞がある。
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、より接合強度が安定した接合信頼性の高いセラミックス接合体、電磁継電器およびセラミックス接合体の製造方法を提供することにある。
本発明のセラミックス接合体は、セラミックス部材と金属部材とを、ろう材により接合したセラミックス接合体であって、上記セラミックス部材は、当該セラミックス部材の表面に上記ろう材との接着を行う接着層を備えており、上記接着層を備えた上記表面と異なる高さの段差部を上記金属部材の接合端部の外周縁に沿って有しており、上記ろう材は、上記接着層および上記接合端部の外周に接していることを特徴とする。
このセラミックス接合体において、上記段差部は、上記接着層と上記接合端部とに接する上記ろう材のフィレットと離間していることが好ましい。
このセラミックス接合体において、上記セラミックス部材は、凹部を有しており、当該凹部の内底面が上記接着層を備えた上記セラミックス部材の上記表面であることが好ましい。
このセラミックス接合体において、上記セラミックス部材は、上記表面が上記金属部材に向かって突出する凸状の曲面であり、当該曲面に上記接着層を備えたことが好ましい。
本発明の電磁継電器では、上記セラミックス部材は、有底筒状の外形形状をしており、上記金属部材は、上記セラミックス部材の有底筒状の底部に形成された貫通孔に挿通する一対の固定端子である上述のセラミックス接合体と、有底筒状の上記セラミックス接合体内に収容され一対の上記固定端子それぞれに設けられた固定接点に接触する接触状態と離間する離間状態とに移動可能な可動接触子と、当該可動接触子を移動させる電磁石装置とを備えたことを特徴とする。
本発明の電磁継電器では、上記セラミックス部材は、端部が筒状の外形形状をしており、上記金属部材は、上記端部側と接合する筒状の外形形状をした上述のセラミックス接合体と、上記セラミックス部材と上記金属部材とで囲まれる空間に設けられた一対の固定接点と、上記空間に収容され上記固定接点の各々に接触する接触状態と離間する離間状態とに接離する可動接触子と、当該可動接触子を移動させる電磁石装置とを備えたことを特徴とする。
本発明のセラミックス接合体の製造方法は、セラミックス部材と金属部材とを、ろう材により接合するセラミックス接合体の製造方法であって、上記セラミックス部材が、平面視において上記セラミックス部材と接合する上記金属部材の接合端部の外周縁に沿う仮想の周縁上に、上記セラミックス部材の表面と異なる高さの段差部を備えており、上記段差部と離間してペースト材を上記表面に塗布する塗布工程と、上記段差部を基準として上記ペースト材上に金属材を配置する配置工程と、上記仮想の周縁の内側において、上記接合端部を上記ペースト材上の上記金属材に配置する配置工程と、上記配置工程後、加熱処理により上記金属材を溶融させて、上記セラミックス部材と上記金属部材とをろう付けするろう付け工程とを有することを特徴とする。
本発明のセラミックス接合体は、より接合信頼性を高くさせることが可能となる。
本発明の電磁継電器は、より信頼性を高めることが可能となる。
本発明のセラミックス接合体の製造方法は、より接合強度が安定した接合信頼性の高いセラミックス接合体を製造することが可能となる。
(実施形態1)
本実施形態のセラミックス接合体10を、図1に基づいて説明する。また、セラミックス接合体10の製造方法を、図2を用いて説明する。なお、各図では、同じ部材に対して、同じ番号を付している。
本実施形態のセラミックス接合体10を、図1に基づいて説明する。また、セラミックス接合体10の製造方法を、図2を用いて説明する。なお、各図では、同じ部材に対して、同じ番号を付している。
本実施形態のセラミックス接合体10は、セラミックス部材1と金属部材2とを、ろう材4により接合している。セラミックス部材1は、セラミックス部材1の表面1aaにろう材4との接着を行う接着層3を備えている。セラミックス部材1は、接着層3を備えたセラミックス部材1の表面1aaと異なる高さの段差部1aを有している。セラミックス部材1は、段差部1aを金属部材2の接合端部2bの外周縁に沿って有している。セラミックス接合体10では、ろう材4は、接着層3および接合端部2bの外周2baに接している。
これにより、本実施形態のセラミックス接合体10は、セラミックス部材1側と金属部材2との接合信頼性をより高くすることが可能となる。
より具体的には、本実施形態のセラミックス接合体10は、セラミックス部材1として、酸化物系セラミックを用いている。酸化物系セラミックは、アルミナ(Al2O3)の含有率が92%のセラミック材料を用いることができる。なお、セラミックス部材1には、アルミナの他、セラミックス部材1の基礎となるグリーンシート(図示していない)に使用される焼結助剤から生ずる、酸化珪素、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化バリウム、酸化ホウ素や酸化ジルコニウムなどが含まれている。セラミックス部材1は、セラミックス部材1の表面1aaから突出する段差部1aを備えている。段差部1aは、段差部1aの形状に対応した突出部を備えるグリーンシートを焼成することにより形成することができる。段差部1aは、セラミックス部材1の表面1aaから70μmの高さに形成することができる。段差部1aは、たとえば、セラミックス部材1の表面1aaから50μmないし100μmの高さとすることができる。セラミックス部材1は、段差部1aから離間した表面1aaに活性金属としてTiを含む接着層3を有している。接着層3は、たとえば、10μmの厚みに形成することができる。段差部1aは、セラミックス部材1の表面1aaに形成した接着層3の厚さよりも段差部1aの高さを高くしている。すなわち、段差部1aは、セラミックス部材1の接着層3を備えた表面1aaと異なる高さの表面を有している。また、セラミックス部材1は、たとえば、段差部1aと、接着層3とが20μmの距離で離間している。セラミックス部材1は、たとえば、段差部1aと、接着層3とを20μmないし50μmの距離で離間していればよい。
段差部1aは、金属部材2の接合端部2bの外周縁に沿ってセラミックス部材1の表面1aaに設けられている。段差部1aは、平面視において、金属部材2の接合端部2bの外周縁に沿った環状に形成することができる。
金属部材2は、金属部材2の金属材料として、たとえば、Niを含有し主としてFeよりなる金属材料を用いている。金属部材2は、Niを含有し主としてFeよりなる金属材料として、42アロイ(42Ni−Fe)を用いている。42アロイは、熱膨張率がアルミナに比較的近いFe合金である。
セラミックス接合体10は、ろう材4により、セラミックス部材1と金属部材2とを接合している。ろう材4は、ろう材4の材料として、AgとCuとの合金を用いている。より詳細には、ろう材4は、AgとCuとの合金として、Ag−Cu系合金である銀ろうを用いている。Ag−Cu系合金である銀ろうは、JIS−Z3261の銀ろう(BAg−8(Ag:Cu=18:7))を用いている。セラミックス接合体10は、ろう材4の基礎となる金属材4a(図2を参照)を溶融し、ろう付けによりセラミックス部材1側と金属部材2とを接合している。金属材4aは、段差部1aにおけるセラミックス部材1の表面1aaからの高さよりも小さい厚みとしている。ろう材4は、たとえば、ろう材4の基礎となる金属材4aの厚みが100μmないし50μmのものを用いることができる。
セラミックス接合体10は、金属部材2側からセラミックス部材1側に向けて裾拡がりの形状となるろう材4のフィレット4bを備えている。セラミックス接合体10は、ろう材4のフィレット4bが金属部材2のフィレット形成領域2bbを埋没させる形で金属部材2の接合端部2bの外周2baを覆って接着層3と接合している。
本実施形態のセラミックス接合体10では、段差部1aにより、接着層3とろう材4のフィレット4bとの界面に、何らかの外力が掛かることを抑制することが可能となる。これにより、本実施形態のセラミックス接合体10は、接合信頼性を高くすることが可能となる。本実施形態のセラミックス接合体10では、段差部1aは、接着層3と接合端部2bとに接するろう材4のフィレット4bと離間している。セラミックス接合体10は、ろう材4のフィレット4bが段差部1aと接触して、フィレット4bの大きさが小さくなる現象(以下、フィレットの引けともいう)が生ずることを抑制し、応力を緩和することが可能となる。これにより、本実施形態のセラミックス接合体10は、接合信頼性を更に高くすることが可能となる。
以下、上述のセラミックス接合体10を製造する製造方法について図2を用いて説明する。本実施形態のセラミックス接合体10の製造方法では、セラミックス部材1と金属部材2とを、ろう材4により接合している。
本実施形態のセラミックス接合体10の製造方法は、予め接合面側となる表面1aaから突出し、表面1aaとは異なる高さの段差部1aを備えたセラミックス部材1を準備する(図2(a)を参照)。セラミックス部材1は、平面視において、セラミックス部材1と接合する金属部材2の接合端部2bの外周縁に沿う仮想の周縁(図示していない)上に段差部1aを備えている。
次に、セラミックス接合体10の製造方法では、活性金属としてTiを含む接着層3の基礎となるペースト材3aを、段差部1a周りの表面1aa上に段差部1aと離間して形成する(図2(b)を参照)。ペースト材3aは、粉末状のTiH2を30重量%で有機バインダ中に含有させたものを用いている。なお、ペースト材3aは、粉末状のTiH2の他にSn−Ag−Cu粒子を含有させていてもよい。セラミックス部材1は、セラミックス部材1の表面1aaにペースト材3aを、たとえば、厚さ20μmで形成する。本実施形態のセラミックス接合体10の製造方法では、粒子状のTiH2を含有するペースト材3aを表面1aaに印刷するスクリーン印刷工程を行っている。セラミックス部材1は、スクリーン印刷により、段差部1a周りの表面1aa上にペースト材3aを比較的簡単に形成することができる。
なお、接着層3の基礎となるペースト材3aは、スクリーン印刷により塗布するだけでなく、ディスペンスにより塗布してもよい。すなわち、本実施形態のセラミックス接合体10の製造方法は、段差部1aと離間してペースト材3aを表面1aaに塗布する塗布工程を有している。ペースト材3aは、たとえば、段差部1aの位置から20μmないし50μmの距離を離間して表面1aa上に印刷すればよい。本実施形態のセラミックス接合体10の製造方法では、撮像装置で撮像されたセラミックス部材1の画像を画像処理(たとえば、エッジ検出)し、段差部1aの位置を基準にして、ペースト材3aを一表面1aaに形成することができる。セラミックス接合体10の製造方法は、段差部1aの位置を基準にして、ペースト材3aの形成するため、ペースト材3aの形成位置の位置精度を高めることが可能となる。
次に、セラミックス接合体10の製造方法は、ろう材4の基礎となる金属材4aをペースト材3a上に配置する。セラミックス接合体10の製造方法では、たとえば、撮像装置で撮像されたセラミックス部材1の画像を画像処理し、段差部1aの位置を基準にして、ペースト材3a上に金属材4aを位置決めして配置する(図2(c)を参照)。セラミックス接合体10の製造方法は、段差部1aから離間したペースト材3aを介して、金属材4aをセラミックス部材1に配置する。すなわち、本実施形態のセラミックス接合体10の製造方法は、段差部1aを基準としてペースト材3a上に金属材4aを配置する配置工程を有している。金属材4aは、たとえば、厚み50μmの金属箔を使用することができる。金属材4aは、ろう材4の基礎となる材料であり、Ag−Cu系合金(Ag:Cu=18:7)を用いている。セラミックス部材1では、ペースト材3a上に金属材4aを配置することで、ペースト材3aに金属材4aを仮固定させることができる。本実施形態のセラミックス接合体10の製造方法では、段差部1aの位置を基準にして、ペースト材3a上に金属材4aを位置決めして配置するため、金属材4aを配置する位置精度を高めることが可能となる。
続いて、セラミックス接合体10の製造方法は、上記仮想の周縁の内側において、接合端部2bをペースト材3a上の金属材4aに配置する配置工程を有している。セラミックス接合体10の製造方法では、セラミックス部材1にペースト材3aを介して仮固定させた金属材4a上に金属部材2の接合端部2bを載置している。
次に、セラミックス接合体10の製造方法は、金属材4a上に金属部材2を載置して固定する位置決め用のろう付け治具ごと、セラミックス部材1と金属部材2とを加熱炉30内に収納する(図2(d)を参照)。セラミックス接合体10の製造方法は、配置工程後、加熱処理により金属材4aを溶融させて、セラミックス部材1と金属部材2とをろう付けするろう付け工程を行う。セラミックス接合体10の製造方法は、加熱炉30にて減圧雰囲気において、加熱処理をする。セラミックス接合体10の製造方法は、加熱炉30内で、所定時間の間、所定の雰囲気および所定の加熱温度を保持することにより、ろう付けを行うことができる。本実施形態のセラミックス接合体10の製造方法では、加熱処理によりペースト材3aの活性金属を酸化物系セラミック中に拡散させ、セラミックス部材1上に接着層3を形成する。また、セラミックス接合体10の製造方法は、加熱処理により、接着層3の形成と同時に、金属材4aを溶融させて、セラミックス部材1上の接着層3と金属部材2の接合端部2bとをろう付けしている。すなわち、本実施形態のセラミックス接合体10の製造方法では、ろう付け工程により金属材4aが溶融して、ろう材4が形成され、ペースト材3aが活性金属を含む接着層3となる。セラミックス接合体10の製造方法では、ろう付け工程に伴って、セラミックス部材1の表面1aa側の界面で活性金属とセラミック材料とが反応する。本実施形態のセラミックス接合体10の製造方法では、接着層3に含まれる活性金属が、セラミックス部材1のセラミック材料とろう材4中の金属成分とのいずれに対しても親和性に優れている。そのため、セラミックス接合体10の製造方法では、接着層3が、ろう材4とセラミックス部材1との間で強固な接合を行うことが可能となる。
本実施形態のセラミックス接合体10の製造方法は、ろう付け工程の条件として、たとえば、加熱炉30内の真空度を1.0×10−3Paの減圧雰囲気としている。セラミックス接合体10の製造方法は、ろう付け工程の条件として、たとえば、加熱炉30の加熱温度を820℃としている。セラミックス接合体10の製造方法は、ろう付け工程の条件として、たとえば、加熱炉30の加熱保持時間を10分としている。
セラミックス接合体10の製造方法は、金属材4aを溶融して、AgとCuとの合金を含むろう材4を形成する場合、ろう付け工程の加熱温度を790℃から850℃とするのが好ましい。セラミックス接合体10の製造方法は、金属材4aを溶融して、AgとCuとの合金を含むろう材4を形成する場合、ろう付け工程の加熱保持時間を5分から30分の間とすることが好ましい。
セラミックス接合体10の製造方法は、加熱温度が低く、且つ加熱保持時間が短い場合、ろう材4の濡れが不十分となりやすい傾向にある。また、セラミックス接合体10の製造方法は、加熱温度が高く、且つ加熱保持時間が長い場合、ろう材4の濡れ性が高くなりすぎる傾向にある。ろう材4の濡れ性が高くなりすぎるとなるセラミックス接合体10では、金属部材2側へろう材4が這い上がり過ぎる傾向にある。
セラミックス接合体10の製造方法は、ろう付け工程の雰囲気を減圧雰囲気で行うことが好ましい。ろう付け工程は、大気中で加熱処理するとペースト材3a中の活性金属が酸化や窒化などされる虞がある。接着層3は、酸化や窒化された活性金属が含まれるペースト材3aから形成される場合、特性ばらつきの少ない安定した接着層3の形成が難しくなる傾向にある。セラミックス接合体10の製造方法は、真空度として、たとえば、1.0×10−3Pa以下とすることができる。セラミックス接合体10の製造方法は、ろう付け工程の雰囲気が減圧雰囲気に限られるものではない。セラミックス接合体10の製造方法は、ろう付け工程の雰囲気として、たとえば、ArガスやN2ガスなどの不活性ガスの加圧雰囲気中で、ろう付け工程を行ってもよい。
セラミックス接合体10の製造方法は、金属材4aが溶融した、ろう材4によりセラミックス部材1側と金属部材2側とを接合することができる。セラミックス接合体10の製造方法は、ろう付け工程終了後、冷却したセラミックス接合体10を加熱炉30内から取り出して、ろう付け冶具を取り外す。これにより本実施形態のセラミックス接合体10の製造方法は、セラミックス部材1の段差部1a周りの表面1aaに接着層3を形成する。また、本実施形態のセラミックス接合体10の製造方法では、金属材4aが溶融して、フィレット4bを備えたろう材4を形成することができる。本実施形態のセラミックス接合体10の製造方法は、接着層3および接合端部2bの外周2baに、ろう材4が接したセラミックス接合体10を製造することができる(図2(e)を参照)。
本実施形態のセラミックス接合体10の製造方法は、段差部1aを基準として、ペースト材3a上に金属材4aを配置しているため、金属材4aの配置精度を高めることができる。セラミックス接合体10の製造方法は、金属材4aの配置精度を高めることにより、ろう付け工程において、ろう材4にフィレット4bの引けが生ずることを抑制し、接合信頼性を高めることが可能となる。また、本実施形態のセラミックス接合体10の製造方法では、接着層3と段差部1aとが離間しており、ろう材4のフィレット4bが段差部1aと離間している。セラミックス接合体10は、フィレット4bが段差部1aと離間していることにより、フィレット4bが段差部1aと接触してフィレット4bに引けが生ずることを抑制することも可能となる。
以下、本実施形態のセラミックス接合体10の各構成について詳述する。
セラミックス部材1のセラミック材料は、たとえば、1000℃を超える高温で使用可能であり、硫酸、硝酸や苛性ソーダなどの薬品に対する高い耐食性、優れた耐熱衝撃性、低熱膨張係数、耐摩耗性や電気絶縁性を有している。そのため、セラミックス部材1は、たとえば、電磁継電機、真空スイッチや電子部品の外囲器などとして利用することができる。セラミックス部材1は、利用される用途に応じて、平板状、筒状など種々の形状のものとすることができる。セラミックス部材1は、酸化物系セラミックや窒化物系セラミックを利用することができる。セラミックス部材1は、たとえば、酸化物系セラミックとして、アルミナを主成分とするアルミナ系セラミックにより構成することができる。セラミックス部材1は、アルミナ系セラミックとして、たとえば、アルミナの含有率が92%のセラミック材料を用いることができるが、これだけに限られない。セラミックス部材1は、アルミナ系セラミックとして、たとえば、アルミナの含有率が96%以上のセラミック材料を用いることもできる。セラミックス部材1は、アルミナの他、たとえば、酸化珪素、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化バリウム、酸化ホウ素や酸化ジルコニウムなどを含有していてもよい。セラミックス部材1は、窒化物系セラミックとして、たとえば、窒化ケイ素(Si3N4)を主成分とするセラミックにより構成してもよい。セラミックス部材1は、窒化ケイ素の他、たとえば、酸化イッテルビウムや窒化硼素などを含有していてもよい。
セラミックス部材1は、セラミックス部材1の表面1aaから突出する段差部1aを備えている。段差部1aは、セラミックス部材1と一体として形成してもよいし、セラミックス部材1と別体に形成させたものをセラミックス部材1の表面1aaに固着させたものでもよい。段差部1aは、セラミックス部材1と別体に形成させる場合、セラミックス部材1と同じ材料でもよいし、異なる材料で形成したものでもよい。段差部1aは、ろう付け工程の加熱処理により、段差部1aの形状が変形しないものが好ましい。段差部1aは、段差部1aの材料として、たとえば、酸化物系セラミックや窒化物系セラミックを用いることができる。段差部1aは、たとえば、金属部材2の接合端部2bの外周縁に沿った連続する1つの環状に形成することができる。段差部1aは、段差部1aの形状が連続する1つの環状のものだけに限られない。段差部1aは、環状を複数個に分割させた突起状のものでもよい。また、セラミックス接合体10の製造方法における配置工程において、ペースト材3a上に金属材4aを配置する基準として用いる場合、矩形状の突起であってもよい。セラミックス部材1は、段差部1aが必ずしも表面1aaに垂直な方向に突出して形成する必要はない。セラミックス部材1は、セラミックス接合体10の構成によって、段差部1aが表面1aaに垂直な法線と傾斜して突出するものでもよい。また、セラミックス部材1は、研磨などにより、セラミックス部材1の表面1aaの平滑性を向上させてもよい。
本実施形態のセラミックス接合体10では、種々の形状のセラミックス部材1と、種々の形状の金属部材2とを接合することができる。
セラミックス部材1は、たとえば、図3(a)に示す有底筒状のセラミックス部材1を用いることができる。セラミックス部材1は、セラミックス部材1の一端側(図3(a)の上側)と、一端と反対の他端側(図3(a)の下側)をそれぞれ金属部材2で接合することができる。セラミックス部材1は、セラミックス部材1の一端側となる有底筒状の底部1cに貫通孔1caを備えている。セラミックス部材1は、セラミックス部材1の一端側の貫通孔1caを塞ぐように金属部材2が設けられる。セラミックス部材1の一端側に設けられる金属部材2は、円柱状の軸部2caと、軸部2caよりも外形が大きい頭部2cbとを備えている。セラミックス部材1は、ペースト材3a上の金属材4aを介して、金属部材2の頭部2cbから突出する円環状の接合端部2bを、セラミックス部材1の一端側と位置合わせして配置する(図3(b)を参照)。本実施形態のセラミックス接合体10では、セラミックス部材1の一端側に接着層3の基礎となるペースト材3aを備えた表面1aaと異なる高さの段差部1aを有している。段差部1aは、貫通孔1caの周りに円環状に形成している。円環状の段差部1aは、段差部1aの内周縁を円環状の接合端部2bの外周縁よりも大きくしている。すなわち、セラミックス接合体10は、段差部1aを接合端部2bの外周縁に沿って有している。セラミックス部材1は、接合端部2bとろう付けにより接合する。なお、図3(b)は、図3(a)の破線Aで囲まれた領域の拡大図を示している。
また、セラミックス部材1は、セラミックス部材1の他端側に金属部材2を設ける。セラミックス部材1は、他端側が筒状の外形形状をしている。セラミックス部材1の他端側に設けられる金属部材2は、筒状の外形形状としている。セラミックス部材1は、ペースト材3a上の金属材4aを介して、金属部材2の接合端部2bを、セラミックス部材1の他端側と位置合わせして配置する(図3(c)を参照)。本実施形態のセラミックス接合体10では、セラミックス部材1の他端側に接着層3の基礎となるペースト材3aを備えた表面1aaと異なる高さの段差部1aを有している。段差部1aは、セラミックス部材1の筒状の外形形状に沿って環状に形成している。環状の段差部1aは、段差部1aの内周縁を筒状の接合端部2bの外周縁よりも大きくしている。すなわち、セラミックス接合体10は、段差部1aを接合端部2bの外周縁に沿って有している。なお、図3(c)は、図3(a)の破線Bで囲まれた領域の拡大図を示している。
金属部材2は、セラミックス部材1と、ろう材4を用いて接合可能なものである。金属部材2は、筒状や平板状など用途に応じて種々の形状のものを用いることができる。金属部材2は、セラミックス部材1との間に熱応力が生じにくいように、セラミックス部材1と金属部材2との線膨張係数差が比較的に小さいものが好ましい。また、金属部材2は、セラミックス接合体10の用途などに応じて、耐熱性や耐食性の優れたものを用いればよい。金属部材2は、金属部材2の材料として、たとえば、Niを含有し主としてFeよりなる合金を好適に利用することができる。ここで、主としてFeよりなるとは、金属部材2を構成する金属材料の成分のうち、主なものの1つがFeである。金属部材2は、Niを含有し主としてFeよりなるものとして、Fe−Ni合金などを好適に利用することもできる。金属部材2は、Fe−Ni合金として、たとえば、Fe:58%,Ni:42%を含有する42アロイを好適に用いることができる。金属部材2は、アルミナを92%含有するセラミックス部材1を用いる場合、金属部材2の金属材料として42アロイを用いれば、セラミックス部材1との熱膨張係数が近く、ろう付け工程での急速冷却に伴うセラミックスの割れやクラックなどを抑制することが可能となる。また、金属部材2は、金属部材2の金属材料として、たとえば、Feを主成分とするFe−Ni−Co合金を好適に用いることができる。金属部材2は、Fe−Ni−Co合金として、たとえば、Fe:54重量%,Ni:29重量%,Co:17重量%を含有する合金を用いることができる。金属部材2は、金属部材2の材料として、Fe合金だけに限られず、たとえば、CuやCu合金でもよい。
接着層3は、セラミックス部材1と、ろう材4との接着性を向上可能なものである。接着層3は、活性金属を含んで構成することができる。活性金属は、セラミックス部材1のセラミック材料の構成元素と反応可能なものである。活性金属は、ろう材4の主となる金属元素よりもイオン化傾向が強いことが好ましい。活性金属は、たとえば、セラミックス部材1のセラミック材料として酸化物系セラミックや窒化物系セラミックを用いる場合、Ti、ZrやHfなどの金属元素が好適に挙げられる。
セラミックス接合体10は、たとえば、接着層3の活性金属として、Tiを用いる場合、接着層3の基礎となるペースト材3a中に含まれるTiが、ろう付け工程において、セラミックス部材1のセラミック材料中におけるOやNと反応する。また、セラミックス接合体10は、接着層3がろう材4のセラミックス部材1側への濡れ性を良くする。セラミックス接合体10は、活性金属を含有する接着層3を備えることにより、ろう材4側とセラミックス部材1側との接合強度の向上を図ることが可能となる。本実施形態のセラミックス接合体10では、接着層3は、ろう材4とともに一度の加熱処理により形成することができる。
接着層3は、接着層3に含まれる活性金属の含有量が少なすぎれば、セラミックス部材1を構成するセラミック材料との反応が不十分となる傾向にある。また、接着層3は、接着層3に含まれる活性金属が多すぎれば、接着層3と、ろう材4との間の濡れ性が悪くなる傾向にある。したがって、接着層3は、接着層3中の活性金属の含有量を、セラミックス部材1やろう材4に応じて適宜に設定することが好ましい。接着層3は、活性金属として、たとえば、酸化物系セラミックや窒化物系セラミックに対して接合特性が良好なTiを好適に利用することができる。接着層3は、Tiとセラミックス部材1のセラミック材料との反応を高めるため、接着層3の基礎となるペースト材3a中に粉末状のTiH2を含有することが好ましい。接着層3は、接着層3の基礎となるペースト材3a中に粉末状のTiH2を含有させることで、Tiの酸化や窒化を抑制することが可能となる。
本実施形態のセラミックス接合体10の製造方法では、ろう付け工程前に、スクリーン印刷によって形成されたペースト材3aを利用して接着層3を形成している。ペースト材3aには、粉末状のTiH2を含有している。TiH2は、たとえば、平均粒子径2μmないし15μmのものを利用することができる。なお、平均粒子径は、レーザー光による光散乱法による球相当径による測定で測ることができる。
本実施形態のセラミックス接合体10の製造方法は、活性金属であるTiの水素化物を用いることで、ろう付け工程時の加熱処理により、Tiが酸化することを抑制することが可能となる。また、本実施形態のセラミックス接合体10の製造方法は、活性金属であるTiの酸化を抑制することで、セラミックス部材1側へのろう材4の濡れ性を向上させることができる。さらに、本実施形態のセラミックス接合体10の製造方法は、スクリーン印刷により、ペースト材3aを塗布することにより、セラミックス部材1の表面1aa全体に接着層3の基礎となるペースト材3aを均一に形成することが可能となる。本実施形態のセラミックス接合体10の製造方法では、セラミックス部材1側への、ろう材4の濡れ性の均一性を向上させることが可能となる。
本実施形態のセラミックス接合体10の製造方法では、たとえば、ペースト材3a中にTiH2を20重量%から40重量%の範囲内で含有させることで、ろう材4のフィレット4bの一部に引けが生ずることを抑制しつつ、ろう材4のフィレット4bを形成することが容易となる。セラミックス接合体10の製造方法では、ペースト材3a中におけるTiH2の含有量が少ない場合、ペースト材3aの粘度調整が困難となる傾向にある。セラミックス接合体10の製造方法では、ペースト材3a中における粉末状のTiH2の分散性が低い場合、均一なペースト材3aをセラミックス部材1の表面1aaに形成することが難しくなる傾向にある。その結果、セラミックス接合体10の製造方法では、セラミックス部材1側へのろう材4の濡れ性が低下する傾向にある。セラミックス接合体10の製造方法は、ペースト材3a中に20重量%から40重量%のTiH2とすれば、セラミックス接合体10を製造した場合、セラミックス部材1側へのろう材4の濡れ性やろう材4のフィレット4bの形状が良好となる傾向にある。
(実施形態2)
図4に示す本実施形態のセラミックス接合体10は、図3(b)に示す実施形態1の表面1aaから突出する段差部1aを備える代わりに、凹部1bの内底面の表面1aaと異なる高さの段差部1aを備えたセラミックス部材1を用いた点が相違する。なお、実施形態1と同様の構成要素については、同一の符号を付して適宜に説明を省略している。
図4に示す本実施形態のセラミックス接合体10は、図3(b)に示す実施形態1の表面1aaから突出する段差部1aを備える代わりに、凹部1bの内底面の表面1aaと異なる高さの段差部1aを備えたセラミックス部材1を用いた点が相違する。なお、実施形態1と同様の構成要素については、同一の符号を付して適宜に説明を省略している。
本実施形態のセラミックス接合体10では、図4に示すように、セラミックス部材1は、凹部1bを有している。セラミックス部材1は、凹部1bの内底面が接着層3を備えたセラミックス部材1の表面1aaとなるように、接着層3の基礎となるペースト材3aを形成している。
セラミックス部材1は、段差部1aの形状に対応した窪み部を備えるグリーンシートを焼成することにより、凹部1bを形成することができる。本実施形態のセラミックス接合体10では、凹部1bを環状としている。段差部1aは、金属部材2の接合端部2bの外周縁に沿わせることが可能な凹部1bの側壁の周部により構成することができる。すなわち、段差部1aは、セラミックス部材1の接着層3を備えた表面1aaと異なる高さの表面を有している。セラミックス部材1は、凹部1bの内底面に接着層3の基礎となるペースト材3aを形成する。セラミックス部材1は、ろう材4の基礎となる金属材4aをペースト材3a上に配置する。セラミックス接合体10は、環状の凹部1bにより形成される段差部1aの位置を基準にして、ペースト材3a上に金属材4aを位置決めして配置する。
セラミックス部材1では、段差部1aから離間したペースト材3aを介して、金属材4aを配置している。本実施形態のセラミックス接合体10の製造方法は、段差部1aの位置を基準にして、ペースト材3a上に金属材4aを位置決めして配置するため、金属材4aを配置する位置精度を高めることが可能となる。セラミックス接合体10の製造方法では、ペースト材3a上に金属材4aを位置決めして配置した後、加熱処理により金属材4aを溶融させて、セラミックス部材1と金属部材2とをろう付けして形成することができる。セラミックス部材1は、ろう付けにより、凹部1bの内底面が接着層3を備えたセラミックス部材1の表面1aaとなる。
これにより本実施形態のセラミックス接合体10は、実施形態1と同様に、セラミックス部材1側と金属部材2との接合信頼性をより高くすることが可能となる。また、本実施形態のセラミックス接合体10は、凹部1bを有するセラミックス部材1により、セラミックス部材1側と金属部材2との距離を近づけ易い構造とすることが可能となる。本実施形態のセラミックス接合体10の製造方法は、セラミックス部材1に凹部1bを形成する比較的簡単な形状により、金属材4aの配置精度を高めることが可能となる。本実施形態のセラミックス接合体10の製造方法は、金属材4aの配置精度を高めることにより、ろう付け工程において、ろう材4にフィレット4bの引けが生ずることを抑制し、接合信頼性を高めることが可能となる。
(実施形態3)
図5に示す本実施形態のセラミックス接合体10は、図3(b)に示す実施形態1の表面1aaが平面状のセラミックス部材1を用いる代わりに、表面1aaが凸状の曲面を有するセラミックス部材1を用いた点が相違する。なお、実施形態1と同様の構成要素については、同一の符号を付して適宜に説明を省略している。
図5に示す本実施形態のセラミックス接合体10は、図3(b)に示す実施形態1の表面1aaが平面状のセラミックス部材1を用いる代わりに、表面1aaが凸状の曲面を有するセラミックス部材1を用いた点が相違する。なお、実施形態1と同様の構成要素については、同一の符号を付して適宜に説明を省略している。
本実施形態のセラミックス接合体10では、図5に示すように、セラミックス部材1は、表面1aaが金属部材2に向かって突出する凸状の曲面としている。
セラミックス部材1は、表面1aaが凸状の曲面とするグリーンシートを用いて形成することができる。セラミックス部材1は、段差部1aの形状に対応した突出部を備えるグリーンシートを焼成することにより形成することができる。段差部1aは、セラミックス部材1の表面1aaと異なる高さの表面を有している。段差部1aは、平面視において、金属部材2の接合端部2bの外周縁に沿った環状に構成することができる。本実施形態のセラミックス接合体10の製造方法は、セラミックス部材1は、凸状の曲面の表面1aaに接着層3の基礎となるペースト材3aを形成する。セラミックス接合体10の製造方法は、ろう材4の基礎となる金属材4aをペースト材3a上に配置する。本実施形態のセラミックス接合体10の製造方法は、段差部1aの位置を基準にして、ペースト材3a上に金属材4aを位置決めして配置する。セラミックス接合体10の製造方法は、ペースト材3a上に金属材4aを位置決めして配置した後、加熱処理により金属材4aを溶融させて、セラミックス部材1と金属部材2とをろう付けして形成することができる。セラミックス接合体10は、加熱処理により、セラミックス部材1の曲面に接着層3を備えた構成とすることができる。
これにより本実施形態のセラミックス接合体10は、実施形態1と同様に、セラミックス部材1側と金属部材2との接合信頼性をより高くすることが可能となる。セラミックス接合体10は、表面1aaが凸状の曲面のセラミックス部材1を用いることにより、セラミックス部材1と、金属部材2との間に生ずる応力を緩和することも可能となる。セラミックス接合体10は、セラミックス部材1と、金属部材2との間に生ずる応力を緩和することにより、セラミックス部材1と、金属部材2との接合強度が低下することを抑制することが可能となる。
本実施形態のセラミックス接合体10の製造方法は、金属材4aの配置精度を高めることにより、ろう付け工程において、ろう材4にフィレット4bの引けが生ずることを抑制し、接合信頼性を高めることが可能となる。特に、本実施形態のセラミックス接合体10は、表面1aaが凸状の曲面のセラミックス部材1を用いることにより、ろう材4の基礎となる金属材4aの配置時に金属材4aの位置ずれが生ずることを、抑制することが可能となる。
(実施形態4)
図6に示す本実施形態の電磁継電器20は、実施形態1のセラミックス接合体10を電磁継電器20の外囲器として用いたものである。本実施形態の電磁継電器20は、電気自動車やハイブリッド車などに搭載して利用することができる。なお、実施形態1と同様の構成要素については、同一の符号を付して適宜に説明を省略している。
図6に示す本実施形態の電磁継電器20は、実施形態1のセラミックス接合体10を電磁継電器20の外囲器として用いたものである。本実施形態の電磁継電器20は、電気自動車やハイブリッド車などに搭載して利用することができる。なお、実施形態1と同様の構成要素については、同一の符号を付して適宜に説明を省略している。
本実施形態の電磁継電器20は、図6に示すように、一対の固定接点23a,23aと、固定接点23aの各々に接触する接触状態(図示していない)と離間する離間状態(図6を参照)とに接離する可動接触子24cとを備えた接点装置20aを有している。また、電磁継電器20は、可動接触子24cを移動させる電磁石装置20bを有している。
本実施形態の電磁継電器20は、接点装置20aと電磁石装置20bとを一体に組み合わせて構成している。
接点装置20aにおいて、可動接触子24cは、各固定接点23aの各々に対向して配置している。可動接触子24cは、一対の固定接点23aと各々対向する箇所に一対の可動接点24caを固着している。電磁石装置20bは、励磁用巻線27dへの通電に伴い電磁力を生じさせる。電磁石装置20bは、電磁力により可動鉄芯25を可動させることが可能に構成している。可動鉄芯25は、可動軸25cの一端に固定している。電磁石装置20bは、可動鉄芯25の可動により、可動軸25cの他端側に設けた可動接触子24cを移動させることができる。電磁石装置20bは、可動接触子24cの移動により、固定接点23aと可動接点24caとを接離することができる。電磁継電器20は、可動接触子24cを固定接点23a側に付勢する接圧ばね28dを備えている。電磁継電器20は、可動接触子24cを固定接点23a側から離れる方向に付勢する復帰ばね28eを備えている。
電磁継電器20は、可動接触子24cを収容する有底筒状の収容ケース21を備えている。収容ケース21は、セラミック材料からなるセラミックス部材1を構成している。収容ケース21は、有底筒状の底部1cの2箇所に貫通孔1ca,1caを備えている。収容ケース21は、貫通孔1caの周りに円環状に突出した段差部1aを備えている。各貫通孔1caには、円柱状に形成された固定端子22aが各々挿通されている。固定端子22aは、金属材料(たとえば、Cuなど)からなる金属部材2を構成している。電磁継電器20は、継鉄板26aとガイド筒28とを備えている。電磁継電器20は、接点装置20a側と電磁石装置20b側とを連結する連結体22bを備えている。連結体22bは、金属材料(たとえば、Niを含むFe合金)の金属部材2を構成している。
電磁継電器20は、固定端子22aと収容ケース21と連結体22bと継鉄板26aとガイド筒28とで囲まれた空間10aを気密空間としている。電磁継電器20は、気密空間を形成できるように、固定端子22aと収容ケース21とを接合している。電磁継電器20は、気密空間を形成できるように、収容ケース21と連結体22bとを接合している。電磁継電器20は、気密空間を形成できるように、連結体22bと継鉄板26aとを接合している。電磁継電器20は、気密空間を形成できるように、継鉄板26aとガイド筒28とを接合している。なお、収容ケース21は、連結体22bと対向する端部側に円環状に突出した段差部1aを備えている。
電磁石装置20bは、励磁用巻線27dが巻装されたコイルボビン27と、コイルボビン27を包囲する継鉄26とを備えている。継鉄26は、コイルボビン27の一端面側に当接する継鉄板26aと、コイルボビン27の一端面側と反対の他端面側を当接させる継鉄部26bとを備えている。電磁継電器20は、可動鉄芯25の可動により可動鉄芯25が固定鉄芯24に衝突する際、衝突の衝撃が固定鉄芯24を介してキャップ29および継鉄板26aに伝播されることを低減する緩衝部材29bを備えている。
また、電磁石装置20bは、コイルボビン27と継鉄26と固定鉄芯24とを備えている。コイルボビン27は、円筒状の外形形状をしている。コイルボビン27は、励磁用巻線27dが巻装される。コイルボビン27は、励磁用巻線27dが巻回される円筒部27aと、円筒部27aの両端部から外方に突出する鍔部27b,27cとを有している。コイルボビン27は、たとえば、コイルボビン27の材料として、芳香族ポリエステルなどの液晶ポリマなどの合成樹脂材料により形成することができる。継鉄26は、コイルボビン27を包囲している。継鉄26は、継鉄26の材料として、たとえば、鉄などの磁性金属材料により形成することができる。固定鉄芯24は、円柱状に形成している。固定鉄芯24は、可動鉄芯25側に凹部24bbを備えている。固定鉄芯24は、コイルボビン27の内部に配置している。固定鉄芯24は、励磁用巻線27dにより生じる磁束を通す材料により構成している。固定鉄芯24は、固定鉄芯24の材料として、たとえば、ケイ素鋼、パーマロイやフェライトなどを用いることができる。
また、電磁石装置20bは、可動鉄芯25を備えている。可動鉄芯25は、円柱状に形成している。可動鉄芯25は、コイルボビン27の内部に配置している。可動鉄芯25は、コイルボビン27の口軸方向(図6の上下方向)に固定鉄芯24と並んで配置している。可動鉄芯25は、固定鉄芯24と同様に、励磁用巻線27dにより生じる磁束を通す材料により構成している。可動鉄芯25は、可動鉄芯25の材料として、たとえば、ケイ素鋼、パーマロイやフェライトなどを用いることができる。電磁石装置20bは、継鉄26、固定鉄芯24および可動鉄芯25が、励磁用巻線27dにより生じる磁束を通す磁路を形成する。継鉄26は、コイルボビン27の一端面側に当接する矩形板状の継鉄板26aと、コイルボビン27の他端面側を当接させるC字形状の継鉄部26bとを備えている。継鉄部26bは、中央部に挿通孔26baを有している。継鉄部26bは、挿通孔26baの周縁から円筒状の筒体部26bbを立設している。電磁石装置20bは、有底円筒状のガイド筒28を備えている。ガイド筒28は、固定鉄芯24および可動鉄芯25とコイルボビン27との間に設けている。ガイド筒28は、非磁性材料により形成することができる。
電磁石装置20bは、コイルボビン27の円筒部27aの内側にガイド筒28を設けている。ガイド筒28は、ガイド筒28の内部に固定鉄芯24と可動鉄芯25とを収納している。固定鉄芯24は、円柱状に形成している。固定鉄芯24は、固定鉄芯24の外径を、ガイド筒28の内径よりも若干小さくしている。固定鉄芯24は、有底円筒状のガイド筒28の開口側に配置している。可動鉄芯25は、円柱状に形成している。可動鉄芯25は、可動鉄芯25の外径を、ガイド筒28の内径よりも若干小さくしている。可動鉄芯25は、有底円筒状のガイド筒28の開口と反対側に配置している。可動鉄芯25は、ガイド筒28の軸方向に沿って移動することができるように構成している。電磁石装置20bは、可動鉄芯25の移動範囲を、固定鉄芯24から離れた初期位置と、固定鉄芯24に当接する当接位置との間に設定している。ガイド筒28は、可動鉄芯25を初期位置に復帰させる向きのばね力を有したコイルばねからなる復帰ばね28eを収納している。
復帰ばね28eは、復帰ばね28eの一端が可動鉄芯25と当接し、復帰ばね28eの一端と反対の他端が固定鉄芯24と当接している。復帰ばね28eは、固定鉄芯24と可動鉄芯25との間に圧縮状態で設けられており、可動鉄芯25を固定鉄芯24から離れる方向に弾性付勢している。復帰ばね28eは、可動鉄芯25が固定鉄芯24側に移動したときに、復帰ばね28eが圧縮される。復帰ばね28eは、固定鉄芯24の凹部24bbと可動鉄芯25との間の空間に圧縮された復帰ばね28eが収容され、固定鉄芯24と可動鉄芯25との当接を妨げることがないように構成している。
継鉄板26aは、中央部に固定鉄芯24が挿通される挿通孔26cを貫設している。固定鉄芯24は、継鉄板26aの挿通孔26cに挿通された状態で固定鉄芯24の鍔部24aを継鉄板26a側に固定している。電磁石装置20bは、円盤状のキャップ29を有している。キャップ29は、金属板により形成することができる。キャップ29は、固定鉄芯24の鍔部24aを継鉄板26a側に固定している。キャップ29は、挿通孔26cを覆うように継鉄板26aに固着して取り付けている。ガイド筒28は、鍔部28aが継鉄板26aの挿通孔26cの周囲に固着している。電磁石装置20bは、コイルボビン27の円筒部27aの内周面と、ガイド筒28の外周面との間に継鉄部26bの筒体部26bbを配置している。軸受筒26dは、磁性材料により構成している。電磁石装置20bは、ガイド筒28および軸受筒26dが継鉄26、固定鉄芯24、可動鉄芯25と共に磁気回路を形成している。
接点装置20aは、有底筒状の収容ケース21を備えている。収容ケース21は、セラミック材料(たとえば、酸化物系セラミック)により構成している。収容ケース21は、収容ケース21の底部1cに貫通孔1caを備えている。固定端子22aは、円柱状の軸部2caと、軸部2caよりも外形が大きい頭部2cbとを備えている。貫通孔1caには、固定端子22aの軸部2caが挿通されている。固定端子22aは、固定端子22aの材料として、たとえば、Cuなどの金属材料により構成することができる。固定端子22aは、Agなどからなる固定接点23aを備えている。固定端子22aは、ろう材4により、収容ケース21側にろう付けしている。
接点装置20aは、収容ケース21内において、一対の固定接点23a,23aの間に跨る形で長板状の可動接触子24cを設けている。可動接触子24cは、可動接触子24cの材料として、たとえば、Cuなどの導電材料により構成することができる。可動接触子24cは、各固定接点23aの各々に対向するように配置される。可動接触子24cは、一対の固定接点23a,23aと各々対向する箇所に一対の可動接点24ca,24caを好適に備えている。可動接点24caは、たとえば、Agなどの導電性材料を用いて構成することができる。可動接触子24cは、接圧ばね28dを介して、可動鉄芯25に固定された可動軸25cと連結している。可動接触子24cは、可動接触子24cの中央部に可動軸25cを挿通する挿通孔24cbを穿設している。
可動軸25cは、可動鉄芯25の移動方向(図6の上下方向)に長い丸棒状に形成されている。可動軸25cは、可動接触子24cを保持するため、可動接触子24cの挿通孔24cbよりも大きい頭部位25dを備えている。可動軸25cは、非磁性材料にて形成している。固定鉄芯24は、円柱状の固定鉄芯24の軸方向に沿って可動軸25cが貫通する貫通孔24baを貫設している。可動軸25cは、貫通孔24baを通して可動軸25cの先端部を可動鉄芯25と結合して固定している。可動鉄芯25は、可動軸25cの軸部25caが螺合するねじ孔25aを可動鉄芯25の軸方向に沿って中央部に設けている。可動鉄芯25は、可動軸25cを可動鉄芯25のねじ孔25aに螺合することで結合している。
本実施形態の電磁継電器20は、可動鉄芯25が初期位置にあるときには可動接触子24cと固定接点23aとが互いに離間している。電磁継電器20は、可動鉄芯25が当接位置にあるときには可動接触子24cと固定接点23aとが接触する。接点装置20aは、可動鉄芯25が初期位置にあり、可動接触子24cと固定接点23aとが互いに離間している場合は、開成状態となる。また、接点装置20aは、可動鉄芯25が当接位置にあるときに、可動接触子24cと固定接点23aとが接触して閉成状態となる。本実施形態の電磁継電器20は、励磁用巻線27dへの通電により、可動鉄芯25が固定鉄芯24側に吸引されて当接位置に移動する。電磁継電器20は、励磁用巻線27dへの通電を停止すると、復帰ばね28eにより可動鉄芯25が初期位置に復帰する。
電磁継電器20は、電磁石装置20bの励磁用巻線27dへ通電されていない場合、接点装置20aが開放されることにより一対の固定端子22a,22aの間が絶縁される。電磁継電器20は、電磁石装置20bの励磁用巻線27dへ通電されている場合、接点装置20aが閉成されることにより一対の固定端子22a,22aの間が導通される。電磁継電器20は、接圧ばね28dによって、可動接触子24cと固定接点23aとの間の接触圧を確保している。
電磁継電器20は、収容ケース21と継鉄板26aとの隙間を覆う筒状の連結体22bを設けている。連結体22bは、ろう材4により、収容ケース21側にろう付けしている。電磁継電器20は、収容ケース21、固定端子22a、継鉄板26a、ガイド筒28および連結体22bを接合している。電磁継電器20は、収容ケース21、固定端子22a、継鉄板26a、ガイド筒28および連結体22bで囲まれた空間10aを気密空間としている。電磁継電器20は、固定端子22aの固定接点23aや可動接触子24cを空間10aに収納している。電磁継電器20は、収容ケース21、固定端子22a、継鉄板26a、ガイド筒28および連結体22bで囲まれた空間10a内に、消弧性ガス(たとえば、水素ガスなど)を封入している。
本実施形態の電磁継電器20は、収容ケース21と、固定接点23aを備えた固定端子22aとを実施形態1の同様にしてろう材4により接合している。同様に、本実施形態の電磁継電器20は、収容ケース21と、連結体22bとを実施形態1の同様にしてろう材4により接合している。
すなわち、本実施形態の電磁継電器20では、セラミックス部材1たる収容ケース21は、有底筒状の外形形状をしている。セラミックス部材1は、有底筒状の底部1cに貫通孔1caを貫設している。金属部材2は、貫通孔1caに挿通する固定端子22aである。固定端子22aは、有底筒状のセラミックス部材1の底部1cに一対設けている。電磁継電器20は、一対の固定接点23aそれぞれに固定接点23aを設けている。電磁継電器20は、固定接点23aに接触する接触状態と離間する離間状態とに移動可能な可動接触子24cを備えている。電磁継電器20は、有底筒状のセラミックス接合体10内に可動接触子24cを収容している。電磁継電器20は、可動接触子24cを移動させる電磁石装置20bを備えている。これにより本実施形態の電磁継電器20は、収容ケース21と、固定端子22aとの接合強度を安定させ、より信頼性を高くすることが可能となる。
さらに、本実施形態の電磁継電器20は、セラミックス部材1たる収容ケース21の端部が筒状の外形形状をしている。また、金属部材2たる連結体22bは、端部側と接合する筒状の外形形状をしている。電磁継電器20は、セラミックス接合体10と、収容ケース21と、連結体22bとで囲まれる空間10aに設けられた一対の固定接点23aを備えている。電磁継電器20は、空間10aに収容され固定接点23aの各々に接触する接触状態と離間する離間状態とに接離する可動接触子24cを備えている。電磁継電器20は、可動接触子24cを移動させる電磁石装置20bを備えている。これにより本実施形態の電磁継電器20は、収容ケース21と、連結体22bとの接合強度を安定させ、より信頼性を高くすることが可能となる。
1 セラミックス部材
1a 段差部
1aa 表面
1b 凹部
1c 底部
1ca 貫通孔
2 金属部材
2b 接合端部
3 接着層
3a ペースト材
4 ろう材
4a 金属材
4b フィレット
10 セラミックス接合体
10a 空間
20 電磁継電器
20b 電磁石装置
22a 固定端子
23a 固定接点
24c 可動接触子
1a 段差部
1aa 表面
1b 凹部
1c 底部
1ca 貫通孔
2 金属部材
2b 接合端部
3 接着層
3a ペースト材
4 ろう材
4a 金属材
4b フィレット
10 セラミックス接合体
10a 空間
20 電磁継電器
20b 電磁石装置
22a 固定端子
23a 固定接点
24c 可動接触子
Claims (7)
- セラミックス部材と金属部材とを、ろう材により接合したセラミックス接合体であって、
前記セラミックス部材は、該セラミックス部材の表面に前記ろう材との接着を行う接着層を備えており、前記接着層を備えた前記表面と異なる高さの段差部を前記金属部材の接合端部の外周縁に沿って有しており、前記ろう材は、前記接着層および前記接合端部の外周に接していることを特徴とするセラミックス接合体。 - 前記段差部は、前記接着層と前記接合端部とに接する前記ろう材のフィレットと離間していることを特徴とする請求項1に記載のセラミックス接合体。
- 前記セラミックス部材は、凹部を有しており、該凹部の内底面が前記接着層を備えた前記セラミックス部材の前記表面であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のセラミックス接合体。
- 前記セラミックス部材は、前記表面が前記金属部材に向かって突出する凸状の曲面であり、該曲面に前記接着層を備えたことを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載のセラミックス接合体。
- 前記セラミックス部材は、有底筒状の外形形状をしており、前記金属部材は、前記セラミックス部材の有底筒状の底部に形成された貫通孔に挿通する一対の固定端子である請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載のセラミックス接合体と、有底筒状の前記セラミックス接合体内に収容され一対の前記固定端子それぞれに設けられた固定接点に接触する接触状態と離間する離間状態とに移動可能な可動接触子と、該可動接触子を移動させる電磁石装置とを備えたことを特徴とする電磁継電器。
- 前記セラミックス部材は、端部が筒状の外形形状をしており、前記金属部材は、前記端部側と接合する筒状の外形形状をした請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載のセラミックス接合体と、前記セラミックス部材と前記金属部材とで囲まれる空間に設けられた一対の固定接点と、前記空間に収容され前記固定接点の各々に接触する接触状態と離間する離間状態とに接離する可動接触子と、該可動接触子を移動させる電磁石装置とを備えたことを特徴とする電磁継電器。
- セラミックス部材と金属部材とを、ろう材により接合するセラミックス接合体の製造方法であって、
前記セラミックス部材が、平面視において前記セラミックス部材と接合する前記金属部材の接合端部の外周縁に沿う仮想の周縁上に、前記セラミックス部材の表面と異なる高さの段差部を備えており、
前記段差部と離間してペースト材を前記表面に塗布する塗布工程と、
前記段差部を基準として前記ペースト材上に金属材を配置する配置工程と、
前記仮想の周縁の内側において、前記接合端部を前記ペースト材上の前記金属材に配置する配置工程と、
前記配置工程後、加熱処理により前記金属材を溶融させて、前記セラミックス部材と前記金属部材とをろう付けするろう付け工程とを有することを特徴とするセラミックス接合体の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013078804A JP2014201483A (ja) | 2013-04-04 | 2013-04-04 | セラミックス接合体、電磁継電器およびセラミックス接合体の製造方法 |
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JP2013078804A JP2014201483A (ja) | 2013-04-04 | 2013-04-04 | セラミックス接合体、電磁継電器およびセラミックス接合体の製造方法 |
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JP2014201483A true JP2014201483A (ja) | 2014-10-27 |
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ID=52352258
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JP2013078804A Pending JP2014201483A (ja) | 2013-04-04 | 2013-04-04 | セラミックス接合体、電磁継電器およびセラミックス接合体の製造方法 |
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JP (1) | JP2014201483A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021111513A1 (ja) * | 2019-12-03 | 2021-06-10 | 日本碍子株式会社 | 接合基板及び接合基板の製造方法 |
-
2013
- 2013-04-04 JP JP2013078804A patent/JP2014201483A/ja active Pending
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