JP3283692B2

JP3283692B2 - 気密絶縁端子

Info

Publication number: JP3283692B2
Application number: JP10256994A
Authority: JP
Inventors: 幸雄生原; 幹夫林; 幸夫三浦
Original assignee: Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
Priority date: 1994-05-17
Filing date: 1994-05-17
Publication date: 2002-05-20
Anticipated expiration: 2017-05-20
Also published as: JPH07312244A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、耐圧力性能や絶縁抵抗
性にすぐれた単極又は多極型の気密端子部のシール構造
及び該シール構造を有する気密絶縁端子及びその製造方
法に関する。例えば、圧力変換器や差圧発信器の信号伝
送部に組み込み形成された気密絶縁端子のシール構造、
及び該シール構造を有する気密絶縁端子の製造方法に関
する。尚、本明細書において、”気密絶縁端子”と
は、”以下に詳述する圧力変換器や差圧発信器の信号伝
送部に組み込み形成された気密絶縁端子のみならず、密
閉ハウジング容器に設けられた孔に気密に固着されてそ
の容器の内外を電気的に導通するために使用される気密
絶縁端子そのものをも包含する”ものとする。

【０００２】

【従来の技術】例えば、沸騰冷却装置においては、従
来、電気装置を冷媒液に浸して収納するステンレス製容
器（タンク）部とアルミニウム合金製凝縮部とを接続パ
イプを挾んで溶接接合していたが、最近、より一層の小
型、軽量化を目的としてステンレス容器（タンク）部も
アルミニウム合金製とした沸騰冷却装置が製作されるよ
うになってきた。そこで、アルミニウム合金製容器（タ
ンク）内の電気装置に電流を導入するために、アルミニ
ウム合金製容器に溶接取付けて使用される気密絶縁端子
は、溶接取付が容易にできるようにアルミニウム合金製
の溶接取付端部を有することが望まれている。

【０００３】そして、この要求に応えるために、従来、
金属製電流導入棒の外周部に配設された絶縁用セラミッ
クスの外周端部に、アルミニウム合金製溶接取付端部を
直接ろう付けした気密絶縁端子が用いられ、また、金属
製電流導入棒の外周部に配設された絶縁用セラミックス
の外周端部に蒸着によりステンレス金属環を形成し、該
ステンレス金属環にアルミニウム合金製の金属環を圧
接、接合するようにした気密絶縁端子が提案されている
（特開平４−２１１５１号参照）。

【０００４】また、従来、ガラスを絶縁、シール材とし
て用いた従来の単極型又は多極型気密絶縁端子のシール
構造としては、図５に示すように、少なくとも１個以上
の貫通孔を有する金属製シェルと貫通孔を貫通して延在
する導電ピンとを、封着ガラスにより、一体的に絶縁、
気密シールされてなるものが、一般的である。

【０００５】ところで、最近、気密絶縁端子の耐圧力性
能の向上や、高い絶縁抵抗性能が要求されつつある。例
えば、半導体式圧力、差圧伝送器の分野においては、計
測圧力の上限値が増大する方向にあり、従って、受圧半
導体は勿論のこと、受圧信号を系外に伝送するために形
成された気密絶縁端子の耐圧力性能の向上（１０００〜
３０００ｋｇ／cm²以上）が必須となってきている。

【０００６】また、圧力変換器にマイクロプロセッサ−
を搭載すると共に、受圧半導体に温度特性の補償回路等
を設けて、高精度な計測を行なうために、高Ｓ／Ｎ比を
実現するために、気密絶縁端子の絶縁抵抗性能の向上
（１×１０⁹オ−ム以上）が要求されつつある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】これらの要求に応える
ためには、耐圧力性能の向上にあっては、１．気密絶縁
端子の導電ピン軸方向の厚みを増加させる、即ち、シー
ル部の導電ピン軸方向の封着長さを増加させるか、２．
シール部の受圧面積を小さくする、即ちシール部の封着
径を小さくすることが考えられるが、一方、絶縁抵抗性
能の向上にあっては、３．絶縁層の厚みを増加させる、
即ちシール部の封着径を増加させるか、４．高絶縁性材
料により、シール部を形成する、ことが考えられる。

【０００８】従って、耐圧力性能の向上と絶縁抵抗性能
の向上を、同時に達成するためには、上記の２、３の相
反する要求を共に満足する最適なシール部封着径を有
し、且つ、シール部の導電ピン軸方向の封着長さが十分
に確保されたシール部を形成することが必要となる。然
し乍ら、封着ガラスにより上記必要性を満足するシール
部を形成すると、下記のような問題が生じる。

【０００９】即ち、封着ガラスで導電ピンと金属製シェ
ルとを絶縁、シールする際には、封着ガラス原料を導電
ピンと金属製シェルとの間に充填した後、高温で熱処理
することにより、気密封着するために、封着ガラス原料
に随供した空気によりシール部内部に形成される気泡が
増大し、且つその径が不均一となる。その結果、気密絶
縁端子の耐圧力性能が低下し、また、耐圧力性能にバラ
ツキが生じる。更に、シール部内部に残留する気泡が互
いに連結してくると、絶縁抵抗性能が著しく低下する。
一方、高絶縁材料により、シール部を形成するための高
絶縁性材料の開発も容易でない。

【００１０】そこで、本発明の解決すべき課題は、耐圧
力性能及び絶縁抵抗性能が共に向上した、封着ガラスを
使用した気密絶縁端子のシール構造、及び該シール構造
を有する気密絶縁端子を製造する方法を提供することを
目的とする。

【００１１】

【課題の解決するための手段】本発明は、上記の技術的
な課題を解決するために、請求項１の発明にあっては、
少なくとも１個の貫通孔(１)を有する金属製シェル(２)
と、前記貫通孔(１)を貫通して延在して、内外を導通さ
せる導電ピン(３)と、前記金属製シェル(２)と前記導電
ピン(３)との間に介在して両者を電気的に絶縁し、内外
を気密にシールするシール部(４)からなるシール構造を
有する単極型の気密絶縁端子(５)において、前記シール
構造は、粉末ガラスを焼結させた、該貫通孔内に延在さ
せた筒状焼結封着ガラスシール部と、同様に該貫通孔内
に延在させたセラミックス製筒状シール部が、各々その
中心貫通孔中に該導電ピン(３)を囲繞しており、前記ガ
ラスシール部が焼成することにより、各接触部材と溶融
密着し、前記封着ガラスシール部と該導電ピン(３)の一
部を囲繞する前記セラミックス製筒状シール部とが、前
記導電ピンの軸方向に沿って連接形成され、前記封着ガ
ラスシール部を形成する封着ガラスにより、該導電ピン
(３)と前記金属製シェル(２)とセラミックス製筒状シー
ル部とが、気密に封着されており、前記封着ガラスシー
ル部が第１の封着ガラスシール部(６)と第２の封着ガラ
スシール部(６’)からなり、第１の封着ガラスシール部
(６)とセラミックス製筒状体(７)と第２の封着ガラスシ
ール部( ６’)とが、この順に前記導電ピン(３)の軸方
向に沿って連接形成され、前記第１の封着ガラスシール
部(６)を形成する封着ガラス及び前記第２の封着ガラス
シール部(６’)を形成する封着ガラスにより、前記導電
ピン(３)と前記金属製シェル(２)と前記第１のセラミッ
クス製筒状体(７)とが気密に封着されている構造を特徴
とする気密絶縁端子である。

【００１２】更に、一連の封着ガラスシール部（６、
６’、・・）と一連のセラミックス製筒状シール部
（７、７’、・・）とが、前記導電ピン（３）の軸方向
に沿って順次に連接形成され、相互に、気密に封着し
て、耐圧力性能、絶縁抵抗性能に寄与するものである。
その長さは、要求される耐圧力性能を満足させ得るに必
要な最小限度の長さを、封着径をも考慮して、設計によ
り決定される。そして、その一連の封着ガラスシール部
（６、６’、・・）を形成する封着ガラスの材質として
は、ＳｉＯ₂ 、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｂ₂Ｏ₃のうち少なくとも１種
を主要な成分とする酸化物ガラスが封着信頼性の向上の
点で好適である。

【００１３】また、一連のセラミックス製筒状シール部
（７、７’、・・）は、シール部の残余部分に配設され
て主として金属製シェル（２）と導電ピン（３）との絶
縁抵抗性能に寄与するものである。そして、セラミック
ス製筒状体の材質としては、周期律表II、III、IV、VI
族元素のうちの少なくとも１種を主要な成分とする高絶
縁性の酸化物セラミックスが、前記の封着ガラスとの親
和性の向上の点で好適である。

【００１４】また、第１の封着ガラスシール部（６）と
第１のセラミックス製筒状シール部（７）と第２の封着
ガラスシール部（６’）とが、この順に前記導電ピン
（３）の軸方向に沿って交互に連接形成され、前記第１
の封着ガラスシール部（６）を形成する封着ガラス及び
前記第２の封着ガラスシール部（６’）を形成する封着
ガラスにより、前記導電ピン（３）と前記金属製シェル
（２）と前記第２のセラミックス製筒状シール部（７）
とが気密に封着されてなるシール部（４）が好適であ
る。

【００１５】また、封着ガラスシール部（６、６’、・
・・）とセラミックス製筒状シール部（７、７’、・・
・）とが、導電ピン（３）の軸方向に沿って交互に連接
形成されるとは、シール部が、封着ガラスシール部
（６）とセラミックス製筒状シール部（７）から構成さ
れるか、又は、封着ガラスシール部（６）／セラミック
ス製筒状シール部（７）／封着ガラスシール部（６’）
／・・・・／・・・・の順に構成されることを意味す
る。

【００１６】請求項２においては、少なくとも１個の貫
通孔(１)を有する所定寸法と形状の金属製シェル(２)
と、前記貫通孔(１)の一部位に内在し得る所定寸法と形
状のセラミックス製筒状シール部(７)と、前記セラミッ
クス製筒状シール部(７)に一部位を囲繞されて、前記金
属製シェル(２)の貫通孔(１)を貫通して延在し得る所定
寸法と形状の導電ピン(３)と、第１の封着ガラスシール
部(６)と第２の封着ガラスシール部(６’)を形成するこ
ととなる封着ガラスとを用意し、前記金属製シェル(２)
の前記貫通孔(１)内に、第１の封着ガラスシール部(６)
を形成することるなる封着ガラスと、前記セラミックス
製筒状シール部(７)と、第２の封着ガラスシール部
(６’)を形成することとなる封着ガラスと順次連接し
て、配設し、且つ前記導電ピン(３)が、前記封着ガラス
の全てと前記セラミックス製筒状シール部を貫通するよ
うに、前記封着ガラスと、前記セラミックス製筒状シー
ル部と、前記導電ピン(３)とをそれぞれ配設し、以上の
ように配設した構造体を前記封着ガラスが溶融、軟化す
る温度で熱処理し、前記封着ガラスの溶融により、前記
導電ピン(３)と前記金属製シェル(２)と前記セラミック
ス製筒状シール部とを、気密に封着することにより、気
密絶縁端子を製造することができる。

【００１７】また、請求項１に記載の気密絶縁端子
（５）のシール構造にあっては、図２に示すように、封
着ガラスシール部（６）とセラミックス製筒状シール部
（７）と封着ガラスシール部（６’）とが、この順に前
記導電ピン（３）の軸方向に沿って連接形成され、前記
封着ガラスシール部（６）を形成する封着ガラス及び前
記封着ガラスシール部（６’）を形成する封着ガラスに
より、前記導電ピン（３）と前記金属製シェル（２）と
前記セラミックス製筒状シール部（７）とが気密に封着
されてなるシール部（４）を有するものである。

【００１８】尚、請求項１に記載の気密絶縁端子シール
構造にあっては、セラミックス製筒状シール（７）の外
周面は金属製シェル（２）の貫通孔（１）の内側面に密
着又は付着してもよく、更にセラミックス製筒状シール
部（７）の外周面と前記貫通孔（１）の内側面との間に
隙間が存在してもよい。更に、その隙間の一部又は全部
に封着ガラスシール部（６，６'）を形成する封着ガラ
スの一部が流入、固化していてもよい。

【００１９】また、気密絶縁端子（５）の構造を従来か
ら採用されているコンプレッションシール構造とするこ
とが好適である。ここで、コンプレッションシール構造
とは、金属製シェル、封着ガラス、導電ピンのそれぞれ
の熱膨張係数が、金属製シェル＞封着ガラス＞導電ピンの順となるように金属製シェル、封着ガラス及び導電ピンの
材質をそれぞれ選定して、高温状態で封着し、冷却した
後の収縮量が、金属製シェル＞封着ガラス＞導電ピンの順となるようにして、導電ピンの周囲に作用する圧縮力に
よりシール部の封着気密性を高めるようにしたシール構
造である。

【００２０】そして、請求項１に記載のシール構造を有
する気密絶縁端子は、所定形状、寸法の導電ピン、金属
製シェル、セラミックス製筒状シール部と、封着ガラス
とを治具を利用して、それぞれ所定位置に配置し、これ
を熱処理して冷却することにより、製造することができ
る。

【００２１】

【００２２】更に、請求項３に記載の製造方法による
と、貫通孔(１)を有する所定寸法と形状の金属製シェル
(２)と、セラミックス製筒状シール部(７)を形成するこ
ととなる、前記貫通孔(１)の一部位に内在し得る所定寸
法と形状のセラミックス製筒状体と、前記セラミックス
製筒状シール部(７)に一部位を囲繞されて、前記金属製
シェル(２)の貫通孔(１)を貫通して延在し得る所定寸法
と形状の導電ピン(３)と、第１および第２の封着ガラス
シール部(６、６’)を形成することとなる、ガラス軟化
点が相違する２種類の封着ガラスとを用意し、前記金属
製シェル(２)の前記貫通孔(１)内に、高ガラス軟化点を
有する封着ガラスによる第１の封着ガラスシール部と、
前記セラミックス製筒状シール部と、低ガラス軟化点を
有する封着ガラスによる第２の封着ガラスシール部と
が、この順に連接するように、配設し、且つ前記導電ピ
ン(３)が、前記の全ての封着ガラスによる封着ガラスシ
ール部(６、６’)と前記セラミックス製筒状シール部
(７)の全てを貫通するように、前記封着ガラスシール部
(６、６’)と、前記セラミックス製筒状シール部(７)
と、前記導電ピン(３)とをそれぞれ配設し、これを前記
封着ガラスのうち最も高いガラス軟化点を有する封着ガ
ラスが溶融、軟化する温度で熱処理し、前記導電ピン
(３)と前記金属製シェル(２)と前記セラミックス製筒状
シール部とを気密に封着し、その後、冷却することによ
り、気密絶縁端子を製造することができる。

【００２３】そして、このようにすることにより、高温
封着した後の冷却途中の金属製シェル（２）等の軸方向
の収縮を有効に吸収し得て、耐圧力性能、製品の歩留ま
りを向上させることができる。

【００２４】なお、高温ガラス軟化点を有する封着ガラ
スと、セラミックス製筒状体と、低ガラス軟化点を有す
る封着ガラスとが、少なくとも封着ガラスとセラミック
ス製筒状体とが交互に連接するように連接配設される
と、例えば、高ガラス軟化点を有する封着ガラス／セラ
ミックス製筒状シール部／低ガラス軟化点を有する封着
ガラス軟化点を有する封着ガラス／セラミックス製筒状
シール部／低ガラス軟化点を有する封着ガラス／セラミ
ックス製筒状シール部／低軟化点を有する封着ガラス／
・・・のように、少なくとも高ガラス軟化点を有する封
着ガラスと低ガラス軟化点を有る封着ガラスとがセラミ
ックス製筒状シール部を介して配設されている部位が存
在していることを意味する。

【００２５】本発明の気密絶縁端子において、金属製シ
ェルを作成する材料として、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系低熱膨
張性金属、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６Ｌ等のステンレ
ス合金を使用することができる。

【００２６】また、絶縁用セラミックスとしては、アル
ミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）、ムライト（３Ａｌ₂Ｏ₃・２ＳｉＯ₂)
等を使用することができ、また、金属製電流導入用の導
電ピンの材質としては、Ｆｅ−Ｎｉ、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ
合金等を使用することができる。

【００２７】以下、請求項３（図２、実施例２）に記載
のシール構造を有する気密絶縁端子を製造する場合を例
にとり、説明する。まず、封着ガラスシール部（６）を
形成することとなる封着ガラスが、封着ガラスシール
（６’）を形成することとなる封着ガラスよりも高いガ
ラス軟化点を有するように、封着ガラスの組成をそれぞ
れ選定する。そして、これらの封着ガラスを成形、仮焼
して所定形状、寸法の封着ガラス仮焼体を作成し、この
封着ガラス仮焼体を、導電ピン（３）、金属製シェル
（２）、セラミックス製筒状シールとともに、金属製シ
ェル（２）の貫通孔（１）内にそれぞれ配置する。

【００２８】なお、封着ガラスは必ずしも仮焼体である
必要はなく、封着ガラスの顆粒体を充填したものでもよ
い。そして、高いガラス軟化点を有する封着ガラス（封
着ガラスシール部（６）を形成することとなる封着ガラ
ス）が、溶融、軟化する温度まで加熱し、この温度に暫
時保持した後、冷却する。その冷却中に、まず高いガラ
ス軟化点を有する封着ガラス（封着ガラスシール部
（６）を形成することとなる封着ガラス）が凝結して、
導電ピン（３）、金属製シェル（２）及びセラミックス
製筒状体の一端部が封着されて封着ガラスシール部
（６）が形成されるものの、広いガラス軟化点を有する
封着ガラス（封着ガラスシール部（６’）を形成するこ
ととなる封着ガラス）は軟化している状態が出現する。

【００２９】そして、更に冷却が進み、低いガラス軟化
点を有する封着ガラス（封着ガラスシール（６’）を形
成することとなる封着ガラス）が凝固して、導電ピン
（３）、金属製シェル（２）及びセラミックス製筒状体
の他端部が封着されて封着ガラスシール部（６’）が形
成される。従って、封着ガラスシール部（６）が形成さ
れ、その後、封着ガラスシール部（６’）が形成される
間は、導電ピン（３）、金属製シェル（２）は、封着ガ
ラスシール部（６’）が形成されることなる部位では拘
束されておらず、軸方向に容易に収縮することができ、
従って、熱膨張差に起因する残留応力を緩和することが
できる。

【００３０】以上、封着ガラスの組成を変化させること
によりガラス軟化点が変化する場合について説明した
が、実施例３に示すように、熱処理を繰り返すことによ
り封着ガラスの組成が変化して、ガラス軟化点が変化す
る場合には、この現象を利用して、導電ピン（３）、金
属製シェル（２）の軸方向の収縮を有効に吸収させるこ
ともできる。

【００３１】なお、気密絶縁端子の製造方法について
は、金属製シェル（２）の中の貫通孔（１）中へセラミ
ックス製筒状体を配設する方法としては、圧入法、焼き
ばめ法、冷やしばめ法等により、両者を嵌合する方法、
又は、セラミックス製筒状体の直径を金属製シェル
（２）の貫通孔（１）の内径よりも、小さく形成して、
セラミックス製筒状体を金属製シェル（２）の貫通孔
（１）に挿入する方法等を取ることができる。セラミッ
クス製筒状体（７）の外周面と金属製シェル（２）の貫
通孔（１）の内側面との位置関係について、上記の通り
のシール構造とすることができる。

【００３２】更に、熱処理時間、熱処理雰囲気、冷却条
件については特に制限はないが、溶融、軟化した封着ガ
ラスにより、金属製シェル（２）、導電ピン（３）及び
セラミックス製筒状体が十分に濡れるに充分な熱処理時
間が必要であり、また、封着ガラスの組成が悪影響を受
ける雰囲気は好ましくなく、又は、熱処理した後に急冷
することも好ましくない。

【００３３】また、本発明の気密絶縁端子の主用途は、
圧力発信器、差圧伝送器であるが、それらに限定される
ものでなく、その用途は極めて広い範囲にわたる。

【００３４】

【作用】本発明によるシール構造にあっては、シール部
（４）全体を封着ガラスにより形成する必要はなく、封
着ガラスシール部（６、６’、・・・・）の封着長さ
を、要求された耐圧力性能を満足させ得るに必要な最小
限の長さとすることができる。

【００３５】その結果、封着ガラス原料に随伴する空気
は、容易に散逸し易く、封着ガラスシール部（６、
６’、・・・・）内部の残留気泡が、減少、消失して封
着ガラスシール部（６、６’、・・・・）の緻密性が向
上し、よって、耐圧力性能及び絶縁抵抗性能が向上す
る。なお、封着ガラスとセラミックス製筒状体の絶縁抵
抗は、各々、１０¹²オーム程度、１０¹³オーム程度であ
るから、シール部（４）にセラミックス製筒状体．シー
ル部（７、７’、・・・）を配設したことにより、気密
絶縁端子の絶縁抵抗性能が低下することはない。

【００３６】また、特に、請求項５に記載の気密絶縁端
子の製造方法において、高温封着したとき、導電ピン
（３）と金属製シェル（２）の軸方向の収縮を有効に吸
収し、得る。

【００３７】次に、本発明の気密絶縁端子を具体的な実
施例により、図面に基づいて説明するが、本発明はそれ
らによって限定されるものではない。なお、本発明の気
密絶縁端子は、複数の金属製電流導入棒を有する多極気
密絶縁端子にも適用し得ることは明らかである。

【００３８】尚、実施例１では、単数の封着ガラスシー
ル部を有する気密絶縁端子を製造する場合を例とした
が、実施例１に準じて、複数の封着ガラスシール部を有
する気密絶縁端子を製造する場合にも適用することがで
きる。また、実施例２、実施例３では、２つの封着ガラ
スシール部を有する気密絶縁端子を製造する場合を例と
したが、実施例１、実施例２に準じて、３つ以上の封着
ガラスシール部を有する気密絶縁端子を製造する場合に
も適用することができる。

【００３９】

【実施例１】図１は、本発明の気密絶縁端子の第１の具
体的実施例を示す縦断面図である。即ち、請求項２に記
載のシール構造を有する圧力変換器用気密絶縁端子を次
のように製造した。粉末状フリットガラス（組成：Ｓｉ
Ｏ₂ ６５．０重量％、ＢａＯ２７．５重量％、Ｎａ₂Ｏ
７．５重量％であり、熱膨張係数；９５×１０^-7／℃
で、ガラス軟化点；７８０℃）を加圧プレスし、これを
温度３５０℃、窒素雰囲気中で仮焼し、直径０．６５mm
の貫通孔を中心部に有する直径１．５mm、長さ３mmの、
封着ガラスシール部（６）を形成する。このような封着
ガラス板焼結体Ａ（６）を得た。

【００４０】また、直径０．７mmの貫通孔を有する、直
径１．４mm、長さ１２mmのＡｌ₂Ｏ₃製筒状体（７）を通
常の方法により形成した。更に、切削加工法により、直
径１．５５mmの貫通孔を有するＳＵＳ３０４（熱膨張係
数；１２０×１０^-7／℃）製シェル（２）を形成した。

【００４１】カ−ボン製治具を利用して、上記ＳＵＳ３
０４製シェル（２）の貫通孔（１）の中へ上記Ａｌ₂Ｏ₃
製筒状体（７）と上記封着ガラス仮焼体Ａ（６）とを、
更に、上記Ａｌ₂Ｏ₃製筒状体（７）の貫通孔と上記の封
着ガラス仮焼体Ａ（６）の貫通孔の中へＦｅ−Ｎｉ合金
（Ｆｅ；５０重量％、Ｎｉ；５０重量％、熱膨張係数；
５０×１０^-7／℃）製導電ピン（直径０．６mm）（３）
を、図１に示すように、各々配設し、そして、温度１０
００℃、窒素雰囲気中で加熱して封着ガラス仮焼体Ａ
（６）を溶融し、軟化させ、徐冷した。その後、カ−ボ
ン製治具（１１：図３参照）から取り出して、目的の圧
力変換器用部品となる気密絶縁端子（５）を得た。

【００４２】次いで、このようにして製造された気密絶
縁端子（５）の耐圧力性能試験、絶縁抵抗性能試験を実
施した。その結果を、表１に示す。耐圧力性能試験法、
絶縁抵抗性能試験法は、次のようである。

【００４３】耐圧力性能試験法気密絶縁端子（１３）を用いて、図４に示す耐圧力性能
試験サンプルを作成する。油圧導入口（１４）より注入
される圧力油の油圧を徐々に増加して、所定の油圧（最
終加圧値）まで、加圧した後、耐圧力性能試験サンプル
を解体して気密絶縁端子（１３）を取り出し、気密絶縁
端子（１３）を導電ピン（３）の軸方向に切断し、そし
て、得られる封着ガラスシール部（６）の断面にクラッ
クが発生しているかを観察する。クラックの発生が認め
られなかった場合、最終加圧値を増加させ、同様な耐圧
力試験を別の耐圧力性能試験サンプルについてそれぞれ
繰り返す。そして、初めて、クラックの発生が認められ
たときの最終加圧値を求める。

【００４４】このような耐圧力性能試験を１０回繰り返
して、それぞれ最終加圧値を求め、その平均値を気密絶
縁端子の耐圧力性能とする。

【００４５】絶縁抵抗性能試験法導電ピン（３）の端部と金属製シェル（２）とを高絶縁
抵抗計に結線して、１０００Ｖの電圧を印加し、絶対湿
度６５％の条件下で抵抗値を測定する。

【００４６】

【実施例２】請求項３に記載の気密絶縁端子の製造方法
を示す。実施例１に準じて、中心部に直径０．６５mmの
貫通孔を有する直径１．５mm、名側３mmの封着ガラスシ
ール部（６）を形成するものである。封着ガラス仮焼体
Ａ（６）を得る。

【００４７】一方、粉末状フリットガラス（組成；Ｓｉ
Ｏ₂ ２．５６重量％、ＢａＯ２４．０重量％、Ｎａ₂Ｏ
２０．０重量％であり、熱膨張係数；９５×１０^-7／℃
で、ガラス軟化点；６６０℃）を加圧プレスし、これを
温度３５０℃、窒素雰囲気中で仮焼し、直径０．６５mm
の貫通孔を中心部に有する直径１．５mm、長さ３mmの、
封着ガラスシール部（６’）を形成する。このような封
着ガラス板焼結体Ｂ（６’）を得た。

【００４８】また、直径０．７mmの貫通孔を有する、直
径１．４mm、長さ９mmのＡｌ₂Ｏ₃製筒状体（７）を通常
の方法により形成した。更に、切削加工法により、直径
１．５５mmの貫通孔を有するＳＵＳ３０４（熱膨張係
数；１２０×１０^-7／℃）製シェル（２）を形成した。

【００４９】そして、カ−ボン製治具（１１：図３）を
利用して、上記ＳＵＳ３０４製シェル（２）の貫通孔の
中へ、上記封着ガラス仮焼体Ａ（６）、上記Ａｌ₂Ｏ₃製
筒状体（７）、上記封着ガラス仮焼体Ｂ（６’）とを、
この順に、更に上記Ａｌ₂Ｏ₃製筒状体（７）の貫通孔と
上記の封着ガラス仮焼体Ａ、Ｂの貫通孔の中へＦｅ−Ｎ
ｉ合金（Ｆｅ；５０重量％、Ｎｉ；５０重量％、熱膨張
係数；５０×１０^-7／℃）製導電ピン（直径０．６mm）
（３）を、図２に示すように、各々配設し、そして、温
度１０００℃、窒素雰囲気中で加熱して封着ガラス仮焼
体Ａ、Ｂを溶融し、軟化させ、その後、徐冷した。その
後、カ−ボン製治具（１１：図３）から取り出して、目
的の圧力変換器用部品となる気密絶縁端子を得た。

【００５０】次に、このようにして製造された気密絶縁
端子（４或いは１３）の耐圧力性能試験、絶縁抵抗性能
試験を実施例１に準じて実施した。その結果を表１に示
す。

【００５１】

【実施例３】請求項３に記載の気密絶縁端子の製造方法
を示す。実施例１に準じて、中心部に直径０．６５mmの
貫通孔を有する直径１．５mm、長さ３mmの封着ガラスシ
ール部（６）を形成するものである。封着ガラス仮焼体
Ｄ（９）を得る。

【００５２】そして、図３に示す形状の有底孔を有する
カ−ボン製治具（１１）の有底孔の中へ、前記封着ガラ
ス仮焼体Ｄ（９）を挿入し、更に、封着ガラス仮焼体Ｄ
の貫通孔の中へ、実施例１と同様の導電ピン（３）を先
端部がカ−ボン製治具（１１）の底面に達するまで挿入
し、その後、温度１０００℃、窒素雰囲気中で加熱して
封着ガラス仮焼体Ｄを溶融し軟化させ、徐冷した後、カ
−ボン製治具（１１）から取り出して、導電ピン（３）
に封着ガラスが囲繞した部品を得た。なお、このように
熱処理したことにより、上記封着ガラスのガラス軟化点
は、熱処理前よりも低下したことを別途確認した。

【００５３】一方、実施例１に準じて、中心部に直径
０．６５mmの貫通孔を有する直径１．５mm、長さ３mmの
封着ガラスシール部（６）を形成することとなる封着ガ
ラス仮焼体Ｅと、直径０．７mmの貫通孔を有する直径
１．４mm、長さ９mmのＡｌ₂Ｏ₃製筒状体（７）を得た。
また、実施例１と同様のＳＵＳ３０４製シェル（２）を
形成した。

【００５４】そして、カ−ボン製治具（１１：図３）を
利用して、上記金属製シェル（２）の貫通孔の中へ上記
部品を、更に、上記Ａｌ₂Ｏ₃製筒状体（７）と封着ガラ
ス仮焼体Ｅとが、前記導電ピン（３）を囲繞するよう
に、図２に示すように、それぞれ配設し、そして、温度
１０００℃で、窒素雰囲気中で加熱して封着ガラス仮焼
体Ｅを溶融、軟化させ、徐冷した。その後、カーボン製
治具から取り出して、目的の圧力変換器用部品となる気
密絶縁端子（５）を得た。

【００５５】次に、このようにして製造された気密絶縁
端子（５）の耐圧力性能試験、絶縁抵抗性能試験を実施
例１に準じて、実施した。その結果を表１に示す。

【００５６】

【比較例】一方、比較例として、シール部が封着ガラス
のみからなる気密絶縁端子を有する圧力変換器用部品
を、次のようにして製造した。

【００５７】即ち、実施例１に準じて、中心部に直径
０．６５mmの貫通孔を有する、直径１．５mm、長さ１５
mmの封着ガラス仮焼体を得た。また、実施例１と同様な
ＳＵＳ３０４製シェル（２）を形成した。そして、ＳＵ
Ｓ３０４製シェル（２）の貫通孔の中へ、上記封着ガラ
ス仮焼体を、更に、上記封着ガラス仮焼体の貫通孔の中
に実施例１と同様の導電ピン（３）をカーボン製治具
（１１：図３）を利用して、それぞれ配設し、その後、
実施例１に準じて、目的の圧力変換器用気密絶縁端子を
得た。

【００５８】次に、このようにして製造された気密絶縁
端子の耐圧力性能試験、絶縁抵抗性能試験を実施例１に
準じて実施した。その結果を表１に示す。

【００５９】

【表１】

【００６０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の気密絶縁
端子により、次のような顕著な技術的効果が得られた。
第１に、以上のように、封着ガラスシール部と導電ピン
の一部位を囲繞するセラミックス製筒状体とが、前記導
電ピンの軸方向に沿って連接形成され、封着ガラスシー
ル部を形成する封着ガラスにより、導電ピンと金属製シ
ェルとセラミックス筒状体とが、気密に封着されてなる
シール部を有するから、気密絶縁端子の耐圧力性能、絶
縁抵抗性能が共に向上することができた気密絶縁端子を
提供することができた。

【００６１】更に、その製造方法において、高温封着時
の導電ピンと金属製シェルの軸方向の収縮を有効に吸収
し得て、耐圧力性能、絶縁抵抗性能、製品の歩留りが向
上した。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の気密絶縁端子を示す縦断面図で
ある。

【図２】本発明の第２の気密絶縁端子を示す縦断面図で
ある。

【図３】本発明による気密絶縁端子の製造方法で利用す
るカーボン治具の使用方法を示す。

【図４】本発明の気密絶縁端子の使用態様を示す断面説
明図である。

【図５】従来の気密絶縁端子のガラス溶融取付説明図で
ある。

【符号の説明】

１金属製シェル貫通孔２金属製シェル３導電ピン４シール部５、１３気密端子部６、６’ 封着ガラスシール部７、７’ セラミックス製筒状体９封着ガラス仮焼体１１カーボン治具１２ＴＩＧ溶接１４油圧導入口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平６−29451（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01R 9/16 101

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも１個の貫通孔(１)を有する金
属製シェル(２)と、前記貫通孔(１)を貫通して延在し
て、内外を導通させる導電ピン(３)と、前記金属製シェ
ル(２)と前記導電ピン(３)との間に介在して両者を電気
的に絶縁し、内外を気密にシールするシール部(４)から
なるシール構造を有する単極型の気密絶縁端子(５)にお
いて、前記シール構造は、粉末ガラスを焼結させた、該貫通孔
内に延在させた筒状焼結封着ガラスシール部と、同様に
該貫通孔内に延在させたセラミックス製筒状シール部
が、各々その中心貫通孔中に該導電ピン(３)を囲繞して
おり、前記ガラスシール部が焼成することにより、各接
触部材と溶融密着し、前記封着ガラスシール部と該導電
ピン(３)の一部を囲繞する前記セラミックス製筒状シー
ル部とが、前記導電ピンの軸方向に沿って連接形成さ
れ、前記封着ガラスシール部を形成する封着ガラスによ
り、該導電ピン(３)と前記金属製シェル(２)とセラミッ
クス製筒状シール部とが、気密に封着されており、前記
封着ガラスシール部が第１の封着ガラスシール部(６)と
第２の封着ガラスシール部(６’)からなり、第１の封着
ガラスシール部(６)とセラミックス製筒状体(７)と第２
の封着ガラスシール部(６’）とが、この順に前記導電
ピン(３)の軸方向に沿って連接形成され、前記第１の封
着ガラスシール部(６)を形成する封着ガラス及び前記第
２の封着ガラスシール部(６’)を形成する封着ガラスに
より、前記導電ピン(３)と前記金属製シェル(２)と前記
第１のセラミックス製筒状体(７)とが気密に封着されて
いる構造を特徴とする気密絶縁端子。
【請求項２】少なくとも１個の貫通孔(１)を有する所
定寸法と形状の金属製シェル(２)と、前記貫通孔(１)の
一部位に内在し得る所定寸法と形状のセラミックス製筒
状シール部(７)と、前記セラミックス製筒状シール部
(７)に一部位を囲繞されて、前記金属製シェル(２)の貫
通孔(１)を貫通して延在し得る所定寸法と形状の導電ピ
ン(３)と、第１の封着ガラスシール部(６)と第２の封着
ガラスシール部(６’)を形成することとなる封着ガラス
とを用意し、前記金属製シェル(２)の前記貫通孔(１)内
に、第１の封着ガラスシール部(６)を形成することとな
る封着ガラスと、前記セラミックス製筒状シール部(７)
と、第２の封着ガラスシール部(６’)を形成することと
なる封着ガラスとを順次連接して、配設し、且つ前記導
電ピン(３)が、前記封着ガラスの全てと前記セラミック
ス製筒状シール部を貫通するように、前記封着ガラス
と、前記セラミックス製筒状シール部と、前記導電ピン
(３)とをそれぞれ配設し、以上のように配設した構造体
を前記封着ガラスが溶融、軟化する温度で熱処理し、前
記封着ガラスの溶融により、前記導電ピン(３)と前記金
属製シェル(２)と前記セラミックス製筒状シール部と
を、気密に封着することを特徴とする気密絶縁端子の製
造方法。
【請求項３】貫通孔(１)を有する所定寸法と形状の金
属製シェル(２)と、セラミックス製筒状シール部(７)を
形成することとなる、前記貫通孔(１)の一部位に内在し
得る所定寸法と形状のセラミックス製筒状体と、前記セ
ラミックス製筒状シール部(７)に一部位を囲繞されて、
前記金属製シェル( ２)の貫通孔(１)を貫通して延在し
得る所定寸法と形状の導電ピン(３)と、第１および第
２の封着ガラスシール部(６、６’)を形成することとな
る、ガラス軟化点が相違する２種類の封着ガラスとを用
意し、前記金属製シェル(２)の前記貫通孔(１)内に、高ガラス
軟化点を有する封着ガラスによる第１の封着ガラスシー
ル部と、前記セラミックス製筒状シール部と、低ガラス
軟化点を有する封着ガラスによる第２の封着ガラスシー
ル部とが、この順に連接するように、配設し、且つ前記
導電ピン(３)が、前記の全ての封着ガラスによる封着ガ
ラスシール部(６、６’)と前記セラミックス製筒状シー
ル部(７)の全てを貫通するように、前記封着ガラスシー
ル部(６、６’)と、前記セラミックス製筒状シール部
(７)と、前記導電ピン(３)とをそれぞれ配設し、これを前記封着ガラスのうち最も高いガラス軟化点を有
する封着ガラスが溶融、軟化する温度で熱処理し、前記
導電ピン(３)と前記金属製シェル(２)と前記セラミック
ス製筒状シール部とを気密に封着し、その後、冷却する
ことを特徴とする請求項２に記載の気密絶縁端子の製造
方法。