JP7513552B2

JP7513552B2 - 気密端子の接続具および気密端子

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Publication number: JP7513552B2
Application number: JP2021038946A
Authority: JP
Inventors: 大輔福島; 浩喜本田; 明藤岡; 洋平大谷
Original assignee: Schott AG
Current assignee: Schott AG
Priority date: 2021-03-11
Filing date: 2021-03-11
Publication date: 2024-07-09
Anticipated expiration: 2041-03-11
Also published as: JP2022138840A; CN115084879A

Description

本発明は気密端子に関する。

気密端子は、金属外環（アイレットとも言う）の挿通孔にガラス絶縁材を介してリードを気密に封着したもので、気密容器内に収容された電気機器や素子に電流を供給したり、電気機器や素子から信号を外部に導出したりする場合に用いられる。例えば、冷蔵庫やエアコン等の圧縮機に用いられる気密端子は、ＷＯ２０１０／１１７０００号公報（特許文献１）に示されるように、天板部、この天板部の外周端から下方に向かって延びる筒状部、この筒状部の下端から斜め外方に広がったフランジ部、及び天板部から内方側に向かって延びるリード封着孔を形成する３個の小筒部を備えた金属外環が用いられている。そして、この金属外環のリード封着孔にそれぞれガラス絶縁材を介してリードを封着し気密端子とする。

近年、電気自動車やハイブリッド自動車用のカーエアコンは、電動機を鉄製容器に内蔵した電動圧縮機を採用している。気密端子は車載用の電動圧縮機にも搭載されるようになってきている。車載用の電動圧縮機は屋内空調用のものと同様な圧縮機構を有する。ハイブリッド自動車や電気自動車のエンジンルームの機械配置は、車重軽減等の要求からエンジンルーム内の器機配置を工夫し、極限まで省スペース化を図っており、電動圧縮機を設置する充分なスペースがエンジンルームに確保し難い状況にある。このため、例えば特許文献２などに記載される車載用の電動圧縮機の気密端子は、屋内空調用の気密端子のように同一円周上に∠１２０°間隔で三端子を配置する形態ではなく、三端子を直線状に配置してソケット回りの嵩を少なくなるようにした形態も多い。

ＷＯ２０１０／１１７０００号公報特開２０１２－１８３９６９号公報

前述したようにハイブリッド自動車や電気自動車では、エンジン駆動の圧縮機ではなく専用の電動機で駆動する圧縮機、すなわち屋内用エアコンと同様に圧縮機構を電動機とともに気密容器に内蔵した電動機内蔵の圧縮機が採用されている。これらの車載用電動圧縮機は、狭隘なエンジンルームへの設置を考慮して、出来るだけ省スペースかつ小型軽量のものが好ましい。電動機は気密容器の取付孔に取付けた気密端子を通じて駆動されるので、用いられる気密端子も、省スペースに有利なように直列一線状にリード配置されたものが多い。従来、気密端子とインバータ回路などの制御基板とを接続するときは、図4のように制御基板の入力に接続した2枚の対向板状電極を有するバスバー４１に、外径端にルーバー端子を有する棒状リード４２を挿着して接続していた。車載電動圧縮機用の気密端子は、モータなど動力部や路面からの振動に曝されるので、リード封着部を構成する絶縁ガラスにひびや欠けが生じて、気密性、電気特性に悪影響を及ぼす恐れがある。従来、気密端子の棒状リード４２は、前記バスバー４１の板状電極を押し広げるようにして挿着され、棒状リード４２は前記板状電極の接触面から受ける弾発力で押圧されて固定されていた。この棒状リード４２と前記板状電極との接触面は可動でき、それにより振動等が緩和できるように構成されている。しかし、前述の構成は、棒状リード４２と前記板状電極との接触抵抗が大きくなるので、リード接続部の発熱や通電ロスが大きくなり大電力化には不向きな面がある。接触抵抗を低減するため、前述のように棒状リード４２の外径端にルーバー端子を装着する必要があった。しかしながら、近年特に車載電動圧縮機用の気密端子においては、振動をリード部材で緩和して封着部の絶縁材に容易に伝搬しないようにしながら、同時に大電流化に対応してリード接続部の発熱や通電ロスを抑えることが求められている。

本発明によれば、少なくとも１個の封着孔を有した金属外環と、この金属外環の封着孔に挿通したリードと、金属外環とリードとを気密に封着する絶縁材とを備え、前記リードは、ベンド部を設けたことを特徴とする気密端子が提供される。リードにベンド部を設けることで、動力部や路面からの振動が該ベンド部により弾性吸収され絶縁材に容易に伝搬しないようにすることができる。ベンド部は、リードの一部を屈曲させて設けられ、例えば、該ベンド部はリードをJ、L、U、V、S字に屈曲させて設けられる。前記ベンド部は、車載電動圧縮機のインバータ回路などの制御基板のコネクタに接続するかまたは前記基板に直接はんだ付けして接続する。

本発明の別の形態によれば、少なくとも１個の封着孔を有した金属外環と、この金属外環の封着孔に挿通したリードと、このリードの端部に挿着した棒状部または板状部を有する延長端子と、金属外環とリードとを気密に封着する絶縁材とを備え、前記延長端子は、ベンド部を設けたことを特徴とする気密端子が提供される。前記リードにベンド部を有する延長端子を挿着することで、動力部や路面からの振動が該ベンド部により弾性吸収され絶縁材に容易に伝搬しないようにすることができる。該ベンド部は、延長端子に備えた棒状部または板状部を屈曲させて設けられ、例えば、該ベンド部は延長端子の棒状部または板状部をJ、L、U、V、S字に屈曲させて設けられる。リードと延長端子とは異なる材料構成であってもよく、例えば、リードは、ガラス封着に耐久可能な鉄または鉄系合金を用いて、これに銅または銅系合金からなる延長端子を挿着してもよい。延長端子は車載電動圧縮機のインバータ回路などの制御基板のコネクタに接続するかまたは前記基板に直接はんだ付けして接続する。

上記形態により、車載電動圧縮機またはその気密端子において、モータなど動力部や路面からの振動をリード部材に設けた該ベンド部で吸収させて、振動が封着部の絶縁材に容易に伝搬しないようすることで、気密端子の頑健性を格段に向上すると共に、リード接続部の発熱や通電ロスを抑えて大電力化への対応を容易にする。

本発明の一実施形態によれば、気密端子の信頼性を向上することができる。

本発明に係る気密端子１０を示し、（ａ）は平面図を、（ｂ）は（ａ）のＤ－Ｄ線で切断した正面部分断面図を、（ｃ）は下面図を、（ｄ）は側面図を示す。本発明に係る気密端子２０を示し、（ａ）は平面図を、（ｂ）は（ａ）のＤ－Ｄ線で切断した正面部分断面図を、（ｃ）は下面図を、（ｄ）は側面図を示す。本発明に係る気密端子３０を示し、（ａ）は平面図を、（ｂ）は（ａ）のＤ－Ｄ線で切断した正面部分断面図を、（ｃ）は下面図を、（ｄ）は側面図を示す。従来の気密端子の接続形態を示す平面図であり、制御基板のバスバー４１に、ルーバー端子を備えた棒状リード４２を挿着した車載電動圧縮機を示す。

本発明によると、少なくとも１個の封着孔を有した金属外環と、この金属外環の封着孔に挿通したリードと、金属外環とリードとを封着する絶縁材とを備え、該リードは、ベンド部を設けたことを特徴とする気密端子が提供される。リードにベンド部を設けることで、動力部や路面からの振動が該ベンド部により吸収され絶縁材に容易に伝搬しないようにすることができる。該ベンド部はリードを屈曲させて設けられる。例えば、該ベンド部はリードを何れかの方向に略Ｊ、Ｌ、Ｕ、Ｖ、Ｓ字の何れか１つの形状に屈曲して設ける。前記ベンド部はリードの一部を直接屈曲して設けても、またはリードに延長端子をさらに接続し、この延長端子にベンド部を設けてもよい。リードと延長端子とは異なる材料構成であってもよい。例えば、リードは、ガラス封着に耐久可能な鉄または鉄系合金を用いて、延長端子は、前記リードより導電性の優れた材料、例えば銅または銅系合金から構成するのが好ましい。延長端子をリードに挿着する場合は、例えば、図２または図３に示すように、延長端子の端部をC環状またはO環状となるように設け、さらに前記環状部に前記リードの端部を圧入またはカシメにより固着する形態が好ましい。この形態を採ることにより、ルーバー端子を装着すること無くバスバー使用時よりも接続面積を大きく取ることができ、リードの発熱や通電ロスを抑えることができる。前記絶縁材は特に限定されないが、プラスチックス、セラミックス、ガラスなどが利用できる。

本発明に係る気密端子の第一の形態は、少なくとも１個の封着孔を有した金属外環と、この金属外環の封着孔に挿通したリードと、金属外環とリードとを封着する絶縁材とを備え、前記リードは、該リードを折り曲げて形成したベンド部を有する。リードに設けたベンド部は、リードの一部を屈曲させて設けられる。該ベンド部はリードを何れかの方向に略Ｊ、Ｌ、Ｕ、Ｖ、Ｓ字の何れか１つの形状に屈曲して設ける。このベンド部はリードの一部を直接屈曲して設けられている。前記ベンド部は、車載電動圧縮機のインバータ回路などの制御基板のコネクタに接続するかまたは前記基板に直接はんだ付けして接続する。このベンド部によって振動や衝撃を弾性緩衝して絶縁材封着部に負荷が掛からないようになる。

本発明に係る気密端子の第二の形態は、図２に示すように、少なくとも１個の封着孔を有した金属外環と、この金属外環の封着孔に挿通したリードと、金属外環とリードとを封着する絶縁材と、さらにリードに接続された延長端子とを備え、前記延長端子は、該延長端子を折り曲げて形成したベンド部を有する。該ベンド部は延長端子を何れかの方向に略Ｊ、Ｌ、Ｕ、Ｖ、Ｓ字の何れか１つの形状に屈曲して設ける。このベンド部によって振動や衝撃を弾性緩衝して絶縁材封着部に負荷が掛からないようになる。前記リードと延長端子とは異なる材料構成であってもよい。例えば、リードは、ガラス封着に耐久可能な鉄または鉄系合金を用いて、これに銅または銅系合金からなる延長端子を固着させてもよい。延長端子をリードに挿着する場合は、図２に示すように、延長端子の端部をC環状となるように設け、前記環状部のリードの端部を圧入またはカシメにより固着する形態であってもよい。この延長端子は車載電動圧縮機のインバータ回路などの制御基板のコネクタに接続するかまたは前記基板に直接はんだ付けされる。

本発明に係る気密端子の第三の形態は、図３に示すように、少なくとも１個の封着孔を有した金属外環と、この金属外環の封着孔に挿通したリードと、金属外環とリードとを封着する絶縁材と、さらにリードに接続された延長端子とを備え、前記延長端子は、該リードを折り曲げて形成したベンド部を有する。延長端子に設けたベンド部は、該リードの一部を屈曲させて設けられる。該ベンド部は延長端子を何れかの方向に略Ｊ、Ｌ、Ｕ、Ｖ、Ｓ字の何れか１つの形状に屈曲して設ける。このベンド部によって振動や衝撃を弾性緩衝して絶縁材封着部に負荷が掛からないようになる。前記リードと延長端子とは異なる材料構成であってもよい。例えば、リードは、ガラス封着に耐久可能な鉄または鉄系合金を用いて、これに銅または銅系合金からなる延長端子を固着させてもよい。延長端子をリードに挿着する場合は、例えば、図２または図３に示すように、延長端子の端部をO環状となるように設け、前記環状部のリードの端部を圧入またはカシメにより固着する形態であってもよい。この延長端子は車載電動圧縮機のインバータ回路などの制御基板のコネクタに接続するかまたは前記基板に直接はんだ付けされる。

さらに本発明に係る気密端子は、金属外環の何れかの表面に絶縁被覆を設けてもよい。この絶縁被覆は、絶縁材であれば何れの材料を用いてもよく、特に限定されないが、例えばゴム、エラストマー、プラスチックス、セラミックス、ガラスなどが好適である。

本明細書において三端子の気密端子を例示するが、リードを外環に気密に封止した端子であれば何れの形態を用いてもよく、例示した気密端子に限定されない。

本発明に係る実施例１の気密端子１０は、図１に示すように、螺旋止めのため設けた通孔１１および直線状に配置した複数の封着孔１２を有する鉄または鉄基合金である炭素鋼の金属外環１３と、金属外環１３の封着孔１２に挿通した複数の鉄または鉄基合金であるＦｅ－Ｃｒ合金製リード１４と、金属外環１３とリード１４とを封着したソーダライムガラスの絶縁材１５とを備え、リード１４は、封着部を除く該リードの一部を直接Ｌ字状に折り曲げて設けたベンド部１７を有する。

本発明に係る実施例２の気密端子２０は、図２に示すように、螺旋止めのため設けた通孔２１および直線状に配置した複数の封着孔２２を有する鉄または鉄基合金であるステンレス鋼の金属外環２３と、金属外環２３の封着孔２２に挿通した複数の鉄または鉄基合金であるＦｅ－Ｎｉ合金製リード２４と、金属外環２３とリード２４とを封着したソーダバリウムガラスの絶縁材２５と、さらにリード２４に接続された延長端子２６とを備え、延長端子２６は、延長端子２６をＬ字状に折り曲げて形成したベンド部２７を有する。ベンド部２７は、延長端子２６の一部を屈曲させて設けられる。リード２４と延長端子２６とは異なる材料構成であって、リード２４は、ガラス封着に耐久可能なＦｅ－Ｃｒ鉄基合金を用いて、これに銅合金からなる延長端子２６を固着している。延長端子２６をリード２４に挿着する場合は、例えば、図２に示すように、延長端子２６の端部をC環状２８となるように設け、前記環状部２８にリード２４の端部を圧入して固着する。

本発明に係る実施例３の気密端子３０は、図３に示すように、螺旋止めのため設けた通孔３１および直線状に配置した複数の封着孔３２を有する鉄または鉄基合金である炭素鋼の金属外環３３と、金属外環３３の封着孔３２に挿通した複数の鉄または鉄基合金であるＦｅ－Ｃｒ合金製リード３４と、金属外環３３とリード３４とを封着したソーダバリウムガラスの絶縁材３５と、さらにリード３４に接続された延長端子３６とを備え、延長端子３６は、延長端子３６をＬ字状に折り曲げて形成したベンド部３７を有する。ベンド部３７は、延長端子３６の一部を屈曲させて設けられる。リード３４と延長端子３６とは異なる材料構成であって、リード３４は、ガラス封着に耐久可能なＦｅ－Ｃｒ鉄基合金を用いて、これに銅からなる延長端子３６を固着している。延長端子３６をリード３４に挿着する場合は、例えば、図３に示すように、延長端子３６の端部をO環状３８となるように設け、前記環状部３８にリード３４の端部を圧入して固着する。

本発明は、車載用の気密端子を含む気密端子全般に利用できる。

気密端子１０、通孔１１、封着孔１２、金属外環１３、リード１４、絶縁材１５、ベンド部１７、気密端子２０、通孔２１、封着孔２２、金属外環２３、リード２４、絶縁材２５、延長端子２６、ベンド部２７、C環状（環状部）２８、気密端子３０、通孔３１、封着孔３２、金属外環３３、リード３４、絶縁材３５、延長端子３６、ベンド部３７、O環状（環状部）３８。

Claims

少なくとも１個の封着孔を有した金属外環と、
前記封着孔に挿通したリードと、
前記金属外環と前記リードとを封着する絶縁材と、
さらに前記リードに接続された延長端子と、を備え、
前記延長端子は、該延長端子を折り曲げて形成したベンド部を有し、
前記延長端子は、その端部をＣ環状またはＯ環状となるように設けられており、
当該Ｃ環状またはＯ環状をなす前記延長端子の端部に前記リードの端部を挿着した気密端子。
前記ベンド部は、前記延長端子を何れかの方向に略Ｊ、Ｌ、Ｕ、Ｖ、Ｓ字の何れか１つの形状に屈曲して設けた請求項１に記載の気密端子。
前記延長端子は、銅または銅合金からなる請求項１又は２に記載の気密端子。
前記ベンド部は、車載電動圧縮機のインバータ回路の制御基板のコネクタに接続しているかまたは前記制御基板に直接はんだ付けで接続している請求項１ないし請求項３の何れか１つに記載の気密端子。
少なくとも１個の封着孔を有した金属外環と、
前記封着孔に挿通したリードと、
前記金属外環と前記リードとを封着する絶縁材と、
さらに前記リードに接続された延長端子と、を有し、
前記延長端子は、その端部をＣ環状またはＯ環状となるように設けられており、当該Ｃ環状またはＯ環状をなす前記延長端子の端部に前記リードの端部を挿着した
気密端子を備え、
前記延長端子が、インバータ回路の制御基板のコネクタに接続しているかまたは前記制御基板に直接はんだ付けで接続している車載電動圧縮機。