JPH06131934A - 絶縁碍子 - Google Patents

絶縁碍子

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JPH06131934A
JPH06131934A JP4303102A JP30310292A JPH06131934A JP H06131934 A JPH06131934 A JP H06131934A JP 4303102 A JP4303102 A JP 4303102A JP 30310292 A JP30310292 A JP 30310292A JP H06131934 A JPH06131934 A JP H06131934A
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JP
Japan
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insulator
metal
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flange
nickel
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Pending
Application number
JP4303102A
Other languages
English (en)
Inventor
Nobuyuki Minami
信之 南
Yoichi Ishida
陽一 石田
Osamu Hanaoka
修 花岡
Senjo Yamagishi
千丈 山岸
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nihon Cement Co Ltd
Original Assignee
Nihon Cement Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 大きな衝撃或いは激しい振動の条件下におい
ても、使用できる絶縁碍子を提供すること。 【構成】 電極35の取付用フランジ36、及び碍子本
体34の固定用フランジ37との間に、該フランジ3
6,37と同心で、かつ0.2mm以内の間隙をもっ
て、3mm以上の平行な立ち上がり38,39を有する
碍子本体34を、窒化珪素或いはサイアロン等の非酸化
物セラミックスで作製し、該碍子本体34に、上記フラ
ンジ36,37とを、その先端の折曲部40,41にお
いて、各々銅又はニッケル板より成る応力緩衝層をその
間に介在させた状態で、ロウ中にチタンを含有させた活
性金属ロウを用い接合し、該接合部及び金属35,3
6,37の表面に、1μm以上のニッケルメッキを施し
た構造とした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、絶縁碍子に関し、特
に、大きな衝撃或いは激しい振動を伴う条件下において
も使用できる、絶縁碍子に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、絶縁碍子の本体は、陶器或いはア
ルミナと言った酸化物セラミックスにより形成され、該
碍子本体に、取付け又は配線用の金属が固定されてい
る。
【0003】ここで、碍子本体が陶器製のものである場
合には、その焼結前の成形体に固定すべき金属を埋め込
み、その後焼結することにより、碍子本体に金属を固定
することが成されている。
【0004】また、碍子本体がアルミナである場合に
は、該碍子本体に、先ず高融点金属法によりメタライズ
層を形成し、該メタライズ層が形成された碍子本体に、
固定すべき金属をロウ付けすることが成されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年、
絶縁碍子の使用環境も年々厳しくなり、例えば、車輛等
の電気部品として使用される場合には、その高速化に伴
い該絶縁碍子に大きな衝撃或いは激しい振動が加わるこ
とがある。この様な場合、該絶縁碍子本体の材質が、従
来よりの陶器或いはアルミナと言った酸化物セラミック
スでは、その機械的強度が弱く、衝撃或いは振動により
該絶縁碍子が破損し、実用に耐え得ないものとなってい
た。
【0006】また、碍子本体が高強度のものであって
も、該碍子本体に固定される取付け又は配線用の金属の
接合が、十分な強度を有するものでなければ、やはり大
きな衝撃或いは激しい振動を伴う条件下においては、か
かる接合が外れてしまい、使用に耐え得る絶縁碍子とは
ならなかった。
【0007】本発明は、上述した従来技術が有する課題
に鑑みなされたものであって、その目的は、大きな衝撃
或いは激しい振動を伴う条件下においても、十分に使用
できる絶縁碍子を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、先ず請求項1,2に記載した如く、碍子本
体を、絶縁性を有し、かつ機械的強度が高い窒化珪素、
或いはサイアロン等の非酸化物セラミックスにより形成
することとした。
【0009】しかし、上記材質の変更により、該碍子本
体と金属との接合が問題となる。これは、非酸化物セラ
ミックスに対しては、上記アルミナにおいて説明した、
例えば高融点金属法によりモリブデンとマンガンとから
成るメタライズ層を形成することができず、金属ロウに
よる高強度の接合が望めないためであり、また一般的に
非酸化物セラミックスと金属との接合においてなされて
いる、銀−銅−チタンとから成る活性金属ロウを用いて
接合する方法を採用すると、碍子のように大きなもので
は、該碍子と金属との熱膨張係数の差に起因する残留応
力が接合部に発生し、低負荷荷重にもかかわらず該接合
部が破壊するという問題が生じるためである。
【0010】そこで、本発明においては、請求項3に記
載したように、上記非酸化物セラミックスにより形成さ
れた碍子本体に、銅又はニッケル板より成る応力緩衝層
をその間に介在させた状態で、ロウ中にチタンを含有さ
せた活性金属ロウを用いて金属を接合することとした。
これにより、碍子本体と金属との熱膨張係数の差に起因
する上記残留応力が、その間に介在させた軟金属である
銅又はニッケル板により緩和され、信頼性の高い接合が
可能となる。
【0011】さらに、本発明においては、上記碍子本体
と金属との接合部に、横揺れによる引き剥がし力が作用
することを防止するため、請求項4,5に記載した如
く、上記碍子本体と金属との接合部から、該金属の環状
フランジを立ち上がらせ、該環状フランジと同心で、か
つ0.2mm以内の間隙をもって3mm以上の平行な立
ち上がりを、碍子本体に形成した構造とした。これによ
り、横揺れによる引き剥がし力は、上記平行な立ち上が
りによって吸収され、直接接合部に作用することを防止
できる。
【0012】さらにまた、本発明においては、上記碍子
本体と金属との接合部、及び接合した金属が、風雨に晒
されることにより腐食し、経時劣化により実用に耐え得
ないものとなることを防止するため、請求項6に記載し
た如く、碍子本体と金属との接合部、及び接合した金属
に、1μm以上のニッケルメッキを施すこととした。
【0013】上記した構造の絶縁碍子とすることによ
り、大きな衝撃或いは激しい振動の条件下で、しかも風
雨に晒され腐食の恐れがある、例えば車輛等の電気部品
として用いることができる絶縁碍子となる。
【0014】
【実施例】以下、本発明の実施例を比較例と共に挙げ、
本発明を詳細に説明する。
【0015】−碍子本体の材質の影響− 高さ70mm,最大直径38mmの図1に示す形状の碍
子本体1を、酸化物セラミックスとしてアルミナを用い
たもの、非酸化物セラミックスとして窒化珪素、及びサ
イアロンを用いたものとの、3種類の試験体を作製し
た。なお、いずれの試験体も、常法のセラミックス焼結
体の作製方法により形成したものである。
【0016】上記試験体1の下端を固定し、その先端部
Aに、300Gの衝撃力を加えた。その結果、アルミナ
製の碍子は破損したが、窒化珪素、及びサイアロン製の
碍子は耐えた。
【0017】−応力緩衝層の影響− 図2に示す形状の碍子本体2を窒化珪素で作製し、該碍
子本体2に、電極3の取付用フランジ4、及び該碍子本
体2の固定用フランジ5とを、その先端の折曲部6,7
において、各々銅又はニッケル板より成る応力緩衝層を
その間に介在させた状態で接合したものと、応力緩衝層
をその間に介在させないで接合したものとの、2種類を
作製した。
【0018】なお、接合方法は、共にロウ中にチタンを
含有させた活性金属ロウを用い、5×10-5Torr以
下の真空中において、830°Cで加熱することにより
行い、応力緩衝層は、0.7mm厚さの銅又はニッケル
板を、上記活性金属ロウ間に挟み込むことにより形成し
た。また、上記碍子本体2と金属6,7との接合部から
立ち上がる上記取付用フランジ4、及び固定用フランジ
5の内周には、該フランジ4,5と同心で、かつ0.2
mmの間隙をもって3mmの平行な立ち上がり8,9
が、碍子本体2に形成されている。
【0019】上記試験体2を、その固定用フランジ5の
部分で固定し、電極3の先端部Bに、500Gの衝撃力
を加えた。その結果、応力緩衝層を介在させた状態で接
合したものは耐えたが、応力緩衝層を介在させなかった
ものは、その接合部において破損した。
【0020】−碍子本体の立ち上がりと、金属フランジ
の立ち上がりの長さの影響− 図3に示す形状で、電極11の取付用フランジ12、及
び碍子本体10の固定用フランジ13との間に、該フラ
ンジ12,13と同心で、かつ0.2mmの間隙をもっ
て、2mm、3mm及び5mmの平行な立ち上がり1
4,15を、各々有する3種類の碍子本体10を、窒化
珪素で作製し、該碍子本体10に、上記取付用フランジ
12、及び固定用フランジ13とを、その先端の折曲部
16,17において、各々銅又はニッケル板より成る応
力緩衝層をその間に介在させた状態で、ロウ中にチタン
を含有させた活性金属ロウを用い、上記と同様の条件で
接合した。
【0021】上記試験体10を、その固定用フランジ1
3の部分で固定し、電極11の先端部Cに、500Gの
衝撃力を加えた。その結果、平行な立ち上がり14,1
5の長さが、3mm及び5mmのものは耐えたが、2m
mのものはその接合部において破損した。
【0022】−碍子本体の立ち上がりと、金属フランジ
の立ち上がりの間隙の影響− 図4に示す形状で、電極19の取付用フランジ20、及
び碍子本体18の固定用フランジ21との間に、該フラ
ンジ20,21と同心で、かつ0.1mm,0.2m
m,0.3mm,0.5mm及び1.0mmの間隙をも
って、3mmの平行な立ち上がり22,23を、各々有
する5種類の碍子本体18を、窒化珪素で作製し、該碍
子本体18に、上記取付用フランジ20、及び固定用フ
ランジ21とを、その先端の折曲部24,25におい
て、各々銅又はニッケル板より成る応力緩衝層をその間
に介在させた状態で、ロウ中にチタンを含有させた活性
金属ロウを用い、上記と同様の条件で接合した。
【0023】上記試験体18を、その固定用フランジ2
1の部分で固定し、電極19の先端部Dに、500Gの
衝撃力を加えた。その結果、立ち上がり間の間隙が、
0.1mm及び0.2mmのものは耐えたが、0.5m
mと1.0mmのものはその接合部において破損した。
【0024】−ニッケルメッキの厚みの影響− 図5に示す形状で、電極27の取付用フランジ28、及
び碍子本体26の固定用フランジ29との間に、該フラ
ンジ28,29と同心で、かつ0.2mmの間隙をもっ
て、3mmの平行な立ち上がり30,31を有する碍子
本体26を、窒化珪素で作製し、該碍子本体26に、上
記取付用フランジ28、及び固定用フランジ29とを、
その先端の折曲部32,33において、各々銅又はニッ
ケル板より成る応力緩衝層をその間に介在させた状態
で、ロウ中にチタンを含有させた活性金属ロウを用い、
上記と同様の条件で接合した。
【0025】上記試験体26の接合部、及び金属27,
28,29の表面に、ワット浴で種々の厚みのニッケル
メッキPを施し、屋外に放置し、金属部分の劣化変色を
確認した。その結果、ニッケルメッキを施さないものは
3日目より金属部分の変色が始まり、14日目にはかな
り劣悪な変色を示した。ニッケルメッキ厚みが0.7μ
mのものは、5日目よりピンホール状の変色が始まり、
14日目には劣化変色が目立ってきた。これに対し1μ
mのニッケルメッキを施したものは、14日経っても異
常がなかった。
【0026】以上の実施結果より、例えば図6に示した
如く、電極35の取付用フランジ36、及び碍子本体3
4の固定用フランジ37との間に、該フランジ36,3
7と同心で、かつ0.2mm(=t)以内の間隙をもっ
て、3mm(=l)以上の平行な立ち上がり38,39
を有する碍子本体34を、窒化珪素或いはサイアロン等
の非酸化物セラミックスで作製し、該碍子本体34に、
電極35の取付用フランジ36、及び該碍子本体34の
固定用フランジ37とを、その先端の折曲部40,41
において、各々銅又はニッケル板より成る応力緩衝層を
その間に介在させた状態で、ロウ中にチタンを含有させ
た活性金属ロウを用い接合し、該接合部及び金属35,
36.37の表面に、1μm以上のニッケルメッキPを
施したものが、大きな衝撃或いは激しい振動の条件下
で、しかも風雨に晒され腐食の恐れがある、例えば車輛
等の電気部品として用いることができる絶縁碍子となる
ことが判明した。
【0027】
【発明の効果】以上、説明した本発明にかかる絶縁碍子
によれば、大きな衝撃或いは激しい振動の条件下におい
ても使用できる絶縁碍子となり、例えば、車輛等の電気
部品としての用途がひらける。
【図面の簡単な説明】
【図1】碍子本体の材質の影響を調査するために使用し
た絶縁碍子の正面図である。
【図2】応力緩衝層の影響を調査するために使用した絶
縁碍子の断面図である。
【図3】碍子本体の立ち上がりと、金属フランジの立ち
上がりの長さの影響を調査するために使用した絶縁碍子
の断面図である。
【図4】碍子本体の立ち上がりと、金属フランジの立ち
上がりの間隙の影響を調査するために使用した絶縁碍子
の断面図である。
【図5】ニッケルメッキの厚みの影響を調査するために
使用した絶縁碍子の断面図である。
【図6】本発明の好適な実施例を示した断面図である。
【符号の説明】
1,2,10,18,26,34 碍子本体 3,11,19,27,35 電極 4,12,20,28,36 電極の取付用フランジ 5,13,21,29,37 碍子本体の固定用フラン
ジ 6,16,24,32,40 取付用フランジの折曲部
(接合部) 7,17,25,33,41 固定用フランジの折曲部
(接合部) 8,14,22,30,38 取付用フランジと平行な
碍子本体の立ち上がり 9,15,23,31,39 固定用フランジと平行な
碍子本体の立ち上がり P ニッケルメッキ t 金属フランジの立ち上がりと碍子本体の立ち上がり
との間隙 l 金属フランジの立ち上がりと平行な碍子本体の立ち
上がりの長さ

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 碍子本体を、非酸化物セラミックスによ
    り形成したことを特徴とする、絶縁碍子。
  2. 【請求項2】 上記非酸化物セラミックスが、窒化珪
    素、或いはサイアロンであることを特徴とする、請求項
    1記載の絶縁碍子。
  3. 【請求項3】 上記碍子本体に、銅又はニッケル板を介
    在させた状態で、ロウ中にチタンを含有させた活性金属
    ロウを用いて金属を接合したことを特徴とする、請求項
    1記載の絶縁碍子。
  4. 【請求項4】 上記碍子本体と金属との接合部から、該
    金属の環状フランジが立ち上がり、該環状フランジと同
    心で、3mm以上の平行な立ち上がりが、碍子本体に形
    成されていることを特徴とする、請求項3記載の絶縁碍
    子。
  5. 【請求項5】 上記環状フランジの立ち上がりと、碍子
    本体の立ち上がりとの間隙が、0.2mm以下であるこ
    とを特徴とする、請求項4記載の絶縁碍子。
  6. 【請求項6】 上記碍子本体と金属との接合部、及び接
    合された金属に、1μm以上のニッケルメッキが施され
    ていることを特徴とする、請求項3〜5記載の絶縁碍
    子。
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