WO1993025829A1

WO1993025829A1 - Construction of sealing through-hole penetrating through metallic partitioning member

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Publication number: WO1993025829A1
Application number: PCT/JP1993/000746
Authority: WO
Inventors: Morio Tamura; Ken Ichiryu; Kiyoshi Tanaka; Kouji Harada; Hisanobu Kanamaru; Nobuyuki Tobita
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co., Ltd.; Hitachi, Ltd.
Priority date: 1992-06-05
Filing date: 1993-06-03
Publication date: 1993-12-23
Also published as: DE69326415T2; EP0598136B1; EP0598136A4; JPH06180264A; DE69326415D1; JP3334804B2; EP0598136A1

Description

明細書金属製隔壁部材の部材貫通孔の封止構造技術分野

本発明は金属製隔壁部材の部材貫通孔の封止構造に関し、特に、例えば圧力容器、真空容器、気体や液体を収容する密封容器のように内外の領域を隔離する金属製隔壁部材に形成された孔に、例えば電気信号または電力を伝送するための導線や導電ピン、その他の導電体、流体を流すための金属製パイブ部材、熱媒体を流すためのヒートパイプ、光信号を伝送するための光ファイバなどの部材を貫通した構造において、高圧に対しても高い耐圧性能を有し、さらに前記孔を長期間安定して封止できるように前述の孔を封止し当該部材を固定する構造に関する。背景技術

例えば油圧ショベル等の油圧機械では、当該機械を作動させる油圧駆動装置の作動状態を把握するため、装置内部の圧力状態等が計測できるように、装置内の各部で圧油中に例えば圧力センサ、差圧センサ、変位センサ等を配置する。圧力センサ等が配置される環境は、装置内部の圧油中の高圧環境である。例えば圧力センサは、通常、歪みゲージを利用したホイートストンブリッジ回路等を含み、電気ュニットとして構成される。検出対象である油圧は電気ュニットとしての圧力センサによって電気量に変換され、電気信号として検出される。圧力センサで発生した電気信号は、信号引出し線で、高圧の装置内部から大気圧の装置外部に引き出される。装置外部には油圧駆動装置の動作を制御するための制御装置が設置されており、信号引出し線で外部に引き出された検出信号は制御装置に入力され、作動状態に関する情報としてその後の各種制御に使用される。

上記の構成において、信号引出し線を装置外部に引き出すための従来の代表的な構造は、例えば、装置の金属製容器の一部に孔を形成し、この孔に信号引出し線を貫通させ、さらにハ一メチックシール構造を適用して信号引出し線を孔内に固定し、これにより圧油に対する封止と、信号引出し線と金属製容器の間の電気的絶縁性を保持していた。このようなハーメチックシール構造には、従来、ガラスハーメチックシールとプラスチックハ一メシールが存在した。

従来の信号線引出し部の封止構造において、ガラスハ一メチックシールでは、炉を用いて N ₂ 雰囲気中で 1 0 0 0 °C程度の高温処理が必要となる。従って、製作コストが全体的に高くなる。また、線膨脹係数に関しても注意を払う必要があり、信号線の芯材ゃベースとなる金属材が限定される。例えば信号線の芯材には F e - N i を使用し、容器壁の金属材には膨脹率が大きいステンレスを使用していた。その結果、さらに製作コストが高くなる。また、ガラスを用いる点で脆さ力問題となり、土木機械や建設機械用としては実用化が難しかつ 7こ o またプラスチックハーメシールでは、ベースとなる金属材との間の接合力に問題があり、高圧では使用に耐えず、耐久性に欠けるという問題を有していた。

前述の例では、高圧である装置内に配置される電気ュニットから供給される電気信号を大気圧状態の装置外部に信号引出し線を用いて取り出す構造について説明したが、同様な問題は、例えば高い真空度を有する真空容器の内部に配置された電気ュニットから電気信号を大気圧状態の容器外部に取り出す構造についても起り得る。

さらに上記の問題を一般的に考えて、例えば密封金属容器等のごとく内外を隔てる金属製隔壁部材が存在し、この隔壁部材によつて両側の領域が互いに隔離されかつ両側の各領域に存在する装置を剛性を有する何等かの部材で接続または連結する必要があるとき、当該部材を隔壁部材に形成した孔に貫通せしめ、当該孔を封止する構造を設けなければならない。この封止構造は、前述のように隔壁部材の両側領域の圧力が大きく異なるという場合のみに限定されず、隔壁部材の両側の物理的または化学的な条件等（存在する気体や液体等の種類が異なる等）が異なる場合にも必要となる。

また金属製隔壁部材に形成された孔に貫通される部材は、前述の信号引出し線だけではなく、一般的に電気信号または電力を伝送するための導電体、各種流体を流すためのパイプ部材、熱媒体を流すためのヒートパイプ、光信号を伝送するための光ファイバなど、所要の剛性を有する部材が含まれる。これらの部材を金属製隔壁部材の孔に貫通せしめ、当該孔を封止する場合にも、前述した問題が提起される。

また本発明に関連する従来技術文献として、ここで、特開昭 6 3— 2 1 4 4 2 9号公報と特開昭 6 3— 2 1 4 4 3 0号公報の 2つの文献を挙げる。これらの文献に開示される技術は、 2つの部材を結合するための技術であり、封止構造を提案するものではないが、類似した関連技術として捉えることもできるので、以下に説明する。

特開昭 6 3 - 2 1 4 4 2 9号公報に開示される技術は、繊維強化樹脂製の筒状部材と金属製の取付部材とを結合する構造に関し、例えば当該文献の第 1図〜第 3図に示すように、筒状部材の一端部を取付部材に形成された孔に挿入し、筒状部材の内部の段付部に補強部材を嵌込み、取付部材の孔の挿入口の周囲の部分をポンチ圧力で押込み、取付部材の孔内面に塑性変形（メタルフロー）を起こして塑性変形部分と補強部材とで筒状部材の端部を挟持し、筒状部材と取付部材を結合している。前記第 1図の実施例では、ポンチによる加圧を利用して孔の一方の開口部の近傍の内周面部分にメタルフロ —を発生させている。また、当該文献の第 4図に示す実施例では、孔の両端の開口部の近傍の内周面部分にメタルフローを発生させて結合する構造を示している。

また特開昭 6 3 - 2 1 4 4 3 0号公報に開示される技術は、繊維強化樹脂製の棒状部材と金属製の取付部材とを結合する構造に関し、上記文献（特開昭 6 3— 2 1 4 4 2 9号公報）で説明されたメタルフローを利用した結合構造と実質的に同じ構造を有する。例えば当該文献の第 1 0図では孔の一端の開口部の近傍の内周面にメタルフローを発生させる構造を示し、同文献の第 1 1図では孔の両端の開口部の近傍の内周面部分にメタルフローを発生させる構造を示す。

上記 2つの文献に開示される技術は、いずれも、繊維強化樹脂で作られた部材と金属製取付部材とをメタルフローの技術を利用して結合するための技術である。その結合部の封止性能という観点では、前述の繊維強化樹脂製の筒状部材または棒状部材は、例えばフィラメントワインデイング法等で巻回した炭素繊維やガラス繊維等の硬い繊維材料に樹脂を含浸させて形成されるので、全体として硬度が高くて望ましい弾塑性を有しておらず、有効な変形が生じないので、十分な封止性能を発揮させることができない。従って、前述の 2つの従来文献に開示される技術は、単に繊維強化樹脂製部材と金属製取付部材との結合を目的とするものであって、両者の間の封止を目的とするものではない。その事実は、例えば特開昭 6 3— 2 1 4 4 2 9号公報における第 7図に示されるように、封止用の 0 リングを別途に設けることもからも明らかである o

また他の観点からの問題を述べると、特開昭 6 3 - 2 1 4 4 2 9号の結合構造では、繊維強化樹脂製の筒状部材の内部にリング状の捕強部材を配置しているが、その軸方向の長さは金属製取付部材の厚みとほぼ等しいので、たとえ両端から押圧し結合したとしても、筒状部材に曲げ応力が加わったときには、捕強部材の端部周囲を支点とした曲げ応力が加わり、結合部にクリーブが発生しやすいという問題があり、結合の信頼性が低い。さらに、特開昭 6 3 — 2 1 4 4 3 0号の結合構造では、繊維強化樹脂製の棒状部材は、樹脂が存在する部分に関しては剛性が低いので、押圧部近傍は局部的に集中して変形する一方、全体としては剛性が高いので内部に押圧力が加わらないという問題を有している。

本発明の目的は、例えば圧力容器、真空容器、気体や液体を収容する密封容器のごとく、内外の領域を隔離する容器の金属製隔壁部材の部分に形成された孔に、例えば電気信号または電力を伝送するための導線、導電ピン、その他の導電体、流体を流すためのパイプ部材、ヒートパイプ、光ファイバなどの部材を貫通せしめた構造において、前記部材が貫通した当該孔を極めて高い耐圧性能で確実に封止することができ、かつ長期間安定して封止することができ、さらに、簡単な構造を有し、安価にかつ簡素な工程で製作できる金属製隔壁部材の部材貫通孔の封止構造を提供することにある。発明の開示

本発明は、上記の目的を達成するために次のような構成を有している。

金属材で作られた隔壁部材に形成された孔に、当該隔壁部材の厚みよりも大きな軸方向の長さを有し、さらに所望の剛性を有する部材を貫通させ、この貫通状態で当該孔を封止部材をもって封止する封止構造であって、孔に貫通された部材 (以下、貫通部材という）は、所望の弾性および塑性（弾塑性）を有すると共にその外径が前記孔の内径とほぼ等しく力、つその軸方向の長さが隔壁部材の厚みと同等以上の封止部材を介して配置されるものであり、前記孔の両端の開口部の少なくとも一方に、開口部の周囲部分での孔軸方向の加圧に基づいて隔壁部材に開口部の近傍で前記孔の内壁から全周にわたってほぼ均一に膨出する形の塑性変形を生起させ、これにより狭窄部が形成され、この狭窄部で貫通部材と封止部材を全周囲から高圧で押圧し、かつ封止部材をその経年降伏劣化を防ぐ程度の高圧状態で前記孔の中に封じ込め、当該封じ込めによる内圧で貫通部材を前記孔に固定し前記孔を封止するように構成される。

前記の構成において、好ましくは、前記孔の両端の開口部の周囲部分に対し加圧を行って塑性変形を生起させ、前記孔の両端の開口部に狭窄部を形成し、封止部材を実質的に紡錘形に変形せしめて前記孔の中に高圧状態で封じ込めるように構成する。

また前記の構成において、好ましくは、前記孔の一端の開口部の内側周囲部分に封止部材が前記孔の外に膨出変形するのを妨げる変形抑止部を設け、前記孔の他端の開口部の周囲部分に対し加圧を行って塑性変形を生起させることにより狭窄部を形成し封止部材を変形せしめて前記孔の中に高圧状態で封じ込めるように構成する。

変形抑止部は、好ましくは、孔の一端の開口部の直径を小さくした段付き孔部を設けることで形成される。また段付き孔部の内部側の面をテーパー面にすることも可能である。

また貫通部材は、好ましくは、電気信号または電力を伝送するための電気伝導部材であり、この場合において、封止部材は電気伝導部材を被覆する電気絶縁部材である。また電気伝導部材は、好ましくは線状部材またはピン状部材である。電気伝導部材の例として、内部に半導体デバイス等の電気的装置を収容する密封型ケースに設けられた電気を導通させるための端子を挙げることができる。

さらに貫通部材は、好ましくは、気体または液体を伝送するためのパイプ部材である。パイプ部材の一例として、熱媒体を伝送するためのヒートパイプを挙げることができる。

前記貫通部材は、好ましくは、光信号を伝送するための光ファイバである。

前記封止部材は好ましくは合成樹脂を用いて形成される。この場合に合成樹脂としては、 P P S、 P E I、 P E E K . P I 、およびこれらに類似する合成樹脂材の内のいずれか 1 つが使用される。

また前述の金属製隔壁部材の例としては、好ましくは、その両側の領域の間で圧力差が存在する容器の壁部である。さらに詳しくは、内部領域が高圧状態であり外部領域が大気圧状態である圧力容器、または内部領域は真空状態であり外部領域が大気圧状態である真空容器、またはその両側の領域の間で例えば物理的または化学的な環境が異なる容器、または一般的な密封容器に設けられた金属部分である。物理的な環境が異なる例として、例えば容器の内部領域と外部領域に存在する気体または液体の相が異なることである。

また、前記金属製隔壁部材は、密封容器に装着される各種タイプの封止用プラグであってもよい。封止用プラグには設けられる貫通部材の個数は任意である。

さらに、貫通部材の表面と孔の内周面の内の少なくともいずれか一方に粗面加工を施すことが可能である。また貫通部材における前記孔の中に位置する部分の表面に凹凸部を形成することが可能である。凹凸部として環状の溝を少なくとも 1つ形成することもできる。

かかる封止構造が適用される例として、圧力容器が内部に高圧の作動油が存在する油圧回路機構の一部であり、貫通部材が、圧力容器の内部に配置された油圧に関する情報を検出するための電気的センサュニットから検出信号を容器外部に取り出すため引き出される電気的信号線である場合である。他の例として、例えば金属製の圧力容器が内部に高圧の作動油が存在しかっこの作動油中に変位センサを有する弁ケ一シング部材を形成する容器であり、貫通部材が変位センサから検出信号を容器の外部に取り出すために引き出される電気的信号線である場合である。

特徴的な作用を説明する。例えば弾塑性を有する合成樹脂製封止部材で被覆された芯部材を、金属製隔壁部材（金属べース）に形成された孔に貫通させた状態で、当該孔の開口部の周囲部分に押付け金具を利用して加締めのための押込み動作を行うと、孔の開口部周囲の金属部分（孔の内周面）に塑性変形が生じ、この塑性変形で揷通孔の内壁面部分に環状の膨出部が形成される。金属ベースの塑性変形による膨出部は、開口部の近傍で孔の内壁から全周にわたってほぼ均一に内方へ膨出する環形状を有する。当該膨出部は、封止部材を全周から押圧して所要の条件を満たすように押潰して変形させ、これにより芯部材を固定して孔の封止を行う。金属ベースの塑性変形で生じた膨出部による狭窄圧迫作用、および合成樹脂製封止部材を経年降伏劣化を防ぐ程度の高圧状態で前記孔の中に封じ込めること（例えば紡錘形の変形）によって、当該封じ込めによる内圧で芯部材を貫通させるための孔を高い封止性能で封止する。図面の簡単な説明

第 1図は、本発明の基本的実施例を示し、金属製隔壁部材に形成された孔に導電体等の所定部材を貫通させ、その状態で当該孔を封止した構造を示す要部縦断面図である。

第 2図は、本発明の封止構造を製作するプロセスを説明するための第 1の状態（押付け力を加える前の状態）を示す要部縦断面図である。

第 3図は、本発明の封止構造の製作するプロセスを説明するための第 2の状態（押付け力を加えた後の状態）を示す要部縦断面図である。

第 4図は、押付け金具の押付け力と芯材である導体の引抜き力との関係を実験数値で示した表を示す図である。

第 5図は、本発明による封止構造の性能に関する実験結果を得るための試験片の概要を示す正面図である。

第 6図は、本発明の封止構造に関するインパルス試験の結果を表す表を示した図である。第 7図は、押付け金具によって金属ベースを押し込んだときに生じる合成樹脂（封止部材）の内周面での圧縮応力分布を示す図である。

第 8図は、押付け金具によって金属ベースを押し込んだときに生じる合成樹脂（封止部材）の外周面での圧縮応力分布を示す図である。

第 9図は、本発明の封止構造における温度と導体引抜き力との関係を示す図である。

第 1 0図は、本発明に係る封止構造の他の実施例を示す要部縦断面図である。

第 1 1図は、本発明に係る封止構造のさらなる他の実施例を示す要部縦断面図である。

第 1 2図は、 2つの導電体が本発明の封止構造を適用されて取り付けられた金属ベースの外観斜視図である。

第 1 3図は、多数の導電体が本発明の封止構造を適用されて取り付けられたプラグの外観斜視図である。

第 1 4図は、本発明の封止構造を適用して少なくとも 2つの導電体を取り付けたねじ込み式プラグの縦断面図である。

第 1 5図は、複数の導電体を本発明の封止構造を一括的に適用することにより取り付けたねじ込み式プラグの縦断面図 C、め。

第 1 6図は、本発明に係る封止構造の他の実施例を示す要部縦断面図である。

第 1 7図は、本発明の封止構造を適用して製作された信号引出し線の取出し部を有する圧油内に配置された差圧センサュニッ卜の縦断面図である。

第 1 8図は、本発明の封止構造を適用して製作された信号引出し線の取出し部を有する作動油内に配置された変位センサュニッ卜の縦断面図である。発明を実施するための最良の形態

以下に、本発明の好適な実施例を添付図面に基づいて説明する。

第 1図に本発明に係る封止構造の代表的な実施例を示し、金属製隔壁部材に形成された孔に導電体等の所定の部材が貫通され、その状態で当該孔が封止され当該部材が孔に固定される構造を示す。第 2図および第 3図は当該封止構造が作られるプロセスを示す。

第 1図〜第 3図で示された実施例で、 4は金属ベースの一部断面を示し、金属ベース 4は全体として金属製の隔壁部材としての機能を有する。 5は金属ベースに形成された孔であり、孔 5は図中上下に開口部を有し、金属べ一ス 4の両側の領域を連通する。符号 5で示された孔は本発明に係る封止構造が形成される前の孔であり、後述される孔 5 Aは当該封止構造が形成された後の孔である。 1 は、金属ベース 4の孔 5 に貫通され、その後、本発明による封止構造を孔 5に適用することによって孔 5の中で固定される部材であり、この実施例では、部材 1 は導体 2 と絶縁体 3からなる導電体である。導電体 1 において導体 2は絶縁体 3によって被覆されている。導電体 1 は、例えば電気信号または電力を伝送するための部材であり、少なくとも孔 5の両端の開口部よりも外側に突出することが可能な適当な軸方向の長さを有している。すなわち導電体 1 の長さは金属ベース 4の厚みよりも大きい。

導電体 1を金属ベース 4の孔 5に貫通させ、後述するように孔 5にて本発明に係る封止構造を形成すると、第 1図に示されるごとく孔 5 はその直径が小さくなつて孔 5 Aになる。前記導電体 1 は、上記の通り電気信号または電力を伝送するためのものであるので、導体 2を、他の導電性部材から電気的に絶縁し保護する点で絶縁体 3は必然的なものである。それ故に、孔 5に貫通された状態で固定される部材は、一体不可分の関係にある導体 2 と絶縁体 3である。本実施例での特徴的な点は、所要の弾塑性（弾性および塑性）を有する合成樹脂で形成された当該絶縁体 3を、孔 5に導体 2を固定すると共に、この孔 5を極めて高い封止性能で封止する封止部材として使用することにある。

本実施例では金属ベース 4の孔 5に貫通 · 固定される部材が導体 2でありかつ孔 5の封止部材が合成樹脂絶縁体 3であるとして説明するが、一般的には、金属ベース 4の孔 5に貫通 · 固定される部材は剛性を有する部材（芯となる部材）であり、また孔 5の封止部材は前記芯部材を被覆しかつ所要の弾塑性と軸方向長さと体積を有する合成樹脂体である。

孔 5に貫通され固定される部材としては、各種の部材を想定することができる。その具体的な例については後で説明する。ただし他の貫通部材について、当該貫通部材を孔 5に取り付けかつその孔 5を封止するにあたって、封止部材としての合成樹脂は絶縁体 3 と実質的に同じ材質であるが、絶縁機能は必ずしも要求されないので、純粋に封止部材としてのみ機能する。

本発明による封止構造の封止性能によれば、耐圧性能が高く、耐衝撃性に富み、長期間安定して封止することが可能となる。

第 1図は、導電体 1が貫通された状態の金属ベース 4の孔 5に本発明に係る封止構造を適用して孔 5 Aを形成し、金属ベース 4 の塑性変形（メタルフロー）作用と絶縁体 3の弾塑性に基づく変形作用により導電体 1を金属ベース 4の孔 5に固定すると共に孔 5を封止する状態を示す。

金属ベース 4は、例えば、内部が高圧である圧力容器、内部が高い真空状態である真空容器、内部に密閉状態で気体または液体を封入する密封容器などの容器の壁部であり、金属部分である。金属ベース 4は、その両側の領域を隔離する隔壁部材である。金属ベース 4が容器の一部である場合に、金属ベース 4は容器の内外の領域を隔てるものである。金属べース 4が圧力容器または真空容器の場合には、金属ベース 4 の内側の領域は高圧または真空の領域であり、外側の領域は大気圧の領域である。すなわち金属べ一ス 4 は、望ましくは、圧力差の存在する 2つの領域の隔壁部材として作用する。

また他の例として、金属ベース 4の両側の領域はほぼ同じ圧力の、異種の気体や液体が存在する領域とし、金属ベース 4を 2種類の気体等の隔壁部材として機能させることもできる。これを一般化すれば、金属べ一ス 4をその両側の領域の間において物理（化学）的な環境が異なる隔壁部材とすることができる。その他に、物理的な環境の相違として、同じ種類の気体または液体であって両側の相（状態や性質）が異なる場合を想定することができる。

金属べ一ス 4の厚みは例えば 3〜 1 O m mの程度である。また金属ベース 4の具体的材質として、銅、軟鉄、アルミ系金属、ブロンズ系金属、ステンレス（ S U S ) などの塑性変形が発生する任意の金属を使用することが可能である。

さらに金属ベース 4を、金属以外の材質で形成された容器の一部に設けられた金属部材、または金属以外の材質で形成された容器に対し着脱自在に取り付けることのできるプラグとすることも可能である。本発明に係る封止構造を実現するためには、ベース 4 自体は本来的に金属部材であることが必要であるが、容器は必ずしも金属である必要はない。

導電体 1 は、前述の通り、芯材となる導体 2 と、この導体 2を被覆して導体 2および金属ベース 4の間の絶縁を保持する絶縁体 3 とから構成される。絶縁体 3は封止部材として機能することが重要である。絶縁体 3の長さは、金属べ一ス 4 の厚みと同等以上の長さを有することが望ましい。導体 2および絶縁体 3 は孔 5の両端開口部よりも外側に突出していることが望ましい。

導体 2は、剛性の高い例えば線状物またはピン状物であり、電気信号引出し線や電気的接続部材として機能する。線状物である導体 2 は例えば裸線ワイヤであり、ピン状物である導体 2は例えば中継端子あるいは電流供給端子等に使用されるピンである。第 1図では、線状物またはピン状物である導体 2の一部を示している。導体 2の直径は例えば 0 . 5 m mである。

さらに導体 2が中継端子あるいは電流供給端子等に使用されるピンである場合、これらの端子は、内部に電気的装置を収容する密封型ケースに設けられた電気を導通させるための端子となり、金属ベース 4は当該密封型ケースの一部となる。通常において、前記電気的装置は半導体素子等を用いて構成されるデバイスである。

絶縁体 3は、弾塑性を有する材質で作られ、導体 2 と金属ベース 4を絶縁する作用を有すると共に、導電体 1を孔 5に固定するときに孔 5を封止する封止部材としての作用を有する。絶縁体 3の材質は望ましくは合成樹脂材が使用される。合成樹脂材の具体的な材質としては、例えば P P S (ポニフェニレンサルフアイド）、 P E I (ポリエーテルイミド）、 P E E K (ポリエーテル · エーテル · ケトン）、 P I (ポリィミド）等の相対的に硬質な樹脂が使用される。封止部材としての絶縁体 3の封止作用によって、孔 5における封止性能を極めて高いものとし、導体 2を押し出そうとする力に対して極めて高い耐性を有する。絶縁体 3は、例えばチューブ形状を有し、その中心軸部に導体 2を挿通させるための孔 3 a が形成される。絶縁体 3の孔 3 aは、後述する封止構造の観点から適切な径で形成される。絶縁体 3の孔 3 aの内径と導体 2の直径とは、ほぼ等しいことが望ましい。一般的に、絶縁体 3に対し別に用意された導体 2を、チューブ形状の絶縁体 3の孔 3 a に挿通させることにより導電体 1が作られる。また絶縁体 3の外径は、金属ベース 4の孔 5の内径とほぼ等しいことが望ましい。換言すれば、導電体 1を孔 5内に貫通させた状態において、導電体 1 と孔 5の内面との間隔が 0であることが理想的である。数値的に、絶縁体 3の外径（外周面の直径）は例えば約 1 . 6 m mである。

導電体 1の他の作り方として、溶融状態にある合成樹脂が収容された容器内に線状の導体 2を入れ、この導体 2を所定の径を有した孔を通過させることにより、合成樹脂が導体 2 に自然に付着し、さらにその後の冷却により合成樹脂が被覆材となって導体 2の表面に付着させる方法がある。この場合、合成樹脂である絶縁体 3は、導体 2の表面に密着状態で強固に付着する。

導体 2 とこれを被覆する絶縁体 3からなる導電体 1 は、金属ベース 4に形成された孔 5に貫通された状態で、孔 5の両端の開口部近傍の金属ベース 4の膨出部 6によって加締められる。この膨出部は狭窄部として作用する。導電体 1 は上下の膨出部 6および絶縁体 3の変形に基づいて発生する圧迫力 (または緊迫力）で金属ベース 4の孔 5に強固に固定されると共に、上下の膨出部 6および絶縁体 3の変形に基づいて導電体 1を引き出すための孔 5を封止する。

本発明による封止構造についてその物理的作用をさらに詳しく説明する。

第 1図に示す封止構造に従えば、孔 5に貫通させた導電体 1を加締める目的で、孔 5の両端（第 1図中上下）の開口部の周囲の金属ベース 4に圧力（押付け力）を加えると、孔 5 の第 1図中上下の開口部近傍の金属ベースで塑性変形（塑性流動）が生起され、この塑性変形で金属ベースの一部が孔 5 の中心軸側および孔軸方向の中央部側に移動して膨出部 6を形成する。孔 5の両端に形成される膨出部 6は、それぞれ、孔 5の内壁面から全周にわたってほぼ均一に内方へ膨出する形を有し、環形状を有している。孔 5の両端開口部の近傍に形成された狭窄作用を有する膨出部 6 によって、弾塑性を有する絶縁体 3 は全周囲から強く押し潰される。このとき絶縁体 3は封止部材として作用し、その弾塑性に基づいてそれ自体、膨出部 6の押込み作用で全周にわたり均一に内方へ変形する。かかる変形作用に基づいて絶縁体 3は、全体形状として実質的に紡錘形（または樽形）に変形し逃げ場のない状態で保持され、そこに発生する内圧が、上下の膨出部 6によつて規定される空間にその経年降伏劣化を防ぐ程度の高い圧力状態で封じ込められる。このように変形された絶縁体 3は、導体 2を極めて強い内圧で固定し、耐圧性能の極めて高い封止作用を発揮する。またかかる封止作用によつて長期間にわたり安定して封止を行うことができる。

上記において、前述の通り、金属ベース 4は、望ましくは内部が高圧状態である圧力容器または内部が高い真空状態である真空容器の容器壁の一部であり、導電体 1 は、高圧環境に配置された圧力センサ等の電気ュニットまたは真空環境に配置されたその他の電気ユニットから供給される電気的信号を容器の外部に取り出すための信号伝送部材または電力伝送部材としての機能を有する。

次に、第 2図と第 3図を参照して、導電体 1が金属ベース 4の孔 5に固定されかつ封止構造が形成されるプロセスを説明する。

第 2図では、金属ベース 4に形成された孔 5の中に導体 2 と絶縁体 3からなる導電体 1を貫通させて配置し、導電体 1 の中心線 7に中心軸位置を一致させた状態で 2つの環状の押付け金具 8 , 9のそれぞれを孔 5の両端の開口部の近くに配置する。この配置状態において、 2つの押付け金具 8 , 9を中心線 7に沿つて金属ベース 4の側に移動させ、金属ベース 4における孔 5の開口部周囲の部分に所要の押付け力 1 1を加えて押し込む。押付け金具 8， 9の押込み動作の態様は任意である。すなわち打圧するように短時間で押し込むこともできるし、時間をかけて比較的にゆっくりと押し込むこともできる。さらに 2つの押付け金具 8， 9 は、同時に押込み動作を行わせてもよいし、時間差を設けて押込み動作を行ってもよい。押付け金具 8， 9に押込み動作を行わせるための装置の図示は省略する。

押付け金具 8， 9に押込み動作を行わせると、第 3図に示すごとく、押付け金具 8， 9は、孔 5の両端開口部の周囲の金属ベース 4 に圧力（押付け力） 1 1を加え、塑性変形を生起せしめて膨出部 6を形成する。膨出部 6は、孔 5の内壁面の全周に沿って環状の形状を有する。膨出部 6の膨出量は押付け金具 8， 9 による押込み量に実質的に等しい。金属べ一ス 4の塑性変形で膨出部 6が形成されると、導電体 1 の絶縁体 3に対して膨出部 6に基づく狭窄圧迫力が加わる。両端開口部近傍の金属ベース 4の膨出部 6による狭窄圧迫力に基づいて、弾塑性を有する合成樹脂で形成された絶縁体 3は絞られ、その経年降伏劣化を防ぐ程度の高圧状態で前記孔の中に封じ込められ、その結果、絶縁体 3 は実質的に紡錘形に変形する。導電体 1 の導体 2 は、狭窄圧迫力で紡錘形に変形した絶縁体 3で生じる圧縮応力によって極めて高い強度で固定され、これによつて導電体 1を貫通させる孔 5の封止構造が形成される。

押付け金具 8， 9によって孔 5の両端開口部の周囲の金属ベース部分を押し込むので、第 1図に示されるように開口部周囲には環状の溝 1 0が形成される。

また押付け金具による押込み動作は、 2つの押付け金具 8， 9を用いて孔 5の両端開口部の 2箇所で行うことができるし、または一方の押付け金具を用いて孔 5の両端開口部のいずれか一方の箇所のみで行うこともできる。 2箇所で行う場合は、高圧の液体や気体等の封止に適している。また比較的低圧の流体の封止等の場合には 1箇所で行うことも可能である。

次に、押付け金具によって与えられる押付け力（押込み荷重）と、金属ベース 4に固定された導電体 1 における導体 2 の引抜き力との関係について、実験的に得られた具体的な数値の一例を第 4図の表に示す。実験に使用された試験片の寸法に関する概要図を第 5図に示す。第 5図における長さの単位は m m (ミリ）であり、この図では少なくとも 3つの導電体 1が金属ベース 4 に取り付けられる。金属べ一ス 4の材質 P T 93 0746

2 1

は快削黄銅、導体 2の材質は Fe-Ni 線である。第 4図に示した表では、各押付け力に対して絶縁体 3 として材質が異なる 2種類の絶縁体（合成樹脂） A， Bを用いた場合の引抜き力が示されている。絶縁体 Aは P P Sを使用し、絶縁体 Bは P E E Kを使用している。第 4図の表で明らかなように、押付け力が大きくなると、引抜き力も大きくなる。また引抜き力は、絶縁体 3の材質に応じて異なる。

第 6図は耐圧に関するィンパルス試験（ 3波インパルス）の結果を示す表である。この試験において、ベ一ス圧は 3 5 0 kgf/cm² 、ピーク圧は 5 2 5 kgf/cm² であり、試験槽および試験油の温度が 1 0 0 °C、繰り返し数は 1 0 0万回（ 1回 1秒）である。この試験でも、絶縁体 3に関し 2種類の合成樹脂材（ P P S , P E E K) が使用された。 P P Sが使用された絶縁体では 3 0 0〜 5 0 0 kgf の押付け力について問題なし（O K) の結果が得られ、 P E E Kが使用された絶縁体では 3 0 0〜 6 0 0 kgf の押付け力について問題なし（0 K) の結果が得られた。

次に第 7図を参照して、押付け金具 8を金属ベース 4に押し込んだ後、押付け金具 8を取り除いた状態における絶縁体 3の内周面上での半径方向の圧縮応力の分布を説明する。この場合、絶縁体 3を形成する合成樹脂には P E E Kが使用され、導体 2、金属ベース 4の材質は前述の通りである。

第 7図の上図において 2 は導体、 3は絶縁体、 4 は金属べースである。導体 2 と絶縁体 3からなる導電体 1 は、説明の便宜上第 7図の上図中横向きでかつ左端部分の上半分のみが示される。 8は前述の押付け金具であり、その半分が図示される。また二点鎖線で示された 8 Aも押付け金具であり、これは押付け力 1 1の方向に押し込まれた状態の押付け金具を示している。 7は中心線である。押付け力 1 1によって押付け金具 8が 8 Aの位置に押し込まれると、金属ベース 4において孔 5の開口部近傍の内壁面の全周にわたつて塑性変形が生起され、前述の膨出部 6が形成される。

第 7図の下図は、押付け金具 8で孔 5の開口部周囲の金属ベース 4を加締める加工シミユレーションを非線形構造解析プログラム（N I K E HZ2 D) を用いて行った結果を示す。解析モデルは 2次元軸対称である。拘束条件については、中心線 1 2 と平行な方向に各部が移動可能とした。第 7図の下図において、横軸の座標は第 7図の上図における位置関係に対応し、絶縁体 3の左端部（ここを原点とする）からの距離を示し、縦軸は絶縁体 3の内周面における径方向の圧縮応力を示す。得られた応力分布 1 3において、応力値は圧縮応力をマイナスで示す。

第 7図の応力分布 1 3に示されるように、導体 2は絶縁体 3によって大きな締付け力で固定されている。応力分布 1 3 に従えば、特に、押付け金具 8によって圧力が加えられる表面箇所よりも金属ベース内部側の位置（点 1 4) で大きな締付け力となる圧縮応力部分 1 3 aが発生し、それ以外の部分でも約 3 kgi Zmm² の圧縮応力が発生している。この応力分布 1 3に示されるように、導電体 1の芯材である導体 2は、押付け金具 8の加圧に基づいて絶縁体 3に加えられる狭窄圧迫力によって絶縁体 3に内圧が発生し、強固に固定され保持される。なお、前述の大きな締付け力部分 1 3 aでは約 1 6 kgf /mm² 以上のピーク値をとる。このピーク値によって封止性能が極めて良好な封止構造が形成される。また応力分布 1 3は、押付け力を調整し押込み量を変えることにより任意に変えることが可能である。上記の応力分布の特性は、絶縁体 3の右端部でも、第 7図の下図に示された分布に対称な形状で同様に形成される。

第 8図は、押付け金具 8を金属ベース 4に押し込んだ後、押付け金具 8を取り除いた状態における絶縁体 3の外周面上での半径方向の圧縮応力の分布を示す。

第 8図の上図は第 7図の上図と同じ図であり、第 8図の下図は第 7図の下図と実質的に同じであり、絶縁体外周面上での半径方向の圧縮応力の分布を示す。この場合にも、非線形構造解析プログラム（N I K E HZ 2 D) を用いて行った加ェシミユレーション結果である。応力分布 1 5に従えば、絶縁体 3の外周面においても、押付け金具 8によって圧力が加えられる表面箇所よりも内部側位置で大きな締付け力部分 1 5 aが発生し、それ以外の中央部分でも約 3 kgf mm² の圧縮応力が発生している。この応力分布 1 5でも、狭窄圧迫力およびそれに伴う絶縁体 3の変形による導体 2の保持か明白である。また締付け力部分 1 5 aでは約 1 2 kg ί /mm² のピ —ク値をとり、このピーク値によつて封止性能が極めて良好な封止構造が形成される。

上記の各加工シミュレーションの結果からも、導体 2 と絶縁体（すなわち封止部材としての合成樹脂材） 3と金属べ一ス 4がそれぞれに圧縮応力を受けながら封止作用を働かせることが明らかであり、その結果、極めて高い耐圧性能を有する金属製隔壁部材の部材貫通孔の封止構造が実現される。次に、第 9図に示した表を参照して、温度上昇と引抜き力との関係を説明する。第 9図に示す温度上昇と引抜き力との関係は、押付け金具による押付け力を 6 0 O kgi とし、絶縁体として前述の絶縁体 B (P E E K) を使用することにより得られたものである。導体 2および金属ベース 4の材質は前記の場合と同じである。第 9図に示す表によれば、 1 2 0°C の高温における引抜き力は、一 4 0 °Cの引抜き力の半分に低下する。しかしながら、導体 2の直径が小さい（実用的には約 0. 5 ）ことを考えれば、 1 2 0°Cの引抜き力 7 kgi で十分である。計算上では、内部の圧力が 3 5 0 kgf /cm² である圧力容器の中から信号を取り出す場合、安全率は 1 2での

第 1 0図は、本発明に係る部材貫通孔の封止構造の他の実施例を示す。第 1 0図は第 3図に対応し、第 1 0図において第 3図に示した要素と実質的に同一の要素には同一の符号を付している。この実施例による構造では、金属べ一ス 4に形成された孔 5 Aの例えば下側の開口部に最初から径方向内側に突出した環状の突起部が形成され、段付き孔部 4 aになつている。このため、孔 5 Aの下側開口部の直径は他の部分に比較して小さくなつている。導電体 1は、押圧前の孔 5の上側開口部から挿入される。導電体 1の絶縁体 3の下部には小径部を形成して段付き部 3 aを形成する。この段付き部 3 a は段付き孔部 4 a に係合し、導電体 1が孔 5 Aの下側開口部から抜け出すのを阻止する。押付け金具は、上側の押付け金具 8のみが配置される。金属ベース 4の孔 5の中に導電体 1 を配置した状態において上側の押付け金具 8を金属べ一ス 4 に押し込むと、孔 5 Aが形成され、第 1 0図に示される封止構造となる。段付き孔部 4 a は絶縁体 3の抜け出しを防止するので、孔 5 Aの上端開口部で、押付け金具 8の加圧によつて生じる金属ベース 4の塑性変形で前述の膨出部 6が形成され、狭窄圧迫力が発生し、絶縁体 3を変形する。このとき、絶縁体 3の下部は段付き孔部 4 aによって変形を抑止され、その結果、絶縁体 3は段付き孔部 4 a と膨出部 6で決定される空間に封じ込まれる。本実施例の構成によれば、押付け金具が 1つで済むと共に、耐圧性能が高い封止構造を作ることができる。

第 1 1図は第 1 0図に示した実施例を変形したものである。この実施例では、孔 5 Aの下部に形成される段付き孔部 4 a の上面、すなわち孔 5 Aの内部側の面がテーパー面となっている。その他の構成は第 1 0図で説明した構成と同じである。この実施例によれば、押付け金具 8で孔 5の上端開口部の周囲の金属ベース 4を押し込むと、上端開口部の近傍の孔内面に塑性変形による膨出部 6が形成されると共に、下部の段付き孔部 4 aが変形抑止部として作用して絶縁体 3を封じ込め第 1 2図は、金属べ一ス 4 に例えば 2つの孔を形成し、これらの孔のそれぞれに導電体 1 を貫通し、例えば第 1図で示した前述の封止構造で封止した外観構成の例を示す。説明の便宜上、金属ベース 4は封止構造が形成される部分の周辺を切り出して示している。第 1 2図で明らかなように、押付け金具 8で孔の開口部の周囲を加締めるので、環状の溝 1 0が形成される。なおこの導電体 1では、線状の導体 2すなわち導線が使用される。

第 1 3図は、前述の封止構造を適用することにより複数の導線引出し部が形成されたプラグの実施例を示している。このプラグ 2 1 は 6本の線状導体 2を引き出すための導線引出し部 2 2が形成されている。プラグ 2 1の材質は前記金属べースと同じであり、このプラグ 2 1の周囲面は環状の凹所が形成され、この凹所に 0 リング 2 3が取り付けられる。その他の構成について、第 1 3図に示した要素と同一の要素には同一の符号を付している。

第 1 4図は、ねじ込み式プラグに設けた導線引出し部に第 1図に示した封止構造を適用した実施例を示す。ねじ込み式プラグ 2 4は、下部周囲面にねじ部 2 5を有し、装着部のねじ孔に螺合して取り付けられ、高い封止性能を発揮する。第 1 4図に示すように、少なくとも 2本の導体 2がそれぞれの紡錘形の絶縁体 3に基づき被覆された状態で、ねじ込み式プラグ 2 4に形成された孔 5 Aに固定され、前述の封止構造が各導電体 1 に関し形成されている。ねじ込み式プラグ 2 4の材質は前記金属ベース 4の材質と同じである。

第 1 5図はねじ込み式プラグの他の実施例を示す。この実施例のねじ込み式プラグでは、少なくとも 2本の線状導体 2 を、 1つの孔 2 6および絶縁体 2 7を用いて前述の封止構造を適用して孔 2 6に固定している。この実施例によれば、構造が簡素になり、製作が容易となる。

前記の各実施例で説明した封止構造では、芯材である導体 2 とこれを被覆する封止部材としての合成樹脂絶縁体 3 とからなる導電体 1を、金属ベース 4 に形成された孔 5 に固定し封止する構造であつたが、前述の通り、孔 5に貫通せしめ上記封止構造によって孔 5に固定される対象部材は導体 2に限定されない。当該対象部材としては、例えば、気体や液体を流すための金属製パイプ部材、熱媒体を流すためのヒートパイブ、光信号を伝送するための光ファイバ、およびこれらに類似する部材のように、所定の剛性を有し、かつ金属ベース 4の厚みよりも長い適当な長さを有する部材を固定，封止する構造においても適用することができる。これらの部材は、前記絶縁体 3に実質的に同じ合成樹脂材で被覆した状態において、前記孔 5に貫通せしめ、前述した封止構造にて固定することができる。

気体や液体を流すための金属製パイプ部材の具体的な例としては、冷蔵庫の冷凍機に使用される冷却用媒体を流すためのパイプがある。気体や液体を流すための金属製パイプ部材が固定される金属べ一スは、例えば気体または液体を封入する密封容器の容器壁の一部である。またヒートパイプゃ光フアイバ等の部材を金属ベース 4の孔 5に貫通し、この孔 5に前記封止構造を形成して固定する場合に、前記絶縁体 4である合成樹脂材は、その絶縁性よりも封止性能が重視され、封止部材として機能する。

また金属ベース 4は、前述の通り真空容器の容器壁の場合もあり得る。このとき導電体 1 に設けられた封止構造は、真空容器内の減圧領域と真空容器外の大気圧領域と隔離するための構造となる。またこの場合、導電体 1 は真空容器内に設けられた電気ュニッ卜と真空容器外に配置された電気的装置との間を接続する電気的接続手段となる。

上記の金属製真空容器に本発明に係る封止構造を適用した場合の真空封止性能に関し、真空封止性の気密実験結果について示すと、次の通りである。

( 1 ) 試験方法：

ヘリウム（H e ) リーク試験機を使用して真空外囲法にて試験を行つた。

( 2 ) 試験結果：

H e リークデテクタにて 1 X 1 0— ⁹ a t m · c c / s e c 以下の性能が得られた。

従って、真空装置における例えばヘリゥムガスの封止構造についても、本発明に係る封止構造は高い真空封止性能を発揮することができる。

次に上記の封止構造において、金属べ一ス 4に形成された孔 5 と、この孔に貫通され固定される部材と、封止部材である合成樹脂材におけるそれぞれの間の密着性について述べる。貫通される部材の表面と孔 5の内周面の内の少なくともいずれか一方に粗面加工が施されていることが望ましい。金属べース 4に塑性変形を起こし、封止部材である合成樹脂材を封じ込めるとき、前述の合成樹脂材（封止部材）の内圧に加え、貫通部材の表面および Zまたは孔 5の内周面の粗面の性質に基づいて合成樹脂部材に高い密着性でもって接触する。

孔 5に貫通される部材の粗面加工の例としては、例えば表面に極めて微細な凹凸（例えばサンドプラスト処理）を形成する。また当該部材における孔 5の中に位置する部分の表面に比較的に大きな凹凸部を形成したり、さらに第 1 6図に示すように貫通部材（芯材） 3 2における孔 5 Aの中に位置する部分に環状の溝 3 1を例えば 2つ形成することもできる。第 1 6図に示した実施例では、予め溝 3 1が形成された導体 3 2を用い、第 1図等の実施例で説明した通り、かかる導体 3 2を合成樹脂の絶縁体 3で被覆した状態で孔 5に貫通し、押付け金具 8， 9を用いて前述の通り金属べ一ス 4に押付け力を加えると、金属ベース 4での塑性変形で絶縁体 3が封じ込められ、環状溝 3 1へ絶縁体 3が流動する。こうして導体 3 2 と絶縁体 3が強固に密着する。この場合において、押付け金具による押付け量（または押付け力）は、環状溝 3 1の体積量を考慮して設定する必要がある。また他の実施例として、金属ベース 4の孔に貫通させる前の段階で、または貫通状態で配置した段階で、予め導体 3 2 と合成樹脂絶縁体 3を密着状態に結合させるように構成してもよい。

第 1 7図は、前述の導電体を貫通せしめるための孔の封止構造を応用した例を示す。この応用例は油圧回路中に組み込まれる差圧センサュニットからの信号線引出し部の封止構造に関するものである。

第 1 7図において 4 1 はケ一シング、 4 2 はケーシンダカバーである。ケーシング 4 1 は油圧装置の例えば金属製容器の壁部の一部であり、圧油等の圧力媒体を導入するための孔を有する本体部であるが、ここでは便宜上ケーシングと.呼ぶ。ケ一シング 4 1 には、その中心部に凹部 4 3、下面から凹部 4 3に通じる第 1 の圧油導入路 4 4、側面から凹部 4 3に通じる第 2の圧油導入路 4 5が形成される。ケーシング 4 1 の凹部 4 3には底部に金属材で形成されたダイヤフラム基体 4 6、上部開口部に金属ベース 4 7、中間部にスぺ一サ 4 8力《配置される。

ダイヤフラム基体 4 6 は支持部 4 6 a とダイヤフラム部 4 6 bから形成される。ダイヤフラム部 4 6 bは表裏両面で異なる圧力を受ける起歪部として機能する。金属ベース 4 7は凹部 4 3の蓋として機能し、内部に導入された圧油を閉じ込め、かつ複数の導電体 5 1を固定状態で備える。導電体 5 1 は線状導体 5 2 と絶縁体 5 3で形成される。金属ベース 4 7 において導電体 5 1を引出して固定しその引出し孔を封止することにおいて、前述の封止構造が形成される。ダイヤフラム基体 4 6 と金属ベース 4 7 との間にはスぺーサ 4 8で空間が確保される。ダイヤフラム部 4 6 bの上面には、絶縁膜を形成しかっこの絶縁膜の上に歪みゲージと配線膜を形成することにより、ダイヤフラム部 4 6 bの両面に加わる圧力の差を検出するための差圧検出用成膜部 4 9が形成される。差圧検出用成膜部 4 9から出力される検出信号は、 F P C (フレキシブルプリント回路） 5 0を経由して導電体 5 1で外部に取り出される。

ダイヤフラム部 4 6 bの下面には第 1の圧油導入路 4 4で第 1の圧油 Cが供給され、上面には第 2の圧油導入路 4 5で第 2の圧油 Dが供給される。従って、ダイヤフラム基体 4 6 の上側空間には第 2の圧油 Dが充填されている。差圧検出用成膜部 4 9は、保護膜で被覆され、圧油から保護されている。導電体 5 1 の導体 5 2の下端は F P C 5 0 に接続され、導体 5 2の上端は増幅器 5 4 に接続されている。ケーシング 4 1 とケ一シングカバ一 4 2 は複数のボルト 5 5で結合され一体化される。金属ベース 4 7 は、ケーシングカバー 4 2で押え付けられ固定される。なお 5 6は封止用の 0 リングである。

上記の構造によれば、差圧検出用成膜部 4 9で検出された差圧信号を、 F P C 5 0を介して金属べ一ス 4 7の導電体 5 1 に導き、導電体 5 1を経由して増幅器 5 4に取り出す。金属ベース 4 7の下側の空間には第 2の圧油 Dが導入され、高い圧力が発生している。金属ベース 4 7における導電体 5 1 の取付け孔の封止構造によれば、圧油中の高圧領域に配置された差圧検出用成膜部 4 9から、増幅器 5 4の存在する大気圧領域側に電気信号を取り出すことができる。このとき第 2 の圧油導入路 4 5を通して 3 5 O k g f / c m ² を越える高圧が繰り返し導入されても、導電体 5 1の取付け部の封止構造の耐圧性能は十分に満足されることが実験的に確認された。

第 1 8図は、本発明に係る封止構造を利用した導線引出し部の他の実施例を示す。この実施例では、弁装置の内部に組み込まれる変位センサからの信号引出し部の封止構造を示している。第 1 8図において、 6 1 はケーシングであり、内部に既定の空間を有する。この空間の内部には圧油が充填されており、さらに当該内部には可動部材（スプール） 6 2がスライド可能に配置される。可動部材（スプール） 6 2は、圧油の流入または流出で移動し、弁としての機能を有する。 6 3は変位センサであり、上記空間の端部にて圧油中に配置される。変位センサ 6 3は、差動変圧器の機能を利用して構成される。 6 4は、変位センサの筒型ホルダーであり、金属材で製作されている。またホルダ一 6 4の図中右端は、閉塞壁部 6 5 となっている。ホルダ一 6 4の内部には、コイル 6 6 が配設される。可動部材（スプール） 6 2の右端には、ロッド状のフヱライトコア 6 7が取り付けられる。このフヱライトコア 6 7 は、可動部材（スプール） 6 2の位置の変化に応じて、コイル 6 6の内部空間を移動する。コイル 6 6においてフヱライトコア 6 7が移動することにより可動部材（スプ —ル） 6 2の変位を電気信号として取出すことができる。変位センサ 6 3において、コイル 6 6は励磁状態に保持される。従って、コイル巻線に所要の電流を流す目的で導線を介して電流が供給される。図中 6 8 は、変位センサ 6 3から外部に引き出される導線である。これらの複数本の導線 6 8 の引出しにおいて、図示例では厳密に示されていないが、ホルダ一 6 4の壁部 6 5に前述した信号線引出し部の封止構造が適用される。第 1 8図において 6 9 は前述した被覆合成樹脂材を示している。また、ホルダー 6 4 と弁ケ一シング 6 1 との間には、 0 リング 7 0が設けられ、変位センサ 6 3の周囲における圧油の封止を行っている。

上記の変位センサ 6 3において、本発明に係る封止構造を用いれば、高い内部圧力に対して十分にこれを封止することができる。

前記実施例の他に、本発明による部材貫通孔の封止構造は、高圧気体の封止構造、気体 N ₂ を封入したセンサにおける類似の封止構造、半導体デバイスにおける同様な封止構造等に利用することができる。

前記典型的実施例では、チュープ形状の絶縁体 3の孔に導体 2を揷通させたが、導体 2 と絶縁体 3の間を接着剤で結合させるようにすることもできる。この構造によれば封止性能をさらに高めることができる。

また導体 2の代わりに可撓性を有する F P C (フレキシブルプリント回路）を用いることもできる。この場合には、導体としての F P Cは、射出成型法等を利用して絶縁体 3で被覆される。絶縁体 3で被覆された F P Cは、前述の封止構造で金属ベースに固定される。

本発明によれば、主に、弾塑性を有する合成樹脂封止部材で被覆された芯材部材を金属製隔壁部材に形成された孔に貫通させこの孔を封止する封止構造であって、封止部材に狭窄圧迫結合部が形成され、耐圧性能が極めて高い封止構造を形成することができる。特に、孔の両端開口部近傍に加締め部を形成する構造によれば、封止部材は実質的に紡錘形となり、封止性能が向上する。この封止構造は、簡単な構造を有し、かつ安価にかつ簡単な工程で製作できる。このように、本発明の封止構造によって導電体等の引出し部または接続部の耐圧信頼性を向上し、経済性を高めることができる。産業上の利用可能性

例えば金属材で作られた圧力容器、真空容器、気体や液体を収容する密封容器のように内外の領域を隔離する隔壁部材の金属部分に形成された孔に、例えば電気信号または電力を伝送するための導線や導電ピン、その他の導電体、流体を流すための金属製パイプ部材、熱媒体を流すためのヒートパイプ、光信号を伝送するための光ファイバなどの部材を貫通した構造において、超高圧に対しても高い耐圧性能を有し、さらに前記孔を長期間安定して封止する封止構造を実現し、各種部材の引出し部の封止構造として利用される。

Claims

請求の範囲

1 . 金属製隔壁部材 U) に形成された孔（5) に、前記金属製隔壁部材（4) の厚みよりも大きな軸方向の長さを有しかつ剛性を有する部材（2) を貫通させ、前記孔（5 ) を封止部材をもつて封止する封止構造において、

前記貫通された部材（2) は、その外径が前記孔の内径とほぼ等しくかつその軸方向の長さが前記金属製隔壁部材（の厚みと同等以上のよりも大きい封止部材（3) を介して配置され、

前記孔（5) の両端の開口部の少なくとも一方に、前記開口部の周囲部分での孔軸方向の加圧に基づいて、前記金属製隔壁部材（4) の前記開口部の近傍で前記孔（5) の内壁から全周にわたつてほぼ均一に膨出する形の塑性変形を生起させることにより、狭窄部（6) が形成され、

前記狭窄部（6) で前記貫通部材（2) と前記封止部材（3) を全周囲から高圧で押圧し、かつ前記封止部材（3) をその経年降伏劣化を防ぐ程度の高圧状態で前記孔（5) の中に封じ込め、当該封じ込めによる内圧で前記貫通部材（2) を前記孔（5) に固定し前記孔（5) を封止したことを特徴とする金属製隔壁部材の部材貫通孔の封止構造。

2 . 請求の範囲第 1項において、前記孔（5) の両端の開口部の周囲部分に対し前記加圧を行って前記塑性変形を生起させることにより前記孔（5) の両端の開口部に前記狭窄部（6) を形成し、前記封止部材（3) を実質的に紡錘形に変形せしめて前記孔（5) の中に高圧状態で封じ込め、当該封じ込めによる内圧で前記貫通部材（2) を前記孔（5) に固定し前記孔（5) を封止したことを特徵とする金属製隔壁部材の部材貫通孔の封止構造。

3. 請求の範囲第 1項において、前記孔（5) の一端の開口部の内側周囲部分に前記封止部材（3) が前記孔（5) の外に膨出変形するのを妨げる変形抑止部 Ua)を設け、前記孔（5) の他端の開口部の周囲部分に対し前記加圧を行つて前記塑性変形を生起させることにより前記狭窄部（6) を形成し前記封止部材（3) を変形せしめて前記孔（5) の中に高圧状態で封じ込め、当該封じ込めによる内圧で前記貫通部材（2) を前記孔（5) に固定し前記孔（5) を封止したことを特徴とする金属製隔壁部材の部材貫通孔の封止構造。

4. 請求の範囲第 3項において、前記変形抑止部（4a)は、前記孔（5) の前記一端の開口部の直径を小さくした段付き孔部を形成したことで形成されるを特徴とする金属製隔壁部材の部材貫通孔の封止構造。

5. 請求の範囲第 4項において、前記段付き孔部（4a)の内部側の面はテーパー面であることを特徴とする金属製隔壁部材の部材貫通孔の封止構造。

6. 請求の範囲第 1項〜第 3項のいずれかにおいて、前記貫通部材（2) は電気信号または電力を伝送するための電気伝導部材であり、前記封止部材（3) は前記電気伝導部材を被覆する電気絶縁部材であることを特徵とする金属製隔壁部材の部材貫通孔の封止構造。

7. 請求の範囲第 6項において、前記電気伝導部材（2) は、線状部材またはピン状部材であることを特徴とする金属製隔壁部材の部材貫通孔の封止構造。

8. 請求の範囲第 6項または第 7項において、前記電気伝導部材（2) は、内部に電気的装置を収容する密封型ケースに設けられた電気を導通させるための端子であることを特徴とする金属製隔壁部材の部材貫通孔の封止構造。

9. 請求の範囲第 8項において、前記電気的装置は半導体素子を用いて構成されるデバイスであることを特徵とする金属製隔壁部材の部材貫通孔の封止構造。

1 0. 請求の範囲第 1項〜第 3項のいずれかにおいて、前記貫通部材（2) は、気体または液体を伝送するためのパイプ部材であることを特徴とする金属製隔壁部材の部材貫通孔の封止構造。

1 1. 請求の範囲 1 0において、前記パイプ部材は、熱媒体を伝送するためのヒートパイプであることを特徵とする金属製隔壁部材の部材貫通孔の封止構造。

1 2. 請求の範囲第 1項〜第 3項のいずれかにおいて、前記貫通部材（2) は、光信号を伝送するための光ファイバであることを特徵とする金属製隔壁部材の部材貫通孔の封止構造。

1 3. 請求の範囲第 1項〜第 3項のいずれかにおいて、前記封止部材（3) は合成樹脂を用いて形成されることを特徴とする金属製隔壁部材の部材貫通孔の封止構造。

1 4. 請求の範囲第 1 3項において、前記合成樹脂は、 P P S、 P E I、 P E E K、 P I の内のいずれか 1つであることを特徴とする金属製隔壁部材の部材貫通孔の封止構造。

1 5 . 請求の範囲第 1項〜第 3項のいずれかにおいて、前記金属製隔壁部材は、その両側の領域の間で圧力差が存在する容器の壁部であることを特徵とする金属製隔壁部材の部材貫通孔の封止構造。

1 6 . 請求の範囲第 1 5項において、前記容器は、内部領域が高圧状態であり、外部領域が大気圧状態である圧力容器であることを特徴とする金属製隔壁部材の部材貫通孔の封止構

1 7 . 請求の範囲第 1 5項において、前記容器は、内部領域は真空状態であり、外部領域が大気圧状態である真空容器であることを特徴とする金属製隔壁部材の部材貫通孔の封止構 λΗ ο

1 8 . 請求の範囲第 1項〜第 3項のいずれかにおいて、前記金属製隔壁部材（は、その両側の領域の間で化学的な環境が異なる容器の壁部であることを特徵とする金属製隔壁部材の部材貫通孔の封止構造。

1 9 . 請求の範囲第 1 8項において、前記容器の内部領域と外部領域に存在する気体または液体の相が異なることを特徴とする金属製隔壁部材の部材貫通孔の封止構造。

2 0 . 請求の範囲第 1 8項において、前記容器は密封容器であることを特徴とする金属製隔壁部材の部材貫通孔の封止構 ia o

2 1 . 請求の範囲第 1項〜第 3項のいずれかにおいて、前記金属製隔壁部材（4) は密封容器に装着される封止用ブラグ（2 1 , 2 4 ) であることを特徵とする金属製隔壁部材の部材貫通孔の封止構造。

2 2 . 請求の範囲第 2 1項において、前記封止用プラグはねじ込み式構造を有し、前記密封容器に着脱自在であることを特徴とする金属製隔壁部材の部材貫通孔の封止構造。

2 3 . 請求の範囲第 2 1項または第 2 2項において、前記封止用ブラグには複数の前記貫通部材（2 ) が設けられたことを特徴とする金属製隔壁部材の部材貫通孔の封止構造。

2 4 . 請求の範囲第 2 3項において、複数の前記貫通部材は対応するそれぞれの前記孔に前記封止部材で封止して設けられ、前記の各封止部材によって個別に封止が行われることを特徴とする金属製隔壁部材の部材貫通孔の封止構造。

2 5 . 請求の範囲第 2 3項において、複数の前記貫通部材は

1つの前記孔（2 6 )に 1つの封止部材（2 7)で封止して設けられ、前記封止部材（2 7 )で一括して封止が行われることを特徴とする金属製隔壁部材の部材貫通孔の封止構造。

2 6 . 請求の範囲第 1項〜第 3項のいずれかにおいて、前記貫通部材（2) の表面と前記孔（5) の内周面の内の少なくともいずれか一方に粗面加工が施されていることを特徴とする金属製隔壁部材の部材貫通孔の封止構造。

2 7 . 請求の範囲第 1項〜第 3項のいずれかにおいて、前記貫通部材における前記孔の中に位置する部分の表面に凹凸部が形成されることを特徴とする金属製隔壁部材の部材貫通孔の封止構造。

2 8 . 請求の範囲第 2 7項において、前記貫通部材（2) における前記孔（5) の中に位置する部分に環状の溝（31)を少なくとも 1つ形成したことを特徴とする金属製隔壁部材の部材貫通孔の封止構造。

2 9. 請求の範囲第 1 6項において、前記圧力容器は内部に高圧の作動油が存在する油圧回路機構（41, 2) の一部であり、前記貫通部材は、前記圧力容器の内部に配置された油圧に関する情報を検出するための電気的センサュニット（46, 49， 50) から検出信号を容器外部に取り出すため引き出される電気的信号線（51， 52, 53)であることを特徴とする金属製隔壁部材の部材貫通孔の封止構造。

3 0. 請求の範囲第 1 6項において、前記金属製圧力容器は内部に高圧の作動油が存在しかつ前記作動油中に変位センサ ( 62, 63, 66, 67) を有する弁ケーシング（61)を形成する容器であり、前記貫通部材は前記変位センサから検出信号を前記容器の外部に取り出すために引き出される電気的信号線（68)であることを特徴とする金属製隔壁部材の部材貫通孔の封止構