JPH0124858Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、たとえば金属製気密容器内に収容
された電気機器と外部との電気的接続を行なう場
合などに用いられる気密絶縁端子に関するもの
で、とくに気密容器内にフロンなどの液体化合物
を冷却媒体として充填し、その中に発熱をともな
う、たとえば大電流用の半導体からなる整流素子
を浸漬した強制冷却方式の整流装置などに用いら
れ、その他の制御あるいは測定装置などに一般的
に使用し得る複数の通電用端子導体（以下「通電
極」と呼称する）を有する気密絶縁端子（以下
「多極端子」と呼称する）に関するものである。

従来、前記多極端子として一般に使用されてい
るものは、気密封着材および電気絶縁物としてゴ
ム、合成樹脂、ガラスあるいは磁器質を用いたも
のがあるが、ゴムあるいは合成樹脂を使用したも
のは耐熱特性が乏しく、経年変化があり、あるい
は冷却媒体に対する耐食性などに問題があり、ガ
ラスあるいは磁器質を用いたものは、熱および機
械的衝撃性に乏しく、とくに車輛などに塔載され
る整流装置などに使用した場合、振動により破損
するという致命的な欠陥があり、これらを使用す
ることは現実的には不可能である。

上記の致命的な欠陥即ち冷媒に対する耐食性、
耐熱特性と経年変化、衝撃特性等を総べて除去
し、かつ高度の気密保持特性を保持する多極絶縁
端子として、本発明者は、先に第１図および第２
図に示す多極絶縁端子を提案している。

以下、その図面により、その構造を説明する。
図中、１は基体であり、通電極２と同数の貫通孔
１−１を有しており、これは溶接、ネジ止め等の
方法により器壁など必要な部分に取付けられる。
通電極２は、それぞれの貫通孔１−１の中心部に
間隔部１−２を保持して位置づけられている。３
は絶縁物であつて、ガラス質粉末とマイカ粉末の
混合粉末を原料とし、この原料をガラス質が加圧
により流動可能な温度に加熱し、加熱状態で加圧
成形して得たガラス・マイカ塑造体である。この
絶縁物３は通電極２と貫通孔１−１の間隔部１−
２を充填する部分と、これに連結して基体１の上
面および下面に通電極２を包囲する沿面絶縁部３
−１，３−２とで構成されている。上部の沿面絶
縁部３−１は外経が基体１と同等であるが、下部
の沿面絶縁部３−２の外経は基体の外経より小さ
くなつている、これは成形時に基体１を支持する
成形型が位置したためである。

前記基体１および通電極２の構成金属材料につ
いては、600℃程度の加熱に耐える機械的強度を
保持することが前提となり、熱膨脹率に関して
は、ガラス・マイカ塑造体の転位温度以下の熱膨
脹率が基準になる。このガラス・マイカ塑造体の
転位温度は原料ガラスの転位温度と同等であると
考えて差支えない。また、その熱膨脹率は原料ガ
ラスに大きく支配されるものであり、その他は８
〜12×10^-6／℃程度のものが得られる。基体１の
熱膨脹率はガラス・マイカ塑造体のそれより大き
いものが使用され、また通電極２の熱膨脹率はガ
ラス・マイカ塑造体のそれより小さいものが使用
されている。前記構成の多極絶縁端子は、ヘリウ
ムのリークデテクターの洩れ試験で、１×
10^-11atmc.c.／secの洩れ量で極めて高度の気密保
持特性を保持するものである。これはその構成材
料の熱膨脹率および製造方法と密接に関係する。
製造は専用の成形型を使用し、この成形型を約
300℃に加熱しておき、この成形型内に約600℃に
加熱した基体１と、約400℃に加熱した通電極２
と、予め必要な形状に予備成形した原料粉末を原
料中のガラス質が軟化して加圧により流動する温
度、必要に応じ650゜〜700℃に加熱したものとを
装填し、加熱状態で予備成形してある原料を加圧
し、基体１の貫通孔１−１と通電極２の間隙部１
−２、および基体１の上下両面に通電極２を包囲
するように、密度が高いガラス・マイカ塑造体よ
りなる絶縁物、３，３−１，３−２を構成し、冷
却後、成形型を分解して成形品を取出す工程によ
り造られる。上記のように、従来の多極絶縁端子
は、絶縁物であるガラス・マイカ塑造体のガラス
の転位温度以下の熱膨脹率を基準に、基体１の材
料の熱膨脹率が大きく、通電極２の材料の熱膨脹
率が小さい構成となつているので、ガラス質の転
位温度以下の熱収縮量は基体１が最大であるた
め、間隙部１−２に存在するガラス・マイカ塑造
体は外周部の基体１により圧縮を受けるようにな
る。また中央に存在する通電極２も外周部のガラ
ス・マイカ塑造体に圧縮を受けるようになる。す
なわちガラス・マイカ塑造体は内周面および外周
面に圧縮を受けており、あたかも焼嵌め現象が具
現されている状態になるので、その気密保持特性
は極めて高度のものが得られるのである。上記の
ように、空隙部１−２に存在する絶縁物３である
ガラス・マイカ塑造体は焼嵌め状態にあり、極め
て安定しているが、基体１の上下面の沿面絶縁部
３−１，３−２は外周部に圧縮力を発生する金属
材が存在しないため、独自の熱膨脹率に従つた熱
収縮をなし、この収縮状態の差は応力となり、こ
の応力は間隙部１−２の基体１の上下面に集中
し、亀裂現象を発生して解消されるようになる。
その結果、亀裂４が発生する。この亀裂は、形状
が大きくなるほど顕著である。この亀裂４は端子
自体の耐電圧特性に直接関係するものであり、こ
の種の多極絶縁端子の耐電圧は間隔部１−２の間
隔に支配されるようになるが、この間隔を大きく
すると気密保持特性の低下に連らなるので自ずと
限度がある。すなわちこの種構造の多極絶縁端子
は、耐電圧の高いものが得られず、高電圧用の気
密絶縁端子として使用不可能であるという不可避
の致命的な欠陥がある。

この考案は、前述した従来の多極絶縁端子の欠
点を解消し、耐電圧特性が高く、高電圧回路に使
用可能な多極絶縁端子を提供することを主たる目
的としているものである。

この考案による多極絶縁端子は、複数の貫通孔
および該貫通孔が貫通している両端面にそれぞれ
突出して形成されている輪状の外周環を有する基
体と、前記複数の貫通孔に各別に貫通して設けら
れた複数の通電極と、前記貫通孔および通電極を
密封固着すると共に両者間の間隙部を充填し、か
つ、これに連結して各通電極を包囲し、更に前記
外周環の内周面および両端面を被覆する、前記基
体よりも小さく、通電極よりも大きい熱膨張係数
を有するガラス・マイカ塑造体からなる絶縁物と
を備えた構成に特徴を有するものである。

以下、この考案を、その実施の一例を示した図
面に基づいて詳細に説明する。

第３図および第４図にこの考案の一実施例によ
る多極絶縁端子の構造を示してある。図中１−
１，１−２，２，３，３−１，３−２は第１図と
同じである。基体１には、その上下端面に輪状の
外周環１−３を有する形状のものが使用されてい
る。なお、前記外周環１−３には、必要に応じ、
図示の如く基体１との接続部および先端部に曲面
１−４，１−５を有するものを使用する。基体
１、通電極２および絶縁物３の原料には従来品と
同じものを使用し、また成形も従来品と同じ工程
により実施する。

上記のようにして構成された多極絶縁端子は、
耐電圧特性が高く高電圧用の多極端子として十分
に使用できるものであり、従来品の耐電圧の高い
ものが得られないという致命的な欠陥は完全に除
去されている。以下、その理由について説明す
る。

前記多極絶縁端子にあつては、従来品と同じく
外周環の金属材が存在しない沿面絶縁部３−１，
３−２並びに外周環１−３が存在する内部絶縁部
３−４が基体１の上下両面に接して存在してい
る。この内部絶縁部３−４は、間隔部１−２に存
在する絶縁物と同じように、熱膨脹率が大きい外
周環１−３により圧縮を受けているため、間隙部
１−２の上下両面に圧縮力の差に基づく応力が発
生しなくなるので、従来品のように、この部分に
亀裂が発生しなくなる。

次に外周環が存在する内部絶縁物３−４と外周
環金属材が存在しない沿面絶縁部３−１，３−２
の界面にあつては、外周環１−３の先端内周部に
曲面１−５が設けられているため、応力が分散さ
れており集中することがないので、この界面にも
亀裂は発生しない。なお、外周環１−３と基体１
の接続部に設けた曲面１−４も応力の分散に大き
な効果を発揮される。以上に述べたように、この
考案による多極絶縁端子は、絶縁物兼気密封着材
にガラス・マイカ塑造体を使用した従来の多極端
子が保持する耐食性、熱および機械的衝撃強度お
よび高度の気密保持特性を保持すると共に従来品
の耐電圧特性が低いという致命的な欠陥を完全に
除去したもので、高電圧用に使用が可能であつ
て、しかも製造に特別な設備を必要とせず、安価
に製造でき、その効果は極めて大きいものであ
る。

なお、前記実施例では通電極の数が７本のもの
について示したが、極数には何等制限がないこと
は当然である。また、この考案の説明では、液体
を冷却媒体とする整流装置用の多極絶縁端子を対
象としたが、その用途はそれに限定されるもので
なく、高圧ガスを充満した金属容器等にも使用可
能であり、その用途は極めて広範囲である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の多極絶縁端子の縦断面図、第
２図は第１図の−線の横断面図、第３図はこ
の考案による多極絶縁端子の縦断面図、第４図は
第３図の−線の横断面図である。 図中、１……基体、１−１……貫通孔、１−２
……間隔部、１−３……外周環、１−４，１−５
……曲面、２……通電極、３……絶縁物、３−
１，３−２……沿面絶縁部、３−４……内部絶縁
物、４……亀裂。なお、図中、同一符号は同一ま
たは相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 複数の貫通孔および該貫通孔が貫通している
   両端面にそれぞれ突出して形成されている輪状
   の外周環を有する基体と、前記複数の貫通孔に
   各別に貫通して設けられた複数の通電極と、前
   記貫通孔および通電極を密封固着すると共に両
   者間の間隙部を充填し、かつ、これに連結して
   各通電極を包囲し、更に前記外周環の内周面お
   よび両端面を被覆する、前記基体よりも小さ
   く、通電極よりも大きい熱膨張係数を有するガ
   ラス・マイカ塑造体からなる絶縁物とを備えた
   多極絶縁端子。 (2) 外周環の先端部の端面と先端部の内周面との
   接続部、および、外周環の内周面と貫通孔を有
   する基体の端面との接続部にそれぞれ曲面を設
   けた基体を使用する実用新案登録請求の範囲第
   １項記載の多極絶縁端子。