JPH05827B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は真空容器や圧力容器などの密閉容器を
貫通するハーメチツク端子に関するものである。

「従来の技術」 真空容器や圧力容器などの密封容器に用いられ
る密封電気端子としては、アルミナなどのセラミ
ツクスやガラスの絶縁体と、この絶縁体と熱膨張
係数の近いコバールなどの金属を組み合わせたハ
ーメチツク端子が用いられている。ハーメチツク
端子でコバールなどの金属を用いたのは、通常の
金属ではセラミツクスやガラスの絶縁体と熱膨張
係数が非常に異なるため、温度変化によつて熱膨
張差が絶縁体と金属との間に発生し、接合部にお
いて割れが発生してしまうからである。

第９図に従来のハーメチツク端子の例を示す。
ステンレス容器１０１の開口にコバールなどの金
属の電気端子１０２を挿通させてコバールなどの
筒体１０３を嵌め電気的に絶縁するためのセラミ
ツクスやガラスの絶縁体１０４を介在させて密封
する。電気端子１０２と絶縁体１０４、絶縁体１
０４と筒体１０３とをそれぞれろう材１０５，１
０６で接合する。ここで使用するろう材１０５，
１０６は、金ろう、銀ろう、接合すべきセラミツ
クスやガラスにメタライズ処理を施す必要のない
ろう材などである。さらに、筒体１０３を容器１
０１に溶接する。ここで、電気端子１０２、絶縁
体１０４、筒体１０３は互いに熱膨張係数が近い
ので、温度が変化しても電気端子１０２と絶縁体
１０４、絶縁体１０４と筒体１０３との間に割れ
は生じない。また、筒体１０３と容器１０１は、
弾性を有するので、温度が変化しても熱膨張差を
吸収して割れは生じない。このようにして温度が
変化しても気密性を保持する貫通ハーメチツク電
気端子が形成されている。

「発明が解決しようとする課題」 ところで最近、超高真空容器としてガスが発生
しにくいアルミニウムもしくはアルミニウム合金
の容器を用いることが多くなつてきた。アルミニ
ウムもしくはアルミニウム合金はコバールに比し
て融点が大変低くゆつくり接合するとアルミニウ
ムもしくはアルミニウム合金は融けてしまう。

このように、アルミニウムとコバールは融点が
非常に異なるが、急速加熱、急速冷却できて接合
が急速に完了するレーザ溶接によると溶接でき
る。しかしながら、急速加熱、急速冷却に伴つて
発生する熱応力に起因した凝固割れが生じやす
く、気密洩れをひきおこしやすい。一方、第１０
図に示すアルミニウムもしくはアルミニウム合金
の容器１１１の開口にコバールなどの金属の電気
端子１１２を挿通させ、アルミナなどのセラミツ
クスやガラスの絶縁体１１３を介在させて、電気
端子１１２と絶縁体１１３、絶縁体１１３と容器
１１１とをろう材１１４，１１５で接合したとす
る。すると、このアルミニウムもしくはアルミニ
ウム合金の容器１１１と絶縁体１１３とでは熱膨
張差が大きく、温度が変化すると両者の間に割れ
が生じてしまう。このように第９図に示すステン
レス容器１０１をそのまま第１０図に示す使用が
望まれているアルミニウムもしくはアルミニウム
合金の容器１１１に置き替えることは凝固割れの
点で不可能である。

「課題を解決するための手段」 そこで、本発明は上記の事情に鑑み、容器開口
の電気端子の挿通部に割れが生じないようにすべ
く、電気端子を貫通させる絶縁体を、絶縁体と熱
膨張係数の近いコバールなどの連結体をろう材で
接合し、容器と連結体の対向面の少なくとも一方
に層を形成し連結体の外側を容器に溶接により接
合し、絶縁体と容器との間に熱膨張差による応力
や歪を吸収できる連結体を介在させたものであ
る。また、応力や歪の吸収構造を容器の一部に設
けることもでき、連結体と容器の一部との両者、
あるいは何れかの一方で応力や歪を吸収させる。

「作用」 絶縁体に絶縁体と熱膨張係数の近い連結体をろ
う材で接合し、連結体に層を介在させて容器と溶
接により接合し、連結体で熱膨張差による応力や
歪を吸収する。また、容器の一部を応力や歪の吸
収構造とした場合は、そこで吸収する。

「実施例」 以下、本発明を実施例に基いて詳細に説明す
る。

第１図において、アルミニウムあるいはアルミ
ニウム合金の容器１の開口にアルミナなどのセラ
ミツクスやガラスの絶縁体２を挿通させ、この絶
縁体２の中心部にコバールなどの金属の電気端子
３を貫通させ、コバールなどの絶縁体２に熱膨張
係数の近い材質の球面状の応力や歪を吸収する連
結体４を絶縁体２と容器１との間に介在させて接
合する。電気端子３と絶縁体２、絶縁体２と連結
体４とは、それぞれろう材５，６で接合する。ろ
う材５，６は金ろう、銀ろう、接合すべきセラミ
ツクスやガラスにメタライズ処理を施す必要のな
いろう材などである。容器１の開口部あるいは連
結体４外側もしくは両者にニツケルなどのメツキ
層７を設け、容器１と連結体４とはメツキ層７を
介してレーザ溶接される。

連結体としては球面状の連結体４のみならず、
第２図に示す円形波状連結体１４、第３図および
第４図に示す有底円筒連結体２４、第５図および
第６図に示す有底円筒連結体３４、第７図に示す
内側に突出する球面状連結体４４がある。第８図
では容器１の開口部に外方に向けて吸収支持体８
を突出させこの吸収支持体８内に絶縁体２を介し
て電気端子３を挿通させ、絶縁体２と吸収支持体
８との間に薄い円盤状の連結体５４を介して温度
変化による形状歪を起こしやすく形成してある。
吸収支持体８および円盤状連結体５４とも歪や応
力を吸収する連結体であつて、両者を共に備える
場合について述べたが、歪や応力の吸収は何れか
一方だけでするようにし他方は剛体的形状とする
こともできる。

上記実施例ではアルミニウムもしくはアルミニ
ウム合金の容器と連結体との接合はレーザ溶接に
よつたが、それに限られずガス溶接、電気溶接、
ろう付けであつてもよい。また、容器と連結体と
のレーザ溶接の際、ニツケル層を介在させた例に
ついて述べたが、ニツケル以外でもよく、コバー
ルなどと溶接しやすい材質ならばよい。また、メ
ツキも無電解メツキ、電気メツキなどであつても
よく、例えば無電解ニツケル−１重量％硼素メツ
キ、無電解ニツケル−８重量％りんメツキでもよ
い。また、メツキでなくニツケル層をエピタキシ
ー、スパツタ、蒸着、固相拡散などによつても形
成してもよい。なお、容器ではなく、連結体のほ
うに、容器と溶接しやすい材質の層をメツキなど
で設けてもよい。あるいは両者に層を設けてもよ
い。

「発明の効果」 本発明は、上述のように構成したので、超高真
空容器としてすぐれているアルミニウムもしくは
アルミニウム合金などコバールとの直接溶接でき
ない容器に、温度変化があつても割れがないよう
に、ハーメチツク端子を取り付け得る。超高真空
の工業的学術的利用にきわめて有効である。温度
が変化しても熱膨張差による割れの生じない耐久
性のあるハーメチツク端子が提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の具体的一実施例の一部を断面
した側面図、第２図は他の実施例で一部を断面し
た側面図、第３図は別の実施例で一部を断面した
側面図、第４図は第３図の平面図、第５図はさら
に別の実施例の一部を断面した側面図、第６図は
第５図の平面図、第７図はさらに別の実施例の一
部を断面した側面図、第８図はさらに別の実施例
の一部を断面した側面図である。第９図および第
１０図は従来のハーメチツク端子の縦断面図であ
る。 １……容器、２……絶縁体、３……電気端子、
４，１４，２４，３４，４４，５４……連結体、
６……ろう付け、７……メツキ層（層の例）、４
……球面状連結体、１４……円形波状連結体、２
４……有底円筒状連結体、３４……有底四角筒状
連結体、４４……内側に突出する球面状連結体、
５４……薄い円盤状連結体、８……吸収支持体。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ アルミニウムもしくはアルミニウム合金の密
   封容器を貫通して設けるハーメチツク端子であつ
   て、密封容器の開口に絶縁体を介して電気端子を
   挿通させ、絶縁体と容器との間に絶縁体の熱膨張
   係数に近い熱膨張係数を有するコバールの連結体
   を介在させ、連結体の内側を絶縁体にろう付けに
   て接合し連結体と容器の対向面の少なくとも一方
   にニツケル層をメツキにより形成し連結体の外側
   を密封容器にレーザ溶接により接合したハーメチ
   ツク端子