JPH11144781A - 電気信号伝達部構造体および電気信号伝達方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 密閉容器の水密性の信頼の向上を図り、かつ
電気信号の伝達を確実に行え、しかも組立も容易で組立
時のばらつきをなくす構造を有する電気信号伝達部構造
体およびこれを用いた電気信号伝達方法を提供する。 【解決手段】 密閉容器（４）の壁面を貫通する貫通孔
（７）に挿入して水密に嵌合し、容器（４）外側および
内側からそれぞれリード線（１）を接合した柱状の導電
性部材（２）と、導電性部材（２）と貫通孔（７）との
相対位置を決定するために導電性部材（２）に設けられ
た位置決め用頭部と前記密閉容器（４）との境界面また
は間隙の少なくとも何れかに塗布または充填されたシー
ル兼接着機能をもつ接着剤（５）とを有することを特徴
とする電気信号伝達部構造体。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、密閉容器内側から
外側または外側から内側へ電気信号を伝える電気信号伝
達部構造体および該構造体を用いた電気信号伝達方法に
関し、特にリニアモータを例とする、発熱を伴う装置を
冷却するために容器内に液体が充填している場合に使用
するのに適した電気信号伝達部に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体露光装置などの精密位置決
め装置の駆動装置としてリニアモータが使用されること
がある。一般にこれらの駆動装置は熱による様々な影響
を避けるため、駆動装置の発熱量を回収して温度上昇を
抑制する必要がある。そのため特開平７−３０２１２４
号公報に開示されているように温度制御された純水、フ
ロリナート（商品名、住友３Ｍ社製）やガルデン（商品
名、ＡＵＳＩＭＯＮＴ社製）などの冷媒を駆動装置に循
環させている。

【０００３】特に、従来用いられているリニアモータを
冷却する場合、冷媒が充填している容器内にコイル、セ
ンサなどの電気・電子部品が配置されるため、冷媒の漏
れを確実に抑えながら電気信号の容器内外への伝達が必
要である。従来において電気信号の容器内外への伝達
は、図２のようにリード線１を直接を引き出すことによ
って行っていた。つまり、リード線１と容器４との隙間
をエポキシ系樹脂などのシール効果をもつ接着剤５で埋
めることによって水密性を確保しながらリード線１を引
き出し容器４内外への電気信号伝達を行っていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】一般に、リード線は絶
縁のためエナメルなどの被覆を施しており、リード線と
容器の隙間を埋める接着剤は、金属や樹脂に比べてこれ
らの絶縁被覆材に対し接着力が劣っている。そのため、
従来における構造によると金属や樹脂の接着性・水密性
に比べてリード線被覆部においての接着力および水密性
の信頼性が劣るといえる。また、組立時においてリード
線を通す容器の貫通穴とリード線との相対位置を確実に
保つことは困難であり、組立時に水密性が確保されても
リード線にかかる力がすべて接着部に集中する構造のた
め使用状態によって信頼性にばらつきが生じやすい。そ
のため組立が容易でかつ組立時の信頼性が確保され、ま
た、使用状態に左右されず長期にわたって水密性を維持
できる電気信号伝達手段が求められていた。

【０００５】そこで本発明は、前記従来技術の電気信号
伝達に比べ水密性の信頼の向上を図り、かつ電気信号の
伝達を確実に行え、しかも組立も容易で組立時のばらつ
きをなくす構造を有する電気信号伝達部構造体およびこ
れを用いた電気信号伝達方法を提供することを目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
本発明では、位置決め用の頭部を有する柱形を呈する導
電性の部材２（以下、金属部材２と称する）を容器４の
壁面を貫通する貫通孔７に挿入して水密に嵌合し、さら
に金属部材２の位置決め用頭部と容器４との境界面また
は間隙の少なくとも何れかにシール兼接着機能を持つ接
着剤５を塗布または充填させ、柱形金属部材２に容器４
外側および内側からそれぞれリード線１を、例えば、は
んだ３により金属部材２の両端に設けられた平坦部分等
に接合させて、容器４内外の電気信号の伝達を実現し
た。これにより、柱形金属部材２を通して電気信号を伝
達することができ、柱形金属部材２頭部と容器４との境
界面または間隙の接着剤５により確実にシールすること
を可能としたものである。

【０００７】すなわち、本発明による電気信号伝達部
は、位置決め用の頭部を有する柱形を呈する金属部材２
と、前記金属部材２を水密に嵌合した貫通孔７を有する
容器４と、前記金属部材２頭部と前記容器４との境界面
または間隙の少なくとも何れかに施したシールを兼ねた
接着剤５と、前記金属部材２に容器４外側・内側それぞ
れに接合したリード線１を有することを特徴とする。

【０００８】ここで、金属部材２は外周面と容器４の貫
通孔７の少なくとも何れかに、螺旋状の凹凸条８を有す
るのがよい。さらに、場合に応じては容器４において、
金属部材２頭部と接する部分内において貫通孔７を囲む
ように容器４または金属部材２頭部に切り込み溝７を入
れると良い。また、容器４が絶縁材ではない場合、金属
部材２を伝わる電気信号が容器４を伝わって円滑な電気
信号の伝達の妨げが生じるのを防ぐため金属部材２と容
器４との間に絶縁部材１３を挿入し、金属部材２と容器
４が接触しないようにするとよい。金属部材２に設けら
れた位置決め用頭部が貫通孔７よりも広い面積を有する
柱状体である場合には、該柱状体を埋め込むために、該
柱状体の横断面の外接円よりも広い範囲で密閉容器の外
壁面に、貫通孔７を取り囲むようにして円形座ぐり等の
凹部を形成してもよい。

【０００９】本発明の電気信号伝達部構造体を構成する
各部材の材質は、電気信号の伝達を行えて、なおかつ、
密閉容器の水密性を維持し得るものであれば特に限定さ
れない。導電性の金属部材２としては、通常、金属が使
用されるが、この金属は、金、銀、銅、鉄等が好まし
く、導電性の良好な銅が特に好ましい。また、使用する
冷媒によっては、金属部材２としてアルミ、ステンレス
または非金属であるカーボンを用いてもよい。密閉容器
４の材質としては、ＰＥＥＫ材、アルミナ等が望ましい
が、絶縁部材１３を介挿する場合はアルミ等の導電性材
料を用いてもよい。絶縁部材１３としては、ＰＥＥＫ
材、アルミナ等が使用し得る。また、接着剤５は、接着
兼シール機能を有するものとして、エポキシ系樹脂等が
好適に使用される。

【００１０】本発明の電気信号伝達方法は、以上のよう
な構成からなる電気信号伝達部構造体により、密閉容器
の内側から外側または外側から内側へ電気信号を伝達す
るものである。

【００１１】

【作用】本発明による電気信号伝達部では、位置決め用
の頭部を有する柱形を呈する金属部材２を容器４の貫通
孔７に水密に嵌合し、さらに金属部材２頭部と容器４と
の境界面または間隙の少なくとも何れかにシール兼接着
効果を持つ接着剤５を塗布・充填させ、柱形金属部材２
に容器外側および内側からそれぞれリード線を接合させ
たため、接着兼シール部は金属同士または樹脂と金属と
の組み合わせにすることが出来、接着力を従来に比べて
上げることが出来、接着およびシールの信頼性を向上さ
せることが出来る。またリード線１，１’にかかる力
が、強度の弱い接着部分にはかからないため使用状態に
よる信頼性のばらつきを少なくすることが出来る。

【００１２】また、この構造によると、接着面積を相対
的に大きく出来るため強度、水密性が向上する。特に容
器４の板厚が薄い時は、従来に比べて非常に有効であ
る。さらに、接着対象同士の隙間を小さく出来るため接
着力が向上する。特に、穴径が大きくなる場合有効であ
る。

【００１３】さらに、組立時においてもあらかじめ金属
部材２と容器４との境界面に対応する部分にシール効果
のある接着剤５を塗布しておいて、柱状の金属部材２を
容器４の貫通孔７に挿入し、金属部材２の位置決め用頭
に突き当たるまで押し込むことで容易かつ確実に組み立
てることが出来る。これにより組立作業者による信頼性
のばらつきも軽減することが出来る。

【００１４】また、金属部材２の外周面と容器４の貫通
孔７の少なくとも何れかに、螺旋状の凹凸条８を設けた
ものでは、金属部材２を貫通孔７にねじ込むことが出
来、組立時に抜けにくい状態で嵌合でき、しかも金属部
材２頭部が容器４との境界面に押しつける力が生じるた
め、境界面に塗布されている接着剤５をより効果的に硬
化させることが出来、さらに接着力・シールの信頼性を
あげることが出来る。また、容器４側には金属部材２頭
部と接する部分内において貫通孔７を囲むように容器４
または金属部材２頭部に切り込みを入れることにより金
属部材２と容器４との境界部の接着剤５の塗布むらによ
るシールの信頼性低下を防ぐ事が出来る。また、金属部
材２頭部全体を接着兼シール効果をもつ接着剤５で覆う
ことにより、接着剤５の不均一な塗布などにより金属部
材２頭部が容器４との境界面におけるシールの機能が働
かない場合においても水密性を保つことが出来る。

【００１５】容器４が絶縁材でない場合でも、電気信号
が容器４に伝達しないように金属部材２と容器４との間
に絶縁部材１３を挟み金属部材２が容器４に接触しない
ような構造にすることで、電気信号が容器４に漏れるこ
となく容器４内外の信号伝達を行うことが出来る。

【００１６】

【発明の実施の形態】次に、図面を参照にしながら本発
明の好ましい実施形態について実施例により具体的に説
明する。

【００１７】

【実施例１】図３は、実施例１に係わるジャケット型リ
ニアモータの構成を示す断面図であり、同図において１
（１ａ，１ｂ）はリード線、２は金属部材、４は容器、
９は冷媒、１０はコイル、１１は配管、１２は継ぎ手で
ある。配管１１を通して容器４にフロリナートやガルデ
ンなどの冷媒９を流入し、図３において左側から右側に
循環させてコイル１０の発熱を抑えている。ここで、金
属部材２を用いて容器外側のリード線１ａの電気信号を
内側のリード線１ｂに伝達している。図１は、図３にお
ける電気信号伝達部の拡大図であり同時に本発明の特徴
を最もよく表す図である。この図１において金属部材２
は、主に金、銀、銅などの良導電部材で構成されてい
る。この金属部材２は、図４に示したように六角ねじ付
きボルトと同様な形状で、全体としては螺旋状の凹凸条
８をを設けた円柱のねじ部と六角柱の頭部とで構成され
ている。ただし、金属部材２の上下端はいずれも平坦と
なっており、リード線１の接合がしやすい形状となって
いる。図８は、本例の密閉容器４を外側から見た正面図
である。同図に示すように、密閉容器４の壁面には貫通
孔７が形成されており、金属部材２の螺旋凹凸条８と対
応したねじが切られている。また、貫通孔７を取り囲む
ように、貫通孔７を中心として金属部材２の頭部より小
さな円形の溝６が掘られている。

【００１８】このような構成部材からなる電気信号伝達
部は、次のように組み立てられる。あらかじめ金属部材
２頭部と容器４との境界面に対応する部分、特に容器の
前記円形溝６を重点にエポキシ系樹脂などの接着剤５を
塗布しておいて、柱状の金属部材２を容器４の貫通孔７
に挿入し、位置決め用頭に突き当たるまでねじ込む。接
着剤５が固化した後、金属部材２両端の平坦部分に容器
４内側・外側それぞれのリード線１をはんだ３で接合さ
せる。

【００１９】このようにして組み立てられた電気信号伝
達部は、金属部材２を通して電気信号の伝達が行うこと
を可能としながら金属部材２と容器４との境界面にエポ
キシ系樹脂などの接着剤５によるシール層が形成される
ため、容器内４の冷媒９が貫通孔７を伝って漏れること
がない。しかも、接着剤５はエナメルなどの被覆に用い
られる材料と比べて金属や樹脂との接着力が強いため、
従来に比べて接着部の強度を増すことが出来、同時にシ
ールの信頼性をより高くすることが可能となる。また、
容器４の掘られた貫通孔７を中心とした円形溝６によ
り、たとえ接着剤塗布時にむらが生じてもこの円形溝６
の部分に充填している接着剤５により確実にシールされ
ることになる。さらに、金属部材２および容器４にねじ
加工を施したことにより、金属部材２頭部を容器４に均
一に押しつける力が発生し接触境界面の接着むらを防
ぎ、且つ確実な状態で接着剤５を固化させることが出来
るため、容易に信頼性の高い組立が行える。組立後にお
いても、リード線１、１’に加わる力がシールに関係す
る部分、つまり金属部材２頭部と容器４との境界面に影
響を与えないため、水密性に関する信頼性は確保でき
る。

【００２０】

【実施例２】次に図５を参照しながら、本発明の第２の
実施例について説明する。図５は、実施例１と違った構
成をもつ容器内外の電気信号伝達部を示したものであ
る。本実施例では、ねじ加工を施した金属部材２と金属
部材頭部より大きな円形座ぐりを貫通孔７を中心に施し
た容器４’とを組み合わせ、金属部材２頭部と容器４’
との間隙にエポキシ系樹脂の接着剤５を充填させ、さら
に、はんだ３により容器外側リード線１ａおよび容器内
側リード線１ｂを各々金属部材２に接合させた構成とな
っている。

【００２１】このような構成部材からなる電気信号伝達
部は、次のように組み立てられる。金属部材２を容器４
の貫通孔７に挿入し、位置決め用頭に突き当たるまでね
じ込む。その後、容器４に座ぐりを設けたことにより生
じる金属部材２と容器４’との間隙に接着剤５を充填さ
せ固化した後、金属部材２両端の平坦部分に容器４内側
・外側それぞれのリード線１をはんだ３で接合させる。

【００２２】このようにして組み立てられた電気信号伝
達部は、金属部材２を通して電気信号の伝達を行うこと
を可能としながら金属部材２と容器４’との間隙にエポ
キシ系樹脂などの接着剤５によるシール層が形成される
ため、貫通孔７を伝ってきた冷媒９が容器４’外へ漏れ
ることをシール層で防ぐことができる。しかも、接着剤
５はエナメルなどの被覆に用いられる材料と比べて金属
や樹脂との接着力が強いため、従来に比べて接着部の強
度を増すことが出来、同時にシールの信頼性をより高く
することが可能となる。また、リード線１に加わる力が
シールに関係する部分、つまり金属部材２頭部と容器
４’との境界面に影響を与えないため、水密性に関する
信頼性は確保できる。

【００２３】

【実施例３】次に図６を参照しながら、本発明の第３の
実施例について説明する。図６は、容器４”が絶縁材で
ないときに用いられる構成の電気信号伝達部を示したも
のである。実施例１，２の場合、容器４，４’が絶縁材
でないときは電気信号が容器４、４’全体に漏れてしま
うため電気信号の伝達が円滑に行われない。そこで、本
例においては絶縁部材１３を金属部材２と容器４”の間
に挿入し、金属部材２が容器４”に接触しないように施
してある。絶縁部材１３は図７のように段付き円柱の外
形を有した樹脂材で、金属部材２が通るように軸方向に
適当な大きさの通し孔を有している中空部材となってい
る。

【００２４】本実施例では、内圧と外圧の差が小さいた
め金属部材２および容器４”に螺旋条の凹凸はつけてい
ない、簡易的な取り付けとなっている。つまり、容器
４”に設けられている座ぐり部分に充填しているシール
効果を有する接着剤５によってのみ金属部材２および絶
縁部材１３は固定されている。これにより容器４”と絶
縁部材１３との間隙および絶縁部材１３と金属部材２と
の間隙を伝って冷媒９がしみだしてきても、接着剤５に
より完全にシールされ容器外側に漏れ出すことはない。
また絶縁部材は樹脂で構成されているため、従来のよう
にエナメルなどの被覆との接着に比べて接着力を高くで
き、従ってシール効果の信頼性も高く維持できる。

【００２５】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、密
閉容器内外の電気信号の伝達を損なわず容易に容器の水
密性に関する信頼性を格段に上げることが出来る。しか
も、電気信号伝達部の組立が容易なため組立時のばらつ
きをなくし歩留まりを向上させることが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例１による電気信号伝達部の詳細図であ
る。

【図２】 従来における容器４内外の電気信号伝達手段
を示した図である。

【図３】 図１の電気信号伝達部を用いたリニアモータ
の概略図である。

【図４】 実施例１および２に用いている金属部材２の
斜視図である。

【図５】 実施例２による電気信号伝達部の詳細図であ
る。

【図６】 実施例３による電気信号伝達部の詳細図であ
る。

【図７】 本発明の実施例３による絶縁部材１３の斜視
図である。

【図８】 本発明の実施例１による容器４を外側から見
た図である。

【符号の説明】

１：リード線、１ａ：容器外側リード線、１ｂ：容器内
側リード線、２：金属部材、３：はんだ、４，４’，
４’’：容器、５：接着剤、６：溝、７：貫通孔、８：
螺旋凹凸条、９：冷媒、１０：コイル、１１：配管、１
２：継ぎ手、１３：絶縁部材。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 密閉容器（４）の内側から外側または外
   側から内側へ電気信号を伝達する電気信号伝達部構造体
   において、前記密閉容器（４）の壁面を貫通する貫通孔
   （７）に挿入して水密に嵌合し容器（４）外側および内
   側からそれぞれリード線（１）を接合した柱状の導電性
   部材（２）と、前記導電性部材（２）と前記貫通孔
   （７）との相対位置を決定するために前記導電性部材
   （２）に設けられた位置決め用頭部と前記密閉容器
   （４）との境界面または間隙の少なくとも何れかに塗布
   または充填されたシール兼接着機能をもつ接着剤（５）
   とを有することを特徴とする電気信号伝達部構造体。
2. 【請求項２】 前記導電性部材（２）の外周と前記密閉
   容器（４）の貫通孔（７）の、少なくとも何れかに、螺
   旋状の凹凸条（８）を有することを特徴とする請求項１
   に記載の電気信号伝達部構造体。
3. 【請求項３】 前記密閉容器（４）における前記位置決
   め用頭部と接する部分内において前記貫通孔（７）を囲
   むように前記密閉容器（４）または位置決め用頭部に切
   り込み溝（６）を有することを特徴とする請求項１また
   は２に記載の電気信号伝達部構造体。
4. 【請求項４】 前記導電性部材（２）と前記密閉容器
   （４）との間に絶縁材を挿入することを特徴とする、請
   求項１または２に記載の電気信号伝達部構造体。
5. 【請求項５】 前記位置決め用頭部が前記貫通孔（７）
   よりも広い面積を有する柱状体である場合に、該柱状体
   の横断面の外接円よりも広い範囲で前記密閉容器の外壁
   面に前記貫通孔（７）を取り囲むようにして、該柱状体
   を埋め込むための凹部を形成することを特徴とする請求
   項１〜４に記載の電気信号伝達部構造体。
6. 【請求項６】 前記リード線（１）は、前記導電性部材
   （２）の両端に設けられた平坦部分にはんだ（３）で接
   合したことを特徴とする請求項１〜５に記載の電気信号
   伝達部構造体。
7. 【請求項７】 前記導電性部材（２）が金、銀または銅
   のいずれかを含有することを特徴とする請求項１〜６に
   記載の電気信号伝達部構造体。
8. 【請求項８】 前記接着剤（５）は、エポキシ系樹脂を
   含有することを特徴とする請求項１〜７に記載の電気信
   号伝達部構造体。
9. 【請求項９】 密閉容器の内側から外側または外側から
   内側へ電気信号を伝達する電気信号伝達方法において、
   前記密閉容器の壁面を貫通する貫通孔に柱状の金属製部
   材を差し込み、前記金属製部材に形成された位置決め用
   頭部が前記貫通孔周囲の密閉容器外壁に当たる位置で水
   密に嵌合する工程と、前記位置決め用頭部と前記密閉容
   器外壁との境界面または隙間の少なくとも何れかにシー
   ル兼接着機能をもつ接着剤を塗布または充填する工程
   と、前記金属製部材の両端に容器外側および内側からそ
   れぞれリード線を接合する工程とを有し、前記金属製部
   材を介して電気信号を伝達することを特徴とする電気信
   号伝達方法。