JPS6034508B2 - ガラス複合体による容器の封止装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はガラス複合体による容器の封止装置の改良に関
する。

容器、たとえばシーズヒータの金属保護管の関口端部の
封止構造としては、マグネシャ，アルミナあるいはマィ
カなどの高融点粉末と結合ガラス粉末とを所定割合し、
で混合し、この混合粉末を金属保護管の閉口端部に充填
し、そののち閉口端部を加熱し、上記結合ガラス粉末を
溶融してガラス複合体を形成するとともに上記閉口端部
内面に溶着したものが既に開発されている。

ところが、その後の実験で、この封止方法や封止装置で
は次のような種々の障害があることが判明した。｛ａ｝
混合粉末中の結合ガラスが電気発熱体の近くまで浸透
して通電時電気絶縁抵抗が低下しやすい。

‘ｂ）形成された複合ガラスのうち閉口側の部分におい
て結合ガラスが不足して機械的強度が低下する。

さらに加熱方法によっては、 ‘ｃ｝ 電気炉などで閉口端部全体を一様に加熱した場
合、加熱に長時間を必要とするばかりか、封止末期に保
護管内外の気圧差によって、複合ガラス内にピンホール
が発生しやすく、このためリークが発生したり空洞がで
きて機械的強度が低下しやすい。

【ｄー ガス焔や高周波加熱によって急速加熱すると高
融点粉末や結合ガラスの溶融よりも保護管や端子の加熱
が先行し、このためガラス複合体形成前に結合ガラス中
に金属が溶出して電気絶縁抵抗が低下するほか、保護管
近傍の結合ガラスが過熱されて低粘度になり、前述の‘
ａぬいし‘ｃ｝に述べた障害が併発する欠点がある。

本発明はこのような従来技術の欠点を除くためなされた
もので、良好な気密封止が容易にでき、結合ガラスの過
度の浸透による前述の欠点のないガラス複合体による容
器の封止を容易にかつ良好に行うことのできる製造装置
を提供することを目的とする。

本発明の要旨は閉口端部を上方にして容器を保持する保
持装置と、この装置に保持され上記閉口端部に耐熱性粉
末を充填された上記容器の閉口に結合ガラスを供給する
装置と、上記容器の結合ガラスの位置する部位に選択的
に赤外線照射を行う赤外線装置とを設けたことによって
、容器の封止を具合よく実施できるようにしたことであ
る。

以下、本発明の詳細を図示の実施例を参照して説明する
。図は本発明を封止容器の１例であるシーズヒータの製
造装置に適用した場合を示す。第１図は夫封止シーズヒ
ータの閉口端部に高融点粉末および結合ガラスを供給す
る工程を示す。図中Ａは未封止シーズヒータ、Ｂはこの
シーズヒータＡを保持する保持装置、Ｃは高融点粉末供
給装置、Ｄは結合ガラス粉末供給装置である。前記未封
止シーズヒータＡは両端閉口した容器すなわち関環形を
なす金属製保護管１の中心線に沿ってニクロム線コイル
からなる電気発熱体２を配設し、この発熱体２の両端に
それぞれ接続した棒状金属端子３を上記保護管１の両関
口端部４，４の中心線に沿ってそれぞれ貫通し、上記保
護管１内には炉焼マグネシアなどの電気絶縁粉末５を充
填して上言己電気発熱体２を固定するとともに電気的に
絶縁してある。

前記保持装置Ｂは図示しない間欠移送機に上向きに装着
された半円環形の保持体６の内面に上記保護管１が鉄着
される半円形保持溝７を穿設したもので、上記保護管１
がその関口端部４，４を上方に向けて鉄着してある。

前記高融点粉末供給装置Ｃおよび前記結合ガラス粉末供
給装置Ｄはいずれも振動器付きホツパ８，８の底部から
誘導管９，９を導出し、この譲導管９，９の先端がそれ
ぞれ上記保持体６の停止位置において上記保護管１の閉
口１０，１川こ対応するように設けられており、上記ホ
ツパ８，８にはマグネシア，アルミナあるいはマイカな
どの高融点粉末１１または複合ガラス粉末１２がそれぞ
れ収容されている。

そうして、第１図は第２のヘッドを示し、その前の工程
をなす第１のヘッドには高融点粉末供給装置Ｃが図の右
側に設けられてあって結合ガラス粉末供給装置を設けて
なく、第１図の次の工程をなす第３のへッド‘こは結合
ガラス粉末供給装置Ｄが図の左側に設けられてあって高
融点粉末供給装置を設けてない。つぎに、この高融点粉
末１１と結合ガラス粉末１２とを保護管１の閉口機部４
に充填する工程を説明する。

まず、保護管１内に前述のように電気発熱体２、電気端
子３および電気絶縁粉末５を充填したのち、閉口端部４
を８００〜９００ｏｏに加熱して、保護管１および電気
端子３の表面に酸化被膜を形成する。この工程は前述の
保持装置Ｂ上において行ってもあるいは他の場所で行っ
てもよい。つぎに前述のように保護管１を保持装置Ｂに
保持し、まず、第１のヘッドにおいて、図の右側の開□
端部４に、第２図示のように高融点粉末１１を電気絶縁
粉末５上に層状に充填する。つぎに、第２のヘッド‘こ
おいて、第１図の右側の開□端部４に、結合ガラス粉末
供給装置Ｄから結合ガラス粉末１２を供給し、第３図示
のように、上言己高融点粉末１１の層上に結合ガラス粉
末１２の層を形成する。同時に第１図の左側の閉口端部
４には高融点粉末供給装置Ｃから高融点粉末１１を供給
し、第２図示のように電気絶縁粉末５上に高融点粉末１
１の層を形成する。つぎに、第３のヘッドにおいて第１
図左側の開口端部４にも同様にして高融点粉末１１の層
上に結合ガラス粉末１２の層を形成する。つぎに、この
ようにして高融点粉末１１および結合ガラス粉末１２を
充填した末封止シーズヒ−タＡの封止装置を第４図によ
って説明する。

１３，１３は前記保持装置Ｂの移送方向に沿って並行配
設された１対の赤外線照射装置たとえば石英管形赤外線
電球、１４はこれら１対の赤外線電球１３，１３を共通
に包囲する両端開放した箱形のしや光体、１５はこのし
や光体１４の底板に設けられ、上記禾封止シーズヒータ
Ａの開□端部４の一方が上記しや光体１４内に挿入され
たまま通過するためのスリットで、開口端部４の頂端が
上記両赤外線電球１３，１３とほぼ同じ高さでかつ両電
球１３，１３の中間を通過するようになっている。

そうして、このような装置が未封止シーズヒータＡの両
開口端部ごとにそれぞれ設けてある。つぎに、この装置
によって関口端部を封止する作用を説明する。赤外線電
球１３，１３が点灯し、この間を保持装置Ｂ‘こよって
支持された未封止シーズヒータＡの閉口端部４がこの赤
外線電球１３，１３間を通過する。すると、赤外線電球
１３は開口端部４の開ロー０近傍にあるので、開口機部
４のうち結合ガラス粉末１２の位置する部位が最も強く
加熱され、閉口端部４の下方ほど加熱が弱くなる。した
がって、結合ガラス１２がまず溶融し、高融点粉末１１
内に次第に浸透して行く。ところが、浸透初期にあって
は前述のように加熱が下方ほど弱いため高融点粉末１１
の層においては層の表面だけが高温で、浸透した溶融結
合ガラス１２′の深さが浅いのでこの時点において保護
管１内外に気圧の差が生じても、容易に溶融結合ガラス
１２′の層を破って通気が行われるので、保護管１内外
の圧力の平衡が保たれる。そして熔融結合ガラス１２′
の浸透に従って次第に通気困難となる。第４図は溶融結
合ガラス１２′がある程度高融点粉末１１の層内に浸透
した状態を示す。そうして、加熱の後期においては、溶
融結合ガラス１２′が高融点粉末１１の層の下部の低温
度部分にまで浸透し、この部分では溶融結合ガラス１２
′の粘度が高いので、保護管１内外の圧力差が多少あっ
ても、溶融結合ガラス１２′の層は破れなくなり、溶融
結合ガラス１２′は高融点粉末１１を充分に濡らしてガ
ラス複合体を形成するとともに過度の浸透が阻止され、
気泡などの残留もなく、しかも開口端部４内面や端子３
外面に完全に落着し、閉口端部４は完全に閉塞される。
そうして、開□端部４が赤外線電球１３，１３間を通過
し終ると、開□端部４は冷却し、ガラス複合体１６によ
って封止されかっこのガラス複合体１６の外面には結合
ガラスの薄層１２″が形成され良好に気密性を保つ。こ
のようにして得られたガラス複合体１６はピンホール、
気泡あるいは空洞などの発生がなく、良好に気密封止で
き、機械的強度が高く、良好な封止状態が得られる。

さらに結合ガラスが電気発熱体２近傍まで浸透すること
がないので通電時の電気絶縁抵抗低下のおそれもない。
さらに、加熱が赤外線照射によって行われるので、保護
管１や端子３が過熱による過度の酸化や結合ガラスへの
熔出が防止される利点がある。つぎに具体例を上げてさ
らに詳説する。

外径１０側、内径９側の敏鋼製金属保護管１内に第２図
示のように電気発熱体２、鰍鋼製電気端子３を装着し炉
焼マグネシァを電気絶縁粉末５として充填する。つぎに
、両端子３，３間に定格の１３０％の電圧で１時間通電
し、保護管１内面および電気絶縁粉末５を乾燥させたの
ち、開口端部４および端子３を石炭ガスの酸化焔で加熱
して表面に酸化被膜を形成する。まず高融点粉末１１と
して４０〜２００メッシュの炉焼マグネシアを厚さ約５
柳の層をなすように充填し、ついでこの高融点粉末１１
上に水中で粉砕して得た粒度０．５〜２脚程度の結合ガ
ラス粉末１２たとえばＰＢＯ−Ｂ２０３一Ｚｎ○系ガラ
ス（熱膨張率９９ｘｌｏ‐７／℃，軟化点３９６００）
の粉末を厚さ約５肋の層をなすように充填する。封止装
置としては、定格１００Ｖ５００Ｗの石英管形赤外線電
球１３を３仇岬の間隔で第４図示のように配設する。

すると、両電球１３の中間においては７００〜８０００
０に加熱されるようになっている。そうして、前述のよ
うに必要粉末を充填した関口端部４を、第４図示のよう
に両赤外線電球１３，１３間に挿入する。挿入後１分３
の砂でシーズヒータＡを取り出し、冷却し、溶融ガラス
１２′を固化させる。このようにして得られたシーズヒ
ータの閉口端部を切断して断面を検査したところ、厚さ
約６肌のガラス複合体１６が形成され、この複合体１６
は繊密で、ピンホールや気泡あるいは空洞などは一切発
見されず、かつ関口端部４内面および端子３外面に良好
に気密封止されていることが判明した。

また、前述のようにして得られたシーズヒータの電気絶
縁抵抗を検査したところ、常温で２０００ＭＯ以上、通
電時でも８００ＭＱ以上の成績を示し、極めて良好であ
った。なお、前述の実施例においては高融点粉末を電気
絶縁物質と別に充填したが、本発明においては電気絶縁
粉末に高融点粉末を兼ねさせてもよく、このときは製造
装置において高融点粉末供給装置を別に設ける必要がな
い。

また、結合ガラスは粉末に限らずたとえば溶融状態でも
よい。さらに赤外線照射装置は前述の赤外線電球に限ら
ず、たとえばシーズヒ−夕でも赤外線バーナでもよく、
要するに閉口端部のうち結合ガラスの充填されている部
位を選択的に赤外線照．射できるものであれば何んでも
よい。

そうして、しや光体は不可欠ではなく、赤外線反射板を
設けることは自由である。また、保持装置は何んでもよ
く、要は保護管を保持してその開□端部が上向きになる
ようにすればよく、間欠移動は不可欠ではない。

そうして、本発明はシーズヒータの製造に限らず総ての
容器の気密封止に適用して同様な効果がある。

以上詳述したように、本発明は開ロ端部を上方にして容
器を保持する保持装置と、この装置に保持され上記開口
端部に高融点粉末を充填された上記容器の開ロに結合ガ
ラスを供給する装置と、上記容器の結合ガラスの位置す
る部位を選択的に赤外線照射する赤外線装置とを設けた
ので、作業を容易に行うことができ、さらに開口端部の
部材の局部的加熱が防止されて熱損を生じるおそれがな
くなり、しかもこれら部村のガラス中への熔出が防止で
きる。

ガラス複合体による容器の封止装置を提供できる。特に
、この装置はシーズヒータの閉口端部の封止に適用して
著勅あるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のガラス複合体による容器の封止方法の
一実施例の要部工程とその装置の一例の略図的説明図、
第２図および第３図は同じく工程をその順序に説明する
上記容器の要部断面図、第４図は上記実施例の他の要部
工程とその装置の一例の略図的説明図、第５図は同じく
製品の要部断面図である。 Ｂ・・・保持装置、Ｄ・・・結合ガラス供給装置、１・
・・容器、４・・・開□端部、１０・・・開口、１１・
・・高融点粉末、１２・・・結合ガラス、１２′・・・
溶融結合ガラス、１３・・・赤外線装置 １６・・・ガ
ラス複合体。 第１図第２図 第３図 第４図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 開口端部を上方にして容器を保持する保持装置と、
   この装置に保持され上記開口端部に高融点粉末を充填さ
   れた上記容器の開口に結合ガラスを供給する装置と、上
   記容器の結合ガラスの位置する部位に選択的に赤外線照
   射を行う赤外線装置とを具備したことを特徴とするガラ
   ス複合体による容器の封止装置。