JPS586279B2 - 気密端子の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は冷蔵庫、冷凍機、冷房機等の圧縮機に用いられ
る気密端子の製造方法に関する。

この種の気密端子は、例えば第１図および第２図に示す
ように帽子状を呈する鉄製の金属外環１０の複数個（例
えば３個）の透孔に、それぞれクロム合金製のリード導
体１２をガラス１４により気密絶縁的に封着したもので
ある。

なお、リード導体１２は、第３図に示すように、基体と
なる導電体１２１の表面を清浄化する前処理を行なつた
のち、湿潤な高温水素雰囲気中で加熱して、鉄クロム合
金中のクロムの選択酸化を行なって導電体１２１の全表
面に酸化クロム層１６を析出形成して製作する。

ここで基本となる導電体１２１に鉄・クロム合金を用い
るのは、鉄・クロム合金がガラス１４と近似した熱膨脹
係数を有し、かつ大きな機械的強度を有することと、前
記酸化クロム層１６がガラス１４ときわめて良好な封着
性を有するためである。

しかしながら、導電体１２１の酸化クロム層１６のうち
、ガラス１４とし封着に有用なのは、中央部分の酸化ク
ロム層１６１のみで、両端部分の酸化クロム層１６２は
、不要のものであり、ガラス封着後除去する必要がある
。

ところが、酸化クロム層１６２は非常に安定で、導電体
１２１に強固に析出付着しているので、その除去には通
常バレル研磨やホーミング等の機械的な方法によるか、
あるいは生成している酸化クロム（３価のＣｒ）をアル
カリ性溶液中で酸化剤（例えば過マンガン酸カリ）を用
いて、さらに酸化（６価のＣｒ）させたのち、通常の酸
洗工程（例えば硫酸浴−塩酸浴浸漬）で溶解する化学的
方法が採用される。

これらの方法はいずれも多大の作業工数を要するばかり
でなく、ガラス１４にクラツクを生じたり、その除去工
程で発生するクロムを含む廃液の処理も煩雑で、廃液処
理費用も嵩むといった欠点がある。

それゆえ、本出願人は別途鉄・クロム合金製の導電体の
中央部分にメッキレジスト膜を印刷形成し、露出した両
端部分りと無電解ニッケルメッキ処理を行なってニッケ
ルメッキ層を形成後、前記メッキレジスト膜を溶解除去
し、鉄・クロム合金中のクロムの選択酸化を行なって、
前記メッキレジスト膜を除去した導電体の露出部分、す
なわち中央部分にのみ酸化クロム層を形成したリード導
体を製作し、しかるのちにこのリード導体を金属外環に
対してガラスを介して封着する気密端子の製造方法を提
案した。

この方法は、前記リード導体の中央部分のニッケルメッ
キ層の表面にのみ酸化クロム層が存在し、両端部分のニ
ッケルメッキ層の表面には酸化クロム層が存在しないの
で、リード導体の中央部分のガラスに対する封着性は、
酸化クロム層により従来に比し何ら遜色なく良好であり
、かつ封着後のリード導体の両端露出部分の酸化クロム
の除去作業が不要になるので、非常に優れた方法である
。

しかしながら、リード導体の封着前に、選択酸化工程以
外にメッキレジスト膜の部分的形成工程、ニッケルメッ
キ工程、メッキレジスト膜の除去工程といった各種の工
程が必要になり、作業が煩雑であるという問題点がある
。

それゆえ、もし、ガラス封着後のリード導体の露出部分
の酸化クロム層の除去が不要であり、しかもより工程が
簡単であるような方法があれば有利であろう。

本発明の主たる目的は、鉄・クロム合金よりなるリード
導体の熱膨脹係数、機械的強度、酸化クロム層によるガ
ラスとの良好な封着性等は、何ら犠性にすることなく、
封着後の酸化クロム膜の除去が不要である、かつよりリ
ード導体の封着前処理作業の簡単な気密端子の製造方法
を提供することにある。

本発明の別の観点によれば、金属外環とリード導体とを
溶融ガラスを介して気密的かつ電気絶縁的に封着した気
密端子に３いて、前記リード導体の改良された処理方法
が提示される。

このリード導体処理方法は、リード導体の基体として用
意された少なくとも表層部が鉄・クロム合金の導電体に
他の金属をその中央部分が両端部分より膜薄状に被覆形
成する工程、およびこの金属被覆導電体の所定雰囲気で
加熱し前記中央部分に導電体表層部から析出されるクロ
ムの選択酸化で酸化クロム層を形成する工程から成り、
リード導体の中央部分のみに選択酸化クロム層を形成す
ることを特徴とする。

このような処理で得られたリード導体は予め選択酸化さ
れた中央部分が溶融ガラスと強固に結合すると共に選択
酸化されなかった両端部分を導入及び導出用電気的ター
ミナルとした気密端子の製造を容易にする。

本発明の上述の目的およびその他の目的と特徴は図面を
参照して行なう以下の詳細な説明から一層明らかとなろ
う。

本発明は、鉄・クロム合金よりなる導電体の全面に電気
メツキによりニッケル層を形成したとき、ニッケルメッ
キ層の中央部分か両端部分に比較して膜薄に形成される
という知見および前記中央部分と両端部分のニッケルメ
ッキ層の厚さ関係、すなわち両者の膜厚値とその比率を
特定の関係にし、かつ一定の条件の選択酸化処理を施す
ことによりニッケルメッキ層の薄膜部分は厚膜部分に比
較してピンホールも多く、下地の鉄・クロム合金よりな
る導電体に対する防錆効果が少ないので、鉄・クロム合
金よりなる導電体中のクロムが選択酸化されて酸化クロ
ムが形成され、かつ上記と同様の理由でこの酸化クロム
がニッケルメッキ層の薄膜部分の表面に析出形成される
のに対し、厚膜部分の表面には酸化クロム層が析出形成
されないという知見に基づいて、導電体の表面に厚さの
異なる金属層を形成し、かつ薄い金属層表面にのみ酸化
クロム層が形成されるような特定の条件で選択酸化処理
を行などうとするものである。

第４図は本発明方法によって製造された圧縮機用気密端
子の一実施例の縦断面図を示す。

構成に８いて、２０は鉄製のかつ帽子状を呈する金属外
環で、円筒状の側壁部２２と、フランジ部２４と、天板
部２６と、この天板部２６に設けられた複数個（図示例
では３個）のリード導体封着用の透孔２８とを有する。

前記透孔２８にはそれぞれリード導体３０が１本ずつ挿
通され、ソーダバリウムガラス、ソーダライムガラス等
の封着ガラス４０により気密的かつ電気絶縁的に封着さ
れている。

第５図は本発明方法に２ける各工程のブロックダイヤグ
ラムを示す。

第５図を参照して、前記金属外環２０は、所分の厚さの
鉄板をプレス成型して製作し、有機溶剤、例えばトリク
ロルエチレン（ＣＨＣｌ２−ＣＣＩ２）あるいはテトラ
クロルエチレン（ＣＣｌ２−ＣＣｌ２）を用いて、その
表面に付着した油脂や薬品等を除去し前処理する。

さらに表面清浄化および脱炭素のため水素気流中で高温
処理してアニールを行なう。

金属外環２０は、次に酸化性雰囲気炉で６００〜７００
℃に加熱して、その表面に酸化鉄層を形成する。

この酸化鉄層は後述するガラス封着工程において、封着
ガラス４０との良好な封着を可能にする。

第６図は本発明方法による各工程におけるリード導体３
０の縦断面図を示す。

第５図８よび第６図を参照して、長尺の鉄・クロム合金
線、例えばクロムを２５〜２８％含むＮｏ．４４６鉄・
クロム合金線を所望の長さに切断して導電体３１を製作
し、前記と同様に有機洗浄を行なったのち、水素雰囲気
で酸化しにく金属層、例えばニッケル層を電気メッキに
より形成する。

電気メッキ法によれば、導電体３１の中央部分３２には
両端部分３４に比較して膜薄のニッケルメッキ層が形成
される。

例えば強酸性の塩化ニッケル浴によりバレルを用いて直
径が２．３ｍｍで長さが３２．５４ｍｍの導電体３１を
、電流密度ＩＡ／ｄｍ２で９０分間メッキ処理すると、
中央部分のニッケルメッキ層３２の厚さは約５μ、両端
部分のニッケルメッキ層３４の厚さは約１２μ程度とな
る。

この後、このニッケルメツキ導電体にクロムの選択酸化
処理を施して、前記ニッケルメッキ導電体の中央部分、
すなわち比較的薄いニッケルメッキ層３２の表面のみに
酸化クロム層３６を析出形成する。

前記クロムの選択酸化は、鉄・クロム合金中に含まれる
各種金属の酸化物の平衡酸素分圧の違いを利用して、高
温の水素雰囲気炉において、水素中に水蒸気を添加する
ことにより、反応系の酸素分圧を酸化クロムの平衡酸素
分圧以上に高くし、例えば雰囲気ガスの露点を、湿潤器
の水温を電熱により制御して５０℃に設定し、１０００
℃以上で４０分間加熱して、鉄・クロム合金中のクロム
を選択的に酸化し、かつその酸化クロムが比較的薄いニ
ッケルメッキ層３２の表面にのみ析出形成されるまで行
なってリード導体３０を製作する。

さらに第５図を参照して、封着ガラス材料、例えばソー
ダバリウムガラスを、全部が１５０メッシュ篩を通過し
、その１／２が３５０メッシュ篩を通過する微粉末状に
したガラス微粉末に、有機バインダ、例えばカーボワッ
クスを添加し、十分攪拌混合したのち造粒したうえで、
プレス機で所定の容量を有する筒状体のガラスタブレッ
ト４０に成型する。

こののち、このガラスタブレット４０を有機バインダが
完全に消失する温度、例えば５００℃で加熱し、続いて
同一雰囲気中で約７７５０℃に加熱してガラス微粉末を
焼結する。

次に前記金属外環２０、リード導体３０８よびガラスタ
ブレット４０を、図示しないグラファイト勢の封着治具
を用いて所定の関係位置に組み立て、中性もしくは弱還
元性雰囲気中で１０００℃で約１０分間加熱する。

すると、ガラスタブレット４０が溶融し、各リード導体
３０の中央部分の酸化クロム層３６が溶融ガラスとよく
濡れて、リード導体３０が金属外環２０の各透孔２８に
対して溶融ガラスを介して気密的かつ電気絶縁的に封着
される。

こののちこの封着体、すなわち気密端子を封着炉から取
り出して冷却する。

最後に、このようにして得られた気密端子を、金属外環
２０の酸化鉄層を除去し得る程度の比較的弱い酸、例え
ば１０〜２０％塩酸液に浸漬して、金属外環２０および
リード導体３０の露出部分、すなわち封着ガラス４０に
よる封着部分以外の酸化膜を除去する。

このとき、リード導体３０の露出部分である比較的厚い
ニッケルメッキ層３４．３４の上には安定な酸化クロム
層が全くないか、仮に酸化クロム層が若干存在していて
も、比較的厚いニッケルメッキ層３４．３４を介して析
出形成された非常に脆弱な酸化クハム層であるため、金
属外環２０の酸化鉄層を除去し得る程度の比較的弱い酸
によっても、リード導体３０の露出部分の酸化クロム層
は完全に除去される。

なお、こののち、防錆等の目的で金属外環２０およびリ
ード導体３０の露出部分に対して、ニッケル等の金属層
をメッキ形成する。

もしくはさらに、各リード導体３０の両端部分に、それ
ぞれ導入郭よび導出線接続用の端子板（図示せず）を溶
接固着することがある。

なお、上記実施例はリード導体３０の基体として、全体
が鉄・クロム合金よりなる導電体３１を用いる場合につ
いて説明したが、鉄・クロム合金は導電度が比較的小さ
いため、リード導体３０の電流容量が小さいという難点
がある。

そこで大きな電流容量を要求される場合には、第７図に
示すように、軸方向の中心部が導電度の大きい金属、例
えば銅３０２よりなり、その外周部が鉄・クロム合金製
の筒状体３０４で被覆された銅芯鉄・クロム合金よりな
る複合導電体３０１を用いたリード導体３００を用いて
もよい。

な３、本発明に８いて、導電体３１または３０１に形成
するニッケルメッキ層の厚さは、導電体３１または３０
１の中央部分との膜厚比が１＝２ないし１：３の範囲内
が適当で、それぞれの膜厚値は中央部分で３〜８μ、両
端部分で８〜１５μ程度が適当である。

そのような場合、後のクロムの選択酸化工程で、中央部
分のニッケルメッキ層３２の表面に容易に酸化クロウ層
３６を形成することができ、かつ両端部分のニッケルメ
ッキ層３４．３４上には酸化クロム層を形成しないよう
にすることができる。

以上のように本発明によれば、少なくともその表層部が
鉄・クロム合金により形成された導電体に、後の選択酸
化工程で酸化されにくい金属層を中央部分が両端部分に
比較して膜薄に形成したのち、湿潤な水素雰囲気中で加
熱して、前記中央部分の比較的薄い金属層表面にのみ酸
化クロム層を析出形成し、このようにして得たリード導
体をガラス封着するものであるから、鉄・クロム合金の
熱膨脹係数、機械的強度郭よび酸化クロム層による封着
ガラスに対する良好な封着性等の諸利点を何ら犠性にす
ることなく気密端子を製造できる。

しかもリード導体のガラス封着部分以外には全くあるい
は実質的に酸化クロム層が存在していないので、気密端
子封着後の酸化クロム層の除去作業が全く不要ないし、
金属外環の酸化鉄層の除去工程で簡単に除去でき、さら
に廃水中の公害源となるクロムを全くあるいは実質的に
含まないので、クロムによる公害発生がなく、廃液処理
作業も著しく容易であるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の背景となる圧縮機用気密端子の一例の
平面図である。 第２図は第１図の■一■線に沿う縦断面図である。 第３図は第１図に示す気密端子の従来の製造方法におけ
る各工稈のリード導体の縦断面図である。 第４図は本発明方法によって製造された圧縮機用気密端
子の一実施例の縦断面図である。 第５図は本発明方法における各工程を示すブロックダイ
ヤグラムである。 第６図は本発明方法における各工程のリード導体の縦断
面図である。 第７図は本発明に用い得るリード導体の他の例の要部拡
大縦断面図である。 ２０・・・・・・金属外環、３０，３００・・・・・・
リード導体、３１，３０１・・・・・・導電体、３２・
・・・・・中央部分の比較的薄いニッケルメッキ層、３
４，３０６・・・・・・両端部分の比較的厚いニッケル
メッキ層、３６・・・・・・酸化クロム層、４０・・・
・・・封着ガラス、３０２・・・・・・銅、３０４・・
・・・・鉄・クロム合金よりなる筒状体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 少なくともその表層部が鉄・クロム合金よりなる導
   電体を用意する工程と、前記導電体の表面に導電体表層
   部と異なる金属層をその中央部分が両端部分より膜薄に
   なるように被覆形成する工程と、前記金属被覆導電体を
   所定雰囲気で加熱してその中央部分の金属層表面にのみ
   酸化クロム層を析出形成する選択酸化処理工程と、この
   ようにして得られたリード導体と酸化膜が形成された金
   属外環と焼結ガラスタブレットとを封着治具を用いて所
   定の関係位置に組み立てる工程と、前記組立体を中性ま
   たは弱還元性雰囲気中で加熱して前記焼結ガラスタブレ
   ットを溶融し、リード導体をガラスを介して金属外環に
   気密的かつ電気絶縁的に封着する工程とを備えてなる気
   密端子の製造方法。 ２ 前記金属層がニッケル層である特許請求の範囲第１
   項記載の気密端子の製造方法。 ３ 前記金属層の中央部分と両端部分との厚さの比が１
   ：２ないし１：３の範囲内である特許請求の範囲第１項
   または第２項記載の気密端子の製造方法。 ４ 前記金属層の膜厚値が、中央部分で３〜８μ、両端
   部分で８〜１５μの範囲内である特許請求の範囲第１項
   ないし第３項のいずれかに記載の気密、端子の製造方法
   。 ５ 前記金属層が電気メッキにより形成される特許請求
   の範囲第１項ないし第４項のいずれかに記載の気密端子
   の製造方法。 ６ 前記選択酸化工程の雰囲気が、水蒸気を含む水素気
   流で、かつその酸素分圧が酸化クロムの平衡酸化分圧以
   上である特許請求の範囲第１項ないし第５項のいずれか
   に記載の気密端子の製造方法。 ７ 前記選択酸化工程は、１０００℃以上の温度で、前
   記導電体の中央部分の比較的薄い金属層の表面にのみ酸
   化クロム層が析出形成されるに十分な時間加熱される特
   許請求の範囲第１項ないし第６項のいずれかに記載の気
   密端子の製造方法。 ８ 前記導電体は全体が鉄を主体とする鉄・クロム合金
   よりなる特許請求の範囲第１項ないし第７項のいずれか
   に記載の気密端子の製造方法。 ９ 前記導電体は中心部が良導電性の金属よりなり、そ
   の周囲が鉄を主体とする鉄・クロム合金で被覆されてい
   る特許請求の範囲第１項ないし第７項のいすれかに記載
   の気密端子の製造方法。 １０前記中心部の良導電性金属が銅である特許請求の範
   囲第９項記載の気密端子の製造方法。