(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱によりガラス素材を溶解して金属製リード線と前記ガラス素材を接合する製造方法であって、
前記金属製リード線に中空円筒形状のガラスビーズを貫通させて前記金属製リード線を事前に決めた位置にセットした後、前記金属製リード線を中空円筒形のガラス管の内側の規定の場所に設置するとともに、ガスバーナにより、金属製リード線にセットされた中空円筒形状のガラスビーズと前記ガラス管を加熱して溶融させ、前記金属製リード線と接合して気密封止用のガラス製土台を製造することを特徴とするガラスビーズによる金属線酸化防止製造方法。  
【請求項２】
請求項１に記載のガラスビーズによる金属線酸化防止製造方法において、
中空円筒形のガラス管の熱容量は、金属製リード線にセットされた中空円筒形状のガラスビーズの熱容量より大きいことを
特徴とするガラスビーズによる金属線酸化防止製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載のガラスビーズによる金属線酸化防止製造方法において、
中空円筒形のガラス管と金属製リード線にセットされた中空円筒形状のガラスビーズの両方、ないし一方の表面の温度を計測する温度センサと、
前記温度センサからの信号により前記ガスバーナの火炎の強さを制御する制御装置を備えることを特徴とするガラスビーズによる金属線酸化防止製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載のガラスビーズによる金属線酸化防止製造方法において、
中空円筒形のガラス管と金属製リード線にセットされた中空円筒形状のガラスビーズがガスバーナにより加熱される温度は、中空円筒形のガラス管と金属製リード線にセットされた中空円筒形状のガラスビーズの溶解温度より高温かつ、前記金属製リード線の溶解温度より低温となる特定の温度であることを特徴とするガラスビーズによる金属線酸化防止製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内部にセンサを保持する気密封止構造の電子機器の製造工程に関係するものであり、前記センサへ電気信号を伝達する、あるいは前記センサから電気信号を出力するのに使用する金属素子を、前記気密封止用部材に貫通させ、かつ前記気密封止用部材に固定する製造工程において、前記金属素子の表面に酸化膜が生成しないことで前記電子機器の気密封止性能低下を防止する製造技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
前記気密封止部材はガラスであって、電気信号を伝達する前記金属素材はコバール線を備えた気密封止構造の前記電子機器として、金属板をセンサとした火炎検出に使用するＵＶセンサがある。前記ＵＶセンサは、火炎に含まれる紫外線を受けて放電を生起する一対の放電電極を前記ＵＶセンサ内に封止し、上記一対の放電電極（金属板）それぞれのリード線を前記ガラスチューブの一端部から出している。前記ＵＶセンサはボイラ内の燃焼状態をモニタする火炎センサとして使われる。
【０００３】
前記ＵＶセンサの構成要素である前記ガラスチューブの製造において、ガラス素材を、ガスバーナの加熱により溶解しコバール線を固定する製造工程は従来から知られている。図４は前記ＵＶセンサの全体構成を説明する断面図である。前記図４において、１０はＵＶセンサを、１１はガラス製チューブのキャップ部、１５、１６は電気信号伝達用の金属製リード線（実際はコバール線）、１２は、前記コバール線１５、１６と接合したガラス製土台を、そして１３、１４は形状が円盤ないし四角形の金属製の電極（金属板）である。
【０００４】
前記１５、１６の電気信号伝達用のコバール線に交流ないし直流の電圧を印加する。
前記図４には、電圧印加装置は記述していない。前記ＵＶセンサ１０の内部は、空気を排出しているとともに、封止ガスでもある放電ガスを充填している。前記１１のキャップ部から透過した紫外線が前記電極１４に衝突したとき放電現象が生じ、前記１５，１６のコバール線間に電流が流れる。前記電流が流れたことを検出する検出器（図示せず）は、紫外線を検知したことを外部に出力する。
【０００５】
図５は前記ＵＶセンサ１０の展開図であって、前記ＵＶセンサ１０の構成要素を説明する。図６は、前記リード線１５，１６と前記ガラス製土台１２の構成を説明する図である。図６（a）は、前記コバール線１５，１６が、前記ガラス製土台１２を貫通するとともに、前記前記ガラス製土台１２に固定されていることを示す。図６（b）は、前記コバール線１５，１６を前記ガラス製土台１２に固定する前の状態を示している。
【０００６】
図６（a）の状態に加工する製造工程として、従来は、ガスバーナなどにより、前記コバール線１５，１６と前記ガラス製土台１２を加熱して、前記ガラス製土台１２を溶解した状態で、前記コバール線１５，１６を、前記ガラス製土台１２の規定した位置に接触させた後、冷却して固定する製造工程が用いられる。
【０００７】
前記コバール線１５，１６と前記ガラス製土台１２を接合する加工製造工程において、前記コバール線１５，１６は前記ガスバーナにより加熱されることから、前記コバール線１５，１６の表面は酸化され酸化膜が形成される。前記酸化膜はポーラス状となる場合が多い。
【０００８】
前記酸化膜がポーラス性である場合、前記ＵＶセンサ１０の内部に密閉した放電ガスは前記酸化膜を通過して外部にリークしてしまい、結果的に気密性が保てなくなる恐れがある。すなわち酸化膜が存在すると当該箇所がリークの原因になる可能性がある。
【０００９】
気密封止に用いるガラス素材にリード線を貫通し固定する加工製造工程における酸化膜防止技術として、特開平05-258909号では、ガラス封入形サーミスタのリード線に貴金属をメッキする技術が、また特開平08-078208号では、ガラス封止型サーミスタ素子およびその製造方法において非酸化雰囲気ないし不活性雰囲気中でリード線の表面を酸化を防止する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平05-258909号公報
【特許文献２】特開平08-078208号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
金属線の酸化防止対策として、めっき処理を行う場合は、白金などの貴金属が必要となり非常にコストがかかる。また非酸化雰囲気を用いる加工において密閉空間の為の容器が別途必要となことから加工装置が大型になり作業性等も低下する。前記めっき処理や、密閉空間用の大型容器を必要としない金属線酸化防止製造方法が求められている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
金属製リード線は、中空ガラスビーズを備えるとともに、中空円筒形のガラス管の内側の規定の場所に、前記金属製リード線を設置した後、ガスバーナで加熱して、前記ガラスビーズを溶融して前記金属製リード線の金属表面を保護する。さらに前記ガスバーナを加熱することにより、前記ガラス管を溶融させ、溶融状態の前記ガラスビーズと前記ガラス管を接合する。その後、プレス等により前記ガラスチ菅を所望の形状に成形しガラス製土台を加工するガラスビーズによる金属線酸化防止製造方法。
【発明の効果】
【００１３】
金属製リード線の表面を保護して酸化膜の発生の可能性を低下するとともに前記リード線の表面めっきや、不活性雰囲気中での前記リード線の加工が不要となり、コスト・加工時間の面で大きなメリットが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】金属線酸化防止製造の開始状態
【図２】ガラスビーズ溶解中の製造過程
【図３】ガラスビーズとガラス素材の結合中の製造過程
【図４】ＵＶセンサの断面図
【図５】ＵＶセンサの展開図
【図６】コバール線とガラス土台の構成の説明図
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の実施の形態１を図１から図３と図６を参照しながら詳細に説明する。
実施の形態１．
火炎センサとして使われるＵＶセンサ１０の気密封止素材は、前記図４で示しているようにガラス製チューブのキャップ部１１と、コバール線１５，１６が貫通したガラス製土台１２から構成するガラス素材である。              
本発明は、ガスバーナの加熱によりガラス素材を溶融して前記ガラス製土台１２と前記コバール線１５，１６を接合する製造工程において各前記コバール線に一個ないし複数の円筒形のガラスビーズを用いることを特徴とする。
【００１６】
図１は、金属線酸化防止製造の開始状態を説明する図である。前記コバール線１５、１６に中空円筒形状のガラスビーズ１７−０、１８−０を貫通するとともに、前記ガラスビーズを前記コバール線の事前に決めた位置にセットする。尚、前記ガラスビーズを前記コバール線をセットする製造装置は図１に記載していない。前記ガラスビーズは、一個でも複数でも構わない。１２−０は中空円筒形状のガラス管であり、加工後は前記ガラス製土台１２になるものである。前記中空円筒形状のガラスビーズ１７−０、１８−０を備えた前記コバール線１５、１６は、中空円筒形のガラス管１２−０の内側の規定の場所に設置する。１９はガスバーナでありガラス管の方向に前後に移動する機構（図示せず）に載せている。２０は前記ガスバーナ１９のガスバーナ火炎である。前記ガスバーナ火炎２０を前記中空円筒形状のガラス管１２−０に向けることで、前記ガラスビーズ１７−０、１８−０と、前記ガラス管１２−０を加熱する。本発明に関わる製造装置として前記中空円筒形状のガラスビーズ１７−０、１８−０と前記ガラス管１２−０の両方、または前記ガラス管１２−０の温度を計測する温度センサ（図示せず）、例えば放射温度計があり、前記温度センサの測定値により、前記ガスバーナ１９の火力を調整する制御装置（図示せず）がある。他に前記ガスバーナ１９に供給する空気と燃料系統を備えるが図には記述していない。
【００１７】
図２、はガラスビーズ溶解中の製造過程を説明する図である。ガラスビーズ１７−１と１８−１は、前記ガスバーナ火炎２０の加熱により、溶解して、前記コバール線１５，１６の表面に張り付いていることを表す。ガラス素材の容積に関係するが中空円筒形状のガラス管１２−１の熱容量は、ガラスビーズ１７−１と１８−１の熱容量より小さな値にしている。そのため前記ガスバーナ火炎２０により同じ高温で加熱される状態では、熱容量の小さい前記ガラスビーズ１７−１と１８−１は、前記中空円筒形状のガラス管１２−１より時間的に先に溶け出す。
【００１８】
金属コバール線の溶解温度は１４５０℃、そしてガラス融点温度は７０５℃であることから前記ガスバーナ火炎２０がガラスを加熱する温度は、前記金属コバール線の溶解温度の１４５０℃より低くするとともに、前記ガラス融点温度の７０５℃より高温の、例えば８００℃となるよう制御装置（図示せず）により制御する。この温度条件を採用したことで、前記コバール線１５，１６の表面が酸化されポーラス状の酸化膜が形成する前に、前記ガラスビーズ１７−１と１８−１が溶解して前記コバール線１５，１６の表面に張り付く。この様にして溶解した前記ガラスビーズ１７−１と１８−１は前記コバール線１５，１６のそれぞれの表面に酸化膜の生成を防止することから前記ガラスビーズ１７−１と１８−１と前記コバール線１５，１６の接合界面はリーク原因とはならない。
【００１９】
図３は、溶解したガラスビーズとコバール線を接合させた後、継続してガスバーナ火炎を当て続けて、前記中空円筒形状のガラス管を溶解させて前記ガラスビーズと前記ガラス管とを結合させる製造過程を示す図である。１２−２は、溶解した状態の前記中空円筒形状のガラス管である。
【００２０】
前記ガラスビーズ１７−１、１８−１と前記ガラス管１２−２が前記図３の様に融合した後、前記ガスバーナ１９に供給する空気と燃料を絞り、前記ガスバーナ炎２０を弱めるとともに、前記移動機構により前記ガスバーナ１９を前記ガラス管１２−２から後退させる。
【００２１】
その後、高温状態の前記ガラス管１２−２に向かってプレス機（図示せず）を動かし、前記ガラス管１２−２を規定の形状に、具体的には前記ＵＶセンサ１０の前記ガラス製土台１２に加工する。
【００２２】
再び前記ガスバーナ１９への空気と燃料を増加させて前記ガスバーナ炎２０を強めガラス素材が急冷しないよう徐々に前記ガラス製土台１２を冷却する。
【００２３】
本発明のガラスビーズによる金属線酸化防止製造方法を採用することで、金属製リード線の表面の加熱と酸素の接触による酸化膜の生成を妨げる。また前記リード線の酸化防止に用いるリード線表面のめっき処理の様に、白金などの高価な貴金属は不要になるのでコストの削減が図れる。
【００２４】
密閉された空間を非酸化雰囲気で満たし、酸化膜を発生しないでリード線を加工する製造工程では、加工装置が高価で大型になり作業性等は低下する。しかし本発明はこのような高価な装置を採用する必要がないので作業性低下の恐れは少なく安価に製造ができる。
【００２５】
ガラスビーズを溶解してコバール線と接合する製造工程その１と、前記中空円筒形状のガラス管を加熱して溶解して前記ガラスビーズと接合する製造工程その２は、連続して行う様に記述したが、前記製造工程その１とその２は時間的に、あるいは空間的に別の工程で実施しても構わない。
【００２６】
本発明の金属線酸化防止製造方法により製造された前記ガラス製土台１２の前記コバール線１５，１６それぞれに前記電極１３、１４を溶接した後、前記ガラス製土台１２および前記ガラス製のチューブキャップ部１１をガスバーナで加熱し溶解させ、さらに密着融合させて気密封止構造体を形成する。その後、放電ガス（封止ガス）を内部に充満させることで前記ＵＶセンサ１０が完成する。尚、前記ガラス製のチューブキャップ部１１ないし前記ガラス製土台１２の一部に空隙を設け、前記ＵＶセンサ１０の外部から当該空隙を通して前記放電ガスを充填させ、その後前記空隙を塞ぐ製造工程は従来技術で実現できる。
【符号の説明】
【００２７】
１０                ＵＶセンサ 
１１                ガラス製チューブのキャップ部
１２                ガラス製土台
１２−０，１２−１  ガラス管
１２−２            溶解状態のガラス管
１３                アノード電極
１４                カソード電極
１５、１６          コバール線（リード線）
１７−０、１７−１  ガラスビーズ
１８−０、１８−１  ガラスビーズ
１９                ガスバーナ
２０                ガスバーナ火炎
【図１】
0006628568.tif 000002
【図２】
0006628568.tif 000003
【図３】
0006628568.tif 000004
【図４】
0006628568.tif 000005
【図５】
0006628568.tif 000006
【図６】
0006628568.tif 000007