JP2665004B2 - 常開形感温スイッチおよびその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は主に、自動車の排気ガスを浄化するための触
媒式の浄化装置に装着し、この浄化装置が異常昇温した
とき可溶金属が溶けて電気導通路を形成する感温スイッ
チに関する。

［従来の技術］ 従来の技術を第７図とともに述べる。感温スイッチＢ
は、後端を密封材800で封止して絶縁粉末810を充填した
耐熱金属管820中に、電極830および可溶金属（図示せ
ず）を配設してなる。感温部位840が所定温度以上に昇
温すると、前記可溶金属が溶けて電気導通路850ができ
る。

［発明が解決しようとする課題］ しかるに、感温スイッチＢは絶縁粉末810の充填密度
が一定であるので、溶けた可溶金属は分散して絶縁粉末
810中を浸透する。このため、電気導通路850は途ぎれが
ちとなり、所定温度に達しても電気導通が得られない場
合が往々にしてある。

本発明の目的は、信頼性に優れた常開形感温スイッチ
の提供、およびその製造方法の提供にある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は上記目的を達成するため、つぎの構成を採用
した。

先端閉塞の耐熱金属管と、該耐熱金属管と電気絶縁を
図って挿入して配される棒状電極と、前記耐熱金属管に
充填される絶縁性セラミック粉末と、前記耐熱金属管の
感温部位内に配されるとともに、所定温度で溶融して前
記慕情電極と耐熱金属管との間に電気導通路を形成する
可溶金属とを備えてなる常開形感温スイッチにおいて、
前記感温部位における前記絶縁性セラミック粉末の充填
度合いを、他の充填部分より粗くしている。

常開形感温スイッチの製造は、電気絶縁性セラミック
の基台を、先端閉塞の耐熱金属管内底に載置し、続い
て、棒状電極および所定温度で溶融する可溶金属を先端
面より露出状態に、貫装および配置した電気絶縁性セラ
ミックの成形柱を遊嵌し、前記耐熱金属管内の各隙間に
セラミック粉末を充填し、前記耐熱金属管に減径絞り加
工を行って前記基台および成形柱を粉砕し、前記耐熱金
属管の開口を電気絶縁性のガラスシール材で塞ぐととも
に、このガラスシール材に前記棒状電極を貫通状態に配
設して行う。

［作用および発明の効果］ 本発明は、つぎの作用、および効果を奏する。

＜請求項１について＞ 感温部位における絶縁性セラミック粉末の充填度合い
を、他の充填部分より粗くしている。ここで、所定温度
となり可溶金属が溶融すると、溶けた可溶金属は充填度
合いの粗い部分を通って耐熱金属管の内壁に達する。つ
まり、電気導通路は感温部位に集中して形成されるの
で、所定温度で確実に接点を閉成でき、常開形感温スイ
ッチの信頼性は極めて高い。

＜請求項２について＞ （作用） 基台を耐熱金属管内底に載置し、成形柱を遊嵌する
と、棒状電極または可溶金属が基台に当接し、基台と成
形柱との間に間隙ができる。

セラミック粉末を成形柱と耐熱金属管との隙間から入
れ、各隙間をセラミック粉末で埋める。

耐熱金属管に減径絞り加工を行い、基台および成形柱
を粉砕させると、粉砕粉の占める部位は充填度合いが密
となる。

ガラスシール材で耐熱金属管の開口を密封し、棒状電
極を耐熱金属管と電気絶縁を図って固定する。

感温部位が所定温度以上となると、可溶金属が溶融
し、この溶けた可溶金属は充填密度が小さい上記セラミ
ック粉末の占める部位を浸透して耐熱金属管内壁に達す
る。つまり、電気導通路は感温部位内のセラミック粉末
内に集中して形成される。

（効果） （ア）耐熱金属管に減径絞り加工を行って基台および成
形柱を粉砕することで感温部位における絶縁性セラミッ
ク粉末の充填度合いを粗くしている。本方法によればこ
のような常開形感温スイッチを容易に製造することがで
きる。

（イ）基台の寸法（軸方向）の長短で感温部位の位置ぎ
めを自由にできる。

［実施例］ 本発明の一実施例を第１図〜第６図に基づき説明す
る。

第１図および第２図に示すごとく、常開形感温スイッ
チＡは、先端を閉塞材11で閉塞した耐熱金属管１を備え
る。この耐熱金属管１には電気絶縁を図って棒状電極２
が挿入して配される。また、耐熱金属管１の感温部位10
内には、所定温度で溶融して棒状電極２と耐熱金属管１
内壁12との間に電気導通路３（第５図参照）を形成する
可溶金属線４が配される。さらに、耐熱金属管１内には
絶縁性セラミック粉末５、６、７が充填され、前記感温
部位10における絶縁性セラミック粉末５の充填度合い
を、他の充填部分より粗くしている。

耐熱金属管１は、耐熱金属、好ましくはSUS304、SUS3
10で形成され、略試験管形状を呈している。なお、閉塞
材11も同じく耐熱金属材質である。この耐熱金属管１の
開口13は、シリカ20％、酸化硼素30％、酸化亜鉛25％を
主成分としたガラス14で密封されている。このガラス14
により前記電極２は固定される。

電極２は、棒状を呈し、ニッケルを主成分とする耐熱
鋼で形成されている。この電極２の先端はＪ字状に曲げ
られ、後端は前記ガラス14を貫通してリード線（図示せ
ず）に接続されている。

可溶金属線４は、略Ｕ字状を呈し、銅−マンガン合金
で形成されている。この可溶金属線４は、前記電極２に
直交して配されている。

絶縁性セラミック粉末５は、酸化マグネシウム粉末で
ある。

絶縁性セラミック粉末６、７は、前記粉末５より緻密
に充填された酸化マグネシウム粉末である。

つぎに、常開形感温スイッチＡの製造方法を第４図と
ともに述べる。

1.開口101を有する金属管100（SUS304）の前記開口101
に閉塞材110（SUS304）を溶接する。

2.素材粒度が250meshパス60％以上の酸化マグネシウム
粉末を成形焼成（1600℃以上）して円柱形状の基台700
を製造し、前記金属管100内底に載置する。なお、基台7
00の直径は金属管100の内径より若干小さく（隙間ｕ≦
0.3mm）されている。

3.先端はＪ字状に曲げた電極線200、およびＵ字状に曲
げた直径0.3mm〜1.5mmの銅−マンガン合金線400（Cu77
％、Mn23％）を用意する。素材粒度が250meshパス60％
以上の酸化マグネシウム粉末を４つ穴付き成形パイプ60
0に成形焼成（1600℃以上）する。対向する１対の上記
穴に、電極線200、合金線400の順に差し込む。電極線20
0と合金線400とは接触し、露出長ｔを1mm〜5mm（好まし
くは1mm〜2mm）の範囲にする。

4.上記成形パイプ600を金属管100内に遊びをもった状態
（隙間ｓ≦0.3mm）に嵌込み、合金線200を基台700に当
接させる。

5.金属管100に振動を加えながら金属管100内の隙間102
に、粒度が48mesh〜250meshが60％以上、200mesh〜300m
eshが残の粗い酸化マグネシウム粉末（絶縁性セラミッ
ク粉末５）を充填する。

ここで、金属管100の減径絞り加工後において、感温
部位10に位置する酸化マグネシウム粉末の充填度合い
が、他の充填部分の酸化マグネシウム粉末の充填度合い
より、やや粗くできれば、各粉末の粒度を上述の値や範
囲値に限定されない。

6.金属管100の開口130に、シリカ20％、酸化硼素30％、
酸化亜鉛25％を主成分とした電気絶縁性のガラスシール
材140を充填し、シール材140をプレスする。なお、シー
ル材140には電極線200が貫通状態に配設される。

7.金属管100に減径絞り加工（15％〜40％径を絞るスエ
ージング加工）を行って前記基台700および成形パイプ6
00を粉砕させる。なお、耐熱金属管１の厚みは0.3mm〜
1.0mm、内径は2.5mm〜6.0mmとなる。

8.絞り加工の際に付着した油を取り除くために、洗浄液
に浸して洗浄（好ましくは超音波洗浄）を行う。

9.熱処理（690℃、30分）を施し、シール材140を溶か
し、耐熱金属管１を密封すると、第１図〜第３図に示す
常開形感温スイッチＡが完成する。

常開形感温スイッチＡの効果を述べる。

（あ）常開形感温スイッチＡは、第６図に示すように、
バッテリー21と警告ランプ22を直列接続した電気回路
に、棒状電極２と耐熱金属管１とを電気接続して使用す
る。ここで、感温部位10が所定温度になると可溶金属線
４が溶ける。この溶けた可溶金属線４は、充填密度が粗
い、感温部位10に位置する絶縁性セラミック粉末５を主
に通って耐熱金属管１内壁12方向に向って浸透する。こ
のため、電気導通路３は確実に形成され（第５図に示
す）、常開形感温スイッチＡの作動の信頼性は極めて高
い。

（い）基台700、成形パイプ600を用い、隙間102に充填
密度が粗い粉末５を充填し、金属管100に15％〜40％の
減径絞り加工を施して常開形感温スイッチＡを製造して
いる。つまり、減径絞り加工で基台700、成形パイプ600
を粉砕することで感温部位10の絶縁性セラミック粉末５
の充填密度を他の部位より粗くしている。このため、上
述のように、作動の信頼性が極めて高い常開形感温スイ
ッチを容易に製造することができる。

本発明は、上記実施例以外につぎの実施態様を含む。

a.ガラスシール材140に代えて、マグネシアを用いても
良い。

b.耐熱金属管１はむくで形成されていても良い。

c.電極線200と合金線400とは平行に成形パイプ600の穴
内に差し込んで製造しても良い。

d.基台700、成形パイプ600、絶縁性セラミック粉末５は
各々異なるセラミック材料であっても良い。

e.合金線400を電極線200の上になるようにクロスさせて
も良い。

f.合金線400はパイプ状、またはコイル状にして電極線
の周り（感温部位10）に装架しても良い。また、合金線
400の形状は、本明細書中で挙げたものに限定されな
い。

g.請求項１に示す、感温部位における絶縁性セラミック
粉末の充填度合いを、他の充填部分より粗くした常開形
感温スイッチを製造する際、請求項２の製造方法以外
に、基台を耐熱金属管内底に載置し、セラミック粉末を
入れ、棒状電極および可溶金属を貫装および配設した電
気絶縁性セラミックの成形柱を嵌め、金属管に減径絞り
加工を行って基台および成形柱を粉砕するという製造方
法を用いても良い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる常開形感温スイッチの一実施例
を示す破断斜視図、第２図はそのスイッチの部分断面
図、第３図はＣ−Ｃ線で切断した部分省略断面図、第４
図はそのスイッチの減径絞り加工を行う前の部分断面
図、第５図はそのスイッチが作動したところを示す部分
断面図、第６図はそのスイッチの電気配線を示す説明図
である。 第７図は従来の常開形感温スイッチが作動したところを
示す部分断面図である。 図中 １…耐熱金属管、２…棒状電極、３…電気導通
路、４…可溶金属線（可溶金属）、５、６、７…絶縁性
セラミック粉末、10…感温部位、12…内壁、13、130…
開口、100…金属管（耐熱金属管）、102…隙間、140…
ガラスシール材、200…電極線（棒状電極）、400…銅−
マンガン合金線（可溶金属）、600…成形パイプ（成形
柱）、700…基台、Ａ…常開形感温スイッチ

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】先端閉塞の耐熱金属管と、 該耐熱金属管と電気絶縁を図って挿入して配される棒状
   電極と、 前記耐熱金属管に充填される絶縁性セラミック粉末と、 前記耐熱金属管の感温部位内に配されるとともに、所定
   温度で溶融して前記棒状電極と耐熱金属管との間に電気
   導通路を形成する可溶金属と を備えてなる常開形感温スイッチにおいて、 前記感温部位における前記絶縁性セラミック粉末の充填
   度合いを、他の充填部分より粗くしたことを特徴とする
   常開形感温スイッチ。
2. 【請求項２】電気絶縁性セラミックの基台を、先端閉塞
   の耐熱金属管内底に載置し、 続いて、棒状電極および所定温度で溶融する可溶金属を
   先端面より露出状態に、貫装および配設した電気絶縁性
   セラミックの成形柱を遊嵌し、 前記耐熱金属管内の各隙間にセラミック粉末を充填し、 前記耐熱金属管に減径絞り加工を行って前記基台および
   成形柱を粉砕し、 前記耐熱金属管の開口を電気絶縁性のガラスシール材で
   塞ぐとともに、このガラスシール材に前記棒状電極を貫
   通状態に配設し てなる常開形感温スイッチの製造方法。