JP2971200B2 - サーミスタ - Google Patents

サーミスタ

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哲正 山田
恭平 林
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、複数のサーミスタ素子
を用い、低い温度から高い温度までの広い温度範囲で使
用できるサーミスタに関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、サーミスタは、温度計や温度
補償回路等の温度検出素子として広く使用されており、
特に近年では、自動車の排ガス浄化用のアフターバー
ナ,触媒コンバータ,サーマルリアクタ等に用いられて
いる。
【0003】この種のサーミスタに使用されるサーミス
タ素子の材料としては、例えば酸素イオン伝導体である
安定化ジルコニアや、電子伝導体であるスピネル型化合
物,ペロブスカイト型化合物が知られており、更にこれ
らの材料に種々の物質を加えることによってサーミスタ
の特性の改善が図られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、前記の酸素
イオン伝導体或は電子伝導体を用いたサーミスタでは、
材料の組成等によって、それぞれB定数(サーミスタ定
数)が異なるので、使用できる温度範囲に限定があると
いう問題があった。
【0005】例えば、自動車の排ガスの浄化装置におい
ては、負の温度係数を有するサーミスタ(NTCサーミ
スタ)が用いられるが、通常この種の浄化装置の使用温
度範囲は、低温から高温に及ぶ非常に広い範囲(例えば
300〜900℃程度)であるので、この様な広い温度
領域では、サーミスタの抵抗値を望ましい値の範囲(例
えば200〜0.1kΩ)で変化させることができなか
った。そのため、好適な抵抗温度特性が得られないの
で、正確な温度測定できないという問題があった。 つ
まり、例えば酸素イオン伝導体の場合には、B定数はT
<T0の低温域では小さく、T>T0の高温域では大きい
ので、図5に示す様に、その抵抗温度特性を示すグラフ
(α)は急峻な傾きとなり、その結果、高温域では良好
な抵抗値が得られるが、低温域では高過ぎる抵抗値とな
るという問題があった。
【0006】一方、電子伝導体の場合には、B定数は全
域でそれほど変化しないので、同図に示す様に、その抵
抗温度特性を示すグラフ(β)は緩やかな傾きとなり、
その結果、低温域では良好な抵抗値が得られるが、高温
域では抵抗値が高過ぎるという問題があった。
【0007】本発明は、前記課題を解決するためになさ
れ、広い温度範囲で好適な抵抗温度特性が得られ、使用
温度範囲の広いサーミスタを提供すること。
【0008】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、請求項1の発明は、リード線に接続されたB定数
の異なる2種以上のサーミスタ素子が、並列に接続され
サーミスタであり、実際の使用温度範囲において、所
定の温度(T 0 )よりも低温域では、温度に対する抵抗
値の変化の傾きが緩く、所定の温度(T 0 )よりも高温
域では、温度に対する抵抗値の変化の傾きが急になるよ
うに、折れ線状に変化する特性を有することを特徴とす
るサーミスタを要旨とする。
【0009】請求項2の発明は、前記B定数の異なる2
種以上のサーミスタ素子と、該サーミスタ素子に接続さ
れたリード線とが、絶縁性を有するセラミックス基板上
に設けられたことを特徴とする請求項1記載のサーミス
タを要旨とする。
【0010】請求項3の発明は、前記セラミックス基板
が、前記リード線が形成された熱伝導率の高い第1セラ
ミックス層と、該第1セラミックス層より熱伝導率の低
い第2セラミックス層とから形成されたことを特徴とす
る請求項2記載のサーミスタを要旨とする。
【0011】ここで、前記B定数の異なるサーミスタ素
子の材料としては、下記表1に記載した〜の成分系
からなるサーミスタ素子を組み合わせて使用することが
できる。
【0012】
【表1】
【0013】本発明のサーミスタの形状としては、例え
ばセラミックス基板表面にリード線を形成し、このリー
ド線にセラミックス素子を並列に接続して配置したもの
が考えられるが、それ以外にも、並列に配置されたペレ
ット状のセラミックス素子をリード線が貫く形状にして
もよい。
【0014】 また、前記リード線としては、白金等の
貴金属線又はその合金線,耐熱金属線,クラッド線等を
使用できる。前記セラミックス基板の材料としては、電
機絶縁性に優れたアルミナ,ムライト,マグネシア
ルミナスピネル等を採用できる。
【0015】 また、セラミックス基板が異なる種類の
層から形成されている場合には、リード線が形成された
第1セラミックス層を、熱伝導率の高いアルミナ,ムラ
イト,マグネシアアルミナスピネル等から形成し、一
方、第1セラミックス層のリード線が形成されていない
側に配置された第2セラミックス層を、それより熱伝導
率の低いジルコニア等で形成してもよい。
【0016】更に、セラミックス基板上に形成されたリ
ード線やセラミックス素子を被うように、他のセラミッ
クス層をセラミックス基板に積層してもよい。
【0017】
【作用】本発明のサーミスタの場合には、B定数の異な
る2種以上のサーミスタ素子が並列に接続されており、
しかも、実際の使用温度範囲において、所定の温度(T
0 )よりも低温域では、温度に対する抵抗値の変化の傾
きが緩く、所定の温度(T 0 )よりも高温域では、温度
に対する抵抗値の変化の傾きが急になるように、折れ線
状に変化する特性を有している。このB定数とは、サー
ミスタ素子の特性を表すもので、下記(1)式の抵抗Rと
温度Tとの関係を示す係数であり、一般に抵抗値が低い
ものほど小さく、高いものほど大きい。
【0018】 R=RXexpB(1/T−1/TX) …(1) (R,RXは各々温度がT,TX[K]の時の抵抗
値)また、異なるB定数を有するサーミスタ素子が、或
る温度領域で、例えば異なる抵抗値Ra,Rbである場合
には、サーミスタの全抵抗Rは、下記(2)式で表され
る。
【0019】 R=(Ra・Rb)/(Ra+Rb) …(2)本発明のサーミスタの場合には 、その抵抗温度特性は、
図1に例示する様に、その途中(T0)で折れ曲がった
グラフ(γ)となるので、実際に使用される広い温度範
囲にて(T1〜T2)にて望ましい抵抗値(例えば0.1
〜200kΩ)が得られる。
【0020】つまり、低温域ではグラフの傾きが緩くな
り、高温域ではグラフの傾きが急になり、結果として、
好ましい抵抗温度特性を備えたサーミスタとなる。尚、
抵抗値が1MΩ以上では、絶縁抵抗との区別が難しくな
るため、上限は200kΩ以下が望ましく、下限は、リ
ード線の抵抗値である10Ω以下のレベルに対して区別
可能とするために、0.1kΩ以上が望ましい。
【0021】ここで、特に、セラミックス基板上にリー
ド線やセラミックス素子を形成したものは、サーミスタ
が破損しにくく、しかも各種の装置に対して取り付けや
適用が容易であるので好ましい。また、セラミックス基
板を、熱伝導率が異なるセラミックス層で形成すること
によって、熱容量や熱の伝わり方を調節できるので好適
である。
【0022】
【実施例】以下に本発明による実施例のサーミスタにつ
いて説明する。図2に示す様に、本発明を例示する第1
施例のサーミスタ1は、B定数の異なる2つのサーミ
スタ素子2,3とそれらに挿入された一対のリード線
4,5とから構成されており、これらの両サーミスタ素
子2,3は並列に接続され、前記図1に例示する様に、
所定の温度(T 0 )よりも低温域では、温度に対する抵
抗値の変化の傾きが緩く、所定の温度(T 0 )よりも高
温域では、温度に対する抵抗値の変化の傾きが急にな
り、折れ線状に変化するという特性を有している。
【0023】これらのサーミスタ素子2,3のうち、先
端側の第1のサーミスタ素子2は、配合比(mol%)7
0:20:10のMnO2とNiOとCuOとからな
り、そのB定数は3700である。一方、根本側の第2
のサーミスタ素子3は、配合比(mol%)92:8のZ
rO2とY23とからなり、そのB定数は12000で
ある。
【0024】次に、本実施例のサーミスタの製造方法に
ついて説明する。 第1のサーミスタ素子2の原料として、純度99重量
%以上の原料であるMnO2とNiOとCuOとを、mol
%で70:20:10の配合比となる様に用い、ボール
ミルで湿式混合する。
【0025】この湿式混合されたスラリーを乾燥し、
その後1400℃で仮焼成し、ポットミルにて粉砕し
て、60メッシュ全通のスラリーとする。 この様にして得られたスラリーを乾燥し、再び150
μm全通に粉砕し、乾燥後成形助剤として、PVB,D
BP,トルエン,MEK,アセトンの混合物を10重量
%混合する。
【0026】一方、第2のサーミスタ素子3の材料と
して、純度99重量%以上の原料であるZrO2とY2
3とを、mol%で92:8の配合比となる様に用い、前記
〜と同様な工程にて、所定の混合物を形成する。 次に、これら2種類の混合物を、各々金型の異なる所
定位置に充填し、0.4mmφの白金線を2本挿通して、
1000kg/cm2の圧力でプレス成形する。
【0027】その後、このプレスした成形品を、14
00〜1500℃にて焼成して、本実施例のサーミスタ
1を完成する。 この様にして製造されたサーミスタ1は、300〜90
0℃の範囲にて、抵抗値が200〜0.1kΩの範囲で
変化する抵抗温度特性を有しており、特に、自動車の浄
化装置等の様な使用する温度範囲が広い装置に好適に適
用することができる。
【0028】次に、第2実施例のサーミスタについて説
明する。図3に示す様に、本実施例のサーミスタ11
は、アルミナ製のセラミックス基板12上に、一対のリ
ード線13,14が設けられ、そのリード線13,14
上に、2つのサーミスタ素子15,16が並列に配置さ
れて接続されている。
【0029】このサーミスタ素子15,16のうち、先
端側の第1のサーミスタ素子15は、配合比(mol%)
90:5:5のMnO2とNiOとCr23とからな
り、そのB定数は4700である。一方、根本側の第2
のサーミスタ素子16は、配合比(mol%)92:8の
ZrO2とY23とからなり、そのB定数は、1200
0である。
【0030】 尚、セラミックス基板には、リード線1
3,14及びサーミスタ素子15,16を覆って、セラ
ミックス層17が形成されている。次に、本実施例のサ
ーミスタの製造方法について説明する。まず、セラミ
ックス基板12となるグリーンシートを製造する。この
グリーンシートは、アルミナ粉末に、SiO2 CaO
−MgO系ガラスを2重量%添加し、これらを公知のP
VBバインダで混練し、ドクターブレード法でシート化
することにより製造する。
【0031】次に、このグリーンシート上に白金ペー
ストを印刷することによって、リード線13,14を形
成する。この白金ペーストとしては、白金粉末にZrO
2−Y23系固体電解質を16重量%含有させ、セルロ
ース系バインダで混練することにより、ペースト化した
ものを使用する。
【0032】そして、印刷されたリード線13,14
の上に、第1のサーミスタ素子15のペーストを印刷し
て、第1のサーミスタ素子15を形成する。この第1の
サーミスタ素子15の原料として、純度99重量%以上
の原料であるMnO2とNiOとCr23とを、mol%で
90:5:5の配合比で用い、セルロース系バインダで
ペースト化して使用する。
【0033】同様に、第2のサーミスタ素子16のペ
ーストを、第1のサーミスタ素子15と並列に印刷し
て、第2のサーミスタ素子16を形成する。この第2の
サーミスタ素子16の原料としては、ZrO2とY23
とを、mol%で92:8の配合比で使用する。
【0034】次に、上記白金のリード線13,14の
端部に、図示しないPR線を接続し、その後、このリー
ド線13,14及び第1,2のサーミスタ素子15,1
6を覆って、上記グリーンシートと同様なセラミックス
層17となるグリーンシートを圧着する。
【0035】その後、樹脂抜きしてから、1520〜
1530℃の雰囲気にて1時間焼成して本実施例のサー
ミスタ11を完成する。この様にして製造されたサーミ
スタ11は、前記第1実施例のサーミスタ1と同様に、
広い温度範囲で良好な抵抗温度特性を有しており、特
に、自動車の浄化装置等に好適に適用することができ
る。
【0036】更に、本実施例のサーミスタ11では、サ
ーミスタ素子15,16がセラミックス基板12とセラ
ミックス層17とに挟まれて密閉されているので、外界
のガスや電気の影響を受け難く、精度が高くしかも耐久
性に富むという利点がある。また、取り付けが容易で破
損しにくという特長がある。
【0037】次に、第3実施例のサーミスタについて説
明する。図4に示す様に、本実施例のサーミスタ21
は、ほぼ前記第2実施例と同様であるが、セラミックス
基板22の構造が異なる。即ち、セラミックス基板22
は、リード線23,24やセラミックス素子25,26
が形成された第1セラミックス層22aと、その裏側に
配置された第2セラミックス層22bとから構成されて
いる。この第1セラミックス層22aは、絶縁性に優れ
しかも熱伝導率が高いアルミナからなる層であり、一
方、第2セラミックス層22bは、熱伝導率が低いジル
コニアからなる層である。
【0038】従って、本発明のサーミスタ21は、上述
した第2実施例と同様な効果を奏するとともに、熱伝導
の状態を調節できるという利点がある。尚、本発明は、
上記実施例に何等限定されることなく、本実施例の容易
を逸脱しない範囲内で各種の態様で実施できることは勿
論である。
【0039】
【発明の効果】以上説明した様に、請求項1の発明によ
れば、B定数の異なるサーミスタ素子が並列に接続さ
れ、しかも、所定の温度(T 0 )よりも低温域では、温
度に対する抵抗値の変化の傾きが緩く、所定の温度(T
0 )よりも高温域では、温度に対する抵抗値の変化の傾
きが急になり、折れ線状に変化するという特性を有して
いる。そのため、サーミスタは良好な抵抗温度特性を備
えており、広い温度範囲にて好適に使用することができ
る。
【0040】特に、セラミックス基板上にリード線やセ
ラミックス素子を形成したものは、サーミスタが破損し
にくく、しかも各種の装置に対して取り付けや適用が容
易であるという利点がある。また、セラミックス基板
を、熱伝導率が異なるセラミックス層で形成する場合に
は、熱容量や熱の伝わり方を調節できるという効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明のサーミスタの抵抗温度特性を示すグ
ラフである。
【図2】 第1実施例のサーミスタを示す斜視図であ
る。
【図3】 第2実施例のサーミスタを一部破断して示す
斜視図である。
【図4】 第3実施例のサーミスタを一部破断して示す
斜視図である。
【図5】 従来のサーミスタの抵抗温度特性を示すグラ
フである。
【符号の説明】
1,11,21…サーミスタ 2,15…第1のサーミスタ素子 3,16…第2のサーミスタ素子 4,5,13,14,23,24…リード線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭58−95602(JP,U) 実開 昭60−93934(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01K 7/22

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 リード線に接続されたB定数の異なる2
    種以上のサーミスタ素子が、並列に接続されたサーミス
    タであり、 実際の使用温度範囲において、所定の温度(T 0 )より
    も低温域では、温度に対する抵抗値の変化の傾きが緩
    く、所定の温度(T 0 )よりも高温域では、温度に対す
    る抵抗値の変化の傾きが急になるように、折れ線状に変
    化する特性を有する ことを特徴とするサーミスタ。
  2. 【請求項2】 前記B定数の異なる2種以上のサーミス
    タ素子と、該サーミスタ素子に接続されたリード線と
    が、絶縁性を有するセラミックス基板上に設けられたこ
    とを特徴とする請求項1記載のサーミスタ。
  3. 【請求項3】 前記セラミックス基板が、前記リード線
    が形成された熱伝導率の高い第1セラミックス層と、該
    第1セラミックス層より熱伝導率の低い第2セラミック
    ス層とから形成されたことを特徴とする請求項2記載の
    サーミスタ。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5600296A (en) * 1993-10-14 1997-02-04 Nippondenso Co., Ltd. Thermistor having temperature detecting sections of substantially the same composition and dimensions for detecting subtantially identical temperature ranges
JPH08292108A (ja) * 1995-02-23 1996-11-05 Nippondenso Co Ltd サーミスタ式温度センサ
US6365880B1 (en) * 2000-12-19 2002-04-02 Delphi Technologies, Inc. Heater patterns for planar gas sensors
JP5267860B2 (ja) * 2008-01-31 2013-08-21 三菱マテリアル株式会社 サーミスタ素子及びその製造方法
JP5595466B2 (ja) 2012-11-08 2014-09-24 本田技研工業株式会社 温度検出回路
JP5657628B2 (ja) 2012-11-12 2015-01-21 本田技研工業株式会社 温度検出回路
KR101580013B1 (ko) * 2013-07-18 2015-12-24 연세대학교 산학협력단 건설재료 열물리량 측정장치를 구성하는 접촉식 측온 센서 및 이를 구비한 열물리량 측정장치

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011033343A (ja) * 2009-07-29 2011-02-17 Ngk Spark Plug Co Ltd 温度センサ

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