JPH0326927A - センサ構造およびセンサの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、管状の金属容器内にセンサ素子が充填材を介
して配され、振動等に対する強度を向上するために、金
属容器の径を減少するための絞り加工が施され、またセ
ンサ素子を容器内に密封するためのシール材によって金
属容器の開口が封鎖されるセンサと、その製造方法に関
する。

［従来の技術］ 金属容器内にセンサ素子が封入されたセンサとして、例
えば、第３図に示すように、所定温度以上の高温を検知
するための温度センサ２０では、感熱溶断線２１は２つ
の貫通孔を有するセラミックス管体２２を貫通する２本
のリード線２３、２４と接続されていて、これらが図示
しないガラス系の接着剤で一体化されてセンサ感知部を
形成している。

このセンサ感知部は、金属容器２５内に耐熱性の粉末に
よる充填材２６を介して配されており、センサ感知部を
金属容器２５内に密封するために、シール材としてのガ
ラス２７　（ＬＳ−５００＞が金属容器２５の開口部に
充填されている。

ここで、ガラス２７は、センサ感知部が充填材２６を介
して配された後に粉末状のものが充填、プレス（加圧）
され、金属容器２５とセンサ感知部との間の充填材２６
の密度を高めるために、金属容器２５の径を小さくする
絞り加工（スエージング）が行われてから、熱処理が施
されてガラス２７が溶融して金属容器２５の開口部を密
封し、センサ感知部を金属容器２５内に封入する．この
場合、粉末状のガラス２７は熱処理が施されるどきに、
発泡して金属容器２５から外へ吹き出しやすいため、発
泡および吹き出しを防止するために、ガラス２７の粉末
を充填、プレスした後に、さらにシリコンとマグネシア
との混合物２８を金属容器２５内に充填、プレスしてい
る。

また、絞り加工（スエージング〉は、ガラス２７を溶融
させるための熱処理の前に行われるため、絞り加工時に
シリコンとマグネシアとの混合物２８が金属容器２５か
ら飛散しないようにするとともに、絞り加工時に用いら
れる加工用油の浸入を防ぐために、金属容器２５の開口
部にはシリコン製のゴム栓２９が取り付けられ、開口部
が封鎖された状態で絞り加二［が行われる。

さらに、絞り加工で使用された加工用油で金属容器２５
の表面が汚れるため、絞り加［と熱処理との間には、金
属容器２５の表面を洗浄する洗浄工程があり、また、洗
浄工程の後にはゴム栓２９を取り外さなければならない
。

［発明が解決しようとするａ題コ このように、従来では、センサ素子を密封するために、
熱処理時に発泡しやすいガラスが用いられていることか
ら、密封性が安定しに＜＜、歩留りが低い。また、ガラ
ス粉末を允填、プレスした後にシリコンとマグネシアと
の混合物をさらに充填、プレスしなければならないため
、各粉末の充填と、プレス機によるプレス処理とをそれ
ぞれ２度行う必要があるとともに、センサ素子には２本
のリード線が接続されている。リード線は通常その直径
が０．５ｍ＋程度であり、曲り、反り等が生じ易く、取
扱いが困難である．そのため、リード線を整線後、各プ
レス時に、２木のリード線をプレス機に設けられた穴へ
整合、挿入させてからプレスする必要がある。このため
、リード線の処理のためには手作業の必要があり、自動
化を図りにくいという問題がある。

一方、絞り加工時にシリコンとマグネシアとの混合物が
飛散しないようにするために、ゴム栓を用いているため
、開栓時にはプレス時と同様にリード線をゴム栓の穴へ
整合、挿入させなければならないため、手作業の必要が
あり、自動化を図りにくい。

また、ゴム栓の穴はリード線との気密を｛装っため、リ
ード線の径よりやや細くしてあり、リード線をゴム栓の
穴に貫通させることは１個ずつ手｛ヤ業で行っている。

また、ゴム栓では金属容器に対する気密性が得られ難い
。このため、洗浄工程ではセンサ全体を洗浄液に漫し゛
ζ洗浄することができず、洗浄液がゴム栓の穴から金属
容器内へ浸入しないようにセンサを１個ずつ注意して洗
浄する必要があり、また、洗浄後にはゴム栓を１閣ずつ
取り外さなければならないため、機械化等の自動化を図
りにくいという問題がある。

本発明は、金属容器内にセンサ素子を配するセンサにお
いて、センサの密封性が向上し、歩留りが向上するとと
もに、製造工程の工数を減少し、自動化を図りゃすいセ
ンサ構造を提供することを第１の目的とし、また、自動
化を図りやすい製造方法を提供することを第２の目的と
する。

［課題を解決するための手段コ 本発明の第１発明は、一方の端部が閉鎖された管状の金
属容器と、該金属容器内に充填材を介して配されたセン
サ素子と、該センサ素子に接続されたリード線と、前記
センサ素子および前記充填材を前記金属容器内に密封す
るとともに前記リード線を前記＆属容器外へ露出させる
ための密封材とからなり、該密封材の表面を封鎖部材に
より１．１鎖して前記＆属容器の径を小さくする絞り処
理が行われるとともに、該絞り処理後に加熱して前記セ
ンサ素子および前記充填材が前記密封材により密エイさ
れるセンサ構造において、前記密封材としてガラスとマ
グネシアとの混合粉末を用いたことを技術的手段とする
． 本発明の第２発明は、一方が閉鎖された管状の金属容器
内に、リード線が接続されたセンサ素子を充填材を介し
て配し、前記リード線を露出させて前記金属容器の開口
に粉状密封材を充填、加圧するとともに、前記粉状密封
材の表面を封鎖材により封鎖し、前記金属容器の径を小
さくする絞り処理を行い、その後、前糺粉状密封材を加
熱して前記センサ素子および前記充填材を前記金属容器
内に密封するセンサの製造方法において、前記封蛸材と
して接着剤を用いたことを技術的手段とする。

［作用］ 第１発明のセンサ横遣では、センサ素子および充填材を
密封するために、密封材としてガラスとマグネシアとの
混合粉末を用いている。

このため、加熱されたとき、マグネシアがガラスの骨材
として作用するため、ガラスの発泡が少なくなる． 第２発明のセンサの製遣方法では、封鎖材として接着剤
を用いているため、粉状密封材の表面の封鎖処理が簡単
になるとともに、封鎖能力が向上する。

［発明の効果］ 第１発明では、ガラスの発泡が少なくなるため、ガラス
の発泡（吹き出し）を防止するために、従来のように、
ガラス層に加えてさらに発泡防止層を設ける必要がない
． ＆ｔって、密封材としてのガラスとマグネシアとの混合
粉末を一度充填、プレスするだけでよいため、製造工程
の工数が減少し、処理が面倒なリード線の処理回数が減
少するため、プレス後の自動１ヒを図りやすい． 第２発明では、粉状密封材の表面の封鎖処理が接着剤に
よって行われるため、封錯の際に、面倒なリード線の処
理を行う必要がなくなり、また、封鎖能力が向上するた
め、絞り処理の際に表面に付着した油を洗浄する洗浄工
程において、センサ全体を洗浄液に浸すことができるた
め、自動化を図りやすい。

さらに、接着剤には、高温で熟分解させるものを用いる
ことによって、従来のように、ゴム栓の収り付け収り外
しの必要がなくなるため、さらに製造工程の自動化を図
りやすくなる。

［実施ＰＡ］ 次に本発明を実施例に基づい゛Ｃ説明する。

第１図は、製造過程にある温度センサ１を示す．温度セ
ンサ１は、金属管の一端に閉鎖部材を溶接した管状の金
属容器２、所定温度になると溶断するＵ字形のヒューズ
線３、２つの員通孔を看するセラミックス製の管体４，
耐熱性を有するマグネシア粉末からなる充填材５、密封
材としてのシール用粉末６、ヒューズ線３の両端に抵抗
溶接された耐熱合金製のリード線７、８からなり、９は
、図中の製造過程においてのみ用いられる接着剤である
． 以上の構成を有する温度センサ１は、第２図に示すとお
り、以下に説明する工程によって製造される． （１）センサ部配置二［程 両端にリード線７、８が抵抗溶接されたＵ字型のヒュー
ズ線３の各リード線７、８を、管体４の貫通孔に貫通さ
せてガラス系の接着剤であらかじめ固定したセンサ部を
、底部に充填材を１〜３０一入れた金属容器２内の所定
の位置に各リード線７、８が金属容器から露出するよう
に配置し、その後、センサ部の管体４と金属容器２との
隙間に充填材５を振動充填によって充填する。

〈２）シール用粉末充填：［程 硼酸亜鉛ガラス粉末（シリカ２０％、酸化硼素３０％、
酸化亜鉛２５％、酸化バリウム９％、その他）に骨材と
してのマグネシア粉末（粒度：１００メッシュ）を、ガ
ラス：マグネシア＝１＝２（重量比）で混合したシール
用粉末６を、金属容器２内のセンサ部および充填材５を
封鎖するように充填した後に、プレス機の各リード線７
、８を貫通させる開口に手作業によって各リード線７、
８を挿入して、プレス機によってシール用粉末６をプレ
スする。

シール用粉末６の粒径は、３００μ一以下が好ましい。

（３）封鎖工程 各リード線７、８が露出した状態でシール用粉末６が充
填された金属容器２の開口に接着剤９を注入して、開口
を封鎖する。

接着剤９としては、乾燥、硬化後に、後述する絞り加工
における外力によって、裂けたり、クラックが生じない
弾性を有するとともに、金属容器２内の防水性が確保で
きるもの、例えば、市販のシアノボンド系瞬間接着剤を
用いる． この場合、注入された接着剤９を乾燥、硬化させ−るた
めに特に乾燥時間を設ける必要はなく、製造ラインの移
動時間で十分である． （４）絞り加工工程 開口が封鎖された金属容器２を、スエージング機にまり
減径処理を行って絞り加工する。

（５）洗浄工程 温度センサ１全体を洗浄液に浸して、超音波洗浄を行い
、絞り加工時に表面に付着した油汚れを取り除く。

（６〉接着剤除去工程 洗浄後の温度センサ１を約４００℃の乾燥室中で１時間
乾燥させて、接着剤９を熟分解して取り除く。

（７〉密封工程 温度センサ１をさらに７００℃の中で３０分間加熱して
、シール用粉末６のガラスおよびマグネシアを溶融させ
て金属容器２の開口を密封ずる。

以上の工程からなる製造方法によって製造される本実施
例の温度センサ１では、密封材としてガラスに骨材とし
てのマグネシアを混合したシール用粉末を用いているた
め、加熱時に発泡することが少なくなり、シール性が安
定する． 従って、歩留りが向上する． また、密封材とは別に発泡防止用の粉末を充填、グレス
する必要がないとともに、密封材を封鎖する到鎖材とし
て接着剤を用いていて、従来のようにゴム栓を使用しな
いため、封鎖工程が簡単になるとともに、接着剤による
封鎖によって絞り工程の後のシール性が向上し、温度セ
ンサ全体を洗浄液に浸すことができるため、洗浄二［程
が容易になる。

このため、リード線の処理ニ［数が減少し、シール用粉
末充填工程において手作業によりリード線を処理して一
旦プレスを行った後は、手作業の必要がないため、この
間が自動化できる．従って、自動化による量産が可能に
なり、生産コストを低くすることが可能になった．

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかるセンサ横造およびセンサの製造
方法の実施例を説明するための製造過程におけるセンサ
を示す断面図、第２図は本実施例のセンサの製造方法を
示す流れ図、第３図は従来例のセンサの横遣および製造
方法を示す製造過程におけるセンサの断面図である。 図中、２・・・金属容器、３・・・ヒューズ線（センサ
素子）、５・・・充填材、６・・・シール用粉末（密封
材〉、７、８・・・リード線、９・・・接着剤（封鎖材
）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）一方の端部が閉鎖された管状の金属容器と、該金属
   容器内に充填材を介して配されたセンサ素子と、該セン
   サ素子に接続されたリード線と、前記センサ素子および
   前記充填材を前記金属容器内に密封するとともに前記リ
   ード線を前記金属容器外へ露出させるための密封材とか
   らなり、該密封材の表面を封鎖部材により封鎖して前記
   金属容器の径を小さくする絞り処理が行われるとともに
   、該絞り処理後に加熱して前記センサ素子および前記充
   填材が前記密封材により密封されるセンサ構造において
   、 前記密封材としてガラスとマグネシアとの混合粉末を用
   いたことを特徴とするセンサ構造。 ２）一方が閉鎖された管状の金属容器内に、リード線が
   接続されたセンサ素子を充填材を介して配し、前記リー
   ド線を露出させて前記金属容器の開口に粉状密封材を充
   填、加圧するとともに、前記粉状密封材の表面を封鎖材
   により封鎖し、前記金属容器の径を小さくする絞り処理
   を行い、その後、前記粉状密封材を加熱して前記センサ
   素子および前記充填材を前記金属容器内に密封するセン
   サの製造方法において、 前記封鎖材として接着剤を用いたことを特徴とするセン
   サの製造方法。