JPH0349364Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、高温度雰囲気で小さい熱時定数で動
作することができるサーミスタに関する。

（従来の技術） サーミスタは近時益々過酷な条件（例えば極め
て高い温度雰囲気）で使用されるようになつてき
た。

比較的高い温度雰囲気内で使用されるサーミス
タとして、チツプ状のサーミスタを用いガラス被
覆したものが知られている。

これ等の最大使用温度は通常300℃程度で、か
なり高い温度雰囲気内での使用が可能である。

しかしながら、ガスの燃焼制御等の温度検知部
として使用する場合には熱時定数が問題になる。

従来のチツプ状のサーミスタをガラス被覆した
サーミスタについてこの問題を検討する。

第４図は、通称DHD（Double Heatsink
Diode）形と呼ばれているサーミスタを一部破断
して示した図である。

このサーミスタは両面に電極層２を有するサー
ミスタチツプ１の両端面にスラツグリード線５，
５の端面と熱圧着した状態で、ガラス管６で封着
して構成されている。

このようにDHD形のサーミスタは一般的にい
つて、本来熱放散を良好にし、ダイオードの発熱
を抑える構造であるから、熱時定数が大きくなる
ことは否定できない。熱時定数はスラツグリード
線の形状や材質により変わる。

第５図に示すように、スラツグリード線はスタ
ツト部５Ａとリード部５Ｂから構成されている。

スラツグリード線５のスタツト部５Ａは、一般
に鉄・ニツケル合金を芯部とし、外側に銅層を設
け、最外層は亜酸化銅層となつている。リード部
５Ｂは銅被覆鉄線であり、前記スタツト部５Ａと
熔接されている。

前記材料および形状で各部の寸法を、ｆ＝0.8
mm（直径）、ｇ＝1.8mm、ｅ＝0.5ミリ（直径）、ｈ
＝28mmにしたときの熱時定数τは静止空気中で10
〜25秒となる。

なお、ガラス管６の直径は1.8mm、長さは3.8mm
程度である。

サーミスタの抵抗値が周囲温度に対し、略真値
に達するまでには5τ程度の時間を要すると考えな
ければならないから、真値に達するには50〜125
秒かかることになる。

したがつて、このようなサーミスタは、燃焼制
御等に用いる温度センサとしては不適当である。

しかしながら、このDHD形サーミスタの製造
設備と製造方法は半導体ダイオードのガラス被覆
形のものとほとんど同じであるから、その設備等
を流用することができ、量産性は高く、安価に提
供できるという利点がある。

第６図は従来のガラス被覆形のサーミスタのさ
らに他の例を示す断面図である。

この形式のサーミスタおよびその製造方法は、
特公昭52−7535、発明の名称測定用サーミスタお
よびその製造法、に詳しく説明されている。

このサーミスタは両面に電極層２を有するサー
ミスタチツプ１とリード線８を、前記電極層２と
同様な耐熱導電性塗料７で接続し、前記サーミス
タチツプ１と電極部２，７およびリード線８の基
部をガラス９で被覆したものである。

この形式のサーミスタは前述したDHD形サー
ミスタに比較して一般的に熱時定数が小さい。

この形式のサーミスタで、チツプ１を0.5×0.5
mm²、リード線８の直径を0.2mmとしたものの熱時
定数は静止空気中で５〜10秒であり、前述した
DHD形サーミスタの約1/2程度になつている。

しかしながら、この構造のサーミスタはリード
線８が極めて細いこと、およびこの細いリード線
８を小さいチツプ１に導電性塗料７で接合する困
難な工程を必要とするために、量産が困難でコス
ト高になるという問題がある。

特に、温度変化の激しい燃焼の制御などで熱時
定数をさらに短くしたいという強い要請がある。
一方、熱風にさらされる等、劣悪な環境下におか
れるため、ある程度の機械的な強度も要求されて
いる。

（考案が解決しようとする問題点） 本考案の目的は、量産性に優れ、かつ熱時定数
が小さく、構造的にも安定であるサーミスタを提
供することにある。

（問題点を解決するための手段） 前記目的を達するために、本考案によるサーミ
スタは、略正方形に切断され両面に耐熱導電性塗
料により電極層が形成されているサーミスタチツ
プと、 前記サーミスタチツプの対角長と略等しい直径
で、前記直径に比較して幅の狭いフランジ部にリ
ード部が一体に形成され表面全体に亜酸化銅被膜
が形成された一対のヘツデイングリード線と、 前記サーミスタチツプと前記ヘツデイングリー
ド線のフランジ部端面を熱圧着接続状態で前記サ
ーミスタチツプと前記一対のヘツデイングリード
線のフランジ部を不活性ガス中で球状に被覆した
ガラス被覆部から構成されている。

前記サーミスタは、前記サーミスタチツプとヘ
ツデイングリード線を治具により押圧加圧下で円
筒状のガラス管を溶融して封着したものとするこ
とができる。

（実施例） 以下、図面等を参照して本考案をさらに詳しく
説明する。

第１図は、本考案によるサーミスタの実施例を
示す図であつて内部構造の理解を容易にするため
に、ガラス被覆部４を一部破断して示してある。

第２図は第１図のＡ−Ａ断面図である。

第３図はヘツデイングリード線を取り出して示
した図である。

サーミスタチツプ１はマンガン・ニツケル等の
酸化物をウエハ状に加圧成形し、1200℃程度で焼
結後、ウエハの両面に銀・パラジウムペーストを
塗布し、約700℃で焼き付けたものを、0.5×0.5
mm²に切断して得られたものである。

このサーミスタチツプ１の両面には電極層２，
２が形成されている。

ヘツデイングリード線３は、銅被覆鉄線を釘の
頭状に鍛造後加熱により表面に亜酸化銅被膜を形
成しジユメツト化したものである。ヘツデイング
リード線３はサーミスタチツプ１の対角長と略等
しい直径ｂをもち、前記直径に比較して幅（ｃ＜
ｂ）の狭いフランジ部３Ａに細いリード部３Ｂが
一体に形成されている。

第３図に示す各部の寸法の例を示す。

ａ＝0.2mm、ｂ＝0.5〜0.6mm ｃ＝0.2mm、ｄ＝28mm ヘツデイングリード線３を鍛造で成形する際、
ヘツデイングリード線３のフランジ部３Ａとリー
ド線３Ｂの境界に鍛造によるキズが入り、銅被覆
が破れる場合がある。

このヘツデイングリード線３とガラス被覆部４
の接合部は亜酸化銅の被膜が形成されていること
が肝要であり、鉄が露出していることは好ましく
ないので、鍛造中に、銅被覆の破れが生じた場合
は、銅被覆により修復する。

ガラス被覆部４の素材として外径1.46mm、内径
0.86mm、長さ1.46mmの管状のガラス管を用意す
る。

サーミスタチツプ１、ヘツデイングリード線
３，３を一直線状に治具により整列し、軸方向に
加圧加熱下に前記管状のガラス管をかぶせて、ガ
ラス封着装置を用いてリード線の熱圧着と、ガラ
ス封着を同時に行つた。ここで言うガラス封着装
置とは、DHD形サーミスタのガラス封着に使用
される装置と同様なものであり、不活性ガス中で
ガラス封着される。

したがつて、本考案のサーミスタ素子はヘツデ
イングリード線のフランジ部とサーミスタチツプ
は同形でないのでそれらの間隙にガラスのない空
間が部分的に残つている。

前記工程で得られたサーミスタのガラス被覆部
４の直径は最大1.5mm程度である。

製品を破壊してみたところ、ガラスはサーミス
タチツプ１の側面に十分回り込んでいた。

前記実施例で示されたサーミスタの熱時定数
は、静止空気中で４〜７秒であり、従来比較的熱
時定数の小さいと言われている第６図に示す構造
のものよりもさらに短くなつている。

なお、前記実施例ではサーミスタチツプへのリ
ード線３の接続と、ガラス封着を同時に行つた
が、別々に実施することも勿論可能である。

（考案の効果） 以上説明したように、本考案によるサーミスタ
は、サーミスタチツプの対角長と略等しい直径で
前記直径に比較して幅の狭いフランジ部にリード
部が一体に形成されている一対のヘツデイングリ
ード線のフランジ部端面を熱圧着接続し、サーミ
スタチツプと前記一対のヘツデイングリード線の
フランジ部を球状に被覆して構成してある。

したがつて前述したDHD形のサーミスタより
も小形となり、第６図に示したサーミスタよりも
構造的に強固である。

第６図に示したサーミスタのリード線は細いの
で、ガラスからの延出部が外力により折れたりす
るおそれがあつた。

また第６図に示したサーミスタは、構造上端子
間の漏洩抵抗が発生する可能性があり、製造工程
でガラス内部に乖離層（例えば第６図Ｓ）ができ
ると、その部分のイオンの移動により端子間抵抗
が低下する恐れがあつたが、本考案によるサーミ
スタではそのような問題は発生しない。

また、前述したように、製造工程に特に熟練を
要する工程はなく、従来のDHD形サーミスタと
同様な装置を用いて製造することができ、量産性
に優れた構造であるということができる。

本考案によるサーミスタは熱時定数が短いので
燃焼制御のセンサ等に広く利用することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案によるサーミスタの実施例を
一部破断して示した図である。第２図は、第１図
のＡ−Ａ断面図である。第３図は、第１図に３で
示したヘツデイングリード線の詳細図である。第
４図は、従来のDHD形サーミスタを一部破断し
て示した図である。第５図は、第４図で示したス
ラツグリード線５の詳細図である。第６図は、従
来、比較的熱時定数が小さいとされているサーミ
スタの断面図である。 １……サーミスタチツプ、２……サーミスタ表
面に設けられた電極層、３……ヘツデイングリー
ド線、３Ａ……ヘツデイングリード線のフランジ
部、３Ｂ……ヘツデイングリード線のリード部、
４……ガラス被覆部、５……スラツグリード線、
５Ａ……スラツグリード線の頭部、５Ｂ……スラ
ツグリード線のリード部、６……ガラス管、７…
…耐熱導電塗料、８……リード線、９……ガラ
ス。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 略正方形に切断され両面に耐熱導電性塗料に
   より電極層が形成されているサーミスタチツプ
   と、 前記サーミスタチツプの対角長と略等しい直
   径で、前記直径に比較して幅の狭いフランジ部
   にリード部が一体に形成され表面全体に亜酸化
   銅被膜が形成された一対のヘツデイングリード
   線と、 前記サーミスタチツプと前記ヘツデイングリ
   ード線のフランジ部端面を熱圧着接続状態で前
   記サーミスタチツプと前記一対のヘツデイング
   リード線のフランジ部を不活性ガス中で球状に
   被覆したガラス被覆部から構成したサーミス
   タ。 (2) 前記サーミスタは、前記サーミスタチツプと
   ヘツデイングリード線を治具により押圧加圧下
   で円筒状のガラス管を溶融して封着したもので
   ある実用新案登録請求の範囲第１項記載のサー
   ミスタ。