JPH0616836U - サーミスタ温度センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 サーミスタを用いた温度センサに関し、ガラス封止した
素子を有する高精度，高信頼度のサーミスタ温度センサ
を提供することを目的とする。 【構成】サーミスタユニット１０Ｃ，１０Ｄは、両面に
膜状の電極２を有するサーミスタ素子１と、サーミスタ
素子１の両側に設けられそれぞれ電極２と接続された金
属端子２１，２１’と、両金属端子に溶着してサーミス
タ素子１を封止するガラス封止体１１とからなってい
る。このようなサーミスタユニット１０Ｃ，１０Ｄに対
して、ガラス封止体１１の両端に露出した金属端子の外
部電極２２，２２’に絶縁電線３の心線４をそれぞれ接
続するとともに、サーミスタユニットと、外部電極と心
線４との接続部２３と、絶縁電線の先端における被覆部
５の一部とを、被覆部５と同質の絶縁樹脂またはエポキ
シ樹脂によって、溶着被覆することによって構成する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、サーミスタを用いた温度センサに関し、特にガラス封止した素子を 有する高精度，高信頼度のサーミスタ温度センサに関するものである。

【０００２】 サーミスタ温度センサは、サーミスタ抵抗値の負温度係数に基づく抵抗変化を 利用して、環境の温度測定を行なうものであり、電気冷蔵庫，冷房装置等におい て、既に広く用いられている。

【０００３】 このようなサーミスタ温度センサにおいては、機械的に丈夫であって、高信頼 度を有するとともに、高精度なものであることが求められている。

【０００４】

【従来の技術】

従来、温度検知用として用いられる負特性のサーミスタは、家電製品等におい て多量に使用されており、特に、樹脂被覆によって絶縁電線と一体化することに よって、機械的な保護と雰囲気に対する信頼性を高めるようにしたサーミスタ温 度センサも、既にいくつかの構造のものが知られている。

【０００５】 図３は、従来のサーミスタ温度センサの構成例（１）を示したものであって、 円板状のディスク形サーミスタ素子を使用した例を示し、１はサーミスタ素子、 ２はサーミスタ素子１の両面に設けられた銀または銀−パラジウム合金厚膜から なる電極、３は絶縁電線、４は絶縁電線３の心線、５は絶縁電線３の被覆部、６ は絶縁樹脂、７は電極２と心線４の接続部である。

【０００６】 図３に示されたサーミスタ温度センサにおいては、円板状のディスク形サーミ スタ素子１の両面に設けられた電極２に対して、絶縁電線３の一対の心線４が、 それぞれハンダ付けによる接続部７によって接続されている。さらに、サーミス タ素子１と絶縁電線３の被覆部５の一部とは、絶縁樹脂６によって被覆されてい る。

【０００７】 図４は、従来のサーミスタ温度センサの構成例（２）を示したものであって、 ラジアルタイプのガラス封止サーミスタユニットを使用した例を示し、（ａ）は 全体構成図、（ｂ）はサーミスタユニットである。図中、図３におけると同じも のを同じ番号で示し、１０Ａはサーミスタユニットである。また１１はガラス封 止体、１２はサーミスタユニット１０Ａのリード線、１３は電極２とリード線１ ２の接続部、１４はリード線１２と心線４の接続部である。

【０００８】 サーミスタユニット１０Ａは、チップ状のサーミスタ素子１の両面に設けられ た電極２に対して、一対のリード線１２の一端を接続部１３でそれぞれ接続した のち、リード線１２の一部を除いて全体をガラス封止体１１で溶封して一体化す ることによって、予め製作されている。

【０００９】 サーミスタ温度センサを組み立てる際には、このようなサーミスタユニット１ ０Ａの、ガラス封止体１１から引き出されているリード線１２を、絶縁電線３の 一対の心線４に対して、それぞれハンダ付け等からなる接続部１４で接続する。 この際、サーミスタユニット１０Ａは極めて小型であって、一対のリード線間の 間隔が狭いため、図示のようにリード線の間隔を広げるように予め成形すること が必要である。その後、サーミスタユニット１０Ａを、リード線の接続部１４と 絶縁電線の被覆部５の一部とを含めて、絶縁樹脂６で被覆することによって、サ ーミスタ温度センサを構成する。

【００１０】 図５は、従来のサーミスタ温度センサの構成例（３）を示したものであって、 アキシアルタイプのガラス封止サーミスタユニットを使用した例を示し、（ａ） は全体構成図、（ｂ）はサーミスタユニットである。図中、図４におけると同じ ものを同じ番号で示し、１０Ｂはサーミスタユニットである。また１５はスラグ リード、１６はスラグリード１５のリード部、１７はリード線１６と心線４の接 続部である。

【００１１】 サーミスタユニット１０Ｂは、チップ状のサーミスタ素子１の両面に設けられ た電極２に対して、一対のスラグリード１５のスラグ状の部分をそれぞれ接続し たのち、リード部１６を除いて全体をガラス封止体１１で溶封して、円柱状に一 体化することによって、予め製作されている。スラグリードのリード部１６は、 この状態では通常、直線状に形成されている。

【００１２】 サーミスタ温度センサを組み立てる際には、このようなサーミスタユニット１ ０Ｂの、一方のスラグリードのリード部を、図示のように他方のリード部と同一 方向になるようにフォーミングしたのち、絶縁電線３の一対の心線４に対して、 それぞれハンダ付け等からなる接続部１７で接続する。さらに、サーミスタユニ ット１０Ｂを、リード線の接続部１７と絶縁電線の被覆部５の一部とを含めて、 絶縁樹脂６で被覆することによって、サーミスタ温度センサを構成する。

【００１３】

【考案が解決しようとする課題】

電子機器の高度な発達に伴って、その温度制御等に用いられる温度センサも、 高精度、高信頼性を有するものが要求されるようになった。さらに、家電製品等 においては多量に使用されるため、量産性のある廉価なものが要求されている。

【００１４】 図３に示された従来のサーミスタ温度センサは、使用するサーミスタ素子の構 造が簡単であって製造が容易であり、従って安価に大量生産できる。また温度セ ンサとして組み立てる際に、絶縁電線の２本の平行な心線の間に、ディスク形の サーミスタ素子を機械的に挿入できるので、製造ラインの自動化が可能である。

【００１５】 しかしながら、この場合は、サーミスタ素子の電極部にリード線を、直接、ハ ンダ付けして接続する構造になっているので、電極中の銀等が溶融ハンダに吸収 されて、電極の状態が変化するため、サーミスタ抵抗が変化し、安定性に欠ける という問題がある。

【００１６】 また絶縁樹脂が、サーミスタ素子に直接被覆される構造になっているため、温 度変化に伴って、熱膨張係数の相違に基づいてサーミスタ素子と電極との接触状 態が悪くなって、経時的特性変化を生じるという問題がある。

【００１７】 図４に示された従来のサーミスタ温度センサは、サーミスタ素子が、サーミス タユニットの内部にガラス封止されているので、雰囲気、特に湿気の影響を受け にくく、電気的特性が安定している。

【００１８】 しかしながら、サーミスタユニットのリード線が、ガラス封止体から引き出さ れる部分の間隔は、サーミスタ素子の厚さによって定まり、一般に絶縁電線の心 線の間隔より狭いため、心線との接続に先立って、外側へ広げて間隔を合わせる が、この際ガラス封止体を破損する恐れがあるため、組み立て時の作業性に難点 がある。

【００１９】 またサーミスタユニットのリード線と絶縁電線の心線との接続は、機械による ハンダ付けの自動化が困難なため、手作業に頼らざるを得ず、量産性に欠けると いう問題がある。

【００２０】 図５に示された従来のサーミスタ温度センサは、サーミスタ素子が、サーミス タユニットの内部にガラス封止されているので、図４に示されたものと同様に、 雰囲気の影響を受けにくく、安定した電気的特性を得ることができる。

【００２１】 しかしながら、サーミスタユニットのリード線をフォーミングして、絶縁電線 の心線とハンダ付けによって接続するため、組み立て時の作業性が悪い。さらに 、この部分の接続を機械を用いて自動化することも困難なため、量産性に欠ける という問題がある。

【００２２】 本考案は、このような従来技術の課題を解決しようとするものであって、電気 的特性が安定であって信頼性が高いとともに、製造の自動化が可能であって量産 性に優れ、かつ安価なサーミスタ温度センサを提供することを目的としている。

【００２３】

【課題を解決するための手段】

本考案のサーミスタ温度センサは、両面に膜状の電極２を有するサーミスタ素 子１と、サーミスタ素子１の両側に設けられそれぞれ電極２と接続された金属端 子２１，２１’と、両金属端子に溶着してサーミスタ素子１を封止するガラス封 止体１１とからなるサーミスタユニット１０Ｃ，１０Ｄに対して、ガラス封止体 １１の両端に露出した金属端子の外部電極２２，２２’に絶縁電線３の心線４を それぞれ接続するとともに、サーミスタユニット１０Ｃ，１０Ｄと、外部電極と 心線４との接続部２３と、絶縁電線の先端における被覆部５の一部とを、被覆部 ５と同質の絶縁樹脂またはエポキシ樹脂によって、溶着被覆して形成したもので ある。

【００２４】

【作用】

サーミスタユニット１０Ｃ，１０Ｄは、サーミスタ素子１の両面に設けられた 膜状の電極２に対して、それぞれ金属端子２１，２１’を接続し、ガラス封止体 １１を両金属端子に溶着して、サーミスタ素子１を封止したものである。

【００２５】 このようなサーミスタユニット１０Ｃ，１０Ｄに対して、ガラス封止体１１の 両端に露出した金属端子の外部電極２２，２２’に、絶縁電線３の心線４をそれ ぞれ接続する。

【００２６】 そして、サーミスタユニット１０Ｃ，１０Ｄと、外部電極と心線４との接続部 ２３と、絶縁電線の先端における被覆部５の一部とを、被覆部５と同質の絶縁樹 脂、またはエポキシ樹脂によって溶着被覆して、サーミスタ温度センサを形成す る。

【００２７】 本考案のサーミスタ温度センサでは、サーミスタ素子をガラス封止して、サー ミスタユニット１０Ｃ，１０Ｄを形成して、これに絶縁電線の心線を、直接、接 続するようにしたので、絶縁電線の接続時に、サーミスタ素子の特性変化を生じ ることがないとともに、サーミスタ温度センサとしての組み立て作業が簡単にな る。

【００２８】 また本考案のサーミスタ温度センサでは、サーミスタユニット１０Ｃ，１０Ｄ と、外部電極と心線４との接続部２３と、絶縁電線の先端における被覆部５の一 部とを、被覆部５と同質の絶縁樹脂、またはエポキシ樹脂によって溶着被覆して 、一体化するすることによって、サーミスタ温度センサを形成する。

【００２９】 従って、本考案のサーミスタ温度センサでは、機械的に強固であるとともに、 防湿，防水性を向上し、特性を安定化させることができる。

【００３０】

【実施例】

図１は、本考案のサーミスタ温度センサの一実施例を示す部分断面図であって 、（ａ）は全体構成図、（ｂ）はサーミスタユニットである。図中、図５におけ ると同じものを同じ番号で示し、１０Ｃはサーミスタユニットである。また２１ は平リベット状に形成された一対の金属端子、２２は金属端子２１の外部電極、 ２３は外部電極２２とリード線４の接続部である。

【００３１】 サーミスタ素子１は、予め所定の大きさに焼成した板状のサーミスタを、チッ プ状に小さく切断加工して形成される。電極２は、サーミスタ素子１の両面に、 銀または銀−パラジウム合金等を含む材料を塗布，焼き付けして形成した厚膜か らなっている。金属端子２１は、例えば、鉄−ニッケル合金線の表面に、銅メッ キを施したジュメット線を用い、ヘッダ加工によって平リベット状に成形したも のである。

【００３２】 サーミスタユニット１０Ｃを組み立てる際には、ガラス封止体１１となるガラ ス円筒の内部に、チップ状のサーミスタ素子１を挿入したのち、両端の開口部に それぞれ金属端子２１を、外部電極２２を外側にして挿入する。そして、サーミ スタ素子１の両面の電極２に、金属端子２１を圧着した状態で、ガラス円筒と外 部電極２２を除く金属端子２１とを溶着してガラス封止体１１を形成し、円柱状 に一体化することによってサーミスタユニット１０Ｃを構成する。なおこの際、 電極２と金属端子２１との接合部に、予め銀等を含む導電性塗料を塗布しておき 、ガラス円筒の溶着時、同時に焼き付け接着を行なって、電極２と金属端子２１ とを接続するようにしてもよい。

【００３３】 絶縁電線３は、単線または撚線からなる心線４に対して、塩化ビニル，ポリエ チレン，ふっ素樹脂系等の可撓性絶縁体からなる被覆部５を設けたものであり、 図示のように２本の絶縁電線を用いてもよく、または２本の絶縁電線を一体化し た平行導線等を用いてもよい。

【００３４】 サーミスタ温度センサを組み立てる際には、このような絶縁電線の平行な一対 の心線４の間に、サーミスタユニット１０Ｃを機械的に挿入し、ハンダまたは銀 ロー等を用いて、心線４と金属端子の外部電極２２とを自動的に接続して、接続 部２３を形成する。さらに、サーミスタユニット１０Ｃを、心線４と接続部２３ および絶縁電線３の一部とを含めて絶縁樹脂６で被覆する。

【００３５】 絶縁樹脂６は、絶縁電線の被覆部５と同質材料の樹脂またはエポキシ樹脂を用 い、このような樹脂からなるチューブを被せて加熱成形するか、または溶融状態 の樹脂をディップして成形するディップ加工等によって、加熱溶融状態で、被覆 部５と一体化することによって、サーミスタユニットおよび心線との接続部分を 保護し、防湿，防水を完全にする。

【００３６】 絶縁樹脂６は、使用温度が低温領域の場合は、塩化ビニル，ポリエチレン等の 、被覆部５と同質材料の樹脂を用いるか、または適当なエポキシ樹脂を用いる。 また使用温度が１００°Ｃ以上の高温領域の場合は、絶縁電線の被覆部５にふっ 素樹脂が用いられるので、絶縁樹脂６にも、同質材料であるふっ素樹脂を使用す る。

【００３７】 図２は、本考案のサーミスタ温度センサの他の実施例を示す部分断面図であっ て、（ａ）は全体構成図、（ｂ）はサーミスタユニットである。図中、図１にお けると同じものを同じ番号で示し、１０Ｄはサーミスタユニットである。また２ １’は円板状に形成された一対の金属端子、２２’は金属端子２１’の外部電極 である。この場合における絶縁電線３は、図示のような平行導線の場合に限らず 、図１の実施例と同様に、２本の絶縁電線を用いてもよい。

【００３８】 サーミスタ素子１および電極２は、図１の実施例に示されたものと同様である 。金属端子２１’は、図１の場合と同様なジュメット線を、ヘッダ加工によって 、ガラス封止体１１となるガラス円筒の内径と同じ大きさの円板状に成形したも のである。

【００３９】 サーミスタユニット１０Ｄを組み立てる際には、ガラス封止体１１となるガラ ス円筒の内部に、チップ状のサーミスタ素子１を挿入したのち、両端の開口部に それぞれ金属端子２１’を挿入する。そして、サーミスタ素子１の両面の電極２ に、金属端子２１’を接続した状態で、ガラス円筒と外部電極２２’の面を除く 金属端子２１’とを溶着してガラス封止体１１を形成し、円柱状に一体化するこ とによってサーミスタユニット１０Ｄを構成する。電極２と金属端子２１’との 接続方法は、図１に示された実施例の場合と同様にして行なうことができる。

【００４０】 サーミスタ温度センサの組み立ては、図１に示された実施例の場合と同様にし て行なうことができる。使用する絶縁樹脂およびその被覆方法も図１の実施例の 場合と異ならない。

【００４１】 図２に示されたサーミスタ温度センサは、サーミスタユニットの金属端子２１ ’の構造が簡単なので、サーミスタ素子１の大きさに合わせて、金属端子２１’ の寸法を自由に設定でき、より小型化が可能である。

【００４２】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案のサーミスタ温度センサは、サーミスタ素子がガ ラス封止されているので、高精度で安定した電気的特性を得ることができ、機械 的強度においても優れている。またサーミスタユニットと絶縁電線との接続は、 ガラス封止体の両端に露出した金属端子の外部電極に心線を接続することによっ て行なわれるので、接続時にサーミスタ素子に特性変化を生じる恐れがなく、し かも小型することが可能である。

【００４３】 また本考案のサーミスタ温度センサでは、サーミスタユニットの外部電極に、 直接、絶縁電線の心線を接続するので、従来のようなリード線の処理が不要とな り、工程数を減少させることができるとともに、接続作業を自動化することが可 能となる。

【００４４】 さらに本考案のサーミスタ温度センサでは、サーミスタユニットおよび絶縁電 線との接続部分を被覆する絶縁樹脂は、絶縁電線と同質材料からなるものまたは エポキシ樹脂を使用し、加熱溶着して絶縁電線と一体化するので、機械的に強固 にできるとともに、防湿，防水性を向上し特性を安定化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案のサーミスタ温度センサの一実施例を示
す部分断面図である。

【図２】本考案のサーミスタ温度センサの他の実施例を
示す部分断面図である。

【図３】従来のサーミスタ温度センサの構成例（１）を
示す図である。

【図４】従来のサーミスタ温度センサの構成例（２）を
示す図である。

【図５】従来のサーミスタ温度センサの構成例（３）を
示す図である。

【符号の説明】

１ サーミスタ素子 ２ 電極 ３ 絶縁電線 ４ 心線 ５ 被覆部 １０Ｃ サーミスタユニット １０Ｄ サーミスタユニット １１ ガラス封止体 ２２ 外部電極 ２２’外部電極 ２３ 接続部

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 両面に膜状の電極（２）を有するサーミ
   スタ素子（１）と、該サーミスタ素子（１）の両側に設
   けられそれぞれ前記電極（２）と接続された金属端子
   （２１，２１’）と、該両金属端子に溶着して前記サー
   ミスタ素子（１）を封止するガラス封止体（１１）とか
   らなるサーミスタユニット（１０Ｃ，１０Ｄ）に対し
   て、 前記ガラス封止体（１１）の両端に露出した前記金属端
   子の外部電極（２２，２２’）に絶縁電線（３）の心線
   （４）をそれぞれ接続するとともに、 前記サーミスタユニット（１０Ｃ，１０Ｄ）と、前記外
   部電極と心線（４）との接続部（２３）と、前記絶縁電
   線の先端における被覆部（５）の一部とを、該被覆部
   （５）と同質の絶縁樹脂またはエポキシ樹脂によって、
   溶着被覆してなることを特徴とするサーミスタ温度セン
   サ。