JP2592253B2 - Manufacturing method of glass-coated thermistor - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はガラスコートサーミスタの製造方法に関す
る。The present invention relates to a method for manufacturing a glass-coated thermistor.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

サーミスタは金属酸化物粉末を出発原料とし、これら
を混合、成形後、焼結させたもので、ビード形やディス
ク形等、種々の形状のものが用いられている。これらの
うち、1mm程度ないしはそれ以下の非常に小形の素子の
外装にガラスが使用されたサーミスタは安定度、耐熱
性、応答性及び信頼性等の点で樹脂被覆のものよりも優
れているため、近年水分や蒸気の多い環境、耐熱性を必
要とする計測や、給湯器、電子レンジ、冷蔵庫或いはエ
アコン等の機器の温度制御用センサーとして多用されて
いる。The thermistor is made of a metal oxide powder as a starting material, which is mixed, molded, and then sintered, and has various shapes such as a bead shape and a disk shape. Of these, thermistors in which glass is used for the exterior of very small elements of about 1 mm or less are superior to resin-coated ones in terms of stability, heat resistance, responsiveness and reliability. In recent years, it has been widely used as a sensor for measurement in an environment with a lot of moisture or steam, heat resistance, and temperature control of equipment such as a water heater, a microwave oven, a refrigerator or an air conditioner.

従来ガラスコートサーミスタの製法は種々知られてい
るが、その内の代表的な例を以下に説明する。Conventionally, various methods for producing a glass-coated thermistor are known, and a typical example thereof will be described below.

第１の例は第３図（ａ）に見られるように、平行に張
られた白金線2,2′上に金属酸化物微粉末とバインダ及
び溶剤からなるペースト状混合物を付着させて球状素子
１とし、これを乾燥した後1,300℃前後の温度で焼結す
ると、白金線2,2′を電極とした素子１が出来上がる。
この白金線2,2′に目的に応じて、ジュメット線又はニ
ッケル線からなるリード線3,3′が熔接され、素子１は
ガラス５にて被覆される。In the first example, as shown in FIG. 3 (a), a paste-like mixture consisting of a metal oxide fine powder, a binder and a solvent is adhered onto platinum wires 2, 2 'stretched in parallel to form a spherical element. After drying and sintering at a temperature of about 1,300 ° C., an element 1 having platinum wires 2, 2 ′ as electrodes is completed.
Depending on the purpose, lead wires 3, 3 'made of dumet wire or nickel wire are welded to the platinum wires 2, 2' according to the purpose, and the element 1 is covered with glass 5.

第２の方法としては第３図（ｂ）に見られるように、
金型に２本の白金線2,2′を平行に張設し、該金型に同
上ペーストを圧入し、これによって白金線2,2′に１体
形成された素子１を乾燥した後、1,000〜1,300℃の温度
で焼結する。この白金線2,2′にジュメット線等のリー
ド線3,3′を熔接し、ガラス５により素子１が被覆され
る（特開昭54−12443号）。As a second method, as shown in FIG. 3 (b),
Two platinum wires 2,2 'are stretched in parallel in a mold, and the paste is pressed into the mold to dry the element 1 formed on the platinum wires 2,2'. Sinter at a temperature of 1,000-1,300 ° C. A lead wire 3, 3 'such as a dumet wire is welded to the platinum wire 2, 2', and the element 1 is covered with a glass 5 (Japanese Patent Laid-Open No. 54-12443).

第３の方法としては第３図（ｃ）に見られるように電
極4,4′が設けられたサーミスタ素子１の一辺の寸法に
合せて平板状に成形したリード線3,3′をその一端をサ
ーミスタ素子１の電極面にスポット熔接し、それにガラ
スコート５を施す（実願昭58−76966号）例がある。As a third method, as shown in FIG. 3 (c), one end of a lead wire 3, 3 'formed into a plate shape according to the size of one side of the thermistor element 1 provided with the electrodes 4, 4' is provided. Is spot-welded to the electrode surface of the thermistor element 1 and a glass coat 5 is applied thereto (Japanese Utility Model Application No. 58-76966).

このようなガラスコートサーミスタのガラス被覆に
は、第４図（ａ）に示すように内径がビード素子１の寸
法よりもやや大きく、適当な寸法に裁断されたガラス管
5aを素子１上に通し、これを加熱炉で加熱熔融させて第
４図（ｂ）のように封入するのが一般的な方法であっ
た。As shown in FIG. 4 (a), the glass coating of such a glass-coated thermistor has a slightly larger inner diameter than that of the bead element 1 and is cut into an appropriate size.
It was a general method that 5a was passed over the element 1, which was heated and melted in a heating furnace and sealed as shown in FIG. 4 (b).

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

ところで、上記方法によるときには作業性等の点から
ガラス管に或る程度の肉厚を必要とし、通常は肉厚は0.
3〜0.5mmのものが用いられるが、この肉厚では素子１や
白金線2,2′と、ガラス５との間に気泡が含まれ易く、
特に素子１の辺部付近に気泡を含みやすく、熱時定数が
比較的大きいという欠点を有すると共に、作業性におい
て、ガラス管の位置決めが面倒であり、振動やショック
によって位置がずれた状態で封入されることがある。ま
たガラス熔融温度が高温になるとガラスが変形して外観
不良となり、逆に余り熔融温度が低いと、気密性に欠け
るため、僅かな条件の変動で歩留りが悪くなるという欠
点を有している。By the way, when using the above method, a certain thickness is required for the glass tube from the viewpoint of workability and the like, and the thickness is usually 0.
With a thickness of 3 to 0.5 mm, bubbles are easily contained between the element 1 or the platinum wires 2, 2 'and the glass 5 with this thickness.
In particular, it has the drawbacks that air bubbles are likely to be contained near the sides of the element 1 and the thermal time constant is relatively large. In addition, in terms of workability, the positioning of the glass tube is troublesome, and the position is misaligned due to vibration or shock. May be done. In addition, when the glass melting temperature is high, the glass is deformed and the appearance becomes poor. On the contrary, when the melting temperature is too low, airtightness is lacking, so that there is a disadvantage that the yield is deteriorated due to a slight change in conditions.

その他の例としては、第５図のように粉末ガラスにバ
インダーと溶剤を混合してガラスペーストを造り、これ
を素子１とリード線3,3′の基部とを覆うように塗布
し、乾燥後、加熱炉で熔融してガラス５内に封入する方
法がある。この方法はガラス被覆法としては簡便な方法
で、素子１の形状や大きさには関係なく、素子の形状な
りに被覆でき、ガラス膜の厚さもガラスペーストの粘度
を調整することによって或る程度は自由度を有するとい
う利点を持っている。As another example, as shown in FIG. 5, a glass paste is prepared by mixing a binder and a solvent with powdered glass, and the glass paste is applied so as to cover the element 1 and the bases of the lead wires 3, 3 '. Then, there is a method of melting in a heating furnace and enclosing in the glass 5. This method is a simple method as a glass coating method, and can be coated in the shape of the element irrespective of the shape and size of the element 1, and the thickness of the glass film is adjusted to some extent by adjusting the viscosity of the glass paste. Has the advantage of having a degree of freedom.

然し乍ら、この方法によってもガラス封入されたビー
ド形サーミスタは、被覆されたガラスに微細な気泡を多
数含むと共に、被覆ガラスの厚みが不均一となり易いた
めに、熱時定数がバラツキ、外観が悪くなる。更に気泡
を除くには再度気泡が抜ける程度の粘度にガラスを軟化
させその温度で30分程度アニールする方法もあるが、工
数がかかるという欠点を有している。However, the bead-type thermistor encapsulated in the glass by this method also contains a large number of fine air bubbles in the coated glass and the thickness of the coated glass tends to be non-uniform, so that the thermal time constant varies and the appearance deteriorates. . Further, there is a method of removing the air bubbles by softening the glass to such a degree that the air bubbles can be removed again and annealing the glass at that temperature for about 30 minutes.

本発明の目的は上記ガラスコートサーミスタの欠点を
解消したビード形サーミスタの製造方法を提供すること
にある。An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a bead-type thermistor that eliminates the above-mentioned disadvantages of the glass-coated thermistor.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

本発明は素体と、ガラスに封着可能な金属リード線か
らなる本体を、熔融ガラス中に浸漬して該本体にガラス
を被覆することを特徴とするガラスコートサーミスタの
製造方法である。The present invention is a method for producing a glass-coated thermistor, which comprises immersing a main body composed of a base body and a metal lead wire sealable with glass in molten glass to coat the main body with glass.

〔実施例〕〔Example〕

以下に本発明の実施例を図によって説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

第１図は本発明実施の一具体例を示した装置の断面図
である。10は第３図（ａ）と同様に平行に張られた２本
の白金線2,2′に金属酸化物微粉末とバインダ及び溶剤
からなるペースト状混合物を付着させて球状素子１を形
成したサーミスタ、11は磁器製坩堝である。その外周に
は加熱ヒータ12が設けられ、その上部には予熱用ヒータ
13が施されている。更にその外周は放熱を防ぐために、
ガラスウールや石綿等による防熱体14で十分に囲われ
る。FIG. 1 is a sectional view of an apparatus showing one embodiment of the present invention. Reference numeral 10 shows a spherical element 1 formed by adhering a paste mixture of a metal oxide fine powder, a binder and a solvent to two platinum wires 2, 2 'stretched in parallel in the same manner as in FIG. 3 (a). The thermistor 11 is a porcelain crucible. A heater 12 is provided on the outer periphery, and a heater for preheating is provided above the heater 12.
13 are given. In order to prevent heat radiation,
It is sufficiently surrounded by a heat insulator 14 made of glass wool or asbestos.

この坩堝11中に破砕されたガラス、又は粉末ガラスを
入れ、加熱ヒータ12を加熱してガラスを溶かし、熔融ガ
ラス15を造る。Crushed glass or powdered glass is put into the crucible 11, and the heater 12 is heated to melt the glass, thereby producing a molten glass 15.

実施例において、坩堝11中にサーミスタ10を降下さ
せ、先ず予熱用ヒータ13の正面位置で５〜７秒間保持し
てサーミスタ10を予熱する。これはサーミスタ10中に含
まれた空気を放出すると共に、熱衝撃による微細亀裂な
どの欠陥の発生を防止するために行うもので、予熱温度
は熔融ガラス温度よりも200℃以上低いと効果は薄れ
る。In the embodiment, the thermistor 10 is lowered into the crucible 11, and is first held at the front position of the preheating heater 13 for 5 to 7 seconds to preheat the thermistor 10. This is to release the air contained in the thermistor 10 and to prevent the occurrence of defects such as fine cracks due to thermal shock.The effect is weakened if the preheating temperature is 200 ° C or more lower than the molten glass temperature .

次に予熱されたサーミスタ10を降下させて、熔融ガラ
ス15中に所望被覆寸法の深さまで浸漬した後、除々にサ
ーミスタ10を引き上げ、更に予熱ヒータ13の位置で引き
上げ速度を落して通過させる。Next, the preheated thermistor 10 is lowered and immersed in the molten glass 15 to a depth of a desired coating size. Then, the thermistor 10 is gradually raised, and further passed through the position of the preheater 13 at a reduced lifting speed.

このようにしてガラス被覆された第２図に示すガラス
コートサーミスタ10は、サーミスタ10の周辺に均一に、
且つ薄くガラス５が被覆されると共に、ガラス中には気
泡が含まれず、もし気泡が含まれた場合でも極く微細な
気泡がせいぜい２〜３個発生する程度で、その性状に影
響するほどのものではない。第１図中16は熱電対、17は
温度計を示している。The glass-coated thermistor 10 shown in FIG. 2 coated with glass in this manner is uniformly formed around the thermistor 10.
In addition, the glass 5 is coated thinly and contains no bubbles in the glass. Even if bubbles are contained, only a few fine bubbles are generated at most, and the properties of the glass are affected. Not something. In FIG. 1, reference numeral 16 denotes a thermocouple, and 17 denotes a thermometer.

この熔融ガラス15は勿論、サーミスタの熱膨張係数に
マッチした材質を用いることが必要であり、熔融ガラス
の温度は、ガラスの融点温度よりも100〜150℃高いこと
が好ましい。As a matter of course, it is necessary to use a material that matches the coefficient of thermal expansion of the thermistor, and the temperature of the molten glass is preferably 100 to 150 ° C. higher than the melting point of the glass.

ここでガラス温度が余り低いと、サーミスタ10の先端
のガラスの切れが悪く涙滴の形状を呈し、余りガラス温
度が高いと熔融ガラスが風化状態となり、被覆されたガ
ラスが失透してしまう。Here, if the glass temperature is too low, the glass at the tip of the thermistor 10 is poorly cut and exhibits a teardrop shape. If the glass temperature is too high, the molten glass is in a weathered state, and the coated glass is devitrified.

本発明による製造方法でガラス被覆されたガラスコー
トサーミスタと、従来製法でガラス被覆されたガラスコ
ートサーミスタをそれぞれ200個製作して比較してみる
と、表１に示されるように本発明法によるものは明らか
に熱時定数が小さく、気泡もなく、且つ外観形状歩留り
も従来品に比べて優れたものであるといえる。尚、ガラ
ス厚みは表値以下にすることも容易であるが、絶縁性や
機械的強度からこの程度の寸法が望ましい。The glass-coated thermistor coated with glass by the manufacturing method of the present invention and the glass-coated thermistor coated with glass by the conventional manufacturing method were each manufactured 200 and compared. Can clearly be said to have a smaller thermal time constant, no bubbles, and a better appearance shape yield than conventional products. In addition, it is easy to make the glass thickness equal to or less than the table value, but such a size is desirable from the viewpoint of insulation and mechanical strength.

実施例では非常に簡単な装置で以て製造を行ったが、
サーミスタの自動送りとし、更に予熱部及びアニーリン
グ部をガラス熔融部と別個に設けて自動ライン化を図る
ことによって、完全自動化することが容易であり、従来
法に較べて生産性を向上できる。In the example, the production was performed with a very simple device,
The automatic feed of the thermistor, and furthermore, the preheating section and the annealing section are provided separately from the glass melting section and the automatic line is achieved, so that it is possible to easily perform the full automation, and the productivity can be improved as compared with the conventional method.

ガラス厚（ａ−ａ）は第２図，第４図（ｂ），第５図
に示す。 The glass thickness (aa) is shown in FIGS. 2, 4 (b) and 5.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上のように本発明によるときには量産性に優れ、熱
時定数が小さく、信頼性の高いビード形サーミスタを製
造できる効果を有するものである。As described above, according to the present invention, a bead-type thermistor having excellent mass productivity, a small thermal time constant, and high reliability can be manufactured.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第１図は本発明方法に用いる装置の一例を示す断面図、
第２図は本発明方法により製造したガラスコートサーミ
スタの形状を示す図、第３図（ａ）〜（ｃ）は従来法に
よるガラスコートサーミスタの形状を示す図、第４図
（ａ），（ｂ）は従来法によるガラス被覆の一例を工程
順に示す図、第５図は被覆の他の例を示すサーミスタの
形状を示す図である。 １……球状素子、2,2′……白金線 3,3′……リード線,10……サーミスタ 11……坩堝、12……加熱ヒータ 13……予熱用ヒータ、15……熔融ガラスFIG. 1 is a sectional view showing an example of an apparatus used in the method of the present invention,
FIG. 2 is a diagram showing a shape of a glass-coated thermistor manufactured by the method of the present invention, FIGS. 3 (a) to 3 (c) are diagrams showing a shape of a glass-coated thermistor according to a conventional method, and FIGS. b) is a diagram showing an example of a glass coating according to a conventional method in the order of steps, and FIG. 5 is a diagram showing the shape of a thermistor showing another example of the coating. 1 ... Spherical element, 2,2 '... Platinum wire 3,3' ... Lead wire, 10 ... Thermistor 11 ... Crucible, 12 ... Heating heater 13 ... Heating heater, 15 ... Molten glass

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】素子と、ガラスに封着可能な金属リード線
からなる本体を、熔融ガラス中に浸漬して該本体にガラ
スを被覆することを特徴とするガラスコートサーミスタ
の製造方法。1. A method of manufacturing a glass-coated thermistor, comprising: immersing a main body comprising an element and a metal lead wire sealable to glass into molten glass to coat the main body with glass.