JP2592253B2 - ガラスコートサーミスタの製造方法 - 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。

〔従来の技術〕

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。

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。

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。

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）。

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。

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。

〔発明が解決しようとする問題点〕

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。

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。

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。

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。

〔問題点を解決するための手段〕

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。

〔実施例〕

以下に本発明の実施例を図によって説明する。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

ガラス厚（ａ−ａ）は第２図，第４図（ｂ），第５図
に示す。

〔発明の効果〕

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。

【図面の簡単な説明】

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

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【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。