JPH0629792B2 - サ−ミスタ - Google Patents

サ−ミスタ

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JPH0629792B2
JPH0629792B2 JP62065642A JP6564287A JPH0629792B2 JP H0629792 B2 JPH0629792 B2 JP H0629792B2 JP 62065642 A JP62065642 A JP 62065642A JP 6564287 A JP6564287 A JP 6564287A JP H0629792 B2 JPH0629792 B2 JP H0629792B2
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resin
thermistor
thermistor element
tube
dumet
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JP62065642A
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康伸 泉
和彦 屋ケ田
康夫 野口
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Sumitomo Bakelite Co Ltd
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Sumitomo Bakelite Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、応答速度が早く、細狭部の温度測定が可能
で、高い信頼性を有する小型サーミスタに関し、更に詳
しくは、高温度雰囲気中、あるいは水中、生体内等に挿
入して使用できる小型サーミスタの構造に関するもので
ある。
〔従来技術〕
サーミスタは半導体の感温抵抗体で、近年種々の改良に
よりその安定性が向上し、工業計測用温度センサーとし
て多量に利用されるようになってきた。用途範囲も現在
では多岐にわたり、工業的な温度計測用をはじめ、医療
用では電子体温計や生体内温の測定等あらゆる分野にお
いて利用されている。
サーミスタ素子は、主にMn,Co,Ni,Feなど2
種以上の遷移金属酸化物の焼結体よりなり、通常の工業
的用途には、測定温度が増加するに従って抵抗が低下す
るNTC(Negative Tem-perature Goefficient)型サー
ミスタが主に使われる。また、サーミスタ素子はその製
法、形状により、ビード形、ディスク形、ロッド形、厚
膜形、腹膜形等各種の形状があり、その中で現在は前2
者が多く使用されている。従来から使用されているサー
ミスタの構造について、その一例を示すと第2図のごと
くで、サーミスタ素子1の上には一般に絶縁用ガラスコ
ート層3が設けられており、サーミスタ素子1より2本
のデュメット線2が導出され、更に外部機器との接続用
のリード線4に接続されている。絶縁性を高めるために
更にその上に樹脂コート層6が設けられる場合もある。
従来のサーミスタ素子は、直径1mm以上のものが殆んど
である。
一方、最近の用途として高湿度雰囲気中で、しかも1mm
以下の寸法の細狭部における温度測定の必要性が高まっ
ている。特に生体内における温度測定は、サーミスタの
小型化及び高度の信頼性が要求される分野である。更
に、工業用、医療用を問わず、温度計測において高い応
答速度を必要とする場合が多く、従来の1mm以上の直径
を有するサーミスタでは応答速度が不十分であった。
従来にも1mm以下の直径を有するサーミスタは検討され
ており、第2図のごとくデュメット線2、あるいはデュ
メット線2とリード線4の接合部8などの絶縁性を高め
るために、種々の工夫がなされてきた。その一例として
樹脂コートが用いられているが、この場合十分な絶縁性
を得るためには3〜5回以上の樹脂のディップコートが
必要であり、それにもかかわらずデュメット線2、また
はデュメット線2とリード線4の接合部8に絶縁不良が
発生する可能性が高い。
この他、全体を樹脂に封入したり、第3図に示したよう
に樹脂チューブを被覆し樹脂を充填する方法等が行なわ
れているが、いずれの方法においても絶縁性では十分な
ものであるのに対し、サーミスタ感温部の熱容量が増大
し、従って応答速度の大巾の低下が避けられないという
欠点があった。
〔発明の目的〕
本発明は、従来できなかった高度の信頼性及び早い応答
速度を併せ持つ直径1mm以下の小型サーミスタを得んと
して研究した結果、デュメット線と外部リード線の接合
部を樹脂チューブおよび充填樹脂を組合わせて被覆する
ことにより、絶縁性を高められるとの知見を得、更にこ
の知見に基づき種々研究を進めて本発明を完成するに至
ったものである。その目的とするところは、高湿度雰囲
気中、水中あるいは生体内の細狭部において、応答速度
を損うことなく高い信頼性を付与せしめることのできる
サーミスタを提供することにある。
〔発明の構成〕
即ち本発明は、ガラスコートされた外径1mm以下のサー
ミスタ素子、及び該サーミスタ素子より導出された2本
のデュメット線より成るサーミスタであって、サーミス
タ素子表面のガラスコート層と、デュメット線と絶縁樹
脂コートされた外部リード線末端の接合部との間隔を1
0mm以内とし、サーミスタ素子より導出されたデュメッ
ト線、接合部、及び外部リード線末端の接合部近傍をサ
ーミスタ素子部より内径の小さい樹脂チューブで被覆
し、該樹脂チューブ内の空隙に、ポリイミド系樹脂、ポ
リエステル系樹脂、エポキシ系樹脂及びポリウレタン系
樹脂より群から選ばれた少なくとも一種を含み、500
〜100,000cpsの範囲の粘度を有する無溶剤タイ
プの液状樹脂を充填し、さらに、サーミスタ素子表面及
び樹脂チューブの少なくともサーミスタ素子に接する部
位に前記液状樹脂をコートし硬化させたことを特徴とす
るサーミスタである。
以下、第1図を用いて本発明を詳細に説明する。
本発明のサーミスタは、サーミスタ素子1及び2本デュ
メット線2より基本的に構成され、デュメット線2に予
め樹脂被覆9を施された外部リード線4を接合した後、
樹脂チューブ7をデュメット線、接合部8、及び外部リ
ード線末端の接合部近傍を覆うように装着し、更に絶縁
用樹脂を樹脂チューブ7内へ充填する。このとき、サー
ミスタ素子表面及び樹脂チューブとサーミスタ素子との
接点部分にも絶縁用樹脂をコートし、樹脂コート層6を
設けることが望ましい。
サーミスタ素子の外形形状には、ビード型、ディスク
型、ロッド型等があるが特に限定されるものではない。
また、デュメット線2に接合され機器類と接続するため
の外部リード線4としては、塩化ビニル樹脂、フッ素系
樹脂等で樹脂被覆されたものを用いても何らさしつかえ
はないが、サーミスタを小型化、細型化するためには、
エナメル線等の絶縁用樹脂ワニスで樹脂被覆したものを
用いるのがより好ましい。デュメット線2と外部リード
線4と接合する場合には、外部レード線4の末端部の樹
脂被覆9を機械的方法または薬液により剥離し、接合に
は一般に精密抵抗溶接器が用いられるが、これに限定さ
れるものではない。
サーミスタ素子1表面のガラスコート層3と接合部8と
の間隔は10mm以内とするのが良く、10mmを越える場
合はサーミスタ全体の寸法が大きくなり、また、2本の
デュメット線2が接触して短絡を起こす危険が大きくな
り好ましくない。
これに伴なって、樹脂チューブ7の長さは、接合部8の
位置によっても変われが、接合部8が樹脂チューブ7の
中央部に位置させるのが望ましいので、通常サーミスタ
素子1のガラスコート層3より露出するデュメット線2
の長さを1〜10mmとすれば、樹脂チューブ7の長さは
2〜20mmの範囲とするのが良い。樹脂チューブ7は、
内径がサーミスタ素子1の径より小さく、接合部8を容
易に覆うことができるものであれば良いが、肉厚は容易
につぶれない程度でできる限り薄いもの、例として0.
02mmから0.1mmの範囲の肉厚が好適である。また、
樹脂チューブ7の材質としては、ポリエステル系樹脂、
ポリイミド系樹脂、フッ素系樹脂等が挙げられるが、特
にこれらに限定されない。
樹脂チューブ7内の空隙部5に充填する絶縁用樹脂とし
ては、ポリイミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、エポキ
シ系樹脂及びポリウレタン系樹脂からなる群から選ばれ
た少くとも一種を含み、無溶剤タイプの液状樹脂である
ことが必要である。すなわち、溶剤を含む樹脂溶液を用
いた場合、樹脂溶液を充填し、溶剤を除去する過程で樹
脂チューブ内の樹脂充填部に空洞が生じ、この結果絶縁
性が極度に低下するため使用はできない。液状樹脂を樹
脂チューブ内へ充填する方法は、通常、減圧式にて行
う。すなわち、サーミスタの先にチューブをセットした
状態で樹脂液中へ浸漬し、更に真空ポンプ等により減圧
し所定の時間放置した後、樹脂液より取り出して樹脂の
硬化を行う。このため液状樹脂の粘度は、500〜10
0,000cps 好ましくは5,000〜50,000cp
s とするのがよい。粘度500cps 以下の場合には、低
粘度のため充填のためには好都合であるが、充填後の硬
化時において液状樹脂が樹脂チューブより流れ出る可能
性が高く不適当である。一方、100,000cps を越
える場合には、流れにくいために樹脂チューブ内へ充填
に時間がかかりすぎ、かつ充填不良となるケースが多い
め適当ではない。尚、上記の液状樹脂の粘度は、充填す
る際の粘度であり、従って、必要に応じて温度をコント
ロールすることによって、粘度を所定の範囲内に保ちな
がら充填することも可能である。
樹脂コート層6を形成するための樹脂としては、前記の
絶縁用樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、
エポキシ系樹脂、またはポリウレタン系樹脂の無溶剤タ
イプの液状樹脂のほか、溶剤タイプのポリイミド系樹
脂、ポリエステル系樹脂溶液等が使用できる。また、被
膜形成性や絶縁性、耐湿性、耐熱性等のサーミスタの使
用上要求される特性を満たすものであれば、得に樹脂の
種類は限定されるものではなく、これらの樹脂の2種以
上を組合せて使用しても何ら差しつかえはないが、接着
性の面からは樹脂チューブ内の充填樹脂と同じ樹脂を用
いることが好ましい。従ってこの場合は、サーミスタを
樹脂液に浸漬するなどの方法によって、空隙部5に樹脂
を充填する際に、同時に樹脂コート層6も得られること
から改めてコートする必要性はなく、1度の作業工程に
て作成可能であり、このためコスタ面でも極めて有利に
なるものである。また、樹脂チューブ7と樹脂コート層
6との境界部に、補強用として充填用樹脂、あるいは樹
脂コート層6に用いた樹脂を塗布することも安全性を更
に高めるために効果的である。
〔発明の効果〕
本発明に従うと、サーミスタの外部リード線とデュメッ
ト線との接合部近傍における樹脂部の形成が確実で、絶
縁特性に優れ、高温度雰囲気中、水中あるいは生体内等
の細狭部において応答速度を損うことなく、高い信頼性
を有する小型サーミスタが得られ、このため工業用とし
てのみならず、極めて高い安全性を要求される医療用の
分野にも適用可能な温度センサーとして好適である。
実施例1 直径0.02mmφの2本のデュメット線が導出されガラ
スコートされた、外形0.9mmφのサーミスタ素子を用
い、このデュメット線とポリエステル被覆された直径
0.1mmφのNiリード線を精密抵抗溶接機により接合
を行った。接合位置はサーミスタ素子より2mmであっ
た。次に、リード線を末端側から流さ5mm、内径0.4
mmφ、外径0.5mmφのポリイミドチューブに挿入し、
接合部を中心にして被覆した。
次に、エポキシ樹脂主剤及び硬化剤を所定量混合し撹拌
を行った。得られた樹脂液の室温における粘度は10,
000cps であった。これをベルジャー内において、サ
ーミスタ素子部をエポキシ樹脂液に浸漬し、真空ポンプ
を用いて750mmHg、10分間減圧を行った。室温下で
エポキシ樹脂の硬化を行い、第1図のごときサーミスタ
を得た。
サーミスタは合計10個作成し、コート層の絶縁性試験
として、水中で銅を対電極としこれより20mmの位置に
サーミスタを水漬して、両者間に直流20Vを印加した
時の抵抗値を測定した。また、応答速度の試験として、
室温25℃の空中より50℃の温水中へサーミスタを浸
漬し、サーミスタ抵抗値変化の63.2%に達する時
間、すなわち時定数を測定した。その結果、本実施例に
おいて得られたサーミスタは、水中での絶縁性は10×
1012Ω以上と高い値を示し、時定数は0.3秒以下
と極めて早い応答速度であった。尚、以下の実施例及び
比較例においては、特に断らないかぎり実施例1と同様
に行うものとする。
比較例1 実施例1において、チューブを用いずに直接サーミスタ
素子をエポキシ樹脂溶液へ浸漬し、ひきあげ硬化した。
得られたサーミスタは、水中絶縁性試験において10
Ω以下と低い抵抗を示し、デュメット線部分の絶縁が不
十分であった。
実施例2 被覆チューブには流さ5mm、内径0.35mmφ、外径
0.43mmφのポリエステル樹脂チュープを用い、粘度
95,000cps である二液性ウレタン樹脂液を減圧下
でチューブ内に充填した。その結果、得られたサーミス
タの水中での絶縁性はいずれも1012Ω以上の抵抗値
を示し、時定数は0.5秒以下と早かった。
比較例2、3 実施例1において、樹脂液粘度400cps 及び110,
000cps とし、それぞれ比較例2及び3とした。得ら
れたサーミスタの水中絶縁性試験においては、いずれも
10Ω以下と絶縁不良であった。比較例2では樹脂液
の粘度が低すぎるためチューブより樹脂が流れ落ち、一
方、比較例3においては反対に粘度が高すぎるため、減
圧によってもチューブ内へ樹脂が十分に充填されず、こ
のためいずれの比較例においても結果としてチューブ内
の充填不足による絶縁不良であった。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明におけるサーミスタ素子部の断面構造を
示す図である。また、第2図及び第3図は従来のサーミ
スタ素子部の断面構造を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−110019(JP,A) 特開 昭49−46015(JP,A) 実開 昭49−119743(JP,U) 実開 昭61−117202(JP,U)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ガラスコートされた外径1mm以下のサーミ
    スタ素子、及び該サーミスタ素子より導出された2本の
    デュメット線より成るサーミスタであって、サーミスタ
    素子表面のガラスコート層と、デュメット線と絶縁樹脂
    コートされた外部リード線末端の接合部との間隔を10
    mm以内とし、サーミスタ素子より導出されたデュメット
    線、接合部、及び外部リード線末端の接合部近傍をサー
    ミスタ素子部より内径の小さい樹脂チューブで被覆し、
    該樹脂チューブ内の空隙に、ポリイミド系樹脂、ポリエ
    ステル系樹脂、エポキシ系樹脂及びポリウレタン系樹脂
    よりなる群から選ばれた少なくとも一種を含み、500
    〜100,000cpsの範囲の粘度を有する無溶剤タイ
    プの液状樹脂を充填し、さらに、サーミスタ素子表面及
    び樹脂チューブの少なくともサーミスタ素子に接する部
    位に前記液状樹脂をコートし硬化させたことを特徴とす
    るサーミスタ。
JP62065642A 1987-03-23 1987-03-23 サ−ミスタ Expired - Lifetime JPH0629792B2 (ja)

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JPS63234122A JPS63234122A (ja) 1988-09-29
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