JP2877883B2

JP2877883B2 - 感温素子のリード線接続構造

Info

Publication number: JP2877883B2
Application number: JP7268790A
Authority: JP
Inventors: 行雄川口; 透木練
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1990-03-20
Filing date: 1990-03-20
Publication date: 1999-04-05
Anticipated expiration: 2014-04-05
Also published as: JPH03272103A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、感温素子にリード線を接続する構造に関す
る。

（従来の技術）感温素子は、第４図に示すように、セラミック素子本
体１の両面に電極２を一体に設け、その電極２にリード
線３を当て、該リード線３を電極２に固着し、リード線
３の引出し部を残して素子全体を保護用絶縁ガラス層４
により覆って構成される。

この感温素子において、リード線３の電極２への接続
は、第５図に示すように、パラレルギャップ溶接により
行なうことが提案されている（特開昭54−43560号、特
開昭62−81001号）。すなわち、２本の電極棒５をリー
ド線３上に押し当て、この間に電圧を印加してリード線
３ないしは電極２の一部に通電することにより、電極棒
５間のリード線３を電極２に接する底部まで溶融させ
（溶融部を3aで示している）、溶接する。

（発明が解決すべき課題）このように、従来は、溶接の名の通り、リード線３の
一部を底部まで、すなわち断面形状の全体を溶融させて
溶接している。しかしこの溶接時の熱が素子本体１に伝
達されるため、抵抗−温度特性の劣化が生じるという問
題点がある。また、特開昭62−81001号に記載のよう
に、リード線に貴金属を用いれば、コスト高を招くとい
う問題点がある。

本発明は、このような問題点を解決すること、すなわ
ち、リード線の溶接時の溶融熱による素子本体の特性劣
化を生じるおそれがなく、廉価に実現できる感温素子の
リード線接続構造を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段）上記の目的を達成するため、本発明は、素子本体両面
に、Ni−Ｂ合金からなる電極を、２μｍ〜10μｍの厚み
に、かつその表面粗さを0.5μmRmax〜３μmRmaxに形成
し、鉄、ニッケル、コバルト系合金からなるリード線を
素子本体両面の電極にパラレルギャップ溶接により溶接
し、該溶接によるリード線の表面からの溶け込み深さ
を、リード線の直径あるいは厚さの1/5〜4/5としたこと
を特徴とする。

すなわち本発明は、パラレルギャップ溶接において
は、リード線は電極に圧接した状態で溶接されることか
ら、リード線の一部の断面全体を溶融させなくとも、電
極面との接触部分を軟化させた状態とすれば、接続が可
能であることを確認し、上記構造を実現したものであ
る。

（作用）本発明は上述の構造を有するので、リード線の溶融熱
は従来より大幅に少なくなり、素子本体への熱的影響が
減少する。

（実施例）第１図は本発明によるリード線の接続構造の一実施例
を溶接状態で示す側面図、第２図はその一部断面図であ
る。本実施例において、素子本体１はアルミナ−炭化ホ
ウ素系セラミックからなり、この素子本体１は、常温な
いし約500℃の範囲において、温度Ｔの逆数（1/T）が抵
抗Ｒの対数1nRに比例する負の抵抗−温度特性を有する
ものである。この素子本体１に対し電極２は無電解メッ
キにより形成されたニッケル−ホウ素（Ni−Ｂ）合金か
らなる。リード線３は、例えばコバール線のような鉄、
ニッケル、コバルト系合金からなる。これらの素子本体
１、電極２、リード線３、さらにこれらの周囲を覆うガ
ラス層（図示せず）も、熱膨張率が近似した材質のもの
が選択される。また、溶接棒５として、Ni−ＷまたはNi
−Crが用いられる。

しかして本発明においては、リード線３の溶接部3a
は、リード線３の一部の断面全体を溶融させるのではな
く、表面側から途中の深さまで溶融させることによって
溶接する。この溶け込み深さは、第２図に示すように、
リード線３の表面（電極２の反対側の面）より1/5〜4/5
（＝A/D）程度が好適である。この溶け込み深さが1/5未
満であると、溶接強度が十分でなく、4/5を超えると、
素子本体１への熱的影響が生じて来る。このリード線３
は、丸線のみでなく、角線も用いられる。

このような溶け込み深さＡを得るための電極棒５の形
状は、第１図に示すギャップＧが0.2mm〜0.4mmであるこ
とが好ましい。ギャップＧが0.2mm以上なければ必要な
溶け込み深さが得がたく、また、0.4mmを超えると、溶
接部3aの溶け込み部が第２図に示すように湾曲面状に形
成されることから、電極２との接触部まで溶融状態にな
りやすい。また、電極棒５の先端部の厚さW1は、0mm〜
0.2mm、本体部の厚さW2は、熱放散の必要から6.5mm以上
であることが好ましい。また、加圧力は電極棒５の１本
当たり100g〜500gであることが接触抵抗を安定させ、か
つ素子を損傷させないという理由で好ましい。

第３図は、リード線３の直径が0.25mmである場合にお
いて、電極棒５間に印加する電極パルスの一例を示すも
ので、まずプレヒートパルスP1（波高値0.5V、パルス長
0.2msec）を加え、0.1msec後に本溶接パルスP2（1.0V−
1.25Vパルス長10msec＋1.25Vパルス長10msec）を加え、
30A〜50Aの電流が流れるようにする。本溶接パルスの電
圧を高くして電流値が50Aを超えるようにすると、リー
ド線３が直径Ｂの全範囲にわたって溶け込むようにな
る。

このような溶接部3aの溶け込み深さを前記範囲で安定
して得るには、リード線３の直径Ｄあるいは厚さは0.3m
m以下であることが好ましい。溶け込み深さが0.3mmを超
えると、必要溶け込み深さを得るには電流が大きくなっ
てリード線３と電極棒５との接触抵抗が電流の流れに影
響を与えて安定した溶け込み深さを得ることができな
い。また、リード線３として必要な剛性を持たせるに
は、0.1mm以上の直径あるいは厚みが必要である。

また、電極２をNi−Ｂ合金により形成し、その表面粗
さを無電解メッキにより、0.5μmRmax〜３μmRmaxとす
ることが、必要な溶接強度を得る上で好ましい。

また、前記電極２の厚さは、必要な導電性と強度を得
る上で２μｍ〜10μｍの範囲であることが好ましい。

なを実際の試作の結果を説明すると、素子本体１、電
極２およびリード線３の材質を前記実施例ものとし、電
極２の厚さを3.5μｍ、その表面粗さを１μmRmax、リー
ド線３の直径を0.25mm、ギャップＧを0.3m、電極棒５の
加圧力を250gとした条件のもとで、本溶接パルスの電流
値を50A以上としてリード線３の一部を全直径にわたっ
て溶け込ませた場合には不良率が15％であったが、本溶
接パルスP2の電流値を30A〜50Aとして溶け込み深さ（A/
D）を1/5〜4/5の範囲におさめた場合には、不良率が３
％となり、歩留りが向上した。

本発明は、上記以外の材質の負、正の抵抗−温度特性
を有する感温素子にも適用できる。

（発明の効果）本発明によれば、素子本体両面に、Ni−Ｂ合金からな
る電極を、２μｍ〜10μｍの厚みに、かつその表面粗さ
を0.5μmRmax〜３μmRmaxに形成し、鉄、ニッケル、コ
バルト系合金からなるリード線を前記素子本体両面の電
極にパラレルギャップ溶接により溶接し、該溶接による
リード線の表面からの溶け込み深さを、リード線の直径
あるいは厚さの1/5〜4/5としたので、素子本体に与える
熱的影響が緩和され、性能劣化が防止され、歩留りが向
上する。また、本発明は、リード線として、コバール線
のような鉄、ニッケル、コバルト系合金を用いるので、
廉価にリード線の接続構造を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による感温素子のリード線の接続構造の
一実施例を示す側面図、第２図はその要部を示す断面
図、第３図は本発明の構造を得るための印加電圧パルス
の一例を示すタイムチャート、第４図は従来の感温素子
を示す斜視図、第５図はその一部断面図である。 1:素子本体、2:電極、3:リード線、3a:溶接部、4:ガラ
ス層、5:電極棒

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】素子本体両面に、Ni−Ｂ合金からなる電極
を、２μｍ〜10μｍの厚みに、かつその表面粗さを0.5
μmRmax〜３μmRmaxに形成し、鉄、ニッケル、コバルト系合金からなるリード線を前記
素子本体両面の電極にパラレルギャップ溶接により溶接
し、該溶接によるリード線の表面からの溶け込み深さを、リ
ード線の直径あるいは厚さの1/5〜4/5としたことを特徴とする感温素子のリード線接続構造。
【請求項２】前記溶接におけるパラレルギャップ長を0.
2mm〜0.4mmとしたことを特徴とする請求項１記載の感温
素子のリード線接続構造。