JPH06290668A - リードスイッチの封入管加熱溶融用ヒーター - Google Patents

リードスイッチの封入管加熱溶融用ヒーター

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JPH06290668A
JPH06290668A JP5072176A JP7217693A JPH06290668A JP H06290668 A JPH06290668 A JP H06290668A JP 5072176 A JP5072176 A JP 5072176A JP 7217693 A JP7217693 A JP 7217693A JP H06290668 A JPH06290668 A JP H06290668A
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heater
reed switch
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hole
heat generating
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Abstract

(57)【要約】 【目的】ヒーターに設けた貫通孔内周の温度分布を均一
にし、1000℃以上まで急速昇温してもセラミック焼
結体が割れたりせず、耐久性に優れ、ひいてはリードス
イッチのガラス封着作業の生産性を著しく向上すること
ができる。 【構成】ヒーター1の貫通孔4を設けた先端側から、貫
通孔4を含む範囲内の抵抗値がR1 である第1発熱部
5、次いで抵抗値R2 が0.25R1 ≦R2 ≦R1であ
る第2発熱部6、それに続いて抵抗値R3 がR1 ≧5R
3 であるリード部7の順に無機導電材で形成した発熱抵
抗体3をセラミック焼結体2中に埋設し、リード部7の
電極取出部10と電極端子8を電気的に接続して成る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はリードスイッチの封入管
を成すガラスを加熱溶融して封着するのに用いるリード
スイッチの封入管加熱溶融用ヒーターに関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来より、手動操作により接点を駆動し
て電気回路の開閉を行い、各種電子機器の電気信号の制
御や回路切り換えに使用されるスイッチ素子としてリー
ドスイッチが広く使用されている。
【0003】前記リードスイッチは、その外周に駆動コ
イルを配設することによりリードリレーが構成され、該
リードリレーは、疲労が少なく、操作ミスも少ない押し
ボタンスイッチの接点系や、電子交換機の通話路スイッ
チとして広く用いられ、とりわけ永久磁石駆動を組み合
わせた温度の検知等、小型、高信頼度を利用した各種の
用途が開発されている。
【0004】即ち、前記リードスイッチは、先端部の接
点に表面処理を施した一対の強磁性体からなるリード片
を、隙間をあけて対向させ、外部磁界により吸引開閉さ
せるもので、電気系と駆動系が同一のリード片である媒
体からなり、スイッチと駆動コイルが分離しており、ス
イッチは永久磁石の接近によっても駆動でき、通常、接
点部はガラス管中に不活性ガスとともに封入されている
ものである。
【0005】従来より前記接点部のガラス管中への封入
には、ニッケルを被覆した白金線をコイル状に捲回した
ヒーターを使用し、該ヒーターのコイル状に捲回して形
成される円筒部内に前記接点部を収めたガラス管を挿入
し、1000〜1200℃の温度で該ガラス管を加熱溶
融して封着していた。
【0006】しかしながら、前記ヒーターは封着装置へ
の取付時に変形を生じ易く、コイル状に捲回して形成さ
れる円筒形状が崩れて加熱部の均熱性が維持できなかっ
たり、また高温での長時間の作業により白金線が露出し
てショートし、抵抗値が変化して局部的に高温となった
りして、前記ガラス管が局部的に溶融して均一に封着で
きなかったり、あるいはヒーター線にガラスが融着し、
その都度、装置を止めてガラスを除去しなければならな
い等、生産性が著しく悪い上、ヒーターとしての寿命が
短いという欠点があった。
【0007】そこで係る欠点を解消せんとして、各種セ
ラミック焼結体を基体とし、該焼結体中に発熱抵抗体を
埋設した各種セラミックヒーターをリードスイッチのガ
ラス封着用として利用することが提案される(特公平3
−8074号公報参照)。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、セラミ
ック焼結体に貫通孔を設け、該貫通孔の周囲を囲むよう
に各種発熱抵抗体を配設しただけでは、図4に示すよう
に発熱抵抗線13を埋設した場合にはセラミック成形体
14中に埋設する際に変形し易く、あるいは通電発熱時
にセラミックヒーターの先端側15やリード部側16で
放熱して貫通孔17周囲の温度分布が70℃以上にばら
ついて不均一になり易く、一方、図5に示すような層状
の発熱抵抗体18を貫通孔17を含むセラミック成形体
14の外周部にまで密に埋設した場合や、1000℃以
上まで急速昇温したりすると熱応力で該貫通孔17より
セラミック焼結体が割れたり、リード部側が高温となり
電極取出部が酸化して抵抗値が変化してしまうという課
題があった。
【0009】
【発明の目的】本発明は前記課題に鑑みなされたもの
で、その目的は、ヒーターに設けた貫通孔の内周の温度
分布を均一にし、1000℃以上まで急速昇温してもセ
ラミック焼結体が割れたりせず、耐久性に優れ、ひいて
はリードスイッチのガラス封着作業の生産性を向上する
リードスイッチの封入管加熱溶融用ヒーターを提供する
ことにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明のリードスイッチ
の封入管加熱溶融用ヒーターは、リードスイッチのガラ
スから成る封入管を加熱溶融して封着するヒーターを、
該ヒーターの貫通孔を設けた先端側から、貫通孔部を含
む範囲内の抵抗値がR1 である第1発熱部、次いで抵抗
値R2 が0.25R1 ≦R2 ≦R1 である第2発熱部、
それに続いて抵抗値R3 がR1 ≧5R3 であるリード部
の順に無機導電材で形成した発熱抵抗体をセラミック焼
結体中に埋設し、リード部の電極取り出し部と電極端子
を電気的に接続して構成したことを特徴とするものであ
る。
【0011】
【実施例】以下、本発明のリードスイッチの封入管加熱
溶融用ヒーターを図面に基づき詳細に説明する。図1は
本発明に係るリードスイッチの封入管加熱溶融用ヒータ
ーの一実施例を示す斜視図であり、図2は図1のリード
スイッチの封入管加熱溶融用ヒーターに埋設した発熱抵
抗体の位置を示す要部の拡大図である。
【0012】図1および図2において、1は窒化珪素、
窒化アルミニウム、炭化珪素等の電気絶縁性で耐熱性お
よび耐熱衝撃性に優れた非酸化物系のセラミック焼結体
2から成る基体中に、タングステン(W)、モリブデン
(Mo)等の高融点金属や、それらの炭化物や珪化物を
はじめ窒化チタン(TiN)等、電気伝導度が20×1
- 3 Ω- 1 ・cm- 1 以上の周期律表第4a、5a、
6a族元素の炭化物、窒化物、珪化物、硼化物から成る
無機導電材を主体とする発熱抵抗体3を埋設し、貫通孔
4を先端寄りに有するとともに、電極端子8を電極金具
9を介して接続したリードスイッチの封入管加熱溶融用
ヒーターである。
【0013】図3は本発明のリードスイッチの封入管加
熱溶融用ヒーターを焼成一体化する前の状態を示す斜視
図である。
【0014】図3において、リードスイッチの封入管加
熱溶融用ヒーターは、焼成後に基体となるセラミック成
形体11の表面に印刷手法により発熱抵抗体3を形成
し、図2に示すように発熱抵抗体3はリードスイッチの
封入管加熱溶融用ヒーター1の先端側から順に、貫通孔
4の周囲から先端側を通り貫通孔4の側方に続く、端面
から約0.5〜1.0mmの範囲内に形成した抵抗値R
1 の第1発熱部5と、第1発熱部5に接続しその抵抗値
2 が0.25R1 ≦R2 ≦R1 である第2発熱部6
と、第2発熱部6より延長した抵抗値R3 がR1 ≧5R
3 であるリード部7とで構成されている。
【0015】前記発熱抵抗体3を形成したセラミック成
形体11上には、別のセラミック成形体12を積層し、
加圧焼成して一体化した後、図1および図2に示すよう
に並行して形成したリード部7の少なくとも電極取出部
10を含む側面に、ニッケル(Ni)をメッキしたり、
メタライズ金属層を設けたりして、電極端子8を金属製
キャップ等の電極金具9を介して銀ロウ等の接合材で接
続し、セラミック焼結体2を基体とするリードスイッチ
の封入管加熱溶融用ヒーター1が得られる。
【0016】尚、前記第1発熱部の抵抗値R1 と第2発
熱部の抵抗値R2 との関係が、R2が0.25R1 未満
の場合、貫通孔4の周囲2mm以内の温度を1100℃
となるように昇温すると、貫通孔4の周囲の最高温度と
最低温度の温度差が70℃以上とばらつきが大となり、
一方、R2 がR1 を越えると、第2発熱部が第1発熱部
より高温になり、貫通孔4の周囲が均一に加熱すること
ができなくなる。
【0017】よって、前記関係は0.25R1 ≦R2
1 となり、より望ましくは0.35R1 ≦R2 ≦0.
85R1 が良い。
【0018】また、前記第1発熱部の抵抗値R1 とリー
ド部の抵抗値R3 との関係が、R1が5R3 未満の場
合、発熱抵抗体全体が発熱し、電極取出部 が300℃
以上になり、とりわけ電極端子8を金属製キャップ等の
電極金具9を介して接続したセラミック焼結体側面の電
極取出部が酸化され易く、その結果、リード部の抵抗値
が増大してしまい、前記関係はR1 ≧5R3 、より望ま
しくはR1 ≧8R3 となる。
【0019】本実施例では、窒化珪素(Si3 4 )粉
末に酸化アルミニウム(Al2 3)及び酸化イットリ
ウム(Y2 3 )粉末を加えて混合粉砕し、得られた原
料粉末にバインダーと溶媒を加えて泥漿を調製し、該泥
漿を噴霧乾燥して造粒した後、プレス成形して短冊型の
窒化珪素質成形体を得た。
【0020】一方、無機導電材としては、WC粉末にS
3 4 粉末に焼結助剤としてY23 粉末を調合した
後、バインダー及び有機溶媒を添加して攪拌混合し、粘
度調整してWCを主体とする発熱抵抗体用ペーストを作
製した。
【0021】前記発熱抵抗体用ペーストを使用して短冊
型の窒化珪素質成形体上面にスクリーン印刷法により発
熱抵抗体各部の抵抗値を種々設定した図3に示すような
評価用抵抗パターンを厚膜印刷した。
【0022】次に、第1発熱部、第2発熱部、リード部
及び電極取出部を被着形成した短冊型の窒化珪素質成形
体上に、同寸法の別の窒化珪素質成形体を積層し、加圧
焼成して一体化した。
【0023】更に、かかる発熱抵抗体を埋設した窒化珪
素質焼結体の側面の電極取出部にニッケル(Ni)を主
成分とするメタライズ金属層を被着形成し、直径1mm
のニッケル線から成る電極端子を、銀ロウを介して電極
金具とともに接合して長さ50mm、幅9.5mm、厚
さ4.0mm、貫通孔径4.2mmの板状の評価用ヒー
ターを得た。
【0024】かくして得られた評価用ヒーターの同一仕
様の一部を使用して、X線透過撮影により第1発熱部、
第2発熱部及びリード部を確認した後、各部の中間で切
断してそれぞれの抵抗値を測定し、R2 /R1 及びR1
/R3 の抵抗比を求めた。
【0025】次いで、前記評価用ヒーターを使用してヒ
ーターの貫通孔部周囲の最低温度を1000℃に設定
し、交流電源を用いて予想される前記貫通孔表面の最高
発熱温度が1100℃となるように印加電圧を調節して
発熱させ、非接触の温度計にて貫通孔周囲の温度を測定
するとともに、貫通孔寄りの電極取出部と電極金具の接
合部の表面温度を熱電対で測定した。
【0026】更に、前記同一条件で作製した評価用ヒー
ターを使用し、前記貫通孔表面の最高発熱温度を20秒
間で1200℃まで発熱させ、引き続いて90秒間通電
を停止するのを1サイクルとする耐久試験を実施し、断
線して発熱しなくなったサイクル数を求めるとともに、
断線した評価用ヒーターのリード部を切り出し、抵抗変
化率を求めた。以上の結果を表1に示す。
【0027】
【表1】
【0028】表から明らかなように、前記ヒーターの貫
通孔周囲を1000℃以上に急速昇温させた場合、温度
のばらつきが±25℃以内で、かつ電極取出部周辺の温
度が300℃以下となり、耐久試験でも13000サイ
クル以上の耐久性を示すのは、前記第1発熱部の抵抗値
1 と第2発熱部の抵抗値R2 との関係が0.25R1
≦R2 ≦R1 で、第2発熱部より延長したリード部の抵
抗値R3 がR1 ≧5R3 の関係を有するものであること
が分かる。
【0029】
【発明の効果】叙上の如く、本発明のリードスイッチの
封入管加熱溶融用ヒーターは、該ヒーターの貫通孔を設
けた先端側から、貫通孔部を含む範囲内の抵抗値がR1
である第1発熱部、次いで抵抗値R2 が0.25R1
2 ≦R1 である第2発熱部、それに続いて抵抗値R3
がR1 ≧5R3 であるリード部の順に無機導電材で形成
した発熱抵抗体をセラミック焼結体中に埋設し、リード
部の電極取出部と電極端子を電気的に接続して構成した
ことから、ヒーターに設けた貫通孔の内周の温度分布を
均一にし、1000℃以上まで急速昇温してもセラミッ
ク焼結体が割れたりせず、耐久性に優れ、ひいてはリー
ドスイッチのガラス封着作業の生産性を著しく向上する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るリードスイッチの封入管加熱溶融
用ヒーターの一実施例を示す斜視図である。
【図2】図1のリードスイッチの封入管加熱溶融用ヒー
ターに埋設した発熱抵抗体の位置を示す要部の拡大図で
ある。
【図3】本発明に係るリードスイッチの封入管加熱溶融
用ヒーターの焼成一体化前の状態を示す斜視図である。
【図4】従来のセラミックヒーターの斜視図である。
【図5】従来のセラミックヒーターの斜視図である。
【符号の説明】
1 リードスイッチの封入管加熱溶融用ヒーター 2 セラミック焼結体 3 発熱抵抗体 4 貫通孔 5 第1発熱部 6 第2発熱部 7 リード部 8 電極端子

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】リードスイッチの封入管を加熱溶融して封
    着するヒーターを、セラミック焼結体中にヒーターの先
    端側より貫通孔を含む抵抗値R1 の第1発熱部、次いで
    該第1発熱部に続く抵抗値R2 が0.25R1 ≦R2
    1 である第2発熱部、該第2発熱部に続いて抵抗値R
    3 がR1 ≧5R3 であるリード部の順に形成した無機導
    電材から成る発熱抵抗体を埋設して構成したことを特徴
    とするリードスイッチの封入管加熱溶融用ヒーター。
JP5072176A 1993-03-30 1993-03-30 リードスイッチの封入管加熱溶融用ヒーター Expired - Lifetime JP3064146B2 (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002313823A (ja) * 2001-04-11 2002-10-25 Kyocera Corp 接触加熱装置
WO2025057856A1 (ja) * 2023-09-12 2025-03-20 京セラ株式会社 ヒータ

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