JPS6148655B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6148655B2 JPS6148655B2 JP15734078A JP15734078A JPS6148655B2 JP S6148655 B2 JPS6148655 B2 JP S6148655B2 JP 15734078 A JP15734078 A JP 15734078A JP 15734078 A JP15734078 A JP 15734078A JP S6148655 B2 JPS6148655 B2 JP S6148655B2
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- Japan
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- melting point
- sensor unit
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- temperature sensor
- low melting
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- Expired
Links
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Landscapes
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
Description
本発明は常用1100℃以下の温度で使用する、耐
振動性，熱応答性に優れた温度センサユニツトな
らびにその製造方法に関するものである。 最近、自動車排気ガス浄化用触媒装置内の排気
ガス温度を検知するための温度センサユニツトと
して一端を封じた金属パイプ内に高温サーミスタ
を収納したものが使用されている。このユニツト
において、高温サーミスタと金属パイプとの間は
電気的絶縁が必要であるが何も充填しない空気絶
縁（但しサーミスタの周囲に絶縁性磁器管があつ
てもよい）と電気的絶縁性，熱伝導性のよい耐熱
性の粉末を充填したものとの二種類がある。前者
は空気絶縁であるから電気絶縁性は極めてよいが
熱伝導性は極めて悪いため熱応答性が小さくなる
という欠点がある。一方、後者は熱伝導性のよい
粉末を充填しているのでユニツトとしての熱応答
性はよくなるが、耐振動性に欠ける。すなわち、
自動車に装着した場合の振動を考えて10G（Ｇは
重力加速度）程度の振動テストを行なうと充填粉
末が移動し、高温サーミスタ素子に応力がかか
り、外部に電気信号を取り出すためのリード線が
断線に至るおそれがあるという欠点がある。 本発明の温度センサユニツトは後者の方式の欠
点を改良したものである。ここで用いる粉末は熱
伝導性の良い、安価な、しかも高温サーミスタと
反応しないMgO粉末が適している。さらに、振
動による粉末の移動を阻止するため、本発明は、
このMgO粉末に0.5〜30重量％の低融点物質（融
点300℃〜1100℃）を加えた混合粉末を充填し熱
処理して焼結させた温度センサユニツトである。
ここで、低融点物質の融点は1100℃以下が望まし
い。なぜなら、金属パイプの材質はステンレス鋼
が広く用いられており、加熱処理の可能な温度範
囲が1150℃以下であるからである。また温度セン
サユニツトの常用温度（300℃以上）よりも低融
点物質の融点は高いことが望ましい。このような
融点範囲を満たす物質としてはB2O3含有物質が
通している。 このようなB2O3含有低融点物質（融点300℃〜
1100℃）を添加したMgOを高温サーミスタ素子
の周辺に充填し、350℃〜1150℃の範囲の温度で
熱処理し、MgO粉末を液相焼結させることによ
つて、熱応答性のよい、しかも耐振動性の優れた
温度センサユニツトが得られる。 ここで、B2O3含有低融点物質の混合割合は0.5
〜30重量％の範囲であることが望ましい。なぜな
ら、0.5重量％以下では焼結不充分で、耐振動性
の改良に効果なく、また30重量％以上の添加では
熱応答性が低下し始め、またサーミスタ素子への
影響が起り始める（初期抵抗値の変動）ため好ま
しくない。 また低融点物質の成分としてCaOは液相焼結の
際に液相のMgO粉末に対するぬれ性をよくし、
焼結性をよくする効果があり、また同様にSiO2
成分も液相の粘性を低くして、焼結性をよくする
効果があり、さらにAl2O3成分はサーミスタ素子
に影響を与えることのない液相成分として重要な
成分である。 以下実施例を挙げて説明する。 〈実施例 １〉 B2O3成分31重量％，CaO成分37重量％，SiO2
成分28重量％，およびAl2O成分４重量％の組成
になるようにそれぞれ硼酸（H3BO3），炭酸カル
シウム（CaCO3），シリカ（SiO2），およびアル
ミナ（γ−Al2O3）の原料粉末を秤量混合し、
1150℃で１時間溶融し、急冷してB2O3含有低融
点物質（溶融点950℃）を得た。これを粉砕した
ものを平均30μ程度の粒径の電融マグネシア粉末
に添加し、そのB2O3含有低融点物質の含有量が
０（MgOのみ），0.2，0.5，１，３，10，30，50
重量％の８種類の混合粉末を作成した。 次に、SUS304ステンレス製の一端を封じたパ
イプ（７mmφ×100mm）内に高温サーミスタを挿
着し、その周辺に上記作成した８種類の混合粉末
を充填し、すべてH210％−N290％ガス雰囲気中
で1100℃の温度で30分間加熱処理し、MgOを液
相焼結させた。さらにリード線固定処理をほどこ
して温度センサユニツトとした。 これらの温度センサユニツトについて耐振動テ
スト（10G振動負荷を連続して1000時間かける）
をした後リード線の断線があるか否かと抵抗計で
調べた。また熱応答時間の測定（ユニツトを500
℃の温度に１時間保持した後、900℃の高温部に
移動して急加熱し、素子の温度（抵抗値測定）が
900℃になるまでの時間（秒）を測定）し熱応答
性を調べた。 その結果、B2O3含有低融点物質の含有量が0.5
重量％未満のものはリード線の断線がみられるも
のがあつたが、0.5モル％以上のユニツトには断
線はなかつた。また熱応答時間は含有量が30重量
％以下ではいずれも30秒以内であつたが、30重量
％を越えたユニツトでは約２倍の60秒になり、か
なり熱応答性の低下がみられた。また30重量％を
越えたユニツトでは加熱処理の高温サーミスタ素
子の初期抵抗値にバラツキがみられた。 〈実施例 ２〉 市販の硼酸（H3BO3），炭酸カルシウム
（CaCO3），シリカ（SiO2），酸化亜鉛（ZnO），酸
化鉛（PbO）および酸化クロム（N2O3）の各原料
粉末のうち必要なものを選び第１表に示す各組成
になるように配合した。
振動性，熱応答性に優れた温度センサユニツトな
らびにその製造方法に関するものである。 最近、自動車排気ガス浄化用触媒装置内の排気
ガス温度を検知するための温度センサユニツトと
して一端を封じた金属パイプ内に高温サーミスタ
を収納したものが使用されている。このユニツト
において、高温サーミスタと金属パイプとの間は
電気的絶縁が必要であるが何も充填しない空気絶
縁（但しサーミスタの周囲に絶縁性磁器管があつ
てもよい）と電気的絶縁性，熱伝導性のよい耐熱
性の粉末を充填したものとの二種類がある。前者
は空気絶縁であるから電気絶縁性は極めてよいが
熱伝導性は極めて悪いため熱応答性が小さくなる
という欠点がある。一方、後者は熱伝導性のよい
粉末を充填しているのでユニツトとしての熱応答
性はよくなるが、耐振動性に欠ける。すなわち、
自動車に装着した場合の振動を考えて10G（Ｇは
重力加速度）程度の振動テストを行なうと充填粉
末が移動し、高温サーミスタ素子に応力がかか
り、外部に電気信号を取り出すためのリード線が
断線に至るおそれがあるという欠点がある。 本発明の温度センサユニツトは後者の方式の欠
点を改良したものである。ここで用いる粉末は熱
伝導性の良い、安価な、しかも高温サーミスタと
反応しないMgO粉末が適している。さらに、振
動による粉末の移動を阻止するため、本発明は、
このMgO粉末に0.5〜30重量％の低融点物質（融
点300℃〜1100℃）を加えた混合粉末を充填し熱
処理して焼結させた温度センサユニツトである。
ここで、低融点物質の融点は1100℃以下が望まし
い。なぜなら、金属パイプの材質はステンレス鋼
が広く用いられており、加熱処理の可能な温度範
囲が1150℃以下であるからである。また温度セン
サユニツトの常用温度（300℃以上）よりも低融
点物質の融点は高いことが望ましい。このような
融点範囲を満たす物質としてはB2O3含有物質が
通している。 このようなB2O3含有低融点物質（融点300℃〜
1100℃）を添加したMgOを高温サーミスタ素子
の周辺に充填し、350℃〜1150℃の範囲の温度で
熱処理し、MgO粉末を液相焼結させることによ
つて、熱応答性のよい、しかも耐振動性の優れた
温度センサユニツトが得られる。 ここで、B2O3含有低融点物質の混合割合は0.5
〜30重量％の範囲であることが望ましい。なぜな
ら、0.5重量％以下では焼結不充分で、耐振動性
の改良に効果なく、また30重量％以上の添加では
熱応答性が低下し始め、またサーミスタ素子への
影響が起り始める（初期抵抗値の変動）ため好ま
しくない。 また低融点物質の成分としてCaOは液相焼結の
際に液相のMgO粉末に対するぬれ性をよくし、
焼結性をよくする効果があり、また同様にSiO2
成分も液相の粘性を低くして、焼結性をよくする
効果があり、さらにAl2O3成分はサーミスタ素子
に影響を与えることのない液相成分として重要な
成分である。 以下実施例を挙げて説明する。 〈実施例 １〉 B2O3成分31重量％，CaO成分37重量％，SiO2
成分28重量％，およびAl2O成分４重量％の組成
になるようにそれぞれ硼酸（H3BO3），炭酸カル
シウム（CaCO3），シリカ（SiO2），およびアル
ミナ（γ−Al2O3）の原料粉末を秤量混合し、
1150℃で１時間溶融し、急冷してB2O3含有低融
点物質（溶融点950℃）を得た。これを粉砕した
ものを平均30μ程度の粒径の電融マグネシア粉末
に添加し、そのB2O3含有低融点物質の含有量が
０（MgOのみ），0.2，0.5，１，３，10，30，50
重量％の８種類の混合粉末を作成した。 次に、SUS304ステンレス製の一端を封じたパ
イプ（７mmφ×100mm）内に高温サーミスタを挿
着し、その周辺に上記作成した８種類の混合粉末
を充填し、すべてH210％−N290％ガス雰囲気中
で1100℃の温度で30分間加熱処理し、MgOを液
相焼結させた。さらにリード線固定処理をほどこ
して温度センサユニツトとした。 これらの温度センサユニツトについて耐振動テ
スト（10G振動負荷を連続して1000時間かける）
をした後リード線の断線があるか否かと抵抗計で
調べた。また熱応答時間の測定（ユニツトを500
℃の温度に１時間保持した後、900℃の高温部に
移動して急加熱し、素子の温度（抵抗値測定）が
900℃になるまでの時間（秒）を測定）し熱応答
性を調べた。 その結果、B2O3含有低融点物質の含有量が0.5
重量％未満のものはリード線の断線がみられるも
のがあつたが、0.5モル％以上のユニツトには断
線はなかつた。また熱応答時間は含有量が30重量
％以下ではいずれも30秒以内であつたが、30重量
％を越えたユニツトでは約２倍の60秒になり、か
なり熱応答性の低下がみられた。また30重量％を
越えたユニツトでは加熱処理の高温サーミスタ素
子の初期抵抗値にバラツキがみられた。 〈実施例 ２〉 市販の硼酸（H3BO3），炭酸カルシウム
（CaCO3），シリカ（SiO2），酸化亜鉛（ZnO），酸
化鉛（PbO）および酸化クロム（N2O3）の各原料
粉末のうち必要なものを選び第１表に示す各組成
になるように配合した。
【表】
これらの６種類の配合物を第１表に示すそれぞ
れの加熱溶融処理温度で１時間保持して充分に反
応溶融させたのち急冷し、粉砕して、B2O3含有
低融点物質を得た。これらの融点を第１表にそれ
ぞれ示す。いずれも300℃〜1100℃の範囲内にあ
る。 このようにして得たB2O3含有低融点物質の粉
末を平均30μ程度の粒径の電融マグネシア粉末に
添加し、そのB2O3低融点物質の含有量が0.5重量
％から30重量％の範囲内にある混合粉末を作成し
て温度センサユニツトの電気絶縁用充填物とし
た。 上記充填物を用いて実施例１と同様な方法・条
件で各温度センサユニツトを作成し、実施例１と
同様に耐振動テストおよび熱応答時間の測定を行
なつた。その結果、すべての試料において10Gの
振動を加えても断線はなく、また熱応答時間も30
秒以内と満足すべき結果が得られた。 このように本発明によれば熱応答性が良く、し
かも高信頼性の温度センサユニツトを提供するも
のである。
れの加熱溶融処理温度で１時間保持して充分に反
応溶融させたのち急冷し、粉砕して、B2O3含有
低融点物質を得た。これらの融点を第１表にそれ
ぞれ示す。いずれも300℃〜1100℃の範囲内にあ
る。 このようにして得たB2O3含有低融点物質の粉
末を平均30μ程度の粒径の電融マグネシア粉末に
添加し、そのB2O3低融点物質の含有量が0.5重量
％から30重量％の範囲内にある混合粉末を作成し
て温度センサユニツトの電気絶縁用充填物とし
た。 上記充填物を用いて実施例１と同様な方法・条
件で各温度センサユニツトを作成し、実施例１と
同様に耐振動テストおよび熱応答時間の測定を行
なつた。その結果、すべての試料において10Gの
振動を加えても断線はなく、また熱応答時間も30
秒以内と満足すべき結果が得られた。 このように本発明によれば熱応答性が良く、し
かも高信頼性の温度センサユニツトを提供するも
のである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 一端を封じた金属パイプ内に高温サーミスタ
素子を収納した温度センサユニツトにおいて、そ
の金属パイプ内の高温サーミスタ素子周辺の空間
に99.5〜70重量％のMgOと0.5〜30重量％のB2O3
含有低融点物質とを含む焼結体を有する特微とす
る温度センサユニツト。 ２ 特許請求の範囲第１項の記載において、
B2O3含有低融点物質の融点が1100℃以下、300℃
以上の温度範囲にあることを特微とする温度セン
サユニツト。 ３ 特許請求の範囲第２項の記載において、
B2O3含有低融点物質の化学組成がB2O3以外に、
CaO，SiO2，Al2O3および高温サーミスタを構成
している化学成分のうち少なくとも１種類の成分
を含有することを特微とする温度センサユニツ
ト。 ４ 一端を封じた金属パイプ内に高温サーミスタ
素子を収納した温度センサユニツトの製造方法に
おいて、金属パイプ内の高温サーミスタ素子の周
辺の空間に99.5〜70重量％のMgO粉末と0.5〜30
重量％のB2O3含有低融点物質粉末との混合物を
充填した後、350℃〜1150℃の温度範囲でその混
合物を加熱処理することを特微とする温度センサ
ユニツトの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15734078A JPS5582931A (en) | 1978-12-19 | 1978-12-19 | Temperature sensor unit and manufacturing method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15734078A JPS5582931A (en) | 1978-12-19 | 1978-12-19 | Temperature sensor unit and manufacturing method thereof |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5582931A JPS5582931A (en) | 1980-06-23 |
| JPS6148655B2 true JPS6148655B2 (ja) | 1986-10-25 |
Family
ID=15647541
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15734078A Granted JPS5582931A (en) | 1978-12-19 | 1978-12-19 | Temperature sensor unit and manufacturing method thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5582931A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6262936U (ja) * | 1985-10-09 | 1987-04-18 |
-
1978
- 1978-12-19 JP JP15734078A patent/JPS5582931A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5582931A (en) | 1980-06-23 |
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