JPS6150361B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は主として鍋物調理をする際鍋底を通し
て鍋内部の調理物の温度検出をするサーミスタに
関するものである。

従来この種温度検出は第１図に示す如く鍋底１
に熱電対２を機械的に接触せしめ、前記熱電対２
の熱起電力を検出することによつてなされてい
た。この時熱電対２を鍋底１に機械的に強固に接
触せしめる為に熱電対２は支持容器３に固定され
ていた。しかし熱起電力は通常小さな値しか得ら
れないという欠点があつた。たとえばアルメル―
クロメル熱電対は耐熱性（空気中500〜1000℃）
に優れまた安価であるが、 〜40μＶ／℃の起電
力しか発生しない。銅―コンスタンタン熱電対、
白金―白金・ロジウム熱電対もその熱起電力は
（30〜60）μＶ／℃しか得られないのみならず、
耐熱性が小さい（銅―コンスタンタン熱電対）、
高価である（白金―白金・ロジウム熱電対）など
の欠点があつた。その他種々の熱電対が存在する
が、いずれも上記の如き欠点を有していた。上記
の如く小さな熱起電力を電気的に検出して、熱源
の発熱量を制御する場合電気的に大きな増巾をし
なければならないので価格が高くなる、複雑な電
気回路が必要になるなどの欠点も派生した。

他方上記熱電対に代つてサーミスタを用いて温
度検出をする場合、抵抗値の温度に対する変化率
は（１〜７％／℃）の大きな値を得られる。従つ
て複雑な電気回路を必要とせず、また低価格にな
るなどの長所を有する。この場合サーミスタ素子
はできるだけ小さくして、熱容量を小さくしたも
のが選ばれる。これは小型化により熱応答性を速
くできるからである。この様な小型のサーミスタ
素子、特に薄膜サーミスタ素子、を支持容器に固
定し、内部リード線を取り出す場合、支持容器は
通常一端の閉じた円筒状形状で、前記素子はその
底面に固定されるので固定する作業自体が難し
い、固定位置を正確に決めることが困難である、
更には固定後その固定状態を確認できないなどの
欠点があつた。また内部リード線を接続する場合
も接続面積が微少であるので（通常２mm^３以下）
接続作業が困難である、接続状態を接続後確認し
にくいなどの欠点もあつた。更にこれ等一連の作
業は単純動作に分解しにくいので自動化が困難で
あるという欠点もあつた。

本発明はこれら従来の欠点を解消したサーミス
タを提供するもので、その要旨は第２図に示す如
く、アルミナ，ムライト，ステアタイト，ベリリ
アなどの平板状電気絶縁性基板４の一方の表面に
電極膜５と感温抵抗体膜６とを形成して成る薄膜
サーミスタ素子を準備し、他方でコバール合金，
Fe―Ni合金，ステンレス鋼、Ti，Ta，Zr，Mo，
Ｗ，Pt，アルミナ，ムライト，ステアタイト，ベ
リリア，硼硅酸系硝子の中の少なくとも一つから
選ばれた所定の形状の支持板７を準備し、前記平
板状電気絶縁性基板４の他の表面と前記支持板７
との間に接着層９を設けて前記薄膜サーミスタ素
子を前記支持板７に固定し更に前記支持板７と保
護容器８とを接合する点にある。支持板７は電気
絶縁性基板４の熱膨張率、使用温度範囲および使
用条件、特に化学的な腐食要因の有無、などを考
慮して決められる。電気絶縁性基板４にはアルミ
ナ、ムライト、ステアタイト、ベリリアなどセラ
ミツクがよく用いられる。この種セラミツクの熱
膨張係数は（60〜80）×10^-7／℃程度であるの
で、支持板７には熱膨張係数（30〜110）×10^-7／
℃のものが望ましく、金属類ではコバール合金、
Fe―Ni合金、ステンレス鋼、Ti，Ta，Zr，Mo，
Ｗ，Ptなどが適し、無機質系では前述のセラミツ
ク、硼珪酸硝子などが適している。前記金属類は
機械的加工を容易になすことができ、またコバー
ル合金、Fe―Ni合金、ステンレス鋼、Ti，Ptな
どは調理範囲巾でも安定であるので調理器用に適
している。またＷ，Mo，Ta，Zrなどは酸化性範
囲気中では酸化速度が速いので実用性に乏しい
が、あらかじめ表面に保護膜を形成することによ
りその欠点を解消することができる。保護膜には
前記金属と類似の熱膨張係数を有する硼珪酸系硝
子膜が適している。他方無機物系は機械的加工性
に劣るが、熱的にも化学的にも金属類に比べはる
かに安定であるので、強酸、強アルカリ性溶液な
ど化学的に強い腐食要因下でも使用できる利点を
有する。

薄膜サーミスタ素子と支持板７との固定は無機
質系あるいは有機物系接着剤、半田付、ロウ付な
どの接着層９を介して固定される。薄膜サーミス
タ素子は、接着層９を介して支持板７と面接続さ
れ、また接続層９は薄くて充分であるので、接着
層９の熱容量は極めて小さくてよい。このために
熱応答性を速くすることができる。これは、薄膜
サーミスタ素子が平板状電気絶縁基板４により構
成されるという形状効果に負う点が多い。他方、
通常のビード型サーミスタ素子は、球形もしくは
回転楕円体に類似した形状を有するので、この素
子を支持板７に接続する場合、接着層はこの素子
を包み込むようにして配置される。このため、接
着層の熱容量は大きくなる。従つて、熱応答性が
遅くなるという欠点が生じる。

保護容器８は支持板７との接合性、使用条件な
どを考慮して決められる。保護容器８および支持
板７が両者とも金属類の場合溶接、ロウ付、半田
付などにより容易に接合でき、他方両者とも無機
質系の場合もしくはどちらか一方が無機質系で、
残りが金属類の場合、無機質系のものの表面をメ
タライズ処理することによりロウ付、半田付など
により容易に接合できる。

このように本発明のサーミスタは薄膜サーミス
タ素子を支持板７に固定したときにその固定状態
を確認できると共にこの時点で内部リード線１０
を電極膜５に接続できるので接続作業が容易にな
る、接続状態を容易に確認できる。このような一
連の作業、確認をしたのちに保護容器８と支持板
７とを接合すればよい。また一連の作業が単純動
作に分解できるので自動化し易いという利点もあ
る。更にサーミスタの種々の使用条件の変化に対
しても支持板７のみを適切に選ぶことにより容易
に対応できるという利点も生じる。たとえば200
〜300℃の油中にサーミスタ（室温に保持され
た）を急に浸漬する如き場合、薄膜サーミスタ素
子と支持板７および固定層９の部分に急激な温度
変化が生じる。この様な場合特に絶縁性基板４と
支持板７との熱膨張係数をかなり厳密に一致せし
めなければならない。本発明のサーミスタにおい
ては、絶縁性基板４に前述の如きセラミツクを用
いた場合支持板７にTi，Zr，Taなどを用いるこ
とにより、両者の熱膨張係数を±10×10^-7／℃以
内で一致せしめることができる。実際純度95％の
アルミナ基板（熱膨張係数76×10^-7／℃）をTi支
持板（熱膨張係数85×10^-7／℃）にロウ付で固定
したものを250℃の油中に15分浸漬後室温空気中
に15分放置することを１サイクルとして1000〜
3000サイクル試験しても何等異常は認められなか
つた。なをこのとき保護容器８にはステンレス鋼
を用い、支持板７と溶接、ロウ付により接合した
従来の場合支持板７と保護容器８とは一体である
ので、前記の如き場合Ti金属で全体を構成しな
ければならない。これは作業上の困難性など従来
の欠点以外にも、価格が非常に高くなるという欠
点の生じることは明らかであろう。

以上の如く本発明のサーミスタは従来の欠点を
解消し、温度検出特性の安定した有用なサーミス
タである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の熱電対を用いた構成図、第２図
は本発明の一実施例におけるサーミスタを用いた
構成図である。 ４……電気絶縁性基板、５……電極膜、６……
感温抵抗膜、７……支持板、８……保護容器、９
……接着層、１０……内部リード線。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ アルミ，ムライト，ステアタイト，ベリリ
   アなどの平板状電気絶縁性基板の一方の表面に電
   極膜と感温抵抗体膜とを形成して成る薄膜サーミ
   スタ素子の、前記平板状電気絶縁性基板の他の表
   面と、コバール合金，Fe―Ni合金，ステシレス
   鋼，Ti，Ta，Zr，Mo，Ｗ，Pt，アルミナ，ムラ
   イト，ステアタイト，ベリリア，硼硅酸系硝子の
   少なくとも一つよりなる所定の形状の支持板との
   間に接着層を設けて前記薄膜サーミスタ素子を前
   記支持板に固定し、更に前記支持板と保護容器と
   を接合したことを特徴とするサーミスタ。