JPS6155055B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は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。

従来例の構成とその問題点 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。たとえばアルメルー
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、たとえば薄膜サーミスタチツプから内部リ
ード線を取り出す場合、通常耐熱、耐食性の細い
金属線、たとえば50〜200μφの金線、白金など
が選ばれる。この内部リード線は細いのでその取
扱いが困難であること、価格が高いことなど理由
により、この内部リード線に更に外部リード線を
接続して、この外部リード線を通じてサーミスタ
素子の抵抗値が、従つて温度が検出される。外部
リード線には内部リード線との接続の容易性、信
頼性あるいは耐熱性、耐食性などを考慮してステ
ンレス線、ニツケル線、鉄―クロム線などが選ば
れる。しかしこの場合内部リード線とサーミスタ
素子との接続強度は垂直方向の引張強度にして数
十〜数百ｇと小さいので、使用時に僅かの応力が
印加されたり、あるいは極端な場合内部リード線
と外部リード線の自重により数100〜数1000時間
後、前記接続部から断線し易いという欠点があつ
た。

発明の目的 本発明はこの種従来の欠点を解消すると共に薄
膜サーミスタチツプを支持容器に機械的、熱的に
強固に接続する構造を提供するものである。

発明の構成 本発明は少なくとも平板状絶縁性基板の一方の
表面にろう付できる電極膜と感温抵抗体膜とを形
成し、他方の表面にろう付できる接続層を設けて
なるサーミスタチツプと支持容器とを前記接続層
とろう材層Ａを介して接続し、更に前記電極膜上
にろう材層Ｂを介して耐熱性金属板を接続する構
成である。

実施例の説明 本発明による一実施例のサーミスタの断面図を
第２図に示す。

３は支持容器、４は平板状絶縁基板、５はろう
付できる電極膜、６は感温抵抗体膜、７はろう材
層Ａ、８は接続層、９はろう材層Ｂ、１０は耐熱
性金属板である。

サーミスタチツプは平板形絶縁性基板４の一方
の表面に前述の電極膜５と感温抵抗体膜６とを形
成し、他方の表面に前述の接続層８を設けて構成
される。平板状絶縁性基板４には、アルミナ、ス
テアタイト、ムライト、ベリリアなどのセラミツ
クあるいは石英、硼珪酸硝子などの硝子が選ばれ
る。ろう付できる電極膜５にはAg，Ag―Pd，
Au，Au―Pd，Au―Pt，Ptなどの厚膜電極、
Au，Ag，Cu，Ni，Crなどの単層あるいは積層
蒸着電極、Ｗ，Mo，Ti，Ni，Mnなどの一種ある
いは二種以上の金属粉をメタライズしたメタライ
ズ電極などがあるが、これ等のなかでメタライズ
電極膜が最つとも優れている。これはろう付時に
メタライズ電極膜の材料がろう材中に拡散せず、
またろう材に対して良好な濡れ状態を示すのに反
して厚膜あるいは蒸着電極膜の材料はろう材中に
よく拡散し、ろう付困難であるという理由によ
る。またろう付できる接続層８は前述の電極膜５
と同一でよい。支持容器３とサーミスタチツプと
は接続層８とろう材層Ａとを介して接続され、ま
た電極膜５上にろう材層Ｂ９を介して耐熱性金属
板１０を接続する。ろう材には、Ag―Cu共晶ろ
う（m.p.779℃），Agろう（m.p.960℃），Au―Ni
合金ろう（m.p.950℃），Au―Cu合金ろう（m.
p.990℃），Cuろう（m.p.1083℃），更にはAg―
Cu合金ろう（m.p.600〜770℃）などが用いられ
る。また耐熱性金属板１０は絶縁性基板４、特に
セラミツク基板、との熱膨張係数の相異に基づく
熱的歪みを極力小さく押えるために（30〜110）×
10^-7／℃（25〜700℃）のもの、たとえばコバー
ル合金，Fe―Ni合金，ステンレス鋼，Ti，Ta，
Ｗ，Mo，Zr，Ptなどが適する。但しＷ，Mo，
Taなどは酸化性雰囲中の耐熱性は小さいので、
酸化防止の為の保護膜を必要とする。

本発明のサーミスタは以上の如く電極膜５上に
耐熱性金属板１０がろう付接続されているので、
内部リード線を取り出す場合、前述の如く細い金
属線を用いる必要がなく、実用的大きさの耐熱性
金属線、たとえば0.2〜0.5φのステンレス線，Fe
―Cr線，Ni―Cr線などを用いることができる。
これは耐熱性金属板１０に前述の如き耐熱性金属
線を接続する際、適切なる材料の選択により充分
な機械的強度（１Kg以上）を有する溶接接続を極
めて容易に実現できるからである。

またサーミスタチツプは支持容器３にろう付接
続されるので機械的、熱的に強固に接続される。
このときろう材層Ａ７とろう材層Ｂ９の融点を相
互に相異させることにより以下に示す如き利点が
生じる。すなわちろう材層Ａ７の融点をろう材層
Ｂ９の融点より低く選ぶことにより、耐熱性金属
板１０を電極膜５上にろう付接続する処理を先行
して行うことができる。これはこの処理の後にろ
う材層Ａ７を形成しても、ろう材層Ａ７の融点が
ろう材層Ｂ９のそれより低いので、ろう材層Ｂ９
に何等影響を及ぼすことなく処理できるからであ
る。この結果耐熱性金属板１０の接続を多数個同
時処理できるのみならず個々の接続の検査も容易
にできる。また内部リード線を接続したのちろう
材層Ａ７を形成することもできる。これは電極膜
５の面積が微少な場合特に有効である。すなわち
支持容器３にサーミスタチツプを接続した後に内
部リード線を接続する場合、支持容器３が接続作
業を行い難くするからである。

次に本発明の代表的実施例を示す。

純度95％のアルミナ基板４の一方の表面にＷメ
タライズ電極膜５とSiC感温抵抗体膜６を形成
し、他方の表面にＷメタライズ接続層８を設けて
成るサーミスタチツプとステンレス鋼（sus―
430）支持容器３とを前記接続層８とAg―Cu共
晶ろう材層Ａ７を介して接続し、更に前記電極膜
５上にAu―Cu合金ろう材層Ｂ９を介してステン
レス鋼（sus―430）耐熱性金属板１０を接続し
た。これを空気中600℃の雰囲気中に1000〜2000
時間放置試験し、また室温15分→空気中600℃、
15分を１サイクルとして1000〜3000サイクルのヒ
ートサイクル試験を行つた結果、サーミスタチツ
プの剥離、割れなど異常は認められなかつた。

発明の効果 本発明のサーミスタは少なくとも平板状絶縁性
基板の一方の表面にろう付できる電極膜と感温抵
抗体膜とを形成し、他方の表面にろう付できる接
続層を設けてなるサーミスタチツプと支持容器と
を前記接続層と第１のろう材層を介して接続し、
更に前記電極膜上に第２のろう材層を介して耐熱
性金属板を接続した構成であるので、従来の欠点
を解消すると共に薄膜サーミスタチツプを支持容
器に機械的、熱的に強固に接続することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の熱電対の正面図、第２図は本発
明の一実施例におけるサーミスタの断面図であ
る。 ３……支持容器、４……平板状絶縁性基板、５
……電極膜、６……感温抵抗体、７……ろう材層
Ａ、８……接続層、９……ろう材層Ｂ、１０……
耐熱性金属板。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 少なくとも平板状絶縁性基板の一方の表面に
   ろう付できる電極膜と感温抵抗体膜とを形成し、
   他方の表面にろう付できる接続層を設けてなるサ
   ーミスタチツプと支持容器とを前記接続層と第１
   のろう材層を介して接続し、更に前記電極膜上に
   第２のろう材層を介して耐熱性金属板を接続した
   サーミスタ。 ２ ろう付できる電極膜とろう付できる接続層と
   がＷ，Mo，Ti，Ni，Mnから選ばれた少くとも一
   種ないしは以上の金属粉をメタライズした膜であ
   る特許請求の範囲第１項記載のサーミスタ。 ３ 耐熱性金属板がコバール合金、Fe―Ni合
   金，ステンレス鋼，Ti，Ta，Ｗ，Mo，Zr，Ptか
   ら選ばれた特許請求の範囲第１項記載のサーミス
   タ。 ４ 第１のろう材層の融点を第２のろう材層の融
   点より低く選んだ特許請求の範囲第１項記載のサ
   ーミスタ。