JPS6161684B2 - - Google Patents
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- JPS6161684B2 JPS6161684B2 JP18835080A JP18835080A JPS6161684B2 JP S6161684 B2 JPS6161684 B2 JP S6161684B2 JP 18835080 A JP18835080 A JP 18835080A JP 18835080 A JP18835080 A JP 18835080A JP S6161684 B2 JPS6161684 B2 JP S6161684B2
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Landscapes
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
- Thermistors And Varistors (AREA)
Description
本発明は高温用サーミスタ、詳しくは常温から
1200℃程度の高温まで使用することができるにも
かかわらず、断線の有無を容易に検知することの
できる高温用サーミスタに関するものである。 自動車の排気ガスを完全燃焼させるための触媒
マフラーあるいはサーマルリアクターの温度制御
等へ高温用サーミスタを使用することが従来より
考えられている。この場合作動温度を確実に検出
し、適温にて排気ガスの清浄化を効率よく行わせ
るため、内燃機関始動前において、サーミスタ素
子のリード線の断線を常温で検知可能にすること
が強く要望されていた。 しかし従来のサーミスタの抵抗−温度特性は、
一定の高温区域（400〜1200℃）では抵抗値が式
Ｒ＝RoeB（１／Ｔ−１／Ｔｏ）と指数関数的に減少する
が 常温時では抵抗値が非常に大きく電気絶縁体とな
るので、機関始動前における常温での断線の検知
は不可能とされていた。そこでこの対策として実
開昭50−124378号及び実公昭55−2573号では、サ
ーミスタ素子に補償抵抗体を並列に固着した高温
用サーミスタが提案されている。ところがこのよ
うな高温用サーミスタには次のような欠点があり
未だ実用的なものとは言えなかつた。 即ち (1) サーミスタ素子と補償抵抗体との熱膨張率の
差により、サーミスタが高温に晒された場合
に、自動車の振動により補償抵抗体が脱落し易
い。 (2) 後加工によりサーミスタ素子に補償抵抗体を
固着する作業が困難である。 本発明者らは上記のような欠点を解消するため
鋭意検討の結果、上記(1)、(2)はサーミスタ素子と
補償抵抗体とを別体にして設ける限り必然的に生
じ、これを解決することには全く発想を変えなけ
ればならないと考え研究を重ねて本発明を完成し
た。 本発明の目的は上記欠点のない高温用サーミス
タを提供することにある。 即ちこの発明は大きい負の抵抗温度係数をもつ
第１の金属酸化物粉末（(a)成分）と、小さい抵抗
温度係数をもつ第２の金属酸化物粉末（(b)成分）
との混合物の焼結体であり、高温域では、第１の
金属酸化物のＢ定数に近いＢ定数を示し、低温側
では第２の金属酸化物のＢ定数に近いＢ定数を示
し、かつ20℃において500KΩ以下の抵抗値とし
て断線等の異常を検知しうるようにした高温用サ
ーミスタ素子を要旨とする。 以下に本発明を図面に記載した実施例と共に詳
細に説明する。図において１は焼結して得たサー
ミスタ素子であり、２はそれを貫通するリード線
である。１のサーミスタ素子は次の(a)(b)成分から
成る。 (a)成分の代表例としては酸素イオン伝導体であ
るZrO2にY2O3、CaO、MgO等を添加した安定化
ジルコニアを挙げることができ、(b)成分の代表例
としては次式で表される高温まで安定な電子伝導
性材料であるランタンクロマイド化合物を挙げる
ことができる。 （La1−xCax）CrO3 又は（La1−xSrx）CrO3 （ただしＯ≦ｘ≦0.2） ｘを入れると安定構造となるが過大であると耐
久性が悪くなる。 上記(a)(b)成分の代表例から成る高温用サーミス
タを製造する１方法を述べれば次のようになる。 ZrO2粉末にY2O3粉末を混合し1300〜1400℃に
て２時間仮焼した後、ポツトミルにて湿式粉砕し
た粉末ａを調製する。またこれとは別にLa2O3又
はLa（OH）3粉末にCr2O3とCaCO3の粉末を混合
し、1300〜1400℃で２時間仮焼した後、ポツトミ
ルにて湿式粉砕して粉末ｂを調製する。次に粉末
ａとｂとを所定の割合で混合し、バインダーを加
え、更に白金の0.4mmφリード線２を埋め込みつ
つ第１図に示すデイスク形状に成形する。そして
これを1400〜1700℃にて１時間位焼成すれば良
い。焼成後のデイスク寸法は径3.0mmφ×厚み2.0
mmであり、リード線間隔は1.5mmであり、開口気
孔率約10％の焼結体とした。なお(a)成分の平均粒
径は10μ前後、(b)成分の平均粒径は１μ以下であ
ることが好ましい。 本発明者の実験によれば、上記方法に於て粉末
ａとｂとの重量比を次表のように変化させて抵抗
温度変化を測定したところ第３図のようであつ
た。なお図中Ｐ〜Ｕの記号は第１表に対応する。
1200℃程度の高温まで使用することができるにも
かかわらず、断線の有無を容易に検知することの
できる高温用サーミスタに関するものである。 自動車の排気ガスを完全燃焼させるための触媒
マフラーあるいはサーマルリアクターの温度制御
等へ高温用サーミスタを使用することが従来より
考えられている。この場合作動温度を確実に検出
し、適温にて排気ガスの清浄化を効率よく行わせ
るため、内燃機関始動前において、サーミスタ素
子のリード線の断線を常温で検知可能にすること
が強く要望されていた。 しかし従来のサーミスタの抵抗−温度特性は、
一定の高温区域（400〜1200℃）では抵抗値が式
Ｒ＝RoeB（１／Ｔ−１／Ｔｏ）と指数関数的に減少する
が 常温時では抵抗値が非常に大きく電気絶縁体とな
るので、機関始動前における常温での断線の検知
は不可能とされていた。そこでこの対策として実
開昭50−124378号及び実公昭55−2573号では、サ
ーミスタ素子に補償抵抗体を並列に固着した高温
用サーミスタが提案されている。ところがこのよ
うな高温用サーミスタには次のような欠点があり
未だ実用的なものとは言えなかつた。 即ち (1) サーミスタ素子と補償抵抗体との熱膨張率の
差により、サーミスタが高温に晒された場合
に、自動車の振動により補償抵抗体が脱落し易
い。 (2) 後加工によりサーミスタ素子に補償抵抗体を
固着する作業が困難である。 本発明者らは上記のような欠点を解消するため
鋭意検討の結果、上記(1)、(2)はサーミスタ素子と
補償抵抗体とを別体にして設ける限り必然的に生
じ、これを解決することには全く発想を変えなけ
ればならないと考え研究を重ねて本発明を完成し
た。 本発明の目的は上記欠点のない高温用サーミス
タを提供することにある。 即ちこの発明は大きい負の抵抗温度係数をもつ
第１の金属酸化物粉末（(a)成分）と、小さい抵抗
温度係数をもつ第２の金属酸化物粉末（(b)成分）
との混合物の焼結体であり、高温域では、第１の
金属酸化物のＢ定数に近いＢ定数を示し、低温側
では第２の金属酸化物のＢ定数に近いＢ定数を示
し、かつ20℃において500KΩ以下の抵抗値とし
て断線等の異常を検知しうるようにした高温用サ
ーミスタ素子を要旨とする。 以下に本発明を図面に記載した実施例と共に詳
細に説明する。図において１は焼結して得たサー
ミスタ素子であり、２はそれを貫通するリード線
である。１のサーミスタ素子は次の(a)(b)成分から
成る。 (a)成分の代表例としては酸素イオン伝導体であ
るZrO2にY2O3、CaO、MgO等を添加した安定化
ジルコニアを挙げることができ、(b)成分の代表例
としては次式で表される高温まで安定な電子伝導
性材料であるランタンクロマイド化合物を挙げる
ことができる。 （La1−xCax）CrO3 又は（La1−xSrx）CrO3 （ただしＯ≦ｘ≦0.2） ｘを入れると安定構造となるが過大であると耐
久性が悪くなる。 上記(a)(b)成分の代表例から成る高温用サーミス
タを製造する１方法を述べれば次のようになる。 ZrO2粉末にY2O3粉末を混合し1300〜1400℃に
て２時間仮焼した後、ポツトミルにて湿式粉砕し
た粉末ａを調製する。またこれとは別にLa2O3又
はLa（OH）3粉末にCr2O3とCaCO3の粉末を混合
し、1300〜1400℃で２時間仮焼した後、ポツトミ
ルにて湿式粉砕して粉末ｂを調製する。次に粉末
ａとｂとを所定の割合で混合し、バインダーを加
え、更に白金の0.4mmφリード線２を埋め込みつ
つ第１図に示すデイスク形状に成形する。そして
これを1400〜1700℃にて１時間位焼成すれば良
い。焼成後のデイスク寸法は径3.0mmφ×厚み2.0
mmであり、リード線間隔は1.5mmであり、開口気
孔率約10％の焼結体とした。なお(a)成分の平均粒
径は10μ前後、(b)成分の平均粒径は１μ以下であ
ることが好ましい。 本発明者の実験によれば、上記方法に於て粉末
ａとｂとの重量比を次表のように変化させて抵抗
温度変化を測定したところ第３図のようであつ
た。なお図中Ｐ〜Ｕの記号は第１表に対応する。
【表】
第３図から明らかなように、(a)成分と(b)成分と
が共存すると700〜900℃以上の領域（高温域）で
は抵抗値が不変かもしくはそれ程低下せず、かつ
Ｂ定数も第１成分と近い値となり一方400℃以下
の低温領域（側）では抵抗値が大幅に低下しかつ
Ｂ定数は比較的に第２成分に近い値となつてい
る。このような現象は(a)成分と(b)成分に相互に反
応しない特別の組合わせを選択した場合のみに限
られる。 また(a)成分と(b)成分とが焼結時反応してしまう
組合わせを選択すると、それぞれの成分の特性が
発揮されず、これもまた本発明所期の目的を達成
することができない。 さて上述のような(a)成分と(b)成分とから成る高
温用サーミスタを自動車の触媒マフラー等に用い
るには、例えば実開昭54−49983号に記載されて
いるような耐熱性金属の有底保護筒内にサーミス
タ素子を収納し温度センサーとして使用する。温
度センサーとして使用すると、常温では(b)成分の
働きで抵抗値が500KΩ以下と低く、万一断線が
生じていれば異常に高い抵抗値となり断線の有無
を検知することができる。また700℃〜1000℃で
は(a)成分の働きで抵抗値２〜3KΩ〜0.2〜0.3KΩ
の範囲で温度により変化する。この際(b)成分の抵
抗値は高温時の(a)成分の抵抗値と比較すると無視
できる程度の高さであるため温度測定に実質上弊
害を及ぼさない。 このように１つのサーミスタ素子である焼結体
中で(a)成分と(b)成分とが、あたかも別個の抵抗体
の如く作用するのが、本発明サーミスタの特徴
で、これは焼結体内で(a)成分と(b)成分とが独自の
マトリツクスを形成しているからと考えられる。 以上詳述したように本発明は焼結時反応しない
特定の(a)(b)成分を混合し、同時焼成したものであ
るにもかかわらず、(a)(b)成分を単独で焼成した時
と同様な作用をする。そのためサーミスタ素子に
わざわざ補償抵抗体を固着する必要がなく、製造
が簡単でまた同抵抗体の剥れを心配する必要もな
く、簡単に断線の検知を常温で行うことができ
る。従つて自動車の排ガス浄化装置の温度制御用
として最適なものと言える。
が共存すると700〜900℃以上の領域（高温域）で
は抵抗値が不変かもしくはそれ程低下せず、かつ
Ｂ定数も第１成分と近い値となり一方400℃以下
の低温領域（側）では抵抗値が大幅に低下しかつ
Ｂ定数は比較的に第２成分に近い値となつてい
る。このような現象は(a)成分と(b)成分に相互に反
応しない特別の組合わせを選択した場合のみに限
られる。 また(a)成分と(b)成分とが焼結時反応してしまう
組合わせを選択すると、それぞれの成分の特性が
発揮されず、これもまた本発明所期の目的を達成
することができない。 さて上述のような(a)成分と(b)成分とから成る高
温用サーミスタを自動車の触媒マフラー等に用い
るには、例えば実開昭54−49983号に記載されて
いるような耐熱性金属の有底保護筒内にサーミス
タ素子を収納し温度センサーとして使用する。温
度センサーとして使用すると、常温では(b)成分の
働きで抵抗値が500KΩ以下と低く、万一断線が
生じていれば異常に高い抵抗値となり断線の有無
を検知することができる。また700℃〜1000℃で
は(a)成分の働きで抵抗値２〜3KΩ〜0.2〜0.3KΩ
の範囲で温度により変化する。この際(b)成分の抵
抗値は高温時の(a)成分の抵抗値と比較すると無視
できる程度の高さであるため温度測定に実質上弊
害を及ぼさない。 このように１つのサーミスタ素子である焼結体
中で(a)成分と(b)成分とが、あたかも別個の抵抗体
の如く作用するのが、本発明サーミスタの特徴
で、これは焼結体内で(a)成分と(b)成分とが独自の
マトリツクスを形成しているからと考えられる。 以上詳述したように本発明は焼結時反応しない
特定の(a)(b)成分を混合し、同時焼成したものであ
るにもかかわらず、(a)(b)成分を単独で焼成した時
と同様な作用をする。そのためサーミスタ素子に
わざわざ補償抵抗体を固着する必要がなく、製造
が簡単でまた同抵抗体の剥れを心配する必要もな
く、簡単に断線の検知を常温で行うことができ
る。従つて自動車の排ガス浄化装置の温度制御用
として最適なものと言える。
第１図は本発明高温用サーミスタの１例を示す
斜視図、第２図は(a)成分として安定化ジルコニア
を用い、(b)成分としてランタンクロマイド化合物
を用いた高温用サーミスタの抵抗と温度の関係を
示す図である。 １……サーミスタ素子、２……リード線。
斜視図、第２図は(a)成分として安定化ジルコニア
を用い、(b)成分としてランタンクロマイド化合物
を用いた高温用サーミスタの抵抗と温度の関係を
示す図である。 １……サーミスタ素子、２……リード線。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 大きい負の抵抗温度係数をもつ第１の金属酸
化物粉末と、小さい抵抗温度係数をもつ第２の金
属酸化物粉末との混合物の焼結体であり、高温域
では、第１の金属酸化物のＢ定数に近いＢ定数を
示し、低温側では第２の金属酸化物のＢ定数に近
いＢ定数を示し、かつ20℃において500KΩ以下
の抵抗値として断線等の異常を検知しうるように
した高温用サーミスタ素子。 ２ 約800℃以上の高温側でＢ定数が8500〓とし
かつ低温側でＢ定数が3000〓以下とした特許請求
の範囲第１項記載の高温用サーミスタ素子。 ３ 第１の金属酸化物が安定化ジルコニアで、第
２の金属酸化物がLa(1-x)CaxCrO3（但しｘ＝０
〜0.2）である特許請求の範囲第１項記載の高温
用サーミスタ素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18835080A JPS57113201A (en) | 1980-12-29 | 1980-12-29 | High temperature thermistor element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18835080A JPS57113201A (en) | 1980-12-29 | 1980-12-29 | High temperature thermistor element |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57113201A JPS57113201A (en) | 1982-07-14 |
| JPS6161684B2 true JPS6161684B2 (ja) | 1986-12-26 |
Family
ID=16222078
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18835080A Granted JPS57113201A (en) | 1980-12-29 | 1980-12-29 | High temperature thermistor element |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57113201A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0268377U (ja) * | 1988-11-10 | 1990-05-23 | ||
| JPH0590659U (ja) * | 1992-05-11 | 1993-12-10 | 花王株式会社 | ディスクカートリッジ |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5256897B2 (ja) | 2007-08-03 | 2013-08-07 | 三菱マテリアル株式会社 | サーミスタ用金属酸化物焼結体、サーミスタ素子及びサーミスタ温度センサ並びにサーミスタ用金属酸化物焼結体の製造方法 |
-
1980
- 1980-12-29 JP JP18835080A patent/JPS57113201A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0268377U (ja) * | 1988-11-10 | 1990-05-23 | ||
| JPH0590659U (ja) * | 1992-05-11 | 1993-12-10 | 花王株式会社 | ディスクカートリッジ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57113201A (en) | 1982-07-14 |
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