JPS6031201Y2 - セラミツク測温抵抗素子 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、精密温度測定に使用される密封型の測温抵
抗素子に関するものであって、詳しくは細いセラミック
管内に、測温用コイル状抵抗体を球形微粒状の充填物と
共に装入して固定した測温抵抗阻止に関するものであっ
て、抵抗体が安定に固定されていて機械的振動に強く、
更に充填剤が高密度で均一充填されているので熱サイク
ルに対しても安定な再現性を発揮する上、保護管内など
への装着も容易に行いうる測温抵抗素子を提供するもの
である。

この種の測温抵抗素子は、測定温度範囲において、規定
に定められた各種の電気的性能を満足していなければな
らないことは勿論のこと、できるだけ小型で且つ軽量で
あって感温応答性、耐衝撃性等の物理的及び機械的性質
においても優れていることが必要である。

従来の測温素子もセラミック絶縁管内の収容孔に白金線
等のコイル状抵抗体を充填物と共に密封して構成されて
いた。

然しなから従来の充填物は、電融アルミナ又は石英ガラ
スの粉砕物であってこのものの拡大した形態は割裂した
岩石の如く鋭いウェッジ部を有する不定形の破砕片状を
なしている上釜粒子の寸法は大小不整いである。

このような粒子をコイル直径０．４鶏の抵抗体が収容さ
れている直径０．８順の収容孔内に均一に充填すること
は通常の気中作業では至難であり、特殊な装置が必要に
なる。

更にこのような作業の困難性の他に、充填された場合の
内部状態についてみれば収容孔の長手方向に充填密度の
粗密が生じ易い上細いコイルの内側を均一に充填するこ
とは不可能である。

又コイル状抵抗線の各線間に充填物粒子を入り込ませる
ことは期待すべくもない。

充填物の期待される機能はコイル状抵抗体を収容孔内に
単に固定するだけでなく、コイルを収容孔内に沿って挿
入時の直線状態を保持してこれを収容孔に偏寄すること
なく安定に保持することである。

更に、コイルの均等なピッチ間隔を保持し、広い範囲の
温度変化による膨張収縮に拘らずコイルの線間短絡等を
起さないようにすることである。

このため充填物粒子は、収容孔の隅々まで均一密度で充
填されるべきことは勿論、コイル線間（約５０μｍ〜８
０μｍ）にも均一に入り込んでいることが好ましい。

従って充填物は、その充填時に実質的に流動体であって
しかも飛散せず、また収容孔内においては高絶縁体であ
り、実質的に固体であることが望ましいのである。

この考案の目的は充填物の装入作業が容易に行なえ高い
充填密度を有し、コイルの線間短絡等を生じない測温抵
抗素子を抵供することである。

また他の目的は測温抵抗素子を保護管内に組付ける場合
において、酸化マグネシウム等の固定剤を必要とせずに
管内の所定位置に定置できる素子を提供することにある
。

本考案にけおる充填物は以下のような工程で製造される
。

即ち高純度アルミナ又はムライト等の泥漿を高圧ジェッ
ト又は高速回転子の遠心力を利用して噴霧化し、これを
加熱乾燥空気に接触せしめて、４０〜２００ＩＬｍの粒
子を得る。

このうち５０〜１５０μｍの粒子を整粒して取出し、こ
れをアルミナ質るつぼに入れて１６７０〜１７１０℃で
焼結する。

次にこの焼結微粒子をボールミルで乾式又は湿式法で分
散して後水洗し乾燥させる。

このものを分級して４０〜１５０μｍ好ましくは４０〜
１０５μｍの粒子としたものを使用するのである。

このようにして得られた粒子は顕微鏡的にはＳ゛完全近
い球形をしており、粉末のように飛散せず各粒子表面の
摩擦抵抗が小さくて粒子は極めて流動性に富んでおり袋
などの容器内では恰も液体の如く挙動するものである。

更に、この球形微粒子は１２７５±５℃で５分間加熱す
ることにより粒子同志がその接触部分においてわずかに
固着する性質がある。

以下に本考案に係る測温抵抗素子を図の実施例について
その製造法と共に説明する。

１は市販のセラミック絶縁管２，３はその端部４．５は
管の長手方向に貫通して設けた一対の収容孔６はコイル
状の測温抵抗体であって直径３０μｍの白金線をコイル
直径０．４ｍｍ”０．４５ｍに巻いたものである。

８．９は抵抗体の両端に予じめ溶接したリード線である
。

抵抗体６を収容孔４，５内に収容するには、リード線８
，９をセラミック管の一方の端部から挿入しコイル状抵
抗体の中央部７が端部に露出するようにする。

この状態でリード線側の端部３に釉薬等の封着剤を塗布
して各リード線を固定すると共にセラミック管の直径よ
り大きな球形を有する半球形状膨大部１１を形威させる
。

管端２に露出している、抵抗体の線状中間部７を引上げ
、この引張状態を保持して管体に僅かの振動を与えなが
ら前記充填物粉粒体１２を供給すると、粒体は恰も液体
であるかの如く収容孔の間隙に吸込まれるように落下し
、収容孔内の空隙部を満たし、同時に引張状態によって
拡張されたコイル線間にも入り込むのである。

充填物が飽和してから、コイルの引張状態を解除すると
コイルの復元力によってコイル線間に存在している粒子
は線間に圧迫されるような状態で保持される。

この状態では、抵抗体の線状中間部７は管端２から僅か
に突出しているが、この突出部分は後の抵抗値の調整作
業に利用できる。

このような状態で密着剤を塗着し、中間部７の根部を固
定する。

その後、抵抗値を安定化するため全体を１２７０℃の温
度で５分間焼成する。

抵抗調整は、公知の装置により標準抵抗と比較しつ）前
記中間部７の長さをバーナーで溶融短縮することによっ
て行なわれる。

抵抗調整が完了したら中間部が完全に被覆されるように
封着剤を塗布して、膨大部１０を形威させ再び１２７０
℃で５分間以上加熱する。

本案においてセラミック管の両端を封着する封着剤は該
部においてセラミック管の直径より大きな直径を有する
半球状膨大部として形威されることが必要であるがこの
膨大部１０．１１は一回の塗布作業によって形威しなく
てもよいこと勿論である。

以上の工程を経て製造された測温抵抗素子は、コイル状
抵抗体が充填物粒子内に埋設されて完全に被包されてい
ると共に充填された、球状粒子が、製造過程での加熱に
よって、その表裏部が隣接物即ち、粒子同志、コイル線
、及び収容孔内壁と部分的に仮着状態となっているので
コイルの保待状態がよく耐振性、耐衝撃性に優れている
他充填密度が高いために感温応答性も良好である。

更に抵抗素子自体及び球状粒状充填物共に測温範囲（−
２００〜＋６３０℃）の上限温度より揺かに高温度で焼
成されているので熱的安定性もよい等の利点並びに効果
を有するものである。

１６はセラミック管の外周部１７を被包する如く取付け
た弾性伝熱板であって、このものは第３図に示す如き２
個の扇形半休１８の平坦部２０を第４図の如く対面させ
てこの平坦部をスポット溶接することによって簡単に取
付けられる。

扇形半休は、セラミック管外周面に密着する内側円弧部
１９と外方に向って延びる平坦部２０とこれに連接する
外側円弧部２１．２２を有し、一枚の弾性金属板で成形
されたものである。

本案においてはセラミック管の両端に形成されている膨
大部に弾性伝熱板の端面が当接するので伝熱板が抜は出
すことはないから伝熱板の内側円弧部１９をセラミック
管の外周面に固着する必要は全くなく従ってこの為の工
程及び材料等が節約される他氏熱板とセラミック管との
間に固着剤などが介しないから熱伝導性も向上する。

弾性伝熱板の断面形状は任意であり例えば第５図の如き
断面形状のものも使用できる。

而して対向平坦部２０のスポット溶接をより簡単にする
ための外側円弧部にスポット溶接電極挿入用の小孔を穿
設しておいてもよい。

上記構成をもった本案素子を保護管３０内に装着し又は
離脱することは極めて容易に行ないえる。

即ち、弾性伝熱板とセラミック管は軸方向に僅かに動く
が抜は出るおそれはない上昇側円弧部２１．２２は弱い
力で弾圧されてその径を縮少するから保護管内に素子を
所定個所まで押し込むだけで容易に挿入され軸方向の外
力を解除した後は、外側円弧部の拡張力によってその個
所に密着して固定される。

この場合においては保護管内面と弾性伝熱板との間には
何物も介在しないので熱応答性が向上し、従って測温素
子自体の性能を時間遅れなくそのま）発揮させることが
できるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本案実施測高の拡大断面図、第２図は、本案
品の斜視図、第３図は伝熱板を構成する扇形半休の斜視
図、第４図は扇形半休の溶接態様を示す端面図、第５図
は伝熱板の他の実施例の端面図である。 ６は抵抗体、１０．１１は半球状膨大部、１６は弾性伝
熱板。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. セラミック絶縁管に並行して貫設した一対の収容孔内に
   １本のコイル状測温抵抗体が前記絶縁管の一端において
   中間部を線状として屈曲せしめられて挿通されると共に
   その各端部に夫々リード線が接続され、前記収容孔内の
   コイル状測温抵抗体がそのコイル線間及び内外面を直径
   ４０〜１０５μｍの顕微鏡的に球形のセラミック製粒子
   によって均一に充填固結されて前記収容孔内に安定に保
   持されると共に前記セラミック絶縁管の両端に封着剤に
   より該絶縁管の直径より大きな球径を有する半球状膨大
   部が形成され該両膨大部の間に、絶縁管外周部に密着す
   る内側円弧部を有し且つ保護管内面に密接する外側円弧
   部を有する弾性伝熱板を装着させたことを特徴とするセ
   ラミック測温抵抗素子。