(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
二芯平行絶縁被覆電線の芯線の一端にサーミスタ素子を接続し樹脂モールドした被覆部を設けた温度検知用ＮＴＣサーミスタであって、
前記一対の裸芯線は、基端部がほぼ平行で、基端部から中間部にかけて間隔が広がる方向に屈曲され、次に狭まる方向に屈曲され、先端部でほぼ平行となるように屈曲されてなり、
前記サーミスタ素子は長直方体状をなし、長手方向両端に外部電極が形成された積層チップ形サーミスタ素子であり、
前記一対の裸芯線の前記平行先端部内面は前記積層チップ形サーミスタ素子の外部電極形状に合わせた形状となっており、
前記一対の裸芯線の前記平行先端部間に前記両端外部電極部分が密着するように前記積層チップ形サーミスタ素子が狭持されてなることを特徴とする温度検知用ＮＴＣサーミスタ。
【請求項２】
前記一対の裸芯線の先端が開先状に形成されていることを特徴とする請求項１記載の温度検知用ＮＴＣサーミスタ。
【請求項３】
二芯平行絶縁被覆絶縁電線の芯線の一端に長直方体状の長手方向両端に外部電極を有する積層チップ形サーミスタ素子を接続すると共に、樹脂にて被覆された被覆部を設けた温度検知用ＮＴＣサーミスタの製造方法であって、基端部がほぼ平行で、基端部から中間部にかけて外方及び内方に屈曲させた後、先端部をほぼ平行とし、かつ最先端部を開先状に形成した一対の裸芯線を用意し、前記一対の裸芯線の開先状最先端部方向から前記積層チップ形サーミスタ素子を挿入し、この先端平行部間に前記積層チップ形サーミスタ素子の両端外部電極を接触させることによって加圧狭持する工程を含むことを特徴とする温度検知用ＮＴＣサーミスタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ファンヒーター、冷蔵庫、エアコン、自動販売機、電気ポット、電気式便座等の温度制御システムで作動する各種の電気及び電子機器に装備される温度検知用ＮＴＣサーミスタおよびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、温度検知用センサーに用いるＮＴＣサーミスタは、主面に電極を有する端部電極のないペレット形ＮＴＣサーミスタ素子を用いていた。以下、ぺレット形ＮＴＣサーミスタをペレットと呼ぶ。
【０００３】
前記温度検知用ＮＴＣサーミスタ（以下、単にサーミスタと呼ぶ。）について図５と図６を参照して説明する。市販されている従来の市販サーミスタの構成を示す斜視図が図５であり、図６は従来のサーミスタ素子またはペレットの装着構造を示す正面図であって、前記図５のペレット狭持構造の模式図ともいえる。
【０００４】
従来のサーミスタは図５に見るように、二芯絶縁被覆電線１の一端に平行に配置された一対の二芯線端４と５を、楕円円錐を軸経の大きい平たい方向から２等分して成る割られて向き合う嘴形状に成形した、通常の加工左芯線４と通常の加工右芯線５との間にペレット７を挟持したまま、浸漬または噴流半田付けで前記ペレットを固定する。その後、絶縁塗料を塗布あるいは絶縁塗料に浸漬するなどしたあと乾燥して、先端全体を絶縁体で被覆し、製品としている。
【０００５】
この相対向する嘴状を構成する部分の模式図が、図６に表示されている。前記のペレット７は通常の加工左芯線４と通常の加工右芯線５との間に挟まれてはいるが、当初は固定されてはいない。
【０００６】
サーミスタ完成までには、ペレット７を狭持する両芯線４と５に電気的に固着させるためには、（１）半田付け前にフラックス被覆のためにおこなう、フラックス溶液または溶融フラックス液にディップする工程や、（２）溶融半田槽内に浸すとかまたは半田噴流を通過させる工程がある。この（１）及び（２）の工程では、図６の上下を逆にした形になる。
【０００７】
従って、これら（１）及び（２）の工程においては、通常の加工左芯線４と通常の加工右芯線５との間に狭持されているペレット７が重力で下方に抜け落ちフラックス槽や溶融半田槽内に残ったりする。また、フラックス噴流や半田噴流の流動圧力で抜ける事態も発生する。
【０００８】
これらの生産性阻害要因を除去するため、（１）及び（２）の工程に流す前に専用クリップで軽く加圧保持させたり、仮テーピングしたり、チャッキング治具に納めたりと、装着または取り付け工程すなわち仮止め治具への装着と、それら小道具の取り外し工程あるいは脱着工程と、半田付け工程前後に本来望ましくない工程が必要とされていた。
【０００９】
また、前記（２）半田付け工程において両芯線４，５とペレット７との接合に用いた半田は図６の点線で示した半田痕９ｓのようにペレット７の素体面にもおよびかつその面積は不定である。ところが、ペレット７を用いた温度検知用センサの場合、その抵抗値は半田付けをすることにより電極間距離が減少するため抵抗値が変化し、製品としての規格範囲内に収まらず、結果として不良として判定され、製品歩留まりが悪化する。
【００１０】
これに加え、製品として出荷後の温度変化による電線の被覆部や絶縁塗料などの膨張・収縮により、半田付けされたペレット７の素体と抵抗値を左右する電極が剥離し、電気的特性の抵抗値が変化したり、最悪の際には電気的不導通状態となり、不良部品となる。
【００１１】
以上のようなことから、ペレット形ＮＴＣサーミスタを用い、二芯平行絶縁被覆電線に半田付けした温度検知用センサは、高信頼性電子部品として提供するのは困難とされていた。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述の重力によるペレットあるいはサーミスタ素子の芯線間からの抜け落ち課題を解決すべく、作業効率に優れ、生産性及び信頼性の高い温度検知用ＮＴＣサーミスタおよびその製造法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の温度検知用ＮＴＣサーミスタは、二芯平行絶縁被覆電線の芯線の一端にサーミスタ素子を接続し樹脂モールドした被覆部を設けた温度検知用ＮＴＣサーミスタであって、前記一対の裸芯線は、基端部がほぼ平行で、基端部から中間部にかけて間隔が広がる方向に屈曲され、次に狭まる方向に屈曲され、先端部でほぼ平行となるように屈曲されてなり、前記サーミスタ素子は長直方体状をなし、長手方向両端に外部電極が形成された積層チップ形サーミスタ素子であり、前記一対の裸芯線の前記平行先端部内面は前記積層チップ形サーミスタ素子の外部電極形状に合わせた形状となっており、前記一対の裸芯線の前記平行先端部間に前記両端外部電極部分が密着するように前記積層チップ形サーミスタ素子が狭持されてなることを特徴とするものである。また、請求項２記載の発明は、前記一対の裸芯線の先端が開先状に形成されていることを特徴とするものである。
【００１４】
また、本発明の温度検知用ＮＴＣサーミスタの製造方法は、二芯平行絶縁被覆絶縁電線の芯線の一端に長直方体状の長手方向両端に外部電極を有する積層チップ形サーミスタ素子を接続すると共に、樹脂にて被覆された被覆部を設けた温度検知用ＮＴＣサーミスタの製造方法であって、基端部がほぼ平行で、基端部から中間部にかけて外方及び内方に屈曲させた後先端部をほぼ平行とし、かつ最先端部を開先状に形成した一対の裸芯線を用意し、前記一対の裸芯線の開先状最先端部方向から前記積層チップ形サーミスタ素子を挿入し、この先端平行部間に前記積層チップ形サーミスタ素子の両端外部電極を接触させることによって加圧狭持する工程を含むことを特徴とするものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
前述半田痕９ｓによる悪影響防止には、図２の６ａ・６ｂを外部電極とした積層ＮＴＣサーミスタ素子６で対応したが、半田付け工程前後の仮止め治具への装着または脱着工程はそのまま残っていた。このペレット７の改良型とも呼べる積層チップ形ＮＴＣサーミスタ素子６をペレット７と区別するため以下ではサーミスタ素子６と呼ぶ。
【００１６】
ただし、サーミスタ素子６は外形的にはペレット７と同形であるので、図５や図６で参照したペレット７と形状的にも機能的にも同義であるが、前述半田痕９ｓによる悪影響は防げる（これについての詳細は後述する）。従って、サーミスタ素子６を従来の芯線４，５と組み合わせて使用するとき、半田付け工程前後の仮止め治具への装着または脱着工程が必要となることには変わりない。しかし、温度感知サーミスタとしての構成要件には変化がないものの、本発明では従来の芯線形状によるトラブル要因の解消を図るものであるから、以下の記述はペレット７に換えて、前述半田痕９ｓによる悪影響を解消したサーミスタ素子６を用いての説明に変える。
【００１７】
本発明の温度検知用ＮＴＣサーミスタの構成について図１の本発明のＮＴＣサーミスタの構成を示す斜視図を参照して説明する。二芯絶縁被覆電線１の一端から平行に伸びる一対の裸リード線である芯線は、本発明の加工済み左芯線２と本発明の加工済み右芯線３として相対置し開先を先端に有し、内外に屈曲した平鋏み形状を成して、サーミスタ素子６のサイズに合わせて空けた平行面部を電極形状に合わせた形状に形成し、前記サーミスタ素子６を圧着保持し、半田付けなど電気的に接続しておいて、仮想線で示した隅丸平直方体のモールド被覆部８で包み一体化している。
【００１８】
また、図３の本発明のＮＴＣサーミスタ素子装着部正面図で参照できるように、仮想線で示した隅丸平直方体のモールド被覆部８で包含され一体化している中は、図１の平面図であって、二芯絶縁被覆電線１の一端から平行に伸びる一対の裸リード線である芯線の一つは、本発明の成形加工済み左芯線２として、二芯絶縁被覆電線１を基部と見立てるとき外側に屈曲または湾曲した先を長直方体をなすサーミスタ素子６の外部電極６ａの形に合わせ基部法線軸に平行面を成し、その先を外側に開きサーミスタ素子６の内部電極を有する素体６cを介して反対側に対置する外部電極６ｂの形に合わせこれも基部法線軸に平行面を成していて、その先を外側に開いている。この基部側は本発明の加工済み左芯線２に対称をなすよう外側に屈曲または湾曲した本発明の成形加工済み右芯線３として対置している。
【００１９】
従って、両芯線２と３でもって、内外に屈曲または湾曲した形状を成しながら開いた先端（電極形状に合わせた形状に形成）から平行に近い平面部でサーミスタ６を狭持できるような平鋏み状を成すように基部の二芯絶縁被覆電線１から伸びている。
【００２０】
図３でサーミスタ素子６を仮想線で描いてあるのは、使用目的によってサーミスタ素子６の長手方向寸法に多少の差異があるからであり、前記サーミスタ素子６は二つの外部電極６ａと６ｂと内部電極６ｃを有する素体の三層からなることを示している。
【００２１】
図１と図２からサーミスタ素子６の狭持幅は、後端部の幅と先端部の幅が等しい平面であることと電極形状に合わせた形状に形成したことを特徴としている。これは、温度検知用ＮＴＣサーミスタ保持の信頼性を高めると共に外的負荷に対する強度を大きくしている。このことを図３の本発明の被覆前のサーミスタ装着部分を示す正面図を参照して説明する。
【００２２】
２点鎖線で示したサーミスタ素子未挿入時の加工済み芯線は一対であり、左芯線２ｃ１と右芯線３ｃ１が対称形に向き合い、サーミスタ素子６狭持時の平行な平面部を形成する間隔は前記サーミスタ素子６の狭持される幅よりやや狭いためやや先絞りな勾配を成して対向している。従って、サーミスタ素子６狭持時の実線で示した一対の加工済み芯線は左芯線２ｃ２と右芯線３ｃ２が対称形に向き合い拡がりサーミスタ素子６外端部の電極形状に合わせた形状と密着する。これはサーミスタ素子６挿入により各左右芯線が広げられるために反作用として図に示す矢印１０方向に弾力が生まれ、よって、サーミスタ素子６がその弾力相当の保持力で狭持されることになる。
【００２３】
従って、従来のサーミスタ素子またはペレットの位置決めが補助的で狭持力の殆ど無かった芯線使用時に比べ、保持力が大幅に設定できるので、これにより、フラックス塗布工程や半田付け工程における位置固定治具または補助具が不要となるので、事前の保持支援工程と事後の保持解除または取り外し工程を設定する必要もない。従って、生産性の向上を招来できる。
【００２４】
また、サーミスタ素子６は前述のように、半田と馴染みの好い端部電極である二つの外部電極６ａ，６ｂが素体６ｃの両側部に形成されてなる。このため、ソルダーリングディップ槽やウエーブ状の溶融半田に浸したとき、半田濡れ特性の好い外部電極６ａ，６ｂの方に溶融半田が流れ、溶融半田の表面張力の低い素体６ｃの表面には半田が拡がりにくい。
【００２５】
このため、半田付け工程において、図３とは上下逆の姿勢で深く浸漬しても半田は半田の乗りの好い左芯線２と外部電極６ａおよび外部電極６ｂと右芯線３との間に良好な半田フィレット９を形成するが、左芯線２や右芯線３と素体６ｃの表面との間は接合され難い。従って、半田付け工程における半田浴浸漬条件である温度と秒数の最適化を図ると、半田痕９ｓ発生は皆無に設定できる。
【００２６】
この作用により、素体の表面積を半田によって減少させることが起こらないので、抵抗値の変動要因が無くなるため、設計初期の信頼性を損なわずに維持できる。
【００２７】
次に、前記本発明の温度検知用ＮＴＣサーミスタの製造工程を図４示した。以下図４に基づいて実施例の説明をする。図４（Ａ）は二芯絶縁被覆電線１の一端が、被覆を適当な長さに露出させた裸芯線にすぎない未成形加工左芯線２ａ、未成形加工右芯線３ａとなっている。
【００２８】
次に、この裸芯線の露出部の基部を除く殆どを、先端に向かって薄い平板状に中間成形を施した工程を、中間成形左芯線２ｂおよび中間成形右芯線３ｂとして図４（Ｂ）に示している。成形を進めると図２に示したような形を取り、図４（Ｃ）のように成形済み左芯線２ｃと成形済み右芯線３ｃを成す。
【００２９】
図４（Ｄ）は積層チップ形ＮＴＣサーミスタ素子６が外部電極面を成形済み左芯線２と成形済み右芯線３が成す隙間に挿入される工程を示す。なお、フラックス塗布工程は、本工程の前後いずれでも構わないので図示を省略する。
【００３０】
図４（Ｅ）は半田付け直後を示し、サーミスタ素子６は半田ディップ済みサーミスタ９ｔとして電気的な固着が終了した工程を示している。
【００３１】
なお、使用フラックスによっては本工程の後に洗浄工程を必要とする場合もあるが必至工程ではないので図示を省略する。
【００３２】
最後の図４（Ｆ）は前記（Ｅ）工程後、二芯絶縁被覆電線１の先端部分が前記電線の先端側に一部共に、熱可塑性樹脂で角丸平板状などに成形されてモールド被覆８となり、狭義の製造工程を終了する。なお、使用するモールド被覆の樹脂によってはこの後に硬化のための熱処理工程が必要なこともあるが図示していない。
【００３３】
この最後の工程により、製造後の温度変化による特性変化問題も解決する。この本発明形状の芯線採用と、前記の製造方法により、生産性が大幅に向上すると共に、経年変化による品質劣化を防止できるため、高信頼性も長期にわたって維持できる。
【００３４】
【発明の効果】
以上のような本発明によれば、サーミスタ挿入の芯線間への挿入作業時の位置固定を容易にし、芯線間へ挿入後のサーミスタの姿勢保持力を大きくし、かつ、前記サーミスタの製造工程間におけるサーミスタの芯線間からの脱落を防止できるため生産性を高める製造法を開発できた。
【００３５】
また、芯線形状と積層チップ形ＮＴＣサーミスタ素子の組み合わせによる製造工程における半田付け性の安定化と、モールド被覆による経年変化劣化防止効果により高信頼性の温度検知用ＮＴＣサーミスタを市場に提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＮＴＣサーミスタの構成を示す斜視図である。
【図２】本発明のＮＴＣサーミスタ素子装着部正面図である。
【図３】本発明の被覆前のサーミスタ装着部分を示す正面図である。
【図４】本発明のサーミスタの製造工程を示す図である。
（Ａ）被覆を除去した芯線が露出している電線の先端を示す。
（Ｂ）その芯線先端が平角状に成形された状態を示す。
（Ｃ）その先端が本発明の形状に完成された状況を示す。
（Ｄ）その先端にＮＴＣサーミスタを挿入される工程を示す。
（Ｅ）その先端が半田づけされたものを示す。
（Ｆ）この先端が熱可塑性樹脂モールド成形で被覆された仕上がり形状を示す。
【図５】従来のサーミスタの構成を示す斜視図である。
【図６】従来のサーミスタ素子の装着構造を示す正面図である。
【符号の説明】
１  二芯平行絶縁被覆電線
２  本発明の成形加工済み左芯線
３  本発明の成形加工済み右芯線
４  通常の加工左芯線
５  通常の加工右芯線
６  積層チップ形ＮＴＣサーミスタ素子
７  ペレット
８  モールド被覆部
９  半田フィレット
９ｓ  半田痕
９ｔ  半田ディップ済みサーミスタ
【図１】
0003648465.tif 000002
【図２】
0003648465.tif 000003
【図３】
0003648465.tif 000004
【図４】
0003648465.tif 000005
【図５】
0003648465.tif 000006
【図６】
0003648465.tif 000007