CN107430036A - 温度传感器 - Google Patents
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Abstract
温度传感器具备温度检测部(2)、元件电极线(23)、引线(3)以及中间构件(4)。引线(3)和中间构件(4)由Ni基合金或Fe基合金构成。元件电极线(23)和中间构件(4)以使彼此对置的对置面(231、41)相互对接的状态被焊接来构成元件侧焊接部(51)。中间构件(4)和引线(3)在纵向Z上相互重叠地被焊接来构成引线侧焊接部(52)。引线(3)延伸设置到元件侧焊接部(51)的温度检测部(2)侧。至少在纵向Z上的元件电极线(23)与引线(3)之间填充有填充材料(62)。通过填充材料(62),元件电极线(23)、元件侧焊接部(51)以及引线(3)被相互固定。
Description
技术领域
本发明涉及一种具备感温元件的温度传感器。
背景技术
例如在汽车等车辆中具备用于对在内燃机中产生的排气进行净化的排气净化装置。排气净化装置具备检测排气气体的温度的温度传感器,基于由该温度传感器检测出的温度进行控制使得排气排放降低。
作为使用于排气净化装置的温度传感器,例如存在专利文献1所示的温度传感器。专利文献1的温度传感器具备用于检测温度的感温元件、从感温元件延伸设置的一对元件电极线以及与一对元件电极线分别电连接的一对引线。一对元件电极线由添加了锶的Pt(铂)基合金构成,形成为棒状。另外,一对引线由不锈钢合金构成,形成为棒状。一对元件电极线与一对引线以在与它们的轴向正交的方向上重叠的状态被焊接,从而被相互接合。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2010-32493号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而,专利文献1所示的温度传感器在元件电极线和引线中使用线膨胀系数不同的材料。特别是,如果元件电极线与引线在轴向上以大的范围被接合,则轴向的热膨胀量的差变大,在接合部容易作用大的应力。近年,存在随着在汽车等中使用的内燃机的每单位排气量的输出增加而排气温度也上升的趋势,要求更高的对温度变化的耐久性。
本发明是鉴于所述背景而完成的,想要提供一种能够提高元件电极线与引线之间的连接的可靠性的温度传感器。
用于解决问题的方案
本发明所涉及的温度传感器的一个方式具备:温度检测部,具备用于检测温度的感温元件;一对元件电极线,由以一端埋设于该温度检测部、并且另一端朝向同一方向的方式延伸设置的贵金属或贵金属的合金构成;一对引线,由与该元件电极线电连接且以沿上述元件电极线的延伸设置方向延伸的方式形成的Ni基合金或Fe基合金构成;以及一对中间构件,由将上述元件电极线与上述引线电连接、并且以沿上述延伸设置方向延伸的方式形成的Ni基合金或Fe基合金构成。
上述元件电极线和上述中间构件在上述延伸设置方向上配设于同一直线上。另外,以使彼此对置的对置面相互对接的状态被焊接来构成元件侧焊接部。
上述中间构件和上述引线在与上述延伸设置方向正交的方向上排列配设。另外,相互重叠地被焊接来构成引线侧焊接部。
上述引线延伸设置到比上述元件侧焊接部靠上述温度检测部侧的位置。
至少在与上述延伸设置方向正交的方向上的上述元件电极线与上述引线之间填充有填充材料,通过该填充材料,上述元件电极线、上述元件侧焊接部以及上述引线被相互固定。
发明效果
在上述温度传感器中,元件电极线和中间构件在延伸设置方向上配设于同一直线上。另外,以使彼此对置的对置面相互对接的状态被焊接来构成元件侧焊接部。对置面是元件电极线和中间构件在延伸设置方向上的一端,与在沿延伸设置方向的外周面将元件电极线与引线进行接合的情况相比,能够将接合部的区域形成在小的范围内。由此,能够降低在元件电极线与中间构件之间产生的热膨胀量的差,能够降低所产生的应力。因此,能够提高元件电极线与中间构件之间的连接的可靠性。
另外,引线和中间构件均由Ni基合金或Fe基合金构成。由此,能够谋求温度传感器的成本降低。而且,通过将引线和中间构件由相同种类的材料形成,能够容易地进行两者的接合作业,并且能够提高接合强度。另外,引线与中间构件之间不存在线膨胀系数之差,因此能够防止在由于温度变化而发生热膨胀时在引线与中间构件之间产生应力。因此,还能够确保引线与中间构件之间的连接的可靠性。
另外,引线延伸设置到比元件侧焊接部靠温度检测部侧的位置。而且,至少在与上述延伸设置方向正交的方向上的元件电极线与引线之间填充有填充材料。而且,通过填充材料,元件电极线、元件侧焊接部以及引线被相互固定。因此,强度比元件电极线高的引线起到支柱的作用、即温度传感器整体中的从元件侧焊接部至温度检测部侧的部位的高刚性化的作用。其结果,能够防止由于振动等而元件电极线发生变形、或者向元件侧焊接部施加应力而脆化。并且,在元件电极线与引线之间介有填充材料,因此能够防止元件电极线与引线发生干扰。因此,能够进一步提高元件电极线的耐久性。由此,能够提高元件电极线与引线之间的连接的可靠性。
如上,根据本发明,能够提供能够提高元件电极线与引线之间的连接的可靠性的温度传感器。
附图说明
图1表示实施例1中的温度传感器顶端的局部剖面图。
图2表示图1中的II-II线向视剖面图。
图3表示实施例1中的温度传感器的剖面图。
图4表示实施例1中的温度传感器的局部放大剖面图。
图5表示参考例中的温度传感器顶端的局部剖面图。
图6表示图5中的VI-VI线向视剖面图。
图7表示实施例2中的温度传感器顶端的局部剖面图。
图8表示图7中的VIII-VIII线向视剖面图。
具体实施方式
温度传感器能够在用于对在汽车的内燃机中排出的排气进行净化的排气净化***中用于测量在排气管中流通的排气的温度。能够根据由温度传感器测量出的温度来进行排气净化***的各种控制。
实施例
(实施例1)
使用图1~图4来说明温度传感器的实施例。
如图1、图2所示,本例的温度传感器1具备温度检测部2、一对元件电极线23、一对引线3以及一对中间构件4。温度检测部2具备用于检测温度的感温元件21。一对元件电极线23由以一端埋设于温度检测部2、并且另一端朝向同一方向的方式延伸设置的贵金属或贵金属的合金构成。一对引线3由与元件电极线23电连接且以沿元件电极线23的延伸设置方向X延伸的方式形成的Ni基合金或Fe基合金构成。一对中间构件4由将元件电极线23与引线3电连接、并且以沿延伸设置方向X延伸的方式形成的Ni基合金或Fe基合金构成。
元件电极线23和中间构件4在延伸设置方向X上配设于同一直线上。另外,以使彼此对置的对置面231、41相互对接的状态被焊接来构成元件侧焊接部51。如图2所示,中间构件4和引线3在与延伸设置方向X正交的方向上并列配设。另外,相互重叠地被焊接而构成引线侧焊接部52。引线3延伸设置至比元件侧焊接部51靠顶端侧的位置。至少在与延伸设置方向X正交的方向上的元件电极线23与引线3之间填充有填充材料62。而且,通过填充材料62,元件电极线23、元件侧焊接部51以及引线3被相互固定。另外,如图4所示,延伸设置方向X上的元件侧焊接部51与引线侧焊接部52之间的最短距离L是0.1mm以上。此外,在图1~图4中,省略了引线侧焊接部52的详细的形状的图示。
如图1和图2所示,在本例中,将元件电极线23的延伸设置方向X上的、配设有温度检测部2的一侧设为顶端侧,将与顶端侧相反的一侧设为基端侧,来进行说明。另外,将作为与延伸设置方向X正交的方向的、一对元件电极线23并列的方向设为横向Y,将与延伸设置方向X及横向Y这双方正交的方向设为纵向Z,来进行说明。
如图3所示,温度传感器1具有:被固定于与内燃机连接的排气管(省略图示)的安装部71;***通保持在安装部71内的筒状构件72;以及以从安装部71朝向基端侧的方式延伸设置的外壳构件73。
筒状构件72呈沿延伸设置方向X延伸的圆筒形状,在其顶端部配设有呈圆筒形状、并且呈一端被闭塞的有底圆筒形状的罩构件61。
在筒状构件72的内侧插通配置有一对引线3。一对引线3呈沿延伸设置方向X延伸的圆柱状,在其顶端形成有与中间构件4连接的连接端部31。如图2和图4所示,连接端部31在纵向Z上配设于从引线3中的基端侧的部位的中心轴偏离的位置。另外,在一对引线3的基端形成有与外部设备的外部连接线连接的连接端子(省略图示)。在一对引线3与筒状构件72之间填充有具备电绝缘性的主体侧填充材料74,在使一对引线3与筒状构件72之间绝缘的状态下将一对引线3固定于筒状构件72内。一对引线3的顶端配置于比筒状构件72靠顶端侧即温度检测部2侧的位置。
一对引线3由Fe-Cr系合金形成,其热膨胀率E4是15×10-6/K。
如图1、图2以及图4所示,与一对引线3中的连接端部31接合的中间构件4呈以沿延伸设置方向X延伸的方式形成的圆柱状。如图2、图4所示,在本例中,各中间构件4与所连接的引线3的连接端部31在纵向Z上重叠。而且,中间构件4与连接端部31在1点处被相互焊接而形成引线侧焊接部52。此外,各中间构件4与各引线3的焊接也可以在多个点处进行。在与延伸设置方向X正交的剖面中,中间构件4的外形大于元件电极线23的外形,在从延伸设置方向X观察时,元件电极线23的外形纳入中间构件4的外形的内侧。此外,不限于此,在与延伸设置方向X正交的剖面中,元件电极线23的外形也可以大于中间构件4的外形,也可以设为与中间构件4的外形相同的大小。中间构件4由Fe-Cr系合金形成,其热膨胀率E3是15×10-6/K。
在本例中,将中间构件4和引线3由相同种类的材料形成。作为一对引线3和一对中间构件4中使用的Fe基合金,例如能够使用以Fe为基体材料且含有11wt%~26wt%的Cr的Fe基合金。另外,除了Cr以外,还可以含有Ni、Al(铝)。作为这种Fe基合金,例如能够使用Fe-Cr-Al、SUS310S等。在该情况下,在900℃程度的高温下也能够得到优良的耐热性。另外,作为一对引线3和一对中间构件4中使用的Ni基合金,例如能够使用以Ni为基体材料且含有14wt%~25wt%的Cr的Ni基合金。另外,除了Cr以外,还可以含有Fe、Al。作为这种Ni-Cr系合金,例如能够使用NCF600、NCF601等。在该情况下,在1100℃程度的高温下也能够得到优良的耐热性。
如图1、图2以及图4所示,一对中间构件4上连接有从温度检测部2延伸设置的一对元件电极线23。各元件电极线23与所连接的中间构件4在延伸设置方向X上配置于同一直线上,被相互对接地焊接。由此形成元件侧焊接部51。
如图4所示,引线3的连接端部31延伸设置到在纵向Z上与元件电极线23重叠的位置。即,引线3的连接端部31延伸设置到比元件侧焊接部51靠顶端侧的区域。另外,引线3的连接端部31延伸设置到感温元件21的附近。具体地说,引线3的连接端部31延伸设置到后述的由玻璃构成的封入部22附近。而且,引线3的连接端部31延伸设置到元件电极线23中的从温度检测部2突出的部位中的、比延伸设置方向X上的中央靠顶端侧的位置。而且,元件电极线23与引线3在纵向Z上隔着几乎固定的间隔而对置。此外,优选的是,引线3的连接端部31延伸设置到尽可能接近封入部22的位置。
优选的是,延伸设置方向X上的元件侧焊接部51与引线侧焊接部52之间的最短距离L是0.1mm以上。在本例中,特别是将最短距离L设为0.2mm以上。具体地说,元件侧焊接部51和引线侧焊接部52形成在延伸设置方向X上的最短距离L为0.2mm的位置。
此外,在将中间构件4与引线3的连接端部31在多个点处进行了焊接的情况下,在两者之间会形成多个引线侧焊接部52。该情况下的最短距离L是指,元件侧焊接部51与多个引线侧焊接部52中的配置于最靠近元件侧焊接部51的一侧的引线侧焊接部52之间的在延伸设置方向X上的最短距离。另外,从低成本化、提高抗振性等观点出发,优选的是,将最短距离L设为1.0mm以下,更优选的是设为0.8mm以下。
如图1、图2所示,温度检测部2具有由测温电阻体构成的感温元件21以及在内部包含感温元件21和一对元件电极线23的顶端侧的封入部22。如图4所示,优选的是,在延伸设置方向X上,元件电极线23中的从温度检测部2朝向引线3侧突出的部位的长度尺寸D是0.1mm以上。在本例中,特别是将长度尺寸D设为0.2mm以上。具体地说,以使长度尺寸D为0.2mm的方式配置温度检测部2和元件侧焊接部51。此外,从成本降低、提高抗振性等观点出发,优选的是,将长度尺寸D设为1.0mm以下,更优选的是设为0.8mm以下。另外,如图1、图2所示,温度检测部2被收容在将温度检测部2从顶端侧和外周侧覆盖的罩构件61中。而且,通过被填充在罩构件61的内侧的填充材料62,温度检测部2与罩构件61被固定。填充材料62由含有玻璃的Al2O3、或含有玻璃的MgO构成。通过使填充材料62含有玻璃,能够谋求温度传感器1整体中的、从元件侧焊接部51至顶端侧的部位的高刚性化。罩构件61内的填充材料62从温度检测部2的顶端侧填充至比引线侧焊接部52靠基端侧的位置。
如图4所示,填充材料62还被填充在纵向Z上的、元件电极线23与引线3的连接端部31之间的区域S。由此,元件电极线23、元件侧焊接部51、中间构件4以及引线3通过填充材料62被相互固定。另外,元件电极线23与引线3的连接端部31隔着填充材料62在纵向Z上对置。
元件电极线23与引线3在纵向Z上重叠的部位P1和中间构件4与引线3在纵向Z上重叠的部位P2在与延伸设置方向X正交的填充材料62的剖面中的截面积大致相同。
如图1所示,感温元件21在一对元件电极线23的顶端附近被固定成被相互平行地配设的一对元件电极线23夹着的状态。预先使用在贵金属中添加有玻璃粉的糊剂对感温元件21与一对元件电极线23进行了烘烤接合。被烘烤接合的感温元件21和一对元件电极线23的顶端侧的部位包含在由玻璃构成的封入部22的内部。
元件电极线23由Pt、或在Pt中含有Ir、Rh、Sr中的至少一种的合金、或由包含Pt的金属颗粒和分散在金属颗粒中的氧化物颗粒形成的分散强化型Pt构成。上述氧化物颗粒例如能够设为氧化锆。在本例中,一对元件电极线23由Pt基合金构成,形成为沿延伸设置方向X延伸的圆柱状。作为Pt基合金,使用以Pt为基体材料且将Ir(铱)添加5wt%~25wt%而成的Pt基合金。另外,本例中的一对元件电极线23的热膨胀率E2=9×10-6/K,与感温元件21中的热膨胀率E1几乎相同。另外,封入部22的热膨胀率被设定为与感温元件21的热膨胀率相同。元件电极线23的热膨胀率E2、中间构件4的热膨胀率E3、引线3的热膨胀率E4满足E2≤E3≤E4的关系。特别是在本例中,中间构件4的热膨胀率E3与引线3的热膨胀率E4满足E3=E4的关系。此外,作为元件电极线23,除了添加有Ir的Pt基合金以外,还能够使用以Pt为基体材料且将Rh添加5wt%~15wt%而成的Pt基合金。
接着,说明元件电极线23、中间构件4以及引线3的接合。
首先,进行从温度检测部2延伸设置的一对元件电极线23与一对中间构件4的接合。元件电极线23与中间构件4在延伸设置方向X上配设于同一直线上,并且通过以使彼此对置的对置面231、41相互对接的状态进行的对接焊接而被接合。这样,在将中间构件4与引线3进行接合之前,进行中间构件4与元件电极线23的接合,由此能够容易地进行将中间构件4和元件电极线23在延伸设置方向X上配置于同一直线上的定芯作业。假如在将中间构件4与引线3先接合的情况下,需要同时进行一对中间构件4与一对元件电极线23之间的定芯,定芯作业困难。如果定心作业困难,则焊接的制造偏差变大,难以确保焊接可靠性。其结果,有可能发生一对元件电极线23与一对中间构件4的接合不良。另外,也可考虑将一对元件电极线、一对中间构件以及一对引线在延伸设置方向X上配置于同一直线上来进行接合的构造、将一对元件电极线和一对引线在延伸设置方向X上配置于同一直线上来进行直接接合的构造,但是这些构造也使定心作业困难。
接着,将连接于一对元件电极线23的一对中间构件4与一对引线3进行接合。中间构件4在纵向Z上与引线3并列配置,中间构件4与引线3以在纵向Z上重叠的状态被相互接合。在本例中,中间构件4与引线3通过激光焊接而被相互接合。
接着,说明本例的作用效果。
在温度传感器1中,元件电极线23和中间构件4在延伸设置方向X上配设于同一直线上。另外,以使彼此对置的对置面231、41相互对接的状态被焊接来构成元件侧焊接部51。因此,能够提高元件电极线23与中间构件4之间的连接的可靠性。例如在与本实施方式不同地将元件电极线23与中间构件4在纵向Z上重叠地进行了焊接的情况下,在元件电极线2与中间构件4之间形成具有使它们之间尖细地切出的形状的切口。而且,认为应力有可能集中于该切口。另一方面,在本实施方式中,将元件电极线23与中间构件4如上所述那样通过对接焊接来进行接合。因此,能够形成在元件电极线23与中间构件4之间不产生上述切口形状的构造。由此,能够避免元件电极线23与中间构件4之间发生的因热膨胀量的差引起的应力的集中。
另外,引线3和中间构件4均由Ni基合金或Fe基合金构成。由此,能够谋求温度传感器1的成本降低。而且,通过将引线3和中间构件4由相同种类的材料形成,能够容易地进行两者的接合作业,并且能够提高接合强度。另外,引线3与中间构件4之间不存在线膨胀系数之差。因此,能够防止在由于温度变化而发生热膨胀时在引线3与中间构件4之间产生应力。因此,还能够确保引线3与中间构件4之间的连接的可靠性。
另外,引线3延伸设置到比元件侧焊接部51靠顶端侧的位置。而且,至少在纵向Z上的元件电极线23与引线3之间介有填充材料62。而且,通过填充材料62,元件电极线23、元件侧焊接部51以及引线3被相互固定。因此,强度比元件电极线23高的引线3起到支柱的作用、即温度传感器1整体中的从元件侧焊接部51至顶端侧的部位的高刚性化的作用,能够抑制由于振动等而向元件电极线23和元件侧焊接部51施加应力。并且,在元件电极线23与引线3之间介有填充材料62,因此能够防止元件电极线23与引线3发生干扰。因此,能够进一步提高元件电极线23的耐久性。由此,能够提高元件电极线23和元件侧焊接部51的可靠性。
另外,延伸设置方向X上的元件侧焊接部51与引线侧焊接部52之间的最短距离L是0.1mm以上。由此,能够避免应力集中于元件侧焊接部51,能够提高元件电极线23与元件侧焊接部51之间的连接的可靠性。即,有时在引线侧焊接部52附近存在上述切口,因此在引线侧焊接部52附近比较容易发生应力的集中。因此,通过将上述最短距离L设为0.1mm以上,能够避免元件侧焊接部51配置于应力容易集中的区域。由此,能够避免应力集中于元件侧焊接部51。
另外,在本例中,最短距离L是0.2mm以上。由此,能够进一步提高元件侧焊接部51的连接可靠性。
另外,元件电极线23中的从温度检测部2朝向引线3侧突出的部位的长度尺寸D是0.1mm以上。由此,能够提高元件侧焊接部51的连接可靠性。即,元件电极线23中的从封入部22突出的根部分比较容易集中来自封入部22的应力。因此,通过将长度尺寸D设为0.1mm以上,能够避免元件侧焊接部51配置于应力容易集中的区域。由此,能够避免应力集中于元件侧焊接部51。
另外,在本例中,上述长度尺寸D是0.2mm以上。因此,能够进一步提高元件电极线23与元件侧焊接部51的连接的可靠性。并且,能够容易地制造耐久性优良的温度传感器1。假如元件侧焊接部51与温度检测部2(封入部22)接触或配置于内侧,则由于温度检测部2(封入部22)与元件侧焊接部51的热膨胀差而产生热应力,温度检测部2(封入部22)有可能损伤。因此,通过将长度尺寸D设为0.2mm以上,即使考虑尺寸偏差等,也能够避免元件侧焊接部51与温度检测部2(封入部22)接触或者配置于内侧,能够防止温度检测部2的损伤。
另外,元件电极线23由Pt、或在Pt中含有Ir、Rh、Sr中的至少一种的合金、或由包含Pt的金属颗粒和分散在该金属颗粒中的氧化物颗粒形成的分散强化型Pt构成。因此,容易提高元件电极线23的强度。由此,容易抑制由于将元件电极线23与中间构件4进行焊接时等的热而导致元件电极线23脆化。随之,能够容易确保元件电极线23与引线3之间的连接的可靠性。
另外,温度检测部2被收容在罩构件61中,通过被填充在罩构件61的内侧的填充材料62,温度检测部2与罩构件61被相互固定。由此,能够防止温度检测部2相对于罩构件61相对地振动。
另一方面,由于罩构件61的随着温度变化而产生的伸缩,应力容易作用于元件侧焊接部51。特别是在罩构件61发生收缩时,温度检测部2经由填充材料62被推向延伸设置方向X的基端侧,随之在元件侧焊接部51中,应力以使元件电极线23推压中间构件4的方式起作用。
但是,元件侧焊接部51是以元件电极线23和中间构件4在延伸设置方向X上配置于同一直线上的状态被接合,因此在元件侧焊接部51中,能够抑制向元件电极线23与中间构件4分离的方向的力起作用。因此,在温度检测部2被收容在罩构件61中且通过填充材料62被固定的结构中,能够有效地提高元件电极线23与引线3之间的连接的可靠性。
另外,元件电极线23与引线3在纵向Z上重叠的部位P1和中间构件4与引线3在纵向Z上重叠的部位P2在与延伸设置方向X正交的填充材料62的剖面中的截面积相同。因此,在对罩构件61内的顶端部从罩构件61的基端侧填充填充材料62并进行干燥、烧结时,防止在罩构件61内的顶端部留有空气。因此,容易提高填充材料62向罩构件61内的顶端部的填充率。由此,能够提高基于填充材料62的元件电极线23、元件侧焊接部51以及引线3的固定力。随之,能够提高元件电极线23和元件侧焊接部51的可靠性。
如上,根据本例,能够提供能够提高元件电极线与引线之间的连接的可靠性的温度传感器。
(确认试验1)
在本确认试验中,针对将基本结构设为与实施例1同样的温度传感器,使用将上述最短距离L进行各种变更后的试样1~试样5来进行了冷热试验、热冲击试验以及振动试验。然后,对各试样中的元件电极线23与引线3之间的连接的可靠性进行了评价。
即,试样1中设为L=0mm,试样2中设为L=0.05mm,试样3中设为L=0.1mm,试样4中设为L=0.2mm,试样5中设为L=0.3mm。而且,在延伸设置方向X上,关于元件电极线23中的从温度检测部2朝向引线3侧突出的部位的长度尺寸D,在任一个试样中均设为0.2mm。此外,试样4是实施例1中示出的温度传感器1。
冷热试验是使各试样交替地暴露于常温气氛(25℃)和高温气氛(950℃)的试验。另外,关于试验周期,以在各气氛中各保持2分钟为1个周期,实施了10000周期。
热冲击试验是在对各试样进行加热之后利用鼓风机来急速冷却的试验。在本试验中,在将各试样加热为950℃之后,以最大300℃每秒的冷却速度冷却至25℃。另外,关于试验周期,以加热-冷却为1个周期,实施了10000周期。
振动试验是将各试样配置于高温气氛(950℃)中、并且施加振动负荷的试验。将对各试样的振动加速度设为40G,关于振动频率,以温度检测部2中的共振点为中心来进行了扫描。另外,将试验时间设为100小时。
将冷热试验、热冲击试验以及振动试验的结果表示在表1中。表中所示的“×”表示在试验后在元件电极线与引线之间出现断线或断线的征兆。另外,“○”表示在试验后元件电极线与引线之间的连接仍正常。此外,关于断线或断线的征兆的确认,例如通过观察试验前后的传感器输出值(电阻值)的变化来进行。
[表1]
(表1)
从表1可知,试样1在冷热试验、热冲击试验以及振动试验中的任一个试验后,在元件电极线与引线之间均确认出断线或断线的征兆。另外,试样2在冷热试验和热冲击试验中,在元件电极线与引线之间确认出断线或断线的征兆。另一方面,最短距离L≥0.1的试样3~试样5在冷热试验、热冲击试验、振动试验中的任一个试验后,元件电极线23与引线3之间的连接均正常。
从该结果可知,通过将延伸设置方向X上的与将中间构件4与引线3进行接合而成的引线侧焊接部52之间的最短距离L设为0.1mm以上,能够提高元件电极线23与引线3之间的连接的可靠性。
(确认试验2)
在本确认试验中,针对将基本结构设为与实施例1同样的温度传感器,使用将上述长度尺寸D进行各种变更后的试样6~试样9来进行了冷热试验。而且,对各试样中的元件电极线23与引线3之间的连接的可靠性进行了评价。
试样6中设为D=0mm,试样7中设为D=0.05mm,试样8中设为D=0.1mm,试样9中设为D=0.2mm。而且,关于延伸设置方向X上的元件侧焊接部51与引线侧焊接部52之间的最短距离L,在任一个试样中均设为0.2mm。
本试验中的试验条件和评价方法与确认试验1中进行的冷热试验同样。将结果表示在表2中。
[表2]
(表2)
从表2可知,试样6和试样7在元件电极线与引线之间确认出断线或断线的征兆。与此相对,满足长度尺寸D≥0.1的试样8和试样9中元件电极线23与引线3之间的连接为正常。
从该结果可知,通过将延伸设置方向X上的、元件电极线23中的从温度检测部2朝向引线3侧突出的部位的长度尺寸D设为0.1mm以上,能够提高元件电极线23与引线3之间的连接的可靠性。
(参考例)
如图5、图6所示,本例是元件侧焊接部51配置于比引线3的顶端部靠温度检测部2侧的位置的例子。即,在实施例1中,元件侧焊接部51与引线3(连接端部31)在纵向Z上重叠,但是在本例中,元件侧焊接部51不与引线3在纵向Z上重叠。
如图6所示,在延伸设置方向X上元件电极线23的从温度检测部2突出的部位P3相比于延伸设置方向X上的引线3与中间构件4在纵向Z上重叠的部位P4而言与延伸设置方向X正交的填充材料62的截面积更大。即,关于将填充材料62填充前的状态的罩构件61内的空间的与延伸设置方向X正交的截面积而言,比位于顶端侧的上述部位P3靠基端侧、即位于罩构件61中的填充材料62的入口侧的上述部位P4更小。因此,在对罩构件61内的顶端部从罩构件61的基端侧填充填充材料62并进行干燥、烧结时,在罩构件61内的顶端部留有空气。其结果,填充材料62向罩构件61内的顶端部的填充率有可能降低。另一方面,如图4所示,在实施例1中,将填充材料62填充前的罩构件61内的空间在罩构件61内的基端侧的部位P2与顶端侧的部位P1中,与延伸设置方向X正交的截面积大致相同。因此,容易提高填充材料62向罩构件61内的顶端部的填充率。
其它与实施例1同样。此外,本例或与本例有关的附图中使用的符号中与在实施例1中使用的符号相同的符号只要没有特别说明则表示与实施例1同样的结构要素等。
(实施例2)
如图7和图8所示,本例是将实施例1所示的温度传感器1所涉及的构造变更一部分而得到的。
本例所示的温度传感器1的温度检测部2由圆柱形状的感温元件21形成。另外,元件电极线23其顶端侧的部位被埋设于感温元件21。另外,在本例中,未形成实施例1等中记载的封入部(图1~图4的符号22)。即,在本例中,在感温元件21的周围直接填充有填充材料62。
其它与实施例1同样。此外,本例或与本例有关的附图中使用的符号中与在实施例1中使用的符号相同的符号只要没有特别说明则表示与实施例2同样的结构要素等。
在本例中也能够获得与实施例1同样的作用效果。
附图标记说明
1:温度传感器
2:温度检测部
21:感温元件
23:元件电极线
3:引线
4:中间构件
51:元件侧焊接部
52:引线侧焊接部
62:填充材料
X:延伸设置方向
Claims (8)
1.一种温度传感器(1),其特征在于,具备:
温度检测部(2),具备用于检测温度的感温元件(21);
一对元件电极线(23),由以一端埋设于该温度检测部(2)、并且另一端朝向同一方向的方式延伸设置的贵金属或贵金属的合金构成;
一对引线(3),由与该元件电极线(23)电连接且以沿着上述元件电极线(23)的延伸设置方向(X)延伸的方式形成的Ni基合金或Fe基合金构成;以及
一对中间构件(4),由将上述元件电极线(23)与上述引线(3)电连接、并且以沿着上述延伸设置方向(X)延伸的方式形成的Ni基合金或Fe基合金构成,
上述元件电极线(23)和上述中间构件(4)在上述延伸设置方向(X)上配设于同一直线上,并且以使彼此对置的对置面(231、41)相互对接的状态被焊接来构成元件侧焊接部(51),
上述中间构件(4)和上述引线(3)在与上述延伸设置方向(X)正交的方向上排列配设并且相互重叠地被焊接来构成引线侧焊接部(52),
上述引线(3)延伸设置到比上述元件侧焊接部(51)靠上述温度检测部(2)侧的位置,
至少在与上述延伸设置方向(X)正交的方向上的上述元件电极线(23)与上述引线(3)之间填充有填充材料(62),
通过该填充材料(62),上述元件电极线(23)、上述元件侧焊接部(51)以及上述引线(3)被相互固定。
2.根据权利要求1所述的温度传感器(1),其特征在于,
上述延伸设置方向(X)上的上述元件侧焊接部(51)与上述引线侧焊接部(52)之间的最短距离L是0.1mm以上。
3.根据权利要求2所述的温度传感器(1),其特征在于,
上述最短距离L是0.2mm以上。
4.根据权利要求1~3中的任一项所述的温度传感器(1),其特征在于,
在上述延伸设置方向(X)上,上述元件电极线(23)中的从上述温度检测部(2)朝向上述引线(3)侧突出的部位的长度尺寸D是0.1mm以上。
5.根据权利要求4所述的温度传感器(1),其特征在于,
上述长度尺寸D是0.2mm以上。
6.根据权利要求1~5中的任一项所述的温度传感器(1),其特征在于,
上述元件电极线(23)由Pt、或在Pt中含有Ir、Rh、Sr中的至少一种的合金、或由包含Pt的金属颗粒及分散在该金属颗粒中的氧化物颗粒形成的分散强化型Pt构成。
7.根据权利要求1~6中的任一项所述的温度传感器(1),其特征在于,
上述温度检测部(2)被收容在将该温度检测部(2)从顶端侧和外周侧覆盖的罩构件(61)中,通过被填充在该罩构件(61)的内侧的上述填充材料(62),上述温度检测部(2)与上述罩构件(61)被相互固定。
8.根据权利要求1~7中的任一项所述的温度传感器(1),其特征在于,
上述元件电极线(23)与上述引线(3)在与上述延伸设置方向(X)正交的方向上重叠的部位(P1)和上述中间构件(4)与上述引线(3)在与上述延伸设置方向(X)正交的方向上重叠的部位(P2)在与上述延伸设置方向(X)正交的上述填充材料(62)的剖面中的截面积相同。
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