DE102017001640A1

DE102017001640A1 - Temperatursensor

Info

Publication number: DE102017001640A1
Application number: DE102017001640.2A
Authority: DE
Inventors: Toshiya OYA; Seiji Oya
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 2016-02-19
Filing date: 2017-02-20
Publication date: 2017-09-21
Also published as: US10302503B2; US20170241844A1; JP6545627B2; JP2017146247A

Abstract

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Temperatursensor bereitzustellen, bei dem eine Legierung, die keine großen und groben Kristallkörner bildet, auch wenn der Temperatursensor bei hoher Temperatur über einen längeren Zeitraum verwendet wird, für einen Elektrodendraht verwendet wird, so dass der Elektrodendraht eine erhöhte Wärmebeständigkeit aufweisen kann. Der erfindungsgemäße Temperatursensor enthält ein Temperaturerfassungselement 3 mit einem Temperaturerfassungsteil 4, dessen elektrischen Eigenschaften abhängig von der Temperatur variieren, und einem Elektrodendraht 5 zum Ausgeben eines elektrischen Signals von dem Temperaturerfassungsteil zur Außenseite; und einen Mantelkerndraht (Signaldraht) 15, der elektrisch mit dem Elektrodendraht verbunden ist. Der Elektrodendraht 5 ist aus einer Platin-Palladium-Rhodium-Legierung, welche Pt, Pd und Rh enthält, gebildet. Die Legierung enthält insgesamt 0,1 bis 1,2 Mol-% von wenigstens einem Erdalkalimetall, welches aus der Gruppe bestehend aus Ca, Sr und Ba, 0,1 bis 43,0 Mol-% Pd und 1,0 bis 43,0 Mol-% Rh, besteht sowie einen Rest, bestehend aus Pt und unvermeidbaren Verunreinigungen. Ausgeschiedene Zweitphasenkörner in der Platin-Palladium-Rhodium-Legierung, die hauptsächlich aus Pt, Pd und dem Erdalkalimetall bestehen, werden in einer Matrixphase zerstreut.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Temperatursensor zum Erfassen der Temperatur von Fluiden, wie Gas und dergleichen.
Hintergrund
Ein herkömmlicher Temperatursensor umfasst: ein Temperaturerfassungselement mit einem Temperaturerfassungsteil, welcher elektrische Eigenschaften aufweist, die in Abhängigkeit von der Temperatur variieren, und einem Elektrodendraht, der elektrisch mit dem Temperaturerfassungsteil verbunden ist; und einen Signaldraht, welcher mit dem Elektrodendraht verbunden ist. In einem Temperatursensor mit dem obigen Aufbau wird als Material des Elektrodendrahtes des Temperaturerfassungselements eine Platin-Rhodium-Legierung (PtRh-Legierung) verwendet.
Die Platin-Rhodium-Legierung ist als ein Material mit ausgezeichneter Verarbeitbarkeit, Schweißbarkeit, Wärmebeständigkeit und Korrosionsbeständigkeit bekannt. Im Vergleich zu reinem Platin, das ähnliche Vorteile hat, hat die Platin-Rhodium-Legierung eine höhere Festigkeit im Bereich von Raumtemperatur zu hoher Temperatur. Auch im Gegensatz zu einer Platin-Iridium(PtIr)-Legierung wird die Platin-Rhodium-Legierung aufgrund von Oxidation und Verdampfung von Iridium nicht erodiert. Deshalb wurde die Platin-Rhodium-Legierung als eine wärmebeständige Legierung als ein Material für chemische Anlagen, ein leitfähiges Material, ein Material für elektrische Entladungselektroden, als Kontaktmaterial und dergleichen in vielen Bereichen verwendet.
Beispielsweise, offenbart das Patentdokument 1 die Verwendung einer Platinlegierung, die Platin und Rhodium als Bestandteil enthält, für eine Glasfaserproduktionsdüse und -buchse. Patentdokument 2 offenbart, dass die Platin-Rhodium-Legierung für eine Glaskeramik-Produktionsvorrichtung geeignet ist. Wie in diesen Dokumenten offenbart, wurde eine Platin-Rhodium-Legierung als ein Material verwendet, welches bei hohen Temperaturen eingesetzt werden kann und welches hoch oxidationsbeständig ist.
Auch, das Patentdokument 3 offenbart einen Draht aus einer binären Platin-Rhodium-Legierung, welcher in einem Temperatursensorelement, das wärmebeständig bis 1000C° ist, integriert ist und offenbart, dass der Gehalt an Rh vorzugsweise 10 bis 20 Gew.-% beträgt. Das Patentdokument 4 offenbart, dass eine Platin-Legierung, welche 5 bis 15 Gew.-% Ir und/oder Rh aufweist, geeignet ist, als Material eines Elektrodendrahtes eines Temperatursensors, welcher bei hohen Temperaturen eingesetzt wird, verwendet zu werden. Wie in diesen Dokumenten beschrieben, wird eine Platin-Rhodium-Legierung ebenfalls vorteilhaft als ein leitfähiges Material, bei welchem eine hohe Wärmebeständigkeit und Hochtemperaturfestigkeit erforderlich sind, verwendet.
Stand der Technik
Patentdokument

Patentdokument 1: offengelegte Japanische Patentanmeldung Nr. 2003-261350
Patentdokument 2: offengelegte Japanische Patentanmeldung Nr. 2005-119959
Patentdokument 3: offengelegte Japanische Patentanmeldung Nr. H11-40403
Patentdokument 4: offengelegte Japanische Patentanmeldung Nr. 2010-60404

Zusammenfassung der Erfindung
Probleme, die mit der Erfindung gelöst werden
Es ist erforderlich, dass ein wärmebeständiges Material einen hohen Schmelzpunkt, eine hohe Festigkeit, eine hohe Korrosionsbeständigkeit und dergleichen aufweisen soll, und es ist erwünscht, die Stabilität während des Langzeitgebrauchs aufrechtzuerhalten. Wenn eine herkömmliche Platin-Rhodium-Legierung über einen längeren Zeitraum bei hohen Temperaturen verwendet wird, tritt unvermeidlich ein Kornwachstum auf, um große und grobe Kristallkörner zu erzeugen, was zu einem Bruch an den Korngrenzen führen kann. Beispielsweise rekristallisiert eine binäre Platin-Rhodium-Legierung (eine Legierung, die aus Platin und Rhodium hergestellt ist, im Folgenden einfach als „PtRh-Legierung” bezeichnet) bei 600°C oder bei einer höheren Temperatur und kann große und grobe Kristallkörner mit einer Korngröße von mehr als 100 μm bilden, wenn die Legierung bei einer hohen Temperatur von 1000°C oder mehr für nur einige Stunden gehalten wird.
Es ist im Laufe der Zeit wahrscheinlicher, dass eine PtRh-Legierung, die eine derartige Eigenschaft aufweist, z. B. durch ein Gleiten der Korngrenzen zerbricht, obwohl sie eine hohe Anfangsleistung aufweist, und daher ist ihre Stabilität während des Langzeitgebrauchs unzureichend zuverlässig. Darüber hinaus ist die Pt- und Rh-Produktion (insbesondere Rh-Produktion) gering, die Pt- und Rh-produzierenden Länder sind ungleichmäßig gelegen, und die Nachfrage nach Pt und Rh stammt überwiegend aus den Industrien. Daher sind die Preise von Pt und Rh hoch und variieren weitgehend, was ein Problem mit der Beschaffung darstellt. Unter diesen Umständen wird in dem Fall, in dem eine PtRh-Legierung als ein Material für den Elektrodendraht des Temperatursensors mit der obigen Struktur verwendet wird, wird die Festigkeit des Elektrodendrahtes aufgrund des Dauergebrauchs bei einer hohen Temperatur verringert, was zu einem Problem, wie einem Bruch des Elektrodendrahts, führen kann. Es gibt auch ein anderes Problem, dass der Preis des Temperatursensors bei weitem stark ansteigt.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Temperatursensor bereitzustellen, bei dem für einen Elektrodendraht eine Legierung verwendet wird, die keine großen und groben Kristallkörner bildet, auch wenn der Sensor über einen längeren Zeitraum bei hoher Temperatur verwendet wird, so dass der Elektrodendraht eine erhöhte Hochtemperaturfestigkeit aufweisen kann.
Mittel zum Lösen des Problems
Ein Temperatursensor gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst: ein Temperaturerfassungselement mit einem Temperaturerfassungsteil, welcher elektrische Eigenschaften aufweist, die abhängig von der Temperatur variieren, und einem Elektrodendraht zum Ausgeben eines elektrischen Signals von dem Temperaturerfassungsteil nach außen; und einen Signaldraht, der elektrisch mit dem Elektrodendraht verbunden ist. Der Elektrodendraht besteht aus einer Platin-Palladium-Rhodium-Legierung, die Pt, Pd und Rh enthält. Die Platin-Palladium-Rhodium-Legierung enthält insgesamt 0,1 bis 1,2 Mol-% mindestens eines Erdalkalimetalls, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ca, Sr und Ba, 0,1 bis 43,0 Mol-% Pd und 1,0 bis 43,0 Mol-% von Rh, wobei der Rest Pt und zufällige Verunreinigungen sind. In der Platin-Palladium-Rhodium-Legierung werden hauptsächlich gefällte Körner, die hauptsächlich Pt, Pd und Erdalkalimetall enthalten, in einer Matrixphase dispergiert. Die zufälligen Verunreinigungen beziehen sich auf unbeabsichtigte Verschmutzungen, die aus Rohmaterialien oder aus einem Arbeitsprozess einschließlich eines Schmelztiegels oder dergleichen stammen.
Gemäß dem obigen Temperatursensor ist die Bewegung der Korngrenzen begrenzt, da die ausgeschiedenen Zweitphasenkörner im Elektrodendraht vorhanden sind, und als Folge davon können Kristallkörner daran gehindert werden, vergrößert oder vergröbert zu werden, selbst wenn der Temperatursensor bei hoher Temperatur über einen langen Zeitraum verwendet wird. Zusätzlich ist die Festigkeit des Elektrodendrahts, aufgrund der Wirkung der Ausscheidungsverstärkung des in der Legierung erhaltenen Erdalkalimetalls, verbessert, und die Bruchdehnung des Elektrodendrahtes ist aufgrund der kleinen Korngröße vorteilhaft groß. Somit kann ein Temperatursensor bereitgestellt werden, bei dem die Hochtemperaturfestigkeit des Elektrodendrahtes verstärkt ist und das Auftreten eines Bruches oder dergleichen des Elektrodendrahtes gehemmt wird, selbst wenn der Temperatursensor bei hoher Temperatur über eine lange Zeitdauer verwendet wird.
In der Platin-Palladium-Rhodium-Legierung, aus welcher der Elektrodendraht gebildet ist, ist im Wesentlichen das gesamte Erdalkalimetall in Form von ausgeschiedenen Zweitphasenkörnern vorhanden und die Pt-Pd-Rh-Legierung im Wesentlichen der ganze Matrixphasenanteil bildet. Daher weist der Elektrodendraht gleichwertige und nicht verschlechterte Eigenschaften, wie die elektrische Leitfähigkeit, thermische Leitfähigkeit und dergleichen, auf, im Vergleich zu einem Elektrodendraht, welcher aus einer herkömmlichen binären PtRh-Legierung besteht.
Ferner wird gemäß dem Temperatursensor der vorliegenden Erfindung ein Teil des im Elektrodendraht enthaltenen Pt durch Pd ersetzt und das Erdalkalimetall wird hinzugefügt. Daher behält der Elektrodendraht die Oxidationsbeständigkeit und die Hochschmelzpunkteigenschaften des Rh, hat eine höhere Festigkeit als ein Elektrodendraht, der aus einer PtRh-Legierung gebildet ist, und kann über eine lange Zeitdauer bei hoher Temperatur verwendet werden. Zusätzlich ist Pd in dem Elektrodendraht enthalten, und daher können die Mengen von Pt und Rh, die verwendet werden, relativ reduziert werden. Dementsprechend kann der Elektrodendraht bei niedrigeren Kosten hergestellt werden, und es kann gehindert werden, dass der Preis des Temperatursensors stark ansteigt.
Ferner können in dem Temperatursensor der vorliegenden Erfindung der elektrische Draht und der Signaldraht über einen verschmolzenen Abschnitt miteinander verbunden sein. In der Platin-Palladium-Rhodium-Legierung, die den Elektrodendraht bildet, ist der eutektische Punkt zwischen den ausgefällten Zweitphasenkörnern und der Matrixphase niedriger als die der PtRh-Legierung als die Matrixphase. Daher ist es einfach, den Elektrodendraht über einen verschmolzenen Abschnitt, der durch Schweißen gebildet wird, mit dem Signaldraht zu verbinden. Zusätzlich kann ein homogener verschmolzener Abschnitt gebildet werden, und daher kann ein Temperatursensor mit einer ausgezeichneten Verbindungsfestigkeit zwischen dem Elektrodendraht und dem Signaldraht bereitgestellt werden. Als Schweißtechnik zum Bilden des verschmolzenen Abschnitts kann beispielsweise ein Laserschweißen, ein Elektronenstrahlschweißen, ein Widerstandsschweißen oder dergleichen verwendet werden.
Weiterhin kann bei dem Temperatursensor der vorliegenden Erfindung der Signaldraht aus einer Legierung gebildet sein, die als Hauptkomponente eine aus der Gruppe bestehend aus Fe, Ni, Co und Cr enthält. In diesem Fall kann die Wärmebeständigkeit des Signaldrahts verbessert werden, und der Signaldraht kann aus einem Material gebildet werden, das weniger als der Elektrodendraht, der ein teures Edelmetall enthält, kostet. Daher kann ein Temperatursensor bereitgestellt werden, der eine höhere Zuverlässigkeit hat und dessen Preis daran gehindert wird, stark anzusteigen.
In der vorliegenden Erfindung kann das Temperaturerfassungselement so konfiguriert sein, dass ein Metallwiderstand mit elektrischen Eigenschaften, die in Abhängigkeit von der Temperatur variieren (z. B. ein Dünnschichtwiderstand aus Pt), durch Strukturierung auf einem isolierenden Keramiksubstrat ausgebildet und elektrisch mit dem Elektrodendraht verbunden ist. Alternativ kann das Temperaturerfassungselement so konfiguriert sein, dass eine Thermistorfilmschicht mit elektrischen Eigenschaften, die in Abhängigkeit von der Temperatur variieren, auf ein isolierendes Keramiksubstrat laminiert und elektrisch mit dem Elektrodendraht verbunden ist. Alternativ kann das Temperaturerfassungselement so konfiguriert sein, dass ein eingegossener Körper, der aus Thermistorpulver hergestellt ist und eine vorbestimmte Form aufweist, mit einem Abschnitt des Elektrodendrahtes, der darin eingebettet ist, gesintert wird und daher ist der Elektrodendraht in dem gesinterten Thermistor-Körper integriert.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt einen Teilquerschnitt des Gesamtaufbaus eines Temperatursensors gemäß einer Ausführungsform 1;
2 zeigt einen vergrößerten Querschnitt eines Vorderseitenabschnitts des Temperatursensors gemäß der Ausführungsform 1;
3 zeigt einen vergrößerten Querschnitt eines Vorderseitenabschnitts eines Temperatursensors gemäß einer Ausführungsform 2;
4 zeigt einen vergrößerten Querschnitt eines Vorderseitenabschnitts eines Temperatursensors gemäß einer weiteren Ausführungsform;
5 zeigt ein Diagramm, auf dem ein Teil der Beispiele und ein Vergleichsbeispiel eingetragen sind, wobei die vertikale Achse die zugegebene Rh-Menge darstellt (Einheit: Mol-%) und die horizontale Achse die Zugfestigkeit (Einheit: MPa) darstellt;
6 zeigt eine Querschnittsansicht, die eine Legierung nach dem Beispiel 4 darstellt.
Beschreibung der Ausführungsformen zur Durchführung der Erfindung
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben.
Ausführungsform 1
Wie in den 1 und 2 gezeigt, umfasst ein Temperatursensor 1: ein Temperaturerfassungselement 3 mit einem Temperaturerfassungsteil 4 mit elektrischen Eigenschaften, die in Abhängigkeit von der Temperatur variieren, und Elektrodendrähten 5 zum Ausgeben eines elektrischen Signals von dem Temperaturerfassungsteil 4 nach außen; und Mantelkerndrähte (Signaldrähte) 15, die elektrisch mit den Elektrodendrähten 5 verbunden sind.
Jeder Elektrodendraht 5 ist aus einer Platin-Palladium-Rhodium-Legierung gebildet. Die Platin-Palladium-Rhodium-Legierung enthält insgesamt 0,1 bis 1,2 Mol-% mindestens eines Erdalkalimetalls, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ca, Sr und Ba, 0,1 bis 43,0 Mol-% Pd und 1,0 bis 43,0 Mol-% Rh, wobei der Rest Pt und zufällige Verunreinigungen sind. In der Platin-Palladium-Rhodium-Legierung werden hauptsächlich ausgeschiedene Zweitphasenkörner, die hauptsächlich Pt, Pd und das Erdalkalimetall enthalten, in einer Matrixphase dispergiert. Der Temperatursensor 1 wird nun im Detail beschrieben.
Wie in 1 gezeigt, ist der Temperatursensor 1 an einem Strömungsrohr, beispielsweise an einem Auspuffrohr eines Verbrennungsmotors so angebracht, dass es in dem Strömungsrohr, in das ein zu messendes Gas (Abgas) hineinfließt, angeordnet ist, und dadurch zur Detektion der Temperatur des zu messenden Gases verwendet wird. Die Längsrichtung des Temperatursensors 1 ist eine Axialrichtung und entspricht der senkrechten Richtung in 1. Darüber hinaus, entspricht in 1 die Vorderseite des Temperatursensors 1 der unteren Seite in 1 und die hintere Seite des Temperatursensors entspricht der Oberseite in 1.
Der erfindungsgemäße Temperatursensor 1 umfasst: das Temperaturerfassungselement 3, einen Mantelteil 7, ein Metallrohr 9, ein Befestigungselement 11, ein Schraubenmutterelement 13 und ein rohrförmiges Element 19. Das Temperaturfassungselement 3 ist ein Temperaturmesselement, welches in dem Strömungsrohr, in dem ein zu messendes Gas strömt, angeordnet ist. Das Temperaturerfassungselement 3 ist innerhalb des Metallrohres 9 angebracht. Das Temperaturerfassungselement 3 wird später näher beschrieben.
Der Mantelteil 7 enthält: einen Metallmantel 17; ein Paar von Mantelkerndrähten bzw. Signaldrähten 15, die aus einem leitfähigen Metall geformt sind; und Isolationspulver (nicht gezeigt), das den Metallmantel 17 von dem Paar von Mantelkerndrähten bzw. Signaldrähten 15 elektrisch isoliert und geeignet ist, die Mantelkerndrähte bzw. Signaldrähte 15 zusammenzuhalten. Das heißt, dass der Mantelteil 7 konfiguriert ist, das Paar von Signaldrähten 15 innerhalb des Metallmantels 17 zu isolieren und zusammenzuhalten.
Das Metallrohr 9 ist ein rohrförmiges Element, das mit einem Boden versehen ist, und das durch Tiefziehen einer Stahlplatte gebildet ist, wobei ein vorderer Endabschnitt davon in der Axialrichtung geschlossen ist. Die axiale Abmessung des Metallrohres 9 ist so eingestellt, dass sein hinterer Endabschnitt in der Axialrichtung in Kontakt mit der Innenfläche des Befestigungselementes 11 steht. Das Metallrohr 9 ist aus einem korrosionsbeständigen Metall (beispielsweise aus einer rostfreien Legierung wie SUS310S, die auch ein wärmebeständiges Metall ist) gebildet.
Das Metallrohr 9 umfasst: einen Abschnitt 25 mit einem kleinen Durchmesser, welcher an seinem vorderen Ende des Metallrohrs 9 ausgebildet ist; einen Abschnitt 27 mit einem großen Durchmesser, der auf der hinteren Seite des Abschnitt 25 mit dem kleinen Durchmesser ausgebildet ist und einen Außendurchmesser aufweist, der größer als der Außendurchmesser des Abschnitts 25 mit dem kleinen Durchmesser ist; und einen Stufenabschnitt 29, welcher zwischen dem Abschnitt mit dem kleinen Durchmesser und dem Abschnitt 27 mit dem großen Durchmesser ausgebildet ist. Der Außendurchmesser des Stufenabschnitts 29 ist von dem Abschnitt 25 mit dem kleinen Durchmesser in Richtung des Abschnitts 27 mit dem großen Durchmesser stufenweise zunehmend ausgebildet.
Das Temperaturerfassungselement 3 und ein Bindemittel (Halteelement) 23 sind im Inneren des Metallrohres 9 angeordnet. Das Bindemittel 23 füllt einen Raum um das Temperaturerfassungselement 3 auf und hält das Temperaturerfassungselement 3, um ein Schütteln des Temperaturerfassungselements 3 zu verhindern. Das Bindemittel 23 ist aus einem Material gebildet, welches eine hohe Wärmeleitfähigkeit, hohe Wärmebeständigkeit aufweist hochwärmebeständigen und hohe Isoliereigenschaften aufweist.
Beispielsweise kann ein Bindemittel 23 verwendet werden, welches hauptsächlich ein Oxid, wie beispielsweise Al₂O₃ oder MgO, ein Nitrid, wie AlN, TiN, Si₃N₄ oder BN, und ein Karbid, wie SiC, TiC oder ZrC, usw., enthält. Alternativ kann aber auch, beispielsweise ein Bindemittel 23 verwendet werden, welches hauptsächlich ein Oxid, wie beispielsweise Al₂O₃ oder MgO, ein Nitrid, wie AlN, TiN, Si₃N₄ oder BN, und ein Karbid, wie SiC, TiC oder ZrC usw., enthält, und mit einem anorganischen Bindemittel, wie AL₂O₃, SiO₂ oder MgO und einem Sauerstoff lieferndes Material wie Ce gemischt wird.
Das Befestigungselement 11 umgibt eine rückseitige äußere Umfangsfläche des Metallrohres 9 mit mindestens dem vorderen Ende des Metallrohres 9, welches nach außen freigelegt wird, und das Metallrohr 9 abstützt. Das Befestigungselement 11 weist einen vorspringenden Abschnitt 31 auf, der nach außen in radialer Richtung hervor springt, und einen rückseitigen Mantelabschnitt 33, welcher an der hinteren Seite des vorstehenden Abschnitts 31 angeordnet ist und sich in die Axialrichtung hin erstreckt.
Der vorstehende Abschnitt 31 ist an seiner Stirnseite mit einer Befestigungssitzfläche 35 versehen. Die Befestigungsfläche 35 weist eine sich verjüngende Form auf mit einem Außendurchmesser, der in Richtung der Vorderseite abnehmend ausgebildet ist. Die Befestigungssitzfläche 35 entspricht einer Sensorbefestigungsposition (nicht gezeigt) des Abgasrohres. In der Sensorbefestigungsposition, bei der das Abgasrohr mit der Befestigungsfläche 35 in Kontakt gebracht wird, ist das Abgasrohr so ausgebildet, dass es einen verjüngten Abschnitt mit einem Außendurchmesser aufweist, der zur Rückseite hin größer wird.
Da das Befestigungselement 11 an der Sensormontageposition des Abgasrohres angeordnet ist, kommt die Befestigungssitzfläche 35 im engen Kontakt mit dem sich verjüngenden Abschnitt der Sensormontageposition und verhindert dadurch eine Abgas-Leckage von dem Abgasrohr nach außen. Nachdem das Befestigungselement 11 in den hinteren Endabschnitt des Metallrohres 9 gedrückt wird, wird der rückseitige Mantellabschnitt 33 des Befestigungselements 11 mit dem Metallrohr 9 lasergeschweißt, so dass das Befestigungselement 11 und das Metallrohr 9 miteinander befestigt werden.
Das Schraubenmutterelement 13 ist ein rohrförmiges Element mit einem hexagonalen Schraubenmutterabschnitt 39 und einem Gewindeabschnitt 41. Das Schraubenmutterelement 13 ist drehbar an dem Außenumfang des Befestigungselementes 11 angeordnet, wobei die vordere Stirnfläche des Gewindeabschnittes 41 in Kontakt mit der hinteren Endoberfläche des vorspringenden Teils 31 steht. Der Gewindeabschnitt 41 des Schraubenmutterelements 13 wird mit einem Gewindeloch, das im Abgasrohr vorgesehen ist, in Eingriff gebracht, so dass der Temperatursensor 1 an der Sensormontageposition des Abgasrohres angebracht ist.
Jeder Mantelkerndraht bzw. Signaldraht 15 weist einen vorderen Endabschnitt, auf, der elektrisch mit dem Temperaturerfassungselement 3 verbunden ist. Jeder Mantelkerndraht bzw. Signaldraht 15 weist einen hinteren Endabschnitt auf, der durch Widerstandsschweißen mit einer Crimpen-Klemme 43 verbunden ist. Das heißt, dass das hintere Ende jedes Mantelkerndrahtes bzw. Signaldrahtes 15 durch den Crimp-Aschluss 43 mit einer Zuleitung 45 für den Anschluss an einer externen Schaltung (beispielsweise an einer elektronischen Steuereinheit (ECU) eines Fahrzeugs), verbunden ist.
Die hinteren Endabschnitte des Paares von Mantelkerndrähten bzw. Signaldrähten 15 sind durch einen Isolationsrohr 47 voneinander isoliert und das Paar von Crimp-Anschlüssen 43 sind ebenfalls voneinander durch das Isolationsrohr 47 isoliert. Der Zuleitungsdraht 45 ist ein leitender Draht, welcher mit einem isolierenden Beschichtungsmaterial beschichtet ist. Der Zuleitungsdraht 45 ist angeordnet, um durch das Innere eines Dichtungselements 49, welches aus einem wärmebeständigen Gummi besteht, einzudringen. Das Dichtungselement 49 ist in den hinteren Endabschnitt des rohrförmigen Elements 19 eingeführt, das mit der Vorderseite des Mantelabschnitts 33 des Befestigungselements 11 lasergeschweißt ist, und eine hintere äußere Oberfläche des röhrenförmigen Elements 19 ist innen in die radiale Richtung eingeschrumpft, so dass die Innenseite des rohrförmigen Elements 19 zuverlässig abgedichtet ist.
Wie in 2 gezeigt, umfasst das Temperaturfassungselement 3 folgendes: der Temperaturerfassungsteil 4, mit elektrischen Eigenschaften, die in Abhängigkeit von der Temperatur variieren; und ein Paar von Elektrodendrähten 5, die mit dem Temperaturerfassungsteil 4 verbunden sind. Der Temperaturerfassungsteil 4 umfasst: eine keramische Basis 54, einen metallischen Widerstand 55, eine Verbindungschicht 56, eine keramische Überzugsschicht 57 und eine Elektrodenkontaktstelle 58.
Die keramische Basis 54 ist ein gesintertes Blech, welches aus Aluminiumoxid mit einer Reinheit von 99,5 bis 99,9% besteht und durch ein Sintern einer keramischen Grünfolie im Voraus gebildet ist. Der metallische Widerstand 55 ist ein Temperaturmesswiderstand, welcher hauptsächlich aus Platin (Pt) besteht und dessen elektrische Eigenschaften (elektrischer Widerstandswert) temperaturabhängig variieren. Der metallische Widerstand 55 ist in einem vorbestimmten Muster auf der Oberfläche der keramischen Basis 54 gebildet.
Die keramische Überzugsschicht 57 ist ein gesintertes Blech, welches aus Aluminiumoxid mit einer Reinheit von 99,5 bis 99,9% besteht und durch ein Sintern einer keramischen Grünfolie im Voraus gebildet ist. Die keramische Überzugsschicht 57 bedeckt einen vorderen Endabschnitt der gegenüberliegenden Oberfläche des metallischen Widerstandes 55 von der Keramikbasis 54.
Die Bindeschicht 56 ist aus Aluminiumoxid, welcher eine Reinheit von 99,5 bis 99,9% aufweist, gebildet. Die Bindeschicht 56 besteht, vor dem Verbinden, aus einem Klebstoff, der Aluminiumoxidpulver, enthält. Die keramische Basis 54 und die keramische Überzugsschicht 57, die gesintert wurden, werden unter Verwendung des Klebstoffs miteinander verbunden, und danach wird der Klebstoff einer Wärmebehandlung unterworfen, um schließlich die-Bindeschicht 56 zu bilden.
Das Paar von Elektrodendrähten 5 ist mit einem hinteren Teil des metallischen Widerstandes 55 auf der Rückseite (die rechte Seite in 2) durch eine Elektrodenkontaktstelle 58 elektrisch verbunden, wobei die Elektrodenkontaktstelle 58 breiter als das Leiterbild, das mit der keramischen Überzugsschicht 57 beschichtet wurde, ausgebildet ist. Die Elektrodenkontaktstelle 58 und das Paar von Elektrodendrähten 5 sind an Schmelzabschnitten 60 durch Schweißen, wie ein Widerstandsschweißen oder ein Laserschweißen, miteinander verbunden.
Der Verbindungsabschnitt zwischen der Elektrodenkontaktstelle 58 und dem Paar von Elektrodendrähten 5 ist mit einem Beschichtungselement 59 ummantelt. Das Beschichtungselement 59 ist aus einem Glasmaterial, welches als Hauptkomponente Aluminiumsilikat-Glas enthält, gebildet. Dieses Glasmaterial kann ein Keramikmaterial (Aluminiumoxid oder dergleichen) als Nebenbestandteil enthalten.
Das Paar von Elektrodendrähten 5 ist derart angeordnet, dass sie sich von der Rückseite des metallischen Widerstandes 55 in Richtung des Mantelteils 7 hin erstrecken. Hintere Endabschnitte des Paares von Elektrodendrähten 5 sind mit vorderen Endabschnitten des Paares von Mantelkerndrähten bzw. Signaldrähten 15 überlappt. Die hinteren Endabschnitte des Paares von Elektroden 5 und die vorderen Endabschnitte des Paares von Signaldrähten 15 sind durch geschweißte Endabschnitte 61, die durch Laserschweißen gebildet sind, miteinander verbunden. Eine Querschnittsfläche jedes Elektrodendrahtes 5 ist kleiner als eine Querschnittsfläche jedes Signaldrahtes 15 gesetzt. Eine Querschnittsfläche von jedem Signaldraht 15 ist kleiner als eine Querschnittsfläche jedes Signaldrahtes 15 gesetzt. Die Querschnittsflächen von jedem Elektrodendraht 5 und jedem Signaldraht 15 sind die Querschnittsbereiche davon, die orthogonal zur axialen Richtung angeordnet sind.
In dieser Ausführungsform ist jeder Elektrodendraht 5 aus der Platin-Palladium-Rhodium-Legierung, die die obigen Komponenten enthält, gebildet. Wenn der Gehalt des Erdalkalimetalls kleiner als 0,1 Mol-% ist, ist die Ausfällung der zweiten Phase unzureichend, und daher ist es unwahrscheinlich, dass ein übermäßiges Kornwachstum gehemmt wird. Wenn der Gehalt des Erdalkalimetalls größer als 1,2 Mol-% ist, wird die zweite Phase übermäßig ausgefällt, und daher ist es wahrscheinlich, dass die Oxidationsbeständigkeit und die Zugfähigkeit des Elektrodendrahtes vermindert werden.
Der Grad, in dem der Elektrodendraht von der dispergierten zweiten Phase eingenommen wird, d. h. der prozentuale Anteil der Fläche der zweiten Phase, die in einem Querschnitt des Elektrodendrahtes entlang der Richtung, in der sich der Elektrodendraht selbst erstreckt, beobachtet wird, ist vorzugsweise 10% oder weniger. Wenn der Prozentsatz der Fläche der zweiten Phase 10% übersteigt, ist die Ausfällung übermäßig und daher werden die Oxidationsbeständigkeit und die Zugfähigkeit des Elektrodendrahtes verringert, und der Elektrodendraht wird wahrscheinlich während des Betriebs brechen. Der prozentuale Anteil der Fläche der zweiten Phase bezieht sich auf den prozentualen Anteil der Fläche der zweiten Phase, der im unendlichen Bereich des Gesichtsfeldes für die Beobachtung visuell erkannt werden kann, wenn der Elektrodendraht entlang der Richtung, in der der Elektrodendraht sich selbst erstreckt, geschnitten wird, wobei die Schnittfläche zu einer Spiegelfläche poliert wird, und die Spiegelfläche unter Verwendung eines optischen Mikroskops, eines SEM oder einer anderen Beobachtungseinrichtung beobachtet wird.
Bei dem Temperatursensor 1 dieser Ausführungsform beträgt die Menge an Rh, die in jedem Elektrodendraht 5 enthalten ist, vorzugsweise 43,0 Mol-% oder weniger. Wenn der Rh-Gehalt 43,0 Mol-% übersteigt, ist es schwierig, den Elektrodendraht zu bearbeiten. Inzwischen beträgt der Rh-Gehalt vorzugsweise 1,0 Mol-% oder mehr. Wenn der Rh-Gehalt kleiner als 1,0 Mol-% ist, kann die Hochtemperaturfestigkeit des Elektrodendrahtes nicht erreicht werden. Um sowohl eine gute Hochtemperaturfestigkeit als auch eine gute Verarbeitbarkeit des Elektrodendrahtes zu erreichen, ist der Rh-Gehalt höher, bevorzugt 5,0 bis 28,0 Mol-%.
Die Menge an Pd, die in jedem Elektrodendraht 5 enthalten ist, beträgt vorzugsweise 43,0 Mol-%. Wenn der Pd-Gehalt 43,0 Mol-% übersteigt, ist es wahrscheinlich ein Defekt aufgrund eines Gasverschlusses auftritt. Unterdessen beträgt der Pd-Gehalt vorzugsweise 0,1 Mol-% oder mehr. Wenn der Pd-Gehalt kleiner als 0,1 Mol-% ist, ist es schwierig, die Wirkung der relativen Verringerung der Mengen von Pt und Rh, die verwendet werden, zu erreichen, und daher ist es schwierig, den Elektrodendraht mit geringen Kosten herzustellen. Der Pd-Gehalt ist höher, bevorzugt 1,0 bis 28,0 Mol-%. Um die Festigkeit des Elektrodendrahtes stabil zu erhöhen und stabil den Elektrodendraht, der bei hoher Temperatur über einen langen Zeitraum verwendet werden kann, zu erhalten, erfüllt die Gesamtmenge an Pd und Rh vorzugsweise 6,0 mol Prozent ≤ Pd + Rh ≤ 56,0 Mol-%. Als das in der Platin-Palladium-Rhodium-Legierung enthaltene Erdalkalimetall kann nur eines von Ca, Sr und Ba verwendet werden. Alternativ können zwei oder mehrere dieser Erdalkalimetalle, die zwei Metalle Ca und Sr oder zwei Metalle Sr und Ba in der Platin-Palladium-Rhodium-Legierung enthalten sein. Alternativ können alle drei Metalle in der Platin-Palladium-Rhodium-Legierung enthalten sein.
Unterdessen kann jeder Mantelkerndraht bzw. Signaldraht 15, der mit dem Elektrodendraht 5 verbunden ist, aus einem Material ausgebildet sein, das sich von dem für den Elektrodendraht 5 verwendeten Material unterscheidet. Insbesondere ist jeder Signaldraht 15 aus einer Legierung geformt, die als Hauptkomponente eine von Fe, Ni, Co und Cr enthält. Als Beispiel kann eine Fe-Legierung, SUS310S oder dergleichen verwendet werden. Als Beispiel kann eine Ni-Legierung, NCF600, NCF601 oder dergleichen verwendet werden. In dieser Ausführungsform wird SUS310S als Material für den Signaldraht 15 verwendet.
Als nächstes werden die Vorteile des Temperatursensors 1 dieser Ausführungsform beschrieben. Bei dem Temperatursensor 1 dieser Ausführungsform ist die Bewegung der Korngrenzen beschränkt, da in der Platin-Palladium-Rhodium-Legierung, die jeden Elektrodendraht 5 bildet, ausgeschiedene Zweitphasenkörner vorhanden sind, und daher können Kristallkörner daran gehindert werden, vergrößert oder vergröbert zu werden, auch wenn der Temperatursensor bei hoher Temperatur über einen langen Zeitraum verwendet wird. Zusätzlich wird die Festigkeit des Elektrodendrahtes 5 aufgrund der Funktion der Ausscheidungshärtung verbessert, und die Bruchdehnung des Elektrodendrahtes 5 ist aufgrund der kleinen Korngröße vorteilhafterweise groß. Somit kann die Hochtemperaturfestigkeit des Elektrodendrahtes 5 verbessert werden, was zu einer Erhöhung der Haltbarkeit und Zuverlässigkeit führt. Zusätzlich kann das Auftreten eines Bruches oder dergleichen des Elektrodendrahtes 5 verhindert werden, selbst wenn der Temperatursensor 1 bei einer hohen Temperatur über eine lange Zeitdauer verwendet wird.
Weiterhin ist in der Platin-Palladium-Rhodium-Legierung, die jeden Elektrodendraht 5 bildet, im Wesentlichen das gesamte Erdalkalimetall in Form von ausgeschiedenen Zweitphasenkörnern vorhanden und der Matrixphasenanteil ist die Pt-Pd-Rh-Legierung. Daher sind die elektrische Leitfähigkeit, die Wärmeleitfähigkeit und dergleichen des Elektrodendrahtes 5 äquivalent zu jenen in dem Fall, in dem ein Elektrodendraht aus einer herkömmlichen PtRh-Legierung gebildet ist, und sind nicht verschlechtert. Zusätzlich ist in der Platin-Palladium-Rhodium-Legierung der eutektische Punkt zwischen den ausgeschiedenen Zweitphasenkörnern und der Matrixphase niedriger als die der PtRh-Legierung niedriger als der eutektische Punkt der PtRh-Legierung als Matrixphase. Daher ist es einfach, den Elektrodendraht über die Schmelzabschnitte 61 mit dem Signaldraht 15 zu verbinden (zu schweißen).
Ferner ist bei dem Temperatursensor 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform jeder Mantelkerndraht (Signaldraht) 15 aus einem Material gebildet, dass sich von dem für jeden Elektrodendraht 5 unterscheidet. Daher können die Kosten des Temperatursensors 1 durch Auswählen als Material für jeden Signaldraht 15 ein Material, das weniger kostet als das Material jedes Elektrodendrahtes 5, der das teure Edelmetall enthält, verringert werden.
Jeder Mantelkerndraht (Signaldraht) 15 ist aus einer Legierung, die als Hauptkomponente eines von Fe, Ni, Co und Cr enthält, gebildet. In diesem Fall kann die Wärmebeständigkeit des Signaldrahtes 15 verbessert werden. Somit kann die Haltbarkeit und Zuverlässigkeit des Signaldrahtes 15 erhöht werden.
Somit kann gemäß dieser Ausführungsform der Temperatursensor 1 bereitgestellt werden, bei dem eine Platin-Palladium-Rhodium-Legierung, die keine großen und groben Kristallkörner bildet, verwendet wird, auch wenn der Temperatursensor 1 bei hoher Temperatur über einen langen Zeitraum verwendet wird und zwar für jeden Elektrodendraht 5, so dass die Hochtemperaturbeständigkeit jedes Elektrodendrahtes 5 erhöht wird.
Ausführungsform 2
Wie in 3 gezeigt, ist diese Ausführungsform ein Beispiel, bei dem die Konfiguration des verschmolzen Abschnitts (geschweißter Abschnitt) zwischen jedem Elektrodendraht 5 und jedem Mantelkerndraht bzw. Signaldraht 15 in dem Temperatursensor 1 geändert wird. Konfigurationen und Vorteile, die dieselben oder diejenigen der Ausführungsform 1 sind, werden nicht beschrieben.
Wie in 3 gezeigt, werden die hinteren Enden eines Paares von Elektrodendrähten 5 veranlasst, auf den vorderen Enden eines Paares von Mantelkerndrähten bzw. Signaldrähten 15, die sich von dem vorderen Ende eines Mantelelements 7 (siehe Figur 1) erstrecken, zu stoßen, und in dieser Konstellation sind miteinander verbunden. D. h., die hinteren Enden des Paares von Elektrodendrähten 5 und die vorderen Enden des Paares von Mantelkerndrähten bzw. Signaldrähten 15 sind an den Schmelzabschnitten 62 durch Laserschweißen miteinander verbunden.
Versuchsauswertung
Ein Material für den Elektrodendraht, der in dem Temperatursensor der vorliegenden Erfindung enthalten ist, wird nun durch einen Vergleich von Beispielen mit einem Vergleichsbeispiel beschrieben. Zunächst wurden vorbestimmte Mengen an Materialien, das heißt das Erdalkalimetall, Pt, Pd und Rh, miteinander vermischt. Die gesamte Mischung wurde durch einen Lichtbogen geschmolzen. Der erhaltene Ingot wurde bei 1000°C für 1 Stunde getempert und nach einer bekannten Drahtziehtechnik in einen Durchmesser von 0,29 mm verarbeitet.
Das Drahtmaterial mit einem Durchmesser von 0,29 mm wurde bei 1400°C für 1 Stunde getempert. Das resultierende Drahtmaterial wurde als Erstprobe verwendet. Der Prüfkörper wurde bei der vorliegenden Messung verwendet. Der Flächenanteil ist der prozentuale Anteil der Fläche der zweiten Phase, der durch Beobachtung eines Querschnitts in einem Fall gemessen wurde, in dem der Probekörper entlang der Richtung, in der sich der Probekörper erstreckt, geschnitten wurde, und die Schnittfläche wurde poliert. Die Kerngröße ist eine durchschnittliche Kristallkorngröße, die durch Quadratur nach JIS H 0501 (Verfahren zur Schätzung der mittleren Korngröße von bearbeitetes Kupfer und Kupferlegierungen) nachdem der Querschnitt der Legierung geätzt worden war, gemessen wurde. Die Zugfestigkeit wurde unter Verwendung einer Zugprüfmaschine gemessen.
Tabelle 1 zeigt die Legierungszusammensetzungen und die Testergebnisse der Beispiele und des Vergleichsbeispiels. In der Tabelle 1 bedeutet „AE” ein „Erdalkalimetall”. 5 ist ein Diagramm, in dem die horizontale Achse, die den Legierungen zugefügten Rh-Mengen (Rh-Konzentrationen) der Beispiele und des Vergleichsbeispiels darstellt, und die vertikale Achse stellt die Zugfestigkeit dar.
6 zeigt einen Querschnitt einer Legierung von Beispiel 4. Die Beispiele und die Vergleichsbeispiele wurden unter Verwendung einer EPMA analysiert. Als Ergebnis wurden ausgefällte zweite Phasen als intermetallische Verbindungen, die hauptsächlich Pt, Pd und ein Erdalkalimetall enthielten, identifiziert.
Wie aus der Tabelle 1 ersichtlich ist, weisen die Legierungen der Beispiele einen Prozentsatz der Fläche der zweiten Phase von 10% oder weniger auf und behalten eine feine Korngröße von 100 μm oder weniger bei, sogar nachdem sie bei hoher Temperatur temperiert worden sind. Die Ergebnisse der Beispiele zeigen auch, dass der Anteil der Fläche der zweiten Phase dazu neigt, mit einer Erhöhung des Gehalts an Erdalkalimetall, zuzunehmen.

Wie der 5 entnehmbar ist, haben die Legierungen (Platin-Palladium-Rhodium-Legierungen) der Beispiele eine höhere Zugfestigkeit als die einer PtRh-Legierung mit der gleichen hinzugefügten Rh-Konzentration und haben eine erhöhte Festigkeit. Tabelle 1

Nr.	Pd	Rh	AE	Pt	Fläche in Prozent	Korgröße	Zugfestigkeit
Nr.	Mol-%			Pt	%	mm	MPa
Beispiel 1	8.7	1.9	0.3Sr	Rest	1.7	15	237
Beispiel 2	1.6	8.9	0.3Sr	Rest	1.9	26	294
Beispiel 3	8.5	8.8	0.3Sr	Rest	1.0	33	291
Beispiel 4	8.5	8.7	0.9Sr	Rest	3.0	11	371
Beispiel 5	42.3	7.3	0.2Sr	Rest	0.8	50	328
Beispiel 6	8.1	16.8	0.2Sr	Rest	1.9	21	372
Beispiel 7	15.6	16.0	0.2Sr	Rest	1.4	28	382
Beispiel 8	30.6	13.9	0.5Sr	Rest	2.5	20	363
Beispiel 9	7.5	31.1	0.2Sr	Rest	1.3	29	456
Beispiel 10	14.5	30.0	0.2Sr	Rest	2.0	37	472
Beispiel 11	27.0	28.4	0.1Sr	Rest	0.4	27	471
Beispiel 12	27.1	28.0	0.2Sr	Rest	1.0	16	506
Beispiel 13	26.8	28.3	0.5Sr	Rest	3.1	28	428
Beispiel 14	6.9	42.7	0.2Sr	Rest	1.3	22	524
Beispiel 15	8.3	8.4	0.2Ba	Rest	1.4	25	294
Beispiel 16	8.4	8.7	0.9Ba	Rest	6.3	10	374
Beispiel 17	8.5	8.7	0.3Ca	Rest	1.3	59	280
Beispiel 18	8.5	9.1	1.2Ca	Rest	6.8	13	344
Vergleichsbeispiel 1	0	22.1	0	Rest	-	122	213

Als nächstes wurden die Legierungen der obigen Beispiele und des Vergleichsbeispiels auf Elektrodendrähte angewendet, und Temperatursensoren, die die Elektrodenbreite verwenden, wurden ausgewertet. Zunächst wurde eine Mehrzahl von Temperaturerfassungselementen mit der Konfiguration von Ausführungsform 1 hergestellt, unter Verwendung von Drahtmaterialien mit einem Durchmesser von 0,29, die die Zusammensetzungen der Legierungen von Beispiel 2, Beispiel 4, Beispiel 7, Beispiel 13 und Vergleichsbeispiel 1, wie oben beschrieben, aufweisen. Danach wurden die Temperaturmesselemente jeweils mit einem Mantelabschnitt verbunden und zusammen mit einem Metallrohr, einem Montageelement und dergleichen zusammengebaut, um eine Mehrzahl von Temperatursensoren mit der Konfiguration der Ausführungsform 1 zusammenzubauen und herzustellen. Der Elektrodendraht, welcher einen Durchmesser von 0,29 und eine Länge von 3,0 mm aufweist, wurde überlappt und mit einem Elektrodenfeld über einem vorderen Endabschnitt des Elektrodendrahtes mit einer Länge von 1,3 mm verbunden. Der Elektrodendraht wurde auch überlappt und mit einem vorderen Endabschnitt eines Mantelkerndrahtes bzw. Signaldrahtes mit einem Durchmesser von 0,5 mm über einen hinteren Endabschnitt des Elektrodendrahtes mit einer Länge von 0,8 mm durch Laserschweißen verbunden. Somit wurden die Temperatursensoren hergestellt. Danach wurde jeder Temperatursensor einem Zyklustest, bei dem die Temperatur abwechselnd und wiederholt zwischen einer Raumtemperatur und einer maximalen Temperatur erhöht und verringert wurde, unterworfen, worauf eine Bewertung der Robustheit folgte.
Der Zyklustest wurde unter den folgenden Bedingungen durchgeführt: die maximale Temperatur betrug 800°C; die maximale Temperaturhaltezeit betrug 60 Sekunden; die Temperaturerhöhungszeit betrug 30 Sekunden; und die Temperaturverringerungszeit betrug 30 Sekunden. Als die Temperatur auf Raumtemperatur verringert wurde, wurde die Temperatur nicht bei Raumtemperatur gehalten, sondern sofort erhöht. Die Robustheit wurde durch Überprüfung der Anwesenheit oder Abwesenheit eines Bruchs jedes Elektrodendrahtes nach 5000 Zyklen ausgewertet.
Als Ergebnis wurde ein Bruch des Elektrodendrahtes in dem Temperatursensor von Vergleichsbeispiel 1 gefunden, der deshalb als einer mit schlechter Robustheit beurteilt wurde. Ein Brechen des Elektrodendrahtes wurde in keinem der Temperatursensoren der Beispiele 2, 4, 7 und 13 gefunden, die daher als mit einer guten Robustheit beurteilt wurden. Als Ergebnis wurde gezeigt, dass in dem Temperatursensor, der den Elektrodendraht umfasst, welcher aus der Platin-Palladium-Rhodium-Legierung der vorliegenden Erfindung gebildet ist, ein Brechen des Elektrodendrahtes gehemmt werden kann, selbst wenn der Temperatursensor bei hoher Temperatur über lange Zeit verwendet wird. Selbst bei Temperatursensoren, die Elektrodendrähte von Legierungen von anderen Beispielen als den Beispielen 2, 4, 7 und 13 enthielten, wurde eine gute Zugfestigkeit, wie in den Beispielen 2, 4, 7 und 13 erhalten, und daher kann ein Bruch des Elektrodendrahtes gehemmt werden.
Andere Ausführungsformen
Die vorliegende Erfindung ist in keiner Weise auf die obigen Ausführungsformen beschränkt und kann in verschiedenen Betriebsarten ausgeführt werden, ohne vom Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen.

(1) In den obigen Ausführungsformen sind eine Fe-Legierung und eine Ni-Legierung als Beispiele für die Legierung, die jeden Mantelkerndraht (Signaldraht) bildet, beschrieben. Jedoch ist das Material für jeden Mantelkerndraht (Signaldraht) nicht auf dieses beschränkt. Beispielsweise können eine Co-Legierung, eine Cr-Legierung und dergleichen verwendet werden. Speziell kann UMCo-50 (hergestellt von Hitachi Metals MMC Superalloy Ltd.) als ein Beispiel für die Co-Legierung verwendet werden, und Kurimax (hergestellt von Kurimoto, Ltd.) kann als Beispiel für die Cr-Legierung verwendet werden.
(2) In den obigen Ausführungsformen wird der Temperaturerfassungsabschnitt 4 unter Verwendung des Metallwiderstandes 55 mit elektrischen Eigenschaften, die sich in Abhängigkeit von der Temperatur ändern, gebildet. Alternativ kann der Temperaturerfassungsabschnitt 4 gebildet werden, indem beispielsweise ein gesinterter Thermistor-Körper mit elektrischen Eigenschaften, die in Abhängigkeit von der Temperatur variieren, verwendet wird. Als Beispiel für den gesinterten Thermistor-Körper kann ein Perovskit-Oxid mit einer Hauptzusammensetzung (Sr, Y)(Al, Mn, Fe)O₃, verwendet werden.

4 zeigt einen Temperatursensor 1 mit einem Temperaturerfassungselement 3, das aufweist: ein Temperaturerfassungsteil 4, das aus einem solchen gesinterten Thermistor-Körper besteht; und ein Paar von Elektrodendrähten 5, die mit dem Temperaturerfassungsteil 4 verbunden sind. Hintere Endabschnitte des Paares von Elektroden 5 sind mit vorderen Endabschnitten eines Paares von Mantelkerndrähten bzw. Signaldrähten 15, die sich von dem vorderen Ende eines Mantelelements 7 (siehe 1) erstrecken, überlappt. Das Paar von Elektrodendrähten 5 und das Paar von Signaldrähten 15 sind an Schmelzabschnitten 63 durch Schweißen, wie Widerstandsschweißen oder Laserschweißen, miteinander verbunden. Das Paar von Elektrodendrähten 5 ist in dem gesinterten Thermistor-Körper (Temperaturerfassungsteil 4), der in Draufsicht einen Abschnitt mit einer hexagonalen Form aufweist, eingebettet. Auch in der obigen Struktur können Vorteile, die dieselben, wie diejenigen der Ausführungsformen 1 und 2 sind, erreicht werden, in dem jeder Elektrodendraht 5 aus der obigen Platin-Palladium-Rhodium-Legierung gebildet wird.
Bezugszeichenliste

1: Temperatursensor
3: Temperaturerfassungselement
4: Temperaturerfassungsteil
5: Elektrodendraht
15: Mantelkerndraht (Signaldraht)

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2003-261350 [0006]
JP 2005-119959 [0006]
JP 11-40403 [0006]
JP 2010-60404 [0006]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

JIS H 0501 [0059]

Claims

Temperatursensor (1), umfassend: ein Temperaturerfassungselement (3) mit einem Temperaturerfassungsteil (4) mit elektrischen Eigenschaften, die sich in Abhängigkeit von der Temperatur ändern, und einem Elektrodendraht (5) zum Ausgeben eines elektrischen Signals von dem Temperaturerfassungsteil (4) nach außen; und einen Signaldraht (15), der mit dem Elektrodendraht (5) elektrisch verbunden ist, wobei der Elektrodendraht (5) aus einer Platin-Palladium-Rhodium-Legierung, welche Pt, Pd und Rh enthält, gebildet ist, und wobei die Platin-Palladium-Rhodium-Legierung insgesamt 0,1 bis 1,2 Mol-% mindestens eines Erdalkalimetalls, das aus der Gruppe bestehend aus Ca, Sr und Ba ausgewählt ist, 0,1 bis 43,0 Mol-% Pd und 1,0 bis 43,0 Mol-% Rh, wobei der Rest, aus Pt und unvermeidbaren Verunreinigungen besteht, enthält, und wobei ausgeschiedene Zweitphasenkörner in der Platin-Palladium-Rhodium-Legierung, die hauptsächlich Pt, Pd und das Erdalkalimetall enthalten, in einer Matrixphase zerstreut sind.
Temperatursensor (1) nach Anspruch 1, wobei der Elektrodendraht (5) und der Signaldraht (15) über einen Schmelzabschnitt (61, 62, 63) miteinander verbunden sind.
Temperatursensor (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Signaldraht (15) aus einer Legierung gebildet ist, die als eine Hauptkomponente eines der Elemente der Gruppe Fe, Ni, Co und Cr enthält.
Temperatursensor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Gesamtmenge an Pd und an Rh 6,0 Mol-% ≤ Pd + Rh ≤ 56,0 Mol-% erfüllt.