DE112015001343B4

DE112015001343B4 - Temperatursensor, der ein Füllmaterial in einer Zweilagenstruktur und ein wärmeempfindliches Element beinhaltet, und Herstellungsverfahren für denselben

Info

Publication number: DE112015001343B4
Application number: DE112015001343.1T
Authority: DE
Inventors: Toshiya Ozeki; Koji Jono; Kouichi Yoshida
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2014-03-20
Filing date: 2015-03-20
Publication date: 2022-02-03
Anticipated expiration: 2035-03-21
Also published as: JP6323100B2; JP2015184044A; WO2015141831A1; DE112015001343T5

Abstract

Temperatursensor (1), aufweisend:ein wärmeempfindliches Element (2) mit elektrischen Eigenschaften, die temperaturabhängig variieren;ein Paar von Elektrodenleitungen (21), die aus dem wärmeempfindlichen Element (2) in Richtung auf ein hinteres Ende herausführen;einen Mantelstift (3) mit einem Paar von Signalleitungen (31), die jeweils mit dem Paar von Elektrodenleitungen (21) verbunden sind und in Richtung auf ein vorderes Ende herausführen;eine Abdeckung (4) am vorderen Ende, in der der Mantelstift (3) so untergebracht ist, dass das wärmeempfindliche Element (2), das Paar von Elektrodenleitungen (21) und das Paar von Signalleitungen (31) bedeckt sind;ein Füllmaterial (5A) an einem hinteren Ende, mit dem das hintere Ende, das periphere Abschnitte von zumindest dem Paar von Elektrodenleitungen (21), dem Paar von Signalleitungen (31) und einen Abschnitt (22) am hinteren Ende des wärmeempfindlichen Elements (2) in der Abdeckung (4) am vorderen Ende beinhaltet, befüllt ist, undein Füllmaterial (5B) an einem vorderen Ende, mit dem das vordere Ende, das periphere Abschnitte von zumindest einem Abschnitt (23) am vorderen Ende des wärmeempfindlichen Elements (2) beinhaltet, befüllt ist, oder mit dem ein Abschnitt befüllt ist, der dem vorderen Ende näher ist als dem wärmeempfindlichen Element (2) in der Abdeckung (4) am vorderen Ende, wobeidas Füllmaterial (5B) am vorderen Ende, mit dem die Abdeckung (4) am vorderen Ende befüllt ist, einen Elastizitätsmodul oder einen Füllfaktor aufweist, der niedriger ist als ein Elastizitätsmodul oder ein Füllfaktor des Füllmaterials (5A) am hinteren Ende, mit dem die Abdeckung (4) am vorderen Ende befüllt ist,wobei:das Füllmaterial (5A) am hinteren Ende aus einer großen Menge von Aggregatpartikeln (51A), einer Glaskomponente (52A) und anderen Zusatzstoffen gebildet ist, wobei die Glaskomponente (52A) die Aggregatpartikel (51A) beschichtet und die Aggregatpartikel (51A) miteinander verbindet; unddas Füllmaterial (5B) am vorderen Ende aus einer großen Menge von Aggregatpartikeln (51 B) und anderen Zusatzstoffen gebildet ist.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft einen Temperatursensor. Insbesondere betrifft die vorliegende Offenbarung einen Temperatursensor, der ein thermosensitives bzw. wärmeempfindliches Element beinhaltet, das in einer Spitzenabdeckung bzw. Abdeckung an einem vorderen Ende angeordnet ist, und der zum Messen der Temperatur eines Abgases oder dergleichen von einem Fahrzeug, wie z. B. einem Pkw, verwendet wird, und ein Herstellungsverfahren für denselben.
TECHNISCHER HINTERGRUND
Temperatursensoren, die zum Messen der Temperatur eines Abgases oder dergleichen von einem Pkw verwendet werden, beinhalten typischerweise ein wärmeempfindliches Element, das in einer Spitzenabdeckung bzw. Abdeckung an einem vorderen Ende angeordnet ist, die aus Metall gefertigt ist, wobei ein Raum innerhalb der Abdeckung am vorderen Ende mit einem isolierenden Füllmaterial befüllt ist. Mit dieser Anordnung wird verhindert, dass das wärmeempfindliche Element ein korrosives Abgas oder Partikel kontaktiert, und es wird einer Stoßeinwirkung durch Vibration geschützt.
Die Patentschrift JP 2005- 55 254 A offenbart z. B. einen Temperatursensor und ein Herstellungsverfahren für denselben. Der Temperatursensor und das Herstellungsverfahren für denselben, die in dieser Patentliteratur offenbart sind, verwendet, neben einem gebräuchlichen Füllmaterial, ein Füllmaterial mit einer Funktion zum Verhindern einer Reduktion und Verschlechterung, und beinhaltet somit Füllmaterialien mit einer Zweilagenstruktur. Mit dieser Anordnung wird verhindert, dass das wärmeempfindliche Element, bei dem es sich um einen Oxid-Thermistor handelt, aufgrund einer Oxidation der Metallabdeckung reduziert wird und sich verschlechtert.
In einem Temperatursensor und einem Herstellungsverfahren für denselben, die in der Patentschrift JP 2011-232 332 A offenbart sind, wird ein Verbindungsstelle zwischen einem Paar von Elektrodenleitungen, die aus einem wärmeempfindlichen Element herausführen, und einem Paar von Signalleitungen, die aus einem Mantelstift (sheath pin) herausführen, unter Verwendung eines Füllmaterials, das verbesserte Komponenten enthält, festgehalten und fixiert, so dass der Temperatursensor stärkeren Vibrationen und Stoßkräften standhalten kann.
LISTE DER ENTGEGENHALTUNGEN
Patent Literatur

Patentschrift 1 JP 2005- 55 254 A
Patentschrift 2 JP 2011-232 332 A

In einem Fahrzeug befindliche Temperatursensoren sind in einer Umgebung angeordnet, die widerholt erwärmt und abgekühlt wird. Insbesondere in den letzten Jahren ging in Verbindung mit einer stringenten Brennstoffreduktion die Tendenz hin zu einer Verringerung der Abmessungen von Turboladern. In der Hoffnung, basierend auf einer präzisen Feedback-Steuerung einer Abgastemperatur, Brennstoff einsparen zu können, werden Temperatursensoren, die auf Turbolader angewendet werden, stromauf von einem Abgas in einer Abgasleitung installiert, d. h. an einer Position, bevor das Abgas zu dem Turbolader befördert wird. An dieser Position sind die Temperatursensoren in hohem Maße den Auswirkungen durch Vibration oder Temperaturschock ausgesetzt. Es hat sich herausgestellt, dass herkömmliche Temperatursensoren den Belastungen in der Umgebung, in der sie installiert sind, nicht standhalten können. Da das Ansprechvermögen ebenfalls zu den besonders erwünschten Eigenschaften zählt, nimmt der Bedarf an Temperatursensoren, die für das Erreichen eines guten Ansprechvermögens bei gleichzeitiger verbesserter Beständigkeit gegenüber Vibration und Temperaturschock konzipiert sind, immer mehr zu.
Die DE 43 02 146 A1 offenbart ein Widerstandsthermometer, das elektrische Leiter aufweist, die in einer Hülse verlaufen. Die Enden dieser elektrischen Leiter werden mit einer ersten dünnen flüssigen Schicht eines isolierenden und aushärtbaren Klebers und anschließend mit einer zweiten dickflüssigen Schicht eines aushärtbaren Klebers überzogen. Hierdurch werden die erhöhten Anforderungen beim Einsatz des Widerstandsthermometers in explosionsgefährdeter Umgebung erfüllt.
Die US 2008 / 0 205 484 A1 offenbart das Folgende: In einem Temperatursensor mit einem temperaturempfindlichen Element, einem mit dem temperaturempfindlichen Element verbundenen Hüllstift und einem Abdeckgehäuse. Das Abdeckgehäuse, das mit einem Füllstoff gefüllt ist, nimmt das temperaturempfindliche Element und den Hüllstift auf. Die Aushärtungstemperatur des Füllstoffs ist nicht niedriger als die tatsächliche Einsatzumgebung des Temperatursensors. Ein anderer Temperatursensor hat ein temperaturempfindliches Element, das einer hohen Temperatur von nicht weniger als 750° C ausgesetzt ist, ein Thermistorelement, einen Hüllstift, einen schwingungsdämpfenden Füllstoff und ein Metallabdeckungsgehäuse, das an einem Endteil des Hüllstifts befestigt ist. Die Metallabdeckung nimmt den Mantelzapfen und das Thermistorelement auf. Der Füllstoff besteht aus einem porösen Isoliermaterial mit einem Porenverhältnis im Bereich von 30 bis 70 % und ist um das Thermistorelement herum in das Metallabdeckgehäuse gefüllt.
Kurzfassung
Die vorliegende Offenbarung ist angesichts des vorstehend erläuterten Sachverhalts entwickelt worden, und es ist eine ihr zugrunde liegende Aufgabe, einen Temperatursensor zu schaffen, der sowohl eine Vibrationsbeständigkeit als auch eine Temperaturwechselbeständigkeit ohne Beeinträchtigung des Ansprechvermögens gewährleisten kann.
Diese Aufgabe wird durch den jeweiligen Gegenstand des Anspruchs 1 und des Anspruchs 5 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen dessen sind jeweils Gegenstand der zugehörigen abhängigen Ansprüche.
Ein erster Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein Temperatursensor, der dadurch gekennzeichnet ist, dass der Temperatursensor aufweist: ein temperaturempfindliches Element mit elektrischen Eigenschaften, die temperaturabhängig variieren; ein Paar von Elektrodenleitungen, die aus dem wärmeempfindlichen Element in Richtung auf ein hinteres Ende herausführen; einen Mantelstift mit einem Paar von Signalleitungen, die jeweils mit dem Paar von Elektrodenleitungen verbunden sind und in Richtung auf ein vorderes Ende herausführen; eine Abdeckung an einem vorderen Ende, in der der Mantelstift untergebracht ist, so dass das wärmeempfindliche Element, das Paar von Elektrodenleitungen und das Paar von Signalleitungen bedeckt sind; ein Heck-Füllmaterial bzw. Füllmaterial am hinteren Ende, mit dem das hintere Ende, das periphere Abschnitte von zumindest dem Paar von Elektrodenleitungen, dem Paar von Signalleitungen und einen Abschnitt am hinteren Ende des wärmeempfindlichen Elements in der am vorderen Ende befindlichen Abdeckung beinhaltet, befüllt ist; und ein Spitzen-Füllmaterial bzw. Füllmaterial am vorderen Ende, mit dem das vordere Ende, das periphere Abschnitte von zumindest einem Abschnitt am vorderen Ende des wärmeempfindlichen Elements beinhaltet, befüllt ist, oder mit dem ein Abschnitt befüllt ist, der dem vorderen Ende näher ist als dem wärmeempfindlichen Element in der Abdeckung am vorderen Ende. In dem Temperatursensor weist das Spitzen-Füllmaterial bzw. Füllmaterial am vorderen Ende, mit dem die Abdeckung am vorderen Ende befüllt ist, einen Elastizitätsmodul oder einen Füllfaktor auf, der geringer ist als ein Elastizitätsmodul oder ein Füllfaktor des Heck-Füllmaterials bzw. Füllmaterials am hinteren Ende, mit dem die Abdeckung am vorderen Ende befüllt ist.
Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein Temperatursensor, der dadurch gekennzeichnet ist, dass der Temperatursensor aufweist: ein wärmeempfindliches Element mit elektrischen Eigenschaften, die temperaturabhängig variieren; ein Paar von Elektrodenleitungen, die aus dem wärmeempfindliche Element in Richtung auf ein hinteres Ende herausführen; einen Mantelstift mit einem Paar von Signalleitungen, die jeweils mit dem Paar von Elektrodenleitungen verbunden sind und in Richtung auf ein vorderes Ende herausführen; eine Abdeckung am vorderen Ende, in der der Mantelstift untergebracht ist, so dass das wärmeempfindliche Element, das Paar von Elektrodenleitungen und das Paar von Signalleitungen bedeckt sind; ein Füllmaterial am hinteren Ende, mit dem das hintere Ende, das periphere Abschnitte von zumindest dem Paar von Elektrodenleitungen, dem Paar von Signalleitungen und einen Abschnitt am hinteren Ende des empfindlichen Elements in der Abdeckung am vorderen Ende beinhaltet, befüllt ist; und ein keramisches Pulver, mit dem das vordere Ende, das periphere Abschnitte von zumindest einem Abschnitt am vorderen Ende des wärmeempfindlichen Elements beinhaltet, befüllt ist, oder mit dem ein Abschnitt befüllt ist, der dem vorderen Ende näher ist als dem wärmeempfindlichen Element in der Abdeckung am vorderen Ende. In dem Temperatursensor weist das keramische Pulver einen Füllfaktor von weniger als 35 % in dem vorderen Ende von der Abdeckung am vorderen Ende auf.
Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Im Allgemeinen weist ein Metall eine Wärmeleitfähigkeit aus, die höher ist als die von Keramik, und weist zudem einen Wärmeausdehnungskoeffizienten auf, der höher ist als der von Keramik. Somit beginnt bei der Abkühlung der Abdeckung am vorderen Ende, die sich bei einer hohen Temperatur ausgedehnt hat, die metallene Abdeckung am vorderen Ende als erstes zu schrumpfen. Somit wirkt über das Füllermaterial, das aus Keramik oder dergleichen besteht, eine Druckspannung auf die Verbindungsstelle zwischen dem Paar von Elektrodenleitungen und dem Paar von Signalleitungen ein. Die Wirkung der Druckspannung ist derart, dass ein schwacher Abschnitt der Verbindungsstelle beschädigt wird. Dementsprechend bestehen die Metallabdeckung und das Füllmaterial vorzugsweise aus Materialien mit möglichst gleich hoher Wärmeleitfähigkeit und gleich hohem Wärmeausdehnungskoeffizienten. Jedoch ist das Ausbilden der Metallabdeckung und des Füllmaterials unter Verwendung des gleichen Materials schwierig. Somit besteht in dem vorstehenden Temperatursensor das Füllmaterial aus einem Material, das eine Spannung in Übereinstimmung zu der Schrumpfung der Abdeckung am vorderen Ende entspannen kann, so dass eine Druckspannung, die auf der Verbindungsstelle zwischen dem Paar von Elektrodenleitungen und dem Paar von Signalleitungen einwirkt, entspannt wird, wodurch eine Beschädigung der Verbindungsstelle vermindert wird.
In dem Temperatursensor gemäß dem ersten Aspekt wird das Füllmaterial, mit dem die Abdeckung am vorderen Ende befüllt ist, aufgeteilt in das Füllmaterial am hinteren Ende und das Füllmaterial am vorderen Ende. Die Beschaffenheit von diesen Füllmaterialien variiert entsprechend den Funktionen dieser Füllmaterialien. Insbesondere ist das hintere Ende, das die peripheren Abschnitte von zumindest dem Paar von Elektrodenleitungen, dem Paar von Signalleitungen und den Abschnitt am hinteren Ende des wärmeempfindlichen Elements beinhaltet, mit dem Füllmaterial am hinteren Ende befüllt. Das Füllmaterial am hinteren Ende weist einen hohen Elastizitätsmodul oder einen hohen Füllfaktor auf und verformt sich durch starke Vibrationen nur geringfügig. Unter Verwendung des Füllmaterials am hinteren Ende, das einen hohen Elastizitätsmodul oder einen hohen Füllfaktor aufweist, werden die Abdeckung am vorderen Ende, das Paar von Elektrodenleitungen und das Paar von Signalleitungen festgehalten und fixiert. Somit kann der Verbindungsabschnitt zwischen dem Paar von Elektrodenleitungen und dem Paar von Signalleitungen vor Vibration geschützt werden. Der Begriff „ein Füllmaterial mit einem hohen Elastizitätsmodul“ bezieht sich auf ein Füllmaterial mit einem hohen Elastizitätsmodul in dem Zustand, in dem die Abdeckung am vorderen Ende damit befüllt ist. Der Begriff „ein Füllmaterial mit einem hohen Füllfaktor“ bedeutet, dass das Füllmaterial, mit dem die Abdeckung am vorderen Ende befüllt ist, einen hohen Füllfaktor aufweist.
Die Seite am vorderen Ende hingegen, die die peripheren Abschnitte von zumindest dem Abschnitt des wärmeempfindlichen Elements am vorderen Ende beinhaltet, oder ein Abschnitt, der dem vorderen Ende näher ist als dem wärmeempfindlichen Element, sind mit dem Füllmaterial am vorderen Ende befüllt. Das Füllmaterial am vorderen Ende weist einen niedrigen Elastizitätsmodul oder einen niedrigen Füllfaktor auf und wird durch geringe Belastung stark verformt. Wenn die erwärmte Abdeckung am vorderen Ende abkühlt und schrumpft, verringert das Füllmaterial am vorderen Ende die auf das wärmeempfindliche Element von der Abdeckung am vorderen Ende über das Füllmaterial am vorderen Ende einwirkende Spannung, wodurch der Verbindungsabschnitt zwischen dem Paar von Elektrodenleitungen und dem Paar von Signalleitungen vor einer thermischen Beanspruchung geschützt wird. Der Begriff „ein Füllmaterial mit einem niedrigen Elastizitätsmodul“ bezieht sich auf ein Füllmaterial mit einem niedrigen Elastizitätsmodul in dem Zustand, in dem die Abdeckung am vorderen Ende damit befüllt ist. Der Begriff „ein Füllmaterial mit einem niedrigen Füllfaktor“ bedeutet, dass das Füllmaterial, mit dem die Abdeckung am vorderen Ende befüllt ist, einen niedrigen Füllfaktor aufweist.
In dem Temperatursensor gemäß dem zweiten Aspekt ist das hintere Ende in der Abdeckung am vorderen Ende mit dem Füllmaterial am hinteren Ende befüllt, und das vordere Ende der Abdeckung am vorderen Ende ist mit dem keramischen Pulver befüllt. Ähnlich zu dem Temperatursensor gemäß dem ersten Aspekt kann das Füllmaterial am hinteren Ende einen hohen Elastizitätsmodul oder einen hohen Füllfaktor aufweisen. Ähnlich zu der dem Temperatursensor gemäß dem ersten Aspekt kann der Verbindungsabschnitt zwischen dem Paar von Elektrodenleitungen und dem Paar von Signalleitungen vor einer Vibration durch das Füllmaterial am hinteren Ende geschützt werden.
In der Abdeckung am vorderen Ende ist das vordere Ende, das die peripheren Abschnitte von zumindest dem vorderen Ende des wärmeempfindlichen Elements oder den Abschnitt beinhaltet, der dem vorderen Ende näher ist als dem wärmeempfindliche Element, mit dem keramischen Pulver befüllt. Wenn somit die erwärmte Abdeckung am vorderen Ende abkühlt und schrumpft, wird eine auf das wärmeempfindliche Element von der Abdeckung am vorderen Ende über das keramische Pulver einwirkende Schrumpfspannung reduziert, wodurch der Verbindungsabschnitt zwischen dem Paar von Elektrodenleitungen und dem Paar von Signalleitungen vor einer thermischen Beanspruchung geschützt wird.
Für das Füllmaterial am vorderen Ende wird zur Beibehaltung eines hohen Ansprechvermögens des Temperatursensors ein Material, z. B. ein keramisches Material mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit, verwendet.
Daher können die Temperatursensoren gemäß dem ersten und dem zweiten Aspekt sowohl eine Vibrationsbeständigkeit als auch eine Temperaturwechselbeständigkeit ohne Verluste des Ansprechvermögens gewährleisten.
In dem Temperatursensor gemäß dem ersten Aspekt kann das Füllmaterial am vorderen Ende ein Zwischenraum sein. Dies gilt vom Standpunkt der Temperaturwechselbeständigkeit aus betrachtet als vorteilhaft, weil die Schrumpfspannung der Abdeckung wahrscheinlich nicht auf das wärmeempfindliche Element übertragen wird. In diesem Fall aber ist das vordere Ende der Abdeckung am vorderen Ende mit Luft befüllt, die eine geringe Wärmeleitfähigkeit aufweist, und somit ist die Wärmeaufnahme durch das wärmeempfindliche Element bekanntermaßen verringert, was eine Verschlechterung des Ansprechvermögens verursacht. Wenn somit der Temperatursensor ohne die Notwendigkeit eines guten Ansprechvermögens verwendet wird, kann das Füllmaterial am vorderen Ende ein Zwischenraum sein. In diesem Fall kann sowohl eine Temperaturwechselbeständigkeit als auch eine Vibrationsbeständigkeit erreicht werden.
Figurenliste
Es zeigen:

1 eine Querschnittansicht, die ein vorderes Ende eines Temperatursensors gemäß einer ersten Ausführungsform darstellt;
2A ein vergrößertes Diagramm, das eine Struktur eines Füllmaterials am hinteren Ende gemäß der ersten Ausführungsform darstellt;
2B ein vergrößertes Diagramm, das eine Struktur eines Füllmaterials am vorderen Ende gemäß der ersten Ausführungsform darstellt;
3 ein Diagramm, das ein vorderes Ende eines Temperatursensors mit einem elliptischen wärmeempfindlichen Element gemäß der ersten Ausführungsform darstellt;
4A ein Diagramm, das ein vorderes Ende eines Temperatursensors mit einem hexagonalen wärmeempfindlichen Element gemäß der ersten Ausführungsform darstellt;
4B ein Diagramm, das ein vorderes Ende eines Temperatursensors mit einem viereckigen wärmeempfindlichen Element gemäß der ersten Ausführungsform darstellt;
4C ein Diagramm, das ein vorderes Ende eines weiteren Temperatursensors mit einem hexagonalen wärmeempfindlichen Element gemäß der ersten Ausführungsform darstellt;
4D ein Diagramm, das ein vorderes Ende eines weiteren Temperatursensor mit einem viereckigen wärmeempfindlichen Element gemäß der ersten Ausführungsform darstellt;
5A einen Graphen, der eine Beziehung zwischen einer Vickers-Härte und der Vibrationsbeständigkeit gemäß der ersten Ausführungsform darstellt;
5B einen Graphen, der eine Beziehung zwischen einem Verhältnis einer Seite am vorderen Ende zu einer Härte eines Füllmaterial am hinteren Ende und einer Temperaturwechselbeständigkeit, wenn die Härte des Füllmaterials am hinteren Ende auf 30 (Hv) eingestellt ist, gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
6 einen Graphen, der eine Beziehung zwischen der Vickers-Härte und dem Elastizitätsmodul in einem Füllmaterial gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
7 eine Querschnittansicht, die ein vorderes Ende eines Temperatursensors gemäß einer zweiten Ausführungsform darstellt;
8 ein vergrößertes Diagramm, dass eine Struktur eines keramischen Pulvers gemäß der zweiten Ausführungsform darstellt; und
9 einen Graphen, der eine Beziehung zwischen einem Füllfaktor eines Füllmaterials und einer Temperaturwechselbeständigkeit gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt;

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Es werden bevorzugte Ausführungsformen des vorstehend beschriebenen Temperatursensors und des Herstellungsverfahrens für denselben beschrieben.
In dem Temperatursensor gemäß dem ersten Aspekt ist der Elastizitätsmodul oder der Füllfaktor des Füllmaterials am vorderen Ende, mit dem die Abdeckung am vorderen Ende befüllt ist, vorzugsweise dreimal oder mehr so hoch als der Elastizitätsmodul oder der Füllfaktor des Füllmaterials am hinteren Ende, mit dem die Abdeckung am vorderen Ende befüllt ist. 6 zeigt einen Zusammenhang zwischen der Vickers Härte des Füllmaterials und dem Elastizitätsmodul des Füllmaterials. Wie in 6 gezeigt ist, wird zwischen dem Elastizitätsmodul des Füllmaterials und der Härte des Füllmaterials ein Zusammenhang (im Wesentlichen eine proportionale Beziehung) erkannt. Somit kann nachstehend ein Füllmaterial in Bezug auf seine Härte anstatt auf seinen Elastizitätsmodul definiert werden, der in Form eines Temperatursensors schwer zu messen ist.
Insbesondere ist die Härte eines Füllmaterials am vorderen Ende einer Abdeckung am vorderen Ende vorzugsweise dreimal oder mehr zu hoch, je weicher die Härte eines Füllmaterials am hinteren Ende ist, mit dem die Abdeckung am vorderen Ende befüllt ist.
In diesem Fall kann die Härte des Füllmaterials am vorderen Ende, mit dem die Abdeckung am vorderen Ende befüllt ist, angemessen reduziert werden, so dass die Temperaturwechselbeständigkeit des Temperatursensors effektiv verbessert wird.
In dem Temperatursensor bezieht sich der Begriff „die Härte des Füllmaterials am hinteren Ende oder des Füllmaterials am vorderen Ende, mit dem die Abdeckung am vorderen Ende befüllt ist“ auf die Härte des Füllmaterials am hinteren oder vorderen Ende als ein Bauteil, und bezieht sich nicht auf die Härte des Füllmaterials als ein Material. In anderen Worten bezieht sich die Härte auf die Härte des Füllmaterials am hinteren oder vorderen Ende, das in der Oberfläche des Querschnitts des Temperatursensors erscheint, wenn dieser auseinandergeschnitten ist.
In dem Temperatursensor gemäß der dem zweiten Aspekt beträgt der Füllfaktor des keramischen Pulvers, mit dem die Abdeckung am vorderen Ende befüllt ist, weniger als 35 %. Somit kann der Füllfaktor des keramischen Pulvers angemessen reduziert werden, so dass die Temperaturwechselbeständigkeit des Temperatursensors effektiv verbessert wird.
9 gezeigt einen Zusammenhang zwischen dem Füllfaktor des Füllmaterials und der Temperaturwechselbeständigkeit des Füllmaterials. In dem Temperatursensor gemäß dem zweiten Aspekt kann der Füllfaktor des keramischen Pulvers, mit dem die Abdeckung am vorderen Ende befüllt ist, berechnet werden, indem das Gewicht des keramischen Pulvers und das Volumen des Füllraums innerhalb der Abdeckung der am vorderen Ende, die mit dem keramischen Pulver befüllt werden kann, ermittelt wird. Das Gewicht wird durch Auseinanderschneiden des Temperatursensors und Entnehmen des keramischen Pulvers ermittelt, dem eine Messung folgt. Das Volumen des Füllraums wird basierend auf einem Röntgenbild oder Ähnlichem des Temperatursensors berechnet.
Ein Füllfaktor A des keramischen Pulvers kann ausgedrückt werden durch A=(WN)/px 100(%), wobei W(g) eine Masse des keramischen Pulvers, V (mm³) ein Volumen des Füllraums im Inneren der Abdeckung am vorderen Ende, die mit dem keramischen Pulver befüllt werden kann, und ρ eine absolute Dichte (g/mm³) des keramischen Pulvers ist. In dem Temperatursensor gemäß dem zweiten Aspekt ist A ≤ 35(%).
Die Temperatursensoren gemäß dem ersten und dem zweiten Aspekt können unter Verwendung der nachstehend aufgeführten Herstellungsverfahren hergestellt werden.
In einem Herstellungsverfahren für den Temperatursensor gemäß dem ersten Aspekt wird ein das Füllmaterial am vorderen Ende bildendes Material in die Abdeckung am vorderen Ende injiziert bzw. eingespritzt, und dann wird ein Material, das das Füllmaterial am hinteren Ende bildet, in die Abdeckung am vorderen Ende von einer Stelle über dem Material eingespritzt, das das Füllmaterial am vorderen Ende bildet. Dann wird das wärmeempfindliche Element, das das Paar von Elektrodenleitungen aufweist, das jeweils mit dem Paar von Signalleitungen des Mantelstifts verbunden ist, in die Abdeckung am vorderen Ende eingefügt, wobei die Materialien in einem Zustand beibehalten werden, in dem sie zwei separate Phasen darstellen. Unter Beibehaltung der Materialien in zwei separaten Phasen, wird die Abdeckung am vorderen Ende, in die die Materialien eingespritzt worden sind, erwärmt.
In diesem Fall kann der Temperatursensor ohne weiteres angefertigt werden, wobei mit den Füllmaterialien am vorderen und hinteren Ende als zwei separate Lagen die Abdeckung am vorderen Ende befüllt wird. Die Materialien können in zwei Phasen voneinander abgeteilt sein, wobei eine Zwischenphase, die aus einem Gemisch der Materialien besteht, dazwischen ausgebildet ist. In diesem Fall liegen drei separate Phasen vorhanden, die die Zwischenphase und die Phasen aus den individuellen Materialien beinhalten.
In einem Herstellungsverfahren für den Temperatursensor gemäß dem zweiten Aspekt wird das keramische Pulver, das das Füllmaterial am vorderen Ende bildet, in die Abdeckung am vorderen Ende eingespritzt, und dann wird ein das Füllmaterial am hinteren Ende bildendes Material in die Abdeckung am vorderen Ende von einer Stelle über dem das Füllmaterial am vorderen Ende bildende keramische Pulver eingespritzt. Das wärmeempfindliche Element, das das Paar von Elektrodenleitungen aufweist, die jeweils mit dem Paar von Signalleitungen des Mantelstifts verbunden sind, wird in die Abdeckung am vorderen Ende eingefügt, wobei die Materialien in einem Zustand beibehalten werden, in dem sie aus zwei separaten Lagen bestehen. Unter Beibehaltung der Materialien als zwei separate Lagen erwärmt sich die Abdeckung am vorderen Ende, in die die Materialien eingespritzt worden sind.
In diesem Fall kann der Temperatursensor ohne weiteres hergestellt werden, wobei das keramische Pulver und das Füllmaterial am hinteren Ende als zwei separate Lagen in die Abdeckung am vorderen Ende gefüllt werden. Auch in diesem Fall kann die Zwischenphase, ähnlich zu dem Herstellungsverfahren für den Temperatursensor gemäß dem ersten Aspekt, ausgebildet werden.
Ausführungsformen
Unter Bezugnahme auf die Zeichnung werden nachstehend einige Ausführungsformen für einen Temperatursensor und ein Herstellungsverfahren für denselben erläutert.
Erste Ausführungsform
Wie in 1 gezeigt ist, beinhaltet ein Temperatursensor 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein wärmeempfindliches Element 2, ein Paar von Elektrodenleitungen 21, einen Mantelstift 3, eine Abdeckung 4 am vorderen Ende, ein Füllmaterial 5A am hinteren Ende und ein Füllmaterial 5B am vorderen Ende.
Die elektrischen Eigenschaften des wärmeempfindlichen Elements 2 variieren temperaturabhängig. Das Paar von Elektrodenleitungen 21 führt aus dem wärmeempfindlichen Element 2 in Richtung auf das hintere Ende heraus. Ein Paar von Signalleitungen 31 von dem Mantelstift 3 führt aus demselben in Richtung auf das vordere Ende heraus und ist jeweils mit dem Paar von Elektrodenleitungen 21 verbunden. In der Abdeckung 4 am vorderen Ende ist der Mantelstift 3 untergebracht, so dass das wärmeempfindliche Element 2, das Paar von Elektrodenleitungen 21 und das Paar von Signalleitungen 31 bedeckt sind. Ein Raum auf der hinteren Endseite, der zumindest einen Raum um das Paar von Elektrodenleitungen 21, das Paar von Signalleitungen 3 und einen Abschnitt 22 am hinteren Ende des wärmeempfindlichen Elements 2 innerhalb der Abdeckung 4 am vorderen Ende beinhaltet, ist mit dem Füllmaterial 5A am hinteren Ende befüllt. Ein Raum auf der vorderen Endseite, der zumindest einen Raum um einen Abschnitt 23 am vorderen Ende wärmeempfindlichen Elements 2 innerhalb der Abdeckung 4 am vorderen Ende beinhaltet, ist mit dem Füllmaterial 5B am vorderen Ende befüllt. Die Härte des Füllmaterials 5B am vorderen Ende, mit dem die Abdeckung 4 am vorderen Ende befüllt ist, ist geringer als die des Füllmaterials 5A am hinteren Ende, mit dem die Abdeckung 4 am vorderen Ende befüllt ist.
Unter Bezugnahme auf 1 bis 6 werden nachstehend der Temperatursensor 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform sowie ein Herstellungsverfahren für denselben ausführlich beschrieben.
Der Temperatursensor 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist an der Abgasleitung eines Fahrzeugs, z. B. eines Pkws, montiert, um die Temperatur des Abgases zu messen. Das durch die Abgasleitung strömende Abgas wird von der Maschine nach einem Verbrennungsvorgang der Maschine emittiert. Die Temperatur des Abgases steigt und fällt immer wieder abhängig vom Verbrennungszustand der Maschine. Der Temperatursensor 1 wird immer wieder durch das Abgas erwärmt und abgekühlt.
Das wärmeempfindliche Element 2 des Temperatursensors 1 ist als ein Thermistor konfiguriert. Neben dem Thermistor kann das wärmeempfindliche Element 2 durch ein Thermoelement und einen aus Platin (Pt) oder dergleichen gebildeten Widerstandstemperatursensor bzw.- fühler bereitgestellt werden. Das wärmeempfindliche Element 2 beinhaltet einen Elementkörper und eine Glaslage, die die Oberfläche des Elementkörpers bedeckt. Das Paar von Elektrodenleitungen 21 führt parallel aus dem Elementkörper an die Oberfläche der Glaslage heraus. Der Elementkörper des wärmeempfindlichen Elements 2 wird so durch die Glaslage bedeckt, dass verhindert wird, dass sich der Elementkörper durch eine Oxidationsreduktion verschlechtert. Das wärmeempfindliche Element 2 muss nicht unbedingt durch die Glaslage bedeckt sein. Wenn keine Glaslage vorhanden ist, kann die Abdeckung 4 am vorderen Ende einer Oberflächenbehandlung unterzogen werden, so dass verhindert wird, dass sich das wärmeempfindliche Element 2 durch eine Oxidation oder Reduktion verschlechtern.
Wie in 1 gezeigt ist, ist der Mantelstift 3 als Leiterrohr zum Erfassen eines elektrischen Stroms bereitgestellt, der in dem Paar von Elektrodenleitungen 21 des wärmeempfindlichen Elements 2 erzeugt wird. Das Paar von Signalleitungen 31 des Mantelstifts 3 wird jeweils mit dem Paar von Elektrodenleitungen 21 durch Schweißen oder dergleichen zusammengefügt. Der Mantelstift 3 ist mit dem Paar von Signalleitungen 31, die in ein rohrförmiges Element 32 eingefügt sind, und einem Füllmaterial ausgebildet, mit dem das rohrförmige Element 32 befüllt ist.
Die Abdeckung 4 am vorderen Ende weist eine an der Unterseite abgeschlossene Rohrform auf, wobei sich eine halbkreisförmige Unterseite 41 auf der vorderen Endseite befindet, und einen zylindrischen Abschnitt 42, der mit der Unterseite 41 verbunden ist, der sich auf der hinteren Endseite befindet. Der zylindrische Abschnitt 42 weist am hinteren Ende eine Öffnung auf, die an einem äußeren Umfang eines vorderen Endes des rohrförmigen Elements 32 des Mantelstifts 3 montiert ist. Die Abdeckung 4 am vorderen Ende, die sich über eine Begrenzung 401 zwischen der halbkugelförmigen Unterseite 41 und dem zylindrischen Abschnitt 42 hinaus in Richtung auf den zylindrischen Abschnitt 42 erstreckt, ist mit dem Füllmaterial 5B am vorderen Ende befüllt. Das wärmeempfindliche Element 2 weist einen Abschnitt 23 am vorderen Ende auf, der auf der vorderen Endseite der Begrenzung 401 zwischen der halbkugelförmigen Unterseite 41 und dem zylindrischen Abschnitt 42 positioniert ist.
Wie in 1 gezeigt ist, ist die Abdeckung 4 am vorderen Ende mit dem Füllmaterial 5A am hinteren Ende und dem Füllmaterial 5B am vorderen Ende befüllt, so dass sie sich an einer Position an der vorderen Endseite relativ zu einem vorderen Ende des rohrförmigen Elements 32 des Mantelstift 3 befinden. Das Füllmaterial 5A am hinteren Ende wird derart eingefüllt, dass ein Zwischenraum 61 zwischen sich selbst und dem vorderen Ende des rohrförmigen Elements 32 des Mantelstifts 3 gebildet wird. Durch Schaffen des Zwischenraums 61 wird verhindert, dass von dem vorderen Ende, wo das wärmeempfindliche Element 2 angeordnet ist, Wärme in Richtung auf das hintere Ende abgezogen wird, wo der Mantelstift 3 angeordnet ist.
Eine Lage aus einem Zwischen-Füllmaterial 5C ist in der Abdeckung 4 am vorderen Ende ausgebildet, so dass sie sich zwischen dem Füllmaterial 5B und dem Füllmaterial 5A am das vorderen und hinteren Ende befindet. Die Beschaffenheit des Zwischen-Füllmaterials 5C bewegt sich zwischen der des Füllmaterials 5B und der des Füllmaterials 5 am vorderen bzw. hinteren Ende. Während der Herstellung des Temperatursensors 1 entsteht das Zwischen-Füllmaterial 5C aus einem Teil, wo ein Material, das das Füllmaterial 5B am vorderen Ende bildet, mit einem Material vermengt wird, das das Füllmaterial 5A am hinteren Ende bildet.
Wie in 2A gezeigt ist, besteht das Füllmaterial 5A am hinteren Ende aus einer großen Menge von Aggregatpartikeln 51A, einer Glaskomponente 52A und anderen Zusatzstoffen. Die Glaskomponente 52A beschichtet die Aggregatpartikel 51A und bindet die Aggregatpartikel 51A aneinander. Die Aggregatpartikel 51A bestehen aus zumindest einem aus Aluminiumoxid, Zirkonoxid, Bariumoxid, Magnesiumoxid, Siliziumoxid, Zinkoxid und Boroxid ausgewählten Oxid. Die Glaskomponente 52A wird durch Kristallisieren eines amorphen Glaspulvers gebildet. Der Anteil der Glaskomponente 52Aa in dem Füllmaterial 5A am hinteren Ende beträgt etwa 1,5 Gewichtsprozent oder mehr und 10 Gewichtsprozent oder weniger, wenn angenommen wird, dass die Gesamtheit des Füllmaterials 5A am hinteren Ende 100 Gewichtsprozent beträgt.
Das Füllmaterial 5A am hinteren Ende besteht aus einer Materialaufschlämmung, die ein Gemisch aus den Aggregatpartikeln 51A, einem amorphen Glaspulver, Wasser als ein Lösungsmittel und einem Dispergiermittel als ein Zusatzstoff ist. Während des Erwärmens der Materialaufschlämmung werden die Oberflächen der Aggregatpartikel 51A mit dem kristallisierte Glas (der Glaskomponente) 52A, die ein kristallisiertes amorphes Glaspulver ist, bedeckt, während die Gesamtheit der Aggregatpartikel 51A in dem kristallisierten Glas 52A aufgenommen ist.
Wie in 2B gezeigt ist, besteht das Füllmaterial 5B am vorderen Ende aus einer großen Menge von Aggregatpartikeln 51B, einer Glaskomponente 52B und anderen Zusatzstoffen. Die Glaskomponente 52B beschichtet die Aggregatpartikel 51B und bindet die Aggregatpartikel 51B aneinander. Die Aggregatpartikel 51B bestehen aus zumindest einem aus Aluminiumoxid, Zirkonoxid, Bariumoxid, Magnesiumoxid, Siliziumoxid, Zinkoxid und Boroxid ausgewählten Oxid. Die Glaskomponente 52B wird durch Kristallisieren eines amorphen Glaspulvers gebildet. Der Anteil der Glaskomponente 52B in dem Füllmaterial 5B am vorderen Ende ist geringer als etwa 1,5 Gewichtsprozent, wenn angenommen wird, dass die Gesamtheit des Füllmaterials 5B am vorderen Ende 100 Gewichtsprozent beträgt.
Das Füllmaterial 5B am vorderen Ende besteht aus einer Materialaufschlämmung, die ein Gemisch aus den Aggregatpartikeln 51B, einem amorphen Glaspulver, Wasser als ein Lösungsmittel und einem Dispergiermittel als ein Zusatzstoff ist. Während des Erwärmens der Materialaufschlämmung werden die Oberflächen der Aggregatpartikel 51Bb mit dem kristallisierten Glas (der Glaskomponente) 52B bedeckt, bei dem es sich um ein kristallisiertes amorphes Glaspulver handelt, während die Gesamtheit der Aggregatpartikel 51B in dem kristallisierten Glas 52B aufgenommen ist.
Das Füllmaterial 5B am vorderen Ende kann ebenso aus einer großen Menge von Aggregatpartikeln 51Bb und anderen Zusatzstoffen ohne Verwendung der Glaskomponente 52B bestehen.
Die Abdeckung 4 am vorderen Ende besteht aus einem Metallmaterial mit einem Wärmeausdehnungskoeffizienten, der höher ist als der des Füllmaterials 5A am hinteren Ende und der des Füllmaterials 5B am vorderen Ende. Die Wärmeausdehnungskoeffizienten der Aggregatpartikel 51A und 51B sind höher als jene von jeweils den Glaskomponenten 52A und 52B. Der Anteil der Aggregatpartikel 51B in dem Füllmaterial 5B am vorderen Ende ist größer als der der Aggregatpartikel 51A in dem Füllmaterial 5A am vorderen Ende. Somit ist der Wärmeausdehnungskoeffizient des Füllmaterials 5B am vorderen Ende dem der Abdeckung am vorderen Ende näher als der Wärmeausdehnungskoeffizient des Füllmaterials 5A am hinteren Ende. Somit kann das Füllmaterial 5B am vorderen Ende der thermischen Schrumpfung der Abdeckung 4 am vorderen Ende zusammen mit einer Veränderung der Umgebungstemperatur entsprechen, wodurch die auf das wärmeempfindliche Element 2 von der Abdeckung 4 am vorderen Ende über das Füllmaterial 5B am vorderen Ende einwirkende Schrumpfspannung reduziert wird.
Für das wärmeempfindliche Element 2 sind verschiedene Formen möglich. Von vorne betrachtet kann das wärmeempfindliche Element 2 z. B. die Form einer Ellipse, eines Sechsecks oder eines Vierecks oder dergleichen aufweisen.
Wie in 3 gezeigt ist, kann das wärmeempfindliche Element 2, in einer elliptischen Form, in der Abdeckung 4 am vorderen Ende angeordnet sein, so dass die Hauptachse der Ellipse des wärmeempfindlichen Elements 2 mit der Richtung der Mittelachse der Abdeckung 4 am vorderen Ende ausgerichtet ist, in der das vordere Ende und das hintere Ende angeordnet sind. In diesem Fall kann eine Position X der Begrenzung zwischen dem Füllmaterial 5B am vorderen Ende und dem Zwischen-Füllmaterial 5C an einer Position angesetzt sein, wo die Fläche oder der Außendurchmesser des Querschnitts des elliptischen wärmeempfindlichen Elements 2 senkrecht zu der Richtung der Mittelachse maximiert wird.
Wie in 4A und 4B gezeigt ist, können die wärmeempfindlichen Elemente 2A und 2B, wenn das wärmeempfindliche Element 2 eine hexagonale oder viereckige (square) Form aufweist, so angeordnet sein, dass sie um die Mittelachse der Abdeckung 4 am vorderen Ende symmetrisch sind. Wie in 4A gezeigt ist, kann im Fall des hexagonalen wärmeempfindlichen Element 2A die Position X der Begrenzung zwischen dem Füllmaterial 5B am vorderen Ende und dem Zwischen-Füllmaterial 5C an einer Position angesetzt sein, wo die Fläche oder der Außendurchmesser des Querschnitts des hexagonalen wärmeempfindlichen Elements 2A senkrecht zu der Richtung der Mittelachse maximiert wird. Wie in 4B gezeigt ist, kann im Fall des viereckigen (square) wärmeempfindlichen Elements 2B die Position X der Begrenzung zwischen dem Füllmaterial 5B am vorderen Ende und dem Zwischen-Füllmaterial 5C passend an einer Position des wärmeempfindlichen Elements 2B angesetzt sein. In diesem Fall kann einen Raum, der dem vorderen Ende näher ist als dem wärmeempfindlichen Element 2B, mit dem Füllmaterial 5B am vorderen Ende befüllt werden, zu das es den Abschnitt 23 am vorderen Ende des wärmeempfindlichen Elements 2B nicht kontaktiert.
Wie in 4C und 4D gezeigt ist, kann das hexagonale oder viereckige wärmeempfindliche Element 2A oder 2B ebenfalls so angeordnet sein, dass es um die Mittelachse der Abdeckung 4 am vorderen Ende asymmetrisch ist. Wie in 4C gezeigt ist, kann im Fall des hexagonalen wärmeempfindlichen Elements 2A die Position X der Begrenzung zwischen dem Füllmaterial 5B am vorderen Ende und dem Zwischen-Füllmaterial 5C an einer Position nahe dem vorderen Ende sein, wodurch die Fläche oder der Außendurchmesser des Querschnitts des hexagonalen wärmeempfindlichen Elements 2A senkrecht zu der Richtung der Mittelachse maximiert wird. Wie in 4D gezeigt ist, kann auch im Fall des viereckigen wärmeempfindlichen Elements 2B die Position X der Begrenzung zwischen dem Füllmaterial 5B am vorderen Ende und dem Zwischen-Füllmaterial 5C ebenfalls an einer Position nahe dem vorderen Ende sein, wodurch die Fläche oder der Außendurchmesser des Querschnitts des viereckigen wärmeempfindlichen Elements 2B senkrecht zu der Richtung der Mittelachse maximiert wird. Wie in 4D gezeigt ist, ist insbesondere im Fall des viereckigen wärmeempfindlichen Elements 2B die Gesamtform von vorne betrachtet vorzugsweise stabförmig.
Die Härte des Füllmaterials 5A oder 5B, mit dem die Abdeckung 4 am vorderen Ende befüllt ist, kann in dem Zustand gemessen werden, in dem der Temperatursensor 1 auseinandergeschnitten ist und die Schnittoberfläche desselben freiliegt. Die Härte kann basierend auf dem Vickers-Härteprüfverfahren (JIS Z2224) unter Verwendung einer in Harz eingebetteten Probe gemessen werden.
Die Härte des Füllmaterials 5B am vorderen Ende, mit dem die Abdeckung 4 am vorderen Ende gemäß der vorliegenden Ausführungsform befüllt ist, ist dreimal oder mehr (die Härte beträgt ein Drittel oder weniger) geringer ist als die des Füllmaterials 5A am hinteren Ende, mit dem die Abdeckung 4 am vorderen Ende 4 befüllt ist. Die nachfolgende Beschreibung befasst sich mit dem Grund, warum die Härte des Füllmaterials 5B am vorderen Ende dreimal oder mehr geringer ist als die des Füllmaterials 5A am hinteren Ende.
Damit insbesondere die Vibrationsbeständigkeit des Temperatursensors 1 gewährleistet ist, ist es notwendig, die Härte des Füllmaterials 5A am hinteren Ende, die peripheren Abschnitte von dem Paar von Elektrodenleitungen 21, dem Paar von Signalleitungen 31 und den Abschnitt 22 am hinteren Ende des wärmeempfindlichen Element 2 eingeschlossen, angemessen zu erhöhen. 5A zeigt eine Beziehung zwischen Vickers-Härte und Vibrationsbeständigkeit basierend auf dem Vickers-Härteprüfverfahren. Die Vibrationsbeständigkeit nimmt mit dem Anstieg der Vickers-Härte zu, steigt aber nach Erreichen des Punkts, an dem die Vickers Härte 30 (Hv) überschritten hat, nicht mehr so stark an. Daher wird darauf hingewiesen, dass zur Gewährleistung der Vibrationsbeständigkeit die Härte des Füllmaterials 5A am hinteren Ende vorzugsweise 30 (Hv) oder mehr Vickers-Härte beträgt.
5B zeigt eine Beziehung zwischen dem Härteverhältnis des Füllmaterials 5B am vorderen Ende und dem Füllmaterial 5A am hinteren Ende (die Härte des Füllmaterials 5B am vorderen Ende/die Härte des Füllmaterials 5A am hinteren Ende) und der Temperaturwechselbeständigkeit, wenn angenommen wird, dass die Härte des Füllmaterials 5A am hinteren Ende 30 (Hv) beträgt. Die Temperaturwechselbeständigkeit nimmt ab, wenn das Härteverhältnis näherungsweise 1 ist (wenn der Härteunterschied abnimmt), und nimmt drastisch ab, nachdem das Härteverhältnis ein Drittel überschritten hat. Es wird somit darauf hingewiesen, dass das Härteverhältnis des Füllmaterials 5B am vorderen Ende zu dem Füllmaterial 5A am hinteren Ende auf vorzugsweise weniger als ein 1/3 eingestellt wird, damit die Temperaturwechselbeständigkeit gewährleistet ist.
Der Härteunterschied zwischen dem Füllmaterial 5A am hinteren Ende und dem Füllmaterial 5B am vorderen Ende kann auch durch die Differenz des Elastizitätsmoduls (dem Modul der Längenelastizität) zwischen dem Füllmaterial 5A am hinteren Ende und dem Füllmaterial 5B am vorderen Ende ausgedrückt werden. Der Elastizitätsmodul des Füllmaterials 5B am vorderen Ende, mit dem die Abdeckung 4 am vorderen Ende befüllt ist, beträgt im Vergleich zu dem des Füllmaterials 5A am hinteren Ende, mit dem die Abdeckung 4 am vorderen Ende befüllt ist, ein Drittel oder weniger.
6 zeigt einen Zusammenhang zwischen der Vickers-Härte des Füllmaterials und dem Elastizitätsmodul des Füllmaterials. Wie in 6 gezeigt ist, besteht eine proportionale Beziehung zwischen dem Elastizitätsmodul des Füllmaterials und der Härte des Füllmaterials.
Anschließend wird ein Herstellungsverfahren für den Temperatursensor 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
Bei der Herstellung des Temperatursensors 1 wird das Paar von Elektrodenleitungen 1, das mit dem wärmeempfindlichen Element 2 verbunden ist, jeweils mit dem Paar von Signalleitungen 31, die in den Mantelstift 3 eingebaut sind, durch Schweißen oder dergleichen elektrisch verbunden. Ein Aggregatpulver, das ein Oxidpulver, wie z. B. Aluminiumoxid, ist, ein amorphes Glaspulver, ein Lösungsmittel und ein Dispergiermittel werden miteinander vermengt, um eine Materialaufschlämmung als ein erstes Material zuzubereiten, das das Füllmaterial 5A am hinteren Ende bildet. Ein Aggregatpulver, das ein Oxidpulver, wie z. B. Aluminiumoxid ist, ein amorphes Glaspulver, ein Lösungsmittel und ein Dispergiermittel werden miteinander vermengt, so dass eine Materialaufschlämmung als ein zweites Material zubereitet wird, das das Füllmaterial 5B am vorderen Ende bildet. Das zweite Material wird in die Abdeckung 4 vorderen am vorderen Ende eingespritzt, und dann wird das erste Material von einer Stelle über dem zweiten Material in die Abdeckung 4 am vorderen Ende eingespritzt.
Während das erste und das zweite Material in einem Zustand von zwei separaten Phasen beibehalten werden, wird anschließend das wärmeempfindliche Element 2, das das Paar von Elektrodenleitungen 21 aufweist, die jeweils mit dem Paar von Signalleitungen 31 des Mantelstifts 3 verbunden sind, in die Abdeckung 4 am vorderen Ende eingefügt. Zwischen der aus dem ersten Material gebildeten oberen Phase und der aus dem zweiten Material gebildeten unteren Phase wird eine Zwischenphase mit einem Gemisch aus diesen Materialien gebildet. Innerhalb der Abdeckung 4 am vorderen Ende sind drei Phasen, d. h. die aus dem ersten Material gebildete obere Phase, die Zwischenphase und die aus dem zweiten Material gebildete untere Phase in einem geschichteten Zustand angeordnet.
Das zweite Material ist von dem vorderen Ende der Abdeckung 4 am vorderen Ende zu den peripheren Abschnitten des Abschnitts 23 am vorderen Ende des wärmeempfindlichen Elements 2 angeordnet. Das Materialgemisch, das die Zwischenphase bildet, ist, mit Ausnahme des Abschnitts 23 am vorderen Ende und des Abschnitts 22 am hinteren Ende des wärmeempfindlichen Elements 2, in den peripheren Abschnitten eines Zwischenteils angeordnet angeordnet. Das erste Material ist in den peripheren Abschnitten des Paares von Elektrodenleitungen 21, des Paares von Signalleitungen 31 und dem Abschnitt 22 am hinteren Ende des wärmeempfindlichen Elements 2 angeordnet.
Dann werden die Materialaufschlämmung als das erste Material und die Materialaufschlämmung als das zweite Material in der Abdeckung 4 am vorderen Ende getrocknet, so dass sich das Lösungsmittel in der Materialaufschlämmung verflüchtigt. Dann wird die Abdeckung 4 am vorderen Ende, aus der sich die Lösungsmittel verflüchtigt haben, erwärmt. Mit diesem Erwärmungsvorgang werden das erste und das zweite Material gebacken und das amorphe Glaspulver kristallisiert. In dem ersten Material wird das Aggregatpulver zu den Aggregatpartikeln 51A, und das kristallisierte Glas 52A beschichtet die Aggregatpartikel 51A, während die Aggregatpartikel 51A dabei miteinander verbunden werden. In dem zweiten Material verwandelt sich das Aggregatpulver in die Aggregatpartikel 51B, und das kristallisierte Glas 52B beschichtet die Aggregatpartikel 51B, während die Aggregatpartikel 51B dabei miteinander verbunden werden. Dadurch wird ein Zustand erzeugt, in dem das Füllmaterial 5A am hinteren Ende, das aus dem ersten Material besteht, in das hintere Ende der Abdeckung 4 am vorderen Ende gefüllt wird, und das Füllmaterial 5B am vorderen Ende, aus dem das zweite Material besteht, in das vordere Ende der Abdeckung 4 am vorderen Ende gefüllt wird. Dazwischen wird die Lage des Zwischen-Füllmaterials 5C ausgebildet, dessen Beschaffenheit zwischen derjenigen des Füllmaterials 5B am vorderen Ende und der Beschaffenheit des Füllmaterials 5A am hinteren Ende liegt.
Als nächstes werden die vorteilhaften Effekte des Temperatursensors 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
In dem Temperatursensor 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind die Füllmaterialien jeweils aus einem Material gebildet, das Spannungen in Übereinstimmung mit der Schrumpfung der Abdeckung 4 am vorderen Ende entspannen kann, so dass auf der Verbindungsstelle zwischen dem Paar von Elektrodenleitungen 21 und dem Paar von Signalleitungen 31 einwirkende Druckspannungen entspannt werden, wodurch eine Beschädigung, die an der Verbindungsstelle entstanden wäre, verhindert werden kann.
In dem Temperatursensor 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird das Füllmaterial, mit dem die Abdeckung 4 am vorderen Ende befüllt ist, in das Füllmaterial 5A am hinteren Ende und in das Füllmaterial 5B am vorderen Ende aufgeteilt, und die Beschaffenheit von diesen Füllmaterialien 5A und 5B variiert entsprechend den Funktionen der Füllmaterialien 5A und 5B. Insbesondere wird das hintere Ende, dass die peripheren Abschnitte von zumindest dem Paar von Elektrodenleitungen 21, dem Paar von Signalleitungen 31 und den Abschnitt 22 am hinteren Ende des wärmeempfindlichen Elements beinhaltet, mit dem Füllmaterial 5A am hinteren Ende befüllt. Das Füllmaterial 5A am hinteren Ende, das sich bei starken Vibrationen nur geringfügig verformt, hält und fixiert die Abdeckung 4 am vorderen Ende, das Paar von Elektrodenleitungen 21 und das Paar von Signalleitungen 31, so dass dadurch der Verbindungsabschnitt zwischen dem Paar von Elektrodenleitungen 21 und dem Paar von Signalleitungen 31 vor Vibrationen geschützt ist.
Das vordere Ende des wärmeempfindlichen Elements 2, das die peripheren Abschnitte des Abschnitts 23 am vorderen Ende beinhaltet, ist mit dem Füllmaterial 5B am vorderen Ende befüllt. Die Härte des Füllmaterials 5B am vorderen Ende, mit dem die Abdeckung 4 am vorderen Ende befüllt ist, ist geringer als die des Füllmaterials 5A am hinteren Ende. Somit kann die Schrumpfspannung, die auf das Füllmaterial 5B am vorderen Ende von der Abdeckung 4 am vorderen Ende einwirkt, verringert werden, wenn die erwärmte Abdeckung 4 am vorderen Ende abkühlt und schrumpft. Das vordere Ende der Abdeckung 4 am vorderen Ende ist durch die halbkugelförmige Unterseite 41 abgeschlossen. Somit tritt auf der vorderen Endseite der Abdeckung 4 am vorderen Ende eine große Schrumpfspannung auf, wenn die Abdeckung 4 am vorderen Ende abkühlt. Somit wird das vordere Ende der Abdeckung 4 am vorderen Ende, wo eine hohe Schrumpfspannung auftritt, mit dem Füllmaterial 5B am vorderen Ende befüllt, das eine verringerte Härte aufweist. Dementsprechend kann ein Teil der Druckspannung durch das Füllmaterial 5B am vorderen Ende aufgenommen werden. Somit kann die Schrumpfspannung, die auf das wärmeempfindliche Element 2 von der Abdeckung 4 am vorderen Ende über das Füllmaterial 5B am vorderen Ende einwirkt, reduziert werden, wodurch der Verbindungsabschnitt zwischen dem Paar von Elektrodenleitungen 21 und dem Paar von Signalleitungen 31 vor einer thermischen Beanspruchung geschützt ist.
Insbesondere kann die Verwendung der eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweisenden Aggregatpartikel 51B für das Füllmaterial 5B am vorderen Ende ein hohes Ansprechvermögen des Temperatursensors 1 erhalten bleiben.
Bei dem Temperatursensor 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform können dementsprechend sowohl Vibrationsbeständigkeit als auch Temperaturwechselbeständigkeit ohne Verlust des Ansprechvermögens erreicht werden.
Zweite Ausführungsform
Wie in 7 gezeigt ist, ist die vorliegende Ausführungsform ein Beispiel für einen Temperatursensor 1Z, in dem ein vorderes Ende von einer Abdeckung 4 am vorderen Ende mit einem keramischen Pulver 5D befüllt ist, und die Abdeckung 4 am vorderen Ende stattdessen nicht mit dem Füllmaterial 5B am vorderen Ende befüllt ist, wie in der ersten Ausführungsform gezeigt ist.
Wie in 7 gezeigt ist, ist innerhalb der Abdeckung 4 am vorderen Ende gemäß der vorliegenden Ausführungsform das vordere Ende, das einen Abschnitt 23 am vorderen Ende eines wärmeempfindlichen Elements 2 umgibt, mit dem keramischen Pulver 5D befüllt. Wie in 8 gezeigt ist, besteht das keramische Pulver 5D aus einer großen Menge von Aggregatpartikeln 51D und anderen Zusatzstoffen. Die Aggregatpartikel 51D bestehen aus zumindest einem aus Aluminiumoxid, Zirkonoxid, Bariumoxid, Magnesiumoxid, Siliziumoxid, Zinkoxid und Boroxid ausgewählten Oxid. Das keramische Pulver 5D enthält keine Glaskomponente und wird in dem Zustand angeordnet, in dem sich winzige Zwischenräume 62 innerhalb einer großen Menge der Aggregatpartikel 51D bilden.
Es wird in Betracht gezogen, dass in dem keramischen Pulver 5D die Aggregatpartikel 51B zur Aufnahme darin miteinander verbunden werden, wenn die Aggregatpartikel 51D während des Fertigungsvorgangs des Temperatursensors 1Z erwärmt werden. Innerhalb der Abdeckung 4 am vorderen Ende wird das hintere Ende, das die peripheren Abschnitte von einem Paar von Elektrodenleitungen 21, einem Paar von Signalleitungen 31 und einen Abschnitt 22 eines hinteren Endes des wärmeempfindlichen Elements 2 beinhaltet, mit einem Füllmaterial befüllt, das dem Füllmaterial 5A am hinteren Ende, das in der ersten Ausführungsform gezeigt ist, ähnlich ist.
Der Füllfaktor des keramischen Pulvers 5D, mit dem die Abdeckung 4 am vorderen Ende befüllt ist, beträgt weniger als 35 %. Der Füllfaktor des keramischen Pulvers 5D wird somit zur effektiven Verbesserung der Temperaturwechselbeständigkeit des Temperatursensors 1Z angemessen verringert. 9 zeigt einen Zusammenhang zwischen dem Füllfaktor des Füllmaterials und der Temperaturwechselbeständigkeit. Der Füllfaktor des keramischen Pulvers 5D, mit dem die Abdeckung 4 am vorderen Ende befüllt ist, kann durch Ermitteln eines Gewichts W (g) des keramischen Pulvers 5D und eines Volumens V (mm³) des Füllraums, der mit dem keramischen Pulver 5D in der Abdeckung 4 am vorderen Ende befüllt werden kann, berechnet werden. Das Gewicht wird durch Auseinanderschneiden des Temperatursensors 1Z und Entnehmen und Messen des keramischen Pulvers 5D ermittelt. Das Volumen V des Füllraums V wird basierend auf einem Röntgenbild oder dergleichen des Temperatursensors 1Z berechnet. Der Füllfaktor A des keramischen Pulvers 5D kann ausgedrückt werden durch A=(W/V)/pxlOO(%), wenn ρ eine absolut Dichte (g/mm³) des keramischen Pulvers ist.
In 9 ist die Temperaturwechselbeständigkeit gut, wenn der Füllfaktor des keramischen Pulvers 5D gering ist, d. h. 35 % oder weniger, wird jedoch gesenkt, wenn der Füllfaktor des keramischen Pulvers 5D 40 % ist, d. h. über 35 % liegt. Dem ist zu entnehmen, dass die Temperaturwechselbeständigkeit des Temperatursensors 1Z verbessert werden kann, wenn der Füllfaktor des keramischen Pulvers 5D weniger als 35 % ist.
Der Wärmeausdehnungskoeffizient des keramischen Pulvers 5D, das keine Glaskomponente enthält, ist dem der Abdeckung 4 am vorderen Ende näher als dem des Füllmaterials 5A am hinteren Ende, das die Glaskomponente 52A enthält. Somit kann das keramische Pulver 5D der thermischen Schrumpfung der Abdeckung 4 am vorderen Ende in Zusammenhang mit einem Umgebungstemperaturwechsel entsprechen, wodurch eine auf das wärmeempfindliche Element 2 von der Abdeckung 4 am vorderen Ende über das keramische Pulver 5D einwirkende Schrumpfspannung reduziert wird.
Bei der Herstellung des Temperatursensors 1Z gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist das Paar von Elektrodenleitungen 21, die mit dem wärmeempfindlichen Element 2 verbunden sind, jeweils mit dem Paar von Signalleitungen 31, die in den Mantelstift 3 eingebaut sind, durch Schweißen oder dergleichen elektrisch verbunden. Ein Aggregatpulver, bei dem es sich um ein Oxidpulver, wie z. B. Aluminiumoxid, handelt, ein amorphes Glaspulver, ein Lösungsmittel und ein Dispergiermittel werden miteinander vermengt, um eine Materialaufschlämmung als ein erstes Material zuzubereiten, aus dem das Füllmaterial 5A am hinteren Ende besteht. Dann wird die Abdeckung 4 am vorderen Ende mit den Aggregatpartikeln 51D, d. h. einem Oxidpulver, wie z. B. Aluminiumoxid, aus dem das keramische Pulver 5D gebildet ist, befüllt, woraufhin die Einspritzung der Materialaufschlämmung von oberhalb der Aggregatpartikel 51D in die Abdeckung 4 am vorderen Ende folgt. In diesem Fall entsteht zwischen der oberen Phase, aus der die Materialaufschlämmung besteht, und der unteren Phase, die aus den Aggregatpartikeln 51D besteht, eine Zwischenphase, die aus einem Gemisch aus beiden besteht. Innerhalb der Abdeckung 4 am vorderen Ende sind drei Phasen, d. h. die obere Phase, die aus der Materialaufschlämmung besteht, die Zwischenphase und die untere Phase, die aus den Aggregatpartikeln 51D besteht, in einem Schichtungszustand angeordnet.
Dann wird das wärmeempfindliche Element 2, das das Paar von Elektrodenleitungen 21 aufweist, die jeweils mit dem Paar von Signalleitungen 31 des Mantelstifts 3 verbunden sind, in die Abdeckung 4 am vorderen Ende eingefügt. Dann wird die Materialaufschlämmung innerhalb der Abdeckung 4 am vorderen Ende getrocknet, so dass sich das Lösungsmittel in der Materialaufschlämmung verflüchtigt. Dann wird die Abdeckung 4 am vorderen Ende erwärmt, das erste Material gebacken und das amorphe Glaspulver kristallisiert. Dann verwandelt sich das Aggregatpulver in dem ersten Material in die Aggregatpartikel 51A, und das kristallisierte Glas 52A beschichtet die Aggregatpartikel 51A, während dabei die Aggregatpartikel 51A miteinander verbunden werden. Die Aggregatpartikel 51D werden miteinander verbunden, so dass das keramische Pulver 5D bilden. Somit wird das vordere Ende der Abdeckung 4 am vorderen Ende mit dem keramischen Pulver 5D befüllt und das hintere Ende der Abdeckung 4 am vorderen Ende wird mit dem Füllmaterial 5A am vorderen Ende befüllt, wodurch der Temperatursensor 1Z gebildet wird. In der vorliegenden Ausführungsform sind die verbleibenden Verarbeitungsschritte der Herstellung des Temperatursensors 1Z ähnlich zur ersten Ausführungsform.
In dem Temperatursensor 1Z gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird das hintere Ende der Abdeckung 4 am vorderen Ende mit dem Füllmaterial 5A am hinteren Ende befüllt, und das vordere Ende der Abdeckung 4 am vorderen Ende wird mit dem keramischen Pulver 5D befüllt. Das Füllmaterial 5A am hinteren Ende kann ähnlich jenem sein, das in dem Temperatursensor 1 gemäß der ersten Ausführungsform verwendet wird. Ähnlich dem Temperatursensor 1 gemäß der ersten Ausführungsform kann der Verbindungsabschnitt zwischen dem Paar von Elektrodenleitungen 21 und dem Paar von Signalleitungen 31 durch das Füllmaterial 5A am hinteren Ende vor Vibrationen geschützt werden.
Das vordere Ende, das die peripheren Abschnitte des Abschnitts 22 am vorderen Ende des wärmeempfindlichen Elements 2 im Inneren der Abdeckung 4 am vorderen Ende beinhaltet, wird mit dem keramischen Pulver 5D befüllt. Wenn somit die erwärmte Abdeckung 4 am vorderen Ende abkühlt und schrumpft, kann eine auf das wärmeempfindliche Element 2 von der Abdeckung 4 am vorderen Ende über das keramische Pulver 5D einwirkende Schrumpfspannung reduziert werden, wodurch der Verbindungsabschnitt zwischen dem Paar von Elektrodenleitungen 21 und dem Paar von Signalleitungen 31 vor einer thermischen Beanspruchung geschützt wird. Auch in der vorliegenden Ausführungsform sind die verbleibende Konfiguration und die verbleibenden Bezugszeichen in der Zeichnung mit jenen gemäß der ersten Ausführungsform identisch, und es können vorteilhafte Effekte ähnlich jenen gemäß der ersten Ausführungsform erhalten werden.
Bezugszeichenliste

1: Temperatursensor
2: wärmeempfindliches Element
21: Elektrodenleitung
3: Mantelstift
31: Signalleitung
4: Abdeckung am vorderen Ende
5A: Füllmaterial am hinteren Ende
5B: Füllmaterial am vorderen Ende
5D: keramisches Pulver

Claims

Temperatursensor (1), aufweisend: ein wärmeempfindliches Element (2) mit elektrischen Eigenschaften, die temperaturabhängig variieren; ein Paar von Elektrodenleitungen (21), die aus dem wärmeempfindlichen Element (2) in Richtung auf ein hinteres Ende herausführen; einen Mantelstift (3) mit einem Paar von Signalleitungen (31), die jeweils mit dem Paar von Elektrodenleitungen (21) verbunden sind und in Richtung auf ein vorderes Ende herausführen; eine Abdeckung (4) am vorderen Ende, in der der Mantelstift (3) so untergebracht ist, dass das wärmeempfindliche Element (2), das Paar von Elektrodenleitungen (21) und das Paar von Signalleitungen (31) bedeckt sind; ein Füllmaterial (5A) an einem hinteren Ende, mit dem das hintere Ende, das periphere Abschnitte von zumindest dem Paar von Elektrodenleitungen (21), dem Paar von Signalleitungen (31) und einen Abschnitt (22) am hinteren Ende des wärmeempfindlichen Elements (2) in der Abdeckung (4) am vorderen Ende beinhaltet, befüllt ist, und ein Füllmaterial (5B) an einem vorderen Ende, mit dem das vordere Ende, das periphere Abschnitte von zumindest einem Abschnitt (23) am vorderen Ende des wärmeempfindlichen Elements (2) beinhaltet, befüllt ist, oder mit dem ein Abschnitt befüllt ist, der dem vorderen Ende näher ist als dem wärmeempfindlichen Element (2) in der Abdeckung (4) am vorderen Ende, wobei das Füllmaterial (5B) am vorderen Ende, mit dem die Abdeckung (4) am vorderen Ende befüllt ist, einen Elastizitätsmodul oder einen Füllfaktor aufweist, der niedriger ist als ein Elastizitätsmodul oder ein Füllfaktor des Füllmaterials (5A) am hinteren Ende, mit dem die Abdeckung (4) am vorderen Ende befüllt ist, wobei: das Füllmaterial (5A) am hinteren Ende aus einer großen Menge von Aggregatpartikeln (51A), einer Glaskomponente (52A) und anderen Zusatzstoffen gebildet ist, wobei die Glaskomponente (52A) die Aggregatpartikel (51A) beschichtet und die Aggregatpartikel (51A) miteinander verbindet; und das Füllmaterial (5B) am vorderen Ende aus einer großen Menge von Aggregatpartikeln (51 B) und anderen Zusatzstoffen gebildet ist.
Temperatursensor (1) nach Anspruch 1, wobei das Füllmaterial (5B) am vorderen Ende, mit dem die Abdeckung (4) am vorderen Ende befüllt ist, eine Härte aufweist, die dreimal oder mehr geringer ist als eine Härte des Füllmaterials (5A) am hinteren Ende, mit dem die Abdeckung (4) am vorderen Ende befüllt ist.
Temperatursensor (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei: das Füllmaterial (5B) am vorderen Ende aus einer großen Menge von Aggregatpartikeln (51B), einer Glaskomponente und anderen Zusatzstoffen besteht, wobei die Glaskomponente in einem Verhältnis vorliegt, das kleiner ist als ein Verhältnis der Glaskomponente (52A), aus der das Füllmaterial (5A) am hinteren Ende besteht.
Temperatursensor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Füllmaterial (5B) am vorderen Ende einen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist, der näher an einem Wärmeausdehnungskoeffizienten der Abdeckung (4) am vorderen Ende liegt als einem Wärmeausdehnungskoeffizienten des Füllmaterials (5A) am hinteren Ende.
Temperatursensor (1), aufweisend: ein wärmeempfindliches Element (2) mit elektrischen Eigenschaften, die temperaturabhängig variieren; ein Paar von Elektrodenleitungen (21), die aus dem wärmeempfindlichen Element (2) in Richtung auf ein hinteres Ende herausführen; einen Mantelstift (3) mit einem Paar von Signalleitungen (31), die jeweils mit dem Paar von Elektrodenleitungen (21) verbunden sind und in Richtung auf ein vorderes Ende herausführen; eine Abdeckung (4) am vorderen Ende, in der Mantelstift (3) untergebracht ist, so dass das wärmeempfindliche Element (2), das Paar von Elektrodenleitungen (21) und das Paar von Signalleitungen (31) bedeckt ist; ein Füllmaterial (5A) an einem hinteren Ende, mit dem das hintere Ende befüllt ist, das periphere Abschnitte von zumindest dem Paar von Elektrodenleitungen (21), dem Paar von Signalleitungen (31) und einen Abschnitt (22) am hinteren Ende des wärmeempfindliche Elements (2) in der Abdeckung (4) am vorderen Ende beinhaltet; und ein keramisches Pulver (5D), mit dem das vordere Ende befüllt ist, das periphere Abschnitte von zumindest einem Abschnitt (23) am vorderen Ende des wärmeempfindlichen Elements (2) beinhaltet, oder mit dem ein Abschnitt befüllt ist, der dem vorderen Ende näher ist als dem wärmeempfindlichen Element (2) in der Abdeckung (4) am vorderen Ende, wobei das keramische Pulver (5D) einen Füllfaktor von weniger als 35 % in dem vorderen Ende der Abdeckung (4) am vorderen Ende aufweist, wobei: das Füllmaterial (5A) am hinteren Ende aus einer großen Menge von Aggregatpartikeln (51A), einer Glaskomponente (52A) und anderen Zusatzstoffen besteht, wobei die Glaskomponente (52A) die Aggregatpartikel (51A) beschichtet und die Aggregatpartikel (51A) miteinander verbindet; und das keramische Pulver aus einer großen Menge von Aggregatpartikeln (51D) und anderen Zusatzstoffen besteht.
Temperatursensor (1) nach Anspruch 5, wobei das keramische Pulver (5D) einen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist, der näher an einem Wärmeausdehnungskoeffizienten der Abdeckung (4) am vorderen Ende liegt als einem Wärmeausdehnungskoeffizienten des Füllmaterials (5A) am hinteren Ende.
Temperatursensor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das wärmeempfindliche Element (2) in einer elliptischen Form vorliegt.
Temperatursensor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das wärmeempfindliche Element (2) in einer hexagonal Form vorliegt.
Temperatursensor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das wärmeempfindliche Element (2) in einer viereckigen Form vorliegt.
Herstellungsverfahren für den Temperatursensor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Verfahren folgende Schritte beinhaltet: Einspritzen eines Materials, das das Füllmaterial (5B) am vorderen Ende bildet, in die Abdeckung (4) am vorderen Ende; anschließendes Einspritzen eines Materials, das das Füllmaterial (5A) am hinteren Ende bildet, von einer Stelle oberhalb des Materials, das das Füllmaterial (5B) am vorderen Ende bildet, in die Abdeckung (4) am vorderen Ende; anschließendes Einfügen des wärmeempfindlichen Elements (2) mit dem Paar von Elektrodenleitungen (21), die jeweils mit dem Paar von Signalleitungen (31) des Mantelstifts (3) verbunden sind, in die Abdeckung (4) am vorderen Ende, wobei die Materialien in einem Zustand beibehalten werden, indem sie in zwei Phasen unterteilt sind; und anschließendes Erwärmen der Abdeckung (4) am vorderen Ende, in die die Materialien eingespritzt worden sind, wobei die Materialien in einem Zustand beibehalten werden, indem sie in zwei Phasen unterteilt sind.
Herstellungsverfahren für den Temperatursensor (1) nach einem der Ansprüche 5 oder 6, wobei das Verfahren folgende Schritte beinhaltet: Einspritzen eines Materials, das das keramische Pulver (5D) bildet, in die Abdeckung (4) am vorderen Ende; anschließendes Einspritzen eines Materials, das das Füllmaterial (5A) am hinteren Ende bildet, von einer Stelle oberhalb des Materials, das das keramische Pulver (5D) bildet, in die Abdeckung (4) am vorderen Ende; anschließendes Einfügen des wärmeempfindlichen Elements (2), das das Paar von Elektrodenleitungen (21) aufweist, die jeweils mit dem Paar von Signalleitungen (31) des Mantelstifts (3) verbunden sind, in die Abdeckung (4) am vorderen Ende, wobei die Materialien in einem Zustand beibehalten werden, indem sie in zwei Phasen unterteilt sind; und anschließendes Erwärmen der Abdeckung (4) am vorderen Ende, in die die Materialien eingespritzt worden sind, wobei die Materialien in einem Zustand beibehalten werden, indem sie in zwei Phasen unterteilt sind.