JP5723324B2 - セラミックヒータ及びガスセンサ - Google Patents
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Description
特に、Agを含有するロウ材を用いた場合は、ロウ材部と接触端子部材との間でマイグレーションが発生しやすくなる。
具体的には、端子接続部を、一定の幅寸法で軸線方向に延びる板状をなし、その端子先端縁が、軸線方向先端側に凸で、幅寸法の0.5倍以上0.8倍以下の半径を有する円弧形状としている。さらに、この端子接続部を、電極パッド上のうち、第1パッド側縁と第2パッド側縁との間の中央に配置している。
次に、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
本実施形態のガスセンサ30は、図1に示すように、検出素子20と、この検出素子20を包囲する筒状の主体金具31とを備える。さらに、ガスセンサ30は、外側端子部材50と、内側端子部材32と、セラミックヒータ100とを備える。
また、内側端子部材32の素子挿入部32kは、検出素子20の内部に挿入されて、内側電極21と接触している。これにより、内側電極21と内側端子部材32とが電気的に接続する。
まず、セラミックヒータ100を製造する。具体的には、図3に示すように、発熱抵抗体141及び電極パッド121等が形成された、アルミナセラミック製のグリーンシート140を用意する。さらに、アルミナセラミック製のグリーンシート146を用意する。そして、グリーンシート146をグリーンシート140に圧着し、これらを碍管101に巻き付けて、セラミックヒータ成形体を形成する。その後、セラミックヒータ成形体を焼成することにより、セラミック基体102を得る。
接合工程において、溶融したロウ材が電極パッド上を先端側に濡れ拡がる形態は、端子接続部の先端縁(端子先端縁)の形状によって異なると考えられる。特に、ロウ材が、端子先端縁から、軸線方向先端側に向けて、左右ほぼ均等に濡れ拡がるようにできれば、ロウ材が電極パッドの先端縁まで濡れ拡がる(パッド先端縁に届く)のを、抑制することができるといえる。反対に、電極パッドの第1パッド側縁側及び第2パッド側縁側のうち一方側の濡れ拡がりの程度が他方側に比べて大きくなると、一方側においてロウ材が電極パッドの先端縁に届きやすくなると考えられる。そこで、端子先端縁の好ましい形状を調査した。
サンプルA(比較形態)は、図9に示すように、一定の幅寸法Wで軸線方向Xに延びる平板状で、端子先端縁233dを直線形状とした端子接続部233である。また、サンプルB〜Fは、一定の幅寸法Wで軸線方向Xに延びる平板状で、端子先端縁を、軸線方向先端側に凸の円弧形状とした端子接続部である点で共通しているが、端子先端縁の円弧の半径Rが異なっている。
なお、閾値Thは、端子接続部133の幅寸法Wの半分(すなわち、1.0mm/2=0.5mm)とした。
実施形態の接合工程において、ロウ材124Aにより、電極パッド121と端子接続部133とを接合するとき、電極パッド121上において、溶融したロウ材124Aの一部が、端子接続部133の先端から軸線方向先端側X1に濡れ拡がるが、その濡れ拡がる距離は、端子接続部133の板厚に応じて変動すると考えられる。そこで、端子接続部133の板厚を一定(0.3mm)として、パッド先端縁121dから端子接続部133までの軸線方向距離Eを変動させて、電極パッド121上においてロウ材124Aが濡れ拡がる距離を調査した。
21 内側電極
23 外側電極
30 ガスセンサ
31 主体金具
31b 先端側開口部
32 内側端子部材(接触端子部材)
32k 内側端子部材の素子挿入部
40 プロテクタ
100 セラミックヒータ
102 セラミック基体
121 電極パッド
121b パッド本体部
121c ニッケルメッキ層
121d パッド先端縁
121f 先端辺
121g 第1コーナー部
121h 第2コーナー部
121j 第1パッド側縁
121j1 第1パッド側縁の先端
121k 第2パッド側縁
121k1 第2パッド側縁の先端
121m パッド基端縁
124 ロウ材部
124A ロウ材
124b ロウ材先端縁
125 メッキ層
130 ヒータ端子部材
133 端子接続部
133d 端子先端縁
141 発熱抵抗体
AX 軸線
W 幅寸法
X 軸線方向
X1 軸線方向先端側
X2 軸線方向基端側
R 半径
Claims (6)
- 軸線方向に延びる棒状で、内部に発熱抵抗体を有するセラミック基体、
上記セラミック基体のうち上記軸線方向の基端側の表面に設けられ、上記発熱抵抗体に導通する電極パッドであって、上記軸線方向に平行に延びる第1パッド側縁及び第2パッド側縁と、これらに対し上記軸線方向の先端側に位置し、上記第1パッド側縁の先端と上記第2パッド側縁の先端とを結ぶパッド先端縁と、を有する電極パッド、
上記パッド先端縁よりも上記軸線方向基端側に配置された端子接続部を有するヒータ端子部材、及び、
Agを含むロウ材からなり、上記電極パッド上に配置され、上記電極パッドと上記端子接続部との間に介在してこれらを接合するロウ材部、を有する
セラミックヒータと、
上記電極パッドに対して相対的に負電位とされ、上記パッド先端縁よりも上記軸線方向先端側で上記セラミック基体に接触する接触端子部材と、を備え、
上記端子接続部は、
一定の幅寸法で上記軸線方向に延びる板状をなし、
当該端子接続部の先端縁である端子先端縁が、上記軸線方向先端側に凸で、上記幅寸法の0.5倍以上0.8倍以下の半径を有する円弧形状で、
上記電極パッド上のうち、上記第1パッド側縁と上記第2パッド側縁との間の中央に配置されてなり、
上記ロウ材部は、上記端子先端縁に接触して、上記端子接続部よりも上記軸線方向先端側に拡がる形態をなし、
上記ロウ材部の先端縁であるロウ材先端縁は、上記軸線方向先端側に凸の円弧形状で、上記パッド先端縁と離間してなる
ガスセンサ。 - 請求項1に記載のガスセンサであって、
前記端子接続部を、前記電極パッド上のうち、前記パッド先端縁から前記軸線方向基端側へ上記端子接続部の板厚の6.6倍よりも大きな距離を空けた位置に配置してなる
ガスセンサ。 - 請求項1または請求項2に記載のガスセンサであって、
前記ロウ材部を被覆する、ニッケル、クロム、及び、金のいずれかからなるメッキ層を備える
ガスセンサ。 - 軸線方向に延びる棒状で、内部に発熱抵抗体を有するセラミック基体、
上記セラミック基体のうち上記軸線方向の基端側の表面に設けられ、上記発熱抵抗体に導通する電極パッドであって、上記軸線方向に平行に延びる第1パッド側縁及び第2パッド側縁と、これらに対し上記軸線方向の先端側に位置し、上記第1パッド側縁の先端と上記第2パッド側縁の先端とを結ぶパッド先端縁と、を有する電極パッド、
上記パッド先端縁よりも上記軸線方向基端側に配置された端子接続部を有するヒータ端子部材、及び、
Agを含むロウ材からなり、上記電極パッド上に配置され、上記電極パッドと上記端子接続部との間に介在してこれらを接合するロウ材部、を備え、
上記端子接続部は、
一定の幅寸法で上記軸線方向に延びる板状をなし、
当該端子接続部の先端縁である端子先端縁が、上記軸線方向先端側に凸で、上記幅寸法の0.5倍以上0.8倍以下の半径を有する円弧形状で、
上記電極パッド上のうち、上記第1パッド側縁と上記第2パッド側縁との間の中央に配置されてなり、
上記ロウ材部は、上記端子先端縁に接触して、上記端子接続部よりも上記軸線方向先端側に拡がる形態をなし、
上記ロウ材部の先端縁であるロウ材先端縁は、上記軸線方向先端側に凸の円弧形状で、上記パッド先端縁と離間してなる
セラミックヒータ。 - 請求項4に記載のセラミックヒータであって、
前記端子接続部を、前記電極パッド上のうち、前記パッド先端縁から前記軸線方向基端側へ上記端子接続部の板厚の6.6倍よりも大きな距離を空けた位置に配置してなる
セラミックヒータ。 - 請求項4または請求項5に記載のセラミックヒータであって、
前記ロウ材部を被覆する、ニッケル、クロム、及び、金のいずれかからなるメッキ層を備える
セラミックヒータ。
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