JPH07333069A - 温度センサー用受熱体及び温度センサー - Google Patents

温度センサー用受熱体及び温度センサー

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JPH07333069A
JPH07333069A JP6152899A JP15289994A JPH07333069A JP H07333069 A JPH07333069 A JP H07333069A JP 6152899 A JP6152899 A JP 6152899A JP 15289994 A JP15289994 A JP 15289994A JP H07333069 A JPH07333069 A JP H07333069A
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JP
Japan
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temperature sensor
recession
ceramic
ceramic member
brazing
Prior art date
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Application number
JP6152899A
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English (en)
Inventor
Katsumi Miyama
克己 見山
Masaya Ito
正也 伊藤
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Niterra Co Ltd
Original Assignee
NGK Spark Plug Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】本願発明の目的は、安価に製造でき、応答性に
優れた温度センサー用受熱体及びそれを備えた温度セン
サーに関する。 【構成】有底筒状の金属部材2と、その内側底面21に
形成された凹部218に接合されたセラミックス部材3
とからなる温度センサ−用受熱体である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、接触式で物体(被検温
体)の温度を測定する温度センサ−に関し、更に詳しく
は、鍋、フライパン、やかん等の調理容器に飲食物を入
れて、加熱している間に、調理容器の温度を感知する温
度センサー用受熱体及び温度を測定する温度センサーに
関する。
【0002】
【従来の技術】物体と接触してその物体の温度を測定す
る接触式温度センサ−として、例えばガスコンロで鍋の
温度を測定するセンサ−の受熱部は図5に示す様な構造
をとる。有底筒状の金属部材2’が、鍋等と接触し、有
底筒状の金属部材2’に接合されているセラミック部材
3’を介して、感温素子(感温抵抗膜)5’に熱を伝
え、感温素子5’上に形成された電極6’を通して一定
信号を送る。ここで、セラミック部材3’と有底筒状の
金属部材2’とは、ろう付4’等の化学的手段で接合す
る手法が提案されている。一般的に、ろう付けによる接
合方法は、ろう材自体がガラスや樹脂に比べ、熱応答性
に優れているため、センサ−の受熱部を構成するに当た
り、好適な接合方法である。このろう付で接合する場
合、セラミック部材、ろう材、有底筒状の金属部材の位
置ズレが問題となり、特にろう材の位置がずれてろう付
面に空隙が発生した場合など、ろう付強度だけではなく
熱伝導性も劣化することになり、応答性、信頼性の観点
から温度センサ−の特性上好ましくない。また、正しく
位置決めするためのろう付治具を用いても位置ズレを防
止するにも限界があり、更に、このろう付治具にろう材
が付着した場合などは修正、もしくは使い捨てにする必
要があり、これも製品コストを押し上げる要因になる これを解決するものとして、アルミナからなるセラミッ
ク基板上にろう材成分をスパッタなどで薄膜形成する手
法が特開昭60−251181号公報に提案されてい
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、特開昭60−
251181号公報記載の発明であっても、セラミック
とろう材との位置ズレ対策には十分効果があるが、金属
部材とろう材との位置ズレには効果がなく、結局ろう付
治具が必要であり、ろう付治具を使った場合の問題点は
解決されない。本願発明の目的は、安価に製造でき、応
答性に優れた温度センサー用受熱体及びそれを備えた温
度センサーに関する。
【0004】
【課題を解決するための手段】その手段は、有底筒状の
金属部材と、その内側底面に形成された凹部に接合され
たセラミック部材とからなる温度センサ−用受熱体であ
る。前記内側底面に形成された凹部により、外側底面に
凸部が形成される温度センサ−用受熱体が好ましい。接
合が、ろう付け接合であることが、望ましい。他にガラ
ス、樹脂によっても接合できる。セラミックス部材が、
アルミナ質セラミックスであること叉は板状であること
が望ましい。セラミックス部材が、アルミナ基板である
のが望ましい。他の手段は、有底筒状の金属部材と、そ
の内側底面に形成された凹部に接合されたセラミック部
材と、セラミックス部材に備えられた感温素子とからな
る温度センサ−である。ここで、有底筒状の金属部材
は、金属板に金型プレス、切削、研削など通常の加工手
段を施し、得ることができる。また、有底筒状の金属部
材は、金属板に、筒状のものを溶接等により接合して得
ることもできる。金属部材の材質は、通常用いられる一
般の金属材料、例えばニッケル、銅、鉄およびそれらの
合金、ステンレス、コバ−ル、42アロイ等が使用可能
である。耐蝕性の点からはステンレスが望ましいが、他
の材料に電気メッキなどの防食コ−ティングを施して使
用することも可能である。また、セラミックス部材とろ
う付する際の熱残留応力の点からは膨張係数の小さいコ
バ−ルや42アロイが好ましいが、ろう付後にセラミッ
ク部材にクラックを生じないものであればどのような材
質でも使用可能である。セラミック部材は、板状であれ
ば、容易にプレス成形、ドクターブレード等によって作
製できる。また、板状であれば、熱の伝わりも均一で、
応答性が確実になる。また、セラミック部材の材質はア
ルミナ、ジルコニア、窒化珪素、サイアロン等一般のセ
ラミックが使用可能であるが、電気絶縁性とコストの点
からはアルミナ質セラミックスが好ましい。金属との熱
膨張差を小さくするには、熱膨張係数の大きいジルコニ
アが好ましい。また、実際の使用時には炎で加熱された
センサ受熱部が吹きこぼれ等により水冷されることもあ
り、耐熱衝撃性の見地からは窒化珪素、サイアロン等が
好ましい。金属部材は、その表面に対酸化等のためにコ
ーティングしてもよい。それは、特に外側底面にすると
よい。物体と接触する面側は、コンロ等の炎にさらされ
るため、酸化しやすいからある。
【0005】
【作用】ろう付等の接合時にこの凹部にろう材、セラミ
ック部材を載置することにより、治具を用いることなく
正確に位置決めできる。これによりスキマ等の欠陥のな
いろう付接合が低コストでできる。また更に、金属部材
が、所定の厚み金属板である場合、内部底面が凹部が形
成されているため、金属部材の外側底面が凸形状とな
り、鍋等の被検温体との接触が確実に行えるため、温度
センサ−としての特性上も好ましい。
【0006】
【実施例】本願発明の温度センサー用受熱体1は、図1
に示す様に、有底筒状の金属部材2と、その内側底面に
形成された凹部218に接合されたセラミック部材3と
からなる。有底筒状の金属部材2としては、内側底面2
1に相当する部分に凹部218に相当する凸部を有する
金型パンチ及びダイスを用いれば、一度のプレス加工
で、平板(0.3mm)を有底筒状形状とし、更に内側
底面21に凹部218を形成することができる。その結
果、前記内側底面に形成された凹部218により、底面
表面22に凸部229が形成される。また、有底筒状の
金属部材2を平板から作製せず、丸棒から切削加工によ
り作製することもできる。セラミック部材3としては、
プレス成形によって得られたセラミック成形体を焼成し
たセラミック部材を用意した。ろう付けで接合する場
合、Ti、Zr、Hf等の活性金属を含むろう材であれ
ば、セラミックスとろう材は直接接合できるが、活性金
属を含むろう材でない場合、予めセラミックス基板にM
o−Mnメタライズ処理をすることにより接合できる。
【0007】ー実験例ー 表1に示す用に、セラミック部材(直径10mm、厚さ
0.5mm)、有底筒状の金属部材となる金属板、ろう
材(金属箔)を用意し、図3に示す用に配置し、所定の
接合条件で接合した。なお、実施例3ではアルミナ基板
のろう付面にMo−Mnメタライズ処理をした後電解N
iメッキを5μmの厚みで施した。得られた接合体は倍
率20倍の実体顕微鏡でろう流れ状態を検査した。その
結果、実施例における接合体はいずれもスキマ、クラッ
ク等欠陥の発生は認められなかった。また、比較例とし
て、図4に示す従来用いられてきた形状の金属部材を準
備した。これらを実施例と同様の条件でろう付したが、
比較例6,7は図4の様にカ−ボン製のリングを位置決
め治具として使用し、比較例8〜10は位置決め治具を
用いずにろう付を行った。その結果、治具を用いたN
o.6,7はセラミック部材が正しく中央に位置決めさ
れ、ろう付状態もスキマ、クラック等のない良好な状態
であったが、ろう材のフィレットが治具に付着してカ−
ボン治具を破壊しなければ取り外すことができなかっ
た。No.6,7については取り外す際にセラミックが
割れた。また、No.8〜10はセラミック部材、ろう
材、金属板相互の位置ズレが起こり、倍率20倍の実体
顕微鏡で確認したところ、セラミック部材周縁部にスキ
マが認められた。
【0008】
【発明の効果】本願発明の温度センサー用受熱体及びそ
れを備えた温度センサーは、ろう付用位置決め治具を用
いる必要がなく製造することができるため、低コスト
で、かつ、確実にセラミック部材と金属部材とを位置決
めし接合でき、その結果、応答性に優れた温度センサー
用受熱体及びそれを備えた温度センサーを提供すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本願発明の温度センサー用受熱体の軸方向断面
図である。
【図2】本願発明の温度センサー用受熱体を外側底面の
方向から見た斜視図である。
【図3】本願発明の実施例の金属部材(a)及び接合前
(b)の状態を表す軸方向断面図である。
【図4】比較例の金属部材(a)及び接合前(b)の状
態を表す軸方向断面図である。
【図5】従来の温度センサー用受熱体の軸方向断面図で
ある。
【符号の説明】
1・・・・温度センサー用受熱体 2・・・・有底筒状の金属部材 21・・・内部底面 22・・・外側底面 218・・凹部 229・・凸部 3・・・・セラミック部材 4・・・・ろう材 5・・・・感温素子 6・・・・電極 7・・・・治具
【表1】

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 有底筒状の金属部材と、その内側底面に
    形成された凹部に接合されたセラミックス部材とからな
    ることを特徴とする温度センサ−用受熱体。
  2. 【請求項2】 前記内側底面に形成された凹部により、
    外側底面に凸部が形成されていることを特徴とする請求
    項1記載の温度センサ−用受熱体。
  3. 【請求項3】 接合が、ろう付け接合であることを特徴
    とする請求項1記載の温度センサ−用受熱体。
  4. 【請求項4】 セラミックス部材が、アルミナ質セラミ
    ックスであることを特徴とする請求項1叉は2記載の温
    度センサ−用受熱体。
  5. 【請求項5】 セラミックス部材が、板状であることを
    特徴とする請求項1叉は2記載の温度センサ−用受熱
    体。
  6. 【請求項6】 有底筒状の金属部材と、その内側底面に
    形成された凹部に接合されたセラミック部材と、セラミ
    ックス部材に備えられた感温素子とからなることを特徴
    とする温度センサ−。
JP6152899A 1994-06-09 1994-06-09 温度センサー用受熱体及び温度センサー Pending JPH07333069A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014184142A1 (de) * 2013-05-14 2014-11-20 Ifm Electronic Gmbh Messgerät, insbesondere für die prozessmesstechnik, mit einer zylinderförmigen sensorspitze
JPWO2013072961A1 (ja) * 2011-11-16 2015-04-02 株式会社芝浦電子 温度センサおよび機器

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DE112014002416B4 (de) * 2013-05-14 2019-07-11 Ifm Electronic Gmbh Messgerät für die Prozessmesstechnik, mit einer zylinderförmigen Sensorspitze

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