JPH07260589A - 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

Info

Publication number
JPH07260589A
JPH07260589A JP6078191A JP7819194A JPH07260589A JP H07260589 A JPH07260589 A JP H07260589A JP 6078191 A JP6078191 A JP 6078191A JP 7819194 A JP7819194 A JP 7819194A JP H07260589 A JPH07260589 A JP H07260589A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
insulating substrate
heat receiving
temperature sensor
receiving plate
heat
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP6078191A
Other languages
English (en)
Inventor
Masaya Ito
正也 伊藤
Katsumi Miyama
克己 見山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Niterra Co Ltd
Original Assignee
NGK Spark Plug Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NGK Spark Plug Co Ltd filed Critical NGK Spark Plug Co Ltd
Priority to JP6078191A priority Critical patent/JPH07260589A/ja
Publication of JPH07260589A publication Critical patent/JPH07260589A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】長期間の使用によっても接合層が変質しない温
度センサーを提供する。 【構成】金属よりなる受熱板と、この受熱板の受熱面と
反対面に接合されたセラミックスの絶縁基板と、絶縁基
板の非接合面に形成された温度感知素子及びそれに通電
する一対の電極とからなるものにおいて、受熱板と絶縁
基板とが、直接又は絶縁基板上に形成されたメタライズ
層を介して、液相点900℃以上のろう材によって接合
されていることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、温度センサー用受熱
体及び温度センサーに関する。この温度センサーは、
鍋、フライパン、やかん等の調理容器に飲食物を入れて
バーナーや焜炉で加熱している間に、飲食物の温度を検
知する場合に好適に利用され得る。
【0002】
【従来の技術】バーナーや焜炉のように石油、ガス等の
燃料をエネルギー源とする加熱機器においても、電子レ
ンジ同様に調理中に温度を制御し、煮物の焦げ付き防
止、湯の沸騰の報知、てんぷら油の引火防止等を可能と
するものが開発されている。そのような加熱機器には、
炎の噴出口近くに温度センサーが取り付けられている。
それによって、調理容器の温度を検知し、その信号を制
御回路に送って、演算し、空燃量を調節するのである。
【0003】この種の温度センサーとして、セラミック
ス基板の表面に電極膜と温度感知抵抗体を形成し、他の
表面にはメタライズ層を形成し、このメタライズ層と感
熱ヘッドとをろう付けして固定したものが提案されてい
た(特開昭57ー14727号公報)。但し、この当時
は、基板材料については検討されたが、接合材料は検討
されていなかった。その後、前記ろう付け基材として、
Ti、Zr等の活性金属の表面にAg、Cu等を主成分
とするろう材金属の薄膜を形成したもの(特開昭60−
215584号公報及び特開昭60−231474号公
報)、Ti、Zr等の活性金属の薄膜とAg、Cu等を
主成分とするろう材金属の薄膜をセラミックス基板に形
成したもの(特開昭60−25181号公報)が提案さ
れた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】調理容器と接触するか
又は接近するように配備された温度センサーの温度は、
バーナーや焜炉に調理容器が載せられている場合、最高
200℃前後であるが、調理容器が載せられていない状
態で燃焼させた場合、500〜550℃の高温に達する
旨、前記特開昭57−14727号公報に記載されてい
る。従って、温度センサーは、頻繁に高温酸化雰囲気に
晒される。また、室温〜高温の熱サイクルも受ける。
【0005】然るに、上記ろう付け基材は、セラミック
スと金属とを接合するために、セラミックスに対してよ
く濡れる活性金属と通常のろう材金属とを必須要素と
し、接合時の活性金属とろう材金属との位置ずれを防止
することを目的として開発されたものであり、耐熱性及
び耐酸化性については考慮されていない。従って、長期
間の使用により、接合層が内部まで酸化されて接合層の
熱伝導率が変わり、調理容器の温度を正確に測定できな
くなるおそれがあった。この発明の目的は、上記の事情
に鑑みて、長期間の使用によっても接合層が変質しない
温度センサー用受熱体及び温度センサーを提供すること
にある。
【0006】
【課題を解決するための手段】その目的を達成するため
に、この発明の温度センサー用受熱体は、金属よりなる
受熱板と、この受熱板の受熱面と反対面に接合されたセ
ラミックスの絶縁基板とからなるものにおいて、受熱板
と絶縁基板とが、直接又は絶縁基板上に形成されたメタ
ライズ層を介して、液相点900℃以上のろう材によっ
て接合されていることを特徴とする。
【0007】同じくこの発明の温度センサーは、金属よ
りなる受熱板と、この受熱板の受熱面と反対面に接合さ
れたセラミックスの絶縁基板と、絶縁基板の非接合面に
形成された温度感知素子及びそれに通電する一対の電極
とからなるものにおいて、受熱板と絶縁基板とが、直接
又は絶縁基板上に形成されたメタライズ層を介して、液
相点900℃以上のろう材によって接合されていること
を特徴とする。
【0008】本発明温度センサーは、正確に測定するた
めに受熱板を調理容器に接触させて用いられるのが望ま
しい。受熱板の形状は、カップ状、平板状、円筒状等、
セラミックス絶縁基板と接合されるものであれば種々適
用可能である。受熱板の材質としては、セラミックス絶
縁基板との熱膨張歪を抑制するために、コバール(Fe54
-Ni29-Co17合金)、Fe58−Ni42合金、Fe64
−Ni36合金等の低膨張金属が望ましいが、これらに
限らず、純Ni、Cu−Ni合金、ステンレス等でもろ
う付け後にセラミックス割れを生じさせないものであれ
ばよい。絶縁基板の材質としては、アルミナ、ジルコニ
ア、アルミナ−ジルコニア複合焼結体、窒化ケイ素、窒
化アルミニウム等が挙げられる。
【0009】また、温度感知素子としては、絶縁基板の
非接合面に電極とともに形成され得るものであれば、炭
化ケイ素、白金、銅、ニッケル等の抵抗体、クロメルー
アルメル、クロメルーコンスタンタンのような熱電対及
びペロブスカイト型、スピネル型のようにサーミスター
特性をもつセラミック焼結体のいずれでもよい。液相点
900℃以上のろう材としては、共晶点よりもAg量の
多いAg−Cu系、Cu−Ti系、Ag−Ti系、Ag
−Pd−Ti系、Ag−Pd系、Cu−Mn系、Ag−
Mn系、Ni系が挙げられる。
【0010】
【作用】従来、接合層が酸化されると、酸化された部分
が低熱伝導層となって、受熱面から温度検知素子への正
常な熱伝導を妨げていたが、液相点900℃以上のろう
材を用いることにより、過酷な条件で使用されても接合
層が酸化され難くなる。その結果、低熱伝導層が発生す
ることなく、永続的に温度を正確に検知することができ
る。
【0011】
【実施例】
−実施例− この発明の実施例を図面とともに説明する。図1は、実
施例の温度センサーの軸方向断面図である。温度センサ
ー1は、金属よりなる有底円筒状の受熱板2と、この受
熱板2の受熱面と反対面に接合されたセラミックスの絶
縁基板3と、絶縁基板3の非接合面に形成された温度感
知素子4及びそれに通電する一対の電極5とからなる。
受熱板2と絶縁基板3とは、直接又は絶縁基板3上に形
成されたメタライズ層(図示省略)を介して、液相点9
00℃以上のろう材6によって接合されている。そし
て、受熱板2、絶縁基板3及びろう材6でこの発明の受
熱体11を構成している。
【0012】この温度センサー1は、図2に示すように
ガス焜炉7のバーナー71の中心部にある遮熱筒72の
内部に配備されて使用される。そして、受熱板2と絶縁
基板3との接合用ろう材6が、液相点900℃以上のも
のであるので、調理容器を載せないでバーナー71に点
火しても酸化され難く、耐久性に優れている。以下、実
験例によって、その効果を確認したので、詳述する。
【0013】−実験例1− 図3は、上記実施例の効果を確認するために製造した金
属ーセラミックス接合体の軸方向断面図、図4は、図3
のF部拡大図である。この接合体は、次の手順で製造さ
れた。
【0014】先ず、直径10mm×厚さ0.25mmの
コバール製円盤8に電解Ni鍍金を10μm施した。別
途、Al2391重量%、残部SiO2、CaO、Mg
Oからなり、直径8mm×厚さ0.25mmのアルミナ
焼結体製円盤9を準備した。これら金属又はセラミック
スの円盤8,9の間に、表1に示す組成、液相点で直径
8mm×厚さ0.1mmのろう材10を介在させ、10
-2Paオーダーの真空中、表1に示す温度にて10分間
保持することによって、接合体No.1〜4を製造し
た。
【0015】20倍の拡大鏡を用いて、これら接合体N
o.1〜4の外観を検査したところ、クラック等の欠陥
の無いことを確認した。次に、各々の接合体につき、5
00℃の炉に10分間入れ、続いて室温で50分間冷却
するという熱サイクルを100回繰り返した後、中心線
を含む軸方向の面で切断し、接合層の状態を金属顕微鏡
で観察した。観察結果を表1に示す。表中、[接合層の
状態]の欄において、「フィレット部」の項目は、ろう材の
フィレット部の酸化の有無を表し、「内部」とはフィレ
ット内部まで図4の符号Aに示す部分のように酸化され
ている状態、「表面」とはフィレットの表面のみが酸化
されている状態を示す。また、「界面酸化深さ」の項目
は、図4の符号Bに示す部分のようにセラミックスの円
盤9との界面に沿って酸化されている状態における接合
面方向の長さL[単位:mm]を示す。
【0016】次に、熱サイクル試験前と試験後の接合体
No.1〜4の金属製円盤8側に、図5に示すように直
径6mmの孔のあいたマスクMを当て、マスクM越しに
レーザーを照射し、レーザーフラッシュ法にてセラミッ
クス製円盤9の非接合面の温度変化を測定し、熱伝導率
を算出した。そして、熱サイクル試験前の接合体を用い
て測定した熱伝導率を1とし、熱サイクル試験後の接合
体を用いて測定した熱伝導率の相対値を表1に示した。
【0017】
【表1】 表にみられるように、本発明範囲に属さない接合体N
o.1は、熱サイクル試験後に接合層がかなり酸化され
ており、そのため熱サイクル試験前後での熱伝導率の変
化が大きかった。従って、この接合体を温度センサーに
適用すれば、長期間使用中に制御回路の誤動作を招く。
【0018】これに対して、本発明範囲に属する接合体
No.2,3,4は、熱サイクル試験後もあまり酸化さ
れなかったので、熱伝導率の変化も小さかった。従っ
て、この接合体を温度センサーに適用すれば、長期間安
定的に温度を検知し得る。
【0019】−実験例2− この例では、セラミックス製円盤9の接合面に重量基準
でMo80%、Mn15%及びSiO25%よりなり、
他に溶剤を含むペーストを100μmの厚さに塗布し、
水素雰囲気、加湿下1450℃で焼き付けた後、電解N
i鍍金を5μm施し、水素雰囲気800℃にて熱処理す
ることによって、メタライズ層を形成した。そして、表
2に示すろう材10を円盤9のメタライズ層とコバール
製円盤8との間に介在させ、接合することによって、接
合体No.5〜9を製造した。その他の製造条件は、実
験例1と同一とした。
【0020】接合体No.5〜9について実験例1と同
様に熱サイクル試験を行い、接合層の状態を観察し、ま
た熱伝導率の変化を比較した。それらの結果を表2に示
す。
【表2】 表2にみられるように、ろう材10の成分如何にかかわ
らず、液相点が900℃以上でありさえすれば、耐酸化
性に優れ、温度センサーに適しているものであった。
【0021】−実験例3− この例では、図1の構造の温度センサー1の受熱体11
について、発明の効果を確認した。先ず、コバール製
で、板厚0.25mm、外径20mm、高さ20mmの
大きさの受熱板2と、Al2392重量%のアルミナ焼
結体よりなり、外径7mm、厚さ0.5mmの絶縁基板
3を準備した。そして、受熱板2に電解Ni鍍金を10
μm施し、絶縁基板3の接合面に実験例2と同じメタラ
イズ層を形成した後、両者の間にAg95重量%及びP
d5重量%よりなる外径7mm、厚さ0.05mmのろ
う材6を介在させ、真空中1060℃で10分間保持す
ることによって、温度センサー1の受熱体11を製造し
た。
【0022】この受熱体11につき、実験例1と同様の
熱サイクル試験を行ったところ、外観に異常は認められ
なかった。また、軸方向に切断して金属顕微鏡で観察し
たところ、接合層はフィレット部の表面しか酸化されて
いなかった。
【0023】−実験例4− 実験例3と同一条件で製造した受熱体11をガス焜炉の
遮熱筒内に固定し、バーナーを強火で10分間燃焼さ
せ、消火した後、冷水をかけるという操作を10回繰り
返した。この受熱体11を軸方向に切断して金属顕微鏡
で観察したところ、接合層はフィレット部の表面しか酸
化されていなかった。
【0024】
【発明の効果】以上のように、本発明温度センサー用受
熱体及び温度センサーは、接合層の耐熱耐酸化性に優れ
たものである。従って、寿命が長く、特にシステムキッ
チンに組み込まれて20年以上の耐用年数が要求される
加熱機器と併用すれば有用である。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例の温度センサーの軸方向断面図である。
【図2】温度センサーが用いられるガス焜炉の斜視図で
ある。
【図3】実施例の効果を確認するために製造した金属ー
セラミックス接合体の軸方向断面図である。
【図4】図3のF部拡大図である。
【図5】図3の接合体について熱伝導率を測定する方法
を説明する図である。
【符号の説明】
1…温度センサー 2…受熱板 3…絶縁基板 4…温度感知素子
5…電極 6,10ろう材 11…受熱体 7…ガス焜炉 71…バーナー 72…遮熱筒 8…コバール製円盤 9…アルミナ焼結体製円盤
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H05B 6/12 303

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属よりなる受熱板と、この受熱板の受
    熱面と反対面に接合されたセラミックスの絶縁基板とか
    らなるものにおいて、受熱板と絶縁基板とが、直接又は
    絶縁基板上に形成されたメタライズ層を介して、液相点
    900℃以上のろう材によって接合されていることを特
    徴とする温度センサー用受熱体。
  2. 【請求項2】 金属よりなる受熱板と、この受熱板の受
    熱面と反対面に接合されたセラミックスの絶縁基板と、
    絶縁基板の非接合面に形成された温度感知素子及びそれ
    に通電する一対の電極とからなるものにおいて、受熱板
    と絶縁基板とが、直接又は絶縁基板上に形成されたメタ
    ライズ層を介して、液相点900℃以上のろう材によっ
    て接合されていることを特徴とする温度センサー。
JP6078191A 1994-03-23 1994-03-23 温度センサー用受熱体及び温度センサー Pending JPH07260589A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6078191A JPH07260589A (ja) 1994-03-23 1994-03-23 温度センサー用受熱体及び温度センサー

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6078191A JPH07260589A (ja) 1994-03-23 1994-03-23 温度センサー用受熱体及び温度センサー

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH07260589A true JPH07260589A (ja) 1995-10-13

Family

ID=13655107

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6078191A Pending JPH07260589A (ja) 1994-03-23 1994-03-23 温度センサー用受熱体及び温度センサー

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH07260589A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007010651A (ja) * 2005-06-27 2007-01-18 Palo Alto Research Center Inc 熱感知
JP2009535291A (ja) * 2006-04-26 2009-10-01 ワトロウ エレクトリック マニュファクチュアリング カンパニー セラミック加熱器及びセラミック加熱器に熱電対を固定する方法
CN106124074A (zh) * 2016-08-29 2016-11-16 国网山东省电力公司鄄城县供电公司 一种高压预充气式带电示温蜡片粘贴器

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007010651A (ja) * 2005-06-27 2007-01-18 Palo Alto Research Center Inc 熱感知
JP2009535291A (ja) * 2006-04-26 2009-10-01 ワトロウ エレクトリック マニュファクチュアリング カンパニー セラミック加熱器及びセラミック加熱器に熱電対を固定する方法
CN106124074A (zh) * 2016-08-29 2016-11-16 国网山东省电力公司鄄城县供电公司 一种高压预充气式带电示温蜡片粘贴器

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI462629B (zh) 陶瓷加熱器及固定一熱電偶至該陶瓷加熱器的方法
JP2004200619A (ja) ウエハ支持部材
TW200304541A (en) Contact temperature probe and process
JPH07260589A (ja) 温度センサー用受熱体及び温度センサー
WO1997016856A1 (fr) Thermocouple a film epais
EP1828068B1 (en) Heating element and method for detecting temperature changes
TW388036B (en) Circuit arrangement comprising an smd-component, in particular a temperature sensor, and a method of manufacturing a temperature sensor
JP3064113B2 (ja) ZrO2 セラミックスの接合方法
JP4009138B2 (ja) ウエハ支持部材
JP4557595B2 (ja) セラミックヒータおよびその製造方法
JPH10335049A (ja) セラミックヒータ
JPH05264044A (ja) 調理器用温度センサー
JPS5951323A (ja) サ−ミスタ
JPH0638363B2 (ja) 薄膜サ−ミスタ
JPH10247751A (ja) 加熱報知装置
JP3563726B2 (ja) ウエハ支持部材
JPS6219954Y2 (ja)
JPH04160329A (ja) 調理器用温度センサ
JPS59200932A (ja) 温度センサ
JPS6150361B2 (ja)
JPS60253823A (ja) サ−モパイル
JPS62219501A (ja) 薄膜サ−ミスタ
JPS6157682B2 (ja)
JPH10125961A (ja) 厚膜型熱電素子
JPS5946401B2 (ja) サ−ミスタ