JPH10318851A - Temperature sensor and its manufacturing method - Google Patents
Temperature sensor and its manufacturing methodInfo
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- JPH10318851A JPH10318851A JP9129266A JP12926697A JPH10318851A JP H10318851 A JPH10318851 A JP H10318851A JP 9129266 A JP9129266 A JP 9129266A JP 12926697 A JP12926697 A JP 12926697A JP H10318851 A JPH10318851 A JP H10318851A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 温度センサにおいて、高速応答性の温度セン
サを提供することを目的とする。
【解決手段】 温度センサの測温部分において、金属管
1の中に通した金属管1より長いリード線2とリード線
2の周囲を金属管1中で絶縁する絶縁体3により構成し
た一芯管4と、金属管1に電気的かつ機械的に接合さ
れ、金属管1より構成した一芯管4と、金属管1に電気
的かつ機械的に接合され、金属管1より突出したリード
線2の先端が内部に配置される金属製のキャップ5と、
このキャップ5の内壁に被着した膜状の測温体6と、キ
ャップ5内に充填され測温体6とリード線2との間を電
気的に導通する導電体7とを備えた構成とすることによ
り、測温体6に直接熱が伝導するため、高速応答性を実
現する温度センサを提供することができる。
(57) [Problem] To provide a high-speed responsive temperature sensor in a temperature sensor. SOLUTION: In a temperature measuring portion of a temperature sensor, a single core constituted by a lead wire 2 longer than a metal tube 1 passed through a metal tube 1 and an insulator 3 insulating the periphery of the lead wire 2 in the metal tube 1. A tube 4 and a single core tube 4 electrically and mechanically joined to the metal tube 1 and constituted by the metal tube 1, and a lead wire electrically and mechanically joined to the metal tube 1 and protruding from the metal tube 1 A metal cap 5 having a tip 2 disposed inside;
A configuration including a film-shaped temperature measuring element 6 attached to the inner wall of the cap 5 and a conductor 7 filled in the cap 5 and electrically connecting the temperature measuring element 6 and the lead wire 2. By doing so, heat is directly conducted to the temperature measuring element 6, so that a temperature sensor realizing high-speed response can be provided.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は温度センサとその製
造方法に関するものである。The present invention relates to a temperature sensor and a method for manufacturing the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、様々な温度を検出するセンサの中
で、サーミスタ素子を感温素子として用いた温度センサ
が、たとえば特開平6−283310号公報等で提案さ
れている。図12はこのような温度センサの概略断面図
を示す。温度センサ素子102はセラミックス焼結体よ
りなる。温度センサ素子102の内部には貴金属のリー
ド線101があり、両者は製造時に一体化して形成され
る。貴金属のリード線101は引き出し用のリード線1
03と接続される。引き出し用のリード線103の外周
には電気絶縁碍子104を介して金属製ハウジング10
5が設けられており、これら引き出し用のリード線10
3、電気絶縁碍子104および金属製ハウジング105
により二芯管が構成されている。106はフランジで、
金属製ハウジング105を固定している。107は引き
出し用リード線103とフランジ106を絶縁するため
の電気絶縁碍子である。温度センサ素子102には耐熱
金属製のキャップ108が被せてある。温度は温度セン
サ素子102の抵抗値として電気的に検出している。2. Description of the Related Art Conventionally, among sensors for detecting various temperatures, a temperature sensor using a thermistor element as a temperature-sensitive element has been proposed, for example, in Japanese Patent Laid-Open No. Hei 6-283310. FIG. 12 shows a schematic sectional view of such a temperature sensor. The temperature sensor element 102 is made of a ceramic sintered body. A noble metal lead wire 101 is provided inside the temperature sensor element 102, and both are integrally formed at the time of manufacturing. The precious metal lead wire 101 is a lead wire 1 for drawing.
03 is connected. A metal housing 10 is provided on the outer periphery of the lead wire 103 for drawing out via an electrical insulator 104.
5 are provided, and these lead wires 10 for pulling out are provided.
3. Electrical insulator 104 and metal housing 105
Constitutes a two-core tube. 106 is a flange,
The metal housing 105 is fixed. Reference numeral 107 denotes an electrical insulator for insulating the lead wire 103 and the flange 106 from each other. The temperature sensor element 102 is covered with a cap 108 made of heat-resistant metal. The temperature is electrically detected as a resistance value of the temperature sensor element 102.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】このような温度センサ
を用いて、近年注目されている環境保護の観点から、自
動車の排気ガス浄化触媒の効率モニター用排気温センサ
に適用できるかを検討した。この場合、触媒効率をすば
やく検出する必要があることから、高速応答性が要求さ
れる。そこで、従来例の温度センサを実際に作製し応答
性を測定した。It has been examined whether such a temperature sensor can be applied to an exhaust gas temperature sensor for monitoring the efficiency of an exhaust gas purifying catalyst of an automobile from the viewpoint of environmental protection, which has recently attracted attention. In this case, since it is necessary to detect the catalyst efficiency quickly, high-speed response is required. Therefore, a conventional temperature sensor was actually manufactured and the response was measured.
【0004】ここで、応答性は一般のサーミスタの熱時
定数の定義に基づき、次のようにして求めた。[0004] Here, the responsiveness is obtained as follows based on the definition of the thermal time constant of a general thermistor.
【0005】温度センサを十分室温になじませる。 温度センサを150℃に設定したオイルバスに浸け、
同時に時間計測開始。The temperature sensor is adapted to room temperature. Immerse the temperature sensor in an oil bath set at 150 ° C,
Start time measurement at the same time.
【0006】温度センサの抵抗値が150℃の63.
2%、すなわち94.8℃に相当する抵抗値になるまで
の時間を測定する。When the resistance value of the temperature sensor is 150.degree.
The time until a resistance value of 2%, that is, a resistance value corresponding to 94.8 ° C., is measured.
【0007】で得られた時間を応答性とする。な
お、94.8℃に相当する温度センサの抵抗値は、9
4.8℃に設定したオイルバス中に温度センサを十分な
時間放置した時の抵抗値をあらかじめ測定して求めた。The time obtained in the above is defined as responsiveness. The resistance value of the temperature sensor corresponding to 94.8 ° C. is 9
The resistance value when the temperature sensor was left in the oil bath set at 4.8 ° C. for a sufficient time was measured and found in advance.
【0008】以上の測定の結果、従来例の温度センサの
応答性は平均6.2秒(n=5)であった。この値は自
動車が定常時には十分使用可能であるが、始動直後のよ
うな触媒の状態が急変するときなどは正確な温度測定が
困難になる。As a result of the above measurements, the response of the conventional temperature sensor was 6.2 seconds (n = 5) on average. This value can be used sufficiently when the vehicle is in a steady state, but it becomes difficult to accurately measure the temperature when the state of the catalyst changes suddenly, for example, immediately after starting.
【0009】応答性が遅い原因は、温度センサ素子10
2の外側にキャップ108を設けたためである。すなわ
ち、キャップ108によって温度センサ素子102に直
接熱が伝達せず、両者間の空気層が暖まる時間が必要と
なるため応答性が悪くなる。The reason for the slow response is that the temperature sensor element 10
This is because the cap 108 is provided on the outside of 2. That is, heat is not directly transmitted to the temperature sensor element 102 by the cap 108, and a time is required for warming the air layer between the two, so that responsiveness deteriorates.
【0010】なお、キャップ108を取り付けない温度
センサについては、温度センサ素子102が排気ガスに
よる還元雰囲気により劣化し、温度センサとして使用で
きなかった。In the case of the temperature sensor without the cap 108, the temperature sensor element 102 deteriorated due to the reducing atmosphere caused by the exhaust gas, and could not be used as a temperature sensor.
【0011】以上のことより、従来の技術では温度セン
サの応答性が悪いという課題があった。As described above, the conventional technology has a problem that the response of the temperature sensor is poor.
【0012】本発明は上記従来の課題を解決するもの
で、高速応答性の温度センサを提供することを目的とす
る。An object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems and to provide a high-speed responsive temperature sensor.
【0013】[0013]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、金属管の中に通した前記金属管より長いリ
ード線と前記リード線の周囲を金属管中で絶縁する絶縁
体により構成した一芯管と、前記金属管に電気的かつ機
械的に接合され、前記金属管より突出した前記リード線
の先端が内部に配置される金属製のキャップと、前記キ
ャップ内に設けられリード線の先端またはキャップの内
壁のいずれか一方に被着した膜状の測温体と、前記キャ
ップ内に充填され前記測温体と前記キャップまたは前記
リード線との間を電気的に導通する導電体とを備えた構
成を有するものである。SUMMARY OF THE INVENTION To achieve the above object, the present invention provides a lead wire which is passed through a metal tube and which is longer than the metal tube and an insulator which insulates the periphery of the lead wire in the metal tube. A configured single-core tube, a metal cap electrically and mechanically joined to the metal tube, and a tip of the lead wire protruding from the metal tube disposed therein, and a lead provided in the cap. A film-shaped temperature sensor attached to one of the tip of the wire or the inner wall of the cap, and a conductive material that is filled in the cap and electrically conducts between the temperature sensor and the cap or the lead wire. And a body.
【0014】これにより、高速応答性を実現する温度セ
ンサを構成することができる。Thus, a temperature sensor realizing high-speed response can be configured.
【0015】[0015]
【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載の発明
は、金属管の中に通した前記金属管より長いリード線と
前記リード線の周囲を金属管中で絶縁する絶縁体により
構成した一芯管と、前記金属管に電気的かつ機械的に接
合され前記金属管より突出した前記リード線の先端が内
部に配置される金属製のキャップと、前記キャップ内に
設けられリード線の先端またはキャップの内壁のいずれ
か一方に被着した膜状の測温体と、前記キャップ内に充
填され前記測温体と前記キャップまたは前記リード線と
の間を電気的に導通する導電体とを備えたものであり、
リード線先端またはキャップの内壁に直接測温体を設け
るため、高速応答性が実現できるという作用を有する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The invention according to claim 1 of the present invention is constituted by a lead wire which is passed through a metal tube and which is longer than the metal tube, and an insulator which insulates the periphery of the lead wire in the metal tube. A single-core pipe, a metal cap electrically and mechanically joined to the metal pipe, and a metal cap in which the tip of the lead wire protruding from the metal pipe is disposed. A film-shaped temperature measuring element attached to one of the tip and the inner wall of the cap, and a conductor filled in the cap and electrically conducting between the temperature measuring element and the cap or the lead wire. With
Since the temperature measuring element is provided directly on the tip of the lead wire or on the inner wall of the cap, high-speed response can be achieved.
【0016】請求項2に記載の発明は、キャップの内壁
に膜状の測温体を設けた温度センサにおいて、導電体を
キャップの内壁に対して電気的に導通しないように充填
したものであり、測温体に接する導電体の面積を一定に
することができることから、温度センサの高速応答性を
維持しつつ、出力ばらつきを低減するという作用を有す
る。According to a second aspect of the present invention, in a temperature sensor having a film-shaped temperature measuring member provided on an inner wall of a cap, a conductor is filled so as not to be electrically connected to the inner wall of the cap. Since the area of the conductor in contact with the temperature measuring element can be made constant, it has an effect of reducing output variations while maintaining high-speed response of the temperature sensor.
【0017】請求項3に記載の発明は、リード線の先端
に膜状の測温体を設けた温度センサにおいて、前記測温
体の表面に前記測温体の面積より狭くかつリード線の先
端から設けた膜状の導電体を付加したものであり、測温
体に接する膜状の導電体の面積を一定にすることができ
ることから、温度センサの高速応答性を維持しつつ、出
力ばらつきを低減するという作用を有する。According to a third aspect of the present invention, there is provided a temperature sensor having a film-shaped temperature measuring element provided at the end of a lead wire, wherein the surface of the temperature measuring element is smaller than the area of the temperature measuring element and the tip of the lead wire. The film-shaped conductor provided from above is added, and since the area of the film-shaped conductor in contact with the temperature measuring element can be made constant, the output variation can be reduced while maintaining the high-speed response of the temperature sensor. It has the effect of reducing.
【0018】請求項4に記載の発明は、リード線の先端
に膜状の測温体を設けた温度センサにおいて、前記リー
ド線の測温体が存在しない部分に膜状の絶縁体を付加し
たものであり、測温体に接する導電体の面積を一定にす
ることができることから、温度センサの高速応答性を維
持しつつ、出力ばらつきを低減するという作用を有す
る。According to a fourth aspect of the present invention, in the temperature sensor having a film-shaped temperature measuring element provided at the end of the lead wire, a film-shaped insulator is added to a portion of the lead wire where the temperature measuring element does not exist. Since the area of the conductor in contact with the temperature measuring element can be made constant, it has an effect of reducing output variations while maintaining high-speed response of the temperature sensor.
【0019】請求項5に記載の発明は、測温体が白金ま
たはサーミスタで構成されるものであり、高温まで高速
に測定できるという作用を有する。According to a fifth aspect of the present invention, the temperature measuring element is formed of platinum or a thermistor, and has an effect that high-speed measurement can be performed up to a high temperature.
【0020】請求項6に記載の発明は、測温体が有機材
料と測温体材料とを混合したペーストにより構成される
ものであり、ペーストを用いることにより膜状の高速応
答性測温体を容易に構成できるという作用を有する。According to a sixth aspect of the present invention, the temperature measuring element is constituted by a paste in which an organic material and a temperature measuring element material are mixed, and by using the paste, a film-like high-speed responsive temperature measuring element is used. Can be easily configured.
【0021】請求項7に記載の発明は、測温体がCVD
法またはスパッタ法により構成されるものであり、測温
体を薄膜構成とすることにより高速応答性測温体を容易
に構成できるという作用を有する。According to a seventh aspect of the present invention, the temperature sensor is a CVD device.
It is formed by a method or a sputtering method, and has an effect that a high-speed responsive temperature measuring element can be easily configured by forming the temperature measuring element into a thin film configuration.
【0022】請求項8に記載の発明は、導電体がキャッ
プの内部に充填した導電性ペーストにより構成されるも
のであり、膜状の高速応答性測温体とリード線を容易に
接続できるという作用を有する。According to the invention described in claim 8, the conductor is made of a conductive paste filled in the inside of the cap, and the lead wire can be easily connected to the film-like high-speed responsive temperature sensor. Has an action.
【0023】請求項9に記載の発明は、膜状の導電体は
導電性ペーストにより構成したものであり、ペーストを
用いることにより膜状の導電体を一定面積だけ容易に形
成できるという作用を有する。According to the ninth aspect of the present invention, the film-shaped conductor is formed of a conductive paste, and the use of the paste has an effect that the film-shaped conductor can be easily formed with a certain area. .
【0024】請求項10に記載の発明は、膜状の導電体
がCVD法またはスパッタ法により構成したものであ
り、膜状の導電体を薄膜構成とすることにより一定面積
だけ容易に形成できるという作用を有する。According to a tenth aspect of the present invention, the film-shaped conductor is formed by a CVD method or a sputtering method, and the film-shaped conductor can be easily formed by a fixed area by forming the film-shaped conductor into a thin film. Has an action.
【0025】請求項11に記載の発明は、導電性ペース
トがガラス成分を含まない構成のものであり、ガラス成
分が導電性を遮ることなく高温まで耐える導電体を形成
できるという作用を有する。The eleventh aspect of the present invention has a structure in which the conductive paste does not contain a glass component, and has an effect that the glass component can form a conductor that can withstand high temperatures without interrupting the conductivity.
【0026】請求項12に記載の発明は、膜状の絶縁体
が有機材料と絶縁材料とを混合した絶縁ペーストにより
構成したものであり、ペーストを用いることにより膜状
の絶縁体を一定面積だけ容易に形成できるという作用を
有する。According to a twelfth aspect of the present invention, the film-like insulator is made of an insulating paste in which an organic material and an insulating material are mixed. It has the effect that it can be easily formed.
【0027】請求項13に記載の発明は、膜状の絶縁体
がCVD法またはスパッタ法により構成したものであ
り、膜状の絶縁体を薄膜構成とすることにより一定面積
だけ容易に形成できるという作用を有する。According to a thirteenth aspect of the present invention, the film-like insulator is formed by a CVD method or a sputtering method, and the film-like insulator can be easily formed by a constant area by forming the film-like insulator into a thin film. Has an action.
【0028】請求項14に記載の発明は、リード線の一
部に屈曲部分またはらせん部分を有するものであり、高
温になったときの熱膨張差によりリード線が伸縮するの
を屈曲部分またはらせん部分が吸収し、リード線断線を
防止する作用を有する。According to a fourteenth aspect of the present invention, the lead wire has a bent portion or a helical portion in a part thereof, and the lead wire expands and contracts due to a difference in thermal expansion at a high temperature. The part absorbs and has the effect of preventing the lead wire from breaking.
【0029】請求項15に記載の発明は、キャップの内
壁に膜状の測温体を設けた温度センサにおいて、前記キ
ャップの内壁の測定領域に測温体を製膜する工程と、前
記測温体を焼成する工程と、前記キャップの内部に所定
量の導電体を充填する工程と、前記導電体を充填したキ
ャップに一芯管を挿入し焼成する工程と、前記キャップ
と一芯管を接合する工程とを有するもので、キャップの
内壁に直接測温体が形成できるため高速応答性の温度セ
ンサが製造できるという作用を有する。According to a fifteenth aspect of the present invention, in the temperature sensor having a film-shaped temperature measuring member provided on the inner wall of the cap, a step of forming a film on the measuring region of the inner wall of the cap; Firing the body, filling the cap with a predetermined amount of conductive material, inserting a single core tube into the cap filled with the conductive material and firing, joining the cap and the single core tube A temperature measuring element can be formed directly on the inner wall of the cap, so that a high-speed responsive temperature sensor can be manufactured.
【0030】請求項16に記載の発明は、キャップの内
径よりわずかに小さい外径のパイプを有する板を用い、
前記パイプの一端にキャップをはめ、他端からCVD法
またはスパッタ法により測温体を一定の測定領域に製膜
する工程を有するものであり、測温体面積を一定にでき
るため高精度な抵抗値を有する高速応答性の温度センサ
が製造できるという作用を有する。The invention according to claim 16 uses a plate having an outer diameter pipe slightly smaller than the inner diameter of the cap,
The method includes a step of fitting a cap to one end of the pipe and forming a temperature measuring element in a constant measuring area by a CVD method or a sputtering method from the other end. This has the effect that a high-speed responsive temperature sensor having a value can be manufactured.
【0031】請求項17に記載の発明は、リード線の先
端に膜状の測温体を設けた温度センサにおいて、前記リ
ード線の先端の測定領域に測温体を製膜する工程と、前
記測温体を焼成する工程と、キャップの内部に所定量の
導電体を充填する工程と、前記導電体を充填したキャッ
プに一芯管を挿入し焼成する工程と、前記キャップと一
芯管を接合する工程とを有するものであり、リード線の
先端に直接測温体が形成できるため高速応答性の温度セ
ンサが製造できるという作用を有する。According to a seventeenth aspect of the present invention, in the temperature sensor having a film-shaped temperature measuring element provided at the tip of a lead wire, a step of forming a temperature measuring element in a measurement region at the tip of the lead wire; Baking the temperature measuring body, filling the inside of the cap with a predetermined amount of a conductor, inserting a single-core tube into the cap filled with the conductor, and firing the same; and And a bonding step. Since the temperature measuring element can be directly formed at the tip of the lead wire, the temperature sensor having a high-speed response can be manufactured.
【0032】請求項18に記載の発明は、リード線の先
端に膜状の測温体を設けた温度センサにおいて、前記リ
ード線の先端の測定領域に測温体を製膜する工程と、前
記測温体を焼成する工程と、前記測温体の面積より狭
く、かつ、リード線の先端から膜状の導電体を製膜する
工程と、キャップ内部に所定量の導電体を充填する工程
と、前記導電体を充填したキャップに一芯管を挿入し焼
成する工程と、前記キャップと一芯管を接合する工程と
を有するものであり、膜状の導電体面積を一定にできる
ため高精度な抵抗値を有する高速応答性の温度センサが
製造できるという作用を有する。The invention according to claim 18 is a temperature sensor provided with a film-shaped temperature measuring element at the tip of a lead wire, wherein the step of forming a temperature measuring element in a measurement region at the tip of the lead wire comprises: A step of firing the temperature measuring element, a step of forming a film-shaped conductor from the tip of the lead wire, the area being smaller than the area of the temperature measuring element, and a step of filling a predetermined amount of the conductor inside the cap. A step of inserting a single core tube into the cap filled with the conductor and firing the same, and a step of joining the cap and the single core tube. Since the area of the film-shaped conductor can be kept constant, high precision is achieved. This has the effect that a high-speed responsive temperature sensor having an appropriate resistance value can be manufactured.
【0033】請求項19に記載の発明は、リード線の直
径よりわずかに大きい穴を有する板を用い、前記穴にリ
ード線の先端を差し込み、一芯管を回転させながら、前
記リード線の先端に、前記板の表面に沿う方向にCVD
法またはスパッタ法で測温体を一定の測定領域に製膜す
る工程を有するものであり、測温体面積が一定であるた
め高精度な抵抗値を有する高速応答性の温度センサが製
造できるという作用を有する。[0033] The invention according to claim 19 uses a plate having a hole slightly larger than the diameter of the lead wire, inserts the tip of the lead wire into the hole, and rotates the single-core tube to rotate the tip of the lead wire. CVD in the direction along the surface of the plate
It has a process of forming a temperature measuring element in a constant measurement area by a sputtering method or a sputtering method. Since the temperature measuring element area is constant, it is possible to produce a high-speed response temperature sensor having a high-precision resistance value. Has an action.
【0034】請求項20に記載の発明は、板の厚さを測
温体製膜時より膜状の導電体製膜時の方が厚くする工程
を有するものであり、膜状の導電体面積を測温体面積よ
り正確にかつ容易に小さくできるという作用を有する。According to a twentieth aspect of the present invention, the method has a step of making the thickness of the plate thicker when forming the film-shaped conductor than when forming the temperature measuring body. Has the effect that it can be reduced more accurately and easily than the temperature measuring element area.
【0035】請求項21に記載の発明は、リード線の先
端に膜状の測温体を設けた温度センサにおいて、前記リ
ード線の全体に絶縁層を製膜する工程と、前記絶縁層を
焼成する工程と、前記リード線の先端の測定領域に対す
る絶縁層を除去する工程と、前記リード線の先端の測定
領域に測温体を製膜する工程と、前記測温体を焼成する
工程と、キャップの内部に所定量の導電体を充填する工
程と、前記導電体を充填したキャップに一芯管を挿入し
焼成する工程と、前記キャップと一芯管を接合する工程
とを有するものであり、測温体面積が一定であるため高
精度な抵抗値を有する高速応答性の温度センサが製造で
きるという作用を有する。According to a twenty-first aspect of the present invention, there is provided a temperature sensor having a film-shaped temperature measuring element provided at a tip of a lead wire, wherein an insulating layer is formed on the entire lead wire, and the insulating layer is fired. Performing, removing the insulating layer for the measurement region at the tip of the lead wire, forming a temperature sensor in the measurement region at the tip of the lead wire, and firing the temperature sensor, A step of filling a predetermined amount of a conductor into the cap, a step of inserting a single core tube into the cap filled with the conductor and firing, and a step of joining the cap and the single core tube. Since the area of the temperature measuring element is constant, a high-speed responsive temperature sensor having a highly accurate resistance value can be manufactured.
【0036】以下、本発明の実施の形態について、図1
から図7を用いて説明する。 (実施の形態1)図1〜図3は本発明の一実施の形態に
よる温度センサの測温部分の分解斜視図、および斜視図
を示し、図1はリード線の先端が屈曲した例を、図2は
リード線の先端がらせん形状の例を、図3は組み立て後
の測温部分の一部透過斜視図を示す。1は外径3mm、厚
さ0.5mmの耐熱ステンレス鋼からなる金属管で、その
内部には金属管1より長い、すなわち、金属管1より突
出したニクロム製のリード線2と、リード線2と金属管
1とを絶縁するように両者の間に充填されたアルミナ粉
末からなる絶縁体3が配置される。これら金属管1、リ
ード線2および絶縁体3により一芯管4が構成される。Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
This will be described with reference to FIG. (Embodiment 1) FIGS. 1 to 3 show an exploded perspective view and a perspective view of a temperature measuring portion of a temperature sensor according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 shows an example in which the tip of a lead wire is bent. 2 shows an example in which the tip of the lead wire has a spiral shape, and FIG. 3 shows a partially transparent perspective view of the temperature measuring portion after assembly. Reference numeral 1 denotes a metal tube made of heat-resistant stainless steel having an outer diameter of 3 mm and a thickness of 0.5 mm, and a nichrome lead wire 2 longer than the metal tube 1, that is, a nichrome lead wire 2 protruding from the metal tube 1. An insulator 3 made of alumina powder is interposed between the metal tube 1 and the metal tube 1 so as to insulate them. The metal tube 1, the lead wire 2 and the insulator 3 constitute a single core tube 4.
【0037】5は金属管1と溶接により電気的かつ機械
的に接合された厚さ0.3mmのニクロム製のキャップ
で、このキャップ5内にはリード線2の先端が配置され
ている。リード線2は図1に示すように一部屈曲部分9
を設けてある。キャップ5の内壁には金属管1との溶接
部分8を除く全面に被着した膜状の測温体6が配され
る。測温体6はガラス成分を含まず、白金粉体と有機材
料が混合された市販白金ペーストをキャップ5の内壁に
塗布して構成した。測温体6とリード線2の間には、両
者の導通を図るため測温体6と同じ白金の導電性ペース
トからなる導電体7をキャップ5内に充填してある。導
電体7はキャップ5の内壁と直接電気的導通をせずに測
温体6とだけ接するように、さらに、屈曲部分9と接し
ないように充填量を十分調整して充填した。なお、図1
〜図3に示した測温部分から後の構成は、二芯管が一芯
管となる以外は図12に示す従来例と同一とした。温度
の検出は、測温体6の温度による抵抗値の変化として電
気的に行った。Reference numeral 5 denotes a 0.3 mm thick nichrome cap which is electrically and mechanically joined to the metal tube 1 by welding. The tip of the lead wire 2 is disposed in the cap 5. The lead wire 2 is partially bent 9 as shown in FIG.
Is provided. On the inner wall of the cap 5, a film-shaped temperature measuring element 6 attached to the entire surface except for a welded portion 8 with the metal tube 1 is arranged. The temperature measuring element 6 was constituted by applying a commercially available platinum paste containing no glass component and mixed with a platinum powder and an organic material to the inner wall of the cap 5. Between the temperature measuring element 6 and the lead wire 2, a conductor 7 made of the same platinum conductive paste as the temperature measuring element 6 is filled in the cap 5 in order to conduct the two. The conductor 7 was filled so that the amount of the conductor 7 was sufficiently adjusted so as not to be in direct electrical connection with the inner wall of the cap 5 but to be in contact only with the temperature measuring element 6 and not to be in contact with the bent portion 9. FIG.
The configuration after the temperature measuring portion shown in FIG. 3 to FIG. 3 was the same as the conventional example shown in FIG. 12 except that the two-core tube was changed to a single-core tube. The temperature was detected electrically as a change in resistance value due to the temperature of the temperature measuring element 6.
【0038】次に、このような構成の温度センサの測温
部分の製造方法について説明する。まず、キャップ5の
内壁の測定領域に白金ペーストからなる測温体6を塗布
し、乾燥機中で150℃、10分間乾燥後、測温体6を
1200℃で3時間焼成する。この際、もし測温体6中
にガラス成分が含まれていると、1200℃という高温
で焼成したときにガラス成分が溶融し、測温体6の特性
に影響を及ぼすためガラス成分を含まない白金ペースト
を測温体6に使用した。Next, a method of manufacturing the temperature measuring portion of the temperature sensor having such a configuration will be described. First, a temperature measuring element 6 made of platinum paste is applied to a measurement area on the inner wall of the cap 5 and dried in a dryer at 150 ° C. for 10 minutes, and then fired at 1200 ° C. for 3 hours. At this time, if a glass component is contained in the temperature measuring element 6, the glass component is melted when fired at a high temperature of 1200 ° C. and affects the characteristics of the temperature measuring element 6, so that the glass component is not included. Platinum paste was used for the temperature sensor 6.
【0039】次に、キャップ5の内部に、キャップ5の
内壁と直接電気的導通をせずに、測温体6とだけ接する
よう所定量を十分調整した導電体7をディスペンサによ
り充填する。その後、導電体7を充填したキャップ5に
一芯管4を挿入し、図3に示すように立てた状態で、乾
燥機中で150℃、10分間乾燥後、導電体7を120
0℃で3時間焼成する。この際の導電体7に使用する白
金導電ペーストも、測温体6に使用した白金ペーストと
同等の理由によりガラス成分を含まないものとした。最
後に、キャップ5と一芯管4を円周方向にかしめ、一芯
管4を回転させながら溶接部分8をレーザー溶接して、
キャップ5と一芯管4を完全に接合する。これにより、
キャップ5と一芯管4を電気的かつ機械的に接合でき
る。Next, the inside of the cap 5 is filled with a conductor 7 of which the predetermined amount is sufficiently adjusted so as to be in direct contact with the temperature measuring element 6 without direct electrical connection with the inner wall of the cap 5 by a dispenser. Thereafter, the single-core tube 4 is inserted into the cap 5 filled with the conductor 7, and dried in a dryer at 150 ° C. for 10 minutes in a standing state as shown in FIG.
Bake at 0 ° C. for 3 hours. At this time, the platinum conductive paste used for the conductor 7 did not contain a glass component for the same reason as the platinum paste used for the temperature sensor 6. Finally, the cap 5 and the single-core tube 4 are swaged in the circumferential direction, and the welding portion 8 is laser-welded while rotating the single-core tube 4,
The cap 5 and the single core tube 4 are completely joined. This allows
The cap 5 and the single core tube 4 can be electrically and mechanically joined.
【0040】このような構成の温度センサを試作し、従
来例と同等の方法にて応答性を検討した。その結果、平
均3.1秒(n=5)であり、従来例に比べ半減するこ
とができた。これは、測温体6とキャップ5の間に従来
例のような空気層が存在せず、温度変化が直接測温体6
に伝達されるためと考える。A temperature sensor having such a configuration was prototyped, and the response was examined in the same manner as in the conventional example. As a result, the average was 3.1 seconds (n = 5), which was a half of the conventional example. This is because there is no air layer between the temperature measuring element 6 and the cap 5 as in the conventional example, and the temperature change is directly detected by the temperature measuring element 6.
Think to be transmitted to.
【0041】また、温度−抵抗特性を図4に示す。これ
は、測温部分を室温から900℃まで昇温した後、降温
したときの結果であり、ヒステリシスもなく、出力特性
は極めて良好であることがわかる。FIG. 4 shows the temperature-resistance characteristics. This is a result when the temperature of the temperature measuring portion was raised from room temperature to 900 ° C. and then lowered, and it was found that there was no hysteresis and the output characteristics were extremely good.
【0042】以上のことから、高速応答、かつ、高精度
な温度センサを実現することができた。As described above, a high-speed response and high-accuracy temperature sensor can be realized.
【0043】なお、本実施の形態1において、リード線
2の一部に屈曲部分9を設けているが、これは、温度セ
ンサの測温部分を昇降温したとき、ニクロム製のリード
線2と白金製の導電体7の熱膨張係数差により、両者の
接触部分に熱応力が発生するのを防ぐためである。すな
わち、もし屈曲部分9がなければ、測温部分に熱サイク
ルを加えたとき、リード線2と導電体7の接触部分に引
っ張りもしくは圧縮応力が繰り返し加わり、接触部分が
割れたり、剥離してしまう。しかし、屈曲部分9があれ
ば、熱による膨張、収縮を屈曲部分9のバネ性で吸収す
るため、接触部分に負担をかけることがなくなる。従っ
て、非常に信頼性の高い温度センサを構成することがで
きる。なお、本実施の形態1ではリード線2に屈曲部分
9を設けたが、これは図2に示すようならせん部分10
でも全く同等の効果を有する。In the first embodiment, the bent portion 9 is provided in a part of the lead wire 2. When the temperature of the temperature measuring portion of the temperature sensor is increased or decreased, the bent portion 9 is connected to the lead wire 2 made of nichrome. This is to prevent a thermal stress from being generated in the contact portion between the two due to the difference in the thermal expansion coefficient of the platinum-made conductor 7. That is, if there is no bent portion 9, when a thermal cycle is applied to the temperature measuring portion, a tensile or compressive stress is repeatedly applied to a contact portion between the lead wire 2 and the conductor 7, and the contact portion is cracked or peeled. . However, if the bent portion 9 is provided, expansion and contraction due to heat are absorbed by the resiliency of the bent portion 9, so that no load is applied to the contact portion. Therefore, a highly reliable temperature sensor can be configured. Although the bent portion 9 is provided on the lead wire 2 in the first embodiment, the bent portion 9 is formed as shown in FIG.
But it has exactly the same effect.
【0044】また、本実施の形態1では測温体6および
導電体7を白金ペーストで構成しているため、両者を一
つにまとめて導電体7をキャップ5に充填するだけで測
温体6も同時に形成する構成も考えられる。ところが、
実際にこのような構成の温度センサを作製したところ、
導電体7を充填した後有機成分を蒸発させるために乾燥
させる際、ペースト中に生成する気泡によりペーストが
キャップ5内に不規則に散乱し、キャップ5と導電体7
との接触面積がサンプル間で著しく異なった。このた
め、温度センサの抵抗値が大きくばらついた。従って、
キャップ5と導電体7との接触面積を均一にするため
に、白金ペーストによる膜状の測温体6を一定面積塗布
する構成とした。これにより、抵抗値バラツキが少ない
温度センサを構成できた。Further, in the first embodiment, since the temperature measuring element 6 and the conductor 7 are made of platinum paste, the temperature measuring element 6 and the conductor 7 are combined into one and only the conductor 7 is filled in the cap 5. A configuration in which 6 is formed at the same time is also conceivable. However,
When actually making a temperature sensor with such a configuration,
When the conductive material 7 is filled and then dried to evaporate organic components, the paste is irregularly scattered in the cap 5 due to bubbles generated in the paste, and the cap 5 and the conductive material 7 are scattered.
The contact area between the samples varied significantly between the samples. For this reason, the resistance value of the temperature sensor varied greatly. Therefore,
In order to make the contact area between the cap 5 and the conductor 7 uniform, a film-shaped temperature measuring element 6 made of a platinum paste is applied in a constant area. As a result, a temperature sensor having a small variation in resistance value could be configured.
【0045】なお、測温体6は白金ペーストで構成した
が、これはサーミスタペーストでもよい。実際にサーミ
スタペーストを用いた温度センサを作製してみた。Although the temperature measuring element 6 is made of a platinum paste, it may be a thermistor paste. We actually fabricated a temperature sensor using thermistor paste.
【0046】サーミスタペーストは、負の温度係数を示
す測温体材料である、鉄、クロム、アルミの複合酸化物
からなるセラミックス焼結体を粉砕した後、エチルセル
ロースとαテルピネオールが1:9の割合の有機材料と
混合、攪拌することにより作製した。これをキャップ5
内に塗布することで測温体6を構成した。なお、乾燥、
焼成条件は白金ペースト測温体と同様とし、その他の構
成、工程も同一とした。Thermistor paste is a thermometer material having a negative temperature coefficient. A ceramic sintered body composed of a composite oxide of iron, chromium and aluminum is pulverized, and then ethyl cellulose and α-terpineol are mixed at a ratio of 1: 9. It was prepared by mixing and stirring with an organic material. This is Cap 5
The temperature measuring element 6 was formed by applying the composition to the inside. In addition, drying,
The firing conditions were the same as for the platinum paste temperature sensor, and the other configurations and steps were the same.
【0047】このようにして作製した温度センサの応答
性を評価したところ、白金ペーストの測温体と同等の高
速応答性を示した。また、温度−抵抗特性を図5に示
す。測定条件は図4と同じであるが、サーミスタ測温体
であることから、出力特性は温度の逆数−抵抗の対数の
グラフで表した。図5より、ヒステリシスもなく、出力
特性は極めて良好であることがわかる。さらに、白金ペ
ーストの測温体に比べ、抵抗値変化率が桁違いに大きい
ため、特に外部増幅回路を必要とせず、その分安価に温
度センサを構成することができるという特長を有する。
従って、サーミスタペーストを用いた測温体でも高速応
答、かつ、高精度、安価な温度センサを実現することが
できた。When the responsiveness of the temperature sensor thus manufactured was evaluated, it showed a high-speed responsiveness equivalent to that of a platinum paste temperature sensor. FIG. 5 shows temperature-resistance characteristics. The measurement conditions are the same as those in FIG. 4, but the output characteristics are represented by a graph of the reciprocal of temperature-logarithm of resistance because of the thermistor temperature detector. FIG. 5 shows that there is no hysteresis and the output characteristics are very good. Further, since the rate of change in resistance value is orders of magnitude higher than that of a platinum paste temperature measuring element, the temperature sensor can be configured at a lower cost without the need for an external amplifier circuit.
Therefore, a high-speed, high-accuracy, and inexpensive temperature sensor can be realized even with a temperature sensor using thermistor paste.
【0048】なお、本実施の形態1のように負の温度係
数を持つサーミスタ以外に、正の温度係数を持つサーミ
スタでも同等の出力が得られるのはもちろんである。It should be noted that, in addition to the thermistor having a negative temperature coefficient as in the first embodiment, the same output can be obtained with a thermistor having a positive temperature coefficient.
【0049】以上の構成により、高速応答、かつ、高精
度な温度センサを実現することができ、自動車の排気温
センサとして適用できることがわかった。With the above configuration, it has been found that a high-speed response and high-accuracy temperature sensor can be realized and can be applied as an exhaust gas temperature sensor for automobiles.
【0050】(実施の形態2)本発明の第2の実施の形
態による温度センサは、構造、工程において実施の形態
1と同一部分が多いため、同一部分には同一番号を付し
て、詳細な説明を省略する。すなわち、本実施の形態2
の特長は、測温体6をCVD法またはスパッタ法により
薄膜構成としたことである。以下、実際にこのようにし
て作製した温度センサについて述べる。(Embodiment 2) The temperature sensor according to the second embodiment of the present invention has many parts which are the same as those of the first embodiment in the structure and the steps. Detailed description is omitted. That is, the second embodiment
Is characterized in that the temperature measuring element 6 is formed as a thin film by a CVD method or a sputtering method. Hereinafter, the temperature sensor actually manufactured in this manner will be described.
【0051】図6は、キャップ5の内部に一定測定領域
だけ測温体6を形成する工法の概略斜視図で、aはキャ
ップ5の取り付け前を、bは取り付け後をそれぞれ示
す。12はステンレス鋼製の板で、CVD装置またはス
パッタ装置のチャンバー内に配置される。板12には、
キャップ5の内径よりわずかに小さいはめあい外径を有
するステンレス鋼製のパイプ11が複数取り付けられて
いる。パイプ11の板12から飛び出した部分の高さは
図1における溶接部分8の幅と合わせてある。FIGS. 6A and 6B are schematic perspective views of a method for forming the temperature measuring element 6 only in a certain measurement area inside the cap 5, wherein a shows the state before the cap 5 is attached and b shows the state after the attachment. Reference numeral 12 denotes a stainless steel plate which is arranged in a chamber of a CVD apparatus or a sputtering apparatus. On the plate 12,
A plurality of stainless steel pipes 11 having a fitting outer diameter slightly smaller than the inner diameter of the cap 5 are attached. The height of the portion of the pipe 11 protruding from the plate 12 matches the width of the welded portion 8 in FIG.
【0052】測温体6を構成する工程は、まず、図6の
aに示すようにキャップ5をパイプ11にはめ込む。パ
イプ11は複数個あるため、それぞれにキャップ5をは
め込めば、同時に多数の製膜が可能となる。次に、CV
D装置またはスパッタ装置のチャンバーを閉め、板12
を400℃に加熱する。これにより、キャップ5も同等
の温度となる。この状態で、サーミスタまたは白金の測
温体6をCVD法またはスパッタ法により飛ばしたもの
を板12の裏面から導入する。その結果、図6のbに示
すようにキャップ5の内部に測温体6が製膜されてい
く。この時、キャップ5の内壁でパイプ11とはめ合わ
された部分、すなわち、溶接部分8には膜が付着しな
い。膜厚はCVDまたはスパッタの時間を調整すること
により行った。今回は約2μmとした。In the step of forming the temperature measuring element 6, first, the cap 5 is fitted into the pipe 11 as shown in FIG. Since there are a plurality of pipes 11, a plurality of films can be simultaneously formed by fitting the caps 5 into each of the pipes. Next, CV
Close the chamber of the D apparatus or the sputtering apparatus,
Is heated to 400 ° C. As a result, the temperature of the cap 5 becomes the same. In this state, a thermistor or a platinum temperature measuring element 6 that has been blown off by a CVD method or a sputtering method is introduced from the back surface of the plate 12. As a result, the temperature measuring element 6 is formed inside the cap 5 as shown in FIG. At this time, the film does not adhere to the portion of the inner wall of the cap 5 fitted to the pipe 11, that is, the welded portion 8. The film thickness was adjusted by adjusting the CVD or sputtering time. This time, it was set to about 2 μm.
【0053】上記以外の構成、工法は実施の形態1のも
のと同一とした。このような構成の温度センサの応答性
および温度−抵抗出力特性を評価したところ、実施の形
態1のものと全く同一の良好な特性が得られた。なお、
本構成によれば、測温体6を実施の形態1のペーストで
構成した測温体6よりさらに均一面積に、均一膜厚で形
成することができるので、温度センサの出力バラツキが
さらに抑制された。The construction and method of construction other than those described above are the same as those of the first embodiment. When the responsiveness and the temperature-resistance output characteristics of the temperature sensor having such a configuration were evaluated, the same excellent characteristics as those of the first embodiment were obtained. In addition,
According to this configuration, the temperature measuring element 6 can be formed in a more uniform area and with a uniform film thickness than the temperature measuring element 6 made of the paste of the first embodiment, so that the output variation of the temperature sensor is further suppressed. Was.
【0054】以上の構成により、高速応答、かつ、高精
度な温度センサを実現することができた。With the above configuration, a high-speed response and high-accuracy temperature sensor can be realized.
【0055】(実施の形態3)図7、図8は本発明の第
3の実施の形態による温度センサの測温部分の一部切欠
斜視図と分解斜視図を示し、図7はリード線先端が屈曲
した例を、図8はリード線先端がらせん形状の例をそれ
ぞれ示す。21は外径3mm、厚さ0.5mmの耐熱ステン
レス鋼からなる金属管で、その内部には金属管21より
長い、すなわち、金属管21より突出したニクロム製の
リード線22と、リード線22と金属管21とを絶縁す
るように両者の間に充填されたアルミナ粉末からなる絶
縁体23が配置される。これら金属管21、リード線2
2および絶縁体23により一芯管24が構成される。2
5は金属管21と溶接により電気的かつ機械的に接合さ
れた厚さ0.3mmのニクロム製キャップで、キャップ2
5内にはリード線22の先端が配置されている。リード
線22は図7に示すように一部屈曲部分29を設けてあ
る。(Embodiment 3) FIGS. 7 and 8 show a partially cutaway perspective view and an exploded perspective view of a temperature measuring portion of a temperature sensor according to a third embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 8 shows an example in which the tip of the lead wire has a spiral shape. Reference numeral 21 denotes a metal tube made of heat-resistant stainless steel having an outer diameter of 3 mm and a thickness of 0.5 mm. The metal tube 21 is longer than the metal tube 21, that is, a nichrome lead wire 22 protruding from the metal tube 21 and a lead wire 22. An insulator 23 made of alumina powder is interposed between the metal tube 21 and the metal tube 21 so as to insulate them. These metal tube 21 and lead wire 2
2 and the insulator 23 constitute a single core tube 24. 2
Numeral 5 is a 0.3 mm thick nichrome cap electrically and mechanically joined to the metal tube 21 by welding.
The distal end of the lead wire 22 is arranged in 5. The lead wire 22 is partially provided with a bent portion 29 as shown in FIG.
【0056】リード線22の先端には被着した膜状の測
温体26が形成される。測温体26は実施の形態1で述
べたサーミスタペーストをリード線22の先端に塗布し
て構成した。測温体26の表面には、測温体26の面積
より狭く、かつ、リード線22の先端から実施の形態1
で述べたガラス成分を含まない白金ペーストよりなる膜
状の導電体31を塗布して設けてある。膜状の導電体3
1とキャップ25の間には、両者の導通を図るため膜状
の導電体31と同じ白金ペーストからなる導電体27を
キャップ25内に充填してある。導電体27は膜状の導
電体31とだけ接するように充填量を十分調整して充填
した。なお、図7、図8に示した測温部分から後の構成
は、二芯管が一芯管となる以外は図12に示す従来例と
同一とした。温度の検出は、測温体26の温度による抵
抗値の変化として電気的に行った。At the tip of the lead wire 22, a film-shaped temperature measuring element 26 is formed. The temperature measuring element 26 was formed by applying the thermistor paste described in the first embodiment to the tip of the lead wire 22. The surface of the temperature measuring element 26 is smaller than the area of the temperature measuring element 26 and the first embodiment from the tip of the lead wire 22.
The film-shaped conductor 31 made of a platinum paste containing no glass component as described above is applied and provided. Film-shaped conductor 3
A conductor 27 made of the same platinum paste as the film-like conductor 31 is filled in the cap 25 between the cap 1 and the cap 25 so as to conduct the two. The conductor 27 was filled with the filling amount adjusted sufficiently so as to be in contact only with the film-shaped conductor 31. The configuration after the temperature measuring part shown in FIGS. 7 and 8 was the same as the conventional example shown in FIG. 12 except that the two-core tube was changed to a single-core tube. The temperature was detected electrically as a change in resistance value due to the temperature of the temperature measuring element 26.
【0057】次に、このような構成の温度センサの測温
部分の製造方法について説明する。まず、リード線22
の先端の測定領域、すなわち、図7中で26で示した領
域にサーミスタペーストの測温体26を塗布し、乾燥機
中で150℃、10分間乾燥後、測温体6を1200℃
で3時間焼成する。次に、図7中で31で示したよう
に、測温体26の面積より狭くかつリード線22の先端
から、ガラス成分を含まない白金ペーストを塗布し、膜
状の導電体31を形成する。なお、サーミスタペースト
および白金ペーストは塗布以外にディッピングによって
形成してもよい。また、ガラス成分を含まないペースト
を使用するのは実施の形態1で述べたのと同じ理由によ
る。Next, a method of manufacturing the temperature measuring portion of the temperature sensor having such a configuration will be described. First, the lead wire 22
7 was applied to the measurement area at the tip of the sample, that is, the area indicated by 26 in FIG. 7, and dried at 150 ° C. for 10 minutes in a drier.
For 3 hours. Next, as indicated by reference numeral 31 in FIG. 7, a platinum paste containing no glass component is applied from the tip of the lead wire 22 smaller than the area of the temperature measuring element 26 to form the film-shaped conductor 31. . The thermistor paste and the platinum paste may be formed by dipping other than coating. The reason why a paste containing no glass component is used is the same as that described in the first embodiment.
【0058】一方、キャップ25の内部には、膜状の導
電体31とだけ接するよう所定量を十分調整した導電体
27をディスペンサにより充填しておく。その後、導電
体27を充填したキャップ25に一芯管24を挿入し、
乾燥機中で150℃、10分間乾燥後、導電体27を1
200℃で3時間焼成する。最後に、キャップ25と一
芯管24を円周方向にかしめ、一芯管24を回転させな
がら溶接部分28をレーザー溶接してキャップ25と一
芯管24を完全に接合する。これにより、キャップ25
と一芯管24を電気的かつ機械的に接合できる。On the other hand, the inside of the cap 25 is filled with a conductor 27, which is sufficiently adjusted in a predetermined amount so as to be in contact with only the film-shaped conductor 31, by a dispenser. Thereafter, the single core tube 24 is inserted into the cap 25 filled with the conductor 27,
After drying in a dryer at 150 ° C. for 10 minutes, the conductor 27 was
Bake at 200 ° C. for 3 hours. Finally, the cap 25 and the single core tube 24 are crimped in the circumferential direction, and the welding portion 28 is laser-welded while rotating the single core tube 24 to completely join the cap 25 and the single core tube 24. Thereby, the cap 25
And the single core tube 24 can be electrically and mechanically joined.
【0059】このような構成の温度センサを試作し、従
来例と同等の方法にて応答性を検討した結果、実施の形
態1と同等の、すなわち、従来例に比べ半分の高速応答
性を実現できた。これは、本構成においても測温体26
とキャップ25の間に従来例のような空気層が存在せ
ず、温度変化が直接測温体26に伝達されるためと考え
る。さらに、温度−抵抗特性も図5と同等の特性が得ら
れた。As a result of a prototype of a temperature sensor having such a configuration, and examination of the response by the same method as that of the conventional example, a high-speed response equivalent to that of the first embodiment, that is, half of the conventional example was realized. did it. This is because the temperature measuring element 26
It is considered that there is no air layer as in the conventional example between the cap and the cap 25, and the temperature change is directly transmitted to the temperature measuring element. Further, the same temperature-resistance characteristics as those in FIG. 5 were obtained.
【0060】以上のことから、本構成によっても、高速
応答、かつ、高精度な温度センサを実現することができ
た。As described above, even with this configuration, a high-speed response and high-accuracy temperature sensor can be realized.
【0061】なお、本実施の形態2において、リード線
22の一部に屈曲部分29を設けているが、これは実施
の形態1で述べたのと全く同じ理由による。もちろん、
屈曲部分29は図8に示すようならせん部分30でも全
く同等の効果を有する。In the second embodiment, the bent portion 29 is provided on a part of the lead wire 22 for exactly the same reason as described in the first embodiment. of course,
The bent portion 29 has exactly the same effect in the spiral portion 30 as shown in FIG.
【0062】また、本実施の形態2では測温体26をサ
ーミスタペーストで構成していたが、これは白金ペース
トでもよい。この場合、測温体26と膜状の導電体31
がいずれも白金ペーストとなるため、膜状の導電体31
を設ける必要がなくなり、サーミスタに比べ感度が小さ
くなるものの、構造、工程が簡素化される長所を有す
る。このような構成の温度センサを実際に作製したとこ
ろ、実施の形態1と同等の高速応答性を有し、図4に示
す高精度出力の温度センサが得られた。Further, in the second embodiment, the temperature measuring element 26 is made of a thermistor paste, but it may be made of a platinum paste. In this case, the temperature measuring element 26 and the film-shaped conductor 31
Is a platinum paste, so that the film-shaped conductor 31
Is not required, and the sensitivity is lower than that of the thermistor, but there is an advantage that the structure and the process are simplified. When a temperature sensor having such a configuration was actually manufactured, a temperature sensor having high-speed response equivalent to that of the first embodiment and a high-accuracy output shown in FIG. 4 was obtained.
【0063】但し、ここで、測温体26も導電体27も
いずれも白金ペーストであるため、両者を一つにまとめ
て導電体27をキャップ25に充填するだけで測温体2
6も同時に形成する構成も考えられるが、実施の形態1
で述べた理由により温度センサの抵抗値が大きくばらつ
いたため、測温体26の形成は必要であった。However, since both the temperature measuring element 26 and the conductor 27 are made of platinum paste, the temperature measuring element 2 and the conductor 27 are combined into one and only the conductor 27 is filled in the cap 25.
6 can also be formed at the same time.
Since the resistance value of the temperature sensor greatly fluctuated for the reason described above, the formation of the temperature measuring element 26 was necessary.
【0064】以上の構成により、高速応答、かつ、高精
度な温度センサを実現することができ、自動車の排気温
センサとして適用できることがわかった。With the above configuration, a high-speed response and high-accuracy temperature sensor can be realized, and it has been found that the temperature sensor can be applied as an exhaust gas temperature sensor for automobiles.
【0065】(実施の形態4)本発明の第4の実施の形
態による温度センサは、構造、工程において実施の形態
3と同一部分が多いため、同一部分には同一番号を付し
て、詳細な説明を省略する。すなわち、本実施の形態4
の特長は、測温体26および膜状の導電体31をCVD
法またはスパッタ法により薄膜構成としたことである。
以下、実際にこのようにして作製した温度センサについ
て述べる。(Embodiment 4) The temperature sensor according to the fourth embodiment of the present invention has many structures and steps that are the same as those of the third embodiment. Detailed description is omitted. That is, the fourth embodiment
The feature of is that the temperature measuring element 26 and the film-shaped conductor 31 are formed by CVD.
That is, a thin film is formed by a sputtering method or a sputtering method.
Hereinafter, the temperature sensor actually manufactured in this manner will be described.
【0066】図9(a)〜(d)は、リード線22の先
端に一定測定領域だけ測温体26および膜状の導電体3
1を形成する工法の概略斜視図で、(a)は測温体26
の製膜中の工程を、(b)は測温体26製膜後の斜視図
を、(c)は膜状の導電体31の製膜中の工程を、
(d)は膜状の導電体31製膜後の斜視図をそれぞれ示
す。32はステンレス鋼製の板(A)で、CVD装置ま
たはスパッタ装置のチャンバー内に配置される。33は
ステンレス鋼製の板(B)で、板(A)32と同様にC
VD装置またはスパッタ装置のチャンバー内に配置され
る。板(B)33の厚さは板(A)32より厚くしてあ
る。板(A)32および板(B)33には、リード線2
2の直径よりわずかに大きい径の穴34が設けられてい
る。FIGS. 9 (a) to 9 (d) show the temperature measuring element 26 and the film-shaped conductor 3 at the tip of the lead wire 22 only in a certain measurement area.
1 (a) is a schematic perspective view of a method for forming a thermometer 26;
(B) is a perspective view after forming the temperature measuring element 26, (c) is a step during forming the film-shaped conductor 31,
(D) shows a perspective view after the film-shaped conductor 31 is formed. Reference numeral 32 denotes a plate (A) made of stainless steel, which is disposed in a chamber of a CVD apparatus or a sputtering apparatus. 33 is a plate (B) made of stainless steel, and C is the same as plate (A) 32.
It is arranged in a chamber of a VD device or a sputtering device. The thickness of the plate (B) 33 is larger than that of the plate (A) 32. Plate (A) 32 and plate (B) 33 have lead wire 2
A hole 34 having a diameter slightly larger than the diameter of the second hole 2 is provided.
【0067】測温体26および膜状の導電体31を構成
する工程は、まず、図9(a)に示すようにリード線2
2を板(A)32の穴34に差し込む。また、一芯管2
4は回転機構(図示せず)に取り付けられている。次
に、CVD装置またはスパッタ装置のチャンバーを閉
め、板(A)32を400℃に加熱する。これにより、
リード線22も同等に近い温度となる。この状態で、サ
ーミスタの測温体26をCVD法またはスパッタ法によ
り飛ばしたものを板(A)32の表面に沿う方向から導
入する。この時、一芯管24は回転機構により図9
(a)に示すように回転させておく。その結果、図9
(b)に示すようにリード線22の表面の一定測定領域
に測温体26が製膜されていく。膜厚はCVDまたはス
パッタの時間を調整することにより行った。今回は約2
μmとした。The steps for forming the temperature measuring element 26 and the film-shaped conductor 31 are as follows: first, as shown in FIG.
2 is inserted into the hole 34 of the plate (A) 32. In addition, one core tube 2
4 is attached to a rotation mechanism (not shown). Next, the chamber of the CVD apparatus or the sputtering apparatus is closed, and the plate (A) 32 is heated to 400 ° C. This allows
The temperature of the lead wire 22 is also almost the same. In this state, the temperature measuring element 26 of the thermistor, which has been blown off by the CVD method or the sputtering method, is introduced from the direction along the surface of the plate (A) 32. At this time, the single core tube 24 is rotated by a rotating mechanism as shown in FIG.
It is rotated as shown in FIG. As a result, FIG.
As shown in (b), the temperature measuring body 26 is formed in a certain measurement area on the surface of the lead wire 22. The film thickness was adjusted by adjusting the CVD or sputtering time. This time about 2
μm.
【0068】次に、図9(c)に示すようにリード線2
2を板(B)33の穴34に差し込む。一芯管24は回
転機構(図示せず)に取り付けられている。さらに、C
VD装置またはスパッタ装置のチャンバーを閉め、板
(B)33を400℃に加熱する。これにより、リード
線22も同等に近い温度となる。この状態で、白金をC
VD法またはスパッタ法により飛ばしたものを板(A)
32の表面に沿う方向から導入する。この時、一芯管2
4は回転機構により図9(c)に示すように回転させて
おく。その結果、図9(d)に示すように測温体26の
表面の一定測定領域に膜状の導電体31が製膜されてい
く。この際、板(B)33は板(A)32より厚いた
め、必ず測温体26の面積より狭く、かつ、リード線2
2の先端から膜状の導電体31を製膜することができ
る。なお、膜厚はCVDまたはスパッタの時間を調整す
ることにより行った。今回は約1μmとした。Next, as shown in FIG.
2 is inserted into the hole 34 of the plate (B) 33. The single core tube 24 is attached to a rotation mechanism (not shown). Further, C
The chamber of the VD apparatus or the sputtering apparatus is closed, and the plate (B) 33 is heated to 400 ° C. As a result, the temperature of the lead wire 22 becomes almost the same. In this state, platinum is converted to C
What was blown off by VD method or sputtering method
32 is introduced from the direction along the surface. At this time, one core tube 2
Reference numeral 4 is rotated by a rotation mechanism as shown in FIG. As a result, as shown in FIG. 9D, a film-shaped conductor 31 is formed in a certain measurement area on the surface of the temperature measuring element 26. At this time, since the plate (B) 33 is thicker than the plate (A) 32, the area is always smaller than the area of the temperature measuring element 26 and the lead wire 2
The film-shaped conductor 31 can be formed from the front end of the second conductor 2. The film thickness was determined by adjusting the CVD or sputtering time. This time, it was set to about 1 μm.
【0069】上記以外の構成、工法は実施の形態3のも
のと同一とした。このような構成の温度センサの応答性
および温度−抵抗出力特性を評価したところ、実施の形
態3のものと全く同一の良好な特性が得られた。なお、
本構成によれば、測温体26を実施の形態3のペースト
で構成した測温体26よりさらに均一面積に、均一膜厚
で形成することができるので、温度センサの出力バラツ
キがさらに抑制された。The construction and construction method other than those described above were the same as those of the third embodiment. When the responsiveness and temperature-resistance output characteristics of the temperature sensor having such a configuration were evaluated, the same excellent characteristics as those of the third embodiment were obtained. In addition,
According to this configuration, the temperature measuring element 26 can be formed in a more uniform area and with a uniform film thickness than the temperature measuring element 26 made of the paste of the third embodiment, so that the output variation of the temperature sensor is further suppressed. Was.
【0070】以上の構成により、高速応答、かつ、高精
度な温度センサを実現することができる。With the above configuration, a high-speed response and high-precision temperature sensor can be realized.
【0071】なお、測温体26を白金により構成すれ
ば、膜状の導電体31と同一材料となるため後者を省略
することができる。この場合、サーミスタに比べ感度が
小さくなるが、図9(c),(d)の工程が不要となる
ため、さらに簡単な構成、工法で温度センサを実現でき
る。If the temperature measuring element 26 is made of platinum, the latter can be omitted because it is made of the same material as the film-shaped conductor 31. In this case, the sensitivity is lower than that of the thermistor, but since the steps of FIGS. 9C and 9D are not required, the temperature sensor can be realized with a simpler configuration and construction method.
【0072】(実施の形態5)図10、図11は本発明
の第5の実施の形態による温度センサの測温部分の一部
切欠斜視図と分解斜視図を示し、図10はリード線の先
端が屈曲した例を、図11はリード線の先端がらせん形
状の例をそれぞれ示す。41は外径3mm、厚さ0.5mm
の耐熱ステンレス鋼からなる金属管で、その内部には金
属管41より長い、すなわち、金属管41より突出した
ニクロム製のリード線42と、リード線42と金属管4
1とを絶縁するように両者の間に充填されたマグネシウ
ム粉末からなる絶縁体43が配置される。これら金属管
41、リード線42および絶縁体43により一芯管44
が構成される。45は金属管41と溶接により電気的か
つ機械的に接合された厚さ0.3mmのニクロム製のキャ
ップで、キャップ45内にはリード線42の先端が配置
されている。リード線42は図10に示すように一部屈
曲部分49を設けてある。(Embodiment 5) FIGS. 10 and 11 show a partially cut-away perspective view and an exploded perspective view of a temperature measuring portion of a temperature sensor according to a fifth embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 11 shows an example in which the tip is bent, and FIG. 11 shows an example in which the tip of the lead wire is spiral. 41 is outer diameter 3mm, thickness 0.5mm
A metal tube made of heat-resistant stainless steel having a length longer than the metal tube 41, that is, a nichrome lead wire 42 protruding from the metal tube 41;
An insulator 43 made of magnesium powder filled between the two is arranged so as to insulate them from each other. The metal tube 41, the lead wire 42, and the insulator 43 constitute a single-core tube 44.
Is configured. Reference numeral 45 denotes a 0.3 mm thick nichrome cap which is electrically and mechanically joined to the metal tube 41 by welding. The tip of the lead wire 42 is disposed in the cap 45. The lead wire 42 has a partly bent portion 49 as shown in FIG.
【0073】リード線42の先端には被着した膜状の測
温体46が配される。測温体46は実施の形態1で述べ
たサーミスタペーストをリード線42の先端に構成し
た。リード線42の表面で、測温体46が存在しない部
分には、ガラス成分を含まないアルミナの絶縁ペースト
よりなる膜状の絶縁体47が設けてある。測温体46と
キャップ45の間には、両者の導通を図るため、ガラス
成分を含まない白金ペーストからなる導電体51をキャ
ップ45内に充填してある。導電体51は測温体46全
体を包み込むように充填量を十分調整して充填した。な
お、図10に示した測温部分から後の構成は、二芯管が
一芯管となる以外は図12に示す従来例と同一とした。
温度の検出は、測温体46の温度による抵抗値の変化と
して電気的に行った。At the tip of the lead wire 42, a film-shaped temperature measuring element 46 is attached. The temperature measuring element 46 was formed of the thermistor paste described in the first embodiment at the tip of the lead wire 42. A film-like insulator 47 made of an alumina insulating paste containing no glass component is provided on a portion of the surface of the lead wire 42 where the temperature measuring element 46 does not exist. Between the temperature measuring body 46 and the cap 45, a conductor 51 made of a platinum paste containing no glass component is filled in the cap 45 in order to establish conduction between them. The conductor 51 was filled with the filling amount adjusted sufficiently so as to enclose the entire temperature measuring body 46. The configuration after the temperature measuring portion shown in FIG. 10 was the same as the conventional example shown in FIG. 12 except that the two-core tube became a single-core tube.
The temperature was detected electrically as a change in resistance value due to the temperature of the temperature measuring element 46.
【0074】次に、このような構成の温度センサの測温
部分の製造方法について説明する。まず、リード線42
全体を絶縁ペースト中にディッピングすることにより膜
状の絶縁体47を形成し、乾燥機中で150℃、10分
間乾燥後、膜状の絶縁体47を1200℃で3時間焼成
する。次に、リード線42の先端の測定領域に相当する
部分の絶縁層を研磨により除去し、リード線42の金属
部分を露出させる。その後、露出させた面積を完全に覆
う以上に、リード線42の先端をサーミスタペースト中
にディッピングすることにより測温体46を形成し、乾
燥機中で150℃、10分間乾燥後、測温体46を12
00℃で3時間焼成する。なお、測定領域は膜状の絶縁
体47を除去するときに決定されるため、サーミスタペ
ースト量が測定領域を覆う量であれば、特に厳重に管理
しなくても温度センサの抵抗値がばらつくことはない。Next, a method of manufacturing the temperature measuring portion of the temperature sensor having such a configuration will be described. First, lead wire 42
A film-shaped insulator 47 is formed by dipping the whole in an insulating paste, and dried at 150 ° C. for 10 minutes in a drier, and then fired at 1200 ° C. for 3 hours. Next, the portion of the insulating layer corresponding to the measurement region at the tip of the lead wire 42 is removed by polishing, so that the metal portion of the lead wire 42 is exposed. Thereafter, the temperature measuring element 46 is formed by dipping the tip of the lead wire 42 into the thermistor paste so as to completely cover the exposed area, and dried at 150 ° C. for 10 minutes in a drier. 46 to 12
Bake at 00 ° C for 3 hours. Since the measurement region is determined when the film-shaped insulator 47 is removed, the resistance value of the temperature sensor may vary even if the amount of the thermistor paste covers the measurement region without particularly strict control. There is no.
【0075】一方、キャップ45の内部には、測温体4
6全体を包み込むような所定量のガラス成分を含まない
白金ペーストからなる導電体47をディスペンサにより
充填しておく。なお、ガラス成分を含まないペーストを
使用するのは実施の形態1で述べたのと同じ理由によ
る。その後、導電体47を充填したキャップ45に一芯
管44を挿入し、乾燥機中で150℃、10分間乾燥
後、導電体47を1200℃で3時間焼成する。最後
に、キャップ45と一芯管44を円周方向にかしめ、一
芯管44を回転させながら溶接部分48をレーザー溶接
して、キャップ45と一芯管44を完全に接合する。こ
れにより、キャップ45と一芯管44を電気的かつ機械
的に接合できる。On the other hand, inside the cap 45, the thermometer 4
A conductor 47 made of a platinum paste that does not contain a predetermined amount of glass component so as to enclose the whole 6 is filled with a dispenser. Note that the paste containing no glass component is used for the same reason as described in the first embodiment. Thereafter, the single core tube 44 is inserted into the cap 45 filled with the conductor 47 and dried in a dryer at 150 ° C. for 10 minutes, and then the conductor 47 is baked at 1200 ° C. for 3 hours. Finally, the cap 45 and the single-core tube 44 are crimped in the circumferential direction, and the welded portion 48 is laser-welded while rotating the single-core tube 44 to completely join the cap 45 and the single-core tube 44. Thereby, the cap 45 and the single core tube 44 can be electrically and mechanically joined.
【0076】このような構成の温度センサを試作し、従
来例と同等の方法にて応答性を検討した結果、実施の形
態1と同等の、すなわち、従来例に比べ半分の高速応答
性を実現できた。これは、本構成においても、測温体4
6とキャップ45の間に従来例のような空気層が存在せ
ず、温度変化が直接測温体46に伝達されるためと考え
る。さらに、温度−抵抗特性も図5と同等の特性が得ら
れた。As a result of producing a temperature sensor having such a configuration and examining the response in the same manner as in the conventional example, a high-speed response equivalent to that of the first embodiment, that is, a half of the conventional example was realized. did it. This is because the temperature measuring element 4
It is considered that there is no air layer between the cap 6 and the cap 45 as in the conventional example, and the temperature change is directly transmitted to the temperature measuring element 46. Further, the same temperature-resistance characteristics as those in FIG. 5 were obtained.
【0077】以上のことから、本構成によっても、高速
応答、かつ、高精度な温度センサを実現することができ
た。As described above, even with this configuration, a high-speed response and high-accuracy temperature sensor can be realized.
【0078】なお、本実施の形態5において、リード線
42の一部に屈曲部分49を設けているが、これは実施
の形態1で述べたのと全く同じ理由による。もちろん、
屈曲部分49は図11に示すようならせん部分50でも
全く同等の効果を有する。In the fifth embodiment, the bent portion 49 is provided on a part of the lead wire 42 for the same reason as described in the first embodiment. of course,
The bent portion 49 has exactly the same effect in the spiral portion 50 as shown in FIG.
【0079】また、本実施の形態5では測温体46をサ
ーミスタペーストで構成していたが、これは、ガラス成
分を含まない白金ペーストでもよい。この場合、測温体
46と導電体51がいずれも白金ペーストとなり、測温
体46が導電体51の役割も果たすため、サーミスタに
比べ感度が小さくなるものの構造、工程が簡素化される
長所を有する。さらに、測定領域は膜状の絶縁体47を
除去するときに決定されるため、白金ペースト量が測定
領域を覆う量であれば特に厳重に管理しなくても温度セ
ンサの抵抗値がばらつくことはない。実際に、このよう
な構成の温度センサを作製したところ、実施の形態1と
同等の高速応答性を有し、図4に示す高精度出力の温度
センサが得られた。In the fifth embodiment, the temperature measuring element 46 is made of a thermistor paste. However, this may be a platinum paste containing no glass component. In this case, since both the temperature measuring element 46 and the conductor 51 are made of platinum paste, and the temperature measuring element 46 also plays the role of the conductor 51, the structure and the process are simplified although the sensitivity is lower than that of the thermistor. Have. Furthermore, since the measurement region is determined when the film-like insulator 47 is removed, the resistance value of the temperature sensor may not vary even if the amount of platinum paste covers the measurement region without particularly strict control. Absent. Actually, when a temperature sensor having such a configuration was manufactured, a temperature sensor having a high-speed response equivalent to that of the first embodiment and a high-precision output shown in FIG. 4 was obtained.
【0080】以上の構成により、高速応答、かつ、高精
度な温度センサを実現することができ、自動車の排気温
センサとして適用できることがわかった。With the above configuration, a high-speed response and high-accuracy temperature sensor can be realized, and it has been found that the temperature sensor can be applied as an exhaust gas temperature sensor for automobiles.
【0081】(実施の形態6)本発明の第6の実施の形
態による温度センサは、構造、工程において実施の形態
5と同一部分が多いため、同一部分には同一番号を付し
て、詳細な説明を省略する。すなわち、本実施の形態6
の特長は、測温体46および膜状の絶縁体47をCVD
法またはスパッタ法により薄膜構成としたことである。
以下、実際にこのようにして作製した温度センサの製造
方法について述べる。(Embodiment 6) The temperature sensor according to the sixth embodiment of the present invention has many parts in structure and steps that are the same as those in the fifth embodiment. Detailed description is omitted. That is, the sixth embodiment
The feature is that the temperature measuring element 46 and the film-shaped insulator 47 are formed by CVD.
That is, a thin film is formed by a sputtering method or a sputtering method.
Hereinafter, a method of manufacturing the temperature sensor thus manufactured will be described.
【0082】まず、回転機構に取り付けた一芯管44を
CVD装置またはスパッタ装置に入れ、400℃に加熱
する。この状態で、アルミナ絶縁体をCVD法またはス
パッタ法により飛ばしたものを回転させたリード線42
全面に製膜する。膜厚はCVDまたはスパッタの時間を
調整することにより行った。今回は約2μmとした。こ
れにより膜状の絶縁体47が形成される。その後、膜状
の絶縁体47を1200℃、3時間で焼成する。First, the single core tube 44 attached to the rotating mechanism is put in a CVD apparatus or a sputtering apparatus and heated to 400 ° C. In this state, the lead wire 42 obtained by rotating the alumina insulator that was sputtered by CVD or sputtering was rotated.
A film is formed on the entire surface. The film thickness was adjusted by adjusting the CVD or sputtering time. This time, it was set to about 2 μm. Thus, a film-like insulator 47 is formed. Thereafter, the film-shaped insulator 47 is fired at 1200 ° C. for 3 hours.
【0083】次に、リード線42の先端の測定領域部分
を研磨することにより、金属部分を露出させる。このリ
ード線42を再度回転機構の付いたCVDまたはスパッ
タ装置に入れ400℃に加熱し、図9(a)に示すよう
に、サーミスタの測温体46をCVD法またはスパッタ
法により飛ばしたものを板(A)32の表面に沿う方向
から導入する。この時、一芯管44は回転機構により図
9(a)に示すように回転させておく。その結果、リー
ド線42の表面の一定測定領域に測温体46が製膜され
ていく。膜厚はCVDまたはスパッタの時間を調整する
ことにより行った。今回は約2μmとした。その後、測
温体46を1200℃、3時間で焼成する。Next, the metal portion is exposed by polishing the measurement region at the tip of the lead wire 42. The lead wire 42 is again placed in a CVD or sputtering apparatus equipped with a rotating mechanism and heated to 400 ° C., and as shown in FIG. 9A, the temperature measuring element 46 of the thermistor is blown off by a CVD method or a sputtering method. It is introduced from a direction along the surface of the plate (A) 32. At this time, the single core tube 44 is rotated by a rotating mechanism as shown in FIG. As a result, the temperature measuring body 46 is formed in a certain measurement area on the surface of the lead wire 42. The film thickness was adjusted by adjusting the CVD or sputtering time. This time, it was set to about 2 μm. Thereafter, the temperature measuring element 46 is fired at 1200 ° C. for 3 hours.
【0084】上記以外の構成、工法は実施の形態5のも
のと同一とした。このような構成の温度センサの応答性
および温度−抵抗出力特性を評価したところ、実施の形
態5のものと全く同一の良好な特性が得られた。The construction and method other than those described above were the same as those of the fifth embodiment. When the responsiveness and temperature-resistance output characteristics of the temperature sensor having such a configuration were evaluated, the same excellent characteristics as those of the fifth embodiment were obtained.
【0085】以上の構成により、高速応答、かつ、高精
度な温度センサを実現することができた。With the above arrangement, a high-speed response and high-accuracy temperature sensor can be realized.
【0086】なお、測温体46を白金により構成すれ
ば、導電体51と同一材料となるため、測温体46をC
VD法またはスパッタ法で製膜する必要がなくなる。こ
の場合、サーミスタに比べ感度が小さくなるが、図9
(a)の工程が不要となるため、さらに簡単な構成、工
法で温度センサを実現できる。If the temperature measuring element 46 is made of platinum, the same material as the conductor 51 is used.
There is no need to form a film by the VD method or the sputtering method. In this case, the sensitivity is lower than that of the thermistor.
Since the step (a) is not required, a temperature sensor can be realized with a simpler configuration and construction method.
【0087】以上、実施の形態1から6で述べた温度セ
ンサは、いずれも自動車の排気温センサ用として説明し
たが、工業用や家電用等これ以外の温度センサにも十分
使用できるのはもちろんである。Although the temperature sensors described in the first to sixth embodiments have been described as being used for an exhaust gas temperature sensor of an automobile, they can be sufficiently used for other temperature sensors such as those for industrial use and home electric appliances. It is.
【0088】[0088]
【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明に
よれば、金属管の中に通した前記金属管より長いリード
線と前記リード線の周囲を金属管中で絶縁する絶縁体に
より構成した一芯管と、前記金属管に電気的かつ機械的
に接合され前記金属管より突出した前記リード線の先端
が内部に配置される金属製のキャップと、前記キャップ
内に設けられリード線の先端またはキャップの内壁のい
ずれか一方に被着した膜状の測温体と、前記キャップ内
に充填され前記測温体と前記キャップまたは前記リード
線との間を電気的に導通する導電体とを備えた構成とす
ることにより、測温体に直接熱が伝導するため、高速応
答性を実現する温度センサを提供することができるとい
う有利な効果が得られる。As is apparent from the above description, according to the present invention, a lead wire which is longer than the metal pipe and passed through the metal pipe and an insulator which insulates the periphery of the lead wire in the metal pipe are provided. A single-core pipe, a metal cap electrically and mechanically joined to the metal pipe, and a metal cap in which the tip of the lead wire protruding from the metal pipe is disposed. A film-shaped temperature measuring element attached to one of the tip and the inner wall of the cap, and a conductor filled in the cap and electrically conducting between the temperature measuring element and the cap or the lead wire. Is provided, the heat is directly conducted to the temperature measuring element, so that an advantageous effect that a temperature sensor realizing high-speed response can be provided can be obtained.
【図1】本発明の一実施の形態による温度センサの測温
部分の分解斜視図FIG. 1 is an exploded perspective view of a temperature measuring portion of a temperature sensor according to an embodiment of the present invention.
【図2】同他の測温部分の斜視図FIG. 2 is a perspective view of another temperature measuring part.
【図3】同組立てた斜視図FIG. 3 is an assembled perspective view.
【図4】本発明の一実施の形態による温度センサの温度
−抵抗出力特性図FIG. 4 is a temperature-resistance output characteristic diagram of the temperature sensor according to the embodiment of the present invention;
【図5】本発明の一実施の形態による温度センサの温度
の逆数−抵抗値の対数出力特性図FIG. 5 is a graph showing a reciprocal of a temperature and a logarithmic output characteristic of a resistance value of the temperature sensor according to the embodiment of the present invention;
【図6】本発明の第2の実施の形態による温度センサの
測温体形成工法の概略斜視図FIG. 6 is a schematic perspective view of a method for forming a temperature measuring element of a temperature sensor according to a second embodiment of the present invention.
【図7】本発明の第3の実施の形態による温度センサの
測温部分の一部切欠斜視図FIG. 7 is a partially cutaway perspective view of a temperature measuring portion of a temperature sensor according to a third embodiment of the present invention.
【図8】同他の例の分解斜視図FIG. 8 is an exploded perspective view of another example.
【図9】本発明の第4の実施の形態による温度センサの
測温体および膜状の導電体形成工法の概略斜視図FIG. 9 is a schematic perspective view of a method for forming a temperature measuring element and a film-shaped conductor of a temperature sensor according to a fourth embodiment of the present invention.
【図10】本発明の第5の実施の形態による温度センサ
の測温部分の一部切欠斜視図FIG. 10 is a partially cutaway perspective view of a temperature measuring portion of a temperature sensor according to a fifth embodiment of the present invention.
【図11】同他の例の分解斜視図FIG. 11 is an exploded perspective view of another example.
【図12】従来の温度センサの概略断面図FIG. 12 is a schematic sectional view of a conventional temperature sensor.
1,21,41 金属管 2,22,42 リード線 3,23,43 絶縁体 4,24,44 一芯管 5,25,45,108 キャップ 6,26,46 測温体 7,27,51 導電体 8,28,48 溶接部分 9,29,49 屈曲部分 10,30,50 らせん部分 11 パイプ 12 板 31 膜状の導電体 32 板(A) 33 板(B) 34 穴 47 膜状の絶縁体 101 貴金属のリード線 102 温度センサ素子 103 引き出し用のリード線 104,107 電気絶縁碍子 105 金属製ハウジング 106 フランジ 1,21,41 Metal tube 2,22,42 Lead wire 3,23,43 Insulator 4,24,44 Single core tube 5,25,45,108 Cap 6,26,46 Thermometer 7,27,51 Conductor 8, 28, 48 Welded part 9, 29, 49 Bent part 10, 30, 50 Spiral part 11 Pipe 12 Plate 31 Film conductor 32 Plate (A) 33 Plate (B) 34 Hole 47 Film insulation Body 101 Noble metal lead wire 102 Temperature sensor element 103 Lead wire for drawing out 104, 107 Electrical insulator 105 Metal housing 106 Flange
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 剛 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 松原 克憲 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Tsuyoshi Tanaka 1006 Kadoma Kadoma, Kazuma, Osaka Prefecture Inside Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Claims (21)
リード線と、前記リード線の周囲を金属管中で絶縁する
絶縁体により構成した一芯管と、前記金属管に電気的か
つ機械的に接合され前記金属管より突出した前記リード
線の先端が内部に配置される金属製のキャップと、前記
キャップ内に設けられリード線の先端またはキャップの
内壁のいずれか一方に被着した膜状の測温体と、前記キ
ャップ内に充填され前記測温体と前記キャップまたは前
記リード線との間を電気的に導通する導電体とを備えた
温度センサ。1. A lead wire which is longer than the metal tube and passes through the metal tube, a single core tube made of an insulator for insulating the periphery of the lead wire in the metal tube, A metal cap that is mechanically joined and the tip of the lead wire protruding from the metal tube is disposed inside, and is attached to one of the tip of the lead wire and the inner wall of the cap provided in the cap. A temperature sensor comprising: a film-shaped temperature measuring element; and a conductor filled in the cap and electrically conducting between the temperature measuring element and the cap or the lead wire.
温度センサにおいて、導電体をキャップの内壁に対して
電気的に導通しないように充填した請求項1に記載の温
度センサ。2. The temperature sensor according to claim 1, wherein in the temperature sensor in which a film-shaped temperature measuring element is provided on the inner wall of the cap, a conductor is filled so as not to be electrically connected to the inner wall of the cap.
温度センサにおいて、前記測温体の表面に前記測温体の
面積より狭くかつリード線の先端から設けた膜状の導電
体を付加した請求項1に記載の温度センサ。3. A temperature sensor provided with a film-shaped temperature measuring element at the end of a lead wire, wherein a film-shaped conductive element provided on the surface of the temperature measuring element with a smaller area than the area of the temperature measuring element and provided from the end of the lead wire. The temperature sensor according to claim 1, further comprising a body.
温度センサにおいて、前記リード線の測温体が存在しな
い部分に膜状の絶縁体を付加した請求項1に記載の温度
センサ。4. The temperature sensor according to claim 1, wherein a film-shaped insulator is added to a portion of the lead wire where the temperature-measuring element does not exist. Sensor.
求項1から4のいずれか1つに記載の温度センサ。5. The temperature sensor according to claim 1, wherein the temperature sensor is platinum or a thermistor.
したペーストにより構成した請求項5に記載の温度セン
サ。6. The temperature sensor according to claim 5, wherein the temperature measuring element is constituted by a paste in which an organic material and a temperature measuring element material are mixed.
り構成した請求項5に記載の温度センサ。7. The temperature sensor according to claim 5, wherein the temperature measuring element is formed by a CVD method or a sputtering method.
ペーストにより構成した請求項1に記載の温度センサ。8. The temperature sensor according to claim 1, wherein the conductor is made of a conductive paste filled inside the cap.
成した請求項3に記載の温度センサ。9. The temperature sensor according to claim 3, wherein the film-shaped conductor is made of a conductive paste.
タ法により構成した請求項3に記載の温度センサ。10. The temperature sensor according to claim 3, wherein the film-shaped conductor is formed by a CVD method or a sputtering method.
い請求項8または9に記載の温度センサ。11. The temperature sensor according to claim 8, wherein the conductive paste contains no glass component.
を混合した絶縁ペーストにより構成した請求項4に記載
の温度センサ。12. The temperature sensor according to claim 4, wherein the film-shaped insulator is formed of an insulating paste in which an organic material and an insulating material are mixed.
タ法により構成した請求項4に記載の温度センサ。13. The temperature sensor according to claim 4, wherein the film-shaped insulator is formed by a CVD method or a sputtering method.
ん部分を有する請求項1に記載の温度センサ。14. The temperature sensor according to claim 1, wherein a part of the lead wire has a bent portion or a spiral portion.
た温度センサにおいて、前記キャップの内壁の測定領域
に測温体を製膜する工程と、前記測温体を焼成する工程
と、前記キャップ内部に所定量の導電体を充填する工程
と、前記導電体を充填したキャップに一芯管を挿入し焼
成する工程と、前記キャップと一芯管を接合する工程と
を含む温度センサの製造方法。15. A temperature sensor in which a film-shaped temperature measuring element is provided on an inner wall of a cap, wherein a step of forming a temperature measuring element in a measurement region of the inner wall of the cap, and a step of firing the temperature measuring element; A temperature sensor including a step of filling a predetermined amount of a conductor inside the cap, a step of inserting and baking a single core tube in the cap filled with the conductor, and a step of joining the cap and the single core tube. Production method.
のパイプを有する板を用い、前記パイプの一端にキャッ
プをはめ、他端からCVD法またはスパッタ法により測
温体を一定の測定領域に製膜する工程を含む請求項15
に記載の温度センサの製造方法。16. A plate having a pipe having an outer diameter slightly smaller than the inner diameter of a cap, a cap is fitted to one end of the pipe, and a temperature measuring body is formed in a predetermined measurement area from the other end by a CVD method or a sputtering method. 16. The method of claim 15, further comprising:
3. The method for manufacturing a temperature sensor according to claim 1.
た温度センサにおいて、前記リード線の先端の測定領域
に測温体を製膜する工程と、前記測温体を焼成する工程
と、キャップの内部に所定量の導電体を充填する工程
と、前記導電体を充填したキャップに一芯管を挿入し焼
成する工程と、前記キャップと一芯管を接合する工程と
を含む温度センサの製造方法。17. A temperature sensor provided with a film-shaped temperature measuring element at the tip of a lead wire, wherein a step of forming a temperature measuring element in a measurement region at the tip of the lead wire and a step of firing the temperature measuring element A step of filling a predetermined amount of a conductor in the cap, a step of inserting a single core tube into the cap filled with the conductor and firing, and a step of joining the cap and the single core tube. Manufacturing method of sensor.
た温度センサにおいて、前記リード線の先端の測定領域
に測温体を製膜する工程と、前記測温体を焼成する工程
と、前記測温体の面積より狭く、かつ、リード線の先端
から膜状の導電体を製膜する工程と、キャップの内部に
所定量の導電体を充填する工程と、前記導電体を充填し
たキャップに一芯管を挿入し焼成する工程と、前記キャ
ップと一芯管を接合する工程とを含む温度センサの製造
方法。18. A temperature sensor provided with a film-shaped temperature measuring element at the tip of a lead wire, wherein a step of forming a temperature measuring element in a measurement region at a tip of the lead wire and a step of firing the temperature measuring element A step of forming a film-shaped conductor from the tip of the lead wire, which is smaller than the area of the temperature measuring element, and a step of filling a predetermined amount of the conductor inside the cap; and filling the conductor. A method for manufacturing a temperature sensor, comprising the steps of: inserting a single core tube into a sealed cap and firing; and joining the cap and the single core tube.
を有する板を用い、前記穴にリード線の先端を差し込
み、一芯管を回転させながら前記リード線の先端に前記
板の表面に沿う方向にCVD法またはスパッタ法で測温
体を一定の測定領域に製膜する工程を含む請求項17ま
たは18に記載の温度センサの製造方法。19. Using a plate having a hole slightly larger than the diameter of the lead wire, inserting the tip of the lead wire into the hole, and rotating the single-core tube so that the tip of the lead wire extends along the surface of the plate. 19. The method for manufacturing a temperature sensor according to claim 17, further comprising a step of forming a film of a temperature measuring body in a predetermined measurement region by a CVD method or a sputtering method.
電体製膜時の方が厚くする工程を含む請求項19に記載
の温度センサの製造方法。20. The method for manufacturing a temperature sensor according to claim 19, further comprising a step of making the thickness of the plate thicker when forming a film-shaped conductor than when forming a temperature measuring body.
た温度センサにおいて、前記リード線の全体に絶縁層を
製膜する工程と、前記絶縁層を焼成する工程と、前記リ
ード線先端の測定領域に対する絶縁層を除去する工程
と、前記リード線先端の測定領域に測温体を製膜する工
程と、前記測温体を焼成する工程と、キャップ内部に所
定量の導電体を充填する工程と、前記導電体を充填した
キャップに一芯管を挿入し焼成する工程と、前記キャッ
プと一芯管を接合する工程とを含む温度センサの製造方
法。21. A temperature sensor having a film-shaped temperature measuring element provided at the tip of a lead wire, wherein a step of forming an insulating layer over the entirety of the lead wire, a step of firing the insulating layer, Removing the insulating layer from the measurement area at the tip, forming a temperature measuring element on the measurement area at the tip of the lead wire, firing the temperature measuring element, and placing a predetermined amount of conductor inside the cap. A method for manufacturing a temperature sensor, comprising a step of filling, a step of inserting a single core tube into a cap filled with the conductor and firing, and a step of joining the cap and the single core tube.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9129266A JPH10318851A (en) | 1997-05-20 | 1997-05-20 | Temperature sensor and its manufacturing method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9129266A JPH10318851A (en) | 1997-05-20 | 1997-05-20 | Temperature sensor and its manufacturing method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10318851A true JPH10318851A (en) | 1998-12-04 |
Family
ID=15005333
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9129266A Pending JPH10318851A (en) | 1997-05-20 | 1997-05-20 | Temperature sensor and its manufacturing method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10318851A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009139147A (en) * | 2007-12-04 | 2009-06-25 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Temperature sensor |
-
1997
- 1997-05-20 JP JP9129266A patent/JPH10318851A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009139147A (en) * | 2007-12-04 | 2009-06-25 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Temperature sensor |
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