CN101995302A - 温度传感器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种温度传感器，其作为EGR气体等的温度测定用，可以进一步提高热响应性。其具备有底筒状的金属管(2)、设置于该金属管(2)的底部内面并形成有一对端子电极的热敏元件(4)及连接于一对端子电极的一对导线(5)，在金属管(2)的底部内面形成沿着热敏元件(4)的外形的凹部(2a)，以热敏元件(4)嵌入于该凹部(2a)的状态粘结该热敏元件(4)的底面及侧面。

Description

温度传感器

技术领域

本发明涉及一种例如适于EGR(Exhaust Gas Recirculation)气体的温度测定的温度传感器。

背景技术

在搭载了柴油发动机的汽车等中，采用通过将O₂较少的排出气体再度送往燃烧工序并降低燃烧温度而使氮氧化物(NOx)的排出量下降的EGR(Exhaust Gas Recirculation：排出气体再循环)系统。

在该EGR系统中，在EGR阀(排放气体回流控制阀)的吸入端口安装有用于检测EGR气体温度的温度传感器，进行最佳的含氧量控制。

过去，作为EGR气体等的温度检测用的温度传感器，例如在专利文献1及2中提出有将圆锥状的玻璃型热敏电阻与水泥或硅油等填充剂一起插入到金属管的热敏电阻温度传感器。

而且，在专利文献3中，提出有在陶瓷引线保持部上形成感温电阻膜并在金属管的底部用焊锡等粘结陶瓷引线保持部的技术。

专利文献1：日本专利公开平7-43220号公报

专利文献2：日本专利公开2003-234203号公报

专利文献3：日本专利公开昭60-215584号公报

在上述过去的技术中留有以下课题。

即，如过去的专利文献1及2所记载的技术，将水泥或硅油等填充剂插入到金属管时，热容量增大，因此热响应性变差，当如EGR气体的温度测定要求高速热响应性时，存在不适的不良状况。而且，如专利文献3所记载的技术，在金属管的底部粘结了形成感温电阻膜的板状的元件时，虽然响应性提高，但要求更进一步的热响应性的高速化。

发明内容

本发明是鉴于前述课题而完成的，其目的在于，提供一种作为EGR气体等的温度测定用而可以进一步提高热响应性的温度传感器。

本发明为了解决上述课题而采用了以下结构。即，本发明的温度传感器的特征在于，具备有底筒状的金属管、设置于该金属管的底部内面并形成有一对端子电极的热敏元件及连接于所述一对端子电极的一对导线，在所述金属管的底部内面形成沿着所述热敏元件的外形的凹部，以所述热敏元件嵌入于该凹部的状态粘结该热敏元件的底面及侧面。

即，在该温度传感器中，在金属管的底部内面形成沿着热敏元件的外形的凹部，以热敏元件嵌入于该凹部的状态粘结该热敏元件的底面及侧面，因此不仅热敏元件的底面，侧面也与金属管的凹部接触而接触面积增大，由此提高热响应性的同时提高金属管和热敏元件的粘合强度。尤其，在通过凹部而被薄壁化的部分安装热敏元件，因此进一步提高热响应性。

而且，本发明的温度传感器的特征在于，所述热敏元件是在绝缘基板上成膜热敏电阻薄膜的薄膜热敏电阻元件。

即，在该温度传感器中，热敏元件是在绝缘基板上成膜热敏电阻薄膜的薄膜热敏电阻元件，因此，热敏元件本身的热容量也较小，可以更加提高热响应性。另外，由于成为薄板状的热敏元件，因此在金属管的底部内面形成的凹部的深度也可以设得较浅，由此也能够较薄地设定金属管的厚度，金属管本身的热容量也可以设得较小。

根据本发明，取得以下效果。

即，根据本发明所涉及的温度传感器，在金属管的底部内面形成沿着热敏元件的外形的凹部，以热敏元件嵌入于该凹部的状态粘结该热敏元件的底面及侧面，因此热敏元件与金属管的接触面积增大，提高热响应性的同时提高金属管和热敏元件的粘合强度。由此，本发明的温度传感器获得较高的热响应性及可靠性，作为EGR气体的温度检测用而适宜。

附图说明

图1是表示本发明所涉及的温度传感器的一实施方式的剖视图。

图2是在本实施方式的温度传感器中放大主要部分的剖视图。

图3是在本实施方式的温度传感器中表示热敏元件的俯视图。

图4是在本实施方式的温度传感器中表示金属管的底部内面的图，是表示在凹部形成粘结剂时的A-A线剖视图及嵌入热敏元件的状态的图。

符号说明

1-温度传感器，2-金属管，2a-凹部，3-端子电极，4-热敏元件，5-导线，6-连接器，7-粘结剂，8-绝缘基板，9-热敏电阻薄膜。

具体实施方式

以下，参照图1至图4对本发明所涉及的温度传感器的一实施方式进行说明。此外，在以下说明中所使用的各附图中，为了将各部件设为可识别或易识别的大小而适宜变更了缩尺。

如图1及图2所示，本实施方式的温度传感器1例如是作为柴油发动机的EGR气体的温度检测用而安装于EGR阀的吸入端口的温度传感器，其具备有底筒状的金属管2、设置于该金属管2的底部内面并形成一对端子电极3的热敏元件4、连接于一对端子电极3的一对导线5及安装于金属管2的开口端部的连接器6。

上述金属管2例如是有底圆筒状的SUS(不锈钢)管。

如图3及图4所示，在该金属管2的底部内面形成沿着热敏元件4的外形的作为锪孔的凹部2a，以热敏元件4嵌入于该凹部2a的状态粘结该热敏元件4的底面及侧面。即，与薄板状并且俯视为长方形的热敏元件4对应，俯视为长方形的凹部2a以对应于热敏元件4的厚度的深度形成于金属管2的底部内面的中央。

该凹部2a和热敏元件4由焊锡等粘结剂7粘结，以填补间隙。

关于粘结剂7，使用焊锡材料时，使用无需金属化的活性银焊锡。预先在基板涂敷好膏状的焊锡材料，在Ar气氛下保持780～800℃、5min，从而能够连接陶瓷基板和不锈钢金属。而且，也可以预先对陶瓷基板进行金属化处理(在Mo-Mn或Mo-W或Ti镀Ni、Au)，并使用Ag焊锡。

而且，对氧化铝基板使用陶瓷粘结剂时，热膨胀系数在氧化铝的热膨胀系数7.9×10^-6/K与不锈钢的热膨胀系数16.6×10^-6/K之间的氧化镁类粘结剂(12.6×10^-6/K)为最佳，涂敷于陶瓷基板之后，以93℃、2h进行固化并进行粘结。此外，只要是使用环境的温度差比较小的环境，也可以使用氧化铝粘结剂。

上述热敏元件4是在作为氧化铝或氮化铝等陶瓷基板的绝缘基板8上成膜热敏电阻薄膜9的薄膜热敏电阻元件。

例如，作为热敏元件4采用薄膜热敏电阻元件，该薄膜热敏电阻元件具备：由Mn-Co类复合金属氧化物(例如，Mn₃O₄-Co₃O₄类复合金属氧化物)或在Mn-Co类复合金属氧化物中包含Ni、Fe、Cu中至少一种类的复合金属氧化物(例如，Mn₃O₄-Co₃O₄-Fe₂O₃类复合金属氧化物)构成的复合金属氧化物膜的热敏电阻薄膜9；形成于该复合金属氧化物膜上的梳形电极等一对膜上电极(省略图示)；及连接于这些膜上电极的上述端子电极3。而且，通过以覆盖热敏电阻薄膜9的方式形成SiO₂、Si₃N₄、HfO₂等保护膜，能够阻止来自外部气体的O₂的进入而使电性稳定。

上述连接器6由安装金属管2的开口端部的螺纹部10及固定连接于温度检测电路等的布线11的端部的主体部12构成。此外，金属管2内的导线5插通螺纹部10而与主体部12内的布线11连接。该连接器6例如以树脂成型来制作。

为了在金属管2安装上述热敏元件4，如图4的(a)所示，首先，预先在该金属管2的底部内面形成与热敏元件4的外形对齐的矩形的作为锪孔的凹部2a。而且，预先粘合导线5和热敏元件4的端子电极3。此外，该粘合以激光焊接或电阻焊接等来进行。

接着，如图4的(b)所示，在凹部2a的内面整体(底面及内周面)形成焊锡等粘结剂7。此外，也可以在热敏元件4的背面及侧面预先形成焊锡等粘结剂7。

另外，如图4的(c)所示，将热敏元件4嵌入于该凹部2a内，由粘结剂7将绝缘基板8的底面及侧面粘结于凹部2a的底面及内周面。此外，也可以在粘结热敏元件4之后粘合导线5和端子电极3。

如此，在本实施方式的温度传感器1中，在该金属管2的底部内面形成沿着热敏元件4的外形的凹部2a，以热敏元件4嵌入于该凹部2a的状态粘结该热敏元件4的底面及侧面，因此，不仅热敏元件4的底面，侧面也与金属管2的凹部2a接触而接触面积增大，由此提高热响应性的同时提高金属管2与热敏元件4的粘合强度。尤其，在通过凹部2a而被薄壁化的部分安装热敏元件4，因此进一步提高热响应性。

而且，热敏元件4是在绝缘基板8上成膜热敏电阻薄膜9的薄膜热敏电阻元件，因此，热敏元件4本身的热容量也较小，可以更加提高热响应性。而且，由于成为薄板状的热敏元件4，因此由在金属管2的底部内面形成的凹部2a的深度也可以设得较浅的情况可知，也能够较薄地设定金属管2的厚度，金属管2本身的热容量也可以设得较小。

此外，本发明的技术范围不限于上述实施方式，在不脱离本发明的宗旨的范围下可以施加各种变更。

例如，在上述实施方式中，如上所述，优选将使用了热敏电阻薄膜的薄膜热敏电阻元件设为热敏元件，但也可以采用使用了散装的热敏电阻元件的片式热敏电阻的热敏元件。此时，优选使用被设成可嵌入于较浅的凹部的薄型板状的片式热敏电阻。

Claims (2)

1.一种温度传感器，其特征在于，具备：

有底筒状的金属管；

设置于该金属管的底部内面并形成有一对端子电极的热敏元件；及

连接于所述一对端子电极的一对导线，

在所述金属管的底部内面形成沿着所述热敏元件的外形的凹部，以所述热敏元件嵌入于该凹部的状态粘结该热敏元件的底面及侧面。

2.如权利要求1所述的温度传感器，其特征在于，

所述热敏元件是在绝缘基板上成膜热敏电阻薄膜的薄膜热敏电阻元件。

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