DE102015211546B4

DE102015211546B4 - Temperatursensor

Info

Publication number: DE102015211546B4
Application number: DE102015211546.1A
Authority: DE
Inventors: Hiroaki Nakanishi; Seiji Oya
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 2014-06-25
Filing date: 2015-06-23
Publication date: 2021-10-14
Anticipated expiration: 2035-06-24
Also published as: JP2016008905A; DE102015211546A1; JP6301753B2; US20150377712A1; US9752936B2

Abstract

Temperatursensor (1, 70), der umfasst:ein temperaturempfindliches Element (21, 61), das eine elektrische Eigenschaft aufweist, die sich mit der Temperatur ändert,ein Hülsenglied (7), das umfasst: wenigstens einen Leiter (23), der sich in einer Längsrichtung des Temperatursensors (1, 70) erstreckt und elektrisch mit dem temperaturempfindlichen Element (21, 61) direkt oder über ein anderes Glied (71) verbunden ist, einen Isolator (24), der aus einem isolierenden Material ausgebildet ist und den wenigstens einen Leiter (23) umgibt, ein Mantelglied (25) aus Metall, das den Isolator (24) bedeckt und an gegenüberliegenden Enden in der Längsrichtung offen ist, und Dichtungsglieder (26, 26a, 26b), die die offenen Enden des Mantelglieds (25) aus Metall abdichten, wobei sich der wenigstens eine Leiter (23) von dem Mantelglied (25) aus Metall durch die Dichtungsglieder (26, 26a, 26b) nach außen erstreckt, undein Abdeckungsglied (59, 77), das vor allem aus Glas ausgebildet ist und eine Verbindung zwischen dem wenigstens einen Leiter (23) und dem temperaturempfindlichen Element (21, 26) oder eine Verbindung zwischen dem anderen Glied (71) und dem temperaturempfindlichen Element (21, 26) bedeckt,wobei:der elektrische Widerstand des temperaturempfindlichen Elements (21, 26) mit der Temperatur größer wird, undder Isolationswiderstand der Dichtungsglieder (26, 26a, 26b) gleich oder größer als der Isolationswiderstand des Abdeckungsglieds (59, 77) ist.

Description

ERFINDUNGSFELD
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Temperatursensor für eine Temperaturerfassung.
STAND DER TECHNIK
Ein Beispiel für einen Temperatursensor für eine Temperaturerfassung ist ein Temperatursensor, der ein temperaturempfindliches Element und ein Hülsenglied enthält (Patentdokument 1).
In diesem Temperatursensor ist das temperaturempfindliche Element elektrisch mit Leitern des Hülsenglieds verbunden.
Beispiele für das temperaturempfindliche Element sind ein Element, das einen Widerstand aus Metall oder Platin enthält, dessen elektrische Eigenschaft (elektrischer Widerstand) sich mit der Temperatur ändert, und ein Thermistorelement, das einen Sinterkörper aus einem leitenden Oxid enthält, dessen elektrische Eigenschaft (elektrischer Widerstand) sich mit der Temperatur ändert.
Das Hülsenglied enthält die Leiter, die elektrisch mit dem temperaturempfindlichen Element verbunden sind, einen Isolator, der die Leiter umgibt, und ein Mantelglied aus Metall, das rohrförmig ausgebildet ist, um den Isolator zu bedecken.
Das Mantelglied ist rohrförmig ausgebildet und an gegenüberliegenden Enden in der Längsrichtung offen. Insbesondere liegt der Isolator an den gegenüberliegenden Enden des Mantelglieds nach außen hin frei.
Weiterer relevanter Stand der Technik ist in der US 2012/0 063 488 A1 und der US 2012/0 044 972 A1 beschrieben.
DOKUMENTE AUS DEM STAND DER TECHNIK
Patentdokument 1: JP 2006-234 632 A
KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Wenn der in dem Hülsenglied enthaltene Isolator Feuchtigkeit absorbiert, kann der Isolationswiderstand des Isolators vermindert werden.
Wenn sich der Isolationswiderstand des Isolators wie oben beschrieben vermindert, kann der Isolator einen Leckstrompfad bilden. In diesem Fall kann die elektrische Eigenschaft des temperaturempfindlichen Elements nicht genau erfasst werden, wodurch eine Reduktion der Erfassungsgenauigkeit des Temperatursensors verursacht wird.
Um das Eindringen von Wasser in den in dem Hülsenglied enthaltenen Isolator (eine Feuchtigkeitsabsorption durch den Isolator) zu unterdrücken, können Dichtungsglieder, die das Eindringen von Wasser blockieren, an den vorderen und hinteren Enden des Mantelglieds des Hülsenglieds angeordnet sein.
Aber auch wenn die Dichtungsglieder angeordnet sind, verschlechtert sich die Isolationsleistung der Dichtungsglieder beträchtlich in einer Umgebung mit einer hohen Temperatur, wenn die Isolationswiderstände der Dichtungsglieder nicht berücksichtigt werden. In diesem Fall können die Dichtungsglieder Leckstrompfade bilden, die sich von einem durch die Leiter des Hülsenglieds gebildeten normalen Strompfad unterscheiden. Beispiele für die Leckstrompfade sind ein Pfad, in dem die Leiter elektrisch miteinander über ein Dichtungsglied verbunden sind, und ein Pfad, in dem die Leiter elektrisch mit dem Mantelglied über ein Dichtungsglied verbunden sind. Wenn ein derartiger Leckstrompfad gebildet wird und ein Leckstrom durch diesen fließt, kann die elektrische Eigenschaft des temperaturempfindlichen Elements unter Umständen nicht genau erfasst werden, was eine Reduktion der Genauigkeit der Temperaturerfassung zur Folge hat. Insbesondere wenn das temperaturempfindliche Element die Eigenschaft aufweist, dass sich sein elektrischer Widerstand mit der Temperatur erhöht, erhöht sich der elektrische Widerstand des temperaturempfindlichen Elements mit der Umgebungstemperatur, während sich die Isolationswiderstände der Dichtungsglieder vermindern. Wenn also die Isolationsleistung der Dichtungsglieder niedrig wird, ist die Wahrscheinlichkeit hoch, dass die Dichtungsglieder Leckstrompfade bilden.
Es ist dementsprechend eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Temperatursensor anzugeben, der eine Feuchtigkeitsabsorption durch den in dem Hülsenglied enthaltenen Isolator verhindert und außerdem eine Reduktion der Genauigkeit der Temperaturerfassung auch dann verhindert, wenn der Temperatursensor in einer Umgebung mit einer hohen Temperatur verwendet wird.
Die Erfindung schlägt einen Temperatursensor mit den Merkmalen von Anspruch 1 vor. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen definiert. Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Temperatursensor: ein temperaturempfindliches Element, das eine elektrische Eigenschaft aufweist, die sich mit der Temperatur ändert; ein Hülsenglied, das sich in einer Längsrichtung des Temperatursensors erstreckt und wenigstens einen Leiter enthält, der direkt oder über ein anderes Glied elektrisch mit dem temperaturempfindlichen Element verbunden ist; und ein Abdeckungsglied, das vor allem aus Glas ausgebildet ist und eine Verbindung zwischen dem Leiter und dem temperaturempfindlichen Element oder eine Verbindung zwischen dem anderen Glied und dem temperaturempfindlichen Element umgibt oder bedeckt. Das Hülsenglied enthält weiterhin einen Isolator, ein Mantelglied und Dichtungsglieder.
Der Isolator ist aus einem isolierenden Material ausgebildet und umgibt den Leiter, der sich in der Längsrichtung erstreckt. Das Mantelglied ist aus einem Metall ausgebildet, bedeckt den Isolator und ist an gegenüberliegenden Enden in der Längsrichtung offen. Die Dichtungsglieder dichten die offenen gegenüberliegenden Enden des Mantelglieds in einem Zustand ab, in dem sich der Leiter von dem Mantelglied durch die Dichtungsglieder nach außen erstreckt.
Die Dichtungsglieder sind derart ausgebildet, dass sie einen Isolationswiderstand aufweisen, der gleich oder größer als derjenige des Abdeckungsglieds ist. Das temperaturempfindliche Element weist die Eigenschaft auf, dass sein elektrischer Widerstand mit der Temperatur größer wird.
In diesem Temperatursensor dichten die Dichtungsglieder die offenen gegenüberliegenden Enden des Mantelglieds ab, sodass eine Wasserabsorption durch den Isolator des Hülsenglieds verhindert werden kann.
Insbesondere weist in der vorliegenden Erfindung das temperaturempfindliche Element die Eigenschaft auf, dass sein elektrischer Widerstand mit der Temperatur größer wird. Wenn also der Temperatursensor in einer Umgebung mit einer hohen Temperatur verwendet wird, wird der elektrische Widerstand des temperaturempfindlichen Elements groß. Wenn sich in diesem Fall die Isolationswiderstände der Dichtungsglieder vermindern, während die Umgebungstemperatur höher wird, und kleiner als der Isolationswiderstand des Abdeckungsglieds werden, ist es wahrscheinlich, dass die Dichtungsglieder Leckstrompfade bilden.
Der vorliegende Temperatursensor enthält jedoch die Dichtungsglieder, die derart ausgebildet sind, dass sie einen Isolationswiderstand aufweisen, der gleich oder größer als derjenige des Abdeckungsglieds ist, sodass eine Bildung eines Leckstrompfads unterdrückt werden kann.
Deshalb kann in diesem Temperatursensor eine Wasserabsorption durch den Isolator des Hülsenglieds verhindert werden und kann die Bildung eines Leckstrompfads in dem Isolator und in den Dichtungsgliedern unterdrückt werden, sodass die elektrische Eigenschaft des temperaturempfindlichen Elements genau erfasst werden kann.
Bei dem Temperatursensor der vorliegenden Erfindung wird eine Feuchtigkeitsabsorption durch den in dem Hülsenglied enthaltenen Isolator verhindert und kann eine Reduktion der Genauigkeit der Temperaturerfassung auch dann verhindert werden, wenn der Temperatursensor in einer Umgebung mit einer hohen Temperatur verwendet wird.
Die Dichtungsglieder können Glieder sein, die die offenen gegenüberliegenden Enden des Mantelglieds wasserdicht abdichten. Beispiele für derartige Dichtungsglieder sind Glieder, die aus Materialien wie etwa Glasmaterialien oder wasserabstoßenden Keramiken, die das Eindringen von Wasser verhindern, oder aus dichten Keramikmaterialien ohne kommunizierende Poren ausgebildet sind. Diese Dichtungsglieder können eine Wasserabsorption durch den Isolator des Hülsenglieds zuverlässig verhindern.
In dem oben beschriebenen Temperatursensor kann der Isolator des Hülsenglieds aus Magnesiumoxid (MgO) ausgebildet sein.
Magnesiumoxid weist die Eigenschaft auf, dass es Wasser einfach absorbiert. Deshalb ist es wahrscheinlich, dass sich der Isolationswiderstand eines Isolators aus Magnesiumoxid aufgrund der Absorption von Wasser vermindert.
Der vorliegende Temperatursensor ist jedoch mit den oben beschriebenen Dichtungsgliedern versehen, sodass eine Wasserabsorption durch den Isolator des Hülsenglieds verhindert werden kann. Obwohl also das relativ kostengünstige Magnesiumoxid für den Isolator verwendet wird, kann die elektrische Eigenschaft des temperaturempfindlichen Elements genau erfasst werden.
In dem oben beschriebenen Temperatursensor sind die Dichtungsglieder des Hülsenglieds vor allem aus Glas ausgebildet.
Das Glasmaterial verhindert das Eindringen von Wasser. Indem also die offenen gegenüberliegenden Enden des Mantelglieds mit dem Glasmaterial bedeckt werden, kann eine Wasserabsorption durch den Isolator verhindert werden. Indem die das Glas bildenden Komponenten entsprechend gewählt werden, können die Isolationswiderstände der Dichtungsglieder gleich oder größer als der Isolationswiderstand des Abdeckungsglieds vorgesehen werden.
Unter „die Dichtungsglieder sind vor allem aus Glas ausgebildet“ ist hier zu verstehen, dass unter den Materialien zum Ausbilden der Dichtungsglieder Glas die größte Menge bildet.
Der oben beschriebene Temperatursensor umfasst weiterhin ein Montageglied, das das Hülsenglied hält und eine Kontaktfläche aufweist, die in einen Kontakt mit einer Installationsposition für den Temperatursensor kommt.
In der Längsrichtung des Temperatursensors ist die Seite, auf der das temperaturempfindliche Element angeordnet ist, als eine vordere Endseite definiert und ist die Seite gegenüber der vorderen Endseite als eine hintere Endseite definiert. In diesem Fall kann das Hülsenglied derart durch das Montageglied gehalten werden, dass ein vorderes Ende des Mantelglieds, das eines der gegenüberliegenden Enden an der vorderen Endseite ist, vor der Kontaktfläche des Montageglieds angeordnet ist und dass ein hinterer Endteil des Mantelglieds, das das andere der offenen gegenüberliegenden Enden an der hinteren Endseite ist, hinter der Kontaktfläche des Montageglieds angeordnet ist.
Was die Dichtungsglieder betrifft, kann das vordere Dichtungsglied an dem vorderen Ende des Mantelglieds einen Isolationswiderstand gleich oder größer als derjenige des hinteren Dichtungsglieds an dem hinteren Ende des Mantelglieds aufweisen.
Der vorliegende Temperatursensor ist derart konfiguriert, dass eine an dem vorderen Ende empfangene externe Wärme zu einem externen Glied über die Kontaktfläche des Montageglieds übertragen wird. Deshalb ist die Temperatur des Temperatursensors in einem Bereich hinter dem Montageglied niedriger als in einem Bereich vor dem Montageglied.
Insbesondere weil die Temperatur eines Teils des Temperatursensors vor dem Montageglied höher ist als die Temperatur eines Teils des Temperatursensors hinter dem Montageglied, ist das vordere Dichtungsglied in einer Umgebung mit einer höheren Temperatur angeordnet als das hintere Dichtungsglied.
Angesichts dessen kann das vordere Dichtungsglied mit einem Isolationswiderstand ausgebildet werden, der gleich oder größer als derjenige des hinteren Dichtungsglieds ist. Dadurch wird die Ausbildung eines Leckstrompfads in dem vorderen Dichtungsglied, das in einer Umgebung mit einer höheren Temperatur angeordnet ist, unterdrückt.
Weil also in dem vorliegenden Temperatursensor die Ausbildung eines Leckstrompfads in den Dichtungsgliedern unterdrückt werden kann, kann die elektrische Eigenschaft des temperaturempfindlichen Elements genau erfasst werden und kann eine Reduktion in der Genauigkeit der Temperaturerfassung verhindert werden.
Bei dem Temperatursensor der vorliegenden Erfindung kann eine Feuchtigkeitsabsorption durch den Isolator in dem Hülsenglied durch das Vorsehen der Dichtungsglieder verhindert werden und kann eine Reduktion der Genauigkeit der Temperaturerfassung auch dann verhindert werden, wenn der Temperatursensor in einer Umgebung mit einer hohen Temperatur verwendet wird.
Figurenliste
Verschiedene Aspekte der Erfindung werden im Folgenden mit Bezug auf die beigefügten Figuren beschrieben.

1 ist eine teilweise ausgeschnittene Querschnittansicht, die den Aufbau eines Temperatursensors zeigt.
2 ist eine vergrößerte ausgeschnittene Querschnittansicht, die einen vorderen Endteil in Bezug auf eine Axialrichtung des Temperatursensors zeigt.
3 ist eine Draufsicht, die das externe Aussehen eines temperaturempfindlichen Elements mit den damit verbundenen Hülsenleitern eines Hülsenglieds zeigt.
4 ist eine Querschnittansicht des temperaturempfindlichen Elements, eines Hülsenleiters und eines Leiterfixierungsmaterials, wobei der Querschnitt entlang der Linie A-A von 3 genommen ist.
5 ist eine Tabelle, die die Komponenten und das Zusammensetzungsverhältnis eines Aluminosilikatglases, das als das Leiterfixierungsmaterial in einer ersten Ausführungsform verwendet wird, angibt.
6 ist eine Ansicht, die Strompfade in dem vorderen Endbereich des Hülsenglieds und des temperaturempfindlichen Elements zeigt, wobei ein normaler Strompfad in dem oberen Teil der Ansicht gezeigt ist und ein Leckstrompfad in dem unteren Teil der Ansicht gezeigt ist.
7 ist eine Querschnittansicht eines zweiten Temperatursensors und zeigt den Aufbau eines Teils, in dem das temperaturempfindliche Element mit den Leitern des Hülsenglieds über Anschlussdrähte verbunden ist.
8 ist eine perspektivische Ansicht, die das externe Aussehen eines zweiten temperaturempfindlichen Elements mit den damit verbundenen Hülsenleitern des Hülsenglieds zeigt.
9 ist eine Ansicht, die die Konfiguration eines Teils des vorderen Endteils eines zweiten Hülsenglieds zeigt, wobei der vordere Endteil mit dem temperaturempfindlichen Element verbunden ist.
10 ist eine Ansicht, die die Konfiguration eines Teils eines vorderen Endteils eines dritten Hülsenglieds zeigt, wobei der vordere Endteil mit dem temperaturempfindlichen Element verbunden ist.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG BEISPIELHAFTER AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
Im Folgenden werden Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die im Folgenden beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, wobei zu beachten ist, dass die vorliegende Erfindung auf verschiedene Weise implementiert werden kann, ohne dass deshalb der Erfindungsumfang verlassen wird.
1. ERSTE AUSFÜHRUNGSFORM
1-1. GESAMTAUFBAU
Ein Temperatursensor 1, der für die Temperaturerfassung eines Abgases von einem Verbrennungsmotor in zum Beispiel einem Automobil verwendet wird, wird als eine erste Ausführungsform beschrieben.
Der Temperatursensor 1 ist zum Beispiel an einem Flussrohr wie etwa einem Abgasrohr eines Verbrennungsmotors angebracht. Der vordere Endteil des Temperatursensors 1 ist in dem Flussrohr, durch das ein Messzielgas (Abgas) fließt, angeordnet, um die Temperatur des Messzielgases zu erfassen.
1 ist eine teilweise ausgeschnittene Querschnittansicht, die den Aufbau des Temperatursensors 1 zeigt. 2 ist eine vergrößerte ausgeschnittene Querschnittansicht, die einen vorderen Endteil in Bezug auf eine Axialrichtung des Temperatursensors 1 zeigt.
Die Axialrichtung ist die Längsrichtung des Temperatursensors 1 und entspricht der vertikalen Richtung von 1. Die vordere Endseite des Temperatursensors 1 ist die untere Seite in 1, und die hintere Endseite des Temperatursensors 1 ist die obere Seite in 1.
Der Temperatursensor 1 enthält ein Hülsenglied 7, ein Metallrohr 9 (Gehäuse 9), ein Montageglied 11, ein Mutternglied 17, eine Muffe 19 und ein temperaturempfindliches Element 21.
Wie in 2 gezeigt, enthält das Hülsenglied 7 ein Paar von Hülsenleitern 23 (Elektrodendrähte 23), einen Isolator 24, der das Paar von Hülsenleitern 23 umgibt, ein Mantelglied 25 aus Metall, das den Isolator 24 bedeckt, und zwei Dichtungsglieder 26 (siehe 1), die jeweils an den vorderen und hinteren Enden des Mantelglieds 25 angeordnet sind. Details des Hülsenglieds 7 werden weiter unten beschrieben.
Das Metallrohr 9 ist aus einem korrosionsbeständigen Metall (zum Beispiel aus einer Edelstahllegierung wie etwa SUS310S, die auch ein wärmebeständiges Metall ist) ausgebildet. Das Metallrohr 9 wird durch das Tiefziehen einer Stahlplatte mit einer Rohrform ausgebildet, die sich in der Axialrichtung erstreckt, wobei das vordere Ende des Rohrs geschlossen ist und das hintere Ende offen ist.
Wie in 2 vergrößert gezeigt, umfasst das Metallrohr 9 einen vorderen kleindurchmessrigen Teil 41 mit einem kleinen Durchmesser, einen hinteren großdurchmessrigen Teil 43 mit einem Durchmesser, der größer als der Durchmesser des kleindurchmesserigen Teils 41 ist, und einen Stufenteil 45, der zwischen dem kleindurchmessrigen Teil 41 und dem großdurchmessrigen Teil 43 angeordnet ist. Der Stufenteil 45 ist derart ausgebildet, dass sein Durchmesser allmählich von dem kleindurchmessrigen Teil 41 zu dem großdurchmessrigen Teil 43 hin größer wird.
Wie in 1 gezeigt, umfasst das Montageglied 11 einen vorstehenden Teil 35, der radial nach außen vorsteht, und einen hinteren Hülsenteil 37, der hinter dem vorstehenden Teil 35 angeordnet ist und sich in der Axialrichtung erstreckt. Das Montageglied 11 umgibt die Außenumfangsfläche eines hinteren Endteils des Metallrohrs 9 und ist an das Metallrohr 9 geschweißt, um das Metallrohr 9 zu halten. Der vorstehende Teil 35 weist eine vordere Kontaktfläche 35a auf, die in einen Kontakt mit einer Installationsposition für den Temperatursensor 1 kommt.
Das Mutternglied 17 umfasst einen Sechskantmutternteil 13 und einen Gewindeteil 15. Die Muffe 19 ist auf den hinteren Endteil des Montageglieds 11 gepasst.
Das temperaturempfindliche Element 21 umfasst einen Platinwiderstand, dessen elektrische Eigenschaft (elektrischer Widerstand) sich mit der Temperatur ändert. Das temperaturempfindliche Element 21 in dieser Ausführungsform weist die Eigenschaft auf, dass sein elektrischer Widerstand mit der Temperatur größer wird (positive Kennlinie).
3 ist eine Draufsicht, die das externe Aussehen des temperaturempfindlichen Elements 21 mit den damit verbundenen Hülsenleitern 23 des Hülsenglieds 7 zeigt. 4 ist eine Querschnittansicht des temperaturempfindlichen Elements 21, eines der Hülsenleiter 23 und eines Leiterfixierungsmaterials 59, wobei die Querschnittansicht entlang der Linie A-A von 3 genommen ist. In 3 sind der Teil des temperaturempfindlichen Elements 21, der durch das Leiterfixierungsmaterial 59 bedeckt ist, und die Hülsenleiter 23 durch gepunktete Linien angegeben.
Das temperaturempfindliche Element 21 umfasst: eine Keramikbasis 54, die aus Aluminiumoxid mit einer Reinheit von 99,5 bis 99,9% ausgebildet ist, einen Metallwiderstand 55, der mit einer vorbestimmten Musterform (einer mäandernden Form in dieser Ausführungsform) auf der Oberfläche der Keramikbasis 54 ausgebildet ist; und eine Keramikdeckschicht 57, die aus Aluminiumoxid mit einer Reinheit von 99,5 bis 99,9% ausgebildet ist und die Fläche des Metallwiderstands 55 gegenüber der Fläche in Kontakt mit der Keramikbasis 54 bedeckt.
Der Metallwiderstand 55 besteht vor allem aus Platin (Pt), wobei sich sein elektrischer Widerstand mit der Temperatur ändert.
Die Keramikdeckschicht 57 ist eine gebrannte Schicht, die durch das Brennen einer Keramikgrünschicht erhalten wird und mit einem vorderen Endteil (auf der linken Seite in 4) der gebrannten Keramikbasis 54 über eine Verbindungsschicht 56 verbunden ist, um einen vorderen Endteil des Metallwiderstands 55 zu bedecken.
Die Verbindungsschicht 56 ist ebenfalls aus Aluminiumoxid mit einer Reinheit von 99,5 bis 99,9% ausgebildet. Vor dem Verbinden ist die Verbindungsschicht 56 eine Aluminiumoxidpulver enthaltende Paste. Die Paste wird einer Wärmebehandlung unterworfen, nachdem die gebrannte Keramikbasis 54 und die Keramikdeckschicht 57 mittels der Paste laminiert wurden, wodurch schließlich die Verbindungsschicht 56 ausgebildet wird.
Hintere Endteile (auf der rechten Seite in 4) des Metallwiderstands 55 sind elektrisch mit den Hülsenleitern 23 des Hülsenglieds 7 über Elektrodeninseln 58 verbunden, die mit einer größeren Breite als die Breite der durch die Keramikdeckschicht 57 bedeckten Leiterbahnen ausgebildet sind. In diesem Fall sind die Hülsenleiter 23 elektrisch mit den Elektrodeninseln 58 an Schweißpunkten 60 durch ein Schweißen wie etwa ein Widerstandsschweißen oder ein Laserschweißen verbunden.
Dann werden die Verbindungen zwischen dem temperaturempfindlichen Element 21 und den Hülsenleitern 23 mit dem Leiterfixierungsmaterial 59 bedeckt, wodurch das temperaturempfindliche Element 21 und die Hülsenleiter 23 fest miteinander verbunden werden. Das Leiterfixierungsmaterial 59 ist aus einem Glasmaterial ausgebildet, das vor allem aus Aluminosilikatglas mit den in 5 gezeigten Komponenten besteht. Dieses Aluminosilikatglas weist einen Schmelzpunkt von 950°C auf. Das Glasmaterial kann ein Keramikmaterial (Aluminiumoxid) als eine zusätzliche Komponente enthalten.
Das derart konfigurierte temperaturempfindliche Element 21 wird elektrisch zum Beispiel mit einer externen Einrichtung über die Hülsenleiter 23 verbunden.
Wie in 2 gezeigt, enthält der Temperatursensor 1 weiterhin ein Füllmaterial, das den Raum um das temperaturempfindliche Element 21 herum in einem vorderen Endteil des Metallrohrs 9 füllt. Das Füllmaterial 39, das den Raum um das temperaturempfindliche Element 21 herum füllt, verhindert ein Vibrieren des temperaturempfindlichen Elements 21. Das Füllmaterial 39 besteht aus einem isolierenden Material, das ein amorphes Siliziumoxid/Aluminiumoxid-Aggregat enthält.
Zum Beispiel wird der Gewindeteil 15 des wie oben beschrieben aufgebauten Temperatursensors 1 in einen Sensormontageteil eines Abgasrohrs geschraubt und dort fixiert. Das vordere Ende des Temperatursensors 1 wird dadurch in dem Abgasrohr angeordnet, um die Temperatur des Messzielgases zu erfassen.
In dieser Ausführungsform liegt die Temperatur des Abgases, das das Messzielgas ist, bei 800°C oder höher.
1-2. HÜLSENGLIED
Im Folgenden wird das Hülsenglied 7 im Detail beschrieben.
Wie weiter oben beschrieben, enthält das Hülsenglied 7 das Paar von Hülsenleitern 23 (Elektrodendrähte 23), den Isolator 24, das Mantelglied 25 und die zwei Dichtungsglieder 26 (siehe 1 und 2).
Die Hülsenleiter 23 sind aus einer Ni-basierten Legierung, die AI enthält, ausgebildet. Die vorderen Enden der Hülsenleiter 23 werden mit dem temperaturempfindlichen Element 21 durch Laserschweißen verbunden, und die hinteren Enden werden durch Widerstandsschweißen mit Crimpanschlüssen 27 verbunden. Auf diese Weise werden die Hülsenleiter 23 an ihren hinteren Enden mit externen Anschlussdrähten 29 für die Verbindung mit einer externen Schaltung (wie etwa einer elektronischen Steuereinheit (ECU) eines Fahrzeugs) über die Crimpanschlüsse 27 verbunden.
Das Paar von Hülsenleitern 23 und auch das Paar von Crimpanschlüssen 27 wird durch ein Isolationsrohr 31 elektrisch voneinander isoliert. Die externen Anschlussdrähte 29 sind jeweils ein Anschlussdraht, der mit einem isolierenden Deckmaterial bedeckt ist, und sind derart angeordnet, dass sie sich durch das Innere einer wärmebeständigen Öse 33 aus Gummi erstrecken.
Der Isolator 24 ist aus einem isolierenden Material ausgebildet, das aus Magnesiumoxid (MgO) besteht und zwei Hülsenleiter 23 hält, wobei die Hülsenleiter 23 elektrisch von dem Mantelglied 25 isoliert sind.
Das Mantelglied 25 ist aus einer Ni-basierten Legierung, die AI enthält, rohrförmig ausgebildet, um den Isolator 24 zu umgeben. Die in der Längsrichtung gegenüberliegenden Enden (das vordere Ende 25a und das hintere Ende 25b) des Mantelglieds 25 sind offen.
Die zwei Dichtungsglieder 26 sind als ein vorderes Dichtungsglied 26a und ein hinteres Dichtungsglied 26b vorgesehen, um die offenen gegenüberliegenden Enden (das vordere Ende 25a und das hintere Ende 25b) des Mantelglieds 25 zu dichten. Die Dichtungsglieder 26 sind aus dem gleichen Material wie das Leiterfixierungsmaterial 59 ausgebildet, wobei das Glasmaterial vor allem aus einem Aluminosilikatglas besteht, und sind derart ausgebildet, dass sie das Eindringen von Wasser unterbinden. Insbesondere weisen die in dieser Ausführungsform verwendeten Dichtungsglieder 26 den gleichen Isolationswiderstand auf wie das weiter oben beschriebene Leiterfixierungsmaterial 59.
1-3. STROMPFADE IN DEM HÜLSENGLIED UND IN DEM TEMPERATUREMPFINDLICHEN ELEMENT
Im Folgenden werden die Strompfade in einem vorderen Endbereich des Hülsenglieds 7 und in dem temperaturempfindlichen Element 21 beschrieben.
Wie weiter oben beschrieben weisen die in dieser Ausführungsform verwendeten Dichtungsglieder 26 den gleichen Isolationswiderstand auf wie das Leiterfixierungsmaterial 59. In diesem Fall fließt der durch das Hülsenglied 7 und das temperaturempfindliche Element 21 fließende Strom durch einen Pfad, der durch eine durchgezogene Linie in dem oberen Teil von 6 wiedergegeben wird.
6 zeigt Strompfade in dem vorderen Bereich des Hülsenglieds 7 und des temperaturempfindlichen Elements 21. Ein normaler Strompfad ist in dem oberen Teil der Ansicht gezeigt, und ein Leckstrompfad ist in dem unteren Teil der Ansicht gezeigt.
Wenn die Isolationswiderstände der Dichtungsglieder 26 kleiner als der Isolationswiderstand des Leiterfixierungsmaterials 59 sind und ein Teil in Nachbarschaft zu dem temperaturempfindlichen Element 21 einer hohen Temperatur (von zum Beispiel 600°C oder höher) ausgesetzt wird, fließt der elektrische Strom nicht nur durch den normalen Strompfad, der das temperaturempfindliche Element 21 enthält (durch den durch die durchgezogene Linie in dem oberen Teil von 6 wiedergegebenen Pfad), sondern auch durch den Leckstrompfad durch eines der Dichtungsglieder 26 (durch den durch eine unterbrochene Linie in dem unteren Teil von 6 wiedergegebenen Pfad) über eine vorgeschriebene Zeitdauer. In diesem Fall kann die elektrische Eigenschaft des temperaturempfindlichen Elements 21 nicht genau erfasst werden, wodurch eine Reduktion der Erfassungsgenauigkeit des Temperatursensors 1 verursacht wird.
Weil jedoch in dieser Ausführungsform die Isolationswiderstände der Dichtungsglieder 26 gleich dem Isolationswiderstand des Leiterfixierungsmaterials 59 sind, kann ein Fluss des elektrischen Stroms durch den Leckstrompfad über eines der Dichtungsglieder 26 (durch den durch die unterbrochene Linie in dem unteren Teil von 6 wiedergegebenen Pfad) unterdrückt werden. Und auch wenn die Dichtungsglieder 26 aus einem Material ausgebildet sind, das die Isolationswiderstände der Dichtungsglieder 26 größer als denjenigen des Leiterfixierungsmaterials 59 macht, kann der Fluss des elektrischen Stroms durch den Leckstrompfad über eines der Dichtungsglieder 26 unterdrückt werden.
Deshalb kann in dem Temperatursensor 1 die elektrische Eigenschaft des temperaturempfindlichen Elements 21 genau erfasst werden und kann eine Reduktion der Erfassungsgenauigkeit des Temperatursensors 1 verhindert werden.
1-4. EFFEKTE
Wie oben beschrieben, enthält in dem Temperatursensor 1 dieser Ausführungsform das Hülsenglied 7 die zwei Dichtungsglieder 26, wobei die zwei Dichtungsglieder 26 die offenen gegenüberliegenden Enden (das vordere Ende 25a und das hintere Ende 25b) des Mantelglieds 25 abdichten, sodass eine Wasserabsorption durch den Isolator 24 des Hülsenglieds 7 verhindert werden kann.
In dieser Ausführungsform weist das temperaturempfindliche Element 21 die Eigenschaft auf, dass sein elektrischer Widerstand mit der Temperatur größer wird. Wenn also der Temperatursensor 1 in einer Umgebung mit einer hohen Temperatur verwendet wird, wird der elektrische Widerstand des temperaturempfindlichen Elements 21 groß. Wenn in diesem Fall die Isolationswiderstände der Dichtungsglieder 26 kleiner werden (kleiner werden als der Isolationswiderstand des Leiterfixierungsmaterials 59), während die Umgebungstemperatur ansteigt, ist die Wahrscheinlichkeit hoch, dass die Dichtungsglieder 26 Leckstrompfade bilden.
In dem Temperatursensor 1 sind jedoch die Dichtungsglieder 26 derart ausgebildet, dass sie den gleichen Isolationswiderstand aufweisen wie das Leiterfixierungsmaterial 59. Also auch wenn das temperaturempfindliche Element 21 einer hohen Temperatur ausgesetzt wird, kann die Bildung von Leckstrompfaden in den Dichtungsgliedern 26 unterdrückt werden, solange die Isolationsleistung des Leiterfixierungsmaterials 59 auf einer zufriedenstellenden Höhe gehalten wird.
Deshalb kann in dem Temperatursensor 1 eine Wasserabsorption durch den Isolator 24 des Hülsenglieds 7 verhindert werden, wodurch eine Bildung von Leckstrompfaden in dem Isolator 24 und in den Dichtungsgliedern 26 unterdrückt werden kann, sodass eine Reduktion der Genauigkeit der Temperaturerfassung verhindert werden kann.
In dem Temperatursensor 1 ist der Isolator 24 des Hülsenglieds 7 aus Magnesiumoxid (MgO) ausgebildet. Magnesiumoxid weist die Eigenschaft auf, dass es einfach Wasser absorbiert. Deshalb neigt der Isolationswiderstand des Isolators 24 aus Magnesiumoxid dazu, sich aufgrund der Absorption von Wasser zu verringern.
Der Temperatursensor 1 ist jedoch mit den zwei Dichtungsgliedern 26 versehen, sodass eine Wasserabsorption durch den Isolator 24 des Hülsenglieds 7 verhindert werden kann. Deshalb kann die Bildung eines Leckstrompfads in dem Isolator 24, die auftritt, wenn der Isolator 24 Wasser absorbiert, unterdrückt werden und kann die elektrische Eigenschaft des temperaturempfindlichen Elements 21 genau erfasst werden.
In dem Temperatursensor 1 sind die Dichtungsglieder 26 des Hülsenglieds 7 aus dem gleichen Glasmaterial ausgebildet wie das Glasmaterial für das Leiterfixierungsmaterial 59, das vor allem aus Aluminosilikatglas besteht.
Das Glasmaterial verhindert das Eindringen von Wasser. Indem die offenen gegenüberliegenden Enden (das vordere Ende 25a und das hintere Ende 25b) des Mantelglieds 25 durch das Glasmaterial bedeckt werden, kann eine Wasserabsorption durch den Isolator 24 verhindert werden. Indem die das Glasmaterial bildenden Komponenten kontrolliert werden, kann der Isolationswiderstand des Isolators 24 derart vorgesehen werden, dass er gleich oder größer als der Isolationswiderstand des Leiterfixierungsmaterials 59 ist.
In dem Temperatursensor 1 wird das Hülsenglied 7 durch das Montageglied 11 gehalten, wobei das vordere Ende 25a des Mantelglieds 25 vor der Kontaktfläche 35a des Montageglieds 11 angeordnet ist und das hintere Ende 25b des Mantelglieds 25 hinter der Kontaktfläche 35a des Montageglieds 11 angeordnet ist. Was die zwei Dichtungsglieder 26 (das vordere Dichtungsglied 26a und das hintere Dichtungsglied 26b) betrifft, ist das vordere Dichtungsglied 26a, das an dem vorderen Ende des Mantelglieds 25 angeordnet ist, aus einem Material mit dem gleichen Widerstand ausgebildet wie das Material des hinteren Dichtungsglieds 26b, das an dem hinteren Ende des Mantelglieds 25 angeordnet ist.
Der Temperatursensor 1 ist derart konfiguriert, dass an seinem vorderen Ende empfangene externe Wärme zu einem externen Glied über die Kontaktfläche 35a des Montageglieds 11 übertragen wird. Deshalb ist die Temperatur des Temperatursensors 1 in einem Bereich hinter dem Montageglied 11 niedriger als in einem Bereich vor dem Montageglied 11.
Insbesondere ist die Temperatur eines Teils des Temperatursensors 1 vor dem Montageglied 11 höher als die Temperatur eines Teils des Temperatursensors 1 hinter dem Montageglied 11. Deshalb ist, was die zwei Dichtungsglieder 26 betrifft, das vordere Dichtungsglied 26a in einer Umgebung mit einer höheren Temperatur angeordnet als das hintere Dichtungsglied 26b.
Weil jedoch das vordere Dichtungsglied 26a der zwei Dichtungsglieder 26 mit dem gleichen Isolationswiderstand ausgebildet ist wie das hintere Dichtungsglied 26b kann die Bildung eines Leckstrompfads in dem vorderen Dichtungsglied 26a, das in der Umgebung mit einer höheren Temperatur angeordnet ist, unterdrückt werden.
Deshalb kann in diesem Temperatursensor 1 eine Bildung von Leckstrompfaden in den Dichtungsgliedern 26 unterdrückt werden und kann eine Reduktion der Genauigkeit der Temperaturerfassung verhindert werden. Der Effekt des Verhinderns einer Reduktion der Genauigkeit der Temperaturerfassung wird auch erhalten, wenn das vordere Dichtungsglied 26a aus einem Material ausgebildet ist, das einen größeren Isolationswiderstand aufweist als das Material des hinteren Dichtungsglieds 26b. Der Isolationswiderstand kann durch das Kontrollieren der das Glas bildenden Komponenten bestimmt werden.
1-5. ENTSPRECHUNG ZU DEN ANSPRÜCHEN
Im Folgenden wird die Entsprechung zwischen den für diese Ausführungsform verwendeten Begriffen und den in den Ansprüchen verwendeten Begriffen erläutert.
Jeder der Hülsenleiter 23 entspricht einem Leiter in den Ansprüchen. Jeder der Schweißpunkte 60 zwischen den Elektrodeninseln 58 des temperaturempfindlichen Elements 21 und dem Hülsenleitern 23 entspricht einer Verbindung in den Ansprüchen. Der Isolator 24 entspricht einem Isolator in den Ansprüchen. Das Mantelglied 25 entspricht einem Mantelglied in den Ansprüchen. Das Leiterfixierungsmaterial 59 entspricht einem Abdeckungsglied in den Ansprüchen.
2. ANDERE AUSFÜHRUNGSFORMEN
Vorstehend wurde eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben, wobei die vorliegende Erfindung jedoch nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt ist. Die vorliegende Erfindung kann auch auf verschiedene andere Weise implementiert werden, ohne dass deshalb der Erfindungsumfang verlassen wird.
Zum Beispiel ist in der oben beschriebenen Ausführungsform das temperaturempfindliche Element (und insbesondere die Elektrodeninseln) direkt mit den Leitern des Hülsenglieds verbunden. Das temperaturempfindliche Element (und insbesondere die Elektrodeninseln) kann jedoch auch über andere Glieder mit den Leitern des Hülsenglieds verbunden sein.
Insbesondere können wie in dem Fall des zweiten Temperatursensors 70 von 7 die Elektrodeninseln 58 des temperaturempfindlichen Elements 21 mit den Hülsenleitern 23 des Hülsenglieds 7 über Anschlussdrähte 71 verbunden sein, die aus Platin oder einer Platinlegierung ausgebildet sind.
7 ist eine Querschnittansicht des zweiten Temperatursensors 70 und zeigt den Aufbau eines Teils, in dem das temperaturempfindliche Element 21 mit den Hülsenleitern 23 des Hülsenglieds 7 über die Anschlussdrähte 71 verbunden ist. Komponenten des zweiten Temperatursensors 70, die gleich denjenigen des Temperatursensors 1 der ersten Ausführungsform sind, werden durch gleiche Bezugszeichen angegeben.
Die Anschlussdrähte 71 sind an Schweißpunkten 73 an die Hülsenleiter 23 des Hülsenglieds 7 geschweißt und sind an Schweißpunkten 75 an die Elektrodeninseln 58 des temperaturempfindlichen Elements 21 geschweißt.
Die Verbindungen zwischen den Elektrodeninseln 58 des temperaturempfindlichen Elements 21 und den Anschlussdrähten 71 werden durch ein Anschlussfixierungsmaterial 77 bedeckt. Indem das Anschlussfixierungsmaterial 77 vorgesehen wird, werden das temperaturempfindliche Element 21 und die Anschlussdrähte 71 fest miteinander verbunden.
Das Anschlussfixierungsmaterial 77 besteht aus einem Glasmaterial, das vor allem aus Aluminosilikatglas mit den in 5 angegebenen Komponenten besteht. Das Aluminosilikatglas weist einen Schmelzpunkt von 950°C auf.
In dem zweiten Temperatursensor 70 ist wie in dem Temperatursensor 1 der ersten Ausführungsform das Hülsenglied 7 mit den Dichtungsgliedern 26 versehen und dichten die zwei Dichtungsglieder 26 die offenen gegenüberliegenden Enden (das vordere Ende 25a und das hintere Ende 25b) des Mantelglieds 25 ab. Die Dichtungsglieder 26 sind aus einem Material ausgebildet, das vor allem aus Glas besteht, wobei die Isolationswiderstände der Dichtungsglieder 26 gleich oder größer als der Isolationswiderstand des Anschlussfixierungsmaterials 77 sind.
Weil in dem oben beschriebenen zweiten Temperatursensor 70 wie in dem Temperatursensor 1 der ersten Ausführungsform die zwei Dichtungsglieder 26 die offenen gegenüberliegenden Enden (das vordere Ende 25a und das hintere Ende 25b) des Mantelglieds 25 bedecken, kann eine Wasserabsorption durch den Isolator 24 des Hülsenglieds 7 verhindert werden.
Weil die Dichtungsglieder 26 derart ausgebildet sind, dass sie einen Isolationswiderstand gleich oder größer als derjenige des Anschlussfixierungsmaterials 77 aufweisen, kann eine Bildung von Leckstrompfaden in den Dichtungsgliedern 26 unterdrückt werden.
Deshalb kann in dem zweiten Temperatursensor 70 eine Wasserabsorption durch den Isolator 24 des Hülsenglieds 7 verhindert werden und kann eine Bildung von Leckstrompfaden in dem Isolator 24 und in den Dichtungsgliedern 26 unterdrückt werden, sodass die elektrische Eigenschaft des temperaturempfindlichen Elements 21 genau erfasst werden kann.
Wenn also der zweite Temperatursensor 70 in einer Umgebung mit einer hohen Temperatur verwendet wird, kann eine Reduktion der Genauigkeit der Temperaturerfassung verhindert werden.
Im Folgenden wird die Entsprechung zwischen den für diese Ausführungsform verwendeten Begriffen und den in den Ansprüchen verwendeten Begriffen erläutert. Jeder der Hülsenleiter 23 entspricht einem Leiter in den Ansprüchen. Jeder der Schweißpunkte 75 zwischen den Anschlussdrähten 71 und den Elektrodeninseln 58 des temperaturempfindlichen Elements 21 entspricht einer Verbindung in den Ansprüchen. Der Isolator 24 entspricht einem Isolator in den Ansprüchen. Das Mantelglied 25 entspricht einem Mantelglied in den Ansprüchen. Das Anschlussfixierungsmaterial 77 entspricht einem Abdeckungsglied. Und jeder der Anschlussdrähte 71 entspricht einem anderen Glied, das das temperaturempfindliche Glied elektrisch mit dem Leiter verbindet.
In der oben beschriebenen ersten Ausführungsform ist der Isolator 24 des Hülsenglieds 7 aus Magnesiumoxid ausgebildet. Der Isolator ist jedoch nicht auf Magnesiumoxid beschränkt und kann auch aus einem isolierenden Material wie etwa Siliziumdioxid ausgebildet sein.
In der oben beschriebenen ersten Ausführungsform sind die Dichtungsglieder 26 aus einem Material ausgebildet, das vor allem aus Glas besteht. Das Material der Dichtungsglieder ist jedoch nicht auf ein Material, das vor allem aus Glas besteht, beschränkt. Die Dichtungsglieder können aus einem Keramikmaterial wie etwa Aluminiumoxid, Spinell, Cordierit, Mullit, Steatit, Siliziumcarbid oder Siliziumnitrid oder aus einem wasserabstoßenden Keramikmaterial ausgebildet sein.
In der oben beschriebenen Ausführungsform weist der Temperatursensor ein temperaturempfindliches Element auf, das einen Platinwiderstand enthält. Der Temperatursensor kann aber auch einen anderen Typ von temperaturempfindlichem Element aufweisen. Insbesondere kann ein Thermistorelement, das einen Sinterkörper aus einem leitenden Oxid enthält, als das temperaturempfindliche Element verwendet werden.
Im Folgenden wird ein zweites temperaturempfindliches Element 61, das ein Thermistorelement ist, beschrieben.
8 ist eine perspektivische Ansicht, die das externe Aussehen des zweiten temperaturempfindlichen Elements 61 zeigt, das mit den Hülsenleitern 23 des Hülsenglieds 7 verbunden ist.
Das zweite temperaturempfindliche Element 61 umfasst einen Elementhauptkörper62 und zwei Elektrodenteile 63. Der Elementhauptkörper 62 ist vor allem aus einem Sinterkörper aus einem leitenden Oxid ausgebildet, dessen elektrische Eigenschaft (elektrischer Widerstand) sich mit der Temperatur ändert. Die zwei Elektrodenteile 63 sind an den oberen und unteren Flächen des Elementhauptkörpers 62 ausgebildet.
Die zwei Elektrodenteile 63 sind mit den Hülsenleitern 23 des Hülsenglieds 7 unter Verwendung einer elektrisch leitenden Paste verbunden. Ein Abdeckungsglied 65, das vor allem aus Glas besteht, ist derart ausgebildet, dass es einen Teil der Hülsenleiter 23 und das gesamte zweite temperaturempfindliche Element 61 einschließlich der Verbindungen 69 zwischen den Elektrodenteilen 63 und den Hülsenleitern 23 bedeckt.
Das Hülsenglied 7 in dieser Ausführungsform (dritten Ausführungsform) weist den gleichen Aufbau auf wie das Hülsenglied 7 in der weiter oben beschriebenen ersten Ausführungsform.
Das zweite temperaturempfindliche Element 61, das wie oben beschrieben mit den Hülsenleitern 23 des Hülsenglieds 7 verbunden ist, ist in dem Metallrohr 9 in gleicher Weise wie für das temperaturempfindliche Element 21 beschrieben aufgenommen, wodurch ein Temperatursensor konfiguriert werden kann.
In diesem Temperatursensor dichten wie bei dem Temperatursensor 1 der ersten Ausführungsform die zwei Dichtungsglieder 26 die offenen gegenüberliegenden Enden (das vordere Ende 25a und das hintere Ende 25b) des Mantelglieds 25 ab, sodass eine Reduktion der Genauigkeit der Temperaturerfassung verhindert werden kann. Die Dichtungsglieder 26 weisen einen Isolationswiderstand auf, der gleich oder größer als derjenige des Abdeckungsglieds 65 ist.
In den oben beschriebenen Ausführungsformen ist das Hülsenglied derart konfiguriert, dass die Dichtungsglieder 26 außerhalb des Mantelglieds 25 angeordnet sind. Das Hülsenglied kann aber auch derart konfiguriert sein, dass die Dichtungsglieder innerhalb des Mantelglieds angeordnet sind. Zum Beispiel weist ein in 9 gezeigtes zweites Hülsenglied 107 einen Aufbau auf, in dem innere Dichtungsglieder 126 innerhalb der vorderen und hinteren Endteile des Mantelglieds 25 angeordnet sind.
Das zweite Hülsenglied 107 umfasst das Paar von Hülsenleitern 23 (Elektrodendrähte 23), den Isolator 24, das Mantelglied 25 und die zwei inneren Dichtungsglieder 126. In 9 ist der vordere Endteil des zweiten Hülsenglieds 107, das mit dem temperaturempfindlichen Element 21 verbunden ist, teilweise gezeigt und ist nur eines der zwei inneren Dichtungsglieder 126, das an der vorderen Endseite angeordnet ist, gezeigt. Komponenten des zweiten Hülsenglieds 107, die gleich denjenigen des Hülsenglieds 7 der ersten Ausführungsform sind, werden durch gleiche Bezugszeichen angegeben.
Die Dichtungsglieder können innerhalb und außerhalb des Mantelglieds angeordnet sein. Zum Beispiel enthält ein in 10 gezeigtes drittes Hülsenglied 108 ein zwei Abschnitte umfassendes Dichtungsglied 127, das einen Teil 127a zum Bilden eines inneren Abschnitts, der innerhalb des Mantelglieds angeordnet ist, und einen Teil 127b zum Bilden eines äußeren Abschnitts, der außerhalb des Mantelglieds ausgebildet ist, umfasst und einstückig ausgebildet ist. Es ist jeweils ein zwei Abschnitte umfassendes Dichtungsglied 127 an den vorderen und hinteren Enden des Mantelglieds 25 angeordnet.
Das dritte Hülsenglied 108 umfasst das Paar von Hülsenleitern 23 (Elektrodendrähte 23), den Isolator 24, das Mantelglied 25 und die zwei Dichtungsglieder 127 mit jeweils zwei Abschnitten. In 10 ist der vordere Endteil des dritten Hülsenglieds 108, das mit dem temperaturempfindlichen Element 21 verbunden ist, teilweise gezeigt und ist nur das an der vorderen Endseite angeordnete der zwei Dichtungsglieder 127 mit jeweils zwei Abschnitten gezeigt. Komponenten des dritten Hülsenglieds 108, die gleich denjenigen des Hülsenglieds 7 der ersten Ausführungsform sind, werden durch gleiche Bezugszeichen angegeben.
In den Temperatursensoren der oben beschriebenen Ausführungsformen sind die Abdeckungsglieder (das Leiterfixierungsmaterial 59 und das Anschlussfixierungsmaterial 77) aus einem Glasmaterial ausgebildet, das vor allem aus Aluminosilikatglas mit den in 5 angegebenen Komponenten besteht. Die Abdeckungsglieder können aber auch aus einem anderen Glasmaterial ausgebildet sein.
Zum Beispiel können die Abdeckungsglieder aus Silikatglas, Boratglas, Borsilikatglas oder Phosphorsilikatglas ausgebildet sein.
Das Silikatglas ist ein Glasmaterial das SiO₂ und weiterhin ein beliebiges Erdalkalimetalloxid (MgO, CaO, BaO und SrO) enthält. Das Boratglas ist ein Glasmaterial, das B₂O₃ und weiterhin ein beliebiges Erdalkalimetalloxid (MgO, CaO, BaO und SrO) enthält. Das Borsilikatglas ist ein Glasmaterial das B₂O₃ und SiO₂ und weiterhin ein beliebiges Erdalkalimetalloxid (MgO, CaO, BaO und SrO) enthält. Das Phosphorsilikatglas ist ein Glasmaterial, das P₂O₅ und SiO₂ und weiterhin ein beliebiges Erdalkalimetalloxid (MgO, CaO, BaO und SrO) enthält.
Das Aluminosilikatglas ist ein Glasmaterial, das SiO₂ und Al₂O₃ und weiterhin ein beliebiges Erdalkalimetalloxid (MgO, CaO, BaO und SrO) enthält.
Wenn ein Material, das im Wesentlichen keine die Isolationseigenschaften beeinträchtigenden Erdalkalimetalle enthält (wenn deren Anteil bei zum Beispiel 0,2 Gewichtsprozent oder weniger liegt), als das Glasmaterial für die Abdeckungsglieder (das Leiterfixierungsmaterial und das Anschlussfixierungsmaterial) verwendet wird, kann eine Beeinträchtigung der isolierenden Eigenschaften verhindert werden.
Die vor allem aus Glas bestehenden Abdeckungsglieder (das Leiterfixierungsmaterial 59 und das Anschlussfixierungsmaterial 77) können weiterhin ein Keramikmaterial enthalten. Das enthaltene Keramikmaterial ist nicht auf Aluminiumoxid beschränkt. Beispiele für das Keramikmaterial sind Spinell, Cordierit, Mullit, Steatit, Zirkon, Siliziumcarbid, Siliziumnitrid und Aluminiumnitrid.
Bezugszeichenliste

1: Temperatursensor
7: Hülsenglied
9: Metallrohr (Gehäuse)
11: Montageglied
21: temperaturempfindliches Element
23: Hülsenleiter (Elektrodendraht)
24: Isolator
25: Mantelglied
25a: vorderes Ende
25b: hinteres Ende
26: Dichtungsglied
26a: vorderes Dichtungsglied
26b: hinteres Dichtungsglied
35: vorstehender Teil
35a: Kontaktfläche
37: hinterer Hülsenteil
58: Elektrodeninsel
59: Leiterfixierungsmaterial
61: zweites temperaturempfindliches Element
63: Elektrodenteil
70: zweiter Temperatursensor
71: Anschlussdraht
77: Anschlussfixierungsmaterial.

Claims

Temperatursensor (1, 70), der umfasst: ein temperaturempfindliches Element (21, 61), das eine elektrische Eigenschaft aufweist, die sich mit der Temperatur ändert, ein Hülsenglied (7), das umfasst: wenigstens einen Leiter (23), der sich in einer Längsrichtung des Temperatursensors (1, 70) erstreckt und elektrisch mit dem temperaturempfindlichen Element (21, 61) direkt oder über ein anderes Glied (71) verbunden ist, einen Isolator (24), der aus einem isolierenden Material ausgebildet ist und den wenigstens einen Leiter (23) umgibt, ein Mantelglied (25) aus Metall, das den Isolator (24) bedeckt und an gegenüberliegenden Enden in der Längsrichtung offen ist, und Dichtungsglieder (26, 26a, 26b), die die offenen Enden des Mantelglieds (25) aus Metall abdichten, wobei sich der wenigstens eine Leiter (23) von dem Mantelglied (25) aus Metall durch die Dichtungsglieder (26, 26a, 26b) nach außen erstreckt, und ein Abdeckungsglied (59, 77), das vor allem aus Glas ausgebildet ist und eine Verbindung zwischen dem wenigstens einen Leiter (23) und dem temperaturempfindlichen Element (21, 26) oder eine Verbindung zwischen dem anderen Glied (71) und dem temperaturempfindlichen Element (21, 26) bedeckt, wobei: der elektrische Widerstand des temperaturempfindlichen Elements (21, 26) mit der Temperatur größer wird, und der Isolationswiderstand der Dichtungsglieder (26, 26a, 26b) gleich oder größer als der Isolationswiderstand des Abdeckungsglieds (59, 77) ist.
Temperatursensor (1, 70) nach Anspruch 1, wobei der Isolator (24) des Hülsenglieds (7) aus Magnesiumoxid (MgO) ausgebildet ist.
Temperatursensor (1, 70) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Dichtungsglieder (26, 26a, 26b) des Hülsenglieds (7) vor allem aus Glas ausgebildet sind.
Temperatursensor (1, 70) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, der weiterhin ein Montageglied (11) umfasst, das das Hülsenglied (7) hält und eine Kontaktfläche (35a) für einen Kontakt mit einem externen Glied aufweist, wobei: in der Längsrichtung des Temperatursensors (1, 70) eine Seite, auf welcher das temperaturempfindliche Element (21, 26) angeordnet ist, als eine vordere Endseite definiert ist und eine Seite gegenüber der vorderen Endseite als eine hintere Endseite definiert ist, das Montageglied (11) das Hülsenglied (7) derart hält, dass ein vorderes Ende (25a) des Mantelglieds (25) aus Metall vor der Kontaktfläche des Montageglieds (11) angeordnet ist und dass ein hinteres Ende (25b) des Mantelglieds (25) aus Metall hinter der Kontaktfläche des Montageglieds (11) angeordnet ist, die Dichtungsglieder (26, 26a, 26b) ein vorderes Dichtungsglied (26a), das an dem vorderen Ende des Mantelglieds (25) aus Metall angeordnet ist, und ein hinteres Dichtungsglied (26b), das an dem hinteren Ende des Mantelglieds (25) aus Metall angeordnet ist, umfassen, und der Isolationswiderstand des vorderen Dichtungsglieds (26a) gleich oder größer als der Isolationswiderstand des hinteren Dichtungsglieds (26b) ist.