JP2007212195A - Temperature sensor and method for manufacturing same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、サーミスタ素子を用いた温度センサ及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a temperature sensor using a thermistor element and a method for manufacturing the same.
自動車の排気ガス等の温度を測定する温度センサとして、温度によって抵抗値が変化するサーミスタ素子を用いた温度センサがある(特許文献1参照)。
該温度センサ9は、図18に示すごとく、一対の電極線921を設けたサーミスタ素子92と、上記一対の電極線921にそれぞれ接続された一対の信号線931を内蔵するシースピン93と、上記サーミスタ素子92を覆うように先端部に配設されたカバー94とを有する。そして、サーミスタ素子92とカバー94との間には、熱伝導性に優れたセメント95が充填されている。
As a temperature sensor that measures the temperature of an automobile exhaust gas or the like, there is a temperature sensor that uses a thermistor element whose resistance value changes depending on the temperature (see Patent Document 1).
As shown in FIG. 18, the
ところが、上記従来のガスセンサ9においては、カバー94内にセメント95を充填する際に空気が充分に抜け切らず、特に電極線921の間においてセメント95が充填されていない図18に示すような空隙部分99が形成され易くなってしまうおそれがある。そのため、内燃機関の振動が排気管等からハウジング(図示略)を介して温度センサ9に伝達された場合、内部940に配されたサーミスタ素子92にも振動が伝達され、電極線921に応力が集中して電極線921が断線してしまうおそれがある。
However, in the
また、軸方向に直交する方向の断面が略E字形状の図19に示すような碍子部材96を、サーミスタ素子とシースピンとの間において設けた温度センサが提案されている(特許文献2参照)。上記碍子部材96には溝部962が形成されており、該溝部962に電極線が配置されている。
Further, a temperature sensor has been proposed in which an
しかしながら、上記構成では、溝部962と電極線とは密着していないため隙間が生じ、溝部962内における上記電極線の固定が不充分となるおそれがある。そのため、サーミスタ素子の振動を充分に抑制することが困難となり、電極線に応力が集中して電極線が断線してしまうおそれがある。
これを防ぐために上記溝部962と電極線とを密着させるには、碍子部材96の加工精度を向上させる必要が生じ、温度センサの生産効率が低下すると共に、生産コストが高くなってしまうという問題が生ずる。
However, in the above configuration, since the
In order to prevent this, the
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、電極線の断線を防ぐことができる温度センサ及びその製造方法を提供しようとするものである。 The present invention has been made in view of such conventional problems, and an object of the present invention is to provide a temperature sensor that can prevent disconnection of an electrode wire and a method for manufacturing the same.
第1の発明は、一対の電極線を設けたサーミスタ素子と、
上記一対の電極線にそれぞれ接続された一対の信号線を先端側に露出させた状態で内蔵するシースピンと、
上記サーミスタ素子を覆うように先端部に配設されたカバーと、
上記一対の電極線を連結固定するように配設されたセメントと、
該セメントを上記電極線の周囲に保持すべく上記セメントを固着した絶縁保持部材とを有することを特徴とする温度センサにある(請求項1)。
The first invention comprises a thermistor element provided with a pair of electrode wires;
A sheath pin containing a pair of signal wires connected to the pair of electrode wires in a state of being exposed on the tip side,
A cover disposed at the tip so as to cover the thermistor element;
Cement arranged to connect and fix the pair of electrode wires;
A temperature sensor comprising: an insulating holding member to which the cement is fixed so as to hold the cement around the electrode wire.
次に、本発明の作用効果につき説明する。
本発明の上記温度センサは、上記一対の電極線を連結固定するよう配設された上記セメントと、該セメントを固着した絶縁保持部材とを有する。そのため、上記セメントを、上記絶縁保持部材及び上記電極線に接触させつつ上記絶縁保持部材と上記電極線との間に容易かつ充分に充填することができる。即ち、仮に絶縁保持部材がないと、一対の電極線を連結するようにセメントを配置することが困難となる。そこで、上記絶縁保持部材を上記電極線の周囲に配した上で、これにセメントを保持させるように配置することで、セメントを上記一対の電極線の間に容易に配置することができる。
Next, the effects of the present invention will be described.
The temperature sensor of the present invention includes the cement arranged to connect and fix the pair of electrode wires, and an insulating holding member to which the cement is fixed. Therefore, the cement can be easily and sufficiently filled between the insulating holding member and the electrode wire while being in contact with the insulating holding member and the electrode wire. That is, if there is no insulating holding member, it is difficult to place cement so as to connect a pair of electrode wires. Therefore, the cement can be easily arranged between the pair of electrode wires by arranging the insulating holding member around the electrode wires and arranging the insulation holding members to hold the cement.
これにより、上記一対の電極線間において、空気が抜け切らずセメントが充填されていない空隙部分が形成されることを防ぐことができる。それ故、上記電極線を充分に固定することができ、排気管等を介して内燃機関等の振動が伝達されて上記温度センサが振動しても、上記サーミスタ素子が振動することを抑制することができる。その結果、上記電極線に応力が集中して上記電極線が断線することを防ぐことができる。 Thereby, between the pair of electrode wires, it is possible to prevent formation of a void portion in which air is not completely removed and is not filled with cement. Therefore, the electrode wire can be sufficiently fixed, and even if the vibration of the internal combustion engine or the like is transmitted through an exhaust pipe or the like and the temperature sensor vibrates, the thermistor element is prevented from vibrating. Can do. As a result, it is possible to prevent stress from concentrating on the electrode wire and disconnecting the electrode wire.
以上のごとく、本発明によれば、電極線の断線を防ぐことができる温度センサを提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a temperature sensor that can prevent disconnection of an electrode wire.
第2の発明は、一対の電極線を設けたサーミスタ素子と、上記一対の電極線にそれぞれ接続された一対の信号線を先端側に露出させた状態で内蔵するシースピンと、上記サーミスタ素子を覆うように先端部に配設されたカバーと、上記一対の電極線を連結するように配設されたセメントと、該セメントを上記電極線の周囲に保持するための絶縁保持部材とを有する温度センサを製造するに当たって、
上記電極線の周囲に上記絶縁保持部材を配置し、上記セメントを上記絶縁保持部材及び上記電極線に接触させつつ配置するセメント配置工程と、
上記セメントを乾燥固化するセメント乾燥工程と、
その後、一体化された上記サーミスタ素子と上記電極線と上記セメントと上記絶縁保持部材とを、上記カバーの内部に挿入する素子挿入工程とを有することを特徴とする温度センサの製造方法にある(請求項10)。
The second invention covers a thermistor element provided with a pair of electrode wires, a sheath pin containing a pair of signal lines respectively connected to the pair of electrode wires in a state of being exposed at the tip side, and the thermistor element Temperature sensor having a cover disposed at the tip end portion, a cement disposed so as to connect the pair of electrode wires, and an insulating retaining member for retaining the cement around the electrode wires In manufacturing
Placing the insulation holding member around the electrode wire, and placing the cement in contact with the insulation holding member and the electrode wire, a cement placement step,
A cement drying process for drying and solidifying the cement;
Thereafter, there is an element insertion step of inserting the integrated thermistor element, the electrode wire, the cement, and the insulating holding member into the cover, and the temperature sensor manufacturing method ( Claim 10).
本発明の温度センサの製造方法は、上記電極線の周囲に上記絶縁保持部材を配置し、上記セメントを上記絶縁保持部材及び上記電極線に接触させつつ配置するセメント配置工程を有する。これにより、上記セメントを、上記絶縁保持部材と上記電極線との間に容易かつ充分に充填することができる。即ち、仮に絶縁保持部材がないと、一対の電極線を連結するようにセメントを配置することが困難となる。そこで、上記絶縁保持部材を上記電極線の周囲に配した上で、これにセメントを保持させるように配置することで、セメントを上記一対の電極線の間に容易に配置することができる。 The manufacturing method of the temperature sensor of this invention has the cement arrangement | positioning process which arrange | positions the said insulation holding member around the said electrode wire, and arrange | positions the said cement in contact with the said insulation holding member and the said electrode wire. Thereby, the cement can be easily and sufficiently filled between the insulating holding member and the electrode wire. That is, if there is no insulating holding member, it is difficult to place cement so as to connect a pair of electrode wires. Therefore, the cement can be easily arranged between the pair of electrode wires by arranging the insulating holding member around the electrode wires and arranging the insulation holding members to hold the cement.
これにより、上記一対の電極線間において、空気が抜け切らずセメントが充填されていない空隙部分が形成されることを防ぐことができる。それ故、上記電極線を充分に固定することができ、排気管等を介して内燃機関等の振動が伝達されて上記温度センサが振動しても、上記サーミスタ素子が振動することを抑制することができる。その結果、上記電極線に応力が集中して上記電極線が断線することを防ぐことができる。 Thereby, between the pair of electrode wires, it is possible to prevent formation of a void portion in which air is not completely removed and is not filled with cement. Therefore, the electrode wire can be sufficiently fixed, and even if the vibration of the internal combustion engine or the like is transmitted through an exhaust pipe or the like and the temperature sensor vibrates, the thermistor element is prevented from vibrating. Can do. As a result, it is possible to prevent stress from concentrating on the electrode wire and disconnecting the electrode wire.
また、上記セメントを乾燥固化するセメント乾燥工程を有する。これにより、上記セメントの外周部分のみならず、その内部をも充分に乾燥固化させることができるため、特に上記電極線の間において、上記空隙部分が形成されることを充分に抑制することができる。その結果、上記電極線が断線することを充分に防ぐことができる。 Moreover, it has the cement drying process which dries and solidifies the said cement. As a result, not only the outer peripheral portion of the cement but also the inside thereof can be sufficiently dried and solidified, so that the formation of the void portion can be sufficiently suppressed particularly between the electrode wires. . As a result, the electrode wire can be sufficiently prevented from being disconnected.
以上のごとく、本発明によれば、電極線の断線を防ぐことができる温度センサの製造方法を提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a method for manufacturing a temperature sensor that can prevent disconnection of an electrode wire.
本明細書において、自動車の内燃機関等の排気管内に設置する側を先端側、その反対側を基端側として説明する。 In the present specification, the side to be installed in the exhaust pipe of an automobile internal combustion engine or the like will be described as the front end side, and the opposite side as the base end side.
上記第1の発明(請求項1)において、上記絶縁保持部材は、上記一対の電極線の間に配設される基板部を有することが好ましい(請求項2)。
この場合には、上記一対の電極線の間に上記セメントが充分に充填されていない空隙部分が形成されることを充分に防ぐことができる。
In the first invention (invention 1), the insulating holding member preferably has a substrate portion disposed between the pair of electrode wires (invention 2).
In this case, it is possible to sufficiently prevent the formation of a void portion that is not sufficiently filled with the cement between the pair of electrode wires.
また、上記絶縁保持部材の基板部は、上記一対の電極線の間の空間の90%以上の領域を占有していることが好ましい(請求項3)。
この場合には、上記一対の電極線の間にセメントが充填されていない空隙部分が形成されることを充分に防ぐことができる。
一方、上記領域が一対の電極線の間の空間の90%未満である場合には、一対の電極線の間に上記空隙部が形成され易くなるため、電極線が断線することを充分に防ぐことが困難となるおそれがある。
Moreover, it is preferable that the board | substrate part of the said insulation holding member occupies the area | region 90% or more of the space between said pair of electrode wires.
In this case, it is possible to sufficiently prevent a void portion not filled with cement between the pair of electrode wires.
On the other hand, when the region is less than 90% of the space between the pair of electrode wires, the gap portion is easily formed between the pair of electrode wires, so that the electrode wires are sufficiently prevented from being disconnected. May be difficult.
また、上記一対の電極線の間の空間は、上記電極線における、上記サーミスタ素子への付け根から上記信号線との接続部までの間の部分によって形成される空間であることが好ましい(請求項4)。
上記付け根から上記接続部までの間の部分は、セメントが充填されていない空隙部分が特に形成され易いため、上記一対の電極線の間の空間を上記のように定義することにより、上記電極線の断線を充分に防ぐことができる。
The space between the pair of electrode lines is preferably a space formed by a portion of the electrode line from a root to the thermistor element to a connection portion with the signal line. 4).
Since the space between the base and the connection portion is particularly easily formed as a void portion not filled with cement, the space between the pair of electrode wires is defined as described above, so that the electrode wires Can be sufficiently prevented.
また、上記絶縁保持部材の基板部は、上記電極線の直径の1.16〜1.5倍の厚みを有することが好ましい(請求項5)。
この場合には、上記一対の電極線の間にセメントをより一層容易に充填することができ、上記電極線の断線を充分に防ぐことができる。
The substrate portion of the insulating holding member preferably has a thickness of 1.16 to 1.5 times the diameter of the electrode wire.
In this case, cement can be more easily filled between the pair of electrode wires, and disconnection of the electrode wires can be sufficiently prevented.
一方、上記厚みが電極線の直径の1.16倍未満である場合には、セメントが充填されていない空隙部分が形成され易くなってしまうおそれがある。
また、上記厚みが電極線の直径の1.5倍を超える場合には、上記一対の電極線の間にセメントを配置することが困難となるおそれがある。
On the other hand, when the thickness is less than 1.16 times the diameter of the electrode wire, there is a possibility that a void portion not filled with cement is likely to be formed.
Further, when the thickness exceeds 1.5 times the diameter of the electrode wire, it may be difficult to dispose the cement between the pair of electrode wires.
また、上記絶縁保持部材は、上記一対の電極線の側面に対向するように、該電極線の側方に配置されていても良い(請求項6)。
この場合においても、本発明の作用効果を充分に発揮することができると共に、上記一対の電極線の間に上記セメントを容易に充填することができる。即ち、絶縁保持部材が上記一対の電極線の間に配設されていなくても、電極線の側方に配置させることによって、セメントを上記一対の電極線の間に充分に保持することができる。
In addition, the insulating holding member may be disposed on the side of the pair of electrode wires so as to face the side surfaces of the pair of electrode wires.
Even in this case, the effects of the present invention can be sufficiently exhibited, and the cement can be easily filled between the pair of electrode wires. That is, even if the insulating holding member is not disposed between the pair of electrode wires, the cement can be sufficiently held between the pair of electrode wires by being disposed on the side of the electrode wire. .
また、上記絶縁保持部材と上記サーミスタ素子との間に形成される隙間は、0.1mm以下であることが好ましい(請求項7)。
この場合にも、上記電極線における上記サーミスタ素子への付け根に応力が集中することを充分に抑制することができ、上記電極線の断線を充分に防ぐことができる。
Moreover, it is preferable that the clearance gap formed between the said insulation holding member and the said thermistor element is 0.1 mm or less.
Also in this case, it is possible to sufficiently suppress the concentration of stress at the base of the thermistor element in the electrode wire, and it is possible to sufficiently prevent the electrode wire from being disconnected.
また、上記絶縁保持部材はアルミナからなることが好ましい(請求項8)。
この場合には、上記絶縁保持部材は充分な電気的絶縁性を有するため、上記一対の電極線の間における短絡を充分に防ぐことができる。また、熱伝導性に優れた絶縁保持部材を得ることができるため、応答性に優れた温度センサを得ることができる。
The insulating holding member is preferably made of alumina.
In this case, since the insulation holding member has sufficient electrical insulation, it is possible to sufficiently prevent a short circuit between the pair of electrode wires. Moreover, since the insulation holding member excellent in thermal conductivity can be obtained, a temperature sensor excellent in responsiveness can be obtained.
また、上記セメントは、上記電極線の外周面からの厚みが0.15mm以下となるように配設されていることが好ましい(請求項9)。
この場合には、上記セメントの内部まで充分に乾燥固化させることができる。
一方、上記厚みが0.15mmを越える場合には、セメントの外周部分が先に乾燥固化してしまい、セメントの内部を充分に乾燥固化させることが困難となるおそれがある。そのため、一対の電極線を、セメントによって充分に固定することが困難となるおそれがある。
The cement is preferably disposed so that the thickness from the outer peripheral surface of the electrode wire is 0.15 mm or less.
In this case, the inside of the cement can be sufficiently dried and solidified.
On the other hand, when the thickness exceeds 0.15 mm, the outer peripheral portion of the cement is dried and solidified first, which may make it difficult to sufficiently dry and solidify the inside of the cement. Therefore, it may be difficult to sufficiently fix the pair of electrode wires with cement.
また、上記第2の発明(請求項10)において、上記セメント乾燥工程は、150℃以上で1時間以上保持することにより行うことが好ましい(請求項11)。
この場合には、上記素子挿入工程の前に上記サーミスタ素子と上記電極線と上記絶縁保持部材とを一体化させるべく配設したセメントを充分に乾燥固化させることができる。
尚、上記の150℃以上の温度は、サーミスタ素子を測定して得られる温度である。
In the second invention (Invention 10), it is preferable that the cement drying step is carried out by holding at 150 ° C. or more for 1 hour or more (Invention 11).
In this case, the cement disposed to integrate the thermistor element, the electrode wire, and the insulating holding member before the element insertion step can be sufficiently dried and solidified.
The above temperature of 150 ° C. or higher is a temperature obtained by measuring the thermistor element.
一方、上記セメント乾燥工程を150℃未満又は1時間未満の乾燥工程とした場合には、セメントの内部を充分に乾燥固化させることが困難となり、上記一対の電極線間を充分に固定することが困難となるおそれがある。そのため、電極線に応力が集中して電極線が断線してしまうおそれがある。 On the other hand, when the cement drying step is a drying step of less than 150 ° C. or less than 1 hour, it is difficult to sufficiently dry and solidify the inside of the cement, and the pair of electrode wires can be sufficiently fixed. May be difficult. Therefore, there is a possibility that stress concentrates on the electrode wire and the electrode wire is disconnected.
(実施例1)
本発明の実施例にかかる温度センサ及びその製造方法につき、図1〜図7を用いて説明する。
本例の温度センサ1は、図1、図2、図6、図7に示すごとく、一対の電極線21を設けたサーミスタ素子2と、一対の電極線21にそれぞれ接続された一対の信号線31を先端側に露出させた状態で内蔵するシースピン3と、サーミスタ素子2を覆うように先端部に配設されたカバー4とを有する。
Example 1
A temperature sensor and a manufacturing method thereof according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
1, 2, 6, and 7, the
また、温度センサ1は、図1、図2、図4、図5、図7に示すごとく、一対の電極線21を連結固定するように配設された1次充填セメント51と、該1次充填セメント51を電極線21の周囲に保持すべく1次充填セメント51を固着した絶縁保持部材6とを有する。
Further, as shown in FIGS. 1, 2, 4, 5, and 7, the
以下では、一対の電極線21の周囲において絶縁保持部材6によって保持されたセメントを1次充填セメント51、カバー4の内部40において1次充填セメント51を充填した部分以外のセメントを2次充填セメント52として説明する。尚、単にセメント5というときは、これら2種類のセメントを指すものとする。
In the following, the cement held by the insulating holding
本例の温度センサ1につき、以下に詳説する。
上記カバー4は、ステンレス鋼からなると共に、図1、図2、図6、図7(d)、図7(e)に示すごとく、先端側が略半球状に閉塞された形状を有し、サーミスタ素子2の周囲に配される小径部41と、一対の電極線21の周囲に配される中径部42と、シースピン3の周囲に配される大径部43とを有する。そして、小径部41と中径部42との間、及び中径部42と大径部43との間には、それぞれ第1テーパ部44、第2テーパ部45が形成されている。
The
The
また、図1、図2、図6に示すごとく、カバー4は、大径部43において、シースピン3を外周から加締める加締め部430を有し、該加締め部430において、シースピン3と溶接されている。
また、上記カバー4の内部40には、図1、図2、図6、図7(d)、図7(e)に示すごとく、絶縁保持部材6とサーミスタ素子2とセメント5とが収納されている。
As shown in FIGS. 1, 2, and 6, the
Further, as shown in FIGS. 1, 2, 6, 7 (d), and 7 (e), the insulating holding
絶縁保持部材6は、図1、図2、図4〜図6に示すごとく、一対の電極線21の間に配設される基板部60を有すると共に、一対の電極線21の間の空間の90%以上の領域を占有している。尚、上記一対の電極線21の間の空間とは、電極線21におけるサーミスタ素子2への付け根210から信号線31との接続部211までの間の部分によって形成される空間のことである。
As shown in FIGS. 1, 2, and 4 to 6, the insulating holding
また、上記絶縁保持部材6は、アルミナからなると共に、図3〜図5に示すごとく、温度センサ1の軸方向に直交する断面が略E字形状をなしており、断面の略中心に配された基板部60を挟むように軸方向に沿って2本の溝部62を有する。そして、該2本の溝部62に一対の電極線21が配設されている。
また、本例の絶縁保持部材6の先端部は、サーミスタ素子2の基端部と密着している。
Further, the insulating holding
Further, the distal end portion of the insulating holding
また、カバー4内において、サーミスタ素子2には、図1、図2、図4〜図7に示すごとく、サーミスタ信号を検出するための、白金等よりなる一対の電極線21が接続されている。
また、電極線21は、図2、図4〜図6、図7(a)に示すごとく、互いに平行に離隔配置されており、カバー4の軸に沿いつつ基端側に向かって延びるようにサーミスタ素子2から突出している。
In the
Further, as shown in FIGS. 2, 4 to 6, and 7 (a), the
カバー4の基端側には、図1、図2、図6、図7に示すごとく、電極線21からのサーミスタ信号を外部に取り出すための取り出し配線としてのシースピン3がカバー4の開口部46から挿入されている。
上記シースピン3は、ステンレス鋼からなる一対の信号線31と、該信号線31の周りに配置したマグネシア等の絶縁粉末からなる絶縁部(図示略)と、該絶縁部の外周を覆うステンレス鋼からなる外管部30とからなる。シースピン3は円柱形状を有し、外管部30は円筒形状を有する。
At the base end side of the
The
また、図6に示すごとく、信号線31は、絶縁部及び外管部30から先端側及び後端側に露出している。また、図1、図2、図4、図5、図7に示すごとく、信号線31の先端部とサーミスタ素子2の電極21の基端部とは溶接されて、接続部211が形成されている。一方、信号線31の基端部は、外部リード線(図示略)に接続されている。
As shown in FIG. 6, the
また、図6に示すごとく、シースピン3は、ステンレス鋼からなるリブ12によって保持されている。そして、該リブ12の基端側にステンレス鋼からなる保護チューブ13が、シースピン3や外部リード線の一部を覆うように取付けられ、該保護チューブ13が、取付けネジ141を有するハウジング14に挿通固定されている。
Further, as shown in FIG. 6, the
上記温度センサ1は、取付けネジ141を排気管に螺合させて内燃機関等の排気系に配置される(図示略)。そのため、内燃機関の振動が排気管からハウジング14等を介して温度センサ1に伝達され、温度センサ1の内部に配設されたサーミスタ素子2にも振動が伝達する。
The
次に、本例の温度センサ1の製造方法につき説明する。
本例の製造方法は、図7(a)〜図7(c)に示すごとく、電極線21の周囲に絶縁保持部材6を配置し、1次充填セメント51を絶縁保持部材6及び電極線21に接触させつつ配置するセメント配置工程と、1次充填セメント51を乾燥固化するセメント乾燥工程とを有する。
Next, a manufacturing method of the
In the manufacturing method of this example, as shown in FIGS. 7A to 7C, the insulating holding
上記セメント配置工程においては、例えば、MgO系セメントを水と混合し泥状化した1次充填セメント51を作製する。この泥状化した1次充填セメント51の所定量を、ディスペンサ等を用いて絶縁保持部材6を配置した電極線21の周囲に配設していく。
尚、上記1次充填セメント51は、図4、図7(c)に示すごとく、電極線21の外周面からの厚みが0.15mm以下となるように配設されている。
上記セメント乾燥工程は、150℃以上で1時間以上保持することにより行う。上記の150℃以上の温度は、サーミスタ素子2を測定して得られる温度である。
In the cement placement step, for example, a
In addition, the said primary filling
The cement drying step is performed by holding at 150 ° C. or higher for 1 hour or longer. The temperature of 150 ° C. or higher is a temperature obtained by measuring the
その後、図7(d)に示すごとく、一体化されたサーミスタ素子2と電極線21と1次充填セメント51と絶縁保持部材6とを、カバー4の内部40に挿入する素子挿入工程を有する。
本例においては、図7(d)に示すごとく、カバー4の内部40に上記のような泥状化した未乾燥の2次充填セメント52を注入しておき、その後、図7(e)に示すごとく、上記セメント乾燥工程を経て1次充填セメント51により一体化されたサーミスタ素子2と電極線21と絶縁保持部材6とをカバー4の開口部46からその内部40へと挿入する。
以上の手順により、一対の電極線21の間に空隙部分を形成することなく、カバー4の内部40全体にわたってセメント5を充填することができる。
Thereafter, as shown in FIG. 7D, there is an element insertion step of inserting the
In this example, as shown in FIG. 7 (d), the mud-dried secondary filling
With the above procedure, the
次に、本例の作用効果につき説明する。
本例の温度センサ1は、図1〜図5、図7に示すごとく、一対の電極線21を連結固定するように配設された1次充填セメント51と、該1次充填セメント51を固着した絶縁保持部材6とを有する。そのため、1次充填セメント51を絶縁保持部材6及び電極線21に接触させつつ、絶縁保持部材6と電極線21との間に容易かつ充分に充填することができる。即ち、仮に絶縁保持部材6がないと、一対の電極線21を連結するように1次充填セメント51を配置することが困難となる。そこで、絶縁保持部材6を電極線21の周囲に配した上で、これに1次充填セメント51を保持させるように配置することで、1次充填セメント51を一対の電極線21の間に容易に配設することができる。
Next, the function and effect of this example will be described.
As shown in FIGS. 1 to 5 and FIG. 7, the
これにより、一対の電極線21間において、空気が抜け切らず1次充填セメント51が充填されていない空隙部分(図18における符号99参照)が形成されることを防ぐことができる。それ故、電極線21を充分に固定することができ、排気管等を介して内燃機関等の振動が伝達されて温度センサ1が振動しても、サーミスタ素子2が振動することを抑制することができる。その結果、電極線21に応力が集中して電極線21が断線することを防ぐことができる。
Thereby, between the pair of
本例の温度センサ1の製造方法は、図7(c)に示すごとく、1次充填セメント51を乾燥固化するセメント乾燥工程を有する。これにより、1次充填セメント51の外周部分のみならず、その内部をも充分に乾燥固化させることができるため、特に電極線21間において、上記空隙部分が形成されることを充分に抑制することができる。その結果、電極線21が断線することを充分に防ぐことができる。
The manufacturing method of the
また絶縁保持部材6は、図1、図2、図4〜図6に示すごとく、一対の電極線21の間に配設される基板部60を有するため、一対の電極線21の間に上記空隙部分が形成されることを充分に防ぐことができる。
また、絶縁保持部材6は、同図に示すごとく、一対の電極線21の間の空間の90%以上の領域を占有しているため、一対の電極線21の間に空隙部分が形成されることを充分に防ぐことができる。
Further, as shown in FIGS. 1, 2, and 4 to 6, the insulating holding
Further, as shown in the figure, since the insulating holding
また、一対の電極線21の間の空間は、図1、図2、図4〜図6に示すごとく、電極線21におけるサーミスタ素子2への付け根210から信号線31との接続部211までの間の部分によって形成される空間である。そして、上記空間は、1次充填セメント51が充填されていない空隙部分が特に形成され易い。そのため、一対の電極線21の間の空間を上記のように定義することにより、電極線21の断線を充分に防ぐことができる。
The space between the pair of
また、絶縁保持部材6はアルミナからなる。それ故、絶縁保持部材6は、充分な電気的絶縁性を有するため、一対の電極線21の間における短絡を充分に防ぐことができる。また、熱伝導性に優れた絶縁保持部材6を得ることができるため、応答性に優れた温度センサ1を得ることができる。
The insulating holding
また、1次充填セメント51は、図4に示すごとく、電極線21の外周面からの厚みが0.15mm以下となるため、1次充填セメント51の内部まで充分に乾燥固化させることができる。
また、セメント乾燥工程は、150℃以上で1時間以上保持することにより行うため、素子挿入工程の前にサーミスタ素子2と電極線21と絶縁保持部材6とを一体化させるべく配設した1次充填セメント51を充分に乾燥固化させることができる。
Further, as shown in FIG. 4, the primary filling
Further, since the cement drying process is performed by holding at 150 ° C. or higher for 1 hour or longer, the
以上のごとく、本例によれば、電極線の断線を防ぐことができる温度センサを提供することができる。 As described above, according to this example, it is possible to provide a temperature sensor that can prevent disconnection of an electrode wire.
(実施例2)
本例は、図8に示すごとく、絶縁保持部材6とサーミスタ素子2との間に、0.1mm以下の隙間Gが形成されている温度センサ1の例である。
その他は、実施例1と同様である。
本例のように隙間Gが形成されていても0.1mm以下であれば、電極線21におけるサーミスタ素子2への付け根210に応力が集中することを充分に抑制することができ、電極線21の断線を充分に防ぐことができる。
その他、実施例1と同様の作用効果を有する。
(Example 2)
This example is an example of the
Others are the same as in the first embodiment.
Even if the gap G is formed as in this example, if it is 0.1 mm or less, it is possible to sufficiently suppress the stress from concentrating on the
In addition, the same effects as those of the first embodiment are obtained.
(実施例3)
本例は、図9に示すごとく、一対の電極線21の間に一枚の平板状の基板部60からなる絶縁保持部材6を配設してなる温度センサ1の例である。
上記絶縁保持部材6の基板部60は、同図に示すごとく、一対の電極線21と一対の信号線31とのいずれにも接するよう配置されていると共に、電極線21の直径の1.16〜1.5倍の厚みtを有する。
また、一対の電極線21の周囲は、1次充填セメント51により覆われている。
その他は、実施例1と同様である。
(Example 3)
As shown in FIG. 9, this example is an example of the
The
Further, the periphery of the pair of
Others are the same as in the first embodiment.
本例の絶縁保持部材6の基板部60は、電極線21の直径の1.16〜1.5倍の厚みtを有するため、一対の電極線21の間に1次充填セメント51を一層容易に充填することができ、電極線21の断線を充分に防ぐことができる。
その他、実施例1と同様の作用効果を有する。
Since the
In addition, the same effects as those of the first embodiment are obtained.
(実施例4)
本例は、図10に示すごとく、断面が略H字形状の絶縁保持部材6を有する温度センサ1の例である。
本例の絶縁保持部材6は、同図に示すごとく、基板部60と2つの側板部61とを有し、2つの側板部61の間において、基板部60を挟み込むようにして一対の電極線21と一対の信号線31とが配設されている。
その他は、実施例1と同様の構成及び作用効果を有する。
Example 4
This example is an example of the
As shown in the figure, the insulating holding
Others have the same configuration and effects as the first embodiment.
(実施例5)
本例は、図11に示すごとく、断面が略T字形状の絶縁保持部材6を有する温度センサ1の例である。
本例の絶縁保持部材6は、同図に示すごとく、基板部60と側板部61とをそれぞれ1つずつ有し、基板部60と側板部61とに当接するよう一対の信号線31が配設されている。また、電極線21は、信号線31と基板部60とに当接している。
その他は、実施例1と同様の構成及び作用効果を有する。
(Example 5)
This example is an example of the
As shown in the figure, the
Others have the same configuration and effects as the first embodiment.
(実施例6)
本例は、図12に示すごとく、一対の電極線21の側面に対向するように該電極線21の側方に配置されている絶縁保持部材6を有する温度センサ1の例である。
即ち、本例の絶縁保持部材6は、同図に示すごとく、一枚の平板状の絶縁保持部材6よりなり、電極線21の中心同士を結ぶ線に平行に配設されている。また、信号線31が絶縁保持部材6と当接しており、絶縁保持部材6と当接している側と反対側において、電極線21が信号線31に接合されている。
その他は、実施例1と同様である。
(Example 6)
This example is an example of the
That is, the insulating holding
Others are the same as in the first embodiment.
本例においても、本発明の作用効果を充分に発揮することができると共に、一対の電極線21の間に、1次充填セメント51を容易かつ充分に充填することができる。
その他、実施例1と同様の作用効果を有する。
Also in this example, the effects of the present invention can be sufficiently exhibited, and the primary filling
In addition, the same effects as those of the first embodiment are obtained.
(実験例1)
本例は、図13、図14に示すごとく、温度センサに衝撃試験を行った例である。そして、このとき電極線21に作用した引張り応力の大きさと、上記衝撃試験によって電極線21が断線した温度センサの数量とを調べた。
(Experimental example 1)
In this example, as shown in FIGS. 13 and 14, an impact test was performed on the temperature sensor. And the magnitude | size of the tensile stress which acted on the
本例では、セメント5を充填させる部位を種々変更して試料を作製した。図13(a)に示す試料E1として、カバー4の内部40全体にわたってセメント5を充填した温度センサを、図13(b)に示す試料E2として、カバー4の先端部の内側面からサーミスタ素子2の先端面までと電極線21の間全体にセメント5を充填した温度センサを作製した。
In this example, samples were prepared by variously changing the site where the
また、図13(c)に示す試料E3として、電極線21のサーミスタ素子2への付け根210から電極線21と信号線31との接続部211の間の範囲を除いたカバー4の内部40にセメント5を充填した温度センサを、図13(d)に示す試料E4として、サーミスタ素子2の先端側と、電極線21と信号線31との接続部211よりも基端側の部位とにセメント5を充填した温度センサを作製した。
Further, as a sample E3 shown in FIG. 13C, the inside 40 of the
また、図13(e)に示す試料E5として、電極線21と信号線31との接続部211よりも基端側の部位にセメント5を充填した温度センサを、図13(f)に示す試料E6として、カバー4の内部40にセメントを充填しない温度センサを作製した。
Further, as a sample E5 shown in FIG. 13 (e), a temperature sensor in which
尚、衝撃試験は、上記試料の温度センサの基端側を拘束して、100Gの加速度を温度センサに与えることによって行った。また、上記100Gの加速度は、電極線21の中心と電極線21の中心とを結ぶ線に直交する方向である、図15に示すY方向に加えた。
The impact test was performed by restraining the base end side of the temperature sensor of the sample and giving an acceleration of 100 G to the temperature sensor. The acceleration of 100 G was applied in the Y direction shown in FIG. 15, which is a direction orthogonal to the line connecting the center of the
衝撃試験の結果を図14に示す。尚、図14中の括弧内の数字は、分母が衝撃試験を行った試料の数量であり、分子が衝撃試験によって電極線21が断線した試料の数量である。
同図より、試料E1、E2に関しては、電極線21に作用する引張り応力は、5MPaを下回っており比較的小さく、また、衝撃試験を行っても電極線21が断線していないことがわかる。一方、試料E3〜E6に関しては、引張り応力は、5MPaを上回っており比較的大きく、また、衝撃試験によって電極線21が断線している試料もあることがわかる。
The result of the impact test is shown in FIG. The numbers in parentheses in FIG. 14 are the number of samples in which the denominator has undergone the impact test, and the numerator is the number of samples in which the
From the figure, it can be seen that for the samples E1 and E2, the tensile stress acting on the
また、図13(b)、図13(c)、図14から、試料E2と試料E3とを比較してみると、一対の電極線21の間に1次充填セメント51を配設する方が他の部位にセメント5を配設することよりも、電極線21の断線を防ぐという観点からは重要であることがわかる。
13B, FIG. 13C, and FIG. 14, when comparing the sample E2 and the sample E3, it is better to dispose the primary filling
(実験例2)
本例は、図16、図17に示すごとく、セメント5を充填させる部位を種々変更してX方向及びY方向に振動を与えた場合に、X方向、Y方向それぞれにおいて電極線21に作用する応力を調べた例である。また、衝撃試験によって電極線21に断線が生じた試料の数量も調べた。
(Experimental example 2)
In this example, as shown in FIG. 16 and FIG. 17, when various portions of the
尚、図17のグラフ中に記載のX方向とは、図15に示すごとく、極線21の中心と電極線21の中心とを結んだ線の方向と平行な方向であり、Y方向とは、同図に示すごとく、X方向に直交する方向のことをいう。
また、図17中の括弧内の数字は、分母が衝撃試験を行った試料の数量であり、分子が衝撃試験によって電極線21が断線した試料の数量である。
The X direction described in the graph of FIG. 17 is a direction parallel to the direction of the line connecting the center of the
The numbers in parentheses in FIG. 17 are the number of samples in which the denominator has performed an impact test, and the numerator is the number of samples in which the
また、図17に示すX方向、Y方向におけるそれぞれ2本の棒グラフは、左の棒グラフが電極線21におけるサーミスタ素子2への付け根210において作用する応力であり、右の棒グラフがサーミスタ素子2の電極線210とシースピン3の信号線31との接続部211において作用する応力を示している。
Further, in each of the two bar graphs in the X direction and the Y direction shown in FIG. 17, the left bar graph is the stress acting on the
本例の温度センサとして、上記実験例1で作製した試料と同じ構成の図16(a)に示す試料E1、図16(b)に示す試料E2、図16(f)に示す試料E6の他に以下の試料を作製した。即ち、図16(c)に示す試料E7として、試料E2と同様に電極線21間に1次充填セメント51は充填されているが、電極線21における付け根210の周囲にセメントが充填されていない空隙部が0.8mm形成されている温度センサを、図16(d)に示す試料E8として、一対の電極線21の周囲に1次充填セメント51を充填させた温度センサを、図16(e)に示す試料E9として、試料E8と同様に電極線21間に1次充填セメント51は充填されているが、電極線21における付け根210の周囲に1次充填セメント51が充填されていない空隙部が0.8mm形成されている温度センサを作製した。
As the temperature sensor of this example, in addition to the sample E1 shown in FIG. 16A, the sample E2 shown in FIG. 16B, and the sample E6 shown in FIG. The following samples were prepared. That is, as the sample E7 shown in FIG. 16C, the primary filling
試験結果を図17に示す。
同図より、試料E1、E2、E7、E8の電極線21に作用する応力は、X方向、Y方向共に比較的小さいことがわかる。また、この場合においては、衝撃試験を行っても、電極線21に断線が生じていないことがわかる。
一方、同図より、試料E6、E9の電極線21に作用する応力は、X方向、Y方向共に大きいことがわかる。更に、この場合には、衝撃試験を行った結果、電極線21に断線が生じていることもわかる。
The test results are shown in FIG.
From the figure, it can be seen that the stress acting on the
On the other hand, it can be seen from the figure that the stress acting on the
また、図16、図17より、試料E2と試料E7、及び試料E8と試料E9とを比較してみると、電極線21のサーミスタ素子2への付け根210部分に1次充填セメント51を充分に充填する場合には、電極線21に作用する応力を充分に低減させることがわかる。
更に、図16(c)、図16(d)、図17より、試料E7と試料E8とを比較してみると、カバー4の内部40の先端部に2次充填セメント52を充填するよりも、電極線21の間に空隙部分を形成することなく1次充填セメント51を充填する方が、電極線21に作用する応力を低減させることがわかる。
16 and 17, when comparing sample E2 and sample E7, and sample E8 and sample E9, primary filling
16C, FIG. 16D, and FIG. 17, comparing the sample E7 and the sample E8, it is more than the filling of the secondary filling
1 温度センサ
2 サーミスタ素子
21 電極線
3 シースピン
31 信号線
4 カバー
5 セメント
6 絶縁保持部材
DESCRIPTION OF
Claims (11)
上記一対の電極線にそれぞれ接続された一対の信号線を先端側に露出させた状態で内蔵するシースピンと、
上記サーミスタ素子を覆うように先端部に配設されたカバーと、
上記一対の電極線を連結固定するように配設されたセメントと、
該セメントを上記電極線の周囲に保持すべく上記セメントを固着した絶縁保持部材とを有することを特徴とする温度センサ。 A thermistor element provided with a pair of electrode wires;
A sheath pin containing a pair of signal wires connected to the pair of electrode wires in a state of being exposed on the tip side,
A cover disposed at the tip so as to cover the thermistor element;
Cement arranged to connect and fix the pair of electrode wires;
A temperature sensor comprising: an insulating holding member to which the cement is fixed to hold the cement around the electrode wire.
上記電極線の周囲に上記絶縁保持部材を配置し、上記セメントを上記絶縁保持部材及び上記電極線に接触させつつ配置するセメント配置工程と、
上記セメントを乾燥固化するセメント乾燥工程と、
その後、一体化された上記サーミスタ素子と上記電極線と上記セメントと上記絶縁保持部材とを、上記カバーの内部に挿入する素子挿入工程とを有することを特徴とする温度センサの製造方法。 A thermistor element provided with a pair of electrode wires, a sheath pin built in a state where a pair of signal lines connected to the pair of electrode wires are exposed on the tip side, and a tip portion so as to cover the thermistor element In manufacturing a temperature sensor having an installed cover, a cement arranged to connect the pair of electrode wires, and an insulating holding member for holding the cement around the electrode wires,
Placing the insulation holding member around the electrode wire, and placing the cement in contact with the insulation holding member and the electrode wire, a cement placement step,
A cement drying process for drying and solidifying the cement;
Thereafter, an element insertion step of inserting the integrated thermistor element, the electrode wire, the cement, and the insulating holding member into the cover is provided.
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