JP2009300237A - Temperature sensor and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動車排ガス等の被測定流体が流通する流路内に、金属製保護管に収容した感温素子を突出位置させて、被測定流体の温度を検出する温度センサに関する。 The present invention relates to a temperature sensor that detects the temperature of a fluid to be measured by projecting a temperature sensing element accommodated in a metal protective tube into a flow path through which the fluid to be measured such as automobile exhaust gas flows.
自動車エンジンの排出ガス規制に対応するため、NOxの発生を抑制する排ガス再循環システム(以下、EGRシステムという)や触媒等を用いた排ガス処理システムが広く利用されている。これらシステムでは、EGRガスまたは排ガス流路内に温度センサを設けて、EGRガスまたは排ガス温度に基づく最適な制御を実施することで、排気エミッションの低減を図っている。かかる用途には、高応答で検出温度範囲の広い温度センサが求められ、サーミスタ等の感温素子を用いた温度センサが用いられる(例えば、特許文献1、2等)。
図5(a)は、従来の温度センサ構成の一例を示すもので、金属製のプロテクションチューブ110内に収容されるサーモユニット100と、プロテクションチューブ110を保持する取付用のハウジング部120と、信号取出用のワイヤ部130と、サーモユニット100と、ワイヤ部130を接続するための端子部140とを備えている。サーモユニット100は、プロテクションチューブ110の先端部内に位置するサーミスタ素子チップ101と、リード線であるジュメット線(Du線)102、ステンレス線(SUS線)104を絶縁保持する碍子管105を有し、Du線102とSUS線104は碍子管105内で接続されている。サーミスタ素子チップ101と碍子管105から突出するリード線102はガラス103で封着される。
FIG. 5A shows an example of a conventional temperature sensor configuration. The
ハウジング部120は、図示しないガス流路壁に固定され、プロテクションチューブ103の先端側がガス流路内に突出位置して、ガス温度を検出する。ワイヤ部130は、図5(b)に示すように、芯線部131(例えばSUS線)の外周を撚り線部132(例えばSUS線)にて取り囲み、全体を絶縁被覆部133で覆った構成となっている。
The
図6は、図5の温度センサの製造工程を示すもので、まず、サーミスタ素子チップ101に、リード線の一部を構成するDu線102を金ペーストにより溶着し、素子チップ101を含む先端部を覆ってガラス103を溶着する(工程(1)〜(4))。次いで、Du線102に、リード線の他の部分を構成するSUS線104を溶接し、絶縁碍子管105内に挿通して、サーモユニット100とする(工程(5)〜(6))。さらに絶縁碍子管105の後端部から引き出されるSUS線104を、端子部140の一端側に溶接固定する(工程(6))。
FIG. 6 shows a manufacturing process of the temperature sensor of FIG. 5. First, a
端子部140の他端側には、ワイヤ部130の一端を、絶縁被覆部133から露出させて溶接固定し、端子部140近傍のワイヤ部130外周にブッシュ106を装着する(工程(8))。次いで、先端部にセメント107を充填したプロテクションチューブ110を覆着し、ブッシュ106の外周においてプロテクションチューブ110をかしめ固定する(工程(9))。
One end of the
近年、自動車エンジンからの排ガス規制が強化される傾向にあり、NOx発生量の大幅な削減が求められている。また、EGRシステムの高精度化に伴い、温度センサに対し高信頼性、低コスト化要求が大きくなっている。 In recent years, exhaust gas regulations from automobile engines tend to be strengthened, and a significant reduction in the amount of NOx generated is required. In addition, with increasing accuracy of the EGR system, there is a growing demand for high reliability and low cost for temperature sensors.
ところが、上記従来の温度センサは、サーモユニット100とワイヤ部130が端子部140を介して接続され(図5のB部)、サーミスタ素子チップ101からワイヤ部130までの接合工程が煩雑となる不具合があった。具体的には、図6において、サーミスタ素子チップ101とDu線102の溶着(図中a)、先端部のガラス溶着(図中b)、Du線102とSUS線104の溶接(図中c)、SUS線104と端子部140の溶接(図中d)、端子部140とワイヤ部130の溶接(図中e)の5箇所の接合があり、各接合箇所に溶接強度に加え、短絡防止が必要とされる。長期的には、高温の排ガス等により加熱された条件下で振動が繰り返し加わることによる強度低下が懸念される。このため、接合工数大による生産コストアップ、接合箇所毎の信頼性保証が問題となっている。
However, in the conventional temperature sensor, the
そこで、本発明の目的は、EGRシステムや排ガス浄化システムに用いられる温度センサの製造工程を簡易にして、生産コスト低減を図り、かつ信頼性を向上させることで、高性能の温度センサを安価に提供することにある。 Accordingly, the object of the present invention is to simplify the manufacturing process of the temperature sensor used in the EGR system and the exhaust gas purification system, to reduce the production cost, and to improve the reliability, thereby reducing the cost of the high-performance temperature sensor. It is to provide.
請求項1の発明は、一端閉鎖の金属製保護管を、取付部を有するハウジングに保持し、上記保護管の閉鎖側端部内に感温素子を収容するとともに、上記感温素子と電気的に接続されるワイヤ部を備える温度センサであって、
上記ワイヤ部は、芯線部の外周囲を他の線材が取り囲む二重線構造の一対のリード線を有し、その一端側を上記保護管内に絶縁保持する一方、他端側を外周に絶縁被覆部を形成したリードワイヤとして上記保護管の開放側端部から外部へ延出し、
かつ上記一端側の上記二重線の芯線部を上記保護管の閉鎖側端部内にて露出させて、上記感温素子と接合したことを特徴とする。
According to the first aspect of the present invention, a metal protective tube closed at one end is held in a housing having a mounting portion, and the temperature sensing element is accommodated in the closed end portion of the protection tube, and electrically connected to the temperature sensing element. A temperature sensor comprising a wire part to be connected,
The wire portion has a pair of lead wires having a double wire structure in which the outer periphery of the core wire portion is surrounded by another wire, and one end side thereof is insulated and held in the protective tube, while the other end side is covered with an insulating coating. As a lead wire forming a part, it extends to the outside from the open side end of the protective tube,
And the core part of the said double line | wire of the said one end side is exposed within the closed side end part of the said protective tube, It joined to the said temperature sensitive element, It is characterized by the above-mentioned.
本発明の温度センサによれば、ワイヤ部が、接合部を有しない一体型構造となっているので、感温素子と二重線としたワイヤ部の芯線部を溶着することで、容易に製造でき、接合箇所が大幅に低減できる。これにより、部品点数および製造工程数を削減して、品質のバラツキを低減し、信頼性を確保できる。また、ワイヤ部は、感温素子と接合される芯線部と、その外周部にそれぞれ最適な線材を用いることができ、コストと品質を容易に両立させることが可能である。 According to the temperature sensor of the present invention, since the wire portion has an integral structure having no joint portion, it is easily manufactured by welding the core portion of the wire portion as a double wire with the temperature sensitive element. This can greatly reduce the number of joints. As a result, the number of parts and the number of manufacturing steps can be reduced, quality variations can be reduced, and reliability can be ensured. Moreover, the wire part can use the optimal wire for the core part joined to the temperature sensing element and the outer peripheral part thereof, respectively, and it is possible to easily achieve both cost and quality.
よって、高性能な温度センサを安価に製造することができ、自動車用排ガス浄化装置のように温度検出範囲が広く、繰り返し振動等が加わる条件下においても、断線等のおそれが小さく耐久性に優れるので、工業的利用価値が高い。 Therefore, a high-performance temperature sensor can be manufactured at a low cost, and the temperature detection range is wide as in an exhaust gas purification device for automobiles. Even under conditions where repeated vibrations are applied, there is little risk of disconnection and the like, and excellent durability. So industrial use value is high.
請求項2の発明では、上記リード線は、上記芯線部とその外周を取り囲む撚り線部からなる二重線構造であり、上記芯線部がジュメット線からなる。 According to a second aspect of the present invention, the lead wire has a double wire structure composed of the core wire portion and a stranded wire portion surrounding the outer periphery thereof, and the core wire portion is made of a dumet wire.
具体的には、芯線部の外周を撚り線部が覆う二重線構造とすることで、本発明が容易に実現できる。この芯線部にジュメット線を用いると、感温素子を保護管内でガラス封着する構成に有利であり、必要な強度と耐熱性、ガラスと同等の熱膨張係数を有することから、高品質かつ低コストとすることができる。 Specifically, the present invention can be easily realized by adopting a double wire structure in which the outer periphery of the core wire portion is covered by the stranded wire portion. Using a dumet wire for this core wire part is advantageous for the structure in which the thermosensitive element is sealed in glass within a protective tube, and has the necessary strength and heat resistance, and the thermal expansion coefficient equivalent to that of glass. It can be a cost.
請求項3の発明では、上記他の線材が、ステンレス線を基材とする。
In the invention of
二重線構造とした上記リード線において、芯線部の外周を囲む撚り線部には、強度、耐久性に優れるステンレス線を基材とするものが好適に用いられる。 In the lead wire having a double-wire structure, a stranded wire portion surrounding the outer periphery of the core wire portion is preferably made of a stainless steel wire having excellent strength and durability as a base material.
請求項4の発明は、一端閉鎖の金属製保護管を、取付部を有するハウジングに保持し、上記保護管の閉鎖側端部内に感温素子を収容するとともに、上記感温素子と電気的に接続されるワイヤ部を備える温度センサであって、
上記ワイヤ部は、少なくとも一端側端部が芯線部のない中空線構造である一対のリード線を有し、該一端側を上記保護管内に絶縁保持する一方、他端側を外周に絶縁被覆部を形成したリードワイヤとして上記保護管の開放側端部から外部へ延出し、
かつ上記保護管の閉鎖側端部内にて、上記中空線の上記一端側端部口内に上記感温素子に設けたリード部を挿通して上記中空線と接合したことを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, a metal protective tube closed at one end is held in a housing having a mounting portion, a temperature sensing element is accommodated in a closed end portion of the protection tube, and electrically connected to the temperature sensing element. A temperature sensor comprising a wire part to be connected,
The wire portion has a pair of lead wires having a hollow wire structure with at least one end side end portion having no core wire portion, and the one end side is insulated and held in the protective tube, while the other end side is insulated on the outer periphery. As the lead wire formed, it extends from the open side end of the protective tube to the outside,
And in the closed end part of the said protective tube, the lead part provided in the said thermosensitive element was penetrated in the said one end side edge part opening | mouth of the said hollow wire, It was characterized by the above-mentioned.
本発明の温度センサによれば、ワイヤ部が、接合部を有しない一体型構造となっているので、感温素子のリード部を中空線としたワイヤ部に溶着することで、容易に製造でき、接合箇所が大幅に低減できる。これにより、部品点数および製造工程数を削減して、品質のバラツキを低減し、信頼性を確保できる。また、ワイヤ部は芯線部を有しないので、線材コストが低減でき、感温素子のリード部とワイヤ部に、それぞれ最適な線材を用いることで、コストと品質を容易に両立させることが可能である。 According to the temperature sensor of the present invention, since the wire portion has an integral structure without a joint portion, it can be easily manufactured by welding the lead portion of the temperature sensing element to the wire portion having a hollow wire. The joint location can be greatly reduced. As a result, the number of parts and the number of manufacturing steps can be reduced, quality variations can be reduced, and reliability can be ensured. In addition, since the wire part does not have a core wire part, the wire cost can be reduced, and it is possible to easily achieve both cost and quality by using optimum wire materials for the lead part and the wire part of the temperature sensing element. is there.
よって、高性能な温度センサを安価に製造することができ、自動車用排ガス浄化装置のように温度検出範囲が広く、繰り返し振動等が加わる条件下においても、断線等のおそれが小さく耐久性に優れるので、工業的利用価値が高い。 Therefore, a high-performance temperature sensor can be manufactured at a low cost, and the temperature detection range is wide as in an exhaust gas purification device for automobiles. Even under conditions where repeated vibrations are applied, there is little risk of disconnection and the like, and excellent durability. So industrial use value is high.
請求項5の発明では、上記感温素子の上記リード部が、ジュメット線からなる。 According to a fifth aspect of the present invention, the lead portion of the temperature sensitive element is made of a dumet wire.
具体的には、感温素子に接合されるリード部に、ジュメット線を用いると、感温素子を保護管内でガラス封着する構成に有利であり、必要な強度と耐熱性、ガラスと同等の熱膨張係数を有することから、高品質かつ低コストとすることができる。 Specifically, using a jumet wire for the lead part to be joined to the temperature sensitive element is advantageous for the structure in which the temperature sensitive element is sealed in a protective tube with glass, and has the same strength and heat resistance as glass. Since it has a thermal expansion coefficient, it can be made high quality and low cost.
請求項6の発明では、上記リード線が、ステンレス線を基材とする撚り線からなる。
In the invention of
中空線構造の上記リード線には、強度、耐久性に優れるステンレス線を基材とするものが好適に用いられる。 As the lead wire having a hollow wire structure, a stainless steel wire excellent in strength and durability is preferably used.
請求項7の発明では、上記保護管の閉鎖側端部内に収容した碍子管にて、上記一対のリード線の上記一端側を、絶縁保持する。 According to a seventh aspect of the present invention, the one end side of the pair of lead wires is insulated and held by the insulator tube accommodated in the closed side end portion of the protective tube.
好適には、保護管内に収容されるリード線を、碍子管にて保持固定することで、一対のリード線間および金属製の保護管との管の絶縁を確保することができる。 Preferably, the lead wire accommodated in the protective tube is held and fixed by the insulator tube, whereby insulation between the pair of lead wires and the metal protective tube can be ensured.
請求項8の発明は、請求項1ないし3のいずれか1項に記載の温度センサの製造方法であって、
一端側に上記二重線の芯線部を露出させ、他端側の外周に絶縁被覆部を設けた上記ワイヤ部の上記一対のリード線を形成する工程と、
露出する上記芯線部を上記感温素子と接合し、該接合部および上記感温素子の周囲をガラス溶着する工程と、
上記保護管の開口側端部から、上記感温素子および上記一対のリード線の上記一端側を挿入して、上記感温素子を上記保護管の閉鎖側端部内に配置させ、上記保護管内に上記一対のリード線の間を絶縁保持させる工程とを有する。
Invention of
A step of exposing the core portion of the double wire on one end side and forming the pair of lead wires of the wire portion provided with an insulating coating portion on the outer periphery on the other end side;
Bonding the exposed core wire part with the temperature sensing element, and welding the periphery of the joint part and the temperature sensing element;
The temperature sensing element and the one end side of the pair of lead wires are inserted from the opening side end of the protection tube, and the temperature sensing element is disposed in the closing side end of the protection tube. And a step of insulating and holding the pair of lead wires.
上記製造方法によれば、ワイヤ部の接合箇所が、感温素子と芯線部を接合する1箇所のみであり、感温素子のガラス封着を行っても、端子部を介在させる従来方法に比べて、部品点数および接合工数減により生産コストを大幅に低減できる。また、接合箇所の削減により品質のバラツキが低減し、信頼性も向上する。 According to the above manufacturing method, the bonding portion of the wire portion is only one portion where the temperature sensing element and the core wire portion are joined, and even if the temperature sensing element is glass-sealed, compared with the conventional method in which the terminal portion is interposed. Thus, the production cost can be greatly reduced by reducing the number of parts and the number of joining processes. In addition, quality variations are reduced by reducing the number of joints, and reliability is improved.
請求項9の発明は、請求項4ないし6のいずれか1項に記載の温度センサの製造方法であって、
上記感温素子に上記リード部を接合し、該接合部および上記感温素子の周囲をガラス溶着する工程と、
少なくとも一端側の端部を芯線部のない中空線構造とした上記ワイヤ部の上記一対のリード線を形成する工程と、
上記一端側の上記中空線内に、上記感温素子の上記リード部を挿入して、両者を接合する工程と、
上記保護管の開口側端部から、上記感温素子および上記一対のリード線の上記一端側を挿入して、上記感温素子を上記保護管の閉鎖側端部内に配置させ、上記保護管内に上記一対のリード線の間を絶縁保持させる工程とを有する。
Invention of
Bonding the lead portion to the temperature sensitive element, and welding the periphery of the junction and the temperature sensitive element;
Forming the pair of lead wires of the wire portion with a hollow wire structure having no core wire portion at least on one end side; and
Inserting the lead portion of the thermosensitive element into the hollow wire on the one end side, and joining the two;
The temperature sensing element and the one end side of the pair of lead wires are inserted from the opening side end of the protection tube, and the temperature sensing element is disposed in the closing side end of the protection tube. And a step of insulating and holding the pair of lead wires.
上記製造方法によれば、ワイヤ部の接合箇所が、感温素子のリード部と一端側の中空線を接合する1箇所のみであり、感温素子のガラス封着を行っても、端子部を介在させる従来方法に比べて、部品点数および接合工数減により生産コストを大幅に低減できる。また、接合箇所の削減により品質のバラツキが低減し、信頼性も向上する。 According to the above manufacturing method, the bonding portion of the wire portion is only one portion where the lead portion of the temperature sensitive element and the hollow wire on the one end side are joined. Compared to the conventional method of interposing, the production cost can be greatly reduced by reducing the number of parts and the number of joining processes. In addition, quality variations are reduced by reducing the number of joints, and reliability is improved.
以下、図1、2に基づいて本発明の第1実施形態を説明する。図1(a)は本発明を適用した温度センサSの全体構成を示し、温度センサSは、感温素子であるサーミスタ素子チップ11を有する感温部1と、金属製保護管であるプロテクションチューブ2および取り付け用のハウジング5と、信号取り出し用のワイヤ部Wとによって構成されている。温度センサSは、自動車エンジンの排ガス処理システム、例えば、EGRシステムにおける温度検出用として好適に用いられる。EGRシステムは、吸入空気中に排気ガスの一部を再循環させることで、燃焼温度上昇によるNOxの発生を抑制するシステムであり、温度センサSの検出結果に基づいてシステムの作動を制御する。
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1A shows the overall configuration of a temperature sensor S to which the present invention is applied. The temperature sensor S includes a
図1(a)において、感温部1は、温度により電気的抵抗が変化するサーミスタの素子チップ11をガラス12に封入したものである。サーミスタとしては、通常公知のNTCサーミスタ、例えばY(Cr、Mn)O3 を主成分とするもの等を使用することができる。素子チップ11は、サーミスタを構成するセラミック原料粉末を配合し、所定形状(例えば円柱状)の成形体としたものを、高温で焼成することによって得られる。または、シート状に成形した成形体を焼成した後、所定の抵抗値を得られる寸法にカットすることにより得られる。
In FIG. 1A, a
プロテクションチューブ2は、一端閉鎖の円筒管状で、例えばSUS(ステンレス鋼)等の金属からなる。感温部1は、プロテクションチューブ2の閉鎖側端部21(図1(a)の左端部)内に、アルミナ等よりなるセメント13を用いて保持固定されている。プロテクションチューブ2の中間部外周を支持するハウジング5は、厚肉円筒状で、例えばSUS(ステンレス鋼)、鉄等の金属からなる。ハウジング5は、図の左半部外周にねじ状の取付部51を有し、該取付部51にて図示しないエンジン排気管壁にねじ固定される。これにより、プロテクションチューブ2に保護された感温部1を排気管内の流路に突出位置させて、排気温度を測定する。
The
図1(b)、(c)は、本発明の特徴部分であるワイヤ部Wの構成を示すものである。図1(b)に示すように、本実施形態のワイヤ部Wは、接合部のない一体型構造となっており、素子チップ11と、直接接合される一対のリード線3を有している。リード線3は、素子チップ11と接続される一端側を、アルミナ等よりなる絶縁碍子管33内に挿通保持させており、碍子管33から他端側へ露出する部分は、図1(c)に示すように、外周全体を絶縁被覆部41で覆ってリードワイヤ部4となっている。碍子管33には、軸方向にリード線3を挿通するための一対の貫通孔が形成されており、一対のリード線3間および各リード線とプロテクションチューブ2間の絶縁を確保している。
FIGS. 1B and 1C show the configuration of the wire portion W which is a characteristic part of the present invention. As shown in FIG. 1B, the wire portion W of the present embodiment has an integrated structure without a joint portion, and has an
図1(c)において、リード線3は、芯線部であるジュメット線(Du線)31と、撚り線部であるSUS撚り線32からなり、ジュメット線31の外周囲を、他の線材であるSUS線を撚り線構造としたSUS撚り線32が取り囲む二重線構造となっている。リード線3は、素子チップ11側の端部を、芯線部のジュメット線31が露出する状態で碍子管33から突出させており、このジュメット線31を素子チップ11に直接接合してプロテクションチューブ2の閉鎖側端部21内に配置する。
In FIG. 1C, the
ジュメット線31は、Fe−Ni合金からなる線材表面にCu等の金属被覆層を形成した後、さらに表面に金属酸化層を形成してなる。素子チップ11との接合部は、その後ガラス封着されるために、リード線として必要な強度(例えば100MPa以上)と耐熱性(例えば900℃以上)、ガラスと同等の熱膨張係数(例えば7〜9×10-6以上)が要求され、これらを満足するジュメット線31が好適に使用される。同等の特性を有する他の金属線、例えば白金線を使用することもできるが、ジュメット線31は安価でありコスト面で有利である。
The
プロテクションチューブ2は、ハウジング5内に保持される中間部から閉鎖端側の半部(図1(a)の左半部)内に、碍子管33に保持されるリード線3および素子チップ11を収容し、絶縁被覆部を有するリードワイヤ部4が収容される開放端側の半部(図1(a)の右半部)を、やや大径としてある。プロテクションチューブ2の開放側端部(図1(a)の右端部)には、リードワイヤ部4周りにゴムブッシュBが装着され、ブッシュB装着部位を外周からかしめ固定する。このかしめ部22により気密性、防水性が確保される。
In the
次に図2により、上記構成の温度センサSの製造工程について、詳細に説明する。
まず、図の(1)工程において、ワイヤ部Wの一対のリード線3を、ジュメット線31が露出する一端側から、碍子管33に設けた一対の貫通孔内に挿通する。続く(2)、(3)工程において、ジュメット線31と素子チップ11を金ペーストを用いて溶着し、さらに、(4)工程において、ジュメット線31との接合部を含む素子チップ11全体をガラス12で封着して、感温部1とワイヤ部Wが一体化される。
Next, the manufacturing process of the temperature sensor S having the above configuration will be described in detail with reference to FIG.
First, in the step (1) in the figure, the pair of
図の(5)工程では、感温部1とワイヤ部Wの一体化品において、碍子管33に近いワイヤ部Wのリードワイヤ部4の外周に、ブッシュBを装着する。次いで、(6)工程において、ハウジング5を装着したプロテクションチューブ2の閉鎖端部内にアルミナ等を基材とするセメント13を充填して、素子チップ11側から外挿し、感温部1とリードワイヤ部4の一部を収容する。その後、プロテクションチューブ2を、ブッシュBの外周囲にてかしめ固定し、気密封止して温度センサSとする。
In the step (5) in the figure, the bush B is mounted on the outer periphery of the
本実施形態の温度センサSは、ワイヤ部Wが接合部を有しない一体型構造となっており、図2のA部に従来のような端子部を有していない。そして接合箇所が、感温部1の素子チップ11とワイヤ部Wのジュメット線31の金ペ−ストによる溶着(図2(2)、(3)工程:a)と、感温部1のガラス溶着(図2(3)、(4)工程:b)の、2箇所のみとなる。このため、溶接箇所の低減により信頼性が増し、バラツキが低減して品質が向上する。また、従来のように端子部を有しないので、部品点数が低減できる上、製造工程数が削減されるので、製造が容易になる。
The temperature sensor S of the present embodiment has an integral structure in which the wire portion W does not have a joint portion, and does not have a conventional terminal portion in the portion A of FIG. And the joining location is welding by the gold paste of the
さらに、ワイヤ部Wのリード線3は異なる線材を組み合わせた二重線構造であるため、芯線部31をガラス溶着用のジュメット線12として、溶着時の耐熱性を確保し、ガラスとの熱膨張係数の差を小さくして信頼性を高めることができる。ジュメット線12は、例えば白金線等と比較して安価であるため、ワイヤ部Wの全長に渡り芯線部31として使用して、コストが増大することがない。また、ジュメット線12の外周にSUS撚り線32を配したので、リード線3の強度を確保することができる。
Furthermore, since the
本実施形態によれば、高性能で耐久性に優れた温度センサSを実現し、その製造コストを低減することができる。よって、例えばEGRシステム等の排ガス浄化システムにおいて、還流された排気ガスの温度を長期に渡り精度よく検出し、NOxの低減に効果的に寄与することができる。 According to the present embodiment, the temperature sensor S having high performance and excellent durability can be realized, and the manufacturing cost can be reduced. Therefore, for example, in an exhaust gas purification system such as an EGR system, the temperature of the recirculated exhaust gas can be detected with accuracy over a long period of time, and can contribute effectively to the reduction of NOx.
図3、4に本発明の第2実施形態を示す。図3(a)は本実施形態における温度センサSの全体構成で、第1実施形態と同様の基本構成を有し、感温素子であるサーミスタ素子チップ11を有する感温部1と、金属製保護管であるプロテクションチューブ2および取り付け用のハウジング5と、信号取り出し用のワイヤ部Wとによって構成されている。以下、第1実施形態との相違点を中心に説明する。
3 and 4 show a second embodiment of the present invention. FIG. 3A shows the overall configuration of the temperature sensor S in this embodiment. The
図3(b)に示すように、本実施形態において、感温部1は、温度抵抗素子であるサーミスタの素子チップ11を、予め一対のリード部となるジュメット線14(Du線)と接合し、ガラス12に封入した構成を有する。サーミスタとしては、通常公知のNTCサーミスタが使用され、素子チップ11は、サーミスタを構成するセラミック原料粉末を、所定形状(例えば円柱状)の成形体とし、焼成したものである。または、シート状に成形した成形体を焼成した後、所定の抵抗値を得られる寸法にカットすることにより得られる。
As shown in FIG. 3 (b), in the present embodiment, the
図3(b)、(c)において、本実施形態のワイヤ部Wは、接合部のない一体型構造となっており、感温部1のジュメット線14と直接接合される一対のリード線6を有している。リード線6は、SUS線を中空の撚り線構造としたSUS撚り線61からなり、芯線部に相当する部分が空洞の中空線構造となっている。リード線6は、感温部1と接続される一端側を、アルミナ等よりなる絶縁碍子管33内に挿通保持させており、碍子管33から他端側へ露出する部分は、図3(c)に示すように、全体を絶縁被覆部71で覆ってリードワイヤ部7となっている。碍子管33には、軸方向にリード線6を挿通するための一対の貫通孔が形成されており、一対のリード線6間および各リード線とプロテクションチューブ2間の絶縁を確保している。
3B and 3C, the wire portion W of the present embodiment has an integrated structure without a joint portion, and a pair of
図3(a)において、感温部1は、リード部であるジュメット線14を、プロテクションチューブ2の閉鎖側端部21内に開口する中空線構造のリード線6内に挿通し、ジュメット線14をその外周を取り囲むSUS撚り線61に接合する。プロテクションチューブ2の開放側半部を大径として、ゴムブッシュBを装着したリードワイヤ部4を収容し、ブッシュBの外周から力を加えてかしめ部22を形成し、気密封止する構成は第1実施形態と同様である。
In FIG. 3A, the
次に図4により、上記構成の温度センサSの製造工程について、詳細に説明する。
まず、図の(1)、(2)工程において、素子チップ11を、リード部となる一対のジュメット線14と、金ペーストを用いて溶着し、電気的に接続する。続く(3)、(4)工程において、ジュメット線14との接合部を含む素子チップ11全体をガラス12で封着して、感温部1を構成し、さらにワイヤ部Wと接合する。この際、感温部1のジュメット線14を、ワイヤ部Wの絶縁被覆部71を有しない端部から、中空のリード線6内に挿通し、ロー付けや抵抗溶接、レーザ溶接等により、ジュメット線61とSUS撚り線61を接合する。
Next, the manufacturing process of the temperature sensor S configured as described above will be described in detail with reference to FIG.
First, in steps (1) and (2) in the figure, the
このようにして、感温部1とワイヤ部Wを一体化し、さらにワイヤ部Wには、(5)、(6)工程で、リードワイヤ部7の外周にブッシュBを装着した後、感温部1側のリード線6の外周に碍子管33を装着する。この時、碍子管33は、軸方向に半割りとした構造の同一形状の2つの部材からなり、各部材に設けた一対の軸方向溝34を衝合してその内部にリード線6を保持するようにしている。次いで、(7)工程において、ハウジング5を装着したプロテクションチューブ2の閉鎖端部内にアルミナ等のセメント13を充填して、素子チップ11側から外挿し、感温部1とリードワイヤ部7の一部を収容する。その後、プロテクションチューブ2を、ブッシュBの外周囲にてかしめ固定し、気密封止して温度センサSとする。
In this way, the
本実施形態においても、温度センサSのワイヤ部Wが、接合部を有しない一体型構造となっているので、同様の効果が得られる。すなわち、接合箇所は、感温部1の素子チップ11とリード部であるジュメット線14の金ペ−ストによる溶着(図4(1)、(2)工程:a)と、感温部1のガラス溶着(図4(3)、(4)工程:b)、ジュメット線14とリード線6の接合(図4(5)工程:c)の、3箇所のみとなる。このため、溶接箇所の低減により信頼性が増し、バラツキが低減して品質が向上する。また、製造工程数が削減されるので、製造が容易になり、部品点数も削減できる。
Also in this embodiment, since the wire part W of the temperature sensor S has an integrated structure without a joint, the same effect can be obtained. That is, the bonding location is the welding of the
さらに、ワイヤ部Wのリード線6は芯線部を有しない中空線構造であるため、芯線部に相当する線材が不要であり、感温部1のリード部との接合も容易である。リード線6はSUS撚り線32で構成され、強度を確保することができる。また、感温部1のリード部の材質を任意に選択できるので、ガラス溶着用のジュメット線31を採用することで、耐熱性を確保し信頼性を高めることができる。ジュメット線12は、例えば白金線等と比較して安価であり、感温部1のみに使用されるためコストが低減できる。
Furthermore, since the
よって、本実施形態により、高品質で耐久性に優れた温度センサSを実現し、その製造コストを低減することができ、例えばEGRシステム等の排ガス浄化システムに好適に使用することができる。 Therefore, according to the present embodiment, the temperature sensor S having high quality and excellent durability can be realized, and the manufacturing cost thereof can be reduced. For example, the temperature sensor S can be suitably used for an exhaust gas purification system such as an EGR system.
以上のように、本発明によれば、ワイヤ部を一体的に構成したことにより、端子部を使用せずに感温素子とワイヤ部とを接続し、接合箇所を大きく削減することができる。そして、接合箇所の低減による接合工数の低減と信頼性の向上、端子部を不要としたことによるコスト低減で、高品質の温度センサを安価に製造することができる。 As described above, according to the present invention, since the wire portion is integrally formed, the temperature sensitive element and the wire portion can be connected without using the terminal portion, and the number of joints can be greatly reduced. A high-quality temperature sensor can be manufactured at low cost by reducing the number of bonding steps, improving the reliability, and reducing the cost by eliminating the need for the terminal portion.
なお、本発明は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で各種変更が可能である。例えば、感温素子の素子構成や形状、感温素子を収容する保護管形状や、保護管内における絶縁保持構造、その他の部材の構成、材質等は適宜変更することができる。 In addition, this invention is not limited to the structure of the said embodiment, A various change is possible in the range which does not deviate from the summary of this invention. For example, the element configuration and shape of the temperature sensing element, the shape of the protection tube that houses the temperature sensing element, the insulation holding structure in the protection tube, the configuration and materials of other members, and the like can be changed as appropriate.
また、本発明の温度センサは、EGRシステムや排ガス処理システムへ利用されるものとして説明したが、自動車排ガスや自動車用の各種システムに限らず、種々の被測定流体の温度を検出する温度センサに利用可能であることはもちろんである。 The temperature sensor of the present invention has been described as being used for an EGR system or an exhaust gas treatment system. However, the temperature sensor is not limited to an automobile exhaust gas or various systems for automobiles, but is a temperature sensor that detects the temperature of various fluids to be measured. Of course, it can be used.
B ゴムブッシュ
S 温度センサ
W リードワイヤ部
1 感温部
11 サーミスタ素子チップ(感温素子)
12 ガラス
13 セメント
14 リード部
2 プロテクションチューブ(保護管)
21 閉鎖側端部21
3 一対のリード線
31 ジュメット線(芯線部)
32 SUS撚り線(撚り線部)
33 絶縁碍子管
4 リードワイヤ部
41 絶縁被覆部
5 ハウジング部
51 取付部
6 一対のリード線
61 SUS撚り線
7 リードワイヤ部
71 絶縁被覆部
B Rubber bush S Temperature sensor W
12
21
3 Pair of
32 SUS stranded wire (stranded wire)
33
Claims (9)
上記保護管の閉鎖側端部内に感温素子を収容するとともに、
上記感温素子と電気的に接続されるワイヤ部を備える温度センサであって、
上記ワイヤ部は、芯線部の外周囲を他の線材が取り囲む二重線構造の一対のリード線を有し、その一端側を上記保護管内に絶縁保持する一方、他端側を外周に絶縁被覆部を形成したリードワイヤとして上記保護管の開放側端部から外部へ延出し、
かつ上記一端側の上記二重線の芯線部を上記保護管の閉鎖側端部内にて露出させて、上記感温素子と接合したことを特徴とする温度センサ。 Hold the metal protective tube closed at one end in the housing with the mounting part,
While accommodating the temperature sensing element in the closed side end of the protective tube,
A temperature sensor comprising a wire portion electrically connected to the temperature sensitive element,
The wire portion has a pair of lead wires having a double wire structure in which the outer periphery of the core wire portion is surrounded by another wire, and one end side thereof is insulated and held in the protective tube, while the other end side is covered with an insulating coating. As a lead wire forming a part, it extends to the outside from the open side end of the protective tube,
A temperature sensor characterized in that the core wire portion of the double line on the one end side is exposed in the closed end portion of the protective tube and joined to the temperature sensitive element.
上記保護管の閉鎖側端部内に感温素子を収容するとともに、
上記感温素子と電気的に接続されるワイヤ部を備える温度センサであって、
上記ワイヤ部は、少なくとも一端側端部が芯線部のない中空線構造である一対のリード線を有し、該一端側を上記保護管内に絶縁保持する一方、他端側を外周に絶縁被覆部を形成したリードワイヤとして上記保護管の開放側端部から外部へ延出し、
かつ上記保護管の閉鎖側端部内にて、上記中空線の上記一端側端部口内に上記感温素子に設けたリード部を挿通して上記中空線と接合したことを特徴とする温度センサ。 Hold the metal protective tube closed at one end in the housing with the mounting part,
While accommodating the temperature sensing element in the closed side end of the protective tube,
A temperature sensor comprising a wire portion electrically connected to the temperature sensitive element,
The wire portion has a pair of lead wires having a hollow wire structure with at least one end side end portion having no core wire portion, and the one end side is insulated and held in the protective tube, while the other end side is insulated on the outer periphery. As the lead wire formed, it extends from the open side end of the protective tube to the outside,
And the temperature sensor characterized by inserting the lead part provided in the said temperature sensing element in the said one end side edge part opening | mouth of the said hollow wire in the closed side edge part of the said protective tube, and joining with the said hollow wire.
一端側に上記二重線の芯線部を露出させ、他端側の外周に絶縁被覆部を設けた上記ワイヤ部の上記一対のリード線を形成する工程と、
露出する上記芯線部を上記感温素子と溶着し、該溶着部および上記感温素子の周囲をガラス溶着する工程と、
上記保護管の開口端部から、上記感温素子および上記一対のリード線の上記一端側を挿入して、上記感温素子を上記保護管の閉鎖側端部内に配置させ、上記保護管内に上記一対のリード線の間を絶縁保持させる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 temperature sensor manufacturing method according to any one of claims 1 to 3,
A step of exposing the core portion of the double wire on one end side and forming the pair of lead wires of the wire portion provided with an insulating coating portion on the outer periphery on the other end side;
Welding the exposed core wire portion with the temperature sensitive element, and welding the welded portion and the periphery of the temperature sensitive element with glass;
The one end side of the temperature sensing element and the pair of lead wires is inserted from the opening end of the protection tube, the temperature sensing element is arranged in the closing side end of the protection tube, and the temperature sensing element is placed in the protection tube. And a step of insulating and holding between the pair of lead wires.
上記感温素子に上記リード部を溶着し、該溶着部および上記感温素子の周囲をガラス溶着する工程と、
少なくとも一端側に、中心部が空洞の中空線部を設けた上記ワイヤ部の上記一対のリード線を形成する工程と、
上記一端側の上記中空線部に、上記感温素子の上記リード部を挿入して、両者を接合する工程と、
上記保護管の開口端部から、上記感温素子および上記一対のリード線の上記一端側を挿入して、上記感温素子を上記保護管の閉鎖側端部内に配置させ、上記保護管内に上記一対のリード線の間を絶縁保持させる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 temperature sensor manufacturing method according to any one of claims 4 to 6,
Welding the lead part to the temperature sensitive element, and welding the welded part and the periphery of the temperature sensitive element;
Forming the pair of lead wires of the wire portion provided with a hollow wire portion having a hollow center portion at least on one end side; and
Inserting the lead portion of the temperature sensing element into the hollow wire portion on the one end side, and joining the two;
The one end side of the temperature sensing element and the pair of lead wires is inserted from the opening end of the protection tube, and the temperature sensing element is disposed in the closing side end of the protection tube, and the temperature sensing element is disposed in the protection tube. And a step of insulating and holding between the pair of lead wires.
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