JP5260236B2 - Temperature sensor and manufacturing method thereof - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the degradation of detection accuracy by suppressing the characteristic change of a thermistor element. <P>SOLUTION: This temperature sensor has the thermistor element connected to metal core wire projected from the tip of a metallic outer cylinder in a sheath member formed by insulating and holding the metal core wire inside the metallic outer cylinder. A region from the thermistor element to the sheath member including at least the tip part of the outer cylinder is held in the internal space of a metallic surrounding member closed at one end and opened at the other end. Oxide films are formed on the surfaces of the surrounding member and sheath member. The hydrogen content of the sheath member is 8 ppm or less, and the hydrogen content of the surrounding member is less than that of the sheath member. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&amp;INPIT

Description

この発明は、サーミスタ素子を有する温度センサおよびその製造方法に関し、特に、高温酸化雰囲気下で使用される温度センサ、例えば、自動車の排気ガスの温度を検知する温度センサ(排気温センサ)等に好適な温度センサに関する。   The present invention relates to a temperature sensor having a thermistor element and a method for manufacturing the same, and particularly suitable for a temperature sensor used in a high-temperature oxidizing atmosphere, for example, a temperature sensor (exhaust temperature sensor) for detecting the temperature of an exhaust gas of an automobile. Related to a temperature sensor.

従来、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は、特に600℃を越えるような高温を検知する用途としては、主に自動車の排気ガスの温度(以下、単に「排気温度」ともいう)等を検出する用途として利用されることが多い。検知する自動車の排気温度等としては−40℃程度の低温域から最高900℃〜1000℃程度の高温域までの広範囲な検知が要求される。   Conventionally, a temperature sensor using a thermistor element whose resistance value changes depending on the temperature is mainly used for detecting a high temperature exceeding 600 ° C., mainly an automobile exhaust gas temperature (hereinafter simply referred to as “exhaust temperature”). It is often used as an application for detecting. As the exhaust temperature of the automobile to be detected, a wide range of detection from a low temperature range of about -40 ° C to a high temperature range of about 900 ° C to 1000 ° C is required.

サーミスタ素子を用いた温度センサは、一般的に、温度によって抵抗値が変化するサーミスタ焼結体と白金又は白金合金からなる電極線とから構成されるサーミスタ素子と、サーミスタ素子の電極線に接続される一対のリード線を筒状の外筒内に充填した絶縁粉末にて絶縁保持してなるシース部材とが、金属チューブ内に収容された構成を有している。なお、シース部材のリード線及び外筒、金属チューブは、いずれもステンレス合金からなる。このような温度センサは、上記したような自動車の排気温度等を検出するために、例えば、600℃〜900℃程度の高温雰囲気下で使用されると、金属チューブやシース部材において金属の熱酸化が発生し、金属チューブ内部等の酸素が減少することになる。このとき、金属チューブ内に収容されているサーミスタ素子(詳細にはサーミスタ焼結体)に含まれる酸素が奪われることになり、サーミスタ素子が還元されて、サーミスタ素子に特性変化が発生して温度センサとしての検出精度が低下する可能性がある。   A temperature sensor using a thermistor element is generally connected to a thermistor element composed of a thermistor sintered body whose resistance changes with temperature and an electrode wire made of platinum or a platinum alloy, and an electrode wire of the thermistor element. And a sheath member formed by insulatingly holding a pair of lead wires with an insulating powder filled in a cylindrical outer cylinder. The sheath member is housed in a metal tube. Note that the lead wire, outer tube, and metal tube of the sheath member are all made of a stainless alloy. Such a temperature sensor detects the exhaust temperature of an automobile as described above, for example, when it is used in a high temperature atmosphere of about 600 ° C. to 900 ° C., the thermal oxidation of the metal in the metal tube or the sheath member. Oxygen is generated and oxygen inside the metal tube is reduced. At this time, oxygen contained in the thermistor element (specifically, the thermistor sintered body) accommodated in the metal tube is deprived, the thermistor element is reduced, and a characteristic change occurs in the thermistor element. There is a possibility that the detection accuracy as a sensor is lowered.

そこで、上記問題を防止するために、シース部材や金属チューブ等のサーミスタ素子周辺に配置される金属部品に加熱処理を行なって、上記金属部品の表面にあらかじめ金属酸化物からなる酸化被膜を形成しておき、高温域での使用時における金属表面の酸化の進行を抑制することが提案されている(例えば、特許文献1,2,3参照)。   Therefore, in order to prevent the above problem, heat treatment is performed on metal parts arranged around the thermistor element such as a sheath member and a metal tube, and an oxide film made of a metal oxide is previously formed on the surface of the metal parts. In addition, it has been proposed to suppress the progress of oxidation of the metal surface during use in a high temperature range (see, for example, Patent Documents 1, 2, and 3).

また、温度センサは、シース部材の後端側および外部回路(例えば車両のECU等)接続用リード線等を収容する金属製の筒状部材(継手)を備える。   Further, the temperature sensor includes a cylindrical member (joint) made of metal that accommodates a rear end side of the sheath member and a lead wire for connecting an external circuit (for example, an ECU of a vehicle).

特開2004−301679号公報JP 2004-301679 A 特開2000−234962号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2000-234962 特開平6−201487号公報JP-A-6-2014487

しかしながら、上記従来技術により金属チューブ等の金属部品の表面に酸化被膜を形成することにより、サーミスタ素子の還元を防止する処理を行なった温度センサであっても、十分な検出精度が得られない場合があった。具体的には、温度センサの組み立て工程、特に金属チューブとサーミスタ素子との間に絶縁性の金属酸化物(セメント)を充填し、充填した金属酸化物を乾燥させるための熱処理工程の後に、サーミスタ素子の特性が変動し、規定値を逸脱して不良品となる個体があり、歩留まりが良くない。また、800℃以上の高温雰囲気下での使用に耐えられない個体がある。   However, even if a temperature sensor that has been treated to prevent reduction of the thermistor element by forming an oxide film on the surface of a metal part such as a metal tube according to the above prior art, sufficient detection accuracy cannot be obtained. was there. Specifically, after the assembly process of the temperature sensor, especially the heat treatment process for filling the metal tube and the thermistor element with an insulating metal oxide (cement) and drying the filled metal oxide, the thermistor. The characteristics of the element fluctuate, and there are individuals that deviate from the specified value and become defective products, and the yield is not good. In addition, there are individuals that cannot withstand use in a high temperature atmosphere of 800 ° C. or higher.

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、サーミスタ素子の特性変化を抑えて検出精度の低下を防止することを可能にした温度センサを提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problem, and an object of the present invention is to provide a temperature sensor that can prevent a decrease in detection accuracy by suppressing a change in characteristics of a thermistor element.

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。   SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.

[適用例1]
サーミスタ素子が、金属製の外筒の内側に金属芯線を絶縁保持してなるシース部材における前記外筒の先端から突出する前記金属芯線に接続されており、一端が閉塞され他端は開放されている金属製の包囲部材の内部空間に、前記サーミスタ素子から前記外筒の先端部を少なくとも含む前記シース部材の領域までが収容された温度センサにおいて、
前記包囲部材および前記シース部材の表面には酸化被膜が形成されているとともに、前記シース部材の水素含有量は8ppm以下であり、前記包囲部材の水素含有量は前記シース部材の水素含有量よりも小さいことを特徴とする温度センサ。
[Application Example 1]
The thermistor element is connected to the metal core wire protruding from the tip of the outer cylinder in the sheath member formed by insulatingly holding the metal core wire inside the metal outer cylinder, one end is closed and the other end is opened In the temperature sensor in which the space from the thermistor element to the region of the sheath member including at least the tip of the outer cylinder is accommodated in the internal space of the metal surrounding member,
An oxide film is formed on the surfaces of the surrounding member and the sheath member, the hydrogen content of the sheath member is 8 ppm or less, and the hydrogen content of the surrounding member is higher than the hydrogen content of the sheath member. A temperature sensor characterized by being small.

適用例1に記載の温度センサでは、包囲部材およびシース部材の表面には酸化被膜が形成されているとともに、シース部材の水素含有量は8ppm以下であり、包囲部材の水素含有量はシース部材の水素含有量よりも小さい。これにより、この温度センサを高温域で使用したとしても、脱離水素の発生が抑制される。この結果、サーミスタ素子の特性変化を抑えて検出精度の低下を防止することが可能である。   In the temperature sensor described in Application Example 1, an oxide film is formed on the surfaces of the surrounding member and the sheath member, the hydrogen content of the sheath member is 8 ppm or less, and the hydrogen content of the surrounding member is equal to that of the sheath member. Less than hydrogen content. Thereby, even if this temperature sensor is used in a high temperature region, generation of desorbed hydrogen is suppressed. As a result, it is possible to prevent a decrease in detection accuracy by suppressing the characteristic change of the thermistor element.

[適用例2]
適用例1記載の温度センサにおいて、
前記包囲部材の水素含有量は6ppm以下であることを特徴とする温度センサ。
[Application Example 2]
In the temperature sensor described in Application Example 1,
The temperature sensor characterized by the hydrogen content of the surrounding member being 6 ppm or less.

適用例2に記載の温度センサでは、包囲部材の水素含有量は、シース部材の水素含有量の8ppmよりも小さい6ppm以下であるので、この温度センサを高温域で使用したとしても、脱離水素の発生が抑制される。この結果、サーミスタ素子の特性変化を抑えて検出精度の低下を防止することが可能である。   In the temperature sensor described in Application Example 2, since the hydrogen content of the surrounding member is 6 ppm or less, which is smaller than 8 ppm of the hydrogen content of the sheath member, even if this temperature sensor is used in a high temperature range, the desorbed hydrogen. Is suppressed. As a result, it is possible to prevent a decrease in detection accuracy by suppressing the characteristic change of the thermistor element.

[適用例3]
適用例1記載の温度センサにおいて、
前記包囲部材の水素含有量は5ppm以下であることを特徴とする温度センサ。
[Application Example 3]
In the temperature sensor described in Application Example 1,
The temperature sensor characterized by the hydrogen content of the surrounding member being 5 ppm or less.

適用例3に記載の温度センサでは、包囲部材の水素含有量は、シース部材の水素含有量の8ppmよりも小さい5ppm以下であるので、この温度センサを高温域で使用したとしても、脱離水素の発生が抑制される。この結果、サーミスタ素子の特性変化を抑えて検出精度の低下を防止することが可能である。   In the temperature sensor described in Application Example 3, since the hydrogen content of the surrounding member is 5 ppm or less, which is smaller than 8 ppm of the hydrogen content of the sheath member, even if this temperature sensor is used in a high temperature range, the desorbed hydrogen. Is suppressed. As a result, it is possible to prevent a decrease in detection accuracy by suppressing the characteristic change of the thermistor element.

[適用例4]
適用例1ないし適用例3のいずれかに記載の温度センサにおいて、
前記包囲部材の外周面を取り囲むとともに、前記温度センサを装着対象体に装着するための取り付け部材と、
前記包囲部材の他端から突出する前記シース部材の後端側を包囲するとともに、前記取り付け部材に固定される筒状部材と、をさらに備え、
前記筒状部材の水素含有量は4ppm以下であることを特徴とする温度センサ。
[Application Example 4]
In the temperature sensor according to any one of Application Examples 1 to 3,
A surrounding member that surrounds the outer peripheral surface of the surrounding member, and a mounting member for mounting the temperature sensor on a mounting target body;
A tubular member that surrounds the rear end side of the sheath member protruding from the other end of the surrounding member, and is fixed to the attachment member;
The temperature sensor characterized by the hydrogen content of the said cylindrical member being 4 ppm or less.

適用例4に記載の温度センサでは、筒状部材の水素含有量が4ppm以下である。よって、包囲部材を取り囲む取り付け部材に対して、シース部材の後端側を包囲するための筒状部材が固定された温度センサを高温域で使用したとしても、脱離水素の発生を抑制できる。その結果、包囲部材とシース部材(詳細には、シース部材の外筒)との間の空間を通ってサーミスタ素子まで到達する筒状部材からの脱離水素量を抑制でき、上記構造の温度センサを採用した場合にもサーミスタ素子の特性変化をさらに抑えて検出精度の低下を防止することが可能となる。   In the temperature sensor described in Application Example 4, the hydrogen content of the cylindrical member is 4 ppm or less. Therefore, even if the temperature sensor to which the cylindrical member for surrounding the rear end side of the sheath member is fixed to the attachment member surrounding the surrounding member is used in the high temperature range, the generation of desorbed hydrogen can be suppressed. As a result, the amount of desorbed hydrogen from the cylindrical member that reaches the thermistor element through the space between the surrounding member and the sheath member (specifically, the outer cylinder of the sheath member) can be suppressed, and the temperature sensor having the above structure Even in the case of adopting, it is possible to further suppress the change in the characteristics of the thermistor element and prevent the detection accuracy from being lowered.

[適用例5]
サーミスタ素子が、金属製の外筒の内側に金属芯線を絶縁保持してなるシース部材における前記外筒の先端から突出する前記金属芯線に接続されており、一端が閉塞され他端は開放されている金属製の包囲部材の内部空間に、前記サーミスタ素子から前記外筒の先端部を少なくとも含む前記シース部材の領域までが収容された温度センサの製造方法において、
前記包囲部材および前記シース部材に対して、湿潤水素雰囲気下で熱処理を行なって、前記包囲部材および前記シース部材の金属表面を酸化させる湿潤水素雰囲気下酸化処理工程と、
前記湿潤水素雰囲気下酸化処理工程を経た前記包囲部材および前記シース部材に対して、水素を含まない雰囲気下で熱処理を行なって、前記包囲部材および前記シース部材に含有されている水素を脱離させる含有水素脱離処理工程と、
を備えることを特徴とする温度センサの製造方法。
[Application Example 5]
The thermistor element is connected to the metal core wire protruding from the tip of the outer cylinder in the sheath member formed by insulatingly holding the metal core wire inside the metal outer cylinder, one end is closed and the other end is opened In the manufacturing method of the temperature sensor in which the space from the thermistor element to the region of the sheath member including at least the distal end portion of the outer cylinder is accommodated in the internal space of the metal surrounding member that is,
A wet hydrogen atmosphere oxidation treatment step of performing heat treatment on the surrounding member and the sheath member in a wet hydrogen atmosphere to oxidize the metal surfaces of the surrounding member and the sheath member;
The enclosure member and the sheath member that have undergone the oxidation treatment step in the wet hydrogen atmosphere are subjected to heat treatment in an atmosphere that does not contain hydrogen to desorb hydrogen contained in the enclosure member and the sheath member. A hydrogen desorption treatment step,
A method for manufacturing a temperature sensor, comprising:

[適用例6]
適用例5記載の温度センサの製造方法において、さらに、
前記湿潤水素雰囲気下酸化処理工程の前に、前記包囲部材および前記シース部材に対して、大気雰囲気下で熱処理を行なって、前記包囲部材および前記シース部材の金属表面を酸化させる大気雰囲気下酸化処理工程
を備えることを特徴とする温度センサの製造方法。
[Application Example 6]
In the manufacturing method of the temperature sensor according to Application Example 5,
Prior to the oxidizing treatment step in the wet hydrogen atmosphere, the surrounding member and the sheath member are heat-treated in an air atmosphere to oxidize the metal surfaces of the surrounding member and the sheath member. A method of manufacturing a temperature sensor, comprising a step.

適用例5および適用例6に記載の温度センサの製造方法によれば、前記サーミスタ素子が収容されている空間内において包囲部材およびシース部材から水素が脱離し、サーミスタ素子が還元されて、温度センサとしての検出精度が低下するのを抑制した温度センサを製造することができる。   According to the manufacturing method of the temperature sensor described in Application Example 5 and Application Example 6, hydrogen is desorbed from the surrounding member and the sheath member in the space in which the thermistor element is accommodated, and the thermistor element is reduced. As a result, it is possible to manufacture a temperature sensor that suppresses a decrease in detection accuracy.

[適用例7]
適用例5または適用例6記載の温度センサの製造方法において、
前記含有水素脱離処理工程では、前記シース部材の水素含有量を8ppm以下まで脱離させるとともに、前記包囲部材の水素含有量は前記シース部材の水素含有量よりも小さくなるように脱離させることを特徴とする温度センサの製造方法。
[Application Example 7]
In the temperature sensor manufacturing method according to Application Example 5 or Application Example 6,
In the hydrogen desorption treatment step, the hydrogen content of the sheath member is desorbed to 8 ppm or less, and the hydrogen content of the surrounding member is desorbed so as to be smaller than the hydrogen content of the sheath member. A method for manufacturing a temperature sensor.

適用例7に記載の温度センサの製造方法によれば、適用例1に記載の温度センサを製造することができる。   According to the manufacturing method of the temperature sensor described in Application Example 7, the temperature sensor described in Application Example 1 can be manufactured.

[適用例8]
適用例7記載の温度センサの製造方法において
前記含有水素脱離処理工程では、前記包囲部材の水素含有量を6ppm以下まで脱離させることを特徴とする温度センサの製造方法。
[Application Example 8]
In the manufacturing method of the temperature sensor of the application example 7, In the said content hydrogen desorption process process, the hydrogen content of the said surrounding member is desorbed to 6 ppm or less, The manufacturing method of the temperature sensor characterized by the above-mentioned.

適用例8に記載の温度センサの製造方法によれば、適用例2に記載の温度センサを製造することができる。   According to the temperature sensor manufacturing method described in Application Example 8, the temperature sensor described in Application Example 2 can be manufactured.

[適用例9]
適用例7記載の温度センサの製造方法において、
前記含有水素脱離処理工程では、前記包囲部材の水素含有量を5ppm以下まで脱離させることを特徴とする温度センサの製造方法。
[Application Example 9]
In the manufacturing method of the temperature sensor according to Application Example 7,
In the said hydrogen desorption process, the hydrogen content of the said surrounding member is desorbed to 5 ppm or less, The manufacturing method of the temperature sensor characterized by the above-mentioned.

適用例9に記載の温度センサの製造方法によれば、適用例3に記載の温度センサを製造することができる。   According to the temperature sensor manufacturing method described in Application Example 9, the temperature sensor described in Application Example 3 can be manufactured.

[適用例10]
適用例5ないし適用例9のいずれかに記載の温度センサの製造方法において、
前記包囲部材の外周面を取り囲むとともに、前記温度センサを装着対象体に装着するための取り付け部材と、
前記包囲部材の他端から突出する前記シース部材の後端側を包囲するとともに、前記取り付け部材に固定される筒状部材と、をさらに備え、
前記筒状部材に対して水素を含まない雰囲気下で熱処理を行って、前記筒状部材に含有されている水素を脱離させる水素脱離工程と、
をさらに備えることを特徴とする温度センサの製造方法。
[Application Example 10]
In the manufacturing method of the temperature sensor according to any one of Application Example 5 to Application Example 9,
A surrounding member that surrounds the outer peripheral surface of the surrounding member, and a mounting member for mounting the temperature sensor on a mounting target body;
A tubular member that surrounds the rear end side of the sheath member protruding from the other end of the surrounding member, and is fixed to the attachment member;
A hydrogen desorption step of desorbing hydrogen contained in the cylindrical member by performing a heat treatment in an atmosphere not containing hydrogen on the cylindrical member;
A method for manufacturing a temperature sensor, further comprising:

適用例10に記載の温度センサの製造方法によれば、筒状部材の脱離水素の発生量を抑制できる。その結果、包囲部材とシース部材(詳細には、シース部材の外筒)との間の空間を通ってサーミスタ素子まで到達する筒状部材の脱離水素量を抑制でき、適用例4に記載の温度センサの構成を採用した場合にもサーミスタ素子の特性変化をさらに抑えて検出精度の低下を防止することが可能となる。   According to the manufacturing method of the temperature sensor described in Application Example 10, the amount of desorbed hydrogen generated in the cylindrical member can be suppressed. As a result, the amount of desorbed hydrogen of the tubular member that reaches the thermistor element through the space between the surrounding member and the sheath member (specifically, the outer tube of the sheath member) can be suppressed. Even when the configuration of the temperature sensor is adopted, it is possible to further suppress the characteristic change of the thermistor element and prevent the detection accuracy from being lowered.

[適用例11]
適用例10記載の温度センサの製造方法において、
前記水素脱離工程では、前記筒状部材の水素含有量を4ppm以下になるよう水素を脱離させることを特徴とする温度センサの製造方法。
[Application Example 11]
In the manufacturing method of the temperature sensor according to Application Example 10,
In the hydrogen desorption process, hydrogen is desorbed so that the hydrogen content of the cylindrical member is 4 ppm or less.

適用例11の温度センサの製造方法によれば、適用例4に記載の温度センサを製造することができる。   According to the temperature sensor manufacturing method of Application Example 11, the temperature sensor described in Application Example 4 can be manufactured.

ここで「ppm」とは100万分のいくらかであるかという割合を示す単位であり、重量比を表す。本願では、水素含有量の重量を、水素を含有している元の部材の重量で割った値をいう。例えば、適用例8に記載の「包囲部材の水素含有量6ppm」とは、包囲部材1kg中に水素が6mg含有していることを意味する。   Here, “ppm” is a unit indicating the proportion of how much is one millionth, and represents a weight ratio. In the present application, it means a value obtained by dividing the weight of the hydrogen content by the weight of the original member containing hydrogen. For example, “the hydrogen content of the surrounding member is 6 ppm” described in the application example 8 means that 1 mg of the surrounding member contains 6 mg of hydrogen.

以下、本発明の実施の形態を実施例に基づいて以下の順序で説明する。
A.第1実施例:
A1.温度センサの構造:
A2.温度センサの製造工程:
A3.ベーキング処理の効果:
A4.筒状部材への第5の熱処理工程の効果:
B.第2実施例:
C.変形例:
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in the following order based on examples.
A. First embodiment:
A1. Temperature sensor structure:
A2. Temperature sensor manufacturing process:
A3. Baking effect:
A4. Effect of fifth heat treatment step on cylindrical member:
B. Second embodiment:
C. Variations:

A.第1実施例:
A1.温度センサの構造:
図1は、本発明の第1実施例としての温度センサの構造を示す部分破断断面図である。温度センサ1は、サーミスタ素子2を感温素子として用いたものである。例えば、この温度センサ1を装着対象体である自動車の排気管に装着することにより、サーミスタ素子2を内包した金属製の包囲部材である金属チューブ3を排気ガスが流れる排気管内に配置させて、排気ガスの温度検出に使用することができる。なお、サーミスタ素子2は、ペロブスカイト型酸化物製のディスク状をなしたサーミスタ焼結体と、このサーミスタ焼結体内に一部が埋設した一対の電極線(Pt/Rh合金線9)とを有する公知の構成からなる。
A. First embodiment:
A1. Temperature sensor structure:
FIG. 1 is a partially broken sectional view showing a structure of a temperature sensor as a first embodiment of the present invention. The temperature sensor 1 uses a thermistor element 2 as a temperature sensitive element. For example, by mounting the temperature sensor 1 on an exhaust pipe of an automobile that is a mounting target body, the metal tube 3 that is a metal surrounding member including the thermistor element 2 is disposed in the exhaust pipe through which exhaust gas flows, It can be used for temperature detection of exhaust gas. The thermistor element 2 has a disc-like thermistor sintered body made of a perovskite oxide and a pair of electrode wires (Pt / Rh alloy wire 9) partially embedded in the thermistor sintered body. It has a known configuration.

温度センサ1の軸線(一点鎖線で示す)方向に延びる金属チューブ3は、先端部31側が閉塞した筒状に形成されており、この先端部31の内部にサーミスタ素子2が収容される。この金属チューブ3は、後述するようにステンレス合金から形成されている。そして、金属チューブ3の内部であってサーミスタ素子2の周囲には、セメント10が充填されており、これにより使用時の振動等によるサーミスタ素子2の揺動が防止される。金属チューブ3の後端部32側は開放されており、この後端部32はステンレス合金製のフランジ4の内側に挿通されている。なお、セメント10は、アルミナ粉末を主体とする骨材と、SiO2またはシリカを含むガラス成分とからなる。 The metal tube 3 extending in the direction of the axis of the temperature sensor 1 (indicated by the alternate long and short dash line) is formed in a cylindrical shape with the distal end portion 31 closed, and the thermistor element 2 is accommodated in the distal end portion 31. The metal tube 3 is formed of a stainless alloy as will be described later. The cement tube 10 is filled inside the metal tube 3 and around the thermistor element 2, thereby preventing the thermistor element 2 from swinging due to vibration during use. The rear end portion 32 side of the metal tube 3 is open, and the rear end portion 32 is inserted inside the stainless steel flange 4. The cement 10 is composed of an aggregate mainly composed of alumina powder and a glass component containing SiO 2 or silica.

フランジ(取り付け部材)4は、軸線方向に延びる鞘部42と、この鞘部42の先端側に位置し、径方向外側に向かって突出する突出部41とを有している。突出部41は、先端側に図示しない排気管(装着対象体)の取付部のテーパ部に対応したテーパ形状の座面45を有する環状に形成されており、座面45が上記取付部のテーパ部に密着することで、排気ガスが排気管外部へ漏出するのを防止するようになっている。また、鞘部42は環状に形成される一方、先端側に位置する先端側段部44と先端側段部44よりも小さい外径を有する後端側段部43とを備える二段形状をなしている。   The flange (attachment member) 4 includes a sheath portion 42 that extends in the axial direction, and a projecting portion 41 that is located on the distal end side of the sheath portion 42 and projects outward in the radial direction. The protruding portion 41 is formed in an annular shape having a tapered seating surface 45 corresponding to the tapered portion of the mounting portion of the exhaust pipe (mounting object) (not shown) on the distal end side, and the seating surface 45 is a taper of the mounting portion. The exhaust gas is prevented from leaking outside the exhaust pipe by being in close contact with the portion. The sheath portion 42 is formed in a ring shape, and has a two-stage shape including a front end side step portion 44 located on the front end side and a rear end side step portion 43 having an outer diameter smaller than that of the front end side step portion 44. ing.

金属チューブ3は、自身の後端部32からフランジ4の突出部41の先端側に挿入されて、鞘部42の内側に圧入されている。そして、金属チューブ3の外周面と鞘部42の後端側段部43の内周面との重なり合う部分が、周方向にわたってレーザー溶接されている。このレーザー溶接がなされることにより、図1に示すように、鞘部42の後端側段部43と金属チューブ3とに跨る溶接部L1が形成され、金属チューブ3がフランジ4に対して固定される。   The metal tube 3 is inserted from the rear end portion 32 of the metal tube 3 to the front end side of the protruding portion 41 of the flange 4 and is press-fitted inside the sheath portion 42. And the part which the outer peripheral surface of the metal tube 3 and the inner peripheral surface of the rear-end side step part 43 of the sheath part 42 overlap is laser-welded over the circumferential direction. By performing this laser welding, as shown in FIG. 1, a welded portion L <b> 1 is formed across the rear end side stepped portion 43 of the sheath portion 42 and the metal tube 3, and the metal tube 3 is fixed to the flange 4. Is done.

フランジ4の鞘部42の先端側段部44の径方向外側には、筒状の継手(筒状部材)6が接合されている。具体的には、鞘部42の先端側段部44の外周面に継手6の内周面が重なり合うように、同継手6が鞘部42の先端側段部44に圧入され、継手6と先端側段部44とが周方向にわたってレーザー溶接されている。このレーザー溶接がなされることにより、図1に示すように、鞘部42の先端側段部44と継手6とに跨る溶接部L2が形成される。   A tubular joint (tubular member) 6 is joined to the radially outer side of the front end side step portion 44 of the sheath portion 42 of the flange 4. Specifically, the joint 6 is press-fitted into the distal end side step portion 44 of the sheath portion 42 such that the inner peripheral surface of the joint 6 overlaps the outer peripheral surface of the distal end side step portion 44 of the sheath portion 42, and the joint 6 and the distal end The side step portion 44 is laser welded in the circumferential direction. By performing this laser welding, as shown in FIG. 1, a welded portion L <b> 2 straddling the distal end side stepped portion 44 of the sheath portion 42 and the joint 6 is formed.

鞘部42の後端側段部43と金属チューブ3とに跨る溶接部L1および鞘部42の先端側段部44と筒状部材6とに跨る溶接部L2が形成されることにより、包囲部材3と筒状部材6とが取り付け部材4にそれぞれ接続されている。言い換えれば、包囲部材3と筒状部材6とが取り付け部材4を介して接続されている。なお、ここで継手6と筒状部材6とは同義であり、また、取り付け部材4とフランジ4とは同義である。   By forming a welded portion L1 straddling the rear end side stepped portion 43 of the sheath portion 42 and the metal tube 3 and a welded portion L2 straddling the front end side stepped portion 44 of the sheath portion 42 and the tubular member 6, the surrounding member 3 and the cylindrical member 6 are connected to the attachment member 4, respectively. In other words, the surrounding member 3 and the cylindrical member 6 are connected via the attachment member 4. Here, the joint 6 and the cylindrical member 6 are synonymous, and the attachment member 4 and the flange 4 are synonymous.

金属チューブ3、フランジ4および継手6の内部には、一対の金属芯線7を筒状の外筒21の内側に絶縁保持してなるシース部材8が配置される。金属チューブ3の内部において、シース部材8の外筒21の先端から突出する金属芯線7の先端部には、サーミスタ素子2が、このサーミスタ素子2の電極線を構成するPt/Rh合金線9を介して接続される。合金線9および金属芯線7は互いにレーザー溶接又は抵抗溶接される。なお、シース部材8は、詳細は図示しないが、ステンレス合金(例えば、SUS310S)からなる金属製の外筒21と、ステンレス合金(例えば、SUS310S)からなる一対の金属芯線7と、外筒と各金属芯線7との間を絶縁し、金属芯線7を保持するSiO2を主体とする絶縁粉末とから構成される。 Inside the metal tube 3, the flange 4, and the joint 6, a sheath member 8 formed by insulatingly holding a pair of metal core wires 7 inside a cylindrical outer cylinder 21 is disposed. Inside the metal tube 3, the thermistor element 2 connects the Pt / Rh alloy wire 9 constituting the electrode wire of the thermistor element 2 to the tip of the metal core wire 7 protruding from the tip of the outer cylinder 21 of the sheath member 8. Connected through. The alloy wire 9 and the metal core wire 7 are laser-welded or resistance-welded to each other. The sheath member 8 is not shown in detail, but a metal outer tube 21 made of a stainless alloy (for example, SUS310S), a pair of metal core wires 7 made of a stainless alloy (for example, SUS310S), the outer tube, It is composed of an insulating powder mainly composed of SiO 2 that insulates the metal core wire 7 and holds the metal core wire 7.

継手6の内部にてシース部材8の外筒21の後端から後端側へ突き出す金属芯線7は、圧着端子11とレーザー溶接又は抵抗溶接され、圧着端子11を介して一対の外部回路(例えば車両のECU等)接続用のリード線12と接続される。一対の金属芯線7および一対の圧着端子11は、絶縁チューブ15により互いに絶縁される。リード線12は、金属製の撚り線を絶縁性の被覆材にて被覆したものであり、継手6の後端側開口に備えられる耐熱ゴム製の補助リング13に挿通される。そして、補助リング13は、継手6の上から丸加締め或いは多角加締めされることにより、補助リング13および継手6が気密性を保ちながら互いに固定される。これにより、サーミスタ素子2が、金属チューブ3、フランジ4および継手6により形成される密閉空間に収容されることになる。そして、サーミスタ素子2の出力は、シース部材8の金属芯線7からリード線12により、図示しない外部回路に取り出され、排気ガスの温度が検出される。   The metal core wire 7 protruding from the rear end to the rear end side of the outer cylinder 21 of the sheath member 8 inside the joint 6 is laser-welded or resistance-welded to the crimp terminal 11, and a pair of external circuits (for example, via the crimp terminal 11) Connected to a lead wire 12 for connection. The pair of metal core wires 7 and the pair of crimp terminals 11 are insulated from each other by an insulating tube 15. The lead wire 12 is formed by coating a metal stranded wire with an insulating covering material, and is inserted into an auxiliary ring 13 made of heat-resistant rubber provided in the opening on the rear end side of the joint 6. And the auxiliary | assistant ring 13 is mutually fixed, maintaining the airtightness by the auxiliary | assistant ring 13 and the coupling 6 by carrying out the round crimping or the polygonal crimping from the top of the coupling 6. FIG. Thereby, the thermistor element 2 is accommodated in the sealed space formed by the metal tube 3, the flange 4 and the joint 6. The output of the thermistor element 2 is taken out from the metal core wire 7 of the sheath member 8 to the external circuit (not shown) through the lead wire 12, and the temperature of the exhaust gas is detected.

なお、この温度センサ1は1000℃にも達する高温環境下で使用されるため、各々の構成部材は十分な耐熱性を有している必要がある。そのため、金属チューブ3、フランジ4、外筒21および金属芯線7は、Feを主成分とし、C、Si、Mn、P、S、Niおよび24.00〜26.00重量%でCrを含有する耐熱合金であるSUS310Sにより形成されている。また、継手6は、SUS304(Fe以外に、C,Si,Mn,P,S,Ni,Crを含有する耐熱合金であって、18.00〜20.00重量%でCrを含有する。)を材質とする。   Since the temperature sensor 1 is used in a high temperature environment as high as 1000 ° C., each component member needs to have sufficient heat resistance. Therefore, the metal tube 3, the flange 4, the outer cylinder 21, and the metal core wire 7 are mainly composed of Fe, and contain C, Si, Mn, P, S, Ni, and Cr at 24.00 to 26.00% by weight. It is formed of SUS310S which is a heat resistant alloy. Further, the joint 6 is SUS304 (a heat-resistant alloy containing C, Si, Mn, P, S, Ni, and Cr in addition to Fe and containing Cr at 18.00 to 20.00% by weight). Is the material.

A2.温度センサの製造工程:
上記温度センサ1は、以下の工程を経ることにより製造される。
A2. Temperature sensor manufacturing process:
The temperature sensor 1 is manufactured through the following steps.

まず、耐熱合金としてのSUS310Sを材質として用いた金属チューブ3およびフランジ4を予め形成する。また、耐熱合金としてのSUS310Sを材質として用いた外筒21および金属芯線7、絶縁粉末を用いてシース部材8を予め形成する。さらに、その他の部品2,6,10〜13も予め形成する。   First, the metal tube 3 and the flange 4 using SUS310S as a heat resistant alloy as a material are formed in advance. In addition, the sheath member 8 is formed in advance using the outer cylinder 21, the metal core wire 7, and the insulating powder using SUS310S as a heat-resistant alloy as a material. Furthermore, the other components 2, 6, 10 to 13 are also formed in advance.

次に、金属チューブ3、シース部材8およびフランジ4に、後述する第1の熱処理工程および第2の熱処理工程による酸化被膜形成のための加熱処理(酸化処理)を施す。さらに、酸化被膜が形成された金属チューブ3,フランジ4,シース部材8(詳細には、外筒21および金属芯線7)に、後述する第3の熱処理工程による含有水素脱離のための加熱処理(ベーキング処理)を施す。   Next, the metal tube 3, the sheath member 8, and the flange 4 are subjected to a heat treatment (oxidation treatment) for forming an oxide film by a first heat treatment step and a second heat treatment step described later. Further, the metal tube 3, the flange 4, and the sheath member 8 (specifically, the outer cylinder 21 and the metal core wire 7) on which the oxide film is formed are subjected to heat treatment for desorption of hydrogen contained in a third heat treatment step to be described later. (Baking treatment) is performed.

そして、酸化被膜の形成および含有水素脱離がなされた各部材3,4,8と、その他の部品2,6,11〜13を互いに組み付けることにより、図1に示した温度センサ1の製造が完了する。なお、サーミスタ素子2とシース部材8との組み付け体を金属チューブ3に挿入する前に、未硬化のセメント10を金属チューブ3内に充填し、充填後の金属チューブ3に組み付け体を挿入し、乾燥処理を経ることでセメント10を硬化させるようにした。   Then, the members 3, 4 and 8 on which the oxide film is formed and the contained hydrogen are desorbed and the other components 2, 6, 11 to 13 are assembled to each other to manufacture the temperature sensor 1 shown in FIG. Complete. Before inserting the assembly of the thermistor element 2 and the sheath member 8 into the metal tube 3, the uncured cement 10 is filled into the metal tube 3, and the assembly is inserted into the metal tube 3 after filling. The cement 10 was hardened by passing through a drying process.

また、SUS304を材質として用いた筒状部材(継手)6に、後述する第4の熱処理工程(焼鈍工程)および含有水素脱離のための第5の熱処理工程(ベーキング処理、水素脱離処理)を施す場合には、第5の熱処理工程を筒状部材6に施した後に、フランジ4や、その他の部品を互いに組み付けることにより、図1に示した温度センサ1の製造が完了する。   In addition, a cylindrical member (joint) 6 using SUS304 as a material is provided with a fourth heat treatment step (annealing step) described later and a fifth heat treatment step for removing hydrogen contained (baking treatment, hydrogen desorption treatment). 1 is completed, after the fifth heat treatment step is performed on the cylindrical member 6, the flange 4 and other parts are assembled to each other to complete the manufacture of the temperature sensor 1 shown in FIG.

図2は、温度センサの製造工程における熱処理の工程部分を示す工程図である。   FIG. 2 is a process diagram showing a heat treatment process part in the manufacturing process of the temperature sensor.

まず、第1の熱処理工程として、金属チューブ3、フランジ4およびシース部材8を、大気雰囲気下において、処理温度1000℃および処理時間10時間で高温加熱処理(大気雰囲気下酸化処理)を実施する。なお、金属チューブ3とフランジ4については、フランジ4の内側に金属チューブ3を圧入固定した状態で第1の熱処理工程および後述する第2の熱処理工程を実施するようにしている。   First, as a first heat treatment step, the metal tube 3, the flange 4 and the sheath member 8 are subjected to a high-temperature heat treatment (oxidation treatment in an air atmosphere) at a treatment temperature of 1000 ° C. and a treatment time of 10 hours in an air atmosphere. In addition, about the metal tube 3 and the flange 4, the 1st heat processing process and the 2nd heat processing process mentioned later are implemented in the state which press-fixed the metal tube 3 inside the flange 4. FIG.

上記第1の熱処理工程では、管理が容易な大気雰囲気下において、長時間加熱処理することにより、上記金属チューブ3,フランジ4,シース部材8(詳細には、外筒21および金属芯線7)の金属表面に不連続ではあるが比較的膜厚の厚い酸化被膜を形成することができる。   In the first heat treatment step, the metal tube 3, the flange 4, and the sheath member 8 (specifically, the outer cylinder 21 and the metal core wire 7) are subjected to heat treatment for a long time in an easily controlled air atmosphere. A discontinuous but relatively thick oxide film can be formed on the metal surface.

次いで、第2の熱処理工程として、35℃に保たれた水中を通して水分を含ませた水素ガスよりなるウエットガスと、ドライ水素よりなるドライガスとを1対2.2の割合で処理炉に投入し、この処理炉内に第1の熱処理工程で酸化被膜が形成された各部材3,4,8を収納して、ウエットな水素雰囲気(湿潤水素雰囲気)下において、処理温度1150℃および処置時間1時間で高温加熱処理(湿潤水素雰囲気下酸下処理)を実施する。   Next, as a second heat treatment step, a wet gas made of hydrogen gas containing water through water kept at 35 ° C. and a dry gas made of dry hydrogen are introduced into the treatment furnace at a ratio of 1: 2.2. Then, the members 3, 4, and 8 on which the oxide film was formed in the first heat treatment step are accommodated in the processing furnace, and the processing temperature is 1150 ° C. and the processing time in a wet hydrogen atmosphere (wet hydrogen atmosphere). A high-temperature heat treatment (acid treatment in a wet hydrogen atmosphere) is performed in 1 hour.

上記第2の熱処理工程では、各部材3,4,8の表面のうちで、少なくとも第1の熱処理工程で形成された酸化被膜の欠落部分(換言すれば酸化被膜が形成されなかった表面)に酸化クロムが選択的に生成された酸化被膜が形成される。   In the second heat treatment step, at least the missing portion of the oxide film formed in the first heat treatment step (in other words, the surface on which the oxide film was not formed) among the surfaces of the members 3, 4, 8. An oxide film in which chromium oxide is selectively generated is formed.

さらに、第3の熱処理工程として、上記第2の熱処理工程で酸化被膜が形成された各部材3,4,8を、大気雰囲気下において、処理温度700℃および処理時間30分で低温加熱処理(ベーキング処理,含有水素脱離処理)を実施する。   Further, as the third heat treatment step, the members 3, 4, and 8 on which the oxide film is formed in the second heat treatment step are subjected to low-temperature heat treatment at a treatment temperature of 700 ° C. and a treatment time of 30 minutes in an air atmosphere ( Bake treatment and hydrogen desorption treatment).

上記第3の熱処理工程では、各部材3,4,8に含有している水素が脱離し、各部材3,4,8の水素含有量が低減される。   In the third heat treatment step, hydrogen contained in the members 3, 4, and 8 is desorbed, and the hydrogen content of the members 3, 4, and 8 is reduced.

図10は、筒状部材6の熱処理の工程部分を示す工程図および第5の熱処理工程の熱処理条件を表す図である。まず、第4の熱処理工程として、筒状部材6を水素雰囲気下において、処理温度1100℃および処理時間2時間で焼鈍処理を実施する。これにより、筒状部材6の加工後の内部応力を除去することができる。 FIG. 10 is a process diagram showing a heat treatment process part of the tubular member 6 and a diagram showing heat treatment conditions of the fifth heat treatment process. First, as a fourth heat treatment step, the cylindrical member 6 is annealed in a hydrogen atmosphere at a treatment temperature of 1100 ° C. and a treatment time of 2 hours. Thereby, the internal stress after processing of the cylindrical member 6 can be removed.

次いで、第5の熱処理工程として、焼鈍処理を施した筒状部材6を、大気雰囲気下で図10(b)に記載のNo.1〜No.8の条件でそれぞれ加熱処理(ベーキング処理,含有水素脱離処理)を実施する。これにより、筒状部材6に含有している水素が脱離し、筒状部材6の水素含有量が低減される。ここで第5の熱処理工程における加熱温度は、200℃〜400℃の範囲が好ましい。下限値を200℃としたのは、後述する第5の熱処理工程を施す前の筒状部材6の含有水素の脱離が200℃付近から始まるため(図18,図19参照)、含有水素を脱離させるためには200℃以上が好適であるからである。また、上限値を400℃としたのは、高温での熱処理を行うと筒状部材6の表面全体に酸化被膜が形成する可能性があり、筒状部材6と他の部材(例えば取り付け部材4)を溶接する際に、酸化被膜を除去する必要が生じるからである。   Next, as a fifth heat treatment step, the tubular member 6 subjected to the annealing treatment was subjected to No. 1 shown in FIG. 1-No. Heat treatment (baking treatment, containing hydrogen desorption treatment) is performed under the conditions of 8 respectively. Thereby, the hydrogen contained in the cylindrical member 6 is desorbed, and the hydrogen content of the cylindrical member 6 is reduced. Here, the heating temperature in the fifth heat treatment step is preferably in the range of 200 ° C to 400 ° C. The lower limit was set to 200 ° C. because the desorption of the hydrogen contained in the cylindrical member 6 before the fifth heat treatment step described later starts from around 200 ° C. (see FIGS. 18 and 19). This is because 200 ° C. or higher is suitable for desorption. Further, the upper limit is set to 400 ° C., when heat treatment at a high temperature is performed, an oxide film may be formed on the entire surface of the cylindrical member 6, and the cylindrical member 6 and other members (for example, the attachment member 4). This is because it is necessary to remove the oxide film when welding.

A3.ベーキング処理の効果:
第3の熱処理工程によるベーキング処理の効果について説明する。
A3. Baking effect:
The effect of the baking process by the third heat treatment step will be described.

上記第2の熱処理工程は、湿潤水素雰囲気下において実施される。また、金属チューブ3およびシース部材8は、その製造工程において、加工時の応力緩和のため、「焼鈍」と呼ばれる熱処理工程を含むのが一般的である。この焼鈍工程は、酸化を防止するために、非酸素含有雰囲気下、例えば、水素含有雰囲気下で行なわれるのが一般的である。従って、水素雰囲気下で実施される第2の熱処理工程や焼鈍工程において、金属チューブ3およびシース部材8には、水素が吸着、固溶等により含有され、水素含有量が増加することになる。   The second heat treatment step is performed in a wet hydrogen atmosphere. In addition, the metal tube 3 and the sheath member 8 generally include a heat treatment process called “annealing” in order to relieve stress during processing in the manufacturing process. This annealing step is generally performed in a non-oxygen-containing atmosphere, for example, a hydrogen-containing atmosphere in order to prevent oxidation. Therefore, in the second heat treatment step or annealing step performed in a hydrogen atmosphere, the metal tube 3 and the sheath member 8 contain hydrogen by adsorption, solid solution, etc., and the hydrogen content increases.

仮に、金属チューブ3およびシース部材8内に含有されている水素が、温度センサ1の使用時において金属チューブ3およびシース部材8から脱離すると、サーミスタ素子2が還元されてサーミスタ素子の特性変化を招く。   If the hydrogen contained in the metal tube 3 and the sheath member 8 is desorbed from the metal tube 3 and the sheath member 8 when the temperature sensor 1 is used, the thermistor element 2 is reduced and the characteristics of the thermistor element are changed. Invite.

図3は、第1および第2の熱処理を実施した金属チューブについての雰囲気温度と脱離水素との関係を分析した結果を示すグラフである。また、図4は、同様に、第1および第2の熱処理を実施したシース部材についての雰囲気温度と脱離水素との関係を分析した結果を示すグラフである。図3および図4は、雰囲気温度を一定の割合で順に上昇させていったときに、発生する単位時間当たりの水素量dH/dt[ppm/min]と、その累積積分値[ppm]を示している。なお、部品に含有されている水素量は、例えば、昇温脱離装置(TPD)に検出計として大気圧イオン化質量分析計(API−MS)を接続して計測することができる。   FIG. 3 is a graph showing the results of analyzing the relationship between the ambient temperature and desorbed hydrogen for the metal tubes subjected to the first and second heat treatments. Similarly, FIG. 4 is a graph showing the results of analyzing the relationship between the ambient temperature and the desorbed hydrogen for the sheath members subjected to the first and second heat treatments. 3 and 4 show the amount of hydrogen dH / dt [ppm / min] generated per unit time and the cumulative integrated value [ppm] when the ambient temperature is increased in order at a constant rate. ing. The amount of hydrogen contained in the component can be measured, for example, by connecting an atmospheric pressure ionization mass spectrometer (API-MS) as a detector to a temperature programmed desorption apparatus (TPD).

図3および図4に示すように、金属チューブとシース部材のいずれでも、200℃付近の温度から水素の脱離が発生し始める。そして、900℃の温度まで上昇した場合における脱離水素の累積積分値は、金属チューブでは約10.4ppm、シース部材では約10.7ppmもあることがわかる。なお、図3および図4の結果は、複数のサンプルによる分析結果のうちの代表的な値を示している。   As shown in FIGS. 3 and 4, hydrogen desorption begins to occur from a temperature around 200 ° C. in both the metal tube and the sheath member. The cumulative integral value of desorbed hydrogen when the temperature rises to 900 ° C. is about 10.4 ppm for the metal tube and about 10.7 ppm for the sheath member. Note that the results of FIGS. 3 and 4 show representative values among the analysis results of a plurality of samples.

図11は、第1および第2の熱処理を実施した複数(サンプル数は4個)の金属チューブ3についての雰囲気温度と単位時間当たりに発生した水素量dH/dt[ppm/min]の関係を示すグラフである。ここで、雰囲気温度は一定の割合で順に上昇させた。なお、太字の実線で示すサンプル(600℃において単位時間当たりの水素量が最も高いサンプル)は、図3に示すサンプルと同一である。   FIG. 11 shows the relationship between the ambient temperature and the amount of hydrogen generated per unit time dH / dt [ppm / min] for a plurality of (four samples) metal tubes 3 subjected to the first and second heat treatments. It is a graph to show. Here, the ambient temperature was increased in order at a constant rate. A sample indicated by a bold solid line (a sample having the highest amount of hydrogen per unit time at 600 ° C.) is the same as the sample shown in FIG.

図12は、第1および第2の熱処理を実施した複数(サンプル数は4個)の金属チューブ3についての雰囲気温度と脱離水素の累積値[ppm]の関係を示すグラフである。脱離水素の累積値は、図11の単位時間当たりの水素量を元に算出している。これによると、900℃の温度まで上昇した場合における脱離水素の累積値は、少なくとも9.3ppm以上であることが分かる。なお、脱離水素の累積値が約10.4ppmを示すサンプルは、図3に示すサンプルと同一である。   FIG. 12 is a graph showing the relationship between the ambient temperature and the accumulated value [ppm] of desorbed hydrogen for a plurality of (four samples) metal tubes 3 subjected to the first and second heat treatments. The accumulated value of desorbed hydrogen is calculated based on the amount of hydrogen per unit time in FIG. According to this, it can be seen that the cumulative value of desorbed hydrogen when the temperature rises to 900 ° C. is at least 9.3 ppm. A sample in which the cumulative value of desorbed hydrogen is about 10.4 ppm is the same as the sample shown in FIG.

図13は、第1および第2の熱処理を実施した複数(サンプル数は4個)のシース部材8についての雰囲気温度と単位時間当たりに発生した水素量dH/dt[ppm/min]の関係を示すグラフである。ここで、雰囲気温度は一定の割合で順に上昇させた。これによると、いずれのシース部材8も200℃付近から水素の脱離が発生し始めることが分かる。なお、太字の実線で示すサンプル(約450℃において水素量が最も高いサンプル)は、図4に示すサンプルと同一である。   FIG. 13 shows the relationship between the ambient temperature and the amount of hydrogen generated per unit time dH / dt [ppm / min] for a plurality of sheath members 8 (four samples) subjected to the first and second heat treatments. It is a graph to show. Here, the ambient temperature was increased in order at a constant rate. According to this, it can be seen that any sheath member 8 begins to desorb hydrogen from around 200 ° C. A sample indicated by a bold solid line (a sample having the highest hydrogen content at about 450 ° C.) is the same as the sample shown in FIG.

図14は、第1および第2の熱処理を実施した複数(サンプル数は3個)のシース部材8についての雰囲気温度と脱離水素の累積値[ppm]の関係を示すグラフである。脱離水素の累積値は、図13の単位時間当たりの水素量を元に算出している。これによると、900℃の温度まで上昇した場合における脱離水素の累積値は、少なくとも約10.2ppm以上であることが分かる。なお、脱離水素の累積値が約10.7ppmを示すサンプルは、図4に示すサンプルと同一である。   FIG. 14 is a graph showing the relationship between the ambient temperature and the accumulated value [ppm] of desorbed hydrogen for a plurality of sheath members 8 (three samples) subjected to the first and second heat treatments. The accumulated value of desorbed hydrogen is calculated based on the amount of hydrogen per unit time in FIG. According to this, it can be seen that the cumulative value of desorbed hydrogen when the temperature rises to 900 ° C. is at least about 10.2 ppm or more. Note that the sample in which the cumulative value of desorbed hydrogen is about 10.7 ppm is the same as the sample shown in FIG.

以上のことから、これらの部材を用いた温度センサを高温で使用した場合において、これら金属チューブ3やシース部材8から脱離した水素が、サーミスタ素子2の特性変化を招くと考えられる。   From the above, it is considered that when the temperature sensor using these members is used at a high temperature, the hydrogen desorbed from the metal tube 3 and the sheath member 8 causes the characteristics of the thermistor element 2 to change.

従って、これら金属チューブ3やシース部材8から脱離した水素によるサーミスタ素子2の特性変化を防止するためには、あらかじめ、金属チューブ3やシース部材8に含有している水素を脱離させておくことが好ましく、第3の熱処理工程によるベーキング処理を実施するのである。   Therefore, in order to prevent the characteristic change of the thermistor element 2 due to the hydrogen desorbed from the metal tube 3 or the sheath member 8, hydrogen contained in the metal tube 3 or the sheath member 8 is desorbed in advance. It is preferable to perform a baking process by a third heat treatment step.

図5は、ベーキング処理を実施した金属チューブについての雰囲気温度と脱離水素との関係を分析した結果を示すグラフである。また、図6は、同様に、ベーキング処理を実施したシース部材についての雰囲気温度と脱離水素との関係を分析した結果を示すグラフである。図5および図6も、図3および図4と同様に、雰囲気温度を一定の割合で順に上昇させていったときに、発生する単位時間当たりの水素量dH/dt[ppm/min]と、その累積積分値[ppm]を示している。   FIG. 5 is a graph showing the result of analyzing the relationship between the ambient temperature and desorbed hydrogen for a metal tube that has been baked. Similarly, FIG. 6 is a graph showing the results of analyzing the relationship between the ambient temperature and the desorbed hydrogen for the sheath member subjected to the baking treatment. 5 and 6 also show the amount of hydrogen dH / dt [ppm / min] generated per unit time when the ambient temperature is increased in order at a constant rate, as in FIGS. The cumulative integral value [ppm] is shown.

図5に示すように、ベーキング処理を実施した金属チューブ3では、雰囲気温度を900℃まで上昇させた場合における脱離水素の累積積分値は約4.3ppmであり、ベーキング処理を実施しない金属チューブ3の場合の累積積分値が約10.4ppm(図3参照)であるのに対して、1/2以下に低減されることがわかる。また、図6に示すように、ベーキング処理を実施したシース部材8では、雰囲気温度を900℃まで上昇させた場合における脱離水素の累積積分値は約7.4ppmであり、ベーキング処理を実施しないシース部材8の場合の累積積分値が10.7ppm(図4参照)であるのに対して、3/4以下に低減されることがわかる。なお、図5および図6の結果は、複数のサンプルによる分析結果のうちの代表的な値を示している。   As shown in FIG. 5, in the metal tube 3 that has been subjected to the baking treatment, the cumulative integral value of desorbed hydrogen when the atmospheric temperature is raised to 900 ° C. is about 4.3 ppm, and the metal tube that is not subjected to the baking treatment It can be seen that the cumulative integrated value in the case of 3 is about 10.4 ppm (see FIG. 3), but is reduced to ½ or less. Further, as shown in FIG. 6, in the sheath member 8 that has been subjected to the baking process, the cumulative integral value of desorbed hydrogen when the ambient temperature is raised to 900 ° C. is about 7.4 ppm, and the baking process is not performed. It can be seen that the cumulative integral value in the case of the sheath member 8 is 10.7 ppm (see FIG. 4), but is reduced to 3/4 or less. Note that the results of FIGS. 5 and 6 show representative values among the analysis results of a plurality of samples.

図15は、ベーキング処理を実施した複数(サンプル数は12個)の金属チューブ3についての雰囲気温度と単位時間当たりに発生した水素量dH/dt[ppm/min]の関係を示すグラフである。なお、雰囲気温度は一定の割合で順上昇させた。これによれば、ベーキング処理を実施しない金属チューブ3では、約500℃〜約650℃の範囲で単位時間当たりの水素量の最大値を記録したのに対し(図11参照)、ベーキング処理を実施した金属チューブ3では、単位時間当たりの水素量の最大値は、より高温側(例えば700℃以上)にシフトする傾向にあることが分かる。   FIG. 15 is a graph showing the relationship between the atmospheric temperature and the amount of hydrogen generated per unit time dH / dt [ppm / min] for a plurality (12 samples) of the metal tube 3 subjected to the baking treatment. The ambient temperature was increased at a constant rate. According to this, in the metal tube 3 where the baking process is not performed, the maximum amount of hydrogen per unit time was recorded in the range of about 500 ° C. to about 650 ° C. (see FIG. 11), but the baking process was performed. It can be seen that in the metal tube 3, the maximum value of the hydrogen amount per unit time tends to shift to a higher temperature side (for example, 700 ° C. or higher).

図16は、ベーキング処理を実施した複数(サンプル数は12個)の金属チューブ3についての雰囲気温度と脱離水素の累積値[ppm]の関係を示すグラフである。脱離水素の累積値は、図15の単位時間当たりの水素量を元に算出している。これによると、雰囲気温度を900℃まで上昇させた場合における金属チューブ3の脱離水素の累積値は、最大でも5.4ppmである。よって、ベーキング処理を実施しない金属チューブ3の脱離水素の累積値が少なくとも9.3ppm以上(図12参照)であることから、ベーキング処理を実施することで金属チューブ3の水素含有量を3/5以下に低減できることが分かる。なお、累積値が4.3ppmを示すサンプルは、図5のサンプルと同一である。   FIG. 16 is a graph showing the relationship between the ambient temperature and the accumulated value [ppm] of desorbed hydrogen for a plurality (12 samples) of the metal tubes 3 subjected to the baking treatment. The accumulated value of desorbed hydrogen is calculated based on the amount of hydrogen per unit time in FIG. According to this, the cumulative value of desorbed hydrogen of the metal tube 3 when the atmospheric temperature is raised to 900 ° C. is 5.4 ppm at the maximum. Therefore, since the cumulative value of desorbed hydrogen in the metal tube 3 that is not subjected to the baking treatment is at least 9.3 ppm or more (see FIG. 12), the hydrogen content of the metal tube 3 is reduced to 3 / by performing the baking treatment. It turns out that it can reduce to 5 or less. In addition, the sample in which the cumulative value is 4.3 ppm is the same as the sample in FIG.

図17は、ベーキング処理を実施した複数(サンプル数は11個)のシース部材8についての雰囲気温度と単位時間当たりに発生した水素量dH/dt[ppm/min]の関係を示すグラフである。また、図18は、ベーキング処理を実施した複数(サンプル数は11個)のシース部材8についての雰囲気温度と脱離水素の累積値[ppm]の関係を示すグラフである。なお、脱離水素の累積値は、図17の単位時間当たりの水素量を元に算出している。   FIG. 17 is a graph showing the relationship between the ambient temperature and the hydrogen amount dH / dt [ppm / min] generated per unit time for a plurality of sheath members 8 (11 samples) subjected to the baking process. FIG. 18 is a graph showing the relationship between the ambient temperature and the cumulative value [ppm] of desorbed hydrogen for a plurality (11 samples) of the sheath members 8 that have been baked. Note that the cumulative value of desorbed hydrogen is calculated based on the amount of hydrogen per unit time in FIG.

図17および図18によると、雰囲気温度を900℃まで上昇させた場合におけるシース部材8の脱離水素の累積値は、最大でも7.4ppmである。よって、ベーキング処理を実施しないシース部材8の脱離水素の累積値が少なくとも10.2ppm以上(図14参照)であることから、ベーキング処理を実施することでシース部材3の水素含有量を3/4以下に低減できることが分かる。   According to FIGS. 17 and 18, the cumulative value of desorbed hydrogen of the sheath member 8 when the ambient temperature is raised to 900 ° C. is 7.4 ppm at the maximum. Therefore, since the cumulative value of desorbed hydrogen of the sheath member 8 that is not subjected to the baking process is at least 10.2 ppm or more (see FIG. 14), the hydrogen content of the sheath member 3 is reduced to 3 / by performing the baking process. It turns out that it can reduce to 4 or less.

図7は、ベーキング処理を実施した金属チューブ、フランジおよびシース部材を用いて作製した温度センサの抵抗値のバラツキを示すグラフである。図8は、比較例として、ベーキング処理を実施しない金属チューブ、フランジおよびシース部材を用いて作製した温度センサの抵抗値のバラツキを示すグラフである。なお、どちらもサンプル数は150個である。   FIG. 7 is a graph showing a variation in resistance value of a temperature sensor manufactured using a metal tube, a flange, and a sheath member that have been baked. FIG. 8 is a graph showing variations in resistance values of a temperature sensor manufactured using a metal tube, a flange, and a sheath member that are not subjected to baking as a comparative example. In both cases, the number of samples is 150.

図7と図8を比較すればわかるように、ベーキング処理を実施していない部品を用いた温度センサはσ=0.0181であるのに対して、ベーキング処理を実施した部品を用いた温度センサはσ=0.0014と、抵抗値のバラツキが大幅に改善されることがわかる。   As can be seen from a comparison between FIG. 7 and FIG. 8, the temperature sensor using the parts not subjected to baking is σ = 0.0181, whereas the temperature sensor using the parts subjected to baking is Σ = 0.014, it can be seen that the variation in resistance value is greatly improved.

従って、金属チューブおよびシース部材をベーキング処理することにより、サーミスタ素子の特性が変化するのを抑制することが可能であるとともに、抵抗値のバラツキを小さくすることが可能であり、サーミスタ素子の特性変化を抑えて検出精度の低下を防止することを可能にした温度センサを提供することができる。   Therefore, by baking the metal tube and the sheath member, it is possible to suppress the change in the characteristics of the thermistor element and to reduce the variation in the resistance value. Thus, it is possible to provide a temperature sensor that can suppress the decrease in detection accuracy by suppressing the above.

なお、ベーキング処理後の金属チューブ3およびシース部材8の水素含有量の上限値は、図5および図6の結果、さらには図15〜図18の結果を考慮して、金属チューブ3は6ppm以下、好ましくは5ppm以下、より好ましくは3ppm以下に設定することができ、シース部材8は8ppm以下、より好ましくは7.5ppm以下、さらに好ましくは6.0ppm以下に設定することができる。   The upper limit of the hydrogen content of the metal tube 3 and the sheath member 8 after the baking treatment is 6 ppm or less in consideration of the results of FIGS. 5 and 6 and further the results of FIGS. The sheath member 8 can be set to 8 ppm or less, more preferably 7.5 ppm or less, and even more preferably 6.0 ppm or less.

A4.筒状部材6への第5の熱処理工程の効果:
筒状部材6は、その製造工程において、加工時の応力緩和のため、「焼鈍」と呼ばれる第4の熱処理工程を含むのが一般的である。この第4の熱処理工程は、酸化を防止するために、非酸素含有雰囲気下、例えば、水素雰囲気下で行われるのが一般的である。本実施例の場合は、水素雰囲気下で処理温度1100℃および処理時間2時間で第4の熱処理工程(焼鈍処理)を行っている。従って、第4の熱処理工程において、筒状部材6には水素が吸着、固溶等により含有され、水素含有量が増加することになる。
A4. Effect of the fifth heat treatment step on the cylindrical member 6:
The cylindrical member 6 generally includes a fourth heat treatment step called “annealing” in order to relieve stress during processing in the manufacturing process. This fourth heat treatment step is generally performed in a non-oxygen-containing atmosphere, for example, a hydrogen atmosphere in order to prevent oxidation. In the case of this example, the fourth heat treatment step (annealing treatment) is performed in a hydrogen atmosphere at a treatment temperature of 1100 ° C. and a treatment time of 2 hours. Therefore, in the fourth heat treatment step, the cylindrical member 6 contains hydrogen by adsorption, solid solution, etc., and the hydrogen content increases.

ここで、図1に示すように、包囲部材3を取り囲む取り付け部材4に対して、シース部材8の後端側を包囲するための筒状部材(継手)6が固定されている構成の温度センサ1では、温度センサ1の使用時において、筒状部材6から含有水素が脱離すると、脱離水素が包囲部材3とシース部材8との間の空間を通ってサーミスタ素子2へ到達する。その結果、サーミスタ素子2が還元されてサーミスタ素子2の特性変化を招くおそれがある。   Here, as shown in FIG. 1, a temperature sensor having a configuration in which a tubular member (joint) 6 for surrounding the rear end side of the sheath member 8 is fixed to an attachment member 4 surrounding the surrounding member 3. 1, when the contained hydrogen is desorbed from the cylindrical member 6 when the temperature sensor 1 is used, the desorbed hydrogen reaches the thermistor element 2 through the space between the surrounding member 3 and the sheath member 8. As a result, the thermistor element 2 may be reduced, resulting in a change in the characteristics of the thermistor element 2.

図19は、第4の熱処理工程を実施した複数(サンプル数は3個)の筒状部材6についての雰囲気温度と単位時間当たりに発生した水素量dH/dt[ppm/min]の関係を示すグラフである。なお、雰囲気温度は一定の割合で順に上昇させた。これによると、いずれの筒状部材6も200℃付近から水素の脱離が発生し始めることが分かる。   FIG. 19 shows the relationship between the ambient temperature and the amount of hydrogen generated per unit time dH / dt [ppm / min] for a plurality (three samples) of cylindrical members 6 subjected to the fourth heat treatment step. It is a graph. The ambient temperature was increased in order at a constant rate. According to this, it can be understood that any cylindrical member 6 begins to desorb hydrogen from around 200 ° C.

図20は、第4の熱処理工程を実施した複数(サンプル数は3個)の筒状部材6についての雰囲気温度と脱離水素の累積値[ppm]の関係を示すグラフである。脱離水素の累積値は、図19の単位時間当たりの水素量を元に算出している。これによると、900℃の温度まで上昇した場合における脱離水素の累積値は、少なくとも5.4ppm以上であることが分かる。   FIG. 20 is a graph showing the relationship between the ambient temperature and the cumulative value [ppm] of desorbed hydrogen for a plurality of (three samples) cylindrical members 6 that have undergone the fourth heat treatment step. The accumulated value of desorbed hydrogen is calculated based on the amount of hydrogen per unit time in FIG. According to this, it can be seen that the cumulative value of desorbed hydrogen when the temperature rises to 900 ° C. is at least 5.4 ppm or more.

以上のことから、第4の熱処理工程を実施した筒状部材6を用いた温度センサ1を高温(例えば600℃以上)で使用した場合において、筒状部材6から脱離した水素が、サーミスタ素子2の特性変化を招くと考えられる。   From the above, when the temperature sensor 1 using the cylindrical member 6 on which the fourth heat treatment step has been performed is used at a high temperature (for example, 600 ° C. or higher), hydrogen desorbed from the cylindrical member 6 is removed from the thermistor element. It is considered that the second characteristic change is caused.

従って、筒状部材6から脱離した水素によるサーミスタ素子2の特性変化を防止するために、あらかじめ、筒状部材6に含有している水素を脱離させておくことが好ましい。よって、第5の熱処理工程を実施するのである。   Therefore, in order to prevent a change in the characteristics of the thermistor element 2 due to hydrogen desorbed from the cylindrical member 6, it is preferable to desorb hydrogen contained in the cylindrical member 6 in advance. Therefore, the fifth heat treatment step is performed.

図21は、第5の熱処理工程を実施した筒状部材6についての雰囲気温度と単位時間当たりに発生した水素含有量dH/dt[ppm/min]の関係を示すグラフである。図22は、第5の熱処理工程を実施した筒状部材6の雰囲気温度と脱離水素の累積値[ppm]の関係を示すグラフである。ここで、脱離水素に累積値は、図21の単位時間当たりの水素量を元に算出している。また、図22(b)に示す処理条件でそれぞれ第5の熱処理工程を実施した筒状部材6を測定に用いた。   FIG. 21 is a graph showing the relationship between the atmospheric temperature and the hydrogen content dH / dt [ppm / min] generated per unit time for the cylindrical member 6 on which the fifth heat treatment step has been performed. FIG. 22 is a graph showing the relationship between the ambient temperature of the cylindrical member 6 that has undergone the fifth heat treatment step and the cumulative value [ppm] of desorbed hydrogen. Here, the cumulative value of desorbed hydrogen is calculated based on the amount of hydrogen per unit time in FIG. Moreover, the cylindrical member 6 which respectively performed the 5th heat processing process on the process conditions shown in FIG.22 (b) was used for the measurement.

図22(a)に示すように、第5の熱処理工程を実施した筒状部材6では、雰囲気温度を900℃まで上昇させた場合における脱離水素の累積値は、最大でも3.0ppmである。よって、第5の熱処理工程を実施しない筒状部材6の脱離水素の累積値が少なくとも5.4ppm以上(図20参照)であることから、第5の熱処理工程を実施することで筒状部材6の水素含有量を3/5以下に低減できることが分かる。また、第5の熱処理条件によっては、筒状部材6の水素含有量を、2/5以下にできることが分かる。例えば、処理温度400℃、加熱処理時間40時間で第5の熱処理工程を実施した筒状部材6では、脱離水素の累積値が1.4ppmとなり、第5の熱処理工程を実施することで水素含有量を3/10以下にできる。   As shown in FIG. 22 (a), in the cylindrical member 6 subjected to the fifth heat treatment step, the cumulative value of desorbed hydrogen when the ambient temperature is raised to 900 ° C. is 3.0 ppm at the maximum. . Therefore, since the cumulative value of desorbed hydrogen of the cylindrical member 6 that does not perform the fifth heat treatment step is at least 5.4 ppm or more (see FIG. 20), the cylindrical member can be obtained by performing the fifth heat treatment step. It can be seen that the hydrogen content of 6 can be reduced to 3/5 or less. Moreover, it turns out that the hydrogen content of the cylindrical member 6 can be 2/5 or less depending on the fifth heat treatment condition. For example, in the cylindrical member 6 that has been subjected to the fifth heat treatment step at a treatment temperature of 400 ° C. and a heat treatment time of 40 hours, the accumulated value of desorbed hydrogen is 1.4 ppm, and hydrogen is obtained by performing the fifth heat treatment step. The content can be reduced to 3/10 or less.

図23は、第5の熱処理工程を実施しない筒状部材6を用いて作製した温度センサ1(以下、「処理前温度センサ1」という。)の繰り返し温度変化を示すグラフである。試験方法としては、温度センサ1を100℃〜900℃に昇温し、温度毎の抵抗値の測定を行う(1回目の試験)。次に温度センサ1を100℃まで冷却し、同一の温度センサ1を再度100℃〜900℃に昇温し、温度毎の抵抗値の測定を行う(2回目の試験)。1回目の試験で得られた抵抗値を0とし、2回目の試験で得られた抵抗値と1回目の試験で得られた抵抗値とを比較し、2回目の試験で得られた抵抗値のズレを温度に変換しプロットを行った。なお、サンプル数は50個であり、いずれの温度センサ1も金属チューブ3、フランジ4およびシース部材8にはベーキング処理を実施している。   FIG. 23 is a graph showing repeated temperature changes of a temperature sensor 1 (hereinafter, referred to as “pre-treatment temperature sensor 1”) manufactured using a cylindrical member 6 that does not perform the fifth heat treatment step. As a test method, the temperature sensor 1 is heated to 100 ° C. to 900 ° C., and the resistance value is measured for each temperature (first test). Next, the temperature sensor 1 is cooled to 100 ° C., the same temperature sensor 1 is heated again to 100 ° C. to 900 ° C., and the resistance value for each temperature is measured (second test). The resistance value obtained in the first test is 0, and the resistance value obtained in the second test is compared with the resistance value obtained in the first test. The deviation was converted into temperature and plotted. The number of samples is 50, and any of the temperature sensors 1 is baked on the metal tube 3, the flange 4 and the sheath member 8.

図24は、第5の熱処理工程(ベーキング処理)を実施した筒状部材6を用いて作製した温度センサ1(以下、「処理後温度センサ1」という。)の繰り返し温度変化を示すグラフである。試験方法およびサンプル数は図23の試験と同一である。また、いずれの温度センサ1も金属チューブ3、フランジ4およびシース部材8にはベーキング処理を実施している。   FIG. 24 is a graph showing repeated temperature changes of the temperature sensor 1 (hereinafter referred to as “post-treatment temperature sensor 1”) manufactured using the cylindrical member 6 that has been subjected to the fifth heat treatment step (baking treatment). . The test method and the number of samples are the same as in the test of FIG. In any of the temperature sensors 1, the metal tube 3, the flange 4 and the sheath member 8 are baked.

図23と図24を比較すると、処理後温度センサ1は、処理前温度センサ1よりも抵抗値の変動が大幅に改善されるのがわかる。言い換えれば、処理後温度センサ1は第5の熱処理工程により筒状部材6に含有している水素を予め脱離させている。よって、1回目の試験の際に、処理後温度センサ1の筒状部材6から脱離する水素量は、処理前温度センサ1の筒状部材6から脱離する水素量よりも低い。よって、サーミスタ素子2の特性変化を防止でき、抵抗値の変動を大幅に改善できたのである。   Comparing FIG. 23 and FIG. 24, it can be seen that the variation in resistance value of the post-treatment temperature sensor 1 is significantly improved as compared to the pre-treatment temperature sensor 1. In other words, the post-treatment temperature sensor 1 desorbs the hydrogen contained in the cylindrical member 6 in advance by the fifth heat treatment step. Therefore, the amount of hydrogen desorbed from the cylindrical member 6 of the post-treatment temperature sensor 1 during the first test is lower than the amount of hydrogen desorbed from the cylindrical member 6 of the pre-treatment temperature sensor 1. Therefore, the characteristic change of the thermistor element 2 can be prevented, and the fluctuation of the resistance value can be greatly improved.

また、第5の熱処理工程を実施した筒状部材6の水素含有量の上限値は、図21および図22の結果を考慮し、4ppm以下、好ましくは3ppm以下、さらに好ましくは2.5ppm以下に設定することができる。   Further, the upper limit value of the hydrogen content of the cylindrical member 6 subjected to the fifth heat treatment step is 4 ppm or less, preferably 3 ppm or less, more preferably 2.5 ppm or less in consideration of the results of FIGS. 21 and 22. Can be set.

筒状部材6は、包囲部材3およびシース部材8に比べサーミスタ素子2から離れた位置にはあるが、筒状部材6の水素含有量の上限値は、包囲部材3およびシース部材8の水素含有量の上限値よりも低く設定することが好ましい。なぜならば、筒状部材6は包囲部材3およびシース部材8に比べ重量が一般的に大きいため、水素含有量[ppm]が高ければ、筒状部材6全体から発生する水素量は包囲部材3およびシース部材8よりも高くなり、サーミスタ素子2から離れた位置であっても特性変化に影響を及ぼす可能性があるからである。   The cylindrical member 6 is located farther from the thermistor element 2 than the surrounding member 3 and the sheath member 8, but the upper limit value of the hydrogen content of the cylindrical member 6 is the hydrogen content of the surrounding member 3 and the sheath member 8. It is preferable to set the amount lower than the upper limit value. This is because the cylindrical member 6 is generally heavier than the surrounding member 3 and the sheath member 8, so that if the hydrogen content [ppm] is high, the amount of hydrogen generated from the entire cylindrical member 6 is This is because even if the position is higher than that of the sheath member 8 and away from the thermistor element 2, there is a possibility of affecting the characteristic change.

B.第2実施例:
図9は、本発明の第2実施例としての温度センサの構造を示す部分破断断面図である。この温度センサ100は、第1実施例の温度センサ1と比較して、サーミスタ素子2を収容するための部材、およびフランジの鞘部にレーザー溶接される部材が主に異なるものであり、その他の部分についてはほぼ同様である。従って、第1実施例と異なる部分を中心に説明し、同様な部分については、説明を省略または簡略化する。
B. Second embodiment:
FIG. 9 is a partially broken sectional view showing the structure of a temperature sensor as a second embodiment of the present invention. Compared with the temperature sensor 1 of the first embodiment, the temperature sensor 100 is mainly different in a member for housing the thermistor element 2 and a member to be laser-welded to the sheath portion of the flange. The part is almost the same. Accordingly, the description will focus on the parts different from the first embodiment, and the description of the same parts will be omitted or simplified.

第1実施例の温度センサ1では、サーミスタ素子2を金属チューブ3の内側に収容すると共に、その金属チューブ3をフランジ4にレーザー溶接により固定していた(図1参照)。これに対し、図9に示す本実施例の温度センサ100では、サーミスタ素子2を金属製の包囲部材としての金属キャップ14に収容し、この金属キャップ14をシース部材8に溶接(具体的には、レーザー溶接)した状態で、シース部材8をフランジ4にレーザー溶接により固定している。   In the temperature sensor 1 of the first embodiment, the thermistor element 2 is accommodated inside the metal tube 3, and the metal tube 3 is fixed to the flange 4 by laser welding (see FIG. 1). On the other hand, in the temperature sensor 100 of the present embodiment shown in FIG. 9, the thermistor element 2 is accommodated in a metal cap 14 as a metal surrounding member, and this metal cap 14 is welded to the sheath member 8 (specifically, , Laser welding), the sheath member 8 is fixed to the flange 4 by laser welding.

軸線方向に延びる金属キャップ14は、先端部131側が閉塞された筒状をなしており、この先端部131の内部にサーミスタ素子2が収容されている。この金属キャップ14は、SUS310Sのステンレス合金から形成されている。尚、サーミスタ素子2は、自身の電極線(Pt/Rh合金線)9を介してシース部材8の外筒21の先端から突出する金属芯線7に接続される。そして、金属キャップ14の後端部132側は開放されており、この後端部132の内周面がシース部材8の外筒21の外周面に重なり合った状態で、周方向にわたってレーザー溶接されている。これにより、金属キャップ14がシース部材8に気密状態に固定される。   The metal cap 14 extending in the axial direction has a cylindrical shape with the distal end 131 side closed, and the thermistor element 2 is accommodated inside the distal end 131. The metal cap 14 is made of a SUS310S stainless alloy. The thermistor element 2 is connected to the metal core wire 7 protruding from the tip of the outer cylinder 21 of the sheath member 8 through its own electrode wire (Pt / Rh alloy wire) 9. The rear end 132 side of the metal cap 14 is open, and laser welding is performed in the circumferential direction with the inner peripheral surface of the rear end 132 overlapping the outer peripheral surface of the outer cylinder 21 of the sheath member 8. Yes. Thereby, the metal cap 14 is fixed to the sheath member 8 in an airtight state.

フランジ4は、上述したように、軸線方向に延びる鞘部42と、この鞘部42の先端側に位置し、径方向外側に向かって突出する突出部41とを有している。また、鞘部42は、先端側に位置する先端側段部44と先端側段部44よりも小さい外径を有する後端側段部43とを備える二段形状をなしている。   As described above, the flange 4 includes the sheath portion 42 that extends in the axial direction, and the protruding portion 41 that is located on the distal end side of the sheath portion 42 and projects outward in the radial direction. The sheath portion 42 has a two-stage shape including a front end side step portion 44 located on the front end side and a rear end step portion 43 having an outer diameter smaller than that of the front end side step portion 44.

シース部材8は、自身の後端側がフランジ4の内側に挿通された状態で、鞘部42の外周面の所定位置において径方向内側に向かって加締められ、フランジ4に対して固定されている。さらに、シース部材8の外筒21の外周面と鞘部42の後端側段部43の内周面との重なり合う部分が、周方向にわたってレーザー溶接されている。このレーザー溶接がなされることにより、図9に示すように、鞘部42の後端側段部43とシース部材8(詳細にはシース部材8の外筒21)とに跨る溶接部L3が形成され、シース部材8がフランジ4に対して固定される。   The sheath member 8 is fixed to the flange 4 by being crimped radially inward at a predetermined position on the outer peripheral surface of the sheath portion 42 in a state where the rear end side of the sheath member 8 is inserted into the flange 4. . Further, the overlapping portion of the outer peripheral surface of the outer cylinder 21 of the sheath member 8 and the inner peripheral surface of the rear end side step portion 43 of the sheath portion 42 is laser welded in the circumferential direction. As a result of this laser welding, as shown in FIG. 9, a welded portion L3 straddling the rear end side step portion 43 of the sheath portion 42 and the sheath member 8 (specifically, the outer cylinder 21 of the sheath member 8) is formed. The sheath member 8 is fixed to the flange 4.

このように、シース部材8をフランジ4の鞘部42に加締め固定しつつ、鞘部42の後端側段部43にレーザー溶接を行うことにより、フランジ4とシース部材8との溶接強度に優れると共に、フランジ4とシース部材8との密着強度に優れる温度センサ100とすることができる。したがって、自動車等の振動の激しい環境下において温度センサ100が強い振動を受けても、シース部材8が振れ難く、シース部材8の折損等を抑制することができる。   Thus, the welding strength between the flange 4 and the sheath member 8 is increased by performing laser welding on the rear end side step portion 43 of the sheath portion 42 while the sheath member 8 is crimped and fixed to the sheath portion 42 of the flange 4. While being excellent, it can be set as the temperature sensor 100 which is excellent in the adhesive strength of the flange 4 and the sheath member 8. FIG. Therefore, even if the temperature sensor 100 is subjected to strong vibration in an environment where vibration is intense such as an automobile, the sheath member 8 is difficult to shake, and breakage of the sheath member 8 can be suppressed.

なお、上記構成の温度センサ100でも、サーミスタ素子2が、シース部材8および金属キャップ14により形成される密閉空間に収容されることになる。このシース部材8および金属キャップ14は、1000℃にも達する高温環境下に晒されるため、十分な耐熱性を有しており、また、特性変化を防止する必要がある。そのため、シース部材8および金属キャップ14は、SUS310Sにより形成されている。このシース部材8および金属キャップ14にも、第1実施例と同様に第1の熱処理工程および第2の熱処理工程による酸化被膜形成のための加熱処理(酸化処理)を施し、さらに、第3の熱処理工程による含有水素脱離のための加熱処理(ベーキング処理)を施す。酸化被膜が形成された金属キャップ14がシース部材8に溶接されて、その他の部品2,6,7,11〜13を互いに組み付けることにより、図9に示した温度センサ100の製造が完了する。   In the temperature sensor 100 configured as described above, the thermistor element 2 is accommodated in a sealed space formed by the sheath member 8 and the metal cap 14. Since the sheath member 8 and the metal cap 14 are exposed to a high temperature environment as high as 1000 ° C., the sheath member 8 and the metal cap 14 have sufficient heat resistance and need to prevent characteristic changes. Therefore, the sheath member 8 and the metal cap 14 are formed of SUS310S. The sheath member 8 and the metal cap 14 are also subjected to heat treatment (oxidation treatment) for forming an oxide film by the first heat treatment step and the second heat treatment step in the same manner as in the first embodiment. A heat treatment (baking treatment) for desorption of hydrogen contained in the heat treatment step is performed. The metal cap 14 on which the oxide film is formed is welded to the sheath member 8, and the other parts 2, 6, 7, 11 to 13 are assembled to each other, thereby completing the manufacture of the temperature sensor 100 shown in FIG.

この温度センサ100では、金属包囲部材であるシース部材8および金属キャップ14の表面が連続的で十分な膜厚の酸化被膜により覆われるので、1000℃以上の高温に長時間さらされても、シース部材8および金属キャップ14の表面の酸化の進行を抑えることができる。また、ベーキング処理によりシース部材8および金属キャップ14の水素含有量がそれぞれ特定値以下に低減されているので、シース部材8および金属キャップ14からの水素の脱離量を低減することができる。従って、温度センサ100に用いられるサーミスタ素子2の温度特性が変化してしまうことやバラツキを抑制することができ、サーミスタ素子2の特性変化を抑えて検出精度の低下を防止することを可能にした温度センサを提供することができる。   In this temperature sensor 100, since the surfaces of the sheath member 8 and the metal cap 14 which are metal surrounding members are covered with an oxide film having a continuous and sufficient film thickness, even if the sheath is exposed to a high temperature of 1000 ° C. or longer for a long time. The progress of oxidation on the surfaces of the member 8 and the metal cap 14 can be suppressed. Moreover, since the hydrogen content of the sheath member 8 and the metal cap 14 is reduced to a specific value or less by the baking process, the amount of hydrogen desorbed from the sheath member 8 and the metal cap 14 can be reduced. Therefore, the temperature characteristic of the thermistor element 2 used in the temperature sensor 100 can be changed and variations can be suppressed, and a change in the characteristic of the thermistor element 2 can be suppressed to prevent a decrease in detection accuracy. A temperature sensor can be provided.

C.変形例:
なお、本発明は上記した実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様にて実施することが可能である。
C. Variations:
The present invention is not limited to the above-described examples and embodiments, and can be implemented in various modes without departing from the scope of the invention.

例えば、上記実施例の第1の熱処理工程による大気雰囲気下における酸化処理では、処理温度1000℃、処理時間10時間としている。また、第2の熱処理工程による湿潤水素雰囲気下における酸化処理では、湿潤水素:ドライ水素=1:2.2、処理温度1150℃、処理時間1時間としている。しかしながら、これらの条件は一例であって、例えば、先行技術文献の一つである特開2004−301679号公報に記載されている種々の条件で実施可能である。   For example, in the oxidation treatment in the air atmosphere in the first heat treatment step of the above embodiment, the treatment temperature is 1000 ° C. and the treatment time is 10 hours. In the oxidation treatment in a wet hydrogen atmosphere in the second heat treatment step, wet hydrogen: dry hydrogen = 1: 2.2, treatment temperature is 1150 ° C., and treatment time is 1 hour. However, these conditions are examples, and can be implemented under various conditions described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-301679, which is one of the prior art documents.

また、上記実施例の第3の熱処理工程によるベーキング処理では、処理温度700℃、処理時間30分としている。しかしながら、この条件は一例であって、処理温度400℃〜900℃、処理時間30時間〜10分(400℃:30時間,900℃:10分)の範囲内で、酸化を進行させずに含有する水素を脱離させることが可能な種々の条件で実施可能である。   Moreover, in the baking process by the 3rd heat processing process of the said Example, process temperature is 700 degreeC and process time is 30 minutes. However, this condition is only an example, and the treatment temperature is 400 ° C. to 900 ° C., the treatment time is 30 hours to 10 minutes (400 ° C .: 30 hours, 900 ° C .: 10 minutes), and the oxidation does not proceed. It can be carried out under various conditions capable of desorbing hydrogen.

また、上記実施例の第4の熱処理工程(焼鈍処理)では、水素雰囲気下で処理温度1100℃、加熱処理時間2時間としている。しかしながら、これらの条件は一例であって、加工時の応力緩和ができる範囲で種々の条件で実施可能である。   In the fourth heat treatment step (annealing treatment) of the above embodiment, the treatment temperature is 1100 ° C. and the heat treatment time is 2 hours in a hydrogen atmosphere. However, these conditions are only examples, and can be implemented under various conditions as long as stress can be relaxed during processing.

また、上記実施例の第5の熱処理工程(ベーキング処理、含有水素脱離処理)では、処理条件を図10(b)のNo.1〜No.8までとしている。しかしながらこの条件は一例であって、処理温度200℃〜400℃および加熱処理時間10時間〜40時間を適宜組み合わせて熱処理工程を実施しても良い。また、含有する水素を脱離させることができる種々の条件で実施可能である。   Further, in the fifth heat treatment step (baking treatment, hydrogen desorption treatment) in the above embodiment, the treatment conditions are set as No. in FIG. 1-No. Up to 8. However, this condition is merely an example, and the heat treatment step may be performed by appropriately combining the treatment temperature of 200 ° C. to 400 ° C. and the heat treatment time of 10 hours to 40 hours. Further, it can be carried out under various conditions capable of desorbing the contained hydrogen.

さらに、各金属包囲部材3,4,8に使用される耐熱合金としては、SUS310Sに限られず、SUS309SやInconel601等を用いても良い。また、耐熱合金としては、クロムを18重量%以上含む耐熱合金であれば、各種のものが使用可能である。クロム元素を少なくとも18重量%含む耐熱合金として、例えば、SUS304、SUS304L、SUS304N1を使用することもできる。   Furthermore, the heat resistant alloy used for each of the metal surrounding members 3, 4, 8 is not limited to SUS310S, and SUS309S, Inconel 601 or the like may be used. Various heat-resistant alloys can be used as long as they are heat-resistant alloys containing 18% by weight or more of chromium. For example, SUS304, SUS304L, or SUS304N1 can be used as the heat-resistant alloy containing at least 18% by weight of chromium element.

なお、上記実施例では、第1の熱処理工程および第2の熱処理工程による加熱処理(酸化処理)を実施した後第3の熱処理工程による加熱処理(ベーキング)処理を実施する場合を例に示したが、第1の熱処理工程または第2の熱処理工程のいずれか一方を省略することも可能である。   In the above embodiment, the case where the heat treatment (baking) treatment by the third heat treatment step is performed after the heat treatment (oxidation treatment) by the first heat treatment step and the second heat treatment step is shown as an example. However, it is possible to omit either the first heat treatment step or the second heat treatment step.

また、本発明の温度センサは、排気温センサのみならず、被測定流体として水や油等の液体が流れる流通路に取り付けられる温度センサにも適用可能である。   The temperature sensor of the present invention can be applied not only to an exhaust temperature sensor but also to a temperature sensor attached to a flow passage through which a liquid such as water or oil flows as a fluid to be measured.

本発明の第1実施例としての温度センサの構造を示す部分破断断面図である。It is a fragmentary sectional view which shows the structure of the temperature sensor as 1st Example of this invention. 温度センサの製造工程における熱処理の工程部分を示す工程図である。It is process drawing which shows the process part of the heat processing in the manufacturing process of a temperature sensor. 第1および第2の熱処理を実施した金属チューブについての雰囲気温度と脱離水素との関係を分析した結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of having analyzed the relationship between atmospheric temperature and desorption hydrogen about the metal tube which implemented the 1st and 2nd heat processing. 同様に第1および第2の熱処理を実施したシース部材についての雰囲気温度と脱離水素との関係を分析した結果を示すグラフである。Similarly, it is a graph which shows the result of having analyzed the relationship between atmospheric temperature and desorption hydrogen about the sheath member which implemented the 1st and 2nd heat processing. ベーキング処理を実施した金属チューブについての雰囲気温度と脱離水素との関係を分析した結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of having analyzed the relationship between atmospheric temperature and desorption hydrogen about the metal tube which implemented the baking process. 同様にベーキング処理を実施したシース部材についての雰囲気温度と脱離水素との関係を分析した結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of having analyzed the relationship between atmospheric temperature and desorption hydrogen about the sheath member which implemented the baking process similarly. ベーキング処理を実施した金属チューブ、フランジおよびシース部材を用いて作製した温度センサの抵抗値のバラツキを示すグラフである。It is a graph which shows the variation in resistance value of the temperature sensor produced using the metal tube which performed the baking process, a flange, and a sheath member. 比較例としてベーキング処理を実施しない金属チューブ、フランジおよびシース部材を用いて作製した温度センサの抵抗値のバラツキを示すグラフである。It is a graph which shows the dispersion | variation in the resistance value of the temperature sensor produced using the metal tube which does not implement a baking process as a comparative example, a flange, and a sheath member. 本発明の第2実施例としての温度センサの構造を示す部分破断断面図である。It is a fragmentary sectional view which shows the structure of the temperature sensor as 2nd Example of this invention. 筒状部材の熱処理の工程部分を示す工程図である。It is process drawing which shows the process part of the heat processing of a cylindrical member. 第1および第2の熱処理を実施した複数の金属チューブについての雰囲気温度と単位時間当たりに発生した水素量の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the atmospheric temperature about the some metal tube which implemented the 1st and 2nd heat processing, and the amount of hydrogen generated per unit time. 第1および第2の熱処理を実施した複数の金属チューブについての雰囲気温度と脱離水素の累積値の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the atmospheric temperature about the some metal tube which implemented 1st and 2nd heat processing, and the cumulative value of desorption hydrogen. 第1および第2の熱処理を実施した複数のシース部材についての雰囲気温度と単位時間当たりに発生した水素量の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the atmospheric temperature about the some sheath member which implemented the 1st and 2nd heat processing, and the amount of hydrogen generated per unit time. 第1および第2の熱処理を実施した複数のシース部材についての雰囲気温度と脱離水素の累積値の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the atmospheric temperature about the some sheath member which implemented 1st and 2nd heat processing, and the cumulative value of desorption hydrogen. ベーキング処理を実施した複数の金属チューブについての雰囲気温度と単位時間当たりに発生した水素量の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the atmospheric temperature about the some metal tube which implemented the baking process, and the amount of hydrogen generated per unit time. ベーキング処理を実施した複数の金属チューブ3についての雰囲気温度と脱離水素の累積値の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the atmospheric temperature about the some metal tube 3 which implemented the baking process, and the cumulative value of desorption hydrogen. ベーキング処理を実施した複数のシース部材についての雰囲気温度と単位時間当たりに発生した水素量の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the atmospheric temperature about the some sheath member which implemented the baking process, and the amount of hydrogen generated per unit time. ベーキング処理を実施した複数のシース部材についての雰囲気温度と脱離水素の累積値の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the atmospheric temperature about the some sheath member which implemented the baking process, and the cumulative value of desorption hydrogen. 第4の熱処理工程を実施した複数の筒状部材についての雰囲気温度と単位時間当たりに発生した水素量の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the atmospheric temperature about the some cylindrical member which implemented the 4th heat treatment process, and the amount of hydrogen generated per unit time. 第4の熱処理工程を実施した複数の筒状部材についての雰囲気温度と脱離水素の累積値の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the atmospheric temperature about the some cylindrical member which implemented the 4th heat treatment process, and the cumulative value of desorption hydrogen. 第5の熱処理工程を実施した筒状部材についての雰囲気温度と単位時間当たりに発生した水素含有量の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the atmospheric temperature about the cylindrical member which implemented the 5th heat processing process, and the hydrogen content which generate | occur | produced per unit time. 第5の熱処理工程を実施した筒状部材の雰囲気温度と脱離水素の累積値の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the atmospheric temperature of the cylindrical member which implemented the 5th heat processing process, and the cumulative value of desorption hydrogen. 第5の熱処理工程を実施しない筒状部材を用いて作製した温度センサを用いて実施した繰り返し温度測定の結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of the repeated temperature measurement implemented using the temperature sensor produced using the cylindrical member which does not implement a 5th heat processing process. 第5の熱処理工程を実施した筒状部材を用いて作製した温度センサを用いて実施した繰り返し温度測定の結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of the repeated temperature measurement implemented using the temperature sensor produced using the cylindrical member which implemented the 5th heat processing process.

符号の説明Explanation of symbols

1…温度センサ
2…サーミスタ素子
3…金属チューブ(包囲部材)
4…フランジ(取り付け部材)
6…継手(筒状部材)
8…シース部材
14…金属キャップ(包囲部材)
100…温度センサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Temperature sensor 2 ... Thermistor element 3 ... Metal tube (enclosure member)
4. Flange (mounting member)
6 ... Fitting (tubular member)
8 ... Sheath member 14 ... Metal cap (enclosure member)
100 ... temperature sensor

Claims (11)

サーミスタ素子が、金属製の外筒の内側に金属芯線を絶縁保持してなるシース部材における前記外筒の先端から突出する前記金属芯線に接続されており、一端が閉塞され他端は開放されている金属製の包囲部材の内部空間に、前記サーミスタ素子から前記外筒の先端部を少なくとも含む前記シース部材の領域までが収容された温度センサにおいて、
前記包囲部材および前記シース部材の表面には酸化被膜が形成されているとともに、前記シース部材の水素含有量は8ppm以下であり、前記包囲部材の水素含有量は前記シース部材の水素含有量よりも小さいことを特徴とする温度センサ。
The thermistor element is connected to the metal core wire protruding from the tip of the outer cylinder in the sheath member formed by insulatingly holding the metal core wire inside the metal outer cylinder, one end is closed and the other end is opened In the temperature sensor in which the space from the thermistor element to the region of the sheath member including at least the tip of the outer cylinder is accommodated in the internal space of the metal surrounding member,
An oxide film is formed on the surfaces of the surrounding member and the sheath member, the hydrogen content of the sheath member is 8 ppm or less, and the hydrogen content of the surrounding member is higher than the hydrogen content of the sheath member. A temperature sensor characterized by being small.
請求項1記載の温度センサにおいて、
前記包囲部材の水素含有量は6ppm以下であることを特徴とする温度センサ。
The temperature sensor according to claim 1, wherein
The temperature sensor characterized by the hydrogen content of the surrounding member being 6 ppm or less.
請求項1記載の温度センサにおいて、
前記包囲部材の水素含有量は5ppm以下であることを特徴とする温度センサ。
The temperature sensor according to claim 1, wherein
The temperature sensor characterized by the hydrogen content of the surrounding member being 5 ppm or less.
請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の温度センサにおいて、
前記包囲部材の外周面を取り囲むとともに、前記温度センサを装着対象体に装着するための取り付け部材と、
前記包囲部材の他端から突出する前記シース部材の後端側を包囲するとともに、前記取り付け部材に固定される筒状部材と、をさらに備え、
前記筒状部材の水素含有量は4ppm以下であることを特徴とする温度センサ。
The temperature sensor according to any one of claims 1 to 3,
A surrounding member that surrounds the outer peripheral surface of the surrounding member, and a mounting member for mounting the temperature sensor on a mounting target body;
A tubular member that surrounds the rear end side of the sheath member protruding from the other end of the surrounding member, and is fixed to the attachment member;
The temperature sensor characterized by the hydrogen content of the said cylindrical member being 4 ppm or less.
サーミスタ素子が、金属製の外筒の内側に金属芯線を絶縁保持してなるシース部材における前記外筒の先端から突出する前記金属芯線に接続されており、一端が閉塞され他端は開放されている金属製の包囲部材の内部空間に、前記サーミスタ素子から前記外筒の先端部を少なくとも含む前記シース部材の領域までが収容された温度センサの製造方法において、
前記包囲部材および前記シース部材に対して、湿潤水素雰囲気下で熱処理を行なって、前記包囲部材および前記シース部材の金属表面を酸化させる湿潤水素雰囲気下酸化処理工程と、
前記湿潤水素雰囲気下酸化処理工程を経た前記包囲部材および前記シース部材に対して、水素を含まない雰囲気下で熱処理を行なって、前記包囲部材および前記シース部材に含有されている水素を脱離させる含有水素脱離処理工程と、
を備えることを特徴とする温度センサの製造方法。
The thermistor element is connected to the metal core wire protruding from the tip of the outer cylinder in the sheath member formed by insulatingly holding the metal core wire inside the metal outer cylinder, one end is closed and the other end is opened In the manufacturing method of the temperature sensor in which the space from the thermistor element to the region of the sheath member including at least the distal end portion of the outer cylinder is accommodated in the internal space of the metal surrounding member that is,
A wet hydrogen atmosphere oxidation treatment step of performing heat treatment on the surrounding member and the sheath member in a wet hydrogen atmosphere to oxidize the metal surfaces of the surrounding member and the sheath member;
The enclosure member and the sheath member that have undergone the oxidation treatment step in the wet hydrogen atmosphere are subjected to heat treatment in an atmosphere that does not contain hydrogen to desorb hydrogen contained in the enclosure member and the sheath member. A hydrogen desorption treatment step,
A method for manufacturing a temperature sensor, comprising:
請求項5記載の温度センサの製造方法において、さらに、
前記湿潤水素雰囲気下酸化処理工程の前に、前記包囲部材および前記シース部材に対して、大気雰囲気下で熱処理を行なって、前記包囲部材および前記シース部材の金属表面を酸化させる大気雰囲気下酸化処理工程
を備えることを特徴とする温度センサの製造方法。
The method of manufacturing a temperature sensor according to claim 5, further comprising:
Prior to the oxidizing treatment step in the wet hydrogen atmosphere, the surrounding member and the sheath member are heat-treated in an air atmosphere to oxidize the metal surfaces of the surrounding member and the sheath member. A method of manufacturing a temperature sensor, comprising a step.
請求項5または請求項6記載の温度センサの製造方法において、
前記含有水素脱離処理工程では、前記シース部材の水素含有量を8ppm以下まで脱離させるとともに、前記包囲部材の水素含有量は前記シース部材の水素含有量よりも小さくなるように脱離させることを特徴とする温度センサの製造方法。
In the manufacturing method of the temperature sensor of Claim 5 or Claim 6,
In the hydrogen desorption treatment step, the hydrogen content of the sheath member is desorbed to 8 ppm or less, and the hydrogen content of the surrounding member is desorbed so as to be smaller than the hydrogen content of the sheath member. A method for manufacturing a temperature sensor.
請求項7記載の温度センサの製造方法において
前記含有水素脱離処理工程では、前記包囲部材の水素含有量を6ppm以下まで脱離させることを特徴とする温度センサの製造方法。
In the manufacturing method of the temperature sensor of Claim 7, The said content hydrogen desorption process process desorbs | hangs the hydrogen content of the said surrounding member to 6 ppm or less, The manufacturing method of the temperature sensor characterized by the above-mentioned.
請求項7記載の温度センサの製造方法において、
前記含有水素脱離処理工程では、前記包囲部材の水素含有量を5ppm以下まで脱離させることを特徴とする温度センサの製造方法。
In the manufacturing method of the temperature sensor of Claim 7,
In the said hydrogen desorption process, the hydrogen content of the said surrounding member is desorbed to 5 ppm or less, The manufacturing method of the temperature sensor characterized by the above-mentioned.
請求項5ないし請求項9のいずれかに記載の温度センサの製造方法において、
前記包囲部材の外周面を取り囲むとともに、前記温度センサを装着対象体に装着するための取り付け部材と、
前記包囲部材の他端から突出する前記シース部材の後端側を包囲するとともに、前記取り付け部材に固定される筒状部材と、をさらに備え、
前記筒状部材に対して水素を含まない雰囲気下で熱処理を行って、前記筒状部材に含有されている水素を脱離させる水素脱離工程と、
をさらに備えることを特徴とする温度センサの製造方法。
In the manufacturing method of the temperature sensor in any one of Claims 5 thru | or 9,
A surrounding member that surrounds the outer peripheral surface of the surrounding member, and a mounting member for mounting the temperature sensor on a mounting target body;
A tubular member that surrounds the rear end side of the sheath member protruding from the other end of the surrounding member, and is fixed to the attachment member;
A hydrogen desorption step of desorbing hydrogen contained in the cylindrical member by performing a heat treatment in an atmosphere not containing hydrogen on the cylindrical member;
A method for manufacturing a temperature sensor, further comprising:
請求項10記載の温度センサの製造方法において、
前記水素脱離工程では、前記筒状部材の水素含有量を4ppm以下になるよう水素を脱離させることを特徴とする温度センサの製造方法。
In the manufacturing method of the temperature sensor of Claim 10,
In the hydrogen desorption process, hydrogen is desorbed so that the hydrogen content of the cylindrical member is 4 ppm or less.
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