JP5569455B2 - 温度センサ及びその製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、感温素子と、該感温素子の表面に設けられた一対の電極に電気的に接続する一対の信号線を先端側に内蔵するシースピンとを備えた温度センサ及びその製造方法に関する。
自動車エンジンの排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）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。これらのシステムでは、ＥＧＲガス又は排ガス流路内に温度センサを設けてＥＧＲガス又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。このような用途に用いられる温度センサには、高応答で検出温度範囲の広い温度センサが求められ、温度により電気抵抗が変化する感温素子を用いた温度センサが用いられる。
温度により抵抗が変化する感温素子を用いた温度センサは、例えば一対の電極が接合されたサーミスタ素子と、上記一対の電極線にそれぞれ接続された一対の信号線と、該信号線を内蔵するシースピンと、上記サーミスタ素子を覆うように先端部に配設された先端カバー等から構成される（特許文献１及び２参照）。
そして、電極線のサーミスタ素子への接合は、例えば、サーミスタ素子の表面にＰｔペースト（白金ペースト）を塗布して電極線を貼り付けた後、焼き付けることにより行われる。ところが、エンジン付近に温度センサを設置する場合などにおいては、大きな振動が温度センサに伝わり、サーミスタ素子が振動して、サーミスタ素子と電極線との接合部が断線してしまうおそれがある。また、先端カバー内の還元ガスによってサーミスタ素子が変質し、抵抗特性が変化してしまうおそれがある。
そこで、先端カバー内にアルミナやガラス等を含有する充填材を充填した温度センサが開発されている（特許文献１及び特許文献２参照）。このような構造を有する温度センサは、感温素子と電極線の安定した導通特性を確保することが可能になる。
そこで、先端カバー内にアルミナやガラス等を含有する充填材を充填した温度センサが開発されている（特許文献１及び特許文献２参照）。このような構造を有する温度センサは、感温素子と電極線の安定した導通特性を確保することが可能になる。
しかしながら、従来の温度センサにおいては、高温環境下において充填材の絶縁性能が低下するおそれがあった。その結果、高温環境下における正確な温度測定が困難になるという問題があった。特に、上述の特許文献１に記載のように、Ｎａ2Ｏを比較的多く含有する充填材を用いた場合には、絶縁性能の低下が起りやすい。近年、エンジン性能の向上に伴って、排ガス温度も高くなる傾向にある。したがって、温度センサに対する絶縁性能及び耐熱性に対する要求も更に高まっている。また、エンジン性能の向上に伴って振動も増大する傾向にあり、さらに優れた耐振性を有する温度センサが要求される。
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、耐振性、耐熱性、及び感温素子周囲の絶縁性能に優れた温度センサ及びその製造方法を提供しようとするものである。
第１の発明は、温度によって電気的特性が変化する感温素子と、
該感温素子に接続された一対の電極線と、
該電極線と電気的に接続する一対の信号線を先端側に露出させた状態で内蔵するシースピンと、
上記感温素子を覆うように先端部に配設された先端カバーと、
上記感温素子と上記先端カバーとの間に充填され上記感温素子を保持固定するための充填材とを有し、
該充填材は、実質的に骨材粒子と、該骨材粒子を被覆する結晶化ガラスからなるガラス層とより構成され、上記充填材において、上記骨材粒子同士は上記ガラス層を介して相互に結合されており、
上記骨材粒子は、アルミナを主成分とし、上記結晶化ガラスは、Ａｌ 5 Ｂ 2 Ｏ 9 、ＺｎＡｌ 2 Ｏ 4 、及びＢａＡｌ 2 Ｓｉ 2 Ｏ 8 より選ばれる少なくとも１つの結晶相を含むことを特徴とする温度センサにある（請求項１）。
第２の発明は、温度によって電気的特性が変化する感温素子と、
該感温素子に接続された一対の電極線と、
該電極線と電気的に接続する一対の信号線を先端側に露出させた状態で内蔵するシースピンと、
上記感温素子を覆うように先端部に配設された先端カバーと、
上記感温素子と上記先端カバーとの間に充填され上記感温素子を保持固定するための充填材とを有し、
該充填材は、実質的に骨材粒子と、該骨材粒子を被覆する結晶化ガラスからなるガラス層とより構成され、上記充填材において、上記骨材粒子同士は上記ガラス層を介して相互に結合されており、
上記骨材粒子は、アルミナ、ジルコニア、酸化バリウム、マグネシア、酸化ケイ素、酸化亜鉛、及び酸化ホウ素から選ばれる少なくとも１種の酸化物を主成分とし、
上記結晶化ガラスは、上記骨材粒子の主成分である上記酸化物を構成する元素であるＡｌ、Ｚｒ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｚｎ、又はＢを少なくとも含み、
上記充填材を１００ｗｔ％とすると、上記結晶化ガラスの含有量は、１．５ｗｔ％以上かつ１０ｗｔ％未満であることを特徴とする温度センサにある（請求項２）。
該感温素子に接続された一対の電極線と、
該電極線と電気的に接続する一対の信号線を先端側に露出させた状態で内蔵するシースピンと、
上記感温素子を覆うように先端部に配設された先端カバーと、
上記感温素子と上記先端カバーとの間に充填され上記感温素子を保持固定するための充填材とを有し、
該充填材は、実質的に骨材粒子と、該骨材粒子を被覆する結晶化ガラスからなるガラス層とより構成され、上記充填材において、上記骨材粒子同士は上記ガラス層を介して相互に結合されており、
上記骨材粒子は、アルミナを主成分とし、上記結晶化ガラスは、Ａｌ 5 Ｂ 2 Ｏ 9 、ＺｎＡｌ 2 Ｏ 4 、及びＢａＡｌ 2 Ｓｉ 2 Ｏ 8 より選ばれる少なくとも１つの結晶相を含むことを特徴とする温度センサにある（請求項１）。
第２の発明は、温度によって電気的特性が変化する感温素子と、
該感温素子に接続された一対の電極線と、
該電極線と電気的に接続する一対の信号線を先端側に露出させた状態で内蔵するシースピンと、
上記感温素子を覆うように先端部に配設された先端カバーと、
上記感温素子と上記先端カバーとの間に充填され上記感温素子を保持固定するための充填材とを有し、
該充填材は、実質的に骨材粒子と、該骨材粒子を被覆する結晶化ガラスからなるガラス層とより構成され、上記充填材において、上記骨材粒子同士は上記ガラス層を介して相互に結合されており、
上記骨材粒子は、アルミナ、ジルコニア、酸化バリウム、マグネシア、酸化ケイ素、酸化亜鉛、及び酸化ホウ素から選ばれる少なくとも１種の酸化物を主成分とし、
上記結晶化ガラスは、上記骨材粒子の主成分である上記酸化物を構成する元素であるＡｌ、Ｚｒ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｚｎ、又はＢを少なくとも含み、
上記充填材を１００ｗｔ％とすると、上記結晶化ガラスの含有量は、１．５ｗｔ％以上かつ１０ｗｔ％未満であることを特徴とする温度センサにある（請求項２）。
第３の発明は、温度によって電気的特性が変化する感温素子と、該感温素子に接続された一対の電極線と、該電極線と電気的に接続する一対の信号線を先端側に露出させた状態で内蔵するシースピンと、上記感温素子を覆うように先端部に配設された先端カバーと、上記感温素子と上記先端カバーとの間に充填され上記感温素子を保持固定するための充填材とを有する温度センサの製造方法において、
上記感温素子に接続された一対の上記電極線と、上記シースピンに内蔵された一対の上記信号線とを上記先端側において電気的に接続する接続工程と、
アルミナを主成分とする骨材粉末と、該骨材粉末の主成分であるアルミナ中に含まれる元素であるＡｌを用いて結晶化する非晶質ガラス粉末と、溶媒と、分散材とを混合して原料スラリーを作製する分散工程と、
上記原料スラリーを上記先端カバーに充填する注入工程と、
上記原料スラリーが充填された上記先端カバー内に、上記シースピンと接続された上記感温素子を挿入する挿入工程と、
該挿入工程後に、上記先端カバーと上記感温素子との間にある上記原料スラリーを乾燥する乾燥工程と、
上記乾燥工程後の上記原料スラリーを焼成し、上記骨材粒子の主成分に含まれるＡｌを利用して該骨材粒子の表面において上記非晶質ガラス粉末を結晶化させることにより、上記骨材粒子を被覆する結晶化ガラスからなるガラス層を形成すると共に、該ガラス層により上記骨材粒子同士を相互に結合させて、上記充填材を形成する加熱工程とを有し、
上記非晶質ガラス粉末としては、上記加熱工程後に、Ａｌ 5 Ｂ 2 Ｏ 9 、ＺｎＡｌ 2 Ｏ 4 、及びＢａＡｌ 2 Ｓｉ 2 Ｏ 8 より選ばれる少なくとも１つからなる結晶化ガラスを形成するものを採用することを特徴とする温度センサの製造方法にある（請求項６）。
第４の発明は、温度によって電気的特性が変化する感温素子と、該感温素子に接続された一対の電極線と、該電極線と電気的に接続する一対の信号線を先端側に露出させた状態で内蔵するシースピンと、上記感温素子を覆うように先端部に配設された先端カバーと、上記感温素子と上記先端カバーとの間に充填され上記感温素子を保持固定するための充填材とを有する温度センサの製造方法において、
上記感温素子に接続された一対の上記電極線と、上記シースピンに内蔵された一対の上記信号線とを上記先端側において電気的に接続する接続工程と、
アルミナ、ジルコニア、酸化バリウム、マグネシア、酸化ケイ素、酸化亜鉛、及び酸化ホウ素から選ばれる少なくとも１種の酸化物を主成分とする骨材粉末と、該骨材粉末の主成分である上記酸化物中に含まれる元素であるＡｌ、Ｚｒ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｚｎ、又はＢを用いて結晶化する非晶質ガラス粉末と、溶媒と、分散材とを混合して原料スラリーを作製する分散工程と、
上記原料スラリーを上記先端カバーに充填する注入工程と、
上記原料スラリーが充填された上記先端カバー内に、上記シースピンと接続された上記感温素子を挿入する挿入工程と、
該挿入工程後に、上記先端カバーと上記感温素子との間にある上記原料スラリーを乾燥する乾燥工程と、
上記乾燥工程後の上記原料スラリーを焼成し、上記骨材粒子の主成分に含まれるＡｌ、Ｚｒ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｚｎ、又はＢを利用して該骨材粒子の表面において上記非晶質ガラス粉末を結晶化させることにより、上記骨材粒子を被覆する結晶化ガラスからなるガラス層を形成すると共に、該ガラス層により上記骨材粒子同士を相互に結合させて、上記充填材を形成する加熱工程とを有し、
上記分散工程においては、上記骨材粉末と上記非晶質ガラス粉末との合計１００質量部に対して、上記非晶質ガラス粉末を１．０〜８．０質量部混合することを特徴とする温度センサの製造方法にある（請求項７）。
上記感温素子に接続された一対の上記電極線と、上記シースピンに内蔵された一対の上記信号線とを上記先端側において電気的に接続する接続工程と、
アルミナを主成分とする骨材粉末と、該骨材粉末の主成分であるアルミナ中に含まれる元素であるＡｌを用いて結晶化する非晶質ガラス粉末と、溶媒と、分散材とを混合して原料スラリーを作製する分散工程と、
上記原料スラリーを上記先端カバーに充填する注入工程と、
上記原料スラリーが充填された上記先端カバー内に、上記シースピンと接続された上記感温素子を挿入する挿入工程と、
該挿入工程後に、上記先端カバーと上記感温素子との間にある上記原料スラリーを乾燥する乾燥工程と、
上記乾燥工程後の上記原料スラリーを焼成し、上記骨材粒子の主成分に含まれるＡｌを利用して該骨材粒子の表面において上記非晶質ガラス粉末を結晶化させることにより、上記骨材粒子を被覆する結晶化ガラスからなるガラス層を形成すると共に、該ガラス層により上記骨材粒子同士を相互に結合させて、上記充填材を形成する加熱工程とを有し、
上記非晶質ガラス粉末としては、上記加熱工程後に、Ａｌ 5 Ｂ 2 Ｏ 9 、ＺｎＡｌ 2 Ｏ 4 、及びＢａＡｌ 2 Ｓｉ 2 Ｏ 8 より選ばれる少なくとも１つからなる結晶化ガラスを形成するものを採用することを特徴とする温度センサの製造方法にある（請求項６）。
第４の発明は、温度によって電気的特性が変化する感温素子と、該感温素子に接続された一対の電極線と、該電極線と電気的に接続する一対の信号線を先端側に露出させた状態で内蔵するシースピンと、上記感温素子を覆うように先端部に配設された先端カバーと、上記感温素子と上記先端カバーとの間に充填され上記感温素子を保持固定するための充填材とを有する温度センサの製造方法において、
上記感温素子に接続された一対の上記電極線と、上記シースピンに内蔵された一対の上記信号線とを上記先端側において電気的に接続する接続工程と、
アルミナ、ジルコニア、酸化バリウム、マグネシア、酸化ケイ素、酸化亜鉛、及び酸化ホウ素から選ばれる少なくとも１種の酸化物を主成分とする骨材粉末と、該骨材粉末の主成分である上記酸化物中に含まれる元素であるＡｌ、Ｚｒ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｚｎ、又はＢを用いて結晶化する非晶質ガラス粉末と、溶媒と、分散材とを混合して原料スラリーを作製する分散工程と、
上記原料スラリーを上記先端カバーに充填する注入工程と、
上記原料スラリーが充填された上記先端カバー内に、上記シースピンと接続された上記感温素子を挿入する挿入工程と、
該挿入工程後に、上記先端カバーと上記感温素子との間にある上記原料スラリーを乾燥する乾燥工程と、
上記乾燥工程後の上記原料スラリーを焼成し、上記骨材粒子の主成分に含まれるＡｌ、Ｚｒ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｚｎ、又はＢを利用して該骨材粒子の表面において上記非晶質ガラス粉末を結晶化させることにより、上記骨材粒子を被覆する結晶化ガラスからなるガラス層を形成すると共に、該ガラス層により上記骨材粒子同士を相互に結合させて、上記充填材を形成する加熱工程とを有し、
上記分散工程においては、上記骨材粉末と上記非晶質ガラス粉末との合計１００質量部に対して、上記非晶質ガラス粉末を１．０〜８．０質量部混合することを特徴とする温度センサの製造方法にある（請求項７）。
上記第１、第２の発明の温度センサにおいては、骨材粒子と、該骨材粒子を被覆する結晶化ガラスからなるガラス層とより構成され、かつ上記骨材粒子同士が上記ガラス層を介して相互に結合された上記充填材が、上記感温素子と上記先端カバーとの間に充填され、上記感温素子を保持固定している。そして、上記結晶化ガラスは、上記骨材粒子の主成分である上記酸化物を構成する元素であるＡｌ、Ｚｒ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｚｎ、又はＢを少なくとも含む。即ち、上記結晶化ガラスは、上記骨材粒子の主成分である上記酸化物を構成する元素（酸素を除く）を取り込んで結晶構造を形成している。
そのため、上記充填材の強度を向上させることができる。その結果、上記温度センサにおいては、振動時にも上記感温素子の一対の上記電極線と上記信号線との間の断線を防止することができ、耐振性を向上させることができる。
そのため、上記充填材の強度を向上させることができる。その結果、上記温度センサにおいては、振動時にも上記感温素子の一対の上記電極線と上記信号線との間の断線を防止することができ、耐振性を向上させることができる。
また、上記構成を備えた上記充填材においては、結晶化ガラスの量を少なくしても十分に優れた強度を示すことができる。そのため、上記充填材は、優れた絶縁性能を発揮することができ、例えば温度８５０℃という高温環境下においても、絶縁性能が低下し難い。そのため、上記温度センサは、高温環境下においても正確に温度を測定することが可能になる。
また、上述のごとく、上記充填材においては結晶化ガラスの量を少なくすることができるため、上記充填材は熱応力を緩和することができる。その結果、上記温度センサにおいては冷熱サイクルを繰り返し行なっても上記感温素子の上記電極線と上記信号線間で断線が起ることを防止することができる。
また、上述のごとく、上記充填材においては結晶化ガラスの量を少なくすることができるため、上記充填材は熱応力を緩和することができる。その結果、上記温度センサにおいては冷熱サイクルを繰り返し行なっても上記感温素子の上記電極線と上記信号線間で断線が起ることを防止することができる。
このように、上記第１、第２の発明によれば、耐振性、耐熱性、及び感温素子周囲の絶縁性能に優れた温度センサを提供することができる。
第３、第４の発明においては、上記接続工程と上記分散工程と上記注入工程と上記挿入工程と上記乾燥工程と上記加熱工程とを行うことにより、温度によって電気的特性が変化する感温素子と、該感温素子に接続された一対の電極線と、該電極線と電気的に接続する一対の信号線を先端側に露出させた状態で内蔵するシースピンと、上記感温素子を覆うように先端部に配設された先端カバーと、上記感温素子と上記先端カバーとの間に充填され上記感温素子を保持固定するための充填材とを有する温度センサを製造する。
上記接続工程においては、上記感温素子に接続された一対の上記電極線と、上記シースピンに内蔵された一対の上記信号線とを上記先端側において電気的に接続する。これにより、上記感温素子を上記シースピンと接続することができる。
また、上記分散工程においては、アルミナ、ジルコニア、酸化バリウム、マグネシア、酸化ケイ素、酸化ホウ素から選ばれる少なくとも１種の酸化物を主成分とする骨材粉末と、該骨材粉末の主成分である上記酸化物中に含まれる元素であるＡｌ、Ｚｒ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｚｎ、又はＢを用いて結晶化する非晶質ガラス粉末と、溶媒と、分散材とを混合して原料スラリーを作製する。このとき、上記非晶質ガラス粉末としては、上述のように、上記骨材粉末中に含まれるＡｌ、Ｚｒ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｚｎ、又はＢを利用して結晶化する材料を選択的に用いる。これにより、後述する加熱工程において上記非晶質ガラス粉末が結晶化する際に、上記非晶質ガラス粉末は上記骨材粉末中のＡｌ、Ｚｒ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｚｎ、又はＢを取り込んで結晶化し、結晶化ガラスを形成することができる。
また、上記分散工程においては、アルミナ、ジルコニア、酸化バリウム、マグネシア、酸化ケイ素、酸化ホウ素から選ばれる少なくとも１種の酸化物を主成分とする骨材粉末と、該骨材粉末の主成分である上記酸化物中に含まれる元素であるＡｌ、Ｚｒ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｚｎ、又はＢを用いて結晶化する非晶質ガラス粉末と、溶媒と、分散材とを混合して原料スラリーを作製する。このとき、上記非晶質ガラス粉末としては、上述のように、上記骨材粉末中に含まれるＡｌ、Ｚｒ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｚｎ、又はＢを利用して結晶化する材料を選択的に用いる。これにより、後述する加熱工程において上記非晶質ガラス粉末が結晶化する際に、上記非晶質ガラス粉末は上記骨材粉末中のＡｌ、Ｚｒ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｚｎ、又はＢを取り込んで結晶化し、結晶化ガラスを形成することができる。
上記注入工程においては、上記原料スラリーを上記先端カバーに充填する。そして、上記原料スラリーが充填された上記先端カバー内に、上記シースピンと接続された上記感温素子を挿入する。これにより、上記感温素子を挿入した上記先端カバー内の空間は、上記原料スラリーにより満たされる。
上記乾燥工程においては、上記挿入工程後に、上記先端カバーと上記感温素子との間にある上記原料スラリーを乾燥する。
次いで、上記加熱工程においては、上記乾燥工程後の上記原料スラリーを焼成し、骨材粒子中に含まれるＡｌ、Ｚｒ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｚｎ、又はＢを利用して該骨材粒子の表面において上記非晶質ガラス粉末を結晶化させることにより、上記骨材粒子を被覆する結晶化ガラスからなるガラス層を形成すると共に、該ガラス層により骨材粒子同士を相互に結合させて、上記充填材を形成する。
上記加熱工程においては、骨材粒子中に含まれるＡｌ、Ｚｒ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｚｎ、又はＢを取り込みながら、上記骨材粒子の表面において上記非晶質ガラス粉末を結晶化させている。そのため、上記ガラス層により骨材粒子同士が相互に強固に結合した上記充填材を形成することができる。その結果、振動時にも上記感温素子の一対の上記電極線と上記信号線との間の断線を防止することができ、耐振性を向上させることができる温度センサを製造することができる。
次いで、上記加熱工程においては、上記乾燥工程後の上記原料スラリーを焼成し、骨材粒子中に含まれるＡｌ、Ｚｒ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｚｎ、又はＢを利用して該骨材粒子の表面において上記非晶質ガラス粉末を結晶化させることにより、上記骨材粒子を被覆する結晶化ガラスからなるガラス層を形成すると共に、該ガラス層により骨材粒子同士を相互に結合させて、上記充填材を形成する。
上記加熱工程においては、骨材粒子中に含まれるＡｌ、Ｚｒ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｚｎ、又はＢを取り込みながら、上記骨材粒子の表面において上記非晶質ガラス粉末を結晶化させている。そのため、上記ガラス層により骨材粒子同士が相互に強固に結合した上記充填材を形成することができる。その結果、振動時にも上記感温素子の一対の上記電極線と上記信号線との間の断線を防止することができ、耐振性を向上させることができる温度センサを製造することができる。
また、上記製造方法によって得られる温度センサにおいは、上記充填材における結晶化ガラスの量を少なくしても十分に優れた強度を示す充填材を形成することができる。そのため、上記温度センサにおいては、上記充填材が優れた絶縁性能を発揮することができ、例えば温度８５０℃という高温環境下においても、絶縁性能が低下し難い。そのため、上記温度センサは、高温環境下においても正確に温度を測定することが可能になる。
また、上述のごとく上記充填材においては結晶化ガラスの量を少なくすることができるため、上記充填材は熱応力を緩和することができる。その結果、上記温度センサにおいては冷熱サイクルを繰り返し行なっても上記感温素子の上記電極線と上記信号線間で断線が起ることを防止することができる。
また、上述のごとく上記充填材においては結晶化ガラスの量を少なくすることができるため、上記充填材は熱応力を緩和することができる。その結果、上記温度センサにおいては冷熱サイクルを繰り返し行なっても上記感温素子の上記電極線と上記信号線間で断線が起ることを防止することができる。
このように、上記第３、第４の発明によれば、耐振性、耐熱性、及び感温素子周囲の絶縁性能に優れた温度センサの製造方法を提供することができる。
次に、本発明の好ましい実施形態について説明する。
本発明の温度センサにおいて、上記充填材は、上記骨材と上記結晶化ガラスとを含有する。
上記充填材は、アルミナ、ジルコニア、酸化バリウム、マグネシア、酸化ケイ素、酸化亜鉛、及び酸化ホウ素から選ばれる少なくとも１種の酸化物を主成分とする骨材粒子と、該骨材粒子を被覆する結晶化ガラスからなるガラス層とより構成され、上記充填材において、上記骨材粒子同士は上記ガラス層を介して相互に結合されている。そして、上記結晶化ガラスは、上記骨材粒子の主成分である上記酸化物を構成する元素であるＡｌ、Ｚｒ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｚｎ、又はＢを少なくとも含む。
例えば、上記骨材粒子がアルミナを主成分とする場合には、上記結晶化ガラスは、Ａｌを含有する。上記結晶化ガラス中のＡｌは、製造時に骨材粒子から取り込まれたＡｌを含んでいる。
また、上記骨材粒子は、アルミナ以外にもジルコニア、酸化バリウム、マグネシア、酸化ケイ素、酸化亜鉛、酸化ホウ素等のセラミック粒子であっても良い。この場合には、上記結晶化ガラスは、それぞれＺｒ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｚｎ、Ｂなどを含有する。
本発明の温度センサにおいて、上記充填材は、上記骨材と上記結晶化ガラスとを含有する。
上記充填材は、アルミナ、ジルコニア、酸化バリウム、マグネシア、酸化ケイ素、酸化亜鉛、及び酸化ホウ素から選ばれる少なくとも１種の酸化物を主成分とする骨材粒子と、該骨材粒子を被覆する結晶化ガラスからなるガラス層とより構成され、上記充填材において、上記骨材粒子同士は上記ガラス層を介して相互に結合されている。そして、上記結晶化ガラスは、上記骨材粒子の主成分である上記酸化物を構成する元素であるＡｌ、Ｚｒ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｚｎ、又はＢを少なくとも含む。
例えば、上記骨材粒子がアルミナを主成分とする場合には、上記結晶化ガラスは、Ａｌを含有する。上記結晶化ガラス中のＡｌは、製造時に骨材粒子から取り込まれたＡｌを含んでいる。
また、上記骨材粒子は、アルミナ以外にもジルコニア、酸化バリウム、マグネシア、酸化ケイ素、酸化亜鉛、酸化ホウ素等のセラミック粒子であっても良い。この場合には、上記結晶化ガラスは、それぞれＺｒ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｚｎ、Ｂなどを含有する。
上記骨材粒子は、アルミナを主成分とし、上記結晶化ガラスは、Ａｌ5Ｂ2Ｏ9、ＺｎＡｌ2Ｏ4、及びＢａＡｌ2Ｓｉ2Ｏ8より選ばれる少なくとも１つの結晶相を含むことが好ましい（請求項１、請求項３）。
この場合には、耐振性をより一層向上させることができる。
この場合には、耐振性をより一層向上させることができる。
上記充填材を１００ｗｔ％とすると、上記結晶化ガラスの含有量は、１．５ｗｔ％以上かつ１０ｗｔ％未満であることが好ましい（請求項２）。
上記結晶化ガラスの含有量が１．５ｗｔ％未満の場合には、上記充填材の強度が低下するおそれがある。一方、１０ｗｔ％以上の場合には、上記温度センサの耐熱性が不十分になるおそれがある。即ち、冷熱サイクルを繰り返し行なった場合に、上記電極線と信号線との間で断線が起るおそれがある。より確実に断線を防止するという観点から、上記結晶化ガラスの含有量は８ｗｔ％以下がより好ましく、６ｗｔ％以下がさらにより好ましい。
上記結晶化ガラスの含有量が１．５ｗｔ％未満の場合には、上記充填材の強度が低下するおそれがある。一方、１０ｗｔ％以上の場合には、上記温度センサの耐熱性が不十分になるおそれがある。即ち、冷熱サイクルを繰り返し行なった場合に、上記電極線と信号線との間で断線が起るおそれがある。より確実に断線を防止するという観点から、上記結晶化ガラスの含有量は８ｗｔ％以下がより好ましく、６ｗｔ％以下がさらにより好ましい。
また、上記結晶化ガラスは、副成分として、例えばＮａ2Ｏ成分及び／又はＫ2Ｏ成分等を含有することができる。
また、上記充填材中に含まれるＮａの含有量は酸化物換算で０．０４ｗｔ％以下であることが好ましい（請求項４）
この場合には、上記充填材の絶縁性能をより一層向上させることができる。
この場合には、上記充填材の絶縁性能をより一層向上させることができる。
上記充填材中のＮａは、主として結晶化ガラスの上記副成分によってもたらされる。例えば上記結晶化ガラスがＮａ（酸化物としてはＮａ2Ｏ）を含有する場合には、その酸化物換算量であるＮａ2Ｏ成分量を上述のごとく、０．０４ｗｔ％以下にすることが好ましい。また、Ｎａの代わりにＫ（酸化物としてはＫ2Ｏ）を含有させたり、ＮａとＫの両方を含有させることもできる。
次に、上記温度センサにおいて、上記シースピンが内蔵する上記信号線は、上記電極線を介して上記感温素子に電気的に接続されている。
好ましくは、上記電極線は、Ｐｔを主成分とすることがよい（請求項５）。
この場合には、上記電極線の耐食性を確保することができ、断線を抑制することができる。また、この場合には、上記電極線と上記充填材の熱膨張係数の値を近づけることが可能になる。そのため、熱膨張差によって上記電極線に応力がかかることをより一層抑制することができる。同様の観点から、上記先端カバーは、ステンレス鋼もしくはＮｉ基耐熱合金からなることが好ましく、Ｎｉ基耐熱合金の中でもＩＮＣＯＮＥＬ６０１（登録商標）がより好ましい。
好ましくは、上記電極線は、Ｐｔを主成分とすることがよい（請求項５）。
この場合には、上記電極線の耐食性を確保することができ、断線を抑制することができる。また、この場合には、上記電極線と上記充填材の熱膨張係数の値を近づけることが可能になる。そのため、熱膨張差によって上記電極線に応力がかかることをより一層抑制することができる。同様の観点から、上記先端カバーは、ステンレス鋼もしくはＮｉ基耐熱合金からなることが好ましく、Ｎｉ基耐熱合金の中でもＩＮＣＯＮＥＬ６０１（登録商標）がより好ましい。
また、上記温度センサにおいては、一対の電極線が感温素子に接続されている。上記電極線の上記感温素子への接続は、例えば上記感温素子に上記電極線を挿入した状態で一体化させることにより行なうことができる。即ち、感温素子の未焼成体に挿入孔を形成し、該挿入孔に電極線を挿入した状態で感温素子を焼結させる。これにより、電極線を挿入した状態で感温素子と一体化させることができる。
また、上記電極線の感温素子への接続は、例えば上記感温素子の表面に設けた一対の電極膜を介して行なうこともできる。即ち、感温素子の表面に、Ｐｔ等を主成分とする一対の電極膜を形成し、この電極膜に一対の電極線をそれぞれ電気的に接続させることができる。
また、上記電極線の感温素子への接続は、例えば上記感温素子の表面に設けた一対の電極膜を介して行なうこともできる。即ち、感温素子の表面に、Ｐｔ等を主成分とする一対の電極膜を形成し、この電極膜に一対の電極線をそれぞれ電気的に接続させることができる。
上記充填材を備える温度センサは、例えば次のようにして作製することができる。
即ち、アルミナを主成分とする骨材粉末と、Ａｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2、Ｂ2Ｏ3、及びＺｎＯを主成分とする非晶質ガラス粉末とを分散媒中に分散させた充填材スラリー（原料スラリー）を作製する分散工程と、上記分散スラリーを上記先端カバー内に注入する注入工程と、シースピンに信号線及び電極線を介して接続された感温素子を上記先端カバー内に挿入し、充填材スラリーに浸漬させる挿入工程と、上記充填材スラリーを加熱して固化させ、上記先端カバー内に上記感温素子を固定する加熱工程とを行なう。
このようにして上記温度センサを作製することができる。
具体的には、上記第３、第４の発明のように、上記接続工程と上記分散工程と上記注入工程と上記挿入工程と上記乾燥工程と上記加熱工程とを行うことにより、温度センサを製造することができる。
即ち、アルミナを主成分とする骨材粉末と、Ａｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2、Ｂ2Ｏ3、及びＺｎＯを主成分とする非晶質ガラス粉末とを分散媒中に分散させた充填材スラリー（原料スラリー）を作製する分散工程と、上記分散スラリーを上記先端カバー内に注入する注入工程と、シースピンに信号線及び電極線を介して接続された感温素子を上記先端カバー内に挿入し、充填材スラリーに浸漬させる挿入工程と、上記充填材スラリーを加熱して固化させ、上記先端カバー内に上記感温素子を固定する加熱工程とを行なう。
このようにして上記温度センサを作製することができる。
具体的には、上記第３、第４の発明のように、上記接続工程と上記分散工程と上記注入工程と上記挿入工程と上記乾燥工程と上記加熱工程とを行うことにより、温度センサを製造することができる。
上記接続工程においては、上記感温素子に接続された一対の上記電極線と、上記シースピンに内蔵された一対の上記信号線とを上記先端側において電気的に接続する。
また、上記分散工程においては、アルミナ、ジルコニア、酸化バリウム、マグネシア、酸化ケイ素、及び酸化ホウ素から選ばれる少なくとも１種の酸化物を主成分とする骨材粉末と、該骨材粉末の主成分である上記酸化物中に含まれる元素であるＡｌ、Ｚｒ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｓｉ、又はＢを用いて結晶化する非晶質ガラス粉末と、溶媒と、分散材とを混合して原料スラリーを作製する。
このとき、上記分散工程においては、上記骨材粉末と上記非晶質ガラス粉末との合計１００質量部に対して、上記非晶質ガラス粉末を１．０〜８．０質量部混合することが好ましい（請求項７）。
上記非晶質ガラス粉末が１．０ｗｔ％未満の場合には、上記充填材の強度が低下するおそれがある。一方、８．０ｗｔ％を超える場合には、温度センサの耐熱性が不十分になるおそれがある。即ち、冷熱サイクルを繰り返し行なった場合に、上記電極線と信号線との間で断線が起こるおそれがある。
上記分散工程においては、上述のように骨材粉末と非晶質ガラス粉末との合計１００質量部に対して、１．０〜８．０質量部の非晶質ガラス粉末を用いることが好ましいが、加熱工程後に得られる結晶化ガラスにおいては骨材中の成分が取り込まれるため、上述のように上記充填材を１００ｗｔ％に対して１．５ｗｔ％以上かつ１０ｗｔ％未満の結晶化ガラスを含有することが好ましい。
また、上記分散工程においては、アルミナ、ジルコニア、酸化バリウム、マグネシア、酸化ケイ素、及び酸化ホウ素から選ばれる少なくとも１種の酸化物を主成分とする骨材粉末と、該骨材粉末の主成分である上記酸化物中に含まれる元素であるＡｌ、Ｚｒ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｓｉ、又はＢを用いて結晶化する非晶質ガラス粉末と、溶媒と、分散材とを混合して原料スラリーを作製する。
このとき、上記分散工程においては、上記骨材粉末と上記非晶質ガラス粉末との合計１００質量部に対して、上記非晶質ガラス粉末を１．０〜８．０質量部混合することが好ましい（請求項７）。
上記非晶質ガラス粉末が１．０ｗｔ％未満の場合には、上記充填材の強度が低下するおそれがある。一方、８．０ｗｔ％を超える場合には、温度センサの耐熱性が不十分になるおそれがある。即ち、冷熱サイクルを繰り返し行なった場合に、上記電極線と信号線との間で断線が起こるおそれがある。
上記分散工程においては、上述のように骨材粉末と非晶質ガラス粉末との合計１００質量部に対して、１．０〜８．０質量部の非晶質ガラス粉末を用いることが好ましいが、加熱工程後に得られる結晶化ガラスにおいては骨材中の成分が取り込まれるため、上述のように上記充填材を１００ｗｔ％に対して１．５ｗｔ％以上かつ１０ｗｔ％未満の結晶化ガラスを含有することが好ましい。
また、上記分散工程においては、上記骨材粉末としてアルミナを主成分とするものを採用し、上記非晶質ガラス粉末としては、上記加熱工程後に、Ａｌ5Ｂ2Ｏ9、ＺｎＡｌ2Ｏ4、及びＢａＡｌ2Ｓｉ2Ｏ8より選ばれる少なくとも１つからなる結晶化ガラスを形成するものを採用することが好ましい（請求項６、請求項８）。
この場合には、得られる温度センサの耐振性をより一層向上することができる。
上記結晶化ガラスにおいて、Ａｌ5Ｂ2Ｏ9、ＺｎＡｌ2Ｏ4、及びＢａＡｌ2Ｓｉ2Ｏ8由来の結晶構造は、例えばＸ線回折（ＸＲＤ）等により調べることができる。
この場合には、得られる温度センサの耐振性をより一層向上することができる。
上記結晶化ガラスにおいて、Ａｌ5Ｂ2Ｏ9、ＺｎＡｌ2Ｏ4、及びＢａＡｌ2Ｓｉ2Ｏ8由来の結晶構造は、例えばＸ線回折（ＸＲＤ）等により調べることができる。
また、上記非晶質ガラス粉末としては、Ａｌ元素の含有量が酸化物（Ａｌ2Ｏ3）換算で１０〜３０ｗｔ％であるものを用いることが好ましい（請求項９）。
Ａｌ2Ｏ3成分が１０ｗｔ％未満の場合には、骨材と非晶質ガラスの結晶化が不十分になり、上記充填材の強度を十分に向上させることができなくなるおそれがある。一方、３０ｗｔ％を超える場合には、結晶性が強くなりすぎて加熱時に非晶質ガラスだけで結晶化し、骨材との結合が弱くなってしまうおそれがある。その結果、やはり上記充填材の強度を十分に向上させることができなくなるおそれがある。
Ａｌ2Ｏ3成分が１０ｗｔ％未満の場合には、骨材と非晶質ガラスの結晶化が不十分になり、上記充填材の強度を十分に向上させることができなくなるおそれがある。一方、３０ｗｔ％を超える場合には、結晶性が強くなりすぎて加熱時に非晶質ガラスだけで結晶化し、骨材との結合が弱くなってしまうおそれがある。その結果、やはり上記充填材の強度を十分に向上させることができなくなるおそれがある。
また、上記非晶質ガラス粉末としては、例えばＡｌ2Ｏ3成分を１０〜３０ｗｔ％、ＳｉＯ2成分を２９〜３９ｗｔ％、Ｂ2Ｏ3成分を１７〜２７ｗｔ％、ＺｎＯ成分を９〜１９ｗｔ％、及びＢａＯを１〜１１ｗｔ％含有するものを用いることができる。
上記製造方法においては、これらの主成分のうち特にＡｌ2Ｏ3成分量が重要である。Ａｌ2Ｏ3成分量を調整することにより、加熱工程における非晶質ガラス粉末の結晶化に際し、上記骨材から結晶化ガラスに取り込まれるＡｌ量を変化させることができる。
ＳｉＯ2成分、Ｂ2Ｏ3成分、ＺｎＯ成分、ＢａＯ成分の各含有量については、上述の結晶構造を形成させると共に熱処理時にアルミナとも結合させるという観点からそれぞれ上記特定の範囲内にすることが好ましい。
上記製造方法においては、これらの主成分のうち特にＡｌ2Ｏ3成分量が重要である。Ａｌ2Ｏ3成分量を調整することにより、加熱工程における非晶質ガラス粉末の結晶化に際し、上記骨材から結晶化ガラスに取り込まれるＡｌ量を変化させることができる。
ＳｉＯ2成分、Ｂ2Ｏ3成分、ＺｎＯ成分、ＢａＯ成分の各含有量については、上述の結晶構造を形成させると共に熱処理時にアルミナとも結合させるという観点からそれぞれ上記特定の範囲内にすることが好ましい。
上記非晶質ガラス粉末としては、副成分として、例えばＮａ2Ｏ成分及び／又はＫ2Ｏ成分等を含有することができる。
上記分散工程においては、上記非晶質ガラス粉末としては、Ｎａの含有量が酸化物（Ｎａ2Ｏ））換算で３ｗｔ％以下であるものを用いることが好ましい（請求項１０）。
この場合には、上記充填材の絶縁性能をより一層向上させることができる。
上記分散工程においては、上記非晶質ガラス粉末としては、Ｎａの含有量が酸化物（Ｎａ2Ｏ））換算で３ｗｔ％以下であるものを用いることが好ましい（請求項１０）。
この場合には、上記充填材の絶縁性能をより一層向上させることができる。
次に、上記注入工程においては、上記原料スラリーを上記先端カバーに充填する。
上記先端カバーとしては、上述のように、例えばステンレス鋼もしくはＮｉ基耐熱合金からなるものを用いることができる。より好ましくはＮｉ基耐熱合金からなるものがよく、中でもＩＮＣＯＮＥＬ６０１（登録商標）からなるものがさらにより好ましい。
また、上記挿入工程においては、上記原料スラリーが充填された上記先端カバー内に、上記シースピンと接続された上記感温素子を挿入する。これにより、上記感温素子を挿入した上記先端カバー内の空間を、上記原料スラリーにより満たすことができる。
上記先端カバーとしては、上述のように、例えばステンレス鋼もしくはＮｉ基耐熱合金からなるものを用いることができる。より好ましくはＮｉ基耐熱合金からなるものがよく、中でもＩＮＣＯＮＥＬ６０１（登録商標）からなるものがさらにより好ましい。
また、上記挿入工程においては、上記原料スラリーが充填された上記先端カバー内に、上記シースピンと接続された上記感温素子を挿入する。これにより、上記感温素子を挿入した上記先端カバー内の空間を、上記原料スラリーにより満たすことができる。
また、上記乾燥工程においては、上記先端カバーと上記感温素子との間にある上記原料スラリーを乾燥する。
次いで、上記加熱工程においては、上記乾燥工程後の上記原料スラリーを焼成し、骨材粒子の主成分に含まれるＡｌ、Ｚｒ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｚｎ、又はＢを利用して該骨材粒子の表面において上記非晶質ガラス粉末を結晶化させることにより、上記骨材粒子を被覆する結晶化ガラスからなるガラス層を形成すると共に、該ガラス層により骨材粒子同士を相互に結合させて、上記充填材を形成する。
上記乾燥工程と上記加熱工程との間に、上記先端カバーと上記シースピンとを接合する接合工程を行うことができる。接合は、例えばレーザー溶接などにより行うことができる。
次いで、上記加熱工程においては、上記乾燥工程後の上記原料スラリーを焼成し、骨材粒子の主成分に含まれるＡｌ、Ｚｒ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｚｎ、又はＢを利用して該骨材粒子の表面において上記非晶質ガラス粉末を結晶化させることにより、上記骨材粒子を被覆する結晶化ガラスからなるガラス層を形成すると共に、該ガラス層により骨材粒子同士を相互に結合させて、上記充填材を形成する。
上記乾燥工程と上記加熱工程との間に、上記先端カバーと上記シースピンとを接合する接合工程を行うことができる。接合は、例えばレーザー溶接などにより行うことができる。
上記加熱工程においては、温度７５０〜１０５０℃で加熱を行うことが好ましい（請求項１１）。
温度７５０℃未満の場合には、ガラスが充分に結晶化しなくなるおそれがある。より好ましくは８００℃以上、さらに好ましくは８５０℃以上がよい。一方、１０５０℃を超える場合には、上記充填材自体はほとんど影響を受けないものの、上記温度センサにおける電極線等の金属製部材に溶融等が起りその機能が損なわれてしまうおそれがある。より好ましくは１０００℃以下、さらに好ましくは９５０℃以下がよい。
温度７５０℃未満の場合には、ガラスが充分に結晶化しなくなるおそれがある。より好ましくは８００℃以上、さらに好ましくは８５０℃以上がよい。一方、１０５０℃を超える場合には、上記充填材自体はほとんど影響を受けないものの、上記温度センサにおける電極線等の金属製部材に溶融等が起りその機能が損なわれてしまうおそれがある。より好ましくは１０００℃以下、さらに好ましくは９５０℃以下がよい。
（実施例１）
次に、本発明の実施例について、図１〜図６を用いて説明する。
図１及び図２に示すごとく、本例の温度センサ１は、温度によって電気的特性が変化する感温素子２と、この感温素子２に接続された電極線２１と、この電極線２１と電気的に接続する一対の信号線３１を先端側に露出させた状態で内蔵するシースピン３と、感温素子２を覆うように先端部に配設された先端カバー４と、感温素子２と先端カバー４との間に充填された充填材５とを有する。本例において、一対の電極線２１は感温素子２を貫通して配置され、シースピン３から先端が露出する一対の信号線３１は、これら一対の電極線２１に電気的に接続される。
次に、本発明の実施例について、図１〜図６を用いて説明する。
図１及び図２に示すごとく、本例の温度センサ１は、温度によって電気的特性が変化する感温素子２と、この感温素子２に接続された電極線２１と、この電極線２１と電気的に接続する一対の信号線３１を先端側に露出させた状態で内蔵するシースピン３と、感温素子２を覆うように先端部に配設された先端カバー４と、感温素子２と先端カバー４との間に充填された充填材５とを有する。本例において、一対の電極線２１は感温素子２を貫通して配置され、シースピン３から先端が露出する一対の信号線３１は、これら一対の電極線２１に電気的に接続される。
充填材５は、アルミナを主成分とする骨材と、Ａｌ5Ｂ2Ｏ9、ＺｎＡｌ2Ｏ4、及びＢａＡｌ2Ｓｉ2Ｏ8由来の結晶構造を有する結晶化ガラスとを含有する。充填材中の結晶化ガラスの含有量は、１．５ｗｔ％以上かつ１０ｗｔ％未満である。この充填材５によって、感温素子２は先端カバー４内に固定されている。
以下、本例の温度センサについて詳細に説明する。
図１及び図２に示すごとく、本例の温度センサ１は、自動車の排気ガス温度測定用のセンサである。温度センサ１は、サーミスタからなる感温素子２を内蔵する先端カバー４が設けられた先端部側を排ガス通路内に配置して用いられる。
図１及び図２に示すごとく、本例の温度センサ１は、自動車の排気ガス温度測定用のセンサである。温度センサ１は、サーミスタからなる感温素子２を内蔵する先端カバー４が設けられた先端部側を排ガス通路内に配置して用いられる。
図１に示すごとく、温度センサ１においては、先端カバー４よりも後端側において、ガードチューブ１１が、シースピン３の外周を覆うように設けられている。そしてガードチューブ１１は、その後端部１１２においてシースピン３の後端部３０２と固定されている。ガードチューブ１１の後端部１１２とシースピン３の後端部３０２とは、全周溶接されている。また、ガードチューブ１１の先端部１１１は、シースピン３に固定されてはいないが、シースピン３の側面との間にほとんどクリアランスを設けずに、シースピン３の側面と干渉するように形成されている。
また、ガードチューブ１１は、先端部１１１と後端部１１２とを、これらの間の部分よりも縮径したものであり、先端部１１１及び後端部１１２以外の部分においては、ガードチューブ１１とシースピン３との間にクリアランスが形成されている。
また、ガードチューブ１１の外周にはリブ１２が配されている。そして、リブ１２は、ガードチューブ１１を介してシースピン３を保持している。
また、ガードチューブ１１の外周にはリブ１２が配されている。そして、リブ１２は、ガードチューブ１１を介してシースピン３を保持している。
リブ１２は、内燃機関への取付け用ボスの内壁の先端面に当接させる当接部１２１と、その後方に延びると共に当接部１２１よりも外径の小さい第１延設部１２２と、該第１延設部１２２よりも更に後方に延び、更に外径の小さい第２延設部１２３とからなる。これらの当接部１２１と第１延設部１２２と第２延設部１２３との内側に、ガードチューブ１１が挿嵌されている。
また、第１延設部１２２の外周には、シースピン３、ガードチューブ１１及び外部リード１７の一部を保護する保護チューブ１３の一端が溶接固定されている。
また、第２延設部１２３においては、リブ１２がガードチューブ１１に対して全周溶接されている。
また、第１延設部１２２の外周には、シースピン３、ガードチューブ１１及び外部リード１７の一部を保護する保護チューブ１３の一端が溶接固定されている。
また、第２延設部１２３においては、リブ１２がガードチューブ１１に対して全周溶接されている。
また、先端カバー４は、シースピン３の先端部３０１の外周に対して、全周溶接されている。
ガードチューブ１１、シースピン３、及び先端カバー４は、ステンレス鋼またはＮｉ基耐熱合金からなる。更に、リブ１２、保護チューブ１３も、ステンレス鋼またはＮｉ基耐熱合金からなる。
また、ガードチューブ１１の厚みは、シースピン３の外管部３４の厚みよりも大きくしてあり、ガードチューブ１１は、シースピン３の外管部３４よりも剛性が高い。
ガードチューブ１１、シースピン３、及び先端カバー４は、ステンレス鋼またはＮｉ基耐熱合金からなる。更に、リブ１２、保護チューブ１３も、ステンレス鋼またはＮｉ基耐熱合金からなる。
また、ガードチューブ１１の厚みは、シースピン３の外管部３４の厚みよりも大きくしてあり、ガードチューブ１１は、シースピン３の外管部３４よりも剛性が高い。
また、図１に示すごとく、シースピン３は、ステンレス鋼またはＮｉ基耐熱合金からなる２本の信号線３１と、該信号線３１の周りに配置したマグネシア等の絶縁粉末からなる絶縁部３３と、該絶縁部３３の外周を覆うステンレス鋼又はＮｉ基耐熱合金からなる外管部３４とからなる。シースピン３は円柱形状を有し、外管部３４は円筒形状を有する。また、信号線３１は、絶縁部３３及び外管部３４から先端側及び後端側に露出している。そして、信号線３１の先端は、感温素子２を貫通する電極線２１に接続され（図２参照）、信号線３１の後端は外部リード線１７に接続されている（図１参照）。
図２に示すごとく、先端カバー４内に配置された感温素子２の周囲の空間には充填材５が充填されており、感温素子２が先端カバー４内で固定されている。
図２に示すごとく、先端カバー４内に配置された感温素子２の周囲の空間には充填材５が充填されており、感温素子２が先端カバー４内で固定されている。
以下、本例の温度センサ１の製造方法について説明する。
本例においては、分散工程と、注入工程と、挿入工程と、加熱工程とを行なって温度センサ１を作製する。
分散工程においては、アルミナを主成分とする骨材粉末と、Ａｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2、Ｂ2Ｏ3、ＺｎＯ、及びＢａＯを含有する非晶質ガラス粉末とを分散媒中に分散させた充填材スラリー５０を作製する。注入工程においては、図３に示すごとく、分散スラリー５０を先端カバー４内に注入する。挿入工程においては、図４に示すごとく、シースピン３に信号線３１及び電極線２１を介して接続された感温素子２を先端カバー４内に挿入し、充填材スラリー５０に浸漬させる。加熱工程においては、充填材スラリー５０を加熱して固化させて充填材５を形成し、図５に示すごとく、先端カバー４内に感温素子２を固定する。
本例においては、分散工程と、注入工程と、挿入工程と、加熱工程とを行なって温度センサ１を作製する。
分散工程においては、アルミナを主成分とする骨材粉末と、Ａｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2、Ｂ2Ｏ3、ＺｎＯ、及びＢａＯを含有する非晶質ガラス粉末とを分散媒中に分散させた充填材スラリー５０を作製する。注入工程においては、図３に示すごとく、分散スラリー５０を先端カバー４内に注入する。挿入工程においては、図４に示すごとく、シースピン３に信号線３１及び電極線２１を介して接続された感温素子２を先端カバー４内に挿入し、充填材スラリー５０に浸漬させる。加熱工程においては、充填材スラリー５０を加熱して固化させて充填材５を形成し、図５に示すごとく、先端カバー４内に感温素子２を固定する。
具体的には、成分組成がＡｌ2Ｏ3：９１．２ｗｔ％、ＣａＣＯ3：３．６ｗｔ％、カオリン：１．７ｗｔ％、ホウ酸：０．５ｗｔ％である骨材粉末９８重量部と、分散剤（第一工業（株）製の「セラモ」）０．８５重量部とを純水１９重量部に混合した。次いで、成分組成がＡｌ2Ｏ3：１６ｗｔ％、ＳｉＯ2：３４ｗｔ％、Ｂ2Ｏ3：２２ｗｔ％、ＺｎＯ：１４ｗｔ％、ＢａＯ：２ｗｔ％、Ｎａ2Ｏ：１ｗｔ％、その他：１１ｗｔ％である非晶質ガラス粉末２重量部を添加し、分散スラリーを得た（分散工程）。
次に、ディスペンサーを用いて、図３に示すごとく、先端カバー４内に分散スラリー５０を注入した（注入工程）。本例において、注入量は３６ｍｇとした。
次いで、図４に示すごとく、シースピン３に信号線３１及び電極線２１を介して接続された感温素子２を先端カバー４内に挿入し、充填スラリー５０中に浸漬させた（挿入工程）。
次いで、温度８０℃で充填材スラリーの水分を乾燥させた（乾燥工程）後、先端カバー４をレーザ溶接してシースピン３を外周から加締めるかしめ加工を行なった（接合工程）。次に、温度９００℃で３時間加熱し、図５に示すごとく、充填材５で先端カバー４内に感温素子２を固定した（加熱工程）。このようにして、温度センサ１を作製した。
次いで、温度８０℃で充填材スラリーの水分を乾燥させた（乾燥工程）後、先端カバー４をレーザ溶接してシースピン３を外周から加締めるかしめ加工を行なった（接合工程）。次に、温度９００℃で３時間加熱し、図５に示すごとく、充填材５で先端カバー４内に感温素子２を固定した（加熱工程）。このようにして、温度センサ１を作製した。
また、本例においては、上述の温度センサ１と同条件で作製した充填材の試料について、Ｘ線回折強度（２θ法、ＣｕＫα線）を測定した。測定は、回折角（２θ）：１６〜６０°の範囲で行なった。その結果を図６に示す。同図において、横軸は、回折角：２θ（°）を示し、縦軸はＸ線回折強度を示す。
図６より知られるごとく、本例の温度センサ１の充填材においては、Ａｌ5Ｂ2Ｏ9、ＺｎＡｌ2Ｏ4、及びＢａＡｌ2Ｓｉ2Ｏ8の結晶構造に由来のピークが確認された。したがって、温度センサ１の充填材においては、Ａｌ5Ｂ2Ｏ9、ＺｎＡｌ2Ｏ4、及びＢａＡｌ2Ｓｉ2Ｏ8が形成されていることがわかる。
また、ミクロオーダーでのＳＥＭ観察にてアルミナ骨材粒子の各々を囲むように上記結晶構造をもつ結晶化ガラスを確認することができる。
また、ミクロオーダーでのＳＥＭ観察にてアルミナ骨材粒子の各々を囲むように上記結晶構造をもつ結晶化ガラスを確認することができる。
図１及び図２に示すごとく、本例の温度センサ１においては、感温素子２と先端カバー４との間に充填される充填材５として、アルミナを主成分とする骨材と、Ａｌ5Ｂ2Ｏ9、ＺｎＡｌ2Ｏ4、及びＢａＡｌ2Ｓｉ2Ｏ8由来の結晶構造を有する結晶化ガラスとを含有する充填材を採用している。また、加熱工程前の非晶質ガラス粉末としては、酸化物換算でＡｌ2Ｏ3成分を１０〜３０ｗｔ％含有するものを用いている。
そのため、充填材５においては、加熱工程中に非晶質ガラスが骨材のアルミナと結晶構造を形成することができ、強度を向上させることができる。その結果、温度センサ１においては、振動時にも感温素子２の一対の電極線２１と信号線３１との電気的接続が遮断されてしまうことを防止することができ、耐振性を向上させることができる。
そのため、充填材５においては、加熱工程中に非晶質ガラスが骨材のアルミナと結晶構造を形成することができ、強度を向上させることができる。その結果、温度センサ１においては、振動時にも感温素子２の一対の電極線２１と信号線３１との電気的接続が遮断されてしまうことを防止することができ、耐振性を向上させることができる。
また、充填材５中の結晶化ガラスの含有量を１．５ｗｔ％以上かつ１０ｗｔ％未満としている。そのため、充填材５は、上記のごとく優れた耐振性を発揮しつつ、優れた絶縁性能を発揮することができる。そのため、例えば温度８５０℃という高温環境下においても、絶縁性能が低下し難い。その結果、温度センサ１は、高温環境下において正確に温度を測定することが可能になる。
さらに、結晶化ガラスの含有量を１．５ｗｔ％以上かつ１０ｗｔ％未満としているため、充填材１は熱応力を緩和することができる。その結果、温度センサ１においては冷熱サイクルを繰り返し行なっても感温素子２の電極線２１と信号線３１間で断線が起ることを防止することができる。
図９に本例にかかる温度センサにおける充填材の構成を模式的に示す。
同図に示すごとく、充填材５は、実質的に骨材粒子５１と、これを被覆する結晶化ガラスからなるガラス層５２とより構成される。充填材５において、骨材粒子５１同士はガラス層５２を介して相互に結合されている。そして、骨材粒子５１はアルミナを主成分とし、ガラス層５２を構成する結晶化ガラスは、骨材粒子５１の主成分であるアルミナを構成する元素であるＡｌを少なくとも含む。即ち、ガラス層５２における結晶化ガラスにおいては、骨材粒子５１の主成分であるアルミナを構成するＡｌを取り込んで結晶構造が形成されている。そのため、充填材５の強度を向上させることができる。その結果、温度センサ１においては、振動時にも感温素子２の一対の電極線２１と信号線３１との間の断線を防止することができ、耐振性を向上させることができる（図１及び図２参照）。
同図に示すごとく、充填材５は、実質的に骨材粒子５１と、これを被覆する結晶化ガラスからなるガラス層５２とより構成される。充填材５において、骨材粒子５１同士はガラス層５２を介して相互に結合されている。そして、骨材粒子５１はアルミナを主成分とし、ガラス層５２を構成する結晶化ガラスは、骨材粒子５１の主成分であるアルミナを構成する元素であるＡｌを少なくとも含む。即ち、ガラス層５２における結晶化ガラスにおいては、骨材粒子５１の主成分であるアルミナを構成するＡｌを取り込んで結晶構造が形成されている。そのため、充填材５の強度を向上させることができる。その結果、温度センサ１においては、振動時にも感温素子２の一対の電極線２１と信号線３１との間の断線を防止することができ、耐振性を向上させることができる（図１及び図２参照）。
一方、従来においても、骨材９１と結晶化ガラス９２を用いた充填材９は存在していた（図１０参照）。しかしながら、骨材粒子中の主成分を利用し、当該主成分中に含まれるＡｌ等の元素を取り込んで結晶化ガラスを構成させるという技術的思想はなかったため、従来の充填材９においては、骨材粒子を覆うように形成されるガラス層は形成されていない。従来の充填材９において、結晶化ガラスを構成する成分は、全て加熱前の非晶質ガラス粉末から供給されるものである。そのため、充填材は、強度が不十分になり、耐振性が不十分になるおそれがある。
このように、本例によれば、耐振性、耐熱性、及び感温素子周囲の絶縁性能に優れた温度センサを提供することができる。
（実施例２）
本例は、結晶化ガラスの配合割合を変えた充填材について、圧壊強度及び耐熱性を評価する例である。以下、その評価方法及び評価結果について説明する。
本例は、結晶化ガラスの配合割合を変えた充填材について、圧壊強度及び耐熱性を評価する例である。以下、その評価方法及び評価結果について説明する。
「圧壊強度」
実施例１の分散工程と同様にして、骨材粉末と非晶質ガラス粉末と分散剤と水とを混合して充填材スラリーを作製した。
次いで、セラミック製の筒に充填材スラリーを流し込み、温度８０℃で乾燥させた。次いで、温度９００℃で３時間加熱し、円柱形状（φ１０ｍｍ×８ｍｍ）の充填材を作製した。
本例においては、充填スラリー作製時の非晶質ガラス粉末の配合割合を変えて、結晶化ガラスの配合割合が異なる９種類の充填材の試験片を作製した。具体的には、ばらつきを配慮して、結晶化ガラスの配合割合が０ｗｔ％、１ｗｔ％、２ｗｔ％、３ｗｔ％、４ｗｔ％、６ｗｔ％、７ｗｔ％、８ｗｔ％、及び１０ｗｔ％である充填材試験片をそれぞれ４つずつ作製した。
実施例１の分散工程と同様にして、骨材粉末と非晶質ガラス粉末と分散剤と水とを混合して充填材スラリーを作製した。
次いで、セラミック製の筒に充填材スラリーを流し込み、温度８０℃で乾燥させた。次いで、温度９００℃で３時間加熱し、円柱形状（φ１０ｍｍ×８ｍｍ）の充填材を作製した。
本例においては、充填スラリー作製時の非晶質ガラス粉末の配合割合を変えて、結晶化ガラスの配合割合が異なる９種類の充填材の試験片を作製した。具体的には、ばらつきを配慮して、結晶化ガラスの配合割合が０ｗｔ％、１ｗｔ％、２ｗｔ％、３ｗｔ％、４ｗｔ％、６ｗｔ％、７ｗｔ％、８ｗｔ％、及び１０ｗｔ％である充填材試験片をそれぞれ４つずつ作製した。
次に、各試験片について、圧壊強度を測定した。圧壊強度は、円柱形状の試験片の上面と下面を板などで挟んで押圧し、その押圧力を徐々に大きくし、試験片が割れる時点での押圧力を圧壊強度として測定した。その結果を図７に示す。図７においては、横軸は、充填材における結晶化ガラスの配合割合（ｗｔ％）を示し、縦軸は圧壊強度（ＭＰａ）を示す。圧壊強度の測定にあたっては、結晶化ガラスの配合割合が同じ試験片を４つずつ（Ｎ＝４）作製して測定を行なった。
また、非晶質ガラス中のアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）の配合割合と加熱工程後の圧壊強度との関係を調べた。アルミナの配合割合の調整は、上述のように非晶質ガラスの配合割合を調整することにより行なった。そして、アルミナの配合割合を変えて作製した充填材試験片を上述の方法と同様にして作製し、圧壊強度を測定した。なお、充填材スラリー中の非晶質ガラス粉末の配合割合は、加熱工程後の充填材中の結晶化ガラスの配合割合が１．５ｗｔ％になるように調整した。
圧壊強度の測定は、アルミナの配合割合が同じ試験片を１０ずつ（Ｎ＝１０）作製してこれらの試験片について行なった。次いで、各試験片の圧壊強度データから故障確率を０．１３％としたときの圧壊強度を算出してグラフにプロットした。その結果を図８に示す。図８においては、横軸はアルミナの含有量（ｗｔ％）を示し、縦軸は圧壊強度（ＭＰａ）を示す。
圧壊強度の測定は、アルミナの配合割合が同じ試験片を１０ずつ（Ｎ＝１０）作製してこれらの試験片について行なった。次いで、各試験片の圧壊強度データから故障確率を０．１３％としたときの圧壊強度を算出してグラフにプロットした。その結果を図８に示す。図８においては、横軸はアルミナの含有量（ｗｔ％）を示し、縦軸は圧壊強度（ＭＰａ）を示す。
図７より知られるごとく、結晶化ガラスの配合割合が１．５ｗｔ％以上の充填材は、圧壊強度に優れていることがわかる。そのため、かかる充填材を採用することにより、耐振性に優れた温度センサを提供できることがわかる。
また、図８より知られるごとく、非晶質ガラス中に酸化物換算でＡｌ2Ｏ3成分を１０〜３０ｗｔ％含有する場合には、故障確率０．１３％という条件において実用上充分な圧壊強度を発揮できる。
また、図８より知られるごとく、非晶質ガラス中に酸化物換算でＡｌ2Ｏ3成分を１０〜３０ｗｔ％含有する場合には、故障確率０．１３％という条件において実用上充分な圧壊強度を発揮できる。
次に、本例においては、耐熱性の評価として、冷熱サイクル試験を行なった。
「冷熱サイクル試験」
即ち、まず、上記分散工程における非晶質ガラス粉末の配合割合を変え、その他は実施例１と同様にして５種類の温度センサ（試料Ｘ１〜Ｘ５）を作製した。
各試料は、充填材中の結晶化ガラスの配合割合が異なる温度センサである。各試料における結晶化ガラスの配合割合を後述の表１に示す。
「冷熱サイクル試験」
即ち、まず、上記分散工程における非晶質ガラス粉末の配合割合を変え、その他は実施例１と同様にして５種類の温度センサ（試料Ｘ１〜Ｘ５）を作製した。
各試料は、充填材中の結晶化ガラスの配合割合が異なる温度センサである。各試料における結晶化ガラスの配合割合を後述の表１に示す。
次に、各試料Ｘ１〜Ｘ５を室温（温度２５℃）から温度８５０℃まで昇温させ、次いで温度８５０℃から室温まで冷却するという冷熱サイクルを１サイクルとし、この冷熱サイクルを合計１２０００サイクル実施した。そして、１２０００サイクル後に、電極線における断線の有無を顕微鏡により観察した。
本例においては、試料Ｘ１〜Ｘ５をそれぞれ４つずつ（Ｎ＝４）作製して冷熱サイクル試験を行なった。
各試料Ｘ１〜Ｘ５における４つの試料のうち１つでも断線が観察された場合を「×」として評価し、断線が観察されなかった場合を「○」として評価した。その結果を表１に示す。
各試料Ｘ１〜Ｘ５における４つの試料のうち１つでも断線が観察された場合を「×」として評価し、断線が観察されなかった場合を「○」として評価した。その結果を表１に示す。
表１より知られるごとく、結晶化ガラスの配合割合が１０ｗｔ％未満の試料Ｘ１〜試料Ｘ４は、１２０００回の冷熱サイクル試験においても断線はなく、耐熱性に優れていた。
一方、結晶化ガラスが１０ｗｔ％配合された試料Ｘ５は、冷熱サイクル試験後に断線が観察されていた。
一方、結晶化ガラスが１０ｗｔ％配合された試料Ｘ５は、冷熱サイクル試験後に断線が観察されていた。
また、本例においては、結晶化ガラスの配合割合と絶縁抵抗の関係を調べるために、絶縁抵抗試験を行なった。
「絶縁抵抗試験」
即ち、まず、上記分散工程における非晶質ガラス粉末の配合割合を変え、その他は実施例１と同様にして９種類の温度センサ（試料Ｘ６〜Ｘ１４）を作製した。
各試料は、充填材中の結晶化ガラスの配合割合が異なる温度センサである。各試料における充填材中の結晶化ガラスの配合割合及びＮａ含有量（酸化物換算）を後述の表１に示す。そして、各試験片について、以下のようにして絶縁抵抗を測定した。
即ち、まず、各試料の温度センサ１のリブ１２から先端側を加熱炉（図示略）内に挿入した（図１参照）。そして、加熱炉内の温度を８５０℃にし、温度センサ１の感温素子を温度８５０℃まで加熱した。次いで、電圧５０Ｖという条件で、温度センサ１の外部リード線１７と保護チューブ１３の絶縁抵抗を測定した。絶縁抵抗は、各試料（試料Ｘ６〜Ｘ１４）と同条件で作製した５つの試料（Ｎ＝５）についてそれぞれ測定し、各試料における絶縁抵抗の最低値を表２に示す。
「絶縁抵抗試験」
即ち、まず、上記分散工程における非晶質ガラス粉末の配合割合を変え、その他は実施例１と同様にして９種類の温度センサ（試料Ｘ６〜Ｘ１４）を作製した。
各試料は、充填材中の結晶化ガラスの配合割合が異なる温度センサである。各試料における充填材中の結晶化ガラスの配合割合及びＮａ含有量（酸化物換算）を後述の表１に示す。そして、各試験片について、以下のようにして絶縁抵抗を測定した。
即ち、まず、各試料の温度センサ１のリブ１２から先端側を加熱炉（図示略）内に挿入した（図１参照）。そして、加熱炉内の温度を８５０℃にし、温度センサ１の感温素子を温度８５０℃まで加熱した。次いで、電圧５０Ｖという条件で、温度センサ１の外部リード線１７と保護チューブ１３の絶縁抵抗を測定した。絶縁抵抗は、各試料（試料Ｘ６〜Ｘ１４）と同条件で作製した５つの試料（Ｎ＝５）についてそれぞれ測定し、各試料における絶縁抵抗の最低値を表２に示す。
表２より知られるごとく、結晶化ガラスの配合割合が１０ｗｔ％未満の充填材を含有する温度センサ（試料Ｘ７〜試料Ｘ１２）は少なくとも５００ｋΩ以上の絶縁抵抗を示し、高い信頼性で絶縁性能を確保できることがわかる。また、Ｎａの含有量を酸化物換算（Ｎａ2Ｏ）で０．０４ｗｔ％以下にすることにより、絶縁性能の信頼性をより一層向上できることがわかる。
以上のように、本例によれば、結晶化ガラスの配合割合を１．５ｗｔ％以上かつ１０ｗｔ％未満とすることにより、充填材の耐振性、耐熱性及び絶縁性能を向上できることがわかる。
１ 温度センサ
２ 感温素子
２１ 電極線
３ シースピン
３１ 信号線
４ 先端カバー
５ 充填材
２ 感温素子
２１ 電極線
３ シースピン
３１ 信号線
４ 先端カバー
５ 充填材
Claims (11)
- 温度によって電気的特性が変化する感温素子と、
該感温素子に接続された一対の電極線と、
該電極線と電気的に接続する一対の信号線を先端側に露出させた状態で内蔵するシースピンと、
上記感温素子を覆うように先端部に配設された先端カバーと、
上記感温素子と上記先端カバーとの間に充填され上記感温素子を保持固定するための充填材とを有し、
該充填材は、実質的に骨材粒子と、該骨材粒子を被覆する結晶化ガラスからなるガラス層とより構成され、上記充填材において、上記骨材粒子同士は上記ガラス層を介して相互に結合されており、
上記骨材粒子は、アルミナを主成分とし、上記結晶化ガラスは、Ａｌ 5 Ｂ 2 Ｏ 9 、ＺｎＡｌ 2 Ｏ 4 、及びＢａＡｌ 2 Ｓｉ 2 Ｏ 8 より選ばれる少なくとも１つの結晶相を含むことを特徴とする温度センサ。 - 温度によって電気的特性が変化する感温素子と、
該感温素子に接続された一対の電極線と、
該電極線と電気的に接続する一対の信号線を先端側に露出させた状態で内蔵するシースピンと、
上記感温素子を覆うように先端部に配設された先端カバーと、
上記感温素子と上記先端カバーとの間に充填され上記感温素子を保持固定するための充填材とを有し、
該充填材は、実質的に骨材粒子と、該骨材粒子を被覆する結晶化ガラスからなるガラス層とより構成され、上記充填材において、上記骨材粒子同士は上記ガラス層を介して相互に結合されており、
上記骨材粒子は、アルミナ、ジルコニア、酸化バリウム、マグネシア、酸化ケイ素、酸化亜鉛、及び酸化ホウ素から選ばれる少なくとも１種の酸化物を主成分とし、
上記結晶化ガラスは、上記骨材粒子の主成分である上記酸化物を構成する元素であるＡｌ、Ｚｒ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｚｎ、又はＢを少なくとも含み、
上記充填材を１００ｗｔ％とすると、上記結晶化ガラスの含有量は、１．５ｗｔ％以上かつ１０ｗｔ％未満であることを特徴とする温度センサ。 - 請求項２に記載の温度センサにおいて、上記骨材粒子は、アルミナを主成分とし、上記結晶化ガラスは、Ａｌ5Ｂ2Ｏ9、ＺｎＡｌ2Ｏ4、及びＢａＡｌ2Ｓｉ2Ｏ8より選ばれる少なくとも１つの結晶相を含むことを特徴とする温度センサ。
- 請求項１〜３のいずれか一項に記載の温度センサにおいて、上記充填材中に含まれるＮａの含有量が酸化物換算で０．０４ｗｔ％以下であることを特徴とする温度センサ。
- 請求項１〜４のいずれか一項に記載の温度センサにおいて、上記電極線は、Ｐｔを主成分とすることを特徴とする温度センサ。
- 温度によって電気的特性が変化する感温素子と、該感温素子に接続された一対の電極線と、該電極線と電気的に接続する一対の信号線を先端側に露出させた状態で内蔵するシースピンと、上記感温素子を覆うように先端部に配設された先端カバーと、上記感温素子と上記先端カバーとの間に充填され上記感温素子を保持固定するための充填材とを有する温度センサの製造方法において、
上記感温素子に接続された一対の上記電極線と、上記シースピンに内蔵された一対の上記信号線とを上記先端側において電気的に接続する接続工程と、
アルミナを主成分とする骨材粉末と、該骨材粉末の主成分であるアルミナ中に含まれる元素であるＡｌを用いて結晶化する非晶質ガラス粉末と、溶媒と、分散材とを混合して原料スラリーを作製する分散工程と、
上記原料スラリーを上記先端カバーに充填する注入工程と、
上記原料スラリーが充填された上記先端カバー内に、上記シースピンと接続された上記感温素子を挿入する挿入工程と、
該挿入工程後に、上記先端カバーと上記感温素子との間にある上記原料スラリーを乾燥する乾燥工程と、
上記乾燥工程後の上記原料スラリーを焼成し、上記骨材粒子の主成分に含まれるＡｌを利用して該骨材粒子の表面において上記非晶質ガラス粉末を結晶化させることにより、上記骨材粒子を被覆する結晶化ガラスからなるガラス層を形成すると共に、該ガラス層により上記骨材粒子同士を相互に結合させて、上記充填材を形成する加熱工程とを有し、
上記非晶質ガラス粉末としては、上記加熱工程後に、Ａｌ 5 Ｂ 2 Ｏ 9 、ＺｎＡｌ 2 Ｏ 4 、及びＢａＡｌ 2 Ｓｉ 2 Ｏ 8 より選ばれる少なくとも１つからなる結晶化ガラスを形成するものを採用することを特徴とする温度センサの製造方法。 - 温度によって電気的特性が変化する感温素子と、該感温素子に接続された一対の電極線と、該電極線と電気的に接続する一対の信号線を先端側に露出させた状態で内蔵するシースピンと、上記感温素子を覆うように先端部に配設された先端カバーと、上記感温素子と上記先端カバーとの間に充填され上記感温素子を保持固定するための充填材とを有する温度センサの製造方法において、
上記感温素子に接続された一対の上記電極線と、上記シースピンに内蔵された一対の上記信号線とを上記先端側において電気的に接続する接続工程と、
アルミナ、ジルコニア、酸化バリウム、マグネシア、酸化ケイ素、酸化亜鉛、及び酸化ホウ素から選ばれる少なくとも１種の酸化物を主成分とする骨材粉末と、該骨材粉末の主成分である上記酸化物中に含まれる元素であるＡｌ、Ｚｒ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｚｎ、又はＢを用いて結晶化する非晶質ガラス粉末と、溶媒と、分散材とを混合して原料スラリーを作製する分散工程と、
上記原料スラリーを上記先端カバーに充填する注入工程と、
上記原料スラリーが充填された上記先端カバー内に、上記シースピンと接続された上記感温素子を挿入する挿入工程と、
該挿入工程後に、上記先端カバーと上記感温素子との間にある上記原料スラリーを乾燥する乾燥工程と、
上記乾燥工程後の上記原料スラリーを焼成し、上記骨材粒子の主成分に含まれるＡｌ、Ｚｒ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｚｎ、又はＢを利用して該骨材粒子の表面において上記非晶質ガラス粉末を結晶化させることにより、上記骨材粒子を被覆する結晶化ガラスからなるガラス層を形成すると共に、該ガラス層により上記骨材粒子同士を相互に結合させて、上記充填材を形成する加熱工程とを有し、
上記分散工程においては、上記骨材粉末と上記非晶質ガラス粉末との合計１００質量部に対して、上記非晶質ガラス粉末を１．０〜８．０質量部混合することを特徴とする温度センサの製造方法。 - 請求項７に記載の製造方法において、上記分散工程においては、上記骨材粉末としてアルミナを主成分とするものを採用し、上記非晶質ガラス粉末としては、上記加熱工程後に、Ａｌ5Ｂ2Ｏ9、ＺｎＡｌ2Ｏ4、及びＢａＡｌ2Ｓｉ2Ｏ8より選ばれる少なくとも１つからなる結晶化ガラスを形成するものを採用することを特徴とする温度センサの製造方法。
- 請求項８に記載の製造方法において、上記非晶質ガラス粉末としては、Ａｌ元素の含有量が酸化物（Ａｌ2Ｏ3）換算で１０〜３０ｗｔ％であるものを用いることを特徴とする温度センサの製造方法。
- 請求項６〜９のいずれか一項に記載の製造方法において、上記分散工程においては、上記非晶質ガラス粉末としては、Ｎａの含有量が酸化物換算で３ｗｔ％以下であるものを用いることを特徴とする温度センサの製造方法。
- 請求項６〜１０のいずれか一項に記載の製造方法において、上記加熱工程においては、温度７５０〜１０５０℃で加熱を行うことを特徴とする温度センサの製造方法。
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