JP6323100B2 - Temperature sensor and manufacturing method thereof - Google Patents

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    • G01K2205/04—Application of thermometers in motors, e.g. of a vehicle for measuring exhaust gas temperature

Description

本発明は、感温素子が先端カバー内に配置され、自動車の排気ガス等の温度測定に用いられる温度センサ及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a temperature sensor in which a temperature sensing element is disposed in a tip cover and used for measuring the temperature of automobile exhaust gas and the like, and a method for manufacturing the same.

一般に、自動車の排気ガス等の温度測定に用いられる温度センサは、感温素子が腐食性の排気ガスや粒子状物質に接触することを避けて、振動による衝撃から感温素子を保護するため、感温素子を金属製の先端カバー内に配置し、先端カバー内の空間を絶縁性の充填材によって充填している。
また、特許文献１の温度センサ及びその製造方法においては、酸化物サーミスタよりなる感温素子が、金属製カバーの酸化によって還元劣化するのを防ぐため、通常の充填材の他に、還元劣化防止機能を有する充填材を用いて、充填材が二層になるようにしている。
さらに、特許文献２の温度センサ及びその製造方法においては、感温素子から引き出された一対の電極線とシースピンから引き出された一対の信号線との接合部分を、成分を改良した充填材を用いて強固に保持固定することによって、温度センサが、より激しい振動衝撃にも耐えられるようにしている。 In general, the temperature sensor used for measuring the temperature of automobile exhaust gas, etc., protects the temperature sensitive element from shock caused by vibration, avoiding the temperature sensitive element from coming into contact with corrosive exhaust gas and particulate matter. The temperature sensitive element is disposed in a metal tip cover, and the space in the tip cover is filled with an insulating filler.
In addition, in the temperature sensor and the manufacturing method thereof in Patent Document 1, in order to prevent the temperature sensitive element made of the oxide thermistor from being reduced and deteriorated due to oxidation of the metal cover, in addition to the usual filler, the reduction and deterioration prevention is performed. A filler having a function is used so that the filler has two layers.
Furthermore, in the temperature sensor of Patent Document 2 and the manufacturing method thereof, a filler having an improved component is used for the joint portion between the pair of electrode wires drawn from the temperature sensing element and the pair of signal wires drawn from the sheath pin. By firmly holding and fixing the temperature sensor, the temperature sensor can withstand more severe vibration shock.

特開２００５−５５２５４号公報JP 2005-55254 A 特開２０１１−２３２３３２号公報JP 2011-232332 A

しかしながら、車載用の温度センサは、加熱と冷却が繰り返される環境下に配置される。特に近年、燃費規制強化に伴う過給ダウンサイジングがトレンドの一つとなっている。過給アプリケーションでは、排気温の精密フィードバック制御による省燃費が期待され、温度センサが、排気管における、排気ガスが過給機に送られる手前の位置に搭載される。この位置においては振動・熱衝撃ともにレベルが高いため、従来の温度センサによっては搭載環境のストレスに耐えることができないことがわかってきた。また、応答性に対する要求も高まっていることから、耐振動性と耐熱衝撃性に優れ、かつ応答性に優れる温度センサを得るために更なる工夫が必要となっている。   However, the on-vehicle temperature sensor is disposed in an environment where heating and cooling are repeated. In recent years, supercharging downsizing due to stricter fuel economy regulations has become one of the trends. In the supercharging application, fuel efficiency is expected by precise feedback control of the exhaust temperature, and the temperature sensor is mounted in the exhaust pipe at a position before the exhaust gas is sent to the supercharger. At this position, the level of both vibration and thermal shock is high, and it has been found that conventional temperature sensors cannot withstand the stress of the mounting environment. Further, since the demand for responsiveness is also increasing, further ingenuity is required to obtain a temperature sensor that is excellent in vibration resistance and thermal shock resistance and excellent in responsiveness.

本発明は、かかる背景に鑑みてなされたもので、応答性を犠牲にすることなく耐振動性と耐熱衝撃性との両方を確保することができる温度センサを提供しようとして得られたものである。   The present invention has been made in view of such a background, and has been obtained by providing a temperature sensor capable of ensuring both vibration resistance and thermal shock resistance without sacrificing responsiveness. .

本発明の第１の態様は、温度によって電気特性が変化する感温素子と、
該感温素子から後端側に引き出された一対の電極線と、
該一対の電極線に接続された一対の信号線が先端側に引き出されたシースピンと、
上記感温素子、上記一対の電極線及び上記一対の信号線を覆う状態で上記シースピンに外装された先端カバーと、
該先端カバー内における、少なくとも上記一対の電極線、上記一対の信号線及び上記感温素子の後端部の周囲を含む後端側に充填された後端側充填材と、
上記先端カバー内における、少なくとも上記感温素子の先端部の周囲を含む先端側に充填された先端側充填材と、を備え、
上記先端カバー内に充填された状態の上記先端側充填材は、上記先端カバー内に充填された状態の上記後端側充填材に比べて低ヤング率であり、
上記後端側充填材は、多数の骨材粒子、該各骨材粒子を被覆するとともに該各骨材粒子同士を結合させるガラス成分、及びその他の添加剤によって構成されており、
上記先端側充填材は、多数の骨材粒子、及びその他の添加剤によって構成されていることを特徴とする温度センサにある。
また、本発明の第２の態様は、温度によって電気特性が変化する感温素子と、
該感温素子から後端側に引き出された一対の電極線と、
該一対の電極線に接続された一対の信号線が先端側に引き出されたシースピンと、
上記感温素子、上記一対の電極線及び上記一対の信号線を覆う状態で上記シースピンに外装された先端カバーと、
該先端カバー内における、少なくとも上記一対の電極線、上記一対の信号線及び上記感温素子の後端部の周囲を含む後端側に充填された後端側充填材と、
上記先端カバー内における、少なくとも上記感温素子の先端部の周囲を含む先端側に充填された先端側充填材と、を備え、
上記先端カバー内に充填された状態の上記先端側充填材は、上記先端カバー内に充填された状態の上記後端側充填材に比べて低ヤング率であり、
上記後端側充填材は、多数の骨材粒子、該各骨材粒子を被覆するとともに該各骨材粒子同士を結合させるガラス成分、及びその他の添加剤によって構成されており、
上記先端側充填材は、多数の骨材粒子、上記後端側充填材を構成する上記ガラス成分よりも少ない割合のガラス成分、及びその他の添加剤によって構成されていることを特徴とする温度センサにある。
また、本発明の第３の態様は、温度によって電気特性が変化する感温素子と、
該感温素子から後端側に引き出された一対の電極線と、
該一対の電極線に接続された一対の信号線が先端側に引き出されたシースピンと、
上記感温素子、上記一対の電極線及び上記一対の信号線を覆う状態で上記シースピンに外装された先端カバーと、
該先端カバー内における、少なくとも上記一対の電極線、上記一対の信号線及び上記感温素子の後端部の周囲を含む後端側に充填された後端側充填材と、
上記先端カバー内における、少なくとも上記感温素子の先端部の周囲を含む先端側に充填された先端側充填材と、を備え、
上記先端カバー内に充填された状態の上記先端側充填材は、上記先端カバー内に充填された状態の上記後端側充填材に比べて低ヤング率又は低充填率であり、
上記先端側充填材の熱膨張係数は、上記後端側充填材の熱膨張係数に比べて、上記先端カバーの熱膨張係数に近いことを特徴とする温度センサにある。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a temperature-sensitive element whose electrical characteristics change with temperature,
A pair of electrode wires drawn to the rear end side from the thermosensitive element;
A sheath pin in which a pair of signal lines connected to the pair of electrode wires are drawn to the tip side;
A tip cover sheathed on the sheath pin in a state of covering the temperature sensitive element, the pair of electrode wires, and the pair of signal wires;
A rear end side filler filled in a rear end side including at least the pair of electrode wires, the pair of signal lines, and the rear end portion of the temperature sensing element in the front end cover;
A tip-side filler filled in the tip side including at least the periphery of the tip of the temperature sensing element in the tip cover, and
The distal end side filler in a state of being filled in the leading end in the cover, Ri Ah with low Young's modulus as compared with the rear side filler in a state of being filled in the leading end in the cover,
The rear end side filler is composed of a large number of aggregate particles, a glass component that covers the aggregate particles and bonds the aggregate particles, and other additives,
The tip side filler is a temperature sensor characterized by comprising a large number of aggregate particles and other additives .
Further, the second aspect of the present invention is a temperature sensitive element whose electrical characteristics change with temperature,
A pair of electrode wires drawn to the rear end side from the thermosensitive element;
A sheath pin in which a pair of signal lines connected to the pair of electrode wires are drawn to the tip side;
A tip cover sheathed on the sheath pin in a state of covering the temperature sensitive element, the pair of electrode wires, and the pair of signal wires;
A rear end side filler filled in a rear end side including at least the pair of electrode wires, the pair of signal lines, and the rear end portion of the temperature sensing element in the front end cover;
A tip-side filler filled in the tip side including at least the periphery of the tip of the temperature sensing element in the tip cover, and
The tip side filler in a state filled in the tip cover has a lower Young's modulus than the rear end side filler in a state filled in the tip cover,
The rear end side filler is composed of a large number of aggregate particles, a glass component that covers the aggregate particles and bonds the aggregate particles, and other additives,
The temperature sensor characterized in that the front end side filler is constituted by a large number of aggregate particles, a glass component in a proportion smaller than the glass component constituting the rear end side filler, and other additives. It is in.
Further, the third aspect of the present invention is a temperature sensitive element whose electrical characteristics change with temperature,
A pair of electrode wires drawn to the rear end side from the thermosensitive element;
A sheath pin in which a pair of signal lines connected to the pair of electrode wires are drawn to the tip side;
A tip cover sheathed on the sheath pin in a state of covering the temperature sensitive element, the pair of electrode wires, and the pair of signal wires;
A rear end side filler filled in a rear end side including at least the pair of electrode wires, the pair of signal lines, and the rear end portion of the temperature sensing element in the front end cover;
A tip-side filler filled in the tip side including at least the periphery of the tip of the temperature sensing element in the tip cover, and
The tip side filler in a state filled in the tip cover has a lower Young's modulus or a lower filling rate than the rear end side filler in a state filled in the tip cover,
In the temperature sensor, the thermal expansion coefficient of the front end side filler is closer to the thermal expansion coefficient of the front end cover than the thermal expansion coefficient of the rear end side filler.

本発明の第４の態様は、温度によって電気特性が変化する感温素子と、
該感温素子から後端側に引き出された一対の電極線と、
該一対の電極線に接続された一対の信号線が先端側に引き出されたシースピンと、
上記感温素子、上記一対の電極線及び上記一対の信号線を覆う状態で上記シースピンに外装された先端カバーと、
該先端カバー内における、少なくとも上記一対の電極線、上記一対の信号線及び上記感温素子の後端部の周囲を含む後端側に充填された後端側充填材と、
上記先端カバー内における、少なくとも上記感温素子の先端部の周囲を含む先端側に充填されたセラミック粉末と、を備え、
上記先端カバー内の先端側における、上記セラミック粉末の充填率は３５％未満であり、
上記後端側充填材は、多数の骨材粒子、該各骨材粒子を被覆するとともに該各骨材粒子同士を結合させるガラス成分、及びその他の添加剤によって構成されており、
上記セラミック粉末は、多数の骨材粒子、及びその他の添加剤によって構成されていることを特徴とする温度センサにある。
また、本発明の第５の態様は、温度によって電気特性が変化する感温素子と、
該感温素子から後端側に引き出された一対の電極線と、
該一対の電極線に接続された一対の信号線が先端側に引き出されたシースピンと、
上記感温素子、上記一対の電極線及び上記一対の信号線を覆う状態で上記シースピンに外装された先端カバーと、
該先端カバー内における、少なくとも上記一対の電極線、上記一対の信号線及び上記感温素子の後端部の周囲を含む後端側に充填された後端側充填材と、
上記先端カバー内における、少なくとも上記感温素子の先端部の周囲を含む先端側に充填されたセラミック粉末と、を備え、
上記先端カバー内の先端側における、上記セラミック粉末の充填率は３５％未満であり、
上記セラミック粉末の熱膨張係数は、上記後端側充填材の熱膨張係数に比べて、上記先端カバーの熱膨張係数に近いことを特徴とする温度センサにある。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a temperature-sensitive element whose electrical characteristics change with temperature,
A pair of electrode wires drawn to the rear end side from the thermosensitive element;
A sheath pin in which a pair of signal lines connected to the pair of electrode wires are drawn to the tip side;
A tip cover sheathed on the sheath pin in a state of covering the temperature sensitive element, the pair of electrode wires, and the pair of signal wires;
A rear end side filler filled in a rear end side including at least the pair of electrode wires, the pair of signal lines, and the rear end portion of the temperature sensing element in the front end cover;
A ceramic powder filled on the tip side including at least the periphery of the tip of the temperature sensing element in the tip cover, and
At the distal side of the distal end in the cover, the filling factor of the ceramic powder is Ri der less than 35%,
The rear end side filler is composed of a large number of aggregate particles, a glass component that covers the aggregate particles and bonds the aggregate particles, and other additives,
The ceramic powder is a temperature sensor characterized by comprising a large number of aggregate particles and other additives .
A fifth aspect of the present invention is a temperature sensitive element whose electrical characteristics change with temperature,
A pair of electrode wires drawn to the rear end side from the thermosensitive element;
A sheath pin in which a pair of signal lines connected to the pair of electrode wires are drawn to the tip side;
A tip cover sheathed on the sheath pin in a state of covering the temperature sensitive element, the pair of electrode wires, and the pair of signal wires;
A rear end side filler filled in a rear end side including at least the pair of electrode wires, the pair of signal lines, and the rear end portion of the temperature sensing element in the front end cover;
A ceramic powder filled on the tip side including at least the periphery of the tip of the temperature sensing element in the tip cover, and
The filling rate of the ceramic powder on the tip side in the tip cover is less than 35%,
In the temperature sensor, the thermal expansion coefficient of the ceramic powder is closer to the thermal expansion coefficient of the front end cover than the thermal expansion coefficient of the rear end side filler.

一般に、金属はセラミックより熱伝導性が高く熱膨張係数も高いため、高温で膨張した状態の先端カバーが冷却される時には、金属製の先端カバーの収縮が先に始まる。そして、セラミック等からなる充填材を介して一対の電極線と一対の信号線との接合部分に圧縮応力が働き、この圧縮応力は、接合部分における弱い部分を損傷させるように作用する。従って、金属カバーと充填材とは、できるだけ同等の熱伝導率及び熱膨張係数を有する材料で構成することが好ましいが、金属カバーと充填材との材料を同じにすることは困難である。そこで、上記温度センサは、充填材を、先端カバーの収縮に追随して応力緩和可能な材料にすることにより、一対の電極線と一対の信号線との接合部分に加わる圧縮応力を緩和させて、接合部分の損傷を低減できるようにしたものである。   In general, since metal has higher thermal conductivity and higher thermal expansion coefficient than ceramic, when the tip cover expanded at a high temperature is cooled, the metal tip cover starts shrinking first. A compressive stress acts on the joint portion between the pair of electrode wires and the pair of signal lines via a filler made of ceramic or the like, and this compressive stress acts to damage a weak portion in the joint portion. Therefore, the metal cover and the filler are preferably made of materials having the same thermal conductivity and thermal expansion coefficient as much as possible, but it is difficult to make the materials of the metal cover and the filler the same. Therefore, the temperature sensor reduces the compressive stress applied to the joint between the pair of electrode wires and the pair of signal lines by making the filler a material that can relieve stress following the contraction of the tip cover. The damage of the joint portion can be reduced.

上記第１〜第３の態様の温度センサにおいては、先端カバー内に充填する充填材を、後端側充填材と先端側充填材とに分け、これらの充填材が担う機能に応じて、これらの充填材の性質を互いに異ならせている。具体的には、後端側充填材は、少なくとも一対の電極線、一対の信号線及び感温素子の後端部の周囲を含む後端側に充填され、激しい振動に対しても変形量の小さい、高ヤング率又は高充填率の充填材からなる。そして、高ヤング率又は高充填率の後端側充填材によって、先端カバー、一対の電極線及び一対の信号線を強固に保持固定する。これにより、一対の電極線と一対の信号線との接続部分を振動から保護することができる。なお、高ヤング率の充填材とは、先端カバー内に充填された状態においてヤング率が高い充填材のことをいう。また、高充填率の充填材とは、先端カバー内に充填された充填材の充填率が高いことをいう。 In the temperature sensors of the first to third aspects, the filler to be filled in the front end cover is divided into a rear end side filler and a front end side filler, and these fillers are used in accordance with the functions that these fillers assume. The properties of the fillers are different from each other. Specifically, the rear end-side filler is filled on the rear end side including at least the pair of electrode wires, the pair of signal lines, and the periphery of the rear end portion of the temperature sensitive element, and the deformation amount of the rear end-side filler can be reduced even against severe vibration. It consists of a small, high Young's modulus or high filling factor filler. Then, the front end cover, the pair of electrode wires, and the pair of signal wires are firmly held and fixed by the rear end side filler on the high Young's modulus or the high filling rate. Thereby, the connection part of a pair of electrode wire and a pair of signal wire | line can be protected from a vibration. The filler having a high Young's modulus refers to a filler having a high Young's modulus in a state where the tip cover is filled. Further, the high filling rate filler means that the filling rate of the filling material filled in the tip cover is high.

一方、先端側充填材は、少なくとも感温素子の先端部の周囲を含む先端側又は感温素子よりも先端側に充填され、小さな応力に対しても変形量の大きい、低ヤング率又は低充填率の充填材からなる。そして、温められた先端カバーが冷却され収縮する時に、先端カバーから先端側充填材を介して感温素子に作用する収縮応力を低減させて、一対の電極線と一対の信号線と一対の信号線との接続部分を熱応力から保護することができる。なお、低ヤング率の充填材とは、先端カバー内に充填された状態においてヤング率が低い充填材のことをいう。また、低充填率の充填材とは、先端カバー内に充填された充填材の充填率が低いことをいう。   On the other hand, the filler on the tip side is filled at the tip side including at least the periphery of the tip of the temperature sensing element or on the tip side of the temperature sensing element, and has a large deformation amount even with a small stress, low Young's modulus or low filling. Made of rate filler. Then, when the warmed tip cover is cooled and contracts, the contraction stress acting on the temperature sensing element from the tip cover through the tip side filler is reduced, and the pair of electrode wires, the pair of signal wires, and the pair of signals The connection portion with the wire can be protected from thermal stress. The low Young's modulus filler means a filler having a low Young's modulus in a state where the tip cover is filled. Further, the low filling rate filler means that the filling rate of the filling material filled in the tip cover is low.

上記第４、第５の態様の温度センサにおいては、先端カバー内における後端側に後端側充填材を充填し、先端カバー内における先端側には、セラミック粉末を充填している。後端側充填材は、上記第１の態様の温度センサの場合と同様に、高ヤング率又は高充填率の充填材とすることができる。そして、上記第１の態様の温度センサの場合と同様に、後端側充填材によって、一対の電極線と一対の信号線との接続部分を振動から保護することができる。
また、先端カバー内における、少なくとも感温素子の先端部の周囲を含む先端側にはセラミック粉末が充填されている。これにより、温められた先端カバーが冷却され収縮する時に、先端カバーからセラミック粉末を介して感温素子に作用する収縮応力を低減させて、一対の電極線と一対の信号線との接続部分を熱応力から保護することができる。 In the temperature sensors of the fourth and fifth aspects, the rear end side filler in the front end cover is filled with the rear end side filler, and the front end side in the front end cover is filled with ceramic powder. As in the case of the temperature sensor of the first aspect, the rear end side filler can be a filler having a high Young's modulus or a high filling rate. As in the case of the temperature sensor according to the first aspect, the connection portion between the pair of electrode wires and the pair of signal wires can be protected from vibration by the rear end side filler.
In addition, ceramic powder is filled on the tip side including at least the periphery of the tip of the temperature sensitive element in the tip cover. As a result, when the warmed tip cover is cooled and contracts, the contraction stress acting on the temperature sensitive element from the tip cover via the ceramic powder is reduced, and the connection portion between the pair of electrode wires and the pair of signal wires is reduced. It can be protected from thermal stress.

また、高熱伝導のセラミック材等の材料を先端側充填材に用いることによって、温度センサの高応答性を維持することができる。
それ故、上記第１〜第５の態様の温度センサによれば、応答性を犠牲にすることなく、耐振動性と耐熱衝撃性との両方を確保することができる。 Moreover, the high responsiveness of a temperature sensor is maintainable by using materials, such as a highly heat-conductive ceramic material, for a front end side filler.
Therefore, according to the temperature sensor of the first to fifth states like, without sacrificing responsiveness, it is possible to ensure both the vibration resistance and thermal shock resistance.

また、上記第１〜第３の態様の温度センサにおいては、先端側充填材を空隙部とすることも可能である。この場合には、カバー収縮応力が感温素子に伝わりにくくなるため、耐熱衝撃性について有利となることが考えられる。ただし、先端カバー内の先端側が低熱伝導率の空気となるため、感温素子への受熱が抑制され、応答性が悪化することがわかっている。よって、温度センサが応答性を要求されない使われ方をする場合には、先端側充填材を空隙部とすることもできる。この場合には、耐熱衝撃性と耐振動性との両方を確保することができる。 Moreover, in the temperature sensor of the said 1st-3rd aspect, it is also possible to make a front end side filler into a space | gap part. In this case, since the cover contraction stress is not easily transmitted to the temperature sensitive element, it may be advantageous in terms of thermal shock resistance. However, since the tip side in the tip cover is air having low thermal conductivity, it is known that heat reception to the temperature sensitive element is suppressed and the responsiveness is deteriorated. Therefore, when the temperature sensor is used in a manner that does not require responsiveness, the tip-side filler can be a gap. In this case, both thermal shock resistance and vibration resistance can be ensured.

実施例１にかかる、温度センサの先端部分を示す断面図。Sectional drawing which shows the front-end | tip part of the temperature sensor concerning Example 1. FIG. 実施例１にかかる、（ａ）後端側充填材の構造、（ｂ）先端側充填材の構造を拡大して示す説明図。Explanatory drawing which expands and shows the structure of (a) rear end side filler concerning Example 1, (b) front end side filler. 実施例１にかかる、楕円形の感温素子を有する温度センサの先端部分を示す説明図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Explanatory drawing which shows the front-end | tip part of the temperature sensor which has an elliptical temperature sensitive element concerning Example 1. FIG. 実施例１にかかる、（ａ）六角形の感温素子、（ｂ）四角形の感温素子、（ｃ）他の六角形の感温素子、（ｄ）他の四角形の感温素子を有する温度センサの先端部分を示す説明図。A temperature having (a) a hexagonal temperature sensing element, (b) a square temperature sensing element, (c) another hexagonal temperature sensing element, and (d) another square temperature sensing element according to Example 1. Explanatory drawing which shows the front-end | tip part of a sensor. 実施例１にかかる、（ａ）ビッカース硬さと耐振動性との関係、（ｂ）後端側充填材の硬さを３０（Ｈｖ）とした場合の、後端側充填材に対する先端側充填材の硬さの比と耐熱衝撃性との関係を示すグラフ。Example 1 (a) Relationship between Vickers hardness and vibration resistance, (b) Front end side filler relative to rear end side filler when hardness of rear end side filler is 30 (Hv) The graph which shows the relationship between the ratio of hardness and thermal shock resistance. 実施例１にかかる、充填材におけるビッカース硬さとヤング率との関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between the Vickers hardness in a filler concerning Example 1, and Young's modulus. 実施例２にかかる、温度センサの先端部分を示す断面図。Sectional drawing which shows the front-end | tip part of the temperature sensor concerning Example 2. FIG. 実施例２にかかる、セラミック粉末の構造を拡大して示す説明図。Explanatory drawing which expands and shows the structure of the ceramic powder concerning Example 2. FIG. 実施例２にかかる、充填材の充填率と耐熱衝撃性との関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between the filling rate of a filler concerning Example 2, and a thermal shock resistance.

上述した温度センサ及びその製造方法における好ましい実施の形態について説明する。
上記第１〜第３の態様の温度センサにおいて、上記先端カバー内に充填された状態の上記先端側充填材のヤング率又は充填率は、上記先端カバー内に充填された状態の上記後端側充填材のヤング率又は充填率に比べて３倍以上高いことが好ましい。ここで、図６には、充填材のビッカース硬さと充填材のヤング率との相関を示す。同図に示すように、充填材のヤング率と充填材の硬さとには相関が見られる（ほぼ比例関係にある。）。そのため、以降、温度センサの形状での測定が困難なヤング率ではなく、硬さで規定することができる。 A preferred embodiment of the above-described temperature sensor and manufacturing method thereof will be described.
In the temperature sensor according to any one of the first to third aspects, the Young's modulus or the filling rate of the front end side filling material in a state where the front end cover is filled is the rear end side of the state where the front end cover is filled. It is preferable that the Young's modulus or the filling rate of the filler is at least three times higher. Here, FIG. 6 shows the correlation between the Vickers hardness of the filler and the Young's modulus of the filler. As shown in the figure, there is a correlation between the Young's modulus of the filler and the hardness of the filler (almost proportional relationship). Therefore, from now on, it can be defined not by Young's modulus, which is difficult to measure with the shape of the temperature sensor, but by hardness.

具体的には、上記先端カバー内に充填された状態の上記先端側充填材の硬さは、上記先端カバー内に充填された状態の上記後端側充填材の硬さに比べて３倍以上柔らかいことが好ましい。この場合には、先端カバー内に充填された状態の先端側充填材の硬さを適切に低下させて、温度センサの耐熱衝撃性を効果的に向上させることができる。
上記温度センサにおいて、上記先端カバー内に充填された状態の上記後端側充填材又は上記先端側充填材の硬さとは、後端側充填材を構成する物質又は先端側充填材を構成する物質の硬さをいうのではなく、充填材を構成する状態での硬さのことをいう。また、この硬さとは、言い換えれば、温度センサを切断したときに、切断した表面に現れる後端側充填材又は先端側充填材の硬さのことをいう）。 Specifically, the hardness of the front-end-side filler filled in the front-end cover is three times or more than the hardness of the rear-end-side filler filled in the front end cover. Soft is preferred. In this case, it is possible to appropriately improve the thermal shock resistance of the temperature sensor by appropriately reducing the hardness of the tip side filler in the state where the tip cover is filled.
In the temperature sensor, the rear end side filler in the state where the front end cover is filled or the hardness of the front end side filler is a substance constituting the rear end side filler or a substance constituting the front end side filler. The hardness in the state which comprises a filler is not meant. In addition, this hardness means the hardness of the rear end side filler or the front end side filler that appears on the cut surface when the temperature sensor is cut.

上記第４、第５の態様の温度センサにおいては、先端カバー内に充填された状態のセラミック粉末の充填率が３５％未満であることにより、セラミック粉末の充填率を適切に低下させて、温度センサの耐熱衝撃性を効果的に向上させることができる。
図９には、充填材の充填率と耐熱衝撃性との相関を示す。第４、第５の態様の温度センサにおいて、先端カバー内に充填されたセラミック粉末の充填率は、セラミック粉末の重量と、セラミック粉末の充填が可能な先端カバー内の充填領域の体積を求めることによって算出することができる。重量については、温度センサを切断してセラミック粉末を取り出して測定することによって算出され、充填領域の体積については、温度センサのＸ線画像等を基に算出される。
セラミック粉末の充填率Ａは、セラミック粉末の質量をＷ（ｇ）、セラミック粉末の充填が可能な先端カバー内の充填領域の体積をＶ（ｍｍ3）、セラミック粉末の真密度（ｇ／ｍｍ3）をρとしたとき、Ａ＝（Ｗ／Ｖ）／ρ×１００（％）で表すことができる。そして、第２の態様の温度センサにおいては、Ａ≦３５（％）とする。 In the temperature sensors according to the fourth and fifth aspects, the ceramic powder filling rate in the state where the tip cover is filled is less than 35%, so that the ceramic powder filling rate is appropriately lowered to reduce the temperature. The thermal shock resistance of the sensor can be effectively improved.
FIG. 9 shows the correlation between the filling rate of the filler and the thermal shock resistance. In the temperature sensor of the fourth and fifth aspects, the filling rate of the ceramic powder filled in the tip cover is obtained by determining the weight of the ceramic powder and the volume of the filling region in the tip cover capable of being filled with the ceramic powder. Can be calculated. The weight is calculated by cutting the temperature sensor and taking out the ceramic powder, and the volume of the filling region is calculated based on the X-ray image of the temperature sensor.
The filling rate A of the ceramic powder is defined as W (g) for the mass of the ceramic powder, V (mm 3 ) for the volume of the filling region in the tip cover where the ceramic powder can be filled, and the true density (g / mm 3 ) of the ceramic powder. ) Is ρ, it can be expressed as A = (W / V) / ρ × 100 (%). And in the temperature sensor of a 2nd aspect, it is set as A <= 35 (%).

また、上記第１〜第５の態様の温度センサは、次の製造方法によって製造することができる。
上記第１〜第３の態様の温度センサを製造する方法としては、上記先端側充填材を構成する原料を上記先端カバー内に注入し、次いで、上記後端側充填材を構成する原料を、上記先端側充填材を構成する原料の上から上記先端カバー内に注入し、次いで、上記各原料が２相に分かれる状態を維持しつつ、上記一対の電極線が上記シースピンの上記一対の信号線と接続された上記感温素子を上記先端カバー内に挿入し、次いで、上記各原料が２相に分かれる状態を維持して、該各原料が注入された上記先端カバーを加熱する方法を採用することができる。
この場合には、先端カバー内に先端側充填材と後端側充填材とが２相に分かれて充填された温度センサを容易に製造することができる。なお、上記各原料は、各原料の間に、各原料が混ざり合った中間相を形成して、２相に分かれていてもよい。この場合、中間相を含めると、各原料と中間相との３相に分かれることになる。 Moreover, the temperature sensor of the said 1st-5th aspect can be manufactured with the following manufacturing method.
As a method of manufacturing the temperature sensor of the first to third aspects, the raw material constituting the front end side filler is injected into the front end cover, and then the raw material constituting the rear end side filler is The pair of electrode wires are injected into the tip cover from above the raw material constituting the tip side filler, and then the pair of electrode lines are the pair of signal lines of the sheath pin while maintaining the state where the raw materials are separated into two phases. The temperature sensing element connected to the tip is inserted into the tip cover, and then the tip cover into which the raw materials are injected is heated while maintaining the raw materials in two phases. be able to.
In this case, a temperature sensor in which the front end side filler and the rear end side filler are filled in two phases in the front end cover can be easily manufactured. Each of the raw materials may be divided into two phases by forming an intermediate phase in which the raw materials are mixed with each other. In this case, if an intermediate phase is included, it is divided into three phases of each raw material and the intermediate phase.

上記第４、第５の態様の温度センサを製造する方法としては、上記先端側充填材を構成するセラミック粉末を上記先端カバー内に注入し、次いで、上記後端側充填材を構成する原料を、上記先端側充填材を構成するセラミック粉末の上から上記先端カバー内に注入し、次いで上記各原料が２層に分かれる状態を維持しつつ、上記一対の電極線が上記シースピンの上記一対の信号線と接続された上記感温素子を上記先端カバー内に挿入し、次いで、上記各原料が２層に分かれる状態を維持して、諸各原料が注入された上記先端カバーを加熱する方法を採用することができる。
この場合には、先端カバー内にセラミック粉末と後端側充填材とが２層に分かれて充填された温度センサを容易に製造することができる。この場合にも、上記第１〜第３の態様の温度センサの製造方法と同様に、中間相が形成されていてもよい。 As a method of manufacturing the temperature sensor of the fourth and fifth aspects, the ceramic powder constituting the front end side filler is injected into the front end cover, and then the raw material constituting the rear end side filler is used. The pair of electrode wires are injected into the tip cover from above the ceramic powder constituting the tip-side filler, and then the raw materials are separated into two layers, while the pair of electrode wires are the pair of signals of the sheath pin. A method is adopted in which the temperature sensing element connected to the wire is inserted into the tip cover and then the tip cover into which the various materials are injected is heated while maintaining the respective materials in two layers. can do.
In this case, it is possible to easily manufacture a temperature sensor in which the ceramic powder and the rear end side filler are filled in two layers in the front end cover. Also in this case, an intermediate phase may be formed in the same manner as in the method for manufacturing the temperature sensor according to the first to third aspects.

以下に、温度センサ及びその製造方法にかかる実施例について、図面を参照して説明する。
（実施例１）
本例の温度センサ１は、図１に示すように、感温素子２、一対の電極線２１、シースピン３、先端カバー４、後端側充填材５Ａ及び先端側充填材５Ｂを備えている。
感温素子２は、温度によって電気特性が変化するものである。一対の電極線２１は、感温素子２から後端側に引き出されている。シースピン３の一対の信号線３１は先端側に引き出されており、一対の電極線２１に接続されている。先端カバー４は、感温素子２、一対の電極線２１及び一対の信号線３１を覆う状態でシースピン３に外装されている。後端側充填材５Ａは、先端カバー４内における、少なくとも一対の電極線２１、一対の信号線３１及び感温素子２の後端部２２の周囲を含む後端側に充填されている。先端側充填材５Ｂは、先端カバー４内における、少なくとも感温素子２の先端部２３の周囲を含む先端側に充填されている。先端カバー４内に充填された状態の先端側充填材５Ｂの硬さは、先端カバー４内に充填された状態の後端側充填材５Ａの硬さに比べて柔らかい。 Embodiments relating to a temperature sensor and its manufacturing method will be described below with reference to the drawings.
Example 1
As shown in FIG. 1, the temperature sensor 1 of this example includes a temperature sensitive element 2, a pair of electrode wires 21, a sheath pin 3, a tip cover 4, a rear end side filler 5A, and a front end side filler 5B.
The temperature sensitive element 2 has an electric characteristic that changes depending on the temperature. The pair of electrode wires 21 are drawn from the temperature sensitive element 2 to the rear end side. A pair of signal lines 31 of the sheath pin 3 are drawn to the tip side and connected to the pair of electrode lines 21. The tip cover 4 is packaged on the sheath pin 3 so as to cover the temperature sensing element 2, the pair of electrode wires 21 and the pair of signal wires 31. The rear end side filling material 5 </ b> A is filled in the rear end side including at least the pair of electrode wires 21, the pair of signal wires 31, and the rear end portion 22 of the temperature sensitive element 2 in the front end cover 4. The distal end side filler 5B is filled in the distal end cover 4 including at least the periphery of the distal end portion 23 of the temperature sensitive element 2. The hardness of the front-end-side filler 5B filled in the front-end cover 4 is softer than the hardness of the rear-end-side filler 5A filled in the front end cover 4.

以下に、本例の温度センサ１及びその製造方法について、図１〜図６を参照して詳説する。
本例の温度センサ１は、自動車の排気管に取り付けられて、排気ガスの温度を測定するものである。排気管内を流れる排気ガスは、エンジンの燃焼後に、エンジンから排気される。排気ガスの温度は、エンジンの燃焼状態に応じて上昇と下降を繰り返す。そして、温度センサ１は、排気ガスによって加熱と冷却が繰り返される。 Below, the temperature sensor 1 of this example and its manufacturing method are explained in detail with reference to FIGS.
The temperature sensor 1 of this example is attached to an exhaust pipe of an automobile and measures the temperature of exhaust gas. The exhaust gas flowing in the exhaust pipe is exhausted from the engine after the engine is combusted. The exhaust gas temperature repeatedly rises and falls according to the combustion state of the engine. The temperature sensor 1 is repeatedly heated and cooled by the exhaust gas.

温度センサ１の感温素子２は、サーミスタによって構成されている。なお、感温素子２は、サーミスタ以外にも、熱電対、白金（Ｐｔ）等よりなる測温抵抗体とすることもできる。感温素子２は、素子本体と、素子本体の表面を被覆するガラス層とを有している。一対の電極線２１は、素子本体からガラス層の表面に互いに平行な状態で引き出されている。感温素子２の素子本体をガラス層で覆うことにより、素子本体に酸素還元劣化が生じることが防止される。なお、感温素子２は、ガラス層で被覆しないこともできる。この場合には、先端カバー４に、感温素子２の酸素還元劣化を防止する表面処理を行っておくことができる。   The temperature sensing element 2 of the temperature sensor 1 is constituted by a thermistor. In addition to the thermistor, the temperature sensing element 2 can be a resistance temperature detector made of a thermocouple, platinum (Pt), or the like. The temperature sensitive element 2 has an element body and a glass layer covering the surface of the element body. The pair of electrode wires 21 are drawn out in parallel with each other from the element body to the surface of the glass layer. By covering the element body of the temperature sensitive element 2 with the glass layer, it is possible to prevent oxygen reduction deterioration from occurring in the element body. The temperature sensitive element 2 can be not covered with a glass layer. In this case, the tip cover 4 can be subjected to a surface treatment for preventing the oxygen-sensitive deterioration of the temperature sensitive element 2.

図１に示すように、シースピン３は、感温素子２の一対の電極線２１に生ずる電流を検出するための導体管として設けられている。シースピン３の一対の信号線３１は、溶接等を行って一対の電極線２１に接合されている。シースピン３は、管部材３２の内部に一対の信号線３１を挿通させるとともに、管部材３２の内部を充填材によって充填して形成されている。   As shown in FIG. 1, the sheath pin 3 is provided as a conductor tube for detecting a current generated in the pair of electrode wires 21 of the temperature sensitive element 2. The pair of signal lines 31 of the sheath pin 3 are joined to the pair of electrode lines 21 by welding or the like. The sheath pin 3 is formed by inserting a pair of signal lines 31 into the tube member 32 and filling the tube member 32 with a filler.

先端カバー４は、有底円筒形状を有しており、先端側に半球形状の底部４１が位置し、後端側に底部４１に繋がる円筒部４２が位置している。円筒部４２の後端開口部は、シースピン３の管部材３２の先端部における外周に装着されている。先端側充填材５Ｂは、半球形状の底部４１と円筒部４２との境界部分４０１よりも円筒部４２の側まで充填されている。感温素子２の先端部２３は、半球形状の底部４１と円筒部４２との境界部分４０１よりも先端側に位置している。   The front end cover 4 has a bottomed cylindrical shape, and a hemispherical bottom 41 is located on the front end side, and a cylindrical portion 42 connected to the bottom 41 is located on the rear end side. The rear end opening of the cylindrical portion 42 is attached to the outer periphery of the distal end portion of the tube member 32 of the sheath pin 3. The front end side filler 5B is filled to the cylindrical portion 42 side rather than the boundary portion 401 between the hemispherical bottom portion 41 and the cylindrical portion 42. The tip portion 23 of the temperature sensing element 2 is located on the tip side with respect to the boundary portion 401 between the hemispherical bottom portion 41 and the cylindrical portion 42.

図１に示すように、後端側充填材５Ａ及び先端側充填材５Ｂは、先端カバー４内における、シースピン３の管部材３２の先端部よりも先端側の位置に充填されている。後端側充填材５Ａは、シースピン３の管部材３２の先端部との間に空隙６１を形成するように充填されている。この空隙６１を設けることにより、感温素子２が配置された先端側から、シースピン３が配置された後端側へ熱が奪われることを抑制することができる。   As shown in FIG. 1, the rear end side filler 5 </ b> A and the front end side filler 5 </ b> B are filled in the front end cover 4 at a position closer to the front end side than the front end portion of the tube member 32 of the sheath pin 3. The rear end side filler 5A is filled so as to form a gap 61 between the tip end of the tube member 32 of the sheath pin 3. By providing the gap 61, it is possible to suppress heat from being taken away from the front end side where the temperature sensitive element 2 is disposed to the rear end side where the sheath pin 3 is disposed.

また、先端カバー４内において、先端側充填材５Ｂと後端側充填材５Ａとの間には、両者の中間の性質を有する中間充填材５Ｃの相が形成されている。この中間充填材５Ｃは、温度センサ１を製造する際に、先端側充填材５Ｂを構成する原料と後端側充填材５Ａを構成する原料とが混ざり合った部分によって形成される。   In the front end cover 4, a phase of an intermediate filler 5C having properties intermediate between the front end filler 5B and the rear end filler 5A is formed. When the temperature sensor 1 is manufactured, the intermediate filler 5C is formed by a portion where the raw material constituting the front end side filler 5B and the raw material constituting the rear end side filler 5A are mixed.

図２（ａ）に示すように、後端側充填材５Ａは、多数の骨材粒子５１Ａ、各骨材粒子５１Ａを被覆するとともに各骨材粒子５１Ａ同士を結合させるガラス成分５２Ａ、及びその他の添加剤によって構成されている。骨材粒子５１Ａ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種の酸化物から構成されている。ガラス成分５２Ａは、非晶質ガラス粉末が結晶化して形成されたものである。後端側充填材５Ａにおけるガラス成分５２Ａの含有量は、後端側充填材５Ａの全体を１００ｗｔ％としたときに、１．５ｗｔ％以上であって１０ｗｔ％未満である。   As shown in FIG. 2 (a), the rear end side filler 5A includes a large number of aggregate particles 51A, a glass component 52A that covers the aggregate particles 51A and bonds the aggregate particles 51A, and other components. It is constituted by an additive. The aggregate particles 51A are made of at least one oxide selected from alumina, zirconia, barium oxide, magnesia, silicon oxide, zinc oxide, and boron oxide. The glass component 52A is formed by crystallizing amorphous glass powder. The content of the glass component 52A in the rear end side filler 5A is 1.5 wt% or more and less than 10 wt% when the entire rear end side filler 5A is 100 wt%.

後端側充填材５Ａは、骨材粒子５１Ａ、非晶質ガラス粉末、溶媒としての水、及び添加剤としての分散剤が混合された原料スラリーを用いて形成されたものである。そして、この原料スラリーを加熱する際に、非晶質ガラス粉末が結晶化した結晶化ガラス（ガラス成分）５２Ａによって、骨材粒子５１Ａの表面が覆われるとともに、結晶化ガラス５２Ａによって骨材粒子５１Ａの全体が一体化される。   The rear end side filler 5A is formed using a raw material slurry in which aggregate particles 51A, amorphous glass powder, water as a solvent, and a dispersant as an additive are mixed. When the raw material slurry is heated, the surface of the aggregate particle 51A is covered with the crystallized glass (glass component) 52A obtained by crystallizing the amorphous glass powder, and the aggregate particle 51A is covered with the crystallized glass 52A. Are integrated together.

図２（ｂ）に示すように、先端側充填材５Ｂは、多数の骨材粒子５１Ｂ、各骨材粒子５１Ｂを被覆するとともに各骨材粒子５１Ｂ同士を結合させるガラス成分５２Ｂ、及びその他の添加剤によって構成されている。骨材粒子５１Ｂ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種の酸化物から構成されている。ガラス成分５２Ｂは、非晶質ガラス粉末が結晶化して形成されたものである。先端側充填材５Ｂにおけるガラス成分５２Ｂの含有量は、後端側充填材５Ｂの全体を１００ｗｔ％としたときに、１．５ｗｔ％未満である。   As shown in FIG. 2 (b), the front end side filler 5B is composed of a large number of aggregate particles 51B, a glass component 52B that covers the aggregate particles 51B and bonds the aggregate particles 51B to each other, and other additives. It is composed of an agent. The aggregate particles 51B are made of at least one oxide selected from alumina, zirconia, barium oxide, magnesia, silicon oxide, zinc oxide, and boron oxide. The glass component 52B is formed by crystallizing amorphous glass powder. The content of the glass component 52B in the front end side filler 5B is less than 1.5 wt% when the entire rear end side filler 5B is 100 wt%.

先端側充填材５Ｂは、骨材粒子５１Ｂ、非晶質ガラス粉末、溶媒としての水、及び添加剤としての分散剤が混合された原料スラリーを用いて形成されたものである。そして、この原料スラリーを加熱する際に、非晶質ガラス粉末が結晶化した結晶化ガラス（ガラス成分）５２Ｂによって、骨材粒子５１Ｂの表面が覆われるとともに、結晶化ガラス５２Ｂによって骨材粒子５１Ｂの全体が一体化される。
なお、先端側充填材５Ｂは、ガラス成分５２Ｂをなくして、多数の骨材粒子５１Ｂ、及びその他の添加剤によって構成することもできる。 The front end side filler 5B is formed using a raw material slurry in which aggregate particles 51B, amorphous glass powder, water as a solvent, and a dispersant as an additive are mixed. When the raw material slurry is heated, the surface of the aggregate particle 51B is covered with the crystallized glass (glass component) 52B obtained by crystallizing the amorphous glass powder, and the aggregate particle 51B is covered with the crystallized glass 52B. Are integrated together.
In addition, the front end side filler 5B can also be comprised by many aggregate particle | grains 51B and other additives, without the glass component 52B.

先端カバー４は、後端側充填材５Ａ及び先端側充填材５Ｂよりも熱膨張係数が高い金属材料から構成されている。また、ガラス成分５２Ａ，５２Ｂの熱膨張係数に比べて、骨材粒子５１Ａ，５１Ｂの熱膨張係数は高い。そして、先端側充填材５Ｂにおける骨材粒子５１Ｂの含有割合は、後端側充填材５Ａにおける骨材粒子５１Ａの含有割合よりも多い。そのため、先端側充填材５Ｂの熱膨張係数は、後端側充填材５Ａの熱膨張係数に比べて、先端カバーの熱膨張係数に近い。これにより、環境温度変化に伴う先端カバー４の熱収縮に対して先端側充填材５Ｂを追随させることができ、先端カバー４から先端側充填材５Ｂを介して感温素子２に作用する収縮応力を低減させることが可能となる。   The front end cover 4 is made of a metal material having a higher thermal expansion coefficient than the rear end side filler 5A and the front end side filler 5B. In addition, the thermal expansion coefficients of the aggregate particles 51A and 51B are higher than the thermal expansion coefficients of the glass components 52A and 52B. And the content rate of the aggregate particle 51B in the front end side filler 5B is larger than the content rate of the aggregate particle 51A in the back end side filler 5A. Therefore, the thermal expansion coefficient of the front end side filler 5B is closer to the thermal expansion coefficient of the front end cover than the thermal expansion coefficient of the rear end side filler 5A. Thereby, the front end side filler 5B can be made to follow the thermal contraction of the front end cover 4 accompanying the environmental temperature change, and the shrinkage stress acting on the temperature sensing element 2 from the front end cover 4 via the front end side filler 5B. Can be reduced.

感温素子２の形状は、種々の形状とすることができ、例えば、楕円形、六角形、四角形等の形状とすることができる。
感温素子２を楕円形にする場合には、図３に示すように、先端側と後端側とが位置する、先端カバー４の中心軸線方向に、感温素子２の楕円形の長径の方向を向けて、感温素子２を先端カバー４内に配置することができる。この場合には、先端側充填材５Ｂと中間充填材５Ｃとの境界位置Ｘは、楕円形の感温素子２の、中心軸線方向に直交する断面の面積又は外径が最大になる位置に設定することができる。 The shape of the temperature sensing element 2 can be various shapes, for example, an elliptical shape, a hexagonal shape, a quadrangular shape or the like.
In the case where the temperature sensing element 2 is elliptical, as shown in FIG. 3, the elliptical major axis of the temperature sensing element 2 is located in the direction of the central axis of the tip cover 4 where the tip end side and the rear end side are located. The temperature sensitive element 2 can be arranged in the tip cover 4 so as to face the direction. In this case, the boundary position X between the front end side filler 5B and the intermediate filler 5C is set to a position where the area or outer diameter of the cross section orthogonal to the central axis direction of the elliptical temperature sensitive element 2 is maximized. can do.

また、感温素子２を六角形又は四角形にする場合には、図４（ａ）、図４（ｂ）に示すように、この感温素子２Ａ，２Ｂは、先端カバー４の中心軸線に対して対称形状になる状態で配置することができる。図４（ａ）に示すように、六角形の感温素子２Ａの場合には、先端側充填材５Ｂと中間充填材５Ｃとの境界位置Ｘは、六角形の感温素子２Ａの、中心軸線方向に直交する断面の面積又は外径が最大となる位置に設定することができる。また、図４（ｂ）に示すように、四角形の感温素子２Ｂの場合には、先端側充填材５Ｂと中間充填材５Ｃとの境界位置Ｘは、感温素子２Ｂの適宜位置に設定することができる。また、この場合には、先端側充填材５Ｂが、感温素子２Ｂよりも先端側に充填されて、感温素子２Ｂの先端部２３に接触しない状態にすることもできる。   When the temperature sensitive element 2 is hexagonal or square, the temperature sensitive elements 2A and 2B are located with respect to the central axis of the tip cover 4 as shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b). Can be arranged in a symmetrical state. As shown in FIG. 4A, in the case of the hexagonal temperature sensitive element 2A, the boundary position X between the tip side filler 5B and the intermediate filler 5C is the central axis of the hexagonal temperature sensitive element 2A. It can be set at a position where the area or outer diameter of the cross section orthogonal to the direction is maximum. Further, as shown in FIG. 4B, in the case of the square temperature sensitive element 2B, the boundary position X between the tip side filler 5B and the intermediate filler 5C is set to an appropriate position of the temperature sensitive element 2B. be able to. Further, in this case, the front end-side filler 5B can be filled in the front end side with respect to the temperature sensing element 2B so as not to contact the front end portion 23 of the temperature sensing element 2B.

また、六角形又は四角形の感温素子２Ａ，２Ｂは、図４（ｃ）、図４（ｄ）に示すように、先端カバー４の中心軸線に対して非対称形状になる状態で配置することもできる。図４（ｃ）に示すように、六角形の感温素子２Ａの場合には、先端側充填材５Ｂと中間充填材５Ｃとの境界位置Ｘは、六角形の感温素子２Ａの、中心軸線方向に直交する断面の面積又は外径が最大となる先端側に近い側の位置とすることができる。また、図４（ｄ）に示すように、四角形の感温素子２Ｂの場合にも、先端側充填材５Ｂと中間充填材５Ｃとの境界位置Ｘは、四角形の感温素子２Ｂの、中心軸線方向に直交する断面の面積又は外径が最大となる先端側に近い側の位置とすることができる。   Further, the hexagonal or quadrangular temperature sensing elements 2A and 2B may be arranged in an asymmetric shape with respect to the central axis of the tip cover 4 as shown in FIGS. 4 (c) and 4 (d). it can. As shown in FIG. 4C, in the case of the hexagonal temperature sensitive element 2A, the boundary position X between the tip side filler 5B and the intermediate filler 5C is the central axis of the hexagonal temperature sensitive element 2A. The cross-sectional area perpendicular to the direction or the outer diameter of the cross section can be a position closer to the tip side. Further, as shown in FIG. 4 (d), also in the case of the square temperature sensitive element 2B, the boundary position X between the tip side filler 5B and the intermediate filler 5C is the central axis of the square temperature sensitive element 2B. The cross-sectional area perpendicular to the direction or the outer diameter of the cross section can be a position closer to the tip side.

先端カバー４内に充填された状態の各充填材５Ａ，５Ｂの硬さは、温度センサ１を切断して、各充填材５Ａ，５Ｂを表面に露出させた状態において測定することができる。この硬さは、樹脂包理試料を用いたビッカース硬さ試験法（ＪＩＳ Ｚ２２４４）に基づいて測定することができる。   The hardness of the fillers 5A and 5B filled in the tip cover 4 can be measured in a state where the temperature sensor 1 is cut and the fillers 5A and 5B are exposed on the surface. This hardness can be measured based on the Vickers hardness test method (JIS Z2244) using a resin-embedded sample.

本例の先端カバー４内に充填された状態の先端側充填材５Ｂの硬さは、先端カバー４内に充填された状態の後端側充填材５Ａの硬さに比べて３倍以上柔らかい（硬さが１／３以下である）。この先端側充填材５Ｂの硬さを後端側充填材５Ａの硬さに比べて３倍以上柔らかくすることの根拠は次のように考える。
すなわち、温度センサ１の耐振動性を確保するためには、一対の電極線２１、一対の信号線３１及び感温素子２の後端部２２の周囲を含む後端側充填材５Ａの硬さを適切に高くすることが必要である。図５（ａ）には、ビッカース硬さ試験法に基づくビッカース硬さと耐振動性との関係を示す。耐振動性は、ビッカース硬さが高くなるほど高くなる一方、ビッカース硬さが３０（Ｈｖ）を超える時点からはそれほど高くはならない。従って、耐振動性を確保するための後端側充填材５Ａの硬さは、ビッカース硬さにおいて３０（Ｈｖ）以上とすることが好ましいことがわかる。 The hardness of the front end side filler 5B in the state filled in the front end cover 4 of this example is 3 times or more softer than the hardness of the rear end side filler 5A filled in the front end cover 4 ( Hardness is 1/3 or less). The basis for making the hardness of the front end side filler 5B softer by three times or more than the hardness of the rear end side filler 5A is considered as follows.
That is, in order to ensure the vibration resistance of the temperature sensor 1, the hardness of the rear end side filler 5 </ b> A including the pair of electrode wires 21, the pair of signal wires 31 and the rear end portion 22 of the temperature sensitive element 2. Must be appropriately high. FIG. 5A shows the relationship between Vickers hardness and vibration resistance based on the Vickers hardness test method. The vibration resistance increases as the Vickers hardness increases, but does not become so high from the time when the Vickers hardness exceeds 30 (Hv). Therefore, it can be seen that the hardness of the rear end side filler 5A for ensuring vibration resistance is preferably 30 (Hv) or more in Vickers hardness.

図５（ｂ）には、後端側充填材５Ａの硬さを３０（Ｈｖ）とした場合の、後端側充填材５Ａに対する先端側充填材５Ｂの硬さの比（先端側充填材５Ｂの硬さ／後端側充填材５Ａの硬さ）と耐熱衝撃性との関係を示す。耐熱衝撃性は、硬さの比が１に近づくほど（硬さの差が小さくなるほど）低くなり、硬さの比が１／３を超える時点から著しく低くなる。従って、耐熱衝撃性を確保するための、後端側充填材５Ａに対する先端側充填材５Ｂの硬さの比は、１／３よりも小さくすることが好ましいことがわかる。   FIG. 5B shows the ratio of the hardness of the front end side filler 5B to the rear end side filler 5A (the front end side filler 5B when the hardness of the rear end side filler 5A is 30 (Hv). (Hardness / hardness of rear end side filler 5A) and thermal shock resistance. The thermal shock resistance decreases as the hardness ratio approaches 1 (the difference in hardness decreases), and significantly decreases from the time when the hardness ratio exceeds 1/3. Therefore, it can be seen that the ratio of the hardness of the front end side filler 5B to the rear end side filler 5A for securing the thermal shock resistance is preferably smaller than 1/3.

また、後端側充填材５Ａの硬さと先端側充填材５Ｂの硬さとの差は、後端側充填材５Ａのヤング率（縦弾性係数）と先端側充填材５Ｂのヤング率との差として表すこともできる。そして、先端カバー４内に充填された状態の先端側充填材５Ｂのヤング率の値は、先端カバー４内に充填された状態の後端側充填材５Ａのヤング率の値に比べて、１／３以下である。
図６には、充填材のビッカース硬さと充填材のヤング率との相関を示す。同図に示すように、充填材のヤング率と充填材の硬さとは比例関係にある。 The difference between the hardness of the rear end side filler 5A and the hardness of the front end side filler 5B is the difference between the Young's modulus (longitudinal elastic modulus) of the rear end side filler 5A and the Young's modulus of the front end side filler 5B. It can also be expressed. The value of the Young's modulus of the front end side filler 5B filled in the front end cover 4 is 1 as compared with the value of the Young's modulus of the rear end side filler 5A filled in the front end cover 4. / 3 or less.
FIG. 6 shows the correlation between the Vickers hardness of the filler and the Young's modulus of the filler. As shown in the figure, the Young's modulus of the filler and the hardness of the filler are in a proportional relationship.

次に、本例の温度センサ１を製造する方法について説明する。
温度センサ１を製造するに当たっては、感温素子２に接続された一対の電極線２１と、シースピン３に内蔵された一対の信号線３１とを、溶接等によって電気的に接続する。また、アルミナ等の酸化物の粉末である骨材粉末、非晶質ガラス粉末、溶媒及び分散材を混合して、後端側充填材５Ａを構成する第１原料としての原料スラリーを作る。また、アルミナ等の酸化物の粉末である骨材粉末、非晶質ガラス粉末、溶媒及び分散材を混合して、先端側充填材５Ｂを構成する第２原料としての原料スラリーを作る。そして、第２原料を先端カバー４内に注入し、第１原料を、第２原料の上から先端カバー４内に注入する。 Next, a method for manufacturing the temperature sensor 1 of this example will be described.
In manufacturing the temperature sensor 1, the pair of electrode wires 21 connected to the temperature sensitive element 2 and the pair of signal wires 31 built in the sheath pin 3 are electrically connected by welding or the like. Further, an aggregate powder, which is an oxide powder such as alumina, an amorphous glass powder, a solvent, and a dispersion material are mixed to form a raw material slurry as a first raw material constituting the rear end side filler 5A. Further, an aggregate powder, which is an oxide powder such as alumina, an amorphous glass powder, a solvent, and a dispersion material are mixed to produce a raw material slurry as a second raw material constituting the front end side filler 5B. Then, the second raw material is injected into the tip cover 4, and the first raw material is injected into the tip cover 4 from above the second raw material.

次いで、第１原料と第２原料とが２相に分かれる状態を維持しつつ、一対の電極線２１がシースピン３の一対の信号線３１と接続された感温素子２を先端カバー４内に挿入する。ここで、第１原料による上相と第２原料による下相との間には、これらの原料が混ざり合った中間相が形成される。そして、先端カバー４内においては、第１原料による上相と、中間相と、第２原料による下相とが３相に重なった状態で配置される。
また、第２原料が、先端カバー４の先端部から感温素子２の先端部２３の周囲まで配置され、中間相を構成する混合原料が、感温素子２の先端部２３及び後端部２２を除く中間部の周囲に配置され、第１原料が、一対の電極線２１、一対の信号線３１及び感温素子２の後端部２２の周囲に配置される。 Next, the temperature sensitive element 2 in which the pair of electrode wires 21 is connected to the pair of signal lines 31 of the sheath pin 3 is inserted into the tip cover 4 while maintaining the state where the first material and the second material are separated into two phases. To do. Here, an intermediate phase in which these raw materials are mixed is formed between the upper phase of the first raw material and the lower phase of the second raw material. And in the front-end | tip cover 4, it arrange | positions in the state in which the upper phase by a 1st raw material, an intermediate | middle phase, and the lower phase by a 2nd raw material overlapped with 3 phases.
In addition, the second raw material is arranged from the front end portion of the front end cover 4 to the periphery of the front end portion 23 of the temperature sensitive element 2, and the mixed raw materials constituting the intermediate phase are the front end portion 23 and the rear end portion 22 of the temperature sensitive element 2. The first raw material is disposed around the pair of electrode wires 21, the pair of signal wires 31 and the rear end portion 22 of the temperature sensitive element 2.

次いで、先端カバー４内における第１原料としての原料スラリー及び第２原料としての原料スラリーを乾燥させて、各原料スラリー中の溶媒を揮発させる。次いで、溶媒が揮発された状態の先端カバー４を加熱する。このとき、第１原料及び第２原料が焼成され、非晶質ガラス粉末が結晶化する。そして、第１原料における各骨材粉末が各骨材粒子５１Ａとなり、結晶化ガラス５２Ａが、各骨材粒子５１Ａを被覆するとともに各骨材粒子５１Ａ同士が相互に結合する。また、第２原料における各骨材粉末が各骨材粒子５１Ｂとなり、結晶化ガラス５２Ｂが、各骨材粒子５１Ｂを被覆するとともに各骨材粒子５１Ｂ同士が相互に結合する。
こうして、先端カバー４内の後端側に、第１原料による後端側充填材５Ａが充填された状態が形成され、先端カバー４内の先端側に、第２原料による先端側充填材５Ｂが充填された状態が形成される。また、先端側充填材５Ｂと後端側充填材５Ａとの間には、両者の中間の性質を有する中間充填材５Ｃの相が形成される。 Next, the raw material slurry as the first raw material and the raw material slurry as the second raw material in the tip cover 4 are dried to volatilize the solvent in each raw material slurry. Next, the tip cover 4 in a state where the solvent is volatilized is heated. At this time, the first raw material and the second raw material are fired, and the amorphous glass powder is crystallized. Each aggregate powder in the first raw material becomes each aggregate particle 51A, and the crystallized glass 52A covers each aggregate particle 51A and the aggregate particles 51A are bonded to each other. Further, each aggregate powder in the second raw material becomes each aggregate particle 51B, and the crystallized glass 52B covers each aggregate particle 51B and the aggregate particles 51B are bonded to each other.
Thus, a state in which the rear end side filler 5A made of the first raw material is filled on the rear end side in the front end cover 4 is formed, and the front end side filler 5B made of the second raw material is formed on the front end side in the front end cover 4. A filled state is formed. In addition, a phase of an intermediate filler 5C having properties intermediate between the front end filler 5B and the rear end filler 5A is formed.

次に、本例の温度センサ１の作用効果について説明する。
本例の温度センサ１は、充填材を、先端カバー４の収縮に追随して応力緩和可能な材料にすることにより、一対の電極線２１と一対の信号線３１との接合部分に加わる圧縮応力を緩和させて、接合部分の損傷を低減できるようにしたものである。
本例の温度センサ１においては、先端カバー４内に充填する充填材を、後端側充填材５Ａと先端側充填材５Ｂとに分け、これらの充填材５Ａ，５Ｂが担う機能に応じて、これらの充填材５Ａ，５Ｂの性質を互いに異ならせている。具体的には、後端側充填材５Ａは、少なくとも一対の電極線２１、一対の信号線３１及び感温素子２の後端部２２の周囲を含む後端側に充填されている。そして、激しい振動に対しても変形量の小さい後端側充填材５Ａは、先端カバー４及び一対の電極線２１、一対の信号線３１を保持固定することにより、一対の電極線２１と一対の信号線３１との接続部分を振動から保護することができる。 Next, the effect of the temperature sensor 1 of this example is demonstrated.
In the temperature sensor 1 of this example, the compressive stress applied to the joint portion between the pair of electrode wires 21 and the pair of signal wires 31 by making the filler a material that can relieve stress following the contraction of the tip cover 4. Is reduced so that damage to the joint portion can be reduced.
In the temperature sensor 1 of the present example, the filler to be filled in the front end cover 4 is divided into a rear end side filler 5A and a front end side filler 5B, and according to the functions of these fillers 5A and 5B, The properties of these fillers 5A and 5B are different from each other. Specifically, the rear end side filler 5 </ b> A is filled in the rear end side including at least the pair of electrode wires 21, the pair of signal lines 31, and the rear end portion 22 of the temperature sensitive element 2. Further, the rear end side filler 5A having a small deformation amount against severe vibration holds and fixes the front end cover 4, the pair of electrode wires 21, and the pair of signal wires 31, so that the pair of electrode wires 21 and the pair of the pair of electrode wires 21 are paired. The connection portion with the signal line 31 can be protected from vibration.

また、先端側充填材５Ｂは、感温素子２の先端部２３の周囲を含む先端側に充填されている。そして、先端側充填材５Ｂは、先端カバー４内に充填された状態の硬さが、後端側充填材５Ａの硬さに比べて柔らかいことによって、温められた先端カバー４が冷やされ収縮する時に、先端カバー４から先端側充填材５Ｂに作用する収縮応力を小さくすることができる。ここで、先端カバー４は、先端側が半球形状の底部４１によって閉じられており、先端カバー４が冷やされる時には、先端カバー４の先端側に大きな収縮応力が生ずる。そのため、大きな収縮応力が生ずる先端カバー４の先端側の内部に、硬さを低くした先端側充填材５Ｂが充填されていることにより、圧縮応力の一部を先端側充填材５Ｂによって吸収することができる。これにより、先端カバー４から先端側充填材５Ｂを介して感温素子２に作用する収縮応力を低減させて、一対の電極線２１と一対の信号線３１との接続部分を熱応力から保護することができる。   Further, the distal end side filler 5B is filled in the distal end side including the periphery of the distal end portion 23 of the temperature sensitive element 2. The front end filler 5B is softer than the rear end filler 5A in the state where the front end cover 4 is filled, so that the heated front end cover 4 is cooled and contracts. Sometimes, the shrinkage stress acting on the front end side filler 5B from the front end cover 4 can be reduced. Here, the distal end cover 4 is closed at the distal end side by a hemispherical bottom 41, and when the distal end cover 4 is cooled, a large contraction stress is generated on the distal end side of the distal end cover 4. Therefore, the tip side filler 5B with reduced hardness is filled in the tip side of the tip cover 4 where a large shrinkage stress is generated, so that a part of the compressive stress is absorbed by the tip side filler 5B. Can do. Thereby, the contraction stress which acts on the temperature sensing element 2 from the front end cover 4 via the front end side filler 5B is reduced, and the connection portion between the pair of electrode wires 21 and the pair of signal wires 31 is protected from thermal stress. be able to.

また、特に、先端側充填材５Ｂに高熱伝導の骨材粒子５１Ｂを用いることによって、温度センサ１の高応答性を維持することができる。
それ故、本例の温度センサ１によれば、応答性を犠牲にすることなく、耐振動性と耐熱衝撃性との両方を確保することができる。 In particular, the high responsiveness of the temperature sensor 1 can be maintained by using the highly heat conductive aggregate particles 51B for the front end side filler 5B.
Therefore, according to the temperature sensor 1 of the present example, it is possible to ensure both vibration resistance and thermal shock resistance without sacrificing responsiveness.

（実施例２）
本例は、先端カバー４内に上記実施例１に示した先端側充填材５Ｂを充填する代わりに、図７に示すように、先端カバー４の先端側にセラミック粉末５Ｄを充填した温度センサ１Ｚについての例である。
同図に示すように、本例の先端カバー４内における、感温素子２の先端部２３の周囲を囲む先端側には、セラミック粉末５Ｄが充填されている。このセラミック粉末５Ｄは、図８に示すように、多数の骨材粒子５１Ｄ、及びその他の添加剤によって構成されている。この骨材粒子５１Ｄ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種の酸化物から構成されている。セラミック粉末５Ｄは、ガラス成分を含んでおらず、多数の骨材粒子５１Ｄの間に微小な空隙６２を形成する状態で配置されている。 (Example 2)
In this example, instead of filling the tip cover 4 with the tip side filler 5B shown in the first embodiment, as shown in FIG. 7, the temperature sensor 1Z in which the tip side of the tip cover 4 is filled with ceramic powder 5D is used. It is an example about.
As shown in the figure, ceramic powder 5D is filled in the tip side surrounding the tip portion 23 of the temperature sensing element 2 in the tip cover 4 of this example. As shown in FIG. 8, the ceramic powder 5D is composed of a large number of aggregate particles 51D and other additives. The aggregate particles 51D are composed of at least one oxide selected from alumina, zirconia, barium oxide, magnesia, silicon oxide, zinc oxide, and boron oxide. The ceramic powder 5D does not contain a glass component, and is arranged in a state in which minute voids 62 are formed between a large number of aggregate particles 51D.

セラミック粉末５Ｄは、温度センサ１Ｚを製造する過程において、骨材粒子５１Ｄが加熱されたときに、各骨材粒子５１Ｄ同士が結合されて、一体化されていると考えられる。また、先端カバー４内における、一対の電極線２１、一対の信号線３１及び感温素子２の後端部２２の周囲を含む後端側には、上記実施例１に示した後端側充填材５Ａと同様の充填材が充填されている。   In the process of manufacturing the temperature sensor 1Z, the ceramic powder 5D is considered to be integrated by combining the aggregate particles 51D when the aggregate particles 51D are heated. In addition, the rear end side including the periphery of the pair of electrode wires 21, the pair of signal wires 31 and the rear end portion 22 of the temperature sensing element 2 in the front end cover 4 is filled with the rear end side shown in the first embodiment. The same filler as the material 5A is filled.

先端カバー４内に充填された状態のセラミック粉末５Ｄの充填率は３５％未満である。これにより、セラミック粉末５Ｄの充填率を適切に低下させて、温度センサ１Ｚの耐熱衝撃性を効果的に向上させている。
図９には、充填材の充填率と耐熱衝撃性との相関を示す。先端カバー４内に充填されたセラミック粉末５Ｄの充填率は、セラミック粉末５Ｄの重量Ｗ（ｇ）と、セラミック粉末５Ｄの充填が可能な先端カバー４内の充填領域の体積Ｖ（ｍｍ3）を求めることによって算出することができる。重量については、温度センサ１Ｚを切断してセラミック粉末５Ｄを取り出して測定することによって算出され、充填領域の体積Ｖについては、温度センサ１ＺのＸ線画像等を基に算出される。セラミック粉末５Ｄの充填率Ａは、セラミック粉末の真密度（ｇ／ｍｍ3）をρとしたとき、Ａ＝（Ｗ／Ｖ）／ρ×１００（％）で表すことができる。 The filling rate of the ceramic powder 5D filled in the tip cover 4 is less than 35%. Thereby, the filling rate of the ceramic powder 5D is appropriately reduced, and the thermal shock resistance of the temperature sensor 1Z is effectively improved.
FIG. 9 shows the correlation between the filling rate of the filler and the thermal shock resistance. The filling rate of the ceramic powder 5D filled in the tip cover 4 is the weight W (g) of the ceramic powder 5D and the volume V (mm 3 ) of the filling region in the tip cover 4 that can be filled with the ceramic powder 5D. It can be calculated by obtaining. The weight is calculated by cutting the temperature sensor 1Z and taking out and measuring the ceramic powder 5D, and the volume V of the filling region is calculated based on the X-ray image of the temperature sensor 1Z. The filling rate A of the ceramic powder 5D can be expressed by A = (W / V) / ρ × 100 (%), where ρ is the true density (g / mm 3 ) of the ceramic powder.

同図において、耐熱衝撃性は、セラミック粉末５Ｄの充填率が３５％以下と少ない場合に良好となり、セラミック粉末５Ｄの充填率が、３５％を超えた４０％の場合には低下する。このことより、セラミック粉末５Ｄの充填率を３５％未満とする温度センサ１Ｚの耐熱衝撃性を向上できることがわかる。   In the figure, the thermal shock resistance is good when the filling rate of the ceramic powder 5D is as low as 35% or less, and decreases when the filling rate of the ceramic powder 5D is 40% exceeding 35%. From this, it can be seen that the thermal shock resistance of the temperature sensor 1Z in which the filling rate of the ceramic powder 5D is less than 35% can be improved.

また、ガラス成分を含有しないセラミック粉末５Ｄの熱膨張係数は、ガラス成分５２Ａを含有する後端側充填材５Ａの熱膨張係数に比べて、先端カバー４の熱膨張係数に近い。これにより、環境温度変化に伴う先端カバー４の熱収縮に対してセラミック粉末５Ｄを追随させることができ、先端カバー４からセラミック粉末５Ｄを介して感温素子２に作用する収縮応力を低減させることが可能となる。   Further, the thermal expansion coefficient of the ceramic powder 5D not containing the glass component is closer to the thermal expansion coefficient of the front end cover 4 than the thermal expansion coefficient of the rear end side filler 5A containing the glass component 52A. Thereby, the ceramic powder 5D can be made to follow the thermal contraction of the tip cover 4 accompanying the environmental temperature change, and the shrinkage stress acting on the temperature sensing element 2 from the tip cover 4 via the ceramic powder 5D can be reduced. Is possible.

本例の温度センサ１Ｚを製造するに当たっては、感温素子２に接続された一対の電極線２１と、シースピン３に内蔵された一対の信号線３１とを、溶接等によって電気的に接続する。また、アルミナ等の酸化物の粉末である骨材粉末、非晶質ガラス粉末、溶媒及び分散材を混合して、後端側充填材５Ａを構成する第１原料としての原料スラリーを作る。次いで、セラミック粉末５Ｄを構成するアルミナ等の酸化物の粉末である骨材粒子５１Ｄを先端カバー４内に充填し、原料スラリーを、骨材粒子５１Ｄの上から先端カバー４内に注入する。このとき、原料スラリーによる上相と骨材粒子５１Ｄによる下相との間には、これらが混ざり合った中間相が形成される。そして、先端カバー４内においては、原料スラリーによる上相と、中間相と、骨材粒子５１Ｄによる下相とが３相に重なった状態で配置される。   In manufacturing the temperature sensor 1Z of this example, the pair of electrode wires 21 connected to the temperature sensing element 2 and the pair of signal wires 31 built in the sheath pin 3 are electrically connected by welding or the like. Further, an aggregate powder, which is an oxide powder such as alumina, an amorphous glass powder, a solvent, and a dispersion material are mixed to form a raw material slurry as a first raw material constituting the rear end side filler 5A. Next, aggregate particles 51D, which are powders of oxides such as alumina constituting ceramic powder 5D, are filled into tip cover 4, and raw material slurry is injected into tip cover 4 from above aggregate particles 51D. At this time, an intermediate phase in which these are mixed is formed between the upper phase of the raw material slurry and the lower phase of the aggregate particles 51D. And in the front-end | tip cover 4, it arrange | positions in the state in which the upper phase by a raw material slurry, an intermediate | middle phase, and the lower phase by aggregate particle 51D overlapped with three phases.

次いで、一対の電極線２１がシースピン３の一対の信号線３１と接続された感温素子２を先端カバー４内に挿入する。次いで、先端カバー４内における原料スラリーを乾燥させて、原料スラリー中の溶媒を揮発させる。次いで、先端カバー４を加熱したときには、第１原料が焼成され、非晶質ガラス粉末が結晶化する。そして、第１原料中の各骨材粉末が各骨材粒子５１Ａとなり、結晶化ガラス５２Ａが、各骨材粒子５１Ａを被覆するとともに該骨材粒子５１Ａ同士が相互に結合する。また、骨材粒子５１Ｄ同士が結合されて、セラミック粉末５Ｄとなる。
こうして、先端カバー４の先端側にセラミック粉末５Ｄが充填され、先端カバー４の後端側に後端側充填材５Ａが充填された温度センサ１Ｚが形成される。本例においても、温度センサ１Ｚを製造するためのその他の工程は、上記実施例１と同様である。 Next, the temperature sensing element 2 in which the pair of electrode wires 21 is connected to the pair of signal lines 31 of the sheath pin 3 is inserted into the tip cover 4. Next, the raw material slurry in the tip cover 4 is dried to volatilize the solvent in the raw material slurry. Next, when the tip cover 4 is heated, the first raw material is fired and the amorphous glass powder is crystallized. Each aggregate powder in the first raw material becomes each aggregate particle 51A, and the crystallized glass 52A covers each aggregate particle 51A and the aggregate particles 51A are bonded to each other. Further, the aggregate particles 51D are combined to form the ceramic powder 5D.
Thus, the temperature sensor 1Z is formed in which the front end side of the front end cover 4 is filled with the ceramic powder 5D and the rear end side of the front end cover 4 is filled with the rear end side filler 5A. Also in this example, the other steps for manufacturing the temperature sensor 1Z are the same as those in the first embodiment.

本例の温度センサ１Ｚにおいては、先端カバー４内における後端側に後端側充填材５Ａ
が充填され、先端カバー４内における先端側には、セラミック粉末５Ｄが充填されている。後端側充填材５Ａは、上記実施例１の温度センサ１の場合と同様の充填材とすることができる。そして、上記実施例１の温度センサ１の場合と同様に、後端側充填材５Ａによって、一対の電極線２１と一対の信号線３１との接続部分を振動から保護することができる。 In the temperature sensor 1Z of this example, the rear end side filler 5A is disposed on the rear end side in the front end cover 4.
And the tip side in the tip cover 4 is filled with ceramic powder 5D. The rear end side filler 5A can be the same filler as that of the temperature sensor 1 of the first embodiment. As in the case of the temperature sensor 1 of the first embodiment, the connection portion between the pair of electrode wires 21 and the pair of signal wires 31 can be protected from vibration by the rear end side filler 5A.

また、先端カバー４内における、感温素子２の先端部２３の周囲を含む先端側にはセラミック粉末５Ｄが充填されている。これにより、温められた先端カバー４が冷却され収縮する時に、先端カバー４からセラミック粉末５Ｄを介して感温素子２に作用する収縮応力を低減させて、一対の電極線２１と一対の信号線３１との接続部分を熱応力から保護することができる。
本例においても、その他の構成及び図中の符号は実施例１と同様であり、実施例１と同様の作用効果を得ることができる。 Moreover, the ceramic powder 5D is filled in the tip cover 4 including the periphery of the tip portion 23 of the temperature sensitive element 2 in the tip cover 4. Thereby, when the heated tip cover 4 is cooled and contracts, the contraction stress acting on the temperature sensing element 2 from the tip cover 4 via the ceramic powder 5D is reduced, and the pair of electrode wires 21 and the pair of signal wires are reduced. The connection part with 31 can be protected from thermal stress.
Also in this example, the other configurations and the reference numerals in the drawings are the same as those in the first embodiment, and the same effects as those in the first embodiment can be obtained.

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
５Ａ 後端側充填材
５Ｂ 先端側充填材
５Ｄ セラミック粉末 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Temperature sensor 2 Temperature sensing element 21 Electrode line 3 Seaspin 31 Signal line 4 Front end cover 5A Rear end side filler 5B Front end side filler 5D Ceramic powder

Claims (10)

温度によって電気特性が変化する感温素子（２）と、
該感温素子（２）から後端側に引き出された一対の電極線（２１）と、
該一対の電極線（２１）に接続された一対の信号線（３１）が先端側に引き出されたシースピン（３）と、
上記感温素子（２）、上記一対の電極線（２１）及び上記一対の信号線（３１）を覆う状態で上記シースピン（３）に外装された先端カバー（４）と、
該先端カバー（４）内における、少なくとも上記一対の電極線（２１）、上記一対の信号線（３１）及び上記感温素子（２）の後端部（２２）の周囲を含む後端側に充填された後端側充填材（５Ａ）と、
上記先端カバー（４）内における、少なくとも上記感温素子（２）の先端部（２３）の周囲を含む先端側に充填された先端側充填材（５Ｂ）と、を備え、
上記先端カバー（４）内に充填された状態の上記先端側充填材（５Ｂ）は、上記先端カバー（４）内に充填された状態の上記後端側充填材（５Ａ）に比べて低ヤング率であり、
上記後端側充填材（５Ａ）は、多数の骨材粒子（５１Ａ）、該各骨材粒子（５１Ａ）を被覆するとともに該各骨材粒子（５１Ａ）同士を結合させるガラス成分（５２Ａ）、及びその他の添加剤によって構成されており、
上記先端側充填材（５Ｂ）は、多数の骨材粒子（５１Ｂ）、及びその他の添加剤によって構成されていることを特徴とする温度センサ（１）。 A temperature sensitive element (2) whose electrical characteristics change with temperature,
A pair of electrode wires (21) drawn from the temperature sensing element (2) to the rear end side;
A sheath pin (3) in which a pair of signal lines (31) connected to the pair of electrode lines (21) is drawn to the tip side;
A tip cover (4) sheathed on the sheath pin (3) in a state of covering the temperature sensitive element (2), the pair of electrode wires (21) and the pair of signal wires (31);
In the front end cover (4), at least on the rear end side including the periphery of the rear end portion (22) of the pair of electrode wires (21), the pair of signal wires (31), and the temperature sensing element (2). Filled back end side filler (5A);
A tip-side filler (5B) filled on the tip side including at least the periphery of the tip portion (23) of the temperature sensing element (2) in the tip cover (4),
The front-end-side filler (5B) filled in the front-end cover (4) is lower than the rear-end-side filler (5A) in the front-end cover (4). Ri Ah at a rate,
The rear end side filler (5A) is a glass component (52A) that covers a number of aggregate particles (51A), the aggregate particles (51A) and bonds the aggregate particles (51A) to each other. And other additives,
The tip side filler (5B) is composed of a large number of aggregate particles (51B) and other additives, and a temperature sensor (1). 温度によって電気特性が変化する感温素子（２）と、A temperature sensitive element (2) whose electrical characteristics change with temperature,
該感温素子（２）から後端側に引き出された一対の電極線（２１）と、  A pair of electrode wires (21) drawn from the temperature sensing element (2) to the rear end side;
該一対の電極線（２１）に接続された一対の信号線（３１）が先端側に引き出されたシースピン（３）と、  A sheath pin (3) in which a pair of signal lines (31) connected to the pair of electrode lines (21) is drawn to the tip side;
上記感温素子（２）、上記一対の電極線（２１）及び上記一対の信号線（３１）を覆う状態で上記シースピン（３）に外装された先端カバー（４）と、  A tip cover (4) sheathed on the sheath pin (3) in a state of covering the temperature sensitive element (2), the pair of electrode wires (21) and the pair of signal wires (31);
該先端カバー（４）内における、少なくとも上記一対の電極線（２１）、上記一対の信号線（３１）及び上記感温素子（２）の後端部（２２）の周囲を含む後端側に充填された後端側充填材（５Ａ）と、  In the front end cover (4), at least on the rear end side including the periphery of the rear end portion (22) of the pair of electrode wires (21), the pair of signal wires (31), and the temperature sensing element (2). Filled back end side filler (5A);
上記先端カバー（４）内における、少なくとも上記感温素子（２）の先端部（２３）の周囲を含む先端側に充填された先端側充填材（５Ｂ）と、を備え、  A tip-side filler (5B) filled on the tip side including at least the periphery of the tip portion (23) of the temperature sensing element (2) in the tip cover (4),
上記先端カバー（４）内に充填された状態の上記先端側充填材（５Ｂ）は、上記先端カバー（４）内に充填された状態の上記後端側充填材（５Ａ）に比べて低ヤング率であり、  The front-end-side filler (5B) filled in the front-end cover (4) is lower than the rear-end-side filler (5A) in the front-end cover (4). Rate,
上記後端側充填材（５Ａ）は、多数の骨材粒子（５１Ａ）、該各骨材粒子（５１Ａ）を被覆するとともに該各骨材粒子（５１Ａ）同士を結合させるガラス成分（５２Ａ）、及びその他の添加剤によって構成されており、  The rear end side filler (5A) is a glass component (52A) that covers a number of aggregate particles (51A), the aggregate particles (51A) and bonds the aggregate particles (51A) to each other. And other additives,
上記先端側充填材（５Ｂ）は、多数の骨材粒子（５１Ｂ）、上記後端側充填材（５Ａ）を構成する上記ガラス成分（５２Ａ）よりも少ない割合のガラス成分（５２Ｂ）、及びその他の添加剤によって構成されていることを特徴とする温度センサ（１）。  The front-end-side filler (5B) includes a large number of aggregate particles (51B), a glass component (52B) in a proportion smaller than the glass component (52A) constituting the rear-end-side filler (5A), and others. A temperature sensor (1) characterized in that it is composed of an additive. 上記先端カバー（４）内に充填された状態の上記先端側充填材（５Ｂ）の硬さは、上記先端カバー（４）内に充填された状態の上記後端側充填材（５Ａ）の硬さに比べて３倍以上柔らかいことを特徴とする請求項１又は２に記載の温度センサ（１）。 The hardness of the front end side filler (5B) filled in the front end cover (4) is the hardness of the rear end side filler (5A) filled in the front end cover (4). temperature sensor according to claim 1 or 2, characterized in that 3 times softer than the a (1). 上記先端側充填材（５Ｂ）の熱膨張係数は、上記後端側充填材（５Ａ）の熱膨張係数に比べて、上記先端カバー（４）の熱膨張係数に近いことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の温度センサ（１）。 The thermal expansion coefficient of the front end side filler (5B) is closer to the thermal expansion coefficient of the front end cover (4) than the thermal expansion coefficient of the rear end side filler (5A). temperature sensor according to any one of 1-3 (1). 温度によって電気特性が変化する感温素子（２）と、A temperature sensitive element (2) whose electrical characteristics change with temperature,
該感温素子（２）から後端側に引き出された一対の電極線（２１）と、  A pair of electrode wires (21) drawn from the temperature sensing element (2) to the rear end side;
該一対の電極線（２１）に接続された一対の信号線（３１）が先端側に引き出されたシースピン（３）と、  A sheath pin (3) in which a pair of signal lines (31) connected to the pair of electrode lines (21) is drawn to the tip side;
上記感温素子（２）、上記一対の電極線（２１）及び上記一対の信号線（３１）を覆う状態で上記シースピン（３）に外装された先端カバー（４）と、  A tip cover (4) sheathed on the sheath pin (3) in a state of covering the temperature sensitive element (2), the pair of electrode wires (21) and the pair of signal wires (31);
該先端カバー（４）内における、少なくとも上記一対の電極線（２１）、上記一対の信号線（３１）及び上記感温素子（２）の後端部（２２）の周囲を含む後端側に充填された後端側充填材（５Ａ）と、  In the front end cover (4), at least on the rear end side including the periphery of the rear end portion (22) of the pair of electrode wires (21), the pair of signal wires (31), and the temperature sensing element (2). Filled back end side filler (5A);
上記先端カバー（４）内における、少なくとも上記感温素子（２）の先端部（２３）の周囲を含む先端側に充填された先端側充填材（５Ｂ）と、を備え、  A tip-side filler (5B) filled on the tip side including at least the periphery of the tip portion (23) of the temperature sensing element (2) in the tip cover (4),
上記先端カバー（４）内に充填された状態の上記先端側充填材（５Ｂ）は、上記先端カバー（４）内に充填された状態の上記後端側充填材（５Ａ）に比べて低ヤング率又は低充填率であり、  The front-end-side filler (5B) filled in the front-end cover (4) is lower than the rear-end-side filler (5A) in the front-end cover (4). Rate or low filling rate,
上記先端側充填材（５Ｂ）の熱膨張係数は、上記後端側充填材（５Ａ）の熱膨張係数に比べて、上記先端カバー（４）の熱膨張係数に近いことを特徴とする温度センサ（１）。  The temperature sensor characterized in that the thermal expansion coefficient of the front end side filler (5B) is closer to the thermal expansion coefficient of the front end cover (4) than the thermal expansion coefficient of the rear end side filler (5A). (1). 温度によって電気特性が変化する感温素子（２）と、
該感温素子（２）から後端側に引き出された一対の電極線（２１）と、
該一対の電極線（２１）に接続された一対の信号線（３１）が先端側に引き出されたシースピン（３）と、
上記感温素子（２）、上記一対の電極線（２１）及び上記一対の信号線（３１）を覆う状態で上記シースピン（３）に外装された先端カバー（４）と、
該先端カバー（４）内における、少なくとも上記一対の電極線（２１）、上記一対の信号線（３１）及び上記感温素子（２）の後端部（２２）の周囲を含む後端側に充填された後端側充填材（５Ａ）と、
上記先端カバー（４）内における、少なくとも上記感温素子（２）の先端部（２３）の周囲を含む先端側に充填されたセラミック粉末（５Ｄ）と、を備え、
上記先端カバー（４）内の先端側における、上記セラミック粉末（５Ｄ）の充填率は３５％未満であり、
上記後端側充填材（５Ａ）は、多数の骨材粒子（５１Ａ）、該各骨材粒子（５１Ａ）を被覆するとともに該各骨材粒子（５１Ａ）同士を結合させるガラス成分（５２Ａ）、及びその他の添加剤によって構成されており、
上記セラミック粉末（５Ｄ）は、多数の骨材粒子（５１Ｄ）、及びその他の添加剤によって構成されていることを特徴とする温度センサ（１）。 A temperature sensitive element (2) whose electrical characteristics change with temperature,
A pair of electrode wires (21) drawn from the temperature sensing element (2) to the rear end side;
A sheath pin (3) in which a pair of signal lines (31) connected to the pair of electrode lines (21) is drawn to the tip side;
A tip cover (4) sheathed on the sheath pin (3) in a state of covering the temperature sensitive element (2), the pair of electrode wires (21) and the pair of signal wires (31);
In the front end cover (4), at least on the rear end side including the periphery of the rear end portion (22) of the pair of electrode wires (21), the pair of signal wires (31), and the temperature sensing element (2). Filled back end side filler (5A);
Ceramic powder (5D) filled on the tip side including at least the periphery of the tip portion (23) of the temperature sensing element (2) in the tip cover (4),
At the tip side within the front cover (4), Ri filling rate of less than 35% der of the ceramic powder (5D),
The rear end side filler (5A) is a glass component (52A) that covers a number of aggregate particles (51A), the aggregate particles (51A) and bonds the aggregate particles (51A) to each other. And other additives,
The ceramic powder (5D) is composed of a large number of aggregate particles (51D) and other additives, and a temperature sensor (1). 上記セラミック粉末（５Ｄ）の熱膨張係数は、上記後端側充填材（５Ａ）の熱膨張係数に比べて、上記先端カバー（４）の熱膨張係数に近いことを特徴とする請求項６に記載の温度センサ（１）。 The thermal expansion coefficient of the ceramic powder (5D), as compared to the thermal expansion coefficient of the rear-side filler (5A), in claim 6, characterized in that close to the thermal expansion coefficient of the front cover (4) The temperature sensor (1) described. 温度によって電気特性が変化する感温素子（２）と、A temperature sensitive element (2) whose electrical characteristics change with temperature,
該感温素子（２）から後端側に引き出された一対の電極線（２１）と、  A pair of electrode wires (21) drawn from the temperature sensing element (2) to the rear end side;
該一対の電極線（２１）に接続された一対の信号線（３１）が先端側に引き出されたシースピン（３）と、  A sheath pin (3) in which a pair of signal lines (31) connected to the pair of electrode lines (21) is drawn to the tip side;
上記感温素子（２）、上記一対の電極線（２１）及び上記一対の信号線（３１）を覆う状態で上記シースピン（３）に外装された先端カバー（４）と、  A tip cover (4) sheathed on the sheath pin (3) in a state of covering the temperature sensitive element (2), the pair of electrode wires (21) and the pair of signal wires (31);
該先端カバー（４）内における、少なくとも上記一対の電極線（２１）、上記一対の信号線（３１）及び上記感温素子（２）の後端部（２２）の周囲を含む後端側に充填された後端側充填材（５Ａ）と、  In the front end cover (4), at least on the rear end side including the periphery of the rear end portion (22) of the pair of electrode wires (21), the pair of signal wires (31), and the temperature sensing element (2). Filled back end side filler (5A);
上記先端カバー（４）内における、少なくとも上記感温素子（２）の先端部（２３）の周囲を含む先端側に充填されたセラミック粉末（５Ｄ）と、を備え、  Ceramic powder (5D) filled on the tip side including at least the periphery of the tip portion (23) of the temperature sensing element (2) in the tip cover (4),
上記先端カバー（４）内の先端側における、上記セラミック粉末（５Ｄ）の充填率は３５％未満であり、  The filling rate of the ceramic powder (5D) on the tip side in the tip cover (4) is less than 35%,
上記セラミック粉末（５Ｄ）の熱膨張係数は、上記後端側充填材（５Ａ）の熱膨張係数に比べて、上記先端カバー（４）の熱膨張係数に近いことを特徴とする温度センサ（１）。  The temperature sensor (1) characterized in that the thermal expansion coefficient of the ceramic powder (5D) is closer to the thermal expansion coefficient of the front end cover (4) than the thermal expansion coefficient of the rear end side filler (5A). ). 請求項１〜５のいずれか一項に記載の温度センサ（１）を製造する方法において、
上記先端側充填材（５Ｂ）を構成する原料を上記先端カバー（４）内に注入し、
次いで、上記後端側充填材（５Ａ）を構成する原料を、上記先端側充填材（５Ｂ）を構成する原料の上から上記先端カバー（４）内に注入し、
次いで、上記各原料が２相に分かれる状態を維持しつつ、上記一対の電極線（２１）が上記シースピン（３）の上記一対の信号線（３１）と接続された上記感温素子（２）を上記先端カバー（４）内に挿入し、
次いで、上記各原料が２相に分かれる状態を維持して、該各原料が注入された上記先端カバー（４）を加熱することを特徴とする温度センサ（１）の製造方法。 In the method for manufacturing the temperature sensor (1) according to any one of claims 1 to 5,
Injecting the raw material constituting the tip side filler (5B) into the tip cover (4),
Next, the raw material constituting the rear end side filler (5A) is injected into the front end cover (4) from above the raw material constituting the front end side filler (5B),
Next, the temperature sensitive element (2) in which the pair of electrode wires (21) are connected to the pair of signal lines (31) of the sheath pin (3) while maintaining the state in which the raw materials are separated into two phases. Is inserted into the tip cover (4),
Subsequently, the manufacturing method of the temperature sensor (1) characterized by heating the said front end cover (4) in which each said raw material was inject | poured, maintaining the state which each said raw material isolate | separated into two phases. 請求項６〜８のいずれか一項に記載の温度センサ（１）を製造する方法において、
上記セラミック粉末（５Ｄ）を構成する原料を上記先端カバー（４）内に注入し、
次いで、上記後端側充填材（５Ａ）を構成する原料を、上記セラミック粉末（５Ｄ）を構成する原料の上から上記先端カバー（４）内に注入し、
次いで、上記各原料が２相に分かれる状態を維持しつつ、上記一対の電極線（２１）が上記シースピン（３）の上記一対の信号線（３１）と接続された上記感温素子（２）を上記先端カバー（４）内に挿入し、
次いで、上記各原料が２相に分かれる状態を維持して、該各原料が注入された上記先端カバー（４）を加熱することを特徴とする温度センサ（１）の製造方法。 In the method for manufacturing the temperature sensor (1) according to any one of claims 6 to 8,
The raw material constituting the ceramic powder (5D) is injected into the tip cover (4),
Next, the raw material constituting the rear end side filler (5A) is injected into the tip cover (4) from above the raw material constituting the ceramic powder (5D),
Next, the temperature sensitive element (2) in which the pair of electrode wires (21) are connected to the pair of signal lines (31) of the sheath pin (3) while maintaining the state in which the raw materials are separated into two phases. Is inserted into the tip cover (4),
Subsequently, the manufacturing method of the temperature sensor (1) characterized by heating the said front end cover (4) in which each said raw material was inject | poured, maintaining the state which each said raw material isolate | separated into two phases.
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