JPH09304194A - 温度センサ及びその製造方法 - Google Patents
温度センサ及びその製造方法Info
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- JPH09304194A JPH09304194A JP12359296A JP12359296A JPH09304194A JP H09304194 A JPH09304194 A JP H09304194A JP 12359296 A JP12359296 A JP 12359296A JP 12359296 A JP12359296 A JP 12359296A JP H09304194 A JPH09304194 A JP H09304194A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、雰囲気温度の変化に対し早い応答
性をもって精度よく温度検出を行うことを目的とする。 【解決手段】 温度検知部１は、二酸化ジルコニウムの
円筒体２にコイル状に巻回した測温抵抗体としての白金
−ロジウム合金細線４を二酸化ジルコニウム３ａ，３ｂ
で被覆した構造とし、被検雰囲気にさらして温度検出を
行うようにしたことを特徴とする。
性をもって精度よく温度検出を行うことを目的とする。 【解決手段】 温度検知部１は、二酸化ジルコニウムの
円筒体２にコイル状に巻回した測温抵抗体としての白金
−ロジウム合金細線４を二酸化ジルコニウム３ａ，３ｂ
で被覆した構造とし、被検雰囲気にさらして温度検出を
行うようにしたことを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、自動車用
の排気温度センサ等として用いられる温度センサ及びそ
の製造方法に関する。
の排気温度センサ等として用いられる温度センサ及びそ
の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の温度センサを、自動車用の排気温
度センサに例をとって説明すると、自動車には排気中の
ＣＯ等の酸化反応を促進させ低減するための触媒コンバ
ータ等が備えられており、その触媒の昇温チェック等の
ために触媒コンバータの部分に排気温度センサが取り付
けられている。従来のこのような排気温度センサは、先
端部が閉じたステンレスパイプの内部に温度検知部が収
納された構造となっている。
度センサに例をとって説明すると、自動車には排気中の
ＣＯ等の酸化反応を促進させ低減するための触媒コンバ
ータ等が備えられており、その触媒の昇温チェック等の
ために触媒コンバータの部分に排気温度センサが取り付
けられている。従来のこのような排気温度センサは、先
端部が閉じたステンレスパイプの内部に温度検知部が収
納された構造となっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の温度センサにあっては、温度検知部が先端部
の閉じたステンレスパイプに内蔵された構造となってい
たため、雰囲気温度の変化に対し早い応答性を持ってい
なかった。
うな従来の温度センサにあっては、温度検知部が先端部
の閉じたステンレスパイプに内蔵された構造となってい
たため、雰囲気温度の変化に対し早い応答性を持ってい
なかった。
【０００４】本発明は、上記に鑑みてなされたもので、
雰囲気温度の変化に対し早い応答性をもって精度よく温
度検出を行うことができる温度センサ及びその製造方法
を提供することを目的とする。
雰囲気温度の変化に対し早い応答性をもって精度よく温
度検出を行うことができる温度センサ及びその製造方法
を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１記載の温度センサの発明は、温度検知部を
被検雰囲気にさらして温度検出を行う温度センサであっ
て、前記温度検知部は、二酸化ジルコニウムの円筒体に
コイル状に巻回した測温抵抗体としての白金−ロジウム
合金細線を二酸化ジルコニウムで被覆した構造としてな
ることを要旨とする。この構成により、温度検知部は、
熱容量が小さく抑えられ、またコイル状に巻回された測
温抵抗体としての白金−ロジウム合金細線上には、一般
磁器に比べると熱伝導率の大きい二酸化ジルコニウムが
被覆され、さらに被検雰囲気にさらされて使用されるの
で、雰囲気温度の変化に対し早い応答性をもって温度検
出を行うことが可能となる。
に、請求項１記載の温度センサの発明は、温度検知部を
被検雰囲気にさらして温度検出を行う温度センサであっ
て、前記温度検知部は、二酸化ジルコニウムの円筒体に
コイル状に巻回した測温抵抗体としての白金−ロジウム
合金細線を二酸化ジルコニウムで被覆した構造としてな
ることを要旨とする。この構成により、温度検知部は、
熱容量が小さく抑えられ、またコイル状に巻回された測
温抵抗体としての白金−ロジウム合金細線上には、一般
磁器に比べると熱伝導率の大きい二酸化ジルコニウムが
被覆され、さらに被検雰囲気にさらされて使用されるの
で、雰囲気温度の変化に対し早い応答性をもって温度検
出を行うことが可能となる。
【０００６】請求項２記載の温度センサの発明は、上記
請求項１記載の温度センサにおいて、前記白金−ロジウ
ム合金細線は、少なくとも２層に巻回してなることを要
旨とする。この構成により、温度検知部が小型コンパク
トになり、さらに熱容量が小さく抑えられて雰囲気温度
の変化に対し一層早い応答性をもって温度検出を行うこ
とが可能となる。
請求項１記載の温度センサにおいて、前記白金−ロジウ
ム合金細線は、少なくとも２層に巻回してなることを要
旨とする。この構成により、温度検知部が小型コンパク
トになり、さらに熱容量が小さく抑えられて雰囲気温度
の変化に対し一層早い応答性をもって温度検出を行うこ
とが可能となる。
【０００７】請求項３記載の温度センサの発明は、請求
項２記載の温度センサにおいて、隣接する層間における
前記白金−ロジウム合金細線の巻回態様は、一方のコイ
ル状白金−ロジウム合金細線間に他方のコイル状白金−
ロジウム合金細線が位置するように重なり合いを避けた
構成としてなることを要旨とする。この構成により、抵
抗値測定の際に、測温抵抗体である白金−ロジウム合金
細線に電流が流れたときの自己加熱による影響が抑えら
れる。
項２記載の温度センサにおいて、隣接する層間における
前記白金−ロジウム合金細線の巻回態様は、一方のコイ
ル状白金−ロジウム合金細線間に他方のコイル状白金−
ロジウム合金細線が位置するように重なり合いを避けた
構成としてなることを要旨とする。この構成により、抵
抗値測定の際に、測温抵抗体である白金−ロジウム合金
細線に電流が流れたときの自己加熱による影響が抑えら
れる。
【０００８】請求項４記載の温度センサの製造方法の発
明は、円筒状で肉厚に対し十分に長い長さをもつ二酸化
ジルコニウムの生地上に測温抵抗体としての白金−ロジ
ウム合金細線をコイル状に巻き回すとともに前記白金−
ロジウム合金細線の両端に白金製の電極細管を固定する
工程と、コイル状に巻回した前記白金−ロジウム合金細
線の全体及び前記電極細管の少なくとも固定部を被うよ
うに二酸化ジルコニウムの生地を塗布する工程と、前記
二酸化ジルコニウムの高温焼成を行って焼成固化された
二酸化ジルコニウムの円筒状体にコイル状の前記白金−
ロジウム合金細線と前記電極細管の少なくとも固定部と
を埋め込んだ構造とする工程とを有することを要旨とす
る。この構成により、二酸化ジルコニウムの円筒体にコ
イル状に巻回した白金−ロジウム合金細線を二酸化ジル
コニウムで被覆した構造をもつ温度検知部を備えた温度
センサが製造される。
明は、円筒状で肉厚に対し十分に長い長さをもつ二酸化
ジルコニウムの生地上に測温抵抗体としての白金−ロジ
ウム合金細線をコイル状に巻き回すとともに前記白金−
ロジウム合金細線の両端に白金製の電極細管を固定する
工程と、コイル状に巻回した前記白金−ロジウム合金細
線の全体及び前記電極細管の少なくとも固定部を被うよ
うに二酸化ジルコニウムの生地を塗布する工程と、前記
二酸化ジルコニウムの高温焼成を行って焼成固化された
二酸化ジルコニウムの円筒状体にコイル状の前記白金−
ロジウム合金細線と前記電極細管の少なくとも固定部と
を埋め込んだ構造とする工程とを有することを要旨とす
る。この構成により、二酸化ジルコニウムの円筒体にコ
イル状に巻回した白金−ロジウム合金細線を二酸化ジル
コニウムで被覆した構造をもつ温度検知部を備えた温度
センサが製造される。
【０００９】
【発明の効果】請求項１記載の温度センサによれば、温
度検知部を被検雰囲気にさらして温度検出を行う温度セ
ンサであって、前記温度検知部は、二酸化ジルコニウム
の円筒体にコイル状に巻回した測温抵抗体としての白金
−ロジウム合金細線を二酸化ジルコニウムで被覆した構
造としたため、温度検知部は、熱容量が小さく抑えら
れ、また白金−ロジウム合金細線への雰囲気温度の熱伝
導性が良好となって、雰囲気温度の変化に対し早い応答
性をもって温度検出を行うことができる。
度検知部を被検雰囲気にさらして温度検出を行う温度セ
ンサであって、前記温度検知部は、二酸化ジルコニウム
の円筒体にコイル状に巻回した測温抵抗体としての白金
−ロジウム合金細線を二酸化ジルコニウムで被覆した構
造としたため、温度検知部は、熱容量が小さく抑えら
れ、また白金−ロジウム合金細線への雰囲気温度の熱伝
導性が良好となって、雰囲気温度の変化に対し早い応答
性をもって温度検出を行うことができる。
【００１０】請求項２記載の温度センサによれば、前記
白金−ロジウム合金細線は、少なくとも２層に巻回した
ため、温度検知部が小型コンパクトになり、さらに熱容
量が小さく抑えられて雰囲気温度の変化に対し一層早い
応答性をもって温度検出を行うことができる。
白金−ロジウム合金細線は、少なくとも２層に巻回した
ため、温度検知部が小型コンパクトになり、さらに熱容
量が小さく抑えられて雰囲気温度の変化に対し一層早い
応答性をもって温度検出を行うことができる。
【００１１】請求項３記載の温度センサによれば、隣接
する層間における前記白金−ロジウム合金細線の巻回態
様は、一方のコイル状白金−ロジウム合金細線間に他方
のコイル状白金−ロジウム合金細線が位置するように重
なり合いを避けた構成としたため、抵抗値測定の際に、
測温抵抗体である白金−ロジウム合金細線に電流が流れ
たときの自己加熱による影響が抑えられて高精度の温度
検出を行うことができる。
する層間における前記白金−ロジウム合金細線の巻回態
様は、一方のコイル状白金−ロジウム合金細線間に他方
のコイル状白金−ロジウム合金細線が位置するように重
なり合いを避けた構成としたため、抵抗値測定の際に、
測温抵抗体である白金−ロジウム合金細線に電流が流れ
たときの自己加熱による影響が抑えられて高精度の温度
検出を行うことができる。
【００１２】請求項４記載の温度センサの製造方法によ
れば、円筒状で肉厚に対し十分に長い長さをもつ二酸化
ジルコニウムの生地上に測温抵抗体としての白金−ロジ
ウム合金細線をコイル状に巻き回すとともに前記白金−
ロジウム合金細線の両端に白金製の電極細管を固定する
工程と、コイル状に巻回した前記白金−ロジウム合金細
線の全体及び前記電極細管の少なくとも固定部を被うよ
うに二酸化ジルコニウムの生地を塗布する工程と、前記
二酸化ジルコニウムの高温焼成を行って焼成固化された
二酸化ジルコニウムの円筒状体にコイル状の前記白金−
ロジウム合金細線と前記電極細管の少なくとも固定部と
を埋め込んだ構造とする工程とを具備させたため、雰囲
気温度の変化に対し早い応答性をもって温度検出を行う
ことができる温度検知部を備えた温度センサを製造する
ことができる。
れば、円筒状で肉厚に対し十分に長い長さをもつ二酸化
ジルコニウムの生地上に測温抵抗体としての白金−ロジ
ウム合金細線をコイル状に巻き回すとともに前記白金−
ロジウム合金細線の両端に白金製の電極細管を固定する
工程と、コイル状に巻回した前記白金−ロジウム合金細
線の全体及び前記電極細管の少なくとも固定部を被うよ
うに二酸化ジルコニウムの生地を塗布する工程と、前記
二酸化ジルコニウムの高温焼成を行って焼成固化された
二酸化ジルコニウムの円筒状体にコイル状の前記白金−
ロジウム合金細線と前記電極細管の少なくとも固定部と
を埋め込んだ構造とする工程とを具備させたため、雰囲
気温度の変化に対し早い応答性をもって温度検出を行う
ことができる温度検知部を備えた温度センサを製造する
ことができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１
乃至図１０に基づいて説明する。まず、図１、図２を用
いて、温度センサにおける温度検知部の構成を説明す
る。温度検知部１は、自動車の排気等の被検雰囲気にさ
らして早い応答性をもって温度検出が行えるように、高
融点で耐食性が大きく一般磁器に比べると熱伝導率の大
きい二酸化ジルコニウム（以下、ＺｒＯ2 と記す）の円
筒状体に、コイル状に二重に巻回された測温抵抗体とし
ての白金−ロジウム（以下、Ｐｔ−Ｒｈと記す）合金細
線４が埋め込まれた構造となっている。即ち、図１、図
２において、外径２mmφ、肉厚が０．２mm程度で、肉厚
に対し十分に長い長さをもつＺｒＯ2 の円筒体２上に、
第１層のコイル状巻線となる３０μｍφ程度のＰｔ−Ｒ
ｈ（１０％）合金細線４が約６０μｍの間隔ｐで６０タ
ーン程度巻回されている。第１層のコイル状Ｐｔ−Ｒｈ
合金細線４は、１層目の焼成固化されたＺｒＯ2 ３ａで
被覆され、その上に第２層のコイル状巻線となるＰｔ−
Ｒｈ合金細線４が、第１層と同じく約６０μｍの間隔ｐ
で６０ターン程度巻回されている。第１層のコイル状巻
線と第２層のコイル状巻線とは、１本のＰｔ−Ｒｈ合金
細線４が続けて巻回され、第１層のＰｔ−Ｒｈ合金細線
４と第２層のＰｔ−Ｒｈ合金細線４の巻回態様は、図２
に示すように、第１層のコイル状Ｐｔ−Ｒｈ合金細線４
の間に第２層のコイル状Ｐｔ−Ｒｈ合金細線４が位置す
るように、細線同士の重なり合いを避けた構成となって
いる。そして第２層のコイル状Ｐｔ−Ｒｈ合金細線４上
に、２層目の焼成固化されたＺｒＯ2 ３ｂが被覆されて
いる。円筒体２、１層目、２層目の被膜３ａ，３ｂで構
成されたＺｒＯ2 の円筒状体の全体寸法は、外径が２．
４mmφ、肉厚が０．４mm、内径が１．６mmφ程度で、温
度検知部１の熱容量が小さい値に抑えられるように小型
に形成されている。図２においては、５は、外径０．２
mmφ、内径０．１mmφ程度のＰｔの電極細管であり、Ｐ
ｔ−Ｒｈ合金細線４の両端に嵌め込まれてスポット溶接
で接合されている。電極細管５の他方には、測温抵抗体
としてのＰｔ−Ｒｈ合金細線４の引き出し線である０．
１mmφ程度のＰｔワイヤ６が圧入後にかしめ又はスポッ
ト溶接により接合されている。
乃至図１０に基づいて説明する。まず、図１、図２を用
いて、温度センサにおける温度検知部の構成を説明す
る。温度検知部１は、自動車の排気等の被検雰囲気にさ
らして早い応答性をもって温度検出が行えるように、高
融点で耐食性が大きく一般磁器に比べると熱伝導率の大
きい二酸化ジルコニウム（以下、ＺｒＯ2 と記す）の円
筒状体に、コイル状に二重に巻回された測温抵抗体とし
ての白金−ロジウム（以下、Ｐｔ−Ｒｈと記す）合金細
線４が埋め込まれた構造となっている。即ち、図１、図
２において、外径２mmφ、肉厚が０．２mm程度で、肉厚
に対し十分に長い長さをもつＺｒＯ2 の円筒体２上に、
第１層のコイル状巻線となる３０μｍφ程度のＰｔ−Ｒ
ｈ（１０％）合金細線４が約６０μｍの間隔ｐで６０タ
ーン程度巻回されている。第１層のコイル状Ｐｔ−Ｒｈ
合金細線４は、１層目の焼成固化されたＺｒＯ2 ３ａで
被覆され、その上に第２層のコイル状巻線となるＰｔ−
Ｒｈ合金細線４が、第１層と同じく約６０μｍの間隔ｐ
で６０ターン程度巻回されている。第１層のコイル状巻
線と第２層のコイル状巻線とは、１本のＰｔ−Ｒｈ合金
細線４が続けて巻回され、第１層のＰｔ−Ｒｈ合金細線
４と第２層のＰｔ−Ｒｈ合金細線４の巻回態様は、図２
に示すように、第１層のコイル状Ｐｔ−Ｒｈ合金細線４
の間に第２層のコイル状Ｐｔ−Ｒｈ合金細線４が位置す
るように、細線同士の重なり合いを避けた構成となって
いる。そして第２層のコイル状Ｐｔ−Ｒｈ合金細線４上
に、２層目の焼成固化されたＺｒＯ2 ３ｂが被覆されて
いる。円筒体２、１層目、２層目の被膜３ａ，３ｂで構
成されたＺｒＯ2 の円筒状体の全体寸法は、外径が２．
４mmφ、肉厚が０．４mm、内径が１．６mmφ程度で、温
度検知部１の熱容量が小さい値に抑えられるように小型
に形成されている。図２においては、５は、外径０．２
mmφ、内径０．１mmφ程度のＰｔの電極細管であり、Ｐ
ｔ−Ｒｈ合金細線４の両端に嵌め込まれてスポット溶接
で接合されている。電極細管５の他方には、測温抵抗体
としてのＰｔ−Ｒｈ合金細線４の引き出し線である０．
１mmφ程度のＰｔワイヤ６が圧入後にかしめ又はスポッ
ト溶接により接合されている。
【００１４】図３は、上述のように構成された温度検知
部１が組み込まれた温度センサの全体構成を示してい
る。温度検知部１は、アルミナ保護管７の先端部分に組
み込まれた後、金属パイプ８の内部に配置されている。
金属パイプ８の先端部には貫通孔８ａが開けられて温度
検知部１が被検雰囲気にさらされるようになっている。
９はフランジ、１０はネジ部、１１は締付けナット、１
２は継手、１３はシリコンゴム製の補助リング、１４は
編組チューブである。
部１が組み込まれた温度センサの全体構成を示してい
る。温度検知部１は、アルミナ保護管７の先端部分に組
み込まれた後、金属パイプ８の内部に配置されている。
金属パイプ８の先端部には貫通孔８ａが開けられて温度
検知部１が被検雰囲気にさらされるようになっている。
９はフランジ、１０はネジ部、１１は締付けナット、１
２は継手、１３はシリコンゴム製の補助リング、１４は
編組チューブである。
【００１５】次に、Ｐｔ−Ｒｈ合金細線４におけるＲｈ
含有量を１０％とした理由及び必要細線長等を図４乃至
図８を用いて説明する。抵抗温度係数が１×１０-2／℃
〜１×１０-3／℃の値をもつ抵抗線の抵抗値の温度変化
から最大１５００℃の温度変化を求めるには常温で１０
０Ω以上の抵抗値が必要となる。本実施の形態では、直
径が３０μｍφのＰｔ−Ｒｈ（１０％）合金細線４を用
い、常温で５００Ωの抵抗値をもたせるため細線長は約
２ｍとしている。
含有量を１０％とした理由及び必要細線長等を図４乃至
図８を用いて説明する。抵抗温度係数が１×１０-2／℃
〜１×１０-3／℃の値をもつ抵抗線の抵抗値の温度変化
から最大１５００℃の温度変化を求めるには常温で１０
０Ω以上の抵抗値が必要となる。本実施の形態では、直
径が３０μｍφのＰｔ−Ｒｈ（１０％）合金細線４を用
い、常温で５００Ωの抵抗値をもたせるため細線長は約
２ｍとしている。
【００１６】ＰｔとＲｈの合金化により、表１に示すよ
うに、抵抗温度係数はＲｈの含有量が増大するとともに
低下するが、一方引張り強度は増大する。また図４に示
すように、抵抗温度係数Ｔcrは、Ｒｈ２０％以上では略
一定の値をもつ。図５に示すように、比抵抗μはＲｈ２
０％まで増大し、２０％を越えると低下する。図６には
代表的な工業用セラミックスの線膨張係数αの値を８０
０℃まで示した。また図７にはＰｔとＰｔ−Ｒｈ（１０
％）合金の線膨張係数αを示し、図８には同じくＰｔと
Ｐｔ−Ｒｈ（１０％）合金の抵抗温度係数Ｔcrを示し
た。図６、図７から、Ｐｔ−Ｒｈ合金のなかで６〜１３
％のＲｈ含有量を持たせるとＺｒＯ2 の線膨張係数αに
近付けることができ、急激な温度変化があってもＺｒＯ
2 とＰｔ−Ｒｈ合金細線との間でクラック発生やＰｔ−
Ｒｈ合金細線の断線が起こりにくくなる。また抵抗温度
係数Ｔcrから考えると図４に示したようにＲｈを２０％
以上含有させるメリットはなく、１３％以内に抑えるこ
とが望ましい。そして張り強度から考えてもＲｈの含有
量は６％以上で１０％程度が妥当となる。
うに、抵抗温度係数はＲｈの含有量が増大するとともに
低下するが、一方引張り強度は増大する。また図４に示
すように、抵抗温度係数Ｔcrは、Ｒｈ２０％以上では略
一定の値をもつ。図５に示すように、比抵抗μはＲｈ２
０％まで増大し、２０％を越えると低下する。図６には
代表的な工業用セラミックスの線膨張係数αの値を８０
０℃まで示した。また図７にはＰｔとＰｔ−Ｒｈ（１０
％）合金の線膨張係数αを示し、図８には同じくＰｔと
Ｐｔ−Ｒｈ（１０％）合金の抵抗温度係数Ｔcrを示し
た。図６、図７から、Ｐｔ−Ｒｈ合金のなかで６〜１３
％のＲｈ含有量を持たせるとＺｒＯ2 の線膨張係数αに
近付けることができ、急激な温度変化があってもＺｒＯ
2 とＰｔ−Ｒｈ合金細線との間でクラック発生やＰｔ−
Ｒｈ合金細線の断線が起こりにくくなる。また抵抗温度
係数Ｔcrから考えると図４に示したようにＲｈを２０％
以上含有させるメリットはなく、１３％以内に抑えるこ
とが望ましい。そして張り強度から考えてもＲｈの含有
量は６％以上で１０％程度が妥当となる。
【００１７】
【表１】 次に、温度検知部１の製造方法を図９を用いて説明す
る。Ｐｔ−Ｒｈ合金細線４の両端にＰｔ電極細管５を嵌
め込み、スポット溶接でＰｔ−Ｒｈ合金細線４とＰｔ電
極細管５とを接合したものを準備する（図９（ａ））。
ＺｒＯ2 の円筒体２生地の端部にＰｔ電極細管５を圧接
して仮固定し、第１層のコイル状巻線となるＰｔ−Ｒｈ
合金細線４を約６０μｍの間隔で６０ターン程度巻回す
る（同図（ｂ））。第１層のコイル状Ｐｔ−Ｒｈ合金細
線４の全体とＰｔ電極細管５の接合部近傍を被うように
１層目のＺｒＯ2 生地３ａを塗布する（同図（ｃ））。
１層目のＺｒＯ2 生地３ａの乾燥後、その上に第２層の
コイル状巻線となるＰｔ−Ｒｈ合金細線４を、第１層と
同じく約６０μｍの間隔で６０ターン程度巻回する。こ
のとき、前記図２に示したように、第１層のコイル状Ｐ
ｔ−Ｒｈ合金細線４の間に第２層のコイル状Ｐｔ−Ｒｈ
合金細線４が位置するように、細線同士の重なり合いを
避けるようにする（同図（ｄ））。第２層のコイル状Ｐ
ｔ−Ｒｈ合金細線４の全体を被うように２層目のＺｒＯ
2 生地３ｂを塗布し、乾燥後、ＺｒＯ2生地３ａ，３ｂ
を高温焼成し、温度検知部１を完成する（同図
（ｅ））。
る。Ｐｔ−Ｒｈ合金細線４の両端にＰｔ電極細管５を嵌
め込み、スポット溶接でＰｔ−Ｒｈ合金細線４とＰｔ電
極細管５とを接合したものを準備する（図９（ａ））。
ＺｒＯ2 の円筒体２生地の端部にＰｔ電極細管５を圧接
して仮固定し、第１層のコイル状巻線となるＰｔ−Ｒｈ
合金細線４を約６０μｍの間隔で６０ターン程度巻回す
る（同図（ｂ））。第１層のコイル状Ｐｔ−Ｒｈ合金細
線４の全体とＰｔ電極細管５の接合部近傍を被うように
１層目のＺｒＯ2 生地３ａを塗布する（同図（ｃ））。
１層目のＺｒＯ2 生地３ａの乾燥後、その上に第２層の
コイル状巻線となるＰｔ−Ｒｈ合金細線４を、第１層と
同じく約６０μｍの間隔で６０ターン程度巻回する。こ
のとき、前記図２に示したように、第１層のコイル状Ｐ
ｔ−Ｒｈ合金細線４の間に第２層のコイル状Ｐｔ−Ｒｈ
合金細線４が位置するように、細線同士の重なり合いを
避けるようにする（同図（ｄ））。第２層のコイル状Ｐ
ｔ−Ｒｈ合金細線４の全体を被うように２層目のＺｒＯ
2 生地３ｂを塗布し、乾燥後、ＺｒＯ2生地３ａ，３ｂ
を高温焼成し、温度検知部１を完成する（同図
（ｅ））。
【００１８】次いで、上述のように製造された温度検知
部１をアルミナ保護管７の先端部分に組み込むまでの製
造工程を図１０を用いて説明する。温度検知部１を準備
し（図１０（ａ））、電極細管５に０．１mmφのＰｔワ
イヤ６を圧入し（同図（ｂ））、かしめ又はスポット溶
接により電極細管５とＰｔワイヤ６を接合する（同図
（ｃ））。Ｐｔワイヤ６とともに温度検知部１の後部側
をアルミナ保護管７の先端部分に挿入し（同図
（ｄ））、アルミナ保護管７の後部から液状セメントあ
るいはガラスからなる封止材を注入し、温度検知部１側
から真空引きしてアルミナ保護管７内及び温度検知部１
の挿入部等に封止材を引き込み、焼成により封止材を固
化して温度検知部１をアルミナ保護管７の先端部分に組
み込み固定する（同図（ｅ））。
部１をアルミナ保護管７の先端部分に組み込むまでの製
造工程を図１０を用いて説明する。温度検知部１を準備
し（図１０（ａ））、電極細管５に０．１mmφのＰｔワ
イヤ６を圧入し（同図（ｂ））、かしめ又はスポット溶
接により電極細管５とＰｔワイヤ６を接合する（同図
（ｃ））。Ｐｔワイヤ６とともに温度検知部１の後部側
をアルミナ保護管７の先端部分に挿入し（同図
（ｄ））、アルミナ保護管７の後部から液状セメントあ
るいはガラスからなる封止材を注入し、温度検知部１側
から真空引きしてアルミナ保護管７内及び温度検知部１
の挿入部等に封止材を引き込み、焼成により封止材を固
化して温度検知部１をアルミナ保護管７の先端部分に組
み込み固定する（同図（ｅ））。
【００１９】次に、上述のように構成された温度センサ
の作用を説明する。本実施の形態の温度センサは、例え
ば自動車用触媒コンバータの前、後あるいは後流側に取
り付けられて排気温度を検出し、電熱触媒の昇温チェッ
クや三元触媒の熱劣化防止の目的等に使用される。この
ような仕様態様において、温度検知部１は、一般磁器に
比べると熱伝導率が大きいＺｒＯ2 により外径が２．４
mmφ、肉厚が０．４mm、内径が１．６mmφ程度に形成さ
れた円筒状体内に、Ｐｔ−Ｒｈ（１０％）合金細線４が
二重に巻回されて、小型コンパクトで熱容量が小さく抑
えられ、さらに自動車の排気等の被検雰囲気に直接さら
されて使用されるので、雰囲気温度の変化に対し、従来
例に比べると１／１０程度の早い応答性をもって温度検
出を行うことが可能となる。
の作用を説明する。本実施の形態の温度センサは、例え
ば自動車用触媒コンバータの前、後あるいは後流側に取
り付けられて排気温度を検出し、電熱触媒の昇温チェッ
クや三元触媒の熱劣化防止の目的等に使用される。この
ような仕様態様において、温度検知部１は、一般磁器に
比べると熱伝導率が大きいＺｒＯ2 により外径が２．４
mmφ、肉厚が０．４mm、内径が１．６mmφ程度に形成さ
れた円筒状体内に、Ｐｔ−Ｒｈ（１０％）合金細線４が
二重に巻回されて、小型コンパクトで熱容量が小さく抑
えられ、さらに自動車の排気等の被検雰囲気に直接さら
されて使用されるので、雰囲気温度の変化に対し、従来
例に比べると１／１０程度の早い応答性をもって温度検
出を行うことが可能となる。
【００２０】また、第１層のＰｔ−Ｒｈ合金細線４と第
２層のＰｔ−Ｒｈ合金細線４の巻回態様は、第１層のコ
イル状Ｐｔ−Ｒｈ合金細線４の間に第２層のコイル状Ｐ
ｔ−Ｒｈ合金細線４が位置するように、細線同士の重な
り合いを避けた構成となっているので、抵抗値測定の際
に、測温抵抗体であるコイル状Ｐｔ−Ｒｈ合金細線に電
流が流れたときの自己加熱による影響が抑えられて高精
度の温度検出が可能となる。
２層のＰｔ−Ｒｈ合金細線４の巻回態様は、第１層のコ
イル状Ｐｔ−Ｒｈ合金細線４の間に第２層のコイル状Ｐ
ｔ−Ｒｈ合金細線４が位置するように、細線同士の重な
り合いを避けた構成となっているので、抵抗値測定の際
に、測温抵抗体であるコイル状Ｐｔ−Ｒｈ合金細線に電
流が流れたときの自己加熱による影響が抑えられて高精
度の温度検出が可能となる。
【００２１】さらに、Ｐｔ−Ｒｈ合金細線４は、Ｒｈ含
有量を１０％として、その線膨張係数αをＺｒＯ2 の線
膨張係数αに近付けたので、急激な温度変化があっても
ＺｒＯ2 とＰｔ−Ｒｈ合金細線との間でクラック発生や
Ｐｔ−Ｒｈ合金細線の断線発生が抑えられる。
有量を１０％として、その線膨張係数αをＺｒＯ2 の線
膨張係数αに近付けたので、急激な温度変化があっても
ＺｒＯ2 とＰｔ−Ｒｈ合金細線との間でクラック発生や
Ｐｔ−Ｒｈ合金細線の断線発生が抑えられる。
【００２２】なお、上述の実施の形態において、Ｐｔ−
Ｒｈ合金細線４のコイル状巻線層数は、第１層と第２層
の二重巻きとしたが、三重巻き以上としてもよい。
Ｒｈ合金細線４のコイル状巻線層数は、第１層と第２層
の二重巻きとしたが、三重巻き以上としてもよい。
【図１】本発明に係る温度センサの実施の形態における
温度検知部を示す側断面図である。
温度検知部を示す側断面図である。
【図２】図１における電極細管の接合部近傍を示す拡大
図である。
図である。
【図３】本実施の形態における温度センサを示す側断面
図である。
図である。
【図４】Ｐｔ−Ｒｈ合金のＲｈ含有量と抵抗温度係数の
関係を示す特性図である。
関係を示す特性図である。
【図５】Ｐｔ−Ｒｈ合金のＲｈ含有量と比抵抗の関係を
示す特性図である。
示す特性図である。
【図６】代表的な工業用セラミックスの温度と線膨張係
数の関係を示す特性図である。
数の関係を示す特性図である。
【図７】Ｐｔ−Ｒｈ１０％合金の温度と線膨張係数の関
係を示す特性図である。
係を示す特性図である。
【図８】Ｐｔ−Ｒｈ１０％合金の温度と抵抗温度係数の
関係を示す特性図である。
関係を示す特性図である。
【図９】上記実施の形態における温度検知部部分の製造
方法を示す工程図である。
方法を示す工程図である。
【図１０】図９で製造された温度検知部をアルミナ保護
管の先端部分に組み込むまでの製造方法を示す工程図で
ある。
管の先端部分に組み込むまでの製造方法を示す工程図で
ある。
１ 温度検知部 ２ 円筒体 ３ａ １層目のＺｒＯ2 被覆 ３ｂ ２層目のＺｒＯ2 被覆 ４ Ｐｔ−Ｒｈ合金細線 ５ 電極細管 ７ アルミナ保護管
Claims (4)
- 【請求項１】 温度検知部を被検雰囲気にさらして温度
検出を行う温度センサであって、前記温度検知部は、二
酸化ジルコニウムの円筒体にコイル状に巻回した測温抵
抗体としての白金−ロジウム合金細線を二酸化ジルコニ
ウムで被覆した構造としてなることを特徴とする温度セ
ンサ。 - 【請求項２】 前記白金−ロジウム合金細線は、少なく
とも２層に巻回してなることを特徴とする請求項１記載
の温度センサ。 - 【請求項３】 隣接する層間における前記白金−ロジウ
ム合金細線の巻回態様は、一方のコイル状白金−ロジウ
ム合金細線間に他方のコイル状白金−ロジウム合金細線
が位置するように重なり合いを避けた構成としてなるこ
とを特徴とする請求項２記載の温度センサ。 - 【請求項４】 円筒状で肉厚に対し十分に長い長さをも
つ二酸化ジルコニウムの生地上に測温抵抗体としての白
金−ロジウム合金細線をコイル状に巻き回すとともに前
記白金−ロジウム合金細線の両端に白金製の電極細管を
固定する工程と、コイル状に巻回した前記白金−ロジウ
ム合金細線の全体及び前記電極細管の少なくとも固定部
を被うように二酸化ジルコニウムの生地を塗布する工程
と、前記二酸化ジルコニウムの高温焼成を行って焼成固
化された二酸化ジルコニウムの円筒状体にコイル状の前
記白金−ロジウム合金細線と前記電極細管の少なくとも
固定部とを埋め込んだ構造とする工程とを有することを
特徴とする温度センサの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12359296A JPH09304194A (ja) | 1996-05-17 | 1996-05-17 | 温度センサ及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12359296A JPH09304194A (ja) | 1996-05-17 | 1996-05-17 | 温度センサ及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09304194A true JPH09304194A (ja) | 1997-11-28 |
Family
ID=14864427
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12359296A Pending JPH09304194A (ja) | 1996-05-17 | 1996-05-17 | 温度センサ及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09304194A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100324352B1 (ko) * | 1999-09-01 | 2002-02-16 | 이충진 | 감응도가 빠르면서 정확하게 온도지시를 하는 침적소모형 열전대 |
| JP2008151601A (ja) * | 2006-12-15 | 2008-07-03 | Netsushin:Kk | 素子と絶縁樹脂の同径型白金測温抵抗体及びその製造方法 |
| CN104848958A (zh) * | 2014-11-25 | 2015-08-19 | 重庆斯凯力科技有限公司 | 排气温度传感器 |
-
1996
- 1996-05-17 JP JP12359296A patent/JPH09304194A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100324352B1 (ko) * | 1999-09-01 | 2002-02-16 | 이충진 | 감응도가 빠르면서 정확하게 온도지시를 하는 침적소모형 열전대 |
| JP2008151601A (ja) * | 2006-12-15 | 2008-07-03 | Netsushin:Kk | 素子と絶縁樹脂の同径型白金測温抵抗体及びその製造方法 |
| CN104848958A (zh) * | 2014-11-25 | 2015-08-19 | 重庆斯凯力科技有限公司 | 排气温度传感器 |
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