JPH11201832A - Temperature sensor - Google Patents
Temperature sensorInfo
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- JPH11201832A JPH11201832A JP200598A JP200598A JPH11201832A JP H11201832 A JPH11201832 A JP H11201832A JP 200598 A JP200598 A JP 200598A JP 200598 A JP200598 A JP 200598A JP H11201832 A JPH11201832 A JP H11201832A
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- Thermistors And Varistors (AREA)
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は温度センサに関する
ものである。[0001] The present invention relates to a temperature sensor.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、様々な温度を検出するセンサの中
で、薄膜サーミスタ素子を感温素子として用いた温度セ
ンサが、たとえば特願平8−54601号等で提案され
ている。図9はこの様な温度センサの概略断面図を示
す。温度センサ素子51は基板上に成膜された薄膜セラ
ミックス焼結体で構成されている。温度センサ素子51
の素子電気抵抗取り出し部分は白金膜により形成され、
白金製のリード線65,66と接続されている。リード
線65,66は電気絶縁硝子61,62により互いに絶
縁された状態で、管状の金属製ハウジング63内部に配
される。管状の金属製ハウジング63はフランジ64に
固定されている。温度は温度センサ素子51の抵抗値と
して電気的に検出している。2. Description of the Related Art Conventionally, among sensors for detecting various temperatures, a temperature sensor using a thin-film thermistor element as a temperature-sensitive element has been proposed, for example, in Japanese Patent Application No. 8-54601. FIG. 9 shows a schematic sectional view of such a temperature sensor. The temperature sensor element 51 is composed of a thin film ceramic sintered body formed on a substrate. Temperature sensor element 51
The element electrical resistance take-out part of is formed by a platinum film,
They are connected to lead wires 65 and 66 made of platinum. The lead wires 65 and 66 are arranged inside the tubular metal housing 63 in a state where they are insulated from each other by the electrically insulating glass 61 and 62. The tubular metal housing 63 is fixed to a flange 64. The temperature is electrically detected as a resistance value of the temperature sensor element 51.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】このようなセンサを、
近年、環境保護のために検討されている自動車の排気ガ
ス浄化システムに適用しようとした場合、特性的には信
頼性も含めて良好な温度センサが構成できたが、リード
線65,66に白金線を使用することから、コスト的に
は著しく高価な温度センサとなってしまう。実際に温度
センサに使用した白金線は約0.54gであったので、
平成9年7月現在の白金価格(約1500円/g)から
計算すると、白金の価値だけで約800円もかかり、従
来の技術では温度センサのコストが非常に高くなるとい
う課題があった。SUMMARY OF THE INVENTION Such a sensor is
In recent years, when an attempt is made to apply the present invention to an exhaust gas purification system of an automobile which is being studied for environmental protection, a good temperature sensor including characteristics and reliability can be constructed. The use of wires results in a significantly more costly temperature sensor. Since the platinum wire actually used for the temperature sensor was about 0.54 g,
Calculating from the platinum price as of July 1997 (about 1500 yen / g), it costs about 800 yen only for the value of platinum, and the conventional technique has a problem that the cost of the temperature sensor becomes extremely high.
【0004】本発明は上記従来の課題を解決するもの
で、低コスト、かつ、良好な特性を有する温度センサを
提供することを目的とする。An object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems and to provide a low-cost temperature sensor having good characteristics.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、金属パイプと、前記金属パイプの内部に
挿入され、膜状の温度検出素子および前記温度検出素子
の出力を電気的に取り出す膜状の電極を有する前記金属
パイプより長いセラミックス基板と、前記金属パイプと
前記セラミックス基板の隙間を埋める無機充填材と、前
記金属パイプの端部に配設され、前記セラミックス基板
の温度検出素子を有する部分を保護する保護キャップと
を備えた構成、あるいは、金属パイプと、前記金属パイ
プの内部に挿入され、膜状の温度検出素子および前記温
度検出素子の出力を電気的に取り出す膜状の電極を有す
る前記金属パイプより長いセラミックス基板と、前記金
属パイプの両端に配設され、前記金属パイプに挿通した
前記セラミックス基板を固定するキャップ状の支持部材
と、前記セラミックス基板の温度検出素子を有する部分
を保護する保護キャップとを備えた構成を有するもので
ある。SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, the present invention provides a metal pipe, a film-shaped temperature detecting element inserted inside the metal pipe, and an output of the temperature detecting element. A ceramic substrate having a film-like electrode to be taken out, a ceramic substrate longer than the metal pipe, an inorganic filler for filling a gap between the metal pipe and the ceramic substrate, and a temperature detection of the ceramic substrate provided at an end of the metal pipe. A configuration including a protective cap for protecting a portion having the element, or a metal pipe, and a film-shaped temperature detection element inserted into the metal pipe and electrically extracting an output of the temperature detection element and the temperature detection element. A ceramic substrate longer than the metal pipe having the electrodes described above, and the ceramics disposed at both ends of the metal pipe and inserted through the metal pipe. Those having a cap-shaped supporting member for fixing the plate, the arrangement comprising a protection cap for protecting the portion including the temperature detecting element of said ceramic substrate.
【0006】これにより、低コスト、かつ、良好な特性
を有する温度センサを構成することができる。Thus, a low-cost temperature sensor having good characteristics can be constructed.
【0007】[0007]
【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載の発明
は、金属パイプと、前記金属パイプの内部に挿入され、
膜状の温度検出素子および前記温度検出素子の出力を電
気的に取り出す膜状の電極を有する前記金属パイプより
長いセラミックス基板と、前記金属パイプと前記セラミ
ックス基板の隙間を埋める無機充填材と、前記金属パイ
プの端部に配設され、前記セラミックス基板の温度検出
素子を有する部分を保護する保護キャップとを備えたも
のであり、膜状の電極を金属パイプより長いセラミック
ス基板上に成膜するため、高価な白金線を用いることな
く温度センサが実現できるという作用を有する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The invention according to claim 1 of the present invention is characterized in that a metal pipe is inserted inside the metal pipe,
A ceramic substrate longer than the metal pipe having a film-shaped temperature detection element and a film-shaped electrode for electrically extracting the output of the temperature detection element; an inorganic filler filling a gap between the metal pipe and the ceramic substrate; A protective cap disposed at an end of the metal pipe and protecting a portion of the ceramic substrate having the temperature detecting element, for forming a film-shaped electrode on the ceramic substrate longer than the metal pipe. The temperature sensor can be realized without using an expensive platinum wire.
【0008】請求項2に記載の発明は、無機充填材がア
ルミナ、ジルコニア、シリカの少なくとも1つ以上の成
分からなるものであり、いずれも高耐熱材料であるた
め、高温下でもセラミックス基板を金属パイプに安定し
て固定できるという作用を有する。According to a second aspect of the present invention, the inorganic filler comprises at least one component of alumina, zirconia, and silica. It has the effect that it can be fixed stably to the pipe.
【0009】請求項3に記載の発明は、無機充填材にL
i2Oが添加されたものであり、Li2Oが無機充填材硬
化時の発泡を抑えるため、高温下でもセラミックス基板
を金属パイプに安定して精度よく固定できるという作用
を有する。According to a third aspect of the present invention, the inorganic filler has an L content.
Since i 2 O is added and Li 2 O suppresses foaming during curing of the inorganic filler, it has an effect that the ceramic substrate can be stably and accurately fixed to the metal pipe even at a high temperature.
【0010】請求項4に記載の発明は、金属パイプと、
前記金属パイプの内部に挿入され、膜状の温度検出素子
および前記温度検出素子の出力を電気的に取り出す膜状
の電極を有する前記金属パイプより長いセラミックス基
板と、前記金属パイプの両端に配設され、前記金属パイ
プに挿通した前記セラミックス基板を固定するキャップ
状の支持部材と、前記セラミックス基板の温度検出素子
を有する部分を保護する保護キャップとを備えたもので
あり、膜状の電極を金属パイプより長いセラミックス基
板上に成膜するため、高価な白金線を用いることなく温
度センサが実現できるという作用を有する。[0010] According to a fourth aspect of the present invention, a metal pipe is provided.
A ceramic substrate longer than the metal pipe, which is inserted into the metal pipe and has a film-shaped temperature detecting element and a film-shaped electrode for electrically extracting an output of the temperature detecting element, and is disposed at both ends of the metal pipe. And a cap-shaped support member for fixing the ceramic substrate inserted into the metal pipe, and a protective cap for protecting a portion of the ceramic substrate having a temperature detecting element, wherein the film-shaped electrode is made of metal. Since the film is formed on a ceramic substrate longer than the pipe, a temperature sensor can be realized without using an expensive platinum wire.
【0011】請求項5に記載の発明は、保護キャップに
孔を設けたものであり、孔を通して温度センサ周囲の温
度変化が直接温度検出素子に伝達するため、良好な応答
性を有する温度センサが実現できるという作用を有す
る。According to a fifth aspect of the present invention, a hole is formed in the protective cap, and a temperature change around the temperature sensor is directly transmitted to the temperature detecting element through the hole. It has the effect that it can be realized.
【0012】請求項6に記載の発明は、キャップ状の支
持部材が有底状に形成され、その底面に設けた孔の内周
壁に複数の凹凸を設けたものであり、凹凸の一部がセラ
ミックス基板と接触するため、金属パイプとセラミック
ス基板を容易かつ確実に固定できるという作用を有す
る。According to a sixth aspect of the present invention, a cap-shaped support member is formed with a bottom, and a plurality of irregularities are provided on an inner peripheral wall of a hole provided on the bottom surface. Since the metal pipe is in contact with the ceramic substrate, the metal pipe and the ceramic substrate can be easily and reliably fixed.
【0013】請求項7に記載の発明は、キャップ状の支
持部材、および、保護キャップがニッケル−クロム合金
からなるものであり、高温までセラミックス基板を保
持、および、保護できるという作用を有する。According to a seventh aspect of the present invention, the cap-like supporting member and the protective cap are made of a nickel-chromium alloy, and have an effect of holding and protecting the ceramic substrate up to a high temperature.
【0014】請求項8に記載の発明は、金属パイプの端
部に配設した支持部材と保護キャップとを金属パイプに
対し同時に固定したものであり、両者を容易に固定でき
るため、低コストで温度センサを製造できるという作用
を有する。According to the present invention, the support member and the protective cap provided at the end of the metal pipe are fixed to the metal pipe at the same time. Since both can be easily fixed, the cost can be reduced. It has an effect that a temperature sensor can be manufactured.
【0015】請求項9に記載の発明は、膜状の電極の取
り出し部分はリード線とハンダ付けされ、そのハンダ付
け部分を樹脂でモールドしたものであり、電極とリード
線が容易に接続でき、また、完全に封止されるため、低
コスト、かつ、高信頼性の温度センサを構成できるとい
う作用を有する。According to a ninth aspect of the present invention, the lead-out portion of the film-like electrode is soldered to the lead wire, and the soldered portion is molded with resin, so that the electrode and the lead wire can be easily connected. In addition, since the temperature sensor is completely sealed, a low-cost and highly reliable temperature sensor can be formed.
【0016】請求項10に記載の発明は、樹脂がシリコ
ンまたはポリイミドからなるものであり、いずれも高耐
熱性樹脂であることから、高信頼性の温度センサを構成
できるという作用を有する。According to the tenth aspect of the present invention, since the resin is made of silicon or polyimide, and both of them are high heat resistant resins, they have an effect that a highly reliable temperature sensor can be formed.
【0017】請求項11に記載の発明は、リード線がテ
フロン系樹脂で被覆されたものであり、高耐熱性樹脂で
あることから、高信頼性の温度センサを構成できるとい
う作用を有する。According to the eleventh aspect of the present invention, since the lead wire is covered with a Teflon-based resin and is made of a high heat-resistant resin, it has an effect that a highly reliable temperature sensor can be constituted.
【0018】請求項12に記載の発明は、膜状の電極が
白金ペーストからなり、少なくともハンダ付けされる部
分がガラス含有導電ペーストのみであり、前記ガラス含
有導電ペーストを前記白金ペーストに重なるように設け
たものであり、ハンダ食われやリード線の引っ張り強度
が良好なガラス含有導電ペースト上でハンダ付けするこ
とにより、接続部の高信頼性が確保できるという作用を
有する。According to a twelfth aspect of the present invention, the film-shaped electrode is made of a platinum paste, and at least the portion to be soldered is only the glass-containing conductive paste, and the glass-containing conductive paste overlaps the platinum paste. It has an effect that high reliability of the connection portion can be secured by soldering on a glass-containing conductive paste having good solder erosion and tensile strength of the lead wire.
【0019】請求項13に記載の発明は、ガラス含有導
電ペーストが銀−パラジウム系、または、銀−パラジウ
ム−白金系の組成とするものであり、いずれもハンダ食
われやリード線の引っ張り強度が良好であるため、接続
部の高信頼性が確保できるという作用を有する。According to a thirteenth aspect of the present invention, the glass-containing conductive paste has a silver-palladium-based composition or a silver-palladium-platinum-based composition. Since it is good, it has an effect that high reliability of the connection portion can be secured.
【0020】請求項14に記載の発明は、温度検出素子
が白金、または、サーミスタとした構成であり、高温ま
で高精度に測定できるという作用を有する。According to a fourteenth aspect of the present invention, the temperature detecting element is formed of platinum or a thermistor, and has an effect of being able to measure with high accuracy up to a high temperature.
【0021】以下、本発明の実施の形態について、図1
から図7を用いて説明する。 (実施の形態1)図1は本発明の第1の実施形態による
温度センサの概略断面図を、図2は図1の温度検出部分
の構成図を、図3は図2の温度検出部分を組み立てた後
の断面図をそれぞれ示す。なお、図1〜図3において、
同一部分には同一番号を付与した。1は外径3mm、厚さ
0.4mmの耐熱ステンレス鋼からなる金属パイプで、そ
の内部には金属パイプ1より長いアルミナ製セラミック
ス基板2が挿入されている。セラミックス基板2の先端
部分には膜状の温度検出素子3がCVD法により成膜さ
れている。ここで、温度検出素子はAl,Cr,Feの
複合酸化物からなるサーミスタを用いた。温度検出素子
3の表面には、その抵抗値を電気的に検出するための一
対の膜状の電極4が成膜されている。ここで、電極4は
白金ペーストを印刷、焼成して形成した。電極4の拡大
図を図4に示す。電極の取り出し部分、すなわち、ハン
ダ付けされる部分は銀−パラジウム系ガラス含有導電ペ
ースト4aのみを印刷、焼成することにより形成してい
る。白金ペーストからなる電極4とガラス含有導電ペー
スト4aは互いに重なり部分4bを有する。金属パイプ
1とセラミックス基板2の隙間部分には無機充填材5が
充填されている。無機充填材5はアルミナが主成分で、
シリカ、および、Li2Oを含んだペースト状の充填材
を規定量ディスペンサにより金属パイプ1とセラミック
ス基板2の隙間部分に注入した後、150℃で硬化する
ことにより形成している。セラミックス基板2の温度検
出素子3を有する部分には、温度検出素子3を保護する
ためのニッケル−クロム合金からなる保護キャップ6が
金属パイプ1に挿入され、かしめ、溶接されている。保
護キャップ6には図2に示すような孔6aが2個開けて
ある。Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
This will be described with reference to FIG. (Embodiment 1) FIG. 1 is a schematic sectional view of a temperature sensor according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a configuration diagram of a temperature detecting portion of FIG. 1, and FIG. The sectional views after assembly are shown. 1 to 3,
The same parts are given the same numbers. Reference numeral 1 denotes a metal pipe made of heat-resistant stainless steel having an outer diameter of 3 mm and a thickness of 0.4 mm, into which an alumina ceramic substrate 2 longer than the metal pipe 1 is inserted. A temperature detecting element 3 in the form of a film is formed on the tip of the ceramic substrate 2 by a CVD method. Here, a thermistor made of a composite oxide of Al, Cr and Fe was used as the temperature detecting element. On the surface of the temperature detecting element 3, a pair of film-shaped electrodes 4 for electrically detecting the resistance value is formed. Here, the electrode 4 was formed by printing and firing a platinum paste. An enlarged view of the electrode 4 is shown in FIG. The portion from which the electrode is taken out, that is, the portion to be soldered, is formed by printing and firing only the silver-palladium-based glass-containing conductive paste 4a. The electrode 4 made of platinum paste and the glass-containing conductive paste 4a have an overlapping portion 4b. The gap between the metal pipe 1 and the ceramic substrate 2 is filled with an inorganic filler 5. The inorganic filler 5 is mainly composed of alumina,
It is formed by injecting a paste-like filler containing silica and Li 2 O into a gap between the metal pipe 1 and the ceramic substrate 2 by a prescribed amount with a dispenser, and then hardening at 150 ° C. A protection cap 6 made of a nickel-chromium alloy for protecting the temperature detection element 3 is inserted into the metal pipe 1 at a portion of the ceramic substrate 2 having the temperature detection element 3 and is caulked and welded. The protective cap 6 has two holes 6a as shown in FIG.
【0022】ガラス含有導電ペースト4aはテフロン系
樹脂で被覆されたリード線7とハンダ付けにより接続さ
れ、ハンダ付け部分全体はリード線7の一部が覆われる
程度にポリイミド製樹脂8でモールドされている。この
状態を図5に示す。さらにリード線7はガラス繊維強化
樹脂からなる絶縁体9で固定される。10は金属パイプ
1の外周に設けた温度センサ取り付け用ナットである。The glass-containing conductive paste 4a is connected by soldering to a lead wire 7 covered with a Teflon-based resin, and the entire soldered portion is molded with a polyimide resin 8 so that a part of the lead wire 7 is covered. I have. This state is shown in FIG. Further, the lead wire 7 is fixed by an insulator 9 made of glass fiber reinforced resin. Reference numeral 10 denotes a nut for attaching a temperature sensor provided on the outer periphery of the metal pipe 1.
【0023】温度の検出は、温度検出素子3の温度によ
る抵抗値の変化として電気的に行った。The temperature was detected electrically as a change in the resistance value of the temperature detecting element 3 depending on the temperature.
【0024】このような構成の温度センサを試作し、出
力特性を評価した。その結果、基本特性である温度によ
る抵抗値の変化だけでなく、信頼性も従来例と同等の特
性が得られることを確認した。また、応答性において
は、従来例比30〜40%の高速化を実現した。これ
は、保護キャップ6に孔6aを設けることにより、温度
変化が直接温度検出素子3に伝わるためである。また、
コストについては、白金ペーストを約0.01g使用し
ているため、白金ペーストの価格(約3500円/g)
から計算すると約35円になり、従来例の白金線(約8
00円)と比べ20分の1以下と、著しい低コスト化が
可能となった。A temperature sensor having such a configuration was prototyped and its output characteristics were evaluated. As a result, it was confirmed that not only a change in resistance value due to temperature, which is a basic characteristic, but also a reliability equivalent to that of the conventional example could be obtained. Further, in response, a speedup of 30 to 40% as compared with the conventional example was realized. This is because the temperature change is directly transmitted to the temperature detecting element 3 by providing the hole 6 a in the protective cap 6. Also,
Regarding cost, about 0.01 g of platinum paste is used, so the price of platinum paste (about 3500 yen / g)
Approximately 35 yen is calculated from the conventional platinum wire (about 8 yen).
00 yen), which is a twentieth or less of the cost.
【0025】なお、本実施の形態において、無機充填材
5にアルミナが主成分で、シリカ、および、Li2Oを
含んだものを使用したが、これは、アルミナやシリカの
単体やジルコニアでもよく、また、これらの複数からな
るものでもよかった。これは、いずれも高温雰囲気下に
おいて電気絶縁性が良好で、かつ、セラミックス基板2
の保持性も良好であったためである。また、無機充填材
5にLi2Oを添加するのは、充填材硬化時に発泡が抑
制され、緻密に充填することができるためである。In the present embodiment, the inorganic filler 5 is composed mainly of alumina and contains silica and Li 2 O, but may be composed of alumina or silica alone or zirconia. Also, it could have been composed of a plurality of these. This is because all of them have good electrical insulation under a high temperature atmosphere,
Was also good. Further, the reason why Li 2 O is added to the inorganic filler 5 is that foaming is suppressed at the time of curing of the filler and the filler can be densely filled.
【0026】また、本実施の形態では樹脂8をポリイミ
ドで形成したが、これはシリコンでもよい。シリコンの
場合はセラミックス基板2やリード線7との熱膨張差に
よる応力を緩和することができ、ポリイミドを用いるよ
り一層熱衝撃に強くなる。Although the resin 8 is made of polyimide in the present embodiment, it may be made of silicon. In the case of silicon, stress due to the difference in thermal expansion between the ceramic substrate 2 and the lead wire 7 can be reduced, and the resistance to thermal shock is further enhanced than when polyimide is used.
【0027】さらに、ガラス含有導電ペースト4aは銀
−パラジウム系を用いたが、これは銀−パラジウム−白
金系でも全く同等の特性が得られた。また、温度検出素
子3はサーミスタを用いたが、これは白金でもよい。こ
の場合、温度による抵抗変化率はサーミスタより小さく
なるが、電極4と同時に成膜できるため、工程が少なく
なるという長所があり、用途に応じて適切な温度検出素
子を選択すればよい。Further, although the silver-palladium-based glass-containing conductive paste 4a was used, the same characteristics were obtained with the silver-palladium-platinum-based conductive paste. Further, the temperature detection element 3 uses a thermistor, but this may be platinum. In this case, although the rate of change in resistance due to temperature is smaller than that of the thermistor, since the film can be formed simultaneously with the electrode 4, there is an advantage that the number of steps is reduced, and an appropriate temperature detecting element may be selected according to the application.
【0028】以上のことから、良好な出力特性、かつ、
低コストな温度センサを実現することができた。From the above, good output characteristics and
A low-cost temperature sensor was realized.
【0029】(実施の形態2)本発明の第2の実施の形
態による温度センサは、実施の形態1と同一構造部分が
多いため、同一部分には同一番号を付して、詳細な説明
を省略する。すなわち、本実施の形態の特長は、セラミ
ックス基板2を無機充填材5で固定するのではなく、キ
ャップ状の支持部材で固定したことである。以下、実際
にこのようにして作製した温度センサについて述べる。(Embodiment 2) The temperature sensor according to the second embodiment of the present invention has many structural parts that are the same as those of the first embodiment. Omitted. That is, the feature of the present embodiment is that the ceramic substrate 2 is not fixed with the inorganic filler 5 but is fixed with a cap-shaped support member. Hereinafter, the temperature sensor actually manufactured in this manner will be described.
【0030】図6は、図1における温度検出部分の分解
斜視図を、図7は温度検出部分を組み立てた時の斜視図
を、図8は図7の断面図をそれぞれ示す。11はキャッ
プ状の支持部材で、ニッケル−クロム合金からなる。支
持部材11は図6に示すようにプレス加工により有底状
に成形され、さらにその底面には複数の凹凸形状を有す
る孔12が開けられている。この支持部材11を金属パ
イプ1の両端に挿入し、かしめ、および、溶接により固
定した。この際、一方の支持部材11はその外周に保護
キャップ6が挿入され、両者を同時にかしめ、溶接し
た。支持部材11に開けられた凹凸形状の孔12にはセ
ラミックス基板2が図7に示すように挿通されている。
ここで、支持部材11に凹凸形状の孔12を開けている
が、これは、セラミックス基板2を任意の方向から挿入
できるため、生産性が向上するという特徴と、温度上昇
に伴う金属パイプ1とセラミックス基板2の熱膨張差の
ため、基板長さ方向には自由に伸びることができるが、
基板の厚み、幅方向には支持部材11の凹凸のどれかが
セラミックス基板2に常に接触しているため、振動に対
してセラミックス基板2を保持することができる。すな
わち、セラミックス基板2が基板長さ方向には動け、基
板厚み、幅方向には動けないように固定できるという特
徴を同時に有している。FIG. 6 is an exploded perspective view of the temperature detecting portion in FIG. 1, FIG. 7 is a perspective view when the temperature detecting portion is assembled, and FIG. 8 is a sectional view of FIG. Reference numeral 11 denotes a cap-shaped support member made of a nickel-chromium alloy. As shown in FIG. 6, the support member 11 is formed into a bottomed shape by press working, and a plurality of holes 12 having a plurality of irregularities are formed on the bottom surface. This support member 11 was inserted into both ends of the metal pipe 1, and was fixed by caulking and welding. At this time, the protection cap 6 was inserted into the outer periphery of one of the support members 11, and the two were simultaneously caulked and welded. The ceramic substrate 2 is inserted into the concave-convex hole 12 formed in the support member 11 as shown in FIG.
Here, a concave-convex hole 12 is formed in the support member 11. This is because the ceramic substrate 2 can be inserted from any direction, so that the productivity is improved. Due to the difference in thermal expansion of the ceramic substrate 2, the ceramic substrate 2 can freely extend in the substrate length direction.
Since any of the irregularities of the support member 11 is always in contact with the ceramic substrate 2 in the thickness and width directions of the substrate, the ceramic substrate 2 can be held against vibration. That is, the ceramic substrate 2 has a feature that it can be fixed in such a manner that it can move in the substrate length direction and cannot move in the substrate thickness and width directions.
【0031】このようにして作製した温度センサの出力
特性は、実施の形態1と同様、良好な出力特性、およ
び、信頼性を示し、高速応答性も実現できることを確認
した。また、コストについても実施の形態1と同様、高
価な白金線を使用しないので、低コスト化が図れたのは
もちろんである。The output characteristics of the temperature sensor manufactured in this manner exhibited good output characteristics and reliability, as in the first embodiment, and it was confirmed that high-speed response could be realized. Also, as in the first embodiment, expensive platinum wires are not used as in the first embodiment, so that the cost can be reduced.
【0032】なお、本実施の形態は実施の形態1と比較
し、無機充填材を使用しないので、充填および硬化工程
が不要であるという特徴を有する。The present embodiment is characterized in that no filling step and curing step are required because no inorganic filler is used as compared with the first embodiment.
【0033】以上の構成により、良好な出力特性、か
つ、低コストな温度センサを実現することができた。With the above configuration, a low-cost temperature sensor having good output characteristics can be realized.
【0034】[0034]
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、金属パイプと、前記金属パイプの内部に挿入
され、膜状の温度検出素子および前記温度検出素子の出
力を電気的に取り出す膜状の電極を有する前記金属パイ
プより長いセラミックス基板と、前記金属パイプと前記
セラミックス基板の隙間を埋める無機充填材と、前記金
属パイプの端部に配設され、前記セラミックス基板の温
度検出素子を有する部分を保護する保護キャップとを備
えた構成、あるいは、金属パイプと、前記金属パイプの
内部に挿入され、膜状の温度検出素子および前記温度検
出素子の出力を電気的に取り出す膜状の電極を有する前
記金属パイプより長いセラミックス基板と、前記金属パ
イプの両端に配設され、前記金属パイプに挿通した前記
セラミックス基板を固定するキャップ状の支持部材と、
前記セラミックス基板の温度検出素子を有する部分を保
護する保護キャップとを備えた構成とすることにより、
リード線に高価な白金線を使用しないため、低コスト、
かつ、良好な特性を有する温度センサを提供することが
できるという有利な効果が得られる。As is apparent from the above description, according to the present invention, the metal pipe, the film-shaped temperature detecting element inserted into the metal pipe, and the output of the temperature detecting element are electrically connected. A ceramic substrate having a film-like electrode to be taken out, a ceramic substrate longer than the metal pipe; an inorganic filler filling a gap between the metal pipe and the ceramic substrate; and a temperature detecting element for the ceramic substrate disposed at an end of the metal pipe. Or a protective cap that protects the portion having, or a metal pipe, and a film-shaped temperature detecting element inserted into the metal pipe and electrically extracting the output of the film-shaped temperature detecting element and the temperature detecting element. A ceramic substrate longer than the metal pipe having electrodes; and the ceramic substrate disposed at both ends of the metal pipe and inserted through the metal pipe. A cap-shaped supporting member for fixing,
With a configuration having a protective cap for protecting a portion of the ceramic substrate having a temperature detection element,
Low cost, because expensive platinum wire is not used for the lead wire
In addition, an advantageous effect that a temperature sensor having good characteristics can be provided can be obtained.
【図1】本発明の実施の形態1による温度センサの概略
断面図FIG. 1 is a schematic sectional view of a temperature sensor according to a first embodiment of the present invention.
【図2】同温度センサの温度検出部分の構成図FIG. 2 is a configuration diagram of a temperature detecting portion of the temperature sensor.
【図3】同温度センサの温度検出部分の断面図FIG. 3 is a sectional view of a temperature detecting portion of the temperature sensor.
【図4】同温度センサの電極部分の拡大図FIG. 4 is an enlarged view of an electrode portion of the temperature sensor.
【図5】同温度センサの電極部分の斜視図FIG. 5 is a perspective view of an electrode part of the temperature sensor.
【図6】本発明の第2の実施の形態による温度センサの
温度検出部分の分解斜視図FIG. 6 is an exploded perspective view of a temperature detecting portion of a temperature sensor according to a second embodiment of the present invention.
【図7】同温度センサの温度検出部分の斜視図FIG. 7 is a perspective view of a temperature detecting portion of the temperature sensor.
【図8】同温度センサの温度検出部分の断面図FIG. 8 is a sectional view of a temperature detecting portion of the temperature sensor.
【図9】従来の温度センサの概略断面図FIG. 9 is a schematic sectional view of a conventional temperature sensor.
1 金属パイプ 2 セラミックス基板 3 温度検出素子 4 電極 4a ガラス含有導電ペースト 4b 重なり部分 5 無機充填材 6 保護キャップ 7,65,66 リード線 8 樹脂 9 絶縁体 10 ナット 11 支持部材 12 凹凸形状の孔 51 温度センサ素子 61,62 電気絶縁硝子 63 管状の金属製ハウジング 64 フランジ Reference Signs List 1 metal pipe 2 ceramic substrate 3 temperature detecting element 4 electrode 4a glass-containing conductive paste 4b overlapping portion 5 inorganic filler 6 protective cap 7, 65, 66 lead wire 8 resin 9 insulator 10 nut 11 support member 12 uneven hole 51 Temperature sensor element 61, 62 Electrically insulating glass 63 Tubular metal housing 64 Flange
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 齋藤 潔 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Kiyoshi Saito 1006 Kazuma Kadoma, Kadoma City, Osaka Inside Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Claims (14)
挿入され、膜状の温度検出素子および前記温度検出素子
の出力を電気的に取り出す膜状の電極を有する前記金属
パイプより長いセラミックス基板と、前記金属パイプと
前記セラミックス基板の隙間を埋める無機充填材と、前
記金属パイプの端部に配設され、前記セラミックス基板
の温度検出素子を有する部分を保護する保護キャップと
を備えた温度センサ。A ceramic substrate inserted into the metal pipe and having a film-shaped temperature detecting element and a film-shaped electrode for electrically extracting an output of the temperature detecting element, the ceramic substrate being longer than the metal pipe; A temperature sensor comprising: an inorganic filler filling a gap between the metal pipe and the ceramic substrate; and a protection cap disposed at an end of the metal pipe and protecting a portion of the ceramic substrate having a temperature detecting element.
リカの少なくとも1つ以上の成分からなる請求項1に記
載の温度センサ。2. The temperature sensor according to claim 1, wherein the inorganic filler comprises at least one component of alumina, zirconia, and silica.
項2に記載の温度センサ。3. The temperature sensor according to claim 2 , wherein Li 2 O is added to the inorganic filler.
挿入され、膜状の温度検出素子および前記温度検出素子
の出力を電気的に取り出す膜状の電極を有する前記金属
パイプより長いセラミックス基板と、前記金属パイプの
両端に配設され、前記金属パイプに挿通した前記セラミ
ックス基板を固定するキャップ状の支持部材と、前記セ
ラミックス基板の温度検出素子を有する部分を保護する
保護キャップとを備えた温度センサ。4. A ceramic substrate longer than the metal pipe having a metal pipe, a film-shaped temperature detecting element inserted into the metal pipe, and a film-shaped electrode for electrically extracting an output of the temperature detecting element. A cap-shaped support member disposed at both ends of the metal pipe and fixing the ceramic substrate inserted through the metal pipe; and a protective cap for protecting a portion of the ceramic substrate having a temperature detecting element. Sensor.
は4に記載の温度センサ。5. The temperature sensor according to claim 1, wherein a hole is provided in the protective cap.
れ、その底面に設けた孔の内周壁に複数の凹凸を設けた
請求項4に記載の温度センサ。6. The temperature sensor according to claim 4, wherein the cap-shaped support member is formed with a bottom, and a plurality of irregularities are provided on an inner peripheral wall of a hole provided on the bottom surface.
ャップがニッケル−クロム合金からなる請求項1または
4に記載の温度センサ。7. The temperature sensor according to claim 1, wherein the cap-shaped support member and the protective cap are made of a nickel-chromium alloy.
保護キャップとを金属パイプに対し同時に固定した請求
項4に記載の温度センサ。8. The temperature sensor according to claim 4, wherein the support member and the protection cap provided at the end of the metal pipe are fixed to the metal pipe at the same time.
ハンダ付けされ、そのハンダ付け部分を樹脂でモールド
した請求項1または4に記載の温度センサ。9. The temperature sensor according to claim 1, wherein a portion where the film-shaped electrode is taken out is soldered to a lead wire, and the soldered portion is molded with a resin.
なる請求項9に記載の温度センサ。10. The temperature sensor according to claim 9, wherein the resin is made of silicon or polyimide.
た請求項9に記載の温度センサ。11. The temperature sensor according to claim 9, wherein the lead wire is covered with a Teflon-based resin.
少なくともハンダ付けされる部分がガラス含有導電ペー
ストのみであり、前記ガラス含有導電ペーストを前記白
金ペーストに重なるように設けた請求項9に記載の温度
センサ。12. A film-like electrode comprising a platinum paste,
The temperature sensor according to claim 9, wherein at least a portion to be soldered is only the glass-containing conductive paste, and the glass-containing conductive paste is provided so as to overlap the platinum paste.
ウム系、または、銀−パラジウム−白金系の組成である
請求項12に記載の温度センサ。13. The temperature sensor according to claim 12, wherein the glass-containing conductive paste has a silver-palladium-based composition or a silver-palladium-platinum-based composition.
スタである請求項1または4に記載の温度センサ。14. The temperature sensor according to claim 1, wherein the temperature detection element is platinum or a thermistor.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP200598A JPH11201832A (en) | 1998-01-08 | 1998-01-08 | Temperature sensor |
PCT/JP1999/000044 WO1999035475A1 (en) | 1998-01-08 | 1999-01-08 | Temperature sensor and method of manufacturing |
US09/380,952 US6297723B1 (en) | 1998-01-08 | 1999-01-08 | Temperature sensor and method of manufacturing the same |
EP99900155A EP0965826A4 (en) | 1998-01-08 | 1999-01-08 | Temperature sensor and method of manufacturing |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP200598A JPH11201832A (en) | 1998-01-08 | 1998-01-08 | Temperature sensor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11201832A true JPH11201832A (en) | 1999-07-30 |
Family
ID=11517292
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP200598A Pending JPH11201832A (en) | 1998-01-08 | 1998-01-08 | Temperature sensor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11201832A (en) |
-
1998
- 1998-01-08 JP JP200598A patent/JPH11201832A/en active Pending
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