Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP5326600B2 - Temperature sensor and manufacturing method thereof - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP5326600B2 - Temperature sensor and manufacturing method thereof - Google Patents

Temperature sensor and manufacturing method thereof Download PDF

Info

Publication number
JP5326600B2
JP5326600B2 JP2009012583A JP2009012583A JP5326600B2 JP 5326600 B2 JP5326600 B2 JP 5326600B2 JP 2009012583 A JP2009012583 A JP 2009012583A JP 2009012583 A JP2009012583 A JP 2009012583A JP 5326600 B2 JP5326600 B2 JP 5326600B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
temperature
protective layer
coating layer
filler
pair
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2009012583A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2010169544A (en
Inventor
阿部  信男
春宣 栗山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP2009012583A priority Critical patent/JP5326600B2/en
Publication of JP2010169544A publication Critical patent/JP2010169544A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5326600B2 publication Critical patent/JP5326600B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)

Description

本発明は、自動車排ガス等の被測定流体が流通する流路内に突出するように配置され、非測定流体の温度を検出す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 that is disposed so as to protrude into a flow path through which a fluid to be measured such as automobile exhaust gas flows, and a method for manufacturing the same.

自動車エンジンの排ガス規制に対応するため、NOxの発生を抑制する排ガス再循環システム(以下、EGRシステム)や、触媒等を用いた排ガス処理システムが広く利用されている。これらのシステムでは、EGRガス又は排ガス流路内に温度センサを設けてEGRガス又は排ガス温度に基づく最適な制御を実施することで、排気エミッションの低減を図っている。このような用途に用いられる温度センサには、高応答で検出温度範囲の広い温度センサが求められ、温度により抵抗が変化する感温素子を用いた温度センサが用いられる。   An exhaust gas recirculation system (hereinafter referred to as an EGR system) that suppresses the generation of NOx and an exhaust gas treatment system that uses a catalyst or the like are widely used in order to comply with exhaust gas regulations for automobile engines. In these systems, exhaust emission is reduced by providing a temperature sensor in the EGR gas or exhaust gas flow path and performing optimum control based on the EGR gas or exhaust gas temperature. As a temperature sensor used for such an application, a temperature sensor having a high response and a wide detection temperature range is required, and a temperature sensor using a temperature-sensitive element whose resistance changes with temperature is used.

上記の温度により抵抗が変化する感温素子を用いた温度センサは、一般的に、一対の電極が接合されたサーミスタ素子と、上記サーミスタ素子の電極に接合された一対の電極線と、該一対の電極線にそれぞれ接続された一対の信号線と、該信号線を内蔵する碍子管と、上記サーミスタ素子を覆うように先端部に配設されたカバーとを有する。   In general, a temperature sensor using a temperature-sensitive element whose resistance varies with temperature is generally a thermistor element in which a pair of electrodes are joined, a pair of electrode wires joined to the electrodes of the thermistor element, and the pair A pair of signal lines connected to the respective electrode lines, an insulator tube incorporating the signal lines, and a cover disposed at the tip so as to cover the thermistor element.

そして、電極線のサーミスタ素子への接合は、例えば、サーミスタ素子の表面にPtペースト(白金ペースト)を塗布して電極線を貼り付けた後、焼き付けることにより行われる。ところが、エンジン付近に温度センサを設置する場合などにおいては、大きな振動が温度センサに伝わり、サーミスタ素子が振動して、サーミスタ素子と電極線との接合部が断線してしまうおそれがある。また、カバー内の還元ガスによってサーミスタ素子が変質し、抵抗特性が変化してしまうおそれがある。
そこで、感温素子を、電極線との接合部を含めて、ガラスによって封止した構造を有する感温体を用いた温度センサがある(特許文献1、2参照)。このような構造を有する感温体は、ガラスの固着力により感温素子と電極線の安定した導通特性を確保することができる。
The bonding of the electrode wire to the thermistor element is performed, for example, by applying a Pt paste (platinum paste) on the surface of the thermistor element and attaching the electrode wire, followed by baking. However, when a temperature sensor is installed near the engine, large vibrations are transmitted to the temperature sensor, the thermistor element vibrates, and the junction between the thermistor element and the electrode wire may be disconnected. Further, the thermistor element may be altered by the reducing gas in the cover, and the resistance characteristic may be changed.
Therefore, there is a temperature sensor using a temperature sensing element having a structure in which a temperature sensing element is sealed with glass including a joint with an electrode wire (see Patent Documents 1 and 2). The temperature sensing element having such a structure can secure a stable conduction characteristic between the temperature sensing element and the electrode wire by the fixing force of the glass.

感温素子をガラス封止した構造を有する感温体は、上述したように安定した導通特性を確保することができるが、感温素子と電極線を封止、固定しているガラスに感温素子まで達するクラックが発生すると、感温素子の温度に対する電気的特性が変化し、抵抗異常を引き起こし、温度検出誤差に至るという問題がある。
このような問題に対し、従来は、金属カバーと感温体の隙間を拡大し充填材による振動の抑制や、使用温度域の低下によりガラスクラックの発生を防止していた(特許文献3)。
Although the temperature sensing element having a structure in which the temperature sensing element is glass-sealed can secure stable conduction characteristics as described above, the temperature sensing element is bonded to the glass in which the temperature sensing element and the electrode wire are sealed and fixed. When a crack reaching the element occurs, there is a problem that the electrical characteristics with respect to the temperature of the temperature-sensitive element change, causing a resistance abnormality and leading to a temperature detection error.
Conventionally, with respect to such a problem, the gap between the metal cover and the temperature sensitive body has been enlarged to suppress the occurrence of glass cracks by suppressing the vibration caused by the filler and lowering the operating temperature range (Patent Document 3).

また、特許文献4には、充填材と検出素子との間、あるいは、充填材と金属ケースの内面との間の少なくとも一方にコーティング材を設けてなることにより、温度検出による金属ケースの伸縮がそのまま充填材を介して温度検出素子に伝達されることによる温度検出素子の損傷を防止することができる温度検出装置が記載されている。そして、充填材としてアルカリ性の溶剤を含むものを用いた場合にはコーティング材は用いなくても良いことが記載されている。   Patent Document 4 discloses that a metal case is expanded or contracted due to temperature detection by providing a coating material between the filler and the detection element or between the filler and the inner surface of the metal case. A temperature detection device is described that can prevent damage to the temperature detection element by being transmitted to the temperature detection element through the filler as it is. And it is described that a coating material does not need to be used when a filler containing an alkaline solvent is used.

特開平3−92735号公報Japanese Patent Laid-Open No. 3-92735 特開2002−350241号公報JP 2002-350241 A 特開平7−43220号公報JP 7-43220 A 特開平7−159250号公報JP 7-159250 A

しかしながら、これらの技術では、ガラスクラックの発生の防止効果は不十分である。
そして、鋭意研究を重ねたところ、ガラスクラックは、使用開始時にガラスの表面に微小クラックが存在しており、使用開始後にガラスの内部応力、振動等の外部応力、熱応力等の応力がガラス表面に存在する微小クラックに集中し、微小クラックが進展、拡大することにより発生していることがわかった。
However, these techniques are insufficient in preventing the occurrence of glass cracks.
As a result of extensive research, glass cracks are found on the glass surface at the start of use, and after the start of use, stresses such as internal stress of glass, external stress such as vibration, and thermal stress are observed on the glass surface. It was found that the microcracks were generated by concentrating on the microcracks that existed in the surface and progressing and expanding.

また、上記ガラス表面に存在するクラックは、上記温度センサの作製時に形成されることを見出した。具体的には、上記感温体は、一般的に、予め内部に充填材を構成するスラリーを配置した上記金属カバー内に挿入し、上記スラリーを乾燥させることにより、上記金属カバー内に配置される。そして、上記スラリーを乾燥させる際に発生する水分と、ガラスのSiO2とが反応し、SiO2がSiOHに置換されることにより、結合力の低下が生じ、ガラス表面に微小なクラックが発生する。 Moreover, it discovered that the crack which exists in the said glass surface was formed at the time of preparation of the said temperature sensor. Specifically, the temperature sensing element is generally placed in the metal cover by inserting the slurry into the metal cover in which the slurry constituting the filler is previously disposed and drying the slurry. The Then, moisture generated when the slurry is dried reacts with SiO 2 of the glass, and SiO 2 is replaced with SiOH, resulting in a decrease in bonding force and generation of minute cracks on the glass surface. .

また、上記ガラスの内部応力は、溶融状態から固まる際に、ガラス自体が歪むことにより必ず発生するため、その発生を防止することは困難である。また、使用時における上記外部応力、熱応力等はなくすことができない。そのため、一度微小クラックが発生してしまうと、特に高温においては、その進展(拡大)を確実に抑制することは困難である。   Further, the internal stress of the glass is inevitably generated when the glass itself is distorted when it is hardened from the molten state, so that it is difficult to prevent the generation of the internal stress. Further, the external stress, thermal stress and the like during use cannot be eliminated. Therefore, once a microcrack is generated, it is difficult to reliably suppress the progress (expansion) particularly at high temperatures.

また、使用前(車両搭載前)の時点では、微小クラックが存在していても、感温素子の抵抗値特性に影響はない。しかし、その微小クラックが、のちに進展、拡大し、抵抗異常を引き起こすおそれがある。そのため、従来は、微小クラックの存在が確認された温度検出素子は廃棄しなければならず、信頼性が低く、生産性が悪く、生産コストも高くなるという問題があった。   In addition, even before the use (before vehicle mounting), even if a micro crack exists, the resistance value characteristic of the temperature sensing element is not affected. However, the micro cracks may later develop and expand, causing a resistance abnormality. For this reason, conventionally, a temperature detecting element in which the presence of a microcrack has been confirmed has to be discarded, and there is a problem that reliability is low, productivity is low, and production cost is high.

本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたものであって、高温耐熱性に優れ、信頼性の高い温度センサ、及びその製造方法を提供しようとするものである。   The present invention has been made in view of such conventional problems, and an object of the present invention is to provide a temperature sensor excellent in high-temperature heat resistance and high in reliability, and a method for manufacturing the same.

第1の発明は、感温素子に一対の電極線を接合し、上記感温素子と上記一対の電極線の一部とを共に封止するガラスよりなる保護層を形成し、該保護層の表面の一部又は全部を覆う被覆層を形成することにより温度検出素子を得る温度検出素子作製工程と、
上記温度検出素子を、予め内部に充填材用スラリーを充填した金属カバー内に挿入し配置する配置工程と、
上記充填材用スラリーを乾燥させる乾燥工程とを有し、
上記温度検出素子作製工程において、上記被覆層は、上記保護層の表面のうち、少なくとも上記感温素子の後端部に相当する位置よりも先端側の部分に形成され、
且つ、上記被覆層は、主成分がシリコーンレジンよりなる撥水性及び耐熱性を有するものであり、
上記充填材用スラリーは、脱水縮合により硬化するスラリーであることを特徴とする温度センサの製造方法にある(請求項1)。
According to a first aspect of the present invention, a pair of electrode wires are joined to the temperature sensitive element, a protective layer made of glass that seals both the temperature sensitive element and a part of the pair of electrode wires is formed, A temperature detection element manufacturing step for obtaining a temperature detection element by forming a coating layer covering part or all of the surface;
An arrangement step of inserting and arranging the temperature detection element in a metal cover previously filled with slurry for filler,
A drying step for drying the slurry for filler,
In the temperature detection element manufacturing step, the covering layer is formed on a portion of the surface of the protective layer at least on the tip side from a position corresponding to the rear end portion of the temperature sensitive element,
And the said coating layer has water repellency and heat resistance which a main component consists of a silicone resin ,
The filler slurry is a slurry that hardens by dehydration condensation. (Claim 1)

第2の発明は、感温素子と、該感温素子に接続された一対の電極線と、上記感温素子と上記一対の電極線の一部とを共に封止するガラスよりなる保護層と、該保護層の表面の一部又は全部を覆う被覆層とを有する温度検出素子と、
上記一対の電極線に接続された一対の信号線と、
該信号線を内蔵する碍子管と、
上記温度検出素子及び上記碍子管を覆うように先端部に配設された金属カバーと、
該金属カバーと上記温度検出素子あるいは上記碍子管との間に介在させた充填材とを有し、
上記被覆層は、上記保護層の表面のうち、少なくとも上記感温素子の後端部に相当する位置より先端側の部分に形成されており、且つ、主成分がシリコーンレジンよりなる撥水性及び耐熱性を有するものであることを特徴とする温度センサにある(請求項3)。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a temperature sensing element, a pair of electrode wires connected to the temperature sensing element, and a protective layer made of glass that seals both the temperature sensing element and a part of the pair of electrode wires. A temperature detection element having a coating layer covering part or all of the surface of the protective layer;
A pair of signal lines connected to the pair of electrode lines;
An insulator tube containing the signal line;
A metal cover disposed at the tip so as to cover the temperature detecting element and the insulator tube;
A filler interposed between the metal cover and the temperature detecting element or the insulator tube,
The coating layer is formed on the surface of the protective layer at least on the tip side from a position corresponding to the rear end portion of the temperature sensitive element, and the water repellent and heat resistant main component is a silicone resin. It is in the temperature sensor characterized by having the property ( Claim 3 ).

上述したように、保護層の表面に微小クラックが存在する場合には、ガラスの内部応力、振動等の外部応力、熱応力等の応力がガラス表面に存在する微小クラックに集中し、微小クラックの進展、拡大が発生し易くなるため、一度発生した微小クラックの進展、拡大を確実に抑制することは困難である。   As described above, when microcracks are present on the surface of the protective layer, stresses such as internal stress of glass, external stress such as vibration, and thermal stress are concentrated on the microcracks existing on the glass surface. Since progress and expansion are likely to occur, it is difficult to reliably suppress the progress and expansion of the microcrack once generated.

そして、第1の発明の温度センサの製造方法は、保護層の表面における微小クラックの発生の防止に着目したものである。本発明において最も注目すべき点は、上記温度検出素子作製工程において、上記保護層の表面の特定の部位に、予め特定の性質を有する上記被覆層を設けることにある。これにより、温度センサの作製過程において保護層上の特定部分に微小クラックが発生することを抑制し、感温素子の抵抗異常を引き起こすガラスクラックの発生を防止することができ、高温耐熱性に優れ、信頼性の高い温度センサを得ることができる。   And the manufacturing method of the temperature sensor of 1st invention pays attention to prevention of generation | occurrence | production of the micro crack in the surface of a protective layer. The most notable point in the present invention is that the coating layer having a specific property is provided in advance on a specific portion of the surface of the protective layer in the temperature detection element manufacturing step. This suppresses the occurrence of microcracks in specific parts on the protective layer in the process of manufacturing the temperature sensor, prevents the occurrence of glass cracks that cause abnormal resistance of the temperature sensitive element, and is excellent in high temperature heat resistance. A highly reliable temperature sensor can be obtained.

温度センサにおいて、温度検出素子は、金属カバー内に充填材を介して外部との気密確保された状態で収容されている。つまり、上記充填材スラリーの乾燥後は、温度検出素子が水分と接触することはほとんどない。そのため、使用中(車両登載中)に水分と保護層のガラスとが反応し、微小クラックが発生することは考え難い。
このことから、温度センサ作製過程において微小クラックの発生を防ぐことができれば、使用中(車両搭載中)に、ガラスの内部応力、振動等の外部応力、熱応力等の応力が局所的に集中することを防ぎ、抵抗異常を引き起こすクラックの発生を効果的に抑制することができると考えられる。
In the temperature sensor, the temperature detection element is accommodated in a metal cover in a state of being airtight with the outside via a filler. That is, the temperature detecting element hardly comes into contact with moisture after the filler slurry is dried. For this reason, it is unlikely that the moisture reacts with the glass of the protective layer during use (during vehicle mounting) and microcracks are generated.
Therefore, if the generation of microcracks can be prevented in the temperature sensor manufacturing process, internal stress of glass, external stress such as vibration, and stress such as thermal stress are locally concentrated during use (during vehicle mounting). It is considered that the occurrence of cracks that cause resistance abnormalities can be effectively suppressed.

本発明では、上述したように、上記温度検出素子を、予め内部に充填材用スラリーを配置させた金属カバー内に挿入し配置した後、上記充填材用スラリーを乾燥させる。
そして、上記充填材用スラリーは、脱水縮合により硬化するスラリーである。
そのため、上記乾燥工程においては、上記充填材用スラリーの脱水縮合により、水分が発生する。発生した水分は乾燥工程で排除するが工程中は、上記温度検出素子は水蒸気に曝されることとなる。
In the present invention, as described above, the temperature detecting element is inserted and disposed in a metal cover in which the filler slurry is previously disposed, and then the filler slurry is dried.
And the said slurry for fillers is a slurry hardened | cured by dehydration condensation.
Therefore, in the drying step, moisture is generated by dehydration condensation of the filler slurry. The generated moisture is excluded in the drying process, but the temperature detecting element is exposed to water vapor during the process.

しかし、本発明では、上記ガラスよりなる保護層の表面上の特定の部位を覆う上記被覆層を予め設ける。これにより、上記乾燥工程において、上記被覆層で覆われた部分の保護層が水分に曝されることを防ぐことができる。そして、水分との接触を遮断し、水分と保護層を構成するガラスとの反応を抑制することにより、温度センサの作製過程において上記特定の部位に微小クラックが発生することを抑制することができる。そのため、使用中(車両搭載中)に、ガラスの内部応力、振動等の外部応力や、熱応力等の応力がかかったとしても、その応力が局所的に集中することを防ぎ、抵抗異常を引き起こすクラックの発生を抑制することができる。   However, in this invention, the said coating layer which covers the specific site | part on the surface of the protective layer which consists of said glass is provided previously. Thereby, in the said drying process, it can prevent that the part of protective layer covered with the said coating layer is exposed to a water | moisture content. Then, by blocking the contact with moisture and suppressing the reaction between the moisture and the glass constituting the protective layer, it is possible to suppress the occurrence of microcracks in the specific part in the temperature sensor manufacturing process. . Therefore, even when external stress such as internal stress of glass, vibration, or thermal stress is applied during use (mounted on the vehicle), it prevents local concentration of the stress and causes abnormal resistance. Generation of cracks can be suppressed.

また、上記被覆層は、保護層と水分との接触を防止するだけでなく、温度センサの作製過程等において、他物質と接触すること等により保護層に傷がつくことを防ぐ効果も有する。   The covering layer not only prevents contact between the protective layer and moisture, but also has an effect of preventing the protective layer from being damaged due to contact with other substances in the temperature sensor manufacturing process.

なお、上記被覆層は、撥水性及び耐熱性を有するものである。
上記被覆層は、水を透過させない撥水性、及び、水が蒸発する温度条件において耐性を有する耐熱性を有することにより、上記乾燥工程において、被覆層形成部分での水分と保護層との接触を遮断することができる。また、上記耐熱性は、水分の乾燥条件である100℃以上の耐熱性が必要である。
The coating layer has water repellency and heat resistance.
The coating layer has water repellency that does not allow water to permeate and heat resistance that is resistant to the temperature conditions at which water evaporates, so that in the drying step, the moisture and the protective layer are brought into contact with each other at the coating layer forming portion. Can be blocked. The heat resistance needs to be 100 ° C. or higher, which is a moisture drying condition.

また、上記被覆層は、上記保護層の表面のうち、少なくとも上記感温素子の後端部に相当する位置よりも先端側の部分に形成される。つまり、上記感温素子の先端面、側面方向の保護層は被覆層により覆われた状態となる。
抵抗異常は感温素子近傍のクラックで発生するため、少なくとも上記保護層の表面のうち感温素子の後端部に相当する位置より先端側の範囲を覆うように被覆層を形成すれば、たとえ被覆層の非被覆部で微小クラックが発生したとしても、抵抗異常を引き起こすクラックの発生は抑制することができる。
ここで、先端側とは、温度センサにおける軸方向先端側である。
Moreover, the said coating layer is formed in the part of the front end side rather than the position corresponding to the rear-end part of the said thermosensitive element among the surfaces of the said protective layer. In other words, the protective layer in the front end surface and the side surface direction of the temperature sensitive element is covered with the coating layer.
Since a resistance abnormality occurs due to a crack in the vicinity of the temperature sensitive element, if a covering layer is formed so as to cover at least the range corresponding to the rear end of the temperature sensitive element on the surface of the protective layer, the covering layer is covered. Even if a microcrack occurs in the non-covered portion of the coating layer, the generation of a crack that causes resistance abnormality can be suppressed.
Here, the front end side is the front end side in the axial direction of the temperature sensor.

本発明は、上述したように、上記保護層の必要な部分に、予め上記被覆層を形成しておくことにより、脱水縮合により硬化するスラリーを用いても、上記被覆層形成部分における微小クラックの発生を防止することかできる。
このように、抵抗異常を引き起こすクラックの発生原因となる微小クラックの発生を防止することにより、従来と比較して、信頼性を格段に向上させることができる。また、高温での使用であっても、クラック発生の抑制効果を得ることができ、高温耐熱性を有することができる。
As described above, according to the present invention, even if a slurry that is cured by dehydration condensation is used by forming the coating layer in advance on a necessary portion of the protective layer, microcracks in the coating layer forming portion can be prevented. Occurrence can be prevented.
In this way, by preventing the occurrence of microcracks that cause the occurrence of cracks that cause resistance abnormalities, the reliability can be significantly improved as compared with the prior art. Moreover, even if it is the use at high temperature, the suppression effect of crack generation can be acquired and it can have high temperature heat resistance.

また、本発明の製造方法は、上記被覆層の形成領域、及び上記被覆層の構成材料を制限することにより、抵抗異常を引き起こすクラックの発生を抑制するものである。そのため、保護層を形成するガラスの材質や、充填材スラリーの材質等に特に制限はなく、公知の種々の材料を用いることができる。   Moreover, the manufacturing method of this invention suppresses generation | occurrence | production of the crack which causes resistance abnormality by restrict | limiting the formation area of the said coating layer, and the constituent material of the said coating layer. Therefore, there are no particular limitations on the material of the glass forming the protective layer, the material of the filler slurry, etc., and various known materials can be used.

また、近年では、自動車エンジンからの排ガス規制が強化される傾向にあり、NOx発生量の大幅な削減が求められている。また、EGRシステムの高精度化、制御温度域の拡大化に伴い、温度センサは高応答性、高温耐熱性の要求が大きくなっている。そして、高応答性要求から金属カバーの細径化が必要となり、金属カバーの細径化のみならず、感温体の径小化、また、金属カバーと感温体の隙間縮小が求められている。   In recent years, regulations on exhaust gas from automobile engines tend to be strengthened, and a significant reduction in the amount of NOx generated is required. In addition, as the accuracy of the EGR system is increased and the control temperature range is expanded, demands for high responsiveness and high temperature heat resistance are increasing. And, due to the demand for high responsiveness, it is necessary to reduce the diameter of the metal cover, not only reducing the diameter of the metal cover, but also reducing the diameter of the temperature sensor and reducing the gap between the metal cover and the temperature sensor. Yes.

本発明の製造方法により得られる高温耐熱性、信頼性の効果は、金属カバーの細径化、感温体の径小化、金属カバーと感温体の隙間縮小を行う場合であっても、同様に得ることができる。そのため、本発明の製造方法を採用し、金属カバーの細径化、感温体の径小化、金属カバーと感温体の隙間縮小を行う場合には、高温耐熱性に優れ、信頼性が高いのみならず、高応答性を有する温度センサを製造することができる。   The high temperature heat resistance obtained by the production method of the present invention, the effect of reliability, even when reducing the diameter of the metal cover, reducing the diameter of the temperature sensor, and reducing the gap between the metal cover and the temperature sensor, It can be obtained similarly. Therefore, when adopting the manufacturing method of the present invention to reduce the diameter of the metal cover, reduce the diameter of the temperature sensing element, and reduce the gap between the metal cover and the temperature sensing element, it is excellent in high temperature heat resistance and reliable. A temperature sensor having not only high but also high responsiveness can be manufactured.

このように、本発明によれば、高温耐熱性に優れ、信頼性の高い温度センサの製造方法を提供できることがわかる。   Thus, according to this invention, it turns out that it is excellent in high temperature heat resistance, and can provide the manufacturing method of a reliable temperature sensor.

第2の発明の温度センサは、保護層の表面の特定の部分に被覆層が形成されている。そのため、温度センサの作製過程において、上記被覆層形成部分の保護層が水分に曝されることはなく、水分との反応が防止されているため、保護層表面に微小クラックが発生しているとは考え難い。そして、上記被覆層形成部分に微小クラックが存在していない温度センサは、使用中(車両搭載中)に、ガラスの内部応力、振動等の外部応力、熱応力等の応力が局所的に集中することを防ぎ、感温素子の抵抗異常を引き起こすクラックの発生を抑制することができる。そのため、本発明によれば、高温耐熱性に優れ、信頼性の高い温度センサを提供できることがわかる。   In the temperature sensor of the second invention, a coating layer is formed on a specific portion of the surface of the protective layer. Therefore, in the process of manufacturing the temperature sensor, the protective layer in the coating layer forming part is not exposed to moisture, and the reaction with moisture is prevented. Is hard to think. And the temperature sensor in which the micro crack does not exist in the coating layer forming part locally stresses such as internal stress of glass, external stress such as vibration, and thermal stress during use (during vehicle mounting). This can be prevented and the occurrence of cracks that cause abnormal resistance of the temperature sensitive element can be suppressed. Therefore, according to this invention, it turns out that it is excellent in high temperature heat resistance and can provide a reliable temperature sensor.

実施例1における、温度センサの製造方法を示す説明図。Explanatory drawing which shows the manufacturing method of the temperature sensor in Example 1. FIG. 実施例1における、温度センサを示す説明図。FIG. 3 is an explanatory diagram showing a temperature sensor in the first embodiment. 比較例1における、温度センサを示す説明図。Explanatory drawing which shows the temperature sensor in the comparative example 1. FIG. 実験例1における、冷熱耐久試験の結果を示すグラフ図。The graph figure which shows the result of the thermal endurance test in Experimental example 1. FIG.

第1の発明の温度センサの製造方法は、上述したように、温度検出素子作製工程と、配置工程と、乾燥工程とを有する。
上記温度検出素子作製工程は、感温素子に一対の電極線を接合し、上記感温素子と上記一対の電極線の一部とを共に封止するガラスよりなる保護層を形成し、該保護層の表面の一部又は全部を覆う被覆層を形成することにより温度検出素子を得る。
上記感温素子としては、サーミスタ素子を用いることが好ましい。
As described above, the method for manufacturing a temperature sensor according to the first aspect of the present invention includes a temperature detection element manufacturing step, an arrangement step, and a drying step.
In the temperature detection element manufacturing step, a pair of electrode wires are joined to the temperature sensing element, a protective layer made of glass that seals both the temperature sensing element and a part of the pair of electrode wires is formed, and the protection is performed. A temperature detection element is obtained by forming a coating layer covering part or all of the surface of the layer.
As the temperature sensitive element, a thermistor element is preferably used.

また、上記電極線としては、ジュメット線(銅被覆ニッケル鋼線)や白金線を用いることができ、ジュメット線を用いることが好ましい。ジュメット線は、Fe−Ni合金からなる線材の表面にCu中間層を被覆し、さらにCu2O層、あるいはCu2O層上に硼砂(Na247)を焼き付けたものである。 Moreover, as said electrode wire, a dumet wire (copper covering nickel steel wire) and a platinum wire can be used, and it is preferable to use a dumet wire. Dumet wire is to coat the Cu intermediate layer on the surface of the wire made of Fe-Ni alloy, baked further Cu 2 O layer, or Cu 2 O borax on the layer (Na 2 B 4 O 7) .

また、上記保護層を形成するガラスとしては、従来より感温素子の被覆に用いられている種々のガラスを用いることができ、例えば、鉛系ガラス、鉛を含まないビスマス系ガラス等を用いることが好ましい。   Moreover, as glass which forms the said protective layer, the various glass conventionally used for the coating of a temperature sensitive element can be used, for example, lead system glass, the bismuth system glass which does not contain lead, etc. are used. Is preferred.

また、上記被覆層を構成する材料としては、撥水性及び耐熱性を有するものを用いる必要がある。そして、上記被覆層は、主成分がシリコーンレジンよりなる
シリコーンレジンは、特に、耐熱性、撥水性に優れるため、上記被覆層を形成する材料として好ましい。シリコーンレジンは、分子構造の主骨格を形成するシロキサン結合の結合エネルギーが大きく、熱分解温度が高いため非常に耐熱性に優れている。また、分子中のメチル基配向により、硬化物の表面は優れた撥水効果を有することができる。シリコーンレジンとしては、メチルシリコーンレジン、メチルフェニルシリコーンレジン等を用いることができる。
Moreover, as a material which comprises the said coating layer, it is necessary to use what has water repellency and heat resistance. And as for the said coating layer, a main component consists of a silicone resin .
Silicone resin is particularly preferable as a material for forming the coating layer because it is excellent in heat resistance and water repellency. Silicone resins are extremely excellent in heat resistance because they have a large bond energy of siloxane bonds that form the main skeleton of the molecular structure and a high thermal decomposition temperature. Further, the surface of the cured product can have an excellent water repellent effect due to the orientation of methyl groups in the molecule. As the silicone resin, methyl silicone resin, methylphenyl silicone resin, and the like can be used.

また、上記配置工程は、上記温度検出素子を、内部に充填材用スラリーを充填した金属カバー内に挿入して配置する。
上記金属カバーとしては、ステンレス鋼またはNi基耐熱合金からなるものを用いることが好ましい。
Moreover, the said arrangement | positioning process inserts and arrange | positions the said temperature detection element in the metal cover which filled the slurry for fillers inside.
The metal cover is preferably made of stainless steel or Ni-base heat-resistant alloy.

また、上記充填材用スラリーは、脱水縮合により硬化するスラリー状の充填材である。
硬化性、生産性の観点から、脱水縮合反応により硬化する充填材用スラリーを用いることが最適である。
そして、脱水縮合により硬化するスラリー状の充填材としては、例えば、Al23、SiO2を主成分とし、Li2Oを含有するスラリーや、Al23、SiO2を主成分とし、MgO、Zr2Oを含有するスラリー等を用いることができる。
The filler slurry is a slurry filler that is cured by dehydration condensation.
From the viewpoint of curability and productivity, it is optimal to use a slurry for filler that cures by a dehydration condensation reaction.
And as a slurry-like filler that cures by dehydration condensation, for example, Al 2 O 3 , SiO 2 as the main component, a slurry containing Li 2 O, Al 2 O 3 , SiO 2 as the main component, A slurry containing MgO or Zr 2 O can be used.

また、一般的に、アルカリ性を示す充填材用スラリーは、ガラスとの相性が悪いとされており、従来は用いられることはなかったが、上記被覆層を設けることにより、その接触を遮断することができるため、アルカリ性を示す充填材用スラリーを適用する場合にも、保護層の表面における微小クラックの発生を防止することができるという効果を得ることができる。また、上記アルカリ性の度合いは、pH10〜12程度であることが好ましい。   Moreover, generally, the filler slurry showing alkalinity is said to have poor compatibility with glass and has not been used in the past, but by providing the coating layer, the contact is blocked. Therefore, even when a filler slurry exhibiting alkalinity is applied, it is possible to obtain an effect that generation of microcracks on the surface of the protective layer can be prevented. The degree of alkalinity is preferably about pH 10-12.

脱水縮合以外の反応で硬化する充填材用スラリー、例えば、加水縮合反応(金属アルコキシド反応)により硬化するスラリー(溶媒がアルコール系であるスラリー)を用いる場合には、空気中の水分(湿度)と反応することにより硬化させるため、空気との接触面積が少なく、長時間の乾燥が必要であるという問題や、チューブ先端の素子周りは硬化が不安定となるという問題がある。   In the case of using a slurry for a filler that cures by a reaction other than dehydration condensation, for example, a slurry that cures by a hydrocondensation reaction (metal alkoxide reaction) (a slurry in which the solvent is an alcohol), moisture in the air (humidity) and In order to cure by reacting, there is a problem that the contact area with air is small and drying for a long time is necessary, and there is a problem that curing around the element at the tip of the tube becomes unstable.

また、上記金属カバー内に上記温度検出素子を挿入する際には、一般的に、上記温度検出素子における一対の電極線は、一対の信号線に接続され、そして、Al23等を主成分とし、2穴部を有する碍子管の該2穴部に、上記一対の信号線が挿入固定された状態となっている。
上記信号線としては、例えば、ステンレス鋼またはNi基耐熱合金からなるものを用いることができる。
また、上記碍子管は、温度検出素子の一対の電極線の絶縁を確保するものである。そして、例えば、上述したように、上記信号線を配置するための2穴部を有し、Al23を主成分とする碍子管等を用いることができる。
When inserting the temperature detection element into the metal cover, generally, a pair of electrode wires in the temperature detection element is connected to a pair of signal lines, and Al 2 O 3 or the like is mainly used. As a component, the pair of signal lines are inserted and fixed in the two holes of the insulator tube having two holes.
As the signal line, for example, one made of stainless steel or Ni-base heat resistant alloy can be used.
Moreover, the said insulator tube ensures the insulation of a pair of electrode wire of a temperature detection element. For example, as described above, an insulator tube having two holes for arranging the signal lines and mainly composed of Al 2 O 3 can be used.

また、上記乾燥工程では、上記充填材用スラリーを乾燥させる。
上記充填材用スラリーを乾燥させる方法としては、室温で15〜20分以上風乾した後、100〜150℃で30分以上保持する方法等がある。
In the drying step, the filler slurry is dried.
Examples of the method for drying the filler slurry include a method of air-drying at room temperature for 15 to 20 minutes or more and then holding at 100 to 150 ° C. for 30 minutes or more.

また、上記温度検出素子作製工程において、上記被覆層は、上記保護層の表面のうち、少なくとも上記感温素子の後端部に相当する位置よりも先端側の部分に形成される。
上記感温素子の後端部に相当する位置よりも先端側の部分に被覆層が形成されない場合には、上記乾燥工程において、被覆層の非形成部分に微小クラックが発生するおそれがある。そして、その微小クラックが、後に進展、拡大し、感温素子の抵抗異常を引き起こすクラックを発生させるおそれがあり、信頼性の低下につながる。
なお、上記被覆層は、上記感温素子の後端部に相当する位置より先端側の部分さえ被覆していれば、上記保護層の表面全部が被覆されていても良いし、上記保護層の表面の一部が露出していてもよい。そして、上記被覆層は、上記保護層の表面全面に形成されていることが最も好ましい。
Further, in the temperature detection element manufacturing step, the covering layer is formed at least on the front end side of the surface of the protective layer with respect to the position corresponding to the rear end of the temperature sensitive element.
If the coating layer is not formed in the portion on the tip side of the position corresponding to the rear end portion of the temperature sensitive element, there is a possibility that microcracks may be generated in the portion where the coating layer is not formed in the drying step. Then, the microcracks may develop and expand later, causing cracks that cause abnormal resistance of the temperature sensitive element, leading to a decrease in reliability.
The covering layer may cover the entire surface of the protective layer as long as it covers even the portion on the tip side from the position corresponding to the rear end of the temperature sensitive element. A part of the surface may be exposed. The covering layer is most preferably formed on the entire surface of the protective layer.

また、上記被覆層は厚みが2μm以上であることが好ましい(請求項2)。
この場合には、上記被覆層を設けた部分において、上記保護層と、水分との接触を確実に防止することができる。
上記被覆層の厚みが2μm未満である場合には、上記乾燥工程において、上記充填材用スラリーを乾燥させる際に発生する水分と、上記保護層を構成するガラスとの接触を十分に防ぐことができないおそれがある。
Moreover, it is preferable that the said coating layer is 2 micrometers or more in thickness ( Claim 2 ).
In this case, it is possible to reliably prevent contact between the protective layer and moisture in the portion where the coating layer is provided.
When the thickness of the coating layer is less than 2 μm, it is possible to sufficiently prevent the moisture generated when the filler slurry is dried and the glass constituting the protective layer in the drying step. It may not be possible.

また、上記被覆層を形成する効率的な方法は、上記保護層に液状でディッピングし、乾燥、加熱により形成する方法である。そして、被覆層の厚さは加工前の液体の粘度等により変化するが、1回のディッピングで最大20μm程度の被覆層が形成される。被覆層の厚さが過剰な設置は経済的ではないが、被覆層の確実な設置のため、ディッピング処理を2回実施することが好ましく、被覆層は40μm以下であることが好ましい。   An efficient method for forming the coating layer is a method in which the protective layer is dipped in a liquid state, dried, and heated. And although the thickness of a coating layer changes with the viscosity of the liquid before a process, etc., the coating layer about 20 micrometers at maximum is formed by one dipping. Although installation with an excessive thickness of the coating layer is not economical, it is preferable to carry out dipping treatment twice for reliable installation of the coating layer, and the coating layer is preferably 40 μm or less.

第2の発明の温度センサは、上述したように、温度検出素子と、信号線と、碍子管と、金属カバーと、充填材とを有し、上記温度検出素子は、感温素子と、該感温素子に接続された一対の電極線と、上記感温素子と上記一対の電極線の一部とを共に封止するガラスよりなる保護層と、該保護層の表面の一部又は全部を覆うように配設された被覆層とを有する。
これらを構成する好ましい材料は、上述した通りである。
As described above, the temperature sensor of the second invention has a temperature detection element, a signal line, an insulator tube, a metal cover, and a filler. The temperature detection element includes a temperature sensing element, A pair of electrode wires connected to the temperature sensitive element, a protective layer made of glass that seals both the temperature sensitive element and a part of the pair of electrode wires, and a part or all of the surface of the protective layer. And a covering layer arranged to cover.
Preferred materials constituting these are as described above.

そして、本発明の温度センサは、上記第1の発明の温度センサの製造方法を行うことによって確実に得ることができる。
また、上記温度センサが自動車排ガス等の被測定流体が流通する流路内に配置される際には、金属カバー内に充填材を介して収容した温度検出素子が流路内に突出するように配置される。
And the temperature sensor of this invention can be obtained reliably by performing the manufacturing method of the temperature sensor of the said 1st invention.
Further, when the temperature sensor is disposed in a flow path through which a fluid to be measured such as automobile exhaust gas flows, the temperature detection element accommodated in the metal cover via the filler is projected into the flow path. Be placed.

(実施例1)
本例は、本発明の実施例にかかる温度センサの製造方法について図1、及び図2を用いて説明する。
本例の温度センサの製造方法は、温度検出素子作製工程、配置工程、及び乾燥工程を有する。
以下、これを詳説する。
Example 1
In this example, a method for manufacturing a temperature sensor according to an example of the present invention will be described with reference to FIGS.
The manufacturing method of the temperature sensor of this example includes a temperature detection element manufacturing process, an arrangement process, and a drying process.
This will be described in detail below.

図1に示すように、上記温度センサ1の製造方法を行うに当たり、まず、感温素子2としてサーミスタ素子を用意した。また、感温素子2は、略直方体形状を有し、互いに平行な一対の面に、AuやPtを主成分としてなる一対の電極が形成されている。   As shown in FIG. 1, in performing the manufacturing method of the temperature sensor 1, first, a thermistor element was prepared as the temperature sensitive element 2. The temperature sensitive element 2 has a substantially rectangular parallelepiped shape, and a pair of electrodes mainly composed of Au or Pt is formed on a pair of parallel surfaces.

また、電極線3として、直径0.3mmのジュメット線を用意した。
また、保護層4を形成するガラスとして、鉛系ガラスを用意した。
また、被覆層5を形成する材料として、信越化学工業株式会社製シリコーンコーティング材KR−251を用意した。この材料は、撥水性及び耐熱性を有するものである。
また、充填材用スラリー71として、表1に示す水系充填材である、朝日化学工業株式会社製スミセラム S−30A−3を用意した。上記充填材用スラリー71は、脱水縮合により硬化するものである。
また、後述の、碍子82と信号線81とを固定するセメントとして、表1に示すアルコール系充填材である、株式会社スリーボンド製スリーボンド3732を用意した。このセメントは、水縮合反応(金属アルコキシド反応)により硬化するものである。
Further, a jumet wire having a diameter of 0.3 mm was prepared as the electrode wire 3.
Moreover, lead glass was prepared as the glass for forming the protective layer 4.
Moreover, Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. silicone coating material KR-251 was prepared as a material for forming the coating layer 5. This material has water repellency and heat resistance.
Moreover, Asahi Chemical Industry Co., Ltd. Sumiceram S-30A-3 which is the water-system filler shown in Table 1 was prepared as the slurry 71 for fillers. The filler slurry 71 is cured by dehydration condensation.
Moreover, as a cement for fixing the insulator 82 and the signal line 81 to be described later, ThreeBond 3732 manufactured by ThreeBond Co., Ltd., which is an alcohol-based filler shown in Table 1, was prepared. This cement is hardened by a water condensation reaction (metal alkoxide reaction).

Figure 0005326600
Figure 0005326600

そして、図1(a)に示すように、上記温度検出素子作製工程において、上記感温素子2に一対の電極線3を接合した。
具体的には、上記感温素子2の電極面に、Auを主成分とするペーストを塗布し、上記電極線3を貼付け、750℃にて焼き上げることにより上記感温素子2と上記電極線3とを接合した。
Then, as shown in FIG. 1A, a pair of electrode wires 3 were joined to the temperature sensitive element 2 in the temperature detecting element manufacturing step.
Specifically, a paste containing Au as a main component is applied to the electrode surface of the temperature sensing element 2, the electrode wire 3 is pasted, and baked at 750 ° C., thereby the temperature sensing element 2 and the electrode wire 3. And joined.

次に、図1(b)に示すように、上記感温素子2と上記一対の電極線3の一部とを共に封止するガラスよりなる保護層4を形成した。
具体的には、電極線3を接合した感温素子2をガラス管内に配置し、ガラスの溶融温度である約900℃にて熱処理することで保護層4を形成した。
Next, as shown in FIG. 1B, a protective layer 4 made of glass for sealing both the temperature sensitive element 2 and a part of the pair of electrode wires 3 was formed.
Specifically, the temperature-sensitive element 2 to which the electrode wire 3 was bonded was placed in a glass tube, and the protective layer 4 was formed by heat treatment at about 900 ° C., which is the glass melting temperature.

その後、図1(c)に示すように、上記保護層4の表面の一部を覆う被覆層5を形成し、温度検出素子6を得た。
具体的には、上記被覆層を形成する材料をディッピングすることにより上記保護層4に塗布し、乾燥させて被覆層5を形成した。
上記被覆層5の厚みは10μmであった。
Then, as shown in FIG.1 (c), the coating layer 5 which covers a part of surface of the said protective layer 4 was formed, and the temperature detection element 6 was obtained.
Specifically, the material for forming the coating layer was applied to the protective layer 4 by dipping and dried to form the coating layer 5.
The thickness of the coating layer 5 was 10 μm.

また、本例では、上記被覆層5は、上記保護層4の表面のうち、少なくとも上記感温素子2の後端部21に相当する位置よりも先端側の部分を含む範囲に形成した。
なお、被覆層5の形成は、今回の場合のように上記保護層4の形成直後に行っても良いし、後述する電極絶縁性確保工程の後に行ってもよい。
また、本例においては、上記被覆層5は上記保護層4の表面のうち上記特定の部分を含む一部に形成したが、上記保護層4の表面全部に形成してもよい。
Further, in this example, the covering layer 5 is formed in a range including at least a portion on the front end side of the surface of the protective layer 4 with respect to the position corresponding to the rear end portion 21 of the temperature sensitive element 2.
The formation of the covering layer 5 may be performed immediately after the formation of the protective layer 4 as in the present case, or may be performed after the electrode insulation ensuring step described later.
In the present example, the covering layer 5 is formed on a part of the surface of the protective layer 4 including the specific portion, but may be formed on the entire surface of the protective layer 4.

そして、図1(d)〜(h)に示すように、得られた温度検出素子6に、電極線絶縁性確保工程を施した。
具体的には、図1(d)に示すように、温度検出素子6の一対の電極線3と、ステンレス鋼またはNi基耐熱合金からなる2本の信号線81とを溶接した。
また、図1(e)に示すように、温度検出素子6の一対の電極線3、及び上記信号線81を一対の孔(2穴部821)を有する碍子管82に挿入し、絶縁を確保した。
碍子管82は、2穴部821を有し、円柱形状を有する。そして、上記2穴部821に上記信号線81を挿入し、上記セメントにより固定した。また、上記信号線81は、碍子管82の2穴部821から後端側に露出している。
And as shown to FIG.1 (d)-(h), the electrode wire insulation ensuring process was given to the obtained temperature detection element 6. FIG.
Specifically, as shown in FIG. 1 (d), a pair of electrode wires 3 of the temperature detecting element 6 and two signal wires 81 made of stainless steel or Ni-base heat-resistant alloy were welded.
Further, as shown in FIG. 1E, the pair of electrode wires 3 of the temperature detection element 6 and the signal line 81 are inserted into an insulator tube 82 having a pair of holes (two holes 821) to ensure insulation. did.
The insulator tube 82 has two holes 821 and has a cylindrical shape. And the said signal wire | line 81 was inserted in the said 2 hole part 821, and it fixed with the said cement. The signal line 81 is exposed to the rear end side from the two holes 821 of the insulator tube 82.

また、図1(f)、(g)に示すように、信号線81の後端は、かしめ及び溶接により外部リード線83と接続した。
そして、図1(h)に示すように、上記信号線81と上記外部リード線83との接続部を、テフロン(登録商標)チューブ86を用いて被覆した。また、上記リード線83をブッシュ85に挿通させ、該ブッシュ85をチューブホルダ84に挿通させた。
チューブホルダ84は、シリコーンワニスでコーティングしたガラス繊維からなる。
また、ブッシュ85はフッ素ゴムからなる。
また、図1(h)に示すように、内部に充填材用スラリー71を充填した金属カバー7を用意した。金属カバー7の外周には、内燃機関への取付けるためのネジ部73が配されている。金属カバー7は、ネジ部73の内側に挿嵌されている。ネジ部73は、ステンレス鋼またはFeのNiメッキ材からなる。
Further, as shown in FIGS. 1F and 1G, the rear end of the signal line 81 was connected to the external lead wire 83 by caulking and welding.
Then, as shown in FIG. 1 (h), the connection portion between the signal line 81 and the external lead wire 83 was covered with a Teflon (registered trademark) tube 86. Further, the lead wire 83 was inserted into the bush 85, and the bush 85 was inserted into the tube holder 84.
The tube holder 84 is made of glass fiber coated with a silicone varnish.
The bush 85 is made of fluoro rubber.
Moreover, as shown in FIG.1 (h), the metal cover 7 which filled the slurry 71 for fillers inside was prepared. On the outer periphery of the metal cover 7, a screw portion 73 for attachment to the internal combustion engine is disposed. The metal cover 7 is inserted into the screw portion 73. The screw part 73 is made of Ni plating material of stainless steel or Fe.

そして、配置工程において、図1(i)に示すように、上記温度検出素子6を、内部に充填材用スラリー71を充填した金属カバー7内に挿入し配置した。
その後、乾燥工程において、80℃で1.0時間、150℃で1.5時間加熱することにより上記充填材用スラリー71を乾燥させた。
Then, in the arranging step, as shown in FIG. 1 (i), the temperature detecting element 6 is inserted and arranged in the metal cover 7 filled with the filler slurry 71 therein.
Thereafter, in the drying step, the filler slurry 71 was dried by heating at 80 ° C. for 1.0 hour and at 150 ° C. for 1.5 hours.

そして、最後に、上記金属カバー7、チューブホルダ84、ブッシュ85、及び外部リード線83を、外方から、一体的にかしめ固定することにより、温度センサ1を得た。   Finally, the temperature sensor 1 was obtained by caulking and fixing the metal cover 7, the tube holder 84, the bush 85, and the external lead wire 83 integrally from the outside.

本例により得られた温度センサ1は、感温素子2と、該感温素子2に接続された一対の電極線3と、上記感温素子2と上記一対の電極線3の一部とを共に封止するガラスよりなる保護層4と、該保護層4の表面の一部又は全部を覆う被覆層5とを有する温度検出素子6と、上記一対の電極線3に接続された一対の信号線81と、該信号線81を内蔵する碍子管82と、上記温度検出素子6を覆うように先端部に配設された金属カバー7と、該金属カバー7と上記温度検出素子6あるいは上記碍子管82との間に介在させた充填材72とを有する。上記被覆層5は、上記保護層4の表面のうち、少なくとも上記感温素子2の後端部21に相当する位置より先端側の部分に形成されており、上記被覆層5は、撥水性及び耐熱性を有する。   The temperature sensor 1 obtained in this example includes a temperature sensing element 2, a pair of electrode wires 3 connected to the temperature sensing element 2, and the temperature sensing element 2 and a part of the pair of electrode wires 3. A pair of signals connected to the pair of electrode wires 3 and a temperature detecting element 6 having a protective layer 4 made of glass that is sealed together, and a covering layer 5 that covers part or all of the surface of the protective layer 4. A wire 81, an insulator tube 82 containing the signal line 81, a metal cover 7 disposed at the tip so as to cover the temperature detection element 6, the metal cover 7 and the temperature detection element 6, or the insulator And a filler 72 interposed between the pipe 82. The covering layer 5 is formed on the surface of the protective layer 4 at least on the front end side from the position corresponding to the rear end portion 21 of the temperature sensitive element 2. Has heat resistance.

また、本例の温度センサ1の製造方法では、上記温度検出素子作製工程において、上記保護層4の表面の特定の部位に、予め特定の性質を有する被覆層5を設けた。これにより、温度センサ1の作製過程において保護層4上の特定の部分に微小クラックが発生することを抑制し、感温素子2の抵抗異常を引き起こすガラスクラックの発生を防止することができ、高温耐熱性に優れ、信頼性の高い温度センサ1を得ることができる。   Moreover, in the manufacturing method of the temperature sensor 1 of this example, the coating layer 5 having a specific property was previously provided in a specific part of the surface of the protective layer 4 in the temperature detection element manufacturing step. Thereby, it is possible to suppress the occurrence of microcracks in a specific portion on the protective layer 4 in the manufacturing process of the temperature sensor 1, and to prevent the occurrence of glass cracks that cause abnormal resistance of the temperature sensitive element 2. A highly reliable temperature sensor 1 having excellent heat resistance can be obtained.

上記ガラスよりなる保護層4の表面上の特定の部位を覆うように、予め上記被覆層5を設けることにより、上記乾燥工程において、上記被覆層5で覆われた部分の保護層4が水分に曝されることを防ぐことができる。そして、水分との接触を遮断し、水分と保護層4を形成するガラスとの反応を抑制することにより、上記特定の部位において微小クラックが発生することを抑制することができる。そのため、使用中(車両搭載中)に、ガラスの内部応力、振動等の外部応力、熱応力等の応力が局所的に集中することを防ぎ、抵抗異常を引き起こすクラックの発生を抑制することができる。
また、上記被覆層5は、保護層4と水分との接触を防止するだけでなく、温度センサ1の作製過程等において、他物質と接触すること等により保護層4に傷がつくことを防ぐ効果も有する。
By providing the coating layer 5 in advance so as to cover a specific portion on the surface of the protective layer 4 made of glass, the protective layer 4 covered with the coating layer 5 is exposed to moisture in the drying step. It can be prevented from being exposed. And it can suppress that a microcrack generate | occur | produces in the said specific site | part by interrupting | blocking a contact with a water | moisture content and suppressing reaction with water | moisture content and the glass which forms the protective layer 4. FIG. Therefore, it is possible to prevent local stresses such as internal stress of glass, external stress such as vibration, and thermal stress from being concentrated locally during use (in-vehicle mounting), and to suppress the occurrence of cracks that cause resistance abnormalities. .
The covering layer 5 not only prevents contact between the protective layer 4 and moisture, but also prevents the protective layer 4 from being damaged due to contact with other substances in the manufacturing process of the temperature sensor 1. It also has an effect.

なお、上記被覆層5は、撥水性及び耐熱性を有するものである。
上記被覆層5は、水を透過させない撥水性、及び、水が蒸発する温度条件において耐性を有する耐熱性を有することにより、上記乾燥工程における保護層4を構成するガラスと水分との接触を防ぐことができる。
The covering layer 5 has water repellency and heat resistance.
The coating layer 5 has water repellency that does not allow water to permeate and heat resistance that is resistant to the temperature conditions at which water evaporates, thereby preventing contact between the glass constituting the protective layer 4 and moisture in the drying step. be able to.

また、上記被覆層5は、上記保護層4の表面のうち、少なくとも上記感温素子2の後端部21に相当する位置よりも先端側の部分に形成される。つまり、少なくとも、上記感温素子2の先端面、側面方向の保護層4は被覆層5により覆われた状態となる。
抵抗異常は感温素子2近傍のクラックで発生するため、少なくとも上記保護層4の表面のうち感温素子2の後端部21に相当する位置より先端側の範囲を覆うように被覆層5を形成すれば、たとえ被覆層5の非被覆部で微小クラックが発生したとしても、抵抗異常を引き起こすクラックの発生は抑制することができる。
Further, the covering layer 5 is formed on the surface of the protective layer 4 at least on the tip side of the position corresponding to the rear end portion 21 of the temperature sensitive element 2. That is, at least the tip surface of the temperature sensing element 2 and the protective layer 4 in the side surface direction are covered with the coating layer 5.
Since the resistance abnormality occurs due to a crack in the vicinity of the temperature sensing element 2, the covering layer 5 is provided so as to cover at least the range corresponding to the rear end portion 21 of the temperature sensing element 2 on the surface of the protective layer 4. If formed, even if a microcrack occurs in the uncovered portion of the coating layer 5, the occurrence of a crack that causes a resistance abnormality can be suppressed.

本発明は、上述したように、上記保護層4の必要な部分に、予め上記被覆層5を形成しておくことにより、脱水縮合により硬化する充填材用スラリー71を用いても、上記乾燥工程において、上記保護層4の特定の部位における微小クラックの発生を防止することができる。
このように、抵抗異常を引き起こすクラックの発生原因となる微小クラックの発生を防止しているため、従来と比較して、信頼性を格段に向上させることができる。また、高温での使用であっても、クラック発生の抑制効果を得ることができ、高温耐熱性を有することができる。
In the present invention, as described above, the drying step is performed even when the filler slurry 71 that is cured by dehydration condensation is formed by forming the coating layer 5 in advance on the necessary portion of the protective layer 4. In this case, it is possible to prevent the occurrence of microcracks in specific portions of the protective layer 4.
Thus, since the generation | occurrence | production of the micro crack used as the generation | occurrence | production of the crack which causes resistance abnormality is prevented, reliability can be improved significantly compared with the past. Moreover, even if it is the use at high temperature, the suppression effect of crack generation can be acquired and it can have high temperature heat resistance.

(比較例1)
本例では、比較のために、図3に示すように、上記実施例1において作製した温度センサ1における被覆層5を形成しない温度検出素子906を有する温度センサ9を作製した例である。
本例は、上記被覆層を形成しない以外は、上記実施例1と同様の方法で行った。
(Comparative Example 1)
In this example, for comparison, as shown in FIG. 3, a temperature sensor 9 having a temperature detection element 906 that does not form the coating layer 5 in the temperature sensor 1 manufactured in Example 1 is manufactured.
This example was performed in the same manner as in Example 1 except that the coating layer was not formed.

(実験例1)
本例では、上記実施例1及び上記比較例1において作製された温度センサについて、冷熱耐久試験を行った。
<冷熱耐久試験>
冷熱耐久試験は、実施例1及び比較例1において得られる温度センサを4個ずつ用意し、温度センサ1(試料E1〜試料E4)、及び温度センサ9(試料C1〜試料C4)のそれぞれについて、加熱時間を2分間として最高温度500℃となるように加熱し、冷却時間を2分間として最低温度50℃となるように冷却することを1サイクルとして、これを1000サイクル行うことにより実施した。そして、冷熱耐久試験後の抵抗値変化を測定した。
(Experimental example 1)
In this example, a thermal endurance test was performed on the temperature sensors manufactured in Example 1 and Comparative Example 1.
<Cooling durability test>
In the cold endurance test, four temperature sensors obtained in Example 1 and Comparative Example 1 were prepared, and for each of the temperature sensor 1 (sample E1 to sample E4) and the temperature sensor 9 (sample C1 to sample C4), The heating time was 2 minutes and heating was performed to achieve a maximum temperature of 500 ° C., and the cooling time was set to 2 minutes and cooling was performed to achieve a minimum temperature of 50 ° C., which was performed as 1000 cycles. And the resistance value change after a cold-heat endurance test was measured.

測定結果を、表2及び図4に示す。図4は、測定結果をプロットによって表したものであり、横軸にサイクル数(サイクル)、縦軸に温度誤差(℃)をとった。図4における曲線E1は試料E1の結果を示し、曲線E2は試料E2の結果を示し、曲線E3は試料E3の結果を示し、曲線E4は試料E4の結果を示し、曲線C1は試料C1の結果を示し、曲線C2は試料C2の結果を示し、曲線C3は試料C3の結果を示し、曲線C4は試料C4の結果を示す。   The measurement results are shown in Table 2 and FIG. FIG. 4 is a plot of the measurement results, with the horizontal axis representing the number of cycles (cycles) and the vertical axis representing the temperature error (° C.). In FIG. 4, curve E1 shows the result of sample E1, curve E2 shows the result of sample E2, curve E3 shows the result of sample E3, curve E4 shows the result of sample E4, and curve C1 shows the result of sample C1. , Curve C2 shows the result of sample C2, curve C3 shows the result of sample C3, and curve C4 shows the result of sample C4.

評価は、冷熱耐久試験後(1000サイクル後)の温度誤差が、初期温度に対して±5℃の範囲内である場合を合格とし、冷熱耐久試験後(1000サイクル後)の温度誤差が、初期温度に対して±5℃の範囲を外れる場合を不合格とした。   In the evaluation, a case where the temperature error after the thermal endurance test (after 1000 cycles) is within ± 5 ° C. with respect to the initial temperature is acceptable, and the temperature error after the thermal endurance test (after 1000 cycles) is the initial The case where it was out of the range of ± 5 ° C. with respect to the temperature was regarded as rejected.

Figure 0005326600
Figure 0005326600

表2及び図4より知られるように、実施例としての温度センサ1(試料E1〜試料E4)は、いずれの温度センサも、温度誤差が小さく、良好な結果を示し、高温耐熱性に優れ、信頼性が高いことがわかる。
また、比較例としての温度センサ9(試料C1〜試料C4)のうち、試料C3及び試料C4は良好な結果を示したが、試料C1及び試料C2は温度誤差が大きく不合格であるため、感温素子の抵抗異常が起きていることがわかる。つまり、信頼性が低いことがわかる。
As can be seen from Table 2 and FIG. 4, the temperature sensor 1 (sample E1 to sample E4) as an example has a small temperature error, good results, excellent high temperature heat resistance, It turns out that the reliability is high.
In addition, among the temperature sensors 9 (sample C1 to sample C4) as comparative examples, the sample C3 and the sample C4 showed good results, but the sample C1 and the sample C2 have a large temperature error and fail. It can be seen that a resistance abnormality of the temperature element has occurred. That is, the reliability is low.

このように、本発明によれば、高温耐熱性に優れ、信頼性の高い温度センサ、及びその製造方法を提供できることが分かる。   Thus, according to this invention, it turns out that it is excellent in high temperature heat resistance, can provide a highly reliable temperature sensor, and its manufacturing method.

(実験例2)
本例では、脱水縮合により硬化するスラリー状の充填材と、加水縮合反応(金属アルコキシド反応)により硬化するスラリーの硬化性を比較する実験を行った。
脱水縮合により硬化するスラリー状の充填材としては、上記実施例1で用いた表1に示す水系充填材を用意した。
また、加水縮合反応(金属アルコキシド反応)により硬化するスラリーとしては、上記実施例1で用いた表1に示すアルコール系充填材を用意した。
(Experimental example 2)
In this example, an experiment was conducted to compare the curability of a slurry filler that is cured by dehydration condensation and a slurry that is cured by a hydrocondensation reaction (metal alkoxide reaction).
As the slurry-like filler that hardens by dehydration condensation, the aqueous filler shown in Table 1 used in Example 1 was prepared.
Moreover, as a slurry cured by a hydrolysis condensation reaction (metal alkoxide reaction), alcohol-based fillers shown in Table 1 used in Example 1 were prepared.

上記水系充填材については、上記実施例1における金属カバーと同様の金属カバー内に上記水系充填材を配置し、上記実施例1と同様の方法で温度検出素子を金属カバー内に挿入し配置した後、硬化条件を80℃で1時間以上、150℃で1.5時間以上として、充填材の硬化を行った。   As for the water-based filler, the water-based filler is disposed in a metal cover similar to the metal cover in the first embodiment, and the temperature detection element is inserted and disposed in the metal cover in the same manner as in the first embodiment. Then, the curing conditions were set to 80 ° C. for 1 hour or longer and 150 ° C. for 1.5 hours or longer to cure the filler.

また、アルコール系充填材については、上記実施例1における金属カバーと同様の金属カバーに上記アルコール系充填材を配置し、上記実施例1と同様の方法で温度検出素子を金属カバー内に挿入し配置した後、硬化条件を常温で20時間以上、50℃、80%RHで100時間以上として、充填材の硬化を行った。   As for the alcohol-based filler, the alcohol-based filler is disposed on a metal cover similar to the metal cover in the first embodiment, and the temperature detection element is inserted into the metal cover in the same manner as in the first embodiment. After placement, the filler was cured by setting the curing conditions at room temperature for 20 hours or more, and at 50 ° C. and 80% RH for 100 hours or more.

その結果、脱水縮合により硬化する上記水系充填材は、乾燥により均等に硬化し、水分の残存もなく、優れた硬化性を示した。
一方、上記アルコール系充填材は、空気中の水分(湿度)と反応することにより硬化する。そして、本実験例では、一端が閉じた金属チューブに充填するため、空気との接触面積が少なく、長時間の乾燥が必要であり、金属チューブ先端の素子周りは硬化も不安定であり、硬化性が劣った。
As a result, the aqueous filler cured by dehydration condensation was cured evenly by drying, showed no curability, and exhibited excellent curability.
On the other hand, the alcohol-based filler is cured by reacting with moisture (humidity) in the air. In this experimental example, since the metal tube closed at one end is filled, the contact area with the air is small, and drying for a long time is required. Inferior.

1 温度センサ
2 感温素子
21 後端部
3 電極線
4 保護層
5 被覆層
6 温度検出素子
7 金属カバー
71 充填材用スラリー
72 充填材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Temperature sensor 2 Temperature sensing element 21 Rear end part 3 Electrode wire 4 Protective layer 5 Covering layer 6 Temperature detection element 7 Metal cover 71 Slurry for filler 72 Filler

Claims (3)

感温素子に一対の電極線を接合し、上記感温素子と上記一対の電極線の一部とを共に封止するガラスよりなる保護層を形成し、該保護層の表面の一部又は全部を覆う被覆層を形成することにより温度検出素子を得る温度検出素子作製工程と、
上記温度検出素子を、予め内部に充填材用スラリーを充填した金属カバー内に挿入し配置する配置工程と、
上記充填材用スラリーを乾燥させる乾燥工程とを有し、
上記温度検出素子作製工程において、上記被覆層は、上記保護層の表面のうち、少なくとも上記感温素子の後端部に相当する位置よりも先端側の部分に形成され、
且つ、上記被覆層は、主成分がシリコーンレジンよりなる撥水性及び耐熱性を有するものであり、
上記充填材用スラリーは、脱水縮合により硬化するスラリーであることを特徴とする温度センサの製造方法。
A pair of electrode wires are joined to the temperature sensitive element, a protective layer made of glass that seals both the temperature sensitive element and a part of the pair of electrode wires is formed, and part or all of the surface of the protective layer Forming a temperature detection element by forming a coating layer covering the temperature detection element;
An arrangement step of inserting and arranging the temperature detection element in a metal cover previously filled with slurry for filler,
A drying step for drying the slurry for filler,
In the temperature detection element manufacturing step, the covering layer is formed on a portion of the surface of the protective layer at least on the tip side from a position corresponding to the rear end portion of the temperature sensitive element,
And the said coating layer has water repellency and heat resistance which a main component consists of a silicone resin ,
The method for manufacturing a temperature sensor, wherein the filler slurry is a slurry that is cured by dehydration condensation.
請求項1において、上記被覆層は、厚みが2μm以上であることを特徴とする温度センサの製造方法。  The method for manufacturing a temperature sensor according to claim 1, wherein the coating layer has a thickness of 2 μm or more. 感温素子と、該感温素子に接続された一対の電極線と、上記感温素子と上記一対の電極線の一部とを共に封止するガラスよりなる保護層と、該保護層の表面の一部又は全部を覆う被覆層とを有する温度検出素子と、  A temperature-sensitive element; a pair of electrode wires connected to the temperature-sensitive element; a protective layer made of glass that seals both the temperature-sensitive element and a part of the pair of electrode wires; and a surface of the protective layer A temperature detecting element having a coating layer covering part or all of
上記一対の電極線に接続された一対の信号線と、  A pair of signal lines connected to the pair of electrode lines;
該信号線を内蔵する碍子管と、  An insulator tube containing the signal line;
上記温度検出素子及び上記碍子管を覆うように先端部に配設された金属カバーと、  A metal cover disposed at the tip so as to cover the temperature detecting element and the insulator tube;
該金属カバーと上記温度検出素子あるいは上記碍子管との間に介在させた充填材とを有し、  A filler interposed between the metal cover and the temperature detecting element or the insulator tube,
上記被覆層は、上記保護層の表面のうち、少なくとも上記感温素子の後端部に相当する位置より先端側の部分に形成されており、且つ、主成分がシリコーンレジンよりなる撥水性及び耐熱性を有するものであることを特徴とする温度センサ。  The coating layer is formed on the surface of the protective layer at least on the tip side from a position corresponding to the rear end portion of the temperature sensitive element, and the water repellent and heat resistant main component is a silicone resin. A temperature sensor characterized by having a property.
JP2009012583A 2009-01-23 2009-01-23 Temperature sensor and manufacturing method thereof Expired - Fee Related JP5326600B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009012583A JP5326600B2 (en) 2009-01-23 2009-01-23 Temperature sensor and manufacturing method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009012583A JP5326600B2 (en) 2009-01-23 2009-01-23 Temperature sensor and manufacturing method thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2010169544A JP2010169544A (en) 2010-08-05
JP5326600B2 true JP5326600B2 (en) 2013-10-30

Family

ID=42701832

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009012583A Expired - Fee Related JP5326600B2 (en) 2009-01-23 2009-01-23 Temperature sensor and manufacturing method thereof

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5326600B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6992442B2 (en) * 2017-11-24 2022-01-13 株式会社デンソー Temperature sensor
JP6830278B1 (en) * 2019-12-24 2021-02-17 株式会社大泉製作所 Temperature sensor

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0577738U (en) * 1991-01-17 1993-10-22 株式会社芝浦電子製作所 Thermistor temperature sensor
JP3435765B2 (en) * 1993-11-16 2003-08-11 株式会社デンソー Temperature sensor
JP2007212195A (en) * 2006-02-07 2007-08-23 Denso Corp Temperature sensor and manufacturing method thereof
JP4274260B2 (en) * 2007-03-01 2009-06-03 株式会社デンソー Temperature sensor

Also Published As

Publication number Publication date
JP2010169544A (en) 2010-08-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5872582B2 (en) Temperature sensors and equipment
JP5324536B2 (en) Temperature sensor
CN102216747B (en) Sensor element and process for assembling sensor element
US8177427B2 (en) Temperature sensor and method of producing the same
JP4253642B2 (en) Temperature sensor
JP2016008905A (en) Temperature sensor
JP6297914B2 (en) Temperature sensor and temperature sensor
EP2075557B1 (en) Temperature sensor and method of producing the same
JP5326600B2 (en) Temperature sensor and manufacturing method thereof
JP6404726B2 (en) Temperature sensing element and temperature sensor
JP2015534085A (en) Temperature sensor system and method for manufacturing temperature sensor system
EP1748288A1 (en) Temperature-sensing device
JP4739042B2 (en) Gas sensor and manufacturing method thereof
JP2011043486A (en) Temperature sensor
JP5304718B2 (en) Temperature sensor
CN104535216B (en) Multi-redundant metal framework platinum resistor temperature sensing element and manufacturing method thereof
KR102449907B1 (en) Manufacturing method of temperature sensor for automobile exhaust gas measurement
JP2015190904A (en) temperature sensor
JP5931692B2 (en) Gas sensor
JP5010845B2 (en) Flow meter and exhaust gas recirculation system using the same
JP3112769B2 (en) Resistor element and thermal flow meter
JP6383681B2 (en) Gas sensor element, gas sensor, and method of manufacturing gas sensor element
JP4254476B2 (en) Semiconductor sensor
JP6430910B2 (en) Temperature sensor and temperature sensor
JPH0311842Y2 (en)

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20110413

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130402

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130521

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130625

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130708

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5326600

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees