專利名稱：溫度傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種例如適于EGR(Exhaust Gas Recirculation)氣體的溫度測(cè)定的 溫度傳感器。
背景技術(shù)：
在搭載了柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的汽車等中，采用通過將02較少的排出氣體再度送往燃燒工 序并降低燃燒溫度而使氮氧化物(NOx)的排出量下降的EGR (Exhaust Gas Recirculation 排出氣體再循環(huán))系統(tǒng)。在該EGR系統(tǒng)中，在EGR閥(排放氣體回流控制閥)的吸入端口安裝有用于檢測(cè) EGR氣體溫度的溫度傳感器，進(jìn)行最佳的含氧量控制。以前，作為EGR氣體等的溫度檢測(cè)用溫度傳感器，例如在專利文獻(xiàn)1及2中提出有 將圓錐狀的玻璃型熱敏電阻與水泥或硅油等填充劑一起插入到金屬管的熱敏電阻溫度傳 感器。而且，在專利文獻(xiàn)3中，提出有在陶瓷引線保持部上形成感溫電阻膜并在金屬管 的底部用焊錫等粘結(jié)陶瓷引線保持部的技術(shù)。專利文獻(xiàn)1 日本專利公開平7-43220號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本專利公開2003-234203號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3 日本專利公開昭60-215584號(hào)公報(bào)在上述在先技術(shù)中留有以下課題。S卩，如在先專利文獻(xiàn)1及2所記載的技術(shù)，將水泥或硅油等填充劑插入到金屬管 時(shí)，由于熱容量增大，因此熱響應(yīng)性變差，當(dāng)如EGR氣體的溫度測(cè)定要求高速熱響應(yīng)性時(shí)， 存在不適的不良狀況。而且，如專利文獻(xiàn)3所記載的技術(shù)，在金屬管的底部粘結(jié)了形成有感 溫電阻膜的板狀元件時(shí)，雖然響應(yīng)性提高，但要求進(jìn)一步的熱響應(yīng)性的高速化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于前述課題而完成的，其目的在于，提供一種作為EGR氣體等的溫度 測(cè)定用，可進(jìn)一步提高熱響應(yīng)性的溫度傳感器。本發(fā)明為了解決上述課題采用了以下結(jié)構(gòu)。即，本發(fā)明的溫度傳感器的特征在于， 具備具有開口的一端部的金屬管、設(shè)置于該金屬管的一端部且形成有一對(duì)端子電極的熱敏 元件、及連接于所述一對(duì)端子電極的一對(duì)導(dǎo)線，所述熱敏元件閉塞所述金屬管的開口的一 端部且設(shè)置成至少一部分從所述金屬管的一端部向外部突出的狀態(tài)。即，在該溫度傳感器中，由于熱敏元件閉塞金屬管的開口的一端部且設(shè)置成至少 一部分從金屬管的一端部向外部突出的狀態(tài)，所以熱敏元件的至少一部分在金屬管的一端 部成為向外部露出的狀態(tài)，能夠直接與外部的排出氣體等氣氛氣體接觸，由此可以使熱響 應(yīng)性提高。而且，本發(fā)明的溫度傳感器的特征在于，所述熱敏元件是在絕緣基板的表面上成膜熱敏電阻薄膜且形成有所述端子電極的薄膜熱敏電阻元件。即，在該溫度傳感器中，熱敏元件是在絕緣基板的表面上成膜熱敏電阻薄膜的薄 膜熱敏電阻元件，所以熱敏元件本身的熱容量也較小，可以更加提高熱響應(yīng)性。另外，本發(fā)明的溫度傳感器的特征在于，所述熱敏元件在所述絕緣基板的表面?zhèn)?從外側(cè)閉塞所述金屬管的開口的一端部且將所述熱敏電阻薄膜及所述端子電極配置成與 所述金屬管一端部的開口的部分對(duì)置的狀態(tài)。S卩，在該溫度傳感器中，熱敏元件在絕緣基板的表面?zhèn)葟耐鈧?cè)閉塞金屬管的開口 的一端部，所以絕緣基板的背面整體在金屬管的一端部外側(cè)成為露出狀態(tài)，可直接與外部 的排出氣體等氣氛氣體接觸，由此可使熱響應(yīng)性提高。并且，由于將熱敏電阻薄膜及端子電 極配置成與金屬管一端部的開口的部分對(duì)置的狀態(tài)，所以外部的排出氣體等氣氛氣體不直 接與熱敏電阻薄膜及端子電極接觸，可防止熱敏電阻薄膜的劣化等影響，可確保較高的可 靠性。另外，可使插通了金屬管的導(dǎo)線連接于配置在金屬管一端部的開口的部分的端子電 極，布線變得容易。并且，本發(fā)明的溫度傳感器的特征在于，所述金屬管設(shè)成在作為所述一端部的底 部形成有貫穿孔的有底筒狀，所述熱敏元件插入于所述貫穿孔并以所述絕緣基板的一端側(cè) 從所述金屬管的底部外面向外部突出且所述絕緣基板的另一端側(cè)從所述金屬管的底部?jī)?nèi) 面向內(nèi)部突出的狀態(tài)設(shè)置。S卩，在該溫度傳感器中，由于熱敏元件插入于貫穿孔且絕緣基板的一端側(cè)從金屬 管的底部外面向外部突出，所以絕緣基板的一端側(cè)在金屬管的底部外面成為露出狀態(tài)，可 直接與外部的排出氣體等氣氛氣體接觸，由此可使熱響應(yīng)性提高。另外，本發(fā)明的溫度傳感器的特征在于，在所述絕緣基板的另一端側(cè)的從所述金 屬管的底部?jī)?nèi)面向內(nèi)部突出的部分配置有所述熱敏電阻薄膜及所述端子電極。S卩，在該溫度傳感器中，由于在絕緣基板的另一端側(cè)從金屬管的底部?jī)?nèi)面向內(nèi)部 突出的部分配置有熱敏電阻薄膜及端子電極，所以外部的排出氣體等氣氛氣體不直接與熱 敏電阻薄膜及端子電極接觸而可防止熱敏電阻薄膜的劣化等影響，可確保較高的可靠性。 另外，可以使導(dǎo)線不從金屬管的底部向外部伸出地連接于端子電極，從而布線變得容易。根據(jù)本發(fā)明，取得以下效果。S卩，根據(jù)本發(fā)明所涉及的溫度傳感器，熱敏元件閉塞金屬管的開口的一端部且設(shè) 置成至少一部分從金屬管的一端部向外部突出的狀態(tài)，所以熱敏元件的至少一部分在金屬 管的一端部成為向外部露出的狀態(tài)，可直接與外部的排出氣體等氣氛氣體接觸，從而可使 熱響應(yīng)性提高。由此，本發(fā)明的溫度傳感器獲得較高的熱響應(yīng)性，作為EGR氣體的溫度檢測(cè) 用而適宜。


圖1是表示本發(fā)明所涉及的溫度傳感器的第1實(shí)施方式的剖視圖。圖2是在第1實(shí)施方式的溫度傳感器中放大主要部分的剖視圖。圖3是在第1實(shí)施方式的溫度傳感器中表示熱敏元件的俯視圖。圖4是在第1實(shí)施方式的溫度傳感器中表示設(shè)置有熱敏元件的金屬管的一端部的 正視圖。
圖5是表示本發(fā)明所涉及的溫度傳感器的第2實(shí)施方式的剖視圖。圖6是在第2實(shí)施方式的溫度傳感器中放大主要部分的剖視圖。圖7是在第2實(shí)施方式的溫度傳感器中表示熱敏元件的俯視圖。圖8是在第2實(shí)施方式的溫度傳感器中表示設(shè)置有熱敏元件的金屬管的一端部的 正視圖。符號(hào)說明1-溫度傳感器，2、22-金屬管，2a_金屬管一端部的開口的部分，22a_貫穿孔，3_端 子電極，4、24_熱敏元件，5-導(dǎo)線，6-連接器，7-粘結(jié)劑，8、28_絕緣基板，9-熱敏電阻薄膜。
具體實(shí)施例方式以下，參照?qǐng)D1至圖4對(duì)本發(fā)明所涉及的溫度傳感器的第1實(shí)施方式進(jìn)行說明。此 外，在以下說明中所使用的各附圖中，為了將各部件設(shè)為可識(shí)別或易識(shí)別的大小而適宜變 更了縮尺。如圖1及圖2所示，本實(shí)施方式的溫度傳感器1例如是作為柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的EGR氣 體的溫度檢測(cè)用而安裝于EGR閥的吸入端口的溫度傳感器，其具備作為開口端具有開口的 一端部的筒狀的金屬管2、設(shè)置于該金屬管2的一端部且形成有一對(duì)端子電極3的熱敏元件 4、連接于一對(duì)端子電極3的一對(duì)導(dǎo)線5、及安裝于金屬管2的另一端部的連接器6。上述金屬管2例如是圓筒狀的SUS(不銹鋼)管。如圖3及圖4所示，上述熱敏元件4從外側(cè)閉塞金屬管2的開口的一端部且設(shè)置 成從金屬管2的一端部向外部突出的狀態(tài)。即，在金屬管2 —端部的外面形成有焊錫等粘 結(jié)劑7，貼附薄板狀且俯視為正方形的熱敏元件4的表面?zhèn)榷辰Y(jié)此。該熱敏元件4是在作為氧化鋁或氮化鋁等陶瓷基板的絕緣基板8上成膜熱敏電阻 薄膜9且形成有一對(duì)上述端子電極3的薄膜熱敏電阻元件。例如，作為熱敏元件4采用薄膜熱敏電阻元件，該薄膜熱敏電阻元件具備由 Mn-Co類復(fù)合金屬氧化物(例如，Mn304-Co304類復(fù)合金屬氧化物)或在Mn-Co類復(fù)合金屬氧 化物中包含Ni、Fe、Cu中的至少一種的復(fù)合金屬氧化物(例如，Mn304-Co304-Fe203類復(fù)合金 屬氧化物)構(gòu)成的復(fù)合金屬氧化物膜的熱敏電阻薄膜9 ；形成于該復(fù)合金屬氧化物膜上的 梳形電極等一對(duì)膜上電極(省略圖示)；及連接于這些膜上電極的上述端子電極3。并且， 通過以覆蓋熱敏電阻薄膜9的方式形成Si02、Si3N4、Hf02等保護(hù)膜，能夠阻止來自外部氣體 的02的進(jìn)入而使電特性穩(wěn)定。并且，熱敏元件4在絕緣基板8的表面?zhèn)葟耐鈧?cè)閉塞金屬管2的開口的一端部且 將熱敏電阻薄膜9及端子電極3配置成與金屬管2 —端部的開口的部分2a對(duì)置的狀態(tài)。由 此，金屬管2的內(nèi)徑設(shè)定成大于從熱敏元件4的中心軸至熱敏電阻薄膜9及端子電極3的 外端的最大距離并且小于從熱敏元件4的中心軸至絕緣基板8的外周的最短距離。S卩，熱 敏電阻薄膜9及端子電極3配置成容納于與金屬管2 —端部的開口的部分2a對(duì)置的范圍， 絕緣基板8具有能夠完全閉塞金屬管2 —端部的開口的部分2a的面積及形狀。上述連接器6由安裝金屬管2的開口端部的螺紋部10及固定有連接于溫度檢測(cè) 電路等的布線11的端部的主體部12構(gòu)成。此外，金屬管2內(nèi)的導(dǎo)線5插通螺紋部10而與 主體部12內(nèi)的布線11連接。
此外，固定于金屬管2 —端部的熱敏元件4的一對(duì)端子電極3和導(dǎo)線5由激光焊 接或電阻焊接等方式粘合。這樣在本實(shí)施方式的溫度傳感器1中，熱敏元件4閉塞金屬管2的開口的一端部 且設(shè)置成一部分從金屬管2的一端部向外部突出的狀態(tài)，所以熱敏元件4的一部分在金屬 管2的一端部成為向外部露出的狀態(tài)，可直接與外部的排出氣體等氣氛氣體接觸，由此可 使熱響應(yīng)性提高。尤其，由于熱敏元件4在絕緣基板8的表面?zhèn)葟耐鈧?cè)閉塞金屬管2的開口的一端 部，所以絕緣基板8的背面整體在金屬管2的一端部外側(cè)成為露出狀態(tài)，可直接與外部的排 出氣體等氣氛氣體接觸，由此可使熱響應(yīng)性提高。并且，將熱敏電阻薄膜9及端子電極3配置成與金屬管2 —端部的開口的部分2a 對(duì)置的狀態(tài)，所以外部的排出氣體等氣氛氣體不直接與熱敏電阻薄膜9及端子電極3接觸， 可防止熱敏電阻薄膜9的劣化等影響，并可確保較高的可靠性。另外，可使插通了金屬管2 的導(dǎo)線5連接于配置在金屬管2 —端部的開口的部分2a的端子電極3，從而布線變得容易。 此外，也可以預(yù)先粘合導(dǎo)線5和端子電極3之后，將熱敏元件4粘結(jié)于金屬管2的一端部。另外，由于熱敏元件4是在絕緣基板8的表面上成膜熱敏電阻薄膜9的薄膜熱敏 電阻元件，所以熱敏元件4本身的熱容量也較小，可使熱響應(yīng)性更加提高。接著，在以下參照?qǐng)D5至圖8對(duì)本發(fā)明所涉及的溫度傳感器的第2實(shí)施方式進(jìn)行 說明。此外，在以下的實(shí)施方式的說明中，對(duì)上述實(shí)施方式中說明的相同構(gòu)成要素附加相同 的符號(hào)并省略其說明。第2實(shí)施方式和第1實(shí)施方式的不同點(diǎn)在于在第1實(shí)施方式中設(shè)置熱敏元件4 以從外側(cè)閉塞金屬管2 —端部的開口的部分2a，與此相對(duì)地，在第2實(shí)施方式的溫度傳感器 21中，如圖5至圖8所示，金屬管22設(shè)成在作為一端部的底部形成有貫穿孔22a的有底筒 狀，熱敏元件24插入于貫穿孔22a，并以絕緣基板28的一端側(cè)從金屬管22的底部外面向外 部突出且絕緣基板28的另一端側(cè)從金屬管22的底部?jī)?nèi)面向內(nèi)部突出的狀態(tài)設(shè)置。并且，第2實(shí)施方式的熱敏元件24在絕緣基板28的另一端側(cè)的從金屬管22的底 部?jī)?nèi)面向內(nèi)部突出的部分配置有熱敏電阻薄膜9及一對(duì)端子電極3。S卩，第2實(shí)施方式中，在金屬管22的底部形成有可插通熱敏元件24的矩形的貫穿 孔22a，在該貫穿孔22a的內(nèi)面形成有焊錫等粘結(jié)劑7而由粘結(jié)劑7在將熱敏元件24插通 至中央部分的狀態(tài)下粘結(jié)固定。對(duì)于粘結(jié)劑7，使用焊錫材料時(shí)，使用無需金屬化的活性銀焊錫。預(yù)先在基板涂敷 好膏狀焊錫材料，在Ar氣氛下保持780 800°C、5min，從而能夠連接陶瓷基板和不銹鋼金 屬。并且，也可以預(yù)先對(duì)陶瓷基板進(jìn)行金屬化處理(在Mo-Mn或Mo-W或Ti鍍Ni、Au)，并 使用Ag焊錫。并且，對(duì)氧化鋁基板使用陶瓷粘結(jié)劑時(shí)，熱膨脹系數(shù)在氧化鋁的熱膨脹系數(shù) 7. 9 X IO-6A與不銹鋼的熱膨脹系數(shù)16. 6X 10_6/K之間的氧化鎂類粘結(jié)劑(12. 6Χ 10_6/Κ) 為最佳，涂敷于陶瓷基板之后，在93°C、2h下固化并進(jìn)行粘結(jié)。此外，只要是使用環(huán)境的溫 度差比較少的環(huán)境，也可以使用氧化鋁類粘結(jié)劑。如圖6及圖7所示，熱敏元件24在絕緣基板28后端側(cè)一半的表面配置有熱敏電 阻薄膜9和一對(duì)端子電極3，而在用粘結(jié)劑7粘結(jié)于貫穿孔22a的中央部分及從金屬管22的底部向外部突出的前端側(cè)一半未形成有熱敏電阻薄膜9和一對(duì)端子電極3。這樣在第2實(shí)施方式的溫度傳感器21中，熱敏元件24插入于貫穿孔22a，且絕緣 基板28的一端側(cè)從金屬管22的底部外面向外部突出，所以絕緣基板28的一端側(cè)在金屬管 22的底部外面成為露出狀態(tài)，并可直接與外部的排出氣體等氣氛氣體接觸，由此可使熱響 應(yīng)性提高。并且，在絕緣基板28的另一端側(cè)從金屬管22的底部?jī)?nèi)面向內(nèi)部突出的部分配置 有熱敏電阻薄膜9及端子電極3，所以外部的排出氣體等氣氛氣體不直接與熱敏電阻薄膜9 及端子電極3接觸而可防止熱敏電阻薄膜9的劣化等影響，并可確保較高的可靠性。另外， 可以不使導(dǎo)線5從金屬管22的底部向外部伸出地連接于端子電極3，從而布線變得容易。此外，本發(fā)明的技術(shù)范圍并不限于上述各實(shí)施方式，在不脫離本發(fā)明宗旨的范圍 下可以施加各種變更。例如，在上述各實(shí)施方式中，如上所述，優(yōu)選將使用了熱敏電阻薄膜的薄膜熱敏電 阻元件設(shè)為熱敏元件，但也可以采用使用了散裝熱敏電阻元件的片式熱敏電阻的熱敏元 件。
權(quán)利要求
1.一種溫度傳感器，其特征在于，具備具有開口的一端部的金屬管；設(shè)置于該金屬管的一端部且形成有一對(duì)端子電極的熱敏元件；及連接于所述一對(duì)端子電極的一對(duì)導(dǎo)線，所述熱敏元件閉塞所述金屬管的開口的一端部且設(shè)置成至少一部分從所述金屬管的 一端部向外部突出的狀態(tài)。
2.如權(quán)利要求1所述的溫度傳感器，其特征在于，所述熱敏元件是在絕緣基板的表面上成膜熱敏電阻薄膜且形成有所述端子電極的薄 膜熱敏電阻元件。
3.如權(quán)利要求2所述的溫度傳感器，其特征在于，所述熱敏元件在所述絕緣基板的表面?zhèn)葟耐鈧?cè)閉塞所述金屬管的開口的一端部，且將 所述熱敏電阻薄膜及所述端子電極配置成與所述金屬管的開口的部分對(duì)置的狀態(tài)。
4.如權(quán)利要求2所述的溫度傳感器，其特征在于，所述金屬管設(shè)成在作為所述一端部的底部形成有貫穿孔的有底筒狀，所述熱敏元件插入于所述貫穿孔并以所述絕緣基板的一端側(cè)從所述金屬管的底部外 面向外部突出且所述絕緣基板的另一端側(cè)從所述金屬管的底部?jī)?nèi)面向內(nèi)部突出的狀態(tài)設(shè) 置。
5.如權(quán)利要求4所述的溫度傳感器，其特征在于，在所述絕緣基板的另一端側(cè)的從所述金屬管的底部?jī)?nèi)面向內(nèi)部突出的部分配置有所 述熱敏電阻薄膜及所述端子電極。
全文摘要
本發(fā)明提供一種溫度傳感器，其作為EGR氣體等的溫度測(cè)定用，可進(jìn)一步提高熱響應(yīng)性。其具備有底筒狀的金屬管(2)、設(shè)置于該金屬管(2)的底部?jī)?nèi)面并形成有一對(duì)端子電極的熱敏元件(4)、及連接于一對(duì)端子電極的一對(duì)導(dǎo)線(5)，在金屬管(2)的底部形成貫穿孔(2a)，熱敏元件(4)設(shè)置成閉塞該貫穿孔(2a)的狀態(tài)。由此，熱敏元件(4)的至少一部分在金屬管(2)的一端部成為向外部露出的狀態(tài)，通過能夠直接與外部的排出氣體等氣氛氣體接觸，可以使熱響應(yīng)性提高。
文檔編號(hào)G01K7/22GK101995303SQ20101025125
公開日2011年3月30日 申請(qǐng)日期2010年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月24日
發(fā)明者稻場(chǎng)均, 足立美紀(jì), 長(zhǎng)友憲昭 申請(qǐng)人:三菱綜合材料株式會(huì)社