JP2004354368A - Temperature sensor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は温度センサに関する。本発明の温度センサは、自動車の排気ガス浄化装置の触媒コンバータ内部や排気管内といった流体（例えば排気ガス）が流通する流通管内に感温素子を配置させて、流体の温度を検知する場合に用いて好適である。 The present invention relates to a temperature sensor. The temperature sensor of the present invention is used for detecting the temperature of a fluid by arranging a temperature-sensitive element in a flow pipe through which a fluid (eg, exhaust gas) flows, such as in a catalytic converter or an exhaust pipe of an exhaust gas purifying apparatus for an automobile. It is suitable.
従来より、車両の排気管に設けられ、排気ガスの温度を検出するために用いられる温度センサ、いわゆる排気温センサが知られている。そして、この種の温度センサとして、感温部としての白金系材料よりなる金属抵抗体を搭載したセラミック基板を組み付けた構造を有するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。 2. Description of the Related Art Conventionally, a temperature sensor provided in an exhaust pipe of a vehicle and used to detect a temperature of exhaust gas, that is, a so-called exhaust gas temperature sensor has been known. As this type of temperature sensor, there is known a temperature sensor having a structure in which a ceramic substrate on which a metal resistor made of a platinum-based material is mounted as a temperature sensing portion is mounted (for example, see Patent Document 1).
この温度センサについて詳細構成を示すと、図７に示すように、筒状の金属製からなるケース８０内にセラミック基板８１が保持部材９０により固定されている。セラミック基板８１は、図８に示すように、一面に配線層８１ａが施された細長い板状をしている。このセラミック基板８１の先端側には白金系材料等のサーミスタ材料からなる金属抵抗体８２が印刷され、後端側には配線層８１ａを介して金属抵抗体８２と電気的に接続される端子８３が固定されている。セラミック基板８１の端子８３は、図７に示すように、スペーサ９３を貫通してケース８０より突出するＭＩケーブル９１の芯線９２に接続されている。また、ケース８０の先端から長さＬ１の位置にはフランジ部８０ａが形成され、フランジ部８０ａの外周にはナット９４が回動可能に設けられている。なお、このフランジ部８０ａの先端側には排気管の取付座面に密着して排気ガスが漏出するのを防止するシール面８０ｃが形成されている。さらに、ケース８０の先端側には、排気ガスをケース８０の内部に流通させる流体流通口８０ｂが複数形成されている。なお、ＭＩケーブル９１はシース芯線とも呼ばれ、筒状の金属からなる外筒の内側に芯線９２を有し、外筒内をセラミック等で絶縁充填して、芯線９２を外筒に対して絶縁保持したものである。 The detailed configuration of this temperature sensor is shown in FIG. 7, in which a ceramic substrate 81 is fixed by a holding member 90 in a cylindrical metal case 80. As shown in FIG. 8, the ceramic substrate 81 has an elongated plate shape with a wiring layer 81a provided on one surface. A metal resistor 82 made of a thermistor material such as a platinum-based material is printed on a front end side of the ceramic substrate 81, and a terminal 83 electrically connected to the metal resistor 82 via a wiring layer 81a is formed on a rear end side. Has been fixed. As shown in FIG. 7, the terminals 83 of the ceramic substrate 81 are connected to the core wires 92 of the MI cable 91 that penetrate through the spacer 93 and protrude from the case 80. A flange portion 80a is formed at a position of a length L1 from the tip of the case 80, and a nut 94 is rotatably provided on the outer periphery of the flange portion 80a. In addition, a sealing surface 80c is formed on the distal end side of the flange portion 80a so as to be in close contact with the mounting seat surface of the exhaust pipe to prevent exhaust gas from leaking. Further, a plurality of fluid communication ports 80 b for allowing exhaust gas to flow through the inside of the case 80 are formed on the tip side of the case 80. The MI cable 91 is also called a sheath core wire, has a core wire 92 inside an outer cylinder made of a cylindrical metal, and insulates and fills the inside of the outer cylinder with ceramic or the like to insulate the core wire 92 from the outer cylinder. It is what was held.
この温度センサでは、金属抵抗体８２が排気ガスの温度により変化する抵抗値を電気信号として出力することから、ＭＩケーブル９１の芯線９２によってその電気信号がケース８０外に取り出されることとなる。こうして、この温度センサにより排気ガスの温度が計測され、その温度に応じて車両のエンジン等が適宜制御される。 In this temperature sensor, since the metal resistor 82 outputs a resistance value that changes according to the temperature of the exhaust gas as an electric signal, the electric signal is taken out of the case 80 by the core wire 92 of the MI cable 91. Thus, the temperature of the exhaust gas is measured by the temperature sensor, and the engine of the vehicle and the like are appropriately controlled according to the temperature.
しかし、上記従来の温度センサでは、排気管等の流体が流通する流通管の径が異なったり、流通管内の流体の温度検出位置が異なったりして、温度センサの先端から流通管に対するシール面８０ｃまでの長さ（脚長）Ｌ１を変更しなければならない場合、その対応が困難であった。つまり、ユーザーの要求等により、温度センサのうちで流通管内に晒される部位の軸方向における長さＬ１を変更しなければならない場合、ケース８０の長さを変更しつつ、セラミック基板８１の長さを変更するか、ＭＩケーブル９１の長さを変更しなければならない。このためには常に長さの異なるケース８０を用意する必要があるとともに、セラミック基板８１を用意しなければならない場合もあり、面倒であるのみならず製造コストの高騰化を招くこととなる。また、セラミック基板８１の長さを長くするように変更すると、軸方向に細長い形状であることから耐振性が低下する虞もある。 However, in the above-mentioned conventional temperature sensor, the diameter of the flow pipe through which the fluid such as the exhaust pipe flows differs, or the temperature detection position of the fluid in the flow pipe changes, so that the sealing surface 80c from the tip of the temperature sensor to the flow pipe is formed. If the length (leg length) L1 must be changed, it is difficult to cope with it. That is, when it is necessary to change the axial length L1 of the portion of the temperature sensor exposed to the inside of the flow pipe due to a user's request or the like, the length of the ceramic substrate 81 is changed while changing the length of the case 80. Or the length of the MI cable 91 must be changed. For this purpose, it is necessary to always prepare cases 80 having different lengths, and in some cases, it is necessary to prepare a ceramic substrate 81, which is not only troublesome but also increases the manufacturing cost. Further, when the length of the ceramic substrate 81 is changed to be longer, the vibration resistance may be reduced due to the shape elongated in the axial direction.
本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、温度センサのうちで流体が流通する流通管に晒される部位の軸方向における長さ（脚長）の変更が容易であって製造コストの低廉化を実現可能であり、セラミック基板の耐振性を確保することができる温度センサを提供することを解決すべき課題としている。 The present invention has been made in view of the above-described conventional circumstances, and it is easy to change the axial length (leg length) of a portion of a temperature sensor exposed to a flow pipe through which a fluid flows, thereby manufacturing the temperature sensor. It is an object of the present invention to provide a temperature sensor that can reduce the cost and can secure the vibration resistance of the ceramic substrate.
本発明の温度センサは、内孔を有するとともに、流体が流通する流通管に装着され、該流体が漏出するのを防止するフランジと、
金属製の外筒に金属芯線を絶縁保持して形成されるとともに、自身の先端側が該フランジの先端側から突出して軸方向に延びる形態で該内孔内に固定されるＭＩケーブルと、
該ＭＩケーブルの先端側外周に固定されるとともに、該流体を内部に流通させる流体流通口が形成された金属製のキャップと、
該キャップ内に収納されたセラミック基板と、該セラミック基板上に形成され、該流体の温度によって電気的特性が変化する感知部と、該感知部と該ＭＩケーブルの該金属芯線とを電気的に接続するための配線部とを有する感温素子とを備えていることを特徴とする。
The temperature sensor of the present invention has an inner hole and is attached to a flow pipe through which a fluid flows, and a flange that prevents the fluid from leaking,
An MI cable that is formed by holding a metal core wire insulated and held in a metal outer cylinder and that is fixed in the inner hole in a form in which its front end side protrudes from the front end side of the flange and extends in the axial direction;
A metal cap fixed to the outer periphery on the distal end side of the MI cable and formed with a fluid flow port through which the fluid flows,
A ceramic substrate housed in the cap, a sensing portion formed on the ceramic substrate, the electrical characteristics of which change with the temperature of the fluid; and a sensing portion and the metal core wire of the MI cable. A temperature-sensitive element having a wiring portion for connection.
本発明の温度センサでは、フランジの先端側から突出して延びる形態で当該フランジの内孔内に固定されるＭＩケーブルの先端側外周にキャップが直接固定され、このキャップ内に収納されたセラミック基板上に感知部を有する感温素子とＭＩケーブルの金属芯線とが電気的に接続されている。そのため、温度センサのうちで流体が流通する流体管内に晒されることになる部位の軸方向の長さ（脚長）を変更しなければならない場合、ＭＩケーブル（具体的にはＭＩケーブルの外筒）を必要な長さに切断して、ＭＩケーブルのフランジの先端側から突出する長さを変更するだけで済む。また、この温度センサでは、セラミック基板の軸方向における長さの変更が不要であるため、セラミック基板の軸方向の長さ変更に伴う耐振性問題に懸念を生じることもない。 In the temperature sensor of the present invention, the cap is directly fixed to the outer periphery of the front end of the MI cable fixed in the inner hole of the flange in a form protruding from the front end of the flange, and the ceramic substrate housed in the cap is fixed to the cap. Is electrically connected to the metal core wire of the MI cable. Therefore, when it is necessary to change the axial length (leg length) of a part of the temperature sensor that is to be exposed to the fluid pipe through which the fluid flows, the MI cable (specifically, the outer cylinder of the MI cable) Need only be cut to the required length and the length of the MI cable flange projecting from the distal end side can be changed. Further, in this temperature sensor, since it is not necessary to change the length of the ceramic substrate in the axial direction, there is no concern about the vibration resistance problem due to the change in the length of the ceramic substrate in the axial direction.
したがって、本発明の温度センサによれば、温度センサのうちで流通管内に晒されることになる部位の軸方向における長さ（脚長）の変更がＭＩケーブルの軸方向の長さ調整だけで行えるので容易であって、製造コストの低廉化を実現することができる。また、この温度センサでは、脚長の変更にあたりセラミック基板の軸方向の長さの変更を必要としない設計であるため、温度センサの使用に際してセラミック基板の耐振性を確保することもできる。さらに、この温度センサでは、感温素子を配置させるキャップに流体を内部に流通させる流体流通口を形成しているため、流体の温度変化に対する感温素子（感温部）の応答性に優れ、高精度な温度検知を実現することができる。 Therefore, according to the temperature sensor of the present invention, the axial length (leg length) of the portion of the temperature sensor that is exposed to the inside of the flow pipe can be changed only by adjusting the axial length of the MI cable. It is easy and can reduce the manufacturing cost. In addition, since the temperature sensor is designed so as not to change the axial length of the ceramic substrate when changing the leg length, it is possible to secure the vibration resistance of the ceramic substrate when using the temperature sensor. Furthermore, in this temperature sensor, since the fluid passage opening through which the fluid flows inside the cap in which the temperature sensitive element is arranged is formed, the response of the temperature sensitive element (temperature sensitive section) to the temperature change of the fluid is excellent, Highly accurate temperature detection can be realized.
なお、感温素子を構成する感温部としては、流体（例えば、排気ガス）の温度によって電気的特性が変化する性質のものであれば特に限定されないが、電気抵抗の温度依存性が大きく、化学的に安定でかつ耐熱性に優れる観点から、白金を主体とする金属抵抗体により感温部を形成することが好ましい。この白金を主体とする金属抵抗体については、スクリーン印刷等による厚膜法、またはスパッタリングや蒸着等による薄膜法によりセラミック基板上に形成することができる。なお、パターンの微細化やパターンの製造上のバラツキ等を考慮して、上記金属抵抗体をセラミック基板上に薄膜形成することが好ましい。 Note that the temperature sensing portion constituting the temperature sensing element is not particularly limited as long as the electrical characteristics change depending on the temperature of the fluid (for example, exhaust gas), but the temperature dependency of the electrical resistance is large, From the viewpoint of being chemically stable and having excellent heat resistance, it is preferable to form the temperature-sensitive portion with a metal resistor mainly composed of platinum. The metal resistor mainly composed of platinum can be formed on a ceramic substrate by a thick film method such as screen printing or a thin film method such as sputtering or vapor deposition. It is preferable to form the metal resistor on a ceramic substrate in a thin film in consideration of miniaturization of a pattern, variation in manufacturing the pattern, and the like.
また、本発明の温度センサでは、セラミック基板のうちで感知部が形成される面の板面方向に沿ってみたときのセラミック基板の軸方向と直交する方向の長さは、ＭＩケーブルの外筒の外径よりも小さいことが好ましい。これにより、ＭＩケーブルの先端側外周に固定されるキャップを小型化（小径化）することができるため、温度センサ自身を小型化することができる。また、本発明の温度センサでは感温素子を収納するキャップの小径化が図れるので、温度検出の応答性向上を図ることができる。 In the temperature sensor of the present invention, the length of the ceramic substrate in the direction orthogonal to the axial direction of the ceramic substrate when viewed along the plate surface direction of the surface on which the sensing portion is formed is the outer cylinder of the MI cable. Is preferably smaller than the outer diameter of. Thereby, the cap fixed to the outer periphery on the distal end side of the MI cable can be reduced in size (reduced in diameter), so that the temperature sensor itself can be reduced in size. Further, in the temperature sensor according to the present invention, the diameter of the cap for accommodating the temperature-sensitive element can be reduced, so that the responsiveness of temperature detection can be improved.
また、本発明の温度センサでは、セラミック基板の軸方向の長さＬ３に対する、セラミック基板のうちで感知部が形成される面の板面方向に沿ってみたときのセラミック基板の軸方向と直交する方向の長さＷの比Ｗ／Ｌ３は、０．２〜４であり、長さＬ３及びＷはともに１０ｍｍ以下であることが好ましい。このように、上記比Ｗ／Ｌ３を０．２〜４とすることでセラミック基板の耐振性をより安定させることができる上、上記長さＬ３及びＷを１０ｍｍ以下とすることでセラミック基板の熱容量が軽減されて温度検出の応答性向上を図ることができる。なお、セラミック基板の厚さは５ｍｍ以下であって、上記長さＬ３及びＷより小さい値であることが好ましい。 Further, in the temperature sensor of the present invention, the axial length of the ceramic substrate is perpendicular to the axial direction of the ceramic substrate when viewed along the axial direction of the surface of the ceramic substrate on which the sensing portion is formed. The ratio W / L3 of the length W in the direction is preferably 0.2 to 4, and both the lengths L3 and W are preferably 10 mm or less. As described above, the vibration resistance of the ceramic substrate can be further stabilized by setting the ratio W / L3 to 0.2 to 4, and the heat capacity of the ceramic substrate can be set by setting the lengths L3 and W to 10 mm or less. Is reduced, and the responsiveness of temperature detection can be improved. Preferably, the thickness of the ceramic substrate is 5 mm or less, and is smaller than the lengths L3 and W.
さらに、本発明の温度センサでは、セラミック基板は、自身の後端がキャップの側壁に形成されるガス流通孔の後端よりも後方側に位置するようにキャップ内に収容されており、キャップ内のうちキャップの側壁に形成されるガス流通孔の後端とＭＩケーブルの外筒の先端面との間に、セラミック基板の後端より後方側領域に流体が侵入するのを遮蔽する遮蔽部が設けられているとよい。 Further, in the temperature sensor of the present invention, the ceramic substrate is accommodated in the cap such that the rear end of the ceramic substrate is located rearward of the rear end of the gas flow hole formed in the side wall of the cap. A shielding portion is provided between the rear end of the gas flow hole formed in the side wall of the cap and the front end surface of the outer cylinder of the MI cable to shield the fluid from entering the region behind the rear end of the ceramic substrate. It is good to be provided.
ところで、キャップ内にて感温素子の配線部とＭＩケーブルの金属芯線とを接続させた場合、感温素子を構成するセラミック基板の後端面とＭＩケーブルの外筒の先端面との間の内部領域（空間）には、ＭＩケーブルの金属芯線を含む導電経路が露出することになる。そのために、感温素子の応答性向上を図るべく感温素子を収容するキャップに流体流通口を設けると、上記の露出した導電経路が、流体流通口からキャップ内に導入された流体に直接晒されることになる。一方、内燃機関からの排気ガスといった流体中には、水分、すす等の異物が含まれることがあるため、この異物が流体流通口を通過して上記の露出した導電経路に付着すると、導電経路において短絡等の不具合を招くおそれがある。 By the way, when the wiring part of the temperature sensing element and the metal core wire of the MI cable are connected in the cap, the inner space between the rear end face of the ceramic substrate constituting the temperature sensing element and the front end face of the outer cylinder of the MI cable. The conductive path including the metal core of the MI cable is exposed in the region (space). Therefore, when a fluid passage is provided in the cap that houses the temperature-sensitive element in order to improve the responsiveness of the temperature-sensitive element, the above-described exposed conductive path is directly exposed to the fluid introduced into the cap from the fluid passage. Will be. On the other hand, the fluid such as the exhaust gas from the internal combustion engine may contain foreign matters such as moisture and soot. When the foreign matters pass through the fluid passage and adhere to the exposed conductive paths, the conductive paths In such a case, a problem such as a short circuit may be caused.
これに対して本発明の温度センサによれば、セラミック基板の後端より後方側領域に流体が侵入するのを遮蔽する遮蔽部を設けていることから、キャップ内にてセラミック基板より後方側に位置するＭＩケーブルの金属芯線を含む導電経路に流体が晒されることがなくなり、流体中の異物が上記導電経路に付着することを抑制することができる。これにより、キャップに流体流通口を形成した場合にも上記導電経路の短絡といった不具合を防止することができ、応答性の向上を図りつつ電気的信頼性に優れる温度センサを提供することができる。なお、この遮蔽部は、絶縁性の耐熱材を用いて形成することが好ましく、例えばガラスを主体に形成することが好ましい。 On the other hand, according to the temperature sensor of the present invention, since the shielding portion for blocking the intrusion of the fluid into the region on the rear side from the rear end of the ceramic substrate is provided, the temperature sensor is provided on the rear side of the ceramic substrate in the cap. The fluid is not exposed to the conductive path including the metal core wire of the located MI cable, and foreign substances in the fluid can be suppressed from adhering to the conductive path. Accordingly, even when the fluid flow port is formed in the cap, it is possible to prevent a problem such as short-circuiting of the conductive path, and to provide a temperature sensor that is excellent in electrical reliability while improving responsiveness. In addition, it is preferable to form this shielding part using an insulating heat-resistant material, for example, it is preferable to mainly form glass.
また、本発明の温度センサでは、キャップ内において、ＭＩケーブルの外筒の先端面とセラミック基板の後端面との間の空間には、少なくともＭＩケーブルの金属芯線を保持するための防振部が設けられていることが好ましい。このような防振部を設けることにより、キャップ内に位置するＭＩケーブルの金属芯線を安定して保持することができ、温度センサの使用時にＭＩケーブルの金属芯線が断線するのを確実に防止することができる。 In the temperature sensor of the present invention, in the cap, in a space between the front end surface of the outer cylinder of the MI cable and the rear end surface of the ceramic substrate, at least a vibration isolator for holding a metal core wire of the MI cable is provided. Preferably, it is provided. By providing such an anti-vibration portion, the metal core of the MI cable located in the cap can be stably held, and the metal core of the MI cable can be reliably prevented from breaking when the temperature sensor is used. be able to.
以下、本発明を具体化した実施形態１、２を図面を参照しつつ説明する。 Hereinafter, embodiments 1 and 2 that embody the present invention will be described with reference to the drawings.
（実施形態１）
実施形態１の温度センサ１００は、図１に示すように、フランジ７とＭＩケーブル３とキャップ１とセラミック基板２上に感温部２ａが形成された感温素子２０とを備えている。
(Embodiment 1)
As shown in FIG. 1, the temperature sensor 100 according to the first embodiment includes a flange 7, an MI cable 3, a cap 1, and a temperature sensing element 20 having a temperature sensing portion 2 a formed on a ceramic substrate 2.
より詳細には、ＳＵＳ３１０Ｓからなるフランジ７は、円筒状のＳＵＳ３０４からなるハウジング１１の先端側に固定され、ハウジング１１の外周に回動可能に設けられたナット１０により排気ガスが流通する車両の排気管に装着されようになっている。つまり、ナット１０は雄ねじ１０ａ及び六角ナット部１０ｂを有し、雄ねじ１０ａが図示しない排気管の取付部の雌ねじに螺合することにより、フランジ７が排気管の取付部に装着される。これにより、温度センサ全体も排気管に固定される。また、フランジ７は内孔７ａを有するとともに、軸方向に延びる鞘部７ｄと、この鞘部７ｄよりも先端側に位置して径方向外側に向かって突出する突出部７ｃとを有している。突出部７ｃは、先端側に図示しない排気管の取付部のテーパ形状をなす取付座面に対応したテーパ形状のシール面７ｂを有する環状に形成されており、ナット１０を排気管の取付部に取り付けたときにシール面７ｂが取付部の取付座面に密着して排気ガスが外部に漏出するのを防止するようになっている。また、鞘部７ｄは、ハウジング１１の内側に挿通され、全周レーザ溶接により気密的にハウジング１１に固定されている。 More specifically, the flange 7 made of SUS310S is fixed to the distal end side of the housing 11 made of SUS304 having a cylindrical shape, and the nut 10 rotatably provided on the outer periphery of the housing 11 allows the exhaust gas to flow through the vehicle. It is intended to be attached to a pipe. That is, the nut 10 has the male screw 10a and the hexagonal nut portion 10b, and the male screw 10a is screwed into the female screw of the mounting portion of the exhaust pipe (not shown), so that the flange 7 is mounted on the mounting portion of the exhaust pipe. Thereby, the entire temperature sensor is also fixed to the exhaust pipe. The flange 7 has an inner hole 7a, a sheath 7d extending in the axial direction, and a projecting portion 7c located on the distal end side of the sheath 7d and projecting radially outward. . The protruding portion 7c is formed in an annular shape having a tapered sealing surface 7b corresponding to a tapered mounting seat surface of an exhaust pipe mounting portion (not shown) on the distal end side, and the nut 10 is attached to the exhaust pipe mounting portion. When mounted, the sealing surface 7b is in close contact with the mounting seat surface of the mounting portion to prevent the exhaust gas from leaking to the outside. The sheath 7d is inserted into the inside of the housing 11, and is hermetically fixed to the housing 11 by laser welding all around.
ＭＩケーブル３は、フランジ７の内孔７ａ内に固定され、フランジ７の先端側及び後端側から突出して延びている。なお、ＭＩケーブル３は、ＳＵＳ３１０Ｓからなる外筒３ａ内に、ＳＵＳ３１０Ｓからなる一対の芯線４（金属芯線）が絶縁粉末（本実施形態では、ＳｉＯ２粉末）を介して絶縁保持される形態で形成されている。このＭＩケーブル３の先端側外周には、ＳＵＳ３１０Ｓからなる有底筒状のキャップ１が全周レーザ溶接により固定され、キャップ１の先端からフランジ７のシール面７ｂの先端縁までの軸方向における長さ（換言すれば、温度センサのうちで排気管内に晒されることになる部位の軸方向における長さ）がＬ２（ｍｍ）にされている。 The MI cable 3 is fixed in the inner hole 7 a of the flange 7, and extends so as to protrude from the front end side and the rear end side of the flange 7. The MI cable 3 is formed in a form in which a pair of core wires 4 (metal core wires) made of SUS310S are insulated and held through insulating powder (in the present embodiment, SiO 2 powder) in an outer cylinder 3a made of SUS310S. Have been. A bottomed cylindrical cap 1 made of SUS310S is fixed to the outer periphery of the front end side of the MI cable 3 by laser welding all around, and has a length in the axial direction from the front end of the cap 1 to the front end edge of the sealing surface 7 b of the flange 7. The length (in other words, the axial length of a portion of the temperature sensor that will be exposed to the exhaust pipe) is set to L2 (mm).
なお、ＭＩケーブル３は、フランジ７の鞘部７ｄと全周レーザ溶接されることで、フランジ７の内孔７ａ内に固定されている。キャップ１には、底壁３２に被測定流体を内部に流通させる複数の流体流通口１ａが形成されると共に、側壁３１に同機能の複数の流体流通口１ｂが形成されている。また、キャップ１の先端部分には、感温素子２０が収納されている。 The MI cable 3 is fixed in the inner hole 7a of the flange 7 by laser welding the sheath 7d of the flange 7 all around. The cap 1 has a plurality of fluid communication ports 1a through which a fluid to be measured flows inside the bottom wall 32 and a plurality of fluid communication ports 1b having the same function formed in the side wall 31. Further, a temperature sensing element 20 is housed in a tip portion of the cap 1.
感温素子２０を構成するアルミナ製のセラミック基板２は、図２にも示すように、後述する金属抵抗体２ａが形成される面の板面方向に沿ってみたときの、軸方向と直交する方向の長さＷがＭＩケーブル３の外筒３ａの外径Ｗ１よりも小さくなっている（本実施形態では、Ｗ＝２ｍｍ、Ｗ１＝２．５ｍｍ）。感温素子２０の外観を図３に示す。この感温素子２０におけるセラミック基板２の軸方向の長さＬ３と軸方向と直交する方向の長さＷとの比Ｗ／Ｌ３は、２／３である（本実施形態では、Ｗ＝２ｍｍ、Ｌ３＝３ｍｍ）。なお、セラミック基板２の厚みは、上記長さＬ３、Ｗよりも小さい値（本実施形態では０．５ｍｍ）に設定されている。 As shown in FIG. 2, the alumina ceramic substrate 2 constituting the temperature sensing element 20 is orthogonal to the axial direction when viewed along the direction of the surface of the surface on which the metal resistor 2a described later is formed. The length W in the direction is smaller than the outer diameter W1 of the outer cylinder 3a of the MI cable 3 (W = 2 mm, W1 = 2.5 mm in the present embodiment). FIG. 3 shows the appearance of the temperature sensing element 20. The ratio W / L3 of the length L3 of the ceramic substrate 2 in the axial direction to the length W in the direction perpendicular to the axial direction of the temperature sensing element 20 is 2/3 (in the present embodiment, W = 2 mm, L3 = 3 mm). The thickness of the ceramic substrate 2 is set to a value smaller than the lengths L3 and W (0.5 mm in the present embodiment).
また、セラミック基板２の一面には、排気ガスの温度によって抵抗値が変化するＰｔを主体に構成される金属抵抗体２ａが形成されている。なお、この金属抵抗体２ａは、所定のパターン形状（本実施形態では、図示を省略するがミアンダ状にパターン形成している）に薄膜形成されており、ガラス等よりなる保護膜（図示せず）により被覆されている。また、このセラミック基板２の一面には、金属抵抗体２ａと接続される配線層２ｃが２つ形成されている。そして、一対の電極線２ｂが配線層２ｃと１対１に対応する形態で接合され、この配線層２ｃと電極線２ｂとの接続部（重なり合う部位）は、ガラス等よりなる保護膜２ｄにより被覆される。これにより、温度により変化する金属抵抗体２ａの抵抗値が電気信号として、配線部２ｃを介して電極線２ｂに出力される。なお、本実施形態においては、電極線２ｂ及び配線層２ｃが特許請求の範囲の配線部に相当するものであり、金属抵抗体２ａが感知部に相当する。 Further, on one surface of the ceramic substrate 2, a metal resistor 2a mainly composed of Pt whose resistance value changes depending on the temperature of the exhaust gas is formed. The metal resistor 2a is formed as a thin film in a predetermined pattern shape (in the present embodiment, a pattern is formed in a meander shape (not shown), and a protective film (not shown) made of glass or the like is formed. ). Two wiring layers 2c connected to the metal resistor 2a are formed on one surface of the ceramic substrate 2. Then, the pair of electrode wires 2b is joined to the wiring layer 2c in a one-to-one correspondence, and the connection (overlapping portion) between the wiring layer 2c and the electrode wire 2b is covered with a protective film 2d made of glass or the like. Is done. Thus, the resistance value of the metal resistor 2a, which changes with temperature, is output as an electric signal to the electrode line 2b via the wiring portion 2c. In the present embodiment, the electrode wires 2b and the wiring layers 2c correspond to the wiring portions in the claims, and the metal resistors 2a correspond to the sensing portions.
図２に示すように、感温素子２０における一対の電極線２ｂがＭＩケーブル３における一対の芯線４の一端４ａと溶接により接続されることにより、金属抵抗体２ａとＭＩケーブル３の芯線４とが電気的に接続される。このとき、感温素子２０を構成するセラミック基板２の後端（後端面）２ｅが、キャップ１の側壁３１に形成されるガス流通孔１ｂのうちで最も後端側に位置するガス流通孔１ｂの後端１ｃよりも後方側に位置するように、キャップ１内に収容されるように設定されている。 As shown in FIG. 2, the pair of electrode wires 2 b of the temperature sensing element 20 is connected to one end 4 a of the pair of core wires 4 of the MI cable 3 by welding, so that the metal resistor 2 a and the core wire 4 of the MI cable 3 are connected to each other. Are electrically connected. At this time, the rear end (rear end face) 2e of the ceramic substrate 2 constituting the temperature sensing element 20 is the gas flow hole 1b located at the most rear end side among the gas flow holes 1b formed in the side wall 31 of the cap 1. It is set so as to be accommodated in the cap 1 so as to be located behind the rear end 1c.
そして、キャップ１内において、ＭＩケーブル３の外筒３ａの先端面とセラミック基板２の後端面２ｅとの間の空間には、絶縁性のセメントからなる防振部５と、防振部５よりも先端側に位置すると共に、キャップ１の側壁３１に形成された最も後端側に位置するガス流通孔１ｂの後端１ｃより後方側に、結晶化ガラス（ホウケイ酸ガラス）からなる遮蔽部６とが設けられている。そして、この防振部５によりキャップ１内に配置されるＭＩケーブル３の芯線４、ＭＩケーブル３の芯線４と感温素子２０の電極線２ｂとの接続部が安定して保持されることになる。なお、本実施形態において、本体部６ａをなすセメントは、アルミナを主体とする骨材とガラス成分とから形成される。 In the space between the front end surface of the outer cylinder 3a of the MI cable 3 and the rear end surface 2e of the ceramic substrate 2 in the cap 1, a vibration isolator 5 made of insulating cement and a vibration isolator 5 are provided. The shielding portion 6 made of crystallized glass (borosilicate glass) is also located on the front end side and behind the rear end 1c of the gas flow hole 1b located on the rearmost end formed in the side wall 31 of the cap 1. Are provided. Then, the core wire 4 of the MI cable 3 disposed in the cap 1 and the connection between the core wire 4 of the MI cable 3 and the electrode wire 2b of the temperature sensing element 20 are stably held by the vibration isolator 5. Become. In the present embodiment, the cement forming the main body 6a is formed from an aggregate mainly composed of alumina and a glass component.
また、キャップ１内に上記遮蔽部６を設けることにより、遮蔽部６を境にしてキャップ１内の内部領域が前方側と後方側に区画されることになる。これにより、キャップ１にガス流通孔１ａ、１ｂを設けた場合にも、キャップ１内に導入された排気ガスは、遮蔽部６によってセラミック基板２の後端２ｅよりも後方側領域に侵入するのが遮蔽される。その結果、排気ガス中に含まれる水分等の異物が、ガス流通孔１ａ、１ｂを通過してセラミック基板２の後方側に位置する電極線２ｂ、芯線４からなる導電経路に付着することを有効に防ぐことができる。 Further, by providing the shielding portion 6 in the cap 1, the internal region in the cap 1 is divided into a front side and a rear side with the shielding portion 6 as a boundary. Thus, even when the gas flow holes 1 a and 1 b are provided in the cap 1, the exhaust gas introduced into the cap 1 enters the region behind the rear end 2 e of the ceramic substrate 2 by the shielding portion 6. Is shielded. As a result, it is effective that foreign matter such as moisture contained in the exhaust gas passes through the gas flow holes 1a and 1b and adheres to the conductive path including the electrode wire 2b and the core wire 4 located on the rear side of the ceramic substrate 2. Can be prevented.
なお、このセメントからなる防振部５および結晶化ガラスからなる遮蔽部６は、以下のようにしてキャップ１内に設けることができる。まず、感温素子２の電極線２ｂとＭＩケーブル４の芯線４ａを溶接した後、ガス流通孔１ａ、１ｂが予め形成されたキャップ１を、感温素子２を覆うようにしてＭＩケーブル４の外筒３ａに全周レーザ溶接して固定する。その後、未固化状態のセメントを所定量キャップ１の底壁３１に形成されたガス流通孔１ａから注入し、乾燥により固化させて防振部５を形成する。続いて、同じガス流通孔１ａからガラス粉末を所定量投入し、熱処理して遮蔽部６を形成する。 The vibration isolator 5 made of cement and the shield 6 made of crystallized glass can be provided in the cap 1 as follows. First, after welding the electrode wire 2b of the temperature-sensitive element 2 and the core wire 4a of the MI cable 4, the cap 1 in which the gas flow holes 1a and 1b are formed in advance is placed on the MI cable 4 so as to cover the temperature-sensitive element 2. It is fixed to the outer cylinder 3a by laser welding all around. Thereafter, a predetermined amount of unsolidified cement is injected from the gas flow holes 1a formed in the bottom wall 31 of the cap 1 and solidified by drying to form the vibration isolating portion 5. Subsequently, a predetermined amount of glass powder is introduced from the same gas flow hole 1a, and heat treatment is performed to form the shielding portion 6.
図１に示すように、ＭＩケーブル３の芯線４の他端４ｂは、ハウジング１１内において接続端子１４に固定されている。また、一対のリード線１３の一端１３ａが接続端子１４に固定されている。そして、芯線４の他端４ｂとリード線１３の一端１３ａとには、接続端子１４とともに絶縁チューブ１５が被せられている。また、ハウジング１１の後端側には、耐熱ゴム製のグロメット１２がかしめ固定されている。一対のリード線１３はグロメット１２を貫通して、ハウジング１１の後端側より突出している。 As shown in FIG. 1, the other end 4 b of the core wire 4 of the MI cable 3 is fixed to the connection terminal 14 in the housing 11. One end 13 a of the pair of lead wires 13 is fixed to the connection terminal 14. The other end 4b of the core wire 4 and one end 13a of the lead wire 13 are covered with an insulating tube 15 together with the connection terminal 14. A grommet 12 made of heat-resistant rubber is fixed to the rear end side of the housing 11 by caulking. The pair of lead wires 13 penetrate the grommet 12 and protrude from the rear end side of the housing 11.
以上の構成をした実施形態１の温度センサ１００では、フランジ７の先端側から突出して延びる形態でフランジ７の内孔７ａ内に固定されるＭＩケーブル３の先端側外周にキャップ１が直接固定され、このキャップ１内に収納されたセラミック基板２上に金属抵抗体２ａを有する感温素子２０とＭＩケーブル３の芯線４とが電気的に接続されている。そのため、温度センサ１００のうちで流体（排気ガス）が流通する流体管（排気管）内に晒されることになる部位の軸方向の長さ（脚長）Ｌ２を変更しなければならない場合、ＭＩケーブル３（具体的にはＭＩケーブル３の外筒３ａ）を必要な長さに切断して、ＭＩケーブル３のフランジ７の先端側から突出する長さを変更するだけで済む。また、この温度センサ１００では、セラミック基板２の軸方向における長さの変更が不要であるため、セラミック基板２の軸方向の長さ変更に伴う耐振性問題に懸念を生じることもない。 In the temperature sensor 100 of the first embodiment having the above-described configuration, the cap 1 is directly fixed to the outer periphery of the front end of the MI cable 3 fixed in the inner hole 7a of the flange 7 so as to protrude from the front end of the flange 7 and extend. On the ceramic substrate 2 housed in the cap 1, a temperature sensing element 20 having a metal resistor 2a and the core wire 4 of the MI cable 3 are electrically connected. Therefore, when it is necessary to change the axial length (leg length) L2 of the portion of the temperature sensor 100 that is to be exposed to the fluid pipe (exhaust pipe) through which the fluid (exhaust gas) flows, the MI cable 3 (specifically, the outer cylinder 3a of the MI cable 3) is cut to a required length, and only the length of the MI cable 3 protruding from the front end side of the flange 7 needs to be changed. Further, in the temperature sensor 100, since it is not necessary to change the length of the ceramic substrate 2 in the axial direction, there is no concern about the vibration resistance problem due to the change in the length of the ceramic substrate 2 in the axial direction.
また、この温度センサ１００では、セラミック基板２のうちで金属抵抗体２ａが形成される面の板面方向に沿ってみたときのセラミック基板２の軸方向と直交する方向の長Ｗさは、ＭＩケーブル３の外筒３ａの外径Ｗ１よりも小さい。これにより、ＭＩケーブル３の先端側外周に固定されるキャップ１を小型化（小径化）することができるため、温度センサ１００自身を小型化することができる。また、この温度センサ１００では、感温素子２０を収納するキャップ１の小径化が図れるので、温度検出の応答性向上を図ることができる。 In this temperature sensor 100, the length W in the direction orthogonal to the axial direction of the ceramic substrate 2 when viewed along the plate surface direction of the surface of the ceramic substrate 2 on which the metal resistor 2a is formed is MI It is smaller than the outer diameter W1 of the outer cylinder 3a of the cable 3. Thereby, the cap 1 fixed to the outer periphery on the distal end side of the MI cable 3 can be reduced in size (smaller diameter), so that the temperature sensor 100 itself can be reduced in size. Further, in the temperature sensor 100, the diameter of the cap 1 that houses the temperature sensing element 20 can be reduced, so that the responsiveness of temperature detection can be improved.
さらに、この温度センサ１００では、感温素子２０におけるセラミック基板２の軸方向の長さＬ３と軸方向と直交する方向の長さＷとの比Ｗ／Ｌ３は２／３であり（本実施形態では、Ｗ＝２ｍｍ、Ｌ３＝３ｍｍ）、セラミック基板２の厚みは上記長さＬ３、Ｗよりも小さくなっている。このように、上記比Ｗ／Ｌ３を０．２〜４の範囲内とすることで、セラミック基板２の耐振性をより安定させることができる。また、セラミック基板２の上記長さＬ３及びＷを１０ｍｍ以下とするとともに、セラミック基板２の厚みを上記長さＬ３及びＷよりも小さくすることで、セラミック基板２の熱容量が軽減されて温度検出の応答性向上を図ることができる。 Further, in the temperature sensor 100, the ratio W / L3 of the length L3 of the ceramic substrate 2 in the axial direction to the length W in the direction orthogonal to the axial direction of the temperature sensing element 20 is 2/3 (this embodiment). , W = 2 mm, L3 = 3 mm), and the thickness of the ceramic substrate 2 is smaller than the lengths L3, W. By setting the ratio W / L3 in the range of 0.2 to 4, the vibration resistance of the ceramic substrate 2 can be further stabilized. Further, by setting the lengths L3 and W of the ceramic substrate 2 to 10 mm or less and making the thickness of the ceramic substrate 2 smaller than the lengths L3 and W, the heat capacity of the ceramic substrate 2 is reduced, and temperature detection is performed. Responsibility can be improved.
したがって、実施形態１の温度センサ１００によれば、温度センサ１００のうちで流通管（排気管）内に晒されることになる部位の軸方向における長さ（脚長）Ｌ２の変更がＭＩケーブル３の軸方向の長さ調整だけで行えるので容易であって、製造コストの低廉化を実現することができる。また、この温度センサ１００では、脚長Ｌ２の変更にあたりセラミック基板２の軸方向の長さの変更を必要としない設計であるため、温度センサ１００の使用に際してセラミック基板２の耐振性を確保することもできる。 Therefore, according to the temperature sensor 100 of the first embodiment, the change of the length (leg length) L2 in the axial direction of the portion of the temperature sensor 100 that is exposed to the inside of the flow pipe (exhaust pipe) is caused by the change of the MI cable 3. Since it can be performed only by adjusting the length in the axial direction, it is easy and the manufacturing cost can be reduced. Further, since the temperature sensor 100 is designed so as not to change the axial length of the ceramic substrate 2 when changing the leg length L2, the vibration resistance of the ceramic substrate 2 can be ensured when the temperature sensor 100 is used. it can.
（実施形態２）
実施形態２の温度センサ３００は、図４に示すように、キャップ４００、感温素子２００の構成が上記実施形態１の温度センサ１００と異なるものである以外は、図１に示した温度センサ１００と同様の構成をなしており、図１に示した実施形態１の構成と同一の構成については同一の符号を用いることとし、その説明を省略する。
(Embodiment 2)
As shown in FIG. 4, the temperature sensor 300 according to the second embodiment is different from the temperature sensor 100 shown in FIG. The same configuration as that of the first embodiment shown in FIG. 1 is denoted by the same reference numeral, and description thereof is omitted.
実施形態２の温度センサ３００に用いられる感温素子２００の外観を図６に示す。この感温素子２００を構成するセラミック基板２２の軸方向の長さＬ３に対する、金属抵抗体２２ａが形成される面の板面方向に沿ってみたときの、軸方向と直交する方向の長さＷの比Ｗ／Ｌ３は、２である（本実施形態では、Ｗ＝３．２ｍｍ、Ｌ３＝１.６ｍｍ）。なお、セラミック基板２２はアルミナからなり、その厚みは、上記長さＬ３、Ｗよりも小さい値（具体的には０．５ｍｍ）に設定されている。 FIG. 6 shows an appearance of a temperature sensing element 200 used in the temperature sensor 300 of the second embodiment. The length W3 in the direction perpendicular to the axial direction when viewed along the plate surface direction of the surface on which the metal resistor 22a is formed with respect to the axial length L3 of the ceramic substrate 22 constituting the temperature sensing element 200. Is W / L3 (W = 3.2 mm and L3 = 1.6 mm in the present embodiment). The ceramic substrate 22 is made of alumina, and its thickness is set to a value (specifically, 0.5 mm) smaller than the lengths L3 and W.
また、セラミック基板２２上の中央には、排気ガスの温度によって抵抗値が変化するＰｔを主体に構成される金属抵抗体２２ａが形成され、セラミック基板２２上の両端部寄りに金属抵抗体２２ａと接続される膜状の配線部２２ｂが２つ形成されている。そして、この２つの配線部２２ｂがＭＩケーブル３の一対の芯線４にそれぞれ接合により接続されている。これにより、温度により変化する金属抵抗体２２ａの抵抗値が電気信号として、配線部２２ｂを介してＭＩケーブル３の芯線４に出力される。なお、この金属抵抗体２２ａ及び配線部２２ｂと芯線４との接続部は、ガラス等よりなる保護膜（図示せず）により被覆されている。なお、本実施形態２では、ＭＩケーブル３の外筒３ａの外径を３．３ｍｍとした。 At the center on the ceramic substrate 22, a metal resistor 22a mainly composed of Pt whose resistance value changes depending on the temperature of the exhaust gas is formed, and the metal resistor 22a is located near both ends on the ceramic substrate 22. Two film-shaped wiring portions 22b to be connected are formed. The two wiring portions 22b are connected to the pair of core wires 4 of the MI cable 3 by bonding. As a result, the resistance value of the metal resistor 22a that changes with temperature is output as an electric signal to the core wire 4 of the MI cable 3 via the wiring portion 22b. The connection between the metal resistor 22a, the wiring portion 22b, and the core wire 4 is covered with a protective film (not shown) made of glass or the like. In the second embodiment, the outer diameter of the outer cylinder 3a of the MI cable 3 is set to 3.3 mm.
図５に示すように、本実施形態２の温度センサ３００においては、筒状のキャップ４００が、有底筒状の先端側キャップ４０１と両端が開放した後端側キャップ４０２の二重構造により形成されている。より具体的には、ＭＩケーブル４の外筒３ａの外側に後端側キャップ４０２が全周レーザ溶接により固定されると共に、後端側キャップ４０２の外側に先端側キャップ４０１が全周レーザ溶接により固定されている。先端側キャップ４０１のうち、側壁４０３に複数のガス流通孔４０１ｂが形成され、底壁４０４に１つのガス流通孔４０１ａが形成されている。なお、後端側キャップ４０２には、このようなガス流通孔は形成されていない。 As shown in FIG. 5, in the temperature sensor 300 according to the second embodiment, the cylindrical cap 400 is formed by a double structure of a bottomed cylindrical front end cap 401 and a rear end cap 402 whose both ends are open. Have been. More specifically, the rear end cap 402 is fixed to the outside of the outer cylinder 3a of the MI cable 4 by full-circumference laser welding, and the front end cap 401 is fixed to the outside of the rear end cap 402 by full-circle laser welding. Fixed. A plurality of gas flow holes 401b are formed in the side wall 403 of the tip end cap 401, and one gas flow hole 401a is formed in the bottom wall 404. Note that such a gas flow hole is not formed in the rear end cap 402.
そして、感温素子２００は、この二重構造をなすキャップ４００内に収容されるものであり、より具体的には、感温素子２００を構成するセラミック基板２２の後端（後端面）２２ｅが、先端側キャップ４０１の側壁４０３に形成されるガス流通孔４０１ｂのうちで最も後端側に位置するガス流通孔４０１ｂの後端４０１ｃよりも後方側に位置するようにキャップ４００内に収容されている。 The temperature sensing element 200 is housed in the cap 400 having the double structure. More specifically, the rear end (rear end face) 22e of the ceramic substrate 22 constituting the temperature sensing element 200 is The gas flow holes 401b formed in the side wall 403 of the front end cap 401 are housed in the cap 400 so as to be located behind the rear end 401c of the gas flow hole 401b located at the most rear end side. I have.
また、本実施形態２の温度センサ３００についても、キャップ４００内において、ＭＩケーブル３の外筒３ａの先端面とセラミック基板２２の後端面２２ｅとの間の空間には、セメントからなる防振部５と、防振部５よりも先端側に位置すると共に、先端側キャップ４０１の側壁４０３に形成された最も後端側に位置するガス流通孔４０１ｂの後端４０１ｃより後方側に、結晶化ガラスからなる遮蔽部６とが設けられている。そして、この防振部５によりキャップ４００内に配置されるＭＩケーブル３の芯線４が安定して保持されることになる。 Also in the temperature sensor 300 of the second embodiment, the space between the front end surface of the outer cylinder 3a of the MI cable 3 and the rear end surface 22e of the ceramic substrate 22 in the cap 400 has a vibration isolating part made of cement. 5 and a rear side of a rear end 401c of a gas flow hole 401b located on the rearmost side formed on the side wall 403 of the front end cap 401 and located rearward of the vibration isolating section 5. And a shielding portion 6 made of a material. Then, the core wire 4 of the MI cable 3 arranged in the cap 400 is stably held by the vibration isolator 5.
また、キャップ４００内に上記遮蔽部６を設けることにより、遮蔽部６を境にしてキャップ４００内の内部領域が先端側と後端側に区画されることになる。これにより、キャップ４００（先端側キャップ４０１）にガス流通孔４０１ａ、４０１ｂを設けた場合にも、キャップ４００内に導入された排気ガスは、遮蔽部６によってセラミック基板２２の後端２２ｅよりも後方側領域に侵入するのが遮蔽される。その結果、排気ガス中に含まれる水分等の異物が、ガス流通孔４０１ａ、４０１ｂを通過してセラミック基板２２の後方側に位置する芯線４からなる導電経路に付着することを防ぐことができる。 Further, by providing the shielding portion 6 in the cap 400, the internal region in the cap 400 is divided into the front end side and the rear end side with the shielding portion 6 as a boundary. Accordingly, even when the gas flow holes 401a and 401b are provided in the cap 400 (the front end cap 401), the exhaust gas introduced into the cap 400 is rearward from the rear end 22e of the ceramic substrate 22 by the shielding portion 6. Intrusion into the side area is shielded. As a result, foreign substances such as moisture contained in the exhaust gas can be prevented from passing through the gas flow holes 401a and 401b and adhering to the conductive path formed by the core wire 4 located on the rear side of the ceramic substrate 22.
なお、本実施形態２の温度センサ３００において、セメントからなる防振部５および結晶化ガラスからなる遮蔽部６は、以下のようにしてキャップ４００内に設けることができる。まず、感温素子２００の配線部２２ｂとＭＩケーブル４の芯線４ａを接合し、この接続部を保護膜にて被覆した後、後端側キャップ４０２を、ＭＩケーブル４の外筒３ａに全周レーザ溶接して固定する。その後、後端側キャップ４０２の先端側開口から未固化状態のセメントを注入し、乾燥により固化させて防振部５を形成する。続いて、同じ先端側開口からガラス粉末を所定量投入し、熱処理して遮蔽部６を形成する。そして、ガス流通孔４０１ａ、４０１ｂが予め形成された先端側キャップ４０１を、感温素子２を覆うようにして後端側キャップ４０２に全周レーザ溶接して固定する。 In the temperature sensor 300 of the second embodiment, the vibration isolator 5 made of cement and the shield 6 made of crystallized glass can be provided in the cap 400 as follows. First, the wiring part 22b of the temperature sensing element 200 and the core wire 4a of the MI cable 4 are joined, and this connection part is covered with a protective film. Fix by laser welding. After that, cement in an unsolidified state is injected from the opening on the front end side of the rear end cap 402 and solidified by drying to form the vibration isolating section 5. Subsequently, a predetermined amount of glass powder is injected from the same front end side opening, and heat treatment is performed to form the shielding portion 6. Then, the front end cap 401 in which the gas circulation holes 401a and 401b are formed in advance is fixed to the rear end side cap 402 by laser welding so as to cover the temperature sensing element 2.
この温度センサ３００によっても、実施形態１と同様の作用及び効果を得ることができる。したがって、実施形態２の温度センサ３００によっても、温度センサ３００のうちで流通管（排気管）内に晒されることになる部位の軸方向における長さ（脚長）Ｌ２の変更がＭＩケーブル３の軸方向の長さ調整だけで行えるので容易であって、製造コストの低廉化を実現することができる。また、この温度センサ３００では、脚長Ｌ２の変更にあたりセラミック基板２２の軸方向の長さの変更を必要としない設計であるため、セラミック基板２２の耐振性を確保することもできる。 With this temperature sensor 300, the same operation and effect as those of the first embodiment can be obtained. Therefore, according to the temperature sensor 300 of the second embodiment, the length (leg length) L2 in the axial direction of the portion of the temperature sensor 300 that is exposed to the inside of the flow pipe (exhaust pipe) is changed by the axis of the MI cable 3. Since it can be performed only by adjusting the length in the direction, it is easy, and the manufacturing cost can be reduced. Further, since the temperature sensor 300 is designed so as not to change the axial length of the ceramic substrate 22 when changing the leg length L2, the vibration resistance of the ceramic substrate 22 can also be ensured.
以上において、本発明を実施形態１、２に即して説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で適宜変更して適用できることはいうまでもない。例えば、防振部５はセメントから構成されるものに限られず、セラミック繊維（例えば、アルミナやＳｉＯ２を主体とする繊維）を用いて形成してもよい。 In the above, the present invention has been described with reference to the first and second embodiments. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that the present invention can be appropriately modified and applied without departing from the gist thereof. Absent. For example, the vibration isolator 5 is not limited to a member made of cement, and may be formed using ceramic fibers (for example, fibers mainly composed of alumina or SiO 2 ).
また、実施形態１、２において、防振部５を省略し、セラミック基板２、２２の後端２ｅ、２２ｅよりも後方側の領域を全て充填する形態で遮蔽部６を形成してもよい。さらに、本実施形態１、２の温度センサ１００、３００は、排気温センサ以外にも、エンジンの吸気温度や、その他室内外の空気の温度を測定する温度センサに適用してもよい。 Further, in the first and second embodiments, the vibration isolator 5 may be omitted, and the shield 6 may be formed so as to fill the entire area behind the rear ends 2 e and 22 e of the ceramic substrates 2 and 22. Further, the temperature sensors 100 and 300 of the first and second embodiments may be applied to a temperature sensor that measures the intake air temperature of the engine and the temperature of the air inside and outside the room other than the exhaust gas temperature sensor.
１００、３００・・・温度センサ
７・・・フランジ
７ａ・・・内孔
７ｂ・・・シール面
３・・・ＭＩケーブル
３ａ・・・外筒
４・・・金属芯線（芯線）
１、４００・・・キャップ
４０１・・・先端側キャップ
４０２・・・後端側キャップ
１ａ、１ｂ、４０１ａ、４０１ｂ・・・流体流通口
２０、２００・・・感温素子
２、２２・・・セラミック基板
２ａ、２２ａ・・・感知部（金属抵抗体）
２ｂ、２ｃ、２２ｂ・・・配線部（２ｂ・・・電極線、２ｃ・・・配線層）
５・・・防振部
６・・・遮蔽部
１１・・・ハウジング
１３・・・リード線
100, 300: Temperature sensor 7: Flange 7a: Inner hole 7b: Seal surface 3: MI cable 3a: Outer cylinder 4: Metal core (core)
1, 400: Cap 401: Front end cap 402: Rear end cap 1a, 1b, 401a, 401b: Fluid flow port 20, 200: Temperature sensing element 2, 22: Ceramic substrate 2a, 22a ... sensing part (metal resistor)
2b, 2c, 22b ... wiring part (2b ... electrode wire, 2c ... wiring layer)
5: Anti-vibration part 6: Shielding part 11: Housing 13: Lead wire
Claims (7)
金属製の外筒に金属芯線を絶縁保持して形成されるとともに、自身の先端側が該フランジの先端側から突出して軸方向に延びる形態で該内孔内に固定されるＭＩケーブルと、
該ＭＩケーブルの先端側外周に固定されるとともに、該流体を内部に流通させる流体流通口が形成された金属製のキャップと、
該キャップ内に収納されたセラミック基板と、該セラミック基板上に形成され、該流体の温度によって電気的特性が変化する感知部と、該感知部と該ＭＩケーブルの該金属芯線とを電気的に接続するための配線部とを有する感温素子とを備えていることを特徴とする温度センサ。 A flange having an inner hole, mounted on a flow pipe through which the fluid flows, and preventing the fluid from leaking,
An MI cable which is formed by holding a metal core wire insulated and held in a metal outer cylinder, and which is fixed in the inner hole in such a manner that its front end side protrudes from the front end side of the flange and extends in the axial direction;
A metal cap fixed to the outer periphery on the distal end side of the MI cable and formed with a fluid flow port through which the fluid flows,
A ceramic substrate housed in the cap, a sensing unit formed on the ceramic substrate, the electrical characteristics of which change depending on the temperature of the fluid; and a sensing unit electrically connected to the metal core wire of the MI cable. A temperature sensor comprising: a temperature sensing element having a wiring portion for connection.
前記セラミック基板のうちで前記感知部が形成される面の板面方向に沿ってみたときの当該セラミック基板の軸方向と直交する方向の長さは、前記ＭＩケーブルの前記外筒の外径よりも小さい温度センサ。 The temperature sensor according to claim 1,
The length of the ceramic substrate in the direction orthogonal to the axial direction of the ceramic substrate when viewed along the plate surface direction of the surface on which the sensing portion is formed is smaller than the outer diameter of the outer cylinder of the MI cable. Even a small temperature sensor.
前記セラミック基板の軸方向の長さＬ３に対する、前記セラミック基板のうちで前記感知部が形成される面の板面方向に沿ってみたときの当該セラミック基板の軸方向と直交する方向の長さＷの比Ｗ／Ｌ３は、０．２〜４であり、前記長さＬ３及びＷはともに１０ｍｍ以下である温度センサ。 The temperature sensor according to claim 1 or 2,
With respect to the axial length L3 of the ceramic substrate, the length W in the direction perpendicular to the axial direction of the ceramic substrate when viewed along the plate surface direction of the surface on which the sensing portion is formed in the ceramic substrate. Is a ratio W / L3 of 0.2 to 4, and the lengths L3 and W are both 10 mm or less.
前記セラミック基板は、自身の後端が前記キャップの側壁に形成されるガス流通孔の後端よりも後方側に位置するように当該キャップ内に収容されており、
前記キャップ内のうち当該キャップの側壁に形成される前記ガス流通孔の後端と前記ＭＩケーブルの外筒の先端面との間に、前記セラミック基板の後端より後方側領域に前記流体が侵入するのを遮蔽する遮蔽部が設けられている温度センサ。 The temperature sensor according to claim 1, wherein:
The ceramic substrate is accommodated in the cap such that a rear end of the ceramic substrate is located rearward of a rear end of a gas flow hole formed in a side wall of the cap,
Between the rear end of the gas flow hole formed in the side wall of the cap in the cap and the front end surface of the outer cylinder of the MI cable, the fluid enters a region behind the rear end of the ceramic substrate. A temperature sensor provided with a shielding part for shielding the light from being emitted.
前記遮蔽部は、ガラスを主体に形成されている温度センサ。 The temperature sensor according to claim 4, wherein
The said shield part is a temperature sensor mainly formed of glass.
前記キャップ内において、前記ＭＩケーブルの外筒の先端面と前記セラミック基板の後端面との間の空間には、少なくとも該ＭＩケーブルの金属芯線を保持するための防振部が設けられている温度センサ。 The temperature sensor according to any one of claims 1 to 5, wherein
In the cap, in a space between the front end surface of the outer cylinder of the MI cable and the rear end surface of the ceramic substrate, at least a vibration isolator for holding a metal core wire of the MI cable is provided. Sensors.
前記感温素子の前記感知部は、白金を主体とする金属抵抗体からなる温度センサ。
The temperature sensor according to any one of claims 1 to 6,
A temperature sensor, wherein the sensing part of the temperature sensing element is made of a metal resistor mainly composed of platinum.
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