专利名称：温度传感器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种例如适于EGR(Exhaust Gas Recirculation)气体的温度测定的 温度传感器。
背景技术：
在搭载了柴油发动机的汽车等中，采用通过将02较少的排出气体再度送往燃烧工 序并降低燃烧温度而使氮氧化物(NOx)的排出量下降的EGR (Exhaust Gas Recirculation 排出气体再循环)系统。在该EGR系统中，在EGR阀(排放气体回流控制阀)的吸入端口安装有用于检测 EGR气体温度的温度传感器，进行最佳的含氧量控制。以前，作为EGR气体等的温度检测用温度传感器，例如在专利文献1及2中提出有 将圆锥状的玻璃型热敏电阻与水泥或硅油等填充剂一起插入到金属管的热敏电阻温度传 感器。而且，在专利文献3中，提出有在陶瓷引线保持部上形成感温电阻膜并在金属管 的底部用焊锡等粘结陶瓷引线保持部的技术。专利文献1 日本专利公开平7-43220号公报专利文献2 日本专利公开2003-234203号公报专利文献3 日本专利公开昭60-215584号公报在上述在先技术中留有以下课题。S卩，如在先专利文献1及2所记载的技术，将水泥或硅油等填充剂插入到金属管 时，由于热容量增大，因此热响应性变差，当如EGR气体的温度测定要求高速热响应性时， 存在不适的不良状况。而且，如专利文献3所记载的技术，在金属管的底部粘结了形成有感 温电阻膜的板状元件时，虽然响应性提高，但要求进一步的热响应性的高速化。
发明内容
本发明是鉴于前述课题而完成的，其目的在于，提供一种作为EGR气体等的温度 测定用，可进一步提高热响应性的温度传感器。本发明为了解决上述课题采用了以下结构。即，本发明的温度传感器的特征在于， 具备具有开口的一端部的金属管、设置于该金属管的一端部且形成有一对端子电极的热敏 元件、及连接于所述一对端子电极的一对导线，所述热敏元件闭塞所述金属管的开口的一 端部且设置成至少一部分从所述金属管的一端部向外部突出的状态。即，在该温度传感器中，由于热敏元件闭塞金属管的开口的一端部且设置成至少 一部分从金属管的一端部向外部突出的状态，所以热敏元件的至少一部分在金属管的一端 部成为向外部露出的状态，能够直接与外部的排出气体等气氛气体接触，由此可以使热响 应性提高。而且，本发明的温度传感器的特征在于，所述热敏元件是在绝缘基板的表面上成膜热敏电阻薄膜且形成有所述端子电极的薄膜热敏电阻元件。即，在该温度传感器中，热敏元件是在绝缘基板的表面上成膜热敏电阻薄膜的薄 膜热敏电阻元件，所以热敏元件本身的热容量也较小，可以更加提高热响应性。另外，本发明的温度传感器的特征在于，所述热敏元件在所述绝缘基板的表面侧 从外侧闭塞所述金属管的开口的一端部且将所述热敏电阻薄膜及所述端子电极配置成与 所述金属管一端部的开口的部分对置的状态。S卩，在该温度传感器中，热敏元件在绝缘基板的表面侧从外侧闭塞金属管的开口 的一端部，所以绝缘基板的背面整体在金属管的一端部外侧成为露出状态，可直接与外部 的排出气体等气氛气体接触，由此可使热响应性提高。并且，由于将热敏电阻薄膜及端子电 极配置成与金属管一端部的开口的部分对置的状态，所以外部的排出气体等气氛气体不直 接与热敏电阻薄膜及端子电极接触，可防止热敏电阻薄膜的劣化等影响，可确保较高的可 靠性。另外，可使插通了金属管的导线连接于配置在金属管一端部的开口的部分的端子电 极，布线变得容易。并且，本发明的温度传感器的特征在于，所述金属管设成在作为所述一端部的底 部形成有贯穿孔的有底筒状，所述热敏元件插入于所述贯穿孔并以所述绝缘基板的一端侧 从所述金属管的底部外面向外部突出且所述绝缘基板的另一端侧从所述金属管的底部内 面向内部突出的状态设置。S卩，在该温度传感器中，由于热敏元件插入于贯穿孔且绝缘基板的一端侧从金属 管的底部外面向外部突出，所以绝缘基板的一端侧在金属管的底部外面成为露出状态，可 直接与外部的排出气体等气氛气体接触，由此可使热响应性提高。另外，本发明的温度传感器的特征在于，在所述绝缘基板的另一端侧的从所述金 属管的底部内面向内部突出的部分配置有所述热敏电阻薄膜及所述端子电极。S卩，在该温度传感器中，由于在绝缘基板的另一端侧从金属管的底部内面向内部 突出的部分配置有热敏电阻薄膜及端子电极，所以外部的排出气体等气氛气体不直接与热 敏电阻薄膜及端子电极接触而可防止热敏电阻薄膜的劣化等影响，可确保较高的可靠性。 另外，可以使导线不从金属管的底部向外部伸出地连接于端子电极，从而布线变得容易。根据本发明，取得以下效果。S卩，根据本发明所涉及的温度传感器，热敏元件闭塞金属管的开口的一端部且设 置成至少一部分从金属管的一端部向外部突出的状态，所以热敏元件的至少一部分在金属 管的一端部成为向外部露出的状态，可直接与外部的排出气体等气氛气体接触，从而可使 热响应性提高。由此，本发明的温度传感器获得较高的热响应性，作为EGR气体的温度检测 用而适宜。
图1是表示本发明所涉及的温度传感器的第1实施方式的剖视图。图2是在第1实施方式的温度传感器中放大主要部分的剖视图。图3是在第1实施方式的温度传感器中表示热敏元件的俯视图。图4是在第1实施方式的温度传感器中表示设置有热敏元件的金属管的一端部的 正视图。
图5是表示本发明所涉及的温度传感器的第2实施方式的剖视图。图6是在第2实施方式的温度传感器中放大主要部分的剖视图。图7是在第2实施方式的温度传感器中表示热敏元件的俯视图。图8是在第2实施方式的温度传感器中表示设置有热敏元件的金属管的一端部的 正视图。符号说明1-温度传感器，2、22-金属管，2a_金属管一端部的开口的部分，22a_贯穿孔，3_端 子电极，4、24_热敏元件，5-导线，6-连接器，7-粘结剂，8、28_绝缘基板，9-热敏电阻薄膜。
具体实施例方式以下，参照图1至图4对本发明所涉及的温度传感器的第1实施方式进行说明。此 外，在以下说明中所使用的各附图中，为了将各部件设为可识别或易识别的大小而适宜变 更了缩尺。如图1及图2所示，本实施方式的温度传感器1例如是作为柴油发动机的EGR气 体的温度检测用而安装于EGR阀的吸入端口的温度传感器，其具备作为开口端具有开口的 一端部的筒状的金属管2、设置于该金属管2的一端部且形成有一对端子电极3的热敏元件 4、连接于一对端子电极3的一对导线5、及安装于金属管2的另一端部的连接器6。上述金属管2例如是圆筒状的SUS(不锈钢)管。如图3及图4所示，上述热敏元件4从外侧闭塞金属管2的开口的一端部且设置 成从金属管2的一端部向外部突出的状态。即，在金属管2 —端部的外面形成有焊锡等粘 结剂7，贴附薄板状且俯视为正方形的热敏元件4的表面侧而粘结此。该热敏元件4是在作为氧化铝或氮化铝等陶瓷基板的绝缘基板8上成膜热敏电阻 薄膜9且形成有一对上述端子电极3的薄膜热敏电阻元件。例如，作为热敏元件4采用薄膜热敏电阻元件，该薄膜热敏电阻元件具备由 Mn-Co类复合金属氧化物(例如，Mn304-Co304类复合金属氧化物)或在Mn-Co类复合金属氧 化物中包含Ni、Fe、Cu中的至少一种的复合金属氧化物(例如，Mn304-Co304-Fe203类复合金 属氧化物)构成的复合金属氧化物膜的热敏电阻薄膜9 ；形成于该复合金属氧化物膜上的 梳形电极等一对膜上电极(省略图示)；及连接于这些膜上电极的上述端子电极3。并且， 通过以覆盖热敏电阻薄膜9的方式形成Si02、Si3N4、Hf02等保护膜，能够阻止来自外部气体 的02的进入而使电特性稳定。并且，热敏元件4在绝缘基板8的表面侧从外侧闭塞金属管2的开口的一端部且 将热敏电阻薄膜9及端子电极3配置成与金属管2 —端部的开口的部分2a对置的状态。由 此，金属管2的内径设定成大于从热敏元件4的中心轴至热敏电阻薄膜9及端子电极3的 外端的最大距离并且小于从热敏元件4的中心轴至绝缘基板8的外周的最短距离。S卩，热 敏电阻薄膜9及端子电极3配置成容纳于与金属管2 —端部的开口的部分2a对置的范围， 绝缘基板8具有能够完全闭塞金属管2 —端部的开口的部分2a的面积及形状。上述连接器6由安装金属管2的开口端部的螺纹部10及固定有连接于温度检测 电路等的布线11的端部的主体部12构成。此外，金属管2内的导线5插通螺纹部10而与 主体部12内的布线11连接。
此外，固定于金属管2 —端部的热敏元件4的一对端子电极3和导线5由激光焊 接或电阻焊接等方式粘合。这样在本实施方式的温度传感器1中，热敏元件4闭塞金属管2的开口的一端部 且设置成一部分从金属管2的一端部向外部突出的状态，所以热敏元件4的一部分在金属 管2的一端部成为向外部露出的状态，可直接与外部的排出气体等气氛气体接触，由此可 使热响应性提高。尤其，由于热敏元件4在绝缘基板8的表面侧从外侧闭塞金属管2的开口的一端 部，所以绝缘基板8的背面整体在金属管2的一端部外侧成为露出状态，可直接与外部的排 出气体等气氛气体接触，由此可使热响应性提高。并且，将热敏电阻薄膜9及端子电极3配置成与金属管2 —端部的开口的部分2a 对置的状态，所以外部的排出气体等气氛气体不直接与热敏电阻薄膜9及端子电极3接触， 可防止热敏电阻薄膜9的劣化等影响，并可确保较高的可靠性。另外，可使插通了金属管2 的导线5连接于配置在金属管2 —端部的开口的部分2a的端子电极3，从而布线变得容易。 此外，也可以预先粘合导线5和端子电极3之后，将热敏元件4粘结于金属管2的一端部。另外，由于热敏元件4是在绝缘基板8的表面上成膜热敏电阻薄膜9的薄膜热敏 电阻元件，所以热敏元件4本身的热容量也较小，可使热响应性更加提高。接着，在以下参照图5至图8对本发明所涉及的温度传感器的第2实施方式进行 说明。此外，在以下的实施方式的说明中，对上述实施方式中说明的相同构成要素附加相同 的符号并省略其说明。第2实施方式和第1实施方式的不同点在于在第1实施方式中设置热敏元件4 以从外侧闭塞金属管2 —端部的开口的部分2a，与此相对地，在第2实施方式的温度传感器 21中，如图5至图8所示，金属管22设成在作为一端部的底部形成有贯穿孔22a的有底筒 状，热敏元件24插入于贯穿孔22a，并以绝缘基板28的一端侧从金属管22的底部外面向外 部突出且绝缘基板28的另一端侧从金属管22的底部内面向内部突出的状态设置。并且，第2实施方式的热敏元件24在绝缘基板28的另一端侧的从金属管22的底 部内面向内部突出的部分配置有热敏电阻薄膜9及一对端子电极3。S卩，第2实施方式中，在金属管22的底部形成有可插通热敏元件24的矩形的贯穿 孔22a，在该贯穿孔22a的内面形成有焊锡等粘结剂7而由粘结剂7在将热敏元件24插通 至中央部分的状态下粘结固定。对于粘结剂7，使用焊锡材料时，使用无需金属化的活性银焊锡。预先在基板涂敷 好膏状焊锡材料，在Ar气氛下保持780 800°C、5min，从而能够连接陶瓷基板和不锈钢金 属。并且，也可以预先对陶瓷基板进行金属化处理(在Mo-Mn或Mo-W或Ti镀Ni、Au)，并 使用Ag焊锡。并且，对氧化铝基板使用陶瓷粘结剂时，热膨胀系数在氧化铝的热膨胀系数 7. 9 X IO-6A与不锈钢的热膨胀系数16. 6X 10_6/K之间的氧化镁类粘结剂(12. 6Χ 10_6/Κ) 为最佳，涂敷于陶瓷基板之后，在93°C、2h下固化并进行粘结。此外，只要是使用环境的温 度差比较少的环境，也可以使用氧化铝类粘结剂。如图6及图7所示，热敏元件24在绝缘基板28后端侧一半的表面配置有热敏电 阻薄膜9和一对端子电极3，而在用粘结剂7粘结于贯穿孔22a的中央部分及从金属管22的底部向外部突出的前端侧一半未形成有热敏电阻薄膜9和一对端子电极3。这样在第2实施方式的温度传感器21中，热敏元件24插入于贯穿孔22a，且绝缘 基板28的一端侧从金属管22的底部外面向外部突出，所以绝缘基板28的一端侧在金属管 22的底部外面成为露出状态，并可直接与外部的排出气体等气氛气体接触，由此可使热响 应性提高。并且，在绝缘基板28的另一端侧从金属管22的底部内面向内部突出的部分配置 有热敏电阻薄膜9及端子电极3，所以外部的排出气体等气氛气体不直接与热敏电阻薄膜9 及端子电极3接触而可防止热敏电阻薄膜9的劣化等影响，并可确保较高的可靠性。另外， 可以不使导线5从金属管22的底部向外部伸出地连接于端子电极3，从而布线变得容易。此外，本发明的技术范围并不限于上述各实施方式，在不脱离本发明宗旨的范围 下可以施加各种变更。例如，在上述各实施方式中，如上所述，优选将使用了热敏电阻薄膜的薄膜热敏电 阻元件设为热敏元件，但也可以采用使用了散装热敏电阻元件的片式热敏电阻的热敏元 件。
权利要求
1.一种温度传感器，其特征在于，具备具有开口的一端部的金属管；设置于该金属管的一端部且形成有一对端子电极的热敏元件；及连接于所述一对端子电极的一对导线，所述热敏元件闭塞所述金属管的开口的一端部且设置成至少一部分从所述金属管的 一端部向外部突出的状态。
2.如权利要求1所述的温度传感器，其特征在于，所述热敏元件是在绝缘基板的表面上成膜热敏电阻薄膜且形成有所述端子电极的薄 膜热敏电阻元件。
3.如权利要求2所述的温度传感器，其特征在于，所述热敏元件在所述绝缘基板的表面侧从外侧闭塞所述金属管的开口的一端部，且将 所述热敏电阻薄膜及所述端子电极配置成与所述金属管的开口的部分对置的状态。
4.如权利要求2所述的温度传感器，其特征在于，所述金属管设成在作为所述一端部的底部形成有贯穿孔的有底筒状，所述热敏元件插入于所述贯穿孔并以所述绝缘基板的一端侧从所述金属管的底部外 面向外部突出且所述绝缘基板的另一端侧从所述金属管的底部内面向内部突出的状态设 置。
5.如权利要求4所述的温度传感器，其特征在于，在所述绝缘基板的另一端侧的从所述金属管的底部内面向内部突出的部分配置有所 述热敏电阻薄膜及所述端子电极。
全文摘要
本发明提供一种温度传感器，其作为EGR气体等的温度测定用，可进一步提高热响应性。其具备有底筒状的金属管(2)、设置于该金属管(2)的底部内面并形成有一对端子电极的热敏元件(4)、及连接于一对端子电极的一对导线(5)，在金属管(2)的底部形成贯穿孔(2a)，热敏元件(4)设置成闭塞该贯穿孔(2a)的状态。由此，热敏元件(4)的至少一部分在金属管(2)的一端部成为向外部露出的状态，通过能够直接与外部的排出气体等气氛气体接触，可以使热响应性提高。
文档编号G01K7/22GK101995303SQ20101025125
公开日2011年3月30日 申请日期2010年8月10日 优先权日2009年8月24日
发明者稻场均, 足立美纪, 长友宪昭 申请人:三菱综合材料株式会社