温度センサ
【課題】 耐振動性が高い温度センサを提供することを目的とする。
【解決手段】 温度センサ１００は、感温素子１１０と、金属芯線１２１及びこれを絶縁保持する保護管１２３を有するシース部材１２０と、保護管１２３を金属チューブ１３０を介して間接的に保持する保持部材１４０と、保持部材１４０に固定され、保護管１２３の基端部１２３ｋｋ等を包囲すると共にリード線１５０が内挿された包囲部材１６０とを備える。そして、温度センサ１００は、保護管１２３と包囲部材１６０との間に介在して、これらを互いに固定し、包囲部材１６０等の材質よりも密度が小さい材質からなる固定部材１７０を備える。
【解決手段】 温度センサ１００は、感温素子１１０と、金属芯線１２１及びこれを絶縁保持する保護管１２３を有するシース部材１２０と、保護管１２３を金属チューブ１３０を介して間接的に保持する保持部材１４０と、保持部材１４０に固定され、保護管１２３の基端部１２３ｋｋ等を包囲すると共にリード線１５０が内挿された包囲部材１６０とを備える。そして、温度センサ１００は、保護管１２３と包囲部材１６０との間に介在して、これらを互いに固定し、包囲部材１６０等の材質よりも密度が小さい材質からなる固定部材１７０を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温度を検知する感温素子を備える温度センサに関し、特に、感温素子の電極線に接続した金属芯線を保護管内に絶縁保持したシース部材と、このシース部材を内挿保持する保持部材と、この保持部材に固定され、少なくとも保護管の基端部を包囲する包囲部材とを備える温度センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、温度を検知する感温素子と、保護管内に金属芯線を絶縁保持したシース部材と、シース部材を内挿保持する保持部材と、保護管の基端部等を包囲する包囲部材とを有する形態の温度センサが知られている。例えば、特許文献１にこのような温度センサが開示されている（特許文献１の図１等参照）。シースピン（シース部材）の芯線（金属芯線）は、その先端部及び基端部が外筒（保護管）からそれぞれ突出し、先端部で感温素子の電極線に接続すると共に、基端部で外部回路接続用のリード線に接続している。このリード線は、スリーブ（包囲部材）に内挿され、ゴムブッシュを介してスリーブに固定されている。また、シースピンは、その両端の間の部分がリブ（保持部材）に内挿され、リブの先端側端部において溶接固定されている。また、スリーブは、その先端部がリブに溶接固定されている。但し、シースピンの基端側の部分は、スリーブなどに固定されていない。
【０００３】
このような温度センサは、例えば自動車の排ガス管に取り付けて使用する場合、排ガス管の振動に伴って自身も振動する。しかるに、前記のようにシースピンはこれを包囲するスリーブに固定されてないため、包囲部材の内部でシース部材が大きく振動する。このような状況下で温度センサを使用し続けると、金属疲労によりシース部材のうち金属芯線の基端部が断線する場合がある。
【０００４】
これに対し、特許文献１の第３実施形態で示された温度センサ（特許文献１の図３も参照）では、シースピンとスリーブとがＳＵＳ３０４からなるスペーサ（固定部材）を介して互いに固定されている。このため、シースピン単独での振動が抑制されるので、金属芯線の断線を防止できる。
【０００５】
【特許文献１】特許第３５５５４９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、スペーサにＳＵＳ３０４からなるものを用いると、シースピン、スリーブ及びスペーサの全体の重量が増加するので、この三者からなる部位の共振周波数が下がる。すると、使用時に掛かる振動によって、スリーブはリブの突出部に溶接固定されているので、この突出部の根元を支点とした片持ち状に大きく振動する場合がある。このような状況下で温度センサを使用し続けると、リブの突出部の根元やその近傍部位に破損が生じる場合がある。
【０００７】
本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、耐振動性が高い温度センサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
その解決手段は、温度によって電気的特性が変化する感温部、及び、この感温部に接続した電極線を有する感温素子と、自身の芯線先端部で前記電極線に接続した金属芯線、及び、前記芯線先端部を突出させた状態で金属芯線を絶縁保持する保護管を有するシース部材と、自身の貫通孔内に前記保護管が内挿された状態でこの保護管を直接または他部材を介して間接的に保持する保持部材と、前記保持部材に固定され、少なくとも前記保護管の基端部を包囲する包囲部材と、を備える温度センサであって、前記保護管と前記包囲部材との間に介在し、これら保護管と包囲部材とを互いに固定する固定部材であって、前記包囲部材の材質よりも密度が小さい材質からなる固定部材を備える温度センサである。
【０００９】
本発明によれば、保護管と包囲部材とを固定する固定部材が、包囲部材の材質よりも密度（比重）が小さい材質からなる。これにより、シース部材、包囲部材及び固定部材の全体の重量が軽くなるので、これら三者からなる部位の共振周波数が高くなる。このため、この温度センサの使用時に掛かる振動による共振が生じにくく、また、振動も小さくなる。従って、振動によって保持部材と包囲部材の固定部位やその近傍部位などに破損が生じるのを防止できるなど、温度センサの耐振動性を高くできる。
【００１０】
なお、本発明において、「密度」とは、単位体積あたりの質量を指す。
「保持部材」は、前記のように、その貫通孔内に保護管が内挿された状態で、これを直接または他部材を介して間接的に保持するものであればよい。保持部材が保護管を保持する保持部位は、適宜変更できる。また、保持部材が保護管を保持する形態としては、保持部材と保護管とを直接または他部材を介して溶接したり、保持部材と保護管とを直接または他部材を介して接着剤等で固着したり、加締めにより直接または他部材を介して保持部材を保護管に固定したり、直接または他部材を介して保持部材に保護管を圧入して固定する形態などが挙げられる。
【００１１】
「包囲部材」は、前記のように、保持部材に固定されているが、直接保持部材に固定されていても、或いは、他部材を介して間接的に固定されていてもよい。また、包囲部材が保持部材に固定される固定部位も、適宜変更できる。また、包囲部材を保持部材に固定する形態としては、包囲部材と保持部材とを直接または他部材を介して溶接したり、包囲部材と保持部材とを直接または他部材を介して接着剤等で固着したり、包囲部材と保持部材とを直接または他部材を介して加締めにより互いに固定したり、直接または他部材を介して包囲部材と保持部材とを圧入により固定する形態などが挙げられる。
【００１２】
「固定部材」は、前記のように、保護管と包囲部材との間に介在して、これらを互いに固定するものであるが、固定部材の配置場所は適宜変更できる。また、固定部材を介して保護管と包囲部材とを固定する形態としては、固定部材と保護管及び固定部材と包囲部材を溶接したり、固定部材と保護管及び固定部材と包囲部材を接着剤等で固着したり、固定部材を介して保護管と包囲部材とを加締めにより固定したり、固定部材を保護管と包囲部材との間に圧入して固定する形態などが挙げられる。
【００１３】
また、他の解決手段は、温度によって電気的特性が変化する感温部、及び、この感温部に接続した電極線を有する感温素子と、自身の芯線先端部で前記電極線に接続した金属芯線、及び、前記芯線先端部を突出させた状態で金属芯線を絶縁保持する保護管を有するシース部材と、自身の貫通孔内に前記保護管が内挿された状態でこの保護管を直接または他部材を介して間接的に保持する保持部材と、前記保持部材に固定され、少なくとも前記保護管の基端部を包囲する包囲部材と、を備える温度センサであって、前記保護管と前記包囲部材との間に介在し、これら保護管と包囲部材とを互いに固定する固定部材であって、前記保護管の材質よりも密度が小さい材質からなる固定部材を備える温度センサである。
【００１４】
本発明によれば、保護管と包囲部材とを固定する固定部材が、保護管の材質よりも密度が小さい材質からなる。これにより、シース部材、包囲部材及び固定部材の全体の重量が軽くなるので、これら三者からなる部位の共振周波数が高くなる。このため、この温度センサの使用時に掛かる振動による共振が生じにくく、また、振動も小さくなる。従って、振動によって保持部材と包囲部材の固定部位やその近傍部位に破損が生じるのを防止できるなど、温度センサの耐振動性を高くできる。
【００１５】
また、他の解決手段は、温度によって電気的特性が変化する感温部、及び、この感温部に接続した電極線を有する感温素子と、自身の芯線先端部で前記電極線に接続した金属芯線、及び、前記芯線先端部を突出させた状態で金属芯線を絶縁保持する保護管を有するシース部材と、自身の貫通孔内に前記保護管が内挿された状態でこの保護管を直接または他部材を介して間接的に保持する保持部材と、前記保持部材に固定され、少なくとも前記保護管の基端部を包囲する包囲部材と、を備える温度センサであって、前記保護管と前記包囲部材との間に介在し、これら保護管と包囲部材とを互いに固定する固定部材であって、前記シース部材全体の平均密度よりも密度が小さい材質からなる固定部材を備える温度センサである。
【００１６】
本発明によれば、保護管と包囲部材とを固定する固定部材が、シース部材全体の平均密度よりも密度が小さい。これにより、シース部材、包囲部材及び固定部材の全体の重量が軽くなるので、これら三者からなる部位の共振周波数が高くなる。このため、この温度センサの使用時に掛かる振動による共振が生じにくく、また、振動も小さくなる。従って、振動によって保持部材と包囲部材の固定部位やその近傍部位に破損が生じるのを防止できるなど、温度センサの耐振動性を高くできる。
【００１７】
更に、上記のいずれかに記載の温度センサであって、前記保護管は、前記保持部材の貫通孔の基端よりも基端側に位置する基端側保護部を含み、前記固定部材は、この基端側保護部の長手方向中央よりも基端側に配置されてなる温度センサとすると良い。
【００１８】
固定部材が、保護管の基端側保護部の長手方向中央よりも先端側、例えば、保持部材の貫通孔の基端付近に配置されていたとした場合、保護管は、この固定部材よりも基端側の部位で固定されていないために、使用時に、この保護管のうち固定部材よりも基端側の部位が振動することがある。そうすると、例えば、保護管の基端から金属芯線の芯線基端部が突出し、外部回路接続用のリード線と接続しているものでは、振動により、金属芯線の芯線基端部が破断するおそれがある。
これに対し、本発明では、固定部材として密度が小さく軽いものを用いた上で、この固定部材を保護管の基端側保護部のうち、長手方向中央よりも基端側に配置している。このようにすることで、保護管をより基端側で固定部材を介して包囲部材に固定できるので、使用時に保護管（保護基端部）が大きく振動するのを防止できる。従って、例えば、保護管の基端から金属芯線の芯線基端部が突出し、外部回路接続用のリード線と接続しているものでも、金属芯線の芯線基端部が断線するのを効果的に防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
（実施形態１）
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。図１〜図３に本実施形態１に係る温度センサ１００を示す。なお、この温度センサ１００は、図１〜図３において、下方が軸線ＡＸ方向先端側、上方が軸線ＡＸ方向基端側である。この温度センサ１００は、例えば内燃機関の排気管に取り付けて、測定対象ガス（排気ガス）の温度を検出するのに利用できる。温度センサ１００は、感温素子１１０、シース部材１２０、金属チューブ１３０、保持部材１４０、包囲部材１６０、固定部材１７０、ナット部材１８０等から構成されている。
【００２０】
このうち感温素子１１０は、図１及び図３に示すように、温度によって電気的特性（電気抵抗値）が変化するサーミスタ焼結体（感温部）１１１と、このサーミスタ焼結体１１１の電気的特性の変化を取り出すために自身の一部がサーミスタ焼結体１１１に埋設されると共に、残部が軸線ＡＸ方向基端側に突出する一対の電極線１１３，１１３とから構成されている。
【００２１】
シース部材１２０は、図１に示すように、導電性金属からなり、軸線ＡＸ方向に延びる一対の金属芯線１２１，１２１と、軸線ＡＸ方向に延びる筒状をなす金属製の保護管１２３とを有する。保護管１２３は、この金属芯線１２１，１２１の芯線先端部１２１ｓ，１２１ｓ及び芯線基端部１２１ｋ，１２１ｋをそれぞれ先端側及び基端側に突出させた状態で、この金属芯線１２１，１２１を絶縁保持している。具体的には、保護管１２３と金属芯線１２１，１２１との間隙に図示しない絶縁粉末を充填して、保護管１２３と金属芯線１２１，１２１とを絶縁すると共に、金属芯線１２１，１２１同士の間を絶縁している。
【００２２】
金属芯線１２１，１２１は、その芯線先端部１２１ｓ，１２１ｓにおいて上記感温素子１１０の電極線１１３，１１３と、抵抗溶接により電気的に接続している（図１及び図３参照）。一方、金属芯線１２１，１２１は、その芯線基端部１２１ｋ，１２１ｋにおいて、外部回路（具体的には、車両の電子制御装置（ＥＣＵ））接続用のリード線１５０，１５０と電気的に接続する加締め端子１５１，１５１の端子先端部１５１ｓ，１５１ｓに、抵抗溶接により電気的に接続している（図１参照）。リード線１５０，１５０は、耐熱ゴム製のグロメット１５３の内部を貫通した状態で、後述する包囲部材１６０に内挿されて保持されている。
【００２３】
感温素子１１０及びシース部材１２０の先端側シース部１２０ｓは、金属チューブ１３０により覆われている（図１〜図３参照）。この金属チューブ１３０は、耐腐食性金属（本実施形態ではＳＵＳ３１０Ｓ）からなる鋼板の深絞り加工により形成してなり、軸線ＡＸ方向に延び、チューブ先端部１３０ｓが閉塞し、チューブ基端部１３０ｋが解放した有底筒状をなす。また、この金属チューブ１３０は、軸線ＡＸ方向中央よりも先端側の所定位置に第１段差部１３０ｄを有する一方、軸線ＡＸ方向中央よりも基端側の所定位置に第２段差部１３０ｅを有する。そして、金属チューブ１３０は、第１段差部１３０ｄと第２段差部１３０ｅとの間の部分に比べ、第１段差部１３０ｄから先端側が小径で、第２段差部１３０ｅから基端側が大径な形態とされている。金属チューブ１３０のチューブ先端部１３０ｓ内には、前述の感温素子１１０が収容され、チューブ先端部１３０ｓと感温素子１１０との間には、非晶質のシリカにアルミナ骨材を含有した絶縁材からなるセメント１３１が充填されている（図１及び図３参照）。このセメント１３１は、温度センサ１００の使用時に感温素子１１０が揺動するのを防止するものである。
【００２４】
また、金属チューブ１３０の第１段差部１３０ｄの内側には、シース部材１２０の保護管１２３が当接している。また、金属チューブ１３０は、軸線ＡＸ方向中央付近において周方向の２カ所で径方向内側に加締められて保持部位１３３が形成され、これにより、金属チューブ１３０とシース部材１２０の保護管１２３とが互いに固定されている。
【００２５】
金属チューブ１３０のチューブ基端部１３０ｋは、保持部材１４０の貫通孔１４０ｃに内挿され、保持部材１４０に保持されている（図１及び図２参照）。この保持部材１４０は、先端側（図中、下方）に位置し、径方向外側に突出する台座部１４０ｆと、この台座部１４０ｆの基端側（図中、上方）に位置し、軸線ＡＸ方向に延びる筒部１４０ｇとからなる。
このうち、台座部１４０ｆは、先端側に向かうにつれて小径となるテーパ部１４０ｔを有する環状に形成されている。このテーパ部１４０ｔは、図示しない排気管のセンサ取付部に対応したテーパ形状をなす。つまり、テーパ部１４０ｔは、排気管のセンサ取付部に配置される際には、テーパ部１４０ｔがセンサ取付部に直接密着することで、排気ガスが排気管外部へ漏出するのを防止する形態とされている。
【００２６】
一方、保持部材１４０の筒部１４０ｇは、先端側（図中、下方）に位置する第１段部１４０ｇ１と、これの基端側（図中、上方）に位置し、この第１段部１４０ｇ１よりも肉厚が薄く外径が僅かに小さくされた第２段部１４０ｇ２とからなる二段形状をなす。このうち第２段部１４０ｇ２は、金属チューブ１３０のチューブ基端部１３０ｋを内挿した状態で、径方向内側に向けて加締められており、更に、金属チューブ１３０のチューブ基端部１３０ｋとの間で互いに溶接され、第１溶接部１４１が形成されている。このような加締め及び溶接により、金属チューブ１３０が保持部材１４０に固定されている。
なお、保護管１２３のうち、保持部材１４０における貫通孔１４０ｃの基端１４０ｋよりも基端側の部分（図２中の破線ＡＢよりも上側の部分）が基端側保護部１２３ｋである。
【００２７】
次に、包囲部材１６０について説明する。シース部材１２０のうち保護管１２３の基端部１２３ｋｋ等を含む基端側シース部１２０ｋと、加締め端子１５１，１５１と、グロメット１５３及びリード線１５０，１５０の先端側の一部とは、軸線ＡＸ方向に延びる筒状をなす金属製の包囲部材１６０により覆われている。
包囲部材１６０の包囲先端部１６０ｓは、保持部材１４０のうち筒部１４０ｇの第１段部１４０ｇ１を覆っている。これら包囲先端部１６０ｓと第１段部１４０ｇ１とは、第２溶接部（固定部位）１４３で互いに溶接され固定されている。包囲部材１６０のうち、この第２溶接部１４３よりも基端側の部分（図２中の破線ＡＣよりも上側の部分）が基端側包囲部１６０ｋである。そして、この基端側包囲部１６０ｋのうち最も基端側に位置する包囲基端部１６０ｋｋは、径方向内側に加締められて、その内側に配置されたグロメット１５３を保持している。
【００２８】
包囲部材１６０とシース部材１２０の保護管１２３との間には、筒状をなす固定部材１７０が介在している（図１参照）。本実施形態１では、この固定部材１７０は、軽量な金属、具体的にはアルミニウム（密度２．６８ｇ／ｃｍ3 ）からなる。一方、前述の包囲部材１６０は、密度が７．９０ｇ／ｃｍ3 であるＳＵＳ３１０Ｓからなり、保護管１２３も、密度が７．９０ｇ／ｃｍ3 であるＳＵＳ３１０Ｓからなり、また、シース部材１２０全体の平均密度は４．２４ｇ／ｃｍ3 である。従って、固定部材１７０の密度は、包囲部材１６０、保護管１２３及びシース部材１２０全体のいずれの密度よりも小さくされている。
【００２９】
このような固定部材１７０は、包囲部材１６０の基端側包囲部１６０ｋのうち、軸線ＡＸ方向中央よりも基端側に位置する第１固定部位１６０ｊ１の内側に配置されている。また、固定部材１７０は、保護管１２３の基端側保護部１２３ｋのうち、軸線ＡＸ方向中央１２３ｅよりも基端側であって、包囲部材１６０の第１固定部位１６０ｊ１に対応して位置する第１保護部位１２３ｊ１の周囲を覆うようにして配置されている。そして、包囲部材１６０の第１固定部位１６０ｊ１は、固定部材１７０及び保護管１２３の第１保護部位１２３ｊ１に向けて径方向内側に加締められており、これにより、包囲部材１６０とシース部材１２０（保護管１２３）が固定部材１７０を介して互いに固定されている。
【００３０】
ナット部材１８０は、六角ナット部１８０ｐとネジ部１８０ｑとを有する。このナット部材１８０は、包囲部材１６０の周囲に回動自在に嵌挿されている。温度センサ１００を排気管のセンサ取付部に取り付ける際には、保持部材１４０のテーパ部１４０ｔがセンサ取付部のテーパ部（図示しない）に当接するように温度センサ１００を配置した後、このナット部材１８０のネジ部１８０ｑをセンサ取付部の内周に形成されたネジ溝（図示しない）に螺合させる。つまり、このナット部材１８０とセンサ取付部のテーパ部との間に、保持部材１４０の台座部１４０ｆを狭持して、温度センサ１００を排気管のセンサ取付部に固定する。
【００３１】
以上で説明したように、本実施形態１では、保護管１２３と包囲部材１６０とを固定する固定部材１７０が、包囲部材１６０、保護管１２３及びシース部材１２０全体のいずれの密度よりも小さくされている。このため、保護管１２３、包囲部材１６０及び固定部材１７０の全体の重量が軽くなるので、これら三者からなる部位の共振周波数が高くなる。このため、この温度センサ１００を排ガス管に取り付けて使用しても、排ガス管等の振動による共振が生じにくく、また、振動も小さくなる。従って、振動によって保持部材１４０と包囲部材１６０の固定部位である第２溶接部１４３やその近傍部位などに破損が生じるのを防止でき、温度センサ１００の耐振動性を高くできる。
【００３２】
更に、本実施形態１では、固定部材１７０を、保護管１２３の基端側保護部１２３ｋのうち、軸線ＡＸ方向中央１２３ｅよりも基端側の第１保護部位１２３ｊ１の周囲に配置している。このため、保護管１２３をより基端側で固定部材１７０を介して包囲部材１６０に固定できるので、使用時に、保護管１２３の基端側保護部１２３ｋのうち、第１保護部位１２３ｊ１よりも基端側の部分が大きく振動するのを防止でき、シース部材１２０の金属芯線１２１，１２１の芯線基端部１２１ｋ，１２１ｋが断線するのを効果的に防止できる。
なお、本実施形態１の温度センサ１００は、公知の手法により製造することができる。
【００３３】
（実施形態２）
次いで、第２の実施の形態について説明する。なお、上記実施形態１と同様な部分の説明は、省略または簡略化する。図４に本実施形態２の温度センサ２００を示す。この温度センサ２００は、固定部材２７０が上記実施形態１の固定部材１７０と異なる。それ以外は基本的に上記実施形態１と同様である。
【００３４】
本実施形態２に係る固定部材２７０は、耐熱性樹脂、具体的にはＰＴＦＥ（密度２．１６ｇ／ｃｍ3 ）からなり、筒状をなす。一方、前述したように、包囲部材１６０の密度は７．９０ｇ／ｃｍ3 であり、保護管１２３の密度は７．９０ｇ／ｃｍ3 であり、また、シース部材１２０全体の平均密度は４．２４ｇ／ｃｍ3 である。従って、固定部材２７０は、包囲部材１６０、保護管１２３及びシース部材１２０全体のいずれの密度よりも小さくされている。
【００３５】
この固定部材２７０は、包囲部材１６０とシース部材１２０の保護管１２３との間に介在している。より具体的には、固定部材２７０は、包囲部材１６０の基端側包囲部１６０ｋのうち、軸線ＡＸ方向中央よりも基端側に位置する第２固定部位１６０ｊ２の内側に配置されている。また、この固定部材２７０は、保護管１２３の基端側保護部１２３ｋのうち、軸線ＡＸ方向中央１２３ｅよりも基端側であって、包囲部材１６０の第２固定部位１６０ｊ２に対応して位置する第２保護部位１２３ｊ２の周囲の他、金属芯線１２１，１２１の芯線基端部１２１ｋ，１２１ｋと、加締め端子１５１，１５１のうち、グロメット１５３から先端側に突出する端子先端部１５１ｓ，１５１ｓとを覆っている。包囲部材１６０の第２固定部位１６０ｊ２は、固定部材２７０の先端側の部分及び保護管１２３の第２保護部位１２３ｊ２に向けて径方向内側に加締められており、これにより、包囲部材１６０とシース部材１２０（保護管１２３）とが固定部材２７０を介して互いに固定されている。
【００３６】
このような温度センサ２００も、固定部材２７０が、包囲部材１６０、保護管１２３及びシース部材１２０全体のいずれの密度よりも小さくされている。このため、保護管１２３、包囲部材１６０及び固定部材２７０の全体の重量が軽くなるので、これら三者からなる部位の共振周波数が高くなる。このため、この温度センサ２００を排ガス管に取り付けて使用しても、排ガス管等の振動による共振が生じにくく、また、振動も小さくなる。従って、振動によって保持部材１４０と包囲部材１６０の固定部位である第２溶接部１４３やその近傍部位などに破損が生じるのを防止でき、温度センサ２００の耐振動性を高くできる。
【００３７】
更に、本実施形態２では、固定部材２７０を、保護管１２３の基端側保護部１２３ｋのうち、軸線ＡＸ方向中央１２３ｅよりも基端側の第２保護部位１２３ｊ２の周囲等に配置している。このため、保護管１２３をより基端側で固定部材２７０を介して包囲部材１６０に固定できるので、使用時に、保護管１２３の基端側保護部１２３ｋのうち、第２保護部位１２３ｊ２よりも基端側の部分が大きく振動するのを防止でき、シース部材１２０の金属芯線１２１，１２１の芯線基端部１２１ｋ，１２１ｋが断線するのを効果的に防止できる。
【００３８】
（実施形態３）
次いで、第３の実施の形態について説明する。なお、上記実施形態１または２と同様な部分の説明は、省略または簡略化する。図５に本実施形態３の温度センサ３００を示す。この温度センサ３００は、固定部材１７０の位置が上記実施形態１の温度センサ１００と異なる。それ以外は基本的に上記実施形態１と同様である。
【００３９】
本実施形態３に係る固定部材１７０自体は、上記実施形態１の固定部材１７０と同様である。従って、本実施形態３においても、固定部材１７０は、包囲部材１６０、保護管１２３及びシース部材１２０全体のいずれの密度よりも小さくされている。
この固定部材１７０は、上記実施形態１よりも先端側（図中、下方）に配置されている。具体的には、この固定部材１７０は、包囲部材１６０の基端側包囲部１６０ｋのうち、軸線ＡＸ方向中央よりも先端側に位置する第３固定部位１６０ｊ３の内側に配置されている。また、この固定部材１７０は、保護管１２３の基端側保護部１２３ｋのうち、軸線ＡＸ方向中央１２３ｅよりも先端側であって、包囲部材１６０の第３固定部位１６０ｊ３に対応して位置する第３保護部位１２３ｊ３の周囲に配置されている。そして、第３固定部位１６０ｊ３は、固定部材１７０及び保護管１２３の第３保護部位１２３ｊ３に向けて径方向内側に加締められており、これにより、包囲部材１６０とシース部材１２０（保護管１２３）とが固定部材１７０を介して互いに固定されている。
【００４０】
このような温度センサ３００も、固定部材１７０が、包囲部材１６０、保護管１２３及びシース部材１２０全体のいずれの密度よりも小さくされている。このため、保護管１２３、包囲部材１６０及び固定部材１７０の全体の重量が軽くなるので、これら三者からなる部位の共振周波数が高くなる。このため、この温度センサ３００を排ガス管に取り付けて使用しても、排ガス管等の振動による共振が生じにくく、また、振動も小さくなる。従って、振動によって保持部材１４０と包囲部材１６０の固定部位である第２溶接部１４３やその近傍部位などに破損が生じるのを防止でき、温度センサ３００の耐振動性を高くできる。
【００４１】
（調査結果）
本発明の効果を検証するために、本発明に係る上記実施形態１〜３の温度センサ１００，２００，３００をそれぞれ用意した。
一方、比較形態１，２として、上記実施形態１の温度センサ１００から固定部材１７０を無くした形態の温度センサ（比較形態１）と、固定部材１７０に代えて、包囲部材１６０や保護管１２３の材質よりも密度の大きいＳＵＳ３０４からなる固定部材を備えた温度センサ（比較形態２）とを用意した。
【００４２】
そして、これら実施形態１〜３及び比較形態１，２の各温度センサ１００，２００，３００等を用いて、第１の振動試験を行った。即ち、各温度センサ１００，２００，３００等にそれぞれ常温下で１００時間振動を加えた。その際、各温度センサ１００，２００，３００等に加えた振動は、１５０Ｈｚ〜３０００Ｈｚの振動周波数帯域において、下限値（１５０Ｈｚ）と上限値（３０００Ｈｚ）との間を往復するように、１秒間に１Ｈｚの割合で振動周波数を変化させた。また、各温度センサ１００，２００，３００等に加える振動の加速度は４０Ｇとした。
そして、１００時間振動を与えた後、各温度センサ１００，２００，３００等のそれぞれについて、保持部材１４０と包囲部材１６０との固定部位（第２溶接部１４３）やその近傍部位に破損が生じたか否かを調べた。また、シース部材１２０の金属芯線１２１，１２１の芯線基端部１２１ｋ，１２１ｋに断線が生じたか否かも調べた。
【００４３】
その結果、実施形態１〜３の温度センサ１００，２００，３００は、いずれも、保持部材１４０と包囲部材１６０との固定部位（第２溶接部１４３）やその近傍部位に破損がなく、かつ、シース部材１２０の金属芯線１２１，１２１の芯線基端部１２１ｋ，１２１ｋに断線も生じなかった。
これに対し、固定部材１７０を無くした比較形態１の温度センサでは、シース部材１２０の金属芯線１２１，１２１の芯線基端部１２１ｋ，１２１ｋに断線が認められた。但し、保持部材１４０と包囲部材１６０との固定部位（第２溶接部１４３）若しくはその近傍部位での破損は生じていなかった。
また、密度の大きいＳＵＳ３０４からなる固定部材を備えた比較形態２の温度センサでは、保持部材１４０と包囲部材１６０との固定部位（第２溶接部１４３）若しくはその近傍部位に破損が認められた。但し、シース部材１２０の金属芯線１２１，１２１の芯線基端部１２１ｋ，１２１ｋに断線は生じていなかった。
【００４４】
このような調査結果から、本実施形態１〜３のように、保護管１２３と包囲部材１６０とを固定部材１７０，２７０を介して固定することにより、シース部材１２０の金属芯線１２１，１２１の芯線基端部１２１ｋ，１２１ｋに断線が生じるのを防止できることが判る。更に、本実施形態１〜３のように、固定部材として密度の小さい材質からなる固定部材１７０，２７０を用いて保護管１２３と包囲部材１６０とを固定することにより、振動によって保持部材１４０と包囲部材１６０との固定部位（第２溶接部１４３）やその近傍部位に破損が生じるのを防止できることが判る。
【００４５】
次に、実施形態１〜３の各温度センサ１００，２００，３００を用いて、上記第１の振動試験よりも更に過酷な条件で第２の振動試験を行った。即ち、各温度センサ１００，２００，３００にそれぞれ常温下で１００時間振動を加えた。その際、各温度センサ１００，２００，３００に加えた振動は、１５０Ｈｚ〜８０００Ｈｚの振動周波数帯域において、下限値（１５０Ｈｚ）と上限値（８０００Ｈｚ）との間を往復するように、１秒間に１Ｈｚの割合で振動周波数を変化させた。また、各温度センサ１００，２００，３００等に加える振動の加速度は２０Ｇとした。
そして、上記第１の振動試験と同様に、各温度センサ１００，２００，３００のそれぞれについて、保持部材１４０と包囲部材１６０との固定部位（第２溶接部１４３）やその近傍部位に破損が生じたか否かを調べた。また、シース部材１２０の金属芯線１２１，１２１の芯線基端部１２１ｋ，１２１ｋに断線が生じたか否かも調べた。
【００４６】
その結果、実施形態１，２の温度センサ１００，２００は、上記第１の振動試験の場合と同様に、保持部材１４０と包囲部材１６０との固定部位（第２溶接部１４３）やその近傍部位に破損がなく、かつ、シース部材１２０の金属芯線１２１，１２１の芯線基端部１２１ｋ，１２１ｋに断線も生じていなかった。
これに対し、実施形態３の温度センサ３００は、保持部材１４０と包囲部材１６０との固定部位（第２溶接部１４３）やその近傍部位に破損は生じていなかったが、シース部材１２０の金属芯線１２１，１２１の芯線基端部１２１ｋ，１２１ｋに、上記第１の振動試験では生じなかった断線が認められた。
【００４７】
このような調査結果から、実施形態１，２のように、固定部材１７０，２７０を、保護管１２３の基端側保護部１２３ｋのうち長手方向中央１２３ｅよりも基端側に配置することにより、シース部材１２０の金属芯線１２１，１２１の芯線基端部１２１ｋ，１２１ｋに断線が生じるのをより効果的に防止できることが判る。
【００４８】
以上において、本発明を実施形態に即して説明したが、本発明は上述の実施形態１〜３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。
実施形態１〜３では、それぞれ１つの固定部材１７０，２７０により包囲部材１６０と保護管１２３とを固定しているが、複数の固定部材を用いて、これらを固定してもよい。
また、実施形態１〜３では、保持部材１４０と保護管１２３とを金属チューブ１３０を介して固定しているが、保護部材１４０と保護管１２３とを直接固定する形態とすることもできる。
また、実施形態１〜３では、軸線ＡＸ方向に延びる棒状の温度センサ１００，２００，３００を例示したが、その形態は適宜変更できる。例えば、ナット部材１８０よりも基端側の部分を屈曲させてＬ字状等とした温度センサにおいても、本発明を適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】実施形態１に係る温度センサの部分破断断面図である。
【図２】実施形態１に係る温度センサのうち保持部材の近傍を示す部分破断断面図である。
【図３】実施形態１に係る温度センサのうち感温素子の近傍を示す部分破断断面図である。
【図４】実施形態２に係る温度センサの部分破断断面図である。
【図５】実施形態３に係る温度センサの部分破断断面図である。
【符号の説明】
【００５０】
１００，２００，３００ 温度センサ
１１０ 感温素子
１１１ サーミスタ結晶体（感温部）
１１３ 電極線
１２０ シース部材
１２０ｓ 先端側シース部
１２０ｋ 基端側シース部
１２１ 金属芯線
１２１ｓ 芯線先端部
１２１ｋ 芯線基端部
１２３ 保護管
１２３ｋ 基端側保護部
１２３ｋｋ 基端部
１２３ｊ１ 第１保護部位
１２３ｊ２ 第２保護部位
１２３ｊ３ 第３保護部位
１３０ 金属チューブ
１３３ 保持部位
１４０ 保持部材
１４０ｃ 貫通孔
１４０ｋ （貫通孔の）基端
１４１ 第１溶接部
１４３ 第２溶接部（固定部位）
１５０ リード線
１５１ 加締め端子
１５３ グロメット
１６０ 包囲部材
１６０ｓ 包囲先端部
１６０ｋ 基端側包囲部
１６０ｋｋ 包囲基端部
１６０ｊ１ 第１固定部位
１６０ｊ２ 第２固定部位
１６０ｊ３ 第３固定部位
１７０，２７０ 固定部材
ＡＸ 軸線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温度を検知する感温素子を備える温度センサに関し、特に、感温素子の電極線に接続した金属芯線を保護管内に絶縁保持したシース部材と、このシース部材を内挿保持する保持部材と、この保持部材に固定され、少なくとも保護管の基端部を包囲する包囲部材とを備える温度センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、温度を検知する感温素子と、保護管内に金属芯線を絶縁保持したシース部材と、シース部材を内挿保持する保持部材と、保護管の基端部等を包囲する包囲部材とを有する形態の温度センサが知られている。例えば、特許文献１にこのような温度センサが開示されている（特許文献１の図１等参照）。シースピン（シース部材）の芯線（金属芯線）は、その先端部及び基端部が外筒（保護管）からそれぞれ突出し、先端部で感温素子の電極線に接続すると共に、基端部で外部回路接続用のリード線に接続している。このリード線は、スリーブ（包囲部材）に内挿され、ゴムブッシュを介してスリーブに固定されている。また、シースピンは、その両端の間の部分がリブ（保持部材）に内挿され、リブの先端側端部において溶接固定されている。また、スリーブは、その先端部がリブに溶接固定されている。但し、シースピンの基端側の部分は、スリーブなどに固定されていない。
【０００３】
このような温度センサは、例えば自動車の排ガス管に取り付けて使用する場合、排ガス管の振動に伴って自身も振動する。しかるに、前記のようにシースピンはこれを包囲するスリーブに固定されてないため、包囲部材の内部でシース部材が大きく振動する。このような状況下で温度センサを使用し続けると、金属疲労によりシース部材のうち金属芯線の基端部が断線する場合がある。
【０００４】
これに対し、特許文献１の第３実施形態で示された温度センサ（特許文献１の図３も参照）では、シースピンとスリーブとがＳＵＳ３０４からなるスペーサ（固定部材）を介して互いに固定されている。このため、シースピン単独での振動が抑制されるので、金属芯線の断線を防止できる。
【０００５】
【特許文献１】特許第３５５５４９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、スペーサにＳＵＳ３０４からなるものを用いると、シースピン、スリーブ及びスペーサの全体の重量が増加するので、この三者からなる部位の共振周波数が下がる。すると、使用時に掛かる振動によって、スリーブはリブの突出部に溶接固定されているので、この突出部の根元を支点とした片持ち状に大きく振動する場合がある。このような状況下で温度センサを使用し続けると、リブの突出部の根元やその近傍部位に破損が生じる場合がある。
【０００７】
本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、耐振動性が高い温度センサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
その解決手段は、温度によって電気的特性が変化する感温部、及び、この感温部に接続した電極線を有する感温素子と、自身の芯線先端部で前記電極線に接続した金属芯線、及び、前記芯線先端部を突出させた状態で金属芯線を絶縁保持する保護管を有するシース部材と、自身の貫通孔内に前記保護管が内挿された状態でこの保護管を直接または他部材を介して間接的に保持する保持部材と、前記保持部材に固定され、少なくとも前記保護管の基端部を包囲する包囲部材と、を備える温度センサであって、前記保護管と前記包囲部材との間に介在し、これら保護管と包囲部材とを互いに固定する固定部材であって、前記包囲部材の材質よりも密度が小さい材質からなる固定部材を備える温度センサである。
【０００９】
本発明によれば、保護管と包囲部材とを固定する固定部材が、包囲部材の材質よりも密度（比重）が小さい材質からなる。これにより、シース部材、包囲部材及び固定部材の全体の重量が軽くなるので、これら三者からなる部位の共振周波数が高くなる。このため、この温度センサの使用時に掛かる振動による共振が生じにくく、また、振動も小さくなる。従って、振動によって保持部材と包囲部材の固定部位やその近傍部位などに破損が生じるのを防止できるなど、温度センサの耐振動性を高くできる。
【００１０】
なお、本発明において、「密度」とは、単位体積あたりの質量を指す。
「保持部材」は、前記のように、その貫通孔内に保護管が内挿された状態で、これを直接または他部材を介して間接的に保持するものであればよい。保持部材が保護管を保持する保持部位は、適宜変更できる。また、保持部材が保護管を保持する形態としては、保持部材と保護管とを直接または他部材を介して溶接したり、保持部材と保護管とを直接または他部材を介して接着剤等で固着したり、加締めにより直接または他部材を介して保持部材を保護管に固定したり、直接または他部材を介して保持部材に保護管を圧入して固定する形態などが挙げられる。
【００１１】
「包囲部材」は、前記のように、保持部材に固定されているが、直接保持部材に固定されていても、或いは、他部材を介して間接的に固定されていてもよい。また、包囲部材が保持部材に固定される固定部位も、適宜変更できる。また、包囲部材を保持部材に固定する形態としては、包囲部材と保持部材とを直接または他部材を介して溶接したり、包囲部材と保持部材とを直接または他部材を介して接着剤等で固着したり、包囲部材と保持部材とを直接または他部材を介して加締めにより互いに固定したり、直接または他部材を介して包囲部材と保持部材とを圧入により固定する形態などが挙げられる。
【００１２】
「固定部材」は、前記のように、保護管と包囲部材との間に介在して、これらを互いに固定するものであるが、固定部材の配置場所は適宜変更できる。また、固定部材を介して保護管と包囲部材とを固定する形態としては、固定部材と保護管及び固定部材と包囲部材を溶接したり、固定部材と保護管及び固定部材と包囲部材を接着剤等で固着したり、固定部材を介して保護管と包囲部材とを加締めにより固定したり、固定部材を保護管と包囲部材との間に圧入して固定する形態などが挙げられる。
【００１３】
また、他の解決手段は、温度によって電気的特性が変化する感温部、及び、この感温部に接続した電極線を有する感温素子と、自身の芯線先端部で前記電極線に接続した金属芯線、及び、前記芯線先端部を突出させた状態で金属芯線を絶縁保持する保護管を有するシース部材と、自身の貫通孔内に前記保護管が内挿された状態でこの保護管を直接または他部材を介して間接的に保持する保持部材と、前記保持部材に固定され、少なくとも前記保護管の基端部を包囲する包囲部材と、を備える温度センサであって、前記保護管と前記包囲部材との間に介在し、これら保護管と包囲部材とを互いに固定する固定部材であって、前記保護管の材質よりも密度が小さい材質からなる固定部材を備える温度センサである。
【００１４】
本発明によれば、保護管と包囲部材とを固定する固定部材が、保護管の材質よりも密度が小さい材質からなる。これにより、シース部材、包囲部材及び固定部材の全体の重量が軽くなるので、これら三者からなる部位の共振周波数が高くなる。このため、この温度センサの使用時に掛かる振動による共振が生じにくく、また、振動も小さくなる。従って、振動によって保持部材と包囲部材の固定部位やその近傍部位に破損が生じるのを防止できるなど、温度センサの耐振動性を高くできる。
【００１５】
また、他の解決手段は、温度によって電気的特性が変化する感温部、及び、この感温部に接続した電極線を有する感温素子と、自身の芯線先端部で前記電極線に接続した金属芯線、及び、前記芯線先端部を突出させた状態で金属芯線を絶縁保持する保護管を有するシース部材と、自身の貫通孔内に前記保護管が内挿された状態でこの保護管を直接または他部材を介して間接的に保持する保持部材と、前記保持部材に固定され、少なくとも前記保護管の基端部を包囲する包囲部材と、を備える温度センサであって、前記保護管と前記包囲部材との間に介在し、これら保護管と包囲部材とを互いに固定する固定部材であって、前記シース部材全体の平均密度よりも密度が小さい材質からなる固定部材を備える温度センサである。
【００１６】
本発明によれば、保護管と包囲部材とを固定する固定部材が、シース部材全体の平均密度よりも密度が小さい。これにより、シース部材、包囲部材及び固定部材の全体の重量が軽くなるので、これら三者からなる部位の共振周波数が高くなる。このため、この温度センサの使用時に掛かる振動による共振が生じにくく、また、振動も小さくなる。従って、振動によって保持部材と包囲部材の固定部位やその近傍部位に破損が生じるのを防止できるなど、温度センサの耐振動性を高くできる。
【００１７】
更に、上記のいずれかに記載の温度センサであって、前記保護管は、前記保持部材の貫通孔の基端よりも基端側に位置する基端側保護部を含み、前記固定部材は、この基端側保護部の長手方向中央よりも基端側に配置されてなる温度センサとすると良い。
【００１８】
固定部材が、保護管の基端側保護部の長手方向中央よりも先端側、例えば、保持部材の貫通孔の基端付近に配置されていたとした場合、保護管は、この固定部材よりも基端側の部位で固定されていないために、使用時に、この保護管のうち固定部材よりも基端側の部位が振動することがある。そうすると、例えば、保護管の基端から金属芯線の芯線基端部が突出し、外部回路接続用のリード線と接続しているものでは、振動により、金属芯線の芯線基端部が破断するおそれがある。
これに対し、本発明では、固定部材として密度が小さく軽いものを用いた上で、この固定部材を保護管の基端側保護部のうち、長手方向中央よりも基端側に配置している。このようにすることで、保護管をより基端側で固定部材を介して包囲部材に固定できるので、使用時に保護管（保護基端部）が大きく振動するのを防止できる。従って、例えば、保護管の基端から金属芯線の芯線基端部が突出し、外部回路接続用のリード線と接続しているものでも、金属芯線の芯線基端部が断線するのを効果的に防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
（実施形態１）
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。図１〜図３に本実施形態１に係る温度センサ１００を示す。なお、この温度センサ１００は、図１〜図３において、下方が軸線ＡＸ方向先端側、上方が軸線ＡＸ方向基端側である。この温度センサ１００は、例えば内燃機関の排気管に取り付けて、測定対象ガス（排気ガス）の温度を検出するのに利用できる。温度センサ１００は、感温素子１１０、シース部材１２０、金属チューブ１３０、保持部材１４０、包囲部材１６０、固定部材１７０、ナット部材１８０等から構成されている。
【００２０】
このうち感温素子１１０は、図１及び図３に示すように、温度によって電気的特性（電気抵抗値）が変化するサーミスタ焼結体（感温部）１１１と、このサーミスタ焼結体１１１の電気的特性の変化を取り出すために自身の一部がサーミスタ焼結体１１１に埋設されると共に、残部が軸線ＡＸ方向基端側に突出する一対の電極線１１３，１１３とから構成されている。
【００２１】
シース部材１２０は、図１に示すように、導電性金属からなり、軸線ＡＸ方向に延びる一対の金属芯線１２１，１２１と、軸線ＡＸ方向に延びる筒状をなす金属製の保護管１２３とを有する。保護管１２３は、この金属芯線１２１，１２１の芯線先端部１２１ｓ，１２１ｓ及び芯線基端部１２１ｋ，１２１ｋをそれぞれ先端側及び基端側に突出させた状態で、この金属芯線１２１，１２１を絶縁保持している。具体的には、保護管１２３と金属芯線１２１，１２１との間隙に図示しない絶縁粉末を充填して、保護管１２３と金属芯線１２１，１２１とを絶縁すると共に、金属芯線１２１，１２１同士の間を絶縁している。
【００２２】
金属芯線１２１，１２１は、その芯線先端部１２１ｓ，１２１ｓにおいて上記感温素子１１０の電極線１１３，１１３と、抵抗溶接により電気的に接続している（図１及び図３参照）。一方、金属芯線１２１，１２１は、その芯線基端部１２１ｋ，１２１ｋにおいて、外部回路（具体的には、車両の電子制御装置（ＥＣＵ））接続用のリード線１５０，１５０と電気的に接続する加締め端子１５１，１５１の端子先端部１５１ｓ，１５１ｓに、抵抗溶接により電気的に接続している（図１参照）。リード線１５０，１５０は、耐熱ゴム製のグロメット１５３の内部を貫通した状態で、後述する包囲部材１６０に内挿されて保持されている。
【００２３】
感温素子１１０及びシース部材１２０の先端側シース部１２０ｓは、金属チューブ１３０により覆われている（図１〜図３参照）。この金属チューブ１３０は、耐腐食性金属（本実施形態ではＳＵＳ３１０Ｓ）からなる鋼板の深絞り加工により形成してなり、軸線ＡＸ方向に延び、チューブ先端部１３０ｓが閉塞し、チューブ基端部１３０ｋが解放した有底筒状をなす。また、この金属チューブ１３０は、軸線ＡＸ方向中央よりも先端側の所定位置に第１段差部１３０ｄを有する一方、軸線ＡＸ方向中央よりも基端側の所定位置に第２段差部１３０ｅを有する。そして、金属チューブ１３０は、第１段差部１３０ｄと第２段差部１３０ｅとの間の部分に比べ、第１段差部１３０ｄから先端側が小径で、第２段差部１３０ｅから基端側が大径な形態とされている。金属チューブ１３０のチューブ先端部１３０ｓ内には、前述の感温素子１１０が収容され、チューブ先端部１３０ｓと感温素子１１０との間には、非晶質のシリカにアルミナ骨材を含有した絶縁材からなるセメント１３１が充填されている（図１及び図３参照）。このセメント１３１は、温度センサ１００の使用時に感温素子１１０が揺動するのを防止するものである。
【００２４】
また、金属チューブ１３０の第１段差部１３０ｄの内側には、シース部材１２０の保護管１２３が当接している。また、金属チューブ１３０は、軸線ＡＸ方向中央付近において周方向の２カ所で径方向内側に加締められて保持部位１３３が形成され、これにより、金属チューブ１３０とシース部材１２０の保護管１２３とが互いに固定されている。
【００２５】
金属チューブ１３０のチューブ基端部１３０ｋは、保持部材１４０の貫通孔１４０ｃに内挿され、保持部材１４０に保持されている（図１及び図２参照）。この保持部材１４０は、先端側（図中、下方）に位置し、径方向外側に突出する台座部１４０ｆと、この台座部１４０ｆの基端側（図中、上方）に位置し、軸線ＡＸ方向に延びる筒部１４０ｇとからなる。
このうち、台座部１４０ｆは、先端側に向かうにつれて小径となるテーパ部１４０ｔを有する環状に形成されている。このテーパ部１４０ｔは、図示しない排気管のセンサ取付部に対応したテーパ形状をなす。つまり、テーパ部１４０ｔは、排気管のセンサ取付部に配置される際には、テーパ部１４０ｔがセンサ取付部に直接密着することで、排気ガスが排気管外部へ漏出するのを防止する形態とされている。
【００２６】
一方、保持部材１４０の筒部１４０ｇは、先端側（図中、下方）に位置する第１段部１４０ｇ１と、これの基端側（図中、上方）に位置し、この第１段部１４０ｇ１よりも肉厚が薄く外径が僅かに小さくされた第２段部１４０ｇ２とからなる二段形状をなす。このうち第２段部１４０ｇ２は、金属チューブ１３０のチューブ基端部１３０ｋを内挿した状態で、径方向内側に向けて加締められており、更に、金属チューブ１３０のチューブ基端部１３０ｋとの間で互いに溶接され、第１溶接部１４１が形成されている。このような加締め及び溶接により、金属チューブ１３０が保持部材１４０に固定されている。
なお、保護管１２３のうち、保持部材１４０における貫通孔１４０ｃの基端１４０ｋよりも基端側の部分（図２中の破線ＡＢよりも上側の部分）が基端側保護部１２３ｋである。
【００２７】
次に、包囲部材１６０について説明する。シース部材１２０のうち保護管１２３の基端部１２３ｋｋ等を含む基端側シース部１２０ｋと、加締め端子１５１，１５１と、グロメット１５３及びリード線１５０，１５０の先端側の一部とは、軸線ＡＸ方向に延びる筒状をなす金属製の包囲部材１６０により覆われている。
包囲部材１６０の包囲先端部１６０ｓは、保持部材１４０のうち筒部１４０ｇの第１段部１４０ｇ１を覆っている。これら包囲先端部１６０ｓと第１段部１４０ｇ１とは、第２溶接部（固定部位）１４３で互いに溶接され固定されている。包囲部材１６０のうち、この第２溶接部１４３よりも基端側の部分（図２中の破線ＡＣよりも上側の部分）が基端側包囲部１６０ｋである。そして、この基端側包囲部１６０ｋのうち最も基端側に位置する包囲基端部１６０ｋｋは、径方向内側に加締められて、その内側に配置されたグロメット１５３を保持している。
【００２８】
包囲部材１６０とシース部材１２０の保護管１２３との間には、筒状をなす固定部材１７０が介在している（図１参照）。本実施形態１では、この固定部材１７０は、軽量な金属、具体的にはアルミニウム（密度２．６８ｇ／ｃｍ3 ）からなる。一方、前述の包囲部材１６０は、密度が７．９０ｇ／ｃｍ3 であるＳＵＳ３１０Ｓからなり、保護管１２３も、密度が７．９０ｇ／ｃｍ3 であるＳＵＳ３１０Ｓからなり、また、シース部材１２０全体の平均密度は４．２４ｇ／ｃｍ3 である。従って、固定部材１７０の密度は、包囲部材１６０、保護管１２３及びシース部材１２０全体のいずれの密度よりも小さくされている。
【００２９】
このような固定部材１７０は、包囲部材１６０の基端側包囲部１６０ｋのうち、軸線ＡＸ方向中央よりも基端側に位置する第１固定部位１６０ｊ１の内側に配置されている。また、固定部材１７０は、保護管１２３の基端側保護部１２３ｋのうち、軸線ＡＸ方向中央１２３ｅよりも基端側であって、包囲部材１６０の第１固定部位１６０ｊ１に対応して位置する第１保護部位１２３ｊ１の周囲を覆うようにして配置されている。そして、包囲部材１６０の第１固定部位１６０ｊ１は、固定部材１７０及び保護管１２３の第１保護部位１２３ｊ１に向けて径方向内側に加締められており、これにより、包囲部材１６０とシース部材１２０（保護管１２３）が固定部材１７０を介して互いに固定されている。
【００３０】
ナット部材１８０は、六角ナット部１８０ｐとネジ部１８０ｑとを有する。このナット部材１８０は、包囲部材１６０の周囲に回動自在に嵌挿されている。温度センサ１００を排気管のセンサ取付部に取り付ける際には、保持部材１４０のテーパ部１４０ｔがセンサ取付部のテーパ部（図示しない）に当接するように温度センサ１００を配置した後、このナット部材１８０のネジ部１８０ｑをセンサ取付部の内周に形成されたネジ溝（図示しない）に螺合させる。つまり、このナット部材１８０とセンサ取付部のテーパ部との間に、保持部材１４０の台座部１４０ｆを狭持して、温度センサ１００を排気管のセンサ取付部に固定する。
【００３１】
以上で説明したように、本実施形態１では、保護管１２３と包囲部材１６０とを固定する固定部材１７０が、包囲部材１６０、保護管１２３及びシース部材１２０全体のいずれの密度よりも小さくされている。このため、保護管１２３、包囲部材１６０及び固定部材１７０の全体の重量が軽くなるので、これら三者からなる部位の共振周波数が高くなる。このため、この温度センサ１００を排ガス管に取り付けて使用しても、排ガス管等の振動による共振が生じにくく、また、振動も小さくなる。従って、振動によって保持部材１４０と包囲部材１６０の固定部位である第２溶接部１４３やその近傍部位などに破損が生じるのを防止でき、温度センサ１００の耐振動性を高くできる。
【００３２】
更に、本実施形態１では、固定部材１７０を、保護管１２３の基端側保護部１２３ｋのうち、軸線ＡＸ方向中央１２３ｅよりも基端側の第１保護部位１２３ｊ１の周囲に配置している。このため、保護管１２３をより基端側で固定部材１７０を介して包囲部材１６０に固定できるので、使用時に、保護管１２３の基端側保護部１２３ｋのうち、第１保護部位１２３ｊ１よりも基端側の部分が大きく振動するのを防止でき、シース部材１２０の金属芯線１２１，１２１の芯線基端部１２１ｋ，１２１ｋが断線するのを効果的に防止できる。
なお、本実施形態１の温度センサ１００は、公知の手法により製造することができる。
【００３３】
（実施形態２）
次いで、第２の実施の形態について説明する。なお、上記実施形態１と同様な部分の説明は、省略または簡略化する。図４に本実施形態２の温度センサ２００を示す。この温度センサ２００は、固定部材２７０が上記実施形態１の固定部材１７０と異なる。それ以外は基本的に上記実施形態１と同様である。
【００３４】
本実施形態２に係る固定部材２７０は、耐熱性樹脂、具体的にはＰＴＦＥ（密度２．１６ｇ／ｃｍ3 ）からなり、筒状をなす。一方、前述したように、包囲部材１６０の密度は７．９０ｇ／ｃｍ3 であり、保護管１２３の密度は７．９０ｇ／ｃｍ3 であり、また、シース部材１２０全体の平均密度は４．２４ｇ／ｃｍ3 である。従って、固定部材２７０は、包囲部材１６０、保護管１２３及びシース部材１２０全体のいずれの密度よりも小さくされている。
【００３５】
この固定部材２７０は、包囲部材１６０とシース部材１２０の保護管１２３との間に介在している。より具体的には、固定部材２７０は、包囲部材１６０の基端側包囲部１６０ｋのうち、軸線ＡＸ方向中央よりも基端側に位置する第２固定部位１６０ｊ２の内側に配置されている。また、この固定部材２７０は、保護管１２３の基端側保護部１２３ｋのうち、軸線ＡＸ方向中央１２３ｅよりも基端側であって、包囲部材１６０の第２固定部位１６０ｊ２に対応して位置する第２保護部位１２３ｊ２の周囲の他、金属芯線１２１，１２１の芯線基端部１２１ｋ，１２１ｋと、加締め端子１５１，１５１のうち、グロメット１５３から先端側に突出する端子先端部１５１ｓ，１５１ｓとを覆っている。包囲部材１６０の第２固定部位１６０ｊ２は、固定部材２７０の先端側の部分及び保護管１２３の第２保護部位１２３ｊ２に向けて径方向内側に加締められており、これにより、包囲部材１６０とシース部材１２０（保護管１２３）とが固定部材２７０を介して互いに固定されている。
【００３６】
このような温度センサ２００も、固定部材２７０が、包囲部材１６０、保護管１２３及びシース部材１２０全体のいずれの密度よりも小さくされている。このため、保護管１２３、包囲部材１６０及び固定部材２７０の全体の重量が軽くなるので、これら三者からなる部位の共振周波数が高くなる。このため、この温度センサ２００を排ガス管に取り付けて使用しても、排ガス管等の振動による共振が生じにくく、また、振動も小さくなる。従って、振動によって保持部材１４０と包囲部材１６０の固定部位である第２溶接部１４３やその近傍部位などに破損が生じるのを防止でき、温度センサ２００の耐振動性を高くできる。
【００３７】
更に、本実施形態２では、固定部材２７０を、保護管１２３の基端側保護部１２３ｋのうち、軸線ＡＸ方向中央１２３ｅよりも基端側の第２保護部位１２３ｊ２の周囲等に配置している。このため、保護管１２３をより基端側で固定部材２７０を介して包囲部材１６０に固定できるので、使用時に、保護管１２３の基端側保護部１２３ｋのうち、第２保護部位１２３ｊ２よりも基端側の部分が大きく振動するのを防止でき、シース部材１２０の金属芯線１２１，１２１の芯線基端部１２１ｋ，１２１ｋが断線するのを効果的に防止できる。
【００３８】
（実施形態３）
次いで、第３の実施の形態について説明する。なお、上記実施形態１または２と同様な部分の説明は、省略または簡略化する。図５に本実施形態３の温度センサ３００を示す。この温度センサ３００は、固定部材１７０の位置が上記実施形態１の温度センサ１００と異なる。それ以外は基本的に上記実施形態１と同様である。
【００３９】
本実施形態３に係る固定部材１７０自体は、上記実施形態１の固定部材１７０と同様である。従って、本実施形態３においても、固定部材１７０は、包囲部材１６０、保護管１２３及びシース部材１２０全体のいずれの密度よりも小さくされている。
この固定部材１７０は、上記実施形態１よりも先端側（図中、下方）に配置されている。具体的には、この固定部材１７０は、包囲部材１６０の基端側包囲部１６０ｋのうち、軸線ＡＸ方向中央よりも先端側に位置する第３固定部位１６０ｊ３の内側に配置されている。また、この固定部材１７０は、保護管１２３の基端側保護部１２３ｋのうち、軸線ＡＸ方向中央１２３ｅよりも先端側であって、包囲部材１６０の第３固定部位１６０ｊ３に対応して位置する第３保護部位１２３ｊ３の周囲に配置されている。そして、第３固定部位１６０ｊ３は、固定部材１７０及び保護管１２３の第３保護部位１２３ｊ３に向けて径方向内側に加締められており、これにより、包囲部材１６０とシース部材１２０（保護管１２３）とが固定部材１７０を介して互いに固定されている。
【００４０】
このような温度センサ３００も、固定部材１７０が、包囲部材１６０、保護管１２３及びシース部材１２０全体のいずれの密度よりも小さくされている。このため、保護管１２３、包囲部材１６０及び固定部材１７０の全体の重量が軽くなるので、これら三者からなる部位の共振周波数が高くなる。このため、この温度センサ３００を排ガス管に取り付けて使用しても、排ガス管等の振動による共振が生じにくく、また、振動も小さくなる。従って、振動によって保持部材１４０と包囲部材１６０の固定部位である第２溶接部１４３やその近傍部位などに破損が生じるのを防止でき、温度センサ３００の耐振動性を高くできる。
【００４１】
（調査結果）
本発明の効果を検証するために、本発明に係る上記実施形態１〜３の温度センサ１００，２００，３００をそれぞれ用意した。
一方、比較形態１，２として、上記実施形態１の温度センサ１００から固定部材１７０を無くした形態の温度センサ（比較形態１）と、固定部材１７０に代えて、包囲部材１６０や保護管１２３の材質よりも密度の大きいＳＵＳ３０４からなる固定部材を備えた温度センサ（比較形態２）とを用意した。
【００４２】
そして、これら実施形態１〜３及び比較形態１，２の各温度センサ１００，２００，３００等を用いて、第１の振動試験を行った。即ち、各温度センサ１００，２００，３００等にそれぞれ常温下で１００時間振動を加えた。その際、各温度センサ１００，２００，３００等に加えた振動は、１５０Ｈｚ〜３０００Ｈｚの振動周波数帯域において、下限値（１５０Ｈｚ）と上限値（３０００Ｈｚ）との間を往復するように、１秒間に１Ｈｚの割合で振動周波数を変化させた。また、各温度センサ１００，２００，３００等に加える振動の加速度は４０Ｇとした。
そして、１００時間振動を与えた後、各温度センサ１００，２００，３００等のそれぞれについて、保持部材１４０と包囲部材１６０との固定部位（第２溶接部１４３）やその近傍部位に破損が生じたか否かを調べた。また、シース部材１２０の金属芯線１２１，１２１の芯線基端部１２１ｋ，１２１ｋに断線が生じたか否かも調べた。
【００４３】
その結果、実施形態１〜３の温度センサ１００，２００，３００は、いずれも、保持部材１４０と包囲部材１６０との固定部位（第２溶接部１４３）やその近傍部位に破損がなく、かつ、シース部材１２０の金属芯線１２１，１２１の芯線基端部１２１ｋ，１２１ｋに断線も生じなかった。
これに対し、固定部材１７０を無くした比較形態１の温度センサでは、シース部材１２０の金属芯線１２１，１２１の芯線基端部１２１ｋ，１２１ｋに断線が認められた。但し、保持部材１４０と包囲部材１６０との固定部位（第２溶接部１４３）若しくはその近傍部位での破損は生じていなかった。
また、密度の大きいＳＵＳ３０４からなる固定部材を備えた比較形態２の温度センサでは、保持部材１４０と包囲部材１６０との固定部位（第２溶接部１４３）若しくはその近傍部位に破損が認められた。但し、シース部材１２０の金属芯線１２１，１２１の芯線基端部１２１ｋ，１２１ｋに断線は生じていなかった。
【００４４】
このような調査結果から、本実施形態１〜３のように、保護管１２３と包囲部材１６０とを固定部材１７０，２７０を介して固定することにより、シース部材１２０の金属芯線１２１，１２１の芯線基端部１２１ｋ，１２１ｋに断線が生じるのを防止できることが判る。更に、本実施形態１〜３のように、固定部材として密度の小さい材質からなる固定部材１７０，２７０を用いて保護管１２３と包囲部材１６０とを固定することにより、振動によって保持部材１４０と包囲部材１６０との固定部位（第２溶接部１４３）やその近傍部位に破損が生じるのを防止できることが判る。
【００４５】
次に、実施形態１〜３の各温度センサ１００，２００，３００を用いて、上記第１の振動試験よりも更に過酷な条件で第２の振動試験を行った。即ち、各温度センサ１００，２００，３００にそれぞれ常温下で１００時間振動を加えた。その際、各温度センサ１００，２００，３００に加えた振動は、１５０Ｈｚ〜８０００Ｈｚの振動周波数帯域において、下限値（１５０Ｈｚ）と上限値（８０００Ｈｚ）との間を往復するように、１秒間に１Ｈｚの割合で振動周波数を変化させた。また、各温度センサ１００，２００，３００等に加える振動の加速度は２０Ｇとした。
そして、上記第１の振動試験と同様に、各温度センサ１００，２００，３００のそれぞれについて、保持部材１４０と包囲部材１６０との固定部位（第２溶接部１４３）やその近傍部位に破損が生じたか否かを調べた。また、シース部材１２０の金属芯線１２１，１２１の芯線基端部１２１ｋ，１２１ｋに断線が生じたか否かも調べた。
【００４６】
その結果、実施形態１，２の温度センサ１００，２００は、上記第１の振動試験の場合と同様に、保持部材１４０と包囲部材１６０との固定部位（第２溶接部１４３）やその近傍部位に破損がなく、かつ、シース部材１２０の金属芯線１２１，１２１の芯線基端部１２１ｋ，１２１ｋに断線も生じていなかった。
これに対し、実施形態３の温度センサ３００は、保持部材１４０と包囲部材１６０との固定部位（第２溶接部１４３）やその近傍部位に破損は生じていなかったが、シース部材１２０の金属芯線１２１，１２１の芯線基端部１２１ｋ，１２１ｋに、上記第１の振動試験では生じなかった断線が認められた。
【００４７】
このような調査結果から、実施形態１，２のように、固定部材１７０，２７０を、保護管１２３の基端側保護部１２３ｋのうち長手方向中央１２３ｅよりも基端側に配置することにより、シース部材１２０の金属芯線１２１，１２１の芯線基端部１２１ｋ，１２１ｋに断線が生じるのをより効果的に防止できることが判る。
【００４８】
以上において、本発明を実施形態に即して説明したが、本発明は上述の実施形態１〜３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。
実施形態１〜３では、それぞれ１つの固定部材１７０，２７０により包囲部材１６０と保護管１２３とを固定しているが、複数の固定部材を用いて、これらを固定してもよい。
また、実施形態１〜３では、保持部材１４０と保護管１２３とを金属チューブ１３０を介して固定しているが、保護部材１４０と保護管１２３とを直接固定する形態とすることもできる。
また、実施形態１〜３では、軸線ＡＸ方向に延びる棒状の温度センサ１００，２００，３００を例示したが、その形態は適宜変更できる。例えば、ナット部材１８０よりも基端側の部分を屈曲させてＬ字状等とした温度センサにおいても、本発明を適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】実施形態１に係る温度センサの部分破断断面図である。
【図２】実施形態１に係る温度センサのうち保持部材の近傍を示す部分破断断面図である。
【図３】実施形態１に係る温度センサのうち感温素子の近傍を示す部分破断断面図である。
【図４】実施形態２に係る温度センサの部分破断断面図である。
【図５】実施形態３に係る温度センサの部分破断断面図である。
【符号の説明】
【００５０】
１００，２００，３００ 温度センサ
１１０ 感温素子
１１１ サーミスタ結晶体（感温部）
１１３ 電極線
１２０ シース部材
１２０ｓ 先端側シース部
１２０ｋ 基端側シース部
１２１ 金属芯線
１２１ｓ 芯線先端部
１２１ｋ 芯線基端部
１２３ 保護管
１２３ｋ 基端側保護部
１２３ｋｋ 基端部
１２３ｊ１ 第１保護部位
１２３ｊ２ 第２保護部位
１２３ｊ３ 第３保護部位
１３０ 金属チューブ
１３３ 保持部位
１４０ 保持部材
１４０ｃ 貫通孔
１４０ｋ （貫通孔の）基端
１４１ 第１溶接部
１４３ 第２溶接部（固定部位）
１５０ リード線
１５１ 加締め端子
１５３ グロメット
１６０ 包囲部材
１６０ｓ 包囲先端部
１６０ｋ 基端側包囲部
１６０ｋｋ 包囲基端部
１６０ｊ１ 第１固定部位
１６０ｊ２ 第２固定部位
１６０ｊ３ 第３固定部位
１７０，２７０ 固定部材
ＡＸ 軸線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
温度によって電気的特性が変化する感温部、及び、この感温部に接続した電極線を有する感温素子と、
自身の芯線先端部で前記電極線に接続した金属芯線、及び、前記芯線先端部を突出させた状態で金属芯線を絶縁保持する保護管を有するシース部材と、
自身の貫通孔内に前記保護管が内挿された状態でこの保護管を直接または他部材を介して間接的に保持する保持部材と、
前記保持部材に固定され、少なくとも前記保護管の基端部を包囲する包囲部材と、
を備える温度センサであって、
前記保護管と前記包囲部材との間に介在し、これら保護管と包囲部材とを互いに固定する固定部材であって、
前記包囲部材の材質よりも密度が小さい材質からなる固定部材を備える
温度センサ。
【請求項２】
温度によって電気的特性が変化する感温部、及び、この感温部に接続した電極線を有する感温素子と、
自身の芯線先端部で前記電極線に接続した金属芯線、及び、前記芯線先端部を突出させた状態で金属芯線を絶縁保持する保護管を有するシース部材と、
自身の貫通孔内に前記保護管が内挿された状態でこの保護管を直接または他部材を介して間接的に保持する保持部材と、
前記保持部材に固定され、少なくとも前記保護管の基端部を包囲する包囲部材と、
を備える温度センサであって、
前記保護管と前記包囲部材との間に介在し、これら保護管と包囲部材とを互いに固定する固定部材であって、
前記保護管の材質よりも密度が小さい材質からなる固定部材を備える
温度センサ。
【請求項３】
温度によって電気的特性が変化する感温部、及び、この感温部に接続した電極線を有する感温素子と、
自身の芯線先端部で前記電極線に接続した金属芯線、及び、前記芯線先端部を突出させた状態で金属芯線を絶縁保持する保護管を有するシース部材と、
自身の貫通孔内に前記保護管が内挿された状態でこの保護管を直接または他部材を介して間接的に保持する保持部材と、
前記保持部材に固定され、少なくとも前記保護管の基端部を包囲する包囲部材と、
を備える温度センサであって、
前記保護管と前記包囲部材との間に介在し、これら保護管と包囲部材とを互いに固定する固定部材であって、
前記シース部材全体の平均密度よりも密度が小さい材質からなる固定部材を備える
温度センサ。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の温度センサであって、
前記保護管は、前記保持部材の貫通孔の基端よりも基端側に位置する基端側保護部を含み、
前記固定部材は、この基端側保護部の長手方向中央よりも基端側に配置されてなる
温度センサ。
【請求項１】
温度によって電気的特性が変化する感温部、及び、この感温部に接続した電極線を有する感温素子と、
自身の芯線先端部で前記電極線に接続した金属芯線、及び、前記芯線先端部を突出させた状態で金属芯線を絶縁保持する保護管を有するシース部材と、
自身の貫通孔内に前記保護管が内挿された状態でこの保護管を直接または他部材を介して間接的に保持する保持部材と、
前記保持部材に固定され、少なくとも前記保護管の基端部を包囲する包囲部材と、
を備える温度センサであって、
前記保護管と前記包囲部材との間に介在し、これら保護管と包囲部材とを互いに固定する固定部材であって、
前記包囲部材の材質よりも密度が小さい材質からなる固定部材を備える
温度センサ。
【請求項２】
温度によって電気的特性が変化する感温部、及び、この感温部に接続した電極線を有する感温素子と、
自身の芯線先端部で前記電極線に接続した金属芯線、及び、前記芯線先端部を突出させた状態で金属芯線を絶縁保持する保護管を有するシース部材と、
自身の貫通孔内に前記保護管が内挿された状態でこの保護管を直接または他部材を介して間接的に保持する保持部材と、
前記保持部材に固定され、少なくとも前記保護管の基端部を包囲する包囲部材と、
を備える温度センサであって、
前記保護管と前記包囲部材との間に介在し、これら保護管と包囲部材とを互いに固定する固定部材であって、
前記保護管の材質よりも密度が小さい材質からなる固定部材を備える
温度センサ。
【請求項３】
温度によって電気的特性が変化する感温部、及び、この感温部に接続した電極線を有する感温素子と、
自身の芯線先端部で前記電極線に接続した金属芯線、及び、前記芯線先端部を突出させた状態で金属芯線を絶縁保持する保護管を有するシース部材と、
自身の貫通孔内に前記保護管が内挿された状態でこの保護管を直接または他部材を介して間接的に保持する保持部材と、
前記保持部材に固定され、少なくとも前記保護管の基端部を包囲する包囲部材と、
を備える温度センサであって、
前記保護管と前記包囲部材との間に介在し、これら保護管と包囲部材とを互いに固定する固定部材であって、
前記シース部材全体の平均密度よりも密度が小さい材質からなる固定部材を備える
温度センサ。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の温度センサであって、
前記保護管は、前記保持部材の貫通孔の基端よりも基端側に位置する基端側保護部を含み、
前記固定部材は、この基端側保護部の長手方向中央よりも基端側に配置されてなる
温度センサ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００８−２６１７８９（Ｐ２００８−２６１７８９Ａ）
【公開日】平成２０年１０月３０日（２００８．１０．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１０６０００（Ｐ２００７−１０６０００）
【出願日】平成１９年４月１３日（２００７．４．１３）
【出願人】（０００００４５４７）日本特殊陶業株式会社 (2,912)
【公開日】平成２０年１０月３０日（２００８．１０．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年４月１３日（２００７．４．１３）
【出願人】（０００００４５４７）日本特殊陶業株式会社 (2,912)
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