温度センサ
【課題】 素子電極線とシース芯線との接合部に加わる剪断応力を緩和する。
【解決手段】温度センサは、感温部とその感温部に接続されると共に当該感温部の後方側に向かって延びる素子電極線とを有する感温素子と、素子電極線に接合されるシース芯線とシース芯線を絶縁保持した状態で内包してなる外管とを有するシース部材と、先端側に底部が形成された有底筒状をなし、少なくとも、感温素子、及び素子電極線とシース芯線との接合部を包囲する金属製の包囲部材と、包囲部材に包囲された空間のうち、感温部の先端面と底部との間の領域に充填される保持部材と、を備える。素子電極線は、感温部から延びて接合部に至るまでの部位に、屈曲してなる屈曲部を有する。
【解決手段】温度センサは、感温部とその感温部に接続されると共に当該感温部の後方側に向かって延びる素子電極線とを有する感温素子と、素子電極線に接合されるシース芯線とシース芯線を絶縁保持した状態で内包してなる外管とを有するシース部材と、先端側に底部が形成された有底筒状をなし、少なくとも、感温素子、及び素子電極線とシース芯線との接合部を包囲する金属製の包囲部材と、包囲部材に包囲された空間のうち、感温部の先端面と底部との間の領域に充填される保持部材と、を備える。素子電極線は、感温部から延びて接合部に至るまでの部位に、屈曲してなる屈曲部を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サーミスタ素子やＰｔ抵抗体素子等の感温素子を備える温度センサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車の排気ガスなどの温度を検出するための温度センサとしては、下記の特許文献１に記載のものが知られている。
【０００３】
図６は従来の温度センサの構成を示す断面図であり、金属チューブ５１２のみを破断して示している。図６（ａ）に示すように、この温度センサ５００は、サーミスタ焼結体５０３と素子電極線５０４とから構成されるサーミスタ素子５０２と、シース芯線５０８をシース管５０７内に絶縁保持してなるシース部材５０６とを備えている。そして、サーミスタ焼結体５０３から延びる素子電極線５０４はシース管５０７の先端から延びるシース芯線５０８に、レーザスポット溶接によって接合されてなり、サーミスタ素子５０２及びその接合部５１０がステンレス合金製の金属チューブ５１２内に収容されると共に、それら収容されたサーミスタ素子５０２などを保持するために、その金属チューブ５１２で囲まれた空間に、耐熱性酸化物（Ａｌ2Ｏ3［アルミナ］など）から成るセメント５１４が充填されることによって、温度センサ５００は構成されている。
【０００４】
排気ガスなどの温度は、０℃前後の低温域から１０００℃前後の高温域までの広い範囲にわたって変化するため、この温度センサ５００は、そのような広範囲の温度を検出するのに使用される。従って、この温度センサ５００は、低温／高温の冷熱サイクルの環境下に曝されることになる。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２６６６０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の温度センサ５００においては、上記したとおり、冷熱サイクルの環境下に曝されるため、高温から低温へ急冷された際、外周を構成する部材、すなわち、有底筒状の金属チューブ５１２から冷却が始まることになる。この時、金属チューブ５１２は、ステンレス合金製であり、金属チューブ５１２で囲われた空間に充填されたセメント５１４は、アルミナであるため、熱膨張係数を比較すると、ステンレス合金の方がアルミナよりも高い。従って、図６（ｂ）に示すように、金属チューブ５１２が冷却により収縮し始めると、セメント５１４の収縮がそれに追従できず、そのため、金属チューブ５１２の先端部（底部）が、内部のセメント５１４を矢印Ａ方向に押圧し、それにより、セメント５１４に保持されているサーミスタ素子５０２（詳細には、サーミスタ焼結体５０３）の先端面もシース部材５０６側（後方側）に向かって押圧されることになる。こうして、サーミスタ素子５０２がシース部材５０６側に向かって押圧されると、素子電極線５０４とシース芯線５０８との接合部５１０に、矢印Ｂで示すように、剪断応力が加わってしまう。
【０００７】
このように、素子電極線５０４とシース芯線５０８との接合部５１０に、剪断応力が冷熱サイクルが繰り返されるたびに加わると、最悪の場合、この接合部５１０が破断していまい、サーミスタ素子５０２からの検出出力を外部に取り出せなくなってしまうおそれがあった。
【０００８】
従って、本発明の目的は、上記した従来技術の問題点を解決し、素子電極線とシース芯線との接合部に加わる剪断応力を緩和することができる温度センサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
【００１０】
［適用例１］
感温部と、前記感温部に接続されると共に当該感温部の後方側に向かって延びる素子電極線とを有する感温素子と、
前記素子電極線に接合されるシース芯線と、前記シース芯線を絶縁保持した状態で内包してなる外管とを有するシース部材と、
先端側に底部が形成された有底筒状をなし、少なくとも、前記感温素子、及び前記素子電極線と前記シース芯線との接合部を包囲する金属製の包囲部材と、
前記包囲部材に包囲された空間のうち、少なくとも前記感温部の先端面と前記底部との間の領域に充填される保持部材と、
を備えた温度センサであって、
前記素子電極線は、前記感温部から延びて前記接合部に至るまでの部位に、屈曲してなる屈曲部を有することを特徴とする温度センサ。
【００１１】
このように、適用例１の温度センサでは、素子電極線が屈曲部を有しているため、例えば、急冷により、包囲部材が収縮し、保持部材の収縮がそれに追従できず、包囲部材が保持部材を介して感温素子（詳細には、感温部の先端面）をシース部材側に向かって押圧したとしても、屈曲部が変形することにより、その押圧力を分散させることができ、素子電極線とシース芯線との接合部に加わる剪断応力を緩和することができる。
【００１２】
［適用例２］
適用例１に記載の温度センサにおいて、前記屈曲部は、アーチ形状に屈曲していることを特徴とする温度センサ。
【００１３】
このように、屈曲部がアーチ形状を成すことにより、感温素子がシース部材側に向かって押圧された場合に、その押圧力を確実に分散させることができる。また、素子電極線をアーチ形状に屈曲させることは比較的容易であるため、屈曲加工を施す時間を短縮することができる。
【００１４】
［適用例３］
適用例１または適用例２に記載の温度センサにおいて、前記包囲部材に包囲された領域を、前記シース部材の外管の中心軸を含む所定の基準平面を境界面として、第１及び第２の領域に分離した場合に、前記外管の先端から延びる前記シース芯線は、その先端部が第２の領域に位置するように、屈曲しており、前記屈曲部は、前記第１の領域側に凸となるような形状に屈曲しており、前記素子電極線は、前記シース芯線の先端部に接合しているとともに、前記接合部において、前記シース芯線よりも、第１の領域側に配置されていることを特徴とする温度センサ。
【００１５】
適用例３の温度センサでは、素子電極線の屈曲部が第１の領域側に凸となるような形状に屈曲しているため、素子電極線をシース芯線よりも第１の領域側に配置して、両者を接合する場合に、屈曲部がシース芯線の先端部と干渉するおそれがない。また、シース芯線は、その先端部が第２の領域に位置しているため、素子電極線をシース芯線よりも第１の領域側に配置して、両者を接合したとしても、感温素子を基準平面に位置させることができる。また、素子電極線の屈曲部が第１の領域側に凸となるような形状に屈曲していても、屈曲部が、包囲部材の内壁面に接触するおそれがない。
なお、ここで、シース部材の外管の中心軸とは、外管の中心を、外管の方向に沿って貫く軸を言う。
【００１６】
［適用例４］
適用例１または適用例２に記載の温度センサにおいて、前記シース部材の外管の中心軸を含む所定の基準軸を設定した場合に、前記外管の先端から延びる前記シース芯線は、直線状を成すとともに、前記屈曲部は、前記素子電極線を前記シース芯線に接合した際に前記感温素子の前記感温部が前記基準軸上に位置するように屈曲していることを特徴とする温度センサ。
【００１７】
適用例４の温度センサでは、素子電極線の屈曲部が、このような形状に屈曲しているため、シース芯線を直線状としても、感温素子を基準軸上に位置させることができる。従って、適用例４の温度センサによれば、シース芯線に屈曲加工を施す必要がないため、その分、製造工程を簡素化することができる。
【００１８】
［適用例５］
適用例１または適用例２に記載の温度センサにおいて、前記シース部材の外管の中心軸を含む所定の基準平面を設定した場合に、前記屈曲部は、前記基準平面内に含まれていることを特徴とする温度センサ。
【００１９】
このように、素子電極線の屈曲部は、基準平面内に含まれているように構成してもよく、このような構成であっても、適用例１の温度センサと同様の効果を奏することができる。
【００２０】
［適用例６］
適用例１ないし適用例のうちの任意の１つに記載の温度センサにおいて、前記素子電極線は、前記感温部の後端面から突き出すようにして後端側に延びていることを特徴とする温度センサ。
【００２１】
このように、素子電極線が感温部の後端面から突き出すようにして後端側に延びていることによって、感温素子が前面から押圧された場合に、その押圧力を後端面から素子電極線に直接的に伝え、屈曲部で分散させることができる。
【００２２】
なお、本発明は、上記した温度センサなどの装置発明の態様に限ることなく、温度検出方法などの方法発明としての態様で実現することも可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
Ａ．第１の実施例：
図１は本発明の第１の実施例としての温度センサの要部の構成を示す説明図であり、金属チューブ１１２のみを破断して示している。また、図７は第１の実施例としての温度センサの全体構成を示す説明図であり、一部を破断して示している。なお、図１は、図７において、２本の素子電極線１０４のうちの一方を含む形で、紙面に垂直な向きに温度センサ１００の中心軸線に平行な断面をとったときの要部拡大図に相当する。
【００２４】
本実施例の温度センサ１００は、自動車の排気ガスの温度を検出するために用いられる。従って、この温度センサ１００は、０℃前後の低温域から１０００℃前後の高温域までの広い範囲にわたって温度変化を生じ得る、冷熱サイクルの環境下に曝されることになる。
【００２５】
まず、図７に示すように、温度センサ１００は、有底筒状の金属チューブ１１２の先端部内側に、サーミスタ素子１０２を配置させてなる。金属チューブ１１２の後端側は開放されており、この後端部は、フランジ部材１４０の内側に圧入されている。フランジ部材１４０は、軸線方向に延びる筒状の鞘部１４３と、この鞘部１４３の先端側に位置し、この鞘部よりも大きい外径を有して径方向外側に突出する鍔部１４２とを備えている。鍔部１４２の先端側には排気ガスが流れる排気管の取付部とシールを行うテーパ状の座面１４５を有している。なお、鞘部４２は、先端側に位置する第１段部１４４とこれよりも径小の第２段部６とからなる二段形状をなしている。
【００２６】
そして、フランジ部材１４０に圧入された金属チューブ１１２は、その外周面が第２段部１４６と全周レーザ溶接されている。また、フランジ部材１４０の第１段部１４４には、円筒形状の金属製の継手１６０が圧入され、全周レーザ溶接されている。フランジ部材１４０及び継手１６０の周囲には、六角ナット部１５１及びネジ部１５２を有する取り付け部材１５０が回動自在に設けられている。本実施例の温度センサ１００は、排気管の取付部にフランジ部材１４０の座面１４５を当接させ、取り付け部材１５０を取付部に螺合させることで、排気管に固定される。
【００２７】
金属チューブ１１２、フランジ部材１４０及び継手１６０の内側には、２本のシース芯線１０８をシース管１０７の内部に絶縁保持させたシース部材１０６が配置されている。金属チューブ１１２の内部においてシース部材１０６のシース管１０７の先端から延びるシース芯線１０８には、サーミスタ素子１０２の素子電極線１０４がレーザスポット溶接されている。一方、シース部材１０６から後端側に延びるシース芯線１０８は、加締め端子１７２を介して２本のリード線１７３に接続されている。シース芯線１０８同士及び加締め端子１７２同士は、絶縁チューブ１７１により互いに絶縁されている。この２本のリード線１７３は、継手１６０の後端部内側に嵌められた弾性シール部材１７４のリード線挿通孔を通って、継手１６０の外部に向けって引き出され、図示しないコネクタを介して外部回路と接続されることになる。
【００２８】
次いで、第１の実施例の要部について、図１（ａ）を用いて説明する。サーミスタ素子１０２は、サーミスタ焼結体１０３と素子電極線１０４とから構成されている。サーミスタ焼結体１０３は、（Ｓｒ，Ｙ）（Ａｌ，Ｍｎ，Ｆｅ）０3をベース組成としたペロブスカイト型酸化物で形成されている。サーミスタ焼結体１０３は、六角柱形状を成しており、その後端面からは２本の素子電極線１０４が延びている。また、シース部材１０６は、ステンレス合金製のシース管１０７の内部に、２本のシース芯線１０８を配置し、そのシース芯線１０８を保持すべく、シース充填材（図示せず）を充填することにより、構成されている。そして、そのシース管１０７の先端からは、２本のシース芯線１０８が延びている。サーミスタ素子１０２の２本の素子電極線１０４と、シース部材１０６の２本のシース芯線１０８とは、それぞれ、断面が円形状を成しており、互いに対応する線同士の先端部がそれぞれ重ね合わされて、レーザスポット溶接によって接合されている。金属チューブ１１２は、有底筒状を成し、ステンレス合金製であり、その内部に、サーミスタ素子１０２と、レーザスポット溶接による接合部１１０と、シース部材１０６の一部と、を収容している。さらに、セメント１１４は、絶縁セラミック成分、具体的にはＡｌ2Ｏ3（アルミナ）を主体とし、シリカを骨材として含有させた耐熱性酸化物によって構成されており、金属チューブ１１２によって囲まれた空間内に充填されることにより、サーミスタ素子１０２や接合部１１０などを保持するようにしている。
【００２９】
なお、本実施例において、サーミスタ素子１０２は、請求項における感温素子に、金属チューブ１１２は、請求項における包囲部材に、セメント１１４は、請求項における保持部材に、それぞれ相当している。
【００３０】
図１において、Ｘ，Ｙは座標軸を表しており、紙面に沿った方向がＹ軸，紙面に垂直な方向がＸ軸である。また、基準線Ｚは、温度センサ１００の中心線であり、シース部材１０６におけるシース管１０７の中心軸を含んでいる。今、紙面に垂直な平面であって、この基準線Ｚを含む基準平面を想定した場合、金属チューブ１１２によって囲まれた領域は、その基準平面を境界面として、上側の領域（Ｙ軸方向＋側の領域）と下側の領域（Ｙ軸方向−側の領域）とに分離することができる。
【００３１】
本実施例において、シース管１０７の先端から延びるシース芯線１０８は、図１（ａ）に示すように、基準平面に沿って直線状に延びた後、下側の領域に向かって斜めに屈曲し、さらに、基準平面に平行になるように屈曲している。従って、その先端部は、下側の領域に位置している。
【００３２】
一方、サーミスタ焼結体１０３から延びる素子電極線１０４は、基準平面に沿って直線状に延びているが、その途中が、上側の領域に向かってアーチ形状となるように屈曲して、屈曲部１０４ａを形成している。
【００３３】
そして、素子電極線１０４とシース芯線１０８とは、素子電極線１０４を上側（Ｙ軸方向＋側）、シース芯線１０８を下側（Ｙ軸方向−側）として、接合されている。
【００３４】
さて、本実施例においても、温度センサ１００は、冷熱サイクルの環境下に曝されるため、高温から低温へ急冷された際、外周を構成する金属チューブ１１２から冷却が始まることになる。この時、金属チューブ１１２は、ステンレス合金製であり、金属チューブ１１２で囲われた空間に充填されたセメント１１４は、アルミナを主体としているため、前述したとおり、熱膨張係数を比較すると、ステンレス合金の方がアルミナよりも高い。従って、金属チューブ１１２が冷却により収縮し始めると、セメント１１４の収縮がそれに追従できない。そのため、図１（ｂ）に示すように、金属チューブ１１２の先端部（底部）が、内部のセメント１１４を矢印Ａ方向に押圧すると、セメント１１４に保持されているサーミスタ素子１０２（詳細には、サーミスタ焼結体１０３の先端面）もシース部材１０６側（後方側）に向かって押圧されることになる。しかしながら、上述したとおり、サーミスタ焼結体１０３から延びる素子電極線１０４は、その途中に屈曲部１０４ａを有しているため、例え、サーミスタ素子１０２がシース部材１０６側に向かって押圧されても、屈曲部１０４ａが先行して変形することにより、その押圧力を分散させることができる。従って、素子電極線５０４とシース芯線５０８との接合部５１０に、矢印Ｂで示すように、剪断応力が加わったとしても、その剪断応力を大幅に緩和することができる。
【００３５】
また、本実施例では、素子電極線１０４の屈曲部１０４ａは、上側（Ｙ軸方向＋側）に凸となる形状となっているため、素子電極線１０４を上側（Ｙ軸方向＋側）、シース芯線１０８を下側（Ｙ軸方向−側）として、両者を接合する場合に、その屈曲部１０４ａがシース芯線１０８の先端部と干渉するおそれがない。
【００３６】
これに対し、仮に、図２に示すように、素子電極線１０４の屈曲部１０４ａが、下側（Ｙ軸方向−側）に凸となる形状となっている場合には、素子電極線１０４を上側（Ｙ軸方向＋側）、シース芯線１０８を下側（Ｙ軸方向−側）として、両者を接合する際に、Ｃ部において、屈曲部１０４ａがシース芯線１０８の先端部と干渉してしまい、素子電極線１０４とシース部材１０６とが密着せず、適正な接合が行えないおそれがある。
【００３７】
また、本実施例では、シース芯線１０８は、上述したように、その先端部が下側の領域に位置しているため、素子電極線１０４を上側（Ｙ軸方向＋側）、シース芯線１０８を下側（Ｙ軸方向−側）として、両者を接合したとしても、サーミスタ素子１０２を基準平面に位置させることができる。このように、サーミスタ素子１０２を基準平面に位置させることができれば、金属チューブ１１２を介して各方向から均等に熱が伝達されるため、サーミスタ素子１０２は、排気ガスの温度を精度よく検出することができる。
【００３８】
さらに、本実施例では、シース芯線１０８の先端部が下側の領域に位置しているため、素子電極線１０４の屈曲部１０４ａが、上側（Ｙ軸方向＋側）に凸となる形状となっていても、屈曲部１０４ａが、金属チューブ１１２の内壁面に接触するおそれがない。
【００３９】
これに対し、仮に、図３に示すように、シース芯線１０８の先端部が上側の領域に位置している場合、素子電極線１０４を上側（Ｙ軸方向＋側）、シース芯線１０８を下側（Ｙ軸方向−側）として、両者を接合したとすると、サーミスタ素子１０２は、上側の領域に位置してしまい、基準平面に配置させることができない。また、素子電極線１０４の屈曲部１０４ａが、上側（Ｙ軸方向＋側）に凸となる形状となっていると、屈曲部１０４ａやサーミスタ焼結体１０３が、金属チューブ１１２の内壁面に接触するおそれがでてくる。
【００４０】
以上、説明したとおり、本実施例によれば、サーミスタ焼結体１０３から延びる素子電極線１０４が、その途中に屈曲部１０４ａを有しているため、素子電極線１０４とシース芯線１０８との接合部１１０に加わる剪断応力を大幅に緩和することができるという効果を奏する。
【００４１】
Ｂ．第２の実施例：
図４は本発明の第２の実施例としての温度センサの構成を示す説明図であり、金属チューブ１１２のみ破断して示している。
【００４２】
本実施例の温度センサ２００が、第１の実施例の温度センサ１００と相違する点は、次の２点である。すなわち、第１の相違点は、図４に示すように、シース管１０７の先端から延びるシース芯線２０８が屈曲しておらず、直線状を成している点である。第２の相違点は、サーミスタ焼結体１０３から延びる素子電極線２０４が、基準平面に沿って直線状に延び、その途中に、上側の領域に向かってアーチ形状を成す屈曲部２０４ａを有するものの、その屈曲部２０４ａは、素子電極線２０４の先端部が、基準平面内ではなく、上側の領域に位置するような形状に屈曲している点である。その他の構成は、第１の実施例と同様であるので、同一の符号を付し、それらについての説明は省略する。
【００４３】
本実施例では、上述したように、素子電極線２０４の屈曲部２０４ａは、素子電極線２０４の先端部が上側の領域に位置するような形状に屈曲しているため、シース芯線２０８を直線状としても、素子電極線１０４を上側（Ｙ軸方向＋側）、シース芯線１０８を下側（Ｙ軸方向−側）として、両者を接合する場合、サーミスタ素子１０２を基準平面に位置させることができる。従って、本実施例によれば、シース芯線２０８に屈曲加工を施す必要がないため、その分、製造工程を簡素化することができる。
【００４４】
また、本実施例においても、サーミスタ焼結体１０３から延びる素子電極線２０４が、その途中に屈曲部２０４ａを有しているため、第１の実施例の場合と同様に、素子電極線２０４とシース芯線２０８との接合部１１０に加わる剪断応力を大幅に緩和することができるという効果を奏する。
【００４５】
Ｃ．第３の実施例：
図５は本発明の第３の実施例としての温度センサの構成を示す説明図であり、金属チューブ１１２のみ破断して示している。図５に示す破断面は、図１や図４に示した破断面と異なり、基準線Ｚを軸とした軸周りに、図１や図４に示した破断面より９０度隔てた破断面を示している。
【００４６】
図５において、Ｘ，Ｙは座標軸を表しているが、上述したとおり、図１や図４の破断面より９０度隔てた破断面であるため、紙面に垂直な方向がＹ軸，紙面に沿った方向がｘ軸となっている。また、第１及び第２の実施例で想定した、基準線Ｚを含む基準平面は、紙面に沿った平面となっている。
【００４７】
本実施例の温度センサ３００が、第１の実施例の温度センサ１００と相違する点は、図５に示すように、サーミスタ焼結体１０３から延びる素子電極線３０４，３０５が、それぞれ、基準平面に沿って直線状に延び、その途中に、基準平面内において、互いにｘ軸方向において反対向きに向かってアーチ形状を成す屈曲部３０４ａ，３０５ａを有する点である。その他の構成は、第１の実施例と同様であるので、同一の符号を付し、それらについての説明は省略するものとする。
【００４８】
このように、素子電極線３０４，３０５の屈曲部３０４ａ，３０５ａは、それぞれ、基準平面内にあってもよい。また、本実施例では、各々の屈曲部３０４ａ，３０５ａは、ｘ軸方向において反対向きに向かって凸となっているため、互いに干渉し合うことがない。
【００４９】
また、本実施例においても、サーミスタ焼結体１０３から延びる素子電極線３０４，３０５が、その途中に屈曲部３０４ａ，３０５ａを有しているため、第１の実施例の場合と同様に、素子電極線３０４，３０５とシース芯線１０８，１０９との接合部に加わる剪断応力を大幅に緩和することができるという効果を奏する。
【００５０】
Ｄ．変形例：
なお、本発明は上記した実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様にて実施することが可能である。
【００５１】
上記した第１の実施例における説明では、図２，図３に示す構成について、それぞれ、問題と成り得る点を指摘したが、それらの点を解消することができるのであれば、図２，図３に示す構成を、本発明の実施形態の一つとして取り入れてもよい。
【００５２】
また、サーミスタ焼結体から延びる２本の素子電極線の形状は、屈曲部の形状も含め、互いに異なる形状であってもよい。それに対応して、シース管の先端から延びる２本のシース芯線の形状も、互いに異なる形状であってもよい。
【００５３】
例えば、一方の素子電極線及びそれに接合されるシース芯線の形状が、第１の実施例で述べた形状であって、他方の素子電極線及びそれに接合されるシース芯線の形状が、第１の実施例で述べた形状とは上下反対向きの形状（すなわち、屈曲部が、下側（Ｙ軸方向−側）に凸となる形状）となっていてもよい。このことは、第２の実施例で述べた形状を用いる場合であっても同様である。また、例えば、一方の素子電極線及びそれに接合されるシース芯線の形状が、第１の実施例で述べた形状であって、他方の素子電極線及びそれに接合されるシース芯線の形状が、第２の実施例で述べた形状であってもよい。また、他の実施例の組み合わせであってもよい。
【００５４】
上記した第１及び第２の実施例では、素子電極線の屈曲部は、基準平面に対し垂直な平面内に含まれており、第３の実施例では、素子電極線の屈曲部は、基準平面内に含まれていたが、本発明はこれに限定されるものではなく、素子電極線の屈曲部は、これら以外の平面内に含まれていてもよい。
【００５５】
上記した各実施例では、素子電極線の屈曲部はアーチ形状を成していたが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の形状であってもよい。例えば、三角形状、四角形状、その他多角形状、ジグザグ形状、らせん形状であってもよい。
【００５６】
上記した各実施例では、シース部材１０６の一部を、フランジ部材１４０に固定した金属チューブ１１２内に収容させた構成の温度センサを示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、シース部材１０６のシース管１０７をフランジ部材１４０の内側に固着させ、フランジ部材１４０の先端から突出するシース管１０７の外周に、サーミスタ素子１０２及び接合部１１０を収容する形態で有底筒状の金属キャップを溶接固定させた温度センサに、本発明を適用しても良い。なお、この場合、金属キャップが請求項の包囲部材に相当する。
【００５７】
上記した各実施例では、セメントとして、Ａｌ2Ｏ3（アルミナ）を用いたが、ＭｇＯや、ＳｉＯ2などを用いるようにしてもよい。
【００５８】
上記した各実施例では、感温素子として、サーミスタ素子を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、Ｐｔ抵抗体素子等を用いるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の第１の実施例としての温度センサの構成を示す説明図である。
【図２】素子電極線の屈曲部が下側に凸となる形状となっている場合の構成を示す説明図である。
【図３】シース芯線の先端部が上側の領域に位置している場合の構成を示す説明図である。
【図４】本発明の第２の実施例としての温度センサの構成を示す説明図である。
【図５】本発明の第３の実施例としての温度センサの構成を示す説明図である。
【図６】従来の温度センサの構成を示す説明図である。
【図７】本発明の第１の実施例としての温度センサの全体構成を示す説明図である。
【符号の説明】
【００６０】
１００…温度センサ
１０２…サーミスタ素子
１０３…サーミスタ焼結体
１０４…素子電極線
１０４ａ…屈曲部
１０６…シース部材
１０７…シース管
１０８，１０９…シース芯線
１１０…接合部
１１２…金属チューブ
１１４…セメント
２００…温度センサ
２０４…素子電極線
２０４ａ…屈曲部
２０８…シース芯線
３００…温度センサ
３０４，３０５…素子電極線
３０４ａ，３０５ａ…屈曲部
５００…温度センサ
５０２…サーミスタ素子
５０３…サーミスタ焼結体
５０４…素子電極線
５０６…シース部材
５０７…シース管
５０８…シース芯線
５１０…接合部
５１２…金属チューブ
５１４…セメント
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サーミスタ素子やＰｔ抵抗体素子等の感温素子を備える温度センサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車の排気ガスなどの温度を検出するための温度センサとしては、下記の特許文献１に記載のものが知られている。
【０００３】
図６は従来の温度センサの構成を示す断面図であり、金属チューブ５１２のみを破断して示している。図６（ａ）に示すように、この温度センサ５００は、サーミスタ焼結体５０３と素子電極線５０４とから構成されるサーミスタ素子５０２と、シース芯線５０８をシース管５０７内に絶縁保持してなるシース部材５０６とを備えている。そして、サーミスタ焼結体５０３から延びる素子電極線５０４はシース管５０７の先端から延びるシース芯線５０８に、レーザスポット溶接によって接合されてなり、サーミスタ素子５０２及びその接合部５１０がステンレス合金製の金属チューブ５１２内に収容されると共に、それら収容されたサーミスタ素子５０２などを保持するために、その金属チューブ５１２で囲まれた空間に、耐熱性酸化物（Ａｌ2Ｏ3［アルミナ］など）から成るセメント５１４が充填されることによって、温度センサ５００は構成されている。
【０００４】
排気ガスなどの温度は、０℃前後の低温域から１０００℃前後の高温域までの広い範囲にわたって変化するため、この温度センサ５００は、そのような広範囲の温度を検出するのに使用される。従って、この温度センサ５００は、低温／高温の冷熱サイクルの環境下に曝されることになる。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２６６６０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の温度センサ５００においては、上記したとおり、冷熱サイクルの環境下に曝されるため、高温から低温へ急冷された際、外周を構成する部材、すなわち、有底筒状の金属チューブ５１２から冷却が始まることになる。この時、金属チューブ５１２は、ステンレス合金製であり、金属チューブ５１２で囲われた空間に充填されたセメント５１４は、アルミナであるため、熱膨張係数を比較すると、ステンレス合金の方がアルミナよりも高い。従って、図６（ｂ）に示すように、金属チューブ５１２が冷却により収縮し始めると、セメント５１４の収縮がそれに追従できず、そのため、金属チューブ５１２の先端部（底部）が、内部のセメント５１４を矢印Ａ方向に押圧し、それにより、セメント５１４に保持されているサーミスタ素子５０２（詳細には、サーミスタ焼結体５０３）の先端面もシース部材５０６側（後方側）に向かって押圧されることになる。こうして、サーミスタ素子５０２がシース部材５０６側に向かって押圧されると、素子電極線５０４とシース芯線５０８との接合部５１０に、矢印Ｂで示すように、剪断応力が加わってしまう。
【０００７】
このように、素子電極線５０４とシース芯線５０８との接合部５１０に、剪断応力が冷熱サイクルが繰り返されるたびに加わると、最悪の場合、この接合部５１０が破断していまい、サーミスタ素子５０２からの検出出力を外部に取り出せなくなってしまうおそれがあった。
【０００８】
従って、本発明の目的は、上記した従来技術の問題点を解決し、素子電極線とシース芯線との接合部に加わる剪断応力を緩和することができる温度センサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
【００１０】
［適用例１］
感温部と、前記感温部に接続されると共に当該感温部の後方側に向かって延びる素子電極線とを有する感温素子と、
前記素子電極線に接合されるシース芯線と、前記シース芯線を絶縁保持した状態で内包してなる外管とを有するシース部材と、
先端側に底部が形成された有底筒状をなし、少なくとも、前記感温素子、及び前記素子電極線と前記シース芯線との接合部を包囲する金属製の包囲部材と、
前記包囲部材に包囲された空間のうち、少なくとも前記感温部の先端面と前記底部との間の領域に充填される保持部材と、
を備えた温度センサであって、
前記素子電極線は、前記感温部から延びて前記接合部に至るまでの部位に、屈曲してなる屈曲部を有することを特徴とする温度センサ。
【００１１】
このように、適用例１の温度センサでは、素子電極線が屈曲部を有しているため、例えば、急冷により、包囲部材が収縮し、保持部材の収縮がそれに追従できず、包囲部材が保持部材を介して感温素子（詳細には、感温部の先端面）をシース部材側に向かって押圧したとしても、屈曲部が変形することにより、その押圧力を分散させることができ、素子電極線とシース芯線との接合部に加わる剪断応力を緩和することができる。
【００１２】
［適用例２］
適用例１に記載の温度センサにおいて、前記屈曲部は、アーチ形状に屈曲していることを特徴とする温度センサ。
【００１３】
このように、屈曲部がアーチ形状を成すことにより、感温素子がシース部材側に向かって押圧された場合に、その押圧力を確実に分散させることができる。また、素子電極線をアーチ形状に屈曲させることは比較的容易であるため、屈曲加工を施す時間を短縮することができる。
【００１４】
［適用例３］
適用例１または適用例２に記載の温度センサにおいて、前記包囲部材に包囲された領域を、前記シース部材の外管の中心軸を含む所定の基準平面を境界面として、第１及び第２の領域に分離した場合に、前記外管の先端から延びる前記シース芯線は、その先端部が第２の領域に位置するように、屈曲しており、前記屈曲部は、前記第１の領域側に凸となるような形状に屈曲しており、前記素子電極線は、前記シース芯線の先端部に接合しているとともに、前記接合部において、前記シース芯線よりも、第１の領域側に配置されていることを特徴とする温度センサ。
【００１５】
適用例３の温度センサでは、素子電極線の屈曲部が第１の領域側に凸となるような形状に屈曲しているため、素子電極線をシース芯線よりも第１の領域側に配置して、両者を接合する場合に、屈曲部がシース芯線の先端部と干渉するおそれがない。また、シース芯線は、その先端部が第２の領域に位置しているため、素子電極線をシース芯線よりも第１の領域側に配置して、両者を接合したとしても、感温素子を基準平面に位置させることができる。また、素子電極線の屈曲部が第１の領域側に凸となるような形状に屈曲していても、屈曲部が、包囲部材の内壁面に接触するおそれがない。
なお、ここで、シース部材の外管の中心軸とは、外管の中心を、外管の方向に沿って貫く軸を言う。
【００１６】
［適用例４］
適用例１または適用例２に記載の温度センサにおいて、前記シース部材の外管の中心軸を含む所定の基準軸を設定した場合に、前記外管の先端から延びる前記シース芯線は、直線状を成すとともに、前記屈曲部は、前記素子電極線を前記シース芯線に接合した際に前記感温素子の前記感温部が前記基準軸上に位置するように屈曲していることを特徴とする温度センサ。
【００１７】
適用例４の温度センサでは、素子電極線の屈曲部が、このような形状に屈曲しているため、シース芯線を直線状としても、感温素子を基準軸上に位置させることができる。従って、適用例４の温度センサによれば、シース芯線に屈曲加工を施す必要がないため、その分、製造工程を簡素化することができる。
【００１８】
［適用例５］
適用例１または適用例２に記載の温度センサにおいて、前記シース部材の外管の中心軸を含む所定の基準平面を設定した場合に、前記屈曲部は、前記基準平面内に含まれていることを特徴とする温度センサ。
【００１９】
このように、素子電極線の屈曲部は、基準平面内に含まれているように構成してもよく、このような構成であっても、適用例１の温度センサと同様の効果を奏することができる。
【００２０】
［適用例６］
適用例１ないし適用例のうちの任意の１つに記載の温度センサにおいて、前記素子電極線は、前記感温部の後端面から突き出すようにして後端側に延びていることを特徴とする温度センサ。
【００２１】
このように、素子電極線が感温部の後端面から突き出すようにして後端側に延びていることによって、感温素子が前面から押圧された場合に、その押圧力を後端面から素子電極線に直接的に伝え、屈曲部で分散させることができる。
【００２２】
なお、本発明は、上記した温度センサなどの装置発明の態様に限ることなく、温度検出方法などの方法発明としての態様で実現することも可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
Ａ．第１の実施例：
図１は本発明の第１の実施例としての温度センサの要部の構成を示す説明図であり、金属チューブ１１２のみを破断して示している。また、図７は第１の実施例としての温度センサの全体構成を示す説明図であり、一部を破断して示している。なお、図１は、図７において、２本の素子電極線１０４のうちの一方を含む形で、紙面に垂直な向きに温度センサ１００の中心軸線に平行な断面をとったときの要部拡大図に相当する。
【００２４】
本実施例の温度センサ１００は、自動車の排気ガスの温度を検出するために用いられる。従って、この温度センサ１００は、０℃前後の低温域から１０００℃前後の高温域までの広い範囲にわたって温度変化を生じ得る、冷熱サイクルの環境下に曝されることになる。
【００２５】
まず、図７に示すように、温度センサ１００は、有底筒状の金属チューブ１１２の先端部内側に、サーミスタ素子１０２を配置させてなる。金属チューブ１１２の後端側は開放されており、この後端部は、フランジ部材１４０の内側に圧入されている。フランジ部材１４０は、軸線方向に延びる筒状の鞘部１４３と、この鞘部１４３の先端側に位置し、この鞘部よりも大きい外径を有して径方向外側に突出する鍔部１４２とを備えている。鍔部１４２の先端側には排気ガスが流れる排気管の取付部とシールを行うテーパ状の座面１４５を有している。なお、鞘部４２は、先端側に位置する第１段部１４４とこれよりも径小の第２段部６とからなる二段形状をなしている。
【００２６】
そして、フランジ部材１４０に圧入された金属チューブ１１２は、その外周面が第２段部１４６と全周レーザ溶接されている。また、フランジ部材１４０の第１段部１４４には、円筒形状の金属製の継手１６０が圧入され、全周レーザ溶接されている。フランジ部材１４０及び継手１６０の周囲には、六角ナット部１５１及びネジ部１５２を有する取り付け部材１５０が回動自在に設けられている。本実施例の温度センサ１００は、排気管の取付部にフランジ部材１４０の座面１４５を当接させ、取り付け部材１５０を取付部に螺合させることで、排気管に固定される。
【００２７】
金属チューブ１１２、フランジ部材１４０及び継手１６０の内側には、２本のシース芯線１０８をシース管１０７の内部に絶縁保持させたシース部材１０６が配置されている。金属チューブ１１２の内部においてシース部材１０６のシース管１０７の先端から延びるシース芯線１０８には、サーミスタ素子１０２の素子電極線１０４がレーザスポット溶接されている。一方、シース部材１０６から後端側に延びるシース芯線１０８は、加締め端子１７２を介して２本のリード線１７３に接続されている。シース芯線１０８同士及び加締め端子１７２同士は、絶縁チューブ１７１により互いに絶縁されている。この２本のリード線１７３は、継手１６０の後端部内側に嵌められた弾性シール部材１７４のリード線挿通孔を通って、継手１６０の外部に向けって引き出され、図示しないコネクタを介して外部回路と接続されることになる。
【００２８】
次いで、第１の実施例の要部について、図１（ａ）を用いて説明する。サーミスタ素子１０２は、サーミスタ焼結体１０３と素子電極線１０４とから構成されている。サーミスタ焼結体１０３は、（Ｓｒ，Ｙ）（Ａｌ，Ｍｎ，Ｆｅ）０3をベース組成としたペロブスカイト型酸化物で形成されている。サーミスタ焼結体１０３は、六角柱形状を成しており、その後端面からは２本の素子電極線１０４が延びている。また、シース部材１０６は、ステンレス合金製のシース管１０７の内部に、２本のシース芯線１０８を配置し、そのシース芯線１０８を保持すべく、シース充填材（図示せず）を充填することにより、構成されている。そして、そのシース管１０７の先端からは、２本のシース芯線１０８が延びている。サーミスタ素子１０２の２本の素子電極線１０４と、シース部材１０６の２本のシース芯線１０８とは、それぞれ、断面が円形状を成しており、互いに対応する線同士の先端部がそれぞれ重ね合わされて、レーザスポット溶接によって接合されている。金属チューブ１１２は、有底筒状を成し、ステンレス合金製であり、その内部に、サーミスタ素子１０２と、レーザスポット溶接による接合部１１０と、シース部材１０６の一部と、を収容している。さらに、セメント１１４は、絶縁セラミック成分、具体的にはＡｌ2Ｏ3（アルミナ）を主体とし、シリカを骨材として含有させた耐熱性酸化物によって構成されており、金属チューブ１１２によって囲まれた空間内に充填されることにより、サーミスタ素子１０２や接合部１１０などを保持するようにしている。
【００２９】
なお、本実施例において、サーミスタ素子１０２は、請求項における感温素子に、金属チューブ１１２は、請求項における包囲部材に、セメント１１４は、請求項における保持部材に、それぞれ相当している。
【００３０】
図１において、Ｘ，Ｙは座標軸を表しており、紙面に沿った方向がＹ軸，紙面に垂直な方向がＸ軸である。また、基準線Ｚは、温度センサ１００の中心線であり、シース部材１０６におけるシース管１０７の中心軸を含んでいる。今、紙面に垂直な平面であって、この基準線Ｚを含む基準平面を想定した場合、金属チューブ１１２によって囲まれた領域は、その基準平面を境界面として、上側の領域（Ｙ軸方向＋側の領域）と下側の領域（Ｙ軸方向−側の領域）とに分離することができる。
【００３１】
本実施例において、シース管１０７の先端から延びるシース芯線１０８は、図１（ａ）に示すように、基準平面に沿って直線状に延びた後、下側の領域に向かって斜めに屈曲し、さらに、基準平面に平行になるように屈曲している。従って、その先端部は、下側の領域に位置している。
【００３２】
一方、サーミスタ焼結体１０３から延びる素子電極線１０４は、基準平面に沿って直線状に延びているが、その途中が、上側の領域に向かってアーチ形状となるように屈曲して、屈曲部１０４ａを形成している。
【００３３】
そして、素子電極線１０４とシース芯線１０８とは、素子電極線１０４を上側（Ｙ軸方向＋側）、シース芯線１０８を下側（Ｙ軸方向−側）として、接合されている。
【００３４】
さて、本実施例においても、温度センサ１００は、冷熱サイクルの環境下に曝されるため、高温から低温へ急冷された際、外周を構成する金属チューブ１１２から冷却が始まることになる。この時、金属チューブ１１２は、ステンレス合金製であり、金属チューブ１１２で囲われた空間に充填されたセメント１１４は、アルミナを主体としているため、前述したとおり、熱膨張係数を比較すると、ステンレス合金の方がアルミナよりも高い。従って、金属チューブ１１２が冷却により収縮し始めると、セメント１１４の収縮がそれに追従できない。そのため、図１（ｂ）に示すように、金属チューブ１１２の先端部（底部）が、内部のセメント１１４を矢印Ａ方向に押圧すると、セメント１１４に保持されているサーミスタ素子１０２（詳細には、サーミスタ焼結体１０３の先端面）もシース部材１０６側（後方側）に向かって押圧されることになる。しかしながら、上述したとおり、サーミスタ焼結体１０３から延びる素子電極線１０４は、その途中に屈曲部１０４ａを有しているため、例え、サーミスタ素子１０２がシース部材１０６側に向かって押圧されても、屈曲部１０４ａが先行して変形することにより、その押圧力を分散させることができる。従って、素子電極線５０４とシース芯線５０８との接合部５１０に、矢印Ｂで示すように、剪断応力が加わったとしても、その剪断応力を大幅に緩和することができる。
【００３５】
また、本実施例では、素子電極線１０４の屈曲部１０４ａは、上側（Ｙ軸方向＋側）に凸となる形状となっているため、素子電極線１０４を上側（Ｙ軸方向＋側）、シース芯線１０８を下側（Ｙ軸方向−側）として、両者を接合する場合に、その屈曲部１０４ａがシース芯線１０８の先端部と干渉するおそれがない。
【００３６】
これに対し、仮に、図２に示すように、素子電極線１０４の屈曲部１０４ａが、下側（Ｙ軸方向−側）に凸となる形状となっている場合には、素子電極線１０４を上側（Ｙ軸方向＋側）、シース芯線１０８を下側（Ｙ軸方向−側）として、両者を接合する際に、Ｃ部において、屈曲部１０４ａがシース芯線１０８の先端部と干渉してしまい、素子電極線１０４とシース部材１０６とが密着せず、適正な接合が行えないおそれがある。
【００３７】
また、本実施例では、シース芯線１０８は、上述したように、その先端部が下側の領域に位置しているため、素子電極線１０４を上側（Ｙ軸方向＋側）、シース芯線１０８を下側（Ｙ軸方向−側）として、両者を接合したとしても、サーミスタ素子１０２を基準平面に位置させることができる。このように、サーミスタ素子１０２を基準平面に位置させることができれば、金属チューブ１１２を介して各方向から均等に熱が伝達されるため、サーミスタ素子１０２は、排気ガスの温度を精度よく検出することができる。
【００３８】
さらに、本実施例では、シース芯線１０８の先端部が下側の領域に位置しているため、素子電極線１０４の屈曲部１０４ａが、上側（Ｙ軸方向＋側）に凸となる形状となっていても、屈曲部１０４ａが、金属チューブ１１２の内壁面に接触するおそれがない。
【００３９】
これに対し、仮に、図３に示すように、シース芯線１０８の先端部が上側の領域に位置している場合、素子電極線１０４を上側（Ｙ軸方向＋側）、シース芯線１０８を下側（Ｙ軸方向−側）として、両者を接合したとすると、サーミスタ素子１０２は、上側の領域に位置してしまい、基準平面に配置させることができない。また、素子電極線１０４の屈曲部１０４ａが、上側（Ｙ軸方向＋側）に凸となる形状となっていると、屈曲部１０４ａやサーミスタ焼結体１０３が、金属チューブ１１２の内壁面に接触するおそれがでてくる。
【００４０】
以上、説明したとおり、本実施例によれば、サーミスタ焼結体１０３から延びる素子電極線１０４が、その途中に屈曲部１０４ａを有しているため、素子電極線１０４とシース芯線１０８との接合部１１０に加わる剪断応力を大幅に緩和することができるという効果を奏する。
【００４１】
Ｂ．第２の実施例：
図４は本発明の第２の実施例としての温度センサの構成を示す説明図であり、金属チューブ１１２のみ破断して示している。
【００４２】
本実施例の温度センサ２００が、第１の実施例の温度センサ１００と相違する点は、次の２点である。すなわち、第１の相違点は、図４に示すように、シース管１０７の先端から延びるシース芯線２０８が屈曲しておらず、直線状を成している点である。第２の相違点は、サーミスタ焼結体１０３から延びる素子電極線２０４が、基準平面に沿って直線状に延び、その途中に、上側の領域に向かってアーチ形状を成す屈曲部２０４ａを有するものの、その屈曲部２０４ａは、素子電極線２０４の先端部が、基準平面内ではなく、上側の領域に位置するような形状に屈曲している点である。その他の構成は、第１の実施例と同様であるので、同一の符号を付し、それらについての説明は省略する。
【００４３】
本実施例では、上述したように、素子電極線２０４の屈曲部２０４ａは、素子電極線２０４の先端部が上側の領域に位置するような形状に屈曲しているため、シース芯線２０８を直線状としても、素子電極線１０４を上側（Ｙ軸方向＋側）、シース芯線１０８を下側（Ｙ軸方向−側）として、両者を接合する場合、サーミスタ素子１０２を基準平面に位置させることができる。従って、本実施例によれば、シース芯線２０８に屈曲加工を施す必要がないため、その分、製造工程を簡素化することができる。
【００４４】
また、本実施例においても、サーミスタ焼結体１０３から延びる素子電極線２０４が、その途中に屈曲部２０４ａを有しているため、第１の実施例の場合と同様に、素子電極線２０４とシース芯線２０８との接合部１１０に加わる剪断応力を大幅に緩和することができるという効果を奏する。
【００４５】
Ｃ．第３の実施例：
図５は本発明の第３の実施例としての温度センサの構成を示す説明図であり、金属チューブ１１２のみ破断して示している。図５に示す破断面は、図１や図４に示した破断面と異なり、基準線Ｚを軸とした軸周りに、図１や図４に示した破断面より９０度隔てた破断面を示している。
【００４６】
図５において、Ｘ，Ｙは座標軸を表しているが、上述したとおり、図１や図４の破断面より９０度隔てた破断面であるため、紙面に垂直な方向がＹ軸，紙面に沿った方向がｘ軸となっている。また、第１及び第２の実施例で想定した、基準線Ｚを含む基準平面は、紙面に沿った平面となっている。
【００４７】
本実施例の温度センサ３００が、第１の実施例の温度センサ１００と相違する点は、図５に示すように、サーミスタ焼結体１０３から延びる素子電極線３０４，３０５が、それぞれ、基準平面に沿って直線状に延び、その途中に、基準平面内において、互いにｘ軸方向において反対向きに向かってアーチ形状を成す屈曲部３０４ａ，３０５ａを有する点である。その他の構成は、第１の実施例と同様であるので、同一の符号を付し、それらについての説明は省略するものとする。
【００４８】
このように、素子電極線３０４，３０５の屈曲部３０４ａ，３０５ａは、それぞれ、基準平面内にあってもよい。また、本実施例では、各々の屈曲部３０４ａ，３０５ａは、ｘ軸方向において反対向きに向かって凸となっているため、互いに干渉し合うことがない。
【００４９】
また、本実施例においても、サーミスタ焼結体１０３から延びる素子電極線３０４，３０５が、その途中に屈曲部３０４ａ，３０５ａを有しているため、第１の実施例の場合と同様に、素子電極線３０４，３０５とシース芯線１０８，１０９との接合部に加わる剪断応力を大幅に緩和することができるという効果を奏する。
【００５０】
Ｄ．変形例：
なお、本発明は上記した実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様にて実施することが可能である。
【００５１】
上記した第１の実施例における説明では、図２，図３に示す構成について、それぞれ、問題と成り得る点を指摘したが、それらの点を解消することができるのであれば、図２，図３に示す構成を、本発明の実施形態の一つとして取り入れてもよい。
【００５２】
また、サーミスタ焼結体から延びる２本の素子電極線の形状は、屈曲部の形状も含め、互いに異なる形状であってもよい。それに対応して、シース管の先端から延びる２本のシース芯線の形状も、互いに異なる形状であってもよい。
【００５３】
例えば、一方の素子電極線及びそれに接合されるシース芯線の形状が、第１の実施例で述べた形状であって、他方の素子電極線及びそれに接合されるシース芯線の形状が、第１の実施例で述べた形状とは上下反対向きの形状（すなわち、屈曲部が、下側（Ｙ軸方向−側）に凸となる形状）となっていてもよい。このことは、第２の実施例で述べた形状を用いる場合であっても同様である。また、例えば、一方の素子電極線及びそれに接合されるシース芯線の形状が、第１の実施例で述べた形状であって、他方の素子電極線及びそれに接合されるシース芯線の形状が、第２の実施例で述べた形状であってもよい。また、他の実施例の組み合わせであってもよい。
【００５４】
上記した第１及び第２の実施例では、素子電極線の屈曲部は、基準平面に対し垂直な平面内に含まれており、第３の実施例では、素子電極線の屈曲部は、基準平面内に含まれていたが、本発明はこれに限定されるものではなく、素子電極線の屈曲部は、これら以外の平面内に含まれていてもよい。
【００５５】
上記した各実施例では、素子電極線の屈曲部はアーチ形状を成していたが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の形状であってもよい。例えば、三角形状、四角形状、その他多角形状、ジグザグ形状、らせん形状であってもよい。
【００５６】
上記した各実施例では、シース部材１０６の一部を、フランジ部材１４０に固定した金属チューブ１１２内に収容させた構成の温度センサを示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、シース部材１０６のシース管１０７をフランジ部材１４０の内側に固着させ、フランジ部材１４０の先端から突出するシース管１０７の外周に、サーミスタ素子１０２及び接合部１１０を収容する形態で有底筒状の金属キャップを溶接固定させた温度センサに、本発明を適用しても良い。なお、この場合、金属キャップが請求項の包囲部材に相当する。
【００５７】
上記した各実施例では、セメントとして、Ａｌ2Ｏ3（アルミナ）を用いたが、ＭｇＯや、ＳｉＯ2などを用いるようにしてもよい。
【００５８】
上記した各実施例では、感温素子として、サーミスタ素子を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、Ｐｔ抵抗体素子等を用いるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の第１の実施例としての温度センサの構成を示す説明図である。
【図２】素子電極線の屈曲部が下側に凸となる形状となっている場合の構成を示す説明図である。
【図３】シース芯線の先端部が上側の領域に位置している場合の構成を示す説明図である。
【図４】本発明の第２の実施例としての温度センサの構成を示す説明図である。
【図５】本発明の第３の実施例としての温度センサの構成を示す説明図である。
【図６】従来の温度センサの構成を示す説明図である。
【図７】本発明の第１の実施例としての温度センサの全体構成を示す説明図である。
【符号の説明】
【００６０】
１００…温度センサ
１０２…サーミスタ素子
１０３…サーミスタ焼結体
１０４…素子電極線
１０４ａ…屈曲部
１０６…シース部材
１０７…シース管
１０８，１０９…シース芯線
１１０…接合部
１１２…金属チューブ
１１４…セメント
２００…温度センサ
２０４…素子電極線
２０４ａ…屈曲部
２０８…シース芯線
３００…温度センサ
３０４，３０５…素子電極線
３０４ａ，３０５ａ…屈曲部
５００…温度センサ
５０２…サーミスタ素子
５０３…サーミスタ焼結体
５０４…素子電極線
５０６…シース部材
５０７…シース管
５０８…シース芯線
５１０…接合部
５１２…金属チューブ
５１４…セメント
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感温部と、前記感温部に接続されると共に当該感温部の後方側に向かって延びる素子電極線とを有する感温素子と、
前記素子電極線に接合されるシース芯線と、前記シース芯線を絶縁保持した状態で内包してなる外管とを有するシース部材と、
先端側に底部が形成された有底筒状をなし、少なくとも、前記感温素子、及び前記素子電極線と前記シース芯線との接合部を包囲する金属製の包囲部材と、
前記包囲部材に包囲された空間のうち、少なくとも前記感温部の先端面と前記底部との間の領域に充填される保持部材と、
を備えた温度センサであって、
前記素子電極線は、前記感温部から延びて前記接合部に至るまでの部位に、屈曲してなる屈曲部を有することを特徴とする温度センサ。
【請求項２】
請求項１に記載の温度センサにおいて、
前記屈曲部は、アーチ形状に屈曲していることを特徴とする温度センサ。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の温度センサにおいて、
前記包囲部材に包囲された領域を、前記シース部材の外管の中心軸を含む所定の基準平面を境界面として、第１及び第２の領域に分離した場合に、
前記外管の先端から延びる前記シース芯線は、その先端部が第２の領域に位置するように、屈曲しており、
前記屈曲部は、前記第１の領域側に凸となるような形状に屈曲しており、
前記素子電極線は、前記シース芯線の先端部に接合しているとともに、前記接合部において、前記シース芯線よりも、第１の領域側に配置されていることを特徴とする温度センサ。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の温度センサにおいて、
前記シース部材の外管の中心軸を含む所定の基準軸を設定した場合に、
前記外管の先端から延びる前記シース芯線は、直線状を成すとともに、
前記屈曲部は、前記素子電極線を前記シース芯線に接合した際に前記感温素子の前記感温部が前記基準軸上に位置するように屈曲していることを特徴とする温度センサ。
【請求項５】
請求項１または請求項２に記載の温度センサにおいて、
前記シース部材の外管の中心軸を含む所定の基準平面を設定した場合に、
前記屈曲部は、前記基準平面内に含まれていることを特徴とする温度センサ。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のうちの任意の１つに記載の温度センサにおいて、
前記素子電極線は、前記感温部の後端面から突き出すようにして後端側に延びていることを特徴とする温度センサ。
【請求項１】
感温部と、前記感温部に接続されると共に当該感温部の後方側に向かって延びる素子電極線とを有する感温素子と、
前記素子電極線に接合されるシース芯線と、前記シース芯線を絶縁保持した状態で内包してなる外管とを有するシース部材と、
先端側に底部が形成された有底筒状をなし、少なくとも、前記感温素子、及び前記素子電極線と前記シース芯線との接合部を包囲する金属製の包囲部材と、
前記包囲部材に包囲された空間のうち、少なくとも前記感温部の先端面と前記底部との間の領域に充填される保持部材と、
を備えた温度センサであって、
前記素子電極線は、前記感温部から延びて前記接合部に至るまでの部位に、屈曲してなる屈曲部を有することを特徴とする温度センサ。
【請求項２】
請求項１に記載の温度センサにおいて、
前記屈曲部は、アーチ形状に屈曲していることを特徴とする温度センサ。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の温度センサにおいて、
前記包囲部材に包囲された領域を、前記シース部材の外管の中心軸を含む所定の基準平面を境界面として、第１及び第２の領域に分離した場合に、
前記外管の先端から延びる前記シース芯線は、その先端部が第２の領域に位置するように、屈曲しており、
前記屈曲部は、前記第１の領域側に凸となるような形状に屈曲しており、
前記素子電極線は、前記シース芯線の先端部に接合しているとともに、前記接合部において、前記シース芯線よりも、第１の領域側に配置されていることを特徴とする温度センサ。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の温度センサにおいて、
前記シース部材の外管の中心軸を含む所定の基準軸を設定した場合に、
前記外管の先端から延びる前記シース芯線は、直線状を成すとともに、
前記屈曲部は、前記素子電極線を前記シース芯線に接合した際に前記感温素子の前記感温部が前記基準軸上に位置するように屈曲していることを特徴とする温度センサ。
【請求項５】
請求項１または請求項２に記載の温度センサにおいて、
前記シース部材の外管の中心軸を含む所定の基準平面を設定した場合に、
前記屈曲部は、前記基準平面内に含まれていることを特徴とする温度センサ。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のうちの任意の１つに記載の温度センサにおいて、
前記素子電極線は、前記感温部の後端面から突き出すようにして後端側に延びていることを特徴とする温度センサ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００９−１３９１４７（Ｐ２００９−１３９１４７Ａ）
【公開日】平成２１年６月２５日（２００９．６．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３１３８０９（Ｐ２００７−３１３８０９）
【出願日】平成１９年１２月４日（２００７．１２．４）
【出願人】（０００００４５４７）日本特殊陶業株式会社 (2,912)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年６月２５日（２００９．６．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月４日（２００７．１２．４）
【出願人】（０００００４５４７）日本特殊陶業株式会社 (2,912)
【Ｆターム（参考）】
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