温度センサ
【課題】測定子とリード線との接続部の過熱防止を図りながら、小型化や測定子の耐久性の向上が可能な温度センサを提供する。
【解決手段】鋳造品を成形する金型２の被測定部位３の温度を測定する温度センサ１は、金型２に取り付けられる取付部１１を有するボディ１０と、被測定部位３の温度を測定する測温部３１ａを有すると共に、ボディ１０の内部に形成された収納空間１４と金型２とに渡って延びて配置されるシース３１と、収納空間１４内でシース３１と接続されると共に、収納空間１４からボディ１０の外部に延びているリード線３２と、ボディ１０と非接触状態で収納空間１４内に配置されると共に、シース３１とリード線３２との接続部３４を収納する収納体３３と、収納空間１４内に配置されると共に、シース３１を押圧して測温部３１ａを被測定部位３に当接させるスプリング３５とを備える。
【解決手段】鋳造品を成形する金型２の被測定部位３の温度を測定する温度センサ１は、金型２に取り付けられる取付部１１を有するボディ１０と、被測定部位３の温度を測定する測温部３１ａを有すると共に、ボディ１０の内部に形成された収納空間１４と金型２とに渡って延びて配置されるシース３１と、収納空間１４内でシース３１と接続されると共に、収納空間１４からボディ１０の外部に延びているリード線３２と、ボディ１０と非接触状態で収納空間１４内に配置されると共に、シース３１とリード線３２との接続部３４を収納する収納体３３と、収納空間１４内に配置されると共に、シース３１を押圧して測温部３１ａを被測定部位３に当接させるスプリング３５とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、雰囲気温度よりも高温の測定対象物の温度を測定する温度センサに関し、該温度センサは、例えば成形品の成形工程（例えば鋳造）で使用される金型などの成形型の温度を測定するために使用される。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の部品、例えばシリンダヘッドなどの成形品を鋳造により成形する場合、成形精度を高めるためや鋳造欠陥の発生を防止するために、成形材料である金属の溶湯が鋳型である金型により形成されるキャビティ内で円滑に流動するように、金型の温度を管理することが重要になる。そこで、この温度管理を行うために、測定対象物としての金型の温度を測定する温度センサが使用され、該温度センサは金型に取り付けられる。
【０００３】
そして、測定対象物に取り付けられる温度センサとして、測定対象物に取り付けられる取付具と、被測定部位の温度を測定する測温部を有する測定子と、測定子が測定対象物の被測定部位に当接するように該測定子を押圧する付勢部材と、測定子に接続されるリード線と、測定子とリード線との接続部を収納するコネクタハウジングとを備え、該コネクタハウジングが測定対象物を囲む周囲空間に配置されたものが知られている。（例えば、特許文献１参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実用新案登録第２５１２０５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記した構造の温度センサが、鋳造に使用される金型のように、測定対象物を囲む周囲空間の雰囲気温度よりも高温の測定対象物の温度測定に使用される場合、測定対象物からの放熱により加熱されるコネクタハウジング内で測定子とリード線との接続部が過熱状態になって、測定精度が低下することを防止するために、コネクタハウジングは測定対象物から遠ざけられて配置されるので、測定子の長さが長くなって、温度センサが大型化する。
【０００６】
また、測定子の長さが長くなると、付勢部材により押圧されていることや、測定対象物に取り付けられる取付具とコネクタハウジングとの間隔が大きくなることなどにより、測定子が屈曲し易くなる。そして、取付具と測温部との間で、測定子が測定対象物により屈曲が制限されにくい比較的広い空間に配置される場合には、付勢部材により押圧されることにより、大きく屈曲することがある。しかしながら、メンテナンスなどにより取り外された温度センサが再び取り付けられるとき、屈曲部を伸展させて直線状にした状態で使用されるので、温度センサの着脱の度に測定子の曲折および伸展が繰り返されて、測定子の耐久性を低下させる原因になる。
さらに、測定子を被測定部位に当接させるために付勢部材により測定子を押圧するには、付勢部材がその付勢力を作用させる部材を測定子に取り付ける必要があるので、部品点数が増加して、温度センサのコストを増加させる原因になる。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、測定子とリード線との接続部の過熱防止を図りながら、小型化や測定子の耐久性の向上が可能な温度センサを提供することを目的とする。
そして、本発明は、さらに、測定子とリード線との接続部を収納する収納体を介して測定子を押圧することにより、温度センサのコスト削減を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１記載の発明は、測定対象物（２）が置かれる周囲空間（８）における雰囲気温度よりも高温の前記測定対象物（２）における被測定部位（３）の温度を測定する温度センサにおいて、前記測定対象物（２）に取り付けられる取付部（１１）を有すると共に、前記周囲空間（８）に配置されるボディ（１０）と、前記被測定部位（３）の温度を測定する測温部（３１ａ）を有すると共に、前記ボディ（１０）の内部に形成された収納空間（１４）と前記測定対象物（２）とに渡って延びて配置される測定子（３１）と、前記収納空間（１４）内で前記測定子（３１）と接続されると共に、前記収納空間（１４）から前記ボディ（１０）の外部に延びているリード線（３２）と、前記ボディ（１０）と非接触状態で前記収納空間（１４）内に配置されると共に、前記測定子（３１）と前記リード線（３２）との接続部（３４）を収納する収納体（３３）と、前記収納空間（１４）内に配置されると共に、前記測定子（３１）を押圧して前記測温部（３１ａ）を前記被測定部位（３）に当接させる付勢部材（３５）とを備える温度センサである。
【０００９】
これによれば、測定子とリード線との接続部を収納する収納体は、ボディの内部の収納空間内に配置され、しかもボディに対して接触しない状態で配置されるので、ボディから収納体への接触による伝熱が防止されるので、測定対象物からの伝熱（熱放射も含む。）による前記接続部の加熱が抑制される。このため、接続部および収納体を測定対象物に近づけて配置して、測定子の長さを短くした場合にも、接続部の過熱を防止できるので、接続部が過熱状態になることに起因する測温精度の低下を防止できる。この結果、接続部の過熱を防止しながら、測定子の長さを短くできるので、温度センサの小型化が可能になり、さらに測定子を屈曲しにくくすることができて、測定子の耐久性の向上が可能になる。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の温度センサにおいて、前記付勢部材（３５）は、前記収納体（３３）に保持された前記測定子（３１）を、前記収納体（３３）を介して押圧することにより、前記測温部（３１ａ）を前記被測定部位（３）に当接させるものである。
これによれば、接続部を収納する収納体を利用して、付勢部材の付勢力を該収納体に作用させることにより、付勢部材が測定子を押圧する。この結果、付勢部材の付勢力を測定子に作用させるための専用の部材が不要になるので、温度センサの部品点数の削減によるコスト削減が可能になり、また温度センサを小型化できる。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の温度センサにおいて、前記収納体（３３）に保持される前記付勢部材（３５）は、前記収納体（３３）が前記ボディ（１０）に接近する方向に移動したとき、前記収納体（３３）よりも先に前記付勢部材（３５）が前記ボディ（１０）に接触する大きさであるものである。
これによれば、収納体がボディに接近する方向に移動したとき、収納体に保持された付勢部材が収納体よりも先にボディに接触することにより、収納体がボディに接近する動きを抑制できるので、ボディに対して収納体を非接触状態に維持するための安定性が向上する。
【００１２】
請求項４記載の発明は、請求項１から３のいずれか１項記載の温度センサにおいて、前記ボディ（１０）には、前記取付部（１１）と前記収納空間（１４）との間の外周面部分（１７ａ）に、前記外周面部分（１７ａ）の面積を増加させる放熱面積増加手段（１９）が設けられているものである。
これによれば、放熱面積増加手段により、取付部を通じての伝熱や放射熱により収納空間を形成するボディへの伝熱量が低減する。この結果、ボディおよび収納空間の温度上昇が抑制されるので、収納体および接続部の過熱を防止できる。
【００１３】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の温度センサにおいて、前記放熱面積増加手段（１９）は、複数の溝（２１〜２４）であり、前記複数の溝（２１〜２４）の溝径（ｄ）は、前記取付部（１１）に近い溝ほど大きくなり、前記取付部（１１）は、前記ボディ（１０）を回動させることにより前記測定対象物（２）に螺合するものである。
これによれば、取付部に近い溝ほど溝径が大きいので、取付部を測定対象物に螺合させるためにボディを回動させるときの捩り剛性を高めることができて、測定対象物に着脱される温度センサの耐久性が向上する。
【００１４】
請求項６記載の発明は、請求項１から５のいずれか１項記載の温度センサにおいて、前記測定子（３１）は、前記ボディ（１０）に収納される内側部分（３１ｉ）と、前記ボディ（１０）の外部に露出する外側部分（３１ｏ）とに二分され、前記ボディ（１０）が前記測定対象物（２）に取り付けられた状態で、前記外側部分（３１ｏ）の長さは前記内側部分（３１ｉ）の長さよりも短いものである。
これによれば、外側部分の長さが内側部分の長さよりも短いので、付勢部材に押圧されている測定子に曲折が発生しにくくなり、測定子の耐久性が向上する。
【００１５】
請求項７記載の発明は、請求項１から６のいずれか１項記載の温度センサにおいて、前記測定対象物（２）は、溶融した成形材料から成形品を成形する金型（２）であるものである。
これによれば、金型の温度を測定する温度センサにおいて、請求項１〜７のいずれか１項記載の発明の効果が奏される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、測定子とリード線との接続部の過熱防止を図りながら、小型化や測定子の耐久性の向上が可能な温度センサが得られる。
本発明によれば、さらに、測定子とリード線との接続部を収納する収納体を介して測定子を押圧することにより、温度センサのコスト削減が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態である温度センサを示し、（ａ）は、図２のＩ−Ｉ線断面図であり、（ｂ）は、（ａ）のｂ部分の拡大図である。
【図２】図１のＩＩ矢視での拡大図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線での拡大断面図であり、シースは模式的に示される。
【図４】図１のＩＶ−ＩＶ線での拡大断面図であり、リード線および収納体は模式的に示される。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を図１〜図４を参照して説明する。
図１を参照すると、本発明の実施形態である温度センサ１は、機械である内燃機関の構成部品を、成形品である鋳造品として、成形加工としての鋳造により成形する鋳型である金型２に取り付けられる。
前記構成部品は、成形材料としての金属、ここでは軽金属（例えば、アルミニウム合金）から形成されるシリンダヘッドであり、金属加工としての鋳造、たとえば低圧鋳造により成形される。
【００１９】
成形型としての金型２には、該金型２により形成されるキャビティ（図示されず）に高温（例えば、約６５０°Ｃ）の溶融した材料である溶湯が供給され、金型２の温度は、金型２が置かれる空間である周囲空間８の雰囲気温度よりも高い温度（例えば、約４２０°）まで上昇する。
【００２０】
金型２における被測定部位３の温度を測定する温度センサ１は、金型２に取り付けられる取付部１１を有するボディ１０と、ボディ１０に装着されるセンサ部３０とを備える。
熱絶縁材料よりも熱伝導率が大きい材料、例えば金属から形成される単一の部材であるボディ１０は、直線である中心軸線Ｌｂを有する軸状または柱状の部材であり、小径部から構成される取付部１１のほかに、取付部１１の外径よりも大きな外径の大径部から構成される本体部１２を有する。本体部１２は、ボディ１０が金型２に取り付けられた状態で周囲空間８に露出している。
【００２１】
本体部１２は、後記溝群２０以外の部分である主要部１２ａの全体が中心軸線Ｌｂを有する角柱状、ここでは六角柱状に形成された部材（図２〜図４参照）であり、中心軸線Ｌｂに直交する平面での断面形状が同一である。そして、主要部１２ａの全体が、ボディ１０を取付部１１で金型２に螺合させて取り付ける際にボディ１０を回動させる工具である締付用工具（例えば、スパナ）が係合される工具用係合部となっている。
これにより、ボディ１０における前記締付用工具の係合位置の自由度が大きくなり、取付部１１の周辺に配置される部材による前記締付用工具の操作に対する制約が小さくなって、温度センサ１の取付性が向上する。なお、別の例として、本体部１２の一部が工具用係合部であってもよい。
【００２２】
金型２には、取付部１１が挿入される取付孔５ａと、該取付孔５ａに連なると共にセンサ部３０のシース３１が挿入される挿入孔５ｂとから構成される有底の孔５が設けられる。また、金型２は、本体部１２が軸線方向で突き当てられることにより、ボディ１０の位置決めをする当接面６を有する。
【００２３】
なお、実施形態において、軸線方向は、中心軸線Ｌｂに平行な方向であり、この実施形態では中心軸線Ｌｂに沿って長細いボディ１０の長手方向でもある。また、径方向および周方向は、それぞれ中心軸線Ｌｂを中心とする径方向および周方向であるとする。
【００２４】
当接面６に開口する取付孔５ａを形成する被取付部４には、取付部１１の外周に設けられた雄ネジ部が螺合する雌ネジ部が内周に設けられる。挿入孔５ｂは、取付孔５ａから被測定部位３にまで達する直線状の孔である。
そして、取付部１１が被取付部４の雌ネジ部に螺合することで、ボディ１０が金型２に着脱可能に取り付けられる。被取付部４にボディ１０が取り付けられた状態で、取付孔５ａおよび挿入孔５ｂは、中心軸線Ｌｂ上に位置し、そして挿入孔５ｂは後記挿通空間１３の延長上にその全体が位置し、さらに取付孔５ａおよび挿入孔５ｂの中心線が中心軸線Ｌｂに一致する。
【００２５】
ボディ１０は、その内部に、本体部１２において互いに連なる挿通空間１３および収納空間１４を形成している。挿通空間１３および収納空間１４は、それぞれ軸線方向で一定の径を有する円柱状の孔１５，１６から構成されて中心線Ｌａを共有し、該中心線Ｌａは中心軸線Ｌｂに一致する。そして、収納空間１４は挿通空間１３よりも大径の空間である。別の例として、挿通空間１３および収納空間１４が中心線を共有していなくてもよい。
挿通空間１３は、取付部１１および本体部１２に渡って軸線方向に平行に延びていて、その一端部でボディ１０における軸線方向での両端面１１ｅ，１２ｅのうちの取付部側端面１１ｅに開口し、他端部で収納空間１４に開口する。挿通空間１３の径はシース３１の外径の２倍未満である。
孔１６は、本体部１２において軸線方向に平行に延びていて、その一端部で挿通空間１３に連なり、他端部で本体部側端面１２ｅに開口する。
【００２６】
本体部１２において、軸線方向で取付部１１と収納空間１４との間の部分である取付部寄り部分１２ｂには、挿通空間１３が設けられ、しかも金型２から伝達および放射された熱の放熱を促進する放熱部１９が設けられる。放熱部１９は、該放熱部１９の外周面の面積を増加させる放熱面積増加手段である。該放熱面積増加手段は、１以上の、ここでは軸線方向に間隔をおいて設けられた複数としての４つの溝２１〜２４から構成される溝群２０で構成される。各溝２１〜２４は、周方向に延びている環状溝であり、外周面の全周に渡って連続して形成されている。なお、溝群２０を構成する溝の数は、後記接続部３４の温度が許容温度を超えないようにするために、放熱部１９での放熱量による調整が可能な範囲で、適宜設定される。
【００２７】
本体部１２の外周面１７は、少なくとも取付部寄り部分１２ｂの外周面部分１７ａにおいて溝２１〜２４以外の部分では同一の外径を有し、この実施形態では、溝２１〜２４以外の任意の部分（すなわち、前記主要部１２ａでの外周面全体）で同一の外径を有する。
【００２８】
図１，図３を参照すると、溝２１〜２４のそれぞれにおいて、軸線方向での溝幅Ａは周方向で同一であり、軸線方向で隣接する溝２１，２２；２２，２３；２３，２４の溝間隔Ｂは、周方向で同一である。別の例として、溝間隔Ｂが、軸線方向で取付部１１に近い溝間隔Ｂほど大きくなり、溝２１，２２間の溝間隔Ｂが最も大きく、溝２３，２４間の溝間隔Ｂが最も小さくてもよい。
また、溝群２０において、溝の深さは、軸線方向で取付部１１に近い溝ほど浅くなり、溝２１が最も浅く、溝２４が最も深い。そして、各溝２１〜２４の底面２１ａ〜２４ａの径である溝径ｄまたは中心軸線Ｌｂからの最小距離は、軸線方向で取付部１１に近い溝ほど大きくなり、溝２１が最も大きく、溝２４が最も小さい。各底面２１ａ〜２４ａは、中心軸線Ｌｂを中心とする円柱面である。さらに、溝幅Ａは、軸線方向で取付部１１い近いほど小さくなり、溝２１が最も狭く、溝２４が最も広い。
【００２９】
そして、溝群２０において、軸線方向で収納空間１４から取付部１１に向かって、取付部１１に近い溝ほど、溝径ｄが大きくなること、溝の深さが浅くなること、溝幅Ａが小さくなること、および、溝間隔Ｂが大きくなることは、いずれも、溝群２０が設けられたボディ１０を金型２に螺合させるときの締付トルクに対するボディ１０の捩り剛性の向上に寄与する。
【００３０】
図１，図２を参照すると、センサ部３０は、被測定部位３の温度を測定する測温部３１ａを有すると共に収納空間１４と金型２とに渡って延びて配置される測定子としてのシース３１と、収納空間１４内でシース３１に接続されると共に収納空間１４からボディ１０の外部である周囲空間８に導出されるリード線３２と、ボディ１０と非接触状態で収納空間１４内に配置されると共にシース３１とリード線３２との接続部３４を収納する収納体３３と、収納空間１４内に配置されると共に収納体３３を押圧する付勢部材としてのスプリング３５と、リード線３２が挿通されると共にスプリング３５を支持すべく本体部１２に取り付けられる保持部材３６とを備える。
保持部材３６は、収納空間１４を構成する孔１６の端部１６ｂにおいて、リード線３２が貫通する部分を除いて、少なくとも収納空間１４を部分的に塞ぐ蓋部材でもある。
【００３１】
シース３１は、測温素子としての熱電対３１ｂ（図１（ｂ）参照）を収納して保護する金属製の保護管であり、比較的容易に屈曲させることが可能な棒状部材である。そして、シース３１は、高温時には、スプリング３５のスプリング力によっても屈曲し得る。
シース３１の先端部は、被測定部位３と当接して該被測定部位３の温度を測定する測温部３１ａを構成し、収納体３３に固定されて保持される基端部は、収納体３３の内部においてリード線３２と接続される接続部３４を構成する。したがって、温度センサ１は、熱電対を使用した温度センサである。
【００３２】
シース３１は、ボディ１０に収納される内側部分３１ｉと、ボディ１０の外部に露出する外側部分３１ｏとに二分され、ボディ１０が金型２に取り付けられた状態で外側部分３１ｏの長さは内側部分３１ｉの長さよりも短い。そして、温度センサ１が金型２に取り付けられた状態で、外側部分３１ｏは金型２内に配置される。
【００３３】
接続部３４は、シース３１が接続されたコネクタおよびリード線３２が接続されたコネクタが互いに接続されて構成されるコネクタ体であり、収納体３３に保持されることで、収納体３３内に配置される。そして、これによって、シース３１およびリード線３２が収納体３３に取り付けられる。なお、別の例として、接続部３４が、シース３１とリード線３２とが直接接続された箇所が電気絶縁材料からなる絶縁体内に埋設されて構成されて、収納体３３に保持されてもよい。
【００３４】
収納体３３は、軸線方向に延びている筒状、ここでは円筒状のスリーブを形成する周壁３３ｗと、軸線方向で周壁３３ｗを閉塞する両端部壁３３ａ，３３ｂとを有する部材である。図１に示されるように、取付部１１側の端部３３ａからは収納体３３内に位置する接続部３４から延びているシース３１が延出し、取付部１１とは反対側の端部３３ｂからは接続部３４から延びているリード線３２が延出している。そして、端部３３ｂには、スプリング３５の一方の端部３５ａが当接した状態で収納体３３に保持される。
【００３５】
図１，図４を参照すると、収納体３３の外径は、スプリング３５の最大外径よりも小さい。そして、中心軸線Ｌｂ上にシース３１、収納体３３およびスプリング３５が整列して配置された状態で、収納体３３はスプリング３５およびシース３１により支持されることにより、温度センサ１が金型２に取り付けられた状態において、収納体３３の全体と本体部１２との間には、径方向および軸線方向での環状の空隙Ｃが形成されて、収納体３３が本体部１２と非接触状態となるように保持される。
【００３６】
そして、収納体３３が本体部１２内に、本体部１２とは非接触状態で配置されることにより、収納体３３が周囲空間８に露出して配置される場合に比べて、金型２からの伝熱（熱放射も含む。）による加熱が抑制されて、その温度上昇を抑制できるので、収納体３３が金型２により近づけて配置される場合にも、接続部３４が過熱状態になることが防止される。
【００３７】
スプリング３５は、軸線方向で収納体３３と保持部材３６との間に配置されて、軸線方向での両端部３５ａ，３５ｂにおいて収納体３３および保持部材３６にそれぞれ当接すると共に径方向への移動が規制された状態で保持される。そして、スプリング３５は、収納体３３に取り付けられて保持されたシース３１を、収納体３３を介して押圧することにより、測温部３１ａを被測定部位３に当接させる。
【００３８】
収納体３３および保持部材３６に保持されるスプリング３５の外形形状は、収納体３３が収納空間１４の周壁（すなわち、本体部１２の内周壁）１２ｃに接近する方向に移動したとき、収納体３３よりも先にスプリング３５がボディ１０に接触する大きさである。
具体的には、スプリング３５の最大外径は、収納体３３と本体部１２との接触を防止すべく、収納体３３の外径よりも大きく設定される。そのために、最大外径は、例えば、スプリング３５と収納空間１４の周壁１２ｃとの間に径方向（または収納体３３が周壁１２ｃに近づく方向）での所定間隔が形成されるように、例えば収納空間１４の径よりも僅かに小さく設定される。そして、該所定間隔は、収納体３３が径方向に移動して周壁１２ｃに接触しようとする動きが発生したとき、収納体３３に保持されたスプリング３５が先に周壁１２ｃに当接することで、収納体３３が本体部１２に接触することが防止される大きさに設定される。これにより、収納体３３が本体部１２に接触することを防止することができて、本体部１２に対する収納体３３の非接触状態が維持される。
【００３９】
リード線３２は、収納空間１４内において、圧縮スプリング３５であるコイルスプリング３５からなるスプリング３５に囲まれて該スプリング３５の内側に配置される。本体部１２から導出されたリード線３２は、測定された温度を表示または信号とする受信装置（図示されず）に接続される。
【００４０】
図１，図２を参照すると、保持部材３６は、本体部１２の端部に設けられたネジ部である雌ネジ部に螺合するネジ部である雄ネジ部が設けられた軸部３６ａと、工具用係合部である頭部３６ｂと、スプリング３５の端部３５ｂを保持する保持部３６ｃとを有し、軸部３６ａ、頭部３６ｂおよび保持部３６ｃが一体成形されて一体化された部材である。
【００４１】
リード線３２が挿通されて該リード線３２をボディ１０の外部に導出すべく保持部材３６に形成された導出空間３６ｅは、保持部材３６を軸線方向に貫通する貫通孔から構成される。導出空間３６ｅは、保持部３６ｃに当接するスプリング３５の内側に開口すると共に収納空間１４と中心線を共有する。
導出空間３６ｅの径は、径方向でのリード線３２の移動を規制して、リード線３２が径方向に移動するときの移動量を極力小するために、リード線３２の外径よりも僅かに大きく設定され、例えばリード線３２の外径の２倍未満に設定される。
【００４２】
保持部材３６は、六角柱形状の頭部３６ｂに係合される工具により、本体部１２にねじ込まれて固定される。頭部３６ｂと本体部１２の端面１２ｅとの間に環状の間隔調整部材（例えば、シム）を介在させて、軸線方向で本体部１２に対する保持部材３６の位置を調整することによりスプリング３５によるシース３１の付勢力であるスプリング力を調整することができる。
【００４３】
シース３１と収納体３３とリード線３２とは、互いに接続されて一体化され、スプリング３５および保持部材３６は、リード線３２に挿入されることで、センサ部３０が１つのユニットを構成する。このため、温度センサ１において、金型２に取り付けられた状態のボディ１０に対して、センサ部３０のみを着脱することができる。
【００４４】
そして、温度センサ１は例えば以下のようにして、金型２に取り付けられる。
先ず、本体部１２に係合させた工具により、取付部１１を被取付部４に螺合させることで、温度センサ１においてボディ１０のみが金型２に取り付けられる。次いで、ユニット化されたセンサ部３０が、孔１６の端部１６ｂから、シース３１、収納体３３、スプリング３５および保持部材３６の順で収納空間１４に挿入される。このセンサ部３０の挿入過程で、直線状の形状にされているシース３１が、収納空間１４から挿通空間１３に該挿通空間１３の周壁に案内されつつ挿入され、さらに挿通空間１３から金型２の挿入孔５ｂに該挿入孔５ｂの周壁に案内されつつ挿入される。
そして、保持部材３６が、工具により本体部１２の端部に螺合されて、ボディ１０に対するセンサ部３０の装着が完了して、金型２への温度センサ１の取付が完了する。
この状態で、シース３１は、収納体３３を介してスプリング３５により押圧されて、測温部３１ａが被測定部位３に当接して、金型２の温度測定が可能になる。
【００４５】
次に、前述のように構成された実施形態の作用および効果について説明する。
溶湯から鋳造品を成形する金型２の被測定部位３の温度を測定する温度センサ１は、金型２に取り付けられる取付部１１を有すると共に周囲空間８に配置されるボディ１０と、被測定部位３の温度を測定する測温部３１ａを有すると共に、ボディ１０の内部に形成された収納空間１４と金型２とに渡って延びて配置されるシース３１と、収納空間１４内でシース３１と接続されると共に、収納空間１４からボディ１０の外部に延びているリード線３２と、ボディ１０と非接触状態で収納空間１４内に配置されると共に、シース３１とリード線３２との接続部３４を収納する収納体３３と、収納空間１４内に配置されると共に、シース３１を押圧して測温部３１ａを被測定部位３に当接させるスプリング３５とを備える。
この構造により、シース３１とリード線３２との接続部３４を収納する収納体３３は、ボディ１０の内部の収納空間１４内に配置され、しかもボディ１０に対して接触しない状態で配置されるので、ボディ１０から収納体３３への接触による伝熱が防止されるので、金型２からの伝熱（熱放射も含む。）による接続部３４の加熱が抑制される。このため、接続部３４および収納体３３を金型２に近づけて配置して、シース３１の長さを短くした場合にも、接続部３４の過熱を防止できるので、接続部３４が過熱状態になることに起因する測温精度の低下を防止できる。この結果、接続部３４の過熱を防止しながら、シース３１の長さを短くできるので、温度センサ１の小型化が可能になり、さらにシース３１を屈曲しにくくすることができて、シース３１の耐久性の向上が可能になる。
【００４６】
スプリング３５は、収納体３３に保持されたシース３１を収納体３３を介して押圧することにより、測温部３１ａを被測定部位３に当接させるので、接続部３４を収納する収納体３３を利用して、スプリング３５の付勢力を該収納体３３に作用させることにより、スプリング３５がシース３１を押圧する。この結果、スプリング３５の付勢力をシース３１に作用させるための専用の部材が不要になるので、温度センサ１の部品点数の削減によるコスト削減が可能になり、また温度センサ１を小型化できる。
【００４７】
収納体３３に保持されるスプリング３５は、収納体３３がボディ１０に接近する方向に移動したとき、収納体３３よりも先にスプリング３５がボディ１０に接触する大きさである。この構造により、収納体３３がボディ１０に接近する方向に移動したとき、収納体３３に保持されたスプリング３５が収納体３３よりも先にボディ１０に接触することで、収納体３３がボディ１０に接近する動きを抑制できるので、ボディ１０に対して収納体３３を非接触状態に維持するための安定性が向上する。
【００４８】
ボディ１０には、取付部１１と収納空間１４との間の外周面部分１７ａに、外周面部分１７ａの面積を増加させる放熱面積増加手段である放熱部１９が設けられている。このため、該放熱部１９により、取付部１１を通じての伝熱や放射熱により収納空間１４を形成するボディ１０への伝熱量が低減する。この結果、ボディ１０および収納空間１４の温度上昇が抑制されるので、収納体３３および接続部３４の過熱を防止できる。
【００４９】
取付部１１は、ボディ１０を回動させることにより金型２に螺合し、放熱部１９は、溝群２０を構成する複数の溝２１〜２４であり、複数の溝２１〜２４について、軸線方向で取付部１１に近い溝ほど、溝径ｄが大きくなること（この実施形態では、溝の深さが浅くなることと同義である。）、または、溝幅Ａが小さくなること、または、溝間隔Ｂが大きくなることにより、取付部１１を金型２に螺合させるためにボディ１０を回動させるときの捩り剛性を高めることができて、金型２に着脱される温度センサ１の耐久性が向上する。
また、溝の深さは、取付部１１から収納空間１４に近づくほど深くなるので、その分、放熱面積が増加して、放熱量が増加する。この結果、ボディ１０および収納空間１４の温度上昇が抑制されるので、収納体３３および接続部３４の過熱を防止できる。
【００５０】
シース３１は、ボディ１０に収納される内側部分３１ｉと、ボディ１０の外部に露出する外側部分３１ｏとに二分され、ボディ１０が金型２に取り付けられた状態で、外側部分３１ｏの長さは内側部分３１ｉの長さよりも短いことにより、外側部分３１ｏの長さが短いので、スプリング３５に押圧されているシース３１に曲折が発生しにくくなり、シース３１の耐久性が向上する。
【００５１】
以下、前述した実施形態の一部の構成を変更した実施形態について、変更した構成に関して説明する。
ボディ１０は、複数の部材が結合されて一体に構成されてもよい。
収納体３３は、ボディ１０と収納体３３との間に介在する熱絶縁材料からなる部材に支持されて、ボディ１０と非接触状態で収納空間１４内に配置されてもよい。
溝群２を構成する溝は、環状溝の代わりに、軸線方向において平行または螺旋状に延びている軸方向溝であってもよく、さらに環状溝および軸方向溝の組合せであってもよい。
放熱部１９を構成する放熱面積増加手段は、径方向で外方に突出する１以上のフィンであってもよく、また該フィンと溝との組合せであってもよい。
成形加工は、樹脂加工であり、成形型は、成形材料としての樹脂から成形品を成形する金型であってもよい。
溝群２０を構成する複数の溝の深さは、取付部１１に近づくほど深くなるように設けられてもよく、この場合には、取付部寄り部分１２ｂにおいて、金型２に近いために比較的温度が高い部分での表面積が大きくなるので、放熱量を多くすることができる。また、この場合、前記締付用工具は、軸線方向で取付部１１に最も近い溝と、取付部１１の間で係合することが望ましい。
シース３１は、外側部分３１ｏが内側部分３１ｉよりも長いものであってもよい。
シース３１は、熱電対３１ｂ以外の測温素子（例えば、抵抗体）を収納したシースであってもよく、金属製の保護管を備えていないものであってもよい。
測定対象物は、金型２以外の鋳型であってもよく、樹脂加工で使用される金型であってもよい。また、測定対象物は、成形加工に使用されるもの以外の物であってもよく、さらにその温度が、成形加工で使用される成形型よりも低温または高温の物であってもよい。
成形品は、内燃機関以外の機械の構成部品であってもよい。
【符号の説明】
【００５２】
１ 温度センサ
２ 金型
３ 被測定部位
８ 周囲空間
１０ ボディ
１１ 取付部
１４ 収納空間
１９ 放熱部
２１〜２４ 溝
３０ センサ部
３１ シース
３１ａ 測温部
３２ リード線
３３ 収納体
３４ 接続部
３５ スプリング
３６ 保持部材
Ａ 溝幅
ｄ 溝径
【技術分野】
【０００１】
本発明は、雰囲気温度よりも高温の測定対象物の温度を測定する温度センサに関し、該温度センサは、例えば成形品の成形工程（例えば鋳造）で使用される金型などの成形型の温度を測定するために使用される。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の部品、例えばシリンダヘッドなどの成形品を鋳造により成形する場合、成形精度を高めるためや鋳造欠陥の発生を防止するために、成形材料である金属の溶湯が鋳型である金型により形成されるキャビティ内で円滑に流動するように、金型の温度を管理することが重要になる。そこで、この温度管理を行うために、測定対象物としての金型の温度を測定する温度センサが使用され、該温度センサは金型に取り付けられる。
【０００３】
そして、測定対象物に取り付けられる温度センサとして、測定対象物に取り付けられる取付具と、被測定部位の温度を測定する測温部を有する測定子と、測定子が測定対象物の被測定部位に当接するように該測定子を押圧する付勢部材と、測定子に接続されるリード線と、測定子とリード線との接続部を収納するコネクタハウジングとを備え、該コネクタハウジングが測定対象物を囲む周囲空間に配置されたものが知られている。（例えば、特許文献１参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実用新案登録第２５１２０５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記した構造の温度センサが、鋳造に使用される金型のように、測定対象物を囲む周囲空間の雰囲気温度よりも高温の測定対象物の温度測定に使用される場合、測定対象物からの放熱により加熱されるコネクタハウジング内で測定子とリード線との接続部が過熱状態になって、測定精度が低下することを防止するために、コネクタハウジングは測定対象物から遠ざけられて配置されるので、測定子の長さが長くなって、温度センサが大型化する。
【０００６】
また、測定子の長さが長くなると、付勢部材により押圧されていることや、測定対象物に取り付けられる取付具とコネクタハウジングとの間隔が大きくなることなどにより、測定子が屈曲し易くなる。そして、取付具と測温部との間で、測定子が測定対象物により屈曲が制限されにくい比較的広い空間に配置される場合には、付勢部材により押圧されることにより、大きく屈曲することがある。しかしながら、メンテナンスなどにより取り外された温度センサが再び取り付けられるとき、屈曲部を伸展させて直線状にした状態で使用されるので、温度センサの着脱の度に測定子の曲折および伸展が繰り返されて、測定子の耐久性を低下させる原因になる。
さらに、測定子を被測定部位に当接させるために付勢部材により測定子を押圧するには、付勢部材がその付勢力を作用させる部材を測定子に取り付ける必要があるので、部品点数が増加して、温度センサのコストを増加させる原因になる。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、測定子とリード線との接続部の過熱防止を図りながら、小型化や測定子の耐久性の向上が可能な温度センサを提供することを目的とする。
そして、本発明は、さらに、測定子とリード線との接続部を収納する収納体を介して測定子を押圧することにより、温度センサのコスト削減を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１記載の発明は、測定対象物（２）が置かれる周囲空間（８）における雰囲気温度よりも高温の前記測定対象物（２）における被測定部位（３）の温度を測定する温度センサにおいて、前記測定対象物（２）に取り付けられる取付部（１１）を有すると共に、前記周囲空間（８）に配置されるボディ（１０）と、前記被測定部位（３）の温度を測定する測温部（３１ａ）を有すると共に、前記ボディ（１０）の内部に形成された収納空間（１４）と前記測定対象物（２）とに渡って延びて配置される測定子（３１）と、前記収納空間（１４）内で前記測定子（３１）と接続されると共に、前記収納空間（１４）から前記ボディ（１０）の外部に延びているリード線（３２）と、前記ボディ（１０）と非接触状態で前記収納空間（１４）内に配置されると共に、前記測定子（３１）と前記リード線（３２）との接続部（３４）を収納する収納体（３３）と、前記収納空間（１４）内に配置されると共に、前記測定子（３１）を押圧して前記測温部（３１ａ）を前記被測定部位（３）に当接させる付勢部材（３５）とを備える温度センサである。
【０００９】
これによれば、測定子とリード線との接続部を収納する収納体は、ボディの内部の収納空間内に配置され、しかもボディに対して接触しない状態で配置されるので、ボディから収納体への接触による伝熱が防止されるので、測定対象物からの伝熱（熱放射も含む。）による前記接続部の加熱が抑制される。このため、接続部および収納体を測定対象物に近づけて配置して、測定子の長さを短くした場合にも、接続部の過熱を防止できるので、接続部が過熱状態になることに起因する測温精度の低下を防止できる。この結果、接続部の過熱を防止しながら、測定子の長さを短くできるので、温度センサの小型化が可能になり、さらに測定子を屈曲しにくくすることができて、測定子の耐久性の向上が可能になる。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の温度センサにおいて、前記付勢部材（３５）は、前記収納体（３３）に保持された前記測定子（３１）を、前記収納体（３３）を介して押圧することにより、前記測温部（３１ａ）を前記被測定部位（３）に当接させるものである。
これによれば、接続部を収納する収納体を利用して、付勢部材の付勢力を該収納体に作用させることにより、付勢部材が測定子を押圧する。この結果、付勢部材の付勢力を測定子に作用させるための専用の部材が不要になるので、温度センサの部品点数の削減によるコスト削減が可能になり、また温度センサを小型化できる。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の温度センサにおいて、前記収納体（３３）に保持される前記付勢部材（３５）は、前記収納体（３３）が前記ボディ（１０）に接近する方向に移動したとき、前記収納体（３３）よりも先に前記付勢部材（３５）が前記ボディ（１０）に接触する大きさであるものである。
これによれば、収納体がボディに接近する方向に移動したとき、収納体に保持された付勢部材が収納体よりも先にボディに接触することにより、収納体がボディに接近する動きを抑制できるので、ボディに対して収納体を非接触状態に維持するための安定性が向上する。
【００１２】
請求項４記載の発明は、請求項１から３のいずれか１項記載の温度センサにおいて、前記ボディ（１０）には、前記取付部（１１）と前記収納空間（１４）との間の外周面部分（１７ａ）に、前記外周面部分（１７ａ）の面積を増加させる放熱面積増加手段（１９）が設けられているものである。
これによれば、放熱面積増加手段により、取付部を通じての伝熱や放射熱により収納空間を形成するボディへの伝熱量が低減する。この結果、ボディおよび収納空間の温度上昇が抑制されるので、収納体および接続部の過熱を防止できる。
【００１３】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の温度センサにおいて、前記放熱面積増加手段（１９）は、複数の溝（２１〜２４）であり、前記複数の溝（２１〜２４）の溝径（ｄ）は、前記取付部（１１）に近い溝ほど大きくなり、前記取付部（１１）は、前記ボディ（１０）を回動させることにより前記測定対象物（２）に螺合するものである。
これによれば、取付部に近い溝ほど溝径が大きいので、取付部を測定対象物に螺合させるためにボディを回動させるときの捩り剛性を高めることができて、測定対象物に着脱される温度センサの耐久性が向上する。
【００１４】
請求項６記載の発明は、請求項１から５のいずれか１項記載の温度センサにおいて、前記測定子（３１）は、前記ボディ（１０）に収納される内側部分（３１ｉ）と、前記ボディ（１０）の外部に露出する外側部分（３１ｏ）とに二分され、前記ボディ（１０）が前記測定対象物（２）に取り付けられた状態で、前記外側部分（３１ｏ）の長さは前記内側部分（３１ｉ）の長さよりも短いものである。
これによれば、外側部分の長さが内側部分の長さよりも短いので、付勢部材に押圧されている測定子に曲折が発生しにくくなり、測定子の耐久性が向上する。
【００１５】
請求項７記載の発明は、請求項１から６のいずれか１項記載の温度センサにおいて、前記測定対象物（２）は、溶融した成形材料から成形品を成形する金型（２）であるものである。
これによれば、金型の温度を測定する温度センサにおいて、請求項１〜７のいずれか１項記載の発明の効果が奏される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、測定子とリード線との接続部の過熱防止を図りながら、小型化や測定子の耐久性の向上が可能な温度センサが得られる。
本発明によれば、さらに、測定子とリード線との接続部を収納する収納体を介して測定子を押圧することにより、温度センサのコスト削減が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態である温度センサを示し、（ａ）は、図２のＩ−Ｉ線断面図であり、（ｂ）は、（ａ）のｂ部分の拡大図である。
【図２】図１のＩＩ矢視での拡大図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線での拡大断面図であり、シースは模式的に示される。
【図４】図１のＩＶ−ＩＶ線での拡大断面図であり、リード線および収納体は模式的に示される。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を図１〜図４を参照して説明する。
図１を参照すると、本発明の実施形態である温度センサ１は、機械である内燃機関の構成部品を、成形品である鋳造品として、成形加工としての鋳造により成形する鋳型である金型２に取り付けられる。
前記構成部品は、成形材料としての金属、ここでは軽金属（例えば、アルミニウム合金）から形成されるシリンダヘッドであり、金属加工としての鋳造、たとえば低圧鋳造により成形される。
【００１９】
成形型としての金型２には、該金型２により形成されるキャビティ（図示されず）に高温（例えば、約６５０°Ｃ）の溶融した材料である溶湯が供給され、金型２の温度は、金型２が置かれる空間である周囲空間８の雰囲気温度よりも高い温度（例えば、約４２０°）まで上昇する。
【００２０】
金型２における被測定部位３の温度を測定する温度センサ１は、金型２に取り付けられる取付部１１を有するボディ１０と、ボディ１０に装着されるセンサ部３０とを備える。
熱絶縁材料よりも熱伝導率が大きい材料、例えば金属から形成される単一の部材であるボディ１０は、直線である中心軸線Ｌｂを有する軸状または柱状の部材であり、小径部から構成される取付部１１のほかに、取付部１１の外径よりも大きな外径の大径部から構成される本体部１２を有する。本体部１２は、ボディ１０が金型２に取り付けられた状態で周囲空間８に露出している。
【００２１】
本体部１２は、後記溝群２０以外の部分である主要部１２ａの全体が中心軸線Ｌｂを有する角柱状、ここでは六角柱状に形成された部材（図２〜図４参照）であり、中心軸線Ｌｂに直交する平面での断面形状が同一である。そして、主要部１２ａの全体が、ボディ１０を取付部１１で金型２に螺合させて取り付ける際にボディ１０を回動させる工具である締付用工具（例えば、スパナ）が係合される工具用係合部となっている。
これにより、ボディ１０における前記締付用工具の係合位置の自由度が大きくなり、取付部１１の周辺に配置される部材による前記締付用工具の操作に対する制約が小さくなって、温度センサ１の取付性が向上する。なお、別の例として、本体部１２の一部が工具用係合部であってもよい。
【００２２】
金型２には、取付部１１が挿入される取付孔５ａと、該取付孔５ａに連なると共にセンサ部３０のシース３１が挿入される挿入孔５ｂとから構成される有底の孔５が設けられる。また、金型２は、本体部１２が軸線方向で突き当てられることにより、ボディ１０の位置決めをする当接面６を有する。
【００２３】
なお、実施形態において、軸線方向は、中心軸線Ｌｂに平行な方向であり、この実施形態では中心軸線Ｌｂに沿って長細いボディ１０の長手方向でもある。また、径方向および周方向は、それぞれ中心軸線Ｌｂを中心とする径方向および周方向であるとする。
【００２４】
当接面６に開口する取付孔５ａを形成する被取付部４には、取付部１１の外周に設けられた雄ネジ部が螺合する雌ネジ部が内周に設けられる。挿入孔５ｂは、取付孔５ａから被測定部位３にまで達する直線状の孔である。
そして、取付部１１が被取付部４の雌ネジ部に螺合することで、ボディ１０が金型２に着脱可能に取り付けられる。被取付部４にボディ１０が取り付けられた状態で、取付孔５ａおよび挿入孔５ｂは、中心軸線Ｌｂ上に位置し、そして挿入孔５ｂは後記挿通空間１３の延長上にその全体が位置し、さらに取付孔５ａおよび挿入孔５ｂの中心線が中心軸線Ｌｂに一致する。
【００２５】
ボディ１０は、その内部に、本体部１２において互いに連なる挿通空間１３および収納空間１４を形成している。挿通空間１３および収納空間１４は、それぞれ軸線方向で一定の径を有する円柱状の孔１５，１６から構成されて中心線Ｌａを共有し、該中心線Ｌａは中心軸線Ｌｂに一致する。そして、収納空間１４は挿通空間１３よりも大径の空間である。別の例として、挿通空間１３および収納空間１４が中心線を共有していなくてもよい。
挿通空間１３は、取付部１１および本体部１２に渡って軸線方向に平行に延びていて、その一端部でボディ１０における軸線方向での両端面１１ｅ，１２ｅのうちの取付部側端面１１ｅに開口し、他端部で収納空間１４に開口する。挿通空間１３の径はシース３１の外径の２倍未満である。
孔１６は、本体部１２において軸線方向に平行に延びていて、その一端部で挿通空間１３に連なり、他端部で本体部側端面１２ｅに開口する。
【００２６】
本体部１２において、軸線方向で取付部１１と収納空間１４との間の部分である取付部寄り部分１２ｂには、挿通空間１３が設けられ、しかも金型２から伝達および放射された熱の放熱を促進する放熱部１９が設けられる。放熱部１９は、該放熱部１９の外周面の面積を増加させる放熱面積増加手段である。該放熱面積増加手段は、１以上の、ここでは軸線方向に間隔をおいて設けられた複数としての４つの溝２１〜２４から構成される溝群２０で構成される。各溝２１〜２４は、周方向に延びている環状溝であり、外周面の全周に渡って連続して形成されている。なお、溝群２０を構成する溝の数は、後記接続部３４の温度が許容温度を超えないようにするために、放熱部１９での放熱量による調整が可能な範囲で、適宜設定される。
【００２７】
本体部１２の外周面１７は、少なくとも取付部寄り部分１２ｂの外周面部分１７ａにおいて溝２１〜２４以外の部分では同一の外径を有し、この実施形態では、溝２１〜２４以外の任意の部分（すなわち、前記主要部１２ａでの外周面全体）で同一の外径を有する。
【００２８】
図１，図３を参照すると、溝２１〜２４のそれぞれにおいて、軸線方向での溝幅Ａは周方向で同一であり、軸線方向で隣接する溝２１，２２；２２，２３；２３，２４の溝間隔Ｂは、周方向で同一である。別の例として、溝間隔Ｂが、軸線方向で取付部１１に近い溝間隔Ｂほど大きくなり、溝２１，２２間の溝間隔Ｂが最も大きく、溝２３，２４間の溝間隔Ｂが最も小さくてもよい。
また、溝群２０において、溝の深さは、軸線方向で取付部１１に近い溝ほど浅くなり、溝２１が最も浅く、溝２４が最も深い。そして、各溝２１〜２４の底面２１ａ〜２４ａの径である溝径ｄまたは中心軸線Ｌｂからの最小距離は、軸線方向で取付部１１に近い溝ほど大きくなり、溝２１が最も大きく、溝２４が最も小さい。各底面２１ａ〜２４ａは、中心軸線Ｌｂを中心とする円柱面である。さらに、溝幅Ａは、軸線方向で取付部１１い近いほど小さくなり、溝２１が最も狭く、溝２４が最も広い。
【００２９】
そして、溝群２０において、軸線方向で収納空間１４から取付部１１に向かって、取付部１１に近い溝ほど、溝径ｄが大きくなること、溝の深さが浅くなること、溝幅Ａが小さくなること、および、溝間隔Ｂが大きくなることは、いずれも、溝群２０が設けられたボディ１０を金型２に螺合させるときの締付トルクに対するボディ１０の捩り剛性の向上に寄与する。
【００３０】
図１，図２を参照すると、センサ部３０は、被測定部位３の温度を測定する測温部３１ａを有すると共に収納空間１４と金型２とに渡って延びて配置される測定子としてのシース３１と、収納空間１４内でシース３１に接続されると共に収納空間１４からボディ１０の外部である周囲空間８に導出されるリード線３２と、ボディ１０と非接触状態で収納空間１４内に配置されると共にシース３１とリード線３２との接続部３４を収納する収納体３３と、収納空間１４内に配置されると共に収納体３３を押圧する付勢部材としてのスプリング３５と、リード線３２が挿通されると共にスプリング３５を支持すべく本体部１２に取り付けられる保持部材３６とを備える。
保持部材３６は、収納空間１４を構成する孔１６の端部１６ｂにおいて、リード線３２が貫通する部分を除いて、少なくとも収納空間１４を部分的に塞ぐ蓋部材でもある。
【００３１】
シース３１は、測温素子としての熱電対３１ｂ（図１（ｂ）参照）を収納して保護する金属製の保護管であり、比較的容易に屈曲させることが可能な棒状部材である。そして、シース３１は、高温時には、スプリング３５のスプリング力によっても屈曲し得る。
シース３１の先端部は、被測定部位３と当接して該被測定部位３の温度を測定する測温部３１ａを構成し、収納体３３に固定されて保持される基端部は、収納体３３の内部においてリード線３２と接続される接続部３４を構成する。したがって、温度センサ１は、熱電対を使用した温度センサである。
【００３２】
シース３１は、ボディ１０に収納される内側部分３１ｉと、ボディ１０の外部に露出する外側部分３１ｏとに二分され、ボディ１０が金型２に取り付けられた状態で外側部分３１ｏの長さは内側部分３１ｉの長さよりも短い。そして、温度センサ１が金型２に取り付けられた状態で、外側部分３１ｏは金型２内に配置される。
【００３３】
接続部３４は、シース３１が接続されたコネクタおよびリード線３２が接続されたコネクタが互いに接続されて構成されるコネクタ体であり、収納体３３に保持されることで、収納体３３内に配置される。そして、これによって、シース３１およびリード線３２が収納体３３に取り付けられる。なお、別の例として、接続部３４が、シース３１とリード線３２とが直接接続された箇所が電気絶縁材料からなる絶縁体内に埋設されて構成されて、収納体３３に保持されてもよい。
【００３４】
収納体３３は、軸線方向に延びている筒状、ここでは円筒状のスリーブを形成する周壁３３ｗと、軸線方向で周壁３３ｗを閉塞する両端部壁３３ａ，３３ｂとを有する部材である。図１に示されるように、取付部１１側の端部３３ａからは収納体３３内に位置する接続部３４から延びているシース３１が延出し、取付部１１とは反対側の端部３３ｂからは接続部３４から延びているリード線３２が延出している。そして、端部３３ｂには、スプリング３５の一方の端部３５ａが当接した状態で収納体３３に保持される。
【００３５】
図１，図４を参照すると、収納体３３の外径は、スプリング３５の最大外径よりも小さい。そして、中心軸線Ｌｂ上にシース３１、収納体３３およびスプリング３５が整列して配置された状態で、収納体３３はスプリング３５およびシース３１により支持されることにより、温度センサ１が金型２に取り付けられた状態において、収納体３３の全体と本体部１２との間には、径方向および軸線方向での環状の空隙Ｃが形成されて、収納体３３が本体部１２と非接触状態となるように保持される。
【００３６】
そして、収納体３３が本体部１２内に、本体部１２とは非接触状態で配置されることにより、収納体３３が周囲空間８に露出して配置される場合に比べて、金型２からの伝熱（熱放射も含む。）による加熱が抑制されて、その温度上昇を抑制できるので、収納体３３が金型２により近づけて配置される場合にも、接続部３４が過熱状態になることが防止される。
【００３７】
スプリング３５は、軸線方向で収納体３３と保持部材３６との間に配置されて、軸線方向での両端部３５ａ，３５ｂにおいて収納体３３および保持部材３６にそれぞれ当接すると共に径方向への移動が規制された状態で保持される。そして、スプリング３５は、収納体３３に取り付けられて保持されたシース３１を、収納体３３を介して押圧することにより、測温部３１ａを被測定部位３に当接させる。
【００３８】
収納体３３および保持部材３６に保持されるスプリング３５の外形形状は、収納体３３が収納空間１４の周壁（すなわち、本体部１２の内周壁）１２ｃに接近する方向に移動したとき、収納体３３よりも先にスプリング３５がボディ１０に接触する大きさである。
具体的には、スプリング３５の最大外径は、収納体３３と本体部１２との接触を防止すべく、収納体３３の外径よりも大きく設定される。そのために、最大外径は、例えば、スプリング３５と収納空間１４の周壁１２ｃとの間に径方向（または収納体３３が周壁１２ｃに近づく方向）での所定間隔が形成されるように、例えば収納空間１４の径よりも僅かに小さく設定される。そして、該所定間隔は、収納体３３が径方向に移動して周壁１２ｃに接触しようとする動きが発生したとき、収納体３３に保持されたスプリング３５が先に周壁１２ｃに当接することで、収納体３３が本体部１２に接触することが防止される大きさに設定される。これにより、収納体３３が本体部１２に接触することを防止することができて、本体部１２に対する収納体３３の非接触状態が維持される。
【００３９】
リード線３２は、収納空間１４内において、圧縮スプリング３５であるコイルスプリング３５からなるスプリング３５に囲まれて該スプリング３５の内側に配置される。本体部１２から導出されたリード線３２は、測定された温度を表示または信号とする受信装置（図示されず）に接続される。
【００４０】
図１，図２を参照すると、保持部材３６は、本体部１２の端部に設けられたネジ部である雌ネジ部に螺合するネジ部である雄ネジ部が設けられた軸部３６ａと、工具用係合部である頭部３６ｂと、スプリング３５の端部３５ｂを保持する保持部３６ｃとを有し、軸部３６ａ、頭部３６ｂおよび保持部３６ｃが一体成形されて一体化された部材である。
【００４１】
リード線３２が挿通されて該リード線３２をボディ１０の外部に導出すべく保持部材３６に形成された導出空間３６ｅは、保持部材３６を軸線方向に貫通する貫通孔から構成される。導出空間３６ｅは、保持部３６ｃに当接するスプリング３５の内側に開口すると共に収納空間１４と中心線を共有する。
導出空間３６ｅの径は、径方向でのリード線３２の移動を規制して、リード線３２が径方向に移動するときの移動量を極力小するために、リード線３２の外径よりも僅かに大きく設定され、例えばリード線３２の外径の２倍未満に設定される。
【００４２】
保持部材３６は、六角柱形状の頭部３６ｂに係合される工具により、本体部１２にねじ込まれて固定される。頭部３６ｂと本体部１２の端面１２ｅとの間に環状の間隔調整部材（例えば、シム）を介在させて、軸線方向で本体部１２に対する保持部材３６の位置を調整することによりスプリング３５によるシース３１の付勢力であるスプリング力を調整することができる。
【００４３】
シース３１と収納体３３とリード線３２とは、互いに接続されて一体化され、スプリング３５および保持部材３６は、リード線３２に挿入されることで、センサ部３０が１つのユニットを構成する。このため、温度センサ１において、金型２に取り付けられた状態のボディ１０に対して、センサ部３０のみを着脱することができる。
【００４４】
そして、温度センサ１は例えば以下のようにして、金型２に取り付けられる。
先ず、本体部１２に係合させた工具により、取付部１１を被取付部４に螺合させることで、温度センサ１においてボディ１０のみが金型２に取り付けられる。次いで、ユニット化されたセンサ部３０が、孔１６の端部１６ｂから、シース３１、収納体３３、スプリング３５および保持部材３６の順で収納空間１４に挿入される。このセンサ部３０の挿入過程で、直線状の形状にされているシース３１が、収納空間１４から挿通空間１３に該挿通空間１３の周壁に案内されつつ挿入され、さらに挿通空間１３から金型２の挿入孔５ｂに該挿入孔５ｂの周壁に案内されつつ挿入される。
そして、保持部材３６が、工具により本体部１２の端部に螺合されて、ボディ１０に対するセンサ部３０の装着が完了して、金型２への温度センサ１の取付が完了する。
この状態で、シース３１は、収納体３３を介してスプリング３５により押圧されて、測温部３１ａが被測定部位３に当接して、金型２の温度測定が可能になる。
【００４５】
次に、前述のように構成された実施形態の作用および効果について説明する。
溶湯から鋳造品を成形する金型２の被測定部位３の温度を測定する温度センサ１は、金型２に取り付けられる取付部１１を有すると共に周囲空間８に配置されるボディ１０と、被測定部位３の温度を測定する測温部３１ａを有すると共に、ボディ１０の内部に形成された収納空間１４と金型２とに渡って延びて配置されるシース３１と、収納空間１４内でシース３１と接続されると共に、収納空間１４からボディ１０の外部に延びているリード線３２と、ボディ１０と非接触状態で収納空間１４内に配置されると共に、シース３１とリード線３２との接続部３４を収納する収納体３３と、収納空間１４内に配置されると共に、シース３１を押圧して測温部３１ａを被測定部位３に当接させるスプリング３５とを備える。
この構造により、シース３１とリード線３２との接続部３４を収納する収納体３３は、ボディ１０の内部の収納空間１４内に配置され、しかもボディ１０に対して接触しない状態で配置されるので、ボディ１０から収納体３３への接触による伝熱が防止されるので、金型２からの伝熱（熱放射も含む。）による接続部３４の加熱が抑制される。このため、接続部３４および収納体３３を金型２に近づけて配置して、シース３１の長さを短くした場合にも、接続部３４の過熱を防止できるので、接続部３４が過熱状態になることに起因する測温精度の低下を防止できる。この結果、接続部３４の過熱を防止しながら、シース３１の長さを短くできるので、温度センサ１の小型化が可能になり、さらにシース３１を屈曲しにくくすることができて、シース３１の耐久性の向上が可能になる。
【００４６】
スプリング３５は、収納体３３に保持されたシース３１を収納体３３を介して押圧することにより、測温部３１ａを被測定部位３に当接させるので、接続部３４を収納する収納体３３を利用して、スプリング３５の付勢力を該収納体３３に作用させることにより、スプリング３５がシース３１を押圧する。この結果、スプリング３５の付勢力をシース３１に作用させるための専用の部材が不要になるので、温度センサ１の部品点数の削減によるコスト削減が可能になり、また温度センサ１を小型化できる。
【００４７】
収納体３３に保持されるスプリング３５は、収納体３３がボディ１０に接近する方向に移動したとき、収納体３３よりも先にスプリング３５がボディ１０に接触する大きさである。この構造により、収納体３３がボディ１０に接近する方向に移動したとき、収納体３３に保持されたスプリング３５が収納体３３よりも先にボディ１０に接触することで、収納体３３がボディ１０に接近する動きを抑制できるので、ボディ１０に対して収納体３３を非接触状態に維持するための安定性が向上する。
【００４８】
ボディ１０には、取付部１１と収納空間１４との間の外周面部分１７ａに、外周面部分１７ａの面積を増加させる放熱面積増加手段である放熱部１９が設けられている。このため、該放熱部１９により、取付部１１を通じての伝熱や放射熱により収納空間１４を形成するボディ１０への伝熱量が低減する。この結果、ボディ１０および収納空間１４の温度上昇が抑制されるので、収納体３３および接続部３４の過熱を防止できる。
【００４９】
取付部１１は、ボディ１０を回動させることにより金型２に螺合し、放熱部１９は、溝群２０を構成する複数の溝２１〜２４であり、複数の溝２１〜２４について、軸線方向で取付部１１に近い溝ほど、溝径ｄが大きくなること（この実施形態では、溝の深さが浅くなることと同義である。）、または、溝幅Ａが小さくなること、または、溝間隔Ｂが大きくなることにより、取付部１１を金型２に螺合させるためにボディ１０を回動させるときの捩り剛性を高めることができて、金型２に着脱される温度センサ１の耐久性が向上する。
また、溝の深さは、取付部１１から収納空間１４に近づくほど深くなるので、その分、放熱面積が増加して、放熱量が増加する。この結果、ボディ１０および収納空間１４の温度上昇が抑制されるので、収納体３３および接続部３４の過熱を防止できる。
【００５０】
シース３１は、ボディ１０に収納される内側部分３１ｉと、ボディ１０の外部に露出する外側部分３１ｏとに二分され、ボディ１０が金型２に取り付けられた状態で、外側部分３１ｏの長さは内側部分３１ｉの長さよりも短いことにより、外側部分３１ｏの長さが短いので、スプリング３５に押圧されているシース３１に曲折が発生しにくくなり、シース３１の耐久性が向上する。
【００５１】
以下、前述した実施形態の一部の構成を変更した実施形態について、変更した構成に関して説明する。
ボディ１０は、複数の部材が結合されて一体に構成されてもよい。
収納体３３は、ボディ１０と収納体３３との間に介在する熱絶縁材料からなる部材に支持されて、ボディ１０と非接触状態で収納空間１４内に配置されてもよい。
溝群２を構成する溝は、環状溝の代わりに、軸線方向において平行または螺旋状に延びている軸方向溝であってもよく、さらに環状溝および軸方向溝の組合せであってもよい。
放熱部１９を構成する放熱面積増加手段は、径方向で外方に突出する１以上のフィンであってもよく、また該フィンと溝との組合せであってもよい。
成形加工は、樹脂加工であり、成形型は、成形材料としての樹脂から成形品を成形する金型であってもよい。
溝群２０を構成する複数の溝の深さは、取付部１１に近づくほど深くなるように設けられてもよく、この場合には、取付部寄り部分１２ｂにおいて、金型２に近いために比較的温度が高い部分での表面積が大きくなるので、放熱量を多くすることができる。また、この場合、前記締付用工具は、軸線方向で取付部１１に最も近い溝と、取付部１１の間で係合することが望ましい。
シース３１は、外側部分３１ｏが内側部分３１ｉよりも長いものであってもよい。
シース３１は、熱電対３１ｂ以外の測温素子（例えば、抵抗体）を収納したシースであってもよく、金属製の保護管を備えていないものであってもよい。
測定対象物は、金型２以外の鋳型であってもよく、樹脂加工で使用される金型であってもよい。また、測定対象物は、成形加工に使用されるもの以外の物であってもよく、さらにその温度が、成形加工で使用される成形型よりも低温または高温の物であってもよい。
成形品は、内燃機関以外の機械の構成部品であってもよい。
【符号の説明】
【００５２】
１ 温度センサ
２ 金型
３ 被測定部位
８ 周囲空間
１０ ボディ
１１ 取付部
１４ 収納空間
１９ 放熱部
２１〜２４ 溝
３０ センサ部
３１ シース
３１ａ 測温部
３２ リード線
３３ 収納体
３４ 接続部
３５ スプリング
３６ 保持部材
Ａ 溝幅
ｄ 溝径
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象物が置かれる周囲空間における雰囲気温度よりも高温の前記測定対象物における被測定部位の温度を測定する温度センサにおいて、
前記測定対象物に取り付けられる取付部を有すると共に、前記周囲空間に配置されるボディと、
前記被測定部位の温度を測定する測温部を有すると共に、前記ボディの内部に形成された収納空間と前記測定対象物とに渡って延びて配置される測定子と、
前記収納空間内で前記測定子と接続されると共に、前記収納空間から前記ボディの外部に延びているリード線と、
前記ボディと非接触状態で前記収納空間内に配置されると共に、前記測定子と前記リード線との接続部を収納する収納体と、
前記収納空間内に配置されると共に、前記測定子を押圧して前記測温部を前記被測定部位に当接させる付勢部材と、を備えることを特徴とする温度センサ。
【請求項２】
前記付勢部材は、前記収納体に保持された前記測定子を、前記収納体を介して押圧することにより、前記測温部を前記被測定部位に当接させることを特徴とする請求項１記載の温度センサ。
【請求項３】
前記収納体に保持される前記付勢部材は、前記収納体が前記ボディに接近する方向に移動したとき、前記収納体よりも先に前記付勢部材が前記ボディに接触する大きさであることを特徴とする請求項１または２記載の温度センサ。
【請求項４】
前記ボディには、前記取付部と前記収納空間との間の外周面部分に、前記外周面部分の面積を増加させる放熱面積増加手段が設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の温度センサ。
【請求項５】
前記放熱面積増加手段は、複数の溝であり、
前記複数の溝の溝径は、前記取付部に近い溝ほど大きくなり、
前記取付部は、前記ボディを回動させることにより前記測定対象物に螺合することを特徴とする請求項４記載の温度センサ。
【請求項６】
前記測定子は、前記ボディに収納される内側部分と、前記ボディの外部に露出する外側部分とに二分され、
前記ボディが前記測定対象物に取り付けられた状態で、前記外側部分の長さは前記内側部分の長さよりも短いことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載の温度センサ。
【請求項７】
前記測定対象物は、溶融した成形材料から成形品を成形する金型であることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項記載の温度センサ。
【請求項１】
測定対象物が置かれる周囲空間における雰囲気温度よりも高温の前記測定対象物における被測定部位の温度を測定する温度センサにおいて、
前記測定対象物に取り付けられる取付部を有すると共に、前記周囲空間に配置されるボディと、
前記被測定部位の温度を測定する測温部を有すると共に、前記ボディの内部に形成された収納空間と前記測定対象物とに渡って延びて配置される測定子と、
前記収納空間内で前記測定子と接続されると共に、前記収納空間から前記ボディの外部に延びているリード線と、
前記ボディと非接触状態で前記収納空間内に配置されると共に、前記測定子と前記リード線との接続部を収納する収納体と、
前記収納空間内に配置されると共に、前記測定子を押圧して前記測温部を前記被測定部位に当接させる付勢部材と、を備えることを特徴とする温度センサ。
【請求項２】
前記付勢部材は、前記収納体に保持された前記測定子を、前記収納体を介して押圧することにより、前記測温部を前記被測定部位に当接させることを特徴とする請求項１記載の温度センサ。
【請求項３】
前記収納体に保持される前記付勢部材は、前記収納体が前記ボディに接近する方向に移動したとき、前記収納体よりも先に前記付勢部材が前記ボディに接触する大きさであることを特徴とする請求項１または２記載の温度センサ。
【請求項４】
前記ボディには、前記取付部と前記収納空間との間の外周面部分に、前記外周面部分の面積を増加させる放熱面積増加手段が設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の温度センサ。
【請求項５】
前記放熱面積増加手段は、複数の溝であり、
前記複数の溝の溝径は、前記取付部に近い溝ほど大きくなり、
前記取付部は、前記ボディを回動させることにより前記測定対象物に螺合することを特徴とする請求項４記載の温度センサ。
【請求項６】
前記測定子は、前記ボディに収納される内側部分と、前記ボディの外部に露出する外側部分とに二分され、
前記ボディが前記測定対象物に取り付けられた状態で、前記外側部分の長さは前記内側部分の長さよりも短いことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載の温度センサ。
【請求項７】
前記測定対象物は、溶融した成形材料から成形品を成形する金型であることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項記載の温度センサ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１１−１５３９５４（Ｐ２０１１−１５３９５４Ａ）
【公開日】平成２３年８月１１日（２０１１．８．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１６３３３（Ｐ２０１０−１６３３３）
【出願日】平成２２年１月２８日（２０１０．１．２８）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月１１日（２０１１．８．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月２８日（２０１０．１．２８）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
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