温度センサ
【課題】金属チューブが高い強度を有するとともに、高い応答性を発揮できる温度センサを提供すること。
【解決手段】金属チューブ９の先端側がハウジング５の挿通孔３１の外部に突出した状態でハウジング５に固定された温度センサ１であり、金属チューブ９のハウジングの先端側より突出するチューブ先端部１０に、金属チューブ９の軸方向に沿って伸びる複数の線状の溝状部５７を備える。溝状部５７は、各々がチューブ先端部１０の軸方向長さの１／２以上の長さを有する形態で、チューブ先端部１０の周方向に並列に形成されている。また、この溝状部５７は、金属チューブ９の外側表面が軸方向に沿って溝状に構成されるとともに、金属チューブ９の内側表面が軸方向に沿って内側に突出する構成をなしている。
【解決手段】金属チューブ９の先端側がハウジング５の挿通孔３１の外部に突出した状態でハウジング５に固定された温度センサ１であり、金属チューブ９のハウジングの先端側より突出するチューブ先端部１０に、金属チューブ９の軸方向に沿って伸びる複数の線状の溝状部５７を備える。溝状部５７は、各々がチューブ先端部１０の軸方向長さの１／２以上の長さを有する形態で、チューブ先端部１０の周方向に並列に形成されている。また、この溝状部５７は、金属チューブ９の外側表面が軸方向に沿って溝状に構成されるとともに、金属チューブ９の内側表面が軸方向に沿って内側に突出する構成をなしている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サーミスタやＰｔ抵抗体等の感温部を有する感温素子を備え、例えば自動車の排気ガスの温度などを測定するために用いられる温度センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、広い温度領域に亘って使用できる温度センサとして、例えば下記特許文献１に記載の温度センサが開示されている。
この温度センサは、サーミスタ素子である感温素子と、感温素子の一対の端子線と接続された一対の電極線と、電極線を収容するシースピンが貫挿された筒状の内側部材と、内側部材の後端側に外嵌されて固定具（リブ）に固定される筒状の外側部材（ガードチューブ）等を備えたものである。
【０００３】
また、これとは別に、下記特許文献２に記載の温度センサも提案されている。
この温度センサは、感温素子と、感温素子の一対の端子線と接続された一対の電極線（シース芯線）と、電極線が絶縁状態で貫挿された筒状部材と、先端側が閉塞されるとともに感温素子及び筒状部材が挿入された金属チューブと、金属チューブが貫挿されて固定されたフランジ等から構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２８１５４８号公報
【特許文献２】特開２００９−２９４１０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した特許文献１の温度センサにおいては、温度センサの強度を向上するためにガードチューブを用いているので、構造が複雑になり、製造工程が複雑になるという問題や、製造コストが上昇するという問題があった。
【０００６】
また、上述した特許文献２の温度センサでは、構造を簡易化できるものの一層の強度（特に、金属チューブの剛性強化）の向上が望まれるとともに、温度測定にかかる応答性について一層の改善が望まれていた。
【０００７】
本発明は、このような問題に鑑みなされたものであり、温度センサの強度を向上させるとともに、高い応答性を発揮できる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】
（１）かかる目的を達成するために成された本発明は、第１態様として、温度によって電気的特性が変化する感温部を備えた感温素子と、先端側が閉塞され、前記感温素子及び該感温素子から伸びる電線を収納する金属チューブと、前記金属チューブが貫挿される挿通孔を備えた環状のハウジングと、を備え、前記金属チューブの先端側が前記挿通孔の外部に突出した状態で前記ハウジングに固定された温度センサにおいて、前記金属チューブの前記ハウジングの先端側より突出するチューブ先端部に、周方向に並列に、前記金属チューブの軸方向に沿って伸びる複数の溝状部であって、各々が前記チューブ先端部の軸方向の長さの１／２以上の長さを有する溝状部を備えるとともに、前記溝状部は、前記金属チューブの外側表面が前記軸方向に沿って内側に凹んだ構成を有するとともに、前記金属チューブの内側表面が前記軸方向に沿って内側に突出する構成を有することを特徴とする。
【０００９】
本第１態様では、金属チューブのチューブ先端部に、周方向に並列に、金属チューブの軸方向に沿って伸びる複数の溝状部を備えおり、この溝状部は、金属チューブの外側表面が軸方向に沿って内側に凹むとともに、内側表面が軸方向に沿って内側に突出している。また、各々の溝状部は、チューブ先端部の１／２以上の長さを有している。
【００１０】
このように、金属チューブのチューブ先端部に、チューブ先端部の１／２以上の長さを有しつつ軸方向に延びて凹凸を有する溝状部を設けることにより、金属チューブの強度（剛性強度）が向上するので、外力による金属チューブの変形が生じ難い。そのため、例えば作業者がセンサを取り付ける時やセンサ運搬時に、金属チューブの側方に誤って外力が加わった場合でも、チューブ先端部（従って内部の感温素子や電線等の構造物）が破損しにくいという効果がある。
【００１１】
しかも、前記溝状部は、単に外側表面が溝状に凹んでいるだけでなく、この凹んだ部分が内側に突出した構造となっているので、金属チューブの外部温度（雰囲気温度）が金属チューブの内部（特に感温素子）に伝わり易く、よって温度測定の際の応答性が高いという効果を奏する。
【００１２】
なお、本発明が適用される金属チューブとしては、細径のチューブが挙げられる。例えば、チューブ先端部の軸方向の長さＡが１０ｍｍ〜１００ｍｍ、最大外径Ｂが３．０ｍｍ〜４．５ｍｍ、アスペクト比Ｂ／Ａが０．０３〜０．４５の範囲の金属チューブに本発明を適用すると、高い効果（特に強度向上）が得られる。
【００１３】
（２）本発明は、第２態様として、前記溝状部は、前記チューブ先端部の軸方向に沿って、少なくとも前記ハウジングの先端に到るまで形成されていることを特徴とする。
本第２態様では、溝状部は、少なくともハウジングの先端に到るまで形成されている。そのため、例えば車両の振動によって金属チューブが共振した場合でも、金属チューブがハウジングの先端に対応する位置を起点として破損（折損）し難いという顕著な効果を奏する。
【００１４】
なお、溝状部が、金属チューブにおけるハウジングの先端に対応する位置を超えてハウジングの内部に対応する位置にまで形成されていると、振動に対する金属チューブの強度が一層向上する。
【００１５】
（３）本発明は、第３態様として、前記溝状部は、前記チューブ先端部に周方向に等間隔に３本以上形成されていることを特徴とする。
溝状部がチューブ先端部に周方向に等間隔に３本以上形成されていることで、金属チューブの強度向上を安定して図れるという効果が得られる。
【００１６】
なお、上述した本発明の各態様において、前記感温素子の感温部としては、例えばサーミスタ、白金抵抗体等を採用できる。
前記電線としては、感温部から延びる一対の端子線と、該端子線に接続された一対の電極線が挙げられる。このうち、端子線としては、Ｐｔ又はＰＲ（Ｐｔ／Ｒｈ合金）からなる線材が挙げられ、電極線としては、例えばステンレス又はインコネルからなる線材が挙げられる。
【００１７】
前記金属チューブの金属材料としては、耐熱性を有する例えばＳＵＳ３１０Ｓなどのステンレス合金が挙げられ、ハウジングの金属材料としては、耐熱性を有する例えばＳＵＳ４３０、ＳＵＳ３１０Ｓ、ＳＵＳ３０４が挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１実施形態の温度センサを示す斜視図である。
【図２】（ａ）は第１実施形態の温度センサを示す正面図、（ｂ）はその背面図、（ｃ）はその平面図である。
【図３】（ａ）は第１実施形態の温度センサを軸方向に沿って破断して示す断面図（図２（ｃ）のＢ−Ｂ断面図）、（ｂ）は図２（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図４】温度センサの先端組付部品の製造方法を示す説明図である。
【図５】温度センサを排気管に取り付けた状態を示す説明図である。
【図６】第２実施形態の温度センサを示す斜視図である。
【図７】（ａ）は第２実施形態の温度センサを示す正面図、（ｂ）はその平面図である。
【図８】（ａ）は第２実施形態の温度センサを軸方向に沿って破断して示す断面図（図７（ｂ）のＤ−Ｄ断面図）、（ｂ）は図７（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、本発明を実施するための形態について説明する。
以下では、例えば車両の排気管等に取り付けられて、排気ガスの温度を測定する温度センサを例に挙げて説明する。
［第１実施形態］
ａ）まず、本実施形態の温度センサの概要について説明する。
【００２０】
図１及び図２に示す様に、本実施形態の温度センサ１は、先端側（図１下方）に配置されて軸線方向（図１上下方向）に延びる長尺の棒状測定部材３と、棒状測定部材３が貫挿されて固定されるとともに軸線方向に延びて後端側に突出する環状固定部材（ハウジング）５と、環状固定部材５に回動可能に外嵌されるとともに温度センサ１自身を排気管６（図５参照）に取り付ける環状取付部材７とを備えている。以下、各構成について説明する。
【００２１】
図３に示す様に、棒状測定部材３は、その先端側（図３（ａ）下方）が被測定雰囲気（例えば排気ガス）に晒される部材であり、先端が閉塞された金属チューブ９と、金属チューブ９の内部の先端側に配置されたサーミスタ素子１１と、サーミスタ素子１１の後端側に配置された長尺のシース部材１３とから構成されている。
【００２２】
このうち、金属チューブ９は、例えば長さ４８．０ｍｍ×最大直径（最大外径）３．９ｍｍ×厚み０．５ｍｍの例えばＳＵＳ３１０Ｓからなる細径のチューブであり、その先端側は若干小径とされている。
【００２３】
サーミスタ素子１１は、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）１５と、このサーミスタ焼結体１５の電気的特性の変化を取り出すための一対の端子線１７とから構成される。
【００２４】
なお、サーミスタ素子１１は、金属チューブ９の先端側に充填されたセメント１９により固定されており、このセメント１９は、アルミナないしはＭｇＯを主体にした絶縁材よりなる。また、このセメント１９は、シース部材１３と金属チューブ９との間に僅かな隙間にも充填されている（図３（ｂ）参照）。
【００２５】
シース部材１３は、一対の（例えばＳＵＳ３１０Ｓからなる）金属製のシース芯線（電極線）２１を、（例えばＳＵＳ３１０Ｓからなる）金属製の筒状部材２３の内側にて、例えばシリカ等の絶縁粉末２５にて絶縁保持した円筒状の部材である。なお、一対の電極線２１は、筒状部材２３の先端より先端側に突出しており、この突出部分にて一対の端子線１７と抵抗溶接またはレーザ溶接により接合されている。
【００２６】
また、環状固定部材５は、その先端側に（例えばＳＵＳ３１０Ｓからなる）環状の先端部材２７を備えるとともに、先端部材２７から後端側に伸びる（例えばＳＵＳ３０４からなる）円筒形状の外筒２９を備えている。
【００２７】
このうち、先端部材２７は、その軸中心に棒状測定部材３が貫挿される挿通孔３１が形成されており、先端側に円盤状の先端部３３を備えるとともに、先端部３３の後端面には、挿通孔３１を囲むように円筒部３５が立設されている。なお、棒状測定部材３は先端部材２７の内側（挿通孔３１内）に圧入され、挿通孔３１に配置された棒状測定部材３は、全周レーザ溶接によって先端部材２７と一体に接合されている。
【００２８】
外筒２９は、その先端側が円筒部３５に外嵌し、全周レーザ溶接によって先端部材２７と一体に接合されている。この外筒２９の後端側の開口部３６には、耐熱性の（例えばフッ素樹脂からなる）シール部材３７が嵌め込まれており、シール部材３７に開けられた一対の貫通孔３９には、一対のリード線４１が貫挿されている。
【００２９】
また、外筒２９内には、一対の（例えばＳＵＳ３０４からなる）金属製の接続部材４３が並列に配置されており、この接続部材４３の先端側は、シース部材１３から後端側に突出する電極線２１と抵抗溶接により一体に接合されるとともに、接続部材４３の後端側は、加締めによりリード線４１の先端側と電気的に接続されている。
【００３０】
なお、外筒２９は、シール部材３７の配置箇所に対応する外周面にて、外側より加締められて凹んで、シール部材３７と一体に固定されるが、図３（及び図１、図２）ではその凹部は省略してある。
【００３１】
更に、環状取付部材７は、上述した様に、外筒２９の外周に外嵌して回動可能な環状の（例えばＳＵＳ４３０からなる）金属製の部材であり、その外周面にネジ４５が形成された環状のネジ部４７と、ネジ部４７の後端側に設けられた六角ナット部４９とから構成されている。なお、図１、図２ではネジ４５は省略してある。
【００３２】
ｂ）次に、本実施形態の要部である金属チューブ９の形状について説明する。
金属チューブ９は、前記図２（ａ）、（ｂ）に示す様に、先端側が閉塞された長さ６．６ｍｍ×外径２．７ｍｍの細径部５１と、細径部５１より後端側に向けて徐々に外径が大きくなる、長さ０．５ｍｍ×最大外径３．９ｍｍの傾斜部５３と、傾斜部５３から後端側に伸びる、長さ（傾斜部５３の先端から先端部材２７の先端面に対応する位置までの軸方向長さ）３５．９ｍｍ×外径（最大外径）３．９ｍｍの大径部５５とからなる。
【００３３】
この金属チューブ９の大部分は、先端部材２７の先端面より先端側に突出しており、この先端側に突出する部分（チューブ先端部１０）の長さ（軸方向長さ）は、４３．０ｍｍである。
【００３４】
特に、本実施形態では、前記図２（ａ）、（ｂ）及び図３（ｂ）に示す様に、金属チューブ９の表面には、その軸方向に伸びる様に、周方向に等間隔に３本の溝状部５７が並列に形成されている。即ち、金属チューブ９の軸中心を中心にして周方向に１２０度ずつ溝状部５７が形成されている。
【００３５】
この溝状部５７は、内側に湾曲したものである。即ち、金属チューブ９の外側表面が、軸方向に沿って（横断面の形状が）円弧状となるように凹んで溝状に延びるとともに、金属チューブ９の内側表面が、軸方向に沿って（横断面の形状が）円弧状となるように内側に突出して形成されたものである。
【００３６】
詳しくは、図３（ｂ）に示す様に、溝状部５７の外側表面における溝（凹部）５７ａの幅は１．０ｍｍであり、その深さ（外径に対する深さ）は０．３ｍｍであり、また、内側表面における凸部５７ｂの高さ（内径に対する高さ）は０．３ｍｍである。
【００３７】
また、この溝状部５７は、大径部５５の軸方向に沿って全て形成されるとともに、その先端の一部が傾斜部５３の一部に到達するように形成されている。
なお、図２（ａ）、（ｂ）では、先端部材２７の先端から突出する溝状部５７しか記載されていないが、実際には、先端部材２７の内部に配置された部分にも溝状部５７が形成されている。
【００３８】
つまり、本実施形態の温度センサ１では、３本の溝状部５７の各々は、チューブ先端部１０の１／２以上の長さ（軸方向長さ）を有する形態をなしている。なお、各溝状部５７の軸線方向長さは、本実施形態では４０．０ｍｍとなっており、金属チューブ９の後端にまでは到らない形態で設けられている。
【００３９】
ｃ）次に、本実施形態の温度センサ１の製造方法について説明する。
本実施形態の温度センサ１を製造するには、環状固定部材５、環状取付部材７、サーミスタ素子１１、シース部材１３等の部品を公知の手法により準備する。
【００４０】
特に本実施形態では、金属チューブ９を下記の様にして形成する。
まず、周知の深絞り加工によって、板材から溝状部５７を有する金属チューブ９を得る。
【００４１】
これとは別に、サーミスタ素子１１の一対の端子線１７の後端部分と、シース部材１３の一対の電極線２１の先端部分とを重ね合わせて溶接する。
次に、溶接後の電極線２１を筒状部材２３に貫通する。
【００４２】
次に、先端部材２７の挿通孔３１に金属チューブ９を圧入し、円筒部３５に対して、全周レーザ溶接を行うことで、金属チューブ９と先端部材２７とを一体化する。
続いて、サーミスタ素子１１が組み付けられたシース部材１３を先端部材２７が溶接された金属チューブ９の内部に組み付ける。なお、この組み付けられた部材を先端組付部品６１（図４参照）と称する。
【００４３】
この組み付け作業については、図４を用いて説明する。
まず、サーミスタ素子１１が挿入されていない状態において、先端部材２７が溶接された金属チューブ９の先端部分の中にノズル６３を挿入し、ペースト状、即ち未硬化状態のセメント１９を注入する。
【００４４】
そして、サーミスタ素子１１が組み付けられたシース部材１３を、セメント１９が注入された金属チューブ９の内部に挿入する。このとき、シース部材１３の筒状部材２３の先端部を金属チューブ９の傾斜部５３の内周に当接させる。
【００４５】
そして、シース部材１３を金属チューブ９の内部に挿入した状態で、金属チューブ９に径方向外側から板状の金型６７を対向させた状態で押し当てる長孔加締めを行う。なお、この長孔加締めの軸方向長さは約５．０ｍｍと短いものとなっている。
【００４６】
このようにして、先端組付部品６１ができる。そして、この先端組付部品６１に対して、周知の遠心脱泡処理を実施する。
この遠心脱泡処理が終了すると、この先端組付部品６１を８００℃で熱処理し、セメント１９を乾燥（硬化）させる。
【００４７】
このようにして、熱処理後の先端組付部品６１が得られる。
次に、先端組付部品６１とその他の部品との組み付けを行う。
即ち、前記図３（ａ）に示す様に、まず、シール部材３７の貫通孔３９に通したリード線４１の先端に、接続部材４３の後端を加締めにより接続する。
【００４８】
次に、この接続部材４３の先端と、シース部材１３の後端から突出する電極線２１の後端とを抵抗溶接により接合する。
次に、リード線４１等を通した外筒２９を、先端組付部品６１を構成する先端部材２７の後端側より被せて円筒部３５に外嵌し、全周レーザ溶接によって、外筒２９と円筒部３５（従って先端部材２７）とを接合して一体化する。
【００４９】
次に、リード線４１が貫通するシール部材３７をスライドさせて、外筒２９の後端の開口部３６に挿入する。
次に、シール部材３７に対応する外筒２９の外側を（周方向に沿った複数箇所にて）径方向内側に向かって加締めることによって、シール部材３７を外筒２９に固定する。
【００５０】
その後、外筒２９の外側に環状取付部材７を嵌め、温度センサ１が完成する。
なお、この温度センサ１は、以下に示す様にして、排気管６に取り付けられる。
図５に示す様に、温度センサ１の棒状測定部材３の先端側（チューブ先端部１０）を、排気管６に取り付けられたボス７１の中心孔７３及び排気管６の貫通孔７５に通すとともに、先端部材２７等をボス７１の中心孔７３に入れ、先端部材２７の先端面を中心孔７３の内径が小さくなった部分に着座させる。
【００５１】
この状態で、環状取付部材７のネジ部４７をボス７１の中心孔７３のネジ部７７と螺合させ、即ち、環状取付部材７をボス７１にねじ込んで、所定の締付トルクで、環状取付部材７をボス７１に固定する。
【００５２】
このとき、先端部材２７の後端面（環状取付部材７が当接する外縁部分）は、環状取付部材７によって先端側に押圧されるので、温度センサ１自体がボス７１（従って排気管６）に固定される。
【００５３】
ｄ）本実施形態の温度センサ１の効果について説明する。
本実施形態の温度センサ１では、金属チューブ９のチューブ先端部１０に、周方向に並列に、金属チューブ９の軸方向に沿って伸びる複数（本実施形態では３本）の溝状部５７であって、各々がチューブ先端部１０の軸方向の長さの１／２以上の長さを有する溝状部５７を備えおり、この溝状部５７は、金属チューブ９の外側表面が内側に凹んだ構成を有するとともに、内側表面が内側に突出する構成を有している。
【００５４】
つまり、本実施形態では、金属チューブ９のチューブ先端部１０に、上述した構造の溝状部５７を備えているので、金属チューブ９の強度（剛性強度）が向上している。
更に、本実施形態では、溝状部５７は、チューブ先端部１０の大径部５４のほぼ先端部分から、先端部材２７の先端面に対応する位置にまで達するとともに、先端部材２７の内部に対応する位置にまで達している。そのため、例えば車両の振動によって金属チューブ９が共振した場合でも、金属チューブ９が先端部材２７の先端面に対応する位置を基点として破損（折損）し難いという顕著な効果を奏する。
【００５５】
つまり、本実施形態の温度センサ１では、溝状部５７を設けたことにより、金属チューブ９の外力に対する剛性強度の向上に加え、車両の振動等に起因した耐振の観点での強度についても向上した構成となっている。
【００５６】
しかも、溝状部５７の横断面が円弧状であるので、その点からも強度が高いという利点がある。
その上、本実施形態では、溝状部５７は、単に外側表面が溝状に凹んでいるだけでなく、この凹んだ部分が内側に突出した構造となっているので、金属チューブ９の外部温度（雰囲気温度）が金属チューブ９の内部（特にサーミスタ素子１１）に伝わり易く、よって温度測定の際の応答性が高いという効果を奏する。
［第２実施形態］
次に、第２実施形態について説明するが、前記第１実施形態と同様な内容の説明は、省略又は簡略化する。
【００５７】
ａ）まず、本実施形態の温度センサの概要について説明する。
図６及び図７に示す様に、本実施形態の温度センサ８１は、軸線方向（図６上下方向）に延びる長尺の棒状測定部材８３と、棒状測定部材８３が貫挿されて固定されるとともに、温度センサ８１自身を排気管（図示せず）に固定する環状取付部材（ハウジング）８５とを備えている。以下、各構成について説明する。
【００５８】
図８に示す様に、棒状測定部材８３は、その先端側が被測定雰囲気（例えば排気ガス）に晒されるとともに、その後端側が環状取付部材８５より突出する部材であり、先端が閉塞された金属チューブ８７と、金属チューブ８７の内部の先端側に配置されたサーミスタ素子８９と、サーミスタ素子８９の後端側に配置された長尺の絶縁碍管９１とから構成されている。
【００５９】
このうち、金属チューブ８７は、先端側ほど外径が小さくなった多段の部材であり、例えば長さ６０．０ｍｍ×厚み０．３ｍｍの例えばＳＵＳ３１０Ｓなどのステンレス合金からなる細径のチューブである。
【００６０】
なお、この金属チューブ８７は、先端側より、第１部８７ａ、第２部８７ｂ、第３部８７ｃ、第４部８７ｄからなり、その外径は、第１部８７ａが２．０ｍｍ、第２部８７ｂが３．３ｍｍ、第３部８７ｃが４．５ｍｍ、第４部８７ｄが６．０ｍｍである。
【００６１】
この金属チューブ８７のうち、環状取付部材８５の先端面より突出する部分（第１部８７ａ、第２部８７ｂ、第３部８７ｃの先端側一部）が、チューブ先端部１２３をなしている。
【００６２】
サーミスタ素子８９は、サーミスタ焼結体（感温部）９３と一対の端子線９５とから構成されている。なお、サーミスタ素子８９は、例えばアルミナを主体とする固定材９７内に埋設されている。
【００６３】
絶縁碍管９１はアルミナ等の絶縁性セラミックから構成されており、内部に一対の電極線（中継線）９９が挿通する一対の貫通孔１０１を有している。
なお、一対の電極線９９と一対の端子線９５とは抵抗溶接により接合されており、この接合部分は絶縁碍管９１内の貫通孔１０１内に配置されている。
【００６４】
また、金属チューブ８７の後端側には、シール部材１０５が嵌め込まれており、このシール部材１０５に開けられた一対の貫通孔１０７には、一対のリード線１０９が挿入されている。
【００６５】
更に、貫通孔１０７内において、このリード線１０９の先端側には、金属製の接続部材１１１が電気的に接続されており、接続部材１１１の先端側には、絶縁碍管９１の後端側より突出する電極線９９が、抵抗溶接により一体に接合されている。
【００６６】
なお、金属チューブ８７は、シール部材１０５の配置箇所に対応する外周面にて、外側より加締められて凹んで、シール部材１０５と一体に固定されるが、図８（及び図６、図７）ではその凹部は省略してある。
【００６７】
一方、環状取付部材８５は、その軸中心に開けられた挿通孔８６に棒状測定部材８３（従って金属チューブ８７）が貫挿されて、金属チューブ８７とロー付け接合により一体に固定された金属製の部材であり、その外周面にネジ１１３が形成された環状のネジ部１１５と、ネジ部１１５の後端側に設けられた六角ナット部１１７とから構成されている。なお、前記図６、図７ではネジ１１３は省略してある。
【００６８】
ｂ）次に、本実施形態の要部である金属チューブ８７の形状について説明する。
前記図７（ａ）及び図８（ｂ）に示す様に、金属チューブ８７（チューブ先端部１２３）の表面には、その軸方向に伸びる様に、周方向に３本の溝状部１２１が並列に形成されている。より具体的には、金属チューブ８７の軸中心を中心にして、チューブ先端部１２３には、その周方向に１２０度ずつ溝状部１２１が形成されている。
【００６９】
この溝状部１２１は、前記第１実施形態と同様に、金属チューブ８７の外側表面が凹んで軸方向に沿って溝状に延びるとともに、金属チューブ８７の内側表面が内側に突出して形成されたものである。
【００７０】
詳しくは、溝状部１２１は、第２部８７ｂの先端部分から第３部８７ｃの先端部分にかけて形成されており、溝状部１２１の各々は、チューブ先端部１２３の１／２以上の長さ（軸方向長さ）を有する形態をなしている。また、溝状部１２１の外側表面における溝１２１ａの横断面の形状は円弧状で、その幅は１．０ｍｍ、その深さ（外径に対する深さ）は０．３ｍｍである。また、溝状部１２１の内側表面における凸部１２１ｂの横断面の形状は円弧状で、その高さ（内径に対する高さ）は０．３ｍｍである。
【００７１】
なお、金属チューブ８７のうち、環状取付部材８５の先端面から先端側に突出する部分（チューブ先端部１２３）の長さは、２０．０ｍｍである。
ｃ）次に、本実施形態の温度センサ８１の製造方法について簡単に説明する。
【００７２】
本実施形態の温度センサ８１を製造するには、環状取付部材８５、サーミスタ素子８９等の部品を、公知の手法により準備する。
特に本実施形態では、金属チューブ８７を下記の様にして形成する。
【００７３】
まず、周知の深絞り加工によって、板材から溝状部１２１を有する金属チューブ８７を得る。
そして、このようにして形成した金属チューブ８７を、環状取付部材８５の挿通孔８６に挿通し、ロー付けによって環状取付部材８５と金属チューブ８７とを接合して一体化する。
【００７４】
これとは別に、金属チューブ８７内の内部構造品１２５を作製する。
具体的には、まず、固定材９７中に埋設されたサーミスタ素子８９の一対の端子線９５の後端部分と、絶縁碍管９１の貫通孔１０１の先端側から露出させた一対の電極線９９の先端部分とを重ね合わせて溶接する。その後、この溶接部分を、絶縁碍管９１の貫通孔１０１内に収容する。
【００７５】
また、接続部材１１１の後端側と、シール部材１０５に貫挿されたリード線１０９の先端側とを加締めにより接続する。
次に、接続部材１１１の先端側と、絶縁碍管９１の後端側から突出する電極線９９の後端側とを、抵抗溶接によって接合する。
【００７６】
これにより、金属チューブ８７の内部に配置される内部構造品１２５が完成する。
そして、シール部材１０５を先端側にスライドさせて、内部構造品１２５の後端側の接続部材１１１等を貫通孔１０７内に収容する。
【００７７】
次に、この内部構造品１２５を、（サーミスタ素子８９側である）先端側より金属チューブ８７の開口部１２７に挿入するとともに、シール部材１０５を金属チューブ８７の後端の開口部１２７に挿入する。
【００７８】
次に、シール部材１０５に対応する金属チューブ８７の外側を加締めることによって、シール部材１０５を金属チューブ８７に固定し、温度センサ８１が完成する。
本実施形態においても、前記第１実施形態と同様に、金属チューブ８７（チューブ先端部１２３）の表面に、その軸方向に伸びる様に、周方向に複数（本実施形態では３本）の溝状部１２１が形成されているので、第１実施形態と同様に、金属チューブ８７の強度を高められるとともに、温度センサ８１として高い応答性を有するという顕著な効果を奏する。
【００７９】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、種々の態様を採ることができる。
例えば、金属チューブに形成する溝状部の数は３本に限定されるものではなく、複数本（例えば、２本、４本、５本）であればよい。
【符号の説明】
【００８０】
１、８１…温度センサ
３、８３…棒状測定部材
５…環状固定部材
７、８５…環状取付部材
９、８７…金属チューブ
１０、１２３…チューブ先端部
１１、８９…サーミスタ素子
１３…シース部材
１５、９３…感温部
１７、９５…端子線
２１…シース芯線（電極線）
３１、８６…貫通孔
５７、１２１…溝状部
９１…絶縁碍管
９９…電極線（中継線）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サーミスタやＰｔ抵抗体等の感温部を有する感温素子を備え、例えば自動車の排気ガスの温度などを測定するために用いられる温度センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、広い温度領域に亘って使用できる温度センサとして、例えば下記特許文献１に記載の温度センサが開示されている。
この温度センサは、サーミスタ素子である感温素子と、感温素子の一対の端子線と接続された一対の電極線と、電極線を収容するシースピンが貫挿された筒状の内側部材と、内側部材の後端側に外嵌されて固定具（リブ）に固定される筒状の外側部材（ガードチューブ）等を備えたものである。
【０００３】
また、これとは別に、下記特許文献２に記載の温度センサも提案されている。
この温度センサは、感温素子と、感温素子の一対の端子線と接続された一対の電極線（シース芯線）と、電極線が絶縁状態で貫挿された筒状部材と、先端側が閉塞されるとともに感温素子及び筒状部材が挿入された金属チューブと、金属チューブが貫挿されて固定されたフランジ等から構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２８１５４８号公報
【特許文献２】特開２００９−２９４１０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した特許文献１の温度センサにおいては、温度センサの強度を向上するためにガードチューブを用いているので、構造が複雑になり、製造工程が複雑になるという問題や、製造コストが上昇するという問題があった。
【０００６】
また、上述した特許文献２の温度センサでは、構造を簡易化できるものの一層の強度（特に、金属チューブの剛性強化）の向上が望まれるとともに、温度測定にかかる応答性について一層の改善が望まれていた。
【０００７】
本発明は、このような問題に鑑みなされたものであり、温度センサの強度を向上させるとともに、高い応答性を発揮できる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】
（１）かかる目的を達成するために成された本発明は、第１態様として、温度によって電気的特性が変化する感温部を備えた感温素子と、先端側が閉塞され、前記感温素子及び該感温素子から伸びる電線を収納する金属チューブと、前記金属チューブが貫挿される挿通孔を備えた環状のハウジングと、を備え、前記金属チューブの先端側が前記挿通孔の外部に突出した状態で前記ハウジングに固定された温度センサにおいて、前記金属チューブの前記ハウジングの先端側より突出するチューブ先端部に、周方向に並列に、前記金属チューブの軸方向に沿って伸びる複数の溝状部であって、各々が前記チューブ先端部の軸方向の長さの１／２以上の長さを有する溝状部を備えるとともに、前記溝状部は、前記金属チューブの外側表面が前記軸方向に沿って内側に凹んだ構成を有するとともに、前記金属チューブの内側表面が前記軸方向に沿って内側に突出する構成を有することを特徴とする。
【０００９】
本第１態様では、金属チューブのチューブ先端部に、周方向に並列に、金属チューブの軸方向に沿って伸びる複数の溝状部を備えおり、この溝状部は、金属チューブの外側表面が軸方向に沿って内側に凹むとともに、内側表面が軸方向に沿って内側に突出している。また、各々の溝状部は、チューブ先端部の１／２以上の長さを有している。
【００１０】
このように、金属チューブのチューブ先端部に、チューブ先端部の１／２以上の長さを有しつつ軸方向に延びて凹凸を有する溝状部を設けることにより、金属チューブの強度（剛性強度）が向上するので、外力による金属チューブの変形が生じ難い。そのため、例えば作業者がセンサを取り付ける時やセンサ運搬時に、金属チューブの側方に誤って外力が加わった場合でも、チューブ先端部（従って内部の感温素子や電線等の構造物）が破損しにくいという効果がある。
【００１１】
しかも、前記溝状部は、単に外側表面が溝状に凹んでいるだけでなく、この凹んだ部分が内側に突出した構造となっているので、金属チューブの外部温度（雰囲気温度）が金属チューブの内部（特に感温素子）に伝わり易く、よって温度測定の際の応答性が高いという効果を奏する。
【００１２】
なお、本発明が適用される金属チューブとしては、細径のチューブが挙げられる。例えば、チューブ先端部の軸方向の長さＡが１０ｍｍ〜１００ｍｍ、最大外径Ｂが３．０ｍｍ〜４．５ｍｍ、アスペクト比Ｂ／Ａが０．０３〜０．４５の範囲の金属チューブに本発明を適用すると、高い効果（特に強度向上）が得られる。
【００１３】
（２）本発明は、第２態様として、前記溝状部は、前記チューブ先端部の軸方向に沿って、少なくとも前記ハウジングの先端に到るまで形成されていることを特徴とする。
本第２態様では、溝状部は、少なくともハウジングの先端に到るまで形成されている。そのため、例えば車両の振動によって金属チューブが共振した場合でも、金属チューブがハウジングの先端に対応する位置を起点として破損（折損）し難いという顕著な効果を奏する。
【００１４】
なお、溝状部が、金属チューブにおけるハウジングの先端に対応する位置を超えてハウジングの内部に対応する位置にまで形成されていると、振動に対する金属チューブの強度が一層向上する。
【００１５】
（３）本発明は、第３態様として、前記溝状部は、前記チューブ先端部に周方向に等間隔に３本以上形成されていることを特徴とする。
溝状部がチューブ先端部に周方向に等間隔に３本以上形成されていることで、金属チューブの強度向上を安定して図れるという効果が得られる。
【００１６】
なお、上述した本発明の各態様において、前記感温素子の感温部としては、例えばサーミスタ、白金抵抗体等を採用できる。
前記電線としては、感温部から延びる一対の端子線と、該端子線に接続された一対の電極線が挙げられる。このうち、端子線としては、Ｐｔ又はＰＲ（Ｐｔ／Ｒｈ合金）からなる線材が挙げられ、電極線としては、例えばステンレス又はインコネルからなる線材が挙げられる。
【００１７】
前記金属チューブの金属材料としては、耐熱性を有する例えばＳＵＳ３１０Ｓなどのステンレス合金が挙げられ、ハウジングの金属材料としては、耐熱性を有する例えばＳＵＳ４３０、ＳＵＳ３１０Ｓ、ＳＵＳ３０４が挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１実施形態の温度センサを示す斜視図である。
【図２】（ａ）は第１実施形態の温度センサを示す正面図、（ｂ）はその背面図、（ｃ）はその平面図である。
【図３】（ａ）は第１実施形態の温度センサを軸方向に沿って破断して示す断面図（図２（ｃ）のＢ−Ｂ断面図）、（ｂ）は図２（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図４】温度センサの先端組付部品の製造方法を示す説明図である。
【図５】温度センサを排気管に取り付けた状態を示す説明図である。
【図６】第２実施形態の温度センサを示す斜視図である。
【図７】（ａ）は第２実施形態の温度センサを示す正面図、（ｂ）はその平面図である。
【図８】（ａ）は第２実施形態の温度センサを軸方向に沿って破断して示す断面図（図７（ｂ）のＤ−Ｄ断面図）、（ｂ）は図７（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、本発明を実施するための形態について説明する。
以下では、例えば車両の排気管等に取り付けられて、排気ガスの温度を測定する温度センサを例に挙げて説明する。
［第１実施形態］
ａ）まず、本実施形態の温度センサの概要について説明する。
【００２０】
図１及び図２に示す様に、本実施形態の温度センサ１は、先端側（図１下方）に配置されて軸線方向（図１上下方向）に延びる長尺の棒状測定部材３と、棒状測定部材３が貫挿されて固定されるとともに軸線方向に延びて後端側に突出する環状固定部材（ハウジング）５と、環状固定部材５に回動可能に外嵌されるとともに温度センサ１自身を排気管６（図５参照）に取り付ける環状取付部材７とを備えている。以下、各構成について説明する。
【００２１】
図３に示す様に、棒状測定部材３は、その先端側（図３（ａ）下方）が被測定雰囲気（例えば排気ガス）に晒される部材であり、先端が閉塞された金属チューブ９と、金属チューブ９の内部の先端側に配置されたサーミスタ素子１１と、サーミスタ素子１１の後端側に配置された長尺のシース部材１３とから構成されている。
【００２２】
このうち、金属チューブ９は、例えば長さ４８．０ｍｍ×最大直径（最大外径）３．９ｍｍ×厚み０．５ｍｍの例えばＳＵＳ３１０Ｓからなる細径のチューブであり、その先端側は若干小径とされている。
【００２３】
サーミスタ素子１１は、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）１５と、このサーミスタ焼結体１５の電気的特性の変化を取り出すための一対の端子線１７とから構成される。
【００２４】
なお、サーミスタ素子１１は、金属チューブ９の先端側に充填されたセメント１９により固定されており、このセメント１９は、アルミナないしはＭｇＯを主体にした絶縁材よりなる。また、このセメント１９は、シース部材１３と金属チューブ９との間に僅かな隙間にも充填されている（図３（ｂ）参照）。
【００２５】
シース部材１３は、一対の（例えばＳＵＳ３１０Ｓからなる）金属製のシース芯線（電極線）２１を、（例えばＳＵＳ３１０Ｓからなる）金属製の筒状部材２３の内側にて、例えばシリカ等の絶縁粉末２５にて絶縁保持した円筒状の部材である。なお、一対の電極線２１は、筒状部材２３の先端より先端側に突出しており、この突出部分にて一対の端子線１７と抵抗溶接またはレーザ溶接により接合されている。
【００２６】
また、環状固定部材５は、その先端側に（例えばＳＵＳ３１０Ｓからなる）環状の先端部材２７を備えるとともに、先端部材２７から後端側に伸びる（例えばＳＵＳ３０４からなる）円筒形状の外筒２９を備えている。
【００２７】
このうち、先端部材２７は、その軸中心に棒状測定部材３が貫挿される挿通孔３１が形成されており、先端側に円盤状の先端部３３を備えるとともに、先端部３３の後端面には、挿通孔３１を囲むように円筒部３５が立設されている。なお、棒状測定部材３は先端部材２７の内側（挿通孔３１内）に圧入され、挿通孔３１に配置された棒状測定部材３は、全周レーザ溶接によって先端部材２７と一体に接合されている。
【００２８】
外筒２９は、その先端側が円筒部３５に外嵌し、全周レーザ溶接によって先端部材２７と一体に接合されている。この外筒２９の後端側の開口部３６には、耐熱性の（例えばフッ素樹脂からなる）シール部材３７が嵌め込まれており、シール部材３７に開けられた一対の貫通孔３９には、一対のリード線４１が貫挿されている。
【００２９】
また、外筒２９内には、一対の（例えばＳＵＳ３０４からなる）金属製の接続部材４３が並列に配置されており、この接続部材４３の先端側は、シース部材１３から後端側に突出する電極線２１と抵抗溶接により一体に接合されるとともに、接続部材４３の後端側は、加締めによりリード線４１の先端側と電気的に接続されている。
【００３０】
なお、外筒２９は、シール部材３７の配置箇所に対応する外周面にて、外側より加締められて凹んで、シール部材３７と一体に固定されるが、図３（及び図１、図２）ではその凹部は省略してある。
【００３１】
更に、環状取付部材７は、上述した様に、外筒２９の外周に外嵌して回動可能な環状の（例えばＳＵＳ４３０からなる）金属製の部材であり、その外周面にネジ４５が形成された環状のネジ部４７と、ネジ部４７の後端側に設けられた六角ナット部４９とから構成されている。なお、図１、図２ではネジ４５は省略してある。
【００３２】
ｂ）次に、本実施形態の要部である金属チューブ９の形状について説明する。
金属チューブ９は、前記図２（ａ）、（ｂ）に示す様に、先端側が閉塞された長さ６．６ｍｍ×外径２．７ｍｍの細径部５１と、細径部５１より後端側に向けて徐々に外径が大きくなる、長さ０．５ｍｍ×最大外径３．９ｍｍの傾斜部５３と、傾斜部５３から後端側に伸びる、長さ（傾斜部５３の先端から先端部材２７の先端面に対応する位置までの軸方向長さ）３５．９ｍｍ×外径（最大外径）３．９ｍｍの大径部５５とからなる。
【００３３】
この金属チューブ９の大部分は、先端部材２７の先端面より先端側に突出しており、この先端側に突出する部分（チューブ先端部１０）の長さ（軸方向長さ）は、４３．０ｍｍである。
【００３４】
特に、本実施形態では、前記図２（ａ）、（ｂ）及び図３（ｂ）に示す様に、金属チューブ９の表面には、その軸方向に伸びる様に、周方向に等間隔に３本の溝状部５７が並列に形成されている。即ち、金属チューブ９の軸中心を中心にして周方向に１２０度ずつ溝状部５７が形成されている。
【００３５】
この溝状部５７は、内側に湾曲したものである。即ち、金属チューブ９の外側表面が、軸方向に沿って（横断面の形状が）円弧状となるように凹んで溝状に延びるとともに、金属チューブ９の内側表面が、軸方向に沿って（横断面の形状が）円弧状となるように内側に突出して形成されたものである。
【００３６】
詳しくは、図３（ｂ）に示す様に、溝状部５７の外側表面における溝（凹部）５７ａの幅は１．０ｍｍであり、その深さ（外径に対する深さ）は０．３ｍｍであり、また、内側表面における凸部５７ｂの高さ（内径に対する高さ）は０．３ｍｍである。
【００３７】
また、この溝状部５７は、大径部５５の軸方向に沿って全て形成されるとともに、その先端の一部が傾斜部５３の一部に到達するように形成されている。
なお、図２（ａ）、（ｂ）では、先端部材２７の先端から突出する溝状部５７しか記載されていないが、実際には、先端部材２７の内部に配置された部分にも溝状部５７が形成されている。
【００３８】
つまり、本実施形態の温度センサ１では、３本の溝状部５７の各々は、チューブ先端部１０の１／２以上の長さ（軸方向長さ）を有する形態をなしている。なお、各溝状部５７の軸線方向長さは、本実施形態では４０．０ｍｍとなっており、金属チューブ９の後端にまでは到らない形態で設けられている。
【００３９】
ｃ）次に、本実施形態の温度センサ１の製造方法について説明する。
本実施形態の温度センサ１を製造するには、環状固定部材５、環状取付部材７、サーミスタ素子１１、シース部材１３等の部品を公知の手法により準備する。
【００４０】
特に本実施形態では、金属チューブ９を下記の様にして形成する。
まず、周知の深絞り加工によって、板材から溝状部５７を有する金属チューブ９を得る。
【００４１】
これとは別に、サーミスタ素子１１の一対の端子線１７の後端部分と、シース部材１３の一対の電極線２１の先端部分とを重ね合わせて溶接する。
次に、溶接後の電極線２１を筒状部材２３に貫通する。
【００４２】
次に、先端部材２７の挿通孔３１に金属チューブ９を圧入し、円筒部３５に対して、全周レーザ溶接を行うことで、金属チューブ９と先端部材２７とを一体化する。
続いて、サーミスタ素子１１が組み付けられたシース部材１３を先端部材２７が溶接された金属チューブ９の内部に組み付ける。なお、この組み付けられた部材を先端組付部品６１（図４参照）と称する。
【００４３】
この組み付け作業については、図４を用いて説明する。
まず、サーミスタ素子１１が挿入されていない状態において、先端部材２７が溶接された金属チューブ９の先端部分の中にノズル６３を挿入し、ペースト状、即ち未硬化状態のセメント１９を注入する。
【００４４】
そして、サーミスタ素子１１が組み付けられたシース部材１３を、セメント１９が注入された金属チューブ９の内部に挿入する。このとき、シース部材１３の筒状部材２３の先端部を金属チューブ９の傾斜部５３の内周に当接させる。
【００４５】
そして、シース部材１３を金属チューブ９の内部に挿入した状態で、金属チューブ９に径方向外側から板状の金型６７を対向させた状態で押し当てる長孔加締めを行う。なお、この長孔加締めの軸方向長さは約５．０ｍｍと短いものとなっている。
【００４６】
このようにして、先端組付部品６１ができる。そして、この先端組付部品６１に対して、周知の遠心脱泡処理を実施する。
この遠心脱泡処理が終了すると、この先端組付部品６１を８００℃で熱処理し、セメント１９を乾燥（硬化）させる。
【００４７】
このようにして、熱処理後の先端組付部品６１が得られる。
次に、先端組付部品６１とその他の部品との組み付けを行う。
即ち、前記図３（ａ）に示す様に、まず、シール部材３７の貫通孔３９に通したリード線４１の先端に、接続部材４３の後端を加締めにより接続する。
【００４８】
次に、この接続部材４３の先端と、シース部材１３の後端から突出する電極線２１の後端とを抵抗溶接により接合する。
次に、リード線４１等を通した外筒２９を、先端組付部品６１を構成する先端部材２７の後端側より被せて円筒部３５に外嵌し、全周レーザ溶接によって、外筒２９と円筒部３５（従って先端部材２７）とを接合して一体化する。
【００４９】
次に、リード線４１が貫通するシール部材３７をスライドさせて、外筒２９の後端の開口部３６に挿入する。
次に、シール部材３７に対応する外筒２９の外側を（周方向に沿った複数箇所にて）径方向内側に向かって加締めることによって、シール部材３７を外筒２９に固定する。
【００５０】
その後、外筒２９の外側に環状取付部材７を嵌め、温度センサ１が完成する。
なお、この温度センサ１は、以下に示す様にして、排気管６に取り付けられる。
図５に示す様に、温度センサ１の棒状測定部材３の先端側（チューブ先端部１０）を、排気管６に取り付けられたボス７１の中心孔７３及び排気管６の貫通孔７５に通すとともに、先端部材２７等をボス７１の中心孔７３に入れ、先端部材２７の先端面を中心孔７３の内径が小さくなった部分に着座させる。
【００５１】
この状態で、環状取付部材７のネジ部４７をボス７１の中心孔７３のネジ部７７と螺合させ、即ち、環状取付部材７をボス７１にねじ込んで、所定の締付トルクで、環状取付部材７をボス７１に固定する。
【００５２】
このとき、先端部材２７の後端面（環状取付部材７が当接する外縁部分）は、環状取付部材７によって先端側に押圧されるので、温度センサ１自体がボス７１（従って排気管６）に固定される。
【００５３】
ｄ）本実施形態の温度センサ１の効果について説明する。
本実施形態の温度センサ１では、金属チューブ９のチューブ先端部１０に、周方向に並列に、金属チューブ９の軸方向に沿って伸びる複数（本実施形態では３本）の溝状部５７であって、各々がチューブ先端部１０の軸方向の長さの１／２以上の長さを有する溝状部５７を備えおり、この溝状部５７は、金属チューブ９の外側表面が内側に凹んだ構成を有するとともに、内側表面が内側に突出する構成を有している。
【００５４】
つまり、本実施形態では、金属チューブ９のチューブ先端部１０に、上述した構造の溝状部５７を備えているので、金属チューブ９の強度（剛性強度）が向上している。
更に、本実施形態では、溝状部５７は、チューブ先端部１０の大径部５４のほぼ先端部分から、先端部材２７の先端面に対応する位置にまで達するとともに、先端部材２７の内部に対応する位置にまで達している。そのため、例えば車両の振動によって金属チューブ９が共振した場合でも、金属チューブ９が先端部材２７の先端面に対応する位置を基点として破損（折損）し難いという顕著な効果を奏する。
【００５５】
つまり、本実施形態の温度センサ１では、溝状部５７を設けたことにより、金属チューブ９の外力に対する剛性強度の向上に加え、車両の振動等に起因した耐振の観点での強度についても向上した構成となっている。
【００５６】
しかも、溝状部５７の横断面が円弧状であるので、その点からも強度が高いという利点がある。
その上、本実施形態では、溝状部５７は、単に外側表面が溝状に凹んでいるだけでなく、この凹んだ部分が内側に突出した構造となっているので、金属チューブ９の外部温度（雰囲気温度）が金属チューブ９の内部（特にサーミスタ素子１１）に伝わり易く、よって温度測定の際の応答性が高いという効果を奏する。
［第２実施形態］
次に、第２実施形態について説明するが、前記第１実施形態と同様な内容の説明は、省略又は簡略化する。
【００５７】
ａ）まず、本実施形態の温度センサの概要について説明する。
図６及び図７に示す様に、本実施形態の温度センサ８１は、軸線方向（図６上下方向）に延びる長尺の棒状測定部材８３と、棒状測定部材８３が貫挿されて固定されるとともに、温度センサ８１自身を排気管（図示せず）に固定する環状取付部材（ハウジング）８５とを備えている。以下、各構成について説明する。
【００５８】
図８に示す様に、棒状測定部材８３は、その先端側が被測定雰囲気（例えば排気ガス）に晒されるとともに、その後端側が環状取付部材８５より突出する部材であり、先端が閉塞された金属チューブ８７と、金属チューブ８７の内部の先端側に配置されたサーミスタ素子８９と、サーミスタ素子８９の後端側に配置された長尺の絶縁碍管９１とから構成されている。
【００５９】
このうち、金属チューブ８７は、先端側ほど外径が小さくなった多段の部材であり、例えば長さ６０．０ｍｍ×厚み０．３ｍｍの例えばＳＵＳ３１０Ｓなどのステンレス合金からなる細径のチューブである。
【００６０】
なお、この金属チューブ８７は、先端側より、第１部８７ａ、第２部８７ｂ、第３部８７ｃ、第４部８７ｄからなり、その外径は、第１部８７ａが２．０ｍｍ、第２部８７ｂが３．３ｍｍ、第３部８７ｃが４．５ｍｍ、第４部８７ｄが６．０ｍｍである。
【００６１】
この金属チューブ８７のうち、環状取付部材８５の先端面より突出する部分（第１部８７ａ、第２部８７ｂ、第３部８７ｃの先端側一部）が、チューブ先端部１２３をなしている。
【００６２】
サーミスタ素子８９は、サーミスタ焼結体（感温部）９３と一対の端子線９５とから構成されている。なお、サーミスタ素子８９は、例えばアルミナを主体とする固定材９７内に埋設されている。
【００６３】
絶縁碍管９１はアルミナ等の絶縁性セラミックから構成されており、内部に一対の電極線（中継線）９９が挿通する一対の貫通孔１０１を有している。
なお、一対の電極線９９と一対の端子線９５とは抵抗溶接により接合されており、この接合部分は絶縁碍管９１内の貫通孔１０１内に配置されている。
【００６４】
また、金属チューブ８７の後端側には、シール部材１０５が嵌め込まれており、このシール部材１０５に開けられた一対の貫通孔１０７には、一対のリード線１０９が挿入されている。
【００６５】
更に、貫通孔１０７内において、このリード線１０９の先端側には、金属製の接続部材１１１が電気的に接続されており、接続部材１１１の先端側には、絶縁碍管９１の後端側より突出する電極線９９が、抵抗溶接により一体に接合されている。
【００６６】
なお、金属チューブ８７は、シール部材１０５の配置箇所に対応する外周面にて、外側より加締められて凹んで、シール部材１０５と一体に固定されるが、図８（及び図６、図７）ではその凹部は省略してある。
【００６７】
一方、環状取付部材８５は、その軸中心に開けられた挿通孔８６に棒状測定部材８３（従って金属チューブ８７）が貫挿されて、金属チューブ８７とロー付け接合により一体に固定された金属製の部材であり、その外周面にネジ１１３が形成された環状のネジ部１１５と、ネジ部１１５の後端側に設けられた六角ナット部１１７とから構成されている。なお、前記図６、図７ではネジ１１３は省略してある。
【００６８】
ｂ）次に、本実施形態の要部である金属チューブ８７の形状について説明する。
前記図７（ａ）及び図８（ｂ）に示す様に、金属チューブ８７（チューブ先端部１２３）の表面には、その軸方向に伸びる様に、周方向に３本の溝状部１２１が並列に形成されている。より具体的には、金属チューブ８７の軸中心を中心にして、チューブ先端部１２３には、その周方向に１２０度ずつ溝状部１２１が形成されている。
【００６９】
この溝状部１２１は、前記第１実施形態と同様に、金属チューブ８７の外側表面が凹んで軸方向に沿って溝状に延びるとともに、金属チューブ８７の内側表面が内側に突出して形成されたものである。
【００７０】
詳しくは、溝状部１２１は、第２部８７ｂの先端部分から第３部８７ｃの先端部分にかけて形成されており、溝状部１２１の各々は、チューブ先端部１２３の１／２以上の長さ（軸方向長さ）を有する形態をなしている。また、溝状部１２１の外側表面における溝１２１ａの横断面の形状は円弧状で、その幅は１．０ｍｍ、その深さ（外径に対する深さ）は０．３ｍｍである。また、溝状部１２１の内側表面における凸部１２１ｂの横断面の形状は円弧状で、その高さ（内径に対する高さ）は０．３ｍｍである。
【００７１】
なお、金属チューブ８７のうち、環状取付部材８５の先端面から先端側に突出する部分（チューブ先端部１２３）の長さは、２０．０ｍｍである。
ｃ）次に、本実施形態の温度センサ８１の製造方法について簡単に説明する。
【００７２】
本実施形態の温度センサ８１を製造するには、環状取付部材８５、サーミスタ素子８９等の部品を、公知の手法により準備する。
特に本実施形態では、金属チューブ８７を下記の様にして形成する。
【００７３】
まず、周知の深絞り加工によって、板材から溝状部１２１を有する金属チューブ８７を得る。
そして、このようにして形成した金属チューブ８７を、環状取付部材８５の挿通孔８６に挿通し、ロー付けによって環状取付部材８５と金属チューブ８７とを接合して一体化する。
【００７４】
これとは別に、金属チューブ８７内の内部構造品１２５を作製する。
具体的には、まず、固定材９７中に埋設されたサーミスタ素子８９の一対の端子線９５の後端部分と、絶縁碍管９１の貫通孔１０１の先端側から露出させた一対の電極線９９の先端部分とを重ね合わせて溶接する。その後、この溶接部分を、絶縁碍管９１の貫通孔１０１内に収容する。
【００７５】
また、接続部材１１１の後端側と、シール部材１０５に貫挿されたリード線１０９の先端側とを加締めにより接続する。
次に、接続部材１１１の先端側と、絶縁碍管９１の後端側から突出する電極線９９の後端側とを、抵抗溶接によって接合する。
【００７６】
これにより、金属チューブ８７の内部に配置される内部構造品１２５が完成する。
そして、シール部材１０５を先端側にスライドさせて、内部構造品１２５の後端側の接続部材１１１等を貫通孔１０７内に収容する。
【００７７】
次に、この内部構造品１２５を、（サーミスタ素子８９側である）先端側より金属チューブ８７の開口部１２７に挿入するとともに、シール部材１０５を金属チューブ８７の後端の開口部１２７に挿入する。
【００７８】
次に、シール部材１０５に対応する金属チューブ８７の外側を加締めることによって、シール部材１０５を金属チューブ８７に固定し、温度センサ８１が完成する。
本実施形態においても、前記第１実施形態と同様に、金属チューブ８７（チューブ先端部１２３）の表面に、その軸方向に伸びる様に、周方向に複数（本実施形態では３本）の溝状部１２１が形成されているので、第１実施形態と同様に、金属チューブ８７の強度を高められるとともに、温度センサ８１として高い応答性を有するという顕著な効果を奏する。
【００７９】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、種々の態様を採ることができる。
例えば、金属チューブに形成する溝状部の数は３本に限定されるものではなく、複数本（例えば、２本、４本、５本）であればよい。
【符号の説明】
【００８０】
１、８１…温度センサ
３、８３…棒状測定部材
５…環状固定部材
７、８５…環状取付部材
９、８７…金属チューブ
１０、１２３…チューブ先端部
１１、８９…サーミスタ素子
１３…シース部材
１５、９３…感温部
１７、９５…端子線
２１…シース芯線（電極線）
３１、８６…貫通孔
５７、１２１…溝状部
９１…絶縁碍管
９９…電極線（中継線）
【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を備えた感温素子と、
先端側が閉塞され、前記感温素子及び該感温素子から伸びる電線を収納する金属チューブと、
前記金属チューブが貫挿される挿通孔を備えた環状のハウジングと、
を備え、
前記金属チューブの先端側が前記挿通孔の外部に突出した状態で前記ハウジングに固定された温度センサにおいて、
前記金属チューブの前記ハウジングの先端側より突出するチューブ先端部に、周方向に並列に、前記金属チューブの軸方向に沿って伸びる複数の溝状部であって、各々が前記チューブ先端部の軸方向の長さの１／２以上の長さを有する溝状部を備えるとともに、
前記溝状部は、前記金属チューブの外側表面が前記軸方向に沿って内側に凹んだ構成を有するとともに、前記金属チューブの内側表面が前記軸方向に沿って内側に突出する構成を有することを特徴とする温度センサ。
【請求項２】
前記溝状部は、前記チューブ先端部の軸方向に沿って、少なくとも前記ハウジングの先端に到るまで形成されていることを特徴とする請求項１に記載の温度センサ。
【請求項３】
前記溝状部は、前記チューブ先端部に周方向に等間隔に３本以上形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の温度センサ。
【請求項１】
温度によって電気的特性が変化する感温部を備えた感温素子と、
先端側が閉塞され、前記感温素子及び該感温素子から伸びる電線を収納する金属チューブと、
前記金属チューブが貫挿される挿通孔を備えた環状のハウジングと、
を備え、
前記金属チューブの先端側が前記挿通孔の外部に突出した状態で前記ハウジングに固定された温度センサにおいて、
前記金属チューブの前記ハウジングの先端側より突出するチューブ先端部に、周方向に並列に、前記金属チューブの軸方向に沿って伸びる複数の溝状部であって、各々が前記チューブ先端部の軸方向の長さの１／２以上の長さを有する溝状部を備えるとともに、
前記溝状部は、前記金属チューブの外側表面が前記軸方向に沿って内側に凹んだ構成を有するとともに、前記金属チューブの内側表面が前記軸方向に沿って内側に突出する構成を有することを特徴とする温度センサ。
【請求項２】
前記溝状部は、前記チューブ先端部の軸方向に沿って、少なくとも前記ハウジングの先端に到るまで形成されていることを特徴とする請求項１に記載の温度センサ。
【請求項３】
前記溝状部は、前記チューブ先端部に周方向に等間隔に３本以上形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の温度センサ。
【図１】
【図２】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図３】
【図２】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図３】
【公開番号】特開２０１３−１０１００４（Ｐ２０１３−１０１００４Ａ）
【公開日】平成２５年５月２３日（２０１３．５．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４３８５８（Ｐ２０１１−２４３８５８）
【出願日】平成２３年１１月７日（２０１１．１１．７）
【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２５年５月２３日（２０１３．５．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月７日（２０１１．１１．７）
【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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