JP2001056256A

JP2001056256A - 温度センサおよびその製造方法

Info

Publication number: JP2001056256A
Application number: JP11230795A
Authority: JP
Inventors: Matsuo Fukaya; 松雄深谷; Sotoo Takahashi; 外雄高橋
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1999-08-17
Filing date: 1999-08-17
Publication date: 2001-02-27
Also published as: DE10034265A1; FR2797687B1; FR2797687A1; DE10034265B4

Abstract

(57)【要約】【課題】一端側に温度検出素子が配設されたシースピ
ンと、このシースピンの一端側に被せられた金属キャッ
プとを備える温度センサにおいて、シースピンの性能を
劣化させることなく、金属キャップを細径化できるよう
なセンサ構成を提供する。【解決手段】シースピン１３の外筒１０のうち金属キ
ャップ３０が被せられる部位であるキャップ接続部と他
の部位との間には段部１０ｂが形成され、当該キャップ
接続部は、外筒１０における他の部位に比べて、その外
径が金属キャップ３０の肉厚の分だけ小さい小径部１０
ａを構成している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、温度検出を行うた
めに用いられるサーミスタ素子を有する温度センサおよ
びその製造方法に関し、特に、１０００℃程度の耐熱性
が要求される温度センサ、例えば、自動車排気系の触媒
コンバータ等に取付けられ、異常温検出や触媒劣化検出
等を行なう排気温度センサ等に用いて好適である。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の温度センサとしては、特
開平９−１８９６１８号公報に記載のものが提案されて
いる。このものは、金属製の外筒内部に導電性の芯線が
絶縁粉末を介して絶縁保持されてなる二芯管（シースピ
ン）の先端にて温度検出素子を該芯線と電気的に接続す
るとともに、二芯管の先端に有底筒状の耐熱金属性の金
属キャップを被せて温度検出素子を該キャップに内蔵し
てなるものであり、温度検出素子の信号を配線部材とし
ての二芯管を介して外部に取出すようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年、
この種の温度センサにおいては、触媒劣化判定など温度
差が少ない領域で精度よく検出しなければならず、いっ
そうの高精度化及び高応答化（熱応答性の向上）が必要
となってきている。そのために、センサを高応答化すべ
く、温度検出素子及び金属キャップより構成される感温
部（温度検出部）の外径を細径化することが要望されて
いる。

【０００４】この細径化を実現するためには金属キャッ
プ自体を細くする必要があるが、それに対応して、金属
キャップを被せるシースピンも全体に外径の細いものを
用いる必要がある。しかし、シースピンは、耐熱性、耐
振性、耐絶縁性等を考慮して、ある程度の太さが必要で
あるため、シースピン全体を細径化すると、上記のシー
スピンに必要とされる各性能が確保できない。そこで、
シースピン全体を細径化せずに金属キャップを細径化し
たとしても、シースピンへの金属キャップの取り付けが
困難となる。また、感温部において金属キャップの肉厚
分の拡径化は避けられない。

【０００５】本発明は上記問題に鑑み、一端側に温度検
出素子が配設されたシースピンと、このシースピンの一
端側に被せられた金属キャップとを備える温度センサに
おいて、シースピンの性能を劣化させることなく、金属
キャップを細径化できるようなセンサ構成、及びそのよ
うなセンサ構成を備える温度センサを適切に製造可能な
製造方法を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、従来、全体が
ストレートであったシースピン（内部に芯線を絶縁保持
してなる外筒）において、シースピン全体（即ち外筒全
体）を細くするのではなく、金属キャップとの接続部分
のみ細くして、細径化された金属キャップのシースピン
への取付性を確保しつつシースピン全体の強度を維持す
る、という点に着目してなされたものである。

【０００７】上記目的を達成するため、請求項１記載の
発明では、内部に導電性の芯線（１１）を絶縁保持する
金属製の外筒（１０）の一端側に該芯線に電気的に接続
された温度検出素子（２０）を設け、該温度検出素子を
内蔵するように該外筒の一端側に金属キャップ（３０）
を被せてなる温度センサにおいて、該外筒のうち該金属
キャップが被せられる部位であるキャップ接続部を、該
外筒における該キャップ接続部以外の部位に比べて、そ
の外径が小さい小径部（１０ａ）としたことを特徴とし
ている。

【０００８】ここで、外筒におけるキャップ接続部を小
径部とするとは、小径部が感温部に存在するのであれ
ば、小径部とする部分が、キャップ接続部の全部でもキ
ャップ接続部の一部分でもどちらでも良いことを意味す
る。

【０００９】本発明によれば、外筒におけるキャップ接
続部を選択的に小径部とすることで、シースピン全体で
は実質的に必要な太さを確保でき、また、金属キャップ
を細径化してもシースピンへの取付性を確保でき、更
に、感温部における金属キャップの肉厚分の拡径化を抑
制できる。よって、本発明によれば、シースピンの性能
を劣化させることなく、金属キャップを細径化できるよ
うなセンサ構成を提供することができる。

【００１０】ここで、小径部（１０ａ）は、その全域に
渡って略一定の外径であり、外筒（１０）におけるキャ
ップ接続部以外の部位との間に段部（１０ｂ）を有して
構成されたもの（請求項２の発明）とできる。この場
合、小径部を細くしすぎると、外筒内部の芯線等の傷付
きや芯線の絶縁性への影響等が懸念されるため、外筒の
外面と金属キャップの外面とが略同一平面となる程度ま
で小径部を細くすれば十分である。

【００１１】そのためには、小径部（１０ａ）の外径
を、外筒（１０）におけるキャップ接続部以外の部位に
比べて、実質的に金属キャップ（３０）の肉厚の分だけ
小さくすること（請求項３の発明）が好ましい。また、
小径部（１０ａ）を、その外径が外筒（１０）における
キャップ接続部以外の部位からテーパ状に徐々に小さく
した構成（請求項４の発明）としてもよい。

【００１２】また、請求項５〜請求項１０記載の発明
は、長手方向に外径が同一であり、内部に導電性の芯線
（１１）を絶縁保持してなる金属筒状の配線部材（Ｋ
１）を用意し、該配線部材の一端側にて該芯線に温度検
出素子（２０）を電気的に接続するとともに、該温度検
出素子を内蔵するように金属キャップ（３０）を該配線
部材に被せてなる温度センサの製造方法についてなされ
たものである。

【００１３】即ち、請求項５記載の製造方法によれば、
配線部材（Ｋ１）におけるキャップ接続部を、その周囲
から押圧して変形させることにより、該キャップ接続部
以外の部位に比べて外径を小さくした小径部（１０ａ）
とした後、この小径部に金属キャップ（３０）を被せる
ようにしたことを特徴としており、請求項１〜請求項４
記載の温度センサを適切に製造することができる。

【００１４】ここで、キャップ接続部に対する押圧変形
は、円周かしめ（請求項６の発明）や、スウェージング
（請求項７の発明）により行うことができる。また、キ
ャップ接続部に対する押圧変形を、絞り加工にて行うこ
とで、請求項４に記載されているようなテーパ形状の小
径部（１０ａ）を好適に形成することができる（請求項
８の発明）。

【００１５】また、請求項９記載の製造方法によれば、
配線部材（Ｋ１）のうち金属キャップ（３０）が被せら
れる部位であるキャップ接続部を、切削して薄肉化する
ことにより小径部（１０ａ）とした後、この小径部に該
金属キャップを被せるようにしたことを特徴としてお
り、請求項１〜請求項４記載の温度センサを適切に製造
することができる。

【００１６】また、請求項１０記載の製造方法によれ
ば、最終的に金属キャップ（３０）となる有底筒状のキ
ャップ部材（Ｋ２）であって開口部側が底部側よりも大
径となったものを用意し、このキャップ部材の大径部
（Ｋ２２）を配線部材（Ｋ１）に被せた後、該キャップ
部材と該配線部材との重なり部（Ｋ３）に対して該キャ
ップ部材の周囲から押圧して変形させることにより、該
重なり部における該配線部材の外径及び該キャップ部材
の該大径部を小径化することを特徴としており、請求項
１〜請求項３記載の温度センサを適切に製造することが
できる。

【００１７】なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述
する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一
例である。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示す実施形態
について説明する。図１は本実施形態に係る温度センサ
１００の全体断面図である。本温度センサ１００は、自
動車の排気ガス通路（流通路）に取り付けられ、該排気
ガス通路内を流れる排気ガス（被測定流体）の温度を検
出する温度センサ、いわゆる排気温度センサに適用され
たものとして説明する。

【００１９】この温度センサ１００は、内部に導電性の
一対の芯線１１を絶縁保持する金属製の外筒１０と、こ
の外筒１０の一端側にて芯線１１の一端側に電気的に接
続された温度検出素子（例えばサーミスタ素子）２０
と、外筒１０の一端側に被せられて温度検出素子２０を
内蔵する金属キャップ３０とを備えている。そして、図
示しないが、この温度センサ１００は、上記排気ガス通
路内に金属キャップ３０及び温度検出素子２０が位置す
るように、当該排気ガス通路を区画する壁部に設けられ
た穴部に挿入固定される。

【００２０】外筒１０は例えばＳＵＳ３１０Ｓ等からな
る金属製の略円筒状のものであり、この外筒１０内部に
収納された一対の芯線１１は例えばＳＵＳ３１０Ｓ等の
金属からなり、芯線１１の各々は互いに略平行に離間配
置されている。芯線１１と外筒１０との間にはＭｇＯ等
の絶縁粉末１２が充填されており、この絶縁粉末１２に
より、各々の芯線１１と外筒１０とが絶縁され、一対の
芯線１１は外筒１０に保持される。

【００２１】そして、これら部材１０〜１２によりシー
スピン１３が構成されているのであるが、このシースピ
ン１３は、一対の芯線１１を、外筒１０内において外筒
１０の軸方向に沿って略平行に離間配置し、外筒１０内
に絶縁粉末１２を充填した後、太い材料状態から減径加
工〜焼鈍工程を繰返すことによって作られる。

【００２２】ここで、シースピン１３の外径（外筒１０
の外径）は、耐熱性、耐振性、耐絶縁性を考慮し、例え
ばφ２．３ｍｍ〜φ５ｍｍのものが採用できる。これ
は、シースピン外径が細すぎる（例えばφ２．３ｍｍ未
満）と、耐振強度や芯線の引張強度等が低下しがちにな
り、一方、太すぎる（φ５ｍｍよりも大）と、感温部の
熱引けが増大して検出温度誤差の増大や検出応答性の悪
化等を招きがちになるためである。特に最近のセンサ
は、より厳しい排気ガス規制に対応するシステムに用い
られ、高精度、高応答性が強く要求されてきているた
め、シースピン外径も、より細いもの（例えばφ２．３
〜φ３．５ｍｍ）を用いることが好ましい。

【００２３】図２に、本実施形態に採用できるシースピ
ン１３における外筒１０の外径Ｄ１、肉厚ｔ、及び芯線
１１の径Ｒの一例を示す。図２において、（ａ）は図１
中の感温部の拡大図（ハッチングは省略）、（ｂ）は
（ａ）中のＡ−Ａ断面図、（ｃ）は上記寸法Ｄ１、ｔ、
Ｒの一例を示す図表である。なお、図２中、外筒の外径
Ｄ１は、後述する小径部１０ａ以外の部分の外径であ
り、Ｄ２は当該小径部１０ａの外径、ｄは金属キャップ
３０の外径である。

【００２４】シースピン１３の一端側即ち外筒１０の一
端側に配置された温度検出素子２０は、排気ガスの温度
を検出するためのもので、例えば、温度に対応した抵抗
を出力するサーミスタ素子を用いることができる。本例
の温度検出素子２０は、例えば酸化物半導体等のサーミ
スタ材料からなる円柱状の素子部２１と、この素子部２
１からシースピン１３側に引き出された一対の電極線２
２とを備えている。一対の電極線２２は白金等よりな
り、各々、シースピン１３の各芯線１１の一端側に、レ
ーザ溶接や抵抗溶接等により電気的に接続されている。

【００２５】外筒１０の一端側に被せられた金属キャッ
プ３０は、例えばＳＵＳ３１０Ｓ等の耐熱金属製であ
り、有底筒状をなす。金属キャップ３０は、その開口部
側の内周面と外筒１０の外周面とをラップさせレーザ溶
接等により全周溶接することによって、外筒１０に固定
されている。そして、金属キャップ３０の内部にて温度
検出素子２０は封入され、排気ガスから保護されるよう
になっている。

【００２６】ここで、本実施形態においては、外筒１０
のうち金属キャップ３０が被せられる部位（キャップ接
続部）は、外筒１０におけるキャップ接続部以外の部位
（非接続部）に比べて、その外径が小さい上記小径部１
０ａとした独自の構成としている。この小径部１０ａ
は、その全域に渡って略一定の外径であり、外筒１０に
おける非接続部との間に段部１０ｂを有して構成されて
いる。

【００２７】本例では、小径部１０ａの外径Ｄ２は、外
筒１０における非接続部の外径Ｄ１に比べて、金属キャ
ップ３０の肉厚（例えば０．２ｍｍ〜０．３ｍｍ）の分
だけ小さくなっている。例えば金属キャップ３０の肉厚
が０．２ｍｍの場合、小径部１０ａの外径Ｄ２は非接続
部の外径Ｄ１よりも０．４ｍｍ程度小さくなっている。
それによって、外筒１０における非接続部の外面と金属
キャップ３０の外面とが略同一平面となり、外筒におけ
る非接続部の外径Ｄ１と金属キャップの外径ｄ（図２
（ａ）参照）とがほぼ等しくなる。

【００２８】また、温度検出素子２０の反対側であるシ
ースピン１３の他端側（外筒１０の他端側）において、
各芯線１１の他端側は、一対のリード線４０に接続用コ
ネクタ５０を介して電気的に接続されている。一対のリ
ード線４０は例えばステンレス等の金属導体と樹脂等の
被覆体で構成されたものであり、シースピン１３の芯線
１１との接続側とは反対側の図示しない端部にて、図示
しない外部回路（例えば車両のＥＣＵ等）に接続される
ようになっている。

【００２９】また、シースピン１３の両端の間には、テ
ーパ部６１を有する金属製リング状の取付用フランジ
（リブ）６０が外筒１０の外周面に溶接等にて固定され
ている。このフランジ６０は、本温度センサ１００を上
記排気ガス通路を区画する壁部に設けられた穴部に挿入
固定する際のシール部材となるもので、テーパ部６１が
当該穴部に設けられたテーパ部（図示せず）に密着し
て、当該穴部から排気ガスが漏れ出すのを防止するよう
になっている。

【００３０】また、シースピン１３の両端の間には、金
属製リング状の取付用ネジ（ニップル）７０が設けられ
ている。このネジ７０は、本温度センサ１００を上記排
気ガス通路を区画する壁部に設けられた穴部に挿入固定
する際に、センサを当該穴部に固定するためのもので、
このネジ７０と当該穴部に形成されたネジ部（図示せ
ず）とが締結されるようになっている。

【００３１】また、シースピン１３の外周のうちフラン
ジ６０よりもリード線４０側の部位、及び、シースピン
１３の芯線１１とリード線４０との接続部は、例えばＳ
ＵＳ３０４等からなる金属製筒状のスリーブ（保護部
材）８０に被覆保護されている。スリーブ８０は、シー
スピン１３が挿入可能な内径を有し、筒の径が軸方向に
同一なストレート形状をなす。

【００３２】このスリーブ８０の一端側は、フランジ６
０と例えば溶接等により接合され、また、他端側（口
元）は、ゴムブッシュ９０を介してかしめられており、
一対のリード線４０を固定するとともにスリーブ８０内
への水やオイル等の侵入を防止するようになっている。
また、上記ネジ７０はスリーブ８０に対して、ネジの回
転方向に回転可能となっている。

【００３３】かかる温度センサ１００の作動は次のよう
である。温度センサ１００は、温度検出素子２０及び金
属キャップ３０より構成される感温部が上記排気ガス通
路内に露出するように配置される。そして、該排気ガス
通路中を流れる排気ガスの温度は、温度検出素子２０に
て検知され、温度検出素子２０からの出力は、シースピ
ン１３の芯線１１からリード線４０により、図示しない
外部回路に取り出され、排気ガスの温度が検出される。

【００３４】次に、本温度センサ１００において、上記
の独自の構成とした感温部の製造方法について、図３に
示す概略断面図としての工程図を参照して述べる。図３
中、（ａ）及び（ｂ）は感温部の製造方法の第１の例を
示す図、（ｃ）及び（ｄ）は感温部の製造方法の第２の
例を示す図である。

【００３５】まず、第１の例では、図３（ａ）に示す様
に、長手方向に外径が同一であり且つ内部に一対の芯線
１１を絶縁粉末１２によって絶縁保持してなる金属筒状
の配線部材Ｋ１、即ち、従来構成のシースピンを用意す
る。この配線部材Ｋ１は最終的に上記温度センサ１００
におけるシースピン１３となるもので、配線部材Ｋ１の
外径は、シースピン１３の小径部１０ａ以外の部分（非
接続部）の外径Ｄ１と同等である。

【００３６】次に、この配線部材Ｋ１におけるキャップ
接続部となる部分の全周に対して、その周囲から押圧し
て変形させることにより、非接続部に比べて外径を小さ
くした小径部１０ａを形成する。この押圧変形として
は、具体的には、円周かしめを施したり、スウェージン
グ処理を行う等の方法を採用できる。ここで、円周かし
めでは、合致した状態で小径部１０ａの径となる穴を有
する分割金型（図示せず）を用い、配線部材Ｋ１の外周
の全周をかしめる。また、スウェージングでは、小径部
１０ａの径となる穴を有するダイス（図示せず）を用い
る。こうして、本実施形態のシースピン１３が出来上が
る。

【００３７】続いて、図３（ｂ）に示す様に、シースピ
ン１３の一端側にて芯線１１に温度検出素子２０を溶接
等により電気的に接続したものに対して、本実施形態の
金属キャップ３０を小径部１０ａに被せ、温度検出素子
２０を金属キャップ３０に内蔵するようにする。この
後、この小径部１０ａと金属キャップ３０との重なり部
をレーザ溶接等により全周溶接することでキャップ３０
を外筒１０に固定する。こうして、図２（ａ）に示す様
な感温部が出来上がる。

【００３８】次に、製造方法の第２の例では、図３
（ｃ）に示す様に、最終的に金属キャップ３０となる有
底筒状のキャップ部材Ｋ２を用意する。このキャップ部
材Ｋ２は、キャップ接続部に相当する開口部側の部位Ｋ
２２と当該部位Ｋ２２以外の底部側の部位Ｋ２１との間
に段部が形成され、開口部側の部位Ｋ２２の外径ｄ’は
底部側の部位Ｋ２１の外径ｄよりも大径となっている。
底部側の部位Ｋ２１の外径ｄは、最終的な金属キャップ
３０の外径と同等となっている。このような段付形状の
キャップ部材Ｋ２は深絞り加工により形成できる。

【００３９】そして、このキャップ部材Ｋ２における開
口部側の部位Ｋ２２を、一端側にて芯線１１に温度検出
素子２０が接続された配線部材Ｋ１に対して被せ、図３
（ｄ）に示す様に、温度検出素子２０をキャップ部材Ｋ
２に内蔵するようにする。この後、配線部材Ｋ１とキャ
ップ部材Ｋ２における開口部側の部位Ｋ２２との重なり
部Ｋ３の全域に対して、キャップ部材Ｋ２の周囲から押
圧して変形させることにより、重なり部Ｋ３における配
線部材Ｋ２の外径及び開口部側の部位Ｋ２２の外径を小
径化する。

【００４０】この重なり部Ｋ３に対する押圧変形も、円
周かしめやスウェージングにより行うことができる。な
お、スウェージングによると、スウェージング処理時の
振動によってキャップ部材Ｋ２内部の温度検出素子２０
に対して断線等の恐れがあるため、注意する必要があ
る。従って、本第２の例における重なり部Ｋ３の小径化
処理としては、円周かしめの方が好ましい。また、重な
り部Ｋ３の小径化としては、例えば、開口部側の部位Ｋ
２２の外径ｄ’が配線部材Ｋ１の外径Ｄ１と等しくなる
程度まで行うことが好ましい。

【００４１】続いて、小径化された重なり部Ｋ３に対し
て、レーザ溶接等により全周溶接を行い、配線部材Ｋ１
とキャップ部材Ｋ２とを固定する。こうして、図２
（ａ）に示す様な感温部が出来上がる。なお、従来の感
温部の製造方法、即ち、キャップ部材Ｋ２に、これに径
が対応した配線部材Ｋ１を挿入し、両部材Ｋ１、Ｋ２を
溶接固定する場合も、溶接前に、重なった両部材Ｋ１、
Ｋ２における溶接すべき部位をかしめることはなされて
いた。本第２の例は、従来のかしめ工程において重なり
部Ｋ３全体をかしめて小径化させるものであり、新たな
かしめ工程を追加するものではないため、製造コストへ
の影響は殆どない。

【００４２】また、本実施形態の感温部の製造方法とし
ては、図４に示す第３の例を採用することもできる。図
４は該第３の例を概略断面図として示す工程図である。
まず、上記の配線部材Ｋ１を用意し、この配線部材Ｋ１
のうち金属キャップ３０が被せられる部位であるキャッ
プ接続部を、切削して薄肉化することにより、非接続部
に比べて外径を小さくした小径部１０ａを形成する。

【００４３】ここで、上記第１及び第２の例の製造方法
では、図１及び図２（ａ）に対応した小径部１０ａ、即
ち、外筒１０における非接続部に比べて、段部１０ｂを
境に外筒１０の外径及び内径共に小さくした小径部１０
ａを形成しているが、この第３の例の切削により形成さ
れた小径部１０ａは、図４（ａ）に示す様に、段部１０
ｂを境に内径は変わらず外径のみ小さくなっている。

【００４４】そして、この小径部１０ａが形成された配
線部材Ｋ１即ちシースピン１３において、図４（ａ）に
示す様に、一端側にて芯線１１に温度検出素子２０を接
続する。続いて、図４（ｂ）に示す様に、小径部１０ａ
に金属キャップ３０を被せ、レーザ溶接等により全周溶
接を行い、シースピン１３と金属キャップ３０とを固定
する。こうして、感温部が出来上がる。

【００４５】ところで、本実施形態によれば、外筒１０
におけるキャップ接続部を選択的に小径部１０ａとする
ことで、シースピン１３全体では実質的に必要な太さを
確保でき、また、金属キャップ３０を細径化してもシー
スピン１３への取付性を確保でき、更に、感温部におけ
る金属キャップ３０の肉厚分の拡径化を抑制できる。よ
って、シースピン１３の性能（耐熱性、耐振性、耐絶縁
性等）を劣化させることなく、金属キャップ３０を細径
化できるような感温部構成を提供することができる。

【００４６】特に、図示例のように、小径部１０ａが、
その全域に渡って略一定の外径であり、且つ、外筒１０
における非接続部との間に段部１０ｂを有して構成され
ている場合、小径部１０ａを細くしすぎると、外筒１０
内部の芯線１１等の傷付きや芯線１１の絶縁破壊等が懸
念されるため、外筒１１の外面と金属キャップ３０の外
面とが略同一平面となる程度まで小径部１０ａを細くし
た構成が好ましい。

【００４７】ここで、本発明者等が試作した本実施形態
の温度センサ１００における効果の一具体例を図５に示
す。配線部材Ｋ１として、肉厚ｔが０．５ｍｍ、外径Ｄ
１がφ３．０ｍｍであるＳＵＳ３１０Ｓ製の外筒１０、
φ０．５ｍｍのＳＵＳ３１０Ｓ製の芯線１１を採用した
シースピンを用いた。これを、図５中に示す様に、小径
部１０ａを形成して金属キャップ３０の外径ｄをφ３ｍ
ｍとした温度センサ１００を試作した。また、比較例と
して、図５中に示す様に、上記配線部材Ｋ１に小径部を
形成しないものに対して上記キャップ部材Ｋ２を被せた
もの、即ち、感温部がキャップ接続部においてキャップ
の肉厚分だけ拡径化（φ３．５ｍｍ）した従来構成の温
度センサを試作した。

【００４８】これら本実施形態及び比較例の温度センサ
を１０００℃の炉中に入れ、室温から１０００℃までの
熱応答性を調べた。この熱応答性は、温度センサにおけ
る感温部が１０００℃に昇温されていく過程において、
６３０℃となるまでの時間を判定基準として調べた。図
５に示す様に、比較例では６３０℃となるまでに１２秒
かかるのに対し、本実施形態では１０秒と短くでき、熱
応答性が向上できていることがわかる。また、芯線１１
の引張強度も１０ｋｇ程度であり、必要な強度を確保で
きている。このように、本実施形態によれば、高精度
化、高応答化に適したセンサ構成を持つ温度センサを提
供できる。

【００４９】また、本実施形態の感温部構成は上記第１
〜第３の例に示す様な製造方法を用いて適切に形成する
ことができる。なお、外筒１０の外径Ｄ１がφ３．２ｍ
ｍの場合、その肉厚ｔは０．５ｍｍ程度であり、上記第
３の例を採用すると、切削形成された小径部１０ａの肉
厚がかなり薄くなる。従って、量産化等を考慮して実用
上は、第１及び第２の例を採用することが好ましい。ま
た、本実施形態において、外筒１０におけるキャップ接
続部以外の部位（非接続部）とは、外筒１０における非
接続部全部を意味するものではなく、非接続部であって
も部分的に小径部と同等かそれ以下の外径となっている
部分があっても良い。

【００５０】（他の実施形態）なお、上記小径部１０ａ
は図６に示す様なテーパ形状であってもよい。この小径
部１０ａは、その外径が外筒１０における非接続部から
テーパ状に徐々に小さくなっているものである。そし
て、金属キャップ３０は、このテーパ状の小径部１０ａ
に対応したテーパ形状をなす開口端部を有し、該開口端
部が小径部１０ａに被せられている。シースピン１３の
外筒１０と金属キャップとは、図６に示す黒丸Ｋ４部分
をレーザ溶接等で全周溶接することで、互いに固定され
ている。

【００５１】ここで、図６（ａ）は外筒１０の外径、内
径共にテーパ状としたもので、この小径部１０ａは、配
線部材Ｋ１におけるキャップ接続部に対して、テーパ形
状を有する金型を用いた円周かしめを施したり、絞り加
工を施したりする等により形成できる。また、図６
（ｂ）は外筒１０を切削加工することで、テーパ状に薄
肉化し、小径部１０ａを形成したものである。そして、
図６（ａ）及び（ｂ）共、形成された小径部１０ａに金
属キャップ３０を被せ、キャップの開口端部がテーパ状
となるように絞った後、上記溶接を行い固定する。

【００５２】以上述べてきたように、本発明は、内部に
導電性の芯線を絶縁保持する金属製の外筒と、この外筒
の一端側にて該芯線に電気的に接続された温度検出素子
と、該外筒の一端側に被せられて該温度検出素子を内蔵
する金属キャップと、を備える温度センサにおいて、該
外筒のうち非接続部に比べて小径部となったキャップ接
続部を発明の要部としており、他の部分は適宜設計変更
しても良いことは勿論である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る温度センサ１００の全
体断面図である。

【図２】（ａ）は図１中の感温部の拡大図、（ｂ）は
（ａ）中のＡ−Ａ断面図、（ｃ）はシースピンの寸法の
一例を示す図表である。

【図３】上記実施形態に係る温度センサにおける感温部
の製造方法を示す工程図であり、（ａ）及び（ｂ）は第
１の例、（ｃ）及び（ｄ）は第２の例を示す。

【図４】上記実施形態に係る温度センサにおける感温部
の製造方法の第３の例を示す工程図である。

【図５】上記実施形態の温度センサの熱応答性向上効果
を示すグラフである。

【図６】本発明の他の実施形態に係る温度センサの要部
を示す概略断面図である。

【符号の説明】

１０…外筒、１０ａ…外筒における小径部、１０ｂ…段
部、１１…芯線、２０…温度検出素子、３０…金属キャ
ップ、Ｋ１…配線部材、Ｋ２…キャップ部材、Ｋ２２…
キャップ部材における開口部側の部位、Ｋ３…配線部材
とキャップ部材における開口部側の部位との重なり部。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内部に導電性の芯線（１１）を絶縁保持
する金属製の外筒（１０）と、この外筒の一端側にて前
記芯線に電気的に接続された温度検出素子（２０）と、
前記外筒の前記一端側に被せられて前記温度検出素子を
内蔵する金属キャップ（３０）と、を備える温度センサ
において、前記外筒のうち前記金属キャップが被せられる部位であ
るキャップ接続部は、前記外筒における前記キャップ接
続部以外の部位に比べて、その外径が小さい小径部（１
０ａ）となっていることを特徴とする温度センサ。
【請求項２】前記小径部（１０ａ）は、その全域に渡
って略一定の外径であり、前記外筒（１０）における前
記キャップ接続部以外の部位との間に段部（１０ｂ）を
有して構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】前記小径部（１０ａ）の外径は、前記外
筒（１０）における前記キャップ接続部以外の部位に比
べて、実質的に前記金属キャップ（３０）の肉厚の分だ
け小さくなっていることを特徴とする請求項２に記載の
温度センサ。
【請求項４】前記小径部（１０ａ）は、その外径が前
記外筒（１１）における前記キャップ接続部以外の部位
からテーパ状に徐々に小さくなっ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５】長手方向に外径が同一であり、内部に導
電性の芯線（１１）を絶縁保持してなる金属筒状の配線
部材（Ｋ１）を用意し、該配線部材の一端側にて前記芯
線に温度検出素子（２０）を電気的に接続するととも
に、前記温度検出素子を内蔵するように金属キャップ
（３０）を前記配線部材に被せてなる温度センサの製造
方法において、前記配線部材のうち前記金属キャップが被せられる部位
であるキャップ接続部に対して、その周囲から押圧して
変形させることにより、前記キャップ接続部以外の部位
に比べて外径を小さくした小径部（１０ａ）を形成する
工程と、前記小径部に前記金属キャップを被せる工程と、を備え
ることを特徴とする温度センサの製造方法。
【請求項６】前記キャップ接続部に対する押圧変形
は、前記キャップ接続部の全周をかしめる円周かしめに
より行うことを特徴とする請求項５に記載の温度センサ
の製造方法。
【請求項７】前記キャップ接続部に対する押圧変形
は、前記キャップ接続部をスウェージングすることによ
り行うことを特徴とする請求項５に記載の温度センサの
製造方法。
【請求項８】前記キャップ接続部に対する押圧変形
は、前記キャップ接続部を絞り加工することにより行
い、前記小径部（１０ａ）としてその外径が前記キャッ
プ接続部以外の部位からテーパ状に徐々に小さくなって
いるものを形成することを特徴とする請求項５に記載の
温度センサの製造方法。
【請求項９】長手方向に外径が同一であり、内部に導
電性の芯線（１１）を絶縁保持してなる金属筒状の配線
部材（Ｋ１）を用意し、該配線部材の一端側にて前記芯
線に温度検出素子（２０）を電気的に接続するととも
に、前記温度検出素子を内蔵するように金属キャップ
（３０）を前記配線部材に被せてなる温度センサの製造
方法において、前記配線部材のうち前記金属キャップが被せられる部位
であるキャップ接続部に対して、切削して薄肉化するこ
とにより、前記キャップ接続部以外の部位に比べて外径
を小さくした小径部（１０ａ）を形成する工程と、前記小径部に前記金属キャップを被せる工程と、を備え
ることを特徴とする温度センサの製造方法。
【請求項１０】長手方向に外径が同一であり、内部に
導電性の芯線（１１）を絶縁保持してなる金属筒状の配
線部材（Ｋ１）を用意し、該配線部材の一端側にて前記
芯線に温度検出素子（２０）を電気的に接続するととも
に、前記温度検出素子を内蔵するように金属キャップ
（３０）を前記配線部材に被せてなる温度センサの製造
方法において、最終的に前記金属キャップとなる有底筒状のキャップ部
材（Ｋ２）であって、開口部側が底部側よりも大径とな
ったものを用意し、前記キャップ部材の大径部（Ｋ２２）を前記配線部材に
被せた後、前記キャップ部材と前記配線部材との重なり
部（Ｋ３）に対して、前記キャップ部材の周囲から押圧
して変形させることにより、前記重なり部における前記
配線部材の外径及び前記キャップ部材の前記大径部を、
小径化することを特徴とする温度センサの製造方法。