JP2006030025A - 温度センサ、温度センサの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 高応答性を有しながら、加振されても導電線が破断せず、耐振動性の高い温度センサを提供すること、及び耐振動性の高い温度センサの製造方法を提供する。
【解決手段】 温度センサ１０は、金属カバー５と、そのカバー先端部５ｓ内に収容されたサーミスタ素子１と、第１，第２導電線２ａ，２ｂと、第１，第２芯線４ａ，４ｂを含み、先端部を金属カバー５内に挿入したＭＩケーブル４と、金属カバー５内でサーミスタ素子１とＭＩケーブル４の間に位置し、第１，第２導電線２ａ，２ｂと第１，第２芯線４ａ，４ｂを保持する絶縁保持部材３とを備え、サーミスタ素子１と絶縁保持部材３とは、セメント６により互いに固着されてなる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、温度センサ素子を金属カバーで包囲してなる温度センサ、及び温度センサの製造方法に関する。

特許文献１には、筒状のインシュレータ１３０内にサーミスタ素子１１を配置しこれを無機接着剤１３５で充填し、インシュレータ１３０の外周を金属カバー１６で包囲する形態の温度センサ１が示されている。
しかし、近時、外界の温度変化に素早く追従して信号を発生する高応答性の温度センサが求められており、金属カバーの外径を細くし、また、金属カバーと温度センサ素子とを近づけるべく、特許文献２に示すように、インシュレータを用いず、無機接着剤を充填しないタイプの温度センサＳ１が開発されている。この特許文献２では、金属カバー２の先端部の内径は、シースピン（ＭＩケーブル）５の先端の外径よりも細径となるように、金属カバー２が段状に成形されている。一方、この特許文献２では、サーミスタ素子（温度センサ素子）３の振動による電極線４の破断を防止すべく、碍子部材６を用いて電極線４を非接触の状態で保持している。

特開平１１−２１８４４９号公報（第４頁、図１） 特開２００２−２６７５４７号公報（第３頁、図２，３）

しかしながら、この特許文献２に示すタイプの温度センサ１では、碍子部材６を金属カバー２内に挿入する必要があるから、碍子部材６の外径は、金属カバ２ーの対応する部分（特許文献２においては、先端部分）の内径よりも小さくせざるを得ない。すると、金属カバーと碍子部材との間にも隙間ができる。このため、温度センサが加振されると、金属カバー内で、温度センサ素子と絶縁碍子とがそれぞれ振動することにより、温度センサ素子と碍子部材との間に位置する部分で電極線が破断し易い傾向があった。
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであって、高応答性を有しながら、加振されても、導電線が破断せず、耐振動性の高い温度センサを提供すること、及び耐振動性の高い温度センサの製造方法を提供することを目的とする。

その解決手段は、先端が閉じられた有底筒状の金属カバーと、上記金属カバーのうち先端に位置するカバー先端部内に収容された温度センサ素子と、上記温度センサ素子から後端側に向けて延び、上記温度センサ素子からの信号を伝送する一又は複数の導電線と、上記温度センサ素子の後端側に位置し、上記導電線と同数以上の芯線を内部に含み、ケーブル先端部を上記金属カバー内に挿入してなるＭＩケーブルと、上記金属カバー内のうち、上記温度センサ素子よりも後端側で、上記ＭＩケーブルよりも先端側に位置する絶縁保持部材であって、絶縁性を有し、上記導電線、及び、上記ＭＩケーブルから先端側に延びる上記芯線を保持する絶縁保持部材と、を備え、上記導電線とこれに対応する上記芯線とが、上記絶縁保持部材内で互いに接続され、上記金属カバーの上記カバー先端部の内径が、上記ＭＩケーブルのケーブル先端部における外径よりも小さくされてなり、上記温度センサ素子と上記絶縁保持部材とは、少なくとも両者の間に介在する固着材により、互いに固着されてなる温度センサである。

本発明の温度センサでは、温度センサ素子と絶縁保持部材とが、固着材により互いに固着されている。これにより、温度センサ素子と絶縁保持部材とは一体となり、外部からの振動が伝わっても、個々に振動することはないから、温度センサ素子から後端側に延び、絶縁保持部材に保持されている導電線、特に、このうち、温度センサ素子と絶縁保持部材との間の隙間（空間）に位置する部分に負荷が掛かって破断する不具合が防止される。
なお、金属カバーのカバー先端部を細径にしており、この内部に温度センサ素子を有しているので、外界の温度変化に対して、高応答性である利点も引き続き得ることができる。

本発明の温度センサとしては、振動が掛かる用途に用いるもの、特に、自動車等の排気管に取り付けて排気ガスの温度を計測したり、自動車のラジエタやエンジンの冷却水路などに取り付けて冷却水の温度を計測したり、燃料電池車の水素流通管に取り付けて水素ガスの温度を計測するなど、自動車の各部に取り付けて各所の温度を計測する車載用の温度センサに用いるのが好ましい。即ち、上記構成を有する車載用温度センサとするのが好ましい。
また、本発明の温度センサに用いる温度センサ素子としては、例えば、いわゆるサーミスタ素子として用いられる金属酸化物セラミックからなる感温素子が挙げられる。また、サーミスタ素子を用いた場合、このサーミスタ素子の形態としては、円柱状や六角柱状など適宜の形態を選択することができる。

導電線は、温度センサ素子の出力形式に応じた数だけあれば良く、例えば、サーミスタ素子においては、通常は一対（２本）の導電線が用いられる。また、第１導電線及び第２導電線としては、温度センサ素子の種類や材質に応じて適宜の材質を選択すればよい。例えば温度センサ素子としてサーミスタ素子を用いた場合には、Ｐｔ，Ｐｔ−Ｒｈなどの貴金属線や、ジュメット線、銅線、ニッケル線などを用いることができる。
また、絶縁保持部材としては、温度センサが計測するあるいは晒される温度範囲を考慮して、材質を選択すればよいが、例えば、アルミナ、ムライト等のセラミックやガラス質のものを用いることができる。また、温度センサを１００℃〜２００℃以下程度の温度範囲で用いる場合には、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂などの熱硬化性樹脂や、フッ素樹脂、ポリアミド、ポリエチレン等の熱可塑性樹脂などの樹脂からなる絶縁保持部材を用いることもできる。
絶縁保持部材の外径ｄは、金属カバーのうち、これが挿入配置される部分の内径Ｄより僅かに小さい寸法とするのが良く、具体的には、Ｄ−ｄ≦０．２ｍｍとしておくのが好ましい。絶縁保持部材と、金属カバーのうちこれが挿入配置される部分との径差を小さくすることで、絶縁保持部材の振動可能範囲を小さく制限でき、絶縁保持部材の振動による破断の可能性をさらに低減できるからである。

さらに、固着材としては、温度センサが計測するあるいは晒される温度範囲や、温度センサ素子、絶縁樹脂部材、導電線、金属カバー等の材質、及び固化のための条件（温度、雰囲気等）などを考慮して、その材質を選択すればよい。例えば、セラミック粉とガラス成分とを含むセメント（無機接着剤）を用いることができるほか、１００℃〜２００℃以下程度の温度範囲で用いる場合には、熱硬化性樹脂あるいは熱可塑性樹脂を固着材として用いることもできる。
さらに、ＭＩケーブル（無機絶縁ケーブル）とは、金属管からなるシースとこのシース内に挿通した芯線との間に絶縁性の無機セラミック粉末を介在させ、シーズと芯線、及び芯線間の絶縁を保つようにした形態のケーブルを指し、前述の特許文献１，２におけるシースピンに相当する。
このＭＩケーブルとしては、例えば、ステンレス、銅、ニッケルなどからなる芯線と、これを囲むステンレスや銅などの金属のシース（金属筒）と、芯線とシースとの間に充填された無機粉末であるシリカ、アルミナ、マグネシア等のセラミック粉末からなるものが挙げられる。

さらに、上述の温度センサであって、前記固着材は絶縁性を有し、前記導電線は、少なくとも前記温度センサ素子と前記絶縁保持部材との間に位置する部分が、上記固着材にそれぞれ包囲されてなる温度センサとすると良い。

本発明の温度センサでは、用いる固着材が絶縁性を有しており、導電線のうち、温度センサ素子と絶縁保持部材との間に位置する部分が、固着材に包囲されている。このため、固着材が導電線に接触しても、短絡等の問題は生じない。また、導電線は、温度センサ素子と絶縁保持部材との間に位置する部分で固着材に包囲されているので、この部分での第１，第２導電線の屈曲が生じにくい。このため、導電線の破断をより確実に防止できる。

さらに上記いずれかに記載の温度センサであって、前記絶縁保持部材と前記ＭＩケーブルとは、少なくとも両者の間に介在する第２固着材により、互いに固着されてなる温度センサとすると良い。

本発明の温度センサでは、ケーブル先端部を金属カバー内に挿入してなるＭＩケーブル（ＭＩケーブルのケーブル先端部）と、絶縁保持部材とが、第２固着材により互いに固着されている。これにより、絶縁保持部材とＭＩケーブルとは、外部からの振動が伝わっても、個別に振動することはないから、ＭＩケーブルから先端側に延び、絶縁保持部材に保持されている芯線、特に、このうち、絶縁保持部材とＭＩケーブル（そのシース）の間の隙間（空間）に位置する部分に負荷が掛かって破断する不具合が防止される。

なお、第２固着材としては、前述の固着材と同様、温度センサが計測するあるいは晒される温度範囲や、絶縁樹脂部材、金属カバー、ＭＩケーブルのシース、芯線、及び充填された無機セラミック粉末等の材質、及び固化のための条件（温度、雰囲気等）などを考慮して、その材質を選択すればよい。例えば、セラミック粉とガラス成分とを含むセメント（無機接着剤）や、熱硬化性樹脂あるいは熱可塑性樹脂を用いることもできる。特に、前述の固着材と同材質のものを用いると、取り扱いや固化作業の条件等が同じとなり、さらに好ましい。

さらに、請求項３に記載の温度センサであって、前記第２固着材は絶縁性を有し、前記芯線は、少なくとも前記絶縁保持部材と前記ＭＩケーブルとの間に位置する部分が、上記第２固着材にそれぞれ包囲されてなる温度センサとすると好ましい。

本発明の温度センサでは、用いる第２固着材が絶縁性を有しており、芯線のうち、絶縁保持部材とＭＩケーブルとの間に位置する部分が、第２固着材に包囲されている。このため、第２固着材が芯線に接触しても、短絡等の問題は生じない。また、本発明の温度センサでは、芯線は、絶縁保持部材とＭＩケーブルとの間に位置する部分で第２固着材に包囲されているので、芯線の屈曲が生じにくい。このため、芯線の破断がより確実に防止できる。

さらに、上述のいずれか１項に記載の温度センサであって、前記金属カバー、前記温度センサ素子、及び絶縁保持部材の間に介在する前記固着材により、上記温度センサ素子及び絶縁保持部材は、上記金属カバーに固定されてなる温度センサとすると良い。

本発明の温度センサでは、温度センサ素子と絶縁保持部材とが、互いに固着されているだけでなく、固着材によって金属カバーに固定されているので、外部から振動が掛かっても、温度センサ素子及び絶縁保持部材が、金属カバー内で振動することがない。このため、温度センサ素子から後端側に延びる導電線に負荷が掛かって破断する危険性をさらに低減することができる。
しかも、金属カバーから固着材を通じて温度センサ素子に熱を伝えることができるので、金属カバーと温度センサ素子との間に隙間が空いている場合（空気が介在する場合）よりも、熱が伝わりやすくなり、温度センサ素子の、従って温度センサの応答性を高くできる。

なお、本発明の温度センサにおいて、固着材は、温度センサ素子と絶縁保持部材とを金属カバーに固定していれば良く、温度センサ素子あるいは絶縁保持部材の外周をすべて覆うようにしている必要はない。
また、温度センサ素子及び絶縁保持部材が金属カバーに固定されていれば良く、固着材が金属カバーに固着（接着）している必要はなく、温度センサ素子及び絶縁保持部材を固定するように当接しているだけであっても良い。

さらに、請求項４に記載の温度センサであって、前記温度センサ素子は、前記固着材に埋設されて、前記金属カバーに固定されてなる温度センサとすると良い。

本発明の温度センサでは、温度センサ素子が金属カバー内において、固着材に埋設されるようにして金属カバーに固定されるようにしてある。このため、温度センサ素子を金属カバー内に確実に固定することができる上、金属カバーから固着材を通じて熱を効果的に伝えることができ、温度センサ素子の応答性を、従って、温度センサの応答性をさらに良好となし得る。

さらに他の解決手段は、先端が閉じられた有底筒状の金属カバーと、上記金属カバーのうち先端に位置するカバー先端部内に収容された温度センサ素子と、上記温度センサ素子から後端側に向けて延び、上記温度センサ素子からの信号を伝送する一又は複数の導電線と、上記金属カバー内のうち上記温度センサ素子よりも後端側において、上記導電線を保持する絶縁性の絶縁保持部材と、を備える温度センサの製造方法であって、上記導電線を上記絶縁保持部材にセットした状態で、少なくとも上記温度センサ素子と上記絶縁保持部材との間に、未固化の固着材を配置する固着材配置工程と、上記固着材を固化させて、上記温度センサ素子と上記絶縁保持部材とを互いに固着させる固着工程と、互いに固着した上記温度センサ素子及び上記絶縁保持部材を上記金属カバー内に挿入する挿入工程と、を含む温度センサの製造方法である。

金属カバー内において、温度センサ素子と絶縁保持部材とが互いに固着された状態とした温度センサを製造するには、いくつかの手法が考えられる。例えば、予め、金属カバー内に未固化の固着材を注入しておき、温度センサ素子、導電線、及び、この導電線を保持する絶縁保持部材を、金属カバー内に挿入し、その後、固着材を固化させる方法が挙げられる。また、予め、温度センサ素子、導電線、及び、この導電線を保持する絶縁保持部材を、金属カバー内に挿入し、その後、固着材を注入し、固化させる方法が考えられる。
しかし、小さな金属カバー内の適切な位置に固着材を適量注入する作業が必要となることなど、必ずしも容易ではない。

これに対し、本発明の温度センサの製造方法によれば、少なくとも温度センサ素子と絶縁保持部材との間に未固化の固着材を配置する。さらにこれを固化させて、温度センサ素子と絶縁保持部材とを互いに固着させる。その上で、これらを金属カバー内に挿入する。このため、温度センサ素子と絶縁保持部材とに小さな隙間にも確実に固着材を配置して、両者を確実に固着できる。また、使用する固着材の量も少なくて足りる。また、温度センサ素子と絶縁保持部材とを固着しているので、温度センサに振動が加わっても、両者の間に位置する導電線には、屈曲などの応力が掛からないため、これらの断線を確実に防止できる。

なお、さらに、温度センサ素子と絶縁保持部材との間に固着材を配置しこれを固化させた後、金属カバー内に互いに固着した温度センサ素子及び絶縁保持部材を挿入するに当たり、予め金属カバー内に未固化の固着材配置しておく、あるいは挿入した後に未固化の固着材を注入する。そして、この固着材を固化させることで、温度センサ素子及び絶縁保持部材を金属カバーに固定することもできる。この場合にも、予め温度センサ素子と絶縁保持部材との間に固着材を配置しこれを固化させておくことで、温度センサ素子と絶縁保持部材とを確実に互いに固着しておくことができる。

本発明の実施の形態を、実施例１〜３等を用いて説明する。

まず、実施例１にかかる温度センサについて、図１〜図６を参照して説明する。
図１に示す本実施例１の温度センサ１０は、例えば、車両の排気管内にその先端部を挿入し排気ガスの温度を計測する、ラジエタやエンジンの冷却水路などにその先端部を挿入して冷却水の温度を計測するなどの用途に用いられる。
この温度センサ１０は、その軸線ＡＸに沿って、先端側（図中、左側）から、温度を測定する測温部１０ｓ、その後端側に位置し、温度センサ１０を他の機器に取り付ける保持金具１１等を有する中間部１０ｍ、及び、この中間部の後端側に位置し、第１，第２リード線１４，１５が後方に延出している後端部１０ｋとを有する。

このうち、温度センサ１０の先端部分に位置する測温部１０ｓは、温度を計測する排気管や冷却水路などに挿入され、あるいは、測温する物体の近くに配置して、排気ガスや冷却水、あるいは測温する物体の温度を計測する。
この測温部１０ｓは、図２に示すように、ステンレス等の金属からなる有底筒状で段付き形状の金属カバー５に覆われている。この金属カバー５は、比較的径大のカバー後端部５ｋと、この先端側に位置し、このカバー後端部５ｋよりも径小とされたカバー先端部５ｓと、両者間に介在する段部５ｄとを含んでいる。カバー先端部５ｓ内には、その先端（図２中、左方）にサーミスタ素子１を有する。このサーミスタ素子１は、温度によって抵抗値が変化する金属酸化物半導体からなる。本実施例１では、このサーミスタ素子１は、厚さの薄い六角柱形状を有し、電気信号（抵抗値）を出力する第１導電線２ａ及び第２導電線２ｂを、その内部から後端側面１ｋを通して後端側（図中、右方）に延出させている。

第１，第２導電線２ａ，２ｂは、Ｐｔ−Ｒｈ合金線からなる。この第１導電線２ａは、その後端側が図３にその形態を示す絶縁保持部材３の第１スリット３ａに、また第２導電線２ｂは、その後端側が絶縁保持部材３の第２スリット３ｂにそれぞれ挿入された状態で保持されている。この絶縁保持部材３は、アルミナからなり、断面略Ｓ字型の形状を有し、第１スリット３ａと第２スリット３ｂとが互いに逆方向を向くように形成されており、スリット同士の間には、厚さｔ分の絶縁距離が空けてある。この絶縁保持部材３の外周３ｇの最大外径（換言すれば、絶縁保持部材３の外接円の直径）ｄは、金属カバー５のカバー先端部５ａにおける内周面５ｓｉの内径Ｄよりも若干小さく、具体的には、Ｄ−ｄ≦０．２ｍｍとなるようにされている。

金属カバー５のカバー後端部５ｋ内には、ＭＩケーブル４が、具体的にはＭＩケーブル４のケーブル先端部４ｐが、ＭＩケーブル４の外周をなすシース４ｃの先端側外周縁４ｃｓを金属カバー５の段部５ｄに当接させた状態で配置されている。ＭＩケーブル４は、ステンレス等の金属からなる筒状のシース４ｃと、このシース４ｃ内に挿通された第１芯線４ａ，第２芯線４ｂと、第１，第２芯線４ａ，４ｂとシース４ｃとの間にシリカ等の無機絶縁粉末４ｉを緻密に充填してなるものである。このＭＩケーブル４のケーブル先端部４ｐの外径ｄｍは、金属カバー５のカバー先端部５ｓの内径Ｄよりも小さくされている。従って、ＭＩケーブル４の先端部４ｓを金属カバー５のカバー先端部５ｓ内に挿入することはできず、シース４ｃの先端外周縁４ｃｓと段部５ｄとが当接するように配置されている。

金属カバー５は、そのカバー後端部５ｋにおいて、縮径されてＭＩケーブル４のシース４ｃにカシメられたカシメ部５ｈと、この部分において、金属カバー５とシース４ｃとをレーザ溶接した溶接部５ｌとを有している。これにより、金属カバー５がＭＩケーブル６に固着されている。

ＭＩケーブル４の第１，第２芯線４ａ，４ｂは、ケーブル先端面４ｓよりも先端側に突出しており、突出した第１芯線４ａは絶縁保持部材３の第１スリット３ａに、また第２芯線４ｂは絶縁保持部材３の第２スリット３ｂにそれぞれ挿入された状態で保持されている。絶縁保持部材３の第１スリット３ａ内では、第１導電線２ａの後端部２ａｋとこれに重なって配置されている第１芯線４ａの先端部４ａｓとが、レーザ溶接により互いに接続されている。同様に、第２スリット３ｂ内では、第２導電線２ｂの後端部２ｂｋとこれに重なって配置されている第２芯線４ｂの先端部４ｂｓとが、レーザ溶接により互いに接続されている。

上述したように、絶縁保持部材３の最大外径ｄは、金属カバー５のカバー先端部５ｓにおける内周面５ｓｉの内径Ｄよりも、若干小さくしただけである。このため、本実施例１の絶縁保持部材３は、この温度センサ１０が振動させられても、その振幅が制限されている。但し、下記するように、セメント６を用いない場合には、外部からの振動により、サーミスタ素子１と絶縁保持部材３とが、一体ではなく、個々に振動することは避けられない。このため、個々の振動によって、第１，第２導電線２ａ，２ｂのうち、サーミスタ素子１の後端側面１ｋと絶縁保持部材３の先端側面３ｓとの間に位置する中間部２ａｂ，２ｂｂにおいて、破断する虞があった。

これに対し、本実施例１の温度センサでは、サーミスタ素子１の後端側面１ｋと絶縁保持部材３の先端側面３ｓとの間に、シリカにアルミナ骨材を含有した絶縁性のセメント６を充填してあり、これにより、サーミスタ素子１と絶縁保持部材３とが互いに固着されている。このため、本実施例１の温度センサ１０では、サーミスタ素子１と絶縁保持部材３とは一体となり、個々に振動することはない。従って、第１，第２導電線２ａ，２ｂ、特に、このうち中間部２ａｂ，２ｂｂに負荷が掛かることがなく、この部分で破断する不具合を防止できる。なお、このセメント６は、絶縁性であるので、第１，第２導電線２ａ，２ｂと接触しても、短絡等の不具合を生じることはない。

なお、金属カバー５のカバー先端部５ｓをカバー後端部５ｋ及びＭＩケーブル４のケーブル先端部４ｓの外径ｄｍよりも細径にしており、このカバー先端部５ｓの内部にサーミスタ素子１を内蔵しているので、サーミスタ素子１の付近における熱容量が小さく、また、金属カバー５からサーミスタ素子１までの距離が短いため、この温度センサ１０は、外界の温度変化に対して高応答性である。

ついで、温度センサ１０の中間部１０ｍについて説明する。ＭＩケーブル４は、この温度センサ１０のうち中間部１０ｍにおいて、保持金具１１に挿通されている。この保持金具１１は、筒状の軸部１１ｊと、この軸部１１ｊの先端側（図１中、右側）に位置し、この軸部１１ｊよりも径方向外側（図中、上下方向）に突出している環状のフランジ部１１ｆとからなる。フランジ部１１ｆの外周には、先端側に向かって径小となるテーパ面をなすシール面１１ｓが形成されている。また、ＭＩケーブル４のケーブル中間部４ｍは、この保持金具１１の挿通孔１１ｐ内に挿入された後、レーザ溶接により保持金具１１に隙間なく気密に固定されている。

さらに、この保持金具１１の軸部１１ｊの外周を覆い、さらに後端側に延びるように、筒状の外筒１２が配置されている。この保持金具１１の軸部１１ｊと外筒１２の先端部１２ｓとは、例えば全周に亘るレーザ溶接により、気密に接合されている。
また、この温度センサ１０の中間部１０ｍでは、保持部材１１の軸部１１及び外筒１２の径方向外側（図１中、上下方向）に、締め付け金具１３を備えている。この締め付け金具１３は、レンチ等の工具を係合させるために六角形状の工具係合部１３ｈと、この工具係合部１３ｈよりも先端側に位置し、外周に雄ねじが形成された雄ねじ部１３ｑを有する。
このように温度センサ１０は、中間部１０ｍに上述の保持部材１１および締め付け金具１３を有している。このため、保持部材１１のシール面１１ｓを、例えば排気管（図示しない）の取り付け部に形成したテーパ面に当接するようにした上で、排気管に形成した雌ねじに締め付け金具１３の雄ねじ部を螺挿することにより、保持部材１１のシール面１１ｓを排気管のテーパ面に押しつけて、この温度センサ１０を排気管に気密に取り付けることができる。

さらにこの温度センサ１０の後端部１０ｋでは、ＭＩケーブル４の後端面４ｋから後端側に突出する第１芯線４ａの後端部４ａｋが、第１リード線１４の芯線１４ａと、カシメ端子１６によりカシメ接続され、さらに、第１芯線４ａ、芯線１４ａ、及びカシメ端子１６は、絶縁チューブ１７により被覆されている。同様に、ＭＩケーブル４から突出する第２芯線４ｂの後端部４ｂｋは、第２リード線１５の芯線１５ａと、カシメ端子１６によりカシメ接続され、さらに、第２芯線４ｂ、芯線１５ａ、及びカシメ端子１６は、絶縁チューブ１７により被覆されている。

この温度センサ１０では、前述したように、先端側に位置する測温部１０ｓにおいて、金属カバー５に内蔵されているサーミスタ素子１と絶縁保持部材３とがセメント６で互いに固着されている。このため、この温度センサ１０に振動が加わっても、第１，第２導電線２ａ，２ｂ、特にこのうち、サーミスタ素子１と絶縁保持部材３との間の隙間（セメント６を充填した部分）に位置する中間部２ａｂ，２ｂｂにおいて、これらが破断することが防止できる。特に本実施例１では、セメント６が、第１，第２導電線２ａ，２ｂの中間部２ａｂ，２ｂｂの周囲にも配置され、中間部２ａｂ，２ｂｂがセメント６で包囲されているため、この中間部２ａｂ，２ｂｂで屈曲が生じにくく、破断しにくくなっている。

なお、本実施例１では、金属カバー５を段付き形状とし、カバー先端部５ｓの内径Ｄをカバー後端部５ｋ及びケーブル先端部４ｐの外径ｄｍよりも細径としている。このため、サーミスタ素子１付近の熱容量が小さくなり、サーミスタ素子１の、従って、温度センサ素子１０の温度変化に対しる応答性が高くされている。

本実施例１の温度センサ１０は、以下のようにして製造することができる。即ち、後端側面１ｋから第１，第２導電線２ａ，２ｂが突出したサーミスタ素子１と、ケーブル先端部４ｐから第１，第２芯線４ａ，４ｂが突出したＭＩケーブル４と、図３に示す形態を有する絶縁保持部材３と、保持金具１１とを用意する。まず、ＭＩケーブル４を保持金具１１に挿入し、両者を加締めさらにレーザ溶接する。その後、図４に示すように、絶縁保持部材３の第１スリット３ａ内に、第１導電線２ａ及び第１芯線４ａを挿入し、同様に、第２スリット３ｂ内に、第２導電線２ｂ及び第２芯線４ｂを挿入する。さらに、第１スリット３ａ内で重なっている第１導電線２ａの後端部２ａｂと第１芯線４ａの先端部４ａｓとを、レーザ溶接により互いに接続する。同様に、第２スリット３ｂ内で重なっている第２導電線２ｂの後端部２ｂｂと第２芯線４ｂの先端部４ｂｓとを、レーザ溶接により互いに接続する。

その後、図５に示すように、サーミスタ素子１の後端面１ｋと絶縁保持部材３の先端面３ｓとの隙間に、未硬化のセメント６を配置する。具体的には、図示しないディスペンサ等を用いて、後端面１ｋと先端面３ｓとの間の隙間に、未硬化のセメント６を注入充填する。これにより、第１，第２導電線２ａ，２ｂのうち、後端面１ｋと先端面３ｓとの隙間に位置する中間部２ａｂ，２ｂｂが、セメント６に包囲された状態となる。

ついで、セメント６を加熱して固化させる。具体的には、９００℃で５時間加熱して固化させ、サーミスタ素子１と絶縁保持部材３とを互いに固着させる。なお、後端面１ｋあるいは先端面３ｓからはみ出したセメント６は、硬化前あるいは硬化後に除去しておくと良い。次述する金属カバー５への挿入に際して、はみ出したセメントが障害となることを防止するためである。

ついで、図６に示すように、サーミスタ素子１、絶縁保持部材３、及びＭＩケーブル４のケーブル先端部４ｐを金属カバー５内に挿入する。その際、ＭＩケーブル４のシース４ｃの先端外周縁４ｃｓを、金属カバ５のカバー後端部５ｋとカバー先端部５ｓとの間に位置する段部５ｄに当接させて位置決めを行うと良い。
なお、図６に示すように、絶縁保持部材３の外周面３ｇの最大外径ｄに対して、金属カバー５のカバー先端部５ｓにおける内径Ｄをやや大きくしてあるので、容易に挿入することができる。

その後、図２に示すように、金属カバー５のカバー後端部５ｋの一部を径方向内側にかしめて縮径させてカシメ部５ｈを形成し、ＭＩケーブル４のケーブル先端部４ｐに仮固定する。さらに、カシメ部５ｈの一部とシース４ｃとを、レーザ溶接により、全周に亘って溶接する。かくして、ＭＩケーブル４のケーブル先端部４ｐに、金属カバー５内に気密、液密に保持されたサーミスタ素子１を有する測温部１０ｓが出来上がる。
このような測温部１０ｓを有する温度センサ１０の製造において、中間部１０ｍ及び後端部１０ｋ等、他の部分の製造手法は、公知の温度センサの場合と同様であるので説明を省略する。

ついで、本発明の第２の実施例について、図７を参照して説明する。前述の実施例１にかかる温度センサ１０では、サーミスタ素子１と絶縁保持部材３とは、その間のセメント６で互いに固着されているのみであり、このセメント６は、金属カバー５等とは接触していなかった。これに対し、本実施例２に掛かる温度センサ２１０では、金属カバー５のカバー先端部５ｓ内の先端部分に、セメント２６が充填されている点で異なる。従って、実施例１の温度センサ１０と異なる部分を中心に説明し、同様な部分は、説明を省略あるいは簡略化する。

本実施例２の温度センサ２１０のうち、測温部２１０ｓの構造を図７に示す。この図から容易に理解できるように、サーミスタ素子１、第１，第２導電線２ａ，２ｂ、絶縁保持部材３、ＭＩケーブル４、及び金属カバー５は、実施例１の温度センサ１０と同様の形状であり、同様の配置がされている。
但し、本実施例２の温度センサ２１０では、セメント２６が、金属カバー５のカバー先端部５ｓ内のうち、先端側の空間内に充填されている。このため、セメント２６が、サーミスタ素子１の後端面１ｋと絶縁保持部材３の先端面３ｓとの隙間のみならず、サーミスタ素子１の周囲、及び絶縁保持部材３の外周面３ｇのうち、先端側（図中、左側）の部分にまで達するように存在している。サーミスタ素子１は、セメント２６に埋設され、金属カバー５に固着されている。

この温度センサ２１０では、セメント２６をこのように配置しているので、サーミスタ素子１と絶縁保持部材３とは互いに固着されている。それのみならず、サーミスタ素子１及び絶縁保持部材３は、金属カバー５のカバー先端部５ｓに固着されている。このため、この温度センサ２１０に外部から振動が伝わっても、金属カバー５のカバー先端部５ｓ内で、サーミスタ素子１及び絶縁保持部材３が個々に振動することが防止される。かくして、中間部２ａｂ，２ｂｂを含め、第１，第２導電線２ａ，２ｂが破断することが防止できる。
従って、本実施例２の温度センサ２１０は、前述した実施例１の温度センサ１０に比しても、さらに振動に対する信頼性（耐振動性）が高くなっている。さらに、本実施例１の温度センサ２１０は、サーミスタ素子１と金属カバー５との間に、セメント２６が介在しているので、金属カバー５からの熱がサーミスタ素子１に伝わりやすく、サーミスタ素子１の、従って温度センサ２１０の、温度変化に対する応答性が早くなる利点もある。

なお、本実施例２の温度センサ２１０（測温部２１０ｓ）は、以下のようにして製造すると良い。まず、第１導電線２ａと第１芯線４ａ、第２導電線２ｂと第２芯線４ｂを接続した状態としたサーミスタ素子１、絶縁保持部材３、及び保持金具１１に固定したＭＩケーブル４を用意する。実施例１と同様、サーミスタ素子１の後端面１ｋと絶縁保持部材３の先端面３ｓとの隙間に、未硬化のセメント２６を少量配置し、このセメント２６を固化させる。その後を、予め金属カバー５のカバー先端部５ｓ内に未硬化のセメント２６を所要量だけ注入しておいた金属カバー５内に、少量のセメント２６で互いに固着されたサーミスタ素子１及び絶縁保持部材３を挿入する。ついで、未固化のセメント２６を固化させる。すると、サーミスタ素子１，絶縁保持部材３は、セメント２６により、お互いのみならず金属カバー５にも固着される。その後、実施例１の温度センサ１０と同様に、カバー後端部５ｋについて、カシメ及びレーザ溶接を行う。その他は、公知の温度センサの製造と同様である。

ついで、本発明の第３の実施例について、図８を参照して説明する。前述の実施例１にかかる温度センサ１０では、サーミスタ素子１と絶縁保持部材３とは、その間のセメント６で互いに固着されているのみであり、絶縁保持部材３とＭＩケーブル４との間については、何も介在しておらず、第１，第２芯線４ａ，４ｂの中間部４ａｍ，４ｂｍが露出した状態であった（図２参照）。実施例２の温度センサ２１０についても同様である（図７参照）。これに対し、本実施例２に掛かる温度センサ３１０では、絶縁保持部材３とＭＩケーブル４とがセメント３６で固着してある点で異なる。従って、実施例１の温度センサ１０と異なる部分を中心に説明し、同様な部分は、説明を省略あるいは簡略化する。

本実施例３の温度センサ３１０のうち、測温部３１０ｓの構造を図８に示す。この図から容易に理解できるように、サーミスタ素子１、第１，第２導電線２ａ，２ｂ、絶縁保持部材３、ＭＩケーブル４、及び金属カバー５は、実施例１の温度センサ１０と同様の形状であり、同様の配置がされている。
但し、本実施例３の温度センサ３１０では、セメント６のほかに、絶縁保持部材３とＭＩケーブル４との間にセメント３６が充填されている。このため、実施例１と同じく、サーミスタ素子１と絶縁保持部材３とがセメント６で互いに固着されているほか、絶縁保持部材３とＭＩケーブル４の先端部４ｓとがセメント３６で互いに固着されている。

この温度センサ３１０では、セメント６，３６をこのように配置しているので、サーミスタ素子１と絶縁保持部材３とが互いに固着されている。それのみならず、絶縁保持部材３とＭＩケーブル４とも互いに固着されている。このため、この温度センサ３１０に外部から振動が伝わっても、金属カバー５のカバー先端部５ｓ内で、サーミスタ素子１及び絶縁保持部材３が個々に振動することが防止される。かくして、第１，第２導電線２ａ，２ｂが、中間部２ａｂ，２ｂｂで破断することが防止できる。さらに、絶縁保持部材３及びＭＩケーブル４の先端部４ｓが一体とされ、個々に振動することが防止される。このため、第１，第２芯線４ａ，４ｂが、絶縁保持部材３の後端面３ｋとＭＩケーブル４の先端面４ｓとの間に位置する中間部４ａｍ，４ｂｍで破断することも防止できる。
従って、本実施例３の温度センサ２１０は、前述した実施例１の温度センサ１０に比しても、さらに振動に対する信頼性が高くなっている。特に本実施例３では、セメント３６が、第１，第２芯線４ａ，４ｂの中間部４ａｍ，４ｂｍの周囲にも配置され、中間部４ａｍ，４ｂｍがセメント３６で包囲されているため、この中間部４ａｍ，４ｂｍで屈曲が生じにくく、破断しにくくなっている。

なお、本実施例３の温度センサ３１０（測温部３１０ｓ）は、実施例１の温度センサ１０の製造において、サーミスタ素子１の後端面１ｋと絶縁保持部材３の先端面３ｓとの隙間に、未硬化のセメント６を注入、配置するのと前後して、絶縁保持部材３の後端面３ｋとＭＩケーブル４の先端面４ｓとの隙間にセメント３６を注入、配置する。その後、セメント６とセメント３６とを加熱等により固化させる。その後は、実施例１の温度センサ１０と同様に、金属カバー５内に挿入し、カバー後端部５ｋについて、カシメ及びレーザ溶接を行えばよい。その他は、公知の温度センサの製造と同様である。

（変形例１，２，３）
上記実施例１〜３においては、図３に示す形態の絶縁保持部材３を用いたが、例えば、図９に示す他の形態の絶縁保持部材を用いることもできる。即ち、変形例１（図９（ａ）参照）にかかる絶縁保持部材４３は、第１，第２スリット４３ａ，４３ｂが、同方向（図中上方）に開口している、断面Ｅ字型の絶縁保持部材である。
また、変形例２（図９（ｂ）参照）にかかる絶縁保持部材５３は、第１，第２スリット５３ａ，５３ｂが、背中合わせ状に互いに逆方向（図中上方）に開口している、断面Ｈ字型の絶縁保持部材である。
また、変形例３（図９（ｃ）参照）にかかる絶縁保持部材６３は、２つの部材、第１，第２絶縁保持部材６３Ｍ，６３Ｎからなり、これらを合わせると、２つの孔の空いた円柱状の絶縁保持部材６３となる。第１，第２絶縁保持部材６３Ｍ，６３Ｎには、それぞれ第１，第２スリット６３Ｍａ，６３Ｍｂ，６３Ｎａ，６３Ｎｂが凹設されている。このうち、２つの第１スリット６３Ｍａ，６３Ｎａにより、第１導電線２ａ及び第１芯線４ａを保持する孔が構成される。また、２つの第２スリット６３Ｍｂ，６３Ｎｂにより、第２導電線２ｂ及び第２芯線４ｂを保持する孔が構成される。

以上において、本発明を実施例１〜３等に即して説明したが、本発明は上記実施例等に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることはいうまでもない。
例えば、実施例３においては、実施例１と同じく、サーミスタ素子１と絶縁保持部材３との間に少量のセメント６を配置したほか、絶縁保持部材３とＭＩケーブル４との間にセメント３６を配置した例を示した（図８参照）。しかし、実施例２の温度センサ２１０のように（図７参照）、比較的多量のセメント２６を用いて、サーミスタ素子１をカバー先端部５ｓ内に埋設するものにおいて、予め絶縁保持部材３とＭＩケーブル４との間にセメント３６を配置し固化したものを挿入するようにしても良い。

また、実施例２では、サーミスタ素子１をセメント２６で埋設するように、サーミスタ素子１の周囲をセメント２６で取り囲んだ例を示した。しかし、耐振動性の点からは、サーミスト素子１と絶縁保持部材３との間にセメントが介在して、両者を互いに固着していれば良く、サーミスタ素子１の全周をセメントで取り囲む必要はない。但し、金属カバー５からサーミスタ素子１への熱の伝わりやすさを考慮すると、サーミスタ素子１と金属カバー５との間をセメントで埋める形態の方が、熱がより早く伝わるため、高応答となし得る利点がある。
一方、実施例２においては、絶縁保持部材３の外周のうち、軸線ＡＸ方向先端側から絶縁保持部材３の軸線方向寸法の約１／３程度まで、セメント２６で埋めた形態を例示した。この実施例２よりもセメント２６をより多くして、絶縁保持部材３と金属カバー５との間隙をさらに埋めるようにすることもできる。このようにすると、より確実に絶縁保持部材３が固着されるので、耐振動性が良好にできる。但し、金属カバー５から、サーミスタ素子１を経由せずに、絶縁保持部材３やその後端側のＭＩケーブル４に熱が流出するために、温度センサの応答性が低下する虞がある。サーミスタ素子１と絶縁保持部材３とを互いに固着できるだけの量の、あるいは、絶縁保持部材３を金属カバー５に固着するのに足りるだけの量のセメント２６を用いるのが、応答性を高くする上で好ましい。

実施例１にかかる温度センサの構造を示す縦断面図である。 実施例１にかかる温度センサのうち、先端部分の構造を示す説明図である。 実施例１，２，３において使用した絶縁保持部材の形状を示す斜視図である。 実施例１にかかる温度センサの製造工程のうち、サーミスタ素子の第１，第２導電線と、ＭＩケーブルの第１，第２芯線とをそれぞれ接続し、絶縁保持部材内に保持した状態を示す説明図である。 実施例１にかかる温度センサの製造工程のうち、サーミスタ素子と絶縁保持部材内とをセメントを用いて互いに固着した状態を示す説明図である。 実施例１にかかる温度センサの製造工程のうち、互いに固着されたサーミスタ素子及び絶縁保持部材を、金属カバー内に挿入した状態を示す説明図である。 実施例２にかかる温度センサの先端部分の構造を示す説明図である。 実施例３にかかる温度センサの先端部分の構造を示す説明図である。 絶縁保持部材の他の形状を示し、（ａ）は断面Ｅ字型（山字型）のもの、（ｂ）断面Ｈ字型のもの、（ｃ）はスリ割型のものの斜視図である。

符号の説明

１０，２１０，３１０ 温度センサ
ＡＸ 軸線
１０ｓ，２１０ｓ，３１０ｓ （温度センサの）測温部
１ サーミスタ素子（温度センサ素子）
１ｋ （サーミスタ素子の）後端側面
２ａ 第１導電線
２ａｂ （第１導電線の）中間部
２ｂ 第２導電線
２ｂｂ （第２導電線の）中間部
３，４３，５３，６３ 絶縁保持部材
３ｓ （絶縁保持部材の）先端側面
３ｋ （絶縁保持部材の）後端側面
４ ＭＩケーブル
４ｐ （ＭＩケーブルの）ケーブル先端部
ｄｍ （ＭＩケーブルのケーブル先端部の）外径
４ｃ シース
４ｃｓ （シースの）先端外周縁
４ａ 第１芯線
４ｂ 第２芯線
４ｉ 無機絶縁粉末
４ｓ ケーブル先端面
５ 金属カバー
５ｓ カバー先端部
５ｓｉ （カバー先端部の）内周面
５ｄ 段部
５ｋ カバー後端部
６，２６，３６ セメント（固着材，第２固着材）
１１ 保持金具
１２ 外筒
１３ 締め付け金具
１４ 第１リード線
１５ 第２リード線
１６ 接続金具
１７ 絶縁チューブ
１８ グロメット

Claims (6)

1. 先端が閉じられた有底筒状の金属カバーと、
   上記金属カバーのうち先端に位置するカバー先端部内に収容された温度センサ素子と、
   上記温度センサ素子から後端側に向けて延び、上記温度センサ素子からの信号を伝送する一又は複数の導電線と、
   上記温度センサ素子の後端側に位置し、上記導電線と同数以上の芯線を内部に含み、ケーブル先端部を上記金属カバー内に挿入してなるＭＩケーブルと、
   上記金属カバー内のうち、上記温度センサ素子よりも後端側で、上記ＭＩケーブルよりも先端側に位置する絶縁保持部材であって、
   絶縁性を有し、
   上記導電線、及び、
   上記ＭＩケーブルから先端側に延びる上記芯線を保持する
   絶縁保持部材と、を備え、
   上記導電線とこれに対応する上記芯線とが、上記絶縁保持部材内で互いに接続され、
   上記金属カバーの上記カバー先端部の内径が、上記ＭＩケーブルのケーブル先端部における外径よりも小さくされてなり、
   上記温度センサ素子と上記絶縁保持部材とは、少なくとも両者の間に介在する固着材により、互いに固着されてなる
   温度センサ。
2. 請求項１に記載の温度センサであって、
   前記固着材は絶縁性を有し、
   前記導電線は、少なくとも前記温度センサ素子と前記絶縁保持部材との間に位置する部分が、上記固着材にそれぞれ包囲されてなる
   温度センサ。
3. 請求項１または請求項２に記載の温度センサであって、
   前記絶縁保持部材と前記ＭＩケーブルとは、少なくとも両者の間に介在する第２固着材により、互いに固着されてなる
   温度センサ。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の温度センサであって、
   前記金属カバー、前記温度センサ素子、及び絶縁保持部材の間に介在する前記固着材により、上記温度センサ素子及び絶縁保持部材は、上記金属カバーに固定されてなる
   温度センサ。
5. 請求項４に記載の温度センサであって、
   前記温度センサ素子は、前記固着材に埋設されて、前記金属カバーに固定されてなる
   温度センサ。
6. 先端が閉じられた有底筒状の金属カバーと、
   上記金属カバーのうち先端に位置するカバー先端部内に収容された温度センサ素子と、
   上記温度センサ素子から後端側に向けて延び、上記温度センサ素子からの信号を伝送する一又は複数の導電線と、
   上記金属カバー内のうち上記温度センサ素子よりも後端側において、導電線を保持する絶縁性の絶縁保持部材と、を備える
   温度センサの製造方法であって、
   上記導電線を上記絶縁保持部材にセットした状態で、少なくとも上記温度センサ素子と上記絶縁保持部材との間に、未固化の固着材を配置する固着材配置工程と、
   上記固着材を固化させて、上記温度センサ素子と上記絶縁保持部材とを互いに固着させる固着工程と、
   互いに固着した上記温度センサ素子及び上記絶縁保持部材を上記金属カバー内に挿入する挿入工程と、を含む
   温度センサの製造方法。

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