JP2012042388A - 温度センサ - Google Patents

Abstract

【課題】環状取付金具のチューブ挿通孔の内周面と、素子を内蔵したチューブの外周面との間における先後方向のシールが保持されるように、環状取付金具とチューブとが溶接されてなる温度センサで、チューブに穴あき不良を発生させることなく、高いシール性及び固定力が得られるようにする。
【解決手段】チューブ１１は、その先後方向の所定位置の外周面１５ａにおいて外向きに突出し、周方向に環状をなす環状フランジ１６を備えている。この環状フランジ１６が、環状取付金具６１におけるチューブ挿通孔６７の後端６４側における環状端面６８に重ねられ、環状フランジ１６の外周端１６ａ寄り部位で、その環状端面６８に溶接した。これにより、管壁が溶け過ぎとなることなく、チューブ１１側は環状フランジ１６において十分に溶かし込んで溶接できるため、シール性や固定力が高められる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、エンジンの排気ガスなどの流体の温度を測定するための温度センサに関する。詳しくは、サーミスタなどの温度センサ素子（以下、センサ素子又は単に素子ともいう）が、先端が閉じられたチューブ（有底チューブ又はキャップ）内の先端又は先端寄り部位に配置され、そのチューブの先端寄り部位を排気ガスの熱に晒されるように排気マニホルド（排気ガス管）などの取付け対象部位に取り付け、その熱を内部のセンサ素子に伝わらせることで、そのガスの温度を測定（検出）するのに好適な温度センサ（以下、単にセンサともいう）に関する。

この種の温度センサとしては、従来、種々の構造のものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１で開示されている温度センサは、センサ素子が配置されたチューブ（金属ケース）に、取付け対象部位へ取付けるため、外周面に取付け部（ネジ）を有する環状の取付金具（取付けナット）が外嵌されて固定されている。このセンサは、そのネジを排気マニホルドなどの取付け対象部位のネジ穴にねじ込むことで取り付けられ、排気ガスの温度測定に使用される。

このようなセンサにおいて、環状の取付金具（以下、環状取付金具又は取付金具）の内側であるチューブ挿通孔（中心の貫通孔）の内周面とチューブの外周面との間は、単に両者の固定（結合）のみでなく、その内、外周面間における先後方向のシール（気密）を保持する必要がある。このための手段として従来は、取付金具のチューブ挿通孔にチューブを内挿した状態において、その取付金具のチューブ挿通孔の内周面とチューブの外周面との間にロウ（Ｎｉロウや銅ロウ）を流し込むロウ付けが行われていた。しかし、ロウ付けは、その工程が複雑化するし、コストアップを招く。また、熱処理上の問題、さらにはチューブの耐熱上の問題がある。こうした中、近時は、特許文献１で開示されているように、溶接による固定が行われてきている。この特許文献１（特許文献１の図１、図２参照）では、例えば環状取付金具のチューブ挿通孔の後端の開口周縁における環状端面と、チューブの外周面との間の隅角において、その外周面に沿って周回するように隅肉溶接（例えばレーザ溶接）する溶接構造が開示されている。

特開平０５−３４０８２２号公報

しかしながら、上記のような溶接構造による固定で、環状取付金具のチューブ挿通孔の内周面とチューブの外周面との間の先後方向において、十分な耐圧性のあるシール（封止）を確保するためには、溶接部位にピンホール等を発生させることなく、周方向の全体にわたり確実な溶接が必要となる。このため、この溶接においては、前記両部材をなす溶接部位の金属母材を相当程度の深さまで溶かし込む必要がある。この場合、レーザ溶接では、溶し込み深さ等の調節、設定は、レーザの出力条件を調節することで比較的容易に行い得る。また、レーザ光の照射角度の調節により、所望とする隅肉溶接も比較的容易に行い得る。

ところが、温度センサをなす環状取付金具におけるチューブ挿通孔をなす環状部（又は筒状部）の肉厚は、４〜６ｍｍ程度と相当な厚さがあるのが普通である。これに対し、チューブをなす管壁の肉厚は、０．２〜０．５ｍｍ程度しかなく、環状取付金具のそれに比べると極端に薄い。チューブの肉厚がこのように薄いのは、チューブ内に配置される温度センサ素子への感温性（熱伝達性）を良くするための要請に基づくものである。この意味からは、チューブをなす管壁の肉厚は薄い方が好ましいといえる。

上記したように、厚肉の金属母材である環状取付金具と、相対的に極端に薄肉の金属母材であるチューブとの溶接においては、レーザの出力条件等を調節するとしても、所望とするシール性能が得られる良好な溶接を得るのは容易でない。というのは、このように肉厚に大きな異同のある金属母材同士を溶接する場合には、薄肉材からなるチューブの管壁に溶かし過ぎに起因する穴あき（貫通）などの溶接不良（以下、穴あき不良）が発生し易いためである。他方、このような穴あき不良の発生を防止するためにレーザの出力を低下させ、チューブにおける金属の溶かし込み深さを小さくしたり、その溶かし込み量（溶融金属の量）を少なくすれば、厚肉の環状取付金具側の溶かし込み不足を招いてしまい、結果として十分な耐圧性のあるシールが得られない。しかも、同じ理由から、溶接の固定力（接合強度）も低下する。近時は、感温性や測定の応答性能の向上、さらには軽量化の要請が益々進んでいるため、チューブの肉厚の薄肉化の要請が一段と高くなってきている。したがって、上記したような溶接上の問題は益々大きくなってきている。

本発明は、温度センサにおけるこうした問題点に鑑みてなされたもので、環状取付金具の内側であるチューブ挿通孔の内周面と、ここに内挿されて固定されるチューブの外周面との間における先後方向のシールを、溶接により確保する構造の温度センサにおいて、チューブに穴あき不良を発生させることなく、しかも、高度のシール性及び固定力の得られる溶接構造を提供することをその目的とする。

請求項１に記載の発明は、先端が閉じられ、自身の内側に温度センサ素子を配置してなるチューブと、該チューブに外嵌された環状取付金具とを備えており、該環状取付金具の内側であるチューブ挿通孔の内周面と、前記チューブの外周面との間における先後方向のシールが保持されるように、該環状取付金具と前記チューブとが溶接されてなる温度センサにおいて、
該チューブは、外向きに突出し周方向に環状をなす環状フランジを備えており、
この環状フランジが、前記環状取付金具における前記チューブ挿通孔の後端側又は先端側における開口周縁の環状端面に重ねられ、該環状端面と前記環状フランジとが溶接されていることを特徴とする。

請求項２に記載の本発明は、前記環状フランジは、チューブの縦断面において、チューブ自身の管壁を、外周端において折り返し状をなすように突出させ、かつ先後に密着させてなる２枚重ね構造に形成されてなるものであることを特徴とする請求項１に記載の温度センサである。

請求項３に記載の本発明は、前記環状フランジが、その外周端又は外周端寄り部位において、前記環状端面との間で溶接されていることを特徴とする請求項１又は２のいずれか１項に記載の温度センサである。

本発明においては、従来のセンサのように、環状取付金具のチューブ挿通孔にチューブを内挿して、そのチューブの外周面（外周壁面）と、チューブ挿通孔の例えば後端の開口周縁における環状端面との隅角において周方向に沿って溶接している溶接構造のものではない。すなわち、本発明では、チューブに設けられた環状フランジが、前記環状取付金具における前記チューブ挿通孔の後端側又は先端側の開口周縁における環状端面に重ねられ（突き合わせられ）、該環状端面と前記環状フランジとが溶接された構造を有している。このため、本発明では、その溶接過程で、チューブの外周面をなすその管壁が薄い場合でも、その溶け過ぎ（溶融し過ぎ）により、その管壁に穴あき不良が発生することを容易かつ有効に防止できる。すなわち、本発明では、前記したように該環状端面と前記環状フランジとを例えばレーザ溶接する際においては、そのレーザ光を、チューブの外周面から離間した位置で、その環状フランジに向けて照射することでその溶接ができるから、チューブをなす管壁の溶かし過ぎに起因する穴あき不良の発生を防止できる。これにより、その溶接においては、環状フランジの溶かし込みを十分確保するなど溶融金属量を多めに設定できることから、シール性及び固定力の高い溶接構造が得られる。なお、本発明において、環状取付金具や環状フランジなどにおける「環状」は、円環状や多角形の環状、さらには多角形の環状においてその角が曲線や円弧で丸められてなるものなどをも含む広い概念である。

請求項２に記載の本発明のような環状フランジは、チューブを一応形成した後で、バルジ加工法やロール加工法により、チューブの管壁を周方向に環状をなすように外向きに膨らみ出させた（突出させた）突出部を形成し、その後、その突出部を先後方向に圧縮することで成形できる。このような環状フランジは２枚重ねとなる分、その部位における金属部の厚みを倍増できることになるため、チューブ側において溶かし込ませる溶融金属を倍増することができる。これにより、チューブが薄肉で形成されているものでも、シール性及び固定強度の高い溶接を得ることができる。なお、環状フランジにおける溶接箇所は、それがチューブの外周面から突出する半径方向の基部（根元）でも、外周端（先端）でも、或いは、これらの中間部のいずれでもよい。環状フランジの半径方向の突出量が小さい場合には、請求項３に記載のように、環状フランジの外周端又は外周端寄り部位（環状フランジの突出側の先端寄り部位）と、前記環状端面との間で溶接するのが、穴あき等の溶接不良を招きにくく好ましい。なお、本発明の環状フランジは、請求項２に記載の構造のものに限定されるものではなく、チューブの外周面から１枚のフランジとして一体的に突出する構造のものであってもよい。

本発明の温度センサを具体化した第１実施形態の縦断面図、及びその要部拡大断面図。 図１の温度センサを組立てる工程を説明する図、及び温度センサ素子部分の拡大図。 図１の温度センサを組立てる工程を説明する図。 環状取付金具の半断面図。 チューブの環状フランジと環状取付金具の環状端面との溶接を説明する部分断面図。 図５におけるＡ−Ａ線矢視拡大断面図。 図１の温度センサにおいて溶接箇所の別例を示す拡大断面図。 図１の温度センサにおいて環状フランジの別例を示す溶接部分の拡大断面図。 本発明の温度センサを具体化した第２実施形態の縦断面図、及びその要部拡大断面図。

本発明を具体化した温度センサの実施の形態（第１実施形態）について、図１〜図６に基づいて詳細に説明する。図１中、１０１は温度センサであって、先端（図１の下端）１２が閉じられた金属製（例えば、ＳＵＳ製）のチューブ１１と、このチューブ１１の先端１２又は先端寄り部位の内部に配置された温度センサ素子２１、そして、この素子２１を配置してなるチューブ１１に外嵌されて固定された例えばＳＵＳ製の環状取付金具６１等から以下のように構成されている。

まず、チューブ１１について説明する。チューブ１１は、その管壁を含む肉厚が０．３ｍｍ程度のものであり、図１および図２（右側）に示したように、閉じられた先端１２から後端（図１上端）１９に向けて、順次、大径をなす同心異径の円筒状に形成されている。具体的には、先端１２寄り部分は先すぼまり状の素子収容部１３をなしており、これに続く後方（図示上方）には、素子収容部１３より大径の先端寄り直管部１４をなしている。

また、この先端寄り直管部１４の後方に続く、チューブ１１の先後方向の中間位置には、それより大径の中間位置直管部１５が設けられており、本例では、この中間位置直管部１５が、環状取付金具６１のチューブ挿通孔６７に内挿される内挿部（以下、内挿部１５ともいう）をなすように構成されている。環状取付金具６１の詳細は後述する。そして、この内挿部１５の後端寄り部位の外周面１５ａには、外向きに突出し、チューブ１１と同心で、周方向に円環状をなす環状フランジ１６を備えている。ただし、本例ではこの環状フランジ１６は、チューブ１１の管壁から形成され、縦断面において、環状フランジ１６自身の外周端１６ａにおいて折り返し状をなし、かつ、先後に密着する２枚重ね構造で、チューブ１１と同心の円環板形状を呈している。因みに、このような環状フランジ１６は、チューブ１１の形成過程で、中間位置直管部１５の管壁を形成した後、その管壁を周方向に環状をなすように外向きに突出させて突出部（膨出部）を形成し、これを先後方向に圧縮して管壁が先後に重なる（圧接状態となる）ようにすることで形成される。すなわち、管材（パイプ）のバルジ加工により、チューブの外周面に周回状にビーディングを行って環状の隆起部を形成し、この隆起部を先後方向（軸線方向に）にプレスして潰すことにより形成される。なお、チューブ１１におけるこの内挿部１５をなす中間位置直管部１５より後方（チューブ１１の後端寄り部位）は、それより大径の大径筒部（円筒部）１７をなしており、全体として後端側ほど大径をなす異径円筒管をなしている。

このようなチューブ１１内には、その先端１２の素子収容部１３内に、ガラス（ガラス封止部）２４で封止されたセンサ素子２１が配置されており、その後方には、センサ素子２１を支持する素子支持体（セラミック部材）３１を介して碍子管（絶縁管）４１が先後に延びる形で配置されている。碍子管４１は、セラミック製で、内部に軸線Ｇに沿って貫通状に形成された２穴を有する横断面が一定の円筒管であり、素子２１から後方に延びる２本の電極線２３と、これに接続された芯線２５からなる導線を、素子支持体３１を介して通している。このような碍子管４１は、チューブ１１の先端寄り部位である直管部１４の内周面にて、微小な空隙を介して包囲される形で保持されている。

また、この碍子管４１の後端４５からは芯線２５の後端２６を突出させており、この後端２６には端子金具２８が溶接で固定されている。そして、その圧着端子部２９には、樹脂被覆層付きのリード線（電気信号取り出し用の電線）５１の先端５３が圧着により接続されており、リード線５１は、チューブ１１の後端１９（シール部材７１の後端７２）から外部に引き出されている。また、碍子管４１の後端４５からリード線５１の先端５３寄り部位を含む部位は、チューブ１１の後端寄り部位の大径筒部１７内に配置されたゴム製（耐熱ゴム製）で円柱状をなすシール部材７１中の貫通孔７７内を先後に通されている。なお、本例ではシール部材７１の先端７３中央が凹設されており、この凹部７５に碍子管４１の後端４５が入り込まされている。このようなシール部材７１は、チューブ１１の大径筒部１７内に配置され、チューブ１１の後端部１７ｃを縮径するように加締めることで圧縮され、後端部１７ｃ内のシールを保持している。

一方、上記したようにチューブ１１における内挿部１５は、次に詳述する環状取付金具６１の内側であるチューブ挿通孔６７に圧入等により内挿された後、上記した環状フランジ１６における先端向き面１６ｆを、環状取付金具６１のチューブ挿通孔６７の後端６４側の開口周縁における環状端面（後端向き環状端面）６８に重ね（当接させ）、環状フランジ１６が環状端面６８に溶接されている。すなわち、環状取付金具６１は、図１、図４等に示したように、本例では、センサ１０１を排気マニホールド２０１等の取付け対象部位２０５の取付け孔（本例では、ネジ穴２０３）にねじ込み方式で取付ける取付け部として、環状部（円筒部）６３の外周面にネジ６０を備えている。そして、その環状部（円筒部）６３の後端部に、同心でそのネジ６０の径より大径で多角形をなすねじ込み用の工具係合部（例えば、多角形部（図６参照））６６を同心で備えている。なお、本例では、環状取付金具６１の後端である工具係合部６６は、中央をなすチューブ挿通孔６７の後端６４側であるその開口内周縁寄りに位置する環状端面６８が、外周寄り環状部６８ｂに対して凹設されている（先端側にある）が、その工具係合部６６の先後方向の寸法は、図示のように、チューブ１１の肉厚より格段と大きい肉厚とされている。また、環状部（円筒部）６３、及び工具係合部６６、すなわち、環状取付金具６１の内側であるチューブ挿通孔６７は本例では先後に同径（同一内径）の円形孔とされている。そして、その内径は、チューブ１１の中間位置直管部１５の外径と略同一とされており、内挿時において適度の締り嵌め（圧入）をなすよう設定されている。なお、チューブ１１を環状取付金具６１のチューブ挿通孔６７に内挿し、環状フランジ１６を環状端面６８に重ねた状態で、チューブ１１の中間位置直管部１５の先端が、環状取付金具６１の先端（先端をなす環状端面）６２より若干先端側に位置するように設定されている。図１中、６９は、センサ１０１のねじ込みにおけるシール用ワッシャである。

このような本例では、上記したように、チューブ１１の内挿部１５を環状取付金具６１のチューブ挿通孔６７に内挿させ、外周面１５ａに形成された環状フランジ１６における先端向き面１６ｆを、環状取付金具６１におけるチューブ挿通孔６７の後端６４側における開口周縁の環状端面６８に当接させている。そして、環状フランジ１６の外周に沿い、その外周端１６ａ寄り部位において、図１、図５、及び図６中にダブルハッチングで示したように、環状端面６８において周回状にレーザ溶接された溶接部７０を有している。これにより、チューブ１１は環状取付金具６１に固定されており、そして環状取付金具６１のチューブ挿通孔６７の内周面６７ａとチューブ１１の外周面１５ａとの間における先後方向（軸線Ｇ方向）のシールが保持されている。

なお、ここで図２中の左下拡大図を参照して本例のセンサ１０１に使用している温度センサ素子２１の構造の詳細を説明しておく。すなわち、この温度センサ素子２１は、感温部としてのサーミスタ焼結体２０と、一対の電極層２２、２２と、一対の電極線２３、２３と、一対の接合電極２２ａ、２２ａと、ガラス封止部２４とを備える。サーミスタ焼結体２０は、ペロブスカイト横造又はスピネル横造を有する金属酸化物を主体とする材料によって板状に形成されている。感温部としてのサーミスタ焼結体２０は周囲の温度に応じて抵抗値が変化する特性を有する。電極層２２、２２は、白金（Ｐｔ）系又は金（Ａｕ）系の貴金属からなる電極である。電極層２２、２２は、サーミスタ焼結体２０を挟むように、サーミスタ焼結体２０の左右の表面のそれぞれに形成されている。電極線２３、２３は、サーミスタ焼結体２０の抵抗値の変化を外部に取り出すための電線であり、ジュメット線よりなる。各電極線２３、２３の外径（線径）は０．２０ｍｍである。電極線２３、２３は、接合電極２２ａ、２２ａによって一対の電極層２２、２２のそれぞれに接合されている。接合電極２２ａ、２２ａは、電極線２３、２３を電極層２２、２２に接合させるための電極である。接合電極２２ａ、２２ａは、電極層２２、２２と同様の白金（Ｐｔ）系又は金（Ａｕ）系の貴金属によって形成される。ガラス封止部２４は、一対の電極線２３、２３の先端側と、サーミスタ焼結体２０と、一対の電極層２２、２２とのそれぞれを被覆する。ガラス封止部２４は、被覆する部材（サーミスタ焼結体２０等）を内部に保持するとともに、被覆する部材を外部環境から保護する。

本例のセンサ１０１は上記した構成を有するものであり、適宜の組立て順に基づいて組立てることができるが、例えば次のようにして組み立てられる（図２〜図６参照）。上記したような環状フランジ１６を備えたチューブ１１を形成しておく（図２右図参照）。一方、素子２１の後端に素子支持体３１を配置し、支持体３１から電極線２３を引き出しておき、芯線２５を接続しておく。そして、素子支持体３１の後端に碍子管４１を配置し、その後端４５から芯線２５の後端２６を引き出し、この後端２６に端子金具２８を介してリード線５１を接続しておく（図２中央参照）。次いで、この端子金具２８を含む接続部にシール部材７１を被せて素子ユニット８０を組立てる。この素子ユニット８０を、チューブ１１の後端（図２の右図上端）から内挿する。こうして図３の左図に示したように、素子２１をチューブ１１内の先端寄り部位に位置するようにして素子ユニット８０をチューブ１１内に配置し、シール部材７１をチューブ１１の後端寄り部位１７内の所定位置に装填する。そして、図３の右図に示したように、チューブ１１の後端部１７ｃを縮径状に加締める。こうして、チューブ１１内に素子ユニット８０を装填してなるセンサ基体９０を得る。

次に、このセンサ基体９０を、そのチューブ１１の先端１２からその内挿部１５を、取付金具６１のチューブ挿通孔６７に内挿する。そして、環状フランジ１６の先端向き面１６ｆが、チューブ挿通孔６７の後端６４側の開口周縁における環状端面６８に重なる（当接する）ようにする（図３の右図参照）。こうしてセンサ組み立て仕掛品として、レーザ溶接工程に回し、レーザ溶接装置で上記したように溶接する。なお、この溶接では、図５に示したように、レーザ光Ｌを、その環状フランジ１６の外周端１６ａ寄り部位に照射し、その外周に沿って環状端面６８との間を溶接する（図５の拡大図参照）。かくして、その溶接部位７０が図６に示したように円環状をなし、チューブ１１はその環状フランジ１６を介して取付金具６１における環状端面６８に溶接される。なお、この溶接では、環状フランジ１６の外周端１６ａと、環状取付金具６１のチューブ挿通孔６７の後端６４側の開口周縁における環状端面６８とのなす隅角を、周方向に沿って周回状に隅肉溶接してもよい。また、この溶接は、チューブ１１の軸線Ｇに対し、適宜の角度θが付くようにしてレーザ光Ｌを照射し、センサ組み立て仕掛品をその軸線Ｇ回りに相対的に回転させながら行えばよい。

かくして得られた温度センサ１０１は、その環状取付金具６１の環状部６３における取付け部である外周面のネジ６０を介して、図１中、２点鎖線で示した排気マニホルド２０１等の取付け対象部位２０５のネジ穴２０３へねじ込むことで、その取付けがなされ、チューブ１１の先端１２及び先端寄り部位を同マニホルド内に突出させて排気ガス温度の測定に供せられる。

上記したように、本例の温度センサ１０１においては、環状取付金具６１のチューブ挿通孔６７に内挿されたチューブ１１は、その外周面１５ａに形成された環状フランジ１６を、チューブ挿通孔６７の後端６４側の開口周縁における環状端面６８に当接させ、その外周端１６ａ寄り部位、又はその外周端１６ａと、その環状端面６８との間において周方向に沿ってレーザ溶接されている。すなわち、この溶接は、チューブ１１側はその外周面１５ａから外方に離間した環状フランジ１６の外周端１６ａ寄り部位を溶かし込む形で、環状取付金具６１のチューブ挿通孔６７の後端６４側の開口周縁における環状端面６８との間で行われている。このように、この溶接においてチューブ１１側は、従来のようにチューブ自体の外周面１５ａをなす管壁を直接溶かす形でレーザ光を照射するようなレーザ溶接とはならないから、その管壁が溶け過ぎとなることはなく、したがって、穴あき不良が発生することを防止できる。これにより明らかなように本形態では、その溶接過程で、チューブ１１の肉厚が薄い場合でも、その管壁に穴あき不良が発生することを有効に防止できる。

しかも、本例では、環状フランジ１６はその管壁を２枚重ねとしてなるものとなっているため、チューブ１１側における溶接部位の厚みは、従来のチューブにおける溶接部位の厚みより倍増している。このため、溶接過程で、チューブ１１の外周面１５ａをなすその管壁の肉厚が薄い場合でも、環状フランジ１６において溶かし込む溶融金属を増大させるようにレーザ出力を設定できる。これにより、本溶接構造においては、チューブ１１が薄肉化しても、環状取付金具６１のチューブ挿通孔６７内の内周面６７ａと、ここに内挿されたチューブ１１の外周面１５ａとの間における先後方向のシール性能、及び固定強度の高い溶接構造を得ることができる。

なお、チューブ１１の外周面１５ａに形成された環状フランジ１６を、チューブ挿通孔６７の後端６４側の開口周縁における環状端面６８に当接させて周回状にレーザ溶接する場合、その溶接箇所（部位）は、図７に示した別例のように、環状フランジ１６のうち、その外周端１６ａとチューブ１１の外周面１５ａとの中間部位としてもよい。また、チューブ１１における環状フランジ１６の根元近傍（チューブ１１の外周面１５ａ近傍）において環状端面６８と溶接してもよい。すなわち、溶接箇所は、溶接時にチューブ１１に穴あき不良が発生しないように、チューブの肉厚やレーザ光の照射角等を考慮して設定すればよい。

また、環状フランジ１６は、上記例ではチューブ１１の縦断面において、チューブ自身の管壁を、外周端１６ａにおいて折り返し状をなすと共に先後に密着させてなる２枚重ね構造に形成したものを例示したが、本発明ではかかる構造のものに限定されるものではない。すなわち、本発明では、チューブの先後方向の所定位置の外周面において外向きに突出し、周方向に環状をなす環状フランジを備えており、この環状フランジが、前記環状取付金具における前記チューブ挿通孔の後端又は先端における開口周縁の環状端面に重ねられ、該環状端面と前記環状フランジとが溶接されていれよい。したがって、図８に別例として示した環状フランジ２１６のように、環状フランジ２１６はチューブ２１１の外周面１５ａにおいて外向きに、チューブ２１１と一体をなす単板状のものとして突出形成したものでもよい。本発明をなす環状フランジは、チューブの形成過程で、或いはチューブの形成後において、チューブに一体で形成されていればよい。なお、図８は、図１の温度センサ１０１のうち、環状フランジ２１６のみが異なる別例を、図１における拡大図に相当する部位において示したものであり、他の部位の構成は上記形態と異なる点はない。したがって、同一部位には同一の符号を付すに止め、その説明は省略する。

上記各形態では、チューブに形成された環状フランジが、環状取付金具のチューブ挿通孔の後端側の開口周縁における環状端面に溶接される場合で説明したが、これは上記もしたように、環状取付金具のチューブ挿通孔の先端側の開口周縁における環状端面に溶接されるものとしてもよい。図９は、その一例（第２実施形態）を示したものである。このものは、上記形態とは、チューブ３１１、及びそれに形成された環状フランジ１６とその溶接箇所が異なるのみで、他は効果も含めて実質的に共通する。したがって、その相違点のみ説明し、同一の部位には同一の符号を付すに止め、その説明は省略する。

すなわち、本形態の温度センサ３０１を構成するチューブ３１１は、上記形態における先端寄り直管部１４の後方に、上記形態における大径筒部（円筒部）１７と同様の大径筒部３１７が続いている。すなわち、上記形態における中間位置直管部１５に相当する先後の管部位も大径筒部３１７をなしており、したがって、環状取付金具６１のチューブ挿通孔６７の内径が、それに対応して大径とされている。そして、この大径円筒部３１７の先端寄り部位において、図１に示したのと同様の構成の環状フランジ１６が形成されている。

このような本形態の温度センサ３０１は、この環状フランジ１６の後端向き面１６ｂを、環状取付金具６１のチューブ挿通孔６７の先端６５側の開口周縁をなす環状端面（環状部６３の先端）６２に重ねて溶接（レーザ溶接）している。すなわち、本形態の温度センサ３０１は、図１の温度センサ１０１と、実質的にこの点のみが相違するだけであるから、それと基本的に同じ効果を有する。すなわち、その溶接においては、チューブ３１１の大径円筒部３１７に穴あき不良が発生するのが防止される上、大径円筒部３１７の外周面３１７ａとチューブ挿通孔６７の内周面６７ａとの間における先後方向のシール性の高い溶接構造が得られる。このように、本発明では、チューブに設ける環状フランジの環状取付金具に対する溶接箇所は、チューブ挿通孔の先端側又は後端側のいずれにおいても具体化できる。ただし、排気ガスの温度測定に使用されるセンサでは、溶接部位が排気ガスに直接晒されて酸化するのを防止するのが好ましい。したがって、チューブにおける環状フランジは、図１〜図６に示した温度センサ１０１のように、環状取付金具６１のチューブ挿通孔６７の後端６４側の開口周縁の環状端面６８に溶接する構成とするのが好ましい。

なお、本発明の温度センサは、上記形態のもの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、適宜に変更して具体化できる。例えば、先端が閉じられた金属製のチューブは、一体のものでもよいし、先端側がキャップ等で閉塞されたものや、嵌合や接合で連結された複合構造のものであってもよい。さらに、上記例ではチューブを、環状フランジや加締め部位を除き、先端側より後端側が大径をなすものとして具体化したが、本発明の温度センサをなすチューブは、かかる異径構造のものに限定されるものではない。環状取付金具のチューブ挿通孔に挿通された状態において、その先端側又は後端側の開口周縁における環状端面と、チューブに形成された環状フランジとで溶接ができるものでありさえすればよい。また、環状取付金具についても、上記例では、この環状取付金具自体が取付け手段であるネジを有するものを例示したが、別のネジ付き部材との組合せにより、取付け対象部位に取り付けられる構造のものとしてもよい。また、本発明の温度センサは、排気ガスの温度測定用のものに限定されるものでもなく、他の用途に使用される温度センサにおいても広く適用できる。

１１ チューブ
１２ チューブの先端
１５ａ チューブの外周面
１６ 環状フランジ
１６ａ 環状フランジの縦断面における外周端
２１ 温度センサ素子
６１ 環状取付金具
６２ チューブ挿通孔の先端側の開口内周縁における環状端面（環状取付金具の先端）
６４ チューブ挿通孔の後端
６５ チューブ挿通孔の先端
６７ チューブ挿通孔
６７ａ チューブ挿通孔の内周面
６８ チューブ挿通孔の後端側の開口内周縁における環状端面
１０１，３０１ 温度センサ
２０５ 温度センサの取付け対象部位

Claims (3)

1. 先端が閉じられ、自身の内側に温度センサ素子を配置してなるチューブと、該チューブに外嵌された環状取付金具とを備えており、該環状取付金具の内側であるチューブ挿通孔の内周面と、前記チューブの外周面との間における先後方向のシールが保持されるように、該環状取付金具と前記チューブとが溶接されてなる温度センサにおいて、
   該チューブは、外向きに突出し周方向に環状をなす環状フランジを備えており、
   この環状フランジが、前記環状取付金具における前記チューブ挿通孔の後端側又は先端側における開口周縁の環状端面に重ねられ、該環状端面と前記環状フランジとが溶接されていることを特徴とする温度センサ。
2. 前記環状フランジは、チューブの縦断面において、チューブ自身の管壁を、外周端において折り返し状をなすように突出させ、かつ先後に密着させてなる２枚重ね構造に形成されてなるものであることを特徴とする請求項１に記載の温度センサ。
3. 前記環状フランジが、その外周端又は外周端寄り部位において、前記環状端面との間で溶接されていることを特徴とする請求項１又は２のいずれか１項に記載の温度センサ。

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