JP2016008905A - 温度センサ - Google Patents

Abstract

【課題】シース部材を構成する絶縁体の吸湿を抑制しつつ、高温環境下で使用された場合にも温度検出精度の低下を抑制できる温度センサを提供する。【解決手段】温度センサ１においては、２個の封止部材２６が外皮部材２５の開口した両端部（先端側端部２５ａ、後端側端部２５ｂ）をそれぞれ封止することから、シース部材７の絶縁体に水分が吸収されるのを抑制できる。そして、封止部材２６が芯線固定材と比べて絶縁抵抗値が同等に形成されていることから、温度センサ１が高温環境下にて使用された場合にも、封止部材２６の絶縁特性が芯線固定剤の絶縁特性を下回らず、漏れ電流経路が形成されるのを抑制できる。温度センサ１によれば、感温素子２１の電気的特性を正確に検出することができ、温度検出精度の低下を抑制できる。【選択図】図１

Description

本発明は、温度を検知する温度センサに関する。

温度を検知する温度センサとしては、感温素子と、シース部材と、を備える構成の温度センサが挙げられる（特許文献１）。
この温度センサにおいては、感温素子とシース部材の芯線とが電気的に接続される。

なお、感温素子は、温度によって電気的特性（電気抵抗値）が変化する金属抵抗体や白金抵抗体を備える素子や、温度によって電気的特性（電気抵抗値）が変化する導電性酸化物焼結体を備えるサーミスタ素子などがある。

また、シース部材は、感温素子と電気的に接続される芯線と、芯線の周囲を覆う絶縁体と、絶縁体を覆う筒状に形成された金属製の外皮部材と、を備える。
外皮部材は、筒状に形成されると共に、長手方向における両端部がそれぞれ開口している。つまり、絶縁体は、外皮部材の両端部において外部に露出している。

特開２００６−２３４６３２号公報

しかし、シース部材を構成する絶縁体が吸湿することがあると、絶縁体による絶縁抵抗値が低下する虞がある。
このように絶縁体の絶縁抵抗値が低下した場合、絶縁体が漏れ電流経路を形成して、感温素子の電気的特性を正確に検出することができず、温度センサとしての検出精度が低下する。

これに対して、シース部材を構成する絶縁体への水分の侵入（吸湿）を抑制するために、シース部材のうち外筒部材の先端側および後端側のそれぞれに、水分の透過を阻止する封止部材を配置することが考えられる。

しかし、封止部材を備える場合であっても、封止部材の絶縁抵抗値を考慮しない場合には、高温環境下では封止部材の絶縁特性が大きく低下し、シース部材の芯線によって形成される正しい電流経路に対して、封止部材が漏れ電流経路を形成する可能性がある。この漏れ電流経路としては、封止部材を介して芯線同士が電気的につながる経路、あるいは、封止部材を介して芯線と外皮部材とが電気的につながる経路が挙げられる。そして、そのような漏れ電流経路が形成されて漏れ電流が生じた場合、感温素子の電気的特性を正確に検出することができず、温度検出精度が低下する虞がある。特に、感温素子が温度上昇に伴い電気抵抗値が上昇する特性を有する場合には、周囲の温度上昇に伴って感温素子の電気抵抗値が高くなる一方、封止部材の絶縁抵抗値が低下していくため、封止部材の絶縁特性が低いと、この封止部材が漏れ電流経路を形成する可能性が高くなる。

そこで、本発明は、シース部材を構成する絶縁体の吸湿を抑制しつつ、高温環境下で使用された場合にも温度検出精度の低下を抑制できる温度センサを提供することを目的とする。

本発明は、温度に応じて電気的特性が変化する感温素子と、感温素子と直接あるいは他部材を介して電気的に接続される少なくとも１本の芯線を有すると共に、長手方向に延びるシース部材と、ガラスを主体に形成される部材であって、芯線と感温素子との接合部分あるいは他部材と感温素子との接合部分を覆う被覆部材と、を備える温度センサであって、シース部材は、絶縁体と、外皮部材と、封止部材と、を備える。

絶縁体は、絶縁材料で形成され、長手方向に延びる芯線の周囲を覆う。外皮部材は、金属製であり、絶縁体を覆いつつ、長手方向における両端部がそれぞれ開口している。封止部材は、外皮部材の内側から外側に向かって延びる芯線を貫通させた状態で、外皮部材の開口した両端部をそれぞれ封止する。

封止部材は、被覆部材と比べて絶縁抵抗値が同等あるいは大きく形成されている。感温素子は、温度上昇に伴い電気抵抗値が上昇する特性を有する。
この温度センサにおいては、封止部材が外皮部材の開口した両端部をそれぞれ封止することから、シース部材の絶縁体に水分が吸収されるのを抑制できる。

とりわけ、本発明では、感温素子が温度上昇に伴い電気抵抗値が上昇する特性を有するため、温度センサが高温環境下で使用される場合には、感温素子の電気抵抗値が高くなる。この場合、周囲の温度上昇に伴って封止部材の絶縁抵抗値が低下して被覆部材の絶縁特性を下回ると、その封止部材が漏れ電流経路を形成する可能性が高くなる。

これに対して、この温度センサでは、被覆部材に対して絶縁抵抗値が同等あるいは大きく形成された封止部材を備えているため、漏れ電流経路が形成されるのを抑制できる。
これらのことから、この温度センサは、シース部材の絶縁体に水分が吸収されるのを抑制でき、絶縁体や封止部材が漏れ電流経路を形成することを抑制できるため、感温素子の電気的特性を正確に検出することができる。

よって、本発明の温度センサによれば、シース部材を構成する絶縁体の吸湿を抑制しつつ、高温環境下で使用された場合にも温度検出精度の低下を抑制できる。
なお、封止部材は、外皮部材の開口した両端部を水密に封止する部材であっても良い。このような封止部材としては、ガラス材料や撥水性セラミックスといった水を透過させにくい材質で構成した部材、または、連通孔のない緻密質のセラミックス部材を例示することができる。これにより、シース部材の絶縁体に水分が吸収されるのを確実に抑制できる。

上述の温度センサにおいては、シース部材の絶縁体は、マグネシア（ＭｇＯ）で形成されてもよい。
マグネシアは、水分を吸収しやすい性質を有することから、マグネシアで形成された絶縁体は、水分の吸収により絶縁抵抗値が低下しやすくなる。

これに対して、この温度センサでは、上記の封止部材を備えており、シース部材の絶縁体に水分が吸収されるのを抑制できることから、比較的安価なマグネシアを絶縁体に用いつつ、感温素子の電気的特性を正確に検出することができる。

上述の温度センサにおいては、シース部材の封止部材は、ガラスを主体にして形成されてもよい。
ガラス材料は、水分を透過させにくいため、外皮部材の開口した両端部を覆うことで、絶縁体への水分の吸収を抑制できる。また、ガラスを構成する成分を調整することで、封止部材の絶縁抵抗値を、被覆部材の絶縁抵抗値と同等あるいは被覆部材の絶縁抵抗値よりも大きくすることができる。

なお、「封止部材は、ガラスを主体にして形成され」とは、封止部材を形成する材料の中でガラスが最も多く含まれていることを意味している。
上述の温度センサにおいては、シース部材を支持すると共に、温度センサの設置位置に当接する当接面を有する取付部材を備えてもよい。

そして、温度センサの長手方向のうち、感温素子が配置される側を先端側とし、反対側を後端側と定義した場合に、シース部材は、外皮部材の両端部のうち先端側となる先端側端部が取付部材の前記当接面よりも先端側に配置され、外皮部材の両端部のうち後端側となる後端側端部が取付部材の前記当接面よりも後端側に配置される状態で、取付部材に保持されてもよい。

さらに、封止部材のうち、外皮部材の先端側端部に配置される先端側封止部材は、外皮部材の後端側端部に配置される後端側封止部材に比べて、絶縁抵抗値が同じあるいは大きくてもよい。

この温度センサにおいては、先端側で外部から受けた熱量が取付部材の当接面を介して外部部材に対して熱伝導する構成となるため、温度センサのうち取付部材よりも後端側の領域は取付部材よりも先端側の領域に比べて温度が低くなる。

つまり、温度センサのうち取付部材よりも先端側領域は、取付部材よりも後端側領域に比べて高温となるため、封止部材のうち先端側封止部材は後端側封止部材に比べて、高温環境下に配置される。

これに対して、封止部材のうち先端側封止部材が後端側封止部材に比べて絶縁抵抗値が同じあるいは大きく形成されることで、高温環境下に配置される先端側封止部材において漏れ電流経路が形成されるのを抑制できる。

このことから、この温度センサは、封止部材が漏れ電流経路を形成することを抑制できるため、感温素子の電気的特性を正確に検出することができ、温度検出精度の低下を抑制できる。

本発明の温度センサによれば、封止部材を備えることで、シース部材を構成する絶縁体の吸湿を抑制しつつ、高温環境下で使用された場合にも温度検出精度の低下を抑制できる。

温度センサの構造を示す部分破断断面図である。 軸線方向における温度センサの先端側を破断し拡大して示す拡大断面図である。 シース部材のシース芯線が接続された状態の感温素子の外観を表す平面図である。 図３における感温素子，シース芯線，芯線固定材のＡ−Ａ視断面における断面図である。 第１実施形態の芯線固定材の材料であるアルミノケイ酸塩ガラスの各成分および組成比を示した表である。 シース部材の先端領域および感温素子における電流経路を表した説明図であり、図中の上側領域には正常な電流経路を表しており、図中の下側領域には漏れ電流経路を表した説明図である。 第２温度センサのうち引出リード線を介して感温素子とシース部材の芯線とが接続される部分の構造を表した断面図である。 シース部材のシース芯線が接続された状態の第２感温素子の外観を表す斜視図である。 第２シース部材のうち感温素子に接続された先端側の一部分の構成を表す説明図である。 第３シース部材のうち感温素子に接続された先端側の一部分の構成を表す説明図である。

以下、本発明が適用された実施形態について、図面を用いて説明する。
尚、本発明は、以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採り得ることはいうまでもない。

［１．第１実施形態］
［１−１．全体構成］
第１実施形態として、自動車などの内燃機関の排ガス温度検出に用いられる温度センサ１について説明する。

この温度センサ１は、例えば、内燃機関の排気管などの流通管に装着され、自身の先端部が測定対象ガス（排気ガス）が流れる流通管内に配置されることにより、測定対象ガスの温度を検出する。

図１は、温度センサ１の構造を示す部分破断断面図である。図２は、軸線方向における温度センサ１の先端側を破断し拡大して示す拡大断面図である。
なお、軸線方向とは、温度センサ１の長手方向であり、図１においては図の上下方向に相当する。また、温度センサ１における先端側は図１における下側であり、温度センサ１における後端側は図１における上側である。

温度センサ１は、シース部材７と、金属チューブ９（ハウジング９）と、取付部材１１と、ナット部材１７と、外筒１９と、感温素子２１と、を備えている。
図２に示すように、シース部材７は、一対のシース芯線２３（電極線２３）と、一対のシース芯線２３を覆う絶縁体２４と、絶縁体２４を覆う金属製の外皮部材２５と、外皮部材２５の先端側および後端側にそれぞれ設けられる２個の封止部材２６（図１参照）と、を備える。なお、シース部材７の詳細については後述する。

金属チューブ９は、耐腐食性金属（例えば、耐熱性金属でもあるＳＵＳ３１０Ｓなどのステンレス合金）で形成されており、鋼板の深絞り加工によりチューブ先端側が閉塞した軸線方向に延びる筒状をなし、筒状のチューブ後端側が開放した形態で構成されている。

この金属チューブ９は、図２に拡大して示す様に、径が小さく設定された先端側の小径部４１と、径が小径部４１よりも大きく設定された後端側の大径部４３と、小径部４１と大径部４３との間に配置される段差部４５と、を備えている。段差部４５は、小径部４１から大径部４３に向かって径が徐々に大きくなるよう形成されている。

取付部材１１は、図１に示すように、径方向外側に突出する突出部３５と、突出部３５の後端側に位置すると共に軸線方向に延びる後端側鞘部３７と、を有している。取付部材１１は、金属チューブ９の後端側の外周面を取り囲み、金属チューブ９と溶接されることで、当該金属チューブ９を保持する。突出部３５は、先端側の当接面３５ａで温度センサ１の設置位置に当接する。

ナット部材１７は、六角ナット部１３およびネジ部１５を有する。外筒１９は、取付部材１１の後端側に嵌め合わされている。
感温素子２１は、白金抵抗体を備えており、温度によって電気的特性（電気抵抗値）が変化する。本実施形態の感温素子２１は、温度上昇に伴い電気抵抗値が上昇する特性（正特性）を有する。

図３に、シース部材７のシース芯線２３が接続された状態の感温素子２１の外観を表す平面図を示す。図４に、図３における感温素子２１，シース芯線２３，芯線固定材５９のＡ−Ａ視断面における断面図を示す。なお、図３では、芯線固定材５９に覆われる感温素子２１の構成の一部およびシース芯線２３を点線で表している。

感温素子２１は、アルミナ純度９９．５〜９９．９％のセラミックス基体５４と、セラミックス基体５４の表面に所定のパターン形状（本実施形態ではミアンダ形状）に形成される金属抵抗体５５と、金属抵抗体５５のうちセラミックス基体５４と接する面とは反対側の面において金属抵抗体５５を被覆するアルミナ純度９９．５〜９９．９％のセラミックス被覆層５７と、を有している。

金属抵抗体５５は、白金（Ｐｔ）を主体に構成されており、温度変化に応じて電気抵抗値が変化する。
セラミックス被覆層５７は、セラミックスのグリーンシートを予め焼成することで得られた焼成済みのシートであり、接合層５６により焼成済みのセラミックス基体５４の先端側（図４における左側）に接合されて、金属抵抗体５５の先端側を覆う状態で備えられている。

なお、接合層５６についても、アルミナ純度９９．５〜９９．９％で構成されている。なお、この接合層５６は、接合前はアルミナ粉末を含むペーストであり、焼成済みのセラミックス基体５４とセラミックス被覆層５７とを上記ペーストで貼り合わせた後、熱処理されることで、最終的に接合層５６となる。

そして、金属抵抗体５５のうち後端側（図４における右側）は、セラミックス被覆層５７によって被覆される導体パターンより幅広に形成された電極パッド５８を介してシース部材７のシース芯線２３と電気的に接続される。このとき、電極パッド５８とシース芯線２３とは、抵抗溶接やレーザー溶接などの溶接により溶接点６０で電気的に接続される。

このあと、感温素子２１とシース芯線２３との接続部分が芯線固定材５９により覆われることにより、感温素子２１とシース芯線２３とが強固に接続される。芯線固定材５９は、図５に示す各成分を有するアルミノケイ酸塩ガラスを主体とするガラス材料で構成されている。このアルミノケイ酸塩ガラスは、軟化点が９５０［℃］である。なお、このガラス材料は、セラミックス材料（アルミナ）を副成分として含有させても良い。

このように構成された感温素子２１は、シース芯線２３を介して外部機器などと電気的に接続される。
温度センサ１は、図２に示すように、金属チューブ９の先端側の内部において、感温素子２１の周囲に充填されるセメント３９を備える。セメント３９は、感温素子２１の周囲に充填されることで、感温素子２１の揺動を防止している。なお、セメント３９は、非晶質のシリカにアルミナ骨材を含有した絶縁材で形成されている。

そして、このような構成の温度センサ１は、例えば、排気管に設けられたセンサ取付部にネジ部１５が螺合固定されて、自身の先端が排気管の内部に配置されることで、測定対象ガスの温度を検出する。

なお、本実施形態では、測定対象ガスである排気ガスの温度は８００℃以上である。
［１−２．シース部材］
次に、シース部材７の詳細について説明する。

上述のように、シース部材７は、一対のシース芯線２３（電極線２３）と、絶縁体２４と、外皮部材２５と、２個の封止部材２６と、を備える（図１、図２参照）。
シース芯線２３は、Ａｌを含有するＮｉ基合金で形成されており、その先端部がレーザ溶接によって感温素子２１と接続されており、後端部が抵抗溶接により加締め端子２７と接続されている。これにより、シース芯線２３は、自身の後端側が加締め端子２７を介して外部回路（例えば、車両の電子制御装置（ＥＣＵ）等）接続用の外部リード線２９と接続されている。

なお、一対のシース芯線２３および一対の加締め端子２７は、絶縁チューブ３１により互いに絶縁される。外部リード線２９は、導線を絶縁性の被覆材にて被覆され耐熱ゴム製のグロメット３３の内部を貫通する状態で配置される。

絶縁体２４は、外皮部材２５と２本のシース芯線２３との間を電気的に絶縁してシース芯線２３を保持するマグネシア（ＭｇＯ）からなる絶縁材料で形成されている。
外皮部材２５は、Ａｌを含有するＮｉ基合金で形成されており、絶縁体２４の周囲を覆う筒状に形成されている。また、外皮部材２５は、長手方向における両端部（先端側端部２５ａ、後端側端部２５ｂ）がそれぞれ開口している。

２個の封止部材２６は、外皮部材２５の開口した両端部（先端側端部２５ａ、後端側端部２５ｂ）をそれぞれ封止する先端側封止部材２６ａおよび後端側封止部材２６ｂとして備えられる。封止部材２６は、芯線固定材５９と同じアルミノケイ酸塩ガラスを主体とするガラス材料で形成されており、水分を透過しないように緻密に形成されている。つまり、本実施形態の封止部材２６は、上述の芯線固定材５９と絶縁抵抗値が同等である。

［１−３．シース部材および感温素子における電流経路］
次に、シース部材７の先端領域および感温素子２１における電流経路について説明する。

上述のように、本実施形態の封止部材２６は、芯線固定材５９と絶縁抵抗値が同等である。この場合、シース部材７および感温素子２１を流れる電流は、図６の上側領域において実線で表す経路を流れる。

なお、図６は、シース部材７の先端領域および感温素子２１における電流経路を表した説明図であり、図中の上側領域には正常な電流経路を表しており、図中の下側領域には漏れ電流経路を表している。

他方、もし、封止部材２６の絶縁抵抗値が芯線固定材５９の絶縁抵抗値よりも小さい場合には、感温素子２１の近傍部分が高温下（例えば、６００℃以上）に晒された場合に、所定時間にわたり、感温素子２１を含んだ正常な電流経路（図６の上側領域における実線で表す経路）のみならず、封止部材２６を介した漏れ電流経路（図６の下側領域における破線で表す経路）にも電流が流れてしまう。この場合、感温素子２１の電気的特性を正確に検出することができず、温度センサ１としての検出精度が低下する。

これに対して、本実施形態では、封止部材２６の絶縁抵抗値は、芯線固定材５９の絶縁抵抗値と同等であるため、封止部材２６を介した漏れ電流経路（図６の下側領域における破線で表す経路）に電流が流れることを抑制できる。なお、封止部材２６が、芯線固定材５９の絶縁抵抗値よりも大きい状態となる材料にて構成される場合においても、上記の封止部材２６を介した漏れ電流経路に電流が流れることを抑制できる。

よって、温度センサ１においては、感温素子２１の電気的特性を正確に検出することが可能となり、温度センサ１としての検出精度の低下を抑制できる。
［１−４．効果］
以上説明したように、本実施形態の温度センサ１においては、シース部材７が２個の封止部材２６を備えており、２個の封止部材２６が外皮部材２５の開口した両端部（先端側端部２５ａ、後端側端部２５ｂ）をそれぞれ封止することから、シース部材７の絶縁体２４に水分が吸収されるのを抑制できる。

また、本実施形態では、感温素子２１が温度上昇に伴い電気抵抗値が上昇する特性を有するため、温度センサ１が高温環境下で使用される場合には、感温素子２１の電気抵抗値が高くなる。この場合、周囲の温度上昇に伴って封止部材２６の絶縁抵抗値が低下する（芯線固定材５９の絶縁特性を下回る）と、その封止部材２６が漏れ電流経路を形成する可能性が高くなる。

これに対して、温度センサ１では、封止部材２６が芯線固定材５９と比べて絶縁抵抗値が同等に形成されていることから、感温素子２１が高温下に晒された場合にも、芯線固定材５９の絶縁特性が良好に確保されていれば、封止部材２６において漏れ電流経路が形成されるのを抑制できる。

これらのことから、温度センサ１は、シース部材７の絶縁体２４に水分が吸収されるのを抑制でき、絶縁体２４や封止部材２６が漏れ電流経路を形成することを抑制できるため、温度検出精度の低下を抑制できる。

また、温度センサ１においては、シース部材７の絶縁体２４は、マグネシア（ＭｇＯ）で形成されている。マグネシアは、水分を吸収しやすい性質を有することから、マグネシアで形成された絶縁体２４は、水分の吸収により絶縁抵抗値が低下しやすい傾向がある。

これに対して、温度センサ１では、２個の封止部材２６を備えており、シース部材７の絶縁体２４に水分が吸収されるのを抑制できることから、吸湿した絶縁体２４において漏れ電流経路が形成されるのを抑制でき、感温素子２１の電気的特性を正確に検出することができる。

次に、温度センサ１においては、シース部材７の封止部材２６は、芯線固定材５９と同じアルミノケイ酸塩ガラスを主体とするガラス材料で形成されている。
ガラス材料は、水分を透過させにくいため、外皮部材２５の開口した両端部（先端側端部２５ａ、後端側端部２５ｂ）を覆うことで、絶縁体２４への水分の吸収を抑制できる。また、ガラス材料を構成する成分を調整することで、絶縁体２４の絶縁抵抗値を、芯線固定材５９の絶縁抵抗値と同等あるいは芯線固定材５９の絶縁抵抗値よりも大きくすることができる。

次に、温度センサ１においては、シース部材７は、外皮部材２５の先端側端部２５ａが取付部材１１の当接面３５ａよりも先端側に配置され、外皮部材２５の後端側端部２５ｂが取付部材１１の当接面３５ａよりも後端側に配置される状態で、取付部材１１に支持されている。２個の封止部材２６（先端側封止部材２６ａ，後端側封止部材２６ｂ）のうち、外皮部材２５の先端側端部に配置される先端側封止部材２６ａは、外皮部材２５の後端側端部に配置される後端側封止部材２６ｂに比べて、絶縁抵抗値が同じ材料で形成されている。

温度センサ１においては、先端側で外部から受けた熱量が取付部材１１の当接面３５ａを介して外部部材に対して熱伝導する構成となるため、温度センサ１のうち取付部材１１よりも後端側の領域は取付部材１１よりも先端側の領域に比べて温度が低くなる。

つまり、温度センサ１のうち取付部材１１よりも先端側領域は、取付部材１１よりも後端側領域に比べて高温となるため、２個の封止部材２６のうち先端側封止部材２６ａは後端側封止部材２６ｂに比べて、高温環境下に配置される。

これに対して、２個の封止部材２６のうち先端側封止部材２６ａが後端側封止部材２６ｂと絶縁抵抗値が同じに形成されることで、高温環境下に配置される先端側封止部材２６ａにおいて漏れ電流経路が形成されるのを抑制できる。

このことから、この温度センサ１は、封止部材２６が漏れ電流経路を形成することを抑制できるため、温度検出精度の低下を抑制できる。なお、この温度検出精度の低下抑制効果は、先端側封止部材２６ａが、後端側封止部材２６ｂに比べて絶縁抵抗値が大きい材料で形成されている場合にも得られるものであり、絶縁抵抗値の調整はガラスを構成する成分を調整して行えばよい。

［１−５．特許請求の範囲との対応関係］
ここで、特許請求の範囲と本実施形態とにおける文言の対応関係について説明する。
シース芯線２３が芯線の一例に相当し、感温素子２１の電極パッド５８とシース芯線２３との溶接点６０が接合部分の一例に相当し、絶縁体２４が絶縁体の一例に相当し、外皮部材２５が外皮部材の一例に相当し、芯線固定材５９が被覆部材の一例に相当する。

［２．他の実施形態］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、様々な態様にて実施することが可能である。

例えば、上記実施形態では、感温素子（詳細には、電極パッド）がシース部材の芯線と直接接続される構成について説明したが、感温素子（詳細には、電極パッド）が他部材を介してシース部材の芯線と接続される構成であっても良い。

具体的には、図７に示す第２温度センサ７０のように、白金または白金合金で形成された引出リード線７１を介して、感温素子２１の電極パッド５８がシース部材７のシース芯線２３と接続される構成であっても良い。

図７は、第２温度センサ７０のうち、引出リード線７１を介して感温素子２１とシース部材７のシース芯線２３とが接続される部分の構造を表した断面図である。なお、第２温度センサ７０のうち、第１実施形態の温度センサ１と同一の構成については、同一符号を付して表す。

引出リード線７１は、溶接点７３でシース部材７のシース芯線２３と溶接されると共に、溶接点７５で感温素子２１の電極パッド５８と溶接される。
感温素子２１の電極パッド５８と引出リード線７１との接続部分は、リード固定材７７によって覆われている。リード固定材７７を備えることで、感温素子２１と引出リード線７１とが強固に接続される。

リード固定材７７は、図５に示す各成分を有するアルミノケイ酸塩ガラスを主体とするガラス材料で構成されている。このアルミノケイ酸塩ガラスは、軟化点が９５０［℃］である。

第２温度センサ７０は、第１実施形態の温度センサ１と同様に、シース部材７が封止部材２６を備えており、２個の封止部材２６が外皮部材２５の開口した両端部（先端側端部２５ａ、後端側端部２５ｂ）をそれぞれ封止する。また、封止部材２６が、ガラスを主体とする材料で構成されると共に、リード固定材７７と比べて絶縁抵抗値が同等あるいは大きく形成されている。

このような第２温度センサ７０は、第１実施形態の温度センサ１と同様に、２個の封止部材２６が外皮部材２５の開口した両端部（先端側端部２５ａ、後端側端部２５ｂ）をそれぞれ封止することから、シース部材７の絶縁体２４に水分が吸収されるのを抑制できる。

また、封止部材２６がリード固定材７７と比べて絶縁抵抗値が同等あるいは大きく形成されていることから、封止部材２６において漏れ電流経路が形成されるのを抑制できる。
これらのことから、第２温度センサ７０は、シース部材７の絶縁体２４に水分が吸収されるのを抑制でき、絶縁体２４や封止部材２６が漏れ電流経路を形成することを抑制できるため、感温素子２１の電気的特性を正確に検出することができる。

よって、第２温度センサ７０によれば、高温環境下で使用された場合にも温度検出精度の低下を抑制できる。
ここで、特許請求の範囲と本実施形態とにおける文言の対応関係について説明する。シース芯線２３が芯線の一例に相当し、引出リード線７１と感温素子２１の電極パッド５８との溶接点７５が接合部分の一例に相当し、絶縁体２４が絶縁体の一例に相当し、外皮部材２５が外皮部材の一例に相当し、リード固定材７７が被覆部材の一例に相当する。また、引出リード線７１が、感温素子と芯線とを電気的に接続する他部材の一例に相当する。

次に、第１実施形態では、シース部材７の絶縁体２４がマグネシアで形成された構成について説明したが、絶縁体は、マグネシアに限らず、シリカなどの絶縁材料で構成しても良い。

また、第１実施形態では、封止部材２６がガラスを主体とする材料で形成された構成について説明したが、封止部材は、ガラスを主体とする材料に限られることはなく、アルミナ、スピネル、コージェライト、ムライト、ステアタイト、炭化ケイ素、窒化ケイ素、窒化アルミニウムなどのセラミック材料や撥水性セラミックス材料で構成しても良い。

次に、上記実施形態では、温度センサに備えられる感温素子が白金抵抗体を備える感温素子である構成について説明したが、他の種類の感温素子を備えてもよい。具体的には、導電性酸化物焼結体を備えるサーミスタ素子を感温素子として採用することができる。

ここで、サーミスタ素子である第２感温素子６１について説明する。
図８は、シース部材７のシース芯線２３と接合された第２感温素子６１の外観を表す斜視図である。

第２感温素子６１は、温度によって電気的特性（電気抵抗値）が変化する導電性酸化物焼結体を主体に形成された素子本体部６２と、素子本体部６２の上面および下面に形成された２つの電極部６３と、を備えて構成されている。

そして、２つの電極部６３は、それぞれ導電性ペーストによってシース部材７のシース芯線２３と接合されている。また、その接合部分５９を含むようにして第２感温素子６１の全体、および、シース芯線２３の一部を覆うように、ガラスを主体とする被覆部材６５が形成されている。

なお、本実施形態（第３実施形態）におけるシース部材７は、上述の第１実施形態におけるシース部材７と同様の構成である。
このようにしてシース部材７のシース芯線２３と接続された第２感温素子６１は、感温素子２１と同様に、金属チューブ９の内部に収容されて、温度センサを構成することができる。

この温度センサは、第１実施形態の温度センサ１と同様に、２個の封止部材２６が外皮部材２５の開口した両端部（先端側端部２５ａ、後端側端部２５ｂ）をそれぞれ封止することから、温度検出精度の低下を抑制できる。なお、封止部材２６は、被覆部材６５と比べて絶縁抵抗値が同等あるいは大きい特性を有するものである。

次に、上記の実施形態では、封止部材２６が外皮部材２５の外部に配置される構成のシース部材について説明したが、シース部材は、封止部材が外皮部材の内部に配置される構成であってもよい。例えば、図９に示す第２シース部材１０７のように、内部封止部材１２６が外皮部材２５のうち先端部および後端部のそれぞれの内部に配置される構成が挙げられる。

なお、第２シース部材１０７は、一対のシース芯線２３（電極線２３）と、絶縁体２４と、外皮部材２５と、２個の内部封止部材１２６と、を備える。また、図９では、第２シース部材１０７のうち、感温素子２１に接続された先端側の一部分を図示しており、２個の内部封止部材１２６のうち先端側の１個のみを図示している。なお、第２シース部材１０７のうち、第１実施形態のシース部材７と同一の構成については、同一符号を付して表す。

また、封止部材は、外皮部材の内部および外部に配置される構成であっても良い。例えば、図１０に示す第３シース部材１０８に備えられる二段封止部材１２７のように、外皮部材の内部に配置される内側形成部１２７ａと、外皮部材の外部に配置される外側形成部１２７ｂと、が一体に形成された構成であっても良い。二段封止部材１２７は、外皮部材２５のうち先端部および後端部のそれぞれに配置されている。

なお、第３シース部材１０８は、一対のシース芯線２３（電極線２３）と、絶縁体２４と、外皮部材２５と、２個の二段封止部材１２７と、を備える。また、図１０では、第３シース部材１０８のうち、感温素子２１に接続された先端側の一部分を図示しており、２個の二段封止部材１２７のうち先端側の１個のみを図示している。なお、第３シース部材１０８のうち、第１実施形態のシース部材７と同一の構成については、同一符号を付して表す。

次に、上記の実施形態では、被覆部材（芯線固定材５９およびリード固定材７７）が、図５に示す各成分を有するアルミノケイ酸塩ガラスを主体とするガラス材料で形成された温度センサについて説明したが、被覆部材は他のガラス材料で形成しても良い。

例えば、ケイ酸塩ガラス、ホウ酸塩ガラス、ホウケイ酸塩ガラス、リンケイ酸塩ガラスなどで形成しても良い。
ケイ酸塩ガラスは、ＳｉＯ_２を含み、その他元素としては、アルカリ土類金属酸化物（ＭｇＯ，ＣａＯ，ＢａＯ，ＳｒＯ）を含むガラス材料である。ホウ酸塩ガラスは、Ｂ_２Ｏ_３を含み、その他元素としては、アルカリ土類金属酸化物（ＭｇＯ，ＣａＯ，ＢａＯ，ＳｒＯ）を含むガラス材料である。ホウケイ酸塩ガラスは、Ｂ_２Ｏ_３，ＳｉＯ_２を含み、その他元素としては、アルカリ土類金属酸化物（ＭｇＯ，ＣａＯ，ＢａＯ，ＳｒＯ）を含むガラス材料である。リンケイ酸塩ガラスは、Ｐ_２Ｏ_５，ＳｉＯ_２を含み、その他元素としては、アルカリ土類金属酸化物（ＭｇＯ，ＣａＯ，ＢａＯ，ＳｒＯ）を含むガラス材料である。

また、アルミノケイ酸塩ガラスは、ＳｉＯ_２，Ａｌ_２Ｏ_３を含み、その他の元素としては、アルカリ土類金属酸化物（ＭｇＯ，ＣａＯ，ＢａＯ，ＳｒＯ）を含むガラス材料である。

なお、被覆部材（芯線固定材、リード固定材）に用いるガラス材料としては、絶縁性を悪化させるアルカリ金属元素が実質的に含まれていない（例えば、０．２ｗｔ％以下である）材料を用いることで、絶縁性の悪化を抑制できる。

さらに、ガラスを主体に構成される被覆部材（芯線固定材５９およびリード固定材７７）は、セラミック材料を含有させてもよいが、含有させるセラミック材料はアルミナに限定されない。例えば、スピネル、コージェライト、ムライト、ステアタイト、ジルコン、炭化ケイ素、窒化ケイ素、窒化アルミニウムなどが挙げられる。

１…温度センサ、７…シース部材、９…金属チューブ（ハウジング）、１１…取付部材、２１…感温素子、２３…シース芯線（電極線）、２４…絶縁体、２５…外皮部材、２５ａ…先端側端部、２５ｂ…後端側端部、２６…封止部材、２６ａ…先端側封止部材、２６ｂ…後端側封止部材、３５…突出部、３５ａ…当接面、３７…後端側鞘部、５８…電極パッド、５９…芯線固定材、６１…第２感温素子、６３…電極部、７０…第２温度センサ、７１…引出リード線、７７…リード固定材。

Claims (4)

1. 温度に応じて電気的特性が変化する感温素子と、
   長手方向に延びると共に、前記感温素子と直接あるいは他部材を介して電気的に接続される少なくとも１本の芯線と、絶縁材料で形成され、前記芯線の周囲を覆う絶縁体と、前記絶縁体を覆うと共に、前記長手方向における両端部がそれぞれ開口した金属製の外皮部材と、を有するシース部材と、
   ガラスを主体に形成される部材であって、前記芯線と前記感温素子との接合部分あるいは前記他部材と前記感温素子との接合部分を覆う被覆部材と、
   を備える温度センサであって、
   前記感温素子は、温度上昇に伴い電気抵抗値が上昇する特性を有しており、
   前記シース部材は、
   前記外皮部材の内側から外側に向かって延びる前記芯線を貫通させた状態で、前記外皮部材の開口した両端部をそれぞれ封止すると共に、前記被覆部材と比べて絶縁抵抗値が同等あるいは大きい封止部材を備えること、
   を特徴とする温度センサ。
2. 前記シース部材の前記絶縁体は、マグネシア（ＭｇＯ）で形成されること、
   を特徴とする請求項１に記載の温度センサ。
3. 前記シース部材の前記封止部材は、ガラスを主体にして形成されること、
   を特徴とする請求項１または請求項２に記載の温度センサ。
4. 前記シース部材を支持すると共に、当該温度センサの設置位置に当接する当接面を有する取付部材を備えており、
   当該温度センサの長手方向のうち、前記感温素子が配置される側を先端側とし、反対側を後端側と定義した場合に、前記シース部材は、前記外皮部材の両端部のうち先端側となる先端側端部が前記取付部材の前記当接面よりも先端側に配置され、前記外皮部材の両端部のうち後端側となる後端側端部が前記取付部材の前記当接面よりも後端側に配置される状態で、前記取付部材に保持されており、
   前記封止部材のうち、前記外皮部材の前記先端側端部に配置される先端側封止部材は、前記外皮部材の前記後端側端部に配置される後端側封止部材に比べて、絶縁抵抗値が同じあるいは大きいこと、
   を特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載の温度センサ。