JP2016038322A - 温度センサ - Google Patents
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Abstract
【課題】 温度検出の応答性の低下を抑制するとともに、温度検出精度の低下を抑制する温度センサを提供する。【解決手段】 温度センサ1は、酸素供給物質を含有する絶縁保持部材20を有するシース部材6を備えている。シース部材6の絶縁保持部材20は、酸素供給物質を含有すると共に、シース管19の先端側開口から見たときに酸素供給物質が外部に露出する状態で形成されている。絶縁保持部材20が、シース部材6の先端側から酸素を放出することで、サーミスタ素子5の周囲における酸素濃度の低下を抑制できるため、還元作用によるサーミスタ素子5の特性変化を抑制でき、温度検出精度の低下を抑制できる。酸素供給物質が絶縁保持部材20に含有される構成であるため、サーミスタ素子5の先端側にペレットを配置する構成に比べて、熱伝導の遅延が生じがたくなり、温度検出の応答性低下を抑制できる。【選択図】 図1
Description
本発明は、温度変化に応じて電気的特性が変化するサーミスタ素子を用いた温度センサに関する。
温度センサとしては、温度変化に応じて電気的特性が変化するサーミスタ素子を用いた温度センサがある。
このような温度センサにおいては、サーミスタ素子の周囲の酸素濃度が低下してしまうと、還元作用によるサーミスタ素子の特性変化が生じてしまい、温度検出精度が低下する場合がある。
このような温度センサにおいては、サーミスタ素子の周囲の酸素濃度が低下してしまうと、還元作用によるサーミスタ素子の特性変化が生じてしまい、温度検出精度が低下する場合がある。
これに対して、サーミスタ素子を用いた温度センサにおいて、サーミスタ素子の先端側に酸化ニッケル製のペレットを配置し、そのペレットから酸素供給を行い、酸素濃度の低下を抑制する技術が提案されている(特許文献1)。
また、サーミスタ素子を用いた温度センサにおいて、サーミスタ素子の周囲に配置するセメント部材(充填部材)に酸素供給物質を含有することで、酸素供給を行い、酸素濃度の低下を抑制する技術が提案されている(特許文献2)。
これらの構成を採る温度センサにおいては、サーミスタ素子の周囲における酸素濃度の低下を抑制することで、還元作用によるサーミスタ素子の特性変化を抑制できる。
しかし、ペレットを備える温度センサにおいては、温度センサの先端側外部からサーミスタ素子までの熱伝導経路にペレットが配置されるため、熱伝導の遅延が生じる可能性があり、温度検出の応答性が低下する虞がある。
また、セメント部材に酸素供給物質を含有する温度センサにおいては、特に大量生産する場合において、酸素供給物質の含有量が不足してしまい、温度検出精度が低下する可能性がある。
つまり、大量生産における製造工程での多量のセメント部材において、酸素供給物質の分散状況に偏りが生じた場合には、個々の温度センサに充填されるセメント部材に含まれる酸素供給物質の含有量に偏りが生じる可能性がある。そして、酸素供給物質の含有量が不十分なセメント部材が充填された温度センサにおいては、酸素供給物質の含有量が不足して、サーミスタ素子の周囲における酸素濃度の低下を抑制できず、還元作用によるサーミスタ素子の特性変化によって温度検出精度が低下する可能性がある。
本発明は、温度検出の応答性の低下を抑制するとともに、温度検出精度の低下を抑制する温度センサを提供することを目的とする。
本発明の1つの局面における温度センサは、ハウジングと、サーミスタ素子と、シース部材と、を備える。
ハウジングは先端が閉じられた筒状に形成されている。
ハウジングは先端が閉じられた筒状に形成されている。
サーミスタ素子は、ハウジングの内部に配置され、温度変化に応じて電気的特性が変化する。
シース部材は、ハウジングの内部に少なくとも自身の先端が配置されている。シース部材は、金属シース管を備えると共に、金属シース管の内部に、芯線と、絶縁部材と、が配置されて構成されている。
シース部材は、ハウジングの内部に少なくとも自身の先端が配置されている。シース部材は、金属シース管を備えると共に、金属シース管の内部に、芯線と、絶縁部材と、が配置されて構成されている。
金属シース管は、先端および後端が開口する管状に形成されている。芯線は、サーミスタ素子に電気的に接続される導電性材料で形成されている。絶縁部材は、芯線と金属シース管との間を絶縁している。
絶縁部材は、金属シース管の内部において、絶縁物質と酸素供給物質とが充填されて形成されている。酸素供給物質は、絶縁物質よりも酸素供給しやすい物質である。また、絶縁部材は、金属シース管の先端側開口から見たときに絶縁物質と酸素供給物質とが外部に露出している。
このような構成の温度センサにおいては、酸素供給物質を含有する絶縁部材が、金属シース部材の先端側から酸素を放出することで、サーミスタ素子の周囲における酸素濃度の低下を抑制することができ、サーミスタ素子が還元性ガスに反応して特性変化することを抑制できる。つまり、この温度センサにおいては、還元作用によるサーミスタ素子の特性変化を抑制でき、温度検出精度の低下を抑制できる。
また、酸素供給物質が絶縁部材に含有される構成であることから、サーミスタ素子の先端側にペレットを配置する構成に比べて、熱伝導の遅延が生じがたくなり、温度検出の応答性が低下することを抑制できる。
よって、本発明の温度センサによれば、温度検出の応答性の低下を抑制できると共に、温度検出精度の低下を抑制できる。
上述の温度センサにおいては、絶縁部材は、第1絶縁部と、第1絶縁部よりも電気的絶縁性が相対的に小さい第2絶縁部とを備えてもよい。
上述の温度センサにおいては、絶縁部材は、第1絶縁部と、第1絶縁部よりも電気的絶縁性が相対的に小さい第2絶縁部とを備えてもよい。
第1絶縁部は、芯線と金属シース管とを電気的に絶縁する状態で備えられる。第2絶縁部は、少なくとも酸素供給物質を含有すると共に、金属シース管の先端側開口から見たときに少なくとも一部が外部に露出する状態で備えられる。
このような絶縁部材を備えることで、芯線と金属シース管とが電気的に短絡されること(短絡異常)を抑制できる。
また、このような絶縁部材を備えることで、酸素供給物質を含有する第2絶縁部がシース部材の先端側から酸素を放出でき、サーミスタ素子が還元性ガスに反応して特性変化することを抑制できる。
また、このような絶縁部材を備えることで、酸素供給物質を含有する第2絶縁部がシース部材の先端側から酸素を放出でき、サーミスタ素子が還元性ガスに反応して特性変化することを抑制できる。
上述の第1絶縁部および第2絶縁部を備える温度センサにおいては、第1絶縁部は、酸素供給物質を含まない構成であってもよい。
第1絶縁部が酸素供給物質を含まないことで、酸素供給物質による導電経路が形成されることを抑制でき、第1絶縁部での電気的な絶縁性を確保できるため、シース芯線と金属シース管との電気的な短絡異常が生じるのを抑制できる。これにより、シース芯線と金属シース管との短絡異常により温度検出が不可能となることを抑制できる。
第1絶縁部が酸素供給物質を含まないことで、酸素供給物質による導電経路が形成されることを抑制でき、第1絶縁部での電気的な絶縁性を確保できるため、シース芯線と金属シース管との電気的な短絡異常が生じるのを抑制できる。これにより、シース芯線と金属シース管との短絡異常により温度検出が不可能となることを抑制できる。
上述の第1絶縁部および第2絶縁部を備える温度センサにおいては、芯線を複数有し、第2絶縁部は、複数の芯線どうしを電気的に接続しない状態で配置される構成であってもよい。
このような構成を採ることで、複数の芯線どうしの間に、第2絶縁部による導電経路が形成されることを抑制でき、複数の芯線どうしの短絡異常を抑制できる。
なお、「第2絶縁部が複数の芯線どうしを電気的に接続しない状態」とは、例えば、第2絶縁部が複数の芯線のいずれにも当接しない状態、第2絶縁部が複数の芯線のうちいずれか1つのみに当接する状態、第2絶縁部が金属シース管のみに当接する状態などが挙げられる。
なお、「第2絶縁部が複数の芯線どうしを電気的に接続しない状態」とは、例えば、第2絶縁部が複数の芯線のいずれにも当接しない状態、第2絶縁部が複数の芯線のうちいずれか1つのみに当接する状態、第2絶縁部が金属シース管のみに当接する状態などが挙げられる。
上述の第1絶縁部および第2絶縁部を備える温度センサにおいては、第1絶縁部は、シース部材の長手方向に垂直な断面において、芯線を取り囲む状態で形成され、第2絶縁部は、シース部材の長手方向に垂直な断面において、第1絶縁部の周囲を取り囲む状態で形成される、という構成であってもよい。
このような構成を採ることで、第1絶縁部によって芯線と金属シース管との電気的絶縁を維持できると共に、第2絶縁部によって酸素を放出することでサーミスタ素子が還元性ガスに反応して特性変化することを抑制できる。
上述の温度センサにおいては、絶縁部材は、絶縁物質を主体として形成され、絶縁物質の中に酸素供給物質が分散配置されている構成であってもよい。
これにより、絶縁部材のうち主体となる絶縁物質が芯線と金属シース管との電気的導通を抑制することで、温度センサの短絡異常を抑制することができる。また、酸素供給物質が酸素を供給することで、サーミスタ素子の特性変化を抑制することができ、温度検出精度の低下を抑制できる。
これにより、絶縁部材のうち主体となる絶縁物質が芯線と金属シース管との電気的導通を抑制することで、温度センサの短絡異常を抑制することができる。また、酸素供給物質が酸素を供給することで、サーミスタ素子の特性変化を抑制することができ、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、温度検出の応答性の低下を抑制できると共に、温度検出精度の低下を抑制できる。
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。
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。
[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。
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。なお、図1においては、温度センサ1の長手方向(図の上下方向)のうち、図の下側が温度センサ1の先端側であり、図の上側が温度センサ1の基端側である。
図1に示すように、温度センサ1は、ハウジング3と、サーミスタ素子5と、シース部材6と、一対のリード線7と、を備えている。
ハウジング3は、第1ハウジング9と、中間部材11と、第2ハウジング13を備えて構成されている。
ハウジング3は、第1ハウジング9と、中間部材11と、第2ハウジング13を備えて構成されている。
第1ハウジング9は、先端が閉じられた円筒状に形成され、その先端側の内部にはサーミスタ素子5が配置される。第2ハウジング13は、第1ハウジング9より大径の円筒状に形成されている。
中間部材11は、温度検知対象となる排気ガスの漏れを防止する筒状部材21と、温度センサ1を排気管(図示省略)に固定するネジ部材25と、を備えている。なお、このネジ部材25は、いわゆる締め付けナットに該当するものである。
筒状部材21は、第1ハウジング9の基端側に固定され、筒状部材21の後端外周に第2ハウジング13の先端が固定されている。なお、筒状部材21は、径方向に突出する突出部21aを有しており、突出部21aの先端にはテーパ面21bが形成されている。
そして、第1ハウジング9および第2ハウジング13は、それぞれ中間部材11の筒状部材21に結合されて、互いの一部が重なる状態で同軸に配置される。第1ハウジング9は、その基端側が筒状部材21の内側に結合され、第2ハウジング13は、その先端側が筒状部材21の外側に結合される。
ネジ部材25は、軸中心に中心孔25aを有しており、この中心孔25aの内径寸法は第2ハウジング13を挿通可能な大きさに形成されている。ネジ部材25は、筒状部材21の後端に固定された第2ハウジング13の外周に、回動可能に配置されている。
また、ネジ部材25は、外周面に雄ネジ29aが形成されたネジ部29と、ネジ部29の基端側に形成された六角ナット部31と、を有している。ネジ部材25は、雄ネジ29aによって排気管に設けられるボス(図示省略)に螺合することで、温度センサ1を排気管に固定するための部材である。
サーミスタ素子5は、導電性酸化物焼結体を備えて構成され、温度変化に応じて電気的特性が変化する感温素子である。サーミスタ素子5は、一対の電極15を備えており、一対の電極15は、サーミスタ素子5の電気的特性に応じて変化する電気信号を出力するために備えられている。
シース部材6は、一対の芯線17と、シース管19と、絶縁保持部材20と、を備えて構成されている。
一対の芯線17は、導電性材料で形成されており、それぞれの先端部17aが一対の電極15に接続されている。
一対の芯線17は、導電性材料で形成されており、それぞれの先端部17aが一対の電極15に接続されている。
シース管19は、金属製材料で形成されており、先端および後端が開口する筒状部材である。シース管19の内部には、一対の芯線17が挿通される。
絶縁保持部材20は、絶縁性材料(本実施形態では、酸化珪素(SiO2 ))を主体として、酸素供給物質(本実施形態では、酸化セリウム(CeO2 ))が添加された混合材料で形成されている。酸素供給物質は、絶縁性材料よりも酸素供給しやすい物質で形成されている。酸素供給物質は、絶縁性材料の中に分散配置されている。絶縁保持部材20は、一対の芯線17およびシース管19をそれぞれ電気的に絶縁すると共に、一対の芯線17を保持する状態で、シース管19の内部に配置される。
絶縁保持部材20は、絶縁性材料(本実施形態では、酸化珪素(SiO2 ))を主体として、酸素供給物質(本実施形態では、酸化セリウム(CeO2 ))が添加された混合材料で形成されている。酸素供給物質は、絶縁性材料よりも酸素供給しやすい物質で形成されている。酸素供給物質は、絶縁性材料の中に分散配置されている。絶縁保持部材20は、一対の芯線17およびシース管19をそれぞれ電気的に絶縁すると共に、一対の芯線17を保持する状態で、シース管19の内部に配置される。
シース部材6は、自身の先端側が第1ハウジング9の内部に挿入されるとともに、自身の基端側が第1ハウジング9の基端側開口部から突出する状態で配置される。
一対のリード線7は、カシメ端子33によって、自身の先端部7aが一対の芯線17の後端部17bとカシメ接合される。これにより、一対のリード線7は、サーミスタ素子5の電気的特性に応じて変化する電気信号をハウジング3の外部に取り出すための信号経路を形成する。
一対のリード線7は、カシメ端子33によって、自身の先端部7aが一対の芯線17の後端部17bとカシメ接合される。これにより、一対のリード線7は、サーミスタ素子5の電気的特性に応じて変化する電気信号をハウジング3の外部に取り出すための信号経路を形成する。
なお、芯線17の後端部17b、リード線7の先端部7a、カシメ端子33を覆う絶縁チューブ35が設けられている。絶縁チューブ35は、一対の芯線17どうし、一対のリード線7どうし、2個のカシメ端子33どうしの電気的絶縁を確保している。
また、第2ハウジング13の基端側には、耐熱ゴム製のグロメット32がカシメ固定されている。一対のリード線7はグロメット32を貫通して、第2ハウジング13の基端より外部に突出している。
[1−2.シース部材]
次に、シース部材6について詳細に説明する。
図2は、シース部材6の先端側の外観を表した説明図である。
次に、シース部材6について詳細に説明する。
図2は、シース部材6の先端側の外観を表した説明図である。
図2に示すように、シース部材6は、シース管19の内部に、一対の芯線17および絶縁保持部材20が配置されて構成されている。
そして、絶縁保持部材20は、シース管19の先端側開口から見たときに外部に露出する状態で配置されている。
そして、絶縁保持部材20は、シース管19の先端側開口から見たときに外部に露出する状態で配置されている。
絶縁保持部材20は、上述のように、絶縁性材料(酸化珪素:SiO2 )を主体として酸素供給物質(酸化セリウム:CeO2 )が添加された混合材料で形成されている。酸素供給物質は、絶縁性材料よりも酸素供給しやすい物質で形成されている。また、絶縁保持部材20は、シース管19の先端側開口から見たときに酸素供給物質が外部に露出する状態で形成されている。
このような絶縁保持部材20を備えるシース部材6は、自身の先端側から酸素を放出することで、サーミスタ素子5の周囲における酸素濃度の低下を抑制することができる。その結果、サーミスタ素子5が還元性ガスに反応して特性変化することを抑制できる。
また、絶縁保持部材20は、絶縁性材料を主体として形成されているため、絶縁性材料が一対の芯線17どうしの電気的導通を抑制することができる。
[1−3.効果]
以上説明したように、本実施形態の温度センサ1は、酸素供給物質を含有する絶縁保持部材20を有するシース部材6を備えている。
[1−3.効果]
以上説明したように、本実施形態の温度センサ1は、酸素供給物質を含有する絶縁保持部材20を有するシース部材6を備えている。
シース部材6の絶縁保持部材20は、酸素供給物質を含有すると共に、シース管19の先端側開口から見たときに酸素供給物質が外部に露出する状態で形成されている。
このような構成の温度センサ1においては、酸素供給物質を含有する絶縁保持部材20が、シース部材6の先端側から酸素を放出することで、サーミスタ素子5の周囲における酸素濃度の低下を抑制することができ、サーミスタ素子5が還元性ガスに反応して特性変化することを抑制できる。つまり、この温度センサ1においては、還元作用によるサーミスタ素子5の特性変化を抑制でき、温度検出精度の低下を抑制できる。
このような構成の温度センサ1においては、酸素供給物質を含有する絶縁保持部材20が、シース部材6の先端側から酸素を放出することで、サーミスタ素子5の周囲における酸素濃度の低下を抑制することができ、サーミスタ素子5が還元性ガスに反応して特性変化することを抑制できる。つまり、この温度センサ1においては、還元作用によるサーミスタ素子5の特性変化を抑制でき、温度検出精度の低下を抑制できる。
また、酸素供給物質がシース部材6の絶縁保持部材20に含有される構成であることから、サーミスタ素子5の先端側にペレットを配置する構成に比べて、熱伝導の遅延が生じがたくなり、温度検出の応答性が低下することを抑制できる。
よって、温度センサ1によれば、温度検出の応答性の低下を抑制できると共に、温度検出精度の低下を抑制できる。
[1−4.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。
[1−4.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。
温度センサ1が温度センサの一例に相当し、第1ハウジング9がハウジングの一例に相当し、サーミスタ素子5がサーミスタ素子の一例に相当し、シース部材6がシース部材の一例に相当し、シース管19が金属シース管の一例に相当し、芯線17が芯線の一例に相当し、絶縁保持部材20が絶縁部材の一例に相当する。
[2.第2実施形態]
次に、第2実施形態として、シース部材の絶縁部材が第1絶縁部と第2絶縁部とを備えて構成される第2温度センサについて説明する。
次に、第2実施形態として、シース部材の絶縁部材が第1絶縁部と第2絶縁部とを備えて構成される第2温度センサについて説明する。
なお、第2温度センサは、第1実施形態の温度センサ1と比べて、シース部材の構成が異なり、そのほかの構成は同様であることから、シース部材を中心に説明する。また、温度センサ1と同様の構成については、同一符号を付して説明する。
図3は、第2温度センサに備えられる第2シース部材51の先端側の外観を表した説明図である。
第2シース部材51は、一対の芯線17と、シース管19と、第2絶縁保持部材53と、を備えて構成されている。
第2シース部材51は、一対の芯線17と、シース管19と、第2絶縁保持部材53と、を備えて構成されている。
第2絶縁保持部材53は、一対の芯線17およびシース管19をそれぞれ電気的に絶縁すると共に、一対の芯線17を保持する状態で、シース管19の内部に配置される。
第2絶縁保持部材53は、第1絶縁部55と第2絶縁部57とを備えている。
第2絶縁保持部材53は、第1絶縁部55と第2絶縁部57とを備えている。
第1絶縁部55は、絶縁性材料(本実施形態では、酸化珪素(SiO2 ))で形成されている。また、第1絶縁部55は、第2シース部材51の長手方向に垂直な断面において、一対の芯線17を取り囲む状態で形成される。つまり、第1絶縁部55は、一対の芯線17どうしを電気的に絶縁する状態で備えられる。
第2絶縁部57は、酸素供給物質(本実施形態では、酸化セリウム(CeO2 ))で形成されている。また、第2絶縁部57は、第2シース部材51の長手方向に垂直な断面において、第1絶縁部55の周囲を取り囲む状態で形成される。さらに、第2絶縁部57は、シース管19の先端側開口から後端側開口にかけて連なる状態で配置されており、少なくともシース管19の先端側開口から見たときに外部に露出する状態で備えられる。
つまり、第2絶縁保持部材53においては、第1絶縁部55は、第2絶縁部57に比べて、相対的に電気的絶縁性が高い材料で形成されている。
このような第2絶縁保持部材53を備えることで、一対の芯線17どうしが電気的に短絡されること(短絡異常)を抑制できる。
このような第2絶縁保持部材53を備えることで、一対の芯線17どうしが電気的に短絡されること(短絡異常)を抑制できる。
なお、第1絶縁部55と、第2絶縁部57の電気的絶縁性は、例えば、それらを形成する材料の物性値を確認することで、どちらが相対的に電気的絶縁性が高いか判断することができる。
また、このような第2絶縁保持部材53を備えることで、酸素供給物質を含有する第2絶縁部57が第2シース部材51の先端側から酸素を放出でき、サーミスタ素子5が還元性ガスに反応して特性変化することを抑制できる。
よって、第2絶縁保持部材53を備える第2温度センサは、温度センサ1と同様に、温度検出の応答性の低下を抑制できると共に、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。
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。
第2シース部材51がシース部材の一例に相当し、第2絶縁保持部材53が絶縁部材の一例に相当し、第1絶縁部55が第1絶縁部の一例に相当し、第2絶縁部57が第2絶縁部の一例に相当する。
[3.第3実施形態]
次に、第3実施形態として、酸素供給物質を有する第2絶縁部が2カ所に分かれて配置されたシース部材を備える第3温度センサについて説明する。
次に、第3実施形態として、酸素供給物質を有する第2絶縁部が2カ所に分かれて配置されたシース部材を備える第3温度センサについて説明する。
なお、第3温度センサは、第1実施形態の温度センサ1と比べて、シース部材の構成が異なり、そのほかの構成は同様であることから、シース部材を中心に説明する。また、温度センサ1と同様の構成については、同一符号を付して説明する。
図4は、第3温度センサに備えられる第3シース部材61の先端側の外観を表した説明図である。
第3シース部材61は、一対の芯線17と、シース管19と、第3絶縁保持部材63と、を備えて構成されている。
第3シース部材61は、一対の芯線17と、シース管19と、第3絶縁保持部材63と、を備えて構成されている。
第3絶縁保持部材63は、一対の芯線17およびシース管19をそれぞれ電気的に絶縁すると共に、一対の芯線17を保持する状態で、シース管19の内部に配置される。
第3絶縁保持部材63は、第1絶縁部65と第2絶縁部67とを備えている。
第3絶縁保持部材63は、第1絶縁部65と第2絶縁部67とを備えている。
第1絶縁部65は、絶縁性材料(本実施形態では、酸化珪素(SiO2 ))で形成されている。また、第1絶縁部65は、第3シース部材61の長手方向に垂直な断面において、一対の芯線17を取り囲む状態で、かつ、少なくとも一部がシース管19に接触する状態で形成される。つまり、第1絶縁部65は、一対の芯線17どうしを電気的に絶縁する状態で備えられる。
第2絶縁部67は、酸素供給物質(本実施形態では、酸化セリウム(CeO2 ))で形成されている。また、第2絶縁部67は、第3シース部材61の長手方向に垂直な断面において、第1絶縁部55を挟み込む状態で2カ所に分かれて形成されるとともに、少なくとも一部がシース管19に接触する状態で形成される。さらに、第2絶縁部67は、シース管19の先端側開口から後端側開口にかけて連なる状態で配置されており、少なくともシース管19の先端側開口から見たときに外部に露出する状態で備えられる。
つまり、第3絶縁保持部材63においては、第1絶縁部65は、第2絶縁部67に比べて、相対的に電気的絶縁性が高い材料で形成されている。
このような第3絶縁保持部材63を備えることで、一対の芯線17どうしが電気的に短絡されること(短絡異常)を抑制できる。
このような第3絶縁保持部材63を備えることで、一対の芯線17どうしが電気的に短絡されること(短絡異常)を抑制できる。
また、このような第3絶縁保持部材63を備えることで、酸素供給物質を含有する第2絶縁部67が第3シース部材61の先端側から酸素を放出でき、サーミスタ素子5が還元性ガスに反応して特性変化することを抑制できる。
よって、第3絶縁保持部材63を備える第3温度センサは、温度センサ1と同様に、温度検出の応答性の低下を抑制できると共に、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。
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。
第3シース部材61がシース部材の一例に相当し、第3絶縁保持部材63が絶縁部材の一例に相当し、第1絶縁部65が第1絶縁部の一例に相当し、第2絶縁部67が第2絶縁部の一例に相当する。
[4.第4実施形態]
次に、第4実施形態として、酸素供給物質を有する第2絶縁部が2カ所に分かれて配置されたシース部材を備える第4温度センサについて説明する。
次に、第4実施形態として、酸素供給物質を有する第2絶縁部が2カ所に分かれて配置されたシース部材を備える第4温度センサについて説明する。
なお、第4温度センサは、第1実施形態の温度センサ1と比べて、シース部材の構成が異なり、そのほかの構成は同様であることから、シース部材を中心に説明する。また、温度センサ1と同様の構成については、同一符号を付して説明する。
図5は、第4温度センサに備えられる第4シース部材71の先端側の外観を表した説明図である。
第4シース部材71は、一対の芯線17と、シース管19と、第4絶縁保持部材73と、を備えて構成されている。
第4シース部材71は、一対の芯線17と、シース管19と、第4絶縁保持部材73と、を備えて構成されている。
第4絶縁保持部材73は、一対の芯線17およびシース管19をそれぞれ電気的に絶縁すると共に、一対の芯線17を保持する状態で、シース管19の内部に配置される。
第4絶縁保持部材73は、第1絶縁部75と第2絶縁部77とを備えている。
第4絶縁保持部材73は、第1絶縁部75と第2絶縁部77とを備えている。
第1絶縁部75は、絶縁性材料(本実施形態では、酸化珪素(SiO2 ))で形成されている。また、第1絶縁部75は、第4シース部材71の長手方向に垂直な断面において、一対の芯線17を取り囲む状態で、かつ、外周がシース管19に接触する状態で形成される。つまり、第1絶縁部75は、一対の芯線17どうしを電気的に絶縁する状態で備えられる。
第2絶縁部77は、酸素供給物質(本実施形態では、酸化セリウム(CeO2 ))で形成されている。また、第2絶縁部77は、第4シース部材71の長手方向に垂直な断面において、第1絶縁部75に取り囲まれる状態で2カ所に分かれて形成される。さらに、第2絶縁部77は、シース管19の先端側開口から後端側開口にかけて連なる状態で配置されており、少なくともシース管19の先端側開口から見たときに外部に露出する状態で備えられる。
つまり、第4絶縁保持部材73においては、第1絶縁部75は、第2絶縁部77に比べて、相対的に電気的絶縁性が高い材料で形成されている。
このような第4絶縁保持部材73を備えることで、一対の芯線17どうしが電気的に短絡されること(短絡異常)を抑制できる。
このような第4絶縁保持部材73を備えることで、一対の芯線17どうしが電気的に短絡されること(短絡異常)を抑制できる。
また、このような第4絶縁保持部材73を備えることで、酸素供給物質を含有する第2絶縁部77が第4シース部材71の先端側から酸素を放出でき、サーミスタ素子5が還元性ガスに反応して特性変化することを抑制できる。
よって、第4絶縁保持部材73を備える第3温度センサは、温度センサ1と同様に、温度検出の応答性の低下を抑制できると共に、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。
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。
第4シース部材71がシース部材の一例に相当し、第4絶縁保持部材73が絶縁部材の一例に相当し、第1絶縁部75が第1絶縁部の一例に相当し、第2絶縁部77が第2絶縁部の一例に相当する。
[5.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。
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、シース部材は、上述した構成に限られることはなく、芯線と金属シース管との間の電気的絶縁を確保しつつ、酸素供給物質が先端側に露出する構成であれば、任意の形態を採ることができる。
また、シース部材の絶縁部材が第1絶縁部と第2絶縁部とを備える構成は、上述した構成に限られることはなく、例えば、第2絶縁部は、シース部材の長手方向に垂直な断面において、1カ所あるいは2カ所に配置される構成に限られることはなく、3カ所以上に分けて配置される構成であっても良い。
さらに、第1絶縁部は絶縁性材料のみで形成されるものに限られることはなく、第2絶縁部よりも相対的に絶縁性が高く形成されていれば、酸素供給物質を含有する構成であっても良い。
また、第2絶縁部は酸素供給物質のみで形成されるものに限られることはなく、少なくともシース部材の先端側から酸素が供給可能であれば、絶縁性材料を含有する構成であっても良い。
さらに、絶縁部材における絶縁性材料は、酸化珪素に限られることはなく、例えば、マグネシア(MgO)やアルミナ(Al2O3)などを用いても良い。
また、絶縁部材における酸素供給物質は、酸化セリウムに限られることはなく、例えば、NiO,CoO,WO3,CuO,Ga2O3,SnO2,Fe2O3,Ta2O5,ZrO2のうち少なくとも1つであってもよい。
また、絶縁部材における酸素供給物質は、酸化セリウムに限られることはなく、例えば、NiO,CoO,WO3,CuO,Ga2O3,SnO2,Fe2O3,Ta2O5,ZrO2のうち少なくとも1つであってもよい。
1…温度センサ、3…ハウジング、5…サーミスタ素子、6…シース部材、9…第1ハウジング、11…中間部材、13…第2ハウジング、15…電極、17…芯線、19…シース管、20…絶縁保持部材、51…第2シース部材、53…第2絶縁保持部材、55…第1絶縁部、57…第2絶縁部、61…第3シース部材、63…第3絶縁保持部材、65…第1絶縁部、67…第2絶縁部、71…第4シース部材、73…第4絶縁保持部材、75…第1絶縁部、77…第2絶縁部。
Claims (6)
- 先端が閉じられた筒状のハウジングと、
前記ハウジングの内部に配置され、温度変化に応じて電気的特性が変化するサーミスタ素子と、
前記ハウジングの内部に少なくとも自身の先端が配置され、先端および後端が開口する管状の金属シース管の内部に、前記サーミスタ素子に電気的に接続される導電性の芯線と、前記芯線と前記金属シース管との間を絶縁する絶縁部材とが配置されるシース部材と、
を備える温度センサであって、
前記絶縁部材は、前記金属シース管の内部において、絶縁物質と前記絶縁物質よりも酸素供給しやすい酸素供給物質とが充填されてなると共に、前記金属シース管の先端側開口から見たときに前記絶縁物質と前記酸素供給物質とが外部に露出していること、
を特徴とする温度センサ。 - 前記絶縁部材は、第1絶縁部と、前記第1絶縁部よりも電気的絶縁性が相対的に小さい第2絶縁部と、を備えており、
前記第1絶縁部は、前記芯線と前記金属シース管とを電気的に絶縁する状態で備えられ、
前記第2絶縁部は、少なくとも前記酸素供給物質を含有すると共に、前記金属シース管の先端側開口から見たときに少なくとも一部が外部に露出する状態で備えられること、
を特徴とする請求項1に記載の温度センサ。 - 前記第1絶縁部は、前記酸素供給物質を含まないこと、
を特徴とする請求項2に記載の温度センサ。 - 前記芯線を複数有し、
前記第2絶縁部は、前記複数の芯線どうしを電気的に接続しない状態で配置されること、
を特徴とする請求項2または請求項3に記載の温度センサ。 - 前記第1絶縁部は、前記シース部材の長手方向に垂直な断面において、前記芯線を取り囲む状態で形成され、
前記第2絶縁部は、前記断面において、前記第1絶縁部の周囲を取り囲む状態で形成されること、
を特徴とする請求項2から請求項4のうちいずれか一項に記載の温度センサ。 - 前記絶縁部材は、前記絶縁物質を主体として形成され、前記絶縁物質の中に前記酸素供給物質が分散配置されていること、
を特徴とする請求項1に記載の温度センサ。
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