JP2016090563A - 温度センサ - Google Patents
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Abstract
Description
しかしながら、特許文献1等の背景技術において、絶縁管を筒状部材(外管)に保持する保持部材を、バネ等の弾性体、金属メッシュ等によって構成する場合には、次の問題がある。すなわち、温度センサによって温度を測定する環境が高温であるときには、熱によって保持部材が熱劣化し、絶縁管を筒状部材に安定して保持することが困難になる。さらに、温度センサに車両の走行による振動が伝わるときには、繰り返し発生する応力の影響を受けて保持部材がさらに熱劣化しやすくなる。なお、ここで言う熱劣化とは、熱へたり(hot relaxation)のことであり、弾性限度内の低い応力下において塑性ひずみが発生し、保持材が保持力を失うことを言う。この熱へたりが生じた場合には、温度センサに車両の走行による振動が伝わるときに、絶縁管が振動を受けて、割れる又は曲がるおそれがある。
また、感温素子を筒状部材に固定するフィラーによって、絶縁管も筒状部材に固定する方法が知られている。しかし、フィラーによって絶縁管を筒状部材に固定した場合には、フィラーを介した素子から絶縁管への熱引きが大きいため、温度センサの応答性が低下してしまう。
該感温素子から後端側に伸びる一対の信号線を内部に挿通させ、該一対の信号線と絶縁された絶縁管と、
該絶縁管及び上記感温素子を覆う外管と、
上記絶縁管の先端部の外周に設けられ、該絶縁管の先端部を上記外管に保持するための先端側保持材と、
上記絶縁管の後端部の外周に設けられ、該絶縁管の後端部を上記外管に保持するための後端側保持材と、
上記先端側保持材は、金属繊維を除く無機繊維から構成されていることを特徴とする温度センサにある。
この無機繊維は、温度センサによって測定する環境が高温であっても、熱劣化しにくく、絶縁管を外管に保持する性能がほとんど低下しない。特に、絶縁管の先端部の外周に設けられる先端側保持材は高温に加熱されやすい。そのため、先端側保持材を無機繊維から構成することにより、絶縁管を外管に長期に亘って安定して保持することができる。
それ故、上記温度センサによれば、熱に対する耐久性を向上させることができ、絶縁管を外管に長期に亘って安定して保持することができる。
(実施例)
本例の温度センサ1は、図1に示すように、感温素子2、絶縁管3、外管4、先端側保持材5A及び後端側保持材5Bを備えている。感温素子2は、温度によって電気特性(電気抵抗)が変化するものである。絶縁管3は、感温素子2から後端側に伸びる一対の信号線21を内部に挿通させており、一対の信号線21と絶縁されている。また、絶縁管3は、一対の信号線21と外管4との絶縁を行うものである。外管4は、金属製であり、絶縁管3及び感温素子2を覆う形状に形成されている。先端側保持材5Aは、絶縁管3の先端部31の外周に設けられており、絶縁管3の先端部31を外管4に保持している。後端側保持材5Bは、絶縁管3の後端部32の外周に設けられており、絶縁管3の後端部32を外管4に保持している。先端側保持材5A及び後端側保持材5Bは、金属繊維を除く無機繊維から構成されている。
図4に示すように、本例の温度センサ1は、車両の排気管7に配置されて、排気管7を流れる排気ガスGの温度を測定するものである。
排気管7には、温度センサ1を挿入するための挿入穴71が形成されている。挿入穴71の手前側には、めねじ部711が形成されており、挿入穴71の奥側には、めねじ部711よりも縮径した掛止部712が形成されている。排気管7に温度センサ1を挿入する際には、挿入穴71の掛止部712に、外管4に設けられたリブ43を掛止させ、めねじ部711に、外管4の外周に装着するニップル44を締め付ける。そして、リブ43を掛止部712に密着させて、温度センサ1と挿入穴712との隙間を閉塞している。
また、本例の温度センサ1においては、各保持材5A,5Bによって絶縁管3及び一対の信号線21を外管4に保持することにより、充填材61の使用量を減らすことができる。
外管4は、絶縁管3の先端側部分及び感温素子2を覆う先端側管部41と、先端側管部41の後端側に繋がり、絶縁管3の後端側部分を覆う後端側管部42とを有している。先端側管部41の先端部411は、絶縁管3の先端面311よりも先端側の位置において、感温素子2の大きさに合わせて縮径している。
絶縁管3の先端部31は、先端側保持材5Aの外周側に位置する先端側管部41の部分412の外周を縮径させることにより、先端側保持材5Aを介して先端側管部41にかしめられている。絶縁管3の後端部32は、後端側保持材5Bの外周側に位置する後端側管部42の部分421の外周を縮径させることにより、後端側保持材5Bを介して後端側管部42にかしめられている。一対のリード線62は、ブッシュ63の外周側に位置する後端側管部42の部分422の外周を縮径させることにより、ブッシュ63を介して後端側管部42にかしめられている。
各保持材5A,5Bを構成する無機繊維は、セラミックス繊維とする以外にも、例えば、ガラス繊維やロックウールとすることができる。
また、同図に示すように、絶縁管3を外管4内に挿入する際には、各保持材5A,5Bが外管4の内周を摺動することにより、絶縁管3と外管4との同軸度を向上させることができる。これにより、温度センサ1の組付性を向上させることができる。
また、絶縁管3と外管4との同軸度を容易に確保できることにより、絶縁管3を外管4内に挿入する際に、感温素子2が、縮径された、先端側管部41の先端部411に干渉しないようにすることができ、組付時における感温素子2の割れを防ぐことができる。
セラミックス繊維は、温度センサ1によって測定する環境が高温であっても、熱劣化しにくく、絶縁管3を外管4に保持する性能がほとんど低下しない。そのため、各保持材5A,5Bをセラミックス繊維から構成することにより、絶縁管3を外管4に長期に亘って安定して保持することができる。
それ故、本例の温度センサ1によれば、熱に対する耐久性を向上させることができ、絶縁管3を長期に亘って安定して外管4に保持することができる。
また、各保持材5A,5Bによって絶縁管3を外管4に保持する工夫により、温度センサ1の組付時における絶縁管3の割れを防止し、また、充填材61の使用量を減らして温度センサ1の応答性の低下を防止することができる。
例えば、絶縁管3と外観4とのクリアランスが約1mmのときには、厚みが約1.5mmのシート状の保持材5A,5Bを用いることができる。そして、この保持材5A,5Bが巻き付けられた絶縁管3を外管4に圧入することにより、絶縁管3と外管4との同軸度が向上し、温度センサ1の組付性を向上させることができる。
これ以外にも、信号線21は、図10に示すように、感温素子3から引き出されたリード部211と、絶縁管3の挿通穴33内から突出するリード線部材212とを突き合わせてレーザー溶接する構成とすることもできる。また、信号線21は、図11に示すように、感温素子3から引き出されたリード部211と、絶縁管3の挿通穴33内から突出するリード線部材212とを重ね合わせてレーザー溶接する構成とすることもできる。この場合には、リード部211における、リード線部材212と重ね合わされていない部分の全体が充填材61によって覆われるようにする。
2 感温素子
21 信号線
3 絶縁管
31 先端部
32 後端部
4 外管
5A 先端側保持材
5B 後端側保持材
Claims (7)
- 温度によって電気特性が変化する感温素子(2)と、
該感温素子(2)から後端側に伸びる一対の信号線(21)を内部に挿通させ、該一対の信号線(21)と絶縁された絶縁管(3)と、
該絶縁管(3)及び上記感温素子(2)を覆う外管(4)と、
上記絶縁管(3)の先端部(31)の外周に設けられ、該絶縁管(3)の先端部(31)を上記外管(4)に保持するための先端側保持材(5A)と、
上記絶縁管(3)の後端部(32)の外周に設けられ、該絶縁管(3)の後端部(32)を上記外管(4)に保持するための後端側保持材(5B)と、
上記先端側保持材(5A)は、金属繊維を除く無機繊維から構成されていることを特徴とする温度センサ(1)。 - 上記後端側保持材(5B)は、金属繊維を除く無機繊維から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(1)。
- 上記無機繊維は、マット状又はシート状に成形されたセラミックス繊維の成形体であることを特徴とする請求項1又は2に記載の温度センサ(1)。
- 上記絶縁管(3)は、上記一対の信号線(21)を挿通させる一対の挿通穴(33)を有するセラミックスの焼結体によって形成されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の温度センサ(1)。
- 上記絶縁管(3)は、金属製の中空管(35)と、上記一対の信号線(21)が挿通された上記中空管(35)内に充填された絶縁性の充填粉末(36)とによって形成されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の温度センサ(1)。
- 上記感温素子(2)は、上記外管(4)における先端部(411)であって、上記絶縁管(3)の先端面(311)よりも先端側に形成された空間(S)内に配置されており、
該空間(S)内の先端側部分には、該空間(S)の一部を後端側部分に残す状態で、上記感温素子(2)を上記先端部(411)に固定するための充填材(61)が配置されていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の温度センサ(1)。 - 上記感温素子(2)に繋がる上記一対の信号線(21)の先端側部分(213)の間隔は、上記絶縁管(3)内に配置された上記一対の信号線(21)の後端側部分(214)の間隔よりも狭くなっており、
上記充填材(61)は、上記感温素子(2)の全体及び上記一対の信号線(21)の先端側部分(213)の全体を覆っていることを特徴とする請求項6に記載の温度センサ(1)。
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