JP2021060357A - 温度センサ - Google Patents

Abstract

【課題】ハウジングにおけるブリスタ破壊の発生を抑制することができる温度センサを提供する。【解決手段】温度センサ１は、水素タンク内に配されて用いられる。温度センサ１は、感温素子２と一対の素子電極線３と一対の導電部材４とハウジング５とを備える。感温素子２は、水素タンク内の温度を検出する。一対の素子電極線３は、感温素子２に電気的に接続されている。一対の導電部材４は、互いに異なる素子電極線３に電気的に接続されている。ハウジング５は、樹脂製、すなわち樹脂を含有する材料からなる。ハウジング５は、一対の導電部材４をそれぞれ挿通して保持する一対の貫通孔５１を有する。一対の導電部材４の少なくとも一方とハウジング５の貫通孔５１の内周面との間には、隙間ｃが形成されている。【選択図】図１

Description

本発明は、温度センサに関する。

特許文献１に記載された温度センサは、温度を感知する感温素子と、感温素子に電気的に接続される白金等の貴金属からなる素子電極線と、素子電極線に電気的に接続される導電部材と、これらを保持する樹脂製のハウジングとを備える。ハウジングを樹脂製とすることにより、温度センサの軽量化、低コスト化を図ることができる。

特開２０１６−１３３３１７号公報

温度センサは、例えば、燃料電池自動車の水素タンク内に配されて水素タンク内の温度を検出するためにも用いられる。かかる温度センサによる水素タンク内の温度の検出結果に基づいて、水素タンクへの水素の充填速度が制御される。しかしながら、特許文献１に記載の温度センサを、水素タンク内に配して用いる場合には、次のような課題が生じる。

水素タンク内への水素の充填時、水素タンク内の圧力は高くなる。水素タンク内の圧力上昇に伴い、水素タンク内に配された温度センサにおける樹脂からなるハウジングに溶解する水素量が増加する。

ここで、燃料電池自動車の走行のために水素タンク内の水素を使用することに伴い、水素タンク内の水素が減り、水素タンク内が減圧される。この減圧に伴い、ハウジングの内外に圧力差が生じ、ハウジング中に溶解した水素は、ハウジング表面からハウジング外に抜け出ようとする。しかしながら、水素タンクが高圧状態にある場合おいて、特にハウジング表面から遠い位置（例えば一対の導電部材の間近傍）まで浸入した水素は、水素タンクの減圧時にハウジングから抜け切れず、ハウジング内部で膨張し、これに起因してハウジング内に気泡や当該気泡を起点としたき裂が生じ得る。かかる現象は、ブリスタ破壊と呼ばれている。

ブリスタ破壊によりハウジング中に生じるき裂は、ハウジングの表面から一対の導電部材の双方に連通するよう形成されるおそれも考えられる。そうなると、一対の導電部材の間の電気的絶縁性が低下する。また、水素タンク内には、不純物として水分が入り得るが、かかる水分がき裂内に進入して一対の導電部材が電気的に短絡するおそれも考えられる。

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、ハウジングにおけるブリスタ破壊の発生を抑制することができる温度センサを提供しようとするものである。

本発明の一態様は、水素タンク内に配される温度センサ（１）であって、
温度を検出するための感温素子（２）と、
前記感温素子に電気的に接続された一対の素子電極線（３）と、
互いに異なる前記素子電極線に電気的に接続された一対の導電部材（４）と、
一対の前記導電部材をそれぞれ挿通して保持する一対の貫通孔（５１）を有する樹脂製のハウジング（５）と、を備え、
少なくとも一方の前記導電部材と、前記貫通孔の内周面との間には、隙間（ｃ）が形成されている、温度センサにある。

前記態様の温度センサにおいて、少なくとも一方の導電部材と、ハウジングの貫通孔の内周面との間には、隙間が形成されている。それゆえ、温度センサが配された水素タンク内が高圧状態にあるときにハウジング内に溶解していた水素は、水素タンク内の減圧に伴い、ハウジング中を通ってハウジング表面からハウジング外に抜け出されることに加え、ハウジング中を通って前記隙間に抜け出される。水素は、ハウジング中においては樹脂の高分子鎖に衝突しながら高分子鎖の間を移動するのに対し、前記隙間中においては移動の障害になるような物質がないためより速く移動することができる。それゆえ、水素タンク内が高圧状態にあるときにハウジング内部に溶解した水素は、水素タンク内の減圧時にハウジング内部からより多くの水素が抜け出されやすくなり、ハウジングにおいてブリスタ破壊が発生することを防止することができる。

以上のごとく、前記態様によれば、ハウジングにおけるブリスタ破壊の発生を抑制することができる温度センサを提供することができる。
なお、特許請求の範囲及び課題を解決する手段に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

実施形態１における、温度センサの一部断面正面図。 図１の、II−II線矢視断面図。 実施形態１における、導電部材の表面及びハウジングの表面をミクロに見た模式断面図。 実施形態１における、ハウジングの中央部に浸入した水素とハウジング外部までの距離を示す断面図。 比較形態における、ハウジングの中央部に浸入した水素とハウジング外部までの距離を示す断面図。 比較形態における、ハウジングにブリスタ破壊が生じた様子を示す断面図。 実施形態２における、温度センサの断面図。 実施形態２の変形形態における、温度センサの断面図。 実施形態２の他の変形形態における、温度センサの断面図。 実験例１における、試料Ａ１の一部断面正面図。 実験例１における、試料Ａ３の一部断面正面図。 その他の実施形態（その１）における、温度センサの一部断面正面図。 その他の実施形態（その２）における、温度センサの長手方向に直交する断面図。 その他の実施形態（その３）における、（ａ）温度センサの一部断面正面図、（ｂ）本図１４（ａ）のＢ−Ｂ矢視断面図、（ｃ）本図１４（ａ）のＣ−Ｃ矢視断面図。

（実施形態１）
温度センサの実施形態につき、図１〜図６を用いて説明する。
本形態の温度センサ１は、水素タンク内に配されて用いられる。

図１に示すごとく、温度センサ１は、感温素子２と一対の素子電極線３と一対の導電部材４とハウジング５とを備える。感温素子２は、水素タンク内の温度を検出する。一対の素子電極線３は、感温素子２に電気的に接続されている。一対の導電部材４は、互いに異なる素子電極線３に電気的に接続されている。ハウジング５は、樹脂製、すなわち樹脂を含有する材料からなる。ハウジング５は、一対の導電部材４をそれぞれ挿通して保持する一対の貫通孔５１を有する。図１、図２に示すごとく、一対の導電部材４のそれぞれとハウジング５の貫通孔５１の内周面との間には、隙間ｃが形成されている。なお、図面においては、便宜上、隙間ｃを大きめに記載している。
以後、本形態につき詳説する。

以後、温度センサ１の中心軸が延びる方向をＸ方向という。また、Ｘ方向の一方側であって、一対の素子電極線３における感温素子２が接続された側を先端側といい、その反対側を基端側という。また、Ｘ方向に直交する方向であって、一対の導電部材４が並ぶ方向をＹ方向という。

本形態の温度センサ１は、例えば燃料電池自動車（いわゆるＦＣＶ；Ｆｕｅｌ Ｃｅｌｌ Ｖｅｈｉｃｌｅ）等に用いられる水素タンク内に取り付けられる。水素タンクへの水素の充填速度は、温度センサ１による水素タンク内の温度の検出結果に基づいて制御される。水素タンク内には、水素の充填によって衝撃が生じるため、温度センサ１は、これに耐え得る強度を有するよう設計される。

また、水素タンク内は、水素の充填時に高圧になる。水素タンク内が高圧状態であるとき、水素タンク中の水素ガスが温度センサ１のハウジング５に溶解する。そこから燃料電池自動車の走行のために水素タンク内の水素を使用することに伴い、水素タンク内の水素が減り、水素タンク内が減圧される。この減圧に伴い、ハウジング５中に溶解した水素は、当該ハウジング５内を通ってハウジング５の外部に出ようとするが、ハウジング５中に溶解した水素の一部がハウジング５から抜け出せず、ハウジング５の内部で膨張し、ハウジング５内部に気泡、及びこれを起点としたき裂が生じるおそれが考えられる。本形態の温度センサ１は、前記き裂の発生を抑制できるよう工夫したものである。

温度センサ１の感温素子２は、例えばサーミスタによって構成されている。なお、これに限られず、感温素子２は、熱電対、或いは白金等からなる測温抵抗体によって構成することもできる。感温素子２は、一対の素子電極線３の先端部によって挟まれた状態で固定されている。

図１に示すごとく、一対の素子電極線３は、Ｙ方向に並んで配されている。一対の素子電極線３は、例えば白金合金を線状に形成してなる。一対の素子電極線３の先端部及び感温素子２は、封止体６の内側に封止されている。

図１に示すごとく、封止体６は、感温素子２を水素タンク中の水素雰囲気から隔てている。封止体６は、例えば絶縁性のガラス材料からなる。なお、これに限られず、封止体６は、例えば後述するハウジング５の材料と同様の樹脂等、樹脂から構成することも可能である。一対の素子電極線３のそれぞれの基端部は、互いに異なる導電部材４の先端部に接続されている。

図１に示すごとく、一対の導電部材４は、互いに略平行に並んで配されている。導電部材４は、Ｘ方向にまっすぐ形成されている。図２に示すごとく、導電部材４は、Ｘ方向に直交する断面形状が四角形状となるよう形成されている。なお、これに限らず、導電部材４は、断面形状が円形となる丸棒形状や、断面形状が多角形となる多角形柱状等、種々の形状を採用することが可能である。導電部材４は、例えばＳＵＳ３０４等の導電材料によって構成することができる。そして、図１、図２に示すごとく、導電部材４は、ハウジング５に保持されている。

図１に示すごとく、ハウジング５は、Ｘ方向に長尺に形成されている。ハウジング５は、ＰＡ６６樹脂等のポリアミド系樹脂、又はポリフェニレンサルファイド樹脂（すなわちＰＰＳ樹脂）を含有する樹脂からなる。ハウジング５は、例えば水素タンクに取り付けられる部位である。

図１に示すごとく、ハウジング５は、Ｘ方向に貫通形成された一対の貫通孔５１を有する。貫通孔５１は、Ｘ方向に長尺に形成されている。一対の貫通孔５１のそれぞれには、互いに異なる導電部材４が配されている。導電部材４は、その先端側と基端側とを貫通孔５１から突出させるよう貫通孔５１内に配されている。

図１、図２に示すごとく、導電部材４と貫通孔５１の内周面との間には、隙間ｃが形成されている。一対の導電部材４のそれぞれと、当該導電部材４が配された貫通孔５１の内周面との間には、Ｘ方向における貫通孔５１の全長の半分以上の長さ、連続して形成された隙間ｃを有する。さらに、少なくとも一方の導電部材４と、当該導電部材４が配されたハウジング５の貫通孔５１の内周面との間には、貫通孔５１の少なくとも一端から連続的に形成された隙間ｃを有する。本形態において、一対の導電部材４のそれぞれと貫通孔５１の内周面との間に形成された一対の隙間ｃのそれぞれは、Ｘ方向における貫通孔５１の一端から他端までにわたって連続的に形成されている。つまり、隙間ｃは、Ｘ方向の両側が開放されている。

図２に示すごとく、隙間ｃは、導電部材４の全周に形成されている。隙間ｃは、導電部材４の表面に直交する方向における寸法ｗが、１００ｎｍ以上となる部位を有する。すなわち、隙間ｃの一部又は全体は、当該部位に面する導電部材４の表面の法線方向における寸法ｗが１００ｎｍ以上である。

図３に模式的に示すごとく、ハウジング５の貫通孔５１内に配された導電部材４の部位である孔内導電部４１の表面の表面粗さＲｚは、３０μｍ以下である。すなわち、導電部材４における少なくともハウジング５の貫通孔５１の内周面に面する部位の表面粗さは、３０μｍ以下である。

図３に示すごとく、導電部材４の表面には、ミクロな凹凸４２が形成されている。金属部材の表面は、一般に完全な面状に形成されることはなく、ミクロに見ると凹凸が存在する。そして、本形態において、ハウジング５は導電部材４を金型内に配置したインサート成形により成形されるため、ハウジング５の一部は導電部材４の凹凸４２内に進入し、当該凹凸４２に沿った形状に成形される。これにより、ハウジング５の貫通孔５１の内周面と導電部材４の表面の凹凸４２とが噛み合い、導電部材４がハウジング５から抜け落ちないようになる。

次に、本形態におけるハウジング５の製造方法の一例につき説明する。ハウジング５の貫通孔５１の内周面と導電部材４との間の隙間ｃは、例えばハウジング５の製造方法を工夫することで形成され得る。

ハウジング５は、当該ハウジング５を成形するための複数の金型に一対の導電部材４を所定間隔で配置し、金型内にハウジング５を構成する樹脂を注入するインサート成形により形成される。本形態においては、インサート成形において、まず、各金型温度を常温よりも高く加熱する。そして、導電部材４を配置した金型内にハウジング５を構成する樹脂を充填、保圧し、その後、導電部材４に接触する金型のみ積極的に冷却する。これにより、ハウジング５を構成する樹脂が硬化、収縮する前に、導電部材４を積極的に冷やして導電部材４を大きく収縮させることができる。これにより、導電部材４とハウジング５との間に隙間ｃが形成される。このようにインサート成形を工夫することで、導電部材４とハウジング５の貫通孔５１の内周面との間に隙間ｃを積極的に形成することが可能となる。

次に、温度センサ１の完成品から、ハウジング５の貫通孔５１の内周面と導電部材４との間の隙間ｃの有無の確認の仕方の例につき説明する。

例えば、前記隙間ｃの有無は、水素の次に小さい原子半径をもつＨｅ（すなわちヘリウム）を用いたリークテストによって検出が可能である。リークテストにおいては、まず、隙間ｃを備えないハウジング５及び導電部材４からなる成形体を用意し、当該成形体において、ハウジング５と導電部材４の間におけるＸ方向の一方側からＨｅを送り込む。そして、当該成形体におけるハウジング５と導電部材４との間におけるＸ方向の他方側からリークしてくるＨｅの量である基準リーク量を検出する。

次いで、隙間ｃの有無の検出対象となる温度センサ１の、ハウジング５と導電部材４との間に、前記成形体の場合と同様にＨｅを送り込み、リーク量を検出する。かかるリーク量が基準リーク量よりも所定値以上多い場合は、ハウジング５と導電部材４との間に隙間ｃが形成されていると判断することができる。

また、別の方法としては、透過電子顕微鏡（すなわちＴＥＭ；Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）にて隙間ｃを直接的に観察することや、走査型電子顕微鏡（すなわちＳＥＭ；Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）で断面を直接観察すること等も可能である。

次に、本形態の作用効果につき説明する。
本形態の温度センサ１において、少なくとも一方の導電部材４と、ハウジング５の貫通孔５１の内周面との間には、隙間ｃが形成されている。それゆえ、温度センサ１が配された水素タンク内が高圧状態にあるときにハウジング５内に溶解していた水素は、水素タンク内の減圧に伴い、ハウジング５中を通ってハウジング５表面からハウジング５外に抜け出されることに加え、ハウジング５中を通って前記隙間ｃに抜け出される。水素は、ハウジング５中においては樹脂の高分子鎖に衝突しながら高分子鎖の間を移動するのに対し、前記隙間ｃ中においては移動の障害になるような物質がないためより速く移動することができる。それゆえ、水素タンク内が高圧状態にあるときにハウジング５内部に溶解した水素は、水素タンク内の減圧時にハウジング５内部からより多くの水素が抜け出されやすくなり、ハウジング５においてブリスタ破壊が発生することを防止することができる。

ここで、例えば図５に示すごく、本形態のような隙間が形成されていない温度センサ９を考える。かかる温度センサ９において、水素Ｈがハウジング５の中央部付近に存在した場合、水素タンクの減圧時に、水素は、ハウジング５中を、ハウジング５の略半径ｒ分の比較的長い距離を移動することでようやくハウジング５の外部に放出される。また、水素Ｈがハウジング５内部を移動する場合は、樹脂の高分子鎖が障害となるため、移動にかかる時間が長くなる。そのため、水素タンクの減圧時にハウジング５内の水素がハウジング５から放出しきれず、ハウジング５内で膨張し、これに伴い図６に示すごとく、ハウジング５にブリスタ破壊が生じることが懸念される。

次に、図４に示すごとく、本形態のようにハウジング５の貫通孔５１の内周面と導電部材４との間に隙間ｃが形成されている場合において、水素Ｈがハウジング５の中央部付近に存在した場合、水素タンクの減圧時に、水素Ｈは、前記隙間ｃまでの短い距離ｄを移動することでハウジング５外部（ここでは隙間ｃ）に放出される。また、水素Ｈが隙間ｃを移動する場合は、水素Ｈの移動を妨げる障害物がなく、移動にかかる時間が短くなる。それゆえ、水素タンクの減圧時にハウジング５中の水素Ｈがハウジング５から放出されやすく、ブリスタ破壊の発生を抑制することができる。

ここで、一般に、導電部材４を保持した樹脂製のハウジング５をインサート成形する場合、導電部材４とハウジング５との気密性を確保すべく、これらの間の隙間を無くすようインサート成形される。例えば金属部材の表面のカップリング処理をすることで当該金属部材と樹脂材料との間の隙間を無くしたり、特開２０１８−１２６９６０号公報に開示されているように、金属部材の表面にエンボス等の凹凸を形成することで金属部材と樹脂部材との間の隙間を無くしたりすることが行われている。一方、本形態はこれとは反対に、前述のようにハウジング５のブリスタ破壊及びこれに起因する電気的信頼性の低下を防ぐべく、あえてハウジング５と導電部材４との間に隙間ｃを形成したものである。

また、少なくとも一方の導電部材４と、当該導電部材４が配されたハウジング５の貫通孔５１の内周面との間には、貫通孔５１の長尺方向における貫通孔５１の全長の半分以上の長さ、連続して形成された隙間ｃを有する。このように、隙間ｃが所定の長さよりも長く連続的に形成されていることにより、ハウジング５中に溶解した水素は、水素タンク中の減圧時に前記隙間ｃ、すなわちハウジング５の外部に放出されやすい。そのため、一層ブリスタ破壊の発生を抑制することができる。

また、少なくとも一方の導電部材４と、当該導電部材４が配されたハウジング５の貫通孔５１の内周面との間には、貫通孔５１の少なくとも一端から連続的に形成された隙間ｃを有する。それゆえ、水素タンクの減圧時にハウジング５から隙間ｃに放出された水素は、隙間ｃの端縁から温度センサ１の外部に放出される。それゆえ、ハウジング５の貫通孔５１の内周面と導電部材４との間の隙間ｃと、水素タンク内の空間との間に圧力差が生じることを防止することができる。

また、隙間ｃは、導電部材４の表面に直交する方向における寸法が、１００ｎｍ以上となる部位を有する。水素分子の直径は約０．３ｎｍであり、これに対して十分大きな隙間ｃを形成することにより、水素が隙間ｃを移動しやすくなる。

また、導電部材４におけるハウジング５内に配された部位の表面の表面粗さＲｚは、３０μｍ以下である。それゆえ、導電部材４の表面とハウジング５とが互いに密着し、これらの間に隙間ｃが形成されなくなることを防止することができる。

また、ハウジング５は、ポリアミド系樹脂、又はポリフェニレンサルファイド樹脂を含有する。これらの材料は、水素タンク内の圧力が高圧状態となっても、水素タンク内の水素が溶解し難い材料である。それゆえ、そもそものハウジング５に浸入する水素の量を減らすことができ、これにより、ブリスタ破壊の発生を防止することができる。

以上のごとく、本形態によれば、ハウジングにおけるブリスタ破壊の発生を抑制することができる温度センサを提供することができる。

（実施形態２）
本形態は、図７に示すごとく、実施形態１に対して、導電部材４の形状を変更した実施形態である。

本形態において、各導電部材４の孔内導電部４１のＸ方向の中央部４１１は、Ｙ方向の幅が、Ｘ方向に隣接する孔内導電部４１の部位よりも狭くなるよう形成されている。これにより、図７に示すごとく、孔内導電部４１の表面４１０は、Ｘ方向に平行な断面（以後、単に平行断面ということもある）に表れる形状が曲がった形状を有する。本形態においては、孔内導電部４１の表面４１０は、Ｘ方向及びＹ方向の双方に平行な平行断面に表れる形状が、曲がった形状を有する。すなわち、各導電部材４の孔内導電部４１の表面４１０は、平行断面に表れる形状が、一直線状ではなく、屈曲、湾曲等、曲がった形状を有する。ここにおける曲がった形状とは、導電部材４の表面に形成された傷のようなミクロな凹凸は含まず、マクロに見て曲がっていることを意味する。また、Ｘ方向に平行な断面は無数に存在するが、そのうちの少なくとも１つの断面において、孔内導電部４１の表面４１０が曲がって形成されていればよい。

そして、本形態においても、ハウジング５は、実施形態１と同様なインサート成形により形成される。これに伴い、ハウジング５は、導電部材４の孔内導電部４１の表面４１０に沿うように形成される。その結果、貫通孔５１の内周面５１０は、平行断面に表れる形状が、孔内導電部４１の表面４１０に沿って曲がった形状を有する。

その他は、実施形態１と同様である。
なお、本形態以降において用いた符号のうち、既出の形態において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、既出の形態におけるものと同様の構成要素等を表す。

本形態において、孔内導電部４１の表面４１０は、平行断面において表れる形状が曲がった形状を有する。さらに、ハウジング５の貫通孔５１の内周面５１０は、平行断面に表れる形状が孔内導電部４１の表面４１０に沿って曲がった形状を有する。それゆえ、導電部材４の孔内導電部４１は、ハウジング５と噛み合い、導電部材４がハウジング５から抜け落ちることを防止しやすい。
その他、実施形態１と同様の作用効果を有する。

なお、本形態においては、例えば図８に示す例のような形状を採用することも可能である。図８に示す構成は、平行断面において、各孔内導電部４１の表面４１０のうち、Ｙ方向における相手方の孔内導電部４１から遠い側の表面４１０のみ、曲がった形状を有し、ハウジング５の貫通孔５１の内周面５１１は前記孔内導電部４１の表面４１０に沿って曲がった形状を有する。

また、本形態においては、例えば図９に示す例のような構成を採用することも可能である。図９に示す構成は、孔内導電部４１がクランク状に形成されていることにより、孔内導電部４１の表面４１０の平行断面における形状が曲がって形成されている例である。本形態においては、各孔内導電部４１の中央部４１１が、Ｙ方向における相手方の孔内導電部４１と反対側に向かうようなクランク状に形成されている。そして、ハウジング５の貫通孔５１の内周面５１１は、前記孔内導電部４１の表面４１０に沿って曲がった形状を有する。

また、図示は省略するが、例えば孔内導電部４１は、Ｘ方向及びＹ方向の双方に直交する方向に突出する部位、或いは凹んだ部位を有し、かつ、ハウジング５の貫通孔５１の内周面５１１が前記孔内導電部４１の表面４１０に沿って曲がった形状を有してもよい。

（実施形態３）
本実施形態は、実施形態１と基本構成を同様としつつ、ハウジング５の材料を変更した実施形態である。

本形態において、ハウジング５は、樹脂中に多数の無機繊維を含有してなる。ハウジング５における無機繊維の含有量は、１０ｗｔ％以上、４０ｗｔ％以下である。本形態において、ハウジング５は、例えば、ＰＡ６６樹脂等のポリアミド系樹脂に、無機繊維としてのガラス繊維を３３ｗｔ％含有した材料で構成することができる。また、ハウジング５は、多数の無機繊維の平均長さが３０μｍ以上、２５０μｍ以下である。
その他は、実施形態１と同様である。

次に、本形態の作用効果につき説明する。
本形態において、ハウジング５における無機繊維の含有量は、１０ｗｔ％以上、４０ｗｔ％以下である。このように、ハウジング５の無機繊維の含有量を１０ｗｔ％以上と多くすることで、ハウジング５内にブリスタ破壊に起因する気泡及びき裂が生じても、き裂が無機繊維に到達しやすく、当該き裂がハウジング５の表面まで進んで開口き裂となることを抑制しやすい。なお、ハウジング５の無機繊維の含有量を１０ｗｔ％以上とすることによる効果については、後述する実験例によって裏付けられる。また、ハウジング５の無機繊維の含有量は、４０ｗｔ％以下である。これにより、ハウジング５の生産性を向上させやすい。一方、ハウジング５の無機繊維の含有量が４０ｗｔ％を超えるものは、製造が困難であることを確認している。

また、ハウジング５における無機繊維の平均長さは、３０μｍ以上、２５０μｍ以下である。このように、ハウジング５の無機繊維の平均長さを３０μｍ以上と長くすることで、ハウジング５内にブリスタ破壊に起因する気泡及びき裂が生じても、き裂が無機繊維に到達しやすく、当該き裂が大きく進展し難い。なお、ハウジング５の無機繊維の平均長さを３０μｍ以上とすることによる効果については、後述する実験例によって裏付けられる。また、ハウジング５の無機繊維の平均長さは、２５０μｍ以下である。これにより、ハウジング５の生産性を向上させやすい。一方、ハウジング５において、無機繊維の平均長さが２５０μｍを超えるものは、製造が困難であることを確認している。
その他、実施形態１と同様の作用効果を有する。

（実験例１）
本例は、温度センサにおいて、Ｘ方向におけるハウジングの貫通孔の全長に対する、Ｘ方向における、ハウジングの貫通孔の内周面と導電部材との間の隙間の長さの割合を種々変更させた場合の、ブリスタ破壊の発生のし難さを評価した例である。

本例においては、図１０、図１１にその一例を示すごとく、４つの試料Ａ１〜Ａ４を用意した。各試料Ａ１〜Ａ４は、ハウジング５を想定した円柱状の円柱体５０中に、導電部材４を想定した直線状の金属材４０を一対貫通させて配置している。本例においては、金属材４０の長手方向をＸ方向といい、Ｘ方向に直交する方向であって一対の金属材４０の並び方向をＹ方向という。また、本例においては、金属材４０における円柱体５０の内側に配された部位を孔内導電部４１という。

４つの試料Ａ１〜Ａ４は、互いに、孔内導電部４１のＸ方向の長さＬ１に対する、金属材４０と円柱体５０との間の隙間ｃのＸ方向の長さＬ２の割合Ｌ２／Ｌ１（以後、隙間形成率という。）を変更している。試料Ａ１は隙間形成率が４０％、試料Ａ２は隙間形成率が５０％、試料Ａ３は隙間形成率が８０％、試料Ａ４は隙間形成率が１００％である。各試料Ａ１〜Ａ４のＸ方向の隙間ｃの長さ（表１における「隙間長さ」）、及び孔内導電部４１のＸ方向の長さ（表１における「孔内導電部長さ」）は、後記の表１に示す。図１０に試料Ａ１の例、図１１に試料Ａ３の例を示している。試料Ａ１〜Ａ３において隙間ｃはＸ方向の一方が開放されており、試料Ａ４において隙間ｃはＸ方向の両側が開放されている。

本例において、試料Ａ４は、実施形態１と同様のインサート成形により作製することが可能である。試料Ａ１〜Ａ３においては、Ｘ方向に適宜分割された金型を用い、まず、各金型温度を常温よりも高くする。そして、金属材４０を配置した金型内に円柱体５０を構成する樹脂を充填、保圧し、その後、Ｘ方向の一方側の金型であって、金属材４０に接触する金型のみを積極的に冷却する。これにより、所望の位置に隙間ｃを形成することが可能となる。

各試料Ａ１〜Ａ４の円柱体５０の寸法は、Ｘ方向の長さ（本例ではＬ１と同じ）が２０ｍｍ、直径φが６ｍｍとした。各試料Ａ１〜Ａ４の円柱体５０は、実施形態３におけるハウジング５と同様に、樹脂中に多数の無機繊維を含有してなる。各試料Ａ１〜Ａ４の円柱体５０は、ＰＡ６６中に、ガラス繊維を３０ｗｔ％添加してなる。そして、各試料Ａ１〜Ａ４の円柱体５０におけるガラス繊維の平均長さは、２００μｍである。

各試料Ａ１〜Ａ４の金属材４０は、ＳＵＳ３０４によって構成した。また、各試料Ａ１〜Ａ４の金属材４０は、厚み（すなわちＸ方向及びＹ方向の双方に直交する方向の寸法）を０．６ｍｍ、Ｙ方向の幅Ｌ３を１．５ｍｍ、Ｘ方向の長さＬ４を３０ｍｍとした。そして、金属材４０の表面粗さＲｚは、１６μｍとした。

本例においては、各試料Ａ１〜Ａ４を８５ＭＰａ水素中に一昼夜曝露させ、その後、水素雰囲気を１ＭＰａ／ｍｉｎの減圧速度で８５ＭＰａから大気圧まで減圧した。これを、水素タンクを２０年使用した場合を考慮した回数となるまで繰り返し、各試料Ａ１〜Ａ４の円柱体５０にき裂が発生したか否かを確認した。減圧前の各試料Ａ１〜Ａ４の温度は８５℃とし、減圧に伴う温度降下は成り行きとした。各試料Ａ１〜Ａ４のき裂の有無の確認は、Ｘ線ＣＴスキャンを用いて確認した。

そして、試験後の各試料Ａ１〜Ａ４におけるブリスタ破壊の発生のし難さを評価した。評価は、後述の評価Ａ、Ｂ、Ｃとした。すなわち、水素タンクを２０年使用した場合を考慮した回数となるまで水素タンクの減圧を繰り返しても、円柱体５０にブリスタ破壊によるき裂が観測されなかった場合、評価をＡとした。水素タンクを１５年使用した場合を考慮した回数となるまで水素タンクの減圧を繰り返しても円柱体５０にブリスタ破壊によるき裂は観測されないが、水素タンクを２０年使用した場合を考慮した回数となるまで水素タンクの減圧を繰り返した場合に円柱体５０にブリスタ破壊によるき裂が観測された場合評価をＢとした。水素タンクを１５年使用した場合を考慮した回数となるまで水素タンクの減圧を繰り返したときに円柱体５０にブリスタ破壊によるき裂が観測された場合、評価をＣとした。結果を後記の表１に示す。

表１から分かるように、隙間形成率が４０％の試料Ａ１に関しては、評価がＣとなった。一方、隙間形成率が５０％以上の試料Ａ２〜Ａ４に関しては、評価がＡ又はＢとなっており、ブリスタ破壊が生じ難いことが分かる。すなわち、隙間形成率を５０％以上にすることにより、ブリスタ破壊の発生が生じ難いことが分かる。さらに、隙間形成率が１００％の試料Ａ４に関しては、評価がＡとなっていることが分かる。それゆえ、水素タンク内に配される温度センサ１において、隙間ｃを、ハウジング５の貫通孔５１のＸ方向の両側が開放するよう形成することにより、一層ブリスタ破壊の発生を防止しやすいことが分かる。

（実験例２）
本例は、温度センサにおいて、導電部材の表面粗さＲｚを種々変更させた場合の、ブリスタ破壊の発生のし難さを評価した例である。

本例においては、４つの試料Ｂ１〜Ｂ４を用意した。各試料Ｂ１〜Ｂ４は、実験例１と同様、ハウジングを想定した円柱状の円柱体５０中に、導電部材を想定した直線状の金属材４０を一対貫通させて配置している。本例においても実験例１と同様、金属材４０の長手方向をＸ方向といい、Ｘ方向に直交する方向であって一対の金属材４０の並び方向をＹ方向といい、金属材４０における円柱体５０の内側に配された部位を孔内導電部４１という。

４つの試料Ｂ１〜Ｂ４は、互いに、金属材４０における孔内導電部４１の表面粗さＲｚを異ならせている。試料Ｂ１は孔内導電部４１の表面粗さＲｚが１０μｍであり、試料Ｂ２は孔内導電部４１の表面粗さＲｚが１６μｍであり、試料Ｂ３は孔内導電部４１の表面粗さＲｚが３０μｍであり、試料Ｂ４は孔内導電部４１の表面粗さＲｚが４０μｍである。

その他の各試料Ｂ１〜Ｂ４の円柱体５０及び金属材４０の材質及び寸法は、実験例１と同様とした。また、各試料の円柱体５０は、実施形態１と同様のインサート成形により作製した。

本例においても、実験例１と同様、各試料Ｂ１〜Ｂ４を８５ＭＰａ水素中に一昼夜曝露させ、その後、水素雰囲気を１ＭＰａ／ｍｉｎの減圧速度で８５ＭＰａから大気圧まで減圧した。これを、水素タンクを１５年使用した場合を考慮した回数となるまで繰り返し、各試料Ｂ１〜Ｂ４の円柱体５０にき裂が発生したか否かを確認した。減圧前の各試料Ｂ１〜Ｂ４の温度は８５℃とし、減圧に伴う温度降下は成り行きとした。各試料Ｂ１〜Ｂ４のき裂の有無の確認は、Ｘ線ＣＴスキャンを用いて確認した。

そして、試験後の各試料Ｂ１〜Ｂ４におけるブリスタ破壊の発生のし難さを評価した。評価は、後述の評価Ｂ、Ｃとした。水素タンクを１５年使用した場合を考慮した回数となるまで水素タンクの減圧を繰り返しても、円柱体５０にブリスタ破壊によるき裂が観測されなかった場合、評価をＢとした。水素タンクを１５年使用した場合を考慮した回数となるまで水素タンクの減圧を繰り返したときに円柱体５０にブリスタ破壊によるき裂が観測された場合、評価をＣとした。結果を後記の表２に示す。

表２から分かるように、孔内導電部４１の表面粗さＲｚが３０μｍ以下の試料Ｂ１〜Ｂ３については、評価がＢとなっている、すなわちブリスタ破壊が生じ難いことが分かる。つまり、孔内導電部４１の表面粗さＲｚを３０μｍ以下とすることにより、ブリスタ破壊が生じ難くなる。これにより、水素タンク内に配される温度センサにおいて、ハウジングの貫通孔に配される導電部材の孔内導電部の表面粗さＲｚを３０μｍ以下とすることにより、ブリスタ破壊の発生を抑制しやすいことが分かる。一方で、孔内導電部４１の表面粗さＲｚが３０μｍを超える試料Ｂ４については、評価がＣとなっていることが分かる。これは、孔内導電部４１の表面粗さＲｚが３０μｍよりも大きくなると、孔内導電部４１の表面の凹凸に円柱体５０が入り込み、円柱体５０と金属材４０との密着性が向上し、円柱体５０と金属材４０との間に隙間ｃが形成され難いためであると考えられる。一方、前述のごとく、水素タンク内に配される温度センサにおいてハウジングの貫通孔に配される導電部材の孔内導電部の表面粗さＲｚを３０μｍ以下とすることにより、導電部材の孔内導電部とハウジングの貫通孔の内周面との間に隙間を形成しやすく、その結果、ブリスタ破壊の発生を抑制しやすい。

（実験例３）
本例は、温度センサにおいて、ハウジングにおける無機繊維の含有率を種々変更させた場合の、ブリスタ破壊の発生のし難さを評価した例である。

本例においては、５つの試料Ｃ１〜Ｃ５を用意した。各試料Ｃ１〜Ｃ５は、実験例１、２と同様、ハウジングを想定した円柱状の円柱体５０中に、導電部材を想定した直線状の金属材４０を一対貫通させて配置している。本例においても実験例１、２と同様、金属材４０の長手方向をＸ方向といい、Ｘ方向に直交する方向であって一対の金属材４０の並び方向をＹ方向といい、金属材４０における円柱体５０の内側に配された部位を孔内導電部４１という。

本例において、試料Ｃ１の円柱体５０は、ＰＡ６６樹脂からなり、無機繊維を含まない材料によって構成した。試料Ｃ２の円柱体５０はＰＡ６６樹脂中に無機繊維としてガラス繊維を１０ｗｔ％含有した材料によって構成した。試料Ｃ３の円柱体５０は、ＰＡ６６樹脂中に無機繊維としてガラス繊維を２０ｗｔ％含有した材料によって構成した。試料Ｃ４の円柱体５０は、ＰＡ６６樹脂中に無機繊維としてガラス繊維を３０ｗｔ％含有した材料によって構成した。試料Ｃ５の円柱体５０は、ＰＡ６６樹脂中に無機繊維としてガラス繊維を４０ｗｔ％含有した材料によって構成した。なお、ＰＡ６６樹脂中に、４０ｗｔ％を超えるガラス繊維を含有させることは、製造上困難であった。

各試料Ｃ１〜Ｃ５において、実験例１、２と同様、円柱体５０におけるガラス繊維の平均長さは２００μｍとした。その他の各試料Ｃ１〜Ｃ５の円柱体５０の各寸法、金属材４０の材質、各寸法は、実験例１と同様とした。

そして、本例における試験条件及びブリスタ破壊の発生し難さの評価の仕方は、実験例２と同様である。結果を表３に示す。

表３から、円柱体５０にガラス繊維を含有しない試料Ｃ１については、評価がＣとなり、ブリスタ破壊が生じやすいことが分かる。一方、円柱体５０において、ガラス繊維を１０ｗｔ％以上、４０ｗｔ％以下含有させた試料Ｃ２〜試料Ｃ５は、いずれも評価がＢとなり、ブリスタ破壊が生じ難いことが分かる。

これにより、水素タンク内に配される温度センサにおいて、ハウジングにおける無機繊維の含有量を、１０ｗｔ％以上、４０ｗｔ％以下とすることで、ブリスタ破壊に起因するき裂の発生を抑制できることが分かる。

（実験例４）
本例は、温度センサにおいて、ハウジングにおける無機繊維の平均長さを種々変更した場合の、ブリスタ破壊の発生のし難さを評価した例である。

本例においては、５つの試料Ｄ１〜Ｄ４を用意した。各試料Ｄ１〜Ｄ４は、実験例１〜３と同様、ハウジングを想定した円柱状の円柱体５０中に、導電部材を想定した直線状の金属材４０を一対貫通させて配置している。本例においても実験例１〜３と同様、金属材４０の長手方向をＸ方向といい、Ｘ方向に直交する方向であって一対の金属材４０の並び方向をＹ方向といい、金属材４０における円柱体５０の内側に配された部位を孔内導電部４１という。

本例においては、ＰＡ６６樹脂中に無機繊維としてガラス繊維を３０ｗｔ％含有させるとともに、互いにガラス繊維の平均長さを異ならせた試料Ｄ１〜試料Ｄ４を用意した。試料Ｄ１の円柱体５０におけるガラス繊維の平均長さは１０μｍとし、試料Ｄ２の円柱体５０におけるガラス繊維の平均長さは３０μｍとし、試料Ｄ３の円柱体５０におけるガラス繊維の平均長さは１００μｍとし、試料Ｄ４の円柱体５０におけるガラス繊維の平均長さは２５０μｍとした。なお、円柱体５０において、ガラス繊維の平均長さを２５０μｍを超えるようにすることは、製造上の観点から困難であった。

各試料Ｄ１〜Ｄ４において、円柱体５０は、ＰＡ６６樹脂中に、ガラス繊維を３０ｗｔ％含有させた。その他の各試料Ｄ１〜Ｄ４の円柱体５０の各寸法、金属材４０の材質、各寸法は、実験例１と同様とした。

そして、本例における試験条件及びブリスタ破壊の発生し難さの評価の仕方は、実験例２と同様である。結果を表４に示す。

表４から、ガラス繊維の平均長さを３０μｍ以上、２５０μｍ以下とした試料Ｄ２〜Ｄ４については、評価がＢとなり、ブリスタ破壊が生じ難いことが分かる。

これにより、水素タンク内に配される温度センサにおいて、ハウジングにおける無機繊維の平均長さを、３０μｍ以上、２５０μｍ以下とすることで、ブリスタ破壊に起因するき裂の進展を抑制できることが分かる。

本発明は、前記各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の実施形態に適用することが可能である。

例えば、隙間ｃは、図１２に示すごとく、そのＸ方向の両端が閉じられていてもよい。
また、前記各実施形態において、隙間ｃは、導電部材４の全周に形成されている例を示したが、図１３に示すごとく、周方向の一部のみに形成されていてもよい。この場合において、隙間ｃは、図１４に示すごとく、Ｘ方向の位置によって、周方向の位置が変動しつつ、ハウジング５の貫通孔５１におけるＸ方向の一端から他端まで連続して形成されていてもよい。なお、図１４（ａ）においては、隙間の図示を省略している。

１ 温度センサ
２ 感温素子
３ 素子電極線
４ 導電部材
５ ハウジング
５１ 貫通孔
ｃ 隙間

Claims (9)

1. 水素タンク内に配される温度センサ（１）であって、
   温度を検出するための感温素子（２）と、
   前記感温素子に電気的に接続された一対の素子電極線（３）と、
   互いに異なる前記素子電極線に電気的に接続された一対の導電部材（４）と、
   一対の前記導電部材をそれぞれ挿通して保持する一対の貫通孔（５１）を有する樹脂製のハウジング（５）と、を備え、
   少なくとも一方の前記導電部材と、前記貫通孔の内周面との間には、隙間（ｃ）が形成されている、温度センサ。
2. 少なくとも一方の前記導電部材と、当該導電部材が配された前記ハウジングの前記貫通孔の前記内周面との間には、前記貫通孔の長尺方向（Ｘ）における前記貫通孔の全長の半分以上の長さ、連続して形成された前記隙間を有する、請求項１に記載の温度センサ。
3. 少なくとも一方の前記導電部材と、当該導電部材が配された前記ハウジングの前記貫通孔の前記内周面との間には、前記貫通孔の少なくとも一端から連続的に形成された前記隙間を有する、請求項１又は２に記載の温度センサ。
4. 前記隙間は、前記導電部材の表面に直交する方向における寸法（ｗ）が、１００ｎｍ以上となる部位を有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の温度センサ。
5. 前記導電部材における前記ハウジングの前記貫通孔内に配された孔内導電部（４１）の表面（４１０）は、前記導電部材の長手方向に平行な断面に表れる形状が曲がった形状を有し、前記ハウジングの前記貫通孔の前記内周面は、前記断面に表れる形状が前記孔内導電部の前記表面に沿って曲がった形状を有する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の温度センサ。
6. 前記導電部材の前記貫通孔内に配された部位の表面（４１０）の表面粗さＲｚは、３０μｍ以下である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の温度センサ。
7. 前記ハウジングは、ポリアミド系樹脂、又はポリフェニレンサルファイド樹脂を含有する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の温度センサ。
8. 前記ハウジングは、樹脂中に多数の無機繊維を含有してなり、前記ハウジングにおける前記無機繊維の含有量は、１０ｗｔ％以上、４０ｗｔ％以下である、請求項１〜７のいずれか一項に記載の温度センサ。
9. 前記ハウジングは、樹脂中に多数の無機繊維を含有してなり、前記ハウジングにおける前記無機繊維の平均長さは、３０μｍ以上、２５０μｍ以下である、請求項１〜８のいずれか一項に記載の温度センサ。

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