JP5576350B2 - 温度センサ - Google Patents
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Description
この温度センサは、サーミスタ素子である感温素子と、感温素子の一対の端子線と接続された一対の電極線と、電極線を収容するシースピンが貫挿された筒状の内側部材と、内側部材の後端側に外嵌されて固定具(リブ)に固定される筒状の外側部材(ガードチューブ)等を備えたものである。
この温度センサは、感温素子と、感温素子の一対の端子線と接続された一対の電極線(シース芯線)と、電極線が絶縁状態で貫挿された筒状部材と、先端側が閉塞されるとともに感温素子及び筒状部材が挿入された金属チューブと、金属チューブが貫挿されて固定されたフランジ等から構成されている。
本第2態様では、溝状部は、少なくともハウジングの先端に到るまで形成されている。そのため、例えば車両の振動によって金属チューブが共振した場合でも、金属チューブがハウジングの先端に対応する位置を起点として破損(折損)し難いという顕著な効果を奏する。
溝状部がチューブ先端部に周方向に等間隔に3本以上形成されていることで、金属チューブの強度向上を安定して図れるという効果が得られる。
前記電線としては、感温部から延びる一対の端子線と、該端子線に接続された一対の電極線が挙げられる。このうち、端子線としては、Pt又はPR(Pt/Rh合金)からなる線材が挙げられ、電極線としては、例えばステンレス又はインコネルからなる線材が挙げられる。
以下では、例えば車両の排気管等に取り付けられて、排気ガスの温度を測定する温度センサを例に挙げて説明する。
[第1実施形態]
a)まず、本実施形態の温度センサの概要について説明する。
金属チューブ9は、前記図2(a)、(b)に示す様に、先端側が閉塞された長さ6.6mm×外径2.7mmの細径部51と、細径部51より後端側に向けて徐々に外径が大きくなる、長さ0.5mm×最大外径3.9mmの傾斜部53と、傾斜部53から後端側に伸びる、長さ(傾斜部53の先端から先端部材27の先端面に対応する位置までの軸方向長さ)35.9mm×外径(最大外径)3.9mmの大径部55とからなる。
なお、図2(a)、(b)では、先端部材27の先端から突出する溝状部57しか記載されていないが、実際には、先端部材27の内部に配置された部分にも溝状部57が形成されている。
本実施形態の温度センサ1を製造するには、環状固定部材5、環状取付部材7、サーミスタ素子11、シース部材13等の部品を公知の手法により準備する。
まず、周知の深絞り加工によって、板材から溝状部57を有する金属チューブ9を得る。
次に、溶接後の電極線21を筒状部材23に貫通する。
続いて、サーミスタ素子11が組み付けられたシース部材13を先端部材27が溶接された金属チューブ9の内部に組み付ける。なお、この組み付けられた部材を先端組付部品61(図4参照)と称する。
まず、サーミスタ素子11が挿入されていない状態において、先端部材27が溶接された金属チューブ9の先端部分の中にノズル63を挿入し、ペースト状、即ち未硬化状態のセメント19を注入する。
この遠心脱泡処理が終了すると、この先端組付部品61を800℃で熱処理し、セメント19を乾燥(硬化)させる。
次に、先端組付部品61とその他の部品との組み付けを行う。
即ち、前記図3(a)に示す様に、まず、シール部材37の貫通孔39に通したリード線41の先端に、接続部材43の後端を加締めにより接続する。
次に、リード線41等を通した外筒29を、先端組付部品61を構成する先端部材27の後端側より被せて円筒部35に外嵌し、全周レーザ溶接によって、外筒29と円筒部35(従って先端部材27)とを接合して一体化する。
次に、シール部材37に対応する外筒29の外側を(周方向に沿った複数箇所にて)径方向内側に向かって加締めることによって、シール部材37を外筒29に固定する。
なお、この温度センサ1は、以下に示す様にして、排気管6に取り付けられる。
図5に示す様に、温度センサ1の棒状測定部材3の先端側(チューブ先端部10)を、排気管6に取り付けられたボス71の中心孔73及び排気管6の貫通孔75に通すとともに、先端部材27等をボス71の中心孔73に入れ、先端部材27の先端面を中心孔73の内径が小さくなった部分に着座させる。
本実施形態の温度センサ1では、金属チューブ9のチューブ先端部10に、周方向に並列に、金属チューブ9の軸方向に沿って伸びる複数(本実施形態では3本)の溝状部57であって、各々がチューブ先端部10の軸方向の長さの1/2以上の長さを有する溝状部57を備えおり、この溝状部57は、金属チューブ9の外側表面が内側に凹んだ構成を有するとともに、内側表面が内側に突出する構成を有している。
更に、本実施形態では、溝状部57は、チューブ先端部10の大径部54のほぼ先端部分から、先端部材27の先端面に対応する位置にまで達するとともに、先端部材27の内部に対応する位置にまで達している。そのため、例えば車両の振動によって金属チューブ9が共振した場合でも、金属チューブ9が先端部材27の先端面に対応する位置を基点として破損(折損)し難いという顕著な効果を奏する。
その上、本実施形態では、溝状部57は、単に外側表面が溝状に凹んでいるだけでなく、この凹んだ部分が内側に突出した構造となっているので、金属チューブ9の外部温度(雰囲気温度)が金属チューブ9の内部(特にサーミスタ素子11)に伝わり易く、よって温度測定の際の応答性が高いという効果を奏する。
[第2実施形態]
次に、第2実施形態について説明するが、前記第1実施形態と同様な内容の説明は、省略又は簡略化する。
図6及び図7に示す様に、本実施形態の温度センサ81は、軸線方向(図6上下方向)に延びる長尺の棒状測定部材83と、棒状測定部材83が貫挿されて固定されるとともに、温度センサ81自身を排気管(図示せず)に固定する環状取付部材(ハウジング)85とを備えている。以下、各構成について説明する。
なお、一対の電極線99と一対の端子線95とは抵抗溶接により接合されており、この接合部分は絶縁碍管91内の貫通孔101内に配置されている。
前記図7(a)及び図8(b)に示す様に、金属チューブ87(チューブ先端部123)の表面には、その軸方向に伸びる様に、周方向に3本の溝状部121が並列に形成されている。より具体的には、金属チューブ87の軸中心を中心にして、チューブ先端部123には、その周方向に120度ずつ溝状部121が形成されている。
c)次に、本実施形態の温度センサ81の製造方法について簡単に説明する。
特に本実施形態では、金属チューブ87を下記の様にして形成する。
そして、このようにして形成した金属チューブ87を、環状取付部材85の挿通孔86に挿通し、ロー付けによって環状取付部材85と金属チューブ87とを接合して一体化する。
具体的には、まず、固定材97中に埋設されたサーミスタ素子89の一対の端子線95の後端部分と、絶縁碍管91の貫通孔101の先端側から露出させた一対の電極線99の先端部分とを重ね合わせて溶接する。その後、この溶接部分を、絶縁碍管91の貫通孔101内に収容する。
次に、接続部材111の先端側と、絶縁碍管91の後端側から突出する電極線99の後端側とを、抵抗溶接によって接合する。
そして、シール部材105を先端側にスライドさせて、内部構造品125の後端側の接続部材111等を貫通孔107内に収容する。
本実施形態においても、前記第1実施形態と同様に、金属チューブ87(チューブ先端部123)の表面に、その軸方向に伸びる様に、周方向に複数(本実施形態では3本)の溝状部121が形成されているので、第1実施形態と同様に、金属チューブ87の強度を高められるとともに、温度センサ81として高い応答性を有するという顕著な効果を奏する。
例えば、金属チューブに形成する溝状部の数は3本に限定されるものではなく、複数本(例えば、2本、4本、5本)であればよい。
3、83…棒状測定部材
5…環状固定部材
7、85…環状取付部材
9、87…金属チューブ
10、123…チューブ先端部
11、89…サーミスタ素子
13…シース部材
15、93…感温部
17、95…端子線
21…シース芯線(電極線)
31、86…貫通孔
57、121…溝状部
91…絶縁碍管
99…電極線(中継線)
Claims (3)
- 温度によって電気的特性が変化する感温部を備えた感温素子と、
先端側が閉塞され、前記感温素子及び該感温素子から伸びる電線を収納する金属チューブと、
前記金属チューブが貫挿される挿通孔を備えた環状のハウジングと、
を備え、
前記金属チューブの先端側が前記挿通孔の外部に突出した状態で前記ハウジングに固定された温度センサにおいて、
前記金属チューブの前記ハウジングの先端側より突出するチューブ先端部に、周方向に並列に、前記金属チューブの軸方向に沿って伸びる複数の溝状部であって、各々が前記チューブ先端部の軸方向の長さの1/2以上の長さを有する溝状部を備えるとともに、
前記溝状部は、前記金属チューブの外側表面が前記軸方向に沿って内側に凹んだ構成を有するとともに、前記金属チューブの内側表面が前記軸方向に沿って内側に突出する構成を有することを特徴とする温度センサ。 - 前記溝状部は、前記チューブ先端部の軸方向に沿って、少なくとも前記ハウジングの先端に到るまで形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。
- 前記溝状部は、前記チューブ先端部に周方向に等間隔に3本以上形成されてい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。
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