JP6459757B2

JP6459757B2 - 温度センサの配管配置体

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Description

本発明は、温度によって電気特性が変化する感温素子を備えた温度センサに関する。

内燃機関の排気管等の配管に配置される温度センサとしては、金属チューブによって保護された感温素子の感温部を配管内に配置して、配管内を流れる流体の温度を測定するものがある。金属チューブは、配管に固定するためのハウジングに取り付けられている。そして、配管内の中心部付近に配置された、金属チューブ及び感温素子の部分は、配管内の中心部付近を流れる流体の温度とほぼ等しくなる。一方、配管内の外側付近に配置された金属チューブの部分は、配管の外部に位置するハウジングによって熱引きが行われる（熱が奪われる）。そして、この熱引きが顕著になると、温度センサによる温度の測定に誤差が生じるおそれがある。

例えば、特許文献１の温度センサは、流体が流れる流路内に配置される感温素子と、先端側が感温素子に接続され、基端側が外部回路接続用のリード線に接続される信号線と、信号線を内部に保持するシース部材と、シース部材の外周面を保持する保持部材とを備えている。そして、流路の内周から感温素子の中心までの距離である、温度センサの突出し長さを５０ｍｍ以上の長尺にすることにより、温度センサの熱引きを抑制して、流体の温度を精度よく測定することが開示されている。

特開２００８−２８６７９０号公報

しかしながら、特許文献１の温度センサは、配管の内径が１００ｍｍ以上である場合を想定しており、配管の内径が１００ｍｍ未満と小さい場合には適用することができない。温度センサは、吸気用の配管、又はＥＧＲ（排気再循環）を行うための吸気用もしくは排気用の配管に設けられることもあり、これらの配管の内径は小さい。そのため、配管の内径が１００ｍｍ未満と小さい場合も含めた広範囲の内径の配管に配置して、ハウジングへの熱引きを抑えて精度よく温度を測定するためには更なる工夫が必要とされる。

本発明は、かかる背景に鑑みてなされたもので、被測定ガスの温度の測定誤差の発生を極力抑えることができる温度センサの配管配置体を提供しようとして得られたものである。

本発明の一態様は、被測定ガスが流れる配管と、
温度によって電気特性が変化する感温素子と、該感温素子が内部に挿通され、該感温素子の感温部が配置される先端部が閉塞された金属チューブと、該金属チューブ内に充填された絶縁性の充填物と、上記金属チューブの基端部が固定され、上記配管に取り付けられるハウジングとを備え、上記金属チューブの少なくとも先端部が上記配管内に配置されて使用される温度センサと、を有する温度センサの配管配置体において、
上記金属チューブは、先端側の小径部と、該小径部の基端側に位置して該小径部よりも拡径した大径部とを有しており、
上記小径部の外径Ｄは、φ１〜３ｍｍの範囲内にあり、上記小径部の外径Ｄに対する上記小径部の長さＬ１の比Ｌ１／Ｄは、８〜１５の範囲内にあり、
上記充填物は、上記小径部の全体から上記大径部の一部にまで連続して充填されており、
上記配管の形成方向に直交する断面において、上記小径部の先端は、上記最大仮想円の中心を通って上記金属チューブの中心軸線に直交する仮想線よりも、上記大径部の側から見て遠方に配置されており、
上記最大仮想円の直径は、φ４０〜１００ｍｍであり、
上記小径部の全体及び上記大径部の上記充填物が充填された部分が、上記最大仮想円の内径をＥとしたとき、該最大仮想円と同心の２／３Ｅの内径の中心仮想円内に配置されていることを特徴とする温度センサの配管配置体にある。

上記温度センサの配管配置体においては、金属チューブの形状、及び配管への金属チューブの配置位置を特定することにより、特に配管の内径が小さい場合でも、金属チューブからハウジングへの熱引きを抑えて、温度を精度よく測定する工夫をしている。
具体的には、小径部の外径Ｄは、φ１〜３ｍｍの範囲内にあり、小径部の外径Ｄに対する小径部の長さＬ１の比Ｌ１／Ｄは、８〜１５の範囲内にある。また、充填物は、小径部の全体から大径部の一部にまで連続して充填されている。そして、小径部の先端が、最大仮想円の中心を通って金属チューブの中心軸線に直交する仮想線よりも大径部の側から見て遠方に配置され、小径部の全体及び大径部の充填物が充填された部分が、最大仮想円と同心の２／３Ｅの内径の中心仮想円内に配置されている。

これにより、金属チューブにおける熱伝導性が良い部分である、充填物が充填された部分の全体が、配管の中心部領域である中心仮想円内に配置される。また、金属チューブにおける可能な限り広範囲の部分が中心仮想円内に配置される。この中心仮想円内においては、配管内の温度分布がほぼ一定である。そのため、感温素子の周辺の熱伝導性を良好にして、感温素子の感温部の温度を、配管内の被測定ガスの温度に迅速に近づけることができる。
一方、金属チューブにおける熱伝導性が悪い部分である、充填物が充填されていない部分は、２／３Ｅの内径の中心仮想円（配管の中心部領域）の外部に配置される。２／３Ｅの内径の中心仮想円の外部においては、配管の外部への熱引きがあり、配管内の温度が低くなる傾向にある。そのため、熱伝導性が悪い部分を配管内の温度が低い部分に配置して、金属チューブからハウジングへの熱引きを抑えることができる。

それ故、上記温度センサの配管配置体によれば、被測定ガスの温度の測定誤差の発生を極力抑えることができる。特に、配管の内径がφ１００ｍｍ未満と小さい場合においても、測定誤差の発生を極力抑えることができる。
なお、最大仮想円とは、配管の内面の少なくとも３か所に接する最大の内接円のことをいう。

実施例にかかる、温度センサを示す断面説明図。実施例にかかる、配管内に配置された温度センサを、配管の形成方向に直交する断面において示す説明図。実施例にかかる、他の配管内に配置された温度センサを、配管の形成方向に直交する断面において示す説明図。実施例にかかる、他の配管内に配置された温度センサを、配管の形成方向に直交する断面において示す説明図。実施例にかかる、他の配管内に配置された温度センサを、配管の形成方向に直交する断面において示す説明図。実施例にかかる、配管内に傾斜して配置された温度センサを示す説明図。実施例にかかる、配管内に配置された温度センサを、配管の形成方向に直交する断面において示す説明図。

上述した温度センサの配管配置体における好ましい実施の形態について説明する。
（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、金属チューブ３、充填物４及びハウジング５を備えており、金属チューブ３の少なくとも先端部が配管６内に配置されて使用される。感温素子２は、温度によって電気抵抗値が変化するものである。金属チューブ３は、感温素子２を内部に挿通させており、感温素子２の感温部２１が配置される先端部が閉塞されている。充填物４は、絶縁性及び熱伝導性を有するものであり、感温素子２の周囲に配置されて金属チューブ３内に充填されている。ハウジング５は、金属チューブ３の基端部を固定して、被測定ガスＧが流れる配管６に取り付けられている。金属チューブ３は、先端側の小径部３１と、小径部３１の基端側に位置して小径部３１よりも拡径した大径部３２とを有している。

小径部３１の外径Ｄは、φ１〜３ｍｍの範囲内にあり、小径部３１の外径Ｄに対する小径部３１の長さＬ１の比Ｌ１／Ｄは、８〜１５の範囲内にある。充填物４は、小径部３１の全体から大径部３２の一部にまで連続して充填されている。
図２に示すように、配管６の形成方向Ｈに直交する断面において、小径部３１の先端３１１は、大径部３２の側から見て、配管６の内面６０１，６０２，６０３の少なくとも３か所に接する最大の内接円である最大仮想円Ｃ０の中心Ｏを通って金属チューブ３の中心軸線Ｌに直交する仮想線Ｍよりも遠方に配置されている。温度センサ１は、小径部３１の全体及び充填物４が充填された大径部３２の一部（小径部３１の先端３１１から充填物４の端面４０１までの範囲）が、最大仮想円Ｃ０の内径をＥとしたとき、最大仮想円Ｃ０と同心の２／３Ｅの内径の中心仮想円Ｃ１内に配置される状態で使用される。なお、図２は、配管６の形成方向Ｈに直交する断面において温度センサ１を示し、図１は、温度センサ１のみを示す。

以下に、本例の温度センサ１について、図１〜図７を参照して詳説する。
本例の温度センサ１は、ＥＧＲ（排気再循環）を行う自動車用内燃機関において、排気用又は吸気用の配管６に配置されて、配管６内を流れる排気ガス又は吸気用排気ガスの温度を測定するものである。温度センサ１を配置する配管６は、φ１００ｍｍ未満の内径を有する細径のものである。本例の配管６は、円形状断面を有するものであり、金属チューブ３（及び温度センサ１）の中心軸線Ｌは、配管６の径方向に沿って配置されている。また、金属チューブ３の中心軸線Ｌの方向は、配管６の形成方向Ｈに対して垂直な方向に向けられている。配管６の内径は、φ４０ｍｍ以上とすることが好ましい。配管６が種々の断面形状を有している場合においても、最大仮想円Ｃ０の直径を、φ４０〜１００ｍｍとすることができる。

図３に示すように、配管６は、四角形状断面を有するものとすることもできる。この場合には、温度センサ１は、四角形状の配管６の辺部分に設けることができる。また、この場合には、最大仮想円Ｃ０は、四角形状の配管６の辺部分の内面６０２に接する状態で描かれる。
図４に示すように、温度センサ１は、円形状断面の配管６の径方向に沿った仮想線Ｎ１に対して平行にオフセットした仮想線Ｎ２に沿って配置することもできる。また、図５に示すように、配管６は、直線及び曲線によって形成される種々の断面形状を有するものとすることもできる。この場合には、最大仮想円Ｃ０は、種々の断面形状の配管６の内面６０３に接する状態で描かれる。図４、図５の場合においても、最大仮想円Ｃ０の中心Ｏを通って金属チューブ３の中心軸線Ｌに直交する仮想線Ｍが同様に描かれる。

また、図６に示すように、金属チューブ３の中心軸線Ｌの方向は、配管６の形成方向Ｈに対して垂直な方向から、被測定ガスＧの流れの上流側又は下流側に４５°の範囲内で傾斜する方向に向けることもできる。この場合、ハウジング５は、金属チューブ３の中心軸線Ｌの方向が配管６の形成方向Ｈに対して傾斜する状態で配管６に取り付けられる。また、この場合にも、温度センサ１における小径部３１の全体及び充填物４が充填された大径部３２の一部は、中心仮想円Ｃ１内に配置される。金属チューブ３の中心軸線Ｌの方向が、配管６の形成方向Ｈに対して垂直な方向から、被測定ガスＧの流れの上流側又は下流側に４５°を超えて傾斜する場合には、配管６に生じる振動によって金属チューブ３が揺動しやすくなる。

図２に示すように、配管６には、ハウジング５を取り付けるための取付部６１が設けられている。取付部６１には、温度センサ１の金属チューブ２を挿通するための挿通穴６１１が設けられている。そして、温度センサ１のハウジング５は、金属チューブ２を挿通穴６１１に挿通する状態で、取付部６１に取り付けられる。挿通穴６１１に設けられたネジ部に対して、ハウジング５に設けられたネジ部が螺合される。
また、金属チューブ３の大径部３２は、基端側部分が先端側部分よりも２段階以上に拡径する形状とすることもできる。

また、図２、図７に示すように、温度センサ１の金属チューブ３の大径部３２の基端側部分は、配管６の内面６０１，６０２，６０３よりも外側に位置させることができる。そして、金属チューブ３の基端３２１から配管６の内面６０１，６０２，６０３までの長さＬ３は、金属チューブ３の全長Ｌ２の０．５倍以下とすることができる。この長さＬ３は、配管６の内径と金属チューブ３の全長Ｌ２との関係から適宜設定することができる。また、挿通穴６１１の軸方向に対するハウジング５の位置を調整することによって、配管６の径方向における金属チューブ３の位置を調整することができる。

図１に示すように、充填物４は、ＡｌＮ（窒化アルミニウム）、Ａｌ₂Ｏ₃（酸化アルミニウム）、ＳｉＣ（炭化ケイ素）、ＳｉＮ（窒化ケイ素）等のセラミックスを骨材として含有する、ポリイミド、シリコーン等の樹脂からなる。充填物４によって、感温素子２の一対の電極線２２を金属チューブ３の小径部３１に保持することができ、一対の電極線２２を、振動から保護することができる。また、充填物４の骨材を高熱伝導性のセラミックスから構成することにより、金属チューブ３から感温素子２への伝熱を促進することができる。また、このセラミックスにより、一対の電極線２２間の絶縁抵抗を確保することができる。
また、金属チューブ２において、充填物４が充填されていない大径部３２内には、空間Ｋが形成されている。小径部３１と大径部３２との間には、テーパ状の段差部３３が形成されている。充填物４は、小径部３１内及び段差部３３内の全体に充填されて、大径部３２内の一部まで充填されている。

金属チューブ３の大径部３２が小径部３１よりも拡径して形成されていることにより、金属チューブ３の基端部をハウジング５に取り付ける強度を高くすることができる。特に、振動のレベルが高い自動車用内燃機関で温度センサ１を使用する際には、金属チューブ３が遊動しにくくなり、その破損を防止することができる。
小径部３１の外径Ｄは、φ１〜３ｍｍの範囲内にあることによっても、振動のレベルが高い自動車用内燃機関で温度センサ１を使用する際には、金属チューブ３が遊動しにくくなり、その破損を防止することができる。また、被測定ガスＧの温度変化に小径部３１内の感温素子２が追従しやすくなり、温度センサ１の応答性を良くすることができる。小径部３１の外形Ｄがφ１ｍｍ未満になると、小径部３１の強度が不足するおそれがある。一方、小径部３１の外形Ｄがφ３ｍｍ超過になると、被測定ガスＧの温度変化に感温素子２が追従しにくくなるおそれがある。

小径部３１の外径Ｄに対する小径部３１の長さＬ１の比Ｌ１／Ｄは、８〜１５の範囲内にあることにより、小径部３１の外形Ｄと小径部３１の長さＬ１との比率が良好で、温度センサ１の測定精度と強度を適切に維持することができる。外形Ｄに対する長さＬ１の比Ｌ１／Ｄが８未満になると、長さＬ１が短くなり過ぎて、金属チューブ３からハウジング５への熱引きが顕著になり、温度センサ１の測定精度が低下するおそれがある。一方、外形Ｄに対する長さＬ１の比Ｌ１／Ｄが１５超過になると、長さＬ１が長くなり過ぎて、金属チューブ３の強度が不足するおそれがある。

金属チューブ３の全長Ｌ２は、２０〜５０ｍｍの範囲内にある。金属チューブ３の全長は、配管６の内径に応じて決定される。なお、金属チューブ３の大径部３２は、基端側に向かって２段階に拡径して形成されていてもよい。
また、金属チューブ３の基端３２１から、充填物４が充填された端面４０１までの距離Ｆは、５〜４０ｍｍの範囲内にある。距離Ｆが５ｍｍ未満になると、金属チューブ３からハウジング５への熱引きが顕著になる。一方、距離Ｆが４０ｍｍ超過になると、感温素子２の一対の電極線２２に繋がるシース線２３の強度が不足するおそれがある。

図１に示すように、本例の感温素子２は、温度によって電気抵抗値が変化するサーミスタからなる。感温素子２の感温部２１から一対の電極線２２が引き出されており、一対の電極線２２は、絶縁チューブ内に配置されたシース線２３に接続されて、ハウジング５内へと引き出されている。本例の温度センサ１は、５００℃以下の被測定ガスＧの温度を測定するものであり、感温素子２としてのサーミスタ及び簡易な電気回路を用いることにより、温度による抵抗変化の感度を上げることができる。
感温素子２としてのサーミスタにおける感温部２１は、絶縁性のガラス材２４によって封止されている。これにより、高温の環境下に晒されるサーミスタを、熱による劣化から保護することができる。

本例の温度センサ１においては、金属チューブ３の形状、及び配管６への金属チューブ３の配置位置を特定することにより、特に配管６の内径が小さい場合でも、金属チューブ３からハウジング５への熱引きを抑えて、温度を精度よく測定する工夫をしている。
具体的には、小径部３１の外径Ｄは、φ１〜３ｍｍの範囲内にあり、小径部３１の外径Ｄに対する小径部３１の長さＬ１の比Ｌ１／Ｄは、８〜１５の範囲内にある。また、充填物４は、小径部３１の全体から大径部３２の一部にまで連続して充填されている。そして、小径部３１の先端３１１が、最大仮想円Ｃ０の中心Ｏを通って金属チューブ３の中心軸線Ｌに直交する仮想線Ｍよりも大径部３２の側から見て遠方に配置され、小径部３１の全体及び大径部３２の充填物４が充填された部分が、最大仮想円Ｃ０と同心の２／３Ｅの内径の中心仮想円Ｃ１内に配置されている。

これにより、金属チューブ３における熱伝導性が良い部分である、充填物４が充填された部分の全体が、配管６の中心部領域である中心仮想円Ｃ１内に配置される。また、金属チューブ３における可能な限り広範囲の部分が中心仮想円Ｃ１内に配置される。この中心仮想円Ｃ１内においては、配管６内の温度分布がほぼ一定である。そのため、感温素子２の周辺の熱伝導性を良好にして、感温素子２の感温部２１の温度を、配管６内の被測定ガスＧの温度に迅速に近づけることができる。
一方、金属チューブ３における熱伝導性が悪い部分である、充填物４が充填されていない部分は、２／３Ｅの内径の中心仮想円Ｃ１（配管の中心部領域）の外部に配置される。２／３Ｅの内径の中心仮想円Ｃ１の外部においては、配管６の外部への熱引きがあり、配管６内の温度が低くなる傾向にある。そのため、熱伝導性が悪い部分を配管６内の温度が低い部分に配置して、金属チューブ３からハウジング５への熱引きを抑えることができる。

それ故、温度センサ１によって測定する被測定ガスＧの温度の測定誤差の発生を極力抑えることができる。特に、配管６の内径がφ１００ｍｍ未満と小さい場合においても、測定誤差の発生を極力抑えることができる。

本例においては、配管６に配置する温度センサ１の寸法関係による効果について確認した。この確認において、金属チューブ３における小径部３１の先端３１１が配置された位置、及び充填物４が充填された部分の全体が中心仮想円Ｃ１内に配置された状態については、全て上記実施例１の場合と同じにした。
（確認試験１）
まず、小径部３１の外径Ｄに対する小径部３１の長さＬ１の比Ｌ１／Ｄ（図１参照）の適切な範囲について確認した。具体的には、長さの比Ｌ１／Ｄを５〜２０の間で変化させた場合について、実際の温度（真の温度）Ｔ０に対して温度センサ１によって測定した温度Ｔがどれだけ異なったかを示すＴ／Ｔ０の温度測定試験と、配管６を加振させた際に温度センサ１に生じる振動が許容範囲内にあるかの加振試験とを行った。また、加振試験においては、配管６を４０Ｇ（３９２ｍ／ｓ²）の加速度で加振させた。

この確認を行った結果を表１に示す。

同表に示すように、長さの比Ｌ１／Ｄが５，７の場合には、温度測定試験におけるＴ／Ｔ０が１よりも大きくなり、温度センサ１による温度Ｔの測定に誤差が生じることが分かった。また、長さの比Ｌ１／Ｄが１７，２０の場合には、加振試験の評価が×となり、温度センサ１の金属チューブ３が許容範囲を超えて振動することが分かった。これらの結果に対し、長さの比Ｌ１／Ｄが８，１０，１２，１５である場合には、Ｔ／Ｔ０が１となり、温度センサ１による温度Ｔの測定誤差がほとんど生じず、加振試験も○となり、温度センサ１の金属チューブ３に許容範囲内の振動しか生じないことが分かった。従って、小径部３１の外径Ｄに対する長さＬ１の比Ｌ１／Ｄを８〜１５とすることにより、温度センサ１の温度の測定精度及び強度のいずれも優れることが分かった。

（確認試験２）
また、金属チューブ３の基端３２１から、充填物４が充填された端面４０１までの距離Ｆ（図１参照）の適切な範囲についても確認した。具体的には、距離Ｆを０〜７ｍｍの間で変化させた場合について、Ｔ／Ｔ０の温度測定試験を行った。
この確認を行った結果を表２に示す。

同表に示すように、距離Ｆが０ｍｍ、３ｍｍである場合には、Ｔ／Ｔ０が１よりも小さくなり、温度センサ１による温度Ｔの測定に誤差が生じることが分かった。一方、距離Ｆが５ｍｍ、７ｍｍである場合には、Ｔ／Ｔ０が１となり、温度センサ１による温度Ｔの測定誤差がほとんど生じないことが分かった。従って、距離Ｆを５ｍｍ以上とすることにより、温度センサ１の温度の測定精度が優れることが分かった。

（確認試験３）
また、配管６の形成方向Ｈに直交する断面において、金属チューブ３の小径部３１の先端３１１を、大径部３２の側から見て仮想線Ｍよりも遠方に配置し、小径部３１の全体及び大径部３２の充填物４が充填された部分を、中心仮想円Ｃ１内に配置することの効果を確認した。具体的には、金属チューブ３の小径部３１の先端３１１を、大径部３２の側から見て仮想線Ｍよりも遠くに配置する場合、及び大径部３２の側から見て仮想線Ｍよりも近くに配置する場合について、Ｔ／Ｔ０の温度測定試験を行った。

より具体的には、先端３１１の位置が最大仮想円Ｃ０の中心Ｏにある場合（０で示す。）、先端３１１の位置が最大仮想円Ｃ０の中心Ｏから、この中心Ｏよりも遠い１／２Ｅ、１／２．５Ｅ、１／３Ｅ、１／５Ｅの各距離の範囲内にある場合、及び先端３１１の位置が最大仮想円Ｃ０の中心Ｏから、この中心Ｏよりも近い−１／５Ｅ、−１／３Ｅ、−１／２．５Ｅ、−１／２Ｅの各距離の範囲内にある場合について確認した。
なお、先端３１１の位置が最大仮想円Ｃ０の中心Ｏから、この中心Ｏよりも遠い１／３Ｅ、１／５Ｅの各距離の範囲内にある場合には、小径部３１の全体及び大径部３２の充填物４が充填された部分が、最大仮想円Ｃ０と同心の２／３Ｅの内径の中心仮想円Ｃ１内に配置されている。

この確認を行った結果を表３に示す。

同表に示すように、先端３１１の位置が１／２Ｅ、１／２．５Ｅの各距離の範囲内にある場合には、Ｔ／Ｔ０が１よりも小さくなり、温度センサ１による温度Ｔの測定に誤差が生じることが分かった。また、先端３１１の位置が−１／５Ｅ、−１／３Ｅ、−１／２．５Ｅ、−１／２Ｅの各距離の範囲内にある場合にも、Ｔ／Ｔ０が１よりも小さくなり、温度センサ１による温度Ｔの測定に誤差が生じることが分かった。一方、先端３１１の位置が１／３Ｅ、１／５Ｅの各距離の範囲内にある場合には、Ｔ／Ｔ０が１となり、温度センサ１による温度Ｔの測定誤差がほとんど生じないことが分かった。従って、小径部３１の全体及び大径部３２の充填物４が充填された部分が、最大仮想円Ｃ０と同心の２／３Ｅの内径の中心仮想円Ｃ１内に配置されることにより、温度センサ１の温度の測定精度が優れることが分かった。

（確認試験４）
また、金属チューブ３の中心軸線Ｌの方向を、配管６の形成方向Ｈに対して傾斜させることができる範囲について確認した。具体的には、金属チューブ３の傾斜角度θ（図６参照）を３０°から１５０°の範囲内で変化させた場合について、Ｔ／Ｔ０の温度測定試験と加振試験とを行った。この傾斜角度θが９０°である場合は、金属チューブ３の中心軸線Ｌの方向が配管６の形成方向Ｈに対して垂直である場合を示す。また、傾斜角度θが９０°よりも小さい場合は、金属チューブ３の中心軸線Ｌの方向が配管６の形成方向Ｈに対して被測定ガスＧの流れの上流側に傾斜している場合を示す。また、傾斜角度θが９０°よりも大きい場合は、金属チューブ３の中心軸線Ｌの方向が配管６の形成方向Ｈに対して被測定ガスＧの流れの下流側に傾斜している場合を示す。

この確認を行った結果を表４に示す。

同表に示すように、傾斜角度θが３０°、１５０°である場合には、加振試験の評価が×となり、温度センサ１の金属チューブ３が許容範囲を超えて振動することが分かった。一方、傾斜角度θが４５〜１３５°の範囲内にある場合には、加振試験の評価が○となり、温度センサ１の金属チューブ３に許容範囲内の振動しか生じないことが分かった。また、傾斜角度θが３０〜１５０°の全範囲において、Ｔ／Ｔ０が１となり、温度センサ１による温度Ｔの測定誤差がほとんど生じないことが分かった。
従って、配管６の形成方向Ｈに対する金属チューブ３の傾斜角度θを４５〜１３５°の範囲内にすることにより、温度センサ１の振動に対する強度が優れることが分かった。

（確認試験５）
また、金属チューブ３の基端３２１から配管６の内面６０１，６０２，６０３までの長さＬ３（図７参照）の適切な範囲について確認した。具体的には、長さＬ３を金属チューブ３の全長Ｌ２の０倍から１倍の長さまで変化させた場合について加振試験を行った。長さＬ３が金属チューブ３の全長Ｌ２の０倍である場合とは、金属チューブ３の基端３２１が配管６の内面６０１，６０２，６０３の位置にある場合を示す。長さＬ３が金属チューブ３の全長Ｌ２の１倍である場合とは、金属チューブ３の先端３１１が配管６の内面６０１，６０２，６０３の位置にある場合を示す。

この確認を行った結果を表５に示す。

同表に示すように、長さＬ３が全長Ｌ２の０．７倍、１倍である場合には、加振試験の評価が×となり、温度センサ１の金属チューブ３が許容範囲を超えて振動することが分かった。一方、長さＬ３が全長Ｌ２の０倍、０．３倍、０．５倍である場合には、加振試験の評価が○となり、温度センサ１の金属チューブ３に許容範囲内の振動しか生じないことが分かった。
従って、金属チューブ３の基端３２１から配管６の内面６０１，６０２，６０３までの長さＬ３を、金属チューブ３の全長Ｌ２の０．５倍以下とすることにより、温度センサ１の振動に対する強度が優れることが分かった。

１温度センサ
２感温素子
２１感温部
３金属チューブ
３１小径部
３２大径部
４充填物
５ハウジング
６配管
Ｃ０最大仮想円
Ｃ１中心仮想円
Ｍ仮想線

Claims

被測定ガス（Ｇ）が流れる配管（６）と、
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）が内部に挿通され、該感温素子（２）の感温部（２１）が配置される先端部が閉塞された金属チューブ（３）と、該金属チューブ（３）内に充填された絶縁性の充填物（４）と、上記金属チューブ（３）の基端部が固定され、上記配管（６）に取り付けられるハウジング（５）とを備え、上記金属チューブ（３）の少なくとも先端部が上記配管（６）内に配置されて使用される温度センサ（１）と、を有する温度センサの配管配置体において、
上記金属チューブ（３）は、先端側の小径部（３１）と、該小径部（３１）の基端側に位置して該小径部（３１）よりも拡径した大径部（３２）とを有しており、
上記小径部（３１）の外径Ｄは、φ１〜３ｍｍの範囲内にあり、上記小径部（３１）の外径Ｄに対する上記小径部（３１）の長さＬ１の比Ｌ１／Ｄは、８〜１５の範囲内にあり、
上記充填物（４）は、上記小径部（３１）の全体から上記大径部（３２）の一部にまで連続して充填されており、
上記配管（６）の形成方向（Ｈ）に直交する断面において、上記小径部（３１）の先端（３１１）は、上記配管（６）の内面（６０１，６０２，６０３）の少なくとも３か所に接する最大の内接円である最大仮想円（Ｃ０）の中心（Ｏ）を通って上記金属チューブ（３）の中心軸線（Ｌ）に直交する仮想線（Ｍ）よりも、上記大径部（３２）の側から見て遠方に配置されており、
上記最大仮想円（Ｃ０）の直径は、φ４０〜１００ｍｍであり、
上記小径部（３１）の全体及び上記大径部（３２）の上記充填物（４）が充填された部分が、上記最大仮想円（Ｃ０）の内径をＥとしたとき、該最大仮想円（Ｃ０）と同心の２／３Ｅの内径の中心仮想円（Ｃ１）内に配置されていることを特徴とする温度センサ（１）の配管配置体。
上記金属チューブ（３）の全長Ｌ２は、２０〜５０ｍｍの範囲内にあることを特徴とする請求項１に記載の温度センサ（１）の配管配置体。
上記金属チューブ（３）の基端（３２１）から、上記充填物（４）が充填された端面（４０１）までの距離Ｆは、５〜４０ｍｍの範囲内に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）の配管配置体。
上記感温素子（２）は、サーミスタからな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）の配管配置体。
上記サーミスタにおける感温部（２１）は、絶縁性のガラス材（２４）によって封止されていることを特徴とする請求項４に記載の温度センサ（１）の配管配置体。
上記充填物（４）は、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、炭化ケイ素及び窒化ケイ素のうちの１種又は２種以上のセラミックスを骨材として含有する、ポリイミド又はシリコーンの樹脂から構成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）の配管配置体。
上記金属チューブ（３）の中心軸線（Ｌ）の方向は、上記配管（６）の形成方向（Ｈ）に対して垂直な方向に向けられていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の温度センサ（１）の配管配置体。
上記金属チューブ（３）の中心軸線（Ｌ）の方向は、上記配管（６）の形成方向（Ｈ）に対して垂直な方向から、上記被測定ガス（Ｇ）の流れの上流側又は下流側に４５°の範囲内で傾斜する方向に向けられていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の温度センサ（１）の配管配置体。
上記金属チューブ（３）の上記大径部（３２）の基端側部分は、上記配管（６）の内面（６０１，６０２，６０３）よりも外側に位置しており、
上記金属チューブ（３）の基端から上記配管（６）の内面（６０１，６０２，６０３）までの長さＬ３は、上記金属チューブ（３）の全長Ｌ２の０．５倍以下であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の温度センサ（１）の配管配置体。