JP6927804B2 - 温度センサ - Google Patents

Description

本開示は、一対の熱電対素線の端部が接合されて形成された測温接点を備える温度センサに関する。

特許文献１には、一対の熱電対素線と、一対の熱電対素線が挿入されるシースと、一対の熱電対素線の各々の先端を互いに接合して形成された測温接点と、シースの先端部から突出して測温接点を囲む金属製のチューブとを備える温度センサが記載されている。

特開２０１６−２９３５９号公報

温度センサの応答性を向上させるために、測温接点の大きさを大きくすることにより金属製のチューブと測温接点との距離を短くする手法が考えられる。しかし、測温接点の大きさを大きくするために、一対の熱電対素線の先端において溶接する部分を拡大すると、溶接時に生じるバラツキも大きくなるため、溶接安定性が損なわれるおそれがあった。

本開示は、測温接点の大きさを大きくすることなく温度センサの応答性を向上させることを目的とする。

本開示の一態様は、第１熱電対素線と、第２熱電対素線と、シースと、測温接点と、金属製のチューブとを備える温度センサである。
シースは、筒状に形成され、第１熱電対素線と第２熱電対素線とが互いに絶縁された状態で第１熱電対素線と第２熱電対素線とを自身の内部に充填された絶縁材を介して保持する。

測温接点は、第１熱電対素線においてシースから突出している部分の一端部と、第２熱電対素線においてシースから突出している部分の一端部とが接合されることにより形成される。

チューブは、シースの少なくとも一部と、第１熱電対素線および第２熱電対素線においてシースから突出している部分と、測温接点とを収容する。
そして、本開示の温度センサでは、筒状に形成されたシースの中心軸に対して垂直な面によるシースの断面において、第１熱電対素線および第２熱電対素線のうちシース内に保持された部分は、シースの中心軸に直交する直交直線によって分断された一方の領域に第１熱電対素線が配置され、もう一方の領域に第２熱電対素線が配置されるとともに、素線間領域内に中心軸が位置するように配置される。素線間領域は、第１熱電対素線内における任意の一点と第２熱電対素線における任意の一点とを結ぶ連結直線が通過する通過領域のうち、第１熱電対素線と第２熱電対素線が配置されている領域以外の領域である。また、本開示の温度センサでは、測温接点が中心軸に対して偏心している。

このように構成された本開示の温度センサは、測温接点が中心軸に対して偏心しているために、測温接点の大きさを大きくすることなく、測温接点をチューブに近づけることができる。このため、本開示の温度センサは、測温接点の大きさを大きくすることなく、温度センサの応答性を向上させることができる。

また、本開示の一態様では、具体的には、中心軸に対して垂直な面による測温接点の断面において、測温接点の一部が、第１仮想線と、第２仮想線と、第１仮想線と第２仮想線との間に位置する領域とを含む素線領域の外側に位置していることにより、測温接点が偏心しているようにしてもよい。第１仮想線は、第１熱電対素線のうちシースから突出している部分の外形線に沿って延びる仮想線であり、第２仮想線は、第２熱電対素線のうちシースから突出している部分の外形線に沿って延びる仮想線である。このように構成された本開示の温度センサは、測温接点の大きさを大きくすることなく、温度センサの応答性を向上させることができる。

また、本開示の一態様では、チューブは、筒状部と、縮径部とを備え、測温接点は筒状部の内部に配置されているようにしてもよい。筒状部は、筒状に形成される。縮径部は、筒状部の端部から突出して、中心軸に沿って筒状部から離れるにつれて内径が小さくなる。

このように構成された本開示の温度センサは、チューブ内において径が小さくなる部分（すなわち、縮径部）に測温接点が配置されていないために、測温接点が金属製のチューブに接触し難くなり、測温接点とチューブとの間で短絡が発生するのを抑制することができる。

温度センサ１の構造を示す部分破断断面図である。 第１実施形態における温度センサ１の先端部の一部破断平面図および断面図である。 図２の第１断面図である。 通過領域Ｒｐ１と素線間領域Ｒｂ１を示す図である。 図２の第２断面図である。 温度センサ１の製造工程を示すフローチャートである。 測温接点１０を形成するためにレーザ光ＬＬを照射する工程を示す斜視図である。 第２実施形態における温度センサ１の先端部の一部破断平面図および断面図である。 図８の第３断面図である。 図８の第４断面図である。 第３実施形態における温度センサ１の先端部の一部破断平面図および断面図である。 図１１の第５断面図である。 図１１の第６断面図である。

（第１実施形態）
以下に本開示の第１実施形態を図面とともに説明する。
本実施形態の温度センサ１は、流通管（本実施形態では、車両の内燃機関の排気管）に取り付けられて、流通管内に流れる測定対象ガス（本実施形態では、排気ガス）の温度を検出する。

温度センサ１は、図１に示すように、熱電対素線２，３と、シース４と、金属チューブ５と、取付部材６と、外筒７と、ナット部材８とを備えている。以下、温度センサ１の軸線ＡＸに沿った方向を軸線方向ＤＡといい、図１における温度センサ１の下端側を先端側ＦＥ、温度センサ１の上端側を後端側ＢＥという。

熱電対素線２，３は、互いに異なる金属で形成されている。熱電対素線２はＮｉＣｒＳｉで形成され、熱電対素線３はＮｉＳｉで形成されている。熱電対素線２における先端側ＦＥの端部と、熱電対素線３における先端側ＦＥの端部とが接合され、測温接点１０が形成されている。

シース４は、筒状に形成された金属製（例えば、ＳＵＳ３１０Ｓなどのステンレス合金）の部材である。シース４は、その内部に熱電対素線２，３が挿入され、熱電対素線２，３における両端部以外の部分で熱電対素線２，３の周囲を覆う。シース４と熱電対素線２，３との間には、図示しない絶縁粉末が充填される。これにより、シース４は、熱電対素線２，３と電気的に絶縁された状態で、内部に熱電対素線２，３を保持する。

金属チューブ５は、耐腐食性金属（例えば、ＳＵＳ３１０Ｓなどのステンレス合金）を材料として、先端側ＦＥの端部に底部を有するとともに後端側ＢＥの端部に開口部を有して軸線方向ＤＡに延びる有底筒状に形成された部材である。

金属チューブ５は、縮径部２１と、小径部２２と、大径部２３と、段差部２４とを備える。縮径部２１は、後端側ＢＥから先端側ＦＥに向かうにつれて縮径する形状に形成され、先端側ＦＥの端部で閉塞されている。小径部２２は、縮径部２１よりも後端側ＢＥで軸線方向ＤＡに延びて一定の外径を有する筒状に形成された部位である。大径部２３は、小径部２２よりも後端側ＢＥで軸線方向ＤＡに延びる筒状に形成された部位である。大径部２３は、その外径が小径部２２の外径よりも大きくなるように形成されている。段差部２４は、小径部２２と大径部２３との間に配置され、小径部２２と大径部２３とを接続するようにして軸線方向ＤＡに延びる筒状に形成された部位である。段差部２４は、その外径が先端側ＦＥの端部および後端側ＢＥの端部でそれぞれ小径部２２および大径部２３の外径とほぼ同じになるように形成されている。そして段差部２４は、後端側ＢＥから先端側ＦＥへ向うにつれて外径が徐々に小さくなるように形成されている。

金属チューブ５は、小径部２２の内部に測温接点１０を収容するとともに、大径部２３の内部にシース４の一部分を収容する。
取付部材６は、金属チューブ５の後端側ＢＥの外周面を取り囲んで金属チューブ５を支持する部材であり、突出部３１と、後端側鞘部３２を備える。

突出部３１は、金属チューブ５の後端側ＢＥの外周面から金属チューブ５の径方向外側に向かって突出するように形成された部位である。後端側鞘部３２は、突出部３１の後端側ＢＥの端部から軸線方向ＤＡに延びる筒状に形成された部位である。突出部３１および後端側鞘部３２の内部に金属チューブ５の後端側ＢＥの端部が挿入された後に、後端側鞘部３２と金属チューブ５とがレーザ溶接されることにより、取付部材６と金属チューブ５とが互いに結合される。

外筒７は、その外径が金属チューブ５の外径よりも大きくなるように筒状に形成された金属製の部材である。外筒７は、その先端側ＦＥの端部において後端側鞘部３２を内部に挿入した状態でレーザ溶接されることにより、取付部材６に結合される。

ナット部材８は、外筒７の先端側ＦＥの端部を内部に挿入した状態で軸線方向ＤＡに平行な軸を中心に回転可能に設置されている。ナット部材８は、六角ナット部４１とネジ部４２を備える。

六角ナット部４１は、外筒７の外周から径方向に沿って外側へ延びて外周が六角形の板状に形成された部位である。六角ナット部４１は、温度センサ１を排気管に取り付けるときにレンチ等の取付工具を嵌合させるための部位である。ネジ部４２は、六角ナット部４１の先端側ＦＥの端部から温度センサ１の先端側ＦＥへ向けて軸線方向ＤＡに延びる円筒状に形成された部位であり、その外周に雄ネジが形成されている。

排気管の外周から突出するように設けられた図示しないボスのネジ穴に金属チューブ５を挿入して、ネジ部４２の雄ネジをボスのネジ穴の内周壁に形成された雌ネジに螺合することで、温度センサ１が排気管に取り付けられる。

熱電対素線２，３はそれぞれ、溶接により補償導線６１，６２に接続されている。補償導線６１，６２は、外部回路を介して、車両の電子制御装置に接続される。外筒７の後端側ＢＥの開口部は、耐熱ゴム製のグロメット６５により閉塞されており、補償導線６１，６２は、このグロメット６５を貫いて配置されている。

図２は、温度センサ１における先端側ＦＥの端部を一部破断して示す平面図（以下、一部破断平面図）と、この一部破断平面図において破線および二点鎖線で示す箇所の断面図である。図２における一部破断断面図は、金属チューブ５を破断した状態における熱電対素線２，３とシース４と測温接点１０を示す。図２における断面図は、破線で示す箇所の断面図（以下、第１断面図）と二点鎖線で示す箇所の断面図（以下、第２断面図）とを重ねて示す。

図２の一部破断平面図と第１断面図に示すように、熱電対素線２と熱電対素線３は、軸線ＡＸに対して互いに対称となるように配置されている。また、図３に示すように、熱電対素線２，３は、第１断面図において、軸線ＡＸに直交する直線ＳＬ１によって分断された一方の領域Ｒｄ１に熱電対素線２が配置され、他方の領域Ｒｄ２に熱電対素線３が配置されるとともに、素線間領域Ｒｂ１内に軸線ＡＸが位置するように配置されている。
素線間領域Ｒｂ１は、図４に示すように、第１断面図において、熱電対素線２内における任意の一点と熱電対素線３における任意の一点とを結ぶ連結直線が通過する通過領域Ｒｐ１のうち、熱電対素線２と熱電対素線３が配置されている領域以外の領域である。
図４では、一例として、連結直線Ｌｃ１，Ｌｃ２，Ｌｃ３を示している。連結直線Ｌｃ１は、熱電対素線２内の点Ｐｈ１と熱電対素線３内の点Ｐｈ２とを結ぶ直線である。連結直線Ｌｃ２は、熱電対素線２内の点Ｐｈ３と熱電対素線３内の点Ｐｈ４とを結ぶ直線である。連結直線Ｌｃ３は、熱電対素線２内の点Ｐｈ５と熱電対素線３内の点Ｐｈ６とを結ぶ直線である。また、通過領域Ｒｐ１は、図４において一点鎖線で囲まれている領域である。また、素線間領域Ｒｂ１は、図４においてハッチングされた領域である。

次に、熱電対素線２，３の外形位置（以下、素線外形位置）を以下で定義する。
図２に示すように、測温接点１０より後端側ＢＥでは、熱電対素線２と熱電対素線３とが接触していないため、熱電対素線２の素線外形位置は、熱電対素線２の外表面の位置である。同様に、熱電対素線３の素線外形位置は、熱電対素線３の外表面の位置である。例えば、矢印ＡＬ１，ＡＬ２で指示する位置が、熱電対素線２の素線外形位置である。同様に、矢印ＡＬ３，ＡＬ４で指示する位置が、熱電対素線３の素線外形位置である。

測温接点１０が配置されている領域では、熱電対素線２と熱電対素線３とが接合されているため、熱電対素線２と熱電対素線３とを区別することができない。このため、測温接点１０内における素線外形位置を以下のように定義する。まず、測温接点１０より後端側ＢＥにおける熱電対素線２，３がシース４から先端側ＦＥへ向かって延びる方向をそれぞれ延伸方向Ｄｅ１，Ｄｅ２とする。そして、延長線Ｌｅ１に示すように、測温接点１０より後端側ＢＥにおける熱電対素線２の外形位置を延伸方向Ｄｅ１に沿って先端側ＦＥへ延長させる。この延長線Ｌｅ１の位置を、測温接点１０が配置されている領域における熱電対素線２の素線外形位置とする。同様に、延長線Ｌｅ２に示すように、測温接点１０より後端側ＢＥにおける熱電対素線３の外形位置を延伸方向Ｄｅ２に沿って先端側ＦＥへ延長させる。この延長線Ｌｅ２の位置を、測温接点１０が配置されている領域における熱電対素線３の素線外形位置とする。以下、測温接点１０が配置されている領域における素線外形位置を仮想素線外形位置という。図２の第２断面図に示す破線の円Ｐｅ１は、第２断面図における熱電対素線２の仮想素線外形位置である。また、図２の第２断面図に示す破線の円Ｐｅ２は、第２断面図における熱電対素線３の仮想素線外形位置である。以下、円Ｐｅ１を仮想素線外形位置Ｐｅ１、円Ｐｅ２を仮想素線外形位置Ｐｅ２という。

そして、図５に示すように、仮想素線外形位置Ｐｅ１と、仮想素線外形位置Ｐｅ２と、仮想素線外形位置Ｐｅ１と仮想素線外形位置Ｐｅ２との間に位置する領域とを含む領域を素線領域Ｒ１とする。素線領域Ｒ１は、図５において一点鎖線で囲まれている領域である。測温接点１０の一部は、素線領域Ｒ１の外側に位置している。

また、仮想素線外形位置Ｐｅ１と仮想素線外形位置Ｐｅ２とが配列されている方向を配列方向Ｄａ１とする。測温接点１０の領域は、配列方向Ｄａ１に沿って、仮想素線外形位置Ｐｅ１よりも小径部２２から近くなるように、熱電対素線２の仮想素線外形位置Ｐｅ１の外側に広がっている。

また、測温接点１０の領域は、配列方向Ｄａ１に対して垂直な方向に沿って、素線外形位置Ｐｅ１，Ｐｅ２よりも小径部２２から近くなるように、素線領域Ｒ１の外側に広がっている。

一方、測温接点１０の領域において、配列方向Ｄａ１に沿って仮想素線外形位置Ｐｅ２よりも小径部２２に近づくように広がっている拡張量ＥＸ２は、配列方向Ｄａ１に沿って仮想素線外形位置Ｐｅ１よりも小径部２２に近づくように広がっている拡張量ＥＸ１と比較して、非常に小さい。

従って、測温接点１０は、配列方向Ｄａ１に沿って、熱電対素線２が配置されている側に向かって偏心している。
また、図２の一部破断平面図に示すように、測温接点１０は、小径部２２内に配置されている。換言すると、測温接点１０は、縮径部２１よりも後端側ＢＥに配置されている。

次に、温度センサ１の製造方法を説明する。
図６に示すように、まずＳ１０にて、シース４の内部に熱電対素線２，３と絶縁粉末とを配置した状態でシース４を径方向内側に向かって圧縮する。これにより、シース４は、熱電対素線２，３と電気的に絶縁された状態で、内部に熱電対素線２，３を保持する。

そしてＳ２０にて、シース４における先端側ＦＥおよび後端側ＢＥの端部を切り、その部分の絶縁粉末を除去する。これにより、熱電対素線２，３は、シース４における先端側ＦＥおよび後端側ＢＥから突出した状態となる。

さらにＳ３０にて、熱電対素線２における先端側ＦＥの端部と、熱電対素線３における先端側ＦＥの端部とを接触させた状態で配置し、この接触部分を例えばレーザ溶接により接合する。これにより、測温接点１０が形成される。なお、Ｓ３０では、図７に示すように、測温接点１０を偏芯させる側からレーザ光ＬＬを照射する。図７は、軸線ＡＸを挟んで熱電対素線２が配置されている側からレーザ光ＬＬを照射していることを示している。このため、測温接点１０は、熱電対素線２側へ偏芯した状態で形成される。

Ｓ３０の工程が終了すると、図６に示すように、Ｓ４０にて、取付部材６の内部に金属チューブ５を圧入して取付部材６を金属チューブ５の後端側ＢＥに配置した後に、金属チューブ５と取付部材６との接触部分を例えばレーザ溶接により接合する。これにより、金属チューブ５と取付部材６とが一体化される。

そしてＳ５０にて、取付部材６が溶接された金属チューブ５における先端側ＦＥの端部の中にノズルを挿入し、スラリー状のセメントを注入する。
次にＳ６０にて、熱電対素線２，３を保持している状態のシース４を、セメントが注入された金属チューブ５の内部に挿入する。

そしてＳ７０にて、シース４を金属チューブ５の内部に挿入した状態で、金属チューブ５に対して径方向外側から金型を押し当てる長穴加締を行う。この長穴加締により、金属チューブ５とシース４とが位置決め固定される。

さらにＳ８０にて、内部にシース４が固定されている状態の金属チューブ５に対して遠心脱泡処理を行う。具体的には、金属チューブ５に対して、後端側ＢＥから先端側ＦＥに向かって遠心力が作用するように金属チューブ５を回転させる。これにより、スラリー状のセメント中の固体成分が金属チューブ５の先端側ＦＥへ移動し、金属チューブ５の先端側ＦＥにセメントの固体成分が十分に充填される。一方、セメント中の水分および気泡は、金属チューブ５の後端側ＢＥへ移動し、セメントから排出される。

その後Ｓ９０にて、内部にシース４が固定されている状態の金属チューブ５に対して熱処理を行うことにより、金属チューブ５の内部に充填されているセメントを乾燥し、セメントを硬化させる。

次にＳ１００にて、絶縁チューブ５５，５６内にそれぞれ補償導線６１，６２を挿入する。さらにＳ１１０にて、グロメット６５の貫通孔内に補償導線６１，６２を挿入する。次にＳ１２０にて、熱電対素線２，３における後端側ＢＥの端部をそれぞれ、溶接により補償導線６１，６２に接続する。

そしてＳ１３０にて、絶縁チューブ５５，５６とグロメット６５とが外筒７の内部に収容された状態で、外筒７の先端側ＦＥの開口部内に後端側鞘部３２が挿入されるように外筒７を圧入する。その後Ｓ１４０にて、外筒７と後端側鞘部３２との接触部分を例えばレーザ溶接により接合する。これにより、金属チューブ５と外筒７とが一体化される。

そしてＳ１５０にて、外筒７においてグロメット６５が配置されている箇所を外筒７の外側から内側向きに加締めることより、グロメット６５が外筒７内に固定される。さらにＳ１６０にて、ナット部材８を外筒７に取り付ける。これにより、温度センサ１が得られる。

このように構成された温度センサ１は、熱電対素線２，３と、シース４と、測温接点１０と、金属チューブ５とを備える。
シース４は、筒状に形成され、熱電対素線２と熱電対素線３とが互いに絶縁された状態で熱電対素線２と熱電対素線３とを自身の内部に充填された絶縁粉末を介して保持する。

測温接点１０は、熱電対素線２においてシース４の先端側ＦＥから突出している部分の端部と、熱電対素線３においてシース４の先端側ＦＥから突出している部分の端部とが接合されることにより形成される。

金属チューブ５は、シース４の一部と、熱電対素線２および熱電対素線３においてシース４から突出している部分と、測温接点１０とを収容する。
そして温度センサ１では、筒状に形成されたシース４の軸線ＡＸに対して垂直な面によるシース４の断面において、熱電対素線２および熱電対素線３のうちシース４内に保持された部分は、軸線ＡＸに直交する直線ＳＬ１によって分断された一方の領域Ｒｄ１に熱電対素線２が配置され、もう一方の領域Ｒｄ２に熱電対素線３が配置されるとともに、素線間領域Ｒｂ１内に軸線ＡＸが位置するように配置される。また、温度センサ１では、測温接点１０が軸線ＡＸに対して偏心している。

なお、温度センサ１では、具体的には、軸線ＡＸに対して垂直な面による測温接点１０の断面において、測温接点１０の一部が、仮想素線外形位置Ｐｅ１と、仮想素線外形位置Ｐｅ２と、仮想素線外形位置Ｐｅ１と仮想素線外形位置Ｐｅ２との間に位置する領域とを含む素線領域Ｒ１の外側に位置していることにより、測温接点１０が偏心している。

このように温度センサ１は、測温接点１０が軸線ＡＸに対して偏心しているために、測温接点１０の大きさを大きくすることなく、測温接点１０を金属チューブ５に近づけることができる。このため、温度センサ１は、測温接点１０の大きさを大きくすることなく、温度センサ１の応答性を向上させることができる。

また温度センサ１では、金属チューブ５は、小径部２２と、縮径部２１とを備え、測温接点１０が小径部２２の内部に配置されている。小径部２２は、筒状に形成される。縮径部２１は、小径部２２の端部から突出して、軸線ＡＸに沿って小径部２２から離れるにつれて内径が小さくなる。

このように温度センサ１は、金属チューブ５内において径が小さくなる部分（すなわち、縮径部２１）に測温接点１０が配置されていないために、測温接点１０が金属チューブ５に接触し難くなり、測温接点１０と金属チューブ５との間で短絡が発生するのを抑制することができる。

以上説明した実施形態において、熱電対素線２は第１熱電対素線に相当し、熱電対素線３は第２熱電対素線に相当し、金属チューブ５は金属製のチューブに相当し、軸線ＡＸは中心軸に相当する。

また、直線ＳＬ１は直交直線に相当し、仮想素線外形位置Ｐｅ１は第１仮想線に相当し、仮想素線外形位置Ｐｅ２は第２仮想線に相当し、小径部２２は筒状部に相当する。

（第２実施形態）
以下に本開示の第２実施形態を図面とともに説明する。なお第２実施形態では、第１実施形態と異なる部分を説明する。共通する構成については同一の符号を付す。

第２実施形態の温度センサ１は、測温接点１０の偏心が変更された点が第１実施形態と異なる。
図８は、第２実施形態の温度センサ１における先端側ＦＥの端部を一部破断して示す平面図（以下、一部破断平面図）と、この一部破断平面図において破線および二点鎖線で示す箇所の断面図である。図８における右側の図は、金属チューブ５を破断した状態における熱電対素線２，３とシース４と測温接点１０を示す。図８における左側の図は、破線で示す箇所の断面図（以下、第３断面図）と二点鎖線で示す箇所の断面図（以下、第４断面図）とを重ねて示す。

図８に示すように、熱電対素線２と熱電対素線３は、軸線ＡＸに対して互いに対称となるように配置されている。また、図９に示すように、熱電対素線２と熱電対素線３は、第３断面図において、軸線ＡＸに直交する直線ＳＬ３によって分断された一方の領域Ｒｄ３に熱電対素線２が配置され、他方の領域Ｒｄ４に熱電対素線３が配置されるとともに、素線間領域Ｒｂ２内に軸線ＡＸが位置するように配置されている。素線間領域Ｒｂ２は、第３断面図において、熱電対素線２内における任意の一点と熱電対素線３における任意の一点とを結ぶ連結直線が通過する通過領域のうち、熱電対素線２と熱電対素線３が配置されている領域以外の領域である。

測温接点１０より後端側ＢＥでは、熱電対素線２と熱電対素線３とが接触していないため、熱電対素線２の素線外形位置は、熱電対素線２の外表面の位置である。同様に、熱電対素線３の素線外形位置は、熱電対素線３の外表面の位置である。図８に示すように、例えば、矢印ＡＬ５，ＡＬ６で指示する位置が、熱電対素線２の素線外形位置である。同様に、矢印ＡＬ５，ＡＬ７で指示する位置が、熱電対素線３の素線外形位置である。

測温接点１０が配置されている領域では、熱電対素線２と熱電対素線３とが接合されているため、熱電対素線２と熱電対素線３とを区別することができない。このため、上述のように、仮想素線外形位置を以下のように定義する。まず、測温接点１０より後端側ＢＥにおける熱電対素線２，３がシース４から先端側ＦＥへ向かって延びる方向をそれぞれ延伸方向Ｄｅ３，Ｄｅ４とする。そして、延長線Ｌｅ３に示すように、測温接点１０より後端側ＢＥにおける熱電対素線２の外形位置を延伸方向Ｄｅ３に沿って先端側ＦＥへ延長させる。この延長線Ｌｅ３の位置を、測温接点１０が配置されている領域における熱電対素線２の仮想素線外形位置とする。同様に、延長線Ｌｅ４に示すように、測温接点１０より後端側ＢＥにおける熱電対素線３の外形位置を延伸方向Ｄｅ４に沿って先端側ＦＥへ延長させる。この延長線Ｌｅ４の位置を、測温接点１０が配置されている領域における熱電対素線３の仮想素線外形位置とする。図８の第４断面図に示す破線の円Ｐｅ３は、第４断面図における熱電対素線２の仮想素線外形位置である。また、図８の第４断面図に示す破線の円Ｐｅ４は、第４断面図における熱電対素線３の仮想素線外形位置である。以下、円Ｐｅ３を仮想素線外形位置Ｐｅ３、円Ｐｅ４を仮想素線外形位置Ｐｅ４という。

そして、図１０に示すように、仮想素線外形位置Ｐｅ３と、仮想素線外形位置Ｐｅ４と、仮想素線外形位置Ｐｅ３と仮想素線外形位置Ｐｅ４との間に位置する領域とを含む領域を素線領域Ｒ２とする。素線領域Ｒ２は、図１０において一点鎖線で囲まれている領域である。測温接点１０の一部は、素線領域Ｒ２の外側に位置している。

また、仮想素線外形位置Ｐｅ３と仮想素線外形位置Ｐｅ４とが配列されている方向を配列方向Ｄａ２とする。測温接点１０の領域は、配列方向Ｄａ２に対して垂直な方向に沿って、仮想素線外形位置Ｐｅ３，Ｐｅ４を挟んで一方側に向かって、仮想素線外形位置Ｐｅ３，Ｐｅ４よりも小径部２２から近くなるように、素線領域Ｒ２の外側に広がっている。

一方、測温接点１０の領域において、配列方向Ｄａ２に対して垂直な方向に沿って、仮想素線外形位置Ｐｅ３，Ｐｅ４を挟んで他方側に向かって広がっている拡張量ＥＸ４は、仮想素線外形位置Ｐｅ３，Ｐｅ４を挟んで一方側に向かってに向かって広がっている拡張量ＥＸ３と比較して、非常に小さい。

従って、測温接点１０は、配列方向Ｄａ２に対して垂直な方向に沿って、熱電対素線２，３を挟んで一方側に向かって偏心している。
このように構成された温度センサ１では、熱電対素線２および熱電対素線３のうちシース４内に保持された部分は、軸線ＡＸに直交する直線ＳＬ３によって分断された一方の領域Ｒｄ３に熱電対素線２が配置され、もう一方の領域Ｒｄ４に熱電対素線３が配置されるとともに、素線間領域Ｒｂ２内に軸線ＡＸが位置するように配置される。また、温度センサ１では、測温接点１０が軸線ＡＸに対して偏心している。

なお、温度センサ１では、具体的には、軸線ＡＸに対して垂直な面による測温接点１０の断面において、測温接点１０の一部が、仮想素線外形位置Ｐｅ３と、仮想素線外形位置Ｐｅ４と、仮想素線外形位置Ｐｅ３と仮想素線外形位置Ｐｅ４との間に位置する領域とを含む素線領域Ｒ２の外側に位置していることにより、測温接点１０が偏心している。

このように温度センサ１は、測温接点１０が軸線ＡＸに対して偏心しているために、測温接点１０の大きさを大きくすることなく、測温接点１０を金属チューブ５に近づけることができる。このため、温度センサ１は、測温接点１０の大きさを大きくすることなく、温度センサ１の応答性を向上させることができる。

以上説明した実施形態において、直線ＳＬ３は直交直線に相当し、仮想素線外形位置Ｐｅ３は第１仮想線に相当し、仮想素線外形位置Ｐｅ４は第２仮想線に相当する。

（第３実施形態）
以下に本開示の第３実施形態を図面とともに説明する。なお第３実施形態では、第１実施形態と異なる部分を説明する。共通する構成については同一の符号を付す。

第３実施形態の温度センサ１は、測温接点１０の偏心が変更された点が第１実施形態と異なる。
図１１は、第３実施形態の温度センサ１における先端側ＦＥの端部を一部破断して示す平面図（以下、一部破断平面図）と、この一部破断平面図において破線および二点鎖線で示す箇所の断面図である。図１１における右側の図は、金属チューブ５を破断した状態における熱電対素線２，３とシース４と測温接点１０を示す。図１１における左側の図は、破線で示す箇所の断面図（以下、第５断面図）と二点鎖線で示す箇所の断面図（以下、第６断面図）とを重ねて示す。

図１１に示すように、熱電対素線２と熱電対素線３は、軸線ＡＸに対して互いに対称となるように配置されていない。また、図１２に示すように、熱電対素線２と熱電対素線３は、第５断面図において、軸線ＡＸに直交する直線ＳＬ５によって分断された一方の領域Ｒｄ５に熱電対素線２が配置され、他方の領域Ｒｄ６に熱電対素線３が配置されている。さらに、熱電対素線２と熱電対素線３は、第５断面図において、素線間領域Ｒｂ３内に軸線ＡＸが位置するように配置されている。素線間領域Ｒｂ３は、第５断面図において、熱電対素線２内における任意の一点と熱電対素線３における任意の一点とを結ぶ連結直線が通過する通過領域のうち、熱電対素線２と熱電対素線３が配置されている領域以外の領域である。

測温接点１０より後端側ＢＥでは、熱電対素線２と熱電対素線３とが接触していないため、熱電対素線２の素線外形位置は、熱電対素線２の外表面の位置である。同様に、熱電対素線３の素線外形位置は、熱電対素線３の外表面の位置である。図１１に示すように、例えば、矢印ＡＬ８，ＡＬ９で指示する位置が、熱電対素線２の素線外形位置である。同様に、矢印ＡＬ８，ＡＬ１０で指示する位置が、熱電対素線３の素線外形位置である。

測温接点１０が配置されている領域では、熱電対素線２と熱電対素線３とが接合されているため、熱電対素線２と熱電対素線３とを区別することができない。このため、上述のように、仮想素線外形位置を以下のように定義する。まず、測温接点１０より後端側ＢＥにおける熱電対素線２，３がシース４から先端側ＦＥへ向かって延びる方向をそれぞれ延伸方向Ｄｅ５，Ｄｅ６とする。そして、延長線Ｌｅ５に示すように、測温接点１０より後端側ＢＥにおける熱電対素線２の外形位置を延伸方向Ｄｅ５に沿って先端側ＦＥへ延長させる。この延長線Ｌｅ５の位置を、測温接点１０が配置されている領域における熱電対素線２の仮想素線外形位置とする。同様に、延長線Ｌｅ６に示すように、測温接点１０より後端側ＢＥにおける熱電対素線３の外形位置を延伸方向Ｄｅ６に沿って先端側ＦＥへ延長させる。この延長線Ｌｅ６の位置を、測温接点１０が配置されている領域における熱電対素線３の仮想素線外形位置とする。以下、円Ｐｅ５を仮想素線外形位置Ｐｅ５、円Ｐｅ６を仮想素線外形位置Ｐｅ６という。

そして、図１３に示すように、仮想素線外形位置Ｐｅ５と、仮想素線外形位置Ｐｅ６と、仮想素線外形位置Ｐｅ５と仮想素線外形位置Ｐｅ６との間に位置する領域とを含む領域を素線領域Ｒ３とする。素線領域Ｒ３は、図１３において一点鎖線で囲まれている領域である。測温接点１０の一部は、素線領域Ｒ３の外側に位置している。

また、仮想素線外形位置Ｐｅ５と仮想素線外形位置Ｐｅ６とが配列されている方向を配列方向Ｄａ３とする。測温接点１０の領域は、配列方向Ｄａ３に対して垂直な方向に沿って、仮想素線外形位置Ｐｅ５，Ｐｅ６を挟んで一方側に向かって、仮想素線外形位置Ｐｅ５，Ｐｅ６よりも小径部２２から近くなるように、素線領域Ｒ３の外側に広がっている。

一方、測温接点１０の領域において、配列方向Ｄａ３に対して垂直な方向に沿って、素線外形位置Ｐｅ５，Ｐｅ６を挟んで他方側に向かって広がっている拡張量ＥＸ６は、素線外形位置Ｐｅ５，Ｐｅ６を挟んで一方側に向かってに向かって広がっている拡張量ＥＸ５と比較して、非常に小さい。

従って、測温接点１０は、配列方向Ｄａ３に対して垂直な方向に沿って、熱電対素線２，３を挟んで一方側に向かって偏心している。また、熱電対素線２と熱電対素線３は、配列方向Ｄａ３に対して垂直な方向に沿って、一方側に向かって偏心している。

このように構成された温度センサ１では、熱電対素線２および熱電対素線３のうちシース４内に保持された部分は、軸線ＡＸに直交する直線ＳＬ５によって分断された一方の領域Ｒｄ５に熱電対素線２が配置され、もう一方の領域Ｒｄ６に熱電対素線３が配置されるとともに、素線間領域Ｒｂ３内に軸線ＡＸが位置するように配置される。また、温度センサ１では、測温接点１０が軸線ＡＸに対して偏心している。

なお、温度センサ１では、具体的には、軸線ＡＸに対して垂直な面による測温接点１０の断面において、測温接点１０の一部が、仮想素線外形位置Ｐｅ５と、仮想素線外形位置Ｐｅ６と、仮想素線外形位置Ｐｅ５と仮想素線外形位置Ｐｅ６との間に位置する領域とを含む素線領域Ｒ３の外側に位置していることにより、測温接点１０が偏心している。

このように温度センサ１は、測温接点１０が軸線ＡＸに対して偏心しているために、測温接点１０の大きさを大きくすることなく、測温接点１０を金属チューブ５に近づけることができる。このため、温度センサ１は、測温接点１０の大きさを大きくすることなく、温度センサ１の応答性を向上させることができる。

以上説明した実施形態において、直線ＳＬ５は直交直線に相当し、仮想素線外形位置Ｐｅ５は第１仮想線に相当し、仮想素線外形位置Ｐｅ６は第２仮想線に相当する。

以上、本開示の一実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されるものではなく、種々変形して実施することができる。
また、上記実施形態における１つの構成要素が有する機能を複数の構成要素に分担させたり、複数の構成要素が有する機能を１つの構成要素に発揮させたりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加、置換等してもよい。なお、特許請求の範囲に記載の文言から特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本開示の実施形態である。

１…温度センサ、２，３…熱電対素線、４…シース、５…金属チューブ、１０…測温接点、ＡＸ…軸線

Claims (3)

1. 第１熱電対素線と、
   第２熱電対素線と、
   筒状に形成され、前記第１熱電対素線と前記第２熱電対素線とが互いに絶縁された状態で前記第１熱電対素線と前記第２熱電対素線とを自身の内部に充填された絶縁材を介して保持するシースと、
   前記第１熱電対素線において前記シースから突出している部分の一端部と、前記第２熱電対素線において前記シースから突出している部分の一端部とが接合されることにより形成された測温接点と、
   前記シースの少なくとも一部と、前記第１熱電対素線および前記第２熱電対素線において前記シースから突出している部分と、前記測温接点とを収容する金属製のチューブとを備え、
   筒状に形成された前記シースの中心軸に対して垂直な面による前記シースの断面において、前記第１熱電対素線および前記第２熱電対素線のうち前記シース内に保持された部分は、前記シースの中心軸に直交する直交直線によって分断された一方の領域に前記第１熱電対素線が配置され、もう一方の領域に前記第２熱電対素線が配置されるとともに、前記第１熱電対素線内における任意の一点と前記第２熱電対素線における任意の一点とを結ぶ連結直線が通過する通過領域のうち、前記第１熱電対素線と前記第２熱電対素線が配置されている領域以外の領域を素線間領域とし、前記素線間領域内に前記中心軸が位置するように配置され、
   前記測温接点が前記中心軸に対して偏心しており、
   前記チューブは有底筒状である温度センサ。
2. 請求項１に記載の温度センサであって、
   前記第１熱電対素線のうち前記シースから突出している部分の外形線に沿って延びる仮想線を第１仮想線とし、前記第２熱電対素線のうち前記シースから突出している部分の外形線に沿って延びる仮想線を第２仮想線としたとき、
   前記中心軸に対して垂直な面による前記測温接点の断面において、前記測温接点の一部が、前記第１仮想線と、前記第２仮想線と、前記第１仮想線と前記第２仮想線との間に位置する領域とを含む素線領域の外側に位置していることにより、前記測温接点が偏心している温度センサ。
3. 請求項１または請求項２に記載の温度センサであって、
   前記チューブは、
   筒状に形成された筒状部と、
   前記筒状部の端部から突出して、前記中心軸に沿って前記筒状部から離れるにつれて内径が小さくなる縮径部とを備え、
   前記測温接点は、前記筒状部の内部に配置されている温度センサ。

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