JP7070473B2 - 温度センサ - Google Patents
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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、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。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。
ここで、温度センサにおける、温度を検出するための感温素子が、水素タンク内の水素雰囲気に曝されると、感温素子が還元劣化し、温度センサによる温度検出の精度が低下するおそれがある。また、水素タンク内には、水素の充填による衝撃及び圧力が生じるため、感温素子をこれらの衝撃及び圧力から守る必要がある。
そこで、特許文献1に記載された温度センサは、感温素子がガラス製のガラス封止体によって覆われることで、感温素子が水素タンク内の雰囲気から隔てられている。これにより、感温素子が水素タンク内の水素雰囲気に曝されることを防止しているとともに、感温素子に前述の衝撃及び圧力が直接的に加わることを防止している。
ここで、樹脂は気密性や耐圧性が高く、かつガラス材料に比べて安価なため、前記ガラス封止体を樹脂製とした樹脂封止体に変更することが考えられる。しかしながら、この場合、以下に説明する課題がある。
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の樹脂封止体中に溶解する水素量が増加する。ここで、樹脂封止体内に、一定長さ以上の直径を有するボイドが形成されている場合、当該ボイド内に多くの水素が蓄積される。
そして、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、樹脂封止体中に溶解した水素は、樹脂封止体から外部に出ようとする。しかし、特にボイド内には多くの水素が蓄積されているため、ボイド内に蓄積された水素が樹脂封止体から抜け切れずに樹脂封止体内で気化し、これに伴って樹脂封止体内に応力が発生し、樹脂封止体内にき裂が生じるおそれがある。このように、水素雰囲気に配された樹脂部材の水素雰囲気が高圧状態から減圧されることに伴って、樹脂部材にき裂が生じることをブリスタ破壊と呼ぶ。
ブリスタ破壊により樹脂封止体中に生じるき裂は、樹脂封止体の表面まで進展した開口き裂となることが考えられる。樹脂封止体に開口き裂が生じると、開口き裂を通って水素が感温素子近傍まで導入され、感温素子が還元劣化するおそれがある。感温素子が還元劣化すると、温度センサによる温度検出精度が低下し得る。
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、水素タンク内の雰囲気と感温素子とを隔てるための樹脂仕切部に形成されたボイドが樹脂仕切部におけるき裂の原因となることを抑制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、
前記水素タンク内の雰囲気と前記感温素子とを隔てるための樹脂製の樹脂仕切部(4)と、を備え、
前記樹脂仕切部内には、直径が0.01mm以上の特定ボイド(40)が形成されており、
前記特定ボイドの直径をd[mm]、前記特定ボイドから前記雰囲気までの最短距離を最小肉厚t[mm]としたとき、前記直径dと前記最小肉厚tとは、d×t≦1.0、の関係を満たす、温度センサにある。
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、
前記水素タンク内の雰囲気と前記感温素子とを隔てるための樹脂製の樹脂仕切部(4)と、を備え、
前記樹脂仕切部内には、直径が0.01mm以上の特定ボイド(40)が形成されており、
前記特定ボイドの直径をd[mm]、前記特定ボイドから前記雰囲気までの最短距離を最小肉厚t[mm]としたとき、前記直径dと前記最小肉厚tとは、d×t≦1.0、の関係を満たす、温度センサにある。
前記態様の温度センサにおいて、前記直径dと前記最小肉厚tとは、d×t≦1.0、の関係を満たす。この関係を満たす場合としては、直径dが小さい場合と最小肉厚tが小さい場合とが考えられる。
直径dが小さいことにより、水素タンク内の圧力が高圧状態であるときに、樹脂仕切部に溶解して特定ボイド内に蓄積される水素の量を低減することができる。それゆえ、特定ボイドに蓄積された水素は、水素タンクの減圧時に特定ボイドから樹脂仕切部の外部に抜け出しやすく、樹脂仕切部内にき裂が生じることを抑制することができる。
また、最小肉厚tが小さいことにより、樹脂仕切部における特定ボイドから水素タンク内の雰囲気までの距離を小さくできる。それゆえ、特定ボイドに蓄積された水素は、樹脂仕切部内の短い経路を通って樹脂仕切部から抜け出すことができる。それゆえ、水素タンク内の減圧時に、特定ボイドに蓄積された水素が樹脂仕切部から抜け切れずに樹脂仕切部内に応力が発生し、これに起因して樹脂仕切部内にき裂が生じることを抑制することができる。なお、前述の数値に関しては、後述する実験例によって裏付けられる。
以上のごとく、前記態様によれば、水素タンク内の雰囲気と感温素子とを隔てるための樹脂仕切部に形成された特定ボイドが樹脂仕切部におけるき裂の原因となることを抑制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。
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)
温度センサの実施形態につき、図1~図3を用いて説明する。
本実施形態の温度センサ1は、水素タンク内に配されて用いられる。
温度センサの実施形態につき、図1~図3を用いて説明する。
本実施形態の温度センサ1は、水素タンク内に配されて用いられる。
図1、図2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と樹脂仕切部4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。樹脂仕切部4は、樹脂製であり、水素タンク内の雰囲気と感温素子2とを隔てている。
図1~図3に示すごとく、樹脂仕切部4内には、直径が0.01mm以上の特定ボイド40が形成されている。図3に示すごとく、特定ボイド40の直径をd、特定ボイド40から水素タンク内の雰囲気までの最短距離を最小肉厚tとしたとき、直径dと最小肉厚tとは、d×t≦1.0、の関係を満たす。
以後、本実施形態につき詳説する。
以後、本実施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。
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、衝撃及び圧力が生じるため、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の樹脂仕切部4を構成する樹脂に溶解する。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、樹脂仕切部4の樹脂中に溶解した水素は、当該樹脂内を通って樹脂仕切部4の外部に出ようとするが、樹脂中に溶解した水素の一部が樹脂から抜け出せず、樹脂仕切部4の内部に応力が発生するおそれがある。そして、この応力の発生に起因して樹脂仕切部4の内部に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。図1、図2に示すごとく、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。
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は、互いに平行となるよう並んで配されている。一対の素子電極線3の先端部及び感温素子2は、封止部4aによって封止されている。
封止部4aは、感温素子2と一対の素子電極線3の先端部とを内部に埋設するよう形成されている。封止部4aは、前述の樹脂仕切部4を構成する。すなわち、封止部4aは、樹脂からなるとともに、感温素子2を水素タンク内の水素雰囲気から隔てている。
封止部4aは、PA66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)からなる。本実施形態において、封止部4aは、PA66からなる。封止部4aは、ディッピングや射出成形により成形される。封止部4aの製造方法については後述する。
図1~図3に示すごとく、封止部4aの内部には、球状の特定ボイド40が形成されている。そして、封止部4a内には、これらの製造時にボイドが発生し得る。また、水素タンク内への水素充填に伴う水素タンク内の温度上昇に伴って封止部4aが膨張することによっても、感温素子2や素子電極線3との間にボイドが生じ得る。
図3に示すごとく、特定ボイド40は、0.01mm以上の直径dを有する。本実施形態において、特定ボイド40は、0.3mm以上の直径dを有する。図1、図2に示すごとく、特定ボイド40は、封止部4aにおける感温素子2よりも先端側の位置に配されている。また、特定ボイド40は、封止部4aの表面近傍に形成されている。
図3に示すごとく、最小肉厚tは、特定ボイド40から水素タンク中の水素雰囲気までの最短距離である。本実施形態において、最小肉厚tは、特定ボイド40から樹脂仕切部4としての封止部4aの表面までの最短距離である。最小肉厚tは、2mm以下が好ましく、最小肉厚tは1mm以下がさらに好ましい。
そして、前述のごとく、特定ボイド40の直径dと最小肉厚tとは、d×t≦1.0を満たす。なお、封止部4a内に直径0.01mm以上の特定ボイド40が複数存在する場合は、それぞれの特定ボイド40に関して、d×t≦1.0が満たされている。
図1に示すごとく、封止部4aから基端側に突出した各素子電極線3には、ターミナル11が溶接等により接続されている。ターミナル11は、素子電極線3との接続部からX方向の基端側に向かって延在するよう形成されている。一対のターミナル11は、互いに平行となるよう並んで配されている。ターミナル11は、SUS304等のステンレス鋼をX方向に長尺な板状に形成してなる。ターミナル11の基端部は、外部機器に電気的に接続される。ターミナル11の一部は、ハウジング12に埋設されている。
ハウジング12は、一対のターミナル11の先端部を露出させつつ、一対のターミナル11を保持している。これにより、感温素子2及び一対の素子電極線3は、一対のターミナル11を介してハウジング12に保持されている。
ハウジング12は、例えば樹脂材料によって構成されている。具体的には、ハウジング12は、例えばPA66樹脂等のポリアミド系樹脂にガラス繊維を33wt%含有した材料で構成することができる。ハウジング12を樹脂で構成することで、軽量化、低コスト化を図ることができる。なお、ハウジング12は、ターミナル11との絶縁性が確保されていれば金属等の導体で構成することも可能である。
ハウジング12は、一対のターミナル11を成形型に配置したインサート成形によって形成することができる。ハウジング12は、各ターミナル11の先端部を突出させつつ、ターミナル11を埋設している。ハウジング12の先端部には、カバー13が組み付けられている。
カバー13は、封止部4aを囲むよう形成されている。カバー13の基端部は、外周側に突出するフランジ部131となっている。そして、カバー13は、フランジ部131の基端側の面の全周において、ハウジング12に接合されている。
カバー13は、樹脂製である。例えば、カバー13は、ハウジング12と同様に、PA66樹脂等のポリアミド系樹脂にガラス繊維を33wt%含有した樹脂で構成することができる。
なお、ハウジング12及びカバー13も、樹脂仕切部4を構成している。本実施形態のように、複数の部材が樹脂仕切部4を構成している場合、樹脂仕切部4を構成する少なくとも1つの部材において、特定ボイド40が形成されており、d×t≦1.0を満たしていればよい。
次に、封止部4aの製造方法につき説明する。
封止部4aは、ディッピングや射出成形などによって形成することができる。このとき、封止部4aにおいて、特定ボイド40の直径dと、封止部4aの特定ボイド40から水素タンク内の雰囲気までの最短距離である最小肉厚tとが、d×t≦1.0、の関係を満たすよう製造方法が工夫される。
封止部4aは、ディッピングや射出成形などによって形成することができる。このとき、封止部4aにおいて、特定ボイド40の直径dと、封止部4aの特定ボイド40から水素タンク内の雰囲気までの最短距離である最小肉厚tとが、d×t≦1.0、の関係を満たすよう製造方法が工夫される。
まず、封止部4aをディッピングにより形成する方法につき説明する。
封止部4aを構成する樹脂材料を加熱し、液体状態のディップ液を形成する。そして、温度センサ1の感温素子2及び一対の素子電極線3における封止部4aで覆われる部位をディップ液にディップし、前記部位の表面にディップ液を付着させる。
封止部4aを構成する樹脂材料を加熱し、液体状態のディップ液を形成する。そして、温度センサ1の感温素子2及び一対の素子電極線3における封止部4aで覆われる部位をディップ液にディップし、前記部位の表面にディップ液を付着させる。
ここで、封止部4aに形成されるボイドの直径は、感温素子2及び一対の素子電極線3をディップ液に挿入する挿入速度と、ディップ液から引き抜く引抜速度とのそれぞれが早ければ早いほど大きくなる。これは挿入速度や引抜速度が速いほど、感温素子2及び一対の素子電極線3に付着するディップ液の内部に空気が巻き込まれやすいからである。それゆえ、前記挿入速度と前記引抜速度とを適宜調整することにより、封止部4aに形成されるボイドの直径を調整することができる。
次に、封止部4aにおける最小肉厚tは、封止部4aの外形寸法、特定ボイド40の直径、及び封止部4aにおける特定ボイド40の位置によって定まる。
封止部4aの外形寸法は、ディップ液の粘性や感温素子2及び一対の素子電極線3をディップ液から引き抜くときの引抜速度等によって定まる。なお、封止部4aにおける外形寸法については、水素タンクの形状(例えば、水素タンクに設けられた、温度センサ1を挿入するための孔の形状)等に応じて定まり、実質的に変更することは制限があるため、最小肉厚tは、主に特定ボイド40の直径、及び封止部4aにおける特定ボイド40の位置により調整できる。
封止部4aにおける特定ボイド40の形成位置は、ディップ液の粘性や感温素子2及び一対の素子電極線3をディップ液から引き抜くときの引抜速度等によって定まる。以上のように、封止部4aの外形寸法、特定ボイド40の直径、及び封止部4aにおける特定ボイド40の位置を適宜調整することにより、封止部4aにおける特定ボイド40の直径dと最小肉厚tとを所望の値にすることができる。
次に、封止部4aを射出成形によって形成する方法につき説明する。
封止部4aを構成する金型内に感温素子2及び一対の素子電極線3における封止部4aで覆われる部位を配置する。そして、封止部4aの樹脂を構成する樹脂材料を加熱溶融させたもの溶融樹脂を作製し、これを金型内に射出する。その後、金型内に射出された溶融樹脂を冷却することでこれを固化し、封止部4aを形成する。
封止部4aを構成する金型内に感温素子2及び一対の素子電極線3における封止部4aで覆われる部位を配置する。そして、封止部4aの樹脂を構成する樹脂材料を加熱溶融させたもの溶融樹脂を作製し、これを金型内に射出する。その後、金型内に射出された溶融樹脂を冷却することでこれを固化し、封止部4aを形成する。
封止部4aに形成されるボイドの直径は、射出成形における成形条件のうち、主に金型温度と保持圧とによって調整することができる。すなわち、金型温度と保持圧とは、いずれも低い方がボイドの直径が大きくなる。これは、金型温度が低いと成型時の樹脂流れが悪くなるからであり、保持圧が低いと、樹脂内に残ったボイドが潰れにくくなることが理由であると考えられる。
次に、封止部4aにおける最小肉厚tは、封止部4aの外形寸法、特定ボイド40の直径、及び封止部4aにおける特定ボイド40の位置によって定まる。
封止部4aの外形寸法は、射出成形の成形型の形状で定まる。なお、前述のように、封止部4aにおける外形寸法については、水素タンクの形状等に応じて定まり、実質的に変更することは制限があるため、最小肉厚tは、主にボイドの直径、及び封止部4aにおけるボイドの位置により調整できる。
封止部4aにおけるボイドの形成位置の調整は、金型形状やゲート位置を変えることにより行うことができる。以上のように、封止部4aの外形寸法、特定ボイド40の直径、及び封止部4aにおける特定ボイド40の位置を適宜調整することにより、封止部4aにおける特定ボイド40の直径dと最小肉厚tとを所望の値にすることができる。
次に、本実施形態の作用効果につき説明する。
本実施形態の温度センサ1において、直径dと最小肉厚tとは、d×t≦1.0、の関係を満たす。この関係を満たす場合としては、直径dが小さい場合と最小肉厚tが小さい場合とが考えられる。
本実施形態の温度センサ1において、直径dと最小肉厚tとは、d×t≦1.0、の関係を満たす。この関係を満たす場合としては、直径dが小さい場合と最小肉厚tが小さい場合とが考えられる。
直径dが小さいことにより、水素タンク内の圧力が高圧状態であるときに、樹脂仕切部4としての封止部4aに溶解して特定ボイド40内に蓄積される水素の量を低減することができる。それゆえ、特定ボイド40に蓄積された水素は、水素タンクの減圧時に特定ボイド40から封止部4aの外部に抜け出しやすく、封止部4a内にき裂が生じることを抑制することができる。
また、最小肉厚tが小さいことにより、封止部4aにおける特定ボイド40から水素タンク内の雰囲気までの距離を小さくできる。それゆえ、特定ボイド40に蓄積された水素は、封止部4a内の短い経路を通って封止部4aから抜け出すことができる。それゆえ、水素タンク内の減圧時に、特定ボイド40に蓄積された水素が封止部4aから抜け切れずに封止部4a内に応力が発生し、これに起因して封止部4a内にき裂が生じることを抑制することができる。なお、前述の数値に関しては、後述する実験例によって裏付けられる。
また、最小肉厚tは、t≦2mmを満たす。それゆえ、特定ボイド40から水素タンク内の雰囲気までの距離を確実に小さくできる。それゆえ、水素タンク内が高圧であるときに特定ボイド40に水素が蓄積された場合であっても、水素タンクの減圧時には、特定ボイド40に蓄積された水素は、封止部4aの表面に抜け出しやすい。それゆえ、封止部4a内に特定ボイド40を起点としたき裂が生じることを一層抑制しやすい。また、本実施形態においては、最小肉厚tは、t≦1mmを更に満たす。それゆえ、かかる効果を一層得やすい。なお、これらの数値に関しても、後述する実験例によって裏付けられる。
また、特定ボイド40の直径dは、d≧0.3mmを満たす。それゆえ、特定ボイド40は、ある程度の大きさをもち、水素タンク内が高圧であるとき、水素が特定ボイド40に蓄積されやすい。それゆえ、特定ボイド40の直径dが、d≧0.3mmと大きくなると、封止部4a内のき裂発生のおそれが一層高まりやすい。そこで、直径dがd≧0.3mmを満たすような特定ボイド40を備えた封止部4aにおいて、前述のようにd×t≦1.0、の関係を満たすことにより、封止部4a内のき裂発生を効果的に抑制することができる。
また、封止部4aが樹脂仕切部4を構成しており、封止部4aが特定ボイド40を備えるとともに、封止部4a内に形成された特定ボイド40の直径dと当該特定ボイド40から水素タンク内の雰囲気までの最小肉厚tとは、d×t≦1.0、の関係を満たしている。それゆえ、封止部4aにき裂が発生することを防止することができる。これにより、封止部4aにき裂が生じたことに起因して、当該き裂から水素タンク内の水素が感温素子2の周囲に導入され、感温素子2が還元劣化することを防止できる。これにより、感温素子2の還元劣化による温度センサ1の温度検出精度の低下を防止することができる。
また、封止部4aを構成する樹脂は、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である。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、水素タンク内が高圧状態にあるときにおいても、水素タンク中の水素が封止部4aに溶解し、特定ボイド40内に蓄積されることを抑制しやすい。これにより、水素タンク内の減圧時に、特定ボイド40に蓄積された水素が封止部4aから抜け切れずに封止部4a内に応力が発生することを防止できる。これに伴い、封止部4a内にき裂が発生することを防止できる。
以上のごとく、本実施形態によれば、水素タンク内の雰囲気と感温素子とを隔てるための樹脂仕切部に形成された特定ボイドが樹脂仕切部におけるき裂の原因となることを抑制できる温度センサを提供することができる。
(実験例1)
本例は、特定ボイドを含む樹脂からなる複数の試験片であって、特定ボイドの直径dと、当該特定ボイドから試験片の表面までの最短距離である最小肉厚tとを種々変更した試料につき、ブリスタ破壊によるき裂発生の有無を調査した実験例である。
本例は、特定ボイドを含む樹脂からなる複数の試験片であって、特定ボイドの直径dと、当該特定ボイドから試験片の表面までの最短距離である最小肉厚tとを種々変更した試料につき、ブリスタ破壊によるき裂発生の有無を調査した実験例である。
本例において、複数の試験片は、特定ボイドの直径dを、1mm、0.7mm、0.5mm、0.3mm、0.1mm、0.01mmの間で種々変更した。また、複数の試験片は、最小肉厚tを、0.1mm、0.3mm、0.5mm、1mm、1.5mm、2mmの間で種々変更した。
各試料は、PA66樹脂を、各辺の長さが50mm、厚さが3mmとなる矩形板状に形成した試験片である。各試料は、射出成形により作製した。
各試料を作製する際には、射出成形時における試験片を構成する材料を金型内に射出する際の金型温度と保持圧とを適宜調整することで、樹脂の内側に種々の径のボイドを形成した。
また、各試料を作製する際には、まず、各辺の長さが100mm、厚さが10mmの矩形板状とした、試験片のベース材を作製した。そして、かかるベース材を、各辺の長さが50mm、厚さが3mmの矩形板状となるよう切削することでベース材を試験片に形成した。このときの切削位置を調整することで、種々の最小肉厚tを備える試験片を作製した。
次に、本例の試験条件につき説明する
本例においては、各試料を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後、各試料にき裂が発生したか否かを確認した。減圧前の各試料の温度は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。
本例においては、各試料を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後、各試料にき裂が発生したか否かを確認した。減圧前の各試料の温度は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。
各試料の特定ボイドの直径dの値と、最小肉厚tの値と、d×tの値とを表1に示す。そして、表2に、試験後の各試料のき裂の有無を示す。表2において、試験後にき裂が確認されなかったものに記号「A」、試験後にき裂が確認されたものに記号「B」を表した。
表1、表2から、d×tの値が1を超える合計4つの試料は、いずれも評価がBとなっており、き裂が発生したことが分かる。一方、d×tの値が1.0以下となる試料は、いずれも評価がAとなっており、試料にき裂が確認されなかった。これにより、d×tが1.0以下である樹脂部材については、ブリスタ破壊によるき裂が生じにくいことが確認された。それゆえ、実施形態1で示した水素タンク内に配される温度センサにおいて、樹脂仕切部における特定ボイドの直径dと樹脂仕切部の最小肉厚tとの積d×tを1.0以下とすることにより、ブリスタ破壊によるき裂の発生を抑制できることが分かる。
また、d×tが1.0以下であり、最小肉厚tが2mm以下である試料は、いずれも評価がAであり、ブリスタ破壊によるき裂が確認されなかった。それゆえ、d×tを1.0以下とし、最小肉厚tを2mm以下とすることにより、樹脂仕切部にブリスタ破壊によるき裂が発生することを抑制できることが分かる。
さらに、表2から、特定ボイドの直径dと最小肉厚tとがいずれも高ければ、き裂が発生し得ることが分かる。そして、最小肉厚tを1mm以下とすることで、本例のすべての試料の評価がAとなる。そのため、d×tを1.0mm以下とし、最小肉厚tを1mm以下とすることで、樹脂仕切部にブリスタ破壊によるき裂が発生することを抑制できることが分かる。同様に、特定ボイドの直径dを0.5mm以下とすることで、本例のすべての試料の評価がAとなるため、d×tを1.0mm以下とし、特定ボイドの直径dを0.5mm以下とすることにより、樹脂仕切部にブリスタ破壊によるき裂が発生することを抑制できることが分かる。
また、表2から、d×tが1.0以下であり、特定ボイドの直径dが0.3mm以上の試料については、いずれも評価がAであり、ブリスタ破壊によるき裂が確認されなかった。それゆえ、d×tを1.0mm以下とし、特定ボイドの直径dを0.3mm以上の樹脂仕切部は、ブリスタ破壊によるき裂が発生し難いことが分かる。
なお、最小肉厚tが2mmを超えるものは、水素タンク内に用いられる温度センサの封止部4aの外形の大きさ等から考慮すると、製造が困難である。
(実施形態2)
本実施形態は、図4、図5に示すごとく、基本構造を実施形態1と同様としつつ、実施形態1の封止部4aを覆う外側包囲部4bをさらに備える実施形態である。
本実施形態は、図4、図5に示すごとく、基本構造を実施形態1と同様としつつ、実施形態1の封止部4aを覆う外側包囲部4bをさらに備える実施形態である。
図4に示すごとく、外側包囲部4bは、封止部4aを内側に埋設するよう形成されている。外側包囲部4bは、樹脂仕切部4を構成する。外側包囲部4bは、封止部4aと同様、PA66等のポリアミド系樹脂又はPPS樹脂からなる.
そして、本実施形態においては、外側包囲部4bに特定ボイド40が形成されている。特定ボイド40は、外側包囲部4bの表面付近に形成されている。特定ボイド40の直径dについては、実施形態1と同様である。また、図5に示すごとく、本実施形態において、最小肉厚tは、特定ボイド40から外側包囲部4bの表面までの最短距離である。なお、最小肉厚tの寸法、特定ボイド40の直径dと最小肉厚tとの積d×tについては、実施形態1と同様である。
その他は、実施形態1と同様である。
なお、実施形態2以降において用いた符号のうち、既出の実施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、既出の実施形態におけるものと同様の構成要素等を表す。
なお、実施形態2以降において用いた符号のうち、既出の実施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、既出の実施形態におけるものと同様の構成要素等を表す。
本実施形態においては、封止部4aに加え、外側包囲部4bを備える。そして、外側包囲部4bに形成された特定ボイド40の直径dと外側包囲部4bの最小肉厚tとの積d×tは、1.0以下である。それゆえ、外側包囲部4bにブリスタ破壊に起因するき裂が生じることを防止することができる。
また、外側包囲部4bの内側には封止部4aが配されており、封止部4aの更に内側に感温素子2が配されている。それゆえ、感温素子2近傍に、水素タンク中の水素が導入されることを一層防ぎやすい。
その他、実施形態1と同様の作用効果を有する。
その他、実施形態1と同様の作用効果を有する。
(実施形態3)
本実施形態は、図6に示すごとく、基本構造を実施形態1と同様としつつ、封止部4aの構成を変更した実施形態である。
本実施形態は、図6に示すごとく、基本構造を実施形態1と同様としつつ、封止部4aの構成を変更した実施形態である。
本実施形態において、封止部4aは、絶縁性のガラス材料からなる。具体的には、封止部4aは、例えば酸化ホウ素を添加したホウケイ酸ガラス等によって構成することが可能である。
その他は、実施形態2と同様である。
その他は、実施形態2と同様である。
本実施形態においては、封止部4aをガラス材料で構成することで、封止部4a内への水素の浸透を防止しやすい。さらに、実施形態2で示したようにき裂が生じにくい外側包囲部4bで封止部4aを覆うことで、一層感温素子2近傍に水素が導入されることを防止することができる
その他、実施形態2と同様の作用効果を有する。
その他、実施形態2と同様の作用効果を有する。
(実施形態4)
本実施形態は、図7、図8に示すごとく、実施形態1と基本構造を同様としつつ、特定ボイド40の形成箇所が異なる実施形態である。
本実施形態は、図7、図8に示すごとく、実施形態1と基本構造を同様としつつ、特定ボイド40の形成箇所が異なる実施形態である。
本実施形態において、特定ボイド40は、感温素子2を水素タンク内の水素雰囲気から隔てる樹脂仕切部4を構成するハウジング12とカバー13との溶融部4cに形成されている。
カバー13とハウジング12とは、レーザー溶着により接合されている。すなわち、カバー13とハウジング12とは、レーザー光によりこれらを溶融させることで接合されている。本実施形態においては、カバー13は、フランジ部131の基端面の全体において、ハウジング12に接合されている。そして、カバー13とハウジング12との境界部には、これらが溶融してなる溶融部4cが形成されている。
溶融部4cには、特定ボイド40が形成されている。溶融部4cは、ハウジング12とカバー13とのレーザー溶着時に、空気が巻き込まれることでボイドが形成され得る。
特定ボイド40は、溶融部4cの外周側端部付近に形成されている。特定ボイド40の直径dについては、実施形態1と同様である。また、図8に示すごとく、本実施形態において、最小肉厚tは、特定ボイド40から、特定ボイド40周囲の溶融部4c、ハウジング12、及びカバー13の表面までの最短距離である。なお、最小肉厚tの寸法、特定ボイド40の直径dと最小肉厚tとの積d×tについては、実施形態1と同様である。
その他は、実施形態1と同様である。
その他は、実施形態1と同様である。
本実施形態においては、ハウジング12とカバー13との溶融部4cに特定ボイド40が形成されていても、当該特定ボイド40の直径dと最小肉厚tとの積d×tを1.0以下とすることで、溶融部4cにブリスタ破壊に起因するき裂が生じることを防止することができる。
さらに、これに伴い、ハウジング12とカバー13との接合強度を確保でき、カバー13がハウジング12から脱落することを防止することができる。カバー13がハウジング12から脱落すると、例えば水素タンク内への水素の充填による衝撃が直接的に封止部4aに作用することになる。この衝撃に押され、封止部4aが変位し、これに伴って素子電極線3に応力が作用し、断線に至るおそれがある。そこで、ハウジング12とカバー13との溶融部4cにブリスタ破壊に起因するき裂の発生を防止することで、水素タンク内への水素の充填による衝撃によって素子電極線3の断線を抑制できる。
その他、実施形態1と同様の作用効果を有する。
その他、実施形態1と同様の作用効果を有する。
なお、本実施形態において、例えば図9に示すごとく、フランジ部131の基端面におけるフランジ部131の径方向の両端を除く中央部にのみ溶融部4cが形成されている場合も考えられる。この場合においても、最小肉厚tは、特定ボイド40から、特定ボイド40周囲の溶融部4c、ハウジング12、及びカバー13の表面までの最短距離である。すなわち、最小肉厚tは、特定ボイド40から、ハウジング12、カバー13、溶融部4c等の樹脂仕切部4における、水素雰囲気に面する表面までの最短距離を意味する。
(実施形態5)
本実施形態は、実施形態1に対して、封止部の組成を変更した実施形態である。
本実施形態は、実施形態1に対して、封止部の組成を変更した実施形態である。
本実施形態において、封止部は、樹脂中に多数の無機繊維を含有してなる。具体的には、封止部は、PA66等のポリアミド系樹脂又はPPS樹脂等の樹脂に、ガラスファイバー等の無機繊維を含有してなる。
封止部における無機繊維の含有量は、10wt%以上、40wt%以下である。また、封止部は、多数の無機繊維の平均長さが30μm以上、250μm以下である。実施形態1と同様、封止部は、ディッピングや射出成形により形成することができる。
その他は、実施形態1と同様である。
その他は、実施形態1と同様である。
本実施形態において、封止部は、樹脂中に多数の無機繊維を含有してなる。そのため、封止部全体の強度を向上することができる。それゆえ、封止部内に特定ボイドが形成されていても、封止部にブリスタ破壊によるき裂が生じることを防止することができる。
また、封止部は、無機繊維の含有量が10wt%以上、40wt%以下である。封止部において、無機繊維の含有量を10wt%以上とすることにより、封止部の強度を確保することができ、封止部にブリスタ破壊によるき裂が発生することを抑制しやすい。また、封止部において、無機繊維の含有量を40wt%以下とすることにより、封止部の生産性を向上させいやすい。一方、封止部において、無機繊維の含有量が40wt%を超えるものについては、製造が困難であった。これらの数値に関しては、後述する実験例によって裏付けられる。
また、封止部は、多数の無機繊維の平均長さが30μm以上、250μm以下である。封止部において、多数の無機繊維の平均長さを30μm以上とすることにより、封止部の強度を確保することができ、封止部にブリスタ破壊によるき裂が発生することを抑制しやすい。また、封止部において、多数の無機繊維の平均長さを250μm以下とすることにより、封止部の生産性を向上させいやすい。一方、封止部において、多数の無機繊維の平均長さが250μmを超えるものについては、製造が困難であった。これらの数値に関しても、後述する実験例によって裏付けられる。
その他、実施形態1と同様の作用効果を有する。
その他、実施形態1と同様の作用効果を有する。
(実験例2)
本例は、複数のガラスファイバーを含有するPA66樹脂からなるとともに特定ボイドを含有する複数の試料であって、互いにガラスファイバーの含有量及びガラスファイバーの平均長さを種々変更した試料につき、ブリスタ破壊によるき裂発生の有無を調査した例である。
本例は、複数のガラスファイバーを含有するPA66樹脂からなるとともに特定ボイドを含有する複数の試料であって、互いにガラスファイバーの含有量及びガラスファイバーの平均長さを種々変更した試料につき、ブリスタ破壊によるき裂発生の有無を調査した例である。
各試料のガラスファイバーの含有量、及びガラスファイバーの平均長さについては、図10に示した。
また、各試料の特定ボイドの直径dと最小肉厚tとの積であるd×tは、0.3とした。各試料のその他の構成、製法については実験例1と同様である。
試験条件については、実験例1と同様、各試料を85MPa水素中に一昼夜曝露させ、その後、1MPa/minの減圧速度で85MPaから大気圧まで減圧した後、各試料にき裂が発生したか否かを確認した。本例においては、減圧前から減圧後までの各試料の温度を85℃とした。ここで、前述のごとく、実験例1の試験条件においては、減圧前の各試料の温度を85℃とし、減圧に伴う温度降下は成り行きとしているため、本例は、実験例1の試験条件よりも厳しい(すなわち試料にき裂が生じやすい)条件といえる。各試料のき裂の有無の確認は、実験例1と同様、X線CTスキャンを用いて確認した。
結果を図10に示す。図10において、横軸は各試料のガラスファイバーの平均の長さ、縦軸は各試料のガラスファイバー含有量である。なお、図10において、試験後き裂が発生した試料については記号「×」、試験後き裂が観察されなかった試料については記号「〇」でプロットしている。
図10から分かるように、ガラスファイバーの含有量が10wt%未満の試料については、いずれの試料についてもき裂が確認された。一方、ガラスファイバーの含有量を10wt%以上とすることにより、き裂の発生が抑制できていることが分かる。それゆえ、特定ボイドが形成された樹脂部材において、無機繊維の含有量を10wt%以上とすることで、ブリスタ破壊によるき裂の発生を抑制しやすいことが分かる。
また、図10から分かるように、ガラスファイバーの平均長さが30μm未満の試料については、いずれの試料についてもき裂が確認された。一方、ガラスファイバーの平均長さを30μm以上とすることにより、き裂の発生が抑制できていることが分かる。それゆえ、特定ボイドが形成された樹脂部材において、30μm以上とすることで、ブリスタ破壊によるき裂の発生を抑制しやすいことが分かる。
なお、前述のごとく、PA66樹脂中に、40wt%を超えるガラスファイバーを含有させることは、製造上困難であった。また、ガラスファイバーの平均長さが250μmを超える試験片を作製することは困難であった。すなわち、ガラスファイバーの平均長さが250μmを超えるものを作製しようした場合、各試料の成形時にガラスファイバーが折れることにより、ガラスファイバーの平均長さを250μm以上とすることは困難であった。
(実施形態6)
本実施形態は、実施形態5と基本構成を同様としつつ、図11~図13に示すごとく、封止部4aの構成を変更した実施形態である。
本実施形態は、実施形態5と基本構成を同様としつつ、図11~図13に示すごとく、封止部4aの構成を変更した実施形態である。
各無機繊維42は、長尺な円柱状を呈している。本実施形態において、封止部4aにおける樹脂41中に含まれる多数の無機繊維42は、各無機繊維42の長手方向が3次元的にランダムな方向となるよう配されている。すなわち、各無機繊維42の長手方向は、一方向に揃っていない。例えば、大多数の無機繊維42の長手方向が一方向に揃っており、残りのごく少数の無機繊維42の長手方向が前記一方向に交差する方向を向いているような場合は、各無機繊維42の長手方向が3次元的にランダムな方向を向いているとはいわない。
封止部4aにおいて、各無機繊維42の長手方向が3次元的にランダムな方向となっているか否かは、例えば封止部4aを切断した断面を研磨し、当該断面を走査型電子顕微鏡(すなわちSEM;Scanning Electron Microscope)で観察することで把握することができる。図11に、SEMで観察される断面を示す。また、図12は、SEMで観察される封止部4aの断面の模式図である。図12において、長尺四角形状に表れた無機繊維421は、当該無機繊維421を当該無機繊維421の長手方向に平行に切断した断面が表れたものである。図12において、円形に表れた無機繊維422は、当該無機繊維422を当該無機繊維422の径方向に切断した断面が表れたものである。図12において、楕円形に表れた無機繊維423の断面は、当該無機繊維423を当該無機繊維423の長手方向に対して傾斜する斜め方向に切断した断面が表れたものである。
また、例えばX線CTスキャンにより、3次元的に封止部4aの無機繊維42を観察することが可能である。X線CTスキャンにおいては、封止部4aを特定方向に直交する方向に切断した断面層を、前記特定方向の数百カ所にてX線CT撮影する。そして、当該数百カ所の断面層を前記特定方向に積み重ねることで、3次元的な封止部4aの無機繊維42を観察することが可能である。ここで、樹脂は一般に炭素、水素、酸素、及び窒素等の比較的軽い元素で構成されるため、X線吸収率が低い。それゆえ、樹脂部材のみをX線CT撮影した画像においては、樹脂部材中にコントラストが明瞭につかない場合が多い。一方、ガラス繊維が含まれるガラス含有樹脂をX線CT撮影した場合は、ガラス繊維がケイ素から構成されるため、樹脂部材を構成する比較的軽い元素とケイ素から構成されるガラス繊維との間に明瞭なコントラストが付く。それゆえ、X線CTスキャンにより、封止部4aの無機繊維42を観察することが可能である。
図13に示すごとく、封止部4aの任意断面において、任意の方向に延在する仮想直線Lを引いたとき、各無機繊維42と仮想直線Lとの間になす90°以下の角を繊維角度θとする。このとき、あらゆる任意断面において、多数の無機繊維42のそれぞれの繊維角度θの平均は、10°(=10(π/180)rad)以上である。前述の繊維角度θの平均が10°以上である場合、幾何学的に繊維角度θの平均の上限は80°となる。なお、図13は、SEMで観察される封止部4aの断面の模式図であって、長尺四角形状に表れた無機繊維42(図12の符号421参照)のみを表したものである。
前述の繊維角度θの平均は、例えば図13のような任意断面に表れる長尺四角形状の無機繊維42のうち、少なくとも20個の無機繊維42をランダムに選定し、この少なくとも20個の繊維角度θの平均とすることができる。任意断面に表れる少なくとも20個の無機繊維42をランダムに選定するとは、任意断面に大小様々な繊維角度θを有する無機繊維42が存在するにもかかわらず、長手方向がいずれも仮想直線Lに平行或いは略平行な無機繊維42を故意的に選択したような場合は除かれる。すなわち、任意断面に大小様々な繊維角度θを有する無機繊維42が表れている場合、繊維角度θの平均は、繊維角度θが比較的大きい無機繊維42、及び比較的小さい無機繊維42の双方が含まれる少なくとも20個の無機繊維42を任意に選択し、これらの繊維角度θの平均により求めることができる。
封止部4aは、特定ボイド40を通る任意断面において、特定ボイド40を起点とする任意の半直線を引いたとき、当該半直線が必ず無機繊維42を通るよう構成されていることが好ましい。これにより、封止部4a内に万一き裂が生じても、当該き裂が封止部4aの表面まで進展することを防ぎやすい。
次に、封止部4aの製造方法につき説明する。
封止部4aは、ディッピングや、射出成形等によって形成することができる。このとき、封止部4a内の各無機繊維42の長手方向が3次元的にランダムな方向となるよう、製法を工夫する必要がある。
封止部4aは、ディッピングや、射出成形等によって形成することができる。このとき、封止部4a内の各無機繊維42の長手方向が3次元的にランダムな方向となるよう、製法を工夫する必要がある。
まず、封止部4aをディッピングにより形成する方法につき説明する。
封止部4aの樹脂41を構成する樹脂材料を加熱し、液体状態とする。そして、液状の樹脂材料内に無機繊維42を入れ、樹脂材料内で無機繊維42をよく分散させることでディップ液を形成する。ここで、樹脂材料内で無機繊維42をよく分散させることで、樹脂材料内で各無機繊維42の長手方向が3次元的にランダムな方向となる。
封止部4aの樹脂41を構成する樹脂材料を加熱し、液体状態とする。そして、液状の樹脂材料内に無機繊維42を入れ、樹脂材料内で無機繊維42をよく分散させることでディップ液を形成する。ここで、樹脂材料内で無機繊維42をよく分散させることで、樹脂材料内で各無機繊維42の長手方向が3次元的にランダムな方向となる。
そして、温度センサ1の感温素子2及び一対の素子電極線3における封止部4aで覆われる部位をディップ液にディップし、前記部位の表面にディップ液を付着させる。このとき、特に何も工夫しなければ、前記ディップ後に感温素子2及び素子電極線3に付着したディップ液が重力により垂れやすく、ディップ液が垂れる際に無機繊維42の方向が重力方向に配向しやすい。
そこで、本実施形態においては、ディップ液の溶剤量を適宜調整して、ディップ液の粘度が比較的高くなるようにしている。これにより、ディップ後に感温素子2及び素子電極線3を覆うディップ液が垂れ落ちないようにすることができ、感温素子2及び素子電極線3の表面を覆うディップ液内の無機繊維42が高分散された状態を維持しやすくなる。
さらに、本実施形態においては、前記ディップ時に感温素子2及び一対の素子電極線3をディップ液から引き上げる際のスピードを比較的速くしている。これによって、感温素子2及び一対の素子電極線3をディップ液から引き上げる時間を短くでき、ディップ後に感温素子2及び素子電極線3を覆うディップ液が垂れ落ちにくくなる。これによっても、感温素子2及び素子電極線3の表面を覆うディップ液内の無機繊維42が高分散された状態を維持しやすくなる。
そして、感温素子2及び一対の素子電極線3をディップ液から引き上げた後、感温素子2及び一対の素子電極線3に付着したディップ液を乾燥させる。これにより、ディップ液が固化し、封止部4aが形成される。以上により、各無機繊維42の長手方向が3次元的にランダムな方向となるよう配された封止部4aを得ることができる。
次に、封止部4aを射出成形によって形成する方法につき説明する。
封止部4aを構成する金型内に感温素子2及び一対の素子電極線3における封止部4aで覆われる部位を配置する。そして、封止部4aの樹脂41を構成する樹脂材料を加熱溶融させたものと無機繊維42を混ぜた混合材を作製し、これを金型内に射出する。その後、金型内に射出された混合材を冷却することでこれを固化し、封止部4aを形成する。
封止部4aを構成する金型内に感温素子2及び一対の素子電極線3における封止部4aで覆われる部位を配置する。そして、封止部4aの樹脂41を構成する樹脂材料を加熱溶融させたものと無機繊維42を混ぜた混合材を作製し、これを金型内に射出する。その後、金型内に射出された混合材を冷却することでこれを固化し、封止部4aを形成する。
このとき、特に何も工夫しなければ前記混合材中の無機繊維42の向きは、射出成形における混合材の射出方向に配向しやすく、各無機繊維42の長手方向を3次元的にランダムに形成することはできない。
そこで、本実施形態においては、混合材を金型内に射出した後、混合材が完全に固化するまでの時間を通常よりも長く確保する。これは、例えば、混合材の冷却を通常よりも緩やかにすることで実現可能である。これにより、金型内で混合材が液状でいる状態(すなわち流動性を有する状態)を長くすることができる。それゆえ、金型内に混合材を射出した直後、混合材に含まれる無機繊維42の向きが前記射出方向に配向しても、その後時間経過に伴って各無機繊維42が混合材内で流動し、各無機繊維42の長手方向が3次元的にランダムな方向となる。この状態で混合材が固化されることで、各無機繊維42の長手方向が3次元的にランダムな方向となるよう配された封止部4aを得ることができる。
以上に例示した方法により、各無機繊維42の長手方向が3次元的にランダムな方向を向いた封止部4aを製造することが可能である。
その他は、実施形態5と同様である。
その他は、実施形態5と同様である。
次に、本実施形態の作用効果につき説明する。
本実施形態において、封止部4aにおける多数の無機繊維42は、各無機繊維42の長手方向が3次元的にランダムな方向となるよう配されている。それゆえ、図14に示すごとく、水素タンク内の圧力が高圧状態から減圧されることによって、万一、封止部4a内に特定ボイド40を起点とするき裂51が発生したとしても、進展したき裂51は、封止部4a内の無機繊維42に到達することによってそれ以上の進展が抑制される。それゆえ、封止部4aの表面までき裂51が進展してなる開口き裂52が発生することを抑制することができる。なお、図14は、封止部4aの断面の模式図であり、図14に示した外枠部43は、封止部4aの表面を意味するものとする。
本実施形態において、封止部4aにおける多数の無機繊維42は、各無機繊維42の長手方向が3次元的にランダムな方向となるよう配されている。それゆえ、図14に示すごとく、水素タンク内の圧力が高圧状態から減圧されることによって、万一、封止部4a内に特定ボイド40を起点とするき裂51が発生したとしても、進展したき裂51は、封止部4a内の無機繊維42に到達することによってそれ以上の進展が抑制される。それゆえ、封止部4aの表面までき裂51が進展してなる開口き裂52が発生することを抑制することができる。なお、図14は、封止部4aの断面の模式図であり、図14に示した外枠部43は、封止部4aの表面を意味するものとする。
一方、図15に示すごとく、本実施形態とは異なり、封止部4aが含有する各無機繊維42の長手方向が一方向に配向している場合について考える。なお、図14は、封止部4aの断面の模式図であり、図14に示した外枠部43は、封止部4aの表面を意味している。この場合において、水素タンク内の圧力が高圧状態から減圧されることに起因して封止部4a内に特定ボイド40を起点とするき裂51が発生したとき、進展したき裂51は無機繊維42間を通り抜けるよう進展しやすい。それゆえ、この場合、き裂51が封止部4aの表面まで進展して開口き裂52となるおそれがある。開口き裂52が生じると、開口き裂52から水素が感温素子2近傍まで導入され、感温素子2が還元劣化してしまい、温度センサ1の温度検出精度が低下するおそれがある。
そこで、本実施形態のように、多数の無機繊維42において、各無機繊維42の長手方向を3次元的にランダムな方向とすることにより、封止部4a内にブリスタ破壊に起因するき裂51が発生しても、き裂51の進展は無機繊維42により抑えられ、き裂51が封止部4aの表面まで進むことを抑制することができる。
また、封止部4aの任意断面において、各無機繊維42と任意の方向に延在する仮想直線Lとの間になす角を繊維角度θとしたとき、あらゆる任意断面において、無機繊維42のそれぞれの繊維角度θの平均は、10°以上である。すなわち、封止部4aにおける各無機繊維42の長手方向の3次元的なランダムさが高い。これにより、封止部4a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42に到達しやすく、当該き裂が封止部4aの表面まで進んで開口き裂となることを抑制しやすい。
その他、実施形態5と同様の作用効果を有する。
その他、実施形態5と同様の作用効果を有する。
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、実施形態3、実施形態4の外側包囲部を、実施形態5又は実施形態6で示した封止部と同様な構成としてもよい。
1 温度センサ
2 感温素子
3 素子電極線
4 樹脂仕切部
40 特定ボイド
2 感温素子
3 素子電極線
4 樹脂仕切部
40 特定ボイド
Claims (11)
- 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、
前記水素タンク内の雰囲気と前記感温素子とを隔てるための樹脂製の樹脂仕切部(4)と、を備え、
前記樹脂仕切部内には、直径が0.01mm以上の特定ボイド(40)が形成されており、
前記特定ボイドの直径をd[mm]、前記特定ボイドから前記雰囲気までの最短距離を最小肉厚t[mm]としたとき、前記直径dと前記最小肉厚tとは、d×t≦1.0、の関係を満たす、温度センサ。 - 前記最小肉厚tは、t≦2mmを満たす、請求項1に記載の温度センサ。
- 前記最小肉厚tは、t≦1mmを更に満たす、請求項2に記載の温度センサ。
- 前記直径dは、d≧0.3mmを満たす、請求項1~3のいずれか一項に記載の温度センサ。
- 前記感温素子及び一対の前記素子電極線を保持するハウジング(12)と、前記ハウジングに接合されるとともに、前記感温素子を覆うカバー(13)と、をさらに備え、前記ハウジングと前記カバーとは、前記樹脂仕切部を構成しており、前記ハウジングと前記カバーとを接合することで形成された溶融部(4c)内には、前記特定ボイドが形成されており、前記溶融部内に形成された前記特定ボイドの前記直径dと当該特定ボイドから前記雰囲気までの前記最小肉厚tとは、d×t≦1.0、の関係を満たしている、請求項1~4のいずれか一項に記載の温度センサ。
- 前記感温素子及び一対の前記素子電極線の一部を覆うとともに前記樹脂仕切部を構成する封止部(4a)を備え、前記封止部内には、前記特定ボイドが形成されており、前記封止部内に形成された前記特定ボイドの前記直径dと当該特定ボイドから前記雰囲気までの前記最小肉厚tとは、d×t≦1.0、の関係を満たしている、請求項1~5のいずれか一項に記載の温度センサ。
- 前記樹脂仕切部を構成する樹脂は、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である、請求項1~6のいずれか一項に記載の温度センサ。
- 前記樹脂仕切部は、樹脂(41)中に多数の無機繊維(42)を含有してなる、請求項1~7のいずれか一項に記載の温度センサ。
- 前記樹脂仕切部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8に記載の温度センサ。
- 前記樹脂仕切部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8又は9に記載の温度センサ。
- 前記樹脂仕切部における多数の前記無機繊維は、前記各無機繊維の長手方向が3次元的にランダムな方向となるよう配されている、請求項8~10のいずれか一項に記載の温度センサ。
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