JPH0331375B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は温度探子、特に無機物で絶縁された温
度センサあるいは変換器と、前記の無機絶縁体の
端部を密封するための装置とを含んだ温度探子に
関する。

無機物で絶縁された温度センサまたは変換器は
周知である。１つのタイプは、保護管またはケー
シング内に取り囲まれた、加圧成形された無機絶
縁体の本体内に埋没された互いに異なる金属の２
本の線から成る熱電対である。この保護された接
続部は使用中熱を加えられまた上記の接続部から
延びた電線は、上記接続点で生成された熱電流を
測定することで上記の点における温度を表示する
電気回路に接続されている。

他のタイプは抵抗温度装置である。この装置は
熱により抵抗が変わる１条の白金線から成り、こ
の白金線は保護チユーブまたはハウジング内に囲
まれた、加圧成形された無機絶縁体の本体内に埋
没され、且つ上記１条の白金線から適当な抵抗一
測定用のブリツジへ接続するためリード線が延び
ている。

このような２つのタイプの温度センサの場合、
使用される無機絶縁体は通常、高い絶縁特性のゆ
えに選択された、加圧成形された酸化マグネシウ
ムである。だが酸化マグネシウムは吸湿性を有
し、したがつてこの温度センサを元のまゝの状態
に保つためには乾燥した状態に保たねばならな
い。上記の両方のタイプの温度センサの場合、酸
化マグネシウムの本体は端面に終り、この端面か
ら電線が外方に延びており、また密封されていな
ければ、上記端面を通して湿気が進入することが
できる。

本発明は温度センサの、湿気に敏感な端面を密
封するための装置に関する。本発明以前におい
て、このような温度センサを有効に密封する多く
の試みがなされて来たがこれ等は完全には成功せ
ずあるいは満足のいく程度に至らなかつた。

したがつて、本発明の目的は、センサ線に対す
る電気結線に影響を与えることなく温度センサの
無機絶縁体の露出端を有効に密封されている温度
探子を提供することである。

本発明は、センサ線と、前記センサ線を取り囲
む金属製ケーシングと、前記センサ線と前記金属
製ケーシング間を充満して該ケーシングにより前
記センサ線に圧し当てられた無機絶縁物体とを含
み、前記センサ線が前記無機絶縁物体の開放端部
から外方へ延出している温度感知装置；前記無機
絶縁物体の開放端部を密封するための密封装置
で、一方の端部において前記ケーシングに密封連
結された金属製の管状ハウジングと、前記ハウジ
ングの他方の端部を満たし且つ前記無機絶縁物体
の開放端部から離隔した内方端部を有する少なく
とも１つの密封材料体と、前記密封材料体を通し
て延び且つその両端から突出したリード線で、互
に且つ前記ハウジングから離れて配置されたリー
ド線とを含み、前記密封材料体が前記ハウジング
内に圧縮状に密閉されてこれらリード線に圧縮状
に係合している密封装置；を備え、前記センサ線
と前記リード線は互に電気的に接続され、これら
センサ線とリード線の接続部が前記無機絶縁物体
の開放端部と前記密封材料体の内方端部間の空間
内に配置される温度探子を提供する。

上記構成によれば、温度感知装置の金属製ケー
シングに収容された無機絶縁物体の開放端部は、
該ケーシングに密封状に連結された金属製の管状
ハウジングとこのハウジング内に圧縮状に密閉さ
れた密封材料体とによつて外部から遮られ、湿気
の侵入を防ぐよう有効に密封される。また、セン
サ線とリード線の電気的接続部が無機絶縁物体と
密封材料体との間の空間にあるため、ハウジング
が据込み加工などで縮径されても、両線の接続部
の周囲に十分な空間が残つてそれら接続部に影響
が及ぶことはなく、両線の接続が確保される。

本発明の上記の目的およびその他の利点は添付
図面に図示されている本発明の好ましい実施例に
ついての以下の詳細な説明から明らかとなるので
あろう。

符号１０で全体を示されている温度感知装置
（以降温度センサと呼す）は電線１１および１２
と、金属製のケーシング１３と、電線１１，１２
を取り囲み且つケーシング１３により上記電線に
圧し当てられている無機絶縁体の本体１４とを含
んでいる。このケーシングはできればステンレス
鋼から作られた１条の管であつて、閉じた左端部
１５と開口した右端部１６とを有しているとして
図示されている。絶縁体１４はケーシング１３を
一ぱいに詰込み、センサ線１１，１２を相互に対
しまたケーシングに対して離隔された関係に維持
しまたケーシング端部１６と実質上同一平面をな
した露出端面１８に終つているとして図示されて
いる。できれば絶縁体１４は酸化マグネシウムで
あることが好ましく且つこの技術の分野において
周知されているように、ケーシング１３に対して
行われる引抜きまたは据込み作動によりこのケー
シング内にて加圧成形されている。

温度センサ１０は熱電対型でもよいし抵抗温度
装置型でもよく、その両方ともにこの技術の分野
では周知されている。熱電対型は２本のセンサ線
１１，１２のみを有しているので、簡単化のため
熱電対型が例示されている。抵抗温度装置の場合
には３本または４本のセンサ線が必要とされるで
あろう。

センサ線１１，１２に対する電気結線を許しな
がら、無機絶縁体の露出端面を有効に密封するこ
とが本発明の主たる目的である。この目的で、所
望の長さの１対の太いリード線１９および２０が
それぞれセンサ線１１および１２に対して提供さ
れている。この電線の材料は互いに調和されてい
て、対応した一方の対の線１１および１２が同じ
材料であり、また他方の対の線１２および２０が
同じ材料から成つている。これ等の材料は熱電対
の場合には、たとえば銅とコンスタンタンのごと
き互いに異なる金属から成り、また抵抗温度装置
の場合には、たとえば銅のごとき同様な金属から
成つている。

互いに同面をなした端面１６，１８を越えて外
方に延びたセンサ線１１，１２の部分は第１図に
図示されているように喰違いにされた長さを提供
するように切断され且つそれぞれの端部分が第５
図にこの線に関し１１′で詳細に示されているよ
うに裸にされている。線１１，１２の外方端部の
この長手方向の喰違いは約6.4mmである。対応し
たリード線１９，２０の端部分は第５図の詳細図
に線１９に関して符号１９′で示されているよう
に裸にされている。これ等の対応した、裸にされ
た部分は約3.2mmだけ重ね合わされ且つ第５図に
図示されているような接続部を提供するように銀
ロウ着け２１をされている。これ等の銀ロウ着け
された接続部は次に被着されるべき熱収縮チユー
ブ２２を刺通するおそれのある鋭利なエツジまた
は突出部をなくすように注意して行われる。

ポリオレフイン材料から成る１条の熱収縮チユ
ーブ２２が各の接続部２１上に滑り込まされ且つ
絶縁体端面１８につよく押し当てられ、次で所定
位置に収縮される。チユーブ２２の長さは各の接
続部を完全に覆い且つ上記接続部の対向両側の上
記電線の部分を抱くのに十分な長さである。熱収
縮チユーブ２２の右方の端部は実質上共面をなし
ている。代表的には、チユーブ２２は所定位置に
熱収縮された場合長さが約44.5mmである。

しかる後に、１対の互いに離隔された貫通孔２
４および２５を予め形成された複数の円筒状の密
封本体２３が電線１９および２０上に縫通され
る。リード線１９は整列された孔２４を通して延
び、またリード線２０は整列された孔２５を通し
て延びている。第１のあるいは最左方の本体２３
は熱収縮チユーブまたはスリーブ２２の同面をな
した端部に衝接している。第１図において、最右
方の本体２３の外方または右方の端面を越えて外
方に延びたリード線１９，２０上に縫通された６
個の上記本体２３が図示されている。

密封材本体２３は個々に、任意の適当な熱プラ
スチツク材料、できればポリスルフオン、から作
られる。この材料に長い孔を設けることは困難で
あるので、比較的に短い個々の密封材本体が利用
されてリード線上に１列をなして配列される。第
１図において、各、長さが約25.4mm、直径が約11
mmで、直角に切られた端部を隣接の本体の端部に
衝接させた、６個の密封材本体２３が図示されて
いる。６個の本体２３をリード線１９，２０上に
縫通することでそれぞれの相手の貫通孔２４およ
び２５が必然的にこれ等の電線上に整列される。

できればステンレス鋼から作られるを可とする
金属製の成端チユーブ２６が次に左方から右方へ
センサ１０上へ滑り込まされる。チユーブ２６は
縮径された円筒状の左端部分２８と、右方に拡大
するテーパー状の頚部分２９と、比較的に長い、
膨径された円筒状の右端部分３０とを含んでい
る。

部分２８はセンサ１０の外径よりもわずかだけ
大きい内径を有している。右端部分は本体２３の
周りにわずかな隙間３１を残すように横断方向の
寸法を定められている。センサ１０が代表的に約
6.4mmの外径を有している場合、左端部分２８は
約9.5mmの外径と約25.4mmの軸線方向の長さとを
有し；中間のテーパー部分２９は約38.1mmの軸線
方向の長さを有し；また右端部分３０は据込み前
においては約15.9mmの外径と約146mmの軸線方向
の長さとを有している。

成端チユーブ２６は第１図に図示されている副
構体上に軸線方向に位置決めされて、左端部分２
８の内方端部が端面１６，１８とほゞ横断方向に
整列され、それにより約25.4mmだけケーシング１
３上に重なるようにされる。次でチユーブ２６は
符号３２で示されているようにケーシング１３に
円周方向に連続的に銀ロウ着けされる。

上記ロウ着けに続いて、成端チユーブの右端部
分３０は第２図に図示されている構体を据込みダ
イス３３の開口に左方に通すことで据込まれる。
この据込み作動で、密封材本体２３をリード線１
９，２０の周りに押圧するように右端部分３０が
縮径される。据込み前における密封材本体２３の
横断面積は据込み後は10％から28％；できれば約
17％減ぜられる。かくすることで、部分３０の内
壁表面と本体２３との間の界面に沿いまたこれ等
の本体とリード線１９，２０との間の界面に沿つ
て軸線方向における湿気とガスとに対する有効な
シールを提供する。各種の圧縮された密封本体が
第３図に数字符号１２３で代表されている単一体
内へ有効に利用される。

このような据込み中に、最右方の密封材本体２
３Ｒはその左方の他方の本体２３を相互に且つ熱
収縮チユーブ２２に当てゝつよく衝接された状態
を保持するように位置決めされる。据込みの開始
時に、本体２３Ｒは第２図に図示されているよう
にその長さのほゞ半分あるいは約12.7mmだけ成端
チユーブ２６の右方の端部から突出する。だが据
込み中に、チユーブ２６の右端部分３０は半径方
向の圧縮により密封材本体２３がそうするように
伸長し、本体２３Ｒはチユーブ２６から完全に押
し出され且つ次の最内方密封材本体の一部分が第
３図に符号２３′で示されているように露出され
る。次に本体２３Ｒはリード線１９，２０の露出
部分から右方へ滑りはずすことで除去される。

完成された構体が第４図に側面図で例示され且
つ密封された温度探子となる。符号２６′で代表
されている、据込まれた成端チユーブはかくし
て、左端部において外的にはセンサケーシング１
３に密封されまた内的には右端部分に沿つてリー
ド線１９，２０に密封された管状ハウジングとし
て役立つ。所望ならば、１条の熱収縮材料が第４
図に符号３４で示されているように密封材本体２
３′から現れ出て来る際にリード線１９，２０の
露出部分を覆い且つその長さの大部分にわたり配
置されることができる。

使用にあたり、この探子の左方の閉じた温度感
知端部１５が、温度を測定することの望まれる場
所に位置決めされる。ケーシング１３は所望の長
さを有してよい。外部が円筒状をなしているハウ
ジング２６′は、本発明の一部をなしていないた
め図示されていない適当な装架装置により任意の
適当な支持体（図示されていない）上に装架され
るようにされている。一例としての装架装置が米
国特許第3601526号の明細書の第７図に図示され
且つ記載されている。

以上の説明から、例示された温度探子の好まし
い実施例が本発明の記載された全ての目的を達成
することが判るであろう。例示された温度探子に
その他の変化および変更を本発明の精神を逸脱す
ることなく施し得ることは当業者には明らかであ
ろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は密封材料の本体を貫通して延びたリー
ド線に接続された電線を有する温度センサの縦断
面図で、この温度センサ内の無機の絶縁体の露出
端部のためのシールを提供するのに先立つた要素
の中間副構体を代表した図、第２図は第１図に図
示された副構体の縦断面図で、一方の端部におい
てセンサのケーシングを取囲みまた他方の端部に
おいて密封材本体を取り囲んだ金属製の管状ハウ
ジングを縦断面で付加的に示した図、第３図は据
込みに続いての密封材本体と金属ハウジングとの
状態を示している以外第２図に類似した図、第４
図は完全に組立てられた本発明の温度探子の側面
図、第５図はリード線をセンサ線に電気的に接続
するための例示された装置を示した、第１図の断
片部分の拡大図、第６図は第１図の６−６線に沿
つた第１図に示されている無機物で絶縁された温
度センサの拡大横断面図、第７図は第１図の７−
７線に沿つた第１図に示されている副構体の拡大
横断面図、第８図は第２図の８−８線に沿つた、
据込み前における第２図に示されている副構体、
第９図は第３図の９−９線に沿つた、第３図に示
されている据込み構体の拡大横断面図である。 １０……温度感知装置（温度センサ）、１１，
１２……センサ線、１３……金属製のケーシン
グ、１４……無機絶縁体、１５……閉じた左端
部、１６……開口した右端部、１８……露出端
面、１９……比較的太いリード線、２０……比較
的太いリード線、２１……銀ロウ着部、２２……
接続部、２３……円筒状の密封材本体、２４，２
５……貫通孔、２６……成端チユーブ、２８……
円筒状左端部分、２９……テーパー頚部分、３０
……円筒状の膨径右端部分、３１……隙間、３３
……据込みダイス。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ センサ線と、前記センサ線を取り囲む金属製
   ケーシングと、前記センサ線と前記金属製ケーシ
   ング間を充満して該ケーシングにより前記センサ
   線に圧し当てられた無機絶縁物体とを含み、前記
   センサ線が前記無機絶縁物体の開放端部から外方
   へ延出している温度感知装置；前記無機絶縁物体
   の開放端部を密封するための密封装置で、一方の
   端部において前記ケーシングに密封連結された金
   属製の管状ハウジングと、前記ハウジングの他方
   の端部を満たし且つ前記無機絶縁物体の開放端部
   から離隔した内方端部を有する少なくとも１つの
   密封材料体と、前記密封材料体を通して延び且つ
   その両端から突出したリード線で、互に且つ前記
   ハウジングから離れて配置されたリード線とを含
   み、前記密封材料体が前記ハウジング内に圧縮状
   に密閉されてこれらリード線に圧縮状に係合して
   いる密封装置；を備え、前記センサ線と前記リー
   ド線は互に電気的に接続され、これらセンサ線と
   リード線の接続部が前記無機絶縁物体の開放端部
   と前記密封材料体の内方端部間の空間内に配置さ
   れることを特徴とする温度探子。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の温度探子におい
   て、前記ケーシングと前記ハウジングの各々がス
   テンレス鋼で作くられ、前記ハウジングが前記ケ
   ーシングの一部分を受け入れて該ケーシングにろ
   う付けされる温度探子。 ３ 特許請求の範囲第１項または第２項記載の温
   度探子において、前記密封材料体の材料が圧縮可
   能な熱プラスチツクである温度探子。 ４ 特許請求の範囲第１項から第３項のいずれか
   一項記載の温度探子において、前記リード線が前
   記センサ線に直接接続される温度探子。