JPH06241913A

JPH06241913A - 熱電対温度センサ

Info

Publication number: JPH06241913A
Application number: JP2592093A
Authority: JP
Inventors: Tsujihiko Yasuda; 辻彦安田
Original assignee: Chubu Sukegawa Kogyo Kk
Current assignee: Chubu Sukegawa Kogyo Kk
Priority date: 1993-02-16
Filing date: 1993-02-16
Publication date: 1994-09-02

Abstract

(57)【要約】【目的】高温・高圧下での高感度の測温が可能となっ
て、耐衝撃性も良好となる熱電対温度センサを提供する
こと。【構成】熱電対温度センサ１０は、素線１１・１２を
結合させてなる測温接点部位１３が、カバー部１６から
露出される。カバー部１６における測温接点部位１３側
の端部において、絶縁材料１７が相互の素線１１・１２
の外周面を気密性を有して囲繞している。絶縁材料１７
は、ポリメタロカルボシランとシリコン樹脂とを含んだ
可撓性を有した耐熱性接着剤から構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、高温・高圧下での高
感度の測温が可能で、かつ、耐衝撃性を有する熱電対温
度センサに関する。

【０００２】

【従来の技術とその課題】従来、この種の熱電対温度セ
ンサでは、高感度で測温する場合には、２つの素線を結
合させてなる測温接点部位を、カバー部から露出させて
いる。

【０００３】また、高圧下や湿度のある雰囲気下で測温
する場合には、カバー部を密封する必要が生ずることか
ら、内部において、素線相互を絶縁する粉末状のマグネ
シアを充填させるとともに、カバー部における測温接点
部位側の端面において、所定の絶縁材料が、２つの素線
の外周面を気密性を有して囲繞することとなる。

【０００４】そして、この絶縁材料としては、従来、エ
ポキシ樹脂や磁器等が使用されていた。

【０００５】しかし、絶縁材料をエポキシ樹脂とした場
合には、その樹脂の溶融温度以上の例えば１０００℃等
の高温では、対応できない。

【０００６】また、絶縁材料を磁器とした場合には、素
線を通す穴を設ける必要が生じ、その加工精度が良好で
ないと、素線との間にエアギャップが生じ、高感度での
測温ができない場合が生ずる。さらに、絶縁材料を磁器
とした場合には、耐衝撃性が劣ることとなる。

【０００７】この発明は、上述の課題を解決するもので
あり、高温・高圧下での高感度の測温が可能となって、
耐衝撃性も良好となる熱電対温度センサを提供すること
を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明に係る熱電対温
度センサは、所定数の素線を結合させてなる測温接点部
位が、カバー部から露出され、該カバー部における前記
測温接点部位側の端部において、絶縁材料が相互の前記
素線の外周面を気密性を有して囲繞し、前記絶縁材料
が、ポリメタロカルボシランとシリコン樹脂とを含んだ
耐熱性接着剤から構成されていることを特徴とする。

【０００９】

【手段の詳細な説明】上記の接着剤は、特開昭６２−１
３８５７４号公報で知られているものである。

【００１０】すなわち、上記ポリメタロカルボシラン
は、ー（ＳｉＲ₁ Ｒ₂ −ＣＨ₂ ）_n ーなるカルボシラン
結合単位と、少なくとも一種のー（ＭＯ）_n ーなるメタ
ロキサン結合単位と、からなるものである。

【００１１】なお、Ｒ₁ 及びＲ₂ は、同一若しくは異な
っても良く、低級アルキル基、フェニール基、又は水素
原子を表わす。

【００１２】また、Ｍは、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｍｏ、及びＣｒ
からなる群から選ばれる少なくとも一種の元素を示し、
場合により、前記各元素の少なくとも一部分が側鎖基と
して低級アルコキシ基又はフェノキシ基を少なくとも一
個有しても良い。

【００１３】そして、上記ポリメタロカルボシランは、
上記カルボシラン結合単位と上記メタロキサン結合単位
とが主鎖骨格中でランダムに結合した重合体、及び／又
は、上記カルボシラン結合単位のケイ素原子の少なくと
も一部が上記メタロキサン結合単位の前記各元素と酸素
原子を介して結合し、これらによって上記カルボシラン
結合単位の連鎖により得られるポリカルボシラン部分が
上記メタロキサン結合単位によって架橋された重合体で
ある。

【００１４】そしてさらに、上記ポリメタロカルボシラ
ンは、上記カルボシラン結合単位の全数対上記メタロキ
サン結合単位の全数の比率が、１：１から１０：１の範
囲にあり、数平均分子量が４００〜５００００である有
機金属重合体である。

【００１５】シリコン樹脂は、ポリオルガノシロキサ
ン、シリコンオイル、シリコンワニス、及び、シリコン
ゴムからなる群から選ばれた少なくとも一種を使用す
る。

【００１６】そして、上記耐熱性接着剤は、シリコン樹
脂を、ポリメタロカルボシラン１００重量部に対し、１
０〜９００重量部、好ましくは、５０〜２００重量部添
加して形成する。この場合、シリコン樹脂の添加量が１
０重量部以下であると、得られる接着剤層の可撓性が低
下し、９００重量部を越えると、ポリメタロカルボシラ
ンの優れた耐熱性が発揮できず、高温時の接着性が低下
してしまう。

【００１７】さらに、上記耐熱性接着剤としては、ポリ
メタロカルボシラン１００重量部に対して、無機充填剤
を１０〜５００重量部加えても良い。無機充填剤を添加
すると、接着剤層の高温時における軟化性を向上させる
ことができる。但し、加え過ぎると、機械的強度を低下
させるので、考慮する必要がある。

【００１８】無機充填剤としては、公知の添加剤の他、
ホウ素、マグネシウム、アルミニウム、ケイ素、カルシ
ウム、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、亜鉛、
ジルコニウム、モリブテン、カドニウム、スズ、アンチ
モン、バリウム、タングステン、鉛、ビスマス等の酸化
物、それらの炭化物、それらの窒化物、リチウム、ナト
リウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム、亜鉛の
ホウ酸塩、リン酸塩、ケイ酸塩等である。これらは単独
で使用しても良く、又、混合して使用しても良い。

【００１９】上記耐熱性接着剤は、ポリメタロカルボシ
ラン、シリコン樹脂、及び、無機充填剤を混合、粉砕し
て粉末状の接着剤組成物としたり、あるいは、これをベ
ンゼン、トルエン、キシレン等の適当な溶剤に溶解又は
分散させて液体状の接着剤組成物として、カバー部の端
部に、ふりかけたり、ハケ、スプレイ、ローラ、浸積等
の方法で塗布したりし、その後、必要に応じて圧力を加
えながら、２００℃以上で加熱することにより硬化させ
れば良い。

【００２０】そして、この様にして形成した接着剤層
は、強固に被着剤に密着し、耐熱性を有するとともに可
撓性を有することとなる。

【００２１】

【発明の作用・効果】この発明に係る熱電対温度センサ
では、カバー部における測温接点部位側の端部におい
て、ポリメタロカルボシランとシリコン樹脂とを含んだ
耐熱性接着剤からなる絶縁材料が、相互の素線の外周面
を気密性を有して囲繞して、構成されている。

【００２２】このポリメタロカルボシランとシリコン樹
脂とを含んだ耐熱性接着剤は、２０００℃程度までの耐
熱性を有するとともに可撓性も有しているため、素線の
周囲を耐衝撃性を有して密封することができる。

【００２３】そして勿論、素線を結合させた測温接点部
位は、カバー部から露出されているため、高感度で測温
することができる。

【００２４】したがって、この発明に係る熱電対温度セ
ンサでは、高温・高圧下での高感度の測温が可能となっ
て、耐衝撃性も良好となる。

【００２５】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図面に基づいて
説明する。

【００２６】図１・２に示す実施例の熱電対温度センサ
１０は、自動車用エンジンのシリンダ１内において、燃
焼ガスの熱流束体の温度を測定するものであり、クロメ
ル製とアルメル製の二つの素線１１・１２を備えて構成
されている。

【００２７】そして、この熱電対温度センサ１０は、素
線１１・１２が、鋼管からなる第１カバー部としてのシ
ース１４内にマグネシア等の絶縁材料１５を充填させて
封入され、シース１４の後端側には、補償導線と接続さ
せる図示しないアダプタが配設されている。

【００２８】シース１４の先端には、シリンダ１と同質
のアルミニウムからなる円筒状の第２のカバー部１６が
接続され、素線１１・１２は、測温接点部位１３をカバ
ー部１６から突出させている。

【００２９】そして、カバー部１６の測温接点部位１３
側の端部には、ポリメタロカルボシランとシリコン樹脂
とを含んだ耐熱性接着剤からなる絶縁材料１７が、素線
１１・１２の各々の外周面を気密性を有して囲繞するよ
うに配設されている。

【００３０】なお、実施例の耐熱性接着剤１７として
は、商品名「チラノコート耐熱塗料」（宇部興産（株）
製）が例示できる。

【００３１】また、測温接点部位１３は、絶縁材料１７
の外表面で、直径０．２２mm程度の素線１１・１２先端
が、厚さ１μ程度・直径３〜５mm程度の箔１３ａ・１３
ｂに延ばされるとともに結線されて、構成されている。

【００３２】この熱電対温度センサ１０の製造について
簡単に述べると、まず、シース１４内に、絶縁材料１５
を充填させるとともに素線１１・１２を封入し、シース
１４後端に、図示しない補償導線と接続されるアダプタ
を、結合する。

【００３３】そして、シース１４の先端に、素線１１・
１２を突き出させてカバー部１６を固着させるととも
に、カバー部１６の先端側の凹部１６ａ内に耐熱性接着
剤１７を充填する。

【００３４】そして、耐熱性接着剤１７を加熱して硬化
させた後、平滑に研削し、接着剤１７の表面における素
線１１・１２の端部に、箔１３ａ・１３ｂを形成して、
センサ１０を製造するものである。

【００３５】このように製造した熱電対温度センサ１０
では、カバー部１６における測温接点部位１３側の端部
において、ポリメタロカルボシランとシリコン樹脂とを
含んだ耐熱性接着剤からなる絶縁材料１７が、相互の素
線１１・１２の外周面を気密性を有して囲繞して、構成
されている。

【００３６】このポリメタロカルボシランとシリコン樹
脂とを含んだ耐熱性接着剤１７は、２０００℃程度まで
の耐熱性を有するとともに可撓性も有しているため、素
線１１・１２の周囲を耐衝撃性を有して密封することが
できる。なお、硬化後の耐熱性接着剤１７は、曲げ弾性
率を８０〜１２０Kgf/mm² としているそして勿論、素線１１・１２を結合させた測温接点部位
１３は、カバー部１６から露出されているため、高感度
で測温することができる。

【００３７】したがって、この熱電対温度センサ１０で
は、高温・高圧下での高感度の測温が可能となって、耐
衝撃性も良好となる。

【００３８】なお、実施例の熱電対温度センサ１０で
は、測温接点部位１３が箔１３ａ・１３ｂで構成されて
おり、一層、高感度で測温が可能となる。

【００３９】ちなみに、実施例のセンサ１０では、１１
００℃程度までの測温が可能で、応答特性も、応答特性
の良好な測温接点部位の露出している従来タイプの熱電
対温度センサに比べ、６３％到達温度や９０％到達温度
において、約１０倍の性能を発揮することができた。

【００４０】なお、実施例では、測温接点部位１３を箔
１３ａ・１３ｂから構成したものを示したが、勿論、通
常のように、箔１３ａ・１３ｂを設けずに、単に、素線
１１・１２の端部を結合させて、測温接点部位１３とし
ても良い。

【００４１】また、使用する部位によっては、第２のカ
バー部１６を設けず、第１のカバー部であるシース１４
の先端部内周に、絶縁材料１７を充填して、その絶縁材
料１７の外側に、測温接点部位１３を形成するように構
成しても良い。

【００４２】さらに、実施例では、クロメル・アルメル
熱電対を例に採り説明したが、素線１１・１２の材質
は、クロメル製・アルメル製に限定されるものでは無
い。同様に、素線の本数も二本に限定されるものでは無
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示す部分断面図である。

【図２】同実施例の測温接点部位の正面図である。

【符号の説明】

１０…熱電対温度センサ、１１・１２…素線、１３…測温接点部位、１６…カバー部、１７…（耐熱性接着剤）絶縁材料。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定数の素線を結合させてなる測温接点
部位が、カバー部から露出され、該カバー部における前記測温接点部位側の端部におい
て、絶縁材料が相互の前記素線の外周面を気密性を有し
て囲繞し、前記絶縁材料が、ポリメタロカルボシランとシリコン樹
脂とを含んだ耐熱性接着剤から構成されている熱電対温
度センサ。