JPS5816460B2 - 高温センサ− - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は特に高温度域に作動点を有する高温センサーに
関するものである。

近年、内燃機関を動力源とする自動車の排ガス浄化のた
めの触媒コンバータ、サーマルリアクタの作動温度制御
器の需要が増大している。

前記目的の温度制御器に要求されている作動温度はおよ
そ６００°Ｃ〜９５０℃の範囲に及ぶ。

而して該温度制御器において使用される高温センサ・−
としては、−万の端子を構成したケーシングと該ケーシ
ング内に充填しかつ所望温度で溶解又は凝固作用に基づ
き電導又は非電導となる金属ぶつ化物の組成体と、該金
属ぶつ化物の組成体に挿入されかつ他方の端子を構成し
た導電性ロンドとを具備した構成のものが考えられてい
る。

しかしながらかかる構成の高温センサーによれば、作動
温度に達して金属ぶつ化物の組成体が溶融すると、該金
属ぶつ化物の組成体は液体となることと同時に２０％〜
３０％程度体積膨張するためケーシングより漏出しやす
くなり、ケーシングのシールが極めて困難であった。

また作動点に達して金属ぶつ化物の組成体が溶融した際
には該導電性ロンドが揺動しやすくなり、振動等によっ
て該ケーシングへ接触し、温度制御器を誤動作させる惧
れも存した。

さらに該導電性ロンドとケーシング間に充填された金属
ぶつ化物の組成体のみでは高温センサーとして感熱時定
数が大きくなってしまうとともに作動点と復帰点との温
度差が大きいという欠点もあった。

本発明は上記した従来の高温センサーの欠点を解消する
ために案出したもので、該導電性ロッドとケーシング間
に充填された金属ぶつ化物の組成体を粒状形態を有する
マグネシアを混合した金属ぶつ化物の組成体としたこと
を特徴とするものである。

以下、本発明に係る高温センサーの好適な実施例を図面
に基づいて詳細に説明する。

１はケーシングであり、筒状を成していて一端に開口部
を有し、該開口部より導電性ロッド２を挿装していると
ともに該導電性ロッド２とケーシング１との間に粒状形
態を有するマグネシアを混合した金属ぶつ化物の組成体
３を充填している。

該ケーシング１は例えばニッケル基合金から成り、所望
の位置へフランジ４を固着しているとともに他端を閉口
している。

該ケーシング１の一端にはその開口部を覆う如くリード
ジヨイントパイプ５を挿着している。

６はハーネスであり、一端はコネクタ７へ接続され、他
端はリードジヨイントパイプ５へ挿装されるとともにそ
の芯線を導電性ロッド２の一端へ溶接している。

８は耐熱性を有するゴム、例えばシリコンゴムであり、
ケーシング１の一端の開口部を気密的に閉栓する如くか
つハーネス６の芯線と導電性ロッド２との溶接部を覆う
如くリードジヨイントパイプ５内であってかつケーシン
グ１の端部へ充填されている。

９は保護チューブ例えばテフロンチューブであり、該リ
ードジヨイントパイプ５内でかつ該ハーネス６の他端を
覆う如く挿装している。

而してケーシング１とリードジヨイントパイプ５間と、
該リードジヨイントパイプ５と耐熱性をノ有するゴム８
間と、リードジヨイントパイプ５と保護チューブ９間と
、該保護チューブ９とハーネス６間とには気密を保持す
べくシリコン接着剤１０を塗布している。

図中、１１は取付ナツトであり、１２はゴムブｉ−ツで
ある。

而して該金属ぶつ化物の組成体はアルカリ金属ぶつ化物
中から選ばれたＬｉＦないしＫＦ単体あるいはアルカリ
土類金属ぶつ化物中から選ばれたＣａＦ２ 、 ＭｇＦ
２ 、およびアルカリ金属ぶつ化物中りから選ばれたＬ
ｉＦ、ＮａＦ、ＫＦ中の２種または３種の組合せからな
る共融点組成の混合物からなる。

ここにおいて上記材料を単体でもしくは適当に数種類を
組合せると、下記表で示す如く６１５℃〜９４０℃で導
電性を示す材料として得ることが；できる。

上記表において／！６１〜Ａ６１２までの材料で示され
る金属ぶつ化物の組成体はマグネシアと粉抹の状態で均
一に混合され、ケーシング１へ圧縮充填される。

而して該導電性ロッド２は圧縮充填された粉抹の金属ぶ
つ化物の組成体とマグネシアとの混合物によりケーシン
グ１内の略中心部へ支持される。

該マグネシアは上記表で示された全ての材料よりはるか
に高い融点を有しかつ化学的に安定である性質を有する
。

該マグネシアとしては熱伝導率が高くかつ純度の高い電
融マグネシアとすると好都合でありまた該金属ぶつ化物
の組成体１に対し重量比で３倍から１９倍の量を混合し
てケーシング１へ充填すると好適である。

本発明に係る高温センサーは上記した構成であるので下
記の如く作動する。

まず検知すべき雰囲気の温度が該高温センサーの作動温
度以下のときはマグネシアを混合した金属ぶつ化物の組
成体３は固相状態であってケーシング１と導電性ロッド
２間の電気抵抗は極めて高く、高温センサーとしてはＯ
ＦＦ状態となっている。

次に検知すべき雰囲気の温度が該高温センサーの作動温
度に達するとマグネシアを混合した金属ぶつ化物の組成
体３の中の金属ぶつ化物の組成体が溶融して液相状態と
なり、該マグネシアの隙間へ浸透し表面張力によってケ
ーシング１と導電性ロッド２間を橋絡して導通する。

これにより高温センサーはＯＮ状態となる。

而して金属ぶつ化物の組成体でなる電解質が溶融し、高
温センサーがＯＮとなっても該マグネシアは固相状態を
保持しており、しかも該金属ぶつ化物の組成体の数倍な
いし士数倍の量がケーシング１に圧縮充填されているこ
とから導電性ロッド２をケーシング１内の所定の位置へ
強力に保持でき、振動等によって移動させることがなく
、しかも金属ぶつ化物の組成体でなる電解質が液相状態
時に体積が増加したときでもその体積増加分はもともと
粉抹状態であるマグネシアの隙間へ浸透するだけである
。

従ってケーシング１の外へ漏出したリケーシング１を破
壊したりする惧れはない。

次に検知すべき雰囲気の温度か再び該高温センサーの作
動温度以下となると金属ぶつ化物の組成体は再び固相状
態へ復帰する。

これにより高温センサーはＯＦＦ状態となる。

ところで該マグネシアは該導電性ロッド２を所定位置に
支持する機能と該金属ぶつ化物の組成体が溶融したとき
の体積膨張を吸収する機能とを有するとともに検知部の
熱容量を小とすることができ、かつ該金属ぶつ化物の組
成体が液相状態から固相状態へ移行する際の該金属ぶつ
化物の組成体の過冷却防止剤としての機能をも有する。

従って本考案に係る高温センサーにおいては金属ぶつ化
物の組成体の液相移行温度と固相移行温度との温度差を
小さくできる。

つまり高温センサーとして作動点と復帰点との温度差を
小さくできる特徴がある。

本発明に係る高温センサーは上記した構成および作用を
有する。

従って下記する効果を奏する。一方の端子を構成したケ
ーシングと、該ケーシング内に充填しかつ所望温度で溶
解又は凝固作用に基づき電導又は非電導となる金属ぶつ
化物の組成体と、該金属ぶつ化物の組成体に挿入されか
つ他方の端子を構成した導電性ロツＬ゛とを具備する高
温センサーにおいて、該ケーシング内に充填きれる金属
ぶつ化物の組成体をマグネシアを混合した金属ぶつ化物
の組成体としたので、作動温度に達し金属ぶつ化物の組
成体か溶融し膨張しても、溶融かつ膨張した金属ぶつ化
物の組成体は該マグネシアの隙間へ浸透するのみでケー
シング外へ漏出する惧れがなく、従って漏出防止のため
のシールが不要である。

また作動温度に達して金属ぶつ化物の組成体が溶融して
もマグネシアは溶融しないので導電性ロッドをケーシン
グ内の所定の位置へ適正に保持することができる。

従って特別の支持構造もしくは支持部材が不要である。

さらに該マグネシアは金属ぶつ化物の組成体でなる電解
質の過冷却防止剤として作用するので高温センサーとし
て作動点と復帰点との温度差を小さくできる。

また該マグネシアを純度の高い電融マグネシアとするこ
とにより、金属ぶつ化物の組成体でなる電解質の劣化を
防止できるとともに熱伝導率を高めかつ熱容量を小とす
ることができ高温センサーとして応答速度を速めること
ができる。

そして、耐熱性ゴムを配備したことにより、ケーシング
の開口部を気密的に閉栓し、金属ぶつ化物の漏出を防止
する。

また、金属ぶつ化物からの高熱を衰弱させ、且つ該耐熱
性ゴム内で溶接されている導電性ロッドとハーネスの溶
接部分を外力から保護する。

また、保護チューブを配備したことにより、耐熱性ゴム
及びハーネスの地熱を防止することが可能である。

そして、リードジヨイントパイプによりケーシングと耐
熱性ゴム及びハーネスを連結固定し、該連結部の外力に
よる地熱及び歪曲を防止する。

且つリードジヨイントパイプ内にシリコン接着剤を充填
することにより、より一層連結部を強固にすることが可
能である。

また、コネクターと取付ナツト及びフランジを配備した
ことにより高温センサーの取付は等が容易となる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る高温センサーの好適な実施例を示す
要部断面図である。 １・・・・・・ケーシング、２・・・・・・導電性ロッ
ド、３・・・・・・マグネシアを混合した金属ぶつ化物
の組成体、４・・・・・・フランジ、５・・・・・・リ
ードジヨイントパイプ、６・・・・・・ハーネス、７・
・・・・・コネクター、８・・・・・・耐熱性を有する
ゴム、９・・・・・・保護チューブ、１０・・・・・・
シリコン接着剤、１１・・・・・・取付ナツト、１２・
・・・・・ゴムブーツ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一方の端子を構成したケーシングと、該ケーシング
   内に充填しかつ所望温度で溶解又は凝固作用に基づき電
   導又は非電導となる金属ぶつ化物の組成体と、該金属ぶ
   つ化物の組成体に挿入され、かつ他方の端子を構成した
   導電性ロンドとを具備する高温センサーにおいて、該ケ
   ーシング内に充填される金属ぶつ化物の組成体をマグネ
   シアを混合した金属ぶつ化物の組成体として、ケーシン
   グ内に充填し、該ケーシング内に金属ぶつ化物の組成体
   を閉栓する耐熱性ゴムと、該耐熱性ゴム内で導電性ロン
   ドと溶接されているハーネスと、耐熱性ゴム及びハーネ
   スを保時する保護チューブと、該保護チューブを被覆し
   ケーシングを固定するジヨイントパイプと、該ジヨイン
   トパイプ内に充填したシリコン接着剤と、前記ハーネス
   を接続したゴムブーツと、該ゴムブーツに連結したコネ
   クターを配備したことを特徴とする高温センサー。 ２ マグネシアを混合した金属ぶつ化物の組成体は金属
   ぶつ化物の組成物を１として重量比で３倍から１９倍の
   マグネシア原混合してなることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の高温センサ０ ３ 金属ぶつ化物の組成体と混合されるマグネシアは粒
   状形態を有する電融マグネシアであることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の高温セ；ンサー。