JP2012507001A - 温度センサ、その製造方法及び取り付け方法 - Google Patents

Abstract

【課題】製造時間及びコストの増加を伴わずに、短い応答時間で、正確に温度を測定することができる温度センサ、その製造方法及び取り付け方法を提供する。
【解決手段】感温素子(3)と、感温素子(3)を受容する閉端部(9)を有し、対応するキャビティ(11)内に挿入可能とした外筒(7)とを有する温度センサであって、外筒(7)の閉端部(9)は、受支部(21)と、その外方に設けられたフレキシブルな取付け用ストッパ(23)とを有し、ストッパ(23)は、キャビティ(11)の底部(15)の形状に沿って、受支部(21)の方に変形可能である温度センサに関する。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車のガス（例えばエンジンルーム内のガス）等の温度測定に使用される温度センサに関する。

このような温度センサとしては、例えば特許文献１、特許文献２、及び特許文献３に記載のものが知られている。

これらの温度センサは、測定信号を処理するための電気／電子回路に外部接続された感温素子を備えている。

感温素子が外筒内に配置され、この外筒は、温度を測定しようとする物体（例えばエンジンのシリンダヘッド）に設けたキャビティ内に挿入される。

公知のように、センサは、その外筒の閉端部が、温度測定されるエリアに極力近付くように、キャビティ内に螺入される。

しかしながら、外筒及びキャビティの寸法公差により、外筒の閉端部とキャビティの底部との間に、ギャップが生じることがある。このギャップは、キャビティ内へセンサを挿入するために、必須のものではあるが、応答時間及びセンサの正確性を著しく低下させることがある。

フランス国特許公開第2,847,979号 フランス国特許公開第2,880,685号 フランス国特許公開第2,864,234号

従って、本発明の目的は、製造時間及びコストを増加させることなく、上記した従来技術の問題を解決した温度センサ、その製造方法、及び取り付け方法を提供することである。

上記目的に鑑み、本発明は、
感温素子と、
閉端部に感温素子を受容し、対応するキャビティ内に挿入しうるようになっている外 筒を有する温度センサであって、
前記外筒の閉端部には、受支部と、その外方へ突出するフレキシブルな取り付け用ストッパとを設け、このストッパは、上記キャビティの底部の形状に応じて、上記受支部の方に向かって変形可能であることを特徴とする温度センサを提供するものである。

上記温度センサは、その他に以下のような特徴を有する。
− フレキシブルな取り付け用ストッパは、ディスク状である。
− 受支部は円錐台状である。
− 外筒のフレキシブルな取り付け用ストッパ及び受支部は、一体部品として形成されている。
− 外筒は金属からなっている。
− 感温素子は、PTC（Positive Temperature Coefficient）型、又はNTC（Negative Temperature Coefficient）型のサーミスタである。

本発明はまた、上記温度センサの製造方法であって、外筒における三角形断面を有する部分に、回転加工を施して溝を設けることにより、フレキシブルな取り付け用ストッパ及び受支部を形成することを特徴とする方法を提供するものである。

本発明はさらに、感温素子と、閉端部に感温素子を受容し、対応するキャビティ内に挿入しうる外筒とを有する温度センサを、前記キャビティ内に取り付ける方法であって、
前記センサを前記キャビティ内に挿入して、外筒の閉端部のフレキシブルな取り付 け用ストッパが、前記キャビティの底部に対向するように位置させる第１の工程と、
前記ストッパの形状が前記キャビティの底部の形状に従うように、フレキシブルな 取り付け用ストッパを、前記外筒の閉端部の受支部の方に向かって、少なくとも部分 的に変形させる第２の工程とを有することを特徴とする方法を提供するものである。

本発明の温度センサをキャビティ内に取り付ける途中の状態を示す部分縦断面図である。 図１のセンサの部分拡大図である。 図１のセンサをキャビティ内に取り付けた状態を示す部分縦断面図である。 図３のセンサの部分拡大図である。

その他の利点及び特徴は、添付の図面を参照して、本発明に関する詳細な説明を読むことにより、明らかになると思う。

全ての図面において、同じ部分には同じ符号を付してある。

図１に示す温度センサ１は、感温素子３と、感温素子３に接続された配線素子５と、閉端部９で感温素子３を被覆している外筒７とを有する。

感温素子３は、例えばサーミスタである。

サーミスタは、受動半導体材料からなる素子であり、その抵抗が温度の関数として変化し、温度が下降した場合に温度を上昇させる機能を有する負の温度係数（NTC）型、又はその逆の機能を有する正の温度係数（PTC）型のものである。

配線素子５は、感温素子３に接続されており、プロセッサユニットに温度信号を送るようになっている。

図１に示すように、例えば、配線素子５は、感温素子３に接触する２本の導線を有する。これらの導線は、外筒７の外部からの疎通を可能とし、かつ素子３の抵抗により表される電気情報（結果的には測定温度）を提供するために、外筒７に沿って導入されている。

外筒７は、対応するキャビティ11内に挿入することができるように、長い円筒状の形状を有し、その長手方向は、導線５の方向と一致している。

キャビティ11は、物体13（例えば自動車のシリンダヘッド）の温度を測定することができるように、物体13に設けられている。

キャビティ11は円筒状であり、その底部15は、おおむね円錐形であって、温度を測定するエリアの極力近くに設けられている。

外筒７は、温度センサ１を物体13に固定するために、対応するキャビティ11の雌ネジ部19に螺入可能とした雄ネジ部17を有するのが好ましい。

さらにセンサ１は、これを物体13に固定する外部用固定手段14を有し、これは、物体13に螺入し、かつ物体13から回し外すことができる。

概略的に図示してあるが、この実施例では、外部用固定手段14としてボルトを用いている。

本発明によれば、図２に示すように、外筒７の閉端部９には、薄肉のテーパ状受支部21と、その外方へ突出するフレキシブルな取付け用ストッパ23が設けられている。ストッパ23は、キャビティ11の底部15の形状に沿って、薄肉の受支部21の方へ向かって変形可能である。

よって、キャビティ11内にセンサ１を取り付けると、図３及び図４に示すように、取付け用ストッパ23は、キャビティ11の底部15の形状に沿って、薄肉の受支部21の方に変形する。

そのとき、変形した外筒７の閉端部９は、キャビティ11の底部15に接触しているので、熱伝導により、センサと物体13との間の熱交換が改善される。

このようにして、応答時間を短縮しながら、より正確に温度を測定することができる。

好ましい実施態様では、フレキシブルな取付け用ストッパ23はディスク状に形成されている。ストッパ23は、外筒７と同軸状をなしている。

従って、ストッパ23の突出部分が一度変形すると、ストッパ23とキャビティ11との間の接触面積は増大し、これにより熱交換が最適化され、かつセンサ１の応答時間が短縮化される。

さらに、受支部21方向へのストッパ23の変形により、温度測定を要するエリアの熱伝導が局所的に最適化され、かつ感温素子３が、キャビティ11の底部15に可能な限り近付くので、測定の正確性が増す。

さらに、薄肉の受支部21は円錐台状であり、その底である端部は、フレキシブルな取り付け用ストッパ23に隣接している。フレキシブルな取り付け用ストッパ23、及び外筒７の薄肉の末端の受支21は、一体部品として形成するのが好ましい。

これにより、信頼性のある温度センサ１を製造するために、部品を追加する必要がない。

温度センサ１の一実施態様では、フレキシブルな取付け用ストッパ23は、外筒７の三角形断面を有する部分に、回転加工を施して溝を設けることにより形成される。

ディスク状のストッパ23は、このようにして簡単に形成され、その他の加工を要しない。

操作について、第１の工程（図１及び図２参照）では、温度センサ１を対応するキャビティ11内に挿入して、外筒７の閉端部９のフレキシブルな取付け用ストッパ23が、キャビティ11の底部15に直面するように位置させる。

温度センサ１は、対応するキャビティ11の底部15に接するまで、キャビティ11のネジ部に螺入することにより、キャビティ11内に取り付けることができる。

外筒７の長さは、対応するキャビティ11の深さと実質的に同じであるが、キャビティ11内への温度センサ１の取り付け途中では、ギャップを設ける。そのため、取り付けの間、フレキシブルな取付け用ストッパ23がキャビティ11の底部15に接触した段階では、温度センサ１は、キャビティ11内に完全に螺入されておらず、キャビティ11から僅かに突出している。

このギャップは、ストッパ23が、変形していない位置から、取り付けた状態（すなわち、フレキシブルなストッパ23が変形した状態）まで移動する距離に相当する。

第２の工程（図３及び図４参照）では、ストッパ23の形状がキャビティ11の底部15の形状に従うように、フレキシブルな取付け用ストッパ23の突出壁を、外筒７の閉端部９の薄肉の受支部21の方に、少なくとも部分的に変形させる。この操作は、フレキシブルな取付け用ストッパ23が変形するように、一層強い力を加えて、温度センサ１を螺入することにより行う。

そのとき、フレキシブルな取付け用ストッパ23の突出部分は、キャビティ11の円錐形の底部15の形状に沿って変形する。

取り付けは、外部用固定手段14を物体13に接触させると完了する。そのときにはもうセンサ１を螺入することはできず、これにより、センサ１を損傷させず、かつフレキシブルな取り付け用ストッパ23をキャビティ11内で最適に変形させることができる。

以上のようにして得られる温度センサ１は、簡単に製造でき、かつ簡単に取り付けることができるのみならず、応答時間が短縮化され、温度測定の正確性も向上している。

１・・・温度センサ
３・・・感温素子
５・・・配線素子
７・・・外筒
９・・・閉端部
11・・・キャビティ
13・・・温度を測定する物体
14・・・外部用固定手段
15・・・底部
17・・・雄ネジ部
19・・・キャビティの雌ネジ部
21・・・受支部
23・・・取付け用ストッパ

Claims (8)

1. 感温素子(3)と、
   感温素子(3)を受容する閉端部(9)を有し、対応するキャビティ(11)内に挿入可能に構成された外筒(7)とを有する温度センサであって、
   外筒(7)の閉端部(9)は、受支部(21)と、その外方へ突出するフレキシブルな取り付け用ストッパ(23)とを有し、このストッパ(23)は、キャビティ(11)の底部(15)の形状に沿って、末端の受支部(21)の方に向かって変形可能であることを特徴とする温度センサ。
2. フレキシブルな取付け用ストッパ(23)は、ディスク状であることを特徴とする請求項１に記載の温度センサ。
3. 受支部(21)は、円錐台状であることを特徴とする請求項１又は２に記載の温度センサ。
4. 外筒(7)のフレキシブルな取付け用ストッパ(23)及び末端の受支部(21)は、一部品として形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の温度センサ。
5. 外筒(7)は、金属からなることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の温度センサ。
6. 感温素子(3)は、PTC（Positive Temperature Coefficient）型又はNTC（Negative Temperature Coefficient）型のサーミスタであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の温度センサ。
7. 請求項２〜６のいずれか１項に記載の温度センサの製造方法であって、外筒(7)の三角形断面を有する部分に回転加工を施して溝を設けることにより、フレキシブルな取付け用ストッパ(23)及び末端の受支部(21)を形成することを特徴とする方法。
8. 感温素子(3)と、閉端部(9)に感温素子(3)を受容し、対応するキャビティ(11)内に挿入される外筒(7)とを有する温度センサ(1)を、前記キャビティ(11)に取り付ける方法であって、
   前記センサ(1)を前記キャビティ(11)内に挿入して、外筒(7)の閉端部(9)のフレキシブルな取付け用ストッパ(23)が、前記キャビティ(11)の底部(15)に直面するように位置させる第１の工程と、
   上記ストッパ(23)が、キャビティ(11)の底部(15)の形状に沿うように、フレキシブルな取付け用ストッパ(23)の突出部を、上記外筒(7)の閉端部(9)の末端の受支部(21)の方に、少なくとも部分的に変形させる第２の工程とを有することを特徴とする温度センサの取り付け方法。

Images