JP5038091B2 - 温度センサ - Google Patents

Description

本発明は、温度を検知する感温素子を有する温度センサに関する。詳しくは、感温素子の電極に接続した金属芯線をシース管（保護管）内に絶縁を保持して通してなるシース部材（シースピンとも言われる）と、このシース部材の外周面、及び金属芯線と外部に引出されたリード線との接続部を保護するために外嵌（配置）された保護筒などから構成される温度センサに関する。

図９は、従来のこの種の温度センサ（以下、単にセンサとも言う）２０１の構造例１を示したものである。このセンサ２０１は、先端（図９における下端）に感温素子（例えば、サーミスタ素子、以下、単に素子ともいう）２０３を設けたシース部材２２１と、このシース部材２２１の外周面を包囲するように外嵌された保護筒２３１などから構成されている。（本明細書において、センサ又はその構成部品に関して先端とは、図９に示したセンサのように、素子２０３を下に図示してセンサを示したときにおける下端をいい、後端とは、その逆の上端をいうものとする。）保護筒２３１は、シース部材２２１を保護するためや、シース部材２２１の後端から引出される素子２０３の電極（電極線）２０５に接続された金属芯線２０７の後端と、外部に引出されるリード線２０９との接続部２１１を保護するためのものである。リード線２０９は、保護筒２３１の後端又は後端寄り部位において、その内周面側に配置されたシール材（ゴム製グロメット）２１３内を貫通状に通されており、シール材２１３に対応する保護筒２３１の外周面を縮径状にかしめて、センサ２０１の外部とのシールが保持されている。

一方、保護筒２３１の先端側には、センサを例えば排気管に設けた取付け孔に密閉を保持して取り付けるためのフランジ付き部材２４１が設けられている。このフランジ付き部材２４１は、そのフランジ２４３の内周面に沿って後方に突出する円筒状の筒状部２４５を備えており、筒状部２４５を、シース部材２２１をなすシース管２２３の外周面に溶接等により固定されてている。そして、保護筒２３１の先端は、フランジ２４３の後端向き面において筒状部２４５の外周面に嵌合されて溶接により固定されている。なお、本例では、シース管２２３の先端には、素子２０３を保護するように有底筒状の金属筒からなるチューブ２２５が被せられて溶接により固定されている。このようなセンサ２０１は、排気管３０１の取付け孔３０３の奥の着座面３０５に、フランジ２４３を着座させて、シース管２２３の先端を排気管３０１内に晒すように配置し、取付け孔３０３の内周面のネジ３０７に、別部材である筒状ブッシュ３１１をねじ込んで、その先端でフランジ２４３を締め付けることで、その取り付けが行われる。

ところで、このような温度センサは、通常２００℃〜１０００℃程度の高温環境下にて使用されることから、長期間の使用に伴い、シース管２２３やチューブ２２５に酸化が生じることがある。このような酸化が進行すると、それらの内部の酸素分圧が低下することになる。このように酸素分圧が低下して同内部が過度の還元雰囲気になると、内部に収納された形のサーミスタ素子２０３の酸化物半導体から酸素が奪われることになり、同素子の抵抗特性が変動することがある。

こうしたことから、この種の温度センサにおいては、先端のチューブ２２５内の素子２０３回りに酸素が補給されるように構成されている。具体的には次のようである。例えば、リード線２０９は、その表面の絶縁被覆層内にある芯線相互間や同被覆層と芯線との間に微小隙間を有する。したがって、センサ外部の空気は微小隙間を通してリード線２０９の下端において放出され得るから、センサ内の保護筒２３１内に流通させることができる。したがって、このように流通させた空気を、例えば、シース管２２３内を通してその先端の素子２０３の周囲（チューブの先端の素子包囲空間内）に供給することで、酸素を補給するというものである。なお、シース管２２３内には、通されている金属芯線（単に芯線ともいう）２０７の絶縁確保のため、絶縁材が充填されるが、この場合でもシース管２２３内の通気性を確保するため、その絶縁材は例えばマグネシア粉末とされて、通気性のある状態で充填される（特許文献１）。また、別の手段としては、その通気性を高めるため、シース管２２３内に、別途、先後に延びる貫通孔を設ける提案もある（特許文献２）。

ところで、このようなセンサ２０１は、加熱されることで、センサ（保護筒２３１）内の空気が膨張する一方、冷却されると逆にそれが収縮する。このため、その加熱過程ではセンサ内の空気は、リード線２０９の絶縁被覆層内の微小空隙を介して外部に放出され、冷却過程では逆に、センサ外部の空気（大気）がリード線２０９内を通ってセンサ内部に吸引される。すなわち、このような構造のセンサにおいては、その使用過程で、空気の吸引、排気の一種の呼吸作用が繰り返されることによって、外部の空気がセンサの内部に取り込まれ、その取り込まれた空気が素子２０３に供給されるように構成されており、これによって、先端の素子２０３に酸素が補給されるメカニズムを有している。

ところで、センサ２０１の構成において、シース部材２２１は、保護筒２３１内において上記したようにフランジ付き部材２４１を介して固定されているだけである。つまり、シース部材２２１の後端は自由端となっている。このようにシース部材２２１を長くしたセンサ２０１が要求される際に、シース部材２２１の後端を自由端としておくとは好ましくない。というのは、後端が自由端であれば、センサ自体が強い振動を受けたときにシース部材２２１にも強い振れ（揺動）を生じるために、シース管２２３の破損、或いは、金属芯線２０７とリード線２０９との接続部２１１等が断線するといった危険性が増大するためである。

このため、保護筒２３１内においてシース部材２２１を安定して固定させて、その耐震性を高めるため、保護筒２３１を、シース部材２２１の後端又は後端寄り部位において外周面側から縮径状にかしめて、シース部材２２１を保護筒２３１のカシメ部において保持させるようにすることが考えられる。一方、保護筒２３１の内周面側のうち、シース部材２２１の外周面との間や、金属芯線２０７とリード線２０９との接続部２１１の周囲には空間Ｋが設けられている。これは、保護筒２３１の外周面に衝撃等の外力が加わったとしても、シース部材２２１や接続部２１１にその外力や変形が直接及ばないようにして、それらの部位の保護を図るためである。また、この保護筒２３１のかしめの際、シース部材２２１の内部の芯線２０７の保護や、シース部材２２１の変形を防止するため、さらには、保護筒２３１のカシメ代（カシメ変形量）の適正化を図るため等の要請から、図１０に示した構造例２のセンサ２０１のように、保護筒２３１の内周面とシース部材２２１の外周面との間に、環状をなすスペーサ（リング）２５１を介在させた上で、そのかしめを行う技術もある（特許文献３）。
特開２０００−１７１３０８号公報 特開２００５−１６９８２号公報 特開２０００−１６２０５１号公報の図３

しかし、この特許文献３に記載の技術では、保護筒２３１を対向方向（１つの直径方向）においてその両側から、ダイスで挟み付けるようにしてかしめる構造のものであることから、次のような解決すべき問題があった。というのは、このようにかしめた場合には、図１０に示したように、スペーサ２５１に保護筒２３１が押付けられるのは、その対向方向の両面（２面）であるから、スペーサ２５１の固定力が不安定で弱い。このため、長時間、強度の振動に晒されるこの種のセンサでは、経年によりスペーサ２５１に緩みが生じて、軸線方向に動いてしまう危険性がある。すなわち、このようにスペーサ２５１が動いてしまうと、シース部材２２１の後端側における支持の安定が得られないため、耐震性に対する信頼性が低いためである。

このようなスペーサ２５１の緩みや動きの発生を防止する手段としては、スペーサ２５１の外周面を周方向にわたって、保護筒２３１の内周面に圧接されるように、保護筒２３１の外周面を周方向にわたって縮径状にかしめることが考えられる。ところが、このようにすると、保護筒２３１の内周面側のうち、シース部材２２１の外周面や、金属芯線２０７とリード線２０９との接続部２１１の周囲に存在する空間Ｋが、スペーサ２５１を壁としてシース部材２２１の先後において遮断される形となり、その先端側の空間Ｋは閉塞空間となる。すなわち、このように空間Ｋがスペーサ２５１を壁として先後に遮断されると、その先端側の閉塞空間内の空気は、シース部材２２１の後端側からそのシース管２２３内を通過して先端の素子２０３に供給されないことになる。したがって、その分、サーミスタ素子２０３に対する酸素の供給性が低下することになるか、少なくとも、その先端側の閉塞空間内の空気は、サーミスタ素子２０３に対する酸素の供給には寄与し得ないことになる。そして、このことは、シース管２２３内の酸素分圧の低下に起因するサーミスタ素子２０３の抵抗特性の変動を防止する上で好ましいことではない。

本発明は、上記したような温度センサにおける如上の問題点に鑑みてなされたものであり、シース部材に環状をなすスペーサを介在させて、そのスペーサ部位において保護筒を外側から縮径状にかしめてなる、シース部材の支持構造を有する温度センサにおいて、その保護筒内の空間がシース部材の先後において遮断されることなく、しかも、保護筒内においてシース部材を安定して固定させて、その耐震性を高めることにある。

請求項１に記載の本発明は、シース管の先端側に形成された閉塞部内に感温素子を有し、しかも、そのシース管内には該感温素子の電極に先端が接続された金属芯線が通されてシース部材をなし、該金属芯線の後端は、前記シース管の後端側においてセンサ外部に引出される外部回路接続用の絶縁被覆層付きのリード線に接続され、さらに、前記シース管の後端寄り部位を含む外周面、及び、前記金属芯線と前記リード線との接続部の周囲を包囲し、かつ前記シース管の外周面及び前記接続部と、自身の内周面との間に空間を保持するように保護筒が配置されてなる構造の温度センサであって、
前記保護筒の先端寄り部位においてその内周面と前記シース管の外周面との間のシールが保持され、かつ前記保護筒の後端寄り部位においてその内周面と前記接続部よりも後方の前記リード線の外周面との間のシールが保持されて前記空間が閉塞状とされる一方、
前記リード線の絶縁被覆層の内側に存在する微小空隙を通気路としてセンサ外部の空気を、前記シース管内を通過させて前記感温素子に供給可能に形成され、しかも、前記シース管の後端寄り部位の外周面には、前記空間をシース管の先後に仕切る配置で環状のスペーサが外嵌状に設けられ、そのスペーサの部位において前記保護筒が外周面から縮径状にかしめられることで、前記シース部材が該スペーサを介して該保護筒内に支持されたシース部材支持構造を有する温度センサにおいて、
前記スペーサの内周面に、スペーサの先後に前記空間における空気が移動可能の空気流通路を形成し、該スペーサの部位において前記保護筒を外周面から周方向にわたって縮径状にかしめてなることを特徴とする。

請求項２に記載の本発明は、シース管の先端側に有底筒状をなすチューブが外挿され、そのチューブの底部内に形成された閉塞部内に感温素子を有し、しかも、そのシース管内には該感温素子の電極に先端が接続された金属芯線が通されてシース部材をなし、該金属芯線の後端は、前記シース管の後端側においてセンサ外部に引出される外部回路接続用の絶縁被覆層付きのリード線に接続され、さらに、前記シース管の後端寄り部位を含む外周面、及び、前記金属芯線と前記リード線との接続部の周囲を包囲し、かつ前記シース管の外周面及び前記接続部と、自身の内周面との間に空間を保持するように保護筒が配置されてなる構造の温度センサであって、
前記チューブの内周面と前記シース管の外周面との間には、前記シース部材の外部から前記チューブの閉塞部内に空気が入り込み可能の空気流通部を有し、
前記保護筒の先端寄り部位においてその内周面と、前記シース管の先端側に外挿されたチューブの外周面との間のシールが保持され、かつ前記保護筒の後端寄り部位においてその内周面と前記接続部よりも後方の前記リード線の外周面との間のシールが保持されて前記空間が閉塞状とされる一方、
前記リード線の絶縁被覆層の内側に存在する微小空隙を通気路としてセンサ外部の空気を、前記空間及び前記空気流通部を通過させて前記閉塞部内の前記感温素子に供給可能に形成され、しかも、前記シース管の後端寄り部位の外周面には、前記空間をシース管の先後に仕切る配置で環状のスペーサが外嵌状に設けられ、そのスペーサの部位において前記保護筒が外周面から縮径状にかしめられることで、前記シース部材が該スペーサを介して該保護筒内に支持されたシース部材支持構造を有し、かつ、前記スペーサの内周面に、スペーサの先後に前記空間における空気が移動可能の空気流通路を形成し、該スペーサの部位において前記保護筒を外周面から周方向にわたって縮径状にかしめてなることを特徴とする。

請求項３に記載の本発明は、請求項１又は２において、前記スペーサの内周面に、スペーサの先後に前記空間における空気が移動可能の空気流通路を形成したことに代えて、
前記スペーサの内周面と外周面との間に、スペーサの先後に前記空間における空気が移動可能の空気流通路を形成したことを特徴とする温度センサである。

請求項４に記載の本発明は、請求項１又は２において、前記スペーサの内周面に、スペーサの先後に前記空間における空気が移動可能の空気流通路を形成したことに代えて、
前記スペーサの外周面に、スペーサの先後に前記空間における空気が移動可能の空気流通路を形成したことを特徴とする温度センサである。

請求項５に記載の本発明は、請求項１又は２において、前記スペーサの内周面にスペーサの先後に前記空間における空気が移動可能の空気流通路を形成したことに代えて、
前記スペーサにおける内周面、若しくはその内周面と外周面との間、又はその外周面のうちの少なくともいずれかに、スペーサの先後に前記空間における空気が移動可能の空気流通路を形成したことを特徴とする温度センサである。

請求項１又は２に記載の本発明によれば、前記空間におけるスペーサの先後の空気が相互に流通するのを阻害されることはない。一方で、該スペーサの部位において前記保護筒を外周面から周方向にわたって縮径状にかしめてなるものであることから、従来の構造例２のセンサ（以下、従来センサともいう）のように、保護筒をスペーサの部位において、対向する２面で挟み付けるようにかしめて、シース部材を該スペーサを介して該保護筒内に支持していたシース部材支持構造のセンサに比べると、シース部材を保護筒内において安定して支持できる。すなわち、本発明の温度センサによれば、保護筒内の空間がシース部材の先後において遮断されないので、シース管内の酸素分圧の低下に起因するサーミスタ素子の抵抗特性の変動防止が効果が阻害されることもないし、保護筒内におけるシース部材の耐震性も高められる。そして、請求項２に記載の本発明によれば、前記チューブの内周面と前記シース管の外周面との間に、前記シース部材の外部から前記チューブの閉塞部内に空気が入り込み可能の空気流通部を有しており、センサの外部の空気をこの空気流通部を通過させて前記閉塞部内の前記感温素子に供給可能に形成されているため、シース管内に通気性が確保されていなくてもよい。したがって、シース管の内部に通される金属芯線相互やそれとシース管との絶縁確保に充填される絶縁材の充填性について、通気性を考慮する必要もなくなり、或いは、シース管内に先後に延びる貫通孔や通気孔を設ける必要もなくなるので、構造の簡素化が図られる。

とくに、請求項１〜３に記載の温度センサにおいては、スペーサの外周面に前記空気流通路が設けられていないことから、スペーサはその外周面の全体が保護筒のかしめによる締め付けが得られるため、一層安定した支持が得られる。したがって、このようなセンサによれば、スペーサの緩みや移動の危険性を大きく低減できるため、保護筒内におけるシース部材の耐震性が一層高いものとなる。ただし、請求項４に記載の温度センサにおいても、上記したように、保護筒をスペーサの部位において、対向する２面で挟み付けるようにかしめたものと異なるため、従来の構造例２よりもシース部材を保護筒内において安定して支持できる。

本発明を実施するための最良の形態の例（第１実施形態例）について、図１〜図４に基づいて説明する。図１は、本形態における温度センサ（サーミスタ温度センサ）１０１の縦断面図である。図１に示したように、本形態のセンサ１０１は、シース管２２３の先端（図１の下端側）側にサーミスタ素子（感温素子）２０３を配置したシース部材（シースピン）２２１と、シース管２２３の先端側にその感温素子２０３を保護するように被せられた有底筒状のチューブ２２５と、このチューブ２２５における後端（図１の上端）寄り部位に外嵌めされた、センサ１０１を図示しない排気管に設けた取付け孔に密閉を保持して取り付けるためのフランジ付き部材２４１と、そのフランジ２４３の内周面に沿って後方に突出する円筒状の筒状部２４５に外嵌されて固定された保護筒２３１等から次のように構成されている。

シース部材２２１は、金属製（例えばステンレス鋼製）の円管からなるシース管２２３と、シース管２２３より先端側に位置する感温素子２０３を有し、かつ、そのシース管２２３内には該感温素子２０３の電極２０５に先端が接続された導電性を有する一対の金属芯線２０７が通されている。この金属芯線２０７の後端部は、シース管２２３の後端から突出したものとされている。シース管２２３内には、金属芯線２０７相互間、及び金属芯線２０７とシース管２２３との絶縁保持のため、絶縁材として絶縁粉末（本例ではシリカ粉末であるが、マグネシア粉末、アルミナ粉末でもよい。以下、絶縁材ともいう）２２７が充填されている。ただし、この絶縁材２２７は、シース管２２３内の先後間において通気が可能の状態の嵩密度又は圧縮状態で充填されている。なお、素子２０３は、シース管２２３の先端から突出した位置にあるが、上記もしたように、シース管２２３の先端側にはその感温素子２０３を保護するように有底筒状のチューブ２２５が外嵌して被せられており、チューブ２２５の内の底部内には閉塞部（素子包囲空間ともいう）２２９が保持、形成されている。

なお、チューブ２２５は、シース管２２３の先端寄り部位（外周面）に外嵌された状態で、周方向に溶接されてシールが保持されていてもよい。が、本例では、図２の部分拡大図に示したように、チューブ２２５の内周面とシース管２２３の外周面との間に、シース部材２２１の外部からチューブ２２５の底部内の閉塞部２２９内に、破線矢印で示したように、空気が入り込み可能の微小空隙からなる空気流通部Ｐを有するように構成されている。すなわち、本例では、図２の横断面図に示したように、チューブ２２５の対向する２面（両側）を挟み付けるように圧縮するかしめを行うことで、チューブ２２５をシース管２２３の先端寄り部位の外周面に固定しており、それによって、シース管２２３の外周面とチューブ２２５の内周面との間に形成される空隙を空気流通部Ｐとし、この空気流通部Ｐを介して、破線矢印で示したように、素子包囲空間２２９内のガスがチューブ２２５の開口端（図示後端）側に漏出可能とされている。なお、図２の部分拡大図は空気流通部Ｐを誇張して示している。

また、本形態では、チューブ２２５の開口側（後端寄り部位）外周面には、上記もしたように、センサ１０１を排気管に設けた取付け孔に取り付けるため、環状をなす取付け用のフランジ２４３を有するフランジ付き部材２４１が外嵌されている。そして、このフランジ付き部材２４１は、フランジ２４３の後端向き面においてその内周面寄り部位から後方に突出する円筒状の筒状部２４５を、チューブ２２５に対して外嵌し、その筒状部２４５の内周面とチューブ２２５の外周面との間において周方向に溶接されている。この溶接部Ｗ１により、両者間は、シールが保持されると共に一体的に固定されている。このフランジ付き部材２４１における筒状部２４５の外周面には、詳しくは後述するが、金属製の円筒状をなす保護筒２３１がその先端部を外嵌されている。そして、その両者は周方向に溶接され、この溶接部Ｗ２により、両者間は、シールが保持されると共に一体的に固定されている。

一方、金属芯線２０７の後端は、シース管２２３の後端から突出させられており、その後端が、絶縁被覆層付きのリード線２０９の導線（金属芯線）の先端に接続されている。そして、このリード線２０９の他端は、センサ１０１外部に引出されており、図示しないコネクタや配線を介してエンジンコントロールユニットに接続されるように設定されている。

上記したように、フランジ付き部材２４１における筒状部２４５の外周面には、金属製の保護筒２３１がその先端部を外嵌されて固定されているが、この保護筒２３１はリード線２０９と金属芯線２０７との接続部２１１及び、そのリード線２０９におけるその接続部２１１寄り部位を包囲する長さを有している。すなわち、保護筒２３１は、シース管２２３の後端寄り部位を含むその外周面と、金属芯線２０７とリード線２０９との接続部２１１の周囲とを包囲する形で外嵌されている。そして、保護筒２３１の内周面２３１ｂと、シース管２２３の後端寄り部位の外周面２２３ｂ及び接続部２１１の周囲との間に空間Ｋが形成されるように構成されている。

なお、本形態では、上記したことから明らかなように、保護筒２３１の先端寄り部位においてその内周面２３１ｂと前記シース管２２３（シース部材２２１）の外周面２２３ｂとの間は、フランジ付き部材２４１の筒状部２４５を介して、溶接によりシールが保持されている。一方、リード線２０９の接続部２１１寄り部位は、シール材（ゴム製グロメット）２１３中を貫通状に通されると共に、そのシール材２１３の外周面に対応する保護筒２３１の部位が周方向において縮径状にかしめられて、保護筒２３１の後端寄り部位におけるシールが保持されている。本形態では、このように構成されている結果、保護筒２３１の内側に空間Ｋが閉塞状に形成されている。ただし、センサ１０１外部の空気は、リード線２０９の絶縁被覆層とその内部の導線相互間に存在する微小空隙を通気路として、リード線２０９のセンサ外部側の端から、金属芯線２０７との接続部２１１である先端側に流通し、保護筒２３１で包囲されてなる閉塞状の空間Ｋ内に入り込む構成とされている。したがって、その空間Ｋ内に入り込んだ空気は、シース管２２３内のシリカ粉末からなる絶縁材２２７内の空隙を通過して感温素子２０３の周囲の素子包囲空間２２９に供給可能とされている。また、本例では、上記もしたように、その空間Ｋ内に入り込んだ空気は、シース管２２３の外周面とチューブ２２５の内周面との間の空気流通部Ｐを通過して、素子包囲空間２２９に供給可能ともされている。

一方、本形態では、シース管２２３の後端寄り部位には、空間Ｋをシース管２２３の先後方向に仕切る配置で円環状（又は円筒状）のスペーサ２５１がシース管２２３に外嵌状に設けられている。そして、保護筒２３１のうち、スペーサ２５１の部位２３１ｃは、その外周面から縮径状にかしめられており、シース部材２２１はその外周面２２３ｂがスペーサ２５１を介して保護筒２３１の内周面２３１ｂで縮径状に締め付けられている。すなわち、本形態ではシース部材２２１の後端寄り部位が、このかしめ位置において、スペーサ２５１を介して保護筒２３１内に支持されている。

他方、本形態のスペーサ２５１は、その内径が、シース管２２３の外径と同一に設定された一定厚さの短円筒部材をベースとして、その内周面２５３に空気流通路としてその軸線Ｇ方向に延びる切込み状の凹溝２５５が軸線Ｇを挟んで２つ設けられている。なお、スペーサ２５１の外径は、保護筒２３１の内径より、そのかしめ量を見込んで適量、小さく設定されている。これにより、保護筒２３１をスペーサ２５１の部位２３１ｃにおいて周方向の全体（全周）において縮径状に適度の変形量でかしめたときに、保護筒２３１の内周面２３１ｂがスペーサ２５１の外周面２５４に周方向の全体において密着するように設定されている。なお、スペーサ２５１は本形態では、シース管２２３と同様のステンレス鋼製とされ、シース管２２３に外嵌され、そのかしめ前において例えば溶接によりシース管２２３に固定されて、軸線Ｇ方向の位置決めがなされている。ただし、その位置決めはスペーサ２５１をシース管２２３に外嵌した後、スペーサ２５１を径方向に縮径するようにかしめることでもできる。

本形態のセンサ１０１は、チューブ２２５付きのシース部材２２１の後端寄り部位の所定位置に、このようなスペーサ２５１を外嵌して、その外周面側から溶接又は縮径するようにかしめておく。そして、このようにスペーサ２５１を固定したシース部材２２１に、フランジ付き部材２４１を外挿して、その筒状部２４５とチューブ２２５とを溶接して固定した後、筒状部２４５に保護筒２３１をその先端寄り部が外嵌するように外挿して溶接する。次いで、リード線２０９を通したシール材（ゴム製グロメット）２１３の部位において、保護筒２３１を外周面から周方向の全体において縮径状にかしめる。そして、その保護筒２３１をスペーサ２５１の部位２３１ｃにおいても、外周面から周方向の全体において縮径状にかしめる。

しかして、本形態のセンサ１０１では、このような保護筒２３１のかしめにより、従来のセンサのように、保護筒２３１をスペーサ２５１の部位２３１ｃにおいて、対向する２面で挟み付けるようにかしめて、シース部材２２１を該スペーサ２５１を介して該保護筒２３１内に支持していたシース部材２２１の支持構造のセンサ１０１に比べると、保護筒２３１内におけるシース部材２２１はその外周面２２３ｂが周方向の全体において締め付けられていることから、安定した支持又は固定状態が得られる。なお、保護筒２３１を外周面から周方向の全体において縮径状にかしめるに当っては、横断面が例えば８角形などの多角形や、円形をなすように形成されたダイス（金型）で両側から挟み付ければよい。因みに、横断面が多角形のダイスでかしめた場合には、スペーサ２５１及びシース管２２１におけるかしめ部位の近傍は横断面がその多角形に対応するように変形する。

本形態のセンサ１０１では、このように保護筒２３１をスペーサ２５１の部位２３１ｃにおいて、その周方向の全体に縮径状にかしめてあるにもかかわらず、スペーサ２５１には本形態ではその内周面２５３に空気流通路として凹溝２５５が設けられている。したがって、保護筒２３１内の空間Ｋにおけるスペーサ２５１の先後の空気は、この凹溝２５５を通って図３に示した破線矢印のように相互に流通できる。すなわち、本形態の温度センサ１０１によれば、保護筒２３１内の空間Ｋがスペーサ２５１の先後において遮断されていないため、スペーサ２５１の先端側に位置する空間Ｋの空気も、シース管２２３内を通過して素子２０３に供給され得る。したがって、シース管２２３内の酸素分圧の低下防止が従来同様に図られるから、サーミスタ素子２０３の抵抗特性の変動防止作用が阻害されることもなく、しかも、保護筒２３１内にあるシース部材２２１の耐震性が高められるという、極めて顕著な効果が得られる。

しかも、本形態では、上記もしたように、シース管２２３の先端寄り部位の外周面と、チューブ２２５の内周面との間は、確実にシールされていない。すなわち、本例では、チューブ２２５の内周面とシース管２２３の外周面との間に、シース部材２２１の外部からチューブ２２５の底部内の閉塞部２２９内に空気が入り込み可能の微小空隙からなる空気流通部Ｐを有するように構成されている。このため、保護筒２３１内の先端寄り部の空間Ｋにある空気は、シース管２２３の先端寄り部位の外周面と、チューブ２２５の内周面との間の微小空隙からなる空気流通部Ｐを介しても、素子包囲空間２２９内に供給され得るため、素子２０３に対する空気（酸素）の供給効率がきわめて良い。もっとも、センサの外部からセンサ内の空間Ｋに入り込んだ空気が、上記したように、シース管２２３内を通過して素子２０３に供給するように構成した場合には、このような空気流通部Ｐは設けなくともよい。一方、このような空気流通部Ｐを設ける場合には、シース管２２３内に通気性が確保されていなくてもよいため、絶縁材の充填において通気性を考慮する必要がなくなる。

さて、前記した実施の形態とは別の形態例について、図５、図６に基づいて説明するが、このものは、前記形態におけるスペーサ２５１のみが異なるだけの、いわば変形例とでも言うべきものであるため、その相違点のみを説明し、同一の部位には同一の符号を付すに止める。すなわち、前記形態におけるスペーサ２５１は、その内周面２５３に、スペーサ２５１の先後の空間Ｋにおける空気が移動可能の空気流通路を形成したのに対し、本例では、スペーサ２５１における、その内周面２５３と外周面２５４との間において、スペーサ２５１の先後に貫通する空孔２５７を設け、この空孔２５７を空気流通路として空間Ｋにおける空気がその先後に移動可能としたものである。本例では、保護筒２３１がスペーサ２５１の部位２３１ｃで外周面から周方向の全体において縮径状にかしめたとき、保護筒２３１の内周面２３１ｂがスペーサ２５１の外周面２５４の全周に密着したものとなる。その上に、スペーサ２５１の内周面２５３はシース部材２２１をなすシース管２２３の外周面２２３ｂの全周に密着したものとなり、スペーサ２５１の内周面２５３、外周面２２３ｂにおける密着面を大きく確保できる。したがって、スペーサ２５１の緩みや移動の危険性を一層低減できるため、保護筒２３１内におけるシース部材２２１の耐震性がより高められる。

また、図７、図８は、別の変形例を示したものであり、このものも、前記形態におけるスペーサ２５１の空気流通路の形成部位のみが異なるだけであるため、その相違点のみを説明し、同一の部位には同一の符号を付すに止める。すなわち、本例では、スペーサ２５１の先後に、空間Ｋにおける空気が移動可能の空気流通路として、スペーサ２５１の外周面２５４に、その軸線方向に延びる形で凹溝２５９を形成したものである。この凹溝２５９は、空気の流通が可能であればよく、リード線の絶縁被覆層内の空隙が供給流路であることからしても、その凹溝２５９の流路断面積も微小なものでよい。したがって、凹溝２５９がスペーサ２５１の外周面２５４に設けられたものにおいて、本例のように保護筒２３１をその外周面２５４において周方向の全体において縮径状にかしめた場合には、保護筒２３１の内周面とスペーサ２５１の外周面２５４との間に十分な密着面を確保できる。したがって、本例においても、従来のセンサのように、保護筒を両側から挟み付け状にかしめていた場合に比べれば、大きな拘束力でスペーサ２５１を締め付けることができるため、スペーサ２５１の緩みや移動の危険性を低減できる。

なお、上記したことからも明らかであるが、空気流通路は、上記各例におけるような、スペーサ２５１における内周面２５３、若しくはその内周面２５３と外周面２５４との間、又はその外周面２５４のいずれかにあることに限定されるものではなく、これらが２以上組み合わされていてもよい。なお、空気流通路は、上記例ではスペーサ２５１の軸線Ｇを挟んで２つ設けたが、空気の移動に支障がなければ１つでもよいし、３以上あってもよい。いずれにおいても、空気流通路としての流路断面積に応じて、適宜に設定すればよい。

本発明は、上記した各例のもの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変更して具体化できる。例えば、シース管２２３、スペーサ２５１、保護筒２３１とも、センサとしての組立て前は、横断面が円をなす円筒状のものを用いた場合で説明したが、これらに限定されるものではなく、例えば横断面が多角形をなす筒状のものを用いることもできる。

また、保護筒２３１の外周面をスペーサ２５１の部位２３１ｃにおいて外側から周方向の全体において縮径状にかしめる位置、又は、シース部材２２１におけるスペーサ２５１の取り付け位置は、シース部材２２１の後端または後端寄り部位とするのが、その支持の安定のためには好ましい。シース部材２２１が長い場合には、スペーサ２５１を長いものとするか、それを複数個、シース部材に外嵌して、保護筒２３１におけるかしめ箇所を複数としてもよい。さらに、センサ１０１の構造については、上記例では、チューブ２２５の外周面とフランジ付き部材２４１の筒状部２４５の内周面との間で溶接することにより、その間のシールを保持した構造のものを例示したが、図１０に示した従来構造のもののように、シース部材２２１をなすシース管２２３の外周面２３１ｂとフランジ付き部材２４１の筒状部２４５の内周面の間で溶接して、その間のシールを保持した構造のものにおいても適用できる。

また、センサ１０１の構造においては、パイプ２２５の内周面とシース管２２３の外周面との間に、空気が入り込み可能の微小空隙からなる空気流通部Ｐを有するように構成したが、感温素子２０３や電極２０５の周囲を含め、パイプ２２５の内周面とシース管２２３の外周面との間に、通気性のある状態にある（換言すれば、多孔質状をなした）セメント材を充填するようにしても良い。このようにセメント材が充填される場合にも、スペーサ２５１に設けた凹溝２５５、２５９、セメント材を通じて、感温素子２０３周りに空気を供給することができる。つまり、パイプ２２５の内周面とシース管２２３の外周面との間に設けられる空気流通部は中空状である必要はなく、通気性のある状態のセメント材といったような他部材によって空気流通部を設けるようにしても良い。

本発明の温度センサの第１実施形態例の縦断面図。 図１におけるチューブ及び保護筒の先端寄り部位を含んで誇張して表した部分拡大図、及びそのシース管の先端寄り部位における横断面図。 図１におけるＡ部の拡大図。 図３のＢ−Ｂ線断面図。 本発明の温度センサの別の実施形態例（変形例）を説明する、図３に対応する部位の縦断面図。 図５のＢ−Ｂ断面図。 本発明の温度センサの別の実施形態例（変形例）を説明する、図３に対応する部位の縦断面図。 図７のＢ−Ｂ断面図。 従来の温度センサの構造例１の縦断面図。 従来の温度センサの構造例２の縦断面図及びそのＸ−Ｘ線断面図。

符号の説明

１０１ 温度センサ
２０３ 感温素子
２０５ 感温素子の電極
２０７ 金属芯線
２０９ リード線
２１１ 金属芯線とリード線との接続部
２２１ シース部材
２２３ シース管
２２９ 閉塞部（素子包囲空間）
２３１ 保護筒
２５１ スペーサ
２５３ スペーサの内周面
２５４ スペーサの外周面
２５５ 凹溝（空気流通路）
２５７ 空孔（空気流通路）
２５９ 凹溝（空気流通路）
Ｋ 空間
Ｐ 空気流通部

Claims (5)

1. シース管の先端側に形成された閉塞部内に感温素子を有し、しかも、そのシース管内には該感温素子の電極に先端が接続された金属芯線が通されてシース部材をなし、該金属芯線の後端は、前記シース管の後端側においてセンサ外部に引出される外部回路接続用の絶縁被覆層付きのリード線に接続され、さらに、前記シース管の後端寄り部位を含む外周面、及び、前記金属芯線と前記リード線との接続部の周囲を包囲し、かつ前記シース管の外周面及び前記接続部と、自身の内周面との間に空間を保持するように保護筒が配置されてなる構造の温度センサであって、
   前記保護筒の先端寄り部位においてその内周面と前記シース管の外周面との間のシールが保持され、かつ前記保護筒の後端寄り部位においてその内周面と前記接続部よりも後方の前記リード線の外周面との間のシールが保持されて前記空間が閉塞状とされる一方、
   前記リード線の絶縁被覆層の内側に存在する微小空隙を通気路としてセンサ外部の空気を、前記シース管内を通過させて前記感温素子に供給可能に形成され、しかも、前記シース管の後端寄り部位の外周面には、前記空間をシース管の先後に仕切る配置で環状のスペーサが外嵌状に設けられ、そのスペーサの部位において前記保護筒が外周面から縮径状にかしめられることで、前記シース部材が該スペーサを介して該保護筒内に支持されたシース部材支持構造を有する温度センサにおいて、
   前記スペーサの内周面に、スペーサの先後に前記空間における空気が移動可能の空気流通路を形成し、該スペーサの部位において前記保護筒を外周面から周方向にわたって縮径状にかしめてなることを特徴とする温度センサ。
2. シース管の先端側に有底筒状をなすチューブが外挿され、そのチューブの底部内に形成された閉塞部内に感温素子を有し、しかも、そのシース管内には該感温素子の電極に先端が接続された金属芯線が通されてシース部材をなし、該金属芯線の後端は、前記シース管の後端側においてセンサ外部に引出される外部回路接続用の絶縁被覆層付きのリード線に接続され、さらに、前記シース管の後端寄り部位を含む外周面、及び、前記金属芯線と前記リード線との接続部の周囲を包囲し、かつ前記シース管の外周面及び前記接続部と、自身の内周面との間に空間を保持するように保護筒が配置されてなる構造の温度センサであって、
   前記チューブの内周面と前記シース管の外周面との間には、前記シース部材の外部から前記チューブの閉塞部内に空気が入り込み可能の空気流通部を有し、
   前記保護筒の先端寄り部位においてその内周面と、前記シース管の先端側に外挿されたチューブの外周面との間のシールが保持され、かつ前記保護筒の後端寄り部位においてその内周面と前記接続部よりも後方の前記リード線の外周面との間のシールが保持されて前記空間が閉塞状とされる一方、
   前記リード線の絶縁被覆層の内側に存在する微小空隙を通気路としてセンサ外部の空気を、前記空間及び前記空気流通部を通過させて前記閉塞部内の前記感温素子に供給可能に形成され、しかも、前記シース管の後端寄り部位の外周面には、前記空間をシース管の先後に仕切る配置で環状のスペーサが外嵌状に設けられ、そのスペーサの部位において前記保護筒が外周面から縮径状にかしめられることで、前記シース部材が該スペーサを介して該保護筒内に支持されたシース部材支持構造を有し、かつ、前記スペーサの内周面に、スペーサの先後に前記空間における空気が移動可能の空気流通路を形成し、該スペーサの部位において前記保護筒を外周面から周方向にわたって縮径状にかしめてなることを特徴とする温度センサ。
3. 請求項１又は２において、前記スペーサの内周面に、スペーサの先後に前記空間における空気が移動可能の空気流通路を形成したことに代えて、
   前記スペーサの内周面と外周面との間に、スペーサの先後に前記空間における空気が移動可能の空気流通路を形成したことを特徴とする温度センサ。
4. 請求項１又は２において、前記スペーサの内周面に、スペーサの先後に前記空間における空気が移動可能の空気流通路を形成したことに代えて、
   前記スペーサの外周面に、スペーサの先後に前記空間における空気が移動可能の空気流通路を形成したことを特徴とする温度センサ。
5. 請求項１又は２において、前記スペーサの内周面にスペーサの先後に前記空間における空気が移動可能の空気流通路を形成したことに代えて、
   前記スペーサにおける内周面、若しくはその内周面と外周面との間、又はその外周面のうちの少なくともいずれかに、スペーサの先後に前記空間における空気が移動可能の空気流通路を形成したことを特徴とする温度センサ。

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