(57)【要約】  本発明における温度センサ１は、感熱体１１を備えるセンサ素子１０と、センサ素子１０の感熱体１１の部分を収容する保護管３０と、保護管３０の内部において保護管３０とセンサ素子１０の間を埋める充填体４０と、を備える。本発明におけるセンサ素子１０は、感熱体１１を覆う、第一電気絶縁体からなる第一被覆層２１と、第一被覆層２１を覆う、第二電気絶縁体からなる第二被覆層２３と、を備え、第一被覆層２１は第二被覆層２３よりも弾性率が小さい。
2019159221.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感熱体と感熱体に電気的に接続される一対の導線を備えるセンサ素子と、
前記センサ素子を収容する保護管と、
前記保護管の内部において前記保護管と前記センサ素子の間を埋める充填体と、を備え、
前記センサ素子は、
前記感熱体から一対の前記導線の所定位置までを覆う、第一電気絶縁体からなる第一被覆層と、
前記第一被覆層を覆う、第二電気絶縁体からなる第二被覆層と、を備え、
前記第一被覆層は前記第二被覆層よりも弾性率が小さい、
ことを特徴とする温度センサ。
【請求項２】
一対の前記導線は、
前記感熱体に接続される、互いの間隔が狭い第一領域と、
前記第一領域に接続され、互いの間隔が連続的に拡がる第二領域と、
前記第二領域に接続され、互いの間隔が前記第一領域よりも広い、第三領域と、を有し、
前記第一領域と、前記第二領域と、前記第三領域のいずれも導体が剥き出しとされ、
前記第一被覆層は、
前記第二領域において、一対の前記導線のそれぞれを独立に覆う、
請求項１に記載の温度センサ。
【請求項３】
前記第二被覆層は、
前記感熱体を覆う前記第一被覆層から、一対の前記導線の絶縁被覆が設けられる所定位置までを覆う、
請求項１又は請求項２に記載の温度センサ。
【請求項４】
前記充填体は、
前記第二被覆層及び一対の前記導線と前記保護管の両者と、接着により接合される、
請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の温度センサ。
【請求項５】
前記感熱体の周囲に、ガラス製の保護層が設けられる、
請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の温度センサ。
【請求項６】
前記第一被覆層は、シリコーンゴムからなり、
前記第二被覆層は、エポキシ樹脂からなる、
請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の温度センサ。
【請求項７】
前記充填体は、エポキシ樹脂からなる、
請求項６に記載の温度センサ。
【請求項８】
前記充填体は、
前記第二被覆層よりも熱伝導性の高いエポキシ樹脂から構成される、
請求項７に記載の温度センサ。
【請求項９】
感熱体と、
前記感熱体に電気的に接続される一対の導線と、
前記感熱体を覆う、第一電気絶縁体からなる第一被覆層と、を備え、
一対の前記導線は、
前記感熱体に接続される、互いの間隔が狭い第一領域と、
前記第一領域に繋がり、互いの間隔が連続的に拡がる第二領域と、
前記第二領域に繋がり、互いの間隔が前記第一領域よりも広い、第三領域と、を有し、
前記第一領域と、前記第二領域と、前記第三領域のいずれも導体が剥き出しとされ、
前記第一被覆層は、
前記第二領域において、一対の前記導線のそれぞれを独立して覆う、
ことを特徴とするセンサ素子。
【請求項１０】
前記第一被覆層を覆う、電気絶縁体からなる第二被覆層をさらに備え、
前記第一被覆層は前記第二被覆層よりも弾性率が小さい、
請求項９に記載のセンサ素子。
【請求項１１】
前記感熱体と前記第一被覆層の間に、ガラス製の保護層が介在する、
請求項９又は請求項１０に記載のセンサ素子。
【請求項１２】
感熱体と前記感熱体と電気的に接続される一対の導線を備えるセンサ素子と、前記センサ素子の前記感熱体の部分を収容する保護管と、前記保護管の内部において前記保護管と前記センサ素子の間を埋める充填体と、を備える温度センサの製造方法であって、
前記感熱体から一対の前記導線の所定位置までを覆う、第一電気絶縁体からなる第一被覆層をディッピングにより形成するステップ（ａ）と、
前記第一被覆層を覆う、第二電気絶縁体からなる第二被覆層をディッピングにより形成するステップ（ｂ）と、
未固化の状態の前記充填体が収容されている前記保護管の内部に、前記第二被覆層が形成されている側から前記センサ素子を挿入するステップ（ｃ）と、
を備え、
前記第一被覆層は前記第二被覆層よりも弾性率が小さい、
ことを特徴とする温度センサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、保護管の内部に温度センサの要素が収容されるとともに、保護管と素子の間に樹脂材料が充填される温度センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１〜特許文献５に開示されるように一端が閉塞し他方が開口する筒状のケースの内部に感熱体を備えるセンサ素子を配置し、ケースの内部に樹脂材料からなる充填体を設けてセンサ素子を保持する温度センサが知られている。
これらの温度センサは、周囲の温度を感熱体に迅速に伝えるために、充填体よりも熱伝導性の優れた金属材料によりケースを構成する。また、ケースの内部の充填体は、センサ素子を取り囲むことで周囲の雰囲気から保護する。ケースもまた周囲の雰囲気からセンサ素子を保護する役割を担う。【０００３】
例えば特許文献１は、熱膨張差により金属製のケースと充填体との間に隙間が生じることにより、水分が金属ケースと充填体の間から進入するのを防止する温度センサを提案する。
また、特許文献５は、ケース内で、配線とリード線との接続部を、絶縁性材料からなるホルダーで保持することで、配線とリード線との接続部と保護管との絶縁を確実に図ることを提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開平６−６５８４０号公報
【特許文献２】実用新案登録第３０５５７２７号公報
【特許文献３】実開昭５８−１６３８３８号公報
【特許文献４】特開２００３−１３９６２１号公報
【特許文献５】特開２０１２−４２２３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
極めて水分の多い湿潤雰囲気で使用される温度センサは、微小な隙間であっても水分が内部に進入する。この水分が感熱体に接続される一対の導線間に至ると電気的な短絡を招く。温度センサは温度の昇降を繰り返して受けるので、導線及び導線の周囲の部材が膨張・収縮を繰り返すと、導線の周りに隙間が生じやすい。そうすると、湿潤雰囲気においては、導線への水分が到達するおそれが高くなる。【０００６】
そこで本発明は、導線の周りに隙間が生じないか生じたとしても微小に抑えることができることにより、湿潤雰囲気で使用されても短絡を招くのを抑えることのできる温度センサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の温度センサは、感熱体と感熱体に電気的に接続される一対の導線を備えるセンサ素子と、センサ素子を収容する保護管と、保護管の内部において保護管とセンサ素子の間を埋める充填体と、を備える。
本発明におけるセンサ素子は、感熱体から一対の導線の所定位置までを覆う、第一電気絶縁体からなる第一被覆層と、第一被覆層を覆う、第二電気絶縁体からなる第二被覆層と、を備え、第一被覆層は第二被覆層よりも弾性率が小さい、ことを特徴とする。【０００８】
本発明における一対の導線は、感熱体に接続される、互いの間隔が狭い第一領域と、第一領域に接続され、互いの間隔が連続的に拡がる第二領域と、第二領域に接続され、互いの間隔が第一領域よりも広い、第三領域と、を有することがある。この第一領域と、第二領域と、第三領域のいずれも導体が剥き出しとされている場合において、好ましくは、第一被覆層は、第二領域において、一対の導線のそれぞれを独立に覆う。【０００９】
本発明における第二被覆層は、好ましくは、感熱体を覆う第一被覆層から一対の導線の絶縁被覆が設けられる所定位置まで覆う。【００１０】
本発明における充填体は、好ましくは、第二被覆層及び一対の導線と保護管の両者と、接着により接合される。【００１１】
本発明におけるセンサ素子は、好ましくは、感熱体の周囲にガラス製の保護層（１３）が設けられる。
本発明におけるセンサ素子において、第一被覆層は、好ましくは、シリコーンゴムからなり、第二被覆層は、エポキシ樹脂からなる。
また、本発明における充填体は、好ましくは、エポキシ樹脂からなる。
この充填体は、好ましくは、第二被覆層よりも熱伝導性の高いエポキシ樹脂からなる。【００１２】
本発明は、感熱体と、感熱体に電気的に接続される一対の導線と、感熱体を覆う、第一電気絶縁体からなる第一被覆層と、を備えるセンサ素子を提供する。
このセンサ素子は、一対の導線が、感熱体に接続される、互いの間隔が狭い第一領域と、第一領域に繋がり、互いの間隔が連続的に拡がる第二領域と、第二領域に繋がり、互いの間隔が第一領域よりも広い、第三領域と、を有する。第一領域と、第二領域と、第三領域のいずれも導体が剥き出しとされている。
本発明におけるセンサ素子は、第一被覆層は、第二領域において、一対の導線のそれぞれを独立して覆う、ことを特徴とする。【００１３】
本発明のセンサ素子において、第一被覆層を覆う、電気絶縁体からなる第二被覆層をさらに備え、第一被覆層は第二被覆層よりも弾性率が小さい、ことが好ましい。
また、本発明のセンサ素子において、感熱体と第一被覆層の間に、ガラス製の保護層が介在する、ことが好ましい。【００１４】
本発明は、感熱体と感熱体に電気的に接続される一対の導線を備えるセンサ素子と、センサ素子の感熱体の部分を収容する保護管と、保護管の内部において保護管とセンサ素子の間を埋める充填体と、を備える温度センサの製造方法を提案する。
本発明における温度センサの製造方法は、感熱体から一対の導線の所定位置までを覆う、第一電気絶縁体からなる第一被覆層をディッピングにより形成するステップ（ａ）と、第一被覆層を覆う、第二電気絶縁体からなる第二被覆層をディッピングにより形成するステップ（ｂ）と、未固化の状態の充填体が収容されている保護管の内部に、第二被覆層が形成されている側からセンサ素子を挿入するステップ（ｃ）と、を備える。
こうして得られる温度センサは、第一被覆層が第二被覆層よりも弾性率が小さい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る温度センサは、感熱体を覆う第一被覆層の弾性率が第二被覆層よりも小さい。したがって、温度センサが繰り返して温度の昇降を受けて温度センサの要素が膨張・収縮しても、第一被覆層が容易に弾性変形することにより膨張・収縮に対する緩衝体として機能する。これにより、導線の周りに隙間が生じないか生じたとしても微小に抑えることができるので、雰囲気で使用されても短絡を招くのを抑えることができる。
また、温度センサは、第一被覆層を第一被覆層よりも弾性率の大きい第二被覆層で覆う。これにより、センサ素子の電気的な絶縁をより確実に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係る温度センサを示し、（ａ）は一部縦断面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は正面図である。
【図２】図５の第一中間体を示す部分縦断面図である。
【図３】図５の第二中間体を示し、（ａ）は一部縦断面図、（ｂ）は側面図である。
【図４】図６のセンサ素子を示し、（ａ）は一部縦断面図、（ｂ）は側面図である。
【図５】図１の温度センサの製造手順を示す図であり、（ａ）は第一中間体を示し、（ｂ）はシリコーンゴムからなる被覆が設けられた第二中間体を示し、（ｃ）はさらにエポキシ樹脂からなる被覆が設けられたセンサ素子を示し、（ｄ）は本実施形態に係る温度センサを示す。
【図６】図５の第一中間体の沿面距離を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態に係る温度センサ１を説明する。
温度センサ１は、図１に示すように、温度検出の主体を担うセンサ素子１０と、センサ素子１０の主要部を覆う保護管３０と、センサ素子１０と保護管３０の間を埋める充填体４０と、を備える。
温度センサ１は、周囲の温度が昇降を繰り返しても、センサ素子１０の引出線１５，１５の周りに隙間が生じるのを抑える構成を備える。これにより、温度センサ１を湿潤環境下で使用しても、センサ素子１０の引出線１５，１５の間に短絡が生じるのを抑制できる。
以下、温度センサ１の各構成要素について説明したのちに、温度センサ１の製造手順を説明する。
【００１８】
＜センサ素子１０＞
センサ素子１０は、図１及び図３に示すように、感熱体１１と、感熱体１１の周囲を覆うガラス製の保護層１３と、感熱体１１に電気的に接続される一対の引出線１５，１５と、引出線１５，１５のそれぞれに接続されるリード線１７，１７と、を備えている。電気的に接続される引出線１５，１５とリード線１７，１７により本発明における一対の導線が構成される。
なお、温度センサ１において、図１に示すように、感熱体１１が設けられる側を前Ｆと定義し、リード線１７が引き出される側を後Ｆと定義する。ただし、この定義は相対的なものとする。
【００１９】
［感熱体１１］
感熱体１１は、例えば、サーミスタを用いることが好ましい。サーミスタはthermally sensitive resistorの略称であり、温度によって電気抵抗が変化することを利用して温度を測定する金属酸化物である。
サーミスタは、ＮＴＣ（negative temperature coefficient）サーミスタとＰＴＣ（positive temperature coefficient）に区分されるが、本発明はいずれのサーミスタをも使用できる。
【００２０】
ＮＴＣサーミスタとして典型的なスピネル構造を有するマンガン酸化物（Ｍｎ３Ｏ４）を基本組成とする酸化物焼結体を感熱体１１に用いることができる。この基本構成にＭ元素（Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ａｌ及びＣｒの１種又は２種以上）を加えたＭｘＭｎ３−ｘＯ４の組成を有する酸化物焼結体を感熱体１１に用いることができる。さらに、Ｖ、Ｂ、Ｂａ、Ｂｉ、Ｃａ、Ｌａ、Ｓｂ、Ｓｒ、Ｔｉ及びＺｒの１種又は２種以上を加えることができる。
また、ＰＴＣサーミスタとして典型的なペロブスカイト構造を有する複合酸化物、例えばＹＣｒＯ３を基本構成とする酸化物焼結体を感熱体１１に用いることができる。
【００２１】
［保護層１３］
ガラス製の保護層１３は、図１及び図２に示すように、感熱体１１を封止して気密状態に保持することによって、環境条件に基づく感熱体１１の化学的、物理的変化の発生を防止するとともに、感熱体１１を機械的に保護する。ガラス製の保護層１３は、感熱体１１の全体に加えて引出線１５，１５の前端を覆い、引出線１５，１５を封着する。
なお、ガラス製の保護層１３を設けることは、本発明において好ましい形態にすぎず、保護層１３を設けることは任意である。
【００２２】
［引出線１５］
引出線１５，１５は、図示を省略する感熱体１１の電極に電気的に接続される。
引出線１５，１５は、保護層１３により封着されるため、線膨張係数がガラスと近似するジュメット線を用いる。なお、ジュメット線は、鉄とニッケルを主成分とする合金を導体（芯線）として用い、そのまわりを銅で被覆した導線である。引出線１５，１５は、導体が剥き出しとされているため、水分が進入すると短絡のおそれがある。以下に、温度センサ１の構成要素の線膨張率を示しておく。
【００２３】
線膨張係数
シリコーンゴム：２.０〜４.０×１０−４（／℃）
エポキシ樹脂：５.０〜８.０×１０−５（／℃）
銅：１６．５〜１６．８×１０−６（／℃）
ジュメット線：４．５〜６．０×１０−７（／℃）
ガラス：９１×１０−７（／℃）
【００２４】
図２に示すように、引出線１５，１５は、感熱体１１に繋がる前側の間隔が狭い第一領域１５Ａと、リード線１７，１７に繋がる後側の間隔が広い第三領域１５Ｃと、を有している。前側の間隔は感熱体１１の寸法により特定され、後側の間隔はリード線１７，１７の間隔によって特定される。
第一領域１５Ａと第三領域１５Ｃの間隔を整合させるために、引出線１５，１５は、第一領域１５Ａと第三領域１５Ｃの間に、間隔が連続的に拡がる第二領域１５Ｂを備える。
【００２５】
［リード線１７］
リード線１７，１７は、導体からなる芯線１７Ａ，１７Ａと、芯線１７Ａ，１７Ａを覆う絶縁被覆１７Ｂ，１７Ｂと、を備える。リード線１７，１７は、芯線１７Ａ，１７Ａの部分で引出線１５，１５と溶接、導電性接着剤などにより電気的に接続される。
リード線１７は、引出線１５のように線膨張係数の制約がなく、所定の耐熱性、耐久性を備えている限り、任意の材質を選択できる。
【００２６】
［第一被覆層２１］
センサ素子１０は、図１及び図３に示すように、シリコーンゴムからなる第一被覆層２１を備える。第一被覆層２１は、保護層１３及び引出線１５に対する絶縁体として機能するものであり、理想的には空孔が存在しない緻密な膜からなる。シリコーンゴムは、本発明における第一電気絶縁体を構成する。
ここで、後述するエポキシ樹脂からなる第二被覆層２３は、第一被覆層２１と同様に絶縁体として機能する。しかるに、シリコーンゴムからなる第一被覆層２１を設けるのは、シリコーンゴムが高い弾性を有するからである。つまり、シリコーンゴムとエポキシ樹脂の引張弾性率を対比して示すと以下の通りであり、シリコーンゴムはエポキシ樹脂に比べて格段に弾性率が低く、小さい力でも容易に変形する。
【００２７】
引張弾性率
シリコーンゴム：０．０１〜２０（Ｎ／ｍｍ２）
エポキシ樹脂：２０００〜５０００（Ｎ／ｍｍ２）
【００２８】
ここで、温度センサ１が温度差の生じる環境下で用いられると、温度センサ１を構成する要素、例えば引出線１５，１５及び引出線１５，１５を覆う第一被覆層２１が膨張・収縮を繰り返す。引出線１５，１５と第一被覆層２１は線膨張係数が相当に異なるので、膨張・収縮が繰り返されると、引出線１５，１５と第一被覆層２１の間が剥離するおそれがある。ところが、第一被覆層２１を構成するシリコーンゴムは、以下に示すように、弾性率が小さいために容易に変形できるので、膨張・収縮を吸収することができる。
このように、シリコーンゴムからなる第一被覆層２１は、絶縁被覆層として機能するのに加えて、温度昇降に伴う熱応力による引出線１５，１５と第一被覆層２１の剥離を防止する緩衝機能を担う。
【００２９】
第一被覆層２１は、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、保護層１３の前端から引出線１５の前側の所定位置までの領域を覆っており、感熱体１１及び保護層１３の全体が第一被覆層２１により覆われている。第一被覆層２１は、引出線１５を覆っている部分の形態に特徴を有する。つまり、第一被覆層２１は引出線１５の第一領域１５Ａと第二領域１５Ｂを被覆する。しかも、第一領域１５Ａにおいては、第一被覆層２１が２本の引出線１５を束にして覆っているが、第二領域１５Ｂにおいては第一被覆層２１が引出線１５をそれぞれ独立に覆っている。これにより、一対の引出線１５，１５の間は、第一被覆層２１が略Ｖ字状の形態をなしており、一対の引出線１５，１５の間の沿面距離が長い。この第一被覆層２１の引出線１５における形態は、本発明にとって好ましい形態である。
【００３０】
第一被覆層２１の厚さは所期の目的を達成する限り任意であるが、一つの目安として、０．１ｍｍ以上の厚さを有すれば絶縁膜としての機能を達成できる。
【００３１】
［第二被覆層２３］
次に、センサ素子１０は、図１及び図４に示すように、エポキシ樹脂からなる第二被覆層２３を備える。第二被覆層２３も、第一被覆層２１と同様に保護層１３、引出線１５及びリード線１７に対する絶縁体として機能する。加えて、第二被覆層２３はエポキシ樹脂からなる充填体４０との接着を担う接合層としての機能を担う。第二被覆層２３を構成するエポキシ樹脂が本発明の第二電気絶縁体を構成する。
【００３２】
第二被覆層２３は、第一被覆層２１の前端からリード線１７，１７の絶縁被覆１７Ｂ，１７Ｂの所定位置の領域を覆っており、第一被覆層２１の全体が第二被覆層２３により覆われている。
【００３３】
ここで、第一被覆層２１を構成するシリコーンゴムが固化してから、第二被覆層２３を構成するエポキシ樹脂を被覆するので十分な接着力が期待できない。したがって、第二被覆層２３を設けることなく第一被覆層２１を充填体４０に直接的に接触させたとすると、両者間の接着力が不十分であるから、第一被覆層２１と充填体４０の間に水の進入経路ができやすい。第二被覆層２３はこれを防ぐために設けられる。
【００３４】
つまり、第二被覆層２３は第一被覆層２１の全体を覆っているので、シリコーンゴムとエポキシ樹脂の接着力が小さくても、第一被覆層２１と第二被覆層２３の間に水の進入経路はできにくい。一方で、エポキシ樹脂同士の接着力は大きいので、第二被覆層２３と充填体４０の間は接着力が大きいので、水の進入経路ができにくい。
【００３５】
また、第一被覆層２１を構成するシリコーンゴムは、線膨張係数がエポキシ樹脂に比べて一けた大きい。したがって、第一被覆層２１に加えて、第二被覆層２３及び充填体４０をもシリコーンゴムで構成したとすれば、保護管３０の内部の膨張・収縮が繰り返されると、保護管３０に与える熱応力が大きくなる。そこで、シリコーンゴムよりも線膨張係数の小さいエポキシ樹脂で第二被覆層２３及び充填体４０を構成することにより、保護管３０に与える熱応力を抑えることができる。
【００３６】
一方で、第一被覆層２１を弾性率の大きなエポキシ樹脂で構成したとする。エポキシ樹脂はシリコーンゴムに比べるとジュメット線との線膨張係数の差は小さいが、エポキシ樹脂はシリコーンゴムに比べて弾性率が相当に大きい。したがって、温度昇降に伴う膨張・収縮によって引出線１５，１５との間が剥離しやすい。
【００３７】
第二被覆層２３の厚さは所期の目的を達成する限り任意であるが、一つの目安として、０．３ｍｍ以上の厚さを有すれば絶縁膜としての機能を達成できる。
【００３８】
［保護管３０］
次に、保護管３０は、図１に示すように、センサ素子１０をその前端からリード線１７，１７に亘って覆う金属製、典型的には熱伝導性の高い銅、銅合金から構成される。保護管３０は、内部に収容されるセンサ素子１０を周囲の雰囲気から保護することに加えて、周囲の雰囲気の温度を迅速に内部に伝えるために、高熱伝導性の金属材料から構成される。
【００３９】
保護管３０は、一端が閉塞された閉塞端３１で、他端が開口端３３である筒状の部材である。保護管３０は、閉塞端３１が前側に位置し、開口端３３が後側に配置されており、その内部に充填体４０を介してセンサ素子１０を支持する。
【００４０】
［充填体４０］
充填体４０は、センサ素子１０と保護管３０の間を埋めることで、センサ素子１０を保護管３０の内部に支持する。
充填体４０は、エポキシ樹脂からなり、センサ素子１０の第二被覆層２３との間が接着力を有して接合されるとともに、保護管３０の内壁との間が接着力を有して接合される。これにより、保護管３０の内部には水の進入経路ができにくい。
【００４１】
充填体４０と第二被覆層２３はエポキシ樹脂が用いられる点で共通する。ところが、充填体４０は周囲の温度を感熱体１１に向けて熱伝導させることを主たる目的とすることを考慮し、第二被覆層２３よりも熱伝導性の高い材質が用いられる。これに対して、第二被覆層２３は後述するディッピングを健全に行えることを考慮した材質が用いられる。
【００４２】
＜温度センサ１の製造手順＞
次に、図５を参照して、温度センサ１を製造する手順を説明する。
［第一中間体］
はじめに、図５（ａ）に示すように、第一被覆層２１、第二被覆層２３を備えていない、第一中間体１０Ａを用意する。第一中間体１０Ａは、感熱体１１の表裏のそれぞれの面に設けられる一対の電極（図示省略）に引出線１５，１５が接続されている。なお、引出線１５，１５には既にリード線１７，１７も接続されている。保護層１３は、引出線１５などが接続された感熱体１１をガラス管の内部を貫通するように配置した状態でガラス管を加熱溶解することにより形成できる。
【００４３】
［第二中間体］
次に、図５（ｂ）に示すように、第一中間体１０Ａに第一被覆層２１を形成して第二中間体１０Ｂを得る。
第一被覆層２１は、液状のシリコーンゴムに感熱体１１（保護層１３）の側をディッピング（dipping）することにより形成できる。このとき、引出線１５，１５を覆う部分は、引出線１５，１５のそれぞれを独立して覆うように配慮することが好ましい。例えば、センサ素子１０を液状のシリコーンゴムに浸してから引き上げる際に所定の制御をすることにより、引出線１５，１５のそれぞれを独立して覆う第一被覆層２１を形成できる。
【００４４】
［第三中間体］
次に、図５（ｃ）に示すように、第二中間体に第二被覆層２３を形成して第三中間体としてのセンサ素子１０を得る。
第二被覆層２３は、第一被覆層２１と同様に、液状のエポキシ樹脂に第一被覆層２１が形成された感熱体１１（保護層１３）の側をディッピングすることにより形成できる。
【００４５】
［保護管３０への封入］
次に、第二被覆層２３まで形成されたセンサ素子１０を保護管３０へ封入する。封入は以下の手順による。
開口端３３が上向きの保護管３０の内部に固化後に充填体４０を構成する液状のエポキシ樹脂を所定量だけ投入する。エポキシ樹脂が投入された保護管３０の内部に、センサ素子１０を前端から挿入する。エポキシ樹脂が固化すれば、温度センサ１が完成する。
【００４６】
［温度センサ１の効果］
以上説明した温度センサ１が奏する効果を説明する。
温度センサ１は、保護層１３を介して感熱体１１を覆う第一被覆層２１が弾性率の小さい、つまり外力が加わると変形しやすいシリコーンゴムから構成される。したがって、温度センサ１が温度の昇降を繰り返し受けてその要素が膨張・収縮しても、第一被覆層２１が容易に弾性変形することにより膨張・収縮に対する緩衝体として機能する。これにより、引出線１５，１５の電気的な絶縁を確保しつつ、温度センサ１を構成する部材の熱膨張差に伴う隙間の発生を抑制できる。
【００４７】
次に、温度センサ１は、第一被覆層２１の全体をエポキシ樹脂からなる第二被覆層２３で覆う。これにより、センサ素子１０の電気的な絶縁をより確実に得ることができるのに加えて、充填体４０との間の接合力を確保して保護管３０の内部の支持を確保できる。
【００４８】
次に、温度センサ１は、第一被覆層２１が第二領域１５Ｂ，１５Ｂにおいて引出線１５，１５のそれぞれを独立して被覆する。これにより、第二領域１５Ｂ，１５Ｂにおいて引出線１５，１５の間に第一被覆層２１が存在しないために、第三領域１５Ｃ，１５Ｃにおける沿面距離は、図６に示すように２×Ｌ１である。これに対して、図６に示すように、仮に第二領域１５Ｂ，１５Ｂにおいて引出線１５，１５の間を第一被覆層２１が埋めるように形成されているとすると、沿面距離は第三領域１５Ｃ，１５Ｃにおける引出線１５，１５の間隔Ｌ２である。
２×Ｌ１とＬ２を比較すれば、引出線１５，１５のそれぞれを独立して被覆することにより、沿面距離を相当に長くできることが容易にわかる。これにより、温度センサ１によれば、仮に当該領域に水が進入したとしても、引出線１５，１５の間に短絡が生ずるのを抑制できる。
【００４９】
以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に置き換えたりすることができる。
例えば、本実施形態は好ましい第一被覆層２１としてシリコーンゴムを用いたが、本発明はこれに限定されず、例えば、ブジエンゴムを用いることができる。これらの樹脂材料は、電気的絶縁性、耐水性を有するとともに、弾性率が小さいという機械的特性の点で、シリコーンゴムと共通している。
【００５０】
また、本実施形態は好ましい第二被覆層２３としてエポキシ樹脂を用いたが、本発明はこれに限定されず、エポキシ樹脂と同等の物理的および化学的な特性を備える樹脂材料を用いることができる。
【００５１】
また、本実施形態は感熱体としてサーミスタの例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば白金を用いた電気抵抗体を感熱体に用いることができる。
【００５２】
また、一対の引出線１５，１５は、Ｖ字状に形成されているが、本発明はこれに限定されず、例えばＵ字状など、本発明は相互の拡間が広くなる形態を広く包含する。
【符号の説明】
【００５３】
１      温度センサ
１０    センサ素子
１１    感熱体
１３    保護層
１５    引出線
１５Ａ  第一領域
１５Ｂ  第二領域
１５Ｃ  第三領域
１７    リード線
１７Ａ  芯線
１７Ｂ  絶縁被覆
２１    第一被覆層
２３    第二被覆層
３０    保護管
３１    閉塞端
３３    開口端
４０    充填体
【図１】
2019159221.tif 000003
【図２】
2019159221.tif 000004
【図３】
2019159221.tif 000005
【図４】
2019159221.tif 000006
【図５】
2019159221.tif 000007
【図６】
2019159221.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成30年5月21日(2018.5.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感熱体と感熱体に電気的に接続される一対の導線を備えるセンサ素子と、
前記センサ素子を収容する保護管と、
前記保護管の内部において前記保護管と前記センサ素子の間を埋める充填体と、を備え、
前記センサ素子は、
前記感熱体から一対の前記導線の所定位置までを覆う、第一電気絶縁体からなる第一被覆層と、
前記第一被覆層を覆う、第二電気絶縁体からなる第二被覆層と、を備え、
前記第一被覆層は前記第二被覆層よりも弾性率が小さく、
前記第一被覆層は、
一対の前記導線を束にして覆う領域と、
前記束にして覆う領域に一体的に接続され、一対の前記導線のそれぞれを独立に覆う領域と、を備えることを特徴とする温度センサ。
【請求項２】
一対の前記導線は、
前記感熱体に接続される、互いの間隔が狭い第一領域と、
前記第一領域に接続され、互いの間隔が連続的に拡がる第二領域と、
前記第二領域に接続され、互いの間隔が前記第一領域よりも広い、第三領域と、を有し、
前記第一領域と、前記第二領域と、前記第三領域のいずれも導体が剥き出しとされ、
前記第一被覆層は、
前記第二領域において、一対の前記導線のそれぞれを独立に覆う、
請求項１に記載の温度センサ。
【請求項３】
前記第二被覆層は、
前記感熱体を覆う前記第一被覆層から、一対の前記導線の絶縁被覆が設けられる所定位置までを覆う、
請求項１又は請求項２に記載の温度センサ。
【請求項４】
前記充填体は、
前記第二被覆層及び一対の前記導線と前記保護管の両者と、接着により接合される、
請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の温度センサ。
【請求項５】
前記感熱体の周囲に、ガラス製の保護層が設けられる、
請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の温度センサ。
【請求項６】
前記第一被覆層は、シリコーンゴムからなり、
前記第二被覆層は、エポキシ樹脂からなる、
請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の温度センサ。
【請求項７】
前記充填体は、エポキシ樹脂からなる、
請求項６に記載の温度センサ。
【請求項８】
前記充填体は、
前記第二被覆層よりも熱伝導性の高いエポキシ樹脂から構成される、
請求項７に記載の温度センサ。
【請求項９】
感熱体と、
前記感熱体に電気的に接続される一対の導線と、
前記感熱体を覆う、第一電気絶縁体からなる第一被覆層と、
前記第一被覆層を覆う、電気絶縁体からなる第二被覆層と、を備え、
前記第一被覆層は前記第二被覆層よりも弾性率が小さく、
前記第一被覆層は、
一対の前記導線を束にして覆う領域と、
前記束にして覆う領域に一体的に接続され、一対の前記導線のそれぞれを独立に覆う領域と、を備えることを特徴とするセンサ素子。
【請求項１０】
一対の前記導線は、
前記感熱体に接続される、互いの間隔が狭い第一領域と、
前記第一領域に繋がり、互いの間隔が連続的に拡がる第二領域と、
前記第二領域に繋がり、互いの間隔が前記第一領域よりも広い、第三領域と、を有し、
前記第一領域と、前記第二領域と、前記第三領域のいずれも導体が剥き出しとされ、
前記第一被覆層は、
前記第二領域において、一対の前記導線のそれぞれを独立して覆う、
請求項９に記載のセンサ素子。
【請求項１１】
前記感熱体と前記第一被覆層の間に、ガラス製の保護層が介在する、
請求項９又は請求項１０に記載のセンサ素子。
【請求項１２】
感熱体と前記感熱体と電気的に接続される一対の導線を備えるセンサ素子と、前記センサ素子の前記感熱体の部分を収容する保護管と、前記保護管の内部において前記保護管と前記センサ素子の間を埋める充填体と、を備える温度センサの製造方法であって、
前記感熱体から一対の前記導線の所定位置までを覆う、第一電気絶縁体からなる第一被覆層をディッピングにより形成するステップ（ａ）と、
前記第一被覆層を覆う、第二電気絶縁体からなる第二被覆層をディッピングにより形成するステップ（ｂ）と、
未固化の状態の前記充填体が収容されている前記保護管の内部に、前記第二被覆層が形成されている側から前記センサ素子を挿入するステップ（ｃ）と、
を備え、
前記ステップ（ａ）において、
一対の前記導線を束にして覆う領域と、前記束にして覆う領域に一体的に接続され、一対の前記導線のそれぞれを独立に覆う領域と、を備える前記第一被覆層をディッピングにより形成し、
前記第一被覆層は前記第二被覆層よりも弾性率が小さい、
ことを特徴とする温度センサの製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明の温度センサは、感熱体と感熱体に電気的に接続される一対の導線を備えるセンサ素子と、センサ素子を収容する保護管と、保護管の内部において保護管とセンサ素子の間を埋める充填体と、を備える。
本発明におけるセンサ素子は、感熱体から一対の導線の所定位置までを覆う、第一電気絶縁体からなる第一被覆層と、第一被覆層を覆う、第二電気絶縁体からなる第二被覆層と、を備え、第一被覆層は第二被覆層よりも弾性率が小さい、ことを特徴とする。
本発明における第一被覆層は、一対の導線を束にして覆う領域と、束にして覆う領域に一体的に接続され、一対の導線のそれぞれを独立に覆う領域と、を備える。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
本発明は、感熱体と、感熱体に電気的に接続される一対の導線と、感熱体を覆う、第一電気絶縁体からなる第一被覆層と、第一被覆層を覆う、電気絶縁体からなる第二被覆層と、を備え、第一被覆層は第二被覆層よりも弾性率が小さい。
本発明における第一被覆層は、一対の導線を束にして覆う領域と、束にして覆う領域に一体的に接続され、一対の導線のそれぞれを独立に覆う領域と、を備える。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
本発明のセンサ素子において、一対の導線が、感熱体に接続される、互いの間隔が狭い第一領域と、第一領域に繋がり、互いの間隔が連続的に拡がる第二領域と、第二領域に繋がり、互いの間隔が第一領域よりも広い、第三領域と、を有する。第一領域と、第二領域と、第三領域のいずれも導体が剥き出しとされており、第一被覆層は、第二領域において、一対の導線のそれぞれを独立して覆う、ことが好ましい。
また、本発明のセンサ素子において、感熱体と第一被覆層の間に、ガラス製の保護層が介在する、ことが好ましい。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
本発明は、感熱体と感熱体に電気的に接続される一対の導線を備えるセンサ素子と、センサ素子の感熱体の部分を収容する保護管と、保護管の内部において保護管とセンサ素子の間を埋める充填体と、を備える温度センサの製造方法を提案する。
本発明における温度センサの製造方法は、感熱体から一対の導線の所定位置までを覆う、第一電気絶縁体からなる第一被覆層をディッピングにより形成するステップ（ａ）と、第一被覆層を覆う、第二電気絶縁体からなる第二被覆層をディッピングにより形成するステップ（ｂ）と、未固化の状態の充填体が収容されている保護管の内部に、第二被覆層が形成されている側からセンサ素子を挿入するステップ（ｃ）と、を備える。
本発明のステップ（ａ）において、一対の導線を束にして覆う領域と、束にして覆う領域に一体的に接続され、一対の導線のそれぞれを独立に覆う領域と、を備える第一被覆層がディッピングにより形成される。
こうして得られる温度センサは、第一被覆層が第二被覆層よりも弾性率が小さい。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
＜センサ素子１０＞
センサ素子１０は、図１及び図３に示すように、感熱体１１と、感熱体１１の周囲を覆うガラス製の保護層１３と、感熱体１１に電気的に接続される一対の引出線１５，１５と、引出線１５，１５のそれぞれに接続されるリード線１７，１７と、を備えている。電気的に接続される引出線１５，１５とリード線１７，１７により本発明における一対の導線が構成される。
なお、温度センサ１において、図１に示すように、感熱体１１が設けられる側を前Ｆと定義し、リード線１７が引き出される側を後Ｂと定義する。ただし、この定義は相対的なものとする。
【国際調査報告】
2019159221.tif 000009
2019159221.tif 000010
2019159221.tif 000011
2019159221.tif 000012