(57)【要約】【課題】  金属キャップの内面のうちシース部材との接合部分となる開口部付近に充填物が付着することなく、適切な接合作業ができる温度センサの製造方法を提供する。【解決手段】  温度センサ１は、金属キャップ３の内部に充填する充填物として、固形樹脂からなる絶縁部材６を用いることから、金属キャップ３の内部に絶縁部材６を配置するにあたり、金属キャップ３の内部のうち開口部付近（後端部付近）に絶縁部材６が付着するのを防止できる。つまり、軟化状態あるいはペースト状態の充填物は金属キャップ３の内部に付着しやすいのに対して、固体である固形樹脂からなる絶縁部材６は金属キャップ３の内部に付着し難い。これにより、金属キャップ３の開口部付近の内部のうちシース部材８との固着部分（詳細には、加締め部３９）に充填物としての絶縁部材６が付着するのを防止でき、絶縁部材６の影響による加締め精度および溶接性の低下を防止できる。【選択図】図１
2006126067.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端側が閉塞した軸線方向に延びる有底筒状の金属キャップと、
温度に応じて電気的特性が変化する感温素子と、
先端側に前記感温素子が接続され、後端側に外部回路接続用のリード線が接続される金属芯線を有し、前記金属芯線を保護管内に絶縁保持してなるシース部材と、
を備え、前記感温素子および前記感温素子が接続された前記シース部材の前記保護管の先端側部分が前記金属キャップの内部に収納されるとともに、前記金属キャップの後端側部分と前記前記保護管の先端側部分とが固着される構成の温度センサの製造方法であって、
前記金属キャップの内部に、加熱によって軟化する固形樹脂を配置する第１工程と、
加熱により前記固形樹脂を軟化させた状態で、前記感温素子および前記感温素子が接続された前記シース部材の先端側を前記金属キャップの内部に挿入する第２工程と、
前記金属キャップと前記シース部材の前記保護管との重なり部分を接合し、前記金属キャップと前記保護管とを固着する第３工程と、
を有することを特徴とする温度センサの製造方法。
【請求項２】
前記金属キャップは、内部空間部として、前記シース部材の前記保護管の外径寸法以上の内径寸法であるシース部材収容部と、前記シース部材収容部よりも先端側に形成されると共に、前記シース部材収容部の内径寸法よりも小さくかつ前記感温素子の外径寸法よりも大きい内径寸法である素子収容部と、を備えており、
前記第１工程において、前記金属キャップの前記素子収容部に前記固形樹脂を配置し、
前記第２工程において、前記感温素子の少なくとも一部を前記素子収容部に挿入すること、
を特徴とする請求項１に記載の温度センサの製造方法。
【請求項３】
前記感温素子は、サーミスタ素子をガラスで封止してなるガラス封止サーミスタであること、
を特徴とする請求項１または請求項２に記載の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、検出対象物（ガス、液体など）の温度を検出する温度センサの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、検出対象物（ガス、液体など）の温度を検出する温度センサとして、感温素子（センサ素子）を保護するために、感温素子（センサ素子）を収容する金属キャップを備える温度センサが知られている。
【０００３】
このような金属キャップを備える温度センサにおいては、金属キャップの内面とセンサ素子とが接触することなく隙間を介して備えられる場合、熱が伝導し難くなり応答性が低下するという問題が生じる。これに対して、センサ素子への熱伝導性を向上させて、温度変化に対する応答性を向上するべく、金属キャップの内部に充填物を備える構成の温度センサがある（特許文献１、特許文献２参照）。
【０００４】
つまり、充填物がセンサ素子と金属キャップとの間の熱伝導経路を形成するため、センサ素子と金属キャップとの熱伝導が良好となり、温度変化に対するセンサ応答性を向上できる。なお、充填物としては、例えば、樹脂、無機接着剤などを用いることができる。
【０００５】
また、充填物を備えることで、センサ素子が充填物を介して金属キャップの内面に支持されることから、熱伝導性の向上のみならず、耐震性の向上を図ることもできる。
そして、このような温度センサの製造方法としては、例えば、まず、軟化状態あるいはペースト状態の充填物を金属キャップ内に注入し、その後、センサ素子（詳細には、センサ素子とシース部材（ＭＩケーブル）とが一体に接続された組立体のセンサ素子部分）を金属キャップの内部に挿入配置して、金属キャップとシース部材とを溶接などにより接合するという手順の製造方法がある。
【特許文献１】特開平１１−２１８４４９号公報（図３）
【特許文献２】特開２００２−２６７５４６号公報（図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記従来の温度センサの製造方法では、充填物を金属キャップの内部に注入するにあたり、充填物が軟化状態あるいはペースト状態にあるが故に、金属キャップの内面のうち開口部付近に充填物が付着し易く、接合にあたり、充填物が悪影響を及ぼす虞がある。
【０００７】
すなわち、充填物は、金属キャップやシース部材（ＭＩケーブル）を構成する金属よりも融点が低い材料であるため、溶接作業時に充填物が気化してしまい、溶接部分に気泡が存在することになり、金属キャップとシース部材との溶接強度が低下するという問題がある。また、加締め接合する場合においても、充填物などの異物が存在すると、金属キャップとシース部材との接合強度が低下し、金属キャップ内の気密性が低下する虞がある。
【０００８】
そこで、本発明は、こうした問題に鑑みなされたものであり、金属キャップの内面のうちシース部材との接合部分となる開口部付近に充填物が付着することなく、適切な接合作業ができる温度センサの製造方法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】
【０００９】
かかる目的を達成するためになされた請求項１に記載の発明は、先端側が閉塞した軸線方向に延びる有底筒状の金属キャップと、温度に応じて電気的特性が変化する感温素子と、先端側に感温素子が接続され、後端側に外部回路接続用のリード線が接続される金属芯線を有し、金属芯線を保護管内に絶縁保持してなるシース部材と、を備え、感温素子および感温素子が接続されたシース部材の保護管の先端側部分が金属キャップの内部に収納されるとともに、金属キャップの後端側部分と保護管の先端側部分とが固着される構成の温度センサの製造方法であって、金属キャップの内部に、加熱によって軟化する固形樹脂を配置する第１工程と、加熱により固形樹脂を軟化させた状態で、感温素子および感温素子が接続されたシース部材の先端側を金属キャップの内部に挿入する第２工程と、金属キャップとシース部材の保護管との重なり部分を接合し、金属キャップと保護管とを固着する第３工程と、を有することを特徴とする温度センサの製造方法である。
【００１０】
この温度センサの製造方法によれば、金属キャップの内部に充填する充填物として、固体材料である固形樹脂を用いることから、金属キャップの内部に充填物（固形樹脂）を配置するにあたり、金属キャップの内部のうち開口部付近に充填物（固形樹脂）が付着するのを防止できる。つまり、軟化状態あるいはペースト状態にある充填物は金属キャップの内部に付着しやすい特性を有するのに対して、固体である固形樹脂は金属キャップの内部に付着し難い特性を有している。
【００１１】
これにより、金属キャップの開口部付近の内部のうちシース部材との固着部分に充填物としての固形樹脂が付着するのを防止でき、固形樹脂（充填物）の影響による接合性の低下を防止できる。
【００１２】
よって、本発明方法によれば、金属キャップとシース部材とを接合するにあたり、適切な接合作業が可能となり、温度センサにおける金属キャップとシース部材との良好な接合性を実現できる。
【００１３】
次に、上記の温度センサの製造方法においては、請求項２に記載のように、金属キャップは、内部空間部として、シース部材の保護管の外径寸法以上の内径寸法であるシース部材収容部と、シース部材収容部よりも先端側に形成されると共に、シース部材収容部の内径寸法よりも小さくかつ感温素子の外径寸法よりも大きい内径寸法である素子収容部と、を備えており、第１工程において、金属キャップの素子収容部に固形樹脂を配置し、第２工程において、感温素子の少なくとも一部を素子収容部に挿入するとよい。
【００１４】
このように、内部空間部としてシース部材収容部および素子収容部を備えると共に、素子収容部よりも内径寸法の大きいシース部材収容部を備える金属キャップを用いることで、固形樹脂が接合部分に付着するのを防止できる。
【００１５】
つまり、このような金属キャップにおいては、シース部収容部が素子収容部に比べて内径寸法が大きく、シース部収容部の内容積が大きいことから、第２工程において感温素子の挿入に伴い素子収容部から固形樹脂があふれ出した場合であっても、固形樹脂が金属キャップの開口部付近まで到達しがたくなり、固形樹脂が接合部分に付着するのを防止できる。
【００１６】
また、金属キャップの内部のうち素子収容部に固形樹脂を配置しつつ、感温素子の少なくとも一部を素子収容部に挿入することで、固形樹脂を感温素子および金属キャップ内面に確実に接触させることができる。これにより、金属キャップから感温素子に至る熱伝導経路となる固形樹脂を確実に形成でき、温度センサの応答性を向上できる。
【００１７】
よって、本発明方法によれば、固形樹脂が接合部分に付着するのを防止できるため、金属キャップとシース部材とを接合するにあたり、さらに適切な接合作業が可能となり、温度センサにおける金属キャップとシース部材との良好な接合性を実現できる。また、本発明方法によれば、金属キャップから感温素子に至る熱伝導経路となる固形樹脂を確実に形成でき、温度センサの応答性を向上できる。
【００１８】
なお、上述の温度センサの製造方法においては、請求項３に記載のように、感温素子として、例えば、サーミスタ素子をガラスで封止してなるガラス封止サーミスタを用いることができる。
【００１９】
サーミスタ素子をガラスで封止することにより、サーミスタ素子の表面が還元され、同素子に特性変化が生じるのを長期間にわたり抑制することができる。
よって、本発明方法によれば、信頼性の高い温度センサを製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に、本発明の好適な実施形態を説明する。
尚、本発明は、以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採り得ることはいうまでもない。
【００２１】
図１は、本実施形態である温度センサ１の構造を示す部分破断断面図である。また、図２は、図１に示した温度センサ１におけるサーミスタ素子２の近傍の拡大図である。
この温度センサ１は、サーミスタ素子２を感温素子（センサ素子）として用いたものであり、高圧の水素ボンベに取り付けられることにより、サーミスタ素子２を高圧力の水素ガスが充填されている水素ボンベ内に配置させて、水素ガスの温度検出に使用するものである。このような水素ボンベは、例えぱ、自動車用などの燃料電池システムに取り付けられる。
【００２２】
金属キャップ３は、先端側（図１における下側）が閉塞した有底筒状に形成されており、金属キャップ３の内部にサーミスタ素子２を収納している。この金属キャップ３は、先端側が閉塵する一方、後端側が開口する有底筒状をなしている。また、この金属キャップ３は、ＳＵＳ３１６により形成されている。そして、図２に示すように、この金属キャップ３は、軸線方向先端側から順に、先端部３１、テーパ部３２、および収納部３３が形成されている。
【００２３】
金属キャップ３の先端部３１は、軸線方向断面（軸線方向に平行な平面における断面）が円弧形状、より詳細には、軸線方向断面が半円形状であり、外形が半球形状に形成されており、その平均肉厚はテーパ部３２や収納部３３に比べ小さくなっている。本実施形態では、先端部３１の平均肉厚は０．２［ｍｍ］となっている。
【００２４】
テーパ部３２は、先端部３１よりも後端側に位置しており、略筒状形状に形成されている。より詳細には、テーパ部３２は、後端側に向けて外径が増大すると共に、後端側に向けて肉厚が増大するように形成されている。ここで、テーパ部３２の先端の外径は先端部３１の後端の外径と一致しており、また、テーパ部３２の後端の外径は収納部３３の先端の外径と一致しており、テーパ部３２の外径は先端部３１から収納部３３まで徐々に増大するように形成されている。本実施形態では、テーパ部３２の先端の外径は２．１［ｍｍ］、テーパ部３２の後端の外径は３．０［ｍｍ］となっている。また、テーパ部３２の平均肉厚は０．６［ｍｍ］となっている。
【００２５】
テーパ部３２は、内孔５１を有しており、この内孔５１の内径は先端部３１の後端の内径、即ち、先端部３１の最大内径と同一となっている。本爽施形態では、テーパ部３２の内孔の内径は１．７［ｍｍ］となっている。
【００２６】
収納部３３は、テーパ部３２よりも後端側に位置しており、後述するシース部材８の一部を収納する部位である。収納部３３は略筒状形状に形成されており、その外径は先端部３１の外径よりも大径となっている。
【００２７】
収納部３３には、先端側内孔５２と後端側内孔５４とが形成されており、先端側内孔５２の内径はテーパ部３２の内孔５１の内径と同一寸法となっている。ここで、先端側内孔５２の内径は、後述するシース部材８におけるシースパイプ９の外径よりも小径となっている。また、後端側内孔５４の内径は、先端側内孔５２の内径よりも大径となっている。更に、先端側内孔５２と後端側内孔５４との間には、段差部５３が形成されており、この段差部５３にて、先端側内孔５２および後端側内孔５４の内径が不連続に変化している。ここで、本実施形態では、収納部３３の平均肉厚は０．３［ｍｍ］となっている。
【００２８】
尚、テーパ部３２および収納部３３をまとめて後端部３４という。また、後端部３４であるテーパ部３２および収納部３３の平均肉厚は、いずれも先端部３１の平均肉厚よりも大きくなっている。
【００２９】
サーミスタ素子２は、感温部である酸化物セラミック製のサーミスタ焼結体２１と、このサーミスタ焼結体２１から後端側に突出し、被検出ガスの温度変化に応じたサーミスタ焼結体２１の電気的特性に応じた出力信号を取り出すための一対のＰｔ／Ｒｈ合金製の電極線２２と、を備えている。また、サーミスタ焼結体２１は、その表面がガラスにより覆われている。更に、一対の電極線２２のうち、サーミスタ焼結体２１の側に位置する部位は、他部材との短絡を防止する目的でアルミナ製のセラミック碍管２３が取り付けられている。
【００３０】
サーミスタ素子２のサーミスタ焼結体２１の一部は、金属キャップ３の先端部３１に収納されており、その他サーミスタ素子２の残部は、金属キャップ３の後端部３４に収納されている。ここで、金属キャップ３の先端部３１およびテーパ部３２には、加熱により軟化する固形樹脂からなる絶縁部材６が充填されている。従って、サーミスタ焼結体２１と金属キャップ３との問には、絶縁部材６が充填されている。
【００３１】
なお、絶縁部材６は、ポリアミド樹脂を主成分とする固形樹脂であり、本実施形態においては、「住友スリーエム株式会社製  製品名：ジェットメルト７３７５」を用いている。また、絶縁部材６は、ポリアミド樹脂を主成分とする樹脂に限られず、エチレン酢酸ビニル共重合物を主成分とする樹脂であってもよく、またガラス繊維等が配合されていても良い。さらに、主成分とは、絶縁部材のうち最も成分比率の大きい材料を意味する。
【００３２】
金属キャップ３の収納部３３の後端側（開ロ側）には、電極線２２からの出力信号を取り出すためのシース部材８が、収納部３３の後端側から挿入される形態で収納部３３に配置されている。このシース部材８は、外径３．０［ｍｍ］、肉厚０．５［ｍｍ］でＳＵＳ３１６Ｌ製のシースパイプ９と、一対のＳＵＳ３１６Ｌ製の金属芯線７と、シースパイプ９と各金属芯線７の間に充填される絶縁粉末（具体的には、ＳｉＯ2 ）とから形成され、金属芯線７が絶縁状態でシースパイプ９に保持されている。
【００３３】
なお、一対の金属芯線７のうちシースパイプ９の先端側から突出する部分は、一対の先端側金属芯線７１であり、一対の金属芯線７のうちシースパイプ９の後端側から突出する部分は、一対の後端側金属芯線７２である。
【００３４】
ここで、シースパイプ９の先端は、後述する絶縁ホルダ１０を介して収納部３３の段差部５３に位置決めされている。また、サーミスタ素子２の一対の電極線２２と一対の先端側金属芯線７１とは、互いに抵抗溶接ないしレーザ溶接されることで接続される。
【００３５】
更に、金属キャップ３とシース部材８とは、金属キャップ３の収納部３３にシース部材８（詳細には、シース部材８のシースパイプ９の先端部分）が挿入された後、収納部３３の外側からシース部材８（シースパイプ９）に向けて加締めることによって、収納部３３の後端側に周方向にわたって形成される加締め部３９によって加締め固定されると共に、この加締め部３９の後端に全周電子ビーム溶接されることによって一体化されている。
【００３６】
更に、金属キャップ３の収納部３３であって、サーミスタ素子２のセラミック碍管２３とシースパイプ９との間の部位には、電極線２２および先端側金属芯線７１を覆うようにアルミナ製の絶縁ホルダ１０が介在している。
【００３７】
シース部材８の後端側は、図１に示すように、取り付け部材４の内側に挿通される形態で、取り付け部材４に固定される。この取り付け部材４は、ＳＵＳ３１６により形成されていると共に、軸線方向先端側から順に、鞘部４１、補強部４２、ネジ部４３、六角部４４、継手部４５が一体に形成されている。
【００３８】
シース部材８と取り付け部材４とは、鞘部４１にシース部材８が挿入された後、鞘部４１の外側からシース部材８に向けて加締めることによって、鞘部４１に周方向にわたって形成される加締め部４６、４７によって固定されると共に、その加締め部４６、４７に周方向にわたって電子ビーム溶接されることによって一体化されている。
【００３９】
ここで、シース部材８のうち取り付け部材４の先端からの突出量が大きい場合、温度センサ１に加わった振動によるシース部材の共振によって、シース部材８が曲がったり折れたりして、シース部材８が破損するおそれがある。このため、鞘部４１とネジ部４３との間に鞘部４１よりも大径の補強部４２を形成することにより、温度センサ１に振動が加わってもシース部材８が破損することを防止することができる。
【００４０】
また、ネジ部４３および六角部４４は、水素ボンベのセンサ取り付け部への温度センサ１の取り付けのためのものであり、センサ取り付け部に形成されたボス部にネジ部４３を締め付けることにより、温度センサ１が水素ボンベに取り付けられる。尚、ネジ部４３と六角部４４との間には、外径がネジ部４３の外径よりも小径の部位が形成されており、この部位にフッ素ゴム或いはシリコンゴム製のＯリング５が嵌め込まれている。このＯリング５により、被検出ガスである水素ガスが外部に漏れることを防止している。
【００４１】
ネジ部４３の後端側、六角部４４および継手部４５の内孔は、鞘部４１および補強部４２の内孔よりも大径となっている。そして、ネジ部４３および六角部４４の内孔内にてシースパイプ９の後端側から突出する後端側金属芯線７２は、加締め端子１１を介して一対の外部回路接続用のリード線１２に接続されている。なお、リード線１２は、中央に配置されたステンレス線と、この周囲を取り囲むニッケルメッキ軟銅線とを、ＰＴＦＥ樹脂製の被覆部材にて被覆したものである。
【００４２】
一対の後端側金属芯線７２、一対の加締め端子１１および一対のリード線１２の先端部は、ＰＴＦＥ製の絶縁チューブ１５により覆われることで、取り付け部材４から電気的に絶縁される。尚、ネジ部４３および六角部４４の内孔と絶縁チューブ１５との間に絶縁樹脂等を充填しても良い。
【００４３】
リード線１２は、継手部４５に備えられるフッ素ゴムあるいはシリコンゴム製の補助リング１３に挿通される。また、リード線１２のうち継手部４５の後端から突出している部位は、ガラス編組からなる絶縁チューブ１６にて覆われている。更に、継手部４５および絶縁チューブ１６の外周は、シリコンゴム製の収縮チューブ１４により覆われている。
【００４４】
尚、補助リング１３は、継手部４５の内部に配置された後、継手部４５が径方向内向きに丸加締め或いは多角加締めされることにより、継手部４５の内部に固定される。
そして、被検出ガスである水素ガスの温度変化に応じたサーミスタ焼結体２１からの信号出力は、電極線２２、シース部材８の金属芯線７、リード線１２を介して図示しない外部回路に取り出され、水素ガスの温度検出に用いられる。
【００４５】
ここで、この温度センサ１は、水素ガスの温度検出のために使用されるため、各々の構成部材は優れた水素脆性を有している必要がある。このため、本実施形態では、金属キャップ３や取り付け部材４は、ＳＵＳ３１６により形成されており、また、シースパイプ９や金属芯線７がＳＵＳ３１６Ｌにより形成されている。尚、構成部材は、上記材料の他、ＳＵＳ３１０Ｓ等により形成されていても良い。’
次に、この温度センサ１の製造方法について説明する。
【００４６】
まず、ＳＵＳ３１６製の鋼板に深絞り加工を施して、或いは、ＳＵＳ３１６製の金属体に対して冷間鍛造および切削加工のうち少なくとも一方を施して、先端部３１、テーパ部３２および収納部３３を有した金属キャップ３を形成する。また、ＳＵＳ３１６製の金属体に対して冷間鍛造および切削加工のうち少なくとも一方を施して、鞘部４１、補強部４２、ネジ部４３、六角部４４および継手部４５を有した取り付け部材４を形成する。
【００４７】
次に、サーミスタ素子２の電極線２２とシース部材８の先端側金属芯線７１とを所定寸法だけ重なるように重ね合わせ、互いを抵抗溶接することによって、シース部材８の先端側にサーミスタ素子２が接続された感温素子組立体を作製する。
【００４８】
次に、感温素子組立体に対して金属キャップ３を組み付けて、サーミスタ素子２を有底筒状の金属キャップ３の内部に収納させる工程を行う。
まず、サーミスタ焼結体２１とシースパイプ９との間において外部に露出している電極線２２および先端側金属芯線７１を覆うように、絶縁ホルダ１０を取り付ける。
【００４９】
次に、金属キャップ３への感温素子組立体の挿入に先立ち、金属キャップ３の内孔に、加熱により軟化する固形のポリアミド樹脂を主成分とする絶縁部材６を配置する。このとき、金属キャップ３の内部に配置する絶縁部材６は、単数でも良く、複数でもよい。
【００５０】
なお、複数の絶縁部材６を用いる場合としては、例えば、粒形状の絶縁部材を複数用いる例を挙げることができる。そして、粒形状の絶縁部材としては、金属キャップ３におけるテーパ部３２の内孔５１に配置可能な大きさであり、かつ、最大粒径寸法が０．１［μｍ］以上である部材を用いることが望ましい。
【００５１】
つまり、最大粒径寸法が０．１［μｍ］未満となる部材は、粒径寸法が小さいため、金属キャップ３の内面に付着する可能性があるのに対して、最大粒径寸法が０．１［μｍ］以上となる部材は、金属キャップ３の内部に配置するにあたり、金属キャップ３の内面により付着し難くなる。これにより、絶縁部材６が金属キャップ３の内面のうち開口部付近に付着するのを防止できると共に、金属キャップ３のうち先端側の内部に配置しやすくなる。
【００５２】
また、粒径寸法が小さい部材は、静電気などの影響により充填効率が低下することがあり、熱処理後において絶縁部材６の内部に気孔が発生しやすく、この気孔の影響により絶縁部材６における熱伝導効率が低下する虞がある。これに対して、最大粒径寸法が０．１［μｍ］以上となる部材は、充填効率の低下を防止でき、熱処理後の絶縁部材６に気孔が生じがたくなり、絶縁部材６における熱伝導効率の低下を抑制できる。
【００５３】
次に、絶縁部材６を加熱し、軟化したペースト状の絶縁部材６が金属キャップ３の内孔に存在する状態にする。
次いで、感温素子組立体の先端側（サーミスタ素子２が備えられる側）をペースト状の絶縁部材６が入った金属キャップ３の開口側から遊嵌状に且つ同軸状に挿入し、金属キャップ３の収納部３３がシース部材８のシースパイプ９の先端部の外側面を取り囲むように、配置させる。このとき、シースパイプ９の先端部に遊嵌状態で所定寸法の重なり部を生ずるように、且つサーミスタ素子２のサーミスタ焼結体２１の少なくとも一部が先端部３１に収納されるように、感温索子組立体を金属キャップ３に対して配置させる。
【００５４】
尚、金属キャップ３の内部の絶縁部材６は、その後の工程中に自然冷却されて固化することで、金属キャップ３の内面とサーミスタ素子２との間に配置される固体の絶縁部材６となる。
【００５５】
ここで、本実施形態では、感温索子組立体を金属キャップ３に挿入するにあたって、金属キャップ３の収納部３３の段差部５３にシースパイプ９の先端が絶縁ホルダ１０を介して間接的に接するまで挿入を行うことで、感温素子組立体と金属キャップ３との軸線方向における位置決めを行っている。つまり、本実施形態では、感温素子組立体を金属キャップ３に遊嵌状且つ同軸状に挿入していき、感温素子組立体の先端が金属キャップ３の収納部３３の段差部５３に絶縁ホルダ１０を介して間接的に接した時点で、所定寸法の重なり部が生ずるように、金属キャップ３の各寸法を予め調整しているのである。これにより、感温素子組立体に対する金属キャップ３の軸線方向における重なり寸法を一義的に決めることができる。その結果、サーミスタ焼結体２１を金属キャップ３の先端部３１の狙い位置に確実に配置させることが可能となる。
【００５６】
ついで、金属キャップ３の収納部３３の後端部とシースパイプ９の先端部との重なり部において、外側に位置する金属キャップ３を内側に位置するシース部材８に向けて周方向に加締め、加締め部３９を形成する。なお、本実施形態においては、この加締めは、八方丸加締めにて行った。このようにして形成される加締め部３９は、後述する全周電子ビーム溶接による溶接部形成部位にあたるが、この加締め部３９を形成することで、金属キャップ３とシース部材８との間の隙間量を減少させることができ、溶接強度に優れる溶接を行うことができる。
【００５７】
そして、この加締め部３９に対して、電子ビームを照射して全周電子ビーム溶接を行い、金属キャップ３とシースパイプ９とに跨る溶接部を形成して、金属キャップ３とシース部材８とを一体化する。
【００５８】
次に、シース部材８を取り付け部材４の内孔に挿入する。このとき、取り付け部材４の後端からシース部材８の後端側金属芯線７２が突出する形態となるように、シース部材８および取り付け部材４を配置しておく。その後、加締め端子１１を用いて、シース部材８の後端側金属芯線７２とリード線１２とを電気的に接続する。
【００５９】
次いで、一対の後端側金属芯線７２、一対の加締め端子１１および一対のリード線１２の先端部を絶縁チューブ１５により覆う。その後、取り付け部材４のネジ部４３および六角部４４の内孔に絶縁チューブ１５が位置するように取り付け部材４を移動させる。次いで、鞘部４１の外側からシース部材８に向けて加締めた後、加締め部４６、４７に周方向にわたって電子ビーム溶接する。
【００６０】
その後、補助リング１３に形成されている一対の各挿通孔に一対の各リード線１２を挿通しつつ、補助リング１３を継手部４５の後端側から継手部４５の内部に挿入する。次いで、継手部４５の外側から補助リング１３に向けて丸加締め或いは多角加締めを行い、継手部４５と補助リング１３とを気密的に固定する。その後、リード線１２のうち補助リング１３の後端から突出している部位を絶縁チューブ１６にて覆うと共に、継手部４５と絶縁チューブ１６との継ぎ目を覆うように、継手部４５および絶縁チューブ１６の外周を収縮チューブ１４により覆う。
【００６１】
このようにして、温度センサ１の製造を完了する。
なお、本実施形態においては、温度センサ１におけるサーミスタ素子２が特許請求の範囲に記載の感温素子に相当し、絶縁部材６が固形樹脂に相当し、シースパイプ９が保護管に相当する。また、金属キャップ３の収納部３３の後端側内孔５４がシース部材収容部に相当し、金属キャップ３における先端部３１の内孔、テーパ部３２の内孔５１が素子収容部に相当する。
【００６２】
以上説明したように、本実施形態の温度センサ１においては、金属キャップ３の内部に充填する充填物として、固形樹脂からなる絶縁部材６を用いることから、金属キャップ３の内部に絶縁部材６を配置するにあたり、金属キャップ３の内部のうち開口部付近（後端部付近）に絶縁部材６が付着するのを防止できる。つまり、軟化状態あるいはペースト状態の充填物は金属キャップ３の内部に付着しやすい特性を有するのに対して、固体である固形樹脂からなる絶縁部材６は金属キャップ３の内部に付着し難い特性を有している。
【００６３】
これにより、金属キャップ３の開口部付近の内部のうちシース部材８との固着部分（詳細には、加締め部３９）に充填物としての絶縁部材６が付着するのを防止でき、絶縁部材６の影響による加締め精度および溶接性の低下を防止できる。
【００６４】
よって、本実施形態の温度センサ１の製造方法によれば、金属キャップ３とシース部材８とを溶接するにあたり、適切な接合作業が可能となり、温度センサ１における金属キャップ３とシース部材８との良好な接合性を実現できる。
【００６５】
また、本実施形態の温度センサ１は、内部空間部として内径寸法が異なる２つの空間部を備える金属キャップ３を備えている。つまり、金属キャップ３は、内径寸法の大きい空間部としての収納部３３の後端側内孔５４と、内径寸法の小さい空間部としての先端部３１の内孔およびテーパ部３２の内孔５１を備えている。
【００６６】
このような構成の金属キャップ３は、収納部３３の後端側内孔５４が先端部３１の内孔およびテーパ部３２の内孔５１に比べて内径寸法が大きいことから、先端部３１の内孔およびテーパ部３２の内孔５１の内容積に比べて、収納部３３の後端側内孔５４の内容積が大きい構成となる。
【００６７】
このことから、サーミスタ素子２の挿入に伴い、先端部３１の内孔およびテーパ部３２の内孔５１から、加熱により軟化した絶縁部材６があふれ出した場合であっても、絶縁部材６が金属キャップ３の開口部付近まで到達しがたくなり、金属キャップ３のうち加締め部３９となる部分に絶縁部材６が付着するのを防止できる。
【００６８】
また、金属キャップ３の内部のうち先端部３１の内孔およびテーパ部３２の内孔５１に絶縁部材６を配置しつつ、サーミスタ素子２の少なくとも一部を先端部３１の内孔およびテーパ部３２の内孔５１に挿入することで、絶縁部材６をサーミスタ素子２および金属キャップ３に確実に接触させることができる。これにより、金属キャップ３からサーミスタ素子２に至る熱伝導経路となる絶縁部材６を確実に形成でき、温度センサ１の応答性を向上できる。
【００６９】
よって、本実施形態における温度センサの製造方法によれば、絶縁部材６が接合部分となる加締め部３９に付着するのを防止できるため、さらに適切な接合作業が可能となり、温度センサ１における金属キャップ３とシース部材８との良好な接合性を実現できる。
【００７０】
また、このような本実施形態の温度センサ１においては、金属キャップ３の先端部３１の軸線方向断面が円弧形状となっていると共に、後端部３４の肉厚が先端部よりも大きくなっている。このため、金属キャップ３に金属キャップ３の内部と外部との圧力差による圧縮力が作用したとしても、先端部３１は軸線方向断面が円弧形状であるために、後端部３４に比ぺ肉厚が小さくても上記圧縮力に耐えられる。そして、この肉厚が小さい先端部３１にサーミスタ焼結体２１を配置することで、上記圧縮力による温度センサの破損を防止しつつ、高応答性を実現できる温度センサとすることができる。
【００７１】
また、金属キャップ３のテーパ部３２は、後端側に向けて外径が増大すると共に、後端側に向げて肉厚が増大するように形成されている。このため、金属キャップ３の先端側部位（具体的には、先端部３１およびテーパ部３２の先端側）のサイズを小さくすることができる。従って、金属キャップ３の先端側部位の熱容積を小さくすることができ、温度センサの応答性を更に向上させることができる。
【００７２】
また、金属キャップ３の収納部３３であって、サーミスタ素子２のセラミック碍管２３とシースパイプ９との間の部位には、電極線２２および先端側金属芯線７１を覆うようにアルミナ製の絶縁ホルダ１０が介在している。このため、電極線２２あるいは金属芯線７と金属キャップ３との短絡を防止することができる。更に、金属キャップ３に上記圧縮力が作用しても、金属キャップ３の内部に絶縁ホルダ１０が配置されていることにより、金属キャップ３の変形を抑制することができる。
【００７３】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されることはなく、種々の態様をとることができる。
例えば、金属キャップとシース部材との溶接手法としては、電子ビーム溶接に限定されることはなく、レーザー溶接を用いて金属キャップとシース部材とを一体化してもよい。また、金属キャップとシース部材とを一体化できる手法であれば、電子ビーム溶接またはレーザー溶接とは異なる溶接手法を用いても良い。
【００７４】
また、金属キャップの内部空間形状は、上記実施形態に限定されることはなく、感温素子（センサ素子）やシース部材の形状に応じて、感温素子およびシース部材の一部を適切に収納できる形状であればよい。
【００７５】
そして、本発明方法は、水素ガスの温度を検出する温度センサの製造方法に限定されることはなく、被検出ガスとして、ＣＮＧ等の他のガス種の温度検出に用いる温度センサの製造方法にも適用することができる。また、本発明方法により製造される温度センサは、液化ガスボンベに取り付けることも可能である。
【００７６】
さらに、本発明方法は、高圧力の被検出ガスのみならず、被検出ガスとして、内燃機関の排気ガスが流れる排気管に取り付けられる排気管用温度センサの製造方法や、水や油等の液体が流れる流通路に取り付けられる流通路用温度センサの製造方法にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】温度センサの構造を示す部分破断断面図である。
【図２】温度センサにおけるサーミスタ素子近傍の拡大図である。
【符号の説明】
【００７８】
１…温度センサ、２…サーミスタ素子、３…金属キャップ、４…取り付け部材、６…絶縁部材、７…金属芯線、８…シース部材、９…シースパイプ、２１…サーミスタ焼結体、２３…セラミック碍管、３１…先端部、３２…テーパ部、３３…収納部、３４…後端部、３９…加締め部、５１…内孔、５２…先端側内孔、５３…段差部、５４…後端側内孔。
【図１】
2006126067.tif 000003
【図２】
2006126067.tif 000004