(57)【要約】      （修正有）【課題】フランジの鞘部本体部の機械的強度を高めた温度センサを提供する。【解決手段】フランジ４の鞘部４２は、金属チューブ３と継手６とが溶接される鞘部本体部４３であって、軸線方向ＧＨについて当該鞘部４２の先端４２ｄから後端側ＧＫに向かって、段差を有することなく真っ直ぐ延びる筒状の鞘部本体部４３を有する。温度センサは、金属チューブ３の挿入部３２と鞘部本体部４３とが周方向に溶接された第１溶接部Ｌ１を有する。継手６の先端部は、鞘部本体部４３の外側に圧入された圧入部６１であって、軸線方向ＧＨについて第１溶接部Ｌ１よりも先端側ＧＳの位置まで圧入された圧入部６１を有する。温度センサは、継手６の圧入部６１と鞘部本体部４３とが周方向に溶接された第２溶接部Ｌ２を有する。第１溶接部Ｌ１は、鞘部本体部４３の外周面４３ｂから径方向外側に突出しない形態を有する。【選択図】図２
2018115922.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筒状の金属チューブと、
前記金属チューブの内部に収納され、温度によって電気的特性が変化する素子と、
前記金属チューブが挿入された筒状のフランジであって、軸線方向に延びる鞘部、及び、前記鞘部の先端側に位置して当該フランジの径方向外側に向かって突出する突出部、を有するフランジと、
金属線を内包したシース部材であって、前記金属線の先端部に前記素子が接続されると共に前記金属線の後端部に外部回路接続用のリード線が接続されるシース部材と、
前記フランジの前記鞘部の径方向外側に接合されると共に、前記軸線方向の後端側に向かって延びる筒状の継手と、を備え、
前記シース部材の先端側の部位が前記金属チューブの内部に挿入され、且つ、前記金属チューブの後端側の部位及び前記リード線の先端側の部位が前記継手の内部に配置された
温度センサにおいて、
前記金属チューブは、前記フランジの前記鞘部内に挿入された挿入部を有し、
前記フランジの前記鞘部は、前記金属チューブと前記継手とが溶接される鞘部本体部であって、前記軸線方向について当該鞘部の先端から後端側に向かって、段差を有することなく真っ直ぐ延びる筒状の鞘部本体部を有し、
前記温度センサは、前記金属チューブの前記挿入部と前記鞘部本体部とが周方向に溶接された第１溶接部を有し、
前記継手の先端部は、前記鞘部本体部の外側に圧入された圧入部であって、前記軸線方向について前記第１溶接部よりも先端側の位置まで圧入された圧入部を有し、
前記温度センサは、前記継手の前記圧入部と前記鞘部本体部とが周方向に溶接された第２溶接部を有し、
前記第１溶接部は、前記鞘部本体部の外周面から径方向外側に突出しない形態を有する
温度センサ。
【請求項２】
請求項１に記載の温度センサであって、
前記第１溶接部は、前記金属チューブの前記挿入部の内周面から径方向内側に突出しない形態を有する
温度センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温度センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、先端側が閉塞した軸線方向に延びる筒状の金属チューブと、前記金属チューブの内部に収納され、温度によって電気的特性が変化する素子（例えば、サーミスタ素子）と、前記金属チューブが挿入された筒状のフランジとを備える温度センサが開示されている。このうち、フランジは、軸線方向に延びる鞘部、及び、前記鞘部の先端側に位置して当該フランジの径方向外側に向かって突出する突出部を有する。このうち、鞘部は、軸線方向について当該鞘部の先端（すなわち、突出部との境界）から後端側に向かって延びる筒状の鞘部本体部であって、前記金属チューブと後述する継手とが溶接される鞘部本体部を有する。この鞘部本体部は、継手が溶接される先端側段部と金属チューブが溶接される後端側段部とからなる。
【０００３】
さらに、特許文献１の温度センサは、金属線を内包したシース部材であって、前記金属線の先端部に前記素子が接続されると共に前記金属線の後端部に外部回路接続用のリード線が接続されるシース部材と、前記フランジの前記鞘部の径方向外側に接合されると共に、前記軸線方向の後端側に向かって延びる筒状の継手とを備える。さらに、この温度センサでは、前記シース部材の先端側の部位が前記金属チューブの内部に配置され、且つ、前記金属チューブの後端側の部位及び前記リード線の先端側の部位が前記継手の内部に配置されている。このような温度センサは、例えば、自動車等の排気管に取り付けられて、排気管内を流れる排気ガスの温度を検出するための排気温センサとして用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３８２６０９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述の温度センサでは、フランジの鞘部本体部を、軸線方向の先端側に位置する先端側段部と、この先端側段部よりも外径を小さくして肉厚を薄くした後端側段部とによって構成している。そして、金属チューブが、鞘部本体部の内側に圧入されて、鞘部本体部の後端側段部に溶接されている。具体的には、金属チューブと鞘部本体部の後端側段部とが、周方向の全体にわたって溶接されている。鞘部本体部のうち肉厚の薄い後端側段部に金属チューブを溶接することで、溶接強度を高めるようにしている。
【０００６】
しかしながら、鞘部本体部において、先端側段部よりも肉厚が薄い後端側段部は、先端側段部に比べて機械的強度が低くなる。特に、近年、温度センサの小径化が求められており、小径化が進むほど後端側段部の機械的強度は低下する。
一方、上述の温度センサは、例えば、自動車等の排気管に取り付けられて使用するため、排気管等を通じて激しい振動が温度センサに伝わることがある。このため、鞘部本体部に激しい振動が伝わった場合には、肉厚の薄い後端側段部（例えば、先端側段部との境界部分）において亀裂等が発生する虞があった。
【０００７】
本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、フランジの鞘部本体部の機械的強度を高めた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】
【０００８】
本発明の一態様は、先端側が閉塞した軸線方向に延びる筒状の金属チューブと、前記金属チューブの内部に収納され、温度によって電気的特性が変化する素子と、前記金属チューブが挿入された筒状のフランジであって、軸線方向に延びる鞘部、及び、前記鞘部の先端側に位置して当該フランジの径方向外側に向かって突出する突出部、を有するフランジと、金属線を内包したシース部材であって、前記金属線の先端部に前記素子が接続されると共に前記金属線の後端部に外部回路接続用のリード線が接続されるシース部材と、前記フランジの前記鞘部の径方向外側に接合されると共に、前記軸線方向の後端側に向かって延びる筒状の継手と、を備え、前記シース部材の先端側の部位が前記金属チューブの内部に挿入され、且つ、前記金属チューブの後端側の部位及び前記リード線の先端側の部位が前記継手の内部に配置された温度センサにおいて、前記金属チューブは、前記フランジの前記鞘部内に挿入された挿入部を有し、前記フランジの前記鞘部は、前記金属チューブと前記継手とが溶接される鞘部本体部であって、前記軸線方向について当該鞘部の先端から後端側に向かって、段差を有することなく真っ直ぐ延びる筒状の鞘部本体部を有し、前記温度センサは、前記金属チューブの前記挿入部と前記鞘部本体部とが周方向に溶接された第１溶接部を有し、前記継手の先端部は、前記鞘部本体部の外側に圧入された圧入部であって、前記軸線方向について前記第１溶接部よりも先端側の位置まで圧入された圧入部を有し、前記温度センサは、前記継手の前記圧入部と前記鞘部本体部とが周方向に溶接された第２溶接部を有し、前記第１溶接部は、前記鞘部本体部の外周面から径方向外側に突出しない形態を有する温度センサである。
【０００９】
上述の温度センサでは、フランジの鞘部が、金属チューブと継手とが溶接される鞘部本体部を有する。この鞘部本体部は、軸線方向について鞘部の先端（すなわち、突出部との境界）から後端側に向かって、段差を有することなく真っ直ぐ延びる筒状をなしている。すなわち、上述の温度センサでは、従来（特許第３８２６０９５号）の温度センサと異なり、鞘部本体部について、先端側よりも厚みを薄くした（外径を小さくした）後端側段部を設けることなく、軸線方向に真っ直ぐ延びる筒状としている。これにより、鞘部本体部の機械的強度を高めることができる。
【００１０】
なお、鞘部本体部は、鞘部の全体を占めるようにしても良いし、鞘部の一部を占めるようにしても良い。鞘部本体部が鞘部の全体を占める場合は、鞘部全体が、軸線方向について当該鞘部の先端（すなわち、突出部との境界）から後端に至るまで、段差を有することなく真っ直ぐ延びる筒状の形態を有する。一方、鞘部本体部が鞘部の一部を占める場合としては、例えば、鞘部の後端部が面取り加工された面取り部となっており、鞘部のうち面取り部を除く部位（すなわち、軸線方向について当該鞘部の先端から面取り部に至るまでの部位）が鞘部本体部である場合を挙げることができる。
【００１１】
さらに、上述の温度センサは、金属チューブの挿入部（フランジの鞘部内に挿入された部位）と鞘部本体部とが周方向に溶接された第１溶接部（例えば、周方向の全体にわたって溶接された環状の第１溶接部）を有している。すなわち、従来（特許第３８２６０９５号）の温度センサと異なり、鞘部のうち先端側よりも厚みを薄くした後端側段部に金属チューブを溶接することなく、鞘部の先端から後端側に向かって段差を有することなく真っ直ぐ延びる筒状の鞘部本体部に対し、金属チューブを溶接している。これにより、金属チューブと鞘部とが溶接された第１溶接部の機械的強度を向上させることができる。
【００１２】
さらに、上述の温度センサでは、継手の先端部が、鞘部本体部の外側に圧入された（締まり嵌めされた）圧入部（締まり嵌め部）を有している。この圧入部は、軸線方向について前記第１溶接部（金属チューブの挿入部と鞘部本体部とが溶接された部位）よりも先端側の位置まで圧入（締まり嵌め）されている。
【００１３】
ところで、上述の温度センサでは、鞘部本体部の機械的強度を向上させるべく、従来（特許第３８２６０９５号）の温度センサと異なり、鞘部本体部について、先端側よりも厚みを薄くした（外径を小さくした）後端側段部を設けることなく、軸線方向に真っ直ぐ延びる筒状としている。そして、この鞘部本体部に金属チューブの挿入部を周方向に溶接している。このため、仮に、金属チューブの挿入部と鞘部本体部とが溶接された第１溶接部が、鞘部本体部の外周面から径方向外側に突出している場合は、この第１溶接部が、継手の先端部を鞘部本体部の外側（外周面）に圧入することの妨げとなり、継手の先端部を鞘部本体部の外側（外周面）に適切に圧入（締まり嵌め）できなくなる虞がある。
【００１４】
これに対し、上述の温度センサでは、第１溶接部（金属チューブの挿入部と鞘部本体部とが溶接された部位）が、鞘部本体部の外周面（第１溶接部が存在しない非第１溶接部の外周面）から径方向外側に突出しない形態をなしている。換言すれば、第１溶接部の外径寸法は、鞘部本体部（第１溶接部が存在しない非第１溶接部）の外径寸法以下とされている。すなわち、第１溶接部の外周面は、径方向について鞘部本体部の外周面（第１溶接部が存在しない非第１溶接部の外周面）と同等の位置、または、鞘部本体部の外周面（第１溶接部が存在しない非第１溶接部の外周面）よりも径方向内側に位置している。
【００１５】
これにより、継手の先端部を鞘部本体部の外側（外周面）に圧入（締まり嵌め）するとき、第１溶接部が圧入の妨げになることなく、継手の先端部を鞘部本体部の外側に適切に圧入（締まり嵌め）することができる。従って、上述の温度センサは、鞘部本体部の機械的強度を高めると共に、継手の先端部が鞘部本体部の外側に適切に圧入（締まり嵌め）された温度センサとなる。
【００１６】
さらに、前記の温度センサであって、前記第１溶接部は、前記金属チューブの前記挿入部の内周面から径方向内側に突出しない形態を有する温度センサとすると良い。
【００１７】
金属チューブの挿入部と鞘部本体部とが溶接された第１溶接部が、金属チューブの挿入部の内周面から径方向内側に突出している場合は、この第１溶接部が、シース部材を金属チューブの内部に挿入することの妨げとなる場合があり、シース部材の先端側の部位を金属チューブの内部に適切に配置することができなくなる場合がある。
【００１８】
これに対し、上述の温度センサでは、第１溶接部（金属チューブの挿入部と鞘部本体部とが溶接された部位）が、金属チューブの挿入部（フランジの鞘部内に挿入された部位）の内周面から径方向内側に突出しない形態をなしている。換言すれば、第１溶接部の内径寸法は、金属チューブの挿入部（第１溶接部が存在しない非第１溶接部）の内径寸法以下とされている。すなわち、第１溶接部の内周面は、径方向について金属チューブの挿入部の内周面（第１溶接部が存在しない非第１溶接部の内周面）と同等の位置、または、金属チューブの挿入部の内周面（第１溶接部が存在しない非第１溶接部の内周面）よりも径方向外側に位置している。
【００１９】
これにより、第１溶接部が、シース部材を金属チューブの内部に挿入することの妨げになることがなく、シース部材の先端側の部位を金属チューブの内部に適切に配置することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施形態にかかる温度センサの縦断面図である。
【図２】図１のＤ部拡大図である。
【図３】実施形態にかかるフランジの縦断面図である。
【図４】金属チューブの挿入部と鞘部本体部とを溶接する工程の説明図である。
【図５】シース部材を金属チューブ内に挿入する工程の説明図である。
【図６】継手をフランジの鞘部（鞘部本体部）に圧入する工程の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
（実施形態）
次に、本発明の実施の形態である温度センサ１について、図面を参照しつつ説明する。図１は、実施形態にかかる温度センサ１の縦断面図（軸線ＡＸを含む位置で軸線方向に切断した図）である。なお、図１では、サーミスタ素子２、シース部材８、及び、リード線１２ｂ，１２ｃについては、断面図ではなく側面図を示している。図２は、図１のＤ部拡大図である。図３は、実施形態にかかるフランジ４の縦断面図（軸線ＡＸを含む位置で軸線方向に切断した図）である。
【００２２】
本実施形態の温度センサ１は、サーミスタ素子２を感温素子として用いたものである。この温度センサ１は、自動車の排気管に装着して使用される。具体的には、温度センサ１は、サーミスタ素子２を含む温度センサ１の先端部（図１において下端部）が、排気ガスが流れる排気管内に配置されて、排気ガスの温度を検出する。
【００２３】
温度センサ１は、図１に示すように、筒状の金属チューブ３と、金属チューブの内部に収容されたサーミスタ素子２と、金属チューブ３が挿入された筒状のフランジ４と、先端側の部位が金属チューブ３の内部に挿入されたシース部材８と、フランジ４に接合されて金属チューブ３の後端側の部位を包囲する筒状の継手６とを備える。なお、図１に示すように、温度センサ１の軸線方向ＧＨ（軸線ＡＸに沿う方向、図１において上下方向）のうち、サーミスタ素子２が位置する側（図１において下方）を先端側ＧＳ、その反対側（図１において上方）を後端側ＧＫとする。
【００２４】
金属チューブ３は、軸線方向ＧＨに延びる円筒状をなしている。詳細には、金属チューブ３は、その先端側ＧＳが閉塞され、且つ、後端側ＧＫが開放された円筒形状をなしている。この金属チューブ３は、ステンレス合金からなり、例えば、ステンレス合金板の深絞り加工により形成される。金属チューブ３の先端部３１の内部には、サーミスタ素子２が収納されている。さらに、金属チューブ３の先端部３１の内部（サーミスタ素子２の周囲）には、セメント（図示省略）が充填されている。これにより、温度センサ１の使用時において、振動等によるサーミスタ素子２の揺動が防止される。
【００２５】
さらに、金属チューブ３のうち後端側ＧＫに位置する部位は、フランジ４の内側に挿入されている。なお、金属チューブ３のうちフランジ４の鞘部４２内に挿入された部位を、挿入部３２とする（図１及び図２参照）。この挿入部３２は、金属チューブ３において最も後端側ＧＫ（図１及び図２において上方）に位置する部位であり、金属チューブ３のうち当該挿入部３２よりも先端側（図１及び図２において下方）に位置する部位よりも径大の円筒状とされている。なお、本実施形態では、この挿入部３２は、フランジ４の鞘部４２の内側に圧入されている。
【００２６】
フランジ４は、図３に示すように、軸線方向ＧＨに延びる貫通孔４ｂを有する円筒状をなしている。このフランジ４は、ステンレス合金からなり、軸線方向ＧＨに延びる円筒状の鞘部４２と、鞘部４２の先端側に隣接して位置する鞘部４２よりも径大の円筒状の突出部４１とを有する。この突出部４１は、フランジ４の径方向外側に向かって突出する形態をなしている。このフランジ４の内部には、金属チューブ３の挿入部３２が挿入されている（図１及び図２参照）。
【００２７】
突出部４１は、その先端側ＧＳの外周縁に、テーパ形状を有する環状の座面４５を有している。この座面４５のテーパ形状は、図示しない排気管の取付部のテーパ部に対応した形状とされている。本実施形態の温度センサ１は、フランジ４の座面４５が排気管の取付部のテーパ部（図示なし）に密着するように、排気管に取り付けられる。これにより、排気管内を流通する排気ガスが、温度センサ１の取付部を通じて排気管の外部へ漏出するのを防止することができる。
【００２８】
また、フランジ４の鞘部４２は、金属チューブ３と継手６とが溶接される鞘部本体部４３と、鞘部本体部４３の後端側ＧＫ（図１〜図３において上側）に隣接する面取り部４４とを有する（図１〜図３参照）。従って、本実施形態のフランジ４では、鞘部本体部４３が鞘部４２の一部を占めるようにしている。
【００２９】
このうち、鞘部本体部４３は、軸線方向ＧＨについて鞘部４２の先端４２ｄ（すなわち、突出部４１との境界、図２及び図３において二点鎖線で示す下端）から後端側ＧＫ（図２及び図３において上方）に向かって、段差を有することなく略同一厚み（略同一肉厚）で真っ直ぐ延びる円筒状をなしている。すなわち、本実施形態の温度センサ１では、従来（特許第３８２６０９５号）の温度センサと異なり、鞘部本体部４３について、先端側よりも厚み（肉厚）を薄くした（外径を小さくした）後端側段部を設けることなく、略同一厚み（略同一肉厚）で軸線方向に真っ直ぐ延びる円筒状としている。
【００３０】
これにより、本実施形態の温度センサ１では、従来（特許第３８２６０９５号）の温度センサに比べて、鞘部本体部４３の機械的強度を高めることができる。従って、温度センサ１を、自動車の排気管に取り付けて使用したときに、排気管を通じて激しい振動が鞘部本体部４３に伝わった場合でも、従来（特許第３８２６０９５号）の温度センサに比べて、鞘部本体部４３において亀裂等が発生し難くなる。
【００３１】
また、フランジ４の面取り部４４は、鞘部４２の後端部を面取り加工した部位である。この面取り部４４は、軸線方向ＧＨの後端側ＧＫ（図２及び図３において上方）に向かうにしたがって縮径するテーパ形状をなしている。本実施形態では、鞘部４２の後端部を面取り加工した面取り部４４とすることで、後述するように、継手６を鞘部４２（鞘部本体部４３）の外側に圧入し易くしている。
【００３２】
また、金属チューブ３は、自身の後端側ＧＫ（挿入部３２側）からフランジ４の突出部４１内に挿入されて、さらに鞘部４２の内側に圧入されている。そして、金属チューブ３の挿入部３２と鞘部４２の鞘部本体部４３（詳細には、鞘部本体部４３の後端部と挿入部３２のうちこれと径方向に重なり合う部位）が、周方向の全体にわたってレーザー溶接されている。このレーザー溶接がなされることにより、金属チューブ３の挿入部３２と鞘部本体部４３とが周方向に溶接された円環状の第１溶接部Ｌ１が形成される（図２参照）。このように、鞘部本体部４３と金属チューブ３とに跨がる第１溶接部Ｌ１が形成されることで、金属チューブ３がフランジ４に対して強固に固定される。
【００３３】
しかも、本実施形態の温度センサ１では、従来（特許第３８２６０９５号）の温度センサのように鞘部のうち先端側よりも厚みを薄くした後端側段部に金属チューブを溶接するのではなく、鞘部４２の先端４２ｄから後端側ＧＫに向かって段差を有することなく略同一厚み（略同一肉厚）で真っ直ぐ延びる筒状の鞘部本体部４３に対し、金属チューブ３を溶接している。これにより、金属チューブ３と鞘部４２とが溶接された第１溶接部Ｌ１の機械的強度を向上させることができる。
【００３４】
本実施形態では、上述のように、金属チューブ３の挿入部３２をフランジ４の鞘部４２の内側に圧入（締まり嵌め）し、さらに、金属チューブ３の挿入部３２と鞘部４２の鞘部本体部４３とをレーザー溶接によって全周溶接しているので、フランジ４と金属チューブ３との溶接強度が良好になると共に、フランジ４と金属チューブ３との密着強度に優れた温度センサ１となる。このように、本実施形態の温度センサ１は、フランジ４と金属チューブ３との溶接強度が良好であるため、自動車の排気管に取り付けて使用したときに、排気管を通じて激しい振動が温度センサ１に伝わった場合でも、金属チューブ３自体が振れ難く、金属チューブ３の折損等を抑制することができる。さらには、フランジ４と金属チューブ３との密着強度が優れているため、排気ガスに対する気密の信頼性を向上させることができる。
【００３５】
なお、フランジ４の鞘部４２と金属チューブ３との密着性を確保にするにあたっては、上述のように、鞘部４２に金属チューブ３を圧入する（締まり嵌めする）態様に限定されない。例えば、鞘部４２と、この内側に挿入した（隙間嵌めした）金属チューブ３とを、径方向内側に加締めて、両者を密着させるようにしても良い。さらには、上述の圧入と上述の加締めとを併用して、両者を密着させるようにしても良い。
【００３６】
また、図１に示すように、フランジ４の鞘部４２周囲には、六角ナット部５１及びネジ部５２を有するナット５が回動自在に嵌挿されている。温度センサ１は、排気管の取付部（図示なし）にフランジ４の突出部４１の座面４５を当接させた状態で、ナット５のネジ部５２を排気管の取付部のネジ部（図示なし）に螺合させて締結することで、排気管（図示なし）に固定される。
【００３７】
また、フランジ４の鞘部本体部４３の径方向外側には、円筒状の継手６が気密状態で接合されている。具体的には、鞘部本体部４３の外周面４３ｂに継手６の先端部である圧入部６１の内周面６１ｂが重なり合うようにして、継手６の圧入部６１が鞘部本体部４３に圧入されている。詳細には、継手６の圧入部６１（先端部）は、軸線方向ＧＨについて第１溶接部Ｌ１よりも先端側ＧＳの位置まで圧入されている（図２参照）。
【００３８】
さらに、継手６の圧入部６１の先端部と鞘部本体部４３の先端部（鞘部本体部４３のうち先端側ＧＳに位置する部位）とが、周方向の全体にわたってレーザー溶接されている。このレーザー溶接がなされることにより、図２に示すように、継手６の圧入部６１と鞘部本体部４３とが周方向に溶接された第２溶接部Ｌ２（鞘部本体部４３と継手６の圧入部６１とに跨がる第２溶接部Ｌ２）が形成される。なお、第２溶接部Ｌ２は、第１溶接部Ｌ１よりも軸線方向ＧＨの先端側ＧＳの位置に形成されている。
【００３９】
ところで、本実施形態の温度センサ１では、前述のように、鞘部本体部４３の機械的強度を向上させるべく、従来（特許第３８２６０９５号）の温度センサと異なり、鞘部本体部４３について、先端側よりも厚みを薄くした（外径を小さくした）後端側段部を設けることなく、略同一厚み（略同一肉厚）で軸線方向に真っ直ぐ延びる円筒状としている。そして、この鞘部本体部４３に金属チューブ３の挿入部３２を周方向に溶接している。このため、仮に、金属チューブ３の挿入部３２と鞘部本体部４３とが溶接された第１溶接部Ｌ１が、鞘部本体部４３の外周面４３ｂから径方向外側に突出している場合は、この第１溶接部Ｌ１が、継手６の先端部（圧入部６１）を鞘部本体部４３の外側（外周面４３ｂ）に圧入することの妨げとなり、継手６の先端部（圧入部６１）を鞘部本体部４３の外側（外周面４３ｂ）に適切に圧入（締まり嵌め）できなくなる虞がある。
【００４０】
これに対し、本実施形態では、第１溶接部Ｌ１が、鞘部本体部４３の外周面４３ｂ（第１溶接部Ｌ１が存在しない非第１溶接部４３ｃの外周面４３ｂ）から径方向外側に突出しない形態をなしている（図５及び図６参照）。換言すれば、第１溶接部Ｌ１の外径寸法は、鞘部本体部４３（第１溶接部Ｌ１が存在しない非第１溶接部４３ｃ）の外径寸法以下とされている。すなわち、第１溶接部Ｌ１の外周面Ｌ１ｂは、径方向について鞘部本体部４３の外周面４３ｂ（第１溶接部Ｌ１が存在しない非第１溶接部４３ｃの外周面４３ｂ）と同等の位置、または、鞘部本体部４３の外周面４３ｂ（第１溶接部Ｌ１が存在しない非第１溶接部４３ｃの外周面４３ｂ）よりも径方向内側に位置している。
【００４１】
これにより、継手６の先端部である圧入部６１を鞘部本体部４３の外側（外周面４３ｂ）に圧入（締まり嵌め）するとき、第１溶接部Ｌ１が圧入の妨げになることなく、継手６の先端部（圧入部６１）を鞘部本体部４３の外側に適切に圧入（締まり嵌め）することができる。従って、本実施形態の温度センサ１は、鞘部本体部４３の機械的強度を高めると共に、継手６の先端部（圧入部６１）が鞘部本体部４３の外側に適切に圧入（締まり嵌め）された温度センサとなる。
【００４２】
また、金属チューブ３、フランジ４、及び継手６の内部には、一対の金属線７ｂ，７ｃを内包するシース部材８が配置されている。金属線７ｂ，７ｃのうち、金属チューブ３の内部においてシース部材８の先端から先端側ＧＳへ突出する金属線先端部７ｂ１，７ｃ１には、サーミスタ素子２が、ＰｔとＲｈからなる合金線９ｂ，９ｃを介して接続される（図１参照）。なお、合金線９ｂ，９ｃは、サーミスタ素子２と同時に焼成されるものである。合金線９ｂと金属線先端部７ｂ１、及び、合金線９ｃと金属線先端部７ｃ１は、抵抗溶接によって接合されている。
【００４３】
なお、シース部材８は、詳細は図示しないが、ＳＵＳ３１０Ｓからなる金属製の外筒と、ＳＵＳ３１０Ｓ等からなる導電性の一対の金属線７ｂ，７ｃと、外筒と金属線７ｂ，７ｃとの間を電気絶縁しつつ金属線７ｂ，７ｃを保持する絶縁粉末と、から構成されている。
【００４４】
ところで、シース部材８の先端側の部位は、金属チューブ３の内部に挿入されて配置される。ところが、金属チューブ３の挿入部３２と鞘部本体部４３とが溶接された第１溶接部Ｌ１が、金属チューブ３の挿入部３２の内周面３２ｂから径方向内側に突出している場合は、この第１溶接部Ｌ１が、シース部材８を金属チューブ３の内部に挿入することの妨げとなる場合があり、シース部材８の先端側の部位を金属チューブ３の内部に適切に配置することができなくなる場合がある。
【００４５】
これに対し、本実施形態の温度センサ１では、図２に示すように、第１溶接部Ｌ１が、金属チューブ３の挿入部３２（フランジ４の鞘部４２内に挿入された部位）の内周面３２ｂから径方向内側に突出しない形態をなしている。換言すれば、第１溶接部Ｌ１の内径寸法は、金属チューブ３の挿入部３２（第１溶接部Ｌ１が存在しない非第１溶接部３２ｃ）の内径寸法以下とされている。すなわち、第１溶接部Ｌ１の内周面Ｌ１ｃは、径方向について金属チューブ３の挿入部３２の内周面３２ｂ（第１溶接部Ｌ１が存在しない非第１溶接部３２ｃの内周面３２ｂ）と同等の位置、または、金属チューブ３の挿入部３２の内周面３２ｂ（第１溶接部Ｌ１が存在しない非第１溶接部３２ｃの内周面３２ｂ）よりも径方向外側に位置している（図２及び図５参照）。
【００４６】
これにより、第１溶接部Ｌ１が、シース部材８を金属チューブ３の内部に挿入することの妨げになることがなく、シース部材８の先端側の部位を金属チューブ３の内部に適切に配置することができる。
【００４７】
また、金属線７ｂ，７ｃのうち、継手６の内部においてシース部材８の後端から後端側ＧＫ側へ突出する金属線後端部７ｂ２，７ｃ２は、加締め端子１１ｂ，１１ｃを介して、外部回路（例えば、車両のＥＣＵ等）接続用の、一対のリード線１２ｂ，１２ｃに接続されている。詳細には、金属線後端部７ｂ２が、加締め端子１１ｂを介してリード線１２ｂに接続されると共に、金属線後端部７ｃ２が、加締め端子１１ｃを介してリード線１２ｃに接続されている。リード線１２ｂ，１２ｃは、ステンレス合金製の導線を絶縁性の被覆材にて被覆したものである。なお、金属線後端部７ｂ２、加締め端子１１ｂ、及びリード線１２ｂと、金属線後端部７ｃ２、加締め端子１１ｃ、及びリード線１２ｃの導線とは、図示しない絶縁チューブにより互いに電気絶縁されている。
【００４８】
また、継手６の後端部６３には、継手６の後端側ＧＫの開口を閉塞する態様で、耐熱ゴム製の補助リング１３が設けられている。この補助リング１３には、軸線方向ＧＨに貫通する２つの貫通孔１３ｂ，１３ｃが形成されており、この貫通孔１３ｂ，１３ｃ内に、リード線１２ｂ，１２ｃが挿通されることで、リード線１２ｂ，１２ｃが温度センサ１の内部から外部に導出している。
【００４９】
また、継手６の後端部６３を径方向内側に加締めることで、補助リング１３が継手６の後端部６３に密着して固定されている。これにより、補助リング１３と継手６の後端部６３との間が、気密状態にされている。これにより、サーミスタ素子２が、金属チューブ３とフランジ４と継手６とによって構成される金属包囲部材の閉空間内に収容されることになる。本実施形態の温度センサ１では、サーミスタ素子２の出力が、シース部材８の金属線７ｂ，７ｃ、及び、リード線１２ｂ，１２ｃを通じて、図示しない外部回路に伝達されることで、排気管内を流通する排気ガスの温度が検出される。
【００５０】
ところで、本実施形態の温度センサ１では、温度センサ１の外部から、リード線１２ｂ，１２ｃの内側の空隙を通じて、大気が継手６の内部に入り込むと、その大気は、継手６と金属チューブ３とフランジ４の内部が閉空間となっている関係上、金属チューブ３の内部にまで入り込むことになる。従って、温度センサ１では、外部（リード線１２ｂ、１２ｃの内部）から金属チューブ３内までの通気が確保されることになり、サーミスタ素子２を収納する金属チューブ３が酸化した場合にも、同金属チューブ３内の酸素濃度の低下が抑えられ、サーミスタ素子２の特性変化を抑制することができる。
【００５１】
なお、この温度センサ１は、１０００℃にも達する高温環境下で使用されるため、各々の構成部材は十分な耐熱性を有している必要がある。そのため、金属チューブ３、フランジ４、及び金属線７ｂ，７ｃは、Ｆｅを主成分とし、Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｐ、Ｓ、Ｎｉ及びＣｒを含有する耐熱合金であるＳＵＳ３１０Ｓにより形成されている。また、継手６は、ＳＵＳ３０４により形成されている。
【００５２】
次に、本実施形態の温度センサ１の製造方法について説明する。図４は、金属チューブ３の挿入部３２と鞘部本体部４３とを溶接する工程の説明図である。なお、図４では、溶接工程の説明を明瞭にするため、レーザー光ＬＢを照射する軸線方向ＧＨの位置で金属チューブ３の挿入部３２と鞘部本体部４３とを切断した横断面図としている。図５は、シース部材８を金属チューブ３内に挿入する工程の説明図である。図６は、継手６をフランジ４の鞘部４２（鞘部本体部４３）に圧入する工程の説明図である。なお、図５及び図６では、工程の説明を明瞭にするため、金属チューブ３、フランジ４、及び継手６を軸線方向ＧＨに切断した縦断面図としている。
【００５３】
まず、金属チューブ３を、自身の後端側ＧＫ（挿入部３２側）からフランジ４の突出部４１内（貫通孔４ｂ内）に挿入してゆき、さらに、金属チューブ３の挿入部３２をフランジ４の鞘部４２の内側に圧入する。
次いで、第１溶接工程において、金属チューブ３の挿入部３２と鞘部４２の鞘部本体部４３（詳細には、鞘部本体部４３の後端部と挿入部３２のうちこれと径方向に重なり合う部位）を、周方向の全体にわたってレーザー溶接して、第１溶接部Ｌ１を形成する。
【００５４】
具体的には、上述のように、金属チューブ３の挿入部３２をフランジ４の鞘部４２の内側に圧入（締まり嵌め）して一体にした状態で、一体とされたフランジ４及び金属チューブ３を、図４に示すように、軸線ＡＸを中心に周方向（図４において半時計回り）に回転させつつ、レーザー光ＬＢを、鞘部本体部４３の径方向外側から鞘部本体部４３の外周面４３ｂ（詳細には、鞘部本体部４３の後端部と挿入部３２のうちこれと径方向に重なり合う部位）に向けて、連続して照射する。
【００５５】
なお、本実施形態では、ファイバーレーザーを用いて、金属チューブ３の挿入部３２と鞘部４２の鞘部本体部４３とを全周溶接している。具体的には、公知のファイバーレーザー装置を用いて、レーザー光ＬＢの照射方向を一方向（図４において右方向）に固定して、一定の出力で、レーザー光ＬＢを照射する。一方、前述のように、一体とされたフランジ４及び金属チューブ３を、軸線ＡＸを中心に周方向（図４において半時計回り）に回転させる。
【００５６】
また、本実施形態では、図４に示すように、鞘部本体部４３の外周面４３ｂのＡ部からレーザー光ＬＢの照射を開始し、鞘部本体部４３の外周面４３ｂの周方向全体にわたって照射した後（すなわち、Ａ部が軸線ＡＸの回りを１周して、再びレーザー光ＬＢが照射される位置に到達した後）もレーザー光ＬＢの照射を継続して、レーザー光ＬＢが照射される位置にＢ部が到達したときに、レーザー光ＬＢの照射を停止するようにしている。すなわち、鞘部本体部４３の外周面４３ｂのうち周方向範囲ＡＢ（図４において時計回りでＡ部からＢ部に至るまでの範囲）には、レーザー光ＬＢを二重に（２回）照射している。
【００５７】
なお、本実施形態では、溶接期間中（レーザー光ＬＢを照射している期間中）、一体とされたフランジ４及び金属チューブ３の回転速度を、一定にしていない。具体的には、鞘部本体部４３の外周面４３ｂのうちＡ部からＢ部に至るまでの周方向範囲ＡＢにレーザー光ＬＢを照射する期間は、それ以外の周方向範囲にレーザー光ＬＢを照射する期間に比べて、回転速度を速くしている。すなわち、全周レーザー溶接をするにあたり、レーザー光ＬＢの出力を一定に保ちつつ、レーザー光ＬＢを二重に（２回）照射する部位にレーザー光ＬＢを照射するときは、それ以外の部位にレーザー光ＬＢを照射するときに比べて、回転速度を速くしている。
【００５８】
このように溶接することで、第１溶接部Ｌ１（金属チューブ３の挿入部３２と鞘部本体部４３とが周方向に溶接された円環状の溶接部）を、鞘部本体部４３の外周面４３ｂ（第１溶接部Ｌ１が存在しない非第１溶接部４３ｃの外周面４３ｂ）から径方向外側に突出することなく、且つ、金属チューブ３の挿入部３２（フランジ４の鞘部４２内に挿入された部位）の内周面３２ｂから径方向内側に突出しない形態にすることができる。
【００５９】
次いで、挿入工程において、図５に示すように、シース部材８のうち先端側ＧＳの部位を、金属チューブ３内に挿入する。なお、シース部材８の先端側ＧＳに突出する金属線先端部７ｂ１，７ｃ１には、予め、合金線９ｂ，９ｃを介してサーミスタ素子２を接続している。また、シース部材８の後端側ＧＫ側へ突出する金属線後端部７ｂ２，７ｃ２にも、予め、加締め端子１１ｂ，１１ｃを介して、リード線１２ｂ，１２ｃを接続している。
具体的には、挿入工程では、シース部材８の先端側ＧＳに接続されているサーミスタ素子２が、金属チューブ３の先端部３１の内部に収容されるように、シース部材８を、その先端側ＧＳから、金属チューブ３内に挿入する（図１及び図５参照）。
【００６０】
ところで、金属チューブ３の挿入部３２と鞘部本体部４３とが溶接された第１溶接部Ｌ１が、金属チューブ３の挿入部３２の内周面３２ｂから径方向内側に突出している場合は、この第１溶接部Ｌ１が、シース部材８を金属チューブ３の内部に挿入することの妨げとなる場合があり、シース部材８の先端側の部位を金属チューブ３の内部に適切に配置することができなくなる場合がある。
【００６１】
これに対し、本実施形態では、第１溶接部Ｌ１を、金属チューブ３の挿入部３２（フランジ４の鞘部４２内に挿入された部位）の内周面３２ｂから径方向内側に突出しない形態としている（図５参照）。すなわち、第１溶接部Ｌ１の内周面Ｌ１ｃを、径方向について金属チューブ３の挿入部３２の内周面３２ｂ（第１溶接部Ｌ１が存在しない非第１溶接部３２ｃの内周面３２ｂ）と同等の位置、または、金属チューブ３の挿入部３２の内周面３２ｂ（第１溶接部Ｌ１が存在しない非第１溶接部３２ｃの内周面３２ｂ）よりも径方向外側に位置するようにしている（図５参照）。
【００６２】
これにより、本実施形態の挿入工程では、第１溶接部Ｌ１が、シース部材８を金属チューブ３の内部に挿入することの妨げになることがなく、シース部材８の先端側の部位を金属チューブ３の内部に適切に配置することができる。
【００６３】
次に、圧入工程において、図６に示すように、継手６をフランジ４の鞘部４２（鞘部本体部４３）に圧入する。具体的には、継手６の先端部である圧入部６１を、鞘部４２の後端側ＧＫから、鞘部本体部４３の外側（外周面４３ｂ）に圧入（締まり嵌め）する。なお、本実施形態では、鞘部４２の後端部をテーパ形状の面取り部４４としているので、継手６の圧入部６１を鞘部本体部４３の外側に圧入するとき、継手６の先端が鞘部４２の後端に引っ掛かることなく、スムーズに、継手６の圧入部６１を鞘部本体部４３の外側に圧入することができる。
【００６４】
このとき、継手６の内部には、金属チューブ３の後端側ＧＫの部位、金属線後端部７ｂ２、加締め端子１１ｂ、リード線１２ｂの先端部、金属線後端部７ｃ２、加締め端子１１ｃ、及びリード線１２ｃの先端部が収容される（図１参照）。また、リード線１２ｂ，１２ｃが挿通されている補助リング１３が、継手６の後端部６３の内側に配置される。
その後、継手６の後端部６３を径方向内側に加締めることで、補助リング１３が継手６の後端部６３に密着して固定される。
【００６５】
ところで、本実施形態では、前述のように、鞘部本体部４３の機械的強度を向上させるべく、従来（特許第３８２６０９５号）の温度センサと異なり、鞘部本体部４３について、先端側よりも厚みを薄くした（外径を小さくした）後端側段部を設けることなく、略同一厚み（略同一肉厚）で軸線方向に真っ直ぐ延びる円筒状としている。そして、この鞘部本体部４３に金属チューブ３の挿入部３２を周方向に溶接している。このため、仮に、金属チューブ３の挿入部３２と鞘部本体部４３とが溶接された第１溶接部Ｌ１が、鞘部本体部４３の外周面４３ｂから径方向外側に突出している場合は、この第１溶接部Ｌ１が、継手６の先端部（圧入部６１）を鞘部本体部４３の外側（外周面４３ｂ）に圧入することの妨げとなり、継手６の先端部（圧入部６１）を鞘部本体部４３の外側（外周面４３ｂ）に適切に圧入（締まり嵌め）できなくなる虞がある。
【００６６】
これに対し、本実施形態では、第１溶接部Ｌ１を、鞘部本体部４３の外周面４３ｂ（第１溶接部Ｌ１が存在しない非第１溶接部４３ｃの外周面４３ｂ）から径方向外側に突出しない形態にしている（図６参照）。すなわち、第１溶接部Ｌ１の外周面Ｌ１ｂを、径方向について鞘部本体部４３の外周面４３ｂ（第１溶接部Ｌ１が存在しない非第１溶接部４３ｃの外周面４３ｂ）と同等の位置、または、鞘部本体部４３の外周面４３ｂ（第１溶接部Ｌ１が存在しない非第１溶接部４３ｃの外周面４３ｂ）よりも径方向内側に位置するようにしている。
【００６７】
これにより、圧入工程において、継手６の先端部である圧入部６１を鞘部本体部４３の外側（外周面４３ｂ）に圧入（締まり嵌め）するとき、第１溶接部Ｌ１が圧入の妨げになることなく、継手６の先端部（圧入部６１）を鞘部本体部４３の外側に適切に圧入（締まり嵌め）することができる。従って、本実施形態の温度センサ１は、鞘部本体部４３の機械的強度を高めると共に、継手６の先端部（圧入部６１）が鞘部本体部４３の外側に適切に圧入（締まり嵌め）された温度センサとなる。
【００６８】
次いで、第２溶接工程において、継手６の圧入部６１の先端部と鞘部本体部４３の先端部とを、周方向の全体にわたってレーザー溶接する。このレーザー溶接により、図２に示すように、継手６の圧入部６１と鞘部本体部４３とが周方向に溶接された第２溶接部Ｌ２（鞘部本体部４３と継手６の圧入部６１とに跨がる第２溶接部Ｌ２）が形成される。なお、第２溶接部Ｌ２は、第１溶接部Ｌ１よりも軸線方向ＧＨの先端側ＧＳの位置に形成している。
【００６９】
その後、継手６の後端側ＧＫからナット５を継手６に外嵌し、ナット５の先端をフランジ４の突出部４１の後端面に接触させる態様で、継手６の周囲にナット５を配置する（図１参照）。これにより、本実施形態の温度センサ１が完成する。
【００７０】
以上において、本発明を実施形態に即して説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることはいうまもない。
【００７１】
例えば、実施形態では、フランジ４について、鞘部本体部４３が鞘部４２の一部を占めるようにした。具体的には、フランジの鞘部を、鞘部本体部４３と面取り部４４とを有する鞘部４２とした（図１〜図３参照）。しかしながら、鞘部本体部が、鞘部の全体を占めるようにしても良い。具体的には、面取り部を形成することなく、鞘部全体を、軸線方向ＧＨについて当該鞘部の先端（すなわち、突出部との境界）から後端に至るまで、段差を有することなく略同一厚み（略同一肉厚）で真っ直ぐ延びる円筒状の形態としても良い。
【００７２】
また、実施形態の温度センサ１では、金属チューブ３の肉厚を一定としたが、金属チューブ３のうちサーミスタ素子２を収容する先端部３１の肉厚を、他の部分よりも薄くするようにしても良い。これにより、温度センサの応答性を向上させることができる。
また、実施形態では、温度センサとして、排気ガスの温度を検知する排気温センサを示した。しかしながら、本発明の温度センサは、排気温センサのみならず、被測定流体として水や油等の液体が流れる流通路に取り付けられて液体の温度を検知する温度センサにも適用可能である。
【００７３】
また、実施形態では、温度によって電気的特性が変化する素子として、サーミスタ素子２を示した。しかしながら、本発明の温度センサに用いる上記素子は、サーミスタ素子２に限定されるものではない。例えば、上記素子として、温度によって抵抗値が変化する白金（Ｐｔ）抵抗体を絶縁セラミック基体に設置したタイプの素子や、膜状のサーミスタ部を絶縁セラミック基体に設置したタイプの素子を用いるようにしても良い。
【符号の説明】
【００７４】
１  温度センサ
２  サーミスタ素子
３  金属チューブ
３２  挿入部
３２ｂ  内周面
４  フランジ
４１  突出部
４２  鞘部
４２ｄ  先端
４３  鞘部本体部
４３ｂ  外周面
４４  面取り部
５  ナット
６  継手
６１  圧入部
７ｂ，７ｃ  金属線
７ｂ１，７ｃ１  金属線先端部
７ｂ２，７ｃ２  金属線後端部
８  シース部材
１２ｂ，１２ｃ  リード線
ＡＸ  軸線
Ｌ１  第１溶接部
Ｌ２  第２溶接部
ＧＨ  軸線方向
ＧＳ  先端側
ＧＫ  後端側
ＬＢ  レーザー光
【図１】
2018115922.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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