(57)【要約】【課題】、高温のガスの温度測定に使用されるものであり、センサが取付けられる取付けねじ穴形成部位が熱膨張係数が大きいのに対し、センサ側の環状押圧部又はねじ込み用固定部材がＳＵＳ製などのために熱膨張係数が相対的に小さく、取付け後の温度上昇による熱膨張差によって環状押圧部の軸方向の圧縮応力が減少することとなる温度センサの取付け構造でも、シール不良やねじ込み状態の弛緩などの問題が発生することを防止する。【解決手段】センサ１０１の環状押圧部３１とねじ込み用固定部材６１との間に、環状押圧部又はねじ込み用固定部材のを構成する素材よりも熱膨張係数が大きく、且つ、取付けねじ穴５０３を形成する素材以上の熱膨張係数を有する素材からなるスペーサ５１を介在させた。取付け状態での環状押圧部３１の軸方向の圧縮応力の減少を、スペーサ５１の熱膨張を利用して低減させた。【選択図】     図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物内の流体の温度を測定するための温度センサの取付け構造であって、
温度センサをその対象物に設けられた取付けねじ穴へ取付けるのに、該取付けねじ穴の奥のシール保持用の環状座面に、温度センサ自身に設けられた環状押圧部をあてがい、環状又は筒状に形成されて自身の外周面に前記取付けねじ穴にねじ込み可能のねじが形成されたねじ込み用固定部材を、温度センサに外嵌して前記取付けねじ穴にねじ込み、このねじ込みによって、前記環状押圧部を、該ねじ込み用固定部材と前記環状座面との間でねじの軸方向に圧縮することで該温度センサを前記取付けねじ穴にシールを保持して取付け、
その取付け後の温度上昇による熱膨張差によって前記環状押圧部における前記軸方向の圧縮応力が減少することとなる温度センサの取付け構造において、
前記環状押圧部と前記ねじ込み用固定部材との間、又は前記環状押圧部と前記環状座面との間の少なくとも一方に、前記環状押圧部又は前記ねじ込み用固定部材の少なくともいずれか一方を構成する素材よりも熱膨張係数が大きく、且つ、前記取付けねじ穴を形成する素材以上の熱膨張係数を有する素材からなるスペーサを介在させたことを特徴とする温度センサの取付け構造。
【請求項２】
前記スペーサは、前記取付けねじ穴を形成する素材より熱膨張係数が大きい素材から形成されていることを特徴とする請求項１記載に温度センサの取付け構造。
【請求項３】
前記スペーサは、前記ねじ込み用固定部材が前記取付けねじ穴にねじ込まれる前において、前記温度センサに外嵌され、該ねじ込み用固定部材のねじの軸方向にスライド可能の環状又は筒状のものであることを特徴とする請求項１又は２のいずれか１項に記載の温度センサの取付け構造。
【請求項４】
前記対象物が、エンジンの排気管であることを特徴とする、請求項１，２又は３のいずれか１項に記載の温度センサの取付け構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体の温度を検出する温度センサの取付け構造に関し、詳しくは、エンジンの排気ガス等の流体の温度を測定するため、流体が通過する対象物（例えば排気管）に設けられた取付けねじ穴に取付けられる温度センサ（以下、単にセンサともいう）の取付け構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
図９は、この種の温度センサ２０１及びその取付け構造の一例を示した断面図である。図９に示した温度センサ２０１は、排気管５００内の排気ガスの温度を測定するためのもの（排気温センサ）であり、先端（図示下端）が閉じられたチューブ１１の内部の先端部分に、サーミスタなどの温度センサ素子（以下、センサ素子又は単に素子とも言う）２１を備え、次のように構成されている。すなわち、このセンサ２０１を構成する素子２１を内蔵するチューブ１１は、例えばその後端寄り部位の外側にフランジ状に突出する環状押圧部３１を備えている。この環状押圧部３１は、排気管５００の取付け対象部位（ボス）５０１に設けられた取付けねじ穴（以下、単にねじ穴ともいう）５０３の奥のシール保持用の環状座面５０５に押付けられるところであり、例えば溶接や圧入によりチューブ１１に設けられている。また、この環状押圧部３１における後端側において後方に突出状に設けられた筒状部の外側には、素子２１を内蔵するチューブ１１より大径をなす大径チューブ（保護チューブ）４１がその先端を外嵌され、後方に延びる形で同心状に固定されている。そして、このフランジ状の環状押圧部３１の後方には、後方にスライド可能でその大径チューブ４１に遊嵌状に外嵌され、外周面に、上記取付けねじ穴５０３にねじ込み可能のねじ６２を備えた筒状又は環状のねじ込み用固定部材６１を備えている。なお、素子２１から延びる電極線２３は、シース管２５に配置された芯線２４に接続され、この芯線２４が大径チューブ４１の後端から外部に引き出される信号取り出し用のリード線２８にカシメ端子２７を介して接続されている。そして、このリード線２８は、大径チューブ４１の後端部４５内に配置されたシール部材４７内を通され、その後端部４５を縮径状に加締めることで固定されている。
【０００３】
このような構成を有する温度センサ２０１では、それ自身が取付けられる排気管５００における取付け対象部位であるボス５０１に設けられた取付けねじ穴５０３の奥の環状座面５０５に、上記の環状押圧部３１の先端向き面（円錐状のテーパ面）３６をあてがい、後方からねじ込み用固定部材６１を前記取付けねじ穴５０３にねじ込む（締め付ける）ことで取付けられる。すなわち、ねじ込み用固定部材６１の先端６３にて環状押圧部３１を先端側に押付けるようにし、環状押圧部３１を、ねじ込み用固定部材６１と環状座面５０５との間で、ねじ６２の軸（軸線）Ｇ方向（先後方向）に圧縮し、センサ２０１をねじ穴５０３にシールを保持して取付けている。このような取付け構造では、環状押圧部３１は先後方向に強く圧縮される。したがって、ねじ込み用固定部材６１も同様に圧縮された状態に保持される。このため、これらは理論上、圧縮応力に対応して微量、軸Ｇ方向に縮むことになる。他方、排気管５００に設けられたボス５０１の取付けねじ穴５０３は、軸Ｇ方向に前記圧縮応力に対応して引張り応力を受けることになり、理論上はその引張り応力に対応して微量、伸びる。ただし、ねじ込み用固定部材６１と、取付けねじ穴５０３については、ねじの螺合がある部分での伸縮は無視できると考えられる。このようにして、上記従来のセンサ２０１の取付け構造においては、シールが保持されて、安定したセンサ２０１の取付けがなされているといえる。
【０００４】
ところで、このような排気ガスの温度の測定に用いられるセンサ２０１は、その取付けは常温で行われるのが普通である。しかし、その取付け後においては排気ガスの熱による高温に晒される。このため、センサ２０１が取付けられている排気管５００のボス５０１の部位、すなわち、取付けねじ穴５０３及びその環状座面５０５、さらには、これに押付けられている環状押圧部３１、及びねじ込み用固定部材６１を含むセンサ２０１の先端寄り部位は、例えば、２００℃〜５００℃、或いは、取付け対象部位によってはそれ以上の高温に晒される。したがって、センサ２０１を構成する環状押圧部３１、及びねじ込み用固定部材６１、さらに、センサ２０１が取付けられている取付けねじ穴５０３を形成するボス５０１の部位が異なる熱膨張係数を有する素材から形成されている場合には、それぞれの熱膨張係数の相違に基づく熱伸縮量の相違により、シール不良やねじ込み状態に緩みが生じることがあるといった問題があった。
【０００５】
例えば、取付けねじ穴５０３を含むセンサ２０１の取付け対象部位（排気管５００及びボス５０１）が、ＪＩＳ  Ｈ  ５０５２にＡＣ２Ｂとして規定されるアルミニウム合金製（熱膨張係数：２３．５×１０−６／℃）であり、センサ２０１側の環状押圧部３１がＳＵＳ３１０製（熱膨張係数：１７．３×１０−６／℃）で、ねじ込み用固定部材６１がＳＵＳ４３０製（熱膨張係数：１０．４×１０−６／℃）からなる場合には、その三者の熱膨張係数に大きな相違がある。このため、このような素材からなる上記センサの取付け構造において、それらが高温の排気ガスに晒されると、排気管５００の取付けねじ穴５０３を構成するボス５０１が相対的に大きく（軸Ｇ方向に長く）膨張する。したがって、センサ２０１の環状押圧部３１が取付けねじ穴５０３の環状座面５０５を押付けていた力（圧縮力）が小さくなり、シール性が低下する。そして、熱膨張量の差次第では、センサ２０１の環状押圧部３１が取付けねじ穴５０３の環状座面５０５から浮き、ねじ込み状態に緩みが生じるなどの問題が発生することもある。なお、ねじの螺合がある部分では、取付けねじ穴５０３の軸方向の熱膨張は、自由状態での熱膨張はできないといえるが、その螺合のない環状座面５０５の近傍での熱膨張は自由状態に近い状態で膨張すると考えられる。
【０００６】
また、上記において、ねじ込み用固定部材６１がボス５０１と同素材（アルミニウム合金）からなり、環状押圧部３１がＳＵＳ３１０からなる場合、或いは、環状押圧部３１がボス５０１と同素材（アルミニウム合金）からなり、ねじ込み用固定部材６１がＳＵＳ４３０からなる場合でも、各素材の熱膨張係数の相違により、温度次第では同様の問題が生じることがある。そして、これらの問題は排気ガスのリークの発生という問題のみならず、センサ２０１の取付けが不完全となることを意味するから、振動によりセンサ２０１が故障する原因ともなる。
【０００７】
こうした中、センサ２０１の取付けねじ穴５０３を形成する取付け対象部位であるボス（センサの取付け座）５０１、センサ２０１における環状押圧部（封止部材、リブ）３１、ねじ込み用固定部材（ナット）６１の熱変形量が略同一となるようにして、高温時におけるねじの緩みを防止するという技術がある（特許文献１）。すなわち、センサ２０１の取付けねじ穴５０３を形成するボス（センサの取付け座）５０１、及びセンサ２０１における環状押圧部（封止部材、リブ）３１、ねじ込み用固定部材（ナット）６１の各熱膨張係数を略同一としたり、その差を、２×１０−６／℃以下とするというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−１２２４８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところが、特許文献１の技術では、センサ２０１の取付けねじ穴５０３を形成するボス５０１、及びセンサ２０１をなす環状押圧部３１、ねじ込み用固定部材６１ともに熱変形量が略同一となる構成する技術であるから、センサ２０１側のみでなく、上記例におけるボス５０１のようなセンサ２０１の取付け対象部位をも略同一の熱膨張係数の素材（例えば、同一素材）で形成する必要があり、或いは、その差を、２×１０−６／℃以下とする必要がある。したがって、センサの取付け構造として具体化できる範囲が極めて狭いという重大な欠点がある。例えば、センサ２０１をなす環状押圧部３１、ねじ込み用固定部材６１ともに上記のようなＳＵＳ３１０、又は４３０製であるような温度センサ２０１において、その取付け対象部位（ボス５０１）の取付けねじ穴５０３が上記のようなアルミニウム合金製からなるもののように、そのボス５０１の熱膨張係数が、センサ２０１のそれらより大きい金属素材で形成されている場合には、もはや特許文献１の技術の適用の余地はない。
【００１０】
別の言い方をすると、アルミニウム合金は、加工容易であると共に、軽量で、耐食性を備えていることから、排気マニホールド系部位に広く適用されている。一方、センサ２０１をなす環状押圧部３１、ねじ込み用固定部材６１は、耐熱性等の要請からしてＳＵＳ３１０，４３０製など、相対的に熱膨張係数が小さい素材のものとせざるを得ない場合が多い。とくに、素子２１を内蔵するチューブ１１は、耐熱性の要請、強度の観点からステンレス鋼製としたい。そして、環状押圧部３１をこれに固定するには溶接が好ましく、そのためには環状押圧部３１もステンレス鋼製とするのが好ましい。
【００１１】
本発明は、温度センサの取付け構造におけるかかる問題点に鑑みてなされたもので、温度センサが、排気管や排気マニホルド系部位内の排気ガスの温度のように、高温のガスの温度測定に使用されるものであり、そのセンサが取付けられる取付けねじ穴を形成する部位がアルミニウム合金製などのように熱膨張係数が大きいのに対し、センサ側の環状押圧部又はねじ込み用固定部材がＳＵＳ製などのために熱膨張係数が相対的に小さいとしても、高温時においても上記のようなシール不良やねじ込み状態の弛緩などの問題が発生することを有効に防止できる温度センサの取付け構造を提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、対象物内の流体の温度を測定するための温度センサの取付け構造であって、
温度センサをその対象物に設けられた取付けねじ穴へ取付けるのに、該取付けねじ穴の奥のシール保持用の環状座面に、温度センサ自身に設けられた環状押圧部をあてがい、環状又は筒状に形成されて自身の外周面に前記取付けねじ穴にねじ込み可能のねじが形成されたねじ込み用固定部材を、温度センサに外嵌して前記取付けねじ穴にねじ込み、このねじ込みによって、前記環状押圧部を、該ねじ込み用固定部材と前記環状座面との間でねじの軸方向に圧縮することで該温度センサを前記取付けねじ穴にシールを保持して取付け、
その取付け後の温度上昇による熱膨張差によって前記環状押圧部における前記軸方向の圧縮応力が減少することとなる温度センサの取付け構造において、
前記環状押圧部と前記ねじ込み用固定部材との間、又は前記環状押圧部と前記環状座面との間の少なくとも一方に、前記環状押圧部又は前記ねじ込み用固定部材の少なくともいずれか一方を構成する素材よりも熱膨張係数が大きく、且つ、前記取付けねじ穴を形成する素材以上の熱膨張係数を有する素材からなるスペーサを介在させたことを特徴とする。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、前記スペーサは、前記取付けねじ穴を形成する素材より熱膨張係数が大きい素材から形成されていることを特徴とする請求項１記載に温度センサの取付け構造である。請求項３に記載の発明は、前記スペーサは、前記ねじ込み用固定部材が前記取付けねじ穴にねじ込まれる前において、前記温度センサに外嵌され、該ねじ込み用固定部材のねじの軸方向にスライド可能の環状又は筒状のものであることを特徴とする請求項１又は２のいずれか１項に記載の温度センサの取付け構造である。そして、請求項４に記載の発明は、前記対象物が、エンジンの排気管であることを特徴とする、請求項１，２又は３のいずれか１項に記載の温度センサの取付け構造である。
【００１４】
本発明において、前記環状押圧部は、前記環状座面に間接的に（別部材を介して）押付けられる構成のものにおいても適用できる。また、前記ねじ込み用固定部材は、前記環状押圧部をねじの軸方向に、間接的に（別部材を介して）押付ける構成のものにおいても適用できる。すなわち、本発明において前記環状押圧部と前記ねじ込み用固定部材との間、又は前記環状押圧部と前記環状座面との間の少なくとも一方に介在させられる前記スペーサは、それらの間に直接介在させられるものだけでなく、ワッシャ等の別部材を介して間接的に介在させられるものとしてもよい。さらに、前記スペーサは、ねじの軸方向において、複数に分割されているものであってもよい。
【００１５】
本発明において、「その取付け後の温度上昇による熱膨張差によって前記環状押圧部における前記軸方向の圧縮応力が減少することとなる温度センサの取付け構造」ということは、その取付け後の温度上昇による熱膨張差によって、取付けねじ穴側の軸方向における熱膨張量が、環状押圧部及びねじ込み用固定部材のその軸方向における熱膨張量（合計膨張量）より大きくなることを意味する。典型例としては、取付けねじ穴を形成する部位が、上記のような熱膨張係数を有するアルミニウム合金からなり、環状押圧部及びねじ込み用固定部材が、ＳＵＳ３１０、４３０からなる場合である。
【発明の効果】
【００１６】
前記したように、例えば、前記対象物における取付けねじ穴を形成する部位をなす素材がＪＩＳ  Ｈ  ５０５２にＡＣ２Ｂとして規定されるアルミニウム合金製であり、その熱膨張係数が、２３．５×１０−６／℃であり、センサ側の環状押圧部がＳＵＳ３１０製であり、その熱膨張係数が、１７．３×１０−６／℃であり、ねじ込み用固定部材がＳＵＳ４３０製であり、その熱膨張係数が、１０．４×１０−６／℃である場合の従来のセンサの取付け構造の場合においては、次のようである。すなわち、この場合、取付けねじ穴を形成する部位が、環状押圧部及びねじ込み用固定部材を形成する素材の熱膨張係数より大きいため、その取付け後の温度上昇による熱膨張差によって、取付けねじ穴側の軸方向における熱膨張量が、環状押圧部及びねじ込み用固定部材のその軸方向における熱膨張量（合計膨張量）より大きくなる。このため、前記環状押圧部が受けていた軸方向の圧縮応力は、温度上昇によりその上昇前よりも低下する。したがって、シール性が低下し、取付けに緩みがでる可能性がある。
【００１７】
これに対して本発明においては、上記の素材からなるセンサの取付け構造であるとしても、例えば、前記環状押圧部と前記ねじ込み用固定部材との間に、前記対象物における取付けねじ穴を形成する部位をなす素材と同じ又はそれよりも大きい熱膨張係数を有する素材からなるスペーサを介在させた取付け構造となっている。したがって、このような取付け構造では温度上昇がある場合でも、このスペーサが前記環状押圧部と前記ねじ込み用固定部材よりも大きく前記軸方向に膨張する。すなわち、このスペーサによる膨張が得られる分、前記環状押圧部及び前記ねじ込み用固定部材の先後方向における圧縮応力が減少するのを低減できるから、シール性の低下や取付け状態の緩みの発生の防止に寄与する。つまり、本発明では、取付け後に温度上昇があっても、上記のようなスペーサが介在されているため、それがある分、従来のようにそれがない場合に比べると、前記環状押圧部が前記環状座面を押していた圧縮力が低下することによるシール性能の低下や、ねじ込み状態の緩みの発生を低減又は防止できるという注目すべき効果が得られる。
【００１８】
特許文献１の技術のように、取付けねじ穴を形成する取付け対象部位（センサの取付け座、ボス）、及びセンサをなす環状押圧部、ねじ込み用固定部材ともに熱変形量が略同一となる構成するには、センサ側のみでなく、センサの取付け対象部位をも略同一の熱膨張係数の素材（例えば、同一素材）で形成する必要があるから、前記の素材構成の場合には適用ないし対応の余地がなかったのに対し、本発明ではその対応が可能となるという意味で、その効果には際立って優れたものがある。
【００１９】
本発明における「スペーサ」は前記環状押圧部又は前記ねじ込み用固定部材の少なくともいずれか一方を構成する素材よりも熱膨張係数が大きく、且つ、取付けねじ穴を形成する素材以上の熱膨張係数を有する素材からなるものから選択すればよい。したがって、その両者よりも熱膨張係数が大きい素材からなるものを選択してもよいし、取付けねじ穴を形成する素材が環状押圧部及びねじ込み用固定部材の素材よりも熱膨張係数が大きい場合には、取付けねじ穴を形成する素材と同じ素材としてもよい。取付け後の温度上昇による熱膨張差によって前記環状押圧部における前記軸方向の圧縮応力が減少するのをできるだけ防止できるように、他の構成材の熱膨張係数等を考慮して設定する。
【００２０】
具体的には、ねじ込み用固定部材によるねじ込み時による締め付け力で、前記環状押圧部及び前記ねじ込み用固定部材が受けるねじ込み方向の圧縮応力、そしてこの圧縮応力に対応して発生する前記取付けねじ穴を形成する前記取付け対象部位が受ける同方向の引張り応力と、温度センサが受ける温度変化（上昇）の範囲、これら各部品や部分を形成する素材の材質（縦弾性係数、熱膨張係数等）、さらに、それらの先後方向の長さや横断面積との関係で、温度センサの前記取付けねじ穴への取付け時からその後の温度変化（熱サイクル）を考慮して、シールの低下や取付け状態の緩みの発生の防止に寄与するように設計すればよい。もちろん、取付けねじ穴を形成する部位や、前記環状押圧部と前記ねじ込み用固定部材とをなす素材、さらには、スペーサをなす素材によっては、その取付け後の温度上昇による熱膨張差によって前記環状押圧部における前記軸方向の圧縮応力を増大させることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の温度センサの取付け構造を具体化した第１実施形態に用いられるセンサの縦断面図、及びその要部拡大図。
【図２】第１実施形態例の取付け構造を得る工程の説明用縦断面図。
【図３】第１実施形態例の取付け構造を得る工程の説明用縦断面図。
【図４】第１実施形態例の取付け構造の縦断面図。
【図５】図４のＡ部拡大図。
【図６】本発明の温度センサの取付け構造を具体化した第２実施形態の縦断面図。
【図７】図６のＢ部拡大図。
【図８】本発明の温度センサの取付け構造を具体化した第３実施形態の要部拡大図。
【図９】従来の温度センサの取付け構造の縦断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明を具体化した温度センサの取付け構造の実施の形態（第１実施形態）について、図１〜図５に基づいて詳細に説明する。ただし、本例ではエンジンの排気ガスの温度を測定する温度センサ１０１を排気管（又排気マニホールド）５００の取付け対象部位（ボス）５０１に設けられた取付けねじ穴５０３に取付ける場合で説明する。図中、１０１は、センサであって、ＳＵＳ３１０製で、先端（図示下端）が閉じられてなる横断面円形のチューブ１１と、そのチューブ１１内の先端又は先端寄り部位に配置された温度センサ素子２１とを主体として構成されている。このうち、素子２１は、チューブ１１内に内挿、配置されたシース管２５の先端側に配置されている。このシース管２５内には、２本の芯線２４を挿通させた状態で絶縁粉末が充填されており、シース管２５の先端から突出する芯線２４の先端部に、素子２１の後方から延びる２本の電極線２３が接続されている。なお、このチューブ１１の先端寄り部位は、その内部においてシース管２５の先端を受けるように若干、細くなるように縮径され、シース管２５を内挿している部位より小径をなしている。そして、チューブ１１内には、素子２１の揺動を抑制するために、セメントが充填されている。
【００２３】
このチューブ１１の後端寄り部位の外周には、排気管５００のセンサの取付け対象部位をなすボス５０１の取付けねじ穴５０３の奥のシール保持用の環状座面５０５に押付けられるよう、外方に突出するフランジ状の環状押圧部３１が圧入され、さらに溶接により固定されている。この取付け用の環状押圧部３１は、ＳＵＳ３１０製（熱膨張係数：１７．３×１０−６／℃）で、センサ１０１をなすチューブ１１の軸Ｇ方向から見て（先端側から見て）円形で環状をなすように形成され、その内周面に沿って後方に円筒状に延びる筒状部３３を備えている。そして、環状押圧部３１は、この筒状部３３の内周面を介してチューブ１１の後端寄り部位の外周面に、圧入、さらには溶接により固定されている。なお、環状押圧部３１は、その後側が、チューブ１１の中心軸（軸線）Ｇに垂直な円形環状の後端向き面３５をなしているが、その先端面３６は、その外周寄り部位が、図２，３に示したような、取付けねじ穴５０３の奥の急先すぼまり状の環状座面５０５に押付けられるように急先細り状に形成されたテーパ面部３６ａをなしており、チューブ１１の中心軸寄り部位はその軸Ｇに垂直な環状平面３６ｂをなしている。なお、この環状押圧部３１の外周面３７はその外径が取付けねじ穴５０３のねじの内径より小さい円筒面をなしている。
【００２４】
一方、この環状押圧部３１において後方に延びる筒状部３３の外周面には、チューブ１１及びシース管２５と同心で、それらより大径で後方に延びる横断面円形の大径チューブ（保護管）４１が固定されている。この大径チューブ４１は先端寄り部位を環状押圧部３１の筒状部３３の外周面に外嵌され、その先端を環状押圧部３１の後端向き面３５に当接状にし、環状押圧部３１の筒状部３３の外周面に溶接等により固定されている。一方、シース管２５の後端は、この大径チューブ４１内の先後の中間部位に位置しており、その後端から引き出された芯線２４と、電気信号取り出し用の各電線（リード線）２８とがカシメ端子２７を介して接続され、その電線２８が大径チューブ４１の後端において外部に引き出されている。なお、大径チューブ４１の後端部４５内には弾性シール材４７が配置され、各電線２８はこのシール材４７中を通されている。そして、大径チューブ４１の後端部４５を縮径状にカシメを行うことで、内部のシールを保持すると共に、各電線２８をその後端において固定している。
【００２５】
さて、上記した環状押圧部３１の後端向き面３５の後側（後方）には、本発明の要部をなす環状又は筒状をなすスペーサ５１が大径チューブ４１の外側に同心状で、本例では遊嵌されて配置されている。このスペーサ５１は、環状押圧部３１の後端向き面３５に先端側の一端（面）５３が当接する円筒状（又は円環状）をなしており、本例では、内径が大径チューブ４１の外径より大きく形成され、大径チューブ４１に対してその軸Ｇ方向にスライド可能に（隙間嵌め状態で）、環状押圧部３１の後端向き面３５に直接当接するように配置されている。なお、このスペーサ５１は、大径チューブ４１の外側において環状押圧部３１の後端向き面３５に先端側の一端（面）５３を当接させていればよく、したがって、後端向き面３５又は大径チューブ４１の外周面に圧入等により固定されていてもよいが、本例では大径チューブ４１の後方から抜き取り可能に配置されている。なお、このスペーサ５１は、その外周面５５が円筒面をなし、その外径は、取付けねじ穴５０３のねじの内径より小さく、例えば、ＪＩＳ  Ｈ  ４０４０にＡ５０５６として規定されるアルミニウム合金製（熱膨張係数：２４．３×１０−６／℃）のものとされている。
【００２６】
そして、このスペーサ５１の後端（面）５７側であって大径チューブ４１の外側には、ＳＵＳ４３０製（熱膨張係数：１０．４×１０−６／℃）のねじ込み用固定部材６１を遊嵌状に外嵌させている。このねじ込み用固定部材６１は、内径が大径チューブ４１の外径より大きい筒状部（筒状部）６０を有し、その筒状部６０の外周面に、排気管５００に形成された取付けねじ穴５０３にねじ込み可能のねじ６２をその略全長にわたり備えている。このようなねじ込み用固定部材６１は、大径チューブ４１の後方から抜き取り可能に配置されているが、本例では、ねじ込み用固定部材６１はその先端６３がスペーサ５１の後端５７に直接当接するように配置されている。なお、ねじ込み用固定部材６１の後端の外周には、ねじ込み用の多角形部６７形成されている。
【００２７】
しかして、上記の構成を有する温度センサ１０１は、排気管５００に形成された取付けねじ穴５０３内に次のようにして取付けられる。すなわち、図２に示したように、ねじ込み用固定部材６１を後方にスライドさせたこのセンサ１０１を、この取付けねじ穴５０３内にその先端側から内挿する。なお、図２では、スペーサ５１を環状押圧部３１の後端向き面３５から離して図示している。そして、図３に示したように、奥のシール保持用の環状座面５０５に、温度センサ１０１に設けられた環状押圧部３１をあてがうようにし、この環状押圧部３１の後端向き面３５に、スペーサ５１を当接させる。そして、図４、５に示したように、スペーサ５１の後方にあるねじ込み用固定部材６１を取付けねじ穴５０３に所定の締め付けトルクでねじ込む。このねじ込みによって、環状押圧部３１は、スペーサ５１を介してねじ込み用固定部材６１と環状座面５０５との間でねじ６２の軸Ｇ方向に圧縮される。こうして温度センサ１０１は、その環状押圧部３１を取付けねじ穴５０３の奥のシール保持用の環状座面５０５に押付けられ、そこでシールを保持して取付けねじ穴５０３に取付けられる。なお、本実施の形態では、取付けねじ穴５０３を有するボス５０１が、ＪＩＳ  Ｈ  ５０５２にＡＣ２Ｂとして規定されるアルミニウム合金製（熱膨張係数：２３．５×１０−６／℃）のものとされている。
【００２８】
この取付け状態においては、センサ１０１側の環状押圧部３１、スペーサ５１、さらにはねじ込み用固定部材６１には、ねじ６２の軸Ｇ方向に圧縮されており、環状押圧部３１等は、その軸Ｇ方向に圧縮応力を受けている。一方、取付けねじ穴５０３は、環状座面５０５よりそのねじ穴５０３の入口側（図４上側）に向かう先後方向（ねじの軸Ｇ方向）に引張られており、ねじ穴５０３を含むボス５０１にはその軸Ｇ方向に引張り応力が生じている。すなわち、このようなセンサ１０１の取付け構造においては、センサ１０１側の環状押圧部３１、スペーサ５１、さらにはねじ込み用固定部材６１には、ねじ６２の軸Ｇ方向に圧縮歪みを生じており、これに対応して、取付けねじ穴５０３は、同方向に引張り歪みを生じている。ただし、ねじ込み用固定部材６１及びねじ穴５０３を含むボス５０１のうち、螺合している部分はねじの遊び分のみ歪が生じていると考えられる。温度センサ１０１は、このようにしてその環状押圧部３１の先端向き面３６を、取付けねじ穴５０３における環状座面５０５に押付け、その間のシールを確保し、取付けられている。
【００２９】
このようなセンサ１０１の取付け構造においては、その後、その取付け構造部位が、例えば２００℃〜５００℃程度の温度上昇があると、その取付け構造部位はいずれも熱膨張する。このとき、各部（又は各部材）を構成する素材の熱膨張係数の差により、環状押圧部３１及びねじ込み用固定部材６１の軸Ｇ方向の熱膨張量の合計より、取付けねじ穴５０３の同軸Ｇ方向の熱膨張量の方が大きくなる。したがって、環状押圧部３１及びねじ込み用固定部材６１が温度上昇前にその内部に受けていた軸Ｇ方向の圧縮応力は、その温度上昇に起因して減少する。ただし、本例では、環状押圧部３１とねじ込み用固定部材６１の間に、それらを構成するステンレス鋼より熱膨張係数が大きいアルミニウム合金製のスペーサ５１が介在されている。このため、環状押圧部３１、スペーサ５１、及びねじ込み用固定部材６１の合計の軸Ｇ方向の熱膨張量は、従来のように、このようなスペーサ５１がない場合の熱膨張量の合計よりも、全体として先後方向に大きく熱膨張することができる。したがって、本例のセンサ１０１の取付け構造によれば、センサ１０１の取付け後に温度上昇があっても、上記のようなスペーサ５１が介在されているため、それが設けられている分、それが設けられていない従来の取付け構造に比べると、環状押圧部３１が環状座面５０５を押していた圧縮力の低下を小さくできるから、シール性能の低下や、ねじ込み状態の緩みの発生を低減できる。
【００３０】
すなわち、本例のセンサ１０１の取付け構造による場合には、取付けねじ穴５０３を形成する取付け対象部位（ボス５０１）に比べて、センサ１０１側の構成部材である、環状押圧部３１及びねじ込み用固定部材６１の熱膨張係数が小さいが、別部材であるスペーサ５１に、この環状押圧部３１、及びねじ込み用固定部材６１をなす素材よりも熱膨張係数が大きく、且つ、ボス５０１よりも大きい熱膨張係数を有する素材を用いているため、環状押圧部３１が環状座面５０５を押していた圧縮力の低下を小さくできる。したがって、取付けねじ穴５０３を形成する取付け対象部位等をなす素材の相違に係わらず、広範な種類の温度センサ１０１の取付け構造において、広く適用できるという効果もある。
【００３１】
スペーサ５１は、温度センサ１０１の取付け構造部位が受ける温度上昇範囲や、その際においても、環状押圧部３１に必要な圧縮応力が確保されるような熱膨張が得られるように、すなわち、温度上昇時においてシール確保に必要な圧縮応力が環状押圧部３１に保持されるように、それ自身の軸Ｇ方向の長さ等の諸条件を設計すればよい。なお、本実施の形態のスペーサ５１は、軸Ｇ方向の長さ（すなわち、厚み）を、４．０ｍｍとしている。
【００３２】
上記例では、スペーサ５１を筒状又は環状のものとしたため、温度センサ１０１において、その大径チューブ４１から容易に分離又は離脱することがない。ただし、このスペーサ５１は、筒状又は環状のものである必要は必ずしもない。また、上記例では、スペーサ５１を１個の筒状又は環状の部材（部品）からなるものとしたが、これは、軸Ｇ方向において複数に分割されていてもよい。このようにしておけば、取付け構造ごと、例えば、センサが取付けられる相手側の取付けねじ穴の熱膨張との関係で、センサ１０１側に要求される熱膨張量が異なる場合には、その分割された適数のスペーサ（分割体）を用いることで熱膨張に対応できるため、便利である。さらに、上記例では、スペーサ５１が環状押圧部３１とねじ込み用固定部材６１とで直接挟まれる構成のものとして具体化したが、これらとの間に、例えばスリップワッシャを介在させることもできる。また、取付けねじ穴５０３の環状座面５０５と、センサ１０１側の環状押圧部３１との間に、シール保持用のガスケットを介在させてもよい。
【００３３】
さて、次に、本発明のセンサ１０１の取付け構造を具体化した第２実施形態について図６に基づいて説明する。ただし、本例は上記形態におけるスペーサ５１（以下、第１スペーサ５１ともいう）に加えて、取付けねじ穴５０３の環状座面５０５と、センサ１０１側の環状押圧部３１との間にも、別のスペーサ（以下、第２スペーサともいう）７１を配置した点のみが相違するのみであり、上記形態と本質的相違はない。したがって、この相違点のみ説明し、同一の部位には同一の符号を付すに止める。
【００３４】
すなわち、本形態で用いられている第２スペーサ７１は、第１スペーサ５１と同様に、環状押圧部３１、及びねじ込み用固定部材６１をなす素材よりも熱膨張係数が大きく、且つ、ボス５０１と同じ熱膨張係数を有する素材からなり、具体的には、ＪＩＳ  Ｈ  ４０４０にてＡ５０５６として規定されるアルミニウム合金製で環状をなし、先端７３が環状押圧部３１の先端向き面３６と同形状で、外周面７５がそれと同じ外径に形成されている。そして、後端７７が環状押圧部３１の先端向き面３６に密着状をなす凹形状に形成され、内径がチューブ１１の外径と同径又はそれより大径をなしており、取付けねじ穴５０３にセンサ１０１を内挿する前に、そのチューブ１１に外嵌（圧入、又は遊嵌）されているか、センサ１０１を取付けねじ穴５０３に内挿する前に、その奥の環状座面５０５に事前に配置される。こうして、上記したのと同様に、センサ１０１を取付けねじ穴５０３に内挿し、第２スペーサ７１を介して、その環状押圧部３１の先端向き面３６を環状座面５０５に押付けるようにする。ついで、上記したのと同様に、環状押圧部３１の後端向き面３５に第１スペーサ５１を配置し介在させ、その状態の下で、後方からねじ込み用固定部材６１を取付けねじ穴５０３にねじ込むことで、その取付けがなされている。
【００３５】
しかして、本例では、そのねじ込みによって、環状押圧部３１とねじ込み用固定部材６１との間に配置された第１スペーサ５１に加えて、及び環状押圧部３１と環状座面５０５との間に配置された第２スペーサ７１の双方をねじ６２の軸Ｇ方向に圧縮して取付けられている。このような本例では、第１スペーサ５１に加えて、第２スペーサ７１を設けた分、第２スペーサ７１の先後長や横断面積に対応して、高温時における先後方向の熱膨張量を大きく確保できるから、上記形態よりもシール性の低下やねじの緩みの発生防止に有効である。
【００３６】
なお、本例より明らかであるが、本例における第１スペーサ５１を設けることなく、環状押圧部３１と環状座面５０５との間に、第２スペーサ７１のみを介在させるだけでもよい。図８は、その一例を示したものであるが、図６、７に示したものとは第１スペーサ５１を設けていない点のみが相違するだけであるから、同一部位には同一の符号を付し、その説明を省略する。なお、このような第２スペーサ７１は、シール保持機能を担うものでもあることから、センサ１０１を取付けねじ穴５０３に取付けた状態において塑性変形しないような弾性係数を有する素材から選択するのが好ましい。また、図６〜図８におけるような第２スペーサ７１を設ける場合にも、上記したのと同様に、これを例えば先後に複数に分割しておいて、複数介在させるようにしてもよい。さらに、このような第２スペーサ７１も、環状押圧部３１又は環状座面５０５と間接的に接するようにワッシャ等を介在させてもよい。
【００３７】
本発明の温度センサ１０１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、適宜に変更して具体化できる。例えば、上記例では、スペーサ５１、７１はＪＩＳ  Ｈ  ４０４０にてＡ５０５６として規定されるアルミニウム合金製としたが、対象物側の取付けねじ穴を形成する素材や、センサ側の環状押圧部又はねじ込み用固定部材をなす素材を考慮して、適宜の素材で形成すればよい。すなわち、センサの取付け後の温度上昇による熱膨張差によって環状押圧部のねじの軸Ｇ方向の圧縮応力が減少するのを低減できればよい。例えば、取付けねじ穴５０３を有するボス５０１が、ＪＩＳ  Ｈ  ５０５２にＡＣ２Ｂとして規定されるアルミニウム合金製（熱膨張係数：２３．５×１０−６／℃）である場合には、それと同じ素材（熱膨張係数）であるアルミニウム合金を用いてスペーサ５１，７１を構成するようにしてもよいし、亜鉛（熱膨張係数：２６．３×１０−６／℃）、マグネシウム（２５．４×１０−６／℃）、あるいはそれらの合金を用いて、ボス５０１以上の熱膨張係数を有する素材からなるスペーサを適用してもよい。
【００３８】
また、スペーサは、環状押圧部３１又はねじ込み用固定部材６１のいずれか一方より熱膨張係数が大なる材質のものから、取付けねじ穴５０３が軸Ｇ方向において生じる熱膨張量を考慮し、その取付け後の温度上昇による熱膨張差によって環状押圧部３１の前記軸Ｇ方向の圧縮応力が減少するのを低減できるように、取付け時の圧縮歪みや、スペーサ自身の寸法等に基づいて、温度センサに応じて設定すればよい。なお、上記例では、エンジンの排気管（マニホルド）に取付けられ、排気ガスの温度を測定するセンサで具体化したが、本発明は、その他の流体（気体、液体）の温度測定用のセンサの取付け構造においても適用できる。
【符号の説明】
【００３９】
３６  温度センサの環状押圧部
５１，７１  スペーサ
６１  ねじ込み用固定部材
６２  ねじ込み用固定部材のねじ
１０１  温度センサ
５００  排気管（対象物）
５０３  取付けねじ穴
５０５  取付けねじ穴の奥のシール保持用の環状座面
Ｇ  ねじの軸
【図１】
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【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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