(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検出容器のネジ孔に挿入される温度センサであって、
前記温度センサは、
開口部を有する有底筒状の金属ケ−スと、
前記開口部の内部に配置される感温素子と、
下端が前記感温素子に接続されたターミナルと、
前記開口部を封口する樹脂カプラと、
を備え、
前記ターミナルは、上端が前記樹脂カプラから導出し、
前記金属ケースは、
前記感温素子が配置される下部と、
前記下部の上方に設けられ、前記ネジ孔と係合するネジ部と、
前記ネジ部の上方に設けられ、前記ネジ部より径が大きい径大部と、
を有し、
前記径大部の外周が樹脂層で覆われており、
前記樹脂層の下面は、前記径大部の下面より上方に位置している温度センサ。
【請求項２】
前記樹脂層と前記樹脂カプラが同じ材料で形成される請求項１に記載の温度センサ。
【請求項３】
前記樹脂層は径方向における内側に配置される第１樹脂部と、外側に配置される第２樹脂部とを有することを特徴する請求項１に記載の温度センサ。
【請求項４】
前記第２樹脂部の強度が、前記第１樹脂部の強度より高いことを特徴とする請求項３に記載の温度センサ。
【請求項５】
前記樹脂層と接する前記径大部の外周面にローレットが設けられたことを特徴とする請求項１に記載の温度センサ。
【請求項６】
前記径大部に外周から内周に至る切欠き部が設けられたことを特徴とする請求項５に記載の温度センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属ケースの内部に感温素子を配置した温度センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
図６に示す温度センサ１は、有底筒状のケース２の内部に感温素子３が配置されている。そしてカプラ４により封口されている。ケース２には、外部取付け用のネジ部５やボルト頭部６からなるボルト部７が設けられている。つまり、ケース２の材料が金属であればこのボルト部７も同様の金属で形成され、ケース２の材料が樹脂であればボルト部７も同様の樹脂で形成される。【０００３】
なお、温度検出の対象がエンジンオイルなどの液体である場合は、液体のシールド性を確保しなくてはならないため、ケース２の材料として銅材や鋼材といった金属材料が用いられる。【０００４】
なお、本発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１や特許文献２が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２２５５５号公報
【特許文献２】特開平１０−３００５８９号公報
【発明の概要】
【０００６】
本発明の温度センサは、被検出容器のネジ孔に挿入される温度センサである。そして、開口部を有する有底筒状の金属ケ−スと、開口部の内部に配置される感温素子と、下端が感温素子に接続され上端が外部に向かって導出するターミナルと、開口部を封口する樹脂カプラと、を備える。また、ターミナルは樹脂カプラから導出する。金属ケースは、感温素子が配置される下部と、下部の上方に設けられ、ネジ孔と係合するネジ部と、ネジ部の上方に設けられ、ネジ部より径が大きい径大部と、を有する。更に、径大部の外周が樹脂層で覆われている。
【０００７】
この構成により、小型の温度センサにおける検出応答性及び検出精度を高めることができるのである。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、実施の形態１における温度センサの使用状態を示す図である。
【図２】図２は、実施の形態１における温度センサの断面図である。
【図３Ａ】図３Ａは、実施の形態１における温度センサの製造方法を示す模式図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、実施の形態１における温度センサの製造方法を示す模式図である。
【図３Ｃ】図３Ｃは、実施の形態１における温度センサの製造方法を示す模式図である。
【図３Ｄ】図３Ｄは、実施の形態１における温度センサの製造方法を示す模式図である。
【図４】図４は、実施の形態２における温度センサの断面図である。
【図５】図５は、温度センサを構成する別の金属ケースの斜視図である。
【図６】図６は、従来の温度センサの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態の説明に先立ち、本出願の発明者が気付いた、図６に示す従来の温度センサ１の課題について説明する。
【００１０】
近年、温度センサについては、他の部品と同様に小型、高性能化の要望が強くある。図６に示す温度センサ１を小型化した場合、温度センサ１全体の熱容量が小さくなることから熱応答性が良くなる。一方で、感温素子３から外部に至る距離が小さくなるため外部温度の影響を受けやすくなるという課題が生じる。特に、ケース２を金属材料で形成した場合、上述した課題が顕著に現れる。すなわち、金属材料によりケース２を構成することで熱伝導性が高くなり、検出対象物からの熱伝導性を良化させる反面、検出領域の外側に位置するボルト頭部６からの外気温の影響も受けやすくなるといった課題が生じる。
【００１１】
そこで、本発明は、上記課題を解決し、小型の温度センサにおける検出応答性及び検出精度を高めることを目的とする。
【００１２】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１について図面を参照しながら説明する。
【００１３】
図１は、温度センサ８の使用状態を示す図であり、図２は温度センサ８の断面図である。なお、図１と図２については、同一の構成については同一の符号を付し説明を省略する場合もある。
【００１４】
図１に示すように、温度センサ８は、エンジンオイル９の温度を測定するために、被検出容器を形成するエンジンブロック壁１０に設けられたネジ孔１１に装着されている。エンジンブロック壁１０から温度センサ８の挿入部（金属ケース１７の下部３３）が下方に向かって突出しており、下部３３がエンジンオイル９に浸漬している。
【００１５】
また、金属ケース１７においては、下部３３の上方に、ネジ部１８が設けられている。ネジ部１８のさらに上側に外周径が大きい径大部１９が設けられている。
【００１６】
なお、本実施の形態では、温度センサ８をネジ孔１１にネジ止めする際、径大部１９の下面が、金属ワッシャ２０を介してエンジンブロック壁１０と当接している。
【００１７】
次に図２を参照しながら、温度センサ８の構成の詳細について説明する。金属ケース１７の下部３３は、被検出物（例えば、図１ではエンジンオイル９）に浸漬され、下部３３の内部には感温素子１２が配置されている。感温素子１２が被検出物の温度（例えば、図１では油温）を検出し、検出結果がリード線１３とターミナル１４を介して検出信号として外部に導出される。
【００１８】
有底筒状の金属ケース１７は開口部２４（図３Ａ参照）を有し、開口部２４の内部に感温素子１２が配置されている。また、金属ケース１７の開口部２４は第２樹脂層３２により封口され、さらに、第１樹脂層３１により感温素子１２、リード線１３、及びターミナル１４の一部が気密封止されている。そして、第１樹脂層３１からターミナル１４が突出している。なお、第１樹脂層３１および第２樹脂層３２により樹脂カプラ１５が形成されている。そして、樹脂カプラ１５をメスコネクタ１６（図１に示す）と嵌合させることで、ターミナル１４から出力される検出信号は後段に導通する。
【００１９】
なお、本実施の形態では感温素子１２の一例として、ガラス封止型のサーミスタ素子が用いられる。
【００２０】
また、金属ケース１７は、下部３３の上方に、ネジ部１８が設けられている。ネジ部１８はネジ孔１１（図１に示す）と係合する。ネジ部１８の上方には、ネジ部の径より径が大きい径大部１９が設けられている。
【００２１】
なお、径大部１９の下面は、図１に示すように、温度センサ８をエンジンブロック壁１０にネジ止めする際に、金属ワッシャ２０を介してエンジンブロック壁１０と当接する座面となる。
【００２２】
そして、温度センサ８においては、径大部１９の外周側面に第３樹脂層２１が設けられている。第３樹脂層２１を設けたことにより小型の温度センサ８における検出応答性及び検出精度が高くなる。温度センサ８においては、金属ケース１７のネジ部１８と径大部１９および第３樹脂層２１とでボルト部２２を形成している。つまり、ボルト頭部２３を形成する径大部１９と第３樹脂層２１とは、被検出容器の外側に配置される。温度センサ８を小型化させた場合、金属ケース１７が小さくなり、熱容量が小さくなる。そのうえ、温度センサ８の内部に配置される感温素子１２からの径大部１９までの距離が短くなり、感温素子１２への外気温の影響を受けやすくなる。
【００２３】
しかしながら、本実施の形態の温度センサ８では、ボルト頭部２３を構成する径大部１９の外周に第３樹脂層２１が設けられているので、第３樹脂層２１の断熱効果により外気温による感温素子１２への影響を抑制でき、温度センサとしての検出精度が高められる。そして、外気温の影響を抑制することができ、金属ケース１７の小型化が実現できる。よって、金属ケース１７の熱容量を小さくでき、検出対象物であるエンジンオイル９の温度変化に対する追随性が高まり、結果として、温度センサ８としての検出応答性が高められる。
【００２４】
なお、金属ケース１７の径大部１９の外周部に第３樹脂層２１を設ける場合、後述する製造過程において第３樹脂層２１の一部が、径大部１９の下面に回り込んで径大部１９の下面とエンジンブロック壁１０（被検出容器）の間に介在すると、第３樹脂層２１の温度変化に伴う形状変化や、経年劣化による強度変化により、ボルト部２２としての締め付けトルクの変動につながる。よって、エンジンブロック壁１０（被検出容器）に温度センサ８を取り付けた状態で、径大部１９の下面と被検出容器の表面との間に第３樹脂層２１を介さない構造とすることが好ましい。つまり、温度センサ８においては径大部１９と金属ワッシャ２０の間に第３樹脂層２１を介さない構造とすることが好ましい。
【００２５】
なお、金属ワッシャ２０を使用しない場合においても同様に、径大部１９とエンジンブロック１０の間に第３樹脂層２１を介さない構造とすることが好ましい。
【００２６】
そこで、径大部１９の下面に第３樹脂層２１が回り込まない構造を得るために、第３樹脂層２１の下面は、径大部１９の下面より上方に位置することが望ましい。
【００２７】
また、第３樹脂層２１と樹脂カプラ１５を同じ材料とすることで、第３樹脂層２１と樹脂カプラ１５が一体形成できるので、温度センサ８の製造方法を簡易にできる。
【００２８】
［温度センサの製造方法］
次に図３Ａ〜図３Ｄを参照しながら温度センサ８の製造方法について説明する。
【００２９】
先ず、図３Ａに示すように、金属ケース１７を切削加工により開口部２４を有する有底筒状に加工する。
【００３０】
次に、図３Ｂに示すように、開口部２４を封口するように第２樹脂層３２（樹脂カプラ１５）をモールド成形する。なお、モールド成形により形成される第２樹脂層３２（樹脂カプラ１５）は、ターミナル１４の突出部分を囲んでメスコネクタ１６との連結部となる壁部分も形成する。第２樹脂層３２が形成される時、同時に、径大部１９の外周に形成される第３樹脂層２１も成形される。金属ケース１７の開口部２４の内周面に第２樹脂層３２が形成され、カプラ開口部２５が形成される。
【００３１】
そして、図３Ｃに示すように、リード線１３を介してターミナル１４に接続された感温素子１２がカプラ開口部２５に挿入される。その後、図３Ｄに示すように、カプラ開口部２５に樹脂が充填され、第１樹脂層３１により感温素子１２、リード線１３、及びターミナル１４の一部が気密封止される。
【００３２】
上述した製造方法で形成される温度センサ８においては、径大部１９の外周側面に配置する第３樹脂層２１を、樹脂カプラ１５を形成する際に一括して成形することで簡単に形成することができる。つまり、第３樹脂層２１は、樹脂カプラ１５の一部として形成されている。
【００３３】
また、樹脂カプラ１５はメスコネクタ１６との嵌合性が重要である。通常、温度センサ８に嵌合させるメスコネクタ１６の材料としては、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）が用いられる。そして、樹脂カプラ１５（および第３樹脂層２１）の材料としてはポリフタルアミド（ＰＰＡ）が用いられる。ＰＰＡは、金属ケース１７を形成する黄銅より熱伝導率が小さく、外部温度環境の影響を抑制することができる。つまり、より熱伝導率の低い材料や耐湿性の高い材料などを組み合わせることで温度センサ８の特性を高めることができる。
【００３４】
よって温度センサを小型化しても、検出応答性及び検出精度を高めることができる。
【００３５】
（実施の形態２）
次に、図４を参照しながら本発明の温度センサの実施の形態２について説明する。なお、図４に示す温度センサ８が、図１に示す温度センサ８と異なる点は、第３樹脂層２１が異なる２種類の材料で形成されている点だけである。図１と同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
【００３６】
上述した通り、第３の樹脂層２１は、伝導率の低い材料や耐湿性の高い材料などを組み合わせることで温度センサとしての特性をさらに高めることができる。そこで、図４に示す温度センサ８は、第３樹脂層２１を径方向において多層構造とする。
【００３７】
第３樹脂層２１が設けられる径大部１９の外周側面はボルト頭部２３を形成するため、温度センサ８をネジ止めする際の締めつけトルクに対する強度が必要となる。したがって、第３樹脂層２１を第１樹脂部２７および第２樹脂部２８で構成される２層構造とする。内側の層である第１樹脂部２７を、第２樹脂層３２と同じ、メスコネクタ１６との嵌合性を考慮した材料を用いる。一方、第３樹脂層２１の一部である外側の層である第２樹脂部２８については、ボルト頭部２３を形成するため、ＰＰＡに含まれるガラスフリットを増量して強度を高めた材料などを選択する。この構成により、更に温度センサ８の信頼性を高めることができる。
【００３８】
つまり、本実施の形態の温度センサ８では、第３樹脂層２１は径方向における内側に配置される第１樹脂部２７と、外側に配置される第２樹脂部２８とを有する。更に、第２樹脂部２８の強度が、第１樹脂部２７の強度より高い。
【００３９】
［金属ケース１７の変形例］
次に、図５を参照しながら金属ケース１７の変形例について説明する。
【００４０】
上述した通り、第３樹脂層２１と径大部１９の境界面では、締めつけトルクが加わる。そこで、図５に示すように、径大部１９の外周面に縦縞やあやめ状のローレット２９を設け、第３樹脂層２１と径大部１９の界面における締めつけトルクの方向の滑り止めを設けることが望ましい。
【００４１】
また、このローレット２９に加えて、径大部１９に外周面に内周に至る切欠き部３０が設けられることで、金属ケース１７に対する樹脂カプラ１５の成形の際に、切欠き部３０に樹脂が入り込み、上述した滑り止効果をさらに高めることができる。
【００４２】
なお、図５に示す金属ケース１７の構造はいずれの実施の形態でも実現可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は、温度センサにおける検出応答性及び検出精度を高めるという効果を有する。特に小型、軽量化が求められる車載用途の温度センサにおいて有効である。
【符号の説明】
【００４４】
８  温度センサ
９  エンジンオイル
１０  エンジンブロック壁（被検出容器）
１１  ネジ孔
１２  感温素子
１３  リード線
１４  ターミナル
１５  樹脂カプラ
１６  メスコネクタ
１７  金属ケース
１８  ネジ部
１９  径大部
２０  金属ワッシャ
２１  第３樹脂層
２２  ボルト部
２３  ボルト頭部
２４  開口部
２５  カプラ開口部
２７  第１樹脂部
２８  第２樹脂部
２９  ローレット
３０  切欠き部
３１  第１樹脂層
３２  第２樹脂層
３３  下部
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
0006500249.tif 000005
【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図４】
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【図５】
0006500249.tif 000009
【図６】
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