(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状の金属管と、前記金属管の一端部の内側に配置された感温素子と、前記感温素子と電気的に接続され、前記金属管の他端部から引き出される引き出し電線とを備えた温度センサにおいて、
前記金属管の他端部に、貫通孔を有する円板状の金属製シール部材が固定され、前記貫通孔から前記引き出し電線が引き出され、前記引き出し電線と前記貫通孔との間の隙間がガラス材を用いてハーメチックシールされており、
前記引き出し電線は前記金属管の外部で樹脂被覆電線と接続され、芯線と前記樹脂被覆電線との接続部が熱収縮チューブで被覆され、前記金属製シール部材と前記熱収縮チューブとの間の外表面がセラミック溶射されていることを特徴とする温度センサ。
【請求項２】
請求項１に記載の温度センサにおいて、
前記金属管はシース管と前記金属管の一端部に設けられた金属製キャップとを含み、
前記引き出し電線は、前記シース管を挿通する金属製の芯線で構成されることを特徴とする温度センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、温度センサに係わり、特に自動車などの内燃機関から排出される排気ガスの温度を検出するのに好適な温度センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車などの内燃機関から排出される排気ガスの温度を、感温素子（例えば、サーミスタ素子や白金側温抵抗体）によって検出する温度センサが知られている。このような温度センサとして、特開２０１２−４２４５１号公報（特許文献１）に記載されたものがある。特許文献１の温度センサは、先端が閉じられた金属製（例えば、ＳＵＳ製）のチューブと、チューブ内の先端に、先端が押し付けられた状態で配置された温度センサ素子とを備えている。チューブ内の温度センサ素子の後方には、素子から後方に延びる電極線と、電極線を通している絶縁部材である素子支持体と、電極線に接続された芯線を通している配線用絶縁体である碍子管（絶縁管）が配置されている。碍子管の後端から後方に突出させられた芯線には、端子金具を介してリード線が接続されており、この接続部を含むリード線の先端寄り部位及び絶縁樹脂層がチューブの後端部に配置されたシール部材を通されている。シール部材は、ゴム製で、チューブの後端寄り部位を縮径状に加締めることで、同部位内において変形して固定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−４２４５１号公報（段落００３３及び図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般には、温度センサのシール部材は、ゴムや樹脂が用いられる。また、シース線（芯線）とリード線との接続部には、接続部を保護するために熱収縮チューブが設けられる。これらの部材は耐熱温度が低いため、２００℃以下の比較的低温の場所に配置しなければならない。
【０００５】
温度センサの感温部（温度センサ素子）は排気ガスの熱により高温に晒されるが、金属製チューブの後端部（リード線側端部）やリード線接続部を低温にするために、金属製チューブを長くして排気管から受けた熱を金属製チューブの中間部で外気に放熱している。このため、金属製チューブが長くなり、温度センサにおける芯線の延設方向（長手方向）の長さ（寸法）が長くなってしまう。このため、温度センサを車両に搭載する際に、周辺部品のレイアウトの影響を受け易く、搭載性の向上が制限される。
【０００６】
本発明の目的は、長手方向長さを短くすることができ、車両への搭載性を向上した温度センサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の温度センサは、円筒状の金属管と、前記金属管の一端部の内側に配置された感温素子と、前記感温素子と電気的に接続され、前記金属管の他端部から引き出される引き出し電線とを備えた温度センサにおいて、
前記金属管の他端部に、貫通孔を有する円板状の金属製シール部材が固定され、前記貫通孔から前記引き出し電線が引き出され、前記引き出し電線と前記貫通孔との間の隙間がガラス材を用いてハーメチックシールされており、
前記引き出し電線は前記金属管の外部で樹脂被覆電線と接続され、芯線と前記樹脂被覆電線との接続部が熱収縮チューブで被覆され、前記金属製シール部材と前記熱収縮チューブとの間の外表面がセラミック溶射されている。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、温度センサの長手方向長さを短くできるため、狭いスペースであっても温度センサを搭載できる。
【０００９】
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第一実施例に係る温度センサ１Ａの全体を示す断面構成図である。
【図２】第一実施例における耐熱電線７とシース線６との接続部を拡大して示す断面図である。
【図３】ターミナル１７を用いた耐熱電線７とシース線６との接続方法を示す接続部の構成図である。
【図４】本発明の第二実施例に係る温度センサ１Ｂの全体を示す断面構成図である。
【図５】第二実施例における樹脂被覆電線１８とシース線６との接続部を拡大して示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下図面を参照して、本発明に係る実施例を説明する。なお、以下で説明する各実施例において、共通する構成については同じ符号を付し、説明を省略する。
【実施例１】
【００１２】
図１は、本発明の第一実施例に係る温度センサ１Ａの全体を示す断面構成図である。図２は、第一実施例における耐熱電線７とシース線６との接続部を拡大して示す断面図である。
【００１３】
温度を検出する感温素子（温度センサ素子）２は、白金測温抵抗体もしくはサーミスタにより構成される。感温素子２からの温度信号は、電極線１３を介し、シース線（芯線）６へと送られる。シース線６及び電極線１３は、インコネルや白金などの高融点の金属から成る。シース管４は、シース保持材５とシース線６とを内側に備え、シース線６の一端部には感温素子２が接続され、他端部には耐熱電線（耐熱リード線）７が接続される。
【００１４】
シース管４には、感温素子２を保護するキャップ３が溶接により固定され、キャップ３の内部にはマグネシアもしくはアルミナから成る充填材１４が充填される。キャップ３とシース管４とは、内燃機関の排気管内部に配置されるため、インコネルやＳＵＳのような高融点の金属が好ましい。
【００１５】
シース保持材５は、マグネシアもしくはアルミナを主成分とする紛体から成り、シース線６をシース管４の内周面から離関した状態で保持する。シース保持材５は、電気的な絶縁部材として機能する。車載用の温度センサ１Ａでは、強い振動を受けるが、シース線６はシース保持材５により、また感温素子２は充填材１４により、シース管４又はキャップ３の内側に安定して保持される。
【００１６】
耐熱電線７は、導線１５と絶縁被覆１６とから成り、絶縁被覆１６は高温耐熱をもつガラス編組が用いられる。導線１５は金属である。耐熱電線７は、例えば３００℃以上の耐熱性を有することが望ましい。シース管４の耐熱電線７が接続される側の端部には、円筒状の取付台座（端子台座）８を溶接により固定する。取付台座８は金属製の部材であり、例えばＳＵＳを用いて構成することができる。
【００１７】
取付台座８の内部には、シース線６と耐熱電線７との接続部２１を配置し、電線保持材１０を充填する。電線保持材１０は、セラミックを主成分とする紛体、もしくはペースト状の材料が用いられる。電線保持材１０は、電気的な絶縁材料である。耐熱電線７は絶縁被覆１６の端部が取付台座８の内部に位置し、導線１５が取付台座８の内部で絶縁被覆１６から露出するように配置される。
【００１８】
取付台座８の耐熱電線７の挿入側の端部には、貫通孔１１を２つ設けた円板状の金属製シール部材１２を備えている。金属製シール部材１２は、貫通孔１１に耐熱電線７を通した後に、取付台座８に溶接により固定される。貫通孔１１の耐熱電線７の周囲の隙間は、ガラス材２２によりハーメチックシールされる。ハーメチックシール２３は、金属製の取付台座８と耐熱電線７の金属導線１５との間で、貫通孔１１内のガラス材２２に圧縮応力をかけてシールしている。ハーメチックシール２３は耐熱性及び電気絶縁性に優れており、取付台座８の内側を気密状態に封止する。
【００１９】
取付台座８には取付部材９が固定される。取付部材９は内燃機関の排気管に装着されるため、取付台座８も比較的に高温になる。しかし本実施例では、取付台座８の耐熱電線７の引き出し部を金属とガラスとを用いたハーメチックシールでシールしているので、シール部を内燃機関の排気管に近接した状態で配置することができる。
【００２０】
耐熱電線７は、金属導線１５とガラス編組の絶縁被覆１６とから成り、ハーメチックシールとの相性が良い。本実施例の温度センサ１Ａは、上記の構造により高温環境下であっても取付部材８の内部の気密を確保でき、温度センサ１Ａの内部が不純物によって汚染されることはない。シール部を高温環境下に配置することで、温度センサ１Ａの長手方向長さを短くできるため、狭いスペースであっても温度センサ１Ａを搭載できる。従って、温度センサ１Ａの内燃機関への搭載性を向上することができる。
【００２１】
シース線５と耐熱電線７との接続は、図３のようにターミナル１７を用いて接続しても良い。ターミナル１７とシース線６とは溶接により固定し、ターミナル１７と耐熱電線７とは加締めにより固定する。シース線６はターミナル１７と同じ材質で構成される。ターミナル１７を用いることで、シース線５と耐熱電線７との材質が異なる場合でも確実に接続でき、組み立て作業性も向上する。
【実施例２】
【００２２】
図４は、本発明の第二実施例に係る温度センサ１Ｂの全体を示す断面構成図である。図５は、第二実施例における樹脂被覆電線１８とシース線６との接続部を拡大して示す断面図である。
【００２３】
金属製シール部材１２の２つの貫通孔１１には、シース線（芯線）６を通す。すなわち本実施例では、シース線６が取付台座８の内側から外側に引き出される。金属製シール部材１２は、第一実施例と同様に、取付台座８に固定される。貫通穴１１のシース線６の周囲の隙間は、ガラス材によりハーメチックシールされる。第一実施例で説明したように、シース線６はインコネルや白金などの高融点の金属で構成されている。本実施例においても、金属製シール部材１２と金属製のシース線６との間でガラス材２２に圧縮応力をかけている。
【００２４】
上記の構造により高温環境下であっても取付部材８の内部は気密が確保できる。シース線６のリード線側端部６ａは、樹脂被覆電線（樹脂被覆リード線）１８と接続され、接続部は熱収縮チューブ１９で保護される。熱収縮チューブ１９と取付部材８とは接触しておらず空間的に離れているため、比較的に低温環境下に熱収縮チューブ１９及び樹脂被覆電線１８を配置できる。
【００２５】
シース線６の外表面は、少なくとも金属製シール部材１２と熱収縮チューブ１９との間にセラミック材２０が溶射されている。本実施例では、セラミック材２０は金属製シール部材１２の外側の端面とシース線６の外表面とを被覆している。シース線６の外表面を被覆するセラミック材２０の一部は熱収縮チューブ１９で被覆されている。
【００２６】
金属製シール部材１２と熱収縮チューブ１９との間は外気に晒されるが、シース線６はセラミック材２０で絶縁されているので、水分などにより端子間ショートすることはない。また、セラミック材２０による被覆部分は可撓性を有しており、温度センサ１Ｂの搭載性向上に寄与している。
【００２７】
以上説明したように第一及び第二実施例では、キャップ３とシース管４と取付台座８とで内部を気密に封止した円筒状の金属管３，４，８を構成している。この金属管３，４，８の一端部（先端側端部）の内側に感温素子２が配置される。金属管３，４，８の他端部には、二つの貫通孔１１を有する円板状の金属製シール部材１２が固定されている。そして、貫通孔１１から引き出し電線６，７を引き出し、引き出し電線６，７と貫通孔１１との間の隙間がガラス材を用いてハーメチックシールされている。第一実施例では、引き出し電線は、耐熱電線７により構成される。第二実施例では、引き出し電線は、シース線（芯線）６により構成される。
【００２８】
なお、本発明は上記した各実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【００２９】
１Ａ，１Ｂ…温度センサ、２…感温素子（温度センサ素子）、３…キャップ、４…シース管、５…シース保持材、６…シース線（芯線）、７…耐熱電線（耐熱リード線）、８…取付台座、９…取付部材、１０…電線保持材、１１…貫通孔、１２…金属製シール部材、１３…電極線、１４…充填材、１５…導線、１６…絶縁被覆、１７…ターミナル、１８…樹脂被覆電線（樹脂被覆リード線）、１９…熱収縮チューブ、２０…セラミック材、２１…シース線６と耐熱電線７との接続部、２２…ガラス材、２３…ハーメチックシール。
【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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