(57)【要約】【課題】感温素子を有底筒状の金属チューブ内の所定位置（狙い配置位置）に確実に配置させることができる温度センサの製造方法を提供する。【解決手段】感温素子であるサーミスタ素子２の電極線２２とシース部材８の金属芯線７を接合して感温素子組立体を作製する。ついで、両端が開口した第２筒状部３２の後端側開口より感温素子組立体を挿入すると共に、第２筒状部３２の先端側からサーミスタ焼結体２１を所定寸法だけ突き出させて、シース部材８と第２筒状部３２とを加締め固定する。そして、感温素子組立体が組み付けられた第２筒状部３２の先端部を、第１筒状部３１の後端部３６の内側に位置させた形で所定寸法の重なり部３７を生ずるように配置して、両筒状部を周方向にわたって加締めた後、全周レーザー溶接する。これにより、有底筒状の金属チューブ３内の狙い配置位置にサーミスタ焼結体２１を配置させた温度センサ１を得ることができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端側が閉塞した筒状の金属チューブと、
温度によって電気的特性が変化する感温部とこれに設けられる一対の電極線とを有し、前記金属チューブの内部に収納される感温素子と、
前記金属チューブの軸線方向に沿うように配置されると共に、前記感温素子の前記電極線と接続される一対の金属芯線をシースパイプの内部に絶縁保持してなるシース部材と、
を備える温度センサの製造方法であって、
前記金属チューブは、先端側が閉塞した有底筒状の第１筒状部と、両端が開口する筒状の第２筒状部とが軸線方向に隣接配置される形態で構成されるものとされており、
前記感温素子の前記電極線と前記シース部材の前記金属芯線とを互いに接合して感温素子組立体を作製する第１工程と、
前記第２筒状部の両端のいずれかの開口より前記感温素子組立体を挿入すると共に、前記第２筒状部の先端側から前記感温部の少なくとも一部を突き出させる形態で、前記第２筒状部の内部に位置するシース部材と当該第２筒状部とを固定して、前記感温素子組立体を前記第２筒状部に組み付ける第２工程と、
前記感温素子組立体が組み付けられた前記第２筒状部の先端部を、前記第１筒状部の後端部の内側または外側に位置させた形で重なり部を生ずるように配置し、前記重なり部に周方向にわたって溶接を行う第３工程と、
を備えることを特徴とする温度センサの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の温度センサの製造方法であって、
前記第２工程において、前記第２筒状部の先端側から前記感温素子の前記電極線と前記シース部材の前記金属芯線との接続部までを少なくとも突き出させるようにして、前記感温素子組立体を前記第２筒状部に組み付ける
温度センサの製造方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の温度センサの製造方法であって、
前記第２工程において、前記第２筒状部と前記シース部材との固定は、前記第２筒状部を前記シース部材の前記シースパイプの外周面に向けて加締めることにより行う
温度センサの製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載の温度センサの製造方法であって、
前記第２筒状部の軸線方向における離間した少なくとも２箇所以上の位置において、前記第２筒状部を前記シース部材の前記シースパイプの外周面に向けて加締める
温度センサの製造方法。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の温度センサの製造方法であって、
前記第３工程において、前記第２筒状部の先端部と前記第１筒状部の後端部を遊嵌状態で前記重なり部が生ずるように配置し、前記重なり部において該第１筒状部及び該第２筒状部のうちで外側に位置する筒状部を内側に位置する筒状部に向けて周方向に加締めることで加締め部を形成して、前記加締め部に周方向の前記溶接を行う
温度センサの製造方法。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の温度センサの製造方法であって、
前記第２筒状部の外径よりも小さい内径を有する小径部と、前記小径部よりも後端側に位置すると共に、前記第２筒状部の外径以上の内径を有する前記後端部と、前記小径部と前記後端部とを繋ぐ段部とを有する前記第１筒状部を、前記第３工程に先立って形成し、前記第３工程において、前記第２筒状部の先端が前記第１筒状部の前記段部に当接するように、且つ前記第１筒状部の前記後端部の内側に前記第２筒状部の先端部を位置させた形で前記重なり部を生ずるように、該第１筒状部と該第２筒状部とを組み付ける
温度センサの製造方法。
【請求項７】
請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の温度センサの製造方法であって、
前記第３工程において、前記溶接はレーザー溶接である
温度センサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属酸化物などの半導体からなるサーミスタ焼結体や金属抵抗体等の感温部を有する感温素子を、有底筒状の金属チューブの内部に収納してなる温度センサに関する。詳細には、自動車の排気ガス浄化装置の触媒コンバータ内部や排気管内等といった被測定流体（例えば排気ガス）が流通する流通路内に感温素子を配置させて、被測定流体の温度検出を行う温度センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、自動車の排気ガス浄化装置の触媒コンバータ内部や排気管内等といった排気ガス流路を流れる排気ガスの温度を、感温素子であるサーミスタ素子によって検出する温度センサ、いわゆる排気温センサが知られている。この種の温度センサとしては、サーミスタ素子を先端側が閉塞した有底筒状の金属チューブの中に収容したものがある。より具体的には、サーミスタ素子の電極線と接続される金属芯線をシースパイプ内に絶縁保持してなるシース部材を、フランジに溶接された一部材から形成される有底筒状の金属チューブ内に挿入しつつ、サーミスタ素子を金属チューブの先端側内部に配置させた構造の温度センサが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−２６６６０９号公報（第１図、第２図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような形態の温度センサを製造するにあたっては、サーミスタ素子が接続されたシース部材を有底筒状の金属チューブ内に挿入していき、シース部材を金属チューブに所定寸法挿入させることで、金属チューブ内におけるサーミスタ素子の位置決め（換言すれば、金属チューブの先端を基準にした軸線方向における位置決め）を行っている。しかし、サーミスタ素子が接続されたシース部材を細長い有底筒状の金属チューブ内に挿入する場合には、その挿入過程において、サーミスタ素子が金属チューブの内壁面等に当たることがある。すると、その衝撃によってシース部材の金属芯線やサーミスタ素子の電極線が曲がってしまう。
【０００５】
このように上記挿入過程において金属芯線や電極線が曲がることがあると、有底筒状の金属チューブに対してシース部材を所定寸法挿入させてサーミスタ素子の位置決めを行っても、金属チューブ内におけるサーミスタ素子の狙い配置位置からずれて配置されてしまうことがある。そのために、従来の温度センサの製造方法では、同一品番の温度センサを量産した場合に、金属チューブ内のサーミスタ素子の配置位置がまちまちとなりがちで、温度検出の精度にばらつきを来たすおそれがあった。
【０００６】
本発明は、上述した従来の問題点を解決するものであり、有底筒状の金属チューブ内にシース部材に接続されたサーミスタ素子等の感温素子を収納する構造の温度センサを製造するにあたって、製造容易であり、且つ感温素子を金属チューブ内の所定位置（狙い配置位置）に確実に配置させること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。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
その解決手段は、先端側が閉塞した筒状の金属チューブと、温度によって電気的特性が変化する感温部とこれに設けられる一対の電極線とを有し、金属チューブの内部に収納される感温素子と、金属チューブの軸線方向に沿うように配置されると共に、感温素子の電極線と接続される一対の金属芯線をシースパイプの内部に絶縁保持してなるシース部材と、を備える温度センサの製造方法であって、
金属チューブは、先端側が閉塞した有底筒状の第１筒状部と、両端が開口する筒状の第２筒状部とが軸線方向に隣接配置される形態で構成されるものとされており、
感温素子の電極線とシース部材の金属芯線とを互いに接合して感温素子組立体を作製する第１工程と、
第２筒状部の両端のいずれかの開口より感温素子組立体を挿入すると共に、第２筒状部の先端側から感温部の少なくとも一部を突き出させる形態で、第２筒状部の内部に位置するシース部材と当該第２筒状部とを固定して、感温素子組立体を第２筒状部に組み付ける第２工程と、
感温素子組立体が組み付けられた第２筒状部の先端部を、第１筒状部の後端部の内側または外側に位置させた形で重なり部を生ずるように配置し、重なり部に周方向にわたって溶接を行う第３工程と、
を備えることを特徴とする温度センサの製造方法である。
【０００８】
本発明の温度センサの製造方法では、有底筒状の金属チューブを従来のように一部材で形成せずに、複数の部材（筒状部）にて形成している。そして、複数の部材の１つである第２筒状部の両端のいずれかの開口より、感温素子が接続されるシース部材を挿入し、第２筒状部の内部に位置するシース部材と当該第２筒状部とを固定する。このとき、第２筒状部の先端側から感温部の少なくとも一部を突き出せる形態で、第２筒状部とシース部材とを固定する。そして、先端側から感温部の少なくとも一部を突き出させた状態の第２筒状部に対して、有底筒状の第１筒状部を周方向にわたって溶接して、金属チューブ内に感温素子を収納させている。
【０００９】
つまり、本発明の温度センサの製造方法によれば、第２筒状部に感温素子組立体を挿入する過程において、感温部が第２筒状部の内壁面に当たってシース部材の金属芯線や感温素子の電極線が曲がったとしても、第２筒状部の両端を開口させているので、同第２筒状部の先端側から感温部の少なくとも一部を確実に所定寸法（予定した寸法）だけ突き出させるように調整することができる。そして、先端側から感温部を所定寸法突き出させた状態の第２筒状部と有底筒状の第１筒状部とを同軸状に所定寸法（予定した寸法）だけ重ねて溶接すれば、有底筒状の金属チューブの狙い配置位置に感温素子を確実に配置させることができる。従って、金属チューブを複数の部材にて形成してなる本発明によれば、同一品番の温度センサを量産する場合にも、感温素子（感温部）を金属チューブ内の所定位置（狙い配置位置）に確実に配置させることができる。
【００１０】
また、本発明の温度センサの製造方法では、シース部材（感温素子組立体）が固定された第２筒状部の先端部に第１筒状部の後端部の内側または外側に位置する形で重なり部を生ずるように配置して溶接するようにしているので、容易に有底筒状の金属チューブを形成することができる。よって、本発明によれば、感温素子（感温部）を金属チューブ内の狙い配置位置に配置させた温度センサを製造効率良く、且つ容易に製造することができる。
【００１１】
感温素子としては、感温部としてサーミスタ焼結体を用い、このサーミスタ焼結体に電極線の一部を埋設させたサーミスタ素子や、温度によって抵抗値が変化する金属抵抗体をセラミック基板上に形成したものを感温部として用い、この金属抵抗体に電極線を接続した基板型素子等を挙げることができる。さらに、金属チューブを構成することになる第１筒状部及び第２筒状部は、十分な機械的強度及び耐熱性等を有する金属材料にて形成されていればその材質は特に限定されず、具体的にはステンレス合金やインコネル材によって形成することができる。
【００１２】
感温素子組立体が組み付けられた第２筒状部の先端部を第１筒状部の後端部の内側または外側に位置する形で重なり部を生ずるように配置するにあたっては、両者を当接させる形態で重なり部を生ずるように配置しても良いし、両者が遊嵌状態で重なり部を生ずるように配置しても良い。また、この重なり部を周方向にわたって溶接するための溶接手法は特に限定されないが、具体的な手法として、レーザー溶接、プラズマ溶接、電子ビーム溶接、アルゴン溶接等を挙げることができる。なお、この中でもレーザー溶接が安価な手法でありながら、良好な溶接強度を得ることができることから最も好ましい。
【００１３】
ついで、上記温度センサの製造方法であって、前記第２工程において、前記第２筒状部の先端側から前記感温素子の前記電極線と前記シース部材の前記金属芯線との接続部までを少なくとも突き出させるようにして、前記感温素子組立体を前記第２筒状部に組み付ける温度センサの製造方法とすると良い。
【００１４】
第２筒状部に感温素子が接続されたシース部材を挿入する過程においては、上述したようにシース部材の金属芯線や感温素子の電極線が曲がることがあるが、この曲がりの程度によっては、金属芯線と電極線の接続部が切り離されたりするといった不具合を招く可能性がある。そのために、感温部の一部のみを第２筒状部の先端側から突き出す形態で、第２筒状部とシース部材とを固定したのでは、感温部を金属チューブの狙い配置位置に配置させることはできるものの、感温部からの電気的出力を、電極線及び金属芯線を介して出力することができないおそれがある。
【００１５】
これに対して、本発明の温度センサの製造方法によれば、第２工程において、感温素子の電極線とシース部材の金属芯線との接続部までを少なくとも第２筒状部の先端側から突き出させた形態で、第２筒状部とシース部材とを組み付けるようにしている。これにより、シース部材（感温素子組立体）を第２筒状部に組み付けた後、第２筒状部の先端側にて、電極線と金属芯線との接続部の状態を確認することができる。従って、本発明によれば、感温素子（感温部）を金属チューブ内の狙い配置位置に配置させつつ、電気的な信頼性に優れた温度センサを、製造効率良く得ることができる。なお、本明細書において、「感温素子の電極線とシース部材の金属芯線との接続部」とは、該電極線と該金属芯線とが重なり合う（ラップする）部位を指すものである。
【００１６】
なお、上記温度センサの製造方法では、第２工程において、上記接続部に留まらず、シース部材のシースパイプの先端から突き出た金属芯線までを第２筒状部の先端側から突き出させた形態で、第２筒状部とシース部材とを組み付けると良い。このようにすれば、シース部材（感温素子組立体）を第２筒状部に組み付けた後、第２筒状部の先端側にて、電極線と金属芯線との接続部の状態を確認する以外に、電極線同士、金属芯線同士が接触して短絡を生じていないかどうかを確認することができ、より電気的な信頼性に優れた温度センサを製造することができる。
【００１７】
さらに、上記いずれかに記載の温度センサの製造方法であって、前記第２工程において、前記第２筒状部と前記シース部材との固定は、前記第２筒状部を前記シース部材の前記シースパイプの外周面に向けて加締めることにより行う温度センサの製造方法とすると良い。
【００１８】
このように、第２筒状部とシース部材とを加締め固定することにより、両者を安価な手法により強固に固定することができる。なお、第２筒状部とシース部材とを加締め固定するにあたっては、第２筒状部の周方向において２点以上で加締めることが好ましい。第２筒状部内において、シース部材を安定して固定することができるからである。また、シースパイプの外側にて行われる第２筒状部の加締めにおいて、その加締め深さが第２筒状部の肉厚以上になると、加締めを行ったときに同第２筒状部が破損する（換言すれば、加締め割れを生ずる）おそれがある。そこで、この第２筒状部の破損を抑制するために、第２筒状部の肉厚をＤ（単位：ｍｍ）、シースパイプの外周面と第２筒状部の内周面との加締め前における隙間をＳ（単位：ｍｍ）としたときに、Ｄ≧Ｓの関係を満たすように調整されていることが好ましい。
【００１９】
また、上記温度センサの製造方法において、前記第２筒状部の軸線方向における離間した少なくとも２箇所以上の位置において、前記第２筒状部を前記シース部材の前記シースパイプに向けて加締めるようにすると良い。
【００２０】
このように、第２筒状部の軸線方向の離間した少なくとも２箇所以上の位置にて、第２筒状部とシース部材との加締め固定を行うことによって、第２筒状部に対するシース部材の固定をより安定して実現することができる。なお、この軸線方向の離間した位置での各加締めについても、第２筒状部の周方向において２点以上で加締めることが好ましい。
【００２１】
さらに、上記いずれかに記載の温度センサの製造方法であって、前記第３工程において、前記第２筒状部の先端部と前記第１筒状部の後端部を遊嵌状態で前記重なり部が生ずるように配置し、前記重なり部において該第１筒状部及び該第２筒状部のうちで外側に位置する筒状部を内側に位置する筒状部に向けて周方向に加締めることで加締め部を形成して、前記加締め部に周方向の前記溶接を行うようにすると良い。
【００２２】
第２筒状部の先端部と第１筒状部の後端部とを重なり部を生ずるように配置させるにあたっては、例えば第２筒状部の先端部外側に対して第１筒状部を圧入させれば実現することが可能である。ところで、この第３工程では、有底筒状の金属チューブ内の狙い位置に感温部を配置させるために、上述したように先端側から感温部を所定寸法突き出させた第２筒状部と有底筒状の第１筒状部とを所定寸法重ね合わせる必要がある。しかし、第１筒状部と第２筒状部とを上記圧入によって所定寸法重ねるには、両筒状部に対する径寸法の管理をかなり厳しく行う必要があると共に、圧入工程に手間がかかるため好ましい態様とは言い難い側面がある。
【００２３】
これに対して、本発明の温度センサの製造方法では、まず、第２筒状部の先端部と第１筒状部の後端部を遊嵌状態で重なり部が生ずるように配置させるようにしている。このように両筒状部を遊嵌状態で重ね合わせるようにすることで、両筒状部を容易に所定寸法だけ重ねることができる。
【００２４】
そして、第２筒状部の先端部と第１筒状部の後端部を遊嵌状態で重なり部が生ずるように配置した後、この重なり部において第１筒状部及び第２筒状部のうちで外側に位置する筒状部を内側に位置する筒状部に向けて周方向に加締めることで加締め部を形成するようにしている。このような加締め部を形成することにより、遊嵌状態に重ねられた両筒状部との間の隙間を減少させて密着性を高めることができる。そして、このように両筒状部の密着性が高まった状態にある周方向に形成された加締め部に対し周方向の溶接を行うことによって、第１筒状部と第２筒状部とを確実に溶接することができる。
【００２５】
このように本発明によれば、上記加締め部を形成するようにしたので、第１筒状部及び第２筒状部に対する径寸法管理を極度に厳しく行わなくとも、両筒状部を所定寸法重ね合わせた後に確実に溶接することができ、ひいては温度センサの製造効率を高めることができる。なお、上記重なり部において第１筒状部及び第２筒状部のうちで外側に位置する筒状部を内側に位置する筒状部に向けて周方向に加締めるにあたっては、六角加締めや八角加締めといった多角加締めの方法で行っても良いし、丸加締め等の方法で行っても良い。
【００２６】
さらに、上記いずれかに記載の温度センサの製造方法であって、前記第２筒状部の外径よりも小さい内径を有する小径部と、前記小径部よりも後端側に位置すると共に、前記第２筒状部の外径以上の内径を有する前記後端部と、前記小径部と前記後端部とを繋ぐ段部とを有する前記第１筒状部を、前記第３工程に先立って形成し、前記第３工程において、前記第２筒状部の先端が前記第１筒状部の前記段部に当接するように、且つ前記第１筒状部の前記後端部の内側に前記第２筒状部の先端部を位置させた形で前記重なり部を生ずるように、該第１筒状部と該第２筒状部とを組み付ける温度センサの製造方法とすると良い。
【００２７】
本発明の温度センサでは、第１筒状部として、先端側から小径部、段部、後端部の順に形成された第１筒状部を用いるようにし、第２筒状部の外径よりも小さく内径を有する小径部と、第２筒状部の外径以上の内径を有する大径部と、それらを繋ぐ段部とを有するものを用いている。そして、この第１筒状部を第２筒状部に挿入するにあたって、第１筒状部の小径部の後端側に連結する段部の内面に第２筒状部の先端が当接するまで挿入を行い、第２筒状部に対する第１筒状部の軸線方向における位置決めを行うようにしている。
【００２８】
それより、本発明の温度センサの製造方法では、第２筒状部の先端が第１筒状部の段部の内面に当接した時点で、所定寸法（予定した寸法）の重なり部が生ずるように第１筒状部の各寸法を予め調整しておくことにより、第２筒状部３２の先端が第１筒状部３１の段部３８の内面に当接するように挿入を行うだけで、重なり部の重なり寸法を予定した値に設定することができる。その結果、感温部を第１筒状部の狙い位置により確実に配置させることが可能となる。なお、第１筒状部と第２筒状部の軸ズレを有効に防止するために、段部の内面はテーパ形状をなしていることが好ましい。
【００２９】
また、上記いずれかに記載の温度センサの製造方法であって、前記第３工程において、前記第２筒状部の先端側から突き出た前記感温部の周囲を加熱処理によって絶縁性部材となるペースト状の絶縁性ペーストにて覆った上で、前記第１筒状部と前記第２筒状部とを前記重なり部を生ずるように配置させ、第３工程を経て得られた組立体に対して加熱処理を行って、前記感温部と前記第１筒状部との間に絶縁部材を介在させるようにすると良い。
【００３０】
このようにして、第２筒状部の先端側から突き出た感温部の周囲であって、第１筒状部の内壁面との間に絶縁部材を介在させることにより、感温素子を振動から保護するができ、感温素子に熱を早く伝えて応答性を向上可能な温度センサを製造することができる。また、本発明の温度センサの製造方法によれば、第１工程の段階で感温素子組立体の感温部に絶縁性ペーストを被覆せずに、第２筒状部に感温素子組立体を組み付けた後に、その第２筒状部の先端側から突き出た感温部に絶縁性ペーストを被覆するようにしている。その結果、前記第２工程において、感温部を第２筒状部の先端側から所定寸法突き出させることが容易となり、温度センサの製造効率を高めることができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
（実施形態）
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、本発明の温度センサ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の要部であるサーミスタ素子２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を感温素子として用いたものであり、同温度センサ１を自動車の排気管に装着することにより、サーミスタ素子２を排気ガスが流れる排気管内に配置させて、排気ガスの温度検出に使用するものである。
【００３２】
金属チューブ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、この先端側の内部にサーミスタ素子２を収納している。この金属チューブ３は、先端側が閉塞する一方で後端側が開口する有底筒状の第１筒状部３１と、両端が開口する筒状の第２筒状部３２とが、軸線方向に隣接配置される形態で構成されている。より具体的には、第２筒状部３２の先端部の外周面を取り囲むように第１筒状部３１が配置され、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、その加締め部３９に全周レーザー溶接されることによって一体化されている。なお、この第１筒状部３１、第２筒状部３２は、略同等の肉厚を有しており、後述するようにステンレス合金から形成されている。
【００３３】
第１筒状部３１は、サーミスタ素子２の感温部であるサーミスタ焼結体２１を内部に収納している。なお、第１筒状部３１のうちで第２筒状部３２の先端部の外側面との間で重なり部３７を生ずる部位（後端部３６）よりも先端側には、第２筒状部３２の外径よりも内径が小さく形成された小径部３３が形成されている。また、第１筒状部３１には、小径部３３と後端部３６とを繋ぐ段部３８が形成されており、この段部３８の内面に第２筒状部３２の先端を当接させることで、第２筒状部３２に対する第１筒状部３１の軸線方向における位置決めを行っている。
【００３４】
第１筒状部３１の小径部３３の内部には、感温部であるサーミスタ焼結体２１の全体が収納される。そして、この小径部３３の内部には、絶縁性部材であるセメント１０が充填されている。より具体的には、サーミスタ焼結体２１の外表面と第１筒状部３１（詳細には小径部３３）の内壁面との間にセメント１０が介在するように、小径部３３の内部にセメント１０が充填されている。このようにセメント１０が介在することで、振動等によるサーミスタ素子２の揺動が防止される。さらには、金属チューブ３（第１筒状部３１）の受熱を、セメント１０を介してサーミスタ焼結体２１に効率良く伝熱することができ、温度検出の高速応答化を図ることができる。なお、本実施の形態に使用されるセメント１０は、アルミナ粉末を主成分とする骨材と、Ｓｉを含むガラス成分とからなる。
【００３５】
一方、第２筒状部３２は、後端側がステンレス合金製のフランジ４の内側に挿通される形態で、同フランジ４に固定される。この第２筒状部３２は、内部に後述するシース部材８の先端側を配置している。なお、第２筒状部３２の軸線方向における離間した２箇所の位置（部位）には、自身の外側からシース部材８（詳細には、後述するシース部材８のシースパイプ９の外周面）に向けて加締めることによって形成された先端側加締め部３４と、後端側加締め部３５とが備えられている。この先端側加締め部３４と後端側加締め部３５によって、第２筒状部３２とシース部材８とは固定（加締め固定）されている。
【００３６】
フランジ４は、軸線方向に延びる鞘部４２と、この鞘部４２の先端側に位置し、径方向外側に向かって突出する突出部４１とを有している。突出部４１は、先端側に図示しない排気管の取付部のテーパ部に対応したテーパ形状を有する座面４５を有する環状に形成されており、座面４５が上記取付部のテーパ部に密着することで、排気ガスが排気管外部へ漏出するのを防止するようになっている。また、鞘部４２は環状に形成される一方、先端側に位置する先端側段部４４と先端側段部４４よりも小さい外径を有する後端側段部４３とを備える二段形状をなしている。
【００３７】
第２筒状部３２は、自身の先端側からフランジ４の後端側より挿入され、鞘部４２の内側に圧入固定されている。そして、第２筒状部３２の外周面と鞘部４２の後端側段部４３の内周面との重なり合う部分が、周方向にわたってレーザー溶接されている。
【００３８】
フランジ４の周囲には、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、排気管の取付部にフランジ４の突出部４１の座面４５を当接させ、ナット５により固定される。また、フランジ４の内で鞘部４２の先端側段部４４の径方向外側には、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４２の先端側段部４４の外周面に継手６の内周面が重なり合うように、同継手６が鞘部４２の先端側段部４４に圧入され、継手６と先端側段部４４とが周方向にわたってレーザー溶接されている。
【００３９】
金属チューブ３における第２筒状部３２、フランジ４及び継手６の内部には、一対の金属芯線７をシースパイプ９内に絶縁保持してなるシース部材８が配置される。シース部材８は、上述したように第２筒状部３２に対して加締め固定されている。このシース部材８の先端側から突出する金属芯線７は、サーミスタ素子２を構成する一対のＰｔ／Ｒｈ合金製の電極線２２に互いに抵抗溶接されることで接続されている。なお、一対の電極線２２は、自身の先端部が軸断面六角形状をなすサーミスタ焼結体２１の内部に埋設されており、サーミスタ焼結体２１と同時に焼成されて形成されている。また、シース部材８は、ＳＵＳ３１０Ｓからなるシースパイプ９と、ＳＵＳ３１０Ｓからなる導電性の一対の金属芯線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１４（図４参照）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に保持された形態で構成されている。
【００４０】
継手６の内部にてシース部材８の後端側へ突き出す金属芯線７は、加締め端子１１を介して一対の外部回路（例えば車両のＥＣＵ等）接続用のリード線１２に接続されている。一対の金属芯線７及び一対の加締め端子１１は、絶縁チューブ１５により互いに絶縁される。リード線１２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り、継手６の後端側開口に備えられる耐熱ゴム製の補助リング１３に挿通される。補助リング１３は、継手６の上から丸加締め或いは多角加締めされることにより、両者１３、６が気密性を保ちながら互いに固定される。そして、排気ガスの温度変化に応じたサーミスタ焼結体２１からの電気的出力は、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（例えば、ＥＣＵ）に取り出され、排気ガスの温度検出に用いられる。
【００４１】
この排気ガスの温度を検出する温度センサ１は、最高温度で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を構成する第１筒状部３１及び第２筒状部３２、フランジ４、金属芯線７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に形成されている。
【００４２】
温度センサ１は、以下のようにして製造される。まず、ＳＵＳ３１０Ｓ製の鋼板に深絞り加工を行って、肉厚０．３ｍｍ、内径２．７ｍｍ、外径３．３ｍｍ、全長（軸線方向における寸法）５４ｍｍをなし、両端が開口した第２筒状部３２と、肉厚０．３ｍｍ、全長（軸線方向における寸法）１３ｍｍをなす有底筒状の第１筒状部３１とを形成する。なお、第１筒状部３１については、内径２．６ｍｍ、外径３．２ｍｍの小径部３３と、内径３．４ｍｍ、外径４．０ｍｍの後端部３６と、小径部３３と後端部３６とを繋ぐテーパ形状を有する段部３８とが形成されるように加工を施した。また、別途ＳＵＳ３１０Ｓの金属体に対して冷間鍛造又は／及び切削加工を施して、第２筒状部３２を圧入固定するための内孔と、先端側段部４４と後端側段部４３とを有する二段形状をなす鞘部４２と、この鞘部４２の先端側に位置し、径方向外側に向かって突出する突出部４１とを有するフランジ４を形成する。
【００４３】
そして、第１工程として、サーミスタ素子２の電極線２２とシース部材８の金属芯線７とを所定寸法だけラップするように重ね合わせ、互いを抵抗溶接することによって、図３に示すようなシース部材８にサーミスタ素子２が接続された感温素子組立体Ｋを作製する（サーミスタ素子２の電極線２２とシース部材８の金属芯線７とのラップした部位が、特許請求の範囲の「接続部」に相当）。図３は、感温素子組立体Ｋの外観図を示している。なお、シース部材８を構成するシースパイプ９の先端側の所定領域には、後工程において、第１筒状部３１と第２筒状部３２とを加締め固定した際に形成される加締め部３９が自身の外周面に接触しないように、径方向内側に向かって窪む凹部８１を形成している。また、このシースパイプ９は、上記凹部８１を除く部分の肉厚が０．３ｍｍ、外径が２．５ｍｍとなるように形成されている。ついで、第２筒状部３２をフランジ４の内孔に圧入固定し、第２筒状部３２の外周面と鞘部４２の後端側段部４３の内周面との重なり合う部分を、周方向にわたってレーザー溶接する。
【００４４】
そして、第２工程として、フランジ４にレーザー溶接された第２筒状部３２内に感温素子組立体Ｋを挿入する。このとき、感温素子組立体Ｋのサーミスタ素子２が配置される側から、第２筒状部３２の後端側の開口への挿入を開始する。そして、第２筒状部３２の先端側からサーミスタ素子２のサーミスタ焼結体２１を所定寸法Ｌ１（図５参照）だけ突き出させ、サーミスタ焼結体２１が所定寸法Ｌ１突き出た時点で、感温素子組立体Ｋの第２筒状部３２への挿入を終了する。その後、第２筒状部３２の先端側から突き出た状態にある電極線２２と金属芯線７との接続部に異常がないかどうか、さらには電極線２２同士、金属芯線７同士が接触していないかを確認する。この確認作業にて感温素子組立体Ｋに異常無しと判断されると、続いて第２筒状部３２と感温素子組立体Ｋとを固定する作業を行う。
【００４５】
第２筒状部３２と感温素子組立体Ｋとの固定については、以下の手順により行う。まず、第２筒状部３２のうちで、フランジ４よりも先端側に突き出た部位であって且つフランジ４の先端に近接した部位を、シース部材８のシースパイプ９の外周面に向けて加締める。この加締め工程は、図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、加締め型Ｂを用いて、第２筒状部３２の外側から周方向において対向する２点を加締めるようにして行う。これにより、２つの後端側加締め部３５を形成し、シース部材８（感温素子組立体Ｋ）と第２筒状部３２とを加締め固定する。
【００４６】
ついで、後端側加締め部３５よりも軸線方向先端側に離間した部位であって且つ凹部８１よりも後端側の部位を、シース部材８のシースパイプ９の外周面に向けて加締める。この加締め工程についても、上述した加締め型Ｂを用い、第２筒状部３２の外側から周方向において対向する２点を加締めるようにした。これにより、２つの先端側加締め部３４を形成し、上記後端側加締め部３５と共にシース部材８（感温素子組立体Ｋ）と第２筒状部３２とを加締め固定する。このようにして、第２筒状部３２の先端側からサーミスタ焼結体２１を所定寸法Ｌ１だけ突き出させた形態で、感温素子組立体Ｋと第２筒状部３２とを一体的に組み付ける。感温素子組立体Ｋと第２筒状部３２が一体的に組み付けられた組付体構造の部分破断断面図を、図５に示す。
【００４７】
ここで、本実施の形態では、詳細は図示しないが、対向し合う２つの後端側加締め部３５同士を第２筒状部３２の軸線方向に直交する向きに結んだ仮想線と、対向し合う２つの先端側加締め部３４同士を上記軸線方向に直交する向きに結んだ仮想線とが、第２筒状部３２の軸線方向に沿ってみたときに直交する関係を満たすように、両加締め部３４、３５を形成している。このような直交関係を満たすように両加締め部３４、３５を形成することで、第２筒状部３２内に配置されるシース部材８をより安定して保持することができる。なお、上記仮想線については、周方向における２点の加締め部をみたときに第２筒状部３２の内周面とシースパイプ９の外周面とが点接触する場合、その点接触する箇所同士を第２筒状部３２の軸線方向に直交する向きに結ぶことで導くことができる。一方、周方向における２点の加締め部をみたときに第２筒状部３２の内周面とシースパイプ９の外周面とが面接触する場合には、その面接触する部分の中央部（中心）同士を第２筒状部３２の軸線方向に直交する向きに結ぶことで上記仮想線を導くことができる。
【００４８】
なお、本実施形態では、先端側加締め部３４および後端側加締め部３５の各加締め部を、軸線方向に沿った軸線長さが加締め幅よりも長い寸法を有するように形成している。具体的に、両加締め部３４、３５のそれぞれは、軸線長さＬ５を４．０ｍｍ、加締め幅Ｗを０．４ｍｍとなるように形成した（図４参照）。このように各加締め部の軸線長さを加締め幅よりも長い寸法を有するように形成することで、第２筒状部３２に対して細長いシース部材８を安定して固定することができる。
【００４９】
ついで、感温素子組立体Ｋを組み付けた第２筒状部３２に対して、第１筒状部３１を組み付けてサーミスタ素子２を有底筒状の金属チューブ３の内部に収納させる第３工程を行う。まず、第２筒状部３２の先端側から所定寸法Ｌ１だけ突き出たサーミスタ焼結体２１の周囲を覆うように、セメント１０となる絶縁性ペーストを塗布する。ついで、第２筒状部３２の先端側から第１筒状部３１を遊嵌状に且つ同軸状に挿入し、第１筒状部３１の後端部３６が第２筒状部３２の先端部の外側面を取り囲むように、第２筒状部３２に対して第１筒状部３１を隣接配置させる。このとき、図６に示すように、第２筒状部３２の先端部に遊嵌状態で所定寸法Ｌ２の重なり部３７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が絶縁性ペーストと共に第１筒状部３１の小径部３３に収納されるように、第１筒状部３１を第２筒状部３２に対して配置させる。
【００５０】
ここで、本実施の形態では、第１筒状部３１を第２筒状部３２に挿入するにあたって、第１筒状部３１の小径部３３の後端側に連結する段部３８の内面に第２筒状部３２の先端が当接するまで挿入を行うことで、第２筒状部３２に対する第１筒状部３１の軸線方向における位置決めを行っている。つまり、本実施の形態では、第１筒状部３１を第２筒状部３２に遊嵌状且つ同軸状に挿入していき、第２筒状部３２の先端が第１筒状部３１の段部３８の内面に当接した時点で、所定寸法Ｌ２の重なり部３７が生ずるように、第１筒状部３１の各寸法を予め調整しているのである。これにより、本実施の形態では、第１筒状部３１の各寸法を適宜調整し、第２筒状部３２の先端が第１筒状部３１の段部３８の内面に当接するように挿入を行うことで、第２筒状部３２に対する第１筒状部３１の軸線方向における重なり寸法（図６のＬ２に相当）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を第１筒状部３１の狙い位置に確実に配置させることが可能となる。
【００５１】
ついで、第１筒状部３１の後端部３６と第２筒状部３２の先端部の重なり部３７であって、シース部材８のシースパイプ９に形成した凹部８１を取り囲む部位において、外側に位置する第１筒状部３１を内側に位置する第２筒状部３２に向けて周方向に加締めて、加締め部３９を形成する。このとき、加締め部３９は、リードパイプ９の凹部８１の表面に接触しないように形成する。なお、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、後述する全周レーザー溶接によるレーザー溶接部の形成部位にあたるが、この加締め部３９を形成することで、第１筒状部３１と第２筒状部３２との間の隙間量を減少させることができ、溶接強度に優れる全周レーザー溶接を行うことができる。
【００５２】
そして、図７に示すように、この重なり部３７に形成された加締め部３９に対して、レーザー光ＬＢを照射して全周レーザー溶接を行い、第１筒状部３１と第２筒状部３２とに跨るレーザー溶接部を形成して、両筒状部３１、３２を一体化する。その後、両筒状部３１、３２を一体化した組立体を加熱処理することで、絶縁性ペーストを固化させてセメント１０を得る。
【００５３】
ついで、公知の手法により、加締め端子１１を用いてシース部材８の金属芯線７の後端部とリード線１２とを電気的に接続する。その後、筒状の継手６を、鞘部４２の先端側段部４４の径方向外側に圧入して、継手６と先端側段部４４を周方向にわたってレーザー溶接する。そして、補助リング１３やナット５等を適宜組み付ける。このようにして、温度センサ１の製造を完了する。
【００５４】
このような温度センサ１の製造方法によれば、第２筒状部３２に感温素子組立体Ｋを挿入する過程において、サーミスタ焼結体２１が第２筒状部３２の内壁面に当たってシース部材８の金属芯線９やサーミスタ素子２の電極線２２が曲がったとしても、第２筒状部の両端を開口させているので、第２筒状部３２の先端側からサーミスタ焼結体２１を確実に予定した所定寸法Ｌ１だけ突き出させることができる。そして、上述した製造方法では、先端側からサーミスタ焼結体２１を所定寸法Ｌ１突き出させた第２筒状部３２と有底筒状の第１筒状部３１とを同軸状に所定寸法Ｌ２だけ重ねて、両筒状部３１、３２を溶接により一体化することで、有底筒状の金属チューブ３の予定した位置（狙い配置位置）にサーミスタ素子２（サーミスタ焼結体２１）を配置させた温度センサ１を得ることができる。従って、この温度センサ１の製造方法によれば、同一品番の温度センサを量産する場合にも、サーミスタ素子２（サーミスタ焼結体２１）を金属チューブ３内の所定位置（狙い配置位置）に確実に配置させることができる。
【００５５】
また、上述した温度センサ１の製造方法では、シース部材８（感温素子組立体Ｋ）が固定された第２筒状部３２の先端部に第１筒状部３１の後端部の内側が位置する形で重なり部３７を生ずるように配置して溶接しているので、容易に有底筒状の金属チューブ３を形成することができる。よって、サーミスタ素子２（サーミスタ焼結体２１）を金属チューブ３内の狙い配置位置に配置させた温度センサ１を製造効率良く、且つ容易に製造することができる。
【００５６】
以上において、本発明を実施の形態に即して説明したが、本発明は上述した具体的な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でもない。例えば、感温素子組立体Ｋ（シース部材８）と第２筒状部３１を加締め固定するにあたっては、第２筒状部３２の外側から周方向において対向する２点を加締める形態に限らず、第２筒状部３２の外周面から周方向に等間隔で３点を加締めるようにして、先端側加締め部３４及び後端側加締め部３５を形成し、両者を加締め固定しても良い。
【００５７】
また、第１筒状部３１と第２筒状部３２の重なり部３７における溶接は、レーザー溶接を周方向にわたって行っているが、溶接はレーザーに限らずプラズマ溶接でも良い。さらに、本実施の形態では、サーミスタ焼結体２１を感温部としたサーミスタ素子２を感温素子として使用したが、温度によって抵抗値が変化する金属抵抗体をセラミック基板上に形成したものを感温部とし、この金属抵抗体に電極線を接続した基板型素子を感温素子として用いても良い。また、本実施の形態では、第２筒状部３２の先端側からサーミスタ素子２の全体を突き出させるようにしたが、サーミスタ素子２を構成するサーミスタ焼結体２１の少なくとも一部を所定寸法突き出させるようにして、温度センサを製造しても良い。
【００５８】
また、感温部をなすサーミスタ焼結体２１の形状は、軸断面において六角形状に限定されず、円形状や楕円形状であっても良い。さらに、本発明の温度センサ１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る温度センサにも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１筒状部と第２筒状部を軸線方向に隣接配置して構成された有底筒状の金属チューブ内に、感温素子であるサーミスタ素子を収納した温度センサの全体構造を示す部分破断断面図である。
【図２】図１に示す温度センサにおいて、要部であるサーミスタ素子２近傍の拡大図である。
【図３】サーミスタ素子とシース部材とを組み付けた感温素子組立体の外観図である。
【図４】第２筒状部をシース部材のシースパイプの外周面に向けて加締める工程を模式的に示す図である。
【図５】第２筒状部の先端側から所定寸法サーミスタ素子（サーミスタ焼結体）を突き出させた状態で、感温素子組立体と第２筒状部を一体的に組み付けた構造を示す部分破断断面図である。
【図６】感温素子組立体を組み付けた第２筒状部の先端部の外側に、第１筒状部の後端側を所定寸法重なるようにして遊嵌状に配置させた状態を示す図である。
【図７】レーザーを照射して第１筒状部と第２筒状部を全周レーザー溶接する状態を模式的に示す図である。
【符号の説明】
１・・・温度センサ、２・・・サーミスタ素子、２１・・・サーミスタ焼結体、２２・・・電極線、３・・・金属キャップ、３１・・・第１筒状部、３２・・・第２筒状部、３３・・・小径部、３４・・・先端側加締め部、３５・・・後端側加締め部、３６・・・後端部、３７・・・重なり部、３８・・・段部、３９・・・加締め部、４・・・フランジ、６・・・継手、７・・・金属芯線、８・・・シース部材、９・・・シースパイプ、１０・・・セメント、１２・・・リード線、１４・・・絶縁粉末、Ｋ・・・感温素子組立体。
【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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