(57)【要約】【課題】高い応答性の温度センサを提供する。【解決手段】被測温流体８０を収容する収容部４０に装着し、流体８０の温度を測定する温度センサ１０ａ〜１０ｇであって、先端部１１ａｔ，１１ｂｔが閉塞された金属管１１ａ〜１１ｇと、先端部１１ａｔ，１１ｂｔに寄せて金属管１１ａ〜１１ｇ内に配置された温度センサ素子２２とを有しており、金属管１１ａ〜１１ｇは、先端部１１ａｔ，１１ｂｔが収容部４０の流体８０中に突出して固定されるとともに、流体８０中に突出した金属管１１ａ〜１１ｇの外周部に、複数の溝６１ａ〜６１ｇが形成されてなる。【選択図】        図１
2004205446.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測温流体を収容する収容部に装着し、前記流体の温度を測定する温度センサであって、
当該温度センサは、先端部が閉塞された金属管と、先端部に寄せて金属管内に配置された温度センサ素子とを有しており、
前記金属管は、先端部が前記収容部の流体中に突出して固定されるとともに、当該流体中に突出した金属管の外周部に、複数の溝が形成されてなることを特徴とする温度センサ。
【請求項２】
前記複数の溝の形成位置が、前記外周部における前記温度センサ素子の配置位置周りであることを特徴とする請求項１に記載の温度センサ。
【請求項３】
前記複数の溝が、金属管の軸方向に平行方向の縦目すじであることを特徴とする請求項１または２に記載の温度センサ。
【請求項４】
前記複数の溝が、金属管の軸方向に垂直方向の横目すじであることを特徴とする請求項１または２に記載の温度センサ。
【請求項５】
前記複数の溝が、金属管の軸方向に平行方向と垂直方向の格子目すじであることを特徴とする請求項１または２に記載の温度センサ。
【請求項６】
前記複数の溝が、金属管の軸方向に斜め方向の斜め目すじであることを特徴とする請求項１または２に記載の温度センサ。
【請求項７】
前記複数の溝が、金属管の軸方向に斜め方向で格子状のあや目すじであることを特徴とする請求項１または２に記載の温度センサ。
【請求項８】
前記複数の溝が、ローレット加工溝であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の温度センサ。
【請求項９】
前記複数の溝が、転造加工により形成された溝であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の温度センサ。
【請求項１０】
被測温流体を収容する収容部に装着し、前記流体の温度を測定する温度センサであって、
当該温度センサは、先端部を閉塞した金属管と、先端部に寄せて金属管内に配置された温度センサ素子とを有しており、
前記金属管は、先端部が前記収容部の流体中に突出されて固定されるとともに、当該流体中に突出した金属管の外周部に、螺旋状の溝が形成されてなることを特徴とする温度センサ。
【請求項１１】
前記螺旋状の溝の形成位置が、前記外周部における前記温度センサ素子の配置位置周りであることを特徴とする請求項１０に記載の温度センサ。
【請求項１２】
前記螺旋状の溝が、転造加工により形成された溝であることを特徴とする請求項１０または１１に記載の温度センサ。
【請求項１３】
前記被測温流体がエンジンに使用される流体であり、前記収容部が当該流体の通路管であって、前記温度センサが当該エンジンの制御に用いられることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の温度センサ。
【請求項１４】
前記流体が、エンジンの冷却水であることを特徴とする請求項１３に記載の温度センサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被測温流体を収容する収容部に装着し、流体の温度を測定する温度センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
被測温流体を収容する収容部に装着し、流体の温度を測定する温度センサが、例えば、特開平７−４３２２０号公報（特許文献１）に開示されている。
【０００３】
図４は、特許文献１に開示された温度センサの断面図である。図４の温度センサ１０はエンジンの排気ガスの温度を測定するサーミスタ温度センサで、被測温流体８０はエンジンの排気であり、収容部４０はエンジンの排気管或いはＥＧＲガス通路管である。
【０００４】
温度センサ１０は、先端部を閉塞した金属管１１と、金属管１１の前端部１１ｔに寄せて配置されたサーモユニット２０とを有している。サーモユニット２０は、リード線１４を挿通させる絶縁管２１と、絶縁管２１の前端部に固定したサーミスタ素子２２とを有している。そして、サーモユニット２０の前方部分は、金属管１１内においてセメント３０に埋設固定されている。尚、図４において、符号１５はリードワイヤであり、符号１６はゴムブッシュであり、符号１８は保護チューブである。
【０００５】
【特許文献１】特開平７−４３２２０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
自動車分野においては、近年、排ガス規制の強化に伴い、きめ細かなエンジン制御が要求されている。この要求に答えるためには図４の温度センサは応答性が不十分で、特に水温センサにおいて、高い応答性の温度センサが必要となってきている。
【０００７】
そこで本発明の目的は、高い応答性の温度センサを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、被測温流体を収容する収容部に装着し、前記流体の温度を測定する温度センサが、先端部が閉塞された金属管と、先端部に寄せて金属管内に配置された温度センサ素子とを有しており、前記金属管は、先端部が前記収容部の流体中に突出して固定されるとともに、当該流体中に突出した金属管の外周部に、複数の溝が形成されてなることを特徴としている。
【０００９】
これによれば、温度センサ素子が配置される金属管において、被測温流体中に突出る外周部に複数の溝を形成することで、溝のない場合に較べ表面積を増大することができる。この表面積の増大は、フィン等の追加による表面積の増大と異なり、温度センサ素子周りの熱容量を増大させることがない。従って、金属管に複数の溝を形成することで、熱容量の増大なしに被測温流体との接触面積が増大し、被測温流体からの伝熱量が大きくなって、温度センサの応答性と測定精度が高められる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、前記複数の溝の形成位置が、前記外周部における前記温度センサ素子の配置位置周りであることを特徴としている。
【００１１】
これによれば、複数の溝を流体中に突出した金属管の外周部における温度センサ素子の配置位置周りに形成することで、温度センサの応答性と測温精度を、効果的に高めることができる。
【００１２】
請求項３〜７に記載の発明は、前記金属管の外周部に形成される複数の溝の形態に関するものである。
【００１３】
前記複数の溝として、請求項３〜７に記載の縦目すじ、横目すじ、格子目すじ、斜め目すじ及び格子状のあや目すじのいずれの形態を有する溝が形成されても、前記と同様の表面積増大効果が得られる。また、これらの形態の溝は表面積の設定が容易であり、切削等により安価で安定的に形成できるため好ましい。
【００１４】
請求項８に記載の発明は、前記複数の溝が、ローレット加工溝であることを特徴としている。
【００１５】
ローレット加工は、ネジの頭部や握り部など、装飾やすべり止めの目的で施される細かなギザギザを付ける加工である。目的は異にするが、前記金属管に形成する複数の溝をローレット加工溝とすることで、細かなギザギザの溝により、特に大きな表面積の増大効果が得られる。これによって、温度センサの応答性をより高めることができる。
【００１６】
請求項９に記載の発明は、前記複数の溝が、転造加工により形成された溝であることを特徴としている。前記複数の溝の形成に転造加工を用いることで、特に安価に溝を形成することができ、応答性のよい温度センサを低コストで製造することができる。
【００１７】
請求項１０〜１２に記載の発明は、金属管に形成される溝が、螺旋状の溝の場合に関する。金属管に形成される溝が複数の溝ではなく、１本の螺旋状の溝であっても前記と同様の表面積増大効果を得ることができ、応答性の良い温度センサとすることができる。また、螺旋状の溝も転造加工を用いて安価に形成することができ、低コストで応答性のよい温度センサを製造することができる。
【００１８】
請求項１３と１４に記載のように、本発明の温度センサは、エンジンの制御に用いられると効果的である。
【００１９】
エンジンでは、給気、燃料、排気、冷却水、潤滑油といった種々の流体が使用されており、これら流体の通路管に応答性のよい温度センサを配置することで、精細なエンジン制御が可能になる。特に、本発明の高い応答性をもつ温度センサをエンジン冷却水温度の測定に適用することで、近年の排ガス規制の強化で要求されるきめ細かなエンジン制御が可能となる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図に基づいて説明する。
【００２１】
図１（ａ）は、本発明の温度センサ１０ａの外観図であり、被測温流体８０の収容部４０（断面）への装着状態を模式的に示している。尚、図１（ａ）において、図４に示す従来の温度センサと同様の部分については同一の符号をつけ、その説明は省略する。
【００２２】
図１（ａ）に示す温度センサ１０ａは、先端部１１ａｔが閉塞された金属管１１ａと、金属管１１ａの先端部１１ａｔに寄せて金属管１１ａ内に配置された温度センサ素子２２とを有している。金属管１１ａは、後端に連結したネジ部５０により、先端部１１ａｔが流体８０中に突出するようにして、収容部４０に固定されている。この流体８０中に突出した金属管１１ａの外周部には、金属管１１ａの軸方向に平行方向の縦目すじの溝６１ａを形成している。
【００２３】
このように、温度センサ素子２２が収容される金属管１１ａにおいて、被測温流体８０中に突出る外周部に縦目すじの溝６１ａを形成することで、図２の金属管１１に溝のない温度センサ１０に較べ、流体８０中に突出た金属管１１ａの表面積が増大している。この表面積の増大は、フィン等の追加による表面積の増大と異なり、温度センサ素子２２の周りの熱容量は増大されていない。従って、このように金属管１１ａに縦目すじの溝６１ａを形成することで、熱容量の増大なしに被測温流体８０との接触面積が増大し、被測温流体８０からの伝熱量が大きくなって、温度センサ１０ａの応答性と測温精度が高められる。
【００２４】
図１（ｂ）に示す温度センサ１０ｂでは、被測温流体８０中に突出た金属管１１ｂの先端部１１ｂｔが、図１（ａ）に示す温度センサ１０ａに較べて、熱容量低減のため細く形成されている。図１（ｂ）の金属管１１ｂの外周部においても、温度センサ素子２２が配置される細く形成された先端部１１ｂｔ周りに、縦目すじの溝６１ｂが形成されている。図１（ｂ）のように、溝６１ｂは被測温流体８０中に突出た金属管１１ｂの外周全部に形成する必要はなく、金属管外周部の温度センサ素子２２の配置位置周りに形成すればよい。このようにして、温度センサ１０ｂの応答性と測温精度を、効果的に高めることができる。
【００２５】
図１（ａ），（ｂ）に示す温度センサ１０ａ，１０ｂでは、金属管１１ａ，１１ｂの外周部に縦目すじの溝６１ａ，６１ｂが形成されていたが、金属管に形成する複数の溝の形態はこれに限らない。
【００２６】
図２（ａ）〜（ｄ）は、他の形態を有する複数の溝を形成した温度センサの外観図である。図２（ａ）〜（ｄ）においては、被測温流体の収容部に固定するためのネジ部より先の部分のみを示す。
【００２７】
図２（ａ）の温度センサ１０ｃでは、金属管１１ｃの外周部に、軸方向に垂直方向の横目すじの溝６１ｃを形成している。図２（ｂ）の温度センサ１０ｄでは、金属管１１ｄの外周部に、軸方向に平行方向と垂直方向の格子目すじの溝６１ｄを形成している。図２（ｃ）の温度センサ１０ｅでは、金属管１１ｅの外周部に、軸方向に斜め方向の斜め目すじの溝６１ｅを形成している。図２（ｄ）の温度センサ１０ｆでは、金属管１１ｆの外周部に、軸方向に斜め方向で格子状のあや目すじの溝６１ｆを形成している。
【００２８】
これら図２（ａ）〜（ｄ）に示す各形態の溝を形成した温度センサ１０ｃ〜１０ｆにおいても、図１（ａ），（ｂ）の温度センサ１０ａ，１０ｂと同様の表面積増大効果が得られる。表面積の増大効果を得るためには、上記の形態に限定されるわけではなく、被測温流体中に突出す金属管の外周部に、任意の複数の溝を形成すればよい。しかしながら、図１（ａ），（ｂ）および図２（ａ）〜（ｄ）に示す各形態の溝は、表面積の設定が容易であり、切削等により安価で安定的に形成できるため、好ましい。
【００２９】
溝の大きさや本数も特に限定されるわけではないが、外周部に形成される溝が、ローレット加工溝であることがより好ましい。ローレット加工は、ネジの頭部や握り部など、装飾やすべり止めの目的で施される細かなギザギザを付ける加工である。目的は異にするが、図１（ａ），（ｂ）および図２（ａ）〜（ｄ）の金属管１１ａ〜１１ｆに形成する溝６１ａ〜６１ｆのピッチを細かくしてローレット加工溝とすることで、形成された細かなギザギザの溝６１ａ〜６１ｆにより、特に大きな表面積の増大効果が得られる。これによって、温度センサ１０ａ〜１０ｆの応答性をより高めることができる。
【００３０】
図３は、さらに別の形態の溝を形成した温度センサの外観図である。図３の温度センサ１０ｇは、金属管１１ｇの外周部に、複数の溝ではなく、１本の螺旋状の溝６１ｇが形成されている。このように、１本の螺旋状の溝６１ｇであっても、前記と同様に表面積増大効果を得ることができ、応答性の良い温度センサ１０ｇとすることができる。また上記と同様に、螺旋のピッチは細かいほうが好ましいことは言うまでもない。
【００３１】
図１（ａ），（ｂ）、図２（ａ）〜（ｄ）および図３に示す溝６１ａ〜６１ｇは、転造加工により形成することが好ましい。溝６１ａ〜６１ｇは、例えば切削加工により形成することもできるが、転造加工を用いることで、特に安価に形成することができる。従って、図１（ａ），（ｂ）、図２（ａ）〜（ｄ）および図３の応答性のよい温度センサ１０ａ〜１０ｇを、低コストで製造することができる。
【００３２】
以上、図１（ａ），（ｂ）、図２（ａ）〜（ｄ）および図３に示す本発明の温度センサ１０ａ〜１０ｇは、エンジンの制御に用いられると効果的である。
【００３３】
図１（ａ），（ｂ）に示す被測温流体８０として、エンジンでは、給気、燃料、排気、冷却水、潤滑油といった種々の流体が使用されている。図１（ａ），（ｂ）に示す被測温流体８０の収容部４０は、これら流体の通路管に相当する。この通路管４０に、金属管１１ａ〜１１ｇに溝６１ａ〜６１ｇが形成された本発明の温度センサ１０ａ〜１０ｇを流体８０中に突出するように配置することで、その高い応答性と高い測温精度により、精細なエンジン制御が可能になる。特に、本発明の高い応答性をもつ温度センサ１０ａ〜１０ｇをエンジン冷却水の測温に用いることで、近年の排ガス規制の強化で要求されるきめ細かなエンジン制御が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ），（ｂ）は、本発明の温度センサの外観図である。
【図２】（ａ）〜（ｄ）は、他の形態を有する複数の溝を形成した本発明の温度センサの外観図である。
【図３】さらに別の形態の溝を形成した温度センサの外観図である。
【図４】従来の温度センサの断面図である。
【符号の説明】
１０，１０ａ〜１０ｇ  温度センサ
１１，１１ａ〜１１ｇ  金属管
２２  温度センサ素子
４０  収容部
６１，６１ａ〜６１ｇ  溝
８０  （被測温）流体
【図１】
2004205446.tif 000003
【図２】
2004205446.tif 000004
【図３】
2004205446.tif 000005
【図４】
2004205446.tif 000006