(57)【要約】【課題】センサ自体の耐久性に優れ、感熱部からフランジ等への熱引きが抑えられ、被測定流体に対する気密の信頼性に優れる温度センサを提供する。【解決手段】温度によって電気的特性が変化するサーミスタ素子２を収納した筒状の金属チューブ３を、フランジ４の内の突出部４１よりも後端側に位置する鞘部４２に圧入または加締め固定させつつ、周方向にわたってレーザー溶接する。これにより、金属チューブ３とフランジ４の鞘部４２に跨って形成される溶接部Ｌ１によって、金属チューブ３がフランジ４に対して強固に固定される。この構成の温度センサ１では、排気ガス通路内に金属チューブ３とフランジ４との溶接部Ｌ１が高温環境下に晒されないため、溶接部での酸化が生じ難く、排気ガスに対する気密の信頼性を向上させることができる。【選択図】  図１
2004157052.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端側が閉塞した軸線方向に延びる筒状の金属チューブと、前記金属チューブの内部に収納され、温度によって電気的特性が変化する素子と、前記金属チューブの外周面を取り囲むように配置されるフランジと、を備える温度センサであって、
前記フランジは、前記軸線方向に延びる鞘部と、該鞘部の先端側に位置し、径方向外側に向かって突出する突出部とを有し、
前記金属チューブは少なくとも前記鞘部に圧入または加締め固定されており、該金属チューブと該鞘部とが周方向にわたって溶接されていることを特徴とする温度センサ。
【請求項２】
前記鞘部は、先端側に位置する先端側段部と該先端側段部よりも小さい外径を有する後端側段部とを備える二段形状をなし、前記金属チューブは、前記鞘部の前記後端側段部に溶接されている請求項１に記載の温度センサ。
【請求項３】
先端側に前記素子が接続され、後端側に外部回路接続用のリード線が接続される金属芯線を内包したシース部材と、前記フランジの前記鞘部の径方向外側に気密状態に接合されると共に、軸線方向後方に向かって延びる筒状の継手とを備え、前記シース部材の先端側が前記金属チューブの内部に挿通されるとともに、該金属チューブの後端側及び前記リード線の先端側が前記継手の内部に配置されている請求項１または２に記載の温度センサ。
【請求項４】
前記鞘部は、先端側に位置する先端側段部と該先端側段部よりも小さい外径を有する後端側段部とを備える二段形状をなし、前記金属チューブは、前記鞘部の前記後端側段部に溶接されるとともに、前記継手は、前記先端側段部の外周面に周方向にわたって接合されている請求項３に記載の温度センサ。
【請求項５】
先端側に温度によって電気的特性が変化する素子が接続され、後端側に外部回路接続用のリード線が接続される金属芯線を内包したシース部材と、先端側が閉塞した軸線方向に延びる筒状をなし、内部に前記素子を収納する形態で後端側内周が前記シース部材の先端側外周の周方向にわたって接合された金属キャップと、前記シース部材の外周を取り囲むように配置されるフランジと、を備える温度センサであって、
前記フランジは、前記軸線方向に延びる鞘部と、該鞘部の先端側に位置し、径方向外側に向かって突出する突出部とを有し、前記シース部材は少なくとも前記鞘部に圧入または加締め固定されており、該シース部材と該鞘部とが周方向にわたって溶接されていることを特徴とする温度センサ。
【請求項６】
前記鞘部は、先端側に位置する先端側段部と該先端側段部よりも小さい外径を有する後端側段部とを備える二段形状をなし、前記シース部材は、前記鞘部の前記後端側段部に溶接されている請求項５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、金属酸化物などの半導体からなるサーミスタや金属抵抗体等を感温素子として備える温度センサに関する。更に詳しくは、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素子を配置し、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、先端側に感温素子であるサーミスタ素子を接続し、後端側に外部回路接続用のリード線を接続している金属芯線を内包したシース部材（シースピン）と、サーミスタ素子を収納する形態でシース部材に装着される金属キャップとを備え、このシース部材がフランジ（リブ）の所定位置にて溶接され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）。このような温度センサは、排気ガス通路内を流れる排気ガスの温度を感温素子によって検出するための排気温センサとして用いられている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−１６２０５１号公報（第１図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、特許文献１に記載の温度センサにおいては、フランジ内にシース部材を挿入し、フランジにおける排気ガス通路寄りの端部（換言すれば、フランジの先端部）をレーザー溶接により全周溶接することによって、フランジとシース部材とを固定した構造を有している。しかし、このような構造の温度センサでは、例えば排気管に装着されたときに、フランジとシース部材との溶接部が排気ガス通路内に配置されることになる。そのために、排気管内にて感熱部（排気管内に配置されるサーミスタ素子側の部位）から溶接部を経由してフランジに熱が伝導する熱引きの問題が生ずる。感熱部からフランジへの熱伝導が容易になると、応答性の悪化、感熱部での温度測定精度の低下を招くことに繋がる。
【０００５】
また、排気ガス通路内に金属体同士の溶接部が配置される場合、溶接部が高温環境下に直接晒されるために同溶接部が酸化してしまい、長期間の使用によりセンサ自体の耐久性や排気ガスの気密性を損なうおそれがある。そのために、温度センサの信頼性を高めるべく、排気ガス通路内に配置されるレーザー溶接等の溶接部をできるだけ少なくさせた構造が望まれている。
【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、自動車の触媒コンバタ内部、或いは排気管内のように高温環境下に使用した場合でも、センサ自体の耐久性に優れ、感熱部からフランジ等への熱引きが抑えられ、信頼性の高い温度センサ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、先端側が閉塞した軸線方向に延びる筒状の金属チューブと、金属チューブの内部に収納され、温度によって電気的特性が変化する素子と、金属チューブの外周を取り囲むように配置されるフランジとを備える温度センサであって、フランジは、軸線方向に延びる鞘部と、鞘部の先端側に位置し、径方向外側に向かって突出する突出部とを有し、金属チューブは少なくとも鞘部に圧入または加締め固定されており、金属チューブと鞘部とが周方向にわたって溶接されている温度センサである。
【０００８】
本発明の温度センサでは、金属チューブとフランジとが溶接により一体に接合される訳だが、この溶接は、フランジの内で排気ガス通路等の被測定流体が流通する流通路内に臨む部分（具体的には突出部の先端側）ではなく、突出部の後端側に位置する鞘部において行われるものである。これにより、温度センサを被測定流体が流通する流通管に装着したとき、フランジと金属チューブとを固定するための溶接部が流通路内に配置されることはない。換言すれば、排気ガス等の被測定流体に晒されない位置にフランジと金属チューブとの溶接部が設けられる。その結果、流通路内において、感熱部から溶接部を介してフランジに至る伝熱経路が形成されることはなく、感熱部からフランジ等への熱引きの度合いを従来に比して抑えられ、センサ自身の応答性の向上、温度測定精度の低下防止の効果が得られる。さらに、本発明では、金属チューブ自身がフランジの鞘部に溶接固定される構造であるため、上述したように同溶接部が被測定流体に晒されることはなく、被測定流体に対する気密の信頼性を向上させることができる。
【０００９】
また、本発明では、素子を収納する金属チューブをフランジの少なくとも鞘部に圧入又は加締め固定しつつ、金属チューブと鞘部とを周方向に溶接しているため、溶接強度に優れると共に、フランジと金属チューブとの密着強度に優れる。したがって、本発明の温度センサは、自動車等の振動の激しい環境下に使用した場合にも耐久性に優れ、被測定流体に対する気密の信頼性がより向上することになる。
【００１０】
ここで、温度センサを自動車の排気ガス温度を検出するために使用した場合、２００〜１０００℃程度の高温環境下での使用に供されるが故に、金属チューブの外面はもとより内面が酸化されて、素子が収納される空間内の酸素濃度が著しく低下し、素子の表面が還元される等の理由で同素子に特性変化が生じることがある。そして、この酸化は特に金属チューブとフランジとの溶接部分の外面及び内面において生じ易く、この溶接部が流通路内に臨むフランジの先端側に形成される場合は、溶接部自身が高温環境下に直接晒されることになるので、酸化が助長されることになる。一方、本発明では、金属チューブとフランジとの溶接を、フランジの内で流通路内に臨む先端側の突出部ではなく、突出部の後端側に位置する鞘部に行っていることから、溶接部での酸化の発生が抑えられ、耐久性に優れた温度センサとすることができる。
【００１１】
また、上述した温度センサでは、フランジを構成する鞘部は、先端側に位置する先端側段部と該先端側段部よりも小さい外径を有する後端側段部とを備える二段形状をなし、金属チューブは、鞘部の後端側段部に溶接されていると良い。
【００１２】
金属チューブとフランジの鞘部との溶接部を同鞘部の周方向にわたって十分な溶接強度を有する状態で形成するには、溶接条件を高めに設定したり、溶接条件を変更せずに鞘部の肉厚を薄肉化して溶接を行うことが考えられる。しかし、単純に溶接条件を高めるとコストアップに繋がり、逆に鞘部全体の肉厚を薄くすると鞘部自身の機械的強度が低下するおそれがある。そこで、本発明では、フランジの鞘部を、先端側段部とそれよりも小径の後端側段部の二段形状に形成し、金属チューブを鞘部の後端側段部に溶接している。つまり、鞘部の内で溶接に供される部分の肉厚を薄くした形状を採用している。それにより、鞘部と金属チューブとの溶接を良好に行え、両者の溶接強度を良好に確保しつつ、鞘部ひいてはフランジの機械的強度についても確保することができる。尚、鞘部の後端側を先端側よりも小径に形成することは、後端側を先端側よりも大径に形成するのに比して加工の面から容易であり望ましい。
【００１３】
尚、金属チューブとフランジとの溶接手段は特に限定されないが、具体的な溶接（溶接手段）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。
【００１４】
さらに、上述したいずれかの温度センサであって、先端側に素子が接続され、後端側に外部回路接続用のリード線が接続される金属芯線を内包したシース部材と、フランジの鞘部の径方向外側に気密状態に接合されると共に、軸線方向の後方に向かって延びる筒状の継手とを備え、シース部材の先端側が金属チューブの内部に挿通されるとともに、金属チューブの後端側及びリード線の先端側が継手の内部に配置されていると良い。
【００１５】
本発明の温度センサにあっては、金属チューブ内に収納する素子と、外部回路接続用のリード線とを金属芯線を内包するシース部材を介して接続されるため、金属チューブとリード線との間に別途絶縁粉末を充填するなどの工程が不要となり、両者の電気的な絶縁が確実になされる。また、本発明では、シース部材の先端側を金属チューブの内部に挿通させた状態で、金属チューブの後端側をフランジの後端側に接合された継手の内部に配置させると共に、リード線の先端側を継手の内部に配置させている。そのため、素子が、金属チューブ、フランジ及び継手を金属包囲部材として形成される閉空間に収容されることになる一方、上記閉空間の内部とセンサ自身の外部との間の通気が、リード線の内部（リード線内の空隙）、継手の内部空間、シース部材の先端側外周面と金属チューブとの内周面との間の空隙とから形成される通気経路によって許容されることになる。
【００１６】
したがって、本発明では、金属チューブの内面が酸化されることがあっても、外部と金属チューブの内部との通気が確保されるので、金属チューブ内の酸素濃度の低下を抑えられ、上記酸化に伴う素子の特性変化を抑制することができる。尚、継手とフランジとの接合の手段は特に限定されず、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、ロー付け接合等が挙げられる。
【００１７】
また、上記構成の温度センサにあっては、鞘部は、先端側に位置する先端側段部と先端側段部よりも小さい外径を有する後端側段部とを備える二段形状をなし、金属チューブは、鞘部の後端側段部に溶接されるとともに、継手は、鞘部の先端側段部の外周面に周方向にわたって接合されていると良い。
【００１８】
上述したように、フランジの鞘部を、先端側段部とそれよりも小径の後端側段部の二段形状に形成し、金属チューブを鞘部の後端側段部に溶接することで、鞘部と金属チューブとの溶接強度を十分に確保することができる一方、フランジの機械的強度を確保することができる。さらに、本発明の温度センサにあっては、筒状の継手をフランジの先端側段部の外周面に接合している。そのため、フランジの鞘部の後端側段部と金属チューブとの溶接部が、継手内部に収納されることになる。したがって、継手が、金属チューブとフランジとの溶接部に塩水や水分が付着するのを保護する役割を果たし、同溶接部が水分等の影響で腐食されるのが抑えられる。
【００１９】
ついで、他の解決手段は、先端側に温度によって電気的特性が変化する素子が接続され、後端側に外部回路接続用のリード線が接続される金属芯線を内包したシース部材と、先端側が閉塞した軸線方向に延びる筒状をなし、内部に素子を収納する形態で後端側内周がシース部材の先端側外周の周方向にわたって接合された金属キャップと、シース部材の外周を取り囲むように配置されるフランジとを備える温度センサであって、フランジは、軸線方向に延びる鞘部と、鞘部の先端側に位置し、径方向外側に向かって突出する突出部とを有し、シース部材は少なくとも鞘部に圧入または加締め固定されており、シース部材と鞘部とが周方向にわたって溶接されている温度センサである。
【００２０】
本発明の温度センサでは、素子を収納する金属キャップが接合されたシース部材とフランジとが溶接により一体に接合される訳だが、この溶接は、フランジの内で排気ガス通路等の被測定流体が流通する流通路内に臨む部分（具体的には突出部の先端側）ではなく、この突出部の後端側に位置する鞘部において行われるものである。これにより、温度センサを被測定流体が流通する流通管に装着したときに、フランジとシース部材とを固定するための溶接部が流通路内に配置されることがない。換言すれば、被測定流体に晒されない位置にフランジとシース部材との溶接部が設けられる。その結果、流通路内において、感熱部から溶接部を介してフランジに至る伝熱経路が形成されることはなく、感熱部からフランジ等への熱引きの度合いを従来に比して抑えられ、センサの応答性向上、温度測定精度の低下防止の効果が得られる。また、従来構造の温度センサに比して、流通路内に臨む金属体同士の溶接箇所が減少することから、溶接部での酸化の発生が抑えられると共に、被測定流体に対する気密性を向上させることができる。
【００２１】
さらに、本発明では、シース部材をフランジの少なくとも鞘部に圧入又は加締め固定しつつ、シース部材と鞘部とを周方向に溶接しているため、フランジとシース部材との溶接強度に優れると共に、フランジとシース部材との密着強度に優れる。したがって、本発明の温度センサは、自動車等の振動の激しい環境下に使用した場合にも耐久性に優れ、被測定流体に対する気密の信頼性をより向上させることができる。
【００２２】
また、上述した温度センサでは、フランジを構成する鞘部は、先端側に位置する先端側段部と該先端側段部よりも小さい外径を有する後端側段部とを備える二段形状をなし、シース部材は、鞘部の後端側段部に溶接されていると良い。
【００２３】
シース部材とフランジの鞘部との溶接部分が同鞘部の周方向にわたって十分な溶接強度を有する状態で形成するには、溶接条件を高めに設定したり、溶接条件を変更せずに鞘部の肉厚を薄肉化して溶接を行うことが考えられる。しかし、単純に溶接条件を高めるとコストアップに繋がり、逆に鞘部全体の肉厚を薄くすると鞘部自身の機械的強度が低下するおそれがある。そこで、本発明では、フランジの鞘部を、先端側段部とそれよりも小径の後端側段部の二段形状に形成し、シース部材を鞘部の後端側段部に溶接している。これにより、鞘部とシース部材との溶接を良好に行え、両者の溶接強度を良好に確保しつつ、フランジの機械的強度についても確保することができる。尚、シース部材とフランジの鞘部との溶接の具体的な手法としては、レーザー溶接、プラズマ溶接、電子ビーム溶接、アルゴン溶接等が挙げられる。
【００２４】
【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。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。
【００２５】
軸線方向に延びる金属チューブ３は、鋼板の深絞り加工により先端側３１が閉塞した筒状をなしており、この先端側３１の内部にサーミスタ素子２が収納される。この金属チューブ３は、後述するようにステンレス合金から形成されている。そして、金属チューブ３の内部であってサーミスタ素子２の周囲には、セメント１０が充填されており、これにより使用時の振動等によるサーミスタ素子２の揺動が防止される。金属チューブ３の後端側３２は開放されており、この後端側３２はステンレス合金製のフランジ４の内側に挿通されている。
【００２６】
このフランジ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。
【００２７】
金属チューブ３は、自身の後端側３２からフランジ４の突出部４１の先端側に挿入されて、鞘部４２の内側に圧入されている。そして、金属チューブ３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。このレーザー溶接がなされることにより、図１に示すように、鞘部４２の後端側段部４３と金属チューブ３とに跨る溶接部Ｌ１が形成され、金属チューブ３がフランジ４に対して強固に固定される。
【００２８】
このように、金属チューブ３をフランジ４の鞘部４２に圧入しつつ、鞘部４２の後端側段部４３にレーザー溶接を行うことによって、フランジ４と金属チューブ３との溶接強度に優れると共に、フランジ４と金属チューブ３との密着強度に優れる温度センサ１とすることができる。したがって、自動車等の振動の激しい環境下において温度センサ１が強い振動を受けても、金属チューブ３自体が振れ難く、金属チューブ３の折損等を抑制することができる。また、排気ガスに対する気密の信頼性を向上させることができる。尚、フランジ４の鞘部４２と金属チューブ３との密着性を確保するにあたっては、鞘部４２に金属チューブ３を圧入する手法に限られず、鞘部４２と金属チューブ３とを径方向内側に向かって加締めても良く、さらには上記圧入と上記加締めとを併用させても良い。
【００２９】
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とを周方向にわたってレーザー溶接している。このレーザー溶接がなされることにより、図１に示すように、鞘部４２の先端側段部４４と継手６とに跨る溶接部Ｌ２が形成される。
【００３０】
金属チューブ３、フランジ４及び継手６の内部には、一対の金属芯線７を内包するシース部材８が配置される。金属チューブ３の内部においてシース部材８の先端側から突出する金属芯線７には、サーミスタ素子２がＰｔ／Ｒｈ合金線９を介して接続される。この合金線９は、サーミスタ素子２と同時に焼成されるものである。合金線９及び金属芯線７は互いに抵抗溶接される。尚、シース部材８は、詳細は図示しないが、ＳＵＳ３１０Ｓからなる金属製の外筒と、ＳＵＳ３１０Ｓ等からなる導電性の一対の金属芯線７と、外筒と各金属芯線７の間を絶縁し、金属芯線７を保持する絶縁粉末とから構成される。
【００３１】
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が接続される。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。そして、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。これにより、サーミスタ素子２が、金属チューブ３、フランジ４及び継手６を金属包囲部材として形成される閉空間に収容されることになる。そして、サーミスタ素子２の出力は、シース部材８の金属芯線７からリード線１２により、図示しない外部回路に取り出され、排気ガスの温度が検出される。
【００３２】
ここで、本実施の形態の温度センサ１にあっては、外部からリード線１２の内側の空隙を介して大気が継手６の内部に入り込むと、その大気は、継手６、金属チューブ３及びフランジ４の内部が閉空間に形成される関係上、金属チューブ３内にまで入り込むことになる。したがって、温度センサ１では、外部（リード線１２の内部）から金属チューブ３内までの通気が確保されることになり、サーミスタ素子２を収納する金属チューブ３が酸化した場合にも、同金属チューブ３内の酸素濃度の低下が抑えられ、サーミスタ素子２の特性変化を抑制することができる。
【００３３】
尚、この温度センサ１は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、フランジ４及び金属芯線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。
【００３４】
以上に説明したように、本実施の形態の温度センサ１は、金属チューブ３とフランジ４とがレーザー溶接により一体に接合される訳だが、レーザー溶接により形成される溶接部Ｌ１は、フランジ４のうちで排気管内に臨む先端側の突出部４１ではなく、後端側に位置する鞘部４２に形成される。これにより、排気管内において、温度センサ１の感熱部（フランジ４の座面４５よりもサーミスタ素子２側の部位）から溶接部を介してフランジ４に至る伝熱経路が形成されず、感熱部からフランジ４等への熱引きの度合いを従来に比して抑えることができる。その結果、応答性向上、温度測定精度の低下防止の効果を得ることができると共に、継手６の温度上昇を抑えて補助リング１３の信頼性を維持することができる。
【００３５】
また、この金属チューブ３とフランジ４との溶接部Ｌ１が排気管内に直接晒されないことから、溶接部の内面にて生じ易い酸化を有効に抑制することができ、ひいてはサーミスタ素子２が特性変化することを抑制することができる一方、排気ガスに対する気密の信頼性を向上させることができる。
【００３６】
（別実施形態）
次に、別実施形態の温度センサ１００について、図面を参照しつつ説明する。尚、本別実施形態の温度センサ１００は、実施形態の温度センサ１と比較して、サーミスタ素子２を収容するための部材、及びフランジの鞘部にレーザー溶接される部材が主に異なるものであり、その他の部分についてはほぼ同様である。従って、実施形態と異なる部分を中心に説明し、同様な部分については、説明を省略または簡略化する。
【００３７】
まず、温度センサ１００の構造を示す部分破断断面図を図２に示す。上述した実施形態の温度センサ１では、サーミスタ素子２を金属チューブ３の内側に収納すると共に、その金属チューブ３をフランジ４にレーザー溶接により固定していた（図１参照）。これに対し、本別実施形態の温度センサ１００では、サーミスタ素子２を金属キャップ１４に収納し、この金属キャップ１４をシース部材８に接合した状態で、シース部材８をフランジ４にレーザー溶接により固定している。
【００３８】
軸線方向に延びる金属キャップ１４は、自身の先端側１３１が閉塞された筒状をなしており、この先端側１３１の内部にサーミスタ素子２が収納されている。この金属キャップ１４は、ＳＵＳ３１０Ｓ等のステンレス合金から形成されている。尚、サーミスタ素子２は、自身の電極線（Ｐｔ／Ｒｈ合金線）９を介してシース部材８の先端側から突出する金属芯線７に接続される。そして、金属キャップ１４の後端側１３２は開放されており、この後端側１３２の内周面が一対の金属芯線７を内包するシース部材８（詳細にはシース部材８の外筒）の外周面に重なり合った状態で、周方向にわたってレーザー溶接されている。これにより、金属キャップ１４がシース部材８に固定される。
【００３９】
フランジ４は、上述したように、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。また、鞘部４２は、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。
【００４０】
シース部材８は、自身の後端側がフランジ４の内側に挿通された状態で、鞘部４２の外周面の所定位置において径方向内側に向かって加締められ、フランジ４に対して固定されている。さらに、シース部材８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。このレーザー溶接がなされることにより、図２に示すように、鞘部４２の後端側段部４３とシース部材８（詳細にはシース部材８の外筒）とに跨る溶接部Ｌ３が形成され、シース部材８がフランジ４に対して強固に固定される。
【００４１】
このように、シース部材８をフランジ４の鞘部４２に加締め固定しつつ、鞘部４２の後端側段部４３にレーザー溶接を行うことにより、フランジ４とシース部材８との溶接強度に優れると共に、フランジ４とシース部材８との密着強度に優れる温度センサ１００とすることができる。したがって、自動車等の振動の激しい環境下において温度センサ１００が強い振動を受けても、シース部材８が振れ難く、シース部材８の折損等を抑制することができる。また、排気ガスに対する気密の信頼性を向上させることができる。
【００４２】
以上に説明したように、本別実施形態の温度センサ１００は、シース部材８とフランジ４とがレーザー溶接により一体に接合されるが、レーザー溶接により形成される溶接部Ｌ３は、フランジ４のうちで排気管内に臨む先端側の突出部４１ではなく、後端側に位置する鞘部４２に形成される。これにより、排気管内において、温度センサ１００の感熱部（フランジ４の座面４５よりもサーミスタ素子２側の部位）から溶接部を介してフランジ４に至る伝熱経路が形成されず、感熱部からフランジ４等への熱引きの度合いを従来に比して抑えることができる。その結果、応答性向上、温度測定精度の低下防止の効果を得ることができると共に、継手６の温度上昇を抑えて補助リング１３の信頼性を維持することができる。また、このシース部材８とフランジ４との溶接部Ｌ３が排気管内に晒されないことから、排気管内に晒される溶接部を減少させることができ、排気ガスに対する気密の信頼性を向上させることができる。
【００４３】
尚、本発明においては、上述した具体的な実施形態に限られず、目的、用途に応じて本発明の範囲内で種々変更した実施形態とすることができる。例えば、実施形態の温度センサ１において、金属チューブ３の先端部の厚さを他の部分よりも薄くすることにより、温度センサの応答性をさらに向上させることもできる。
【００４４】
また、フランジ４の突出部４１よりも先端側に、同突出部４１よりも外径が小径の外径を有し、金属チューブ３あるいはシース部材８の外径よりも大径の内径を有する筒状部を一体に形成し、この筒状部の外周面を径方向内側に加締めることで、筒状部と金属チューブ３あるいはシース部材８とを加締め固定してもよい。これにより、金属チューブ３あるいはシース部材８の折損がより一層起こり難い耐震性に優れた温度センサとすることができる。さらに、本発明の温度センサは、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】サーミスタ素子を収納する金属チューブがフランジの鞘部に圧入され、この鞘部において周方向にわたってレーザー溶接されている温度センサを示す部分破断断面図である。
【図２】サーミスタ素子を収納する金属キャップを接合したシース部材がフランジの鞘部に加締め固定され、この鞘部において周方向にわたってレーザー溶接されている温度センサを示す部分破断断面図である。
【符号の説明】
１、１００・・・温度センサ、２・・・サーミスタ素子、３・・・金属キャップ、４・・・フランジ、４１・・・突出部、４２・・・鞘部、４３・・・後端側段部、４４・・・先端側段部、６・・・継手、７・・・金属芯線、８・・・シース部材、１２・・・リード線、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３・・・溶接部
【図１】
2004157052.tif 000003
【図２】
2004157052.tif 000004