(57)【要約】【課題】ナットのねじゆるみを防止して、温度変化にかかわらず高い気密性を維持することができる温度センサの取付構造を提供する。【解決手段】排気ガス管２０に温度センサを取付けるための温度センサの取付構造であって、排気ガス管２０は、内周に雌ねじ２１１ａが形成された雌ねじ部２１１と、雌ねじ部２１１よりも排気ガス管２０側に位置し、雌ねじ部２１１の最小径よりも小径の挿通孔２１２ｂが形成された挿通部２１２とを備えている。また、温度センサは、挿通孔２１２ｂの内壁と先端が当接可能なフランジ１３と、フランジ１３よりも排気ガス管２０とは反対側に配置され、雌ねじ２１１ａと螺合する雄ねじ１４ａが形成されたナット１４とを有している。そして、フランジ１３の線熱膨張係数はボス２１の線熱膨張係数より２．５×１０−６／°Ｃ以上大きくされている。【選択図】        図２
2004239716.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物内の流体の温度を検知すべく該対象物に温度センサを取付けるための温度センサの取付構造であって、該対象物は、雌ねじが形成された雌ねじ部と、該雌ねじ部よりも該対象物側に位置し、該雌ねじ部の最小径よりも小径の挿通孔が形成された挿通部とを備えたボスを有し、該温度センサは、該挿通孔の内壁と当接可能なフランジと、該フランジよりも該対象物とは反対側に配置され、該雌ねじと螺合する雄ねじが形成されたナットとを有する温度センサの取付構造において、
前記フランジの線熱膨張係数は前記ボスの線熱膨張係数より２．５×１０−６／°Ｃ以上大きいことを特徴とする温度センサの取付構造。
【請求項２】
対象物内の流体の温度を検知すべく該対象物に温度センサを取付けるための温度センサの取付構造であって、該対象物は、雌ねじが形成された雌ねじ部と、該雌ねじ部よりも該対象物側に位置し、該雌ねじ部の最小径よりも小径の挿通孔が形成された挿通部とを備えたボスを有し、該温度センサは、該挿通孔の内壁と当接可能なフランジと、該フランジよりも該対象物とは反対側に配置され、該雌ねじと螺合する雄ねじが形成されたナットとを有する温度センサの取付構造において、
前記フランジの線熱膨張係数と前記ナットの線熱膨張係数との差は２．５×１０−６／°Ｃ未満であり、該ナットの線熱膨張係数は前記ボスの線熱膨張係数より２．５×１０−６／°Ｃ以上大きいことを特徴とする温度センサの取付構造。
【請求項３】
前記フランジ、前記ナット及び前記ボスの順で線熱膨張係数が小さくなっていることを特徴とする請求項２記載の温度センサの取付構造。
【請求項４】
前記挿通孔の前記雌ねじ部側内壁には第１テーパ面が形成され、前記フランジには該第１テーパ面と当接可能な第２テーパ面が形成され、該第１テーパ面が該雌ねじ部の軸直角方向となす角度は該第２テーパ面が該軸直角方向となす角度より大きいことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の温度センサの取付構造。
【請求項５】
前記ボス、前記フランジ及び前記ナットは、耐熱性を有するＮｉ合金又はＦｅ合金であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の温度センサの取付構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は温度センサの取付構造に関する。本発明の温度センサの取付構造は、車両の排気ガス管内の排気ガスの温度を検知するために用いて好適である。
【０００２】
【従来の技術】
従来、特許文献１記載の温度センサの取付構造が知られている。この温度センサの取付構造は、車両の排気ガス管内の排気ガスの温度を検知すべく排気ガス管に温度センサを取付けるためのものである。排気ガス管は、雌ねじが形成された雌ねじ部と、雌ねじ部よりも排気ガス管側に位置し、雌ねじ部の最小径よりも小径の挿通孔が形成された挿通部とを備えたボスを有している。また、温度センサは、挿通孔の内壁と当接可能なフランジと、フランジよりも排気ガス管とは反対側に配置され、雌ねじと螺合する雄ねじが形成されたナットとを有している。そして、ナットに形成された雄ねじをボスの雌ねじに螺合させて締め付けることにより、フランジの先端がボスの挿通孔の内壁に押圧され、排気ガス管内の気密性が確保された状態で温度センサがボスに取り付けられる。特許文献１記載の取付構造では、これらボス、フランジ及びナットの各線熱膨張係数の差が２×１０−６／°Ｃ以下にされている。
【０００３】
この取付構造によれば、ボス、フランジ及びナットの各線熱膨張係数の差が２×１０−６／°Ｃ以下にされているため、排気ガス管内の温度変化に伴うボス、フランジ及びナットの各熱変形量が略同一になる。そのため、排気ガス管内の排気ガスの温度変化や車両の振動にかかわらず、ナットのねじゆるみが防止され、気密性を保つことができると考えられる。これにより温度センサの検知精度を高い耐久性で維持できると考えられる。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−１２２４８６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、排気ガス管内の排気ガスの温度変化は非常に激しく、ナットのねじゆるみを防止するためには、高温になればなる程、ボスにナットが締め付けられることが好ましい。換言すれば、排気ガス管内において、排気ガスの温度が高くなればなる程、排気ガスの分子運動が激しくなるため、高温である程、高い気密性が要求される。この点、上記従来の温度センサの取付構造では、ボスにナットが締め付けられる程度が温度によってほぼ一定であるため、特に高温時（例えば６００°Ｃ以上）において、ナットのねじゆるみが懸念される。つまり、温度変化にかかわらず気密性が略一定であるため、高温における気密性、ひいては検知精度が懸念される。
【０００６】
また、排気ガス管内の排気ガスは非常に高温になるため、上記従来の温度センサの取付構造のように、ボス、フランジ及びナットの線熱膨張係数の差が２×１０−６／°Ｃ以下であることを実現するためにこれらに同じ材料を使用したのでは、ボスとフランジとの間又はボスとナットとの間で凝着しやすく、焼付きが発生しやすい。この場合、温度センサ等の点検等が不便である。
【０００７】
本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、高温において、より高い気密性を維持できるとともに、焼付きが発生し難い温度センサの取付構造を提供することを解決すべき課題としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
第１発明の温度センサの取付構造は、対象物内の流体の温度を検知すべく該対象物に温度センサを取付けるための温度センサの取付構造であって、該対象物は、雌ねじが形成された雌ねじ部と、該雌ねじ部よりも該対象物側に位置し、該雌ねじ部の最小径よりも小径の挿通孔が形成された挿通部とを備えたボスを有し、該温度センサは、該挿通孔の内壁と当接可能なフランジと、該フランジよりも該対象物とは反対側に配置され、該雌ねじと螺合する雄ねじが形成されたナットとを有する温度センサの取付構造において、
前記フランジの線熱膨張係数は前記ボスの線熱膨張係数より２．５×１０−６／°Ｃ以上大きいことを特徴とする。
【０００９】
第１発明の温度センサの取付構造では、フランジの線熱膨張係数がボスの線熱膨張係数より２．５×１０−６／°Ｃ以上大きいため、対象物（例えば、排気ガス管）内の流体（例えば、排気ガス）の温度が高くなればなる程、フランジの熱変形量がボスの熱変形量より大きくなる。そのため、対象物内の流体の温度が高くなればなる程、より大きな力でフランジがボスの挿通孔の内壁に押圧され、対象物内の気密性が確保された状態で温度センサがボスに取り付けられる。他方、この際、ボスの雌ねじとナットの雄ねじとは螺合しており、ボスとナットとの相対移動量はそれほど大きくはない。そのため、排気ガス管内の温度が高くなればなる程、より大きな力でナットがボスに押圧されることとなる。つまり、排気ガス管内の温度が高くなればなる程、ボスに対するナットの軸方向の押圧力が増し、ナットのねじゆるみが防止される。こうして、この温度センサの取付構造では、高温における気密性が確保され、ひいては検知精度が向上する。
【００１０】
また、この温度センサの取付構造では、ボスとフランジとに同じ材料を使用しないようにできるため、同じ材料を使用した場合に比べ、ボスとフランジとの間に焼付きが発生し難く、温度センサ等の点検等に支障を来すことはない。
【００１１】
したがって、第１発明の温度センサの取付構造によれば、高温において、より高い気密性を維持できるとともに、焼付きが発生し難い。
【００１２】
第２発明の温度センサの取付構造は、対象物内の流体の温度を検知すべく該対象物に温度センサを取付けるための温度センサの取付構造であって、該対象物は、雌ねじが形成された雌ねじ部と、該雌ねじ部よりも該対象物側に位置し、該雌ねじ部の最小径よりも小径の挿通孔が形成された挿通部とを備えたボスを有し、該温度センサは、該挿通孔の内壁と当接可能なフランジと、該フランジよりも該対象物とは反対側に配置され、該雌ねじと螺合する雄ねじが形成されたナットとを有する温度センサの取付構造において、
前記フランジの線熱膨張係数と前記ナットの線熱膨張係数との差は２．５×１０−６／°Ｃ未満であり、前記ナットの線熱膨張係数は前記ボスの線熱膨張係数より２．５×１０−６／°Ｃ以上大きいことを特徴とする。
【００１３】
第２発明の温度センサの取付構造では、フランジの線熱膨張係数とナットの線熱膨張係数との差は２．５×１０−６／°Ｃ未満であり、ナットの線熱膨張係数がボスの線熱膨張係数より２．５×１０−６／°Ｃ以上大きい。つまり、フランジ、ナット及びボスの間において、ボスの線熱膨張係数が一番小さく、フランジの線熱膨張係数とナットの線熱膨張係数とはほとんど同じである。そのため、対象物内の流体の温度が高くなればなる程、より大きな力でフランジがボスの挿通孔の内壁に押圧され、対象物内の気密性が確保された状態で温度センサがボスに取り付けられる。他方、対象物内の流体の温度が高くなればなる程、フランジのみならずナットの熱変形量もボスの熱変形量より大きくなり、ナット自体がボスに押圧される。こうして、対象物内の流体の温度が高くなればなる程、ボスにナットが締め付けられ、ナットのねじゆるみが防止される。そのため、この温度センサの取付構造では、高温における気密性が確保され、ひいては検知精度が向上する。
【００１４】
また、この温度センサの取付構造でも、ボスとナットとに同じ材料を使用しないようにできるため、同じ材料を使用した場合に比べ、ボスとナットとの間に焼付きが発生し難く、温度センサ等の点検等に支障を来すことはない。
【００１５】
したがって、第２発明の温度センサの取付構造によっても、高温において、より高い気密性を維持できるとともに、焼付が発生し難い。
【００１６】
第２発明の温度センサの取付構造においては、フランジ、ナット及びボスの順で線熱膨張係数が小さくなっていることが好ましい。つまり、フランジ、ナット及びボスの間において、ボスの線熱膨張係数が一番小さく、ナットの線熱膨張係数はフランジの線熱膨張係数より僅かに小さい。これにより、対象物内の流体の温度が高くなればなる程、フランジ及びナットの熱変形量がボスの熱変形量より大きくなるとともに、フランジの熱変形量がナットの熱変形量よりも僅かに大きくなる。そのため、対象物内の流体の温度が高くなればなる程、より大きな力でフランジがボスの挿通孔の内壁に押圧されるとともに、ナット自体が大きな力でボスに押圧され、より高い気密性を確保できる。
【００１７】
第１発明及び第２発明の温度センサの取付構造においては、挿通孔の雌ねじ部側内壁には第１テーパ面が形成され、フランジには第１テーパ面と当接可能な第２テーパ面が形成され、第１テーパ面が雌ねじ部の軸直角方向（雌ねじ部の軸方向と直交する方向）となす角度は第２テーパ面が軸直角方向となす角度より大きいことが好ましい。これにより、第２テーパ面は、その円周方向長さのうち最も長い部分で第１テーパ面と当接することになる。そのため、ボスにナットを締め付ける際、フランジがボスに押圧される力が広範囲かつ均等に分散され、高い気密性を確保することができる。また、ボスからフランジに伝達される車両の振動が広範囲かつ均等に吸収されるため、車両の振動にかかわらず、高い気密性を確保することができる。
【００１８】
第１発明及び第２発明の温度センサの取付構造においては、ボス、フランジ及びナットは、耐熱性を有するＮｉ合金又はＦｅ合金であることが好ましい。対象物が排気ガス管である場合には、排気ガス管内の流体である排気ガスの温度は非常に高温となるためである。このような合金としては、ステンレス鋼等がある。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した実施形態１、２を図面を参照しつつ説明する。
【００２０】
（実施形態１）
図１に実施形態１の温度センサの取付構造により取り付けられる温度センサの断面図を示す。この温度センサは、ハウジング１と、ハウジング１内に収納され、温度により変化する電気的特性を電気信号として出力可能な感温素子としてのサーミスタ５と、サーミスタ５からの電気信号をハウジング１外に取り出すための一対のリード線６とを備えている。
【００２１】
より詳細には、ハウジング１は第１ハウジング２とナット部３と第２ハウジング４とから構成されている。第１ハウジング２は先端が閉じられた円筒状をなし、その先端側には温度により変化する電気的特性を電気信号として一対の電極５ａに出力するサーミスタ５が配置されている。一対の電極５ａは、一対の芯線１１の一端１１ａに接続されている。両芯線１１はシース１２により被覆され、シース１２の基端側は第１ハウジング２から突出している。
【００２２】
第２ハウジング４は第１ハウジング２より大径の円筒状をなしている。そして、第２ハウジング４の先端側と第１ハウジング２の基端側とが重ね合わせられて同軸に配置され、フランジ１３の後端にて結合されている。
【００２３】
また、ナット部３は、温度が検知される流体の漏れを防止するフランジ１３と、温度センサを排気通路等に固定するナット１４とからなる。フランジ１３は、第１ハウジング２の基端側に固定され、フランジ１３の後端に第２ハウジング４の先端が固定されている。また、フランジ１３の第２ハウジング４側には、雄ねじ１４ａ及び六角ナット部１４ｂを有するナット１４が回動可能に設けられている。なお、フランジ１３は径方向に突出する突出部を有しており、突出部の先端には後述する第２テーパ面１３ａが形成されている。
【００２４】
第１ハウジング２の基端から突出した一対の芯線１１の他端１１ｂは、第２ハウジング４内において、一対のリード線６の一端６ａとかしめ端子１６によりかしめられている。また、芯線１１の他端１１ｂとリード線６の一端６ａには、かしめ端子１６とともに絶縁チューブ１７が被せられている。
【００２５】
また、第２ハウジング４の基端側には、耐熱ゴム製のグロメット１８がかしめ固定されている。一対のリード線６はグロメット１８を貫通して、第２ハウジング４の基端より突出している。
【００２６】
以上の構成をした温度センサの取付構造の断面図を図２に示す。この温度センサの取付構造は、温度センサを車両の排気ガス管２０に取り付けて、排気ガスＧの温度を広範囲にわたって検出するために用いられる。ここで、対象物が排気ガス管２０であり、流体が排気ガスＧである。
【００２７】
この温度センサの取付構造では、図３にも示すように、排気ガス管２０にボス２１０が溶接により接合されている。ボス２１０は、ナット１４の雄ねじ１４ａと螺合する雌ねじ２１１ａが形成された雌ねじ部２１１と、雌ねじ部２１１よりも排気ガス管２０側に位置し、雌ねじ部２１１の最小径よりも小径の挿通孔２１２ｂが形成された挿通部２１２とを備えている。そして、挿通孔２１２ｂの雌ねじ部２１１側内壁には第１テーパ面２１２ｃが形成されている。また、フランジ１３の先端には第１テーパ面２１２ｃと当接可能な第２テーパ面１３ａが形成されている。第１テーパ面２１２ｃの雌ねじ部２１１の軸直角方向（雌ねじ部２１１の軸方向と直交する方向）となす角度はθ１であり、第２テーパ面１３ａの雌ねじ部２１１の軸直角方向となす角度はθ２である。そして、θ１の方がθ２より大きくなっている。
【００２８】
また、フランジ１３はＳＵＳ３１０（線熱膨張係数１７．５×１０−６／°Ｃ）製であり、ナット１４はＳＵＳ４３０（線熱膨張係数１１．９×１０−６／°Ｃ）製であり、ボス２１０はＳＮＢ１６（線熱膨張係数１３．６×１０−６／°Ｃ）製である。
【００２９】
この温度センサの取付構造では、フランジ１３の線熱膨張係数はボス２１０の線熱膨張係数より２．５×１０−６／°Ｃ以上大きいため、排気ガス管２０内の排気ガスＧの温度が高くなればなる程、フランジ１３の熱変形量がボス２１０の熱変形量より大きくなる。そのため、排気ガス管２０内の温度が高くなればなる程、より大きな力でフランジ１３の先端の第２テーパ面１３ａがボス２１０の挿通孔２１２ｂの第１テーパ面２１２ｃに押圧され、排気ガス管２０内の気密性が確保された状態で温度センサがボス２１０に取り付けられる。他方、この際、ボス２１０の雌ねじ２１１ａとナット１４の雄ねじ１４ａとは螺合しており、ボス２１０とナット１４との相対移動量はそれほど大きくはない。そのため、排気ガス管２０内の温度が高くなればなる程、より大きな力でナット１４がボス２１０に押圧されることとなる。つまり、排気ガス管２０内の温度が高くなればなる程、ボス２１０に対するナット１４の軸方向の押圧力が増し、ナット１４のねじゆるみが防止される。こうして、この温度センサの取付構造では、高温における気密性が確保され、ひいては検知精度が向上する。
【００３０】
また、この温度センサの取付構造では、ボス２１０とフランジ１３とに同じ材料を使用しないため、ボス２１０とフランジ１３との間に焼付きが発生し難く、温度センサ等の点検等に支障を来すことはない。
【００３１】
さらに、この温度センサの取付構造では、第１テーパ面２１２ｃが軸直角方向となす角度θ１は第２テーパ面１３ａが軸直角方向となす角度θ２より大きいため、第２テーパ面１３ａは、その円周方向長さのうち最も長い部分で第１テーパ面２１２ｃと当接する。そのため、ナット１４をボス２１０に締め付ける際、フランジ１３がボス２１０に押圧される力が広範囲かつ均等に分散され、ボス２１０の変形を極力少なくすることができる。また、ボス２１０からフランジ１３に伝達される車両の振動が広範囲かつ均等に吸収されるため、車両の振動にかかわらず、高い気密性を確保することができる。
【００３２】
したがって、実施形態１の温度センサの取付構造によれば、高温において、より高い気密性を維持できるとともに、焼付きが発生し難い。
【００３３】
（実施形態２）
実施形態２の温度センサの取付構造は、図１〜図３に示すように、実施形態１と同様の構成である。ただし、実施形態２においては、フランジ１３はＳＵＳ３０４（線熱膨張係数１８．７×１０−６／°Ｃ）製であり、ナット１４はＳＵＳ３１６（線熱膨張係数１８．５×１０−６／°Ｃ）製であり、ボス２１０はＳＮＢ１６（線熱膨張係数１３．６×１０−６／°Ｃ）製である。
【００３４】
この温度センサの取付構造では、フランジ１３、ナット１４及びボス２１０の順で線熱膨張係数が小さくなっており、フランジ１３の線熱膨張係数とナット１４の線熱膨張係数との差は２．５×１０−６／°Ｃ未満であり、ナット１４の線熱膨張係数はボス２１０の線熱膨張係数より２．５×１０−６／°Ｃ以上大きくなっている。これにより、排気ガス管２０内の温度が高くなればなる程、フランジ１３及びナット１４の熱変形量がボス２１０の熱変形量より大きくなるとともに、フランジ１３の熱変形量がナット１４の熱変形量よりも僅かに大きくなる。そのため、排気ガス管２０内の温度が高くなればなる程、より大きな力でフランジ１３の先端の第２テーパ面１３ａがボス２１０の挿通孔２１２ｂの第１テーパ面２１２ｃに押圧されるとともに、ナット１４自体が大きな力でボス２１０に押圧され、より高い気密性を確保できる。
【００３５】
また、この温度センサの取付構造においても、ボス２１０とフランジ１３とに同じ材料を使用しないため、ボス２１０とフランジ１３との間に焼付きが発生し難い。
【００３６】
したがって、実施形態２の温度センサの取付構造によっても、高温において、より高い気密性を維持できるとともに、焼付きが発生し難い。その他の作用、効果は実施形態１と同様である。なお、ボス２１０をＳＳ（線熱膨張係数１５．０×１０−６／°Ｃ）製、ＳＵＳ４３０（線熱膨張係数１１．９×１０−６／°Ｃ）製とすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態の温度センサの取付構造に係り、温度センサの断面図である。
【図２】実施形態の温度センサの取付構造の断面図である。
【図３】実施形態の温度センサの取付構造の拡大断面図である。
【符号の説明】
２０…対象物（排気ガス管）
Ｇ…流体（排気ガス）
２１０…ボス
２１１…雌ねじ部
２１１ａ…雌ねじ
２１２…挿通部
２１２ｂ…挿通孔
２１２ｃ…第１テーパ面
１３…フランジ
１３ａ…第２テーパ面
１４…ナット
１４ａ…雄ねじ
【図１】
2004239716.tif 000003
【図２】
2004239716.tif 000004
【図３】
2004239716.tif 000005