(57)【要約】【課題】センサ本体とシール部を一体に成形して全体の低コスト化をより一段と図ることができる温度センサを提供する。【解決手段】センサ本体１１に温度感知素子１７を内蔵し、このセンサ本体１１の温度感知素子側を被取付体８に形成された取付孔８ｂ内に挿通させ、かつ、センサ本体１１と被取付体８の取付孔８ｂとを該センサ本体側に設けられたシール部１６を介して気密状態に取り付けた温度センサ１０であって、センサ本体１１を樹脂で成形すると共に、該センサ本体１１の取付孔８ｂに対向する位置に環状凹部１３ａを一体成形し、この環状凹部１３ａ内にシール部１６をゴムで外側に突出するように一体成形した。【選択図】　　　図２
2004012415.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサ本体に温度感知素子を内蔵し、このセンサ本体の前記温度感知素子側を被取付体に形成された取付孔内に挿通させ、かつ、前記センサ本体と前記被取付体とを該センサ本体側に設けられたシール部を介して気密状態に取り付けた温度センサであって、
前記センサ本体に前記シール部を弾性材で一体成形したことを特徴とする温度センサ。
【請求項２】
請求項１記載のセンサ本体であって、
前記センサ本体を樹脂で成形すると共に、該センサ本体の前記被取付体の取付孔に対向する位置に環状凹部を形成し、この環状凹部内に前記シール部を外側に突出するように一体成形したことを特徴とする温度センサ。
【請求項３】
センサ本体に温度感知素子を内蔵し、このセンサ本体の前記温度感知素子側を被取付体に形成された取付孔内に挿通させ、かつ、前記センサ本体と前記被取付体とを該センサ本体側に設けられたシール部を介して気密状態に取り付けた温度センサの製造方法であって、
一次成形用の型内に形成されるキャビティ内に前記温度感知素子をセットすると共に、該キャビティ内に前記型に設けられた前記シール部形成用のゲートピンをセットした状態で、前記キャビティ内に溶融材料を充填して前記シール部形成用のゲート及び該ゲートに連通する環状凹部を有する前記センサ本体を一次成形し、次に、二次成形用の型と前記一次成形したセンサ本体の環状凹部との間で形成されるキャビティ内に前記シール部形成用のゲートより溶融材料を充填して前記環状凹部内に前記シール部を二次成形したことを特徴とす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、例えば、自動車のエンジン冷却水の水温を計測する際に用いて好適な水温センサ等の温度センサ及び該温度センサの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の温度センサとして、図１０及び図１１に示すものがある。図１０に示す水温センサ（温度センサ）１は、先端の閉塞部２ａ側に温度感知素子４を内包した略円筒状の金属ケース２と、この金属ケース２の基端側に一体成形された合成樹脂製で箱形のコネクタ３Ｆとを備えている。この金属ケース２の中央には雄ネジ部２ｂを一体形成してあると共に、該金属ケース２の基部には六角形状部２ｃを一体突出形成してある。尚、コネクタ３Ｆには一対の端子の各基部側を埋設してあり、この各端子の基部と温度感知素子４とは各リード線（いずれも図示省略）で接続してある。
【０００３】
そして、金属ケース２の雄ネジ部２ｂを例えばエンジン外壁（被取付体）８に形成された取付ネジ孔（取付孔）８ａに螺着して固定する際に、金属ケース２の六角形状部２ｃとエンジン外壁８の取付ネジ孔８ａの周りの表面との間に円板環状の金属ガスケット５を介在させて気密状態にすることにより、エンジン外壁８内の冷却水９が取付ネジ孔８ａと金属ケース２の隙間から外部に洩れるのを防止するようになっている。
【０００４】
また、図１１に示す水温センサ（温度センサ）１′は、合成樹脂製のセンサ本体３を備えている。このセンサ本体３は、先端側に温度感知素子４を内蔵した小径円柱部３ａと、この小径円柱部３ａに一体成形され、中央に環状凹部３ｃを有した大径円柱部３ｂと、この大径円柱部３ｂに対して直角に延びるように一体突出成形されたフランジ部３ｄと、このフランジ部３ｄの大径円柱部３ｂに対向する位置に一体突出成形された箱形のコネクタ部３ｆとを備えている。尚、このコネクタ３ｆには一対の端子の各基部側を埋設してあり、この各端子の基部と温度感知素子４とは各リード線（いずれも図示省略）で接続してある。
【０００５】
そして、センサ本体３の大径円柱部３ｂを例えばエンジン外壁（被取付体）８に形成された取付孔８ｂに取り付ける際に、センサ本体３の大径円柱部３ｂの環状凹部３ｃに組み付けられたゴム製のＯリング６を取付孔８ｂ内に嵌合させると共に、取付ネジ７をセンサ本体３のフランジ部３ｄのネジ挿通孔３ｅを通してエンジン外壁８の取付ネジ穴８ｃに螺合させる。これにより、エンジン外壁８の取付孔８ｂとセンサ本体３の大径円柱部３ｂとの間がゴム製のＯリング６を介して気密状態となり、エンジン外壁８内の冷却水９が取付孔８ｂとセンサ本体３の大径円柱部３ｂの隙間から外部に洩れるのを防止するようになっている。
【０００６】
尚、温度センサ１に関する類似技術は、特開平９−２６４７９５号公報に開示されている。また、温度センサ１′に関する類似技術は、特開平９−５０８３０号公報に開示されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の各水温センサ１，１′では、冷却水９が外部に洩れるのを防ぐために金属ガスケット５やゴム製のＯリング６が必要不可欠なため、その分部品点数が増えてコストが高くなった。また、前記従来の水温センサ１では、後付けの金属ガスケット５を金属ケース２側へ固定するための機構がないため、エンジン外壁８へ組み付けるまでに水温センサ１と金属ガスケット５を別々に管理する必要があり、その分管理工数が増えてコスト高になった。さらに、前記従来の水温センサ１′では、大径円柱部３ｂの環状凹部３ｃ内にゴム製のＯリング６を組み付ける際に、該環状凹部３ｃに傷やバリ等が発生していないか、或いは、異物が付着していないか等の製品管理が必要となり、その分管理工数が増えてコスト高になった。特に、上記ゴム製のＯリング６を組み付ける大径円柱部３ｂの環状凹部３ｃの仕上面はシール性確保のためある程度の精度が求められており、この要求精度を維持、管理するにはレベルの高い製造技術が必要であり、かつ、高価格の設備や管理工数の増大に至る。
【０００８】
そこで、本発明は、前記した課題を解決すべくなされたものであり、センサ本体とシール部を一体に成形して全体の低コスト化をより一段と図ることができる温度センサ及び該温度センサの製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、センサ本体に温度感知素子を内蔵し、このセンサ本体の前記温度感知素子側を被取付体に形成された取付孔内に挿通させ、かつ、前記センサ本体と前記被取付体とを該センサ本体側に設けられたシール部を介して気密状態に取り付けた温度センサであって、前記センサ本体に前記シール部を弾性材で一体成形したことを特徴とする。
【００１０】
この温度センサでは、センサ本体に弾性材よりなるシール部を一体成形したので、従来必要不可欠であったガスケットやＯリング等の後付け部品が不要となる。これにより、部品点数が削減され、後付け部品の管理等が不要となり、低コスト化が図られる。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１記載のセンサ本体であって、前記センサ本体を樹脂で成形すると共に、該センサ本体の前記被取付体の取付孔に対向する位置に環状凹部を形成し、この環状凹部内に前記シール部を外側に突出するように一体成形したことを特徴とする。
【００１２】
この温度センサでは、樹脂でセンサ本体を成形すると共に、シール部を一体成形したので、センサ本体と被取付体の取付孔との気密状態が極めて低コストでかつ確実に得られる。
【００１３】
請求項３の発明は、センサ本体に温度感知素子を内蔵し、このセンサ本体の前記温度感知素子側を被取付体に形成された取付孔内に挿通させ、かつ、前記センサ本体と前記被取付体とを該センサ本体側に設けられたシール部を介して気密状態に取り付けた温度センサの製造方法であって、一次成形用の型内に形成されるキャビティ内に前記温度感知素子をセットすると共に、該キャビティ内に前記型に設けられた前記シール部形成用のゲートピンをセットした状態で、前記キャビティ内に溶融材料を充填して前記シール部形成用のゲート及び該ゲートに連通する環状凹部を有する前記センサ本体を一次成形し、次に、二次成形用の型と前記一次成形したセンサ本体の環状凹部との間で形成されるキャビティ内に前記シール部形成用のゲートより溶融材料を充填して前記環状凹部内に前記シール部を二次成形したことを特徴とする。
【００１４】
この温度センサの製造方法では、一次成形用の型と二次成形用の型から成る少ない数の成形用金型により、センサ本体とシール部とが短時間で一体に成形され、高精度の温度センサが大量生産される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１６】
図１は本発明の一実施形態の温度センサを示す断面図、図２は同温度センサの取付状態を示す正面図、図３（ａ）は同温度センサの一次成形後のセンサ本体の正面図、図３（ｂ）は同センサ本体の断面図、図４〜図９は同温度センサの射出成形工程を順を追って示す断面図である。
【００１７】
図１，図２に示すように、水温センサ（温度センサ）１０は合成樹脂製のセンサ本体１１を備えている。このセンサ本体１１は、先端側に例えば自動車のエンジン冷却水９の水温の温度変化を電気的な抵抗変化に変換するサーミスタ（温度感知素子）１７を内蔵した小径円柱部１２と、この小径円柱部１２に段差状に一体成形され、中央に環状凹部１３ａを形成した大径円柱部１３と、この大径円柱部１３に対して直角に延びるように一体突出成形された取付フランジ部１４と、この取付フランジ部１４の大径円柱部１３に対向する位置に一体突出成形された箱形のコネクタ部１５とを備えている。
【００１８】
図１，図２に示すように、センサ本体１１の大径円柱部１３の環状凹部１３ａ内には、ゴム製でＯリング状の弾性シール部（シール部）１６を外側に円弧状に突出するように一体成形してある。また、センサ本体１１の小径円柱部１２からコネクタ部１５にかけてサーミスタ１７と該サーミスタ１７に接続された一対のリード線１８，１８及び該一対のリード線１８，１８にそれぞれ接続された一対の端子１９，１９をそれぞれインサート成形してある。
【００１９】
そして、図２に示すように、センサ本体１１の大径円柱部１３を例えばエンジン外壁（被取付体）８に形成された丸形の取付孔８ｂに取り付ける際に、センサ本体１１の環状凹部１３ａ内に一体成形された弾性シール部１６を取付孔８ｂ内面に圧接させると共に、取付ネジ７をセンサ本体１１の取付フランジ部１４のネジ挿通孔１４ａを通してエンジン外壁８の取付ネジ穴８ｃに螺合させることにより、エンジン外壁８の取付孔８ｂとセンサ本体１１の大径円柱部１３との間が弾性シール部１６を介して気密状態となり、エンジン外壁８内の冷却水９が取付孔８ｂとセンサ本体１１の隙間から外部に洩れるのを防止するようになっている。尚、弾性シール部１６は取付孔８ｂに単に挿入されるだけでねじ込まれる訳ではないので、弾性シール部１６の外表面は取付孔８ｂ内面とのこすれにより傷付けられる可能性が低くシール性が充分確保される。
【００２０】
次に、前記実施形態の水温センサ１０の製造方法を図３（ａ），（ｂ）及び図４〜図９に沿って順に説明する。尚、この水温センサ１０を二色成形する射出成形用金型２０は、一次成形と二次成形に共用する下型２１となる固定下型２２と一対の可動下型２３，２３、及び、上型２５となる一次成形用の可動側上型２６と二次成形用の可動側上型２８とで構成されている。また、固定下型２２の上面中央には一対の端子１９，１９を保持する各凹部２２ｄを有したブロック２２ｃを突設してある。さらに、可動下型２３のキャビティ２３ａと一次成形用の可動側上型２６の一対のスライドコア２７，２７との間にはシール部形成用のゲートピン２４を進退動自在に設けてある。
【００２１】
図４に示すように、固定下型２２及び一対の可動下型２３，２３から成る下型２１と一次成形用の可動側上型２６及び一対のスライドコア２７，２７から成る上型２５を閉じて水温センサ１０のセンサ本体１１を成形するキャビティ２３ａ，２６ａを形成する。この閉型の直前に固定下型２２のブロック２２ｃの一対の凹部２２ｄ，２２ｄに一対のリード線１８，１８を介してサーミスタ１７を接続した一対の端子１９，１９を保持して上記キャビティ２３ａ，２６ａ内にサーミスタ１７等をセットしておく。また、上記キャビティ２３ａ，２６ａ内には下型２１に進退動自在に設けられたシール部形成用のゲートピン２４をセットしておく。
【００２２】
そして、この状態で、上記キャビティ２３ａ，２６ａ内に固定下型２２のゲート２２ａより溶融樹脂Ｐを充填すると、図３（ａ）に示すように、樹脂製のセンサ本体１１と環状凹部１３ａと該センサ本体１１の取付フランジ部１４から大径円柱部１３にかけてシール部形成用のゲート１４ｂ及び該ゲート１４ｂから環状凹部１３ａまで連通する内部経路１３ｂがそれぞれ一次成形される。
【００２３】
次に、図５に示すように、一次成形用の可動側上型２６と一対のスライドコア２７，２７から成る上型２５を開くと共に、シール部形成用のゲートピン２４を後退させて下型２１の可動下型２３から引き抜く。そして、図６に示すように、下型２１を一次成形用の可動側上型２６が設けられているステーションから二次成形用の可動側上型２８が設けられているステーションに移動させて二次成形用の可動側上型２８と一対のスライドコア２９，２９から成る上型２５に入れ換える。
【００２４】
次に、図７に示すように、二次成形用の可動側上型２８と一対のスライドコア２９，２９から成る上型２５を閉じ、これら一対のスライドコア２９，２９及びセンサ本体１１の環状凹部１３ａとの間で形成されるキャビティ２９ａ内に固定下型２２のシール部形成用のゲート２２ｂより溶融ゴム（弾性材）Ｒを充填する。この際、図３（ｂ）において矢印で示すように、溶融ゴムＲはセンサ本体１１の取付フランジ部１４のシール部形成用のゲート１４ｂから大径円柱部１３の内部経路１３ｂを経て環状凹部１３ａ内に流れ込み、該環状凹部１３ａ内に弾性シール部１６が外側に円弧状に突出するように二次成形される。
【００２５】
そして、図８に示すように、二次成形用の可動側上型２８と一対のスライドコア２９，２９から成る上型２５を開くと共に、図９に示すように、下型２１の一対の可動下型２３，２３を開く（型割する）と、図１及び図９に示すように、樹脂製のセンタ本体１１とゴム製の弾性シール部１６を一体に二色成形して成る水温センサ１０が完成する。
【００２６】
このように、下型２１と一次成形用の可動側上型２６とで一次成形された樹脂製のセンサ本体１１の大径円柱部１３の環状凹部１３ａと、一対のスライドコア２９，２９との間で形成されるキャビティ２９ａ内に、一次成形によりセンサ本体１１に成形されたシール部形成用のゲート１４ｂより溶融ゴムＲを充填して環状凹部１３ａ内に弾性シール部１６を外側に円弧状に突出するように二次成形するようにしたので、一次成形用の可動側上型２６と二次成形用の可動側上型２８及び下型２１から成る数の少ない成形用金型２０によりセンサ本体１１と弾性シール部１６を短時間で一体に二色成形することができ、高精度の温度センサ１０を大量生産することができる。
【００２７】
また、大径円柱部１３の中央に環状凹部１３ａを形成したセンサ本体１１を樹脂で成形すると共に、この環状凹部１３ａ内に弾性シール部１６をゴムで外側に突出するように一体成形したので、従来必要不可欠であったガスケットやＯリング等の後付け部品が不要となり、その分部品点数を削減することができると共に、後付け部品の管理等が不要となって低コスト化を図ることができる。特に、従来のＯリングを組み付けるものに比較すると、Ｏリング取付部位の仕上げ面の加工精度維持や管理が不要となってその分管理工数を大幅に減らすことができ、水温センサ１０の製造コストをより一段と低化させることができる。これらにより、図２に示すように、センサ本体１１の大径円柱部１３をエンジン外壁８の取付孔８ｂ内に嵌め込んで取り付けた際に、センサ本体１０の大径円柱部１３とエンジン外壁８の取付孔８ｂとの気密状態を極めて低コストでかつ確実に得ることができる。
【００２８】
尚、前記実施形態によれば、合成樹脂で一体成形したセンサ本体を用いたが、アルミニウム、マグネシウム等のダイキャスト製のセンサ本体を用いても良い。また、シール部はゴム製に限らず、エラストマー等の柔軟樹脂製でも良い。さらに、シール部形成用のゲートピンを下型に設けたが、これは、温度センサを取付けた時、ゲートが被取付体の外部側に位置し、被取付体８内部の例えばエンジン冷却水９側にゲートが位置しないので、ゲートを経由した被取付体８内外の通路が形成されず、水密上好ましいからであって、被取付体８内部の環境に応じてはゲートピンを上型に設けても良い。また、シール部を一体成形する二次成形部をセンサ本体の大径円柱部の中央に成形した環状凹部としたが、二次成形部の形状は環状凹部に限られるものではなく、例えば、センサ本体の大径円柱部に雄ネジ部を形成する取付フランジ部のないタイプ等のものでは、センサ本体の大径円柱部とコネクタ部との境部分の角部（従来のガスケットに対向する部分）をシール部の二次成形部としても良い。さらに、温度感知素子としてサーミスタを用いたが、熱電対等の他の温度感知素子でもよく、また、温度センサは、自動車のエンジン冷却水の水温を測定する水温センサに限られず、自動車のオイル系統の油温を測定する油温センサ等に前記実施形態を適用できることは勿論である。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明の温度センサによれば、センサ本体にシール部を弾性材で一体成形したので、従来必要不可欠であったガスケットやＯリング等の後付け部品が不要となり、その分部品点数を削減することができると共に、後付け部品の管理等が不要となって低コスト化を図ることができる。
【００３０】
請求項２の発明の温度センサによれば、センサ本体を樹脂で成形すると共に、該センサ本体の被取付体の取付孔に対向する位置に環状凹部を形成し、この環状凹部内にシール部を外側に突出するように一体成形したので、センサ本体と被取付体の取付孔との気密状態を極めて低コストでかつ確実に得ることができる。
【００３１】
請求項３の発明の温度センサの製造方法によれば、一次成形用の型で一次成形された樹脂製のセンサ本体の環状凹部と二次成形用の型との間で形成されるキャビティ内に、一次成形によりセンサ本体に成形されたシール部形成用のゲートより溶融材料を充填して環状凹部内にシール部を二次成形するようにしたので、一次成形用の型と二次成形用の型から成る少ない数の成形用金型によりセンサ本体とシール部を短時間で一体に成形することができ、高精度の温度センサを大量生産することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の温度センサを示す断面図である。
【図２】上記温度センサの取付状態を示す正面図である。
【図３】（ａ）は上記温度センサの一次成形後のセンサ本体の正面図、（ｂ）は同センサ本体の断面図である。
【図４】上記センサ本体を一次成形する前の型閉じ状態を示す成形用金型の断面図である。
【図５】上記センサ本体を一次成形した後の型開き状態を示す成形用金型の断面図である。
【図６】上記センサ本体を二次成形する前の型開き状態を示す成形用金型の断面図である。
【図７】上記センサ本体を二次成形する際の型閉じ状態を示す成形用金型の断面図である。
【図８】上記センサ本体を二次成形した後の型開き状態を示す成形用金型の断面図である。
【図９】上記センサ本体を二次成形した後の下型の型割状態を示す成形用金型の断面図である。
【図１０】従来の温度センサの取付状態を示す説明図である。
【図１１】他の従来の温度センサの取付状態を示す説明図である。
【符号の説明】
８　エンジン外壁（被取付体）
８ｂ　取付孔
１０　水温センサ（温度センサ）
１１　センサ本体
１３ａ　環状凹部（二次成形部）
１６　弾性シール部（シール部）
１７　サーミスタ（温度感知素子）
２１　下型
２３ａ　キャビティ
２４　シール部形成用のゲートピン
２５　上型
２６　一次成形用の可動側上型
２６ａ　キャビティ
２８　二次成形用の可動側上型
２８ａ　キャビティ
Ｐ　溶融樹脂（樹脂）
Ｒ　溶融ゴム（弾性材）
【図１】
2004012415.tif 000003
【図２】
2004012415.tif 000004
【図３】
2004012415.tif 000005
【図４】
2004012415.tif 000006
【図５】
2004012415.tif 000007
【図６】
2004012415.tif 000008
【図７】
2004012415.tif 000009
【図８】
2004012415.tif 000010
【図９】
2004012415.tif 000011
【図１０】
2004012415.tif 000012
【図１１】
2004012415.tif 000013