(57)【要約】 【課題】充填材の分散安定性が良好で、充填材を充填する際の作業性が良く、安定して優れた温度センサが製造可能な温度センサ用充填材とそれを用いた温度センサの製造方法とその製造方法により製造した温度センサを提供すること。【解決手段】    本発明による温度センサ用充填材は、一端が閉塞された筒状の保護カバーと、前記筒状の保護カバーの内側に配置された感温部と、前記感温部と前記筒状の保護カバーとの間隙に形成されたマトリックス相と、を具備してなる温度センサの、マトリックス相を形成する為に用いられる温度センサ用の充填材をゲル状とした。【選択図】  図１
2017009345.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端が閉塞された筒状の保護カバーと、
前記筒状の保護カバーの内側に配置された、温度変化に応じて電気的特性が変化する感温部と、
前記感温部に接続され、感温部からの電気信号を取り出すための一対の電極線とを具備し
てなる感温素子と、
前記感温部と前記筒状の保護カバーとの間隙に形成されたマトリックス相と、
を具備してなる温度センサの、マトリックス相を形成する為に用いられる温度センサ用の充填材であって、
前記充填材を、ゲル状としたことを特徴とする温度センサ用の充填材。
【請求項２】
前記充填材が骨材とゲル化剤と溶媒を含むことを特徴とする請求項１に記載の温度センサ用の充填材。
【請求項３】
前記充填材が骨材と結合材とゲル化剤と溶媒を含む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用の充填材。
【請求項４】
前記充填材が、Ｅ型回転粘度計を用いて２０℃でずり速度３．８ｓｅｃ−１にて測定した粘度が、９００ｍＰａ・ｓ以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の温度センサ用の充填材。
【請求項５】
前記充填材が、Ｅ型回転粘度計を用いて２０℃でずり速度が３．８ｓｅｃ−１及び３８．０ｓｅｃ−１で測定した粘度の比より算出されるチクソトロピーインデックス［（３．８ｓｅｃ−１での粘度）／（３８．０ｓｅｃ−１での粘度）］が、２以上であることを特徴とする請求項４に記載の温度センサ用の充填材。
【請求項６】
一端が閉塞された筒状の保護カバーと、
前記筒状の保護カバーの内側に配置された、温度変化に応じて電気的特性が変化する感温部と、
前記感温部に接続され、感温部からの電気信号を取り出すための一対の電極線とを具備し
てなる感温素子と、
前記感温部と前記筒状の保護カバーとの間隙に形成されたマトリックス相と、
を具備してなる温度センサの製造方法であって、
（ａ）前記保護カバーの内側に前記感温部を配置する工程、
（ｂ）請求項１〜５のいずれか１項に記載の温度センサ用の充填材を、前記保護カバーの内側に充填する工程、
（ｃ）工程（ｂ）の後に、前記保護カバーを加熱することによりマトリックス相を形成させる工程を含んでなる事を特徴とする方法。
【請求項７】
請求項６に記載された方法により製造したことを特徴とする温度センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、保護カバー内に具備してなる温度センサに用いる温度センサ用充填材及びそれを用いた温度センサの製造方法並びに温度センサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
昨今の機械産業の分野ではメカトロニクス化が進み、機械要素だけでは実現できないような各種機能が実現されるようになってきている。そのような機能は、各種センサによって状況や状態などを検出し、それに応じて、機械の動作等を制御することによって達成されるのが通常である。
【０００３】
このようなセンサのひとつとして温度センサがある。例えば、自動車の排気浄化システムにおいては、排気ガスそのものや、浄化装置の温度に応じて浄化条件を調整し、有害な放出物などを低減することが求められているので、排気ガスなどの温度を測定できる温度センサが必要である。このような温度センサとしては一般に、サーミスタ素子などの感温素子が保護カバー内に封入されたものが用いられている。
【０００４】
より具体的には、一般的な温度センサは、金属などからなる保護カバー内に感温素子が配置され、その感温素子に接続された一対の電極線が温度センサの外側まで伸びた構造となっている。そして、感温素子と保護カバーとの間には、一般的に無機材料からなる骨材と呼ばれる充填材が充填されてマトリックス相を形成しており、それによって感温素子が保持されている。すなわち電極線はそのマトリックス相を貫通して温度センサの外側まで延伸している。
【０００５】
このような温度センサは、一般的には保護カバーの中に電極線が接続された感温素子を配置し、感温素子と保護カバーとの間に充填材を充填し、全体を加熱して充填材を結着させることによって製造される（例えば、特許文献１、２参照）。ここで、充填材の主成分である骨材としては、アルミナ、ジルコニアなどの無機材料が用いられる。しかし、これらの無機材料は融点が高いため、より低い温度での製造を可能とするために、補助的に結合材が用いられる。このような結合材としては、ガラスなどが用いられる。このような結合材を無機材料に組み合わせることで、加熱の際に結合材が無機材料の粒子表面を被覆し、粒子を相互に結合させることで感温センサを固定する作用を有する。これら充填材を充填する方法としては、骨材であるアルミナなどの無機材料と結合材であるガラスなどを水などの溶媒中に分散剤を用いて分散混合し、充填した後に、加熱することにより充填材を固定しマトリックス相とする方法が一般的であった。
【０００６】
しかしながら、前記した方法で温度センサを製造した場合には、骨材である無機材料の比重が比較的大きい為、無機材料が沈降してしまい、充填材の分散安定性に欠いており、また、充填材の無機材料の凝集が起こるなど、温度センサを製造する際に作業性が悪いもので有った。その為、温度センサを安定して製造することができず、電極線の断線が起こるなどの課題が有り、製造の歩留まりについて改善の余地があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１１−２３２３３２号公報
【特許文献２】特開２０１２−５２９５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、充填材の分散安定性が良好で、充填材を充填する際の作業性が良く、安定して優れた温度センサが製造可能な温度センサ用充填材とそれを用いた温度センサの製造方法とその製造方法により製造した温度センサを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明による温度センサ用充填材は、
一端が閉塞された筒状の保護カバーと、
前記筒状の保護カバーの内側に配置された、温度変化に応じて電気的特性が変化する感温部と、
前記感温部に接続され、感温部からの電気信号を取り出すための一対の電極線とを具備し
てなる感温素子と、
前記感温部と前記筒状の保護カバーとの間隙に形成されたマトリックス相と、
を具備してなる温度センサの、マトリックス相を形成する為に用いられる温度センサ用充填材であって、
前記充填材が、ゲル状であることを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明による温度センサの製造方法は、
一端が閉塞された筒状の保護カバーと、
前記筒状の保護カバーの内側に配置された、温度変化に応じて電気的特性が変化する感温部と、
前記感温部に接続され、感温部からの電気信号を取り出すための一対の電極線とを具備し
てなる感温素子と、
前記感温部と前記筒状の保護カバーとの間隙に形成されたマトリックス相と、
を具備してなる温度センサの製造方法であって、
（ａ）前記保護カバーの内側に前記感温部を配置する工程、
（ｂ）温度センサ用充填材を、前記保護カバーの内側に充填する工程、
（ｃ）工程（ｂ）の後に、前記保護カバーを加熱することによりマトリックス相を形成させる工程を含んでなる事を特徴とする方法。
【００１１】
更に、本発明による温度センサは、前記の方法により製造されたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、温度センサ用充填材をゲル状にしたことにより、温度センサを製造する際の作業性が向上し、製品歩留まりが改善される。また、ゲル状の充填材を用いたことにより、マトリックス相を任意の所望する部分に設けることができるため、感温部を所定の位置に固定しやすくなり、優れた特性を有する温度センサが得られるなどの効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施態様による温度センサの断面図。
【図２】本発明の他の実施態様による温度センサの断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明は、温度センサ用充填材及びそれを用いた温度センサの製造方法並びに温度センサに関するものであり、充填材がゲル状であることを一つの特徴としている。以下に、この温度センサ用充填材について説明する。
【００１５】
本発明による温度センサ用充填材を用いて製造した温度センサを構成するものとしては、
（ｉ）保護カバー、
（ｉｉ）感温素子、
（ｉｉｉ）マトリックス相
が挙げられる。このような温度センサの一実施態様の断面図を示すと図１に示す通りである。すなわち、本発明による温度センサ１００は、保護カバー１０１の内側に感温部１０２が配置され、保護カバー１０１と感温部１０２の間隙に充填材のマトリックス相１０４が形成されている。感温部に接続された一対の電極線１０３はそのマトリックス相を貫通して外部に引き出され、外部の回路に接続される。
【００１６】
保護カバーは、一端が閉塞された筒状の材料である。断面形状は特に限定されず、断面の外側および内側のいずれについても、円であっても多角形であってもよい。しかしながら、製造の容易性の観点からは、保護カバーの外側および内側の断面がいずれもが円であること、すなわち保護カバーの形状は一端が閉塞された円筒状であることが好ましい。  保護カバーの大きさは、目的とする温度センサの大きさなどに応じて任意に選択することができる。
【００１７】
保護カバーの材質としては、一般に金属が用いられる。これは、温度センサとしての信頼性を確保するために、防食性、熱伝導性、耐熱性、硬度などに優れるものが望ましいためである。このような特性を満たす金属は、各種のものが知られている。例えば、防食性に優れる合金としてステンレス鋼は入手が容易で価格も安いので一般的に用いられるものである。ステンレス鋼のうち、オーステナイト系ステンレス鋼が好ましく、例えばＳＵＳ３０１、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３２１など各種のものが市販されている。またインコネル、インコロイ、ニモニック（いずれも商標名、大同スペシャルメタル株式会社製）などの耐熱合金を用いることも好ましい。これらのうち、インコネルはニッケルをベースとして、鉄 、クロム、ニオブなどを配合した合金であり、インコネル６００、インコネル６２５、インコネル７１８、インコネルＸ７５０など各種のものが販売されており、所望の耐熱性や硬度などに応じて任意に選択することができる。
【００１８】
保護カバーの材質として用いられる材料の線膨張係数は、１０×１０−６／Ｋを超える。具体的には、インコネル（商品名）は、種類によって異なるが、１２．６〜１３．３×１０−６／Ｋの線膨張係数を示す。またステンレス鋼も一般に１０×１０−６／Ｋを超える線膨張係数を示す。例えば、ＳＵＳ３０４の線膨張係数は１７．３×１０−６／Ｋである。
【００１９】
保護カバーの大きさは、組み合わされる感温素子の大きさや、製造される温度センサの用途などに応じて適切に選択される。一般的な用途に用いられる温度センサの場合には、保護カバーの内径は、１．０〜５．０ｍｍであることが好ましく、肉厚は０．０５〜１．０ｍｍであることが好ましく、長さは２．０〜３０．０ｍｍであることが好ましい。
【００２０】
感温素子は、温度センサの主要部であり、温度変化を電気信号に変換して外部に出力する素子である。感温素子は、温度変化に応じて電気的特性が変化する感温部と、前記感温部に接続され、感温部からの電気信号を取り出すための一対の電極線とを具備する。感温部としてはサーミスタと呼ばれるものが一般に用いられる。サーミスタは、温度変化に応じて電気抵抗が変化する抵抗体であり、ＮＴＣサーミスタ、ＰＴＣサーミスタ、ＣＴＲサーミスタなどが知られている。本発明による温度センサにおいては、感温部は任意に選択することができる。この感温部は、後述するように、温度センサ内において、マトリックス相によって固定される。このとき、感温部とマトリックス相との親和性が高いと感温部が安定に固定される。このため、感温部の外周面には、マトリックス相と親和性の高い材料で被覆されていることが好ましい。具体的には、マトリックス相を形成するために充填材を用いるが、後述するように、充填材の構成としては、骨材や結合材を含むので、感温部の外周面がこれらで被覆されていることが好ましい。
【００２１】
電極線は感温部から発信される電気信号を外部回路に伝達するためのものである。このため、電気抵抗が低いこと、温度センサが用いられる温度範囲で安定である材料によって形成されていることが好ましい。このため、電極線は白金などの金属製であることが好ましい。
【００２２】
このような感温素子は、一般的に用いられているものの中から、任意に選択することができる。
【００２３】
前記の感温素子のうち、感温部は温度センサの内部の所定の位置に固定される必要がある。温度センサが精度よく機能するためには、感温部が温度センサの表面から一定の位置にある必要があるためである。このように感温部は、保護カバー内の所定の位置にマトリックス相で固定される。この際、マトリックス相を形成するためには充填材が用いられる。
【００２４】
従来の温度センサの場合、保護カバーの内側の特定の位置に感温部が配置され、その感温部と保護カバーとの間隙に充填材が充填される。充填された充填材を任意の方法で固化させることで感温部の位置を固定することができる。ここで、熱的処理によってマトリックス相を形成させる方法を用いるのが一般的である。
【００２５】
従来の温度センサに用いられる充填材は、骨材や結合材が、凝集や沈降する為、作業性が悪いことや、感温部を所定の位置に固定できないことがあった。本発明においては、温度センサ用の充填材を、ゲル状としたことで、骨材や結合材が充填材中に均一に分散され、凝集や沈降をおこすこと無く、温度センサを製造する際の作業性が従来と比較して著しく向上し、安定して温度センサを製造できる。さらに、作業性が向上したことにより、所定の位置にマトリックス相を形成することが可能となるため、感温部を所定の位置に固定できるなど、温度センサを精度良く機能させることができるなど、温度センサとしての性能の向上も図ることができる。
【００２６】
本発明に用いる温度センサ用充填材としては、ゲル状の充填材であるが、充填材としては、マトリックス相を形成する骨材と、ゲル化剤と、溶媒とを含む構成とすることができる。充填材中に骨材などを均一に分散させるためには、ゲル状の充填材が、Ｅ型回転粘度計を用いて、２０℃でずり速度が３．８ｓｅｃ−１において測定した粘度が、９００ｍＰａ・ｓ以上であることが好ましい。前記範囲であると充填材中の粒子沈降を押さえることができる。さらに、２０℃でずり速度が３８．０ｓｅｃ−１において測定した粘度が、３００ｍＰａ・ｓ以上であると充填する際に、剪断がかかり粘度が低下した際にも、粒子が沈降することなく、均一に粒子が分散した状態で充填することができる。なお、本発明において、前記粘度は、Ｅ型回転粘度計（ＤＶ−ＩＩ＋Ｐｒｏ、コーン型ローターＣＰＡ−５２Ｚ、ブルックフィールド社製）を用いて測定することができる。
【００２７】
また、本発明による温度センサ用の充填材は、２０℃でずり速度が３．８ｓｅｃ−１において測定した粘度が、９００ｍＰａ・ｓ以上であると共に、チクソトロピーインデックス（以下、ＴＩ値と言うことがある。）が２以上が好ましく、ＴＩ値が２．５以上５以下であると静置時、充填時共に粒子の沈降が防ぐことができるため特に好ましい。本発明において、ＴＩ値は、Ｅ型回転粘度計（ＤＶ−ＩＩ＋Ｐｒｏ、コーン型ローターＣＰＡ−５２Ｚ、ブルックフィールド社製）を用いて、２０℃でずり速度が３．８ｓｅｃ−１及び３８．０ｓｅｃ-１で測定した粘度の比［（３．８ｓｅｃ−１での粘度）／（３８．０ｓｅｃ−１での粘度）］で算出される。
【００２８】
本発明による温度センサ用充填材をゲル状にしたことにより、充填する際にはその粘度が静置時より下がることにより簡単に充填することができ、充填前、あるいは、充填後に、骨材などを沈降させることなく充填材中に均一に分散させておくことができるなどの効果も得られるのである。
【００２９】
本発明による温度センサ用充填材に用いる骨材としては、セラミックス粒子を含むものが用いられる。セラミックスとしては、アルミナ、ジルコニア、シリカなどの無機酸化物が好ましく用いられる。これらのうち、入手の容易性やコストの観点からアルミナが最も好ましく用いられる。これらのセラミックス粒子は、耐熱性が高く充填材としては好適に用いることができる。
【００３０】
骨材としてセラミックス粒子を用いる場合、その粒子の平均粒径は、一般に０．２〜１０μｍのものが用いられる。この範囲であると、充填する際に、粒子が凝集してしまうことや、配管詰まりなどを起こすことがないためである。
【００３１】
前記充填材を充填した後、加熱によりマトリックス相を形成させるが、マトリックス相を形成させるには非常に高い温度が要求される。しかしながら、要求される温度が高くなると、エネルギーコストが嵩み、製造コストも上昇する。また、保護カバー内部に配置される感温素子が熱によってダメージを受ける可能性もある。
【００３２】
このような問題点を改善するために、充填材として主となる骨材と結合材とを含むものとすることができる。すなわち、セラミックス粒子などの骨材そのものを溶融させて充填材のマトリックス相を形成させるのではなく、骨材の間に存在する結合材を溶融させて骨材同士を結合させることによって、加熱温度をより低くしながら充填材のマトリックス相を形成させることができる。
【００３３】
結合材としては、軟化点が比較的低いガラスなどが用いられる。ガラスは、非晶質ガラス、結晶質ガラスに分類されるが、そのいずれを用いてもよい。また、ガラスは二酸化ケイ素、酸化カリウム、酸化ナトリウム、酸化鉛、酸化カルシウムなどの材料から製造されるが、組成はどのようなものであってもよい。具体的には、ホウケイ酸ガラス（軟化点７８５℃程度）、ソーダ石灰ガラス（軟化点７３０℃程度）、鉛ガラス（軟化点６００℃程度）などが用いられる。
【００３４】
前記した軟化点が低いガラスの線膨張係数は９×１０−６／Ｋ以下である。例えば、ホウケイ酸ガラスおよびソーダ石灰ガラスの線膨張係数はそれぞれ５．２×１０−６／Ｋおよび８．８×１０−６／Ｋである。特に、軟化点が低いことからホウケイ酸ガラスが好ましく用いられるので、結合材として用いられるガラスの線膨張係数は５〜６×１０−６／Ｋの範囲にあるのが一般的である。
【００３５】
なお、温度センサの使用温度範囲に軟化点があるようなガラスを結合材として用いると、温度センサの使用時に温度センサ内部で感温部が移動してしまい、断線などの故障の原因となるので、結合材として用いるガラスの軟化点は温度センサの使用温度範囲の上限以上であることが好ましい。
【００３６】
また、結合材としてタルク、カオリンなどを用いることもできる。
【００３７】
これらの結合材は単独、または２種類以上を組み合わせて用いることもできる。結合材は、骨材とは独立に配合しておくことも、骨材の表面に予め付着させておくこともできる。骨材と結合材とが独立に配合された充填材は、温度センサの製造過程において加熱された際に結合材が骨材の間で溶融し、骨材同士を結合させる。骨材の表面をあらかじめ結合材で被覆しておくと、マトリックス相全体で骨材同士の結合がより均一になるので好ましい。
【００３８】
本発明による温度センサ用充填材をゲル状とするためには、ゲル化剤と溶媒とで達成することができるが、溶媒としては、水、有機溶剤などが用いられる。有機溶剤としては、エタノール、プロパノール、イソプロピルアルコール、グリセリン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ミネラルスピリット、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコ
ールジメチルエーテル、３−メトキシブタノール、３−メトキシ−３−メチルブタノールなどのグリコールエーテル溶剤、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ブチレングリコール、エチレングリコール等のグリコール溶剤、ベンジルアルコール、プロパギルアルコール、アリルアルコール、３−メチル−１−ブチン−３−オール、エチレングリコールモノメチルエーテルアセタートやその他の高級アルコールなどのアルコール系溶剤、ｎ−ヘプタン、ｎ−オクタン、イソオクタン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、メチルイソブチルケトン、メチルｎ−プロピルケトン、メチルｎ−ブチルケトン、ジ−ｎ−プロピルケトン、ギ酸ｎ−ブチル、ギ酸イソブチル、酢酸メチル、酢酸ｎ−プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸ｎ−ブチル、酢酸イソブチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸ｎ−ブチル、酪酸メチル、酪酸エチル、炭酸ジメチル、炭酸ジエチル、炭酸プロピルなどが挙げられる。
【００３９】
本発明による温度センサ用充填材に用いる溶媒の配合量としては、必要に応じて任意に調整することができる。充填材を充填する際に、流動性を十分に確保するために、充填材の全体の質量を基準として１０質量％以上とすることが好ましい。また溶媒は加熱時に系外に放出されるので、迅速に溶媒を放出させるとともに、放出の際に形成されるガスの流路と形成される空孔の形成を抑制するために５０質量％以下とすることが好ましい。
【００４０】
ゲル化剤としては、用いる溶媒でゲル化が可能であれば、特に限定はないが、具体的には、キサンタンガム、ウェランガム、サクシノグリカン、アルカガム、グアーガム、ダイユータンガム、ローカストビーンガム、タマリンドガム及びその誘導体、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース及びその誘導体、アルギン酸ソーダ、アルギン酸アルキルエステル類、グルコマンナン、寒天やカラゲニン等の海藻より抽出されるゲル化能を有する増粘多糖類、ベンジリデンソルビトール及びベンジリデンキシリトール又はこれらの誘導体、ポリグリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシプロピレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、脂肪酸アミド等のＨＬＢ値が８〜１２のノニオン系界面活性剤、ジアルキル又はジアルケニルスルホコハク酸の塩類、Ｎ−アルキル−２−ピロリドンとアニオン系界面活性剤の混合物、ポリビニルアルコールとアクリル系樹脂の混合物、架橋型アクリル樹脂、架橋型アクリル樹脂のエマルションタイプ、架橋型Ｎ−ビニルカルボン酸アミド重合体又は共重合体、非架橋型Ｎ−ビニルカルボン酸アミド重合体又は共重合体非架橋型Ｎ−ビニルカルボン酸アミド重合体又は共重合体の水溶液、水添ヒマシ油、脂肪酸アマイドワックス、酸化ポリエチレンワックス等のワックス類、ステアリン酸アルミニウム、パルミチン酸アルミニウム、オクチル酸アルミニウム、ラウリン酸アルミニウム等の脂肪酸金属塩、ジベンジリデンソルビトール、デキストリン脂肪酸エステル、Ｎ−アシルアミノ酸系化合物、スメクタイト系無機化合物、モンモリロナイト系無機化合物、ベントナイト系無機化合物、ヘクトライト系無機化合物、シリカなどが挙げられる。
【００４１】
前記ゲル化剤の配合量としては、必要に応じて任意に調整することができるが、充填材に用いる骨材などの粒子が沈降することなく充填する為に、充填材の全体の質量を基準として０．０４質量％以上とすることが好ましい。充填時の流動性を確保するために、５質量％以下とすることが好ましい。
【００４２】
充填材には、必要に応じてさらなる添加剤を添加することもできる。例えば、補助的な結合材として有機ポリマーを用いることもできる。  
【００４３】
本願発明による温度センサの製造法においては、感温部と筒状の保護カバーの間隙のマトリックス相を形成するために用いる充填材をゲル状として充填することが一つの特徴としている。すなわち、本発明による温度センサの製造方法は、
（ａ）前記筒状の保護カバーの内側に前記感温部を配置する工程、
（ｂ）ゲル状態である温度センサ用充填材を前記保護カバーの内側に充填する工程、
（ｃ）工程（ｂ）の後に、前記保護カバーを加熱することによって、前記保護カバーと感温部の間隙にマトリックス相を形成させる工程を含んでなるものである。
【００４４】
本発明において、前記した工程（ａ）〜（ｃ）の実施順序は、一般的には（ａ）から（ｃ）への順序で行われるが、それに限定されるものではない。すなわち、（ｂ）から（ｃ）はこの順で行われるが、感温部を保護カバーの内側に配置する工程は、保護カバーの内側に充填材を充填した後でも良い。
【００４５】
従来の温度センサの製造方法においては、保護カバーを下向きにして準備した後、感温素子の感温部を配置し、保護カバーと感温部の間隙に充填材を充填し、保護カバーを加熱することにより、マトリックス相を形成していたが、本願発明による温度センサの製造方法においては、充填材がゲル状態であるため、保護カバーを下向きにする必要がなく、作業性を考慮した、任意の方向に保護カバーを準備して、充填材を充填することが可能となるため、従来の製造方法と比較して作業性、工数の低減など、製造面での向上が図ることができる。
【００４６】
本発明による温度センサの製造方法において、マトリックス相を形成するために、工程（ｃ）における加熱温度は、充填材スラリーの成分などに応じて適切に選択されるが、たとえば７００〜１０００℃、好ましくは８００〜９００℃の温度が選択される。
【００４７】
また、従来の温度センサの製造方法において、保護カバーの先端に、空隙を設けることで、製造時および使用時において断線などの故障が起こりにくくなるなどの性能向上が図られた温度センサが知られているが、空隙を形成する際には、空隙形成材料を用いなければならず、空隙材料を配置する工程、加熱などにより空隙を設ける公邸などが必要であったが、本発明による温度センサの充填材を用いることで、所定の場所に充填材を充填できることから、保護カバーの先端に空隙を設ける際にも、空隙形成材料を用いることとなく空隙を形成できることから、工数、材料の削減ができるなど、従来の温度センサの製造方法と比較して、製造面での向上を図ることができる。
【００４８】
なお、保護カバー内における感温素子の位置は、限定されない。たとえば図２に示されるように、感温部がすべてマトリックス相に包囲されていても、感温部がより閉塞された端部側にあり、空隙内に突出していてもよい。しかしながら、感温部が空隙部に突出し、すなわち感温部の一部がマトリックス相に接触していない場合には、温度センサの感度が低下することがあるので、感温部は全体がマトリックス相に包囲されていることが好ましい。
【００４９】
このような方法により形成された温度センサは、一端が閉塞された筒状の保護カバーと、
前記保護カバーの内側に配置された、温度変化に応じて電気的特性が変化する感温部と、
前記感温部に接続され、感温部からの電気信号を取り出すための一対の電極線とを具備してなる感温素子と、
前記感温部と前記保護カバーとの間隙に形成されたマトリックス相と、
を具備してなることを特徴とするものである。このような温度センサは、たとえば図１に示される断面図で表される構造を有する。
【００５０】
諸例により本発明を説明すると以下の通りである。
【００５１】
（実施例１）
（温度センサ用の充填材の製造）
骨材（アルミナ）                      ６４．５質量部
結合材（結晶性ガラス）                  ３．５質量部
イオン交換水                          ３２．０質量部
ゲル化剤（架橋型アクリルポリマー）    ０．１６質量部
上記組成物をホモジナイザーにより撹拌混合を行い、骨材と結合材が均一に分散されたゲル状の温度センサ用の充填材を得た。得られた充填材の粘度をＥ型回転粘度計（ＤＶ−ＩＩ＋Ｐｒｏ、コーン型ローターＣＰＡ−５２Ｚ、ブルックフィールド社製）を用いて２０℃において測定したところ、ずり速度３．８ｓｅｃ−１で３０７６．６ｍＰａ・ｓであり、ずり速度３８．０ｓｅｃ−１で１３４９．４ｍＰａ・ｓであった。またこの時のＴＩ値を、ずり速度が３．８ｓｅｃ−１及び３８．０ｓｅｃ−１で測定した粘度の比［（３．８ｓｅｃ−１での粘度）／（３８．０ｓｅｃ−１での粘度）］から算出したところ、その値は、２．２８であった。
【００５２】
（実施例２〜８）
（温度センサ用の充填材の製造）
実施例１に対して、配合する成分の種類や添加量を（表１）に示した通りに変更して、実施例２〜８の、骨材と結合材が均一に分散されたゲル状の温度センサ用の充填材を得た。実施例１と同じ方法で粘度を測定し、さらに、ＴＩ値を算出した。その結果を表１に示す。
【００５３】
（比較例１）
（温度センサ用の充填材の製造）
実施例１に対して、ゲル化剤を用いなかった以外は、実施例１と同じ方法で温度センサ用の充填材を得た。ここで得られた充填材は、ゲル化剤を用いなかったため、骨材と結合材が溶媒中で分散されるものの、撹拌終了後から沈降が見られ、ゲル状の充填材とはならなかった。また実施例１と同じ方法で粘度を測定し、さらに、ＴＩ値を算出した。その結果を表１に示す。
【００５４】
【表１】
2017009345.tif 000003
充填材の安定性：実施例１〜８、比較例１の温度センサ用の充填材を２０ｍｌスクリュー管に充填し、粒子の沈降状態を目視により確認した。
○：２時間静置後も粒子沈降がみられず均一に分散した状態を保っているている。
△：２時間静置後に粒子沈降がわずかに見られるが、ほとんど均一に分散している。
×：静置後から粒子の沈降がみられ、安定した分散状体を保つことができない。
【００５５】
上記の結果からも明らかなように、実施例１〜８の温度センサ用の充填材は、ゲル状態であり、粒子の沈降が見られず、比較例１の充填材と比較して、非常に優れているもので有った。
【００５６】
（実施例１０１）
（温度センサの製造）
外径が３ｍｍで肉厚が０．１ｍｍのＳＵＳ製の一端が閉塞された金属保護カバーに内に、一端が閉塞された部分を下にして実施例１で得られたゲル状の温度センサ用の充填材を充填し、次いで感温素子を挿入した。引き続き、温度９００℃で５時間加熱して保護カバーの内側にマトリックス相を形成し、温度センサを製造した。充填材を充填する際の充填性は、粒子の沈降も見られず、良好であった。また、マトリックス相は骨材と結合材が均一に分散された状態で形成されており、良好な温度センサが得られていた。
【００５７】
（実施例１０２〜１０８、比較例１０１）
（温度センサの製造）
実施例２〜８で得られたゲル状の温度センサ用の充填材、比較例１で得られた温度センサ用の充填材を用い、実施例１０１と同じ方法で温度センサを製造した。実施例１０２、１０３の温度センサは、充填材を充填する際の充填性は、粒子の沈降が若干見られたが、問題ないレベルであった。また、マトリックス相は骨材と結合材が若干不均一ではあるが分散された状態で形成されていた。実施例１０４〜１０８の温度センサは、実施例１０１と同じで、充填材を充填する際の充填性は、粒子の沈降も見られず、良好であった。また、マトリックス相は骨材と結合材が均一に分散された状態で形成されており、良好な温度センサが得られていた。一方、比較例１０１の温度センサは、充填材の充填時に粒子の沈降が見られた。また、マトリックス相は、骨材と結合材が偏って、一部凝集したような状態で形成されており、実施例の温度センサと比較して、劣っていた。
【００５８】
温度センサを製造する際の充填材の充填性と、温度センサのマトリックス相の状態の結果を（表２）に示す。
【００５９】
【表２】
2017009345.tif 000004
充填材の充填性：保護カバーに充填材を充填する際の、粒子の沈降状態を目視により確認した。
○：充填する際に、粒子沈降がみられず均一に分散した状態で、充填が可能。作業性良好。
△：充填する際に、粒子沈降がわずかに見られるが、問題なく充填可能。作業性やや良好。
×：充填する際に、粒子沈降が見られ、手早く充填することが必要で作業性が悪い。
温度センサのマトリックス相の状態：温度センサを、保護カバーの長手方向で半分に切り割り、そのときの断面状態を目視により観察した。
○：骨材と結合材が均一に分散された状態で形成されていた。
△：骨材と結合材が若干不均一ではあるが分散された状態で形成されていた。
×：充骨材と結合材が偏って、一部凝集したような状態で形成されていた。
【符号の説明】
【００６０】
１００  温度センサ
１０１  保護カバー
１０２  感温部
１０３  電極線
１０４  マトリックス相
２００  温度センサ
２０１  保護カバー
２０２  感温部
２０３  電極線
２０４  マトリックス相
２０５  空隙
【図１】
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【図２】
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