(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
環状取付金具のチューブ挿通孔に、チューブが隙間嵌め状態で内挿され、前記チューブ挿通孔の内周面と該チューブの外周面との間が、先後方向のシールが保持されるようにロウ付けされると共に、該チューブの先端側内部にセンサ素子を備えてなる構造を有するセンサであって、
該チューブは、前記チューブ挿通孔に隙間嵌め状態とされる小径筒部と、該小径筒部の後方に前記チューブ挿通孔の内径より大径をなす大径筒部とを備えており、
前記チューブ挿通孔に該チューブが挿入された際に、該チューブにおける前記大径筒部の先端をなす先端向き面を前記チューブ挿通孔の後端に係止させた状態において、前記チューブ挿通孔の内周面と前記チューブの小径筒部の外周面との隙間における後端を、前記チューブ挿通孔の後端と前記大径筒部の先端をなす先端向き面とで閉塞せず、前記チューブ挿通孔の後端の周縁から該隙間に溶融ロウが流れ込み可能に、前記チューブ挿通孔の後端と前記大径筒部の先端をなす先端向き面との間に流路又は開口が形成されるように、前記チューブ挿通孔の後端および前記大径筒部の先端をなす先端向き面の少なくとも一方に凹凸が設けられており、
前記チューブ挿通孔の後端の周縁から該流路又は開口を流れて該隙間に入り込んでなるロウにて前記チューブ挿通孔の内周面と前記チューブの小径筒部の外周面とがロウ付けされていることを特徴とするセンサ。
前記流路又は開口が、前記チューブ挿通孔の後端および前記大径筒部の先端をなす先端向き面の少なくとも一方に周方向に沿って複数の凹凸を設けることで形成されていることを特徴とする請求項1に記載のセンサ。
前記環状取付金具が、センサ自体の取付け対象部位におけるネジ穴のネジに螺合するネジを有し、かつ、前記チューブ挿通孔をなす先後に貫通する中空部を有する中空ボルト状のものであり、該ネジの後方に、ねじ込み用の工具係合部を有するものであることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のセンサ。
前記環状取付金具が、自身はセンサ自体の取付け対象部位におけるネジ穴のネジに螺合するネジを有さず、前記チューブ挿通孔をなす先後に貫通する中空部を自身の内側に有する環状部材であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のセンサ。
前記環状部材が、中空ボルト状の部材であってセンサ自体の取付け対象部位におけるネジ穴のネジに螺合するネジを有する中空ボルト状の部材を、前記チューブにその後方から外嵌して前記ネジ穴のネジにねじ込むことによって該中空ボルト状の部材にて押圧されるように形成されており、しかも、この押圧作用によって該ネジ穴の奥の着座面に押付けられてシールを保持するフランジであることを特徴とする請求項5に記載のセンサ。
前記環状部材が、その先端面に、前記ネジ穴の奥の着座面に押付けられてシールを保持するために先細りテーパをなすシール保持面を有していることを特徴とする請求項5又は6のいずれか1項に記載のセンサ。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
ところが、上記手法によるロウ付けでは、次のような解決すべき問題があった。上記手法では、チューブ11の先端12をその位置決め台の上面201にて当接させて、環状取付金具31に対するその長手方向の位置決めをするものである。このため、チューブ11の先端12、又は位置決め台の上面201に、付着物(何らかの異物の付着)があると、チューブ11はその付着物の厚み分、環状取付金具31に対し後方に位置ズレを起こす。また、このような付着物がチューブ11の先端12に付着すれば、後工程でその除去を要する。位置決め台は、耐熱材(例えば、カーボン製)のため、汚れ易く摩耗もし易いので、こうした問題が発生しがちであった。
【0008】
一方、支持ジグ211における環状取付金具31の支持部215に付着物があると、環状取付金具31が位置決め台の上面201から、その付着物の厚み分、上方に位置ズレを起こすため、チューブ11は環状取付金具31に対し先方(下方)にずれる(突出しすぎとなる)ことになる。すなわち、チューブ11は、上記したのとは逆に、環状取付金具31に対して先方に位置ズレを起こすことになるから、寸法L1の寸法精度が低下する。
【0009】
こうした中、
図20に示したように、チューブ11のうち、環状取付金具31のチューブ挿通孔32の後端32bに位置する部位より後方を、チューブ挿通孔32の内径より太い異径のチューブとしておき、後方部位より相対的に径が小さい小径筒部15をチューブ挿通孔32に通し、それより後方の大径筒部17の先端16をチューブ挿通孔32の後端(周縁又は周縁の後端向き面)32bに係止させることで位置決めすることが考えられる。すなわち、上記したのと同様の支持ジグ211にて同様にして環状取付金具31を支持する一方、チューブ11の先端12を位置決め台の上面201に当接させないで、金具31に対するチューブ11の長手方向の位置決めをすると言うものである。このようにして位置決めすることとすれば、上記したような付着物に起因する先後方向の位置ズレの問題は解消される。
【0010】
ところが、このような異径のチューブ11の小径筒部15を環状取付金具31のチューブ挿通孔32に挿入し、その大径筒部17の先端16をそのチューブ挿通孔32の後端32bに係止させることでその長手方向の位置決めをする場合には、その大径筒部17の先端(先端部位、又は先端向き面)16がそのチューブ挿通孔32の後端32bにおいてその挿通孔32、すなわち、チューブ挿通孔の内周面と小径筒部の外周面との隙間を塞ぐことになる。このため、このような係止状態において上記したようにロウ材220を配置してこれを加熱溶融する場合には、溶融ロウがその内、外周面間(隙間)に流れ込むのが阻害されてしまう。このため、ロウはその隙間に円滑に濡れ広がらず、ロウ付け(接合)不良(シール不良)を招く危険があるという問題がある。
【0011】
本発明は、如上の問題点に鑑みてなされたもので、環状取付金具のチューブ挿通孔に、チューブが隙間嵌め状態で内挿され、チューブ挿通孔の内周面とチューブの外周面との間が、ロウ付けされることでその先後方向のシールが保持されるもので、溶融ロウの流れ込み不良を招くことなく、しかも、環状取付金具に対するチューブの先後方向の位置精度を高度に保持できるようにしたセンサを提供できるようにすることをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0012】
請求項1に記載の発明は、環状取付金具のチューブ挿通孔に、チューブが隙間嵌め状態で内挿され、前記チューブ挿通孔の内周面と該チューブの外周面との間が、先後方向のシールが保持されるようにロウ付けされると共に、該チューブの先端側内部にセンサ素子を備えてなる構造を有するセンサであって、
該チューブは、前記チューブ挿通孔に隙間嵌め状態とされる小径筒部と、該小径筒部の後方に前記チューブ挿通孔の内径より大径をなす大径筒部とを備えており、
前記チューブ挿通孔に該チューブが挿入された際に、該チューブにおける前記大径筒部の先端をなす先端向き面を前記チューブ挿通孔の後端に係止させた状態において、前記チューブ挿通孔の内周面と前記チューブの小径筒部の外周面との隙間における後端を、前記チューブ挿通孔の後端と前記大径筒部の先端をなす先端向き面とで
閉塞せず、前記チューブ挿通孔の後端の周縁から該隙間に溶融ロウが流れ込み可能に、前記チューブ挿通孔の後端と前記大径筒部の先端をなす先端向き面との間に流路又は開口が形成されるように、前記チューブ挿通孔の後端および前記大径筒部の先端をなす先端向き面の少なくとも一方に凹凸が設けられており、
前記チューブ挿通孔の後端の周縁から該流路又は開口を流れて該隙間に入り込んでなるロウにて前記チューブ挿通孔の内周面と前記チューブの小径筒部の外周面とがロウ付けされていることを特徴とする。
【0013】
請求項2に記載の発明は、前記流路又は開口が、前記チューブ挿通孔の後端および前記大径筒部の
先端をなす先端向き面の少なくとも一方に周方向に沿って複数の凹凸を設けることで形成されていることを特徴とする
請求項1に記載のセンサである。
請求項3に記載の発明は、前記センサが、温度センサであることを特徴とする請求項
1又は2のいずれか1項に記載のセンサである。
【0014】
請求項4に記載の発明は、前記環状取付金具が、センサ自体の取付け対象部位におけるネジ穴のネジに螺合するネジを有し、かつ、前記チューブ挿通孔をなす先後に貫通する中空部を有する中空ボルト状のものであり、該ネジの後方に、ねじ込み用の工具係合部を有するものであることを特徴とする請求項1
〜3のいずれか1項に記載のセンサである。
請求項5に記載の発明は、前記環状取付金具が、自身はセンサ自体の取付け対象部位におけるネジ穴のネジに螺合するネジを有さず、前記チューブ挿通孔をなす先後に貫通する中空部を自身の内側に有する環状部材であることを特徴とする請求項1
〜3のいずれか1項に記載のセンサである。
【0015】
請求項6に記載の発明は、前記環状部材が、中空ボルト状の部材であってセンサ自体の取付け対象部位におけるネジ穴のネジに螺合するネジを有する中空ボルト状の部材を、前記チューブにその後方から外嵌して前記ネジ穴のネジにねじ込むことによって該中空ボルト状の部材にて押圧されるように形成されており、しかも、この押圧作用によって該ネジ穴の奥の着座面に押付けられてシールを保持するフランジであることを特徴とする
請求項5に記載のセンサである。
【0016】
請求項7に記載の発明は、前記環状部材が、その先端面に、前記ネジ穴の奥の着座面に押付けられてシールを保持するために先細りテーパをなすシール保持面を有していることを特徴とする
請求項5又は6のいずれか1項に記載のセンサである。
【発明の効果】
【0017】
本発明では、上記構成により、環状取付金具のチューブ挿通孔内に挿通するチューブの先後方向の位置決めを、チューブ挿通孔の後端に、チューブにおける前記大径筒部
の先端をなす先端向き面(以下、先端をなす先端向き面は、「先端」、「先端向き面」、「先端(先端向き面)」、又は「先端である先端向き面」ともいう)を係止させることに依存している。このため、本発明では、環状取付金具に対するチューブのロウ付けに際してのその先後方向への位置決めにおいて、チューブの先端の支持(その先端の位置決め台の上面への当接)を要しない。したがって、従来のように、チューブの先端や支持ジグにおける環状取付金具の支持部への付着物の付着による相対的な位置ズレや、付着物の除去工程を要しない。しかも、上記係止時においては、前記チューブ挿通孔の後端と前記大径筒部の先端との間に流路又は開口(以下、単に流路ともいう)が形成されるよう構成されている。したがって、溶融ロウは、前記チューブ挿通孔の後端の周縁から該流路を導入流路として流れて上記隙間に入り込んで濡れ拡がる。その結果、上記隙間に入り込んだロウにて、前記チューブ挿通孔の内周面と前記チューブの小径筒部の外周面とがロウ付けされたものとなる。このように本発明によれば、上記したような付着物の付着による相対的な位置ズレや、付着物の除去工程を要しない。また、前記チューブ挿通孔の内周面と前記チューブの小径筒部の外周面との隙間における後端を、流路の存在により、前記チューブ挿通孔の後端と前記大径筒部の先端とで完全に閉塞しない。このため、前記チューブ挿通孔の後端の周縁から該隙間に溶融ロウが流れ込みが阻害されないから、溶融ロウがその内、外周面の間に濡れ広がりやすく、その間のロウ付けを不具合(ロウ付け不良)なくできるものである。その結果、環状取付金具に対するチューブの先後方向の位置精度が高く、環状取付金具とチューブとの間のロウによる気密性に優れるセンサを提供することができる。
【0018】
本発明では、前記流路は、
請求項1に記載のように、前記チューブ挿通孔の後端および前記大径筒部の先端の少なくとも一方に凹凸を設けることで容易に形成できる。この場合、該流路は周方向に(チューブ挿通孔の内周に沿って)1箇所設けるだけでもよいが、
請求項2に記載のように、周方向に沿って複数の凹凸を設けることで形成するのが好ましい。すなわち、周方向において、角度間隔をおいて(なるべく、等角度間隔で)、2以上設けるとよい。これにより、環状取付金具のチューブ挿通孔の後端の周縁と、チューブの大径筒部の先端近傍の外周面との隅角に塗布又は配置されて加熱溶融された溶融ロウは、その複数の流路を介してチューブ挿通孔の内周面とチューブの小径筒部の外周面との間に、素早く濡れ広がらせることができる。これにより、ロウ付け不良(気密不良)の発生を一層、有効に防止できる。このように本発明では、前記環状取付金具のチューブ挿通孔の内周面と、前記チューブの外周面との間に、シール性能の高いロウ付けが得られるため、自動車の排気ガス系統における取付け対象部位に取付けられる温度センサに好適である。
【0019】
なお、本発明における前記環状取付金具は、
請求項4に記載のように、センサ自体の取付け対象部位におけるネジ穴のネジに螺合するネジを有し、かつ、前記チューブ挿通孔をなす先後に貫通する中空部を有する中空ボルト状のものであり、該ネジの後方に、ねじ込み用の工具係合部を有するものが挙げられる。この他、前記環状取付金具は、
請求項5に記載の発明のように、自身はセンサ自体の取付け対象部位におけるネジ穴のネジに螺合するネジを有さず、前記チューブ挿通孔をなす先後に貫通する中空部を自身の内側に有する環状部材でもよい。すなわち、本発明において、前記環状取付金具は、環状(筒状も含む)をなし、センサの取付に用いられる金具を広く含む概念として用いている。
【0020】
そして、前記環状部材としては、
請求項6に記載のように、中空ボルト状の部材であってセンサ自体の取付け対象部位におけるネジ穴のネジに螺合するネジを有する中空ボルト状の部材を、前記チューブにその後方から外嵌して前記ネジ穴のネジにねじ込むことによって該中空ボルト状の部材にて押圧されるように形成されており、しかも、この押圧作用によって該ネジ穴の奥の着座面に押付けられてシールを保持するフランジが挙げられる。なお、このような環状部材は、
請求項7に記載の発明のように、その先端面に、前記ネジ穴の奥の着座面に押付けられてシールを保持するために先細りテーパをなすシール保持面を有しているものとするのが好ましい。そのテーパの角度(テーパ勾配)は、前記ネジ穴の奥の着座面の形状又は構造との関係で設定すればよい。
【0021】
なお、
請求項4に記載のような中空ボルト状の環状取付金具を用いたセンサでは、センサを取付け対象部位におけるネジ穴に取付ける際には、その環状取付金具のネジの軸(軸線)回りに、ロウ付けされて一体をなすセンサ自体を回転させることによるねじ込み方式となる。これに対し、
請求項5に記載のように、環状取付金具として、自身はセンサ自体の取付け対象部位におけるネジ穴のネジに螺合するネジを有しない環状部材を用いたセンサでは、例えば、
請求項6に記載のように、別部品である中空ボルト状の部材を、前記チューブに、その後方から外嵌めして、これをセンサ自体の取付け対象部位におけるネジ穴にねじ込むことによって、該中空ボルト状の部材にてその環状部材を押圧し、センサ自体は回転させることなく、その取り付けを行うことができる。このようにセンサ自体を回転させない場合には、その取り付けにおいてセンサから引き出されているリード線を、センサと共に回転させる必要がなくなるため、その分、ねじ込み作業が簡易となる。
【発明を実施するための形態】
【0023】
本発明を具体化したセンサの実施の形態(第1実施形態)について、
図1〜
図7に基づいて詳細に説明する。
図1中、101はセンサであって、先端(
図1の下端)12が閉じられた金属製(例えば、SUS製)のチューブ11と、このチューブ11の先端12又は先端寄り部位の内部に配置されたセンサ素子21等から構成されている。素子21を配置してなるチューブ11は、これを包囲するように円環状(円筒状)をなす、例えばSUS製の環状取付金具31の中心(内側)の円形穴であるチューブ挿通孔32に内挿され、チューブ11の外周面とチューブ挿通孔32の内周面32aとの間において例えば銅ロウ(図示せず)でロウ付けされている。なお、詳細は後述するが、環状取付金具31は、外周面にネジ30を有する環状部(円筒部)33と、その図示上端である後端側で、この環状部33より大径をなし、外周面側が多角形(例えば、六角形部)をなすねじ込み用の工具係合部34とされ、中空ボルト状を呈している。
【0024】
チューブ11について説明する。本例においてチューブ11は、
図1等に示したように、閉じられた先端12から後端(
図1上端)19に向けて、順次、大径をなす同心異径の円筒状に形成されている。具体的には、先端12寄り部分は最小外径の円筒をなす素子収容部13をなしており、これに続く後方(図示上方)には、素子収容部13より大径の先端寄り直管部14をなしている。また、この先端寄り直管部14の後方に続く、チューブ11の先後方向の中間位置には、それより大径の中間位置直管部15が設けられている。本例では、この中間位置直管部15が、環状取付金具31のチューブ挿通孔32に微小な隙間で内挿され、ロウ付けされる小径筒部をなすように構成されている。以下、この中間位置直管部15を小径筒部15という。環状取付金具31の詳細については後述するが、この小径筒部15の後方(チューブ11の後端寄り部位)には、それと同心で、チューブ挿通孔32およびこの小径筒部15より大径をなす円筒状の大径筒部17を備えている。このように、本例では、チューブ11は、先端から後端に向けて、素子収容部13、先端寄り直管部14、小径筒部15、そして、大径筒部17と、順次、同心で大径をなす異径円筒管をなしている。本例では、素子収容部13は、
図1に示したように、先端から後方に向けて、第1小径部13aと、同心でそれより太い第2小径部13bとで形成されているため、チューブ11の全体では同心で、5段階で順次、大径をなす異径円筒管をなしている。なお、小径筒部15とその後方の大径筒部17との境界部である大径筒部17の先端は、先細り急テーパ(先すぼまり状で、軸線Gに対する角度が45〜60度テーパ)で環状をなす先端向き面(環状面)16をなしている。
【0025】
このようなチューブ11内には、その先端12の素子収容部13内に、ガラス(ガラス封止部)24で封止されたサーミスタ焼結体からなるセンサ素子(感熱素子)21が配置されており、その後方には、センサ素子21を支持する素子支持体(セラミック部材)22を介して碍子管(絶縁管)41が先後に延びる形で配置されている。碍子管41は、セラミック製で、内部に軸線Gに沿って貫通状に形成された2つの穴を有する横断面が一定の円筒管である。この碍子管41は、素子21から後方に延びる2本の電極線23と、これに接続された芯線25からなる導線を、素子支持体22を介して通している。なお、この碍子管41は、チューブ11の先端寄り部位である直管部14の内周面にて、微小な空隙を介して包囲される形で保持されている。
【0026】
また、この碍子管41の後端45からは芯線25の後端26を突出させており、この後端26には端子金具28が溶接で固定されている。そして、その端子金具28の圧着端子部29には、樹脂被覆層付きのリード線(電気信号取り出し用の電線)51の先端53が圧着により接続されている。このリード線51は、チューブ11の後端19(シール部材71の後端72)から外部(後方、
図1上方)に引き出されている。ただし、碍子管41の後端45からリード線51の先端53寄り部位を含む部位は、チューブ11の後端寄り部位の大径筒部17内に配置されたゴム製(耐熱ゴム製)で円柱状をなすシール部材71中の貫通孔77内を先後に通されている。なお、本例ではシール部材71の先端73中央が凹設されて凹部をなしており、この凹部の底に碍子管41の後端45が当接するように入り込まされている。そして、このようなシール部材71を、チューブ11の後端19側の大径筒部17内の所定位置に装填し、チューブ11の後端部17cを縮径状に加締め、圧縮することで、碍子管41、素子支持体22、及びガラス24で封止されたセンサ素子21をチューブ11の先端12の内面に向けて押さえつけるようにしつつ、後端部17c内のシールを保持している。
図1中、69は、センサ101のねじ込み(排気マニホルドの取付け対象部位のネジ穴へのねじ込み)におけるシール用ワッシャである。
【0027】
さて次に、環状取付金具31の詳細について説明する。この環状取付金具31は、上記もしたが、
図1〜
図5等に示したように、本例では、センサ101を取付け対象部位である排気マニホールド(図示せず)の取付け孔(ネジ穴)にねじ込み方式で取付ける取付け部として、環状部(円筒部)33の外周面にネジ30を備えている。そして、その環状部(円筒部)33の後端部に、同心で、そのネジ30の径より大径で多角形をなすねじ込み用の工具係合部(例えば、多角形部(
図3,4等参照))34を備えている。一方、環状取付金具31の中央のチューブ挿通孔32は、その内径D1がチューブ11の小径筒部15を隙間嵌め状態で内挿してロウ付け可能なように、小径筒部15の外径D2より微量、大径で、大径筒部17の外径D3より小さく、先後に同径の円柱状の空孔(中空部)をなしている(
図6左図参照)。
【0028】
他方、環状取付金具31の後端である工具係合部34の後端(環状端面)35は、その外周縁に対して凹設された環状の凹面36をなしている。そして、本例では、この凹面36におけるチューブ挿通孔32寄り部位、すなわち、チューブ挿通孔32の後端32bが、チューブ挿通孔32の周方向に沿って底部が先すぼまり状テーパに凹設された凹部37をなしている(
図1の拡大図参照)。この凹部37は、チューブ11の大径筒部17の先端をなす先端向き面(環状面)16を受け入れ、着座状に係止させ得る環状の段差をなしており、ロウ付け過程ではロウが流れる樋ないしロウ溜まりをなすよう形成されている。また、凹部37の底部のテーパは、大径筒部の先端向き面(先端)16のテーパと略同じとされている。
【0029】
そして本例では、環状取付金具31の後方に位置する工具係合部34の後端(環状端面)35の凹面36における軸線G寄り部位において、チューブ挿通孔32の後端32b寄り部位における内周面32aとの間が斜めに連なるように溶融ロウの流し込み用の流路(開口)38が所定の幅W1、深さで形成されている。すなわち、流路38は、凹部37の外周縁より外側から、その内周縁である凹部37の底部より先端側に深く切り込む形で、溶融ロウの流れ勾配を形成する凹溝をなしている。この流路38は1箇所でもよいが、本例では、チューブ挿通孔32の後端32bにおいて、周方向に沿って、複数箇所(例えば、等角度間隔で3箇所)形成されている(
図3、
図5参照)。
【0030】
上記構成により、チューブ11をその先端12側から、環状取付金具31のチューブ挿通孔32にその後方から挿通したとき、チューブ11の小径筒部15は、チューブ挿通孔32に隙間嵌め状態で内挿される。同時に、小径筒部15の後方の大径筒部17の先端をなす先端向き面16は、チューブ挿通孔32の後端32bの凹部37に入り込みその底部に当接して係止されることになる。このとき、本例では、溶融ロウの流し込み用の流路38が形成されているため、この係止状態でも、チューブ挿通孔32の内周面32aとチューブ11の小径筒部15の外周面15aとの隙間における後端は閉塞されない(
図1の拡大図、
図2参照)。すなわち、工具係合部34の後端(環状端面)35の凹面36のうち、大径筒部17寄り部位で溶融されたロウは、
図1の拡大図中で破線矢印で示したように、この流路38を通り、チューブ挿通孔32の後端32bの周縁から、チューブ挿通孔32の内周面32aとチューブ11の小径筒部15の外周面15aとの隙間に流れ込み可能に構成されている。そして、この隙間に入り込んで濡れ拡がった溶融ロウにて、チューブ挿通孔32の内周面32aと小径筒部15の外周面15aとがロウ付けされるように構成されている。
【0031】
しかして、本例のセンサ101は、次記するように、環状取付金具31のチューブ挿通孔32にチューブ11を隙間嵌め状態で挿入してその隙間をロウ付けする等の工程を経ることで製造される。すなわち、
図6の左図に示したように、環状取付金具31をその工具係合部34の先端向き面を介してその自重により支持ジグ211で支持する。次いで、部品としてのチューブ11を、その小径筒部15が、環状取付金具31のチューブ挿通孔32に後方から挿通する。こうして、大径筒部17の先端の環状部(テーパ)をなす先端向き面16が、チューブ挿通孔32の後端32bにおける凹部37の底面にて係止させ、支持する。このとき、チューブ11の先端12は自由端状態とされている。これにより、この係止状態において、環状取付金具31に対するチューブ11の先後方向(長手方向)の位置決めがなされる。これより明らかなように、環状取付金具31は、チューブ11が鉛直となるように配置しておくのが好ましい。
【0032】
次に、このような状態のものにおいて、環状取付金具31の後端面(環状端面)35の凹面36のうちの適所、すなわち、大径筒部17の近傍であって流路38の上、又はその近傍にロウ材片220を配置する。なお、チューブ11をチューブ挿通孔32に挿入する前(又は後)に、ロウ材をなすペーストを流路38の上、又はその近傍に塗布しておいてもよい。しかして、このような組み立て仕掛品をリフロー炉(真空炉)中に入れてロウ材220を加熱溶融する。こうすることでロウ材220は溶融し、溶融ロウは、各流路38を流れて、チューブ挿通孔32の内周面32aと、小径筒部15の外周面15aとの間(隙間)に毛管現象で流れ込んで濡れ広がる。これにより、その内、外周面間がロウ付けされ、その先後方向(軸線G方向)におけるシール性が確保されつつ両者は固定される。
【0033】
このロウ付け後、上記したようにチューブ11内にセンサ素子21やシール部材71等を配置して、
図7に示す組立体を得る。そして、
図7に示す組立体に対して、チューブ11の後端部内に配置したゴム製のシール部材71に対応するチューブの部位を加締めることで、上記
図1に示した本例のセンサ101が得られる。なお、本例では、チューブ11の小径筒部15の先端を、環状取付金具31の先端より若干先端側に突出させているため、チューブ挿通孔32の先後方向の全域において小径筒部15とのロウ付けがなされている。
【0034】
本例センサ101では、上記構成をなし、前記したようなロウ付け手法を経て製造される。このため、そのロウ付け時における環状取付金具31に対するチューブ11の先後方向の位置決めにおいては、従来のようにチューブ11の先端12の支持(その先端の位置決め台の上面への当接)を要しない。したがって、従来のような、チューブ11の先端12等への付着物の付着による先後方向の位置ズレや、付着物の除去工程を要しない。しかも、上記したように、チューブ挿通孔32の後端32bに、チューブ11における大径筒部17の先端(先端向き面16)を係止させている状態においても、その大径筒部17の先端がチューブ挿通孔32の後端32bに当って、チューブ挿通孔32の内周面32aと小径筒部15の外周面15aとの隙間を完全に塞ぐこともない。すなわち、この係止時においては、
図1の拡大図および
図2に示したように、チューブ挿通孔32の後端32bと大径筒部17の先端(先端向き面16)との間に流路(開口)38が形成される。したがって、ロウ付け工程において溶融ロウは、チューブ挿通孔32の後端32bの周縁から流路38を流れて、チューブ挿通孔32の内周面32aと小径筒部15の外周面15aとの隙間に入り込んで濡れ拡がることができる。このため、濡れ広がり不足に起因する、その内、外周面間のロウ付け不良(シール不良)を招くことなく、円滑に所望とするロウ付けが得られる。
【0035】
上記例では、「流路(開口)」38の形成のため、環状取付金具31のチューブ挿通孔32の後端32bにおいて、半径方向に延びる凹溝となるように切り込んで流路38を形成した場合で説明したが、流路は、このようなものに限定されるものではない。本発明では、チューブ挿通孔にチューブが挿入され、そのチューブにおける大径筒部の先端をチューブ挿通孔の後端に係止させた状態において、チューブ挿通孔の内周面とチューブの小径筒部の外周面との隙間における後端を、チューブ挿通孔の後端と大径筒部の先端とで閉塞せず、チューブ挿通孔の後端の周縁からこの隙間に溶融ロウが流れ込み可能に、チューブ挿通孔の後端と大径筒部の先端との間に流路又は開口が形成されるよう構成されていればよい。
【0036】
したがって、上記例において、環状取付金具31のチューブ挿通孔32の後端32bにおいて凹溝をなす流路(又は開口)38を設けることなく、
図8、
図9に示したように、チューブ11の大径筒部17の先端(先端向き面16)において後方に凹む形の流路18を、大径筒部17の外側(外周面)からチューブ11の中心に向けて(半径方向に)、所定の幅W2、深さH2で凹まして形成しておいてもよい。
図8は、
図1における拡大図に相当する部位においてその流路18を形成したものを示したものであり、他の部位の構成は上記形態と異なる点はない。したがって、同一部位には同一の符号を付すに止め、その詳細な説明は省略する。
【0037】
すなわち、このものでは、チューブをなす大径筒部17の先端、すなわち、小径筒部15との境界をなす先端向き面(環状部)16において後方(
図8上方)に凹ませる形で、外周面側からチューブの中心に向けて延びる凹溝を形成し、これを流路18としたものである。この場合も凹溝は、1箇所でもよいがチューブの周りに、角度間隔(例えば、等角度間隔)をおいて、複数、設けてもよい。なお、上記各例では、いずれも凹溝を形成した場合で説明したが、逆に、チューブの周りに、角度間隔(例えば、等角度間隔)をおいて、複数、凸部を設けてもよいことは明らかである。すなわち、複数、凸部を設ければ、その残余の部位である凸部相互間は凹溝となり、そこが流路となるからである。
【0038】
なお、環状取付金具31のチューブ挿通孔32の後端32bと、チューブの大径筒部1の先端(先端向き面)の双方において凹凸を設けることにより、流路が形成されるようにしてもよい。因みに、本発明における「流路」は、この流路自体がない場合において、チューブ挿通孔32の内周面32aとチューブの小径筒部15の外周面15aとの隙間が、チューブ挿通孔32の後端32bにおいて係止されるチューブの大径筒部17の先端(係止部)で閉塞されるということにならず、しかも、チューブ挿通孔32の後端32bの周縁において加熱された溶融ロウが、前記内、外周面の間をなす隙間に毛管現象等で流れ込むことができるものであればよい。したがって、上記した凹凸により形成される凹溝からなる流路の断面形状、寸法は、その箇所数、位置等を考慮し、溶融ロウの流れが確保されるように適宜に設定すればよい。
【0039】
本発明は、上記形態のものに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜に変更して具体化できる。具体的には上記例では、流路38,18が、チューブ挿通孔の後端32bおよび大径筒部17の先端の少なくとも一方に凹凸を設けることで形成されている場合で説明したが、本発明は、これに限定されることなく具体化される。例えば、前記した
図8に示される流路18は、大径筒部17の先端(先端向き面16)において後方に深さH2で凹まして流路18を形成したが、その深さをチューブの後端まで連なるもの
とすることで、本発明とは別の参考発明となる。
【0040】
さらに、上記例ではチューブを、その横断面が円形のものをベースに、流路を形成した場合で例示したが、このようなチューブのうち、特に大径筒部の外周面(輪郭)は、
図9中、2点鎖線で示した大径筒部17kのように、横断面(チューブの軸線に垂直な断面)において六角や八角などの多角形のものとし、その横断面における辺の部位に流路18をなす凹溝を設けてもよい。そして、このように多角形の大径筒部17kとする場合においても、
図10の横断面で示したように、上記したのと同様に、その流路18をなす凹溝は、大径筒部17kの先端である先端向き面16からその後端まで連なる
ものとすることで、本発明とは別の参考発明となる。
【0041】
また、本発明
とは別の参考発明としては、図10中、2点鎖線で示した多角形の大径筒部17mのように、その対角寸法が、チューブ挿通孔32の内径より大きく、しかも、大径筒部17mの対辺寸法がチューブ挿通孔32の内径より小さいものとすることで、
図10中、ダブルハッチングで示したように開口(流路)が形成
されるものがある。この場合には、上記のように凹ましてなる凹溝を形成することなく、その開口を流路として溶融ロウを上記隙間に流しこむことができる。すなわち、このものでは、小径筒部15をチューブ挿通孔32に隙間嵌めしたとき、大径筒部17の先端向き面のうち、大径筒部17mの先端の横断面における角及び角寄り部位17nで、チューブ挿通孔32の後端に係止され、これによって環状取付金具に対するチューブの先後方向の位置決めがなされる。一方、多角形の角寄り部位17n相互間の部分(
図10中、ダブルハッチング部)を介して、溶融ロウをチューブ挿通孔32の内周面32aと小径筒部15の外周面との隙間に流し込むことが
できる。
【0042】
上記したように本発明のセンサにおいて、その「流路又は開口」は、チューブの大径筒部の横断面形状などに応じて適宜に変更して具体化できる。また、上記例では、先端が閉じられた金属製のチューブを一体のものとして形成した場合で説明したが、これは先端側がキャップ等で閉塞されたものや、嵌合や溶接で連結された複合構造のものであってもよい。さらに、上記例ではチューブを、5段階で先端側より後端側が大径をなすものとして、その後方の2段の筒部において小径筒部と大径筒部を具体化した場合を説明したが、本発明のセンサをなすチューブは、かかる異径構造のものに限定されるものではなく、その構成から明らかなように、少なくとも小径筒部と大径筒部とを備えていればよい。すなわち、本発明のセンサをなすチューブは、相対的な小径筒部が、環状取付金具のチューブ挿通孔に隙間嵌め状態で挿通された状態において、チューブにおける相対的な大径筒部の先端が、その挿通孔の後端において係止されることで、先後方向の位置決めがなされる構造のものを前提に具体化できるものである。
【0043】
さらに、環状取付金具についても、上記例では、この環状取付金具自体が、取付け対象部位(例えば、自動車の排気マニホルド系部位)への取付け手段であるネジを有するもの(中空ボルト状の部材。以下、中空ボルトともいう)を例示したが、別体のネジ付き部材との組合せにより、取付け対象部位に取り付けられる構造のものとしてもよい。
【0044】
次に、このような別体のネジ付き部材との組合せにより、取付け対象部位に取り付けられる構造のセンサとして具体化した実施形態例について、
図11〜
図14に基づいて説明する。ただし本例は、上記第1実施形態例と比べると、基本的には環状取付金具131の形状、構造のみが異なるだけで、その他の部材(構成部品)、部位については実質的に同様の構成を有する。このため、本例においては上記第1実施形態例との相違点を中心として説明し、それと同一又は対応する部材、部位には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。以下、同様とする。すなわち、本例に係るセンサ301は、環状取付金具131に、上記形態において例示したような中空ボルトではなく、自身の外周面にネジを有さない環状部材(リング)を用い、これとは別体のネジ付き部材(
図11中、2点鎖線で図示)831との組合せにより、ねじ込み方式で、センサ自体の取付けを行う構成のものである。より具体的には、別体(別部品)であるネジ付き部材831を、センサ301をなすチューブ11に、その後方から外嵌めして取付け対象部位(
図11中、2点鎖線で図示)500におけるネジ穴510にねじ込むことで、その取付けを行う構成のものである。
【0045】
本例センサ301における環状取付金具131は、
図11〜
図13等に示したように、内側にチューブ挿通孔32を有する環状部材(円リング)である。本例では、このような環状取付金具131のチューブ挿通孔32に、
図11に示したように、隙間嵌め状態とされる小径筒部15と、その後方(
図11の上方)にチューブ挿通孔32の内径より大径をなす大径筒部17とを有するチューブ11が内挿されて、
図1に示した上記形態例のものと同様にロウ付けされたものである。すなわち、そのチューブ挿通孔32にチューブ11の小径筒部15を挿入させ、その大径筒部17の先端(先端向き面)16を、チューブ挿通孔32の後端32bに係止させた状態において、チューブ挿通孔32の内周面32aと小径筒部15の外周面15aとの隙間をロウ付けしてなるものである。
【0046】
本例の環状取付金具(環状部材)131は、
図11に示したように、縦断面が概略台形をなす短円筒(リング)状を呈しており、その先端(
図11の拡大図の下端)は、内周面32a寄り部位が周方向に沿って平坦な先端面(環状平坦先端面)130aをなし、外周縁寄り部位が先細りテーパに形成されて、センサ301の取り付けにおけるシール保持面130bをなすところである。一方、後端(
図11の拡大図の上端)は、その全体が平坦な後端面135をなしている(
図13参照)。そして、この後端面135と、チューブ挿通孔32の内周面32aとがなす(交差する)角を、
図13に示したように、所定の幅W1で、断面視、斜めに切り込む形で、溶融ロウの流し込み用の流路(開口)38が形成されている(
図11の拡大図参照)。すなわち、本例では、流路38は、後端面135から、チューブ挿通孔32の内周面32aに向けて、底部39が傾斜する形で切り込むように形成されている(
図11、
図12参照)。 なお、流路38の底部39の傾斜は、大径筒部17の先端向き面(先端)16のテーパと略同じとされている。また、この流路38は、本例では、後端面135においてチューブ挿通孔32の周方向に沿い、等角度間隔で3箇所の位置において形成されている(
図13−B参照)。
【0047】
しかして、本例でも、センサ301の製造過程における環状取付金具(環状部材)131に対するチューブ11のロウ付け工程においては、次のような作用効果が得られる。すなわち、チューブ11の小径筒部15をチューブ挿通孔32に内挿したとき、大径筒部17の先端をなす先端向き面16は、チューブ挿通孔32の後端32b(チューブ挿通孔32の内周面32aと後端面135との交差稜)に当接し、係止される(
図14参照)。一方、環状取付金具(環状部材)131には、上記したように流路38が形成されている。このため、その係止状態においては、チューブ挿通孔32の内周面32aとチューブ11の小径筒部15の外周面15aとの内外周面間の隙間における後端は、チューブ挿通孔32の後端32bと大径筒部17の先端(先端向き面16)とで閉塞されない(
図11の拡大図、
図12参照)。すなわち、本例でも、流路38の存在により、チューブ挿通孔32の後端32bの周縁から該隙間に溶融ロウが流れ込み可能の構成を有している。
【0048】
この構成により、
図14に示したように、環状取付金具(環状部材)131のチューブ挿通孔32にチューブ11を挿入した状態で、上記例におけるのと同様な支持ジグ211上にて、その環状取付金具(環状部材)131を支持させ、環状取付金具(環状部材)131に対し、チューブ11の先後方向における位置決めする。このとき、大径筒部17の先端向き面16が環状部材131の後端面135の内周縁(チューブ挿通孔32の後端32b)にて係止された状態にあり、かつ、チューブ11の先端15は自由(端)状態となっている。そして、上記例と同様にして環状取付金具131の後端面135のうち、大径筒部17寄り部位に所定のロウ材220を配置して溶融する。こうすることで、その溶融ロウは、チューブ挿通孔32の後端32bの周縁において、
図12中、破線矢印で示したように、流路38を通り、チューブ挿通孔32の内周面32aとチューブ11の小径筒部15の外周面15aとの隙間に毛管現象で流れ込んで濡れ拡がることができる。すなわち、本例のような環状取付金具(環状部材)131を用いる場合においても、問題なくその内周面32aと外周面15a間とがロウ230でロウ付けされる。
【0049】
そして、このロウ付け後は、上記例と同様の工程を経ることで本例のセンサ301が得られる。このように本発明のセンサは、環状取付金具としては、それ自体がネジを有するか否かや、その形状等に関係なく適宜のものを用いることができる。そして、いずれの形状、構造の環状取付金具を用いる場合においても、上記した各例のセンサと同じ効果が得られる。なお、
図11における本例のセンサ301を、
図11中に2点鎖線で示したような取付け対象部位500におけるネジ穴510へ取り付ける際には、その環状取付金具131の部位を、ネジ穴510の奥の着座面(テーパ座面)520に配置するようにする。それとともに
図11中に、2点鎖線で示したような中空ボルト状をなす別体のネジ付き部材(以下、中空ボルト)831を、チューブ11にその後方から回転自在に外嵌して、これをそのねじ穴510にねじ込む。これにより、その中空ボルト831の先端801にて、その環状取付金具(環状部材)131は先方に押圧され、その先端における先細りテーパをなすシール保持面130bが、ネジ穴510の奥の着座面520に押付けられてシールが保持されると共に、センサ301が取付けられるる。なお、上記もしたように、このような別体のネジ付き部材(中空ボルト)831によるねじ込み方式の場合には、リード線51を含めセンサ自体を回転させる必要がないので、その分、ねじ込み作業が簡易となる。
【0050】
上記したところから明らかなように、本例のセンサ301における環状取付金具131は、センサ301の取付けにおいてシールを保持するためのフランジ(シールフランジ)をなすところでもある。なお、中空ボルト831は、
図1、
図3に示した環状取付金具31とその基本構成は同じである。すなわち、中空ボルト831は、取付け対象部位500におけるネジ穴510のネジに螺合するネジ830を環状部(円筒部)833の外周面に有しており、その後方(後端)には、ねじ込み用の工具係合部(多角形部)834を有している。そして、中空部(チューブ挿通孔に相当する部位)は、中空ボルト831をチューブ11に、その後方から回転自在に外嵌できる大きさ(直径)を有する円筒状の孔である。
【0051】
なお、本例のセンサ301においては、上記したような別部材である中空ボルト831を用いたねじ込み方式で、その取り付けを行う構造のものであることに基づき、チューブ11等の構成についても、上記第1実施形態におけるそれと比較すると、若干、相違する。すなわち、本例のセンサ301におけるチューブ11は、先端寄り直管部14が短く、その後方の小径筒部(中間位置直管部)15が先端側に延びて長いなど、若干、構成において相違がある。また、図中、碍子管41の後端45とシール部材71の先端73との間には、各リード線51の先端53と芯線25の後端26とを接続する端子金具28を含む部位を、それぞれ包囲する耐熱性硬質樹脂(例えば、PTSE製)からなるパイプ50が、その先後間において圧縮された状態で配置されている。これにより、各リード線51間の電気的絶縁の確保が図られていると共に、碍子管41を先方に押圧(圧縮)状態に保持している。
【0052】
ところで、本例のように、環状取付金具131としてネジを有しない構成のものを用いる場合においても、環状取付金具自体の形状、構造、さらには、溶融ロウを流れ込ますための流路(又は開口)は、
図1〜図9に基づいて説明した上記各例におけるもののように形成してもよいなど、適宜に変更して具体化できる。
図15、
図16は、その変形例及びこれを用いてロウ付けした状態を示したものである。すなわち、この環状取付金具231は、
図16に示したように、環状取付金具231の後端面135のチューブ挿通孔32寄り部位に、第1実施形態例におけるのと同様、大径筒部17の先端向き面16を受け入れ得るよう、大径筒部17の外径より大きい内径D5を有する環状の凹部37を設けている。そして、その凹部37の底部において、流路38が、底部39がチューブ挿通孔32に向けて、凹部37の底部の傾斜と同様の傾斜で下傾するように凹設する(切り込む)形で設けられている。
【0053】
このものでは、環状の凹部37は、大径筒部17の先端を隙間嵌め状態で受け入れ、その先端向き面(環状面)16を凹部37の底部(環状の段差)で着座状に係止させている。このときは、前記構成により、チューブ挿通孔32の内周面32aと小径筒部15の外周面15aとの隙間と、環状取付金具231の後端面135との間は、連通している。すなわち、該隙間と、環状の凹部37のうち、その内周面37aの内側の空間は、凹部37のの底部に切込み形成された3箇所の流路38を介して連通している。これにより、本例においても、該隙間のロウ付け過程において溶融ロウは、上記例と同様、この凹部37を樋となして流路38に流れ、この流路38を介してチューブ挿通孔32の内周面32aと、小径筒部15の外周面15aとの隙間に流れ込んで、その両面をロウ付けする。なお、環状の凹部37はロウ溜まりの作用をなすことができる。また、流路38は、
図16中、2点鎖線(L2)で示したように(
図1におけるものと同様)、環状取付金具231の後端面135において凹部37の外側から、切込む形で形成してもよいなど、適宜の形状で形成すればよい。
【0054】
さらに、本発明において環状取付金具は、
図17に示した環状取付金具331のように、前記環状取付金具131において、その後端面135における外周縁寄り部位が低位をなすように形成し、相対的にチューブ挿通孔32寄り部位を隆起させるようにしてもよいなど、適宜の形状、構成のものとして具体化できる。すなわち、
図17に示した環状取付金具331においては、チューブ挿通孔32寄り部位を、半径方向において所定の幅で、周方向に沿って環状をなすように隆起させて隆起部135aを形成し、この隆起部135aである環状凸部のなす後端面135bと、チューブ挿通孔32とのなす角を、適数箇所において
図11の例におけるのと同様に、所定の幅で、斜めに切り込む形で、溶融ロウの流し込み用の流路(開口)38を設けてもよい。すなわち、この環状取付金具331では、
図18に、そのチューブ挿通孔32にチューブ11の小径筒部15を挿通してロウ付けしている状態の部分拡大図として示したように、環状取付金具331の後端をなす隆起部35aの後端面135bと、チューブ挿通孔32の内周面32aとのなす角(後端32b)にて、その大径筒部17における先端向き面16を支持したものとなる。因みに、本例では、中空ボルト部材(
図11の別体のネジ付き部材831)を用いる場合、その先端801は、この隆起部35aである環状凸部より外側における後端面135を先方に押すようにするとよい。
【0055】
なお、上記各例のように、自身はネジを有しない環状取付金具131、231,331を用いる場合においても、
図8に示したように、チューブ11の大径筒部17の先端(先端向き面16)において後方に凹む形の流路18を、大径筒部17の外側(外周面)からチューブ11の中心に向けて(半径方向に)、所定の幅W2、深さH2で凹まして形成してもよい。この場合、環状取付金具自身のチューブ挿通孔の後端に、前記各例のように切り込む形で流路(又は開口)38を設けて、環状取付金具の後端面および大径筒部17の先端(先端向き面16)の双方に流路(又は開口)を設けるようにしてもよい。しかし、環状取付金具自身のチューブ挿通孔の後端には、流路は設けなくともよい。すなわち、本発明では、チューブ挿通孔の後端の周縁からその内周面と小径筒部の外周面との間の隙間に溶融ロウが流れ込み可能に、チューブ挿通孔の後端と大径筒部の先端との間に流路又は開口が形成されるよう構成されていればよいためである。
【0056】
すなわち、本発明におけるセンサを構成する環状取付金具は、それ自身に取付け用のネジを有するものでも、有しないものでも関係なく適用できるし、環状取付金具の形状、構造に関係なく具体化又は適用できる。なお、環状取付金具の後端面のうち、チューブ挿通孔の内周に沿って形成される環状の凹溝は、これがある場合には、ロウ溜りとしての作用、効果が得られることは上記したとおりであるが、これは、本発明では必須のものではない。本発明のセンサは、排気ガスの温度測定用のものに限定されるものでもなく、他の用途に使用されるセンサにおいても広く適用できる。