CN116157661A - 温度传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的是提供一种为了固定到温度测量对象物上所需要的作业工作量较少的温度传感器。为了达成该目的，本发明的温度传感器具备：感热体(11)；一对电线(15、17)，与感热体(11)电连接；树脂制的保护体(19)，将感热体(11)和一对电线(15、17)的一部分覆盖；以及对于温度测量对象的固定元件(21、25)，与保护体(19)一体地形成。
Description
技术领域
本发明涉及向温度测量对象物的固定容易的温度传感器。
背景技术
作为温度传感器，广泛地使用具备例如由热敏电阻(thermistor)构成的感热体、与感热体电连接的引出线以及与引出线电连接的导线的结构。感热体有被例如由玻璃构成的电绝缘材料的覆盖层覆盖的情况。
在该温度传感器中，与测量温度的对象物接近在得到测量温度的正确性方面是优选的。此外，作为与温度测量对象物接近的典型例，进行将温度传感器向温度测量对象物固定的处理。
例如，专利文献1中记载的温度传感器具备收容感热体及玻璃制的保护层的金属制的壳体，该壳体具备具有向测量对象物的导热面的凸耳端子。根据专利文献1的温度传感器，通过将凸耳端子螺纹固定到温度测量对象物上，能够使导热面密接于温度测量对象物。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特许第6371002号公报
发明内容
发明要解决的课题
专利文献1的温度传感器由于能够使凸耳端子的导热面密接于温度测量对象物，所以能够确保测量温度的精度。但是，专利文献1具备包括凸耳端子的金属制的壳体，需要将温度传感器的主体部分收容到该壳体中的作业。因而，包括将凸耳端子用紧连工具固定到温度测量对象物上的作业，作业工作量变多。
根据以上，本发明的目的是提供一种为了固定到温度测量对象物而所需要的作业工作量较少的温度传感器。
用来解决课题的手段
本发明的温度传感器具备：感热体；一对电线，与感热体电连接；树脂制的保护体，将感热体和一对电线的一部分覆盖；以及固定元件，与保护体一体地形成，承担向温度测量对象物的固定。
本发明的固定元件优选的是设在从设置感热体及电线的保护体的传感器元件保持区域错开的自由区域中。
本发明的自由区域优选的是其厚度方向的尺寸被设定为比传感器元件保持区域小。
该固定元件优选的是将保护体的表背面贯通的固定孔。在此情况下，优选的是被用插入到固定孔中的紧连工具固定到温度测量对象物上。
此外，该固定元件优选的是从保护体的表面突出的固定突起。在此情况下，通过将固定突起插入到形成在温度测量对象物的保持孔而被固定到温度测量对象物。
发明效果
根据本发明的温度传感器，在保护体上设有承担向温度测量对象物的固定的固定元件。保护体是为了保护感热体等温度传感器的构成要素而设置的，温度传感器在该保护体上一体地具备固定元件。这样，根据本发明的温度传感器，由于能够省去制作用来设置固定元件的单独的部件并将该部件安装到温度传感器上的作业，所以能够减少为了固定到温度测量对象物上所需要的作业工作量。
附图说明
图1表示有关第1实施方式的温度传感器，图1(a)是俯视图，图1(b)是仰视图。
图2表示有关第1实施方式的温度传感器，图2(a)是左侧视图，图2(b)是右侧视图。
图3是表示将有关第1实施方式的温度传感器向温度测量对象物固定的次序的图。
图4是表示有关第1实施方式的温度传感器的变形例的图。
图5是表示有关第1实施方式的温度传感器的另一变形例的图。
图6是表示有关第1实施方式的温度传感器的另一变形例的图。
图7是表示有关第1实施方式的温度传感器的另一变形例的图。
图8表示有关第2实施方式的温度传感器，图8(a)是俯视图，图8(b)是仰视图。
图9表示有关第2实施方式的温度传感器，图9(a)是左侧视图，图9(b)是右侧视图。
图10是表示将有关第2实施方式的温度传感器向温度测量对象物固定的次序的图。
图11是表示将有关第2实施方式的温度传感器向温度测量对象物固定的另一次序的图。
具体实施方式
[第1实施方式：图1～图7]
有关第1实施方式的温度传感器10A作为承担向温度测量对象物的固定的固定元件的一例，例如具备被插入紧连工具的固定孔21。并且，该固定孔21形成在将温度传感器10A的感热体11直接覆盖的保护体19上。以下，一边参照图1到图7一边说明温度传感器10A。
[温度传感器10A：图1、图2]
温度传感器10A如图1及图2所示，具备感热体11、将感热体11的周围覆盖的玻璃制的保护层13、与感热体11电连接的一对引出线15、15、以及与引出线15、15的各自连接的导线17、17。由引出线15、15和导线17、17构成本发明的一对电线。此外，温度传感器10A具备将感热体11、保护层13及引出线15、15各自的整体及导线17、17的前端部分覆盖的树脂材料制的保护体19。另外，在温度传感器10A中，如图1及图2所示，将设有感热体11的一侧定义为前方(F)，将其相反逆侧定义为后方(B)。但是，该定义为相对性的。此外，在温度传感器10A中，如图1及图2所示那样定义长度方向(L)、宽度方向(W)及厚度方向(T)。该定义是为了本实施方式的说明的方便而使用的，并不限定本发明。
[感热体11]
在感热体11中，例如应用热敏电阻(thermistor：thermally sensitiveresistor)。热敏电阻是利用电阻根据温度而变化的性质来测量温度的金属氧化物。
热敏电阻被划分为NTC(negative temperature coefficient)和PTC(positivetemperature coefficient)，但在感热体11中使用哪种热敏电阻都可以。
作为NTC热敏电阻，在感热体11中可以使用具有尖晶石结构的以锰氧化物(Mn3O4)为基本组成的氧化物烧结体。在感热体11中可以使用对该基本结构添加了M元素(Ni、Co、Fe、Cu、Al及Cr的1种或两种以上)的具有MXMn3-XO4的组成的氧化物烧结体。进而，可以添加V、B、Ba、Bi、Ca、La、Sb、Sr、Ti及Zr的1种或两种以上。
此外，作为PTC热敏电阻，在感热体11中可以使用具有典型的钙钛矿结构的复合氧化物，例如以YCrO3为基本结构的氧化物烧结体。
在感热体11中也可以使用热敏电阻以外的例如由白金构成的电阻元件。
[保护层13：图1、图2]
玻璃制的保护层13通过将感热体11封闭而保持为气密状态，能够抑制基于环境条件的感热体11的化学、物理性变化，并且将感热体11机械性地保护。玻璃制的保护层13除了感热体11的整体以外还将引出线15、15的前端覆盖，将引出线15、15封固。
另外，设置玻璃制的保护层13不过是优选的例子，在本发明中设置保护层13是任意的。
[引出线15、15：图1、图2]
引出线15、15与感热体11的省略图示的一对电极分别电连接。
引出线15、15由于被保护层13封固，所以优选的是使用线膨胀系数与构成保护层13的玻璃近似的镀铜铁镍合金线。另外，镀铜铁镍合金线是使用以铁和镍为主成分的合金作为导体(芯线)、将其周围用铜覆盖的导线。
[导线17、17：图1、图2]
导线17、17具备由导体构成的芯线17A、17A和将芯线17A、17A的周围覆盖的电气性的绝缘覆盖17B、17B。导线17、17的一端侧在规定的范围中芯线17A、17A从绝缘覆盖17B露出。该芯线17A、17A的露出的部分与引出线15、15电连接。
在本实施方式中，通过将引出线15的端部用焊接等接合到与芯线17A连接的垫板17C、17C上，将引出线15、15与芯线17A、17A电连接。将各导线17、17的另一端根据需要而经由其他的电线与未图示的电路基板连接。
[保护体19A：图1、图2]
保护体19A遍及感热体11、保护层13、被从感热体11引出的引出线15、15、以及与引出线15、15连接的导线17、17的一部分区间将温度传感器10A覆盖。这样，保护体19A为了将感热体11等温度传感器10A的元件从外在因素保护而设置。
保护体19A将感热体11、引出线15、15及导线17、17的芯线17A、17A从冲击等的外力保护。
保护体19A例如优选的是由聚四氟乙烯(PTFE)、四氟乙烯—全氟烷氧基乙烯基醚共聚物(PFA)等氟类树脂形成。该保护体19A除了这些树脂材料以外，不局限于热塑性树脂、热硬化性树脂，也可以使用适当的树脂材料构成。
如果保护体19A由透明的树脂构成，则能够借助保护体19A的透视进行感热体11的外观检查。
保护体19A作为优选的一例而具有在长度方向(L)上延伸的长方体状的外观形状，但也可以做成圆柱状等的其他的外观形状。此外，保护体19A例如可以在金属模中配置温度传感器10A，通过注射成形来制造。
在保护体19A上，在比感热体11靠前方(F)形成有将表面19A1和背面19A2在厚度方向(T)上贯通的固定孔21。该固定孔21是本发明的固定元件的一例。图1及图2所示的固定孔21其开口形状呈圆形。但是，如具体后述那样，本发明的固定孔21的开口形状并不限于圆形。
固定孔21形成于设在保护体19A的前方(F)的薄壁部19A3上。在薄壁部19A3上，不存在除了感热体11、引出线15、15等的保护体19A以外的温度传感器10A的元件，即使用紧连工具紧连，对温度传感器10A的元件施加机械性的压力的可能性也较小。薄壁部19A3被设为除了薄壁部19A3以外的厚壁部19A4的例如1/2左右的厚度。包括固定孔21的保护体19A由上述的树脂材料例如通过注射成形一体地形成。即，在保护体19A中，不需要用来形成固定孔21的单独的部件的准备及作业工作量。
这里，厚壁部19A4可以说是保持感热体11、引出线15、15等温度传感器10A的元件的传感器元件保持区域。此外，薄壁部19A3可以说是从传感器元件保持区域错开的自由区域。
[温度传感器10A的固定次序：图3]
接着，参照图3说明将温度传感器10A向温度测量对象物30固定的次序的一例。该固定次序将温度传感器10A用由螺栓35和螺母37构成的紧连工具33固定到温度测量对象物30上。
首先，如图3(a)所示，将保护体19A的固定孔21和形成在温度测量对象物30上的固定孔21的位置对准。该对位关于长度方向(L)和宽度方向(W)进行。此外，在该例中，将螺栓35朝向温度传感器10A配置，将螺母37朝向温度测量对象物30配置。将螺栓35与固定孔21对位，将螺母37与固定孔21对位。
一旦保护体19A、温度测量对象物30、螺栓35及螺母37的对位完成，则如图3(b)所示，使螺栓35的螺纹部35B将固定孔21及保持孔31贯通，使其前端部在温度测量对象物30中的一侧(图中的下侧)露出。在使螺母37与露出的螺纹部35B的前端嵌合后，一边将螺母37保持以使其不旋转，一边将螺栓35的头部35A拧紧。
通过以上的次序，能够使温度传感器10A密接于温度测量对象物30。如图3(b)所示，载置温度传感器10A的温度测量对象物30的支承面30A是平坦的，另一方面，作为温度传感器10A的热感知面的保护体19A的背面19A2也是平坦的。因而，能够使温度传感器10A的热感知面密接于温度测量对象物30的支承面30A。但是，支承面30A及热感知面(背面19A2)为平坦不过是一例，在本发明中，可以代替平坦面而采用曲面、凹凸面等的其他形态。此外，也可以采用保护体19A由柔软的材料构成、仿形于温度测量对象物30的平坦的支承面或不平坦的支承面30A而变形的形态。
[温度传感器10A的效果]
温度传感器10A在保护体19A上设有用来通过紧连工具固定到温度测量对象物30上的固定孔21。保护体19A是为了保护感热体11等而设置的，温度传感器10A在该保护体19A上设置固定孔21。这样，根据温度传感器10A，由于能够省去制作用来设置作为固定元件的固定孔21的单独的部件并将该部件向温度传感器10A安装的作业，所以能够减少为了将温度传感器10A固定到温度测量对象物30上所需要的作业工作量。
此外，温度传感器10A的固定孔21形成于设在保护体19A的前方(F)的薄壁部19A3上。在薄壁部19A3上，不存在除了感热体11、引出线15、15等保护体19A以外的温度传感器10A的元件，即使用紧连工具紧连，对感热体11等温度传感器10A的元件施加机械性的压力的可能性也较小。
[第1实施方式的变形例：图4、图5、图6、图7]
接着，参照图4～图7对有关第1实施方式的温度传感器10A的变形例进行说明。
图4表示与设置固定孔21的位置有关的变形例。
图4(a)表示在比感热体11靠后方(B)，在引出线15、15及导线17、17的芯线17A、17A之间设置固定孔21的例子。此外，图4(b)表示在比感热体11靠后方(B)，在导线17、17的绝缘覆盖17B、17B之间设置固定孔21的例子。另外，图4(b)表示设置两个固定孔21的例子，但固定孔21也可以是一个，也可以是三个以上。
如以上这样，在第1实施方式中，通过在比感热体11靠后方(B)，在引出线15、15及导线17、17的一方或两者之间设置固定孔21，也能够减少为了将温度传感器10A固定到温度测量对象物30上所需要的作业工作量。另外，固定孔21的位置、紧连工具的尺寸等规格优选的是适当设定，以使得在将紧连工具插入到固定孔21中并拧紧时机械性的压力不达到感热体11、引出线15、15及导线17、17。
图5表示将固定片23沿着保护体19A的宽度方向(W)的一方的边与保护体19A一体地形成、以将固定片23的厚度方向(T)贯通的方式形成固定孔21的变形例。图5所示的变形例例如在与温度测量对象物30的关系上不能将固定孔21设置到俯视的保护体19A的范围内的情况下采用。
由于固定片23可以通过注射成形与保护体19A一体地设置，所以在图5所示的变形例中也能够减少为了将温度传感器10A固定到温度测量对象物30上所需要的作业工作量。
图1～图5例示了俯视的形状为圆形的固定孔21，而在图6及图7中示出了圆形以外的固定孔21的形状的例子。本发明的固定孔21的形状并不限定于已经例示的圆形形状，可以根据固定孔21的位置、紧连工具的尺寸等规格等适当变更。
即，在本发明中，可以如图6(a)所示那样采用长圆形状的固定孔21，如图6(b)所示那样采用矩形形状的固定孔21。关于这里所述的长圆形状，作为包括椭圆形状、跑道形状的概念而定义。此外，关于这里所述的矩形形状，作为包括包含正方形的菱形、包含长方形的平行四边形的概念而被定义。进而，在本发明中，如图7(a)所示那样可以采用三角形状的固定孔21，除此以外，如图7(b)所示那样还可以采用不定形形状的固定孔21。
此外，到此为止以固定孔21的厚度方向(T)的尺寸是一定为前提进行了图示及说明，但固定孔21的厚度方向(T)的尺寸例如也可以如从一方的面侧朝向另一方的面侧变小的方式变化。
[第2实施方式：图8、图9、图10、图11]
接着，有关第2实施方式的温度传感器10B说明作为向测量对象物的固定元件的一例而具备例如被插入到温度测量对象物30的保持孔31中的固定突起25的情况。该固定突起25形成在将温度传感器10B的感热体11直接覆盖的保护体19B上。以下，一边参照图8至图11一边说明温度传感器10B。另外，在图8至图11中，对于与前面说明的温度传感器10A相同的构成要素使用与温度传感器10A相同的标号，并且将这些构成要素的说明省略，以下将焦点放在保护体19B而进行说明。
[保护体19B：图8、图9]
保护体19B在比感热体11靠前方(F)形成有从表面19A1(或背面19A2)在厚度方向(T)上突出的固定突起25。固定突起25是本发明的固定元件的一例。图8及图9所示的固定突起25其横截面形状呈圆形。但是，本发明的固定突起25的横截面形状并不限于圆形。如对温度传感器10A的固定孔21说明的那样，只要能够达成其目的，固定突起25可以采用各种形状。包括固定突起25的保护体19B由上述的树脂材料例如通过注射成形而被一体地形成。即，在保护体19B中，不需要用来形成固定突起25的单独的作业工作量。另外，图8及图9所示的保护体19B遵循不具有温度传感器10A具备的薄壁部19A3的厚度方向(T)的尺寸为一定的例子，但不妨碍在薄壁部19A3上设置固定突起25。
[温度传感器10B的固定次序：图10]
接着，参照图10说明将温度传感器10B向温度测量对象物30固定的次序的一例。该固定次序如图10(a)所示那样将温度传感器10B的固定突起25向温度测量对象物30固定。
首先，如图10(a)所示，将保护体19A的固定突起25和形成在温度测量对象物30上的保持孔31的位置对准。该对位关于长度方向(L)和宽度方向(W)进行。
一旦固定突起25和保持孔31的对位完成，则如图10(b)所示那样，使固定突起25贯通到保持孔31中。这里，将固定突起25在保持孔31的内部固定到保护体19上，但其方法是任意的。例如，通过将固定突起25的外径设定得比保持孔31的开口径大，能够将固定突起25压入到保持孔31中而固定。作为其他的方法，也可以将固定突起25使用粘接剂固定到保持孔31。
通过以上的次序，能够使温度传感器10B密接于温度测量对象物30。如图10(b)所示，载置温度传感器10B的温度测量对象物30的支承面30A是平坦的，另一方面，作为温度传感器10B的热感知面的保护体19B的背面19A2也是平坦的。因而，能够将温度传感器10B的热感知面密接于温度测量对象物30的支承面30A。
[温度传感器10B的效果]
温度传感器10B在保护体19B上设有用来固定到温度测量对象物30上的固定突起25。保护体19B是为了保护感热体11等而设置的，温度传感器10B在该保护体19B上设置固定突起25。这样，根据温度传感器10B，能够省去制作用来设置作为固定元件的固定突起25的单独的部件并将该部件安装到温度传感器10B上的作业，所以能够减少为了将温度传感器10B固定到温度测量对象物30上所需要的作业工作量。
[第2实施方式的变形例：图11]
接着，参照图11对有关第2实施方式的温度传感器10B的变形例进行说明。
图11所示的温度传感器10B将固定突起25突出的尺寸设定得比温度测量对象物30的厚度方向(T)的尺寸大。并且，如图11(a)、图11(b)所示，固定突起25将保持孔31贯通，其前端从温度测量对象物30的背面30B突出。接着，例如通过加热使从背面30B突出的部分软化并压扁，形成卡止端27。通过该卡止端27的形成，将温度传感器10B相对于温度测量对象物30固定。
以上，说明了本发明的优选的实施方式，但只要不脱离本发明的主旨，就能够取舍选择在上述实施方式中举出的结构或替换为其他的结构。
在有关第1实施方式的温度传感器10A中具备固定孔21，在有关第2实施方式的温度传感器10B中具备固定突起25，但也可以在保护体19A、19B上设置固定孔21和固定突起25的两者。如果设置固定孔21和固定突起25这两者，则除了能够使温度传感器与温度测量对象物的固定强度变强以外，还能够正确地确定温度传感器和温度测量对象物的相对的位置关系。
在第1实施方式中将保护体19A的表背面贯通而设置固定孔21，但本发明并不限定于此。例如可以使用如木螺钉那样前端尖锐的紧连工具，在此情况下可以设置不将表背面贯通而底部分被封闭的固定孔。在此情况下，只要将前端尖锐的紧连工具沿着固定孔拧入、将被封闭的底部分贯通而固定到温度测量对象物上即可。
在第2实施方式中示出了在将固定突起25向保持孔31插入时进行压入的例子，但本发明并不限定于此。例如，也可以不将固定突起25向保持孔31施加压力，而在将固定突起25插入到保持孔31中之后，将紧连工具、例如前端尖锐的木螺钉拧入到保持孔31的内部的固定突起25中，使固定突起25的直径扩大，使固定突起25产生压力而固定到温度测量对象物30上。
标号说明
10A、10B温度传感器
11 感热体
13 保护层
15 引出线
17导线
17A芯线
17B 绝缘覆盖
17C 垫板
19A、19B保护体
19A1表面
19A2背面
19A3薄壁部
19A4厚壁部
21 固定孔
23 固定片
25 固定突起
27 卡止端
30 温度测量对象物
30A支承面
31 保持孔
33 紧连工具
35 螺栓
35A头部
35B 螺纹部
37 螺母
Claims (7)
1.一种温度传感器，其特征在于，
具备：
感热体；
一对电线，与上述感热体电连接；
树脂制的保护体，将上述感热体和一对上述电线的一部分覆盖；以及
固定元件，与上述保护体一体地形成，承担向温度测量对象物的固定。
2.如权利要求1所述的温度传感器，其特征在于，
上述固定元件被设在从设置上述感热体及上述电线的上述保护体的传感器元件保持区域错开的自由区域。
3.如权利要求2所述的温度传感器，其特征在于，
上述自由区域其厚度方向的尺寸被设定为比上述传感器元件保持区域的厚度方向的尺寸小。
4.如权利要求1～3中任一项所述的温度传感器，其特征在于，
上述固定元件是将上述保护体的表背面贯通的固定孔。
5.如权利要求4所述的温度传感器，其特征在于，
被用插入到上述固定孔中的紧连工具固定到上述温度测量对象物上。
6.如权利要求1～4中任一项所述的温度传感器，其特征在于，
上述固定元件是从上述保护体的表面突出的固定突起。
7.如权利要求6所述的温度传感器，其特征在于，
通过将上述固定突起插入到形成在上述温度测量对象物上的保持孔中而被固定到上述温度测量对象物上。
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