DE112013005730T5

DE112013005730T5 - Temperatursensor

Info

Publication number: DE112013005730T5
Application number: DE112013005730.1T
Authority: DE
Inventors: Hideaki Takeda
Original assignee: Uchiya Thermostat Co Ltd
Current assignee: Uchiya Thermostat Co Ltd
Priority date: 2012-11-30
Filing date: 2013-07-26
Publication date: 2015-10-29
Anticipated expiration: 2033-07-27
Also published as: US20150292954A1; CN104813149A; DE112013005730B4; JPWO2014083888A1; CN104813149B; WO2014083888A1; JP6110408B2; US9829388B2

Abstract

Ein Temperaturdetektorelement (32) eines Temperatursensors (20-3) ist an eine gedruckte Leitung (34) und drei gedruckte Leitungen (35 (35a, 35b, 35c)) für eine Eingabe und eine Ausgabe eines Trägersubstrats (31) angeschlossen, wobei ein Ende eines Leitungsdrahts (22) für einen Anschluss mit Lot (38) an einem externen Schaltkreis für Verbindungselektroden (36) der gedruckten Leitung (35) verbunden und fixiert ist, während das andere Ende aus einem Dichtungselement aus gehärtetem Harzmaterial (41) nach außen geführt ist. Innerhalb des Gehäuses (21) wird die gesamte Bodenfläche des Trägersubstrats (31) von einem unteren festen Element (46) abgestützt, und ein näher an einem Öffnungsteil (29) des Gehäuses (21) gelegenes Ende des Trägersubstrats (41) ist eingefasst und fixiert von einem oberen festen Element (47) und dem unteren festen Element (46). Das Gehäuse (21) besteht aus dem gleichen Werkstoff und hat die gleiche Größe wie das Gehäuse des Temperatursteuerelements, und das Temperaturdetektorelement (32) im Inneren befindet sich an einer Stelle nahe der Lage eines wärmeempfindlichen Elements des Temperatursteuerelements. Durch Verwendung eines Klebstoffs (48) mit unterschiedlicher Wärmeleitfähigkeit lässt sich eine thermische Charakteristik des Temperatursensors (20-3) variieren.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Temperatursensor, insbesondere einen Temperatursensor, der exakt eine Betriebstemperatur eines Temperatursteuerelements, beispielsweise eines Thermostats, nachweist.
Technischer Hintergrund
Temperatursensoren, die von einem Thermistor oder einem Halbleiterelement Gebrauch machen, sind bekannt. Beispielsweise wird in einem Temperatursensor die Zuverlässigkeit dadurch gesteigert, dass ein Ausgangsanschluss eines Thermometers auf einem Substrat mit Hilfe einer leitenden Folie angebracht wird, um zu verhindern, dass sich ein Widerstandswert ändert aufgrund durch Abblättern, welches durch Schwellen oder Schrumpfen einer Verbindung zwischen einem Elektrodenteil und einem Verdrahtungsteil des Thermometerelements zustande kommt, und dass eine Drahtader des mit einem Isolierstoff beschichteten Drahts in der Weise verbunden wird, dass der Draht auf den Ausgangsanschluss aufgelegt werden kann (siehe zum Beispiel die japanische Patent-Offenlegungsschrift Nr. 2006-066751 ).
Außerdem ist als Beispiel für einen Temperatursensor mit überlegener thermischen Ansprechempfindlichkeit ein Temperatursensor vorgeschlagen worden, der eine Temperatur einer Fixierwalze eines Kopiergeräts oder dergleichen nachweisen soll und derart aufgebaut ist, dass ein als Chip ausgebildeter Thermistor ein wärmeempfindliches Element an den Spitzen von zwei Blattfedern befestigt ist, um der Oberfläche der Fixierrolle besser folgen zu können, wobei ein Teil mit dem Chip-Thermistor mit Hilfe eines Abdeckflachstücks in engem Kontakt mit dem Teil abgedeckt wird (siehe beispielsweise die japanische Patent-Offenlegungsschrift Nr. 2000-162052 ).
Weiterhin wurde ein Halbleiter-Temperatursensor vorgeschlagen, der eine Temperatur bei hoher Empfindlichkeit exakt messen kann. Der Temperatursensor besitzt ein Piezo-Widerstandselement, das in einem luftdichten Raum platziert ist, wobei das gesamte Element in enger Berührung mit einem Basisteil steht, obschon sich in einem oberen Teil des Piezo-Widerstandselements ein hohler Bereich befindet. Dieser nimmt eine Volumenexpansion und eine Verzerrung in einem dünnen Bereich als elektrische Signale auf und wandelt diese extrahierten elektrischen Signale in Temperaturdaten um (siehe beispielsweise die japanische Patent-Offenlegungsschrift Nr. HEI10-176958 ).
Üblicherweise werden normale Temperatursensoren gefertigt, indem eine Wärmekapazität der Temperatursensoren selbst minimiert wird, um eine Temperatur genau messen zu können. Wenn in einem elektrischen Gerät allerdings ein Temperatursteuerelement zum Steuern einer Temperatur eingebaut ist, so unterscheiden sich das Temperatursteuerelement und der Temperatursensor in ihrem thermischen Ansprechverhalten aufgrund einer Abweichung zwischen den Wärmekapazitäten oder dergleichen des Temperatursteuersensors und des Temperatursensors. Dies stellt ein zu lösendes Problem dar, weil eine Betriebstemperatur für das Temperatursteuerelement mit dem Temperatursensor nicht exakt eingestellt werden kann.
Offenbarung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung löst das oben beschriebene Problem des Standes der Technik, und es ist ein Ziel der Erfindung, einen Temperatursensor anzugeben, der exakt eine Betriebstemperatur eines Temperatursteuerelements nachweist.
Ein erster Temperatursensor gemäß der vorliegenden Erfindung enthält: ein Temperaturdetektorelement zum Umwandeln einer Umgebungstemperatur in ein elektrisches Temperaturinformationssignal; ein aus Metall oder einem Harzmaterial bestehendes Gehäuse mit einer kleinen Seitenfläche, die eine von einander gegenüberliegenden kleinflächigen Seiten eines Quaders bildet, der definiert ist durch einander gegenüberliegende großflächige obere und untere Seiten und eine rechte und eine linke, einander gegenüberliegende kleinflächige Seitenflächen, und mit einem Öffnungsteil, der sich in einem Bereich gegenüber der kleinen Seitenfläche befindet; ein Trägersubstrat, in welchem das Temperaturdetektorelement an gedruckte Leitungen angeschlossen ist, wobei mehrere Eingangs- und Ausgangsanschlüsse des Temperaturdetektorelements gedruckten Eingangs- bzw. Ausgangsleitungen verbunden sind, und Verbindungselektroden an Enden der gedruckten Eingangs- und Ausgangsleitungen ausgebildet sind, untergebracht in dem Gehäuse; Leitungsdrähte, von denen ein Ende mit den Verbindungselektroden verbunden ist und das andere Ende aus dem Gehäuse herausgeführt ist; ein festes Element zum Fixieren einer Seite eines näher an dem Öffnungsteil des Trägersubstrats gelegenen Endes an der großflächigen unteren Fläche des Gehäuses durch Anpressen von oberhalb der Seite des Endes; ein ausgehärtetes Harzmaterial, mit welchem ein Raum von dem Öffnungsteil hin zu dem festen Element ausgefüllt ist, um einen Verbindungsteil mit den Verbindungselektroden der Leitungsdrähte abzudichten, der mit den Verbindungselektroden verbunden ist, ebenso wie vom Leitungsdraht bedeckte Teile auf einer Seite des Verbindungsteils. In dem Temperatursensor ist das Trägersubstrat derart platziert, dass eine gesamte untere Fläche, bei der es sich um eine Seitenfläche gegenüber einer Oberseite, an der das Temperaturdetektorelement angeschlossen ist, in engen Kontakt mit der großflächigen unteren Seite des Gehäuses treten kann.
Bei diesem Temperatursensor ist vorgesehen, dass beispielsweise ein Eindringloch spezifizierter Größe für ein vertikales Eindringen an einer Stelle gebildet ist, die einer Mitte des Temperaturdetektorelements entspricht, und das Eindringloch mit einem Klebstoff mit einer spezifizierten Wärmeleitfähigkeit zwischen einer Unterseite des Temperaturdetektorelements und einer Bodenfläche des Gehäuses innerhalb des Trägersubstrats gefüllt ist.
Ein zweiter Temperatursensor gemäß der vorliegenden Erfindung enthält: ein Temperaturdetektorelement zum Umwandeln einer Umgebungstemperatur in ein elektrisches Temperaturinformationssignal; ein aus Metall oder einem Harzmaterial bestehendes Gehäuse mit einer kleinen Seitenfläche, die eine von übrigen einander gegenüberliegenden kleinflächigen Seiten eines Quaders ist, der gebildet wird durch einander gegenüberliegende großflächige obere und untere Seiten und eine rechte und eine linke, einander gegenüberliegende kleinflächige Seite, und mit einem Öffnungsteil, der sich in einem Bereich gegenüber der kleinen Seitenfläche befindet; ein Trägersubstrat, in welchem das Temperaturdetektorelement mit gedruckten Leitungen verbunden ist, wobei mehrere Eingangs- und Ausgangsanschlüsse des Temperaturdetektorelements mit gedruckten Eingangs- bzw. Ausgangsleitungen verbunden sind, Verbindungselektroden an Enden der gedruckten Eingangs- und Ausgangsleitungen ausgebildet sind, und ein Eindringloch zwischen den Verbindungselektroden und dem Temperaturdetektorelement innerhalb des Gehäuses gebildet ist; Leitungsdrähte, von denen ein Ende mit den Verbindungselektroden verbunden ist und das andere Ende aus dem Gehäuse herausgeführt ist; ein unteres festes Element, ausgestattet mit einer Stütze, die in das Eindringloch des Trägersubstrats eindringt, um das Trägersubstrat mit der Stütze auszurichten, und um eine untere Fläche abzustützen, bei der es sich um eine Seitenfläche gegenüber der Oberseite handelt, mit der das Temperaturdetektorelement des Trägersubstrats verbunden ist; einen Klebstoff, der eine spezifizierte Fläche und Dicke aufweist und sich zwischen dem unteren festen Element und einer von dem unteren festen Element des Trägersubstrats abgestützten Fläche befindet; ein oberes festes Element, das extern in die Stütze eingepasst ist, um zusammen mit dem unteren festen Element das Trägersubstrat durch Anpressen von oberhalb einer Seite eines näher an dem Öffnungsteil des Trägersubstrats gelegenen Endes zu fixieren; ein ausgehärtetes Harzmaterial, mit dem ein Raum von dem Öffnungsteil hin zu dem oberen festen Element und dem unteren festen Element ausgefüllt ist, um einen Verbindungsteil mit den Verbindungselektroden der Leitungsdrähte, die an die Verbindungselektroden angeschlossen sind, ebenso abzudichten wie Leitungsdrahtabdeckungen auf einer Seite des Verbindungsteils; und einen Raum, gebildet zwischen fünf umgebenden Seitenflächen ohne eine Fläche, die mit dem Trägersubstrat des Temperaturdetektorelements und einer Innenfläche des Gehäuses verbunden ist. In dem Temperatursensor ist vorgesehen, dass das untere feste Element derart platziert ist, dass die gesamte Unterseite, bei der es sich um eine Seitenfläche gegenüber der das Trägersubstrat abstützenden Oberseite handelt in engen Kontakt treten kann mit der großflächigen Unterseite des Gehäuses.
Bei diesem Temperatursensor ist vorgesehen, dass ein Eindringloch einer spezifizierten Größe für vertikales Eindringen an einer der Mitte des Temperaturdetektorelements entsprechenden Stelle ausgebildet ist, und das Eindringloch mit einem Teil des dem Eindringloch entsprechenden Klebstoff in dem Substrat eingepresst und gefüllt ist.
Wie oben erläutert, kann die vorliegende Erfindung einen Temperatursensor umfassen, der eine Betriebstemperatur eines Temperatursteuerelements, zum Beispiel eines Thermostats, exakt nachweisen kann.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1A ist eine äußere perspektivische Ansicht eines Temperatursteuerelements, in welchem die Betriebstemperatur exakt nachgewiesen werden soll mit Hilfe eines Temperatursensors gemäß der ersten bis vierten Ausführungsform der Erfindung;
1B ist eine perspektivische Ansicht eines inneren Aufbaus, der in einem in 1A dargestellten Gehäuse aufgenommen ist;
2 ist eine äußere perspektivische Ansicht des Temperatursensors gemäß der ersten bis vierten Ausführungsform;
3A ist eine perspektivische Ansicht des inneren Aufbaus, der in dem Gehäuse des Temperatursensors gemäß der ersten und zweiten Ausführungsform in einer Zusammenbau-Reihenfolge aufgenommen ist;
3B ist eine perspektivische Ansicht des inneren Aufbaus, der in dem Gehäuse des Temperatursensors gemäß der ersten und zweiten Ausführungsform in der Zusammenbau-Reihenfolge aufgenommen ist;
3C ist eine perspektivische Ansicht des inneren Aufbaus, der in dem Gehäuse des Temperatursensors gemäß der ersten und zweiten Ausführungsform in der Zusammenbau-Reihenfolge aufgenommen ist;
4A veranschaulicht den inneren Aufbau des Temperatursensors gemäß der ersten Ausführungsform bei Betrachtung von einer Rückseite;
4B ist eine Seiten-Schnittansicht eines fertigen Bauteils mit dem inneren Aufbau gemäß 4A, aufgenommen in dem Gehäuse;
5A zeigt den inneren Aufbau des Temperatursensors nach der zweiten Ausführungsform bei Betrachtung von einer Rückseite;
5B ist eine Seiten-Schnittansicht eines fertigen Bauteils, in welchem der in 5A dargestellte innere Aufbau in dem Gehäuse aufgenommen ist;
6A ist eine Draufsicht auf den inneren Aufbau des Temperatursensors nach der dritten Ausführungsform;
6B veranschaulicht den inneren Aufbau gemäß 6A bei Betrachtung von der Rückseite;
6C ist eine Draufsicht auf eine innere Anordnung, implementiert durch Entfernen einer Oberseite des Gehäuses, nachdem die in den 6A und 6B dargestellte innere Konfiguration in dem Gehäuse aufgenommen wurde;
6D ist eine Seiten-Schnittansicht eines fertigen Bauteils, in welchem die Oberseite an der in 6C dargestellten Konfiguration angebracht ist;
7A veranschaulicht den inneren Aufbau des Temperatursensors nach der vierten Ausführungsform bei Betrachtung von der Rückseite;
7B ist eine Draufsicht auf eine innere Anordnung, implementiert durch Entfernen einer Oberseite des Gehäuses, nachdem der in 7A dargestellte innere Aufbau in dem Gehäuse aufgenommen wurde; und
7C ist eine Seiten-Schnittansicht eines fertigen Bauteils, bei dem die Oberseite an dem in 7B dargestellten Aufbau befestigt ist.
Bezugszeichenliste

1: Temperatursteuerelement
2: Gehäuse
3 (3a, 3b): Leitungsdraht
4 (4a, 4b): leitendes Überzugsmaterial
5: Thermostat
6: Bimetall
7: bewegliche Platte
8: Haken
9: Überträger
11: Unterträger
12: Eindringloch
13: Stütze
14: Wärmeleitungselement
15: feste Platte
15a: ein Ende
16: Festkontakt
20, 20-1, 20-2, 20-3, 20-4: Temperatursensor
21: Gehäuse
22 (22a, 22b, 22c): Leitungsdraht
22a-1, 22b-1, 22c-1: Anschlussende
23 (23a, 23b, 23c): Isolierbeschichtungsmaterial
24: Oberseite
24a: obere Innenfläche
25: Bodenfläche
25a: untere Innenfläche
26: linke Seitenfläche
27: rechte Seitenfläche
28: kleine Seitenfläche
29: Öffnungsbereich
31: Trägersubstrat
32: Temperaturdetektorelement
33: Leitung
34: gedruckte Verbindungsleitung
35 (35a, 35b, 35c): gedruckte Leitung für Eingang und Ausgang
36: Verbindungselektrode
37: Verbindungseinlass
38: Lot
39: festes Element
41: ausgehärtetes Harz
42: Leerraum
43: Eindringloch
44: Klebstoff
45: Eindringloch
46: unteres Festelement
46a: Stütze
47: oberes Festelement
48: Klebstoff
49: Eindringloch

Bester Weg zum Ausführen der Erfindung
1A ist eine äußere perspektivische Ansicht eines Temperatursteuerelements, in welchem die Betriebstemperatur von einem Temperatursensor exakt nachgewiesen wird, wie es weiter unten im einzelnen noch erläutert werden wird, entsprechend einer ersten bis vierten Ausführungsform der Erfindung. 1B ist eine perspektivische Ansicht eines internen Aufbaus, der in einem in 1A dargestellten Gehäuse aufgenommen ist.
Wie in 1A dargestellt ist, enthält das Temperatursteuerelement 1 ein aus einem Metall- oder Kunstharzelement bestehendes Gehäuse 2, außerdem zwei Leitungsdrähte 3 (3a, 3b), die in 1A nicht dargestellt sind, und die sich nach außen erstrecken, wozu sie ein Dichtungsmittel durchdringen, welches einen Öffnungsteil des Gehäuses abdichtet. Die Gesamtheit der Leitungsdrähte 3 ist von Isolierüberzugsmaterialien 4 (4a, 4b) beschichtet, ausgenommen deren beide Enden.
Innerhalb des Gehäuses 2 ist ein in 1B dargestellter Thermostat 5 aufgenommen. Der Thermostat 5 enthält ein Bimetall 6, das bei einer spezifizierten Temperatur seine Durchbiegungsrichtung ändert, mit der das Bimetall 6 in dem in 1B dargestellten Normalzustand konvex durchgebogen ist.
Ein freies Ende (das in einer Richtung links schräg nach unten weisende Ende) des Bimetalls 6 wird von einem Haken 8 gehalten, der an einem Ende einer beweglichen Platte 7 ausgebildet ist, und ein Ende auf der gegenüberliegenden Seite des Bimetalls 6 ist an einem Unterträger 11 fixiert, wozu er von einem isolierenden Oberträger 9 und dem Unterträger 11 zusammen mit dem anderen Ende der beweglichen Platte 7 eingefasst ist.
In der Mitte des Oberträgers 9 ist ein Eindringloch 12 ausgebildet. In der Mitte des Unterträgers 11 steht eine Stütze 13 aufrecht. Die Stütze 13 dringt in ein in 1B nicht sichtbares Eindringloch ein, das in dem anderen Ende der beweglichen Platte 7 ausgebildet ist, und sie dringt in das Eindringloch 12 des Oberträgers 9 ein, so dass die Teile miteinander ausgerichtet sind.
Die beiden Leitungsdrähte 3 (3a, 3b) erstrecken sich von dem Oberträger 9 und dem Unterträger 11 nach außen (in einer Richtung schräg nach oben rechts in 1B). Mit dem Unterträger 11 ist ein plattenförmiges Wärmeleitungselement 14 integriert ausgebildet, welches sich in einer Richtung entgegen den Leitungsdrähten 3 erstreckt und eine spezifische Wärmeleitfähigkeit besitzt.
Ein Ende 15a einer festen Platte 15, das in Form einer Klaue (in 1B nicht dargestellt) ausgebildet ist, befindet sich an einem Ende des Wärmeleitungselements 14. An dem einen Ende 15a der festen Platte 15 ist ein Festkontakt 16 ausgebildet. Das andere Ende der festen Platte 15 erstreckt sich nach oben zu dem Unterträger 11, indem es um eine Seitenfläche des Wärmeleitungselements 14 herumgeführt ist, und ist mit dem Ende des Leitungsdrahts 3a verbunden.
An einer Stelle, die dem Festkontakt 16 der festen Platte 15 entspricht, ist auf einer Unterseite des Endes der beweglichen Platte 7 ein beweglicher Kontakt ausgebildet, obgleich dies in 1B nicht dargestellt ist. Der bewegliche Kontakt wird in einem Normalzustand mit Hilfe einer Vorspannkraft des Bimetalls 6 gegen den Festkontakt gedrückt. Das von dem Oberträger 9 und dem Unterträger 11 eingefasste Ende der beweglichen Platte 7 ist mit dem Ende des Leitungsdrahts 3b verbunden.
Das Temperatursteuerelement 1 befindet sich in der Nachbarschaft einer Wärmequelle eines Hitze erzeugenden elektrischen Geräts, und die Leitungsdrähte 3a und 3b sind in Reihe mit Drähten innerhalb des elektrischen Geräts geschaltet. Wenn eine Innentemperatur des elektrischen Geräts eine spezifische Temperatur erreicht, kehrt das Bimetall 6 seine Durchbiegerichtung konvex nach oben ansprechend auf die Temperatur um, so dass der Festkontakt 16 und der bewegliche Kontakt sich trennen und dadurch den Stromfluss zwischen den Leitungsdrähten 3a und 3b unterbrechen.
2 ist eine äußere perspektivische Ansicht des Temperatursensors nach der ersten bis vierten Ausführungsform der Erfindung, die weiter unten näher erläutert werden. Wie in dieser Figur dargestellt ist, enthält ein Temperatursensor 20 ein aus einem Metall oder einem Harzmaterial gefertigtes Gehäuse 21 und drei Leitungsdrähte 22 (22a, 22b, 22c), die sich von einem Öffnungsteil des Gehäuses 21 nach außen erstrecken. Die Gesamtheit der Leitungsdrähte 22 ist von einem Isolierbeschichtungsmaterial 23 (23a, 23b, 23c) bedeckt, ausgenommen die beiden Enden der Leitungsdrähte.
Das Gehäuse 21 ist in Form eines Quaders geformt und besitzt eine großflächige Oberseite 24 und Unterseite 25, die einander vertikal gegenüberliegen, eine kleinflächige linke Seitenfläche 26 und rechte Seitenfläche 27, die sich rechts und links gegenüberliegen, eine kleine Seitenfläche 28, die eine derjenigen Flächen bildet, die einander in Vorwärts-Rückwärtsrichtung gegenüberliegen, und einen Öffnungsteil 29, der in einem Bereich ausgebildet ist, der Kontakt mit der anderen Fläche hat. Größe und Werkstoff des Gehäuses 21 sind identisch mit Größe und Werkstoff des Gehäuses 2 des Temperatursteuerelements 1.
3A, 3B und 3C sind perspektivische Ansichten des in dem Gehäuse 21 des Temperatursensors gemäß der ersten und der zweiten Ausführungsform aufgenommenen inneren Aufbaus. 3A veranschaulicht das gedruckte Trägersubstrat 31 und das auf dem Trägersubstrat 31 gehaltene Temperaturdetektorelement 32. Dieses Trägersubstrat 32 hat eine Dicke von 0,8 mm oder mehr.
Das Temperaturdetektorelement 32 ist mit mehreren gedruckten Leitungen 34 für eine Verbindung des Trägersubstrats 31 mit mehreren Leitungen 33 verbunden, die sich ausgehend von der Seitenfläche erstrecken. Darüber hinaus sind auf dem Trägersubstrat 31 drei gedruckte Leitungen 35 (35a, 35b, 35c) als Eingang und Ausgang vorgesehen.
Die gedruckte Leitung 35a ist zum Beispiel eine Leitung für die Ausgabe aus dem Temperaturdetektorelement 32. Die gedruckte Leitung 35b dient zum Beispiel zur Erdung. Die gedruckte Leitung 35 ist zum Beispiel eine Leitung, über die von außen ein Treibersteuersignal eingegeben wird. Diese gedruckten Verdrahtungen 35 erstrecken sich jeweils bis hin zu äußeren Enden (einer schräg rechts oben befindlichen Seite in 3A) des Trägersubstrats 31, und an den Enden sind jeweils Verbindungselektroden 36 ausgebildet.
In jeder der Verbindungselektroden 36 ist ein Verbindungseinlass 37 ausgebildet. Wie in 3B zu sehen ist, ist jeweils ein Ende 22a-1, ein Ende 22b-1 und ein Ende 22c-1 der Leitungsdrähte 22 nach unten gebogen und in die Verbindungseinlässe 37 der Verbindungselektroden 36 eingesetzt.
Darüber hinaus sind die in die Verbindungseinlässe 37 der Verbindungselektroden 36 eingesetzten, nach unten abgebogenen Bereiche der Enden 22a-1, 22b-1 und 22c-1 der Leitungsdrähte mit Lot 38 fixiert und sicher mit den Verbindungselektroden 36 verbunden, wie dies in 3C dargestellt ist.
Das Temperaturdetektorelement 32 ist ein Element, welches eine Umgebungstemperatur in ein elektrisches Temperaturinformationssignal umwandelt. Das Temperaturdetektorelement beinhaltet eine Steuerschaltung und sendet über die gedruckten Leitungen 35a und 35b ansprechend auf ein Befehlssignal das elektrische Temperaturinformationssignal nach außen, wobei das Befehlssignal über die gedruckten Leitungen 35b und 35c von einem externen Hauptgerät kommt.
Wenn nun der von außen eingegebene Befehl eine Analog-Ausgangsgröße signalisiert, gibt das Temperaturdetektorelement 32 das elektrische Temperaturinformationssignal als Analogsignal aus, oder es gibt das elektrische Temperaturinformationssignal als digitales Signal aus, wenn der von außen eingegebene Befehl eine digitale Ausgabe anzeigt.
Erste Ausführungsform
4A veranschaulicht die in 3C dargestellte Konfiguration bei Betrachtung von der Rückseite der ersten Ausführungsform. 4B ist eine Seiten-Schnittansicht eines fertigen Teils, in welchem der in 4A dargestellte innere Aufbau in dem Gehäuse 21 aufgenommen ist. Das äußere Erscheinungsbild des Temperatursensors 20-1 der ersten Ausführungsform ist das gleiche, wie es in 2 dargestellt ist.
In den 4A und 4B sind gleiche Komponenten wie diejenigen, die in 2 oder in den 3A, 3B und 3C dargestellt sind, mit den gleichen Bezugszeichen wie in 2 bzw. in den 3A, 3B und 3C bezeichnet. Wie in 4B dargestellt ist, ist die Seite eines näher bei dem Öffnungsteil 29 gelegenen Endes des Trägersubstrats 31 durch das feste Element 39 von oben her angepresst und an der unteren Innenfläche 25a des Gehäuses 21 fixiert.
Außerdem ist das Trägersubstrat 31 derart platziert, dass seine gesamte Unterseite, bei der es sich um eine Fläche auf der Seite abgewandt von der Oberseite handelt, an der das Temperaturdetektorelement 32 angebracht ist, enge Berührung mit einer unteren Innenfläche 25a des Gehäuses 21 eingehen kann. Darüber hinaus ist ein Raum ausgehend von der Öffnung 29 bis hin zu dem festen Element 39 mit einem ausgehärteten Harzmaterial 41 ausgefüllt. Das ausgehärtete Harz 41 ist ein Harzmaterial, zu dem eingefülltes flüssiges Harzmaterial ausgehärtet wurde.
Das ausgehärtete Harz 41 dichtet den Öffnungsteil 29 nach außen ab und dichtet außerdem die Verbindungsteile 22a-1, 22b-1 und 22c-1 mit den Verbindungselektroden 36 (vgl. auch die 3A, 3B und 3C) der Leitungsdrähte 22, die mit den Verbindungselektroden 36 verbunden sind, und mit den beschichteten Leitungsdrahtteilen 23a, 23b und 23c auf der Seite der Verbindungsteile ab.
Die Seite des anderen Endes der Leitungsdrähte 22, deren eines Ende mit den Verbindungselektroden 36 verbunden ist, ist dadurch aus dem Gehäuse 21 herausgeführt, dass sie in das ausgehärtete Harz 41 eindringt. Darüber hinaus ist ein Leerraum 42 zwischen fünf umgebenden Flächen gebildet, welche nicht die Fläche enthalten, die mit dem Trägersubstrat 31 des Temperaturdetektorelements 32 und der Innenseite des Gehäuses 21 verbunden ist.
Die Platzierung des Temperaturdetektorelements 32 innerhalb des Gehäuses 31 bei dem oben beschriebenen Temperatursensor 20-1 dient dem Zweck, so weit wie möglich der Lage des in 1B dargestellten Bimetalls 6 innerhalb des Gehäuses 2 des in 1A dargestellten Temperatursteuerelements 1 nahezukommen.
Wie oben beschrieben, wird eine Differenz zwischen den Wärmekapazitäten des Temperatursteuerelements 1 und dem Temperatursensor 20-1 dadurch auf ein Minimum reduziert, dass Größe und Material des Gehäuses 2 des Temperatursteuerelements 1 identisch sind mit Größe und Material des Gehäuses 21 des Temperatursensors 20-1.
Der Unterschied zwischen den Wärmekapazitäten sowohl des Temperatursteuerelements 1 als auch des Temperatursensors 20-1 ist auf ein Minimum reduziert, und die Lage des Bimetalls 6 entspricht annähernd derjenigen des Temperaturdetektorelements 32, wie oben erläutert wurde, wodurch ein Unterschied in den wärmeempfindlichen Lagen des Bimetalls 6 einerseits und des Temperaturdetektorelements 32 andererseits auf ein Minimum reduziert wird.
Wie oben beschrieben, wird ein Unterschied zwischen den Wärmekapazitäten und den wärmeempfindlichen Positionen auf ein Minimum reduziert, wodurch ein in der thermischen Ansprechempfindlichkeit des Temperatursteuerelements 1 und des Temperatursensors 20-1 hervorgerufener Unterschied auf ein Minimum reduziert wird. In anderen Worten: der Temperatursensor wird realisiert mit einer thermischen Charakteristik, welche derjenigen des Temperatursteuerelements gleicht.
Wenn also der Temperatursensor 20-1 nahe dem Temperatursteuerelement 1 innerhalb eines elektrischen Geräts angeordnet wird, um einen Messtest oder eine Einstellung der Betriebstemperatur des Temperatursteuerelements 1 zu ermöglichen, stimmen eine Temperatur, bei der das Temperatursteuerelement 1 anspricht, und eine Temperatur, die von dem von dem Temperatursensor 20-1 ausgegebenen elektrischen Temperaturinformationssignal angegeben wird, exakt überein.
Man beachte, dass die von einem innerhalb des Temperatursteuerelements fließenden Strom erzeugte Hitze, das heißt die innerhalb des Gehäuses entstehende Joulsche-Wärme, normalerweise eine Differenz hervorruft zwischen der Betriebstemperatur für den Fall, dass kein Strom in dem Temperatursteuerelement fließt, und der Temperatur für den Fall, dass in dem Temperatursteuerelement im montierten Zustand ein Strom fließt. Diese Differenz ist digitale Information, die auf Standarddaten basiert.
Nun wird keine Joulsche-Wärme erzeugt, da innerhalb des Gehäuses des Temperatursensors kein Strom fließt. Folglich lässt sich eine Umgebungstemperatur exakt messen. Wenn ein Ausgangssignal des Temperatursensors ein digitales Signal ist, lässt sich das Ausmaß einer Änderung in der Betriebstemperatur aufgrund Joulscher-Wärme, die durch einen Betriebsstrom des Temperatursteuerelements entsteht, auf der Seite der Steuerung erfassen, der das Ausgangssignal des Temperatursensors empfängt.
Wenn das Ausmaß einer Änderung der Betriebstemperatur aufgrund durch Betriebsstrom des Temperatursteuerelements entstehender Joulscher-Wärme erfasst werden kann, können Daten einer aktuellen Betriebstemperatur, bei der das Temperatursteuerelement arbeitet, korrigiert werden. Darüber hinaus lässt sich das Temperatursteuerelement simulieren, indem man das elektrische Gerät in Gang setzt, wenn der Temperatur zusammen mit dem Temperatursteuerelement eingebaut ist.
Zusätzlich erleichtert eine derartige Simulation das Verifizieren, ob eine Temperatur des Temperatursteuerelements richtig eingestellt ist in Abhängigkeit eines normalen Betriebsbereichs verschiedener Geräte, in die es eingebaut ist, und in Abhängigkeit eines abnormalen Betriebszustands, der diesen normalen Betriebsbereich überschreitet.
Üblicherweise ist dieses Profil für eine Wärmeleitfähigkeit eines normalen Temperatursensors wichtig, und außerdem ist es wünschenswert, die Temperatursensor-Terme der Wärmekapazität zu minimieren. In ein normales Temperatursteuerelement ist üblicherweise ein Bimetall eingebaut, bei dem es sich um ein temperaturempfindliches Element handelt. Das Bimetall befindet sich mit einer Oberflächenseite innerhalb eines Gehäuses, und das Bimetall sowie ein Schaltmechanismus sind in der oben beschriebenen Weise vorhanden, so dass die Wärmekapazität zunimmt und es zu einer wärmeempfindlichen Anisotropie kommt.
Wenn ein derartiges Temperatursteuerelement simuliert wird, wird für den Temperatursensor eine thermische Charakteristik gefordert, die derjenigen des Temperatursteuerelements gleicht. Durch Verwendung des Temperatursensors gemäß den erfindungsgemäßen Ausführungsformen werden sowohl die Wärmekapazität als auch die temperaturempfindliche Lage des Temperatursensors gleich denen des Temperatursteuerelements, wodurch auch das Temperaturverhalten gleich wird.
Wenn auf der Seite eines Elektrogeräts, zum Beispiel eines sogenannten digitalen elektrischen Haushaltsgeräts, ein Mikroprozessor enthalten ist und Temperaturdaten direkt von dem Temperatursensor geliefert werden, gestalten sich die Bedingungseinstellungen und eine Verifizierung für den Fall eines Schutzes mit einem mechanischen Schalter als Ausfallsicherung sehr einfach. Im Ergebnis wird auch die letztliche Sicherheit verbessert.
Zweite Ausführungsform
5A veranschaulicht einen inneren Aufbau des Temperatursensors gemäß der zweiten Ausführungsform bei Betrachtung von der Rückseite. 5B ist eine seitliche Schnittansicht eines fertigen Bauteils, in welchem der in 5A dargestellte innere Aufbau innerhalb eines Gehäuses aufgenommen ist. In den 5A und 5B sind gleiche Bezugszeichen wie jene nach 2 oder 4 mit gleichen Bezugszeichen versehen wie in 2 oder 4.
Darüber hinaus veranschaulicht 5A einen Zustand, in welchem ein Eindringloch 43 mit einer Durchmessergröße a für ein vertikales Eindringen in einem Bereich ausgebildet ist, der der Mitte des in 4A dargestellten Temperaturdetektorelements 32 des Substratträgers 31 entspricht. Bei dieser Ausführungsform ist das Eindringloch 43 mit einem Klebstoff 44 gefüllt, der eine spezifische Wärmeleitfähigkeit besitzt.
Das äußere Erscheinungsbild des Temperatursensors 20-2 der zweiten Ausführungsform ist das gleiche wie das in 2 gezeigte. Man beachte, dass Arbeitsweise, Funktionen und Effekte des Temperatursensors 20-1 die gleichen sind wie die des Temperatursensors 20-1, der in 4 gezeigt ist.
Bei dieser Ausführungsform allerdings lässt sich eine Nachweistemperatur vorab variieren. Das heißt, die Größe (die Größe des Durchmessers a) des Eindringlochs 43 und die Wärmekapazität des Klebstoffs 44 werden vor einem vollständigen Zusammenbau des Temperatursensors derart ausgewählt, dass die Nachweistemperatur des Temperatursensors 20-2 auf eine gewünschte Nachweistemperatur voreingestellt werden kann.
Damit lässt sich die Nachweistemperatur des Temperatursensors 20-2 nach Maßgabe einer in einer Umgebung des Gehäuses 21 des Temperatursensors 20-2 zu messenden Temperatur einstellen. Ein Beziehungsausdruck zwischen der Größe (dem Durchmesser a) des Eindringlochs 43, der Wärmeleitfähigkeit des Klebstoffs 44 und der Nachweistemperatur erhält man auf der Grundlage von Ergebnissen mehrerer Versuche, und die Nachweistemperatur lässt sich anhand dieses Beziehungsausdrucks einstellen.
Dritte Ausführungsform
6A zeigt einen internen Aufbau des Temperatursensors nach der dritten Ausführungsform bei Betrachtung von oben. 6B zeigt den inneren Aufbau nach 6A bei Betrachtung von der Rückseite. 6C ist eine Draufsicht auf eine innere Anordnung, implementiert durch Entfernen der großflächigen Oberseite 24 des Gehäuses nach 2, nachdem der innere Aufbau innerhalb des Gehäuses aufgenommen ist. 6D ist eine seitliche Schnittansicht eines fertigen Bauteils, an welchem die Oberseite 24 angebracht ist.
In den 6A bis 6D sind gleiche Komponenten wie in 2 oder 5 mit gleichen Bezugszeichen wie in 2 oder 5 bezeichnet. Außerdem trägt das Trägersubstrat 31 die gleichen Bezugszeichen für diese Ausführungsform wie in der 3 oder 5. Allerdings ist das Trägersubstrat 31 mit einem Substrat ausgebildet, das eine Dicke von gleich oder weniger als 0,1 mm besitzt.
Außerdem ist bei dieser Ausführungsform ein Eindringloch 45 für eine Stütze zwischen dem Temperaturdetetkorelement 32 und den Verbindungselektroden 26 ausgebildet. Aus diesem Grund ist von den gedruckten Leitungen 35 für Eingabe und Ausgabe die gedruckte Leitung 35b für eine Erdung mit beträchtlichen Biegungen ausgestattet, um das Eindringloch 45 zu umgehen.
Wenn der oben beschriebene interne Aufbau in dem Gehäuse 21 aufgenommen ist, wie in den 6C und 6D dargestellt ist, wird von dem unteren Festelement 46 eine Bodenfläche, bei der es sich um eine Seitenfläche gegenüber der Oberseite handelt, an der das Temperaturdetektorelement 32 angeschlossen ist, abgestützt.
In dem unteren Festelement 46 steht eine Stütze 46a an einer Stelle aufrecht, die dem Eindringloch 45 des Trägersubstrats 31 entspricht. Die Oberseite der Stütze 46a tritt in Berührung mit der inneren Oberseite 24a des Gehäuses 21, indem sie in das Eindringloch 45 derart eindringt, dass das Trägersubstrat 31 ausgerichtet ist.
Außerdem wird die Seite des Trägersubstrats 31, die näher an dem Öffnungsteil 29 des Gehäuses 21 gelegen ist, von dem oberen Festelement 47 von oben her angedrückt und an der unteren Innenfläche 25a des Gehäuses 21 zusammen mit dem unteren Festelement 46 fixiert. Das obere Festelement 47 wird platziert, indem es von außen in die Stütze 46a eingepasst wird, und es drückt das den Öffnungsteil 29 näher gelegene Ende des Trägersubstrats 31 nach unten.
Das oben beschriebene untere Festelement 46 ist derart platziert, dass die gesamte Unterseite, bei der es sich um eine Seitenfläche handelt, die der das Trägersubstrat 31 tragenden Oberseite gegenüberliegt, in innige Berührung mit der unteren Innenfläche 25a treten kann. Außerdem befindet sich bei dieser Ausführungsform ein Klebstoff 48 mit einer spezifischen Fläche und Dicke zwischen dem unteren Festelement 46 und der Bodenfläche des Trägersubstrats 31.
Auch bei dieser Ausführungsform ist ein Raum, der von dem Öffnungsteil 29 bis zu dem oberen Festelement 47 und dem unteren Festelement 46 reicht, mit dem ausgehärteten Harz 41 ausgefüllt. Das ausgehärtete Harz 41 dichtet von außen einen Verbindungsteil mit den Verbindungselektroden 36 durch das Lot 38 der Leitungsdrähte 22 ab, die mit den Verbindungselektroden 36 verbunden sind, außerdem das Isolierbeschichtungsmaterial 23, die die abgedeckten Leitungsdrahtteile auf der Seite des Verbindungsteils bilden.
Ferner ist auch bei dieser Ausführungsform die Seite des anderen Endes der Leitungsdrähte 22, auf der ein Ende mit den Verbindungselektroden 36 verbunden ist, unter Durchdringung des ausgehärteten Harzes 41 aus dem Gehäuse 21 herausgeführt. Ferner ist ein Leerraum 42 zwischen den fünf umgebenden Fläche gebildet, welche nicht die Fläche enthalten, die mit dem Trägersubstrat 31 des Temperaturdetektorelements 32 und der Innenfläche des Gehäuses 21 verbunden ist.
Auch bei dieser Ausführungsform kommt eine Lage des Temperaturdetektorelements 32 innerhalb des Gehäuses 21 des oben beschriebenen Temperatursensors 20-3 der Lage des Bimetalls 6 nach 1B innerhalb des Gehäuses 2 des Temperatursteuerelements 1 gemäß 1A möglichst nahe.
Man beachte, dass ein äußeres Erscheinungsbild des Temperatursensors 20-3 der dritten Ausführungsform das gleiche ist, wie es in 2 dargestellt ist. Betriebsweisen, Funktionen und Effekte des Temperatursensors 20-3 sind die gleichen wie die des in 5 gezeigten Temperatursensors 20-2.
Auch bei dieser Ausführungsform lässt sich die Nachweistemperatur variieren. Bei dieser Ausführungsform ist es schwierig, eine Wärmeleitfähigkeit des unteren Festelements 46 zu ändern, wenn man dies durch Ändern des Werkstoffs des vergleichsweise großen Elements tut. Allerdings ist es einfach, den Klebstoff 48 gegen einen anderen Klebstoff 48 mit einer anderen Wärmeleitfähigkeit auszutauschen. Außerdem ist es einfach, enie Fläche zu ändern, die mit dem Klebstoff 48 überzogen ist.
Die Nachweistemperatur des Temperatursensors 20-3 lässt sich auf eine gewünschte Nachweistemperatur abhängig von einer Temperatur voreinstellen, die in einer Umgebung des Gehäuses 21 des Temperatursensors 20-3 gemessen werden soll, indem man die überzogene Fläche und die Wärmeleitfähigkeit des Klebstoffs 44 vor Vervollständigung des Zusammenbaus des Temperatursensors auswählt.
Vierte Ausführungsform
7A zeigt einen inneren Aufbau des Temperatursensors nach der vierten Ausführungsform bei Betrachtung von der Rückseite. 7B ist eine Draufsicht auf eine Innenseite, implementiert durch Entfernen der großflächigen Oberseite 24 des Gehäuses gemäß 2, nachdem der innere Aufbau in dem Gehäuse aufgenommen ist. 7C ist eine seitliche Schnittansicht eines fertigen Bauteils, in welchem die Oberseite 24 an dem in 7B dargestellten Aufbau angebracht ist.
In den 7A bis 7C sind gleiche Komponenten wie in 6 mit den gleichen Komponenten wie in 6 bezeichnet. Auch bei dieser Ausführungsform ist das Trägersubstrat 31 mit einem Substrat einer Dicke von 0,1 mm oder weniger ausgebildet.
Außerdem ist das äußere Erscheinungsbild des Temperatursensors 20-4 der vierten Ausführungsform das gleiche wie das, das in 2 gezeigt ist. Darüber hinaus sind Arbeitsweise, Funktionen und Effekte des Temperatursensors 20-4 die gleichen wie die des in 6 gezeigten Temperatursensors 20-3.
Allerdings unterscheidet sich der Temperatursensor dieser Ausführungsform von jenem nach 6 dadurch, dass ein Eindringloch 49 mit einer Durchmessergröße b für vertikales Eindringen in einen Bereich gebildet ist, der der Mitte des Temperaturdetektorelements 32 des Trägersubstrats 31 entspricht, und dass der Klebstoff 48 direkt an der Bodenfläche des Temperaturdetektorelements 32 über das Eindringloch 49 haftet.
Im Fall der 6 wird die Wärme des Klebstoffs 48, dessen Wärmeleitfähigkeit geändert wird, über das Trägersubstrat 31 auf die Bodenfläche des Temperaturdetektorelements 32 übertragen. Bei dieser Ausführungsform hingegen ist der Klebstoff 48 direkt auf die Bodenfläche des Temperaturdetektorelements 32 über das Eindringloch 49 aufgebracht. Daher lässt sich die Wärme des Klebstoffs 48, bei dem die Wärmeleitfähigkeit geändert ist, direkt auf die Bodenfläche des Temperaturdetektorelements 32 leiten.
Wie oben beschrieben, werden die überzogene Fläche und die Wärmeleitfähigkeit des Klebstoffs 44 vor dem vollständigen Zusammenbau des Temperatursensors ausgewählt, wodurch die Nachweistemperatur des Temperatursensors 20-4 auf eine gewünschte Nachweistemperatur abhängig von einer Temperatur voreingestellt werden kann, die in einer Umgebung des Gehäuses 21 des Temperatursensors 20-4 zu messen ist.
Die obige Erläuterung bezieht sich auf den Fall, dass sowohl das Gehäuse des Temperatursteuerelements als auch das des Temperatursensors einem rechtwinkligen Parallelepiped entsprechen. Überflüssig zu sagen, dass der Aufbau nicht hierauf beschränkt ist, solange die äußere Form und das Material des Gehäuses des Temperatursensors so konfiguriert sind, dass sie der Form und dem Material des Gehäuses des Temperatursteuerelements nahe kommen.
Beispielsweise besitzen einige Temperatursteuerelemente ein zylindrisches Gehäuse. In diesem Fall kann auch das Gehäuse eines Temperatursensors zylindrisch ausgebildet sein. In diesem Fall wird das Trägersubstrat 31 von der Rückseite mit Hilfe eines Eindrückteils innerhalb des Gehäuses eingedrückt, und das Temperaturdetektorelement 32, das auf dem Trägersubstrat 31 angebracht ist, wird eingebaut durch Anpressen gegen eine Innenfläche einer Metallkappe des zylindrischen Gehäuses.
Die Verbindungselektroden und die externen Verbindungsanschlüsse des Trägersubstrats 31 sind mit Drähten verbunden, die gebogen sind, um innerhalb des Gehäuses verformbar zu sein. Die Metallkappe wird als wärmeempfindliches Element implementiert, und der Temperatursensor wird dadurch installiert, dass eine Außenfläche der Metallkappe dazu gebracht wird, in Berührung mit einer Fläche zu treten, deren Wärme zu fühlen ist.
Industrielle Anwendbarkeit
Wie oben beschrieben, ist der Temperatursensor gemäß der Erfindung in sämtlichen industriellen Gebieten anwendbar, die einen Temperatursensor benötigen, um exakt eine Betriebstemperatur eines Temperatursteuerelements, zum Beispiel eines Thermostats, nachzuweisen.

Claims

Temperatursensor (20, 20-1, 20-2, 20-3, 20-4), umfassend: ein Temperaturdetektorelement (32) zum Umwandeln einer Umgebungstemperatur in ein elektrisches Temperaturinformationssignal; ein aus Metall oder einem Harzmaterial bestehendes Gehäuse (21) in Form eines Quaders, definiert durch eine großflächige obere Seite (24) und eine großflächige untere Seite (25), die einander gegenüberliegen, ferner durch einander gegenüberliegende schmalflächige Seiten (26, 27), wobei der Quader eine kleine Seitenfläche (28) aufweist, die eine der übrigen kleinen und einander gegenüberliegenden Flächen des Quaders bildet, und mit einer Öffnung (29), die sich an einer Stelle gegenüber der kleinen Seitenfläche (28) befindet; ein Trägersubstrat (31), in welchem das Temperaturdetektorelement (32) an gedruckte Leitungen (34, 35) angeschlossen ist, wobei mehrere Eingangs- und Ausgangsanschlüsse des Temperaturdetektorelements (32) mit gedruckten Eingang- bzw. Ausgangsleitungen (35 (35a, 35b, 35c)) verbunden sind, und Verbindungselektroden (22a-1, 22b-1, 22c-1) an Enden der gedruckten Eingangs- und Ausgangsleitungen (35 (35a, 35b, 35c)) ausgebildet sind, untergebracht in dem Gehäuse (21); Leitungsdrähte (22 (22a, 22b, 22c)), von denen ein Ende mit den Verbindungselektroden (36) verbunden ist und das andere Ende aus dem Gehäuse (21) herausgeführt ist; ein festes Element (46) zum Fixieren einer Seite eines näher an dem Öffnungsteil (29) des Trägersubstrats (31) gelegenen Endes an der großflächigen unteren Seite (25a) des Gehäuses (21) durch Anpressen von oberhalb der Seite des Endes; ein ausgehärtetes Harzmaterial (41), mit welchem ein Raum von dem Öffnungsteil (29) hin zu dem festen Element (46) ausgefüllt ist, um einen Verbindungsteil mit den Verbindungselektroden (36) der Leitungsdrähte (22 (22a, 22b, 22c)) abzudichten, die mit den Verbindungselektroden (36) verbunden ist, ebenso wie vom Leitungsdraht (23 (23a, 23b, 23c)) bedeckte Teile auf einer Seite des Verbindungsteils; und einen Leerraum (42), der zwischen fünf umgebenden Flächen gebildet ist, welche nicht eine Fläche enthalten, die mit dem Trägersubstrat (31) des Temperaturdetektorelements und eine Innenfläche des Gehäuses (21) verbunden ist, wobei das Trägersubstrat (31) derart platziert ist, dass eine gesamte untere Fläche, bei der es sich um eine Seitenfläche gegenüber einer Oberseite handelt, an der das Temperaturdetektorelement (32) angeschlossen ist, in engen Kontakt mit der großflächigen unteren Seite (25a) des Gehäuses (21) treten kann.
Temperatursensor nach Anspruch 1, bei dem das Trägersubstrat (31) eine Dicke von 0,8 mm oder mehr aufweist.
Temperatursensor nach Anspruch 1 oder 2, bei dem ein Eindringloch (49) spezifizierter Größe für ein vertikales Eindringen an einer Stelle gebildet ist, die einer Mitte des Temperaturdetektorelements (32) entspricht, und ein Klebstoff (48) mit einer spezifizierten Wärmeleitfähigkeit, mit welchem das Eindringloch (49) zwischen einer Unterseite des Temperaturdetektorelements (32) und einer Bodenfläche des Gehäuses (21) gefüllt ist, innerhalb des Trägersubstrats vorgesehen ist.
Temperatursensor nach Anspruch 3, bei dem eine Größe des Eindringlochs (49) und die Wärmeleitfähigkeit voreingestellt sind nach Maßgabe einer Temperatur, die in einer Umgebung des Gehäuses (21) zu messen ist.
Temperatursensor, umfassend: ein Temperaturdetektorelement (32) zum Umwandeln einer Umgebungstemperatur in ein elektrisches Temperaturinformationssignal; ein aus Metall oder einem Harzmaterial bestehendes Gehäuse (21) in Form eines Quaders, definiert durch eine großflächige obere Seite (24) und eine großflächige untere Seite (25), die einander gegenüberliegen, ferner durch einander gegenüberliegende schmalflächige Seiten (26, 27), wobei der Quader eine kleine Seitenfläche (28) aufweist, die eine der übrigen kleinen und einander gegenüberliegenden Flächen des Quaders bildet, und mit einer Öffnung (29), die sich an einer Stelle gegenüber der kleinen Seitenfläche (28) befindet; ein Trägersubstrat (31), in welchem das Temperaturdetektorelement (32) mit gedruckten Leitungen (34, 35) verbunden ist, wobei mehrere Eingangs- und Ausgangsanschlüsse des Temperaturdetektorelements (32) mit gedruckten Eingangs- bzw. Ausgangsleitungen (35 (35a, 35b, 35c)) verbunden sind, Verbindungselektroden (36) an Enden (22a-1, 22b-1, 22c-1) der gedruckten Eingangs- und Ausgangsleitungen (35 (35a, 35b, 35c)) ausgebildet sind, und ein Eindringloch (45) zwischen den Verbindungselektroden (36) und dem Temperaturdetektorelement (32) innerhalb des Gehäuses (31) gebildet ist; Leitungsdrähte (22 (22a, 22b, 22c)), von denen ein Ende mit den Verbindungselektroden (26) verbunden ist und das andere Ende aus dem Gehäuse (21) herausgeführt ist; ein unteres festes Element (46), ausgestattet mit einer Stütze (46a), die in das Eindringloch (45) des Trägersubstrats (31) eindringt, um das Trägersubstrat (31) mit der Stütze (46a) auszurichten, und um eine untere Fläche abzustützen, bei der es sich um eine Seitenfläche gegenüber der Oberseite handelt, mit der das Temperaturdetektorelement (32) des Trägersubstrats (31) verbunden ist; einen Klebstoff (44), der eine spezifizierte Fläche und Dicke aufweist und sich zwischen dem unteren festen Element (46) und einer von dem unteren festen Element (46) des Trägersubstrats (31) abgestützten Fläche befindet; ein oberes festes Element (47), das extern in die Stütze (46a) eingepasst ist, um zusammen mit dem unteren festen Element (46) das Trägersubstrat (31) durch Anpressen von oberhalb einer Seite eines näher an dem Öffnungsteil (29) des Trägersubstrats (31) gelegenen Endes zu fixieren; ein ausgehärtetes Harzmaterial (41), mit dem ein Raum von dem Öffnungsteil (39) hin zu dem oberen festen Element (47) und dem unteren festen Element (46) ausgefüllt ist, um einen Verbindungsteil mit den Verbindungselektroden (36) der Leitungsdrähte (22 (22a, 22b, 22c)), die an die Verbindungselektroden (36) angeschlossen sind, ebenso abzudichten wie Leitungsdrahtabdeckungen (23 (23a, 23b, 23c)) auf einer Seite des Verbindungsteils; und einen Raum (42), gebildet zwischen fünf umgebenden Seitenflächen ohne eine Fläche, die mit dem Trägersubstrat (31) des Temperaturdetektorelements (32) und einer Innenfläche des Gehäuses (21) verbunden ist, wobei das untere feste Element (46) derart platziert ist, dass die gesamte Unterseite, bei der es sich um eine Seitenfläche gegenüber der das Trägersubstrat (31) abstützenden Oberseite handelt, in engen Kontakt treten kann mit der großflächigen Unterseite (25a) des Gehäuses (21).
Temperatursensor nach Anspruch 5, bei dem das Trägersubstrat eine Dicke von 0,1 mm oder weniger hat.
Temperatursensor nach Anspruch 5, bei dem der Klebstoff (48) eine spezifizierte Wärmeleitfähigkeit besitzt, und die Wärmeleitfähigkeit nach Maßgabe einer in einer Umgebung des Gehäuses (21) zu messenden Temperatur in Verbindung mit einer Fläche und der Dicke des Klebstoffs (48) voreingestellt ist.
Temperatursensor nach Anspruch 5 oder 6, bei dem ein Eindringloch (43) einer spezifizierten Größe für vertikales Eindringen an einer der Mitte des Temperaturdetektorelements (32) entsprechenden Stelle ausgebildet ist, und das Eindringloch (43) mit einem Teil des dem Eindringloch (43) entsprechenden Klebstoff in dem Substrat (31) eingepresst und gefüllt ist.
Temperatursensor nach Anspruch 8, bei dem der Klebstoff (44) eine spezifizierte Wärmeleitfähigkeit besitzt, und die Wärmeleitfähigkeit voreingestellt ist nach Maßgabe einer in einer Umgebung des Gehäuses (21) gemessenen Temperatur in Verbindung mit einer Fläche und der Dicke des Klebstoffs (44) und einer Größe des Eindringlochs (43).
Temperatursensor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem das Temperaturdetektorelement (32) eine nachgewiesene Temperatur in einen Widerstandswert oder einen Spannungswert umwandelt und den umgewandelten Widerstandswert oder Spannungswert als Analogsignal auf die Leitungsdrähte (22 (22a, 22b, 22c)) gibt.
Temperatursensor nach Anspruch 1 oder 5, bei dem das Temperaturdetektorelement (32) die nachgewiesene Temperatur in einen Widerstandswert oder einen Spannungswert umwandelt und den umgewandelten Widerstandswert oder Spannungswert als digitales Signal auf die Leitungsdrähte (22 (22a, 22b, 22c)) gibt.
Temperatursensor nach Anspruch 1 oder 5, bei dem das Gehäuse (21) aus demselben Material und mit der gleichen Größe konfiguriert ist wie das Gehäuse (2) des Temperatursteuerelements (1) in welchem eine Betriebstemperatur von dem Temperatursensor (20) zu messen ist, und das Temperaturdetektorelement (32) innerhalb des Gehäuses (21) des Temperatursensors (20) in der gleichen Lage platziert ist wie eine Lage eines temperaturempfindlichen Elements innerhalb des Gehäuses (2) des Temperatursteuerelements (1).