JP2002156290A

JP2002156290A - 温度センサとその製造方法

Info

Publication number: JP2002156290A
Application number: JP2000354887A
Authority: JP
Inventors: Giichi Sakagami; 義一坂上; Tomohiko Kino; 智彦城野; Satoshi Kurihara; 聡栗原
Original assignee: Ohizumi Mfg Co Ltd; Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Ohizumi Mfg Co Ltd; Marelli Corp
Priority date: 2000-11-21
Filing date: 2000-11-21
Publication date: 2002-05-31

Abstract

(57)【要約】【課題】構造並びに組み立てが簡単な温度センサとそ
の製造方法を提供する。【解決手段】サーミスタ素子１を配線パターン２に接
続してモールド体３に封入した温度センサであって、配
線パターン２は、長短のセグメント２Ａ，２Ｂを組み合
わせた金属フレームであり、サーミスタ素子１の両端子
を接続するサーミスタ接続用端子部分４と、外部回路接
続用端子部分５と、リード線部分７を有している。長尺
のフレーム２Ａは、平面形状がＬ字形をなし、短尺のフ
レーム２Ｂは、長尺のフレーム２ＡのＬ字形の底辺部分
に、一定の間隔で向き合わせに配置され、サーミスタ素
子１の接続用端子部分４は、長尺のセグメント２ＡのＬ
字の底辺部分と、この部分に向き合う短尺セグメント２
Ｂの先端部分であり、外部回路接続用端子部分５は、両
セグメント２Ａ，２Ｂの端末である。サーミスタ素子１
の接続用端子部分４と外部回路接続用端子部分５との間
がリード線部分７である。、モールド体３は、サーミス
タ素子１と配線パターン２の一部を封止して一定形状に
成形された樹脂である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、樹脂内に封入され
た温度検出素子を有する温度センサと、その製造方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】温度検出素子（サーミスタ素子）の端子
に金属フレームを用いた温度センサとして、特開２００
０−１４６７１２号公報（先行例１）に記載された温度
センサがある。

【０００３】先行例１の温度センサは、自動車のオイル
系統の油温測定用のセンサとして開発されたものであ
り、図７に示すように、センサ本体１５と、一対のリー
ド線１６，１６と、金属ケース１９との組み合わせから
なるものである。

【０００４】センサ本体１５は、温度検知素子１１に一
対の導線１２，１２を介して各基端１３ａ，１４ａ側が
それぞれ接続される一対の端子１３，１４を有し、この
一対の端子１３，１４の各先端１３ｂ、１４ｂ側を外に
露出させた状態で該一対の端子１３，１４の各基端１３
ａ、１４ａと、温度検知素子１１及び一対の導線１２，
１２を覆うように樹脂成形により成形されたものであ
り、この一対の端子１３，１４には、長短の金属製のフ
レーム（リードフレーム）が用いられている。

【０００５】一対のリード線１６，１６は、一対の端子
１３，１４の先端１３ｂ、１４ｂ側に接続されるもので
あり、金属ケース１９は、一対のリード線１６，１６及
びセンサ本体１５を弾性のブッシュ１７を介して装着さ
せるものである。

【０００６】要するに、先行例１においては、温度検知
素子接続端子に長短のリードフレームの組合わせである
一対の端子１３，１４を用い、一対の端子１３，１４の
各基端側１３ａ，１４ａに接続されたサーミスタ１１及
び両端子１３，１４の各先端に接続された導線１２，１
２を覆うように熱伝導性の良い所定の樹脂のインサート
成形によって、センサ本体１５に加工し、センサ本体１
５から露出させた一対の端子１３，１４（長短のリード
フレームのセグメント）先端に、半田付けによってリー
ド線１６、１６の接続を行なう、というものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】先行例１においては、
水密性の要求からリード線１６、１６にゴムブッシュ１
７を装着し、さらに金属製のスペーサ１８を介して金属
ケース１９をセンサ本体１５に装着したものであり、構
造は複雑であるが、水密性はたしかに確保されるものと
思われる。

【０００８】また、図８に示す自動車、ＯＡ機器等に用
いられる温度センサ用リードフレームインサート成形品
（特開平６−１３２３３５号公報）（先行例２）は、２
本のリードフレームを１次成形、２次成形および３次成
形を行って、リードフレームインサート成形品を提供す
る方法であるが、この先行例２においては、一次成形の
状態でリードフレーム２１、２１の外端に電線２４を接
続し、電線２４の一部を含めて２次成形品２６に埋め込
んでいるのみであり、リードフレーム２１、２１と、電
線の接続部２５を電線２４の一部をも一緒に射出成形す
る理由として水密構造を形成するためであると説明して
いる。なお、サーミスタ素子２７は、一次成形の状態で
リードフレーム２１、２１の先端間に取付けられる。

【０００９】たしかに、発明者らの実験によれば、温度
センサに水密性が要求されるときには、なにも、先行例
１のような厄介な水密構造によらなくてもアキシャルリ
ードの温度検知素子に水密コートを施すことによって、
先行例２のような水密構造を用いて十分に対応できるこ
とがわかっている。先行例２のようにリードフレーム
と、その外端に接続された電線（リード線）２４の一部
を含めて２次成形品２６に埋め込んでいるのみで、水密
構造を確保することが可能であるとすれば、リードフレ
ームには、必ずしも予め電線（リード線）が接続されな
ければならない理由は見出せないが、おそらく、従来は
リードフレームのような金属フレームは、外部回路の接
続用端子として使用することができない、と考えられて
いたものと推測される。

【００１０】これは、水密構造の温度センサに限らず、
通常の温度センサにも当てはまる問題である。サーミス
タ素子接続配線に金属フレームを用いたのであれば、製
品として市場に提供される温度センサには、かならずし
も、金属フレームに先行例１のようなリード線あるいは
先行例２のように電線が接続されなければならない理由
はない。

【００１１】本発明の目的は、温度検出素子が接続され
た配線パターンをそのまま外部回路の接続用端子に用い
て構造ならびに組み立てが簡単な温度センサとその製造
方法を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明による温度センサにおいては、温度検出素子
を配線パターンに接続してモールド体に封入した温度セ
ンサであって、配線パターンは、温度検出素子に通電し
て信号を取出す引出し線部分と、温度検出素子の端子を
接続する素子接続用端子部分と、外部回路接続用端子部
分とを含むものであり、モールド体は、外部回路接続用
端子部分を除き、温度検出素子と配線パターンの一部を
封止してなる樹脂である。

【００１３】また、配線パターンは、金属フレームの長
短のセグメントの組み合わせであり、長尺のセグメント
は、平面形状がＬ字形をなし、短尺のセグメントは、長
尺のセグメントのＬ字形の底辺部分に、一定の間隔で向
き合わせに配置され、素子接続用端子部分は、長尺のセ
グメントのＬ字形の底辺部分と、この部分に向き合う短
尺セグメントの先端部分であり、外部回路接続用端子部
分は、両セグメントの端末であり、素子接続用端子部分
と、外部回路接続用端子部分との間に引出し線部分が形
成されているものである。

【００１４】また、引出し線部分及び外部回路接続用端
子部分は、素子接続用端子部分に対し、直角に折曲され
ているものである。

【００１５】また、素子接続用端子部分のセグメントの
板面と、引出し線部分を形成する両セグメントの板面と
は、互いに直交し、引出し線部分を形成する両セグメン
トの板面は互いに向き合わされ、外部回路接続用端子部
分は、引出し線部分の延長上のセグメントに形成されて
いるものである。

【００１６】また、温度検出素子は、アキシャル型サー
ミスタ素子であり、サーミスタ素子とサーミスタ素子の
両端に接続された端子線の一部とに跨って、表面に水密
コートが施されているものである。

【００１７】また、配線パターンは、金属フレームであ
り、モールド体内に埋め込まれる金属フレームの一部に
は、モールド体の樹脂を受入れる溝が刻まれているもの
である。

【００１８】また、本発明による温度センサの製造方法
においては、金属フレームを用い、セグメントの折曲処
理と、温度検出素子の取付処理と、封止処理とを順次行
なう温度センサの製造方法であって、金属フレームは、
長短のセグメントの組み合わせであり、温度検出素子の
端子線を接続する素子接続用端子部分と、外部回路接続
用端子部分とを含み、長尺のセグメントは、平面形状が
Ｌ字形をなし、短尺のセグメントは、長尺のセグメント
のＬ字形の底辺部分に、一定の間隔で向き合わせに配置
され、この間に素子接続用端子部分を形成し、これに続
くセグメントの部分は、引出し線部分を形成し、外部回
路接続用端子部分は、両セグメントの端末であり、セグ
メントの折曲処理は、素子接続用端子部分を除き、両セ
グメントの引出し線部分を同方向に直角に折曲する処理
であり、温度検出素子の取付処理は、温度検出素子の両
端に取付けられたリード線を、素子接続用端子部分であ
る長尺のセグメントのＬ字の底辺部分と、この部分に向
き合う短尺セグメントの先端部分とにスポット溶接する
処理であり、封止処理は、樹脂による一定形状に成形さ
れたモールド体内に温度検出素子と両セグメントの引出
し線部分の一部を封止する処理である。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下に、温度検出素子にサーミス
タ素子を用いた温度センサの実施の形態を図によって説
明する。図１において、本発明による温度センサは、サ
ーミスタ素子１と、配線パターン２と、モールド体３と
からなるものである。この実施形態において、サーミス
タ素子１には、素子１の両端に端子線１Ａ、１Ｂを有す
るアキシャル型サーミスタ、たとえばアキシャル型ＤＨ
Ｔサーミスタを用いている。配線パターン２は、サーミ
スタ素子１に通電して信号を取出す電気配線のパターン
であり、対をなし、引出し線部分７を形成する長さ方向
の一端側にサーミスタ素子１の接続用端子部分４を有
し、他端側に外部回路接続用部分５を一体に有してい
る。温度センサに水密性が要求されるときには、サーミ
スタ素子１と両端の端子線１Ａ、１Ｂの一部とに跨って
水密コート９が施されたアキシャル型サーミスタを用い
る。

【００２０】本発明において、配線パターン２には、金
属板（例えば黄銅板）をプレス打ち抜き加工した金属フ
レームを用いている。もちろん、金属板の打ち抜き加工
によらず、リードフレームのような金属フレームであっ
てもよい。配線パターン２に用いる金属フレームは、図
２に示すように長短のセグメント２Ａ、２Ｂの組み合わ
せであり、長尺のセグメント２Ａは、平面形状がＬ字形
をなし、短尺のセグメント２Ｂは、長尺のセグメント２
ＡのＬ字の底辺部分に、一定の間隔で向き合わせに配置
されている。

【００２１】サーミスタ素子１は、両セグメント２Ａ，
２Ｂ間に形成されるサーミスタ素子接続用端子部分４、
すなわち、長尺のセグメント２ＡのＬ字の底辺部分Ａ
と、長尺のセグメントのＬ字の底辺部分Ａに向き合わせ
に配置された短尺セグメント２Ｂの先端部分Ｂとに跨っ
てスポット溶接されているものである。

【００２２】モールド体３は、一定形状に成形された樹
脂であり、サーミスタ素子１と、配線パターン２の一部
は、モールド体１内に封止されている。外部回路接続用
端子部分５は、両セグメント２Ａ，２Ｂの端末であり、
外部回路の配線を接続する端子あるいはコネクタであ
る。そして、サーミスタ素子１の接続用端子部分４と外
部回路接続用端子部分５との間のセグメント２Ａ、２Ｂ
の部分が引出し線部分７となる。したがって、サーミス
タ素子１の接続用端子部分４および引出し線部分７の一
部がサーミスタ素子１とともに、モールド体３に封止さ
れ、引出し線部分７の残りの部分と、外部回路接続用端
子部分５とが外部に露出する。

【００２３】本発明において、サーミスタ素子１の接続
用端子部分４のセグメント２Ａ、２Ｂの板面と、引出し
線部分７を形成する両セグメント２Ａ、２Ｂの板面と
は、図１に示すＸ部分において折り曲げられて互いに直
交し、引出し線部分７の両セグメント２Ａ、２Ｂの板面
は互いに向き合わされているものである。

【００２４】この実施形態においては、引出し線部分７
の両セグメント２Ａ，２Ｂの端末を一定角度（約４５°
の角度）で両外方に折曲してセグメント２Ａ，２Ｂの相
互間を拡開し、外部回路接続用端子部分５、５間の間隔
を拡げている。また、外部回路接続用端子部分５の板面
には、配線接続用の小孔６を開口している。

【００２５】本発明による温度センサは、金属フレーム
を用いて以下に述べるセグメントの加工処理と、温度検
出素子の取付処理、この実施形態においてはサーミスタ
素子の取付処理と、封止処理とを順次行なう事によって
製造される。

【００２６】配線パターン２に用いる金属フレームは、
図２に示すように長短のセグメント２Ａ，２Ｂの組合わ
せであり、長尺のセグメント２Ａは、平面形状がＬ字形
をなし、短尺のセグメント２Ｂは、その先端Ｂが、長尺
のセグメントのＬ字形の底辺をなす部分Ａに、一定の間
隔で向き合わせに配置され、長尺セグメント２Ａと短尺
セグメント２Ｂとは適宜タイバー２Ｃにて連結されてい
る。

【００２７】配線パターン２に用いる金属フレームは、
金属板（黄銅板）をプレスによる板面の打ち抜き加工を
することによって得られるが、前述のようにリードフレ
ームであってもよい。サーミスタ素子１には、前述のよ
うに素子の両端に端子線１Ａ、１Ｂを有するアキシャル
型サーミスタ、たとえばアキシャル型ＤＨＴサーミスタ
を用い、水密構造が必要の時には、アキシャル型サーミ
スタ素子１の表面と、端子線１Ａ、１Ｂの一部にまたが
って予め水密コート（たとえばポリアミドコート）９を
施しておく。

【００２８】セグメントの加工処理は、両セグメント２
Ａ，２Ｂの引出し線部分７を外部回路の接続用端子部分
５とともに、サーミスタ素子１の接続用端子部分４に対
して直角に折曲する処理である。図３に示すように、引
出し線部分７の両セグメント２Ａ，２Ｂをサーミスタ素
子１の接続用端子部分４に対し、同方向に直角方向に折
曲し、さらに、外部回路接続用端子部分５を含む一定長
さ範囲の部分を外側に約４５゜の角度で折曲する。

【００２９】この結果、サーミスタ素子１の接続用端子
部分４を形成する両セグメント２Ａ，２Ｂ間の間隔ｄ１
は相対的に狭く、これに続く引出し線部分７を形成する
両セグメントの間隔ｄ２は図３（ａ）のように相対的に
広く設定され、引出し線部分７の両セグメント２Ａ，２
Ｂの板面が互いに向き合わせになる。

【００３０】サーミスタの取付け処理は、両セグメント
２Ａ，２Ｂの接続用端子部分４にサーミスタ素子１を取
付ける処理である。図４において、サーミスタ素子（ア
キシャル型ＤＨＴサーミスタ）１の両端に取付けられた
端子線１Ａ、１Ｂを、サーミスタ素子１の接続用端子部
分４である長尺のセグメント２のＬ字の底の部分Ａと、
この部分に向き合う短尺セグメント2Ｂの先端部分Ｂと
にスポット溶接し、ついで、両セグメント２Ａ、２Ｂ間
をつなぐタイバー２Ｃを切断する。

【００３１】封止処理は、サーミスタ素子１をモールド
体３内に封止する処理である。サーミスタ素子１と、両
セグメント２Ａ，２Ｂの引出し線部分７の一部を含んで
金型（図示略）内にセットし、次いで所定の樹脂を金型
内にインサートし、図５に示すようにインサート樹脂に
よる一定形状に成形されたモールド体３内に、サーミス
タ素子１とともに、サーミスタ素子１の接続用端子部分
４と引出し線部分７の一部のセグメント２Ａ，２Ｂの部
分を封止して温度センサを完成する。上記各処理工程に
おいて、セグメントの加工処理と、サーミスタの取付処
理とは、いずれが先であっても構わない。

【００３２】本発明によれば、金型の定位置に金属フレ
ームのセグメントを保形し、このフレームを金型内にイ
ンサートされた樹脂内に埋設することによって、両セグ
メント２Ａ、２Ｂ間の短絡、位置ずれ、断線などの支障
は生じない。

【００３３】本発明による温度センサは、両端子線１
Ａ、１Ｂの一部とサーミスタ素子１とに跨って水密コー
トを施しておけば液中あるいは油中に浸して水温あるい
は油温を測定するセンサとして用いることができるが、
空気中で使用するときには、必ずしも、サーミスタ素子
１に水密コートを施す必要はない。もっとも、モールド
体３内には可能な限り湿気や水分が入らない方が望まし
い。

【００３４】このためには、モールド体３内に埋め込ま
れる金属フレームの部分、たとえば引出し線部分７のセ
グメント２Ａ，２Ｂの全周面にわたって、図６に示すよ
うに溝８を１または2条以上平行に刻みつけておくこと
が望ましい。板面に溝８を有する金属フレームを用いた
ときには、モールド体３を形成するインサート樹脂が硬
化前に溝８内に受入れられ、硬化時にモールド樹脂が収
縮して溝８内に密着し、セグメント２Ａ，２Ｂとモール
ド体３間の隙間を通じての湿気や水分の浸入を有効に阻
止できる。

【００３５】

【発明の効果】以上のように本発明による温度センサ
は、温度検出素子、例えばサーミスタ素子を配線パター
ンに接続してモールド体に封入した温度センサであっ
て、配線パターンは、対をなし、サーミスタ素子の両端
子を接続するサーミスタ接続用端子部分と、外部回路接
続用端子部分とを含むものであるため、サーミスタ素子
をサーミスタ接続用端子部分に取付けるだけで、配線パ
ターンには、さらにリード線や、外部回路接続用端子を
半田付けなどによって取付ける必要がなく、そのまま封
止処理を行えばよく、したがって、温度センサの製造工
数を従来品に比べて大幅に簡略化できる。

【００３６】しかも、配線パターンに、プレス打ち抜き
板あるいは、リードフレームによる金属フレームの長短
のセグメントの組み合わせを用いることにより、サーミ
スタ素子接続用端子部分と長尺のセグメントの先端部分
と、外部回路接続用端子部分とを容易に確保でき、外部
回路接続用端子部分は、外部配線を半田などによって接
続するための端子として用いるだけではなく、コネクタ
として用いることも可能であり、したがって、温度セン
サの設置態様を大幅に拡大できる。

【００３７】また、本発明によるときには、両端に端子
線を有するアキシャル型ＤＨＴサーミスタに水密コーテ
ィング処理を施すことによって、水温、油温検知用温度
センサとして用いることができるが、さらに、インサー
ト樹脂に埋設される金属フレームの前周に溝を刻んでお
くことにより、溝内にインサート樹脂を受入れて硬化さ
せることにより、金属フレームと、モールド体の樹脂と
の密着性を高めることが可能となり、金属フレームと、
モールド体との間に水分が浸入することが殆どなく、モ
ールドの一次成形のみで所要の品質を有する温度センサ
を得ることができる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による温度センサの一実施形態を示す図
であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は
正面図である。

【図２】本発明の温度センサに用いる金属フレームを示
す平面図である。

【図３】セグメントの加工処理を示すもので、（ａ）
は、加工処理された金属フレームの平面図、（ｂ）は側
面図、（ｃ）は正面図である。

【図４】サーミスタの取付処理を示す図である。

【図５】封止処理を示す図である。

【図６】（ａ）は周面に溝を有する金属フレームの拡大
一部側面図、（ｂ）は、同平面図である。

【図７】先行例１の構造を示す図である。

【図８】先行例２の構造を示す図である。

【符号の説明】

１サーミスタ素子１Ａ、１Ｂ端子線２配線パターン２Ａ長尺セグメント２Ｂ短尺セグメント２Ｃタイバー３モールド体４接続用端子部分５外部回路の接続端子部分６小孔７引出し線部分８溝９水密コート

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者城野智彦埼玉県狭山市新狭山１−11−４株式会社大泉製作所内 (72)発明者栗原聡埼玉県北本市中央１−104ラフィーネ北本Ａ−101 Ｆターム(参考） 2F056 QF01 QF04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】温度検出素子を配線パターンに接続して
モールド体に封入した温度センサであって、配線パターンは、温度検出素子に通電して信号を取出す
引出し線部分と、温度検出素子の端子を接続する素子接
続用端子部分と、外部回路接続用端子部分とを含むもの
であり、モールド体は、外部回路接続用端子部分を除き、温度検
出素子と配線パターンの一部を封止してなる樹脂である
ことを特徴とする温度センサ。
【請求項２】配線パターンは、金属フレームの長短の
セグメントの組み合わせであり、長尺のセグメントは、
平面形状がＬ字形をなし、短尺のセグメントは、長尺の
セグメントのＬ字形の底辺部分に、一定の間隔で向き合
わせに配置され、素子接続用端子部分は、長尺のセグメ
ントのＬ字形の底辺部分と、この部分に向き合う短尺セ
グメントの先端部分であり、外部回路接続用端子部分
は、両セグメントの端末であり、素子接続用端子部分
と、外部回路接続用端子部分との間に引出し線部分が形
成されていることを特徴とする請求項１に記載の温度セ
ンサ。
【請求項３】引出し線部分及び外部回路接続用端子部
分は、素子接続用端子部分に対し、直角に折曲されてい
ることを特徴とする請求項１に記載の温度センサ。
【請求項４】素子接続用端子部分のセグメントの板面
と、引出し線部分を形成する両セグメントの板面とは、
互いに直交し、引出し線部分を形成する両セグメントの
板面は互いに向き合わされ、外部回路接続用端子部分
は、引出し線部分の延長上のセグメントに形成されてい
るものであることを特徴とする請求項２に記載の温度セ
ンサ。
【請求項５】温度検出素子は、アキシャル型サーミス
タ素子であり、サーミスタ素子とサーミスタ素子の両端
に接続された端子線の一部とに跨って、表面に水密コー
トが施されていることを特徴とする請求項１に記載の温
度センサ。
【請求項６】配線パターンは、金属フレームであり、
モールド体内に埋め込まれる金属フレームの一部には、
モールド体の樹脂を受入れる溝が刻まれていることを特
徴とする請求項１に記載の温度センサ。
【請求項７】金属フレームを用い、セグメントの折曲
処理と、温度検出素子の取付処理と、封止処理とを順次
行なう温度センサの製造方法であって、金属フレームは、長短のセグメントの組み合わせであ
り、温度検出素子の端子線を接続する素子接続用端子部
分と、外部回路接続用端子部分とを含み、長尺のセグメ
ントは、平面形状がＬ字形をなし、短尺のセグメント
は、長尺のセグメントのＬ字形の底辺部分に、一定の間
隔で向き合わせに配置され、この間に素子接続用端子部
分を形成し、これに続くセグメントの部分は、引出し線
部分を形成し、外部回路接続用端子部分は、両セグメン
トの端末であり、セグメントの折曲処理は、素子接続用端子部分を除き、
両セグメントの引出し線部分を同方向に直角に折曲する
処理であり、温度検出素子の取付処理は、温度検出素子の両端に取付
けられたリード線を、素子接続用端子部分である長尺の
セグメントのＬ字の底辺部分と、この部分に向き合う短
尺セグメントの先端部分とにスポット溶接する処理であ
り、封止処理は、樹脂による一定形状に成形されたモールド
体内に温度検出素子と両セグメントの引出し線部分の一
部を封止する処理であることを特徴とする温度センサの
製造方法。