JP2004226325A

JP2004226325A - 温度検出器

Info

Publication number: JP2004226325A
Application number: JP2003016637A
Authority: JP
Inventors: Tatsunori Sakaguchi; 龍範坂口; Katsuhiko Kikuchi; 勝彦菊池; Hiroyuki Ishizuka; 宏幸石塚
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Car Engineering Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Automotive Systems Engineering Co Ltd
Priority date: 2003-01-24
Filing date: 2003-01-24
Publication date: 2004-08-12

Abstract

【課題】充分な耐久信頼性を示す安価な温度検出器を提供すること。
【解決手段】インサート成形によって検出器ハウジング（１３）に固定された２本のセンサ素子支持ピン１７、１８を設け、この２本のセンサ素子支持ピン１７、１８間に温度センサ素子２８を橋渡し配置し、温度センサ素子２８の両側のリード線２９、３０を各々センサ素子支持ピン１７、１８に溶接によって導電固着する。
【選択図】図５

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、温度検出器に関し、特に、内燃機関の吸気温度・吸気圧力を検出するような圧力ゲージセンサを併置した温度検出器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関の吸気温度検出等に使用される車載用の温度検出器として、ＮＴＣサーミスタ等による温度センサ素子を用いたもの、更には、１つの共通の検出器ハウジングに圧力センサ素子と温度センサ素子が配置された一体型もの、すなわち、ハウジング一体型の圧力・温度複合検出器がある（例えば、特許文献１）。複合検出器は、省スペース化のための小型化、軽量化を推進でき、車載用部品として好適である。
【０００３】
従来の温度検出器では、同方向に延びた脚状の２本の接続導線（リード線）を有するボタン型のＮＴＣサーミスタ等による温度センサ素子が用いられ、この温度センサ素子の検出器ハウジングに対する固定は、２本の接続導線を検出器ハウジングの接続管部分に締付け結合される弾性的なクリップ湾曲材により挟み込み式に行われている。
【０００４】
【特許文献１】
特表２０００−５１０９５６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の温度検出器では、温度センサ素子の取り付けに、複雑形状のクリップ湾曲材が必要で、しかも、温度センサの接続導線をクリップ湾曲材によって締付けるまでの作業工程が複雑のため、コスト高になる。
【０００６】
また、温度センサ素子の接続導線は、クリップ湾曲材による機械的な締付けだけで、片持ち梁の状態による固定であるため、温度センサ素子の接続導線とクリップ湾曲材との接続部について、耐振動性、耐熱衝撃性などの信頼性が懸念される。
【０００７】
温度センサ素子の配置環境が、圧力変動や流れ（例えば、吸気流）がない静的環境であれば、比較的長い脚状の接続導線のクリップ固定だけでも、耐久性を得ることができるが、圧力・温度複合検出器では、温度センサ素子の配置環境は、圧力変動や流れがある動的環境となり、接続導線の機械的な締付けだけによる温度センサ素子の取り付けでは、接続導線の疲労破壊等により充分な耐久性を確保することが難しい。更に、車載使用では、走行振動による常時繰返し応力に対し、接続導線が早期に破損する虞れがある。
【０００８】
この発明は、上述の如き問題点を解消するためになされたもので、その目的とするところは、圧力・温度複合検出器でも、車載使用でも、充分な耐久信頼性を示し、しかも、部品点数の削減、製造工程の簡略化により安価な温度検出器を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明による温度検出器は、インサート成形によって検出器ハウジングに固定された２本のセンサ素子支持ピンを有し、前記２本のセンサ素子支持ピン間に温度センサ素子が橋渡し配置され、当該温度センサ素子の両側のリード線が各々前記センサ素子支持ピンに導電固着されている。
【００１０】
この発明による温度検出器によれば、素子本体の両側にリード線があるアクシャルタイプの温度センサ素子が使用され、温度センサ素子の両側のリード線が各々検出器ハウジングにインサート成形されたセンサ素子支持ピンに導電固着されることにより、温度センサ素子の固定が行われる。
【００１１】
この温度センサ素子の固定は、温度センサ素子が２本のセンサ素子支持ピン間に橋渡し配置された両持ち梁の状態になり、充分な取付強度が得られる。これにより、温度センサ素子の配置環境が、圧力変動や流れがある動的環境でも、温度センサ素子が揺れ動くことがなく、リード線やセンサ素子支持ピンに繰り返し応力が作用することがなく、車載使用でも、充分な耐久信頼性が得られる。
【００１２】
この発明による温度検出器では、温度センサ素子のリード線のセンサ素子支持ピンに対する導電固着は、溶接、特に、スポット溶接により、機械的に強固に行うことができる。溶接の場合には、導電固着部の腐食汚染の問題も生じることがない。
【００１３】
本発明による温度検出器は、更に、前記検出器ハウジングが、前記温度センサ素子の周りを取り囲む円筒状のセンサ保護壁部を有し、前記温度センサ素子の前記リード線と前記センサ素子支持ピンとを溶接するための溶接電極棒のアクセス用開口が前記センサ保護壁部に形成されている。
【００１４】
この発明による温度検出器によれば、温度センサ素子がこれを取り囲むセンサ保護壁部によって保護され、センサ保護壁部には溶接電極棒のアクセス用開口が形成されているから、アクセス用開口より溶接電極棒をリード線とセンサ素子支持ピンとの溶接部に進入させることができ、センサ保護壁部があっても支障なく溶接を行うことができる。
【００１５】
この発明による温度検出器では、前記アクセス用開口は、前記センサ素子支持ピンの両側に各々設けられ、前記温度センサ素子の前記リード線の軸線方向に対して直交し、前記２本のセンサ素子支持ピンを共有するひとつの仮想平面を貫通する方向に開口している。
【００１６】
これにより、溶接電極棒をアクセス用開口より溶接電極棒をリード線とセンサ素子支持ピンとの溶接部に向けて直進させるだけで、センサ保護壁部より障害を受けることなく的確に溶接を行うことができる。
【００１７】
また、本発明による温度検出器は、前記検出器ハウジングが、圧力ゲージセンサのハウジングを兼ねていて圧力ゲージセンサを保持しており、前記検出器ハウジングには前記圧力ゲージセンサに圧力を導く圧力導入通路が形成されている。
【００１８】
これは、本発明による温度検出器のハウジング一体型の圧力・温度複合検出器への適合であり、温度センサ素子の配置環境が、圧力変動や流れがある動的環境となっても、温度センサ素子が揺れ動くことがなく、リード線やセンサ素子支持ピンに繰り返し応力が作用することがなく、充分な耐久信頼性が得られる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下に添付の図を参照してこの発明の実施形態を詳細に説明する。
図１〜図６はこの発明による温度検出器をハウジング一体型の圧力・温度複合検出器として実施した一つの実施形態を示している。
【００２０】
圧力・温度複合検出器は、樹脂成形品による検出器ハウジング１１を有している。検出器ハウジング１１は、圧力センサ収容室形成部１２、圧力導入通路形成部１３、コネクタケース部１５を一体成形されている。なお、検出器ハウジング１１には、取付片部１４も一体成形されている。
【００２１】
検出器ハウジング１１には、複数個の黄銅製のコネクタ端子片１６と、２本のステンレス鋼製のセンサ素子支持ピン１７、１８とがインサート成形されている。すなわち、複数個のコネクタ端子片１６と、２本のセンサ素子支持ピン１７、１８は、検出器ハウジング１１のインサート成形によって検出器ハウジング１１に固定されている。複数個のコネクタ端子片１６のうち、２本のコネクタ端子片１６Ａ、１６Ｂは延長されてセンサ素子支持ピン１７、１８に導通接続されている。
【００２２】
圧力センサ収容室形成部１２には圧力センサ収容室１９が形成され、圧力導入通路形成部１３には一端にて圧力センサ収容室１９に開口した圧力導入通路２０が形成されている。圧力センサ収容室１９には、ピエゾ素子等による圧力ゲージ素子やダイヤフラム（図示省略）等を内蔵した圧力センサパッケージ２１が接着剤等によって固定されている。圧力導入通路２０は他端にて圧力導入通路形成部１３の先端より外部に開口し、この開口端より圧力を圧力センサパッケージ２１に導く。
【００２３】
圧力センサパッケージ２１の圧力ゲージセンサ用電源端子２２、ＧＮＤ端子２３、圧力に比例した電圧を出力する信号端子２４は、各々、アルミ細線２５によって対応するコネクタ端子片１６、１６Ａに導通接続されている。
【００２４】
圧力センサパッケージ２１は耐候性のゲル２６で覆われ、圧力センサ収容室１９は検出器ハウジング１１に接着剤等によって接着されるカバー部材２７によって密閉される。
【００２５】
センサ素子支持ピン１７、１８は、圧力導入通路２０の両側にあって圧力導入通路形成部１３の先端より外方に、所定長さ、互いに所定間隔をおいて互いに平行に突出している。この２本のセンサ素子支持ピン１７、１８の先端部に温度センサ素子２８が取り付けられている。
【００２６】
温度センサ素子２８は、素子本体の両側にリード線２９、３０があるアクシャルタイプのＮＴＣサーミスタ等により構成されている。温度センサ素子２８は２本のセンサ素子支持ピン１７、１８の先端部間に橋渡し配置され、両側のリード線２９、３０が各々センサ素子支持ピン１７、１８の先端部にスポット溶接によって導電固着されている。
【００２７】
この取付構造により、温度センサ素子２８が２本のセンサ素子支持ピン１７、１８間に橋渡し配置された両持ち梁の状態になり、充分な取付強度が得られる。これにより、温度センサ素子２８の配置環境が、圧力変動や流れがある動的環境でも、温度センサ素子が揺れ動くことがなく、リード線２９、３０やセンサ素子支持ピン１７、１８に繰り返し応力が作用することがなく、温度センサ素子接続部の耐振動性、耐熱衝撃性、耐腐食性などの耐久信頼性が改善される。
【００２８】
特に、この実施形態のような圧力・温度複合検出器への適合において、温度センサ素子の配置環境が、圧力変動や流れがある動的環境となっても、温度センサ素子２８が揺れ動くことがなく、リード線２９、３０やセンサ素子支持ピン１７、１８に繰り返し応力が作用することがなく、充分な耐久信頼性が得られる。
【００２９】
圧力導入通路形成部１３の先端部には温度センサ素子２８の周りを取り囲む円筒状のセンサ保護壁部３１が一体成形されている。センサ保護壁部３１は温度センサ素子２８に外部より不用意な衝撃や力が作用しないように保護する。
【００３０】
センサ保護壁部３１には、リード線１７、１８とセンサ素子支持ピン２９、３０とをスポット溶接するための一対の溶接電極棒１００、１０１のためのアクセス用開口３２、３３が形成されている。
【００３１】
アクセス用開口３２、３３は、所定の大きさ（長方形）をもってセンサ素子支持ピン２９、３０の両側に各々設けられ、温度センサ素子２８のリード線２９、３０の軸線方向（図５、図６で見て左右方向）およびセンサ素子支持ピン１７、１８の突出方向（図３〜図６で見て上下方向）に対して直交し、２本のセンサ素子支持ピン１７、１８を共有するひとつの仮想平面（図５、図６の紙面と平行な面）を直角に貫通する方向に開口している。
【００３２】
温度センサ素子２８がセンサ保護壁部３１によって取り囲まれていても、センサ保護壁部３１にはアクセス用開口３２、３３が形成されているから、アクセス用開口３２、３３より溶接電極棒１００、１０１をリード線２９、３０とセンサ素子支持ピン１７、１８との溶接部に進入させることができ、溶接電極棒１００、１０１をアクセス用開口３２、３３よりその溶接部に向けて直進させるだけで、センサ保護壁部３１より障害を受けることなく、リード線２９、３０とセンサ素子支持ピン１７、１８との溶接を、容易に、的確に行うことができる。
【００３３】
樹脂製の検出器ハウジング１１の線膨張率とインサート成形された金属製のセンサ素子支持ピン１７、１８と線膨張率との差が大きいため、使用温度環境下（−３０〜１２０℃）では、検出器ハウジング１１とセンサ素子支持ピン１７、１８との境界部に微小な隙間が発生し、この隙間部で圧力漏れが発生し、圧力測定の誤差の要因となる可能性がある。この対策として、センサ素子支持ピン１７、１８の根元部に軟接着剤３４を塗布、硬化する。
【００３４】
【発明の効果】
以上の説明から理解される如く、この発明による温度検出器によれば、温度センサ素子が２本のセンサ素子支持ピン間に橋渡し配置された両持ち梁の状態になり、充分な取付強度が得られ、温度センサ素子の配置環境が、圧力変動や流れがある動的環境でも、温度センサ素子が揺れ動くことがなく、リード線やセンサ素子支持ピンに繰り返し応力が作用することがなく、車載使用でも、充分な耐久信頼性が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による温度検出器をハウジング一体型の圧力・温度複合検出器として実施した一つの実施形態を示す底面図である。
【図２】この発明による温度検出器をハウジング一体型の圧力・温度複合検出器として実施した一つの実施形態を示す平面図である。
【図３】図１の線Ａ−Ａ、図２の線Ｃ−Ｃに沿った断面図である。
【図４】この発明による温度検出器をハウジング一体型の圧力・温度複合検出器として実施した一つの実施形態の要部を示す斜視図である。
【図５】図１の線Ｂ−Ｂに沿った断面図である。
【図６】図１のＤ矢視図である。
【符号の説明】
１１検出器ハウジング
１２圧力センサ収容室形成部
１３圧力導入通路形成部
１５コネクタケース部
１７、１８センサ素子支持ピン
１９圧力センサ収容室
２０圧力導入通路
２１圧力センサパッケージ
２８温度センサ素子
２９、３０リード線
３１センサ保護壁部
３２、３３アクセス用開口

Claims

インサート成形によって検出器ハウジングに固定された２本のセンサ素子支持ピンを有し、前記２本のセンサ素子支持ピン間に温度センサ素子が橋渡し配置され、当該温度センサ素子の両側のリード線が各々前記センサ素子支持ピンに導電固着されていることを特徴とする温度検出器。
前記温度センサ素子の前記リード線は前記センサ素子支持ピンに溶接されていることを特徴とする請求項１に記載の温度検出器。
前記検出器ハウジングは、前記温度センサ素子の周りを取り囲む円筒状のセンサ保護壁部を有し、前記温度センサ素子の前記リード線と前記センサ素子支持ピンとを溶接するための溶接電極棒のアクセス用開口が前記センサ保護壁部に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の温度検出器。
アクセス用開口は、前記センサ素子支持ピンの両側に各々設けられ、前記温度センサ素子の前記リード線の軸線方向に対して直交し、前記２本のセンサ素子支持ピンを共有するひとつの仮想平面を貫通する方向に開口していることを特徴とする請求項３に記載の温度検出器。
前記検出器ハウジングは、圧力ゲージセンサのハウジングを兼ねていて圧力ゲージセンサを保持しており、前記検出器ハウジングには前記圧力ゲージセンサに圧力を導く圧力導入通路が形成されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の温度検出器。