JP2004239891A - 温度センサおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ケース内に検温体と外部電気配線とを配置して、ケース内にモールド部を形成した温度センサにおいて、モールド部に亀裂、破損が生じてしまうことの抑制を図る。【解決手段】 筒状に延びる樹脂製のケース１０と、ケース１０内のうち筒状一端側の第１領域Ａ１に配置される検温体２０と、検温体２０に接続される導線４０ａを絶縁チューブ４０ｂで覆って形成され、ケース１０内のうち筒状他端側の第２領域Ａ２からケース１０の外方に延びるように配置された２本の外部電気配線４０とを備える温度センサにおいて、第１領域Ａ１には樹脂を充填してなるモールド部５０が形成されており、ケース１０のうち第２領域Ａ２に対応する内面に、２本の外部電気配線４０がそれぞれ挿入される２つの挿入穴１１ａを有する挿入部１１を、ケース１０と樹脂にて一体に形成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、液体中に設置されて当該液体の温度を検出する温度センサおよびその製造方法に関するものである。

従来、液体中に設置されて当該液体の温度を検出する温度センサとして、筒状に延びるケース内に温度を検出する検温体を配置したものがある（例えば、特許文献１参照）。図３は特許文献１に記載の温度センサを示しており、検温体２０には２本の外部電気配線４０が接続されており、これらの外部電気配線４０はケース１０内からケース１０の外方に延びるように配置されている。

ここで、外部電気配線４０は、絶縁チューブ４０ｂで導線４０ａを覆って構成されているが、外部電気配線４０のうち検温体２０との接続部３０に液体が浸入して、２本の外部電気配線４０のそれぞれの接続部３０が短絡してしまうことが懸念される。そこで、ケース１０内に有機封止剤を充填して、検温体２０および外部電気配線４０とケース１０との間にモールド部５０を形成している。このモールド部５０により、両接続部３０間の沿面距離Ｌ３、Ｌ４が長くなるので、モールド部５０と絶縁チューブ４０ｂとの間に流体が浸入したとしても、両接続部３０間の短絡の危険性は極めて低くなる。

因みに、特許文献１には記載されていないが、有機封止剤にエポキシ樹脂等の熱硬化樹脂を採用し、注型によりモールド部５０を形成するのが従来より一般的である。
実開平３−３９１２５号公報

しかしながら、上述のようにモールド部５０を形成して両外部電気配線４０の短絡危険性低減を図ろうとすると、次のような不具合が生じることが本発明者らの試作検討により明ら すなわち、ある条件下において絶縁チューブ４０ｂが変形してしまう事があり、上記従来構造ではケース１０内において注型により形成されたモールド部５０が絶縁チューブ４０ｂと密着するので、上記変形が生じるとモールド部５０の上記密着部分に亀裂、破損が生じてしまう。すると、亀裂から液体が浸入して２本の外部電気配線４０がショートしてしまったり、破損したモールド部が非検温体である液体中に流出して不具合を生じさせてしまう。

本発明は、上記点に鑑み、ケース内に検温体と２本の外部電気配線とを配置して、ケース内にモールド部を形成した温度センサにおいて、両外部電気配線の短絡の危険性を低減しつつ、モールド部に亀裂、破損が生じてしまうことの抑制を図ることを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、筒状に延びる樹脂製のケース（１０）と、ケース（１０）内のうち筒状一端側の第１領域（Ａ１）に配置されて、温度を検出する検温体（２０）と、検温体（２０）に接続される導線（４０ａ）を絶縁チューブ（４０ｂ）で覆って形成され、ケース（１０）内のうち筒状他端側の第２領域（Ａ２）からケース（１０）の外方に延びるように配置された２本の外部電気配線（４０）とから構成され、液体中に設置されて当該液体の温度を検出する温度センサにおいて、
第１領域（Ａ１）には樹脂を充填してなるモールド部（５０）が形成されており、ケース（１０）のうち第２領域（Ａ２）に対応する内面には、２本の外部電気配線（４０）がそれぞれ挿入される２つの挿入穴（１１ａ）を有する挿入部（１１）が、ケース（１０）と樹脂にて一体に形成されていることを特徴とする。

これにより、２つの挿入穴（１１ａ）にそれぞれ挿入された２本の外部電気配線（４０）は、樹脂製の挿入部（１１）により仕切られるので、２本の外部電気配線（４０）のうち検温体（２０）と接続される接続部間の沿面距離（図１に例示される符号Ｌ１に示す距離）を長くすることができる。よって、挿入部（１１）と絶縁チューブ（４０ｂ）との間に流体が浸入したとしても、上記両接続部間の短絡の危険性を極めて低くできる。

しかも、モールド部（５０）は第１領域（Ａ１）のみに形成され、第２領域（Ａ２）には形成されないので、モールド部（５０）が絶縁チューブ（４０ｂ）と密着することを回避できる。よって、絶縁チューブ（４０ｂ）が変形してもモールド部（５０）には応力が働かないので、モールド部（５０）の亀裂、破損を抑制できる。

なお、挿入部（１１）はケース（１０）と樹脂にて一体に形成されているので、別体に形成する場合に比べて部品点数を削減できる。

請求項２に記載の発明では、検温体（２０）は、検温素子（２２）と、２本の導線（４０ａ）および検温素子（２２）を接続する２本の素子側電気配線（２１）とを有しており、挿入部（１１）には、第１領域（Ａ１）に延びて２本の素子側電気配線（２１）の間を仕切る仕切部（１２）が樹脂にて一体に形成されていることを特徴とする。

これにより、外部電気配線（４０）のうち検温体（２０）と接続される接続部間の沿面距離（図１に例示される符号Ｌ２に示す距離）を長くすることができる。よって、モールド部（５０）と仕切部（１２）との間に液体が浸入したとしても、上記両接続部間の短絡の危険性を極めて低くできる。

なお、仕切部（１２）は挿入部（１１）と樹脂にて一体に形成されているので、別体に形成する場合に比べて部品点数を削減できる。

請求項３に記載の発明では、モールド部（５０）を射出成形により形成したことを特徴とするので、エポキシ樹脂等の熱硬化樹脂にて注型によりモールド部（５０）を形成する場合に必要であった気泡除去作業や、硬化作業を廃止することができ、製造タイムの短縮および製造作業性の向上を図ることができる。

請求項４に記載の発明では、液体中に設置されて当該液体の温度を検出する温度センサの製造方法であって、筒状に延びて、筒状一端側の第１領域（Ａ１）および他端側の第２領域（Ａ２）を内部に形成するケース（１０）と、第２領域（Ａ２）にて２つの挿入穴（１１ａ）を形成する挿入部（１１）とを、樹脂にて一体に予め形成しておき、温度を検出する検温体（２０）に、導線（４０ａ）を絶縁チューブ（４０ｂ）で覆って形成された２本の外部電気配線（４０）を接続し、その後、２本の外部電気配線（４０）を２つの挿入穴（１１ａ）にそれぞれ挿入して、第２領域（Ａ２）に２本の外部電気配線（４０）を設置するとともに第１領域（Ａ１）に検温体（２０）を設置し、その後、第１領域（Ａ１）に樹脂を充填してモールド部（５０）を形成することを特徴とする。

これにより、２つの挿入穴（１１ａ）にそれぞれ挿入された２本の外部電気配線（４０）は、樹脂製の挿入部（１１）により仕切られるので、２本の外部電気配線（４０）のうち検温体（２０）と接続される接続部間の沿面距離（図１に例示される符号Ｌ１に示す距離）を長くすることができる。よって、挿入部（１１）と絶縁チューブ（４０ｂ）との間に流体が浸入したとしても、上記両接続部間の短絡の危険性を極めて低くできる。

しかも、モールド部（５０）は第１領域（Ａ１）のみに形成され、第２領域（Ａ２）には形成されないので、モールド部（５０）が絶縁チューブ（４０ｂ）と密着することを回避できる。よって、絶縁チューブ（４０ｂ）がある条件下において変形してもモールド部（５０）には応力が働かないので、モールド部（５０）の亀裂、破損を抑制できる。

なお、挿入部（１１）はケース（１０）と樹脂にて一体に形成されているので、別体に形成する場合に比べて部品点数を削減できる。

請求項５に記載の発明では、筒状に延びて、筒状一端側の第１領域（Ａ１）および他端側の第２領域（Ａ２）を内部に形成するケース（１０）と、第２領域（Ａ２）にて２つの挿入穴（１１ａ）を形成する挿入部（１１）とを、樹脂にて一体に予め形成しておき、次に導線（４０ａ）を絶縁チューブ（４０ｂ）で覆って形成された２本の外部電気配線（４０）を２つの挿入穴（１１ａ）にそれぞれ挿入し、次に温度を検出する検温体（２０）に２本の外部電気配線（４０）を接続し、次に第２領域（Ａ２）に２本の外部電気配線（４０）を設置するとともに第１領域（Ａ１）に検温体（２０）を設置し、その後、第１領域（Ａ１）に樹脂を充填してモールド部（５０）を形成することを特徴としている。

このような製造方法により、請求項４と同様の効果を得ることができる。

請求項６に記載の発明では、モールド部（５０）を射出成形により形成したことを特徴とするので、エポキシ樹脂等の熱硬化樹脂にて注型によりモールド部（５０）を形成する場合に必要であった気泡除去作業や、硬化作業を廃止することができ、製造タイムの短縮および製造作業性の向上を図ることができる。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。

以下、本発明の一実施形態を図に基づいて説明する。

図１は本発明に係る温度センサ１の全体構成を示す断面図であり、本実施形態の温度センサ１は、自動車のエンジンに供給される燃料の温度を検出するために用いられるものであり、液体燃料中に設置されて当該燃料の温度を検出する。より具体的には、燃料タンク内に装着された燃料ポンプに温度センサ１を取り付けている。

温度センサ１は円筒状に延びる樹脂製（例えば、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）等）のケース１０を備えている。ケース１０内のうち円筒状に延びる方向（図１の左右方向）の一端側（図１の左側）の領域を第１領域Ａ１と呼び、ケース１０内のうち円筒状に延びる方向（図１の左右方向）の他端側（図１の右側）の領域を第２領域Ａ２と呼ぶ。

ケース１０内の第１領域Ａ１には、温度を検出する検温体２０が配置されている。この検温体２０は、２本の素子側電気配線２１が接続されたサーミスタ（検温素子に相当）２２を、電気絶縁性を有するガラスよりなる砲弾状の絶縁体２３の内部に埋設して形成されている。

サーミスタ２２は、主として、セラミックやシリコン半導体により構成されており、温度に応じて抵抗値が変化するものである。また、素子側電気配線２１は、単線２１ａを絶縁チューブ２１ｂで覆って構成されたものである。

素子側電気配線２１は、電気絶縁性を有するセラミックにて円筒状に形成された保護管２４内を通って金属製の接続子３０まで延び、当該接続子３０により外部電気配線４０と接続されている。なお、ケース１０内面には、ケース１０の内径を縮小させるように突出した突出部１０ｂが形成されており、突出部１０ｂには接続子３０が当接している。これにより、外部電気配線４０がケース１０外方に抜け出てしまうことの防止を図っている。

外部電気配線４０は、より線等の導線４０ａを絶縁チューブ４０ｂで覆って構成されており、ケース１０内の第２領域Ａ２に配置されている。本実施形態の絶縁チューブ４０ｂは樹脂（例えばフッ素樹脂）にて形成されている。

なお、外部電気配線４０の端部には金属製のターミナル（図示せず）が接続されており、ターミナルに接続された電子制御装置ＥＣＵ等にて、サーミスタ２２の抵抗値の変化に基づいて燃料の温度を演算する。

また、ケース１０内の第１領域Ａ１には、樹脂（例えば、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ））を充填してなるモールド部５０が形成されている。従って、検温体２０、接続子３０および外部電気配線４０のうち検温体２０および接続子３０がモールド部５０内に位置し、検温体２０および接続子３０とケース１０との間がモールド部５０で充填されている。

このモールド部５０により、検温体２０および接続子３０がケース１０内にて位置決めされる。また、２本の素子側電気配線２１の単線２１ａ間の沿面距離がモールド部５０により長くなるので、素子側電気配線２１とモールド部５０との間に燃料が浸入したとしても、単線２１ａ間の短絡の危険性を極めて低くできる。

図２は図１のＡ−Ａ断面図であり、ケース１０のうち第２領域Ａ２に対応する内面には、２本の外部電気配線４０がそれぞれ挿入される２つの挿入穴１１ａを有する挿入部１１が、ケース１０と樹脂にて一体に形成されている。なお、挿入穴１１ａの穴寸法は、外部電気配線４０に対して中間バメ若しくはゆるみバメとなるように設計することが望ましい。また、挿入部１１には、第１領域Ａ１に延びて２本の素子側電気配線２１の間を仕切る仕切部１２が樹脂にて一体に形成されている。

次に、上記構成の温度センサ１の製造方法を説明する。

はじめに、挿入部１１および仕切部１２と一体にケース１０を樹脂にて射出成形する。そして、接続子３０により、２本の外部電気配線４０を検温体２０に接続する。

その後、ケース１０のうち第１領域Ａ１側に開口する開口部１０ａから、検温体２０、接続子３０および外部電気配線４０をケース１０内に挿入し、さらには、２本の外部電気配線４０を２つの挿入穴１１ａにそれぞれ挿入して、ケース１０の突出部１０ｂに接続子３０を当接させる。これにより、２本の外部電気配線４０が第２領域Ａ２設置されるとともに、検温体２０および接続子３０が第１領域Ａ１に設置される。

その後、上述のように、検温体２０、接続子３０および外部電気配線４０をケース１０内にインサートした状態で、ケース１０の開口部１０ａから樹脂を射出成形し、第１領域Ａ１に樹脂を充填する。この充填された樹脂により、検温体２０および接続子３０とケース１０との間にモールド部５０を形成する。以上により、図１に示す温度センサ１が完成される。

以上により、本実施形態によれば、２つの挿入穴１１ａにそれぞれ挿入された２本の外部電気配線４０は、樹脂製の挿入部１１により仕切られるので、２本の外部電気配線４０のうち検温体２０と接続される接続部間の沿面距離Ｌ１を長くすることができる。よって、挿入部１１と絶縁チューブ４０ｂとの間に燃料が浸入したとしても、上記両接続部間の短絡の危険性を極めて低くできる。なお、本実施形態では上記接続部は、導線４０ａのうち絶縁チューブ４０ｂから露出して接続子３０に隣接する部分である。

また、本実施形態によれば、モールド部５０は第１領域Ａ１のみに形成され、第２領域Ａ２には形成されないので、モールド部５０が絶縁チューブ４０ｂと密着することを回避できる。よって、絶縁チューブ４０ｂがある条件下において変形してもモールド部５０には応力が働かないので、モールド部５０の亀裂、破損を抑制できる。

また、本実施形態によれば、挿入部１１には、第１領域Ａ１に延びて２本の素子側電気配線２１の間を仕切る仕切部１２が形成されているので、外部電気配線４０のうち検温体２０と接続される接続部４０ａ間の沿面距離Ｌ２を長くすることができる。よって、モールド部５０と仕切部１２との間に燃料が浸入したとしても、上記両接続部４０ａ間の短絡の危険性を極めて低くできる。

なお、本実施形態では、挿入部１１および仕切部１２はケース１０と樹脂にて一体に形成されているので、別体に形成する場合に比べて部品点数を削減できる。

（他の実施形態）
上記実施形態において、温度センサ１の製造工程を以下のように行うこともできる。

まず、 ２本の外部電気配線４０の端に、ターミナルやコネクタ等を組み付け、ケース１０のうち第２領域Ａ２側に開口する２つの挿入穴１１ａから、２本の外部電気配線４０のもう一方の端をそれぞれ挿入する。そして、それら２本の外部電気配線４０の端をケース１０のうち第１領域Ａ１側に開口する開口部１０ａより外側まで引き出したのち、接続子３０により、２本の外部電気配線４０を検温体２０に接続する。

その後、ケース１０の開口部１０ａから、検温体２０、接続子３０をケース１０内に押し込み、ケース１０の突起部１０ｂに接続子３０を当接させる。これにより、２本の外部電気配線４０が第２領域Ａ２設置されるとともに、検温体２０および接続子３０が第１領域Ａ１に設置される。

上記モールド部５０は射出成形により形成されているが、本発明のモールド部５０は他の成形方法でもよく、例えば注型により形成してもよい。

また、上記実施形態では、検温素子２２としてサーミスタを用いたが、本発明の検温素子はサーミスタに限ることなく、例えば、測温抵抗素子や熱電対等の各種温度検出素子を採用してもよい。

また、上記実施形態では、燃料の温度を計測する温度センサに本発明の温度センサ１を適用させているが、本発明の適用は当該燃料温度計測の場合に限ることなく、各種の絶縁性液体（例えばミッションオイル等）の温度を検出する温度センサに適用してもよい。

本発明の一実施形態に係る温度センサの全体構成を示す断面図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 従来の温度センサの全体構成を示す断面図である。

符号の説明

１０…ケース、１１…挿入部、１１ａ…挿入穴、２０…検温体、
４０…外部電気配線、４０ａ…導線、４０ｂ…絶縁チューブ、
５０…モールド部、Ａ１…第１領域、Ａ２…第２領域。

Claims (6)

1. 筒状に延びる樹脂製のケース（１０）と、
   前記ケース（１０）内のうち筒状一端側の第１領域（Ａ１）に配置されて、温度を検出する検温体（２０）と、
   前記検温体（２０）に接続される導線（４０ａ）を絶縁チューブ（４０ｂ）で覆って形成され、前記ケース（１０）内のうち筒状他端側の第２領域（Ａ２）から前記ケース（１０）の外方に延びるように配置された２本の外部電気配線（４０）とから構成され、
   液体中に設置されて当該液体の温度を検出する温度センサにおいて、
   前記第１領域（Ａ１）には樹脂を充填してなるモールド部（５０）が形成されており、
   前記ケース（１０）のうち前記第２領域（Ａ２）に対応する内面には、前記２本の外部電気配線（４０）がそれぞれ挿入される２つの挿入穴（１１ａ）を有する挿入部（１１）が、前記ケース（１０）と樹脂にて一体に形成されていることを特徴とする温度センサ。
2. 前記検温体（２０）は、検温素子（２２）と、前記２本の導線（４０ａ）および前記検温素子（２２）を接続する２本の素子側電気配線（２１）とを有しており、
   前記挿入部（１１）には、前記第１領域（Ａ１）に延びて前記２本の素子側電気配線（２１）の間を仕切る仕切部（１２）が樹脂にて一体に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。
3. 前記モールド部（５０）を射出成形により形成したことを特徴とする請求項１または２に記載の温度センサ。
4. 液体中に設置されて当該液体の温度を検出する温度センサの製造方法であって、
   筒状に延びて、筒状一端側の第１領域（Ａ１）および他端側の第２領域（Ａ２）を内部に形成するケース（１０）と、前記第２領域（Ａ２）にて２つの挿入穴（１１ａ）を形成する挿入部（１１）とを、樹脂にて一体に予め形成しておき、
   温度を検出する検温体（２０）に、導線（４０ａ）を絶縁チューブ（４０ｂ）で覆って形成された２本の外部電気配線（４０）を接続し、
   その後、前記２本の外部電気配線（４０）を前記２つの挿入穴（１１ａ）にそれぞれ挿入して、前記第２領域（Ａ２）に前記２本の外部電気配線（４０）を設置するとともに前記第１領域（Ａ１）に前記検温体（２０）を設置し、
   その後、前記第１領域（Ａ１）に樹脂を充填してモールド部（５０）を形成することを特徴とする温度センサの製造方法。
5. 液体中に設置されて当該液体の温度を検出する温度センサの製造方法であって、
   筒状に延びて、筒状一端側の第１領域（Ａ１）および他端側の第２領域（Ａ２）を内部に形成するケース（１０）と、前記第２領域（Ａ２）にて２つの挿入穴（１１ａ）を形成する挿入部（１１）とを、樹脂にて一体に予め形成しておき、
   次に導線（４０ａ）を絶縁チューブ（４０ｂ）で覆って形成された２本の外部電気配線（４０）を前記２つの挿入穴（１１ａ）にそれぞれ挿入し、
   次に温度を検出する検温体（２０）に２本の外部電気配線（４０）を接続し、
   次に前記第２領域（Ａ２）に前記２本の外部電気配線（４０）を設置するとともに前記第１領域（Ａ１）に前記検温体（２０）を設置し、
   その後、前記第１領域（Ａ１）に樹脂を充填してモールド部（５０）を形成することを 特徴とする温度センサの製造方法。
6. 前記モールド部（５０）を射出成形により形成したことを特徴とする請求項４または５に記載の温度センサの製造方法。
   

Images