JP2006337306A - 液体用温度センサ及びこの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 一体成型した有底円筒状のケース1と、ケース1内の底部1a側に配された感温素子2と、ケース1内に充填されて少なくとも感温素子2を封止する封止樹脂3とを備え、ケース1の底部1a側を被検液と接触させることで感温素子2が被検液の温度を感知する液体用温度センサAであって、ケース1が樹脂で形成されるとともに、計測時に被検液中に位置される部分が接液部1eとされ、接液部1eの熱容量が8.4×10−3J/K以下とされている。
【選択図】 図2
Description
感温素子2は、ケース1内の底部1a側(接液部1e)に配されている。接続端子6は、円柱棒状に形成された金属であり、リード線5と接続された一端側が封止樹脂3により固定され、他端側が大径部4aの内孔に露出されている。このとき、接続端子6は、その軸線O2がグリップ部4の軸線O1に平行した状態で固定されている。封止樹脂3は、ポリウレタン樹脂もしくはエポキシ樹脂とされ、ケース1と接続部4cの連通した内孔に充填されて、感温素子2とリード線5と接続端子6の一部とを封止している。ここで、接液部1eは、感温素子2の外面からケース部1の外面までの最短距離が1.2mm以下とされ、その熱容量が8.4×10−3J/K以下とされている。
上記の構成からなる液体用温度センサAは、ケース1とグリップ部4の液体用温度センサAの樹脂製外郭部分を型成型により一体成型したのち、ケース1内に所定量の封止樹脂3を充填する。このとき、封止樹脂3は、ポリウレタン樹脂もしくはエポキシ樹脂の2液混合型の樹脂であるため、主液と硬化液の粘度を選択し、混合後の粘度が2Pa・S以下となるように調整される。ついで、充填した封止樹脂3の粘度が2Pa・S以下を示す状態で、感温素子2とリード線5と接続端子6とを、感温素子2が接液部1eに位置されるように挿入し、且つ接続端子6の一部が封止樹脂3内に位置するように挿入する。封止樹脂3が硬化し、感温素子2とリード線5と接続端子6の一部が封止された段階で、液体用温度センサAの製造が完了する。このように製造された液体用温度センサAでは、封止樹脂3が低粘度であるため、ケース1内に気泡が残存されることのないものとされる。
図5から図6は、ケース1の先端側にステンレス製の金属製キャップ11を取り付けた液体用温度センサBを示している。この液体用温度センサBは、樹脂で一体成型されたグリップ部4およびケース1と金属製キャップ11と感温素子2とリード線5と接続端子6と封止樹脂3とを備えている。ケース1は、円筒状に形成されており、グリップ部4の内孔に設けられた接続部4cから軸線O1方向に延出されている。また、ケース1の先端部分は、その肉厚が他の部分よりも薄肉となるように加工されており、底面が平面とされた皿状の金属製キャップ11が取り付けられている。この金属製キャップ11は、ケース1の薄肉に加工された部分に嵌合されるとともに樹脂によって固着されている。また、感温素子2が、金属製キャップ11が形成する底部1a側に配されており、金属製キャップ11のケース1内を含む部分が接液部1eとされている。ちなみに、ステンレス製の金属製キャップ11の熱伝導率は、PC(Poly Carbonate)が0.19W/mkであるのに対して、16.33W/mkであり、熱伝導性に優れたものとされている。
本実施例では、冷温水槽に接続された循環回路を形成し、循環回路を構成する管に、各温度センサA、B、Cを取り付け、管内を流通する被検液の温度測定を行なっている。はじめに、第1の試験では、温度センサBと温度センサCとを用いて、被検液温度6.0℃〜40.0℃の範囲で調整した被検液の温度計測を行い、被検液値と安定時の各センサ計測値の誤差の確認を行なっている。また、冷温水槽によって管内を流通する被検液温度を、25.0℃から10.0℃に、30.0℃から20.0℃に、23.0℃から30.0℃に、それぞれ急に変化させた場合に対し、各温度センサB、Cの変化した温度検出が安定するまでに要する時間を測定している。そして、それぞれの測定結果を比較し、温度センサBと温度センサCの温度計測精度および温度計測速さの優劣によって評価を行なっている。ここで、各被検液温度は、冷温水槽内の被検液の温度を校正済水銀棒状温度計で計測した温度としている。
実施例1と同様に、冷温水槽に接続された循環回路を形成し、循環回路を構成する管に、各温度センサD、Eを取り付け、管内を流通する被検液の温度計測を行なっている。本実施例では、温度センサDと温度センサEとを用いて、被検液温度6.0℃〜40.0℃の範囲で調整した被検液温度を計測し、被検液温度と計測値の誤差の確認を行なっている。そして、それぞれの測定結果を比較し、温度センサDと温度センサEの温度計測精度及び温度計測速さの優劣によって評価を行なっている。ここで、被検液温度は、実施例1と同様に冷温水槽内の被検液を校正済水銀棒状温度計で計測した温度としている。
この計測誤差の相違は、ケース内に充填された各封止樹脂の、特に感温素子周辺に気泡が混在されているか否かが大きく影響している。すなわち、封止時の粘度を2Pa・S以下の低粘度としたポリウレタン樹脂では、ケース内に気泡が混在することなく液密な状態で充填されたのに対し、熱伝導グリースでは、粘度が大きいため、充填時に気泡の混在を許し、且つ気泡の除去が困難となることで残存され、この気泡によってケースから感温素子に伝達される熱の伝導性の悪化を招いたことに起因している。
1a 底部
1c シール部
1e 接液部
2 感温素子
3 封止樹脂
4 グリップ部
5 リード線
6 接続端子
10 管
10a 主管部
10b 取付部材
11 金属製キャップ
Claims (3)
- 有底筒状部分が樹脂で一体成形されたケースと、該ケース内の底部側に配された感温素子と、前記ケース内に充填されて少なくとも前記感温素子を封止する封止樹脂とを備え、前記ケースの底部側を被検液と接触させることで前記感温素子が該被検液の温度に感応する液体用温度センサであって、
前記ケースが樹脂で形成されるとともに、計測時に前記被検液中に位置される部分が接液部とされ、該接液部の熱容量が8.4×10−3J/K以下とされていることを特徴とする液体用温度センサ。 - 請求項1記載の液体用温度センサにおいて、
前記封止樹脂は、ポリウレタン樹脂もしくはエポキシ樹脂であることを特徴とする液体用温度センサ。 - 請求項1または請求項2に記載の液体用温度センサの製造方法であって、
有底筒状のケースを樹脂により成型した後、前記ケース内に、温度に感応する感温素子を封止するためのポリウレタン樹脂もしくはエポキシ樹脂の封止樹脂を充填し、前記ケース内に充填された前記封止樹脂の粘度が2Pa・S以下であるときに、前記感温素子を前記ケース内に挿入して底部側に配置しつつ固定することを特徴とする液体用温度センサの製造方法。
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