JP2008224553A - サーミスタ取付体 - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数を削減させることが可能なサーミスタ取付体を提供する。
【解決手段】サーミスタ取付体１００は、冷媒配管６に対して取り付けられるサーミスタ取付体１００であって、温度を検知するサーミスタチップ１と、サーミスタチップ１の周囲を覆う絶縁保護材としてのモールド材３と、冷媒配管６を挟み込んで圧接する略Ｕ字形状のバネ状固定具１０と、モールド材３とバネ状固定具１０との間に介在する熱伝導性ジェル１１とを備えている。そして、バネ状固定具１０が冷媒配管６を挟み込んで圧接した状態で、バネ状固定具１０と冷媒配管６との間に、サーミスタチップ１とモールド材３と熱伝導性ジェル１１とが位置する。
【選択図】図２

Description

本発明は、温度検知対象に対して取り付けられるサーミスタ取付体に関する。

従来、所定の対象部分の温度を検知するために、例えば、以下に示す特許文献１に記載のサーミスタの実装構造が知られている。この特許文献１に記載の実装構造では、筐体に設けられた穴に対して、熱伝導性の良好なゲルを介してサーミスタ素子が実装される構造を提案している。

また、空気調和機においては、冷媒配管を流れる冷媒の温度を検知するために、冷媒配管に対してサーミスタが取り付けられている。このサーミスタは、まず、図４に示すように、サーミスタ素子９０１と、リード線９０２と、モールド材９０３とから成る構造体９９０で作られる。ここで、このサーミスタ素子９０１は、リード線９０２に対してハンダ付けや溶接等により電気的に接続されている。モールド材９０３は、エポキシ樹脂等から成り、絶縁保護されている。

そして、サーミスタ９００は、図５に示すように、このような構造体９９０を、さらに緩衝樹脂９０５と銅管９０４とによって覆うことで構成されている。緩衝樹脂９０５は、この銅管９０４とサーミスタ素子９０１を保護するモールド材９０３との間を封止している。ここで、銅管９０４は、サーミスタ素子９０１の機械的保護および熱応答性を向上させる機能を担っている。

以上のような構造のサーミスタ９００は、従来、図６に示すようにして、冷媒配管９０６に対して取り付けられている。すなわち、冷媒配管９０６である銅配管と、感温筒９０７とが、ロウ付け部９０８を介して固定されている。そして、この感温筒９０７内に上述したサーミスタ９００の銅管９０４が挿入され、固定バネ９０９で固定されている。
実開平０３−５２６４４号公報

しかし、上述したサーミスタ９００では、冷媒配管９０６に対して取り付ける場合に、サーミスタ素子９０１を必ず銅管９０４に封止する必要があるため、部品点数が増大してしまう。

本発明は、上述した点に鑑みてなされたものであり、本発明の課題は、部品点数を削減させることが可能なサーミスタ取付体を提供することにある。

第１発明に係るサーミスタ取付体は、冷媒配管に対して取り付けられるサーミスタ取付体であって、温度を検知するサーミスタ素子と、サーミスタ素子の周囲を覆う絶縁保護材と、冷媒配管を挟み込んで圧接する略Ｕ字形状の取付具と、絶縁保護材と取付具との間に介在する弾力部材とを備えている。そして、取付具が冷媒配管を挟み込んで圧接した状態で、取付具と冷媒配管との間に、サーミスタ素子と絶縁保護材と弾力部材とが位置する。

ここでは、サーミスタ素子は、周囲が絶縁保護材によって覆われることで保護されている。ここで、取付具が冷媒配管を挟み込んで圧接している状態で、サーミスタ素子と絶縁保護材と弾力部材とが取付具と冷媒配管との間に位置している。そして、弾力部材を弾性変形するようにサーミスタ取付体を冷媒配管に取り付けることで、サーミスタ素子と絶縁保護材とが取付具と冷媒配管とによって囲まれるエリアに、安定的に納まることができる。このため、サーミスタ取付体が冷媒配管に対して取り付けられた状態では、サーミスタ素子を冷媒配管に対して確実に近付けることができ、かつ、サーミスタ素子と冷媒配管との距離を安定させることができる。

これにより、サーミスタ素子を銅管によって封止する必要がないため部品点数を削減でき、かつ、温度検知性能を向上させることが可能になる。

第２発明に係る空調換気装置は、第１発明のサーミスタ取付体であって、弾力部材は、熱伝導性を有している。

ここでは、断熱材がサーミスタ素子と冷媒配管との間に位置することがあっても、弾力部材が熱伝導性を有しているため、冷媒配管の熱を効率的にサーミスタ素子側へと伝達させることができる。

これにより、熱応答性を向上させることが可能になる。

第３発明に係る空調換気装置は、第２発明のサーミスタ取付体であって、断熱材は、アクリル樹脂またはシリコン樹脂を含有している。

ここでは、断熱材がアクリル樹脂またはシリコン樹脂を含有しているため、熱伝導性が優れ、熱応答特性を向上させることが可能になる。

第４発明に係る空調換気装置は、第１発明から第３発明のいずれかのサーミスタ取付体であって、取付具と、絶縁保護材との間に設けられる断熱材をさらに備えた。

ここでは、サーミスタ素子を覆う絶縁保護材と取付具との間に断熱材が設けられているため、サーミスタ素子に対して冷媒配管側とは反対側における周囲温度の影響がサーミスタ素子に対して及ぶことを低減させることができる。

これにより、冷媒配管側とは反対側の周囲温度の影響を低減させ、冷媒温度の検知精度を向上させることが可能になる。

第５発明に係る空気換気装置は、第４発明のサーミスタ取付体であって、断熱材は、独立発泡である。

ここでは、断熱材が独立発泡であるために、吸水性を抑えることができ、サーミスタ素子を水分から保護することが可能になる。

これにより、
第６発明に係る空気換気装置は、第１発明から第５発明のいずれかのサーミスタ取付体であって、取付具と、冷媒配管とは、いずれも同じ成分の金属を含有している。

ここでは、取付具と冷媒配管とは、金属成分が同じであるため、熱伝導性を良好にすることが可能になる。さらに、取付具と冷媒配管とは、金属成分が同じであるため、接触電位の発生を抑えることができ、取付具および冷媒配管の腐食の発生を低減させることが可能になる。

第１発明のサーミスタ取付体では、サーミスタ素子を銅管によって封止する必要がないため部品点数を削減でき、かつ、温度検知性能を向上させることが可能になる。

第２発明のサーミスタ取付体では、熱応答性を向上させることが可能になる。

第３発明のサーミスタ取付体では、断熱材がアクリル樹脂またはシリコン樹脂を含有しているため、熱伝導性が優れ、熱応答特性を向上させることが可能になる。

第４発明のサーミスタ取付体では、冷媒配管側とは反対側の周囲温度の影響を低減させ、冷媒温度の検知精度を向上させることが可能になる。

第５発明のサーミスタ取付体では、吸水性を抑えることができ、サーミスタ素子を水分から保護することが可能になる。

第６発明のサーミスタ取付体では、熱伝導性を良好にし、腐食の発生を低減させることが可能になる。

以下、本発明のサーミスタ取付体の一実施形態について、図面に基づいて説明する。

＜サーミスタ取付体１００の概略構成＞
図１に、サーミスタ取付体１００の概略断面図を示す。

サーミスタ取付体１００は、図１に示すように、サーミスタチップ１がモールド材３で覆われている温度検知体９０と、バネ状固定具１０と、熱伝導性ジェル１１と、断熱材１２とを一体に備えて構成されている。

このサーミスタ取付体１００は、図２に示すように、バネ状固定具１０が冷媒配管６の外径に沿った状態となるまで広がるように弾性変形し、狭まろうとする復元力によって冷媒配管６を挟持するようにして取り付けられる。

（温度検知体９０）
図３に、温度検知体９０の構成を示す。

温度検知体９０は、上述したように、サーミスタチップ１、リード線２、モールド材３等を備えている。

サーミスタチップ１は、周囲の温度を検知する素子である。

リード線２は、サーミスタチップ１に対して電気的に接続され、サーミスタチップ１で検知された温度を電気信号として伝達する。

モールド材３は、サーミスタチップ１を絶縁保護するために、サーミスタチップ１の周囲を覆っているエポキシ樹脂である。これにより、サーミスタチップ１は、絶縁保護されるとともに、外部からの水の侵入を遮ることができる。このため、サーミスタチップ１を有する温度検知体９０は、防水性を兼ね備えている。

（バネ状固定具１０）
バネ状固定具１０は、図１または図２に示すように、ステンレス鋼（ＳＵＳ製）であり、略Ｕ字形状の固定具である。バネ状固定具１０は、略Ｕ字形状の開き側の両端部が、それぞれ外側（互いに離れる向き）に向けて折れ曲がって形成されている。この折れ曲がり形状によって、サーミスタ取付体１００を冷媒配管６に対して取り付ける際に、このバネ状固定具１０の折れ曲がり部分が、冷媒配管６を、バネ状固定具１０によって挟持される位置までガイドすることができるようになっている。

また、バネ状固定具１０の略Ｕ字形状の両辺は、略Ｕ字の底の繋がった部分から互いに離れるように延びた後に、両辺の間の距離が次第に短くなるようにして、絞り部分ができるように形成されている。これにより、冷媒配管６は、取付に際して、一旦、絞り部分を通過して挟持される位置までガイドされると、バネ状固定具１０によって挟持され、かつ、絞り部分によって略Ｕ字形状の開き側に向けて冷媒配管６が抜けにくくなるように、固定されることになる。

また、このバネ状固定具１０は、略Ｕ字形状の開き側とは反対側が部分的に外側に突出した形状を有している。この突出部分には、温度検知体９０が位置することになる。

（熱伝導性ジェル１１）
熱伝導性ジェル１１は、図２に示すように、温度検知体９０を周囲から覆いつつ、冷媒配管６側に位置するように設けられている。熱伝導性ジェル１１は、冷媒配管６の熱をサーミスタチップ１に効率良く伝えるために、熱伝導性の高いシリコン製のものが用いられる。

このように、熱伝導性ジェル１１は、熱伝導性が高いため、冷媒配管６において温度変化が生じても迅速に温度検知体９０（具体的には、特に、サーミスタチップ１）にまで素早く熱を伝えることができ、熱応答特性が良好になっている。また、このシリコン製の熱伝導性ジェル１１は、熱伝導性だけでなく冷媒配管６の温度変化に応じた範囲で、耐熱性をも兼ね備えている。ここでの熱伝導性ジェル１１は、上述したように耐熱性も兼ね備えたシリコン製のものが好ましいが、熱伝導性ジェル１１としてアクリル製のものを用いるようにしてもよい。

熱伝導性ジェル１１は、さらに、ゴム状の弾性を有している。サーミスタ取付体１００が冷媒配管６に対して取り付けられる前の状態では、図１に示すように、弾性変形することなく、バネ状固定具１０の略Ｕ字形状内側の中央付近に集まって位置している。これに対して、サーミスタ取付体１００が冷媒配管６に対して取り付けられた状態では、図２に示すように、弾性変形して、冷媒配管６の外周面に沿うように密着した状態になる。

熱伝導性ジェル１１は、温度検知体９０のモールド材３の周囲を全面的に覆って、温度検知体９０と一体化している。ここで熱伝導性ジェル１１は、温度検知体９０のモールド材３と密着している。そして、サーミスタ取付体１００が冷媒配管６に対して取り付けられ、熱伝導性ジェル１１が図２に示すように弾性変形して冷媒配管６に密着した状態になると、温度検知体９０と冷媒配管６との間に位置する熱伝導性ジェル１１の厚みが薄くなり、冷媒配管６と温度検知体９０（サーミスタチップ１）との最短距離が一定の値となって安定する。

（断熱材１２）
断熱材１２は、図１および図２において示すように、バネ状固定具１０の開き側とは反対側であって、熱伝導性ジェル１１とバネ状固定具１０との間に設けられている。この断熱材１２は、独立発泡のものであって、クローズドセル構造であるため、吸水性を低く抑えることができる。これにより、冷媒配管６表面等において生じた結露水を含まないようにすることができ、温度検知体９０（具体的には、特に、サーミスタチップ１）を水から保護することができる。

また、この断熱材１２は、図１および図２に示すように、バネ状固定具１０の開き側とは反対側に設けられているため、サーミスタ取付体１００を冷媒配管６に対して取り付けた状態で、断熱材１２は、温度検知体９０から見て冷媒配管６側とは反対側に位置することになる。これにより、断熱材１２は、温度検知体９０から見て冷媒配管６側とは反対側からの温度の影響を低減させることができる。すなわち、断熱材１２は、バネ状固定具１０の外側の周辺空気温度およびその変化が温度検知体９０にまで伝わることを防止することができる。これにより、温度検知体９０には、冷媒配管６から伝熱された熱のみを温度検知に反映させることができる。

＜サーミスタ取付体１００の特徴＞
（１）
本実施形態のサーミスタ取付体１００では、バネ状固定具１０によって温度検知体９０（特に、サーミスタチップ１）を冷媒配管６に対して容易に取り付けることができる。

ここで、従来は、サーミスタチップを冷媒配管に固定するために、銅管で覆い、冷媒配管に対してロウ付けしているが、本実施形態のサーミスタ取付体１００では、このようなロウ付けのための銅管が不要になる。このため、本実施形態のサーミスタ取付体１００では、部品点数を削減させることができる。

また、銅管を用いないために、製造工程を従来よりも簡略化させることができる。すなわち、銅管にサーミスタチップを挿入する工程や、挿入されたサーミスタチップと銅管との間の隙間を埋めるために樹脂を挿入する工程や、樹脂の乾燥を待つ工程等を省略することができる。

そして、バネ状固定具１０の内側であって、温度検知体９０の周囲には、熱伝導性ジェル１１が設けられているため、サーミスタ取付体１００が冷媒配管６に対して取り付けられた状態では、熱伝導性ジェル１１が弾性変形し、温度検知体９０と冷媒配管６とが熱伝導性ジェル１１にそれぞれ密着し、温度検知体９０と冷媒配管６との最短距離が一定の値で安定する。これにより、常に同じ状態によって冷媒配管６を流れる冷媒温度を検知することができ、温度検知精度が向上する。

（２）
本実施形態のサーミスタ取付体１００では、温度検知体９０と冷媒配管６との間において弾性変形して両者に密着する熱伝導性ジェル１１は、熱伝導性に優れているため、温度検知における検知反応特性が向上している。

また、熱伝導性ジェル１１は、耐熱性をも兼ね備えているため、冷媒配管６の温度が変化する場合であっても、耐久力によって、温度を検知する状態を一定に維持することができる。

＜変形例＞
以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限られるものではなく、以下のように、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。

（Ａ）
上記実施形態では、熱伝導性ジェル１１が、断熱材１２と冷媒配管６との間に位置するように構成した場合を例を挙げて説明した。

しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、断熱材１２とバネ状固定具１０との間に、熱伝導性ジェル１１を設けた構成としてもよい。

この場合であっても、サーミスタ取付体１００が冷媒配管６に対して取り付けられた場合には、熱伝導性ジェル１１は、弾性変形し、冷媒配管６と温度検知体９０との距離を一定の値で安定化させることができる。

また、この構成の場合には、冷媒配管６と温度検知体９０とが直接接触することになる。このため、より一層、温度検知反応特性が向上する。

（Ｂ）
上記実施形態のサーミスタ取付体１００におけるバネ状固定具１０は、ステンレス鋼（ＳＵＳ製）である場合について、例に挙げて説明した。

しかし、本発明はこれに限られるものではなく、例えば、サーミスタ取付体１００におけるバネ状固定具１０は、冷媒配管６を構成する金属と同一成分の金属によって構成されていてもよい。

例えば、冷媒配管６が銅によって構成されている場合には、バネ状固定具１０についても、同様に、銅によって構成するようにしてもよい。ここでは、冷媒配管６がバネ状固定具１０と接して挟持されている場合であっても、互いに接触している金属が同種金属の関係にあるため、接触電位が生じにくい。これにより、接触電位が生じることによる冷媒配管６やバネ状固定具１０の腐食の発生を防止することができる。

本発明のサーミスタ取付体を利用すれば、部品点数を削減させることができ、特に、空調換気装置の冷媒配管を流れる冷媒温度の検知に用いられるサーミスタ取付体として適用した場合に有用である。

サーミスタ取付体の外観概略図である。 サーミスタ取付体が冷媒配管に取り付けられた状態を示す図である。 温度検知体の概略構成図である。 従来の温度検知体の概略構成図である。 従来のサーミスタ素子の概要を示す図である。 従来のサーミスタ取付体が冷媒配管に取り付けられている状態を示す図である。

符号の説明

１ サーミスタ素子
２ リード線
３ モールド材（絶縁保護材）
６ 冷媒配管
１０ バネ状固定具（取付具）
１１ 熱伝導性ジェル（弾力部材）
１２ 断熱材
９０ 温度検知体
１００ サーミスタ取付体

Claims (6)

1. 冷媒配管（６）に対して取り付けられるサーミスタ取付体（１００）であって、
   温度を検知するサーミスタ素子（１）と、
   前記サーミスタ素子の周囲を覆う絶縁保護材（３）と、
   前記冷媒配管（６）を挟み込んで圧接する略Ｕ字形状の取付具（１０）と、
   前記絶縁保護材（３）と前記取付具（１０）との間に介在する弾力部材（１１）と、
   を備え、
   前記取付具（１０）が前記冷媒配管（６）を挟み込んで圧接した状態で、前記取付具（１０）と前記冷媒配管（６）との間に、前記サーミスタ素子（１）と前記絶縁保護材（３）と前記弾力部材（１１）とが位置する、
   サーミスタ取付体（１００）。
2. 前記弾力部材（１１）は、熱伝導性を有している、
   請求項１に記載のサーミスタ取付体（１００）。
3. 前記断熱材（１１）は、アクリル樹脂またはシリコン樹脂を含有している、
   請求項２に記載のサーミスタ取付体（１００）。
4. 前記取付具（１０）と、前記絶縁保護材（３）との間に設けられる断熱材（１２）をさらに備えた、
   請求項１から３のいずれかに記載のサーミスタ取付体（１００）。
5. 前記断熱材（１２）は、独立発泡である、
   請求項４に記載のサーミスタ取付体（１００）。
6. 前記取付具（１０）と、前記冷媒配管（６）とは、いずれも同じ成分の金属を含有している、
   請求項１から５のいずれかに記載のサーミスタ取付体（１００）。
   

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