JP2010151805A - Temperature sensor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、温度センサに関し、さらに詳しくは、熱応答性および耐水性に優れ、しかも、取付性が良好な温度センサに関する。 The present invention relates to a temperature sensor, and more particularly, to a temperature sensor that is excellent in thermal responsiveness and water resistance and has good mounting properties.
エアーコンディショナに代表される空調装置には、気化熱を利用して、通過する空気を冷却するエバポレータが備えられている。このエバポレータの冷却能力のチェックおよび調整のために、エバポレータに温度センサが取り付けられている。 An air conditioner represented by an air conditioner is provided with an evaporator that cools the air passing therethrough using heat of vaporization. In order to check and adjust the cooling capacity of the evaporator, a temperature sensor is attached to the evaporator.
このような温度センサは、温度変化に対する応答（熱応答性）が良好であることはもちろんのこと、水等の侵入によるセンサ部分の劣化を防止する（耐水性）ために、センサ部分を封止する必要がある。 Such a temperature sensor not only has a good response (thermal responsiveness) to temperature changes, but also seals the sensor part in order to prevent deterioration of the sensor part due to intrusion of water (water resistance). There is a need to.
たとえば、特許文献１には、センサ部分としてのサーミスタと一体的に樹脂モールドされた樹脂が金属ケースに封入されている。 For example, in Patent Document 1, a resin that is integrally molded with a thermistor serving as a sensor portion is sealed in a metal case.
この場合、サーミスタが金属ケース内に収容されているため、熱応答性は確保される。しかしながら、金属ケースと樹脂との密着性が劣ること、また、金属と樹脂との熱膨張の違いに起因して、金属ケースの根元部分にクラックが発生すること、などの理由により、金属ケース内に水が侵入し、その結果、サーミスタが劣化してしまうという問題があった。さらには、このような温度センサは、その取付部の強度および柔軟性が確保され、振動などによる破損（折れ）を生じないことが必要とされていた。 In this case, since the thermistor is accommodated in the metal case, thermal responsiveness is ensured. However, due to the poor adhesion between the metal case and the resin, and due to the difference in thermal expansion between the metal and the resin, cracks occur at the base of the metal case. As a result, there was a problem that the thermistor deteriorated. Furthermore, such a temperature sensor is required to ensure the strength and flexibility of its mounting portion and not to be damaged (broken) due to vibration or the like.
本発明の目的は、熱応答性および耐水性に優れ、しかも取付対象物に対して容易に脱着可能、かつ破損しにくい、信頼性の高い取付部を有する温度センサを提供することである。 An object of the present invention is to provide a temperature sensor having a highly reliable mounting portion that is excellent in thermal responsiveness and water resistance, can be easily detached from an attachment target, and is not easily damaged.
上記目的を達成するために、本発明に係る温度センサは、
センサ素子と、
ケース本体から突出するように形成され中空部を有するセンサ素子収容部、および前記ケース本体から突出するように形成され取付対象物に対して脱着自在に取り付けられる取付部を備え、前記ケース本体、前記センサ素子収容部および前記取付部が一体になるように成形されたケースと、
前記センサ素子に電気的に接続された一対のリード線と、を有し、
前記ケースは、ポリフェニレンサルファイド樹脂およびフィラーを含有し、前記センサ素子は、合成樹脂とともに前記センサ素子収容部の前記中空部に封止されていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a temperature sensor according to the present invention includes:
A sensor element;
A sensor element housing portion formed so as to protrude from the case main body and having a hollow portion; and A case formed so that the sensor element housing portion and the mounting portion are integrated;
A pair of lead wires electrically connected to the sensor element;
The case includes a polyphenylene sulfide resin and a filler, and the sensor element is sealed in the hollow portion of the sensor element housing portion together with a synthetic resin.
あるいは、本発明に係る温度センサは、
センサ素子と、
ケース本体から突出するように形成され中空部を有するセンサ素子収容部、および前記ケース本体から突出するように形成され取付対象物に対して脱着自在に取り付けられる取付部を備え、前記ケース本体、前記センサ素子収容部および前記取付部が一体になるように成形されたケースと、
前記センサ素子に電気的に接続された一対のリード線と、を有し、
前記ケースは、ポリアミド樹脂およびフィラーを含有し、前記センサ素子は、合成樹脂とともに前記センサ素子収容部の前記中空部に封止されていることを特徴とする。
Alternatively, the temperature sensor according to the present invention is:
A sensor element;
A sensor element housing portion formed so as to protrude from the case main body and having a hollow portion; and A case formed so that the sensor element housing portion and the mounting portion are integrated;
A pair of lead wires electrically connected to the sensor element;
The case includes a polyamide resin and a filler, and the sensor element is sealed in the hollow portion of the sensor element housing portion together with a synthetic resin.
本発明においては、センサ素子収容部は金属製ではなく、ケースと同じ材質で構成されている。すなわち、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ樹脂）またはポリアミド樹脂と、フィラーと、から構成されている。これらの樹脂は、金属よりも熱伝導性に劣るが、熱伝導性の良いフィラーを含有することで、センサ素子収容部が樹脂のみで構成されている場合よりも熱応答性を向上させることができ、金属製のものと同程度とすることができる。 In the present invention, the sensor element housing portion is not made of metal but is made of the same material as the case. That is, it is composed of a polyphenylene sulfide resin (PPS resin) or a polyamide resin and a filler. These resins are inferior in thermal conductivity to metals, but by containing a filler with good thermal conductivity, the thermal responsiveness can be improved as compared with the case where the sensor element housing portion is made of resin alone. It can be the same as that made of metal.
さらに、センサ素子収容部の内面（中空部）には、フィラーに起因する凹凸が形成されているため、この凹凸が、中空部に充填される合成樹脂に食い込むことで、アンカー効果を発揮し、センサ素子収容部と合成樹脂との密着性を向上させることができる。その結果、たとえば、センサ素子収容部の根元部分に熱的または物理的衝撃等が加えられた場合であっても、クラックが生じない。したがって、センサ素子収容部と合成樹脂との間への水等の侵入を阻止することが可能となり、耐水性を向上させることができる。 Furthermore, since the unevenness due to the filler is formed on the inner surface (hollow part) of the sensor element housing part, this unevenness exerts an anchor effect by biting into the synthetic resin filled in the hollow part, Adhesion between the sensor element housing portion and the synthetic resin can be improved. As a result, for example, even when a thermal or physical impact or the like is applied to the base portion of the sensor element housing portion, no crack is generated. Therefore, it is possible to prevent water or the like from entering between the sensor element housing portion and the synthetic resin, and the water resistance can be improved.
しかも、フィラーは取付部にも含有されているため、取付部がＰＰＳ樹脂またはポリアミド樹脂のみで構成されている場合よりも、取付部の強度を向上させることができる。 And since the filler is contained also in the attachment part, the intensity | strength of an attachment part can be improved rather than the case where an attachment part is comprised only by PPS resin or a polyamide resin.
本発明において、センサ素子収容部および取付部とを備えたケースが、ＰＰＳ樹脂およびフィラーで構成されている場合、特に熱応答性および耐水性を向上させることができる。また、該ケースが、ポリアミド樹脂およびフィラーで構成されている場合、特に取付対象部への取付性（脱着の容易さや破損のしにくさ）を向上させることができる。 In this invention, when the case provided with the sensor element accommodating part and the attachment part is comprised with PPS resin and a filler, especially thermal responsiveness and water resistance can be improved. Moreover, when this case is comprised with a polyamide resin and a filler, the attachment property (easiness of attachment or detachment, and the difficulty of being damaged) can be improved especially.
前記ケースがＰＰＳ樹脂およびフィラーで構成されている場合、好ましくは、前記ケースが、さらにエラストマーを含有している。エラストマーを含有させることで、熱応答性および耐水性を高いレベルで維持しつつ、取付性をさらに向上させることができる。 When the case is composed of a PPS resin and a filler, the case preferably further contains an elastomer. By including the elastomer, it is possible to further improve the attachment property while maintaining the thermal response and water resistance at a high level.
好ましくは、前記ＰＰＳ樹脂または前記ポリアミド樹脂１００重量％に対して、前記フィラーが１５〜４５重量％含有されている。フィラーの含有量を上記の範囲とすることで、取付部に適度な柔軟性を与えることができ、取付部は強度と柔軟性とを兼ね備えることができる。その結果、たとえば、取付部の根元部分には、振動に起因するクラックが生じず、クラックの成長による取付部の破損（折れ）を防止することができる。 Preferably, the filler is contained in an amount of 15 to 45% by weight with respect to 100% by weight of the PPS resin or the polyamide resin. By setting the filler content in the above range, it is possible to give the attachment portion appropriate flexibility, and the attachment portion can have both strength and flexibility. As a result, for example, cracks due to vibration do not occur in the base portion of the mounting portion, and damage (breaking) of the mounting portion due to crack growth can be prevented.
好ましくは、前記フィラーの形状が繊維状である。フィラーの形状を繊維状とすることで、本発明の効果をさらに高めることができる。 Preferably, the filler has a fibrous shape. By making the shape of the filler into a fibrous shape, the effect of the present invention can be further enhanced.
好ましくは、前記合成樹脂がエポキシ樹脂である。このようにすることで、本発明の効果をさらに高めることができる。 Preferably, the synthetic resin is an epoxy resin. By doing in this way, the effect of the present invention can further be improved.
好ましくは、前記センサ素子がＮＴＣサーミスタ素子である。 Preferably, the sensor element is an NTC thermistor element.
本発明によれば、熱応答性、耐水性および取付性を両立させた温度センサが得られる。このような温度センサは、空調装置に使用されるエバポレータ用の温度センサとして好適である。特に、厳しい環境に曝され、振動等の影響が大きい、車載用の空調装置に使用されるエバポレータ用の温度センサとして好適である。 According to the present invention, a temperature sensor having both thermal responsiveness, water resistance, and mounting properties can be obtained. Such a temperature sensor is suitable as a temperature sensor for an evaporator used in an air conditioner. In particular, it is suitable as a temperature sensor for an evaporator used in an in-vehicle air conditioner that is exposed to a severe environment and has a large influence of vibration or the like.
なお、ケースがＰＰＳ樹脂およびフィラーから構成される場合には、特に熱応答性および耐水性を向上させることができる。また、ケースがポリアミド樹脂およびフィラーから構成される場合には、特に取付性を向上させることができる。したがって、所望の特性に応じて、ケースを構成する材質を選択すればよい。 In addition, when a case is comprised from a PPS resin and a filler, thermal responsiveness and water resistance can be improved especially. Moreover, when a case is comprised from a polyamide resin and a filler, attachment property can be improved especially. Therefore, what is necessary is just to select the material which comprises a case according to a desired characteristic.
さらには、フィラーの含有量を特定の範囲とすることで、上記の効果に加え、取付部の柔軟性が増す。その結果、たとえば、取付部の根元部分には振動に起因するクラックが生じず、取付部の破損（折れ）を効果的に防止することができる。 Furthermore, by setting the filler content in a specific range, in addition to the above effects, the flexibility of the mounting portion is increased. As a result, for example, cracks due to vibration do not occur in the base portion of the mounting portion, and breakage (breaking) of the mounting portion can be effectively prevented.
以下に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第１実施形態
図１および２に示すように、本実施形態に係る温度センサ１は、ケース本体１０と、リード線３０が接続されたセンサ素子（図示省略）が封止されたセンサ素子収容部１１と、取付部１２と、を有している。本実施形態においては、図１および２に示すように、センサ素子収容部１１と取付部１２とが、ケース本体１０の同一面から突出するように形成されている。
First Embodiment As shown in FIGS. 1 and 2, a temperature sensor 1 according to this embodiment includes a
センサ素子収容部１１の形状としては、特に制限されないが、たとえば、図２に示すように、筒状とされ、センサ素子は底部付近に配置される。センサ素子収容部１１は、その底部付近に配置されているセンサ素子に対して収容部近傍の温度を迅速に反映させるために、熱応答性に優れることが要求される。 The shape of the sensor element accommodating portion 11 is not particularly limited. For example, as shown in FIG. 2, the sensor element accommodating portion 11 has a cylindrical shape, and the sensor element is disposed near the bottom. The sensor element housing part 11 is required to be excellent in thermal responsiveness in order to quickly reflect the temperature in the vicinity of the housing part to the sensor element arranged in the vicinity of the bottom part.
また、取付部１２の形状は、取付対象物に対して取り付け可能な形状であれば、特に制限されないが、たとえば、図１に示すように、凹凸が形成された棒状とされる。このようにすることで、エバポレータ（取付対象物）のフィンの間に差し込み、固定することができる。
Moreover, the shape of the
この取付部１２は、取付対象物からの脱落を防止するために、適度な強度を有していることが好ましい。さらには、振動に起因するクラックによる破損、取付対象物の強度等を考慮すると、適度な強度とともに、柔軟性も要求される。
The
本実施形態では、センサ素子収容部１１には、図３に示すように、センサ素子２０が合成樹脂２１とともに封止されている。センサ素子２０の両端には、一対のリード線３０の一端が電気的に接続され、リード線３０の他端は、温度センサ１の外側に引き出され、温度計測装置（図示省略）に接続されている。また、センサ素子２０はガラスで覆われていてもよい。センサ素子２０がサーミスタ素子である場合、センサ素子収容部１１を介して、センサ素子収容部周辺の温度に応じて、抵抗値が変化する。そして、その抵抗値の変化を温度の変化に換算して、温度を測定する。
In this embodiment, the
なお、図１〜３においては、リード線３０は、温度センサ１の上方に引き出されているが、たとえば、ケース本体１０内に設けられたリード線押さえ機構により、温度センサ１からリード線３０を引き出す方向を変えてもよい。
1 to 3, the
本実施形態では、後述するように、ケース本体１０と、センサ素子収容部１１と、取付部１２と、が一体になるよう成形され、ケースとされる。
In the present embodiment, as will be described later, the case
本実施形態に係る温度センサ１のケースは、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ樹脂）とフィラーとを含有している。フィラーとしては、特に制限されないが、繊維状の形状を有し、良好な熱伝導性を示すフィラーであることが好ましい。このようなフィラーとしては、たとえば、ガラス、シリカ、アルミナ、炭酸カルシウム、ヤシガラなどが挙げられ、ガラスのフィラーがより好ましい。 The case of the temperature sensor 1 according to the present embodiment contains polyphenylene sulfide resin (PPS resin) and a filler. Although it does not restrict | limit especially as a filler, It is preferable that it is a filler which has a fibrous shape and shows favorable thermal conductivity. Examples of such a filler include glass, silica, alumina, calcium carbonate, coconut shell, and the like, and a glass filler is more preferable.
ＰＰＳ樹脂は、金属よりも熱伝導性に劣り、金属と比較して軟らかいため、金属よりも強度が低い。一方、フィラーは、ＰＰＳ樹脂よりも良好な熱伝導性を有している。そのため、ＰＰＳ樹脂にフィラーを含有させることで、熱伝導性が改善され、熱応答性に優れたセンサ素子収容部を得ることができる。 PPS resin is inferior in heat conductivity to metal and softer than metal, and therefore has lower strength than metal. On the other hand, the filler has better thermal conductivity than the PPS resin. Therefore, by including a filler in the PPS resin, it is possible to obtain a sensor element housing portion with improved thermal conductivity and excellent thermal response.
また、フィラーは比較的に強度が高いため、ＰＰＳ樹脂にフィラーを含有させることで、ＰＰＳ樹脂単独の場合よりも強度を高めることができる。その結果、適度な強度を有する取付部を得ることができる。さらには、適度な強度が得られるため、センサ素子収容部を薄く成形することができ、その結果、センサ素子収容部の熱応答性をさらに向上させることができる。 Moreover, since a filler has comparatively high intensity | strength, intensity | strength can be raised rather than the case of PPS resin alone by making a PPS resin contain a filler. As a result, it is possible to obtain a mounting portion having an appropriate strength. Furthermore, since an appropriate strength is obtained, the sensor element housing portion can be formed thin, and as a result, the thermal responsiveness of the sensor element housing portion can be further improved.
しかも、ＰＰＳ樹脂にフィラーを含有させ、一体成形して得られたケースにおいては、フィラーに起因する微小な凹凸が形成され、粗面化されている。このような凹凸は、センサ素子収容部１１の内面、すなわち、センサ素子２０が封止される側の面にも形成されている。そして、センサ素子収容部１１に合成樹脂２１とともにセンサ素子２０を封止することで、図４に示すように、充填された合成樹脂２１に対して、凹凸が食い込み、センサ素子収容部１１の内面と合成樹脂２１との密着性を高めることができる。その結果、熱衝撃等によるクラックを防止することができ、センサ素子収容部１１への水等の侵入を効果的に阻止し、耐水性を向上させることができる。
In addition, in a case obtained by incorporating a filler into the PPS resin and integrally molding, fine irregularities due to the filler are formed and roughened. Such unevenness is also formed on the inner surface of the sensor element housing portion 11, that is, the surface on the side where the
また、フィラーに起因する凹凸は、取付部１２の外面にも形成されている。このため、取付部１２を取付対象物に挿入した場合、抜けにくくなり、脱落を防止できる。
Further, the unevenness caused by the filler is also formed on the outer surface of the
フィラーの含有量は、ＰＰＳ樹脂１００重量％に対して、好ましくは１５〜４５重量％、より好ましくは１５〜３０重量％である。フィラーの含有量が少なすぎると、上記の凹凸が少なくなり、センサ素子収容部の熱応答性が悪化するとともに、センサ素子収容部に水が侵入しやすくなり、耐水性が悪化する傾向にある。また、取付部の柔軟性は良好であるものの、強度が低いため、取付部が破損しやすい傾向にある。 The filler content is preferably 15 to 45% by weight, more preferably 15 to 30% by weight with respect to 100% by weight of the PPS resin. If the filler content is too small, the above irregularities are reduced, the thermal responsiveness of the sensor element housing part is deteriorated, water is liable to enter the sensor element housing part, and the water resistance tends to deteriorate. Moreover, although the flexibility of the attachment portion is good, the attachment portion tends to be damaged because of its low strength.
フィラーの含有量が多すぎる場合には、センサ素子収容部の熱応答性および耐水性は良好であるものの、取付部が硬くなりすぎ、柔軟性に欠ける傾向にある。その結果、振動によるクラックが生じやすく、このクラックの成長により、取付部が折れやすい（破損しやすい）傾向にある。 When the filler content is too large, the sensor element housing portion has good thermal responsiveness and water resistance, but the mounting portion becomes too hard and lacks flexibility. As a result, cracks due to vibration are likely to occur, and due to the growth of the cracks, the mounting portion tends to be broken (easy to break).
本実施形態では、ケースが、ＰＰＳ樹脂およびフィラーに加え、エラストマーを含有していることが好ましい。エラストマーは弾性を有する材料であり、本実施形態では、熱可塑性エラストマーが好ましい。 In the present embodiment, the case preferably contains an elastomer in addition to the PPS resin and the filler. The elastomer is a material having elasticity, and in the present embodiment, a thermoplastic elastomer is preferable.
このようなエラストマーが含有されていることで、センサ素子応答部の熱応答性および耐水性を維持しつつ、取付部の柔軟性を良好にすることができる。その結果、熱応答性、耐水性および取付性を高いレベルで両立できる温度センサを得ることができる。 By containing such an elastomer, the flexibility of the mounting portion can be improved while maintaining the thermal response and water resistance of the sensor element response portion. As a result, it is possible to obtain a temperature sensor that can achieve high levels of thermal responsiveness, water resistance, and mountability.
エラストマーの含有量は、ＰＰＳ樹脂１００重量％に対して、好ましくは３〜３０重量％、より好ましくは３〜１０重量％である。エラストマーの含有量が少なすぎると、取付部の柔軟性が悪化する傾向にあり、結果として、取付性が若干悪化する傾向にある。逆に多すぎると、取付部の強度が低下する傾向にあり、結果として、取付性が若干悪化する傾向にある。 The content of the elastomer is preferably 3 to 30% by weight, more preferably 3 to 10% by weight with respect to 100% by weight of the PPS resin. If the content of the elastomer is too small, the flexibility of the mounting portion tends to deteriorate, and as a result, the mounting property tends to deteriorate slightly. On the other hand, if the amount is too large, the strength of the mounting portion tends to decrease, and as a result, the mounting property tends to deteriorate slightly.
また、センサ素子とともにセンサ素子収容部に充填される合成樹脂としては特に制限されないが、接着性、強度、吸湿性等の観点から、エポキシ樹脂であることが好ましい。 The synthetic resin filled in the sensor element housing portion together with the sensor element is not particularly limited, but is preferably an epoxy resin from the viewpoint of adhesiveness, strength, hygroscopicity, and the like.
また、合成樹脂単独でセンサ素子収容部に充填されてもよいが、合成樹脂がフィラーを含有することが好ましい。合成樹脂にフィラーを含有させることで、センサ素子収容部の熱応答性を向上させることができる。 Moreover, although the synthetic resin alone may be filled in the sensor element housing portion, the synthetic resin preferably contains a filler. By including a filler in the synthetic resin, the thermal responsiveness of the sensor element housing portion can be improved.
合成樹脂に含有されるフィラーの種類としては、特に制限されないが、たとえば、炭酸カルシウム、シリカ、アルミナ、鉄粉、ガラス繊維、ヤシガラなどが挙げられる。また、フィラーの含有量は、合成樹脂およびフィラーの合計量１００重量％に対して、好ましくは１０〜７０重量％である。 Although it does not restrict | limit especially as a kind of filler contained in a synthetic resin, For example, a calcium carbonate, a silica, an alumina, an iron powder, glass fiber, coconut husk etc. are mentioned. The filler content is preferably 10 to 70% by weight with respect to 100% by weight of the total amount of synthetic resin and filler.
温度センサの製造方法
次に、本実施形態に係る温度センサ１の製造方法の一例を説明する。本実施形態に係る温度センサを製造する方法としては、特に制限されないが、たとえば、射出成形により製造することができる。
Method for Manufacturing Temperature Sensor Next, an example of a method for manufacturing the temperature sensor 1 according to this embodiment will be described. Although it does not restrict | limit especially as a method to manufacture the temperature sensor which concerns on this embodiment, For example, it can manufacture by injection molding.
まず、射出成形機に上記のＰＰＳ樹脂およびフィラーを所定の割合で充填し、所定の温度および圧力において、金型にＰＰＳ樹脂およびフィラーを流し込み（一次成形）、開口部を有するケース（ケースの一部）を成形する。このとき、必要に応じて、エラストマーを成形機に充填する。この一次成形において用いる金型には、成形後にセンサ素子収容部および取付部が形成されるようにキャビティが設けられている。 First, an injection molding machine is filled with the above-described PPS resin and filler at a predetermined ratio, and at a predetermined temperature and pressure, the PPS resin and filler are poured into the mold (primary molding), and a case having an opening (one case) Part). At this time, if necessary, the molding machine is filled with an elastomer. The mold used in the primary molding is provided with a cavity so that a sensor element housing portion and a mounting portion are formed after molding.
次いで、ケースの開口部を通じて、エポキシ樹脂のプレポリマーおよび硬化剤とともに、リード線が接続されたセンサ素子を、センサ素子収容部の中空部に注入し、エポキシ樹脂を硬化させて、センサ素子を封止する。 Next, the sensor element to which the lead wire is connected is injected into the hollow part of the sensor element housing part together with the epoxy resin prepolymer and the curing agent through the opening of the case, the epoxy resin is cured, and the sensor element is sealed. Stop.
次いで、センサ素子が封止されたケースの一部を、別の金型にセットし、再度、ＰＰＳ樹脂およびフィラーを流し込み（二次成形）、センサ素子収容部が密閉されたケースを成形し、温度センサとする。 Next, a part of the case in which the sensor element is sealed is set in another mold, the PPS resin and the filler are poured again (secondary molding), and the case in which the sensor element housing portion is sealed is molded, A temperature sensor is used.
なお、ケースの肉厚などは特に制限されないが、センサ素子収容部については、熱応答性の観点から、肉薄とすることが好ましい。本発明においては、ケースの原料として、ＰＰＳ樹脂およびフィラーを用いているため、比較的に肉薄としても（たとえば、０．６ｍｍ程度）、強度を確保することができる。 The thickness of the case is not particularly limited, but the sensor element housing portion is preferably thin from the viewpoint of thermal response. In the present invention, since the PPS resin and the filler are used as the raw material of the case, the strength can be ensured even if the wall is relatively thin (for example, about 0.6 mm).
第２実施形態
本実施形態では、温度センサ１は、ケースがポリアミド樹脂およびフィラーで構成されている以外は、上述した第１実施形態と同様の構成を有している。
Second Embodiment In the present embodiment, the temperature sensor 1 has the same configuration as that of the first embodiment described above except that the case is made of a polyamide resin and a filler.
ポリアミド樹脂としては、ナイロンが好ましく、ナイロン６６樹脂がより好ましい。また、フィラーは、第１実施形態と同様とすればよい。また、ケースがポリアミド樹脂およびフィラーで構成されている場合にも、第１実施形態と同様の方法により製造することができる。 As the polyamide resin, nylon is preferable, and nylon 66 resin is more preferable. Further, the filler may be the same as in the first embodiment. Moreover, also when a case is comprised with a polyamide resin and a filler, it can manufacture by the method similar to 1st Embodiment.
第２実施形態のように、ＰＰＳ樹脂の代わりに、ポリアミド樹脂を用いた場合にも、熱応答性、耐水性および取付性を両立できる温度センサが得られる。したがって、所望の特性に応じて、ＰＰＳ樹脂またはポリアミド樹脂を選択すればよい。 As in the second embodiment, when a polyamide resin is used instead of the PPS resin, a temperature sensor that can achieve both thermal responsiveness, water resistance, and mounting properties can be obtained. Therefore, a PPS resin or a polyamide resin may be selected according to desired characteristics.
具体的には、ＰＰＳ樹脂は、ポリアミド樹脂よりも、熱応答性および耐水性は優れているが、柔軟性は低い。そのため、ＰＰＳ樹脂を用いた場合には、特に熱応答性および耐水性が良好な温度センサが得られ、ポリアミド樹脂を用いた場合には、特に取付性が良好な温度センサが得られる。 Specifically, the PPS resin has better thermal response and water resistance than the polyamide resin, but is less flexible. Therefore, when the PPS resin is used, a temperature sensor with particularly good thermal response and water resistance can be obtained, and when a polyamide resin is used, a temperature sensor with particularly good mounting properties can be obtained.
以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々なる態様で実施し得ることは勿論である。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to such embodiment at all, Of course, in the range which does not deviate from the summary of this invention, it can implement in various aspects. .
次に、本発明の実施の形態をより具体化した実施例を挙げ、本発明をさらに詳細に説明する。ただし、本発明は、これらの実施例のみに限定されるものではない。 Next, the present invention will be described in more detail with reference to examples that further embody the embodiment of the present invention. However, the present invention is not limited to these examples.
実施例１
ケースの原料として、ＰＰＳ樹脂、エラストマー、ナイロン６６樹脂および繊維状のガラスのフィラー（ガラスフィラー）を準備した。これらの原料を用いて、ＰＰＳ樹脂およびガラスフィラーから構成されるケースと、ＰＰＳ樹脂、エラストマーおよびガラスフィラーから構成されるケースと、ナイロン６６樹脂およびガラスフィラーから構成されるケースとを作製した。
Example 1
As raw materials for the case, PPS resin, elastomer, nylon 66 resin, and fibrous glass filler (glass filler) were prepared. Using these raw materials, a case composed of PPS resin and glass filler, a case composed of PPS resin, elastomer and glass filler, and a case composed of nylon 66 resin and glass filler were produced.
なお、ガラスフィラーは、ＰＰＳ樹脂またはナイロン６６樹脂１００重量％に対して、０重量％、１５重量％、３０重量％、４５重量％および６０重量％となるように配合した。また、エラストマーは、ＰＰＳ樹脂１００重量％に対して、５重量％となるように配合した。 The glass filler was blended so as to be 0% by weight, 15% by weight, 30% by weight, 45% by weight and 60% by weight with respect to 100% by weight of the PPS resin or nylon 66 resin. Further, the elastomer was blended so as to be 5% by weight with respect to 100% by weight of the PPS resin.
まず、上記のように配合した原料を射出成形機に投入し、２８０℃にて射出成形を行い、センサ素子収容部および取付部が一体に成形され、開口部を有するケースを得た。 First, the raw materials blended as described above were put into an injection molding machine, and injection molding was performed at 280 ° C., and the sensor element housing portion and the mounting portion were integrally molded to obtain a case having an opening.
続いて、開口部を通じて、センサ素子収容部の中空部に、両端がリード線で接続されたサーミスタ素子を、エポキシ樹脂とともに充填し、エポキシ樹脂を硬化させた。その後、さらに射出成形を行い、温度センサを得た。 Subsequently, the thermistor element having both ends connected with lead wires was filled together with the epoxy resin into the hollow portion of the sensor element housing portion through the opening, and the epoxy resin was cured. Thereafter, injection molding was further performed to obtain a temperature sensor.
得られた温度センサについて、センサ素子の熱応答性および耐水性ならびに取付部の強度および柔軟性を、下記に示す方法により評価を行った。 With respect to the obtained temperature sensor, the thermal responsiveness and water resistance of the sensor element and the strength and flexibility of the mounting portion were evaluated by the methods shown below.
熱応答性
まず、得られた温度センサを、２５℃に保たれた純水とＩＰＡとの混合液（ＩＰＡ濃度：５％）中に、十分に浸漬し、温度センサを２５℃とした。この２５℃に保たれた温度センサを、０℃に保たれた純水とＩＰＡとの混合液（ＩＰＡ濃度：５％）中に、十分に浸漬し、２５℃における抵抗値から、温度の変化幅の６３．２％に相当する抵抗値を示すまでの応答時間を測定した。応答時間は速いほど好ましく、本実施例では、２．７秒以下を良好とした。結果を図５に示す。
Thermal responsiveness First, the obtained temperature sensor was sufficiently immersed in a mixed liquid of pure water and IPA (IPA concentration: 5%) kept at 25 ° C., and the temperature sensor was set to 25 ° C. The temperature sensor maintained at 25 ° C. is sufficiently immersed in a mixed solution of pure water and IPA (IPA concentration: 5%) maintained at 0 ° C., and the temperature change from the resistance value at 25 ° C. The response time until a resistance value corresponding to 63.2% of the width was shown was measured. The faster the response time, the better. In this example, 2.7 seconds or less was considered good. The results are shown in FIG.
耐水性
まず、得られた温度センサについて、絶縁抵抗を測定した（初期絶縁抵抗）。そして、その後、下記の３種類の条件においてサイクル試験を行い、再度、絶縁抵抗を測定し、初期絶縁抵抗に対する割合（残存率）を算出して、耐水性を評価した。
Water resistance First, the insulation resistance of the obtained temperature sensor was measured (initial insulation resistance). Then, a cycle test was performed under the following three conditions, the insulation resistance was measured again, the ratio (residual ratio) to the initial insulation resistance was calculated, and the water resistance was evaluated.
サイクル試験としては、温湿度サイクル試験、熱衝撃サイクル試験および氷結氷解サイクル試験を行った。 As the cycle test, a temperature / humidity cycle test, a thermal shock cycle test, and an ice-freezing cycle test were performed.
温湿度サイクル試験は、湿度を９５％とし、０℃から８０℃への温度変化を５００サイクル行った。１サイクルは２４時間とした。試験後の残存率は１００％であることが好ましく、本実施例では、１００％を良好とした。結果を図６（Ａ）〜（Ｃ）に示す。 In the temperature and humidity cycle test, the humidity was 95%, and the temperature change from 0 ° C. to 80 ° C. was performed 500 cycles. One cycle was 24 hours. The residual rate after the test is preferably 100%, and in this example, 100% was considered good. The results are shown in FIGS.
熱衝撃サイクル試験は、５℃に保たれた水中に４分浸漬した後、７０℃に保たれた水中に４分浸漬させて行った。これを１００００サイクル行った。試験後の残存率は１００％であることが好ましく、本実施例では、１００％を良好とした。結果を図７（Ａ）〜（Ｃ）に示す。 The thermal shock cycle test was conducted by immersing in water maintained at 5 ° C. for 4 minutes and then immersed in water maintained at 70 ° C. for 4 minutes. This was performed for 10,000 cycles. The residual rate after the test is preferably 100%, and in this example, 100% was considered good. The results are shown in FIGS. 7 (A) to (C).
氷結氷解サイクル試験は、得られた温度センサおよび水が入れられた容器を、−２０℃に保たれたシリコンオイル中に３時間浸漬した後、同容器を、８５℃に保たれたシリコンオイル中に３０分浸漬させて行った。これを２００サイクル行った。試験後の残存率は１００％であることが好ましく、本実施例では、１００％を良好とした。結果を図８（Ａ）〜（Ｃ）に示す。 The freezing and thawing cycle test was conducted by immersing a container containing the obtained temperature sensor and water in silicone oil kept at −20 ° C. for 3 hours, and then placing the container in silicone oil kept at 85 ° C. For 30 minutes. This was carried out for 200 cycles. The residual rate after the test is preferably 100%, and in this example, 100% was considered good. The results are shown in FIGS.
なお、初期絶縁抵抗は、温度センサを水道水中に１時間放置した後、ＤＣ５００Ｖの条件で測定した。初期絶縁抵抗は、全ての試料が、１００ＭΩ以上であった。 The initial insulation resistance was measured under the condition of DC500V after leaving the temperature sensor in tap water for 1 hour. The initial insulation resistance of all samples was 100 MΩ or more.
強度および柔軟性
強度は、温度センサの取付部の先端に１０ｍｍ／ｍｉｎの速度で荷重を加え、破壊時の強度を測定した。また、破壊時の変位量を測定し、柔軟性を評価した。強度は高いことが好ましく、本実施例では、３．０ｋｇｆ以上を良好とした。また、変位量はある程度大きいことが好ましく、本実施例では、１．５〜３．０ｍｍを良好とした。なお、強度と柔軟性とを両立することがより好ましく、本実施例においては、強度が３．０ｋｇｆ以上、かつ、変位量が１．５〜３．０ｍｍであることがより好ましい。強度の測定結果を図９に、変位量の測定結果を図１０に示す。
For strength and flexibility strength, a load was applied to the tip of the temperature sensor mounting portion at a speed of 10 mm / min, and the strength at break was measured. Moreover, the displacement at the time of destruction was measured, and the flexibility was evaluated. The strength is preferably high. In this example, 3.0 kgf or more was considered good. Further, it is preferable that the amount of displacement is large to some extent, and in the present example, 1.5 to 3.0 mm was considered good. It is more preferable to achieve both strength and flexibility, and in this embodiment, it is more preferable that the strength is 3.0 kgf or more and the displacement is 1.5 to 3.0 mm. FIG. 9 shows the measurement result of the strength, and FIG. 10 shows the measurement result of the displacement amount.
評価
図５〜１０より、ガラスフィラーの含有量と特性評価結果との関係をまとめたものを表１（ＰＰＳ樹脂）、表２（ＰＰＳ樹脂＋エラストマー）および表３（６６ナイロン）に示す。表１〜３より、センサ素子収容部の材質として、ガラスフィラーを含有させることで、熱応答性および耐水性を良好にできることが確認できる。また、取付部の材質として、ガラスフィラーを含有させることで、取付部の強度を確保できることが確認できる。
Tables 1 (PPS resin), Table 2 (PPS resin + elastomer) and Table 3 (66 nylon) summarize the relationship between the content of the glass filler and the property evaluation results from Evaluation Figures 5 to 10. From Tables 1 to 3, it can be confirmed that thermal responsiveness and water resistance can be improved by including a glass filler as the material of the sensor element housing portion. Moreover, it can confirm that the intensity | strength of an attachment part can be ensured by containing a glass filler as a material of an attachment part.
しかしながら、ガラスフィラーの含有量が多すぎると、柔軟性（粘り）に欠ける傾向にあるため、ガラスフィラーの含有量は、本発明の好ましい範囲内とすることが好ましいことが確認できる。 However, if the glass filler content is too large, flexibility (stickiness) tends to be lacking, so it can be confirmed that the glass filler content is preferably within the preferred range of the present invention.
１…温度センサ
１０…ケース本体
１１…センサ素子収容部
１２…取付部
２０…センサ素子
２１…合成樹脂
３０…リード線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
Claims (8)
ケース本体から突出するように形成され中空部を有するセンサ素子収容部、および前記ケース本体から突出するように形成され取付対象物に対して脱着自在に取り付けられる取付部を備え、前記ケース本体、前記センサ素子収容部および前記取付部が一体になるように成形されたケースと、
前記センサ素子に電気的に接続された一対のリード線と、を有し、
前記ケースは、ポリフェニレンサルファイド樹脂およびフィラーを含有し、前記センサ素子は、合成樹脂とともに前記センサ素子収容部の前記中空部に封止されていることを特徴とする温度センサ。 A sensor element;
A sensor element housing portion formed so as to protrude from the case main body and having a hollow portion; and A case formed so that the sensor element housing portion and the mounting portion are integrated;
A pair of lead wires electrically connected to the sensor element;
The case includes a polyphenylene sulfide resin and a filler, and the sensor element is sealed in the hollow portion of the sensor element housing portion together with a synthetic resin.
ケース本体から突出するように形成され中空部を有するセンサ素子収容部、および前記ケース本体から突出するように形成され取付対象物に対して脱着自在に取り付けられる取付部を備え、前記ケース本体、前記センサ素子収容部および前記取付部が一体になるように成形されたケースと、
前記センサ素子に電気的に接続された一対のリード線と、を有し、
前記ケースは、ポリアミド樹脂およびフィラーを含有し、前記センサ素子は、合成樹脂とともに前記センサ素子収容部の前記中空部に封止されていることを特徴とする温度センサ。 A sensor element;
A sensor element housing portion formed so as to protrude from the case main body and having a hollow portion; and A case formed so that the sensor element housing portion and the mounting portion are integrated;
A pair of lead wires electrically connected to the sensor element;
The case includes a polyamide resin and a filler, and the sensor element is sealed in the hollow portion of the sensor element housing portion together with a synthetic resin.
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