JP2011222782A - Temperature sensor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、白物家電として、例えばエアコンディショナー用、冷蔵庫用、洗濯機用等、または住宅設備用として好適で低コストな温度センサに関する。 The present invention relates to a low-cost temperature sensor that is suitable for white goods, for example, for air conditioners, refrigerators, washing machines, etc., or residential equipment.
一般に、エアコンディショナー等では、温度検出用としてサーミスタ素子を用いた温度センサが搭載されている。例えば、特許文献１には、耐湿性を向上させるため、被覆リード線の先端に半田付けされたサーミスタ素子を熱硬化性樹脂で樹脂コートした温度センサが記載されている。この温度センサの製造では、被覆リード線に接続されたサーミスタ素子を、液状の熱硬化性樹脂の中にディップし、加熱して熱硬化させる工程を複数回繰り返すことで、樹脂コートを行っている。 In general, an air conditioner or the like is equipped with a temperature sensor using a thermistor element for temperature detection. For example, Patent Document 1 describes a temperature sensor in which a thermistor element soldered to the tip of a coated lead wire is coated with a thermosetting resin in order to improve moisture resistance. In the manufacture of this temperature sensor, the thermistor element connected to the coated lead wire is dipped in a liquid thermosetting resin, and the process of heating and thermosetting is repeated a plurality of times to perform resin coating. .
上記従来の技術には、以下の課題が残されている。
すなわち、従来のディップ方式で熱硬化樹脂をコーティングしている温度センサでは、複数回のディップおよび熱硬化を行う必要があり、時間および設備費用がかかり高コストであるという不都合があった。特に、熱硬化には、１回に４時間程度必要とされるため、３回で１０時間以上の工程を要していた。また、繰り返し熱硬化処理を行うため、被覆リード線が劣化するおそれがあった。さらに、ディップ方式では、無駄になる樹脂が多く、この点でもコストの増大を招いていた。また、樹脂のチクソ性が経時的に変化して樹脂の厚みが変化すると共に、ディップ方式の場合、樹脂の厚みを制御することが難しく、厚みにばらつきが生じてしまう。このため、コートされた樹脂の熱容量がばらつき、熱応答性を含む熱的特性を精度良く得ることが困難であった。さらに、樹脂厚みが薄くなると耐湿性が劣る問題があった。
The following problems remain in the conventional technology.
In other words, the conventional temperature sensor coated with a thermosetting resin by the dip method needs to perform dip and thermosetting a plurality of times, which is disadvantageous in that it takes time and equipment costs and is expensive. In particular, since thermosetting requires about 4 hours at a time, a process of 10 hours or more is required at 3 times. Moreover, since the thermosetting process is repeatedly performed, the coated lead wire may be deteriorated. Furthermore, in the dip method, a large amount of resin is wasted, which also increases the cost. Further, the thixotropy of the resin changes with time to change the thickness of the resin, and in the case of the dip method, it is difficult to control the thickness of the resin, resulting in variations in thickness. For this reason, the heat capacity of the coated resin varies, and it is difficult to accurately obtain thermal characteristics including thermal responsiveness. Furthermore, when the resin thickness is reduced, there is a problem that the moisture resistance is inferior.
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、低コストに作製でき、熱的特性のばらつきを抑制することができ、さらに小型化が可能で耐湿性能を向上させた温度センサを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and provides a temperature sensor that can be manufactured at low cost, can suppress variation in thermal characteristics, can be miniaturized, and has improved moisture resistance. For the purpose.
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明の温度センサは、一対の電極を有するサーミスタ素子と、金属芯線を絶縁性の被覆材で被覆して構成され前記一対の電極に前記金属芯線の一端が接続された一対の被覆リード線と、前記電極と前記金属芯線との接続部分を含んで前記サーミスタ素子全体と前記被覆材の一端まで覆う樹脂封止部と、を備え、該樹脂封止部が、ホットメルト樹脂で射出成形されていることを特徴とする。 The present invention employs the following configuration in order to solve the above problems. That is, the temperature sensor of the present invention includes a thermistor element having a pair of electrodes and a pair of coated leads in which a metal core wire is covered with an insulating coating material and one end of the metal core wire is connected to the pair of electrodes. A resin sealing part that covers the entire thermistor element and one end of the covering material including a connection part between the wire and the electrode and the metal core wire, and the resin sealing part is injection-molded with hot-melt resin It is characterized by being.
すなわち、この温度センサでは、樹脂封止部が、ホットメルト樹脂で射出成形されているので、ディップ方式に比べて、樹脂の無駄や硬化時間を大幅に省くことができると共に、高い寸法精度を得ることができ、樹脂の厚みを高精度に制御して、熱応答性を含む熱的特性のばらつきを小さくすることができる。また、任意の形状を高精度に得ることができ、熱応答性の制御や設置位置への対応が容易である。さらに、ホットメルト樹脂が常温硬化するので、加熱による被覆リード線の劣化が無い。 That is, in this temperature sensor, since the resin sealing portion is injection-molded with hot melt resin, waste of resin and curing time can be greatly reduced and high dimensional accuracy can be obtained as compared with the dip method. It is possible to control the thickness of the resin with high accuracy and to reduce variations in thermal characteristics including thermal responsiveness. In addition, an arbitrary shape can be obtained with high accuracy, and it is easy to control the thermal response and respond to the installation position. Furthermore, since the hot melt resin is cured at room temperature, there is no deterioration of the coated lead wire due to heating.
また、本発明の温度センサは、前記樹脂封止部のうち少なくとも表面側が、ポリオレフィン系樹脂で形成されていることを特徴とする。
すなわち、この温度センサでは、樹脂封止部のうち少なくとも表面側が、ポリオレフィン系樹脂で形成されているので、ポリオレフィン系樹脂が水との親和性がなく水分を吸収し難いために耐湿性に優れ、高い信頼性を得ることができる。
The temperature sensor of the present invention is characterized in that at least the surface side of the resin sealing portion is formed of a polyolefin-based resin.
That is, in this temperature sensor, at least the surface side of the resin-encapsulated portion is formed of a polyolefin-based resin, so the polyolefin-based resin has no affinity for water and hardly absorbs moisture, and thus has excellent moisture resistance. High reliability can be obtained.
また、本発明の温度センサは、前記樹脂封止部が、少なくとも前記サーミスタ素子を直接覆うアンダーモールド層と、該アンダーモールド層を覆うオーバーモールド層と、を有する複数層で構成されていることを特徴とする。
樹脂封止部を単層の射出成形で形成すると、サーミスタ素子の周囲に気泡が発生してしまう場合があるが、本発明の温度センサでは、樹脂封止部が、少なくともサーミスタ素子を直接覆うアンダーモールド層と、該アンダーモールド層を覆うオーバーモールド層と、を有する複数層で構成されているので、複数層に分けて、まず少量のアンダーモールド層でサーミスタ素子の周囲を覆うことで、気泡の発生を抑制することができる。
Further, in the temperature sensor of the present invention, the resin sealing portion is constituted by a plurality of layers having at least an undermold layer that directly covers the thermistor element and an overmold layer that covers the undermold layer. Features.
If the resin sealing portion is formed by single-layer injection molding, bubbles may be generated around the thermistor element. However, in the temperature sensor of the present invention, the resin sealing portion is an undercoat that directly covers at least the thermistor element. Since it is composed of a plurality of layers having a mold layer and an overmold layer covering the undermold layer, it is divided into a plurality of layers, and by first covering the periphery of the thermistor element with a small amount of the undermold layer, Occurrence can be suppressed.
さらに、本発明の温度センサは、前記アンダーモールド層が、前記オーバーモールド層よりも硬度が低い樹脂で形成されていることが好ましい。
すなわち、この温度センサでは、アンダーモールド層が、オーバーモールド層よりも硬度が低い樹脂で形成されているので、アンダーモールド層がサーミスタ素子を保護する緩衝材として役割を果たし、熱衝撃性能を向上させることができる。
Furthermore, in the temperature sensor of the present invention, it is preferable that the undermold layer is formed of a resin having a hardness lower than that of the overmold layer.
That is, in this temperature sensor, since the undermold layer is formed of a resin having a lower hardness than the overmold layer, the undermold layer serves as a buffer material that protects the thermistor element and improves the thermal shock performance. be able to.
特に、本発明の温度センサは、前記アンダーモールド層が、シリコーン系樹脂、ブタジエン系樹脂またはホットメルト樹脂で形成され、前記オーバーモールド層が、ポリオレフィン系樹脂で形成されていることを特徴とする。 In particular, the temperature sensor of the present invention is characterized in that the undermold layer is formed of a silicone resin, a butadiene resin, or a hot melt resin, and the overmold layer is formed of a polyolefin resin.
また、本発明の温度センサは、前記被覆材が、可塑剤としてポリエステル系樹脂を添加した塩化ビニル樹脂で形成され、前記被覆材を覆う少なくとも一部の前記樹脂封止部が、Ｃ５−Ｃ９共重合樹脂を主成分とした石油系粘着付与剤が添加されたポリオレフィン系樹脂で形成されていることを特徴とする。
すなわち、この温度センサでは、可塑剤としてポリエステル系樹脂を添加した塩化ビニル樹脂で形成された被覆材と、Ｃ５−Ｃ９共重合樹脂を主成分とした石油系粘着付与剤が添加されたポリオレフィン系樹脂で形成された樹脂封止部との組み合わせによって、被覆リード線と樹脂封止部との高い密着性が確保され、高い引張強度が得られて信頼性を向上させることができる。
In the temperature sensor of the present invention, the covering material is formed of a vinyl chloride resin to which a polyester resin is added as a plasticizer, and at least a part of the resin sealing portion that covers the covering material is C5-C9. It is characterized by being formed of a polyolefin-based resin to which a petroleum-based tackifier based on a polymerized resin is added.
That is, in this temperature sensor, a polyolefin-based resin to which a coating material formed of a vinyl chloride resin added with a polyester-based resin as a plasticizer and a petroleum-based tackifier mainly composed of a C5-C9 copolymer resin is added. By the combination with the resin sealing portion formed in (1), high adhesion between the coated lead wire and the resin sealing portion is ensured, high tensile strength is obtained, and reliability can be improved.
また、本発明の温度センサは、前記被覆材と該被覆材を覆う少なくとも一部の前記樹脂封止部とが、同系の樹脂で形成されていることを特徴とする。
すなわち、この温度センサでは、被覆材とこれを覆う樹脂封止部とが、同系の樹脂で形成されているので、互いに接着性および濡れ性が良く、被覆リード線と樹脂封止部との高い密着性が確保され、高い引張強度が得られて信頼性を向上させることができる。
In the temperature sensor of the present invention, the covering material and at least a part of the resin sealing portion covering the covering material are formed of a similar resin.
That is, in this temperature sensor, the covering material and the resin sealing portion that covers the covering material are formed of the same resin, so that the adhesion and wettability are good and the covering lead wire and the resin sealing portion are high. Adhesion is ensured, high tensile strength is obtained, and reliability can be improved.
また、本発明の温度センサは、前記樹脂封止部が、前記一対の被覆リード線を互いに間隔を空けた状態で固定すると共に該間隔を埋めて前記被覆材の一端側を封止していることを特徴とする。
すなわち、この温度センサでは、樹脂封止部が、一対の被覆リード線を互いに間隔を空けた状態で固定すると共に該間隔を埋めて被覆材の一端側を封止しているので、一対の単線である被覆リード線の間にも樹脂が埋め込まれて、一対の被覆リード線が互いに接着された平行線に比べて接着面積が増大し、高い引張強度を得ることができる。
なお、一対の単線の被覆リード線を採用することにより、平行線の場合に比べて、被覆リード線の他端部にコネクタを接続させることも容易になる。
Further, in the temperature sensor of the present invention, the resin sealing portion fixes the pair of covered lead wires in a state of being spaced apart from each other, and fills the gap to seal one end side of the covering material. It is characterized by that.
That is, in this temperature sensor, the resin sealing portion fixes the pair of covered lead wires in a state of being spaced apart from each other and fills the gap to seal one end side of the covering material. The resin is embedded between the coated lead wires, and the bonding area is increased as compared with the parallel wire in which the pair of coated lead wires are bonded to each other, and a high tensile strength can be obtained.
By adopting a pair of single lead wires, it becomes easier to connect the connector to the other end of the lead wire than in the case of parallel wires.
本発明によれば、以下の効果を奏する。
すなわち、本発明に係る温度センサによれば、樹脂封止部が、ホットメルト樹脂で射出成形されているので、低コストであると共に、高い寸法精度により熱的特性および信頼性のばらつきを小さくすることができる。さらには加熱処理が施されておらず被覆リード線の劣化が無いため、良好な信頼性を得ることができる。
したがって、本発明の温度センサは、安価でかつ所望の熱的特性を高精度に得られると共に信頼性に優れており、エアコンディショナー等の温度検出用に好適である。
The present invention has the following effects.
That is, according to the temperature sensor of the present invention, since the resin sealing portion is injection-molded with hot-melt resin, it is low cost and reduces variations in thermal characteristics and reliability due to high dimensional accuracy. be able to. Furthermore, since heat treatment is not performed and the coated lead wire is not deteriorated, good reliability can be obtained.
Therefore, the temperature sensor of the present invention is inexpensive and can obtain desired thermal characteristics with high accuracy and is excellent in reliability, and is suitable for temperature detection of an air conditioner or the like.
以下、本発明に係る温度センサの第１実施形態を、図１および図２を参照しながら説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能又は認識容易な大きさとするために縮尺を適宜変更している。 Hereinafter, a first embodiment of a temperature sensor according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. In each drawing used for the following description, the scale is appropriately changed in order to make each member recognizable or easily recognizable.
本実施形態の温度センサ１は、図１および図２に示すように、一対の電極２ａを有するサーミスタ素子２と、金属芯線３ａを絶縁性の被覆材３ｂで被覆して構成され一対の電極２ａに金属芯線３ａの一端が半田付け等により接続された一対の被覆リード線３と、電極２ａと金属芯線３ａとの接続部分を含んでサーミスタ素子２全体と被覆材３ｂの一端まで覆う樹脂封止部４と、を備えている。 As shown in FIGS. 1 and 2, the temperature sensor 1 of the present embodiment is configured by covering a thermistor element 2 having a pair of electrodes 2a and a metal core wire 3a with an insulating covering material 3b, and a pair of electrodes 2a. Resin sealing that covers the entire thermistor element 2 and one end of the covering material 3b including a pair of covered lead wires 3 to which one end of the metal core wire 3a is connected by soldering or the like, and a connecting portion between the electrode 2a and the metal core wire 3a Part 4.
上記樹脂封止部４は、熱可塑性樹脂であるホットメルト樹脂で射出成形されたものであり、特に樹脂封止部４は、ポリオレフィン系樹脂で形成されている。
さらに、樹脂封止部４は、Ｃ５−Ｃ９共重合樹脂を主成分とした石油系粘着付与剤が添加されたポリオレフィン系樹脂で形成されている。なお、ポリオレフィン系樹脂としては、Ｃ５−Ｃ９共重合樹脂を主成分とした石油系粘着付与剤を、５〜１０％添加したものが好ましい。このＣ５−Ｃ９共重合樹脂を主成分とした石油系粘着付与剤の含有量が、５％未満であると、被覆リード線３との高い密着性が得られないと共に、１０％を超えると、可塑剤の溶け出しを誘発してしまい高温環境などで密着性が低下してしまうためである。
The resin sealing portion 4 is injection-molded with a hot melt resin that is a thermoplastic resin, and in particular, the resin sealing portion 4 is formed of a polyolefin resin.
Further, the resin sealing portion 4 is formed of a polyolefin resin to which a petroleum-based tackifier mainly composed of a C5-C9 copolymer resin is added. In addition, as polyolefin resin, what added 5-10% of petroleum-type tackifier which has C5-C9 copolymer resin as a main component is preferable. When the content of the petroleum-based tackifier based on this C5-C9 copolymer resin is less than 5%, high adhesion to the coated lead wire 3 cannot be obtained, and when it exceeds 10%, This is because the plasticizer is induced to melt and the adhesion is lowered in a high temperature environment.
上記Ｃ５−Ｃ９共重合樹脂は、Ｃ５（脂肪族）留分とＣ９（芳香族）留分との共重合体であって、Ｃ５留分の１，３−ペンタジエン、Ｃ９留分のメチルスチレン、インデン、ナフタレン等を主成分としたものである。 The C5-C9 copolymer resin is a copolymer of a C5 (aliphatic) fraction and a C9 (aromatic) fraction, which is 1,3-pentadiene in the C5 fraction, methylstyrene in the C9 fraction, It is mainly composed of indene, naphthalene and the like.
上記樹脂封止部４をホットメルト樹脂で成形する際には、例えば２００℃、０．５〜０．６ＭＰａの低圧成形で射出成形を行う。なお、この射出成形に要する時間は、約３０秒である。また、従来のディップ方式では、樹脂の有効利用率が２０〜３０％であるのに対し、この射出成形では、７０〜８０％である。
また、上記被覆リード線３の被覆材３ｂは、可塑剤としてポリエステル系樹脂を添加した塩化ビニル樹脂で形成されている。なお、被覆材３ｂとして、ハロゲンフリー電線用として使用されるポリエチレン系やポリオレフィン系の樹脂を採用しても構わない。
When the resin sealing portion 4 is molded with a hot melt resin, injection molding is performed by, for example, low pressure molding at 200 ° C. and 0.5 to 0.6 MPa. The time required for this injection molding is about 30 seconds. In the conventional dip method, the effective utilization rate of the resin is 20 to 30%, whereas in this injection molding, it is 70 to 80%.
The covering material 3b of the coated lead wire 3 is formed of a vinyl chloride resin to which a polyester resin is added as a plasticizer. In addition, you may employ | adopt the polyethylene-type and polyolefin-type resin used for halogen-free electric wires as the coating | covering material 3b.
なお、上記被覆材３ｂと該被覆材３ｂを覆う少なくとも一部の樹脂封止部４とが、同系の樹脂で形成されても構わない。
上記一対の被覆リード線３は、２本の単線であり、樹脂封止部４は、一対の被覆リード線３を互いに間隔を空けた状態で固定すると共に該間隔を埋めて被覆材３ｂの一端側を封止している。
The covering material 3b and at least a part of the resin sealing portion 4 covering the covering material 3b may be formed of the same resin.
The pair of covered lead wires 3 are two single wires, and the resin sealing portion 4 fixes the pair of covered lead wires 3 in a state of being spaced apart from each other and fills the gap to one end of the covering material 3b. The side is sealed.
上記サーミスタ素子２は、図２に示すように、板状のサーミスタ素体２ｂと、該サーミスタ素体２ｂの表裏面にそれぞれ形成された一対の電極２ａと、を有したいわゆるフレーク形サーミスタである。このサーミスタとしては、ＮＴＣ型、ＰＴＣ型、ＣＴＲ型等のサーミスタがあるが、本実施形態では、サーミスタ素子２として、例えばＮＴＣ型サーミスタを採用している。このサーミスタは、Ｍｎ−Ｎｉ系材料、Ｍｎ−Ｎｉ−Ｃｏ系材料、Ｍｎ−Ｃｏ−Ｃｕ系材料等のサーミスタ材料で形成されている。
なお、サーミスタ素子２として、チップサーミスタ又は薄膜サーミスタ素子を採用しても構わない。
As shown in FIG. 2, the thermistor element 2 is a so-called flake-type thermistor having a plate-like thermistor body 2b and a pair of electrodes 2a formed on the front and back surfaces of the thermistor body 2b. . As this thermistor, there are thermistors of NTC type, PTC type, CTR type and the like. In this embodiment, for example, an NTC type thermistor is adopted as the thermistor element 2. This thermistor is made of a thermistor material such as a Mn—Ni material, a Mn—Ni—Co material, or a Mn—Co—Cu material.
Note that a chip thermistor or a thin film thermistor element may be employed as the thermistor element 2.
このように本実施形態の温度センサ１では、樹脂封止部４が、ホットメルト樹脂で射出成形されているので、ディップ方式に比べて、樹脂の無駄や硬化時間を大幅に省くことができると共に、高い寸法精度を得ることができ、樹脂の厚みを高精度に制御して、熱応答性を含む熱的特性のばらつきを小さくすることができる。また、任意の形状を高精度に得ることができ、熱応答性の制御や設置位置への対応が容易である。さらに、ホットメルト樹脂が常温硬化するので、加熱による被覆リード線３の劣化が無い。 Thus, in the temperature sensor 1 of the present embodiment, since the resin sealing portion 4 is injection-molded with hot melt resin, waste of resin and curing time can be greatly reduced as compared with the dip method. High dimensional accuracy can be obtained, the thickness of the resin can be controlled with high accuracy, and variations in thermal characteristics including thermal responsiveness can be reduced. In addition, an arbitrary shape can be obtained with high accuracy, and it is easy to control the thermal response and respond to the installation position. Furthermore, since the hot melt resin is cured at room temperature, the coated lead wire 3 is not deteriorated by heating.
なお、通常、被覆リード線３の他端部にコネクタを接続するが、従来のディップ方式では、熱硬化処理で溶けることを防ぐためにコネクタを後付けしている。これに対し、本実施形態では、コネクタを被覆リード線３に先付けしたまま樹脂封止部４を形成することが可能である。
また、樹脂封止部４のうち少なくとも表面側が、ポリオレフィン系樹脂で形成されているので、ポリオレフィン系樹脂が水との親和性がなく水分を吸収し難いために耐湿性に優れ、高い信頼性を得ることができる。
Normally, a connector is connected to the other end of the coated lead wire 3, but in the conventional dip method, the connector is retrofitted to prevent melting by thermosetting. On the other hand, in this embodiment, it is possible to form the resin sealing portion 4 with the connector being attached to the coated lead wire 3 in advance.
Further, since at least the surface side of the resin sealing portion 4 is formed of a polyolefin resin, the polyolefin resin has no moisture affinity and is difficult to absorb moisture, so it has excellent moisture resistance and high reliability. Obtainable.
また、可塑剤としてポリエステル系樹脂を添加した塩化ビニル樹脂で形成された被覆材３ｂと、Ｃ５−Ｃ９共重合樹脂を主成分とした石油系粘着付与剤が添加されたポリオレフィン系樹脂で形成された樹脂封止部４との組み合わせによって、被覆リード線３と樹脂封止部４との高い密着性が確保され、高い引張強度が得られて信頼性を向上させることができる。 In addition, it was formed of a coating material 3b formed of a vinyl chloride resin to which a polyester resin was added as a plasticizer, and a polyolefin resin to which a petroleum-based tackifier based on a C5-C9 copolymer resin was added. By the combination with the resin sealing portion 4, high adhesion between the coated lead wire 3 and the resin sealing portion 4 is ensured, high tensile strength is obtained, and reliability can be improved.
また、被覆材３ｂとこれを覆う樹脂封止部４とを、同系の樹脂で形成することによっても、互いに接着性および濡れ性が良く、被覆リード線３と樹脂封止部４との高い密着性が確保され、高い引張強度が得られて信頼性を向上させることができる。 Further, even if the covering material 3b and the resin sealing portion 4 covering the covering material 3b are formed of the same resin, the adhesiveness and the wettability are good, and the coated lead wire 3 and the resin sealing portion 4 have high adhesion. Is ensured, high tensile strength is obtained, and reliability can be improved.
さらに、樹脂封止部４が、一対の被覆リード線３を互いに間隔を空けた状態で固定すると共に該間隔を埋めて被覆材３ｂの一端側を封止しているので、一対の単線である被覆リード線３の間にも樹脂が埋め込まれて、一対の被覆リード線３が互いに接着された平行線に比べて接着面積が増大し、高い引張強度を得ることができる。
なお、一対の単線の被覆リード線３を採用することにより、平行線の場合に比べて、被覆リード線３の他端部にコネクタを接続させることも容易になる。
Further, since the resin sealing portion 4 fixes the pair of covered lead wires 3 in a state of being spaced apart from each other and fills the gap to seal one end side of the covering material 3b, it is a pair of single wires. Resin is embedded between the coated lead wires 3, and the bonding area is increased as compared with the parallel line in which the pair of coated lead wires 3 are bonded to each other, and high tensile strength can be obtained.
In addition, by adopting a pair of single-wire covered lead wires 3, it becomes easier to connect the connector to the other end of the covered lead wire 3 than in the case of parallel wires.
次に、本発明に係る温度センサの第２実施形態について、図３を参照して以下に説明する。なお、以下の実施形態の説明において、上記実施形態において説明した同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。 Next, a second embodiment of the temperature sensor according to the present invention will be described below with reference to FIG. Note that, in the following description of the embodiment, the same components described in the above embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
第２実施形態と第１実施形態との異なる点は、第１実施形態では、樹脂封止部４が単層で成形されているのに対し、第２実施形態の温度センサ２１では、図３に示すように、樹脂封止部２４が、少なくともサーミスタ素子２を直接覆うアンダーモールド層２４ａと、該アンダーモールド層２４ａを覆うオーバーモールド層２４ｂと、を有する複数層で構成されている点である。特に、サーミスタ素子２と被覆材３ｂの一端と一対の金属芯線３ａとの間は、アンダーモールド層２４ａで埋められている。 The difference between the second embodiment and the first embodiment is that, in the first embodiment, the resin sealing portion 4 is formed of a single layer, whereas in the temperature sensor 21 of the second embodiment, FIG. As shown in FIG. 4, the resin sealing portion 24 is composed of a plurality of layers having at least an undermold layer 24a that directly covers the thermistor element 2 and an overmold layer 24b that covers the undermold layer 24a. . In particular, the space between the thermistor element 2, one end of the covering material 3b, and the pair of metal core wires 3a is filled with an undermold layer 24a.
また、第２実施形態では、上記アンダーモールド層２４ａが、オーバーモールド層２４ｂよりも硬度が低い樹脂で形成されている。すなわち、アンダーモールド層２４ａは、シリコーン系樹脂、ブタジエン系樹脂またはホットメルト樹脂で形成され、樹脂封止部２４のうち表面側となるオーバーモールド層２４ｂは、ポリオレフィン系樹脂で形成されている。 In the second embodiment, the undermold layer 24a is formed of a resin whose hardness is lower than that of the overmold layer 24b. That is, the undermold layer 24a is formed of a silicone resin, a butadiene resin, or a hot melt resin, and the overmold layer 24b on the surface side of the resin sealing portion 24 is formed of a polyolefin resin.
このように第２実施形態の温度センサ２１では、樹脂封止部４が、少なくともサーミスタ素子２を直接覆うアンダーモールド層２４ａと、該アンダーモールド層２４ａを覆うオーバーモールド層２４ｂと、を有する複数層で構成されているので、複数層に分けて、まず少量のアンダーモールド層２４ａでサーミスタ素子２の周囲を覆うことで、気泡の発生を抑制することができる。特に、気泡が発生し易い箇所として、サーミスタ素子２と被覆材３ｂの一端と一対の金属芯線３ａとの間を、サーミスタ素子２と共にアンダーモールド層２４ａで埋めることで、一対の金属芯線３ａ間に気泡が生じることを防止できる。 As described above, in the temperature sensor 21 according to the second embodiment, the resin sealing portion 4 includes a plurality of layers including the undermold layer 24a that directly covers at least the thermistor element 2 and the overmold layer 24b that covers the undermold layer 24a. Therefore, the generation of bubbles can be suppressed by covering the thermistor element 2 with a small amount of the undermold layer 24a in a plurality of layers. In particular, as a place where bubbles are likely to be generated, the gap between one end of the thermistor element 2 and the covering material 3b and the pair of metal core wires 3a is filled with the thermistor element 2 with the undermold layer 24a, so that a gap between the pair of metal core wires 3a is obtained. Air bubbles can be prevented from being generated.
また、アンダーモールド層２４ａが、オーバーモールド層２４ｂよりも硬度が低い樹脂で形成されているので、アンダーモールド層２４ａがサーミスタ素子２を保護する緩衝材として役割を果たし、熱衝撃性能を向上させることができる。 Further, since the undermold layer 24a is formed of a resin having a lower hardness than the overmold layer 24b, the undermold layer 24a serves as a buffer material for protecting the thermistor element 2 and improves the thermal shock performance. Can do.
次に、本発明に係る温度センサを、実際に作製した実施例について評価した結果を説明する。 Next, the results of evaluating the actually produced examples of the temperature sensor according to the present invention will be described.
＜熱応答性＞
まず、本実施例では、封止樹脂部のホットメルト樹脂として、Ｃ５−Ｃ９共重合樹脂を主成分とした石油系粘着付与剤が添加されたポリオレフィン系樹脂を使用すると共に、被覆リード線の被覆材として、可塑剤としてポリエステル系樹脂を添加した塩化ビニル樹脂を使用して作製した。なお、ポリオレフィン系樹脂には、Ｃ５−Ｃ９共重合樹脂を主成分とした石油系粘着付与剤を、５〜１０％添加した。また、樹脂封止部のサイズは、φ３．７ｍｍ×長さＬ１５ｍｍとした。
<Thermal response>
First, in this example, a polyolefin resin to which a petroleum-based tackifier mainly composed of a C5-C9 copolymer resin is added is used as a hot melt resin for a sealing resin portion, and a coated lead wire is coated. As a material, a vinyl chloride resin to which a polyester resin was added as a plasticizer was used. The polyolefin resin was added with 5 to 10% of a petroleum tackifier mainly composed of a C5-C9 copolymer resin. Moreover, the size of the resin sealing portion was φ3.7 mm × length L15 mm.
また、比較例として、２液混合熱硬化性樹脂を用いたディップ方式により、アンダーモールド層のポリブタジエン系樹脂とオーバーモールド層のエポキシ樹脂とでサーミスタ素子をコーティングした温度センサを、同様に作製した。このディップ方式の比較例では、ディップされた樹脂のサイズにばらつきがあると共に、いずれも本発明の上記実施例の封止樹脂部よりも長くなった。 Further, as a comparative example, a temperature sensor in which a thermistor element was coated with a polybutadiene-based resin in an undermold layer and an epoxy resin in an overmold layer was similarly manufactured by a dip method using a two-component mixed thermosetting resin. In the comparative example of the dip method, the size of the dipped resin varied, and all of them were longer than the sealing resin portion of the above embodiment of the present invention.
このように作製した本実施例および比較例の温度センサについて、２５℃から５０℃（水中）へ温度環境を変えた際の熱時定数τ（ｓｅｃ）を測定した結果、比較例および実施例ともに４秒前後であり、本実施例は、従来のディップ方式と同レベルの熱応答性を有している。 As a result of measuring the thermal time constant τ (sec) when the temperature environment was changed from 25 ° C. to 50 ° C. (in water) for the temperature sensors of this example and the comparative example produced in this way, both the comparative example and the example were measured. This is about 4 seconds, and this embodiment has the same level of thermal responsiveness as the conventional dip method.
＜引張試験＞
また、封止樹脂部のポリオレフィン系樹脂として、Ｃ５−Ｃ９共重合樹脂を主成分とした石油系粘着付与剤を、５〜１０％添加した実施例と、１０％を超えて添加した実施例と、をそれぞれ作製し、樹脂封止部と被覆リード線との密着性について、各被覆リード線の引張強度を測定して評価した。この引張強度は、８０℃で１００時間放置前後について測定した。
<Tensile test>
In addition, as the polyolefin resin of the sealing resin portion, an example in which 5 to 10% of a petroleum-based tackifier mainly composed of a C5-C9 copolymer resin was added, and an example in which more than 10% was added , And the adhesion between the resin-encapsulated portion and the coated lead wire was evaluated by measuring the tensile strength of each coated lead wire. This tensile strength was measured before and after being left at 80 ° C. for 100 hours.
また、被覆リード線の被覆材について、可塑剤としてポリエステル系樹脂を添加した塩化ビニル樹脂を使用したものと、可塑剤としてトリメリット酸エステル系樹脂を添加した塩化ビニル樹脂を使用したものと、を用いてそれぞれ実施例を作製し、同様に測定して評価した。 In addition, as for the covering material of the coated lead wire, one using a vinyl chloride resin added with a polyester resin as a plasticizer and one using a vinyl chloride resin added with a trimellitic acid ester resin as a plasticizer, Each example was used to make an example, and was similarly measured and evaluated.
その結果、Ｃ５−Ｃ９共重合樹脂を主成分とした石油系粘着付与剤を１０％を超えて添加したポリオレフィン樹脂を封止樹脂部に使用した実施例は、８０℃で１００時間放置した後に引張強度が低下したのに対し、当該石油系粘着付与剤を５〜１０％添加した実施例では、引張強度の低下は見られなかった。これは、当該石油系粘着付与剤の含有量が、上記範囲を超えて多いと、被覆リード線の被覆材に含まれる可塑剤の溶け出しを誘発してしまい、密着性を低下させてしまうためと考えられる。 As a result, an example using a polyolefin resin to which a petroleum-based tackifier based on a C5-C9 copolymer resin as a main component was added in an amount exceeding 10% was used in a sealing resin part after being left at 80 ° C. for 100 hours. In contrast to the decrease in strength, in Examples where 5 to 10% of the petroleum tackifier was added, no decrease in tensile strength was observed. This is because if the content of the petroleum-based tackifier is more than the above range, the plasticizer contained in the coating material of the coated lead wire will be dissolved and the adhesion will be reduced. it is conceivable that.
また、可塑剤としてトリメリット酸エステル系樹脂を添加した塩化ビニル樹脂を使用した被覆材の実施例に比べて、可塑剤としてポリエステル系樹脂を添加した塩化ビニル樹脂を使用した被覆材の実施例の方が引張強度が高く、高い密着性が得られた。これは、ポリエステル系樹脂の方が分子量が大きく、可塑剤が溶け出し難いためと考えられる。
このように、可塑剤としてポリエステル系樹脂を添加した塩化ビニル樹脂で形成された被覆材と、Ｃ５−Ｃ９共重合樹脂を主成分とした石油系粘着付与剤が上記所定範囲の含有量で添加されたポリオレフィン系樹脂で形成された樹脂封止部との組み合わせによって、被覆リード線と樹脂封止部との高い密着性が確保されることがわかる。
Moreover, compared with the example of the coating material using the vinyl chloride resin to which the trimellitic acid ester resin is added as the plasticizer, the example of the coating material using the vinyl chloride resin to which the polyester resin is added as the plasticizer. The tensile strength was higher, and high adhesion was obtained. This is presumably because the polyester resin has a higher molecular weight and the plasticizer is less likely to dissolve.
Thus, a coating material formed of a vinyl chloride resin to which a polyester resin is added as a plasticizer and a petroleum-based tackifier mainly composed of a C5-C9 copolymer resin are added in a content within the predetermined range. It can be seen that high adhesion between the coated lead wire and the resin sealing portion is ensured by the combination with the resin sealing portion formed of the polyolefin resin.
＜熱衝撃試験＞
また、アンダーモールド層とオーバーモールド層との２重成形で樹脂封止部を形成した実施例を作製し、１重成形の実施例およびディップ方式の比較例（アンダーモールド層がシリコーン系樹脂、オーバーモールド層がエポキシ樹脂）と共に、熱衝撃試験を行った結果を、以下の表１に示す。なお、２重成形の実施例は、ポリプロピレンのアンダーモールド層と、Ｃ５−Ｃ９共重合樹脂を主成分とした石油系粘着付与剤を５〜１０％添加したポリオレフィン樹脂のオーバーモールド層とで樹脂封止部を構成した。また、１重成形の実施例は、Ｃ５−Ｃ９共重合樹脂を主成分とした石油系粘着付与剤を５〜１０％添加したポリオレフィン樹脂の単層で樹脂封止部を構成した。
<Thermal shock test>
Also, an example in which a resin sealing portion was formed by double molding of an undermold layer and an overmold layer was prepared, and a single molding example and a comparative example of a dip method (undermold layer is a silicone resin, overmold layer) Table 1 below shows the results of a thermal shock test performed with the mold layer being an epoxy resin. In addition, the example of double molding is a resin sealing with a polypropylene undermold layer and a polyolefin resin overmold layer containing 5 to 10% of a petroleum-based tackifier based on a C5-C9 copolymer resin. A stop was constructed. In the single-molding example, the resin-encapsulated portion was composed of a single layer of polyolefin resin to which 5 to 10% of a petroleum-based tackifier based on a C5-C9 copolymer resin was added.
なお、熱衝撃試験は、５℃（２分）水中と９５℃（２分）水中との環境に、交互に通電状態のまま５０００サイクル投入して行った。また、試験数１０個のうち全数が表１に示す合格基準を満たす場合を合格とし、一つでも合格基準を満たさない場合は、不合格とした。 In addition, the thermal shock test was performed by throwing 5000 cycles in an environment of 5 ° C. (2 minutes) water and 95 ° C. (2 minutes) water alternately in an energized state. Moreover, it was set as the pass when the total number satisfy | fills the acceptance criteria shown in Table 1 among ten tests, and it failed as one when not satisfying the acceptance criteria.
この結果からわかるように、ディップ方式の比較例は、２０００サイクルまで良好な結果であるのに対し、１重成形の本発明の実施例では、３０００サイクルまで良好な結果を得ている。また、２重成形の本発明の実施例では、さらに５０００サイクルまで良好な結果を得ており、大幅に耐熱衝撃性が向上し、高い信頼性を得ていることがわかる。
なお、上記実施例では、サーミスタ素子としてフレーク形サーミスタを用いているが、チップサーミスタのサーミスタ素子を用いた場合、１重成形および２重成形のいずれも５０００サイクル以上の良好な結果が得られており、さらに耐熱衝撃性が向上した。
As can be seen from this result, the comparative example of the dip method has a good result up to 2000 cycles, while the single-molding example of the present invention has a good result up to 3000 cycles. Moreover, in the Example of this invention of double molding, the favorable result is obtained to 5000 cycles, and it turns out that the thermal shock resistance improves significantly and it has acquired high reliability.
In the above embodiment, a flake type thermistor is used as the thermistor element. However, when a thermistor element of a chip thermistor is used, good results of 5000 cycles or more are obtained in both single molding and double molding. Furthermore, the thermal shock resistance was improved.
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。 The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
１，２１…温度センサ、２…サーミスタ素子、２ａ…電極、３…被覆リード線、３ａ…金属芯線、３ｂ…被覆材、４…樹脂封止部、２４ａ…アンダーモールド層、２４ｂ…オーバーモールド層 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,21 ... Temperature sensor, 2 ... Thermistor element, 2a ... Electrode, 3 ... Coated lead wire, 3a ... Metal core wire, 3b ... Coating material, 4 ... Resin sealing part, 24a ... Undermold layer, 24b ... Overmold layer
Claims (8)
金属芯線を絶縁性の被覆材で被覆して構成され前記一対の電極に前記金属芯線の一端が接続された一対の被覆リード線と、
前記電極と前記金属芯線との接続部分を含んで前記サーミスタ素子全体と前記被覆材の一端まで覆う樹脂封止部と、を備え、
該樹脂封止部が、ホットメルト樹脂で射出成形されていることを特徴とする温度センサ。 A thermistor element having a pair of electrodes;
A pair of coated lead wires configured by coating a metal core wire with an insulating coating material, and having one end of the metal core wire connected to the pair of electrodes;
A resin sealing portion that covers the entire thermistor element and includes one end of the covering material, including a connecting portion between the electrode and the metal core wire,
A temperature sensor, wherein the resin sealing portion is injection-molded with a hot melt resin.
前記樹脂封止部のうち少なくとも表面側が、ポリオレフィン系樹脂で形成されていることを特徴とする温度センサ。 The temperature sensor according to claim 1,
A temperature sensor characterized in that at least the surface side of the resin sealing portion is formed of a polyolefin resin.
前記樹脂封止部が、少なくとも前記サーミスタ素子を直接覆うアンダーモールド層と、該アンダーモールド層を覆うオーバーモールド層と、を有する複数層で構成されていることを特徴とする温度センサ。 The temperature sensor according to claim 1 or 2,
The temperature sensor, wherein the resin sealing portion is composed of a plurality of layers having at least an undermold layer that directly covers the thermistor element and an overmold layer that covers the undermold layer.
前記アンダーモールド層が、前記オーバーモールド層よりも硬度が低い樹脂で形成されていることを特徴とする温度センサ。 The temperature sensor according to claim 3,
The temperature sensor, wherein the undermold layer is made of a resin having a hardness lower than that of the overmold layer.
前記アンダーモールド層が、シリコーン系樹脂、ブタジエン系樹脂またはホットメルト樹脂で形成され、
前記オーバーモールド層が、ポリオレフィン系樹脂で形成されていることを特徴とする温度センサ。 The temperature sensor according to claim 4,
The undermold layer is formed of a silicone resin, a butadiene resin or a hot melt resin,
The temperature sensor, wherein the overmold layer is made of a polyolefin resin.
前記被覆材が、可塑剤としてポリエステル系樹脂を添加した塩化ビニル樹脂で形成され、
前記被覆材を覆う少なくとも一部の前記樹脂封止部が、Ｃ５−Ｃ９共重合樹脂を主成分とした石油系粘着付与剤が添加されたポリオレフィン系樹脂で形成されていることを特徴とする温度センサ。 The temperature sensor according to any one of claims 1 to 5,
The covering material is formed of a vinyl chloride resin to which a polyester resin is added as a plasticizer,
A temperature characterized in that at least a part of the resin sealing portion covering the covering material is formed of a polyolefin resin to which a petroleum tackifier mainly composed of a C5-C9 copolymer resin is added. Sensor.
前記被覆材と該被覆材を覆う少なくとも一部の前記樹脂封止部とが、同系の樹脂で形成されていることを特徴とする温度センサ。 The temperature sensor according to any one of claims 1 to 4,
The temperature sensor, wherein the covering material and at least a part of the resin sealing portion covering the covering material are formed of a similar resin.
前記樹脂封止部が、前記一対の被覆リード線を互いに間隔を空けた状態で固定すると共に該間隔を埋めて前記被覆材の一端側を封止していることを特徴とする温度センサ。 In the temperature sensor as described in any one of Claim 1 to 7,
The temperature sensor, wherein the resin sealing portion fixes the pair of coated lead wires in a state of being spaced apart from each other, and fills the gap to seal one end side of the covering material.
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