JP2012145527A

JP2012145527A - 温度センサの取付用具、温度センサ装置およびその取付用具を用いた温度センサの取り付け方法

Info

Publication number: JP2012145527A
Application number: JP2011005655A
Authority: JP
Inventors: Yasuyuki Suzuki; 康之鈴木
Original assignee: Semitec Corp
Current assignee: Semitec Corp
Priority date: 2011-01-14
Filing date: 2011-01-14
Publication date: 2012-08-02

Abstract

【課題】正確な被温度検出体の表面温度の検出を行うことができる温度センサ装置を提供する。
【解決手段】この温度センサ装置は、被温度検出体の表面に面接触して被温度検出体よりの熱を受熱する接触面１１aを裏面に備えた受熱部品１１の表面に、サーミスタ素子５の収納部１１bを備え、受熱部品１１を嵌合保持するように形成された開口部１２aおよびサーミスタ素子５よりの第１のリード線５a、５bに第２のリード線５c、５dが接続された接続導電部５e、５fを収納するための収納部１２bを備えた樹脂ホルダー１２を備え、受熱部品１１の収納部１１bにサーミスタ素子５を収納し、サーミスタ素子５を収納した受熱部品１１を樹脂部材１２の開口部１２aに収納し、第１のリード線５a、５bに第２のリード線５c、５dが接続された接続導電部５e、５fを樹脂ホルダー１２の収納部１２bに収納した構成となっている。
【選択図】図２

Description

この発明は、被温度検出体に対して温度センサを設置するための温度センサの取付用具およびその取付用具を用いた温度センサ装置およびその取付用具を用いた温度センサの取り付け方法に関する。

従来より、被温度検出体の表面温度を計測するための温度センサ装置が知られている。

図５は、従来の取付用具によって温度センサ（サーミスタ素子）の取り付けられた温度センサ装置の構成を示す斜視図である。

図５に示すように、従来の温度センサ装置１は、円筒形の被温度検出体の表面温度を検出するためのもので、被温度検出体に沿う形状の樹脂製のホルダー２に形成されたサーミスタ素子収納部３に、シリコンゴムスポンジ４が収納され、そのシリコンゴムスポンジ４の上に、サーミスタ素子５が載置され、ホルダー２が被温度検出体に取り付けられた状態で、サーミスタ素子５が被温度検出体に接触する構成となっている。

なお、サーミスタ素子５は、サーミスタエレメントの両電極を第１のリード線５ａ、５ｂで挟持してはんだ付けし、第１のリード線５ａ、５ｂとサーミスタエレメントとの接続部をエポキシ樹脂でコーティングしたコーティング部５ｅを有する構造となっている。

図６は、他の従来の温度センサ装置の斜視工程図である。

図６(a)に示すように、他の従来例では、サーミスタエレメントの両電極を第１のリード線５ａ、５ｂで挟持してはんだ付けし、第１のリード線５ａ、５ｂとサーミスタエレメントとの接続部をエポキシ樹脂でコーティングしたサーミスタ素子５と、そのサーミスタ素子５を収納する形状のアルミ板６を用意する。ここでは、サーミスタ素子５の第１のリード線５ａ、５ｂには、それぞれ第２のリード線５ｃ、５ｄが、はんだ接続により接続されている。

次に、図６(b)に示すように、アルミ板６内へサーミスタ素子５を収納し、その後、図６(ｃ)に示すように、アルミ板６の先端部６ａを残して、サーミスタ素子５の全体を射出成形によって樹脂で覆って成形樹脂７を形成する。

図７は、他の従来の温度センサ装置の構成を示す斜視図である。

図７に示すように、この従来の温度センサ装置８も、図６に示した温度センサ装置と同様に、アルミ板９の先端部９ａを残して、サーミスタ素子の全体を射出成形によって樹脂で覆って成形樹脂１０を形成するようにしたものである。

なお、記載すべき先行技術文献情報はありませんでした。

しかしながら、上記図５に示したような従来の温度センサ装置１では、サーミスタ素子５のコーティング部５ｅの表面が曲面となっているので、温度センサ装置１を被温度検出体に装着し、被温度検出体の表面温度を検出する際に、サーミスタ素子５と被温度検出体とが点接触となってしまい、被温度検出体から十分に受熱ができず、実際の被温度検出体の表面温度と検出温度とにずれが生じ、正確な被温度検出体の表面温度の検出を行うことができない問題点があった。

また、上記図５に示したような従来の温度センサ装置では、サーミスタ素子５と被温度検出体とが点接触であるため、サーミスタ素子５内のサーミスタが、その点接触の側からしか受熱できず、その受熱が点接触部分から拡散してしまい、熱がサーミスタに十分に伝わらず、実際の被温度検出体の表面温度と検出温度とにずれが生じ、正確な被温度検出体の表面温度の検出を行うことができない問題点もあった。

次に、上記図６および図７に示したような従来の温度センサ装置では、アルミ板６、９の先端部６ａ、９ａを残して、サーミスタ素子の全体を射出成形によって樹脂で覆って成形樹脂７、１０を形成するようにしているため、その射出成形により、サーミスタ素子５のリード線が破断してしまい、サーミスタ素子５が機能しなくなるという問題点があった。

一方、上記リード線の破断を防止するために、太いリード線を用いると、今度は、その太いリード線から熱が逃げてしまい、正確な被温度検出体の表面温度の検出を行うことができなくなる問題が生じてしまうものであった。

この発明は、上記したような不都合を解消するためになされたもので、その課題は、正確な被温度検出体の表面温度の検出を行うことができる温度センサの取付用具を提供することにある。

この発明の他の課題は、正確な被温度検出体の表面温度の検出を行うことができる温度センサ装置を提供することにある。

この発明の他の課題は、取り付け作業が簡単で、正確な被温度検出体の表面温度の検出を行うことができる温度センサの取り付け方法を提供することにある。

本発明の特徴は、被温度検出体に対して温度センサを設置するための取付用具であって、前記被温度検出体の表面に面接触して前記被温度検出体よりの熱を受熱する接触面を裏面に備えた受熱部品の表面に、前記温度センサの収納部を備え、前記受熱部品を嵌合保持するように形成された開口部を備えた樹脂部材を備えることである。

本発明の他の特徴は、取付用具を用いて温度センサの取り付けられた温度センサ装置であって、被温度検出体の表面に面接触して前記被温度検出体よりの熱を受熱する接触面を裏面に備えた受熱部品の表面に、前記温度センサの収納部を備え、前記温度センサを収納した前記受熱部品を保持するように形成された開口部を備えた樹脂部材を備え、前記受熱部品の収納部に前記温度センサを収納し、前記樹脂部材の開口部に前記温度センサを収納した前記受熱部品を収納したことである。

本発明の他の特徴は、取付用具を用いて温度センサを取り付ける温度センサの取り付け方法であって、受熱部品の収納部に、前記温度センサを収納して接着剤で固める工程と、前記温度センサの第１のリード線のそれぞれに、第２のリード線を接続して接続導電部を形成する工程と、前記温度センサを収納した前記受熱部品を、樹脂部材の開口部に嵌合保持すると同時に、前記接続導電部を前記樹脂部材の収納部に収納する工程と、前記受熱部品と前記樹脂部材との間を接着剤で固める工程と、前記樹脂部材の収納部に収納された前記接続導電部を接着剤で固める工程と、を有することである。

以上のように、本発明による温度センサの取付用具によれば、正確な被温度検出体の表面温度の検出を行うことができるようになる。

また、本発明による温度センサ装置によれば、正確な被温度検出体の表面温度の検出を行うことができるようになる。

また、本発明による温度センサの取り付け方法によれば、取り付け作業が簡単で、正確な被温度検出体の表面温度の検出を行うことが可能となる。

この発明の一実施形態である取付用具の構成を示す斜視図であり、(a)は、受熱部品の斜視図であり、(b)は、受熱部品を保持する樹脂ホルダーの斜視図である。 (a)〜(c)は、図１に示した取付用具を用いたサーミスタ素子の取り付け方法を示す工程図である。図２(c)のX-X’線に沿った断面図である。本発明による取付用具の変形例を示すものであり、(a)は、受熱部品の正面図であり、(b)は、樹脂ホルダーの斜視図であり、(c)は、樹脂ホルダーの背面図である。従来の取付用具によって取り付けられた温度センサ装置の構成を示す斜視図である。他の従来の温度センサ装置の斜視工程図である。他の従来の温度センサ装置の斜視図である。

この発明の実施形態に係わる取付用具を用いた温度センサ装置について、図面を参照して説明する。

図１は、この発明の一実施形態である取付用具の構成を示す斜視図であり、(a)は、受熱部品の斜視図であり、(b)は、受熱部品を保持する樹脂ホルダーの斜視図である。

本発明の第１の実施形態に係わる取付用具は、サーミスタ素子５よりなる温度センサを取り付けて被温度検出体に設置するためのもので、図１(a)に示す受熱部品１１と、図１(b)に示す、受熱部品１１を保持する樹脂ホルダー（樹脂部材）１２とからなっている。

図１(a)に示すように、受熱部品１１は、被温度検出体の表面に十分に面接触して被温度検出体よりの熱を十分に受熱する裏面１１aと、サーミスタ素子５よりなる温度センサを収納するための収納部１１bとを備えている。そして、この収納部１１bは、サーミスタ素子５を３方面から収納するための第１および第２の壁部１１b_１、１１b_２および底面部１１b_３を備えている。

なお、サーミスタ素子５を収納するための収納部１１b内に、サーミスタ素子５を収納してエポキシ等の樹脂（接着剤）で固めた後において、接着剤との熱膨張差によるサーミスタ素子５の剥離脱落を防止する突起を備えるようにしても良い（図４（a）参照）。

また、サーミスタ素子５は、図３に示すように、サーミスタエレメント５cの両電極を第１のリード線５ａ、５ｂで挟持してはんだ付けし、第１のリード線５ａ、５ｂとサーミスタエレメント５cとの接続部をエポキシ樹脂５dでコーティングした構造となっている。

この受熱部品１１は、高熱伝導性材料で熱可塑性樹脂による射出成形、あるいはアルミ、銅、合金等の金属材料のプレス成形からなっている。

図１(b)に示すように、樹脂ホルダー１２は、後述するように、サーミスタ素子５を収納した受熱部品１１を嵌合保持するように形成された開口部１２aと、サーミスタ素子５よりの第１のリード線５ａ、５ｂと第２のリード線５ｃ、５ｄとの接続導電部を収納する収納部１２bとを有している（図２参照）。

なお、この収納部１２b内にも、サーミスタ素子５の接続導電部を収納してエポキシ等の樹脂（接着剤）で固めた後において、接着剤との熱膨張差による接続導電部の剥離脱落を防止する突起を備えるようにしても良い（図４（c）参照）。

また、図１(b)に示す樹脂ホルダー１２には、サーミスタ素子５を収納した受熱部品１１を装着した後に、樹脂ホルダー１２を被温度検出体に取り付けるための羽根部１２cが、開口部１２aの両側に備えられている。なお、この羽根部１２cは、被温度検出体の種類により他の形状としても良いし、必要ない場合もある。

次に、図２および図３を参照して、図１に示した取付用具を用いたサーミスタ素子５の取り付け方法について説明する。

図２(a)〜(c) は、図１に示した取付用具を用いたサーミスタ素子５の取り付け方法を示す工程図である。図３は、図２(c)のX-X’線に沿った断面図である。

まず、図２（a）に示すように、図１(a)に示す受熱部品１１の収納部１１bに、サーミスタ素子５を収納してエポキシ等の樹脂（接着剤）で固める。

すなわち、図３に示すように、まず、サーミスタ素子５は、サーミスタエレメント５cの両電極を第１のリード線５ａ、５ｂで挟持してはんだ付けし、第１のリード線５ａ、５ｂとサーミスタエレメント５cとの接続部をエポキシ樹脂でコーティングしたコーティング部５dを有しており、そのコーティング部５dが、受熱部品１１の収納部１１bに載置され、その上に、エポキシ等の樹脂からなる接着剤１３が流し込まれて固定された構造となっている。

次に、図２（b）に示すように、サーミスタ素子５の第１のリード線５ａ、５ｂのそれぞれに、第２のリード線５ｃ、５ｄが、はんだ接続により接続されて接続導電部５e、５fが形成される。

次に、図２（c）に示すように、サーミスタ素子５を収納した受熱部品１１を、樹脂ホルダー１２の開口部１２aに嵌合保持すると同時に、サーミスタ素子５よりの第１のリード線５ａ、５ｂと第２のリード線５ｃ、５ｄとの接続導電部５e、５fを、樹脂ホルダー１２の収納部１２bにそれぞれ収納する。ここで、図３に示すように、開口部１２aは、受熱部品１１を収納するための溝１２a_１、１２a_２を有しており、サーミスタ素子５を収納した受熱部品１１を樹脂ホルダー１２の開口部１２aの溝１２a_１、１２a_２に嵌合した状態で、受熱部品１１の裏面１１aが、樹脂ホルダー１２の底面１２dより所定間隔だけ突出するようになっている。

これにより、この温度センサ装置を被温度検出体に装着した時に、受熱部品１１の裏面１１aが、より確実に被温度検出体の表面に接触される。

その後、図３に示すように、受熱部品１１と樹脂ホルダー１２との間に、エポキシ等の樹脂からなる接着剤１４が流し込まれて固定されると共に、図２（c）に示すように、接続導電部５e、５fの収納された樹脂ホルダー１２の収納部１２b上に、エポキシ等の樹脂からなる接着剤１５が流し込まれて固定されて、図２（c）に示す温度センサ装置１６が完成される。

すなわち、温度センサ装置１６は、被温度検出体の表面に面接触して被温度検出体よりの熱を受熱する接触面１１aを裏面に備えた受熱部品１１の表面に、サーミスタ素子５の収納部１１bを備え、受熱部品１１を嵌合保持するように形成された開口部１２aおよびサーミスタ素子５よりの第１のリード線５a、５bに第２のリード線５c、５dが接続された接続導電部５e、５fを収納するための収納部１２bを備えた樹脂ホルダー１２を備え、受熱部品１１の収納部１１bにサーミスタ素子５を収納し、サーミスタ素子５を収納した受熱部品１１を樹脂部材１２の開口部１２aに収納し、第１のリード線５a、５bに第２のリード線５c、５dが接続された接続導電部５e、５fを樹脂ホルダー１２の収納部１２bに収納した構成となっている。

以上のようにサーミスタ素子５の取り付けられた温度センサ装置１６は、被温度検出体の表面に、その受熱部品１１の底面部１１aが被温度検出体の表面に十分に面接触するように装着される。

従って、被温度検出体の表面温度を検出する際に、サーミスタ素子５と被温度検出体とが十分に面接触するようになっているので、被温度検出体から十分に受熱することができ、実際の被温度検出体の表面温度と検出温度とにずれが生じず、正確な被温度検出体の表面温度の検出を行うことができる。

さらに、受熱部品１１の収納部１１bが、第１および第２の壁部１１b_１、１１b_２および底面部１１b_３を備えており、サーミスタ素子５を３方面から収納するようになっているので、サーミスタ素子５内のサーミスタが、その３方面の側から受熱することができ、熱がサーミスタに十分に伝わる構造となっている。そのため、実際の被温度検出体の表面温度と検出温度とにずれが生じず、正確な被温度検出体の表面温度の検出を行うことができる。

また、以上のようなサーミスタ素子５の取り付け方法によれば、サーミスタ素子５の全体を射出成形によって樹脂で覆う方法を採用する必要が無いので、その射出成形により、サーミスタ素子５のリード線５a、５bが破断してしまい、サーミスタ素子５が機能しなくなるという問題点も生じることが無い。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されることはなく、例えば、変形例として、図４（a）に示すように、サーミスタ素子５を収納するための受熱部品１１の収納部１１bの第１および第２の壁部１１b_１、１１b_２に、サーミスタ素子５の剥離脱落を防止する突起１１cを備えるようにしても良いし、図４（b）、（c）に示すように、接続導電部５e、５fを収納するための樹脂ホルダー１２の収納部１２b内にも、接続導電部５e、５fの剥離脱落を防止する突起１２eを備えるようにしても良い。

図４は、本発明による取付用具の変形例を示すものであり、(a)は、受熱部品の正面図であり、(b)は、樹脂ホルダーの斜視図であり、(c)は、樹脂ホルダーの背面図である。

１、８、１６…温度センサ装置、２…ホルダー、３…サーミスタ素子収納部、
４…シリコンゴムスポンジ、５…サーミスタ素子、６、９…アルミ板、
７、１０…成形樹脂、１１…受熱部品、１１a…底面部、１１b…収納部、１１c…突起、
１２…樹脂ホルダー、１２a…開口部、１２a₁、１２a₂…溝、１２b…収納部、
１２c…羽根部、１２d…底面部、１２e…突起、１３、１４、１５…接着剤、

Claims

被温度検出体に対して温度センサを設置するための取付用具であって、
前記被温度検出体の表面に面接触して前記被温度検出体よりの熱を受熱する接触面を裏面に備えた受熱部品の表面に、前記温度センサの収納部を備え、前記受熱部品を嵌合保持するように形成された開口部を備えた樹脂部材を備えていることを特徴とする取付用具。
前記樹脂部材は、前記温度センサよりの第１のリード線に第２のリード線が接続された接続導電部を収納するための収納部を備えていることを特徴とする請求項１記載の取付用具。
前記受熱部品の温度センサ収納部が、前記温度センサの剥離脱落を防止する突起を備えていることを特徴とする請求項１記載の取付用具。
前記樹脂部材の接続導電部収納部が、前記接続導電部の剥離脱落を防止する突起を備えていることを特徴とする請求項２に記載の取付用具。
取付用具を用いて温度センサの取り付けられた温度センサ装置であって、
被温度検出体の表面に面接触して前記被温度検出体よりの熱を受熱する接触面を裏面に備えた受熱部品の表面に、前記温度センサの収納部を備え、前記温度センサを収納した前記受熱部品を保持するように形成された開口部を備えた樹脂部材を備え、前記受熱部品の収納部に前記温度センサを収納し、前記樹脂部材の開口部に前記温度センサを収納した前記受熱部品を収納したことを特徴とする温度センサ装置。
前記樹脂部材は、前記温度センサよりの第１のリード線に第２のリード線が接続された接続導電部を収納するための収納部を備えていることを特徴とする請求項５に記載の温度センサ装置。
前記受熱部品の収納部と前記温度センサとが接着剤によって固定されていることを特徴とする請求項５記載の温度センサ装置。
前記樹脂部材の開口部と前記受熱部品とが接着剤によって固定されていることを特徴とする請求項５記載の温度センサ装置。
前記受熱部品の収納部が、前記温度センサの剥離脱落を防止する突起を備えていることを特徴とする請求項７に記載の温度センサ装置。
前記樹脂部材の接続導電部収納部が、前記接続導電部の剥離脱落を防止する突起を備えていることを特徴とする請求項６に記載の温度センサ装置。
取付用具を用いて温度センサを取り付ける温度センサの取り付け方法であって、
受熱部品の収納部に、前記温度センサを収納して接着剤で固める工程と、
前記温度センサの第１のリード線のそれぞれに、第２のリード線を接続して接続導電部を形成する工程と、
前記温度センサを収納した前記受熱部品を、樹脂部材の開口部に嵌合保持すると同時に、前記接続導電部を前記樹脂部材の収納部に収納する工程と、
前記受熱部品と前記樹脂部材との間を接着剤で固める工程と、
前記樹脂部材の収納部に収納された前記接続導電部を接着剤で固める工程と、を有することを特徴とする温度センサの取り付け方法。