JP2019002892A

JP2019002892A - 温度センサ

Info

Publication number: JP2019002892A
Application number: JP2017120308A
Authority: JP
Inventors: 彬宜坂本; Akinori Sakamoto; 開田中; Hiraki Tanaka
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2017-06-20
Filing date: 2017-06-20
Publication date: 2019-01-10

Abstract

【課題】成形時にサーミスタと集熱板との間隔が一定以下になることを防止できる温度センサを提供する。【解決手段】温度センサ１は、被測温部に重ねられるセンサ本体２と、取付部材３と、コイルスプリング４と、を備えている。センサ本体２は、サーミスタ５と、サーミスタ５と電気接続された一対の電線６と、被測温部に接触する接触面８１を有する金属製の集熱板８と、サーミスタ５と集熱板８との間に配置され、サーミスタ５と集熱板８とが接触することを規制する絶縁性の規制部材７と、これらを保持した保持部９と、を備えている。規制部材７には、サーミスタ５と電線６の端部とを収容して位置決めする収容部７６が設けられている。【選択図】図３

Description

本発明は、例えば車載バッテリのセルの温度検出等に用いられる温度センサに関するものである。

従来より、ハイブリッド自動車や電気自動車などに搭載されるバッテリは、高電圧を得るために複数のバッテリセルが直列に接続されて構成されている。このようなバッテリは、過充電、過放電を防止するために、バッテリセルに温度センサが装着されて温度監視が行われている。

上述した温度センサとして、例えば、特許文献１に開示されたものがある。この温度センサは、サーミスタと、サーミスタの周囲を覆った樹脂と、バッテリセルの表面に当接する金属部品の集熱板と、を有しており、インサート成形により得られるものである。サーミスタと集熱板とは、絶縁のために間隔をあけて配置されており、これらの間には樹脂が充填されている。

特開２０１１−１７６３８号公報

上述した特許文献１に開示されたような温度センサにおいては、インサート成形時に金型内でサーミスタと集熱板が位置ずれすることがあった。このような位置ずれによりサーミスタと集熱板の間隔が一定以下になった温度センサは、絶縁性が不十分となる懸念があった。

そこで、本発明は、成形時にサーミスタと集熱板との間隔が一定以下になることを防止できる温度センサを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の温度センサは、サーミスタと、被測温部に接触する接触面を有する金属製の集熱板と、これらを保持する保持部と、を備え、前記サーミスタと前記集熱板との間に、これらが接触することを規制する規制部材が配置されていることを特徴とする。

本発明によれば、サーミスタと集熱板との間に規制部材が配置されているので、温度センサの成形時にサーミスタと集熱板との間隔が一定以下になることを防止できる。よって、歩留まりが高い温度センサを提供することができる。

本発明の一実施形態にかかる温度センサの斜視図である。図１の温度センサの分解図である。図１中のＡ−Ａ線に沿った断面図である。図２のセンサ本体の分解図である。図４のサーミスタ及び電線の端部を規制部材に収容した状態を示す図である。

本発明の一実施形態にかかる温度センサについて、図１〜５を参照して説明する。

図１に示す温度センサ１は、ハイブリッド自動車や電気自動車に搭載されるバッテリのセルの温度検出に用いられるものであり、セルの上面（被測温部に相当する）に設置される。

温度センサ１は、図２に示すように、被測温部であるセルの上面に重ねられるセンサ本体２と、センサ本体２を保持してセルの上面に取り付けるための取付部材３と、センサ本体２と取付部材３との間に介在するコイルスプリング４と、を備えている。これらセンサ本体２、取付部材３、コイルスプリング４は、別々に成形された後に互いに組み付けられて温度センサ１を構成する。

センサ本体２は、図３，４に示すように、サーミスタ５と、サーミスタ５と電気接続された一対の電線６と、金属製の集熱板８と、サーミスタ５と集熱板８との間に配置された規制部材７と、これらを保持した保持部９と、を備えている。

サーミスタ５は、素子部５１と、素子部５１から突出した一対のリード部５２と、を備えている。一対のリード部５２は、一対の電線６の芯線と、それぞれはんだ付けによって接合されている。

集熱板８は、金属板にプレス加工が施されて得られるものである。集熱板８は、長方形板状の底壁８１と、底壁８１の一の短辺から立設した側壁８２と、底壁８１の対向する長辺それぞれから立設した側壁８４，８５と、を備えている。底壁８１は、被測温部であるセルの上面に面接触する。以下、底壁８１を接触面８１と称する（正確には、底壁８１の下面が接触面である）。側壁８２，８４，８５には、貫通孔８８が設けられている。

規制部材７は、サーミスタ５及び電線６と、集熱板８とが接触することを規制するためのものであり、絶縁性の合成樹脂で構成されている。規制部材７は、長方形板状の底壁７１と、底壁７１の一の短辺から立設した側壁７２と、底壁７１の対向する長辺それぞれから立設した側壁７４，７５と、底壁７１から立設し、側壁７４，７５間に位置する立設部７３と、を備えている。

側壁７２と側壁７４，７５とは底壁７１を介して以外に繋がっていない。すなわち、側壁７２の立設方向と平行の両端部と側壁７４，７５の立設方向と平行かつ側壁７２側の各端部とは間隔をあけている。また、側壁７４，７５には切欠き７４ａ，７５ａが形成されている。側壁７２，７４，７５には、上述した集熱板８の貫通孔８８に係合する半球状の突起７８が設けられている。

側壁７２と立設部７３とは間隔をあけている。この側壁７２と立設部７３との間には、図５に示すように、素子部５１が配置される。

側壁７４と立設部７３とは間隔をあけている。この側壁７４と立設部７３との間には、図５に示すように、一方のリード部５２及び一方の電線６の端部が配置される。側壁７４及び立設部７３の対向面それぞれには、電線６の位置ずれを防止するための突起７７が設けられている。

側壁７５と立設部７３とは間隔をあけている。この側壁７５と立設部７３との間には、図５に示すように、他方のリード部５２及び他方の電線６の端部が配置される。側壁７５及び立設部７３の対向面それぞれには、電線６の位置ずれを防止するための突起７７が設けられている。

上述した、側壁７２と立設部７３との間の部分、側壁７４と立設部７３との間の部分、及び、側壁７５と立設部７３との間の部分、を合わせて「収容部７６」と称する。このように、規制部材７には、サーミスタ５と、サーミスタ５に電気接続される電線６の端部と、を収容して位置決めする収容部７６が設けられている。

規制部材７は、底壁７１が底壁８１の上面と重なり、側壁７２が側壁８２と重なり、側壁７４が側壁８４と重なり、かつ、側壁７５が側壁８５と重なる向きで集熱板８の側壁８４，８５間に嵌め込まれる。そして、規制部材７は、各突起７８が対応する各貫通孔８８に係合することにより集熱板８に組み付けられる。

保持部９は、絶縁性の合成樹脂で構成されている。保持部９は、図２に示すように、直方体状の保持部本体９０と、保持部本体９０の対向する二つの側面９４，９５に設けられ、取付部材３の後述の係止孔３６に係合する係止突起９６と、保持部本体９０の上面９２に設けられた凸部９７と、を備えている。

サーミスタ５、一対の電線６、規制部材７、集熱板８は、金型を用いて保持部９を射出成形する際にこの金型内に挿入されることによって保持部９と一体化されている。図２，３に示すように、サーミスタ５、一対の電線６の端部、規制部材７は、保持部本体９０内に埋設されている。一対の電線６は、保持部本体９０の一側面９３から保持部本体９０外に導出されている。集熱板８は、側壁８２，８４，８５が保持部本体９０内に埋設されており、接触面８１が保持部本体９０の底部において露出している。また、サーミスタ５の一対のリード部５２は、集熱板８の接触面８１と平行に配置されている。

凸部９７は、図３に示すように、コイルスプリング４の内側に配置されてコイルスプリング４を保持する部位である。凸部９７は、保持部本体９０の上面９２から保持部本体９０の高さ方向に垂直に延びた基部９７ａと、基部９７ａに連なり保持部本体９０の高さ方向に延びるとともに、基部９７ａから離れるにしたがって先細りに形成された先端部９７ｂと、を有している。

このような凸部９７は、後述する取付部材３のスプリング保持部３８と共にコイルスプリング４を伸縮自在に保持する。また、凸部９７は、基部９７ａがコイルスプリング４の一端部の径方向の位置ずれ（上面９２の面方向の位置ずれ）を規制し、先端部９７ｂがコイルスプリング４の中間部の径方向の変位を許容する。

取付部材３は、絶縁性の合成樹脂で構成されている。取付部材３は、図２，３に示すように、長方形板状の天井壁３２と、天井壁３２の一の短辺から下方に延びた側壁３３と、天井壁３２の対向する長辺それぞれから下方に延びた側壁３４，３５と、を備え、センサ本体２及びコイルスプリング４を覆うカバー状に形成されている。また、取付部材３は、側壁３４，３５に設けられた係止孔３６と、側壁３４，３５に設けられたロック部３７と、天井壁３２に設けられたスプリング保持部３８と、を備えている。

係止孔３６は、上述したセンサ本体２の係止突起９６が係合する貫通孔である。係止孔３６は、係止突起９６よりも大きく形成されており、係止孔３６内で係止突起９６が移動することが可能となっている。

図１に示すように、ロック部３７は、側壁３４，３５における係止孔３６の左右両側に一対設けられている。これらロック部３７は、例えば、バッテリの上面に取り付けられる樹脂製プレートに係止する。このことによって温度センサ１がセルの上面に取り付けられる。

スプリング保持部３８は、コイルスプリング４の外周に配置されてコイルスプリング４を保持する部位であり、図３に示すように、天井壁３２から下方に円筒状に延びている。スプリング保持部３８は、天井壁３２から延びた内径が一定の基部３８ａと、基部３８ａに連なり、基部３８ａから離れるにしたがって内径が徐々に大きく形成された拡径部３８ｂと、を有している。

このようなスプリング保持部３８は、上述したセンサ本体２の凸部９７と共にコイルスプリング４を伸縮自在に保持する。また、スプリング保持部３８は、基部３８ａがコイルスプリング４の他端部の径方向の位置ずれ（天井壁３２の面方向の位置ずれ）を規制し、拡径部３８ｂがコイルスプリング４の中間部の径方向の変位を許容する。

取付部材３は、天井壁３２が上面９２と対向する向きで側壁３４，３５間にセンサ本体２を位置付ける。そして、取付部材３は、各係止孔３６が対応する各係止突起９６に係合することによりセンサ本体２を保持する。

コイルスプリング４は、線状の金属材が螺旋状に巻かれて形成されている。コイルスプリング４は、上述した凸部９７及びスプリング保持部３８によって伸縮自在に保持されている。コイルスプリング４は、圧縮された状態でセンサ本体２と取付部材３との間に配置されており、センサ本体２の上面９２と取付部材３の天井壁３２とを互いに遠ざける方向に押圧している。また、ロック部３７が上述した樹脂製プレート等に係止して温度センサ１がセルの上面に取り付けられた状態において、コイルスプリング４は、上面９２側からセンサ本体２を押圧して接触面８１をセルの上面に押し付ける。

上述したセンサ本体２を成形する際は、まず、サーミスタ５を規制部材７の収容部７６に収容する。続いて、一対の電線６の端部を収容部７６に収容し、各リード部５２に各電線６の芯線を重ねる（電線６の端部の絶縁被覆は予め除去しておく）。このようにしてサーミスタ５と一対の電線６とを規制部材７の収容部７６によって保持及び位置決めし、この状態でサーミスタ５のリード部５２と電線６の芯線とをはんだ付けする。はんだ付けした後、サーミスタ５及び一対の電線６を保持した規制部材７を集熱板８に組み付けて、これらを保持部９の成形金型内に挿入し、保持部９を成形する。このような工程を経てセンサ本体２が得られる。

上記工程を経て成形されるセンサ本体２は、規制部材７の収容部７６によってリード部５２上に電線６の芯線を重ねた状態を維持できるので、はんだ付け作業を容易に行うことができる。また、はんだ付け以降の工程においても、リード部５２と電線６とのはんだ付け箇所が規制部材７で保持されるので、はんだ付け箇所を保護でき、はんだが外れることを防止できる。さらに、成形後のセンサ本体２は、はんだ付け箇所が規制部材７で保持された上に保持部９で封止されているので、はんだ付け箇所をさらに保護でき、はんだが外れることをよりいっそう防止できる。

また、センサ本体２は、サーミスタ５と集熱板８との間に規制部材７が配置された状態で、これらが保持部９の成形金型内に挿入されて保持部９と一体化されているので、保持部９の成形時（主に樹脂の射出時）にサーミスタ５と集熱板８との間隔が一定以下になることを防止できる（当然、サーミスタ５と集熱板８とが接触することはない）。よって、歩留まりが高い温度センサ１とすることができる。また、成形後のセンサ本体２は、規制部材７によってサーミスタ５と集熱板８との間隔がほぼ一定である。このため、当該センサ本体２を備えた温度センサ１は、測温誤差のばらつきが小さい。

また、センサ本体２は、サーミスタ５の一対のリード部５２が集熱板８の接触面８１と平行に配置されており、セルの上面にサーミスタ５全体が近付く構成となっている。これにより、温度センサ１の測温性能を高めることができる。

また、上述した実施形態では、規制部材７にサーミスタ５と電線６の端部とを収容して位置決めする収容部７６が設けられていたが、この収容部７６は必須の構成ではなく、省略することが可能である。すなわち、規制部材は、サーミスタ及び集熱板と別体で成形された部品であり、かつ、サーミスタと集熱板との間に配置されてこれらが接触することを規制することができる部品であればよい。

また、上述した実施形態では、センサ本体２を被測温部に取り付けるための取付部材３がセンサ本体２と別体で設けられていたが、被測温部に直接的又は間接的に係止する係止部がセンサ本体２と一体に設けられていてもよい。その場合、取付部材３及びコイルスプリング４を廃止することが可能である。

尚、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、この実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。かかる変形によってもなお本発明の構成を具備する限り、勿論、本発明の範疇に含まれるものである。

１温度センサ
５サーミスタ
６電線
７規制部材
８集熱板
９保持部
５１素子部
５２リード部
７６収容部
８１接触面

Claims

サーミスタと、被測温部に接触する接触面を有する金属製の集熱板と、これらを保持する保持部と、を備え、
前記サーミスタと前記集熱板との間に、これらが接触することを規制する規制部材が配置されている
ことを特徴とする温度センサ。
前記規制部材に、前記サーミスタと、前記サーミスタに電気接続される電線の端部と、を収容して位置決めする収容部が設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載の温度センサ。
前記サーミスタが、素子部と、該素子部から突出した一対のリード部と、を備え、
前記一対のリード部が、前記集熱板における前記接触面と平行に配置されている
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の温度センサ。