JP2020024148A - 温度センサ - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、複数の感温素子を内包した温度センサに関し、温度センサにおける複数の感温素子の検出結果の差を小さくすることを目的とする。【解決手段】この目的を達成するために本開示の温度センサ１００は、第１の感温素子２０と、第２の感温素子３０と、第１の感温素子２０と第２の感温素子３０を包含する樹脂成形体１０とを備え、樹脂成形体１０は、第１の方向Ｘの先端側に配置される感温部１１と、第１の方向Ｘの後端側に配置される出力部１２とを有し、第１の感温素子２０と第２の感温素子３０は、感温部１１において第１の方向と直行する方向Ｙに並んで配置されている。【選択図】 図２

Description

本発明は、複数の感温素子を内包した温度センサに関する。

この種の温度センサは、少なくとも一つの感温素子からの出力信号を温度信号として活用し、他の感温素子からの出力信号を故障診断用の参照信号として活用される。例えば、温度センサから出力された温度信号と参照信号の差が一定以上の値となった場合に、温度センサの故障と判断することができる。

複数の感温素子を有する温度センサは、複数の感温素子が温度センサの軸方向（温度センサの先端と後端側を結ぶ軸の方向）に沿って直線的に並ぶように配置されていた。

なお、この出願の開示に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。

特開２０００―２１４２５９号公報

しかしながら、それぞれの感温素子はリードを介して後端側に配置されたターミナルに接続される。そのため、先端側に配置された感温素子に接続されたリードは、後端側に配置された感温素子の側方を通るように配線される。つまり、後端側に配置された感温素子の周辺環境と、先端側に配置された感温素子の周辺環境は異なる。したがって、複数の感温素子の検出結果に差が生じてしまうという問題があった。

そこで、本開示はこのような問題を解決し、温度センサにおける複数の感温素子の検出結果の差を小さくすることを目的とする。

そして、この目的を達成するために本開示の温度センサは、第１の感温素子と、第２の感温素子と、第１の感温素子と第２の感温素子を包含する樹脂成形体とを備え、樹脂成形体は、第１の方向の先端側に配置される感温部と、第１の方向の後端側に配置される出力部とを有し、第１の感温素子と第２の感温素子は、感温部において第１の方向と直行する方向に並んで配置した。

これにより、複数の感温素子の検出結果の差を小さくすることができるのである。

図１は、本開示の一実施の形態における温度センサの斜視図である。 図２は、図１における同温度センサのＡ−Ａ断面図である。 図３は、本開示の温度センサの製造方法を示す模式図である。 図４は、本開示の温度センサにおける第１の樹脂体（または第２の樹脂体）の斜視図である。

以下、本開示の一実施の形態について図を用いて説明する。

図１は温度センサ１００の斜視図で、図２は図１におけるＡ−Ａ断面図である。温度センサ１００は、樹脂成形体１０の内部に２つの感温素子２０，３０を有する。感温素子２０，３０は、サーミスタや白金抵抗などで形成される。感温素子２０はリード２１を介してターミナル２２に接続される。感温素子３０はリード３１を介してターミナル３２に接続される。樹脂成形体１０は、感温部１１と出力部１２と中間部１３を有する。感温部１１は温度センサ１００の先端側に配置される。出力部１２は温度センサ１００の後端側に配置される。中間部１３は、感温部１１と出力部１２の間に配置される。なお、本開示においては、温度センサ１００に対して第１の方向Ｘを定義する。第１の方向Ｘは、温度センサ１００におけるターミナル２２，３２が配置される側（後端側）から感温素子２０，３０が配置される側（先端側）に向かう方向である。

感温部１１の内部には、温度センサ１００の先端側に配置された感温素子２０，３０が配置されている。感温素子２０と感温素子３０は第１の方向Ｘと直行する方向Ｙに並んで配置されている。中間部１３の内部には、リード２１，３１が配置される。中間部１３の側面には、温度センサ１００を外部に取り付けるための取付け部１４を配置してもよい。出力部１２は、内部にターミナル２２の一部とターミナル３２の一部が突出している。ターミナル２２，３２は、温度センサ１００と外部装置（特に図示せず）との電気的接続を行う。

そして、温度センサ１００は、感温素子２０と感温素子３０を第１の方向Ｘと直行する方向Ｙに並設する構造としたことで、感温素子２０と感温素子３０の検出結果の差を小さくしている。すなわち、感温素子２０に接続されるリード２１は、他方の感温素子３０の側方に配線されることなくターミナル２２に接続される。また、感温素子３０に接続されるリード２１は、他方の感温素子２０の側方に配線されることなくターミナル３２に接続される。したがって、感温素子２０の周辺環境と感温素子３０の周辺環境の差を低減することができる。なお、周辺環境の差とは、感温素子２０，３０の周辺部分におけるリード２１，３１の有無や、リード２１，３１の有無にまつわる樹脂成形体１０の厚みの差といった外部からの温度伝達に影響を及ぼす温度センサ１００の構成要件の差を意味している。

さらに、この温度センサ１００における樹脂成形体１０は、樹脂体４０と樹脂体５０と樹脂体６０を有している。樹脂体４０は、感温素子２０の少なくとも一部とリード２１とターミナル２２の先端側の一部を内包している。なお、感温素子２０は、特に先端側が樹脂体４０から露出していることが好ましい。樹脂体４０は、例えば、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）やポリフタルアミド（ＰＰＡ）などの樹脂により形成される。樹脂体５０は、感温素子３０の少なくとも一部とリード３１とターミナル３２の先端側の一部を内包している。なお、感温素子３０は、特に先端側が樹脂体５０から露出していることが好ましい。樹脂体５０は、例えば、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）やポリフタルアミド（ＰＰＡ）などの樹脂により形成される。樹脂体６０は、樹脂体４０と樹脂体５０を内包している。樹脂体６０の外形状は、樹脂成形体１０の外形状と一致している。
ここで、温度センサ１００の製造方法について説明する。図３に温度センサの製造方法を模式的に示す。

先ず、感温素子２０（３０）とターミナル２２（３２）をリード２１（３１）で接続した組み立て体２３（３３）を作成する。

次いでそれぞれの組み立て体２３（３３）に対して樹脂モールドを施し樹脂体４０（５
０）を作成する。次いで組み立て体２３と組み立て体３３を組み合わせた中間部材７０を作成する。なお、樹脂体４０は側面４１を有し、樹脂体５０は側面５１を有する。側面４１と側面５１を接合することで中間部材７０が構成される。つまり、側面４１と側面５１が接合して接合面７１が形成される。

次いで中間部材７０に対して樹脂体６０を形成する樹脂モールドを施す。そして樹脂体６０が成形された時点で温度センサ１００が完成する。

なお、上述した組み立て体２３，３３は、強度が低く変形しやすい構造である。したがって、樹脂成形体１０を一度の樹脂モールドで成形すると、感温素子２０，３０が樹脂流動の影響により樹脂成形体１０の内部における位置精度のばらつきが大きくなってしまう。一方、樹脂成形体１０を形成するにあたり、樹脂体４０と樹脂体５０の成形を別々に行い、これらを組み合わせた中間部材７０に対して樹脂体６０を成形する構造としたことで、樹脂成形体１０の内部において感温素子２０，３０の位置精度のばらつきを低減することができる。

なぜなら、樹脂体４０の樹脂モールドは、組み立て体２３に対して行われるため、この樹脂モールドにおける感温素子２０に対する成形金型のオフセットを小さくできる。つまり、樹脂体４０における感温素子２０の位置精度のばらつきを小さくできる。また、樹脂体５０の樹脂モールドにおいても同様であり、樹脂体５０における感温素子３０の位置精度のばらつきを小さくできる。そして、樹脂体６０を樹脂モールドする際には、強度の低い組み立て体２３は樹脂体４０により強度が高められており、強度の低い組み立て体３３は樹脂体５０により強度が高められている。したがって、温度センサ１００の内部における感温素子２０，３０の位置精度のばらつきを小さくすることができる。

なお、上述したように、感温素子２０，３０の先端側を露出させた場合、モールド成形において感温素子２０，３０の露出部分は、成形金型に当接することになる。つまり、モールド成形において感温素子２０，３０が成形金型のより位置決めされるので、感温素子２０，３０の位置精度が高められる。

なお、上述した製造方法において、樹脂体４０と樹脂体５０は、樹脂体６０の樹脂モールドの前に中間部材７０とするとして説明した。これは、樹脂体６０の樹脂モールドにおいては、中間部材７０を形成しない状態でも樹脂モールドすることはできるのであるが、中間部材７０をあらかじめ形成しておくことで、部材の取り扱いや成形金型へのセットといった後工程において作業性を向上させることができる。

また、温度センサ１００においては、樹脂体４０と樹脂体５０は同形状である。樹脂体４０と樹脂体５０を同形状とすることで温度センサ１００の生産性が高められる。

図４に樹脂体４０（または樹脂体５０）の斜視図を示す。樹脂体４０の側面４１と樹脂体５０の側面５１には、それぞれ樹脂体４０と樹脂体５０を機械的に組み合わせるための構造を設けることが好ましい。組み合わせのための構造は、側面４１に配置した凹部４２と凸部４３と、側面５１に配置した凹部５２と凸部５３とにより構成することができる。なお、凹部４２と凸部４３は、上面視において、側面４１の中心軸４４に対して対称に配置することが好ましい。側面４１の中心軸とは側面４１の中央を通る第１の方向Ｘに沿った軸とする。また、凹部５２と凸部５３は側面５１の中心軸５４に対して対称に配置することが好ましい。側面５１の中心軸とは側面５１の中央を通る第１の方向Ｘに沿った軸である。

なお、凸部４３および凸部５３は、第１の方向Ｘに沿った断面が台形状であり、かつ、
凹部４２および凹部５２は、第１の方向Ｘに沿った断面が台形状であることが好ましい。この場合、樹脂体４０と樹脂体５０を、第１の方向Ｘにスライドさせることで容易に組み合わせることができる。

また、中間部材７０は、樹脂体４０の側面４１と、樹脂体５０の側面５１が当接する構造である。ただし、側面４１と側面４２が当接する当接面７１は、感温素子２３，３０が配置される部分より後端側とし、かつ当接面７１より先端側は樹脂体４０と樹脂体５０の間に空隙８０を有することが望ましい。つまり、この空隙８０が樹脂体６０のモールド成形において樹脂体６０の一部が配置される。この構成によれば、感温素子２０に対する樹脂体４０の樹脂モールドにおける金型オフセットの設定自由度が高められる。また、感温素子３０に対する樹脂体５０の樹脂モールドにおける金型オフセットの設定自由度が高められる。したがって、温度センサ１００の感温素子２０，３０の位置精度を高めることができる。

なお、上述した温度センサ１００では、感温素子を２つ用いた構造で説明したが、感温素子が２以上有する構成においても、各感温素子に対して上述した樹脂体２０，３０に相当する樹脂体を設けることで同様の効果を有する。

本発明は、複数の感温素子を有する温度センサにおける検出精度のばらつきを抑制するという効果を有し、特に外気温を検出する車載用の温度センサにおいて有効となる。

１０ 樹脂成形体
１１ 感温部
１２ 出力部
２０ （第１の）感温素子
３０ （第２の）感温素子
４０ （第１の）樹脂体
４１ （第１の）側面
４２ （第１の）凹部
４３ （第１の）凸部
５０ （第２の）樹脂体
５１ （第２の）側面
５２ （第２の）凹部
５３ （第２の）凸部
６０ （第３の）樹脂体
４４ （第１の）中心軸
５４ （第２の）中心軸
１００ 温度センサ
Ｘ 第１の方向
Ｙ 第１の方向と直行する方向

Claims (5)

1. 第１の感温素子と、
   第２の感温素子と、
   前記第１の感温素子と前記第２の感温素子を包含する樹脂成形体と、を備え、
   前記樹脂成形体は、
   第１の方向の先端側に配置される感温部と、前記第１の方向において前記感温部よりの後端側に配置される出力部と、を有し、
   前記第１の感温素子と前記第２の感温素子は、前記感温部において前記第１の方向と直行する方向に並んで配置されている、温度センサ。
2. 前記樹脂成形体は、第１の樹脂体と、第２の樹脂体と、第３の樹脂体とを有し、
   前記第１の樹脂体は、前記第１の感温素子の少なくとも一部を内包しており、
   前記第２の樹脂体は、前記第２の感温素子の少なくとも一部を内包しており、
   前記第３の樹脂体は、前記第１の樹脂体と第１の感温素子と前記第２の樹脂体と第２の感温素子とを内包している、請求項１に記載の温度センサ。
3. 前記第１の樹脂体は、第１の側面を有し、
   前記第２の樹脂体は、第２の側面を有し、
   前記第１の樹脂体と前記第２の樹脂体とは、前記第１の側面と前記第２の側面で結合されている、
   請求項２に記載の温度センサ。
4. 前記第１の側面及び前記第２の側面は、前記感温部より前記後端側にあり、
   前記第１の側面および前記第２の側面より前記先端側における前記第１の樹脂体と前記第２の樹脂体の間には、前記第３の樹脂体の一部が配置されている、
   請求項３に記載の温度センサ。
5. 前記第１の側面には、第１の凸部と第１の凹部を有し、前記第１の凸部と前記第１の凹部は、前記第１の方向に沿った前記第１の側面の中心を通る第１の中心軸に対して対象に配置されており、
   前記第２の側面には、第２の凸部と第２の凹部を有し、前記第２の凸部と前記第２の凹部は、前記第１の方向に沿った前記第２の側面の中心を通る第２の中心軸に対して対象に配置されており、
   前記第１の突部は、前記第２の凹部と結合されており、
   前記第２の突部は、前記第１の凹部と結合されている、
   請求項３に記載の温度センサ。

Images