JP2021001855A - 温度センサのリードフレーム構造 - Google Patents
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Abstract
Description
また、特許文献1に記載される温度センサは、リードフレームにより温度を検出するための回路基板に電気的に半田付け接続され、ケースは回路基板への位置決め構造を有している。
ケースを拡大する場合、ケースの拡大だけではなく、ケースに収容される感温素子本体の位置を測定対象物の近傍に配置するために、リード線もしくはリードフレームを延長する必要がある。これは、感温素子本体を測定対象物の近傍に配置しない場合、測定対象物の温度と感温素子本体の温度に差が生じ、温度検出の精度悪化が懸念されるためである。ケースの拡大だけではなく、リード線もしくはリードフレームの延長も必要であり、且つリード線やリードフレームをケースに保持するための充填材もリード線やリードフレームの延長分増量が必要なことから、経済的ではない温度センサ構成となる。
図1は本発明の実施の形態1における温度センサ1の斜視図、図2は温度センサ1と回路基板5、測定対象物6、固定ねじ7、ホルダー8との関係を示す温度センサユニットの平面図であり、図3はその断面図である。
第1のリードフレーム3及び第2のリードフレーム4は電気伝導度及び展延性の高い材料(例えば真鍮材もしくは銅材)から成り、感温素子の一対のリード線にそれぞれの端部が電気的に接続され、端部周辺を充填材により感温素子収容部2cに保持されている。第1のリードフレーム3及び第2のリードフレーム4のそれぞれは、第一水平部3a、4aと、第一水平部と繋がる第一垂直部3b、4bと、第一垂直部と繋がる第二水平部3c、4cと、第二水平部と繋がる第二垂直部3d、4dを有し第二垂直部の端部には回路基板に挿入し半田付けするための基板挿入部3e、4eを有し、第二水平部には樹脂成型品であるホルダー8に位置決め固定を行うための圧入突起部3f、4fを有する。また、第1のリードフレーム3及び第2のリードフレーム4の表面に表面処理(例えばめっき)が施されている。
図2及び図3においてホルダー8は樹脂成型品であり温度センサ1の圧入突起部3f、4fを圧入し位置固定する二つの圧入穴部8aを有する。温度計測回路(図示せず)を有する回路基板5は第1及び第2のリードフレーム3、4の基板挿入部3e、4eを挿入し半田付けする為の二つの挿入孔5aを有する。カラー9は測定対象物6をホルダー8に固定するための金属製(例えば鉄鋼材)の中空円柱形状の部品であり、ホルダー8にインサート成形された一体構造またはホルダー8に圧入固定されている。
温度センサ1はリードフレーム3、4の圧入突起部3f、4fをホルダー8の圧入穴部8aに圧入しホルダー8に位置固定され、回路基板5は挿入穴5aに温度センサ1の基板挿入部3e、4eを挿入後基板固定ねじ10によりホルダー8にねじ止め固定され、基板挿入部3e、4e端部は回路基板5に半田付けされる。カラー9を含むホルダー8は固定ねじ7により温度センサ1のケース2を測定対象物6にねじ止め固定されることにより、温度センサ1のケース2は測定対象物6に接触する。
また、回路基板5と測定対象物6の距離が変更となった場合においても第1及び第2のリードフレーム3、4の長さを変更するだけの簡素な変更で温度センサ1を構成することが可能となる。
なお測定対象物6との接触部分の丸端子部2aの形状を丸端子形状としたが、ねじ固定ができ熱を伝えられる形状であれば四角等の他の形状でもよく、固定できる形状であれば貫通孔2bは複数あってもよい。また、第1及び第2のリードフレームを水平、垂直に90度曲げた形状としたが、曲げ構造であれば曲げ角度は90度でなくてもよく、曲げ部分は円弧形状でもよい。
図4は本発明の実施の形態2における温度センサ11の斜視図、図5は温度センサ11と回路基板5、測定対象物6、固定ねじ7、ホルダー81との関係を示す温度センサユニットの断面図である。
第1のリードフレーム31及び第2のリードフレーム41は電気伝導度及び展延性の高い材料(例えば真鍮材もしくは銅材)から成り、感温素子の一対のリード線にそれぞれの端部が電気的に接続され、端部周辺を充填材により感温素子収容部21cに保持されている。第1のリードフレーム31及び第2のリードフレーム41のそれぞれは、第一水平部31a、41aと、第一水平部と繋がる第一垂直部31b、41bを有し第一垂直部の端部には回路基板に挿入し半田付けするための基板挿入部31e、41eを有し、第一垂直部には樹脂成型品であるホルダー81に位置決め固定を行うための圧入突起部31f、41fを有する。また、第1のリードフレーム31及び第2のリードフレーム41の表面に表面処理(例えばめっき)が施されている。
図5においてホルダー81は樹脂成型品であり温度センサ11の圧入突起部31f、41fを圧入し位置固定する二つの圧入穴部81aを有する。温度計測回路(図示せず)を有する回路基板5は第1及び第2のリードフレーム31、41の基板挿入部31e、41eを挿入し半田付けする為の二つの挿入孔5aを有する。カラー9は測定対象物6をホルダー81に固定するための金属製(例えば鉄鋼材)の中空円柱形状の部品であり、ホルダー81にインサート成形された一体構造またはホルダー81に圧入固定されている。
温度センサ11はリードフレーム31、41の圧入突起部31f、41fをホルダー81の圧入穴部81aに圧入しホルダー81に位置固定され、回路基板5は挿入穴5aに温度センサ11の基板挿入部31e、41eを挿入後基板固定ねじ10によりホルダー81にねじ止め固定され、基板挿入部31e、41e端部は回路基板5に半田付けされる。カラー9を含むホルダー81は固定ねじ7により温度センサ11のケース21を測定対象物6にねじ止め固定されることにより、温度センサ11のケース21は測定対象物6に接触する。
また、回路基板5と測定対象物6の距離が変更となった場合においても第1及び第2のリードフレーム31、41の長さを変更するだけの簡素な変更で温度センサ11を構成することが可能となる。
なお測定対象物6との接触部分の丸端子部21aの形状を丸端子形状としたが、ねじ固定ができ熱を伝えられる形状であれば四角等の他の形状でもよく、固定できる形状であれば貫通孔21bは複数あってもよい。また、第1及び第2のリードフレームを垂直に90度曲げた形状としたが、曲げ構造であれば曲げ角度は90度でなくてもよく、曲げ部分は円弧形状でもよい。
2、21:ケース(アルミ材)
2a、21a:丸端子部
2b、21b:貫通孔
2c、21c:感温素子収容部
3、31:第1のリードフレーム(真鍮材もしくは銅材)
4、41:第2のリードフレーム(真鍮材もしくは銅材)
3a、4a、31a、41a:第一水平部
3b、4b、31b、41b:第一垂直部
3c、4c:第二水平部
3d、4d:第二垂直部
3e、4e、31e、41e:基板挿入部
3f、4f、31f、41f:圧入突起部
5 :回路基板
5a:挿入孔
6 :測定対象物
7 :固定ねじ(鉄鋼材)
8、81:ホルダー(樹脂材)
8a、81a:圧入穴部
9 :カラー(鉄鋼材)
10:基板固定ねじ(鉄鋼材)
Claims (4)
- 金属ケースと、前記金属ケースに充填材により保持され温度によって抵抗値が変化する特性を有する感温素子と、前記感温素子の端子に一端を接続し、他端を回路基板に半田付け接続された展延性を有するリードフレームとを備える温度センサであって、
温度測定対象物と前記金属ケースを接触させ位置固定する第1の固定点と、前記回路基板を位置固定する第2の固定点と、前記リードフレームの一部を位置固定する第3の固定点を有し、前記リードフレームは前記第3の固定点より前記金属ケース側に少なくとも1個以上の曲げ構造を有することを特徴とする温度センサ - 前記リードフレームは前記第3の固定点より前記金属ケース側に1個の曲げ構造を有することを特徴とする請求項1記載の温度センサ
- 前記リードフレームは前記第3の固定点より前記金属ケース側に2個、前記回路基板側に1個の曲げ構造を有することを特徴とする請求項1記載の温度センサ
- 前記第1から第3の固定点は、樹脂材料から成るホルダーに固定され、前記ホルダーは圧入穴部を有し、前記リードフレームは圧入突起部を有し、前記第1及び第2の固定点は固定ねじによるねじ止めであり、前記第3の固定点は前記圧入突起形状を前記圧入穴部に圧入し固定することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の温度センサ
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JP2013044693A (ja) * | 2011-08-26 | 2013-03-04 | Denso Corp | 油温検出装置 |
WO2018131164A1 (ja) * | 2017-01-16 | 2018-07-19 | 株式会社芝浦電子 | 温度センサ |
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