JP3840708B2 - サーミスタセンサ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車の外気温測定などに使用するチップ型素子を用いたサーミスタセンサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の外気温の測定用サーミスタは、自動車の空調を行うために車室外の温度を検出する目的で設置される温度センサである。従来この目的に使用されるサーミスタセンサには、ディスク型のセンサ素子が用いられていた。
【０００３】
ディスク型のサーミスタ素子は、例えば直径３ｍｍ，厚さ１．３ｍｍの円板の両面に、それぞれ０．４ｍｍφの導線が取付けられたものであり、図５に示すようにサーミスタ素子２０の対の導線２１にチューブ２２を被せ、これをターミナル２３の端子にはんだ付けし、ターミナル２３と共にサーミスタ素子２０を樹脂成形体２４に内蔵してサーミスタセンサに加工されていた。カプラ一体型センサに加工する例については、例えば実公平６−３７２９０号に記載されている。
【０００４】
サーミスタ素子２０にディスク型の素子を用いたときには素子が比較的大きく、しかも導線２１を有するためにターミナル２３から張り出し部分が生じて樹脂成形体２４は、サーミスタ素子２０の収容のための容量を必要とし、温度センサの小型化には自ずから限度がある。
【０００５】
一方、チップ型のサーミスタを使用し、しかもターミナルの一端を電極端子として両電極端子間にチップ型のサーミスタ素子を挾んで取付ければ温度センサの小型化を実現できる。
【０００６】
ターミナルは、コネクタに接続する外部接続用端子として、ある程度の厚さと幅とが確保されている。自動車用コネクター端子ではターミナルは、厚さが０．６４ｍｍのものがもっとも多く利用されている。厚さが０．６４ｍｍ，幅が２．３ｍｍの対のターミナルの端子に１ｍｍ□のチップ型サーミスタ素子をはんだ付けし、これをエポキシ樹脂でモールドした温度センサについて、その信頼性試験として−４０℃，１２５℃の冷熱サイクル試験（３０００サイクル）を行ったところ、サーミスタ素子のチップに割れ，欠けが発生し、また、電極面でターミナルがサーミスタ素子から剥離するという現象を生ずることが判った。
【０００７】
本発明の目的は、チップ型のサーミスタ素子に欠け，割れあるいは電極剥離を生じさせずに小型化を実現するサーミスタセンサを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明によるサーミスタセンサにおいては、 対のターミナル間にサーミスタ素子を取付けて表面に保護コートを施したサーミスタセンサであって、
サーミスタ素子は、チップ型の素子であり、両面に電極を有し、
対のターミナルは、それぞれ外部接続端子部分と、電極端子部分とを有し、平行に保持され、
外部接続端子部分は、コネクタとしてターミナルを外部回路に接続する部分であり、
電極端子部分は、サーミスタ素子の電極に接続する部分としてターミナルに形成された部分であり、外部接続端子部分より相対的に厚さが薄く、幅が狭く設定され、長さ方向の一部に屈曲部を有し、
両ターミナルの屈曲部は同一面上を互いに逆方向に屈曲し、
サーミスタ素子は、両ターミナルの屈曲部間に取付けられたものであり、
保護コートは、少なくともターミナルに形成された電極端子部分を含んでサーミスタ素子を被覆するものである。
【０００９】
また、外部接続端子部分の幅は、ターミナルとしてその厚さよりも大きく設定されており、電極端子部分は、幅と厚さとは同じ寸法で角形断面に設定されているものである。
【００１０】
また、サーミスタ素子は角形のチップであり、各ターミナルの電極端子部分の屈曲部は、山型に屈曲され、
ターミナルの屈曲部の山型形状の方向は、同一平面上で互いに逆方向であり、チップの対角線上でサーミスタ素子の電極に接合されたものである。
【００１１】
また、両ターミナルの電極端子部分に形成された屈曲部は、互いに交叉し、その交叉部分間にサーミスタ素子が取付けられ、少なくとも電極端子部分を含んでサーミスタ素子が樹脂にて被覆されているものである。
【００１２】
また、前記両ターミナルの電極端子部分の幅及び厚さは０．３ｍｍ以下に設定されているものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図によって説明する。図１（ａ），（ｂ）において、本発明によるサーミスタセンサは、対のターミナル１ａ，１ｂ間にチップ型のサーミスタ素子２を挾み、その表面に保護コート３を施したものである。
【００１４】
サーミスタ素子２は、両面に電極４が形成された方形（□１．４５ｍｍ×１．０ｍｍ（厚さ））のチップである。対のターミナル１ａ，１ｂは、外部接続端子部分５と電極端子部分６とを有し、図２のように互いにタイバー７で接合され、サーミスタ素子２の厚さ（１ｍｍ）を保って平行に保型されている。外部接続端子部分５はコネクタとしてターミナル１ａ，１ｂを外部回路に接続する部分であり、電極端子部分６は、サーミスタ素子２の電極４に接続させる部分としてターミナルに形成された部分であり、図３（ａ）のように厚さ及び幅が外部接続端子部分５より小さく、長さ方向の一部に屈曲部８を有している。屈曲部８は、電極端子部分６を山型に屈曲させた部分である。この実施形態では、ターミナルは逆Ｌ型をなし、水平方向の一端には、ターミナルとして予め備えた外部接続端子５を有し、垂直方向の他端に電極端子部分６を形成した例である。
【００１５】
本発明においては、電極端子部分６の厚さ及び幅を外部接続端子部分５より小さく設定して相対的に外部接続端子部分５より薄く、細くしたものである。なお、電極端子部分６と外部接続端子部分５との間の部分９は単なるつなぎであって、その厚さ及び幅の設定は自由である。
【００１６】
両ターミナル１ａ，１ｂの屈曲部８の山型形状の方向は、同一平面上で互いに逆方向であり、サーミスタ素子２は、両屈曲部８，８間に挾まれてはんだ付けされている。サーミスタ素子２が角型のチップの場合に、屈曲部８の山型形状を適正に設定すれば、図３（ｂ）に示すように、チップの一辺の中央に電極端子部分６を差し込んで、チップの対角線上でサーミスタ素子２の電極４に屈曲部８が接合され、しかも両ターミナル１ａ，１ｂの屈曲部８が互いに交叉し、その交叉部分間にサーミスタ素子２が取付けられる。
【００１７】
本実施形態において、ターミナル１ａ，１ｂの外部接続端子部分５は、コネクタとして０．６４ｍｍの厚さで１〜３ｍｍの幅が確保されている。もっとも、外部接続端子部分５の幅は、コネクタとして必要な幅に設定される。電極端子部分６の幅及び厚みは、０．６４ｍｍ以下、この実施形態においては、幅および厚さを０．３ｍｍに設定している。電極端子部分６の幅及び厚さは、０．３ｍｍ以下でもよいが、余り小さいとチップ素子の保持強度が得られない。逆に幅を広くし、厚みを厚くして外部接続端子部分５の厚みである０．６４ｍｍに近付けるにしたがって、コート及びモールド後にサーミスタ素子の欠け，割れが発生し、あるいは熱サイクルの繰返しによって電極剥がれが生じやすくなる。電極端子部分６は、幅と厚みを０．３ｍｍとして角形断面に加工するのが望ましい。
【００１８】
対のターミナル１ａ，１ｂ間にサーミスタ素子２をはんだ付けした後、図１のように保護コート３として少なくとも電極端子部分６を含んでサーミスタ素子２をエポキシ樹脂などで被覆する。サーミスタ素子２の表面に保護コート３を施した後、タイバー７を切断し、図４に示すようにターミナルを樹脂成形体１０に封入する。樹脂成形体１０への封入に際しては、樹脂成形体１０に形成されたソケット部分１０ａ内に外部接続端子部分５を望ませるが、保護コート３が施されたサーミスタ素子２は、図４（ａ）のように外部に露出させるもののほか、図４（ｂ）のようにターミナルとともに樹脂成形体１０内に埋め込んでもよく、あるいはサーミスタ素子２の基部のターミナルをモールド樹脂の一次成形体１１に埋め込んだ後、一次成形体１１の一部を含んでターミナル１ａ，１ｂを二次成形体１２に埋め込んでもよい。図４（ａ）及び図４（ｃ）によれば熱時定数の大きいサーミスタセンサが得られ、図４（ｂ）によればターミナルの耐腐蝕性に優れたサーミスタセンサが得られる。
【００１９】
【発明の効果】
本発明によれば、チップ型のサーミスタ素子を取付けるべきターミナルの電極端子部分の厚みを外部接続端子部分より薄く、幅を狭く形成し、しかも、一定角度で折曲する屈曲部を設けたため、屈曲部分をサーミスタ素子の対角線上にあてがい、しかも両ターミナルの屈曲部の屈曲方向を異ならせ、両屈曲部の交叉部分間でサーミスタ素子を保持させるために安定に保持でき、ターミナルから加圧力が殆ど加わらず、したがって、サーミスタ素子に割れ，欠けが生ずることがない。また、加熱，冷却の繰返しによる熱応力がサーミスタ素子に生じても、ターミナルの電極端子部分がその歪変形によく追従して電極剥離が生じない。
【００２０】
本発明は、サーミスタ素子にチップ型の素子を用いて小型化を実現し、応答性を大きく改善できる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明の一実施形態を示す正面図、（ｂ）は同側面図である。
【図２】図１（ａ）の平面図である。
【図３】（ａ）はターミナルとサーミスタ素子との接続部分を示す正面図、（ｂ）は同側面図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は樹脂成形体に封入したサーミスタセンサの実施形態を示す図である。
【図５】サーミスタセンサの従来例を示す図である。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ ターミナル
２ サーミスタ素子
３ 保護コート
４ 電極
５ 外部接続端子部分
６ 電極端子部分
７ タイバー
８ 屈曲部
９ つなぎ部分
１０ 樹脂成形体
１０ａ ソケット部分
１１ 一次成形体
１２ 二次成形体

Claims (5)

1. 対のターミナル間にサーミスタ素子を取付けて表面に保護コートを施したサーミスタセンサであって、
   サーミスタ素子は、チップ型の素子であり、両面に電極を有し、
   対のターミナルは、それぞれ外部接続端子部分と、電極端子部分とを有し、平行に保持され、
   外部接続端子部分は、コネクタとしてターミナルを外部回路に接続する部分であり、
   電極端子部分は、サーミスタ素子の電極に接続する部分としてターミナルに形成された部分であり、外部接続端子部分より相対的に厚さが薄く、幅が狭く設定され、長さ方向の一部に屈曲部を有し、
   両ターミナルの屈曲部は同一面上を互いに逆方向に屈曲し、
   サーミスタ素子は、両ターミナルの屈曲部間に取付けられたものであり、
   保護コートは、少なくともターミナルに形成された電極端子部分を含んでサーミスタ素子を被覆するものであることを特徴とするサーミスタセンサ。
2. 外部接続端子部分の幅は、ターミナルとしてその厚さよりも大きく設定されており、電極端子部分は、幅と厚さとは同じ寸法で角形断面に設定されていることを特徴とする請求項１に記載のサーミスタセンサ。
3. サーミスタ素子は角形のチップであり、各ターミナルの電極端子部分の屈曲部は、山型に屈曲され、
   ターミナルの屈曲部の山型形状の方向は、同一平面上で互いに逆方向であり、チップの対角線上でサーミスタ素子の電極に接合されたものであることを特徴とする請求項１又は２に記載のサーミスタセンサ。
4. 両ターミナルの電極端子部分に形成された屈曲部は、互いに交叉し、その交叉部分間にサーミスタ素子が取付けられ、少なくとも電極端子部分を含んでサーミスタ素子が樹脂にて被覆されているものであることを特徴とする請求項１，２又は３に記載のサーミスタセンサ。
5. 前記両ターミナルの電極端子部分の幅及び厚さは０．３ｍｍ以下に設定されているものであることを特徴とする請求項１，２，３又は４に記載のサーミスタセンサ。

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