JP4041018B2 - 温度センサ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車のＡＴＦ（Automatic Transmission Fluid）等の油温を検知する温度センサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この技術の分野における温度センサは、例えば、下記特許文献１や特許文献２等に開示されている。これらの公報に記載の温度センサにおいて、ガラス封止サーミスタ（温度検出素子）が収納された有底筒状ホルダには樹脂が充填されており、温度検出素子部分への水の侵入防止が図られている。これらの温度センサの温度検出素子には、一対のリード線の各一端部が接続されており、各他端部は樹脂の外側まで延びる電極対に接続される。そして、この電極対には、温度検出素子で検出した信号を制御処理装置まで伝達する一対のリード線が接続される。
【０００３】
発明者らは、ショートする可能性が高い部分である電極対が不必要な温度センサに関する研究を進めた結果、図４に示したような温度センサ５０の試作品を完成させた。図４は、温度センサの試作品（未公知）を示した概略断面図である。図４に示すように、温度センサ５０においては、金属製の有底筒状ホルダ５２の底部に一対のリード線５４Ａ，５４Ｂが接続された温度検出素子５６が配置されており、そのホルダ５２の中に樹脂５８が充填されている。ホルダ５２に充填された樹脂５８は、ホルダ５２の開口部６０側において円筒状側壁６２を形成している。この樹脂で構成される側壁６２にはリード線が貫通する孔６４が形成されており、樹脂５８から引き出されたリード線５４Ａ，５４Ｂは屈曲されると共に、その孔６４を介して外部に引き出される。
【０００４】
側壁６２に形成された孔６４の外側には、その一部が側壁６２に埋まるように取り付けられたリード線引き出し部材６６が装着されている。このリード線引き出し部材６６は、筒状の弾性体であり、孔６４の近傍におけるリード線５４Ａ，５４Ｂの過度の屈曲を抑制している。このようなリード線引き出し部材６６により、リード線５４Ａ，５４Ｂが外部に引き出される部分で、リード線５４Ａ，５４Ｂが大きく屈曲しやすい部分である孔６４の近傍で、リード線５４Ａ，５４Ｂが９０度近く屈曲して断線してしまう事態が防止されている。
【０００５】
樹脂５８によって形成された側壁６２の内部には、リード線５４Ａ，５４Ｂが埋設されるように樹脂６８が充填されている。それにより、樹脂５８とリード線５４Ａ，５４Ｂとの界面からの水の侵入の回避、リード線５４Ａ，５４Ｂの固定及び保護が図られている。また、その樹脂６８及び側壁６２を覆うように防水キャップ７０が被せられている。この防水キャップ７０は、水滴や水蒸気を受ける環境に曝されている温度センサ上部を覆うことで、水滴等が各部材の境からセンサ５０内部に入り込み温度検出素子５６まで達する事態の回避が図られている。なお、符号７２は、樹脂５８にインサート成形された、リード線を下方から支持してその動きを抑制する金属ステーであり、符号７４は、金属ステー７２でリード線５４Ａ，５４Ｂが損傷する事態を防止するための保護チューブである。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１−２３３７９号公報
【特許文献２】
実開平５−３９５５号公報
【特許文献３】
特開２００２−２６７５４０号公報
【特許文献４】
実開平６−６２３３６号公報
【特許文献５】
特開平８−１２８９０１号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した試作段階の温度センサには、次のような課題が存在している。すなわち、リード線引き出し部材６６及び防水キャップ７０の構成材料が異なるため、それぞれ別部材として温度センサ５０を構成していた。それにより、部品点数の削減が阻害され、それに伴い製造工程の簡略化も阻害されていた。
【０００８】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、部品点数の削減が図られた温度センサを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る温度センサは、開口部を有する有底筒状のホルダと、リード線対が開口部側から導入されるように接続されると共に、ホルダの底部に収納された温度検出素子と、温度検出素子を封止するようにホルダ内に充填されると共に、開口部まで延びる樹脂部と、開口部全体を覆うキャップ部と、このキャップ部から引き出されるリード線対の外周面に沿ってキャップ部の外方に延びるネック部とが一体となっているセンサカバーとを備えることを特徴とする。
【００１０】
さらに、本願発明は、ホルダの開口部の縁に突設された、リード線対を構成するそれぞれのリード線を案内するガイド部を更に備え、センサカバーは、ガイド部を覆っていることを特徴とする。
【００１１】
この温度センサにおいては、センサカバーのキャップ部によって、ホルダの開口部全体が覆われており、ホルダと樹脂部との間に水滴等が入り込む事態の防止が図られている。また、センサカバーのネック部によって、過度の屈曲に起因するリード線の断線が抑止されている。このようなキャップ部及びネック部は、ともにセンサカバーの一部分であり、一体となっている。このようなセンサカバーが採用された温度センサにおいては、キャップとリード線引き出し部材とが別体である試作段階の温度センサに比べて部品点数が削減されている。その上、センサカバーがガイド部周辺のリード線対の移動を制限するので、ガイド部はより確実にリード線を案内することができる。
【００１２】
また、ガイド部の形状は、ホルダの延在方向に対して垂直方向に延在する部分と、ホルダの延在方向に対して平行に延在する部分とを有するＴ字形状であることが好ましい。この場合、ホルダの延在方向に対して垂直方向に延在する部分により、センサカバーの脱落が抑止される。
【００１３】
また、ホルダの開口部の縁には、ホルダの外方に張り出す略環状の返し部が形成されており、センサカバーの少なくとも一部は、前記返し部で係止されていることが好ましい。この場合、センサカバーのホルダからの脱落を抑止することができる。
【００１４】
また、センサカバーは、ホットメルト成型により形成されていることが好ましい。この場合、実用に適した成型方法であるホットメルト成型でセンサカバーを確実に形成することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明に係る温度センサの好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、同一又は同等の要素については同一の符号を付し、説明が重複する場合にはその説明を省略する。
【００１６】
図１は、本発明の実施形態に係る温度センサを示した概略斜視図である。図２は、図１に示した温度センサのＩＩ−ＩＩ線断面図である。図３は、図１に示した温度センサのＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【００１７】
図１〜図３に示す本発明の実施形態に係る温度センサ１０は、自動車の自動変速機（Automatic Transmission）に差し込んで、変速機内のＡＴＦ温度を検知する温度センサである。この温度センサ１０は、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂製で有底円筒状のホルダ１２を有している。このホルダ１２は、下端側である底部側１２ａの径が細くなっており、上端側１２ｂには開口部１４が形成されている。開口部１４は、円形状を有し、その縁には返し部１６が形成されている。この返し部１６は、ホルダ１２の側壁に対して垂直方向に延びるよう突出しており、略環状である。また、開口部１４の縁には、ホルダ１２の延在方向に平行にＴ字状のガイド部１８が形成されている。このガイド部１８は、開口部１４の縁に沿うように突設されており、このガイド部１８と開口部１４の縁との間において後述するハーネス対３４Ａ，３４Ｂが案内される。
【００１８】
さらに、ホルダ１２の上端側１２ｂには、ホルダ１２の側壁に対して垂直方向に突出して延びるセンサ固定部２０が形成されている。このセンサ固定部２０の遊端側２０ａには、ホルダ１２の延在方向に平行な方向に貫通孔２２が形成されており、所定寸法のネジ２３によりこの貫通孔２２を介して温度センサ１０と設置対象物２４（すなわち、自動変速機のケース）とが固定される。なお、貫通孔２２の側壁は、円筒状の金属製パイプ２６が挿設されており、貫通孔２２のネジ２３に対する剛性が高められている。また、ホルダ１２の側壁の中央付近には、外周に沿って環状の窪み２８が形成されており、この窪み２８には弾性を有する樹脂製の密閉リング３０が嵌め込まれている。上述した設置対象物２４には、この密閉リング３０の外径より小さい孔２４ａが穿設されており、この孔２４ａにホルダ１２を挿入した場合、密閉リング３０によって設置対象物２４が確実に密閉される。
【００１９】
径が細くなっているホルダ底部側１２ａの内部には、−４０℃〜１５０℃の範囲でＡＴＦ温度を検出するＮＴＣ（Negative Temperature Coefficient）サーミスタ３２が配置されている。このサーミスタ（温度検出素子）３２は、例えばマンガン、ニッケル、コバルト等から形成されており、いわゆるスピネル構造の結晶粒が集まった多結晶体となっている。また、サーミスタ３２は、ガラス封止され防水が図られていると共に、架橋ポリエチレンでそれぞれ被覆された一対のハーネス対（リード線対）３４Ａ，３４Ｂが、開口部１４から導入されるようにして接続されている。一対のハーネス３４Ａ，３４Ｂ内部を通る一対の導線３５Ａ，３５Ｂとサーミスタ３２から引き出された一対の導線３６Ａ，３６Ｂとは、それぞれ接合バンド３８Ａ，３８Ｂによってカシメ固定により継ぎ合わされている。なお、図２及び図３に示した符号３９は、導線３６Ａを覆うテフロンチューブであり、導線同士の接触によるショートを防止するものである。
【００２０】
ハーネス対３４Ａ，３４Ｂの一端側は、上述したようにサーミスタ３２と接続されているが、他端側は温度センサ１０から引き出され架橋ポリオレフィン製の保護チューブ４０で束ねられた状態で、サーミスタ３２によって検出された温度検出信号を処理する制御処理装置（図示せず）に接続されている。温度検出信号を受信した制御処理装置は、その信号に基づいて自動変速機の変速タイミング等を制御する。
【００２１】
上述したサーミスタ３２及びハーネス対３４Ａ，３４Ｂは、ホルダ１２の上端側１２ｂの開口部１４付近までエポキシ樹脂が充填された状態で収納され、その樹脂が熱硬化されて樹脂部４２が形成されている。この樹脂部４２により、ホルダ１２の開口部１４及びハーネス対３４Ａ，３４Ｂからサーミスタ３２への水の侵入が抑えられると共に、サーミスタ３２等の移動が抑えられる。なお、ハーネス対３４Ａ，３４Ｂは、樹脂充填の際にホルダ１２の延在方向に平行となるように固定され、樹脂部４２の表面４２ａ付近においては略垂直に起立している。
【００２２】
樹脂部４２の表面４２ａから略垂直方向に延びたハーネス対３４Ａ，３４Ｂは、上述したガイド部１８の方向に略直角に屈曲される。そして、ハーネス対３４Ａ，３４Ｂは、ガイド部１８のうち、ホルダ１２の延在方向に対して平行に延在する部分１８ａによって個々のハーネス３４Ａ，３４Ｂに分けられ、ホルダ１２の延在方向に対して垂直方向に延在する部分１８ｂと開口部１４の縁との間を通されるように案内される。なお、ガイド部１８によるハーネス３４Ａ，３４Ｂの案内の際、ガイド部１８の一部分１８ｂによりハーネス３４Ａ，３４Ｂは上側から押さえつけられ、この押さえつけに伴う摩擦力によりハーネス３４Ａ，３４Ｂの移動が抑制されると共に、ハーネス３４Ａ，３４Ｂのホルダ１２からの脱落が防止される。
【００２３】
ホルダ１２の開口部１４には、その開口部１４全体を覆うように、センサカバー４４が形成されている。このセンサカバー４４は、ポリエステルのホットメルト成型によって形成されたものであり、キャップ部４４Ａとネック部４４Ｂとで構成されている（図２参照）。キャップ部４４Ａは、開口部１４の縁から樹脂部４２の表面４２ａ中央までを隈無く覆っており、ハーネス対３４Ａ，３４Ｂ及びガイド部１８が覆われる程度の高さを有する。このようなキャップ部４４Ａは、ホルダ１２と樹脂部４２との間に水滴等が入り込む事態を防止する部分として機能する。すなわち、一般に自動車の自動変速機に適用される温度センサのうち、変速機の外側に位置する部分は水滴や水蒸気を受ける環境に曝されているが、キャップ部４４Ａによって開口部１４全体が覆われることで、水滴等の温度センサ１０内部への侵入が阻止される。
【００２４】
また、センサカバー４４がガイド部１８を覆うことで、ガイド部１８周辺のハーネス３４Ａ，３４Ｂの移動が制限され、ガイド部１８はより確実にハーネス３４Ａ，３４Ｂを案内することができる。ここで、一般に、温度センサのハーネス引き出し位置は、自動変速機が配置されるレイアウト上の他部品との配置関係によって制限をうける。ところが、ホットメルト成型は、金型の変更により容易にハーネス引き出し位置を変更することができるため、温度センサ１０は、車種毎の自動変速機のレイアウト変更にも、ホットメルト用金型の変更により容易に対応することができる。さらに、ガイド部１８のうち、ホルダ１２の延在方向に対して垂直方向に延在する部分１８ｂを囲む樹脂により、センサカバー４４のホルダ１２の延在方向への移動が抑止されるため、センサカバー４４が脱落する事態をより確実に阻止することができる。
【００２５】
ネック部４４Ｂは、キャップ部４４Ａからホルダ１２の延在方向に対して垂直方向に引き出されていると共に、ハーネス対３４Ａ，３４Ｂ及びこのハーネス対３４Ａ，３４Ｂを束ねる保護チューブ４０の外周面に沿ってキャップ部４４Ａの外方に延びている。このネック部４４Ｂは、上述したようにポリエステル製であるため弾性を有している。このようなネック部４４Ｂは、温度センサ１０から引き出される部分の近傍においてハーネス対３４Ａ，３４Ｂが大きく屈曲する事態を抑制する部分として機能し、このネック部４４Ｂにより過度の屈曲に伴うハーネス対３４Ａ，３４Ｂの断線が防止されている。
【００２６】
センサカバー４４は、上述したようにホットメルト成型により形成されているため、低温低圧で容易且つ確実に開口部１４全体を樹脂モールドできると共に、成型時に樹脂が流動性を有することで、開口部１４の縁に設けられている返し部１６下部の空隙に確実にポリエステルを流し込むことができる。このような返し部１６下部の空隙に流れ込んで固化した樹脂部分は、返し部１６との協働によって、センサカバー４４のホルダ１２からの脱落を抑止している。すなわち、センサカバー４４は、返し部１６で係止されることで、ホルダ１２からの脱落が抑止されている。
【００２７】
以上、詳細に説明したように、温度センサ１０においては、センサカバー４４が、ホルダ１２と樹脂部４２との間に水滴等が入り込む事態を防止する部分であるキャップ部４４Ａと、温度センサ１０から引き出される部分の近傍においてハーネス対３４Ａ，３４Ｂが大きく屈曲する事態を抑制する部分であるネック部４４Ｂとを有している。このようなキャップ部４４Ａ及びネック部４４Ｂが一体化されたセンサカバー４４が採用された温度センサ１０においては、キャップ部とリード線引き出し部材（ネック部）とが別体である試作段階の温度センサ５０（図４参照）に比べて部品点数が削減されている。
【００２８】
ここで、試作段階の温度センサ５０においては、金属製のホルダ５２とその中に充填される樹脂５８とは、その物理的特性（例えば、熱伝導率）や機械的特性（例えば、ヤング率）が大きく異なっていた。従って、急激な温度変化や内部応力等により、金属製ホルダ５２と樹脂５８との間には隙間が形成されやすかった。そして、形成された隙間によってホルダ５２と樹脂５８との水密性が低下し、この隙間から水滴等が侵入するようなことがある場合には、センサの温度検知レベルが低下する事態が生じてしまい、最悪の場合、電気的短絡により検知不能となってしまう。
【００２９】
一方、ＰＰＳ樹脂製のホルダ１２が採用された温度センサ１０においては、ホルダ１２と樹脂部４２との物理的特性や機械的特性の相異はごくわずかである。従って、試作段階の温度センサ５０に比べて、ホルダ１２と樹脂部４２との間に隙間が生じにくく、ホルダ１２と樹脂部４２との水密性の向上が図られている。従って、温度センサ１０においてはサーミスタ３２の温度検知レベルが安定している。また、Ｃ、Ｈ及びＯで構成される高分子の樹脂と金属との組み合わせに比べて、樹脂同士の方がその接着性が高いため、この点からも、やはり金属製のホルダ５２が採用された温度センサ５０に比べて、温度センサ１０はホルダ１２と樹脂部４２との間の水密性の向上が図られていると考えられる。
【００３０】
また、温度センサ５０等に利用される金属製のホルダの材料には、快削性を向上させるために鉛が含有されることが多いが、この鉛は環境汚染の点から使用の制限が求められている。なお、鉛を含有していない材料での金属製ホルダの作製には、高度な技術及び高価な装置が要求されるため、高価になりがちである。ところが、温度センサ１０は、ホルダ材料が樹脂であり鉛を含有していないので、鉛の使用量の削減を安価に実現することが可能である。
【００３１】
さらに、温度センサ１０では、試作段階の温度センサ５０で必要とした金属ステー７２及び保護チューブ７４の部品の削減が図られている（図４参照）。これは、ホットメルト成型に利用する金型の形状及びポリエステルの硬度の調整をすることで、センサカバー４４のネック部４４Ｂによりハーネス対３４Ａ，３４Ｂが確実に支持されるためである。すなわち、温度センサ１０においては、温度センサ５０で利用していた金属ステー７２及び保護チューブ７４がセンサカバー４４で代用されている。なお、センサカバー４４のネック部４４Ｂを伸長化したり、高硬度のポリエステル材料を採用したりすることで、センサカバー４４でより確実にハーネス対３４Ａ，３４Ｂを支持することができる。
【００３２】
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、ホルダに形成された返し部のホルダ側壁に対する角度は、垂直（９０度）に限らず、センサカバーがホルダに係止される角度であれば適宜０〜９０度の範囲で変更することができる。また、ネック部の形状は、Ｔ字形状に限定されず、ハーネスを適切に案内できる形状であれば棒状や板状であってもよい。
【００３３】
【発明の効果】
本発明によれば、部品点数の削減が図られた温度センサが提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る温度センサを示した概略斜視図である。
【図２】図１に示した温度センサのＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】図１に示した温度センサのＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図４】温度センサの試作品を示した概略断面図である。
【符号の説明】
１０，５０…温度センサ、１２…ホルダ、１４…開口部、１６…返し部、１８…ガイド部、１８ａ，１８ｂ…ガイド部の部分、３２…サーミスタ、３４Ａ，３４Ｂ…ハーネス、４２…樹脂部、４４…センサカバー、４４Ａ…キャップ部、４４Ｂ…ネック部。

Claims (4)

1. 開口部を有する有底筒状のホルダと、
   リード線対が前記開口部側から導入されるように接続されると共に、前記ホルダの底部に収納された温度検出素子と、
   前記温度検出素子を封止するように前記ホルダ内に充填されると共に、前記開口部まで延びる樹脂部と、
   前記開口部全体を覆うキャップ部と、このキャップ部から引き出される前記リード線対の外周面に沿って前記キャップ部の外方に延びるネック部とが一体となっているセンサカバーと
   を備え、
   前記ホルダの前記開口部の縁に突設された、前記リード線対を構成するそれぞれのリード線を案内するガイド部を更に備え、
   前記センサカバーは、前記ガイド部を覆っている、温度センサ。
2. 前記ガイド部の形状は、前記ホルダの延在方向に対して垂直方向に延在する部分と、前記ホルダの延在方向に対して平行に延在する部分とを有するＴ字形状である、請求項１に記載の温度センサ。
3. 前記ホルダの前記開口部の縁には、前記ホルダの外方に張り出す略環状の返し部が形成されており、
   前記センサカバーの少なくとも一部は、前記返し部で係止されている、請求項１又は２に記載の温度センサ。
4. 前記センサカバーは、ホットメルト成型により形成されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の温度センサ。

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