JP6191507B2

JP6191507B2 - 温度センサ

Info

Publication number: JP6191507B2
Application number: JP2014040301A
Authority: JP
Inventors: 悠平大森
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2014-03-03
Filing date: 2014-03-03
Publication date: 2017-09-06
Anticipated expiration: 2034-03-03
Also published as: JP2015165207A

Description

本発明は、測定対象の温度を測定するための温度センサに関する。

従来より、温度を検知する温度測定素子が一対の外部接続端子に電気的に接続された構成を有する温度センサが、例えば特許文献１で提案されている。この温度センサでは、温度測定素子の検出信号を外部に直接出力する構成となっている。

また、温度測定素子の検出信号に対して所定の信号処理を行う構成が知られている。具体的には、温度センサが回路基板を備えており、この回路基板に温度測定素子や信号処理を行うための電子部品が実装された構成が知られている。

特開２００８−２８６７２７号公報

しかしながら、上記従来の技術では、温度測定素子が回路基板に実装されているので、温度測定素子を測定対象に近づけることにより電子部品も測定対象に近づいてしまう。このため、電子部品の熱が測定対象に伝わり、測定対象の正確な温度を検出することが困難になってしまうという問題がある。

本発明は上記点に鑑み、回路基板に実装された電子部品の熱の影響を低減することができる温度センサを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、電子部品（２３）が実装された回路基板（２０）と、回路基板（２０）に固定されていると共に、回路基板（２０）側と当該回路基板（２０）とは反対側とを電気的に接続する接続部（７０）を有する隔離部（３０）と、を備えている。

また、隔離部（３０）のうち回路基板（２０）とは反対側に固定されていると共に、接続部（７０）に電気的に接続されており、測定対象（６０）の温度に対応した検出信号を出力する温度測定素子（５０）を備え、隔離部は、外部機器に電気的に接続されるコネクタピン（３２）が設けられたコネクタ（３０）であることを特徴とする。

これによると、温度測定素子（５０）が隔離部（３０）によって回路基板（２０）から離れた位置に配置されるので、隔離部（３０）の高さに応じて電子部品（２３）と測定対象（６０）との距離を確保することができる。このため、電子部品（２３）で発せられた熱は測定対象（６０）に伝わりにくくなるので、温度測定素子（５０）の温度測定時に、回路基板（２０）に実装された電子部品（２３）の熱の影響を低減することができる。

なお、この欄及び特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

本発明の第１実施形態に係る温度センサの断面図である。コネクタのうち温度測定素子が実装された部分の平面図である。電子部品から発せられた熱の経路を説明するための断面図である。本発明の第２実施形態に係る温度センサの断面図である。本発明の第３実施形態に係る温度センサの断面図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について図を参照して説明する。本実施形態に係る温度センサは、例えば車両のフロントガラスの曇りやすさを検知するために用いられるものである。

図１に示されるように、温度センサ１は、ケース１０と、回路基板２０と、コネクタ３０と、実装基板４０と、温度測定素子５０と、を備えて構成されている。

ケース１０は、温度センサ１の外観をなすものである。ケース１０は、例えば樹脂成形によって容器状に形成されている。ケース１０は、測定対象である車両のフロントガラス６０に固定された図示しないブラケットに装着されることで、回路基板２０等を収容する。ブラケットは例えば金属板が所定の形状にプレス加工されたものである。

回路基板２０は、一面２１とこの一面２１に反対側の他面２２とを有する板状の部品である。回路基板２０は、例えばプリント基板である。回路基板２０には所定の配線経路が形成されている。また、回路基板２０の一面２１には電子部品２３が実装されている。電子部品２３は、ＩＣチップ、チップコンデンサ、抵抗素子等の部品である。

コネクタ３０は、図示しない配線コネクタが接続される部品であり、回路基板２０の一面２１に固定されている。すなわち、コネクタ３０は、外部機器に電気的に接続される部品である。コネクタ３０は、開口部３１、複数のコネクタピン３２、及び複数のターミナルピン７０を備えている。また、図２に示されるように、コネクタ３０は、凹部３３及び突出部３４を備えている。

図１に示されるように、開口部３１は、回路基板２０の一面２１に沿った方向に開口した部分であり、配線コネクタが差し込まれるようになっている。

複数のコネクタピン３２及び複数のターミナルピン７０は当該コネクタ３０にインサート成形されている。コネクタピン３２の数がターミナルピン７０の数よりも多く設けられている。ターミナルピン７０は、コネクタピン３２よりも径が細いものである。

各コネクタピン３２はＬ字状に折り曲げられた形状をなしている。そして、各コネクタピン３２の一端側がコネクタ３０の開口部３１内に露出し、他端側が回路基板２０の回路基板２０に形成された配線経路に電気的に接続されている。

一方、各ターミナルピン７０は、回路基板２０側と当該回路基板２０とは反対側とを電気的に接続するようにコネクタ３０にインサート成形されている。これにより、各ターミナルピン７０の一端側が回路基板２０に形成された配線経路に電気的に接続されている。

凹部３３は、コネクタ３０のうち回路基板２０とは反対側の一部が回路基板２０側に凹んだ部分である。凹部３３は、実装基板４０が配置される部分である。

突出部３４は、凹部３３における実装基板４０の位置を固定する役割を果たすものである。図２に示されるように、突出部３４は、凹部３３の壁面の一部が突出した部分である。本実施形態では、突出部３４は２カ所設けられている。

実装基板４０は、一面４１とこの一面４１に反対側の他面４２とを有する板状の部品であり、例えばプリント基板である。実装基板４０には所定の配線経路が形成されており、当該配線経路にターミナルピン７０が電気的に接続されている。

また、実装基板４０は、外縁部に形成されたスリット部４３を有している。スリット部４３は実装基板４０の側面の一部が凹んだ部分である。そして、実装基板４０は、コネクタ３０のうち回路基板２０とは反対側に配置されていると共に、凹部３３に配置されている。ここで、実装基板４０は、スリット部４３に突出部３４がパズルのようにはめ込まれる。これにより、凹部３３における実装基板４０の位置が固定される。

なお、本実施形態では、コネクタ３０の凹部３３の深さと実装基板４０の厚みとが同じになるように凹部３３及び実装基板４０がそれぞれ形成されている。

このような構成によると、凹部３３の深さに応じてコネクタ３０を基準とした温度測定素子５０の高さ方向の位置決めの精度を向上させることができる。また、スリット部４３及び突出部３４によってフロントガラス６０に対する平面方向の位置決めの精度を向上させることができる。

温度測定素子５０は、フロントガラス６０の温度を検出するものである。温度測定素子５０は、例えばサーミスタとして構成されている。温度測定素子５０は、フロントガラス６０の温度に対応した検出信号を出力するように構成されている。

また、温度測定素子５０は実装基板４０の一面４１に実装されていると共に、実装基板４０の配線経路に電気的に接続されている。これにより、温度測定素子５０は、ターミナルピン７０を介して回路基板２０の配線経路に電気的に接続されている。

ここで、温度測定素子５０は、フロントガラス６０に直接接触させられる。なお、温度測定素子５０は、図示しない熱伝導シート等の熱伝導部材を介してフロントガラス６０の温度を検出するようになっていても良い。以上が、本実施形態に係る温度センサ１の全体構成である。

次に、温度測定素子５０がコネクタ３０に配置されていることによる作用効果について説明する。上述のように、本実施形態では、温度測定素子５０がコネクタ３０に配置されたことによって回路基板２０から離れた位置に配置される。このため、コネクタ３０の高さに応じて電子部品２３とフロントガラス６０との距離を確保することができる。

したがって、図３に示されるように、電子部品２３から輻射熱がフロントガラス６０に達する距離がコネクタ３０の高さの分だけ長くなるので、当該輻射熱がフロントガラス６０に到達しにくくなる。また、電子部品２３から回路基板２０、コネクタ３０、実装基板４０、及び温度測定素子５０を介してフロントガラス６０に達する経路では、コネクタ３０の分だけ熱伝導経路が長くなるので、電子部品２３の熱がフロントガラス６０に到達しにくくなる。

以上のように、電子部品２３で発せられた熱がフロントガラス６０に伝わりにくくなるので、温度測定素子５０の温度測定時に、回路基板２０に実装された電子部品２３の熱の影響を低減することができる。

そして、本実施形態では、ターミナルピン７０はコネクタピン３２よりも径が細くなっているので、ターミナルピン７０よりもコネクタピン３２を介して外部に熱を伝達しやくすることができる。このため、回路基板２０からターミナルピン７０を介して温度測定素子５０に伝わる熱を低減することができる。

また、コネクタピン３２の数がターミナルピン７０の数よりも多く設けられているので、回路基板２０からコネクタピン３２を介して外部に熱を伝達しやくすることができる。このため、回路基板２０からターミナルピン７０を介して温度測定素子５０に伝わる熱を低減することができる。

さらに、回路基板２０と温度測定素子５０との間に距離を設ける手段をコネクタ３０で代用しているので、温度センサ１において追加部品が不要であり、追加部品コストを抑えることができる。

なお、本実施形態の記載と特許請求の範囲の記載との対応関係については、コネクタ３０が特許請求の範囲の「隔離部」に対応し、ターミナルピン７０が特許請求の範囲の「接続部」に対応する。また、フロントガラス６０が特許請求の範囲の「測定対象」に対応する。さらに、スリット部４３が特許請求の範囲の「第１位置決め部」に対応し、突出部３４が特許請求の範囲の「第２位置決め部」に対応する。

（第２実施形態）
本実施形態では、第１実施形態と異なる部分について説明する。図４に示されるように、回路基板２０は、一面２１から他面２２までを貫通する貫通孔２４を有している。貫通孔２４は複数設けられている。

これによると、回路基板２０においてコネクタ３０への熱伝導の経路を分散させることができると共に、回路基板２０の表面積を増加させて回路基板２０の放熱性を向上させることができる。このため、回路基板２０から温度測定素子５０への熱の移動を抑制することができる。

（第３実施形態）
本実施形態では、第１、第２実施形態と異なる部分について説明する。図５に示されるように、ケース１０のうちフロントガラス６０側の一部に温度測定素子５０を実装し、温度測定素子５０と回路基板２０の配線経路とをターミナルピン７０で電気的に接続しても良い。すなわち、ケース１０の一部が、回路基板２０と温度測定素子５０との距離を設ける手段として機能する。これにより、温度測定素子５０を回路基板２０から離すための追加部品が不要となり、追加部品コストを抑えることができる。

なお、ケース１０の一部が特許請求の範囲の「隔離部」に対応する。また、ケース１０に実装基板４０が固定され、この実装基板４０に温度測定素子５０が実装された構成でも構わない。また、温度測定素子５０と回路基板２０の配線経路との電気的な接続はターミナルピン７０に限られず、フレキシブル配線等の他の電気的接続手段が用いられても構わない。

（他の実施形態）
上記各実施形態で示された温度センサ１の構成は一例であり、上記で示した構成に限定されることなく、本発明を実現できる他の構成とすることもできる。例えば、温度測定素子５０は実装基板４０に実装されていなくても良い。すなわち、温度測定素子５０はコネクタ３０に直接実装されていても良い。また、実装基板４０を用いない構成では、コネクタ３０に凹部３３や突出部３４を設ける必要もない。

上記各実施形態では、実装基板４０の位置決めを行う手段として、コネクタ３０に突出部３４を設け、実装基板４０にスリット部４３を設けてパズルのようにはめ合わせていたが、これは位置決めの手段の一例である。したがって、例えば、実装基板４０に突出部が設けられ、凹部に突出部がはめ込まれる部分が設けられていても良い。また、他の形状がコネクタ３０や実装基板４０に設けられることによってコネクタ３０に対する実装基板４０の位置決めがなされていても良い。

ターミナルピン７０及びコネクタピン３２の数や太さについても上記の条件は一例であり、これらに限られない。また、測定対象は、車両のフロントガラス６０であったが、これは一例である。したがって、測定対象は車両に限られず、他のガラスを測定対象としても良い。

１０ケース（隔離部）
２０回路基板
２３電子部品
３０コネクタ（隔離部）
５０温度測定素子
６０フロントガラス（測定対象）
７０ターミナルピン（接続部）

Claims

電子部品（２３）が実装された回路基板（２０）と、
前記回路基板（２０）に固定されていると共に、前記回路基板（２０）側と当該回路基板（２０）とは反対側とを電気的に接続する接続部（７０）を有する隔離部（３０）と、
前記隔離部（３０）のうち前記回路基板（２０）とは反対側に固定されていると共に、前記接続部（７０）に電気的に接続されており、測定対象（６０）の温度に対応した検出信号を出力する温度測定素子（５０）と、
を備え、
前記隔離部は、外部機器に電気的に接続されるコネクタピン（３２）が設けられたコネクタ（３０）であることを特徴とする温度センサ。
前記接続部は、ターミナルピン（７０）であり、
前記ターミナルピン（７０）は、前記コネクタピン（３２）よりも細いことを特徴とする請求項１に記載の温度センサ。
前記接続部は、ターミナルピン（７０）であり、
前記コネクタピン（３２）及び前記ターミナルピン（７０）は複数設けられていると共に、前記コネクタピン（３２）の数が前記ターミナルピン（７０）の数よりも多く設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の温度センサ。
前記回路基板（２０）は、当該回路基板（２０）を貫通する貫通孔（２４）を有していることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の温度センサ。
前記温度測定素子（５０）が実装されていると共に、外縁部に第１位置決め部（４３）が形成された実装基板（４０）を備えており、
前記隔離部（３０）は、前記実装基板（４０）が配置される凹部（３３）と、前記第１位置決め部（４３）に組み合わされることによって前記実装基板（４０）の位置を固定する第２位置決め部（３４）と、を有していることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の温度センサ。