JP6297765B1 - 温度センサ - Google Patents
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Abstract
Description
特許文献1は、第一ホルダ、第二ホルダを含め感熱体を樹脂モールドにより覆い隠す。
そこで本発明は、目視により外部から感熱体の健全性を確認できる温度センサを提供することを目的とする。
本発明におけるハウジングは、感熱体を外部から目視できる視認窓が、感熱体に対応する部位に設けられることを特徴とする。
本発明において、第二ハウジングは第一ハウジングに対する樹脂モールド体とすることができ、第二ハウジングに視認窓を設けるのが好ましい。
本発明における被覆体は、コイル要素と平面同士で接することが好ましい。
本発明における被覆体は、フッ素樹脂からなることが好ましい。
本実施形態の温度センサ1は、図1及び図2に示すように、コイル要素10と、コイル要素10に固定されるセンサ組立体20と、を備え、センサ組立体20が備える感熱体52がコイル要素10の温度を検出することができる。
温度センサ1は、コイル要素10が、図示を省略する回転電機のステータ(固定子)を構成するコイルに電気的に接続されることで当該コイルの一部を構成し、センサ組立体20はコイル要素10の温度を検出することで、回転電機のコイルの温度を検出する。
温度センサ1は、センサ組立体20の一部に視認窓76が設けられており、この視認窓76を通じて感熱体52を外部から目視により確認できるようになっている。
以下、温度センサ1の構成を順に説明し、次いで、温度センサ1の効果を説明する。
コイル要素10は、センサ組立体20とともに温度センサ1を構成する。
コイル要素10は、図1及び図2に示すように、導体11と、導体11の表面を被覆する電気絶縁性の被覆13と、を備える直線状の平角線からなる。
コイル要素10は、平坦な面からなる検知面12を備え、この検知面12はハウジング25の内部で被覆体60の検知面65と面で接触する。
コイル要素10は、導体11の両端が、電気機器としての回転電機のステータを構成するコイルに電気的に接続されることで、ステータコイルの一部を担う。
コイル要素10は、両端部を除いてハウジング25に収容され、かつ保持される。
センサ組立体20は、図1〜図3に示すように、ハウジング25と、ハウジング25に収容されるセンサ中間体50と、を備えている。ハウジング25は、第一ハウジング30と第二ハウジング70からなり、センサ中間体50を覆い隠す。第二ハウジング70は、あらかじめコイル要素10及びセンサ中間体50を収容する第一ハウジング30に対して射出成形することによる樹脂モールド体からなる。
センサ組立体20は、コイル要素10が所定位置に固定されることにより、感熱体52がコイル要素10の所定位置に位置決めされる。
第一ハウジング30は、図2及び図3に示すように、コイル要素10及びセンサ中間体50を保持する保持溝31が長手方向Lに貫通して設けられている。第一ハウジング30は、電気絶縁性の樹脂材料を射出成形することにより一体的に形成される。この樹脂としては、PPS(Poly Phenylene Sulfide)、PA(PolyAmide)樹脂などを用いることができる。第二ハウジング70も同じ材質の樹脂材料からなる。第一ハウジング30及び第二ハウジング70を構成する樹脂材料は、被覆体60を構成するフッ素樹脂よりも剛性が高いので、センサ組立体20は、コイル要素10に強固に固定される。
側壁34、第一端部壁37、中間壁41及び第二端部壁43は、いずれも底床33から垂直に立ち上がっており、側壁34と第一端部壁37、中間壁41及び第二端部壁43とは幅方向Wに所定の間隔をあけて設けられている。
側壁34は、保持溝31に臨む内面35Aが平坦をなしているが、内面35Aのうら側の外面35Bには、第二ハウジング70の一部が挿入される幅広の係止溝36が形成される。係止溝36は、他の外面35Bよりも保持溝31の側に窪んでいる。
第一端部壁37は、センサ中間体50から引き出されるリード線56,56のそれぞれが挿通する電線保持孔38,38が長手方向Lに貫通して設けられている。
また、第一端部壁37は、側壁34に対向する第一コイル保持面39を備えており、第一コイル保持面39は保持溝31に収容されるコイル要素10に突き当たることで、側壁34とともにコイル要素10を幅方向Wに保持する。
センサ中間体50は、図5(a),(b)に示すように、素子本体51と、素子本体51に電気的に接続される一対の引出線55,55と、引出線55,55のそれぞれに電気的に接続されるリード線56,56と、を備えている。
なお、センサ中間体50が第一ハウジング30に保持された状態で、素子本体51が配置される側を、温度センサ1の前と定義し、また、リード線56,56が引き出される側を後と定義する。
感熱体52は、例えば、サーミスタのように電気抵抗に温度特性を有する素材から構成される。
封止ガラス53は、感熱体52を封止して気密状態に維持することによって、環境条件に基づく化学的な変化及び物理的な変化が感熱体52に生ずるのを避けるために設けられる。封止ガラス53には、非晶質ガラス及び結晶質ガラスのいずれをも用いることができるし、所望の線膨張係数を有するように非晶質ガラスと結晶質ガラスとを混合して用いることもできる。
また、リード線56,56は、細い芯線を撚り合わせた撚線と、撚線を覆う電気絶縁性を有する被覆層57,57とから構成される。リード線56,56は、必要に応じて他の電線を介して、図示を省略する温度計測回路に接続される。なお、被覆層57,57は、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)、PFA(テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体)などのフッ素樹脂から構成される。
内層61は、外層63の内側に配置され、素子本体51を直接的に被覆する。内層61は、素子本体51の先端からリード線56,56の途中までを気密に封止する。
内層61は、PFA(テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体)からなるフッ素樹脂である。PTFEとPFAはフッ素樹脂であり優れた耐性を有している点では共通するが、PTFEの方がPFAよりも融点が高い。また、PTFEとPFAはいずれも透明性を有しており、特にPFAは高い透明性を有している。
外層63は、内層61とともに素子本体51に耐性を付与するものであるのに加えて、製造過程において溶融する内層61を保持する役割を担う。そのために、外層63は、内層61を形成するPFAよりも融点の高いPTFEで形成される。
外層63に平坦な検知面65を備え、この検知面65とコイル要素10の平坦な検知面12が接触することで、被覆体60とコイル要素10は平面同士で接触する。
第二ハウジング70は、図1及び図2に示すように、第一ハウジング30に収容されるコイル要素10及びセンサ中間体50を厚さ方向Tから覆い隠すとともに、第一ハウジング30とともにコイル要素10及びセンサ中間体50を保持する。
次に、温度センサ1の製造手順を図4及び図5を参照して説明する。
はじめに、図3(a),(b)に示すように、保持溝31が上方に開放する向きに配置された第一ハウジング30の保持溝31にセンサ中間体50が収容される。センサ中間体50は、リード線56,56のそれぞれが第一端部壁37の電線保持孔38,38に挿通されるように、保持溝31に収容される。
なお、図4及び図5に示されるセンサ中間体50において、第一端部壁37、中間壁41及び第二端部壁43が設けられる側を手前といい、側壁34が設けられる側を奥ということにする。
コイル要素10は、奥側で側壁34と接する。また、コイル要素10は、手前側においては、温度検知対象となる面がセンサ中間体50の被覆体60に接するのに加えて、第一端部壁37の第一コイル保持面39と第二端部壁43の第二コイル保持面45に接することで、第一ハウジング30の所定位置に収容される。
第二ハウジング70は、第一ハウジング30の保持溝31が外部から封止されるように形成され、保持溝31に収容されるコイル要素10及びセンサ中間体50は第二ハウジング70で覆い隠される。これにより、感熱体52がコイル要素10以外からの熱的な影響を受けるのを排除するとともに、コイル要素10及びセンサ中間体50の固定を強固にする。
以下、温度センサ1が奏する効果を説明する。
温度センサ1によれば、センサ中間体50の感熱体52に対応する位置に視認窓76を設けるので、第二ハウジング70を成形した後でも外部から封止ガラス53を含め感熱体52の健全性を目視で確認できる。したがって、温度センサ1によれば、第二ハウジング70を成形後に欠陥が生じた感熱体52を見つけ出して、温度センサ1を排除できる。
しかも、温度センサ1は、感熱体52を含む素子本体51が透明な被覆体60で覆われているので、素子本体51を保護しながら、感熱体52の健全性を目視で確認できる。
特に、フッ素樹脂から構成される被覆体60は樹脂材料の中で弾性に富むため、温度検知対象であるコイル要素10が振動しても、被覆体60はこの振動に追従してコイル要素10に密に押し付けられるので、検知温度の精度向上に寄与する。
金型と被覆体60と接する力が強くても、本実施形態の被覆体60は弾性に富むため、被覆体60が破損するおそれがない。ここで、例えば、第二ハウジング70を構成するのと同様の樹脂材料で被覆体60を構成したとすれば、金型と被覆体60と接する力が強くなると被覆体60が破損するおそれがあるので、金型と被覆体60と接する力を厳密に調整する必要がある。
本実施形態によれば、被覆体60が弾性に富むため、このような調整が不要であるから、温度センサ1の製造が容易である。
例えば、温度センサ1は、視認窓76を第二係止部75に一つだけ設けたが、本発明はこれに限定されない。例えば、視認窓76に対して背面となる第三係止部77に視認窓76と同様の視認窓を設けることができる。
この場合、第一ハウジング30を射出成形にて作成する段階で、視認窓76を形成しておく。
10 コイル要素
11 導体
12 検知面
13 被覆
20 センサ組立体
25 ハウジング
30 第一ハウジング
31 保持溝
33 底床
34 側壁
35A 内面
35B 外面
36 係止溝
37 第一端部壁
38 電線保持孔
39 第一コイル保持面
41 中間壁
42 第一センサ保持面
43 第二端部壁
44 第二センサ保持面
45 第二コイル保持面
47,48 間隙
50 センサ中間体
51 素子本体
52 感熱体
53 封止ガラス
55 引出線
56 リード線
57 被覆層
60 被覆体
61 内層
63 外層
65 検知面
70 第二ハウジング
71 基部
73 第一係止部
75 第二係止部
76 視認窓
77 第三係止部
L 長手方向
W 幅方向
T 厚さ方向
Claims (8)
- 電気機器のコイルの一部を担うコイル要素と、
前記コイル要素の熱を検知する感熱体と、前記感熱体に接続される一対の電線と、を有する素子本体と、
前記コイル要素及び前記素子本体を収容し保持する、電気絶縁性の樹脂材料から構成されるハウジングと、を備え、
前記ハウジングは、
前記感熱体を外部から目視できる視認窓が、前記感熱体に対応する部位に設けられる、
ことを特徴とする温度センサ。 - 前記ハウジングは、
第一ハウジングと、
前記第一ハウジングとともに前記ハウジングを構成する第二ハウジングと、を備え、
前記視認窓は、前記第一ハウジング及び前記第二ハウジングの一方又は双方に設けられる、
請求項1に記載の温度センサ。 - 前記第二ハウジングは前記第一ハウジングに対する樹脂モールド体からなり、
前記視認窓は、前記第二ハウジングに設けられる、
請求項2に記載の温度センサ。 - 前記第一ハウジングは、
前記一対の電線が挿通される電線保持孔を備え、
前記一対の電線は前記電線保持孔を通って外部に引き出される、
請求項2又は請求項3に記載の温度センサ。 - 前記感熱体の全体と前記電線の一部を緻密に覆う、透明な樹脂からなる被覆体を備え、
前記視認窓は、前記被覆体に覆われる前記感熱体に対応する部位に設けられる、
請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載の温度センサ。 - 前記被覆体は、前記コイル要素と平面同士で接する、
請求項5に記載の温度センサ。 - 前記被覆体は、前記ハウジングを構成する樹脂材料よりも弾性の高い樹脂材料からなり、
前記ハウジングは、前記被覆体を構成する樹脂よりも剛性の高い樹脂材料からなる、
請求項5又は請求項6に記載の温度センサ。
- 前記被覆体は、フッ素樹脂からなる、
請求項7に記載の温度センサ。
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