JP6297790B2

JP6297790B2 - 温度センサ

Info

Publication number: JP6297790B2
Application number: JP2013101106A
Authority: JP
Inventors: 吉田　晴彦; 晴彦吉田; 康弘杉森
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2013-05-13
Filing date: 2013-05-13
Publication date: 2018-03-20
Anticipated expiration: 2033-05-13
Also published as: JP2014222159A

Description

本発明は、温度センサに関する。

従来、取付対象物の貫通孔に対して挿入固定されるクランプとクランプ内にインサート成型された温度検出素子とを備えた温度センサが提案されている。この温度センサにおいて、温度検出素子はクランプ内部の先端側にてインサート成型されており、クランプが例えば自動車用電池パックの送風用エアダクトの壁部に設けられた貫通孔に挿入される。これにより、温度センサは、先端側が壁内に位置し、壁内温度を検出することができることとなる（特許文献１参照）。

しかし、この温度センサでは、温度検出素子をクランプ内にインサート成型しなければならず、金型等の問題から製造コストが高くなってしまう。

そこで、一端が閉塞したケース内に温度検出素子を配置し、ケース内に樹脂を充填して樹脂モールド部を形成した温度センサが提案されている。この温度センサによれば、樹脂をケース内に充填して温度検出素子を封入する構造であるため、温度検出素子をインサート成型する必要が無く、製造コストを抑えることができる。

さらに、この温度センサによれば、ケースの外方に突出する凸部が周状に設けられていることから、充填した樹脂が凸部に入り込む。これにより、樹脂モールド部に対してケースの開放側に力が作用したとしても、樹脂モールド部が凸部において引っ掛かることとなり、樹脂モールド部によってモールドされる温度検出素子の脱落が防止されることとなる（特許文献２参照）。

特開２０１０−２８１７８７号公報特開２００３−１３９６２１号公報

しかし、特許文献２に記載の温度センサは、ケースの外方に突出する凸部が周状に設けられていることから、センサの外観形状に影響を与えることとなり、取付箇所の制限を受けたり、特許文献２に開示される専用のブラケットが必要となったりしてしまう。

本発明はこのような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、温度検出素子の脱落を防止しつつも、製造コスト及びセンサの外観形状への影響を抑えることが可能な温度センサを提供することにある。

本発明の温度センサは、一端が閉塞した筒部を有するケースと、前記筒部内に配置されて温度を検出する温度検出素子とを備える温度センサであって、前記ケースは、前記筒部の開放側に形成された小径部と、前記小径部よりも前記筒部の閉塞側に形成され、前記筒部の周壁の肉厚内で前記小径部よりも内周面積が大きくされると共に当該周壁の肉厚が前記小径部側よりも小さくされた大径部とを有し、前記筒部内における前記温度検出素子の周囲に電気絶縁性を有する樹脂が充填されて樹脂モールド部が形成されていることを特徴とする。

本発明の温度センサによれば、筒部の開放側に形成された小径部と、筒部の閉塞側に形成された大径部とを有し、筒部内における温度検出素子の周囲に電気絶縁性を有する樹脂が充填されて樹脂モールド部が形成されているため、樹脂モールド部に対してケースの開放側に力が作用したとしても、樹脂モールド部が大径部と小径部との間の段差において引っ掛かることとなり、温度検出素子の脱落が防止される。また、電気絶縁性を有する樹脂が充填されて樹脂モールド部を形成することから、インサート成型を行う必要が無く、製造コストが抑えられる。加えて、大径部は、筒部を形成する周壁の肉厚内で小径部よりも内周面積が大きくされているため、大径部がケース外側に突出して形成されることなく、センサの外観形状に影響を与え難い。従って、温度検出素子の脱落を防止しつつも、製造コスト及びセンサの外観形状への影響を抑えることが可能な温度センサを提供することができる。

本発明によれば、温度検出素子の脱落を防止しつつも、製造コスト及びセンサの外観形状への影響を抑えることが可能な温度センサを提供することができる。

本発明の実施形態に係る温度センサを示す断面図である。本実施形態に係る温度センサ１の製造方法を示す第１の概略図である。本実施形態に係る温度センサ１の製造方法を示す第２の概略図である。本実施形態に係る温度センサ１の製造方法を示す第３の概略図である。

以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明するが、本発明は該実施の形態に限られない。図１は、本発明の実施形態に係る温度センサを示す断面図である。

図１に示す温度センサ１は、周囲温度に応じた電気信号を出力するものであって、概略的にセンサケース（ケース）１０と、温度検出素子２０と、ディップ部３０と、樹脂モールド部４０とを備えている。

センサケース１０は、取付対象物となるパネル等の貫通孔に一部が挿入された状態で取付対象物に係止されるものであって、概略的に筒部１１と、係止部１２と、笠部１３と、把持部１４とを備えている。このセンサケース１０は、パネル等の貫通孔を介してパネル等の裏面側に係止部１２が挿入され、係止部１２の後端壁１２ａと笠部１３の弾性力とによって取付対象物に挟持固定される構造となっている。以下、各部について説明する。

筒部１１は、一端が閉塞された略円筒状の部材であって、内側に中空部１１ａを形成している。この中空部１１ａには温度検出素子２０が収納される。また、筒部１１の閉塞側（先端側）は、センサケース１０をパネル等に取り付けた場合において、作業者から見てパネル等の裏面側に突出する部位となる。なお、筒部１１は、略円筒形状に限らず、三角筒形状や四角筒形状などの他の形状となっていてもよい。

係止部１２は、筒部１１の先端側外壁に設けられるものであって、先端側から後端側（開放側）に向けて拡径された形状となっている。なお、この係止部１２は、図１において先端側から後端側に向けて拡径されているが、この断面と直交する断面においては拡径されていないか、又は僅かに拡径する形状となっている。このため、係止部１２は、パネル等への取付時において楕円形状となる貫通孔に対して差し込まれ、その後筒部１１中心に９０度回転させられることにより抜けが防止されることとなる。

笠部１３は、筒部１１の先端と後端との略中間位置から側方に張り出す部材であって、その先端部１３ａが係止部１２側に向かって傾斜した笠形状をとなっている。本実施形態に係る温度センサ１が取り付けられるパネル等の厚みは、係止部１２の後端壁１２ａと笠部１３までの距離Ｌ１よりも大きくなっている。このため、取付時において笠部１３は先端部１３ａがやや後端側に撓むこととなる。これにより、センサケース１０は、係止部１２の後端壁１２ａと笠部１３の弾性力とによってパネル等に挟持固定される。

把持部１４は、センサケース１０をパネル等に取り付ける際に作業者によって把持される部位である。この把持部１４は、センサケース１０の後端側において側方に張り出して形成されている。また、把持部１４は、筒部１１と同様に、後端側に向かって開放された肉抜き部１４ａが形成されている。この肉抜き部１４ａは、後端側に開放されることから、センサケース１０のパネル等の取付時において作業者の指が入るなどの作業部位となり、作業性の向上が図られている。

温度検出素子２０は、測定対象となる温度に応じた電気信号を発生させるものであって、例えばサーミスタによって構成されている。この温度検出素子２０は、図１に示すように、中空部１１ａの先端側まで挿入されており、センサケース１０のパネル等の取付時においてパネル等の裏面側に位置し、裏面側における温度に応じた電気信号を発生させる。また、温度検出素子２０は、第１の端子２１が第１のリード線５１の導体部５１ａと半田付けされると共に、第２の端子２２が第２のリード線５２の導体部５２ａと半田付けされている。このため、温度検出素子２０にて発生した電気信号はリード線５１，５２により外部に引き出されることとなる。

ディップ部３０は、温度検出素子２０からリード線５１，５２の先端側端部（詳細にはリード線５１，５２の被覆の先端側端部）までを樹脂（具体的には電気絶縁性を有する樹脂であって例えばエポキシ樹脂）により予備成形して一体化した部位である。このディップ部３０は、例えばエポキシ樹脂が入った槽に温度検出素子２０からリード線５１，５２の一端までをディップし、エポキシ樹脂を付けて硬化させることで形成される。このディップ部３０が形成されることにより、温度検出素子２０とリード線５１，５２とが一体化されて温度検出素子２０がリード線５１，５２から外れてしまう事態を防止することができる。

樹脂モールド部４０は、筒部１１内における温度検出素子２０の周囲に充填されて形成されるものであって、中空部１１ａにおける筒部１１の周壁とリード線５１，５２との隙間から樹脂を注入し硬化させることにより形成される。この樹脂モールド部４０に用いられる樹脂は、ディップ部３０の樹脂と相溶性を有する樹脂であって、具体的には電気絶縁性を有するエポキシ樹脂である。

さらに、本実施形態に係る温度センサ１において筒部１１は、後端側に形成された小径部１１ｂと、小径部１１ｂよりも先端側で小径部１１ｂよりも内周面積が大きくされた大径部１１ｃとが形成されている。このため、小径部１１ｂと大径部１１ｃとの境界部分においては、段部１１ｄが形成される。

加えて、大径部１１ｃは、中空部１１ａを形成する筒部１１の周壁の肉厚内で小径部１１ｂよりも内周面積が大きくされている。具体的に筒部１１の周壁の肉厚はＬ２となっている。大径部１１ｃは、この肉厚Ｌ２の範囲内で小径部１１ｂよりも内周面積が大きくされている。このため、大径部１１ｃは、内周面積が大きくなり過ぎてセンサケース１０の外観形状に影響を与え難い構造となっている。なお、内周面積とは、筒部１１と直交する平面（水平方向の平面）でセンサケース１０を切断した場合に、筒部１１を軸方向に見たときの中空部１１ａの面積である。

このように構成されるため、例えばリード線５１，５２に抜け方向の力が作用したとしても、樹脂モールド部４０が段部１１ｄに引っ掛かることとなり、内部部品（特に温度検出素子２０）の脱落が防止される。さらに、本実施形態ではディップ部３０により温度検出素子２０とリード線５１，５２とが一体化されているため、リード線５１，５２の単独の抜けについても防止することができる。

次に、本実施形態に係る温度センサ１の製造方法について説明する。図２〜図４は、本実施形態に係る温度センサ１の製造方法を示す概略図である。まず、作業者は、リード線５１の導体部５１ａと温度検出素子２０の第１の端子２１とを半田付けにより接続する。さらに、作業者は、リード線５２の導体部５２ａと温度検出素子２０の第２の端子２２とを半田付けにより接続する。これにより、図２に示すようにリード線５１，５２と温度検出素子２０とが接続された接続体を作成する。

次いで、作業者は、例えばエポキシ樹脂が入った槽に温度検出素子２０からリード線５１，５２の一端までをディップし、エポキシ樹脂を硬化させる。これにより、図３に示すように、ディップ部３０が形成される。なお、ディップ部３０の形成方法は上記に限られるものではなく、温度検出素子２０からリード線５１，５２の一端までを一体化すれば、他の方法により形成されてもよい。

次いで、ディップ部３０が形成された接続体をセンサケース１０の中空部１１ａに挿入する。これにより、図４に示す状態とし、その後中空部１１ａにおける筒部１１の周壁とリード線５１，５２との隙間から樹脂を注入し硬化させる。これにより、樹脂モールド部４０が形成され、図１に示す温度センサ１が製造される。

なお、上記においてディップ部３０の樹脂と樹脂モールド部４０の樹脂とは相溶性があるため、両者は溶け合うように結合されることとなる。

このようにして、本実施形態に係る温度センサ１によれば、筒部１１の開放側に形成された小径部１１ｂと、筒部１１の閉塞側に形成された大径部１１ｃとを有し、筒部１１内における温度検出素子２０の周囲に電気絶縁性を有する樹脂が充填されて樹脂モールド部４０が形成されているため、樹脂モールド部４０に対してセンサケース１０の開放側に力が作用したとしても、樹脂モールド部４０が大径部１１ｃと小径部１１ｂとの間の段差（すなわち段部１１ｄ）において引っ掛かることとなり、温度検出素子２０の脱落が防止される。また、電気絶縁性を有する樹脂が充填されて樹脂モールド部４０を形成することから、インサート成型を行う必要が無く、製造コストが抑えられる。加えて、大径部１１ｃは、筒部１１を形成する周壁の肉厚Ｌ２内で小径部１１ｂよりも内周面積が大きくされているため、大径部１１ｃがケース外側に突出して形成されることなく、センサの外観形状に影響を与え難い。従って、温度検出素子２０の脱落を防止しつつも、製造コスト及びセンサの外観形状への影響を抑えることが可能な温度センサ１を提供することができる。

また、温度検出素子２０は、リード線５１，５２の端部と共に予め上記樹脂と相溶性を有する樹脂により予備成形されて一体化されているため、樹脂モールド部４０のみによってこれらを固定する場合と比較してリード線５１，５２が温度検出素子２０から抜けてしまう可能性を低減することができる。

以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更を加えてもよい。

例えば、本実施形態に係る温度センサ１において段部１１ｄは、後端側に向かって傾斜するテーパ形状となっているが、これに限らず、テーパが形成されず段部１１ｄが水平方向に向いていてもよいし、先端側に向かって傾斜するテーパ形状となっていてもよい。なお、段部１１ｄが先端側に向かって傾斜するテーパ形状となっている場合、段部１１ｄと樹脂モールド部４０との引っ掛かりが強くなり、一層内部部品の脱落が防止されることとなる。また、段部１１ｄが後端側に向かって傾斜するテーパ形状となっている場合、樹脂モールド部４０を形成する際に段部１１ｄ付近にエアボイドが発生し難くなり、樹脂の充填を円滑に行うことができる。

さらに、本実施形態に係る温度センサ１において中空部１１ａは、小径部１１ｂと大径部１１ｄとの境界に段部１１ｄが形成されているが、段部１１ｄを有しない形状であってもよい。すなわち、中空部１１ａ自体が先端側から後端側に向けて除々に縮径しており、筒部１１の内壁面の全体で内部部品の脱落を防止する構造となっていてもよい。

また、本実施形態においてディップ部３０及び樹脂モールド部４０に使用される樹脂は、熱可塑性の樹脂を想定しているが、製造可能であれば、熱硬化性の樹脂を使用してもよい。すなわち、樹脂は電気絶縁性を有し、且つ、ディップ形成及び充填硬化が可能であれば、エポキシ樹脂に限られるものではない。

加えて、本実施形態において大径部１１ｃの周囲には係止部１２が形成されているため、一層外観形状に影響を与え難い構造となっているが、これに限らず、大径部１１ｃの周囲には係止部１２などの肉厚部が形成されていなくともよい。

さらに、本実施形態においてセンサケース１０は、閉塞される先端側に大径部１１ｃが形成されている。このため、その製造においてセンサケース１０は先端から後端まで貫通する貫通孔が形成された後、貫通孔の先端側にキャップ等が取り付けられることにより、先端が閉塞した筒部１１が形成される。

また、上記実施形態において示した各形状及び大きさ等について適宜変更可能であることは言うまでもない。

１…温度センサ
１０…センサケース
１１…筒部
１１ａ…中空部
１１ｂ…小径部
１１ｃ…大径部
１１ｄ…段部
１２…係止部
１３…笠部
１３ａ…先端部
１４…把持部
１４ａ…肉抜き部
２０…温度検出素子
２１，２２…端子
３０…ディップ部
４０…樹脂モールド部
５１，５２…リード線
５１ａ，５２ａ…導体部
Ｌ２…肉厚

Claims

一端が閉塞した筒部を有するケースと、前記筒部内に配置されて温度を検出する温度検出素子とを備える温度センサであって、
前記ケースは、前記筒部の開放側に形成された小径部と、前記小径部よりも前記筒部の閉塞側に形成され、前記筒部の周壁の肉厚内で前記小径部よりも内周面積が大きくされると共に当該周壁の肉厚が前記小径部側よりも小さくされた大径部とを有し、
前記筒部内における前記温度検出素子の周囲に電気絶縁性を有する樹脂が充填されて樹脂モールド部が形成されている
ことを特徴とする温度センサ。
前記ケースは、取付対象に係止させるために断面視して前記筒部よりも外側に張り出した係止部を有し、
前記係止部は、前記大径部の外側に形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の温度センサ。
前記係止部は、前記筒部の軸方向に沿い且つ前記断面視した断面と直交する断面において、筒外側に略張り出さない形状となっている
ことを特徴とする請求項２に記載の温度センサ。
前記ケースは、前記筒部の前記開放側において筒外側に広がって形成された把持部を有し、
前記把持部は、前記開放側となる後方に向かって開放された肉抜き部が形成されている
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の温度センサ。