JP6830278B1 - 温度センサ - Google Patents

Abstract

【課題】サーミスタと、先端がサーミスタに接続された一対の引き出し線と、サーミスタと一対の引き出し線の先端部をシールするガラスと、先端が一対の引き出し線の各々の後端に接続された一対のリード線と、ガラス、一対の引き出し線の先端部以外の部分及び一対のリード線の先端部を被覆する合成樹脂製被覆層とを含む温度センサの測温性能を、ガラスが破損される、一対の引き出し線が破損され或いは短絡される、等の別個の問題を発生させることなく、向上する。【解決手段】被覆層はチューブ形状であり、チューブ形状の内層と外層とを予め積層した状態で弾性的に拡張して、ガラス、一対の引き出し線の先端部以外の部分及び一対のリード線の先端部に強制的に被嵌し、次いで加熱して内層を溶融し外層を収縮することによって配設されている。ガラスの周表面は内層を介することなく外層に直接的に接触されている。【選択図】図１

Description

本発明は、温度センサ、更に詳しくはGRC（Glass sealed radial lead chip thermistor）型温度センサ（即ちサーミスタと先端がサーミスタに接続された一対の引き出し線の先端部がガラスによってシールされている形態の温度センサ）に関する。

下記特許文献１には、GRC型温度センサとして、サーミスタと、先端がサーミスタに接続された一対の引き出し線と、サーミスタと一対の引き出し線の先端部をシールするガラスと、先端が一対の引き出し線の各々の後端に接続された一対のリード線と、ガラス、一対の引き出し線の先端部以外の部分及び一対のリード線の先端部を被覆する合成樹脂製被覆層とを含む温度センサが開示されている。被覆は加熱溶融された内層と加熱収縮された外層とを有する。

特許第５８３０６３６号公報

而して、上述した形態の温度センサには、サーミスタがガラスと共に内層及び外層を有する被覆層を介して検温すべき部位に当接せしめられることに起因して、測温性能が必ずしも高くない、という解決すべき問題が存在する。

本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、ガラスが破損される、一対の引き出し線が破損され或いは短絡される、等の別個の問題を発生させることなく、上述した形態の温度センサの測温性能を向上することである。

本発明者等は鋭意検討の結果、ガラスの周表面は内層を介することなく外層に直接的に接触せしめることによって、上記主たる技術的課題を達成することができることを見出した。

即ち、本発明によれば、上記主たる技術的課題を達成する温度センサとして、
サーミスタと、先端が該サーミスタに接続された一対の引き出し線と、該サーミスタと該一対の引き出し線の先端部をシールするガラスと、先端が該一対の引き出し線の各々の後端に接続された一対のリード線と、該ガラス、該一対の引き出し線の該先端部以外の部分及び該一対のリード線の先端部を被覆する合成樹脂製被覆層とを含む温度センサにおいては、
該被覆層はチューブ形状であり、チューブ形状の内層と外層とを予め積層した状態で弾性的に拡張して、該ガラス、該一対の引き出し線の該先端部以外の部分及び該一対のリード線の先端部に強制的に被嵌し、次いで加熱して該内層を溶融し該外層を収縮することによって配設され、該ガラスの周表面は該外層の内面に直接的に接触せしめられている、ことを特徴とする温度センサが提供される。

好ましくは、該ガラスの周表面は円筒形状であり、予め積層した該内層と該外層とを該ガラス、該一対の引き出し線の該先端部以外の部分及び該一対のリード線の先端部に強制的に被嵌する前の状態において、該外層の内径は該ガラスの外径と同一である。該内層はテトラフルオロエチレン・パールオロアルキルビニルエーテル共重合体製であり、該外層はポリテトラフルオロエチレン製であるのが好都合である。該一対の引き出し線の各々の該先端部以外の部分には、熱硬化性合成樹脂製チューブが被嵌されているのが好ましい。該チューブはポリイミド、ポリアミド又はポリアミドイミドから形成されているのが望ましい。該一対の引き出し線の一方の該後端と該一対のリード線の一方の該先端との接続部は、該一対の引き出し線の他方の該後端と該一対のリード線の他方の該先端との接続部よりも長手方向前方に位置し、該被覆層は小外径前部、該前部に続く後方に向かって外径が漸次増大する第一の増径部、該第一の増径部に続く中外径中間部、該中間部に続く後方に向かって外径が漸次増大する第二の増径部、及び該第二の増径部に続く大外径後部を有し、該一対の引き出し線の該一方の該後端と該一対のリード線の該一方の該先端との該接続部は、該第一の増径部の後端部と該中間部の前端部とに跨って位置し、該一対の引き出し線の該他方の該後端と該一対のリード線の該他方の該先端との該接続部は、該第二の増径部の後端部と該後部の前端部とに跨って位置するのが好適である。

本発明の温度センサにおいては、サーミスタはガラスと被覆層の外層のみを介して検温部位に当接され、被覆層の内層を介することなく検温部位に当接されるので、その分だけ測温特性が向上される。一方、本発明者等の実験によれば、ガラスの周表面は被覆の内層を介する形態にしても、ガラスが破損される、一対の引き出し線が破損され或いは短絡される、等の別個の問題を発生させる虞は実質上皆無である。

本発明に従って構成された温度センサの好適実施形態を示す断面図。 図１の温度センサにおける主要部を示す部分側面図。

以下、本発明に従って構成された温度センサの好適実施形態を図示している添付図面を参照して、更に詳細に説明する。

図１及び図２を参照して説明すると、全体を番号２で示す、本発明に従って構成された温度センサは、サーミスタ４、先端がサーミスタ４の接続された一対の引き出し線６ａ及び６ｂを含んでいる。一対の引き出し線６ａ及び６ｂはジュメット線から形成されているのが好適である。サーミスタ４並びに一対の引き出し線６ａ及び６ｂの先端部はガラス８によってシールされている。ガラス８の外周面は円筒形状であるのが好都合である。一対の引き出し線６ａ及び６ｂの各々の後端には一対のリード線１０ａ及び１０ｂの先端が接続されている。一対のリード線１０ａ及び１０ｂの各々は、多数の撚り線から構成された芯材１２ａ及び１２ｂをＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）の如きフッ素系合成樹脂製であるのが好都合である外装チューブ１４ａ及び１４ｂによって被覆した形態であるのが好ましい。一対のリード線１０ａ及び１０ｂの各々の先端においては外装チューブ１４ａ及び１４ｂが除去されて芯材１２ａ及び１２ｂが露呈されており、一対の引き出し線６ａ及び６ｂの後端は露呈された芯材１２ａ及び１２ｂに溶接又は半田付けによって接続されている。

図１を参照することによって明確に理解されるとおり、一対の引き出し線６ａ及び６ｂの一方６ａの後端と一対のリード線１０ａ及び１０ｂの一方１０ａの先端との接続部１６ａと、一対の引き出し線６ａ及び６ｂの他方６ｂの後端と一対のリード線１０ａ及び１０ｂの他方１０ｂの先端との接続部１６ｂとは、長手方向において相互にずらされていて、一対の引き出し線６ａ及び６ｂの一方６ａの後端と一対のリード線１０ａ及び１０ｂの一方１０ａの先端との接続部１６ａは、一対の引き出し線６ａ及び６ｂの他方６ｂの後端と一対のリード線１０ａ及び１０ｂの他方１０ｂの先端との接続部１６ｂよりも幾分前方に位置せしめられているのが好ましい。

引き出し線６ａ及び６ｂの各々におけるガラス８によってシールされていない部分には、熱硬化性合成樹脂、好ましくはポリイミド、ポリアミド又はポリアミドイミド、から形成されている、チューブ１８ａ及び１８ｂが被嵌されているのが好適である。引き出し線６ａ及び６ｂにおけるガラス８によってシールされていない部分の実質上全長に渡ってチューブ１８ａ及び１８ｂが被嵌されているのが好都合である。チューブ１８ａ及び１８ｂの内径は引き出し線６ａ及び６ｂの外径よりも幾分大きく、従って引き出し線６ａ及び６ｂに充分容易にチューブ１８ａ及び１８ｂを被嵌することができるのが好都合である。

図１に明確に図示するとおり、図示の温度センサ２は、ガラス８、一対の引き出し線６ａ及び６ｂのガラス８によってシールされている先端部以外の部分、並びに一対のリード線１０ａ及び１０ｂの先端部を被覆するチューブ形状の被覆層２０を含んでいる。かかる被覆層２０は、加熱溶融される内層２２と加熱収縮される外層２４とから構成されているのが望ましい。内層２２の好適例としては融点が３０２乃至３１０℃程度であるＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パールオロアルキルビニルエーテル供重合体）を上げることができ、外層２４の好適例としては融点が３２７℃程度であるＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）を挙げることができる。かような被覆層２０は、チューブ形状の内層２２と外層２４を予め積層した状態で、幾分弾性的に拡張して所要部位に強制的に被嵌し、しかる後に例えば３１５℃程度に加熱することによって好都合に配設することができる。３１５℃程度に加熱すると、内層２２は溶融され、外層２４は収縮され、かくしてガラス８、一対の引き出し線６ａ及び６ｂのガラス８によってシールされている先端部以外の部分、並びに一対のリード線１０ａ及び１ｂの先端部が被覆層２０によって堅固に被覆される。加熱溶融された内層２２は冷却されて硬化されるが、冷却される前に外層２４の収縮に起因して被覆層２０の後端及び前端から外部に流出する傾向がある。図１には被覆層２０の後端から流出した内層を番号２２Ａで示している。被覆層２０の後端から流出した内層２２Ａは特に取り除く必要はないが、被覆層２０の前端から流出して内層（図示していない）は、所要部位に温度センサ２の温度検出部を装着する際に妨げとなるので、取り除くことが必要である。

図１に明確に図示する如く、ガラス８が位置する部位においては内層２２が実質上存在せず、外層２４が直接的にガラス８に接触することが重要である。かような形態は、例えば内層２２と外層２４とから構成されている被覆層２０は所要部位に被覆する前、従って加熱する前の状態で、外層２４の内径がガラス８の外径と実質上同一或いは若干だけ大きい形態にすることによって確立することができる。上記のとおりの形態によれば、温度を検出すべき部位に温度センサ２の温度検出部を装着すると外層２４のみを介してガラス８が温度を検出すべき部位に当接され、換言すればサーミスタはガラスと被覆層２０の外層２４のみを介して（被覆層２０の内層２２を介することなく）検温すべき部位に当接され、良好な測温特性が達成される。

上述した通りにして被覆層２０を配設すると、図１に図示するとおり、被覆層２０は小外径前部２６、これに続く後方に向かって外径が漸次増大する第一の増径部２８、第一の増径部２８に続く中外径中間部３０、中間部３０に続く外径が漸次増大する第二の増径部３２、及び第二の増径部３２に続く大外径後部３４を有する形態になる。かかる形態は外観上優れていることに加えて取扱い特性も良好である。引き出し線６ａの後端とリード線１０ａの先端との接合部１６ａは第一の増径部２８の後端部と中間部の前端部とに跨って位置し、引き出し線６ｂの後端とリード線１０ｂの前端との接合部１６ｂは第二の増径部３２と後端部の前端部とに跨って位置する。

２：温度センサ
４：サーミスタ
６ａ：引き出し線
６ｂ：引き出し線
８：ガラス
１０ａ：リード線
１０ｂ：リード線
１６ａ：接続部
１６ｂ：接続部
１８ａ：チューブ
１８ｂ：チューブ
２０：被覆層
２２：内層
２４：外層

Claims (6)

1. サーミスタと、先端が該サーミスタに接続された一対の引き出し線と、該サーミスタと該一対の引き出し線の先端部をシールするガラスと、先端が該一対の引き出し線の各々の後端に接続された一対のリード線と、該ガラス、該一対の引き出し線の該先端部以外の部分及び該一対のリード線の先端部を被覆する合成樹脂製被覆層とを含む温度センサにおいては、
   該被覆層はチューブ形状であり、チューブ形状の内層と外層とを予め積層した状態で弾性的に拡張して、該ガラス、該一対の引き出し線の該先端部以外の部分及び該一対のリード線の先端部に強制的に被嵌し、次いで加熱して該内層を溶融し該外層を収縮することによって配設され、該ガラスの周表面は該外層の内面に直接的に接触せしめられている、ことを特徴とする温度センサ。
2. 該ガラスの周表面は円筒形状であり、予め積層した該内層と該外層とを該ガラス、該一対の引き出し線の該先端部以外の部分及び該一対のリード線の先端部に強制的に被嵌する前の状態において、該外層の内径は該ガラスの外径と同一である、請求項１記載の温度センサ。
3. 該内層はテトラフルオロエチレン・パールオロアルキルビニルエーテル共重合体製であり、該外層はポリテトラフルオロエチレン製である、請求項１又は２記載の温度センサ。
4. 該一対の引き出し線の各々の該先端部以外の部分には、熱硬化性合成樹脂製チューブが被嵌されている、請求項１から３までのいずれかに記載の温度センサ。
5. 該チューブはポリイミド、ポリアミド又はポリアミドイミドから形成されている、請求項４記載の温度センサ。
6. 該一対の引き出し線の一方の該後端と該一対のリード線の一方の該先端との接続部は、該一対の引き出し線の他方の該後端と該一対のリード線の他方の該先端との接続部よりも長手方向前方に位置し、該被覆層は小外径前部、該前部に続く後方に向かって外径が漸次増大する第一の増径部、該第一の増径部に続く中外径中間部、該中間部に続く後方に向かって外径が漸次増大する第二の増径部、及び該第二の増径部に続く大外径後部を有し、該一対の引き出し線の該一方の該後端と該一対のリード線の該一方の該先端との該接続部は、該第一の増径部の後端部と該中間部の前端部とに跨って位置し、該一対の引き出し線の該他方の該後端と該一対のリード線の該他方の該先端との該接続部は、該第二の増径部の後端部と該後部の前端部とに跨って位置する、請求項１から５までのいずれかに記載の温度センサ。