JP6904294B2 - 温度センサ - Google Patents

Description

本発明は、測定対象物への取り付けが容易な温度センサに関する。

従来、温度センサとして、チップ状やフレーク状のサーミスタ素子にリード線を取り付けて、リード線の接続部と共にサーミスタ素子を樹脂モールドし、この部分を圧着や接着等で圧着端子に取り付けたものが知られている（例えば、特許文献１及び２参照）。
この温度センサでは、いわゆるＲ端子である圧着端子にネジ止め取り付けが可能な円環部が設けられているので、この部分にネジを挿通させた状態で測定対象物の雌ネジ部等に螺着させることで、温度センサを測定対象物に容易にネジ止めすることができる。

特許文献１に記載の温度センサでは、ガラスで封止されたサーミスタ素子の周囲をさらに封止樹脂で覆っている。このガラス封止のサーミスタ素子を樹脂で封止した構造では、製造上素子の位置が安定しないため、応答性がばらついてしまう不都合があった。
これに対して特許文献２に記載の温度センサでは、感熱素子部が、圧着端子に取り付けた絶縁性フィルムと、絶縁性フィルム上に形成された薄膜サーミスタ部と、薄膜サーミスタ部に接続され絶縁性フィルム上に形成されたパターン電極とを備えている。すなわち、この温度センサは、圧着端子からの熱をガラスや封止樹脂を介さずに絶縁性フィルムで直接受けることで、より高い応答性が安定して得られるものである。

特開２０１２−１４１１６４号公報 特開２０１６−１６１４３４号公報

上記従来の技術には、以下の課題が残されている。
すなわち、絶縁性フィルムにサーミスタ素子を設けて圧着端子に実装した従来の構造では、絶縁性フィルムに形成されたパターン電極にリードフレームを接続した場合、小型化を図るとリードフレームと圧着端子との距離が近くなって絶縁性を確保することが難しくなるという不都合があった。特に、リードフレームが位置ずれした場合、リードフレームと圧着端子との距離がより近くなって、封止樹脂部から突出したリードフレームが圧着端子に近接し過ぎたり接触したりするおそれがあった。

本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、測定対象物への取り付けが容易で、リードフレームと圧着端子との絶縁性を確保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。

本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、第１の発明に係る温度センサは、感熱素子部と、前記感熱素子部に接続された一対のリードフレームと、測定対象物にネジで固定可能なネジ取り付け部を先端側に有すると共に後端側に前記感熱素子部が取り付けられる素子取り付け部を有した圧着端子とを備え、前記感熱素子部が、前記圧着端子に接着された絶縁性フィルムと、前記絶縁性フィルムの表面に設けられたサーミスタ素子と、前記絶縁性フィルムの表面に形成され一端が前記サーミスタ素子に接続されていると共に他端が一対の前記リードフレームに接続された一対のパターン配線とを備え、前記素子取り付け部が、前記絶縁性フィルムが接着される底面部と、前記底面部の両側に立設された一対の壁面部とを備え、一対の前記壁面部の後端部かつ前記底面部に近接する部分に、一対の切り欠き部が形成されていることを特徴とする。

この温度センサでは、素子取り付け部が、絶縁性フィルムが接着される底面部と、底面部の両側に立設された一対の壁面部とを備え、一対の壁面部の後端部かつ底面部に近接する部分に、切り欠き部が形成されているので、小型化したりリードフレームが位置ずれしたりしても、切り欠き部によりリードフレームと壁面部との距離が長くなって、絶縁性を確保することができる。

第２の発明に係る温度センサは、第１の発明において、前記切り欠き部が、前記底面部の一部にまで拡がって切り欠かれていることを特徴とする。
すなわち、この温度センサでは、切り欠き部が、底面部の一部にまで拡がって切り欠かれているので、露出したリードフレームと底面部との距離も長くなって、より絶縁性を確保することができる。

第３の発明に係る温度センサは、第１又は第２の発明において、前記絶縁性フィルムの後端部が、前記底面部から突出していることを特徴とする。
すなわち、この温度センサでは、絶縁性フィルムの後端部が、底面部から突出しているので、突出して露出したリードフレームと底面部との間に絶縁性フィルムの後端部が介在することで、底面部との絶縁性をさらに確保することができる。

本発明によれば、以下の効果を奏する。
すなわち、本発明に係る温度センサによれば、素子取り付け部が、絶縁性フィルムが接着される底面部と、底面部の両側に立設された一対の壁面部とを備え、一対の壁面部の後端部かつ底面部に近接する部分に、切り欠き部が形成されているので、小型化したりリードフレームが位置ずれしたりしても、切り欠き部によりリードフレームと壁面との距離が長くなって、絶縁性を確保することができる。
したがって、本発明の温度センサは、測定対象物に取り付ける必要がある装置等において、小型化しても絶縁性を確保でき、高信頼性を有することができる。

本発明に係る温度センサの一実施形態を示す下方から視た斜視図である。 本実施形態において、温度センサを示す上方から視た斜視図である。 本実施形態において、温度センサを示す平面図である。 本実施形態において、温度センサを示す底面図である。 本実施形態において、樹脂封止前の温度センサを示す上方から視た斜視図である。 本実施形態において、温度センサを示す要部の平面図である。

以下、本発明に係る温度センサの一実施形態を、図１から図６を参照しながら説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能又は認識容易な大きさとするために縮尺を適宜変更している。

本実施形態の温度センサ１は、図１から図４に示すように、感熱素子部２と、感熱素子部２に接続された一対のリードフレーム３と、測定対象物にネジで固定可能なネジ取り付け部４を先端側に有すると共に後端側に感熱素子部２が取り付けられる素子取り付け部５を有した圧着端子６とを備えている。

上記感熱素子部２は、図５及び図６に示すように、圧着端子６に接着された絶縁性フィルム７と、絶縁性フィルム７の表面に設けられたサーミスタ素子８と、絶縁性フィルム７の表面に形成され一端がサーミスタ素子８に接続されていると共に他端が一対のリードフレーム３に接続された一対のパターン配線９と、絶縁性フィルム７上でサーミスタ素子８を覆う封止樹脂部１０とを備えている。

上記素子取り付け部５は、絶縁性フィルム７が接着される底面部５ａと、底面部５ａの両側に立設された一対の壁面部５ｂと、一対の壁面部５ｂの先端側に底面部５ａから立設された前面部５ｃとを備えている。
すなわち、底面部５ａ上における一対の壁面部５ｂと前面部５ｃとによる平面視コ字状の領域が、感熱素子部２を三方向から囲んだ感熱素子部２用の設置領域とされている。

一対の壁面部５ｂの後端部かつ底面部５ａに近接する部分には、一対の切り欠き部５ｄが形成されている。
すなわち、壁面部５ｂにおいてリードフレーム３の先端部の真横に位置する部分の少なくとも一部が切り欠かれて切り欠き部５ｄとなっている。

また、上記切り欠き部５ｄは、底面部５ａの一部にまで拡がって切り欠かれている。すなわち、切り欠き部５ｄは、壁面部５ｂの後端部で円弧状に切り欠かれた部分と、底面部５ｂの後端部で円弧状に切り欠かれた部分とで構成されている。
切り欠き部５ｄの大きさは、リードフレーム３と切り欠き部５ｄのない場合の壁面部５ｂとの距離Ａと、組立誤差の最大値とに応じて適宜設定される。

なお、壁面部５ｂは、平板状態から折り曲げることで底面部５ａ上に立設させるが、切り欠き部５ｄは、壁面部５ｂを折り曲げる前の平板状態で予め半円状に該当部分を切り欠いておき、その後、壁面部５ｂを折り曲げることで素子取り付け部５の角部に形成する。

上記絶縁性フィルム７の後端部は、底面部５ａから突出している。
上記絶縁性フィルム７の後端部の底面部５ａからの突出量Ｂは、組立誤差の最大値に応じて適宜設定される。
なお、一対の壁面部５ｂの外面中央部には、凹部５ｅがそれぞれ形成され、内面中央部には凸部５ｆがそれぞれ形成されている。
上記凸部５ｆは、内側の封止樹脂部１０にくい込んだ状態となり、封止樹脂部１０の固定を強化する機能を有している。

上記封止樹脂部１０は、例えばエポキシ樹脂が採用され、底面部５ａ上の一対の壁面部５ｂ及び前面部５ｃで囲まれた部分に、サーミスタ素子８、絶縁性フィルム７及びリードフレーム３の先端部を覆って充填されている。
上記絶縁性フィルム７は、例えば金属フィラーを含有した接着剤で底面部５ａ上に接着されている。
絶縁性フィルム７は、例えば厚さ７．５〜１２５μｍのポリイミド樹脂シートで形成されている。

上記一対のパターン配線９の先端は、サーミスタ素子８の両端電極部に接続されている。
これら一対のパターン配線９は、例えばＣｕ膜等の金属膜でパターン形成されている。
上記サーミスタ素子８は、例えばチップ状やフレーク状のサーミスタ素子等が採用可能である。

上記一対のリードフレーム３は、先端が一対のパターン配線９の他端にあるパッド部に半田材３ａで接合され接続されている。なお、リードフレーム３とパターン配線９とを、溶接又は導電性接着剤で接合しても構わない。
上記ネジ取り付け部４は、ネジ取付孔４ａを有している。

このように本実施形態の温度センサ１では、素子取り付け部５が、絶縁性フィルム７が接着される底面部５ａと、底面部５ａの両側に立設された一対の壁面部５ｂとを備え、一対の壁面部５ｂの後端部かつ底面部５ａに近接する部分に、切り欠き部５ｄが形成されているので、小型化したりリードフレーム３が位置ずれしたりしても、切り欠き部５ｄによりリードフレーム３と壁面部５ｂとの距離が長くなって、絶縁性を確保することができる。

また、切り欠き部５ｄが、底面部５ａの一部にまで拡がって切り欠かれているので、突出して露出したリードフレーム３と底面部５ａとの距離も長くなって、より絶縁性を確保することができる。
さらに、絶縁性フィルム７の後端部が、底面部５ａから突出しているので、突出しているリードフレーム３と底面部５ａとの間に絶縁性フィルム７の後端部が介在することで、底面部５ａとの絶縁性をさらに確保することができる。

なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。

例えば、上記実施形態では、いわゆる丸形端子のＲ端子圧着端子を採用したが、ネジ止め可能なネジ取り付け部であればＹ端子等の他の形状のネジ取り付け部としても構わない。
また、上記サーミスタ素子は、チップ状やフレーク状のサーミスタ素子を採用しているが、サーミスタ素子として、薄膜サーミスタ等を採用しても構わない。

１…温度センサ、２…感熱素子部、３…リードフレーム、４…ネジ取り付け部、５…素子取り付け部、５ａ…底面部、５ｂ…壁面部、５ｄ…切り欠き部、６…圧着端子、７…絶縁性フィルム、８…サーミスタ素子、９…パターン配線、１０…封止樹脂部

Claims (3)

1. 感熱素子部と、
   前記感熱素子部に接続された一対のリードフレームと、
   測定対象物にネジで固定可能なネジ取り付け部を先端側に有すると共に後端側に前記感熱素子部が取り付けられる素子取り付け部を有した圧着端子とを備え、
   前記感熱素子部が、前記圧着端子に接着された絶縁性フィルムと、前記絶縁性フィルムの表面に設けられたサーミスタ素子と、前記絶縁性フィルムの表面に形成され一端が前記サーミスタ素子に接続されていると共に他端が一対の前記リードフレームに接続された一対のパターン配線とを備え、
   前記素子取り付け部が、前記絶縁性フィルムが接着される底面部と、前記底面部の両側に立設された一対の壁面部とを備え、
   一対の前記壁面部の後端部かつ前記底面部に近接する部分に、一対の切り欠き部が形成されていることを特徴とする温度センサ。
2. 請求項１に記載の温度センサにおいて、
   前記切り欠き部が、前記底面部の一部にまで拡がって切り欠かれていることを特徴とする温度センサ。
3. 請求項１又は２に記載の温度センサにおいて、
   前記絶縁性フィルムの後端部が、前記底面部から突出していることを特徴とする温度センサ。

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