JP6916228B2 - 温度センサ - Google Patents

Description

本発明は、例えば基板に電気的に接続された状態で検知対象物に押し当てられながら温度を測定するのに好適な温度センサに関するものである。

サーミスタなどを備える感熱素子を用いた温度センサは多様な用途に用いられている。その中で、特許文献１は、リードフレームを介して回路基板に電気的に接続される温度センサを開示する。特許文献１の温度センサは、感熱素子と、感熱素子を収容し、温度の検知対象物に接する感熱面を有するホルダと、を備える。また、特許文献１の温度センサは、リード線と接続される回路基板接続用の一対のリードフレームを備える。

リードフレームは、電線に比べて剛性が高いので、例えば回路基板の挿通孔へ容易に挿入できる。したがって、特許文献１の温度センサによれば、回路基板に実装する際の作業工数を減らすことができる。

特許第６３７１００２号公報

リードフレームを備える温度センサは、回路基板に接続する際の作業工数を減らすのに好適である。しかし、リードフレームは、温度センサを温度検知対象物に押し当てる障害になるおそれがある。つまり、リードフレームを備える温度センサは、温度検知対象物に押し当てられる感熱面の反対側の面からリードフレームが引き出される。感熱面の反対側の面は、感熱面を検知対象物に押し当てる荷重を加える押圧面となる。ところが、この押圧面にリードフレームが存在すると、荷重を加える障害になり得る。
以上より、本発明は、リードフレームを備える温度センサにおいて、リードフレームが温度センサを温度検知対象物に装着する際の障害になりにくい温度センサを提供することを目的とする。

本発明の温度センサは、感熱素子と、感熱素子に電気的に接続される一対のリードフレームと、感熱素子およびリードフレームを保持し、検知対象物に押し当てられる感熱面を有するホルダと、を備える。
本発明の温度センサにおいて、一対のリードフレームは、感熱面の投影領域の外側においてホルダから引き出される、ことを特徴とする。

本発明に係る一対のリードフレームは、好ましくは、ホルダにおいて一対のリードフレームが並ぶ方向であって、投影領域の外側に引き出されるか、または、ホルダにおいて一対のリードフレームが並ぶ方向と交差する方向であって、投影領域の外側に引き出される。

本発明に係る一対のリードフレームは、好ましくは、ホルダの内部に埋められる第１フレーム部と、ホルダから引き出され、第１フレーム部と平行な第２フレーム部と、第１フレーム部と第２フレーム部を繋ぐ第３フレーム部を備える。この第３フレーム部は、好ましくは、第１フレーム部および第２フレーム部に対して傾いている。
好ましくは、第２フレーム部が、感熱面の投影領域の外側においてホルダから引き出される。

本発明に係る一対のリードフレームのそれぞれは、好ましくは、一対のリードフレームが引き出される方向の弾性に有する屈曲ばねを備える。

本発明に係るホルダは、好ましくは、感熱面を検知対象物に押し当てるための荷重が加えられる押圧面を備える。この押圧面は、好ましくは、感熱面に対向して設けられる。

本発明に係るホルダは、好ましくは、感熱面を有する金属材料製の伝熱体と、伝熱体に一端が支持され、感熱素子およびリードフレームの一部を収容する第１保護管と、保護管に嵌合され、感熱面に対向する押圧面を有する樹脂材料製の保護蓋と、を備える。

本発明に係るホルダの保護蓋は、好ましくは、感熱面の投影領域の外側において、リードフレームを支持する。

本発明に係るホルダは、好ましくは、一対のリードフレームに一体的に形成される樹脂モールドと、樹脂モールドを収容する金属材料製の第２保護管と、を備える。

本発明に係るホルダの樹脂モールドは、好ましくは、感熱素子の感熱面に向けた位置ずれを規制する障壁を備える。

本発明の温度センサによれば、一対のリードフレームが、感熱面の投影領域の外側においてホルダから引き出される。したがって、感熱面を検知対象物に押し当てるのに必要な荷重を加える押圧面を感熱面に対向して設ける場合に、押圧面から外れた位置にリードフレームを設けることができる。これにより、本願発明は、荷重を加える妨げになり得るリードフレームが押圧面に存在しない。

本発明の第１実施形態に係る温度センサを示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は底面図、（ｄ）は側面図である。 第１実施形態に係る温度センサの保護管を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は部分断面正面図である。 第１実施形態に係る温度センサの保護蓋を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は背面図、（ｃ）は正面図、（ｄ）は側面図、（ｅ）は底面図、（ｆ）は正断面図、（ｇ）は保持孔の近傍の断面図である。 （ａ）は第１実施形態に係る温度センサの伝熱体、保護管およびリードフレームの組付け体を示し、（ｂ）〜（ｅ）はその組み付け手順を示す断面図である。 本発明の第２実施形態に係る温度センサを示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は平面図である。 第２実施形態に係る温度センサの要素を示し、（ａ）は感熱素子の配置を示す図であり、（ｂ）は保護管の平面図、（ｃ）は保護管の部分断面正面図である。 第２実施形態に係る温度センサのホルダおよびリードフレームの組付け体を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は背面図である。 （ａ）は底面側から視た図、（ｂ）は図７（ａ）の８ｂ−８ｂ線矢視断面図、（ｃ）は図７（ａ）の８ｃ−８ｃ線矢視断面図、（ｄ）は平面図である。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
本実施形態に係る温度センサは、回路基板と電気的に接続される一対のリードフレームを備える。温度センサは、感熱面の投影領域の外側においてリードフレームがホルダから引き出されることで、温度センサを温度検知対象物に装着する際にリードフレームが障害になるのを避ける。以下、第１実施形態に係る温度センサ１および第２実施形態に係る温度センサ２の順に説明する。

〔第１実施形態〕
第１実施形態に係る温度センサ１は、図１および図４に示すように、図示を省略する温度の検知対象物に接する感熱面２２を有するホルダ１０と、ホルダ１０に収容される感熱素子６０と、感熱素子６０と電気的に接続され、ホルダ１０から引き出される一対のリードフレーム７０，７０を備える。温度センサ１の一対のリードフレーム７０，７０は、感熱面２２の投影領域ＰＡの外側においてホルダ１０から引き出される。
以下、温度センサ１を構成する各要素について順に説明する。なお、温度センサ１において、図１に示すように幅方向Ｘ１、高さ方向Ｙ１および奥行方向Ｚ１が定義される。

［ホルダ１０］
ホルダ１０は、図１、図２、図３および図４に示すように、検知対象物に押し当てられる伝熱体２０と、伝熱体２０に一端が接続され、内部に感熱素子６０が収容される保護管３０と、を備える。加えて、ホルダ１０は、保護管３０に嵌合され、感熱面２２に対向する押圧面を有する保護蓋４０と、を備える。

［伝熱体２０］
伝熱体２０は、熱伝導性の優れた金属材料、例えばアルミニウム合金から一体的に構成される部材である。
伝熱体２０は、図４（ｂ）に示すように、基部２１と保持塔２５とを備える。基部２１の一端側には感熱面２２が設けられ、他端側には支持面２３が設けられる。保持塔２５は、基部２１の支持面２３からから高さ方向Ｙ１に立ち上がるように設けられる。

感熱面２２は、円形をなす平坦な面から構成され、検知対象物に押し当てられる。
保持塔２５は、円筒状をなしており、その内部には感熱素子６０の要部が収容される空隙である収容室２７が設けられている。収容室２７は、基部２１および保持塔２５と同軸状に形成されており、高さ方向Ｙ１に保持塔２５を貫通するとともに、基部２１の一部に入り込んで形成されている。感熱素子６０の感熱体６１を可能な限り感熱面２２に近づけるためである。収容室２７は、基部２１に入り込む先端部分を除いて、高さ方向Ｙ１の全域にわたって、径が等しく形成されている。感熱素子６０は、収容室２７に嵌入されることで、保持塔２５に保持される。保持塔２５は、基部２１の側から大径部２３Ａと小径部２３Ｂを有しており、階段状の外観を有している。この階段状の外観は、次に説明する保護管３０を保持塔２５に嵌合する作業の便宜のために設けられる。

［保護管３０］
次に、保護管３０について説明する。
保護管３０は、図１および図４に示すように、伝熱体２０の支持面２３に一端が支持されながら、伝熱体２０の大径部２３Ａに嵌合され、伝熱体２０に固定される。保護管３０は、好ましくは、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド樹脂：Poly Phenylene Sulfide Resin）といった、融点が２００℃を超える樹脂材料で一体的に形成される。次に説明する保護蓋４０も同様の樹脂材料から一体的に形成される。

保護管３０は、図２に示すように、内周面３１と外周面３２とを有する円筒状の形態をなしており、内周面３１に取り囲まれる空隙が収容室３３を構成する。図４に示すように、収容室３３の内部には、充填材３９で保持される保持塔２５、感熱素子６０、リードフレーム７０などが収容される。

内周面３１には、保持塔２５との嵌合に供される突条３５が、軸線方向のほぼ全域にわたって形成されている。突条３５は、内周面３１から径方向の内側に向けて突出している。本実施形態においては、４つの突条３５は、内周面３１の周方向に９０°の間隔を隔てて設けられている。

外周面３２には、保護蓋４０との係止に供される環条３７が、周方向の全域に連なって形成されている。環条３７は、外周面３２から径方向の外側に向けて突出している。また、環条３７は、外周面３２の軸線方向の中央部に設けられている。環条３７は、保護蓋４０の係止溝４３（図３（ｆ）参照）とともに、保護管３０と保護蓋４０の間に介在する凹凸構造を構成し、保護管３０と保護蓋４０が互いに係止される。保護蓋４０の押圧面４８に荷重を加えると、保護蓋４０の大間隔部４４Ａと小間隔部４４Ｂとの間の段差部に保護管３０の端面が接触することで、加えられた荷重が保護管３０に伝えられる。

保護管３０の収容室３３には、図４（ｅ）に示すように、充填材３９が満たされる。充填材３９は、感熱素子６０のリード線６３，６３とリードフレーム７０，７０の後述する第１フレーム７１を覆うとともに、伝熱体２０と保護管３０の間を埋める。これにより、伝熱体２０、保護管３０およびリードフレーム７０，７０を固定する。

充填材３９は、電気的な絶縁性を有するとともに伝熱体２０、保護管３０およびリードフレーム７０，７０に対する接着力を有する樹脂材料、例えばエポキシ樹脂で構成される。このエポキシ樹脂としては、アルミニウム合金より線膨張係数の小さいものを用いることができるし、アルミニウム合金より線膨張係数の大きいものを用いることもできる。

充填材３９は、樹脂だけで構成することができるが、アルミニウム合金で構成される伝熱体２０の熱膨張との差を小さくするために、エポキシ樹脂よりも線膨張係数の小さい添加剤を加えることができる。ここで、純アルミニウムの線膨張係数は２４×１０^−６／℃であり、エポキシ樹脂の線膨張係数は４〜８×１０^−５／℃であり、アルミニウム合金に比べてエポキシ樹脂の線膨張係数が大きい。この場合、エポキシ樹脂よりも線膨張係数の小さい添加剤として、例えば酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）の粒子をエポキシ樹脂に混合することができる。

［保護蓋４０］
次に、保護蓋４０について説明する。
保護蓋４０は、保護管３０に係止されることで、保護管３０に固定される。保護蓋４０は、感熱面２２に対向する押圧面４８を有するとともに、保護管３０から引き出されるリードフレーム７０，７０を、感熱面２２の投影領域ＰＡの外側において、リードフレーム７０，７０を保持する。

保護蓋４０は、図１および図３に示すように、保護管３０との係止に関わる一対の側壁４１Ａ，４１Ｂと、側壁４１Ａ，４１Ｂを背面側で繋ぐ後壁４５と、側壁４１Ａ，４１Ｂおよび後壁４５の図中の上端を塞ぐ上壁４７と、を備えている。保護蓋４０は、後壁４５に対向する正面の側が解放されている。

側壁４１Ａ，４１Ｂは、図３に示すように、所定の間隔を隔てて互いに平行をなすように設けられている。
側壁４１Ａ，４１Ｂは、図３（ｆ）に示すように、その内周面４２Ａ，４２Ｂに、保護管３０の環条３７が嵌入される係止溝４３が形成されている。係止溝４３は、側壁４１Ａ，４１Ｂおよび後壁４５の全域にわたって設けられているが、環条３７との係止に必要な部分だけに設けてもよい。
側壁４１Ａ，４１Ｂは、内周面４２Ａ，４２Ｂに、係止溝４３が設けられる部分を含む大間隔部４４Ａと、大間隔部４４Ａから上壁４７に至るまでの小間隔部４４Ｂと、を備えている。係止溝４３と環条３７が係止されると、保護管３０はこの大間隔部４４Ａに収容、保持される。
後壁４５は、円弧状の外周面を有している。

上壁４７は、伝熱体２０の感熱面２２と平行でかつ平坦な押圧面４８を備えている。上壁４７には、図３（ｇ）に示すように、上壁４７を厚さ方向に貫通する保持孔４９Ａ，４９Ｂが設けられている。リードフレーム７０，７０は、この保持孔４９Ａ，４９Ｂに挿入されることで、保護蓋４０に保持される。上壁４７は、平面視すると半円と矩形を組み合わせた形状をなしているが、保持孔４９Ａ，４９Ｂはこの矩形の部分に、幅方向Ｘ１に間隔を隔てて設けられている。保持孔４９Ａ，４９Ｂは、図１（ｄ）から明らかなように、奥行方向Ｚ１の一端側であって、感熱面２２の投影領域ＰＡの外側に設けられる。

［感熱素子６０］
感熱素子６０は、図４に示すように、感熱体６１と、感熱体６１から引き出される一対のリード線６３，６３と、を備える。
感熱体６１は、好ましくはサーミスタ（thermistor）からなる。サーミスタは、温度変化に対して電気抵抗の変化が大きい特性を有し、温度が上がると抵抗値が下がるＮＴＣ（negative temperature coefficient）サーミスタと、ある温度まで抵抗値が一定で、ある温度を境に急激に抵抗値が高くなるＰＴＣ（positive temperature coefficient）サーミスタがある。感熱体６１としては、サーミスタに限らず、他の公知の感熱体を用いることができる。感熱体６１の周囲をガラスからなる封止材で覆ってもよい。

リード線６３，６３は、感熱体６１とリードフレーム７０を電気的に接続する。リード線６３，６３としては、典型的にはジュメット線（Dumet wire）が用いられるが、他の電線を用いることもできる。なお、ジュメット線は、中心に鉄ニッケル合金を配し、外層に導電率の良い銅をクラッドした複合線である。
感熱体６１およびリード線６３，６３は、例えば樹脂、セラミックスなどの電気的な絶縁材料製の被覆６５に覆われている。

［リードフレーム７０］
リードフレーム７０は、図４に示すように、感熱素子６０の一対のリード線６３と電気的に接続される。また、リードフレーム７０は、図示を省略する回路基板に形成された挿通孔に挿入されることで回路基板に固定されるとともに、回路基板の対応する回路部分と電気的に接続される。リードフレーム７０の材質はその目的を達成できる限り任意であるが、例えば電気伝導度の優れる銅、銅合金を用いることができる。また、リードフレーム７０，７０の表面には例えばメッキなどの表面処理を施すこともできる。

リードフレーム７０は、特徴的な形状を有している。この形状は、感熱面２２の投影面ＰＡの範囲の外側において、ホルダ１０からリードフレーム７０を引き出すための、リードフレーム７０における要素である。
リードフレーム７０は、図１および図４に示すように、充填材３９の内部に埋められる第１フレーム部７１と、ホルダ１０の外部に引き出される第２フレーム部７３と、第１フレーム部７１と第２フレーム部７３を繋ぐ第３フレーム部７５と、を備える。

第１フレーム部７１は、保護管３０の径方向のほぼ中央に配置され、その大部分が充填材３９の内部に埋められることで、保護管３０に支持される。第１フレーム部７１は、充填材３９の内部から外部に向けて、真直ぐに延びている。第１フレーム部７１は、伝熱体２０の感熱面２２における投影領域ＰＡの内側に設けられる。

第３フレーム部７５は、一端が第１フレーム部７１と繋がり、他端が第２フレーム部７３に繋がっている。第３フレーム部７５は、第１フレーム部７１と第２フレーム部７３のそれぞれに対して傾いている。第２フレーム部７３に繋がる第３フレーム部７５の他端は、感熱面２２における投影領域ＰＡの外側にある。したがって、第３フレーム部７５の他端に繋がる第２フレーム部７３は、感熱面２２における投影領域ＰＡの外側に設けられる。

第３フレーム部７５が第１フレーム部７１と第２フレーム部７３のそれぞれに対して傾いていることは、第２フレーム部７３が投影面ＰＡの範囲の外側に設けること以外の他の機能を実現する。つまり、第１フレーム部７１に対して第３フレーム部７５が折り曲げられ、かつ、第２フレーム部７３に対して第３フレーム部７５が折り曲げられることで、図４に示すように、リードフレーム７０は屈曲ばね７７を備える。この屈曲ばね７７は、板ばねの一種であり、リードフレーム７０に高さ方向Ｙ１、つまりリードフレーム７０が引き出される方向に弾性を担う。この弾性を担う限り、屈曲ばね７７の構造は本発明において任意であり、例えば折り曲げられる部分は角を有していてもよいし、円弧のように湾曲していてもよい。

第２フレーム部７３は、第３フレーム部７５の他端から第１フレーム部７１と平行に、かつ、第１フレーム部７１から離れる向きに延びている。第２フレーム部７３は、図１（ａ）に示すように、保護蓋４０の保持孔４９Ａ，４９Ｂを通って上壁４７を貫通し、ホルダ１０から引き出される。上壁４７の保持孔４９Ａ，４９Ｂは、感熱面２２の投影領域の外側において、リードフレーム７０を支持する支持部をなす。第２フレーム部７３は、第３フレーム部７５の他端から延びており、感熱面２２の投影領域の外側においてホルダ１０から引き出される。第２フレーム部７３は、または、一対のリードフレーム７０，７０が並ぶ幅方向Ｘ１と交差する、より具体的には直交する方向に、第１フレーム部７１から位置がずれている。

［伝熱体２０、保護管３０および感熱素子６０の組み付け手順］
次に、伝熱体２０に保護管３０および感熱素子６０を組み付ける手順を、図４（ｂ）〜（ｅ）を参照して説明する。
はじめに、伝熱体２０の収納室２７に溶融状態の樹脂材料Ｒ、例えば熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂を注入した後、感熱素子６０を挿入して熱硬化して固定する（図４（ｂ），（ｃ））。

次に、予め保護管３０にリードフレーム７０を通したものを用意しておき、リードフレーム７０，７０とリード線６３，６３を電気的に接続する（図４（ｄ））。このとき、保護管３０は伝熱体２０から離れている。
リードフレーム７０，７０とリード線６３，６３の接続を終えると、保護管３０を伝熱体２０の支持面２３に一端が支持されるように移動させることで、保持塔２５の大径部２３Ａと保護管３０の突条３５が嵌合される。次に、保護管３０の収納室３３に溶融状態の例えば前述の樹脂材料を注入し後に、当該樹脂を硬化させて充填材３９を生成する（図４（ｅ））。当該樹脂が硬化することにより、感熱素子６０が収容室３３の内部の所定位置に位置決めされるとともに固定される（図４（ｅ））。
この後に保護蓋４０を保護管３０に嵌合させると、温度センサ１が得られる。

［第１実施形態の効果］
以上の構成を備える温度センサ１は、以下の効果を奏する。
温度センサ１は、図１（ｄ）および図４（ａ）に示すように、リードフレーム７０の第２フレーム部７３が感熱面２２における投影領域ＰＡの外側に設けられている。したがって、図１に示すように、上壁４７の押圧面４８には押圧面４８を図中の下方に向けて荷重を加える妨げになる要素（リードフレーム７０）が存在しない。

しかも、感熱面２２と押圧面４８は、互いの投影面が重なっており、かつ、双方の中心軸Ｃ１が一致している。双方の中心軸がずれていると、押圧面４８に当該荷重を加えると、モーメントが生じるが、本実施形態における温度センサ１にはこのモーメントが生じない。したがって、温度センサ１によれば、押圧面４８に加えられる荷重を効率よく感熱面２２を検知対象物に押し当てる力とすることができる。

温度センサ１は、押圧面４８に荷重が加えられると、その荷重は前述した保護蓋４０の大間隔部４４Ａと小間隔部４４Ｂとの間の段差部に保護管３０の端面が接触することで、保護管３０に伝えられる。さらにこの荷重は、保護管３０から支持面２３を介して伝熱体２０に伝えられるので、感熱面２２を検知対象物に押し当てることができる。感熱素子６０の感熱体６１は、この荷重の伝達経路から外れているので、感熱面２２を検知対象物に押し当てる荷重が感熱体６１に直接的に加えられることはない。これにより、感熱体６１に当該荷重が加わることにより破損するのを防ぐことができる。

次に、温度センサ１において、リードフレーム７０は保護蓋４０の上壁４７に保持孔４９Ａ，４９Ｂを介して保持されている。したがって、リードフレーム７０が回路基板に接続されるまでの過程において、リードフレーム７０に外力が加わったとしても、たわみなどの変形が起こりにくい。特に、リードフレーム７０は、断面係数の小さい肉厚方向にたわみやすいが、上壁４７によりたわみやすい方向にも保持されている。したがって、温度センサ１によれば、リードフレーム７０を回路基板の接続用の孔に挿入する作業が容易である。

次に、温度センサ１の伝熱体２０は、熱伝導性の高い金属材料から構成され、かつ、感熱体６１は伝熱体２０の保持塔２５の収容室２７に収容されている。したがって、検知対象物の熱が感熱素子６０の感熱体６１により伝わりやすい。しかも、伝熱体２０に接続される保護管３０およびその内部の充填材３９は、熱伝導性の低い樹脂材料から構成される。したがって、伝熱体２０に伝わった熱は、保護管３０および充填材３９からは放散されにくい。したがって、温度センサ１によれば、検知対象物の温度変化に対応して敏感に温度を検知できる。この敏感な温度検知は、伝熱体２０、保護管３０および保護蓋４０という３つの要素からホルダ１０が構成されることにより実現される。

また、温度センサ１のリードフレーム７０は、屈曲ばね７７が設けられており、高さ方向Ｙ１に弾性が付与されている。したがって、検知対象物の温度が高くなって熱膨張したときに、検知対象物と回路基板との間隔が短くなり、リードフレーム７０に圧縮応力が生じたとしても、屈曲ばね７７が縮むことでこの圧縮応力を吸収する。これにより、リードフレーム７０と回路基板との溶接による接続部が破損するのを防ぐことができる。

〔第２実施形態〕
次に、図５〜図８を参照して、第２実施形態に係る温度センサ２を説明する。
温度センサ２は、図５に示すように、温度の検知対象物に接する感熱面１３２を有するホルダ１１０と、ホルダ１１０に保持される感熱素子１６０と、感熱素子１６０と電気的に接続され、ホルダ１１０から引き出される一対のリードフレーム１７０，１７０と、を備える。温度センサ２においても、一対のリードフレーム１７０，１７０は、感熱面１３２の投影領域ＰＡの外側においてホルダ１１０から引き出される。
以下、温度センサ２を構成する各要素について順に説明する。なお、温度センサ２において、図５に示すように幅方向Ｘ２、高さ方向Ｙ２および奥行方向Ｚ２が定義される。

［ホルダ１１０］
ホルダ１１０は、図５〜図７に示すように、リードフレーム１７０に支持される樹脂モールド１２０と、感熱素子１６０ともども樹脂モールド１２０が収容される保護管１３０と、を備える。加えて、ホルダ１１０は、樹脂モールド１２０と保護管１３０の間に介在される充填材１３９と、を備える。

［樹脂モールド１２０］
樹脂モールド１２０は、インサート成形により、リードフレーム１７０と一体的に形成される。樹脂モールド１２０は、ＰＰＳといった、融点が２００℃を超える樹脂材料から構成される。
樹脂モールド１２０は、図７および図８に示すように、リードフレーム１７０を保持する第１保持部１２１と、第１保持部１２１に繋がりリードフレーム１７０と感熱素子１６０のリード線１６３を保持する第２保持部１２３と、感熱素子１６０の感熱体１６１を保持する第３保持部１２５と、を備える。

第１保持部１２１は、幅方向Ｘ２の両側からリードフレーム１７０，１７０のそれぞれが引き出される。第１保持部１２１に保持されるリードフレーム１７０，１７０は、第１保持部１２１の内部において、直角に折れ曲がっている。
第１保持部１２１の正面の側には、図７（ａ）に示すように、高さ方向Ｙ２に沿ってＵ溝１２１Ａが形成されている。Ｕ溝１２１Ａは、第１保持部１２１の幅方向Ｘ２の中央に設けられている。このＵ溝１２１Ａは、保護管１３０の内部の充填材１３９の噴き出し防止を目的とした空気の抜け道として機能する。

第１保持部１２１の上端面は、図５および図７に示すように、温度センサ２の感熱面１３２を検知対象物に押し当てるときに荷重が加えられる押圧面１２２を構成する。

第２保持部１２３には、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、一対のリードフレーム１７０，１７０のそれぞれに対応する一対のおもて側溝１２３Ｃとうら側溝１２３Ｄが設けられている。おもて側溝１２３Ｃとうら側溝１２３Ｄとは、第２保持部１２３の奥行方向Ｚ２に対向する位置に形成される。おもて側溝１２３Ｃは、正面側から背面側に向けた奥行方向Ｚ２の所定範囲に形成され、うら側溝１２３Ｄは、背面側から正面側に向けた奥行方向Ｚ２の所定範囲に形成される。おもて側溝１２３Ｃは、矩形の開口形状を有し、うら側溝１２３Ｄは円形の開口形状を有している。おもて側溝１２３Ｃとうら側溝１２３Ｄの境界部分にはリードフレーム１７０が達しており、おもて側溝１２３Ｃおよびうら側溝１２３Ｄからも、リードフレーム１７０を臨むことができる。

第３保持部１２５には、正面側から背面側に向けた奥行方向Ｚ２の所定範囲に収容溝１２５Ａが形成される。感熱素子１６０の感熱体１６１は、この収容溝１２５Ａに収容、保持される。収容溝１２５Ａは、第３保持部１２５における幅方向Ｘ２の中央に設けられ、かつ、高さ方向Ｙ２に沿って第３保持部１２５を貫通する。収容溝１２５Ａにおける幅方向Ｘ２および高さ方向Ｙ２の寸法は、感熱体１６１が収容溝１２５Ａから露出することなく収容されることを考慮して定められる。
収容溝１２５Ａの幅方向Ｘ２の両側には、第１保持壁１２５Ｂおよび第２保持壁１２５Ｃが形成される。また、収容溝１２５Ａより背面側には、第３保持壁１２５Ｄが形成される。収容溝１２５Ａは、第１保持壁１２５Ｂ、第２保持壁１２５Ｃおよび第３保持壁１２５Ｄに囲まれることで形成される。

第３保持部１２５は、図６（ａ）、図７（ａ）に示すように、障壁１２５Ｅを備える。障壁１２５Ｅは、収容溝１２５Ａの図中の下端に設けられており、感熱素子１６０が感熱面１３２に向けた位置ずれを規制する。

［保護管１３０］
次に、保護管１３０について説明する。
保護管１３０は、図５および図６に示すように、樹脂モールド１２０のうち、第２保持部１２３および第３保持部１２５を内部に収容することで、樹脂モールド１２０の一部を覆う。保護管１３０は、熱伝導性の優れた金属材料、例えばアルミニウム合金から一体的に構成される部材である。

保護管１３０は、一端側が開放され、他端側が閉じられた有底円筒からなり、底壁１３１と、底壁１３１から立ち上がる側壁１３３を有する。底壁１３１と側壁１３３で囲まれる空間は、第２保持部１２３および第３保持部１２５の収容室１３５を構成する。
底壁１３１における収容室１３５のうら側は、円形をなす平坦な面からなる感熱面１３２を構成する。感熱面１３２は、図示を省略する検知対象物に押し当てられる。

［感熱素子１６０］
感熱素子１６０は、図５および図６に示すように、感熱体１６１と、感熱体１６１から引き出される一対のリード線１６３，１６３と、を備える。
感熱体１６１およびリード線１６３，１６３は、第１実施形態と同様の素材を用いることができる。
感熱体１６１およびリード線１６３，１６３は、樹脂材料で被覆することができる。

［リードフレーム１７０］
リードフレーム１７０は、基本的には第１実施形態のリードフレーム７０と同様であるので、以下ではリードフレーム１７０の特徴的な事項について説明する。

リードフレーム１７０は、図５，図７及び図８に示すように、ホルダ１１０の樹脂モールド１２０の内部に埋められる第１フレーム部１７１と、ホルダ１１０の外部に引き出される第２フレーム部１７３と、第１フレーム部１７１と第２フレーム部１７３を繋ぐ第３フレーム部１７５と、を備える。

第１フレーム部１７１は、樹脂モールド１２０の高さ方向Ｙ２のほぼ中央に配置され、その大部分が樹脂モールド１２０の内部に埋められることで、樹脂モールド１２０に支持される。第１フレーム部１７１は、保護管１３０の感熱面１３２における投影領域ＰＡの内側に設けられる。

第３フレーム部１７５は、一端が第１フレーム部１７１と繋がり、他端が第２フレーム部１７３に繋がっている。第３フレーム部１７５は、第１フレーム部１７１と第２フレーム部１７３のそれぞれに対して傾いている。つまり、第３フレーム部１７５は、第１フレーム部１７１と繋がっている部分から幅方向Ｘ２の外側に向けて延びており、第１フレーム部１７１と直交し、かつ、第２フレーム部１７３と直交する。第２フレーム部１７３に繋がる第３フレーム部１７５の他端は、図５に示すように、感熱面１３２における投影領域ＰＡの外側に外れている。

第２フレーム部１７３は、第３フレーム部１７５の他端から高さ方向Ｙ２に第３フレーム部１７５から離れる方向へ延びており、感熱面１３２の投影領域ＰＡの外側に引き出される。第２フレーム部１７３は、一対のリードフレーム１７０，１７０が並ぶ幅方向Ｘ２に第１フレーム部１７１からずれた位置で第１フレーム部１７１と平行をなしている。

第２フレーム部１７３は、その厚さ方向に山折り形状に折り曲げられることにより、屈曲ばね１７７が形成されている。この屈曲ばね１７７は、温度センサ１の屈曲ばね７７と同様に、検知対象物の熱膨張に伴ってリードフレーム１７０に生じる圧縮応力を吸収する。この機能を発揮する限り、屈曲ばね１７７は山折り形状に限らない。

［第２実施形態の効果］
以上の構成を備える温度センサ２は、以下の効果を奏する。
温度センサ２は、リードフレーム１７０の第２フレーム部１７３は、感熱面１３２における投影領域の外側に設けられている。したがって、図５に示すように、樹脂モールド１２０の押圧面１２２には押圧面１２２を図中の下方に向けて荷重を加える妨げになる要素（リードフレーム１７０）が存在しない。
しかも、感熱面１３２と押圧面１２２は、互いの投影面が重なっており、かつ、双方の中心軸Ｃ２が一致している。したがって、温度センサ２によれば、押圧面１２２に加えられる荷重を効率よく感熱面１３２を検知対象物に押し当てる力とすることができる。

次に、温度センサ２において、リードフレーム１７０に屈曲ばね１７７が設けられている。これにより、リードフレーム１７０と回路基板との溶接による接続部が破損するのを防ぐことができる。

次に、温度センサ２において、押圧面１２２に加えられる荷重は、第１保持部１２１から保護管１３０に伝わることで、感熱面１３２が検知対象物に押し当てられる。感熱素子１６０の感熱体１６１は、この荷重の伝達経路から外れているので、感熱面１３２を検知対象物に押し当てる荷重が感熱体１６１に直接的に加えられることはない。これにより、感熱体６１に当該荷重が加わることにより破損することを防ぐことができる。

次に、温度センサ２は、ホルダ１１０が樹脂モールド１２０と保護管１３０の二つの部材からなり、温度センサ１におけるホルダ１０の伝熱体２０、保護管３０および保護蓋４０という三つの部材に比べて構成要素が少ない。加えて、温度センサ２は、樹脂モールド１２０がインサート成形によりリードフレーム１７０に一体的に形成される。したがって、温度センサ２は、各要素を組み付ける作業の負担が軽減される。

以上、本発明の好ましい二つの実施形態を説明したが、本発明はこれら二つの実施形態に限定されない。
例えば、温度センサ１は伝熱体２０が金属材料で構成され、温度センサ２は保護管１３０が金属材料で構成される。しかし、本発明における温度センサは、検知対象物の温度変化に対する応答性に応じて、伝熱体２０あるいは保護管１３０に対応する部材を樹脂材料で構成することもできる。

また、温度センサ１の押圧面４８および温度センサ２の押圧面１２２は平坦であるが、本発明はこれに限られない。一例として、押圧体ＰＢと温度センサ１，２が相対的に位置ずれを起こさないようにするために、両者の間に係止構造を設けることができる。例えば、押圧体ＰＢに凹部を設ける一方、押圧面４８，１２２に凸部を設け、凹部と凸部を嵌合させることができる。仮に押圧面４８，１２２にリードフレーム７０が存在していると、このような係止構造を設けることが困難になる。
また、押圧面４８は弾性を備えることができる。そうすれば、加えられる押圧力が押圧面４８に対する垂直方向から傾いているとしても、押圧力を加える側の面と押圧面４８とがよく馴染むことができる。

また、温度センサ１は、一対のリードフレーム７０，７０が、第３フレーム部７５，７５が奥行方向Ｚ１の同じ向きに傾いているが、本発明はこれに限らない。例えば、一方のリードフレーム７０が奥行方向Ｚ１の一方の側に傾き、他方のリードフレーム７０が幅方向Ｘ１の他方の側に傾いてもよい。これはリードフレーム１７０，１７０についても同様である。
一対のリードフレーム７０，７０およびリードフレーム１７０，１７０は、回路基板に挿入される部分は平行をなしていることが必要であるが、他の部分は本発明の主旨に反しない限り、その形状、寸法は問われない。

１，２ 温度センサ
１０ ホルダ
２０ 伝熱体
２１ 基部
２２ 感熱面
２３ 支持面
２３Ａ 大径部
２３Ｂ 小径部
２５ 保持塔
２７ 収容室
３０ 保護管（第1保護管）
３１ 内周面
３２ 外周面
３３ 収容室
３５ 突条
３７ 環条
３９ 充填材
４０ 保護蓋
４１Ａ 側壁
４１Ｂ 側壁
４２Ａ 内周面
４２Ｂ 内周面
４３ 係止溝
４４Ａ 大間隔部
４４Ｂ 小間隔部
４５ 後壁
４７ 上壁
４８ 押圧面
４９Ａ 保持孔
４９Ｂ 保持孔
６０ 感熱素子
６１ 感熱体
６３ リード線
７０ リードフレーム
７１ 第１フレーム部
７３ 第２フレーム部
７５ 第３フレーム部
１１０ ホルダ
１２０ モールド体
１２１ 第１保持部
１２１Ａ Ｕ溝
１２２ 押圧面
１２３ 第２保持部
１２３Ｃ おもて側溝
１２３Ｄ うら側溝
１２５ 第３保持部
１２５Ａ 収容溝
１２５Ｂ 第１保持壁
１２５Ｃ 第２保持壁
１２５Ｄ 第３保持壁
１２５Ｅ 障壁
１３０ 保護管（第２保護管）
１３１ 底壁
１３２ 感熱面
１３３ 側壁
１３５ 収容室
１３９ 充填材
１６０ 感熱素子
１６１ 感熱体
１６３ リード線
１７０ リードフレーム
１７１ 第１フレーム部
１７３ 第２フレーム部
１７５ 第３フレーム部
Ｃ 軸線
Ｔ 検知対象物
ＰＢ 押圧体
Ｘ１，Ｘ２ 幅方向
Ｙ１，Ｙ２ 高さ方向
Ｚ１，Ｚ２ 奥行方向

Claims (10)

1. 感熱体を有する感熱素子と、
   前記感熱素子に電気的に接続される一対のリードフレームと、
   前記感熱素子および前記リードフレームを保持し、検知対象物に押し当てられる感熱面を有するホルダと、を備え、
   前記ホルダには、前記感熱面を前記検知対象物に押し当てるための荷重が加えられる押圧面が前記感熱面に対向して設けられ、
   前記感熱体は、前記感熱面と前記押圧面の間において前記ホルダに保持され、
   一対の前記リードフレームは、
   前記感熱面の投影領域の外側において前記ホルダから引き出される、
   ことを特徴とする温度センサ。
2. 一対の前記リードフレームは、
   前記ホルダにおいて一対の前記リードフレームが並ぶ方向であって、前記感熱面の投影領域の外側に引き出されるか、
   前記ホルダにおいて一対の前記リードフレームが並ぶ方向と交差する方向であって、前記感熱面の投影領域の外側に引き出される、
   請求項１に記載の温度センサ。
3. 一対の前記リードフレームは、
   前記ホルダの内部に埋められる第１フレーム部と、
   前記ホルダから引き出され、前記第１フレーム部と平行な第２フレーム部と、
   前記第１フレーム部と前記第２フレーム部を繋ぐ第３フレーム部を備え、
   前記第３フレーム部は、前記第１フレーム部および前記第２フレーム部に対して傾いている、
   請求項１または請求項２に記載の温度センサ。
4. 前記第２フレーム部が、前記感熱面の投影領域の外側において前記ホルダから引き出される、
   請求項３に記載の温度センサ。
5. 一対の前記リードフレームのそれぞれは、一対の前記リードフレームが引き出される方向に弾性を担う屈曲ばねを備える、
   請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の温度センサ。
6. 前記感熱面と前記押圧面は、双方の中心軸が一致する、
   請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の温度センサ。
7. 前記ホルダは、
   前記感熱面を有する金属材料製の伝熱体と、
   前記伝熱体に一端が支持され、前記感熱素子および前記リードフレームの一部を収容する樹脂材料製の第１保護管と、
   前記第１保護管に嵌合され、前記感熱面に対向する前記押圧面を有する樹脂材料製の保護蓋と、を備える、
   請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の温度センサ。
8. 前記保護蓋は、
   前記感熱面の投影領域の外側において、前記リードフレームを支持する、
   請求項７に記載の温度センサ。
9. 前記ホルダは、
   一対の前記リードフレームに一体的に形成される樹脂モールドと、
   前記樹脂モールドを収容する金属材料製の第２保護管と、を備える、
   請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の温度センサ。
10. 前記樹脂モールドは、
    前記感熱素子の前記感熱面に向けた位置ずれを規制する障壁を備える、
    請求項９に記載の温度センサ。

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