JP6935780B2

JP6935780B2 - 温度センサ

Info

Publication number: JP6935780B2
Application number: JP2018059202A
Authority: JP
Inventors: 飯田　照幸; 照幸飯田; 明宏強矢; 岡本　英樹; 英樹岡本
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2018-03-27
Filing date: 2018-03-27
Publication date: 2021-09-15
Anticipated expiration: 2038-03-27
Also published as: JP2019174135A

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、いわゆる丸形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サーミスタ部と、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、従来の温度センサでは、圧着端子の後端からリード線が突出しているが、リード線が圧着端子の後端のエッジ（角部）に近接しており、接触することで傷付くおそれがあった。

本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、リード線と圧着端子の後端のエッジとの接触を防止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線と、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、前記素子取り付け部が、前記感熱素子部が設置される底面部を有し、前記底面部が、その後端部分の上に突出した凸部を有し、前記リード線が、前記凸部上を介して延在し前記素子取り付け部の後端から突出していることを特徴とする。

この温度センサでは、リード線が、底面部の後端部分の凸部上を介して延在し素子取り付け部の後端から突出しているので、リード線が凸部上に配されて底面部の平坦部分から浮くため、後端のエッジから離れて接触することを防ぐことができる。また、リード線が底面部の平坦部分から浮いているので、リード線を介して底面部の熱が逃げ難くなる。

第２の発明に係る温度センサは、第１の発明において、前記感熱素子部上に前記リード線の接続部分を覆った樹脂封止部を備え、前記樹脂封止部が、前記凸部の先端側で前記リード線と前記底面部との隙間にも充填さ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、樹脂封止部が、凸部の先端側でリード線と底面部との隙間にも充填されているので、リード線の上部だけでなく下部にも樹脂封止部が回り込んでリード線を固定することで、リード線の高い接着強度を得ることができる。また、リード線の全周が樹脂封止部で覆われることで、リード線の表面を介した水分の浸入を抑制することができる。

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、前記凸部が、板状の前記底面部の後端部分を上面で先端側に折り返して形成された折り返し部であることを特徴とする。
すなわち、この温度センサでは、凸部が、板状の底面部の後端部分を上面で先端側に折り返して形成された折り返し部であるので、板の折り曲げ加工によって凸部を容易に作製することができる。

第４の発明に係る温度センサは、第１から第３の発明のいずれかにおいて、前記感熱素子部が、前記底面部の上に接着された絶縁性フィルムと、前記絶縁性フィルムの上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上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線に接続された一対のパターン配線とを備え、前記絶縁性フィルムが、前記底面部の前記凸部より先端側の上面に設置さ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、絶縁性フィルムが、底面部の凸部より先端側の上面に設置されているので、凸部で絶縁性フィルムの後端を位置決めすることができると共に、リード線が引っ張られても凸部がストッパーとして絶縁性フィルムを支持して接着剥がれを防止することができる。

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、リード線が、底面部の後端部分の凸部上を介して延在し素子取り付け部の後端から突出しているので、素子取り付け部の後端のエッジに接触することを防ぐことができると共に、リード線を介して底面部の熱が逃げ難くなる。
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、高い信頼性と高い検出精度を得ることができる。

本発明に係る温度センサの一実施形態において、樹脂封止部を除いた状態を示す斜視図である。本実施形態において、樹脂封止部を除いた温度センサを示す要部の拡大斜視図である。本実施形態において、圧着端子を示す斜視図である。本実施形態において、温度センサを示す要部の拡大断面図である。本実施形態において、温度センサを示す要部の拡大平面図である。

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５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及び図２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線３と、測定対象物にネジで固定可能なネジ取り付け部４Ａ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４Ｂを有した圧着端子４とを備えている。

上記素子取り付け部４Ｂは、感熱素子部２が設置される底面部４ａを有し、底面部４ａが、その後端部分の上に突出した凸部４ｂを有している。
上記リード線３は、凸部４ｂ上を介して延在し素子取り付け部４Ｂの後端から突出している。
上記凸部４ｂは、板状の底面部４ａの後端部分を上面で先端側に折り返して形成された折り返し部である。すなわち、凸部４ｂは、図２から図４に示すように、上面が断面山型の曲面を有して底面部４ａの幅方向に延在した突条部となっている。

上記感熱素子部２は、図１及び図５に示すように、底面部４ａの上に接着された絶縁性フィルム６と、絶縁性フィルム６の上面に設けられたサーミスタ素子７と、絶縁性フィルム６の上面に形成され一端がサーミスタ素子７に接続されていると共に他端が一対のリード線３に接続された一対のパターン配線８とを備えている。
上記絶縁性フィルム６は、底面部４ａの凸部４ｂより先端側の上面に設置されている。なお、絶縁性フィルム６は、その後端が凸部４ｂに当接した状態で位置決めされて接着されている。

また、本実施形態の温度センサ１は、上記感熱素子部２上にサーミスタ素子７及びリード線３の接続部分を覆った樹脂封止部５を備えている。
上記樹脂封止部５は、凸部４ｂの先端側でリード線３と底面部４ａとの隙間５ａにも充填されている。

上記圧着端子４は、例えばアルミニウム又はアルミニウム合金やＳＵＳ等の金属板材を打ち抜き加工や折り曲げ加工等することによって作製されている。
上記素子取り付け部４Ｂは、絶縁性フィルム６が接着される底面部４ａと、底面部４ａの両側に立設された一対の壁面部４ｃと、一対の壁面部４ｃの先端側に底面部４ａから立設された前面部４ｄとを備えている。
すなわち、底面部４ａ上における一対の壁面部４ｃと前面部４ｄ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。

上記樹脂封止部５は、例えばエポキシ樹脂が採用され、底面部４ａ上の一対の壁面部４ｃ及び前面部４ｄで囲まれた部分に、サーミスタ素子７、絶縁性フィルム６及びリード線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６は、例えば金属フィラーを含有した接着剤で底面部４ａ上に接着されている。
絶縁性フィルム６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８の先端は、サーミスタ素子７の両端電極部に接続されている。すなわち、サーミスタ素子７は、パターン配線８の先端に半田材で実装されている。
これら一対のパターン配線８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７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。

上記一対のリード線３は、先端が一対のパターン配線８の他端にあるパッド部８ａに半田材８ｂ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４Ａは、ネジ取り付け孔４ｅ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、リード線３が、底面部４ａの後端部分の凸部４ｂ上を介して延在し素子取り付け部４Ｂの後端から突出しているので、リード線３が凸部４ｂ上に配されて底面部４ａの平坦部分から浮くため、後端のエッジから離れて接触することを防ぐことができる。また、リード線３が底面部４ａの平坦部分から浮いているので、リード線３を介して底面部４ａの熱が逃げ難くなる。

また、樹脂封止部５が、凸部４ｂの先端側でリード線３と底面部４ａとの隙間５ａにも充填されているので、リード線３の上部だけでなく下部にも樹脂封止部５が回り込んでリード線３を固定することで、リード線３の高い接着強度を得ることができる。また、リード線３の全周が樹脂封止部５で覆われることで、リード線３の表面を介した水分の浸入を抑制することができる。

さらに、凸部４ｂが、板状の底面部４ａの後端部分を上面で先端側に折り返して形成された折り返し部であるので、板の折り曲げ加工によって凸部４ｂを容易に作製することができる。
また、絶縁性フィルム６が、底面部４ａの凸部４ｂより先端側の上面に設置されているので、凸部４ｂで絶縁性フィルム６の後端を位置決めすることができると共に、リード線３が引っ張られても凸部４ｂがストッパーとして絶縁性フィルム６を支持して接着剥がれを防止することができる。

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…リード線、４…圧着端子、４Ａ…ネジ取り付け部、４Ｂ…素子取り付け部、４ａ…底面部、４ｂ…凸部、５…樹脂封止部、５ａ…リード線と底面部との隙間、６…絶縁性フィルム、７…サーミスタ素子、８…パターン配線

Claims

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線と、
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、
前記素子取り付け部が、前記感熱素子部が設置される底面部を有し、
前記底面部が、その後端部分の上に突出した凸部を有し、
前記リード線が、前記凸部上を介して延在し前記素子取り付け部の後端から突出していることを特徴とする温度センサ。
請求項１に記載の温度センサにおいて、
前記感熱素子部上に前記リード線の接続部分を覆った樹脂封止部を備え、
前記樹脂封止部が、前記凸部の先端側で前記リード線と前記底面部との隙間にも充填されていることを特徴とする温度センサ。
請求項１又は２に記載の温度センサにおいて、
前記凸部が、板状の前記底面部の後端部分を上面で先端側に折り返して形成された折り返し部であることを特徴とする温度センサ。
請求項１から３のいずれか一項に記載の温度センサにおいて、
前記感熱素子部が、前記底面部の上に接着された絶縁性フィルムと、
前記絶縁性フィルムの上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上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線に接続された一対のパターン配線とを備え、
前記絶縁性フィルムが、前記底面部の前記凸部より先端側の上面に設置されていることを特徴とする温度センサ。