JPH10332495A - 温度センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】充分な気密性を実現することができるととも
に、製造が容易で高精度な温度センサを提供することを
目的とする。 【解決手段】金属ケース５２内にシリコーンオイルＳを
介して第１サーミスタ５４および第２サーミスタ５６を
保持する素子保持部５８を挿入し、前記素子保持部５８
に対して、カプラ部６０を射出成形によって結合する。
この場合、カプラ部６０は、金属ケース５２の係止部７
６に対して係合することで、素子保持部５８を固定する
とともに、気密性を確保する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、自動車用
エンジンの冷却システムの水温検出に用いられる温度セ
ンサに関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、自動車には、冷却水をエンジン
とラジエタとの間で循環させることにより、前記エンジ
ンを冷却するエンジン冷却システムが装備されている。
この場合、エンジン冷却システムの水温検出に使用され
る温度センサには、エンジン系統の制御装置であるファ
ンモータおよび燃料噴射、点火時期、アイドル回転数等
の制御に使用されるエレクトロニックコントロールユニ
ット（ＥＣＵ）用の温度センサと、エンジンの冷却水の
温度を運転席のメータパネルに表示するための水温計用
の温度センサとの２系統がある。

【０００３】一般に、ＥＣＵ用の温度センサには、制御
精度を確保するため、出力は小さくてもよいが感度の高
いものが必要とされ、また、水温計用の温度センサに
は、感度はさほど要求されないがメータを駆動するため
に高い出力が必要とされる。

【０００４】そこで、感度の異なる２種類の温度センサ
をエンジンの冷却水回路中に別々に取り付け、夫々から
の温度検出信号を処理するようにしたものがある。ま
た、これらの２種類の温度センサを１つのケースに収納
した複合型の温度センサも開発されている。

【０００５】図５は、単一の温度検出素子であるサーミ
スタ２を備えた従来の温度センサ４の概略構成を示す
（実開昭６１−８４８３０号公報、実開平５−４０８４
０号公報参照）。温度センサ４は、サーミスタ２を保持
した樹脂製のコネクタ部６を金属ケース８の中空部に配
置したもので、前記サーミスタ２の周囲には、熱伝導性
の向上および熱放散の均一化を目的としてシリコーング
リース１０または固定部材としてのシリコーン樹脂が充
填されている。また、前記サーミスタ２は、コネクタ部
６の内部に配設されたリード線１２を介してターミナル
１４、１５に接続されている。そして、コネクタ部６
は、金属ケース８の開口部近傍に形成した溝部１６に係
合している。

【０００６】このように構成される温度センサ４におい
ては、金属ケース８の中空部にコネクタ部６を配置させ
るため、樹脂成形によって前記コネクタ部６を中空部に
形成し、あるいは、予め成形したコネクタ部６を中空部
に挿入する必要がある。この場合、先端部に充填されて
いるシリコーングリース１０の充填状態を維持するた
め、樹脂成形の圧力を低圧にして注入しなければなら
ず、その分、生産性が低下してしまう。また、コネクタ
部６を挿入によって溝部１６に係合させるようにした場
合には、気密性の点で問題が生じる。

【０００７】図６は、感度の異なる２種類の温度検出素
子であるサーミスタ１８および２０を備えた従来の複合
型温度センサ２２の概略構成を示す（特開平７−２３９
２７８号公報、特開平７−２７０２５３号公報参照）。
温度センサ２２は、先端部にサーミスタ１８を保持した
コネクタ部２４を有し、このコネクタ部２４の先端部側
を金属ケース２６の小径部２８に挿入する一方、金属ケ
ース２６の大径部３０における前記コネクタ部２４の中
間部外周にリング状のサーミスタ２０を嵌合させたもの
である。前記大径部３０に係合するコネクタ部２４の基
部３２には、ターミナル３４、３６および３８が装着さ
れている。ターミナル３４、３６は、コネクタ部２４内
のリード線４０を介してサーミスタ１８に接続される。
ターミナル３８は、コネクタ部２４と基部３２との間の
段部に配設されたプレート４２に接続される。前記プレ
ート４２とサーミスタ２０との間には、スプリング４４
が配設されており、前記スプリング４４を介してターミ
ナル３８とサーミスタ２０とが接続される。なお、サー
ミスタ２０およびスプリング４４の外周部には、絶縁用
のスリーブ４６が挿入されている。また、金属ケース２
６の中空部には、温度センサ４と同様の目的でシリコー
ンオイル２７が充填されている。そして、前記中空部に
挿入されたコネクタ部２４は、金属ケース２６の開口部
周縁の爪部４８を折曲させることで固定されている。

【０００８】このように構成される温度センサ２２にお
いては、コネクタ部２４が折曲した爪部４８によって固
定されることになるため、前記爪部４８を考慮して金属
ケース２６を予め長く設定しておかなければならない。
また、サーミスタ２０とターミナル３８との接続は、ス
プリング４４を介して行われているが、この接続状態を
確実なものとするためには、コネクタ部２４を金属ケー
ス２６内に充分に圧入させる必要がある。しかしなが
ら、前記コネクタ部２４が爪部４８のみによって固定さ
れる構造では、充分な接続状態が必ずしも得られる保証
はなく、また、この構造では、コネクタ部２４を金属ケ
ース２６内に射出成形によって形成することもできな
い。さらに、金属ケース２６とコネクタ部２４との間の
気密性が充分でなく、中空部に充填したシリコーンオイ
ル２７が漏れたり、あるいは、前記中空部に水等が浸入
して当該温度センサ２２の動作不良が発生するおそれが
ある。なお、Ｏリングと同様のパッキング１１が介在す
るものの、充分な気密性が必ずしも保証されるものでは
ない。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記の不具
合に鑑みてなされたものであり、充分な気密性を実現す
ることができるとともに、全長が短く、コンパクト且つ
製造が容易で高精度な温度センサを提供することを目的
とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の温度センサは、
開口部側が大径に構成され、底部側が小径に構成される
中空部を有するケースと、前記底部側の前記中空部にシ
リコーンオイルを介して挿入される温度検出素子と、前
記温度検出素子と、前記温度検出素子に接続されるリー
ド線およびターミナルとを保持し、前記中空部に封入さ
れるコネクタ部と、を備え、前記ケースは、前記開口部
において前記中空部側に折曲する係止部を有し、前記コ
ネクタ部は、前記温度検出素子を保持し、前記底部側か
ら前記開口部側に至る中空部に挿入される素子保持部
と、射出成形により前記素子保持部に密着形成されると
ともに、前記開口部における前記係止部に係止されるカ
プラ部とからなることを特徴とする。

【００１１】この場合、２つの部分より構成されるコネ
クタ部の中、温度検出素子を保持する素子保持部をシリ
コーンオイルとともにケース内に挿入した後、カプラ部
を射出成形によって形成し、ケースの開口部における係
止部に係合させる構成であるため、前記温度検出素子を
ケース内に安定して保持させることができるとともに、
確実な気密性を確保することができる。なお、コネクタ
部を固定するための折曲部が不要であるため、温度セン
サ全体を小型に構成することができる。

【００１２】また、前記係止部に第１係合部を設けるこ
とにより、この第１係合部によってカプラ部を回り止め
し、使用中での断線を回避するとともに、温度検出素子
の位相をケース内で正確に設定させることができる。な
お、素子保持部に第２係合部を設け、この第２係合部に
カプラ部を係合させることにより、素子保持部の回り止
めおよび高精度な位相の設定を行うことができる。

【００１３】さらに、前記素子保持部の先端部に第１温
度検出部を装着し、中間部に第２温度検出部を装着した
場合において、素子保持部が確実にケース内に装填さ
れ、２種類の温度の検出を高精度に行うことができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の一実施形態であ
る温度センサ５０の断面構成図である。この温度センサ
５０は、金属ケース５２と、第１温度検出部である第１
サーミスタ５４と、第２温度検出部である第２サーミス
タ５６と、前記第１サーミスタ５４および前記第２サー
ミスタ５６を保持する素子保持部５８と、前記素子保持
部５８に結合されるカプラ部６０とから基本的に構成さ
れる。なお、素子保持部５８およびカプラ部６０は、樹
脂を射出成形することで形成される。

【００１５】金属ケース５２は、底部側の第１小径部６
２と、中間部にあって外周部に雄ねじ６４が形成され、
前記第１小径部６２より大径に構成される第２小径部６
６と、開口部側の大径部６８とからなる。金属ケース５
２の内部には、中空部７０が形成されている。中空部７
０には、前記第１小径部６２と前記第２小径部６６との
間に第１段部７２が形成され、前記第２小径部６６と大
径部６８との間に第２段部７４が形成される。なお、中
空部７０には、シリコーンオイルＳが注入される。ま
た、金属ケース５２の大径部６８の開口部周縁は、中空
部７０側に折曲する係止部７６となっている。この係止
部７６は、図２および図３Ａに示すように、一部が切り
欠かれ、第１係合部としての溝部７８、８０が形成され
る。

【００１６】素子保持部５８は、先端部に第１サーミス
タ５４が装着され、金属ケース５２の第１小径部６２に
挿入される第１保持部８２と、前記第１保持部８２より
も大径に形成され、金属ケース５２の大径部６８に挿入
される第２保持部８４とからなる。素子保持部５８の外
周部には、第１保持部８２側より第２保持部８４側にか
けて第１段部８６、第２段部８８および第３段部９０が
形成される。また、第２保持部８４の端部外周部には、
図３Ａ、図３Ｂに示すように、金属ケース５２の溝部７
８、８０に挿通され係止部７６に係合する凸部９２、９
４が形成される。さらに、第２保持部８４の端部中央部
には、図３Ｂに示すように、長方形状を呈する第２係合
部としての凸部９６が形成される。

【００１７】素子保持部５８の第２保持部８４側の端部
には、図３Ｂに示すように、凸部９６に２本のターミナ
ル９８、１００が植設されるとともに、前記ターミナル
９８、１００から所定距離離間した部位に１本のターミ
ナル１０２が配設される。ターミナル９８、１００は、
素子保持部５８内に配設されたリード線１０４を介して
第１サーミスタ５４に接続される。また、ターミナル１
０２は、一端部が第２保持部８４より突出する一方、リ
ング状に構成された他端部が第１保持部８２側の第１段
部８６に係合する。

【００１８】金属ケース５２に挿入された素子保持部５
８の第１保持部８２側の外周部には、リング状の第２サ
ーミスタ５６およびワッシャ１０５が配設されるととも
に、スプリング１０６が配設される。この場合、第２サ
ーミスタ５６の一方の面は、金属ケース５２の第１段部
７２に当接し、他方の面は、ワッシャ１０５およびスプ
リング１０６を介してターミナル１０２のリング状の端
部に接続する。また、素子保持部５８の第２保持部８４
に形成された第２段部８８は、金属ケース５２の第２段
部７４に当接し、第３段部９０と前記第２段部７４との
間には、Ｏリング１０８が装着される。

【００１９】素子保持部５８における第２保持部８４の
端部には、射出成形によりカプラ部６０が形成される。
カプラ部６０は、図１および図２に示すように、略三角
柱状に構成されており、その中空部１１０には、素子保
持部５８に配設されたターミナル９８、１００および１
０２の端部が突出する。また、カプラ部６０の一部は、
金属ケース５２の係止部７６と素子保持部５８の第２保
持部８４との間の間隙に形成されるとともに、前記係止
部７６の溝部７８、８０に凸部１１２、１１４として係
合する。さらに、カプラ部６０の一部は、前記第２保持
部８４の端部における凸部９６に対して凹部１１６とし
て係合する。

【００２０】以上のように構成される本実施形態の温度
センサ５０は、以下のようにして製造される。

【００２１】先ず、金属ケース５２の中空部７０にシリ
コーンオイルＳを必要量注入しておく。一方、素子保持
部５８を図３Ａに示す形状に成形した後、第１保持部８
２側の外周部にスプリング１０６、ワッシャ１０５およ
び第２サーミスタ５６を順に配設するとともに、第２保
持部８４の第３段部９０にＯリング１０８を配設し、そ
の先端部に装着された第１サーミスタ５４側から前記中
空部７０に挿入する。

【００２２】ここで、前記素子保持部５８の挿入作業に
際して、第２保持部８４に形成された凸部９２、９４が
金属ケース５２の係止部７６に形成した溝部７８、８０
に対応するように位置決めしておく。その状態で素子保
持部５８を金属ケース５２に挿入することにより、前記
凸部９２、９４が前記溝部７８、８０に挿通される。次
いで、素子保持部５８をその軸線を中心として９０゜回
転させることにより、図１に示すように、凸部９２、９
４が係止部７６に係合し、金属ケース５２に固定され
る。

【００２３】なお、第１サーミスタ５４は、シリコーン
オイルＳが充填された状態で金属ケース５２の第１小径
部６２に収納される。また、第２サーミスタ５６は、シ
リコーンオイルＳが充填された状態でスプリング１０６
の弾性力によって第２小径部６６の第１段部７２に押圧
される。さらに、金属ケース５２の大径部６８における
第２段部７４に対して素子保持部５８の第２保持部８４
の第２段部８８が係合するとともに、Ｏリング１０８に
よりシールされる。

【００２４】前記のようにして素子保持部５８が金属ケ
ース５２の中空部７０に装着された後、カプラ部６０を
射出成形によって前記素子保持部５８に結合させる。こ
の場合、カプラ部６０を構成する溶融状態の樹脂は、金
属ケース５２の係止部７６と素子保持部５８の第２保持
部８４との間の間隙、および、前記係止部７６の溝部７
８、８０に流入して固化する。なお、溝部７８、８０に
流入して固化した樹脂は、凸部１１２、１１４となる。
また、素子保持部５８の凸部９６の周囲に流入して固化
した樹脂は、凹部１１６となる。

【００２５】以上のようにして製造された温度センサ５
０は、所定の温度測定対象物に装着され、温度測定が行
われる。この場合、ターミナル９８、１００間の抵抗値
を測定することで、第１サーミスタ５４により検出され
た温度が測定される。また、ターミナル１０２と金属ケ
ース５２との間の抵抗値を測定することで、第２サーミ
スタ５６により検出された温度が測定される。

【００２６】ここで、以上のように構成される温度セン
サ５０は、第１サーミスタ５４および第２サーミスタ５
６が液体からなるシリコーンオイルＳ中に液密な状態で
収納されている。この場合、従来のように、半個体から
なるシリコーングリスや固体のシリコーン樹脂を用いた
場合に比較して、シリコーンオイルＳの高密度な充填状
態を得ることができるため、熱伝導性がよく、且つ、熱
放散が均一化され、高精度な温度測定を行うことができ
る。また、シリコーンオイルＳは、シリコーングリスや
シリコーン樹脂のように固化させる手間が不要であり、
しかも高密度に充填させることが容易であるため、温度
センサ５０の高精度化を極めて容易に実現することがで
きる。また、シリコーンオイルは液状であるため、計
量、注入が容易なだけでなく、金属ケース５２と第１サ
ーミスタ５４との密着が不要となり、第１サーミスタ５
４の位置決めのための縦方向および横方向の寸法精度が
ラフでよい。

【００２７】また、金属ケース５２と素子保持部５８と
の間の気密性は、Ｏリング１０８によって確保されるだ
けでなく、素子保持部５８に対して射出成形によって結
合されるカプラ部６０でさらに確実なものとされてい
る。すなわち、カプラ部６０を構成する溶融樹脂は、金
属ケース５２と素子保持部５８との間の間隙に流入して
固化するため、間隙が完全に埋められ、極めて良好な気
密性が得られることになる。なお、素子保持部５８は、
予め射出成形により形成されており、金属ケース５２に
対する挿入時に射出成形されないため、シリコーンオイ
ルＳの充填状態に影響を与えることがない。この結果、
第１サーミスタ５４および第２サーミスタ５６の検出精
度を充分に維持することができる。

【００２８】さらに、カプラ部６０は、その射出成形時
において、一部が金属ケース５２の係止部７６に形成さ
れた溝部７８、８０に流入して固化することで凸部１１
２、１１４を形成するため、金属ケース５２に対してカ
プラ部６０が回転することなく、確実に固定される。ま
た、カプラ部６０の一部が素子保持部５８の凸部９６に
凹部１１６として係合することになるため、金属ケース
５２に対して素子保持部５８も回転されることなく確実
に固定される。この結果、第１サーミスタ５４、第２サ
ーミスタ５６からターミナル９８、１００、１０２にわ
たって所望の状態で固定が確実になされるので、断線や
絶縁不良といった障害がなく、耐久性の高い温度センサ
５０を得ることができる。

【００２９】なお、本発明の温度センサは、上述した実
施形態に限定されるものではなく、例えば、溝部７８、
８０と凸部１１２、１１４との関係は、金属ケース５２
側に凸部を設け、カプラ部６０側に凹部を設けるように
することもできる。また、金属ケース５２の外周部にの
み部分的に凹部を形成してもよい。さらに、素子保持部
５８に形成した凸部９２、９４、９６は、素子保持部５
８とカプラ部６０とが強固に結合されるのであれば、凹
凸を逆にしてもよく、または、省略することも可能であ
る。

【００３０】図４Ａは、本発明の温度センサの他の実施
形態の断面構成を示す。この温度センサ１２０は、金属
ケース１２２の小径部１２４に素子保持部１２６の第１
保持部１２８を挿入することで第１サーミスタ５４およ
び第２サーミスタ５６の位置決めを行うとともに、素子
保持部１２６の第２保持部１３０の段部１３２と金属ケ
ース１２２の段部１３４との間にＯリング１３６を介装
させることで気密性を確保するようにしたものである。
その他の構成については、図１に示す温度センサ５０と
略同様であり、同一の構成部材には同一の参照符号を付
し、その説明を省略する。

【００３１】図４Ｂは、本発明の温度センサのさらに他
の実施形態の断面構成を示す。この温度センサ１４０
は、素子保持部１４２の先端部１４４に単一のサーミス
タ１４６を備えたもので、金属ケース１４８の小径部１
５０に前記先端部１４４を挿入することでサーミスタ１
４６の位置決めを行うとともに、素子保持部１４２の中
間部１５２と金属ケース１４８の中間部１５４との間に
Ｏリング１５６を介装させることで気密性を確保するよ
うにしたものである。その他の構成については、図１に
示す温度センサ５０と略同様であり、同一の構成部材に
は同一の参照符号を付し、その説明を省略する。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る温度
センサによれば、コネクタ部を２つの部分、すなわち、
温度検出素子を保持する素子保持部と、前記素子保持部
に対して射出成形によって結合されるカプラ部とから構
成することにより、前記温度検出素子の気密性を充分に
高めることができるため、これによって温度センサの精
度を向上させるとともに、耐久性を向上させることがで
きる。また、液体からなるシリコーンオイルを使用する
ことで、熱伝導性が向上し、且つ、熱放散が均一化され
るとともに、製造も容易となる。また、ケースの開口部
を折曲させてかしめるためのカプラ側の逃げ用スペース
が不要となり、センサ全長が短縮される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態である温度センサのI-I 線
断面構成図である。

【図２】本発明の一実施形態である温度センサの端面構
成図である。

【図３】図３Ａは、本発明の一実施形態である温度セン
サにおける金属ケースのIII-III 線断面構成図および素
子保持部の側面構成図、図３Ｂは、素子保持部の端面構
成図である。

【図４】図４Ａおよび図４Ｂは、本発明の他の実施形態
である温度センサの断面構成図である。

【図５】単一の温度検出素子を備えた従来の温度センサ
の断面構成図である。

【図６】２つの温度検出素子を備えた従来の温度センサ
の断面構成図である。

【符号の説明】

５０、１２０、１４０…温度センサ ５２、１２２、１
４８…金属ケース ５４…第１サーミスタ ５６…第２サーミ
スタ ５８、１２６、１４２…素子保持部 ６０…カプラ部 ７０…中空部 ７６…係止部 ７８、８０…溝部 ９２、９４、９６、１１２、１１４…凸部 ９８、１００、１０２…ターミナル １０６…スプリン
グ １０８、１３６、１５６…Ｏリング １１６…凹部 １４６…サーミスタ Ｓ…シリコーンオ
イル

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】開口部側が大径に構成され、底部側が小径
   に構成される中空部を有するケースと、 前記底部側の前記中空部にシリコーンオイルを介して挿
   入される温度検出素子と、 前記温度検出素子と、前記温度検出素子に接続されるリ
   ード線およびターミナルとを保持し、前記中空部に封入
   されるコネクタ部と、 を備え、 前記ケースは、前記開口部において前記中空部側に折曲
   する係止部を有し、 前記コネクタ部は、前記温度検出素子を保持し、前記底
   部側から前記開口部側に至る中空部に挿入される素子保
   持部と、射出成形により前記素子保持部に密着形成され
   るとともに、前記開口部における前記係止部に係止され
   るカプラ部とからなることを特徴とする温度センサ。
2. 【請求項２】請求項１記載の温度センサにおいて、 前記係止部は、前記カプラ部の回り止めとしての第１係
   合部を有し、前記カプラ部の一部が射出成形により前記
   第１係合部に形成されることを特徴とする温度センサ。
3. 【請求項３】請求項１または２記載の温度センサにおい
   て、 前記素子保持部は、前記カプラ部に対する回り止めとし
   ての第２係合部を有し、前記カプラ部の一部が射出成形
   により前記第２係合部に形成されることを特徴とする温
   度センサ。
4. 【請求項４】請求項１〜３のいずれか１項に記載の温度
   センサにおいて、 前記温度検出素子は、前記素子保持部の先端部に装着さ
   れる第１温度検出部と、前記素子保持部の中間部に装着
   される第２温度検出部とからなることを特徴とする温度
   センサ。
5. 【請求項５】請求項１〜４のいずれか１項に記載の温度
   センサにおいて、 前記温度検出素子は、サーミスタからなることを特徴と
   する温度センサ。