JPWO2018131164A1 - 温度センサ - Google Patents

Abstract

本発明は、素子本体１１と、素子本体１１から引き出される一対のリード線１２と、を有する感温素子１０と、感温素子１０を収容し、温度の測定対象物に接する伝熱面３３を有するケース２０と、リード線１２のそれぞれと電気的に接続され、ケース２０から引き出される一対のリードフレーム４０と、ケース２０に収容される感温素子１０とリードフレーム４０を覆い、接続の状態を維持して感温素子１０とリードフレーム４０をケース２０に保持する充填材５０と、を備えることを特徴とする。

Description

本発明は、例えば基板に実装された状態で測定対象物の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。

感温半導体素子であるサーミスタを用いる温度センサは、様々な用途・分野において利用されている。
温度センサとして種々の形態が存在するが、例えば特許文献１に記載されるように、センサ本体と、センサ本体を装着するセンサ取付端子と、センサ本体から延出されたリード線と、を備える温度センサが知られている。この温度センサは、温度によって抵抗値が変化するという特性を有するサーミスタがセンサ本体を構成する。
特許文献１に記載される温度センサは、センサ取付端子に形成されたネジ取付孔を介して、測定対象物にねじ止めにより固定される。
また、特許文献１に記載される温度センサは、リード線の先端に取り付けられたコネクタを介して、温度を検知するための回路に電気的に接続され、リード線が当該回路との電気的な接続を担う。

特開２０１３−１５４３０号公報

特許文献１に記載される温度センサを例えば装着対象物である回路基板に実装する際には、温度センサを回路基板に固定する工程と、リード線又はリード線の取り付けられたコネクタを回路基板に設けられた挿通孔に差し入れる工程の、少なくとも二つの工程が必要になる。
しかし、温度センサを例えば回路基板に実装する際の工程を少なくすることで、作業負担を軽減することが好ましい。
そこで本発明は、装着対象物に実装する際の作業負担を軽減できる温度センサを提供することを課題とする。

本発明の温度センサは、素子本体と、素子本体から引き出される一対のリード線と、を有する感温素子と、感温素子を収容し、温度の測定対象物に接する伝熱面を有するケースと、リード線のそれぞれと電気的に接続され、ケースから引き出される一対のリードフレームと、ケースに収容される感温素子とリードフレームを覆い、接続の状態を維持して感温素子とリードフレームをケースに保持する充填材と、を備えることを特徴とする。
リードフレームは、電線に比べて剛性が高いので、ケースを装着対象物に位置合わせして装着するだけで、リードフレームを例えば回路基板の挿通孔へ挿入できる。したがって、本発明の温度センサによれば、回路基板に実装する際の作業工程を減らすことができ、作業効率を向上させることができる。
また、リードフレームは、電線のようにその先端を挿通孔に挿入するため長さに余裕を持たせる必要がないため、回路基板の周囲のスペースを占めることがなく、省スペース化を図ることができる。

本発明の充填材は、ケースの内部において、または、ケースの内部と外部において、リード線とリードフレームの接続部分の少なくとも一部を覆うことが好ましい。そうすれば、リード線とリードフレームの電気的な接続状態を確保することができる。

本発明のケースは、充填材を取り囲むものであることが好ましい。そうすれば、充填材を介して感温素子に熱を伝える面積が広いので、測定対象物の温度を速やかに感温素子に伝えることができる。

本発明のケースは、測定対象物にケースを固定し、伝熱面を有するラグ端子を備えることが好ましい。そうすれば、伝熱面を測定対象物に密着できるので、測定対象物の温度を正確に測定することができる。

本発明の温度センサは、装着対象物に装着されて測定対象物の温度を測定し、ケースは、伝熱面と対向する側に、装着対象物との接続を担う接続体を備えることが好ましい。そうすれば、ケースを装着対象物に安定して装着できる。

本発明のケースは、装着対象物と伝熱面の相対的な位置関係を規制する支持体を備えることが好ましい。そうすれば、ケースを介して温度センサを装着対象物に正しい姿勢又は位置に装着できる。本発明の支持体が、リードフレームが引き出される前後方向であって、接続体を挟む複数の箇所に設けられると、より正しい姿勢又は位置で温度センサを装着対象物に装着できる。

本発明の一対のリードフレームは、相互の間隔を維持するスペーサを備えることが好ましい。そうすれば、リードフレームの機械的強度を補強できるとともに、リードフレームが振動を受けても、一対のリードフレームが接触するのを避けることができる。

本発明の温度センサによれば、装着対象物、例えば回路基板に実装する際の作業負担を軽減し、実装の作業効率を向上させることができる。

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）は側面図である。 本発明の第１実施形態に係る温度センサを示し、（ａ）は図１（ａ）のＩＩａ−ＩＩａ線矢視断面図、（ｂ）は図１（ａ）のＩＩｂ部拡大図である。 本発明の第１実施形態に係る温度センサの製造手順を示す図である。 第１実施形態に係る温度センサの製造に用いるケースがキャリアに繋がった状態を示す図である。 第１実施形態に係る温度センサの変形例を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は他の変形例の平面図である。 本発明の第２実施形態に係る温度センサを示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は充填材を充填していない状態の内部構造図である。

以下、本発明に係る温度センサを実施形態に基づいて説明する。
［第１実施形態］
温度センサ１は、図１及び図２に示すように、感温素子１０と、感温素子１０を収容するケース２０と、感温素子１０と電気的に接続されるリードフレーム４０と、ケース２０に収容される感温素子１０とリードフレーム４０をケース２０に保持する充填材５０と、を備えている。
第１実施形態に係る温度センサ１は、図１（ｂ）に示すように、装着対象物である回路基板９０との電気的な接続をリードフレーム４０が担うところに特徴を有する。以下、温度センサ１の各構成要素について順に説明する。
なお、温度センサ１において、ケース２０のラグ端子部３１が設けられる側を前（Ｆ）と定義し、その逆側でリードフレーム４０が引き出される側を後（Ｒ）と定義する。また、温度センサ１において、長手方向Ｌ、幅方向Ｗ及び高さ方向Ｈを、図１に示す通りに定義する。

［感温素子１０］
感温素子１０は、図２に示すように、素子本体１１と、素子本体１１から引き出される一対のリード線１２，１２と、を備える。
素子本体１１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。素子本体１１としては、サーミスタに限らず、他の公知の感温素子を用いることができる。
リード線１２，１２は、素子本体１１とリードフレーム４０を電気的に接続する。リード線１２，１２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。
感温素子１０は、ガラスからなる封止体１３を備え、素子本体１１と、素子本体１１と接続されるリード線１２，１２の所定範囲とが封止体１３により覆われる。

［ケース２０］
次に、ケース２０について、図１及び図２を参照して説明する。
ケース２０は、二つの機能を有している。第一の機能は、感温素子１０とリードフレーム４０の一部とを収容する機能であり、第二の機能は、温度センサ１を測定対象物に固定するとともに、測定対象物と接触する部位から測定対象物の熱を感温素子１０に向けて伝達する機能である。

二つの機能を有するケース２０は、収容保持部２１とラグ端子部３１を備えている。
なお、ケース２０は、金属板に打ち抜き加工、折り曲げ加工などの機械加工を施すことにより、収容保持部２１とラグ端子部３１が一体的に形成されている。熱伝達の機能を担保するために、ケース２０は熱伝達率の高い金属材料、例えばアルミニウム合金、銅合金から構成されることが好ましい。

収容保持部２１は、図１及び図２に示すように、支持壁２２と、支持壁２２の幅方向Ｗの両縁から立ち上がる一対の側壁２３，２３と、支持壁２２の長手方向Ｌの前端側において立ち上がる前壁２７と、を備えている。支持壁２２、側壁２３及び前壁２７は、いずれも厚さが一様な偏平な形状を有している。
収容保持部２１は、支持壁２２と、支持壁２２に対向する側壁２３，２３と、前壁２７とによって取り囲まれる収容空間２８を備え、この収容空間２８は、側壁２３，２３と前壁２７の先端部が開放されているとともに、側壁２３，２３と支持壁２２の後端側が開放されている。感温素子１０及びリードフレーム４０の一部は、この収容空間２８に収容されるとともに、充填材５０を介して収容保持部２１に保持される。

それぞれの側壁２３は、図１（ｂ），図２（ａ）に示すように、前後方向の中央部分の背を高くし、両端部の背が低く形成されている。ここでいう背の高さは、支持壁２２からの寸法をいう。それぞれの側壁２３の上述した背の高い中央部分が、接続体２４をなす。さらに、それぞれの側壁２３は、支持体として、接続体２４の前側に設けられる前方支持体２５と、接続体２４の後側に設けられる後方支持体２６とを備える。前方支持体２５と後方支持体２６は、前後方向であって、接続体２４を挟む二箇所に設けられる。

側壁２３，２３のそれぞれには、図１（ｂ）に示すように、長手方向Ｌの中程に、その表裏を貫通する脱気孔３０が形成されている。この脱気孔３０は、後述する充填材５０を収容空間２８に充填する工程において、収容空間２８内の空気を外部に排出させることにより、収容空間２８の内部に充填材５０が行き渡るように設けられる。

接続体２４は、温度センサ１を回路基板９０に固定するのに用いられる。具体的には、接続体２４が回路基板９０に形成されている、平面視で幅広のスリット形状の切込み９１に挿入されることで、リードフレーム４０とともに、温度センサ１を回路基板９０に固定する。接続体２４は、支持壁２２と直交するように、側壁２３から立ち上がる。切込み９１は、一対の接続体２４，２４が挿入される部分は、接続体２４，２４により規定される幅方向Ｗの寸法と同等の幅方向Ｗの寸法を有している。

前方支持体２５は、図１（ａ），（ｂ）に示すように、それぞれの側壁２３から幅方向Ｗの外側に向けて突き出している。前方支持体２５は支持壁２２と平行をなしており、前方支持体２５の当接面２５１は、回路基板９０に繋がっている外枠９２に面接触する。当接面２５１が外枠９２に面接触したままで、温度センサ１を回路基板９０に固定すると、回路基板９０と支持壁２２が平行を保ったままで、ケース２０の高さ方向Ｈの位置決めをすることができる。なお、外枠９２は、その後に回路基板９０から取り除かれる。

後方支持体２６は、前方支持体２５と同様に、それぞれの側壁２３から幅方向Ｗの外側に向けて突き出している。後方支持体２６は、前方支持体２５の当接面２５１が外枠９２に当接すると、後方支持体２６の一部が、回路基板９０の切込み９１から幅方向Ｗに伸びた溝（図示省略）に挿入される。それにより、温度センサ１は長手方向Ｌ及び幅方向Ｗの位置決めがされる。

前方支持体２５及び後方支持体２６により、温度センサ１を回路基板９０に設置すると、温度センサ１を容易に位置決めすることができ、さらに、支持壁２２及び後述するラグ端子部３１の伝熱面３３が回路基板９０と平行な状態を維持することができる。つまり、回路基板９０が測定対象物のラグ端子部３１と接する面と平行な状態となっていれば、伝熱面３３を測定対象物のラグ端子部３１と接する面と平行にすることができるので、ラグ端子部３１が測定対象物に対して平行に密着することになり、測定対象物の温度を正確に測定できる。このように前方支持体２５及び後方支持体２６は、装着対象物である回路基板９０と伝熱面３３の相対的な位置関係を規制する。

次に、ラグ端子部３１は、図１（ａ）に示すように、平面視した外形が円形をなしており、その内側に表裏を貫通するねじ孔３２が形成されている。ねじ孔３２の周囲のリング状の部分が、測定対象物と接触する伝熱面３３をなしている。ラグ端子部３１は、温度センサ１が実装される回路基板９０と測定対象物の位置関係により、図中の上側の面及び下側の面のいずれかを測定対象物と接触させることができる。
ねじ孔３２を介してねじを測定対象物にねじ込むことにより、温度センサ１を測定対象物に固定するとともに、伝熱面３３を測定対象物に密着できる。測定対象物と接する伝熱面３３は回路基板９０と平行をなす。
ラグ端子部３１は、支持壁２２から前方に向けて延設された連結部２９により収容保持部２１と繋がっており、温度センサ１を測定対象物に固定すれば、連結部２９及び支持壁２２も熱を伝える機能を果たす。

［リードフレーム４０］
リードフレーム４０は、図２（ａ），（ｂ）に示すように、感温素子１０の一対のリード線１２，１２と電気的に接続される。また、リードフレーム４０は、回路基板９０に形成された挿通孔９３に挿入されることで回路基板９０に固定されるとともに、回路基板９０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４０は、図１（ａ），図２（ｂ）に示すように、リード線１２，１２のそれぞれ一方に対応する第一端子４１と第二端子４５を備えている。第一端子４１と第二端子４５は、互いに対称の形状をなしていることを除く基本的な構成は同じであるから、以下では第一端子４１についてその構成を説明する。
なお、第一端子４１及び第二端子４５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、第一端子４１及び第二端子４５の表面に表面処理、例えばメッキを施すこともできる。

第一端子４１は、図１（ａ），図２（ａ）に示すように、リード線１２と接続され、長手方向Ｌに沿う接続部４２と、接続部４２と同一平面上で連なる開脚部４３と、開脚部４３と連なり、高さ方向Ｈに沿う挿入部４４と、を備えている。
接続部４２は真っ直ぐに延びており、図２（ａ）に示すように、その上下の一方の面、本実施形態では図中の上面にリード線１２が載せられることで、接続部４２とリード線１２が電気的に接続される。接続部４２とリード線１２は、電気的な接続を確保するために、互いに重複する部分の一部または全部が溶接、その他の手段により接合されることが好ましい。
開脚部４３は、接続部４２に対して所定の傾斜角度を有して連なっており、幅方向Ｗの外側に向けて拡開する。こうすることで、図１（ａ），図２（ｂ）に示すように、第一端子４１の開脚部４３と第二端子４５の開脚部４３の間隔を後側に向けて広げることができる。
挿入部４４は、回路基板９０に形成された挿通孔９３に挿入するために、接続部４２及び開脚部４３に対して直交するように、折り曲げられる。挿入部４４の先端は、回路基板９０に形成された挿通孔９３に挿入しやすいようにテーパ状にすることが好ましい。

［充填材５０］
充填材５０は、図２（ａ）に示すように、収容保持部２１の収容空間２８において、感温素子１０のリード線１２，１２とリードフレーム４０（第一端子４１と第二端子４５）の接続部４２，４２の接続部分の少なくとも一部を覆うとともに、感温素子１０とリードフレーム４０を収容保持部２１に保持する。

充填材５０は、電気的な絶縁性を有するとともに収容保持部２１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。充填材５０は、図２（ａ）に示すように、内層５１と外層５３の二層、つまり複数の樹脂層で構成することもできるが、一層だけで構成することもできる。

充填材５０は、温度センサ１が回路基板９０にリフロー方式で半田付けされる場合に、昇温に伴って充填材５０がケース２０から剥離するのを防ぐために、ケース２０を構成する金属材料、本実施形態ではアルミニウム合金と線膨張係数の差が小さいことが好ましい。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。そこで、充填材５０は、樹脂材料だけで構成するのではなく、充填材５０の全体としての線膨張係数を調整する添加剤、具体的には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好ましい。この添加剤としては、例えば酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）の粒子を用いることができる。酸化アルミニウムの線膨張係数は、７．２×１０^−６／℃である。また、酸化アルミニウムの熱伝導率は２３７Ｗ／（ｍ・Ｋ）であり、エポキシ樹脂の熱伝導率は０・３０Ｗ／（ｍ・Ｋ）であり、エポキシ樹脂に比べて酸化アルミニウムの熱伝導率が高いので、酸化アルミニウムが加えられることにより、充填材５０の熱伝導率を向上させることもできる。
酸化アルミニウムの粒子は、充填材５０を構成する樹脂が溶融する際に、樹脂の中で沈降しないように、球状ではなく、リーフ状、薄板状に形成されているのが好ましい。
添加剤としては、酸化アルミニウムに限るものではなく、例えば、水酸化アルミニウム（Ａｌ（ＯＨ）_３）等のアルミニウム化合物、又は酸化チタン（ＴｉＯ_２）等のチタン化合物を用いることができる。

充填材５０に覆われる感温素子１０の素子本体１１は、支持壁２２、側壁２３，２３及び前壁２７のそれぞれから所定の間隔を隔てて強固に固定された状態で、収容空間２８の内部に保持される。素子本体１１は、伝熱面となる支持壁２２にできるだけ近くなるように配置されるのが好ましい。
第一端子４１と第二端子４５は、リード線１２，１２と電気的な接続を保ったままで充填材５０に覆われる。第一端子４１と第二端子４５もまた、支持壁２２、側壁２３，２３及び前壁２７のそれぞれから所定の間隔を隔てて、収容空間２８の内部に保持される。
充填材５０は、リード線１２，１２の先端まで覆うことが、リード線１２，１２とリードフレーム４０（第一端子４１と第二端子４５）の接続状態を確保する上で好ましい。ただし、図２（ｂ）に示すようにリード線１２，１２の先端の微小量が露出していてもよい。

［温度センサ１の製造方法］
次に、温度センサ１を製造する手順について、図３を参照して説明する。
この製造方法は、接続工程、被覆工程、配置工程、充填工程及び硬化工程を有している。
なお、当該製造方法において、ケース２０は、図４に示すように、ラグ端子部３１の側でキャリア３４を介して複数のケース２０の前駆体が並列に繋がっている部材として提供される。図示を省略するが、リードフレーム４０も、接続部４２の側でキャリアを介して並列に繋がっている部材として提供される。

［接続工程（図３（ａ））］
本工程は、感温素子１０とリードフレーム４０を電気的に接続する工程である。
具体的には、まず、キャリアにより繋がった複数のリードフレーム４０の挿入部４４の側を、図示を省略する冶具で固定し、その状態でキャリアを切り離す。キャリアを切り離しても、複数のリードフレーム４０は、治具により固定されているので、整列した状態が維持される。
そして、感温素子１０のリード線１２をリードフレーム４０の接続部４２に載せて接触させた状態で、リード線１２と接続部４２を溶接により接続する。

［被覆工程（図３（ｂ））］
次に、感温素子１０とリードフレーム４０の一部を充填材５０により構成される内層５１で被覆する。
具体的には、感温素子１０とリードフレーム４０の一部を、図示を省略するエポキシ樹脂槽に浸漬することで、感温素子１０とリードフレーム４０の一部に内層５１をなすエポキシ樹脂を付着させる。エポキシ樹脂槽から引き揚げた後に、付着したエポキシ樹脂を加熱することにより硬化させて、内層５１を形成する。リード線１２は内層５１によりほとんどが覆い隠されるので、硬化した内層５１によりリード線１２を含めた感温素子１０は、リードフレーム４０に高い剛性をもって接合される。

［配置工程（図３（ｃ））］
次に、内層５１が形成された感温素子１０とリードフレーム４０は、ケース２０の収容保持部２１の所定位置に配置される。
具体的には、ラグ端子部３１及びラグ端子部３１を繋いでいるキャリア３４を、図示を省略する冶具により固定する。次に、収容保持部２１に、リードフレーム４０の挿入部４４が上になるようにして、内層５１が形成された部分とリードフレーム４０の一部を収容保持部２１内に収容する。内層５１とリードフレーム４０は、収容保持部２１の支持壁２２、側壁２３及び前壁２７と接触しない位置に保持される。

［充填工程・硬化工程（図３（ｄ））］
次に、収容保持部２１に、外層５３を構成するエポキシ樹脂を充填してから硬化させることで、充填材５０を形成する。
具体的には、収容保持部２１に保持されている感温素子１０とリードフレーム４０の上に外層５３をなす固体状のエポキシ樹脂を載せる。エポキシ樹脂を載せるのは室温で行われる。
次に、外層５３をなすエポキシ樹脂を加温して粘度を下げることで、収容保持部２１と内層５１の間の隙間にエポキシ樹脂を行き渡らせる。ここで、ケース２０には、脱気孔３０が設けられているので、エポキシ樹脂が充填される際に、収容空間２８の空気が外部に排出され、収容空間２８の内部にエポキシ樹脂を行き渡らせることができる。

そして、外層５３をなすエポキシ樹脂が当該隙間に行き渡ったならば、さらに高い温度まで加温して、外層５３を硬化する。これにより外層５３（充填材５０）は、支持壁２２、前壁２７及び一対の側壁２３，２３により、４方向から取り囲まれる。
その後、ラグ端子部３１の側と繋がっているキャリア３４をケース２０から切り離す。これで、本実施形態の温度センサ１の一連の製造方法が完了する。

［温度センサ１の効果］
以下、本実施形態の温度センサ１及びその製造方法が奏する効果について説明する。
温度センサ１は、図１及び図２に示すように、リードフレーム４０と、測定対象物と接触する伝熱面３３を有するケース２０を有しており、リード線１２によって感温素子１０に接続されるリードフレーム４０が回路基板９０との電気的な接続を担う。しかも、リードフレーム４０は充填材５０によりケース２０に強固に固定される。
したがって、温度センサ１を回路基板９０に実装する際の作業負担を軽減することができる。つまり、特許文献１のように感温素子１０の回路基板９０との電気的な接続をリード線１２が担うものとすると、ケース２０を回路基板９０に設置する工程の他に、リード線１２の先端を回路基板９０に形成された挿通孔９３に挿入する工程が必要になる。これに対し温度センサ１は、リードフレーム４０が充填材５０を介してケース２０に強固に固定されている。リードフレーム４０は、電線に比べて剛性が高いので、ケース２０から挿通孔９３までの距離に合わせたものが用いられていれば、ケース２０を回路基板９０の切り込み９１に位置合わせして装着するだけで、リードフレーム４０を回路基板９０の挿通孔９３へ挿入される。したがって、温度センサ１は、回路基板９０に実装する際の作業工程を減らすことができ、作業効率を向上させることができる。
また、電線を用いる場合は、温度センサ１を回路基板９０に実装する際に、電線の先端を挿通孔９３に挿入するのに、電線の長さにある程度余裕を持たせる必要がある。このため、電線を配線した後にも、長さに余裕を持たせた分だけ、回路基板９０の周囲のスペースを占める。これに対し、リードフレーム４０は、電線のように余裕を持たせる必要がないため、回路基板９０の周囲のスペースを占めることがなく、省スペース化を図ることができる。

また、温度センサ１は、ケース２０に設けられた前方支持体２５及び後方支持体２６により、回路基板９０に実装する際の位置決めを容易に行うことができ、さらに、支持壁２２を回路基板９０と平行に配置することができる。このように、温度センサ１を定まった姿勢で回路基板９０に装着すれば、温度センサ１の伝熱面が測定対象物に対して定まった姿勢になるので、ラグ端子部３１の伝熱面３３を測定対象物に密着できる。
特に、前方支持体２５と後方支持体２６は、接続体２４の前側と後側とで所定の間隔をあけて複数の箇所に設けられているので、支持壁２２と回路基板９０の平行な状態を安定して得ることができる。

次に、本実施形態の温度センサ１は、測定対象物の温度を正確に感知することができる。つまり、温度センサ１のケース２０は、図１及び図２に示すように、収容保持部２１の支持壁２２、前壁２７及び一対の側壁２３，２３の４方向から充填材５０を取り囲んでいる。したがって温度センサ１によれば、充填材５０を介して感温素子１０に熱を伝える面積が広いので、測定対象物の温度を感温素子１０に速やかに伝えることができる。

さらに、充填材５０は、全体としての線膨張係数を調整するための添加剤が含まれているので、ケース２０と充填材５０の線膨張係数の差が小さい。
したがって温度センサ１によれば、回路基板９０にリフロー方式で半田付けされても、ケース２０と充填材５０の間に隙間ができたり、充填材５０に亀裂が入ったりするのを防止できるので、充填材５０を介する素子本体１１への伝熱性能の低下を防ぐことができる。

［第１実施形態の変形例１］
図５は、第１実施形態の変形例を示す。
この変形例にかかる温度センサ１は、ケース２０に前方支持体２５を設ける代わりに、ラグ端子部３１に前方支持体３５を設けている。
具体的には、図５（ａ）に示すように、ラグ端子部３１の前端寄りに、一対の前方支持体３５，３５が設けられている。それぞれの前方支持体３５は、図５（ｂ）に示すように、ラグ端子部３１とその側面で繋がっており、高さ方向Ｈにケース２０の後方支持体２６と同じ向きに立ち上がっている。前方支持体３５の先端は、後方支持体２６と同じ高さになっている。

図５（ａ）に示す変形例は、前方支持体３５と後方支持体２６の間隔を、第１実施形態の前方支持体２５と後方支持体２６の間隔よりも広くすることができるので、温度センサ１のケースと回路基板９０との平行状態をより安定して保つことができる。

なお、一対の前方支持体３５，３５は、連結部２９に近い側に設けられていてもよい。さらに、前方支持体３５を、図５（ｃ）に示すように、ラグ端子部３１の前端に一つだけ設けることで、前方支持体３５と一対の後方支持体２６，２６による３点でケース２０を支持することもできる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係る温度センサ２について、図６を参照して説明する。
温度センサ２は、図６（ａ）に示すように、ケース８０に保持されるリードフレーム６０が、第１実施形態の温度センサ１よりも長く、かつ、平面視して、第一端子４１と第二端子４５が前端から後端まで平行に延びている。なお、第２実施形態において第１実施形態と同様の構成要素には、第１実施形態と同じ符号を用いる。以下、温度センサ２について、温度センサ１との相違点を中心に説明する。

リードフレーム６０の第一端子４１及び第二端子４５のそれぞれは、図６（ａ），（ｂ）に示すように、長手方向Ｌに沿う第一水平部６１と、第一水平部６１と繋がる第一垂直部６２と、第一垂直部６２と繋がる第二水平部６３と、第二水平部６３に繋がり、接続部４２をなす第二垂直部６４と、を備えている。第一水平部６１と第二水平部６３は、ケース２０の支持壁２２と平行をなし、第一垂直部６２と第二垂直部６４はケース２０の前壁２７と平行をなしている。第一水平部６１は、図６（ｃ）に示すように、接続部４２を担う。

リードフレーム６０は、第一端子４１と第二端子４５が長いために、温度センサ２を回路基板９０に実装して使用している最中に振動を受けると、第一端子４１と第二端子４５が接触するおそれがある。そこで、温度センサ２は、第一端子４１と第二端子４５の相互の間隔を維持して、第一端子４１と第二端子４５が接触するのを防ぐために、第一端子４１と第二端子４５の間にスペーサ７０が設けられている。スペーサ７０は、エポキシ樹脂をインサート成形することにより設けられている。

スペーサ７０は、図６（ａ），（ｂ）に示すように、第二垂直部６４を除いて、ケース８０から引き出さるリードフレーム６０（第一端子４１，第二端子４５）の全体を連なって覆っている。ただし、第一端子４１と第二端子４５の間隔を維持できるのであれば、スペーサ７０は、間欠的に設けられていてもよい。間欠的にスペーサ７０を設ける場合は、リードフレーム６０の全体を連なって覆っているスペーサ７０に比べて、個々のスペーサ７０をインサート成形する際に用いる金型により形成されるキャビティを小さくすることができ、エポキシ樹脂を容易に行き渡らすことができる。

温度センサ２は、第１実施形態の温度センサ１と異なり、ケース８０が装着対象物である回路基板９０に固定されない。

また、温度センサ２は、ラグ端子部３１のねじ孔３２の中心が、ケース２０の幅方向Ｗの中心から幅方向Ｗの一方にずれている。このように、ラグ端子部３１を取り付ける周辺の素性によっては、ラグ端子部３１をケース２０から偏心させることができる。

以上、本発明を好ましい実施形態に基づいて説明したが、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることが可能である。

上述した第１実施形態は、温度センサ１の支持壁２２と回路基板９０が平行をなすことを前提にしているが、本発明はこれに限定されない。回路基板９０と測定対象物の伝熱面が傾斜している場合には、この傾斜に合わせて、回路基板９０に対する支持壁２２の姿勢を調整することができる。

また、充填材５０は、温度センサ１が回路基板９０にリフロー方式により半田付けされる場合を想定して、線状材膨張係数を調整する添加剤として酸化アルミニウム粒子を含むエポキシ樹脂を用いたが、本発明はこれに限定されない。リフロー方式以外の手段により半田付けするのであれば、添加剤を含まない樹脂を用いてもよい。

上述した第１、第２実施形態では、ラグ端子部３１が支持壁２２から前方に向けて延設された連結部２９により収容保持部２１と繋がっているが、本発明はこれに限定されない。ラグ端子部３１が前壁２７や側壁２３から高さ方向Ｈに延設された連結部により収容保持部２１と繋がっていてもよい。

上述した第１、第２実施形態では、ケース２０にラグ端子部３１を備える温度センサ１，２について説明したが、本発明はこれに限定されず、測定対象に接触する伝熱面を有するケースを備える温度センサに広く適用することができる。また、第１、第２実施形態では、ケース２０の支持壁２２も伝熱面としているが、前壁２７や側壁２３を測定対象に接触させて、前壁２７や側壁２３を伝熱面とすることができる。さらに、ケース２０は、充填材５０を４方向から取り囲む形状になっているが、これに限定されず、充填材５０を４方向以上から取り囲む形状であってもよい。

第１実施形態の温度センサ１は、一対の前方支持体２５が、長手方向Ｌの同じ位置に設けられているが、長手方向Ｌの異なる位置に設けられてもよい。後方支持体２６も同様である。

また、温度センサ１は、前方支持体２５の当接面２５１が、回路基板９０と繋がっている外枠９２に面接触するが、本発明はこれに限定されず、回路基板９０自体や測定対象物に隣接しその後に取り除かれる他の部材と面接触してもよい。

１，２ 温度センサ
１０ 感温素子
１１ 素子本体
１２ リード線
１３ 封止体
２０ ケース
２１ 収容保持部
２２ 支持壁
２３ 側壁
２４ 接続体
２５ 前方支持体
２５１ 当接面
２６ 後方支持体
２７ 前壁
２８ 収容空間
２９ 連結部
３０ 脱気孔
３１ ラグ端子部
３２ ねじ孔
３３ 伝熱面
３４ キャリア
３５ 前方支持体
４０ リードフレーム
４１ 第一端子
４２ 接続部
４３ 開脚部
４４ 挿入部
４５ 第二端子
５０ 充填材
５１ 内層
５３ 外層
６０ リードフレーム
６１ 第一水平部
６２ 第一垂直部
６３ 第二水平部
６４ 第二垂直部
７０ スペーサ
９０ 回路基板
９１ 切込み
９２ 外枠
９３ 挿通孔
Ｈ 高さ方向
Ｌ 長手方向
Ｗ 幅方向

本発明の温度センサは、素子本体と、素子本体から引き出される一対のリード線と、を有する感温素子と、感温素子を収容し、温度の測定対象物に接する伝熱面を有するケースと、リード線のそれぞれと電気的に接続され、ケースから引き出される一対のリードフレームと、ケースに収容される感温素子とリードフレームを覆い、接続の状態を維持して感温素子とリードフレームをケースに保持する充填材と、を備える。本発明におけるケースは、測定対象物にケースを固定し、伝熱面を有するラグ端子を備える。
リードフレームは、電線に比べて剛性が高いので、ケースを装着対象物に位置合わせして装着するだけで、リードフレームを例えば回路基板の挿通孔へ挿入できる。したがって、本発明の温度センサによれば、回路基板に実装する際の作業工程を減らすことができ、作業効率を向上させることができる。
また、リードフレームは、電線のようにその先端を挿通孔に挿入するため長さに余裕を持たせる必要がないため、回路基板の周囲のスペースを占めることがなく、省スペース化を図ることができる。
また、ケースが伝熱面を備えるラグ端子を備えることによって、伝熱面を測定対象物に密着できるので、測定対象物の温度を正確に測定することができる。

Claims (8)

1. 素子本体と、前記素子本体から引き出される一対のリード線と、を有する感温素子と、
   前記感温素子を収容し、温度の測定対象物に接する伝熱面を有するケースと、
   前記リード線のそれぞれと電気的に接続され、前記ケースから引き出される一対のリードフレームと、
   前記ケースに収容される前記感温素子と前記リードフレームとを覆い、前記接続の状態を維持して前記感温素子と前記リードフレームを前記ケースに保持する充填材と、
   を備えることを特徴とする温度センサ。
2. 前記充填材は、
   前記ケースの内部において、または、前記ケースの内部と外部において、前記リード線と前記リードフレームの接続部分の少なくとも一部を覆う、
   請求項１に記載の温度センサ。
3. 前記ケースは、
   前記充填材を取り囲む、
   請求項１又は請求項２に記載の温度センサ。
4. 前記ケースは、
   前記測定対象物に前記ケースを固定し、前記伝熱面を有するラグ端子を備える、
   請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の温度センサ。
5. 前記温度センサは、
   装着対象物に装着されて前記測定対象物の温度を測定し、
   前記ケースは、
   前記伝熱面と対向する側に、前記装着対象物との接続を担う接続体を備える、
   請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の温度センサ。
6. 前記ケースは、
   前記装着対象物と前記伝熱面の相対的な位置関係を規制する支持体を備える、
   請求項４又は請求項５に記載の温度センサ。
7. 前記支持体は、
   前記リードフレームが引き出される前後方向であって、前記接続体を挟む複数の箇所に設けられる、
   請求項６に記載の温度センサ。
8. 一対の前記リードフレームは、相互の間隔を維持するスペーサを備える、
   請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の温度センサ。

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