WO2023037472A1 - 温度センサ - Google Patents

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WO2023037472A1
WO2023037472A1 PCT/JP2021/033171 JP2021033171W WO2023037472A1 WO 2023037472 A1 WO2023037472 A1 WO 2023037472A1 JP 2021033171 W JP2021033171 W JP 2021033171W WO 2023037472 A1 WO2023037472 A1 WO 2023037472A1
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temperature sensor
fixing
measurement object
protector
temperature
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Inventor
孝正 吉原
康平 斎藤
Original Assignee
株式会社芝浦電子
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K1/00—Details of thermometers not specially adapted for particular types of thermometer
    • G01K1/14—Supports; Fastening devices; Arrangements for mounting thermometers in particular locations
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
    • G01K7/16—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements
    • G01K7/22—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements the element being a non-linear resistance, e.g. thermistor

Definitions

  • the present invention relates to a temperature sensor that can be easily fixed to a temperature measurement object.
  • a widely used temperature sensor includes a thermosensitive element such as a thermistor, a lead wire electrically connected to the thermosensitive element, and a lead wire electrically connected to the lead wire.
  • the susceptor may be covered with a coating layer of electrically insulating material, for example glass.
  • the temperature sensor it is preferable to be close to the object whose temperature is to be measured in order to obtain the accuracy of the measured temperature.
  • the temperature sensor is fixed to the temperature measurement object.
  • the temperature sensor described in Patent Document 1 includes a metal case that houses a heat sensitive element and a glass protective layer, and the case includes a lug terminal that has a heat transfer surface to the object to be measured.
  • the heat transfer surface can be brought into close contact with the temperature measurement object by screwing the lug terminal to the temperature measurement object.
  • an object of the present invention is to provide a temperature sensor that requires less man-hours for fixing to a temperature measurement object.
  • the temperature sensor of the present invention comprises a heat sensitive body, a pair of electric wires electrically connected to the heat sensitive body, a resin protective body covering the heat sensitive body and a part of the pair of electric wires, and a protective body integral with the heat sensitive body. a fixing element formed, responsible for fixing to the temperature measuring object.
  • the fixing element in the present invention is preferably provided in a free area shifted from the sensor element holding area of the protector where the heat sensitive element and the electric wire are provided.
  • the free area in the present invention preferably has a dimension in the thickness direction smaller than that of the sensor element holding area.
  • This fixing element is preferably a fixing hole penetrating the front and back of the protector. In this case, it is preferably fixed to the temperature measurement object by a fastener inserted into the fixing hole.
  • this fixing element is preferably a fixing protrusion protruding from the surface of the protector. In this case, it is fixed to the temperature measurement object by inserting the fixing projection into the holding hole formed in the temperature measurement object.
  • the protective body is provided with the fixing element responsible for fixing to the temperature measurement object.
  • the protector is provided to protect the components of the temperature sensor such as the heat sensitive body, and the temperature sensor is integrally provided with the fixing element.
  • the temperature sensor which concerns on 1st Embodiment is shown, (a) is a top view, (b) is a bottom view.
  • the temperature sensor according to the first embodiment is shown, (a) is a left side view, and (b) is a right side view. It is a figure which shows the procedure which fixes the temperature sensor which concerns on 1st Embodiment to a temperature measurement object. It is a figure which shows the modification of the temperature sensor which concerns on 1st Embodiment. It is a figure showing other modifications of a temperature sensor concerning a 1st embodiment. It is a figure showing other modifications of a temperature sensor concerning a 1st embodiment.
  • FIG. 10 is a diagram showing another procedure for fixing the temperature sensor according to the second embodiment to the temperature measurement object;
  • the temperature sensor 10A includes a fixing hole 21 into which a fastener is inserted, for example, as an example of a fixing element responsible for fixing to a temperature measurement object.
  • This fixing hole 21 is formed in a protector 19 that directly covers the heat sensitive element 11 of the temperature sensor 10A.
  • the temperature sensor 10A will be described below with reference to FIGS. 1 to 7.
  • FIG. 1 A fixing hole 21 into which a fastener is inserted, for example, as an example of a fixing element responsible for fixing to a temperature measurement object.
  • This fixing hole 21 is formed in a protector 19 that directly covers the heat sensitive element 11 of the temperature sensor 10A.
  • the temperature sensor 10A includes a heat sensitive element 11, a protective layer 13 made of glass surrounding the heat sensitive element 11, and a pair of lead wires 15 electrically connected to the heat sensitive element 11. , 15 and lead wires 17, 17 connected to the lead wires 15, 15, respectively.
  • the lead wires 15, 15 and the lead wires 17, 17 constitute a pair of electric wires of the present invention.
  • the temperature sensor 10A also includes a protective body 19 made of a resin material that covers the entirety of the thermal sensitive element 11, the protective layer 13, the lead wires 15, 15, and the front end portions of the lead wires 17, 17, respectively. In the temperature sensor 10A, as shown in FIGS.
  • thermosensitive element 11 the side on which the thermosensitive element 11 is provided is defined as the front (F), and the opposite side is defined as the rear (B). However, this definition is relative. Further, in the temperature sensor 10A, as shown in FIGS. 1 and 2, the longitudinal direction (L), width direction (W) and thickness direction (T) are defined. This definition is used for convenience of explanation of the present embodiment and does not specify the present invention.
  • thermosensitive element 11 For example, a thermistor (thermally sensitive resistor) is applied to the thermosensitive element 11 .
  • a thermistor is a metal oxide that measures temperature using the change in electrical resistance with temperature. Thermistors are classified into NTC (negative temperature coefficient) and PTC (positive temperature coefficient).
  • an oxide sintered body having a basic composition of manganese oxide (Mn 3 O 4 ) having a spinel structure can be used as the heat sensitive body 11 .
  • An oxide sintered body having a composition of M X Mn 3-X O 4 in which M element (one or more of Ni, Co, Fe, Cu, Al and Cr) is added to this basic composition is used as a heat sensitive body 11.
  • M element one or more of Ni, Co, Fe, Cu, Al and Cr
  • V, B, Ba, Bi, Ca, La, Sb, Sr, Ti and Zr can be added.
  • an oxide sintered body having a basic composition of a complex oxide having a perovskite structure, such as YCrO 3 , which is typical for a PTC thermistor, can be used as the heat sensitive element 11 .
  • An electrical resistance element made of platinum, for example, other than the thermistor can also be used for the heat sensitive element 11 .
  • the protective layer 13 made of glass seals the heat sensitive element 11 and keeps it airtight, thereby suppressing chemical and physical changes of the heat sensitive element 11 due to environmental conditions and mechanically protecting the heat sensitive element 11. do.
  • the protective layer 13 made of glass covers the front ends of the lead wires 15 and 15 in addition to the entire heat sensitive element 11 and seals the lead wires 15 and 15 .
  • the provision of the protective layer 13 made of glass is merely a preferable example, and the provision of the protective layer 13 is optional in the present invention.
  • the lead wires 15 and 15 are electrically connected to a pair of electrodes (not shown) of the heat sensitive element 11, respectively. Since the lead wires 15, 15 are sealed by the protective layer 13, it is preferable to use a Dumet wire whose coefficient of linear expansion is similar to that of the glass forming the protective layer 13.
  • FIG. The Dumet wire is a conductive wire in which an alloy containing iron and nickel as main components is used as a conductor (core wire), and the conductor is covered with copper.
  • the lead wires 17, 17 include core wires 17A, 17A made of conductors, and electrical insulating coatings 17B, 17B covering the core wires 17A, 17A. At one end sides of the lead wires 17, 17, the core wires 17A, 17A are exposed from the insulating coating 17B in a predetermined range. The exposed portions of the core wires 17A, 17A and the lead wires 15, 15 are electrically connected. In this embodiment, the lead wires 15, 15 and the core wires 17A, 17A are electrically connected by joining the ends of the lead wires 15 to the pads 17C, 17C connected to the core wire 17A by welding or the like. . The other ends of the lead wires 17, 17 are connected to a circuit board (not shown) through another electric wire as required.
  • the protector 19A is configured to measure the temperature of the heat sensitive element 11, the protective layer 13, the lead wires 15, 15 drawn out from the heat sensitive element 11, and partial sections of the lead wires 17, 17 connected to the lead wires 15, 15. It covers the sensor 10A.
  • the protector 19A is provided to protect elements of the temperature sensor 10A such as the heat sensitive element 11 from external factors.
  • the protector 19A protects the heat sensitive element 11, the lead wires 15, 15 and the core wires 17A, 17A of the lead wires 17, 17 from external force such as impact.
  • the protector 19A is preferably made of a fluororesin such as polytetrafluoroethylene (PTFE), tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA), or the like.
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • PFA tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer
  • the protective body 19A can also be constructed using an appropriate resin material, regardless of whether it is a thermoplastic resin or a thermosetting resin. If the protector 19A is made of a transparent resin, it is possible to inspect the appearance of the thermosensitive element 11 by seeing through the protector 19A.
  • the protector 19A has a rectangular parallelepiped external shape extending in the longitudinal direction (L), but it may have another external shape such as a cylindrical shape. Also, the protector 19A can be manufactured by, for example, arranging the temperature sensor 10A in a mold and performing injection molding.
  • a fixing hole 21 is formed in the protector 19A in front of the heat sensitive element 11 (F) and penetrates the front surface 19A1 and the back surface 19A2 in the thickness direction (T).
  • This fixing hole 21 is an example of a fixing element in the present invention.
  • the fixing hole 21 shown in FIGS. 1 and 2 has a circular opening. However, as will be specifically described later, the opening shape of the fixing hole 21 in the present invention is not limited to a circular shape.
  • the fixing hole 21 is formed in a thin portion 19A3 provided in front (F) of the protector 19A. Elements of the temperature sensor 10A other than the protector 19A such as the heat sensitive element 11 and the lead wires 15, 15 do not exist in the thin portion 19A3. less likely to give
  • the thickness of the thin portion 19A3 is, for example, about half the thickness of the thick portion 19A4 excluding the thin portion 19A3.
  • 19 A of protectors containing the fixing hole 21 are integrally formed from the resin material mentioned above, for example by injection molding. That is, in the protective body 19A, preparation of individual members for forming the fixing holes 21 and work man-hours are not required.
  • the thick portion 19A4 can be said to be a sensor element holding area where the elements of the temperature sensor 10A such as the heat sensitive element 11 and the lead wires 15, 15 are held. Also, the thin portion 19A3 can be said to be a free area shifted from the sensor element holding area.
  • FIG. 3 Next, an example of the procedure for fixing the temperature sensor 10A to the temperature measurement object 30 will be described with reference to FIG.
  • the temperature sensor 10A is fixed to the temperature measurement object 30 with fasteners 33 consisting of bolts 35 and nuts 37.
  • FIG. 3A the positions of the fixing holes 21 of the protector 19A and the fixing holes 21 formed in the temperature measurement object 30 are aligned. This alignment is performed in the longitudinal direction (L) and the width direction (W).
  • the bolt 35 is arranged facing the temperature sensor 10A, and the nut 37 is arranged facing the object 30 of temperature measurement. The bolt 35 is aligned with the fixing hole 21 and the nut 37 is aligned with the fixing hole 21 .
  • the threaded portion 35B of the bolt 35 is passed through the fixing hole 21 and the holding hole 31 as shown in FIG.
  • the tip is exposed on the back side (lower side in the figure) of the temperature measurement object 30 .
  • the head 35A of the bolt 35 is tightened while holding the nut 37 so as not to rotate.
  • the temperature sensor 10A can be brought into close contact with the temperature measurement object 30.
  • the support surface 30A of the temperature measurement object 30 on which the temperature sensor 10A is placed is flat, while the back surface 19A2 of the protector 19A, which serves as the heat sensing surface of the temperature sensor 10A, is also flat. is. Therefore, the heat sensing surface of the temperature sensor 10A can be in close contact with the support surface 30A of the temperature measurement object 30.
  • FIG. 1 the fact that the support surface 30A and the heat sensing surface (the back surface 19A2) are flat is only an example, and in the present invention, instead of the flat surface, other forms such as a curved surface and an uneven surface can be employed.
  • a fixing hole 21 for fixing the temperature sensor 10A to the temperature measurement object 30 with a fastener is provided in the protector 19A.
  • the protective member 19A is provided to protect the heat sensitive member 11 and the like, and the temperature sensor 10A is provided with a fixing hole 21 in the protective member 19A.
  • the fixing hole 21 in the temperature sensor 10A is formed in the thin portion 19A3 provided in front (F) of the protector 19A. Elements of the temperature sensor 10A other than the protector 19A such as the heat sensitive element 11 and the lead wires 15 and 15 do not exist in the thin portion 19A3. Less risk of applying mechanical stress to the components.
  • FIG. 4 shows a modification regarding the position of the fixing hole 21.
  • FIG. 4(a) shows an example in which a fixing hole 21 is provided behind (B) the heat sensitive element 11 and between the lead wires 15, 15 and the core wires 17A, 17A of the lead wires 17, 17.
  • FIG. 4(b) shows an example in which a fixing hole 21 is provided behind (B) the heat sensitive element 11 and between the insulating coatings 17B, 17B of the lead wires 17, 17.
  • the number of fixing holes 21 may be one, or three or more.
  • the fixing hole 21 is provided behind the heat sensitive element 11 (B) and between one or both of the lead wires 15 and 15 and the lead wires 17 and 17.
  • the number of man-hours required for fixing the temperature sensor 10A to the temperature measurement object 30 can be reduced.
  • the specifications such as the position of the fixing hole 21 and the dimensions of the fastener are such that when the fastener is inserted into the fixing hole 21 and tightened, the heat sensitive element 11, the lead wires 15 and 15, and the lead wires 17 and 17 are mechanically damaged. It is preferable to set appropriately so that excessive pressure is not applied.
  • the fixing piece 23 is integrally formed with the protector 19A along one side in the width direction (W) of the protector 19A, and is fixed so as to pass through the fixing piece 23 in the thickness direction (T).
  • a modification in which holes 21 are formed is shown.
  • the modification shown in FIG. 5 is adopted, for example, when the fixing hole 21 cannot be provided within the range of the protector 19A viewed from above due to the relationship with the temperature measurement object 30.
  • FIGS. 1 to 5 exemplify the fixing hole 21 having a circular shape in plan view
  • FIGS. 6 and 7 show examples of the fixing hole 21 having a shape other than a circular shape.
  • the shape of the fixing hole 21 in the present invention is not limited to the already illustrated circular shape, and can be appropriately changed according to specifications such as the position of the fixing hole 21 and the dimensions of the fastener. That is, in the present invention, an oval fixing hole 21 as shown in FIG. 6(a) and a rectangular fixing hole 21 as shown in FIG. 6(b) can be employed.
  • the oval shape referred to here is defined as a concept including an elliptical shape and a racetrack shape.
  • the rectangular shape referred to here is defined as a concept including a rhombus including a square and a parallelogram including a rectangle.
  • irregular shaped fixing holes 21 as shown in FIG. 7(b) are also employed. be able to.
  • the drawings and descriptions have been made so far on the assumption that the dimension in the thickness direction (T) of the fixing hole 21 is constant, the dimension in the thickness direction (T) of the fixing hole 21 is, for example, one side. It may change so that it becomes smaller toward the other surface side.
  • FIGS. 8, 9, 10 and 11 the case where the temperature sensor 10B according to the second embodiment includes fixing projections 25 inserted into the holding holes 31 of the temperature measurement object 30, as an example of fixing elements to the measurement object, will be described.
  • This fixing projection 25 is formed on a protector 19B that directly covers the heat sensitive element 11 of the temperature sensor 10B.
  • the temperature sensor 10B will be described below with reference to FIGS. 8 to 11.
  • FIG. 8 to 11 the same reference numerals as those of the temperature sensor 10A described above are used for the same components as the temperature sensor 10A described above, and the description of these components is omitted, and the following focuses on the protector 19B. to explain.
  • the protector 19B has a fixing protrusion 25 formed in front (F) of the heat sensitive element 11 and protruding in the thickness direction (T) from the front surface 19A1 (or the back surface 19A2).
  • the fixing protrusion 25 is an example of a fixing element in the present invention.
  • the fixing projection 25 shown in FIGS. 8 and 9 has a circular cross-sectional shape.
  • the cross-sectional shape of the fixing protrusion 25 in the present invention is not limited to a circular shape.
  • various shapes can be adopted for the fixing projection 25 as long as the object can be achieved.
  • the protector 19B including the fixing protrusion 25 is integrally formed from the resin material described above, for example, by injection molding. That is, in the protective body 19B, no separate working steps are required to form the fixing protrusions 25.
  • FIG. The protector 19B shown in FIGS. 8 and 9 has a constant dimension in the thickness direction (T) without the thin portion 19A3 of the temperature sensor 10A. Do not prevent installation.
  • FIG. 10 Next, an example of the procedure for fixing the temperature sensor 10B to the temperature measurement object 30 will be described with reference to FIG.
  • the fixing projection 25 of the temperature sensor 10B is fixed to the temperature measurement object 30, as shown in FIG. 10(a).
  • FIG. 10A the fixing projections 25 of the protector 19A and the holding holes 31 formed in the temperature measurement object 30 are aligned. This alignment is performed in the longitudinal direction (L) and the width direction (W).
  • the fixing protrusions 25 and the holding holes 31 are aligned, the fixing protrusions 25 are passed through the holding holes 31 as shown in FIG. 10(b).
  • the fixing projection 25 is fixed to the protective body 19 inside the holding hole 31, but the method is arbitrary.
  • the fixing protrusion 25 can be press-fitted into the holding hole 31 and fixed.
  • the fixing projection 25 can be fixed to the holding hole 31 using an adhesive.
  • the temperature sensor 10B can be brought into close contact with the temperature measurement object 30.
  • the support surface 30A of the temperature measurement object 30 on which the temperature sensor 10B is placed is flat, while the back surface 19A2 of the protector 19B, which serves as the heat sensing surface of the temperature sensor 10B, is also flat. is. Therefore, the heat sensing surface of the temperature sensor 10B can be in close contact with the support surface 30A of the temperature measurement object 30.
  • FIG. 10(b) the support surface 30A of the temperature measurement object 30 on which the temperature sensor 10B is placed is flat, while the back surface 19A2 of the protector 19B, which serves as the heat sensing surface of the temperature sensor 10B, is also flat. is. Therefore, the heat sensing surface of the temperature sensor 10B can be in close contact with the support surface 30A of the temperature measurement object 30.
  • the temperature sensor 10B is provided with a fixing projection 25 for fixing to the temperature measurement object 30 on the protector 19B.
  • the protective member 19B is provided to protect the heat sensitive member 11 and the like, and the temperature sensor 10B is provided with a fixing protrusion 25 on the protective member 19B.
  • FIG. 11 a modification of the temperature sensor 10B according to the second embodiment will be described with reference to FIG.
  • the projecting dimension of the fixed protrusion 25 is set larger than the dimension of the temperature measurement object 30 in the thickness direction (T).
  • the fixing projection 25 penetrates the holding hole 31 and the tip thereof protrudes from the back surface 30B of the object 30 for temperature measurement.
  • the portion protruding from the back surface 30B is softened, for example, by heating, and then crushed to form the locking end 27 .
  • the temperature sensor 10B is fixed to the temperature measurement object 30 by forming the locking end 27 .
  • the temperature sensor 10A according to the first embodiment has fixing holes 21, and the temperature sensor 10B according to the second embodiment has fixing projections 25. can also be provided.
  • the fixing holes 21 and the fixing protrusions 25 By providing both the fixing holes 21 and the fixing protrusions 25, the fixing strength between the temperature sensor and the temperature measurement object can be strengthened, and the relative positional relationship between the temperature sensor and the temperature measurement object can be accurately determined. can be identified.
  • the present invention is not limited to this.
  • a fastener with a sharp tip such as a wood screw can be used, and in this case, a fixing hole with a sealed bottom portion can be provided without passing through the front and back.
  • a fastener with a sharp tip may be screwed along the fixing hole, penetrated through the sealed bottom portion, and fixed to the temperature measurement object.
  • the present invention is not limited to this.
  • a fastener such as a wood screw with a sharp tip is inserted into the fixing protrusion 25 inside the holding hole 31 .
  • the fixed projection 25 may be fixed to the temperature measurement object 30 by screwing it in and enlarging the diameter of the fixed projection 25 to generate pressure on the fixed projection 25 .

Abstract

本発明は、温度測定対象物に固定するために必要な作業工数の少ない温度センサを提供することを目的とする。この目的を達成するために、本発明の温度センサは、感熱体（１１）と、感熱体（１１）に電気的に接続される一対の電線（１５，１７）と、感熱体（１１）と一対の電線（１５，１７）の一部とを覆う樹脂製の保護体（１９）と、保護体（１９）に一体的に形成される、温度測定対象に対する固定要素（２１，２５）と、を備える。

Description

温度センサ
　本発明は、温度測定対象物への固定が容易な温度センサに関する。
　温度センサとして、例えばサーミスタ（thermistor）からなる感熱体と、感熱体に電気的に接続される引出線と、引出線に電気的に接続されるリード線と、を備えるものが広く用いられている。感熱体は、例えばガラスからなる電気的な絶縁材料の被覆層で覆われることがある。
　この温度センサにおいて、温度を測定する対象物に近接していることが測定温度の正確性を得るうえで好ましい。また、温度測定対象物に近接する典型例として、温度センサを温度測定対象物に固定することが行われる。
　例えば、特許文献１に記載される温度センサは、感熱体およびガラス製の保護層を収容する金属製のケースを備え、このケースは測定対象物への伝熱面を有するラグ端子を備える。特許文献１の温度センサによれば、ラグ端子を温度測定対象物にネジ止めすることで伝熱面を温度測定対象物に密着させることができる。
特許第６３７１００２号公報
　特許文献１の温度センサは、ラグ端子の伝熱面を温度測定対象物に密着させることができるので、測定温度の精度を確保できる。しかし、特許文献１は、ラグ端子を含む金属製のケースを備え、このケースに温度センサの本体部分を収容する作業が必要である。したがって、ラグ端子を温度測定対象物に締結具で固定する作業を含み作業工数が多くなる。
　以上より、本発明は、温度測定対象物に固定するために必要な作業工数の少な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、感熱体と、感熱体に電気的に接続される一対の電線と、感熱体と一対の電線の一部とを覆う樹脂製の保護体と、保護体に一体的に形成される、温度測定対象への固定を担う固定要素と、を備える。
　本発明における固定要素は、好ましくは、感熱体および電線が設けられる保護体のセンサ要素保持領域からずれる自由領域に設けられる。
　本発明における自由領域は、好ましくは、センサ要素保持領域よりも厚さ方向の寸法が小さく設定されている。
　この固定要素は、好ましくは、保護体の表裏を貫通する固定孔である。この場合、好ましくは、固定孔に挿入される締結具によって温度測定対象物に固定される。
　また、この固定要素は、好ましくは、保護体の表面から突出する固定突起である。この場合、温度測定対象物に形成される保持孔に固定突起が挿入されることで温度測定対象物に固定される。
　本発明の温度センサによれば、温度測定対象物への固定を担う固定要素が保護体に設けられている。保護体は感熱体などの温度センサの構成要素を保護するために設けられているものであり、温度センサはこの保護体に固定要素を一体的に備える。このように、本発明による温度センサによれば、固定要素を設けるための個別の部材を作製しこの部材を温度センサに取り付ける作業を省くことができるので、温度測定対象物に固定するために必要な作業工数を減らすことができる。
第１実施形態に係る温度センサを示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は底面図である。 第１実施形態に係る温度センサを示し、（ａ）は左側面図、（ｂ）は右側面図である。 第１実施形態に係る温度センサを温度測定対象物に固定する手順を示す図である。 第１実施形態に係る温度センサの変形例を示す図である。 第１実施形態に係る温度センサの他の変形例を示す図である。 第１実施形態に係る温度センサの他の変形例を示す図である。 第１実施形態に係る温度センサの他の変形例を示す図である。 第２実施形態に係る温度センサを示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は底面図である。 第２実施形態に係る温度センサを示し、（ａ）は左側面図、（ｂ）は右側面図である。 第２実施形態に係る温度センサを温度測定対象物に固定する手順を示す図である。 第２実施形態に係る温度センサを温度測定対象物に固定する他の手順を示す図である。
［第１実施形態：図１～図７］
　第１実施形態に係る温度センサ１０Ａは、温度測定対象物への固定を担う固定要素の一例として、例えば締結具が挿入される固定孔２１を備える。そして、この固定孔２１は、温度センサ１０Ａの感熱体１１を直に覆う保護体１９に形成される。以下、図１から図７を参照しながら、温度センサ１０Ａを説明する。
［温度センサ１０Ａ：図１，図２］
　温度センサ１０Ａは、図１および図２に示すように、感熱体１１と、感熱体１１の周囲を覆うガラス製の保護層１３と、感熱体１１に電気的に接続される一対の引出線１５，１５と、引出線１５，１５のそれぞれに接続されるリード線１７，１７と、を備える。引出線１５，１５とリード線１７，１７により本発明の一対の電線が構成される。また、温度センサ１０Ａは、感熱体１１、保護層１３および引出線１５，１５のそれぞれの全体ならびにリード線１７，１７の前端部分を覆う樹脂材料製の保護体１９を備える。なお、温度センサ１０Ａにおいて、図１および図２に示すように、感熱体１１が設けられる側を前方（Ｆ）と定義し、その逆側を後方（Ｂ）と定義する。ただし、この定義は相対的なものとする。また、温度センサ１０Ａにおいて、図１および図２に示すように、長手方向（Ｌ）、幅方向（Ｗ）および厚さ方向（Ｔ）が定義される。この定義は本実施形態の説明の便宜のために用いられるものであり、本発明を特定するものではない。
［感熱体１１］
  感熱体１１には、例えば、サーミスタ（thermistor：thermally sensitive resistor）が適用される。サーミスタは、温度によって電気抵抗が変化することを利用して温度を測定する金属酸化物である。
  サーミスタは、ＮＴＣ（negative temperature coefficient）とＰＴＣ（positive temperature coefficient）に区分されるが、感熱体１１にはいずれのサーミスタをも使用できる。
  ＮＴＣサーミスタとしてスピネル構造を有するマンガン酸化物（Ｍｎ３Ｏ４）を基本組成とする酸化物焼結体を感熱体１１に用いることができる。この基本構成にＭ元素（Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ａｌ及びＣｒの１種又は２種以上）を加えたＭＸＭｎ３－ＸＯ４の組成を有する酸化物焼結体を感熱体１１に用いることができる。さらに、Ｖ、Ｂ、Ｂａ、Ｂｉ、Ｃａ、Ｌａ、Ｓｂ、Ｓｒ、Ｔｉ及びＺｒの１種又は２種以上を加えることができる。
  また、ＰＴＣサーミスタとして典型的なペロブスカイト構造を有する複合酸化物、例えばＹＣｒＯ３を基本構成とする酸化物焼結体を感熱体１１に用いることができる。
　サーミスタ以外の例えば白金からなる電気的な抵抗要素を感熱体１１に用いることもできる。
［保護層１３：図１，図２］
  ガラス製の保護層１３は、感熱体１１を封止して気密状態に保持することによって、環境条件に基づく感熱体１１の化学的、物理的変化を抑えるとともに、感熱体１１を機械的に保護する。ガラス製の保護層１３は、感熱体１１の全体に加えて引出線１５，１５の前端を覆い、引出線１５，１５を封着する。
  なお、ガラス製の保護層１３を設けることは好ましい例にすぎず、本発明において保護層１３を設けることは任意である。
［引出線１５，１５：図１，図２］
  引出線１５，１５は、感熱体１１の図示を省略する一対の電極にそれぞれが電気的に接続される。
  引出線１５，１５は、保護層１３により封着されるため、好ましくは線膨張係数が保護層１３を構成するガラスと近似するジュメット線が用いられる。なお、ジュメット線は、鉄とニッケルを主成分とする合金を導体（芯線）として用い、そのまわりを銅で被覆した導線である。
［リード線１７，１７：図１，図２］
  リード線１７，１７は、導体からなる芯線１７Ａ，１７Ａと、芯線１７Ａ，１７Ａの周囲を覆う電気的な絶縁被覆１７Ｂ，１７Ｂと、を備える。リード線１７，１７の一端側は、所定の範囲で芯線１７Ａ，１７Ａが絶縁被覆１７Ｂから露出している。この芯線１７Ａ，１７Ａの露出した部分と引出線１５，１５とが電気的に接続される。
　本実施形態では、芯線１７Ａに接続されたパッド１７Ｃ，１７Ｃに引出線１５の端部が溶接等により接合されることで、引出線１５，１５と芯線１７Ａ，１７Ａとが電気的に接続される。各リード線１７，１７の他端は、必要に応じて他の電線を介して、図示しない回路基板に接続される。
［保護体１９Ａ：図１，図２］
　保護体１９Ａは、感熱体１１と、保護層１３と、感熱体１１から引き出される引出線１５，１５と、引出線１５，１５に接続されるリード線１７，１７の一部区間とに亘り温度センサ１０Ａを覆っている。このように保護体１９Ａは、感熱体１１などの温度センサ１０Ａの要素を外的な要因から保護するために設けられる。
　保護体１９Ａは、感熱体１１、引出線１５，１５およびリード線１７，１７の芯線１７Ａ，１７Ａを衝撃等の外力から保護する。
　保護体１９Ａは、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）等のフッ素系樹脂から形成されるのが好ましい。この保護体１９Ａは、これらの樹脂材料の他、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂を問わず、適宜な樹脂材料を用いて構成することもできる。
　保護体１９Ａが透明な樹脂から構成されていると、保護体１９Ａの透視による感熱体１１の外観検査が可能である。
　保護体１９Ａは、好ましい一例として、長手方向（Ｌ）に延びる直方体状の外観形状を有するが、円柱状などの他の外観形状としてもよい。また、保護体１９Ａは、例えば、金型に温度センサ１０Ａを配置し、射出成形により製造することができる。
　保護体１９Ａには、感熱体１１よりも前方（Ｆ）に、おもて面１９Ａ１とうら面１９Ａ２を厚さ方向（Ｔ）に貫通する固定孔２１が形成されている。この固定孔２１は、本発明における固定要素の一例である。図１および図２に示される固定孔２１は、開口形状が円形をなしている。ただし、具体的には後述するように、本発明における固定孔２１における開口形状は円形に限らない。
　固定孔２１は、保護体１９Ａの前方（Ｆ）に設けられる薄肉部１９Ａ３に形成される。薄肉部１９Ａ３には、感熱体１１、引出線１５，１５などの保護体１９Ａを除く温度センサ１０Ａの要素が存在しておらず、締結具で締め付けても温度センサ１０Ａの要素に機械的な圧力を与えるおそれが小さい。薄肉部１９Ａ３は、薄肉部１９Ａ３を除く厚肉部１９Ａ４の例えば１／２程度の厚さとされる。固定孔２１を含む保護体１９Ａは、前述した樹脂材料から例えば射出成形により一体的に形成される。つまり、保護体１９Ａにおいて、固定孔２１を形成するための個別の部材の用意および作業工数を要しない。
　ここで、厚肉部１９Ａ４は感熱体１１、引出線１５，１５などの温度センサ１０Ａの要素が保持されるセンサ要素保持領域ということができる。また、薄肉部１９Ａ３はセンサ要素保持領域からずれる自由領域ということができる。
［温度センサ１０Ａの固定手順：図３］
　次に、図３を参照して、温度センサ１０Ａを温度測定対象物３０に固定する手順の一例を説明する。この固定手順は、温度センサ１０Ａをボルト３５とナット３７からなる締結具３３で温度測定対象物３０に固定する。
　はじめに、図３（ａ）に示すように、保護体１９Ａの固定孔２１と温度測定対象物３０に形成される固定孔２１との位置を合わせる。この位置合わせは、長手方向（Ｌ）と幅方向（Ｗ）について行われる。またこの例では、温度センサ１０Ａに向けてボルト３５を配置し、温度測定対象物３０に向けてナット３７を配置する。ボルト３５は固定孔２１と位置合わせされ、ナット３７は固定孔２１と位置合わせされる。
　保護体１９Ａ、温度測定対象物３０、ボルト３５およびナット３７の位置合わせができたら、図３（ｂ）に示すように、ボルト３５のネジ部３５Ｂを固定孔２１および保持孔３１を貫通させ、その先端部を温度測定対象物３０のうら側（図中の下側）に露出させる。露出したネジ部３５Ｂの先端にナット３７を嵌め合わせた後に、ナット３７を回転しないように保持しながら、ボルト３５の頭部３５Ａを締め付ける。
　以上の手順により、温度センサ１０Ａを温度測定対象物３０に密着できる。図３（ｂ）に示すように、温度センサ１０Ａが載せられる温度測定対象物３０の支持面３０Ａは平坦であり、一方、温度センサ１０Ａの熱感知面となる保護体１９Ａのうら面１９Ａ２も平坦である。したがって、温度センサ１０Ａの熱感知面は温度測定対象物３０の支持面３０Ａに密着できる。ただし、支持面３０Ａおよび熱感知面（うら面１９Ａ２）が平坦なのは一例にすぎず、本発明においては、平坦面に替えて曲面、凹凸面などの他の形態を採用できる。また、保護体１９Ａが柔軟な材料から構成され、温度測定対象物３０の平坦な支持面または平坦でないはない支持面３０Ａに倣って変形する形態をも採用できる。
［温度センサ１０Ａの効果］
　温度センサ１０Ａは、締結具により温度測定対象物３０に固定するための固定孔２１が保護体１９Ａに設けられている。保護体１９Ａは感熱体１１などを保護するために設けられているものであり、温度センサ１０Ａはこの保護体１９Ａに固定孔２１を設ける。このように、温度センサ１０Ａによれば、固定要素である固定孔２１を設けるための個別の部材を作製しこの部材を温度センサ１０Ａに取り付ける作業を省くことができるので、温度センサ１０Ａを温度測定対象物３０に固定するために必要な作業工数を減らすことができる。
　また、温度センサ１０Ａにおける固定孔２１は、保護体１９Ａの前方（Ｆ）に設けられる薄肉部１９Ａ３に形成される。薄肉部１９Ａ３には、感熱体１１、引出線１５，１５などの保護体１９Ａを除く温度センサ１０Ａの要素が存在しておらず、締結具で締め付けても、感熱体１１等の温度センサ１０Ａの構成要素に機械的な圧力を与えるおそれが小さい。
［第１実施形態の変形例：図４，図５，図６，図７］
　次に、図４～図７を参照して、第１実施形態に係る温度センサ１０Ａの変形例について説明する。
　図４は固定孔２１を設ける位置に関する変形例を示している。
　図４（ａ）は、感熱体１１よりも後方（Ｂ）であって、引出線１５，１５およびリード線１７，１７の芯線１７Ａ，１７Ａの間に、固定孔２１が設けられる例を示している。また、図４（ｂ）は、感熱体１１よりも後方（Ｂ）であって、リード線１７，１７の絶縁被覆１７Ｂ，１７Ｂの間に、固定孔２１が設けられる例を示している。なお、図４（ｂ）は二つの固定孔２１を設ける例を示しているが、固定孔２１は一つであってもよいし、三つ以上であってもよい。
　以上のように、第１実施形態においては、感熱体１１よりも後方（Ｂ）であって、引出線１５，１５およびリード線１７，１７の一方または双方の間に、固定孔２１を設けることによっても、温度センサ１０Ａを温度測定対象物３０に固定するために必要な作業工数を減らすことができる。なお、固定孔２１の位置、締結具の寸法などの仕様は、固定孔２１に締結具を挿入して締め付けたときに、感熱体１１、引出線１５，１５およびリード線１７，１７に機械的な圧力が及ぶことがないように適宜設定することが好ましい。
　図５は、固定片２３を保護体１９Ａの幅方向（Ｗ）の一方の辺に沿って保護体１９Ａと一体的に形成し、固定片２３の厚さ方向（Ｔ）を貫通するように固定孔２１を形成した変形例を示している。図５に示される変形例は、例えば、温度測定対象物３０との関係上、平面視する保護体１９Ａの範囲内に固定孔２１を設けることができない場合に、採用される。
　固定片２３は射出成形により保護体１９Ａと一体的に設けることができるので、図５に示される変形例においても、温度センサ１０Ａを温度測定対象物３０に固定するために必要な作業工数を減らすことができる。
　図６および図７には、図１～図５は平面視した形状が円形の固定孔２１を例示したが、円形以外の固定孔２１の形状の例が示されている。本発明における固定孔２１の形状は、既に例示した円形形状に限定されず、固定孔２１の位置、締結具の寸法などの仕様等により、適宜変更することができる。
　つまり、本発明においては、図６（ａ）に示すように長円形状の固定孔２１、図６（ｂ）に示すように矩形形状の固定孔２１を採用することができる。ここでいう長円形状については、楕円形状、レーストラック形状を含む概念として定義される。また、ここでいう矩形形状については、正方形を含むひし形、長方形を含む平行四辺形を含む概念として定義される。さらに、本発明においては、図７（ａ）に示すように三角形状の固定孔２１を採用できるのに加えて、図７（ｂ）に示すように不定形形状の固定孔２１をも採用することができる。
　また、ここまでは固定孔２１の厚さ方向（Ｔ）の寸法が一定であることを前提に図示および説明したが、固定孔２１の厚さ方向（Ｔ）の寸法が、例えば一方の面側から他方の面側に向けて小さくなるというように、変化してもよい。
［第２実施形態：図８，図９，図１０，図１１］
　次に、第２実施形態に係る温度センサ１０Ｂは、測定対象物への固定要素の一例として、例えば温度測定対象物３０の保持孔３１に挿入される固定突起２５を備える場合を説明する。この固定突起２５は、温度センサ１０Ｂの感熱体１１を直に覆う保護体１９Ｂに形成される。以下、図８から図１１を参照しながら、温度センサ１０Ｂを説明する。なお、図８から図１１において、先に説明した温度センサ１０Ａと同じ構成要素については温度センサ１０Ａと同じ符号を用いるとともに、これら構成要素の説明を省略し、以下では保護体１９Ｂに焦点を当てて説明する。
［保護体１９Ｂ：図８，図９］
　保護体１９Ｂは、感熱体１１よりも前方（Ｆ）に、おもて面１９Ａ１（またはうら面１９Ａ２）から厚さ方向（Ｔ）に突き出す固定突起２５が形成されている。固定突起２５は、本発明における固定要素の一例である。図８および図９に示される固定突起２５は、横断面形状が円形をなしている。ただし、本発明における固定突起２５における横断面形状は円形に限られない。温度センサ１０Ａの固定孔２１について説明したように、その目的を達成できる限り、固定突起２５は、種々の形状を採用できる。固定突起２５を含む保護体１９Ｂは、前述した樹脂材料から例えば射出成形により一体的に形成される。つまり、保護体１９Ｂにおいて、固定突起２５を形成するための個別の作業工数を要しない。なお、図８および図９に示される保護体１９Ｂは、温度センサ１０Ａが備える薄肉部１９Ａ３を有しない厚さ方向（Ｔ）の寸法が一定の例に従っているが、固定突起２５を薄肉部１９Ａ３に設けることを妨げない。
［温度センサ１０Ｂの固定手順：図１０］
　次に、図１０を参照して、温度センサ１０Ｂを温度測定対象物３０に固定する手順の一例を説明する。この固定手順は、図１０（ａ）に示すように、温度センサ１０Ｂの固定突起２５を温度測定対象物３０に固定する。
　はじめに、図１０（ａ）に示すように、保護体１９Ａの固定突起２５と温度測定対象物３０に形成される保持孔３１との位置を合わせる。この位置合わせは、長手方向（Ｌ）と幅方向（Ｗ）について行われる。
　固定突起２５と保持孔３１の位置合わせができたら、図１０（ｂ）に示すように、固定突起２５を保持孔３１に貫通させる。ここで、固定突起２５を保持孔３１の内部において保護体１９に固定されるが、その手段は任意である。例えば、固定突起２５の外径を保持孔３１の開口径よりも大きく設定することで、固定突起２５を保持孔３１に圧入して固定することができる。他の手段としては、固定突起２５を保持孔３１に接着剤を用いて固定することもできる。
　以上の手順により、温度センサ１０Ｂを温度測定対象物３０に密着させることができる。図１０（ｂ）に示すように、温度センサ１０Ｂが載せられる温度測定対象物３０の支持面３０Ａは平坦であり、一方、温度センサ１０Ｂの熱感知面となる保護体１９Ｂのうら面１９Ａ２も平坦である。したがって、温度センサ１０Ｂの熱感知面は温度測定対象物３０の支持面３０Ａに密着できる。
［温度センサ１０Ｂの効果］
　温度センサ１０Ｂは、温度測定対象物３０に固定するための固定突起２５が保護体１９Ｂに設けられている。保護体１９Ｂは感熱体１１などを保護するために設けられているものであり、温度センサ１０Ｂはこの保護体１９Ｂに固定突起２５を設ける。このように、温度センサ１０Ｂによれば、固定要素である固定突起２５を設けるための個別の部材を作製しこの部材を温度センサ１０Ｂに取り付ける作業を省くことができるので、温度センサ１０Ｂを温度測定対象物３０に固定するために必要な作業工数を減らすことができる。
［第２実施形態の変形例：図１１］
　次に、図１１を参照して、第２実施形態に係る温度センサ１０Ｂの変形例について説明する。
　図１１に示される温度センサ１０Ｂは、固定突起２５が突出する寸法を温度測定対象物３０の厚さ方向（Ｔ）の寸法よりも大きく設定する。そして、図１１（ａ），（ｂ）に示すように、固定突起２５が保持孔３１を貫通してその先端が温度測定対象物３０のうら面３０Ｂから突出させる。次いで、うら面３０Ｂから突出する部分を例えば加熱することにより軟化させてから押し潰して、係止端２７を形成する。この係止端２７の形成により、温度センサ１０Ｂは温度測定対象物３０に対して固定される。
　以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、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、他の構成に置き換えたりすることができる。
　第１実施形態に係る温度センサ１０Ａにおいては固定孔２１を備え、第２実施形態に係る温度センサ１０Ｂにおいては固定突起２５を備えるが、保護体１９Ａ，１９Ｂに固定孔２１と固定突起２５の双方設けることもできる。固定孔２１と固定突起２５の双方を設ければ、温度センサと温度測定対象物との固定強度を強くできるのに加えて、温度センサと温度測定対象物との相対的な位置関係を正確に特定できる。
　第１実施形態においては固定孔２１を保護体１９Ａの表裏を貫通して設けたが、本発明はこれに限定されない。例えば木ねじのように先端が尖った締結具を用いることができ、この場合には表裏を貫通せずに底部分が封止された固定穴を設けることができる。この場合には、先端が尖った締結具を固定穴に沿ってねじ込み、封止された底部分を貫通して、温度測定対象物に固定すればよい。
　第２実施形態においては固定突起２５を保持孔３１に挿入する際に圧入する例を示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、固定突起２５を保持孔３１に圧力を加わることをしないで、固定突起２５を保持孔３１に挿入した後に、締結具、例えば先端が尖った木ねじを保持孔３１の内部の固定突起２５にねじ込み、固定突起２５の径を拡大させて固定突起２５に圧力を生じさせて温度測定対象物３０に固定させてもよい。
１０Ａ，１０Ｂ　温度センサ
１１　　感熱体
１３　　保護層
１５　　引出線
１７　　リード線
１７Ａ　芯線
１７Ｂ　絶縁被覆
１７Ｃ　パッド
１９Ａ，１９Ｂ　保護体
１９Ａ１　おもて面
１９Ａ２　うら面
１９Ａ３　薄肉部
１９Ａ４　厚肉部
２１　　固定孔
２３　　固定片
２５　　固定突起
２７　　係止端
３０　　温度測定対象物
３０Ａ　支持面
３１　　保持孔
３３　　締結具
３５　　ボルト
３５Ａ　頭部
３５Ｂ　ネジ部
３７　　ナット

Claims (7)

  1. 　感熱体と、
    　前記感熱体に電気的に接続される一対の電線と、
    　前記感熱体と一対の前記電線の一部とを覆う樹脂製の保護体と、
    　前記保護体に一体的に形成される、温度測定対象物への固定を担う固定要素と、
    を備えることを特徴とする温度センサ。
  2. 　前記固定要素は、
    　前記感熱体および前記電線が設けられる前記保護体のセンサ要素保持領域からずれる自由領域に設けられる、
    請求項１に記載の温度センサ。
  3. 　前記自由領域は、
    　前記センサ要素保持領域よりも厚さ方向の寸法が小さく設定されている、
    請求項２に記載の温度センサ。
  4. 　前記固定要素は、
    　前記保護体の表裏を貫通する固定孔である、
    請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の温度センサ。
  5. 　前記固定孔に挿入される締結具によって前記温度測定対象物に固定される、
    　請求項４に記載の温度センサ。
  6. 　前記固定要素は、
    　前記保護体の表面から突出する固定突起である、
    請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の温度センサ。
  7. 　前記温度測定対象物に形成される保持孔に前記固定突起が挿入されることで前記温度測定対象物に固定される、
    請求項６に記載の温度センサ。
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