JP5574117B2 - 温度センサ - Google Patents

Description

本発明は、ケース内にサーミスタ素子が収納された温度センサに関する。

近年、電気自動車やハイブリッド車が実用化されているが、これらに搭載されるモータには温度センサが取り付けられて温度計測が行われている。従来、モータ用などの温度センサとしては、樹脂ケースの中にサーミスタのリード線と外部電線とを金属製の端子で接続したものを組み込んで、樹脂ケース内に注型樹脂を充填したものが知られている。

この温度センサでは、近年の小型化や薄型化に伴い、図５の（ａ）に示すように、ケース１０２の中に、サーミスタ素子３に接続されたリード線４と外部電線５とを金属製の端子７で接続したものを組み込む際、図５の（ｂ）に示すように、リード線４が例えば直径φ＝０．１７ｍｍと細いため、ケース１０２に当たってリード線４が曲がってしまうおそれがあり、組み込み作業性が悪いという問題があった。また、近接した金属製の端子７同士が接触し易く、電気的絶縁が確保できないという問題もあった。さらに、２本の外部電線５が互いに固定されていないため、ケース１０２内への組み込みが難しいと共に、ケース１０２内におけるサーミスタ素子３の位置がばらつくため、応答性が安定しないという不都合があった。

このため、例えば特許文献１では、セラミックス管が一体となって封止された、対をなすリード線を有した小形サーミスタ素子の該リード線に、絶縁保護チューブをガラス封止した根元、或いはセラミックス管の２穴の奥まで挿入したセンサと、外部電線を半田等で接続し、リード線と外部電線とのリード線接続部にリード線間及び金属保護ケースとリード線接続部との接触防止・絶縁保護用樹脂成形ホルダーをはめ込み、かつリード線接続部を直接充填剤で封止することにより、機械的強度を高めたサーミスタ温度センサが提案されている。

実用新案登録第３０２８９０６号公報

しかしながら、上記従来の技術においても、以下の課題が残されている。
すなわち、特許文献１に記載の温度センサでは、樹脂成形ホルダーの溝にリード線とリード線接続部と外部電線とを嵌め込んで固定しているが、リード線とリード線接続部と外部電線とをまとめて固定するための樹脂成形ホルダーが大きく、太くまたは幅広になってしまい、温度センサ自体の小型化やスリム化が困難であるという不都合があった。

本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、サーミスタのリード線および外部電線が保持されて位置決めされると共に、小型化およびスリム化が可能な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の発明の温度センサは、先端が閉塞されていると共に基端側に開口部を有したケースと、サーミスタ素子と、該サーミスタ素子に一端が接続された一対のリード線と、一対の前記リード線の他端に一端が接続された一対の外部電線と、一対の前記リード線と一対の前記外部電線とを保持していると共に注型樹脂が注入された前記ケース内に前記開口部から挿入されているガイド部材とを備え、該ガイド部材が、一対の前記リード線が嵌め込み可能な一対の第１溝部が形成された先端部と、一対の前記外部電線が嵌め込み可能な一対の第２溝部が形成された後端部と、前記先端部と前記後端部とを連結すると共に一対の前記外部電線の間に配された中間支持棒部とで構成されていることを特徴とする。

この温度センサでは、ガイド部材が、リード線が嵌め込み可能な第１溝部が形成された先端部と、外部電線が嵌め込み可能な第２溝部が形成された後端部と、これらを連結すると共に一対の外部電線の間に配された中間支持棒部とで構成されているので、細い中間支持棒部が外部電線間に配されることでケース内に挿入する部分を細くすることができ、全体の小型化およびスリム化が可能になる。
なお、リード線および外部電線は、それぞれガイド部材で保持された状態でケースに挿入されるので、組み込み時におけるリード線の曲がりやリード線と外部電線との接続部同士の接触が防止されると共に、ケース内におけるサーミスタ素子の位置のばらつきが抑制され、応答性が安定する。

第２の発明の温度センサは、第１の発明において、前記先端部が、先細の略三角板状に形成され、一対の前記第１溝部が、先端に向けて互いの間隔を漸次狭く形成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、前記先端部が、先細の略三角板状に形成され、一対の第１溝部が、先端に向けて互いの間隔を漸次狭く形成されているので、先端部を薄くすることができると共に、一対のリード線の間隔を先端に向けて狭めつつ保持することができる。これにより、ケースの先端部を薄くかつ細くすることが可能になる。

第３の発明の温度センサは、第１または第２の発明において、前記開口部が、前記後端部に対応した形状とされ、前記後端部が、前記開口部を閉塞して前記ケースの後端と面一と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、ケースの開口部が前記後端部に対応した形状とされ、前記後端部が、開口部を閉塞してケースの後端と面一とされているので、前記後端部がケースの開口部の蓋として機能すると共に、前記後端部が開口部から突出せず、外観上も好ましい。

第４の発明の温度センサは、第１から第３の発明のいずれかにおいて、前記ケースの内部に、一対の前記外部電線をガイドする一対の電線用溝が形成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、ケースの内部に、一対の外部電線をガイドする一対の電線用溝が形成されているので、ケース内の電線用溝においても外部電線が位置決めされるため、外部電線を精度良く組み込むことができ、さらに安定してケース内に収納することができる。

第５の発明の温度センサは、第１から第４の発明のいずれかにおいて、前記ケースが、長孔状の前記開口部を有して扁平形状とされ、前記後端部が、前記開口部の両端部の内周面に沿って挿入方向に突出して形成された一対のガイド突起を両端部に有していることを特徴とする。
すなわち、この温度センサでは、後端部が、開口部の両端部の内周面に沿って挿入方向に突出して形成された一対のガイド突起を両端部に有しているので、挿入時に一対のガイド突起により後端部が位置決めされ、ガイド部材を精度良く組み込むことができ、安定してケース内に収納することができる。

本発明によれば、以下の効果を奏する。
本発明の温度センサによれば、ガイド部材が、リード線が嵌め込み可能な第１溝部が形成された先端部と、外部電線が嵌め込み可能な第２溝部が形成された後端部と、これらを連結すると共に一対の外部電線の間に配された中間支持棒部とで構成されているので、全体の小型化およびスリム化が可能になる。したがって、リード線および外部電線の電気的絶縁を確保しつつケース内のサーミスタ素子の位置ばらつきを抑制し、ケース内への組み込み作業性を向上させることができると共に、小型化やスリム化により狭い箇所にも設置可能になることから、特に、電気自動車やハイブリッド車等のモータ温度を測定する温度センサとして好適である。

本発明に係る温度センサの一実施形態を示す斜視図である。 本実施形態において、温度センサのケース組み込み前の状態を示す斜視図および平面図である。 本実施形態において、ガイド部材を示す斜視図および平面図である。 本実施形態において、ケースを示す斜視図および断面図である。 本発明に係る温度センサの従来例において、温度センサのケース組み込み前の状態を示す斜視図およびリード線が曲がってしまった状態を示す斜視図である。

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４を参照しながら説明する。

本実施形態における温度センサ１は、図１および図２に示すように、先端が閉塞されていると共に基端側に開口部２ａを有したケース２と、サーミスタ素子３と、該サーミスタ素子３に一端が接続された一対のリード線４と、一対のリード線４の他端に一端が接続された一対の外部電線５と、一対のリード線４と一対の外部電線５とを保持していると共に注型樹脂（図示略）が注入されたケース２内に開口部２ａから挿入されているガイド部材６とを備えている。

上記ガイド部材６は、図２および図３に示すように、一対のリード線４が嵌め込み可能な一対の第１溝部６ａが形成された先端部６Ａと、一対の外部電線５が嵌め込み可能な一対の第２溝部６ｂが形成された後端部６Ｂと、先端部６Ａと後端部６Ｂとを連結すると共に一対の外部電線５の間に配された中間支持棒部６Ｃとで構成されている。
このガイド部材６は、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）などのエンジニアリングプラスチックにより射出成型で作製されている。

上記ケース２は、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）などのエンジニアリングプラスチックにより射出成型で作製され、長孔状の開口部２ａを有して扁平形状とされた樹脂ケースである。また、ケース２は、先端部が、後端側よりも細く成型されている。なお、ケース２として、樹脂製以外でも、サーミスタ素子３、リード線４および端子７等との絶縁性を確保できれば、金属製でも構わない。
このケース２の内部には、一対の外部電線５をガイドする一対の電線用溝２ｂが形成されている。

また、ケース２の開口部２ａは、後端部６Ｂに対応した形状とされ、後端部６Ｂは、開口部２ａを閉塞してケース２の後端と面一とされている。すなわち、開口部２ａの上部が後端部６Ｂの形状に対応して切り欠かれて、段差状に形成されている。
さらに、後端部６Ｂは、開口部２ａの両端部の内周面に沿って挿入方向に突出して形成された一対のガイド突起６ｃを両端部に有している。
また、上記先端部６Ａは、先細の略三角板状に形成され、一対の第１溝部６ａが、先端に向けて互いの間隔を漸次狭く形成されている。

上記サーミスタ素子３は、同方向にリード線４が延在して接続されているラジアルリード型サーミスタであり、例えばＮＴＣ型サーミスタを採用している。このサーミスタ素子３は、例えばＭｎ−Ｃｏ−Ｃｕ系材料、Ｍｎ−Ｃｏ−Ｆｅ系材料等のサーミスタ材料で形成されている。
上記リード線４と外部電線５とは、金属製の端子７で接続されている。この端子７は、銅やニッケルなどの金属で形成され、順送型などの板金プレス成型により作製されている。

上記外部電線５は、金属線である芯線５ａの周囲が絶縁性被覆５ｂで覆われているものであり、リード線４と接続される端子かしめ部の絶縁性被覆５ｂが除去されている。
上記注型樹脂は、エポキシ樹脂等が採用される。

次に、本実施形態の温度センサ１の組み立て方法について説明する。
まず、ガイド部材６の一対の第２溝部６ｂに、それぞれ外部電線５を嵌め込み、さらに一対の第１溝部６ａに、それぞれリード線４を嵌め込む。このとき、一対の外部電線５は後端部６Ｂに保持されると共に、一対のリード線４は、先端部６Ａに保持される。また、一対のリード線４は、一対の第１溝部６ａにガイドされて先端に向けて互いの間隔が漸次狭くなり、さらに先端部６Ａから互いに平行に突出して保持される。

次に、ケース２の中に適量の注型樹脂を注入し、この後、サーミスタ素子３側からガイド部材６をケース２の中に挿入する。そして、一対の爪状部であるガイド突起６ｃが開口部２ａの両端部に沿って完全に挿入されるまでガイド部材６を押し込む。このとき、後端部６Ｂの後端面とケース２の後端面とは面一となると共に、後端部６Ｂの外周面とケース２の外周面とも面一となる。このようにして、本実施形態の温度センサ１が作製される。

上述したように本実施形態の温度センサ１では、ガイド部材６が、リード線４が嵌め込み可能な第１溝部６ａが形成された先端部６Ａと、外部電線５が嵌め込み可能な第２溝部６ｂが形成された後端部６Ｂと、これらを連結すると共に一対の外部電線５の間に配された中間支持棒部６Ｃとで構成されているので、細い棒状の中間支持棒部６Ｃが外部電線５間に配されることでケース２内に挿入する部分を細くすることができ、全体の小型化およびスリム化が可能になる。

なお、リード線４および外部電線５は、それぞれガイド部材６で保持された状態でケース２に挿入されるので、組み込み時におけるリード線４の曲がりやリード線４と外部電線５との接続部（端子７）同士の接触が防止されると共に、ケース２内におけるサーミスタ素子３の位置のばらつきが抑制され、応答性が安定する。

また、先端部６Ａが、先細の略三角板状に形成され、一対の第１溝部６ａが、先端に向けて互いの間隔を漸次狭く形成されているので、先端部６Ａを薄くすることができると共に、一対のリード線４の間隔を先端に向けて狭めつつ保持することができる。これにより、ケース２の先端部６Ａを薄くかつ細くすることが可能になる。
また、ケース２の開口部２ａが後端部６Ｂに対応した形状とされ、後端部６Ｂが、開口部２ａを閉塞してケース２の後端と面一とされているので、後端部６Ｂがケースの開口部２ａの蓋として機能すると共に、後端部６Ｂが開口部２ａから突出せず、外観上も好ましい。

また、ケース２の内部に、一対の外部電線５をガイドする一対の電線用溝２ｂが形成されているので、ケース２内の電線用溝２ｂにおいても外部電線５が位置決めされるため、外部電線５を精度良く組み込むことができ、さらに安定してケース２内に収納することができる。
さらに、後端部６Ｂが、開口部２ａの両端部の内周面に沿って挿入方向に突出して形成された一対のガイド突起６ｃを両端部に有しているので、挿入時に一対のガイド突起６ｃにより後端部６Ｂが位置決めされ、ガイド部材６を精度良く組み込むことができ、安定してケース２内に収納することができる。

なお、本発明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できる。

１…温度センサ、２…ケース、２ａ…ケースの開口部、２ｂ…電線用溝、３…サーミスタ素子、４…リード線、５…外部電線、６…ガイド部材、６Ａ…ガイド部材の先端部、６Ｂ…ガイド部材の後端部、６Ｃ…中間支持棒部、６ａ…第１溝部、６ｂ…第２溝部、６ｃ…ガイド突起

Claims (5)

1. 先端が閉塞されていると共に基端側に開口部を有したケースと、
   サーミスタ素子と、
   該サーミスタ素子に一端が接続された一対のリード線と、
   一対の前記リード線の他端に一端が接続された一対の外部電線と、
   一対の前記リード線と一対の前記外部電線とを保持していると共に注型樹脂が注入された前記ケース内に前記開口部から挿入されているガイド部材とを備え、
   該ガイド部材が、一対の前記リード線が嵌め込み可能な一対の第１溝部が形成された先端部と、
   一対の前記外部電線が嵌め込み可能な一対の第２溝部が形成された後端部と、
   前記先端部と前記後端部とを連結すると共に一対の前記外部電線の間に配された中間支持棒部とで構成され、
   一対の前記リード線と一対の前記外部電線とが、一対の金属製の端子で接続され、
   前記先端部が、板状に形成され、一対の前記第１溝部が、先端に向けて互いの間隔を漸次狭く形成され、
   前記中間支持棒部が、一対の前記端子の間に配されていることを特徴とする温度センサ。
2. 請求項１に記載の温度センサにおいて、
   前記先端部が、先細の略三角板状に形成されていることを特徴とする温度センサ。
3. 請求項１または２に記載の温度センサにおいて、
   前記開口部が、前記後端部に対応した形状とされ、
   前記後端部が、前記開口部を閉塞して前記ケースの後端と面一とされていることを特徴とする温度センサ。
4. 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、
   前記ケースの内部に、一対の前記外部電線をガイドする一対の電線用溝が形成されていることを特徴とする温度センサ。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載の温度センサにおいて、
   前記ケースが、長孔状の前記開口部を有して扁平形状とされ、
   前記後端部が、前記開口部の両端部の内周面に沿って挿入方向に突出して形成された一対のガイド突起を両端部に有していることを特徴とする温度センサ。

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