特開 2025-5475 温度センサおよびその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2025005475

(43)【公開日】2025-01-17

(54)【発明の名称】温度センサおよびその製造方法

(51)【国際特許分類】

   G01K 7/22 20060101AFI20250109BHJP

   H01C 7/02 20060101ALI20250109BHJP

   H01C 7/04 20060101ALI20250109BHJP

   H01C 1/028 20060101ALI20250109BHJP

【ＦＩ】

G01K7/22 J

H01C7/02

H01C7/04

H01C1/028

G01K7/22 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023105622

(22)【出願日】2023-06-28

(71)【出願人】

【識別番号】000006895

【氏名又は名称】矢崎総業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100134832

【弁理士】

【氏名又は名称】瀧野 文雄

(74)【代理人】

【識別番号】100165308

【弁理士】

【氏名又は名称】津田 俊明

(74)【代理人】

【識別番号】100115048

【弁理士】

【氏名又は名称】福田 康弘

(72)【発明者】

【氏名】深津 太佑

【テーマコード（参考）】

2F056

5E028

5E034

【Ｆターム（参考）】

2F056QF01

2F056QF04

2F056QF05

2F056QF07

5E028BB09

5E028BB10

5E028CA03

5E028EA03

5E028EA11

5E034AA09

5E034BA09

(57)【要約】

【課題】サーミスタがケースに対して正確に位置決めされた温度センサを提供する。
【解決手段】温度センサ１００が、サーミスタ組立体１１０と、第１の方向が開口した収容領域ＣＡを有するケース１２０と、第３の封止部材１３０と、収容領域ＣＡの開口を塞ぐカバー１４０と、を有し、サーミスタ組立体１１０が、２本のリード線１１２と、２本のリード線１１２の第１の端部１１２１に接続されたサーミスタ１１１と、サーミスタ１１１を封止する第１の封止部材１１３と、第１の封止部材１１３を封止する第２の封止部材１１４と、を有し、第３の封止部材１３０は、第２の封止部材１１４を封止するように、収容領域ＣＡ内に配置されており、カバー１４０は、第２の封止部材１１４を第１の方向から接する第１の接触部１４１を有する。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

サーミスタ組立体と、
第１の方向が開口した収容領域を有するケースと、
第３の封止部材と、
前記収容領域の開口を塞ぐカバーと、を有し、
前記サーミスタ組立体は、
２本のリード線と、
前記２本のリード線の第１の端部に接続されたサーミスタと、
前記サーミスタを封止する第１の封止部材と、
前記第１の封止部材を封止する第２の封止部材と、を有し、
前記第３の封止部材は、前記第２の封止部材を封止するように、前記収容領域内に配置されており、
前記カバーは、前記第２の封止部材を前記第１の方向から接する第１の接触部を有する、温度センサ。

【請求項2】

前記リード線は、第１の折り曲げ部を有しており、
前記カバーおよび前記ケースは、前記リード線の第２の端部と前記第１の折り曲げ部との間の少なくとも一部を挟んでいる、温度センサ。

【請求項3】

前記カバーは、第２の接触部をさらに有し、
前記リード線は、前記第２の端部と前記第１の折り曲げ部との間に、第２の折り曲げ部および第３の折り曲げ部とをさらに有する、
前記第２の折り曲げ部は、前記第１の折り曲げ部側に位置し、
前記第３の折り曲げ部は、前記第２の端部側に位置し、
前記カバーおよび前記ケースは、前記第２の接触部と当該ケースの側面により、前記第２の端部と前記第３の折り曲げ部との間の少なくとも一部を挟んでいる、請求項２に記載の温度センサ。

【請求項4】

前記ケースは、前記第１の折り曲げ部と前記第２の折り曲げ部の間において、前記第１のリードを固定する第１の固定部を有する、請求項３に記載の温度センサ。

【請求項5】

前記カバーは、第３の接触部をさらに有し、
前記カバーおよび前記ケースは、前記第３の接触部と当該ケースの第１の固定部との間により、前記リード線の前記第１の折り曲げ部と前記第２の折り曲げ部の間の少なくとも一部を挟んでいる、温度センサ。

【請求項6】

前記サーミスタ組立体の位置決めのためのガイド部が、前記収容領域の底部に設けられている、請求項１に記載の温度センサ。

【請求項7】

前記カバーは、前記第３の封止部材に封止される突起部をさらに有する、請求項１に記載の温度センサ。

【請求項8】

測定対象に接続するための接続部材をさらに有し、
前記接続部材は、孔を有し、
前記ケースは、前記接続部材が挿入される挿入口を有し、
前記接続部材は、前記サーミスタが前記孔の中に位置するように前記ケースの挿入口に挿入される、請求項１に記載の温度センサ。

【請求項9】

接続部材は、導体である、請求項７に記載の温度センサ。

【請求項10】

温度センサを製造するための製造方法であって、
サーミスタ組立体をケースの第１の方向が開口した収容領域内に挿入する挿入工程と、
前記ケースの収容領域内に、樹脂を、前記サーミスタ組立体の第２の封止部材を封止するように注入する注入工程と、
カバーの第１の接触部が前記第２の封止部材に前記第１の方向から接するように、当該カバーにより前記収容領域の開口を塞ぐ閉塞工程と、
前記樹脂を硬化する硬化工程と、を有する、製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、温度センサおよびその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１は、サーミスタを用いた温度センサを開示している。この温度センサでは、リード線５に接続されたサーミスタ（感温素子４ａ）が、封止ガラス（封止ガラス部４ｂ）により封止されており、この封止ガラスが、さらに封止樹脂（樹脂コート部４ｃ）により封止されている。そして、このサーミスタとリード線５を含むサーミスタ組立体がケース（挿入穴Ｈ）に挿入されており、サーミスタ組立体とケースとの間に充填樹脂（接着用樹脂７）が充填されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２１－１２８０１０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

このような温度センサでは、充填樹脂が硬化する前に、封止樹脂が浮いてしまい、サーミスタのケースに対する位置が変化してしまうことがあった。

【0005】

そこで、本発明は、サーミスタがケースに対して正確に位置決めされた温度センサを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するため、本発明の一実施形態に係る温度センサは、サーミスタ組立体と、第１の方向が開口した収容領域を有するケースと、第３の封止部材と、前記収容領域の開口を塞ぐカバーと、を有し、前記サーミスタ組立体は、２本のリード線と、前記２本のリード線の第１の端部に接続されたサーミスタと、前記サーミスタを封止する第１の封止部材と、前記第１の封止部材を封止する第２の封止部材と、を有し、前記第３の封止部材は、前記第２の封止部材を封止するように、前記収容領域内に配置されており、前記カバーは、前記第２の封止部材を前記第１の方向から接する第１の接触部を有する。

【0007】

本発明の一実施形態に係る製造方法は、温度センサを製造するための製造方法であって、サーミスタ組立体をケースの第１の方向が開口した収容領域内に挿入する挿入工程と、前記ケースの収容領域内に樹脂を、前記サーミスタ組立体の第２の封止部材を封止するように注入する注入工程と、カバーの第１の接触部が前記第２の封止部材に前記第１の方向から接するように、当該カバーにより前記収容領域の開口を塞ぐ閉塞工程と、前記樹脂を硬化する硬化工程と、を有する。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、サーミスタがケースに対して正確に位置決めされた温度センサを提供することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の一実施形態に係る温度センサ１００を示す図である。

【図2】温度センサ１００の正面図である。

【図3】図２のＡＡ断面での温度センサ１００の断面図である。

【図4】図２のＢＢ断面での温度センサ１００の断面図である。

【図5】図２のＣＣ断面での温度センサ１００の断面図である。

【図6】カバー１４０を外した状態における温度センサ１００を示す図である。

【図7】第１の封止部材１１３が第２の封止部材１３０により封止された状態のサーミスタ組立体１１０を示す図である。

【図8】カバー１４０を示す図である。

【図9】リード線１１２とカバー１４０の第２の接触部１４２とケース１２０の側面１２３との関係を説明する図である。

【図10】リード線１１２とカバー１４０の第３の接触部１４３とケース１２０の第１の固定部１２１との関係を説明する図である。

【図11】温度センサ１００の製造方法の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

＜温度センサ１００＞
図１は、本発明の一実施形態に係る温度センサ１００を示す図である。図２は、温度センサ１００の正面図であり、図３は、図２のＡＡ断面での温度センサ１００の断面図であり、図４は、図２のＢＢ断面での温度センサ１００の断面図であり、図５は、図２のＣＣ断面での温度センサ１００の断面図である。図１において、上方向がＺ方向（第１の方向）であり、Ｚ方向に垂直な２つの方向がＸ方向、Ｙ方向である。

【0011】

温度センサ１００は、サーミスタ組立体１１０と、ケース１２０と、第３の封止部材１３０と、カバー１４０と、を有する。図６は、カバー１４０を外した状態における温度センサ１００を示す図である。

【0012】

サーミスタ組立体１１０は、サーミスタ１１１と、２本のリード線１１２と、第１の封止部材１１３と、第２の封止部材１１４と、を有する。図７は、サーミスタ組立体１１０を示す図である。

【0013】

サーミスタ１１１は、温度により抵抗値が変化する抵抗器であり、例えば、ＮＴＣ（Ｎｅｇａｔｉｖｅ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）サーミスタとＰＴＣ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）サーミスタである。

【0014】

２本のリード線１１２は、第１の端部１１２１と、第２の端部１１２２と、を有し、リード線１１２の第１の端部１１２１は、サーミスタ１１１に接続されている。つまり、サーミスタ１１１は、図５に示すように、２本の第１のリード線１１２の間に接続されている。リード線１１２は、サーミスタ１１１に接続した第１の端部１１２１から第１の方向（Ｚ方向）に向けて延びている。

【0015】

第１の封止部材１１３は、図５に示すように、サーミスタ１１１を封止し、サーミスタ１１１を保護する。リード線１１２のうち、サーミスタ１１１に接続した第１の端部１１２１は、図５の示すように、第１の封止部材１１３に封止されている。第１のリード線１１２の第２の端部１１２２は、図１に示すように、第１の封止部材１１３に封止されておらず、第２の封止部材１１３の外部に存在する。第１の封止部材１１３は、例えば、ガラスである。

【0016】

第２の封止部材１１４は、図５に示すように、第１の封止部材１１３を封止し、第１の封止部材１１３を保護する。第１のリード線１１２の第２の端部１１２２は、図１に示すように、第２の封止部材１１４に封止されておらず、第２の封止部材１１４の外部に存在する。第２の封止部材１１４は、例えば、樹脂であり、ディッピングにより形成される。第２の封止部材１１４は、図３、７に示すように、第１の方向を向いた面を有する肩部１１４１を有している。

【0017】

リード線１１２は、図３、６、７に示すように、第２の封止部材１１４の外部に存在する部分に、第１の折り曲げ部１１２３を有している。リード線１１２は、第１の折り曲げ部１１２３において、第１の方向（Ｚ方向）から第２の方向（Ｘ方向）に折り曲げられている。

【0018】

リード線１１２は、図３、６、７に示すように、第２の端部１１２２と第１の折り曲げ部１１２３の間に、第２の折り曲げ部１１２４と、第３の折り曲げ部１１２５と、をさらに有する。第２の折り曲げ部１１２４は、第１の折り曲げ部１１２３側に位置し、第３の折り曲げ部１１２４は、第２の端部１１２２側に位置する。リード線１１２は、第２の折り曲げ部１１２４において、第２の方向（Ｘ方向）から第１の方向の逆方向（－Ｚ方向）に折り曲げられ、第３の折り曲げ部１１２５において、第１の方向の逆方向（－Ｚ方向）から第２の方向（Ｘ方向）に折り曲げられており、クランク形状をしている。

【0019】

なお、図示した例において、リード線１１２は、第２の折り曲げ部１１２４において、第２の方向（Ｘ方向）から第１の方向の逆方向（－Ｚ方向）に折り曲げられているが、リード線１１２は、第２の折り曲げ部１１２４において、第２の方向（Ｘ方向）から第１の方向（Ｚ方向）に折り曲げられるようにしても良い。

【0020】

ケース１２０は、図３、４、６に示すように、収容領域ＣＡを有しており、収容領域ＣＡは、第１の方向（Ｘ方向）が開口している。サーミスタ組立体１１０は、ケース１２０の収容領域ＣＡに収容される。

【0021】

ケース１２０は、第１の固定部１２１と、第２の固定部１２２と、を有している。第１の固定部１２１は、図６に示すように、リード線１１２の第１の折り曲げ部１１２３と第２の折り曲げ部１１２４の間の部分を固定しており、第２の固定部１２２は、第３の折り曲げ部１１２５を固定している。

【0022】

第３の封止部材１３０は、図３－５に示すように、第２の封止部材１１４を封止するように、ケース１２０の収容領域ＣＡ内に配置されている。リード線１１２の第２の端部１１２２は、図１に示すように、第３の封止部材１３０に封止されておらず、第３の封止部材１３０の外部に存在する。第３の封止部材１３０は、例えば、樹脂である。

【0023】

例えば、第３の封止部材１３０は、硬化する前に、サーミスタ組立体１１０の第２の封止部材１１４が第３の封止部材１３０により封止されるように、サーミスタ組立体１１０が挿入されたケース１２０の収容領域ＣＡ内に注入される。そして、第２の樹脂部１３０は、この第１の樹脂部１１３を封止した状態で硬化される。

【0024】

カバー１４０は、収容領域ＣＡの開口を塞ぐカバーである。図８は、カバー１４０を示す図である。カバー１４０およびケース１２０は、図１、６、８に示すように、カバー固定部１４５、１２５を有する。収容領域ＣＡの開口を塞いだ状態で、図１に示すように、このカバー固定部１４５、１２５により、ケース１２０に固定される。図１に示した例において、カバー１４０のカバー固定部１４５は、係合孔であり、ケース１２０のカバー固定部１４５は、係合爪であり、カバー１４０の係合孔にケース１２０の係合爪が係合することにより、カバー１４０は、ケース１２０に固定される。

【0025】

カバー１４０は、図３、８に示すように、第１の接触部１４１を有する。第１の接触部１４１は、第２の封止部材１１４の肩部１１４１を第１の方向（Ｚ方向）から接している。このため、本実施形態では、サーミスタ組立体１１０がカバー１４０により下方（－Ｚ方向）に押圧している。よって、本実施形態では、第３の封止部材１３０の樹脂が硬化する前に、サーミスタ組立体１１０が浮き、サーミスタ１１１のケース１４０に対する位置が変化することを防ぐことが可能である。結果、本実施形態では、サーミスタがケースに対して正確に位置決めされた温度センサを提供することが可能である。図３、８に示した例において、第１の接触部１４１は、第１の方向の逆方向（－Ｚ方向）を向いた面を有し、第２の封止部材１１４の肩部１１４１は、第１の方向（Ｚ方向）を向いた面を有し、この２つの面が互いに接している。

【0026】

カバー１４０は、ケース１２０との間に、リード線１１２の第２の端部１１２２と第１の折り曲げ部１１２３との間の少なくとも一部を挟んでいる。例えば、カバー１４０は、図１、２、８、９、１０に示すように、第２の接触部１４２と、第３の接触部１４３と、をさらに有する。図９は、リード線１１２とカバー１４０の第２の接触部１４２とケース１２０の側面１２３との関係を説明する図であり、図１０は、リード線１１２とカバー１４０の第３の接触部１４３とケース１２０の第１の固定部１２１との関係を説明する図である。

【0027】

カバー１４０とケース１２０は、図１、２、９に示すように、第２の接触部１４２とケースの側面１２３により、リード線１１２の第２の端部１１２２と第３の折り曲げ部１１２５の間の少なくとも一部を挟んでいる。

【0028】

カバー１４０とケース１２０は、図９に示すように、第３の接触部１４３とケースの第１の固定部１２１により、リード線１１２の第１の折り曲げ部１１２２と第２の折り曲げ部１１２３の間の少なくとも一部を挟んでいる。

【0029】

このように、本実施形態では、リード線１１２は、折り曲がっており、折り曲がった箇所と外部に存在する端部との間の少なくとも一部が、カバー１４０とケース１２０とにより挟まれている。このため、本実施形態では、リード線１１２が引っ張られたとしても、ケース１２０の収容領域ＣＡ内の部材（サーミスタ１１１や、第１の封止部材１１２、第２の封止部材１１４）に直接応力が加わることがない。結果、本実施形態では、リード線１１２が引っ張られたとしても、ケース１２０の収容領域ＣＡ内の部材（サーミスタ１１１や、第１の封止部材１１２、第２の封止部材１１４）が引っ張られ、ケース１２０の収容領域ＣＡから抜け出してしまうことを防ぐことが可能である。

【0030】

また、上述したように、本実施形態では、リード線１１２は、第２の折り曲げ部１１２４と第３の折り曲げ部１１２５を有し、第２の端部１１２２と第１の折り曲げ部１１２３の間にクランク形状部分を有し、このクランク形状部分が、ケース１２０に固定され、カバー１４０とケースつ１２０とにより挟まれている。このため、本実施形態では、リード線１１２が引っ張られたとしても、ケース１２０の収容領域ＣＡ内の部材（サーミスタ１１１や、第１の封止部材１１２、第２の封止部材１１４）に直接応力が加わることを防ぐことがより可能である。結果、本実施形態では、リード線１１２が引っ張られたとしても、ケース１２０の収容領域ＣＡ内の部材（サーミスタ１１１や、第１の封止部材１１２、第２の封止部材１１４）が引っ張られ、ケース１２０の収容領域ＣＡから抜けてしまうことを防ぐことがより可能である。

【0031】

カバー１４０は、図４、８に示すように、突起部１４４をさらに有するようにしても良い。突起部１４４は、図４に示すように、その先端が第３の封止部材１３０に封止されている。このようにすることで、カバー１４０が第３の封止部材１３０に固定されることになり、カバー１４０がケース１２０に対してがたつくことを防ぐことが可能になる。また、カバー１４０がケース１２０からはずれることを防ぐことも可能になる。

【0032】

温度センサ１００は、接続部材１５０をさらに有するようにしても良い。接続部材１５０は、温度センサ１００の測定対象と接続するための部材である。このとき、ケース１２０は、この接続部材１５０を挿入するための挿入口１２４を有し、接続部材１５０は、この挿入口１２４に挿入される。

【0033】

接続部材１５０は、例えば、熱伝導率に高い部材である。接続部材１５０が測定対象に接続した際に、接続部材１５０は、測定対象と同じ温度になる。また、接続部材１５０は、導体である。測定対象が電流が流れる導体である場合、接続部材１５０が測定対象に接続した際に、測定対象を流れる電流が接続部材１５０を流れ、接続部材１５０は、測定対象と同じ温度になる。

【0034】

接続部材１５０は、例えば、孔１５１を有する。孔このとき、接続部材１５０は、サーミスタ１１１が孔１５１の中に位置するようにケース１２０の挿入口１２４に挿入される。このようにすることで、サーミスタ１１１が接続部材１５０に囲まれることになり、他の部材の温度の影響されることなく、接続部材１５０の温度（つまり、測定対象の温度）を精度良く測定することが可能になる。孔１５１は、例えば、貫通孔である。

【0035】

＜温度センサ１００の製造方法＞
図１１は、温度センサ１００の製造方法の一例を示す図である。

【0036】

まず、サーミスタ組立体１１０をケース１２０の収容領域ＣＡ内に挿入する（挿入工程、ステップＳ１１０１）。このとき、サーミスタ組立体１１０は、例えば、サーミスタ組立体１１０の第２の封止部材１１４がケース１２０の収容領域ＣＡの底に接するように挿入される。このとき、サーミスタ組立体１１０の位置決めのためのガイド部が、前記収容領域の底部に設けられているようにすると良い。

【0037】

その後、ケース１２０の収容領域ＣＡ内に、樹脂を、サーミスタ組立体１１０の第２の封止部材１１４を封止するように注入する（注入工程、ステップＳ１１０２）。注入される樹脂は、硬化する前の第３の封止部材１３０の樹脂である。

【0038】

そして、カバー１４０の第１の接触部１４１が第２の封止部材１１４の肩部１１４１に第１の方向から接するように、カバー１４０により収容領域ＣＡの開口を塞ぐ（閉塞工程、ステップＳ１１０３）。

【0039】

ケース１２０の収容領域ＣＡに注入された樹脂を硬化する（硬化工程、ステップＳ１００４）。これにより、ケース１２０の収容領域ＣＡに注入された樹脂が硬化され、第３の封止部材１３０がサーミスタ１１０の第２の封止部材１１４を封止するように、ケース１２０の収容領域ＣＡ内に配置され、温度センサ１００が出来上がる。本実施形態では、カバー１４０の第１の接触部１４１が第２の封止部材１１４の肩部１１４１に第１の方向から接しているため、第３の封止部材１３０の樹脂が硬化する前に、サーミスタ組立体１１０が浮き、ケース１２０に対するサーミスタ１１１の位置がずれるしまうことを防ぐことが可能である。

【0040】

以上、本発明の好適な実施の形態により本発明を説明した。ここでは特定の具体例を示して本発明を説明したが、特許請求の範囲に記載した本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、これら具体例に様々な修正および変更が可能である。

【符号の説明】

【0041】

１００ 温度センサ
１１０ サーミスタ組立体１００のサーミスタ組立体
１１１ サーミスタ組立体１００のサーミスタ
１１２ サーミスタ組立体１００のリード線
１１２１ リード線１１２の第１の端部
１１２２ リード線１１２の第２の端部
１１２３ リード線１１２の第１の折り曲げ部
１１２４ リード線１１２の第２の折り曲げ部
１１２５ リード線１１２の第３の折り曲げ部
１１３ サーミスタ組立体１００の第１の封止部材
１１４ 第２の封止部材
１１４１ 第２の封止部材１１４の肩部
１２０ ケース
１２１ ケース１２０の第１の固定部
１２２ ケース１２０の第２の固定部
１２３ ケース１２０の側面
１２４ ケース１２０の挿入口
１２５ ケース１２０のガイド部
１２６ ケース１２０のカバー固定部（係合爪）
１３０ 第３の封止部材
１４０ カバー
１４１ カバー１４０の第１の接触部
１４２ カバー１４０の第２の接触部
１４３ カバー１４０の第３の接触部
１４４ カバー１４０のカバー固定部（係合孔）
１４５ カバー１４０の突起部
１５０ 接続部材
１５１ 接続部材１５０の孔

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】