特開 2025-5476 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】P2025005476

(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

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023105623

(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】青野 裕介

【テーマコード（参考）】

2F056

5E028

5E034

【Ｆターム（参考）】

2F056QF01

2F056QF04

2F056QF05

2F056QF07

5E028BB09

5E028BB10

5E028EA03

5E028EA11

5E034AA09

5E034BA09

5E034DB05

(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、サーミスタ組立体１１０が固定される固定部材１２０と、サーミスタ組立体１１０を収容する収容領域ＣＡを有するケース１３０と、サーミスタ組立体１１０を封止するように、収容領域ＣＡ内に配置される第２の封止部材１４０と、を有し、固定部材１２０とケース１３０は、収容領域ＣＡの底部に対する固定部材１２０の位置決めのためのガイド部１２３、１３２を有する。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

サーミスタ組立体と、
前記サーミスタ組立体が固定される固定部材と、
前記サーミスタ組立体を収容する収容領域を有するケースと、
前記サーミスタ組立体を封止するように、前記収容領域内に配置される第２の封止部材と、を有し、
前記固定部材と前記ケースは、前記収容領域の底部に対する前記固定部材の位置決めのためのガイド部を有する、温度センサ。

【請求項2】

前記サーミスタ組立体は、
２本の第１のリード線と、
前記２本の第１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、を有する、請求項１に記載の温度センサ。

【請求項3】

２本の第２の第２のリード線をさらに有し、
前記２本の第２のリード線の各々の第１の端部は、対応する前記第１のリード線の第２の端部に接続され、
前記第１のリード線は、ジュメット線である、請求項２に記載の温度センサ。

【請求項4】

前記固定部材は、前記第１のリード線を固定する固定部を有する、請求項２または３に記載の温度センサ。

【請求項5】

前記第１のリード線は、第１の折り曲げ部を有しており、
前記固定部は、第１の折り曲げ部を固定する、請求項４に記載の温度センサ。

【請求項6】

前記第１のリード線の第１の折り曲げ部の位置は、前記第１の封止部材が前記固定部材から離れるように調整され、
前記第１の封止部材と前記固定部材の間の距離は、第１の距離以下である、請求項５に記載の温度センサ。

【請求項7】

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４に記載の温度センサ。

【請求項8】

前記接続部材は、導体である、請求項７に記載の温度センサ。

【請求項9】

カバーをさらに有し、
前記ケースの収容領域は、第１の方向が開口しており、
前記カバーは、前記固定部材に前記第１の方向から接するように配置される、請求項１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固定部材に固定する固定工程と、
ケースの収容領域内に樹脂を注入する注入工程と、
前記サーミスタ組立体が固定された前記固定部材を、前記ケースの収容領域内に注入された樹脂によりサーミスタ組立体が封止されるように、当該樹脂内に挿入する挿入工程と、
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、封止樹脂は、ディッピングにより形成されており、封止樹脂の形状や寸法が安定しない。このような温度センサでは、この封止樹脂の形状や寸法の不安定性のため、サーミスタをケースに対して正確に位置決めすることが困難であった。

【0005】

また、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もあった。

【0006】

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】

【0007】

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、前記サーミスタ組立体が固定される固定部材と、前記サーミスタ組立体を収容する収容領域を有するケースと、前記サーミスタ組立体を封止するように、前記収容領域内に配置される第２の封止部材と、を有し、前記固定部材と前記ケースは、前記収容領域の底部に対する前記固定部材の位置決めのためのガイド部を有する。

【0008】

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固定部材に固定する固定工程と、ケースの収容領域内に樹脂を注入する注入工程と、前記サーミスタ組立体が固定された前記固定部材を、前記ケースの収容領域内に注入された樹脂によりサーミスタ組立体が封止されるように、当該樹脂内に挿入する挿入工程と、前記樹脂を硬化する硬化工程と、を有する。

【発明の効果】

【0009】

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】

【0010】

【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断面における温度センサ１００の断面図である。

【図4】図２のＢＢ断面における温度センサ１００の断面図である。

【図5】サーミスタ組立体１１０が固定されている固定部材１２０の斜視図である。

【図6】サーミスタ組立体１１０が固定されている固定部材１２０の正面図である。

【図7】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】

【0011】

＜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断面における温度センサ１００の断面図であり、図４は、図２のＢＢ断面における温度センサ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。

【0012】

温度センサ１００は、サーミスタ組立体１１０と、固定部材１２０と、ケース１３０と、第２の封止部材１４０と、を有する。図５、６は、サーミスタ組立体１１０と固定部材１２０の関係を説明する図である。図５は、サーミスタ組立体１１０が固定されている固定部材１２０の斜視図であり、図６は、サーミスタ組立体１１０が固定されている固定部材１２０の正面図である。

【0013】

サーミスタ組立体１１０は、サーミスタ１１１と、２本の第１のリード線１１２と、第１の封止部材１１３と、を有する。

【0014】

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。

【0015】

２本の第１のリード線１１２の各々は、第１の端部１１２１と、第２の端部１１２２と、を有し、第１のリード線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４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。第１のリード線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。

【0016】

第１のリード線１１２は、例えば、ジュメット線である。第１のリード線１１２がジュメット線である場合、第１のリード線１１２の第２の端部１１２２は、図５、６に示すように、第２のリード線１５０に接続される。このとき、第２のリード線１５０は、例えば、導体の芯線とこの芯線を覆う絶縁被膜から構成される。このとき、第２のリード線１５０の芯線が第１のリード線１１２に接続される。

【0017】

第１の封止部材１１３は、サーミスタ１１１を封止し、サーミスタ１１１を保護する。第１のリード線１１２のうち、サーミスタ１１１に接続した第１の端部１１２１は、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、第１の封止部材１１３に封止されておらず、第１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。

【0018】

固定部材１２０は、サーミスタ組立体１１０が固定される部材である。固定部材１２０は、例えば、固定部材１２０は、例えば、剛性を有する絶縁体であり、例えば、樹脂である。

【0019】

固定部材１２０は、例えば、図５、６に示すように、固定部（第１の固定部１２１、第２の固定部１２２）を有しており、第１のリード線１１２がこの固定部に固定されることで、サーミスタ組立体１１０は、固定部材１２０に固定される。

【0020】

図５、６に示した例では、固定部材１２０は、第１の固定部１２１と第２の固定部１２２を有しており、第１のリード線１１２は、２つ折り曲げられた箇所（第１の折り曲げ部１１２３と第２の折り曲げ部１１２４）を有する。ここで、第１の折り曲げ部１１２３は、第１の端部１１２１側の折り曲げられた箇所であり、第１のリード線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（Ｙ方向）または第２の方向の逆方向（－Ｙ方向）に折り曲げれる。第２の折り曲げ部１２２４は、第２の端部１１２２側の折り曲げられた箇所であり、第１のリード線１１２は、第２の折り曲げ部１１２４において、第２の方向（Ｙ方向）または第２の方向の逆方向（－Ｙ方向）から第１の方向（Ｚ方向）に折り曲げれる。第１の固定部１２１は、リード線１２２の第１の折り曲げ部１２２３を固定し、第２の固定部１２２は、第１のリード線１１２のうちの第１の封止部材１１３の近い部分を固定している。

【0021】

このため、図５、６に示した例では、第１のリード線１１２の第１の折り曲げ部１１２３の位置を調整することで、固定部材１２０に対するサーミスタ１１１の位置を調整すること可能である。よって、本実施形態では、サーミスタ１１１を固定部材１２０に対して正確に位置決めすることが可能である。

【0022】

このとき、サーミスタ組立体１１０は、図５、６に示すように、第１の封止部材１１３が固定部材１２０から離れるように、固定部材１２０に固定される。つまり、第１のリード線１１２の第１の折り曲げ部１１２３の位置は、第１の封止部材１１３が固定部材１２０から離れるように調整される。第１の封止部材１１３と固定部材１２０の間の距離は、第１の距離以下である。第１の距離は、サーミスタ組立体１１０が固定された固定部材１２０が第２の封止部材１４０に挿入される際に第１のリード線１１２が撓まないように適宜設定される。第１の距離は、例えば、１ｍｍである。

【0023】

ケース１３０は、図３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（Ｚ方向）が開口している（開口部１３１）。サーミスタ組立体１１０および固定部材１２０は、ケース１３０の収容領域ＣＡに収容される。

【0024】

固定部材１２０とケース１３０は、ケース１３０の収容領域ＣＡの底部に対する固定部材１２０の位置決めのためのガイド部１２３、１３２を有する。このとき、例えば、図３に示すように、固定部材１２０のガイド部１２３が、第１の方向（Ｚ方向）を向いた面を有し、ケース１３０のガイド部１３２が、第１の方向の逆方向（－Ｚ方向）を向いた面を有し、これらの面が接するようにすると良い。固定部材１２０のガイド部１２３とケース１３０のガイド部１３２の位置は、例えば、図３に示すように、サーミスタ組立体１１０が固定された固定部材１２０がケース１３０に収容された状態において、サーミスタ組立体１１０の第１の封止部材１１３がケース１３０の収容領域ＣＡの底部から離れるように設定される。図３に示した例において、ケース１３０のガイド部１３２は、係合孔であり、固定部材１２０のガイド部１２３は、この係合孔に係合する係合爪である。

【0025】

第２の封止部材１４０は、図３、４に示すように、サーミスタ組立体１１０を封止するように、ケース１３０の収容領域ＣＡ内に配置されている。第２のリード線１５０のうち、第１のリード線１１２に接続された第１の端部１５１は、第２の封止部材１４０に封止される。第２のリード線１５０の第２の端部１５２は、図１に示すように、第２の封止部材１４０に封止されず、第２の封止部材１４０の外部に存在する。第２の封止部材１４０は、例えば、樹脂である。

【0026】

例えば、第２の封止部材１４０は、硬化する前に、ケース１３０の収容領域ＣＡ内に注入される。そして、サーミスタ組立体１１０は、第１の封止部材１１３が第２の封止部材１４０に封止されるように、このケース１３０の収容領域ＣＡ内に注入された第２の封止部材１４０に挿入される。そして、第２の封止部材１４０は、この第１の樹脂部１１３を封止した状態で硬化される。

【0027】

このように、本実施形態では、サーミスタ１１１を固定部材１２０に対して正確に位置決めすることが可能であり、固定部材１２０をケース１３０に対して正確に位置決めすることが可能である。結果、本実施形態では、サーミスタ１１１をケース１３０に対して正確に位置決めすることが可能である。

【0028】

また、本実施形態では、固定部材１２０のガイド部１２３が、第１の方向（Ｚ方向）を向いた面を有し、ケース１３０のガイド部１３２が、第１の方向の逆方向（－Ｚ方向）を向いた面を有し、これらの面が接している。このため、本実施形態では、第２の封止部材１４０が硬化する前に、固定部材１２０が浮くこと、つまり、サーミスタ組立体１１０が浮く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。

【0029】

また、本実施形態では、第１の封止部材１１３をディッピングによりさらに封止する必要がない。このため、本実施形態では、ディッピングの工程（ディップ樹脂の脱泡、硬化を含む）を省くことが可能であり、製造コストを低減することが可能である。

【0030】

温度センサ１００は、接続部材１６０をさらに有するようにしても良い。接続部材１６０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１３０は、この接続部材１６０を挿入するための挿入口１３３を有し、接続部材１６０は、この挿入口１３３に挿入される。

【0031】

接続部材１６０は、例えば、熱伝導率に高い部材である。接続部材１６０が測定対象に接続した際に、接続部材１６０は、測定対象と同じ温度になる。また、接続部材１６０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１６０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１６０を流れ、接続部材１６０は、測定対象と同じ温度になる。

【0032】

接続部材１６０は、例えば、孔１６１を有する。孔このとき、接続部材１６０は、サーミスタ１１１が孔１６１の中に位置するようにケース１３０の挿入口１３３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１６０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１６０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１６１は、例えば、貫通孔である。

【0033】

温度センサ１００は、図１、３に示すように、ケース１３０の収容領域ＣＡの開口部１３１に塞ぐカバー１７０をさらに有するようにしても良い。カバー１７０は、ケース１３０の収容領域ＣＡの開口部１３１に塞いだ状態において、ケース１３０に固定される。そして、カバー１７０は、図３に示すように、固定部材１２０に第１の方向（Ｚ方向）から接する。このようにすることで、第２の封止部材１４０が硬化する前に、固定部材１２０が浮くことを防ぐことがより可能になる。

【0034】

＜温度センサ１００の製造方法＞
図７は、温度センサ１００の製造方法の一例を示す図である。

【0035】

まず、サーミスタ組立体１１０を固定部材１２０に固定する（固定工程、ステップＳ７０１）。このとき、固定部材１２０に対するサーミスタ１１０の第１の封止部材１１３の位置決め（つまり、第１の封止部材１１３に封止されたサーミスタ１１１の位置決め）を行う。

【0036】

次に、ケース１３０の収容領域ＣＡ内に、樹脂を注入する（注入工程、ステップＳ７０２）。注入される樹脂は、硬化する前の第２の封止部材１４０の樹脂である。

【0037】

そして、サーミスタ組立体１１０が固定された固定部材１２０を、ケース１３０の収容領域ＣＡ内に注入された樹脂によりサーミスタ組立体１１０が封止されるように、当該樹脂内に挿入する（挿入工程、ステップＳ７０３）。このとき、例えば、固定部材１２０の係合爪（ガイド部１２３）がケース１３０の係合孔（ガイド部１３２）に係合するように、固定部材１２０を挿入する。これにより、固定部材１２０がケース１３０に対して位置決めされ、結果、固定部材１２０に位置決めされているサーミスタ１１１が、ケース１３０に対して位置決めされる。

【0038】

その後、カバー１７０が固定部材１２０に第１の方向から接するように、ケース１３０の収容領域ＣＡの開口部１３１を塞ぐ（閉塞工程、ステップ７０４）。

【0039】

最後に、ケース１３０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Ｓ７０５）。これにより、ケース１３０の収容領域ＣＡに注入された樹脂が硬化され、第２の封止部材１４０がサーミスタ組立体１１０を封止するように、ケース１３０の収容領域ＣＡ内に配置され、温度センサ１００が出来上がる。

【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
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の第１のリード線
１１２１ 第１のリード線１１２の第１の端部
１１２２ 第１のリード線１１２の第２の端部
１１２３ 第１のリード線１１２の第１の折り曲げ部
１１２４ 第１のリード線１１２の第２の折り曲げ部
１１３ サーミスタ組立体１００の第１の封止部材
１２０ 固定部材
１２１ 固定部１２０の第１の固定部
１２２ 固定部１２０の第２の固定部
１２３ 固定部１２０のガイド部（係合爪）
１３０ ケース
１３１ ケース１３０の開口部
１３２ ケース１３０のガイド部（係合孔）
１３３ ケース１３０の挿入口
１４０ 第２の封止部材
１５０ 第２のリード線
１５１ 第２のリード線１５０の第１の端部
１５２ 第２のリード線１５０の第２の端部
１６０ 接続部材
１６１ 接続部材１６０の孔
１７０ カバー

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】