特許 7578639 温度センサ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-10-28

(45)【発行日】2024-11-06

(54)【発明の名称】温度センサ

(51)【国際特許分類】

   G01K 1/18 20060101AFI20241029BHJP

   G01K 1/14 20210101ALI20241029BHJP

【ＦＩ】

G01K1/18

G01K1/14 E

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2022030677

(22)【出願日】2022-03-01

(65)【公開番号】P2023127107

(43)【公開日】2023-09-13

【審査請求日】2023-07-14

(73)【特許権者】

【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】100083806

【弁理士】

【氏名又は名称】三好 秀和

(74)【代理人】

【識別番号】100101247

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 俊一

(74)【代理人】

【識別番号】100095500

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 正和

(74)【代理人】

【識別番号】100098327

【弁理士】

【氏名又は名称】高松 俊雄

(72)【発明者】

【氏名】松島 知宏

(72)【発明者】

【氏名】田中 健太

(72)【発明者】

【氏名】坂本 彬宜

(72)【発明者】

【氏名】田中 開

(72)【発明者】

【氏名】大芝 晃平

【審査官】吉田 久

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０２１／０２４７１８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１９－１３３８８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１８７００８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－２８９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－３４６７３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－２６９９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１２８０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０２１／０２６５６７７（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｋ １／００－１９／００

Ｈ０１Ｍ １０／００－１０／６６７

Ｈ０２Ｊ ７／００－７／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

フレキシブル薄板状の電線に取り付けられて被測定部の温度を検知するセンサ部と、
熱伝導性が高い部材で形成され、前記被測定部に接触して前記被測定部で生じる熱を前記センサ部に伝えることが可能な集熱部と、
を備え、
前記集熱部は、前記センサ部の側方の少なくとも一部を囲うように配置される周壁と、前記周壁に連設され、前記電線と前記被測定部との間に配置される底壁と、を備え、
前記電線には、前記センサ部の側方の全周を囲うように配置される枠状部材が取り付けられており、
前記枠状部材と前記センサ部との間に、前記センサ部を被覆する樹脂被覆部が形成されており、
前記枠状部材が前記周壁に嵌め込まれている、
温度センサ。

【請求項2】

フレキシブル薄板状の電線に取り付けられて被測定部の温度を検知するセンサ部と、
熱伝導性が高い部材で形成され、前記被測定部に接触して前記被測定部で生じる熱を前記センサ部に伝えることが可能な集熱部と、
を備え、
前記集熱部は、前記センサ部の側方の全周を囲うように配置される周壁を備えており、
前記集熱部と前記センサ部との間に、前記センサ部を被覆する樹脂被覆部が形成されており、
前記集熱部における前記電線に取り付けられる側とは反対側の面が前記被測定部に接触しており、
前記電線と前記被測定部との間に前記センサ部が配置されている、
温度センサ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、温度センサに関する。

【背景技術】

【0002】

この種の従来の温度センサとしては、特許文献１に開示されたものが提案されている。この特許文献１では、温度センサが温度検知素子（センサ部）を備えており、温度センサは、付勢部材によって検出面が測定対象に接触するように付勢された状態でセンサホルダに保持されている。また、センサホルダには、温度センサを離接方向に移動可能に保持する収容部が形成されており、この収容部には温度センサの傾きを許容する隙間が形成されている。こうすることで、温度センサと測定対象との接触状態を維持できるようにし、温度の検出精度が低下してしまうことを抑制できるようにしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１７－２２７５５５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上記特許文献１に開示の温度センサでは、下面が温度センサの検出面となる接触板の上面に温度検知素子が配置されており、被測定部で生じた熱は、下方に配置された板状の接触板から温度検知素子に伝達されるようになっている。

【0005】

このように、上記従来の技術では、下方に位置する接触板のみから被測定部で生じた熱が温度検知素子に伝達される構成をしている。そのため、温度センサと測定対象との接触状態を維持できるようにしたとしても、被測定部で生じる熱を効率よく温度検知素子に伝達することができなかった。

【0006】

本発明は、このような従来技術が有する課題に鑑みてなされたものである。そして本発明の目的は、被測定部で生じる熱を、より効率的にセンサ部に伝えることが可能な温度センサを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の態様に係る温度センサは、フレキシブル薄板状の電線に取り付けられて被測定部の温度を検知するセンサ部と、熱伝導性が高い部材で形成され、前記被測定部に接触して前記被測定部で生じる熱を前記センサ部に伝えることが可能な集熱部と、を備え、前記集熱部は、前記センサ部の側方の少なくとも一部を囲うように配置される周壁を備える。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本実施形態に係る温度センサが配置される場所の一例を示す平面図である。

【図2】第１実施形態に係る温度センサの保持部材への取付構造を示す分解斜視図である。

【図3】第１実施形態に係る温度センサが備える付勢部材の一例を示す斜視図である。

【図4】第１実施形態に係る温度センサが備える集熱部の一例を示す斜視図である。

【図5】第１実施形態に係る温度センサが備える温度センサモジュールの一例を示す分解斜視図である。

【図6】第１実施形態に係る温度センサを保持部材へ取り付ける方法の一例を示す図であって、フレキシブル薄板状の電線にセンサ部を実装させた状態を示す斜視図である。

【図7】第１実施形態に係る温度センサを保持部材へ取り付ける方法の一例を示す図であって、センサ部が実装されたフレキシブル薄板状の電線に枠状部材を取り付けた状態を示す斜視図である。

【図8】第１実施形態に係る温度センサを保持部材へ取り付ける方法の一例を示す図であって、センサ部を樹脂被覆部で覆うことで温度センサモジュールを形成した状態を示す斜視図である。

【図9】第１実施形態に係る温度センサを保持部材へ取り付ける方法の一例を示す図であって、温度センサモジュールを集熱部に挿入させた状態を示す斜視図である。

【図10】第１実施形態に係る温度センサを示す斜視図である。

【図11】第１実施形態に係る温度センサの保持部材への取付構造の正面から見た状態における断面図である。

【図12】第１実施形態に係る温度センサの保持部材への取付構造の側面から見た状態における断面図である。

【図13】第１実施形態に係る温度センサモジュールを示す平面図である。

【図14】第１実施形態に係る温度センサモジュールの正面から見た状態における断面図である。

【図15】第１実施形態に係る温度センサの側方に集熱部の周壁が配置されている状態を説明する斜視図である。

【図16】第１実施形態に係る温度センサを被測定部上に水平に載置した状態における温度分布を模式的に示す図である。

【図17】比較例に係る温度センサを被測定部上に水平に載置した状態における温度分布を模式的に示す図である。

【図18】比較例に係る温度センサと被測定部との間に比較的小さな異物が存在している状態における温度分布を模式的に示す図である。

【図19】比較例に係る温度センサと被測定部との間に比較的大きな異物が存在している状態における温度分布を模式的に示す図である。

【図20】第２実施形態に係る温度センサモジュールが被測定部に取り付けられた状態を示す図であって、温度センサモジュールおよび被測定部を正面から見た状態における断面図である。

【図21】第２実施形態に係る温度センサを被測定部上に水平に載置した状態における温度分布を模式的に示す図である。

【図22】第２実施形態に係る温度センサと被測定部との間に比較的小さな異物が存在している状態における温度分布を模式的に示す図である。

【図23】第２実施形態に係る温度センサと被測定部との間に比較的大きな異物が存在している状態における温度分布を模式的に示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、図面を用いて本実施形態に係る温度センサについて詳細に説明する。以下では、電動化車両（例えば、ＨＶ，ＰＨＶ，ＥＶ，ＦＣＶ等）に搭載される電池モジュールが備える単電池の温度を検知する温度センサを例示する。なお、図面の寸法比率は説明の都合上誇張されており、実際の比率と異なる場合がある。

【0010】

また、以下では、単電池が下方に位置し、上方から温度センサを単電池に接触させた状態で、温度センサの上下方向を規定して説明する。そして、保持部材が備える一対の側壁が対向する方向を温度センサおよび保持部材の前後方向、側壁の幅方向を温度センサおよび保持部材の幅方向と規定して説明する。

【0011】

また、以下の複数の実施形態には、同様の構成要素が含まれている。よって、以下では、それら同様の構成要素には共通の符号を付与するとともに、重複する説明を省略する。

【0012】

まず、本実施形態に係る温度センサ１０が配置される場所の一例を図１に基づき説明する。

【0013】

本実施形態に係る温度センサ１０は、電気自動車やハイブリッド電気自動車等の電動化車両に搭載され、駆動源として使用される単電池（被測定部）３０の温度を検知するためのセンサである。

【0014】

具体的には、複数個（本実施形態では２８個）の単電池３０を並設し、互いに隣り合う単電池３０の図示省略した端子同士をバスバー４０に接続させることで、複数個の単電池３０を直列または並列接続させた電池パック（電池モジュール）Ｍを形成している。そして、電池パックＭが備える複数個の単電池３０のうちの一部の単電池３０と接触するように温度センサ１０を配置している。本実施形態では、３つの温度センサ１０を、複数個の単電池３０のうちの３つの単電池３０にそれぞれ接触させている。なお、単電池３０としては、例えば、リチウム電池を用いることができる。

【0015】

また、本実施形態では、３つの温度センサ１０をフレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）５０に接続させている。そして、３つの温度センサ１０で検知したそれぞれの単電池３０の温度データが、コネクタ５１を介してＥＣＵ（Electrical Control Unit）に出力されるようになっている。このように、本実施形態では、フレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）５０を用いることで、電子部品の配置自由度を向上させつつ、電池パック（電池モジュール）Ｍに接続されるバスバーモジュールの低背化を図れるようにしている。

【0016】

また、温度センサ１０は、バスバーモジュールが備えるハウジング（保持部材２０）に保持された状態で、単電池３０と接触するようにしている。すなわち、保持部材２０に温度センサ１０を保持させつつ、単電池３０に温度センサ１０を接触させることで、温度センサ１０の取付構造１を形成している。

【0017】

以下では、温度センサ１０の取付構造１の具体的な構成について説明する。

【0018】

（第１実施形態）
まず、図２～図１５を用いて第１実施形態に係る温度センサ１０の取付構造１を説明する。

【0019】

本実施形態に係る温度センサ１０の取付構造１は、温度センサ１０を、上下方向の上側への移動が規制された状態で保持部材２０に保持することで形成されている。

【0020】

保持部材２０は、例えば、合成樹脂等の材料を用いて形成することができ、上方に開口する空間Ｓが形成されている。そして、この空間Ｓ内に温度センサ１０が挿入されるようになっている。具体的には、保持部材２０は、上下方向に延在して前後方向で対向する一対の側壁２１と、一対の側壁２１の幅方向の両側に前後方向に突出するように連設されて温度センサ１０の空間Ｓ内への挿入をガイドするガイド壁２２と、を備えている。

【0021】

また、一対の側壁２１の幅方向の中央部には、上方に開口して上下方向に延在するスリット２１１がそれぞれ形成されている。また、一対の側壁２１の間における幅方向両側の上部には、温度センサ１０が係止される被係止部２１２が、幅方向に延在するように形成されている。

【0022】

一方、前後方向で対向するガイド壁２２の間には、上方に開口して上下方向および幅方向に延在する切り欠き２２１が形成されており、この切り欠き２２１の下端に温度センサ１０の後述する押圧部１３１が載置される載置壁２２２が形成されている。

【0023】

温度センサ１０は、温度センサモジュール１１０と、温度センサモジュール１１０が挿入保持されるケース１２０と、温度センサモジュール１１０を押圧することが可能な付勢部材１３０と、を備えている。

【0024】

温度センサモジュール１１０は、図３に示すように、フレキシブル薄板状の電線１１１と、フレキシブル薄板状の電線１１１に取り付けられて単電池（被測定部）３０の温度を検知するセンサチップ（センサ部）１１２と、を備えている。さらに、温度センサモジュール１１０は、センサチップ１１２の周囲に配置される枠状部材１１３と、枠状部材１１３とセンサチップ１１２との間に充填されてセンサチップ１１２を外部に露出しないように被覆する樹脂被覆部１１４と、を備えている。

【0025】

本実施形態では、フレキシブル薄板状の電線１１１として、フレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）を用いている。フレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）は、ポリイミド等の絶縁性を有した薄くて柔らかいベースフィルム上に銅箔等の導電性金属で配線パターン（導体）を形成し、その上にポリイミド等のフィルム状のカバーを接着することで製造されるものである。このとき、フィルム状のカバーは、導体の一部を露出させた状態でベースフィルム上に接着されている。

【0026】

本実施形態では、フレキシブル薄板状の電線１１１は、先端に設けられた実装部１１１１と、実装部１１１１に連結される連結部１１１２と、を備えており、実装部１１１１には、センサチップ１１２が実装されるセンサチップ実装部１１１１ａが形成されている。そして、センサチップ実装部１１１１ａで露出する２つの導体１１１１ｂを跨ぐようにセンサチップ１１２をセンサチップ実装部１１１１ａに載置し、半田Ｈで固定することで、センサチップ１１２がセンサチップ実装部１１１１ａに実装されている。このように、本実施形態では、実装部１１１１の上面が実装面１１１ａとなっており、フレキシブル薄板状の電線１１１の実装面１１１ａ上にセンサチップ（センサ部）１１２が半田Ｈによって実装されている。

【0027】

また、本実施形態では、実装部１１１１には、枠状部材１１３がセンサチップ１１２の周囲を囲うように配置された状態で固定されている。枠状部材１１３は、熱伝導率の高い材料（例えば、金属、金属酸化物、セラミック等）を用いて形成することができる。本実施形態では、枠状部材１１３は金属を用いて形成されている。この金属製の枠状部材１１３は、略環状の周壁１１３１と、周壁１１３１の内面１１３１３により画成されて上下方向に貫通する貫通孔１１３２と、を備えている。なお、枠状部材１１３の材料としては、フレキシブル薄板状の電線１１１の腐食等を考慮しつつ、熱伝導率が高い材料を用いるのが好ましい。

【0028】

周壁１１３１は、略四角形の環状に形成されており、略直方体状のセンサチップ１１２の側方を四方から（全周に亘って）囲うようにした状態で、実装部１１１１に固定されている。本実施形態では、実装部１１１１には、４つの枠状部材固定部１１１１ｃが、実装部１１１１の４隅に形成されている。そして、４つの枠状部材固定部１１１１ｃ上に枠状部材１１３の下面（フレキシブル薄板状の電線１１１に取り付けられる側とは反対側の面）１１３１２を接触させた状態で半田等を用いて固定することで、枠状部材１１３を実装部１１１１に固定している。このとき、平面視で、貫通孔１１３２の下側開口が実装部１１１１によって塞がれるようにしている。

【0029】

そして、枠状部材１１３の貫通孔１１３２内に上側（上面１１３１１側：フレキシブル薄板状の電線１１１に取り付けられる側）からポッティング材を流し込んで硬化させることで、センサチップ１１２が樹脂被覆部１１４によって覆われるようにしている。

【0030】

ケース１２０は、熱伝導率の高い材料（例えば、金属、金属酸化物、セラミック等）を用いて形成することができる。本実施形態では、ケース１２０は金属を用いて形成されている。この金属製のケース１２０は、図４に示すように、略矩形板状の底壁１２１と、連結壁１２３を介して底壁１２１に連結された周壁１２２と、を備えており、上方に開口した略直方体の箱状をしている。本実施形態では、一枚の金属板を折り曲げることで、金属製のケース１２０を形成している。すなわち、底壁１２１、連結壁１２３および周壁１２２を、金属材料を用いて一体に形成している。そして、本実施形態では、底壁１２１の底面１２１１が単電池３０に接触する接触面となっている。なお、ケース１２０は、一枚の金属板を折り曲げることで形成する必要はなく、例えば、金型を用いた鋳造によりケース１２０を形成することも可能である。

【0031】

また、本実施形態では、周壁１２２には、前後方向に貫通する一対の貫通孔１２２１と、上方に開口して上下方向に延在する切り欠き１２２２と、が形成されている。一対の貫通孔１２２１は、押圧部１３１をケース１２０に固定するために設けられたものである。また、切り欠き１２２２は、温度センサモジュール１１０をケース１２０内に挿入する際に、フレキシブル薄板状の電線１１１（連結部１１１２）が周壁１２２と干渉してしまわないようにするために設けられたものである。

【0032】

このように、本実施形態では、温度センサモジュール１１０をケース１２０に組み付けた状態で、センサチップ１１２の側方の３方向と下方が金属製のケース１２０で囲われるようにしている。

【0033】

そして、付勢部材１３０によって温度センサモジュール１１０を下方（単電池３０側）に向けて押圧することで、ケース１２０の底壁１２１が下方（単電池３０側）に向けて押圧されるようにしている。こうすることで、底壁１２１の底面１２１１を、より確実に単電池３０に接触させることができるようにしている。

【0034】

付勢部材１３０は、図５に示すように、ケース１２０を単電池３０に向けて押圧する押圧部１３１と、押圧部１３１に、ケース１２０を単電池３０に向けて押圧する下方（押圧方向の一方側）への付勢力を付与する付勢部１３２と、を備えている。本実施形態では、付勢部材１３０が樹脂により一体形成されている。すなわち、押圧部１３１および付勢部１３２が一体に形成されている。

【0035】

押圧部１３１は、水平方向に延在する板状のベース基板１３１１と、ベース基板１３１１の下端に連設されて下方に延在する一対の押圧片１３１２と、を備えている。一対の押圧片１３１２は、温度センサモジュール１１０に当接して、温度センサモジュール１１０およびケース１２０を単電池３０に向けて押圧する部材である。

【0036】

さらに、押圧部１３１は、ベース基板１３１１から水平方向に延設され、載置壁２２２に載置される載置部１３１５と、を備えている。

【0037】

また、押圧部１３１は、ケース１２０に係止される係止部１３１６を備えており、この係止部１３１６によって温度センサモジュール１１０が収容された金属製のケース１２０に付勢部材１３０が固定されるようになっている。本実施形態では、係止部１３１６は、上下方向に延在して前後方向に弾性変形可能な一対のアーム部１３１６１と、一対のアーム部１３１６１の先端にそれぞれ設けられ、貫通孔１２２１に係止されるフック部１３１６２と、を備えている。一対のアーム部１３１６１は、ベース基板１３１１の幅方向の中央部における前後方向の両端から下方に向けて延設されている。なお、係止部１３１６によってケース１２０に係止された状態では、押圧部１３１は、上方（押圧方向の他方側）への移動が規制されている。

【0038】

また、付勢部１３２は、上下方向に折れ曲がり前後方向に弾性変形可能な板ばねで形成されている。そして、付勢部１３２の外側には、前後方向に弾性変形可能な係止片１３３２と係止部１３３４とが設けられている。

【0039】

また、本実施形態では、付勢部材１３０は、位置決め部１３３５を備えており、この位置決め部１３３５を保持部材２０に形成されたスリット２１１に挿入することで、付勢部材１３０の保持部材２０に対する位置決めと外れ防止がなされるようにしている。

【0040】

なお、本実施形態では、押圧部１３１および付勢部１３２が樹脂により一体形成された付勢部材１３０を例示したが、押圧部１３１および付勢部１３２を一体に形成する必要はなく、押圧部１３１と付勢部１３２とを別部材で形成することも可能である。このとき、コイルスプリング等の弾性部材を用いて付勢部１３２を形成することも可能である。また、コイルスプリング等の弾性部材を用いる場合、弾性部材を保持部材２０に直接係止させるようにしてもよいし、スプリング押さえ部材等の被保持部材を介して保持部材２０に係止させるようにしてもよい。このように、付勢部材１３０の形状は様々な形状とすることが可能である。

【0041】

そして、本実施形態では、保持部材２０および温度センサ１０を上述したような構成とすることで、各部品を上から順番に組み付けることで、温度センサ１０の取付構造１が形成されるようにしている。

【0042】

以下では、図６～図１２を用いて、温度センサ１０の保持部材２０への組付け方法の一例を説明する。

【0043】

まず、図６に示すように、フレキシブル薄板状の電線１１１にセンサチップ１１２を実装する。

【0044】

次に、図７に示すように、枠状部材１１３をセンサチップ１１２の周囲に配置されるようにフレキシブル薄板状の電線１１１上に固定する。

【0045】

その後、図８に示すように、枠状部材１１３とセンサチップ１１２との間の隙間にポッティング材を流し込んで樹脂被覆部１１４を形成することで、温度センサモジュール１１０を形成する。

【0046】

次に、図９に示すように、温度センサモジュール１１０をケース１２０に上方から挿入して底壁１２１上に載置する。なお、本実施形態では、枠状部材１１３の大きさをケース１２０とほぼ同じ大きさとなるようにしているため、温度センサモジュール１１０は、周壁１２２にガイドされながら底壁１２１に向けて挿入されることになる。そのため、温度センサモジュール１１０が傾いた状態で底壁１２１上に載置されてしまうことを抑制することができる。すなわち、センサ部１１２が位置ずれしてしまうことを抑制することができるようになっている。

【0047】

その後、図１０に示すように、付勢部材１３０の押圧部１３１をケース１２０に上側から挿入して取り付ける。具体的には、フック部１３１６２を貫通孔１２２１に係止させることで、押圧部１３１がケース１２０に保持されるようにする。

【0048】

その後、図１１および図１２に示すように、保持部材２０の水平方向に延在する被係止部２１２の下面に係止部１３３４を突き当てることで、係止部１３３４を被係止部２１２に係止させる。こうすることで、付勢部１３２の弾性復元力により下方に付勢された押圧部１３１によって温度センサモジュール１１０が下方に押圧された状態で、温度センサ１０が保持部材２０に取り付けられる。

【0049】

このように、本実施形態では、ケース１２０を裏返したりすることなく、温度センサ１０を保持部材２０に組み付けることができるようになっている。また、フレキシブル薄板状の電線１１１を専用空間に通すことなく、温度センサ１０を保持部材２０に組み付けることができるようになっている。こうすることで、温度センサ１０の保持部材２０への組付け性を向上させつつ、誤組付けを抑制することができるようにしている。

【0050】

ここで、本実施形態では、単電池（被測定部）３０で生じる熱を、より効率的にセンサチップ（センサ部）１１２に伝えることができるようにしている。

【0051】

具体的には、温度センサ１０が、熱伝導性が高い部材で形成され、単電池３０に接触して単電池３０で生じる熱をセンサチップ１１２に伝えることが可能な集熱部を備えるようにしている。そして、集熱部が、センサチップ１１２の側方の少なくとも一部を囲うように配置される周壁を備えるようにしている。

【0052】

本実施形態では、金属製のケース１２０を集熱部として機能させている。具体的には、底壁１２１の底面１２１１を単電池３０に接触させつつ、底壁１２１および周壁１２２によって、センサチップ１１２の側方の３方および下方が金属製のケース１２０によって囲われるようにしている。こうすることで、単電池３０で生じる熱を多方向からセンサチップ１１２に伝えることができるようにしている。単電池３０で生じる熱は、まず、単電池３０に接触している底壁１２１に伝達されるが、本実施形態では、金属製のケース１２０は、一枚の金属板を折り曲げることで形成されているため、周壁１２２を含むケース１２０の全体に伝達されることになる。その結果、ケース１２０を介して多方向からセンサチップ１１２に伝えられることになる。

【0053】

ここで、図１６には、単電池（被測定部）３０の使用時における周辺部の温度分布を示している。具体的には、本実施形態に係る温度センサ１０を、ケース１２０の底壁１２１の底面１２１１が単電池３０の上面に面接触するようにした状態で、単電池３０を使用した場合における単電池３０の周辺の温度分布の測定結果を示している。このとき、本実施形態に係る温度センサ１０は、単電池３０の上面に水平に載置された状態となる。

【0054】

なお、単電池３０の周辺の温度は、例えば、サーモグラフィ等の機器を用いて測定することができる。そして、図１６には、単電池３０の周辺の温度分布を５つの領域に分けた図を示しており、色の濃い領域の方が色の薄い領域よりも高温の領域となっている。

【0055】

同様に、図１７には、比較例に係る温度センサ１０Ａを、ケース１２０の底壁１２１の底面１２１１が単電池３０の上面に面接触するようにした状態で、単電池３０を使用した場合における単電池３０の周辺の温度分布の測定結果を示している。このとき、比較例に係る温度センサ１０Ａも、単電池３０の上面に水平に載置された状態となる。なお、図１７では、比較例に係る温度センサ１０Ａとして、ケース１２０を用いていない（周壁１２２を備えていない）ものを例示している。

【0056】

また、図１７にも、単電池３０の周辺の温度分布を５つの領域に分けた図を示しており、色の濃い領域の方が色の薄い領域よりも高温の領域となっている。ここで、各領域の最大値と最小値とが図１６と図１７で同じ値となるようにしている。

【0057】

この図１６および図１７を見ると、周壁１２２を備える温度センサ１０の方が、周壁１２２を備えていない温度センサ１０Ａよりも、センサチップ（センサ部）１１２の周辺部の温度が高くなっている（濃い領域で現されている）ことが分かる。

【0058】

また、温度センサ１０のセンサチップ（センサ部）１１２の方が、温度センサ１０Ａのセンサチップ（センサ部）１１２よりも、単電池（被測定部）３０の温度に近い温度であることが分かる。

【0059】

このことから、温度センサ１０のセンサチップ（センサ部）１１２で検知される温度の方が、温度センサ１０Ａのセンサチップ（センサ部）１１２で検知される温度よりも単電池（被測定部）３０の温度に近いことが分かる。すなわち、センサチップ（センサ部）１１２で検知される温度と単電池（被測定部）３０の実際の温度との誤差は、温度センサ１０の方が温度センサ１０Ａよりも小さいことが分かる。

【0060】

温度センサ１０のセンサチップ（センサ部）１１２で検知される温度の測温誤差は、０．２７℃であるのに対して、温度センサ１０Ａのセンサチップ（センサ部）１１２で検知される温度の測温誤差は、１．０３℃であった。

【0061】

図１６および図１７に示す測定結果から、集熱部としてのケース１２０が周壁１２２を備えることで、センサチップ（センサ部）１１２への伝熱／集熱性が高められることが分かる。

【0062】

また、図１８，１９には、比較例に係る温度センサ１０Ａと単電池（被測定部）３０との間に異物Ｆが介在している状態で、単電池３０を使用した場合における単電池３０の周辺の温度分布の測定結果を示している。このとき、比較例に係る温度センサ１０Ａは、単電池３０の上面に斜めの状態で載置されることになる。なお、図１８では、異物Ｆのサイズ（直径）が０．３３ｍｍとなっており、図１９では、０．５ｍｍとなっている。

【0063】

そして、図１８に示す状態では、温度センサ１０Ａのセンサチップ（センサ部）１１２で検知される温度の測温誤差が１．８７℃であるのに対して、図１９に示す状態では、２．１７℃であった。

【0064】

このことから、温度センサ１０Ａと単電池（被測定部）３０との間に介在する異物Ｆの大きさが大きくなるにつれて、温度センサ１０Ａのセンサチップ（センサ部）１１２で検知される温度の測温誤差は大きくなってしまうことが分かる。ここで、図１６や図１７に示す状態については、サイズがゼロ（０．０ｍｍ）の異物を介在させていると考えることができる。

【0065】

このように、異物Ｆの大きさが大きくなるほど、温度センサ１０Ａと単電池（被測定部）３０との間に形成される空気層の厚さは厚くなる。そのため、異物Ｆの介在により発生する空気層からの放熱の影響が、測温誤差を大きくする一つの要因であると考えられる。

【0066】

なお、図示省略したが、温度センサ１０と単電池（被測定部）３０との間に０．３３ｍｍの異物を介在させた場合、温度センサ１０のセンサチップ（センサ部）１１２で検知される温度の測温誤差は、１．１３℃であった。また、温度センサ１０と単電池（被測定部）３０との間に０．５ｍｍの異物を介在させた場合、温度センサ１０のセンサチップ（センサ部）１１２で検知される温度の測温誤差は、１．４７℃であった。

【0067】

このように、温度センサ１０のセンサチップ（センサ部）１１２で検知される温度の測温誤差も、温度センサ１０と単電池（被測定部）３０との間に介在する異物Ｆの大きさが大きくなるにつれて大きくなっている。しかしながら、同じサイズの異物Ｆを介在させた場合、周壁１２２を備える温度センサ１０の方が、周壁１２２を備えていない温度センサ１０Ａよりも測温誤差は小さくなっている。このことは、周壁１２２を備えている場合には、センサチップ（センサ部）１１２に対してＶ字型で集熱されるのに対して、周壁１２２を備えていない場合には、底壁のみのため集熱性が低くなってしまうことが影響していると考えられる。

【0068】

また、上記の結果から、０．５ｍｍよりも大きな異物を介在させた場合でも、同じサイズの異物Ｆを介在させた場合には、周壁１２２を備える温度センサ１０の方が、周壁１２２を備えていない温度センサ１０Ａよりも測温誤差は小さくなるものと考えられる。

【0069】

以上より、異物Ｆを介在させた状態で温度センサが単電池（被測定部）３０上に載置されてしまった場合でも、周壁１２２を備える温度センサ１０の方が、周壁１２２を備えていない温度センサ１０Ａよりも測温誤差が低減されるものと考えられる。

【0070】

（第２実施形態）
次に、図２０を用いて第２実施形態に係る温度センサ１０の取付構造１を説明する。

【0071】

本実施形態に係る温度センサ１０の取付構造１も、基本的に上記第１実施形態で示した温度センサ１０の取付構造１と同様の構成をしている。すなわち、本実施形態に係る温度センサ１０の取付構造１も、温度センサ１０を上下方向の上側への移動が規制された状態で保持部材２０に保持することで形成されている。

【0072】

ここで、本実施形態では、センサ部１１２の側方の全周を囲うように配置される枠状部材１１３を集熱部として機能させている。具体的には、上記第１実施形態で示した温度センサモジュール１１０を形成し、この温度センサモジュール１１０を直接単電池３０に接触させるようにしている。こうすることで、枠状部材１１３を集熱部として機能させ、周壁１１３１で囲まれた空間を介して多方向からセンサ部１１２に伝熱させることができるようにしている。

【0073】

このとき、集熱部１１３における電線１１１に取り付けられる側とは反対側の面（上面１１３１１）を単電池３０に接触させるようにしている。そのため、本実施形態に示す温度センサモジュール１１０では、樹脂被覆部１１４が上面１１３１１よりも上方に突出しないようにしている。

【0074】

このような構成とすることでも、上記第１実施形態で示した温度センサ１０と同様の作用、効果を奏することができる。

【0075】

ここで、図２１には、本実施形態に係る温度センサ１０を、ケース１２０の底壁１２１の底面１２１１が単電池３０の上面に面接触するようにした状態で、単電池３０を使用した場合における単電池３０の周辺の温度分布の測定結果を示している。このとき、本実施形態に係る温度センサ１０は、単電池３０の上面に水平に載置された状態となる。この図２１にも、単電池３０の周辺の温度分布を５つの領域に分けた図を示しており、色の濃い領域の方が色の薄い領域よりも高温の領域となっている。

【0076】

この図２１に示す測定結果では、本実施形態に係る温度センサ１０のセンサチップ（センサ部）１１２で検知される温度の測温誤差は、０．８１４℃であった。この測温誤差は、温度センサ１０Ａのセンサチップ（センサ部）１１２で検知される温度の測温誤差である１．０３℃よりも小さい値である。

【0077】

このことから、本実施形態に係る温度センサ１０のセンサチップ（センサ部）１１２で検知される温度の方が、温度センサ１０Ａのセンサチップ（センサ部）１１２で検知される温度よりも単電池（被測定部）３０の温度に近いことが分かる。

【0078】

同様に、図２２，２３には、本実施形態に係る温度センサ１０と単電池（被測定部）３０との間に異物Ｆが介在している状態で、単電池３０を使用した場合における単電池３０の周辺の温度分布の測定結果を示している。このとき、本実施形態に係る温度センサ１０は、単電池３０の上面に斜めの状態で載置されることになる。なお、図２２では、異物Ｆのサイズ（直径）が０．３３ｍｍとなっており、図２３では、０．５ｍｍとなっている。

【0079】

そして、図２２に示す状態では、温度センサ１０のセンサチップ（センサ部）１１２で検知される温度の測温誤差が０．９２３℃であるのに対して、図２３に示す状態では、１．１１８℃であった。

【0080】

このことから、温度センサ１０と単電池（被測定部）３０との間に介在する異物Ｆの大きさが大きくなるにつれて、温度センサ１０のセンサチップ（センサ部）１１２で検知される温度の測温誤差は大きくなってしまうことが分かる。

【0081】

しかしながら、同じサイズの異物Ｆを介在させた場合、本実施形態に係る温度センサ１０の方が、比較例に係る温度センサ１０Ａよりも測温誤差は小さくなっている。

【0082】

また、上記の結果から、０．５ｍｍよりも大きな異物を介在させた場合でも、同じサイズの異物Ｆを介在させた場合には、本実施形態に係る温度センサ１０の方が、比較例に係る温度センサ１０Ａよりも測温誤差は小さくなるものと考えられる。

【0083】

以上より、異物Ｆを介在させた状態で温度センサが単電池（被測定部）３０上に載置されてしまった場合でも、本実施形態に係る温度センサ１０の方が、比較例に係る温度センサ１０Ａよりも測温誤差が低減されるものと考えられる。

【0084】

このように、本実施形態に係る温度センサ１０とした場合、周壁１２２を備える温度センサ１０よりも測温誤差が大きくなってしまうが、比較例に係る温度センサ１０Ａよりは測温誤差を小さくすることができている。

【0085】

また、本実施形態で示したような構成とすれば、ケース１２０等の集熱部を別途設ける必要がなくなり、部品点数を削減させることができるようになる。また、温度センサ１０の小型化を図りつつコストの削減を図ることも可能になる。

【0086】

［作用・効果］
以下では、上記各実施形態で示した温度センサの特徴的構成及びそれにより得られる効果を説明する。

【0087】

上記各実施形態で示した温度センサ１０は、フレキシブル薄板状の電線１１１に取り付けられて被測定部３０の温度を検知するセンサ部１１２を備えている。また、温度センサ１０は、熱伝導性が高い部材で形成され、被測定部３０に接触して被測定部３０で生じる熱をセンサ部１１２に伝えることが可能な集熱部１１３，１２０を備えている。そして、集熱部１１３，１２０は、センサ部１１２の側方の少なくとも一部を囲うように配置される周壁１１３１，１２２を備えている。

【0088】

こうすれば、被測定部３０で生じた熱が集熱部１１３，１２０に伝達されて、集熱部１１３，１２０に伝達された熱がセンサ部１１２の側方の少なくとも一部を囲う周壁１１３１，１２２からセンサ部１１２に伝達されることになる。すなわち、周壁１１３１，１２２で囲まれた空間を介して多方向からセンサ部１１２に伝熱させることができるようになっている。そのため、被測定部３０で生じた熱を、より効率的にセンサ部１１２に伝達させることができるようになる。

【0089】

このように、上記各実施形態で示した温度センサ１０とすれば、被測定部３０で生じる熱を、より効率的にセンサ部１１２に伝えることが可能になる。

【0090】

また、被測定部３０で生じる熱を、より効率的にセンサ部１１２に伝えられるようにすれば、被測定部３０の測温性能を向上させることができ、被測定部３０の測温誤差を低減させることができるようになる。

【0091】

その結果、異物の上に搭載されたり振動したりすることで被測定部３０が傾斜し、温度センサ１０と被測定部３０との接触が線接触や点接触になったとしても、被測定部３０で生じる熱を、より効率的にセンサ部１１２に伝達させることができるようになる。すなわち、温度センサ１０を被測定部３０の傾きに追従させる構成としなくても、被測定部３０で生じる熱を、より効率的にセンサ部１１２に伝達させることができるようになる。このように、上記各実施形態で示した温度センサ１０とすれば、温度センサ１０や保持部材２０の構成の簡素化を図ることができる上、温度センサ１０や保持部材２０の小型化を図ることができるようになる。その結果、部品点数を削減したり組付け加工費を削減したりすることができるようになって、全体としてのコストダウンが可能になる。

【0092】

また、上記各実施形態で示した温度センサ１０では、フレキシブル薄板状の電線１１１を用いている。このように、フレキシブル薄板状の電線１１１を用いた場合、通常の電線を用いた際に生じる下記の課題を解決することが可能になる。

【0093】

まず、通常の電線を使用した場合、電線経路を這うように電線を配置する必要があり、このときに、断線しない曲げＲを設けて電線を伸ばす必要があるため、電線経路用の空間を大きくする必要があった。

【0094】

また、電線が、他の部品と強干渉しても断線の懸念があるため、電線の余長が必要になって、温度センサがより大型化してしまうおそれがあった。

【0095】

また、電線を用いた温度センサとすると、モジュール化した温度センサを保持部材に組み付けた後に、電線を電線経路用の空間に通す必要があり、組付け作業時に手間がかかっていた。

【0096】

これに対して、フレキシブル薄板状の電線１１１の厚さは、通常の電線径の１／５程度であるため、フレキシブル薄板状の電線１１１を用いると、電線経路用の空間をより小さくすることができ、温度センサの小型化を図ることができるようになる。そのため、例えば、車両に搭載される単電池の温度を上記各実施形態で示した温度センサ１０で測定する場合には、車両の居住性をより向上させることができるようになる。

【0097】

さらに、フレキシブル薄板状の電線１１１を用いると、ハード基板に比べて厚さが薄いため、熱抵抗が小さくなって、被測定部３０の測温誤差を低減させることができるようになる。その結果、被測定部３０の測温性能をより向上させることができるようになる。例えば、車両に搭載される単電池の温度を上記各実施形態で示した温度センサ１０で測定する場合には、単電池の性能を引き上げることができ、より一層の低燃費化を図ることができるようになる。

【0098】

また、集熱部１２０が、周壁１２２に連設され、電線１１１と被測定部３０との間に配置される底壁１２１をさらに備えていてもよい。また、電線１１１に、センサ部１１２の側方の全周を囲うように配置される枠状部材１１３が取り付けられていてもよい。さらに、枠状部材１１３とセンサ部１１２との間に、センサ部１１２を被覆する樹脂被覆部１１４が形成されていてもよい。そして、枠状部材１１３が周壁１２２に嵌め込まれていてもよい。

【0099】

こうすれば、周壁１２２だけでなく底壁１２１からも被測定部３０で生じた熱をセンサ部１１２に伝達させることができるようになる。その結果、被測定部３０で生じた熱を、より多方向からセンサ部１１２に伝達させることができるようになって、より効率的にセンサ部１１２に伝達させることができるようになる。

【0100】

また、枠状部材１１３を周壁１２２に嵌め込むようにすれば、より容易にセンサ部１１２の位置決めを行うことができるようになって、例えば、フレキシブル薄板状の電線１１１に生じる反力等で、センサ部１１２が位置ずれしてしまうことを抑制できるようになる。その結果、センサ部１１２を、より確実に被測定部３０上に載置させることができるようになって、センサ部１１２の位置ずれにより被測定部３０の測温性能が低下してしまうことをより確実に抑制することができる。

【0101】

さらに、センサ部１１２を樹脂被覆部１１４で被覆するようにすれば、センサ部１１２が外部に露出してしまうことを抑制することができ、例えば、センサ部１１２に水がかかることによりショートしてしまうことを抑制することができるようになる。

【0102】

また、センサ部１１２の側方の全周を囲う枠状部材１１３とセンサ部１１２との間に樹脂被覆部１１４が形成されるようにしているため、塗布したポッティング材が流れ出てしまうことを抑制することができ、より確実にセンサ部１１２を被覆することが可能になる。

【0103】

このとき、枠状部材１１３の熱伝導率および樹脂被覆部１１４の熱伝導率が空気よりも高くなるようにすれば、センサ部１１２への伝熱効率が高くなって、被測定部３０の測温誤差を低減させることができるようになる。

【0104】

また、集熱部１１３が、センサ部１１２の側方の全周を囲うように配置されていてもよい。また、集熱部１１３とセンサ部１１２との間に、センサ部１１２を被覆する樹脂被覆部１１４が形成されていてもよい。そして、集熱部１１３における電線１１１に取り付けられる側とは反対側の面１１３１１が被測定部３０に接触していてもよい。

【0105】

こうすれば、金属製のケース等の集熱部を別途設ける必要がなくなり、部品点数を削減させることができるようになる。また、温度センサ１０の小型化を図りつつコストの削減を図ることも可能になる。

【0106】

［その他］
以上、本実施形態を説明したが、本実施形態はこれらに限定されるものではなく、本実施形態の要旨の範囲内で種々の変形が可能である。

【0107】

例えば、上記各実施形態で示した構成を適宜組み合わせた温度センサとすることが可能である。

【0108】

また、上記各実施形態では、略直方体状のセンサチップ１１２を例示したが、センサチップ１１２の形状は、このような形状に限られるものではなく、略円柱状等、様々な形状とすることが可能である。

【0109】

また、上記各実施形態では、略直方体の箱状をしたケース１２０を例示したが、ケース１２０の形状も、このような形状に限られるものではなく、略円柱の箱状等、様々な形状とすることが可能である。

【0110】

また、上記各実施形態では、略四角形の輪郭形状をした枠状部材１１３を例示したが、枠状部材１１３の輪郭形状も、このような形状に限られるものではなく、略円形の輪郭形状等、様々な形状とすることが可能である。

【0111】

また、上記各実施形態では、金属材料を用いて集熱部を形成したものを例示したが、熱伝導性が高い樹脂で集熱部を形成することも可能である。

【0112】

また、集熱部の外周に断熱部材を配置し、より確実にセンサ部１１２に向けて伝熱されるようにすることも可能である。

【0113】

また、センサ部や集熱部、その他細部のスペック（形状、大きさ、レイアウト等）も適宜に変更可能である。

【符号の説明】

【0114】

１０ 温度センサ
１１１ フレキシブル薄板状の電線
１１２ センサチップ（センサ部）
１１３ 枠状部材（集熱部）
１１３１ 周壁
１１３１１ 上面（電線に取り付けられる側とは反対側の面）
１１４ 樹脂被覆部
１２０ ケース（集熱部）
１２１ 底壁
１２２ 周壁
３０ 単電池（被測定部）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】