JP2003240642A - 温度センサ - Google Patents
温度センサInfo
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- JP2003240642A JP2003240642A JP2002037634A JP2002037634A JP2003240642A JP 2003240642 A JP2003240642 A JP 2003240642A JP 2002037634 A JP2002037634 A JP 2002037634A JP 2002037634 A JP2002037634 A JP 2002037634A JP 2003240642 A JP2003240642 A JP 2003240642A
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- temperature sensor
- resin
- bottomed case
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Abstract
(57)【要約】
【課題】従来の温度センサは、温度サイクルが頻繁に発
生する場合、エポキシ樹脂と金属パイプとの間に剥離が
生じ、隙間ができたり金属パイプが抜け出してしまうこ
とがあった。また、樹脂パイプを使用して内部に感熱素
子を収納させ、周囲空間にエポキシ樹脂を充填させた温
度センサも提案されているが、金属パイプを用いた温度
センサに比べて熱伝導性が劣っているために、熱応答性
が改善されなかった。本発明は、上記のような問題点を
解消するためになされたもので、熱応答性が良好で、信
頼性に優れた温度センサを提供することにある。 【解決手段】有底ケース内に感熱素子を収納し、周囲を
樹脂で充填した温度センサにおいて、前記有底ケースが
熱可塑性樹脂を主成分とし、該熱可塑性樹脂に熱伝導性
の良好な粉末を混合分散させたものである。
生する場合、エポキシ樹脂と金属パイプとの間に剥離が
生じ、隙間ができたり金属パイプが抜け出してしまうこ
とがあった。また、樹脂パイプを使用して内部に感熱素
子を収納させ、周囲空間にエポキシ樹脂を充填させた温
度センサも提案されているが、金属パイプを用いた温度
センサに比べて熱伝導性が劣っているために、熱応答性
が改善されなかった。本発明は、上記のような問題点を
解消するためになされたもので、熱応答性が良好で、信
頼性に優れた温度センサを提供することにある。 【解決手段】有底ケース内に感熱素子を収納し、周囲を
樹脂で充填した温度センサにおいて、前記有底ケースが
熱可塑性樹脂を主成分とし、該熱可塑性樹脂に熱伝導性
の良好な粉末を混合分散させたものである。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、温度センサの構造
に関し、特にエアコン、給湯器、ボイラなどの配管の温
度を検知する温度センサの耐湿性や熱応答性を改善した
構造に関するものである。
に関し、特にエアコン、給湯器、ボイラなどの配管の温
度を検知する温度センサの耐湿性や熱応答性を改善した
構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、エアコンなどの配管の温度を検知
する温度センサは、図4に示すように、銅やステンレス
等の金属パイプ51cに感熱素子51aを収納させ、周
囲の空間にエポキシ樹脂等の充填材51bを充填させた
構造の温度センサ51が広く知られていた。
する温度センサは、図4に示すように、銅やステンレス
等の金属パイプ51cに感熱素子51aを収納させ、周
囲の空間にエポキシ樹脂等の充填材51bを充填させた
構造の温度センサ51が広く知られていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
温度センサは、熱伝導性に優れた金属パイプを使用して
いるために、通常の使用においては金属パイプとエポキ
シ樹脂は密着し湿気を遮断し熱応答性にも優れている。
しかし、温度サイクルが頻繁に発生する場合、エポキシ
樹脂と金属パイプとの間に剥離が生じ、隙間ができたり
金属パイプが抜け出してしまうことがあった。このよう
な金属パイプで構成された温度センサを配管等に取り付
けて温度検知を行った場合、温度変化の繰り返しによっ
て被検知体に取り付け固定された金属パイプから、パイ
プ内の感熱素子が固定された樹脂部分が抜け落ちて被検
知体の温度検知が不能になったり、金属パイプと樹脂部
分の剥離によってできた隙間に水分が浸透しやすくな
り、これらの影響によって応答性が悪くなる欠点があっ
た。また、金属パイプ内に収納した感熱素子と金属ケー
ス間の絶縁距離が不十分で絶縁耐圧不良が発生する危険
性が高かった。
温度センサは、熱伝導性に優れた金属パイプを使用して
いるために、通常の使用においては金属パイプとエポキ
シ樹脂は密着し湿気を遮断し熱応答性にも優れている。
しかし、温度サイクルが頻繁に発生する場合、エポキシ
樹脂と金属パイプとの間に剥離が生じ、隙間ができたり
金属パイプが抜け出してしまうことがあった。このよう
な金属パイプで構成された温度センサを配管等に取り付
けて温度検知を行った場合、温度変化の繰り返しによっ
て被検知体に取り付け固定された金属パイプから、パイ
プ内の感熱素子が固定された樹脂部分が抜け落ちて被検
知体の温度検知が不能になったり、金属パイプと樹脂部
分の剥離によってできた隙間に水分が浸透しやすくな
り、これらの影響によって応答性が悪くなる欠点があっ
た。また、金属パイプ内に収納した感熱素子と金属ケー
ス間の絶縁距離が不十分で絶縁耐圧不良が発生する危険
性が高かった。
【0004】また、上記の欠点を解消するために樹脂パ
イプを使用して内部に感熱素子を収納させ、周囲空間に
エポキシ樹脂を充填させた温度センサも提案されている
が、金属パイプを用いた温度センサに比べて十分な絶縁
耐圧を保証できる反面、熱伝導性が劣っているために、
熱応答性が改善されないといった問題が残った。
イプを使用して内部に感熱素子を収納させ、周囲空間に
エポキシ樹脂を充填させた温度センサも提案されている
が、金属パイプを用いた温度センサに比べて十分な絶縁
耐圧を保証できる反面、熱伝導性が劣っているために、
熱応答性が改善されないといった問題が残った。
【0005】本発明は、上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、熱応答性が良好な温度センサを
提供することにある。
ためになされたもので、熱応答性が良好な温度センサを
提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記鑑みなさ
れたものであり、請求項1の発明は、有底ケース内に感
熱素子を収納し、周囲を樹脂で充填した温度センサにお
いて、前記有底ケースが熱可塑性樹脂を主成分とし、該
熱可塑性樹脂に熱伝導性の良好な粉末を混合分散させた
ことを特徴とする温度センサである。この構成によれ
ば、有底ケースと感熱素子を固定した充填樹脂との密着
性(接着性)が優れているために、温度変化の繰り返し
に対してもケースと充填樹脂との剥離が生じることはな
く、経時変化の少ない信頼性に優れた温度検知ができ
る。
れたものであり、請求項1の発明は、有底ケース内に感
熱素子を収納し、周囲を樹脂で充填した温度センサにお
いて、前記有底ケースが熱可塑性樹脂を主成分とし、該
熱可塑性樹脂に熱伝導性の良好な粉末を混合分散させた
ことを特徴とする温度センサである。この構成によれ
ば、有底ケースと感熱素子を固定した充填樹脂との密着
性(接着性)が優れているために、温度変化の繰り返し
に対してもケースと充填樹脂との剥離が生じることはな
く、経時変化の少ない信頼性に優れた温度検知ができ
る。
【0007】また、請求項2の発明は、前記有底ケース
が、PA、PP、POM、PBT、PPS、ABS樹
脂、エチレン樹脂、ブタジエン樹脂、エチレンブタジエ
ン樹脂、液晶ポリマー樹脂の何れかを主成分とし、タン
グステン粉末、錫粉末、カーボン粉末、アルミニウム粉
末、銅粉末、マグネシウム粉末、鉄粉末、アルミナ粉
末、窒化硼素粉末の少なくとも一種を混合分散させたこ
とを特徴とする請求項1に記載の温度センサである。こ
の構成によれば、有底ケースと感熱素子を固定した充填
樹脂との密着性(接着性)がよく、信頼性に優れている
だけでなく、熱応答性を向上させることができる。
が、PA、PP、POM、PBT、PPS、ABS樹
脂、エチレン樹脂、ブタジエン樹脂、エチレンブタジエ
ン樹脂、液晶ポリマー樹脂の何れかを主成分とし、タン
グステン粉末、錫粉末、カーボン粉末、アルミニウム粉
末、銅粉末、マグネシウム粉末、鉄粉末、アルミナ粉
末、窒化硼素粉末の少なくとも一種を混合分散させたこ
とを特徴とする請求項1に記載の温度センサである。こ
の構成によれば、有底ケースと感熱素子を固定した充填
樹脂との密着性(接着性)がよく、信頼性に優れている
だけでなく、熱応答性を向上させることができる。
【0008】また、請求項3の発明は、前記有底ケース
が、PBT樹脂を主成分とし、これに銅粉末を混合分散
させたことを特徴とする請求項1、2に記載の温度セン
サである。
が、PBT樹脂を主成分とし、これに銅粉末を混合分散
させたことを特徴とする請求項1、2に記載の温度セン
サである。
【0009】また、請求項4の発明は、前記タングステ
ン粉末、錫粉末、カーボン粉末、アルミニウム粉末、銅
粉末、マグネシウム粉末、鉄粉末、アルミナ粉末、窒化
硼素粉末の少なくとも一種を、主成分に対して10乃至
90%混合分散させたことを特徴とする請求項1、2、
3に記載の温度センサである。
ン粉末、錫粉末、カーボン粉末、アルミニウム粉末、銅
粉末、マグネシウム粉末、鉄粉末、アルミナ粉末、窒化
硼素粉末の少なくとも一種を、主成分に対して10乃至
90%混合分散させたことを特徴とする請求項1、2、
3に記載の温度センサである。
【0010】また、請求項5の発明は、被検知体へ嵌合
させて取り付けるための取付部が、前記有底ケースに形
成させたことを特徴とする請求項1、2、3、4に記載
の温度センサである。
させて取り付けるための取付部が、前記有底ケースに形
成させたことを特徴とする請求項1、2、3、4に記載
の温度センサである。
【0011】
【実施例】以下、本発明に係る温度センサの実施例を図
面を参照して説明する。図1は、本発明に係る温度セン
サ1の断面図である。
面を参照して説明する。図1は、本発明に係る温度セン
サ1の断面図である。
【0012】同図において、温度センサ1は、マンガ
ン、コバルト、ニッケル等の金属酸化物からなる成形体
を焼結して作製したサーミスタチップからなる感熱素子
11の表面に形成した銀電極面に心線14aを有する絶
縁被覆電線からなる引き出し線14を接続した後、これ
を有底ケース12内に収納し、前記感熱素子11の周囲
空間にエポキシ樹脂13bを充填し熱硬化して形成され
ている。
ン、コバルト、ニッケル等の金属酸化物からなる成形体
を焼結して作製したサーミスタチップからなる感熱素子
11の表面に形成した銀電極面に心線14aを有する絶
縁被覆電線からなる引き出し線14を接続した後、これ
を有底ケース12内に収納し、前記感熱素子11の周囲
空間にエポキシ樹脂13bを充填し熱硬化して形成され
ている。
【0013】図2は本発明に係る温度センサの別の実施
例である。同図において、感熱素子11’は、前記と同
様にサーミスタチップ11aの電極11bに、はんだ付
けなどの方法によってリード線11cを電気的に接続さ
せ、サーミスタチップ11aの周囲をエポキシ等の絶縁
樹脂11dで被覆した構造のものである。このように予
め絶縁樹脂11dで被覆して構成した感熱素子11’の
リード線11cを前記と同様な絶縁被覆の引き出し線1
4の心線14a部分に溶接又は半田付けによって接続
し、前記感熱素子11’のサーミスタチップ11aの感
熱部分を有底ケース12内に収納し、前記感熱部分の周
囲空間にエポキシ樹脂13bを充填し熱硬化して構成さ
れたものである。この構造の温度センサは、予めサーミ
スタチップ11aの周囲が絶縁樹脂で被覆されているの
で図1の構造の温度センサに比べて耐絶縁性が優れてい
る。
例である。同図において、感熱素子11’は、前記と同
様にサーミスタチップ11aの電極11bに、はんだ付
けなどの方法によってリード線11cを電気的に接続さ
せ、サーミスタチップ11aの周囲をエポキシ等の絶縁
樹脂11dで被覆した構造のものである。このように予
め絶縁樹脂11dで被覆して構成した感熱素子11’の
リード線11cを前記と同様な絶縁被覆の引き出し線1
4の心線14a部分に溶接又は半田付けによって接続
し、前記感熱素子11’のサーミスタチップ11aの感
熱部分を有底ケース12内に収納し、前記感熱部分の周
囲空間にエポキシ樹脂13bを充填し熱硬化して構成さ
れたものである。この構造の温度センサは、予めサーミ
スタチップ11aの周囲が絶縁樹脂で被覆されているの
で図1の構造の温度センサに比べて耐絶縁性が優れてい
る。
【0014】また、図1、2に示した前記温度センサ1
に用いられる有底ケース12は、PBT樹脂に対して3
0wt%の銅粉末、あるいは70wt%のアルミニウム
粉末、または70wt%のカーボン粉末を含有させた混
合物のいずれかを公知のインジェクション成形法によっ
て成形したものを使用した。
に用いられる有底ケース12は、PBT樹脂に対して3
0wt%の銅粉末、あるいは70wt%のアルミニウム
粉末、または70wt%のカーボン粉末を含有させた混
合物のいずれかを公知のインジェクション成形法によっ
て成形したものを使用した。
【0015】また、図3は、有底ケース12の構造に関
する一実施例である。配管Bの側面形状に沿った取付部
12aを含む有底ケース12は、前記のインジェクショ
ン成形法によって成形される。取付部12aは、配管B
へ嵌合させることによって容易に固定保持させることが
可能となる。更に取付部12aは、配管Bとの接触する
面積が大きく取れるので効率よく集熱でき熱応答性が良
好となる。
する一実施例である。配管Bの側面形状に沿った取付部
12aを含む有底ケース12は、前記のインジェクショ
ン成形法によって成形される。取付部12aは、配管B
へ嵌合させることによって容易に固定保持させることが
可能となる。更に取付部12aは、配管Bとの接触する
面積が大きく取れるので効率よく集熱でき熱応答性が良
好となる。
【0016】次に上記本発明実施例の温度センサと従来
の温度センサについて熱応答性を比較してみた。
の温度センサについて熱応答性を比較してみた。
【0017】熱応答性試験を行うにあたり、従来例の温
度センサの構造として、一般に使用されているリン脱酸
銅からなる外径6mm、肉厚0.2mm、長さ30mm
の金属製パイプ(有底パイプ)(従来品1)と、PBT
樹脂で形成された外形6mm、肉厚1mm、長さ30m
mの樹脂製パイプ(有底パイプ)(従来品2)を使用し
た温度センサを試作した。
度センサの構造として、一般に使用されているリン脱酸
銅からなる外径6mm、肉厚0.2mm、長さ30mm
の金属製パイプ(有底パイプ)(従来品1)と、PBT
樹脂で形成された外形6mm、肉厚1mm、長さ30m
mの樹脂製パイプ(有底パイプ)(従来品2)を使用し
た温度センサを試作した。
【0018】また本発明の温度センサ例としては、上記
実施例と同様のPBT樹脂に対し30wt%の銅粉末を
混合分散させた有底ケース(本発明品1)の他に、70
wt%のアルミニウム粉末を混合分散させた有底ケース
(本発明品2)および70wt%のカーボン粉末を混合
分散させた有底ケース(本発明品3)からなる外形6m
m、肉厚1mm、長さ30mmの3種類を用意した。
実施例と同様のPBT樹脂に対し30wt%の銅粉末を
混合分散させた有底ケース(本発明品1)の他に、70
wt%のアルミニウム粉末を混合分散させた有底ケース
(本発明品2)および70wt%のカーボン粉末を混合
分散させた有底ケース(本発明品3)からなる外形6m
m、肉厚1mm、長さ30mmの3種類を用意した。
【0019】これら従来例と本発明品の5種類のパイプ
を使用して、前記図2に示すような温度センサを組立
て、以下の試験をおこなった。
を使用して、前記図2に示すような温度センサを組立
て、以下の試験をおこなった。
【0020】試験方法は、日本工業規格(JIS C 2
570、13.8.1項)に準拠して行った。
570、13.8.1項)に準拠して行った。
【0021】先ず、温度センサを85℃の攪拌油槽内に
浸漬放置し、温度センサの温度が安定した後、素早く温
度センサを25℃の攪拌油槽内に移動させ、温度センサ
の抵抗値を温度に換算したとき、47.1℃に到達する
までの時間(熱応答性)を測定したものである。なお、
溶媒はシリコーンオイルを使用した。
浸漬放置し、温度センサの温度が安定した後、素早く温
度センサを25℃の攪拌油槽内に移動させ、温度センサ
の抵抗値を温度に換算したとき、47.1℃に到達する
までの時間(熱応答性)を測定したものである。なお、
溶媒はシリコーンオイルを使用した。
【0022】表1にこれらの試験結果を示した。従来品
と本発明品の熱応答性、即ち、47.1℃に到達するま
での時間は、従来品1のリン脱酸銅パイプを使用した温
度センサは13.4秒、従来品2の樹脂製パイプを使用
した温度センサは16.1秒であった。
と本発明品の熱応答性、即ち、47.1℃に到達するま
での時間は、従来品1のリン脱酸銅パイプを使用した温
度センサは13.4秒、従来品2の樹脂製パイプを使用
した温度センサは16.1秒であった。
【0023】これに対して、本発明品の温度センサは、
本発明品1のPBT樹脂に対し銅粉末を30wt%混合
分散させた有底ケースを使用した場合は13.8秒、本
発明品2のアルミニウム粉末をPBT樹脂に対し70w
t%混合分散させた有底ケースを使用した場合は9.9
秒、本発明品3のPBT樹脂に対しカーボン粉末を70
wt%含有させた樹脂製パイプを使用した場合は9.1
秒となり、銅粉末を混合分散させた有底ケースを使用し
た場合はリン脱酸銅パイプを使用した温度センサとほぼ
同じ試験結果が得られた。
本発明品1のPBT樹脂に対し銅粉末を30wt%混合
分散させた有底ケースを使用した場合は13.8秒、本
発明品2のアルミニウム粉末をPBT樹脂に対し70w
t%混合分散させた有底ケースを使用した場合は9.9
秒、本発明品3のPBT樹脂に対しカーボン粉末を70
wt%含有させた樹脂製パイプを使用した場合は9.1
秒となり、銅粉末を混合分散させた有底ケースを使用し
た場合はリン脱酸銅パイプを使用した温度センサとほぼ
同じ試験結果が得られた。
【0024】表1の試験結果から、樹脂に金属粉末を含
有させた保持体を温度センサに使用することによって、
金属製パイプを使用した温度センサと同等またはそれ以
上の熱応答性が得られた。
有させた保持体を温度センサに使用することによって、
金属製パイプを使用した温度センサと同等またはそれ以
上の熱応答性が得られた。
【0025】
【表1】
【0026】本実施例では、有底ケースの主成分として
PBT樹脂を使用した例を示したが、これ以外にPA、
PP、POM、PBT、PPS、ABS樹脂、エチレン
樹脂、ブタジエン樹脂、エチレンブタジエン樹脂、およ
び液晶ポリマー樹脂などの何れかの樹脂を使用できる。
PBT樹脂を使用した例を示したが、これ以外にPA、
PP、POM、PBT、PPS、ABS樹脂、エチレン
樹脂、ブタジエン樹脂、エチレンブタジエン樹脂、およ
び液晶ポリマー樹脂などの何れかの樹脂を使用できる。
【0027】また、これら樹脂に添加する粉末として
は、タングステン、錫、鉛、マグネシウム、鉄などを1
0wt%から90wt%の範囲で混合分散させ成形され
た有底ケースを用いてもよいことはもちろんである。
は、タングステン、錫、鉛、マグネシウム、鉄などを1
0wt%から90wt%の範囲で混合分散させ成形され
た有底ケースを用いてもよいことはもちろんである。
【0028】また充填用の樹脂としてエポキシ樹脂13
bを用いたが、この他にもシリコーンゴムなどの樹脂を
用いても良い。また感熱素子11として、実施例ではサ
ーミスタチップを使用したが、その他に積層型サーミス
タ等の面実装タイプのサーミスタや白金薄膜抵抗体など
の薄膜タイプの感熱素子を用いても良いことはもちろん
である。
bを用いたが、この他にもシリコーンゴムなどの樹脂を
用いても良い。また感熱素子11として、実施例ではサ
ーミスタチップを使用したが、その他に積層型サーミス
タ等の面実装タイプのサーミスタや白金薄膜抵抗体など
の薄膜タイプの感熱素子を用いても良いことはもちろん
である。
【0029】
【発明の効果】本発明は、銅粉末やカーボン粉末のよう
な熱伝導性の良好な粉末を混合分散させた有底ケースを
用いることによって、銅等の金属製パイプど同等の熱応
答性に優れたの温度センサを作製することが出来た。
な熱伝導性の良好な粉末を混合分散させた有底ケースを
用いることによって、銅等の金属製パイプど同等の熱応
答性に優れたの温度センサを作製することが出来た。
【0030】また本発明の有底ケースは主成分として樹
脂を用いるために加工性に優れており、検出場所の形状
に合わせた複雑な形状が製作できるために高精度の温度
検知が可能になった。
脂を用いるために加工性に優れており、検出場所の形状
に合わせた複雑な形状が製作できるために高精度の温度
検知が可能になった。
【図1】本発明に係る温度センサの断面図である。
【図2】本発明に係る温度センサの別の断面図である。
【図3】本発明に係る温度センサの別の構造図及び配管
への取付図である。
への取付図である。
【図4】従来の温度センサの断面図である。
1,1’,1’’ 温度センサ
11,11’ 感熱素子
11a サーミスタチップ
11b 電極
11c リード線
11d 絶縁樹脂
12 有底ケース
12a 取付部
13b エポキシ樹脂
14 引き出し線
14a 心線
B 配管
Claims (5)
- 【請求項1】 有底ケース内に感熱素子を収納し、周囲
を樹脂で充填した温度センサにおいて、前記有底ケース
が熱可塑性樹脂を主成分とし、該熱可塑性樹脂に熱伝導
性の良好な粉末を混合分散させたことを特徴とする温度
センサ。 - 【請求項2】 前記有底ケースが、PA、PP、PO
M、PBT、PPS、ABS樹脂、エチレン樹脂、ブタ
ジエン樹脂、エチレンブタジエン樹脂、液晶ポリマー樹
脂の何れかを主成分とし、タングステン粉末、錫粉末、
カーボン粉末、アルミニウム粉末、銅粉末、マグネシウ
ム粉末、鉄粉末、アルミナ粉末、窒化硼素粉末の少なく
とも一種の粉末を混合分散させたことを特徴とする請求
項1に記載の温度センサ。 - 【請求項3】 前記有底ケースが、PBT樹脂を主成分
とし、これに銅粉末を混合分散させたことを特徴とする
請求項1、2に記載の温度センサ。 - 【請求項4】 前記タングステン粉末、錫粉末、カーボ
ン粉末、アルミニウム粉末、銅粉末、マグネシウム粉
末、鉄粉末、アルミナ粉末、窒化硼素粉末の少なくとも
一種の粉末を、主成分に対して10乃至90%混合分散
させたことを特徴とする請求項1、2、3に記載の温度
センサ。 - 【請求項5】 被検知体へ嵌合させて取り付けるための
取付部が、前記有底ケースに形成させたことを特徴とす
る請求項1、2、3、4に記載の温度センサ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002037634A JP2003240642A (ja) | 2002-02-15 | 2002-02-15 | 温度センサ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002037634A JP2003240642A (ja) | 2002-02-15 | 2002-02-15 | 温度センサ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003240642A true JP2003240642A (ja) | 2003-08-27 |
Family
ID=27779158
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002037634A Pending JP2003240642A (ja) | 2002-02-15 | 2002-02-15 | 温度センサ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003240642A (ja) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008026199A (ja) * | 2006-07-24 | 2008-02-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 温度センサとそれを備えた暖房便座装置 |
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