JP2005017070A - 車両用サーミスタ式温度検出器 - Google Patents
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Abstract
【課題】金属ケース内における樹脂体の取り付け方法に工夫を凝らして、温度検出精度の高い車両用サーミスタ式温度検出器を提供する。
【解決手段】センサケース２の孔部２１の開口部２１ａよりも底部２１ｄ側において、孔部２１とコネクタハウジング４の検出部４ａとの間に隙間Ｘ、Ｙを形成し、サーミスタ３近傍の隙間である隙間Ｙの距離寸法Ｇ２を隙間Ｘの距離寸法Ｇ１より小さく設定し、隙間Ｙ内に毛細管現象によりシリコンオイル８を保持するとともに、隙間Ｘに空気層を形成した。これにより、サーミスタ３とセンサケース２のネジ部２３および六角部２４との間の熱の移動を抑制できるので、高精度な温度検出が可能なオイル温度センサ１を実現することができる。
【選択図】 図１
【解決手段】センサケース２の孔部２１の開口部２１ａよりも底部２１ｄ側において、孔部２１とコネクタハウジング４の検出部４ａとの間に隙間Ｘ、Ｙを形成し、サーミスタ３近傍の隙間である隙間Ｙの距離寸法Ｇ２を隙間Ｘの距離寸法Ｇ１より小さく設定し、隙間Ｙ内に毛細管現象によりシリコンオイル８を保持するとともに、隙間Ｘに空気層を形成した。これにより、サーミスタ３とセンサケース２のネジ部２３および六角部２４との間の熱の移動を抑制できるので、高精度な温度検出が可能なオイル温度センサ１を実現することができる。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はケース内にサーミスタ素子を収納した車両用サーミスタ式温度検出器に関するもので、たとえば自動車に用いて好適である。
【０００２】
【従来の技術】
従来のサーミスタ式温度検出器としては、たとえば、有底状の空間を有する金属ケースと、サーミスタと、サーミスタに電気的に接続された金属線と、サーミスタおよび金属線が一体的に樹脂成形された樹脂体とを備え、この樹脂体が金属ケースの空間内に収容されるとともに空間の開口部にて金属ケースに嵌合固定され、サーミスタは樹脂体内において金属ケースの底部側に配置されるとともに金属線の先端は樹脂体において開口部側に配置される構成のものがある（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
上述した従来のサーミスタ式温度検出器においては、金属ケースの有底状空間は、たとえば円筒状に形成され、一方、サーミスタを内蔵する樹脂体も円柱状に形成されている。そして、金属ケースと樹脂体との間の隙間には、電気絶縁性を有し且つ熱伝導性の良い物質（具体的にはシリコンオイル）が注入されている。
【０００４】
従来のサーミスタ式温度検出器は、たとえば、エンジンのシリンダブロックに形成される潤滑油通路であるオイルギャラリに、金属ケースの一部、すなわちサーミスタを収容する部分を潤滑油中に浸漬させて潤滑油温度を検出可能に取り付けられている。この場合、潤滑油からの熱は、金属ケース、シリコンオイル、樹脂を経てサーミスタに伝達されるが、金属ケースと樹脂体との間の隙間に熱伝導性の良い物質であるシリコンオイルを充填しているので、サーミスタの熱応答性を向上させることができる。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−２０６９５９号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、金属ケースには、サーミスタ式温度検出器をエンジン側の取り付け部位、たとえばシリンダブロックに形成される潤滑油通路であるオイルギャラリ、あるいはオイルパン等に取り付けるための取り付け部として、たとえばオネジ部が設けられている。このオネジ部は、一般には、金属ケースの樹脂体が嵌合固定される部分に設けられ、エンジン側の取り付け部位であるシリンダブロック、あるいはオイルパン等に設けられたメネジ部と螺号している。また、金属ケースのオネジ部近傍は必要な強度を確保するために厚肉状になっている。つまり、この部分の熱容量が大きくなっている。さらに、シリコンオイルは、このオネジ部付近まで充填されている。
【０００７】
このため、シリコンオイルヘ伝達された潤滑油からの熱の多くがオネジ部へ伝達されてしまい、サーミスタにより潤滑油温度を正確に検出することが困難になる、という問題がある。
【０００８】
そこで本発明は上記の各問題に鑑み、金属ケース内における樹脂体の取り付け方法に工夫を凝らして、温度検出精度の高い車両用サーミスタ式温度検出器を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成する為に以下の技術的手段を採用する。
【００１０】
本発明の請求項１に記載の車両用サーミスタ式温度検出器は、有底状の空間を有する金属ケースと、サーミスタと、サーミスタに電気的に接続された金属線と、サーミスタおよび金属線が一体的に樹脂成形された樹脂体とを備え、樹脂体は空間内に収容されるとともに空間の開口部にて金属ケースに嵌合固定され、サーミスタは樹脂体内において底部側に配置されるとともに金属線の先端は樹脂体内において開口部側に配置されるサーミスタ式温度検出器であって、樹脂体の金属ケースとの嵌合部よりも底部側の部分と金属ケースとの間には隙間が形成され、隙間のサーミスタ近傍には熱伝達部材が充填され、それ以外の隙間には空気層が形成される構成とした。
【００１１】
この場合、熱伝達部材、たとえばシリコングリス等は、金属ケースとの間には隙間の一部、すなわちサーミスタの周辺部のみに充填され、サーミスタ周辺を除いた部分は空気層となっている。
【００１２】
この構成により、金属ケースから熱伝達部材に伝えられた熱の大部分が樹脂体中のサーミスタへ伝達されるので、従来の車両用サーミスタ式温度検出器の場合のように熱伝達部材ヘ伝達された潤滑油からの熱の多くがオネジ部へ伝達されてしまい、サーミスタによる正確な温度検出ができないという不具合を防止できる。
【００１３】
したがって、温度検出精度の高い車両用サーミスタ式温度検出器を実現できる。
【００１４】
また、金属ケースと樹脂体との間で、熱伝達部材が充填されている部分以外の隙間は空気層、すなわち断熱層となっている。つまり、金属ケースの熱容量の大きい部分であり、相手部材との接合部分であるオネジ部とサーミスタとの間の熱伝達はほとんど無い状態となっている。したがって、金属ケースのオネジ部を経由する熱伝達の影響をサーミスタが受けることを確実に排除できるので、温度検出精度の高い車両用サーミスタ式温度検出器を実現できる。
【００１５】
本発明の請求項２に記載の車両用サーミスタ式温度検出器は、サーミスタ近傍における隙間の大きさは、それ以外の部分における隙間の大きさよりも小さく形成される構成とした。
【００１６】
これにより、金属ケースと樹脂体間に介在する熱伝達部材量を必要最小限度、すなわち、外部の熱を金属ケースから樹脂体、つまりサーミスタに伝達するために最低限必要な量として、サーミスタによる温度検出の応答性を向上することができる。
【００１７】
本発明の請求項３に記載の車両用サーミスタ式温度検出器は、熱伝達部材はサーミスタ式温度検出器の使用状態において柔軟性を有する材質からなる構成とした。
【００１８】
これにより、熱伝達部材は金属ケースおよび樹脂体の両方に確実に密着するので、外部の熱を金属ケースから樹脂体、つまりサーミスタに確実に伝達することができる。したがって、サーミスタによる温度検出精度、応答性を向上することができる。
【００１９】
本発明の請求項４に記載の車両用サーミスタ式温度検出器は、熱伝達部材は液状物質からなるとともに、サーミスタ近傍における隙間の大きさは液状物質を毛細管現象により隙間内に保持可能であるような大きさに形成される構成とした。
【００２０】
これにより、金属ケースと樹脂体間に介在する熱伝達部材量を必要最小限度、すなわち、外部の熱を金属ケースから樹脂体、つまりサーミスタに伝達するために最低限必要な量として、サーミスタによる温度検出の応答性を向上することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態による車両用サーミスタ式温度検出器を、自動車のエンジンに装着されて潤滑油の温度を検出するオイル温度センサ１に適用した場合を例として、図に基づいて説明する。なお、各図において、同一構成部分には同一符号を付してある。
【００２２】
図１は、本発明の一実施形態によるオイル温度センサ１の全体構成を示す縦断面図である。
【００２３】
オイル温度センサ１は、図１に示すように、金属製のセンサケース２と、このセンサケース２に取り付けられた樹脂よりなるコネクタハウジング４とから主に構成されている。このセンサケース２は、その先端部をエンジンのシリンダブロックに形成される潤滑油通路であるオイルギャラリ（図示せず）内に突き出させて取り付けられている。
【００２４】
金属ケースであるセンサケース２は、たとえば真鍮等から形成されている。センサケース２は、有底状の空間である孔部２１を備えている。孔部２１は、図１に示すように、その開口側端部に形成された開口部２１ａ、開口部２１ａの図１中下方に形成された第１円孔部２１ｂ、第１円孔部２１ｂの図１中下方に形成された第２円孔部２１ｃおよび底部２１ｄから構成されている。ここで、第１円孔部２１ｂの直径寸法はｄ１、第２円孔部２１ｃの直径寸法はｄ２であり、本発明の一実施形態によるオイル温度センサ１においては、図１に示すように、ｄ１＞ｄ２である。また、センサケース２には、図１に示すように、第２円孔部２１ｃにほぼ対応して円筒部２２が、第１円孔部２１ｂにほぼ対応してオネジ部２３が、開口部２１ａにほぼ対応して六角部２４が形成されている。また、開口部２１ａの先端側（図１の上端側）には、後述するコネクタハウジング４を固定するためのカシメ部２５が形成されている。
【００２５】
オイル温度センサ１は、オネジ部２３を、エンジンのシリンダブロック（図示せず）のメネジ部（図示せず）に螺合させて固定されている。固定作業は、スパナ等の工具により六角部２４を回転させて行う。したがって、オネジ部２４は、取り付け作業に耐え得る強度を確保するため、円筒部２２に比べて直径が大きく形成されている。センサケース２の孔部２１には、樹脂体であるコネクタハウジング４が収容固定されている。
【００２６】
コネクタハウジング４は、図１に示すように、サーミスタ３と、サーミスタ３に電気的に接続された金属線であるリード線５ａ、５ｂと、各リード線５ａ、５ｂに電気的に接続された金属よりなるコネクタターミナル６ａ、６ｂとを一体的に樹脂モールドして形成されている。
【００２７】
コネクタハウジング４は、サーミスタ３およびリード線５ａ、５ｂを内蔵するとともにセンサケース２の第１円孔部２１ｂおよび第２円孔部２１ｃ内に略同心状に配置される検出部４ａと、センサケース２の開口部２１ａに嵌合する嵌合部である固定部４ｂと、オイル温度センサ１を外部と電気的に接続するためのコネクタ部４ｃとから構成されている。また、検出部４ａは、直径寸法がＤ１となっている。また、固定部４ｂの検出部４ａ側端部には、段部４ｅが形成されている。この段部４ｅには、図１に示すように、Ｏ−リング７が装着されており、これによりオイル温度センサ１の内部、つまり検出部４ａを気密的に維持している。
【００２８】
センサケース２の第２円孔部２１ｃとコネクタハウジング４の検出部４ａとの間の隙間には、熱伝達部材であり液状物質として、シリコンオイル８が注入されている。このシリコンオイル８は熱伝導性の良好な液体であり、エンジンオイル（図示せず）からの熱は、円筒部２２、シリコンオイル８、検出部４ｂの樹脂を経てサーミスタ３へ伝達される。すなわち、金属製の円筒部２２と検出部４ｂの間に熱伝導性の良いシリコンオイル８を介在させることによりサーミスタ３の熱応答性を向上できる。
【００２９】
次に、本発明の一実施形態によるオイル温度センサ１の特徴である、検出部４ａとセンサケース２の孔部２１との構成について説明する。
【００３０】
本発明の一実施形態によるオイル温度センサ１において、コネクタハウジング４の検出部４ａの外径寸法、センサケース２の第１円孔部２１ｂの内径寸法および第２円孔部２１ｃの内径寸法は、図１に示すように、それぞれＤ１、ｄ１、ｄ２となっている。また、これらの大きさは、Ｄ１＜ｄ２＜ｄ１に設定されている。
【００３１】
したがって、センサケース２の孔部２１の開口部２１ａよりも底部２１ｄ側において、センサケース２の孔部２１とコネクタハウジング４の検出部４ａとの間には、図１に示すように隙間が形成されている。すなわち、センサケース２の第１円孔部２１ｂにおいては隙間Ｘが形成され、第２円孔部２１ｃにおいては隙間Ｙが形成されている。各隙間Ｘ、Ｙの距離寸法Ｇ１、Ｇ２は、Ｇ１＝ｄ１−Ｄ１、Ｇ２＝ｄ２−Ｄ１となっている。また、上述したようにｄ１＞ｄ２であるので、Ｇ１＞Ｇ２となっている。また、サーミスタ３は、図１に示すように、隙間Ｙ内に配置されている。
【００３２】
本発明の一実施形態によるオイル温度センサ１においては、隙間Ｙの距離寸法Ｇ２は、毛細管現象によりシリコンオイル８を隙間Ｙ内に保持可能であるように設定するとともに、隙間Ｙの容積とほぼ同量のシリコンオイル８を隙間Ｙ内に充填している。これにより、隙間Ｙは、シリコンオイル８で満たされる。さらに、オイル温度センサ１の姿勢が変化する、あるいは振動を受けることがあっても、隙間Ｙに、常にシリコンオイル８を保持することができる。一方、隙間Ｘの距離寸法Ｇ１は、毛細管現象により隙間Ｘ内にシリコンオイル８が保持されることのない大きさに設定されており、したがって、隙間Ｘ内には何も充填されない、すなわち隙間Ｘは空気層となっている。空気はシリコンオイル８に比べて熱伝導性が低く断熱材として機能するので、サーミスタ３、検出部４ａのサーミスタ３近傍の樹脂、すなわち検出部４ａの隙間Ｙに対応する部分と、センサケース２のオネジ部２３および六角部２４との間の熱流束は非常に小さくなる。つまり両者間の熱の移動量は非常に少なくなる。
【００３３】
従来の車両用サーミスタ式温度検出器においては、金属ケース内の空間とサーミスタが一体成形された樹脂体との間の隙間のほぼ全体に、つまりオネジ部付近まで熱伝達部材（シリコンオイル等）が充填されている。このため、金属ケースのサーミスタ近傍部分から熱伝達部材（シリコンオイル等）ヘ伝達された潤滑油からの熱の多くが、熱伝達部材を介してオネジ部へ伝達されてしまい、サーミスタによる正確な温度検出が困難になる、という問題がある。
【００３４】
これに対して、本発明の一実施形態によるオイル温度センサ１においては、サーミスタ３近傍の隙間、すなわち隙間Ｙのみにシリコンオイル８を充填し、それ以外の部分における隙間、すなわち隙間Ｘには空気層を形成している。
【００３５】
これにより、円筒部２２からシリコンオイル８へ伝達された潤滑油からの熱を効率良くサーミスタ３に伝達できるので、高精度な温度検出が可能なオイル温度センサ１を実現することができる。
【００３６】
また、隙間Ｙの距離寸法Ｇ２は、シリコンオイル８を毛細管現象により保持可能であるように小さく設定されている。したがって、隙間Ｙの容積、すなわちシリコンオイル８の充填量も少なくなっている。これにより、オイル温度センサ１の温度検出の応答性を向上することができる。
【００３７】
また、毛細管現象により隙間Ｙ内にシリコンオイル８を保持しているので、オイル温度センサ１の姿勢が変化する、あるいは振動を受けることがあっても、隙間Ｙに、シリコンオイル８を常に保持することができる。
【００３８】
次に、本発明の一実施形態によるオイル温度センサ１を用いた潤滑油温度検出装置１００の電気回路構成および温度検出時の作動について説明する。
【００３９】
図２には、本発明の一実施形態によるオイル温度センサ１を用いた潤滑油温度検出装置１００の電気回路を説明する構成図である。
【００４０】
図２に示すように、オイル温度センサ１は、制御回路１０１に接続されている。制御回路１０１は、イグニッションスイッチ１０２を介してバッテリ１０３にされて電力が供給されている。また、制御回路１０１には油温計表示部１０４が接続されている。油温計１０４は、指針計器あるいは液晶パネル等のデジタル表示器から構成されている。
【００４１】
イグニッションスイッチ１０２がＯＮされると、制御回路１０１はバッテリ１０３から電力を供給されて作動を開始する。
【００４２】
制御回路１０１は、一定電圧をオイル温度センサ１、すなわちサーミスタ３に印加する。これにより、制御回路１０１とサーミスタ３間にはサーミスタ３の抵抗値により定まる大きさの電流が流れる。一方、サーミスタ３の抵抗値はその温度、すなわち潤滑油の温度によって定まるので、サーミスタ３を流れる電流値を測定することによりサーミスタ３の温度、すなわち潤滑油の温度を検出することができる。制御回路１０１は、サーミスタ３を流れる電流値に基づき油温計表示部１０４を駆動して油温計表示部１０４に検出した潤滑油温度を表示させる。
【００４３】
なお、上述の制御回路１０１は、サーミスタ３に一定の電圧を印加して、サーミスタ３を流れる電流値を測定してサーミスタ３の温度、すなわち潤滑油温度を算出しているが、これに替えて、制御回路１０１から一定の電流をサーミスタ３に流し、サーミスタ３の両端の電圧、つまりターミナル６１、６ｂ間の電位差を測定してサーミスタ３の温度、すなわち潤滑油温度を算出してもよい。
【００４４】
次に、本発明の一実施形態によるオイル温度センサ１の組付方法を説明する。
【００４５】
先ず、センサケース２およびコネクタハウジング４を形成する。
【００４６】
センサケース２は、六角柱状の真鍮棒材の表面および内部を切削して形成する。
【００４７】
また、コネクタハウジング４は、たとえば、先ず所定の型の中にターミナル６ａ、６ｂ、リード線５ａ、５ｂ、サーミスタ３を入れ、ターミナル６ａ、６ｂを機械で把持することによってターミナル６ａ、６ｂ、リード線５ａ、５ｂ、サーミスタ３を型の中で位置決めする。そしてこの状態で型の中に樹脂を注入し固めた後、型から抜き取ることによりコネクタハウジング４が成形される。
【００４８】
次に、センサケース２を開口部２１ａを上方にして保持して、第２円孔部２１ｃ内に所定量のシリコンオイル８を注入する。ここで、シリコンオイル８の所定量とは、オイル温度センサ１の完成状態における隙間Ｙの容積と同等量である。
【００４９】
次に、コネクタハウジング４の段部４ｅにＯ−リング１０を装着した後、コネクタハウジング４を、センサケース２の孔部２１内に挿入、固定する。このとき、コネクタハウジング４の固定部４ｂの端面４ｄをセンサケース２の開口部２１ａの端面２ｅに当接させつつ、センサケース２のカシメ部２５をかしめる。これにより、コネクタハウジング４はセンサケース２に固定される。また、シリコンオイル８は、隙間Ｙを満たした状態で、毛細管現象により隙間Ｙ内に保持される。
【００５０】
以上で、オイル温度センサ１の組み立てが完了する。
【００５１】
以上説明した、本発明の一実施形態によるオイル温度センサ１においては、センサケース２の孔部２１の開口部２１ａよりも底部２１ｄ側において、孔部２１とコネクタハウジング４の検出部４ａとの間に隙間Ｘ、Ｙを形成するとともに、サーミスタ３近傍の隙間である隙間Ｙの距離寸法Ｇ２を隙間Ｘの距離寸法Ｇ１より小さく設定している。さらに、隙間Ｙにシリコンオイル８を充填して毛細管現象によりシリコンオイル８を隙間Ｙ内に保持するとともに、隙間Ｘに空気層を形成している。
【００５２】
これにより、サーミスタ３、検出部４ａのサーミスタ３近傍の樹脂、すなわち検出部４ａの隙間Ｙに対応する部分と、センサケース２のオネジ部２３および六角部２４との間の熱流束は非常に小さくなる。つまり両者間の熱の移動量は非常に少なくなる。
【００５３】
したがって、孔部２１とコネクタハウジング４との隙間全体にシリコンオイル８が充填される従来の車両用サーミスタ式温度検出器における不具合、すなわち、シリコンオイル８ヘ伝達された潤滑油からの熱の多くが、シリコンオイル８を介してオネジ部２３へ伝達されてしまい、サーミスタ３による正確な温度検出が困難になるという不具合を防止して、高精度な温度検出が可能なオイル温度センサ１を実現することができる。
【００５４】
なお、以上説明した、本発明の一実施形態によるオイル温度センサ１においては、コネクタハウジング４の検出部４ａの直径寸法を検出部４ａの全長に亘ってｄ２一定としているが、検出部４ａの第１円孔部２１ｂに対応する部分の直径寸法をｄ２より大きくする、あるいは小さくしてもよい。この場合も、隙間Ｘに空気層を形成することにより、上述の本発明の一実施形態によるオイル温度センサ１と同様の効果が得られる。
【００５５】
また、以上説明した、本発明の一実施形態によるオイル温度センサ１においては、熱伝達部材としてシリコンオイル８を用いているが、シリコンオイル８に限る必要はなく、熱伝導性が高い他の材質、たとえばシリコングリス等を用いてもよい。
【００５６】
また、以上説明した本発明の一実施形態は、車両用サーミスタ式温度検出器を自動車のエンジンに装着されて潤滑油の温度を検出するオイル温度センサ１に適用した場合を例に説明したが、その用途は自動車用のオイル温度センサ１に限らず、それ以外の車両用サーミスタ式温度検出器に適用してもよい。すなわち、温度検出対象を潤滑油に限る必要はなく、冷却水、燃料、空気等であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態によるオイル温度センサ１の全体構成を示す縦断面図である。
【図２】本発明の一実施形態によるオイル温度センサ１を用いた潤滑油温度検出装置１００の電気回路を説明する構成図である。
【符号の説明】
１ オイル温度センサ（車両用サーミスタ式温度検出器）
２ センサケース（金属ケース）
２１ 孔部（空間）
２１ａ 開口部（嵌合部）
２１ｂ 第１円孔部
２１ｃ 第２円孔部
２１ｄ 底部
２１ｅ 端面
２２ 円筒部
２３ オネジ部
２４ 六角部
２５ カシメ部
３ サーミスタ
４ コネクタハウジング（樹脂体）
４ａ 検出部
４ｂ 固定部（嵌合部）
４ｃ コネクタ部
４ｄ 端面
４ｅ 段部
５ａ、５ｂ リード線（金属線）
６ａ、６ｂ コネクタターミナル
７ Ｏ−リング
８ シリコンオイル（熱伝達手段、液状物質）
１００ 潤滑油温度検出装置
１０１ 制御回路
１０２ イグニッションスイッチ
１０３ バッテリ
１０４ 油温計表示部
Ｄ１ 直径寸法
ｄ１ 直径寸法
ｄ２ 直径寸法
Ｇ１ 距離寸法
Ｇ２ 距離寸法
Ｘ、Ｙ 隙間
【発明の属する技術分野】
本発明はケース内にサーミスタ素子を収納した車両用サーミスタ式温度検出器に関するもので、たとえば自動車に用いて好適である。
【０００２】
【従来の技術】
従来のサーミスタ式温度検出器としては、たとえば、有底状の空間を有する金属ケースと、サーミスタと、サーミスタに電気的に接続された金属線と、サーミスタおよび金属線が一体的に樹脂成形された樹脂体とを備え、この樹脂体が金属ケースの空間内に収容されるとともに空間の開口部にて金属ケースに嵌合固定され、サーミスタは樹脂体内において金属ケースの底部側に配置されるとともに金属線の先端は樹脂体において開口部側に配置される構成のものがある（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
上述した従来のサーミスタ式温度検出器においては、金属ケースの有底状空間は、たとえば円筒状に形成され、一方、サーミスタを内蔵する樹脂体も円柱状に形成されている。そして、金属ケースと樹脂体との間の隙間には、電気絶縁性を有し且つ熱伝導性の良い物質（具体的にはシリコンオイル）が注入されている。
【０００４】
従来のサーミスタ式温度検出器は、たとえば、エンジンのシリンダブロックに形成される潤滑油通路であるオイルギャラリに、金属ケースの一部、すなわちサーミスタを収容する部分を潤滑油中に浸漬させて潤滑油温度を検出可能に取り付けられている。この場合、潤滑油からの熱は、金属ケース、シリコンオイル、樹脂を経てサーミスタに伝達されるが、金属ケースと樹脂体との間の隙間に熱伝導性の良い物質であるシリコンオイルを充填しているので、サーミスタの熱応答性を向上させることができる。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−２０６９５９号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、金属ケースには、サーミスタ式温度検出器をエンジン側の取り付け部位、たとえばシリンダブロックに形成される潤滑油通路であるオイルギャラリ、あるいはオイルパン等に取り付けるための取り付け部として、たとえばオネジ部が設けられている。このオネジ部は、一般には、金属ケースの樹脂体が嵌合固定される部分に設けられ、エンジン側の取り付け部位であるシリンダブロック、あるいはオイルパン等に設けられたメネジ部と螺号している。また、金属ケースのオネジ部近傍は必要な強度を確保するために厚肉状になっている。つまり、この部分の熱容量が大きくなっている。さらに、シリコンオイルは、このオネジ部付近まで充填されている。
【０００７】
このため、シリコンオイルヘ伝達された潤滑油からの熱の多くがオネジ部へ伝達されてしまい、サーミスタにより潤滑油温度を正確に検出することが困難になる、という問題がある。
【０００８】
そこで本発明は上記の各問題に鑑み、金属ケース内における樹脂体の取り付け方法に工夫を凝らして、温度検出精度の高い車両用サーミスタ式温度検出器を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成する為に以下の技術的手段を採用する。
【００１０】
本発明の請求項１に記載の車両用サーミスタ式温度検出器は、有底状の空間を有する金属ケースと、サーミスタと、サーミスタに電気的に接続された金属線と、サーミスタおよび金属線が一体的に樹脂成形された樹脂体とを備え、樹脂体は空間内に収容されるとともに空間の開口部にて金属ケースに嵌合固定され、サーミスタは樹脂体内において底部側に配置されるとともに金属線の先端は樹脂体内において開口部側に配置されるサーミスタ式温度検出器であって、樹脂体の金属ケースとの嵌合部よりも底部側の部分と金属ケースとの間には隙間が形成され、隙間のサーミスタ近傍には熱伝達部材が充填され、それ以外の隙間には空気層が形成される構成とした。
【００１１】
この場合、熱伝達部材、たとえばシリコングリス等は、金属ケースとの間には隙間の一部、すなわちサーミスタの周辺部のみに充填され、サーミスタ周辺を除いた部分は空気層となっている。
【００１２】
この構成により、金属ケースから熱伝達部材に伝えられた熱の大部分が樹脂体中のサーミスタへ伝達されるので、従来の車両用サーミスタ式温度検出器の場合のように熱伝達部材ヘ伝達された潤滑油からの熱の多くがオネジ部へ伝達されてしまい、サーミスタによる正確な温度検出ができないという不具合を防止できる。
【００１３】
したがって、温度検出精度の高い車両用サーミスタ式温度検出器を実現できる。
【００１４】
また、金属ケースと樹脂体との間で、熱伝達部材が充填されている部分以外の隙間は空気層、すなわち断熱層となっている。つまり、金属ケースの熱容量の大きい部分であり、相手部材との接合部分であるオネジ部とサーミスタとの間の熱伝達はほとんど無い状態となっている。したがって、金属ケースのオネジ部を経由する熱伝達の影響をサーミスタが受けることを確実に排除できるので、温度検出精度の高い車両用サーミスタ式温度検出器を実現できる。
【００１５】
本発明の請求項２に記載の車両用サーミスタ式温度検出器は、サーミスタ近傍における隙間の大きさは、それ以外の部分における隙間の大きさよりも小さく形成される構成とした。
【００１６】
これにより、金属ケースと樹脂体間に介在する熱伝達部材量を必要最小限度、すなわち、外部の熱を金属ケースから樹脂体、つまりサーミスタに伝達するために最低限必要な量として、サーミスタによる温度検出の応答性を向上することができる。
【００１７】
本発明の請求項３に記載の車両用サーミスタ式温度検出器は、熱伝達部材はサーミスタ式温度検出器の使用状態において柔軟性を有する材質からなる構成とした。
【００１８】
これにより、熱伝達部材は金属ケースおよび樹脂体の両方に確実に密着するので、外部の熱を金属ケースから樹脂体、つまりサーミスタに確実に伝達することができる。したがって、サーミスタによる温度検出精度、応答性を向上することができる。
【００１９】
本発明の請求項４に記載の車両用サーミスタ式温度検出器は、熱伝達部材は液状物質からなるとともに、サーミスタ近傍における隙間の大きさは液状物質を毛細管現象により隙間内に保持可能であるような大きさに形成される構成とした。
【００２０】
これにより、金属ケースと樹脂体間に介在する熱伝達部材量を必要最小限度、すなわち、外部の熱を金属ケースから樹脂体、つまりサーミスタに伝達するために最低限必要な量として、サーミスタによる温度検出の応答性を向上することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態による車両用サーミスタ式温度検出器を、自動車のエンジンに装着されて潤滑油の温度を検出するオイル温度センサ１に適用した場合を例として、図に基づいて説明する。なお、各図において、同一構成部分には同一符号を付してある。
【００２２】
図１は、本発明の一実施形態によるオイル温度センサ１の全体構成を示す縦断面図である。
【００２３】
オイル温度センサ１は、図１に示すように、金属製のセンサケース２と、このセンサケース２に取り付けられた樹脂よりなるコネクタハウジング４とから主に構成されている。このセンサケース２は、その先端部をエンジンのシリンダブロックに形成される潤滑油通路であるオイルギャラリ（図示せず）内に突き出させて取り付けられている。
【００２４】
金属ケースであるセンサケース２は、たとえば真鍮等から形成されている。センサケース２は、有底状の空間である孔部２１を備えている。孔部２１は、図１に示すように、その開口側端部に形成された開口部２１ａ、開口部２１ａの図１中下方に形成された第１円孔部２１ｂ、第１円孔部２１ｂの図１中下方に形成された第２円孔部２１ｃおよび底部２１ｄから構成されている。ここで、第１円孔部２１ｂの直径寸法はｄ１、第２円孔部２１ｃの直径寸法はｄ２であり、本発明の一実施形態によるオイル温度センサ１においては、図１に示すように、ｄ１＞ｄ２である。また、センサケース２には、図１に示すように、第２円孔部２１ｃにほぼ対応して円筒部２２が、第１円孔部２１ｂにほぼ対応してオネジ部２３が、開口部２１ａにほぼ対応して六角部２４が形成されている。また、開口部２１ａの先端側（図１の上端側）には、後述するコネクタハウジング４を固定するためのカシメ部２５が形成されている。
【００２５】
オイル温度センサ１は、オネジ部２３を、エンジンのシリンダブロック（図示せず）のメネジ部（図示せず）に螺合させて固定されている。固定作業は、スパナ等の工具により六角部２４を回転させて行う。したがって、オネジ部２４は、取り付け作業に耐え得る強度を確保するため、円筒部２２に比べて直径が大きく形成されている。センサケース２の孔部２１には、樹脂体であるコネクタハウジング４が収容固定されている。
【００２６】
コネクタハウジング４は、図１に示すように、サーミスタ３と、サーミスタ３に電気的に接続された金属線であるリード線５ａ、５ｂと、各リード線５ａ、５ｂに電気的に接続された金属よりなるコネクタターミナル６ａ、６ｂとを一体的に樹脂モールドして形成されている。
【００２７】
コネクタハウジング４は、サーミスタ３およびリード線５ａ、５ｂを内蔵するとともにセンサケース２の第１円孔部２１ｂおよび第２円孔部２１ｃ内に略同心状に配置される検出部４ａと、センサケース２の開口部２１ａに嵌合する嵌合部である固定部４ｂと、オイル温度センサ１を外部と電気的に接続するためのコネクタ部４ｃとから構成されている。また、検出部４ａは、直径寸法がＤ１となっている。また、固定部４ｂの検出部４ａ側端部には、段部４ｅが形成されている。この段部４ｅには、図１に示すように、Ｏ−リング７が装着されており、これによりオイル温度センサ１の内部、つまり検出部４ａを気密的に維持している。
【００２８】
センサケース２の第２円孔部２１ｃとコネクタハウジング４の検出部４ａとの間の隙間には、熱伝達部材であり液状物質として、シリコンオイル８が注入されている。このシリコンオイル８は熱伝導性の良好な液体であり、エンジンオイル（図示せず）からの熱は、円筒部２２、シリコンオイル８、検出部４ｂの樹脂を経てサーミスタ３へ伝達される。すなわち、金属製の円筒部２２と検出部４ｂの間に熱伝導性の良いシリコンオイル８を介在させることによりサーミスタ３の熱応答性を向上できる。
【００２９】
次に、本発明の一実施形態によるオイル温度センサ１の特徴である、検出部４ａとセンサケース２の孔部２１との構成について説明する。
【００３０】
本発明の一実施形態によるオイル温度センサ１において、コネクタハウジング４の検出部４ａの外径寸法、センサケース２の第１円孔部２１ｂの内径寸法および第２円孔部２１ｃの内径寸法は、図１に示すように、それぞれＤ１、ｄ１、ｄ２となっている。また、これらの大きさは、Ｄ１＜ｄ２＜ｄ１に設定されている。
【００３１】
したがって、センサケース２の孔部２１の開口部２１ａよりも底部２１ｄ側において、センサケース２の孔部２１とコネクタハウジング４の検出部４ａとの間には、図１に示すように隙間が形成されている。すなわち、センサケース２の第１円孔部２１ｂにおいては隙間Ｘが形成され、第２円孔部２１ｃにおいては隙間Ｙが形成されている。各隙間Ｘ、Ｙの距離寸法Ｇ１、Ｇ２は、Ｇ１＝ｄ１−Ｄ１、Ｇ２＝ｄ２−Ｄ１となっている。また、上述したようにｄ１＞ｄ２であるので、Ｇ１＞Ｇ２となっている。また、サーミスタ３は、図１に示すように、隙間Ｙ内に配置されている。
【００３２】
本発明の一実施形態によるオイル温度センサ１においては、隙間Ｙの距離寸法Ｇ２は、毛細管現象によりシリコンオイル８を隙間Ｙ内に保持可能であるように設定するとともに、隙間Ｙの容積とほぼ同量のシリコンオイル８を隙間Ｙ内に充填している。これにより、隙間Ｙは、シリコンオイル８で満たされる。さらに、オイル温度センサ１の姿勢が変化する、あるいは振動を受けることがあっても、隙間Ｙに、常にシリコンオイル８を保持することができる。一方、隙間Ｘの距離寸法Ｇ１は、毛細管現象により隙間Ｘ内にシリコンオイル８が保持されることのない大きさに設定されており、したがって、隙間Ｘ内には何も充填されない、すなわち隙間Ｘは空気層となっている。空気はシリコンオイル８に比べて熱伝導性が低く断熱材として機能するので、サーミスタ３、検出部４ａのサーミスタ３近傍の樹脂、すなわち検出部４ａの隙間Ｙに対応する部分と、センサケース２のオネジ部２３および六角部２４との間の熱流束は非常に小さくなる。つまり両者間の熱の移動量は非常に少なくなる。
【００３３】
従来の車両用サーミスタ式温度検出器においては、金属ケース内の空間とサーミスタが一体成形された樹脂体との間の隙間のほぼ全体に、つまりオネジ部付近まで熱伝達部材（シリコンオイル等）が充填されている。このため、金属ケースのサーミスタ近傍部分から熱伝達部材（シリコンオイル等）ヘ伝達された潤滑油からの熱の多くが、熱伝達部材を介してオネジ部へ伝達されてしまい、サーミスタによる正確な温度検出が困難になる、という問題がある。
【００３４】
これに対して、本発明の一実施形態によるオイル温度センサ１においては、サーミスタ３近傍の隙間、すなわち隙間Ｙのみにシリコンオイル８を充填し、それ以外の部分における隙間、すなわち隙間Ｘには空気層を形成している。
【００３５】
これにより、円筒部２２からシリコンオイル８へ伝達された潤滑油からの熱を効率良くサーミスタ３に伝達できるので、高精度な温度検出が可能なオイル温度センサ１を実現することができる。
【００３６】
また、隙間Ｙの距離寸法Ｇ２は、シリコンオイル８を毛細管現象により保持可能であるように小さく設定されている。したがって、隙間Ｙの容積、すなわちシリコンオイル８の充填量も少なくなっている。これにより、オイル温度センサ１の温度検出の応答性を向上することができる。
【００３７】
また、毛細管現象により隙間Ｙ内にシリコンオイル８を保持しているので、オイル温度センサ１の姿勢が変化する、あるいは振動を受けることがあっても、隙間Ｙに、シリコンオイル８を常に保持することができる。
【００３８】
次に、本発明の一実施形態によるオイル温度センサ１を用いた潤滑油温度検出装置１００の電気回路構成および温度検出時の作動について説明する。
【００３９】
図２には、本発明の一実施形態によるオイル温度センサ１を用いた潤滑油温度検出装置１００の電気回路を説明する構成図である。
【００４０】
図２に示すように、オイル温度センサ１は、制御回路１０１に接続されている。制御回路１０１は、イグニッションスイッチ１０２を介してバッテリ１０３にされて電力が供給されている。また、制御回路１０１には油温計表示部１０４が接続されている。油温計１０４は、指針計器あるいは液晶パネル等のデジタル表示器から構成されている。
【００４１】
イグニッションスイッチ１０２がＯＮされると、制御回路１０１はバッテリ１０３から電力を供給されて作動を開始する。
【００４２】
制御回路１０１は、一定電圧をオイル温度センサ１、すなわちサーミスタ３に印加する。これにより、制御回路１０１とサーミスタ３間にはサーミスタ３の抵抗値により定まる大きさの電流が流れる。一方、サーミスタ３の抵抗値はその温度、すなわち潤滑油の温度によって定まるので、サーミスタ３を流れる電流値を測定することによりサーミスタ３の温度、すなわち潤滑油の温度を検出することができる。制御回路１０１は、サーミスタ３を流れる電流値に基づき油温計表示部１０４を駆動して油温計表示部１０４に検出した潤滑油温度を表示させる。
【００４３】
なお、上述の制御回路１０１は、サーミスタ３に一定の電圧を印加して、サーミスタ３を流れる電流値を測定してサーミスタ３の温度、すなわち潤滑油温度を算出しているが、これに替えて、制御回路１０１から一定の電流をサーミスタ３に流し、サーミスタ３の両端の電圧、つまりターミナル６１、６ｂ間の電位差を測定してサーミスタ３の温度、すなわち潤滑油温度を算出してもよい。
【００４４】
次に、本発明の一実施形態によるオイル温度センサ１の組付方法を説明する。
【００４５】
先ず、センサケース２およびコネクタハウジング４を形成する。
【００４６】
センサケース２は、六角柱状の真鍮棒材の表面および内部を切削して形成する。
【００４７】
また、コネクタハウジング４は、たとえば、先ず所定の型の中にターミナル６ａ、６ｂ、リード線５ａ、５ｂ、サーミスタ３を入れ、ターミナル６ａ、６ｂを機械で把持することによってターミナル６ａ、６ｂ、リード線５ａ、５ｂ、サーミスタ３を型の中で位置決めする。そしてこの状態で型の中に樹脂を注入し固めた後、型から抜き取ることによりコネクタハウジング４が成形される。
【００４８】
次に、センサケース２を開口部２１ａを上方にして保持して、第２円孔部２１ｃ内に所定量のシリコンオイル８を注入する。ここで、シリコンオイル８の所定量とは、オイル温度センサ１の完成状態における隙間Ｙの容積と同等量である。
【００４９】
次に、コネクタハウジング４の段部４ｅにＯ−リング１０を装着した後、コネクタハウジング４を、センサケース２の孔部２１内に挿入、固定する。このとき、コネクタハウジング４の固定部４ｂの端面４ｄをセンサケース２の開口部２１ａの端面２ｅに当接させつつ、センサケース２のカシメ部２５をかしめる。これにより、コネクタハウジング４はセンサケース２に固定される。また、シリコンオイル８は、隙間Ｙを満たした状態で、毛細管現象により隙間Ｙ内に保持される。
【００５０】
以上で、オイル温度センサ１の組み立てが完了する。
【００５１】
以上説明した、本発明の一実施形態によるオイル温度センサ１においては、センサケース２の孔部２１の開口部２１ａよりも底部２１ｄ側において、孔部２１とコネクタハウジング４の検出部４ａとの間に隙間Ｘ、Ｙを形成するとともに、サーミスタ３近傍の隙間である隙間Ｙの距離寸法Ｇ２を隙間Ｘの距離寸法Ｇ１より小さく設定している。さらに、隙間Ｙにシリコンオイル８を充填して毛細管現象によりシリコンオイル８を隙間Ｙ内に保持するとともに、隙間Ｘに空気層を形成している。
【００５２】
これにより、サーミスタ３、検出部４ａのサーミスタ３近傍の樹脂、すなわち検出部４ａの隙間Ｙに対応する部分と、センサケース２のオネジ部２３および六角部２４との間の熱流束は非常に小さくなる。つまり両者間の熱の移動量は非常に少なくなる。
【００５３】
したがって、孔部２１とコネクタハウジング４との隙間全体にシリコンオイル８が充填される従来の車両用サーミスタ式温度検出器における不具合、すなわち、シリコンオイル８ヘ伝達された潤滑油からの熱の多くが、シリコンオイル８を介してオネジ部２３へ伝達されてしまい、サーミスタ３による正確な温度検出が困難になるという不具合を防止して、高精度な温度検出が可能なオイル温度センサ１を実現することができる。
【００５４】
なお、以上説明した、本発明の一実施形態によるオイル温度センサ１においては、コネクタハウジング４の検出部４ａの直径寸法を検出部４ａの全長に亘ってｄ２一定としているが、検出部４ａの第１円孔部２１ｂに対応する部分の直径寸法をｄ２より大きくする、あるいは小さくしてもよい。この場合も、隙間Ｘに空気層を形成することにより、上述の本発明の一実施形態によるオイル温度センサ１と同様の効果が得られる。
【００５５】
また、以上説明した、本発明の一実施形態によるオイル温度センサ１においては、熱伝達部材としてシリコンオイル８を用いているが、シリコンオイル８に限る必要はなく、熱伝導性が高い他の材質、たとえばシリコングリス等を用いてもよい。
【００５６】
また、以上説明した本発明の一実施形態は、車両用サーミスタ式温度検出器を自動車のエンジンに装着されて潤滑油の温度を検出するオイル温度センサ１に適用した場合を例に説明したが、その用途は自動車用のオイル温度センサ１に限らず、それ以外の車両用サーミスタ式温度検出器に適用してもよい。すなわち、温度検出対象を潤滑油に限る必要はなく、冷却水、燃料、空気等であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態によるオイル温度センサ１の全体構成を示す縦断面図である。
【図２】本発明の一実施形態によるオイル温度センサ１を用いた潤滑油温度検出装置１００の電気回路を説明する構成図である。
【符号の説明】
１ オイル温度センサ（車両用サーミスタ式温度検出器）
２ センサケース（金属ケース）
２１ 孔部（空間）
２１ａ 開口部（嵌合部）
２１ｂ 第１円孔部
２１ｃ 第２円孔部
２１ｄ 底部
２１ｅ 端面
２２ 円筒部
２３ オネジ部
２４ 六角部
２５ カシメ部
３ サーミスタ
４ コネクタハウジング（樹脂体）
４ａ 検出部
４ｂ 固定部（嵌合部）
４ｃ コネクタ部
４ｄ 端面
４ｅ 段部
５ａ、５ｂ リード線（金属線）
６ａ、６ｂ コネクタターミナル
７ Ｏ−リング
８ シリコンオイル（熱伝達手段、液状物質）
１００ 潤滑油温度検出装置
１０１ 制御回路
１０２ イグニッションスイッチ
１０３ バッテリ
１０４ 油温計表示部
Ｄ１ 直径寸法
ｄ１ 直径寸法
ｄ２ 直径寸法
Ｇ１ 距離寸法
Ｇ２ 距離寸法
Ｘ、Ｙ 隙間
Claims (4)
- 有底状の空間を有する金属ケースと、
サーミスタと、
前記サーミスタに電気的に接続された金属線と、
前記サーミスタおよび前記金属線が一体的に樹脂成形された樹脂体とを備え、
前記樹脂体は前記空間内に収容されるとともに前記空間の開口部にて前記金属ケースに嵌合固定され、
前記サーミスタは前記樹脂体内において前記底部側に配置されるとともに前記金属線の先端は前記樹脂体において前記開口部側に配置されるサーミスタ式温度検出器であって、
前記樹脂体の前記金属ケースとの嵌合部よりも前記底部側の部分と前記金属ケースとの間には隙間が形成され、前記隙間の前記サーミスタ近傍には熱伝達部材が充填され、それ以外の前記隙間には空気層が形成されることを特徴とする車両用サーミスタ式温度検出器。 - 前記サーミスタ近傍における前記隙間の大きさは、それ以外の部分における前記隙間の大きさよりも小さく形成されることを特徴とする請求項１に記載の車両用サーミスタ式温度検出器。
- 前記熱伝達部材はサーミスタ式温度検出器の使用状態において柔軟性を有する材質からなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用サーミスタ式温度検出器。
- 前記熱伝達部材は液状物質からなるとともに、前記サーミスタ近傍における前記隙間の大きさは前記液状物質を毛細管現象により前記隙間内に保持可能であるような大きさに形成されることを特徴とする請求項２に記載の車両用サーミスタ式温度検出器。
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Cited By (3)
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| KR20160013374A (ko) * | 2014-07-25 | 2016-02-04 | 인지컨트롤스 주식회사 | 인터쿨러용 온도센서 |
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-
2003
- 2003-06-25 JP JP2003180953A patent/JP2005017070A/ja active Pending
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| KR20160013374A (ko) * | 2014-07-25 | 2016-02-04 | 인지컨트롤스 주식회사 | 인터쿨러용 온도센서 |
| KR101601814B1 (ko) | 2014-07-25 | 2016-03-10 | 인지컨트롤스 주식회사 | 인터쿨러용 온도센서 |
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