JP2017211240A - 温度センサ - Google Patents

Abstract

【課題】温度測定の精度を高める。【解決手段】温度センサ２０は、空気が内部に流通するダクト１０に形成された貫通孔１２からダクト１０内に挿入可能な挿入部３９を有し、ダクト１０に取付けられる取付部材２１と、取付部材２１に保持され、ダクト１０内の温度を測定するための測温部４０Ａと、を備える温度センサ２０であって、挿入部３９には、ダクト１０内を流通する空気を測温部４０Ａに導く通気路２７が形成されている。【選択図】図４

Description

本明細書では、温度センサに関する技術を開示する。

従来、ダクト内の温度を検出する温度センサが知られている。下記特許文献１の温度センサは、取り付け対象物の貫通孔に挿入し固定される取り付け用クランプと取り付け用クランプの内部の先端近傍に埋設されたサーミスタ素子から成る。サーミスタ素子は、インサート成形により、取り付け用クランプの内部に埋設されている。

特開２０１０−２８１７８７号公報

ところで、インサート成形により取り付け用クランプの内部にサーミスタ素子を埋設する構成では、エアダクト内の空気の熱は取り付け用クランプ（のサーミスタ素子の周りの部分）を介して間接的にサーミスタ素子に伝わるため、空気の熱が直接サーミスタ素子に伝わる場合と比較すると、精度の高い温度の測定ができないという問題があった。
本明細書に記載された技術は、上記のような事情に基づいて完成されたものであって、温度測定の精度を高めることを目的とする。

本明細書に記載された温度センサは、気体が内部に流通する取付対象物に形成された貫通孔から前記取付対象物内に挿入可能な挿入部を有し、前記取付対象物に取付けられる取付部材と、前記取付部材に保持され、前記取付対象物内の温度を測定するための測温部と、を備える温度センサであって、前記挿入部には、前記取付対象物内を流通する前記気体を前記測温部に導く通気路が形成されている。
本構成によれば、取付対象物内を流通する気体を通気路から直接、測温部に接触させることができるため、他の部材を介して間接的に測温部に温度が伝達される構成と比較して、温度測定の精度を高めることができる。

本明細書に記載された技術の実施態様としては以下の態様が好ましい。
前記通気路は、前記取付対象物内における前記気体の流通方向に沿って前記挿入部に貫通形成されている。
このようにすれば、気体を効率的に測温部に接触させることが可能になる。

前記取付部材は、電線に接続された前記測温部を収容可能な収容室を備えており、前記収容室における前記電線が外部に導出される導出口を覆うように巻回されるテープを備える。
測温部を導出口から収容室に収容する構成とすると、温度センサの組付けを容易に行うことができる反面、導出口があるために温度センサを密閉することが容易ではない。本構成によれば、テープ巻きにより導出口を閉鎖すれば、温度センサを密閉することが可能になる。

前記収容室は、前記測温部の前記通気路上における位置ずれを規制する位置ずれ規制部と、前記測温部の前記収容室からの離脱方向の移動を規制する離脱規制部と、を備える。
このようにすれば、測温部を通気路上に位置決めすることができるため、より一層、温度測定の精度を高めることができる。

前記貫通孔の中心軸を通る孔径は、短径と、前記短径とは異なる方向で前記短径よりも長い長径とを有し、前記取付部材は、前記貫通孔の孔壁に当接するリブを有する。
このようにすれば、温度センサの周方向における回転を防止することが可能となる。

前記リブは、前記気体を前記通気路に導くように延びている。
このようにすれば、リブを利用して気体を通気路に導くことができる。

本明細書に記載された技術によれば、温度測定の精度を高めることができる。

実施形態１の温度センサがダクトに取付けられた状態を示す斜視図 温度センサがダクトに取付けられた状態を示す右側面図 図２のＡ−Ａ断面図 図３とは直交する方向の断面図 温度センサを示す斜視図 温度センサを図５とは異なる方向から示す斜視図 温度センサを示す右側面図 図７のＢ−Ｂ断面図 温度センサを示す正面図 図９のＣ−Ｃ断面図 温度センサを示す底面図 検出部材の取付部材への取付工程を示す斜視図 温度センサにテープ巻きする工程を示す斜視図

＜実施形態１＞
実施形態１を、図１〜図１３を参照しつつ説明する。
本実施形態に係る温度センサ２０(図１)は、例えば、電気自動車、ハイブリッド自動車等の車両（図示しない）に搭載されて車両の動力源として使用される電池モジュール（図示しない）に設けられる送風用のダクト１０（「取付対象物」の一例）に取り付けられる。以下では、説明上、Ｘ方向を前方、Ｙ方向を左方、Ｚ方向を上方として説明する。

（ダクト１０）
ダクト１０は、例えば角筒状や円筒状等の空気（気体）を内部に流通可能な形状であって、図３，図４に示すように、内部（図３，図４の下側）の流路（空間）内に空気が流通される。
電池モジュールの性能は温度によって影響を受けるので、電池モジュールの温度を所定の温度に維持することが好ましい。そこで、電池モジュールに送風用のダクト１０を設ければ、電池モジュールの温度が比較的に高温になっている場合には冷風によって冷却し、逆に、電池モジュールの温度が比較的に低温になっている場合には温風によって加熱することができる。電池モジュールの温度制御を送風によって行うためには、ダクト１０を流れる空気の温度を検知する必要があるため、ダクト１０には温度センサ２０が取り付けられている。

具体的には、ダクト１０は、温度センサ２０が取り付けられる被取付部１１を有し、被取付部１１には、温度センサ２０の挿入部３９をダクト１０内に導入する貫通孔１２が貫通形成されている。貫通孔１２の形状は、左右方向に長い長円形状をなしているため、貫通孔１２の中心軸を通る孔径は、短径Ａ１と、短径Ａ１と直交する方向で短径Ａ１よりも長い長径Ａ２とを有する。

（温度センサ２０）
温度センサ２０は、図１２に示すように、被取付部１１に取り付けられる取付部材２１と、電線４６の端末部に接続され、取付部材２１に保持されてダクト１０内の温度に応じた検出信号を電線４６から外部に出力する検出部材４０とを備える。

（取付部材２１）
取付部材２１は、合成樹脂製であって、図３，図４に示すように、電線４６に接続された検出部材４０が挿通される角筒状の筒部２２と、筒部２２の外方に鍔状に張り出すフランジ部３４と、貫通孔１２の孔縁に弾性接触する一対の弾性係止片３６とを備える。筒部２２の内部は、検出部材４０が収容される収容室２３とされている。収容室２３は、断面形状が上下方向のほぼ全長に亘って一定の矩形状又は円形状とされる。筒部２２の下端部（先端部）は、閉鎖されて検出部材４０の下端部が当接する閉鎖壁２４とされ、筒部２２の上端部には電線４６が導出される導出口２５が形成されている。

収容室２３（筒部２２）の下端部（先端部）には、筒部２２を横切る通気路２７が形成されている。通気路２７は、筒部２２を前後方向（空気の流通方向）に貫通形成されている。通気路２７は、収容室２３の内部の空間と連通されている。通気路２７の前後の端部は、筒部２２の壁を貫通する一対の開口部２８とされる。一対の開口部２８は、互いに同軸上に共に同形の長方形状とされている。閉鎖壁２４における通気路２７上には、一対の位置ずれ規制部２９が立ち上がっている。位置ずれ規制部２９は、筒部２２の壁の厚みを厚くして形成されており、開口部２８の側面に連なる内壁面２９Ａを有する。一対の位置ずれ規制部２９間に、検出部材４０の測温部４０Ａがわずかに隙間を有して挿通される。この測温部４０Ａの正規位置では、前後一対の開口部２８のそれぞれから測温部４０Ａが露出する（図９参照）。

筒部２２の上端部（電線４６側の端部）には、図４に示すように、検出部材４０の離脱を規制する一対の離脱規制部３０が設けられている。離脱規制部３０は、筒部２２の上部を複数のスリットで切り欠いて撓み変形可能に形成されており、先端部には、検出部材４０（の外装部４４）の上端部に係止して検出部材４０の離脱を規制する係止突部３０Ａが内方側に突出している。位置ずれ規制部２９と離脱規制部３０とは、測温部４０Ａが位置決めする位置決め部とされる。

図６に示すように、筒部２２の外面のうち、一対の開口部２８の左右に隣接する位置には、それぞれ上下方向に延びる一対のリブ３１が形成されている。各リブ３１は、筒部２２の外面におけるフランジ部３４の下方から筒部２２の先端部まで延びており、先端部は傾斜状に突出寸法が小さくされることで挿入部３９の貫通孔１２への挿通の際のガイドとされる。取付部材２１がダクト１０に取付けられた状態では、リブ３１は、貫通孔１２の孔壁に密着する（図４）。

フランジ部３４は、貫通孔１２の形状に応じた長円形状をなし、外方側がダクト１０の外面に近づくように傾斜している。弾性係止片３６は、図３に示すように、筒部２２の下端部（先端部）を基端部として上方側に延びて撓み変形可能とされている。弾性係止片３６の先端部には、係止凹部３７が形成されている。係止凹部３７は、貫通孔１２の直角の孔縁に嵌合するように弾性係止片３６の先端部を切り欠いて形成されている。筒部２２におけるフランジ部３４の下側の部分及び弾性係止片３６が貫通孔１２からダクト１０内に挿入される挿入部３９とされる。

（検出部材４０）
検出部材４０は、温度検出素子４１と、温度検出素子４１を覆う合成樹脂製の外装部４４とを備えており、検出部材４０の下端部（先端部）が空気の熱を直接受ける測温部４０Ａとされている。温度検出素子４１は、素子本体４２と、素子本体４２に接続された一対のリード部４３とを備える。温度検出素子４１は、例えば、ＰＴＣサーミスタ、ＮＴＣサーミスタを適宜に選択できる。また、サーミスタに限られず、温度を検出可能であれば任意の素子を適宜に選択できる。外装部４４は、温度検出素子４１に密着しており、例えばインサート成形により電線４６に接続された状態の温度検出素子４１と一体に形成することができる。

一対のリード部４３には、一対の電線４６が接続されており、この一対の電線４６は、筒部２２の外部へと導出されている。電線４６は、導体部４７の周囲が絶縁被覆４８で覆われた被覆電線であり、端末部において絶縁被覆４８が除去されて露出する導体部４７にリード部４３が接続されている。電線４６は、図示しないＥＣＵ（Electronic Control Unit）等からなる外部回路に接続されており、温度検出素子４１からの信号はこの電線４６を介して外部回路に送信される。

テープ５０は、例えば合成樹脂製又は金属製のシート上に接着剤からなる接着層が重ねられており、接着層を筒部２２の上部及び一対の電線４６に貼り付けられて固定される。テープ５０は、電線４６が導出された導出口２５の隙間を塞ぐように、複数回巻回されている。

温度センサ２０の組付けについて説明する。
図１２に示すように、電線４６の端末部に接続された検出部材４０を筒部２２に挿入すると、検出部材４０の後端部が離脱規制部３０の係止突部３０Ａに当接して撓み変形し、検出部材４０の先端部が一対の位置ずれ規制部２９間に挿通されて閉鎖壁２４に当接すると、離脱規制部３０が復元変形して係止突部３０Ａが検出部材４０の上端部に係止する。そして、図１３に示すように、フランジ部３４の上方側の筒部２２及び筒部２２から導出される一対の電線４６にテープ５０を巻回し、筒部２２と電線４６との間の隙間を塞ぐと、温度センサ２０が組付けられる（図８，図１０）。

次に、温度センサ２０の被取付部１１への取付けについて説明する。
温度センサ２０の挿入部３９をダクト１０の長円形状の貫通孔１２に挿入すると、弾性係止片３６が貫通孔１２の孔壁に当接して弾性変形する。係止凹部３７が貫通孔１２の孔壁に至るまで挿入部３９が挿入されると、弾性係止片３６が復元変形して係止凹部３７が貫通孔１２の孔縁に係止される。これにより、温度センサ２０が被取付部１１に取付けられる（図３，図４）。このとき、通気路２７は、ダクト１０内の空気の流通方向に延びているため、空気は、直接、検出部材４０に接触した後、流通方向（図４の一点鎖線の矢印方向）に流通する。

上記実施形態によれば、以下の作用・効果を奏する。
温度センサ２０は、空気（気体）が内部に流通するダクト１０（取付対象物）に形成された貫通孔１２からダクト１０内に挿入可能な挿入部３９を有し、ダクト１０に取付けられる取付部材２１と、取付部材２１に保持され、ダクト１０内の温度を測定するための測温部４０Ａと、を備える温度センサ２０であって、挿入部３９には、ダクト１０内を流通する空気を測温部４０Ａに導く通気路２７が形成されている。

本実施形態によれば、ダクト１０内を流通する気体が通気路２７から直接、測温部４０Ａに接触させることができるため、他の部材を介して間接的に測温部４０Ａに温度が伝達される構成と比較して、温度測定の精度を高めることができる。

また、通気路２７は、ダクト１０内における気体の流通方向に沿って挿入部３９に貫通形成されている。
このようにすれば、このようにすれば、空気を効率的に測温部４０Ａに接触させることが可能になる。

また、取付部材２１は、電線４６に接続された測温部４０Ａを収容可能な収容室２３と、を備えており、収容室２３における電線４６が外部に導出される導出口２５を覆うように巻回されるテープ５０を備える。
測温部４０Ａを導出口２５から収容室２３に収容する構成とすると、温度センサ２０の組付けを容易に行うことができる反面、導出口２５があるために温度センサ２０を密閉することが容易ではない。本実施形態によれば、テープ巻きにより導出口２５を閉鎖することができるため、温度センサ２０を密閉することができる。

また、収容室２３は、測温部４０Ａを通気路２７上に保持する位置ずれ規制部２９と、測温部４０Ａの収容室２３からの離脱方向の移動を規制する離脱規制部３０と、を備える。
このようにすれば、測温部４０Ａを通気路２７上に位置決めすることができるため、より一層、温度測定の精度を高めることができる。

また、貫通孔１２の中心軸を通る孔径は、短径Ａ１と、短径Ａ１とは異なる方向で短径Ａ１よりも長い長径Ａ２とを有し、取付部材２１は、貫通孔１２の孔壁に当接するリブ３１を有する。
このようにすれば、温度センサ２０の周方向における回転を防止することが可能となる。

リブ３１は、空気を通気路２７に導くように延びている。
このようにすれば、リブ３１を利用して気体を通気路２７に導くことができる。

＜他の実施形態＞
本明細書に記載された技術は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本明細書に記載された技術の技術的範囲に含まれる。
（１）通気路２７の形状は、上記実施形態の形状に限られず、気体を測温部４０Ａに接触させることができるのであれば、種々の形状に変更することができる。
（２）上記実施形態では、貫通孔１２の形状を長円形状としたが、これに限らず、真円形状や楕円形状等の他の形状とすることも可能である。

１０： ダクト（取付対象物）
１２： 貫通孔
２０： 温度センサ
２１： 取付部材
２２： 筒部
２３： 収容室
２５： 導出口
２７： 通気路
２８： 開口部
２９： 位置ずれ規制部
３０： 離脱規制部
３１： リブ
３９： 挿入部
４０： 検出部材
４０Ａ： 測温部
４１： 温度検出素子
４６： 電線
５０： テープ

Claims (6)

1. 気体が内部に流通する取付対象物に形成された貫通孔から前記取付対象物内に挿入可能な挿入部を有し、前記取付対象物に取付けられる取付部材と、前記取付部材に保持され、前記取付対象物内の温度を測定するための測温部と、を備える温度センサであって、
   前記挿入部には、前記取付対象物内を流通する前記気体を前記測温部に導く通気路が形成されている、温度センサ。
2. 前記通気路は、前記取付対象物内における前記気体の流通方向に沿って前記挿入部に貫通形成されている請求項１に記載の温度センサ。
3. 前記取付部材は、電線に接続された前記測温部を収容可能な収容室を備えており、
   前記収容室における前記電線が外部に導出される導出口を覆うように巻回されるテープを備える請求項１又は請求項２に記載の温度センサ。
4. 前記収容室は、前記測温部を前記通気路上における位置ずれを規制する位置ずれ規制部と、前記測温部の前記収容室からの離脱方向の移動を規制する離脱規制部と、を備える請求項３に記載の温度センサ。
5. 前記貫通孔の中心軸を通る孔径は、短径と、前記短径とは異なる方向で前記短径よりも長い長径とを有し、
   前記取付部材は、前記貫通孔の孔壁に当接するリブを有する請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の温度センサ。
6. 前記リブは、前記気体を前記通気路に導くように延びている請求項５に記載の温度センサ。
   

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