JP5092873B2 - 面状温度検出センサ - Google Patents
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Description
図1(A)は、本実施形態の面状温度検出センサ10の検出側基板11を取り除いた状態での検出面111側から見た平面図であり、(B)は面状温度検出センサ10における(A)のA−A’断面に相当する部分を示す側面断面図である。なお、図1では、図の見やすさを考慮して、サーミスタ素子THは側面図を示し、多数存在する各要素には代表で符番を行っている。
L×2≧(D+W×2) −(式1)
を満たすように、配置間隔Dが設定される。その一例としては、例えば、サーミスタ素子THが1.6mm(L)×0.8mm(W1)×0.8mm(W2)であった場合に、サーミスタ素子THを0.8mm間隔で配置する。
図2は、本実施形態の面状温度検出センサ10の熱伝導状態を示す概念図であり、(A)が本実施形態の構造の場合を示し、(B)が従来技術の構造の場合を示す。
図2(A)に示すように、本実施形態の構造の場合、発熱体50が検出面111上における2つのサーミスタ素子THの中間に接触した場合、発熱体50からの熱は、検出面111から検出側基板11内に伝導し、検出側基板11内を放射状に伝導していく。検出側基板11内を伝導した熱は、検出側基板11の筐体内側面112に達すると、実質的媒体が熱伝導率の低い空気である非検出部100よりも、熱伝導率が高いサーミスタ素子THへ伝導する。これにより、発熱体50から面状温度検出センサ1へ伝導する熱の殆ど全てがサーミスタ素子THへ与えられる。この際、熱は、検出側基板11内を伝導し、サーミスタ素子THの外部電極へ導かれ、当該外部電極からサーミスタ素子TH内に熱伝導する。これにより、サーミスタ素子THの長さ方向(検出面111に垂直な方向)への熱伝導とともに、外部電極面(検出面111)に平行な平面上に対しても効率的に熱伝導する。この熱伝導により、サーミスタ素子TH内部での外部電極面に平行な平面上での温度差が少ない状態で加温される。
図3はPTC型サーミスタ素子PTCTHの加熱方向による素子内温度分布および抵抗値の変化を概念的に示す図であり、(A)は外部電極側から加熱した場合を示し、(B)は素子の側壁面から加熱した場合を示す。
図5の(A)は、本実施形態の面状温度検出センサ20の検出側基板21を取り除いた状態での検出面側から見た平面図であり、(B)は面状温度検出センサ20における(A)のA−A’断面に相当する部分を示す側面断面図である。なお、図5でも、図の見やすさを考慮して、サーミスタ素子THは側面図を示し、多数存在する各要素には代表で符番を行っている。
このような構造であっても、第1の実施形態と同様に、サーミスタ素子THへ効果的に熱伝導して、温度検出精度および温度検出速度を向上することができる。
図6(A)は、本実施形態の面状温度検出センサ30の検出側基板31を取り除いた状態での検出面側から見た平面図であり、(B)は面状温度検出センサ30における(A)のA−A’断面に相当する部分を示す側面断面図である。なお、図6でも、図の見やすさを考慮して、サーミスタ素子THは側面図を示し、多数存在する各要素には代表で符番を行っている。
図8(A)は、本実施形態の面状温度検出センサ40の検出側基板41を取り除いた状態での検出面411側から見た平面図であり、(B)は面状温度検出センサ40における(A)のA−A’断面に相当する部分を示す側面断面図である。なお、図8でも、図の見やすさを考慮して、サーミスタ素子THは側面図を示し、多数存在する各要素には代表で符番を行っている。
しかしながら、サーミスタ素子TH毎に外部接続電極を形成して外部へ露出するようにしてもよい。図9(A)は、サーミスタ素子TH毎に外部接続電極を形成した態様の面状温度検出センサ50の側面断面図である。図9(A)に示す面状温度検出センサ50は、第3の実施形態と同様に、検出面511に対して各サーミスタ素子THの外部電極面が垂直になるようにサーミスタ素子が配置されている。筐体の非検出側基板52には、一端が非検出面521から外部へ露出するように、外部接続電極56A,56Bがサーミスタ素子TH毎に形成されている。各外部接続電極56A,56Bは、対応するサーミスタ素子THの各外部電極にそれぞれ接続している。この構成とすることで、サーミスタ素子TH毎の温度検出結果(抵抗値変化)を個別に取得することができる。
また、上述の各実施形態では、非検出部が空隙であったり熱伝導率の低い樹脂を充填した態様を説明したが、非検出部は、電気伝導性が極低く、熱伝導率がサーミスタ素子の半分以下の媒体であれば、上述の作用効果を得ることができる。
Claims (5)
- 一面を検出面とする平板状の筐体と、
該筐体の内部に前記検出面の側から見て所定パターンで配置され、それぞれが電気的特性の温度依存性に応じて温度検出を行える複数の検出部と、
を備えた面状温度検出センサであって、
前記複数の検出部は、それぞれが個別に形成されたチップ型のサーミスタ素子であり、
前記複数の検出部の間の領域である非検出部は、前記サーミスタ素子の熱伝導率よりも低い熱伝導率からなる、面状温度検出センサ。 - 前記サーミスタ素子は、半導体セラミック素体の対向する二側面に異なる電位に接続される電極が形成されており、対向する電極同士を結ぶ方向が前記検出面に対して垂直になるように配置されている、請求項1に記載の面状温度検出センサ。
- 前記サーミスタ素子は、PTC型である請求項2に記載の面状温度検出センサ。
- 前記サーミスタ素子は、半導体セラミック素体の対向する二側面に異なる電位に接続される電極が形成されており、対向する電極同士を結ぶ方向が前記検出面に対して平行になるように配置されており、
前記サーミスタ素子に接続する接続電極が、前記検出面側か該検出面に対向する非検出面側のいずれか一方にのみ形成されている、請求項1に記載の面状温度検出センサ。 - 前記筐体は、前記検出面側の検出側基板と前記非検出面の非検出側基板とを備え、
前記接続電極は前記非検出側基板に形成されており、
前記サーミスタ素子の熱伝導率と略同じ熱伝導率を有するとともに前記サーミスタ素子と前記検出側基板とを常時当接させる弾性係数を有する被覆樹脂部材により、前記サーミスタ素子が被覆されている、請求項4に記載の面状温度検出センサ。
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