温度传感器的制作方法

温度传感器
1.本技术是申请日为2017年2月9日、申请号为201780003456.5、发明创造名称为“温度传感器”的分案申请。
技术领域
2.本发明涉及具备通过树脂铸塑形成的壳体的温度传感器。


背景技术：

3.已知有用将比金属便宜的树脂注射成形的壳体支承温度检测元件并覆盖温度检测元件的温度传感器。
4.例如，专利文献1公开了一种在由玻璃构成的绝缘体的内部中埋设有由热敏电阻构成的感温体的元件主体被通过树脂铸塑覆盖的温度传感器。
5.温度传感器的树脂铸塑，是通过将包括元件主体和与元件主体相连的导线的检测元件配置到金属模的腔室的规定位置、将熔融的树脂注射成形而形成的。由于向腔室注射的熔融树脂的压力相当地大，所以在腔室的内部中流动的熔融树脂接触的元件主体等不能存留在注射前的位置而发生位置偏移。发生了位置偏移的部分发生作为注射成形所不希望的填料不足(short molding)。因而，在专利文献1等中，虽然描绘为元件主体与树脂铸塑的中心一致，但实际制造的温度传感器的元件主体发生位置偏移。
6.例如如图6(a)所示，有在注射成形时元件主体100从树脂铸塑101的中心较大地位置偏移、元件主体100从树脂铸塑101露出到外部的情况。如果将该温度传感器持续使用，则作为温度检测对象的气体或液体有可能从元件主体100露出到外部的部分进入到树脂铸塑101的内部中。
7.所以，如在专利文献2中公开那样，制作用树脂铸塑将元件主体固定的一次成形体，如果将该一次成形体在金属模内的规定位置注射成形，则在该二次成形时能够防止元件主体位置偏移。
8.以往技术文献
9.专利文献
10.专利文献1：日本特开2003－139621号公报
11.专利文献2：日本特开2005－024344号公报


技术实现要素：

12.发明要解决的技术课题
13.但是，由于原本在一次成形时元件主体100发生位置偏移，所以如图6(b)所示，元件主体100从树脂铸塑101露出到外部，或即使没有露出到外部但树脂铸塑的壁厚变得比其他部分薄。
14.如果使用该一次成形体进行二次成形，则由于位置偏移的元件主体100被用树脂铸塑101固定，所以在二次成形后也持续引起元件主体100的位置偏移，所以在二次成形体
中也难以使元件主体100精度良好地配置到希望的位置。此外，如果这样元件主体100位置偏移，则在检测的温度中发生偏差。
15.所以，本发明的目的是提供一种能够使由树脂铸塑层支承的元件主体不发生位置偏移地配置到希望的位置的温度传感器。
16.用于解决课题的手段
17.本发明的温度传感器的特征在于，具备：传感器元件，具有元件主体和从元件主体引出的一对导线(引线)；及第一壳体，将传感器元件覆盖，由树脂铸塑层构成。
18.本发明的温度传感器的元件主体的一部分或全部不被第一壳体覆盖，而从第一壳体在周向上相连而露出。
19.本发明的元件主体具备感温体和将感温体覆盖的封闭玻璃；该封闭玻璃从第一壳体露出。
20.本发明的元件主体具备感温体、将感温体覆盖的封闭玻璃、和设置在封闭玻璃的导线被引出的部分处的陶瓷保护管。第一壳体将陶瓷保护管的一部分或全部覆盖；封闭玻璃从第一壳体露出。
21.本发明的温度传感器可以具备元件主体、和将第一壳体覆盖的由树脂铸塑层构成的第二壳体。该元件主体不经由第一壳体而与第二壳体接触。
22.该温度传感器可以使元件主体的周围的第二壳体的壁厚遍及周向是均等的。
23.本发明的温度传感器可以具备元件主体、和将第一壳体覆盖的由金属材料构成的第二壳体。该温度传感器的元件主体不经由第一壳体而与第二壳体直接或间接地接触。
24.发明的效果
25.本发明的温度传感器由于不将元件主体用第一壳体覆盖而使其露出，所以在进行树脂铸塑成形时，可以使用与元件主体之间的间隙微小的金属模。因而，根据本发明的温度传感器，能够防止在注射成形中元件主体位置偏移，所以能够将被由树脂铸塑层构成的第一壳体支承的元件主体配置到希望的位置。
26.即使对该温度传感器实施二次成形而设置第二壳体、或者通过嵌合设置第二壳体，由于元件主体被配置在希望的位置，所以在具备第二壳体的温度传感器中也能够将元件主体配置到希望的位置。
27.因而，本发明的温度传感器能够抑制偏差而实现正确的温度检测。
附图说明
28.图1表示有关本发明的第1实施方式的温度传感器的一次成形体，(a)是平面图，(b)是侧视图，(c)是平剖视图。
29.图2表示有关第1实施方式的温度传感器的二次成形体，(a)是侧视图，(b)是纵剖视图。
30.图3是表示有关第1实施方式的温度传感器的一次成形的次序的图，(a)将传感器元件用单体表示，(b)是将传感器元件配置在注射成形用的金属模中的概略剖视图，(c)是将(b)的一部分放大的图。
31.图4表示有关本发明的第2实施方式的温度传感器，(a)是传感器元件的平面图，(b)是具备传感器元件的第一壳体的平剖视图。
32.图5表示有关第2实施方式的温度传感器，(a)是第二壳体的平剖视图，(b)是将第一壳体和第二壳体组装后的温度传感器的部分平剖视图，(c)是表示将第一壳体和第二壳体组装后的温度传感器的平面图。
33.图6是表示元件主体的一部分从树脂铸塑露出的例子的图。
具体实施方式
34.[第1实施方式]
[0035]
以下，基于在图1～图3中表示的第1实施方式，具体地说明本发明的温度传感器。
[0036]
第1实施方式的温度传感器1由通过将具有由树脂铸塑成形得到的第一壳体19的一次成形体10(图1)再进行树脂铸塑成形而得到的二次成形体20(图2)构成。
[0037]
温度传感器1在具有强制使一次成形体10的元件主体13从第一壳体19露出的方面具有特征。以下，以一次成形体10及二次成形体20的顺序说明其结构，接着说明在一次成形体10上成形第一壳体19的次序。
[0038]
[一次成形体10]
[0039]
一次成形体10如图1(a)、图1(b)、图1(c)所示，具备传感器元件11、和除了其一部分以外将传感器元件11覆盖的第一壳体19。
[0040]
传感器元件11具备元件主体13、从元件主体13引出的一对导线15、15、和与导线15、15分别连接的端子17、17。另外，在一次成形体10中，将设置传感器元件11的一侧定义为前，将设置端子17的一侧定义为后，但前后具有相对的意义。
[0041]
元件主体13是具备如热敏电阻那样在电阻中具有温度特性的感温体13a、将感温体13a的周围覆盖的封闭玻璃13b、和设置在封闭玻璃13b的后端侧的陶瓷保护管13c的圆筒状的部件。
[0042]
感温体13a例如由如热敏电阻那样在电阻中具有温度特性的材料构成。
[0043]
封闭玻璃13b通过将感温体13a封闭而维持为气密状态，为了避免在感温体13a上发生基于环境条件的化学性的变化及物理性的变化而设置。在封闭玻璃13b中，使用非晶质玻璃及结晶质玻璃的哪种都可以，也可以混合使用非晶质玻璃和结晶质玻璃以具有希望的线膨胀系数。
[0044]
通过将陶瓷保护管13c与导线15、15被引出的封闭玻璃13b的后端部分接合，将封闭玻璃13b机械地加强，使电气绝缘性和机械强度提高。
[0045]
陶瓷保护管13c例如由氧化铝(al2o3)、氮化硅(si3n4)等机械强度比封闭玻璃13b高的烧结体构成。陶瓷保护管13c沿着中心轴线方向l，形成有分别被插通两个导线15、15的省略图示的贯通孔。
[0046]
从元件主体13引出的导线15、15被连接在保持于第一壳体19上的一对端子17、17上。导线15、15例如由杜美(dumet)线构成，端子17、17由电传导性较好的铜等金属材料构成。杜美线是中心为热膨胀系数与玻璃接近的铁－镍合金、在外层包层有铜或铜合金的复合线。
[0047]
第一壳体19将从元件主体13的陶瓷保护管13c的途中到端子17的途中覆盖。这样，一次成形体10的封闭玻璃13b的全部及陶瓷保护管13c的一部分从第一壳体19露出。
[0048]
第一壳体19由通过将传感器元件11配置到注射成形用的金属模的腔室中、将熔融
树脂向腔室吐出而形成的树脂铸塑层构成。第一壳体19例如由聚苯硫醚(pps)、尼龙等适当的树脂材料成形。以下说明的二次成形体20的第二壳体21也是同样的。
[0049]
第一壳体19具备元件支承塔19a和支承元件支承塔19a的基体19b。
[0050]
元件支承塔19a从与基体19b相连的一侧朝向前端在中心轴线方向l上延伸，在其前端将元件主体13的陶瓷保护管13c包围其外周而支承。元件支承塔19a从支承元件主体13的前端到与基体19b相连的后端将导线15、15在其内部中支承。
[0051]
基体19b接着元件支承塔19a而将导线15、15在其内部中支承，并支承与导线15、15相连的端子17、17。端子17、17的一部分从基体19b的后端露出，该露出部分在后述的第二壳体21的嵌合凹部21c的内部中与温度检测用的设备侧的省略图示的端子连接。
[0052]
[二次成形体20]
[0053]
接着，参照图2对二次成形体20进行说明。
[0054]
二次成形体20具备将一次成形体10的周围覆盖的第二壳体21。但是，第一壳体19的后端面从第二壳体21没有被覆盖而露出。
[0055]
在二次成形体20中，由于元件主体13被第一壳体19牢固地支承，所以在二次成形时不会位置偏移，或者即使位置偏移也被抑制为微小。因而，元件主体13被配置在二次成形体20的希望的径向r及中心轴线方向l的位置。
[0056]
第二壳体21具备容纳第一壳体19的元件支承塔19a的元件容纳塔21a、容纳第一壳体19的基体19b的基体21b、和接纳对方侧的设备类的嵌合凹部21c。
[0057]
在元件容纳塔21a的径向r的中心部配置有一次成形体10的元件主体13，能够使将元件主体13的径向的周围覆盖的第二壳体21的壁厚遍及周向成为均等。
[0058]
[温度传感器1的制作次序]
[0059]
具备以上结构的温度传感器1大致如以下这样制作。
[0060]
首先，将一次成形体10通过注射成形来制作。此时，在由注射成形得到的一次成形用的金属模的腔室的规定位置配置传感器元件11，通过将传感器元件11镶嵌成形，得到将传感器元件11和第一壳体19一体地成形的一次成形体10。
[0061]
接着，通过将一次成形体10配置到二次成形用的金属模的腔室中、将熔融树脂向腔室注射，形成二次成形体20。注射到腔室中的熔融树脂遍布到一次成形体10的周围，将一次成形体10覆盖。
[0062]
在注射熔融树脂后，在经过规定时间后，将金属模打开而将二次成形体20取出，得到温度传感器1。
[0063]
[一次成形的次序]
[0064]
这里，参照图3说明一次成形的次序。
[0065]
为了一次成形，将图3(a)所示的传感器元件11如图3(b)、图3(c)所示那样配置到金属模30的腔室33、37中。
[0066]
金属模30由第一金属模31和第二金属模35的两个要素构成。第一金属模31和第二金属模35在与一次成形体10的中心轴线方向l正交的方向上具备分型面39。分型面39作为金属模30的通气孔(空气排出部)发挥功能。
[0067]
第一金属模31如图3(c)所示，主要与元件主体13对应。
[0068]
第一金属模31的第一腔室33与元件主体13、主要是封闭玻璃13b之间的间隙被设
定为微小量，使得注射的熔融树脂不会进入到封闭玻璃13b的周围。此外，通过使与封闭玻璃13b之间的间隙成为微小，第一金属模31能够防止在一次成形的过程中元件主体13位置偏移。
[0069]
第二金属模35如图3(c)所示，主要与导线15、15及端子17、17对应而设置。但是，第二金属模35也与陶瓷保护管13c的后端侧有关。
[0070]
第二金属模35的第二腔室37是将第一壳体19成形的部分，由具有与第一壳体19大致相同的形状及尺寸的空隙构成。
[0071]
当将传感器元件11配置到金属模30中而注射成形时，熔融树脂被朝向中空箭头注射。该熔融树脂将金属模30的第二腔室37朝向陶瓷保护管13c前进，达到分型面39。
[0072]
但是，比分型面39靠前方的第一金属模31如果在第一腔室33的内部中第一金属模31与封闭玻璃13b之间的间隙变窄，则通过调整树脂的粘度，能够阻止熔融树脂流入到第一金属模31与封闭玻璃13b之间。由此，元件主体13、具体而言封闭玻璃13b及陶瓷保护管13c的前端侧没有形成第一壳体19而为露出的原状。
[0073]
这样，被第一金属模31支承的封闭玻璃13b(元件主体13)的区域在其表面的周向上相连而从第一壳体19露出。
[0074]
另一方面，元件主体13在第一腔室33的内部与第一金属模31之间的间隙较窄，被第一金属模31支承以使位置固定。即，传感器元件11由于元件主体13被第一金属模31定位，所以即使熔融树脂从第二金属模35的第二腔室37侧流入，元件主体13也不从规定的位置位置偏移、或者即便偏移也是微小的，所以元件主体13被配置到一次成形体10的希望的径向r及中心轴线方向l的位置。此外，由于元件主体13不位置偏移，所以与封闭玻璃13b相连的导线15、15及端子17、17不易位置偏移。
[0075]
[温度传感器1的效果]
[0076]
接着，对温度传感器1起到的效果进行说明。
[0077]
温度传感器1的一次成形体10由于不将元件主体13的一部分用第一壳体19覆盖而使其露出，所以在树脂铸塑成形时，可以使用与元件主体13之间的间隙微小的金属模30。因而，根据一次成形体10，能够防止在注射成形中元件主体13位置偏移，所以能够将被由树脂铸塑层构成的第一壳体19支承的元件主体13配置到希望的位置。此外，根据一次成形体10，铸塑不足自身原本就不发生。这在二次成形体20中也是同样的。
[0078]
温度传感器1即使对一次成形体10实施二次成形而设置了第二壳体21，由于元件主体13被第一壳体19配置在希望的位置，所以在具备第二壳体21的温度传感器1中也能够将元件主体13配置到希望的位置。因而，温度传感器1能够抑制偏差而有助于正确的温度检测。
[0079]
此外，一次成形体10其封闭玻璃13b的全部及陶瓷保护管13c的一部分在周向上相连而露出，在一次成形后也能够无遗漏地辨识元件主体13的外观，所以例如在通过注射成形进行的一次成形后，能够观察在元件主体13的例如感温体13a、封闭玻璃13b上发生了损伤。由此，能够防止有不良状况的一次成形体10被提供给二次成形，所以本实施方式的一次成形体10还带来品质管理上的利益。
[0080]
相对于此，如图6(b)所示，如果是仅元件主体100的一部分从树脂铸塑101露出的成形体，则关于被树脂铸塑101覆盖的部分从外观辨识是困难的。
[0081]
进而，一次成形体10在元件主体13中被第一壳体19覆盖的，是强度比封闭玻璃13b高的陶瓷保护管13c的部分。因而，即使在注射成形时从熔融树脂受到较高的压力，陶瓷保护管13c也不会损坏。
[0082]
[第2实施方式]
[0083]
接着，参照图4及图5说明有关本发明的第2实施方式的温度传感器2。
[0084]
第1实施方式的温度传感器1是经过通过注射成形的一次成形及二次成形而制作的，而第2实施方式在本发明中通过注射成形的二次成形是任意的手段。即，本发明可以通过将一次成形体与另外成形的金属制部件嵌合，来制作温度传感器2。将该例作为第2实施方式进行说明。
[0085]
另外，在图4及图5中，对于与第1实施方式同样的要素赋予与第1实施方式相同的标号，并省去其说明。
[0086]
有关第2实施方式的温度传感器2具备图4(a)、图4(b)所示的具备传感器元件11的树脂成形体40、和图5(a)所示的金属成形体50，如图5(b)、图5(c)所示，通过将树脂成形体40与金属成形体50相互嵌合而构成。
[0087]
[树脂成形体40]
[0088]
树脂成形体40除了元件主体13的部分以外，传感器元件11被由树脂铸塑构成的第一壳体41覆盖。
[0089]
第一壳体41与第1实施方式的第一壳体19同样，具备元件支承塔41a和支承元件支承塔41a的基体41b。第一壳体41在基体41b的内侧具有接纳对方侧的设备类的嵌合凹部41c，端子17、17在该嵌合凹部41c的内部露出。
[0090]
树脂成形体40通过第一壳体41的元件支承塔41a被插入到图5(a)所示的金属成形体50的元件容纳室51b中而与金属成形体50相互嵌合。第一壳体41在基体41b的前端侧形成有用于与金属成形体50的第二壳体51嵌合的敛缝环41d。
[0091]
树脂成形体40与第1实施方式同样，使用与元件主体13对应的金属模和与导线15、15及端子17、17对应的金属模通过注射成形来制作。第一壳体41通过其前端与元件主体13的陶瓷保护管13c的后端接触来支承元件主体13。另外，树脂成形体40虽然第一壳体41没有将陶瓷保护管13c的周围包围，但由于第一壳体41将导线15、15及端子17、17覆盖而保持，所以能够支承元件主体13。
[0092]
[金属成形体50]
[0093]
接着，参照图5(a)说明金属成形体50。
[0094]
金属成形体50由金属材料、例如不锈钢构成。金属成形体50例如通过铸造来制作。
[0095]
金属成形体50具备第二壳体51、在内部容纳树脂成形体40的元件支承塔41a的元件容纳塔51a、和支承元件容纳塔51a的基体53a。
[0096]
元件容纳塔51a具备容纳元件支承塔41a的元件容纳室51b。该元件容纳室51b从形成在基体53a的内侧的敛缝室53b延伸到元件容纳塔51a的前端的附近。
[0097]
在元件容纳室51b的前端，填充有热传导率较高且具有流动性的填充剂f，容纳在基体53a中的元件支承塔41a的元件主体13经由填充剂f与元件容纳塔51a的内壁接触。作为填充剂f，例如，可以使用以硅油为基油、在该基油中配合了氧化铝等热传导率比基油高的粉末的填充剂。
[0098]
基体53a具备容纳树脂成形体40的敛缝环41d的敛缝室53b。在敛缝室53b中，插入着用来将元件容纳室51b从外部封闭的o形圈55。
[0099]
在基体53a上，以向后方伸出的方式一体地形成有敛缝片53c。
[0100]
[树脂成形体40与金属成形体50的嵌合体]
[0101]
将树脂成形体40的元件支承塔41a插入到金属成形体50的元件容纳室51b的前端。如果这样，则能够将树脂成形体40的基体41b推入到金属成形体50的敛缝室53b的规定位置。通过在抵抗着o形圈55的弹性力的状态下将敛缝片53c向内侧弯折而将敛缝环41d敛缝，如图5(b)、图5(c)所示，能得到由树脂成形体40与金属成形体50的嵌合体构成的温度传感器2。
[0102]
温度传感器2其元件主体13不夹着树脂成形体40的第一壳体41而与金属成形体50的第二壳体51接触。在本实施方式中，由于存在填充剂f，所以元件主体13与第二壳体51间接地接触，但也可以元件主体13与第二壳体51直接地接触。
[0103]
树脂成形体40和金属成形体50的横截面的外形形状都呈圆形，金属成形体50的元件容纳室51b和敛缝室53b也是圆形的空隙。
[0104]
[温度传感器2的效果]
[0105]
温度传感器2由于树脂成形体40的元件主体13的全部没有被第一壳体41覆盖而露出，所以与第1实施方式的温度传感器1同样，能够防止在注射成形中元件主体13位置偏移，所以能够将被第一壳体41支承的元件主体13配置到希望的位置。
[0106]
此外，即使将树脂成形体40与金属成形体50嵌合，由于元件主体13被第一壳体41配置在希望的位置，所以在具备金属成形体50的温度传感器2中也能够将元件主体13配置到希望的位置。因而，温度传感器2能够抑制偏差而贡献于正确的温度检测。
[0107]
进而，树脂成形体40由于元件主体13的整体露出，所以在树脂成形体40成形后，能够观察在元件主体13、例如感温体13a上发生损伤的情况，所以能够防止将有不良状况的树脂成形体40与金属成形体50嵌合来制作温度传感器2。
[0108]
进而，树脂成形体40由于元件主体13没有被作为树脂铸塑层的第一壳体41包围，所以即使在注射成形时从熔融树脂受到较高的压力，元件主体13也不会损坏。
[0109]
以上，作为本发明的优选的实施方式而说明了第1实施方式及第2实施方式，但只要不脱离本发明的主旨，能够取舍选择在上述实施方式中举出的结构，或适当变更为其他的结构。
[0110]
关于第1实施方式，表示了封闭玻璃13b的表面的全域(整个区域)露出的例子，关于第2实施方式，表示了元件主体13的表面的全域露出的例子，但本发明并不限定于此。
[0111]
即，即便将元件主体13的中心轴线方向l的一部分用金属模支承，也能够在一次成形时防止元件主体13位置偏移。因而，本发明也能够使用元件主体13的例如仅中心轴线方向l的1/3左右的长度的量间隙较小的第一金属模31。不论怎样，被第一金属模31支承的封闭玻璃13b(元件主体13)的区域都在其表面的周向上相连而从第一壳体19露出。
[0112]
但是，在一次成形后，为了确认元件主体13的例如感温体13a的损伤有无而需要与感温体13a对应的部分从第一壳体19露出。此外，为了确认封闭玻璃13b的损伤有无，需要与封闭玻璃13b的整体对应的部分从第一壳体19露出。因而，在本发明中，优选的是除了支承元件主体13的部分以外，元件主体13从第一壳体19露出。
[0113]
以上说明的第1实施方式及第2实施方式对元件主体13在封闭玻璃13b的后端侧具备陶瓷保护管13c的例子进行了说明，但本发明也可以使用不具备陶瓷保护管13c而将感温体13a仅用封闭玻璃13b保护的元件主体。
[0114]
此外，作为构成元件主体13、导线15、15及端子17、17、还有树脂铸塑层的材料而表示的不过是一例，本发明能够分别使用其他的材料。在实施方式中说明的温度传感器1、2的构造也不过是例示，本发明可以采用其他的构造。
[0115]
进而，在本实施方式中，一次成形体10通过与二次成形体20组合而构成温度传感器1，树脂成形体40通过与金属成形体50组合而构成温度传感器2，但本发明容许将一次成形体10或树脂成形体40单独作为温度传感器使用。
[0116]
标号说明
[0117]
1、2 温度传感器
[0118]
10 一次成形体
[0119]
11 传感器元件
[0120]
13 元件主体
[0121]
13a 感温体
[0122]
13b 封闭玻璃
[0123]
13c 陶瓷保护管
[0124]
15 导线
[0125]
17 端子
[0126]
19 第一壳体
[0127]
19a 元件支承塔
[0128]
19b 基体
[0129]
20 二次成形体
[0130]
21 第二壳体
[0131]
21a 元件容纳塔
[0132]
21c 嵌合凹部
[0133]
30 金属模
[0134]
31 第一金属模
[0135]
33 第一腔室
[0136]
35 第二金属模
[0137]
37 第二腔室
[0138]
39 分型面
[0139]
40 树脂成形体
[0140]
41 第一壳体
[0141]
41a 元件支承塔
[0142]
41b 基体
[0143]
41c 嵌合凹部
[0144]
41d 敛缝环
[0145]
50 金属成形体
[0146]
51 第二壳体
[0147]
51a 元件容纳塔
[0148]
51b 元件容纳室
[0149]
53a 基体
[0150]
53b 敛缝室
[0151]
53c 敛缝片
[0152]
55 o形圈
[0153]
100 元件主体
[0154]
101 树脂铸塑
[0155]
f 填充剂