温度传感器及温度传感器的制造方法与流程

本发明涉及能够检测水温的温度传感器。

背景技术：

例如，在餐具清洗干燥机、热水器、洗涤、干燥机、浴缸等设备类中，通过检测罐、其他的贮水槽中的水的温度来进行设备类的控制。

在专利文献1中，公开了一种检测水位的传感器和检测水温的传感器被一体化的水位-温度检测传感器。该水位-温度检测传感器具备构成水位传感器的一对电极和保持一对电极的支架。水位传感器的一个电极具有中空结构，构成温度传感器的热敏电阻内置于该中空部分。通过采用该结构，能够实现水位传感器与温度传感器的一体化。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2001-289695号公报

专利文献1的温度传感器除了连接有用于水温检测的一对导线以外，还连接有用于检测水位的导线。检测水温的温度传感器有时为了防止漏电而连接接地用的导线。用于水位检测的导线和接地用的导线对于仅检测包括水温在内的温度的传感器而言，可以说是附加的要件。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种能够将作为附加要件的导线高效地连接于温度传感器的温度传感器。

本发明的温度传感器具备附加要件和温度检测要件。

温度检测要件具备感热体、具有与感热体电连接的一对第1电线的传感器元件、以及收容传感器元件的保护管。

附加要件具备：承担基于与所述保护管电连接及与所述保护管嵌合而进行的组装的端子；以及与端子电连接的第2电线。

本发明中的端子具备形成为能够从保护管或第1电线的侧方使保护管或第1电线中的任一个通过的通路。

在本发明的温度传感器中，优选的是，通路的尺寸比嵌合有端子的位置处的保护管的尺寸窄。

在本发明的温度传感器中，优选沿与在附加要件中引出第2电线的方向交叉的方向设置通路。

在本发明的温度传感器中，优选端子除了通路之外还具备包围保护管的嵌合部。该嵌合部在与保护管相对的内周面具备朝向保护管突出的一个或多个压接片，通过压接片压接于保护管来将端子固定于保护管。

在本发明的温度传感器中，保护管优选具备为了将保护管固定于设备而被按压于设备的压环。压环包括与设备接触的前端面和与前端面对置的后端面。端子与后端面面接触。

本发明提供一种制造以上的温度传感器的方法。该制造方法具备第1步骤、第2步骤、第3步骤。

第1步骤，以第1电线与通路的位置对齐的方式配置端子。

第2步骤，使保护管与端子接近，直至第1电线进入到端子的嵌合部。

第3步骤，使端子沿保护管的轴线方向移动至保护管中的规定位置。

发明效果：

根据本发明的温度传感器，作为附加要件的端子具备温度检测要件的保护管或第1电线能够通过的通路。因此，即使温度检测要件的第1电线为长尺寸，也能够在感热体的附近将保护管或第1电线插入到端子中，因此与从第1电线的末端向端子中插入第1电线相比，作业容易。

附图说明

图1是表示本发明的一实施方式所涉及的温度传感器的立体图，省略了温度检测要件的引线而进行表示。

图2表示图1的温度传感器，图2的(a)是侧视图，图2的(b)是主视图，图2的(c)是主视图。

图3示出图1以及图2的温度传感器中的附加要件的端子，图3的(a)是侧视图，图3的(b)是主视图。

图4是表示图1和图2的温度传感器中的温度检测要件的侧视图。

图5是表示在图1以及图2的温度传感器中组装附加要件和温度检测要件的顺序的主视图。

图6是表示在图1以及图2的温度传感器中组装附加要件和温度检测要件的顺序的侧视图。

图7是表示附加要件的变形例的三视图。

图8是表示附加要件的其他变形例的三视图。

图9示出本实施方式的变形例，是与图6对应的图。

符号说明

1温度传感器

10、50、60附加要件

11端子

12嵌合部

12a连接面

13嵌合空隙

14保持环

14a压接片

15通路

16连接部

17芯线连接部

18包覆固定部

18a、18b压接片

19第2电线

19a芯线

19b绝缘包覆

20温度检测要件

21传感器元件

23感热体

25保护层

27引出线(第1电线)

29引线(第1电线)

29a芯线

29b绝缘包覆

31保护管

31a前端

31b后端

33收容室

35凸缘

37压环

37b后端面

37a前端面

41填充体

wt储水槽

p间隔件

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的一个实施方式的温度传感器1进行说明。由于温度传感器1在附加要件10具备通路15，因此附加要件10与温度检测要件20的组装容易。

[温度传感器1的结构]

如图1和图2所示，温度传感器1通过组装附加要件10和温度检测要件20而构成。

[附加要件10]

参照图1至图3对附加要件10进行说明。

如图1、图2以及图3所示，附加要件10具备承担与温度检测要件20电连接以及向温度检测要件20组装的端子11、和与端子11电连接的第2电线19。附加要件10例如能够用作接地用的导线，能够用作水位检测用的电极。在用作水位检测用的电极的情况下，需要另一个电极。此外，附加要件10的用途并不限定于此。

端子11优选由导电性和弹性优良的金属材料、例如黄铜、磷青铜等铜合金构成。端子11通过对由这些金属材料构成的板材进行冲裁而一体地形成。

端子11具备与温度检测要件20相互嵌合的嵌合部12、和与嵌合部12相连的与引线的连接部16。在端子11中，将设有嵌合部12的一侧定义为前方(f10)，将设有连接部16的一侧(b10)定义为后方。该定义具有相对的意义。

如图3所示，嵌合部12具备在内侧收纳温度检测要件20的嵌合空隙13和包围嵌合空隙13的保持环14。嵌合部12具备与压环37电连接的连接面12a。

嵌合空隙13具有圆形的形状，以与温度检测要件20的外形匹配。

保持环14包围圆形的嵌合空隙13，因此具有圆环状的形态。但是，保持环14的一部分被切除。该被切除的部分在将附加要件10组装于温度检测要件20时，成为温度检测要件20的引线29、29(参照图2的(a))从侧方通过的通路15。除了通路15之外，保持环14包围收纳于嵌合空隙13的保护管31。在保持环14的内周面以朝向嵌合空隙13的中心突出的方式设置有用于确保与温度检测要件20的嵌合强度的多个压接片14a。在图3中示出作为单体的端子11，但由所有的压接片14a的前端形成的圆的直径被设定为比嵌合有保持环14的保护管31的外周的直径小微小量。由此，通过将压接片14a向保护管31的轴线方向c20按压，能够将压接片14a压接于保护管31。另外，在此示出了设置多个压接片14a的例子，但只要发挥该功能，压接片14a也可以是一个。

如图3所示，通路15的尺寸l15如图3所示，由保持环14的周向的一端14b和另一端14c的间隔定义。该通路15的尺寸l15设定为充分大于引线29、29的尺寸l29，以使后述的温度检测要件20的引线29、29能够通过通路15。另外，如图4所示，尺寸l29被定义为两条引线29的直径的合计。另一方面，通路15的尺寸l15比嵌合有端子11的位置处的保护管31的外径尺寸窄。由此，在端子11在规定位置与保护管31嵌合之后，保护管31难以从端子11拔出。

通路15以与第2电线19被引出的轴线方向c10交叉的方向、更具体而言与轴线方向c10正交的方向设置。这是基于以下的理由。端子11是对板材进行冲裁而制作的。此时，如图3(b)所示，端子11通过从经由流道r(runner)支承于板材的状态切断流道r来制作。在该过程中，若通路15形成为与轴线方向c10交叉的朝向，则不会妨碍设置流道r。相反，假设通路15设置在端子11的前端，则无法设置图示的流道r。

但是，从制造工序的观点出发，该通路15的位置不过是优选的，在本发明中也可以将通路15设置在端子11的前端。

连接部16具备将第2电线19的芯线19a电连接的芯线连接部17和通过铆接来固定第2电线19的绝缘包覆19b的包覆固定部18。芯线连接部17呈宽度方向的尺寸从嵌合部12朝向后方(b10)前端变细的平板状的形状。包覆固定部18以与芯线连接部17的后端部分相同的宽度连续地形成，在其宽度方向的两侧设置有压接片18a、压接片18b。如图2的(b)所示，压接片18a和压接片18b被设置在轴线方向c20(参照图2的(a))的不同位置。

第2电线19具备芯线19a和包围芯线19a的周围的绝缘包覆19b。第2电线19的前端被剥去绝缘包覆层19b，芯线19a露出。

第2电线19经由连接部16与端子11连接。具体而言，通过在第2电线19的露出的芯线19a的前端安装连接端子19c并将该连接端子19c例如焊接，从而芯线19a与芯线连接部17电连接。另外，在比芯线连接部17靠后方的包覆固定部18，通过折弯的压接片18a、18b压接第2电线19的绝缘包覆19b，第2电线19固定于端子11。

[温度检测要件20]

接着，对温度检测要件20进行说明。

如图1、图2以及图4所示，温度检测要件20具备传感器元件21、容纳传感器元件21的主要部分的保护管31、以及填埋传感器元件21与保护管31之间的填充体41。

传感器元件21具备感热体23、覆盖感热体23的周围的玻璃制的保护层25、与感热体23电连接的一对引出线27、27以及分别与引出线27、27连接的引线29、29。由引出线27、27和引线29、29构成一对第1电线。另外，在温度检测要件20中，将设有感热体23的一侧定义为前(f20)，将引出引线29的一侧定义为后(b20)。其中，该定义是相对性的。

[感热体]

感热体23例如优选使用热敏电阻。热敏电阻是thermallysensitiveresisitor的简称，是利用电阻根据温度而变化这一特性来测定温度的金属氧化物。

热敏电阻被划分为ntc(negativetemperaturecoefficient)和ptc(positivetemperaturecoefficient)，但感热体23中也可以使用任意的热敏电阻。

作为ntc热敏电阻，能够将以具有典型的尖晶石结构的锰氧化物(mn3o4)为基本组成的氧化物烧结体用于感热体23。能够将具有在该基本结构中加入了m元素(ni、co、fe、cu、al和cr中的1种或2种以上)的mxmn3-xo4的组分的氧化物烧结体用于感热体23。此外，可以添加v、b、ba、bi、ca、la、sb、sr、ti和zr中的1种或2种以上。

另外，作为ptc热敏电阻，能够将具有典型的钙钛矿结构的复合氧化物、例如以ycro3为基本结构的氧化物烧结体用于感热体23。

[保护层25]

玻璃制的保护层25通过将感热体23密封而保持为气密状态，从而防止基于环境条件的感热体23的化学、物理变化的发生，并且机械性地保护感热体23。玻璃制的保护层25除了感热体23的整体以外，还覆盖引出线27、27的前端，将引出线27、27封装。

另外，设置玻璃制的保护层25在本实施方式中只不过是优选的例子，设置保护层25是任意的。

[引出线27]

引出线27、27与省略图示的感热体23的电极电连接。

引出线27、27被保护层25密封，因此使用线膨胀系数与玻璃近似的杜美丝。需要说明的是，杜美丝是使用以铁和镍为主要成分的合金作为导体(芯线)并将其周围用铜包覆的导线。由于引出线27、27的导体露出，所以若水分进入则有可能短路。

[引线29]

如图2的(a)所示，引线29、29具备由导体构成的芯线29a、29a和覆盖芯线29a、29a的绝缘包覆层29b、29b。引线29、29在芯线29a、29a的部分通过焊接、导电性粘接剂等与引出线27、27电连接。

[保护管31]

如图1、图2以及图4所示，保护管31优选由从其前端遍及引线29、29覆盖传感器元件21的金属材料、特别是由于暴露于作为测定对象的水中而由不锈钢构成。保护管31除了保护收容于内部的传感器元件21免受周围的环境的影响之外，还为了将周围环境的温度迅速地传递至内部，而由具有高导热性的金属材料构成。

保护管31是前端31a闭塞、后端31b开口的圆筒状的构件。在保护管31的内侧设置有配置温度检测要件20的收容室33。

保护管31从后端31b朝向前端31a而阶段性地直径形成得较细，在直径最细的前端31a侧的内部配置有传感器元件21的感热体23。

在保护管31的轴线方向c20的大致中央，圆环状地设置有凸缘35，该凸缘35以沿径向呈凸缘状突出的方式形成。凸缘35用于对接下来说明的压环37进行定位。凸缘35以分体制作后，通过焊接、其他方法固定于保护管31的外周的规定位置。压环37具备前端面37a和后端面37b。

如图2(a)所示，压环37嵌合于保护管31的外周的规定位置。另外，压环37的后端面37b与附加元件10的端子11抵接。压环37优选由与端子11相同的铜合金构成。

在设置于具有贮水槽wt的设备时，温度传感器1的前端面37a与贮水槽wt的内侧in和外侧out的间隔件p接触，并且压环37被固定。压环37在蓄水槽wt的外侧out固定于间隔件p。另外，温度传感器1的附加要件10的端子11与压环37的后端面37b以面接触，并且固定于保护管31。

这样，压环37承担温度传感器1相对于间隔件p定位的功能和端子11相对于保护管31定位的功能。

[填充体41]

填充体41通过填埋传感器元件21与保护管31之间的间隙而将传感器元件21支承于保护管31的内部。填充体41例如由环氧树脂构成，与传感器元件21之间具有粘接力而接合，并且与保护管31的内壁之间具有粘接力而接合。由此，在保护管31的内部难以形成水的进入路径。

从保护管31的前端31a到规定的范围为止设置填充体41。

[温度传感器1的组装顺序]

温度传感器1通过组装附加要件10和温度检测要件20来制造。参照图5和图6对制造该温度传感器1的步骤进行说明。此外，图5以及图6省略了说明组装步骤所不需要的要件的记载。

该组装具备将端子11相对于引线29、29定位的第1步骤、使引线29、29进入端子11的嵌合空隙13的第2步骤、和使端子11移动而抵接于压环37的第3步骤。

[第1步骤]

在第1步骤中，如图5的(a)所示，以端子11的通路15的位置与温度检测要件20的引线29、29对齐的方式，对附加要件10和温度检测要件20进行定位。该定位意味着将引线29、29限制在保持环14的一端14b和另一端14c的范围内。如上所述，通路15的尺寸l15与引线29、29的尺寸l29相比足够大。因此，能够使引线29、29顺利地通过通道15。

[第2步骤]

当进行引线29、29相对于通路15的定位时，接着，使附加要件10与温度检测要件20接近。如图5(b)所示，该接近进行到引线29、29进入到端子11的嵌合空隙13中为止。在该时刻，如图6(a)所示，端子11与保护管31在轴线方向c20上分离。

[第3步骤]

在使引线29、29进入到端子11的嵌合空隙13中之后，使端子11朝向保护管31移动。如图6(b)所示，进行移动直至端子11的嵌合部12与保护管31嵌合且嵌合部12与压环37的后端面37b抵接。在嵌合部12与后端面37b抵接后，通过将轴线方向c20的力施加于压接片14a，从而使压接片14a压接于保护管31的外周面。为了进行压接，只要将圆环状的夹具朝向压环37按压即可。这样的话，能够通过夹具的按压这样的一个动作来进行端子11朝向压环37的移动和端子11向保护管31的固定。

[温度传感器1的效果]

经过以上的各步骤而制作的温度传感器1起到以下的效果。

经由使端子11的嵌合部12嵌合于保护管31且使压接片14a压接于保护管31这样的简易的工序来制作温度传感器1。

而且，温度传感器1能够通过嵌合部12的通路15使引线29、29进入到嵌合空隙13。假设未设置通路15，嵌合空隙13的周向的整个区域被嵌合部12封闭，则为了将引线29、29配置于嵌合空隙13，需要从引线29、29的末端插入嵌合部12。在从引线29、29的末端到保护管31的尺寸大的情况下，使从末端插入的端子11移动至保护管31的时间变长。由此，制作温度传感器所需的时间变长，制造成本变高。而根据本实施方式，能够在靠近保护管31的位置使引线29、29配置于嵌合空隙13，因此能够使安装变得容易，并且能够降低制造成本。

嵌合部12包围保护管31的尺寸越长，端子11向保护管31的固定力越强。通路15无助于端子11向保护管31的固定力，但只要相对于引线29、29具有足够的宽度即可。即，根据本实施方式，能够将端子11向保护管31的固定力的降低抑制为最小限度。

接着，在温度传感器1中，端子11以与压环37的后端面37b接触的方式被固定。假设端子11以与压环37的前端面37a接触的方式固定。在该情况下，假设水从蓄水槽wt与保护管31之间泄漏，则端子11被弄湿，因此为了防止该情况，需要牢固的密封构造。然而，在温度传感器1中，由于压环37介于端子11与间隔件p之间，因此，即使有漏水，端子11被弄湿的可能性也较小。

另外，在温度传感器1中，保护管31的外周面与压环37的内周面之间电连接，进而，在压环37的后端面37b与端子11的嵌合部12的连接面12a之间电连接。后者的电连接是面彼此的接触，接触面积大，因此能够充分确保作为附加要件10的电路径。

除了上述以外，只要不脱离本发明的主旨，就能够取舍选择在上述实施方式中列举的结构，或者适当变更为其他结构。即，本发明的特征在于，在作为附加要件的端子上设置导线能够通过的通路，其他部分、例如端子的形状、保护管的形状等应根据使用温度传感器的周围的构造等来确定。

例如，关于保持环14的压接片14a，本发明能够采用图7以及图8所示的方式。图7所示的附加要件50的压接片14a朝向嵌合空隙13呈弧状突出，图8所示的附加要件60的压接片14a朝向嵌合空隙13呈三角形状突出。图7以及图8所示的压接片14a与图1以及图3所示的压接片14a相比，朝向嵌合空隙13的突出量较小。另外，图7以及图8所示的压接片14a与图1以及图3所示的压接片14a相比，数量较少。但是，若确保支承压接片14a的保持环14的刚性，则能够获得对温度检测要件20的足够的压接力。

关于包覆固定部18的压接片18a、18b，本发明能够采用图7和图8所示的方式。图7以及图8所示的压接片18a、18b的平面呈三角形状。由此，能够使各个压接片18a、18b压接第二电线20的轴线方向的尺寸比图3所示的平面为矩形的尺寸长。

另外，在以上的方式中，说明了引线29、29通过端子11的通路15的例子，但本发明并不限定于此。例如，如图9所示，若在保护管31的后方形成有小径部分32，则通路15也能够通过该小径部分32。