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溫度傳感器及其制造方法與流程

文檔序號(hào):11287242閱讀:1560來(lái)源:國(guó)知局
溫度傳感器及其制造方法與流程

本申請(qǐng)主張于2015年1月15日申請(qǐng)的日本專(zhuān)利申請(qǐng)編號(hào)2015-6180號(hào)的優(yōu)先權(quán),并在此引用其全部?jī)?nèi)容。

本公開(kāi)涉及溫度傳感器及其制造方法。



背景技術(shù):

以往已知有通過(guò)嵌入成型在樹(shù)脂外殼嵌入與感知溫度的感溫元件電連接的金屬導(dǎo)線(xiàn)而成的溫度傳感器。

例如專(zhuān)利文獻(xiàn)1公開(kāi)了在利用為溫度傳感器等的傳感器裝置中,使一次注塑樹(shù)脂夾在作為二次注塑樹(shù)脂的樹(shù)脂外殼與金屬導(dǎo)線(xiàn)之間的技術(shù)。在這樣的技術(shù)中,對(duì)于一次注塑樹(shù)脂和二次注塑樹(shù)脂,在注塑成型時(shí)的熔融樹(shù)脂材料的流動(dòng)方向與流動(dòng)直角方向,使線(xiàn)膨脹系數(shù)的大小關(guān)系不同。

專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2004-198240號(hào)公報(bào)

另外,在如專(zhuān)利文獻(xiàn)1所公開(kāi)的技術(shù)那樣金屬導(dǎo)線(xiàn)直線(xiàn)狀地延伸的構(gòu)成下,在注塑成型模具中成型腔內(nèi)的金屬導(dǎo)線(xiàn)接近澆口的位置,熔融樹(shù)脂材料的流動(dòng)方向容易沿著該延伸方向。但是,在注塑成型模具中成型腔內(nèi)的金屬導(dǎo)線(xiàn)遠(yuǎn)離澆口的位置,熔融樹(shù)脂材料的流動(dòng)方向不容易沿著金屬導(dǎo)線(xiàn)的延伸方向。因此,在專(zhuān)利文獻(xiàn)1所公開(kāi)的技術(shù)中,不容易在金屬導(dǎo)線(xiàn)的延伸方向適當(dāng)?shù)卦O(shè)定一次注塑樹(shù)脂的線(xiàn)膨脹系數(shù)與金屬導(dǎo)線(xiàn)的線(xiàn)膨脹系數(shù)的大小關(guān)系。這里特別是在作為也假定高溫環(huán)境下的使用的溫度傳感器的傳感器裝置中,在金屬導(dǎo)線(xiàn)的延伸方向上一次注塑樹(shù)脂的熱膨脹量與金屬導(dǎo)線(xiàn)的熱膨脹量相比較大。因此,若線(xiàn)膨脹系數(shù)的設(shè)定不適當(dāng),則在由于較大地?zé)崤蛎浀囊淮巫⑺軜?shù)脂而向延伸方向拉伸的金屬導(dǎo)線(xiàn)中,有由于應(yīng)力的產(chǎn)生而導(dǎo)致斷線(xiàn),從而使成品率降低的擔(dān)心。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

本公開(kāi)的目的在于提供成品率較高的溫度傳感器及其制造方法。

在本公開(kāi)的一方式中,溫度傳感器具備感知溫度的感溫元件、由金屬材料形成,具有沿基準(zhǔn)方向延伸的延伸部,且與感溫元件電連接的金屬導(dǎo)線(xiàn)、由樹(shù)脂材料形成,并通過(guò)注塑成型嵌入了金屬導(dǎo)線(xiàn)的樹(shù)脂外殼、以及由在基準(zhǔn)方向上將線(xiàn)膨脹系數(shù)配置為比金屬導(dǎo)線(xiàn)大并且比樹(shù)脂外殼小的特定材料形成,且?jiàn)A設(shè)在樹(shù)脂外殼與金屬導(dǎo)線(xiàn)之間的中間蓋,金屬導(dǎo)線(xiàn)與中間蓋的基準(zhǔn)方向的線(xiàn)膨脹系數(shù)差被設(shè)定為將與線(xiàn)膨脹系數(shù)差對(duì)應(yīng)地在金屬導(dǎo)線(xiàn)產(chǎn)生的產(chǎn)生應(yīng)力限制為比金屬導(dǎo)線(xiàn)的拉伸強(qiáng)度小的特定范圍。

在第一方式中,成為在通過(guò)注塑成型嵌入到樹(shù)脂外殼的金屬導(dǎo)線(xiàn)與樹(shù)脂外殼之間夾設(shè)有中間蓋的狀態(tài)。這里,利用形成中間蓋的特定材料,以比金屬導(dǎo)線(xiàn)大并且比樹(shù)脂外殼小的方式配置金屬導(dǎo)線(xiàn)的延伸部延伸的基準(zhǔn)方向上中間蓋的線(xiàn)膨脹系數(shù)。因此,即使在高溫環(huán)境下的使用時(shí),也能夠在基準(zhǔn)方向使中間蓋的熱膨脹量與樹(shù)脂外殼的熱膨脹量相比盡量地接近金屬導(dǎo)線(xiàn)的熱膨脹量。并且,由于金屬導(dǎo)線(xiàn)與中間蓋的基準(zhǔn)方向的線(xiàn)膨脹系數(shù)差設(shè)定在特定范圍,所以與設(shè)定值對(duì)應(yīng)地在金屬導(dǎo)線(xiàn)產(chǎn)生的產(chǎn)生應(yīng)力限制為比金屬導(dǎo)線(xiàn)的拉伸強(qiáng)度小。由此在金屬導(dǎo)線(xiàn)中,能夠抑制產(chǎn)生應(yīng)力超過(guò)拉伸強(qiáng)度而導(dǎo)致斷線(xiàn)的情況,所以能夠?qū)崿F(xiàn)較高的成品率。

另外,根據(jù)第二方式,樹(shù)脂外殼通過(guò)注塑成型由含纖維狀填料的樹(shù)脂材料形成,在基準(zhǔn)方向上中間蓋的線(xiàn)膨脹系數(shù)比樹(shù)脂外殼的最小的線(xiàn)膨脹系數(shù)小。

如第二方式那樣,若通過(guò)含有纖維狀填料的樹(shù)脂材料對(duì)樹(shù)脂外殼進(jìn)行注塑成型,則有樹(shù)脂外殼的各位置上的線(xiàn)膨脹系數(shù)根據(jù)注塑成型模具中的澆口的形成位置而變動(dòng)的情況。因此在基準(zhǔn)方向上,對(duì)于由特定材料形成的中間蓋的線(xiàn)膨脹系數(shù),只要與比其小的線(xiàn)膨脹系數(shù)的金屬導(dǎo)線(xiàn)的線(xiàn)膨脹系數(shù)差在特定范圍內(nèi),就被配置比樹(shù)脂外殼的最小的線(xiàn)膨脹系數(shù)小的線(xiàn)膨脹系數(shù)。據(jù)此,金屬導(dǎo)線(xiàn)的熱膨脹量與樹(shù)脂外殼的任意位置的熱膨脹量相比可靠地接近中間蓋的熱膨脹量,從而在金屬導(dǎo)線(xiàn)上,能夠限制產(chǎn)生應(yīng)力比拉伸強(qiáng)度小而抑制斷線(xiàn)。因此,能夠有助于較高的成品率的實(shí)現(xiàn)。

并且第三方式是第二方式的溫度傳感器的制造方法,包含通過(guò)中間蓋覆蓋一對(duì)金屬導(dǎo)線(xiàn)的覆蓋工序、在相對(duì)于基準(zhǔn)方向的正交方向排列在覆蓋工序被中間蓋覆蓋的一對(duì)金屬導(dǎo)線(xiàn),并與感溫元件一起組裝在注塑成型模具的成型腔內(nèi)的組裝工序、將熔融的樹(shù)脂材料從注塑成型模具中設(shè)在在正交方向夾著通過(guò)組裝工序組裝的一對(duì)金屬導(dǎo)線(xiàn)的兩側(cè)中的一側(cè)的澆口朝向該兩側(cè)中一側(cè)和另一側(cè)注入到成型腔內(nèi)的注入工序、以及通過(guò)使在注入工序注入到成型腔內(nèi)的樹(shù)脂材料固化,形成樹(shù)脂外殼的固化工序。

在第三方式中,在相對(duì)于基準(zhǔn)方向的正交方向排列被中間蓋覆蓋的一對(duì)金屬導(dǎo)線(xiàn),并與感溫元件一起組裝到注塑成型模具的成型腔內(nèi)。在這樣的注塑成型模具中,將熔融樹(shù)脂材料從設(shè)在在正交方向夾著組裝的一對(duì)金屬導(dǎo)線(xiàn)的兩側(cè)中的一側(cè)的澆口朝向該兩側(cè)中一側(cè)和另一側(cè)注入到成型腔內(nèi)。其結(jié)果,在通過(guò)注入到成型腔內(nèi)的熔融樹(shù)脂材料的固化形成的樹(shù)脂外殼中,在接近澆口的一側(cè)的金屬導(dǎo)線(xiàn)的周?chē)?,在基?zhǔn)方向配置比遠(yuǎn)離該澆口的另一側(cè)的金屬導(dǎo)線(xiàn)的周?chē)叩木€(xiàn)膨脹系數(shù)。這是因?yàn)樵谝粋?cè)的金屬導(dǎo)線(xiàn)的周?chē)?,熔融?shù)脂材料沿著基準(zhǔn)方向流動(dòng),與此相對(duì),在另一側(cè)的金屬導(dǎo)線(xiàn)的周?chē)?,熔融?shù)脂材料不沿著該基準(zhǔn)方向進(jìn)行流動(dòng),從而纖維狀填料的纖維取向產(chǎn)生不同。

但是,在通過(guò)第三方式制造出的溫度傳感器的基準(zhǔn)方向上,只要中間蓋的線(xiàn)膨脹系數(shù)與比其小的各金屬導(dǎo)線(xiàn)的線(xiàn)膨脹系數(shù)的線(xiàn)膨脹系數(shù)差在特定范圍內(nèi),就被配置比樹(shù)脂外殼的最小的線(xiàn)膨脹系數(shù)小的線(xiàn)膨脹系數(shù)。據(jù)此,中間蓋的熱膨脹量與樹(shù)脂外殼的任意位置的熱膨脹量相比可靠地接近各金屬導(dǎo)線(xiàn)的熱膨脹量,從而在這些各金屬導(dǎo)線(xiàn)中,能夠以比拉伸強(qiáng)度小的方式限制產(chǎn)生應(yīng)力來(lái)抑制斷線(xiàn)。因此,能夠有助于較高的成品率的實(shí)現(xiàn)。

附圖說(shuō)明

通過(guò)參照附圖下述的詳細(xì)的記述,本公開(kāi)的上述目的以及其它的目的、特征、優(yōu)點(diǎn)變得更加明確。其附圖是,

圖1是表示一實(shí)施方式的溫度傳感器的結(jié)構(gòu)的圖,是圖2的i-i線(xiàn)剖視圖,

圖2是表示一實(shí)施方式的溫度傳感器的結(jié)構(gòu)的圖,是圖1的ii-ii線(xiàn)剖視圖,

圖3是用于說(shuō)明一實(shí)施方式的溫度傳感器的物理性能的物理性能表,

圖4是作為一實(shí)施方式的溫度傳感器的構(gòu)成要素,示出感溫元件、金屬導(dǎo)線(xiàn)以及金屬端子的俯視圖(a)、側(cè)視圖(b)以及立體圖(c),

圖5是作為一實(shí)施方式的溫度傳感器的構(gòu)成要素,示出金屬端子和中間蓋的俯視圖(a)、側(cè)視圖(b)以及立體圖(c),

圖6是表示一實(shí)施方式的溫度傳感器的外觀(guān)的俯視圖(a)、側(cè)視圖(b)以及立體圖(c),

圖7是表示一實(shí)施方式的溫度傳感器的制造方法的流程圖,

圖8是表示圖7的s101的剖視圖,

圖9是表示圖7的s102的剖視圖,

圖10是表示圖7的s103的剖視圖,

圖11是表示圖7的s104的剖視圖,

圖12是表示圖10的變形例的剖視圖。

具體實(shí)施方式

以下,基于附圖對(duì)本公開(kāi)的一實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。

作為本公開(kāi)的一實(shí)施方式,圖1、2所示的溫度傳感器1安裝在車(chē)輛的發(fā)動(dòng)機(jī)室中前格柵的內(nèi)側(cè)。溫度傳感器1感知車(chē)輛外部空氣的溫度。如圖3所示,對(duì)這樣的溫度傳感器1定義使用溫度范圍δt,作為在寒冷環(huán)境下車(chē)輛外部空氣達(dá)到的最低溫度與在停止中或者低速行駛中的車(chē)輛由于來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的輻射熱而達(dá)到的最高溫度之差。這里,在圖3的數(shù)值例中,作為-30℃的最低溫度與80℃的最高溫度之差,預(yù)先假定110℃的寬域的使用溫度范圍δt。

首先,對(duì)溫度傳感器1的構(gòu)成進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。如圖1、2所示溫度傳感器1具備感溫元件10、金屬導(dǎo)線(xiàn)20、金屬端子30、樹(shù)脂外殼40以及中間蓋50。

圖1、2、4所示的感溫元件10是為了感知車(chē)輛外部空氣的溫度,而生成與該感知溫度對(duì)應(yīng)的電壓的感知信號(hào)的熱敏電阻。感溫元件10通過(guò)密封材料12密封元件主體11的整體。密封材料12由在使用溫度范圍δt示出耐熱性的材料例如環(huán)氧樹(shù)脂、玻璃等形成。密封材料12在本實(shí)施方式中為扁球狀,但例如也可以是矩形或者圓形的平板狀等。如圖1、2所示的元件主體11由電阻根據(jù)溫度的變化而變化的材料例如陶瓷材料、金屬氧化物材料、含有導(dǎo)電性粒子的樹(shù)脂材料等形成。元件主體11在本實(shí)施方式中是矩形的芯片狀,但例如也可以是圓形的芯片狀。

圖1、2、4所示的金屬導(dǎo)線(xiàn)20為了輸出感溫元件10生成的感知信號(hào),而設(shè)置一對(duì)。各金屬導(dǎo)線(xiàn)20分別具有沿規(guī)定的基準(zhǔn)方向db直線(xiàn)狀地延伸的延伸部21。各金屬導(dǎo)線(xiàn)20在與基準(zhǔn)方向db正交的正交方向do隔開(kāi)間隔排列,從而使延伸部21彼此沿基準(zhǔn)方向db實(shí)質(zhì)平行地延伸。并且各金屬導(dǎo)線(xiàn)20分別從延伸部21朝向共用的感溫元件10延伸,所以也一體地具有相對(duì)于基準(zhǔn)方向db向彼此的一側(cè)傾斜的傾斜部22。各金屬導(dǎo)線(xiàn)20的傾斜部22例如通過(guò)熔敷等與共用的感溫元件10接合,從而與共用的感溫元件10電連接。這樣的構(gòu)成的各金屬導(dǎo)線(xiàn)20由導(dǎo)電性的金屬材料例如銅、鐵、不銹鋼等形成。各金屬導(dǎo)線(xiàn)20在本實(shí)施方式中作為整體為細(xì)長(zhǎng)的圓棒狀,但例如也可以是細(xì)長(zhǎng)的平板狀等。

在圖3所示各金屬導(dǎo)線(xiàn)20關(guān)于基準(zhǔn)方向db配置相互實(shí)質(zhì)相同的線(xiàn)膨脹系數(shù)αl、和相互實(shí)質(zhì)相同的楊氏模量yl。具體而言在圖3的數(shù)值例中,作為由軟銅線(xiàn)形成的金屬導(dǎo)線(xiàn)20的定義在基準(zhǔn)方向db的線(xiàn)膨脹系數(shù)αl,配置1.2×10-5/℃。另外,在圖3的數(shù)值例中,作為由軟銅線(xiàn)形成的金屬導(dǎo)線(xiàn)20的定義在基準(zhǔn)方向db的楊氏模量yl,配置152.0gpa(kn/mm2)。

圖1、2、4、5所示的金屬端子30為了向外部電路發(fā)送通過(guò)各金屬導(dǎo)線(xiàn)20輸出的感知信號(hào),而分別與這些金屬導(dǎo)線(xiàn)20對(duì)應(yīng)地設(shè)置一對(duì)。各金屬端子30分別通過(guò)例如熔敷等與對(duì)應(yīng)的金屬導(dǎo)線(xiàn)20的延伸部21接合,從而與對(duì)應(yīng)的金屬導(dǎo)線(xiàn)20電連接。各金屬端子30分別從與對(duì)應(yīng)的金屬導(dǎo)線(xiàn)20的接合位置沿基準(zhǔn)方向db直線(xiàn)狀地延伸,從而在與該基準(zhǔn)方向db正交的正交方向do排列。各金屬端子30由導(dǎo)電性的金屬材料例如銅、鐵、鍍銅鐵鎳合金線(xiàn)(以銅對(duì)鐵-鎳合金的周?chē)M(jìn)行鍍覆后的材料)等形成。各金屬端子30在本實(shí)施方式中是細(xì)長(zhǎng)的矩形平板狀,但例如也可以是細(xì)長(zhǎng)的圓棒狀等。這樣的各金屬端子30分別為了與對(duì)應(yīng)的金屬導(dǎo)線(xiàn)20相比基準(zhǔn)方向db的拉伸強(qiáng)度較高,而作為拉伸強(qiáng)度例如配置390~500n/mm2左右的強(qiáng)度。

如圖1、2、6所示樹(shù)脂外殼40通過(guò)注塑成型嵌入感溫元件10的整體、各金屬導(dǎo)線(xiàn)20的整體、以及各金屬端子30的一部分而成。樹(shù)脂外殼40為了使各金屬端子30能夠與外部電路電連接,而使這些金屬端子30的剩余部分露出在外部。樹(shù)脂外殼40由在使用溫度范圍δt示出耐熱性的樹(shù)脂材料例如聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯(pbt)樹(shù)脂、聚苯硫醚(pps)樹(shù)脂等形成。這里,本實(shí)施方式的樹(shù)脂外殼40為了提高車(chē)輛的沖擊強(qiáng)度,而例如由含有玻璃填料等纖維狀填料的樹(shù)脂材料形成。為了形成由這樣的樹(shù)脂材料構(gòu)成的樹(shù)脂外殼40,作為注塑成型在本實(shí)施方式中采用單側(cè)面澆口式。

如圖3所示對(duì)樹(shù)脂外殼40關(guān)于基準(zhǔn)方向db配置比金屬導(dǎo)線(xiàn)20大的線(xiàn)膨脹系數(shù)αc、和比金屬導(dǎo)線(xiàn)20小的楊氏模量yc。具體而言在圖3的數(shù)值例中,作為由含玻璃填料pbt樹(shù)脂形成的樹(shù)脂外殼40的定義在基準(zhǔn)方向db的線(xiàn)膨脹系數(shù)αc,配置2.0×10-5/℃。另外,作為由含玻璃填料pbt樹(shù)脂形成的樹(shù)脂外殼40的定義在基準(zhǔn)方向db的楊氏模量yc,配置9.0gpa。

這里,在通過(guò)單側(cè)面澆口式的注塑成型由含有玻璃填料的特定材料形成的樹(shù)脂外殼40中,在一側(cè)的金屬導(dǎo)線(xiàn)20a(參照?qǐng)D1)的周?chē)诨鶞?zhǔn)方向db配置比另一側(cè)的金屬導(dǎo)線(xiàn)20b(參照?qǐng)D1)的周?chē)〉木€(xiàn)膨脹系數(shù)αc。其結(jié)果,在一側(cè)的金屬導(dǎo)線(xiàn)20a的周?chē)?,線(xiàn)膨脹系數(shù)αc示出最小值。因此在圖3的數(shù)值例中,作為一側(cè)的金屬導(dǎo)線(xiàn)20a的周?chē)淖钚〉木€(xiàn)膨脹系數(shù)αc,提示2.0×10-5/℃。

另外,在通過(guò)單側(cè)面澆口式的注塑成型由含玻璃填料的特定材料形成的樹(shù)脂外殼40中,在一側(cè)的金屬導(dǎo)線(xiàn)20a的周?chē)诨鶞?zhǔn)方向db配置比另一側(cè)的金屬導(dǎo)線(xiàn)20b的周?chē)蟮臈钍夏A縴c。其結(jié)果,在一側(cè)的金屬導(dǎo)線(xiàn)20a的周?chē)?,楊氏模量yc示出最大值。因此在圖3的數(shù)值例中,作為一側(cè)的金屬導(dǎo)線(xiàn)20a的周?chē)淖畲蟮臈钍夏A縴c,提示9.0gpa。

如圖1、2、5所示中間蓋50通過(guò)涂覆處理覆蓋感溫元件10的整體、各金屬導(dǎo)線(xiàn)20的整體、以及各金屬端子30的一部分而成。中間蓋50通過(guò)注塑成型嵌入樹(shù)脂外殼40,從而薄膜狀地夾設(shè)在內(nèi)側(cè)的要素10、20、30與外側(cè)的樹(shù)脂外殼40之間。中間蓋50由在使用溫度范圍δt示出耐熱性的特定材料例如pps樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、硅樹(shù)脂等形成。這里,本實(shí)施方式的中間蓋50為了提高車(chē)輛的沖擊強(qiáng)度,例如由含有玻璃填料等纖維狀填料的特定材料形成。作為由這樣的特定材料形成中間蓋50的涂覆處理,例如能夠采用液態(tài)特定材料的涂覆處理、吹霧處理、向液態(tài)特定材料的浸漬處理等。另外,作為通過(guò)涂覆處理形成的中間蓋50的形成厚度,例如采用0.2~2mm左右的膜厚。

如圖3所示在中間蓋50關(guān)于基準(zhǔn)方向db配置比金屬導(dǎo)線(xiàn)20大并且比樹(shù)脂外殼40小的線(xiàn)膨脹系數(shù)αm、和比金屬導(dǎo)線(xiàn)20小并且比樹(shù)脂外殼40大的楊氏模量ym。具體而言在圖3的數(shù)值例中,作為在通過(guò)涂覆處理由含玻璃填料pps樹(shù)脂形成的中間蓋50的基準(zhǔn)方向db定義的線(xiàn)膨脹系數(shù)αm,配置比樹(shù)脂外殼40的最小的線(xiàn)膨脹系數(shù)αc小的1.6×10-5/℃。另外,在圖3的數(shù)值例中,作為在通過(guò)涂覆處理由含玻璃填料pps樹(shù)脂形成的中間蓋50的基準(zhǔn)方向db定義的楊氏模量ym,配置比樹(shù)脂外殼40的最大的楊氏模量yc大的19.2kn/mm2gpa。

在這樣的溫度傳感器1的構(gòu)成下,若將金屬導(dǎo)線(xiàn)20與中間蓋50的基準(zhǔn)方向db的線(xiàn)膨脹系數(shù)差定義為δα,則線(xiàn)膨脹系數(shù)差δα由下述式1表示。即,線(xiàn)膨脹系數(shù)差δα根據(jù)從中間蓋50的基準(zhǔn)方向db的線(xiàn)膨脹系數(shù)αm減去金屬導(dǎo)線(xiàn)20的該基準(zhǔn)方向db的線(xiàn)膨脹系數(shù)αl后的減法值求出。具體而言,通過(guò)將圖3的數(shù)值例代入式1求出的線(xiàn)膨脹系數(shù)差δα為0.4×10-5/℃。

δα=αm-αl…(式1)

另外,若將與和中間蓋50的線(xiàn)膨脹系數(shù)差δα對(duì)應(yīng)地在金屬導(dǎo)線(xiàn)20產(chǎn)生的產(chǎn)生應(yīng)力定義為σ,則產(chǎn)生應(yīng)力σ由下述式2表示。即,產(chǎn)生應(yīng)力σ根據(jù)將基準(zhǔn)方向db的線(xiàn)膨脹系數(shù)差δα、金屬導(dǎo)線(xiàn)20的該基準(zhǔn)方向db的楊氏模量yl、以及使用溫度范圍δt相乘后的乘法值來(lái)推定。具體而言,通過(guò)將圖3的數(shù)值例代入式2推定出的產(chǎn)生應(yīng)力σ為66.88n/mm2。

σ=δα×yl×δt…(式2)

并且,若將基準(zhǔn)方向db上的金屬導(dǎo)線(xiàn)20的拉伸強(qiáng)度定義為sl,則溫度傳感器1在金屬導(dǎo)線(xiàn)20上的產(chǎn)生應(yīng)力σ與拉伸強(qiáng)度sl之間滿(mǎn)足下述式3的關(guān)系。即,在金屬導(dǎo)線(xiàn)20中,金屬導(dǎo)線(xiàn)20上的產(chǎn)生應(yīng)力σ限制為比拉伸強(qiáng)度sl小。具體而言在圖3的數(shù)值例中,由于由軟銅線(xiàn)形成的金屬導(dǎo)線(xiàn)20的拉伸強(qiáng)度sl為120n/mm2,所以金屬導(dǎo)線(xiàn)20上的產(chǎn)生應(yīng)力σ如上述那樣限制為66.88n/mm2。另外,拉伸強(qiáng)度sl例如能夠通過(guò)jisz2241(金屬材料拉伸試驗(yàn)方法)等方法進(jìn)行測(cè)定。

σ<sl…(式3)

根據(jù)以上,若整理式2、3,則得到下述式4。因此,在溫度傳感器1中,通過(guò)以中間蓋50的最小的線(xiàn)膨脹系數(shù)αm比金屬導(dǎo)線(xiàn)20的線(xiàn)膨脹系數(shù)αl小的方式進(jìn)行配置,并將這些系數(shù)αl、αm代入式1求出的線(xiàn)膨脹系數(shù)差δα被預(yù)先設(shè)定在滿(mǎn)足式4的關(guān)系的特定范圍。在這樣的溫度傳感器1中,若通過(guò)形成線(xiàn)膨脹系數(shù)αm的中間蓋50的特定材料的選定,使式4的關(guān)系成立,則能夠提高形成金屬導(dǎo)線(xiàn)20、樹(shù)脂外殼40的樹(shù)脂材料的選定自由度。

δα<sl/(yl×δt)…(式4)

接下來(lái),對(duì)為了制造溫度傳感器1而根據(jù)圖7的流程圖執(zhí)行的制造方法進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。作為制造方法的第一階段在s101的覆蓋工序中,如圖8所示通過(guò)中間蓋50覆蓋一對(duì)金屬導(dǎo)線(xiàn)20。此時(shí)在本實(shí)施方式的覆蓋工序中,與各金屬導(dǎo)線(xiàn)20接合的共用的感溫元件10以及獨(dú)立的金屬端子30的一部分也被中間蓋50覆蓋。因此在覆蓋工序中,對(duì)各金屬導(dǎo)線(xiàn)20的整體、感溫元件10的整體、以及各金屬端子30的一部分例如實(shí)施液態(tài)特定材料的涂覆處理、吹霧處理、向液態(tài)特定材料的浸漬處理等涂覆處理。

作為制造方法的第二階段在s102的組裝工序中,如圖9所示,將在先前的覆蓋工序被中間蓋50覆蓋的一對(duì)金屬導(dǎo)線(xiàn)20組裝在開(kāi)模的注塑成型模具100的成型腔101內(nèi)。此時(shí)在本實(shí)施方式的組裝工序中,在先前的覆蓋工序中被中間蓋50覆蓋的感溫元件10以及一對(duì)金屬端子30也組裝在開(kāi)模的注塑成型模具100的成型腔101內(nèi)。在這樣的組裝工序中,一對(duì)金屬導(dǎo)線(xiàn)20以及一對(duì)金屬端子30在相對(duì)于基準(zhǔn)方向db的正交方向do排列,并與感溫元件10一起組裝。

作為制造方法的第三階段在s103的注入工序中,如圖10所示,在將通過(guò)先前的組裝工序在成型腔101內(nèi)組裝了一對(duì)金屬導(dǎo)線(xiàn)20等的注塑成型模具100合模并且進(jìn)行鎖模的狀態(tài)下,將熔融的樹(shù)脂材料注入到成型腔101內(nèi)。此時(shí)在本實(shí)施方式的組裝工序中,僅從設(shè)在注塑成型模具100中在正交方向do夾著一對(duì)金屬導(dǎo)線(xiàn)20的兩側(cè)中的作為一側(cè)的金屬導(dǎo)線(xiàn)20a側(cè)的澆口102注入熔融樹(shù)脂材料。在這樣的單側(cè)面澆口式的注塑成型中,注入的熔融樹(shù)脂材料從在正交方向do夾著一對(duì)金屬導(dǎo)線(xiàn)20的兩側(cè)中的作為一側(cè)的金屬導(dǎo)線(xiàn)20a側(cè)朝向作為另一側(cè)的金屬導(dǎo)線(xiàn)20b側(cè)流動(dòng)。

這里在本實(shí)施方式的注入工序中,為了強(qiáng)化注塑成型后的樹(shù)脂外殼40,使熔融樹(shù)脂材料含有纖維狀填料。其結(jié)果,在補(bǔ)充樹(shù)脂外殼40的外形的成型腔101內(nèi),在接近澆口102的一側(cè)的金屬導(dǎo)線(xiàn)20a的周?chē)w維狀填料的纖維取向容易沿著基準(zhǔn)方向db。另一方面,在這樣的成型腔101內(nèi),在遠(yuǎn)離澆口102的另一側(cè)的金屬導(dǎo)線(xiàn)20b的周?chē)?,纖維狀填料的纖維取向不沿著基準(zhǔn)方向db,而例如容易沿著正交方向do。

作為制造方法的第四階段在s104的固化工序中,如圖11所示,通過(guò)在先前的注入工序注入到成型腔101內(nèi)的熔融樹(shù)脂材料的冷卻,使熔融樹(shù)脂材料固化形成樹(shù)脂外殼40。此時(shí)在本實(shí)施方式的固化工序中,由于在上述的注入工序的與纖維狀填料有關(guān)的纖維取向的不同,在一側(cè)的金屬導(dǎo)線(xiàn)20a的周?chē)诨鶞?zhǔn)方向db配置比另一側(cè)的金屬導(dǎo)線(xiàn)20b的周?chē)〉木€(xiàn)膨脹系數(shù)αc。以上的結(jié)果,溫度傳感器1完成。

以下說(shuō)明到此為止說(shuō)明的溫度傳感器1的作用效果。

在溫度傳感器1中,成為在通過(guò)注塑成型嵌入到樹(shù)脂外殼40的金屬導(dǎo)線(xiàn)20與樹(shù)脂外殼40之間夾設(shè)有中間蓋50的狀態(tài)。這里,利用形成中間蓋50的特定材料,在金屬導(dǎo)線(xiàn)20的延伸部21延伸的基準(zhǔn)方向db上中間蓋50的線(xiàn)膨脹系數(shù)αm以比金屬導(dǎo)線(xiàn)20大并且比樹(shù)脂外殼40小的方式進(jìn)行配置。因此,即使在高溫環(huán)境下的使用時(shí),也能夠使基準(zhǔn)方向db上中間蓋50的熱膨脹量盡量與樹(shù)脂外殼40的熱膨脹量相比接近金屬導(dǎo)線(xiàn)20的熱膨脹量。并且,由于在特定范圍設(shè)定金屬導(dǎo)線(xiàn)20與中間蓋50的基準(zhǔn)方向db的線(xiàn)膨脹系數(shù)差δα,所以與設(shè)定值對(duì)應(yīng)地在金屬導(dǎo)線(xiàn)20產(chǎn)生的產(chǎn)生應(yīng)力σ限制為比金屬導(dǎo)線(xiàn)20的拉伸強(qiáng)度sl小。由此在金屬導(dǎo)線(xiàn)20中,能夠抑制產(chǎn)生應(yīng)力σ超過(guò)拉伸強(qiáng)度sl而導(dǎo)致斷線(xiàn)的情況,所以能夠?qū)崿F(xiàn)較高的成品率。

另外,在溫度傳感器1的金屬導(dǎo)線(xiàn)20中,與和中間蓋50的基準(zhǔn)方向db的線(xiàn)膨脹系數(shù)差δα對(duì)應(yīng)地產(chǎn)生的產(chǎn)生應(yīng)力σ能夠根據(jù)線(xiàn)膨脹系數(shù)差δα、基準(zhǔn)方向db的楊氏模量yl以及使用溫度范圍δt的乘法值(δα×yl×δt)推定。因此,根據(jù)在滿(mǎn)足式4的關(guān)系δα<sl/(yl×δt)的特定范圍設(shè)定線(xiàn)膨脹系數(shù)差δα,在金屬導(dǎo)線(xiàn)20中,能夠可靠地將產(chǎn)生應(yīng)力σ限制為比拉伸強(qiáng)度sl小而抑制斷線(xiàn)。因此,能夠使針對(duì)較高的成品率的實(shí)現(xiàn)的信賴(lài)度提高。

并且,根據(jù)溫度傳感器1,利用形成中間蓋50的特定材料,以比金屬導(dǎo)線(xiàn)20小并且比樹(shù)脂外殼40大的方式配置在金屬導(dǎo)線(xiàn)20的延伸部21延伸的基準(zhǔn)方向db上中間蓋50的楊氏模量ym。因此,即使在高溫環(huán)境下的使用時(shí),也能夠通過(guò)中間蓋50吸收熱膨脹量較大的樹(shù)脂外殼40的向基準(zhǔn)方向db的拉伸作用,降低由于拉伸作用而向該基準(zhǔn)方向db拉伸金屬導(dǎo)線(xiàn)20的情況。據(jù)此,能夠使在金屬導(dǎo)線(xiàn)20產(chǎn)生的產(chǎn)生應(yīng)力σ降低抑制斷線(xiàn),所以能夠有助于較高的成品率的實(shí)現(xiàn)。

并且,如溫度傳感器1那樣,若由含纖維狀填料的樹(shù)脂材料對(duì)樹(shù)脂外殼40進(jìn)行注塑成型,則有樹(shù)脂外殼40的各位置上的線(xiàn)膨脹系數(shù)αc根據(jù)注塑成型模具100中的澆口102的形成位置而變動(dòng)的情況。因此在基準(zhǔn)方向db上,對(duì)于通過(guò)特定材料形成的中間蓋50的線(xiàn)膨脹系數(shù)αm,只要與比其小的線(xiàn)膨脹系數(shù)αl的金屬導(dǎo)線(xiàn)20的線(xiàn)膨脹系數(shù)差δα在特定范圍內(nèi),就被配置比樹(shù)脂外殼40的最小的線(xiàn)膨脹系數(shù)αc小的線(xiàn)膨脹系數(shù)。據(jù)此,通過(guò)可靠地使中間蓋50的熱膨脹量與樹(shù)脂外殼40的任意位置的熱膨脹量相比接近金屬導(dǎo)線(xiàn)20的熱膨脹量,在金屬導(dǎo)線(xiàn)20中,能夠限制產(chǎn)生應(yīng)力σ比拉伸強(qiáng)度sl小抑制斷線(xiàn)。因此,能夠有助于較高的成品率的實(shí)現(xiàn)。

并且,在溫度傳感器1的制造方法中,使被中間蓋50覆蓋的一對(duì)金屬導(dǎo)線(xiàn)20在相對(duì)于基準(zhǔn)方向db的正交方向do排列,并與感溫元件10一起組裝在注塑成型模具100的成型腔101內(nèi)。在這樣的注塑成型模具100中,將熔融樹(shù)脂材料從設(shè)在在正交方向do夾著組裝的一對(duì)金屬導(dǎo)線(xiàn)20的兩側(cè)中的一側(cè)的澆口102朝向該兩側(cè)中一側(cè)和另一側(cè)注入到成型腔101內(nèi)。其結(jié)果,在通過(guò)注入到成型腔101內(nèi)的熔融樹(shù)脂材料的固化形成的樹(shù)脂外殼40中,在接近澆口102的一側(cè)的金屬導(dǎo)線(xiàn)20a的周?chē)?,在基?zhǔn)方向db配置比遠(yuǎn)離該澆口102的另一側(cè)的金屬導(dǎo)線(xiàn)20b的周?chē)叩木€(xiàn)膨脹系數(shù)αc。這是因?yàn)樵谝粋?cè)的金屬導(dǎo)線(xiàn)20a的周?chē)?,熔融?shù)脂材料沿著基準(zhǔn)方向db流動(dòng),與此相對(duì),在另一側(cè)的金屬導(dǎo)線(xiàn)20b的周?chē)?,熔融?shù)脂材料不沿著該基準(zhǔn)方向db而例如沿著正交方向do流動(dòng),所以纖維狀填料的纖維取向產(chǎn)生不同。

但是,在通過(guò)本實(shí)施方式制造的溫度傳感器1的基準(zhǔn)方向db,只要中間蓋50的線(xiàn)膨脹系數(shù)αm與比其小的各金屬導(dǎo)線(xiàn)20(20a、20b)的線(xiàn)膨脹系數(shù)αl的線(xiàn)膨脹系數(shù)差δα在特定范圍內(nèi),就被配置比樹(shù)脂外殼40的最小的線(xiàn)膨脹系數(shù)αc小的線(xiàn)膨脹系數(shù)。據(jù)此,通過(guò)使中間蓋50的熱膨脹量與樹(shù)脂外殼40的任意位置的熱膨脹量相比可靠地接近各金屬導(dǎo)線(xiàn)20的熱膨脹量,在這些各金屬導(dǎo)線(xiàn)20中,能夠限制產(chǎn)生應(yīng)力σ比拉伸強(qiáng)度sl小來(lái)抑制斷線(xiàn)。因此,能夠有助于較高的成品率的實(shí)現(xiàn)。

(其它的實(shí)施方式)

以上,對(duì)本公開(kāi)的一實(shí)施方式進(jìn)行了說(shuō)明,但本公開(kāi)并不解釋為限定于該實(shí)施方式,在不脫離本公開(kāi)的主旨的范圍內(nèi)能夠應(yīng)用于各種實(shí)施方式。

具體而言作為變形例1,例如也可以在橋梁周邊的外部空氣溫度傳感檢測(cè)(喚起冬季凍結(jié)注意的外部空氣溫度顯示用)等車(chē)輛以外使用溫度傳感器1。

作為變形例2也可以比樹(shù)脂外殼40的楊氏模量yc小地設(shè)定中間蓋50的楊氏模量ym。另外,作為變形例3,也可以使形成樹(shù)脂外殼40的特定材料不含有纖維狀填料。并且,作為變形例4,也可以使形成中間蓋50的特定材料不含有纖維狀填料。

作為變形例5也可以不設(shè)置傾斜部22,而僅由實(shí)質(zhì)延伸部21構(gòu)成金屬導(dǎo)線(xiàn)20。另外,作為變形例6也可以不設(shè)置金屬端子30,而使金屬導(dǎo)線(xiàn)20能夠與外部電路電連接。

作為變形例7,如圖12所示,也可以通過(guò)將熔融樹(shù)脂材料從分別設(shè)在正交方向do夾著一對(duì)金屬導(dǎo)線(xiàn)20的兩側(cè)的澆口102注入到成型腔101內(nèi),對(duì)樹(shù)脂外殼40進(jìn)行注塑成型。另外,作為變形例8,也可以通過(guò)以與上述的實(shí)施方式以及變形例7不同的位置關(guān)系設(shè)置澆口102的注塑成型模具100,對(duì)樹(shù)脂外殼40進(jìn)行注塑成型。

作為變形例9也可以在覆蓋工序s101不通過(guò)中間蓋50覆蓋感溫元件10,而在組裝工序s102中使其在成型腔101內(nèi)露出。另外,作為變形例10也可以在覆蓋工序s101不通過(guò)中間蓋50覆蓋金屬端子30,而在組裝工序s102中使其在成型腔101內(nèi)露出。并且,作為變形例11也可以通過(guò)樹(shù)脂材料的雙注塑成型,依次形成中間蓋50以及樹(shù)脂外殼40。

雖然依照實(shí)施例說(shuō)明了本公開(kāi),但應(yīng)該理解本公開(kāi)并不限定該實(shí)施例、結(jié)構(gòu)。本公開(kāi)也包含各種變形例、同等范圍內(nèi)的變形。除此之外,各種組合、方式、以及在它們包含一個(gè)要素、一個(gè)以上或者一個(gè)以下的其它的組合、方式也在本公開(kāi)的范疇、思想范圍內(nèi)。

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