(57)【要約】【課題】温度検出精度を向上させた熱交換器用温度センサを提供すること。【解決手段】温度検出素子２を内蔵するセンサ部３と、温度検出素子２に電気的に接続されたリード部４と、センサ部３を収納するケース５とを備えるエバポレータ用温度センサ１であって、ケース５はエバポレータ７のフィン９間の空気通路１０よりも小さく、且つ、ケース５に一体に形成された延在部５ｄを有し、当該延在部５ｄを空気通路１０に挿入しつつフィン９に接触させた。本センサ１は、フィン９自体の温度を延在部５ｄ及びケース５を介してセンサ部３の温度検出素子２が検出することができるので、より精度良く温度を検出することができる。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
温度検出素子を内蔵するセンサ部と、前記温度検出素子に電気的に接続されたリード部と、前記センサ部を収納するケースとを備える熱交換器用温度センサであって、
前記ケースは、熱交換器のフィン間の空気通路よりも小さく、且つ前記ケースに一体に形成された延在部を有し、当該延在部が前記空気通路に挿入されつつ前記フィンと接触することにより、前記フィンの熱が前記延在部及び前記ケースを介して前記温度検出素子に伝達されることを特徴とする熱交換器用温度センサ。
【請求項２】
前記センサ部の少なくとも一部が、前記ケースの内壁に接触することを特徴とする請求項１に記載の熱交換器用温度センサ。
【請求項３】
前記センサ部と、前記ケースの内壁との間の隙間には、樹脂が充填されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の熱交換器用温度センサ。
【請求項４】
前記ケースは、金属からなることを特徴とする請求項１〜３いずれか１項に記載の熱交換器用温度センサ。
【請求項５】
前記延在部は、前記ケースの長手方向に対して略９０度の角度をもって形成されることを特徴とする請求項１〜４いずれか１項に記載の熱交換器用温度センサ。
【請求項６】
前記延在部は、少なくとも前記フィンと接触する面に、脱落防止手段を備えることを特徴とする請求項１〜５いずれか１項に記載の熱交換器用温度センサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱交換器におけるフィンの温度を検出する熱交換器用温度センサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、自動車等の空気調和装置における冷房装置は、エバポレータ、コンプレッサ等から構成されており、熱交換器としてのエバポレータは、コンプレッサにより圧送された冷媒と車室内等の空気とを熱交換させて、空気を冷却する機能を有する。
【０００３】
このエバポレータの風下側には、エバポレータを通過した後の空気の温度を検出するエバポレータ用温度センサが設置されており、当該センサの検出温度をもとに、エバポレータのフィンが凍結しないようにコンプレッサのＯＮ・ＯＦＦ制御が行われ、冷媒の圧送量が制御される。
【０００４】
このように、エバポレータ用温度センサはエバポレータの凍結防止のために重要な役割を担っており、より精度良く温度を検出するために、様々な工夫がなされている。
【０００５】
例えば、特許文献１に開示された手法は、エバポレータの冷媒通路用プレートにホルダを一体に設け、当該ホルダにてエバポレータ用温度センサを固定することで、温度検出素子をエバポレータの風下側にしっかりと固定し、温度検出精度の向上を図ろうとするものである。
【０００６】
【特許文献１】特開平６−４８１６４号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１のエバポレータ用温度検出センサは、エバポレータのフィン凍結防止のために、熱交換された空気の温度をエバポレータのフィンの温度の代わりに測定している。従って、フィンへの霜付きやエバポレータ前に設置されたフィルタ詰まり等により風量が減少すると、その影響を受けて正確な検出ができなくなるという問題がある。
【０００８】
本発明は上記問題点に鑑み、温度検出精度を向上させた熱交換器用温度センサを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する為に請求項１に記載の熱交換器用温度センサは、温度検出素子を内蔵するセンサ部と、温度検出素子に電気的に接続されたリード部と、センサ部を収納するケースとを備えるものであって、ケースは、熱交換器のフィン間の空気通路よりも小さく、且つケースに一体に形成された延在部を備え、当該延在部が空気通路に挿入されつつフィンと接触することにより、フィンの熱が延在部及びケースを介して温度検出素子に伝達されることを特徴とする。
【００１０】
このように、本熱交換器用温度センサは、センサを収納するケースを備えており、当該ケースは熱交換器のフィン間の空気通路より小さく、且つケースに一体に形成された延在部を備えている。従って、延在部をフィン間の空気通路に挿入しフィンに接触するように配置することで、熱交換器のフィン自体の温度を、延在部を有するケースを介してセンサ部の温度検出素子が検出することができるため、フィンの温度を、精度良く温度を検出することができる。
【００１１】
請求項２に記載のように、センサ部の少なくとも一部がケースの内壁と接触することが好ましい。これにより、ケースからセンサ部への熱伝導性が向上し、温度検出素子の温度検出精度が向上する。
【００１２】
請求項３に記載のように、ケースに収納されるセンサ部と、ケースの内壁との間には、樹脂が充填されると良い。樹脂を充填することで、センサ部が保護されるとともにケース内でセンサ部が固定される。また、当該樹脂を介してケースからセンサ部へ熱が伝達されることとなり好ましい。
【００１３】
請求項４に記載のように、ケースは、金属からなることが好ましい。ケースが、熱伝導性に優れる金属を材料として形成されれば、熱交換器のフィンの温度が温度検出素子に効率良く伝達され、その結果、より精度良く温度を検出することができる。
【００１４】
請求項５に記載のように、延在部は、ケースの長手方向に対して略９０度の角度をもって形成されることが好ましい。熱交換器用温度センサのケースがこのような構造を有すると、熱交換器表面のフィンの端面に接触するようにケースを配置することができ、延在部以外にもフィンと接触する箇所が増加するため、温度検出素子はより精度良く温度を検出できる。またケースは、延在部を含めた２箇所でフィンと接触するため、熱交換器用温度センサをより安定した状態で、熱交換器に固定できる。さらに、センサ自体を熱交換器の表面に対して略平行に配置できるため、設置スペースを抑えることができる。
【００１５】
請求項６に記載のように、延在部は、少なくともフィンと接触する面に、脱落防止手段を備えることが好ましい。延在部の少なくともフィンと接触する面に脱落防止手段を設けることで、熱交換器用温度センサを熱交換器のフィン面にしっかりと固定することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
（第１の実施の形態）
本実施の形態における熱交換器用温度センサは、熱交換器のフィンの温度を測定するのに適したものであり、特に車両及び民生用エアコンや、その他冷却機器等の空気調和装置に用いられるエバポレータにおいて、フィン凍結防止用の温度センサとして好適に用いることができる。尚、本実施の形態においては、熱交換器用温度センサの一例としてエバポレータ用温度センサを示し、図１（ａ）は断面図、図１（ｂ）は斜視図である。
【００１７】
図１（ａ）に示すように、本実施の形態におけるエバポレータ用温度センサ１は、温度を検出する温度検出素子２を備えるセンサ部３と、温度検出素子２に導電接続されるリード部４と、センサ部３を収納するケース５により構成される。
【００１８】
センサ部３は、温度検出素子２と、当該温度検出素子２の周囲を被覆保護する例えばエポキシ系樹脂により構成される。温度検出素子２としては、サーミスタや感温半導体等の温度に応じて抵抗値が変化する素子が用いられ、本実施の形態においては例えば負の温度係数を持つＮＴＣサーミスタが用いられる。また、温度検出素子２は、図示されないリード線と導電接続しており、当該リード線と連通するリード部４を介して、上述の温度検出素子２の抵抗値が電気信号として空調調和装置の図示されない制御部に出力される。これにより、図示されないコンプレッサの制御がなされ、コンプレッサから図示されないエバポレータに圧送される冷媒量が調節されることで、エバポレータにおける空気の熱交換量（冷却度合い）を調整する。
【００１９】
センサ部３は、例えばＡｌやＣｕ等の導電性に優れた金属からなるケース５内に収納されている。ケース５は、例えば円筒部５ａの一端に、センサ部３を挿入するための開口部５ｂを有し、その他端に、円筒部５ａと連なり、当該円筒部５ａとの接触部の他端が閉じている絞り部５ｃと、当該絞り部５ｃ部に連通し、ケース５の長手方向に対して略９０度の角度をもち、且つケース５に一体に形成された延在部５ｄとを備えている。尚、図１（ｂ）は、その斜視図である。延在部５ｄは、例えばプレス加工により平坦化されており、詳細は後述するが、エバポレータのフィン間の空気通路よりも小さく形成されている。
【００２０】
そして、ケース５はその内壁がセンサ部３の少なくとも一部と接触しており、当該接触箇所以外のケース５とセンサ部３との間の隙間には、センサ部３の保護、固定、及びケース５からセンサ部３への熱伝導性の向上のために、例えばエポキシ系樹脂等の封止樹脂６が充填されている。尚、本実施の形態において、ケース５の形状は、円筒部５ａの例を示したが、ケース５の内部にセンサ部３を収納でき、好ましくは、その内壁がセンサ部３の少なくとも一部と接触可能な形状を有しておればよい。また、図１（ａ）においては、センサ部３に連なるリード部４の一部までがケース５に収納される例を示したが、少なくとも、センサ部３の温度検出素子２の配置箇所までがケース５に収納されておればよい。しかしながら、センサ部３の全体がケース５に収納されている方が、センサ部３における温度分布差を縮小でき、より温度検出精度を向上させることができる。
【００２１】
次に、上記構造を有するエバポレータ用温度センサ１を、空気調和装置のエバポレータに設置した際の概略図を図２に示す。尚、図２（ａ）はエバポレータの風下側からみた拡大平面図であり、図２（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面における断面図を示す。
【００２２】
図２（ａ）に示すように、エバポレータ７は、複数枚の冷媒通路用プレート８と、当該冷媒通路用プレート８の間に配設された例えば蛇腹状のフィン９とから構成される。そして、当該フィン９間と冷媒用通路プレート８からなる空気通路１０を空気が通過する際に、空気がフィン９及び冷媒通路用プレート８と接触し、熱を奪われることで、空気が冷却される。そしてエバポレータ７の風下面側から、この空気通路１０にエバポレータ用温度センサ１の延在部５ｄを挿入する。尚、当該延在部５ｄは、予め空気通路１０よりも小さく形成されているので、フィン９及び冷媒通路用プレート８を傷つけることなく、容易に挿入することができる。
【００２３】
この際、図２（ｂ）に示すように、エバポレータ用温度検出センサ１は空気通路１０に挿入された延在部５ｄがフィン９に接触（図２（ｂ）においては、延在部５ｄの下面がフィン９と接触）するように配置される。つまり、フィン９の熱が延在部５ｄを介して、ケース５からセンサ部３の温度検出素子２に伝達されることとなる。従って、本実施の形態における温度検出素子２は、エバポレータ７において熱交換された後の空気の温度を検出すると共に、フィン９自体の温度を延在部５ｄを介して検出することができるため、フィン９の凍結防止のためにより精度良く温度検出を行うことができる。
【００２４】
また、本実施の形態において、エバポレータ用温度センサ１における延在部５ｄは、ケース５の長手方向に対して略９０度の角度をもつように折り曲げられている。そして、延在部５ｄをエバポレータ７のフィン９間の空気通路１０に挿入する際、エバポレータ用温度センサ１のケース５の円筒部５ａの一部を、フィン９の端部に当接するように配置することができる。従って、ケース５の円筒部５ａを介しても、センサ部３の温度検出素子２にエバポレータ７のフィン９の熱が伝達されることとなり、フィン９から温度検出素子２への伝熱経路が増加するので、より精度良くフィン９の温度を温度検出素子２にて検出することができる。また、エバポレータ用温度センサ１における延在部５ｄと円筒部５ａの２点が、略９０度の角度をもってエバポレータ７のフィン９に接するため、エバポレータ７にエバポレータ用温度センサ１をより安定した状態で固定することができる。
【００２５】
また、延在部５ｄがケース５に対して略９０度の角度をもって折り曲げられていると、延在部５ｄ以外のエバポレータ用温度センサ１の長手方向が、エバポレータ７の風下面に対して略平行配置される。従って、エバポレータ７の風下面に対して垂直方向にエバポレータ用温度センサ１が大きく突出することは無く、配置スペースを抑えることができる。
【００２６】
また、エバポレータ７におけるエバポレータ用温度センサ１の配置箇所は、外気温や湿度等を変化させるベンチ試験を行った後に決定される。本実施の形態におけるエバポレータ用温度センサ１は、ケース５に一体化した延在部５ｄを備えている。この延在部５ｄは、エバポレータ７のフィン９間の空気通路１０よりも小さいので、エバポレータ７のフィン９間に容易に挿入することができる。従って、自由に位置決めを行うことができることから、上記ベンチ試験時のエバポレータ７における配置箇所変えや、ベンチ試験後の配置にも適している。
【００２７】
また、図３に示すように、ケース５の延在部５ｄにエバポレータ７からの脱落防止手段として、くさび状の突起部１１が設けられても良い。この突起部１１は、延在部５ｄにおけるフィン９との接触面側に少なくとも形成される。そして、その形状は、図３に示す矢印の方向を、エバポレータ７の空気通路１０への挿入方向とすると、矢印の反対方向、すなわち、空気通路１０から延在部５ｄを引き出す方向に対して、フィン９と突起部１１との間の摩擦が大きくなるような形状に形成されることが好ましい。このように、脱落防止手段として延在部５ｄに突起部１１を形成することで、エバポレータ７から、エバポレータ用温度センサ１の脱落を防止すると共に、クリップ等の固定治具を別途設ける必要が無いので、部品点数を削減することができる。
【００２８】
以上本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態のみに限定されず、種々変更して実施する事ができる。
【００２９】
本実施の形態において、ケースは円筒部と延在部との間に絞り部を有しているが、必ずしも絞り部を有していなくとも良い。また、本実施の形態においては、延在部をケースの開口端に対する他端に設けたが、延在部を円筒部の表面上に設けても良い。
【００３０】
本実施の形態において、ケースの延在部の角度を、ケースの長手方向に対して略９０度に折り曲げた例を示したが、略９０度に限定されるものではない。従って、延在部がケースの長手方向に沿って形成されても良い。
【００３１】
また、本実施の形態において、ケースの延在部の形状は平坦である例を示したが、エバポレータのフィン間の空気通路よりも小さく、少なくとも一部がフィンと接触できる形状を有していれば良い。
【００３２】
また、本実施の形態において、略９０度に折り曲げた延在部と円筒部の２箇所をエバポレータのフィンに接触させる例を示したが、延在部のみをフィンに接触させてもよいことは言うまでもない。しかしながら、フィンから円筒部が離れるほど、風の影響を受けて温度測定の誤差が大きくなるため、できる限り円筒部、すなわち円筒部内のケース部に存在する温度検出素子を、エバポレータのフィンの近くに配置するようにしたほうが熱伝導効率が良く好ましい。
【００３３】
また、本実施の形態において、ケースには金属を用いる例を示した。しかしながら、金属以外にも、例えば樹脂等の材料を用いてケースが形成されても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態におけるエバポレータ用温度検出センサを示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は斜視図である。
【図２】エバポレータへのエバポレータ用温度検出センサの設置を説明する図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面における断面図である。
【図３】エバポレータ用温度検出センサの変形例を示す断面図である。
【符号の説明】
１・・・エバポレータ用温度検出センサ、２・・・温度検出素子、３・・・センサ部、５・・・ケース、５ｄ・・・延在部、７・・・エバポレータ、９・・・フィン、１０・・・空気通路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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