JP2004363164A

JP2004363164A - 密封型電気部品

Info

Publication number: JP2004363164A
Application number: JP2003156686A
Authority: JP
Inventors: Hideki Abe; 英樹阿部; Shinji Kikuchi; 信士菊池
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2003-06-02
Filing date: 2003-06-02
Publication date: 2004-12-24
Anticipated expiration: 2023-06-02
Also published as: JP4300062B2; CN1574116A; CN100428372C

Abstract

【課題】樹脂製接着剤と蓋体の熱膨張係数が異なっていたとしても、蓋体の材料に影響されることなく、樹脂製接着剤とケースとの間に隙間が生じにくく、樹脂製接着剤とケース内周面との充分な接着が図れ気密性が向上される密封型電気部品を提供する。
【解決手段】開口部１ｅを有するケース１と、開口部１ｅ側へ突出する外部端子９を有する基板８と、外部端子９が挿通され嵌合する貫通孔１０ａを有し、開口部１ｅの内周面に嵌合される蓋体１０と、蓋体１０の上面側に充填され、開口部１ｅの内周面と蓋体１０との嵌合部、及び外部端子９と蓋体１０との嵌合部を塞ぐ接着剤１４とを備え、接着剤１４の樹脂中には、蓋体１０の板面に沿って埋設される板状のスペーサ１１を設けると共に、スペーサ１１を、ケース１と接着剤１４との線膨張係数のうちケース１の線膨張係数により近い物性値を有する板材で形成した。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気部品に係り、特に自動車などに搭載されるスロットルポジションセンサーなどの密封型電気部品の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の密封型電気部品の構造としては、上面が開口された収納部を有するケースの収納部内に、刷子を有するロータを回動可能に保持し、この刷子と摺接する抵抗体を有する絶縁基板と、この絶縁基板上を覆うカバーを収納部の開口部に取り付け、絶縁基板から導出する端子をカバーから突出させ、リードワイヤに半田付けした後、開口部を密封樹脂で充填して密封したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
以下、従来の密封型電気部品の構造を図に基づいて説明する。図４は従来の密封型電気部品の構造を示す断面図である。
【０００４】
図において、５１はケース、５２はシャフト５３に回転可能に装着されたロータ、５４はシャフト５３に装着されたレバー、５５はロータ５２に装着され、絶縁基板５６上の抵抗体上を摺接する刷子、５７は端子、５８は端子５７に接続され、外部に導出されるリードワイヤ、５９は絶縁基板５６を覆うようにケース５１に装着されたカバー、６０は密封樹脂である。尚、絶縁基板５６は上面開口部を有する上記ケース５１の段部に装着されている。
【０００５】
また、５１ａは絶縁基板５６を保護するために外壁５１ｄと内壁５１ｂとの間に設けられた外周溝、５９ａは同じく絶縁基板５６を保護するためにカバー５９に設けられた隙間部であり、絶縁基板５６は上記内壁５１ｂに装着されている。また、カバー５９はケース５１の外壁５１ｄ及び内壁５１ｃに、絶縁基板５６を覆うように装着している。
【０００６】
【特許文献１】
実用新案登録第２５３６９１８号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の密封型電気部品の構造においては、製品の小型化に伴い、ケース内周面と密封樹脂（樹脂製接着剤）の接着面積が減少することから、密封樹脂とカバー（蓋体）の熱（線）膨張係数がケースの熱（線）膨張係数に比べて大きい場合、低温になると、密封樹脂の径方向の収縮がケースの内周径の収縮に比べて大きくなるため、密封樹脂とケース内周面の充分な接着が図れず、気密性が損なわれるという問題があった。
また、密封樹脂（樹脂製接着剤）とカバー（蓋体）の熱（線）膨張係数がケースの熱膨張係数に比べて小さい場合、高温になると、密封樹脂の径方向の膨張に比べてケースの内周径の変化が大きくなるため、密封樹脂とケース内周面の充分な接着が図れず、気密性が損なわれるという問題があった。
【０００８】
したがって、本発明では上述した問題点を解決し、樹脂製接着剤と蓋体の熱（線）膨張係数が異なっていたとしても、蓋体の材料に影響されることなく、樹脂製接着剤とケースとの間に隙間が生じにくく、樹脂製接着剤とケース内周面との充分な接着が図れ気密性が向上される密封型電気部品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】
上記課題を解決するために本発明では第１の解決手段として、開口部を有し、該開口部に連続して箱状の収納部が設けられたケースと、前記収納部底面側に回転可能に保持され、摺動子あるいは導電パターンのどちらか一方が設けられた回転体と、該回転体に対向して配置され、前記摺動子あるいは導電パターンの他方が設けられると共に、これらと電気的に接続されて前記開口部側へ突出する外部端子を有する基板と、前記外部端子が挿通され嵌合する貫通孔を有し、前記開口部の内周面に嵌合される蓋体と、該蓋体の上面側に充填され、前記開口部の内周面と前記蓋体との嵌合部、及び前記外部端子と前記蓋体との嵌合部を塞ぐ接着剤とを備え、前記接着剤の樹脂中には、前記蓋体の板面に沿って埋設される板状のスペーサを設けると共に、該スペーサを、前記ケースと前記接着剤との線膨張係数のうち前記ケースの線膨張係数により近い物性値を有する板材で形成した構成とした。
【００１０】
また、第２の解決手段として、前記スペーサを、前記蓋体の板面上に密着させて載置して前記接着剤の樹脂中に埋設した構成とした。
また、第３の解決手段として、前記スペーサを、金属板で形成し、前記外部端子と離間させた状態で前記接着剤の樹脂中に埋設した構成とした。
また、第４の解決手段として、前記スペーサの外周部の一部を円弧状に形成し、該スペーサを、前記外部端子が突出された側とは反対側の前記開口部の内周面に沿って配置した構成とした。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例を図１乃至図３に示す。図１は本発明に係る密封型電気部品の断面図、図２は密封型電気部品の平面図、図３は密封型電気部品のスペーサの平面図である。
【００１２】
図において、ケース１は、合成樹脂などの絶縁材で上面が開口された箱状に形成され、略円筒状の基部１ａと、この基部１ａの一側面側に突出した略矩形状の台部１ｂとから形成されている。また、基部１ａの他側面側には、台部１ｂとは反対の方向に略台形状の取付板１ｃが延設されており、この取付板１ｃには、外部のネジが挿通されてシャーシなどに取り付けられる小判状のネジ穴１ｄが設けられている。また、基部１ａと台部１ｂの上面側には、連続して開口部１ｅが設けられており、また、基部１ａ側の開口部１ｅから底面側に連続して箱状の収納部１ｆが設けられている。
【００１３】
また、収納部１ｆの内底部には、貫通孔１ｇが設けられており、この貫通孔１ｇの回りには、収納部１ｆ内に立設して円筒状の軸受部１ｈが設けられている。また、この軸受部１ｈは、基部１ａの底面から外方へ突出した状態で連続して形成されている。また、軸受部１ｈの先端部には、黄銅などの金属材で同じく略円筒状に形成された軸受２が埋設して形成され、該軸受２にＹリング３が圧入によって保持されている。また、収納部１ｆの底面側で軸受部１ｈの外周部がばね収容部１ｉとなっており、このばね収容部１ｉに、後述する回転体５を基板８側へ付勢するコイルばね４が収容されている。
【００１４】
また、基部１ａ側の開口部１ｅには、円筒状の内周面に沿って、段部１ｊが設けられており、この段部１ｊに、後述する基板８が位置決めされて載置されるものとなっている。また、円筒状の内周面の対向する面には、後述するスペーサ１１が係止される一対の係止突起１ｋが設けられている。また、台部１ｂの開口部１ｅの一端側には、後述するリード線１２が被覆された被覆体１３を係止する係止口１ｌが設けられている。
【００１５】
回転体５は、合成樹脂などの絶縁材からなり、外周に、下方へ突設したフック部５ｂを有する円盤状の鍔部５ａと、この鍔部５ａの下側に設けられ、やや太径の円筒状に設けられた下軸部５ｃと、鍔部５ａの上側に設けられ、やや小径の円筒状に設けられた上軸部５ｄとを有している。また、上軸部５ｄの円筒内には、上軸部５ｄと外径が略同径の黄銅などの金属材からなる軸６が、嵌合されて一体的に固着されている。
【００１６】
この回転体５は、下軸部５ｃが、収納部１ｆ内の軸受部１ｈ、及び軸受２に回動可能に装着されており、上軸部５ｄと軸６が、開口部１ｅに係合される後述する基板８の挿通孔８ｂに同じく回動可能に挿通されている。また、回転体５の鍔部５ａの上面側には、銀などのめっき処理が施された、ばね用りん青銅などの導電性金属材からなる摺動子７が固着されており、鍔部５ａが、ばね収容部１ｉに収容されたコイルばね４の付勢力によって回転体５が上方へ付勢されることで上下方向にガタツクことなく、摺動子７が、後述する基板８の一面側に設けられた導電パターン８ａと摺接されている。
【００１７】
基板８は、絶縁性の樹脂材で平板状に形成され、その一面側には導電性の金属板などが表出されて配設された複数の導電パターン８ａを有する。また、基板８の一端側には、導電パターン８ａから導出され、同じく導電性の金属板などからなる複数の外部端子９が延出して設けられており、この外部端子９の自由端側が開口部１ｅの上面側へ屈曲されて配設されている。
また、基板８の中央には、挿通孔８ｂが設けられており、この挿通孔８ｂには、回転体５の上軸部５ｄと軸６が回動可能に挿通されている。この基板８は、収納部１ａの開口部１ｅの内周面に沿って設けられた段部１ｊに位置決めされて係合されている。
尚、導電パターン８ａは抵抗体であっても良いし、また、摺動子７と導電パターン８ａは、摺動子７を基板８に固着して、導電パターン８ａを回転体５に形成するようにしても良い。
【００１８】
蓋体１０は、合成樹脂などの絶縁材からなり、収納部１ｈの開口部１ｅを覆うように、開口部１ｅの内周面に、蓋体１０の外周部を一致させた状態で強嵌合して取り付けられている。また、蓋体１０の一端側には、外部端子９の自由端側を挿通させて嵌合させる複数の貫通孔１０ａが設けられている。また、蓋体１０の中央には、基板８の挿通孔８ｂに挿通された軸６の先端が係合し、回動可能に軸支される、軸受１０ｂが設けられている。
【００１９】
スペーサ１１は、絶縁性の樹脂材、あるいは金属製の板材等からなり、前記蓋体１０の上面側に配置されている。このスペーサ１１は、基部１ａ側の開口部１ｅ上に配置されており、開口部１ｅのほぼ半分を覆うような大きさを有し、スペーサ１１の外周部の一部は、円弧状に形成され、このスペーサ１１が、外部端子９が突出された側とは反対側の開口部１ｅの内周面に沿って配置されている。また、スペーサ１１の中央には、蓋体１０の軸受１０ｂが挿通する窓孔１１ａが設けられており、対向する両側部にはケース１の係止突起１ｋに係止して位置決めされる、一対の係止凹部１１ｂが設けられている。
【００２０】
この場合、スペーサ１１は、蓋体１０の板面上に密着させて載置するようにしており、スペーサ１１が、後述する接着剤１４の樹脂中に埋設される場合に、蓋体１０と接する接着剤１４の部分を少なくすることができるので、蓋体１０の熱変形に伴う接着剤１４へ与える影響を受けにくいものとなっている。
【００２１】
また、スペーサ１１を、金属製の板材から形成した場合には、外部端子９と離間させた状態で、後述する接着剤１４の樹脂中に埋設するようにすれば良く、こうした場合には、接着剤１４に比べてスペーサ１１が、弾性変形が生じない強度の強い材料で形成されているので、確実に接着剤１４をスペーサ１１の動きに従動させることができるものとなる。
【００２２】
また、スペーサ１１は、その外周部の一部が円弧状に形成されており、このスペーサ１１を、外部端子９が突出された側とは反対側の基部１ａ側の開口部１ｅの内周面に沿って配置するようにしてあるので、スペーサ１１の外周部の形状が、基部１ａ側の開口部１ｅの内周面と概略同じ形状となるので、ケース１とスペーサ１１との環境変化の温度差による熱変形による寸法変化を概略同一にできる。
【００２３】
リード線１２は、銅線などの導電性の金属線からなり、複数本が被覆体１３により束ねられ一体となっている。このリード線１２は、露出された一端側が基板８から導出された外部端子９の自由端側と接続されており、また、被覆体１３が、台部１ｂの開口部１ｅの一端側に設けられた係止口１ｌに係合されて固着されている。このリード線１２を介して、図示しない外部の制御回路に、摺動子７と導電パターン８ａとにより発生する信号が伝送されるものとなっている。
【００２４】
また、基部１ａ及び台部１ｂに設けられた開口部１ｅには、エポキシなどからなる樹脂性の接着剤１４が充填されている。この接着剤１４は、開口部１ｅを塞ぐように全面にわたって充填されており、開口部１ｅの内周面に嵌合される蓋体１０、及びスペーサ１１の上面側に充填され、開口部１ｅの内周面と蓋体１０の外周部との嵌合部、及び外部端子９と蓋体１０との貫通孔１０ａとの嵌合部を塞ぐように接着されている。この時、接着剤１４の樹脂中には、蓋体１０の板面に沿って板状のスペーサ１１が埋設されるものとなっている。
【００２５】
上記実施例においては、ケース１の材料として、耐熱環境性に優れている、ガラス入りＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、又はＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイト）を使用しており、また、蓋体１０の材料としては、軸受１０ｂの回動時の潤滑性を得るために、ナイロン（６６）、又はポリアセタール使用している。この場合、ガラス入りＰＢＴ（又はＰＰＳ）の熱（線）膨張係数は１．８×１０^−５で、ナイロン（又はポリアセタール）の熱（線）膨張係数は９〜１０×１０^−５であり、また、エポキシ系の接着材１４の熱（線）膨張係数は５×１０^−５であることから、接着材１４と蓋体１０の熱（線）膨張係数が、ケース１の熱（線）膨張係数に比べて大きい値となっている。
【００２６】
このために、熱衝撃試験などの温度差を設けた試験等で、低温になると、従来のスペーサ１１がない構成では、接着剤１４の径方向の収縮が、ケース１の内周径の収縮に比べて大きくなることから、接着材１４とケース１の開口部１ｅの内周面の充分な接着が図れず、気密性が損なわれるという問題が発生していた。
【００２７】
本発明の実施例においては、上述したように、ケース１の開口部１ｅの内周面と蓋体１０との嵌合部、及び外部端子９と蓋体１０との嵌合部を塞ぐ接着剤１４の樹脂中に、蓋体１０の板面に沿って板状のスペーサ１１を埋設した構成としている。そして、このスペーサ１１の材料としては、りん青銅などの金属板、又はガラス入りＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）から形成しており、この場合、りん青銅板の熱（線）膨張係数としては２×１０^−５（ガラス入りＰＢＴは１．８×１０^−５）であることから、略ケース１の熱（線）膨張係数と一致している。
【００２８】
このように、スペーサ１１を、ケース１と接着剤１４との熱（線）膨張係数のうち、ケース１の熱（線）膨張係数により近い物性値を有する板材で形成するようにしたので、温度差の環境変化で、接着剤１４に熱変形が生じたとしても、接着剤１４の樹脂中にスペーサ１１があることによって、蓋体１０の材料には影響されずに、スペーサ１１が無い場合に比べて、スペーサ１１に接着した接着剤１４がスペーサ１１と同様に挙動することになり、すなわち、ケース１と同様な挙動を示すことになるので、ケース１との間に収縮などで隙間が生じるのを抑制できるものとなる。また、この挙動は、スペーサ１１の介在によって、蓋体１０の材質には影響されないので、蓋体１０の材質を任意に選定することができるので設計の自由度が広がるものとなる。
【００２９】
また、本発明の実施例では、外部端子９が突出された側とは反対側で、略円筒状の基部１ａ側の開口部１ｅの内周面と、スペーサ１１の一部が円弧状の外周部とは、開口部１ｅの円筒状の内周面の中心を通る任意の線上で、ケースの対向する内周面間の長さＡと、スペーサ１１の対向する外周部間の長さＢとは、Ａ＞Ｂ＞Ａ／２の関係としている。
この場合、Ｂ＜＝Ａ／２とした場合には、スペーサ１１の効果が得られずに部分的に接着剤１４の剥離が生じたが、上記関係においては、どの方向においてもケース１の開口部１ｅの内周面と接着剤１４との間での剥離は見られなかった。
また、スペーサ１１を、ケース１と同じ材料、例えばガラス入りＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）を使用すれば、双方の熱（線）膨張係数が同じとなることから、より良好な効果が得られるものとなる。
【００３０】
尚、本発明の実施例では、スペーサ１１は、基部１ａ側の開口部１ｅの蓋体１０の上面側に配置するようにして、反対側の台部１ｂ側には配置しない構成となっているが、台部１ｂ側には複数の外部端子９が突出されて、この外部端子９に外部に導出するリード線１２が接続されており、この外部端子９及びリード線１２を覆うように接着剤１４が充填されていることから、外部端子９及びリード線１２によって接着剤１４の収縮が抑制され、ケース１との間に隙間が生じにくいものとなっている。
また、本発明の実施例においては、蓋体１０の材料をナイロン（６６）、又はポリアセタール等の比較的軟らかい材料を使用しているので、外部端子９を貫通孔１０ａに隙間なく強嵌合した場合であっても、蓋体１０は、外部端子９の形状にならって容易に変形する。従って、外部端子９と貫通孔１０ａの隙間を非常に小さくすることができ、接着剤１４の収納部１ｆ内への侵入を抑えることができる。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の密封型電気部品は、開口部を有し、開口部に連続して箱状の収納部が設けられたケースと、収納部底面側に回転可能に保持され、摺動子あるいは導電パターンのどちらか一方が設けられた回転体と、回転体に対向して配置され、摺動子あるいは導電パターンの他方が設けられると共に、これらと電気的に接続されて開口部側へ突出する外部端子を有する基板と、外部端子が挿通され嵌合する貫通孔を有し、開口部の内周面に嵌合される蓋体と、蓋体の上面側に充填され、開口部の内周面と蓋体との嵌合部、及び外部端子と蓋体との嵌合部を塞ぐ接着剤とを備え、接着剤の樹脂中には、蓋体の板面に沿って埋設される板状のスペーサを設けると共に、スペーサを、ケースと接着剤との線膨張係数のうちケースの線膨張係数により近い物性値を有する板材で形成したことから、接着剤の熱変形が生じたとしても、スペーサがあることによって、蓋体の材料に影響されずに、スペーサが無い場合に比べて、スペーサに接着した接着剤もスペーサと同様に挙動し、すなわちケースと同様な挙動を示すことになるので、ケースとの間に隙間が生じるのを抑制できる。また、この挙動が蓋体の材質には影響されないので、蓋体の材質を任意に選定することができる。
【００３２】
また、スペーサを、蓋体の板面上に密着させて載置して接着剤の樹脂中に埋設したことから、蓋体と接する接着剤部分を少なくできるので、蓋体の熱変形による影響を受けにくい。
【００３３】
また、スペーサを、金属板で形成し、外部端子と離間させた状態で接着剤の樹脂中に埋設したことから、接着剤に比べてスペーサは、弾性変形が生じない材料で形成されているので、確実に接着剤をスペーサの動きに従動させることができる。
【００３４】
また、スペーサの外周部の一部を円弧状に形成し、スペーサを、外部端子が突出された側とは反対側の開口部の内周面に沿って配置したことから、スペーサの外周部が開口部の内周面と概略同じ形状となるため、ケースとスペーサとの熱変形による寸法変化を概略同一にできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である密封型電気部品を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施例である密封型電気部品を示す平面図である。
【図３】本発明の密封型電気部品のスペーサを示す平面図である。
【図４】従来の密封型電気部品を示す断面図である。
【符号の説明】
１ケース
１ａ基部
１ｂ台部
１ｃ取付板
１ｄネジ穴
１ｅ開口部
１ｆ収納部
１ｇ貫通孔
１ｈ軸受部
１ｉばね収容部
１ｊ段部
１ｋ係止突起
１ｌ係止口
２軸受
３Ｙリング
４コイルばね
５回転体
５ａ鍔部
５ｂフック部
５ｃ下軸部
５ｄ上軸部
６軸
７摺動子
８基板
８ａ導電パターン
８ｂ挿通孔
９外部端子
１０蓋体
１０ａ貫通孔
１０ｂ軸受
１１スペーサ
１１ａ窓孔
１１ｂ係止凹部
１２リード線
１３被覆体
１４接着剤

Claims

開口部を有し、該開口部に連続して箱状の収納部が設けられたケースと、前記収納部底面側に回転可能に保持され、摺動子あるいは導電パターンのどちらか一方が設けられた回転体と、該回転体に対向して配置され、前記摺動子あるいは導電パターンの他方が設けられると共に、これらと電気的に接続されて前記開口部側へ突出する外部端子を有する基板と、前記外部端子が挿通され嵌合する貫通孔を有し、前記開口部の内周面に嵌合される蓋体と、該蓋体の上面側に充填され、前記開口部の内周面と前記蓋体との嵌合部、及び前記外部端子と前記蓋体との嵌合部を塞ぐ接着剤とを備え、前記接着剤の樹脂中には、前記蓋体の板面に沿って埋設される板状のスペーサを設けると共に、該スペーサを、前記ケースと前記接着剤との線膨張係数のうち前記ケースの線膨張係数により近い物性値を有する板材で形成したことを特徴とする密封型電気部品。
前記スペーサを、前記蓋体の板面上に密着させて載置して前記接着剤の樹脂中に埋設したことを特徴とする請求項１記載の密封型電気部品。
前記スペーサを、金属板で形成し、前記外部端子と離間させた状態で前記接着剤の樹脂中に埋設したことを特徴とする請求項１、又は２記載の密封型電気部品。
前記スペーサの外周部の一部を円弧状に形成し、該スペーサを、前記外部端子が突出された側とは反対側の前記開口部の内周面に沿って配置したことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の密封型電気部品。