JP2014226862A - 温度センサ製造用の金型、製造方法、及び温度センサ - Google Patents

Abstract

【課題】射出速度を低下させず、かつ、ゲートの位置を変更せずに、ゲートから感温部までの間にボイドが発生することを抑制することができる温度センサ製造用の金型、製造方法および温度センサを提供する。
【解決手段】円柱状のキャビティを形成する金型において、感温部を収容する側の端部（第１端部）に設けられている第１ガス抜き通路（Ａ１）の他に、さらに、キャビティと金型外部とを連通する第２ガス抜き通路（Ａ３）を、感温部を収容する側の端部（第１端部）とゲートとの間に設ける。
【選択図】図１０

Description

本発明は、ハウジングが樹脂成形される温度センサの製造に用いられる金型、製造方法、および温度センサに関する。

従来、車体外部に取り付けられ、外気温を検出するために用いられる温度センサがある（例えば特許文献１）。一般に、外気温を検出するために用いられている温度センサは、温度を検出するための感温部と、感温部から信号を引き出すためのリード線と、リード線からの信号を外部機器に出力するためのターミナルと、これらを収容するハウジングと、を備えている。ハウジングは、射出成形によって感温部、リード線、及びターミナルを収容するように一体に成形される。より詳しくは、次のように成形される。

まず、感温部とリード線、リード線とターミナルを、それぞれ電気的かつ機械的に接続することで、感温部、リード線、およびターミナルからなる構造体を製造する。なお、感温部は、公知のサーミスタをエポキシ樹脂などでコーティングしたものを用いており、構造体においてはリード線やターミナルの部分よりも大きいサイズとなっている。

ハウジングを成形するための金型には、この構造体を、完成時のハウジング内において予め設計されている位置に固定するための構造体支持部が備えられている。構造体支持部は、たとえば、ターミナルの、完成品において露出するべき部分が差し込まれる差し込み口とすればよい。すなわち、ターミナルの露出部分を、この差し込み口に差し込むことで、構造体部品を金型の中空部分（キャビティ）内に固定する。

構造体を金型にセットした後に、ゲートよりキャビティ内に溶解樹脂を注入していく。ゲートよりキャビティに注入された溶解樹脂は、キャビティの外周（すなわち、金型に接する面）を伝って広がっていき、金型に接する部分から徐々に冷えて固化していく。なお、ハウジングの端部を成形する金型部分には、キャビティ内のガスを逃がすためのガス抜き孔が設けられており、溶解樹脂の注入に伴って、ガス抜き孔からガスが排気される。以上の製造方法において、キャビティに溶解樹脂が充填されて固化することによって、感温部、リード線、及びターミナルをハウジングに収容した温度センサが製造される。

特開２００８−１０１５５０号公報

しかしながら、キャビティ内からガスが抜けきる前に、ガス抜き孔に樹脂が到達した場合には、ガス抜き孔が樹脂によって防がれてしまい、キャビティ内にガスが残されてしまう。この残留したガスによって、キャビティ内に溶解樹脂を充填しきれず、ボイドが発生してしまう。

また、構造体は前述したようにリード線やターミナルの部分に比べて感温部のサイズが大きい。そのため、感温部付近の空間は、他の部分に比べて狭小となっている。また、溶解樹脂は、金型に沿ってキャビティ外周から回りこんで流れていくことから、樹脂の流入に伴って、狭小部分は、さらに狭小となっていき、よりガスが抜けにくくなっていく。

ゲートから狭小部分までの空間からガスが抜けきる前に、その狭小部分に樹脂が充填した場合には、ゲートから狭小部分までの空間にガスが残留し、ボイドが発生する。従って、このようにキャビティ内に感温部による狭小部分を備えるケースでは、狭小部分を備えない場合よりもボイドが発生する可能性が高まってしまう。

本発明は、以上の事情に基づいて成されたものであり、その目的とするところは、ゲートから感温部までの間にボイドが発生することを抑制することができる温度センサの製造用の金型、製造方法、および温度センサを提供することにある。

その目的を達成するための温度センサ製造用の金型の発明は、感温部（１０）、リード線（１３）、及びターミナル（１４）がこの順に直線状に連なって一体化した構造体（１０１）を収容するハウジング（２１）を成形するための温度センサ製造用の金型（５０Ａ）であって、前記感温部、前記リード線、および前記ターミナルが連なる方向を軸方向とし、前記構造体を収容する円柱状のキャビティ（Ｃ２１）と、前記キャビティの端部のうち、前記構造体の感温部を収容する側の第１端部に、キャビティ内のガスを抜くために、前記キャビティと金型外部とを連通する第１ガス抜き通路（Ａ１）と、前記キャビティの、前記第１端部とは反対側の端部である第２端部に配置され、前記ターミナルにおいて前記リード線と接続していない方の端末が差し込まれることで前記構造体を前記キャビティ内の所定の位置に保持する構造体支持部（５５ａ）と、前記第２端部から前記感温部までの間に形成され、前記キャビティ内に樹脂を注入するゲート（Ｇ）と、前記第１端部と前記ゲートとの間に、前記キャビティ内のガスを逃がすために、前記キャビティと金型外部とを連通する第２ガス抜き通路（Ａ３）と、を備えることを特徴とする。

以上の構成によれば、感温部が収容される側の端部（第１端部）に設けられている第１ガス抜き通路だけではなく、第２ガス抜き通路からもキャビティ内のガスは排気されるようになる。第２ガス抜き通路は、ゲートと第１端部の間に設けられているため、ゲートから第１端部までの空間に存在するガスを排出するために適している。したがって、第２ガス抜き通路を備えない場合よりも、ゲートから第１端部までの空間からガスが抜けやすくなる。

ここで、ゲートから第１端部までの空間には、ゲートから感温部までの空間も含まれているため、ゲートから第１端部までの空間からガスが抜けやすくなることに伴って、ゲートから感温部までの空間からもガスが抜けやすくなる。すなわち、ゲートから感温部までの空間にガスが残留しにくくなり、ボイドの発生も抑制することができる。

また、製造方法の発明は、前記金型の前記ゲートより前記キャビティに溶解樹脂を注入することで、前記ハウジングを射出成形する温度センサの製造方法である。

さらに、温度センサの発明は、感温部（１０）、リード線（１３）、及びターミナル（１４）がこの順に直線状に連なって一体化した構造体（１０１）を収容し、前記感温部、前記リード線、および前記ターミナルが連なる方向を軸方向とする円柱状のハウジング（２１）を備える温度センサ（１００）であって、前記ハウジングの端部のうち、前記感温部を収容する側の第１端部に、段差部を備えることを特徴とする温度センサである。

温度センサ１００を車両に取り付けている状態の一例を表した模式図である。 温度センサ１００の模式的な断面図である。 構造体１０１を説明するための模式図である。 比較構成において用いられる金型５０Ｂの断面図である。 図４中の一点鎖線５−５における断面図である。 胴体部空間Ｃ２１に溶解樹脂が流入していく過程を説明するための図である。 本実施形態で用いられる金型５０Ａの断面図である。 図７中の一点鎖線８−８における断面図である。 金型５１〜５４の構造を説明するための分解図である。 金型５０Ａにおいてヘッド部２１Ｈを形成する部分の拡大図である。 変形例において図８に対応する断面図である。

以下、本発明にかかる温度センサ１００の構造およびその製造方法の実施形態を図１〜１０を用いて説明する。まず、温度センサ１００の製造方法について述べる前に、温度センサ１００の構成の概要について説明する。図１は、温度センサ１００を車両に取り付けている状態の一例を表した参考図である。図１に示すように、温度センサ１００は、クランプ部材３０を介して、例えば車両のフロントバンパーＦｒ等に取り付けられる。図１の矢印Ａは水平方向を示しており、車両走行時には、温度センサ１００は矢印Ａに示す向きの風を受ける。なお、この図１に示す取付姿勢はあくまで一例であって、たとえば温度センサ１００は、図１とは上下が逆向きに取り付けられたり、胴体部２１の長手方向が矢印の方向とは垂直となる姿勢で取り付けられたりしても良い。

図２は、温度センサ１００の断面構造を模式的に表した図である。図２に示す温度センサ１００は、感温部１０、リード線１３、ターミナル１４、胴体部２１、支持部２２、およびクランプ嵌合部２３を備えている。胴体部２１は、感温部１０、感温部１０から引き出されるリード線１３、およびターミナル１４を収容している。なお、ここでは、胴体部２１、支持部２２、およびクランプ嵌合部２３を、それぞれ区別して呼んでいるが、これらは後述する製造方法によって一体成形されるものである。以降では、各部について説明する。

感温部１０は、所定の温度特性を有する通常のサーミスタ素子１１を備えている。サーミスタ素子１１は、サーミスタ素子１１の抵抗値の変化を検出するためのリード線１３と接続されており、サーミスタ素子１１は、リード線１３のサーミスタ素子１１と接続する端子ともどもエポキシ樹脂１２によって一体にコーティングされている。リード線１３の端子のうち、サーミスタ素子１１と接続されていない方の端子１３ｂは、ターミナル１４の一端１４ａと電気的に接続されている。そして、サーミスタ素子１１を含む感温部１０、リード線１３、及びターミナル１４が、樹脂成形された胴体部２１に一体となって収容されている。なお、ターミナル１４、リード線１３、及び感温部１０は、この順番に略直線上に連なって配置されている。

胴体部２１は、ターミナル１４、リード線１３、及び感温部１０が連なる方向を軸方向とする円柱状の形状となっている。すなわち、ここでの軸方向と前述の長手方向とは一致する。なお、ここでの円柱状とは、軸方向に垂直な断面が真円に限らず、楕円であったり、外周に一部直線部分を備えるものまで含む。また、胴体部２１において感温部１０付近の部分を、特にヘッド部２１Ｈと称する。この胴体部２１が請求項に記載のハウジングに相当する。

また、胴体部２１においてヘッド部２１Ｈとは反対の端部には、ターミナル１４においてリード線１３と接続されていない方の端子１４ｂが露出するように、開口した形状のコネクタ部２１Ｃが備えられている。コネクタ部２１Ｃにおいて露出しているターミナル１４の端子１４ｂは、図示しない外部機器の接続端子と接続され、外気の温度を検出するための信号を外部機器に出力する。

なお、ターミナル１４においてコネクタ部２１Ｃで露出している部分（ターミナル端子１４ｂを含む）には、耐食性を向上させるためのスズメッキが施されている。また、コネクタ部２１Ｃの外側に設けられている突起形状は、他のセンサや他の型番の温度センサ用の接続端子を、誤ってコネクタ部２１Ｃに挿入することを防ぐためのものである。コネクタ部２１Ｃに挿入される外部機器の接続端子（コネクタ）の形状に合うように、これらの突起形状が設けられる。

クランプ嵌合部２３は、一体成形される胴体部２１、支持部２２、およびクランプ嵌合部２３とは別途製造されるクランプ部材３０が嵌め込まれるための構造部分である。クランプ嵌合部２３は、嵌め込んだクランプ部材３０が走行時の振動や風雨によって外れることを防止するための、係止爪２３ａなどの構造を備えている。

もちろん、クランプ部材３０に相当する構造を胴体部２１、支持部２２などと共に一体成形してもよい。また、胴体部２１、支持部２２、およびクランプ嵌合部２３までを一次成形した後に、さらにクランプ部材３０に相当する形状を二次成形することで一体化させた構成としてもよい。この場合、係止爪２３ａは不要となる。支持部２２は、胴体部２１をクランプ嵌合部２３に支持するための構造部分である。なお、軸方向に垂直な方向であって、胴体部２１からクランプ嵌合部２３に向かう方向を、以降での説明のため上下方向とし、この上下方向において、胴体部２１はクランプ嵌合部２３よりも上方向にあるものとする。

クランプ部材３０は、温度センサ用端部と車両用端部とを備えており（何れも図示略）、温度センサ用端部がクランプ嵌合部２３に嵌め込まれることで、クランプ部材３０と温度センサ１００とが一体となる。また、車両用端部が車両のフロントバンパー等に設けられた嵌め込み穴に嵌め込まれることで、クランプ部材３０は、車両に固定される。すなわち、温度センサ用端部がクランプ嵌合部２３に嵌めこまれてクランプ部材３０と一体化した温度センサ１００は、さらにクランプ部材３０の車両用端部がフロントバンパーＦｒ等に設けられた嵌め込み穴に嵌め込まれることで、車両に固定される。そして、温度センサ１００は、車両のフロントバンパーＦｒ等の外気に触れる箇所に設置されると、外気の温度によってサーミスタ素子１１の抵抗値が変化し、その抵抗値から外気の温度を検出することができる。

以降では、本実施形態における温度センサ１００の製造方法について図を参照しながら説明する。温度センサ１００の製造に際しては、まず、サーミスタ素子１１に電圧を印加するためのリード線１３の一端とサーミスタ素子１１とを溶接などによって電気的に接続する。そして、リード線１３の一部を含むように、サーミスタ素子１１をエポキシ樹脂１２でコーティングし、感温部１０を形成する。さらに、リード線１３のサーミスタ素子１１と接続していない方の端子１３ｂを、ターミナル１４の一端１４ａと溶接などによって電気的かつ機械的に接続することで、図３に示す１つの構造体１０１を生成する。

そして、構造体１０１を射出成形用の金型にセットして、溶解樹脂を注入する工程（これを射出成形工程とする）に移る。金型に注入された溶解樹脂が冷却され固化することによって前述の胴体部２１、支持部２２、およびクランプ嵌合部２３が、一体に形成され、かつ、胴体部２１に感温部１０などが収容された温度センサ１００を得ることができる。

ここで、本実施形態における射出成形工程に用いる金型５０Ａについて説明する前に、従来技術に相当する比較構成において射出成形工程に用いる金型５０Ｂについて説明し、比較構成での課題について改めて述べる。

図４は、比較構成での射出成形工程で用いられる金型５０Ｂに、構造体１０１をセットしている状態の断面図を示しており、図５は図４の一点鎖線５−５における断面の模式図を示している。金型５０Ｂは種々の金型部品が組み合わさった複合体であって、ベース金型５１、ヘッド側金型５２、およびコネクタ成形金型５５を主として備えている。もちろん、金型５０Ｂを構成する金型部品は、さらに細かく分かれていてもよく、例えばベース金型５１は、完成品を取り出すために２つ以上に分割されていてもよい。完成品を取り出すための構造については、適宜設計すればよく、ここでは省略する。

ただし、完成品を取り出すためにベース金型５１を分割している場合、それらの分割された金型部品を組み合わせたときの接触面に間隙が生じないように、組み合わせ面にゴム板を配設するなど、密閉性を保つような構成とする。これは、金型と金型の間に意図しない間隙が存在すると、その間隙に溶解樹脂が流入し、完成品にバリなどの形状不良が生じてしまうことを防ぐためである。

金型５０Ｂの内部に形成される空間に溶解樹脂を注入するためのゲートＧの位置は適宜設計されればよい。ゲートＧの位置は、溶解樹脂の流れなどを考慮して決定すればよく、本実施形態および比較構成においては、図４及び図５に示すようにコネクタ部２１Ｃが形成される空間の両側方に設ける。ここでの側方とは、軸方向および上下方向のそれぞれと垂直に交わる方向である。

なお、金型５０Ｂの内部に形成される空間は、前述の胴体部２１、支持部２２、クランプ嵌合部２３に対応する形状となっている。そこで、金型５０Ｂの内部に形成される空間のうち、胴体部２１に相当する空間を胴体部空間Ｃ２１、支持部２２に相当する空間を支持部空間Ｃ２２、クランプ嵌合部２３に相当する空間をクランプ嵌合部空間Ｃ２３と区別して称する。胴体部空間Ｃ２１のうち、ヘッド部２１Ｈに相当する側の端部をヘッド側端部、コネクタ部２１Ｃに相当する側の端部をコネクタ側端部とする。ここで、胴体部２１に合わせて円柱状となっている胴体部空間Ｃ２１が、請求項に記載しているキャビティに相当し、ヘッド側端部が第１端部に、コネクタ側端部が第２端部にそれぞれ相当する。以降では、本実施形態で用いられる金型５０Ａと、比較構成で用いられる金型５０Ｂとの差異は、胴体部空間Ｃ２１を形成する部分に備えられているため、主としてこの胴体部空間Ｃ２１を形成する金型部分について説明する。

コネクタ成形金型５５は、コネクタ側端部に配置され、コネクタ部２１Ｃを成形するための金型部品であり、コネクタ部２１Ｃの内面形状に合致する形状を備える。また、コネクタ成形金型５５の先端部には、ターミナル差し込み口５５ａが設けられており、このターミナル差し込み口５５ａに、構造体１０１のターミナル１４部分を差し込むことで、構造体１０１を金型５０Ｂに固定する。なお、このときの構造体１０１の固定位置は、予め設計されている胴体部２１内の構造体１０１の位置となるようにしている。すなわち、構造体１０１は、円柱状の胴体部空間Ｃ２１の軸に沿うように固定される。

また、コネクタ成形金型５５は、コネクタ成形金型５５とベース金型５１との間に微小な間隙Ａ５が生じるようにベース金型５１と組み合わせられる。ゲートＧから溶解樹脂が注入され、コネクタ部２１Ｃが形成されていく過程においては、ゲートＧからコネクタ部２１Ｃ端部までの空間に存在するガスが、この微小な間隙Ａ５を通って金型５０Ｂの外部に抜き出される。したがって、この微小な間隙Ａ５が、コネクタ側端部に設けられたガス抜き通路（以降、コネクタ側ガス抜き通路）となる。なお、ガス抜き通路となる微小な間隙は、空気などの気体は通るが、溶解樹脂は通らない程度の大きさ（たとえば０．１ｍｍ）とし、溶解樹脂の粘度などを考慮して設計すればよい。

ヘッド側金型５２は、ヘッド部２１Ｈの端面を成形するための金型である。ヘッド側金型５４は、ヘッド側金型５４とベース金型５１との間にガスを抜くための微小な間隙Ａ３（これをヘッド側ガス抜き通路とする）が生じるように、ベース金型５１と組み合わせられる。ゲートＧからヘッド側端部まで溶解樹脂が流入される過程において、ゲートＧからヘッド側端部までの空間に存在するガスは、このヘッド側ガス抜き通路Ａ１を通って外部に抜き出される。

構造体１０１が金型５０Ｂにセットされ、各金型５１、５４、および５５が組み合わされると、いわゆる型締めが完了となり、ゲートＧから、金型５０Ｂ内に溶解樹脂が注入されていく。

比較構成で用いられる金型５０Ｂの胴体部空間Ｃ２１を溶解樹脂が流れていく過程を、図６を用いて説明する。なお、溶解樹脂としてここでは、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）を用いる構成とするが、これに限らない。ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリアミド（ＰＡ）など、公知の樹脂を用いてもよい。また、溶解樹脂として用いるＰＢＴ樹脂には、強度を確保するためにガラス繊維を所定の割合（たとえば２０％など）で混ぜている。

図６の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ、ゲートＧより金型５０Ｂ内に溶解樹脂が注入されていく過程を、時系列順に表した模式図である。図６（Ａ）に示すように、ゲートＧより注入された溶解樹脂は、コネクタ成形金型５５とぶつかり、コネクタ成形金型５５およびベース金型５１に沿うように展開する。ゲートＧは、コネクタ部２１Ｃが成形される空間付近に配置されているため、ヘッド部２１Ｈが整形されるよりも早い段階で、コネクタ部２１Ｃの空間に溶解樹脂が充填される。また、ゲートＧから見てヘッド側端部の方へと流れた溶解樹脂は、胴体部空間Ｃ２１の外周に沿って流れていく。図６の（Ｂ）および（Ｃ）は、ゲートＧからヘッド側端部までの空間に溶解樹脂が充填されていく過程を表している。

ところで、構造体１０１は、リード線１３やターミナル１４が線状の部材であるのに対し、感温部１０は水滴状である。したがって、軸方向に垂直な断面において構造体１０１が胴体部空間Ｃ２１を占める面積を見た時、感温部１０が胴体部空間Ｃ２１を占める面積は、リード線１３やターミナル１４に比べて大きい。そのため、溶解樹脂がゲートＧからヘッド側端部までの空間において、感温部１０付近に形成される狭小部分Ｒ１０は溶解樹脂およびガスが流れることができる空間が、他の部分に比べて狭小となっている。

溶解樹脂は、ベース金型５１に沿って胴体部空間Ｃ２１の外周から回りこんで流れていく。そのため、溶解樹脂の流入に伴って、狭小部分Ｒ１０は、さらに狭小となる。狭小部分Ｒ１０がより狭小となると、ゲートＧから狭小部分Ｒ１０までの空間に残留しているガスは狭小部分Ｒ１０のゲートＧ側からヘッド部２１Ｈ側端部へと、より抜けにくくなる。

再び図６に戻って（Ａ）の状態からさらに溶解樹脂が注入された時点の胴体部空間Ｃ２１内の状態を（Ｂ）に示す。図６（Ｂ）は、ゲートＧから狭小部分Ｒ１０までの胴体部空間部分からガスが抜けきる前に、前述の理由によって狭小部分Ｒ１０が溶解樹脂で塞がってしまった状態を表している。

その後、ゲートＧよりさらに溶解樹脂を注入していった場合を（Ｃ）に示す。感温部１０からヘッド部端部までの空間に残っているガスは、狭小部分Ｒ１０を通過してくる溶解樹脂に押されて、ヘッド側ガス抜き通路Ａ１を通って排出され、感温部１０からヘッド部２１Ｈ側端部までの空間を溶解樹脂が充填する。

しかしながら、ゲートＧから感温部１０までの空間のガスは抜けきれていないため、その残留ガスによってボイド６０が生じてしまう。すなわち、比較構成においては、溶解樹脂が狭小部分Ｒ１０に到達する速度が、ゲートＧから狭小部分Ｒ１０までの空間からガスが抜けていく速度よりも大きいため、図６（Ｃ）に示すようにボイド６０が生じてしまうといった問題があった。

以上で述べた比較構成で用いる金型５０Ｂに対し、本実施形態では、図７および図８に示す金型５０Ａを用いる。図７は、構造体１０１をセットしている状態の金型５０Ａの断面図を示し、図８は図７の一点鎖線８−８における断面図を示している。図７および図８はそれぞれ比較構成を説明するための図４、図５に対応している。比較構成と本実施形態とにおいて相互に対応する部分には、説明簡略化のため、同一の符号を付している。なお、用いる金型を５０Ｂから５０Ａに変更する点を除くと、射出成形工程の手順（型締、射出、冷却など）は、従来のものと同様である。

本実施形態における金型５０Ａは、金型５０Ｂと同様に種々の金型部品が組み合わさった複合体であって、ベース金型５１、第３ヘッド側金型５４、第２ヘッド側金型５３、第１ヘッド側金型５２、およびコネクタ成形金型５５を備えている。本実施形態における第１ヘッド側金型５２が従来構成におけるヘッド側金型５２に相当する。また、コネクタ成形金型５５は、比較構成の金型５０Ｂと同様のものである。

第３ヘッド側金型５４、第２ヘッド側金型５３、および第１ヘッド側金型５２は、図９に示すように入れ子構造となって、それぞれの金型の間に微小な間隙が生じるようにベース金型５１に組み合わされる。第３ヘッド側金型５４、第２ヘッド側金型５３、および第１ヘッド側金型５２、およびベース金型５１を組み合わせた状態の、ヘッド部２１Ｈ側端部の拡大図を、図１０に示す。

図９、図１０に示すように、ベース金型５１と第３ヘッド側金型５４との間に設けられた微小な間隙を第３ヘッド側ガス抜き通路Ａ３、第３ヘッド側金型５４と第２ヘッド側金型５３との間に設けられた微小な間隙を第２ヘッド側ガス抜き通路Ａ２とする。また、第２ヘッド側金型５３と第１ヘッド側金型５２との間に設けられた微小な間隙を第１ヘッド側ガス抜き通路Ａ１とする。

ここで、図９に戻って、ベース金型５１と第３ヘッド側金型５４の組み合わせ部分について詳細に説明する。図９に示すように、第３ヘッド側金型５４において胴体部空間Ｃ２１の軸に垂直な環状平面５４Ｆの内周円の直径Ｄ３ｂは、ベース金型５１において胴体部空間Ｃ２１の軸に垂直な環状平面５１Ｆの内周円の直径Ｄ３ａよりも小さくしている。したがって、第３ヘッド側金型５４の環状平面５４Ｆの内周円に接続する面５４Ｓ（小径筒面）と、ベース金型５１の環状平面５１Ｆの内周円に接続する面５１Ｓ（大径筒面）との間には、軸に垂直な方向において段差が形成される。

そして、環状平面５１Ｆと環状平面５４Ｆとの間には微小な間隙が生じるように、ベース金型５１と第３ヘッド側金型５４が組み合わされる。すなわち、小径筒面５４Ｓと、大径筒面５１Ｓとの段差部に生じる間隙が、第３ヘッド側ガス抜き通路Ａ３におけるガスの抜き出し口となる。段差部から第３ヘッド側ガス抜き通路Ａ３に入ったガスは、第３ヘッド側金型５４の環状平面５４Ｆの外周円に接続する面と、ベース金型５１の環状平面５１Ｆの外周円に接続する面との間に設けられている間隙を通って金型５０Ａの外部に出る。

また、第３ヘッド側金型５４と第２ヘッド側金型５３の組み合わせ部分についても、同様に段差部を備える構造とし、その段差部をガスの抜け出し口とする第２ガス抜き通路Ａ２を備えさせている。なお、金型５０Ａのヘッド側端部付近に、このような段差部を設けたことによって、完成品である温度センサ１００のヘッド部２１Ｈにも、段差部が備えられることとなる。

以上で述べたように、金型５０Ａでは、ヘッド側金型５２〜５４を、それぞれの金型の間に微小な間隙が生じるようにベース金型５１に組み合わせることで、ゲートＧからヘッド部２１Ｈ側端部までの間に、ガス抜き通路を比較構成よりも増やすことができる。

比較構成の金型５０Ｂにおいては、ゲートＧからヘッド側端部までのガスが抜ける経路は、ヘッド側端部に設けられたヘッド側ガス抜き通路Ａ１しか無かった。しかし、本実施形態の金型５０Ａを用いると、ヘッド側端部に設けられた第１ヘッド側ガス抜き通路Ａ１に加えて、ゲートＧからヘッド側端部の間に、さらに、２つのガス抜き通路Ａ２、Ａ３が設けられている。

したがって、金型５０Ａを用いることで、金型５０Ｂを用いる比較構成の場合よりも、溶解樹脂をゲートＧより注入する過程において、ゲートＧから狭小部分Ｒ１０までの空間のガスを外部へ抜けやすくすることができる。そして、ゲートＧから狭小部分Ｒ１０までの空間にボイドが発生する可能性を低減することができる。

ところで、ゲートＧから狭小部分Ｒ１０までの空間にボイドが発生する可能性を低減するためには、その他の解決手段として、たとえばゲートＧの位置を変更する方法も考えられる。しかしながら、ゲートＧの位置を変更すると、ゲートＧから胴体部空間Ｃ２１へと流入した溶解樹脂の流れも変化し、溶解樹脂の乱流が生じることが懸念される。溶解樹脂中のＰＢＴ樹脂とガラス繊維は流れるスピードが違う為、乱流が生じた場合には、ガラス繊維が一箇所に固まって浮きでてしまう、いわゆるガラス浮きが発生してしまう恐れが生じる。

また、ゲートＧから胴体部空間Ｃ２１へと流入した溶解樹脂の流れが変化することで、溶解樹脂の流れる圧力によって、胴体部空間Ｃ２１に固定されている構造体１０１が、胴体部空間Ｃ２１の軸からずれることも懸念される。構造体１０１が軸から何れかの方向に偏った位置で成形された場合、偏った方向の感温部１０付近の樹脂の肉厚が、設計値よりも小さくなり、その結果、強度が足りないといった不良が生じる恐れが生じる。

言い換えれば、ゲートＧの位置を変更することで、ゲートＧから狭小部分Ｒ１０までの空間にボイドが発生する可能性を低減できたとしても、ガラス浮きや強度不足など、異なった種類の不良が生じる恐れがある。

また、溶解樹脂が狭小部分Ｒ１０に到達する速度が、ゲートＧから狭小部分Ｒ１０までの空間のガスが抜けていく速度よりも小さければ、ゲートＧから狭小部分Ｒ１０までの空間にボイドが発生する可能性を低減することができる。そこで、他の解決方法として、溶解樹脂の射出速度を低下させる方法も考えられる。しかしながら、射出速度を低下させると、胴体部空間Ｃ２１を溶解樹脂が充填するために要する時間が増大するため、時間あたりの生産効率が低下してしまう。

これらの事情を鑑みると、本実施形態のように、ゲートＧからヘッド部側端部の間にガス抜き通路を増設した構成とすることで、ゲート位置や射出速度を変更せずに、ゲートＧから感温部１０までの空間にボイドが発生する可能性を低減することができる。

なお、一般に、ガス抜き通路を設けた場合、ガス抜き通路となる微小な間隙は、溶解樹脂を通しにくい小ささとするが、射出圧力によってわずかながらにその間隙に溶解樹脂が入り込み、小さな凸状の跡が完成品に残る。

しかしながら、本実施形態のように、胴体部空間Ｃ２１におけるヘッド部２１Ｈに相当する部分の断面積が、ヘッド側端部に向かって階段状に小さくなる形状とし、その段差部分にガス抜き構造Ａ１、Ａ２を設けている。これによって、完成品におけるガス抜き構造の痕跡を目立たなくさせ、商品性を維持することができる。

なお、本実施形態の製造方法で用いる金型５０Ａは、ゲートＧからヘッド側端部の間に、第１、第２、および第３ヘッド側ガス抜き通路Ａ１〜３の、３つのガス抜き通路を備える構成としたが、これに限らない。ガス抜き通路は、２つであっても、４つ以上であってもよい。

また、ゲートＧからヘッド側端部の間に備えられるガス抜き通路のうち、ゲートＧに最も近いもの（すなわち、第３ヘッド側ガス抜き通路Ａ３）を感温部１０の中心とヘッド部２１Ｈ側端部との間に設けた構成としたが、これに限らない。追加されるガス抜き通路は、ゲートＧからヘッド側端部の間に設けられればよく、例えば図１１に示すように、感温部１０よりもゲートＧ側に設けられていてもよい（変形例）。しかしながら、ガス抜き通路は、よりゲートＧに近いほどより早い時点で溶解樹脂によって覆われ、ガスを抜く機能が損なわれてしまうため、ガス抜き通路をより効果的に作動させるためには、ゲートＧ付近から離れているほうが望ましい。

一方で、ガスを逃したい空間の近くにガス抜き通路があったほうが、ガスを抜く効果が大きい場合も考えられる。本実施形態のように感温部１０による狭小部分Ｒ１０付近にガス抜き通路を増設することによって、狭小部分Ｒ１０付近にガスが残留しにくくすることが期待される。

１００…温度センサ、２１…胴体部（ハウジング）、１０…感温部、１３…リード線、１４…ターミナル、１０１…構造体、５０Ａ…金型、
５５ａ…ターミナル差し込み口（構造体支持部）、
Ｇ…ゲート、Ｃ２１…胴体部空間（キャビティ）、
Ａ１…金型５０Ｂにおけるヘッド側ガス抜き通路、金型５０Ａにおける第１ヘッド側ガス抜き通路、
Ａ２…第２ヘッド側ガス抜き通路、Ａ３…第３ヘッド側ガス抜き通路

Claims (7)

1. 感温部（１０）、リード線（１３）、及びターミナル（１４）がこの順に直線状に連なって一体化した構造体（１０１）を収容するハウジング（２１）を成形するための温度センサ製造用の金型（５０Ａ）であって、
   前記感温部、前記リード線、および前記ターミナルが連なる方向を軸方向とし、前記構造体を収容する円柱状のキャビティ（Ｃ２１）と、
   前記キャビティの端部のうち、前記構造体の感温部を収容する側の第１端部に、キャビティ内のガスを抜くために、前記キャビティと金型外部とを連通する第１ガス抜き通路（Ａ１）と、
   前記キャビティの、前記第１端部とは反対側の端部である第２端部に配置され、前記ターミナルにおいて前記リード線と接続していない方の端末が差し込まれることで前記構造体を前記キャビティ内の所定の位置に保持する構造体支持部（５５ａ）と、
   前記第２端部から前記感温部までの間に形成され、前記キャビティ内に樹脂を注入するゲート（Ｇ）と、
   前記第１端部と前記ゲートとの間に、前記キャビティ内のガスを逃がすために、前記キャビティと金型外部とを連通する第２ガス抜き通路（Ａ３）と、を備えることを特徴とする温度センサ製造用の金型。
2. 請求項１において、
   前記第２ガス抜き通路は、前記第１端部から前記感温部の前記第２端部側の端部まで間に設けられていることを特徴とする温度センサ製造用の金型。
3. 請求項２において、
   前記第２ガス抜き通路は、前記感温部の前記第１端部側の端から前記感温部の前記第２端部側の端部までの間に設けられていることを特徴とする温度センサ製造用の金型。
4. 請求項１から３の何れか１項において、
   前記金型は、前記ゲートから前記第１端部の間に段差部を備え、
   前記段差部は、前記キャビティの軸に垂直な環状平面と、前記環状平面の内周円に接続し、前記環状平面に対して前記第１端部側に位置する小径筒面と、前記環状平面に対して前記第２端部側に位置し、前記環状平面の内周円の直径より大きい直径を備え大径筒面により形成され、
   前記環状平面と前記大径筒面との間には間隙が形成され、前記第２ガス抜き通路は、その隙間を一部に含む通路である、ことを特徴とする温度センサ製造用の金型。
5. 請求項４において、
   前記金型は、前記段差部を複数箇所に備え、
   各段差部に形成された隙間をそれぞれ含む複数の前記第２ガス抜き通路が形成されていることを特徴とする温度センサ製造用の金型。
6. 請求項１から５の何れか１項において、前記金型の前記ゲートより前記キャビティに溶解樹脂を注入することで、前記ハウジングを射出成形することを特徴とする温度センサの製造方法。
7. 感温部（１０）、リード線（１３）、及びターミナル（１４）がこの順に直線状に連なって一体化した構造体（１０１）を収容し、前記感温部、前記リード線、および前記ターミナルが連なる方向を軸方向とする円柱状のハウジング（２１）を備える温度センサ（１００）であって、
   前記ハウジングの端部のうち、前記感温部を収容する側の第１端部に、段差部を備えることを特徴とする温度センサ。

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