JP2015081876A

JP2015081876A - センサ

Info

Publication number: JP2015081876A
Application number: JP2013220835A
Authority: JP
Inventors: 彰洋大庭; Akihiro Oba; 辻井　成樹; Shigeki Tsujii; 成樹辻井; 幸樹山本; Koju Yamamoto; 亮輿水; Akira Koshimizu
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2013-10-24
Filing date: 2013-10-24
Publication date: 2015-04-27
Anticipated expiration: 2033-10-24
Also published as: US20150114146A1; US9429451B2; DE102014208172B4; JP5769779B2; DE102014208172A1

Abstract

【課題】金型に対する金属ターミナルの位置精度を向上させることが可能なセンサ構造を得る。
【解決手段】センシング機能を有するセンシングモジュール１、センシングモジュール１からのセンシング信号を伝達する金属ターミナル２、複数の金属ターミナル２を各別に保持する絶縁性の固定部５、金属ターミナル２およびセンシングモジュール１を封止するとともに、金属ターミナル２の先端部を露出させたコネクタ部４を形成する樹脂部３を備え、センシングモジュール１に対し、金属ターミナル２が接合された段階で、樹脂封止前に固定部５の突出部６を金属ターミナル２の孔部７に嵌合させ、金属ターミナル２の剛性を向上させ、その配置を安定させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、インサート成形にて形状を成形するセンサに関するものである。

従来の車載用センサの基本構成は、例えば、センシングに必要な機能部品を有するセンシングモジュールと、センシングモジュールからセンシング信号を伝達する金属ターミナルと、それら部品を封止し、さらにコネクタなどの外装を形成する樹脂からなり、金属ターミナルの片側の先端部はコネクタのピン(コネクタ内の樹脂から露出する金属ターミナルの部分)を構成するものであった（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１２−２４２１９５号公報

コネクタのピンは、メスコネクタ側ターミナルと嵌合し、センシング信号を伝達することから、ピンの寸法は所望の精度が必要となる。例えば、金属ターミナル成形にてコネクタなどの外装を形成する上記のセンサにおいて、ピンの先端からピンを覆う樹脂端面の距離（ピン高さ）はコネクタの嵌合状態に影響するため、ピン高さの適切な精度を得ることが重要である。ここで、ピン高さの精度は、金属ターミナルを外装成形金型へ挿入する際の位置精度に依存することが分かっている。
金属ターミナル成形時において、金属ターミナルを金属ターミナル成形のための金型に挿入する必要があり、その際、金属ターミナルの剛性不足から、製品中央部に当る金属ターミナルを掴んでのハンドリング作業が困難であった。

また、金属ターミナルの剛性不足から、金属ターミナルを金型に挿入する際に、特に複数本の金属ターミナルを同時に挿入し難く、生産性には限界があった。さらに、挿入量不足により、コネクタのピンの高さは、高い精度を得られ難いとの問題点があった。
さらに、金属ターミナルを備えたセンシングモジュールを金型へ挿入完了後、金属ターミナルの剛性不足からその位置が安定せず、外装成形時に金属ターミナルの変形へ繋がるという問題があった。
本発明は、上記のような問題点を鑑み、金属ターミナルの金型に対する位置精度を容易に確保可能な構造を提供することを目的とする。

この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、金型に対する金属ターミナルの位置精度を容易に確保することが可能となるセンサを得ることを目的としている。

この発明に係わるセンサは、センシング機能を有するセンシングモジュール、前記センシングモジュールからのセンシング信号を伝達する金属ターミナル、複数の前記金属ターミナルを各別に保持する絶縁性の固定部、前記金属ターミナルおよび前記センシングモジュールを封止するとともに、前記金属ターミナルの先端部を露出させたコネクタ部を形成する樹脂部を備えたものである。

この発明のセンサによれば、固定部によって複数の金属ターミナルを各別に保持したため、金属ターミナルの剛性不足を解消でき、製造過程において、固定部を掴んでのハンドリング操作を容易に行うことが可能となる。

本発明の実施の形態１のセンサの断面図および金属ターミナルの下面図である。本発明の実施の形態１のセンサの製造過程を示す断面図である。本発明の実施の形態２のセンサの断面図である。本発明の実施の形態２の金属ターミナルを保持する固定部の断面図および上面図である。本発明の実施の形態２のセンサの製造過程を示す断面図である。本発明の実施の形態３の金属ターミナルの側面図およびセンサの断面図である。本発明の実施の形態３のセンサの製造過程を示す断面図である。本発明の実施の形態４のセンサの断面図である。本発明の実施の形態４のセンサの製造過程を説明するための断面図である。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１におけるセンサについて図１および図２に基づいて説明する。図１（ａ）は、実施の形態１のセンサの断面図であり、例えば、車載用センサを示している。図１（ａ）に示すように、センシング機能を有するセンシングモジュール１、センシングモジュール１に接続され、センシング信号を伝達する金属ターミナル２、複数の金属ターミナル２を各別に保持する絶縁性の固定部５、金属ターミナル２およびセンシングモジュール１を封止するとともに、金属ターミナル２の先端部を露出させたコネクタ部４を形成する樹脂部（封止樹脂）３を備えている。

ここで、センシングモジュール１は、例えば、磁界を発生する磁界発生手段と、磁界の変化を検出する磁気検出素子と、外来ノイズに対する保護回路形成する電子部品とを一体化した構成である。

この実施の形態１では、固定部５は、樹脂部３内に埋入され封止されており、また、固定部５は、略平板形状であり、その平面部から裏面側に突出する突出部６を有している。図１（ｂ）に、その下面図を示すように、金属ターミナル２は、所定の幅および厚みを持った略線形状であり、突出部６と嵌合する金属ターミナル２の一部が幅広に形成され、その幅広部分に設けられた孔部７に、突出部６を嵌め込むことで金属ターミナル２と固定部５との固定を行っている。図１（ａ）に示すように、金属ターミナル２は、Ｌ字形状に折り曲げられ、センシングモジュール１に一端が接続され、他端はコネクタ部４を構成するピン２ａとなっており、コネクタ部４から外部に露出している。

ここで、固定部５は、例えば、厚さ１ｍｍであり、射出成型によって得ることができ、金属ターミナル２のＬ字形状の２本の直線部のうち、センシングモジュール１に近い側の直線部上に配置されており、その長さは、該直線部の長さとほぼ同一に形成される。金属ターミナル２の他方の直線部は、固定部５に形成した突出部６の突出方向と同方向に伸びた状態に形成されている。そのため、固定部５の金属ターミナル２の屈曲部に近い箇所をピン２ａ側に押すことで、固定部５によって支持された金属ターミナル２の全てに同様に押圧力が加えられる。

また、図１（ｂ）は、固定部５に保持された金属ターミナル２の下面図を示している。
図示したように、金属ターミナル２は所定の幅を持つ略線形状の部材であり、複数本が互いに離間して、同方向に伸びるように配置されている。さらに、図１（ｂ）では、金属ターミナル２は、３本が平行に配置された例を示している。

なお、固定部５は絶縁性の物質で構成することを示したが、例えば樹脂部３と同じ樹脂製とすることができる。複数の金属ターミナル２に固定部５を装着させる方法としては、例えば、固定部５に一体成型して設けた突出部６を、金属ターミナル２に設けた孔部７に圧入後、熱カシメなどを行う方法が容易である。

このセンサの製造過程の外装成形工程では、図２に示すように、センシングモジュール１に接続された金属ターミナル２を、金属ターミナル成形のための下金型８ａの凹部（挿入部）８０に挿入する。固定部５を金属ターミナル２に装着したことで、金属ターミナル２の剛性不足を解消でき、金属ターミナル２を下金型８ａに挿入する際に、固定部５の側面部分を掴んでのハンドリング作業を容易に行うことができ、従来、金属ターミナル２のピン２ａを一本ずつ下金型８ａの凹部８０に挿入していたのに対し、複数本のピン２ａを同時に下金型８ａにセットすることが可能となる。

また、複数の金属ターミナル２が、固定部５によって固定されていることに加え、かつ固定部５を掴んで下金型８ａへ押し付ける作業ができるため、下金型８ａへの挿入作業が容易となり、下金型８ａに対するコネクタ部４のピン２ａの位置精度を確保することができる。
これにより金属ターミナル２間の離間された配置を保つことができるとともに、下金型８ａへのピン２ａの挿入高さのバラつきを抑制し、下金型８ａの凹部８０への挿入高さの精度を上げることが容易となるなど、金属ターミナル２の位置精度を向上させることが可能となる。
さらに、固定部５を装着することにより、金属ターミナル２の位置関係が安定するため、外装成形時の金属ターミナル２の変形を抑制することが可能となる。

実施の形態２．
次に、この発明の実施の形態２のセンサについて図３〜図５を用いて説明する。上述の実施の形態１では、複数の金属ターミナル２を各別に保持する固定部５は、略平板形状のものであって、裏面側に突き出した突出部６を金属ターミナル２の孔部７に嵌入させて固定するというものであった。この実施の形態２では、図３にセンサの断面図を示すように、固定部９は、複数の金属ターミナル２を例えば上下方向などの２方向から挟んで固定する構成であり、さらに固定部９を外装成形金型の上金型と下金型の間に挟持させることで、成形金型内で金属ターミナル２が位置決めすることを特徴としている。

図３に示すように、実施の形態２のセンサでは、実施の形態1で示したセンサに対し、さらなる端子高さ精度向上のため、上側、下側の固定部品９ａ、９ｂよりなる固定部９を用いる。この固定部９には、樹脂封止工程において、外装成形の上金型８ｂに接触して位置決めを行う突起形状の位置決め部１０ａ、下金型８ａに接触して位置決めを行う突起形状の位置決め部１０ｂが形成されている。

図４（ａ）に固定部９の断面図を、図４（ｂ）に固定部９の上面図を示すように、固定部品９ａは、上金型８ｂに接触する突起形状の位置決め部１０ａを持ち、固定部品９ｂは、下金型８ａに接触する突起形状の位置決め部１０ｂを持つ。位置決め部１０ａ、１０ｂは、それぞれ金属ターミナル２の上面部、下面部に接触する固定部品９ａ、９ｂの略平面部から外方向に、つまり、上側、下側に向かって突出する突起部である。また、固定部品９ａ、９ｂの略平板部表面の位置決め部１０ａ、１０ｂの周囲には、メルトリブ１１が設けられている。外装成形時の樹脂の熱により、メルトリブ１１の先細りとなった先端部が溶融されることで、外装樹脂から内部へのシールを行うよう構成されている。

また、固定部９を構成する二つの部品である固定部品９ａ、９ｂは、略平板面の内面部には、それぞれを圧入する寸法関係にある突出部１２と穴部１３を有し、図４（ａ）の断面図に示したように、金属ターミナル２を挟みつつ、一方の固定部品９ａ、９ｂの突出部１２を、他方の固定部品９ｂ、９ａの穴部１３に圧入させると、容易に固定部９を金属ターミナル２に装着させることができる。なお、図４（ａ）に示すように、固定部品９ａ、９ｂの接合面には、金属ターミナル２を嵌合させる溝が形成されている。

図５に、センサの製造過程における断面図を示すように、センシングモジュール１と、固定部９を装着した金属ターミナル２を一体化させた構造体を、下金型８ａにセットし、上金型８ｂを組み合わせた、封止樹脂注入前の段階において、金属ターミナル２の位置を固定部９によって金型内に安定した状態で位置決めすることができる。
固定部９で金型内に金属ターミナル２を位置決めすることで、外装成形時の樹脂注入工程などにおいて、金属ターミナル２の位置が上下方向に変動することを抑制でき、コネクタ部４のピン２ａの高さ方向と外装成形金型の上下方向が同一となるコネクタ部４の場合には、コネクタ部４のピン２ａの高さ精度を確保することができる。

実施の形態３．
次に、この発明の実施の形態３のセンサについて、図６および図７を用いて説明する。
上述の実施の形態１、２では、Ｌ字形状に折り曲げられた金属ターミナル２の直線部のうち、センシングモジュール１に繋がる一方の直線部に固定部５、９が装着された例を示したが、この実施の形態３では、金属ターミナル２の他方の直線部のコネクタ部４となる部分に、固定部１５が装着された場合について示す。

図６（ａ）に金属ターミナル２の側面図を、図６（ｂ）にセンサの断面図を示すように、固定部１５は、下金型８ａに対する位置決め部１６が設けられ、複数の金属ターミナル２の全数を各別に保持でき、ピン２ａを露出させられる形状であればよく、樹脂材料などの絶縁性物質によって形成される。

図６では、固定部１５として、金属ターミナル２を挿入可能な孔部を持つ一つの部品を例示しており、ピン２ａを固定部１５の孔部に挿入し、固定部１５を金属ターミナル２のコネクタ部４となる位置で保持した場合を示している。しかし、固定部１５は、この構成に限らず、上述の実施の形態１のように、あらかじめ金属ターミナル２のコネクタ部４近傍に孔部７を開口しておき、固定部１５となる平板形状の部材から突出させた突起部を金属ターミナル２の孔部に嵌入させる構成とすることも可能である。また、実施の形態２のように、二つの略平板状部品で複数の金属ターミナル２を挟み込んで保持する構成とすることも可能である。

図７に実施の形態３のセンサの製造過程における断面図を示すように、本実施の形態３では、位置決め部１６を挿入するだけで全ての金属ターミナル２を下金型８ａに容易に固定でき、外装成形金型に金属ターミナル２のピン２ａを１本ずつ挿入する必要がある実施の形態１等と比較して、作業性が向上する。なお、固定部１５の位置決め部１６は、下金型８ａの成形面側に設けた凹部８１の位置合わせ部に嵌合し、位置決め部１６の下面は凹部８１に設けられた位置決めのための段差部分である位置合わせ部に突き当たる構造である。また、凹部８１は、位置決め部１６の段差部分より深く形成されたピン２ａ挿入のための穴部も含んでいるが、その穴部は位置合わせに用いなくてもよい。

また、外装成形金型加工についても、実施の形態１等では金属ターミナル２のピン２ａを挿入する下金型８ａ側の凹部８０を、位置合わせに用いているため、開口寸法の精度が必要であったが、本実施の形態３のセンサでは、固定部１５を嵌め込む凹部８１を位置合わせ部として設けるのみでよい。実施の形態１、２のような、位置決めのためにピン２ａを嵌合させる凹部８０を下金型８ａに形成する場合と比較して、本実施の形態３の固定部１５を嵌合させる凹部８１の形成には、高い精度が不要であり、金型の加工を容易化することができる。

なお、実施の形態１、２において示した固定部５、９を備えたセンサに対し、さらなる端子高さ精度向上のため、付加的に図６に示した固定部１５を設けることが可能であることは言うまでもない。

実施の形態４．
次に、この発明の実施の形態４のセンサについて、図８、図９を用いて説明する。図８のセンサ断面図に示した通り、上述の実施の形態１で示したセンサに対し、さらなる端子高さ精度向上のため、本実施の形態４の固定部１７には、外装成形時の樹脂流れから受ける力の方向を変えるためのテーパ１８を設けている。固定部１７の表面のテーパ１８の形状は、樹脂流れの力を受けることで、ピン２ａが下金型８ａ方向に押されるような形状となっている。

図９に、センサの製造過程の、封止樹脂注入時の断面図を示す。樹脂流れの方向が図９の矢印方向Ａ（センシングモジュール１から金属ターミナル２の屈曲部へ向かう方向。）であるとき、テーパ１８によって、固定部１７は外装成形時に用いる下金型８ａ方向Ｂへ力を受け、さらに固定部１７を介し金属ターミナル２は同方向に力を受けるため、金属ターミナル２の先端部の下金型８ａへの挿入不足が低減され、ピン２ａを適した高さとすることができる。結果、完成したセンサにおいて、コネクタ部４のピン２ａの高さ精度を向上させることが可能となる。

また、上述の実施の形態２の固定部９は、上金型８ｂ、下金型８ａに接する突起形状の位置決め部１０ａ、１０ｂを持つ形状であることを示したが、固定部９に対し、図８で示した樹脂流れ方向を変えるテーパ１８に相当する部分を付加的に設け、ピン２ａの高さ精度を向上させることも可能であることは言うまでもない。

なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

１センシングモジュール、２金属ターミナル、２ａピン、３樹脂部、４コネクタ部、５、９、１５、１７固定部、６、１２突出部、７孔部、８ａ下金型、８ｂ上金型、９ａ、９ｂ固定部品、１０ａ、１０ｂ、１６位置決め部、１１メルトリブ、１３穴部、１８テーパ、８０、８１凹部。

この発明に係わるセンサは、センシング機能を有するセンシングモジュール、前記センシングモジュールに繋がる第一の直線部と前記第一の直線部端部から折り曲げられた第二の直線部を有し、センシング信号を伝達するＬ字形状の金属ターミナル、略平板状であり、その平面部を複数の前記金属ターミナルの前記第一の直線部に接触させ、複数の前記金属ターミナルを各別に保持する絶縁性の固定部、前記固定部、前記金属ターミナル、および前記センシングモジュールを封止するとともに、前記金属ターミナルの前記第二の直線部の先端部を露出させたコネクタ部を形成する樹脂部を備え、前記固定部は、その平面部から前記第二の直線部が伸びる方向と同方向に突出する突出部を有し、前記金属ターミナルの前記第一の直線部に設けられた孔部に前記突出部を嵌合させることで前記金属ターミナルとの固定を行うことを特徴とするものである。
また、この発明に係わるセンサは、センシング機能を有するセンシングモジュール、前記センシングモジュールからのセンシング信号を伝達する金属ターミナル、複数の前記金属ターミナルを各別に保持する絶縁性の固定部、前記固定部、前記金属ターミナル、および前記センシングモジュールを封止するとともに、前記金属ターミナルの先端部を露出させたコネクタ部を形成する樹脂部を備え、前記固定部は、複数の前記金属ターミナルを上下方向から挟んで固定する構成であり、前記固定部を前記樹脂部の外装成形に用いる成形金型の上金型と下金型の間に挟持させることで、前記成形金型内で前記金属ターミナルが位置決めされることを特徴とするものである。

Claims

センシング機能を有するセンシングモジュール、前記センシングモジュールからのセンシング信号を伝達する金属ターミナル、複数の前記金属ターミナルを各別に保持する絶縁性の固定部、前記金属ターミナルおよび前記センシングモジュールを封止するとともに、前記金属ターミナルの先端部を露出させたコネクタ部を形成する樹脂部を備えたことを特徴とするセンサ。
前記固定部は、前記樹脂部によって封止されることを特徴とする請求項１記載のセンサ。
前記固定部は、略平板形状であり、その平面部から突出する突出部を有し、前記金属ターミナルに設けられた孔部に前記突出部を嵌合させることで前記金属ターミナルとの固定を行うことを特徴とする請求項１または請求項２記載のセンサ。
前記固定部は、前記樹脂部の外装成形に用いる成形金型の成形面に接して前記金属ターミナルを位置決めする位置決め部を有することを特徴とする請求項１または請求項２記載のセンサ。
前記固定部は、複数の前記金属ターミナルを上下方向から挟んで固定する構成であり、前記固定部を前記樹脂部の外装成形に用いる成形金型の上金型と下金型の間に挟持させることで、前記成形金型内で前記金属ターミナルが位置決めされることを特徴とする請求項１、２、４のいずれか一項記載のセンサ。
前記固定部は、前記金属ターミナルの前記コネクタ部に装着されることを特徴とする請求項４記載のセンサ。
前記固定部は、その表面形状が、前記樹脂部の外装成形時の樹脂流入の方向を変える形状であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項記載のセンサ。
前記センシングモジュールは、磁界を発生する磁界発生部および磁界の変化を検出する磁気検出素子を備えたことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項記載のセンサ。
車載用機器として用いることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項記載のセンサ。