JP2017033789A

JP2017033789A - 樹脂モールド構造および物理量測定センサ

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Publication number: JP2017033789A
Application number: JP2015153363A
Authority: JP
Inventors: 池田　幸雄; Yukio Ikeda; 幸雄池田
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 2015-08-03
Filing date: 2015-08-03
Publication date: 2017-02-09
Anticipated expiration: 2035-08-03
Also published as: JP6471639B2

Abstract

【課題】樹脂モールドと絶縁体との融着を確実に行うことが可能な樹脂モールド構造および物理量測定センサを提供する。【解決手段】導体２の周囲を絶縁体３で被覆した複数本の絶縁電線４の端部を一括して樹脂モールド５で覆った樹脂モールド構造１であって、樹脂モールド５の絶縁電線４の延出側の端面５ｃに凹状の肉盗み穴７が形成され、肉盗み穴７は、絶縁電線４の近傍に、絶縁電線４と離間して形成されている。【選択図】図１

Description

本発明は、樹脂モールド構造および物理量測定センサに関する。

従来、磁気センサ、温度センサ等の物理量を測定する物理量測定センサとして、導体の周囲を絶縁体で被覆した複数本の絶縁電線の周囲を一括して覆うようにジャケットを設けたケーブルを用い、当該ケーブルの端部に設けられたセンサ部と、ケーブルの端部とを一括して樹脂モールドで覆った構造のものが知られている。

このような構造の物理量測定センサでは、樹脂モールドを成型する際の熱でジャケットの表面を軟化させ、樹脂モールドとジャケットとを融着させることで、ケーブル延出部の防水性を確保している。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、特許文献１がある。

特開２０１０−２６７５２６号公報

ところで、近年では、物理量測定センサの配置の自由度を向上し、かつ狭いスペースでも物理量測定センサを配置できるように、物理量測定センサから延出されるケーブル等の電線の曲げ半径をより小さくすることが要求されている。

そこで、本発明者は、絶縁電線を複数本束ねた外径の大きいケーブルを用いずに、樹脂モールドから外径の小さい絶縁電線を直接延出させる構造を採用することで、物理量測定センサから延出される電線の曲げ半径を小さくすることを考えた。

しかし、絶縁電線の絶縁体は薄いため、金型を用いて樹脂モールドを成型する際に、金型に流し込んだ樹脂の熱により絶縁体が軟化して剥がれ落ちてしまい、樹脂モールドと絶縁体との融着が十分に行われず、十分な防水性を実現できない場合があった。

そこで、本発明は、樹脂モールドと絶縁体との融着を確実に行うことが可能な樹脂モールド構造および物理量測定センサを提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決することを目的として、導体の周囲を絶縁体で被覆した複数本の絶縁電線の端部を一括して樹脂モールドで覆った樹脂モールド構造であって、前記樹脂モールドの前記絶縁電線の延出側の端面に凹状の肉盗み穴が形成され、前記肉盗み穴は、前記絶縁電線の近傍に、前記絶縁電線と離間して形成されている、樹脂モールド構造を提供する。

また、本発明は、上記課題を解決することを目的として、導体の周囲を絶縁体で被覆した複数本の絶縁電線と、前記絶縁電線の端部に設けられたセンサ部と、前記絶縁電線の端部と前記センサ部とを一括して覆う樹脂モールドと、を備えた物理量測定センサであって、前記樹脂モールドの前記絶縁電線の延出側の端面に凹状の肉盗み穴が形成され、前記肉盗み穴は、前記絶縁電線の近傍に、前記絶縁電線と離間して形成されている、物理量測定センサを提供する。

本発明によれば、樹脂モールドと絶縁体との融着を確実に行うことが可能な樹脂モールド構造および物理量測定センサを提供できる。

本発明の一実施の形態に係る樹脂モールド構造を示す斜視図である。図１のＡ−Ａ線断面図である。図２のＢ−Ｂ線断面図である。絶縁電線の絶縁体として用いるウレタン樹脂におけるヤング率の温度変化を示すグラフ図である。本発明の一変形例に係る樹脂モールド構造の断面図である。図１の樹脂モールド構造において、樹脂モールドの成型を説明する図である。

［実施の形態］
以下、本発明の実施の形態を添付図面にしたがって説明する。

図１は、本実施の形態に係る樹脂モールド構造を示す斜視図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図、図３は図２のＢ−Ｂ線断面図である。

図１〜３に示すように、樹脂モールド構造１は、導体２の周囲を絶縁体３で被覆した複数本の絶縁電線４の端部を一括して樹脂モールド５で覆って構成されている。

本実施の形態では、４本の絶縁電線４の端部に一括して樹脂モールド５を設ける場合を示しているが、絶縁電線４の本数はこれに限定されるものではない。

絶縁電線４の導体２としては、銅等の電気良導体からなる素線を撚り合わせた撚線が用いられる。本実施の形態では、絶縁体３として、ウレタン樹脂（ＴＰＵ、熱可塑性ポリウレタンエラストマ）からなるものを用いる。絶縁電線４の外径は例えば１．５ｍｍであり、ウレタン樹脂からなる絶縁体３の厚さは例えば０．３±０．１ｍｍである。

図４に示すように、絶縁電線４の絶縁体３として用いるウレタン樹脂は、２００℃程度の温度で急激にヤング率が低下し軟らかくなる。樹脂モールド５と絶縁体３とを融着させるためには、樹脂モールド５の成型時に絶縁体３の表面を軟化させる必要があるため、樹脂モールド５に用いる樹脂としては、成型時の温度が２００℃以上でかつなるべく低い温度となるものを用いる必要がある。また、樹脂モールド５に用いる樹脂としては、ウレタン樹脂と相溶化パラメータが近く親和性が高い樹脂を用いる必要がある。なお、ウレタン樹脂の相溶化パラメータは１０．０である。

そこで、本実施の形態では、樹脂モールド５に用いる樹脂として、融点が２１７℃であり、相溶化パラメータが１１．６〜１２．７とウレタン樹脂と近いナイロン樹脂を用いた。ナイロン樹脂としては、ＰＡ６１２ナイロンや６Ｔ６Ｉナイロンを用いることができる。

樹脂モールド５の具体的な形状は特に限定されるものではないが、本実施の形態では、略矩形状の本体部５ａと、本体部５ａの絶縁電線４の延出側の端部に一体に設けられ、本体部５ａよりも高さ（図１の上下方向の長さ）と幅（図１の左手前から右奥方向の長さ）が小さい延出部５ｂと、からなる樹脂モールド５を設けた。

図１〜３では図示していないが、絶縁電線４の端部には、温度や磁界強度等の物理量を測定するセンサ部６（図５参照）が設けられている。このセンサ部６と絶縁電線４の端部とを一括して樹脂モールド５で覆ったものが、本実施の形態に係る物理量測定センサ１００である。

さて、本実施の形態に係る樹脂モールド構造１では、樹脂モールド５の絶縁電線４の延出側の端面５ｃに、凹状の肉盗み穴７が形成されている。

肉盗み穴７は、樹脂モールド５の成型時に、絶縁電線４の周囲に流れ込む樹脂量を低減しかつ樹脂の温度を低下させるためのものであり、絶縁電線４の近傍に、絶縁電線４と離間して形成されている。

樹脂モールド５の成型時には、肉盗み穴７の位置には金型（円柱体６６、図６参照）が配置されることになるが、その金型により流し込んだ樹脂の熱が吸収され、絶縁体３が軟化し剥がれてしまうことが抑制されることになる。

樹脂モールド５の成型時に絶縁電線４の周囲に確実に樹脂が流れ込むように、肉盗み穴７と絶縁電線４との最短距離Ｄは、０．５ｍｍ以上とする必要がある。ただし、絶縁電線４と肉盗み穴７との距離が離れすぎると、成型時に流し込んだ樹脂により絶縁体３が軟化し剥がれてしまうおそれが生じるので、絶縁電線４と肉盗み穴７との距離は、成型時に流し込んだ樹脂により絶縁体３の表面のみが軟化する程度の距離となるように、適宜調整される。用いる絶縁電線４の外径の大きさにもよるが、絶縁電線４と肉盗み穴７との距離Ｄは、少なくとも絶縁電線４の外径の２倍以下（ここでは３．０ｍｍ以下）とすることが望ましい。

肉盗み穴７は、樹脂モールド５の延出部５ｂにおける絶縁電線４の延出側の端面５ｃに、絶縁電線４の延出方向と反対側に延びるように形成されている。換言すれば、肉盗み穴７は、樹脂モールド５内の絶縁電線４の長手方向に沿って形成されている。

絶縁電線４の絶縁体３と樹脂モールド５とを十分に融着させ、防水性を確保するために、肉盗み穴７の深さＬは１．０ｍｍ以上、より好ましくは５．０ｍｍ以上であるとよい。肉盗み穴７の深さＬが大きすぎると、絶縁電線４の延出側の端部まで樹脂が流れ込みにくくなるので、肉盗み穴７の深さＬは、１０．０ｍｍ以下であることが望ましい。

本実施の形態では、樹脂モールド５に、複数の円形状（円柱状）の肉盗み穴７を形成した。ここでは、幅方向に配列した４本の絶縁電線４の上下に、それぞれ幅方向に配列した５つの肉盗み穴７を形成し、合計１０個の肉盗み穴７を形成した。肉盗み穴７と絶縁電線４とは、絶縁電線４の延出方向から見て千鳥状に配置されている。

なお、肉盗み穴７の形状や数は図示のものに限定されない。例えば、図５に示すように、幅方向に延びる溝状の肉盗み穴７を形成してもよい。図５では、幅方向における絶縁電線４の中間の位置において、絶縁電線４の上側に形成される肉盗み穴７では下方に延びるように、絶縁電線４の下側に形成される肉盗み穴７では上方に延びるように突出された突出部７ａを肉盗み穴７に形成している。

このように、肉盗み穴７の形状は特に限定するものではないが、図１〜３のように円形状の肉盗み穴７とすることで、円柱体６６を金型６１に取り付けるのみで肉盗み穴７を実現でき（図６参照）、かつ、その位置調整も容易になる。

次に、樹脂モールド５の成型について説明する。

図６に示すように、樹脂モールド５は、金型６１を用いた成型により形成される。

金型６１は、高さ方向に分割された上型６２および下型６３と、絶縁電線４を上下から挟み込むように配置される第２上型６４および第２下型６５と、を備えている。第２上型６４と第２下型６５は、上型６２と下型６３により上下から挟み込まれるようになっている。

また、第２上型６４と第２下型６５には、樹脂モールド５に肉盗み穴７を形成するための円柱体６６が設けられている。円柱体６６は、例えば、第２上型６４と第２下型６５に設けたねじ穴に螺合することで、第２上型６４と第２下型６５に固定されている。円柱体６６は、第２上型６４と第２下型６５に溶接により固定されていてもよい。

樹脂モールド５を成型する際には、第２上型６４と第２下型６５で４本の絶縁電線４を挟み込み、さらに第２上型６４と第２下型６５とを上型６２と下型６３で上下から挟み込むことで、金型６１内に絶縁電線４の端部に設けられたセンサ部６を配置する。センサ部６の周囲に、センサ部６およびセンサ部６と絶縁電線４との接続部を保護するためのケース８を設けてもよい。図６では、ケース８を破線で示している。

その後、金型６１に設けられた樹脂流入口６７から樹脂を流し込む。このとき、流し込まれた樹脂は、円柱体６６で熱が奪われた状態で絶縁電線４の周囲に回り込み、絶縁電線４の絶縁体３の表面のみが軟化されて、絶縁体３と樹脂モールド５とが融着される。

なお、円柱体６６と離れた位置の絶縁電線４では、高温のままの樹脂と接触することになるため、絶縁体３の一部は軟化して剥がれてしまうおそれがある。しかし、絶縁電線４を延出する部分（延出部５ｂ）にて絶縁体３と樹脂モールド５とが融着されているため、防水性は維持される。

隣り合う絶縁電線４の導体２同士が接触して短絡してしまうなど、絶縁体３の剥がれが問題となる場合には、絶縁電線４の略全体（延出部５ｂを除いた部分）を覆うようにケース８を設けて、絶縁体３の剥がれを抑制するようにしてもよい。

その後、金型６１を冷却し、上型６２と下型６３を除いた後、第２上型６４と第２下型６５とを絶縁電線４の延出側に引き抜いて除くと、図１の樹脂モールド構造１（物理量測定センサ１００）が得られる。

（実施の形態の作用及び効果）
以上説明したように、本実施の形態に係る樹脂モールド構造１では、樹脂モールド５の絶縁電線４の延出側の端面に凹状の肉盗み穴７が形成され、肉盗み穴７は、絶縁電線４の近傍に、絶縁電線４と離間して形成されている。

樹脂モールド５の成型時には、流し込んだ樹脂が金型６１の隅々まで行き渡るように、樹脂の温度を高くし粘度を低くすることが望ましいが、この場合、流し込んだ樹脂により絶縁電線４の絶縁体３が軟化し剥がれてしまうおそれが生じる。本実施の形態では、肉盗み穴７を形成することで、肉盗み穴７を形成する位置に配置される金型（円柱体６６）により吸熱して樹脂の温度を低くし、また、金型（円柱体６６）の存在により絶縁電線４の周囲に供給される樹脂量を少なくできる。その結果、絶縁体３が薄い絶縁電線４に直接樹脂モールド５を設ける場合であっても、絶縁体３が損傷してしまうことや絶縁体３が軟化して剥がれてしまうことを抑制し、樹脂モールド５と絶縁体３との融着を確実に行うことが可能になる。

（実施の形態のまとめ）
次に、以上説明した実施の形態から把握される技術思想について、実施の形態における符号等を援用して記載する。ただし、以下の記載における各符号等は、特許請求の範囲における構成要素を実施の形態に具体的に示した部材等に限定するものではない。

［１］導体（２）の周囲を絶縁体（３）で被覆した複数本の絶縁電線（４）の端部を一括して樹脂モールド（５）で覆った樹脂モールド構造（１）であって、前記樹脂モールド（５）の前記絶縁電線（４）の延出側の端面（５ｃ）に凹状の肉盗み穴（７）が形成され、前記肉盗み穴（７）は、前記絶縁電線（４）の近傍に、前記絶縁電線（４）と離間して形成されている、樹脂モールド構造（１）。

［２］前記絶縁体（３）は、ウレタン樹脂からなり、前記樹脂モールド（５）は、ナイロン樹脂からなる、［１］に記載の樹脂モールド構造（１）。

［３］前記肉盗み穴（７）と前記絶縁電線（４）との最短距離が、０．５ｍｍ以上である、［１］または［２］に記載の樹脂モールド構造（１）。

［４］前記樹脂モールド（５）に、複数の円形状の前記肉盗み穴（７）が形成されている、［１］乃至［３］の何れか１項に記載の樹脂モールド構造（１）。

［５］前記肉盗み穴（７）は、前記樹脂モールド（５）の前記絶縁電線（４）の延出側の端面（５ｃ）に、前記絶縁電線（４）の延出方向と反対側に延びるように形成されている、［１］乃至［４］の何れか１項に記載の樹脂モールド構造（１）。

［６］前記肉盗み穴（７）の深さが、１．０ｍｍ以上である、［１］乃至［５］の何れか１項に記載の樹脂モールド構造（１）。

［７］導体（２）の周囲を絶縁体（３）で被覆した複数本の絶縁電線（４）と、前記絶縁電線（４）の端部に設けられたセンサ部（６）と、前記絶縁電線（４）の端部と前記センサ部（６）とを一括して覆う樹脂モールド（５）と、を備えた物理量測定センサ（１００）であって、前記樹脂モールド（５）の前記絶縁電線（４）の延出側の端面（５ｃ）に凹状の肉盗み穴（７）が形成され、前記肉盗み穴（７）は、前記絶縁電線（４）の近傍に、前記絶縁電線（４）と離間して形成されている、物理量測定センサ（１００）。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記に記載した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。

本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形して実施することが可能である。

例えば、上記実施の形態では、樹脂モールド構造１を物理量測定センサ１００に適用する場合を説明したが、これに限らず、本発明は、例えば、絶縁電線４の端部に設けた接続端子と絶縁電線の端部とを覆うように樹脂モールドからなるハウジングを設けたコネクタ等にも適用可能である。

また、上記実施の形態では、肉盗み穴７を形成する樹脂モールド５の端面５ｃが、絶縁電線４の延出方向に対して垂直に形成されている場合を説明したが、端面５ｃは、絶縁電線４の延出方向に対して所定の角度に傾斜していてもよく、また、湾曲していてもよい。

１…樹脂モールド構造
２…導体
３…絶縁体
４…絶縁電線
５…樹脂モールド
５ａ…本体部
５ｂ…延出部
５ｃ…端面
７…肉盗み穴
１００…物理量測定センサ

Claims

導体の周囲を絶縁体で被覆した複数本の絶縁電線の端部を一括して樹脂モールドで覆った樹脂モールド構造であって、
前記樹脂モールドの前記絶縁電線の延出側の端面に凹状の肉盗み穴が形成され、
前記肉盗み穴は、前記絶縁電線の近傍に、前記絶縁電線と離間して形成されている、
樹脂モールド構造。
前記絶縁体は、ウレタン樹脂からなり、
前記樹脂モールドは、ナイロン樹脂からなる、
請求項１に記載の樹脂モールド構造。
前記肉盗み穴と前記絶縁電線との最短距離が、０．５ｍｍ以上である、
請求項１または２に記載の樹脂モールド構造。
前記樹脂モールドに、複数の円形状の前記肉盗み穴が形成されている、
請求項１乃至３の何れか１項に記載の樹脂モールド構造。
前記肉盗み穴は、前記樹脂モールドの前記絶縁電線の延出側の端面に、前記絶縁電線の延出方向と反対側に延びるように形成されている、
請求項１乃至４の何れか１項に記載の樹脂モールド構造。
前記肉盗み穴の深さが、１．０ｍｍ以上である、
請求項１乃至５の何れか１項に記載の樹脂モールド構造。
導体の周囲を絶縁体で被覆した複数本の絶縁電線と、
前記絶縁電線の端部に設けられたセンサ部と、
前記絶縁電線の端部と前記センサ部とを一括して覆う樹脂モールドと、
を備えた物理量測定センサであって、
前記樹脂モールドの前記絶縁電線の延出側の端面に凹状の肉盗み穴が形成され、
前記肉盗み穴は、前記絶縁電線の近傍に、前記絶縁電線と離間して形成されている、
物理量測定センサ。