JP2017039314A - ターミナルインサート品 - Google Patents

Abstract

【課題】ターミナル１５をインサートする成形品１４における樹脂注入箇所αに、ストレングスの低い箇所ができるのを防ぐ。【解決手段】成形型のゲート部から溶融した樹脂の注入を受けていた樹脂注入箇所αを凸形状に設けて、ゲート部からターミナル１５までの距離を離す。これにより、高温の溶融樹脂に触れてターミナル１５が蓄熱しても、成形型Ａから成形品１４を外す際に樹脂注入箇所αの温度を下げることができ、樹脂注入箇所αの硬化不足を回避できる。その結果、ゲートカットが行われる際に、ゲート部Ｘで硬化した樹脂が、硬化不足の樹脂注入箇所αを毟ってしまうことで生じるストレングスの低い箇所の発生を防ぐことができる。また、樹脂注入箇所αに凸形状を設けることにより、成形品１４が冷熱ストレスを受けた際に、樹脂注入箇所αに発生するストレスを低減することができ、クラックが生じるのを防ぐことができる。【選択図】 図５

Description

本発明は、樹脂によって設けられる成形品の内部にターミナルがインサートされたターミナルインサート品に関する。

成形品の内部にターミナルがインサートされたターミナルインサート品として、特許文献１に開示される技術が知られている。
この特許文献１には、ターミナルインサート品の一例として、回転角センサと電気的に接続されたターミナルを、成形品の内部にインサートしたセンサカバーが開示されている。

特開２００８−２０１０４８号公報

以下では、成形品を射出成形する際に用いられる成形型において、樹脂を成形型の内部に注入するポートをゲート部とする。また、成形後の成形品において、ゲート部から樹脂の注入を受けていた箇所を樹脂注入箇所とする。さらに、ゲート部で硬化した樹脂を成形品から引きちぎることをゲートカットとする。

（問題点１）
成形品を射出成形する際、高温の溶融樹脂がインサートされるターミナルに接触してターミナルが蓄熱する。ゲート部の近傍にターミナルがあると、ターミナルが蓄熱した熱の影響により、ターミナルに近い樹脂注入箇所が硬化不足になる。この状態でゲートカットが行われると、ゲート部の内部で硬化した樹脂が、硬化不足の樹脂注入箇所を乱雑に毟ってしまい、毟られることによって窪み等によるストレングスの低い部分が樹脂注入箇所にできてしまう。

（問題点２）
強化繊維が配合された樹脂で形成された成形品は、冷熱ストレスを受けた際に、樹脂注入箇所にクラックが生じ易い。この不具合を具体的に説明する。
一方向に沿う配向の強化繊維の線熱膨張係数と、一方向に対して直交する配向の強化繊維の線熱膨張係数とは異なる。このため、強化繊維が混入される樹脂は、強化繊維の配向方向の違いによって線熱膨張係数が異なる。
一般的に、射出成形を行うと、樹脂注入箇所αの付近の表層では樹脂の流れ方向に沿って強化繊維が配向するが、内部では強化繊維が樹脂の流れ方向に対して直交する方向に配向する。このため、樹脂注入箇所の付近では、表層と内部の線熱膨張係数が大きく異なってしまう。その結果、成形品が冷熱ストレスを受けた際に、表層と内部の線熱膨張係数の差によって樹脂注入箇所にクラックが生じ易くなる。

（発明の目的）
本発明の目的は、樹脂注入箇所にストレングスの低い部分ができるのを防ぎ、また、冷熱ストレスを受けた際に、脂注入箇所にクラックが生じるのを防ぐことのできるターミナルインサート品の提供にある。

樹脂注入箇所（α）を凸形状に設けることにより、成形時にゲート部（Ｘ）からターミナル（１５）までの距離を離すことができる。これにより、成形時に溶融樹脂がターミナル（１５）と接触することでターミナル（１５）が蓄熱しても、ターミナル（１５）が蓄熱した熱の影響が樹脂注入箇所（α）に及ぶのを抑えることができる。このため、ゲートカットが行われる際に、樹脂注入箇所（α）の温度を下げて、樹脂注入箇所（α）の硬化不足を回避できる。
その結果、ゲートカットが行われる際に、ゲート部（Ｘ）内で硬化した樹脂が、硬化不足の樹脂注入箇所（α）を毟ってしまう不具合を回避でき、毟られることによって生じるストレングスの低い部分が樹脂注入箇所（α）にできるのを防ぐことができる。

また、樹脂注入箇所（α）が凸形状に設けられているため、樹脂注入箇所（α）を成す樹脂は、従来技術に比較して増量している。このため、冷熱ストレスを受けた際に、樹脂注入部（α）に生じる変形を、増量した樹脂注入部（α）の樹脂が分散して吸収する。これにより、樹脂注入箇所（α）に生じるストレスを小さくすることができ、樹脂注入箇所（α）にクラックが生じるのを防ぐことができる。

スロットルバルブの断面図である。 センサカバーを外側から見た外面図である。 センサカバーの側面図である。 センサカバーを内側から見た内面図である。 図２のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。 図５のＶＩ視図である。 成形型の要部断面図である。

以下では、図面に基づいて発明を実施するための形態を説明する。なお、以下で開示する実施形態は、一例を開示するものであって、本発明が実施形態に限定されないことは言うまでもない。

［実施形態１］
図１〜図７に基づいて実施形態１を説明する。
自動車には、エンジンに供給する吸気量の調整を行うスロットルバルブ１が搭載される。

スロットルバルブ１の基本構造は周知なものであり、具体的な一例を図１に示す。
スロットルバルブ１は、吸気通路２の一部が形成されるハウジング３と、このハウジング３に対して回転自在に支持されるシャフト４と、吸気通路２内においてシャフト４に固定されるバタフライ型の弁体５とを備える。

スロットルバルブ１は、シャフト４を駆動する電動アクチュエータ６を備える。
電動アクチュエータ６は、回転出力を発生する周知なものであり、通電により回転力を発生する電動モータ７と、この電動モータ７の回転出力を増幅してシャフト４を駆動する減速機構８と、シャフト４を初期位置へ戻すスプリング９とを備える。
また、電動アクチュエータ６は、シャフト４の回転角度を検出する回転角センサ１０を備える。

電動アクチュエータ６は、ハウジング３に組付けられるものであり、ハウジング３にはネジ等によって組み付けられるセンサカバー１１が装着される。
そして、ハウジング３に形成されたモータ収容室に電動モータ７が収容され、ハウジング３とセンサカバー１１との間に形成された空間に、減速機構８、スプリング９等が収容される。

回転角センサ１０は、シャフト４の回転角度を検出することで弁体５の開度を検出するスロットルポジションセンサであり、シャフト４の回転角度に応じた開度信号をエンジン・コントロール・ユニットへ出力する。
回転角センサ１０は、２つの部材の相対回転を非接触で検出する磁気型センサであり、シャフト４と一体に回転する磁気回路部１２と、センサカバー１１に設けられて磁気回路部１２に対して非接触に配置される磁気検出部１３とを備える。
この磁気検出部１３は、検出した磁束に応じた電圧出力を発生するホールＩＣ、ノイズ除去等を行うコンデンサ、複数のセンサ端子等を熱硬化樹脂でインサートした一次形成品である。

センサカバー１１は、ターミナルインサート品に相当するものであり、金属製のターミナル１５と、このターミナル１５をインサートした樹脂製の成形品１４とを備える。このセンサカバー１１は、磁気検出部１３の一部と、複数のターミナル１５とをインサートした二次成形品である。即ち、成形品１４は、回転角センサ１０を構成する部品として磁気検出部１３をインサートしている。
なお、磁気検出部１３に設けられた複数のセンサ端子は、成形品１４にインサートされる複数のターミナル１５と溶接等により電気的で且つ機械的に結合されている。

成形品１４には、電動モータ７を通電する２つのモータコンタクト１６がインサートされている。このモータコンタクト１６は、センサカバー１１をハウジング３に組付けることで電動モータ７に設けられたモータ端子１７と電気的に接続される。
なお、２つのモータコンタクト１６は、成形品１４にインサートされる２つのターミナル１５と溶接等により電気的で且つ機械的に結合されている。

上述した各ターミナル１５は、薄い導電性の金属板をプレス加工等により所定形状に切断して設けられる。そして、各ターミナル１５の一端は、成形品１４によって設けられるコネクタ１８の内部に露出して配置される。

成形品１４は、射出成形によって所定形状に形成されたものである。成形品１４を成す樹脂の内部には、成形品１４の強度を高める手段として強化繊維が配合される。なお、強化繊維の具体例は限定するものではないが、一例としてガラス繊維が用いられる。
射出成形は、成形型Ａの内部に溶融した高温の樹脂を注入し、硬化後に成形型Ａから成形品１４を外すものである。成形型Ａには、その内部に溶融した成形品１４を注入するゲート部Ｘが設けられる。成形型Ａは周知なものであり、射出された高温の樹脂を短時間で硬化する手段として成形型Ａが水冷や油冷等により冷却される。

成形型Ａから外された成形品１４において、ゲート部Ｘが開口していた箇所を樹脂注入箇所αとする。即ち、成形品１４において、ゲート部Ｘから溶融した樹脂の注入を受けていた箇所を樹脂注入箇所αとする。
また、樹脂注入箇所αにおいて、ゲート部Ｘ内で硬化した樹脂の痕跡をゲート跡βとする。このゲート跡βは、成形後に切削技術や研磨技術等により除去されるものであっても良いが、図５ではゲート跡βが残されたものを示す。

樹脂注入箇所αは、図３、図５に示すように、凸形状に設けられる。この樹脂注入箇所αは、樹脂注入箇所αの周囲の成形品１４の表面より突出した形状を呈する。なお、上述したゲート跡βは、樹脂注入箇所αの頂部の略中央に存在する。
樹脂注入箇所αの凸形状は、限定するものではなく、図６に示すように、例えば、四角柱、円柱、円錐台形状に設けられる。なお、図６は、ゲート跡β（図５参照）が切削技術や研磨技術等により除去されたものを示す。

成形品１４は、樹脂注入箇所αの反対箇所に、球面部γを備える。この球面部γは、樹脂注入箇所αから離れる方向へ膨出する球面形状を呈する。
樹脂注入箇所αの凸形状と、球面部γの球面形状との位置関係は、同心円状に設けられる。

（効果１）
樹脂注入箇所αの直下など、樹脂注入箇所αの近傍にターミナル１５が存在する場合、この実施形態で示したように樹脂注入箇所αを凸形状に設けることによって、ゲート部Ｘから最も近いターミナル１５までの距離を離すことができる。
これにより、成形時に高温の溶融樹脂がターミナル１５と接触することでターミナル１５が蓄熱しても、ターミナル１５が蓄熱した熱の影響が樹脂注入箇所αに及ぶのを抑えることができる。このため、ゲートカットが行われる際に、樹脂注入箇所αの温度を下げることができ、樹脂注入箇所αの硬化不足を回避できる。
その結果、ゲートカットが行われる際に、ゲート部Ｘの内部で硬化した樹脂が、硬化不足の樹脂注入箇所αを毟ってしまう不具合を回避することができ、毟られることにより生じてしまうストレングスの低い部分が樹脂注入箇所αにできるのを防ぐことができる。

（効果２）
この実施形態では、上述したように、樹脂注入箇所αが凸形状に設けられている。
このため、樹脂注入箇所αを成す樹脂は、従来技術に比較して増量している。これにより、成形時に樹脂が冷やされる際に樹脂注入部αに生じる変形を、増量した樹脂注入部αの樹脂が分散して吸収する。その結果、成形品１４が冷熱ストレスを受けた際に、樹脂注入箇所αに生じるストレスを小さくすることができ、樹脂注入箇所αにクラックが生じるのを防ぐことができる。

（効果３）
この実施形態では、樹脂注入箇所αの反対面に球面部γを設けている。
この球面部γによってゲート部Ｘの付近における樹脂の流れが乱れて、ゲート部Ｘの付近では強化繊維の配向がランダムになる。これにより、樹脂注入箇所αの付近の表層と内部の線熱膨張差を小さくできる。その結果、成形品１４が冷熱ストレスを受けた際に、樹脂注入箇所αに生じるストレスを小さくすることができ、樹脂注入箇所αにクラックが生じるのを防ぐことができる。
なお、樹脂注入部αとは異なる箇所の肉厚まで厚くしまうと、厚くした樹脂内に空孔が発生する問題が生じる。そこで、この実施形態では、樹脂注入箇所αの反対面のみに球面部γを設けて、肉厚を厚くする箇所を必要最低限に抑えている。

（効果４）
樹脂注入箇所αは、上述したように、ゲート部Ｘで硬化した樹脂が樹脂注入箇所αを毟ってしまう不具合を回避することができるとともに、樹脂注入箇所αにクラックが生じる不具合を回避できる。これにより、センサカバー１１の品質を向上できる。
このため、センサカバー１１を含んで構成される回転角センサ１０および電動アクチュエータ６の品質を高めることができる。その結果、スロットルバルブ１の品質を高めることができる。

［他の実施形態］
上記の実施形態では、センサカバー１１に２つの樹脂注入箇所αが設けられる例を示すが、樹脂注入箇所αの数を限定しない。
上記の実施形態では、センサカバー１１の表側の面に樹脂注入箇所αを設ける例を示すが、センサカバー１１の裏側の面に樹脂注入箇所αを設けても良い。

上記の実施形態では、スロットルバルブ１を駆動する電動アクチュエータ６のセンサカバー１１に本発明を適用する例を示したが、限定するものではない。具体的には、成形品１４の内部にターミナル１５をインサートする種々のターミナルインサート品に本発明を適用可能なものである。
理解補助の目的で一例を開示すると、ＥＧＲバルブを駆動する電動アクチュエータ６に本発明を適用しても良い。または、タンブル流コントロールバルブ等の吸気ポートバルブを駆動する電動アクチュエータ６に本発明を適用しても良い。あるいは、ターボチャージャの容量調整バルブ等を駆動する電動アクチュエータ６に本発明を適用しても良い。

上記の実施形態では、回転角センサ１０と電気的な接続を行うターミナル１５をインサートするとともに、電動モータ７と電気的な接続を行うターミナル１５をインサートする成形品１４を示したが、限定するものではない。
具体的には、回転角センサ１０と電気的な接続を行うターミナル１５のみをインサートする成形品１４に本発明を適用しても良い。あるいは、電動モータ７と電気的な接続を行うターミナル１５のみをインサートする成形品１４に本発明を適用しても良い。

１１ センサカバー
１４ 成形品
１５ ターミナル
α 樹脂注入箇所

Claims (3)

1. 金属製のターミナル（１５）と、
   このターミナルを内部にインサートした樹脂製の成形品（１４）とを備え、
   前記成形品は、射出成形により形成されたものであり、
   前記成形品において射出成形時に溶融した樹脂の注入を受けていた箇所を樹脂注入箇所（α）とした場合、前記樹脂注入箇所は凸形状に設けられていることを特徴とするターミナルインサート品（１１）。
2. 請求項１に記載のターミナルインサート品において、
   前記成形品は、前記樹脂注入箇所の反対箇所に、前記樹脂注入箇所から離間する方向へ膨出する球面形状を呈した球面部（γ）を備えることを特徴とするターミナルインサート品。
3. 請求項１または請求項２に記載のターミナルインサート品において、
   前記成形品は、回転可能に支持されたシャフト（４）の回転角度を検出する回転角センサ（１０）を構成する部品をインサートしていることを特徴とするターミナルインサート品。

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