JP2017201288A - ハウジング構造体の製造方法およびハウジング構造体 - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、かかる背景のもとでなされたものであり、インサート成形における電子ユニットの変形が抑制されるハウジング構造体およびその製造方法を提供することを目的とする。
請求項3に記載の発明は、前記金型は、前記電子ユニットの前記第1回路部が収められる第1室(96)と、前記第2回路部が収められ前記第1室に連通する第2室(97)と、前記第1室に樹脂を注入するためのゲート(93)とを含み、前記ゲートから前記第1室に注入される樹脂は、前記第2回路部の上方から前記第2室に流入することを特徴とする、請求項1または2に記載のハウジング構造体の製造方法である。
請求項5に記載の発明は、前記電子ユニットは、車載用のトルクセンサ(4)に用いられ、前記第1回路部が、環状の集磁リング(53)および前記集磁リングを取り囲む集磁ホルダ(55)を含み、前記第2回路部が、電子部品(60)を有する電子回路部(52)を含むことを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一項に記載のハウジング構造体の製造方法である。
請求項7に記載の発明は、前記準備工程では、上方に向けて先細りのテーパ部(64)によって構成される前記第2回路部の上面と対向する前記上壁面を含む前記金型が準備されることを特徴とする、請求項1〜6のいずれか一項に記載のハウジング構造体の製造方法である。
請求項9に記載の発明は、前記回路支持部が、防水性のコネクタ(30)と嵌合可能なコネクタ部(83)の内部空間(83a)を前記ハウジングに形成するための内部空間形成部(98)を含み、前記第2回路部が前記内部空間形成部によって支持された状態で、前記金型内に注入された樹脂を固化させることを特徴とする、請求項8に記載のハウジング構造体の製造方法である。
請求項13に記載の発明は、前記電子ユニットは、車載用のトルクセンサ(4)に用いられ、前記第1回路部が、集磁リング(53)および前記集磁リングを取り囲む集磁ホルダ(55)を含み、前記第2回路部が、電子部品(60)を有する電子回路部(52)を含むことを特徴とする、請求項10〜12のいずれか一項に記載のハウジング構造体である。
請求項3に記載の発明によれば、ゲートから第1室に注入される樹脂は、第2回路部の上方から第2室に流入する。そのため、第2回路部の上面と上壁面との間に流入する樹脂は、第2回路部の上面と上壁面との間に充填されるよりも先に、第2回路部の側面と側壁面との間に流れる。したがって、第2回路部の上方から第2室に樹脂が流入する構成において、第2回路部の上面と上壁面との間に充填された樹脂から受ける力に起因する第2回路部の変形を抑制することができる。
請求項6に記載の発明によれば、集磁ホルダの内周面が金型内に突出する支持部によって支持されるように電子ユニットが配置されるので、金型内において電子ユニットを位置決めしやすい。
請求項9に記載の発明によれば、回路支持部が、ハウジングのコネクタ部の内部空間を形成するための内部空間形成部を含む。そのため、コネクタ部の内部空間を形成するための内部空間形成部に第2回路部を支持させた状態で金型内の樹脂を固化させたとしても、第2回路部は、コネクタ部の内部空間を介して、外部に露出されるだけである。ハウジング構造体が製造された後にコネクタ部と防水性のコネクタとを嵌合させることによってコネクタ部が塞がれるので、ハウジング構造体の防水性を容易に確保することができる。したがって、第2回路部において外部に露出された部分に、コネクタとコネクタ部との嵌合とは別の防水処理を施す必要がない。
請求項10に記載の発明によれば、電子ユニットの第2回路部は、第1回路部から径方向の外方に延びる本体部と、前記第1回路部の中心軸線が延びる方向に本体部から突出する先細り状のテーパ部とを含む。そのため、電子ユニットとハウジングとを一体成形する際に、インサート成形用の金型に、テーパ部の先端を上方に向けて電子ユニットを収めた状態で金型内に樹脂を注入すると、樹脂は、先細りのテーパ部に沿って水平方向に対して傾斜する方向に流れる。したがって、第1回路部から突出する第2回路部が樹脂から受ける力を分散させることができる。これにより、第2回路部の変形が抑制される。よって、インサート成形における電子ユニットの変形が抑制されたハウジング構造体を提供できる。
図1は、本発明の一実施形態に係るハウジング構造体1が備えられた電動パワーステアリング装置5の概略構成を示す模式図である。
ハウジング構造体1は、電子ユニット2と、電子ユニット2を収容するハウジング3とを一体に含む。電子ユニット2は、例えば、車載用のトルクセンサ4に用いられるセンサユニットであり、ハウジング3は、例えば、トルクセンサ4を収容するセンサハウジングである。
図2は、ハウジング構造体1の周辺の断面の模式図である。図3は、電子ユニット2の分解斜視図である。
ハウジング構造体1の電子ユニット2が用いられるトルクセンサ4は、永久磁石40と、永久磁石40に磁気的に結合される一対の磁気ヨーク41とをさらに含む。永久磁石40は、入力軸15に同心にかつ一体回転するように固定されている。一対の磁気ヨーク41は、出力軸16に同心にかつ一体回転するように固定されている。入力軸15と出力軸16とが相対回転することによって、一対の磁気ヨーク41と永久磁石40との相対的な位置が変化し、磁束が変化する。
磁気素子61,62は、例えばホールICである。図2の断面図では、一対の磁気素子61,62は、図面上には本来現れないが、説明の便宜上、一対の磁気素子61,62の両方を破線で図示している。一対の磁気素子61,62には、永久磁石40と各磁気ヨーク41との相対位置の変化に応じて変動した磁束が、一対の集磁リング53によって誘導される。
ハウジング3は、第2ピニオン軸8の入力軸15を取り囲み、一対の集磁リング53および一対の集磁ホルダ55を収容する内部空間80aが形成された筒状の本体部80と、本体部80の外周面から径方向外方へ突出し、ホルダ63を保持するホルダ保持部82と、ホルダ保持部82の突出端から延び、防水性のコネクタ30が嵌合されるコネクタ部83とを単一の材料で一体に含む。コネクタ部83は、端子72の第2部分72bの先端が配置される内部空間83aを有する。端子72の第2部分72bは、コネクタ部83にコネクタ30が接続されることによって、ECU25と電気的に接続される。
ブロック状のホルダ63は、上面67、一対の側面68および下面69を含む。ホルダ63の上面67は、第2回路部52の上面でもあり、ホルダ63の側面68は、第2回路部52の側面でもあり、ホルダ63の下面69は、第2回路部52の下面でもある。ホルダ保持部82は、ホルダ63の上面67を覆う上壁部87と、ホルダ63の一対の側面68のそれぞれを覆う側壁部88と、ホルダ63の下面69を覆う下壁部89とを含む。側面68に垂直な方向における側壁部88の幅(側壁部88の厚みD1)は、上面67に垂直な方向における上壁部87の幅(上壁部87の厚みD2)よりも大きい。側壁部88の厚みD1は、上壁部87の厚みD2の1.1倍以上であることが好ましい。
図5(a)は、ハウジング構造体1の製造方法の一工程を説明するための模式図であり、図5(b)は、図5(a)のVb−Vb線に沿った断面に相当する模式図である。まず、図5(a)および図5(b)に示すように、電子ユニット2が収められるインサート成形用の金型90を準備する(準備工程)。図5(a)および図5(b)では、金型90内に収められた状態の電子ユニット2を二点鎖線で図示している。
図5(b)を参照して、金型90の内壁面90aは、ホルダ形成部97aを上方から区画する上壁面100と、ホルダ形成部97aを側方からそれぞれ区画する一対の側壁面101と、ホルダ形成部97aを下方から区画する下壁面102とを含む。
図6は、図5の次の工程を説明するための模式図である。次に、図6に示すように、金型90内に電子ユニット2を配置する(配置工程)。図6では、金型90が開いた状態の上型91および下型92を二点鎖線で図示している。
Q=−(2b3/3μ)×ΔP …(1)
上記式(1)のうち3μ/2b3が、第2室97内を流れる樹脂120の流動抵抗Rを表している(下記式(2)参照)。上記式(1)および下記式(2)に基づいて、下記式(3)のように、流動抵抗Rを用いて体積流量Qを表すことができる。
R=3μ/2b3 …(2)
Q=−ΔP/R …(3)
上記式(3)に示すように、流動抵抗Rが大きくなると体積流量Qの絶対値が小さくなり、流動抵抗Rが小さくなると体積流量Qの絶対値が大きくなる。また、上記式(2)に示すように、流路幅が大きくなると流動抵抗Rが小さくなり、流路幅が小さくなると流動抵抗Rが大きくなる。
R1=12μ/(d1)3 …(4)
R2=12μ/(d2)3 …(5)
前述したように、距離d1は、距離d2よりも大きい。そのため、側方流路111を流れる樹脂120の流動抵抗R1は、上方流路110を流れる樹脂120の流動抵抗R2よりも小さい(R1<R2)。したがって、注入される樹脂120は、第1室96から第2室97に流入する際に、上方流路110よりも側方流路111との間に優先的に流れる。
第2回路部52は、電子ユニット2が金型90内に配置された状態では、金型90の内壁面90aとは非接触である。そのため、電子ユニット2が配置された金型90内に注入された樹脂120は、第2回路部52の上面67と上壁面100との間に充填されるよりも先に、第2回路部52の側面68と側壁面101との間から第2回路部52の下方に回り込んで、第2回路部52と、第2回路部52の下方に位置する内壁面90a(下壁面102)との間を埋める。したがって、第2回路部52の下方に回り込んだ樹脂120が第2回路部52を受けるので、下方への第2回路部52の変形を抑制できる。
この発明は、以上に説明した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載の範囲内において種々の変更が可能である。
電子ユニット2が金型90内に配置された状態で、第2回路部52の側面68と側壁面101との距離d1がテーパ部64の一対の傾斜面64aと上壁面100との距離d2よりも大きい。距離d2は、対向方向Fに直交する方向における傾斜面64aと上壁面100との間の距離である。距離d2は、対向方向Fにおけるテーパ部64の両端部において最も大きい。距離d1は、対向方向Fにおけるテーパ部64の両端部と上壁面100との間の距離d2よりも大きい。
ただし、上述の実施形態のように電子ユニット2がトルクセンサ4に用いられる構成では、電子ユニット2とハウジング3との間に液体が進入しないようにハウジング3を形成する必要がある。そのため、電子ユニット2が金型90内に配置された状態では、第2回路部52は、金型90の内壁面90aとは非接触であることが好ましい。
図11を参照して、この変形例に係るハウジング構造体1の電子ユニット2の第2回路部52は、内部空間形成部98(図12参照)によって支持される部分として、端子72とは別に、コネクタ部83の内部空間83aに露出された延設部58を含んでいる。延設部58は、ホルダ63の少なくとも一方の分割体63aと一体に形成されている。延設部58は、ホルダ63の径方向外方端から径方向外方に延びている。延設部58は、端子72よりも径方向外方(第1回路部51とは反対側)まで延びている。言い換えると、延設部58は、第2回路部52の先端である。延設部58は、その全体が内部空間83aに露出されている必要はなく、コネクタ部83の内部空間83aの開口側から見たときに、視認可能な面を有していればよい。内部空間83aは、端子収容室83bと、端子収容室83bの上端から第2回路部52の延設部58まで延び、内部空間83aを介して延設部58を外部に露出させる露出部83cとを含む。
そのため、図12に示すように第2回路部52を内部空間形成部98に支持させた状態で金型90内の樹脂を固化させたとしても、図11に示すように第2回路部52は、コネクタ部83を介して、外部に露出されるだけである。ハウジング構造体1が製造された後にコネクタ部83と防水性のコネクタ30とを嵌合させることによって、コネクタ部83の開口が塞がれるので、ハウジング構造体1の防水性を容易に確保することができる。したがって、第2回路部52において外部に露出された部分にコネクタ30とコネクタ部83との嵌合とは別の防水処理を施す必要がない。
また、内部空間形成部98は、収容室形成部122と当接部121とを含むため、水平方向に関して収容室形成部122よりも当接部121を小さく形成しておくことで、コネクタ部83の内部空間83aを必要以上に広げることなくハウジング構造体1の防水性を容易に確保することができる。
Claims (13)
- 第1回路部、および、前記第1回路部から突出する第2回路部を含む電子ユニットと、前記電子ユニットを収容するハウジングとが一体に形成されたハウジング構造体の製造方法であって、
前記電子ユニットが収められるインサート成形用の金型であって、前記第2回路部の上面と対向する上壁面と前記第2回路部の側面と対向する側壁面とを含み、前記第2回路部の側面と前記側壁面との間を流れる樹脂の流動抵抗が前記第2回路部の上面と前記上壁面との間を流れる樹脂の流動抵抗よりも小さい金型を準備する準備工程と、
前記金型内に前記電子ユニットを配置する配置工程と、
前記電子ユニットを配置した前記金型内に樹脂を注入する注入工程とを含むことを特徴とする、ハウジング構造体の製造方法。 - 前記第2回路部の側面と前記側壁面との間の距離が、前記第2回路部の上面と前記上壁面との間の距離よりも大きいことを特徴とする、請求項1に記載のハウジング構造体の製造方法。
- 前記金型は、前記電子ユニットの前記第1回路部が収められる第1室と、前記第2回路部が収められ前記第1室に連通する第2室と、前記第1室に樹脂を注入するためのゲートとを含み、
前記ゲートから前記第1室に注入される樹脂は、前記第2回路部の上方から前記第2室に流入することを特徴とする、請求項1または2に記載のハウジング構造体の製造方法。 - 前記第2回路部は、前記第1回路部によって片持ち梁として支持されており、
前記電子ユニットが前記金型内に配置された状態では、前記第2回路部は、前記金型の内壁面とは非接触であることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載のハウジング構造体の製造方法。 - 前記電子ユニットは、車載用のトルクセンサに用いられ、
前記第1回路部が、環状の集磁リングおよび前記集磁リングを取り囲む集磁ホルダを含み、前記第2回路部が、電子部品を有する電子回路部を含むことを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一項に記載のハウジング構造体の製造方法。 - 前記電子ユニットは、前記集磁ホルダの内周面が前記金型内に突出する支持部によって支持されるように、前記金型内に配置されることを特徴とする、請求項5に記載のハウジング構造体の製造方法。
- 前記準備工程では、上方に向けて先細りのテーパ部によって構成される前記第2回路部の上面と対向する前記上壁面を含む前記金型が準備されることを特徴とする、請求項1〜6のいずれか一項に記載のハウジング構造体の製造方法。
- 前記金型が、前記第2回路部を支持可能な回路支持部を含み、
前記注入工程では、前記回路支持部に下方から前記第2回路部を支持させた状態で、前記金型内に樹脂を注入することを特徴とする、請求項1〜7のいずれか一項に記載のハウジング構造体の製造方法。 - 前記回路支持部が、防水性のコネクタと嵌合可能なコネクタ部の内部空間を前記ハウジングに形成するための内部空間形成部を含み、
前記第2回路部が前記内部空間形成部によって支持された状態で、前記金型内に注入された樹脂を固化させることを特徴とする、請求項8に記載のハウジング構造体の製造方法。 - 環状の第1回路部、および、前記第1回路部から径方向の外方に突出する第2回路部を含む電子ユニットと、前記電子ユニットを収容し、前記電子ユニットと一体に形成されたハウジングとを含むハウジング構造体であって、
前記第2回路部が、前記第1回路部から前記径方向の外方に延びる本体部と、前記第1回路部の中心軸線が延びる方向に前記本体部から突出する先細り状のテーパ部とを含むことを特徴とする、ハウジング構造体。 - 環状の第1回路部、および、前記第1回路部から径方向の外方に突出する第2回路部を含む電子ユニットと、前記電子ユニットを収容し、前記電子ユニットと一体に形成されたハウジングとを含むハウジング構造体であって、
前記第2回路部が、前記第1回路部から前記径方向の外方に延びる本体部と、前記本体部から前記径方向の外方に延びる端子と、前記端子よりも前記径方向の外方に延びる延設部とを含むことを特徴とする、ハウジング構造体。 - 前記ハウジングが、内部空間を有し防水性のコネクタと嵌合可能なコネクタ部を含み、
前記延設部が、前記内部空間を介して外部に露出されていることを特徴とする、請求項11に記載のハウジング構造体。 - 前記電子ユニットは、車載用のトルクセンサに用いられ、
前記第1回路部が、集磁リングおよび前記集磁リングを取り囲む集磁ホルダを含み、前記第2回路部が、電子部品を有する電子回路部を含むことを特徴とする、請求項10〜12のいずれか一項に記載のハウジング構造体。
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