JP2019015645A - センサ部品、センサ、車輪速センサ及びセンサ部品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】接続端子間の短絡を防ぐことが可能なセンサ部品、センサ、車輪速センサ及びセンサ部品の製造方法を提供する。【解決手段】センサ本体２１及び前記センサ本体２１から延出した接続端子２２を有するセンサ部２０と、前記接続端子２２のうち前記センサ本体２１側を覆うように形成された防水性を有するコーティング層Ｃと、前記センサ部２０を保持するホルダ部３０と、を備えている。【選択図】図１５

Description

本発明は、センサ部品、センサ、車輪速センサ及びセンサ部品の製造方法に関する。

従来、ワイヤハーネスの端末部に接続されたセンサ部品が知られている（例えば、下記特許文献１に記載）。センサ部品は、センサ本体と、センサ本体から延出した接続端子と、を有するセンサ部がホルダ部に保持されたものである。センサ部品は、電線の端末部に接続され、外装部によって樹脂封止されている。接続端子のセンサ本体側には、コンデンサが接続されている。

特開２０１４−１３０１００号公報

上記のような構成では、コネクタなどから電線の絶縁被覆内に水分が浸入した場合に、水分が電線の導体を伝って接続端子に到達する虞があり、接続端子に到達した水分は、ホルダ部との間の隙間を通ってセンサ本体側に浸入する虞がある。接続端子のセンサ本体側には、例えば銀ペーストによりコンデンサが接続されており、その近傍に水分が到達すると、イオンマイグレーションが発生する虞がある。すなわち接続端子の水分がセンサ本体側に浸入すると、イオンマイグレーションを発生させる要因となり、ひいては接続端子間を短絡させる虞があるため対策が望まれていた。

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、接続端子間の短絡を防ぐことが可能なセンサ部品、センサ及びセンサ部品の製造方法を提供することを目的とする。

本発明のセンサ部品は、センサ本体及び前記センサ本体から延出した接続端子を有するセンサ部と、前記接続端子のうち前記センサ本体側を覆うように形成された防水性を有するコーティング層と、前記センサ部を保持するホルダ部と、を備えているものである。
本発明のセンサは、前記センサ部品と、前記センサ部品を樹脂封止する外装部と、を有しているものである。
本発明の車輪速センサは、前記センサと、前記接続端子に接続された電線と、を備えているものである。
本発明のセンサ部品の製造方法は、前記センサ部品を製造する方法であり、前記接続端子にコーティング層を形成するコーティング工程と、前記センサ部を前記ホルダ部に保持させる保持工程と、を経る方法である。

本発明によれば、仮に接続端子に水分が到達したとしても、水分が接続端子のセンサ本体側に浸入しない（直接触れない）から、接続端子間の短絡を防ぐことができる。

本実施例におけるセンサを示す斜視図 車両に固定された状態のセンサとロータとの位置関係を示す断面図 ロータとセンサとの位置関係を示す概略図 電線に接続された状態のセンサ部品を示す斜視図 センサ部品を示す平面図 センサ部品を示す側面図 センサ部品を示す底面図 センサ部品を示す正面図 センサ部品を示す背面図 センサ部品が外装部によって樹脂封止された状態を示すセンサの側断面図 センサ部品が外装部によって樹脂封止された状態を示すセンサの平断面図 メルト部が溶けた状態及び電線が接続端子に接続されている状態を示すセンサの断面図であって、図１１のＡ−Ａ位置における断面に相当する断面図 メルト部が溶けた状態を示すセンサの断面図であって、図１１のＢ−Ｂ位置における断面に相当する断面図 コーティング工程を示す図 コーティング層が形成された状態のセンサ部品を示す断面図であって、図１４のＣ−Ｃ位置における断面に相当する断面図 コーティング層が形成された状態のセンサ部品を示す断面図であって、図１４のＤ−Ｄ位置における断面に相当する断面図

本発明の好ましい形態を以下に示す。
本発明のセンサは、前記接続端子が電線の端末部に接続され、前記ホルダ部の外面に前記外装部の成形時に溶けるメルト部が設けられ、前記メルト部が、前記接続端子のうち前記電線との接続部と前記センサ本体との間を仕切る位置に配されているものとしてもよい。このような構成によれば、接続端子の接続部とセンサ本体との間の位置でメルト部が外装部に密着するから、接続端子の接続部に到達した水分が、ホルダ部と外装部との間の隙間を通ってセンサ本体側に入り込むことを防ぐことができる。

また、本発明のセンサ部品の製造方法は、前記コーティング工程において、前記センサ部の全体をコーティング溶液中に浸すことにより前記コーティング層を形成する方法としてもよい。このような方法によれば、コーティング層を容易に形成することができるから、コーティング工程の作業性を向上することができる。

＜実施例＞
以下、本発明を具体化した一実施例について、図１〜図１６を参照しつつ詳細に説明する。
本実施例におけるセンサは、車両に取り付けられる車両用センサであり、なかでも車輪速の測定に使用される車輪速センサＳである。車輪速センサＳは、図２に示すように、車両の車輪と一体的に回転するロータＲに対向して車両の被固定部Ｂに固定される。車輪速センサＳは、車両に搭載された制御装置などに接続されるワイヤハーネス１０を有し、車両の制御装置は、車輪速センサＳからの出力信号に応じて車両の車輪速を算出し、ＡＢＳ（アンチロックブレーキシステム）などの制御に用いることができる。

ワイヤハーネス１０は、図１に示すように、２本の電線１１を一括して樹脂被覆などで覆うことにより、１本のワイヤとしたものである。各電線１１は、導体１２が絶縁被覆１３によって被覆されたものであり、端末部においては絶縁被覆１３が除去され、露出した導体１２がセンサ部２０の接続端子２２に電気的に接続されている。

車輪速センサＳは、ワイヤハーネス１０に接続されたセンサ部品Ｐを、外装部４０にて樹脂封止したものである。以下、各構成部材において、外装部４０からのワイヤハーネス１０の延出方向（図２の左方）を後方、その反対側（図２の右方）を前方とし、また、図２の上側を上方、下側を下方として説明する。

センサ部品Ｐは、図６に示すように、センサ本体２１と、センサ本体２１から延出した接続端子２２とを有するセンサ部２０と、センサ部２０を保持するホルダ部３０と、を有し、接続端子２２は、防水性を有するコーティング層Ｃにより覆われている。

センサ部品Ｐは、センサ部２０をインサート品として、ホルダ部３０をインサート成形（一次成形）することにより得られるインサート成形品である。車輪速センサＳは、ワイヤハーネス１０が接続されたセンサ部品Ｐをインサート品として、外装部４０をインサート成形（二次成形）することにより得られるインサート成形品である。

センサ部２０は、対象とする物理量を電気的な量などに変換する図示しない検出素子を含むセンサ本体２１と、センサ本体２１から延出した接続端子２２とを有している。

センサ本体２１は、検出素子を含んだ検出回路を成形樹脂材料によって液密的に封止することにより、全体として板状に形成されたものである。センサ本体２１は、図６に示すように、板厚方向を上下方向とする向きでホルダ部３０の前端部に埋め込まれ、センサ本体２１の上面がホルダ部３０の上面に露出している。センサ本体２１の上面は、車輪速センサＳが車両に固定された状態においてロータＲの外周面に対向配置される（図２参照）。なお、本実施例のセンサ部２０は、磁界の変化を電気信号に変換して接続端子２２から出力する磁電変換素子であるホール素子と信号変換回路とを収容したホールＩＣとして構成されている。

接続端子２２は、図５及び図６に示すように、細長い長方形の板状をなし、センサ本体２１から一方向に延出している。接続端子２２の外面には、錫メッキ等のメッキが施されている。センサ部２０は、一対の接続端子２２を有し、一対の接続端子２２はセンサ本体２１から略平行に突出するとともに、斜め下向きに屈曲されている。

一対の接続端子２２の一面側（上面側）には、コンデンサ２４が実装されている。コンデンサ２４は、図１６に示すように、銀ペースト等の導電性ペースト２５により一対の接続端子２２に電気的に接続されている。コンデンサ２４は、エポキシ樹脂等の保護材２６で封止されている。

接続端子２２の延出端部（後端部）は、電線１１の導体１２が接続される接続部２３とされている。電線１１の導体１２は、図１２に示すように、ハンダ２７により接続端子２２の上面側に電気的に接続されている。

接続端子２２は、図４に示すように、前端部（センサ本体２１の後側近傍に位置する部分）と、接続部２３とがホルダ部３０の上面に露出している。接続端子２２の前端部の露出部分は、センサ本体２１の上面よりも一段下側に窪んだ窪み部３１の底に位置している。接続端子２２の接続部２３は、後述するホルダ部３０の後部に形成された載置部３３の上面に載置されている。

ホルダ部３０は、例えばナイロン樹脂等の合成樹脂製であって、センサ部２０と一体的に成形されている。ホルダ部３０は、全体として前後方向に長い形状をなしている。
ホルダ部３０は、接続端子２２の接続部２３を上面側に保持する載置部３３を有している。載置部３３は、ホルダ部３０の下面に沿って形成された板状をなしている。載置部３３の上面は、図６に示すように、後端に向かって次第に下るように傾斜し、載置部３３の下面は、後側が一段下がるような段差を有している。載置部３３は、ホルダ部３０の前側の部分より幅寸法が小さくされ、接続部２３の一部が幅方向の両側に張り出している。

ホルダ部３０は、センサ本体２１と接続部２３との間を仕切る第１仕切り壁３４を有している。第１仕切り壁３４は、載置部３３の前方に立つ壁であり、その壁面は略垂直をなしている。第１仕切り壁３４は、ホルダ部３０の全幅にわたって設けられている。第１仕切り壁３４には、コンデンサ２４が埋め込まれている。

ホルダ部３０は、隣接する接続部２３の間を仕切る第２仕切り壁３５を有している。第２仕切り壁３５は、隣接する接続部２３の間に立つ壁であり、その壁面は略直角をなしている。第２仕切り壁３５は、載置部３３の上面に立設されて載置部３３を幅方向に仕切るものであり、第１仕切り壁３４からホルダ部３０の後端にわたっている。第２仕切り壁３５は、載置部３３の幅方向における中央部に設けられ、平面的には、第１仕切り壁３４に対して略垂直をなしている。第２仕切り壁３５は、第１仕切り壁３４に比して壁厚寸法（ホルダ部３０における幅方向の寸法）が小さくされている。

第２仕切り壁３５の上面は、図６に示すように、後端に向かって次第に下がる傾斜をなしている。第２仕切り壁３５の上面の傾斜は、載置部３３の上面の傾斜と同等の勾配であり、第２仕切り壁３５の高さ寸法は、前後方向において略一定となっている。

ホルダ部３０は、載置部３３の幅方向における両側に立つ一対の側壁３６を有している。一対の側壁３６は、載置部３３の前端部に設けられ、第１仕切り壁３４の後面に連なっている。一対の側壁３６は、第１仕切り壁３４よりも一段低くされている。

ホルダ部３０の外面には、外装部４０の成形時に溶けて外装部４０に密着するメルト部５０が設けられている。メルト部５０は、ホルダ部３０の外面に突設されたリブであり、突出端側が尖った断面三角形状をなしている。

メルト部５０は、図５に示すように、接続部２３とセンサ本体２１との間を仕切るようにして設けられた第１メルト部５０Ｆと、隣接する接続部２３の間を仕切るように設けられた第２メルト部５０Ｓとを備えている。

第１メルト部５０Ｆは、ホルダ部３０の前後方向における中間部に設けられ、前後方向に対して略直交する方向に延びた形態をなしている。第１メルト部５０Ｆは、図５に示すように、第１仕切り壁３４の上面に設けられるとともにホルダ部３０の左右両側面及び下面に連続して延びている。すなわち第１メルト部５０Ｆは、ホルダ部３０の全周を連続して囲むように設けられている。第１メルト部５０Ｆは、前後方向の水分の浸入経路上に複数（本実施例では２本）が設けられている。

第２メルト部５０Ｓは、ホルダ部３０の後部に設けられ、前後方向に延びた形態をなしている。第２メルト部５０Ｓは、図５に示すように、第２仕切り壁３５の上面に設けられるとともにホルダ部３０の後面及び下面に連続して延びている。第２メルト部５０Ｓは、左右方向（ホルダ部３０の幅方向）の水分の浸入経路上に複数（本実施例では２本）が設けられている。第２メルト部５０Ｓは、第２仕切り壁３５の左右両側縁に沿って形成されている。

コーティング層Ｃは、接続端子２２のうちセンサ本体２１側を覆うように形成されている。コーティング層Ｃを形成する材料は、防水性を有する材料であれば特に限定されるものではないが、防湿性を有する防湿材であることが望ましい。コーティング層Ｃは、接続端子２２の外面に隙間なく密着し、透明の膜状をなしている。コーティング層Ｃは、図１５及び図１６に示すように、各接続端子２２の上下両面および左右両側面の全体を覆うとともに、コンデンサ２４及びセンサ本体２１の上下両面及び前後左右の全側面の全体を覆っている。すなわちコーティング層Ｃは、センサ部２０の全体を満遍なく覆っている。

外装部４０は、ホルダ部３０と同じ種類の合成樹脂製であって、ホルダ部３０との良好な融着が可能となっている。外装部４０は、図１に示すように、全体としてワイヤハーネス１０の延び方向に長い棒状をなし、ワイヤハーネス１０の端末部からセンサ部品Ｐの前端にわたる全体を被覆している。

外装部４０の前側の部分（以後、外装前部４１と称する）は四角柱形状をなし、後側の部分（以後、外装後部４２と称する）は円柱形状をなしている。外装前部４１には、ホルダ部３０の大部分が埋め込まれている。外装後部４２には、ホルダ部３０の載置部３３及びワイヤハーネス１０の端末部が埋め込まれている。また、外装後部４２は、車両に固定されるブラケット４３の挿通孔４４に挿通されて固定されている。

ブラケット４３は、略長円形の板状をなし、長手方向の一端部に挿通孔４４が形成され、他端部にブラケット４３を車両に固定するための固定用孔４５が形成されている。挿通孔４４及び固定用孔４５はいずれも略円形状をなしてブラケット４３を前後方向（板厚方向）に貫通している。ブラケット４３は、挿通孔４４において挿通孔４４に挿通された外装後部４２と一体になっている。車輪速センサＳは、ブラケット４３の固定用孔４５を通して車両の適所にねじ止めなどの方法で固定される。

次に、本実施例における車輪速センサＳの製造方法の一例を説明する。この車輪速センサＳの製造方法は、センサ部品Ｐを製造する工程、センサ部品Ｐの接続端子２２に電線１１を接続する電線接続工程、及びセンサ部品Ｐを外装部４０によって樹脂封止する樹脂封止工程を経る。センサ部品Ｐの製造工程は、センサ部２０にコーティング層Ｃを形成するコーティング工程と、センサ部２０をホルダ部３０に保持させる保持工程と、を経る。

まず、センサ部品Ｐの製造工程を行う。最初に、センサ部２０にコーティング層Ｃを形成するコーティング工程を行う。コーティング工程では、複数のセンサ部２０を一体的に取り扱えるように準備する準備工程を行う。準備工程では、図１４に示すように、帯状部材２８に多数のセンサ部２０を並べて固定する。多数のセンサ部２０は、接続端子２２が帯状部材２８に対して直角方向に延びる向きに配され、帯状部材２８の長手方向に沿って所定の間隔をあけて取り付けられる。センサ部２０は、帯状部材２８の側縁部に、例えばテープ等によって貼り付けられることで固定される。センサ部２０は、接続端子２２のうち接続部２３側の端部が帯状部材２８に固定され、概ね全体が帯状部材２８から突出した形態となる。なお、帯状部材２８には、複数の穴部２９が長手方向に一列に並べて形成されている。

準備工程の後、センサ部２０の全体をコーティング溶液中に浸すことによりコーティング層Ｃを形成（塗布）する。帯状部材２８の下方にセンサ部２０を垂下した状態にして、帯状部材２８の側縁部までをコーティング溶液に潜入させる（いわゆるどぶ漬け）。これにより、多数のセンサ部２０について一度にコーティング材を塗布することができる。その後、コーティング材が塗布されたセンサ部２０を加熱乾燥する乾燥工程を行う。これにより、コーティング層Ｃが形成される。

次に、帯状部材２８からセンサ部２０を分離する分離工程を行う。分離工程では、帯状部材２８の側縁に沿った位置で接続端子２２の端部を切断する。このとき、多数の接続端子２２を一度に帯状部材２８から切り離すことにより、複数のセンサ部２０を一度に帯状部材２８から分離することができる。

次いで、センサ部２０をホルダ部３０に保持させる保持工程を行う。保持工程では、コーティング層Ｃが形成されたセンサ部２０を一次成形用の金型内へ位置決めして収容した後、金型内に合成樹脂を注入して硬化させることによりホルダ部３０を成形する。これにより、センサ部２０がホルダ部３０に埋め込まれて一体化したセンサ部品Ｐが製造される。

次に、電線接続工程を行う。電線接続工程では、センサ部品Ｐの接続端子２２にワイヤハーネス１０の電線１１の導体１２をハンダ２７により接続する。コーティング層Ｃは、ハンダ２７の熱により溶け、導体１２と接続端子２２とは、コーティング層Ｃを介在することなく、直接接触して接続される（図１２参照）。

次いで、樹脂封止工程を行う。樹脂封止工程では、ワイヤハーネス１０の端末部をブラケット４３の挿通孔４４に通した状態で、センサ部品Ｐ、ワイヤハーネス１０の端末部及びブラケット４３を二次成形用の金型内へ位置決めして収容し、金型内に合成樹脂を注入して硬化させることにより外装部４０を成形する。成形された外装後部４２は、ブラケット４３の挿通孔４４の周面に一体的に密着し、ブラケット４３と外装部４０とが一体化される。

また、樹脂封止工程では、メルト部５０が溶けて外装部４０に密着する。メルト部は、図２１の拡大図に示すように、先端部が溶けて外装部に密着する。第１メルト部５０Ｆが溶けて外装部４０に密着することにより、ホルダ部３０と外装部４０との密着面において接続部２３からセンサ本体２１側への水分の浸入経路が完全に遮断される。また、第２メルト部５０Ｓが溶けて外装部４０に密着することにより、ホルダ部３０と外装部４０との密着面において隣接する接続部２３の間の水分の浸入経路が完全に遮断される。

なお、コーティング工程を保持工程より先に行うことにより、ホルダ部３０の外面にコーティング層Ｃが形成されることを防ぎ、ホルダ部３０と外装部４０との密着性が低下することを防ぐことができる。また、二次成型用の金型にセンサ部品Ｐを位置決めするべく、ホルダ部３０に設けられている位置決め用の凹部（図示せず）が、コーティング層Ｃで埋まってしまう事態を防ぐことができる。

次に、上記のように構成された実施例の作用および効果について説明する。
本実施例のセンサ部品Ｐは、センサ本体２１及びセンサ本体２１から延出した接続端子２２を有するセンサ部２０と、接続端子２２のうちセンサ本体２１側を覆うように形成された防水性を有するコーティング層Ｃと、センサ部２０を保持するホルダ部３０と、を備えている。この構成によれば、仮に接続端子２２に水分が到達したとしても、水分は、接続端子２２のうちコーティング層Ｃに覆われている部分には直接触れない。すなわち水分が接続端子２２のうちセンサ本体２１側に浸入しないから、イオンマイグレーションが発生しやすい部位に水分が到達しない。本実施例では、コンデンサ２４と接続する導電性ペースト２５が銀ペーストである場合には、コンデンサ２４との接続部においてイオンマイグレーションが発生しやすい。また、接続端子２２のうち窪み部３１に配されている部分は、隣接する接続端子２２の上面がホルダ部３０に覆われることなく露出し、接続端子２２の上面とホルダ部３０の上面とが平面的に配されている。このような部位は、接続端子２２の上面を含む全体がホルダ部３０によって個別に覆われている部位に比してイオンマイグレーションが発生しやすい。本実施例のセンサ部品Ｐは、接続端子２２のうちコンデンサ２４との接続部や窪み部３１に配された部分に水分が直接付着しないから、イオンマイグレーションの発生を抑制することができ、もって接続端子２２間の短絡を防ぐことができる。

また、接続端子２２が電線１１の端末部に接続され、ホルダ部３０の外面に外装部４０の成形時に溶けるメルト部５０が設けられ、メルト部５０が、接続端子２２のうち電線１１との接続部２３とセンサ本体２１との間を仕切る位置に配されている。この構成によれば、接続端子２２の接続部２３とセンサ本体２１との間の位置でメルト部５０が外装部４０に密着するから、接続端子２２の接続部２３に到達した水分が、ホルダ部３０と外装部４０との間の隙間を通ってセンサ本体２１側に入り込むことを防ぐことができる。

また、接続端子２２にコーティング層Ｃを形成するコーティング工程において、センサ部２０の全体をコーティング溶液中に浸すことによりコーティング層Ｃを形成する。このような方法によれば、コーティング層Ｃを容易に形成することができるから、コーティング工程の作業性を向上することができる。

＜他の実施例＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施例に限定されるものではなく、例えば次のような実施例も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施例では、コーティング層Ｃがセンサ部２０の全体に形成されているが、これに限らず、コーティング層は、センサ部のうち少なくともイオンマイグレーションが起こりやすい部位のみに形成してもよい。
（２）上記実施例では、イオンマイグレーションが発生しやすい部位として、接続端子２２とコンデンサ２４との接続部や窪み部３１を例示したが、これに限らず、センサ部の構造が上記実施例と異なることにより、イオンマイグレーションが発生しやすい部位が上記実施例と異なる場合には、コーティング層の形成部位を、上記実施例と異なるものとしてもよい。
（３）上記実施例では、いわゆるどぶ漬けによりコーティング材をセンサ部２０に塗布する方法を例示したが、これに限らず、コーティング材をセンサ部に塗布する方法は、公知の方法により行うことができ、例えばスプレーコート法や刷毛塗り法等により行ってもよい。
（４）上記実施例では、センサ部品Ｐは、センサ部２０をインサート品としてホルダ部３０をインサート成形してなるものとされているが、これに限らず、センサ部品は、センサ部を、別途製造されたホルダ部に組み付けて一体化するものであってもよい。
（５）上記実施例では、樹脂封止工程においてブラケット４３と外装部４０とが一体化するものとされているが、これに限らず、例えば、樹脂封止工程の後、成形された外装部をブラケットの挿通孔に通して組み付けることで一体化してもよいし、また樹脂封止工程において外装部とともにブラケットを成形するものとしてもよい。
（６）上記実施例では、センサが車輪速センサＳである場合について説明したが、これに限らず、本発明は各種のセンサに適用することができる。
（７）上記実施例では、ホルダ部３０の外面にメルト部５０が設けられているが、必ずしもメルト部を設けなくても良い。

Ｃ…コーティング層
Ｐ…センサ部品
Ｓ…車輪速センサ（センサ）
１１…電線
２０…センサ部
２１…センサ本体
２２…接続端子
２３…接続部（接続端子のうち電線との接続部）
３０…ホルダ部
４０…外装部
５０Ｆ…第１メルト部（メルト部）

Claims (6)

1. センサ本体及び前記センサ本体から延出した接続端子を有するセンサ部と、
   前記接続端子のうち前記センサ本体側を覆うように形成された防水性を有するコーティング層と、
   前記センサ部を保持するホルダ部と、
   を備えているセンサ部品。
2. 請求項１に記載のセンサ部品と、
   前記センサ部品を樹脂封止する外装部と、を有しているセンサ。
3. 前記接続端子が電線の端末部に接続され、
   前記ホルダ部の外面に前記外装部の成形時に溶けるメルト部が設けられ、
   前記メルト部が、前記接続端子のうち前記電線との接続部と前記センサ本体との間を仕切る位置に配されている請求項２に記載のセンサ。
4. 請求項２又は請求項３に記載のセンサと、
   前記接続端子に接続された電線と、
   を備えている車輪速センサ。
5. 請求項１に記載のセンサ部品を製造する方法であり、
   前記接続端子にコーティング層を形成するコーティング工程と、
   前記センサ部を前記ホルダ部に保持させる保持工程と、
   を経るセンサ部品の製造方法。
6. 前記コーティング工程において、前記センサ部の全体をコーティング溶液中に浸すことにより前記コーティング層を形成する請求項５に記載のセンサ部品の製造方法。

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