JP4596429B2 - 端子取出構造 - Google Patents

Description

本発明は、樹脂製のハウジングと、ハウジングにインサート成形された金属の板材からなる端子であって、一端部と他端部との間に位置する中胴部が該ハウジングに埋設される端子と、を備える端子取出構造に関するものである。

従来、端子を樹脂製のハウジングにインサート成形する場合、金属の板材からなる端子の一端部と他端部との間に位置する中胴部を、成形用金型内に配置し、その金型内に加熱溶融した樹脂を射出して、金型内を溶融した樹脂により充填し、その後冷却固化してハウジングを成形することが知られている。

しかしながら、端子のインサート成形時に、端子が射出される樹脂の圧力によって、厚さ方向に端子が変形する虞がある。より具体的に説明すると、成形用金型内に配置される中胴部のうち長さ方向の端部を支点として、射出される樹脂の圧力が力点となり、端子が厚さ方向に撓み変形する虞がある。

上記問題を解決する方法として、特許文献１には、２本の金属の板材からなる端子が、樹脂製のハウジングにインサート成形される端子取出構造において、ハウジングに埋設される端子の一部に、幅方向の両端縁を折り立てることにより、一対のリブが形成されることが開示されている。
また、上記問題を解決する方法として、特許文献２には、２本の金属の板材からなる端子が、樹脂製のハウジングにインサート成形される端子取出構造において、ハウジングに埋設される端子の一部に、幅方向の両端縁よりも内側の部分を厚さ方向に突出させた突出部が、端子の長さ方向に沿って一体に形成されることが開示されている。
特開平１１−１８５８５５号公報 特開２００１−１１０４９９号公報

しかしながら、端子の強度を補強する方法として、上記従来の方法では、インサート成形時の端子の変形の支点となる部分が、中胴部の端部だけにしかないので、インサート成形時に射出される樹脂の圧力が大きい場合には、中胴部の端部を支点として、端子が変形する虞が依然としてある。

本発明は、こうした問題点を解消するためになされたもので、その目的は、インサート成形時に、射出される樹脂の圧力による端子の変形を防止することができる端子取出構造を提供することにある。

上記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、樹脂製のハウジングと、
前記ハウジングにインサート成形された金属の板材からなる端子であって、一端部と他端部との間に位置する中胴部が該ハウジングに埋設される端子と、を備える端子取出構造であって、前記中胴部は、幅方向の両端縁よりも内側に、当該中胴部の長さ方向に沿って延びる形態で、当該中胴部の厚み方向に凹んだ凹部と、前記凹部の周縁よりも内側の部分に、前記凹部の凹み方向とは反対方向に向かって突出する複数の凸部と、を有しており、前記複数の凸部のうち、前記中胴部の幅方向に沿って重ならないように当該中胴部の長さ方向に沿ってずれて形成されたずれ凸部群を含んでいることを特徴とする。

請求項２記載の発明は、記ずれ凸部群は、前記端子の長さ方向に平行な直線を引いたとき、同一直線上にあることを特徴とする。

請求項１に記載の発明では、中胴部の幅方向の両端縁よりも内側にその厚み方向に凹んだ凹部を設けるとともに、その凹部の周縁よりも内側の部分にずれ凸部群を含んだ複数の凸部が設けられている。このような凹部と複数の凸部を設けることで、中胴部には自身の長さ方向の両端間および幅方向の両端間にわたって複数の支点が形成されることになり、中胴部の剛性を効果的に高めることができる。つまり、中胴部に複数の支点設けることにより、射出される樹脂の圧力が中胴部に及んだときの中胴部にかかるモーメントの総和を低くすることが可能となる。これにより、本発明によれば、インサート成形時に射出される樹脂の圧力が大きい場合でも、端子（中胴部）の変形を防止することができる。

請求項２に記載の発明によれば、ずれ凸部群が、中胴部（端子）の長さ方向に平行な直線を引いたとき同一直線上にある。このため、中胴部の長さ方向において、隣り合う支点と支点との距離がより短くなるので、端子の中胴部にかかるモーメントの総和が低くなり、より一層インサート成形時に射出される樹脂の圧力による端子の変形を防止することができる。

以下、本発明を具体化した電子部品収容ケースの一実施の形態について、図面を参照して説明する。本実施の形態では、自動車の排気管に取り付けられるガスセンサ（図示外）と、自動車の電子制御を司るＥＣＵ（図示外）との間に介在されるセンサ制御回路を実装した回路基板４０を収容するための収容ケース２０を電子部品収容ケースの一例とし、その構造について説明する。

まず、図１、図２を参照し、収容ケース２０の収容部２１内に回路基板４０を収容してなるセンサユニット１０について説明する。図１は、収容ケース２０の収容部２１内に回路基板４０を収容して形成したセンサユニット１０を平面、背面および左側面から見た斜視図である。図２は、収容ケース２０への保護カバー６０の取り付けを行う前のセンサユニット１０の様子を平面、背面および左側面から見た斜視図である。なお、本実施の形態のセンサユニット１０は自動車の床下に取り付けられて使用されるものであり、収容ケース２０を構成する構造体の各部の位置関係を容易に把握するため、取り付けられた自動車の上下方向、前後方向、左右方向を基準として六面方向を定めている。すなわち、本実施の形態において用いられる上下方向、前後方向および左右方向は、説明の便宜上定める方向であり、必ずしもその六面方向となるようにセンサユニット１０が自動車に取り付けられることを限定するものではない。また、上下方向を垂直方向、前後方向および左右方向を水平方向とも称する。

図１に示す、センサユニット１０は、ヒータ付きのガスセンサ（図示外）に接続される６本のセンサ側リード線８９と、自動車の電子制御を行うＥＣＵ（電子制御ユニット）に接続される４本のＥＣＵ側リード線７９との間を電気的に接続するための装置である。センサユニット１０は、ガスセンサに電流を流して排気ガス中の特定成分のガス濃度に応じて大きさの変化する検出電流を得て、その検出電流を濃度信号に変換してＥＣＵに送信するためのセンサ制御回路（図示外）を実装した回路基板４０を有している。回路基板４０は樹脂からなる収容ケース２０の収容部２１内に収容され、ウレタン等のモールド樹脂５０が収容部２１内に充填されることにより、水密に封止されている。

図２に示すように、収容ケース２０は、その外周面（具体的には後述するが、収容ケース２０を構成する前側壁２２、後側壁２３、左側壁２４、右側壁２５および底壁２６の各外周面）が金属製の保護カバー６０により包まれるように覆われる。これにより、センサユニット１０が自動車の床下に、収容ケース２０の底壁２６を下側にして取り付けて使用される際に、収容ケース２０が石跳ね等による衝撃から保護される。また、保護カバー６０には２つのブラケット６１が設けられており、保護カバー６０は、自動車の床下にセンサユニット１０を固定する固定金具としても機能する。なお、収容ケース２０の左側壁２４および右側壁２５には、保護カバー６０を取り付けるための係合部２７が２組ずつ設けられており、各係合部２７に対応して設けられた保護カバー６０の係合部６２に係合されることで、図１に示すように、収容ケース２０と保護カバー６０とが強固に固定されるように構成されている。

また、収容ケース２０の前側壁２２および後側壁２３にはそれぞれＥＣＵ側コネクタ部７０およびセンサ側コネクタ部８０がそれぞれ設けられている。前述したように、ＥＣＵ側リード線７９とセンサ側リード線８９とは回路基板４０（図１参照）のセンサ制御回路（図示外）を介し、互いに電気的に接続される。そのための回路基板４０とＥＣＵ側リード線７９およびセンサ側リード線８９との電気的な接続は、収容ケース２０の前側壁２２および後側壁２３に、それらを貫通した状態で埋設される後述の端子９０（図７参照）を介して行われる。ＥＣＵ側コネクタ部７０およびセンサ側コネクタ部８０では、端子９０とＥＣＵ側リード線７９およびセンサ側リード線８９との電気的な接続がなされる。

より詳細には、図２におけるセンサ側コネクタ部８０の分解斜視図に示すように、６本の端子９０が収容ケース２０の後側壁２３内に並んで埋設され、各端子９０の後端部９３が、後側壁２３に突設された端子台２３１からそれぞれ露出される。そして、各後端部９３には６本のセンサ側リード線８９の芯線がそれぞれ加締め固定され、電気的に接続される。センサ側コネクタ部８０の構造は、この接合部位を保護し水密性を維持するための構造であり、個々のセンサ側リード線８９を挿通するための挿通孔８３１が設けられた端子台キャップ８３が、端子台２３１との間にゴム製のパッキン８２を介在させた状態で、後端部９３とセンサ側リード線８９と接続部位ごと端子台２３１を覆って、端子台２３１に固定される。また、端子台キャップ８３の各挿通孔８３１内にはシールラバー８４が挿入され、内部を挿通するセンサ側リード線８９との間に介在されることで、端子台キャップ８３の水密性の維持がなされる。更に、センサ側リード線８９が挿通可能な孔が設けられた端子台キャップカバー８１が挿通孔８３１を塞ぐようにして端子台キャップ８３に嵌められ、シールラバー８４の抜け防止がなされる。一方、ＥＣＵ側コネクタ部７０は、４本のＥＣＵ側リード線７９と、対応する端子９０との接合部位の保護構造である。ＥＣＵ側コネクタ部７０の内部構造については図示しないが、センサ側コネクタ部８０と同様の構造を有する。

図３〜図５に示すように、収容ケース２０は、平面視、略正方形で角部が丸みを帯びた形状をなす底壁２６を有し、この底壁２６と、その外縁から直立させた４つの側壁、すなわち、前側壁２２、後側壁２３、左側壁２４および右側壁２５とで囲まれ、天部２８（図５参照）が開口された収容部２１を有する箱形のケースである。各側壁２２〜２５の底壁２６に連結する側の縁端とは反対側の縁端２１１は、各側壁２２〜２５の直立方向と直交する平面に揃うように構成されている。また、収容ケース２０が扁平な形状となるように、各側壁２２〜２５の板面の形状が横長に形成されている（図３参照）。

収容ケース２０の収容部２１内において、底壁２６と側壁２２〜２５との４箇所の隅部分には基板載置台２１２が形成されている。この収容部２１には、図６に示すように、前述したセンサ制御回路を実装した回路基板４０が、その厚み方向を上下方向にして収容される。このとき、基板載置台２１２には回路基板４０の４つ角が載置され、回路基板４０の底壁２６側の板面（主面４１）と底壁２６の内面２６１との間で一定の距離が保たれるように構成されている。なお、回路基板４０の主面４１にはセンサ制御回路を構成する比較的大きめの電部品（図示外）が実装され、この主面４１とは反対側の裏面４２にはセンサ制御回路を構成する比較的小さめの電子部品が実装される構成となっている。このため、収容部２１内において回路基板４０の主面４１と底壁２６の内面２６１との間の距離よりも、回路基板４０の裏面４２と側壁２２〜２５の縁端２１１との間の距離が大きくなるように、底壁２６の内面２６１からの基板載置台２１２の高さが決められている。

また、図３〜図５に示すように、収容ケース２０の前側壁２２および後側壁２３のそれぞれの外周面には、前述したＥＣＵ側コネクタ部７０およびセンサ側コネクタ部８０を構成する端子台２２１および端子台２３１がそれぞれ突設されて一体的に設けられている。端子台２２１は、前側壁２２の右側壁２５寄りの位置（図４参照）で、上下方向の略中央の位置（図５参照）に形成されている。また、端子台２３１は、後側壁２３の左側壁２４寄りの位置（図４参照）で、上下方向の略中央の位置（図５参照）に形成されている。そして図５に示すように、端子台２３１が形成された位置の後側壁２３内、および端子台２２１が形成された位置の前側壁２２内に端子９０が埋設され、端子台２３１を含む後側壁２３、および端子台２２１を含む前側壁２２をそれぞれ貫通している。

前述したように、収容部２１内には回路基板４０が収容される。この回路基板４０には、図６に示すように、収容時の前後方向両端それぞれにおいて縁端に沿って、個々の端子９０の接続端部９１１をそれぞれ挿通するためのスルーホール導体４５が列設されており、それぞれ厚み方向に貫通して形成されている。これら各スルーホール導体４５は、回路基板４０上に実装されたセンサ制御回路（図示外）の回路末端に設けられており、センサ制御回路を構成する電子部品と電気的に接続されている。なお、スルーホール導体４５とは、回路基板４０の板厚方向に沿って形成された導体を指すものである。収容部２１内で、回路基板４０は、基板載置台２１２上に四つ角を載置した状態で各スルーホール導体４５内に各端子９０の接続端部９１１が挿通され、スルーホール導体４５と接続端部９１１とがハンダ付けにより接合される。これにより、端子９０を介し、ＥＣＵ側リード線７９およびセンサ側リード線８９とセンサ制御回路との電気的な接続がなされると共に、回路基板４０が収容部２１内で、端子９０により位置ずれ可能に支えられた状態となる。この状態で収容部２１内には前述したモールド樹脂５０（図１、２参照）が充填され、回路基板４０は水密に封止される。

次に本発明の主要部である端子９０について詳細に説明する。
図７〜図１０に示すように、端子９０はリン青銅（または真鍮）からなる板材に塑性加工を施し成形したものである。端子９０は、端子台２２１が形成された位置の前側壁２２の内部や端子台２３１が形成された位置の後側壁２３の内部に埋設される中胴部９２と、収容部２１内に配置される先端部９１と、図５に示すように端子台２２１もしくは端子台２３１から露出される後端部９３とから構成される。

端子９０の中胴部９２は、収容ケース２０に埋設されたときに収容部２１側に配置される第１埋設部９２１と、その第１埋設部９２１から後端部９３側に向けて、板材の幅方向（収容ケース２０に埋設されたときの左右方向）を広げた状態で長く延びる第２埋設部９２２とから構成される。この第２埋設部９２２には、図７、図８に示すように、幅方向の両端縁よりも内側に、中胴部９２の長さ方向に沿って延びる形態で、厚み方向に凹んだ長円形状の凹部９２３が形成されている。更に凹部９２３の底面には、長さ方向に沿って連なる長円形状の３つの凸部９２４が、板材の厚み方向（凹部９２３の凹み方向とは反対方向）に、突出して形成されている。この３つの凸部９２４は、中胴部９２の幅方向に沿って重ならないように長さ方向にずれて形成されている。すなわち、この３つの凸部９２４が本発明でいうずれ凸部群に相当し、このずれ凸部群は中胴部９２の長さ方向に平行な直線ＰＬ（図８参照）を引いたとき、同一直線上にある。
この構成により、中胴部９２には、自身の長さ方向の両端間および幅方向の両端間にわたって、凹部９２３の端部と凸部９２４の端部が支点となることにより、複数の支点が形成されることになり、中胴部９２の剛性を効果的に高めることができる。つまり、中胴部９２に複数の支点を設けることにより、射出される樹脂の圧力が中胴部９２に及んだときの中胴部９２にかかるモーメントの総和を低くすることが可能となる。これにより、本発明によれば、インサート成形時に射出される樹脂の圧力が大きい場合でも、中胴部９２（端子９０）の変形を防止することができる。

次に、図７〜図１０に示すように、端子９０の先端部９１は、中胴部９２の板面と直交する方向に立設された接続端部９１１と、その接続端部９１１と中胴部９２の第１埋設部９２１とを接続する先端胴部９１４とから構成される。更に先端胴部９１４は、中胴部９２の第１埋設部９２１側の末端から中胴部９２の延設方向と直交する方向に曲折された第１曲折部９１２と、第１曲折部９１２の末端から中胴部９２の延設方向に曲折された第２曲折部９１３とから構成される。接続端部９１１は、第２曲折部９１３の末端から中胴部９２の延設方向と直交する方向で第１曲折部９１２とは反対方向に曲折されており、第１曲折部９１２と第２曲折部９１３と接続端部９１１とで、図７に示すように、コの字形状をなしている。また、接続端部９１１には、第２曲折部９１３側に第２曲折部９１３と同じ幅の幅広部９１６が形成され、その幅広部９１６の先端側に幅広部９１６よりも細幅の幅狭部９１５が形成されている。

次いで、図７〜図１０に示すように、端子９０の後端部９３には、中胴部９２の第２埋設部９２２側の末端から連続して中胴部９２の延設方向に延びる後端胴部９３１と、その後端胴部９３１に連結し、ＥＣＵ側リード線７９やセンサ側リード線８９との接続を行う接続部９３２とが形成されている。接続部９３２は幅方向に広く形成され、その幅方向の両端が同一方向に折り曲げられて溝形状をなし、リード線の芯線を挟み込む（加締め固定できる）形態となっている。

このような形状を有する端子９０は、図５に示すように、収容ケース２０の前側壁２２や後側壁２３内に中胴部９２が埋設され、後端部９３が端子台２２１、２３１から外部に露出されると共に、先端部９１が収容部２１内に露出される。収容部２１内では、図３〜図５に示すように、先端部９１の前側壁２２における突出位置２２２や後側壁２３における突出位置２３２から先端胴部９１４の第１曲折部９１２が底壁２６に向けて延びた状態に配置される。その第１曲折部９１２の末端に接続する第２曲折部９１３は、底壁２６と一定距離だけ離間した状態を保って前側壁２２や後側壁２３から遠ざかる方向に延びるように配置される。そして接続端部９１１は、第２曲折部９１３の末端から上方（天部２８側）に向けて直立した状態に配置される。従って、接続端部９１１は、突出位置２２２や突出位置２３２から突出した先端胴部９１４により、収容部２１内で上下方向、左右方向および前後方向に位置ずれ可能に弾性保持されることとなる。接続端部９１１は上方に向けて直立され、先端胴部９１４が突出位置２２２、２３２から突出した状態であり、先端部９１全体としてバネ性をもって撓むことができる形態となっている。

（変形例１）
次に、図１１を参照して、本発明の端子取出構造における端子の変形例１について説明する。なお、端子の変形例１において、前述した実施例の端子取出構造の端子と同一の部分については、同一の符号を附して、重複した説明は省略する。

図１１は、端子取出構造の端子の変形例１を示している。この変形例１の端子１９０では、中胴部９２（第２埋設部９２２）の凹部９２３に、長さ方向に沿って連なる円形状の３つの凸部１９２４が形成されている。この３つの凸部１９２４は、中胴部９２の幅方向に沿って重ならないように長さ方向にずれており、この３つの凸部１９２４がずれ凸部群に相当する。このずれ凸部群は中胴部９２の長さ方向に平行な直線（図示しない）を引いたとき、同一直線上にある。この構成においても、収容ケース２０の形成時に、金型内に射出される樹脂の圧力に中胴部９２は変形することなく耐えることができる。

（変形例２）
次に、図１２を参照して、本発明の端子取出構造における端子の変形例２について説明する。なお、端子の変形例２において、前述した実施例の端子取出構造の端子と同一の部分については、同一の符号を附して、重複した説明は省略する。

図１２は、端子取出構造の端子の変形例２を示している。この変形例２の端子２９０では、中胴部９２（第２埋設部９２２）の凹部９２３に、長円形状の６つ凸部２９２４が形成されている。この６つの凸部２９２４には、中胴部９２の幅方向に沿って重ならないように長さ方向にずれている２つのずれ凸部群２９２５、２９２６が含まれる。この２つのずれ凸部群２９２５、２９２６は、中胴部９２の長さ方向に平行な直線（図示しない）を引いたとき、同一直線上にある。また、この２つのずれ凸部群２９２５、２９２６は幅方向に沿って重なるように形成されている。この構成においても、収容ケース２０の形成時に、金型内に射出される樹脂の圧力に中胴部９２は変形することなく耐えることができる。

（変形例３）
次に、図１３を参照して、本発明の端子取出構造における端子の変形例３について説明する。なお、端子の変形例３において、前述した実施例の端子取出構造の端子と同一の部分については、同一の符号を附して、重複した説明は省略する。

図１３は、端子取出構造の端子の変形例３を示している。この変形例３の端子３９０では、中胴部９２（第２埋設部９２２）の凹部９２３に、十字状の１０ヶの凸部３９２４が形成されている。この１０つの凸部３９２４には、中胴部９２の幅方向に沿って重ならないように長さ方向にずれている２つのずれ凸部群３９２５、３９２６が含まれる。この２つのずれ凸部群３９２５、３９２６は、中胴部９２の長さ方向に平行な直線（図示しない）を引いたとき、同一直線上にある。また、この構成のように、凸部３９２４はランダムに配置させても良い。この構成においても、収容ケース２０の形成時に、金型内に射出される樹脂の圧力に中胴部９２は変形することなく耐えることができる。

以上において、本発明を実施例に即して説明したが、本発明は上記実施例および変形例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることは言うまでもない。
例えば、凸部の形状は、上記実施例および変形例の形状に限らず、星状やＯ字状としてもよい。
また、凹部の形状および大きさ（深さ、長さ、幅）、凸部の数や大きさ（高さ、長さ、幅）等は、適宜変更して、中胴部を補強することができる。

収容ケース２０の収容部２１内に回路基板４０を収容して形成したセンサユニット１０を平面、背面および左側面から見た斜視図である。 収容ケース２０への保護カバー６０の取り付けを行う前のセンサユニット１０の様子を平面、背面および左側面から見た斜視図である。 収容ケース２０を平面、背面および左側面から矢視方向に見た斜視図である。 収容ケース２０の平面図である。 図４の一点鎖線Ａ−Ａの収容ケース２０の断面図である。 回路基板４０を収容した収容ケース２０の平面図である。 端子９０の斜視図である。 端子９０の平面図である。 図８の一点鎖線Ｃ−Ｃの端子９０の断面図である。 図８の一点鎖線Ｄ−Ｄの端子９０の断面図（ａ）および、一点鎖線Ｅ−Ｅの端子９０の断面図（ｂ）である。 本発明の端子取出構造における端子の変形例１を示す斜視図（ａ）及び平面図（ｂ）である。 本発明の端子取出構造における端子の変形例２を示す斜視図（ａ）及び平面図（ｂ）である。 本発明の端子取出構造における端子の変形例３を示す斜視図（ａ）及び平面図（ｂ）である。

符号の説明

２０・・・収容ケース、４０・・・回路基板、５０・・・モールド樹脂、９０・・・端子、９１・・・先端部、９２・・・中胴部、９３・・・後端部、２２２、２３２・・・突出位置、９１１・・・接続端部、９１２・・・第１曲折部、９１３・・・第２曲折部、９１４・・・先端胴部、９２２・・・第２埋設部、９２３・・・凹部、９２４・・・凸部

Claims (2)

1. 樹脂製のハウジングと、
   前記ハウジングにインサート成形された金属の板材からなる端子であって、一端部と他端部との間に位置する中胴部が該ハウジングに埋設される端子と、
   を備える端子取出構造であって、
   前記中胴部は、
   幅方向の両端縁よりも内側に、当該中胴部の長さ方向に沿って延びる形態で、当該中胴部の厚み方向に凹んだ凹部と、
   前記凹部の周縁よりも内側の部分に、前記凹部の凹み方向とは反対方向に向かって突出する複数の凸部と、
   を有しており、
   前記複数の凸部は、前記中胴部の幅方向に沿って重ならないように当該中胴部の長さ方向に沿ってずれて形成されたずれ凸部群を含んでいる
   ことを特徴とする端子取出構造。
2. 前記ずれ凸部群は、前記端子の長さ方向に平行な直線を引いたとき、同一直線上にあることを特徴とする請求項１に記載の端子取出構造。