JP6414689B2 - 電子部品及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、金属製の筒状部材に成形樹脂部を封入した温度センサ等の電子部品及びその製造方法に関する。

温度センサとして、金属ケース内にサーミスタチップと共に樹脂を一体成形したものが知られている。例えば、特許文献１には、金属製保護筒と、金属製保護筒内に挿入された板状金属リードと、板状金属リードの挿入端に固着された感温素子と、感温素子及び板状金属リードを覆って金属製保護筒内に封入する樹脂体とを備えた温度センサが記載されている。

また、特許文献２には、金属ケースと、金属ケースに挿入された樹脂ホルダと、樹脂ホルダにモールドされたサーミスタ素子と、一端がサーミスタ素子に接続され他端が樹脂ホルダから導出されたリード端子と、樹脂ホルダと金属ケースとの間に設けられたＯリングとを備え、金属ケース及び樹脂ホルダにそれぞれネジ部を設け、金属ケース及び樹脂ホルダを螺着により一体化させた温度センサが提案されている。

さらに、特許文献３では、感熱素子と、感熱素子に接続されたリード部と、リード部の基端側が接続されコネクタ部を構成する樹脂ベースと、先端部内部に感熱素子が収容された状態で基端側にて樹脂ベースと連結されるキャップ状のハウジングと、ハウジングと樹脂ベースとの間に介在したパッキンとを具備した温度センサが記載されている。この温度センサでは、感熱素子が樹脂ベースの成形時に感熱素子がインサート成形され、樹脂ベースの突出部を金属ケースであるハウジングに挿入した状態でハウジングの開口端を絞り加工している。

特開平８−２９２１０６号公報 特開２０１０−２１０５４９号公報 特開２００１−１４１５７３号公報

上記従来の技術には、以下の課題が残されている。
特許文献１のように、被着体である金属ケースに樹脂を一体成形する場合、樹脂が金属ケースから抜けることを防止するために、金属ケースの内面に凹凸のアンダー形状を設けている。しかしながら、このアンダー形状は、旋盤のボーリング加工で作製する必要があり、加工費用が高いと共に時間がかかるという問―題があった。また、特許文献２のように、金属ケースとは別に樹脂ホルダを作製し、金属ケースのネジ部に樹脂ホルダを螺着させる方法であると、樹脂ホルダを予め作製し別途用意する必要があり、部材の調達・管理コストが増大してしまうと共に、金属ケースのネジ部に樹脂ホルダをねじ込んで取り付けるために、金属と樹脂との密着性が不十分になる可能性があった。さらに、特許文献１では、樹脂が熱収縮した際に金属ケースと樹脂との密着性が無くなり、互いに回ってしまう問題があった。また、特許文献３では、金属ケースの開口端を絞り加工でかしめて樹脂ベースの抜け止めを行っているが、やはり回りやすくなってしまう。このため、金属ケースの外周面にダボ加工を行うことや金属ケースの開口端面に切り欠き部を形成することで、回り止めを行うことも考えられるが、絞り加工、ダボ加工又は切り欠き部加工等の追加加工を行うと、製造コストが増大してしまう不都合があった。

本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、低いコストで高精度に作製できると共に、金属と樹脂との高い密着性と回り止め機能とを有した電子部品及びその製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、第１の発明に係る電子部品は、金属製の筒状部材と、前記筒状部材内に少なくとも一部が封入される成形樹脂部と、前記成形樹脂部内に封入される電子部品本体とを備え、前記筒状部材の内周面に第１の雌ネジ部と第２の雌ネジ部とが軸方向に分けて形成され、前記成形樹脂部が、前記筒状部材内に射出成形によって前記電子部品本体と共に一体成形され、前記第１の雌ネジ部と前記第２の雌ネジ部とが、互いに異なるピッチ又は回転方向で螺旋溝が形成されていることを特徴とする。

この電子部品では、筒状部材の内周面に第１の雌ネジ部及び第２の雌ネジ部が形成され、成形樹脂部が、筒状部材内に射出成形によって電子部品本体と共に一体成形されているので、ネジタッピング加工等で容易に第１の雌ネジ部及び第２の雌ネジ部を低コストで高精度に形成することができると共に、射出成形により成形樹脂部が第１の雌ネジ部及び第２の雌ネジ部に密着して成形され、高い抜け止め性及び防水性が得られる。このように、第１の雌ネジ部及び第２の雌ネジ部に射出成形されることで、アンダー形状の場合に比べて樹脂との密着面積が大きくなり、高い抜け止め強度が得られる。また、筒状部材が小型になった場合でも、第１の雌ネジ部及び第２の雌ネジ部を形成可能な内周面があれば適用可能である。さらに、外部から水分等が筒状部材と成形樹脂部との界面を通って内部に侵入した場合であっても、第１の雌ネジ部及び第２の雌ネジ部によって外部と内部との沿面距離が長くなると共に、射出成形による高い密着性も加わって高い防水性能を得ることができる。
特に、第１の雌ネジ部と第２の雌ネジ部とが、互いに異なるピッチ又は回転方向で螺旋溝が形成されているので、成形樹脂部が回転しようとしても、第１の雌ネジ部に対する回転と第２の雌ネジ部に対する回転との移動量又は回転方向が相違するため、回転が規制される。したがって、第１の雌ネジ部と第２の雌ネジ部とによって、抜け止め機能と回り止め機能とを兼ね備えることができる。

第２の発明に係る電子部品は、第１の発明において、前記成形樹脂部が、前記筒状部材の開口端面に密着して形成されたフランジ部を有していることを特徴とする。
すなわち、この電子部品では、成形樹脂部が、筒状部材の開口端面に密着して形成されたフランジ部を有しているので、射出成形後に成形樹脂部が熱収縮した場合、成形樹脂部の雌ネジ部に密着している部分と、筒状部材の開口端面に密着しているフランジ部とが収縮し、開口端面でより高い密着性を確保することができる。特に、過酷な環境下において、樹脂が熱膨張・収縮を繰り返して劣化した場合でも、フランジ部が筒状部材の開口端面に密着することで、高い密着性及び防水性が得られる。

第３の発明に係る電子部品は、第１又は第２の発明において、前記電子部品本体が、一対の電極を有するサーミスタ素子と、前記サーミスタ素子の一対の電極に一端が接続された一対のリード線と、前記一対のリード線の他端が一端に結線され電気的に接続された一対のコネクタ端子とを備え、前記成形樹脂部が、先端部に配した前記サーミスタ素子から前記リード線を含んで前記コネクタ端子の一端までを封止していることを特徴とする。
すなわち、この電子部品では、電子部品本体が感温素子であるサーミスタ素子とリード線とコネクタ端子とを備えているので、低コストで作製でき、かつ高い抜け止め強度及び防水性等を有した温度センサとなる。

第４の発明に係る電子部品の製造方法は、第１から第３の発明のいずれかの電子部品の製造方法であって、前記筒状部材の内周面にネジタッピング加工によって前記第１の雌ネジ部と前記第２の雌ネジ部とを形成する工程と、前記筒状部材内に射出成形によって前記電子部品本体と共に前記成形樹脂部を一体成形する工程とを有していることを特徴とする。
すなわち、この電子部品の製造方法では、筒状部材の内周面にネジタッピング加工によって第１の雌ネジ部と第２の雌ネジ部とを形成し、その筒状部材内に射出成形によって電子部品本体と共に成形樹脂部を一体成形するので、容易に雌ネジ部を形成できると共に、筒状部材内の第１の雌ネジ部と第２の雌ネジ部とによって高い抜け止め強度及び密着性を有した成形樹脂部が得られる。

本発明によれば、以下の効果を奏する。
すなわち、本発明に係る電子部品及びその製造方法によれば、筒状部材の内周面に第１の雌ネジ部と第２の雌ネジ部とが形成され、成形樹脂部が、筒状部材内に射出成形によって電子部品本体と共に一体成形されるので、容易に雌ネジ部を低コストで高精度に形成でき、射出成形によって雌ネジ部への高い密着性を確保すると共に高い抜け止め性及び防水性が得られる。特に、第１の雌ネジ部と第２の雌ネジ部とが、互いに異なるピッチ又は回転方向で螺旋溝が形成されているので、抜け止め機能と回り止め機能とを兼ね備えることができる。
したがって、本発明においてサーミスタ素子のような感熱素子を電子部品本体に用いることで、安価で高信頼性の温度センサを得ることができる。

本発明に係る電子部品及びその製造方法の第１実施形態を示す筒状部材だけを破断した正面図である。 第１実施形態の電子部品を示す正面図である。 第１実施形態の電子部品を示す電子部品本体を省略した断面図である。 第１実施形態の電子部品において、熱膨張時の雌ネジ部を示す要部の拡大断面図である。 本発明に係る電子部品及びその製造方法の第２実施形態を示す筒状部材だけを破断した正面図である。

以下、本発明に係る電子部品及びその製造方法の一実施形態を、図１から図４を参照しながら説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能又は認識容易な大きさとするために縮尺を適宜変更している。

本実施形態の電子部品１は、図１及び図２に示すように、金属製の筒状部材２と、筒状部材２内に少なくとも一部が封入される成形樹脂部３と、成形樹脂部３内に封入される電子部品本体４とを備えている。
上記筒状部材２の内周面には、第１の雌ネジ部２Ａと第２の雌ネジ部２Ｂとが軸方向に分けて形成されている。すなわち、第１の雌ネジ部２Ａと第２の雌ネジ部２Ｂとは、同一軸上に形成されている。

また、上記成形樹脂部３は、筒状部材２内に射出成形によって電子部品本体４と共に一体成形されている。
上記の第１の雌ネジ部２Ａと第２の雌ネジ部２Ｂとは、互いに異なるピッチで螺旋溝が形成されている。本実施形態では、第１の雌ネジ部２Ａのピッチが、第２の雌ネジ部２Ｂよりも大きく設定されている。

上記電子部品本体４は、一対の電極（図示略）を有するチップ状又は板状のサーミスタ素子５と、サーミスタ素子５の一対の電極に一端が接続された一対のリード線６と、一対のリード線６の他端が一端に結線され電気的に接続された一対のコネクタ端子７とを備えている。
すなわち、この電子部品１は、例えば自動車の水温測定等に使用される温度センサである。

なお、サーミスタ素子５は、一対のリード線６が接続された状態でガラス材等の絶縁性材料でコーティングされていても構わない。
上記コネクタ端子７は、（銅、ニッケル、ジュメット）等の細長い金属板材で形成されている。
成形樹脂部３は、先端部に配したサーミスタ素子５からリード線６を含んでコネクタ端子７の一端までを封止している。この成形樹脂部３の基端側は、コネクタ部となっている。

上記筒状部材２は、（銅、黄銅、アルミ）等の金属で先端が閉鎖された筒状に形成されている。この筒状部材２は、先端側から外径が段階的に大きく形成されており、筒状部材２内の封止用穴２ｂが、外形状に対応して内径が設定されている。すなわち、封止用穴２ｂは、先端部に形成され内径が小さい先端穴部２ｃと、開口端側に形成され内径が大きい基端穴部２ｄと、先端穴部２ｃと基端穴部２ｄとの間に形成され内径が先端穴部２ｃより大きく基端穴部２ｄよりも小さい中間穴部２ｅとで構成されている。
上記第２の雌ネジ部２Ｂは、中間穴部２ｅの内周面に形成されていると共に、上記第１の雌ネジ部２Ａは、基端穴部２ｄの内周面に形成されている。

筒状部材２の外周面には、取付用の雄ネジ部２ｈが形成されている。
上記成形樹脂部３は、（ＰＢＴ、ＰＡ、ＰＰＳ）等の樹脂による射出成形で形成されている。この成形樹脂部３は、筒状部材２の開口端面２ｆに密着したフランジ部３ａを有している。

この電子部品１の製造方法は、筒状部材２の内周面にネジタッピング加工によって第１の雌ネジ部２Ａと第２の雌ネジ部２Ｂとを形成する工程と、筒状部材２内に射出成形によって電子部品本体４と共に成形樹脂部３を一体成形する工程とを有している。
上記第１の雌ネジ部２Ａと第２の雌ネジ部２Ｂとを形成する工程では、互いに異なるピッチで螺旋状の刃が形成された第１の雌ネジ部２Ａ用のタップと第２の雌ネジ部２Ｂ用のタップと用いる。

なお、本実施形態では、第１の雌ネジ部２Ａと第２の雌ネジ部２Ｂとは、互いに内径の異なる基端穴部２ｄと中間穴部２ｅとの内周面に形成されるので、別々にネジタッピング加工が可能である。
上記射出成形では、先端穴部２ｃの先端側にサーミスタ素子５を配して電子部品本体４を封止用穴２ｂにセットし、その状態で封止用穴２ｂに溶融樹脂を射出成形して成形樹脂部３を一体成形する。

したがって、本実施形態の電子部品１では、筒状部材２の内周面に第１の雌ネジ部２Ａと第２の雌ネジ部２Ｂとが形成され、成形樹脂部３が、筒状部材２内に射出成形によって電子部品本体４と共に一体成形されているので、ネジタッピング加工等で容易に第１の雌ネジ部２Ａ及び第２の雌ネジ部２Ｂを低コストで高精度に形成することができると共に、射出成形により成形樹脂部３が第１の雌ネジ部２Ａ及び第２の雌ネジ部２Ｂに密着して成形され、高い抜け止め性及び防水性が得られる。

このように第１の雌ネジ部２Ａ及び第２の雌ネジ部２Ｂに射出成形されることで、アンダー形状の場合に比べて樹脂との密着面積が大きくなり、高い抜け止め強度が得られる。また、筒状部材２が小型になった場合でも、第１の雌ネジ部２Ａ及び第２の雌ネジ部２Ｂを形成可能な内周面があれば適用可能である。さらに、外部から水分等が筒状部材２と成形樹脂部３との界面を通って内部に侵入した場合であっても、第１の雌ネジ部２Ａ及び第２の雌ネジ部２Ｂによって外部と内部との沿面距離が長くなると共に、射出成形による高い密着性も加わって高い防水性能を得ることができる。

特に、第１の雌ネジ部２Ａと第２の雌ネジ部２Ｂとが、互いに異なるピッチで螺旋溝が形成されているので、成形樹脂部３が回転しようとしても、第１の雌ネジ部２Ａに対する回転と第２の雌ネジ部２Ｂに対する回転との移動量が相違するため、回転が規制される。したがって、第１の雌ネジ部２Ａと第２の雌ネジ部２Ｂとによって、抜け止め機能と回り止め機能とを兼ね備えることができる。

さらに、射出成形後に成形樹脂部３が熱収縮した場合、成形樹脂部３の第１の雌ネジ部２Ａ及び第２の雌ネジ部２Ｂに密着している部分と、筒状部材２の開口端面２ｆに密着している部分（フランジ部３ａ）とが収縮し、開口端面２ｆでより高い密着性を確保することができる。特に、過酷な環境下において、樹脂が熱膨張・収縮を繰り返して劣化した場合でも、フランジ部３ａが筒状部材２の開口端面２ｆに密着することで、高い密着性及び気密性が得られる。

すなわち、図３に示すように、樹脂が熱膨張した場合には、成形樹脂部３の第１の雌ネジ部２Ａ及び第２の雌ネジ部２Ｂに密着している部分のうち外側（基端側）のネジ面と、第１の雌ネジ部２Ａ及び第２の雌ネジ部２Ｂの内側（先端側）のネジ面とが密着する。逆に、樹脂が熱収縮した場合には、成形樹脂部３の第１の雌ネジ部２Ａ及び第２の雌ネジ部２Ｂに密着している部分のうち内側（先端側）のネジ面と、第１の雌ネジ部２Ａ及び第２の雌ネジ部２Ｂの外側（基端側）のネジ面とが密着する。

本実施形態の電子部品１は、電子部品本体４が感温素子であるサーミスタ素子５とリード線６とコネクタ端子７とを備えているので、低コストで作製でき、かつ高い抜け止め強度及び防水性等を有した温度センサとなる。

また、この電子部品１の製造方法では、筒状部材２の内周面にネジタッピング加工によって第１の雌ネジ部２Ａ及び第２の雌ネジ部２Ｂを形成し、その筒状部材２内に射出成形によって電子部品本体４と共に成形樹脂部３を一体成形するので、容易に第１の雌ネジ部２Ａ及び第２の雌ネジ部２Ｂを形成できると共に、筒状部材２内の第１の雌ネジ部２Ａ及び第２の雌ネジ部２Ｂによって高い抜け止め強度及び密着性を有した成形樹脂部３が得られる。

次に、本発明に係る電子部品及びその製造方法の第２実施形態について、図５を参照して以下に説明する。なお、以下の実施形態の説明において、上記実施形態において説明した同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。

第２実施形態と第１実施形態との異なる点は、第１実施形態では、第１の雌ネジ部２Ａと第２の雌ネジ部２Ｂとが、互いに異なるピッチで螺旋溝が形成されているのに対し、第２実施形態の電子部品２１では、図５に示すように、第１の雌ネジ部２２Ａと第２の雌ネジ部２２Ｂとが、互いに異なる回転方向で螺旋溝が形成されている点である。
なお、第２実施形態においては、第１の雌ネジ部２２Ａと第２の雌ネジ部２２Ｂとのピッチは、互いに異なるものでも同じものでも構わない。

したがって、第２実施形態の電子部品２１では、第１の雌ネジ部２２Ａと第２の雌ネジ部２２Ｂとが、互いに異なる回転方向で螺旋溝が形成されているので、成形樹脂部３が回転しようとしても、第１の雌ネジ部２２Ａに対する回転と第２の雌ネジ部２２Ｂに対する回転との回転方向が相違するため、回転が規制される。したがって、第２実施形態においても、第１の雌ネジ部２２Ａと第２の雌ネジ部２２Ｂとによって、抜け止め機能と回り止め機能とを兼ね備えることができる。

なお、本発明の技術範囲は上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記各実施形態では、第１の雌ネジ部と第２の雌ネジ部とをそれぞれ軸方向に１つずつ設けているが、少なくとも一方を複数形成しても構わない。

１，２１…電子部品、２…筒状部材、２Ａ，２２Ａ…第１の雌ネジ部、２Ｂ，２２Ｂ…第２の雌ネジ部、２ｆ…筒状部材の開口端面、３…成形樹脂部、３ａ…フランジ部、４…電子部品本体、５…サーミスタ素子、６…リード線、７…コネクタ端子

Claims (4)

1. 金属製の筒状部材と、
   前記筒状部材内に少なくとも一部が封入される成形樹脂部と、
   前記成形樹脂部内に封入される電子部品本体とを備え、
   前記筒状部材の内周面に第１の雌ネジ部と第２の雌ネジ部とが軸方向に分けて形成され、
   前記成形樹脂部が、前記筒状部材内に射出成形によって前記電子部品本体と共に一体成形され、
   前記第１の雌ネジ部と前記第２の雌ネジ部とが、互いに異なるピッチ又は回転方向で螺旋溝が形成されていることを特徴とする電子部品。
2. 請求項１に記載の電子部品において、
   前記成形樹脂部が、前記筒状部材の開口端面に密着して形成されたフランジ部を有していることを特徴とする電子部品。
3. 請求項１又は２に記載の電子部品において、
   前記電子部品本体が、一対の電極を有するサーミスタ素子と、
   前記サーミスタ素子の一対の電極に一端が接続された一対のリード線と、
   前記一対のリード線の他端が一端に結線され電気的に接続された一対のコネクタ端子とを備え、
   前記成形樹脂部が、先端部に配した前記サーミスタ素子から前記リード線を含んで前記コネクタ端子の一端までを封止していることを特徴とする電子部品。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載の電子部品の製造方法であって、
   前記筒状部材の内周面にネジタッピング加工によって前記第１の雌ネジ部と前記第２の雌ネジ部とを形成する工程と、
   前記筒状部材内に射出成形によって前記電子部品本体と共に前記成形樹脂部を一体成形する工程とを有していることを特徴とする電子部品の製造方法。

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