JP7489747B2

JP7489747B2 - 温度センサ付き配線部品

Info

Publication number: JP7489747B2
Application number: JP2021005053A
Authority: JP
Inventors: 圭介福地; 俊杰申
Original assignee: Hitachi Astemo Ltd; Proterial Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd; Proterial Ltd
Priority date: 2021-01-15
Filing date: 2021-01-15
Publication date: 2024-05-24
Anticipated expiration: 2041-01-15
Also published as: JP2022109643A; US20220231467A1; CN114765321A

Description

本発明は、電線と温度センサとを有する温度センサ付き配線部品に関する。

従来、例えば電動モータのコイル巻線の過熱による損傷を防ぐため、電動モータに供給される電流を流す電線の温度を温度センサによって検出し、検出された温度が所定値以上の場合には、電動モータに供給する電流を停止又は抑制することが行われている。

特許文献１に記載された温度センサは、測定対象物の温度を検出するためのサーミスタ等の感熱体と、感熱体の一対の電極にそれぞれ接続された一対のリードと、第１の凹部を有する第１の固定部材と、第２の凹部を有する第２の固定部材とを備え、第１の凹部と第２の凹部との組み合わせによって形成される貫通孔に測定対象物が収容されている。第１の固定部材及び第２の固定部材は、エンジニアリングプラスチック等の樹脂からなり、測定対象物を挟み込んだ状態で接合されている。感熱体は、インサート成形により第１の固定部材にモールドされており、一対のリードが第１の固定部材の内部で一対のワイヤにそれぞれ接続されている。一対のワイヤは、第１の固定部材から延出されてセンサ計測装置に接続されており、センサ計測装置において一対のワイヤの間の抵抗値を測定することで測定対象物の温度を検知することができる。測定対象物は、例えばモータ装置の配線部品である。

特開２０２０－１５３６９６号公報

特許文献１に記載された温度センサでは、第１の固定部材をモールド成形する際に、一対のワイヤを金型のキャビティから導出する必要がある。この作業は自動化を行い難く、これらのワイヤを導出する作業を手作業で行う場合には長い作業時間を要してしまい、製造コストの増大を招来することとなる。

そこで、本発明は、自動化を行いやすく、低コスト化を図ることが可能な温度センサ付き配線部品を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決することを目的として、電線と、前記電線の温度を検出する検出部及び複数のリード線を有する温度センサと、前記複数のリード線にそれぞれ接続された複数のコネクタピンとを備え、前記電線、前記温度センサ、及び前記複数のコネクタピンが、樹脂からなる保持体に一括して保持されており、前記保持体は、前記複数のコネクタピンを保持するコネクタハウジング部材と、前記コネクタハウジングの一部を覆うモールド樹脂部材とを含む、温度センサ付き配線部品を提供する。

本発明に係る温度センサ付き配線部品によれば、自動化を行いやすく、低コスト化を図ることが可能となる。

本発明の実施の形態に係る温度センサ付き配線部品を相手側コネクタと共に示す斜視図である。温度センサ付き配線部品の構成要素を示す斜視図である。温度センサ付き配線部品のモールド樹脂部材を仮想線で示し、その内部を実線で示す斜視図である。（ａ）及び（ｂ）は、温度センサ付き配線部品の断面図である。

［実施の形態］
図１は、本発明の実施の形態に係る温度センサ付き配線部品を、そのコネクタ部への嵌合相手である相手側コネクタと共に示す斜視図である。図２は、温度センサ付き配線部品の各構成要素を示す斜視図である。図３は、温度センサ付き配線部品のモールド樹脂部材を仮想線で示し、その内部を実線で示す斜視図である。図４（ａ）及び（ｂ）は、温度センサ付き配線部品の断面図である。

この温度センサ付き配線部品１は、複数の電線２１，２２と、電線２１，２２の温度を検出する検出部３０及び複数のリード線３１，３２を有する温度センサ３（図４参照）と、複数のリード線３１，３２にそれぞれ接続された複数のコネクタピン４１，４２と、これらを一括して保持する樹脂からなる保持体５とを備えている。複数の電線２１，２２は、保持体５の内部において直線状でかつ互いに平行に延在している。なお、図１乃至図４では、電線２１，２２の長手方向の一部分のみを示している。

保持体５には、相手側コネクタ９が嵌合するコネクタ部１１が設けられている。相手側コネクタ９は、樹脂製のコネクタハウジング９０内に複数のコネクタ端子（不図示）が配置されており、複数のコネクタ端子にそれぞれ接続された信号線９１，９２がコネクタハウジング９０から導出されている。コネクタハウジング９０は、胴部９０１と突部９０２とを一体に有しており、相手側コネクタ９が温度センサ付き配線部品１のコネクタ部１１に嵌合したときに突部９０２が保持体５に収容される。信号線９１，９２は、屈曲性に優れた撚り線を絶縁体によって被覆した絶縁電線である。

複数の電線２１，２２は、エナメル被覆された単線であり、例えば電動モータや電磁アクチュエータのように電磁的作用によって機械的動作を生じさせる電動機のコイルに駆動電流を供給するために用いられる。なお、本実施の形態では、二本の電線２１，２２が保持体５に保持されているが、保持体５に保持される電線の数は一本でもよく、三本以上であってもよい。また、本実施の形態では、電線２１，２２が同一径の断面円形状の丸線であるが、これに限らず、例えば断面矩形状の平角線であってもよい。

温度センサ３は、例えば温度によって電気抵抗が変化するサーミスタである。検出部３０は、温度検出素子がガラス等の封止材によって封止されており、封止材の内外に延びるリード線３１，３２が温度検出素子の電極に接続されている。なお、温度センサ３としては、サーミスタに限らず、例えば熱電対を用いてもよい。

コネクタピン４１，４２は、長手方向の一端部に、例えば溶接によって温度センサ３のリード線３１，３２がそれぞれ接続されている。ただし、温度センサ３のリード線３１，３２を例えば半田付けによってコネクタピン４１，４２に接続してもよい。

保持体５は、コネクタピン４１，４２を保持してコネクタ部１１を構成するコネクタハウジング部材８を含み、コネクタハウジング部材８の一部がモールド成形されたモールド樹脂部材５０に覆われている。また、保持体５は、電線２１，２２を保持する電線保持部材６と、温度センサ３を保持するセンサ保持部材７とを有し、電線保持部材６及びセンサ保持部材７がコネクタハウジング部材８と共にモールド樹脂部材５０によって一体化されている。電線保持部材６、センサ保持部材７、及びコネクタハウジング部材８は、それぞれが樹脂からなり、モールド樹脂部材５０を成形する前に予め成形されている。

モールド樹脂部材５０は、電線保持部材６、センサ保持部材７、及びコネクタハウジング部材８のそれぞれの少なくとも一部を覆っている。電線保持部材６、センサ保持部材７、及びコネクタハウジング部材８は、モールド樹脂部材５０によって一体化されており、モールド樹脂部材５０と共に保持体５を構成する。

電線２１，２２は、所定の並び方向Ｄ_１（図４（ａ）参照）に沿って間隔をあけて電線保持部材６に保持されている。並び方向Ｄ_１は、電線保持部材６に保持された部分の電線２１，２２の長手方向である電線延伸方向Ｄ_２（図４（ｂ）参照）に対して垂直な方向であり、並び方向Ｄ_１における電線２１，２２の間隔は、例えば電線２１，２２の直径よりも小さい寸法である。

電線保持部材６は、略直方体状であり、複数の電線２１，２２のうち一方の電線２１の周方向の一部を収容する第１の凹溝６１と、他方の電線２２の周方向の一部を収容する第２の凹溝６２とが互いに平行に形成されている。電線保持部材６において、第１の凹溝６１が形成された表（おもて）面６ａ、及び第２の凹溝６２が形成された裏面６ｂは、電線２１，２２の並び方向Ｄ_１に対して垂直な長方形状の平面であり、その長辺方向に沿って第１及び第２の凹溝６１，６２が延在している。

また、電線保持部材６には、表面６ａと裏面６ｂとの間の側面６ｃに開口する収容穴６３が形成されている。収容穴６３は、センサ保持部材７を収容するための穴であり、電線２１，２２の並び方向Ｄ_１及び電線延伸方向Ｄ_２に対して垂直な方向Ｄ_３（以下、この方向を垂直方向Ｄ_３という）に開口している。

電線保持部材６に保持された電線２１，２２を垂直方向Ｄ_３から見た場合に、収容穴６３は、その少なくとも一部が一方の電線２１と他方の電線２２との間に形成されている。本実施の形態では、収容穴６３が、電線保持部材６における第１の凹溝６１の最深部と第２の凹溝６２の最深部との間の薄肉部６４と垂直方向Ｄ_３に沿って並んでいる。これにより、電線２１，２２に電流が流れることによって発生する熱が伝わりやすい位置に温度センサ３の検出部３０を配置することができると共に、電線保持部材６の大型化を抑制し、電線保持部材６を小型に形成することができる。なお、収容穴６３を側面６ｃから第１の凹溝６１の最深部と第２の凹溝６２の最深部との間に至る範囲に形成し、一方の電線２１と他方の電線２２との間に検出部３０が位置するように温度センサ３を配置してもよい。

センサ保持部材７は、温度センサ３と、温度センサ３のリード線３１，３２がそれぞれ接続されたコネクタピン４１，４２の一端部とを収容している。温度センサ３の検出部３０は、センサ保持部材７の内部で固定されている。本実施の形態では、温度センサ３の全体がセンサ保持部材７に覆われるようにインサート成形されているが、リード線３１，３２とコネクタピン４１，４２とがセンサ保持部材７の外部で接続されていてもよい。また、センサ保持部材７は、温度センサ３を収容するボックス状であってもよい。

電線保持部材６とセンサ保持部材７とは、センサ保持部材７が電線保持部材６の収容穴６３に収容された状態で、モールド樹脂部材５０によって一体化されている。収容穴６３の内寸は、センサ保持部材７の外形寸法よりも僅かに大きく形成されている。

センサ保持部材７が収容穴６３に最奥部まで挿入されたとき、すなわち図４（ｂ）に示すように収容穴６３の底面６３ａにセンサ保持部材７の先端面７ａが当接したとき、センサ保持部材７の一部が電線保持部材６の側面６ｃから収容穴６３の外部に突出する。これにより、モールド樹脂部材５０を成形する際、センサ保持部材７が収容穴６３に最奥部まで挿入されていることを、作業者の目視により、もしくはカメラによって撮影された画像の解析により、確認することができる。

コネクタハウジング部材８は、相手側コネクタ９の突部９０２を収容するボア８０が形成された有底筒状であり、筒部８１と底部８２とを一体に有している。コネクタピン４１，４２は、底部８２に形成された貫通孔８２１，８２２に圧入され、温度センサ３が接続された一端部とは反対側の長手方向の他端部がボア８０内に突出している。なお、コネクタピン４１，４２がコネクタハウジング部材８にインサート成形されていてもよい。

コネクタピン４１，４２は、コネクタハウジング部材８のボア８０から外部に突出しておらず、ボア８０内で相手側コネクタ９のコネクタ端子に接続される。このように、コネクタハウジング部材８の一部がモールド樹脂部材５０に覆われ、コネクタピン４１，４２の全体が保持体５に収容されていることにより、コネクタピン４１，４２の一部が保持体５の外部に突出している場合に比較して、例えば相手側コネクタ９との嵌合作業等にコネクタハウジング９０との干渉によってコネクタピン４１，４２が曲がってしまうことを抑止することができる。

モールド樹脂部材５０は、図３に実線で示すように電線保持部材６、センサ保持部材７、及びコネクタハウジング部材８が金型内に配置された状態で、この金型のキャビティ内に溶融樹脂を射出することで形成される。電線２１，２２は、第１の凹溝６１及び第２の凹溝６２に収容されていない部分の周方向の全体がモールド樹脂部材５０に覆われる。すなわち、電線２１，２２は、温度センサ３の近傍において、周方向の全体が保持体５に保持される。なお、モールド樹脂部材５０は、射出成形時の熱により、電線保持部材６、センサ保持部材７、及びコネクタハウジング部材８と溶け合っていてもよいが、溶け合っていなくともよい。

相手側コネクタ９が温度センサ付き配線部品１のコネクタ部１１に嵌合すると、温度センサ３のリード線３１，３２がコネクタピン４１，４２及び相手側コネクタ９の端子を介して信号線９１，９２と電気的に接続される。信号線９１，９２は、例えば電線２１，２２に流れる電流によって動作する電動機を制御する制御装置に接続され、温度センサ３によって検出される温度が所定値以上になると、制御装置が電線２１，２２に流す電流を停止又は抑制する。

なお、電線保持部材６及びセンサ保持部材７の樹脂材料としては、モールド樹脂部材５０よりも熱伝導率が高い高熱伝導性の樹脂材料を用いることが望ましい。電線保持部材６及びセンサ保持部材７を熱導電率が高い樹脂材料によって形成することにより、電線２１，２２の温度をより正確に検出することが可能となる。

（実施の形態の効果）
以上説明した本発明の実施の形態によれば、金型を用いてモールド樹脂部材５０をモールド成形する際に、この金型のキャビティから温度センサ３のリード線３１，３２に接続された複数の信号線を導出する必要がない。このため、温度センサ付き配線部品１を自動化された製造設備で製造しやすくなり、低コスト化を図ることが可能となる。

また、本実施の形態によれば、電線２１，２２と温度センサ３とが保持体５に一括して保持されているため、電線２１，２２と温度センサ３の検出部３０との距離を設計値のとおりに一定に保つことができ、電線２１，２２の温度の検出精度を高めることができる。

（実施の形態のまとめ）
次に、以上説明した実施の形態から把握される技術思想について、実施の形態における符号等を援用して記載する。ただし、以下の記載における各符号は、特許請求の範囲における構成要素を実施の形態に具体的に示した部材等に限定するものではない。

［１］電線（２１，２２）と、前記電線（２１，２２）の温度を検出する検出部（３０）及び複数のリード線（３１，３２）を有する温度センサ（３）と、前記複数のリード線（３１，３２）にそれぞれ接続された複数のコネクタピン（４１，４２）とを備え、前記電線（２１，２２）、前記温度センサ（３）、及び前記複数のコネクタピン（４１，４２）が、樹脂からなる保持体（５）に一括して保持されており、前記保持体（５）は、前記複数のコネクタピン（４１，４２）を保持するコネクタハウジング部材（８）と、前記コネクタハウジング部材（８）の一部を覆うモールド樹脂部材（５０）とを含む、温度センサ付き配線部品（１）。

［２］前記保持体（５）は、前記電線（２１，２２）を保持する電線保持部材（６）と、前記温度センサ（３）を保持するセンサ保持部材（７）とを含み、前記電線保持部材（６）及び前記センサ保持部材（７）が、前記コネクタハウジング部材（８）と共に前記モールド樹脂部材（５０）によって一体化されている、上記［１］に記載の温度センサ付き配線部品（１）。

［３］前記電線保持部材（６）には、前記センサ保持部材（７）を収容する収容穴（６３）が形成されており、前記センサ保持部材（７）が前記収容穴（６３）に収容された状態で、前記電線保持部材（６）と前記センサ保持部材（７）とが一体化されている、上記［２］に記載の温度センサ付き配線部品（１）。

［４］複数の前記電線（２１，２２）が前記電線保持部材（６）に所定の並び方向（Ｄ_１）に沿って間隔をあけて平行に保持されており、これら複数の前記電線（２１，２２）を前記並び方向（Ｄ_１）及び前記電線の長手方向（Ｄ_２）に対して垂直な方向（Ｄ_３）から見た場合に、前記収容穴（６３）が前記電線（２１，２２）同士の間に形成されている、上記［３］に記載の温度センサ付き配線部品（１）。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記に記載した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。

１…センサ付き配線部品２１，２２…電線
３…温度センサ３０…検出部
３１，３２…リード線４１，４２…コネクタピン
５…保持体５０…モールド樹脂部材
６…電線保持部材６３…収容穴
７…センサ保持部材８…コネクタハウジング部材

Claims

電線と、前記電線の温度を検出する検出部及び複数のリード線を有する温度センサと、前記複数のリード線にそれぞれ接続された複数のコネクタピンとを備え、
前記電線、前記温度センサ、及び前記複数のコネクタピンが、樹脂からなる保持体に一括して保持されており、
前記保持体は、前記複数のコネクタピンを保持するコネクタハウジング部材と、前記電線を保持する電線保持部材と、前記温度センサを保持するセンサ保持部材と、前記コネクタハウジング部材の一部を覆うモールド樹脂部材とを含み、
前記電線保持部材及び前記センサ保持部材が、前記コネクタハウジング部材と共に前記モールド樹脂部材によって一体化されている、
温度センサ付き配線部品。
前記電線保持部材には、前記センサ保持部材を収容する収容穴が形成されており、
前記センサ保持部材が前記収容穴に収容された状態で、前記電線保持部材と前記センサ保持部材とが一体化されている、
請求項１に記載の温度センサ付き配線部品。
複数の前記電線が前記電線保持部材に所定の並び方向に沿って間隔をあけて平行に保持されており、
これら複数の前記電線を前記並び方向及び前記電線の長手方向に対して垂直な方向から見た場合に、前記収容穴が前記電線同士の間に形成されている、
請求項２に記載の温度センサ付き配線部品。