(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-05-16
(45)【発行日】2024-05-24
(54)【発明の名称】温度センサ付き配線部品
(51)【国際特許分類】
G01K 1/14 20210101AFI20240517BHJP
G01K 7/22 20060101ALI20240517BHJP
H02K 11/25 20160101ALI20240517BHJP
【FI】
G01K1/14 E
G01K1/14 L
G01K7/22 J
H02K11/25
(21)【出願番号】P 2021005053
(22)【出願日】2021-01-15
【審査請求日】2023-08-07
(73)【特許権者】
【識別番号】000005083
【氏名又は名称】株式会社プロテリアル
(73)【特許権者】
【識別番号】509186579
【氏名又は名称】日立Astemo株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002583
【氏名又は名称】弁理士法人平田国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】福地 圭介
(72)【発明者】
【氏名】申 俊杰
【審査官】平野 真樹
(56)【参考文献】
【文献】特開2017-227568(JP,A)
【文献】特開2019-184471(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
G01K 1/00-19/00
H02K 11/25
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
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。
【請求項2】
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。
【請求項3】
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
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。
【背景技術】
【0002】
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。
【0003】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
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。
【0006】
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。
【課題を解決するための手段】
【0007】
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。
【発明の効果】
【0008】
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。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【
図1】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。
【
図2】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。
【
図3】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。
【発明を実施するための形態】
【0010】
[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。
【0011】
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。
【0012】
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。
【0013】
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。
【0014】
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。
【0015】
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。
【0016】
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。
【0017】
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。
【0018】
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。
【0019】
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D1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。
【0020】
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D1及び電線延伸方向D2に対して垂直な方向D3(以下、この方向を垂直方向D3という)に開口している。
【0021】
電線保持部材6に保持された電線21,22を垂直方向D3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D3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。
【0022】
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。
【0023】
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。
【0024】
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。
【0025】
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。
【0026】
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。
【0027】
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。
【0028】
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。
【0029】
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。
【0030】
(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。
【0031】
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。
【0032】
(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。
【0033】
[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)。
【0034】
[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)。
【0035】
[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)。
【0036】
[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(D1)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(D1)及び前記電線の長手方向(D2)に対して垂直な方向(D3)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)。
【0037】
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。
【符号の説明】
【0038】
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