(57)【要約】【目的】インサートモールド時の引けによる端子と合成樹脂との隙間の発生を阻止して密閉性の良い電気部品を提供する。【構成】少なくとも端子の一端を外部に露出するように、合成樹脂からなるケースにインサートモールドした電気部品であって、ケース１０を構成する合成樹脂に接する端子１の表面部に、端子１の母材より熱伝導率の大きい金属からなる被覆層３を被覆した。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも端子の一端を外部に露出するように中間部を合成樹脂からなるケースにインサートモールドした電気部品であって、
前記端子の中間部の表面に、前記ケースを構成する合成樹脂に接するようにして前記端子の母材より熱伝導率の大きい金属からなる被覆層を被覆し、該被覆層を前記端子の一端に位置する、外部に面した表層とは異なる材料で形成したことを特徴とする電気部品。
【請求項２】
前記端子の一端に位置する端子の表面部に、メッキ層を形成し、前記被覆層は前記メッキ層より熱伝導率の大きいことを特徴とする請求項１記載の電気部品。
【請求項３】
前記端子全体に下地メッキを施し、前記ケースの外部に露出した端子の表面部に該下地メッキを露出して形成したことを特徴とする請求項２記載の電気部品。
【請求項４】
少なくとも端子の一端を外部に露出するように、少なくとも端子の中間部を合成樹脂からなるケースにインサートモールドした電気部品であって、
前記端子の中間部に、前記ケースを構成する合成樹脂より融点の低い溶融層を被覆し、該溶融層を前記端子の一部に位置する、外部に面した表層とは異なる材料で形成したことを特徴とする電気部品。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コネクタ、可変抵抗器等の密閉性を要するケースを有する電気部品において、少なくとも端子の一端をケース外部に露出するようにインサートモールドされた電気部品に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６は端子をインサートモールドして形成したセンサを示す縦断面図である。
【０００３】
このセンサは図６に示すように、外殻を構成する、有底型のケ−ス２１と、このケ−ス２１の開口２２を塞ぐ軸受部２３ａを有するカバ−２３と、ケ−ス２１内に収納される絶縁基板２４と、操作軸２５と、ケ−ス２１の円筒部２１ａ内に一端を突出するように保持され、ソレノイドに給電を行なう外部端子２８等から構成されている。
【０００４】
ケ−ス２１は合成樹脂等からなり、一方に底部２７が形成され、他方に開口２２が形成されている。また、ケース２１の開口２２を蓋閉するカバ−２３は、合成樹脂等から成り外形が円盤状で、中央部に操作軸２５が挿通される軸受部２３ａが貫通して形成されている。そして、カバー２３をケース２１に取り付けるには、ケース２１とカバー２３の嵌合部を高温で加熱してカシメ等によりケース２１に固着して、開口２２を蓋閉してケース２１の内部を密閉するようになっている。
【０００５】
また、外部端子２６はインサ−トモ−ルド等の手段でケ−ス２１に保持され、その一端側は接続部２６ａとなっており、絶縁基板２４の端子部２４ａと並行して開口２２に臨んで突出し、その他端部２６ｂはケ−ス２１の側方に折り曲げて円筒部２１ａ内に、前記外部端子２８と並設して配置されるように突出している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の電気部品では、インサートモールドによりケースに端子を一体成形する場合、インサートモールド時に引けが発生し、この引けにより端子と合成樹脂との隙間の生じてケースの密閉性が悪く、特に、ソレノイドに給電を行なう外部端子２８は、外部端子２６に比べてインサートされるエリア（または距離）が少なく、気密性が損なわれやすいという問題があった。
【０００７】
この端子と合成樹脂との密着性はインサートモールド時の合成樹脂の収縮によって低下する。ここで、インサートモールド時の引けについて説明する。図７は引けを説明するための説明図で、外部端子２６，２８の長さ方向の断面図を示し、図７の左右の端部はそれぞれ外部端子２６，２８の端部に相当する。（ａ）は合成樹脂を充填中の状態を示し、（ｂ）は充填完了後の状態を示す。
【０００８】
図７の（ａ）は型枠内に溶融した合成樹脂を充填中の状態であり、この状態では、端子２６と接する合成樹脂が冷却されて硬く変形しにくいスキン層２９が形成されてきている。３０は未だ固化していない流動層である。そして、充填完了後（図７の（ｂ）参照）においてもスキン層２９が十分発達せず、特に、肉厚部においては流動層が依然として大きく残り、それがゆっくりと固化していく際に、肉厚部の収縮が起こってスキン層２９が肉厚部の収縮により引っ張られ、端子１との間に隙間３１が発生する。
【０００９】
本発明の目的は、インサートモールド時の引けによる端子と合成樹脂との隙間の発生を阻止して密閉性の良い電気部品を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、少なくとも端子の一端を外部に露出するように中間部を合成樹脂からなるケースにインサートモールドした電気部品であって、前記端子の中間部の表面に、前記ケースを構成する合成樹脂に接するようにして前記端子の母材より熱伝導率の大きい金属からなる被覆層を被覆し、該被覆層を前記端子の一端に位置する、外部に面した表層とは異なる材料で形成した構成にしてある。かかる構成により、合成樹脂の熱を効率良く放熱し、合成樹脂のスキン層を厚く形成できて、合成樹脂の引けを抑えて端子との密着性を高めることが可能になるとともに、材料費の低減、及び露出している端子に最適な表面処理等を施すことが可能になる。
【００１１】
請求項２記載の発明は、前記端子の一端に位置する端子の表面部に、メッキ層を形成し、前記被覆層は前記メッキ層より熱伝導率の大きい構成にしてある。かかる構成により、露出する端子に最適なメッキ層を形成し、また、これを端子全体に行うのに比べて、端子と合成樹脂の密着性を高めることが可能となる。
【００１２】
請求項３記載の発明は、前記端子全体に下地メッキを施し、前記ケースの外部に露出した端子の表面部に該下地メッキを露出して形成した構成にしてある。かかる構成により、下地メッキを利用できるので、安価に形成できる。また、下地メッキの部分は合成樹脂に埋設されるので、腐食しにくい。
【００１３】
請求項４記載の発明は、少なくとも端子の一端を外部に露出するように、少なくとも端子の中間部を合成樹脂からなるケースにインサートモールドした電気部品であって、前記端子の中間部に、前記ケースを構成する合成樹脂より融点の低い溶融層を被覆し、該溶融層を前記端子の一部に位置する、外部に面した表層とは異なる材料で形成した構成にしてある。かかる構成により、インサートモールドに伴って溶融した合成樹脂の熱により溶融層を溶融させるが、その際の融解熱によって合成樹脂の熱が奪われる。このため、端子と接する部分の合成樹脂の温度が低下しスキン層が発達する。これによってスキン層が変形しにくくなり端子との密着性が向上する。また、合成樹脂に埋設される部分のみに設けたので、端子のそれぞれの部位に適した最適の被覆を行なうことができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【００１５】
まず、本発明の第１の実施の形態を図１を参照して説明する。図１は本発明の第１の実施の形態に係る電気部品の断面図である。
【００１６】
この第１の実施の形態では、例えば可変抵抗器の端子１であり、図１の可変抵抗器（ケース１０）の外部端子２８に相当し、これを模式的に示したものである。そしてインサートモールドにより少なくとも一端をケース１０の外部（図の右方向）に露出するように端子１が埋設されている。１１は型枠、１１ａは型枠１１に設けられ、端子１の先端を挿入する凹部、１１ｂは溶融した合成樹脂が充填される型枠凹部である。
【００１７】
この端子１は母材が黄銅材（板厚が０．６ｍｍ）からなり、端子１には下地メッキとしてニッケルメッキ（厚さ２μｍ）２が全体に施されている。このニッケルメッキ２の表面のうち、インサート成形の型枠内部分（すなわち、ケースを構成する合成樹脂に接する部分）には被覆層である金メッキ（厚さ１μｍ）３が施されている。また、端子１のケース１０から露出した部分のニッケルメッキ２の表面にはスズメッキ（厚さ５μｍ）４が施されている。なお、この被覆層３は金メッキのほか、端子１の母材及びケース１０の外部に露出した表面部に形成されているスズメッキより熱伝導率の大きい金属からなるもので、このような各種の金属と熱伝導率を図５にまとめてある。熱伝導率は、黄銅が１２３ｗ／ｍ・℃、ニッケルが９２ｗ／ｍ・℃、スズが６４ｗ／ｍ・℃、金が２９３ｗ／ｍ・℃である。
【００１８】
このような被覆層３を設けることにより、合成樹脂に直接接触している被覆層３が合成樹脂の熱を奪って効率良く放熱し、合成樹脂を速やかに冷却して硬度が高いスキン層を速やかに厚く形成できて、合成樹脂の引けによるスキン層への引っ張り力に耐えることができて端子１とスキン層との密着性を高めることが可能になるとともに、材料費の低減、及び露出している端子に最適な表面処理等を施すことが可能になる。
【００１９】
このような第１の実施の形態によれば、端子１の母材として黄銅材を用いているので、電気抵抗を低下できる。また、下地をニッケルメッキ２としているので、端子を全て金メッキとするのに比べて薄くできる。また、端子全体を金メッキとしていないので、安価にでき合成樹脂との密着性を高められる。また、外部に露出した端子部分が黄銅剥き出しでなく腐食しにくい。
【００２０】
ここで、比較例１を説明する。この比較例１は母材として黄銅材（板厚が０．６ｍｍ）であり、母材を表出させており、メッキは行っていない。
【００２１】
断面を切り３５０倍の光学顕微鏡にて、端子と合成樹脂間の隙間を測定した。表面に金メッキ３を施したものは優れ、メッキ無し品に比べて隙間の平均値及び最大値も小さく、また、端子１が突出した部分の空間を密閉して、１００ｋＰａの圧力を加えた。１０秒後に圧力を測定し、低下量を調べたところ第１の実施例は１５０Ｐａ（３０個の平均）だったが、比較例１は１１３８Ｐａ（４０個の平均）低下した。なお、第１の実施の形態と比較例１との分析結果は、第１の実施の形態の金メッキ３の表面は平坦であり、表面の凹凸によって密着性が向上したものとは認められなかった。
【００２２】
なお、前記第１の実施の形態ではニッケルメッキ２を端子１の母材と金メッキ３との中間部分に配設したが、このように母材との間に熱伝導率の小さい層（ニッケルメッキ２）があってもかまわない。これは、合成樹脂に接する表面層（この場合金メッキ３の表面）が、合成樹脂との熱伝導の関係で重要と考えられ、中間部分に熱伝導率の小さいもの（この場合ニッケルメッキ２）があっても、金属（ニッケルメッキ２）と金属（金メッキ３）が密着した状態で熱伝達されるものであり、合成樹脂から熱伝導に対する影響は少ないと考えられる。また、前記第１の実施の形態では金メッキ３としたが金メッキ３に代えて銅メッキでもよい（これは後述する変形例２に相当する）。
【００２３】
次に、本発明の第１の実施の形態の変形例を説明する。図２は本発明の第１の実施の形態の変形例１に係る電気部品の断面図である。
【００２４】
この変形例１では、例えば可変抵抗器の端子１であり、図２の可変抵抗器（ケース１０）の外部端子２８に相当し、これを模式的に示したものである。そしてインサート成形により端子１が埋設されている。なお、特に説明しないが、前記第１の実施の形態と同様な型枠１１が使用されている。
【００２５】
この端子１は母材が黄銅材（板厚が０．６ｍｍ）からなり、端子１には下地メッキとして銅メッキ（被覆層厚さ１μｍ）５が全体に施されている。また、端子１のケース１０から露出した部分の銅メッキ５の表面にはスズメッキ（厚さ５μｍ）６が施されている。したがって、端子１の型枠内部１１ｂの銅メッキ５は、型枠内部１１ｂの溶融した合成樹脂に直接接している。熱伝導率は、黄銅が１２３ｗ／ｍ・℃、スズが６４ｗ／ｍ・℃、銅が３９７ｗ／ｍ・℃である。
【００２６】
この被覆層５は上記第１の実施の形態と同様に熱伝導率の大きい金属を使用しており、合成樹脂の熱を被覆層５が効率良く放熱し、合成樹脂のスキン層を速やかに厚く形成できて、合成樹脂の引けを抑えて端子１とスキン層との密着性を高めることが可能になるとともに、材料費の低減、及び露出している端子に例えば半田付けされる等の用途を考慮した最適な表面処理等を施すことが可能になる。
【００２７】
この変形例１（後述する変形例２も）よれば、下地メッキとして熱伝導率の高い銅を使用しているが、外部の銅メッキ５にはスズメッキ６を施して銅メッキ５を外部に露出させていないので、腐食する可能性が低く、内部の銅メッキ５においても樹脂に埋設されているので、腐食する可能性が低い。
【００２８】
また、露出した端子１部分にはスズメッキ６を施しているので、半田付け等において濡れ性が良く、半田付け等を行なう端子において好ましい。
【００２９】
また、銅メッキ５の銅は熱伝導率が高いが外部に露出しないので、腐食する可能性が低い。
【００３０】
図３は本発明の第１の実施の形態の変形例２に係る電気部品の断面図である。この変形例２が、上記第１の実施の形態と異なる点は、端子１の下地メッキとしてニッケルメッキ（厚さ２μｍ）２ａが全体に施されている。このニッケルメッキ２ａの表面のうち、インサート成形の型枠内部分（すなわち、ケースを構成する合成樹脂に接する部分）には被覆層である銅メッキ３ａが施され、また、端子１のケース１０から露出した部分のニッケルメッキ２ａの表面には金メッキ４ａが施されている。この場合でも、黄銅が１２３ｗ／ｍ・℃に対して銅が３９７ｗ／ｍ・℃、となる。
【００３１】
なお、上述した第１の実施の形態及び変形例１、２において、インサートされた端子部分のメッキの表面に粗面処理を行なって、伝達面積を増やして更に伝達効率を高めても良い。また、端子１の金属板に粗面処理を行なってメッキを施しメッキ表面に凹凸を持たせるようにして更に伝達効率を高めても良い。
【００３２】
また、端子１の表面の被覆層をメッキで形成したが、被覆層が端子と隙間無く密着できる方法であれば良く、例えばクラッド（圧延）、溶接等でも構わない。
【００３３】
また、外部に位置する端子部分にも、メッキを施したが、母材をそのまま表出させても良い。
【００３４】
また、端子１のインサートされる部分のほぼ全部に被覆層を設けたが、例えば端子１の上面と下面のいずれか一方の面に施しても良く、あるいは部分的に形成しても良い。なお、この場合、端子の、合成樹脂の肉厚部分に対向する個所には、少なくとも被覆層を施すのが好ましい。（このような個所は合成樹脂の引けが大きいため）
また、通常の可変抵抗器の端子に適用しても良い。その場合には気密の他、フラックス上がりの防止効果がある。
【００３５】
なお、端子表面を冷却しても同等の効果が得られるかもしれないが、成形設備が複雑になってしまう等の問題がある。
【００３６】
上述した第１の実施の形態及び変形例１、２は、スキン層に接する端子の表面に端子の母材より熱伝導率の大きな材料から成る被覆層を設けて、被覆層によって合成樹脂の熱を素早く奪い、スキン層を速やかに厚く形成させようとするものである。また、以下に説明する発明は、端子の表面に設けた溶融層が溶けるとき溶解熱を周囲の部材から奪うことを利用して、合成樹脂の熱を素早く奪い、スキン層を速やかに厚く形成させようとするものである。
【００３７】
次に、本発明の第２の実施の形態を図４を参照して説明する。図４は本発明の第２の実施の形態に係る電気部品の断面図である。
【００３８】
この第２の実施の形態では、例えば可変抵抗器の端子１であり、図４の可変抵抗器（ケース１０）の外部端子２８に相当し、これを模式的に示したものである。そしてインサートモールドにより端子１が埋設されている。なお、特に説明しないが、前記第１の実施の形態と同様な型枠１１が使用されている。
【００３９】
この端子１は母材として熱伝導率の低いステンレスあるいはＦｅ系の材料（厚さが０．６ｍｍ）からなる。この端子１の、インサート成形の型枠内部１１ｂ（すなわち、ケースを構成する合成樹脂に接する部分）には溶融層８が施されている。この溶融層８の材質としては、スズ、半田、ビスマス等、半田付け等に使用される低融点金属が使用される。図５に示してあるように、このインサートされる合成樹脂ｐｐｓの融点は２８１℃、溶融層８に使用されるスズの融点は２３２℃である。
【００４０】
なお、端子１のケース１０から露出した部分の表面には金メッキ９が施されている。
【００４１】
この第２の実施の形態では、インサートモールドに伴って溶融した合成樹脂の熱により、合成樹脂の融点より融点の低い溶融層８が溶融されるが、その際の融解熱によって合成樹脂の熱が奪われる。このため、端子１と接する部分の合成樹脂の温度が低下しスキン層が発達して厚みが増す。これによってスキン層が変形しにくくなり端子１との密着性が向上する。また、合成樹脂に埋設される部分のみに設けたので、端子のそれぞれの部位に適した最適の被覆を行なうことができる。なお、上述した第１の実施例と比較例１で確認したのと同様の方法で１００ｋＰａの圧力を加え１０秒後に圧力を測定し低下量を調べたところ６９４Ｐａであった。
【００４２】
なお、溶融層８は中間にあっても、つまり、溶融層８の表面に更にメッキが施されていても良く、このメッキは溶融しなくても中間の溶融層８が溶融することによって上記第２の実施の形態と作用効果が得られる。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、合成樹脂の熱を効率良く放熱し、合成樹脂のスキン層を厚く形成できて、合成樹脂の引けを抑えて端子との密着性を高めることが可能になるとともに、材料費の低減、及び露出している端子に最適な表面処理等を施すことが可能になる。
【００４４】
また、本発明によれば、端子の一端に位置する端子の表面部に、メッキ層を形成し、被覆層は前記メッキ層より熱伝導率の大きい構成にしてあるので、露出する端子に最適なメッキ層を形成し、また、これを端子全体に行うのに比べて、端子と合成樹脂の密着性を高めることが可能となる。
【００４５】
また、本発明によれば、下地メッキを利用できるので、安価に形成できる。また、下地メッキの部分は合成樹脂に埋設されるので、腐食しにくい。
【００４６】
また、本発明によれば、インサートモールドに伴って溶融した合成樹脂の熱により溶融層を溶融させるが、その際の融解熱によって合成樹脂の熱が奪われる。このため、端子と接する部分の合成樹脂の温度が低下しスキン層が発達する。これによってスキン層が変形しにくくなり端子との密着性が向上する。また、合成樹脂に埋設される部分のみこのように設けたので、端子のそれぞれの部位に適した最適の被覆を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る電気部品の断面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態の変形例１に係る電気部品の断面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態の変形例２に係る電気部品の断面図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る電気部品の断面図である。
【図５】各材料の特性をまとめた図である。
【図６】端子をインサート成形して形成したセンサを示す縦断面図である。
【図７】端子と合成樹脂の密着性が損なわれる説明図である。
【符号の説明】
１　　端子
２　　ニッケルメッキ
３　　金メッキ（被覆層）
４　　スズメッキ
５　　銅メッキ（被覆層）
６　　スズメッキ
８　溶融層
１０　ケース
１１　型枠
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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