(57)【要約】【課題】計器本体の端子と回路基板とを半田付けすることなく電気的に接続でき、製造の工程数を削減するできる電気式計器装置およびその製造方法を提供する。【解決手段】ステッピングモータ１１を位置決めし、ステッピングモータ１１と電気的に接続する通電部を備えて貫通した貫通端子部１４ｂを備える回路基板１４と、貫通端子部１４ｂの延長線上に貫通して形成された抜け止め固定部を備える電気部品１１のケース部材１２と、貫通端子部１４ｂに挿入して通電部に圧着されてステッピングモータ１１と回路基板１４とが電気的に接続される挿入圧着部１５ｃと、抜け止め固定部に挿入されて固定されステッピングモータ１１を回路基板１４に固定する固定保持部１５ｂと、ステッピングモータ１１と導電状態で接続される本体接続部１５ａとを有し、抜け止め固定部から回路基板１４の貫通端子部１４ｂに圧入される接続端子部材１５とを備える。【選択図】図１
2014235069.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路基板に電気部品が取り付けられて、前記電気部品と前記回路基板とが電気的に接続されてなる電気式計器装置であって、
前記電気部品を位置決めして固定するとともに、前記電気部品と電気的に接続し得る通電部を備えて貫通した貫通端子部を備える前記回路基板と、
前記貫通端子部の延長線上に貫通して形成された抜け止め固定部を備える前記電気部品と、
前記貫通端子部に挿入して前記通電部に圧着されて前記電気部品と前記回路基板とが電気的に接続される挿入圧着部と、前記抜け止め固定部に挿入されて固定され前記電気部品を前記回路基板に固定する固定保持部と、前記電気部品と導電状態で接続される導電接続部とを有し前記抜け止め固定部から前記回路基板の前記貫通端子部に圧入可能とされた接続端子部材とを備えた、
ことを特徴とする電気式計器装置。
【請求項２】
前記抜け止め固定部を前記貫通端子部より大径に形成した、
ことを特徴とする請求項１に記載の電気式計器装置。
【請求項３】
前記電気部品の前記抜け止め固定部は、前記電気部品が収納して固定されたケース部材に形成されている、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の電気式計器装置。
【請求項４】
回路基板に電気部品を取り付けるとともに、前記電気部品と前記回路基板とを電気的に接続する電気式計器装置の製造方法であって、
前記回路基板は前記電気部品を位置決めして固定するとともに、前記電気部品を電気的に接続し得る通電部を有する貫通した貫通端子部を備え、
前記電気部品は前記貫通端子部の延長線上に貫通した抜け止め固定部を備え、
接続端子部材は、前記抜け止め固定部から前記回路基板の前記貫通端子部に挿入可能とされ、前記貫通端子部に挿入されて前記通電部に圧着されて前記電気部品と前記回路基板とを電気的に接続する挿入圧着部と、前記抜け止め固定部に固定される固定保持部と、前記電気部品と導電状態で接続される本体接続部とを備え、
前記接続端子部材を、前記電気部品が前記回路基板に係止された位置決め固定状態では、前記接続端子部材の前記挿入圧着部が前記貫通端子部に圧着されない位置まで前記電気部品の前記抜け止め固定部に挿入する端子挿入工程と、
前記電気部品を前記回路基板に係止して位置決め固定状態とする部品位置決め工程と、
前記接続端子部材を、圧入して前記固定保持部を前記抜け止め固定部に固定するとともに、前記挿入圧着部を前記貫通端子部に圧着する端子圧入工程と、を含む
ことを特徴とする電気式計器装置の製造方法。
【請求項５】
前記端子圧入工程には、前記接続端子部材の圧入力を管理する圧入力管理工程を含む、
ことを特徴とする請求項４に記載の電気式計器装置の製造方法。
【請求項６】
前記圧入力管理工程には、前記接続端子部材のぞれぞれの圧入力を管理可能とすることを含む、
ことを特徴とする請求項５に記載の電気式計器装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電気式計器装置およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気式計器装置はＯＡ機器、家電製品、自動車等種々の分野に用いられており、例えば自動車等で用いられている電気式計器装置として、車両速度を指示する車両速度メータ、エンジン回転数を指示するエンジン回転数メータ、燃料残量を指示する燃料残量メータ、冷却水の温度を指示する水温メータ等の種々のメータ（計器装置）がある。
電気式計器装置は電気部品を回路基板に取り付けるとともに、電気部品に設けた端子と回路基板とを電気的に接続することで構成される。
【０００３】
例えば、電気式計器装置の指針を駆動するための指針駆動装置では、電気部品を構成するステッピングモータの端子と回路基板との電気的な接続については、例えば特許文献１に開示されているように、半田付けが行われている。
電気部品を構成するステッピングモータのボビンにコイルと導通する端子を設け、この端子を回路基板に向けて延長させ、その延長端を回路基板を貫通させて裏側で直接半田付けすることにより電気的な接続を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−１４９６１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に記載されている電気部品では、回路基板への取付工程とは別に電気的な接続のための端子の半田付け工程が必要であり、工程が増大するとともに、独立した異なる工程であるため煩雑となるという問題がある。
また、電気部品の端子を回路基板に半田付けしてしまうと、電気部品を簡単に取り外すことができず、パーツ交換を行うことが困難になるという問題もある。
一方、半田付けを不要とするため、回路基板の貫通端子部の孔の内周に突起部を形成したり、回路基板の裏側に円筒部内周に突起部を形成した雌端子を設けておき、電気部品の端子の延長端を回路基板の表側から挿入することで、貫通端子部の孔や雌端子の突起部を介して電気的な接続を図ることも考えられるが、孔の内周に突起部の形成が必要となる等製造工程が煩雑となったり、部品点数の増大を招くという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、電気部品の端子と回路基板とを半田付けすることなく電気的に接続することができ、製造の工程数を削減することができる電気式計器装置およびその製造方法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】
上記目的を達成するため、本発明に係る電気式計器装置は、
回路基板に電気部品が取り付けられて、前記電気部品と前記回路基板とが電気的に接続されてなる電気式計器装置であって、
前記電気部品を位置決めして固定するとともに、前記電気部品と電気的に接続し得る通電部を備えて貫通した貫通端子部を備える前記回路基板と、
前記貫通端子部の延長線上に貫通して形成された抜け止め固定部を備える前記電気部品と、
前記貫通端子部に挿入して前記通電部に圧着されて前記電気部品と前記回路基板とが電気的に接続される挿入圧着部と、前記抜け止め固定部に挿入されて固定され前記電気部品を前記回路基板に固定する固定保持部と、前記電気部品と導電状態で接続される本体接続部とを有し前記抜け止め固定部から前記回路基板の前記貫通端子部に圧入可能とされた接続端子部材とを備えた、
ことを特徴とする。
【０００８】
また、上記目的を達成するため、本発明に係る電気式計器装置の製造方法は、
回路基板に電気部品を取り付けるとともに、前記電気部品と前記回路基板とを電気的に接続する電気式計器装置の製造方法であって、
前記回路基板は前記電気部品を位置決めして固定するとともに、前記電気部品を電気的に接続し得る通電部を有する貫通した貫通端子部を備え、
前記電気部品は前記貫通端子部の延長線上に貫通した抜け止め固定部を備え、
接続端子部材は、前記抜け止め固定部から前記回路基板の前記貫通端子部に挿入可能とされ、前記貫通端子部に挿入されて前記通電部に圧着されて前記電気部品と前記回路基板とを電気的に接続する挿入圧着部と、前記抜け止め固定部に固定される固定保持部と、前記電気部品と導電状態で接続される本体接続部とを備え、
前記接続端子部材を、前記電気部品が前記回路基板に係止された位置決め固定状態では、前記接続端子部材の前記挿入圧着部が前記貫通端子部に圧着されない位置まで前記電気部品の前記抜け止め固定部に挿入する端子挿入工程と、
前記電気部品を前記回路基板に係止して位置決め固定状態とする部品位置決め工程と、
前記接続端子部材を、圧入して前記固定保持部を前記抜け止め固定部に固定するとともに、前記挿入圧着部を前記貫通端子部に圧着する端子圧入工程と、を含む
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る電気式計器装置およびその製造方法によれば、半田付けを不要として電気部品を回路基板に電気的に接続することができ、工程数を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態に係る電気式計器装置の断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係り、接続端子部材の外観斜視図および圧入した固定状態の断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る電気式計器装置の製造方法の工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明の一実施形態に係る電気式計器装置を添付図面に基づいて説明する。
この実施形態にかかる電気式計器装置１は、例えば自動車等の車両の車両速度を指示する車両速度メータ、エンジン回転数を指示するエンジン回転数メータ、燃料残量を指示する燃料残量メータ、冷却水の温度を指示する水温メータ等の種々のメータ等（電気式計器装置）として構成されるものであり、例えば指針駆動装置であるステッピングモータ（電気部品）を回路基板に取り付け、ステッピングモータのコイルの末端部が導電状態で接続された接続端子部材と回路基板とを半田付けを不要として電気的な接続を行うようにしたものである。
【００１２】
電気式計器装置１の電気部品を構成するステッピングモータ１１は、図１に示すように、ケース部材１２と、ケース部材１２内に収納された駆動部材１３とを備えて構成されており、ステッピングモータ１１は、この実施の形態では、ケース部材１２を介して回路基板１４に取り付けるようにしている。
【００１３】
ケース部材１２は、少なくとも上下に２分割された合成樹脂製のケース１２ａおよび金属製のシールドケース１２ｂを備えている。ケース部材１２のケース１２ａ内には、ステッピングモータ１１の駆動部材１３を構成するロータ軸を介して回転可能とされた円盤状のプラスチックマグネットが収納され、ロータ軸の回転を指針軸１３ａに伝達する減速ギヤが収納されて指針軸１３ａが回転駆動されるようになっている。ケース１２ａの外側には、１対のコイル１３ｂが巻かれ、コイル１３ｂが巻かれたケース１２ａの一部の所定領域が金属製のシールドケース１２ｂで覆われるように収納されるほか、ステッピングモータ１１を構成する他の部品もケース１２ａおよびシールドケース１２ｂ内に収納されている。
【００１４】
このステッピングモータ１１を回路基板１４に取り付けるため、ステッピングモータ１１が収納されるケース部材１２を構成するケース１２ａに位置決め固定用の係止爪１２ｃが前方（回路基板１４側）に突き出すように形成してあり、回路基板１４の係止孔１４ａに挿入し引っ掛けるようにして固定し、複数箇所、例えば３箇所に設けた係止爪１２ｃによって回路基板１４の所定の位置にステッピングモータ１１が位置決めされる。
【００１５】
また、この電気式計器装置１には、ステッピングモータ１１と別体とされた導電性材料、例えば金属材の接続端子部材１５を有しており、１対のコイル１３ｂの末端部がそれぞれ接続端子部材１５の基端部の本体接続部１５ａにからげられて半田付けされて導通状態で接続され、ステッピングモータ１１のケース部材１２に形成した抜け止め固定部１２ｄに挿入して中間部の固定保持部１５ｂで固定できるようにしてある。このステッピングモータ１１では、４本の接続端子部材１５を有している。
これら接続端子部材１５を回路基板１４に電気的に接続するため、回路基板１４には、貫通した孔で構成された貫通端子部１４ｂが形成してあり、回路基板１４の所定位置に位置決めされたステッピングモータ１１の接続端子部材１５の位置に対応して配置され、内側面が銅箔パターンによるスルーホール部からなる通電部とされて導通状態で接続される接続面となっている。
この回路基板１４の貫通端子部１４ｂに挿入して圧着することで電気的に接続する接続端子部材１５の先端部には、挿入圧着部１５ｃが形成してある。
【００１６】
この接続端子部材１５は、棒状の導電性金属材をプレス成形したものであり、基端部のコイル１３ｂの末端部が巻き付けられて半田付けされる本体接続部１５ａは略角柱形状とされている。ケース部材１２の抜け止め固定部１２ｄに固定される接続端子部材１５の中間部の固定保持部１５ｂは本体接続部１５ａの角柱側面から突起部が形成されて横断面形状が十の字状にプレス成形され、十の字状の先端部の内接する円が大径とされ、この部分の外形が最も大きく成形してある。
回路基板１４の貫通端子部１４ｂに圧入されて電気的に接続される接続端子部材１５の先端部の挿入圧着部１５ｃは両外側に円弧状に膨らむようにプレス成形され、中央部に貫通孔が形成してあり、弾性変形による圧着力を確保できるようにしてある。
この円弧状に膨らむ挿入圧着部１５ｃの最も幅の大きい部分Ｌ１に比べても接続端子部材１５の固定保持部１５ｂの外形の最大幅Ｌ２が大きく形成してあり、これにより、接続端子部材１５の先端部の挿入圧着部１５ｃがケース部材１２の抜け止め固定部１２ｄを円滑に通過でき、しかも回路基板１４の貫通端子部１４ｂからは接続端子部材１５が抜け出すことを防止している。
【００１７】
このような接続端子部材１５をステッピングモータ１１に予め取り付けるため、シールドケース１２ｂに端子挿入穴１２ｅが設けてあり、ケース部材１２の抜け止め固定部１２ｄの位置に対応して配置することで、端子挿入穴１２ｅからケース部材１２の抜け止め固定部１２ｄや回路基板１４の貫通端子部１４ｂまで接続端子部材１５を挿入できるようにしてある。また、この端子挿入穴１２ｅは接続端子部材１５と接触して短絡しない大きさとしてある。
【００１８】
そして、接続端子部材１５のステッピングモータ１１への初期組立状態（端子挿入工程Ａ）では、ケース部材１２の係止爪１２ｃを回路基板１４の係止孔１４ａに係止したステッピングモータ１１の位置決め固定状態では、接続される接続端子部材１５の先端は、回路基板１４の貫通端子部１４ｂに位置するものの、電気的に接続する挿入圧着部１５ｃは圧着されない状態に組立セットされる。圧入治具２０上にステッピングモータ１１がセットされる。
続いて、ステッピングモータ１１を回路基板１４に位置決め固定（本体位置決め工程Ｂ）した後、さらに、接続端子部材１５を圧入すること（端子圧入工程Ｃ）で、先端部の挿入圧着部１５ｃを回路基板１４の貫通端子部１４ｂに挿入圧着して電気的な接続を完了することができ、接続端子部材１５はケース部材１２の抜け止め固定部１２ｄに最も外形が大きい固定保持部１５ｂが位置することで、強固に固定して保持することができる。また、半田付けに代わる続端子部材１５の先端部の挿入圧着部１５ｃを回路基板１４の貫通端子部１４ｂに挿入して圧着することによっても、強固に固定された状態にすることができる。
【００１９】
次に、このような電気式計器装置１の製造方法について、図３に示す工程にしたがって説明する。
まず、端子挿入工程Ａとして、ステッピングモータ１１への接続端子部材１５の初期組立状態が、ケース部材１２の係止爪１２ｃを回路基板１４の係止孔１４ａに係止したステッピングモータ１１の位置決め固定状態では、接続される接続端子部材１５の先端は、回路基板１４の貫通端子部１４ｂに位置するものの、電気的に接続する挿入圧着部１５ｃは圧着されない状態となる位置まで接続端子部材１５の中間の固定保持部１５ｂをケース部材１２の抜け止め固定部１２ｄに押し込んだ状態に組立セットする。
この端子挿入工程Ａで組立セットされたステッピングモータ１１は、回路基板１４と対向する圧入治具２０にセットされ、回路基板１４の係止孔１４ａとケース部材１２の係止爪１２ｃが一直線上に対向するとともに、回路基板１４の貫通端子部１４ｂと接続端子部材１５が一直線上に対向するようにする。
【００２０】
この後、本体位置決め工程Ｂが行われ、圧入治具２０を上昇（回路基板１４に接近）させてケース部材１２の係止爪１２ｃを回路基板１４の係止孔１４ａに係止してステッピングモータ１１の位置決め固定状態とする。
この状態では、接続される接続端子部材１５の先端は、回路基板１４の貫通端子部１４ｂに位置するものの、電気的に接続する挿入圧着部１５ｃは圧着されない状態となっている。
【００２１】
最後に、接続端子部材１５を回路基板１４に電気的に接続するための端子圧入工程Ｃが行われる。
圧入治具２０の圧入ピン２１を押し込むことで、接続端子部材１５の中間の固定保持部１５ｂをケース部材１２の抜け止め固定部１２ｄに押し込んで行き、接続端子部材１５の先端部の挿入圧着部１５ｃを回路基板１４の貫通端子部１４ｂに挿入して圧着して電気的に接続する。
この状態では、接続端子部材１５の中間部の固定保持部１５ｂが装置本体を構成するケース部材１２の抜け止め固定部１２ｄに固定された状態で保持されるとともに、半田付けに代わる接続端子部材１５の先端部の挿入圧着部１５ｃを回路基板１４の貫通端子部１４ｂに挿入して圧着することで、強固に固定された状態となる。
【００２２】
なお、本体位置決め工程Ｂに続いて端子圧入工程Ｃでは、圧入ピン２１にパワーチェッカ２２をセットしておき、圧入力を測定することで圧入力を管理する工程が付加され、接続端子部材１５が回路基板１４の貫通端子部１４ｂに所定の圧入力で電気的に接続されていることを測定管理し、確認する。このパワーチェッカ２２による圧入力の管理は、全ての接続端子部材１５に対してそれぞれ行うのが好ましいが、少なくとも１本の接続端子部材１５に対して測定管理を行うようにする。
所定の圧入力が得られない場合には、接続端子部材１５を交換したり、ステッピングモータ１１を交換することで対応する。
【００２３】
このような電気式計器装置およびその製造方法によれば、ステッピングモータ１１とは別に接続端子部材１５を用い、ケース部材１２を介して回路基板１４に半田付けすることなく、挿入圧着部１５ｃを回路基板１４の貫通端子部１４ｂに挿入し圧着して電気的に接続することができ、これまでのケース部材１２を介して回路基板１４に取り付けたのち、半田付け工程を必要とする場合に比べ工数を削減することができ、一連の取付作業工程中に電気的な接続をも行うことができる。
これにより、回路基板１４からステッピングモータ１１を取り外すことが容易にでき、部品交換を半田付けの場合に比べ簡単に行うことができる。
また、回路基板１４の貫通端子部１４ｂに特別な加工を施すことなく、接続端子部材１５の挿入圧着部１５ｃをプレス成形することで、中央部の穴の外側を膨らませて圧着力を確保することができ、製造も容易に行うことができる。
さらに圧入力を管理する工程を設けてパワーチェッカ２２で圧入力を計測することで、電気的な接続状態およびステッピングモータ１１の取付強度を管理することが容易にでき、強固に回路基板１４に固定して保持することができる。
【００２４】
なお、上記実施の形態では、接続端子部材を角柱状の素材に、先端に中央部の穴の両側を外側に円弧状に膨らませた挿入圧着部を形成するとともに、中間部に十の字状の固定保持部を形成した場合を例に説明したが、三角柱状や多角柱状、あるいは円柱状など他の形状であっても良く、挿入圧着部をくさび状等としたり、固定保持部の形状も十の字状の４つの突起片で構成するほか、３つ以上の突起片で構成するなど他の形状であっても良い。
さらに、接続端子部材の本体接続部は、基端部に設ける場合に限らず、挿入に支障のない位置であれば、他の位置であっても良く、コイルの末端部を巻きかけて半田付けすることを容易とするため、一層ないし複数層のメッキ層を設けても良い。
【００２５】
さらに、電気式計器装置の電気部品としてステッピングモータを例に説明したが、他の電気部品に対しても同様に適用することができ、電気部品が収納されるケース部材を介して回路基板に電気的な接続と固定保持を接続端子部材を用いて半田付けすることなく、行うことができる。
【００２６】
また、電気部品の回路基板への固定を係止爪と係止孔とで行うようにしたが、電気部品を何らかの手段で押えておき、接続端子部材で直接電気部品を回路基板に固定するようにしても良い。
【００２７】
なお、接続端子部材１５の下端側の本体接続部１５ａは、ケース部材１２の底面より外部側に突出することなくセットされるため、外部の部品との接触を防ぐことができ、接続端子部材１５を保護することができる。
【符号の説明】
【００２８】
１          電気式計器装置
１１        ステッピングモータ（電気部品）
１２        ケース部材
１２ａ      ケース
１２ｂ      シールドケース
１２ｃ      係止爪
１２ｄ      抜け止め固定部
１２ｅ      端子挿入穴
１３        駆動部材
１３ａ      指針軸
１３ｂ      コイル
１４        回路基板
１４ａ      係止孔
１４ｂ      貫通端子部
１５        接続端子部材
１５ａ      本体接続部
１５ｂ      固定保持部
１５ｃ      挿入圧着部
２０        圧着治具
２１        圧入ピン
２２        パワーチェッカ
Ａ          端子挿入工程
Ｂ          本体位置決め工程
Ｃ          端子圧入工程
Ｌ１        挿入圧着部の最大幅
Ｌ２        固定保持部の最大幅
【図１】
2014235069.tif 000003
【図２】
2014235069.tif 000004
【図３】
2014235069.tif 000005