JP2005049270A - 可動磁石式計器 - Google Patents

Abstract

【課題】 端子の加工工数を低減し、コストダウンを達成することが可能な可動磁石式計器を提供する。
【解決手段】 ロータ磁石１及びこのロータ磁石１と共に回動する第１のギヤＴ１を有するロータ軸２と、第１のギヤＴ１に連結される第２のギヤＴ２を有する指針軸３と、第２のギヤＴ２が配置されないロータ磁石１の外周側面に対向配置され通電によりロータ磁石１に回転力を与える一対のコイル５，６と、これら各コイル５，６を支持するハウジング４と、このハウジング４に保持されコイル５，６と導通接続されるコイル接続部８１を有する端子８とを備え、コイル接続部８１の表面には、コイル５，６の末端部の滑動を防止する第２のメッキ層（無光沢メッキ被膜）８５が形成されてなる。
【選択図】 図３

Description

本発明は、例えば指針を駆動する可動磁石式計器に関する。

従来、車両用メータに適用される可動磁石式計器として、例えば交差コイルに流れる電流量に応じて永久磁石からなるロータ磁石を回転させる交差コイル式の可動磁石式計器が知られている。

この交差コイル式の可動磁石式計器は、指針軸と、この指針軸に貫通固定された磁石と、この磁石を空洞内に収納しつつ指針軸を軸支するボビンと、このボビンの外周に互いに直交するように巻回された一対のコイルと、指針軸に沿って平行に延びボビンに保持されると共に各コイルと導通接続される複数の端子と、指針軸及び端子の先端側を開口させボビンを収納する円筒カップ形のシールドケースとから構成されている。

端子としては細長い金属材からなるものが多く用いられ、その一端にコイルの端部を巻き付けて半田付けし、他端を回路基板の配線パターンに半田付けすることにより、コイルと回路基板とを導通接続するようにしている。ところで、端子と回路基板とを半田付けする際に、端子表面における半田の流動性を良好にして半田付け信頼性を高めるために、通常、端子はその表面に光沢剤を含んだメッキ層を備えている。

従って、光沢剤を有するメッキ層によって端子と回路基板とが良好に半田付け接続されることになるが、メッキ層形成時には端子の表面全体が光沢剤によって平滑面となるため、コイルの巻き付け箇所が滑動（滑り移動）しやすく、端子にコイルを安定的に仮止めするのが難しくなる。そこで下記特許文献１に記載されているように、端子に切削加工やプレス加工を施して凹部やスリットを設け、コイルを安定的に仮止め保持するものが知られている。
実開平５−１４９２７号公報

しかしながら、前記特許文献１のように、端子にコイル保持部（凹部やスリット）を設けるものは、コイル保持用の特別な加工が必要となるため、端子の加工工数が増加してしまい、コストアップの原因となっていた。
本発明は、この点に鑑みてなされたもので、コストダウンを達成することが可能な可動磁石式計器の提供を目的とする。

本発明は、ロータ軸を有するロータ磁石と、通電により前記ロータ磁石に回転力を与えるコイルと、このコイルを支持するハウジングと、このハウジングに保持され前記コイルと導通接続されるコイル接続部を有する端子とを備え、前記コイル接続部の表面に無光沢メッキ被膜を設けたことを特徴とする。

また本発明は、ロータ磁石及びこのロータ磁石と共に回動する第１のギヤを有するロータ軸と、前記第１のギヤに連結される第２のギヤを有する指針軸と、前記第２のギヤが配置されない前記ロータ磁石の外周側面に対向配置され通電により前記ロータ磁石に回転力を与える一対のコイルと、これら各コイルを支持するハウジングと、このハウジングに保持され前記コイルと導通接続されるコイル接続部を有する端子とを備え、前記コイル接続部の表面に無光沢メッキ被膜を設けたことを特徴とする。

また本発明は、前記コイル接続部が角柱形状あるいは平板状に形成されてなることを特徴とする。

本発明の可動磁石式計器によれば、端子のコイル接続部の表面に無光沢メッキ被膜を形成したことにより、コイルの末端部の滑動を抑制でき、これにより端子にコイル保持用の特別な加工を施す必要がなく、端子の加工工数を低減し、コストダウンを達成することが可能な可動磁石式計器を提供できる。

本発明の可動磁石式計器は、中心部にロータ軸が嵌挿されたプラスチックマグネットからなるロータ磁石及び複数の歯車からなる第１のギヤと、この第１のギヤに連結噛合されると共にその中心部には指針軸が嵌挿される複数の歯車からなる第２のギヤと、この第２のギヤが配置されないロータ磁石の外周側面に対向配置され通電によりロータ磁石に回転力を与える一対のコイルと、これら各コイルを支持する合成樹脂製のハウジングと、このハウジングに保持されコイルと導通接続されるコイル接続部を有する金属製の端子とを備え、コイル接続部の表面には無光沢メッキ被膜からなる粗面部が形成されてなるものである。このように構成しことにより、従来のように端子に凹部やスリット等からなるコイル保持用の特別な加工を施す必要がなく、端子の表面に無光沢メッキ被膜を形成するだけで、コイルの末端部を滞留保持することが可能となるため、端子の加工工数の増加が抑制され、コストダウンを達成することができる。

以下、図１から図６に基づいて本発明の第１実施例を説明する。図１，図２において本発明の第１実施例による可動磁石式計器Ｍ１は、ロータ磁石１と、このロータ磁石１を支持するロータ軸２と、このロータ軸２とは所定間隔を空けて並設状態に設けられる指針軸３と、これらロータ軸２，指針軸３を軸受け支持すると共にロータ磁石１と後述する伝達部材とを収納するハウジング４と、このハウジング４の外側に巻かれる一対のコイル５，６と、ハウジング４の所定領域を覆うシールドケース７と、ハウジング４から突出する指針軸３の先端に装着される指針Ｐと、ロータ磁石１と指針Ｐとの間に介在しロータ磁石１の回転を出力側である指針Ｐに伝達する伝達部材Ｔとを備えている。

ロータ磁石１は、例えばＮ，Ｓが交互に４極着磁された円盤状のプラスチックマグネットからなり、その中心部にはロータ軸２が嵌挿されている。これによりロータ磁石１はロータ軸２と同体的に回転（連動）し、且つロータ軸２を通じてハウジング４によって支持されている。

伝達部材Ｔは、ロータ軸２に固定され、ロータ磁石１と連動する第１のギヤＴ１と、この第１のギヤＴ１に連結噛合されると共に指針軸３に固定され、指針軸３に連動する第２のギヤＴ２とからなる。

第１のギヤＴ１は、外周に適宜数の連続歯が形成された歯車からなり、図２中、ロータ磁石１が下方、第１のギヤＴ１が上方に位置している。なお、第１のギヤＴ１の中心部にはロータ磁石１の場合と同様にロータ軸２が嵌挿されている。

第２のギヤＴ２は、第１のギヤＴ１よりも径大で且つ外周に第１のギヤＴ１よりも多くの連続歯が形成された歯車からなり、その中心部には指針軸３が嵌挿されている。また第２のギヤＴ２は、図２中、ロータ磁石１の上側で且つロータ磁石１とは適宜空間を空けて重なるように第１のギヤＴ１側に延び、第１のギヤＴ１と噛合している。

ハウジング４は合成樹脂からなり、図２中、下側に位置する第１の枠体４１と上側に位置する第２の枠体４２とに分割形成され、これら第１，第２の枠体４１，４２間で空洞部Ｓを形成し、この空洞部Ｓ内にロータ磁石１と伝達部材Ｔを収納すると共に、ロータ軸２と指針軸３を軸支している。

また、第２のギヤＴ２が配置されないロータ磁石１のラジアル方向外周に対応するハウジング４領域には、第１，第２の枠体４１，４２とで巻枠部４３，４４が形成され、この巻枠部４３，４４には一対のコイル５，６が巻装されている。

各コイル５，６は、例えばポリウレタン銅線からなり、ハウジング４の巻枠部４３，４４にそれぞれ巻かれることによって、第２のギヤＴ２が配置されないロータ磁石１のラジアル方向外周に位置しており、この際、各コイル５，６の巻回中心軸に沿ってロータ軸２側に延びる軸線は、ロータ軸２（ロータ磁石１）の軸心で交わり、このときの各巻回中心軸の交差角Ｆは、略１３５度に設定されている。

このように巻装された各コイル５，６の末端部Ｇは、図３、図４に示すようにそれぞれ端子８に導通接続されている。そして、これら端子８は巻枠部４３，４４の外方に位置して筒状からなる端子保持部４５，４６に圧入保持されている（図１参照）。なお、この場合、端子保持部４５，４６はハウジング４の第１の枠体４１側に一体に形成されており、その中央部には端子８が貫通する端子孔４７，４８が設けられている。

端子８は、棒状の導電性金属材をプレス成形してなり、図５中、下側となる端子８の下方にはコイル５，６の各末端部Ｇが巻かれて半田付けされる略角柱形状からなるコイル接続部８１が設けられている。また、このコイル接続部８１の上方に位置する端子８の中央部には、コイル接続部８１の板厚よりも若干肉厚に形成された突起部８２が形成されており、この突起部８２の断面形状は図６に示すように十字形にプレス加工されている。

さらに、コイル接続部８１及び突起部８２を含む端子８の表面には、金属色調からなる表面被膜を形成する薄膜部８３が形成されている（図３，図６参照）。この薄膜部８３は、コイル接続部８１及び突起部８２を含む端子８の表面を覆うように形成される第１のメッキ層８４と、端子８の表面に形成された第１のメッキ層８４をさらに覆うように第１のメッキ層８４上に重ねて形成される第２のメッキ層８５とからなる。

この場合、第１のメッキ層８４は、例えば溶融した銅の入れられた銅メッキ浴中にコイル接続部８１及び突起部８２を含む端子８を浸漬させる、所謂溶融メッキ法によって形成されるものであり、この端子８を前記銅メッキ浴中に浸漬させた後、前記銅メッキ浴から端子８を取り出すことで、コイル接続部８１並びに突起部８２の表面が銅メッキされることにより得られるものである。

そして、かかる第１のメッキ層８４の付着により銅メッキされた端子８には、この銅メッキ上に第２のメッキ層８５が重ねて形成されることになる。第２のメッキ層８５は、端子８表面にメッキされた第１のメッキ層８４、つまり銅が溶融しないように銅よりも融点の低い金属を溶融させたメッキ浴、例えば溶融した錫の入れられた錫メッキ浴中に銅メッキされた端子８を浸漬させる溶融メッキ法によって形成される。すなわち、錫の融点よりも高く、且つ銅の融点よりも低くなるように設定した前記錫メッキ浴中に第１のメッキ層８４の付着により銅メッキされた端子８を浸漬させると、端子８の表面にメッキされた銅は前記錫メッキ浴中では溶融いないため、前記錫メッキ浴から銅メッキされた端子８を取り出すと、この銅メッキされた端子８の表面には前記銅メッキ上に第２のメッキ層８５となる錫メッキが重ねて形成されるようになっている。

これにより端子８の表面には各メッキ層８４，８５を通じて銅メッキ、錫メッキが積層形成された状態となっており、この場合、端子８と第２のメッキ層８５である前記錫メッキとの間に介在している第１のメッキ層８４である前記銅メッキは端子８と第２のメッキ層８５とを良好に結合させるための結合部としての機能を有している。

また、第２のメッキ層８５を形成するにあたって、前記錫メッキ浴中には端子８の表面を光沢を持たせるための光沢剤（例えば硫化カドミウムや硫黄）を添加していないため、形成される第２のメッキ層８５は、光沢剤を含有しない無光沢メッキ被膜からなる。

従って、第２のメッキ層８５の表面には、表面荒さが例えば数ミクロン程度の微細凹凸部からなる粗面部８６が形成されるようになっており、この粗面部８６によってコイル５，６の末端部Ｇの滑動を抑制し、仮止め保持できるように構成されている。

すなわち、前記巻き付け作業完了時に既にコイル接続部８１に巻き付けられたコイル５，６の末端部Ｇは、コイル接続部８１の表面に一様に形成された微細凹凸からなる粗面部８６によって端子８の軸方向へのその滑動が抑制されている。

このため、末端部Ｇは前記巻き付け作業完了時においてコイル接続部８１に安定的に保持された状態となっている。

なお、かかるコイル５，６の末端部Ｇがコイル接続部８１に半田付けされた各端子８は、端子保持部４５，４６の端子孔４７，４８にそれぞれ圧入保持されるようになっており（図３、図４参照）、このとき端子孔４７，４８の孔径はコイル接続部８１や図３並びに図４中、第１の枠体４１の表面４９から露出する露出部８８の外形寸法（この場合、接続部８１や露出部８８に付着している薄膜部８３を含む外形寸法）よりも大きく設定され、且つ突出部８２の外形寸法（この場合、突出部８２に付着している薄膜部８３を含む外形寸法）よりも若干小さく設定されている。

従って、端子８の端子孔４７，４８への挿入時には、十字形状の突出部８２の表面に付着している薄膜部８３を含めた突出部８２の外形寸法が端子孔４７，４８の孔径よりも大きく設定されているため、突出部８２の粗面部８６が端子孔４７，４８の内壁面に部分的に食い込むことで、端子８は端子保持部４５，４６によって圧入保持されるようになっている。そして、各端子８の各端子保持部４５，４６への固定作業完了時には、端子８の上端側（露出部８８）は第１の枠体４１の表面４９から露出し、図示しない回路基板の配線パターンに半田付けにより接続されている。この際、本実施例のごとき端子８の表面に無光沢メッキ被膜からなる粗面部８６が形成された場合は、従来のごとき端子の表面に光沢剤有りのメッキ被膜が形成された場合と比べると、端子表面の平滑性の点ではやや劣るものの、前記回路基板と端子８との半田付け信頼性については問題のないことが実験結果により判っている。

一方、端子８のコイル接続部８１側となる端子８の下端側は第１の枠体４１の底面４０１から露出してシールドケース７側に延び、この底面４０１から突出した端子８の底面部８７がシールドケース７の後述する孔部に貫通している。

シールドケース７は、図２に示すように底壁部７０と、この底壁部７０の外周よりロータ軸２の軸方向に沿って延びる周壁部７１と、この周壁部７１の底壁部７０とは反対側に形成される開口部７２とを有するパーマロイ等の金属製板材のプレス成形体からなり、開口部７２を通じてハウジング４の所要部、本実施例では、ロータ磁石１の外周部に対応する第１の枠体部４１の底部及びその周囲のみを覆うように配設されている。

また、底壁部７０には、図３、図４に示すように各端子８の各底面部８７が貫通する複数の孔部７３が形成されており、これら孔部７３の孔径は端子８がシールドケース７と接触（短絡）しないように端子８の底面部８７（コイル接続部８１）の外形形状よりも大きく設定されている。

以上のように本実施例では、ロータ磁石１及びこのロータ磁石１と共に回動する第１のギヤＴ１を有するロータ軸２と、第１のギヤＴ１に連結される第２のギヤＴ２を有する指針軸３と、第２のギヤＴ２が配置されないロータ磁石１の外周側面に対向配置され通電によりロータ磁石１に回転力を与える一対のコイル５，６と、これら各コイル５，６を支持するハウジング４と、このハウジング４に保持されコイル５，６と導通接続されるコイル接続部８１を有する端子８とを備え、コイル接続部８１の表面に第２のメッキ層（無光沢メッキ被膜）８５を設けたことにより、コイル５，６の末端部Ｇの滑動を抑制でき、これにより端子にコイル保持用の特別な加工を施す必要がなく、端子の加工工数を低減し、コストダウンを達成することができる。

また本実施例では、コイル接続部８１が略角柱形状に形成されてなることにより、コイル５，６の末端部Ｇのコイル接続部８１への巻き付け時には、末端部Ｇはコイル接続部８１の表面に形成された粗面部８６に仮保持されると同時に、コイル接続部８１の４つの角部によって直角に折り曲げられるため、粗面部８６による仮保持と前記角部への直角折り曲げにより、末端部Ｇの端子８軸方向への移動をより確実に防止することが可能になる。

図７は、本発明の第２実施例を示しており、本実施例では前記第１実施例における伝達部材Ｔを廃止して、ロータ磁石を支持するロータ軸の先端側に直接、指針（図示せず）が装着されるタイプの可動磁石式計器Ｍ２に本発明を適用したものである。

かかる可動磁石式計器Ｍ２は、図７に示すようにロータ軸１１０と、このロータ軸１１０に貫通固定されたロータ磁石１２０と、このロータ磁石１２０を収納する空洞部１３０を備えると共にロータ軸１１０を軸支するハウジング１４０と、このハウジング１４０の外周に互いに直交するように交差して巻回され通電によりロータ磁石１２０に回転力を与える一対のコイル１５０，１６０と、ロータ軸１１０と平行に沿って延びハウジング１４０に保持されると共に各コイル１５０，１６０に導通接続される複数の端子１７０と、ロータ軸１１０及び各端子１７０の先端側を開口させハウジング１４０を収納する円筒カップ形のシールドケース１８０とから構成され、ロータ軸１１０を除く主要部が外部電気部材である回路基板１９０の背後に位置すると共にロータ軸１１０が回路基板１９０を貫通して前方側に延びるように回路基板１９０に搭載される。

ロータ磁石１２０は、ロータ軸１１０を中心としたラジアル方向にＮ極とＳ極とが２極着磁された円盤状のプラスチックマグネットからなり、その中心部にはロータ軸１１０が貫通する貫通孔１２１が形成されている。

ハウジング１４０は、各々が合成樹脂からなる上側半体１４１と下側半体１４２とを組み合わせることにより内部にロータ磁石１２０を収納するための空洞部１３０を備えた、所謂コイルボビンからなり、ロータ軸１１０と共に回路基板１９０を貫通する円筒形でロータ軸１１０の上軸受部を構成する筒部１４３と、コイル１５０，１６０の巻回ガイドとなる柱状箇所に設けられ各端子１７０を収納保持する孔状の端子保持部１４４とを有している。

端子１７０は、導電性金属材をプレス成形してなり、各コイル１５０，１６０の末端部Ｈが巻かれて半田付けされる平板状のコイル接続部１７１と、ハウジング１４０の端子収納部１４４の内径（孔径）に略合致した角柱形状で端子収納部１４４に圧入固定される固定部１７２とを備えている。そして、コイル接続部１７１並びに固定部１７２からなる端子１７０の表面には、図８に示すように溶融メッキ等の手段を用いて第１のメッキ層１７３と第２のメッキ層１７４とからなる薄膜部１７５が形成されている。

第１のメッキ層１７３は、例えば前記銅メッキ浴中に端子１７０を浸漬させた後、この端子１７０を前記銅メッキ浴から取り出したときに、コイル接続部１７１並びに固定部１７２の表面が銅メッキされることにより得られるものである。また第２のメッキ層１７４は、例えば前記錫メッキ浴中に銅メッキされた端子１７０を浸漬させた後、この銅メッキされた端子１７０を前記錫メッキ浴から取り出したときに、銅メッキされた端子１７０の表面がさらに錫メッキされることで得られるものである。

従って、端子１７０の表面には銅メッキによって第１のメッキ層１７３が付着形成されると共に、この第１のメッキ層１７３の付着により銅メッキされた端子１７０の表面には錫メッキによって第２のメッキ層（無光沢メッキ被膜）１７４が第１のメッキ層１７３上に積層形成されることになるが、この第２のメッキ層１７４の形成時には、前記第１実施例と同様に前記錫メッキ浴中には前記光沢剤が含有されていないため、その表面には面荒さが例えば数ミクロン程度の微細凹凸部からなる粗面部１７６が形成される。

そして、各コイル１５０，１６０の末端部Ｈのコイル接続部１７１への巻き付け作業完了時には、粗面部１７６の凹凸部によって末端部Ｈの軸方向移動が規制されるため、前記実施例１と同様の効果を期待できる。

また、この第２実施例では、コイル接続部１７１が略平板状に形成されてなることにより、コイル１５０，１６０の末端部Ｈのコイル接続部１７１への巻き付け時には、末端部Ｈはコイル接続部１７１の表面に形成された粗面部１７６に仮保持されると同時に、コイル接続部１７１の４つの角部によって直角に折り曲げられるため、粗面部１７６による仮保持と前記角部への直角折り曲げにより、末端部Ｈの端子１７０軸方向への移動をより確実に防止することが可能になる。

また前記各実施例では、粗面部がコイル接続部を含む端子の表面全体に形成された例について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、例えばコイル接続部の非形成領域には粗面部を形成せずに、末端部が巻かれて半田付けされるコイル接続部の表面のみに粗面部を形成するようにしてもよい。

また前記各実施例では、端子の表面に第１メッキ層を形成すると共に、この第１メッキ層の形成された端子の表面に第２のメッキ層を積層形成することで粗面部を設けた場合について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、例えば第１メッキ層を廃止して端子の表面に第２のメッキ層のみを形成して粗面部を形成してもよいし、あるいは端子の表面に３層以上のメッキ層を形成して端子の表面に粗面部を形成してもよく、コイルの末端部と接触する最も外側のメッキ層が無光沢メッキ層（無光沢メッキ被膜）であればよい。

なお前記各実施例では、コイル接続部が角柱形状または平板状に形成された場合について説明したが、コイル接続部の形状はコイル末端部のコイル接続部への巻き付け時に粗面部により末端部を保持可能な任意の形状を採用することができ、例えばコイル接続部の形状としては三角柱、多角柱、円柱等の各種形状を採用することが可能である。

本発明は、前記各実施例のように、コイルに生じる磁力を直接ロータ磁石に作用させるエアコアタイプの可動磁石式計器に限らず、コイルに生じる磁力によってロータ磁石を回転させる形式の可動磁石式計器であれば、例えばコイルの磁力をヨークを介してロータ磁石に導くステッピングモータ形の可動磁石式計器に適用することができる。

本発明の第１実施例による可動磁石式計器の正面図。 図１のＡ−Ａ断面図。 図１のＢ−Ｂ断面図。 図１のＣ−Ｃ断面図。 同第１実施例による端子の側面図。 図５のＤ−Ｄ断面図。 本発明の第２実施例による可動磁石式計器の断面図。 図７中、Ｅ部を拡大して示す要部断面図。

符号の説明

１，１２０ ロータ磁石
２，１１０ ロータ軸
３ 指針軸
４，１４０ ハウジング
５，６，１５０，１６０ コイル
７，１８０ シールドケース
８，１７０ 端子
４１，１４１ 第１の枠体
４２，１４２ 第２の枠体
４５，４６，１４４ 端子保持部
８１，１７１ コイル接続部
８２ 突起部
８３，１７５ 薄膜部
８４，１７３ 第１のメッキ層
８５，１７４ 第２のメッキ層（無光沢メッキ被膜）
８６，１７６ 粗面部
Ｍ１，Ｍ２ 可動磁石式計器
Ｇ 末端部
Ｔ 伝達部材

Claims (3)

1. ロータ軸を有するロータ磁石と、
   通電により前記ロータ磁石に回転力を与えるコイルと、
   このコイルを支持するハウジングと、
   このハウジングに保持され前記コイルと導通接続されるコイル接続部を有する端子とを備え、
   前記コイル接続部の表面に無光沢メッキ被膜を設けたことを特徴とする可動磁石式計器。
2. ロータ磁石及びこのロータ磁石と共に回動する第１のギヤを有するロータ軸と、
   前記第１のギヤに連結される第２のギヤを有する指針軸と、
   前記第２のギヤが配置されない前記ロータ磁石の外周側面に対向配置され通電により前記ロータ磁石に回転力を与える一対のコイルと、
   これら各コイルを支持するハウジングと、
   このハウジングに保持され前記コイルと導通接続されるコイル接続部を有する端子とを備え、
   前記コイル接続部の表面に無光沢メッキ被膜を設けたことを特徴とする可動磁石式計器。
3. 前記コイル接続部が角柱形状あるいは平板状に形成されてなることを特徴とする請求項１または請求項２記載の可動磁石式計器。

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