JP2006054153A - 電接方法及び電接構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 電接を要するピンを有するモータ２０を回路基板３０へ取り付ける際にスポット半田付け工程を削減し、鉛フリーの要請に応える。
【解決手段】 コイルピン２１に電接可能なコネクタ１０を回路基板３０に電気的に接触させて実装する実装工程と、モータ２０のコイルピン２１をコネクタ１０に電気的に接触させる接触工程とを備える。また、コネクタ１１にはリフロー半田付けに対応可能なものを用い、実装工程は、リフロー半田付けにより行われる。
【選択図】図１

Description

本発明は、電接を要するピンを有するモータ等の取付対象物を、基板に取り付ける際にピンを電接する電接方法及び電接構造に関するものである。

従来、図１０に示されるように、回路基板等の基板にモータ等の取付対象物を電接する際にはスポット半田付けにより行うのが通常であった。

特開２００２−３３３３４４号公報（段落〔００３６〕の欄、図１

しかしながら、上記した従来の技術には、次のような不都合があった。
第１に、ステッパモータ部品等の耐久性の点から、取付対象物であるモータそのものをリフロー工程により半田付けすることは困難であり、モータの半田付けには別工程にてスポット半田付けを行う必要があった。
第２に、近年環境への配慮から半田の鉛フリー化が進んできているが、鉛フリー半田におけるリフロー工程の温度条件は、従来より高温となる。このため、仮にモータ部品として耐熱性の良いものを選定しても、鉛フリーを実現することは困難であった。したがって実際にはモータを基板へ電接する際にはスポット半田付けを行っていた。

本発明は、上述の従来技術の欠点を除くためになされたものであり、基板に実装可能なコネクタを用いることにより、モータ等の取付対象物を基板へ取り付ける際のスポット半田付け工程を削減することを目的とする。

本発明の請求項１に記載の電接方法は、電接を要するピンを有する取付対象物を基板に取り付ける際に、前記ピンを電接する電接方法であって、前記ピンと電接可能なコネクタを前記基板に電気的に接触させて実装する実装工程と、前記取付対象物の前記ピンを前記コネクタに電気的に接触させる接触工程とを備えたことを特徴とする電接方法に存する。
本発明の請求項２に記載の電接方法は、前記コネクタにはリフロー半田付けに対応可能なものを用い、前記実装工程は、リフロー半田付けにより行われることを特徴とする請求項１に記載の電接方法に存する。
本発明の請求項３に記載の電接方法は、前記コネクタには側壁面にコネクタ金具が設けられた挿通孔が形成され、該挿通孔に前記ピンを挿入することにより前記接触工程が行われることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電接方法に存する。
本発明の請求項４に記載の電接構造は、電接を要するピンを有する取付対象物を基板に取り付ける際に、前記ピンを電接する電接構造であって、前記ピンに電接可能なコネクタが前記基板に実装されており、前記取付対象物の前記ピンが前記コネクタに電気的に接触していることを特徴とする電接構造に存する。
本発明の請求項５に記載の電接構造は、前記コネクタは、リフロー半田付けに対応可能であり、リフロー半田付けにより実装されていることを特徴とする請求項４に記載の電接構造に存する。
本発明の請求項６に記載の電接構造は、前記コネクタには側壁面にコネクタ金具が設けられた挿通孔が形成されており、該挿通孔に前記ピンが挿入されていることにより電気的に接触していることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の電接構造に存する。
本発明の請求項７に記載の電接構造は、前記基板は、所望の回路が形成された回路基板であると共に、前記取付対象物は、モータであって、前記ピンは、前記回路基板との電気的接続を行うコイルピンであることを特徴とする請求項４乃至請求項６のいずれかに記載の電接構造に存する。

本発明によれば、電接用の部材として、鉛フリーのリフロー半田に対応可能な実装コネクタを用い、ピンをコネクタに電気的に接触させるため、取付対象物に対するスポット半田付け工程を削減することができる。

以下、本実施の形態における電接構造について図面に基づいて説明する。なお、図中、同一部材には同一符号を付している。
図１に示されるように、本電接構造は電接を要するコイルピン２１と回路基板３０の配線とを電接するものである。なお、図１においてはモータ２０のみ側面図で表している。

回路基板３０は、絶縁性材料からなり、表面に図示しない配線が設けられている。回路基板３０には、ピン孔３１、指針軸孔３２及び位置決め穴３３が設けられている。

コイルピン２１はモータ２０のケーシング２４から突出して設けられている。モータ２０は、通常計器用に用いられるステッパモータである。図２に示されるように、コイルピン２１と同方向に向かってケーシング２４から突出するように指針軸２２が設けられている。また、平面視において両側に爪２３が設けられている。なお、図２において、モータ２０を視認可能にするため、回路基板３０及び回路部品４０を省略している。

図３〜図６に示されるように、コネクタ１０は弾性変形可能なコネクタ金具１１と、コネクタ金具１１を支持させるコネクタハウジング１２とを備えてなる。図３はコネクタ１０の平面図、図４は図３のＡーＡ断面図、図５はコネクタ１０の底面図、図６はコネクタ１０の側面図である。なお、図４のみ回路基板３０を記載している。

コネクタハウジング１２は合成樹脂等で略直方体に形成されており、コイルピン２１（図示せず）が挿入された際に上に突き出ないような高さを有している。図3に示されるように、平面視において金具孔１２ａが左右に一つずつ設けられている。左右それぞれの金具孔１２ａにコネクタ金具１１が一つずつ嵌入されている。金具孔１２ａの側壁には、コネクタ金具１１のだぼ１１ｂ２と対応する、図示しないだぼ穴（凹部）が設けられている。このだぼ穴とだぼ１１ｂ２とが嵌め合わされることによりコネクタ金具１１がコネクタハウジング１２に固定されている。
コネクタハウジング１２の両端面にはスリット１２ｂが設けられている。スリット１２ｂは金具孔１２ａまで至っている。

図４〜図５に示されるように、コネクタハウジング１２の下部には左右に金具孔１２ａに連通するピン挿通孔１２ｃが設けられている。ピン挿通孔１２ｃは下面視において正方形に形成されており、金具孔１２ａに向かうに従い穴の大きさが逓減するようにテーパーが設けられ、このテーパーによりコイルピン２１を挿入し易くなっている。
下面には位置決めピン１３が対角線上に二つ設けられている。中央には長穴１２ｄが設けられている。図６に示されるように、金具孔１２ａの側壁は、図示しないコイルピン２１が挿入された際にコネクタ金具１１が変形可能なように、コネクタ金具１１の屈曲部分付近で、コネクタ金具１１との間に間隙が存在するように形成されている。

以上のように構成されたコネクタ１０は、図４に示されるように、金具孔１２ａが回路基板３０上のピン孔３１と連通し、コネクタ金具１１の接地部１１ｄ２と回路基盤３０上の配線とが電接されるように位置決めピン１３によって位置決めされ、リフロー半田付け（図示せず）によって回路基板３０に実装されている。

図７に示されるように、コネクタ金具１１は、一枚の金属板が折り曲げられ、背面部１１ａの上部には一対の上片１１ｂ，１１ｂが、中部には一対の接触片１１ｃ，１１ｃが、下部には接地片１１ｄが設けられている。上片１１ｂ，１１ｂは互いに平行をなし、背面部１１ａと相まって平面視においてコの字となるように折り曲げられている。上辺１１ｂ，１１ｂには、それぞれに一つずつ、だぼ１１ｂ２が設けられている。だぼ１１ｂ２は上辺１１ｂの一部が外側に押し出されるように構成されており、コネクタハウジング１２に設けられただぼ穴（図示せず）に嵌合される。
接触片１１ｃ，１１ｃは互いに対向し、略中央部の間隔が小さくなるようにくの字と逆くの字に屈曲されている。対向する接触片１１ｃ，１１ｃの間隔のうち最も小さい部分はコイルピン２１（図示せず）の径より小さくなるように形成されている。接地片１１ｄは、背面部１１ａの下部から斜め下方に延びている。最下面は接地部１１ｄ２であり、回路基板３０上に形成された配線の所定位置に接触されるように構成されている（図４に示す）。

次に、電接方法について説明する。電接方法は、実装工程と接触工程とからなる。実装工程について図８に従って説明する。

まず、コネクタ１０の接地部１１ｄ２（図４に示す）と対応する位置、および回路部品４０と対応する所定の位置にクリーム半田５０を塗布する。次いで、コネクタ１０、回路部品４０等を回路基板３０上の所定の位置に載置する。このとき、コネクタ１０の接地部１１ｄ２が配線の所定位置に接触する（図示せず）。次いで回路基板３０ごとリフロー炉にて加熱し、加熱により溶融したクリーム半田５０によって回路基板３０にコネクタ１０と回路部品４０とを溶着させる。所謂リフロー工程である。以上によりコネクタ１０及び回路部品４０が回路基板３０に実装され、接地部１１ｄ２と配線とが電接される。

次に、接触工程について図9に基づいて説明する。
コネクタ１０を実装した回路基板３０にモータ２０を取り付ける。その際、コネクタ１０にコイルピン２１が挿入される。コイルピン２１の径よりも接触片１１ｃ，１１ｃの間隔の方が小さいので、接触片１１ｃが弾性変形する（変形前後を図６に示す）。接触片１１ｃの復元力によりコイルピン２１を付勢し、コイルピン２１と接触片１１ｃとは常に接触した状態となる。
以上によりコイルピン２１がコネクタ１０を介して回路基板３０と電気的に接触する。電接した状態を示しているのが図１である。

次に本実施の形態にかかる電接方法及び電接構造の効果について説明する。
本実施の形態によれば、モータ２０取付の際にスポット半田付け工程を省略することができるため、作業効率が向上し、製造費用を削減することができる。また、モータ２０に熱的負荷を与えることなく取り付けることが可能となる。
また、コネクタ１０は他の回路部品４０と同様にリフロー工程にて実装を行うことが可能であるため、スポット半田付け工程の削減により、加工費削減及びスポット半田付け工程に起因した工程不良を排除する事ができ、鉛フリー化に対応することができる。
また、本実施の形態によれば、温度変化によって回路基板３０やモータ２０のケーシング２４に歪みが生じる場合にも、従来技術のように半田部分に亀裂が生じることがなく、良好な導通が維持されるため、ケーシング２４の逃げを配慮する（突起により隙間を設ける）必要がなくなる。

なお、本発明が上記各実施形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、各実施形態は適宜変更され得ることは明らかである。
また、各部品の形状、材質、数量及び上下、左右等の方向の記載も本発明を限定するものではない。
さらに本発明による電接方法、電接構造は、車両用計器に限らず、各種ＯＡ機器、家電製品等の電接にも適用可能である。
たとえば、上記実施の形態ではコイルピンを電接する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各種のピンや端子に適用可能である。また、ピンは必ずしも細長い棒状である必要はなく、形状には限定されない。
また、一つのコネクタハウジングに収容されるコネクタ金具の数はいくつでもよい。

本発明の実施の形態における電設構造の鉛直断面図 本発明の実施の形態における電設構造の平面図 本実施の形態に用いられるコネクタの平面図 図３におけるＡーＡ断面図 本実施の形態に用いられるコネクタの底面図 本実施の形態に用いられるコネクタの側面図 本発明の実施の形態における実装工程図 本発明の実施の形態における接触工程図 本実施の形態に用いられるコネクタ金具の斜視図 従来技術の鉛直断面図

符号の説明

１０……コネクタ
１１……コネクタ金具
１１ａ…背面部
１１ｂ…上片
１１ｂ２…だぼ
１１ｃ…接触片
１１ｄ…接地片
１１ｄ２…接地部
１２……コネクタハウジング
１２ａ……金具孔
１２ｂ……スリット
１２ｃ……ピン挿通孔
１２ｄ……長穴
１３……位置決めピン
２０……モータ
２１……コイルピン
２２……指針軸
２３……爪
２４……ケーシング
３０……回路基板
３１……ピン孔
３２……指針軸孔
３３……位置決め穴
４０……回路部品
５０……クリーム半田

Claims (7)

1. 電接を要するピンを有する取付対象物を基板に取り付ける際に、前記ピンを電接する電接方法であって、前記ピンと電接可能なコネクタを前記基板に電気的に接触させて実装する実装工程と、前記取付対象物の前記ピンを前記コネクタに電気的に接触させる接触工程とを備えたことを特徴とする電接方法。
2. 前記コネクタにはリフロー半田付けに対応可能なものを用い、前記実装工程は、リフロー半田付けにより行われることを特徴とする請求項１に記載の電接方法。
3. 前記コネクタには側壁面にコネクタ金具が設けられた挿通孔が形成され、該挿通孔に前記ピンを挿入することにより前記接触工程が行われることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電接方法。
4. 電接を要するピンを有する取付対象物を基板に取り付ける際に、前記ピンを電接する電接構造であって、前記ピンに電接可能なコネクタが前記基板に実装されており、前記取付対象物の前記ピンが前記コネクタに電気的に接触していることを特徴とする電接構造。
5. 前記コネクタは、リフロー半田付けに対応可能であり、リフロー半田付けにより実装されていることを特徴とする請求項４に記載の電接構造。
6. 前記コネクタには側壁面にコネクタ金具が設けられた挿通孔が形成されており、該挿通孔に前記ピンが挿入されていることにより電気的に接触していることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の電接構造。
7. 前記基板は、所望の回路が形成された回路基板であると共に、前記取付対象物は、モータであって、前記ピンは、前記回路基板との電気的接続を行うコイルピンであることを特徴とする請求項４乃至請求項６のいずれかに記載の電接構造。
   
   

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