JP2016219295A - コネクタ端子およびそれを用いた計器装置 - Google Patents

Abstract

【課題】適切な押込み量で保持することが可能で、接続信頼性の高いコネクタ端子、またはこのコネクタ端子を用いた計器装置を提供する。
【解決手段】回路基板１１に設けたスルーホール１１ａ内に挿入される変形可能な一対の接続部９１と、これら接続部９１に繋がって接続部９１間に設けられるアーム部９２と、これらアーム部９２に繋がって設けられ、接続部９１をスルーホール１１ａに挿入した状態にて挿入方向Ｘの逆側から押込まれることによって、アーム部９２を介して接続部９１をラジアル方向へ移動させる押込み部９３と、押込み部９３の押込み量を規制する突き当て部９４を備える。
【選択図】図５

Description

本発明は、回路基板に接続するコネクタ端子、またはこのコネクタ端子を用いて回路基板に実装され、指針を回動させて車両情報を指示表示する計器装置に関する。

従来の計器装置は、例えば、特許文献１に開示されるものがある。この計器装置は、回路基板に表面実装される金属接点に駆動部（モータ）の接続ピンが圧入されることで、回路基板に実装される。また、この圧入によって、半田付けをしないで、電気的な接続ピンを機械的に金属接点に接続できる。

また、特許文献２に開示されるように、コネクタ端子が回路基板に設けられたスルーホールと接触する接触部と、接触部を押し広げる押込部とを備え、スルーホール内に接触部を挿入した後、押込部を押込んで接触部を押し広げることで、スルーホール内面と接触部との突張力を作用させ、電気的な通電を確保する構造が提案されている。

特表２００８−５４１４４３号公報 独国特許出願公開第１０２０１１００５４９７号明細書

しかしながら、特許文献２に記載されている構造にあっては、押込部を押込み過ぎると逆に突張力が発生しなくなってしまうため、必要な突張力が得られる押込部の押込み量を適切にする必要がある。また、計器装置の駆動部を回路基板へ組み付ける作業においても、適切な押込み量を得るための工夫が必要となってしまうため改善の余地があった。

本発明の目的は、上述した課題に着目し、適切な押込み量で保持することが可能で、接続信頼性の高いコネクタ端子、またはこのコネクタ端子を用いた計器装置を提供することにある。

本発明のコネクタ端子は、
回路基板に設けた貫通孔内に挿入される変形可能な一対の接続部と、
これら接続部に繋がって前記接続部間に設けられるアーム部と、
これらアーム部に繋がって設けられ、前記接続部を前記貫通穴に挿入した状態にて挿入方向の逆方向から押込まれることによって、前記アーム部を介して前記接続部をラジアル方向へ移動させる押込み部と、
前記押込み部の挿入方向への押込み量を規制する突き当て部と、
を備えることを特徴とする。

また、前記接続部と、前記アーム部と、前記押込部と、前記突き当て部とは、同一の金属材にて連続して形成されることを特徴とする。

また本発明のコネクタ端子を用いた計器装置は、
回動可能な指針と、
この指針の指示対象となる指標部を備えた表示板と、
前記表示板の背面側に設けられる前記回路基板と、
この回路基板に実装され、前記指針を回転させる駆動部と、
を備え、
前記駆動部には、前記回路基板と接続するための前記コネクタ端子を設けることを特徴とする。

本発明は、適切な押込み量で保持することが可能で、接続信頼性の高いコネクタ端子、または、このコネクタ端子を用いた計器装置となる。

本発明の実施形態における車両用計器を示す図。 同上実施形態における計器装置を示す図。 同上実施形態における駆動部の側面を示す図。 同上実施形態における駆動部の実装状態について一部断面を用いて示す図。 同上実施形態における回路基板に挿通したコネクタ端子を示す図。 同上実施形態における回路基板に接続後のコネクタ端子を示す図。 同上実施形態におけるコネクタ端子の斜視図。 同上実施形態の別例におけるコネクタ端子を示す図。

以下に、本発明の実施形態を車両用計器に適用したものを例にあげて添付図面に基づいて説明する。

車両用計器（計器装置）Ａは、図１に示すように、計測値に応じて回動する指針Ｂと、指針Ｂの指示対象となる目盛りや数値などからなる指標部Ｃ１が印刷された表示板Ｃとを備える。車両利用者は、指針Ｂと指標部Ｃ１とを対比判読することで、計測値を確認できる。指示表示される計測値の種類は、車両の走行速度や駆動機関の出力状態、残燃料量や、各種温度などを適用できる。

なお、指針Ｂは、表示板Ｃの背面側（表示方向の反対側）に設けられる回路基板に実装される駆動部１によって、表示板Ｃの孔に挿通する指針軸を介して、計測値に応じた所定角度分回動するように駆動制御される。また、この場合、車両用計器Ａは、指針式計器の他に、液晶表示素子などを用いて構成される表示パネルＤによって、積算走行距離や外気温度などのトリップデータを表示することもできる。

図２，３に示す駆動部１は、指針式計器の指針Ｂを回転させるもので、コイル２への通電によって回転するマグネットロータ３を備えた可動磁石式計器やステッピングモータなどである。

駆動部１は、内蔵するマグネットロータ３と、このマグネットロータ３を支持する支軸４と、マグネットロータ３に設けた分岐伝達ギヤ部５と噛合する従動伝達ギヤ部６と、従動伝達ギヤ部６の回転に応じて先端に装着された指針Ｂを回転させる指針軸７と、支軸４と指針軸７を並設状態に軸支するとともに、マグネットロータ３，分岐伝達ギヤ部５，従動伝達ギヤ部６を収納するハウジング８と、ハウジング８の外側で巻かれる一対のコイル２と、ハウジング８に固定されるとともにコイル２と電気的に接続されたコネクタ端子９と、ハウジング８の所定領域を覆う椀状のシールドケース１０と、を備えている。なお、図４は、駆動部１が回路基板１１に実装された状態を示す。

マグネットロータ３は、隣り合う磁極（４極の磁極）が、互いに異極となるように着磁された円盤状のプラスチックマグネットである。また、マグネットロータ３には、その上面側に、分岐伝達ギヤ部５が一体に形成されるとともに、マグネットロータ３の軸芯部分には支軸４が、回転可能に挿入されている。その支軸４を介して、マグネットロータ３が、回転可能に設けられている。

従動伝達ギヤ部６は、合成樹脂からなり、指針軸７に固定されている。従動伝達ギヤ部６は、分岐伝達ギヤ部５と噛合する歯車であり、分岐伝達ギヤ部５よりも径大に形成され、外周に分岐伝達ギヤ部５よりも多くの連続歯が設けられている。従動伝達ギヤ部６は、分岐伝達ギヤ部５から伝達されたマグネットロータ３の回転を指針軸７へ伝える。

ハウジング８は、合成樹脂からなり、上下に分割形成されている。ハウジング８内部の空間には、マグネットロータ３、分岐伝達ギヤ部５、従動伝達ギヤ部６が収納されている。ハウジング８には、支軸４が固定されており、指針軸７が回転可能に軸支されている。

ハウジング８には、マグネットロータ３のラジアル方向外周に、コイル２が巻かれている巻枠部１２が形成されている。

また、ハウジング８には、巻枠部１２よりマグネットロータ３のラジアル方向外周に、コネクタ端子９を保持する保持部１３が形成されている。

ハウジング８には、回路基板１１に設けた孔（図示しない）に係止する係止爪１４を備えた弾性片１５が、設けられている。なお、１６は、回路基板１１に駆動部１を固定する位置を定める位置決めピンである。

コイル２は、銅などの導電性を有する金属線からなり、合成樹脂からなるハウジング８の巻枠部１２に巻き付けられている。コイル２は、２つ設けられており、それぞれハウジング８に設けたコネクタ端子９を介して、制御手段に接続されている。そして、２つのコイル２には、例えば、回路基板１１に実装されるマイクロコンピュータなど図示しない制御手段から出力される駆動信号（駆動波形）が、それぞれ入力されることによって、マグネットロータ３に回転磁界が発生し、マグネットロータ３に回転力を与える。

図５から図７に示すように、コネクタ端子９は、ステンレス鋼などの金属材を適用でき、先端に、接続部９１と、アーム部９２と、押込み部９３と、突き当て部９４と、が連続して形成されている。コネクタ端子９は、各コイル２に接続されて、前述した制御手段からの駆動信号を伝えるため、回路基板１１のスルーホール（貫通孔）１１ａに形成された電極１１ｂに接続して、導通状態にするためのリード端子である。

接続部９１は、回路基板１１のスルーホール１１ａに挿入可能な外径から変形可能に設けられ、この場合、一対設けられる。また、図６に示すように、接続部９１の外側面には、回路基板１１との接続の際に、スルーホール１１ａの内壁面に形成される電極１１ｂに突き刺さるように鋭角な凸部を複数設けている。

アーム部９２は、二つの接続部９１の端部から繋がって形成され、接続部９１を押すようにして移動させることができる。

押込み部９３は、アーム部９２に繋がって形成され、接続部９１の内径よりも大きなアーム部９２の中心付近を押し込むための操作部となる。押込み部９３は、アーム部９２をバランスよく押すことができる。アーム部９２は、押込み部９３の押込み方向Ｙに対して、その押込み力をラジアル方向に作用し、各接続部９１の間隔を押し広げるように接続部９１を外側に移動させる。なお、押込み方向Ｙは、コネクタ端子９がスルーホール１１ａに挿入される際の挿入方向Ｘの反対方向である。

突き当て部９４は、押込み部９３の押込み方向Ｙへの移動量を規制するもので、押込み量が大き過ぎることで、アーム部９２を介して接続部９１同士が引かれる方向（内側）へ作用することを防止できる。また、突き当て部９４によって、押し当て部９４を最適な押込み量にて簡単に操作でき、また再現できるため、接続部９１とスルーホール１１ａとが信頼性良く接続状態を保つことができる。

また、コネクタ端子９の接続部９１の凸部が、スルーホール１１ａの内面（電極１１ｂ）を押し広げて接続されることによって、電気的な接続だけでなく、駆動部１を回路基板１１に保持する作用もある。スルーホール１１ａ内で各接続部９１の間隔が押し広げられるように作用したまま接続状態としているため、実施形態に示す車両用計器Ａのように、走行にともなう振動や、熱変形などが起きる場合にあっても、接続状態を維持できるコネクタ端子９となる。

シールドケース１０は、パーマロイなどの磁性材料からなり、ハウジング８の所定領域を覆うカップ形状である。

回路基板１１は、ガラスエポキシ基板などの硬質の絶縁基材に配線パターン１８を設ける。

以上のように構成された駆動部１は、各コイル２を励磁することにより、各々磁界ベクトルが働き、これら各磁界ベクトルの強さに応じて４極着磁されたマグネットロータ３が回転し、その回転が、分岐伝達ギヤ部５、従動伝達ギヤ部６を通じて指針軸７に伝達され、指針軸７に固定された前記指針が角度運動する。この際、分岐伝達ギヤ部５と従動伝達ギヤ部６は、分岐伝達ギヤ部５に対し従動伝達ギヤ部６が、低速（減速）回転するように、それぞれのギヤ比が設定されており、この減速作動により、入力信号に対して指示誤差の少ない前記指針の角度運動が可能となる。

斯かるコネクタ端子９は、回路基板１１に設けたスルーホール１１ａ内に挿入される変形可能な一対の接続部９１と、これら接続部９１に繋がって接続部９１間に設けられるアーム部９２と、これらアーム部９２に繋がって設けられ、接続部９１をスルーホール１１ａに挿入した状態にて挿入方向Ｘの逆側（押込み方向Ｙ）から押込まれることによって、アーム部９２を介して接続部９１をラジアル方向へ移動させる押込み部９３と、押込み部９３の押込み量を規制する突き当て部９４と、を備える。

したがって、最適な押込み量にて押込み部９３を操作できるため、接続部９１によるスルーホール１１ａの接続強度を大きくできる。それにより、電気的な接続信頼性の高いコネクタ端子９となる。

また、接続部９１と、アーム部９２と、押込み部９３と、突き当て部９４とは、同一の金属材にて連続して形成されることによって、導電性や弾性を良好にして接続可能なコネクタ端子９となる。

また、コネクタ端子９を用いた車両用計器Ａは、回動可能な指針Ｂと、指針Ｂの指示対象となる指標部Ｃ１を備えた表示板Ｃと、表示板Ｃの背面側に設けられる回路基板１１と、この回路基板１１に実装され、指針Ｂを回転させる駆動部１と、を備え、駆動部１には、回路基板１１と接続するためのコネクタ端子９を設けてなる。

したがって、指針Ｂを作動させる駆動部１と回路基板１１との接続信頼性の高いコネクタ端子９を用いた計器装置となる。特に、振動や冷熱サイクルをともなう車両用計器Ａに適用した場合にあっても、接続状態を保持でき、有効である。

なお、本発明を車両用計器Aに適用した上述実施形態の構成にて例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の構成においても、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良、並びに表示の変更が可能なことは勿論である。

図８に示すように、コネクタ端子９０の押込み部９３０が、突き当て部９４０に係止されるようにフック構造９０ａを適用することによって、コネクタ端子９０の挿入方向Ｘに対しても押込み部９３０が移動しづらくなり、さらに大きな振動が生じても耐性のあるコネクタ端子９０となる。

本発明は、半田を使用せずに回路基板に電気的な接続が可能な電子部品のコネクタ端子として適用できる。また、例えば、自動車やオートバイ、建設用や農業用の作業機など、振動をともなう移動体の車両用計器に好適である。

１ 駆動部
２ コイル
３ マグネットロータ
４ 支軸
５ 分岐伝達ギヤ部
６ 従動伝達ギヤ部
７ 指針軸
８ ハウジング
９ コネクタ端子
１０ シールドケース
１１ 回路基板
１１ａ スルーホール（貫通孔）
１１ｂ 電極
１２ 巻枠部
１３ 保持部
１４ 係止爪
１５ 弾性片
１６ 位置決めピン
１７ 貫通孔
１８ 配線パターン
１９、２０ 固定用貫通孔
９１ 接続部
９２ アーム部
９３ 押込み部
９４ 突き当て部
Ａ 車両用計器（計器装置）
Ｂ 指針
Ｃ 表示板
Ｃ１ 指標部

Claims (3)

1. 回路基板に設けた貫通孔内に挿入される変形可能な一対の接続部と、
   これら接続部に繋がって前記接続部間に設けられるアーム部と、
   これらアーム部に繋がって設けられ、前記接続部を前記貫通穴に挿入した状態にて挿入方向の逆方向から押込まれることによって、前記アーム部を介して前記接続部をラジアル方向へ移動させる押込み部と、
   前記押込み部の挿入方向への押込み量を規制する突き当て部と、
   を備えることを特徴とするコネクタ端子。
2. 前記接続部と、前記アーム部と、前記押込部と、前記突き当て部とは、同一の金属材にて連続して形成されることを特徴とする請求項１に記載のコネクタ端子。
3. 回動可能な指針と、
   この指針の指示対象となる指標部を備えた表示板と、
   前記表示板の背面側に設けられる前記回路基板と、
   この回路基板に実装され、前記指針を回転させる駆動部と、
   を備え、
   前記駆動部には、前記回路基板と接続するための請求項１に記載のコネクタ端子を設けることを特徴とするコネクタ端子を用いた計器装置。

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