JP2019003914A - はんだ付け構造 - Google Patents

Abstract

【課題】金属端子におけるはんだ付け箇所への電線の先端のはんだ付けを、良好な作業性のもとで行う。【解決手段】金属端子２２０におけるはんだ付け箇所２２０ｃに電線１０の先端の芯線１１をはんだ付けするはんだ付け構造であって、金属端子２２０を保持する端子側フレーム２０と、電線１０を保持するとともに、端子側フレーム２０に装着される電線側フレーム３０と、を備え、電線側フレーム２０が、電線１０の先端近傍１２を、電線側フレーム３０が端子側フレーム２０に装着された状態において芯線１１がはんだ付け箇所２２０ｃに位置するように保持する。【選択図】図７

Description

本発明は、金属端子におけるはんだ付け箇所に電線の先端をはんだ付けするはんだ付け構造に関するものである。

従来、電線がはんだ付けされる金属端子を有する電気機器が種々知られている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１には、このような電気機器の一例として、例えば自動車の燃料タンク内の燃料の液面レベル等を検出する液面レベルセンサが示されている。この液面レベルセンサは、液面の変動とともに上下するフロートにアームで連結されたマグネットの動きを検出するもので、ホールＩＣを内蔵している。そして、液面レベルセンサは、このホールＩＣから延出した板状の金属端子を有し、その金属端子におけるはんだ付け箇所に電線の先端が取り付けられてはんだ付けされる。この液面レベルセンサでは、金属端子への電線の取付けが次のように行われる。即ち、金属端子におけるはんだ付け箇所に設けられた貫通孔に電線の先端を通し、金属端子を囲む周壁に電線を保持させることで取付けが行われ、その状態ではんだ付けが行われる。電線を保持させることで、はんだ付け作業中に電線の先端が金属端子の貫通孔から抜けてしまうといった事態の発生が抑えられている。

特開２０１４−１６３８８０号公報

ここで、上記の液面レベルセンサでは、はんだ付け箇所の貫通孔に電線を手作業で通してはんだ付けを行う必要があり、作業性の面で改善の余地が残されている。尚、ここまで、金属端子におけるはんだ付け箇所に電線の先端をはんだ付けするはんだ付け構造の一例として特許文献１に記載の液面レベルセンサにおけるはんだ付け構造を例示した。そして、この一例としての液面レベルセンサのはんだ付け構造について、はんだ付けにおいて作業性の面で改善の余地が残されている旨を説明した。しかしながら、上述した事情は、液面レベルセンサに限るものではなく、上記のような金属端子におけるはんだ付け箇所に電線の先端をはんだ付けするはんだ付け構造全般について言い得ることである。

従って、本発明は、上記のような事情に着目し、金属端子におけるはんだ付け箇所への電線の先端のはんだ付けを、良好な作業性のもとで行うことができるはんだ付け構造を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明のはんだ付け構造は、金属端子におけるはんだ付け箇所に電線の先端をはんだ付けするはんだ付け構造であって、前記金属端子を保持する端子側フレームと、前記電線を保持するとともに、前記端子側フレームに装着される電線側フレームと、を備え、前記電線側フレームが、前記電線の先端近傍を、前記電線側フレームが前記端子側フレームに装着された状態において前記先端が前記はんだ付け箇所に位置するように保持することを特徴とする。

本発明のはんだ付け構造では、電線の先端近傍を保持させた状態の電線側フレームを端子側フレームに装着することで、同時に、電線の先端をはんだ付け箇所に位置させることができる。これにより、電線よりも大きく取り扱いやすい電線側フレームの端子側フレームへの装着によって、金属端子のはんだ付け箇所に電線の先端を取付けることができる。その後、はんだ付けが行われるが、この時にも電線の先端近傍は保持されたままなので取付け状態が維持され、はんだ付け途中での電線の抜け等も効果的に抑制される。このように、本発明のはんだ付け構造によれば、金属端子におけるはんだ付け箇所への電線の先端のはんだ付けを、良好な作業性のもとで行うことができる。

また、本発明のはんだ付け構造では、はんだ付けが終わった後でも、電線の先端近傍は保持されたままとなる。このため、はんだ付けされた電線が引っ張られたときの引張り荷重が、まず、電線の先端近傍を保持する電線側フレームによって受けられる。これにより、はんだ付け箇所と電線の先端との接続部に伝わり難くなっているので、引張り荷重による電線の外れ等についても抑えることができる。

本発明の一実施形態が適用された電気機器の一例を示す模式図である。 図１に示されている端子側フレームを正面から見た平面図である。 図１に示されている端子側フレームを裏面から見た平面図である。 図１に示されている電線側フレームを正面側から見た平面図である。 図１に示されている電線側フレームを正面側から見た斜視図である。 図１に示されている電線側フレームを裏面側から見た斜視図である。 電線を保持した電線側フレームが端子側フレームに装着される様子を模式的な断面で示す図である。 電線側フレームの端子側フレームへの装着後に電線の先端の芯線が金属端子にはんだ付けされた様子を模式的な断面で示す図である。 金属端子の貫通孔に挿入された電線の先端の芯線が、金属端子の裏面側で貫通孔の開口周囲にはんだ付けされた様子を、図８の領域Ａｒ１の断面で示す図である。 図９に示されている電線の芯線と金属端子とのはんだ付け部分と比較するための比較例を示す図である。 図１０に示されている比較例のはんだ付け部分の、模式的な断面を示す図である。 第１の別例における堰き止め構造形成工程及び堰き止め構造を説明する図である。 第２の別例における堰き止め構造形成工程及び堰き止め構造を説明する図である。

以下、本発明の一実施形態について説明する。

図１は、本発明の一実施形態が適用された電気機器の一例を示す模式図である。この図１には、例えば自動車の燃料タンク内の燃料の液面レベル等を検出する液面レベルセンサにおけるセンサ装置１が示されている。液面レベルセンサは、このセンサ装置１と、液面の変動とともに上下するフロートと、センサ装置１に対して可動状態で取り付けられるとともにフロートにアームで連結されたマグネットと、を備えている。尚、ここでは、液面レベルセンサのセンサ装置１を電気機器の一例として挙げており、液面レベルセンサにおける他の構成要素であるフロートやマグネットについては図示を省略している。

図１に示されているセンサ装置１は、液面の変動とともに上下するフロートにアームで連結されたマグネットの動きを検出するもので、ホールＩＣを内蔵している。そして、センサ装置１は、ホールＩＣを内蔵した装置本体１ａと、各々がこのホールＩＣに電気的に接続された３本の電線１０を備えている。３本の電線１０は、ホールＩＣに対する接地線、信号線、電源線、となっている。３本の電線１０のホールＩＣへの接続は、この図１では隠れている３つの金属端子を介して行われる。

センサ装置１の装置本体１ａは、金属端子を保持する端子側フレーム２０と、３本の電線１０を保持するとともに、端子側フレーム２０に装着される電線側フレーム３０と、を備えている。ホールＩＣは、概ね矩形箱形状を有した端子側フレーム２０に内蔵されている。本実施形態では、フロートの動きを伝えるマグネットとしてリング状のマグネットが採用されている。矩形箱形状の端子側フレーム２０における一面には、このリング状のマグネットが回転可能に取り付けられる軸状取付け部２０ａが設けられている。ホールＩＣは、この軸状取付け部２０ａを中心としたマグネット回転量を検知し、電線１０を介して外部の制御装置等に、液面レベルを示す信号としてその検知結果を出力する。以下、端子側フレーム２０においてマグネットの軸状取付け部２０ａが設けられた面を正面、その反対側を裏面、と呼ぶ。

図２は、図１に示されている端子側フレームを正面から見た平面図であり、図３は、図１に示されている端子側フレームを裏面から見た平面図である。

端子側フレーム２０は、正面に軸状取付け部２０ａが設けられてホールＩＣを内蔵し、略矩形箱形状に形成された樹脂製のフレーム本体２１０を備えている。このフレーム本体２１０における長辺方向Ｄ１１の一端側には、厚み方向に貫通した矩形筒状の中空部２１１が、短辺方向Ｄ１２に沿って３つ並べられて設けられている。そして、端子側フレーム２０では、各中空部２１１の内部に１つずつ合計で３つの金属端子２２０が保持されている。各金属端子２２０に、図１に示されている各電線１０が、はんだ付けにより接続される。電線１０は、被覆電線であり、その先端の被覆が除去されて芯線が金属端子２２０にはんだ付けされる。

本実施形態では、各金属端子２２０が、耐食性の酸化膜で覆われたステンレス製の端子となっている。各金属端子２２０は、帯板状の端子で、その一端側がフレーム本体２１０の内部でホールＩＣに接続されている。フレーム本体２１０は、ホールＩＣに各々が接続された３つの金属端子２２０の上記の一端側を内蔵するようにインサート成形により形成されている。そして、各金属端子２２０の他端側が、中空部２１１における図中下側の内壁２１１ａから中空部２１１の内部へと突出して露出している。

各金属端子２２０において中空部２１１の内部に露出している他端側は、端子本体２２２と、括れ部２２３と、で構成されている。端子本体２２２には、電線１０の芯線が挿入される貫通孔２２１が設けられている。括れ部２２３は、端子本体２２２から長辺方向Ｄ１１に延出し、その延出方向（長辺方向Ｄ１１）に対する直交断面の面積が、端子本体２２２における上記の延出方向に対する直交断面の面積よりも狭い狭小部となっている。具体的には、端子本体２２２から帯状に延出し、短辺方向Ｄ１２に沿う幅方向の寸法が、端子本体２２２におけるその幅方向の寸法よりも小さい括れ状の部位となっている。

また、本実施形態では、各金属端子２２０において括れ部２２３から更に延出した一端側が、保持構造としてのフレーム本体２１０に内蔵されて保持される被保持部２２４となっている。被保持部２２４は、短辺方向Ｄ１２に沿う幅方向の寸法が、端子本体２２２における幅方向の寸法と、括れ部２２３における幅方向の寸法と、の間の寸法となっている。被保持部２２４も、中空部２１１の内部に若干露出しており、この露出した部分で括れ部２２３に繋がっている。

端子本体２２２は、金属端子２２０に直交する方向から見たときの平面視で略正方形に形成されており、その略中央に貫通孔２２１が設けられている。括れ部２２３は、端子本体２２２における内壁２１１ａ側の一辺とその内壁２１１ａとの間に位置し、端子本体２２２から内壁２１１ａへと向かう方向と直交する方向の幅が、上記のように端子本体２２２よりも狭くなっている。

図１に示されている電線側フレーム３０は、金属端子２２０にはんだ付けされる３本の電線１０を保持するとともに、金属端子２２０と略直交する装着方向Ｄ１３に、図２示されている正面側から端子側フレーム２０に装着される。

図４は、図１に示されている電線側フレームを正面側から見た平面図であり、図５は、図１に示されている電線側フレームを正面側から見た斜視図であり、図６は、図１に示されている電線側フレームを裏面側から見た斜視図である。図４には、電線側フレーム３０のみが示されており、図５及び図６には、電線側フレーム３０が３本の電線１０とともに示されている。

電線側フレーム３０は、まず、端子側フレーム２０に装着されて固定されるフレーム本体３１０を備えている。このフレーム本体３１０は、端子側フレーム２０のフレーム本体２１０における短辺方向Ｄ１２に沿って延びる横梁部３１１と、その両端から、電線側フレーム３０の装着方向Ｄ１３に沿って延出した対向一対のアーム壁３１２と、を備えている。各アーム壁３１２の端縁側には係止孔３１２ａが設けられている。他方、図２及び図３に示されているように、端子側フレーム２０のフレーム本体２１０の側面は、左右両端の中空部２１１と隣り合う部分に、上記のアーム壁３１２が収まる形状で凹んだアーム受け部２１２が設けられている。そして、各アーム受け部２１２における凹みの底から、アーム壁３１２の係止孔３１２ａに係止する係止爪２１２ａが突出している。

図１に示されているように電線側フレーム３０が装着方向Ｄ１３に端子側フレーム２０に装着されると、各アーム壁３１２が各アーム受け部２１２に収まり、各係止爪２１２ａが各係止孔３１２ａに係止する。これにより、電線側フレーム３０が端子側フレーム２０に固定される。この固定状態では、電線側フレーム３０のフレーム本体３１０における横梁部３１１が、図２や図３に示されているように３つ並んでいる金属端子２２０の、図中上側を横切ることとなる。この固定状態で、横梁部３１１の正面は、端子側フレーム２０の正面と面一となり、一対のアーム壁３１２の側面が、端子側フレーム２０の側面と面一となる。この状態で、電線側フレーム３０に保持された３本の電線１０の先端の芯線が、端子側フレーム２０に保持されている３つの金属端子２２０の貫通孔２２１へと導かれて挿入されている。

図４〜図５に示されているように、電線側フレーム３０の横梁部３１１に、電線１０の先端の芯線１１の近傍（以下、先端近傍１２と呼ぶ）を保持して、金属端子２２０の貫通孔２２１へと導く装着方向保持部３２０が設けられている。装着方向保持部３２０は、１本の電線１０につき１つ、合計で３つ設けられている。各装着方向保持部３２０は、各電線１０の先端近傍１２を、電線側フレーム３０の端子側フレーム２０への装着時に電線１０の芯線１１が貫通孔２２１に挿入される位置で装着方向Ｄ１３に沿って延びるように保持する。

装着方向保持部３２０は、横梁部３１１の正面から裏面側へと若干奥まった位置に設けられ、装着方向Ｄ１３に沿って延びた円柱状の部分で、その周面で横梁部３１１に繋がっている。そして、電線側フレーム３０の端子側フレーム２０への装着時に各装着方向保持部３２０が各金属端子２２０の貫通孔２２１の略直上に位置するように、３つの装着方向保持部３２０が設けられている。各装着方向保持部３２０の周面において横梁部３１１とは反対側には、中心へと凹んで電線１０の先端近傍１２が圧入される圧入溝３２１が設けられている。装着方向保持部３２０では、この圧入により、電線１０の先端近傍１２が、装着方向Ｄ１３に沿って延びるように保持される。

また、電線側フレーム３０には、装着方向保持部３２０で保持されている先端近傍１２よりも芯線１１から離れた離隔部分１３を、その一部が装着方向Ｄ１３と交差する交差方向Ｄ１４に沿って延びるように保持する交差方向保持部３３０が更に設けられている。そして、この交差方向保持部３３０は、離隔部分１３における以下に説明する２箇所を各々が保持する第１保持部３３１と第２保持部３３２とを備えている。

離隔部分１３は、図５に示されているように、第１部分１３１、第２部分１３２、及び第３部分１３３からなるクランク形状を有している。第１部分１３１は、先端近傍１２から略直角に曲がって交差方向Ｄ１４に沿って延びた部分である。第２部分１３２は、第１部分１３１から略直角に曲がって装着方向Ｄ１３に沿って延びた部分である。そして、第３部分１３３は、第２部分１３２から略直角に曲がって交差方向Ｄ１４に沿って延びた部分である。

交差方向保持部３３０の第１保持部３３１は、離隔部分１３における第１部分１３１を保持し、交差方向保持部３３０の第２保持部３３２は、離隔部分１３における第３部分１３３を保持する。

第１保持部３３１は、横梁部３１１の正面から裏面側へと凹んで形成されて上記の第１部分１３１が圧入される圧入溝となっている。そして、３つの装着方向保持部３２０から延びてくる第１部分１３１を保持するように、横梁部３１１には３つの第１保持部３３１が設けられている。

他方、第２保持部３３２は、電線側フレーム３０における、図１、図４〜図６に示されている次のような部分に設けられている。

電線側フレーム３０では、横梁部３１１における装着方向保持部３２０とは反対側の壁面から交差方向Ｄ１４に延出した交差壁３４１と、この交差壁３４１から横梁部３１１と平行に延出した平行壁３４２と、からなるＬ字壁３４０が３つ設けられている。図１に示されているように、平行壁３４２は、正面側から裏面側にかけて、交差壁３４１からの延出高さが漸増した形状を有している。そして、図１及び図６に示されているように、各Ｌ字壁３４０の平行壁３４２における裏面側の端縁に、第２保持部３３２が１つずつ設けられている。各第２保持部３３２は、平行壁３４２の裏面側の端縁から正面側へと凹んで形成されて上記の第３部分１３３が圧入される圧入溝となっている。

このように１本につき３箇所で電線１０を３本保持した電線側フレーム３０が、端子側フレーム２０に装着方向Ｄ１３に装着されると、各電線１０の先端の芯線１１が、各金属端子２２０の貫通孔２２１に挿入される。そして、この貫通孔２２１を含むはんだ付け箇所に芯線１１がはんだ付けされる。

図７は、電線を保持した電線側フレームが端子側フレームに装着される様子を模式的な断面で示す図であり、図８は、電線側フレームの端子側フレームへの装着後に電線の先端の芯線が金属端子にはんだ付けされた様子を模式的な断面で示す図である。

上述したように、電線側フレーム３０では、電線１０の先端近傍１２が、装着方向保持部３２０で装着方向Ｄ１３に沿って延びるように保持される。そして、電線１０の離隔部分１３における第１部分１３１と第３部分１３３とが、交差方向保持部３３０における第１保持部３３１と第２保持部３３２とで交差方向Ｄ１４に沿って延びるように保持される。

このとき、端子側フレーム２０への電線側フレーム３０の装着方向Ｄ１３は、上述したように金属端子２２０と略直交する方向となっている。これにより、端子側フレーム２０に電線側フレーム３０が装着されると、装着方向Ｄ１３に沿って延びるように保持されている先端近傍１２の先の芯線１１が、金属端子２２０と略直交する姿勢で貫通孔２２１に挿入される。挿入は、３本の電線１０について同時に行われる。そして、端子側フレーム２０は、３本の電線１０の芯線１１が３つの金属端子２２０の貫通孔２２１に挿入された状態で、一対のアーム壁３１２それぞれの係止孔３１２ａに端子側フレーム２０の係止爪２１２ａが係止することで端子側フレーム２０に固定される。

上記のように貫通孔２２１に挿入された芯線１１は、図８に示されているように、貫通孔２２１を抜けて、金属端子２２０における電線１０の挿入側の表面２２０ａとは反対側の裏面２２０ｂから突出する。そして、芯線１１は、その裏面２２０ｂ側で貫通孔２２１の開口周囲のはんだ付け箇所２２０ｃにフラックスと共に供給されるはんだによってはんだ付けされる。

図９は、金属端子の貫通孔に挿入された電線の先端の芯線を、金属端子の裏面側のはんだ付け箇所にはんだ付けするはんだ付け構造を、図８の領域Ａｒ１の断面で示す図である。

この図９に示されているように、また、図２における金属端子２２０の拡大図にも示されているように、金属端子２２０の貫通孔２２１における電線１０の挿入側が、貫通孔２２１の内側２２１ａから開口２２１ｂへと向けて拡がった広口形状に形成されている。

更に、図９に示されているように、また、図３における金属端子２２０の拡大図にも示されているように、金属端子２２０の裏面２２０ｂにおける貫通孔２２１の開口周囲が凹形状に形成されて、金属端子２２０におけるはんだ付け箇所２２０ｃとなっている。

このはんだ付け箇所２２０ｃに電線１０の先端の芯線１１をはんだ付けする本実施形態のはんだ付け構造は、はんだ付け箇所２２０ｃにフラックスと共に溶融状態で供給されるはんだ４０と、次のような堰き止め構造２２０ｄと、を備えている。堰き止め構造２２０ｄは、フラックスと共に溶融状態で供給されるはんだ４０を、はんだ付け箇所２２０ｃに留めるために堰き止める構造である。本実施形態における堰き止め構造２２０ｄは、はんだ付け箇所２２０ｃを上記のように凹形状とすることで形成される、はんだ付け箇所２２０ｃを、このはんだ付け箇所２２０ｃよりも高い壁２２０ｄ−１で囲んだ構造である。この堰き止め構造２２０ｄは、金属端子２２０の形成時に、プレス加工によりはんだ付け箇所２２０ｃを周囲よりも凹ませることで形成される。

以上に説明した本実施形態のはんだ付け構造では、上記の堰き止め構造２２０ｄによってはんだ付け箇所２２０ｃに留められるフラックスにより、はんだ付け箇所２２０ｃにおける酸化膜を高い除去効率のもとで除去することができる。このため厚めの酸化膜により耐食性が付与されたステンレス製の金属端子２２０についても、高い除去効率のもとで酸化膜が除去され、はんだ付けに際してのはんだ４０の濡れ性を向上させることができる。つまり、本実施形態のはんだ付け構造によれば、金属端子２２０におけるはんだ付け箇所２２０ｃへの電線１０の先端の芯線１１のはんだ付けを、良好な作業性のもとで行うことができる。

また、本実施形態のはんだ付け構造では、上述したように堰き止め構造２２０ｄが、はんだ付け箇所２２０ｃを、当該はんだ付け箇所２２０ｃよりも高い壁２２０ｄで囲んだ構造となっている。これにより、良好な作業性のもとで行うはんだ付けを行うための堰き止め構造２２０ｄについても、上述したように、プレス加工により容易に形成することができる。

また、本実施形態のはんだ付け構造では、図２及び図３に示されているように、端子本体２２２と被保持部２２４との間に上記の狭小部としての括れ部２２３が介在している。このため、はんだ付けに際し、端子本体２２２から被保持部２２４への熱逃げを抑制して一層良好な作業性の下ではんだ付けを行うことができる。

また、本実施形態のはんだ付け構造では、端子本体２２２と被保持部２２４との間に上記の狭小部が、上記のように幅狭の括れ部２２３に形成されていることでその表面積が抑えられる。これにより、括れ部２２３それ自体からの熱逃げをも抑制して更に良好な作業性の下ではんだ付けを行うことができる。

また、本実施形態のはんだ付け構造は、上記のはんだ付けに先立って、はんだ付け箇所２２０ｃに電線１０の先端の芯線１１を導く構造として、図１〜図８を参照して説明したように、端子側フレーム２０と、電線側フレーム３０と、を備えている。本実施形態では、電線側フレーム３０が、電線１０の先端近傍１２を、電線側フレーム３０が端子側フレーム２０に装着された状態において芯線１１がはんだ付け箇所２２０ｄの貫通孔２２１に位置するように保持する。

図１０は、図９に示されている電線の芯線と金属端子とのはんだ付け部分と比較するための比較例を示す図である。図１１は、図１０に示されている比較例のはんだ付け部分の、模式的な断面を示す図である。

これらの図１０及び図１１に示されている比較例では、本実施形態とは異なり、金属端子５１０を保持する端子側フレーム５２０とは別に電線５３０を保持するフレームが設けられていない。この比較例では、金属端子５１０に設けられた貫通孔５１１に電線５３０の先端５３１を通し、金属端子５１０を囲む周壁５２１に設けられた２箇所の電線保持部５２１ａに電線５３０を保持させた状態で、はんだ付け作業が行われる。この比較例では、金属端子５１０の貫通孔５１１に電線５３０を手作業で通してはんだ付けを行う必要があり、電線５３０の取付けにおいて作業性の面で改善の余地が残されている。

この比較例に対し、本実施形態のはんだ付け構造では、電線１０の先端近傍１２を保持させた状態の電線側フレーム３０を端子側フレーム２０に装着することで、同時に、電線１０の芯線１１をはんだ付け箇所２２０ｃに位置させることができる。これにより、電線１０よりも大きく取り扱いやすい電線側フレーム３０の端子側フレーム２０への装着によって、はんだ付け箇所２２０ｃに電線１０の芯線１１を取付けることができる。その後、はんだ付けが行われるが、この時にも電線１０の先端近傍１２は保持されたままなので取付け状態が維持され、はんだ付け途中での電線１０の抜け等も効果的に抑制される。このように、本実施形態のはんだ付け構造によれば、金属端子２２０におけるはんだ付け箇所２２０ｃへの電線１０の芯線１１のはんだ付けを、良好な作業性のもとで行うことができる。

また、本実施形態のはんだ付け構造では、はんだ付けが終わった後でも、電線１０の先端近傍１２は保持されたままとなる。このため、はんだ付けされた電線１０が引っ張られたときの引張り荷重が、まず、電線１０の先端近傍１２及び離隔部分１３を保持する電線側フレーム３０によって受けられる。これにより、はんだ付け箇所２２０ｃと電線１０の芯線１１との接続部に引張り荷重が伝わり難くなっているので、引張り荷重による電線１０の外れ等についても抑えることができる。

ここで、本実施形態のはんだ付け構造では、電線側フレーム３０が、図７に示されているように装着方向保持部３２０を備えている。装着方向保持部３２０は、電線１０の先端近傍１２を、端子側フレーム２０に対する電線側フレーム３０の装着方向Ｄ１３に沿って延びるように保持する。これにより、電線側フレーム３０の装着と同時に電線１０の芯線１１をはんだ付け箇所２２０ｃに高い精度で位置させることができる。

また、本実施形態のはんだ付け構造では、電線側フレーム３０が交差方向保持部３３０を備えている。交差方向保持部３３０は、電線１０において先端近傍１２よりも芯線１１から離れた離隔部分１３を、その一部が装着方向Ｄ１３と交差する交差方向Ｄ１４に沿って延びるように保持する。これにより、上記の引張荷重が、上記の先端近傍１２よりも更に芯線１１から離れた離隔部分１３を保持する交差方向保持部３３０で受けられる。これにより、上記の引張荷重がはんだ付けによる接続部により伝わり難くなっており、はんだ付けの耐久性や信頼性について一層の向上が図られている。

また、本実施形態のはんだ付け構造では、離隔部分１３が、第１部分１３１と第２部分１３２と第３部分１３３とからなるクランク形状を有している。そして、交差方向保持部３３０が、第１部分１３１を保持する第１保持部３３１と第３部分１３３を保持する第２保持部３３２とを備えている。このはんだ付け構造では、クランク形状を有する離隔部分１３において、相互間に装着方向Ｄ１３に沿って延びた第２部分１３２を挟んで交差方向Ｄ１４に沿って延びた上記の２箇所の部分が各々保持される。これにより、上記の引張荷重がはんだ付けによる接続部に一層伝わり難くなっており、はんだ付けの耐久性や信頼性について更なる向上が図られている。

また、本実施形態のはんだ付け構造では、はんだ付け箇所２２０ｃに貫通孔２２１が形成され、この貫通孔２２１に電線１０の芯線１１が挿入された状態ではんだ付け箇所２２０ｃにはんだ付けされる。電線側フレーム３０は、端子側フレーム２０に、金属端子２２０と略直交する装着方向Ｄ１３に装着される。そして、装着方向保持部３２０は、電線１０の先端近傍１２を、電線側フレーム３０が端子側フレーム２０に装着された状態において芯線１１が貫通孔２２１に挿入された状態となる位置で、装着方向Ｄ１３に沿って延びるように保持する。これにより、電線１０の芯線１１は、金属端子２２０と略直交する方向に、貫通孔２２１へと挿入される。その状態ではんだ付けが行われるので、電線１０の芯線１１には外周方向について万遍なくはんだが盛られることとなり、その結果、はんだ付けの作業効率が向上するとともに、はんだ形状がバランスのとれた外観の良好な末広がりの形状となる。

また、本実施形態のはんだ付け構造では、上記の貫通孔２２１における電線１０の挿入側が広口形状に形成されている。これにより、電線側フレーム３０の装着時に電線１０の芯線１１が貫通孔２２１へと挿入され易い。このように、本実施形態のはんだ付け構造によれば、作業性の一層の向上が図られることとなる。

また、本実施形態のはんだ付け構造では、端子側フレーム２０が、金属端子２２０を３つ保持しており、電線側フレーム３０が、金属端子２２０と一対一に対応するように電線１０を３本保持する。これにより、電線側フレーム３０で保持された３本の電線１０が、端子側フレーム２０における３つの金属端子２２０に、端子側フレーム２０の装着により同時に挿入される。このため、各金属端子２２０に電線１０が挿入された状態で、後は順番にはんだ付けを行うことができるので、作業性の一層の向上が図られることとなる。

次に、本実施形態のはんだ付け構造におけるはんだ付け方法について、若干重複する内容もあるが改めて説明する。

本実施形態のはんだ付け方法は、金属端子２２０におけるはんだ付け箇所２２０ｃに電線１０の芯線１１をはんだ付けする方法であって、堰き止め構造形成工程と、電線セット工程と、はんだ供給工程と、を備えている。

堰き止め構造形成工程は、はんだ付け箇所２２０ｃの周囲に、はんだ付け箇所２２０ｃにフラックスと共に溶融状態で供給されるはんだ４０を、はんだ付け箇所２２０ｃに留めるために堰き止める堰き止め構造２２０ｄを形成する工程である。図９に示されているように、本実施形態では、堰き止め構造２２０ｄは、はんだ付け箇所２２０ｃを、このはんだ付け箇所２２０ｃよりも高い壁２２０ｄ−１で囲んだ構造である。本実施形態における堰き止め構造形成工程では、この堰き止め構造２２０ｄは、金属端子２２０の形成時に、プレス加工によりはんだ付け箇所２２０ｃを周囲よりも凹ませることで形成される。この堰き止め構造形成工程は、金属端子２２０の製造時に行われる。

本実施形態における堰き止め構造形成工程は、金属端子２２０に対する加工により、はんだ付け箇所２２０ｃの周囲に堰き止め構造６２０ｄを作り込む工程となっている。

ここで、堰き止め構造形成工程及び、それによって形成される堰き止め構造は、本実施形態の堰き止め構造形成工程及び堰き止め構造２２０ｄに限られるものではなく、次のような別例であってもよい。

図１２は、第１の別例における堰き止め構造形成工程及び堰き止め構造を説明する図である。この図１２には、図９に示されている模式的な断面図と同等な断面図が示されている。尚、図１２では、図９に示されている構成要素と同等な構成要素については、図９と同じ符号が付されており、以下では、これらの構成要素についての重複説明を割愛する。

この第１の別例における堰き止め構造６２０ｄも、図９の堰き止め構造２２０ｄと同様に、はんだ付け箇所２２０ｃを、このはんだ付け箇所２２０ｃよりも高い壁６２０ｄ−１で囲んだ構造である。ただし、第１の別例における堰き止め構造６２０ｄでは、この壁６２０ｄ−１が、金属端子２２０の裏面２２０ｂから、はんだ付け箇所２２０ｃの外周を囲むように突出したリブ状の壁となっている。そして、この第１の別例における堰き止め構造６２０ｄを形成する堰き止め構造形成工程は、プレス加工によってはんだ付け箇所２２０ｃの外周を囲む部位を盛り上げることで上記の壁６２０ｄ−１を形成する工程である。第１の別例における堰き止め構造形成工程も、金属端子２２０の製造時に行われる。

この第１の別例における堰き止め構造形成工程は、上述した実施形態における堰き止め構造形成工程と同様、金属端子２２０に対する加工により、はんだ付け箇所２２０ｃの周囲に堰き止め構造６２０ｄを作り込む工程となっている。

以上に説明した第１の別例における堰き止め構造６２０ｄによっても、その後のはんだ供給工程によってはんだ４０と共に供給されるフラックスが、堰き止め構造６２０ｄによって堰き止められる。これにより、高い除去効率のもとではんだ付け箇所２２０ｃにおける酸化膜が除去され、はんだ付けに際してのはんだの濡れ性を向上させることができる。

図１３は、第２の別例における堰き止め構造形成工程及び堰き止め構造を説明する図である。この図１３にも、図９に示されている模式的な断面図と同等な断面図が示されている。また、図１３でも、図９に示されている構成要素と同等な構成要素については、図９と同じ符号が付されており、以下では、これらの構成要素についての重複説明を割愛する。

この第２の別例における堰き止め構造７２０ｄも、図９の堰き止め構造２２０ｄと同様に、はんだ付け箇所２２０ｃを、このはんだ付け箇所２２０ｃよりも高い壁７２０ｄ−１で囲んだ構造である。ただし、第２の別例における堰き止め構造７２０ｄでは、この壁７２０ｄ−１が、金属端子２２０とは別体に作製されたリング状の治具となっている。そして、この第１の別例における堰き止め構造７２０ｄを形成する堰き止め構造形成工程は、金属端子２２０の裏面２２０ｂに、はんだ付け箇所２２０ｃの外周を囲むように治具としての壁７２０ｄ−１を載置する工程となっている。この壁７２０ｄ−１の載置により、堰き止め構造７２０ｄが形成される。第２の別例における堰き止め構造形成工程は、はんだ付けの際に行われる。

この第２の別例における堰き止め構造形成工程は、上述した実施形態や第１の別例の堰き止め構造形成工程と異なり、堰き止め構造７２０ｄとして、はんだ付け箇所２２０ｃを囲む壁治具を配置する工程となっている。

以上に説明した第２の別例における堰き止め構造７２０ｄによっても、その後のはんだ供給工程によってはんだ４０と共に供給されるフラックスが、堰き止め構造７２０ｄによって堰き止められる。これにより、高い除去効率のもとではんだ付け箇所２２０ｃにおける酸化膜が除去され、はんだ付けに際してのはんだの濡れ性を向上させることができる。尚、この第２の別例における堰き止め構造７２０ｄは、金属端子２２０よりも酸化膜が厚めに形成されて、はんだ４０に対する親和性がより低い材料で形成されており、はんだ付けの後に、型抜きされて金属端子２２０の裏面２２０ｂから除去される。

以上で、堰き止め構造形成工程及び堰き止め構造の別例についての説明を終了し、図１〜図９を参照した本実施形態のはんだ付け方法についての説明に戻る。

本実施形態では、上述したように金属端子２２０の作製時に堰き止め構造形成工程が行われ、その後の、はんだ付けの際に、電線セット工程及びはんだ供給工程が行われる。電線セット工程は、はんだ付け箇所２２０ｃに電線１０の芯線１１を、はんだ付け可能な状態にセットする工程であり、具体的には、上述したように、３本の電線１０を保持させた電線側フレーム３０を端子側フレーム２０に装着する工程となっている。これにより、各電線１０の芯線１１がはんだ付け箇所２２０ｃの貫通孔２２１に挿入される。はんだ供給工程は、はんだ付け箇所２２０ｃにはんだ４０を溶融状態でフラックスと共に供給してはんだ付けを行う工程である。この工程により、フラックスではんだ付け箇所２２０ｃの酸化膜を除去しつつはんだ付けが行われる。

上述した２つの別例及び本実施形態のはんだ付け方法では、はんだ付けに際しはんだ付け箇所２２０ｃの周囲に形成される堰き止め構造２２０ｄ，６２０ｄ，７２０ｄにより、はんだ４０と共に供給されるフラックスがはんだ付け箇所２２０ｃに留められる。フラックスは金属表面の酸化膜を除去する役割を果たすが、上記のようにはんだ付け箇所２２０ｃに留められることから、はんだ付け箇所２２０ｃにおける酸化膜を高い除去効率のもとで除去することができる。このため、厚めの酸化膜により耐食性が付与されたステンレス製の金属端子２２０であっても、高い除去効率のもとではんだ付け箇所２２０ｃにおける酸化膜がフラックスによって除去され、はんだ付けに際してのはんだの濡れ性を向上させることができる。つまり、これらのはんだ付け方法によれば、金属端子２２０におけるはんだ付け箇所２２０ｃへの電線１０の芯線１１のはんだ付けを、良好な作業性のもとで行うことができる。

ここで、第１の別例及び本実施形態はんだ付け方法では、堰き止め構造形成工程が、金属端子２２０に対する加工により、はんだ付け箇所２２０ｃの周囲に堰き止め構造２２０ｄ，６２０ｄを作り込む工程となっている。これにより、フラックスと共に溶融状態で供給されるはんだをはんだ付け箇所２２０ｃに安定的に留めることができ、その結果、はんだ付けを、一層良好な作業性のもとで行うことができる。

また、これらのはんだ付け方法では、堰き止め構造形成工程が、堰き止め構造２２０ｄ，６２０ｄとして、はんだ付け箇所２２０ｃを、このはんだ付け箇所２２０ｃよりも高い壁２２０ｄ−１，６２０ｄ−１で囲んだ構造を形成する工程となっている。ここにいう「はんだ付け箇所よりも高い壁で囲んだ構造」は、プレス加工により、はんだ付け箇所２２０ｃを周囲よりも凹ませる、あるいは、はんだ付け箇所２２０ｃの周囲を壁状に盛り上げること等で容易に形成することができる。つまり、上記のはんだ付け方法によれば、はんだ付けを、更に良好な作業性のもとで行うことができる。

ここで、上述した第２の別例では、堰き止め構造形成工程が、堰き止め構造７２０ｄとして、はんだ付け箇所２２０ｃを囲む壁治具を配置する工程となっている。この第２の別例によれば、予め壁治具を用意しておきさえすれば、堰き止め構造７２０を容易に形成することができるので、はんだ付けを、一層良好な作業性のもとで行うことができる。

以上に説明した実施形態及び２つの別例は、何れも本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、これらの実施形態や別例に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。かかる変形によってもなお本発明のはんだ付け方法やはんだ付け構造の構成を具備する限り、勿論、本発明の範疇に含まれるものである。

例えば、上述した実施形態及び２つの別例では、はんだ付け構造が適用された電気機器の一例として、液面レベルセンサのセンサ装置１の装置本体１ａが例示されている。しかしながら、ここにいう電気機器はこれに限るものはなく、金属端子におけるはんだ付け箇所に電線の先端はんだ付けするはんだ付け構造を有する電気機器であれば、その具体的な態様を問うものではない。

また、上述した実施形態及び２つの別例では、端子側フレームの一例として、３つの金属端子２２０を保持する端子側フレーム２０が例示され、電線側フレームの一例として、装着方向保持部３２０を３つ備えた電線側フレーム３０が例示されている。しかしながら、端子側フレームや電線側フレームはこれに限るものはなく、各フレームにおける金属端子や装着方向保持部は、互いに一対一に対応していればその具体的な数を問うものではない。ただし、上述した実施形態のように、端子側フレームで複数の金属端子を保持し、電線側フレームに複数の装着方向保持部を設けることで、はんだ付けについて作業性の向上が図られる点は上述した通りである。

また、上述した実施形態及び２つの別例では、耐食性の酸化膜で覆われた金属端子の一例としてステンレス製の金属端子２２０が例示されている。しかしながら、上記の金属端子はこれに限るものではなく、その具体的な材質を問うものではない。

また、上述した実施形態及び２つの別例では、狭小部の一例として、幅狭の括れ状に形成された括れ部２２３が例示されている。しかしながら、狭小部はこれに限るものではなく、端子本体からの延出方向に対する直交断面の面積が小さい形状であれば、例えば厚みを薄く形成したもの等であってもよい。

また、上述した実施形態及び２つの別例では、はんだ付け箇所の一例として、貫通孔２２１が形成され、その貫通孔２２１に電線１０の先端の芯線１１が挿入されてはんだ付けされるはんだ付け箇所２２０ｃが例示されている。この例では、電線１０を保持した電線側フレーム３０が、金属端子２２０と略直交する装着方向Ｄ１３に端子側フレーム２０に装着される。しかしながら、はんだ付け箇所は、上記のように貫通孔が形成されたものに限るものではない。はんだ付け箇所は、例えば、貫通孔が形成されていない金属端子の平坦面であり、この平坦面に沿って電線の先端の芯線が載置されるもの等であってもよい。この場合、電線を保持した電線側フレームは、例えば、金属端子の平坦面に略平行な装着方向に端子側フレームに装着される形態が一例として挙げられる。このとき、電線の先端の芯線は、平坦面に略平行にスライド移動してこの平坦面の上に載置される等といった手法により、はんだ付け箇所に位置付けられる。

１ センサ装置
１０ 電線
１１ 芯線（先端）
１２ 先端近傍
１３ 離隔部分
２０ 端子側フレーム
３０ 電線側フレーム
４０ はんだ
１３１ 第１部分
１３２ 第２部分
１３３ 第３部分
２１０ フレーム本体
２２０ 金属端子
２２０ａ 表面
２２０ｂ 裏面
２２０ｃ，６２０ｃ，７２０ｃ はんだ付け箇所
２２０ｄ，６２０ｄ，７２０ｄ 堰き止め構造
２２０ｄ−１，６２０ｄ−１，７２０ｄ−１ 壁
２２１ 貫通孔
２２１ａ 内側
２２１ｂ 開口
２２２ 端子本体
２２３ 括れ部
３１０ フレーム本体
３１１ 横梁部
３１２ アーム壁
３２０ 装着方向保持部
３２１ 圧入溝
３３０ 交差方向保持部
３３１ 第１保持部
３３２ 第２保持部
３４０ Ｌ字壁
３４１ 交差壁
３４２ 平行壁
Ｄ１１ 長辺方向
Ｄ１２ 短辺方向
Ｄ１３ 装着方向
Ｄ１４ 交差方向

Claims (7)

1. 金属端子におけるはんだ付け箇所に電線の先端をはんだ付けするはんだ付け構造であって、
   前記金属端子を保持する端子側フレームと、
   前記電線を保持するとともに、前記端子側フレームに装着される電線側フレームと、を備え、
   前記電線側フレームが、前記電線の先端近傍を、前記電線側フレームが前記端子側フレームに装着された状態において前記先端が前記はんだ付け箇所に位置するように保持することを特徴とするはんだ付け構造。
2. 前記電線側フレームが、前記電線の先端近傍を、前記端子側フレームに対する当該電線側フレームの装着方向に沿って延びるように保持する装着方向保持部を備えていることを特徴とする請求項１に記載のはんだ付け構造。
3. 前記電線側フレームが、前記電線において前記装着方向保持部で保持されている前記先端近傍よりも前記先端から離れた離隔部分を、少なくともその一部が前記装着方向と交差する交差方向に沿って延びるように保持する交差方向保持部を更に備えていることを特徴とする請求項２に記載のはんだ付け構造。
4. 前記離隔部分が、前記先端近傍から略直角に曲がって前記交差方向に沿って延びた第１部分と、該第１部分から略直角に曲がって前記装着方向に沿って延びた第２部分と、該第２部分から略直角に曲がって前記交差方向に沿って延びた第３部分と、からなるクランク形状を有しており、
   前記交差方向保持部が、前記離隔部分における前記第１部分を保持する第１保持部と、前記離隔部分における前記第３部分を保持する第２保持部と、を備えていることを特徴とする請求項３に記載のはんだ付け構造。
5. 前記金属端子が、板状で前記はんだ付け箇所に貫通孔が形成され、該貫通孔に電線の先端が挿入された状態で当該はんだ付け箇所にはんだ付けされるものであり、
   前記電線側フレームが、前記端子側フレームに、前記金属端子と略直交する方向を前記装着方向として装着され、
   前記装着方向保持部は、前記電線の前記先端近傍を、前記電線側フレームが前記端子側フレームに装着された状態において前記先端が前記貫通孔に挿入された状態となる位置で、前記装着方向に沿って延びるように保持することを特徴とする請求項２〜４のうち何れか一項に記載のはんだ付け構造。
6. 前記金属端子の前記貫通孔における前記電線の挿入側が、前記貫通孔の内側から開口へと向けて拡がった広口形状に形成されていることを特徴とする請求項５に記載のはんだ付け構造。
7. 前記端子側フレームが、前記金属端子を複数保持しており、前記電線側フレームが、複数の前記金属端子と一対一に対応するように前記電線を複数本保持することを特徴とする請求項１〜６のうち何れか一項に記載のはんだ付け構造。

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