JP3941467B2

JP3941467B2 - 電子部品の接続構造

Info

Publication number: JP3941467B2
Application number: JP2001349332A
Authority: JP
Inventors: 隆志鈴木; 聡田川; 政宏木村; 裕文遠藤
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Aisin Corp
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2001-11-14
Filing date: 2001-11-14
Publication date: 2007-07-04
Anticipated expiration: 2021-11-14
Also published as: JP2003151691A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品の接続構造に関するものであり、特に、電子部品の脚部と導電部材とを安定した状態で接続する電子部品の接続構造に係わる。
【０００２】
【従来の技術】
従来、被検出物の回転状態に対する変位を検出する装置として、非接触式の回転角検出装置が知られている。この装置は、被検出物に回転軸を連結させ、回転軸と一体回転を行なうよう回転軸に永久磁石を固定する。そして、回転を行なう永久磁石に対して所定間隔をおいて対向するようにホール素子（例えば、ホールＩＣ）を設ける構成を取り、被検出物が回転動作を行うと回転軸側に固定される永久磁石が回転することにより、ホール素子を横切る磁束の変化が現れ、磁束の変化を検出することで回転軸の動きを検出する。
【０００３】
例えば、この様な構成の装置は、例えば、特開２００１−１８８００３号公報に開示されている。この公報には、被検出物と一体回転を成す永久磁石の内径にステータコアが配設され、ステータコアの中心にギャップが形成され、そのギャップ内に電子部品であるホールＩＣが配設される。ホールＩＣはステータコアに対して樹脂製のスペーサにより所定位置に位置決めされており、ホールＩＣの端子がスペーサ内を介してコネクタピンに溶接等により接続され、コネクタピン、ステータコア、スペーサ等を樹脂により一体成形されている。
【０００４】
また、特開２００１−１６０４６１号公報には、回転検出装置において、回路が実装されると共に、回路の配線パターンとなる回路部には、折り曲げて起立させたいくつかの接続部を有している。そして、その接続部にはＶ型の溝が形成され、その溝の間には電子部品（例えば、コンデンサ等）が固定されるが、この場合、電子部品の脚部をＶ型の溝に渡して、半田付けにより電子部品が接続部にて固定されるコネクタ付き電子機器が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した、特開２００１−１８８００３号公報に示される装置では、ホールＩＣの脚部はＬ字状となっており、本体がステータコアのギャップ内に配設される。それ故に、ホールＩＣの本体の大きさに比べて、ギャップの大きさが大きい場合には、ホールＩＣは自重により傾いてしまい、ホールＩＣは固定時に押えていないと、保持スペーサにしっかりと位置決めされない（例えば、Ｌ字状の２面でスペーサに当接するのではなく、いずれか一方のみの当接となる）ものとなる為、ホールＩＣがコネクタピンに溶接される場合には、ホールＩＣを所定位置にて保持する機構が必要となる。
【０００６】
また、特開２００１−１６０４６１号公報に示される装置でも、上記公報と同様に、電子部品をＶ型の溝に接続する場合には、電子部品を保持する機構が必要となる。
【０００７】
よって、本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、電子部品を導電部材に接続する場合に、電子部品を保持する保持機構は必要なく、容易に電子部品の接続が行える構造とすることを技術的課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために講じた技術的手段は、本体と、該本体から延在する少なくとも複数の脚部を有する電子部品を、ハウジングに備えた導電部材に対して電気的に接続する電子部品の接続構造において、前記ハウジングには凹部が形成され、前記電子部品は、本体と、該本体から延在する直線状に並んだ３本の脚部を備え、前記脚部を、途中の位置にて同一平面上において外側に広げた形状とし、かつ、３本の脚の内、両端の脚部は一方向に屈曲させ、その中央の脚部はそれと反対方向に屈曲させることにより隣り合う脚部を少なくとも同一平面上にて９０度以上外側に広げた形状とし、脚部によって本体は前記凹部内で自重により吊り下げられた状態となり、前記脚部と前記導電部材は溶接により接続されるようにしたことである。
【０００９】
上記した手段によれば、電子部品は、本体と、該本体から延在する直線状に並んだ３本の脚部を備える構造としている。この電子部品の接続構造において、ハウジングに凹部を形成するとともに、脚部を、途中の位置にて同一平面上において外側に広げた形状とし、かつ、隣り合う脚部を少なくとも同一平面上にて９０度以上外側に広げた形状とした電子部品を用意し、電子部品の本体を凹部内に吊り下げた状態として配設し、脚部と導電部材とを溶接して接続することで製造することができる。ハウジングの凹部に電子部品の本体が配設される場合、電子部品の複数ある脚部を、途中の位置にて同一平面上において外側に広げた形状とし、かつ、隣り合う脚部を少なくとも同一平面上にて９０度以上外側に広げた形状としている。このため、電子部品は本体を中心にして脚部が広がっているので、本体は自重により吊り下げられた状態となり凹部内で安定した状態で支持される。それ故に、同一平面上において、本体から外側に少なくとも９０度以上の角度にて延在する脚部によって、電子部品を凹部内で支持する力の方向の均一化が図れ、安定した状態で電子部品が凹部内で支持することが可能である。よって、脚部と導電部材を溶接する場合には、電子部品をあえて保持する保持機構は必要なくなるため、設備コストが安価となる。
【００１０】
この場合、隣接する脚部は異なる方向に延在させるようにすれば、脚同士の間隔が広くなり、隣接する脚間での短絡が防止される。
【００１１】
また、凹部には樹脂が設けられるようにすれば、電子部品を樹脂によって、所定位置に安定した状態で凹部内への水滴等の侵入を防止し、確実に保護することが可能となる。
【００１２】
更に、導電部材は、ハウジングにインサート成形により一体化されており、前記導電部材と脚部の溶接の後、前記導電部材を覆う樹脂の２次成形を行うようにすれば、脚部との溶接時には電子部品の導電部材に対する位置決めが容易となり、位置決め精度が向上する。また、２次成形時には樹脂を脚部を覆うだけの厚さでよいので、導電部材上の樹脂の厚さを薄くすることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１４】
図１は本発明である電子部品の接続構造を非接触式変位センサ（以下、単にセンサと称す）１０に適用した場合におけるセンサ１０の断面図である。
【００１５】
そこで、センサ１０について、図１を参照して説明すると、センサ１０のハウジング１は樹脂より成り立っており、ハウジング１の円筒状の本体からは径方向にコネクタ部１ＣＮが突出している。ハウジング１の円筒状となった本体中央には、３本の脚（電源端子、接地端子、信号端子）を有するホール素子５が、導電部材であるターミナル２および金属プレート３に、それぞれ電気的に接続されており、コネクタ部１ＣＮからセンサ１０に対して給電がなされると共に、コネクタ部１ＣＮからセンサ１０の出力信号が取り出せる構成となっている。
【００１６】
ハウジング１は、図１に示す下方に開口１ｈを有する。開口１ｈの端部は、後述するカップ８が収納される部位に比べ、外径が肉薄となった環状の突起部１ｆを有する。
【００１７】
一方、ハウジング１の開口１ｈは、樹脂より成るハウジング１１によって、軸方向から塞がれる。具体的には、ハウジング１の薄肉となった突起部１ｆが、ハウジング１１に形成された環状の溝部１１ａに挿入されて嵌合がなされ、開口１ｈがハウジング１１により塞がれる。そして、ハウジング１，１１が溶着等により接合されている。
【００１８】
ハウジング１１の中央には、耐摩耗性の良い金属部材（例えば、銅系材料を含有する焼結等）から成る軸受１３がハウジング１１にインサート成形され、軸受１３はハウジング１１と一体となっている。軸受１３の一端は軸受１３を支えるハウジング１１の軸方向の端面よりも突出した端部１３ａを有し、軸受１３の他端は径方向に広がるフランジ形状となっている。この軸受１３の内部には、軸方向において、大径部９ａと小径部９ｂを有する段付きの回転軸９が挿通される。回転軸９は大径部９ａの軸方向の端面が軸受１３の軸方向の端面によって規制されと共に、回転軸９のもう一方の軸方向の動きは、後述するカップ８の底部８ｂに規制される。これによって、回転軸９の軸方向両側の動きが規制されることにより、回転軸９の抜けが防止され、この状態下で、回転軸９はハウジング１１に対して回転自在となっている。
【００１９】
この回転軸９の上部に配設されるカップ８は、ハウジング１の開口１ｈ内で回転軸９と一体回転を成す。この場合、回転軸９とカップ８との結合は、カップ８の底部８ｂの中心に孔が設けられ、その孔に回転軸９の小径となった端部が挿通され、回転軸９の端部において、スピンかしめ等が施され、回転軸９とカップ８とが固定される。これにより、回転軸９が回転を行えば内部に永久磁石７を有するカップ８も一体回転を行う。また、カップ８は軸方向断面が略Ｕ字型を呈し、磁性材から成り立っており、磁気回路上、ヨークとしての機能をもつ。このカップ８の内側には永久磁石７が固定され、永久磁石７は、Ｎ極とＳ極が周方向において交互隣り合うよう着磁されている。尚、本実施形態においては、カップ８と回転軸９とを別体のものとしたが、カップ８は回転軸９と別体ではなく、回転軸９と一体で設けても良い。永久磁石７を内側に有するカップ８と一体の回転軸９は、一方の端部（上端部）が軸受１３に挿通されて、軸受１３によって、側面が軸支されて、軸心が確保されている。
【００２０】
更に、センサ１０には、回転軸９がハウジング１１に組み付けられた状態で、ハウジング１１の軸方向における一端に形成された凹部１１ｄから、回転軸９の外周面を伝ってセンサ内部に侵入する水滴を防止する構造を備える。これは、凹部１１ｄに環状の金属部材がインサート成形された環状のシール部材１９が圧入されて配設され、センサ１０の内部への水滴等が侵入しない様に、確実なシール性を確保している。
【００２１】
次に、本発明について説明する。本発明では、ターミナル２（２Ａ，３Ｂ、２Ｃ）および金属プレート３（３１，３２，３３）がインサート成形されたハウジング２０に、ホール素子、コンデンサ、抵抗等の電子部品を組み付ける際の構造を特徴としており、更に、本実施形態では、１次成形品と電子部品との電気的な接続を確立させた後、２次成形によってハウジング１を成形する点について、以下に説明する。尚、ここでは、電子部品としてホール素子５を例にとって説明するが、これに限定されないものとする。
【００２２】
そこで、まず一次成形品であるハウジング２０について説明する。ハウジング２０は、図２に示す様に、３つのターミナル２（２Ａ，２Ｂ，２Ｃ）および金属プレート３がインサートされ、樹脂成形されたものである。ここに示す３本のターミナル２Ａ，２Ｂ，２Ｃは、それぞれ、基準となる接地端子、センサ１０から出力される信号を取り出す信号端子、センサ１０に電源を供給する電源端子となっている。
【００２３】
ターミナル２は、それぞれ３つの直線部２ａ，２ｂ，２ｃを有している。つまり、図１に示す様に、直線部２ａは径方向に延在し、直線部２ｂは軸方向に延在する。また、直線部２ｃは２ａと平行な状態で径方向に延在し、軸方向において２ヶ所にて直角に屈曲しており、連続した線状となっている。
【００２４】
図２に示す様に、接地端子と成るターミナル２Ａは、直線状の突起４１，４２，４３を備えた略Ｕ字状の金属プレート３１から延在している。また、信号端子と成るターミナル２Ｂは、直線状の突起４４，４５を備えた略Ｌ字状の金属プレート３２につながり、金属プレート３２から延在している。更に、電源端子と成るターミナル２Ｃは、直線状の突起４６，４７を備えた略Ｌ字状の金属プレート３３から延在している。上記した突起４１〜４７は金属プレート３１，３２，３３を所定形状にてプレスによって打ち抜く際に、一緒にプレス加工にて形成され、突起４１〜４７は同一方向を向いており、図２に示す如く、突起４１，４４，４３，４６は同一直線上、突起４５，４７は同一直線上に設けられ、突起４１，４４，４３，４６と、突起４５，４７と、突起４２は互いに平行である。
【００２５】
ハウジング２０は成形によって、２つの凹部２０ａが形成されている。凹部２０ａはハウジング２０の中央に形成されている。この凹部２０ａの中に電子部品であるホール素子５の本体５ａが配設される。ハウジング２０においては、接地ラインとなる突起４１，４２，４３は互いに導通すると共に、信号ラインとなる突起４４，４５は互いに導通する。また、電源ラインとなる突起４６，４７は互いに導通する。しかし、樹脂による成形では、上記した接地ライン、信号ライン、電源ラインは互いに絶縁されており、金属プレート間の絶縁を確実なものとするため、接地ラインの突起４１と信号ラインの突起４４，４５との間には、樹脂により隔壁５１が形成される。また、同様にして、接地ラインの突起４３と電源ラインの突起４６，４７との間には、樹脂により隔壁５２が形成される。更に、このハウジング２０には、金属プレート３１，３２，３３に形成された突起４１〜４７が図１の如く樹脂から上方に露出している。これらの突起４１〜４７の上に、同一平面上に広げられた脚部５ｃ，５ｄ，５ｅが安定した状態で当接する。この場合、ホール素子５の脚部５ｅが接地端子、脚部５ｃが電源端子、脚部５ｄが信号端子となり、その当接部位にスポット的にプロジェクション溶接が施され、両者の接合がなされる。
【００２６】
具体的に説明すると、ホール素子５の本体５ａは、ハウジング２０に形成された凹部２０ａに配設されるものとなるが、この場合、本来、ホール素子５の本体５ａから一方向に向かって直線状に延在する脚を、途中、所定位置にて同一面上において外側に広げる。例えば、図３の如く直線状に並んだ３本の脚の内、両端の脚部５ｃ、５ｄは一方向（例えば、図３に示す左方向）に屈曲させ、その中央の脚部５ｅはそれと反対方向（図３に示す右方向）に屈曲させる。つまり、本体５ａから一列直線状に並んだ脚の中で隣の脚を異なった方向に屈曲させる。これによって、脚部５ｃ，５ｄは平行となるが、脚部５ｅは脚部５ｃ，５ｄに対して、１８０度異なる方向に屈曲させることにより、全ての脚部を同じ方向に屈曲させる場合に比べて、隣り合う脚との間隔が広くなり、脚同士での短絡を防止することができる。この場合、隣り合う脚部を少なくとも同一平面上にて９０度以上外側に広げるか、または、放射状に広げると良い。これによって、本体５ａが凹部２０ａの中に永久磁石７と所定間隔を保った状態で対向して配設される場合には、３本の脚部５ｃ，５ｄ，５ｅによって本体５ａは凹部内で安定した支持され、自重によりハウジング２０の中央位置にて吊り下げられた状態となる。このため、この様な脚部５ｃ，５ｄ，５ｅの構造およびターミナル３の突起４１〜４７により所定位置への位置決めが行え、ホール素子５を保持する機構なくして、ホール素子５を安定した状態で、脚部５ｃ，５ｄ，５ｅをそれぞれ突起４７，４５，４２の上に載せ、そこにプロジェクション溶接を施すことによって両者を接合することができる。この場合、脚部５ｃ，５ｄ，５ｅの向く方向に対して突起４７，４５，４２を直交するように突起４７，４５，４２の方向を決めれば、プロジェクション溶接時に脚部５ｃ，５ｄ，５ｅにおいて溶接装置等からの上下方向の力が作用した場合でも、脚部５ｃ，５ｄ，５ｅには左右方向に動かす分力が発生せず、動かないので安定した状態で電気的接続を行うことが可能である。
【００２７】
この様にして、ホール素子５の脚部５ｃ，５ｄ，５ｅが金属プレート３２，３３、３１の突起４５，４７，４２に電気的に接続されたハウジング２０は、図示しない金型の中に、２つの位置決め部６１，６２にて位置決めされ、２次成形により開口１ｈおよびコネクタ部１ＣＮを有するハウジング１が形成される。この様にして２次成形されたハウジング１のコネクタ部１ＣＮの内部には、ターミナル２Ａ，２Ｂ，２Ｃの端部が突出する。尚、この場合、ハウジング２０の凹部２０ａには、ＵＶ樹脂等が充填され、ホール素子５の所定位置への位置決めと同時に、２次成形時にホール素子５へ熱応力が加わらない様、電子部品の保護を図っている。
【００２８】
そして、図示しない外部コネクタがコネクタ部１ＣＮに嵌合すると、電源端子２Ｃおよび接地端子２Ａから、センサ１０に対して所定電圧の電源（例えば、５Ｖ）が供給され、センサ１０からの出力信号が出力端子２Ｂから外部に出力されるものとなる。
【００２９】
次に、センサ１０の作動について説明する。
【００３０】
被検出物が動作を行うと、被検出物に固定された回転軸９が回転し、回転軸９の上部に固定されたカップ内部の永久磁石７が回転軸９と一体で回転する。永久磁石７はホール素子５の周囲に所定間隔をおいて配設され、Ｎ極とＳ極が隣りあわせて着磁されており、磁極から平行磁場が発生している。この状態下で、被検出物の動作により永久磁石７が回転すると、ホール素子５に加わる磁場の強さが変化する。この磁場の強さを非回転側となるハウジング１に固定されたホール素子５にて検出することができる。これにより、被検出物の回転状態に応じて、ホール素子５からの出力電圧が変化し、この変化によって現れた出力電圧が金属プレート３２を介して伝達され、コネクタ部１ＣＮのターミナル２Ｂからセンサ出力として出力される。
【００３１】
本実施形態においては、ターミナル２の下側にホール素子５がハウジング２０に形成された凹部内に配設されることから、２次成形時には樹脂をホール素子５の脚部５ｃ，５ｄ，５ｅを覆うだけの厚さで良い。従って、ターミナル上の樹脂の厚さを従来に比べて薄くすることができる。
【００３２】
本発明の適用にあたっては、ターミナル２および金属プレート３の形状および数はこれに限定されず、ハウジング１またはハウジング２０が成形される回数は、これに限定されないものとする。
【００３３】
【効果】
本発明によれば、ハウジングの凹部に電子部品の本体が配設される場合、電子部品の脚部は同一面上において本体から外側に延在するため、本体から外側に少なくとも９０度以上の角度にて延在する脚部によって、凹部内に安定した状態で本体が支持できるので、脚部と導電部材を溶接する場合には、電子部品を保持する保持機構をなくすことができる。
【００３４】
この場合、本体に対して脚部が直線上に並んでいる場合、隣接する脚部は異なる方向に延在させるようにすれば、脚同士の間隔が広くなり、隣接する脚間での短絡が防止できる。
【００３５】
また、凹部には樹脂が設けられるようにすれば、電子部品を所定位置にて安定した状態で凹部内への水滴等の侵入することなく、樹脂により確実に保護することができる。
【００３６】
更に、導電部材は、ハウジングにインサート成形により一体化されているようにすれば、電子部品の位置決めを容易とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態における電子部品の接続構造を非接触式変位センサに適用した場合の非接触式変位センサの断面図である。
【図２】図１に示す一次成形品の形状を示す平面図である。
【図３】図２に示す一次成形品に電子部品が組付けられる場合の説明図である。
【符号の説明】
１非接触式変位センサ
２（２Ａ，２Ｂ，２Ｃ）ターミナル（導電部材）
３（３１，３２，３３）金属プレート（導電部材）
５ホールＩＣ（電子部品）
５ａ本体
５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅ脚部
２０ハウジング（１次成形品）
２０ａ凹部

Claims

本体と、該本体から延在する少なくとも複数の脚部を有する電子部品を、ハウジングに備えた導電部材に対して電気的に接続する電子部品の接続構造において、
前記ハウジングには凹部が形成され、
前記電子部品は、本体と、該本体から延在する直線状に並んだ３本の脚部を備え、前記脚部を、途中の位置にて同一平面上において外側に広げた形状とし、かつ、３本の脚の内、両端の脚部は一方向に屈曲させ、その中央の脚部はそれと反対方向に屈曲させることにより隣り合う脚部を少なくとも同一平面上にて９０度以上外側に広げた形状とし、脚部によって本体は前記凹部内で自重により吊り下げられた状態となり、
前記脚部と前記導電部材は溶接により接続されることを特徴とする電子部品の接続構造。
前記凹部には、樹脂が設けられることを特徴とする請求項１に記載の電子部品の接続構造。
前記導電部材は、前記ハウジングにインサート成形により一体化されており、前記導電部材と脚部の溶接の後、前記導電部材を覆う樹脂の２次成形を行うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電子部品の接続構造。