JP4890939B2 - 電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、筐体内に収容された電子部品の端子が前記筐体に設けられた貫通穴を通されて前記筐体外に露出された電子機器に関し、特に車両用計器装置においてアナログ指針を回動させるステッピングモータに関する。

従来から、電子機器としてのステッピングモータは、各種ＯＡ機器、家電製品、自動車等の分野におけるアクチュエータ部品として利用されている。例えば、車両には車両速度及びエンジン回転数等の計測値を表示する車両用計器装置が搭載されており、この車両用計器装置において文字板の前面に配置されるアナログ指針を駆動する内機として、このステッピングモータが用いられている。

上記ステッピングモータ（特許文献１を参照。）は、筐体としてのケースと、該ケースから突出しかつ前記指針などを取り付ける出力軸と、前記ケース内に回転自在に支持された磁石を有するロータと、前記ロータの回転力を前記出力軸に伝達する複数のギアと、前記ケース内に固定されたステータと、を有している。このステータは、電子部品としての複数のコイルと、該コイルが取り付けられるフレームと、を有している。前記コイルは、ボビンと、該ボビンの外周に巻き付けられたリード線と、棒状に形成された一対の端子と、を有している。この端子は、前記ケースに設けられた貫通穴を通されてケースの外部に露出されるとともに、前記文字板の裏側に配された回路基板と接続される。

上記構成のステッピングモータは、端子を通じて回路基板からリード線に流された励磁信号によりコイルを励磁して磁束を発生させる。そしてこの磁束により前記ロータ及び出力軸を回転させて前記指針を回転させる。
特開２００１−３２０８６６号公報

上述した構成の従来のステッピングモータは、図６に示すように、貫通穴１００と端子１との間にクリアランスが設けられていた。このクリアランスは、端子１と貫通穴１００（ケース）との組付バラツキの吸収を考慮して設けられているものである。なお、図６中に示す端子１は、断面形状が、４つの頂点Ａ₁，Ｂ₁，Ｃ₁，Ｄ₁及び４つの辺ａ₁，ｂ₁，ｃ₁，ｄ₁を有する正方形に形成されている。また、貫通穴１００は、平面形状が、端子１の中心Ｐから任意の頂点Ａ₁，Ｂ₁，Ｃ₁，Ｄ₁までの寸法ｌと前記組付バラツキの最大許容寸法ｍとの和ｒ₁を半径とした円に形成されている。

しかしながら、図６に示した従来のステッピングモータでは、前記クリアランスからケース内に浮遊塵などの異物や結露による湿気が浸入し易いという問題があった。特に、ケース内に浸入した浮遊塵は上述したギアの回転を妨げステッピングモータの作動不良を起こす原因となっていた。

即ち、前記クリアランスは、上述したように端子１と貫通穴１００（ケース）との組付バラツキの吸収のためには必要であるが、上述したようにケース内への異物浸入を防止するという観点では、不要なクリアランスは極力少ない方が好ましい。

上記問題の解決策として、図７に示すように、貫通穴１０１の平面形状を、端子１の断面形状と相似形状としたステッピングモータが特開２００５−２４５０１に開示されている。このようなステッピングモータでは、例えば、端子１の各辺ａ₁，ｂ₁，ｃ₁，ｄ₁とこれらとそれぞれ相対する貫通穴１０１の内面ａ₁₀，ｂ₁₀，ｃ₁₀，ｄ₁₀との間のクリアランスを端子１と貫通穴１０１（ケース）との組付バラツキの最大許容寸法ｍに設定することで、図６に示した平面形状が円形の貫通穴１００を有するステッピングモータよりも不要なクリアランスを少なくすることが可能である。しかしながら、このようにした場合でも、同図に示すように、端子１の各頂点Ａ₁，Ｂ₁，Ｃ₁，Ｄ₁と貫通穴１０１の各頂点Ａ₁₀，Ｂ₁₀，Ｃ₁₀，Ｄ₁₀との間のクリアランスは√２×ｍとなるので不要なクリアランスが存在する。

従って、本発明は、端子と筐体の貫通穴との間の不要なクリアランスを極力少なくすることにより、前記貫通穴から前記筐体内に異物や湿気が浸入することを低減できる電子機器を提供することを目的とする。

上述した目的を達成するために、請求項１に記載された発明は、筐体内に収容された電子部品の端子が前記筐体に設けられた貫通穴を通されて前記筐体外に露出された電子機器であって、前記端子が、断面形状が多角形の棒状に形成され、かつ、前記貫通穴の平面形状が、前記端子の断面形状の多角形の各辺を、当該多角形の中心に対して、外側に平行移動させた各線分と、前記各線分同士を繋ぐ接続線と、により構成された形状であり、前記接続線が、前記各線分を延長することで形成される多角形の内側に位置していることを特徴とする電子機器である。

請求項２に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、前記接続線が、前記端子の断面形状の多角形の中心から任意の頂点までの寸法と前記端子と前記貫通穴との組付バラツキの最大許容寸法との和を半径として、前記端子の断面形状の多角形の中心を中心とした円弧であることを特徴とするものである。

請求項３に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、前記接続線が、前記端子の断面形状の多角形の中心から任意の頂点までの寸法と前記端子と前記貫通穴との組付バラツキの最大許容寸法との和を半径として、前記端子の断面形状の多角形の中心を中心とした円周上に、少なくとも一部が配された直線であることを特徴とするものである。

請求項４に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、前記各線分が、前記端子の断面形状の多角形の各辺を、前記多角形の中心に対して、前記端子と前記貫通穴との組付バラツキの最大許容寸法ぶん外側に平行移動させた線分であり、かつ、前記接続線が、前記最大許容寸法を半径として、前記端子の断面形状の各頂点を中心とした円弧であることを特徴とするものである。

請求項１に記載された発明によれば、貫通穴が、端子の断面形状の多角形の各辺を、当該多角形の中心に対して、外側に平行移動させた各線分により構成されているので、貫通穴を円形に形成した場合と比較して、端子と貫通穴との間の不要なクリアランスを少なくすることができる。また、これらの各線分を接続線で繋ぐことにより、貫通穴を端子の断面形状と相似形状の多角形に形成した場合と比較して、端子の各頂点と貫通穴との間の不要なクリアランスを少なくすることができる。したがって、貫通穴から筐体内に異物や湿気が浸入することを低減できる電子機器を提供することができる。

請求項２に記載された発明によれば、前記各線分を、端子の断面形状の多角形の中心から任意の頂点までの寸法と端子と貫通穴との組付バラツキの最大許容寸法との和を半径としかつ端子の断面形状の多角形の中心を中心とした円弧で繋ぐことにより、貫通穴を端子の断面形状と相似形状の多角形に形成した場合と比較して、端子の各頂点と貫通穴との間の不要なクリアランスを少なくすることができる。したがって、貫通穴から筐体内に異物や湿気が浸入することを低減できる電子機器を提供することができる。

また、前記貫通穴を成形するための金型ピンを、端子の断面形状の多角形の中心から任意の頂点までの寸法と端子と貫通穴との組付バラツキの最大許容寸法との和を半径とする丸ピンを用いて、該丸ピンの前記線分に相当する箇所を平らに研削することで安価に作成することができる。

請求項３に記載された発明によれば、前記各線分を、端子の断面形状の多角形の中心から任意の頂点までの寸法と端子と貫通穴との組付バラツキの最大許容寸法との和を半径としかつ端子の断面形状の多角形の中心を中心とした円周上に、少なくとも一部が配された直線で繋ぐことにより、貫通穴を端子の断面形状と相似形状の多角形に形成した場合と比較して、端子の各頂点と貫通穴との間の不要なクリアランスを少なくすることができる。したがって、貫通穴から筐体内に異物や湿気が浸入することを低減できる電子機器を提供することができる。

また、前記貫通穴を成形するための金型ピンを、断面形状が、端子の断面形状と相似形状に形成された角ピンを用いて、該角ピンの前記接続線に相当する箇所を円弧状に研削することで安価に作成することができる。

請求項４に記載された発明によれば、貫通穴が、端子の断面形状の多角形の各辺を、当該多角形の中心に対して、端子と貫通穴との組付バラツキの最大許容寸法ぶん外側に平行移動させた各線分により構成されているので、端子と貫通穴との間の不要なクリアランスをなくすことができる。また、これらの各線分を前記最大許容寸法を半径としかつ端子の断面形状の各頂点を中心とした円弧で繋ぐことにより、端子の各頂点と貫通穴との間の不要なクリアランスをなくすことができる。したがって、貫通穴から筐体内に異物や湿気が浸入することを低減できる電子機器を提供することができる。

また、前記貫通穴を成形するための金型ピンを、断面形状が、端子の断面形状と相似形状に形成された角ピンを用いて、該角ピンの前記接続線に相当する箇所を円弧状に研削することで安価に作成することができる。

以下、本発明の第１の実施形態に係る電子機器を図１及び図２を参照して説明する。本実施形態の「電子機器」は、車両用計器装置の文字板の前面に配置されるアナログ指針を駆動する内機としてのステッピングモータ２である。

上記ステッピングモータ２は、図１に示すように、筐体としてのケース３と、ケース３から突出しかつ前記指針などを取り付ける出力軸４と、ケース３内に回転自在に支持された磁石を有するロータ５と、ロータ５の回転力を出力軸４に伝達する複数のギア６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄと、ケース３内に固定されたステータ７、などを有している。

上記ケース３は、絶縁性の合成樹脂により形成され、互いに連結可能な上ケース３ａと下ケース３ｂとを有している。ケース３は上ケース３ａと下ケース３ｂとが互いに連結して扁平な箱状になる。ケース３は、上述した出力軸４、ロータ５、複数のギア６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ、ステータ７、などを収容する。また、図１中の８Ａは、後述のコイル７ａの端子９が通される貫通穴である。この貫通穴８Ａについては後述する。

上記ステータ７は、フレーム７ｂと、電子部品としての複数のコイル７ａと、を有している。フレーム７ｂは、コイル７ａを取り付けた後にその端部が上ケース３ａと下ケース３ｂとの間に挟まれることによりケース３に固定される。

上記コイル７ａは、合成樹脂製のボビンと、該ボビンの外周に巻き付けられたリード線と、ボビンに支持されかつ角柱状に形成された一対の端子９と、を有している。この端子９は、一端部が下ケース３ｂに設けられた後述の貫通穴８Ａを通されてケース３の外部に位置付けられ、前記文字板の裏側に配された回路基板１０と接続される。

上記構成のステッピングモータ２は、端子９を通じて回路基板１０から前記リード線に流された励磁信号によりコイル７ａを励磁して磁束を発生させる。そしてこの磁束によりロータ５及び出力軸４を回転させて前記指針を回転させる。

続いて、上述した端子９及び貫通穴８Ａの形状について、詳しく説明する。

上記端子９は、断面形状が、図２に示すように、４つの頂点Ａ₁，Ｂ₁，Ｃ₁，Ｄ₁及び４つの辺ａ₁，ｂ₁，ｃ₁，ｄ₁を有する正方形に形成されている。

上記貫通穴８Ａは、下ケース３ｂ側に設けられている。また、貫通穴８Ａは、４つの線分ａ₂，ｂ₂，ｃ₂，ｄ₂と、各線分ａ₂，ｂ₂，ｃ₂，ｄ₂を繋ぐ４つの接続線Ａ₂，Ｂ₂，Ｃ₂，Ｄ₂により構成されている。この線分ａ₂，ｂ₂，ｃ₂，ｄ₂は、端子９の断面形状の多角形の各辺ａ₁，ｂ₁，ｃ₁，ｄ₁を、当該多角形の中心Ｐに対して、外側に平行移動させた線分である。また、この接続線Ａ₂，Ｂ₂，Ｃ₂，Ｄ₂は、端子９の断面形状の多角形の中心Ｐから任意の頂点Ａ₁，Ｂ₁，Ｃ₁，Ｄ₁までの寸法ｌと端子９と貫通穴８Ａとの組付バラツキの最大許容寸法ｍとの和ｒ₁を半径としかつ、端子９の断面形状の多角形の中心Ｐを中心とした円Ｓを構成する円弧である。

このような構成の端子９及び貫通穴８Ａによれば、端子９の外表面と貫通穴８Ａの内面との間に、端子９と貫通穴８Ａ（下ケース３ｂ）との組付バラツキを考慮したクリアランスが設定されているので、前記組付バラツキを吸収することができる。さらに、この貫通穴８Ａは、端子９の断面形状の多角形の各辺ａ₁，ｂ₁，ｃ₁，ｄ₁を、当該多角形の中心Ｐに対して、外側に平行移動させた各線分ａ₂，ｂ₂，ｃ₂，ｄ₂により構成されているので、貫通穴８Ａを円形に形成した場合と比較して、端子９と貫通穴８Ａとの間の不要なクリアランスを少なくすることができる。また、各線分ａ₂，ｂ₂，ｃ₂，ｄ₂を、端子９の断面形状の多角形の中心Ｐから任意の頂点Ａ₁，Ｂ₁，Ｃ₁，Ｄ₁までの寸法ｌと端子９と貫通穴８Ａとの組付バラツキの最大許容寸法ｍとの和ｒ₁を半径としかつ端子９の断面形状の多角形の中心Ｐを中心とした円弧状の接続線Ａ₂，Ｂ₂，Ｃ₂，Ｄ₂で繋ぐことにより、貫通穴８Ａを端子９の断面形状と相似形状の多角形に形成した場合と比較して、端子９の各頂点Ａ₁，Ｂ₁，Ｃ₁，Ｄ₁と貫通穴８Ａとの間の不要なクリアランスを少なくすることができる。したがって、貫通穴８Ａからケース３内に異物や湿気が浸入することを低減することができる。

次に、本発明の第２の実施形態に係るステッピングモータ２を図３を参照して説明する。同図において、前述した第１の実施形態と同一構成部分には同一符号を付して説明を省略する。

本実施形態のステッピングモータ２は、図３に示す貫通穴８Ｂを有している。この貫通穴８Ｂは、下ケース３ｂ側に設けられている。また、貫通穴８Ｂは、４つの線分ａ₂，ｂ₂，ｃ₂，ｄ₂と、各線分ａ₂，ｂ₂，ｃ₂，ｄ₂を繋ぐ４つの接続線Ａ₃，Ｂ₃，Ｃ₃，Ｄ₃により構成されている。この接続線Ａ₃，Ｂ₃，Ｃ₃，Ｄ₃は、上述した円Ｓの円周上に、両端部が配された直線である。この接続線Ａ₃，Ｂ₃，Ｃ₃，Ｄ₃と端子９の各頂点Ａ₁，Ｂ₁，Ｃ₁，Ｄ₁との間のクリアランスは、端子９と貫通穴８Ｂとの組付バラツキの最大許容寸法ｍよりもわずかに小さい寸法になるが、端子９と貫通穴８Ｂ（下ケース３ｂ）との組付に影響しない程度の寸法である。

このような構成の端子９及び貫通穴８Ｂによれば、端子９の外表面と貫通穴８Ｂの内面との間に、端子９と貫通穴８Ｂ（下ケース３ｂ）との組付バラツキを考慮したクリアランスが設定されているので、前記組付バラツキを吸収することができる。さらに、この貫通穴８Ｂは、端子９の断面形状の多角形の各辺ａ₁，ｂ₁，ｃ₁，ｄ₁を、当該多角形の中心Ｐに対して、外側に平行移動させた各線分ａ₂，ｂ₂，ｃ₂，ｄ₂により構成されているので、貫通穴８Ｂを円形に形成した場合と比較して、端子９と貫通穴８Ｂとの間の不要なクリアランスを少なくすることができる。また、各線分ａ₂，ｂ₂，ｃ₂，ｄ₂を、端子９の断面形状の多角形の中心Ｐから任意の頂点Ａ₁，Ｂ₁，Ｃ₁，Ｄ₁までの寸法ｌと端子９と貫通穴８Ｂとの組付バラツキの最大許容寸法ｍとの和ｒ₁を半径としかつ端子９の断面形状の多角形の中心Ｐを中心とした円Ｓの円周上に両端部が配された直線状の接続線Ａ₃，Ｂ₃，Ｃ₃，Ｄ₃で繋ぐことにより、貫通穴８Ｂを端子９の断面形状と相似形状の多角形に形成した場合と比較して、端子９の各頂点Ａ₁，Ｂ₁，Ｃ₁，Ｄ₁と貫通穴８Ｂとの間の不要なクリアランスを少なくすることができる。したがって、貫通穴８Ｂからケース３内に異物や湿気が浸入することを低減することができる。

次に、上述した第２の実施形態に係るステッピングモータ２の変形例を図４を参照して説明する。同図において、前述した第１，２の実施形態と同一構成部分には同一符号を付して説明を省略する。

本実施形態のステッピングモータ２は、図４に示す貫通穴８Ｂ’を有している。この貫通穴８Ｂ’は、下ケース３ｂ側に設けられている。また、貫通穴８Ｂ’は、４つの線分ａ₂，ｂ₂，ｃ₂，ｄ₂と、各線分ａ₂，ｂ₂，ｃ₂，ｄ₂を繋ぐ４つの接続線Ａ₃’，Ｂ₃’，Ｃ₃’，Ｄ₃’により構成されている。この接続線Ａ₃’，Ｂ₃’，Ｃ₃’，Ｄ₃’は、上述した円Ｓの円周上に、中央部の一点が外接した直線である。このように本発明では、接続線が、円Ｓの円周上に少なくとも一部が配された直線であれば良い。

次に、本発明の第３の実施形態に係るステッピングモータ２を図５を参照して説明する。同図において、前述した第１，２の実施形態及び第２の実施形態の変形例と同一構成部分には同一符号を付して説明を省略する。

本実施形態のステッピングモータ２は、図５に示す貫通穴８Ｃを有している。この貫通穴８Ｃは、下ケース３ｂ側に設けられている。また、貫通穴８Ｃは、４つの線分ａ₂，ｂ₂，ｃ₂，ｄ₂と、各線分ａ₂，ｂ₂，ｃ₂，ｄ₂を繋ぐ４つの接続線Ａ₄，Ｂ₄，Ｃ₄，Ｄ₄により構成されている。この各線分ａ₂，ｂ₂，ｃ₂，ｄ₂と端子９の断面形状の多角形の各辺ａ₁，ｂ₁，ｃ₁，ｄ₁との間には、端子９と貫通穴８Ｃ（下ケース３ｂ）との組付バラツキの最大許容寸法ｍのクリアランスが設定されている。

また、上記接続線Ａ₄，Ｂ₄，Ｃ₄，Ｄ₄は、前記組付バラツキの最大許容寸法ｍを半径として、端子９の断面形状の各頂点Ａ₁，Ｂ₁，Ｃ₁，Ｄ₁を中心とした円Ｔを構成する円弧である。

このような構成の端子９及び貫通穴８Ｃによれば、端子９の外表面と貫通穴８Ｃの内面との間に、端子９と貫通穴８Ｃ（下ケース３ｂ）との組付バラツキを考慮したクリアランスが設定されているので、前記組付バラツキを吸収することができる。さらに、この貫通穴８Ｃは、端子９の断面形状の多角形の各辺ａ₁，ｂ₁，ｃ₁，ｄ₁を、当該多角形の中心Ｐに対して、前記組付バラツキの最大許容寸法ｍぶん外側に平行移動させた各線分ａ₂，ｂ₂，ｃ₂，ｄ₂により構成されているので、端子９と貫通穴８Ｃとの間の不要なクリアランスをなくすことができる。また、各線分ａ₂，ｂ₂，ｃ₂，ｄ₂を、前記組付バラツキの最大許容寸法ｍを半径としかつ端子９の断面形状の各頂点Ａ₁，Ｂ₁，Ｃ₁，Ｄ₁を中心とした円Ｔを構成する円弧状の接続線Ａ₄，Ｂ₄，Ｃ₄，Ｄ₄で繋ぐことにより、端子９の各頂点Ａ₁，Ｂ₁，Ｃ₁，Ｄ₁と貫通穴８Ｃとの間の不要なクリアランスをなくすことができる。したがって、貫通穴８Ｃからケース３内に異物や湿気が浸入することを低減することができる。

また、第１ないし第３の実施形態では、断面形状が正方形の端子９を例に挙げて説明したが、本発明では、断面形状が正方形以外の正多角形であっても良い。

また、第１ないし第３の実施形態では、電子機器としてステッピングモータ２をあげたが、本発明の電子機器はステッピングモータ２に限らず、貫通穴が設けられたケースと、このケース内に収容されるとともに貫通穴を通される端子を有する電子部品と、により構成される電子機器であれば如何なるものであっても良い。

なお、本明細書中に用いた上ケース３ａ及び下ケース３ｂの「上」及び「下」は、本明細書の説明を便宜的にするための表現であり、これらの実際の上下方向が逆になっていても構わない。

なお、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態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。

本発明の第１の実施形態に係るステッピングモータを示す断面図である。 図１に示されたステッピングモータの端子と貫通穴との形状を説明するための説明図である。 本発明の第２の実施形態に係るステッピングモータの端子と貫通穴との形状を説明するための説明図である。 本発明の第２の実施形態に係るステッピングモータの変形例の端子と貫通穴との形状を説明するための説明図である。 本発明の第３の実施形態に係るステッピングモータの端子と貫通穴との形状を説明するための説明図である。 従来のステッピングモータの端子と貫通穴との形状を説明するための説明図である。 従来の他のステッピングモータの端子と貫通穴との形状を説明するための説明図である。

符号の説明

２ ステッピングモータ（電子機器）
３ ケース（筐体）
７ａ コイル（電子部品）
８Ａ，８Ｂ，８Ｂ’，８Ｃ 貫通穴
９ 端子
Ａ₁，Ｂ₁，Ｃ₁，Ｄ₁ 頂点
Ａ₂，Ｂ₂，Ｃ₂，Ｄ₂ 接続線
Ａ₃，Ｂ₃，Ｃ₃，Ｄ₃ 接続線
Ａ₃’，Ｂ₃’，Ｃ₃’，Ｄ₃’ 接続線
Ａ₄，Ｂ₄，Ｃ₄，Ｄ₄ 接続線
ａ₁，ｂ₁，ｃ₁，ｄ₁ 辺
ａ₂，ｂ₂，ｃ₂，ｄ₂ 線分
Ｐ 多角形の中心

Claims (4)

1. 筐体内に収容された電子部品の端子が前記筐体に設けられた貫通穴を通されて前記筐体外に露出された電子機器であって、
   前記端子が、断面形状が多角形の棒状に形成され、かつ、
   前記貫通穴の平面形状が、
   前記端子の断面形状の多角形の各辺を、当該多角形の中心に対して、外側に平行移動させた各線分と、
   前記各線分同士を繋ぐ接続線と、
   により構成された形状であり、
   前記接続線が、前記各線分を延長することで形成される多角形の内側に位置している
   ことを特徴とする電子機器。
2. 前記接続線が、前記端子の断面形状の多角形の中心から任意の頂点までの寸法と前記端子と前記貫通穴との組付バラツキの最大許容寸法との和を半径として、前記端子の断面形状の多角形の中心を中心とした円弧であることを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
3. 前記接続線が、前記端子の断面形状の多角形の中心から任意の頂点までの寸法と前記端子と前記貫通穴との組付バラツキの最大許容寸法との和を半径として、前記端子の断面形状の多角形の中心を中心とした円周上に、少なくとも一部が配された直線であることを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
4. 前記各線分が、前記端子の断面形状の多角形の各辺を、前記多角形の中心に対して、前記端子と前記貫通穴との組付バラツキの最大許容寸法ぶん外側に平行移動させた線分であり、かつ、
   前記接続線が、前記最大許容寸法を半径として、前記端子の断面形状の各頂点を中心とした円弧であることを特徴とする請求項１に記載の電子機器。

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