JP4924306B2 - 電子部品のリード接合方法 - Google Patents

Description

本発明は、電子部品のリード接合方法に関するもので、特に２つの歯部によって二股状に形成されたターミナルへの電子部品のリード接合方法に係わる。

［従来の技術］
従来より、二股状に形成されたターミナルへの電子部品のリード接合方法が提案されている（例えば、特許文献１及び２参照）。
先ず、特許文献１に記載のリード接合方法は、２つのリード挟持片によって二股フォーク状に形成されたターミナル接続部を有するターミナルと、２つのリード挟持片間に形成されるスリットの底部に保持されるリードを有する電子部品とを備えている。
そして、電子部品のリードは、２つのリード挟持片間に形成されるスリットの底部に保持された状態でダイレクト法による抵抗溶接が成されて、ターミナル接続部に接合されている。なお、抵抗溶接は、先ずターミナルの二股フォーク状のターミナル接続部を、２つのリード挟持片の板厚方向に対して直交する垂直方向の両側から一対の電極によってかしめながら、一対の電極間で溶接電流を流すようにして、ターミナル接続部に電子部品のリードを抵抗溶接している。
また、特許文献２に記載のリード接合方法は、部品本体の両側より引き出されたリードを有する、コンデンサやコイルのような電子部品と、スリットを形成する２つのリード挟持片を有する、ターミナル（端子）や導電接続板のような支持部材とを備え、電子部品のリードを２つのリード挟持片間に形成されるスリットの開口部から挿入してレーザー光を照射することで、電子部品のリードをターミナルに接合している。

［従来の技術の不具合］
しかるに、上記の引用文献１及び２に記載のリード接合方法では、抵抗溶接やレーザー光を使用してターミナルまたは支持部材と電子部品のリードとを接合しているので、設備が非常に高価になるという問題があった。
そこで、従来より、図６および図７に示したように、対向配置された一対のターミナル１０１の各ターミナル接続部１０２に、電子部品としての半導体素子（例えばパワーツェナーダイオード）の部品本体１０３の両側より引き出された一対の半導体素子リード１０４を安価に接合するリード接合方法がある。
このリード接合方法は、一対のターミナル１０１の先端部に、２つの第１、第２リード挟持片１１１、１１２によって二股フォーク状に形成されたターミナル接続部１０２を形成し、２つの第１、第２リード挟持片１１１、１１２間に形成されるスリット１１３に半導体素子の一対の半導体素子リード１０４をそれぞれ挟み込み、図７に示したように、ターミナル接続部１０２の２つの第１、第２リード挟持片１１１、１１２の両サイドよりかしめピン等によりかしめ荷重を加えることで、半導体素子の一対の半導体素子リード１０４をターミナル１０１のターミナル接続部１０２に接合している。

ところが、図６および図７に示したリード接合方法を、複数のＩＣリードを有する電子部品（ＩＣ）と、複数のＩＣリードがかしめ接合される複数のターミナルを有するコネクタとを備えた電子部品のコネクタ装置に適用した場合には、近接してターミナルが複数並ぶコネクタに対し、隣設する２つのターミナル間に形成される隙間が狭く、その隙間に、各ターミナルの両サイドよりかしめ荷重を加えるかしめピンを配置することができない。 したがって、電子部品のＩＣリードを、近接して複数並列配置されたターミナルにそれぞれかしめ接合することができなかった。
特開２００１−３１９７００号公報 特開２００４−１７８８７２号公報

本発明の目的は、抵抗溶接やレーザー溶接等の高価な設備を必要とすることなく、短時間で、且つ安価に小スペースでのかしめ接合を行うことが可能な電子部品のリード接合方法を提供することにある。

請求項１に記載の発明によれば、電子部品のリードをスリット内に挿入した後、次に、かしめ装置によって、２つの歯部をその板厚方向の両側から押し潰すにあたり、かしめ装置として、かしめ方向をなす軸線方向に対して傾斜した傾斜面およびこの傾斜面と側壁面との間に形成された鋭角的なエッジ部を有するかしめ治具を用い、少なくとも２つの歯部のスリット壁面が、スリット幅を狭める方向に凸となる張り出し部を形成するように、２つの歯部を塑性変形させることにより、電子部品のリードをターミナルにかしめ接合することができる。
これによって、抵抗溶接やレーザー溶接等の高価な設備を必要とすることなく、短時間で、且つ安価に小スペースでのかしめ接合を行うことが可能となる。

請求項２に記載の発明によれば、２つの歯部は、２つの歯部をその板厚方向の両側から押し潰すことで塑性変形させた張り出し部を有する２つの第１、第２塑性変形部である。そして、２つの第１、第２塑性変形部は、電子部品のリードをその長手方向に対して直交する垂直方向の両側からかしめることにより、電子部品のリードがターミナルにかしめ接合される。
請求項３に記載の発明によれば、かしめ装置は、電子部品のリードをターミナルにかしめ接合する複数のかしめ治具を有している。これらのかしめ治具は、２つの歯部をその板厚方向の両側から押し潰して、少なくとも２つの歯部のスリット壁面が、スリット幅を狭める方向に凸となる張り出し部を形成するように、２つの歯部を塑性変形させる。これにより、電子部品のリードが、リードの長手方向に対して直交する垂直方向の両側からかしめられる。

本発明を実施するための最良の形態は、抵抗溶接やレーザー溶接等の高価な設備を必要とすることなく、短時間で、且つ安価に小スペースでのかしめ接合を行うという目的を、電子部品のリードをスリット内に挿入した後、次に、複数のかしめ治具によって構成されるかしめ装置によって、２つの歯部をその板厚方向の両側から押し潰して、少なくとも２つの歯部のスリット壁面を、スリット幅を狭める方向に凸となるように２つの歯部を塑性変形させることで実現した。

［実施例１の構成］
図１ないし図５は本発明の実施例１を示したもので、図１は回転角度検出装置の主要構造を示した図で、図２および図３はターミナルとＩＣリードとの接合部を示した図である。

本実施例の回転角度検出装置は、内燃機関（エンジン）の吸気系統に組み込まれた吸気モジュールに搭載されている。ここで、吸気モジュールは、二輪自動車等の車両のスロットルレバーまたはスロットルハンドル等のスロットル操作部品のスロットル操作量に基づいて、エンジンの燃焼室内に供給する吸入空気量（吸気量）を制御するスロットル制御装置（システム）である。なお、スロットル操作量とは、四輪自動車においては、運転者のアクセルペダルの踏み込み量（アクセル操作量）に相当する。

本実施例の吸気モジュールは、エンジンの吸気ポートに接続する吸気管の途中に組み込まれたハウジングを備えている。このハウジングは、エンジンの吸気管の一部を構成するスロットルボディ、およびこのスロットルボディの外側壁に装着される容器形状のケース等によって構成されている。
ここで、スロットルボディは、樹脂材料によって一体的に形成されている。このスロットルボディは、内部に断面円形状の吸気通路（内燃機関の吸気通路、スロットルボア）が形成された円筒部（スロットルボア壁部）を有している。

また、吸気モジュールは、スロットルボディの円筒部の内部に開閉自在に収容されたバタフライ型のスロットルバルブを搭載している。このスロットルバルブは、エンジンの燃焼室内への吸入空気量を最小とする全閉位置からエンジンの燃焼室内への吸入空気量を最大とする全開位置までの回転角度範囲内において回転角度が変更されることで、エンジンの燃焼室内への吸入空気量を制御する。

また、吸気モジュールは、スロットルバルブの回転軸の回転角度（バルブ開度、スロットル開度）を電気信号に変換し、エンジン制御ユニット（ＥＣＵ）へどれだけスロットルバルブが開かれているかを出力する非接触式の回転角度検出装置を搭載している。この回転角度検出装置は、スロットルバルブの回転軸の軸線方向の一端部に固定されたマグネットと、このマグネットと共に磁気回路を形成するスロットル開度センサとによって構成されている。このスロットル開度センサは、マグネットにより磁化される一対の磁性体（ヨーク）、およびこれらのヨーク間に形成される磁気検出ギャップに配置された電子部品としてのホールＩＣ１を具備する磁気検出回路を有している。
なお、磁気検出回路は、ホールＩＣ１の他に、静電気や雷等の外乱サージからホールＩＣ１を保護するための半導体素子（コンデンサ等）を有していても良い。

ホールＩＣ１は、非接触式の磁気検出素子を構成するホール素子と増幅回路とを一体化したＩＣ（集積回路）であって、磁気検出ギャップを通過する磁束密度（ホールＩＣ１に鎖交する磁束密度）に対応した電圧信号を出力する。ホールＩＣ１は、スロットル開度センサの本体部を構成する樹脂ハウジング（封止部材）内に封止されている。そして、ホールＩＣ１を内蔵する樹脂ハウジングからは、センサリード端子群が引き出されている。
センサリード端子群は、３つのＩＣリード２（第１〜第３ＩＣリード）よりなる。
３つのＩＣリード２は、本発明の電子部品のリードに相当するもので、その長手方向（軸線方向）に垂直な断面が多角形状（長方形状等の四角形状）に形成された銅等の導電材料である。これらのＩＣリード２は、その長手方向（軸線方向）の先端側（ホールＩＣ側に対して反対側）にリード接続部（被かしめ部）３を有している。

ここで、３つのＩＣリード２のうちの第１ＩＣリード２は、ホールＩＣ１の出力側リード線（ＩＣ出力側リード、センサ出力側リード）を構成している。
また、３つのＩＣリード２のうちの第２ＩＣリード２は、ホールＩＣ１の電源側リード線（ＩＣ電源側リード、センサ電源側リード）を構成している。
また、３つのＩＣリード２のうちの第３ＩＣリード２は、ホールＩＣ１のグランド（ＧＮＤ）側リード線（ＩＣＧＮＤ側リード、センサＧＮＤ側リード）を構成している。

ここで、スロットルボディの外側壁に装着されるケースの内部には、スロットル開度センサの本体部（磁気検出ギャップにホールＩＣ１を配置した一対のヨーク等）が保持固定されるプレート４が嵌め込まれている。このプレート４は、樹脂材料によって一体的に形成されている。そして、プレート４の側方部には、スロットル開度センサの本体部（ホールＩＣ１）より引き出されたセンサリード端子群に対応して設けられるコネクタ端子群を集中配置した１個のコネクタハウジング（以下コネクタと略す）５が一体的に形成されている。
ケースは、樹脂材料によって一体的に形成されている。このケースは、プレート４の周囲を取り囲むように配設された側壁部、およびこの側壁部のスロットルボディ側を閉塞する底壁部等を有している。ケースの側壁部には、外部に向けて開口した開口部が設けられている。この開口部には、コネクタ５が嵌め込まれて保持固定される。

コネクタ５は、樹脂材料によって一体的に形成されている。このコネクタ５は、ケースの側壁部の外壁面より外部側に突出するように、ケースの側壁部の開口部に液密的に嵌め込まれている。そして、コネクタ５は、コネクタ端子群を保持する端子台１１、およびこの端子台１１よりも外部側に設けられた筒状のコネクタシェル１２を有し、ＥＣＵ側のワイヤハーネスとプレート４上に搭載されたホールＩＣ１のセンサリード端子群とを接続する電気機器である。なお、端子台１１は、ケースの側壁部の開口部を閉塞可能な大きさに設けられており、ケースの側壁部の外壁面の一部を成す。

コネクタ端子群は、ホールＩＣ１の本体部より引き出されたセンサリード端子群の各ＩＣリード２に電気的に接続される３つのターミナル（コネクタ端子、外部接続端子、第１〜第３ターミナル）６よりなり、所定の間隔を持って近接して並列配置されている。
これらのターミナル６は、その長手方向（軸線方向）の先端側（ホールＩＣ側）に、各ＩＣリード２のリード接続部３を電気的に接続するターミナル接続部７をそれぞれ有している。各ターミナル接続部７は、図２および図３に示したように、それぞれ２つの第１、第２歯部２１、２２間に、各ＩＣリード２のリード接続部３を挿入することが可能な長方形状のスリット２３を有している。
３つのターミナル６の各ターミナル接続部（第１〜第３ターミナル接続部）７は、それぞれ２つの第１、第２歯部２１、２２によって二股フォーク状に形成されており、コネクタ５の端子台１１に保持される平板状のベース部８よりも板幅が広い拡幅部である。
２つの第１、第２歯部２１、２２は、各ターミナル接続部７の長手方向の先端側（ホールＩＣ側）に形成されている。

そして、２つの第１、第２歯部２１、２２は、２つの第１、第２歯部２１、２２をその板厚方向の両側からかしめ装置によって押し潰すことで、少なくとも２つの第１、第２歯部２１、２２のスリット壁面を、スリット幅を狭める方向に凸となる（張り出す）ように塑性変形させた２つの第１、第２塑性変形部（かしめ部）を構成する。
スリット２３は、図２（ａ）に示したように、各ターミナル６の長手方向の先端に開口部２４を有している。このスリット２３の幅（スリット幅）は、ホールＩＣ１の各ＩＣリード２の板厚（長辺：０．４〜０．５ｍｍ程度）または板幅（短辺：０．３〜０．４ｍｍ程度）に対応した寸法とされている。そして、スリット２３には、ホールＩＣ１の各ＩＣリード２が当接する長方形状の底部２５が設けられている。

なお、スリット２３として、図２（ｂ）に示したような２つの第１、第２スリット２３ａ、２３ｂよりなるスリットを用いても良い。この場合には、第１スリット２３ａの幅（スリット幅）が、ホールＩＣ１の各ＩＣリード２の板厚（長辺：０．４〜０．５ｍｍ程度）または板幅（短辺：０．３〜０．４ｍｍ程度）に対応した寸法とされている。また、第２スリット２３ｂの幅（スリット幅）は、ホールＩＣ１の各ＩＣリード２の板厚および板幅よりも狭い寸法とされている。そして、２つの第１、第２スリット２３ａ、２３ｂ間には、ホールＩＣ１の各ＩＣリード２が当接する角環状の段差部２６が設けられている。
また、スリット２３として、図３（ａ）に示したような長方形状のスリットを用いても良い。この場合には、スリット２３の幅（スリット幅）が、ホールＩＣ１の各ＩＣリード２の板厚（長辺：０．４〜０．５ｍｍ程度）または板幅（短辺：０．３〜０．４ｍｍ程度）に対応した寸法とされている。そして、スリット２３の中間部分には、ホールＩＣ１の各ＩＣリード２を挟み込む一対の挟持部２７が設けられている。

また、スリット２３として、図３（ｂ）に示したような台形状のスリットを用いても良い。この場合には、スリット２３の中間部分の幅（スリット幅）が、ホールＩＣ１の各ＩＣリード２の板厚（長辺：０．４〜０．５ｍｍ程度）または板幅（短辺：０．３〜０．４ｍｍ程度）に対応した寸法とされている。そして、スリット２３の中間部分には、ホールＩＣ１の各ＩＣリード２を挟み込む一対の挟持部２９が設けられている。なお、スリット２３は、この底部２５から開口部２４に向かってスリット幅が徐々に大きくなっている。

［実施例１のかしめ接合方法］
次に、本実施例の３つのターミナル６の各ターミナル接続部７へのホールＩＣ１のＩＣリードかしめ接合方法を図１ないし図５に基づいて簡単に説明する。

ここで、本実施例のかしめ装置は、図４および図５に示したように、３つのターミナル６の各ターミナル接続部７における２つの第１、第２歯部２１、２２の板厚方向の一端面（表面、図示上端面）を押し潰す２つの第１、第２かしめピン（かしめ治具）３１、３２と、３つのターミナル６の各ターミナル接続部７における２つの第１、第２歯部２１、２２の板厚方向の他端面（裏面、図示下端面）を押し潰す２つの第３、第４かしめピン（かしめ治具）３３、３４とを備えた上下一対のかしめピンを有している。

２つの第１、第２かしめピン３１、３２は、円柱形状に形成されて、その軸線方向（かしめ方向）に対して傾斜した傾斜面３１ａ、３２ａ、およびこの傾斜面３１ａ、３２ａと側壁面との間に形成された鋭角的なエッジ部３１ｂ、３２ｂを有している。
第１かしめピン３１の傾斜面３１ａは、ＩＣリード２のリード接続部３に対して遠ざかる側（図示左斜め下方向）に傾斜している。また、第２かしめピン３２の傾斜面３２ａは、ＩＣリード２のリード接続部３に対して遠ざかる側（図示右斜め下方向）に傾斜している。
２つの第１、第２かしめピン３１、３２は、２つの第１、第２歯部２１、２２の板厚方向の一端側（図示上方側）から２つの第１、第２歯部２１、２２を押し潰して、少なくとも２つの第１、第２歯部２１、２２のスリット壁面を、スリット幅を狭める方向に凸となる（張り出す）ように塑性変形させる２つの第１、第２上側かしめピンである。

２つの第３、第４かしめピン３３、３４は、円柱形状に形成されて、その軸線方向（かしめ方向）に対して傾斜した傾斜面３３ａ、３４ａ、およびこの傾斜面３３ａ、３４ａと側壁面との間に形成された鋭角的なエッジ部３３ｂ、３４ｂを有している。
第３かしめピン３３の傾斜面３３ａは、ＩＣリード２のリード接続部３に対して遠ざかる側（図示左斜め上方向）に傾斜している。また、第４かしめピン３４の傾斜面３４ａは、ＩＣリード２のリード接続部３に対して遠ざかる側（図示右斜め上方向）に傾斜している。
２つの第３、第４かしめピン３３、３４は、２つの第１、第２歯部２１、２２の板厚方向の他端側（図示下方側）から２つの第１、第２歯部２１、２２を押し潰して、少なくとも２つの第１、第２歯部２１、２２のスリット壁面を、スリット幅を狭める方向に凸となる（張り出す）ように塑性変形させる２つの第１、第２下側かしめピンである。

そして、３つのターミナル６の各ターミナル接続部７へのホールＩＣ１のＩＣリードかしめ接合する際には、先ずホールＩＣ１の各ＩＣリード２のリード接続部３を、図１および図２（ａ）に示したように、長方形状の開口部２４から長方形状の底部２５に当接するようにスリット２３内に挿入する。
なお、ホールＩＣ１の各ＩＣリード２のリード接続部３を、図２（ｂ）に示したように、開口部２４から、第１スリット２３ａと第２スリット２３ｂとの間に形成される角環状の段差部２６に当接するようにスリット２３内に挿入しても良い。
また、ホールＩＣ１の各ＩＣリード２のリード接続部３を、図３（ａ）、（ｂ）に示したように、開口部２４から、一対の挟持部２７、２９間に留まるようにスリット２３内に挿入しても良い。

次に、傾斜面３１ａ、３２ａおよびエッジ部３１ｂ、３２ｂをそれぞれ有する２つの第１、第２かしめピン３１、３２を図示下方に移動させ、且つ傾斜面３３ａ、３４ａおよびエッジ部３３ｂ、３４ｂをそれぞれ有する２つの第３、第４かしめピン３３、３４を図示上方に移動させる。
これにより、４つの第１〜第４かしめピン３１〜３４の傾斜面３１ａ〜３４ａによって、３つのターミナル６の各ターミナル接続部７における、２つの第１、第２歯部２１、２２の板厚方向の両側（図示上下方向）から２つの第１、第２歯部２１、２２が押し潰される。

このため、少なくとも２つの第１、第２歯部２１、２２のスリット壁面が、スリット幅を狭める方向に凸となる（張り出す）ように塑性変形する。このとき、２つの第１、第２歯部２１、２２のスリット壁面には、スリット幅を狭める方向に凸となるように塑性変形した２つの第１、第２張り出し部４１、４２が形成される。
そして、２つの第１、第２張り出し部４１、４２が、図５（ｂ）に示したように、ホールＩＣ１の各ＩＣリード２のリード接続部３をその長手方向（軸線方向）に対して直交する垂直方向の両側（両サイド）からかしめることで、ホールＩＣ１の各ＩＣリード２のリード接続部３が、３つのターミナル６の各ターミナル接続部７に強固にかしめ接合される。

［実施例１の効果］
以上のように、本実施例の３つのターミナル６の各ターミナル接続部７へのホールＩＣ１のＩＣリードかしめ接合方法においては、ホールＩＣ１の各ＩＣリード２のリード接続部３をスリット２３内に挿入した後、次に、かしめ装置、すなわち、４つの第１〜第４かしめピン３１〜３４を図示上下方向に移動させることによって、２つの第１、第２歯部２１、２２の板厚方向の両側（図示上下方向）から２つの第１、第２歯部２１、２２を押し潰して、少なくとも２つの第１、第２歯部２１、２２のスリット壁面を、スリット幅を狭める方向に凸となる（張り出す）ように塑性変形させることにより、ホールＩＣ１の各ＩＣリード２のリード接続部３を、３つのターミナル６の各ターミナル接続部７に強固にかしめ接合することができる。
これによって、抵抗溶接やレーザー溶接等の高価な設備を必要とすることなく、短時間で、且つ安価に小スペースでのかしめ接合を行うことができる。

［変形例］
本実施例では、本発明を、ターミナル６へのホールＩＣ１のＩＣリードかしめ接合方法に適用したが、本発明を、ターミナルへの他の電子部品（ＩＣ）のＩＣリードかしめ接合方法に適用しても良い。また、電子部品として、ホール素子、磁気抵抗素子、半導体素子（コンデンサ、ダイオード等）を用いても良い。
本実施例では、ホールＩＣ１のＩＣリード２の本数を３本としているが、リードの本数を１本または２本または４本以上としても良い。この場合には、ターミナルの本数を、リードの本数に対応させる。
本実施例では、電子部品のリードとして、ホールＩＣ１のＩＣリード２を適用したが、電子部品のリードとして、ホール素子、磁気抵抗素子、半導体素子（コンデンサ、ダイオード等）の素子リードを採用しても良い。

回転角度検出装置の主要構造を示した斜視図である（実施例１）。 （ａ）、（ｂ）はターミナルとＩＣリードとの接合部を示した拡大図である（実施例１）。 （ａ）、（ｂ）はターミナルとＩＣリードとの接合部を示した拡大図である（実施例１）。 ターミナルとＩＣリードとのかしめ接合方法を示した斜視図である（実施例１）。 （ａ）、（ｂ）はターミナルとＩＣリードとのかしめ接合方法を示した説明図である（実施例１）。 （ａ）、（ｂ）はターミナルと半導体素子リードとの接合部を示した平面図および側面図である（従来の技術）。 ターミナルと半導体素子リードとのかしめ接合方法を示した説明図である（従来の技術）。

符号の説明

１ ホールＩＣ（電子部品）
２ ホールＩＣのＩＣリード（電子部品のリード）
３ ＩＣリードのリード接続部（被かしめ部）
６ ターミナル
７ ターミナル接続部
２１ ターミナルの第１歯部（第１塑性変形部、かしめ部）
２２ ターミナルの第２歯部（第２塑性変形部、かしめ部）
２３ ターミナルのスリット
３１ 第１かしめピン（かしめ装置、かしめ治具、第１上側かしめピン）
３２ 第２かしめピン（かしめ装置、かしめ治具、第２上側かしめピン）
３３ 第３かしめピン（かしめ装置、かしめ治具、第１下側かしめピン）
３４ 第４かしめピン（かしめ装置、かしめ治具、第２下側かしめピン）
４１ 第１歯部の第１張り出し部
４２ 第２歯部の第２張り出し部

Claims (3)

1. ２つの歯部によって二股フォーク状に形成されたターミナルと、前記２つの歯部間に形成されたスリット内に挿入されるリードを有する電子部品とを備え、
   前記電子部品のリードを前記スリット内に挿入した後に、
   かしめ装置によって、前記２つの歯部をその板厚方向の両側から押し潰すにあたり、
   前記かしめ装置として、かしめ方向をなす軸線方向に対して傾斜した傾斜面およびこの傾斜面と側壁面との間に形成された鋭角的なエッジ部を有するかしめ治具を用い、
   少なくとも前記２つの歯部のスリット壁面が、スリット幅を狭める方向に凸となる張り出し部を形成するように、前記２つの歯部を塑性変形させることにより、
   前記電子部品のリードを前記ターミナルにかしめ接合することを特徴とする電子部品のリード接合方法。
2. 請求項１に記載の電子部品のリード接合方法において、
   前記２つの歯部は、前記２つの歯部をその板厚方向の両側から押し潰すことで塑性変形させた前記張り出し部を有する２つの第１、第２塑性変形部であって、
   前記２つの第１、第２塑性変形部は、前記電子部品のリードをその長手方向に対して直交する垂直方向の両側からかしめることを特徴とする電子部品のリード接合方法。
3. 請求項１または請求項２に記載の電子部品のリード接合方法において、
   前記かしめ装置は、前記電子部品のリードを前記ターミナルにかしめ接合する複数の前記かしめ治具を有していることを特徴とする電子部品のリード接合方法。

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