JP5106086B2 - コイル装置のリード線引出し構造 - Google Patents

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Description

本発明は、電磁コイルのボビンに巻回された巻線等に通電を行うために用いられるコイル装置のリード線引出し構造に関する。
従来、例えば、特許文献１に記載の電動弁においては、図９に示すように、電動弁を駆動するためのステッピングモータ６０のコイル装置６５は、コイルボビン６１と、コイルボビン６１に巻回されたコイル６２と、コイル６２の末端が接続される端子ピン６３と、端子ピン６３の先端部を残して、コイルボビン６１、コイル６２及び端子ピン６３を樹脂封止する樹脂封止部６４で構成される。また、このコイル装置６５からリード線を引き出すにあたり、駆動用ＩＣ等を配線基板６７上に配置し、リード線６８の線材部６８ａを配線基板６７の受け穴に挿入し、配線基板６７の導電パターンに半田付けしていた。
特開２００５−２９１２６６号公報
上記構造では、リード線６８の線材部６８ａを配線基板６７の受け穴に挿入した後、導電パターンに直接半田付けしている。この半田付けを行う前には、線材部６８ａに予備半田を行う必要があるが、予備半田を行うことにより、その部分が硬化して柔軟性が失われる。そのため、線材部６８ａを配線基板６７の導電パターンに半田付けした後、リード線６８に負荷が加えられると、線材部６８ａの予備半田を行った部分で破断する虞があり、強度面で不安が残るという問題があった。
そこで、本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、コイル装置のリード線を配線基板に接続して保持している状態でリード線に負荷が加えられた場合に、リード線の線材部が破断することを防止し、リード線と配線基板との接続状態を維持することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明は、コイルと、該コイルの外側に延びるとともに、該コイルの末端が接続される複数の端子ピンとを備えるコイル装置からリード線を引き出すリード線引出し構造であって、前記リード線は、前記コイル装置の外側から前記コイル装置に挿入されるとともに、電気的に前記端子ピンに接続され、該リード線引出し構造は、前記リード線の一端に装着された圧着端子と、前記端子ピンに略直角方向に接続される中継用の配線基板と、前記中継用の配線基板に前記リード線を接続するために設けられ、前記中継用の配線基板の表面に位置するコネクタと、前記端子ピンと前記中継用の配線基板とが互いに接続される部分、前記中継用の配線基板と前記コネクタとが互いに接続される部分、及び前記コネクタと前記リード線とが前記圧着端子を介して互いに接続される部分から所定の空間を空けて離間した状態でこれらの部分を取り囲むカバーとを備え、該空間に樹脂が充填され、さらに、前記カバーの内壁表面の上部に形成された当接部と、前記カバーの内壁表面に形成されるとともに、前記当接部の下方に配置された係合突起とを備え、前記リード線が取り付けられた複数の圧着端子は、該圧着端子の突出部が前記コネクタのハウジングから突出するように、前記コネクタに装着され、前記コネクタから突出している各圧着端子の先端部は、前記中継用の配線基板のコイル側の表面から挿入されるとともに、前記コイルに接続された端子ピンも、前記中継用の配線基板のコイル側の表面から挿入され、前記中継用の配線基板の前記コイルの反対側の表面において、前記圧着端子の突出部の自由端部及び前記端子ピンの先端部と前記中継用の配線基板に形成された導電パターンとが導通接続され、前記リード線は前記中継用の配線基板に平行な方向に延び、前記コイル装置の前記コイルは前記端子ピンの先端部を除いて樹脂封止された外周面を有し、前記中継用の配線基板は前記カバーの内部に配置され、前記中継用の配線基板は前記カバーの内壁表面から離間した状態で前記当接部と前記係合突起との間で支持されることを特徴とする。
そして、本発明によれば、リード線の一端をコネクタに接続し、リード線をコネクタを介して中継用の配線基板に接続したため、リード線の線材部には予備半田が行われていない。そのため、リード線に外部から機械的な負荷が加えられた場合でも、リード線の線材部の破断を防止することができ、リード線とコイルとの接続状態を維持することができる。
また、前記端子ピンに略直角方向に中継用の配線基板を接続し、前記リード線を接続するためのコネクタを中継用の配線基板の表面に位置させたため、リード線と配線基板との接続状態を安定した状態で維持することができる。
さらに、前記端子ピンと前記中継用の配線基板とが互いに接続される部分、前記中継用の配線基板と前記コネクタとが互いに接続される部分、及び前記コネクタと前記リード線とが互いに接続される部分から所定の空間を空けて離間した状態でこれらの部分を取り囲むカバーとを備え、該空間に樹脂が充填され、さらに、カバーの内壁表面に設けた当接部と係合突起との間で、中継用の配線基板をカバーの内壁表面から離間した状態で支持したため、配線基板をカバー内で安定した状態で保持することができ、ひいては、リード線についてもカバー内で安定した状態で保持することができる。
以上説明したように、本発明によれば、コイル装置のリード線を配線基板に接続して保持している状態でリード線に負荷が加えられた場合でも、リード線の線材部の破断を防止し、リード線と配線基板との接続状態を維持することができる。
次に、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。尚、以下の説明においても、従来例と同様、本発明を、図９に示した電動弁を駆動するためのステッピングモータのコイル装置６５に適用するものとする。
図１は、本発明にかかるコイル装置のリード線引出し構造を構成するコネクタを示し、このコネクタ１は、リード線２と、リード線２の先端部に装着された圧着端子３と、圧着端子３と係合してリード線２を保持するハウジング４とで構成される。
圧着端子３は、金属薄板により形成され、図２に示すように、リード線２（図１参照）の線材部２ａを把持する線材把持部３ａと、リード線２の被覆部２ｂを把持する被覆把持部３ｂと、リード線２の線材部２ａの軸線方向に対して垂直に突出するようにピン状に形成された突出部（接続端子）３ｃと、突出部３ｃの突出方向と反対側に僅かに突出し、後述するハウジング４の舌状部と係合する係合突起３ｄとを備える。
ハウジング４は、合成樹脂により形成され、図３に示すように、複数のリード線挿入部４ａと、圧着端子３の突出部３ｃが挿通するスリット４ｂと、リード線挿入部４ａに挿入されたリード線２に装着された圧着端子３の係合突起３ｄと係合することにより、リード線２のハウジング４からの抜けを防止する舌状部４ｃとを備える。
図４は、上記コネクタ１及び配線基板６７を、後述するステッピングモータの本体に装着した後、両者を囲繞するカバー６を示し、このカバー６は、合成樹脂により形成され、内部に配線基板６７を収容した際に、配線基板６７と当接する当接部６ｂと、配線基板６７と係合して配線基板６７の抜けを防止するための係合突起６ａとを備える。
次に、上記コイル装置のリード線引出し構造を用いたステッピングモータの組立方法について説明する。
まず、図５に示すように、リード線２に圧着端子３を装着する。この際、リード線２の線材部２ａを線材把持部３ａによって把持し、リード線２の被覆部２ｂを被覆把持部３ｂによって把持する。
次に、図１に示すように、圧着端子３をハウジング４に係合させてコネクタ１を形成する。この際、圧着端子３の突出部３ｃをハウジング４のスリット４ｂに沿わせるようにしてリード線挿入部４ａから圧着端子３をハウジング４の内部に挿入し、圧着端子３の係合突起３ｄをハウジング４の舌状部４ｃと係合させることにより、圧着端子３のハウジング４からの抜けを防止する。
次に、図６に示すように、コネクタ１のハウジング４から突出する圧着端子３の突出部３ｃを配線基板６７の貫通孔６７ａに挿通し、さらに、ステッピングモータ２０のコイル６２（図７参照）の末端が接続される端子ピン６３を配線基板６７の貫通孔６７ａに挿通し、図６（ｂ）に示す状態で、配線基板６７の導電パターン６７ｂと圧着端子３の突出部３ｃの自由端部３ｅ及び端子ピン６３とを半田又は導電性接着剤を用いて導通接続する。
次に、図７に示すように、コネクタ１と配線基板６７とを覆うようにしてカバー６を装着し、カバー６をステッピングモータ２０の本体２３に固着する。この際、カバー６の係合突起６ａと配線基板６７の切欠部６７ｃとを係合させ、配線基板６７をカバー６内に保持した状態でカバー６を本体２３に固着する。最後に、カバー６の内部に封止樹脂を充填して樹脂封止部８を形成する。
上記構成では、リード線２を圧着端子３を介してハウジング４に装着してコネクタ１を構成し、コネクタ１に保持した圧着端子３の突出部３ｃを配線基板６７の貫通孔６７ａに挿通させた後、自由端部３ｅを配線基板６７の導電パターン６７ｂに半田又は導電性接着剤で導通接続したため、リード線２の線材部２ａには予備半田が行われていない。そのため、リード線２に外部から機械的な負荷が加えられた場合でも、リード線２の線材部２ａが破断することを防止し、リード線２と配線基板６７との接続状態を維持することができる。
また、ステッピングモータ２０を組み立てた状態では、カバー６の係合突起６ａと配線基板６７の切欠部６７ｃとを係合させているため、配線基板６７をカバー６内で安定した状態で保持することができ、これにより、リード線２についてもカバー６内で安定した状態で保持することができる。
また、複数のリード線２をハウジング４に装着してコネクタ１を構成した後、コネクタ１と配線基板６７とを組み合わせるため、リード線２を一本ずつ配線基板６７に装着して半田付け等を行わなくてもよく、リード線２の配線基板６７への装着作業も軽減することができる。
尚、上記実施の形態においては、図６及び図７に明示されるように、コネクタ１を内側から配線基板６７に接続したが、コネクタ１を外側から配線基板６７に接続することもできる。
また、上記実施の形態においては、リード線２をコネクタ１を介して配線基板６７に接続して保持する場合を例示したが、コネクタ１を介さずに、図８に示すように、リード線２の圧着端子３の突出部３ｃを直接配線基板６７の貫通孔６７ａ（図６参照）に挿通し、配線基板６７の導電パターン６７ｂ（図７参照）と、圧着端子３の突出部３ｃの自由端部３ｅとを半田又は導電性接着剤を用いて導通接続することもできる。尚、同図に示したステッピングモータ４０の、圧着端子３を直接配線基板６７に接続した構成以外の構成については、コネクタ１を用いた場合の上記ステッピングモータ２０と同様である。
図８に示す構成によっても、リード線２の線材部２ａには予備半田が行われていないため、リード線２に外部から機械的な負荷が加えられた場合でも、リード線２の線材部２ａが破断することを防止し、リード線２と配線基板６７との接続状態を維持することができる。
尚、図８に示す構成でも、圧着端子３を内側から配線基板６７に接続したが、圧着端子３を外側から配線基板６７に接続することもできる。
上記各実施例において、配線基板６７の導電パターン６７ｂのランド、つまりコイル端子ピン６３間のピッチ及び圧着端子３の接続端子３ｃ間のピッチは、半田ディップ装置（図示せず）を用いた自動半田付けを行うときに隣接するもの同士の半田ブリッジを生じないようなピッチ間隔とする必要があり、一例としては、２．５ｍｍ程度のピッチ間隔が好ましい。
本発明にかかるコイル装置のリード線引出し構造を構成するためのコネクタを示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は上面図、（ｃ）は背面図、（ｄ）は側面図、（ｅ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。 図１のコネクタを構成する圧着端子を示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は上面図である。 図１のコネクタを構成するハウジングを示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は上面図、（ｃ）は背面図、（ｄ）は側面図、（ｅ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図、（ｆ）は下面図である。 本発明にかかるコイル装置のリード線引出し構造を構成するためのカバーを示す図であって、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線断面図、（ｃ）は下面図である。 リード線に図２の圧着端子を装着した状態を示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は上面図である。 本発明にかかるコイル装置のリード線引出し構造を用いたステッピングモータの組立方法を説明するための図であって、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）は組立斜視図である。 本発明にかかるコイル装置のリード線引出し構造を用いたステッピングモータを示す図であって、（ａ）は断面図、（ｂ）は（ａ）のＤ矢視図である。 本発明にかかるコイル装置のリード線引出し構造の他の実施の形態を用いたステッピングモータを示す断面図である。 従来のリード線引出し構造を用いたステッピングモータを示す断面図である。
符号の説明
１ コネクタ
２ リード線
２ａ 線材部
２ｂ 被覆部
３ 圧着端子
３ａ 線材把持部
３ｂ 被覆把持部
３ｃ 突出部（接続端子）
３ｄ 係合突起
３ｅ 自由端部
４ ハウジング
４ａ リード線挿入部
４ｂ スリット
４ｃ 舌状部
６ カバー
６ａ 係合突起
６ｂ 当接部
８ 樹脂封止部
２０ ステッピングモータ
２３ 本体
４０ ステッピングモータ
６１ コイルボビン
６２ コイル
６３ 端子ピン
６４ リード線
６５ コイル装置
６７ 配線基板
６７ａ 貫通孔
６７ｂ 導電パターン
６７ｃ 切欠部

Claims (1)

  1. コイルと、該コイルの外側に延びるとともに、該コイルの末端が接続される複数の端子ピンとを備えるコイル装置からリード線を引き出すリード線引出し構造であって、前記リード線は、前記コイル装置の外側から前記コイル装置に挿入されるとともに、電気的に前記端子ピンに接続され、
    該リード線引出し構造は、
    前記リード線の一端に装着された圧着端子と、
    前記端子ピンに略直角方向に接続される中継用の配線基板と、
    前記中継用の配線基板に前記リード線を接続するために設けられ、前記中継用の配線基板の表面に位置するコネクタと、
    前記端子ピンと前記中継用の配線基板とが互いに接続される部分、前記中継用の配線基板と前記コネクタとが互いに接続される部分、及び前記コネクタと前記リード線とが前記圧着端子を介して互いに接続される部分から所定の空間を空けて離間した状態でこれらの部分を取り囲むカバーとを備え、該空間に樹脂が充填され、
    さらに、前記カバーの内壁表面の上部に形成された当接部と、
    前記カバーの内壁表面に形成されるとともに、前記当接部の下方に配置された係合突起とを備え、
    前記リード線が取り付けられた複数の圧着端子は、該圧着端子の突出部が前記コネクタのハウジングから突出するように、前記コネクタに装着され、
    前記コネクタから突出している各圧着端子の先端部は、前記中継用の配線基板のコイル側の表面から挿入されるとともに、前記コイルに接続された端子ピンも、前記中継用の配線基板のコイル側の表面から挿入され、
    前記中継用の配線基板の前記コイルの反対側の表面において、前記圧着端子の突出部の自由端部及び前記端子ピンの先端部と前記中継用の配線基板に形成された導電パターンとが導通接続され、
    前記リード線は前記中継用の配線基板に平行な方向に延び、前記コイル装置の前記コイルは前記端子ピンの先端部を除いて樹脂封止された外周面を有し、前記中継用の配線基板は前記カバーの内部に配置され、前記中継用の配線基板は前記カバーの内壁表面から離間した状態で前記当接部と前記係合突起との間で支持されることを特徴とするコイル装置のリード線引出し構造。
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