JP2003178661A - リレー素子及びその実装構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電磁コイル等の発する熱によるカバーの伸縮
によって各端子に発生する外力に対抗する応力を、端子
と配線基板との電気的接続を損ねずに吸収する。 【解決手段】 先端部１１ｂ，１３ｂが配線基板２０に
各々半田付けされる電気的接続用の複数の端子１１，１
３の、熱膨張性材料製のカバー７から外部に各々導出さ
れる基端部１１ａ，１３ａが、電磁コイル５の発する熱
による熱膨張によってカバー７から受ける外力の、これ
に対抗する応力を、配線基板２０に実装した状態で配線
基板２０よりもカバー７寄りに位置する端子１１，１３
の中間部１１ｃ，１３ｃの撓み変形で吸収させるべく、
それに必要な可撓性を持たせるのに必要な所要の長さ寸
法Ｌが中間部１１ｃ，１３ｃに確保されるように、端子
１１，１３をその延在方向において所定の長さ寸法Ｌ´
で形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、配線基板上に半田
付けにより実装されて回路上の接点の開閉を行うリレー
素子と、その具体的な実装構造とに関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば車両のリレーボックスには、バッ
テリと車載の負荷との間を接続する電源ライン上に回路
的に配置されてその電源ライン上の接点の開閉を行うリ
レー素子が配設される。

【０００３】このリレー素子は、常開（又は常閉）型の
開閉接点部材とこの開閉接点部材を閉成（又は開放）側
に励磁変位させる電磁コイル等とを内部に収容したカバ
ーから、回路に対する電気的接続を行うための端子を外
部に導出して構成されている。

【０００４】このような構成によるリレー素子では、接
点の閉成（又は開放）側への励磁がある程度の時間継続
すると、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）等の合
成樹脂により形成されるリレー素子のカバーが、電磁コ
イルからの発熱によって熱膨張することがある。

【０００５】そして、カバーが熱膨張を起こすと、その
カバーから外部に導出されている端子の基端側の位置
を、配線基板に半田付けされている先端側の位置に対し
て、端子の延在方向と直交する方向において、カバーの
熱膨張量に応じた寸法で変位させようとする外力が発生
し、各端子の基端部に作用することになる。

【０００６】ところで、従来の車両では、リレーボック
ス等に関する配線基板への実装素子の半田付けを、Ｓｎ
（錫）−Ｐｂ（鉛）合金等の共晶（共融混合物）半田を
用いて行っていたので、この半田共晶自身の冷却固化後
における剛性のなさをむしろ利用して、カバーが熱膨張
した際に各端子の基端部に作用する外力に対抗する応力
を半田にて吸収させることで、端子と配線基板との電気
的接続を損ねずに応力の吸収を図るようにしていた。

【０００７】これに対し、近年の車両では、リレーボッ
クス等に関する配線基板への実装素子の半田付けを、環
境保護上の観点から、Ｐｂを含有しない材料の半田によ
り行うことが推進されつつある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、Ｐｂを含有
しない材料の材料の半田は、冷却固化後の剛性が非常に
高いことから、従来のように、カバーが熱膨張した際に
各端子の基端部に作用する外力に対抗する応力を半田に
吸収させようとするような構造を採用すると、応力の作
用した半田がそれを吸収しきれず、その応力が半田と配
線基板との間に集中して掛かり、そのため、半田が固ま
りとなって配線基板から剥がれて離脱し、端子と配線基
板との電気的接続を損ねてしまうことになってしまう。

【０００９】そのため、特に、Ｐｂを含有しない材料の
半田によって配線基板に対する端子の半田付けを行う場
合には、カバーが熱膨張した際に各端子の基端部に作用
する外力に対抗する応力を、端子と配線基板との電気的
接続を損ねてしまうことなく吸収できる場所を、配線基
板に対する端子の半田付け部の半田以外に求める必要が
ある。

【００１０】本発明は前記事情に鑑みなされたもので、
本発明の目的は、仮に、Ｐｂを含有しない材料の材料の
半田によって端子の先端部を配線基板に半田付けした場
合であっても、電磁コイル等の発熱因子の発する熱によ
るカバーの伸縮によって各端子に発生する外力に対抗す
る応力を、端子と配線基板との電気的接続を損ねてしま
うことなく吸収させることのできるリレー素子と、その
ようなリレー素子を実際に配線基板上に実装する際に用
いて好適なリレー素子の実装構造とを提供することにあ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
請求項１に記載した本発明のリレー素子は、接点開閉用
電磁コイル等の発熱因子を内部に収容する熱膨張性材料
からなるカバーと、該カバーの互いに異なる箇所から外
部に基端部が各々導出され、先端部が同一の配線基板上
の互いに異なる箇所に、Ｐｂを含有しない材料の半田に
よって各々半田付けされる、電気的接続用の複数の端子
とを有し、前記発熱因子の発する熱により前記カバーが
熱膨張するのに伴って、前記基端部に、前記端子の延在
方向と直交する方向に変位させようとする外力が前記カ
バーから加わるリレー素子において、前記各端子が、前
記先端部を前記配線基板に半田付けした状態で該配線基
板よりも前記カバー寄りに位置する端子部分に、前記外
力に対抗する応力を吸収するための所定の可撓性を具備
させるのに必要な、前記延在方向と直交する方向におけ
る前記端子の断面積との関係で定まる該延在方向におけ
る所要の長さ寸法が、前記先端部を前記配線基板に半田
付けした状態で前記端子部分に確保されるように、前記
延在方向において所定の長さ寸法で形成されていること
を特徴とする。

【００１２】また、請求項２に記載した本発明のリレー
素子は、請求項１に記載した本発明のリレー素子におい
て、前記カバーから前記延在方向に沿って延設され、前
記各端子の前記先端部を前記配線基板に半田付けした状
態で該配線基板に先端が当接することで、前記所要の長
さ寸法を前記延在方向において前記端子部分に確保させ
る、間隔調整用突起をさらに備えるものとした。

【００１３】さらに、請求項３に記載した本発明のリレ
ー素子は、請求項１に記載した本発明のリレー素子にお
いて、前記各端子から前記延在方向と交差する方向に膨
出形成され、これら各端子の前記先端部を前記配線基板
に半田付けした状態で該配線基板に当接することで、前
記所定の長さ寸法を前記延在方向において前記端子部分
に確保させる、間隔調整用突起をさらに備えるものとし
た。

【００１４】また、請求項４に記載した本発明のリレー
素子の実装構造は、請求項１乃至３のいずれかに記載し
た本発明のリレー素子を前記配線基板上に実装するため
の構造であって、前記先端部を前記配線基板に半田付け
した状態で前記端子部分に位置するように前記各端子に
放熱部材を装着することを特徴とする。

【００１５】さらに、請求項５に記載した本発明のリレ
ー素子の実装構造は、請求項４に記載した本発明のリレ
ー素子の実装構造において、前記放熱部材が、前記カバ
ーよりも熱膨張係数が低い材料の単体にて構成されてお
り、該単体の放熱部材に前記各端子を貫通させること
で、該各端子に前記放熱部材が装着されているものとし
た。

【００１６】請求項１に記載した本発明のリレー素子に
よれば、端子の延在方向において所定の長さ寸法で形成
された端子の、延在方向と直交する方向における断面積
との関係で定まる所要の長さ寸法が確保された、配線基
板よりもカバー寄りに位置する端子部分が、所定の可撓
性を具備していることになる。

【００１７】そのため、Ｐｂを含有しない材料の半田に
よって端子の先端部を配線基板に半田付けした状態で、
リレー素子の発熱因子が発する熱によってカバーが熱膨
張を起こし、これに起因して、端子の基端部に、端子の
延在方向と直交する方向に変位させようとする外力がカ
バーから加わると、その外力に対抗する応力が、その応
力に見合った所定の可撓性を具備している、配線基板よ
りもカバー寄りに位置する端子部分の、撓み変形により
吸収されて、配線基板に対して各端子を電気的及び機械
的に接続する半田には応力が作用しないことになる。

【００１８】また、請求項２に記載した本発明のリレー
素子によれば、請求項１に記載した本発明のリレー素子
において、カバーから端子の延在方向に沿って延設され
た間隔調整用突起の先端を配線基板に当接させた状態
で、各端子の先端部を配線基板に半田付けすると、間隔
調整用突起によってカバーと配線基板との間に確保され
た隙間により、配線基板よりもカバー寄りに位置する端
子部分に、所定の可撓性を具備させるのに必要な、延在
方向と直交する方向における断面積との関係で定まる所
要の長さ寸法が、確保されることになる。

【００１９】さらに、請求項３に記載した本発明のリレ
ー素子によれば、請求項１に記載した本発明のリレー素
子において、各端子からその延在方向と交差する方向に
膨出形成された間隔調整用突起を配線基板に当接させた
状態で、各端子の先端部を配線基板に半田付けすると、
間隔調整用突起によってカバーと配線基板との間に確保
された隙間により、配線基板よりもカバー寄りに位置す
る端子部分に、所定の可撓性を具備させるのに必要な、
延在方向と直交する方向における断面積との関係で定ま
る所要の長さ寸法が、確保されることになる。

【００２０】また、請求項４に記載した本発明のリレー
素子の実装構造によれば、請求項１乃至３のいずれかに
記載した本発明のリレー素子の端子の先端部を配線基板
に半田付けした状態で、そのリレー素子の発熱因子が熱
を発すると、配線基板よりもカバー寄りに位置する端子
部分に装着された放熱部材にも各端子を通じてその熱が
伝達されて、放熱部材の周辺に放出される。

【００２１】したがって、各端子を通じて放熱部材に伝
達された熱の分だけ、リレー素子の発熱因子から各端子
と配線基板との半田付け部分への熱の伝達が抑制乃至防
止されることになる。

【００２２】尚、請求項１に記載した本発明のリレー素
子を配線基板上に実装するために、請求項４に記載した
本発明のリレー素子の実装構造を採用する場合には、配
線基板よりもカバー寄りに位置する端子部分に装着させ
た放熱部材を、端子の延在方向と直交する方向におい
て、カバーの全体に亘ってカバーと配線基板との間に位
置するように構成してもよく、その場合には、リレー素
子の発熱因子からカバーに伝わった熱の少なくとも一部
が放熱部材に伝達されて周辺に放出されることから、カ
バーの熱膨張が少なくとも抑制されることになる。

【００２３】加えて、上記したように、端子の延在方向
と直交する方向において、カバーの全体に亘ってカバー
と配線基板との間に位置するように放熱部材を構成する
場合を含めて、請求項３に記載した本発明のリレー素子
の実装構造における放熱部材は、カバーよりも熱伝導率
が高い材料にて構成されていてもよく、その場合には、
リレー素子の発熱因子で発生した熱がカバーよりも放熱
部材に効率的に伝達されて周辺に放出されることから、
カバーの熱膨張がより一層抑制乃至防止されることにな
る。

【００２４】また、請求項５に記載した本発明のリレー
素子の実装構造によれば、請求項４に記載した本発明の
リレー素子の実装構造において、端子の先端部を配線基
板に半田付けした状態のリレー素子の発熱因子が熱を発
しても、各端子に放熱部材を装着しない場合のカバーの
熱膨張の度合いに比べて、カバーよりも熱膨張係数が低
い材料の単体にて構成された放熱部材の熱膨張の度合い
の方が小さくなる。

【００２５】したがって、各端子に放熱部材を装着しな
い場合のカバーの熱膨張により発生する外力以上の外力
が、放熱部材の熱膨張によって、配線基板よりもカバー
寄りに位置する端子部分に新たに発生することが、抑制
乃至防止されることになる。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明によるリレー素子の
実施形態を、図面を参照して説明する。

【００２７】図１は本発明の一実施形態に係るリレー素
子の原理的な概略構成を示す正面図であり、図１におい
て引用符号１で示す本実施形態のリレー素子は、例えば
車両のリレーボックス（図示せず。）の配線基板２０の
実装面２１上に実装されるものである。

【００２８】そして、リレー素子１は、図１中の想像線
で示す、常開（又は常閉）型の開閉接点部材３と、この
開閉接点部材３を閉成（又は開放）側に励磁変位させる
電磁コイル５（請求項中の発熱因子に相当。）と、図１
中の実線で示す、これらを内部に収容するＰＢＴ（ポリ
ブチレンテレフタレート）等の合成樹脂製のカバー７と
を有しており、カバー７の底部の四隅には、カバー７の
高さ方向に向けて脚長Ｌだけ底部から突出する間隔調整
用突起９が、カバー７と一体に各々形成されている。

【００２９】また、前記カバー７の底面からは、開閉接
点部材３に電気的に接続された２つの端子１１，１１の
基端部１１ａ，１１ａと、電磁コイル５に電気的に接続
された２つの端子１３，１３の基端部１３ａ，１３ａと
が、カバー７の高さ方向に向けて突出している。

【００３０】このように構成された本実施形態のリレー
素子１は、次のようにして、図１において引用符号２０
で示す配線基板の実装面２１上に実装される。

【００３１】まず、各端子１１．１３の配置に合わせて
配線基板２０に貫設されたスルーホール２３に、各端子
１１，１３を実装面２１側から挿入しつつ、各間隔調整
用突起９の先端を実装面２１に各々当接させて、スルー
ホール２３に挿入した各端子１１，１３の先端部１１
ｂ，１３ｂを、配線基板２０の実装面２１とは反対側に
位置するパターン面２５側に各々突出させる。

【００３２】次に、パターン面２５側に突出させた各端
子１１，１３の先端部１１ｂ，１３ｂを、パターン面２
５上に形成された配線パターン（図示せず。）の適所
に、Ｐｂフリーの半田２７（請求項中のＰｂを含有しな
い材料の半田に相当。）を用いて各々半田付けする。こ
れにより、各端子１１，１３が配線基板２０に電気的に
接続されると共に機械的に固定されて、リレー素子１が
配線基板２０上に実装される。

【００３３】したがって、リレー素子１を配線基板２０
上に実装した状態では、カバー７の間隔調整用突起９が
配線基板２０の実装面２１に当接することにより、実装
面２１とカバー７の底面との間に位置する各端子１１，
１３部分に、カバー７の高さ方向における寸法が間隔調
整用突起９の脚長Ｌと等しい、長さＬの中間部１１ｃ，
１３ｃ（請求項中の配線基板よりもカバー寄りに位置す
る端子部分に相当。）が、確保されることになる。

【００３４】ところで、本実施形態のリレー素子１で
は、開閉接点部材３を閉成（又は開放）側に励磁変位さ
せるための電流が端子１３，１３を経由して電磁コイル
５に流れると、電磁コイル５から発せられる熱によりカ
バー７が膨張し、特に、カバー７の底部の熱膨張によ
り、この底部から突出する各端子１１．１３の基端部１
１ａ，１３ａに、底部の延在方向である、カバー７の高
さ方向と直交する方向に基端部１１ａ，１３ａを変位さ
せようとする外力が、カバー７の底部から各々加わる。

【００３５】すると、配線基板２０のパターン面２５に
各々半田付けされた各端子１１，１３の先端部１１ｂ，
１３ｂと基端部１１ａ，１３ａとの間に、カバー７の高
さ方向と直交する方向への位置ずれが生じて、この位置
ずれを解消させようとする、外力に対抗する応力が、各
端子１１，１３の基端部１１ａ，１３ａから先端部１１
ｂ，１３ｂまでの間と、各先端部１１ｂ，１３ｂを配線
基板２０のパターン面２５に各々半田付けする半田２７
とのうち、どちらかに作用することになる。

【００３６】そこで、本実施形態のリレー素子１では、
上記した応力を、配線基板２０よりもカバー７寄りに位
置する各端子１１，１３の中間部１１ｃ，１３ｃにおい
て吸収させるべく、その応力の大きさ、換言すると、各
端子１１，１３の先端部１１ｂ，１３ｂと基端部１１
ａ，１３ａとの位置ずれ量に見合った可撓性が中間部１
１ｃ，１３ｃに備わるように、カバー７の高さ方向と直
交する方向における端子１１，１３の断面積や、端子１
１，１３の材料（硬度）に応じて、上述した中間部１１
ｃ，１３ｃの長さＬが決定されている。

【００３７】ちなみに、端子１１，１３の中間部１１
ｃ，１３ｃの長さＬは、カバー７の高さ方向と直交する
方向における端子１１，１３の断面積が大きければ、相
対的に大きい値に設定され、また、端子１１，１３が硬
度の高い材料であれば、相対的に大きい値に設定される
ことになる。

【００３８】したがって、端子１１，１３の材料（硬
度）が常に同じであれば、単に、端子１１，１３の断面
積との関係によってのみ、中間部１１ｃ，１３ｃの長さ
Ｌが決定されることになる。

【００３９】そして、当然ながら、カバー７の高さ方向
における各端子１１，１３の長さＬ´は、上述した中間
部１１ｃ，１３ｃの長さＬに、配線基板２０の厚さ寸法
を加えた寸法に、さらに、配線基板２０のパターン面２
５における半田２７による半田付け代を加えた値以上の
値に設定されている。

【００４０】以上の説明からも明らかなように、本実施
形態においては、カバー７の高さ方向が、請求項中の延
在方向に相当しており、カバー７の高さ方向における端
子１１，１３の長さＬ´が、請求項中の延在方向におけ
る所定の長さ寸法に相当していると共に、カバー７の高
さ方向における各端子１１，１３の中間部１１ｃ，１３
ｃの寸法Ｌが、請求項中の延在方向における所要の長さ
寸法に相当している。

【００４１】次に、上述のように構成された本実施形態
のリレー素子１の作用について説明する。

【００４２】本実施形態のリレー素子１では、先に説明
したように、パターン面２５の不図示の配線パターンに
対して各端子１１，１３を半田２７により半田付けする
ことで、配線基板２０にリレー素子１を実装した状態
で、電磁コイル５から発せられる熱によりカバー７が熱
膨張すると、各端子１１．１３の基端部１１ａ，１３ａ
に、カバー７の高さ方向と直交する方向に基端部１１
ａ，１３ａを変位させようとする外力が、カバー７の底
部から加わる。

【００４３】すると、カバー７の間隔調整用突起９の存
在によって配線基板２０の実装面２１とカバー７の底面
との間に確保された各端子１１，１３の中間部１１ｃ，
１３ｃが、各端子１１，１３の先端部１１ｂ，１３ｂと
基端部１１ａ，１３ａとの位置ずれ量に見合った量で撓
み変形して、カバー７の底部から基端部１１ａ，１３ａ
に加わる外力に対抗する応力が、撓み変形した中間部１
１ｃ，１３ｃにおいて吸収される。

【００４４】したがって、電磁コイル５の発する熱によ
るカバー７の熱膨張に起因して、各端子１１，１３の基
端部１１ａ，１３ａを先端部１１ｂ，１３ｂに対してカ
バー７の高さ方向と直交する方向に相対変位させようと
する外力が発生しても、その外力に対抗する応力が、配
線基板２０に各端子１１，１３を半田付けするのに用い
られる半田２７に作用することが、防止される。

【００４５】よって、冷却固化後の剛性が非常に高い、
Ｐｂを含有しない材料の半田を用いて、配線基板２０に
対する各端子１１，１３の半田付けを行ったとしても、
カバー７の熱膨張に伴って各端子１１，１３の基端部１
１ａ，１３ａに発生する外力に対抗する応力によって、
半田が配線基板２０から剥がれて離脱し各端子１１，１
３と配線基板２０との電気的接続が損なわれてしまうの
を、確実に防止して、Ｐｂを含有しない材料の半田によ
る各端子１１，１３と配線基板２０との半田付けを可能
にすることができる。

【００４６】尚、上述した本実施形態のリレー素子１で
は、各端子１１，１３の先端部１１ｂ，１３ｂをパター
ン面２５上の不図示の配線パターンに半田２７を用いて
各々半田付けして、リレー素子１を配線基板２０上に実
装した状態で、リレー素子１のカバー７の底面と実装面
２１との間に位置する各端子１１，１３部分に、カバー
７の高さ方向における寸法が長さＬである中間部１１
ｃ，１３ｃが確保されるようにするために、カバー７の
四隅に、その高さ方向に向けて脚長Ｌだけ底部から突出
する間隔調整用突起９を各々形成するものとした。

【００４７】しかし、カバー７の四隅に間隔調整用突起
９を各々形成する代わりに、図２の原理的な概略構成の
正面図で示すように、各端子１１，１３の中間部１１
ｃ，１３ｃから側方（請求項中の端子の延在方向と交差
する方向に相当。）に間隔調整用突起１１ｄ，１３ｄを
膨出形成し、端子１１，１３の先端部１１ｂ，１３ｂ側
における各間隔調整用突起１１ｄ，１３ｄの縁部を、カ
バー７の底部からカバー７の高さ方向に長さＬだけ離間
した箇所に位置させる構成としてもよい。

【００４８】そして、そのように構成した場合には、配
線基板２０のスルーホール２３に各端子１１，１３を実
装面２１側から挿入しつつ、各間隔調整用突起１１ｄ，
１３ｄの先端部１１ｂ，１３ｂ側の縁部を実装面２１に
各々当接させ、スルーホール２３を挿通して配線基板２
０のパターン面２５側に突出した各端子１１，１３の先
端部１１ｂ，１３ｂを、パターン面２５上の不図示の配
線パターンに、半田２７を用いて各々半田付けすること
になる。

【００４９】このように構成しても、カバー７の四隅に
間隔調整用突起９を各々形成したリレー素子１と同様の
作用、効果を得ることができる。

【００５０】また、配線基板２０上に実装したリレー素
子１のカバー７の底面と実装面２１との間に位置する各
端子１１，１３部分に、カバー７の高さ方向における寸
法が長さＬである中間部１１ｃ，１３ｃを、他の方法に
て確保させることができるのであれば、カバー７の四隅
の間隔調整用突起９や、各端子１１．１３の間隔調整用
突起１１ｄ，１３ｄを省略してもよい。

【００５１】次に、図１を参照して説明したリレー素子
１を配線基板２０の実装面２１上に実装する際に用いて
好適な、本発明の一実施形態に係るリレー素子の実装構
造について、図面を参照して説明する。

【００５２】図３は本発明の一実施形態に係るリレー素
子の実装構造を原理的に示す正面図であり、図３中図１
と同様の部材、箇所には、図１において付した用いたも
のと同一の引用符号を付して、詳細な説明を省略する。

【００５３】そして、本実施形態の実装構造では、各端
子１１，１３の先端部１１ｂ，１３ｂをパターン面２５
上の不図示の配線パターンに半田２７を用いて各々半田
付けして、リレー素子１を配線基板２０上に実装した状
態で、実装面２１とカバー７の底面との間に位置するよ
うに、各端子１１，１３の中間部１１ｃ，１３ｃに平板
状の単体からなる放熱部材３０を装着している。

【００５４】詳しくは、配線基板２０に貫設されたスル
ーホール２３に各端子１１，１３を挿入する前に、各端
子１１．１３の配置に合わせて放熱部材３０に貫設され
た取付孔３１に各端子１１，１３を嵌挿し、その上で、
各端子１１，１３を実装面２１側からスルーホール２３
に挿入することで、配線基板２０の実装面２１とリレー
素子１のカバー７の底面との間に位置するように、各端
子１１．１３の中間部１１ｃ，１３ｃに放熱部材３０を
装着している。

【００５５】これにより、リレー素子１の電磁コイル５
からカバー７に伝わった熱の少なくとも一部が放熱部材
３０に伝達されて周辺に放出されることから、放熱部材
３０に伝達される熱の分だけカバー７の熱膨張が少なく
とも抑制されて、カバー７の高さ方向と直交する方向に
基端部１１ａ，１３ａを変位させようとする外力が少な
くとも減少し、この外力に対抗する応力が少なくとも減
少する。

【００５６】したがって、各端子１１．１３の中間部１
１ｃ，１３ｃの撓み変形による応力の吸収がより容易に
実現され、ひいては、応力の吸収のために各端子１１．
１３の中間部１１ｃ，１３ｃに必要とされる可撓性が少
なくて済むようになる分だけ、端子１１，１３の断面積
や端子１１，１３の材料（硬度）に応じて決定される、
中間部１１ｃ，１３ｃの長さＬや間隔調整用突起９の脚
長Ｌを、相対的に短くして、リレー素子１の小型化を図
ることが可能となる。

【００５７】尚、図２を参照して説明したリレー素子１
を配線基板２０の実装面２１上に実装する際にも、間隔
調整用突起１１ｄ，１３ｄから基端部１１ａ，１３ａに
かけての各端子１１，１３部分のどこかに、図３に示す
放熱部材３０を装着することで、図３に示す実装構造と
同様の作用、効果を得ることができる。

【００５８】ちなみに、リレー素子１のカバー７の底面
と配線基板２０の実装面２１との間に位置する各端子１
１，１３部分に、カバー７の高さ方向における寸法が長
さＬである中間部１１ｃ，１３ｃを、他の任意の手段に
よって確保することが可能であるならば、そのことを前
提に、図４に本発明の他の実施形態に係るリレー素子の
実装構造の正面図で示すように、カバー７の四隅の間隔
調整用突起９や、各端子１１．１３の間隔調整用突起１
１ｄ，１３ｄを省略し、カバー７の高さ方向と直交する
方向において、カバー７の全体に亘ってカバー７と配線
基板２０との間に位置するように放熱部材３０を構成し
てもよい。

【００５９】そして、そのように構成した場合には、リ
レー素子１の電磁コイル５からカバー７に伝わった熱の
少なくとも一部が放熱部材３０に伝達されて周辺に放出
されることから、カバー７の熱膨張が少なくとも抑制さ
れて、これに起因する、カバー７の高さ方向と直交する
方向に基端部１１ａ，１３ａを変位させようとする外力
が少なくとも減少し、この外力に対抗する応力が少なく
とも減少ることになる。

【００６０】したがって、各端子１１．１３の中間部１
１ｃ，１３ｃの撓み変形による応力の吸収がより一層容
易に実現され、ひいては、応力の吸収のために各端子１
１．１３の中間部１１ｃ，１３ｃに必要とされる可撓性
がより一層少なくて済むようになる分だけ、端子１１，
１３の断面積や端子１１，１３の材料（硬度）に応じて
決定される中間部１１ｃ，１３ｃの長さＬを、相対的に
より一層短くして、リレー素子１のより一層の小型化を
図ることが可能となる。

【００６１】また、図３及び図４のいずれの実施形態の
実装構造の場合においても、或は、図示しての詳細な説
明を省略した、図２のリレー素子１の各端子１１，１３
部分に放熱部材３０を装着する図３の変形の実施形態に
よる実装構造の場合においても、放熱部材３０は、カバ
ー７よりも熱伝導率が高い材料にて構成されていてもよ
く、その場合には、リレー素子１の電磁コイル５で発生
した熱がカバー７よりも放熱部材３０に効率的に伝達さ
れて周辺に放出されることから、カバー７の熱膨張がよ
り一層抑制乃至防止されて、各端子１１．１３の中間部
１１ｃ，１３ｃの撓み変形による応力吸収のより一層容
易な実現や、端子１１，１３の中間部１１ｃ，１３ｃの
長さＬ及びカバー７の間隔調整用突起９の脚長Ｌの短縮
化によるリレー素子１のより一層の小型化の実現が、促
進されることになる。

【００６２】さらに、図３及び図４の各実施形態のよう
に、放熱部材３０を平板状の単体によって構成する場合
には、カバー７よりも熱膨張係数が低い材料にて放熱部
材３０を構成する方が有利である。

【００６３】その理由は、端子１１，１３の先端部１１
ｂ，１３ｂを配線基板２０に半田付けした状態でリレー
素子１の電磁コイル５が熱を発しても、各端子１１，１
３に放熱部材３０を装着しない場合のカバー７の熱膨張
の度合いに比べて、カバー７よりも熱膨張係数が低い材
料の単体にて構成された放熱部材３０の熱膨張の度合い
の方が小さくなるからである。

【００６４】即ち、各端子１１，１３に放熱部材３０を
装着しない場合のカバー７の熱膨張により発生する外力
以上の外力が、放熱部材３０の熱膨張によって各端子１
１．１３の中間部１１ｃ，１３ｃに新たに発生すること
が、抑制乃至防止されるからであり、これにより、中間
部１１ｃ，１３ｃの撓み変形により吸収しきれない新た
な応力の元となる大きな外力が発生するのを抑制乃至防
止し、各端子１１．１３と配線基板２０との半田２７を
用いた半田付けによる電気的接続を、良好に保つことが
できるからである。

【００６５】しかし、放熱部材を各端子１１，１３毎に
別々に構成して、各端子１１，１３から各放熱部材に伝
わる熱により、或は、図４の実施形態の場合には各端子
１１，１３やカバー７から各放熱部材に伝わる熱によ
り、熱膨張した各放熱部材どうしが緩衝しないようにす
ることができる場合や、近隣の端子１１，１３に接触す
ることがないようにすることができる場合には、カバー
７に対する熱膨張係数の高低を意識して放熱部材を構成
する材料を選定する必要は、必ずしもない。

【００６６】さらに、放熱部材３０を各端子１１，１３
に装着しない場合であっても、配線基板２０上に実装し
た状態のリレー素子１の底面とカバー７との間に長さＬ
の間隔を確保させる、カバー７の四隅の間隔調整用突起
９や、各端子１１．１３の間隔調整用突起１１ｄ，１３
ｄの存在は、次のような点で意義がある。

【００６７】即ち、間隔調整用突起９，１１ｄ，１３ｄ
が存在しないと、電磁コイル５が配線基板２０にかなり
近接して配置されて、電磁コイル５から周辺に放出され
る熱が配線基板２０の半田付け部分に伝わり易くなり、
その影響で、半田２７の熱による劣化や配線基板２０の
熱膨張による半田付け部の変形による、リレー素子１と
配線基板２０との電気的接続状態の劣化が発生し易くな
る。

【００６８】しかし、間隔調整用突起９，１１ｄ，１３
ｄが存在してリレー素子１の底面とカバー７との間に長
さＬの間隔が確保されることで、電磁コイル５が配線基
板２０からある程度離間される分だけ、リレー素子１の
放出する熱が配線基板２０の半田付け部分に伝わる度合
いを少なくして、その熱の影響によるリレー素子１と配
線基板２０との電気的接続状態の劣化の発生を、抑制乃
至防止することができるようになる。

【００６９】したがって、放熱部材３０が存在しなくて
も、間隔調整用突起９，１１ｄ，１３ｄが存在すること
は、それ単独で意義がある。

【００７０】また、本発明は、上述したような、車両の
リレーボックスの配線基板２０の実装面２１上に実装さ
れるリレー素子１や、その実装構造として適用可能であ
ることは勿論、車両以外の分野も含めて、内部に発熱因
子を収容した熱膨張性材料からなるカバーと、このカバ
ーから外部に基端部が各々導出される電気的接続用の複
数の端子とを有するリレー素子や、そのリレー素子の配
線基板に対する実装構造の全般に、広く適用可能である
ことは、言うまでもない。

【００７１】

【発明の効果】以上説明したように請求項１に記載した
本発明のリレー素子によれば、接点開閉用電磁コイル等
の発熱因子を内部に収容する熱膨張性材料からなるカバ
ーと、該カバーの互いに異なる箇所から外部に基端部が
各々導出され、先端部が同一の配線基板上の互いに異な
る箇所に、Ｐｂを含有しない材料の半田によって各々半
田付けされる、電気的接続用の複数の端子とを有し、前
記発熱因子の発する熱により前記カバーが熱膨張するの
に伴って、前記基端部に、前記端子の延在方向と直交す
る方向に変位させようとする外力が前記カバーから加わ
るリレー素子において、前記各端子が、前記先端部を前
記配線基板に半田付けした状態で該配線基板よりも前記
カバー寄りに位置する端子部分に、前記外力に対抗する
応力を吸収するための所定の可撓性を具備させるのに必
要な、前記延在方向と直交する方向における前記端子の
断面積との関係で定まる該延在方向における所要の長さ
寸法が、前記先端部を前記配線基板に半田付けした状態
で前記端子部分に確保されるように、前記延在方向にお
いて所定の長さ寸法で形成されている構成とした。

【００７２】このため、リレー素子の発熱因子が発する
熱によってカバーが熱膨張を起こし、これに起因して、
端子の基端部に、端子の延在方向と直交する方向に変位
させようとする外力がカバーから加わっても、その外力
に対抗する応力を、配線基板よりもカバー寄りに位置す
る端子部分の撓み変形により吸収させ、配線基板に端子
を電気的に接続する、Ｐｂを含有しない材料の半田に、
応力が作用しないようにして、カバーの熱膨張に起因し
て発生する、端子を変形させようとする外力に対抗する
応力を、端子と配線基板との電気的接続を損ねることな
く確実に吸収させ、冷却固化後の剛性が非常に高い、Ｐ
ｂを含有しない材料の半田による端子と配線基板との半
田付けをも可能にすることができる。

【００７３】また、請求項２に記載した本発明のリレー
素子によれば、請求項１に記載した本発明のリレー素子
において、前記カバーから前記延在方向に沿って延設さ
れ、前記各端子の前記先端部を前記配線基板に半田付け
した状態で該配線基板に先端が当接することで、前記所
定の長さ寸法を前記延在方向において前記端子部分に確
保させる、間隔調整用突起をさらに備える構成とした。

【００７４】このため、請求項１に記載した本発明のリ
レー素子において、各端子の先端部を配線基板に半田付
けする際に、間隔調整用突起の先端を配線基板に当接さ
せることで、配線基板よりもカバー寄りに位置する端子
部分に所要の長さ寸法を確実に確保させて、端子の基端
部に発生する外力に対抗する応力を撓み変形により吸収
し得るようにするために必要な所定の可撓性を、配線基
板よりもカバー寄りに位置する端子部分に確実に具備さ
せることができる。

【００７５】さらに、請求項３に記載した本発明のリレ
ー素子によれば、請求項１に記載した本発明のリレー素
子において、前記各端子から前記延在方向と交差する方
向に膨出形成され、これら各端子の前記先端部を前記配
線基板に半田付けした状態で該配線基板に当接すること
で、前記所定の長さ寸法を前記延在方向において前記端
子部分に確保させる、間隔調整用突起をさらに備える構
成とした。

【００７６】このため、請求項１に記載した本発明のリ
レー素子において、各端子の先端部を配線基板に半田付
けする際に、間隔調整用突起を配線基板に当接させるこ
とで、配線基板よりもカバー寄りに位置する端子部分に
所要の長さ寸法を確実に確保させて、端子の基端部に発
生する外力に対抗する応力を撓み変形により吸収し得る
ようにするために必要な所定の可撓性を、配線基板より
もカバー寄りに位置する端子部分に確実に具備させるこ
とができる。

【００７７】また、請求項４に記載した本発明のリレー
素子の実装構造によれば、請求項１乃至３のいずれかに
記載した本発明のリレー素子を前記配線基板上に実装す
るための構造であって、前記先端部を前記配線基板に半
田付けした状態で前記端子部分に位置するように前記各
端子に放熱部材を装着する構成とした。

【００７８】このため、請求項１乃至３のいずれかに記
載した本発明のリレー素子の端子の先端部を配線基板に
半田付けした状態で、そのリレー素子の発熱因子が熱を
発した場合に、各端子を通じて放熱部材に伝達された熱
の分だけ、リレー素子の発熱因子から各端子と配線基板
との半田付け部分への熱の伝達を抑制乃至防止させて、
配線基板からの半田の脱落の原因となりかねない半田の
加熱を、抑制乃至防止させることができる。

【００７９】さらに、請求項５に記載した本発明のリレ
ー素子の実装構造によれば、請求項４に記載した本発明
のリレー素子の実装構造において、前記放熱部材が、前
記カバーよりも熱膨張係数が低い材料の単体にて構成さ
れており、該単体の放熱部材に前記各端子を貫通させる
ことで、該各端子に前記放熱部材が装着されている構成
とした。

【００８０】このため、請求項４に記載した本発明のリ
レー素子において、端子の先端部を配線基板に半田付け
した状態のリレー素子の発熱因子が熱を発した場合に、
各端子に放熱部材を装着しない場合のカバーの熱膨張に
起因する外力よりも大きな外力が、放熱部材の熱膨張に
起因して各端子の基端部に新たに発生することを抑制乃
至防止して、単体の放熱部材を各端子に装着したことに
より、配線基板よりもカバー寄りに位置する端子部分の
撓み変形により吸収しきれない新たな応力の元となる大
きな外力が発生するのを抑制乃至防止し、端子と配線基
板との電気的接続を良好に保つことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係るリレー素子の原理的
な概略構成を示す正面図である。

【図２】本発明の他の実施形態に係るリレー素子の原理
的な概略構成を示す正面図である。

【図３】本発明の一実施形態に係るリレー素子の実装構
造を原理的に示す正面図である。

【図４】本発明の他の実施形態に係るリレー素子の実装
構造を原理的に示す正面図である。

【符号の説明】

１ リレー素子 ５ 電磁コイル（発熱因子） ７ カバー ９，１１ｄ，１３ｄ 間隔調整用突起 １１，１３ 端子 １１ａ，１３ａ 端子基端部 １１ｂ，１３ｂ 端子先端部 １１ｃ，１３ｃ 端子中間部（配線基板よりもカバー寄
りに位置する端子部分） ２０ 配線基板 ２７ 半田（Ｐｂを含有しない材料の半田） ３０ 放熱部材 Ｌ 端子中間部の長さ（延在方向における所要の長さ寸
法） Ｌ´ 端子の長さ（延在方向における所定の長さ寸法）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 芳行 静岡県榛原郡榛原町布引原206−１ 矢崎 部品株式会社内 (72)発明者 松浦 信五 静岡県榛原郡榛原町布引原206−１ 矢崎 部品株式会社内 Ｆターム(参考） 5E319 AA02 AB01 AC01 BB01 CC23 CD28 GG03 GG11 5E336 AA01 BB02 CC02 CC23 CC29 CC51 EE02 GG03 GG05 GG14

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 接点開閉用電磁コイル等の発熱因子を内
   部に収容する熱膨張性材料からなるカバーと、該カバー
   の互いに異なる箇所から外部に基端部が各々導出され、
   先端部が同一の配線基板上の互いに異なる箇所に、Ｐｂ
   を含有しない材料の半田によって各々半田付けされる、
   電気的接続用の複数の端子とを有し、前記発熱因子の発
   する熱により前記カバーが熱膨張するのに伴って、前記
   基端部に、前記端子の延在方向と直交する方向に変位さ
   せようとする外力が前記カバーから加わるリレー素子に
   おいて、 前記各端子は、前記先端部を前記配線基板に半田付けし
   た状態で該配線基板よりも前記カバー寄りに位置する端
   子部分に、前記外力に対抗する応力を吸収するための所
   定の可撓性を具備させるのに必要な、前記延在方向と直
   交する方向における前記端子の断面積との関係で定まる
   該延在方向における所要の長さ寸法が、前記先端部を前
   記配線基板に半田付けした状態で前記端子部分に確保さ
   れるように、前記延在方向において所定の長さ寸法で形
   成されている、 ことを特徴とするリレー素子。
2. 【請求項２】 前記カバーから前記延在方向に沿って延
   設され、前記各端子の前記先端部を前記配線基板に半田
   付けした状態で該配線基板に先端が当接することで、前
   記所定の長さ寸法を前記延在方向において前記端子部分
   に確保させる、間隔調整用突起をさらに備える請求項１
   記載のリレー素子。
3. 【請求項３】 前記各端子から前記延在方向と交差する
   方向に膨出形成され、これら各端子の前記先端部を前記
   配線基板に半田付けした状態で該配線基板に当接するこ
   とで、前記所定の長さ寸法を前記延在方向において前記
   端子部分に確保させる、間隔調整用突起をさらに備える
   請求項１記載のリレー素子。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれかに記載のリレ
   ー素子を前記配線基板上に実装するための構造であっ
   て、 前記先端部を前記配線基板に半田付けした状態で前記端
   子部分に位置するように前記各端子に放熱部材を装着す
   る、 ことを特徴とするリレー素子の実装構造。
5. 【請求項５】 前記放熱部材は、前記カバーよりも熱膨
   張係数が低い材料の単体にて構成されており、該単体の
   放熱部材に前記各端子を貫通させることで、該各端子に
   前記放熱部材が装着されている請求項４記載のリレー端
   子の実装構造。