JP2007005480A - 電子部品装着機構 - Google Patents

Abstract

【課題】 リサイクルを容易にする電子部品の装着技術を提供する。
【解決手段】 ＬＥＤ２０を基板４０ａに実装する際、ＬＥＤ２０をハンダ付けするのではなく、装着カバー３０をかぶせることでＬＥＤ２０を基板４０ａに実装する。つまり、ＬＥＤ２０は装着カバー３０によって押さえつけられるようにして基板４０ａに固定される。装着カバー３０は、脚の先端部分が基板４０ａに設けられた孔に係止されることで固定される。装着カバー３０の下面には、ＬＥＤ２０の電極を押さえつけるための押圧部が設けられており、実装時には、電極を基板４０ａのパターンに押さえつけ、電気的接触を確保する。かかる実装方法を採ることにより、リサイクル時には、ＬＥＤ２０を容易に取り外すことが可能となる。
【選択図】 図３

Description

本発明は電子部品を基板等に装着するための技術に関する。

パチンコ機その他の遊技機では、制御基板や中継基板に種々の電子部品が実装されている。従来、これらの電子部品は表面実装されるのが通常であった。ただし、ランプについては、電極の構造上、特許文献１の第１３図に示されるようなランプホルダに差し込んだ上で、ランプホルダの電極を介して基板のパターンに接触させる方法で装着されていた。

特許２５５４６７３号公報

近年、環境への影響を考慮して、種々の分野で部品等のリサイクルが図られている。遊技機においても、電子部品を制御基板等から取り外しリサイクルすることは可能である。特に、遊技機では、発光ダイオード（ＬＥＤ）が多数用いられており、このリサイクルを実現することが要望されている。

しかし、電子部品が表面実装されている場合には、リサイクル時にハンダを融かすための加熱が必要となり、加熱のためのエネルギが無駄に消費されるという課題を招くことになる。また、加熱によって部品の損耗を招くおそれがあるという課題もある。特許文献１記載のランプホルダの構造は、比較的大型の部品にのみ適用可能であり、ＬＥＤなどの小型な部品を含む多種多様な電子部品には適用できない。

上述の課題は、遊技機に固有のものではなく、基板等に実装された電子部品のリサイクルに共通の課題であった。本発明は、こうした課題に鑑み、リサイクルに適した電子部品の装着技術を提供することを目的とする。

本発明では、電子部品をハンダ付けではなく、装着カバーを用いて、基板やソケットなどの所定の実装部材に装着する。実装部品は本体部、固定部、押圧部を有する構造をなしている。以下、適宜、下から実装部材、電子部品、装着カバーを配置した状態を例にとって、装着カバーの構造を説明する。

本体部は、電子部品の少なくとも一部を実装部材との間で挟むように覆う部分である。本体部は、平面形状において、電子部品よりも一部が外部にはみ出していることが好ましい。平面形状は矩形その他の多角形、円形、楕円形など種々の形状を採ることができる。

固定部は、本体部に固定され、電子部品と非接触の部位で装着カバーを実装部材に固定するための部分である。固定部と本体部とを別部品として形成してもよいし、両者を一体成型してもよい。上述の配置を例にとって説明すれば、固定部は、例えば、本体部の底面または側面から下方に延伸する脚または壁とすることができる。成型が容易という観点から、延伸方向は本体部から直下とすることが好ましいが、斜め方向に延伸させてもよい。

押圧部は、本体部に固定され、電子部品の少なくとも一部を実装部材に押しつける部分である。押しつける対象には、電極が含まれる。併せて電極以外の部分を押しつけ可能な構造としてもよい。押圧部によって、電極が実装部材上のパターンに押しつけることができ、電気的な導通を確保することができる。押圧部は、本体部と別部品として形成してもよいし、両者を一体成型してもよい。押圧部は、固定部と同様、本体部の底面または側面から下方に延伸する脚または壁とすることができる。成型が容易という観点から、延伸方向は本体部から直下とすることが好ましいが、斜め方向に延伸させてもよい。

装着カバーは実装部材に種々の方法で固定することができる。例えば、固定部をハンダ付けに耐えうる材料で形成して、実装部材にハンダ付けするようにしてもよい。固定部をハンダ付けしたとしても、電子部品がハンダ付けされている訳ではないから、固定部を破損することにより容易に電子部品を取り外すことが可能となる。また、仮にハンダを融かして装着カバーのリサイクルも図る場合であっても、電子部品への加熱を緩和することができ、部品の損耗を抑制することが可能である。

別の態様として、装着カバーの固定部は、実装部材に設けられた被係合部分に対して機械的に係合可能な形状としてもよい。例えば、実装部材が基板である場合、固定部は、基板に設けられた孔に挿入して、基板の背面に係止できる突起付きの脚とすることができる。実装部材がソケットである場合、固定部は、ソケットに設けられた凹部に係止できる突起、またはソケットに設けられた突起に係止できる凹部もしくは孔を設けた構造とすることができる。これらの方法で機械的に係合可能な形状とすることにより、実装部材に、装着カバーを容易に装着することが可能となる利点がある。

装着カバーは種々の材料で構成することができるが、押圧部は非導電性の弾性材料で形成することが好ましい。非導電性材料を用いることにより、電子部品の電極間のショートを回避することができる。もっとも、押圧部の全体を非導電性とする必要はなく、少なくとも電極との接触部のみを非導電性とすればよい。また、弾性材料とすることにより、弾性力によって電極をより確実に実装部材に押しつけることが可能となり、接触不良を回避することができる。かかる材料としては、例えば、ゴムや樹脂が挙げられる。押圧部以外に固定部および本体部なども弾性材料として構成してもよい。こうすることにより、上述の効果をより向上させることができる。

押圧部を弾性材料で形成する場合には、押圧部の本体部への取り付け構造は、押圧部に対して所定範囲での自由度を確保可能な構造とすることが好ましい。例えば、平板状の本体部の底面に押圧部を取り付ける場合には、取り付け部周辺で本体部に切り欠きを設けることにより、押圧部の自由度が確保される。これらの構造を採ることにより、実装部材と押圧部端部との隙間が、電子部品の電極厚さに満たない場合でも、寸法誤差は押圧部の自由度で補償されるため、装着カバーを装着することが可能となる。また、押圧部自身の弾性力に加えて、押圧部の取り付け部で生じる弾性力によって電子部品をより確実に実装部材に装着することが可能となる利点もある。

本発明は、種々の電子部品を実装対象とすることができ、ＬＥＤなどの発光用の部品を対象とすることもできる。かかる場合には、本体部には、電子部品からの発光を透過する光透過部を設けることが好ましい。透過部は、単に電子部品からの発光を阻害しないような孔を設けるものとしてもよいし、少なくとも光が通過する部分に透明部材を用いて本体部を形成するようにしてもよい。

装着カバーの本体部には、電子部品をはめ込み固定するための凹部を形成してもよい。こうすることにより電子部品を一旦、装着カバーに固定した後、実装部材に装着可能となるため、電子部品の実装効率を向上させることが可能となる。例えば、本体部の底面側に側壁を設けて凹部を形成する方法を採ることができる。凹部は必ずしも電子部品の全外周を連続的に接するものである必要はなく、電子部品の外周の一部に接するものであってもよい。電子部品を固定するという観点からは、凹部の形状は、電子部品をはめ込み可能な範囲で、電子部品の平面形状よりも若干、小さくすることにより、はめ合いをきつめにしておくことが好ましい。例えば、凹部を電子部品の全外周を連続的に覆うものではなく、角で切り離して独立した複数の側壁からなる構造としておけば、凹部に変形の自由度が確保されるため、電子部品のはめ合いとの関係で許容される誤差範囲が緩和される利点がある。また、寸法の許容誤差範囲を緩和するという観点からは、凹部の内壁面に抜き勾配のようなテーパをもたせるようにしてもよい。

本発明の装着カバーは、上述の特徴を全て備えている必要はなく、一部を省略したり、適宜組み合わせたりして構成してもよい。また、本発明は、装着カバーとしての態様の他、上述の装着カバーを用いた電子部品の装着方法として構成してもよい。

本発明の実施例について、遊技機への適用を例にとって以下の順序で説明する。
Ａ．遊技機の構成：
Ｂ．実装方法：
Ｃ１．第１変形例：
Ｃ２．第２変形例：
Ｄ．第２実施例：

Ａ．遊技機の構成：
図１は実施例としての遊技機の正面図である。パチンコ機としての例を示した。遊技機の中央付近には図柄表示部４０が設けられている。役物は、遊技中に始動入賞口に遊技球が入ると抽選を行い、その結果を表示する機構である。役物の内部にはＬＥＤが実装されており、その点灯状態によって抽選中および結果表示時に種々の演出を行う。図柄表示部４０は、図中に示した７セグメントの表示部に限らず、種々の構成を採ることが可能である。

図２は図柄表示部４０を構成するＬＥＤの配置を示す説明図である。図示する通り、基板４０ａの上に多数のＬＥＤが実装される。破線で囲んだグループＡ内のＬＥＤは、図柄表示部４０の中央の７セグメント表示部に対応する。グループＢ、Ｃはそれぞれ右側、左側の７セグメント表示部に対応する。グループＤ，Ｅは、それぞれ右側、左側の７セグメント表示部の背景である。グループＦ１，Ｆ２，Ｆ３は、それぞれ図柄表示部４０の周辺の装飾用表示である。本実施例では、これらのＬＥＤは、以下で示す装着カバーを用いることにより、ハンダを用いることなく実装されている。

説明の便宜上、実装された状態のＬＥＤ、即ち電子部品としてのＬＥＤに装着カバーが装着された状態を、ＬＥＤユニットと称するものとする。以下では、図中のＬＥＤユニット１０を例にとって、ＬＥＤの実装方法について説明する。

Ｂ．実装方法：
図３はＬＥＤの実装方法を示す分解斜視図である。図の下方には、基板４０ａにＬＥＤユニット１０を実装した状態を示した。図の中央にはＬＥＤ２０を示し、図の上方には装着カバー３０を示した。

図示する通り、本実施例では、装着カバー３０をかぶせることでＬＥＤ２０を基板４０ａに実装する。つまり、ＬＥＤ２０は装着カバー３０によって押さえつけられるようにして基板４０ａに固定される。ＬＥＤ２０自体のハンダ付けは不要である。

装着カバー３０の構造については後述するが、本実施例では、装着カバー３０は、脚の先端部分が基板４０ａに設けられた孔に係止されることで固定される。脚の先端を基板４０ａにハンダ付けまたは接着することで固定する方法を採っても良い。

図４は実施例の装着カバーを示す三面図および断面図である。図４（ａ）は平面図、図４（ｂ）は正面図、図４（ｃ）は右側面図を表している。また、図４（ａ）は図３に示した装着カバーのＡ−Ａ断面を表し、図４（ｂ）はＢ−Ｂ断面を表している。

図４（ｂ）に示すように、装着カバー３０は正面から見た状態がコの字形状となっている。天板に相当する本体部３１の両端からは、脚３２が垂直下方に延伸している。脚３２の先端には、突起３２ａが設けられている。突起３２ａは、装着時に脚３２が基板４０ａの孔に挿入された状態で、基板４０ａの裏側に係止し、装着カバー３０を基板４０ａに固定する作用を奏する。

本体部３１の中央には、実装されたＬＥＤ２０の光を通過させるための孔３３が設けられている。孔３３の部分に透明部材を用いても良い。本体部３１を透明部材で形成する場合には、孔３３を省略した構成とすることもできる。また、本実施例では、ＬＥＤ用の装着カバーを例示しているが、発光しない電子部品の実装に用いる場合には、孔３３を省略した構成とすることもできる。

孔３３の周囲には、ＬＥＤを保持するための側壁３４が形成されている。後述する通り、この側壁３４で形成される凹部にＬＥＤをはめ込むことで固定することが可能である。ＬＥＤをしっかりと固定可能とするため、側壁３４で囲まれる領域は、ＬＥＤをはめ込み可能な範囲で、ＬＥＤの外寸よりも若干小さくし、はめ合いをきつめにしておくことが好ましい。ＬＥＤの外周全体を覆うように側壁３４を連続にした例を図示しているが、角ＣＮで側壁３４を分け、４つの独立した側壁としてもよい。こうすれば、ＬＥＤとのはめ合いがきつくなるよう側壁の位置を設計しても、側壁の変形自由度が確保されるためＬＥＤをはめこみやすくなる。また、この意味で、側壁３４の位置および形状に対して要求される寸法誤差の許容範囲を緩和することができる。側壁３４の高さは、ＬＥＤの形状に応じて、ＬＥＤを十分保持可能な値を任意に設定すればよい。孔３３はＬＥＤの外寸よりも小さめにすることが好ましい。こうすることにより、ＬＥＤをはめこむ際に、本体部３１がストッパの機能を果たし、ＬＥＤをはめ込みやすくなる利点がある。

図４（ａ）において、孔３３の左右両側にはＬＥＤの電極を押さえるための押圧部３６が形成されている。押圧部３６は、本体部３１から垂直下方に延伸している。押圧部３６の周囲３方向は、孔３５が空けてある。孔３５の作用については後述する。

図３で示したように、装着カバー３０は基板４０ａとの間でＬＥＤを挟み込んで保持するため、装着カバー３０の材料、特に押圧部３６の材料は弾性材料とすることが望ましい。弾性材料とは、樹脂、ゴム、金属などが挙げられる。もっとも、押圧部３６はＬＥＤの電極に接する部分であるため、少なくとも押圧部３６については非導電性材料であることが要求される。装着カバー３０を金属で形成する場合、少なくとも押圧部３６の先端についてはゴムや樹脂などの非導電性材料を貼付等することが好ましい。

本実施例では、装着カバー３０は、樹脂の一体成型とした。樹脂の材質は問わないが、例えば、ＡＢＳ、ＰＯＭなどの樹脂が適している。本実施例では、側壁３４や押圧部３６は、本体部３１から垂直下方に延伸しているため、射出成型時に装着カバー３０が型から抜きやすくなるという利点がある。

図５はＬＥＤの実装状態を示す平面図および正面図である。図５（ａ）は平面図を示し、図５（ｂ）は正面図を示している。これらの図は断面図ではないが、図を見やすくするため、ＬＥＤ２０にハッチングを付して示した。

基板４０ａの表面にはＬＥＤを接続するためのパターン２２が形成されている。ＬＥＤ２０の電極２１は、装着カバー３０の押圧部３６によって、このパターン２２に押しつけられる。図中では、１本のみを例示したが、他の電極についても同様である。

押圧部３６がＬＥＤ２０の電極２１を押さえられるようにするために、装着カバー３０の押圧部３６の先端と脚３２の先端の突起３２ａの上面との間隔Ｄは、基板４０ａ、パターン２２、および電極２１の厚さの総和（以下、単に「総厚さ」と呼ぶ）よりも小さくすることが好ましい。Ｄをこの総厚さよりも小さくすることにより、装着カバー３０の装着時に、押圧部３６に歪みが生じ、弾性力Ｆ１によって電極２１を押さえつけることが可能となる。

先に説明した通り、本実施例では、押圧部３６の周囲に孔３５が形成してある。この孔３５も次に示す通り、電極２１を押さえつける作用の向上に寄与している。上述の総厚さに対して間隔Ｄが十分に小さい場合を考える。この場合、総厚さと間隔Ｄとの差違は、押圧部３６の歪みだけでは吸収し得なくなる。押圧部３６の周囲には孔３５が形成してあるため、押圧部３６は上下方向に変位の自由度を有している。従って、装着カバー３０の装着時に押圧部３６の根本Ａは、図中に二点鎖線で示すように上方に変位する。この結果、押圧部３６の取り付け部には、押圧部３６を下方に戻す方向、即ち図示する方向に曲げモーメントＭが発生する。この曲げモーメントＭによる押しつけ力が電極２１に作用するため、電極をさらにしっかりと保持することが可能となる。上述の作用により、孔３５が設けられている場合には、設けられていない場合に比べて、間隔Ｄに対する寸法誤差の許容範囲が大きくなる利点がある。ただし、孔３５は必須の構造ではなく、ＬＥＤ２０は押圧部３６の弾性力のみでも保持可能であるため、装着カバー３０は孔３５を有しない構造としても良い。

以上で説明した実施例によれば、装着カバー３０で押さえつける方法で、ＬＥＤ２０を実装するため、ＬＥＤ２０をハンダ付けする必要がない。従って、ハンダを融かすための加熱をするまでなく、ＬＥＤ２０を容易に取り外すことが可能となる。

Ｃ１．第１変形例：
図６は第１変形例としての装着カバーを示す三面図である。装着カバー３０Ａは、実施例と同様、ＬＥＤ２０を基板４０ａの上から押さえつけるものである。実施例と異なり、脚３７をＬＥＤ２０の長手方向に沿って設けた。脚３７の先端には突起３７ａが形成されており、装着カバー３０Ａは、この突起３７ａで基板４０ａの背面に係止される。脚３７をこのような位置に設けることにより、実施例の構造に比べて、装着カバー３０Ａを基板４０ａに固定するための力が、押圧部３６Ａの近傍で作用することになる。従って、電極２１を押さえつける弾性力の反作用を吸収しやすくなり、電極を更にしっかりと押さえつけることが可能となる。

装着カバー３０Ａは、更に、押圧部３６Ａを本体部３１Ａから斜め下方向に延伸する形式とした。装着前は図中に二点鎖線で示す形状となっているが、装着することにより、実線で示す位置に歪み、電極を押さえつける弾性力が発生する。この形状によれば、押圧部３６Ａの変形の自由度が比較的大きいため、寸法誤差の許容範囲を比較的大きく設定することができる利点がある。つまり、突起３７ａの上面と、押圧部３６Ａの端部との間隔Ｄが小さい場合でも、装着カバー３０Ａを基板４０ａに十分に装着可能となるのである。

Ｃ２．第２変形例：
図７は第２変形例としての装着カバーを示す三面図である。実施例とは異なる形状のＬＥＤ２０ａを装着するための構造例である。装着カバー１３０によって、ＬＥＤ２０ａを基板４０ａに押さえつけることで実装するという原理自体は共通である。装着カバー１３０を、脚１３２の先端に設けられた突起１３２ａで基板４０ａに係止する点も実施例と共通である。

ＬＥＤ２０ａは、実施例のＬＥＤ２０と異なり、電極は本体から延伸してはいない。第２変形例では、押圧部１３６は、ＬＥＤ２０ａの本体部を押圧し、間接的に電極をパターン２２ａに押しつける構造とした。ＬＥＤ２０ａは、押圧部１３６で押しつけられる他、本体部１３１から垂直下方に延伸した２つの側壁１３４によっても保持される。図示するように、側壁１３４は、ＬＥＤ２０ａの全外周を囲んでいる訳ではないが、２つの側壁１３４の間隔をＬＥＤ２０ａの幅よりも若干狭くしておくことにより、十分にＬＥＤ２０ａを保持することが可能である。

本実施例の装着カバーは、以上で説明した第１変形例、第２変形例のように、種々の構造を採ることができる。実施例および第１、第２変形例で示した構造の特徴部分を組み合わせて更に異なる構造を実現してもよい。図示した寸法や形状は、例示に過ぎず、実装されるＬＥＤの寸法等に併せて設計可能であることは当然である。

Ｄ．第２実施例：
図８は第２実施例におけるＬＥＤの実装方法を示す斜視図である。第１実施例では、ＬＥＤを基板に実装するための実装方法を示した。第２実施例では、ＬＥＤ２０を専用のソケット２１０に装着する場合を例にとって説明する。

図８（ａ）は分解斜視図を示し、図８（ｂ）は実装状態を示している。図８（ａ）に示す通り、ＬＥＤ２０は、ソケット２１０上に乗せられ、上から装着カバー２２０をかぶせられることで、ソケット２１０に実装される。装着カバー２２０は、脚２３２の孔２３２ａをソケット２１０の側面に設けられた突起に係止させることで固定される。装着カバー２２０がＬＥＤ２０の電極を押さえつける部分の構造は、実施例で示した通りである。

このように、基板に直接ＬＥＤを装着する場合だけでなく、ソケット２１０にＬＥＤを取り付ける場合にも装着カバーを適用することができる。ＬＥＤ自体は、ハンダ付けでなく、装着カバーで実装されているため、容易に取り外し可能である。この方法によれば、基板には従来通りハンダ付けで部品を実装することができるため、従来の製造ラインを変更する必要がないという利点がある。

以上、本発明の種々の実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の構成を採ることができることはいうまでもない。上述の実施例および変形例では、ＬＥＤの実装を例にとって説明したが、実施例の装着カバーはＬＥＤのみならず、ＩＣを含む種々の電子部品の実装に適用可能である。本実施例の実装方法は、ハンダ付けほど強固に電子部品を固定するものではないため、比較的震動が少ない機器における実装方法として適している。遊技機は、一旦、設置されると頻繁に移動させるものではなく、また遊技中も遊技機自体が固定されているため振動が加えられることが比較少なく、本実施例の実装方法を適用するのに適している機器の一つに相当する。

実施例としての遊技機の正面図である。 役物を構成するＬＥＤの配置を示す説明図である。 ＬＥＤの実装方法を示す分解斜視図である。 実施例の装着カバーを示す三面図および断面図である。 ＬＥＤの実装状態を示す平面図および正面図である。 第１変形例としての装着カバーを示す三面図である。 第２変形例としての装着カバーを示す三面図である。 第２実施例におけるＬＥＤの実装方法を示す斜視図である。

符号の説明

１０…ＬＥＤユニット
２０…ＬＥＤ
２１…電極
２２、２２ａ…パターン
３０、３０Ａ…装着カバー
３１、３１Ａ…本体部
３２ａ…突起
３２…脚
３３…孔
３４…側壁
３５…孔
３６、３６Ａ…押圧部
３７…脚
３７ａ…突起
４０ａ…基板
１３０…装着カバー
１３１…本体部
１３２…脚
１３２ａ…突起
１３４…側壁
１３６…押圧部
２１０…ソケット
２２０…装着カバー
２３２…脚
２３２ａ…孔

Claims (5)

1. 電子部品を所定の実装部材に装着するための装着カバーであって、
   前記電子部品の少なくとも一部を前記実装部材との間で挟むように覆う本体部と、
   前記本体部に固定され、前記電子部品と非接触の部位で前記装着カバーを前記実装部材に固定するための固定部と、
   前記本体部に固定され、電極を含む前記電子部品の少なくとも一部を前記実装部材に押しつける押圧部とを有する装着カバー。
2. 前記固定部は、前記実装部材に設けられた被係合部分に対して機械的に係合可能な形状を有する請求項１記載の装着カバー。
3. 少なくとも前記押圧部は非導電性の弾性材料で形成されている請求項１または２記載の装着カバー。
4. 前記電子部品は発光用の部品であり、
   前記本体部は、前記電子部品からの発光を透過する光透過部を有する請求項１〜３いずれか記載の装着カバー。
5. 前記本体部に前記電子部品をはめ込み固定するための凹部が形成されている請求項１〜４いずれか記載の装着カバー。