JP2007250262A - マトリックスリレー - Google Patents

Abstract

【課題】必要に応じて接点回路数を簡単に変更できる優れた拡張性を有し、在庫管理すべき部品点数が少ないとともに、組立工数が少なく、生産性の高いマトリックスリレーを提供することにある。
【解決手段】対向する両辺に複数の入力端子および出力端子をそれぞれ配置するように配線したリードフレームの行リード１１〜１４と、前記両辺に隣り合う両辺に複数本の入力端子および出力端子をそれぞれ配置するように配線した前記リードフレームの列リード２１〜２４と、前記行リード１１〜１４および前記列リード２１〜２４にそれぞれ接続した複数個の開閉素子５１〜５４、６１〜６４、７１〜７４、８１〜８４と、を方形ハウジング内に樹脂封止したマトリックスリレーである。特に、前記行リード１１〜１４を、中継リード２５，２６および３本のジャンパー線２７〜２９で形成した。
【選択図】図３

Description

本発明はマトリックスリレー、特に、優れた拡張性を有し、生産性の高いマトリックスリレーに関する。

従来、マトリックスリレーとしては、例えば、複数の鉄芯２を所定間隔に一体に立設したヨーク３を、ベース１に所定の間隔で埋設し、多数のリレーを構成するとともに、接続したものがある（特許文献１参照）。
特開平８−２５０００５号公報

しかしながら、前述のマトリックスリレーでは、例えば、接点回路数を変更しようとすると、ヨーク３等の構成部品を設計変更する必要があり、拡張性に乏しい。また、接点回路数が異なるマトリックスリレーを製造する必要がある場合に、異なる外形寸法を有するヨーク３等の構成部品を在庫しておく必要があり、在庫管理に手間がかかる。さらに、前記前述のマトリックスリレーでは、前記ベース１にヨーク３等の構成部品を順次、組み付ける必要があり、組立工数が多く、生産性が低いという問題点がある。

本発明は、前記問題点に鑑み、必要に応じて接点回路数を簡単に変更できる優れた拡張性を有し、在庫管理すべき部品点数が少ないとともに、組立工数が少なく、生産性の高いマトリックスリレーを提供することを課題とする。

本発明にかかるマトリックスリレーは、前記課題を解決すべく、対向する両辺に複数の入力端子および出力端子をそれぞれ配置するように配線したリードフレームの行リードと、前記両辺に隣り合う両辺に複数本の入力端子および出力端子をそれぞれ配置するように配線した前記リードフレームの列リードと、前記行リードおよび前記列リードにそれぞれ接続した複数個の開閉素子と、を方形ハウジング内に樹脂封止したマトリックスリレーであって、前記行リードおよび前記列リードの少なくもいずれか１本を、少なくとも１本のジャンパー線を介して形成してある。

本発明によれば、リードフレームのリードの形状を変更し、かつ、ジャンパー線を適宜選択することにより、接点回路数を容易に変更でき、優れた拡張性を有するマトリックスリレーが得られる。また、従来例のように外形寸法の異なる多数の構成部品を在庫する必要がなく、在庫管理が簡単になる。さらに、開閉素子が予め組み立てられているので、組立工数が少なく、生産性の高いマトリックスリレーが得られる。

本発明にかかる実施形態としては、行リードあるいは列リードの中間領域を、リードフレーム内に配置した中継リードおよびジャパー線で形成してもよい。
本実施形態によれば、中継リードを介してより一層配線しやすくなり、設計の自由度が大きくなる。

本発明にかかる他の実施形態としては、ジャンパー線に、棒状導電線に段差を設けてダイパッドを突設しておいてもよい。
本実施形態によれば、前記ジャンパー線の所望の位置に必要なダイパッドを形成すれば、配線作業が容易なマトリックスリレーを得られるという効果がある。

本発明にかかる実施形態を図１ないし図１３の添付図面に従って説明する。
第１実施形態は、図１ないし図７に示すように、リードフレーム１０の表面に開閉素子５１〜５４、６１〜６４を実装するとともに、その裏面に開閉素子７１〜７４、８１〜８４を実装し、樹脂封止したマトリックスリレー１である。

前記リードフレーム１０は、図４に示すように、帯状導電板にプレス加工を施し、行を形成する行リード１１〜１４と、列を形成する列リード２１〜２４と、制御信号を入力する制御リード４１〜４５、４６〜４９と、からなるのである。

前記行リード１１〜１４は、前記開閉素子５１〜５４等を実装するためにダイパッドを所定ピッチで延在してある。

前記列リード２１〜２４は、マトリックスリレー１のハウジング２から突出するアウターリードであり、前記リードフレーム１０内に形成された中継リード２５，２６と、ジャパー線２７，２８，２９とを介して電気接続されている。勿論、前記列リード２１〜２４は、前記行リード１１〜１４から封止用樹脂材で絶縁されている。

前記中継リード２５，２６は、リードフレーム１０内にプレス加工で前記行リード１１〜１４等と同時に形成されるので、在庫管理すべき部品点数が増大しないという利点がある。

前記ジャンパー線２７〜９はプレス加工品であり、アウターリードとなる一方側の列リード２１〜２４を、前記中継リード２５，２６を介し、他方側の列リード２１〜２４に電気接続するものである。

制御リード４１〜４５、４６〜４９は、例えば、後述する開閉素子５１〜５４等に制御信号として電圧を印加し、内蔵する電磁コイルを励磁することにより、可動鉄片を駆動し、接点を開閉するためのものである。ただし、本実施形態に係るリードフレーム１０では、接点回路数が異なる他のマトリックスリレーにも対応できるように、ダミー端子となるものがある。

前記開閉素子５１〜５４、６１〜６４、７１〜７４、８１〜８４は、制御信号に基づいて回路を開閉できるものであればよく、例えば、ＭＯＳＦＥＴ、電磁力で可動鉄片を駆動して接点を開閉する電磁リレー、あるいは、静電引力で可動接触片を駆動して回路を開閉する静電リレーが挙げられる。また、本実施形態では、前記開閉素子５１〜５４、６１〜６４、７１〜７４、８１〜８４として、底面から突出し、かつ、外方に折り曲げた端子を有するものが開示されている。しかし、前記開閉素子は前述の実施形態のものに限らず、例えば、側面から突出し、かつ、下方側に折り曲げた端子を有するもの、あるいは、また、底面から球状端子を突出させたものであってもよい。

次に、前述のマトリックスリレーの製造方法について説明する。
まず、図４に示すように、帯状導電板を打ち抜いて形成したリードフレーム１０の所定の位置にクリームハンダを塗布し、ジャパー線２７，２８，２９、および、開閉素子５１〜５４、６１〜６４をそれぞれ配置した後、加熱炉を通過させて電気接続する。

ついで、前記リードフレーム１０の裏面の所定の位置にクリームハンダを塗布し、開閉素子７１〜７４、８１〜８４をそれぞれ配置した後、加熱炉を通過させて電気接続する。

そして、中継リード２５，２６等を支持する不要な接続部分を除去した後、前記リードフレーム１０の表裏面の外周縁部を、図示しない一体の金型で上下から挟持し、キャビテイを形成する。ついで、前記キャビテイ内に封止用樹脂材を注入，固化することにより、ハウジング２を形成する。

さらに、樹脂封止されたリードフレーム１０のハウジング２から突出する行リード１１〜１４、列リード２１〜２４、制御リード４１〜４９を切断し、かつ、下方側に折り曲げることにより、図１Ａに示すマトリックスリレー１が得られる。

本実施形態によれば、リードフレーム１０の表裏面に開閉素子５１〜５４、６１〜６４、および、開閉素子７１〜７４、８１〜８４をそれぞれ配置してあるので、床面積が小さく、実装密度の高いマトリックスリレー１が得られる。
また、本実施形態では、ジャンパー線２７，２８，２９を介して列リード２１〜２４を接続することにより、行リード１１〜１４および列リード２１〜２４の順番が入れ替わることがない。このため、入力信号端子と出力信号端子とが直線的に対応することになり、接続状態が直感的に分かりやすく、使い勝手が良いという利点がある。

本実施形態では、制御リード４１〜４９に制御信号を送り、開閉素子５１〜５４、６１〜６４、７１〜７４、８１〜８４を駆動して回路を切り替えることにより、行リード１１〜１４、列リード２１〜２４に入力された信号を選択した所望の位置から出力できるマトリックスリレー１が得られる。

第２実施形態は、図８ないし図１３に示すように、リードフレーム１０の表面だけに開閉素子５１〜５４、６１〜６４、７１〜７４、８１〜８４を格子状に配置した場合である。

前記リードフレーム１０は、図１１に示すように、帯状導電板にプレス加工を施し、行を形成する行リード１１〜１４と、列を形成する列リード２１〜２４と、制御信号を入力する制御リード４０〜４９と、からなるものである。

前記行リード１１〜１４のうち、行リード１１および１４は、図１０に示すように、ジャパー線９０，９０を介して電気接続されている。

前記列リード２１〜２４は、マトリックスリレー１のハウジング２から突出するアウターリードであり、前記リードフレーム１０の裏側に配置された後述するジャパー線９１〜９４を介してそれぞれ電気接続されている。勿論、前記列リード２１〜２４は、前記行リード１１〜１４から封止用樹脂材で絶縁されている。

前記ジャンパー線９１〜９４は棒状導電材にプレス加工を施して段差を設けたものであり、例えば、図１０に示すように、ジャンパー線９４にはダイパッド９４ａ〜９４ｈが所定の位置に形成されている。

制御リード４０〜４４、および、制御リード４５〜４９は、例えば、後述する開閉素子に５１〜５４、６１〜６４、７１〜７４、８１〜８４に制御信号として電圧を印加し、内蔵する電磁コイルを励磁することにより、可動鉄片を駆動し、接点を開閉するためのリードである。

前記開閉素子５１〜５４、６１〜６４、７１〜７４、８１〜８４は、制御信号に基づいて回路を開閉できるものであればよく、前述の第１実施形態と同一である必要はない。
また、本実施形態では、前記開閉素子５１〜５４、６１〜６４、７１〜７４、８１〜８４の対向する側面から３本ずつ、計６本の端子を突出させてあるが、同一の制御リードに接続した２本の端子のうち、１本はダミーである。また、反対側に位置し、同一のジャンパー線に接続した２本端子のうち、１本はダミーである。開閉素子の実装を安定化させるためであるとともに、異種の開閉素子を実装する場合にも対応できるようにするためである。

次に、前述のマトリックスリレーの製造方法について説明する。
まず、図１１に示すように、帯状導電板を打ち抜いて形成したリードフレーム１０の表面の所定の位置にクリームハンダをそれぞれ塗布し、ジャパー線９０，９０を配置し、加熱炉を通過させて電気接続する。また、ジャンパー線９１〜９４の両端部に設けたダイパッド、例えば、ジャンパー線９４のダイパッド９４ａおよび９４ｂを列リード２４，２４の端部に面一に配置し、ハンダ付けして接続する。さらに、リードフレーム１０の所定の位置にクリームハンダを塗布し、開閉素子５１〜５４、６１〜６４、７１〜７４、８１〜８４をそれぞれ配置した後、加熱炉を通過させて電気接続する。

ついで、前記リードフレーム１０の表裏面の外周縁部を、図示しない一体の金型で上下から挟持してキャビテイを形成し、前記キャビテイ内に封止用樹脂材を注入，固化して樹脂封止する。

そして、樹脂封止したハウジング２から突出する行リード１１〜１４、列リード２１〜２４、制御リード４１〜４９をリードフレーム１０から切断し、下方側に折り曲げることにより、図８に示すマトリックスリレー１が得られる。

本実施形態によれば、第１実施形態のように製造工程中にリードフレーム１０の不要な接続部分を切断する作業工程が不要であるので、生産性が高いという利点がある。

本実施形態では、制御リード４０〜４９に制御信号を送り、開閉素子５１〜５４、６１〜６４、７１〜７４、８１〜８４を駆動して回路を切り替えることにより、行リード１１〜１４、列リード２１〜２４に入力された信号を選択して所望の位置から出力できるマトリックスリレー１が得られる。

前述の実施形態では、４個×４個の開閉素子を配置したマトリックスリレーについて説明したが、例えば、１個×５個の開閉素子を配置して形成してもよく、また、３個×６個の開閉素子を配置して形成してもよく、必要に応じて変更できることは勿論である。

本発明に係るマトリックスリレーは、前述の実施形態に限らず、他の形態のマトリックスリレーにも適用できる。

図１Ａ，１Ｂは本発明にかかるマトリックスリレーの第１実施形態を示す斜視図、および、電気配線を図示した平面図である。 図１Ａで示したマトリックスリレーのハウジングを除去した場合を示す斜視図である。 図１Ａで示したマトリックスリレーのハウジングを除去した場合を示す分解斜視図である。 第１実施形態にかかるリードフレームの表面を示す斜視図である。 開閉素子を実装した状態を示すリードフレームの表面の斜視図である。 第１実施形態にかかるリードフレームの裏面を示す斜視図である。 開閉素子を実装した状態を示すリードフレームの裏面の斜視図である。 本発明にかかるマトリックスリレーの第２実施形態を示す斜視図である。 図８で示したマトリックスリレーのハウジングを除去した場合を示す斜視図である。 図８で示したマトリックスリレーのハウジングを除去した場合を示す分解斜視図である。 第２実施形態にかかるリードフレームの表面を示す斜視図である。 開閉素子を実装した状態を示すリードフレームの表面の斜視図である。 第２実施形態にかかるリードフレームの裏面を示す平面図である。

符号の説明

１：マトリックスリレー
２：ハウジング
１０：リードフレーム
１１〜１４：行リード
２１〜２４：列リード
２５，２６：中継リード
２７〜２９：ジャンパー線
４０〜４９：制御リード
５１〜５４：開閉素子
６１〜６４：開閉素子
７１〜７４：開閉素子
８１〜８４：開閉素子
９０：ジャンパー線
９１〜９４：ジャパー線
９１ａ〜９１ｈ：ダイパッド
９２ａ〜９２ｈ：ダイパッド
９３ａ〜９３ｈ：ダイパッド
９４ａ〜９４ｈ：ダイパッド

Claims (3)

1. 対向する両辺に複数の入力端子および出力端子をそれぞれ配置するように配線したリードフレームの行リードと、前記両辺に隣り合う両辺に複数本の入力端子および出力端子をそれぞれ配置するように配線した前記リードフレームの列リードと、前記行リードおよび前記列リードにそれぞれ接続した複数個の開閉素子と、を方形ハウジング内に樹脂封止したマトリックスリレーであって、
   前記行リードおよび前記列リードの少なくもいずれか１本を、少なくとも１本のジャンパー線を介して形成したことを特徴とするマトリックスリレー。
2. 行リードあるいは列リードの中間領域を、リードフレーム内に配置した中継リードおよびジャパー線で形成したことを特徴とする請求項１に記載のマトリックスリレー。
3. ジャンパー線が、棒状導電線に段差を設けてダイパッドを突設したことを特徴とする請求項１または２に記載のマトリックスリレー。
   

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