JP3367078B2 - ホトインタラプタ - Google Patents

ホトインタラプタ

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JP3367078B2 JP51923198A JP51923198A JP3367078B2 JP 3367078 B2 JP3367078 B2 JP 3367078B2 JP 51923198 A JP51923198 A JP 51923198A JP 51923198 A JP51923198 A JP 51923198A JP 3367078 B2 JP3367078 B2 JP 3367078B2
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正志 佐野
康恵 馬場
慎一 鈴木
賢一 仲井
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Rohm Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は発光素子と受光素子とを空間部を介して対向
させ、該空間部を通過する物体の有無の判定などをする
ホトインタラプタに関する。さらに詳しくは、プリント
基板などに装着してそのリードをハンダ付けする場合
に、傾いてハンダ付けされないように装着の際の固定手
段がリードに設けられたホトインタラプタに関する。
背景技術 ホトインタラプタ10は、一般に図5(a)〜(b)に
示されるように、発光素子1と発光素子2とが光の授受
を行えるように一定間隙で対向して不透明なモールド樹
脂やケースなどのパッケージ3により固定されて形成さ
れている。このホトインタラプタ10の発光素子1のリー
ド11、12および受光素子2のリード21、22をプリント基
板4のスルーホール4aに挿入し、フローハンダによりリ
ード11、12、21、22をプリント基板4にハンダ付けす
る。
この種のホトインタラプタ10は、発光素子1と受光素
子2との対向した空間部3bを被検出物が通過し、発光素
子1からの光が遮られると受光素子2で受光することが
できず、被検出物が通過しないときは受光素子2により
発光素子1の光を受光することができ、対向する空間部
3bの被検出物の有無の判断をすることができる。しか
し、この対向する空間部3bの間隔は数mm程度以下(たと
えばパッケージの大きさが横×厚さ(奥行き)×高さが
13.5mm×5mm×10mm程度で空間部の間隔が5mm程度)で、
その位置ずれが生じたり、傾きが生じると被検出物が対
向する空間部3bを通過することができなかったり、被検
出物の検出を正確にすることができない。そのため、プ
リント基板4へのホトインタラプタ10の取付けは、その
パッケージ3の底面をプリント基板4に当て付けとし
て、各リードをプリント基板4に設けられたスルーホー
ル4aに挿入させ、フローハンダなどによりハンダ付けす
ることにより、その高さや位置が正確になるように行わ
れている。
前述のように、ホトインタラプタのリードをプリント
基板のスルーホールに挿入してフローハンダによりハン
ダ付けする場合、そのハンダ付け工程での搬送中の振動
などにより、ホトインタラプタが動いて傾いたり位置ず
れが生じることがある。すなわち、ホトインタラプタは
前述のように非常に小さくて軽いため、かつ、ホトイン
タラプタのリードはプリント基板のスルーホールの中に
挿入されているだけで、スルーホールの直径はリードの
太さ(断面が矩形の場合その対角線の長さ)よりかなり
大きい(1.3〜1.5倍)ため、振動などが生じるとホトイ
ンタラプタが浮き上がりやすい。搬送中に浮きや傾きや
位置ずれが生じた場合、そのままの状態でハンダ付けさ
れるため、傾いたり位置ずれが生じたままで固定され
る。とくに、ホトインタラプタでは発光素子と受光素子
との間の間隙部に被検出物を通過させてその被検出物の
有無や状態の変化を検出するのに用いられるため、僅か
の高さのブレ(プリント基板と垂直方向の浮きや傾き)
や、水平方向での傾きが生じると被検出物が発光素子と
受光素子との対向部を正確に進むことができず、センサ
としての機能を発揮しなくなる。そのため、ハンダ付け
時にホトインタラプタの上に重りを乗せてハンダ付けを
するなどの工夫がなされるが、ホトインタラプタ自体が
小さいためしっかりと固定されず、浮きなどによる不良
品の発生割合が高いという問題がある。このプリント基
板へのリードのハンダ付けの際の部品の浮きや位置ずれ
はホトインタラプタに限らず、抵抗素子やコンデンサ素
子やICなどの電子部品にも発生し得ることであるが、抵
抗素子、コンデンサ素子、ICなどの電子部品は、リード
が確実にハンダ付けなどにより電気的接触が得られれば
素子自身の位置は余り問題にはならず、高さなどの制限
のためその位置出しの工夫や実開昭57−22270号公報に
示されるように、リードを波状にして自立性をもたせる
工夫などはなされるものの、僅かの浮きや位置ずれが問
題になることは殆どない。
本発明はこのような問題を解決するためになされたも
ので、プリント基板などにホトインタラプタのリードを
挿入してハンダ付けする場合に、基板と垂直方向の浮き
や傾きが生じないように、かつ、スルーホールへのリー
ドの挿入後のリードフォーミングなどの複雑な製造工程
を追加することなく、ハンダ付けをすることができるホ
トインタラプタを提供することを目的とする。
本発明の他の目的は、ホトインタラプタのリードをプ
リント基板などにハンダ付けする場合に、水平方向の傾
きも生じないようにハンダ付けすることができるホトイ
ンタラプタを提供することにある。
発明の開示 本発明によるホトインタラプタは、リードを有する発
光素子と、リードを有する受光素子と、前記発光素子お
よび受光素子が空間部を介して光を授受できるように対
向させ、前記リードを底面から延出させて固定するパッ
ケージとからなり、前記パッケージの底面から延出する
前記リードの、該底面から前記リードがスルーホールに
挿入して固着される基板の厚さより小さい寸法の位置
に、第1の屈曲点を有し、前記パッケージの底面から前
記基板の厚さより大きい寸法の位置に第2の屈曲点を有
する前記基板からの浮上り抑止用折曲部が形成されてい
る。
この構成にすることにより、リードのスプリング性に
より第2の屈曲点が基板の裏面側に回り込み、パッケー
ジの底面とリードの第2の屈曲点の部分により基板が挟
持されることによって、パッケージの底面がプリント基
板などの基板上に密着すると共に、リードの折曲部によ
り浮上りが抑止され、上下方向の移動が完全に抑制され
る。その結果、ハンダ付け時などに浮きや傾きが生じる
ことがなく、位置精度が非常に厳しく要求されるホトイ
ンタラプタにおいても、重しなどを必要とせず、簡単な
方法で正確な位置および向きでハンダ付けをすることが
できる。
具体的には、前記第1の屈曲点が前記発光素子および
受光素子から延出されるリードの中心軸の近傍に設けら
れ、前記第2の屈曲点が前記中心軸から前記基板のスル
ーホールの半径より大きい位置に設けられたり、前記第
1の屈曲点は前記リードが前記基板のスルーホールに挿
入される際に該スルーホールの内壁に接する位置に設け
られ、前記第2の屈曲点は前記リードが前記基板のスル
ーホールに挿入された際に該スルーホールの内壁より外
側の位置に設けられる構造とすることができる。なお、
第2の屈曲点のリード軸(前記リードの中心軸)と垂直
方向(径方向)の位置をスルーホールの内壁より外側に
なるような位置に設けても、リードのスプリング性によ
り、外力を加えることにより、第2の屈曲点がスルーホ
ールを通って基板の裏面側に抜け出る。
前記パッケージの底面に前記基板に設けられる嵌合孔
と嵌合し得る(クリアランスが小さい)突起部が設けら
れることにより、リードとスルーホールとの間のクリア
ランス(間隙)が大きくても、水平方向の位置決めをし
っかりと行うことができる。この突起部が前記パッケー
ジの底面の中心点に関して非対称の位置に2以上設けら
れることにより、ホトインタラプタの向きを逆向きにす
ると、突起部が嵌合孔に入らず逆向きにハンダ付けする
ことがなくなり好ましい。
図面の簡単な説明 図1(a)〜1(c)は、本発明のホトインタラプタ
の一実施形態の側面図、プリント基板などの基板に装着
されたときの基板のスルーホールとリードとの関係を示
す説明図、および底面図である。
図2は、本発明のホトインタラプタのリードの折曲部
の他の形状例を示す説明図である。
図3は、本発明のホトインタラプタのリードの折曲部
のさらに他の形状例を示す説明図である。
図4は、本発明のホトインタラプタのリードの折曲部
のさらに他の形状例を示す説明図である。
図5(a)〜5(b)は、従来のホトインタラプタを
基板に取り付ける説明図である。
発明を実施するための最良の形態 つぎに、図面を参照しながら本発明のホトインタラプ
タについて説明をする。
本発明のホトインタラプタ10は、図1(a)に示され
るように、発光素子1と受光素子2とが対向して両者間
で光の授受を行うことができると共に、外部の光が紛れ
込まないように受光素子2の受光波長に対して不透明な
材料からなるケースまたはモールド樹脂などのパッケー
ジ3により固定されている。パッケージ3は、発光素子
1および受光素子2の対向する光の透過部を除き、発光
素子1および受光素子2をそれぞれ別々に被覆し、その
対向部には空間部3bが設けられている。発光素子1およ
び受光素子2はそれぞれリード11、21を有し、リード1
1、21はパッケージ3の底面から外部に延出している。
本発明のホトインタラプタ10では、このリード11、21の
パッケージ3の底面Aから外部に延出している部分の、
そのリードがスルーホールに挿入されて固着される基板
の厚さより小さい寸法の位置に、少なくとも第1の屈曲
点11aを有する基板4からの浮上り抑止用折曲部11g、12
gが形成されていることに特徴がある。なお、図1
(c)に底面図が示されるように、発光素子1および受
光素子2にはそれぞれ2本づつのリード11、12、21、22
が延出されているが、それぞれ2本づつは側面から見て
同じ形状の折曲部が形成されており、図1(a)に示さ
れる側面図では重なって見える。なお、図1(a)およ
び図1(c)で31、32は水平方向での回転による位置ず
れを防止するための第1および第2の突起部である。
リード11、21の折曲部11g、21gは、たとえば図1
(b)にリード11が基板4のスルーホール4aに挿入さ
れ、ホトインタラプタが基板4に装着された状態のスル
ーホール4aおよびリード11の部分が示されるような位置
関係で形成されている。すなわち、リード11は発光素子
1の発光部から真っ直ぐ下方に延出され(以下、この方
向のリード11の中心をリードの中心軸という)、パッケ
ージ3の底面Aから装着される基板4の厚さtより小さ
い寸法h1の位置の第1の屈曲点11aで、リード11の中心
軸から離れる方向に折り曲げられる。そして、パッケー
ジ3の底面Aから基板4の厚さtより大きい寸法h2の位
置の第2の屈曲点11bで今度は中心軸側に折り曲げら
れ、折り曲げられたリード11の中心軸部でリード11が中
心軸に沿って延びるように、第3の屈曲点11cが設けら
れている。第1〜第3の屈曲点11a〜11cの縦方向の位置
関係は装着される基板4の厚さとの関係で、以上のよう
な位置関係に形成される。
一方、リード11が延出される中心軸方向と直角方向
(径方向)の位置関係はつぎのような関係で形成され
る。すなわち、第1および第3の屈曲点11a、11cは前述
のように、リード11が延出される中心軸の近傍で形成さ
れる。第2の屈曲点11bは、中心軸からリード11の折り
曲げられる外周端までの距離dがスルーホール4aの半径
rより大きくなる位置に形成されている。なお、この距
離dが余り大きくなると、基板4にホトインタラプタ10
を装着する際にリード11をスルーホール4a内に挿入でき
なくなるため、約2.5r以下にすることが好ましい。
具体例としては、リード11の太さが0.4mm×0.45mmの
矩形断面を有し、厚さが1.2mmもしくは1.6mmで、スルー
ホール4aの直径が0.8〜1mm程度の基板4に挿入されるホ
トインタラプタの場合、第1の屈曲点11aの底面Aから
の距離h1は1mm程度のところに設けられ、第2の屈曲点1
1bの底面Aからの距離h2は2mm程度のところに設けられ
る。また第2の屈曲点11bの中心軸から外周端までの距
離dは0.75〜0.95mm程度に形成される。
図1(a)および図1(c)に示される突起部31、32
は、ホトインタラプタ10のリードを基板4のスルーホー
ル4a内にハンダ付けする場合に、水平方向での回転など
の位置ずれの防止を図るために設けられている。すなわ
ち、基板のスルーホールの大きさはリードの太さに対し
て、前述のように、1.3倍近くの余裕をもって形成さ
れ、クリアランスが大きい。これはリードのスルーホー
ル内への挿入のしやすさおよび基板の成形金型の耐久性
(リードの太さに合せると金型の凸部の太さが細くなり
耐久性がなくなる)を考慮しているためである。そのた
め、リードをスルーホール内に挿入しただけではガタ分
による回転が生じやすく、前述の構造にすることによ
り、たとえ基板に対して垂直方向の浮きを防止すること
ができても、水平方向での回転が生じ得る。しかし、突
起部31、32が設けられ、基板側4にもその突起部31、32
と対応して突起部31、32の大きさと余りガタのないクリ
アランスの小さい嵌合孔を設けておき、その嵌合孔に挿
入させることにより、水平方向の位置決めをしっかりと
行うことができる。この突起部31、32は、たとえば直径
が0.7mm程度で0.7mm程度の高さに設けられ、嵌合孔は直
径が0.8〜0.9mm程度に形成され、リードの太さより太
く、基板側の嵌合孔もスルーホールと同じ程度になるた
め、金型の耐久性を損うことはない。
この突起部31、32は、パッケージ3の底面に1個設け
られるだけでも、他のリードとの関係で水平方向の傾き
を非常に抑えることができる。しかし、2個以上設けら
れることにより、完全に回転を防止することができる。
この場合、図1(c)に底面図が示されるように、第1
の突起部31が対角線上の角部に設けられ、第2の突起部
32が角部からずれた側辺上に設けられるような、底面の
中心点A1に関して非対称(点対称でない)な位置に設け
られることが、リード11、12とリード21、22とが同じ形
状をしていても、逆向きにハンダ付けする虞れがなくな
り好ましい。
図1(a)〜1(c)に示されるホトインタラプタ10
は、発光素子1および受光素子2のリード11、21に上述
のような折曲部11g、21gが設けられているため、ホトイ
ンタラプタ10を基板4に装着する場合に、第2の屈曲点
11bがスルーホール4aに入らないでぶつかる。しかし、
力を入れて押し込むとリード11のスプリング性により曲
げられて挿入され、ホトインタラプタ10の底面Aが基板
4に突き当たる位置まで挿入されると、第2の屈曲点11
bはスルーホール4aを通過して基板4の裏面側に出てリ
ード11はその中心軸に沿った方向に戻る。このとき、第
2の屈曲点11bの外周端は前述のように、中心軸からの
距離dがスルーホール4aの半径rより大きいため、図1
(b)に示されるように、基板4の裏面のスルーホール
4aと反対側に回り込む。そのため、基板4に装着された
ホトインタラプタ10はそのパッケージ3の底面Aとリー
ド11、21の折曲部11g、21gの第2の屈曲点11bとにより
基板4を挟持する。その結果、ホトインタラプタ10は、
基板4の上下方向のどちらにも動かなくなり、しっかり
と固定される。
図2はリード11、21の折曲部11g、21gの他の形状例が
示されている。この例は、第1の屈曲点11aからリード1
1を折り曲げる方向を図1と反対側、すなわち発光素子
1と受光素子2とが対向する方向に折り曲げられたもの
で、その折曲部11g、21gの各屈曲点の位置は軸方向およ
び軸と垂直の径方向の両方の位置とも、図1に示される
例と同じで、その作用も同じである。このリード11、21
の折曲げ方向は、これらの例に限定されるものではな
く、図示された紙面の表面側または裏面側など他の方向
に折り曲げられてもよいし、また、発光素子1と受光素
子2とで異なる方向に折り曲げられてもよい。また、発
光素子1および受光素子2の2本のリードがそれぞれ異
なる方向に折り曲げられてもよい。さらに、その折曲げ
形状も図示された、く字型に限定されるものではなく、
半円状など他の形状でもよい。
図3に示される例は、図1と同様の形状にリード11が
折り曲げられているが、この例では第1および第2の屈
曲点11a、11bがパッケージ3の底面Aからの距離(h1
h2)が基板4の厚さtより小さい位置で形成され、パッ
ケージ3の底面Aがプリント基板4の表面に接した状態
で、第2の屈曲点11bがスルーホール内に存在するよう
に形成されている。図3に示される例では、第3の屈曲
点11cもスルーホール4a内に存在するように底面Aから
の距離h3がプリント基板4の厚さtより小さくなるよう
に形成されている。リード11の第1の屈曲点11aの外表
面から第2の屈曲点11bの外表面までの寸法Dは、スル
ーホール4aの内径2rより若干大きくなるように形成され
ることにより、スルーホール4a内に押し込むことによ
り、リード11がスルーホール4a内でしっかりと固定され
る。したがって、このような構造でも図1に示される構
造と同様のリードの縦方向の移動を抑止することができ
る。なお、第2の屈曲点11bの折曲げ方向は図2に示さ
れる例と同様に、どちらの方向に形成されてもよい。要
は第2の屈曲点11bの外の表面と第1の屈曲点11aの外の
表面との距離Dがスルーホール4aの内径より若干大きく
なるように折り曲げられればよい。
図4に示される例は、発光素子および受光素子のリー
ド11、21にジグザグ形状の折曲部11g、21gが形成されて
おり、パッケージ3内に第4の屈曲点11d、21dが存在
し、パッケージ3の底面Aから延出されるリードがリー
ド11、21の中心軸方向ではなく、斜めに延出されてい
る。そして、第1の屈曲点11a、21aは、リード11、21が
スルーホール4aに挿入された際に、その外周部がスルー
ホール4aの内壁に接する位置に設けられ、第2の屈曲点
11b、21bはスルーホール4aの内壁より外側になるように
設けられている。すなわち、第1の屈曲点11a、12aはリ
ードの中心軸からスルーホールの半径と同程度もしくは
やや大きい位置になるように設けられ、第2の屈曲点11
b、21bはそれより大きい径方向の寸法で設けられてい
る。この場合も、図1の構造の例と同様に、第2の屈曲
点11b、21bの外周端とリードの中心軸との距離は、スル
ーホール4aの半径の約2.5倍以下にすることが好まし
い。
第1および第2の屈曲点11a、21a、11b、21bのパッケ
ージ3の底面Aからの高さ方向の位置関係は図1に示さ
れる例と同じである。また、この例では、第1の屈曲点
11a、21aから発光部や受光部側での折曲部は第4の屈曲
点11d、21dのみの例であったが、さらに多く形成されて
も問題ないし、第4の屈曲点11d、21dがパッケージ3の
底面Aより下側に出ても、第1および第2の屈曲点11
a、21a、11b、21bが前述の位置関係で設けられておれば
問題ない。また、第2の屈曲点11b、21bよりリード11、
21の先端側にさらに屈曲点が設けられていてもよい。
図4に示される構造のホトインタラプタ10は、基板4
に装着する際、第2の屈曲点11b、21bの径方向の位置が
スルーホール4aの径より外側になるため、スルーホール
4aに入らないで止まる。しかし、図1の構造の場合と同
様に、押し込めばリード11、21の弾力性によりスルーホ
ール4a内を通過し、パッケージ3の底面Aと第2の屈曲
点11b、21bにより基板4を挟持して固定される。この構
造によれば、第1の屈曲点11a、21aもスルーホール4aの
内壁と接触しているため、一層しっかりと固定される。
図4に示されるジグザグ形状で、第2の屈曲点11b、2
1bもスルーホール4a内に存在するようにパッケージ3の
底面から基板4の厚さより小さい位置で、リード11、21
の中心軸から第2の屈曲点の外表面までの距離が中心軸
から第1の屈曲点11a、21aの外表面までの距離と同程度
に形成されても、図3に示される例と同様にスルーホー
ル4aの内壁に2つの凸部が接触してリードのスプリング
により固定され、同様の効果が得られる。
前述の発光素子および受光素子のリードの折曲部の形
成は、発光素子および受光素子が形成された後に、それ
ぞれ別々に金型でプレス成形することにより、常に一定
の折曲部が形成される。すなわち、リードフレームなど
に発光素子や受光素子のペレットをマウントし、ワイヤ
ボンディングをして樹脂により発光部および受光部をモ
ールドし、各リードを切り離した後に金型により成形す
る。このようにフォーミングされた発光素子および受光
素子をケース内に挿入して固定し、または金型内に配設
して不透明樹脂によりモールドすることにより、パッケ
ージにより発光素子および受光素子が固定されたホトイ
ンタラプタが得られる。
本発明によれば、基板に取り付けられる位置および方
向が非常に厳しい精度で要求されるホトインタラプタ
が、リードに形成された折曲部とパッケージの底面とに
よりしっかりと固定されるため、ハンダ付けの際の振動
などによっても移動することがなく、非常に正確な位置
関係で固定される。しかも基板のスルーホールにリード
を挿入して押し込むだけでよいため、リードの挿入後そ
の端部を折り曲げたりする必要がなく、非常に簡単な組
み立てで高歩留り、高信頼性のホトインタラプタの組立
体が得られる。なお、モールドの場合、パッケージ内の
リードがパッケージの底面まで完全にモールド樹脂によ
り固着されていてもよいが、ある程度の長さがフリーの
状態にある方が第2の屈曲部をスルーホール内に挿入す
る場合にリードの弾力性を充分に利用することができる
ため好ましい。
産業上の利用可能性 本発明のホトインタラプタは、他の電気回路と共にプ
リント基板などに組み込まれ、VTRのリールセンサやプ
リンタの印字ヘッドの位置検出などの各種のセンサとし
て用いられる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 仲井 賢一 京都府京都市右京区西院溝崎町21番地 ローム株式会社内 (56)参考文献 特開 平7−94775(JP,A) 特開 昭62−229883(JP,A) 特開 昭52−42256(JP,A) 特開 平7−106627(JP,A) 特開 平6−140106(JP,A) 特開 平5−226690(JP,A) 特開 平5−235401(JP,A) 特開 平2−119187(JP,A) 実開 昭61−81169(JP,U) 実開 平3−97947(JP,U) 実開 昭58−39087(JP,U) 実開 昭61−186293(JP,U) 実開 昭63−50185(JP,U) 実開 平4−36262(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 31/12 H05K 7/12

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】リードを有する発光素子と、リードを有す
    る受光素子と、前記発光素子および受光素子が空間部を
    介して光を授受できるように対向させ、前記リードを底
    面から延出させて固定するパッケージとからなり、前記
    パッケージの底面から延出する前記リードの、該底面か
    ら前記リードがスルーホールに挿入して固着される基板
    の厚さより小さい寸法の位置に、第1の屈曲点を有し、
    前記パッケージの底面から前記基板の厚さより大きい寸
    法の位置に第2の屈曲点を有する軸方向の移動抑止用折
    曲部が形成されてなるホトインタラプタ。
  2. 【請求項2】前記第1の屈曲点が前記発光素子および受
    光素子から延出されるリードの中心軸の近傍に設けら
    れ、前記第2の屈曲点が前記中心軸から前記基板のスル
    ーホールの半径より大きい位置に設けられてなる請求の
    範囲第1項記載のホトインタラプタ。
  3. 【請求項3】前記第1の屈曲点は前記リードが前記基板
    のスルーホールに挿入される際に該スルーホールの内壁
    に接する位置に設けられ、前記第2の屈曲点は前記リー
    ドが前記基板のスルーホールに挿入された際に該スルー
    ホールの内壁より外側の位置に設けられてなる請求の範
    囲第1項記載のホトインタラプタ。
  4. 【請求項4】前記パッケージの底面に前記基板に設けら
    れる嵌合孔と嵌合し得る突起部が設けられてなる請求の
    範囲第1項記載のホトインタラプタ。
  5. 【請求項5】前記突起部が前記パッケージの底面の中心
    点に関して非対称の位置に2以上設けられてなる請求の
    範囲第4項記載のホトインタラプタ。
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