JP3768587B2 - Mechanical parts - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主に操作パネル用として用いられる機構部品に関する。
【0002】
【従来の技術】
今日における電子部品の実装作業は、作業工数の削減と生産性の観点からほとんどがウエーブソルダー(Wave Soldering)槽などを採用した自動化によるもの(以下、「自動半田」と記す)であるが、耐熱性に劣る半導体素子や、電子部品であって機械的構造を有する機構部品にあっては、高熱に晒されることによる不具合を回避すべく、大まかな電子部品の自動半田工程を経た後に作業者が半田鏝による手作業で半田付けを行う(以下、「手半田」と記す)のが一般的であり、LSI(large scale integration)等の高価な半導体素子や交換頻度の高いリレーなどの実装にあっては、専用のソケットを自動半田にて実装し後の工程で装着することが通例であった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記機構部品、即ち、スイッチや定数可変素子(variable resistor,variable capacitor等)には、リレーを除いて、自動半田工程後に半田付けを行わずして回路基板へ装着し得るものが存在せず、該自動半田工程後の手半田に専ら頼るしかない実情にある。その他、従来の機構部品は、一体物であることが常であるために、機能の異なる機構部品を得るには、該機構部品の全体を個々に設計しなければ成らなかった。
【0004】
本発明は、上記実情に鑑みて成されたものであって、自動半田工程を経た後に半田付けを行わずして回路基板へ装着でき、容易且つ多彩に製造し得る機構部品の提供を目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために成された本発明による機構部品は、筐体の内部に電気回路を備え、筐体の外部から電気回路の動作状況の変化を促す操作手段を具備し、筐体の側部に、前記電気回路に接続し且つ回路基板上に形成されたコンタクト面へ弾性的に対面接触する外部端子を設け、回路基板を表裏から挟持する支持手段を設けて成ることを特徴とする。この機構部品は、連結可能な機能ブロックを組合わせて構成することも可能であり、筐体に、抵抗体と該抵抗体に接する摺動子による可変抵抗回路を内包しても良いし、操作手段の操作によって開閉する接点を具備するスイッチ回路を内包しても良い。
【0006】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による機構部品を、予め、回路基板3に取付孔9を設け、該取付孔8の周囲を囲む様に配設した枠状のソケット10へ装着する例を挙げて説明する。
【0007】
図1乃至図10は、機構部品の一実施の形態を示したものである。この機構部品は、前方から、抵抗体6及びそれに接する摺動子7より成る可変抵抗回路を内包した抵抗ブロック11と、接点8,8及び接点開閉部材12より成るスイッチ回路を内包したスイッチブロック13と、有底円筒状のシリンダーブロック14を、各々機能ブロックとしてリベット15で連結すると共に、図10の如く抵抗ブロック11並びにスイッチブロック13の内部へ連通し、且つ前記摺動子7及び接点開閉部材12並びにクリック感を発生するための摺接片36が配設された各ローター37,38,39を自らに対して旋回不能に支持する操作棒2から構成され、該操作棒2を、抵抗ブロック11及びスイッチブロック13に対して回転自在に且つ付勢部材を収容した前記シリンダーブロック14の中空部の長さに応じたストロークを以て出没自在に設けたものである。尚、該操作棒2の出没態様は、押し入れた該操作棒2が筐体1内へ所定長侵入した状態でロックされ、再度その操作棒2を押すことによって該ロックが解除されるものである。以下これをプッシュロック式の操作棒2と呼称する。
【0008】
可変抵抗回路の摺動子7は、図10の如く操作棒2の出没にかかわらず常に基板34上に形成された抵抗体6と接触しており、該操作棒2を回転させることによって摺動子7は該抵抗体6上を移動する。又、接点開閉部材12も操作棒2の出没にかかわらず常に操作棒2にしたがって回転し、回転中は、表面に放射上の凹凸より成るギアが付いたブッシング35と摺接片36との関係で微小なクリック感が伴い、左回りで限界に至るまで回すと、比較的大きなクリック感を伴って前記スイッチブロック13内の接点8,8が開き、それと同時に前記摺動子7も抵抗体6の端へ達する。以上のように、この実施の態様における操作棒2の出没は、電気的作用の変化には結び付かず、電気機器の操作摘みを図4の如く常時操作パネル16の表面下へ収納するといった、主にデザイン的な配慮によるものである。
【0009】
抵抗ブロック11の前縁は四辺共に側方へ迫り出し、実装される回路基板3の前面を支える前方支持部17として成形され、そのうち対向する一対の辺には取り付け方向を示すキー部18が設けてある。又、抵抗ブロック11とスイッチブロック13との間には、例えば金属を素材とした方形枠状の支持リング(機能ブロックの一つ)19が介在し、該支持リング19の、前記キー部18が形成されている側に面する外縁から、実装される回路基板3を後方から支える後方支持部20が一体的に延設されている。各後方支持部20は、支持リング19の外縁から延出した帯片を、各々の基部から前方に向けて折曲げ、筐体1の側面と帯片との離隔長が前方へいくに従って徐々に大きくなるように成形し、該帯片の先端部を筐体1の側面に向けて折曲げたものである。この機構部品においては、これら前方支持部17と後方支持部20をもって回路基板3、時には操作パネル16を挟持する支持手段として体を成すものである。この支持手段は、機構部品の取付状態に遊びが生じないよう適当に強く挟持できることが望ましく、前記例においては比較的厚肉な帯片が用いられている。
【0010】
筐体1の後方支持部20が存在しない側面のうち、一方の側面には可変抵抗回路の抵抗体6の両端及び摺動子7から抵抗ブロック11の側面へ引出された各外部端子4,4,4が、それらの基部で前方へ向けて屈曲した状態で前方支持部17の一片に沿って三つ並設され、他方の側面には前記接点8,8からスイッチブロック13の側面へ引出された各外部端子5,5が、それらの基部で前方へ向けて屈曲した状態で前方支持部17の一片に沿って二つ並設され、これらが前記ソケット10に支持されたコンタクト22を介して回路基板3の回路パターン21との接続を果たすものである。各外部端子4,5は、機構部品の取付状態に多少遊びが生じたとしてもコンタクト22の表面との接触が確保できるように、少なからず弾性をもたせておくことが望ましい。
【0011】
尚、この機構部品の場合、可変抵抗回路とスイッチ回路とは電気的接続は成されておらず外部端子4,4,4,5,5を適宜繋げることによって所望の回路を構成すれば良い。又、上記構成(図6参照)からスイッチブロック13を外し短い操作棒2を用いるだけで、図7に示す様な単なる可変抵抗器として機能する機構部品を構成する事も可能である。
【0012】
図1には、本発明による機構部品の一例と共に、前記ソケット10の一実施の形態を示してある。このソケット10は、絶縁性をもった合成樹脂を用いて前記機構部品の前端部が嵌まる支持孔24を持った方形枠状のソケット本体25を成形し、その成形工程においてソケット本体25の対向する二辺に、機構部品の外部端子4,5へ弾性的に接し且つ回路基板3の回路パターン21へ半田固定されるコンタクト22を配設したものである。コンタクト22は導電性金属を素材として成形され、各々がソケット本体25の二辺の前部において支持孔24側からソケット10の側方へ貫通し、ソケット本体25に中間部がインサートされた状態で支持される。各コンタクト22の支持孔24側は、機構部品の側方に配設された外部端子4,5を弾性的に受けることができるよう後方へ彎曲してあり、一方、各コンタクト22の反対側は、ソケット本体25の側方へ面して後方へ折り曲げられ、その先端は回路基板3のスルーホール26へ挿通し得るようにピン状に成形されている。
【0013】
又、ソケット本体25には、裏面の対角より下方へ突出するメインストッパー27と、対向する二辺の裏面から突出するサブストッパー28が設けてあり、それらによって、ソケット10の回転及び縦横ずれ防止の確実を期している。該ソケット本体25には、更に、前記コンタクト22を設けた辺の下部内縁から開口面に沿って延出し各々前記支持孔24のほぼ半分を覆う被覆片29が設けてあり、ソケット本体25の前方内縁には、機構部品を装着する際に方向違いに嵌合することのないよう、支持孔24に面し機構部品のキー部18が嵌まる切欠部30が、両辺の中央から偏った位置に設けてある。ストッパー27,28は、支持状態を補強する役割を果たすので四隅に設けることが望ましく、フラックスの付着防止を確実にするためにも被覆片29は、できる限り設けた方が良い。その際、被覆片29を設ける位置としては、機構部品の後方支持部20の回路基板3への掛止を阻害しない位置であってソケット10のコンタクト22の支持孔24側の下方であることが不可欠である。即ち、ソケット10のコンタクト22や被覆片29は、機構部品の外部端子4,5が収まる箇所に設け、機構部品の後方支持部20は、被覆片29が折れ曲がる領域を避けて設けることが原則となる。
【0014】
前記機構部品の実装にあたっては、先ず、回路基板3にソケット10のみを実装し自動半田を行う。前記ソケット10には被覆片29が設けてあるために、ウエーブソルダー槽へ通す前工程としてフラックスを塗布する場合にも、図9の如く該ソケット10のコンタクト22にフラックス23が付着することはないし、各コンタクト22が回路基板3のスルーホール26へ差し込んである上に上記のごとくメインストッパー27やサブストッパー28が設けてある結果、移送時の揺れやウエーブソルダー槽における噴流で、半田付け前にソケット10の実装位置がずれる心配も無い。加えて、前記メインストッパー27やサブストッパー28の先端に、実装によって回路基板3の裏面に引掛かる例えば鉤状の掛止部31(図1参照)を形成すれば、ソケット10の上下方向のずれが抑制され、回路基板3への固定をより確実にすることができる。
【0015】
機構部品は、上記自動半田工程を経た後に図2の如くソケット10へ嵌め入れられる。そのため、合成樹脂を主材とする機構部品の筐体1にあっても、自動半田工程における熱雰囲気で変形したり、機能的不具合を引き起こすおそれが無く、押し込めばスナップ式に装着されるのでその作業も極めて容易であり、装着後も前方支持部17と後方支持部20で回路基板3の表裏面を挟持する結果、機構部品自体が操作時に離脱する心配もない。回路基板3におけるソケット10の取り付け位置には、該ソケット10のストッパー27,28及び機構部品を挿入し得る取付孔9を予め設けておくが、機構部品の回転やずれをより確実に抑制するには、機構部品の上部断面とほぼ等しい形状の取付孔9を設けておくことが望ましい。
【0016】
被覆片29は、支持孔24への機構部品の挿入に伴って図8の如く下方へ折れ曲がり支持孔24が全開する。被覆片29と一体物であるソケット本体25の素材として例えばポリアミド系樹脂など屈折しても割れにくい樹脂を選定すれば、機構部品を装着する際にも被覆片29が基部から折れて脱落することはない。
【0017】
従来、プッシュロック式であるか否かにかかわらず、操作手段たる操作棒2或いは操作棒2を保持し得る操作手段を有する比較的大型の機構部品は、回路基板3に対して倒伏した状態で実装されたり、電気機器の操作パネル16を挟持する状態で固定されたりするものであるが、前者にあっては、操作パネル16に対して回路基板3を立設する必要があるために、例えばLED(light−emitting diode)32等のディスプレイ素子などを固定する回路基板3が別個に必要となる他、電気機器の内部空間がその回路基板3によって仕切られて内部空間のレイアウトに支障を来すことが多く、後者にあっては、機構部品の外部端子4,5から回路基板3へリード線やコネクターを用いた配線を行う必要性が生じる等の問題があった。
【0018】
一方、上記本発明による機構部品は、図4の如く回路基板3に対して起立した状態で固定できるために、回路基板3を操作パネル16とほぼ平行に固定することができ、電気機器の内部空間を有効に利用することができる他、共通の回路基板3に前記ディスプレイ素子と機構部品を並設することができる。また、この様に機構部品が、操作パネル16と平行に固定された回路基板3に立設されていると、光漏れ防止材(ゴム等)33を、該機構部品の前面と操作パネル16との間へ容易に密着して介在させることができるが、前記従来の倒伏した状態で実装するタイプの機構部品では、光漏れ防止材33の密着状態が極めて不安定であったために、操作パネル16の機構部品が露出している孔の隙間から光がリークすることが多かった。
【0019】
以上は、本発明の一態様例を示したものであり、選択する機構部品としては例えばトグルスイッチ、プッシュスイッチ、ロータリースイッチ、押しボタンであっても良い。又、機構部品の構造及び外部端子と回路基板の回路パターンとを連絡する手段にあっても上記構成に限定するものではなく、例えば、前記外部端子の本数は適宜変更可能であり、筐体の側方において後方へ面して設けても良い。この際、機構部品の上下動が生じないような支持手段を備えることはもちろん、上下動が生じた際の接触を確保する外部端子自体の弾性もより重要となる。この構成のように外部端子が前方から後方へ向けてコンタクトに圧着される場合には、該コンタクトはソケット或いは回路基板の表面上に上向きで存在すべきであるから、コンタクトの表面にフラックスが付着する可能性は自ずと少なくなるし、更にソケットの肉厚を厚くしたりして回路基板表面からの間隔を広く取ることによって、その可能性はより小さくなる。このように、コンタクトの設け方は多様に存在し、コンタクトの設け方を工夫することによって、被覆片を設けなくともコンタクトへのフラックスの付着を防止できる場合もある。
【0020】
外部端子と回路基板の回路パターンとを連絡する手段にあっては、外部端子を受けるコンタクトをソケットとして支持することなくコンタクト単体を回路基板へ直接実装しても良いし、回路基板の回路パターンの一部として形成したコンタクトへ外部端子を直接接触させても良い。その際、機構部品の支持は、機構部品と回路基板との固着強度を考えると、できるだけコンタクトや前記ソケットに依存せずに、機構部品が回路基板の取付孔の縁にしっかりと支持されることが望ましく、そうすることによって、外部端子とコンタクトとの接触不良やコンタクトの脱落等の問題を回避できる。その他、取付孔に対する機構部品の回転も前記問題が生じる原因となるので、筐体の断面形状を、例えば、方形などの回転不能な形状とすることが望ましい。尚、その際回路基板の取付孔も、該筐体が丁度嵌まる形状とすることが望まれることは言うまでもない。
【0021】
【発明の効果】
以上のごとく本発明による機構部品を使用すればコンタクトやソケットだけがウエーブソルダー槽を通るので、機構部品の熱による不具合が回避できると共に、回路基板に対し機構部品を確実に支持できるために、乱暴な操作にあっても、連絡基板や回路パターンの破損は生じない。又、従来のフロントパネル用機構部品と比較して部品点数が少ない他、該機構部品をディスプレイ素子やその他の回路を含む回路基板へ合わせて搭載することができ、必要であれば比較的容易に取り外すこともできるので、回路基板などをシャーシに組み込む際、或いは製品として出荷する前の調整時における作業工数を大幅に削減することができる他、デザイン面における自由度も高い。更に、従来において外部端子を自動半田にて回路基板へ接続できなかった機構部品についても、後の工程で嵌め込むだけの作業を行えば良いという実質的には自動実装と同様の結果を生み出すことができるのでコストダウンに大きく貢献するものである。また更に連結可能な機能ブロックを組合わせれば、その効果はより高まる結果と成る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明による機構部品の一例を示す使用態様図である。
【図2】 本発明による機構部品の取付態様例を示す斜視図である。
【図3】 機構部品内部の回路構成例を示すブロック図である。
【図4】 本発明による機構部品の取付態様例を示す断面図である。
【図5】 コンタクトを支持するソケットの一例を示す平面図である。
【図6】 本発明による機構部品の一例を示す側面図である。
【図7】 本発明による機構部品の一例を示す側面図である。
【図8】 コンタクトを支持するソケットにおける被覆片の動きを示す断面図である。
【図9】 コンタクトを支持するソケットにおける被覆片の作用を示す断面図である。
【図10】 本発明による機構部品の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
1 筐体
3 回路基板
4,5 外部端子
6 抵抗体
7 摺動子
8 接点[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a mechanism component mainly used for an operation panel.
[0002]
[Prior art]
Today's mounting of electronic components is mostly automated by using a wave soldering tank (hereinafter referred to as “automatic soldering”) from the viewpoint of reducing man-hours and productivity. In the case of semiconductor elements that are inferior in performance and mechanical parts that are mechanical parts that have a mechanical structure, the operator must perform an automatic soldering process for rough electronic parts in order to avoid problems caused by exposure to high heat. Soldering is generally performed manually with a soldering iron (hereinafter referred to as “hand soldering”), which is suitable for mounting expensive semiconductor elements such as LSI (large scale integration) and relays with high replacement frequency. In the past, it was customary to mount a dedicated socket with automatic soldering and mount it in a later process.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, the mechanical parts, that is, switches and constant variable elements (variable resisters, variable capacitors, etc.), except for relays, can be mounted on a circuit board without performing soldering after the automatic soldering process. In fact, there is no choice but to rely solely on manual soldering after the automatic soldering process. In addition, since the conventional mechanical parts are usually an integral part, in order to obtain mechanical parts having different functions, the entire mechanical parts had to be individually designed.
[0004]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a mechanical component that can be mounted on a circuit board without performing soldering after an automatic soldering process and can be easily and versatilely manufactured. To do.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The mechanical component according to the present invention, which has been made to solve the above-described problems, includes an electric circuit inside the casing, and includes an operation unit that prompts a change in the operating state of the electric circuit from the outside of the casing. An external terminal that is connected to the electrical circuit and elastically contacts the contact surface formed on the circuit board is provided on a side portion, and support means for holding the circuit board from the front and back is provided. . This mechanical component can be configured by combining functional blocks that can be connected, and the housing may include a variable resistance circuit including a resistor and a slider in contact with the resistor, You may include the switch circuit which has the contact opened and closed by operation of a means.
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the mechanical component according to the present invention will be described with reference to an example in which a mounting hole 9 is provided in the
[0007]
1 to 10 show an embodiment of a mechanism component. This mechanical component includes, from the front, a
[0008]
As shown in FIG. 10, the slider 7 of the variable resistance circuit is always in contact with the
[0009]
The front edge of the
[0010]
Of the side surfaces of the
[0011]
In the case of this mechanical component, the variable resistance circuit and the switch circuit are not electrically connected, and a desired circuit may be configured by appropriately connecting the
[0012]
FIG. 1 shows an embodiment of the
[0013]
Further, the
[0014]
In mounting the mechanical component, first, only the
[0015]
The mechanical parts are fitted into the
[0016]
The covering
[0017]
Conventionally, a relatively large mechanical component having an operation means 2 that can hold the
[0018]
On the other hand, since the mechanical component according to the present invention can be fixed upright with respect to the
[0019]
The above is one example of the present invention, and the mechanical parts to be selected may be, for example, a toggle switch, a push switch, a rotary switch, or a push button. Further, the structure of the mechanical component and the means for communicating the external terminal and the circuit pattern of the circuit board are not limited to the above configuration. For example, the number of the external terminals can be changed as appropriate. It may be provided facing the rear side. At this time, not only the support means that prevents the vertical movement of the mechanical component is provided, but also the elasticity of the external terminal itself that secures contact when the vertical movement occurs is more important. When the external terminal is crimped to the contact from the front to the back as in this configuration, the contact should be present upward on the surface of the socket or circuit board, so that the flux adheres to the surface of the contact. This possibility is naturally reduced, and the possibility is further reduced by increasing the thickness of the socket to increase the distance from the circuit board surface. As described above, there are various ways of providing the contacts. By devising the way of providing the contacts, it may be possible to prevent the flux from adhering to the contacts without providing the covering pieces.
[0020]
In the means for connecting the external terminal and the circuit pattern of the circuit board, the single contact may be directly mounted on the circuit board without supporting the contact receiving the external terminal as a socket, or the circuit pattern of the circuit board The external terminal may be brought into direct contact with the contact formed as a part. At that time, the mechanical component should be firmly supported by the edge of the mounting hole of the circuit board without depending on the contact and the socket as much as possible considering the fixing strength between the mechanical part and the circuit board. By doing so, it is possible to avoid problems such as poor contact between the external terminal and the contact and dropout of the contact. In addition, since the rotation of the mechanical component with respect to the mounting hole also causes the above problem, it is desirable that the cross-sectional shape of the housing be a non-rotatable shape such as a square. In this case, it is needless to say that the mounting hole of the circuit board is desired to have a shape in which the housing is just fitted.
[0021]
【The invention's effect】
As described above, when the mechanical parts according to the present invention are used, only the contacts and sockets pass through the wave solder tank, so that troubles due to heat of the mechanical parts can be avoided and the mechanical parts can be reliably supported on the circuit board. Even if the operation is difficult, the connection board and the circuit pattern are not damaged. In addition to a smaller number of parts compared to conventional front panel mechanical parts, the mechanical parts can be mounted on a circuit board including a display element and other circuits, and it is relatively easy if necessary. Since it can be removed, it is possible to greatly reduce the number of work steps when incorporating a circuit board or the like into the chassis or at the time of adjustment before shipping as a product, and the degree of freedom in design is high. In addition, mechanical parts that could not be connected to the circuit board by automatic soldering in the past can produce results that are substantially the same as those of automatic mounting. Can greatly contribute to cost reduction. Further, if the functional blocks that can be connected are combined, the effect is enhanced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a usage diagram showing an example of a mechanical component according to the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing an example of how mechanical parts are attached according to the present invention.
FIG. 3 is a block diagram illustrating a circuit configuration example inside a mechanical component.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing an example of an attachment mode of a mechanical component according to the present invention.
FIG. 5 is a plan view showing an example of a socket that supports a contact;
FIG. 6 is a side view showing an example of a mechanical component according to the present invention.
FIG. 7 is a side view showing an example of a mechanical component according to the present invention.
FIG. 8 is a cross-sectional view showing movement of a covering piece in a socket that supports a contact;
FIG. 9 is a cross-sectional view showing the action of a covering piece in a socket that supports a contact.
FIG. 10 is a cross-sectional view showing an example of a mechanical component according to the present invention.
[Explanation of symbols]
1
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