JP4043658B2 - リレー実装方法、リレーユニット及びそれに用いるサブプレート - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数個のリレーを仮固定してこの複数個のリレーを一括してプリント配線基板に整列実装するリレー実装方法、リレーユニット及びそれに用いる（サブプレートに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、図２(a) に示すようなリレー（電磁継電器）が各種のシーケンス制御に用いられている。同図(a) に示すリレー１は、例えば本体ケース２の大きさが、図の左上部分の切り欠き部を含めて、およそ平面部の縦横が１７ｍｍ×２０ｍｍ、側面部の厚さがおよそ５ｍｍの大きさに形成されている。
【０００３】
特に側面部の厚さには、予め上下に寸法の違いが設定されており、上方の厚さａ１は「−５／１００ｍｍ」、つまり５０μｍの範囲内で基準の５ｍｍよりも狭く形成され、下方の厚さａ２は「＋５／１００ｍｍ」、つまり５０μｍの範囲で基準の厚さ５ｍｍよりも広く形成されている。
【０００４】
本体ケース２は、上述した厚さａ２がやや幅広となっている。この本体ケース２は、コイルや接点バネ等の微細な部品がベースに組み込まれた上に被せるようにして底面のベースを樹脂等で封止したものである。本体ケース２が、上述したように上方の厚さａ１と下方の厚さａ２が異なるのは、モールド成形した後の型抜きをし易くするためである。
【０００５】
その本体ケース２の封止された底部から、コイル端子３や接点バネ端子４等のリレー端子のみが外部に突出している。
このリレー１は、プリント配線基板のリレー端子挿入孔にリレー端子（コイル端子３、接点バネ端子４）を挿通されてプリント配線基板に搭載され、これらリレー１を搭載されたプリント配線基板が、その下面を、半田槽内の高熱で溶融している半田上面に当接させて搬送され、これにより、プリント配線基板の裏面でリレー１のリレー端子（コイル端子３、接点端子４）とプリント配線基板の配線とが半田で固定されて接続される。
【０００６】
このとき半田槽内の高熱で溶融している半田上面に当接しながら搬送されていくプリント配線基板の配線接続孔から半田がプリント配線基板の上面に上昇し、更に毛管現象でプリント配線基板の上面とリレー１の下面との間に広がって、リレー端子やプリント配線が短絡しないように、つまりプリント配線基板の上面とリレー１の下面との間に毛管現象が起きないように適宜の間隙を空けるために、リレー１の本体ケース２の下端部には所定の４箇所に突起部５が設けられている。
【０００７】
このようにリレー１が実装されたプリント配線基板は、例えばプログラマブルコントローラ等の所定のシーケンス制御装置に組み付けられて用いられる。
ところで、上記のようにリレー１が、プリント配線基板に実装される際は、例えば４連、８連、１６連というように複数個のリレー１が近接して整列した状態で搭載される場合が多い。このように、近接して整列した状態でリレー１を１個づつプリント配線基板に搭載していたのでは手数が掛り過ぎて作業能率が低下する。
【０００８】
そこで、同図(b) に示すように、複数個（同図(b) の例では１６個、つまり１６連）のリレー１を整列させ纏めたうえで、粘着性のテープ６を用いて複数個のリレー１を一括して仮固定する方法が採用されている。そして、この状態で、プリント配線基板７に上記複数個のリレー１を一括して搭載していた。
【０００９】
また、図３(a) は、他のリレーの形状とプリント配線基板を示す図であり、同図(b) は同図(a) のＡ矢視側面図、同図(c) は同図(a) のＢ矢視側面図である。同図(a),(b),(c) に示すリレー１０も、ベースバネを埋め込んだ一対のケース部材からなる本体ケース１１の内側に、コイル、鉄心の部材を所定の位置に取り付けた後、これらと一体に本体ケース１１を固着したものである。
【００１０】
そして、本体ケース１１の底部の端子孔から、上記のコイル、接点バネ等の端子１２が本体ケース１１の外部に突出して配置され、３個のリレー１０の上部の開口を、１個の蓋１３により封止される。この状態で、３個のリレー１０が蓋１３により固定され、プリント配線基板１４に一括して搭載される。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記複数個のリレーを整列させて纏め、テープにより一括して仮固定する方法は、リレーの上下の厚さが前述したように、±５／１００ｍｍのバラツキを有しているために、その誤差が一括仮固定した長手方向に累積し、これにより、プリント配線基板に形成されているリード端子挿入孔の配設位置と一括仮固定した複数個のリレーのリード端子との間に、挿入位置寸法に不一致が生じ、このため挿入不良により製品の歩留りが低下するという問題が発生した。
【００１２】
また、そればかりでなく、リレーをプリント配線基板に半田で固定して実装した後は、テープをリレーから剥離しなければならないが、このテープ剥離作業が全体の基板組み立て作業の能率を阻害するという問題も有していた。
【００１３】
また、上部が開口している複数個のリレーを並べて１個の蓋で固定する方法は、上面カバーとなる１個の蓋に複数個のリレーを連結して取り付ける作業が繁雑であるという欠点の他、蓋によるリレー上部の固定であるので、下部に突出するリレー端子の位置が不安定であり、この場合も、プリント配線基板のリード端子挿入孔と複数個のリードのリード端子との間に挿入位置寸法の不一致が生じ、このため挿入不良により製品の歩留りが低下するという問題を有していた。
【００１４】
本発明の課題は、上記従来の実情に鑑み、複数個のリレーを仮固定してこの複数個のリレーを一括してプリント配線基板に整列実装する簡単なリレー実装方法、リレーユニット及びそれに用いるサブプレートを提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
先ず、請求項１記載の発明のサブプレートは、プレート本体からほぼ直角に突設する四方の縁部と、該四方の縁部に囲まれた上記プレート本体の上面に該プレート本体の所定の方向に沿って突設された複数本の凸条と、該凸条と凸条の間又は該凸条と上記所定の方向の上記縁部との間に穿設され上記所定の方向に等間隔で形成されたリレー端子挿入孔と、を有して構成される。
【００１６】
そして、例えば請求項２記載のように、上記プレート本体と上記縁部が同時に一体モールド成形されて成るように構成される。また、上記リレー端子挿入孔の少なくともベースばね端子挿入孔は、例えば、長方形に形成され且つプレート本体上面に向けて末広がり状に穿設されて成るように構成される。
【００１７】
次に、請求項４記載の発明のリレー実装方法は、請求項１、２又は３のいずれか１項に記載のサブプレートを用いたリレー実装方法において、上記所定の方向に等間隔で形成された上記リレー端子挿入孔に複数個のリレーの端子を挿入することで複数個の上記リレーを上記サブプレート上に予め整列させて仮固定し、この仮固定により上記リレー端子挿入孔から上記サブプレートの下面に突出した複数個の上記リレーの端子をプリント配線基板の接続配線孔に一括挿通し、上記プリント配線基板と複数個の上記リレー間に上記サブプレートを介在させたまま上記プリント配線基板上に、複数個の上記リレーを、一括して整列させてリレーユニットとして実装するように構成される。
【００１８】
更に、請求項５記載の発明のリレーユニットは、請求項１、２又は３のいずれか１項に記載のサブプレートを用いたリレーユニットにおいて、上記所定の方向に等間隔で形成された上記リレー端子挿入孔に複数個のリレーの端子を挿入することで複数個の上記リレーを上記サブプレート上に予め整列させて仮固定し、この仮固定により上記リレー端子挿入孔から上記サブプレートの下面に突出した複数個の上記リレーの端子をプリント配線基板の接続配線孔に一括挿通し、上記プリント配線基板と複数個の上記リレー間に上記サブプレートを介在させたまま上記プリント配線基板上に、複数個の上記リレーを一括して整列させて実装して成る。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
図１(a) は、一実施の形態におけるリレー実装用のサブプレートの平面図であり、同図(b) は同図(a) のＣ−Ｃ′断面矢視図、同図(c) は同図(a) のＤ−Ｄ′断面矢視図、同図(d) は同図(a) の接点端子挿入孔の拡大図である。尚、同図(b) には、このサブプレートに仮固定される図２(a),(b) に示したリレー１を実線及び一点鎖線で示している。
【００２０】
同図(a) 〜(d) に示すように、サブプレート１５は、プレート本体１６と、このプレート本体１６からほぼ直角に突設する四方の縁部１７（１７ａ、１７ｂ）と、これら四方の縁部１７に囲まれたプレート本体１６の上面にプレート本体１６の所定の方向すなわち図１(a),(b) ではプレート本体１６の長手方向、つまり、リレー１が並設される方向に沿って突設された複数本（図１に示す例では２本）の凸条１８と、これら凸条１８と凸条１８の間、又は凸条１８と上記所定の方向の縁部１７ａとの間に穿設され上記所定の方向に等間隔で形成されたリレー端子挿入孔１９（１９ａ、１９ｂ）とが一体に鋳型成形（モールド成形）されて構成されている。
【００２１】
尚、上記のリレー端子挿入孔１９の等間隔の配置は、前述したリレー１の下部の幅に設定されている「５ｍｍ＋５／１００ｍｍ」の許容誤差を見込んで設定された配置間隔である。
【００２２】
また、上記の縁部１７には、上端部に傾斜部２１が設けられている。また、リレー１のベースばね端子（接点端子）４に対応するリレー端子挿入孔１９ａは、リレー１のベースばね端子４の形状に応じて長方形に形成され、その内径は、ベースばね端子４の外径よりもやや小さく形成されている。そして、同図(d) に示すように、その長方形のリレー端子挿入孔１９ａは長方形の辺に沿った四方の周囲２２がプレート本体１６の上面に向けて末広がり状に切り欠かれて形成されている。また、リレー端子挿入孔１９ｂは丸孔であり、これも周囲を末広がり状に、つまり漏斗状に切り欠かれて形成されている。
【００２３】
このサブプレート１５に、同図(b) に示すように、複数のリレー１を整列させて仮固定するには、先ず、サブプレート１５に仮固定するだけの複数のリレー１を上下を返して不図示の治具により保持させる。これにより、複数のリレー１が所望の形状に整列すると共に、それらのリレー端子（コイル端子３と、ベースばね端子４）が上を向いて設定される。これらのリレー１は治具によって保持されているので、その設定状態は安定している。
【００２４】
次に、それらの上方に、サブプレート１５を、これも上下を返した状態で、不図示のプレス装置の作業アームに保持させる。そして、複数のリレー１のリレー端子とサブプレート１５のリレー端子挿入孔１９との概略の位置決めをした後、プレス装置の作業アームを降下させて、サブプレート１５のリレー端子挿入孔１９に複数のリレー１のリレー端子を一括して挿通させる。
【００２５】
上述したように、リレー端子挿入孔１９ａ及びリレー端子挿入孔１９ｂは夫々周囲を末広がり状に切り欠かれて、孔の周囲に斜面を形成しているので、上記のように概略の位置決めをされたリレー１のリレー端子の先端位置に、サブプレート１５のリレー端子挿入孔１９に対して多少の位置の不一致があっても、位置ずれしたリレー端子の先端は、リレー端子挿入孔１９周囲の広がりのある斜面に沿って孔まで案内され、これにより全てのリレー１のリレー端子がリレー端子挿入孔１９に挿通される。また、リレー１の下端部とサブプレート１５の縁部１７の上端部が位置ずれしていても、リレー１の下端部がサブプレート１５の縁部１７に形成されている傾斜部２１に案内されて、プレート本体１６の所定の位置に正しく配置される。これにより、リレー１がサブプレート１５上に（治具内では下向きになって）整列する。
【００２６】
また、上述したように、リレー端子挿入孔１９ａは、その内径がベースばね端子４の外径よりもやや小さく形成されているので、上記のようにリレー端子挿入孔１９ａにベースばね端子４が挿通されたとき、ベースばね端子４の外周を適度に締め付ける。これにより、上記のようにリレー端子がリレー端子挿入孔１９に挿通された状態のリレー１とサブプレート１５を治具から外して取り出したときリレー１のベースばね端子４がサブプレート１５のリレー端子挿入孔１９ａに保持されて、すなわちリレー１がサブプレート１５に仮固定された状態となっている。
【００２７】
前述したように、リレー１は、上部の幅には「５−５／１００」ｍｍの許容誤差と下部の幅には「５＋５／１００」ｍｍの許容誤差が設定されているため、サブプレート１５上に整列している複数のリレー１の上端は、隣接するリレー１間に間隙が生じ、姿勢がやや不安定となっているが、下端は等間隔のリレー端子挿入孔１９に挿通・保持されているため安定しており、全体として、同図(b) に示すように、複数のリレー１とサブプレート１５から成るリレーユニット２３を形成している。
【００２８】
そして、このリレーユニット２３を不図示のプリント配線基板に搭載する。プリント配線基板には、サブプレート１５に等間隔に配設されたリレー端子挿入孔１９に対応する配置の配線接続孔が形成されている。適宜の位置決め装置また位置決めマークによりプリント配線基板とリレーユニット２３の位置決めを行って、リレーユニット２３をプリント配線基板上に載置するだけで、リレーユニット２３の下面から突出している全てのリレー端子、すなわちコイル端子３及びベースばね端子４が、プリント配線基板の所定の配線接続孔に挿通され、その後の自動半田付け工程で、リレーユニット２３がプリント配線基板上に固定され実装される。すなわち、サブプレート１５上に整列した複数のリレー１がプリント配線基板上に一括実装される。
【００２９】
尚、図３に示したような本体ケースの開口が上であって且つ端子数の多いリレーの場合でも、上の開口を個々に塞いだものを、その端子の配置に合わせた端子挿入孔を形成したサブプレートを成形して用いると、上述した実施の形態におけるリレー１の場合と同様に複数のリレーをユニット化して一括してプリント配線基板上に搭載することができる。また、上の開口を個々に塞がずに、サブプレート上に仮固定した後に、複数個づつ１個の蓋で覆うようにしてもよい。
【００３０】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、一体にモールド成形された反り防止用の縁部と凸条を有するサブプレートの面に等間隔で設けられたリレー端子挿入孔にリレー端子を挿入することにより、複数のリレーを整列させて仮固定することができ、これにより、プリント配線基板のリレー端子挿入孔とサブプレートに仮固定されたリレー端子との間の挿入位置寸法の大きな誤差を解消することができ、したがって、整列した複数のリレーを一括して高能率でプリント配線基板上に搭載して実装することが可能となる。
【００３１】
また、リード端子挿入孔を挿入口方向に末広がり条に形成するので、挿入位置寸法に小さな誤差があってもリード端子先端を案内して容易にリード端子挿入孔に挿通させることが出来るので、リレーの仮固定が容易であると共に仮固定後のリード端子の挿入位置寸法が安定しており、これにより、リレー搭載基板の歩留りが向上する。
【００３２】
また、リード端子挿入孔の孔径をリード端子の外径よりもやや小さ目に形成するので、挿通されたリレー端子を適宜に保持することができ、これにより、プリント配線基板へ搭載して半田固定するまでの間に脱落するような不具合がなく安定した仮固定を維持でき、また、半田固定後も除去する必要がないので、サブプレートをモールド成形による品質の安定した安価な仮固定具として提供することが可能となる。
【００３３】
また、縁部の上端部に傾斜部を設けるので、概略位置決めされて載置されるリレーの下端部を案内してプレート本体の所定位置に整列させることができ、リレーをサブプレートに仮固定する作業の能率が更に向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 (a) は一実施の形態におけるリレー実装用のサブプレートの平面図、(b) は(a) のＣ−Ｃ′断面矢視図、(c) は(a) のＤ−Ｄ′断面矢視図、(d) は(a) の接点端子挿入孔の拡大図である。
【図２】 (a) はリレー（電磁継電器）の一例を示す斜視図、(b) は従来の粘着性のテープを用いて複数個のリレーを整列させ纏めて仮固定してプリント配線基板上に一括して搭載する方法を示す図である。
【図３】 (a) は従来の他のリレーの例とプリント配線基板を示す図、(b) は(a) のＡ矢視側面図、(c) は(a) のＢ矢視側面図である。
【符号の説明】
１ リレー
２ 本体ケース
３ コイル端子
４ 接点端子（ベースバネ端子）
５ 突起部
６ 粘着性テープ
７ プリント配線基板
１０ リレー
１１ 本体ケース
１２ 端子
１３ 蓋
１４ プリント配線基板
１５ サブプレート
１６ プレート本体
１７（１７ａ、１７ｂ） 縁部
１８ 凸条
１９（１９ａ、１９ｂ） リレー端子挿入孔
２１ 傾斜部
２２ 孔四方の周囲
２３ リレーユニット

Claims (5)

1. プレート本体からほぼ直角に突設する四方の縁部と、
   該四方の縁部に囲まれた前記プレート本体の上面に該プレート本体の所定の方向に沿って突設された複数本の凸条と、
   該凸条と凸条の間又は該凸条と前記所定の方向の前記縁部との間に穿設され前記所定の方向に等間隔で形成されたリレー端子挿入孔と、
   を有することを特徴とするサブプレート。
2. 前記プレート本体と前記縁部が同時に一体モールド成形されて成ることを特徴とする請求項１記載のサブプレート。
3. 前記リレー端子挿入孔の少なくともベースばね端子挿入孔は、長方形に形成され且つプレート本体上面に向けて末広がり状に穿設されて成ることを特徴とする請求項１又は２記載のサブプレート。
4. 請求項１、２又は３のいずれか１項に記載のサブプレートを用いたリレー実装方法において、
   前記所定の方向に等間隔で形成された前記リレー端子挿入孔に複数個のリレーの端子を挿入することで複数個の前記リレーを前記サブプレート上に予め整列させて仮固定し、
   この仮固定により前記リレー端子挿入孔から前記サブプレートの下面に突出した複数個の前記リレーの端子をプリント配線基板の接続配線孔に一括挿通し、
   前記プリント配線基板と複数個の前記リレー間に前記サブプレートを介在させたまま前記プリント配線基板上に、複数個の前記リレーを、一括して整列させてリレーユニットとして実装する、ことを特徴とするリレー実装方法。
5. 請求項１、２又は３のいずれか１項に記載のサブプレートを用いたリレーユニットにおいて、
   前記所定の方向に等間隔で形成された前記リレー端子挿入孔に複数個のリレーの端子を挿入することで複数個の前記リレーを前記サブプレート上に予め整列させて仮固定し、
   この仮固定により前記リレー端子挿入孔から前記サブプレートの下面に突出した複数個の前記リレーの端子をプリント配線基板の接続配線孔に一括挿通し、
   前記プリント配線基板と複数個の前記リレー間に前記サブプレートを介在させたまま前記プリント配線基板上に、複数個の前記リレーを一括して整列させて実装して成ることを特徴とするリレーユニット。

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