JP4913187B2 - 液晶表示板の実装構体 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、電子式電力量計に組み込まれ、液晶表示板を配線基板上に起立状態で実装した液晶表示板の実装構体に関する。

例えば、一般家庭などの電力需要家が使用する電力量を計測して表示する電力量計として、電子式電力量計が知られている。この種の電子式電力量計は、図１１（ａ）（ｂ）に示すように、電力量などを表示するための表示窓１０１を備え、その表示窓１０１に対応させて液晶表示板１０２が配設されている。この液晶表示板１０２は、電子式電力量計を構成する樹脂製の筐体１０３に内蔵された配線基板１０４上に実装されている。この配線基板１０４には、液晶表示板１０２以外にも、各種電子部品１０５が実装されている（例えば、特許文献１参照）。

図１２および図１３は、液晶表示板１０２を配線基板１０４上に起立状態で実装した従来の液晶表示板１０２の実装構体で、図１２は組み付け前の状態、図１３は組み付け後の状態をそれぞれ例示する。図１２に示すように、液晶表示板１０２は矩形状をなし、その底辺部１０６から所定ピッチの配列状態で導出された複数のピン１０７を有する。一方、配線基板１０４は、その液晶表示板１０２の取り付け部位に液晶表示板１０２のピン１０７と同一ピッチで取付孔１０８が貫通形成されている。

この液晶表示板１０２の実装構体では、液晶表示板１０２の底辺部１０６から導出されたピン１０７を配線基板１０４の取付孔１０８に挿通させ、その配線基板１０４の裏面から突出する液晶表示板１０２のピン１０７を半田付けで固定することにより、図１３に示すように、その液晶表示板１０２を配線基板１０４上に起立状態で実装するようにしている。

特開２００８−１５７６５９号公報

ところで、前述した液晶表示板１０２の実装構体では、液晶表示板１０２を配線基板１０４上に起立状態で実装する組立をロボットによる自動実装で行うことが作業効率の面で望ましい。しかしながら、ロボットによる自動実装の場合、図１２の矢印で示すように、強度的に弱い液晶表示板１０２の側辺部１０９をその両側から挟みこむようにロボットアーム（図示せず）で把持することになる。

ここで、液晶表示板１０２をロボットアームで確実に把持するためにその把持力を強くすると、強度的に弱い液晶表示板１０２を破損するおそれがあり、逆に、液晶表示板１０２の破損を防止するためにロボットアームの把持力を弱くすると、液晶表示板１０２をロボットアームで確実に把持することが困難となる。そこで、このロボットによる自動実装ではなく、人手による実装で液晶表示板１０２を組み付けようとした場合、作業効率が低下するという問題がある。

また、液晶表示板１０２の配線基板１０４への組み付けでは、液晶表示板１０２の底辺部１０６から導出されたピン１０７を配線基板１０４の取付孔１０８に挿通させた後、その配線基板１０４の裏面から突出するピン１０７の先端部を半田付けすることになるが、その半田付け前において、液晶表示板１０２は配線基板１０４に対して自立しないことから、液晶表示板１０２が配線基板１０４に対して傾く可能性があり、その液晶表示板１０２を正規の起立状態（配線基板１０４に対して垂直状態）で配線基板１０４に半田付けすることが困難となる。

仮に、液晶表示板１０２を正規の起立状態で配線基板１０４に半田付けすることができたとしても、その半田付け後の運搬などの取り扱い時に振動や衝撃が加わることにより液晶表示板１０２のピン１０７に曲がりが生じてその液晶表示板１０２が配線基板１０４に対して傾く可能性もある。

そこで、本発明は前述の問題点に鑑みて提案されたもので、その目的とするところは、液晶表示板の配線基板への組み付けをロボットによる自動実装で容易に行うことができ、その組み付け後に液晶表示板が配線基板に対して傾くことを未然に防止し得る液晶表示板の実装構体を提供することにある。

前述の目的を達成するための技術的手段として、本発明は、矩形状の液晶表示板の底辺部から導出された複数のピンを、配線基板に形成された取付孔に挿通させて半田付けで固定することにより、前記液晶表示板を配線基板上に起立状態で実装した液晶表示板の実装構体であって、前記液晶表示板の底辺部を支持すると共にその底辺部から導出されたピンを挿通させるホルダ底部と、そのホルダ底部の両側に設けられ、前記液晶表示板の側辺部を支持すると共にロボットによる自動実装でロボットアームにより両側から挟みこまれるホルダ側部とで構成された液晶ホルダを備え、前記液晶表示板を前記液晶ホルダに収容した状態で配線基板上に起立状態で実装したことを特徴とする。

本発明では、液晶表示板を配線基板に組み付けるに際して、液晶表示板の底辺部を支持するホルダ底部の両側に設けられたホルダ側部で液晶表示板の側辺部を支持する液晶ホルダを採用したことにより、ロボットによる自動実装が実現容易となり、作業効率の向上が図れる。つまり、ロボットによる自動実装では、ロボットアームにより液晶ホルダのホルダ側部を両側から挟みこむことにより液晶表示板を配線基板に実装することができるので、強度的に弱い液晶表示板であってもホルダ底部の両側に設けられたホルダ側部で液晶表示板を補強することができる。

その結果、液晶表示板をロボットアームで確実に把持するためにその把持力を強くしても、液晶ホルダのホルダ側部で補強されているので、強度的に弱い液晶表示板を破損するおそれがなくなる。また、液晶表示板の配線基板への組み付けにおける半田付け前においても、液晶表示板が液晶ホルダにより配線基板に対して自立することから、液晶表示板が配線基板に対して傾く可能性がなくなり、その液晶表示板を正規の起立状態で配線基板に半田付けすることが容易となる。さらに、その半田付け後の運搬などの取り扱い時に振動や衝撃が加わっても液晶表示板が液晶ホルダにより保持されていることから、液晶表示板のピン曲がりが抑制できて液晶表示板が配線基板に対して傾く可能性もなくなる。

本発明における液晶ホルダは、そのホルダ底部に液晶表示板のピンをガイドする凹溝が形成されていることが望ましい。このようにすれば、液晶表示板を液晶ホルダに組み付けるに際して、その液晶表示板のピンに曲がりがあっても、そのピンが凹溝でガイドされながら挿通されるので、ピンの曲がりを整形することができ、ロボットによる自動実装をより一層容易にすることができる。

本発明における液晶ホルダは、配線基板に対して液晶表示板の起立状態を保持する固定機構部を有することが望ましい。このようにすれば、固定機構部により配線基板に対して液晶表示板の起立状態を容易に保持することができるので、液晶表示板の配線基板への組み付けにおける半田付けが良好に行え、配線基板に対する液晶表示板の傾きを抑止することが容易となる。

本発明における固定機構部は、ホルダ側部から配線基板側へ延びる鉤状の爪部からなり、前記爪部を前記配線基板のエッジ部に引掛係止した構造や、ホルダ側部の底面から配線基板側へ突出する突起からなり、前記突起を配線基板の凹部に嵌合させた構造が望ましい。このようにすれば、簡単な構造でもって、配線基板に対して液晶表示板の起立状態を容易に保持することができる。

本発明における液晶ホルダは、そのホルダ側部の配線基板と接する部位に前記液晶表示板の板厚方向に延在する支え部が形成されていることが望ましい。このようにすれば、液晶表示板の板厚方向から衝撃力などが加わっても、ホルダ側部の配線基板と接する部位に形成された支え部により、液晶ホルダの起立状態を保持できるので、液晶表示板が配線基板に対して傾くことを未然に防止できる。

本発明における配線基板は、電力量を計測して表示する電子式電力量計の筐体に内蔵され、前記配線基板に液晶ホルダを介して実装された液晶表示板は、前記筐体に形成された表示窓と対応させて配設されていることが望ましい。このようにすれば、電子式電力量計に組み込まれる液晶表示板をロボットによる自動実装で配線基板に容易に組み付けることができ、その組み付け後に液晶表示板が配線基板に対して傾くことを未然に防止できる。

本発明によれば、液晶表示板を配線基板に組み付けるに際して、液晶表示板の底辺部を支持するホルダ底部の両側に設けられたホルダ側部で液晶表示板の側辺部を支持する液晶ホルダを採用したことにより、ロボットによる自動実装が実現容易となり、作業効率の向上が図れる。また、液晶表示板の配線基板への組み付けにおける半田付け前において、液晶表示板が配線基板に対して傾く可能性がなくなり、その液晶表示板を正規の起立状態で配線基板に半田付けすることが容易となる。さらに、その半田付け後の運搬などの取り扱い時に振動や衝撃が加わっても液晶表示板のピン曲がりが抑制できて液晶表示板が配線基板に対して傾く可能性もなくなる。その結果、低コストで高品質の液晶表示板の実装構体を提供することができる。

本発明の実施形態で、液晶表示板の実装構体の組立完了状態を示す斜視図である。 図１の液晶表示板を液晶ホルダおよび配線基板に組み付ける前の状態を示す斜視図である。 液晶表示板を液晶ホルダに組み付ける前の状態をホルダ前面側上方から見た斜視図である。 液晶表示板を液晶ホルダに組み付ける前の状態をホルダ背面側上方から見た斜視図である。 液晶表示板を液晶ホルダに組み付ける前の状態をホルダ前面側下方から見た斜視図である。 液晶表示板を液晶ホルダに組み付ける前の状態を示す正面図である。 液晶表示板が組み付けられた液晶ホルダを配線基板に組み付ける前の状態を示す正面図である。 液晶表示板が組み付けられた液晶ホルダを配線基板に組み付けた後の状態を示す正面図である。 液晶表示板が組み付けられた液晶ホルダを配線基板に組み付けた後の状態をその配線基板の裏面側から見た斜視図である。 本発明に係る液晶表示板の実装構体を内蔵した電子式電力量計の一例で、（ａ）は電力量計の正面図、（ｂ）は（ａ）の右側面図である。 従来の液晶表示板の実装構体を内蔵した電子式電力量計の一例で、（ａ）は電力量計の正面図、（ｂ）は（ａ）の右側面図である。 液晶表示板を配線基板に組み付ける前の状態を示す斜視図である。 液晶表示板を配線基板に組み付けた後の状態を示す斜視図である。

本発明に係る液晶表示板の実装構体の実施形態を以下に詳述する。なお、以下の実施形態では、一般家庭などの電力需要家が使用する電力量を計測して表示する交流単相３線式の電子式電力量計を例示するが、例えば、交流単相２線式などその他の相線式の電力量計についても適用可能であり、さらに、電子式電力量計に限らず、液晶表示板を配線基板に起立状態で実装した表示部を有する機器に適用可能である。

図１０（ａ）（ｂ）は液晶表示板２の実装構体を備えた電子式電力量計を示す。この電子式電力量計は、液晶表示板２を含む各種電子部品５を実装した配線基板４を収容した樹脂製の筐体３を備え、その筐体３の前面に表示窓１が設けられている。この表示窓１に対応させて、配線基板４上に実装した液晶表示板２が配設されている。

前述した液晶表示板２の実装構体は、図１および図２に示すように、矩形状の液晶表示板２の底辺部６から所定ピッチの配列状態で導出された複数のピン７を、液晶表示板２を含む各種電子部品５を実装した配線基板４に形成された取付孔８に挿通させて半田付けで固定することにより、液晶表示板２を配線基板４上に起立状態（配線基板４に対して垂直状態）で実装する。

この実施形態では、液晶表示板２を液晶ホルダ１０を介して配線基板４に実装する。その液晶ホルダ１０は、図３〜図５に示すように、液晶表示板２の底辺部６を支持すると共にその底辺部６から導出されたピン７を挿通させるホルダ底部１１と、そのホルダ底部１１の両側に一体的に設けられ、液晶表示板２の側辺部９を支持するホルダ側部１２とで構成されている。

ホルダ底部１１には、前面壁１３と背面壁１４との間で液晶表示板２の長手方向に沿って三つの仕切り壁１５が配設され、この仕切り壁１５上に液晶表示板２が載置されることにより支持される。このホルダ底部１１の背面壁１４には、液晶表示板２のピン７をガイドする凹溝１６がピン７の配列ピッチに合わせて形成されている。

ホルダ側部１２は、断面コ字状をなすことにより液晶表示板２の側辺部９を支持する。このホルダ側部１２には、配線基板４に対して液晶表示板２の起立状態を保持する固定機構部を設けている。この固定機構部は、ホルダ側部１２から配線基板４側へ延びる鉤状の爪部１７と、ホルダ側部１２の底面から配線基板４側へ突出する突起１８とで構成されている。また、ホルダ側部１２の配線基板４と接する部位には液晶表示板２の板厚方向に延在する支え部１９が形成されている。

以上の構成を具備する液晶ホルダ１０を利用した液晶表示板２の配線基板４への組み付けは、以下の要領でもって行われる。

まず、図６に示すように液晶表示板２を液晶ホルダ１０に予め組み付ける。すなわち、液晶表示板２のピン７をホルダ底部１１に挿通させると共にその液晶表示板２の底辺部６をホルダ底部１１の仕切り壁１５に載置する。これにより、液晶表示板２の底辺部６はホルダ底部１１で支持され、液晶表示板２の側辺部９は断面コ字状のホルダ側部１２に収容された状態で支持される。

液晶表示板２のピン７は、その底辺部６から板厚方向裏面側へ向けて導出され、その板厚方向と直交する方向（図示下方向）へ折り曲げ成形されている（図４参照）。この液晶表示板２の液晶ホルダ１０への組み付け時、液晶表示板２のピン７はホルダ底部１１の背面壁１４の凹溝１６にガイドされながら挿通されるのでその液晶表示板２のピン７に曲がりがあっても、そのピン７の曲がりを整形することができる。

この液晶表示板２の液晶ホルダ１０への組み付け後、図７に示すようにその液晶表示板２を液晶ホルダ１０を介して配線基板４に組み付ける。すなわち、図８に示すようにホルダ底部１１から突出する液晶表示板２のピン７を配線基板４の取付孔８に挿入した上で、その配線基板４の裏面から突出する液晶表示板２のピン７を半田付けする。

液晶表示板２のピン挿入時、図８および図９に示すように、ホルダ側部１２から配線基板４側へ延びる鉤状の爪部１７を、配線基板４に形成された切り欠き凹部２０のエッジ部２１に引掛係止すると共に、ホルダ側部１２の底面から配線基板４側へ突出する突起１８を配線基板４の凹部２２に嵌合させる。

このような簡単な構造でもって、配線基板４に対して液晶表示板２の起立状態を容易に保持することができるので、液晶表示板２の配線基板４への組み付けにおける半田付けが良好に行え、配線基板４に対する液晶表示板２の傾きを抑止することが容易となる。

また、ホルダ側部１２の配線基板４と接する部位に液晶表示板２の板厚方向に延在する支え部１９が形成されている（図３〜図５参照）。これによって、液晶表示板２の板厚方向から衝撃力などが加わっても、ホルダ側部１２の配線基板４と接する部位に形成された支え部１９により、液晶ホルダ１０の起立状態を保持できるので、液晶表示板２が配線基板４に対して傾くことを未然に防止できる。

以上のようにして、液晶表示板２を配線基板４に組み付けるに際して、液晶表示板２の底辺部６を支持するホルダ底部１１の両側に設けられたホルダ側部１２で液晶表示板２の側辺部９を支持する液晶ホルダ１０を採用したことにより、ロボットによる自動実装が実現容易となり、作業効率の向上が図れる。つまり、ロボットによる自動実装では、ロボットアームにより液晶ホルダ１０のホルダ側部１２を両側から挟みこむことにより液晶表示板２を配線基板４に実装することができるので、強度的に弱い液晶表示板２であってもホルダ底部１１の両側に設けられたホルダ側部１２で液晶表示板２の側辺部９を補強することができる。

その結果、液晶表示板２をロボットアームで確実に把持するためにその把持力を強くしても、液晶表示板２の側辺部９が液晶ホルダ１０のホルダ側部１２で補強されているので、強度的に弱い液晶表示板２を破損するおそれがなくなる。また、液晶表示板２の配線基板４への組み付けにおける半田付け前においても、液晶表示板２が液晶ホルダ１０により配線基板４に対して自立することから、液晶表示板２が配線基板４に対して傾く可能性がなくなり、その液晶表示板２を正規の起立状態で配線基板４に半田付けすることが容易となる。さらに、その半田付け後の運搬などの取り扱い時に振動や衝撃が加わっても液晶表示板２が液晶ホルダ１０により保持されていることから、液晶表示板２のピン曲がりが抑制できて液晶表示板２が配線基板４に対して傾く可能性もなくなる。

また、ホルダ底部１１に液晶表示板２のピン７をガイドする凹溝１６が形成されていることから、液晶表示板２を液晶ホルダ１０に組み付けるに際して、その液晶表示板２のピン７に曲がりがあっても、そのピン７が凹溝１６でガイドされながら挿通されるので、ピン７の曲がりを整形することができ、ロボットによる自動実装をより一層容易にすることができる。

本発明は前述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。

１ 表示窓
２ 液晶表示板
３ 筐体
４ 配線基板
６ 液晶表示板の底辺部
７ ピン
８ 取付孔
９ 液晶表示板の側辺部
１０ 液晶ホルダ
１１ ホルダ底部
１２ ホルダ側部
１６ 凹溝
１７ 固定機構部（爪部）
１８ 固定機構部（突起）
１９ 支え部
２１ 配線基板のエッジ部
２２ 配線基板の凹部

Claims (7)

1. 矩形状の液晶表示板の底辺部から導出された複数のピンを、配線基板に形成された取付孔に挿通させて半田付けで固定することにより、前記液晶表示板を配線基板上に起立状態で実装した液晶表示板の実装構体であって、
   前記液晶表示板の底辺部を支持すると共にその底辺部から導出されたピンを挿通させるホルダ底部と、そのホルダ底部の両側に設けられ、前記液晶表示板の側辺部を支持すると共にロボットによる自動実装でロボットアームにより両側から挟みこまれるホルダ側部とで構成された液晶ホルダを備え、前記液晶表示板を前記液晶ホルダに収容した状態で配線基板上に起立状態で実装したことを特徴とする液晶表示板の実装構体。
2. 前記液晶ホルダは、そのホルダ底部に液晶表示板のピンをガイドする凹溝が形成されている請求項１に記載の液晶表示板の実装構体。
3. 前記液晶ホルダは、配線基板に対して液晶表示板の起立状態を保持する固定機構部を有する請求項１又は２に記載の液晶表示板の実装構体。
4. 前記固定機構部は、ホルダ側部から配線基板側へ延びる鉤状の爪部からなり、前記爪部を前記配線基板のエッジ部に引掛係止した請求項３に記載の液晶表示板の実装構体。
5. 前記固定機構部は、ホルダ側部の底面から配線基板側へ突出する突起からなり、前記突起を配線基板の凹部に嵌合させた請求項３又は４に記載の液晶表示板の実装構体。
6. 前記液晶ホルダは、そのホルダ側部の配線基板と接する部位に前記液晶表示板の板厚方向に延在する支え部が形成されている請求項１〜５のいずれか一項に記載の液晶表示板の実装構体。
7. 前記配線基板は、電力量を計測して表示する電子式電力量計の筐体に内蔵され、前記配線基板に液晶ホルダを介して実装された液晶表示板は、前記筐体に形成された表示窓と対応させて配設されている請求項１〜６のいずれか一項に記載の液晶表示板の実装構体。

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