JP6112402B2 - Switch with indicator light using LED and circuit block mounted with electronic components suitable for it - Google Patents
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Description
本発明は、LEDを用いた表示灯付きスイッチ及びそれに適する電子部品が実装された回路ブロックに関する。 The present invention relates to a switch with an indicator lamp using an LED and a circuit block on which an electronic component suitable for the switch is mounted.
従来から、負荷の動作状態、例えば照明装置が点灯しているか又は消灯しているかを表示するための表示灯(パイロットランプ)付きのスイッチが実用化されている(以下、場合に応じて単に「スイッチ」とする)。このスイッチは、商用電源2と負荷(照明装置)3に直列に接続され、負荷がオフされている状態の時にネオン管が点灯され、ユーザにスイッチの位置を知らせることができる。
Conventionally, a switch with an indicator lamp (pilot lamp) for displaying an operating state of a load, for example, whether the lighting device is turned on or off has been put into practical use (hereinafter simply referred to as “ Switch ”). This switch is connected in series to the
図6は、ネオン管を用いた従来の表示灯付きスイッチの基本的な表示灯点灯回路100の構成を示す。ネオン管101には、直列に電流制限用の抵抗素子102が接続され、並列に誤点灯防止用の抵抗素子103が接続されている。スイッチ104が端子T2側に接続されているとき、負荷3がオン状態にあり、ネオン管101には電流が流れず、ネオン管101は点灯しない。一方、スイッチ104が端子T3側に接続されているとき、負荷3が事実上オフ状態にあり、ネオン管101に抵抗素子102を介して微弱電流が流れされ、ネオン管101が点灯する。
FIG. 6 shows a configuration of a basic indicator
図7は、表示灯点灯回路100用の回路ブロック110の構成を示す。回路ブロック110は、複数の端子片をインサートした樹脂成形品であり、所定形状に打ち抜かれ、曲げ加工された金属板を金型にインサートし、樹脂により基板部分を成形した後、リードフレーム(端子片の部品実装部分)上に抵抗素子やコンデンサなどの電子部品を実装し、その後、金属板の端子片の保持部分(不要部分)を切断して完成される。U字状のかしめ固定片111及び112にはネオン管(図示せず)の端子が接続され、かしめにより固定される。一方のかしめ固定片111はリードフレーム113と一体的に形成され、他方のかしめ固定片112は端子116と一体的に成形されている。また、リードフレーム114と端子115は一体的に形成されている。上記電流制限用の抵抗素子102は、リードフレーム113とリードフレーム114の間に実装され、誤点灯防止用の抵抗素子103は端子115と一体化されたリードフレーム(図示せず)と端子116と一体化されたリードフレーム(図示せず)の間に実装されている。端子115は、図6における入力端子T1に相当し、端子116は端子T3に相当する。
FIG. 7 shows a configuration of a
ところで、雷が発生すると、商用電源2に雷サージが重畳される。ネオン管101自体はサージ電流に対して強く、一瞬大電流が流れたとしても破損することはない。それに対して、電流制限用の抵抗素子102にサージ電流が流れると、抵抗素子102が焼き切れてしまう。そこで、回路ブロック110では、電流制限用の抵抗素子102が実装されているリードフレーム113と114を外部に露出させ、雷サージが発生したときに、これらのリードフレーム113と114の間で放電させ、放電電流を直接ネオン管に流すことによって、電流制限用の抵抗素子102の焼損を防止している。すなわち、わざと放電を起こしやすくして、サージ電流を抵抗素子102からバイパスさせている。
By the way, when lightning occurs, a lightning surge is superimposed on the
近年、表示灯付きスイッチにおいても、消費電力を低減するため、ネオン管をLEDに置き換えることが提案されている(特許文献1参照)。ところが、LEDは、ネオン管と異なり、一瞬の大電流に弱く、雷サージだけでなく静電気にも弱いという性質を有している。例えば、スイッチを壁面に取り付ける際に用いられる金属枠からLEDと電流制限用の抵抗素子の間に静電気が侵入し、LEDに大電流が流れてLEDが焼損する恐れがある。そのため、ネオン管用の上記回路ブロック110とは逆に放電を起こしにくくすることが要求される。なお、特許文献1に記載された表示灯点灯回路では、特にサージ電流対策はなされていない。
In recent years, it has been proposed to replace neon tubes with LEDs in order to reduce power consumption even in switches with indicator lights (see Patent Document 1). However, unlike a neon tube, an LED is weak against a momentary large current and has a property of being weak against static electricity as well as lightning surge. For example, static electricity may enter between the LED and the current limiting resistor element from a metal frame used when the switch is attached to the wall surface, and a large current may flow through the LED, causing the LED to burn out. Therefore, contrary to the
放電を起こしにくくする1つの手法として、電子部品が実装されるリードフレーム間の距離を長くすることが考えられる。ところが、リードフレーム間の距離を長くすると、電子部品を実装するためのはんだ代部分が狭くなり、換言すれば、リードフレームの間の隙間が大きくなり、電子部品を自動機によりリードフレーム上に搭載する際に、位置決め精度が要求される。また、電子部品をリードフレーム上に搭載した後、はんだを溶融させて電子部品を固着させるまでの間に、振動や衝撃が回路ブロックに加えられると、電子部品がリードフレームの間の隙間から落下してしまう虞がある。 As one technique for making it difficult for discharge to occur, it is conceivable to increase the distance between lead frames on which electronic components are mounted. However, when the distance between the lead frames is increased, the solder margin for mounting the electronic components is reduced, in other words, the gap between the lead frames is increased, and the electronic components are mounted on the lead frame by an automatic machine. When doing so, positioning accuracy is required. In addition, if vibration or impact is applied to the circuit block after the electronic component is mounted on the lead frame and before the electronic component is fixed by melting the solder, the electronic component falls from the gap between the lead frames. There is a risk of it.
本発明は、LEDを用いた表示灯付きスイッチ及びそれに適する電子部品が実装された回路ブロックを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a switch with an indicator lamp using an LED and a circuit block on which an electronic component suitable for the switch is mounted.
上記目的を達成するために、本発明に係る表示灯付きスイッチは、接点部の切り換えを行うスイッチ機構と、前記接点部に電気的に接続され、前記接点部の切り換え状態に応じて点灯状態と非点灯状態を切り換える点灯表示部とを備え、
前記点灯表示部は、発光素子としてのLEDと、電子部品が実装された回路ブロックとをさらに備え、
前記回路ブロックは、複数の端子片をインサートした樹脂成形品であり、絶縁性樹脂で成形された基板部と、前記基板部から突出する前記複数の端子片の一部であって、所定の距離を隔てて対向する2つの部品実装部分を備え、
前記電子部品は、その両端部が前記2つの部品実装部分に実装され、
前記基板部は、前記2つの部品実装部分の隙間部分であって、前記2つの部品実装部分が突出する辺とは異なる辺の前記電子部品の実装面とは反対側の端部から、前記電子部品の底面に対向するように突出した突出片を有することを特徴とする。
In order to achieve the above object, a switch with an indicator lamp according to the present invention includes a switch mechanism that switches a contact portion, and a lighting state that is electrically connected to the contact portion and is switched according to the switching state of the contact portion. A lighting display section for switching the non-lighting state,
The lighting display unit further includes an LED as a light emitting element and a circuit block on which an electronic component is mounted,
The circuit block is a resin molded product in which a plurality of terminal pieces are inserted, and is a part of the plurality of terminal pieces protruding from the board part and the board part molded from an insulating resin at a predetermined distance. With two component mounting parts facing each other,
Both ends of the electronic component are mounted on the two component mounting portions,
The board portion is a gap portion between the two component mounting portions, and from the end opposite to the mounting surface of the electronic component on the side different from the side from which the two component mounting portions protrude, It has the protruding piece which protruded so as to oppose the bottom face of components.
前記2つの部品実装部分及び前記突出片は、前記基板部に形成された開口部の側壁から突出していることが好ましい。 It is preferable that the two component mounting portions and the protruding piece protrude from a side wall of an opening formed in the substrate portion.
前記電子部品は、前記LEDに流れる電流を制限するために、前記LEDを挟んでその両端子に接続された少なくとも2つの抵抗素子と、前記LEDに並列に接続されたバイパス素子であることが好ましい。 The electronic component is preferably at least two resistance elements connected to both terminals across the LED and a bypass element connected in parallel to the LED in order to limit the current flowing through the LED. .
前記バイパス素子はコンデンサであることが好ましい。 The bypass element is preferably a capacitor.
または、前記バイパス素子は抵抗素子であることが好ましい。 Alternatively, the bypass element is preferably a resistance element.
また、本発明に係る電子部品が実装された回路ブロックは、複数の端子片をインサートした樹脂成形品であり、絶縁性樹脂で成形された基板部と、前記基板部から突出する前記複数の端子片の一部であって、所定の距離を隔てて対向する2つの部品実装部分を備え、
前記電子部品は、その両端部が前記2つの部品実装部分に実装され、
前記基板部は、前記2つの部品実装部分の隙間部分であって、前記2つの部品実装部分が突出する辺とは異なる辺の前記電子部品の実装面とは反対側の端部から、前記電子部品の底面に対向するように突出した突出片を有することを特徴とする。
In addition, the circuit block on which the electronic component according to the present invention is mounted is a resin molded product in which a plurality of terminal pieces are inserted, and a plurality of terminals protruding from the substrate portion and a substrate portion formed of an insulating resin. Two parts mounting parts that are part of the piece and are opposed to each other with a predetermined distance therebetween,
Both ends of the electronic component are mounted on the two component mounting portions,
The board portion is a gap portion between the two component mounting portions, and from the end opposite to the mounting surface of the electronic component on the side different from the side from which the two component mounting portions protrude, It has the protruding piece which protruded so as to oppose the bottom face of components.
前記2つの部品実装部分及び前記突出片は、前記基板部に形成された開口部の側壁から突出していることが好ましい。 It is preferable that the two component mounting portions and the protruding piece protrude from a side wall of an opening formed in the substrate portion.
本発明によれば、電子部品が実装される2つの部品実装部分の間に、電子部品の底面に対向するように突出した一対の突出片が設けられているので、自動機により電子部品を回路ブロックに搭載する際や、電子部品を部品実装部分上に搭載した後搬送する際に、電子部品が部品実装部分の間の隙間から落下することを防止することができる。 According to the present invention, a pair of protruding pieces protruding so as to face the bottom surface of the electronic component are provided between the two component mounting portions on which the electronic component is mounted. When the electronic component is mounted on the block or when the electronic component is mounted on the component mounting portion and then transported, the electronic component can be prevented from dropping from the gap between the component mounting portions.
本発明の一実施形態に係る表示灯付きスイッチ及びそれに適する電子部品が実装された回路ブロックについて説明する。図1は、本実施形態に係る表示灯付きスイッチ1の構成を示す。図1に示すように、表示灯付きスイッチ1は、絶縁性熱硬化性樹脂で形成されたボディ11及びカバー12で構成された筐体を有している。ボディ11は、平面視で略長方形であり、その中央部に略直方体状の収納空間11aが設けられている。また、長手方向(X方向)における収納空間11aの両外側には、電線が挿入される電線挿入穴11bが形成されている。電線挿入穴11bは、幅方向(Y方向)にそれぞれ2つずつ形成され、合計で4箇所に形成されている。ボディ11の内部で、各電線挿入穴11bの近傍には、それぞれ挿入された電線を後述する端子板に押しつけるための錠ばね13が設けられている。また、ボディ11の内部で、長手方向(X方向)における錠ばね13の外側には、電線挿入穴11bに挿入された電線を引き抜く際に、錠ばね13による施錠を解除するための解錠釦14が設けられている。これら錠ばね13及び解錠釦14がボディ11に収納された後、高さ方向(Z方向)における上方から、例えば3つの端子板15、16及び17が装着される。端子板15及び16には、後述する可動接点22と共に主開閉接点部を構成する固定接点20及び21が設けられている。端子板15の上方には、さらにLEDなどが実装された回路ブロック10が装着される。ボディ11の収納空間11aの底部には保持枠体30が装着され、さらにその上面30aに、可動接点21が設けられた可動板18、可動板18を駆動するための反転ハンドル19、反転ハンドル19を所定方向に付勢するコイルばね31などが装着される。
A circuit block on which a switch with an indicator lamp and an electronic component suitable for the switch according to an embodiment of the present invention are mounted will be described. FIG. 1 shows a configuration of a
反転ハンドル19は、幅方向(Y方向)に平行な軸を中心として、長手方向(X方向)及び高さ方向(Z方向)で定義される平面内で、所定の角度範囲内で旋回可能である。可動板18は、例えば保持枠体30の上面30aに設けられた端子板35に電気的に接続され、その一部分が反転ハンドル19に係合されている。そして、反転ハンドル19が安定してとりうる2つの姿勢に応じて、可動接点22と固定接点20が接触し、負荷がオンする状態と、可動接点22と固定接点20が離反し、可動接点22が他の固定接点21と接触し、負荷がオフする状態に切り換えられる。反転ハンドル19が保持枠体30の上面30aに装着されると、高さ方向(Z方向)における上方から、カバー12がボディ11に装着され、さらにカバー12の上面12aにコイルばね32、スライドカム33及び押釦ハンドル34などが取り付けられ、表示灯付きスイッチ1が完成される。なお、ここでいう高さ方向(Z方向)は、表示灯付きスイッチ1の組み立て工程における高さ方向であり、表示灯付きスイッチ1が造営面に設置されたあとは、X方向とZ方向で定義される面が水平になり、Y方向が垂直になる。
The reversing
図2は、例えば2線式・3路配線対応型の表示灯付きスイッチ1における回路ブロック10に実装されている表示灯点灯回路60の一構成例を示す。各表示灯付きスイッチ1の表示灯点灯回路60は同じ構成であるものとする。2つのLED61及び62は逆並列接続されており、商用電源2の位相に拘わらず、いずれかのLED61又は62が点灯する。逆並列接続されたLED61及び62の各端子には、それぞれLED61又は62に流れる電流を制限するために抵抗素子63及び64が接続されている。さらに、逆並列接続されたLED61及び62の両端子間には、バイパス素子として抵抗素子65が並列接続されている。図2に示す状態では、負荷3がオン状態にあり、LED61又は62は点灯していない。押釦ハンドル34が操作され、反転ハンドル19が反転し、可動板18が回転され、それによって可動接点22が固定接点20から離反し、他の固定接点21と接触したとする(図中破線で示す状態)。商用電源2から、抵抗素子63及び64を介してLED61又は62に微弱電流が流れ、LED61又は62が点灯する。このとき、表示灯点灯回路60のインピーダンスが高く、LED61又は62及び負荷3に流れる電流は非常に小さいので、負荷3は事実上オフ状態(照明装置の場合非点灯)である。その状態で雷サージや静電気の侵入により表示灯点灯回路60に高電圧が印加されたとしても、その電圧はLED61又は62だけでなく、直列に接続された抵抗素子63〜65によって分圧される。その結果、LED61又は62に流れる電流が小さくなり、LED61又は62の焼損を防止することができる。
FIG. 2 shows a configuration example of the indicator
図3は、表示灯点灯回路60の他の構成例を示す。図2に示す構成例と比較して、逆並列接続されたLED61及び62の両端子間に、バイパス素子としてコンデンサ66が並列接続されている点が異なる。商用電源に高周波ノイズが重畳された場合、高周波ノイズはバイパス用のコンデンサ66を流れ、LED61又は62には流れないので、負荷3がオン状態のときにLED61又は62が誤点灯されるのを防止することができる。
FIG. 3 shows another configuration example of the indicator
図4は、回路ブロック10を、電子部品の実装面とは反対側の面から見た構成を示す。上記のように、回路ブロック10は、複数の端子片をインサートした樹脂成形品であり、所定形状に打ち抜かれ、曲げ加工された金属板を金型にインサートし、樹脂により基板部分を成形した後、リードフレーム上に抵抗素子やコンデンサなどの電子部品を実装し、その後、金属板の端子片の保持部分(不要部分)を切断して完成される。図4は、リードフレーム上に抵抗素子やコンデンサなどの電子部品を実装した後、金属板の端子片の保持部分(不要部分)を切断する前の状態を示す。
FIG. 4 shows a configuration in which the
回路ブロック10は、耐熱性を有する絶縁性樹脂で成形された基板部70と、基板70に形成された複数の矩形の開口部71と、各開口部71の側壁から突出する複数の端子片の一部であって、所定の距離を隔てて対向する2つのリードフレーム(部品実装部分)81a,81bを備えている。電子部品91は、その両端部が2つのリードフレーム81a,81bに実装されている。電子部品が実装される開口部71は、基板部70を電子部品の実装面側からその裏側に貫通している。各開口部71において、円弧状に突出している部分は、それぞれ金属板90の一部分であって、電子部品91が実装される(はんだ付けされる)リードフレーム81a,81bの先端部分を示す。また、各開口部71から、端子片に実装された電子部品91の底面が見えているものとする。各開口部71の側壁のうち、リードフレーム81a,81bが突出する辺とは異なる辺の電子部品91の実装面とは反対側の端部から、それぞれ電子部品91の底面に対向するように突出するように、一対の突出片71bが形成されている。
The
図5は、開口部71から露出したリードフレーム81a,81b上に電子部品91を実装した状態を示す。本実施形態においては、商用電源2に雷サージなどが重畳した場合に、リードフレーム81aと81b間での放電を起こりにくくするため、従来の回路ブロックよりリードフレーム間の距離を長くしている。そのため、電子部品91を実装するためのはんだ代部分が狭く、換言すれば、リードフレーム81aと81bの間の隙間71aが大きく、電子部品91を自動機によりリードフレーム81a,81b上に搭載する際に、位置決め精度が要求される。また、電子部品91をリードフレーム81a,81b上に搭載した後、はんだを溶融させて電子部品を固着させるまでの間に、振動や衝撃が回路ブロック10に加えられると、電子部品91がリードフレーム81aと81bの間の隙間71aから落下してしまう虞がある。そこで、本実施形態においては、回路ブロック10の基板部70に形成された電子部品実装用の開口部71において、電子部品が実装されるリードフレーム81a,81bが突出する辺とは異なる辺の電子部品実装面とは反対側の端部から、それぞれ電子部品91の底面に対向するように突出した絶縁樹脂による突出片71bが形成されている。このように、突出片71bを形成することにより、自動機により電子部品91を回路ブロック10に搭載する際や、電子部品91をリードフレーム81a,81b上に搭載した後搬送する際に、電子部品91がリードフレーム81aと81bの間の隙間71aから落下することを防止することができる。
FIG. 5 shows a state where the
なお、本発明は上記実施形態の説明に限定されず、様々な変形が可能である。例えば、上記説明においては、LED61又は62に流れる電流を制限するために、LED61及び62の逆並列回路を挟んでその両端子にそれぞれ1つの抵抗素子63及び64を接続しているが、抵抗素子63又は64を複数の抵抗素子の直列回路又は直並列回路で構成してもよい。また、LED61及び62の逆並列回路に、バイパス素子として抵抗素子65又はコンデンサ66を並列接続しているが、抵抗素子65とコンデンサの並列回路を並列接続してもよい。
In addition, this invention is not limited to description of the said embodiment, A various deformation | transformation is possible. For example, in the above description, in order to limit the current flowing through the
また、上記回路ブロック10の基板部70に形成された突出片71bの位置、数及び形状は特に限定されず、電子部品91の底面をガイドして電子部品91の落下を防止できるものであればよい。上記実施形態では、基板部70の開口部71の側壁から一対の突出片71bが互いに対向するように突出するものに付いて説明したが、突出片71bは、開口部71の互いに対向する側壁を繋ぐように梁状に形成されていてもよい。あるいは、突出片71bは、基板部70に形成された開口部71又は凹部の1つの側壁からのみ突出するように形成されていてもよい。また、上記回路ブロック10の用途は、LEDを用いた表示灯付きスイッチに限定されず、その他の電子部品が実装される電気機器に用いることができる。
Further, the position, number and shape of the protruding
1 表示灯付きスイッチ
2 商用電源
3 負荷
10 回路ブロック
15,16,17 端子板(スイッチ機構)
18 可動板(スイッチ機構)
19 反転ハンドル(スイッチ機構)
20,21 固定接点(接点部)
22 可動接点(接点部)
60 点灯表示回路(点灯表示部)
61,62 LED
63,64 LEDに流れる電流を制限するための抵抗素子
65 バイパス素子としての抵抗素子
66 バイパス素子としてのコンデンサ
70 基板部
71 開口部
71a リードフレームの隙間
71b 突出片
81a,81b リードフレーム(部品実装部分)
90 金属板
91 電子部品
DESCRIPTION OF
18 Movable plate (switch mechanism)
19 Reverse handle (switch mechanism)
20, 21 Fixed contact (contact part)
22 Movable contact (contact part)
60 lighting display circuit (lighting display part)
61, 62 LED
63, 64 Resistive element for limiting current flowing to
90
Claims (7)
前記点灯表示部は、発光素子としてのLEDと、電子部品が実装された回路ブロックとをさらに備え、
前記回路ブロックは、複数の端子片をインサートした樹脂成形品であり、絶縁性樹脂で成形された基板部と、前記基板部から突出する前記複数の端子片の一部であって、所定の距離を隔てて対向する2つの部品実装部分を備え、
前記電子部品は、その両端部が前記2つの部品実装部分に実装され、
前記基板部は、前記2つの部品実装部分の隙間部分であって、前記2つの部品実装部分が突出する辺とは異なる辺の前記電子部品の実装面とは反対側の端部から、前記電子部品の底面に対向するように突出した突出片を有することを特徴とする表示灯付きスイッチ。 A switch with an indicator lamp comprising a switch mechanism for switching a contact portion and a lighting display portion that is electrically connected to the contact portion and switches between a lighting state and a non-lighting state according to the switching state of the contact portion. And
The lighting display unit further includes an LED as a light emitting element and a circuit block on which an electronic component is mounted,
The circuit block is a resin molded product in which a plurality of terminal pieces are inserted, and is a part of the plurality of terminal pieces protruding from the board part and the board part molded from an insulating resin at a predetermined distance. With two component mounting parts facing each other,
Both ends of the electronic component are mounted on the two component mounting portions,
The board portion is a gap portion between the two component mounting portions, and from the end opposite to the mounting surface of the electronic component on the side different from the side from which the two component mounting portions protrude, A switch with an indicator lamp, characterized by having a protruding piece protruding so as to face the bottom surface of a component.
前記電子部品は、その両端部が前記2つの部品実装部分に実装され、
前記基板部は、前記2つの部品実装部分の隙間部分であって、前記2つの部品実装部分が突出する辺とは異なる辺の前記電子部品の実装面とは反対側の端部から、前記電子部品の底面に対向するように突出した突出片を有することを特徴とする回路ブロック。 It is a resin molded product in which a plurality of terminal pieces are inserted, and is a part of the plurality of terminal pieces protruding from the board part and a board part molded from an insulating resin, with a predetermined distance therebetween. A circuit block having two component mounting parts and mounted with electronic components ,
Both ends of the electronic component are mounted on the two component mounting portions,
The board portion is a gap portion between the two component mounting portions, and from the end opposite to the mounting surface of the electronic component on the side different from the side from which the two component mounting portions protrude, A circuit block comprising a protruding piece protruding so as to face the bottom surface of a component.
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