JP6629181B2 - 電気部品保持具の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、電気部品を、その前面に配置した板状体に形成した貫通孔に対して所定の位置関係に保持する電気部品保持具に関する。

従来、上記のような電気部品保持具としては、例えば特許文献１に開示されているようなものがある。特許文献１の技術は、一列に配置した複数の発光ダイオードそれぞれの前面にレンズを配置するためのもので、横長の箱体の長尺面を、その長さ方向に沿って一列にレンズを配置したレンズ面とし、このレンズ面と反対側の面を開口させた取付面とし、この取付面にプリント基板が取り付けられるが、このプリント基板には各レンズに対応するように複数の発光ダイオードが一列に取り付けられている。箱体の内面には、レンズ面から所定の距離をおいて位置決め板がレンズ面と対向するように配置され、位置決め板には、各レンズに対応して位置決め孔が一列に形成され、これら位置決め孔に各発光ダイオードが、その先端を位置決め孔からレンズ側に突出させた状態で、挿入されている。

この特許文献１の技術では、複数の発光ダイオードが取り付けられたプリント基板が箱体の開口面に取り付けられる際に、各発光ダイオードを対応する位置決め孔に挿通し、各発光ダイオードの光軸とレンズの光軸とのずれが修正される。

実開平２−４６３０６号公報

特許文献１の技術によれば、１列に配列された複数の発光ダイオードを、各レンズに対して光軸を一致させて配置し、箱体に取り付けることができる。例えば電気機器のパネルのような板状体の内面側に、発光ダイオードをパネルの外部から観察可能に取り付けることがある。この場合に、特許文献１の技術を利用しようとすると、パネルを内面側に開口を有する箱型に形成し、その箱型内に位置決め板を箱型と一体に形成しなければならず、その製造が面倒である。特に、パネルのような板状体において、その外面から発光ダイオードを観察可能とするような場合、発光ダイオードが一列に配置されるとは限らず、パネルのそれぞれ異なる位置に配置されることがある。このような場合、特許文献１の技術の適用しようとすると、パネルの内面側の複数の箇所に、内部に位置決め板を有する箱型を設けなければならず、実質的に特許文献１の技術の適用は不可能である。特許文献１の技術は、例えば箱型のレンズ面に代えて、複数のスイッチ等の電気部品の一部が突出する電気部品取付面を箱型に設けて、箱型の外部から電気部品を操作可能とする場合に、その箱型内に位置決め板を設けることによって、電気部品の位置決めに応用することも可能であるが、この応用技術もパネルのような板状体に適用しようとすると、上述したような課題が生じる。

本発明は、外部から観察可能にまたは外部から操作可能に、簡単な構造で位置決めして電気部品を板状体に配置することができる電気部品保持具を提供することを目的とする。

本発明の一態様の電気部品保持具の製造方法では、板状体と位置規制板と基板と電気部品とを使用する。前記板状体は、第１の面及びその反対側の第２の面を有し、前記第１の面と前記第２の面とを貫通した透孔が前記板状体に形成されている。前記位置規制板は、第３の面及びその反対側の第４の面を有している。前記位置規制板には、前記第３の面と前記第４の面とを貫通する規制用貫通孔が形成されている。この規制用貫通孔は、１つだけ形成することもできるし、複数設けることもできる。複数設ける場合、位置規制板に一列に設けることもできるし、様々な位置に設けることもできる。基板は、第５の面及びその反対側の第６の面を、有している。前記電気部品は、前記基板の前記第５の面側に実装されている。電気部品は、先端が凸に湾曲した湾曲部を有し、前記基板の前記第５の面側に実装されている。前記電気部品は、予め定めた姿勢とは異なる姿勢に配置されることがある。前記規制用貫通孔の大きさが少なくとも前記湾曲部よりも大きく形成されている。電気部品としては、例えば発光素子、具体的には発光ダイオードを使用することもできるし、スイッチ等の電気用操作部材を使用することもできる。前記板状体の前記透孔と前記位置規制板の前記規制用貫通孔とが同心となる状態に、かつ前記板状体の前記第２の面と前記位置規制板の第３の面とが当接した状態に、前記位置規制板と前記板状体とを取り付ける。前記位置規制板が取り付けられた板状体を、前記基板の第５の面側に前記位置規制板の第４の面が位置するように配置される。前記板状体と前記基板とを、前記板状体、前記位置規制板及び前記基板が並行になる位置まで相対移動させる。この相対移動時に前記電気部品のうち前記異なる姿勢のものは、それの前記湾曲部が前記規制用貫通孔の縁に接触してから前記規制用貫通孔内に導入される。前記板状体の第１の面に、前記透孔に対応する位置に透明または半透明の窓が位置するシールを貼り付ける。

この電気部品保持具の製造方法では、例えば電気部品が予定された姿勢と異なる姿勢に実装されることがあるが、板状体に取り付けられた位置規制板の規制用貫通孔に異なる姿勢の電気部品の湾曲部分が接触するように、基板と板状体とを相対移動させて接近させると、接触している間に異なる姿勢の電気部品は予定された姿勢に修正される。この電気部品保持具の製造方法では、板状体と位置規制板とを箱型に形成する必要がなく、単に両者を組み合わせるだけでよいので製造が容易になる。

前記電気部品として発光素子を使用することができる。この場合、板状体の中心軸と発光素子の光軸とを容易に一致させることができる。

前記電気部品、前記透孔及び前記規制用貫通孔を、それぞれ複数設けることができる。このように構成した場合、板状体のそれぞれ異なる位置の複数の透孔に対応させて電気部品を配置する場合にも、電気部品保持具の構成を簡略化することができ、製造が容易になる。

前記板状体の前記第２の面と前記位置規制板の前記第３の面のいずれか一方に形成した突部が、他方に形成した受け部と係合することによって、両者を位置決めすることができる。

以上のように、本発明による電気部品保持具の製造方法によれば、電気部品を板状体に外部から観察可能にまたは外部から操作可能に、簡単な構造で位置決めして配置することができる。

本発明の１実施形態の電気部品保持具の組み立て作業の手順を示す図である。 図１の電気部品保持具に使用するパネル板の正面図と背面図とである。 図１の電気部品保持具に位置規制板を取り付けた状態の背面図である。

本発明の１実施形態の電気部品保持具は、電気機器、例えば溶接機用の電源装置の操作表示部に本発明を実施したもので、図１に示すように、板状体、例えばパネル板２を有している。なお、図１は、図３のＡ−Ａ線に沿う端面図である。電気部品保持具を取り付けた状態では、図１（ｄ）に示すように、パネル板２の背面側に、基板４がパネル板２と所定の間隔をおいて配置されている。この基板４に先端が凸に湾曲した複数の湾曲部を有する電気部品、例えば複数の発光素子、具体的にはＬＥＤ６や、例えば操作部品、具体的にはスイッチやロータリエンコーダ８が取り付けられ、ＬＥＤ６は、パネル板２の正面側から観察可能に、またスイッチは、パネル板２の正面側から操作可能とされている。

パネル板２は、図２（ａ）、（ｂ）に示すように矩形に形成され、第１の面、例えば正面１０と、これと対向する第２の面、例えば背面１２とを有している。図１（ａ）に示すように、これらの間を貫通してそれぞれ複数の透孔１４、操作用孔１６が形成されている。透孔１４は、上述したようにＬＥＤ６をパネル板２の正面１０側から観察するためのものである。操作用孔１６は、スイッチやロータリエンコーダ８をパネル板２の正面１０側から操作可能とするためのもので、いずれも図２（ｂ）に示すようにパネル板２の様々な位置に形成されている。使用されているＬＥＤ６が全て同一のものであるので、透孔１４は全て同じ直径の円形孔である。操作用孔１６は、対応するスイッチやロータリエンコーダ８に応じて、円形や瓢箪形のものがある。また同じ形状の操作用孔１６においても、対応するスイッチやロータリエンコーダ８の大きさに応じて直径が異なっている。

パネル板２の４隅には、図１（ｄ）に示すようにパネル板２を予め定めた距離だけ隔てて基板４に取り付けるための間隔保持体、例えば円柱状のスペーサ１８の一端が取り付けられている。

また、図２（ａ）に示すようにパネル２の正面１０全域には、シール２０が貼着されている。シール２０には、図２（ａ）に示すように各スイッチや各ロータリエンコーダ８と、これらの操作状態に応じて発光状態が変化するＬＥＤとを示すように枠が印刷され、また一部のみ示したが、スイッチやロータリエンコーダ８の機能を表示するための文字が印刷されている。また、押釦スイッチに対応する操作用孔１６は、シール２０によって覆われて、その位置を示すマークが印刷され、シールの上からこれを操作可能にされている。

パネル板２から突出するスイッチやロータリエンコーダ８に対応する操作用孔１６に相当するシールの位置には穴２２が形成されている。穴２２の形状や大きさは、対応する各スイッチや各ロータリエンコーダ８に応じた形状に形成されている。また、シール２０のＬＥＤ６に対応する透孔１４に相当する位置には、その透孔１４と同じ大きさの透明若しくは半透明の窓２４が形成されている。なお、窓２４に代えて、窓２４が形成されている位置のシール２０に穴を形成することもできる。

パネル板２の背面１２側には、位置規制板２６が配置されている。位置規制板２６は、パネル板２よりも小さい矩形に形成されている。図１（ａ）に示すように位置規制板２６は正面２８と背面３０とを有し、同図（ｂ）に示すように位置規制板２６の第３の面である正面２８は、パネル板２の第２の面である背面１２に取り付けられている。

この取付状態において、位置規制板２６には、パネル板２の透孔１４にそれぞれ対応する位置に、規制用貫通孔３２がそれぞれ形成されている。これら規制用貫通孔３２は、ＬＥＤ６よりも幾分大きい円形のものである。また、パネル板２の操作用孔１６に対応する位置に、ロータリエンコーダ８が通過できるような操作用孔１６よりも一回り大きく拡大した形状の通過孔３４が形成されている。これら規制用貫通孔３２と透孔１４とが同心となるように、かつ通過孔３４がパネル板２の操作用孔１６と同心となるように、位置規制板２６をパネル板２に対して位置決めする。本例では位置決めのために、図２（ｂ）に示すようにパネル板２の背面１２の２か所には突部、例えばダボ３６が背面１２から突出させられている。規制用貫通孔３２がパネル板２の透孔１４と同心となる状態で、かつ通過孔３４がパネル板２の操作用孔１６と同心となる状態で、上記ダボ３６を受け入れるように位置規制板２６には受け部３８が形成されている。

基板４は、図１（ｂ）に示すように第５の面、例えば正面４０と、第６の面、例えば背面４２とを有している。同図（ｄ）に示すように基板４は、その正面４０がパネル板２の背面１２と所定の間隔を維持するように、スペーサ１８の他端に結合されている。基板４の正面４０側に実装された各ＬＥＤ６がパネル板２の透孔１４に対応する位置に、スイッチやロータリエンコーダ８が操作用孔１６に対応する位置にそれぞれ配置され、基板４の所定の配線パターン（図示せず）に半田付けされている。

各ＬＥＤ６は、基板４に半田付けされた状態で、先端側が位置規制板２６側に凸に湾曲している。各ＬＥＤ６は、その光軸が対応する透孔１４の中心軸と一致した姿勢をとることが望ましい。しかし、各ＬＥＤ６は例えばリフロー半田付けによって基板４に半田付けされるが、その際に、基板４が振動を受けることがあり、またＬＥＤ６はそのリードが基板４に挿入される部品であることから、図１（ｂ）に示すようにその光軸が基板４に対して垂直でなく、傾斜して望ましい姿勢とは異なる姿勢で半田付けされることがある。ＬＥＤ６に異なった姿勢のものがあるままで基板４をパネル板２に取り付けると、光軸が対応する透孔１４の中心軸と一致せずに視認性の悪いＬＥＤ６が存在することになる。このため、ＬＥＤ６の姿勢を修正するなどの作業が発生して、製造効率が著しく悪化してしまう。この点を改善するために、上述した構成の位置規制板２６が設けられている。

即ち、図１（ａ）に示すように、パネル板２の背面１２側に位置規制板２６の正面２８を位置させ、同図（ｂ）に示すように両者を当接させる。この際、２つのダボ３６が対応する２つの受け部３８に挿入されて嵌合し、パネル板２の透孔１４と位置規制板２６の規制用貫通孔３２とが同心となるように位置決めされて配置される。位置規制板２６をネジ等の固定手段によってパネル板２に固定してもよい。

位置規制板２６が取り付けられたパネル板２を、同図（ｂ）に示すように基板４の正面４０側に位置規制板２６の背面３０が位置するように配置する。

そして、同図（ｃ）に示すようにスイッチやロータリエンコーダ８が位置規制板２６の通過孔３４及びパネル板２の操作用孔１６に挿通されるように、パネル板２と基板４とを、パネル板２、規制用貫通孔３２、基板４が並行になる位置まで相対移動させる。その後、スペーサ１８を介してパネル板２と基板４とを固定し、両者を取り付ける。

ここで、規制用貫通孔３２の大きさについて説明する。規制用貫通孔３２は、ＬＥＤ６の光軸が基板４に対して傾斜して取り付けられてしまった場合、ＬＥＤ６の傾斜方向に位置する湾曲部が、規制用貫通孔３２の縁と接触することができる大きさに形成されている。つまり、この規制用貫通孔３２は、ＬＥＤ６の光軸が基板４に対して垂直に正しい姿勢で取り付けられている場合には、ＬＥＤ６の先端の湾曲部となんら干渉することなく、挿入される大きさである。パネル板２と基板４とを接近させると、傾斜しているＬＥＤ６は湾曲部が規制用貫通孔３２の縁によって規制用貫通孔３２の中心側に押されて、規制用貫通孔３２内にＬＥＤ６の湾曲部が挿入され、同図（ｄ）に示すように、ＬＥＤ６の光軸が規制用貫通孔３２の中心方向を向くように姿勢が修正され、パネル板２の貫通孔１４とほぼ一致する。そして、スペーサ１８の他端がそれぞれ基板４に取り付けられ、パネル板２と基板４とが結合される。

このように位置規制板２６をパネル板２の背面側に設けることによって、基板４上のＬＥＤ６に傾斜しているものがあっても、パネル板２と基板４とを取り付ける際に、傾斜しているＬＥＤ６の姿勢を修正することが可能で、姿勢の修正作業が容易である。しかも、姿勢制御に必要な追加部品は、位置規制板２６だけであり、その上に板状の位置規制板２６はパネル板２の背面側に取り付けるだけである。従って、この保持具の製造は容易となる。また、ＬＥＤ６の姿勢を修正する作業が不要になるために作業性が向上する。さらに、各ＬＥＤ６が基板４上の様々な位置に一列に配置されていなくても、各ＬＥＤ６をそれぞれ自由に配置することができる。

パネル板２と基板４とが取り付けられた後、図１（ｄ）に示すように、シール２０がパネル板２の正面１０側に貼着される。パネル板２と基板４とを結合させると、パネル板２の正面１０の操作用孔１６から複数の操作部品が突出している。本例ではシール２０の位置決め用として、複数の操作部品のうち２つのロータリエンコーダ８を、シール２０の対応する穴２２に挿通する。シール２０の穴２２にロータリエンコーダ８が挿通されることで、シール２０をパネル板２の正面１０側の正しい貼着位置に位置決めできる。このようにすることでシール２０が、パネル板２に対してずれることなく正しい貼着位置に貼着されるので、シール２０の透明若しくは半透明の窓２４が規制用貫通孔３２、透孔１４の真上に位置するように貼着される。そして前述のようにＬＥＤ６は姿勢が修正されて、光軸が窓２４を向いているので、ＬＥＤ６の表示を明確に視認することができる。

上記の実施形態では、ＬＥＤ６とスイッチやロータリエンコーダ８とを使用したが、ＬＥＤ６のみを使用することもできる。電気部品としてＬＥＤ６を使用したが、これに限ったものではなく、先端部に規制用貫通孔３２と接触可能な湾曲部を有する電気部品であれば、他の電気部品も使用することができる。パネル板２、基板４及び位置規制板２６は矩形のものを示したが、これに限ったものではなく、これらが取り付けられる電気機器の場所に応じて他の形状、例えば円形や多角形とすることもできる。透孔１４及び規制用貫通孔３２はＬＥＤ６を使用したのでいずれも円形孔としたが、使用する電気部品の正面形状に応じて他の形状とすることもできる。また、ＬＥＤ６は、その先端部が規制用貫通孔３２内に一部が挿入されるように構成したが、ＬＥＤ６全体が規制用貫通孔３２内に挿入されるようにしてもよい。パネル板２の背面１２にダボ３６を設け、位置規制板２６の正面２８に受け部３８を設けたが、逆にダボを位置規制板２０の正面２８に設け、受け部３８をパネル板２の背面１２に設けることもできる。また受け部３８は、ダボ３６を内部収容して拘束することができるものであれば貫通孔である必要はなく、例えば凹部であってもよい。

２ パネル板（板状体）
４ 基板
６ ＬＥＤ（電気部品）
１０ パネル板２の正面（第１の面）
１２ パネル板２の背面（第２の面）
１４ 透孔
２６ 位置規制板
２８ 位置規制板２６の正面（第３の面）
３０ 位置規制板２８の背面（第４の面）
３２ 規制用貫通孔

Claims (4)

1. 第１の面及びその反対側の第２の面を有し、前記第１の面と前記第２の面とを貫通した透孔が形成されている板状体と、
   第３の面及びその反対側の第４の面を有し、前記第３の面と前記第４の面とを貫通する規制用貫通孔が形成されている位置規制板と、
   第５の面及びその反対側の第６の面を有する基板と、
   先端が凸に湾曲した湾曲部を有し、前記基板の前記第５の面側に実装され、予定された姿勢と異なる姿勢に配置されることがあり、前記規制用貫通孔の大きさが少なくとも前記湾曲部よりも大きく形成されている電気部品とを用い、
   前記板状体の前記透孔と前記位置規制板の前記規制用貫通孔とが同心となる状態に、かつ前記板状体の前記第２の面と前記位置規制板の第３の面とが当接した状態に、前記位置規制板と前記板状体とを取り付け、
   前記位置規制板が取り付けられた板状体を、前記基板の第５の面側に前記位置規制板の第４の面が位置するように配置し、
   前記板状体と前記基板とを、前記板状体、前記位置規制板及び前記基板が並行になる位置まで相対移動させ、この相対移動時に前記電気部品のうち前記異なる姿勢のものは、それの前記湾曲部が前記規制用貫通孔の縁に接触してから前記規制用貫通孔に導入され、
   前記板状体の第１の面に、前記透孔に対応する位置に透明または半透明の窓が位置するシールを貼り付ける
   電気部品保持具の製造方法。
2. 請求項１記載の電気部品保持具の製造方法において、前記電気部品が発光素子である電気部品保持具の製造方法。
3. 請求項１または２記載の電気部品保持具の製造方法において、前記電気部品、前記透孔及び前記規制用貫通孔が、それぞれ複数設けられている電気部品保持具の製造方法。
4. 請求項１乃至３いずれか記載の電気部品保持具の製造方法において、前記板状体の前記第２の面と前記位置規制板の前記第３の面のいずれか一方に形成した突部が、他方に形成した受け部と係合することによって前記板状体と前記位置規制板とが位置決めされている電気部品保持具の製造方法。

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