JPH09509286A - プリント回路板の結合装置及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 近接スイッチにおいてプリント回路板と他の機器部品とを結合するための公知の装置及び方法に対して、フレキシブルなプリント板を使用しなくても済む。プリント回路板として接続ピン（４）をあらかじめ取付けられたフラットユニット（３）が使用される。接続ピン（４）は位置決め手段（１５、１６）に対して規定された位置及び整列でもって保持され、位置決め手段（１５、１６）は、同時にガイド手段として、近接スイッチのハウジング上部品（２）の空所内にあらかじめ組み立てられたフラットユニット（３）の収容及び位置決めに使われる。これによって、接続ピン（４）及び他の機器部品（５、６、８、９）の規定された位置が簡単に得られ、それらの結合を簡単化し、従って組立費を低減させる。

Description

【発明の詳細な説明】 プリント回路板の結合装置及び方法 本発明は電気的近接スイッチにおいてプリント回路板と他の機器部品とを結合 するための結合装置に関する。 さらに、本発明はプリント回路板と他の機器部品とを結合するための装置を備 えた近接スイッチの組立方法に関する。 上述した種類の装置はドイツ連邦共和国特許出願公開第３３２１６６６号明細 書によって公知である。この公開明細書では、近接スイッチはプリント回路板と して、プラスチック又は金属から成るねじ付きスリーブ内にねじ込まれるセラミ ック本体を備えたハイブリッドを有する。ねじ付きスリーブはプラスチックで注 型されている。ハイブリッドにはフレキシブルなプリント板がろう付け又は接着 され、プリント板上の導体路とハイブリッド上の導体路とが電気的に相互に結合 される。フレキシブルなプリント板はその一方の側面にボンディングリングを備 えており、このボンディングリングが接続線の接続又は例えば差込み装置の接続 のために使用される。プリント板の他方の側面には発光ダイオードを接続するた めの接続ラグが設けられている。Ｕ字状導体路を備えた切離し可能な突出板部分 は、その突出板部分が切離されそれによってＵ字状導体路が離されることによっ て、回路様式を変更するため、即ち近接スイッチがメーク接点機能又はブレーク 接点機能を選択的に備えるために使われる。 本発明の課題は、電気的近接スイッチにおいてプリント回路板を他の機器部分 と結合するための装置であって、フレキシブルなプリント板を使用することなく 、配線及び組立に要する費用を減少させることのできるようなものを提供するこ とにある。 本発明の他の課題によれば、同様に組立及び配線に要する費用が軽減されるよ うなプリント回路板と他の機器部品とを結合するための装置を備えた近接スイッ チの組立方法を提供することにある。 上述した最初の課題は、プリント回路板が一方では位置決め手段によって、他 方では成形材料によって近接スイッチのハウジング部の空所内に保持されたフラ ットユニットとして形成され、その場合位置決め手段が同時にハウジング部内へ フラットユニットを収容するためのガイド手段として形成され、位置決め手段に 対して規定された位置に接続ピンが備えられ、この接続ピンはその一端でフラッ トユニット上の電気回路にろう付けされ、その他端が成形材料から突出するよう にすることによって解決される。 このような構成は接続ピンがハウジング部内の同じ個所に何時も位置すること を保証する。この構成は接続ピンをあらかじめ取付けることを可能にする。プラ グ部品によって、空所のキャスティング後、電源電圧及びスイッチング出力の接 続を簡単に行うことができる。この場合、切離されたハウジング部、例えば従来 では一般的に使用されていた取付け用インサートを無くすことができる。 本発明の有利な発展形態は請求項２乃至１１に記載されている。 ハウジング部の空所内へのフラットユニットの導入及び位置決めを可能にする 特に簡単な構成は、位置決め手段が切欠とこの切欠に整合してこの切欠内に食い 込むリブの形態で構成され、その場合フラットユニットは切欠、ハウジング部は 対応するリブを備えるか、又はその逆である。 接続ピンがフラットユニットにおける位置決め手段に対して規定されたフラッ トユニットの孔内に差込まれ、その規定された位置的な整列がろう付け結合部に よってフラットユニットと固定されることによって、フラットユニット上への接 続ピンの位置正確な取付けが達成される。 接続ピンが直径を大きくされた領域を有し、この領域が電気的接続用の領域の 直径へ段階的に減少すると、これによってハウジング部のキャスティング時に、 フラットユニットのろう付け結合部に作用するかも知れない有害な曲げ力・引張 力に対する機械的減結合が生ぜしめられる。 さらに、フラットユニット上に複数のピンを備えたピンブロックが集成され、 各ピンの端部が成形材料から突出し、メーク接点機能からブレーク接点機能へ又 はその逆への出力のプログラミングを行うために相応する短絡プラグを備えるこ とは有利である。そのことは、回路様式をいつでも適当な短絡プラグの使用によ って変えることを可能にする。 本発明の特に好ましい構成によれば、発光ダイオードはハウジング部の外側壁 の切欠内に収容され、その場合その切欠からハウジング部の空所へ至る通路が存 在し、切欠は発光ダイオードを密に包囲する一体成形されたシールリングを有し 、このシールリングは発光ダイオードの組込み時ハウジング部品の空所のキャス ティング時に成形材料の漏出を防止する。さらに、ハウジング部の外側に位置す るセンサにフラットユニットを電気的に接続するために、センサ線がハウジング 部のスリットを通って案内され、貫通領域に、破壊的な引張力に対する引張力軽 減手段としてセンサ線をハウジング部品内に堅く締付けかつ同時にキャスティン グ時の成形材料の漏出を防ぐために外側へ向かってハウジング部を通るセンサ線 の貫通領域を密封する締付け具が設けられていることは有利である。 センサ線がフラットユニットに設けられた接続面に直接電気的に接続されると 、特に簡単な接続が得られる。 フラットユニット上にトリミング抵抗が集成され、そのトリミング抵抗の内、 トリミング可能な抵抗膜を備えた部分が注型されたハウジング部の成形材料から 突出していると、キャスティング後でもまだトリミングが可能になる。 成形材料から突出し抵抗膜を備えた部分が注型樹脂表面上へ曲げられ、注型樹 脂の滴下で覆われることは有利である。これによって、抵抗膜も同様に有害な外 界の影響から簡単に保護される。 フラットユニット、センサ線、ピンブロック及びトリミング抵抗が成形材料に よって完全に覆われると、全ての主要な機器部品を外界の影響から保護するため の密閉カプセル化が達成される。 上述した他の課題を解決するために、本発明による方法は、フラットユニット として構成されたプリント回路板上に接続ピンをあらかじめ取付けろう付けした 後、このプリント回路板はフラットユニットと空所を有するハウジング部とに設 けられかつ同時にガイド手段として構成された位置決め手段を介して空所内へ規 定されて導入されて位置決めされ、フラットユニットと機器部品を結合した後別 の工程でフラットユニットが空所のキャスティングによって成形材料内に埋め込 まれ、その場合接続ピンはフラットユニットの位置決め手段に対して規定された そのフラットユニット上の位置に規定された整列でもって保持され、接続ピンの 突出端部が所定の個所でキャスティング後成形材料から突出するように実施され る。接続ピンが事前取付け及びろう付け時にフラットユニットの位置決め手段に 対して規定されたフラットユニットの孔内に差込まれ、その場合位置的に規定さ れて整列させられ、その後フラットユニットとろう付けされることは有利である 。 近接スイッチの組立方法は、空所内へフラットユニットを導入して位置決めを 行った後、キャスティング前に、機器部品として、センサ線がフラットユニット の接続面に、そして発光ダイオードの接続線がフラットユニットの別の接続面に ろう付けされることによってさらに簡単になる。 空所のキャスティング後成形材料から突出する、フラットユニット上に集成さ れたピンブロックのピンの突出端部が、メーク接点機能からブレーク接点機能へ 又はその逆への出力のプログラミングを行うために相応する短絡プラグを備える ことは、特に好都合であることが判明している。 さらに、フラットユニット上にトリミング抵抗が集成され、そのトリミング抵 抗の内、トリミング可能な抵抗膜を備えた部分が空所のキャスティング後成形材 料から突出し、キャスティング後に初めて抵抗トリミングが行われることは、さ らに有利である。 抵抗膜を保護するために、抵抗トリミング後、抵抗膜を備えた突出部分が成形 材料の注型樹脂表面上へ曲げられ、その後注型樹脂の滴下によって覆われること は、有効である。 次に本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。 図１はフラットユニットを備えた近接スイッチのハウジング上部を示す概略図 である。 図２は図１に示されたハウジング上部を示す側面断面図である。 図３は図１に示されたハウジング上部の別の断面図である。 図４はセンサ線を案内するハウジング壁を備えたハウジング上部の断面図であ る。 図５、図６及び図７はハウジング上部を通ってセンサに至るセンサ線の貫通部 を密封するための締付け具を示すそれぞれ異なった概略図である。 図１及び図２によれば、収容口を備えた空所を有し例えば立方体に形成された 近接スイッチの部分であるハウジング上部は回転可能に結合されたセンサ１と結 合されている。収容口を見ると、フラットユニット３として構成されほぼ正方形 の寸法を有するプリント回路板が示されており、このプリント回路板上には、紙 面から前方へ垂直に突出する接続ピン４、光学的表示用の接続面５、シールドさ れたセンサ線７用の接続面６、３極式ピンブロック８、及びトリミング抵抗９が 集成されている。 接続面５には光学的表示を行うための２個の発光ダイオード１１の直角に折曲 げられた接続脚１０がろう付けされている。接続面６にろう付けされたセンサ線 ７はハウジング上部２のスリット１２を通ってセンサ１へ導かれており、その場 合貫通領域でセンサ線７は締付け具１３によって固定されている。３極式ピンブ ロック８は短絡プラグ１４を備えている。 フラットユニット３はその側部に半円状切欠１５を有しており、この切欠１５ 内には紙面に垂直に縦長に延在してハウジング上部２の内壁に一体成形されたリ ブ１６が食い込んでいる。切欠１５はリブ１６と連携して、フラットユニット３ をハウジング上部２の空所内へ導入する際のガイド手段として使われると共に、 フラットユニット３を図１の紙面内の固定位置に不動に保持する位置決め手段と しても使われる。成形材料１７を用いた空所のキャスティングと連携してこのよ うな措置を講ずることによって、以下で詳細に説明するように、近接スイッチの 配線及び組立てを極めて簡単化することができる。 フラットユニット３は近接スイッチを製作する際に何時も同じ寸法及び同じ構 成を有するＳＭＤ（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｍｏｕｎｔｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）実装プリ ント板であり、このプリント板を用いて装備を変えることによって種々異なった 回路様式を実現することができる。その場合、電気的接続ピン４、ピンブロック ８、トリミング抵抗９ならびに光学的表示及びセンサ線７用の電気的接続面５、 ６のような、近接スイッチにおける図１及び図２に示された特定の機器部品の配 置及び位置は何時も同じである。この場合、機器部品は、別の電気的接続に使わ れるか、又は作動開始時に例えばトリミングのために又は回路様式の決定時に簡 単に近づくことができなければならず、又は光学的表示素子のようにハウジング 上部の何時も同じ個所に収容されて固定される機器部品であり、その結果近接ス イッチの種々の構成でも組立、製作を簡単化しコストを滅少させる規格化が存す る。 ハウジング上部２の空所内へのＳＭＤ実装フラットユニット３の導入及び位置 決め前に、そのフラットユニット３上に接続ピン４、トリミング抵抗９及び３極 式ピンブロック８があらかじめ取付けられる。図１の紙面から垂直に前方へ突出 する接続ピン４は、位置正確な保持を行うために、切欠１５に対して規定されて 位置決めされた孔１８内へ差込まれる。ここには図示されていないアダプタによ って接続ピン４は統一された狭い許容間隔で整列させられ、フラットユニット３ の図１には示されていない背面で電気回路にろう結合部２３によって電気的に結 合されている。なおろう結合部２３は接続ピン４の位置的な整列をも固定する。 あらかじめ作られたフラットユニット３のこのような導入及び位置決め後、セ ンサ線７がそのため予め設けられている接続面６上にろう付けされ、ハウジング 上部２のスリット１２を通して導かれ、その場合、スリット１２内に差込む締付 け具１３は破壊的な引張力に対する引張力軽減手段としてセンサ線７を堅く締付 ける。 締付け具１３はそのブリッジ部３０でハウジング上部２のスリット状凹み１２ 内に固定され、それにより締付け具１３の半円状切欠３１が、ハウジング上部２ の半円状切欠３２と共に、外径が半円状切欠３１、３２の外径より大きいセンサ 線７を挟み付ける。これによって、密封と、センサ線７に対する引張力軽減とが 同時に達成される。さらに、締付け具１３の間隙３３はハウジング上部２の肉厚 ３４に整合し、取付けの際締付け具１３は重なり合いに基づき連続し、それによ り締付け具１３の面３５はハウジング壁の面３６に密着する。 ハウジング上部２内への締付け具１３の押込みは、締付け具１３がその面３７ でハウジング上部２の溝３８に密接するように押込まれることによって行われる 。その際、正確な取付けが行われると、各半円状切欠３１、３２によってハウジ ング上部２内にセンサ線７用の円形貫通孔が形成される。これによって、センサ 線７は軽く圧縮され、それにより締付けられる。 さらに、ハウジング上部２の図１では後方に位置する壁の外側ハウジング孔１ ９内に差込む両発光ダイオード１１の接続脚１０は、フラットユニット３上へ直 角に曲げられ、所属の接続面５とろう付けされる。 フラットユニット３上に集成されたトリミング抵抗９はその接続線２０及びそ のトリミング可能な抵抗膜２１で接続ピン４及びピンブロック８のピン２２と同 様に図１の紙面から垂直に突出している。この状態で、接続ピン４の端部、抵抗 膜２１を備えた接続線２０の端部、及びピンブロック８のピン２２に自由に近づ くことができるように、空所は図２に示されているように成形材料１７を用いて キャスティングが行われる。このようにして、ここで例えば開放している成形材 料の硬化後近接スイッチの作動開始直前に抵抗９のトリミングが行われ、ピンブ ロック８のピン２２上に相応する短絡プラグ１４を取付けることによって、近接 スイッチの出力はメーク接点機能からブレーク接点機能へ又はその逆へ所望の態 様でプログラミングすることができる。成形材料１７は、注型樹脂表面２１が硬 化後開放状態で近づくことができ従来のように切離されたハウジング部品によっ て覆われていない場合、開放形と称される。 トリミング抵抗９のトリミング後、抵抗膜２１を備えた接続線２０の突出部分 は硬化した注型樹脂表面２７上へ曲げられ、注型樹脂２５の滴下によって有害な 外界の影響に対して覆われ、保護される。こうして、キャスティング後、有害な 外界の影響から隔離するために、全てのハウジング部分すなわちフラットユニッ ト３、センサ線７その他は成形材料１７によって覆われる。 接続ピン４はこの実施例のように直径を大きくされた領域２８を有しており、 この領域２８は接続部２６の領域の直径へ段状に移行している。これによってハ ウジング上部２の成形材料には、接続ピン４とフラットユニット３との間のろう 付け結合部２３に作用するかも知れない有害な曲げ力・引張力に対する機械的減 結合が生ぜしめられる。 電源電圧及びスイッチング出力の接続を行うための接続ピン４の同一個所に何 時も位置する端部は、例えばハウジング下部の差込み部に簡単に差込み結合する ことができる。 センサ線７を貫通させるためのスリット１２と、外部へ向かって上述した空所 から発光ダイオード１１を備えたハウジング孔１９へ至る接続部は、成形材料１ ７を用いたキャスティング時に密封を必要とする２つの貫通領域を形成する。セ ンサ線７用の貫通領域ではこの機能はセンサ線７の引張力軽減を生ずる締付け具 １３によって果たされる。発光ダイオード１１用のハウジング孔１９は図２に示 されているように一体成形されたシールリング２４を備えており、このシールリ ング２４は発光ダイオード１１の外周に密着し、キャスティング時に成形材料１ ７の漏出が防止される。発光ダイオード１１はシールリング２４から内室側の領 域内を成形材料１７によって包囲され、このように保持される。それゆえ、従来 の近接スイッチにおいては通常用いられていた補助のゴム密封手段は無くされる 。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．電気的近接スイッチにおいてプリント回路板と他の機器部品とを結合するた めの装置において、プリント回路板は一方では位置決め手段（１５、１６）によ って、また他方では成形材料（１７）により近接スイッチのハウジング部（２） の空所内に保持されたフラットユニット（３）として形成され、位置決め手段（ １５、１６）は同時にハウジング部（２）内にフラットユニット（３）を収容す るためのガイド手段として形成され、位置決め手段（１５、１６）に対して規定 された位置に接続ピン（４）が備えられ、この接続ピンはその一端でフラットユ ニット（３）上の電気回路とろう付けされ、その他端で成形材料（１７）から突 出することを特徴とするプリント回路板の結合装置。 ２．位置決め手段は切欠（１５）とこの切欠に整合してこの切欠内に食い込むリ ブ（１６）の形態で構成され、その場合フラットユニット（３）が切欠（１５） 、ハウジング部（２）が対応するリブ（１６）を備えるか、又はその逆であるこ とを特徴とする請求項１記載の装置。 ３．接続ピン（４）はフラットユニット（３）における位置決め手段（１５又は １６）に対して規定されたフラットユニット（３）内の孔（１８）内に差込まれ 、その規定された位置的な整列がろう結合部（２３）によってフラットユニット （３）と固定されていることを特徴とする請求項１又は２記載の装置。 ４．接続ピン（４）は直径を大きくされた領域（２８）を有し、この領域は電気 的接続用の領域（２６）の直径へ段階的に減少することを特徴とする請求項１乃 至３のいずれか１つに記載の装置。 ５．フラットユニット（３）上には複数のピン（２２）を備えたピンブロック（ ８）が集成され、各ピンの端部は成形材料（１７）から突出し、メーク接点機能 からブレーク接点機能へ又はその逆への出力のプログラミングを行うために相応 する短絡プラグ（１４）を備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１ つに記載の装置。 ６．発光ダイオード（１１）はハウジング部（２）の外側壁の切欠（１９）内に 収容され、切欠（１９）からハウジング部（２）の空所へ至る通路が存在し、切 欠（１９）は発光ダイオード（１１）を密に包囲する一体成形されたシールリン グ（２４）を有し、このシールリングは発光ダイオード（１１）の組込み後ハウ ジング部（２）の空所のキャスティング時に成形材料（１７）の漏出を防止する ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１つに記載の装置。 ７．ハウジング部（２）の外側に位置するセンサ（１）とフラットユニット（３ ）を電気的に接続するために、センサ線（７）がハウジング部（２）のスリット （１２）を通して案内され、貫通領域に、破壊的な引張力に対する引張力軽減手 段としてセンサ線（７）をハウジング部（２）内に堅く締付けかつ同時にキャス ティング時の成形材料（１７）の漏出を防ぐために外側へ向かってハウジング部 （２）を通るセンサ線（７）の貫通領域を密封する締付け具（１３）が設けられ ていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１つに記載の装置。 ８．センサ線（７）はフラットユニット（３）に設けられた接続面（６）に直接 電気的に接続されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１つに記載 の装置。 ９．フラットユニット（３）上にはトリミング抵抗（９）が集成され、そのトリ ミング抵抗（９）の内、トリミング可能な抵抗膜（２１）を備えた部分は注型さ れたハウジング部（２）の成形材料（１７）から突出していることを特徴とする 請求項１乃至８のいずれか１つに記載の装置。 １０．成形材料（１７）から突出し抵抗膜（２１）を備えた部分は注型樹脂表面 （２７）上へ曲げられ、注型樹脂（２５）の滴下により覆われることを特徴とす る請求項１乃至９のいずれか１つに記載の装置。 １１．フラットユニット（３）、センサ線（７）、ピンブロック（８）及びトリ ミング抵抗（９）は成形材料（１７）によって完全に覆われていることを特徴と する請求項１乃至１０のいずれか１つに記載の装置。 １２．プリント回路板と他の機器部品とを結合するための装置を備えた近接スイ ッチの組立方法において、フラットユニット（３）として構成されたプリント回 路板上に接続ピン（４）をあらかじめ取付けろう付けした後、このプリント回路 板はフラットユニット（３）と空所を有するハウジング部（２）とに設けられか つ同時にガイド手段として構成された位置決め手段（１５、１６）を介して空所 内へ規定されて導入され位置決めされ、フラットユニット（３）と機器部品（１ １、２０、７）とを結合した後別の工程でフラットユニット（３）が空所のキャ スティングによって成形材料（１７）内に埋め込まれ、接続ピン（４）はフラッ トユニット（３）の位置決め手段（１５又は１６）に対して規定されたそのフラ ットユニット上の位置に規定された整列でもって保持され、接続ピン（４）の突 出端部は所定の個所でキャスティング後成形材料（１７）から突出することを特 徴とするプリント回路板と他の機器部品とを結合するための装置を備えた近接ス イッチの組立方法。 １３．接続ピン（４）はあらかじめ取付けろう付けしたときフラットユニット（ ３）の位置決め手段（１５又は１６）に対して規定されたフラットユニット（３ ）内の孔（１８）内に差込まれ、位置的に規定されて整列させられ、次いでフラ ットユニット（３）とろう付けされることを特徴とする請求項１２記載の方法。 １４．空所内へフラットユニット（３）を導入して位置決めを行った後、キャス ティング前に、機器部品として、センサ線（７）がフラットユニット（３）の接 続面（６）に、発光ダイオード（１１）の接続線（２０）がフラットユニット（ ３）の別の接続面（５）にろう付けされることを特徴とする請求項１２又は１３ 記載の方法。 １５．空所のキャスティング後成形材料（１７）から突出する、フラットユニッ ト（３）上に集成されたピンブロック（８）のピン（２２）の突出端部は、メー ク接点機能からブレーク接点機能へ又はその逆への出力のプログラミングを行う ために相応する短絡プラグ（１４）を備えることを特徴とする請求項１２乃至１ ４のいずれか１つに記載の方法。 １６．フラットユニット（３）上にトリミング抵抗（９）が集成され、そのトリ ミング抵抗（９）の内、トリミング可能な抵抗膜（２１）を備えた部分は空所の キャスティング後成形材料（１７）から突出し、キャスティング後に初めて抵抗 トリミングが行われることを特徴とする請求項１２乃至１５のいずれか１つに記 載の方法。 １７．抵抗トリミング後、抵抗膜（２１）を備えた突出部分は成形材料（１７） の注型樹脂表面（２７）上へ曲げられ、その後注型樹脂（２５）の滴下によって 覆われることを特徴とする請求項１６記載の方法。