(57)【要約】【課題】  外部への配線と、配線板の筐体への固定とを半田付けにより確実に行え、その半田付けの際に配線板や筐体に熱が伝達されにくく、半田付け作業容易で、半田付け不良が起きにくく、半田付け強度の低下しにくい配線板の固定構造を提供すること。【解決手段】  熱可塑性樹脂製の筐体１から立設される金属製のピン２に対して、配線板３を前記筐体１に取り付けた状態で、前記ピン２の周部を囲んで半田付け部４ａを形成する接続金具４を、前記半田付け部４ａが前記配線板３から離間するように架設して配線部３１に電気接続してある配線板３を、前記ピン２と前記半田付け部４ａとの間で半田付けして構成する。【選択図】        図５
2005033031.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂製の筐体から立設される金属製のピンに対して、半田付けにより配線板を固定して、前記ピンを介して前記配線板と筐体外部との間で信号の伝達を可能にする配線板の固定構造であって、
前記配線板を前記筐体に取り付けた状態で、前記ピンの周部を囲んで半田付け部を形成する接続金具を、前記半田付け部が前記配線板から離間するように架設して前記配線板の配線部に電気接続してある配線板の固定構造。
【請求項２】
前記接続金具が、板部材から屈曲形成される脚部を有し、前記脚部を前記配線板に立設固定可能に構成してある請求項１記載の配線板の固定構造。
【請求項３】
前記板部材に前記ピンが挿通される孔部を設けるとともに、前記板部材の前記孔部周辺部を凹入形成してある請求項２記載の配線板の固定構造。
【請求項４】
前記孔部は、断面形状の異なる複数種のピンの外形に沿う縁部を有する請求項３記載の配線板の固定構造。
【請求項５】
前記配線板を筐体に取り付けた状態で、前記接続金具と前記ピンとを仮止めする仮止め機構を設けた請求項１〜４のいずれか一項に記載の配線板の固定構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
筐体が樹脂製の電子機器の配線板は、通常前記筐体のタップ孔にビス止めしたり、前記筐体に設けられた前記配線板固定用のコネクタに係合固定したりして、確実に固定するとともに、前記筐体に設けられる表示装置等との接続についても、前記表示装置を介して前記筐体に延設されるピンに対して、コネクタを用いて簡便確実に接続する技術が開発されている。
【０００２】
しかし、セキュリティーシステム、ガス漏れ警報システム等に用いられる警報器等、筐体外部との間で配線板の入出力を確実に伝達する必要のある場合等、より確実な電気接続を確保するとともに、振動、衝撃等に対しても、容易に接続不良等が発生しないように、前記配線板と前記ピンとを半田付けすることによって、より一層、確実な接続を行うことが望まれている。
【０００３】
本発明は、熱可塑性樹脂製の筐体から立設される金属製のピンに対して、半田付けにより配線板を固定して、前記ピンを介して前記配線板と筐体外部との間で信号の伝達を可能にする配線板の固定構造に関する。
【背景技術】
【０００４】
このような配線板の固定構造としては、前記配線板と前記ピンとを直接半田付けして、前記配線板に設けられたプリント配線等と電気接続するとともに、位置固定するものが実施されている。
【０００５】
しかし、半田付け作業により前記ピンを介して配線板や前記筐体に熱が伝達されて、前記配線板に熱ひずみ等を生じて強度が低下したり、前記筐体が熱により変形したりする虞があった。前記配線板が熱により強度低下すると、配線不良を招来する虞があって、前記警報器等の信頼性の低下につながる。一方、筐体が熱変形すると、外観上問題にならないような熱変形であっても、前記ピンの立設姿勢が変化してしまうことがあって、半田付けの固定構造の強度低下や、電気接続の信頼性の低下を招き、やはり警報器等の信頼性低下につながる。
また、配線板の取り付け時に半田付けを行わねばならず、作業時に半田が流れ出たり、半田が配線板に付着したりする半田付け不良により、半田が配線不良の原因になりやすいという問題もあった。
また、このような固定構造によると、前記筐体が受けた振動、衝撃等は、直接半田付け部分に伝達されるため、振動、衝撃等によりその半田付け強度が低下する虞がある。
【０００６】
そのため、さらに、前記ピンに対して、導線により配線接続されたコネクタを接続して、そのコネクタとピンとを半田付けして前記配線板を前記筐体に固定するとともに、前記ピンを前記配線板に設けられた回路に電気接続できるように構成することが行われている（先行技術文献としては確認することができない）。
【０００７】
このように接続すると、前記ピンは直接配線板に接続しなくてもよいことになり、導線を十分長く形成することにより、半田付け作業時に、導線を介して熱は配線板に伝わりにくくなり、前記配線板に熱ひずみ等が生じる問題は少なくなる。また、前記ピンは直接配線板に固定しなくてもよいために、筐体が受けた振動、衝撃等は、前記導線を介して前記配線板に伝わることになり、半田付け部分の強度低下も起きにくくなる。しかし、ピンから筐体への熱伝達により筐体が熱変形する虞は解消されず、導線が引き回されている隙間を縫って新たな導線のコネクタを半田付けするには、前記引き回されている導線が邪魔になり、作業性が低下するという問題がある。すると、半田付けに時間をかけてしまうことにより、前記筐体に伝達される熱量が増加しがちになるため、半田付け作業を素早く完了させられる熟練者しかできないことになり、生産性の低下につながる。尚、作業性の低下に伴い、半田付け不良の問題も起きやすくなる。
【０００８】
そこで、前記配線板を前記筐体に取り付けた状態で前記ピンと接触可能に変形させられる接続金具を、前記配線板の配線部に電気接続して前記配線板から架設するとともに、前記配線板から離間した位置で接触するように変形させ、前記ピンにおける前記接続金具との接触部に半田付け部を形成して半田付け可能に構成したものが実施されている（先行技術文献としては確認することができない）。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
このような構成によると、配線板に対する熱ひずみの伝達は緩和され、前記導線同様、前記接続金具が前記配線板への振動、衝撃等の伝達を緩和するため、熱ひずみ、半田付け強度の低下の問題は少なくなる。また、導線を用いるのに比べ、接続金具は立設姿勢を維持しやすく、作業性の低下に関する問題も少なくすることができた。
しかし、前記ピンを前記接続金具に位置あわせした状態で保持して半田付けする作業性は、いまだ改善の余地があり、前記接続金具と、前記ピンとの半田付け作業による筐体への熱伝達は、依然回避し得ない問題として残っている。そのため、前記ピンの立設姿勢の微妙な変化に基づき、半田付け強度が低下する虞があり、また、このような状況に起因して、半田付け不良が発生しやすいという問題も解消されていない。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、上記実状に鑑み、外部への配線と、配線板の筐体への固定とを半田付けにより確実に行え、その半田付けの際に配線板や筐体に熱が伝達されにくく、半田付け作業容易で、半田付け不良が起きにくく、半田付け強度の低下しにくい配線板の固定構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の配線板の固定構造の特徴構成は、熱可塑性樹脂製の筐体から立設される金属製のピンに対して、半田付けにより配線板を固定して、前記ピンを介して前記配線板と筐体外部との間で信号の伝達を可能にするために、前記配線板を前記筐体に取り付けた状態で、前記ピンの周部を囲んで半田付け部を形成する接続金具を、前記半田付け部が前記配線板から離間するように架設して前記配線板の配線部に電気接続してある点にある。
【００１２】
つまり、前記ピンに対して、半田付けにより配線板を固定するから、配線板が筐体に固定されると同時に、筐体外部との間で配線板の入出力信号の伝達を確実に伝達する必要のある場合等に、より確実な電気接続を確保することができ、振動、衝撃等に対しても強く、容易に接続不良等が発生しない接続が可能となる。
【００１３】
また、前記接続金具は、前記配線板を前記筐体に取り付けた状態で、前記ピンの周部を囲んで半田付け部を形成するから、前記配線板を前記筐体に取り付けると、前記ピンは、接続金具に囲繞された状態で保持される。そのため、前記ピンから筐体に熱が伝わり、前記筐体が変形しやすくなったとしても、前記ピンは接続金具に保持されているから、その立設姿勢が変化しにくく安定させられることになる。そのため、半田付けの固定構造の強度低下や電気接続の信頼性の低下を招きにくく、警報器等の信頼性向上につながる。
また、この状態で前記ピンの周部を囲んで半田付け部が形成されているから、前記ピンを確実に保持したまま、前記ピンの周部を前記接続金具の前記半田付け部に半田付けでき、作業性よく行え、かつ、確実に半田付けしやすい。このとき、前記半田付けに伴う熱が前記接続金具に伝達されると、前記半田付け部が前記配線板から離間して設けられていることから、前記配線板に達するまでに、前記接続金具より放熱されて、前記配線板には高熱が伝わりにくい状態を形成することができる。そのため、前記配線板が熱ひずみを生じて、強度低下するような問題が起きにくく、半田付けの固定構造の強度低下や電気接続の信頼性の低下を招きにくく、警報器等の信頼性向上につながる。
【００１４】
また、上述の構成において、前記接続金具が、板部材から屈曲形成される脚部を有し、前記脚部を前記配線板に立設固定可能に構成してあることが好ましい。
【００１５】
このような構成によると、前記板部材を屈曲して半田付け部とするべき部分から脚部を延設した構成を容易に形成することができ、その脚部を配線板に固定すれば、前記半田付け部を、前記配線板から離間した状態に保持するとともに、前記ピンを前記半田付け部に進入容易に位置決めすることができる。また、前記脚部を配線板に電気接続させつつ固定することにより、前記配線板の配線から、接続金具、ピンを経由して外部との信号の伝達が可能となる。従って、簡単な構成でありながら、外部への配線と、配線板の筐体への固定とを確実に行えることになる。
【００１６】
尚、本発明にいう半田付け部が前記ピンの周囲を囲む状態とは、前記配線板を前記筐体に取り付けた状態で、前記ピンがいずれの方向に傾斜させられても、前記半田付け部と前記ピンとの接触により、前記ピンの傾斜変形を抑制可能な構成をいう。言い換えれば、たとえば、前記板部材に前記ピンが挿通される孔部を設けたり、前記板部材に前記ピンを係合容易かつ脱離困難に受け入れる切欠部を設けたりして、前記ピンを立設姿勢のままで保持可能にする状態をいい、種々の形態をとることができる。上述の構成において、前記板部材に前記ピンが挿通される孔部を設けるとともに、前記板部材の前記孔部周辺部を凹入形成してあることが好ましい。
【００１７】
前記孔部を設けてあれば、その孔部にピンを挿入した状態で、前記孔部周縁部を半田付け部に形成することにより、前記ピンを前記接続金具にいずれの方向からでも容易に半田付けすることができ、前記孔部の縁部が、前記ピンの傾斜変形に対して確実に抗するから、姿勢保持も確実に行える。また、前記孔部周辺部を凹入形成しておくことにより、半田付けを行う際に、前記凹部が溶融した半田を貯留して前記ピンと前記半田付け部との間にわたって接続させる半田だまりを形成させられ、その半田だまりと前記ピンおよび前記半田付け部との接触面積を大きく確保しつつ、前記半田が配線板に流れ落ちるのを防止する役目を果たし、半田付け作業をより確実かつ容易に行えるようにして、半田付け不良が生じるのをより一層抑制することができる。
【００１８】
また、前記ピンの断面形状は、その機能により区別されている場合があるため、前記孔部は、断面形状の異なる複数種のピンの外形に沿う縁部を有することが好ましい。
【００１９】
このように構成しておくことにより、配線板の部分ごとに異なる孔部形状の接続金具を使い分けるようなことなく、種々の部分で共通の接続金具を用いたとしても、その部分で用いられるピンのいずれにも対応して受け入れ、そのピンを挿通した孔部周縁部を半田付け部として用いることができ、前記接続金具に汎用性を持たせることができる。
【００２０】
尚、前記孔部と前記ピンとの間には、ある程度の隙間を形成しておくことが好ましく、これにより前記配線板を前記筐体に取り付けるための取り付け作業を迅速に行うことができる。このとき、さらに、上述の構成において、前記配線板を筐体に取り付けた状態で、前記接続金具と前記ピンとを仮止めする仮止め機構を設けてあることが好ましい。
【００２１】
つまり、前記隙間は、筐体とピンと配線板との組み付け精度誤差を吸収する役目を担う
が、その隙間の寸法分だけ前記ピンの傾斜変形を許容することになる。しかし、前記仮止め機構を設けてあれば、前記ピンの傾斜変形を、その仮止め機構により抑制することができ、前記筐体に熱が伝わったとしても、前記ピンを通じて筐体に応力が伝達されにくくなり、前記筐体の変形をきわめて少なく抑えることができるようになる。
【発明の効果】
【００２２】
従って、本発明の構成によれば、配線板の固定構造に特に高い信頼性を要求されるガス警報器等に対しても、作業性よく、かつ、確実に、配線板の固定と電気接続とを両立させられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明の配線板の固定構造をガス警報器を例に説明する。
図１〜６に示すように、本発明の配線板の固定構造は、熱可塑性樹脂製の筐体１から立設される金属製のピン２に対して、配線板３を前記筐体１に取り付けた状態で、前記ピン２の周部を囲んで半田付け部４ａを形成する接続金具４を、前記半田付け部４ａが前記配線板３から離間するように架設して配線部３１に電気接続してある配線板３を、前記ピン２と前記半田付け部４ａとの間で半田付けして構成される。
【００２４】
以下に、上記形態をさらに具体的に示すが、本発明は、以下の構成に限定されるものではない。
【実施例１】
【００２５】
図１に示すように、前記ガス警報器の筐体１は、樹脂製の下側筐体１ａに平面方向で位置決めしつつ配線板３を取り付け、半田付けにより固定し、さらに樹脂製の上側筐体１ｂを取り付けて、その上下側筐体１ａ，１ｂの間で配線板３を挟持して、前記上側筐体１ｂと、下側筐体１ａとをビス止めすることにより、前記配線板３を厚み方向で位置決めする構成としてある。
【００２６】
図１に示すように、前記下側筐体１ａには、一対のＡＣ電源入力用ピン２１、および、固定用フック兼信号出力用ピン２２を設けて、それぞれ一端側２１ａ，２２ａを筐体１内部方向に立設するとともに、他端側２１ｂ，２２ｂを筐体１外部に接続自在に立設してある。尚、前記ＡＣ電源入力用ピン２１は、断面円形、前記固定用フック兼信号出力用ピン２２は、断面方形として判別容易に形成してある。
【００２７】
前記配線板３は、図１，２に示すように、ガス検知素子を設けたセンサユニットや、警報ランプ発光用発光ダイオード等の種々の回路要素５を取り付けてあるとともに、プリント配線により接続し、上側筐体１ｂに固定される警報用スピーカー６を導線６１により接続して設けてある。
【００２８】
前記配線板３には前記ピン２に対応する位置にピン挿通用の挿通孔３２を設けるとともに、前記挿通孔周部近傍に、前記挿通孔３２に挿通されたピン２と接続すべき配線部３１を設けてあり、接続金具４を前記配線部３１より立設して前記挿通孔３２の上部側に架設してある。
【００２９】
尚、前記接続金具４は、図３〜６に示すように、板部材を屈曲形成して平板状の台部４１に一対の脚部４２，４２を設けた冂の字状に形成するとともに、前記台部４１に孔部４３を設けて前記ピン２を受け入れる構成としてある。
図２，４に示すように、前記脚部４２の先端部には前記配線板３に差し込み固定し、プリント配線と接続すべく半田付け可能にする固定部４２ａを設けてある。また、前記台部４１の孔部４３周縁部には、凹入形成して半田貯留部４３ａを形成してある。前記台部４１は、前記接続金具４を前記配線板３に接続した状態で、前記配線板３から離間した状態に前記半田貯留部４３ａとピンとの間に半田付け部４ａを形成する（図５，６参照）。
尚、前記孔部４３は、前記方形のピンに嵌合する方形縁部４３ｂと、円形のピンに嵌合する円形縁部４３ｃとを備え、いずれの形状のピンであっても嵌合固定できる形状としてある。
【００３０】
前記ガス警報器を組み立てる際には、あらかじめ各ピン２を植設してある前記下側筐体１ａ（図１（ｂ）参照）にあらかじめプリント配線に回路要素５や、前記接続金具４を半田付け接続してある配線板３を位置決めし、前記各ピン２が前記配線板３の各挿通孔３２に挿通されるように取り付ける。この状態で前記接続金具４の前記孔部４３には前記ピン２が進入して嵌合した状態に配置される（図４参照）。
つぎに、前記接続金具４と前記ピン２とを半田付け部４ａにおいて半田付けする。これにより、前記配線板３は前記ピン２を介して前記下側筐体１ａに固定されるとともに前記ピン２に対して配線板３と外部との間で信号の伝達を可能に電気接続され、本発明の配線板の固定構造を実現できる（図２，５，６参照）。
さらに、下側筐体１ａに上側筐体１ｂを組み付け、ビス固定して警報器Ａとする。
得られた警報器Ａは、天井等に設けられたシーリングにアダプタＢを介して取り付けられ、前記固定用フック兼信号出力用ピン２２がアダプタＢに対して係合し、固定されるとともに、警報外部出力可能に、かつ、ＡＣ電源入力用ピン２１に電源入力可能に電気接続される（図７参照）。
【実施例２】
【００３１】
前記接続金具は、図８に示すように構成することもできる。
具体的には、前記接続金具４は、前記孔部４３を長孔状に設け、ピン２挿通時に位置あわせ容易に形成してある。さらに、前記接続金具４の台部４１から脚部４２にかけての一部を切り込み、台部４１における切り残し部分で折り返し自在な舌片４４を設け、前記配線板３を前記下側筐体１ｂに取り付けた状態で、前記孔部４３に挿通されたピンを折り返された舌片４４の塑性変形により挟持して仮止め保持可能な仮止め機構を構成してある。前記仮止め機構により前記ピンを仮止めした状態で、前記接続金具４の台部４１を半田付け部４ａとして、半田付け固定を行うと、作業性よく確実に半田付けが行える。
【００３２】
尚、仮止め機構としては、前記接続金具４に舌片４４を設けるもののほか、前記接続金具とは別の部材を設けて、仮止め容易に形成することもできるし、前記ピン２に突起部等を設けて仮止め容易にすることもできる。さらに、前記舌片４４を前記ピン２を挟持させるべく塑性変形させて仮止めすることもできるが、バネ弾性を有するコネクタに挟持させる構成を採用することもできる。このような構成については、種々公知の技術を適用することができる。
【実施例３】
【００３３】
また、前記接続金具４を前記挿通孔３２の上方側に架設するには、前記接続金具４に脚部を１本のみ設けてあってもよいし、さらに多数設けてあってもよい。
【実施例４】
【００３４】
また、前記接続金具４に設けた孔部４３に代え、前記接続金具４に設けた切欠をもって前記ピンに沿う縁部を形成し、その縁部と前記ピン２との間に半田付け部４ａを形成する構成とすることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
上述の配線板固定構造によれば、セキュリティーシステム、ガス漏れ警報システム等に用いられる警報器等、筐体１外部との間で配線板３の入出力を確実に伝達する必要のある場合等であっても、より確実な電気接続を確保するとともに、振動、衝撃等に対しても、容易に接続不良等が発生しない信頼性の高い機器の製作に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】警報器の概略図
【図２】配線板と筐体との関係を示す斜視図
【図３】接続金具の斜視図
【図４】接続金具にピンを挿入した状態を示す平面図
【図５】本発明の配線板固定構造の縦断正面図
【図６】本発明の配線板固定構造の縦断側面図
【図７】警報器の固定構造を示す図
【図８】実施例２における接続金具の形態を示す図
【符号の説明】
【００３７】
１    筐体
２    ピン
３    配線板
４    接続金具
４ａ  半田付け部
【図１】
2005033031.tif 000003
【図２】
2005033031.tif 000004
【図３】
2005033031.tif 000005
【図４】
2005033031.tif 000006
【図５】
2005033031.tif 000007
【図６】
2005033031.tif 000008
【図７】
2005033031.tif 000009
【図８】
2005033031.tif 000010