JPH0945195A - 電子スイッチ及び当該スイッチの実装チェック方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電子スイッチにおけるコネクタの実装を容易
にし、またコネクタの端子が確実にハンダ付けされてい
るか否かのチェックを簡単に行なう。 【解決手段】 配線基板２９の上に電源入力側検査パタ
ーン５７，５８を導通しない状態に設け、電源側チェッ
ク用パターン５９，６０も互いに導通しない状態に設け
る。電源入力側検査パターン５７と電源側チェック用パ
ターン５９は導通しており、電源入力側検査パターン５
５８と電源側チェック用パターン６０も導通している。
電源側のコネクタピン５６は電源入力側検査パターン５
７，５８間に跨がるようにしてハンダ付けする。電源側
チェック用パターン５９，６０間が導通しているかどう
か検査し、電源側チェック用パターン５９，６０間が導
通していれば電源側のコネクタピン５６が正常にハンダ
付けされているとする。アース側でも同様にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子スイッチ及び当
該スイッチの実装チェック方法に関する。特に、コネク
タを配線基板に実装された電子スイッチと、当該コネク
タの実装状態の良否を判定するための実装チェック方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】コネクタを配線基板に実装される電子ス
イッチとしては、例えば金属体を検出するための貫通型
近接センサがある。これは金属体の存在を非接触で磁気
的に検出するセンサであって、一般的に高周波発振型近
接センサが用いられる。

【０００３】図１１は、このような近接センサの回路構
成を示すブロック図であって、コイル１６の両端には発
振回路１０１が接続される。発振回路１０１は、このコ
イル１６と内部の容量によってＬＣ発振回路を構成する
ものであって、一定の周波数で発振し、その出力は検波
回路１０２に伝えられる。コイル１６に金属体が接近し
た場合には、コイル１６のコンダクタンスが増加し、発
振回路１０１の発振条件が変化して振幅が低下し、また
は発振レベルが所定のしきい値以下となる。この振幅も
しくは発振レベルの低下により近接センサは金属体の接
近ないし通過を検知し、出力回路１０３を介して物体検
知信号を出力する。検波回路１０２と出力回路１０３
は、発振状態の変化に基づいて金属体の近接を検出する
信号処理部を構成している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような近接スイッ
チにおいてコネクタを配線基板に実装する場合には、従
来においては、配線基板のコネクタ実装位置に孔をあ
け、そこへコネクタのピンを挿入してコネクタを固定
し、他の電子部品を配線基板に実装した後、コネクタの
ピンをハンダ付けしていた。そして、ピンを配線基板に
固定した後、コネクタの導通状態の確認作業を行なって
いた。

【０００５】しかしながら、このような従来のコネクタ
にあっては、ＩＣやコンデンサその他の電子部品を配線
基板上に実装した後に、ピンを配線基板の孔に挿入して
ハンダ付けしていたので、コネクタの実装作業に時間が
掛かっていた。

【０００６】また、コネクタが配線基板に正常にハンダ
付けされているかどうかの確認作業は、中間組立時にピ
ンの一つ一つに対して目視検査を行なったり、あるいは
近接センサを完全に組立た後に実際にコネクタにハーネ
スを接続して検査したりしていた。そのため目視検査が
不完全な場合が生じたり、ハーネスをコネクタに嵌合さ
せたりするのに手間が掛かって検査作業効率が悪かっ
た。

【０００７】本発明は叙上の従来例の欠点に鑑みてなさ
れたものであり、その目的とするところは、コネクタ実
装型の電子スイッチにおいて、コネクタの配線基板への
実装作業を簡単にすると共にコネクタの実装状態の確認
作業を効率的に行なえる用にすることにある。

【０００８】

【発明の開示】請求項１に記載の電子スイッチは、配線
基板上に表面実装型のコネクタを取り付けられる電子ス
イッチにおいて、配線基板の配線パターン中に、コネク
タの端子のハンダ付け状態を確認するためのチェック用
配線パターンを設けたことを特徴としている。

【０００９】本発明の電子スイッチにあっては、表面実
装型のコネクタを用いているので、コネクタを実装する
ために配線基板に孔をあける必要がない。従って、従来
であれば、ピンを挿入するために孔をあけていた箇所に
も配線パターンを形成できるようになり、配線基板の配
線設計の自由度が増す。

【００１０】また、表面実装型のコネクタを用いている
ので、他の表面実装用の電子部品と同様に実装すること
ができ、コネクタの実装作業を簡単にすることができ、
電子スイッチの組立時間を短縮することができる。

【００１１】このような電子スイッチにあっては、配線
基板の配線パターン中に、コネクタの端子のハンダ付け
状態を確認するためのチェック用配線パターンを設けら
れているので、請求項２に記載されているように、前記
配線基板上にコネクタを実装した後、前記チェック用配
線パターンの導通状態を検査することによってコネクタ
の端子のハンダ付け状態をチェックすることを特徴とし
ている。

【００１２】本発明によれば、配線基板上にコネクタを
実装した状態でチェック用配線パターンによりコネクタ
の端子のハンダ付け状態をチェックすることができるの
で、目視検査に比べて高い精度で客観的にコネクタの実
装状態をチェックすることができる。また、チェック用
配線パターンによりコネクタの実装状態を検査できるの
で、検査のためにコネクタにハーネスを接続する必要が
なくてコネクタの実装状態のチェック作業を効率的に行
なうことができ、電子スイッチの完成前においてもチェ
ックを行なえる。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の電子スイッチを、パチン
コ球等の貫通を検出する貫通型近接センサＡの場合を例
として説明する。図１は近接センサＡの分解斜視図、図
２は図１の上下反転した状態の分解斜視図、図３は一部
破断した分解側面図である。これらの図に示されるよう
に、近接センサＡは、上ケース１及び下ケース２からな
る平たい直方体状の筐体内にコイル部分と回路部分とを
納めて構成される。

【００１４】この筐体を構成する上下のケース１，２に
は、互いに対向するようにして略円形の貫通孔３，４が
形成されている。上ケース１のコーナ部及び両側面に
は、係合爪５を有する弾性片６，７がそれぞれ垂下され
ており、下ケース２には各係合爪５と対向して突起８
（コーナ部の突起は図示せず）が突設されており、下ケ
ース２の上に上ケース１を被せて係合爪５を突起８に係
合させることにより上下のケース１，２を一体化して筐
体が構成される。下ケース２の貫通孔４の周囲には、下
ケース２の内面側へ向けてリング状をした突縁９が突設
されており、突縁９の一部にはシールドリング４６を位
置決めするためのボス１０が突設されている。下ケース
２内面の貫通孔４の近傍にはピン１１が立設されてい
る。さらに、下ケース２のピン１１と対向するあたりの
左右側壁には、後述する配線基板２９の突出部４０を保
持するための凹部１２が形成されている。また、上ケー
ス１には下ケース２の貫通孔４と対向して同じく貫通孔
３が開口されており、貫通孔３の周囲にはリング状の突
縁１３が突設されており、突縁１３の一部にはシールド
リング４５を位置決めするためのボス１４が突設されて
いる。

【００１５】上下のケース１，２間には、図６に示すよ
うなコイル部分と回路部分とが納められている。コイル
部分は、コイルスプール１５にコイル１６を巻装をした
ものであって、コイルスプール１５に設けられた基板接
続部１７に回路部分が接続される。コイルスプール１５
は、コイル巻線１８を巻回するための巻胴部１９の内側
に金属体（すなわち、パチンコ球）を通過させるための
貫通孔２０を有しており、巻胴部１９の後端部に基板接
続部１７が突出している。巻胴部１９の上下両端に設け
られたフランジ２１，２２間には、コイル巻線１８のツ
イスト部２３のみを巻く部分（以下、補助巻線部とい
う）２４とコイル巻線１８の単線部２５を巻く部分（以
下、主巻線部という）２６とが形成されていて仕切り部
２７により分割されている。また、下側のフランジ２２
には、補助巻線部２４に巻き付けられたツイスト部２３
を滑らかに基板接続部１７の表面へ導くための傾斜ガイ
ド面２８が形成されている。

【００１６】基板接続部１７の下面には、回路部分の配
線基板２９の端部を保持するための保持片３０が設けら
れており、基板接続部１７と保持片３０の間には配線基
板２９の厚みと等しい高さの溝部３２が形成されてい
る。また、基板接続部１７の上面にはツイスト部２３を
掛け回すための一対の中継ピン３３が一体成形されてい
る。

【００１７】回路部分は、図７（ａ）（ｂ）に示されて
いるように、配線基板２９の上にＩＣや抵抗、コンデン
サ等の電子部品やコネクタ６３を実装して発振回路や検
波回路、出力回路等を構成したものである。配線基板２
９の先端には基板接続部１７に挿入するための挿入部３
５が設けられており、挿入部３５には小孔３６が開口さ
れている。しかして、この挿入部３５を基板接続部１７
と保持片３０の間の溝部３２に挿入すると、配線基板２
９が基板接続部１７に接続される。配線基板２９と基板
接続部１７には、下ケース２のピン１１と対応する位置
にピン挿入孔３７，３８が穿孔されている。また、挿入
部３５の両側には各々側方に突出した突出部４０が設け
られている。配線基板２９の表面側には、図８に示すよ
うに、発振回路や検波回路等を構成するＩＣや抵抗、コ
ンデンサ等の部品を実装するための配線パターン（銅箔
部分を梨地で示す）５１が形成されており、配線パター
ン５１の端部には電源入力部パターン５３とアース側パ
ターン５４が設けられている。また、配線基板２９の表
面側の一方の突出部４０には発振回路のアース側の電極
パッド４１が設けられ、他方の突出部４０には信号出力
側の電極パッド４３が設けられている。配線基板２９の
裏面側には、図９に示すように、ほぼ全面に静電気シー
ルド用の銅箔３９が貼られており、一方の突出部４０に
はシールド用の銅箔３９と導通した電極パッド４２が設
けられ、他方の突出部４０にはダミー電極４４が設けら
れている。

【００１８】しかして、配線基板２９を接続されたコイ
ルスプール１５にコイル巻線１８を巻回する工程では、
まずコイル巻線１８の一端のツイスト部２３を配線基板
２９の一方の突出部４０に巻き付ける。ついで、図１又
は図６に示すように、ツイスト部２３を中継ピン３３に
掛け回した後、この巻き始めのツイスト部２３を補助巻
線部２４に略１ターン巻き回し、さらに単線部２５を主
巻線部２６に数１０ターン巻き回してコイル１６を巻胴
部１９に巻装する。こうして単線部２５を主巻線部２６
に巻き終わると、巻き終わりのツイスト部２３を補助巻
線部２４に（あるいは、単線部２５の上から主巻線部２
６に）略１ターン巻き付け、中継ピン３３に掛け回した
後、他方の突出部４０に巻き付ける。この後、両突出部
４０，４０に巻き付けられたツイスト部２３をハンダ槽
に漬けてディップハンダにより突出部４０，４０の各電
極パッド４１，４２，４３及びダミー電極４４にハンダ
付けする。このとき表裏の電極パッド４１及び４２同志
も導通させられ、裏面の銅箔３９がアースされる。

【００１９】コイル１６を巻かれたコイルスプール１５
は上下から磁気シールド用のシールドリング４５，４６
で挟まれる。シールドリング４５，４６は例えば銅箔板
で形成された金属製のリング状の部材であって、これら
を組み合わせてコイル１６の外周部を覆うことにより、
コイル１６の磁束が外周部に漏れるのを防ぎ、周囲金属
による誤動作を防止するものである。シールドリング４
５，４６は、コイル巻線１８等に触れないよう、前縁部
及び後縁部には細い切り欠き部４７，４８が設けられて
おり、後縁側の切り欠き部４８には突片４９が突設され
ている。さらに、後側の内周部には切り欠き凹部５０が
設けられている。しかして、コイルスプール１５の上下
にシールドリング４５，４６を被せると、下のシールド
リング４６に突設されている突片４９が配線基板２９の
小孔３６内に嵌入してシールドリング４６が回り止めさ
れると共に下のシールドリング４６が銅箔３９に触れて
アースされる。また、シールドリング４５，４６がコイ
ルスプール１５等とともに筐体内に納められると、上の
シールドリング４５が下のシールドリング４６に接触す
ることにより上のシールドリング４５もアースされる。
なお、上下のシールドリング４５，４６は同形となって
いるので、部品点数を減少させて部品コストを安価にで
きる。

【００２０】さて、近接センサＡの組立に当たっては、
下ケース２の突縁９の周囲に下のシールドリング４６を
置くと、シールドリング４６の切り欠き凹部５０が下ケ
ース２のボス１０に嵌合して回り止めされる。ついで、
コイルスプール１５に接続された配線基板２９にＩＣや
抵抗、キャパシタ、ツェナーダイオード等の電子部品や
コネクタ６３を実装し、コイル１６を突出部４０にハン
ダ付けされた後のコイル部分及び回路部分を下ケース２
内に納入し、配線基板２９及び基板接続部１７の各ピン
挿入孔３７，３８に下ケース２のピン１１を圧入させる
ようにしてコイル部分と回路部分を下ケース２内に納め
ると、配線基板２９の突出部４０が下ケース２の凹部１
２に収容されて位置決め保持され、下のシールドリング
４６の突片４９が配線基板２９の小孔３６に挿入され
る。コイルスプール１５の上に上のシールドリング４５
を被せた後、この上から上ケース１を被せると、上のシ
ールドリング４５の切り欠き凹部５０が上ケース１のボ
ス１４に嵌合してシールドリング４５が回り止めされ
る。上ケース１を下ケース２に押し付けると、上ケース
１の弾性片６，７に設けられた係合爪５が下ケース２の
突起８に係合し、上下のケース１，２が一体化されて筐
体が構成され、図４及び図５に示すように、コイル部分
と回路部分が筐体内に収納される。こうして組立られた
近接センサＡにあっては、上ケース１、コイルスプール
１５及び下ケース２の各貫通孔３，２０，４が連続して
金属体の通過する貫通部が構成される。

【００２１】近接センサＡを組立た状態では、コネクタ
６３は上下ケース１，２の後端面に突出しており、図５
（ａ）に示すように、このコネクタ６３にハーネス６４
を接続して近接センサＡに電力が供給され、また信号が
取り出される。

【００２２】なお、上記説明で用いた上下方向は近接ス
イッチの使用状態における上下方向とは関係なく便宜的
なものであって、例えば金属体が上から下へ通過する場
合には、図５に示すようにシールド用の銅箔３９側が上
となるようにして用いる。

【００２３】つぎに、上記のような近接センサＡにおい
て、配線基板２９にコネクタ６３を実装するための構造
と、コネクタ６３が正常に実装されているかどうかチェ
ックするための構造と方法を説明する。まず、コネクタ
６３の構造を説明する。コネクタ６３はプラスチック製
のケース５５内に屈曲したコネクタピン５６をインサー
ト成形したものであって、コネクタピン５６の後端はコ
ネクタ６３の背面に露出していてハーネス６４に接続さ
れるようになっている。また、コネクタピン５６の前端
はコネクタ６３の前部底面に位置していて配線基板２９
の配線パターン５１に直接にハンダ付けされるようにな
っている。従って、コネクタピン５６の前端部を配線基
板２９にハンダ付けしてコネクタ６３を配線基板２９上
に実装し、コネクタ６３にハーネス６４を接続すると、
ハーネス６４はコネクタピン５６を介して配線基板２９
に配線パターン５１に接続される。

【００２４】コネクタ６３の実装される配線基板２９の
上面側の配線パターン５１について説明する。図１０
（ａ）は図８の配線パターン５１のうち関係のある部分
を簡略化して示したものである。図１０（ａ）もしくは
図８において、５７及び５８は電気的に分離して隣接さ
せて配置された電源入力側検査パターン、５９，６０も
電気的に分離して隣接させて配置された電源側チェック
用パターンであって、電源入力側検査パターン５７と電
源側チェック用パターン５９とは配線パターン５１によ
り導通させられている。また、電源入力側検査パターン
５８と電源側チェック用パターン６０も配線パターン５
１によって導通させられており、さらに電源入力側検査
パターン５８及び電源側チェック用パターン６０は電源
入力部パターン５３と導通している。同じように、６１
及び６２は電気的に分離して隣接させて配置されたアー
ス側検査パターン、６５，６６も電気的に分離して隣接
させて配置されたアース側チェック用パターンであっ
て、アース側検査パターン６１とアース側チェック用パ
ターン６５とは配線パターン５１により導通させられて
いる。また、アース側検査パターン６２とアース側チェ
ック用パターン６６も配線パターン５１によって導通さ
せられており、さらにアース側検査パターン６２及びア
ース側チェック用パターン６６はアース側パターン５４
と導通している。

【００２５】従って、コネクタ６３を配線基板２９上に
実装する場合、コネクタピン５６，５６が電源入力側検
査パターン５８とアース側検査パターン６２にさえ接続
されていれば、他の電子部品が実装された状態では、電
源側のコネクタピン５６が回路の信号側につながってお
り、アース側のコネクタピン５６が回路のアース側に接
続されており、電気的には正しく動作することになる。
しかし、この近接センサＡにおいてはより厳しい条件を
課し、コネクタ６３の電源入力側のコネクタピン５６は
電源入力側検査パターン５７，５８間に跨ぐように配置
され、両電源入力側検査パターン５７及び５８の双方に
ハンダ付けされ、６０はグランド側検査パターンであっ
て、コネクタ６３のアース側のコネクタピン５６はグラ
ンド側検査パターン５９，６０間に跨ぐように配置さ
れ、両グランド側検査パターン５９，６０の双方にハン
ダ付けされた状態が、コネクタ６３の正常な実装状態で
あるとする。

【００２６】ここで、一方のコネクタピン５６が電源入
力側検査パターン５７，５８の双方にハンダ付けされて
いれば、電源側チェック用パターン５９及び６０間も導
通状態となり、電源入力側検査パターン５７，５８のい
ずれかが導通不良であれば、電源側チェック用パターン
５９，６０間も導通不良となる。従って、電源側のコネ
クタピン５６が電源入力側検査パターン５７，５８に確
実にハンダ付けされていて回路の信号側に接続されてい
るかどうかは、電源側チェック用パターン５９，６０同
志の導通試験を行なうことにより検査できる。この導通
検査は、図１０（ｂ）に示すように、各電源側チェック
用パターン５９，６０毎に２本の接触ピン６７，６８を
接触させて電流を流すことによって行ない、接触ピン６
７，６８間に電流が流れれば導通している、流れなけれ
ば導通していないと判定する。なお、各接触ピン６７，
６８を２本接触させているのは、接触信頼性を向上させ
るためである。同じように、他方のコネクタピン５６が
アース側検査パターン６１，６２の双方にハンダ付けさ
れていれば、アース側チェック用パターン６５及び６６
間も導通状態となり、アース側検査パターン６１，６２
のいずれかが導通不良であれば、アース側チェック用パ
ターン６５，６６間も導通不良となる。従って、アース
側のコネクタピン５６がアース側検査パターン６１，６
２に確実にハンダ付けされていて回路のアース側に接続
されているかどうかは、アース側チェック用パターン６
５，６６同志の導通試験を行なうことにより検査でき
る。よって、電源側チェック用パターン５９，６０間の
導通試験とアース側チェック用パターン６５，６６間の
導通試験を行ない、両方の導通試験が良好であれば、コ
ネクタ６３の実装チェックＯＫであるとすることができ
る。逆に、この実装チェックが不良であれば、コネクタ
ピン５６が正しくハンダ付けされておらず、コネクタ６
３の実装不良であるか、コネクタ６３が存在しないか、
コネクタピン５６が欠けているかといった不良が存在す
ると判定することができる。

【００２７】上記電源側チェック用パターン５９，６０
とアース側チェック用パターン６５，６６はコネクタ６
３の実装領域外にあり、しかもケース１，２よりも外に
出ているので、コネクタ６３の実装チェックは組立途中
においても可能であり、近接センサＡの完成後において
も可能である。また、電源側チェック用パターン６０は
電源入力部パターン５３に導通しており、アース側チェ
ック用パターン６６はアース側パターン５４に導通して
いるので、コネクタ６３の有無にかかわらず、電源側チ
ェック用パターン６０とアース側チェック用パターン６
６との間で回路の導通チェックや動作チェックも行なう
ことができる。

【００２８】また、上記の例では、電源入力側検査パタ
ーン、電源側チェック用パターン、アース側検査パター
ン、アース側チェック用パターンはそれぞれ２分割して
いるが、より多数に分割してもよく、分割数を増加させ
ればより細かなハンダ付け状態のチェックを行なうこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態による貫通型近接センサの
分解斜視図である。

【図２】同上の近接センサの上下反転した状態における
分解斜視図である。

【図３】同上の近接センサの一部破断した側面図であ
る。

【図４】同上の近接センサの組み立て状態を示す断面図
である。

【図５】（ａ）（ｂ）（ｃ）は同上の近接センサの側面
図、平面図及び背面図である。

【図６】一体に組み立てられたコイル部分と回路部分
（コネクタ実装前）を示す側面図である。

【図７】（ａ）（ｂ）は一体に組み立てられたコイル部
分と回路部分を示す斜視図である。

【図８】配線基板の表面図である。

【図９】配線基板の裏面図である。

【図１０】（ａ）（ｂ）はコネクタの実装チェック方法
を説明する図である。

【図１１】貫通型近接センサの原理を説明するためのブ
ロック図である。

【符号の説明】

２９ 配線基板 ５１ 電極パターン ５３ 電源入力部パターン ５４ アース側パターン ５５ コネクタのケース ５６ コネクタピン ５７，５８ 電源入力側検査パターン ５９，６０ 電源側チェック用パターン ６１，６２ アース側検査パターン ６３ コネクタ ６５，６６ アース側チェック用パターン

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 配線基板上に表面実装型のコネクタを取
   り付けられる電子スイッチにおいて、 配線基板の配線パターン中に、コネクタの端子のハンダ
   付け状態を確認するためのチェック用配線パターンを設
   けたことを特徴とする電子スイッチ。
2. 【請求項２】 配線基板の配線パターン中に、コネクタ
   の端子のハンダ付け状態を確認するためのチェック用配
   線パターンを設けた電子スイッチにおいて、 前記配線基板上にコネクタを実装した後、前記チェック
   用配線パターンの導通状態を検査することによってコネ
   クタの端子のハンダ付け状態をチェックすることを特徴
   とする電子スイッチの実装チェック方法。