JP2003346952A - コネクターおよびその実装構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 多数個取りによる製造コスト削減効果を維持
しながら、回路基板上に実装されたコネクターの全高を
更により低くできるコネクターの実装構造と、その実装
構造に適したコネクター構造を提供すること。 【解決手段】 バネによって突出方向に付勢された導体
ピンの鍔部と前記バネを収容する筒状でかつ張出し部つ
きの筐体を有し、前記筐体の表面には前記導体ピンと前
記張出し部の表面とを接続する導体膜を有するコネクタ
ー。またそのコネクターの一部を回路基板に貫通させ、
該回路基板側の電極と前記張出し部表面の電極とを接続
したコネクターの実装構造。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電気回路部品である
コネクターとその実装構造に関する。更に詳しくは、回
路基板上等に実装され、他の回路部品とバネ力により圧
接されて接続を行う接点ピンを備えたコネクターおよび
実装構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のコネクターの構造および実装の態
様を図８に示す。（ａ）はコネクターの要部（プローブ
ピンとも称される）の構造を示す断面図で、１ａは有底
筒型の金属ケース、２は接点となるピンで、右端は径の
やや大きな鍔部２ａとなっている。金属ケース１ａはそ
の内部でピン２が摺動可能であるが、開口部が絞られて
鍔部２ａの抜け止めとなっている。３はバネ部材であ
り、通常コイルバネが用いられ、ピン２を外側に押して
他の回路基板のパターンや電子部品の電極にピン２の先
端を適宜な力で圧接する役割を持つ。

【０００３】図８（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ従来の完成
コネクターとその実装構造を示す側面図である。完成し
たコネクター１は、金属ケース１ａに電極板９ａを溶接
などによって接続し、更にブロック状の樹脂成形体９に
図８（ａ）のプローブピンをインサートモールドするか
あるいは圧入して組立てたものである。コネクター１は
他の電子部品（図示せず）と共に適当な向きに回路基板
７に載置され、その表面の導電パターン（図示せず）と
電極板９ａとがハンダ８等により接続されかつ固着され
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】図８の従来のコネクタ
ーには幾つかの問題点がある。まずプローブピンは１個
づつ製造組立をしなければならない。また図８（ｂ）、
（ｃ）のように実装形態が異なると樹脂成形体の金型を
変更しなければならない。また樹脂成形体にプローブピ
ンをインサート成形あるいは圧入しなければならない。
また電極板との接続を行わねばならない。これらはいず
れも完成コネクターの製造工数およびコストアップの要
因となっている。これは解決すべき第１の課題である。

【０００５】そこで本願出願人および発明者は上記第１
の課題を解決すべく、特願２００２−０６４５６８号に
記載された発明を行った。その実施の形態の要点を図６
および図７に示す。なおこの既出願の発明は本願発明の
直近の従来例に相当するが、公知化されているとは限ら
ないので、従来例という呼称を避けて参考例と呼ぶこと
にする。

【０００６】図６は参考例の実施の形態である、完成し
た単体のコネクターの一例を示し、（ａ）は中央断面
図、（ｂ）はピン側の面である表面図、（ｃ）は裏面図
である。なお従来例と共通な要素には同じ記号を当てて
いる。

【０００７】図６において、完成コネクター１のケース
は、基板Ａ４、基板Ｂ５、基板Ｃ６が積層・固着された
ものであり、基板Ａ４のピン穴４ｂはピン２の先端部の
みを露出させ、ピン２の鍔部２ａ、およびピン２を基板
Ａ４に向かって押圧するためのバネ部材３であるコイル
バネは、基板Ｂ５のやや径の大きな鍔部穴５ｂ内にピン
２が摺動可能なように収容されており、基板Ｃ６はこれ
らを封入し、各基板はコネクターの筐体を形成してい
る。なおピン２に設けた深穴２ｂにはバネ部材３の一部
を挿入してコネクター１の全長を短くしている。基板Ａ
４はピンの抜け止めを主要な役割とし、基板Ｃ６はピン
機構の封入を主要な役割とするから厚さは比較的薄く、
基板Ｂ５はピン機構を収容するから比較的厚い。

【０００８】図６表面図（ｂ）、裏面図（ｃ）に示すよ
うに、基板Ａ４の四隅にはスルーホール４ａ、基板Ｃ６
の四隅にはスルーホール６ａの一部（約４分の１）が現
れている。各スルーホールの内面に形成された導電膜の
全部あるいはその一部は各基板の表面の導電パターンを
経由してバネ部材３およびピン２との接触により電気的
に接続している。また基板Ｃ６の裏面には裏パターン６
ｃがありスルーホール６ａの導電膜と接続している。

【０００９】参考例のコネクター１はいわゆる多数個取
りの製法によって多数個が同時に製造され、最後に分離
される。すなわち、基板Ａ４、基板Ｂ５、基板Ｃ６はそ
れぞれ、製造の初期の状態では最終形状を縦横に平面的
に並べて導電膜の形成も済ませた集合基板（詳細は特願
２００２−６４５６８号明細書に譲り、図示を省略す
る）であり、集合基板Ａの多数の穴の各々にまずピン
２、次にバネ部材３を投入し、次いで集合基板Ａに集合
基板Ｂ、集合基板Ｃを順次積層接着して集合されたコネ
クターを形成し、これを各ピンの中間を通る縦横の基板
面に垂直な切断面で切り離す。なおスルーホールは切断
面が交わる部分に設けて内面電極を露出させる。参考例
のコネクターは多数個取りの製造・組立て方法により、
１個あたりの製造コストが従来例に比べて大幅に低減で
きる効果がある。

【００１０】図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は参考例のコ
ネクターの一例を回路基板上にハンダ実装した状態を示
す正面図である。（ａ）は単体に分離されたコネクター
１を直立させ、基板Ｃ６のスルーホールの内面導電膜
（ハンダの濡れ上がりを確実にする側面電極となる）を
ハンダ８によりハンダ付けする。（ｂ）は集合コネクタ
ーの切断面を間引いて２連コネクターとして実装した
例、（ｃ）はコネクター１を横向きに寝かせて実装した
例である。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】従来例には第２の問題
点がある。それは、図８（ａ）において、コネクター１
の長さは鍔部２ａを含むピン２の全長にバネ部材の長さ
を加えた長さよりも大きく、（ｂ）、（ｃ）のように回
路基板７上に立てて実装した場合、その基板面からの高
さＨがかなり大きくなることである。全高Ｈが回路基板
７上に実装されている他の電子部品の高さよりも大きい
と、それら他の電子部品と、ピン２が接触するパターン
や部品を備えた他の回路基板との間に無駄な空間を生じ
易く、電子機器の小型化・薄型化を阻害する。

【００１２】また参考例において、図７（ａ）に示した
高さＨは、ピン２の深穴２ｂ内にバネ部材３の一部を挿
入できて全高を小さくし得る効果があり、従来例のよう
な電極板９ａも不要であるから、従来例における高さＨ
よりは低くし易いが、それでもコネクターの全高よりは
低くはできないので、まだ改善の余地があると考えられ
る。

【００１３】本発明の目的は、参考例の如く多数個取り
による製造コスト削減効果を維持しながら、回路基板上
に実装されたコネクターの全高を更により低くすべく、
そのための実装構造と、その実装構造が適用できるコネ
クター構造を提供することである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明のコネクターは次の特徴を備える。 （１）バネによって突出方向に付勢された導体ピンの鍔
部と前記バネを収容する筒状でかつ張出し部つきの筐体
を有し、前記筐体の表面には前記導体ピンと前記張出し
部の表面とを接続する導体膜を有すると共に、前記筐体
は互いに接合された少なくとも２枚の集合基板を接合後
に切断分離して得られたこと。

【００１５】本発明のコネクターは更に以下の特徴の少
なくとも一つを備えることがある。 （２）前記導体膜は前記張出し部に設けたスルーホール
の内側面に達していること。 上記目的を達成するため本発明のコネクターの実装構造
は次の特徴を備える。（３）バネによって突出方向に付
勢された導体ピンの鍔部と前記バネを収容する筒状でか
つ張出し部つきの筐体を有するコネクターを用い、前記
筐体の表面には前記導体ピンと前記筐体の表面とを接続
する導体膜を有し、前記筐体は前記コネクターを実装す
る回路基板を貫通すると共に、前記筐体の張出し部の表
面の一部または前記筐体の表面の一部に設けられた導体
膜と前記回路基板のパターンとを接続固着したこと。

【００１６】本発明のコネクターの実装構造は更に以下
の特徴の少なくとも一つを備えることがある。 （４）前記導体膜は前記張出し部に設けたスルーホール
の内側面に達しており、前記スルーホールの内側面の導
体膜と前記回路基板の裏面に設けられたパターンとを接
続固着したこと。

【発明の実施の形態】

【００１７】図１は本発明のコネクターの実施の形態の
一例を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）
は正面図、（ｄ）は断面図である。以下本発明の図面の
各部分に付した記号は、従来例および参考例と同類のも
のは一致させてある。完成したコネクター１において、
絶縁性材料より成る基板Ａ４と、これに積層して接着さ
れた、成型された樹脂材料より成る基板Ｂ５とは、内部
の鍔部穴５ｂ（有底）にピン２の鍔部２ａおよびバネ部
材３を収容する筐体を構成する。基板Ｂ５は直立部５ａ
と張出し部５ｃを有していて単なる平板状ではなく凹凸
がある形状ではあるけれども、種々変形例等の可能性も
あるので、基板という名称を与えたのである。

【００１８】バネ部材３はピン２の深穴２ｂにやや圧縮
されて挿入され、ピン２を先端方向（上方向）に付勢し
ている。基板Ａのピン穴４ｂの内面、また基板Ｂ５の鍔
部穴５ｂの内側面と底部内面、直立部５ａの上面、左右
両側面、張出し部５ｃの上面、張出し部５ｃの左右両端
に設けたスルーホール５ｄ（切断されて半円形になって
いる）の内側面には導電膜５ｅが無電解メッキにより形
成されている（輪郭内に打点して示してある）。これら
導電膜は連続しまたは電気的に接続しており、またピン
２および金属製のバネ部材３と接触する部分があるの
で、ピン２の先端部に与えられる電気信号をコネクター
筐体の外部に伝えている。なお２点鎖線で示した回路基
板７は、実装後のコネクターとの位置関係を示してい
る。

【００１９】図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の各図は、本
発明のコネクターの実装における実施の形態の３つの例
のそれぞれを示す一部断面図である。（ａ）は単体のコ
ネクターによる基本形で、回路基板７には矩形穴７ａを
設けてコネクター１の直立部５ａが貫通し得るように
し、回路基板７（断面で表示）の裏面からコネクター１
を挿入して張出し部５ｃを基板下面に接触せしめ、スル
ーホール５ｄ内面の導電膜と回路基板７の裏面の回路パ
ターン（図示せず）とがハンダ８によって接続される。
（実際には回路基板７を下向きにし、その矩形穴７ａに
下向きにしたコネクター１を投入し、リフロー炉を用い
てハンダ付けを行う。）

【００２０】この実装構造により、基板面からピン２の
頂部までの高さＨはコネクター１の全長から回路基板７
の厚さと張出し部５ｃの厚さが減じられるので、参考例
の全高Ｈよりもはるかに小さくすることができる。
（ｂ）、（ｃ）は集合状態で組立てを終えたコネクター
を切断分離するときに切断面を間引いて２連のコネクタ
ーとして実装したものである。（ｂ）では直立部中間の
切断面１０ａおよび１１ａ（図３、図４）を間引き、
（ｃ）では張出し部中間の（スルーホール５ｄの中心を
通る）切断面１１ｂ（図４）を間引いて連結した。全高
が低いことは（ａ）と同様である。

【００２１】次に、本発明のコネクターの実施の形態の
一例の製造方法を図３、図４を用いて説明する。図３は
本発明のコネクターの実施の形態の一例における集合基
板Ａ４０を、図４は同じく集合基板Ｂ５０を示し、いず
れも（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図，図４（ｃ）は正
面図である。両図（ａ）に示すように、集合基板Ａ４
０、集合基板Ｂ５０は、両者の間にピン２およびバネ部
材３を収容し、ピン穴４ｂ、鍔部穴５ｂの位置合わせを
行い、耐熱性接着シート等によって両基板が接合または
接着された後、切断面１０ａ、１０ｂ、１１ａ、１１ｂ
（いずれも紙面に垂直）に沿ってダイサーまたはスライ
シングマシンを用いて集合基板Ａ４０、同Ｂ５０が切断
されると、集合コネクターは多数の単体コネクターに分
離される。

【００２２】また切断面１１ｂはスルーホール５ｃを分
割してその内面導電膜をコネクターの側面電極として露
出させる。また記述のように切断面を図示例より適宜間
引くことにより、任意の個数ずつ連結したコネクターの
多数組を得ることができる。図５は本発明のコネクター
の実施の形態の一例の、集合基板を切断する前までの組
立て工程の概略の説明図である。まず集合基板Ａ４０を
下向きに置き、その多数のピン穴４ｂの各々にピン２を
矢印７０のように投入し、次いでバネ部材３を投入し、
その上に下向きにした集合基板Ｂ５０を重ねて接着（接
合）する。

【００２３】その後切断を行う。なお、図３、４におけ
る集合基板Ａ４０の切断面１０ａ、１０ｂ、集合基板Ｂ
５０の切断面１１ａ、１１ｂのうち、切断面１０ａと１
１ａは一致するのでカッターブレードを完成したコネク
ター筐体の全厚に切り込むことができるが、切断面１０
ｂと１１ｂは一致しないので、それぞれの切り込み方向
や切り込み深さを変えるか、あるいは集合基板Ａ４０の
不要部４０ａをまず取り除いて（集合基板５０との接合
後切断面１０ｂに沿い切断して取り除く、あるいは接合
前に集合基板４０を使用部分とその周囲枠部を残して長
方形穴の打ち抜きにより不要部を取り除く、あるいは予
め不要部４０ａのない短冊型の集合基板Ａを集合基板Ｂ
の直立部の上面に１列づつ接着しておく等の方法が考え
られる）から、集合基板Ｂ５０を切断（切断面１１ｂ）
することになる。

【００２４】以上、本発明のコネクターおよびコネクタ
ーの実装構造の実施の形態の各１例について述べたが、
本発明の実施の形態は上に示した例にとらわれない。例
えば、基板Ｂ５を張出し部と一体に成形するのでなく、
ピンの鍔部とバネ部材を収容する貫通穴のみを有する基
板と、張出し部と一体化した底板（図６（ａ）の参考例
における基板Ｃ６を変形した形になる）とを貼り合わせ
て構成してもよい。また、回路基板上のパターンとコネ
クターとの接続は、必ずしも張出し部のみで行う必要は
なく、筐体の側面上のパターンを用いて行ってもよい。

【００２５】また更に図示しないが変形例を挙げると、
張出し部を設ける位置は筐体の最下端（ピンから最も遠
い位置）とは限らず、例えば筐体の中央部や最上端に設
けたコネクターとしてもよい。（最上端に設ける場合に
は記述の実施の形態では基板Ａ４と張出し部とを一体化
する。）そして更にこれらの場合、記述の実施の形態と
同様に回路基板の裏面からの実装も可能であるが、張出
し部を回路基板の表面（ピン側）に置いて回路基板の表
面のパターンと接続し、筐体の下部を回路基板に設けた
穴内に沈ませ、あるいは貫通させることによって全高Ｈ
を小さくする実装構造も可能である。

【００２６】

【発明の効果】本発明においては、筐体の位置を張出し
部によって規制しながら、回路基板に設けた穴にコネク
ターを貫通させる実装構造と、それに適した多数個取り
の形状構造のコネクターを提供したので、コネクターの
製造コストを低減させると共に実装時のコネクターの全
高を小さくでき、結果的に本発明が適用される電子機器
の小型化、薄型化、低廉化に対して極めて有効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のコネクターの実施の形態の一例を示
し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は正面
図、（ｄ）は断面図である。

【図２】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の各図は、本発明のコ
ネクターの実装における実施の形態の３つの例のそれぞ
れを示す一部断面図である。

【図３】本発明のコネクターの実施の形態の一例におけ
る集合基板Ａを示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図
である。

【図４】本発明のコネクターの実施の形態の一例におけ
る集合基板Ｂを示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面
図、（ｃ）は正面図である。

【図５】本発明のコネクターの実施の形態の一例の組立
て工程の説明図である。

【図６】本発明の基礎となったコネクターの参考例を示
し、（ａ）は断面図、（ｂ）は表面図、（ｃ）は裏面図
である。

【図７】参考例の実装の形態の３つの例を示す正面図で
ある。

【図８】従来のコネクターを示し、（ａ）はその断面
図、（ｂ）および（ｃ）はその実装形態の２つのそれぞ
れの例を示す一部断面図である。

【符号の説明】

１ コネクター １ａ 金属ケース ２ ピン ２ａ 鍔部 ２ｂ 深穴 ３ バネ部材 ４ 基板Ａ ４ａ スルーホール ４ｂ ピン穴 ５ 基板Ｂ ５ａ 直立部 ５ｂ 鍔部穴 ５ｃ 張出し部 ５ｄ スルーホール ５ｅ 導電膜 ６ 基板Ｃ ６ａ スルーホール ７ 回路基板 ７ａ 矩形穴 ８ ハンダ ９ 樹脂成形体 ９ａ 電極板 １０ａ、１０ｂ、１１ａ、１１ｂ 切断面 ４０ 集合基板Ａ ４０ａ 不要部 ５０ 集合基板Ｂ ７０ 矢印 Ｈ 高さ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5E023 AA08 BB12 BB22 BB28 CC26 CC29 EE02 FF01 GG12 HH06 HH17 HH28 HH30 5E077 BB12 BB31 CC16 CC22 DD01 EE03 FF17 GG02 GG03 JJ21 JJ30

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 バネによって突出方向に付勢された導体
   ピンの鍔部と前記バネを収容する筒状でかつ張出し部つ
   きの筐体を有し、前記筐体の表面には前記導体ピンと前
   記張出し部の表面とを接続する導体膜を有すると共に、
   前記筐体は互いに接合された少なくとも２枚の集合基板
   を接合後に切断分離して得られたことを特徴とするコネ
   クター。
2. 【請求項２】 前記導体膜は前記張出し部に設けたスル
   ーホールの内側面に達していることを特徴とする請求項
   １のコネクター。
3. 【請求項３】 バネによって突出方向に付勢された導体
   ピンの鍔部と前記バネを収容する筒状でかつ張出し部つ
   きの筐体を有するコネクターを用い、前記筐体の表面に
   は前記導体ピンと前記筐体の表面とを接続する導体膜を
   有し、前記筐体は前記コネクターを実装する回路基板を
   貫通すると共に、前記筐体の張出し部の表面の一部また
   は前記筐体の表面の一部に設けられた導体膜と前記回路
   基板のパターンとを接続固着したことを特徴とするコネ
   クターの実装構造。
4. 【請求項４】 前記導体膜は前記張出し部に設けたスル
   ーホールの内側面に達しており、前記スルーホールの内
   側面の導体膜と前記回路基板の裏面に設けられたパター
   ンとを接続固着したことを特徴とする請求項３のコネク
   ターの実装構造。