JP2010225479A - 実装部品の固定構造 - Google Patents

Abstract

【課題】基板へコネクタを組み付ける際に、スルーホール内壁のメッキが削れて金屑が発生することを防止することができる実装部品の固定構造を提供する。
【解決手段】コネクタ２に固定される基部５と、基板９に形成されるスルーホール８を基板の一表面側から他表面側に挿通して半田付けされる挿通部とを有し、コネクタを基板に固定するコネクタの固定構造であって、コネクタ本体３に固定される基部と、基部に連なる複数の係止片７ａ，７ｂであって、スルーホールに、その内周面に非接触で挿通され、押圧力が作用することによって、スルーホールの周縁部よりも面方向外方に変形して突出し、基板の裏面に接触する係止部６を有する複数の係止片とを含む。
【選択図】図３

Description

本発明は、たとえば電子制御ユニット（Electronic Control Unit；略称ＥＣＵ）に設けられるコネクタなどの実装部品をプリント配線基板に固定するために好適に実施することができる実装部品の固定構造に関する。

図１は、従来技術によるコネクタ９１を基板９２に固定する固定構造を示す斜視図である。従来技術の実装部品の固定構造では、基板９２へ実装部品であるコネクタ９１を組み付ける際、前記コネクタ９１の底部に設けられる複数のコネクタ爪部（以下、ボードロック部材）９３を、前記基板９２に形成されるスルーホール９４へ挿入し、ボードロック部材９３を基板９２に係止することによって、前記基板９２にコネクタ９１を固定している。

図２は、ボードロック部材９３のスルーホール９４への装着状態を説明するための簡略化した断面図であり、図２（１）は、ボードロック部材９３をスルーホール９４に対して差し込み位置に位置決めした状態を示し、図２（２）はボードロック部材９３の各係止片９５の各係止爪部９６がスルーホール９４内に挿入された状態を示し、図２（３）はボードロック部材９３がスルーホール９４に係止された状態を示す。

ボードロック部材９３は、一対の係止片９５を有し、各係止片９５の先端部付近に一対の係止爪部９６が相互に逆方向となるように突出して形成される。各係止爪部９６は、スルーホール９４よりも大きくなるように、幅方向の外方に弾発的に離反した状態に保たれ、各係止爪部９６がスルーホール９４内に挿入されると、係止爪部９６はスルーホール９４の内面に圧接される。ボードロック部材９３は、導電性は要求されず、機械的強度が高いことが要請される。

図２（１）に示すように、ボードロック部材９３が差し込み位置に位置決めされた状態から、図２（２）に示すようにスルーホール９４内に挿入されると、各係止片９５は弾性変形する。ボードロック部材９３は、各係止爪部９６がスルーホール内壁を擦りながら挿通される。各係止爪部９６が基板９２の裏面側に突出すると、各係止爪部９６はスルーホール９４の内面への当接による拘束状態から開放され、図２（３）に示すように、基板９２の裏面側で互いに離反する方向に変位して係止される。これによって、コネクタ９１が基板９２に固定される。

また、他の従来技術は、たとえば特許文献１に記載されている。この特許文献１には、プレスフィットピンから剥がれたメッキの離散を防止するために、プレスフィットピンに封止部を設けることが記載されている。メッキ加工が施されたプレスフィットピンがスルーホールに挿入されるときに、プレスフィットピンとスルーホールの縁とが擦れてプレスフィットピンのメッキが剥がれる場合がある。

さらに、他の従来技術は、たとえば特許文献２に記載されている。この特許文献２には、端子の電気接続部が回路基板のスルーホールランドに圧入される際に発生するメッキ削りカスの離散を防止するために、コネクタハウジングにメッキ削りカス収容空間が設けられることが記載されている。電気接続部のメッキがスルーホールランドによって削られる。

特開２００６−２１６５２３号公報 特開２００７−１０３０８８号公報

前述の図２に示す従来技術では、ボードロック部材９３をスルーホール９４へ挿入し組み付ける際に、係止爪部９６がスルーホール９４と擦れて、スルーホール９４内壁のメッキが削れ、金屑が発生していた。ボードロック部材９３挿入時に金屑が発生すると、金屑による端子間のショートなどの不具合が懸念される。端子間のショートなどを防止するためには、金屑を除去する作業が必要になる。

また、前述の特許文献１および２の従来技術では、プレスフィットピンまたは端子から剥がれたメッキの削りカスの離散を防止することはできるが、金屑の発生を防止することはできないという問題がある。

本発明の目的は、基板へコネクタを組み付ける際に、スルーホール内壁のメッキが削れて金屑が発生することを防止することができる実装部品の固定構造を提供することである。

本発明（１）は、実装部品に固定される基部と、基板に形成されるスルーホールを前記基板の一表面側から他表面側に挿通して半田付けされる挿通部とを有し、実装部品を前記基板に固定する実装部品の固定構造であって、
前記実装部品に固定される基部と、前記基部に連なる複数の係止片であって、スルーホールに、その内周面に非接触で挿通され、押圧力が作用することによって、前記スルーホールの周縁部よりも面方向外方に変形して突出し、基板の裏面に接触する係止部を有する複数の係止片を含むことを特徴とする実装部品の固定構造である。

本発明（１）によれば、実装部品に固定される基部から突出して延びる複数の係止片であって、スルーホールに、その内周面に非接触で挿通され、押圧力が作用することによって、前記スルーホールの周縁部よりも面方向外方に変形して突出し、基板の裏面に接触する係止部を有する複数の係止片とを含むので、基板へコネクタを組み付ける際に、スルーホール内壁のメッキが削れて金屑が発生することを防止することができる。

従来技術によるコネクタ９１を基板９２に固定する固定構造を示す斜視図である。 ボードロック部材９３のスルーホール９４への装着状態を説明するための簡略化した断面図である。 本発明の第１の実施形態であるボードロック部材４の固定に関連する構成を示す図である。 図３の切断面線Ａ−Ａから見た拡大断面図である。 コネクタ２がボードロック部材４によって基板９に固定された状態を示す断面図である。 コネクタ本体３を基板９側への押圧力によって第１係止片７ａおよび第２係止片７ｂを変形させる過程を示す一部の拡大断面図である。 本発明の第１の実施形態であるコネクタ２の固定に関連する構成を示す図である。 本発明の第２の実施形態であるボードロック部材３１の固定に関連する構成を示す図である。 本発明の第２の実施形態であるボードロック部材３１のスルーホール８への装着状態を説明するための簡略化した断面図である。 本発明の第３の実施形態であるボードロック部材４１の固定に関連する構成を示す図である。 本発明の第４の実施形態であるボードロック部材５１の固定に関連する構成を示す図である。 本発明の第５の実施形態であるボードロック部材６１の固定に関連する構成を示す図である。 本発明の第５の実施形態であるボードロック部材６１のスルーホール８への装着状態を説明するための簡略化した断面図である。 本発明の第６の実施形態であるボードロック部材７１の固定に関連する構成を示す図である。 本発明の第７の実施形態であるボードロック部材８１の固定に関連する構成を示す図である。

図３は、本発明の第１の実施形態であるボードロック部材４の固定に関連する構成を示す図である。実装部品であるコネクタ２は、コネクタ本体３とボードロック部材４とを有する。ボードロック部材４は、コネクタ２に固定される基部５と、基部５に連なる複数（本実施形態では２つ）の係止片７とを有する。係止片７の端部には係止部６が形成される。

複数の係止片７は、基板９に形成されるスルーホール８に、基板９の一表面９ａから他表面９ｂに向かって挿通される。スルーホール８に挿通される係止片７の挿通方向に直交する方向の幅は、スルーホール８の開口よりも狭いので、係止片７は、スルーホール８の内周面に接触することなくスルーホール８に挿通される。係止片７に挿通方向の押圧力が作用することによって、係止部６は、スルーホール８の周縁部よりも面方向外方に変形して突出し、基板９の裏面に接触する。係止片７が基板９に半田付けされることによって、コネクタ２が基板９に固定される。

複数の係止片７には、脆弱部である切欠き部１０と、切欠き部１０と係止部６との間に、基板９の裏面側へ凸に湾曲した支持部１１が設けられる。

複数の係止片７は、基端部から遊端部に向かって前記基部５の図３における左右方向である幅方向一端部から他端部側に傾斜した第１係止片７ａと、前記基端部から遊端部に向かって前記幅方向他端部から一端部側に傾斜した第２係止片７ｂとを含む。

図４は、図３の切断面線Ａ−Ａから見た拡大断面図である。前記ボードロック部材４の基部５に連なる複数（本実施形態では２）の第１係止片７ａおよび第２係止片７ｂは、基部５の幅方向であり、図３の紙面に垂直な方向に対して、位置を違えて一定の隙間をあけて設けられる。各第１係止片７ａと第２係止片７ｂとは、互いに交差して、略Ｘ字状に形成される。コネクタ本体３には、ボードロック部材４の基部５が固定される固定部が形成される。固定部はコネクタ本体３に形成される溝部である。

図５は、コネクタ２がボードロック部材４によって基板９に固定された状態を示す断面図であり、図６はコネクタ本体３を基板９側への押圧力によって第１係止片７ａおよび第２係止片７ｂを変形させる過程を示す一部の拡大断面図である。スルーホール８に挿通された係止片７に押圧力が働くと切欠き部１０で曲げ変形が発生する。係止部６は挿通方向中心部に向かって曲げられる。係止片７の曲げ変形に伴って、支持部１１は、基板９上を挿通方向中心部に向かって移動する。係止部６は、基板９の他表面９ｂに向かって変位し、他表面９ｂに当接する。基板９へコネクタ２を組み付ける際に、スルーホール８の内壁に第１係止片７ａおよび第２係止片７ｂが接触することがないので、スルーホール８の内壁のめっきが削れて金屑が発生することを防止することができる。

図７は、本発明の第１の実施形態であるコネクタ２の固定に関連する構成を示す図である。コネクタ２では、ハウジング１１によって、複数の端子１２を所定の間隔をあけて保持している。ハウジング１１は、電気絶縁性の合成樹脂材料などで形成され、端子１２は導電性と弾性とが高い銅合金などの金属材料で形成される。ハウジング１１は大略的に直方体の形状を有し、外表面の１つが開口し、内部に端子の外部接続部が突出して設けられる。端子は、ハウジング１１の背面側からも突出して大略的にＬ字状に屈曲し、底面側に向う端子部１３が形成される。ハウジング１１の底面側からは端子部と平行な方向に、足部としてのボードロック部材４が突出する。

図８は、本発明の第２の実施形態であるボードロック部材３１の固定に関連する構成を示す図である。図９は、本発明の第２の実施形態であるボードロック部材３１のスルーホール８への装着状態を説明するための簡略化した断面図であり、図９（１）は、ボードロック部材３１をスルーホール８に対して差し込み位置に位置決めした状態を示し、図９（２）はボードロック部材３１の係止片３２がスルーホール８内に挿入された状態を示し、図９（３）はボードロック部材３１がスルーホール８に係止された状態を示す。本発明の第１の実施形態の説明と重複する部分については説明を省略する。

前記ボードロック部材３１は、長方形の平板で形成された基部３３と基部３３の端部に連なる複数の係止片３２を有する。各係止片３２は、位置を違えて一定の隙間で設けられる。ボードロック部材３１は、長方形の平板で形成された基部３３と基部３３の端部から延伸する係止片３２を有する。係止片３２は、基部３３の端部から他端部である係止片の係止部３４に向かうに従って、基板の裏面に接触する係止部３４が互いに逆方向に離れていくように形成され、いわゆるＹ字形状である。Ｙ字形状の二股の幅は、スルーホール８の内周面に非接触で挿通される幅である。

基板９のコネクタ２が実装される実装面９ａの裏面側には、治具３５が設置される。治具３５には、基板９に対向するように突起部３６が設けられる。ボードロック部材３１の係止片３２がスルーホール８を挿通すると、Ｙ字形状の二股に分かれた係止片３２が治具３５の突起部３６に当接し、各係止片間で形成されるＹ字形状の二股に分かれた角度は大きくなる。治具３５の突起部３６が、Ｙ字形状の二股に分かれる分岐部に当接すると、各係止片３２は、互いに逆方向に平行に延伸する。このときのボードロック部材３１の形状は、略Ｔ字形状である。スルーホール８の周縁部に、各係止部３４がスルーホール８を挿通して基板９の裏面側９ｂへ突出した状態で、基板９の裏面に支持される支持部が設けられる。

治具３５は、突起部３６が設けられたものに限定されるものではない。不図示の、係止片３２の挿通方向に直交する方向に平面を有するものでも良い。係止片３２の端部である係止部３４が治具の平面に当接し係止片３２に押圧力が働くと、係止部３４は互いに離れていきＹ字形状の二股間角度は大きくなる。さらに押圧が進むと、各係止片３２は、互いに逆方向に平行に延伸し、ボードロック部材３１の形状は略Ｔ字形状になる。係止片の二股間角度が小さい場合であっても、係止片の端部が少しでも開いていれば、平面を有する治具によって、基板の裏面に支持部を設けることができる。

図１０は、本発明の第３の実施形態であるボードロック部材４１の固定に関連する構成を示す図である。図１０（１）は正面図であり、図１０（２）は側面図である。図１０に示すボードロック部材４１において、基部３３の端部から延伸する係止片３２には脆弱部である切欠き部４２が設けられる。切欠き部４２は、基部４３の端部に隣接して係止片４４の幅方向両側に設けられる。切欠き部４２が設けられる部分は、係止片４４の幅が狭くなるので塑性変形しやすくなる。切欠き部４２は、係止片４４の幅方向両側に設けられるが、これに限定されるものではなく、係止片４４の幅方向片側に設けられるものでもよい。

このように、任意の場所に切欠き部４２を設けることによって、係止片４４を容易に所望の形状に変形させることができる。

図１１は、本発明の第４の実施形態であるボードロック部材５１の固定に関連する構成を示す図である。図１１（１）は正面図であり、図１１（２）は側面図である。図１１に示すボードロック部材５１において、基部５３の端部から延伸する係止片５４には、係止片５４の幅を変化させる段差が設けられる。基部５３の端部から係止片５４の他端部側に向かう一定の距離において係止片５４ａの幅は広くされ、残余の係止片５４ｂの幅は相対的に狭くされる。段差は、脆弱部となり塑性変形しやすくなる。段差は、係止片の幅方向両側に設けられるが、これに限定されるものではなく、係止片５４の幅方向片側に設けられるものでもよい。

このように、係止片５４の任意の場所に幅が変化する段差を設けることによって、係止片５４を容易に所望の形状に変形させることができる。

図１２は、本発明の第５の実施形態であるボードロック部材６１の固定に関連する構成を示す図である。図１２（１）は正面図であり図１２（２）は側面図である。ボードロック部材６１は、長方形の平板で形成された基部６３と基部６３の端部に形成される一定の幅を持った円弧状の係止片６４を有する。基部６３の端部から延伸する係止片６４は、閉ループ状に連なって形成される。円弧状の係止片６４の内周であってボードロック部材６１の挿通方向中央部に２箇所切欠き部６５が設けられる。

図１３は、本発明の第５の実施形態であるボードロック部材６１のスルーホール８への装着状態を説明するための簡略化した断面図であり、図１３（１）は、ボードロック部材６１をスルーホール８に対して差し込み位置に位置決めした状態を示し、図１３（２）はボードロック部材６１の係止片６４がスルーホール８内に挿入された状態を示し、図１３（３）はボードロック部材６１がスルーホール８に係止された状態を示す。円弧状の係止片６４の幅は、スルーホール８に、その内周面に非接触で挿通される幅である。基板９のコネクタ２が実装される実装面９ａの裏面側９ｂには、治具６６が設置される。治具６６の基板９に対向する面は、基板９に平行な平面である。ボードロック部材６１の係止片６４がスルーホール８を挿通すると、円弧状の係止片６４の外周であって挿通方向先端部が治具６６に当接する。円弧状の係止片６４は、挿通方向に押し潰され、スルーホール８の中心軸に垂直な直線状の形状になる。直線状に変形した係止片６４の長さは、スルーホール８の内径よりも長いので，基板９の表面に支持される支持部が設けられる。

切欠き部６５は、円弧状の係止片６４の内周に形成されるものに限定されない。切欠き部６５は、内周および外周に形成されるものでもよく、または外周のみに形成されるものでもよい。

図１４は、本発明の第６の実施形態であるボードロック部材７１の固定に関連する構成を示す図である。ボードロック部材７１は、基部７３を含めて閉ループ状に連なって形成される。基部７３は、閉ループ状に連なった形状の１部分を折り曲げて、直線状に成形して形成される。係止片７４は、直線状に成形された残余の部分を、基部の延長線上に中心線を有する略ひし形状に成形されたものである。直線状の基部７３からひし形状の係止片７４に連なる部分の外周部と、ひし形状の係止片の挿通方向に対する左右の角部の内周部および外周部とに切欠き部７５が設けられる。

ひし形状の係止片７４の幅は、不図示のスルーホールに、その内周面に非接触で挿通される幅である。不図示の基板のコネクタが実装される実装面の裏面側には、治具が設置される。治具の基板に対向する面は、基板に平行な平面である。ボードロック部材７１の係止片７４がスルーホールを挿通すると、ひし形状の係止片の挿通方向先端部が治具に当接する。ひし形状の係止片７４は、挿通方向に押し潰され、スルーホールの中心軸に垂直な直線状の形状になる。直線状に変形した係止片７４の長さは、スルーホールの内径よりも長いので、基板９の表面に支持される支持部が設けられる。係止片７４の挿通方向に対する左右の角部に形成される切欠き部７５は、内周および外周に形成されるものに限定されるものではなく、内周または外周のいずれか一方に設けられるものでもよい。

図１５は、本発明の第７の実施形態であるボードロック部材８１の固定に関連する構成を示す図である。断面が四角形の中空形状である一定の長さの部材が用いられる。部材の一部が基部８３に用いられる。基部８３の端面近傍の対向する側面には、挿通方向と直向する方向に丸孔８４が設けられる。ボードロック部材８１は、挿通方向と平行に不図示のコネクタ本体に固定される。凹部である丸孔８４は、コネクタ本体に設けられた凸部と嵌合される。断面四角形の部材の基部８３とは他端部側は、部材の角部に切り込みが設けられ、側面を形成する４面は、他端部側で各々分離される。分離された側面は、基部８３から一定の距離を持って残余の部分が蛸足状に開くように曲げられる。

蛸足状に開いた係止片８５の幅は、不図示のスルーホールに、その内周面に非接触で挿通される幅である。基板のコネクタが実装される実装面の裏面側には、不図示の治具が設置される。治具の基板に対向する面は、基板に平行な平面である。ボードロック部材８１の係止片８５がスルーホールを挿通すると、蛸足状に開いた係止片８５の挿通方向先端部が治具に当接する。蛸足状に開いた係止片８５は、挿通方向に押し潰され、スルーホールの中心軸から放射状に拡がる形状になる。放射状に拡がった係止片８５の幅は、スルーホールの内径よりも広いので、基板の表面に支持される支持部が設けられる。係止片８５は、放射状に４方に拡がる形状としたが、これに限定されるものではない。また係止片の曲げられる部分には、切欠き部が設けられてもよい。

他の実施形態として、ボードロック部材の各係止片の各係止爪部に有機系溶剤であるフラックスを潤滑剤として用いてもよい。フラックスを潤滑剤として用いることで、各係止爪部がスルーホール内に挿入された状態で、スルーホール内壁のめっきが削れて金屑が発生することを防止することができる。

スルーホールに、その内周面に非接触で挿通される係止片として形状記憶合金を用いると、係止片に熱風を吹き付けて係止片を高温にすることによって、係止片を曲げることができる。曲げ加工用の治具を設ける必要がないので、工数の増加を抑制することができる。

このように、実装部品に固定される基部から突出して延びる複数の係止片であって、スルーホールに、その内周面に非接触で挿通され、押圧力が作用することによって、前記スルーホールの周縁部よりも面方向外方に変形して突出し、基板の裏面に接触する係止部を有する複数の係止片とを含むので、基板へコネクタを組み付ける際に、スルーホール内壁のメッキが削れて金屑が発生することを防止することができる。

さらに、複数の係止片には、任意の場所に切欠き部が設けられるので、各係止部を脆弱部で容易に折り曲げることができ、不所望な方向に変形することが防がれる。

さらに、複数の係止片には、脆弱部と係止部との間に、スルーホールの周縁部に、各係止部がスルーホールを挿通して基板の裏面側へ突出した状態で、基板の表面に支持される支持部が設けられるので、押圧力を作用させると、各係止片は基板上に支持部によって支持された状態で、各係止部がスルーホールの周縁部に係止される。

さらに、複数の係止片は、基端部から遊端部に向かって一表面から他表面に傾斜した第１傾斜面を有する第１係止片と、前記基端部から遊端部に向かって他表面から一表面に傾斜した第２傾斜面を有する第２係止片とを含むので、スルーホールの内周面に非接触で挿通される各係止部が治具を用いることなく基板の裏面側へ突出した状態で、基板の表面に支持される支持部が設けられる。

さらに、複数の係止片は、閉ループ状に連なって形成されるので、各係止片が閉ループ状に連なって形成されるので、押圧力の作用によって変形させるとき、重なる部分がずれてしまうことが防がれ、半田付けによって確実に基板の配線層に接続することができる。

２，９１ コネクタ
３ コネクタ本体
４，３１，４１，５１，６１，７１，８１，９３ ボードロック部材
５，３３，４３，５３，６３，７３，８３ 基部
６，３４ 係止部
７，３２，４４，５４，５４ａ，５４ｂ，６４，７４，８５，９５ 係止片
７ａ 第１係止片
７ｂ 第２係止片
８，９４ スルーホール
９，９２ 基板
１０，４２，６５，７５ 切欠き部
１１ ハウジング
１２ 端子
１３ プレスフィット端子部
１４ ランド
３５，６６ 治具
３６ 突起部
８４ 丸孔
９６ 係止爪部

Claims (5)

1. 実装部品に固定される基部から突出して延びる複数の係止片であって、スルーホールに、その内周面に非接触で挿通され、押圧力が作用することによって、前記スルーホールの周縁部よりも面方向外方に変形して突出し、基板の裏面に接触する係止部を有する複数の係止片を含むことを特徴とする実装部品の固定構造。
2. 前記複数の係止片には、脆弱部が設けられることを特徴とする請求項１に記載の実装部品の固定構造。
3. 前記複数の係止片には、脆弱部と係止部との間に、スルーホールの周縁部に、前記各係止部がスルーホールを挿通して基板の裏面側へ突出した状態で、基板の表面に支持される支持部が設けられることを特徴とする請求項１または２に記載の実装部品の固定構造。
4. 前記複数の係止片は、前記基端部から遊端部に向かって一表面から他表面に傾斜した第１傾斜面を有する第１係止片と、前記基端部から遊端部に向かって他表面から一表面に傾斜した第２傾斜面を有する第２係止片とを含むことを特徴とする請求項１また２に記載の実装部品の固定構造。
5. 前記複数の係止片は、閉ループ状に連なって形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の実装部品の固定構造。

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