JP2011077022A - 基板用端子 - Google Patents

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Abstract

【課題】取扱いが容易で、且つプリント基板への装着状態での半田クラックの発生を防止することの出来る、新規な構造の基板用端子を提供すること。
【解決手段】金属線材を所定長さで切断した切断線材12を用いて、該切断線材12の長さ方向中間部分の外周面14a,14bに凹状の潰し加工部16,16を形成し側方への突出部を形成することなく湾曲部分20を形成して剛性を低下させ得たことにより、外力に対して弾性変形し易い部分を形成する。
【選択図】図1

Description

本発明は、プリント基板に半田付けされて用いられる基板用端子に関する。
従来から、小電力回路の配線や電子回路の形成などのためにプリント基板が用いられている。かかるプリント基板では、基板上の回路と外部回路を導通させるために基板用端子が設けられている。この基板用端子は、一般に、プリント基板上に設けられた端子台座やコネクタハウジングに圧入されて支持されており、プリント基板に設けられたスルーホールに挿通されて半田付けされることによって基板上の回路に導通されている。
ところで、従来の基板用端子は、金属製の平板材をプレス加工したものが用いられていたが、プリント基板と端子台座等の熱膨張係数の差により半田付け部に外力が加わって半田クラックが発生することが問題視されていた。これに対して、例えば、実開平7−30460号公報(特許文献1)や特開2001−327038号公報(特許文献2)等に記載されているように、基板用端子の中間部分に波形の屈曲部等を設けて、半田付け部に及ぼされる外力を屈曲部等の弾性変形で緩和して半田クラックを回避する構造が提案されている。
ところが、このような屈曲部を形成すると、かかる屈曲部において基板用端子が側方に突出することから、半田付け等に際して基板用端子を把持する際に屈曲部が邪魔になって作業効率が低下してしまうという問題があった。また、側方への突出量が大きい屈曲部が長さ方向中間部分に形成されることで、基板用端子の収容効率等が悪くなって搬送効率も低下し易いという問題もあった。
実開平7−30460号公報 特開2001−327038号公報
本発明は、上述の事情を背景に為されたものであって、その解決課題は、取扱いが容易で、且つプリント基板への装着状態での半田クラックの発生を防止することの出来る、新規な構造の基板用端子を提供することにある。
本発明の第一の態様は、金属線材を所定長さで切断した切断線材を用いて得られた基板用端子において、前記切断線材の長さ方向中間部分の外周面に凹状の潰し加工部が形成されていることを、特徴とする。
本発明によれば、切断線材を用いて基板用端子が形成されていることから、切断線材の長さ方向中間部分を潰し加工することによって、平板材のように中間部分をプレス加工することにより、プレス面と反対側に突出部が形成されることを可及的に回避しつつ、凹状部を形成することが出来る。なお、本態様における長さ方向中間部分とは、切断線材の両端部の間であれば良く、長さ方向中央部分に限定するものではない。
これにより、半田付け部の応力を凹状の潰し加工部の弾性変形で逃がして緩和することが出来、半田クラックの発生を回避することが出来る。即ち、潰し加工部を形成したことによって、断面中心を繋げた線として把握される基板用端子の中心軸線上に、基板用端子の側方への突出部を形成することなく湾曲部分を形成して剛性を低下させ得たことにより、外力に対して弾性変形し易い部分を形成することが出来る。
さらに、基板用端子の側方への突出が抑えられることから、半田付けに際する作業効率を向上出来ると共に、収容効率も高められて搬送効率の向上を図ることも出来る。また、従来から直線状の基板用端子に用いられている把持用の冶具や製造設備等を変更することなく使用することが出来る。
本発明の第二の態様は、前記第一の態様に記載のものにおいて、前記凹状の潰し加工部が、前記切断線材の中心軸を挟んだ両側面において互いに軸方向でずれた位置にそれぞれ形成されているものである。
本態様によれば、断面中心を繋げた中心軸線を両方向に向かって全体として波状により大きく湾曲させて設定することが可能となって、半田付け部の応力をより多方向に逃がすことが出来る。
本発明の第三の態様は、前記第一又は第二の態様に記載のものにおいて、前記凹状の潰し加工部における開口寸法が、前記切断線材の周方向の一方から他方に向かって大きくされているものである。
このようにすれば、潰し加工部の形成部分において基板用端子の剛性を周方向で異ならせることが出来て、中心軸線回りのねじれ方向の応力に対してより有効な分散効果を得ることが出来る。
本発明の第四の態様は、前記第三の態様に記載のものにおいて、前記凹状の潰し加工部が、前記切断線材の中心軸を挟んだ両側面において互いに軸方向でずれた位置にそれぞれ形成されていると共に、該切断線材の中心軸を挟んだ両側に形成された各前記潰し加工部における開口寸法が、前記切断線材の周方向の一方から他方に向かって互いに同じ周方向で大きくされているものである。
本態様によれば、基板用端子の軸直角方向で対向する一対の側面に開口して、一対の前記凹状の潰し加工部が設けられる。そして、一対の潰し加工部の開口寸法が、基板用端子の軸直角方向の投影において、基板用端子の周方向に互いに逆向きで次第に拡幅される。従って、基板用端子の軸直角方向の投影において、一方の凹状部が右開き、他方の凹状部が左開きとなることで、ねじり方向の応力に対してより有効な分散効果を発揮することが出来る。
本発明の第五の態様は、前記第一の態様に記載のものにおいて、前記切断線材の長さ方向の両端部が、2枚のプリント基板の各挿通孔にそれぞれ挿通されて半田付けされる一方、前記凹状の潰し加工部が、前記切断線材の中心軸を挟んだ両側面において互いに軸方向で同じ位置にそれぞれ形成されていると共に、該切断線材の中心軸を挟んだ両側に形成された各前記潰し加工部における開口寸法が、前記切断線材の周方向で一定で互いに等しい寸法とされており、それら一対の前記凹状の潰し加工部の組が前記切断線材の軸方向で少なくとも一組形成されているものである。
本態様における基板用端子は、長さ方向の両端部が2枚のプリント基板のそれぞれに半田付けされることによって、2枚のプリント基板を相互に接続する基板間接続端子として用いられる。そして、本態様によれば、一対の凹状の潰し加工部が、切断線材における軸方向の同じ位置で、互いに反対の両側面に形成されている。これにより、切断線材の断面積を一対の凹状の潰し加工部で挟まれた部分において小さくして剛性を部分的に低下させることによって、応力緩和効果を得ることが出来る。特に、一対の潰し加工部が軸方向で同じ位置に形成されていることから、軸方向の伸びを安定的に実現し得て、軸方向の応力緩和効果をより安定的に発揮することが出来る。その結果、例えば絶縁板を挟んで積層された2枚のプリント基板間に本態様における基板用端子を半田付けするに際して、半田付けの熱で絶縁板が膨張して、両プリント基板が相互に離隔した場合でも、脆弱とされた一対の凹状の潰し加工部の形成部分が伸びることによって基板用端子に及ぼされる軸方向の応力を緩和することが出来て、半田クラックの発生を抑えることが出来る。そして、一対の凹状の潰し加工部の組を複数組形成することによって、より優れた応力緩和効果を得ることも出来る。
本発明によれば、切断線材の外周面に凹状の潰し加工部を形成した。これにより、潰し加工部の弾性変形で半田付け部への応力を緩和することが出来て、半田クラックの発生を回避することが出来る。更に、軸直角方向外方への突出が抑えられることから、優れた収容効率や取り扱い性を得ることが出来る。
本発明の第一の実施形態としての基板用端子の側面図。 図1に示した基板用端子の図1と異なる側面図。 図1に示した基板用端子の製造方法を説明するための説明図。 図1に示した基板用端子のプリント基板への装着状態を説明するための説明図。 本発明の第二の実施形態としての基板用端子の側面図。 図5に示した基板用端子の図5と異なる側面図。 本発明の第三の実施形態としての基板用端子の側面図。 図7に示した基板用端子の図7と異なる側面図。 図7に示した基板用端子のプリント基板への装着状態を説明するための説明図。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
先ず、図1および図2に、本発明の第一の実施形態としての基板用端子10を示す。基板用端子10は、金属線材を所定長さで切断した切断線材12によって形成されている。切断線材12は、金、銅、銅合金等の導電性を有する金属材料や、該導電性金属材料で表面にメッキを施された鉄等の金属材料によって形成されており、小径の略正方形断面を有して長さ方向(図1および図2中、上下方向)に延びている。
切断線材12において、中心軸を挟んで対向する一対の外周面14a,14bには、凹状に窪む潰し加工部16,16がそれぞれ形成されている。潰し加工部16は切断線材12の軸直角方向で内方に向けて略V字形状に窪まされた凹部とされており、図2に示すように、外周面14a,14bの幅方向(図2中、左右方向)の全長に亘って、一定の開口寸法をもって形成されている。これら潰し加工部16,16は外周面14a,14b上において、切断線材12の両端部17a,17bの間で、軸方向中央部分から一方の端部17aにやや偏倚した位置に形成されている。更に、一対の潰し加工部16,16は、切断線材12の軸方向で互いに位置をずらされて、切断線材12の軸直角方向視で互いに部分的に重なり合う位置に形成されている。これら一対の潰し加工部16,16により、切断線材12の軸方向の中間部分には、断面中心を繋げた中心軸線18において波状に湾曲された湾曲部20が形成されている。
なお、このような潰し加工部16、16は、好適には図3に示すように、潰し加工部16,16に対応する形状の突部22,22を有する治具24a,24bが、切断線材12を挟んで軸直角方向の両側から押し付けられることによって形成される。
また、潰し加工部16,16が形成されていない外周面14c,14dにおいて、潰し加工部16,16からやや端部17a側の位置には、鍔部26,26がそれぞれ形成されている。鍔部26,26は切断線材12の軸直角方向外方に突出して切断線材12に一体形成されている。これら鍔部26,26は好適には切断線材12にプレス加工を施すこと等により形成される。
このような構造とされた基板用端子10は、例えば図4に示すように、挿通孔としてのプリント基板28のスルーホール30に一方の端部17aから挿通されて半田付けされることによって、プリント基板28上に突設される。スルーホール30への挿通に際して、鍔部26,26がプリント基板28に係止されることによって、基板用端子10の端子高さが均一に確保されるようになっている。なお、図4においては、基板用端子10はスルーホール30と共にコネクタ台座32に挿通されており、プリント基板28とコネクタ台座32の間に湾曲部20が位置されるようになっている。但し、コネクタ台座32は必ずしも必要ではなく、基板用端子10を単独でプリント基板28上に突設することも勿論可能である。
本実施形態に従う構造とされた基板用端子10によれば、凹状の潰し加工部16、16が形成されていることによって、潰し加工部16、16における弾性変形が容易とされており、潰し加工部16、16が弾性変形することによって半田クラックの発生を軽減することが出来る。特に本実施形態においては、一対の潰し加工部16、16が互いに対向する外周面14a,14b上で、位置をずらせて形成されていることにより、湾曲部20が波状とされていることから、より優れた応力分散効果を得ることが出来る。
さらに、本実施形態における基板用端子10は、潰し加工部16,16の潰し方向に適当な厚さを有する切断線材12から形成されていることから、潰し加工部16,16が軸直角方向への突出部を有することなく形成されている。これにより、従来から半田クラック対策として行なわれていたクランク曲げ構造のような、リール巻取り等の搬送上の問題を解消し得ると共に、製造ライン上での別加工も不要とすることが出来る。更にまた、クランク曲げ部分を有さないことから、プリント基板28への組み付けに際して、従来の直線状の端子と同様に取り扱うことが出来て、従来の直線状の端子と同等の設備で対応することが出来る。加えて、切断線材12は金属線材を切断して得られることから、廃棄材料を殆ど生じることが無く、歩留り良く基板用端子10を製造することが出来る。
加えて、切断線材12の軸直角方向外方に突出することなく潰し加工部16,16が形成されることから、多数の基板用端子10をスペース効率良く束ねることも可能であり、収容効率および搬送効率の向上を図ることも出来る。
次に、図5および図6に、本発明の第二の実施形態としての基板用端子40を示す。なお、以下の説明において、前記第一の実施形態と実質的に同様とされた部材や部位については、図中に前記第一の実施形態と同一の符号を付することにより、その説明を適宜に省略する。
基板用端子40の切断線材12は、長方形断面を有する扁平形状とされている。そして、切断線材12において中心軸を挟んで対向する一対の外周面14a,14bのそれぞれに、潰し加工部16,16が形成されている。これら潰し加工部16,16は、切断線材12の軸方向で互いに位置をずらされて、切断線材12の軸直角方向視で互いに部分的に重なり合う位置に形成されている。更に、本実施形態における一対の潰し加工部16,16は、それぞれ、切断線材12の周方向(図6中、左右方向)で一方から他方に向けて開口寸法が次第に大きくされており、その開口寸法が、切断線材12の周方向の一方から他方に向けて互いに同じ周方向で次第に大きくされている。
なお、本実施形態における基板用端子40には、前記第一の実施形態における基板用端子10に形成された鍔部26は形成されていない。このように、鍔部26は本発明において必ずしも必要ではない。
本実施形態によれば、潰し加工部16,16の開口寸法が切断線材12の周方向で変化されていることによって、中心軸線18回りのねじれ方向の応力に対してより有効な分散効果を得ることが出来る。特に、一対の潰し加工部16,16が、切断線材12の軸直角方向の投影において、互いに逆向きで拡幅されていることから、潰し加工部16,16によって形成される湾曲部20をより容易に弾性変形させることが出来て、より優れた応力分散効果が発揮され得る。
次に、図7および図8に、本発明の第三の実施形態としての基板用端子50を示す。基板用端子50の切断線材12は、後述するスルーホール30に遊挿可能な略正方形断面をもって軸方向(図7および図8中、上下方向)に一直線状に延びている。切断線材12において、両端部17a,17bの間の軸方向中間部分には、中心軸線18を挟んで対向する一対の外周面14a,14bに、一対の潰し加工部16,16がそれぞれ形成されており、本実施形態においては、外周面14aの潰し加工部16と外周面14bの潰し加工部16の組が、切断線材12の軸方向で、適当な間隔を隔てて2組形成されている。
それぞれの潰し加工部16,16は互いに等しい形状とされており、切断線材12の軸直角方向で内方に向けて段差状に窪まされた凹部とされている。これにより、潰し加工部16における切断線材12の軸方向の両端部分は、外周面14a(14b)に対して略直交する段差面52,52とされている。また、潰し加工部16は、切断線材12の周方向で一定の開口寸法をもって、外周面14a(14b)の幅方向(図8中、左右方向)の全長に亘って形成されている。
このような一対の潰し加工部16,16が、外周面14a,14bにおいて、切断線材12の軸方向で互いに等しい位置に形成されている。これにより、切断線材12には、一対の潰し加工部16,16が形成された部分において、断面積が小さくされた応力緩和部54が形成されている。そして、一対の潰し加工部16,16の組が、切断線材12の軸方向において、適当な間隔を隔てて2組形成されていることにより、切断線材12には、2つの応力緩和部54,54が形成されている。
なお、応力緩和部54,54のそれぞれにおいて、一対の潰し加工部16,16は、前記実施形態と同様に、潰し加工部16に対応する形状の突部を有する冶具が、切断線材12を挟んで軸直角方向の両側から押し付けられることによって好適に形成される。なお、図8に示したように、本実施形態における応力緩和部54は、治具で挟まれた切断線材12の肉が治具間に逃がされることによって、外周面14c,14dから外方に僅かに膨らまされており、切断線材12の軸方向の中央部分において幅寸法:wが最も大きくされているが、この幅寸法:wは、後述するプリント基板56a,56bのスルーホール30,30に遊挿可能な範囲内に設定される。また、特に本実施形態においては、応力緩和部54の最大幅寸法:wが、応力緩和部54の切断線材12の軸方向の長さ寸法:lと略等しくされている。なお、例えば、外周面14c,14d側にも治具を押し付ける等して、応力緩和部54を外周面14c,14dから外方に膨らむことなく形成することも勿論可能である。
さらに、切断線材12における一方の端部17b側には、鍔部26,26が形成されている。鍔部26,26は、端部17b側に行くに連れて外周面14c,14dから次第に切断線材12の軸直角方向外方に突出する、略三角板形状とされており、端部17b側の端縁部における相互の離隔寸法:dが、後述するプリント基板56a,56bのスルーホール30,30の内径寸法よりも大きくされている。これら鍔部26,26は、好適には、切断線材12に部分的にプレス加工を施すこと等により形成される。
このような基板用端子50は、図9に示すように、一対のプリント基板56a,56b間を接続する基板間接続端子として好適に用いられる。プリント基板56a,56bは、非導電性の合成樹脂からなる絶縁板58を挟んで積層されており、絶縁板58から突出する外周端部には、複数のスルーホール30が所定間隔を隔てた配列状態で貫設されている。
そして、基板用端子50が、鍔部26,26が形成されていない端部17aから、一対のプリント基板56a,56bのスルーホール30,30に対して、プリント基板56a,56bの積層方向の外側から挿通される。基板用端子50は各プリント基板56a,56bのスルーホール30,30に遊挿されるようになっており、鍔部26,26が、プリント基板56aのスルーホール30の開口周縁部で係止されることによって、挿通量が規定されるようになっている。そして、端部17aがプリント基板56bのスルーホール30に挿通されて半田付けされると共に、端部17bがプリント基板56aのスルーホール30に挿通されて半田付けされる。これにより、基板用端子50が両プリント基板56a,56bと電気的に接続されて、両プリント基板56a,56bが、基板用端子50を介して電気的に接続される。
このような基板用端子50によれば、軸方向の中間部分に応力緩和部54,54が形成されて、応力緩和部54,54において軸方向で部分的に脆弱とされていることから、半田付けの熱で絶縁板58が熱膨張して、両プリント基板56a,56bが互いに離隔された場合でも、応力緩和部54,54の切断線材12の軸方向の伸長変形で基板用端子50に及ぼされる応力を緩和することによって、基板用端子50の半田付け部におけるクラックの発生を抑えることが出来る。これにより、両プリント基板56a,56bの電気的接続をより安定的に維持することが出来る。特に、各応力緩和部54において、一対の潰し加工部16,16が基板用端子50における互いに反対側の側面で且つ軸方向の同じ位置に形成されていることから、応力緩和部54における軸方向の伸びが中心軸線18の両側でバランス良くより安定的に発現されるようになっており、軸方向の応力に対してより有効な緩和効果が得られるようになっている。加えて、潰し加工部16の両端部分が、切断線材12の略軸直角方向に広がる段差面52,52とされていることから、切断線材12の軸方向において応力緩和部54の形成部分と非形成部分における剛性の違いがより明瞭にされており、剛性が相対的に小さくされた応力緩和部54において切断線材12の軸方向の変形がより発現され易くなっている。
また、基板用端子50が両プリント基板56a,56bのスルーホール30,30に遊挿されることから、スルーホール30,30を傷つけるおそれが軽減されている。それと共に、両プリント基板56a,56bのスルーホール30,30に対して、両プリント基板56a,56bの積層方向の外側から基板用端子50を挿通した後に、それぞれのプリント基板56a,56bに半田付けすることが可能とされている。これにより、例えば、一方のプリント基板に基板用端子の一方の端部を半田付け固定した後に、該プリント基板に固定された多数の基板用端子の他方の端部のそれぞれを他方のプリント基板のスルーホールに各別に挿通する場合のように、各基板用端子のアライメント精度によって他方のプリント基板のスルーホールへの挿通が困難となるようなおそれも回避することが出来て、より安定的且つ効率良く両プリント基板56a,56bと基板用端子50を組み付けることが出来る。
なお、図示は省略するが、このような基板用端子50は、好適には、金属板等からなる連結部材に多数が並列状態で連結された端子連結体として提供される。このようにすれば、連結部材を巻き取ることによって複数の基板用端子をコンパクトに保存することが出来る。また、連結部材における基板用端子の配列ピッチを、プリント基板のスルーホールの配列ピッチと合わせることによって、所望の本数で連結部材を切断して複数の基板用端子を切り出して、連結部材への連結状態を維持しつつ、複数本の基板用端子をプリント基板の各スルーホールに一度に挿通することも出来る。
以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明はその具体的な記載によって限定されない。例えば、前記第一および第二の実施形態における基板用端子10、40において、外周面14a,14bの何れか一方のみに潰し加工部16を形成する等しても良い。また、前記第二の実施形態における基板用端子40は、一対の潰し加工部16,16の開口寸法が切断線材12の周方向で互いに同方向で次第に大きくされていたが、互いに反対の方向で大きくしたり、何れか一方の潰し加工部16を前記第一の実施形態のように一定の開口寸法とする等しても良い。
また、前記第三の実施形態において、一対の潰し加工部16,16の組の数は任意であって、切断線材12の軸方向で1つのみ形成しても良いし、3つ以上形成しても良い。更に、前記実施形態においては、一対の応力緩和部54,54のそれぞれにおける潰し加工部16,16が、互いに同じ外周面14a又は外周面14bに形成されていたが、例えば一方の応力緩和部54の潰し加工部16,16を、他方と異なる外周面14c,14dに形成する等しても良い。更にまた、4つの外周面14a,14b,14c,14dの全てにおいて、軸方向で互いに等しい位置に潰し加工部16,16,16,16をそれぞれ形成して、切断線材12を全周に亘って軸直角方向に潰すことによって、全周に亘って窪む応力緩和部を形成する等しても良い。
加えて、前記第三の実施形態における鍔部26,26は必ずしも必要ではないのであって、例えば、鍔部26,26を形成することなく、半田付けの冶具で基板用端子を位置決め支持することによって、プリント基板のスルーホールへの挿通量を規定する等しても良い。
10、40:基板用端子、12:切断線材、14a〜d:外周面、16:潰し加工部、17a,b:端部、20:湾曲部、22:突部、24a,b:治具、28:プリント基板、30:スルーホール、32:コネクタ台座

Claims (5)

  1. 金属線材を所定長さで切断した切断線材を用いて得られた基板用端子において、
    前記切断線材の長さ方向中間部分の外周面に凹状の潰し加工部が形成されていることを特徴とする基板用端子。
  2. 前記凹状の潰し加工部が、前記切断線材の中心軸を挟んだ両側面において互いに軸方向でずれた位置にそれぞれ形成されている請求項1に記載の基板用端子。
  3. 前記凹状の潰し加工部における開口寸法が、前記切断線材の周方向の一方から他方に向かって大きくされている請求項1又は2に記載の基板用端子。
  4. 前記凹状の潰し加工部が、前記切断線材の中心軸を挟んだ両側面において互いに軸方向でずれた位置にそれぞれ形成されていると共に、該切断線材の中心軸を挟んだ両側に形成された各前記潰し加工部における開口寸法が、前記切断線材の周方向の一方から他方に向かって互いに同じ周方向で大きくされている請求項3に記載の基板用端子。
  5. 前記切断線材の長さ方向の両端部が、2枚のプリント基板の各挿通孔にそれぞれ挿通されて半田付けされる一方、
    前記凹状の潰し加工部が、前記切断線材の中心軸を挟んだ両側面において互いに軸方向で同じ位置にそれぞれ形成されていると共に、該切断線材の中心軸を挟んだ両側に形成された各前記潰し加工部における開口寸法が、前記切断線材の周方向で一定で互いに等しい寸法とされており、それら一対の前記凹状の潰し加工部の組が前記切断線材の軸方向で少なくとも一組形成されている請求項1に記載の基板用端子。
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