JP2011103251A

JP2011103251A - 基板用端子およびこれを備えた基板用コネクタ

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Publication number: JP2011103251A
Application number: JP2009258249A
Authority: JP
Inventors: Hidenori Goto; 秀紀後藤
Original assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Current assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Priority date: 2009-11-11
Filing date: 2009-11-11
Publication date: 2011-05-26
Anticipated expiration: 2029-11-11
Also published as: CN102064403A; CN102064403B; US8070535B2; JP5224067B2; US20110111609A1

Abstract

【課題】金属線材によって形成されて、径の小さなスルーホールへの挿通が可能とされる一方、後めっきを必要とすることなく十分な半田濡れ性が発揮され得る、新規な構造の基板用端子を提供すること。
【解決手段】表面の全面に亘ってめっき層２０が形成された長方形断面の角状金属線材を所定長さで切断した切断線材１２を用いると共に、プリント基板３０のスルーホール３２に挿通されて半田付けされる挿通部１６において、長辺方向で対向する幅方向一方の縁部のみを切除して長辺方向寸法を小さくすることによって、挿通部１６の３つの側面１８ａ，１８ｂ，１８ｃに、前記角状金属線材の前記めっき層２０を残した。
【選択図】図１

Description

本発明は、プリント基板のスルーホールに挿入されて基板上の導電路に半田付けされる、金属線材から形成された基板用端子とその基板用端子を備えたコネクタに関する。

従来から、自動車に搭載される電気接続箱には、各種電装品に電力を分配するために多数のリレーおよびヒューズ等が搭載されたプリント基板が用いられている。このようなプリント基板では、プリント基板上の導電路に対して外部の導電路を電気的に接続するために基板用端子が採用される。かかる基板用端子は、一般に、プリント基板のスルーホールに対して先端部分を挿入されて、プリント基板上の導電路に半田付けされることにより、プリント基板に固定されている。

ところで、近年では、プリント基板における実装や配線の高密度化が要求されている。基板用端子においても、かかる高密度化に対応するために、基板用端子の狭ピッチ化が検討されている。しかし、基板用端子を狭ピッチ化すると、プリント基板のスルーホールの間隔が狭くなってスルーホールの形成や半田付けが難しくなり、スルーホール間の基板強度も確保し難いという不具合がある。

そこで、特開２０００−３０８３４号公報（特許文献１）には、スルーホールに挿入される先端部分だけをカッティング等して小幅寸法とした基板用端子が提案されている。このような基板用端子によれば、接続側端部では部材幅寸法を充分に確保しつつ、プリント基板のスルーホール径を小さくすることが可能となる。

ところが、基板用端子として、金属線材を用いる場合には、基板用端子の挿通部を形成するに際して、端子の幅方向で対向する両側面をカッティング等して幅狭とすることにより、端子の両側面にはめっきが施されていない母材が露呈してしまう。そのために、半田付けの際に半田上がりが悪くなるという問題があった。特に、近年は環境面への配慮から鉛フリー半田を使用する傾向にあるが、鉛フリー半田の場合には、めっき剥がれによる半田濡れ性の低下が一層顕著な問題となっていた。

なお、特許文献１には、半田濡れ性の向上を図るべく、金属線材からなる基板用端子を用い、その端子挿通部をカッティング等で小幅加工した後に、その表面に導電性金属のめっき層を形成することが提案されている。しかしながら、このような後めっき工程は、基板用端子の製造工程が複雑になることに加えて、コストも嵩むことから、別の解決策が望まれていたのである。

特開２０００−３０８３４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、金属線材によって形成されて、径の小さなスルーホールへの挿通が可能とされる一方、後めっきを必要とすることなく十分な半田濡れ性が発揮され得る、新規な構造の基板用端子を提供することにある。

また、本発明は、そのような基板用端子を備えた基板用コネクタを提供することも、目的とする。

基板用端子に関する本発明は、長方形断面の角状金属線材を所定長さで切断した切断線材を用いて形成されており、長さ方向の一方の端部が、プリント基板のスルーホールに挿通されて半田付けされる挿通部とされている基板用端子において、前記角状金属線材の表面には全面に亘って導電性金属のめっき層が形成されていると共に、前記挿通部では長辺方向で対向する幅方向一方の縁部だけが切除されて長辺方向寸法が小さくされていることを、特徴とする。

本発明に従う構造とされた基板用端子によれば、スルーホールに挿通される挿通部において、長辺方向の寸法が小さくされている。これにより、基板側のスルーホールを小さくすることが出来る。その結果、挿通部と反対側の端部は長方形断面形状をもって相手側コネクタ等との接続を可能にしつつ、基板側の省スペース化を図ることが出来る。

しかも、長方形断面の切断線材において、幅方向の一方の縁部のみを切除して挿通部を形成したことによって、挿通部には、切除された幅方向一方の面以外の３面において、切断線材に予め施されためっき層を残すことが出来る。これにより、残された３面のめっき層を巧く利用して、後めっき加工を要することなく、挿通部における半田濡れ性が十分に確保された基板用端子をコスト効率良く提供することが出来る。特に、鉛フリー半田など、基板用端子のはんだ濡れ性の向上が要求される場合にも、後めっき加工無しで十分なはんだ上がりを実現することが出来る。

基板用コネクタに関する本発明の第一の態様は、複数の基板用端子が貫通状態でコネクタハウジングに取り付けられており、前記基板用端子の一方の端部がプリント基板のスルーホールに挿通されて半田付けされる挿通部とされている一方、他方の端部がコネクタハウジング内に突出して外部端子と接続可能とされている基板用コネクタにおいて、前記複数の基板用端子の少なくとも１つが前記基板用端子に関する本発明に従う構造とされた基板用端子によって構成されていることを、特徴とする。

本発明に従う構造とされた基板用コネクタによれば、コネクタハウジングに取り付けられる複数の基板用端子のうち、任意の端子を本発明に係る基板用端子で構成することによって、回路配策等の要求に応じて、必要な部分のスルーホールを小型化して基板スペースを確保することが出来る。また、本発明に係る基板用端子を用いて、挿通部の大きさをその他の基板用端子と揃えることによって、スルーホールの共通化を図ることが出来る。

基板用コネクタに関する本発明の第二の態様は、基板用コネクタに関する第一の態様に記載のものにおいて、前記複数の基板用端子が、その整列方向における幅寸法が異なる複数種類の端子によって構成されており、前記幅寸法が大きい方の前記端子が請求項１に記載の基板用端子を用いて構成されているものである。

本態様によれば、幅寸法（断面形状）の異なる端子が混在する基板用コネクタの場合、幅寸法の大きな長方形断面の基板用端子を本発明に係る基板用端子とすることで、挿通部の幅寸法を小さくすることができる。これにより、長方形断面および正方形断面の端子が混在する基板用コネクタであっても、挿通部の大きさを揃えることが可能となる。従って、プリント基板のスルーホールの形状を端子の幅寸法に係わらず共通化することができて、長穴スルーホールの形成を不要とすることによるコスト低減が実現される。

本発明によれば、全面にめっき層が形成された長方形断面を有する切断線材において、幅方向一方の縁部のみを切除してスルーホールへの挿通部を形成した。これにより、基板用端子の挿通部において長辺方向寸法を小さくして、基板側のスルーホールを小型化することが出来る。その結果、基板スペースを有効利用することが出来る。更に、挿通部において、切除された面以外の３面にめっき層を残すことで半田濡れ性が確保されることから、後めっき加工を不要とすることが出来て、製造コスト効率の向上を図ることが出来る。

本発明の一実施形態としての基板用端子の斜視図。図１に示した基板用端子の正面図。図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ断面に相当する断面説明図。図１に示した基板用端子の基板への取付状態を説明するための一部断面説明図。本発明の一実施形態としての基板用コネクタおよびプリント基板を示す分解斜視図。本発明の異なる態様を示す要部拡大説明図。本発明の異なる態様としての基板用端子を示す正面図。本発明に従う構造とされた基板用端子の異なる利用方法を説明するための一部断面説明図。図１に示した基板用端子の基板への取付状態の異なる態様を説明するための一部断面説明図。

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〜図３に、基板用端子に関する本発明の一実施形態としての基板用端子１０を示す。基板用端子１０は、長方形断面を有する角状金属線材が所定長さで切断されてなる切断線材１２から形成されている。基板用端子１０の長さ方向（図２中、上下方向）の一方の端部には、切断線材１２そのままの略一定の長方形断面形状をもって延びる端子接続部１４が形成されていると共に、他方の端部には、略一定の略正方形断面形状をもって延びる挿通部１６が形成されている。なお、切断線材１２の長さ方向両端縁部は、必要に応じて、潰し加工等により先細のテーパ形状とされている。

切断線材１２を形成する角状金属線材は、長方形断面を有する銅や鉄等の導電性金属線材からなる母材の４つの側面の全面に亘って、錫や金などの導電性金属材料からなるめっきが施された構造とされている。この角状金属線材が切断されてなる切断線材１２は、例えば、１．５ｍｍ×０．６４ｍｍや、２．３ｍｍ×０．６４ｍｍの長方形断面形状を有しており、端子接続部１４の４つの側面１８ａ〜１８ｄには、全面に亘ってめっき層２０（図３参照）が形成されている。

切断線材１２の長さ方向で端子接続部１４と反対側には、長方形断面の長辺方向となる幅方向（図２中、左右方向）で対向する一対の側面１８ｃ、１８ｄのうち、一方の側面１８ｄ側の縁部が切除されてなる切欠部２２が形成されている。なお、切欠部２２は、切削等により形成しても良いが、好適には、プレス加工で切断線材１２の側面１８ｄ側の縁部を打ち抜くことにより形成される。

そして、切断線材１２において切欠部２２が形成されて、長辺方向寸法が小さくされた部分で挿通部１６が形成されている。これにより、挿通部１６は、切断線材１２の幅方向一方（図２中、左方）に偏倚して形成されて、３つの側面を端子接続部１４の側面１８ａ，１８ｂ，１８ｃと共通する略正方形断面とされており、これら３つの側面１８ａ，１８ｂ，１８ｃの表面には略全面に亘ってめっき層２０が形成されている。一方、切欠部２２が形成されることによって現出された残り一つの側面２４は、切断線材１２の母材が外部に露出された、めっき層２０の非形成面とされている。なお、挿通部１６の長さ寸法は、基板用端子１０の剛性や端子接続部１４の外部端子との接続性を確保するために、端子接続部１４の長さ寸法よりも小さくされることが好ましい。

また、図２の基板用端子１０を下方（図２中、下方）から臨む図３に示すように、切欠部２２が形成されることによって、挿通部１６と端子接続部１４の接続部分には、挿通部１６の側面２４から挿通部１６の長さ方向に直交して突出する突出面２６が形成されている。特に本実施形態において、突出面２６における側面１８ｄ側の突出先端部には、切欠部２２を側面１８ｄに向けて拡開する第一テーパ面２７が形成されており、切欠部２２の開口端縁部の角が落とされていることによって、取り扱い上の安全性が向上されている。また、基板用端子１０の端子接続部１４を、挿通部１６から例えば基板用コネクタの台座に形成された貫通孔や、基板用コネクタをインサート成形する際の金型駒などに挿入する際に、第一テーパ面２７を案内面として利用して、端子接続部１４における挿通部１６側の端部の挿入をより容易にすることが出来る。更に、突出面２６における側面２４側の突出基端部には、挿通部１６の幅寸法が端子接続部１４に向けて次第に大きくなる第二テーパ面２８が形成されており、挿通部１６と端子接続部１４の接続部分の強度が確保されている。これにより、後述するスルーホール３２への挿入や半田付け、切欠部２２の打ち抜き加工などに際して、挿通部１６と端子接続部１４の接続部分に応力が集中してクラック等の損傷や変形を生じるおそれを軽減することが出来る。

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、挿通部１６がプリント基板３０に貫設されたスルーホール３２に挿通されて半田付けされることによって、プリント基板３０上に形成されたプリント回線（図示省略）等と電気的に接続される。そして、端子接続部１４がプリント基板３０上に突設されて、図示しない外部端子としての相手側コネクタ等と接続可能とされる。

そして、本実施形態に従う構造とされた基板用端子１０によれば、挿通部１６において略正方形断面形状とされていることから、挿通部１６を円形状のスルーホール３２に挿通することが可能とされており、スルーホール３２を長穴形状とすることが不要とされる。これにより、スルーホール３２の小型化を図ることが出来て、端子接続部１４において略長方形断面形状をもって相手側コネクタ等との接続を可能としつつ、基板スペースの効率化を図ることが出来ると共に、スルーホール３２を容易にコスト効率良く形成することが出来る。また、図４に示したように、複数の基板用端子１０が幅方向で並設されるような場合には、互いの挿通部１６，１６間の離隔距離をより大きくすることが出来て、短絡防止を図ることも出来る。

さらに、切断線材１２の幅方向一方の端縁部側のみを切除して挿通部１６を形成したことによって、挿通部１６における側面１８ａ，１８ｂ，１８ｃの３面に、切断線材１２を形成する角状金属線材の表面に形成されためっき層２０を残すことが出来る。これにより、より高度な半田濡れ性が要求される鉛フリー半田においても、後めっき加工を要することなく、挿通部１６における半田濡れ性を確保することが出来て、製造コスト効率を向上することが出来る。

加えて、切断線材１２の幅方向一方側のみを切除して挿通部１６における長辺方向寸法を小さくしたことによって、切断線材１２の幅方向両側を切除する場合に比して、プレス打ち抜き加工等に際する切除代を切断線材１２の幅方向でより大きく確保することが出来る。これにより、挿通部１６をより容易且つ精度良く形成することが出来る。

なお、本発明における基板用端子１０は、図４に示したように、単体でプリント基板３０に突設して用いることも可能であるし、例えば、基板用コネクタの基板用端子として用いることも可能である。図５に、基板用コネクタに関する本発明の一実施形態としての基板用コネクタ４０を示す。

基板用コネクタ４０は、コネクタハウジング４２に、複数の基板用端子４４、４６が貫通状態で取り付けられた構造とされている。コネクタハウジング４２は、従来公知のように、非導電性の合成樹脂から形成されており、底部４８と、底部４８から突出する周壁５０が一体形成された、一方に開口する略箱体形状とされている。

基板用端子４４は、本発明に従う構造とされた前記基板用端子１０と略同様の構造とされたものであることから、図中に前記基板用端子１０と同一の符号を付することによりその詳細な説明は省略するが、基板用端子４４は、前記基板用端子１０において、端子接続部１４の中間部分が略垂直に屈曲された屈曲部５２を有する全体としてＬ字形状とされている。一方、基板用端子４６は、全長に亘って、基板用端子４４の挿通部１６と略等しい大きさの略正方形断面形状を有する線状端子とされており、長さ方向中間部分に屈曲部５４を有する、全体としてＬ字形状とされている。

そして、これら基板用端子４４，４６の複数が、コネクタハウジング４２に対して底部４８を貫通した状態で取り付けられている。これにより、基板用端子４４の端子接続部１４、および基板用端子４６の一方の端部（図示省略）が、周壁５０で囲まれたコネクタハウジング４２内に突出されると共に、基板用端子４４の屈曲部５２と挿通部１６、および基板用端子４６の屈曲部５４と他方の端部５６がコネクタハウジング４２外に突出されて、挿通部１６および端部５６がそれぞれプリント基板３０に向けて延び出される。なお、基板用端子４４，４６のコネクタハウジング４２への固定は、コネクタハウジング４２の底部４８に貫通孔を設けて、この貫通孔に圧入しても良いし、コネクタハウジング４２にインサート成形しても良い。

これにより、複数の基板用端子４４，４６が整列状態でコネクタハウジング４２に取り付けられており、本実施形態においては、２列上に並んで配設されている。なお、基板用端子４４は、端子接続部１４における長方形断面の長辺方向が整列方向となるように配設されている。これにより、長方形断面を有する基板用端子４４と正方形断面を有する基板用端子４６は、整列方向の幅寸法が互いに異ならされており、基板用端子４４は、基板用端子４６に比して、整列方向の幅寸法がより大きくされている。また、複数の基板用端子４４は、それぞれの挿通部１６が整列方向で互いに同じ側に偏倚して位置するように配設されている。

このような構造とされた基板用コネクタ４０は、コネクタハウジング４２外に突出された基板用端子４４の挿通部１６および基板用端子４６の端部５６が、プリント基板３０のスルーホール３２に挿通されて半田付けされることによって、プリント基板３０に取り付けられる。そして、コネクタハウジング４２内に突出された基板用端子４４の端子接続部１４および基板用端子４６の端部（図示省略）が、図示しない外部端子としての相手側コネクタ等と接続可能とされる。

本実施形態における基板用コネクタ４０によれば、コネクタハウジング４２に取り付けられる複数の端子のうちの任意の端子に、本発明に従う構造とされた基板用端子４４を採用することによって、相手側コネクタに対して長方形断面の端子接続部１４による接続を可能としつつ、挿通部１６でスルーホール３２を小型化して、プリント基板３０の有効スペースをより大きく確保することが出来る。更に、挿通部１６と基板用端子４６の断面形状が、互いに略等しい略正方形断面形状とされていることから、基板用端子４４および基板用端子４６の何れも同じ円形状のスルーホール３２に挿通することが可能となる。これにより、長穴形状のスルーホールを形成することも不要となり、スルーホール形状を共通化することが出来て、より優れた製造効率を得ることが出来る。

加えて、挿通部１６において基板用端子４４の幅寸法が小さくされて剛性が低減されることから、基板用コネクタ４０をプリント基板３０に半田付けする際のハンダクラックの発生を低減することも出来る。更に、挿通部１６において幅寸法が小さくされることから、複数の基板用端子４４，４６のスルーホール３２への挿通部分の視認性を向上することも出来て、半田上がりの確認等の容易性も向上することが出来る。

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、挿通部１６の断面形状は略正方形に限定されるものではなく、要求される基板用端子１０の剛性や基板スペース等を考慮して、側面１８ａ，１８ｂの幅寸法（図３中、左右方向寸法）が側面１８ｃ、２４の幅寸法（図３中、上下方向寸法）よりも大きな長方形断面形状や、側面１８ａ，１８ｂの幅寸法が側面１８ｃ、２４の幅寸法よりも小さな長方形断面形状とする等しても良い。

また、例えば図６に要部を拡大して示すように、前記実施形態における第一テーパ面２７および第二テーパ面２８の形成部分を、それぞれ第一湾曲面５７および第二湾曲面５８とする等しても良い。このようにすれば、より円滑な案内効果や更なる応力緩和を図ることが出来る。但し、第一テーパ面２７および第二テーパ面２８や第一湾曲面５７および第二湾曲面５８は必ずしも必要ではないのであって、例えば前記実施形態において、第一テーパ面２７および第二テーパ面２８を設けることなく、突出面２６の全体を切断線材１２の長さ方向に直交する方向に広がる平坦面形状として、突出面２６と側面１８ｄおよび側面２４との接続部分を角状に形成しても良い。更にまた、図７に示す基板用端子に関する本発明の異なる態様としての基板用端子５９のように、突出面２６の全体を、切断線材１２の長さ方向に直交する方向に対する傾斜面として、切断線材１２の長方形断面における長辺方向寸法（図７中、左右方向寸法）が端子接続部１４から挿通部１６に向けて次第に小さくされるようにしても良い。

さらに、図８に示すように、本発明に従う基板用端子は、台座型の基板用コネクタ６０の基板用端子として用いることも可能である。図８における基板用コネクタ６０は、プリント基板３０上に載置される従来公知のコネクタ台座６２を有している。コネクタ台座６２は非導電性の合成樹脂から形成された略ブロック形状とされており、コネクタ台座６２の四隅部には、プリント基板３０に向けて突出する脚部６４が形成されている。このコネクタ台座６２に貫設された端子挿通孔６６に、前記実施形態における基板用端子１０の複数がそれぞれの端子接続部１４において圧入状態で挿通されてコネクタ台座６２に貫通状態で取り付けられることによって、基板用コネクタ６０が形成されている。勿論、複数の基板用端子１０は、コネクタ台座６２にインサート成形されていても良い。

そして、コネクタ台座６２がプリント基板３０上に載置されると共に、コネクタ台座６２から突出された複数の基板用端子１０の挿通部１６が、それぞれ、スルーホール３２に挿通されて半田付けされている。このような基板用コネクタ６０に、本発明に従う構造とされた基板用端子１０を用いることによって、前記基板用コネクタ４０と同様、挿通部１６において剛性を低減してハンダクラックの発生を低減したり、挿通部１６において幅寸法が小さくされていることによって、プリント基板３０の有効スペースの確保や短絡防止効果、およびコネクタ台座６２とプリント基板３０との間の空間の視認性を向上して、半田上がりの確認等をより容易にすること等が出来る。

なお、基板用コネクタに用いられる場合等のように、複数の基板用端子１０が幅方向で並設される場合には、例えば図９に要部を概略的に示すように、複数の基板用端子１０の向きを部分的に異ならせて（図９においては基板用端子１０ｂの向きを異ならせて）、隣接する一対の基板用端子１０ａ，１０ｂにおいて、切欠部２２，２２の位置を配列方向で互いに反対側に位置させても良い。このようにすれば、一対の基板用端子１０ａ，１０ｂの挿通部１６，１６の離隔距離をより大きく確保することが出来る。これにより、基板用端子１０ａ，１０ｂの間に、より幅寸法の大きなプリント配線６８を配索することも出来る。

また、基板用端子において、挿通部から突出する端子接続部の端面（前記実施形態における突出面２６）をプリント基板に接触させることによって、基板用端子のプリント基板への挿通量を規定するようにしても良い。このようにすれば、複数の基板用端子のプリント基板からの突出量を容易に揃えることが出来る。なお、そのような場合には、基板のスペース効率向上効果や短絡防止効果を損なうことの無いように、基板用端子の幅寸法は、スルーホールのランドからはみ出さない大きさに設定されることが好ましい。

１０、４４、５８：基板用端子、１２：切断線材、１４：端子接続部、１６：挿通部、１８ａ〜ｄ：側面、２０：めっき層、２２：切欠部、２４：側面、３０：プリント基板、３２：スルーホール、４０：基板用コネクタ、４２：コネクタハウジング

Claims

長方形断面の角状金属線材を所定長さで切断した切断線材を用いて形成されており、長さ方向の一方の端部が、プリント基板のスルーホールに挿通されて半田付けされる挿通部とされている基板用端子において、
前記角状金属線材の表面には全面に亘って導電性金属のめっき層が形成されていると共に、前記挿通部では長辺方向で対向する幅方向一方の縁部だけが切除されて長辺方向寸法が小さくされていることを特徴とする基板用端子。
複数の基板用端子が貫通状態でコネクタハウジングに取り付けられており、前記基板用端子の一方の端部がプリント基板のスルーホールに挿通されて半田付けされる挿通部とされている一方、他方の端部がコネクタハウジング内に突出して外部端子と接続可能とされている基板用コネクタにおいて、
前記複数の基板用端子の少なくとも１つが請求項１に記載の基板用端子によって構成されていることを特徴とする基板用コネクタ。
前記複数の基板用端子が、その整列方向における幅寸法が異なる複数種類の端子によって構成されており、前記幅寸法が大きい方の前記端子が請求項１に記載の基板用端子を用いて構成されている請求項２に記載の基板用コネクタ。