JP2013080687A

JP2013080687A - ピン端子の接続構造

Info

Publication number: JP2013080687A
Application number: JP2011232241A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Tamai; 義昭玉井
Original assignee: ICREX KK
Current assignee: ICREX KK
Priority date: 2011-10-04
Filing date: 2011-10-04
Publication date: 2013-05-02

Abstract

【課題】簡単な構造で廉価に基板間接続だけでなく基板対部品等、広く応用出来る接続方法を提供する。
【解決手段】電気絶縁性材料を使用したベースに一又は複数の雄コンタクトピンを備えた雄側ヘッダーと、電気絶縁性材料を使用したベースに雄コンタクトピン１本に対して二又は複数のピン端子を雄コンタクトピンを押さえ込むように曲げ加工した雌コンタクトピンを備えた雌側ヘッダーとからなる。
【選択図】図３

Description

本発明は、電気機器や電子機器等に使用されるプリント配線基板（以下、基板）対基板、基板対部品等の電気接続構造に関するものである。

従来の基板対基板の接続装置はそれぞれ２つの基板間接続コネクタとプリント基板とを備え、２つの基板間接続コネクタは、主に所要数のプラグコンタクトと前記プラグコンタクトが保持・配列されるプラグハウジングとを有するプラグコネクタと、主に所要数のレセプタクルコンタクトと前記レセプタクルコンタクトが保持・配列されるレセプタクルハウジングとを有するレセプタクルコネクタが、着脱自在に嵌合されるものである。また、１つの基板をもう一方の基板に垂直に立てる場合は基板の端のパターンを雄側コンタクトとして使用するカードエッジコネクタも知られている。

「コネクタ最新技術‘９９」、株式会社日本アドバンステクノロジー発行、Ｐ７９〜Ｐ１１９

たとえば基板間接続コネクタは、プラグコンタクト、プラグハウジング、レセプタクルコンタクト、レセプタクルハウジングと多数の複雑な部品が必要となり高価なものとなっている。

本発明はこのような従来の問題点を鑑みてなされたもので、簡単な構造で廉価に出来、基板間接続だけでなく基板対部品等、広く応用出来る接続方法を提供するものである。

上記目的を達成するため、本発明は電気絶縁性材料を使用したベースに一又は複数の雄コンタクトピンを備えた雄側ヘッダーと、電気絶縁性材料を使用したベースに雄コンタクトピン１本に対して二又は複数のピン端子を雄コンタクトピンを押さえ込むように曲げ加工した雌コンタクトピンを備えた雌側ヘッダーとからなり着脱自在に嵌合されることを特徴とするピン端子の接続構造。

本発明によれば、プラグコンタクト、プラグハウジング、レセプタクルコンタクト、レセプタクルハウジングなどの複雑な部品が不要となり、いろいろな電気接続が低コスト、省スペースで実現出来る。

また、雌側ヘッダーを利用し、電気部品（たとえばＬＥＤ素子）のリードを直接接続することも出来る。

本発明の一実施形態に係るコンタクトヘッダーを示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は側面図である。本発明の一実施形態に係るピンヘッダーを示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は側面図である。本発明の一実施形態に係る基板対基板の垂直接続を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は側面図である。本発明の一実施形態に係るコンタクトを２ヶ所としたコンタクトヘッダーを示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は側面図である。本発明の一実施形態に係るコンタクトを２ヶ所としたコンタクトヘッダーを使用した基板対基板の垂直接続を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は側面図である。本発明の一実施形態に係るコンタクトヘッダーのベースを示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。本発明の一実施形態に係るコンタクトヘッダーのベースを示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。本発明の一実施形態に係るコンタクトヘッダーのベースを示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は底面図である。本発明の一実施形態に係るコンタクトヘッダーのベースを示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は底面図である。本発明の一実施形態に係る表面実装タイプのコンタクトヘッダーを示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は側面図である。本発明の一実施形態に係る表面実装タイプのコンタクトヘッダーを使用した基板対基板の垂直接続を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は側面図である。本発明の一実施形態に係る表面実装２ヶ所コンタクトタイプのコンタクトヘッダーを示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は側面図である。本発明の一実施形態に係る表面実装２ヶ所コンタクトタイプとしたコンタクトヘッダー使用した基板対基板の垂直接続を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は側面図である。本発明の一実施形態に係るベース両面にコンタクト部を設けたジャンパーコンタクトヘッダーを示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は側面図である。本発明の一実施形態に係る上記ジャンパーコンタクトヘッダー用のピンヘッダーを示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は側面図である。本発明の一実施形態に係る上記ジャンパーコンタクトヘッダーをピンヘッダーに取り付けた場合を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は側面図である。本発明の一実施形態に係る基板対基板の水平接続を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は側面図である。

基板対基板、基板対部品等の電気接続をプレス部品を用いず、ピン端子の加工と電気絶縁材料のみで実現する。

図に基づいて本発明のピン端子接続構造の一実施例を説明する。図面は便宜上、図１４、図１５、図１６を除き全て２極の接続で説明する。

図１はコンタクトヘッダー１０を示す図であり、電気絶縁材料（主に耐熱性合成樹脂）を材料とするベース１１と導電性金属を材料とする雌コンタクトピン１２で構成する。製造方法の一例としては電気絶縁材料を所望の寸法に加工し雌コンタクトピン１２を挿入する穴をあける。ベース１１に曲げ加工前の雌コンタクトピン１２を挿入し固定する。固定方法は雌コンタクトピン１２の固定箇所に固着用の張り出しを付ける、もしくは、ピン外周による圧入でもよい。雌コンタクトピン１２固定後、図面のような角度に曲げ加工する。曲げ角度は基板との角度で５０度から７０が望ましい。
また、雌コンタクトピン１２の太さは丸ピンでφ０．３〜φ１ｍｍが望ましいが丸ピン以外の形状、前記寸法以外でも製作は可能である。

図２はピンヘッダー２０を示す図であり、上記コンタクトヘッダー１０と材料は同じであり、製造方法も曲げ加工を除いて同じである。

図３はピンヘッダー２０とコンタクトヘッダー１０を使用して基板９１と基板９２を垂直に接続したものを示す図であり、ピンヘッダー２０を半田付け部２０ａで取り付けた基板９１に、コンタクトヘッダー１０を半田付け部１０ａで取り付けた基板９２を垂直方向より接続したものである。

図４は図１のコンタクトヘッダー１０の雌コンタクトピン１２を１極あたり４本にした場合を示す図であり、図１のコンタクトヘッダー１０と材料、製造方法ともに同じである。

図５はピンヘッダー２０とコンタクトヘッダー３０を使用して基板９１と基板９２を垂直に接続したものを示す図であり、ピンヘッダー２０を半田付け部２０ａで取り付けた基板９１に、コンタクトヘッダー３０を半田付け部３０ａで取り付けた基板９２を垂直方向より接続したものである。これにより図５の方法は図３よりも接続信頼性や接続強度が大幅に向上する。

図６はベース１１を示す図であり、所望の寸法に仕上げ、雌コンタクトピン１２を挿入固定する挿入穴１１ａを設けたもので材料は電気絶縁材料（主に耐熱性合成樹脂）である。大きさはピンヘッダー２０のピンピッチが２．５４ｍｍの場合で、概ね、幅３ｍｍ、長さ５ｍｍ、厚さ１〜３ｍｍである。

図７はベース３１を示す図であり、所望の寸法に仕上げ、雌コンタクトピン１２を挿入固定する挿入穴３１ａを設けたもので材料は電気絶縁材料（主に耐熱性合成樹脂）である。大きさはピンヘッダー２０のピンピッチが２．５４ｍｍの場合で、概ね、幅４ｍｍ、長さ５ｍｍ、厚さ１〜３ｍｍである。

図８はベース１３を示す図であり、ベース１１に導電パターン１３ａを取付け、雌コンタクトピン１２を挿入固定する内面メッキ仕様のスルーホール挿入穴１３ｂを設けたもので材料は銅箔付き基板材料（ＦＲ４、ＣＥＭ３等）である。これによりベース１１よりも接続信頼性が向上する。

図９はベース３３を示す図であり、ベース３１に導電パターン３３ａを取付け、雌コンタクトピン１２を挿入固定する内面メッキ仕様のスルーホール挿入穴３３ｂを設けたもので材料は銅箔付き基板材料（ＦＲ４、ＣＥＭ３等）である。これによりベース３１よりも接続信頼性を向上する。

図１０はコンタクトヘッダー４０を示す図であり、コンタクトヘッダー１０を表面実装タイプとしたものであり、製造方法はコンタクトヘッダー１０に曲げが１工程加わったものである。

図１１はピンヘッダー２０とコンタクトヘッダー４０を使用して基板９１と基板９４を垂直に接続したものを示す図であり、ピンヘッダー２０を半田付け部２０ａで取り付けた基板９１に、コンタクトヘッダー４０を半田付け部４０ａで表面実装しけた基板９４を垂直方向より接続したものである。

図１２はコンタクトヘッダー５０を示す図であり、コンタクトヘッダー３０を表面実装タイプとしたものであり、製造方法はコンタクトヘッダー３０に曲げが１工程加わったものである。

図１３はピンヘッダー２０とコンタクトヘッダー５０を使用して基板９１と基板９５を垂直に接続したものを示す図であり、ピンヘッダー２０を半田付け部２０ａで取り付けた基板９１に、コンタクトヘッダー５０を半田付け部５０ａで表面実装しけた基板９５を垂直方向より接続したものである。

図１４はコンタクトヘッダー６０を示す図であり、コンタクトヘッダー１０をジャンパータイプとしたもので、製造方法はコンタクトヘッダー１０に曲げ工程を１つ追加しコンタクト部をベース６１を挟んで両側に成形したものである。

図１５はピンヘッダー７０を示す図であり、上記コンタクトヘッダー６０を取付け使用するためのジャンパー用のピンヘッダーである。

図１６はピンヘッダー７０とコンタクトヘッダー６０を使用して基板９６上の配線回路を短絡接続したものを示す図であり、基板９６の配線回路にピンヘッダー７０を半田付け部７０ａで取り付け、短絡接続したい箇所にコンタクトヘッダー６０を差し込み短絡接続したものである。

図１７はピンヘッダー８０とコンタクトヘッダー１０を使用して基板９７と基板９８を水平に接続したものを示す図であり、コンタクトヘッダー１０を半田付け部１０ａで取り付けた基板９７と基板９８をピンヘッダー８０を介して水平に接続したものである。ピンヘッダー８０はピンヘッダー２０の雄コンタクトピン２２の長さを両側同じにしたもので材料、製造方法ともに同じである。

１０コンタクトヘッダー
１０ａ半田付け部
１１ベース
１１ａ挿入穴
１２雌コンタクトピン
１３ベース
１３ａ導電パターン
１３ｂスルーホール挿入穴
２０ピンヘッダー
２０ａ半田付け部
２１ベース
２２雄コンタクトピン
３０コンタクトヘッダー
３０ａ半田付け部
３１ベース
３１ａ挿入穴
３２雌コンタクトピン
３３ベース
３３ａ導電パターン
３３ｂスルーホール挿入穴
４０コンタクトヘッダー
４０ａ半田付け部
４１雌コンタクトピン
５０コンタクトヘッダー
５０ａ半田付け部
５１雌コンタクトピン
６０コンタクトヘッダー
６１ベース
６２雌コンタクトピン
７０ピンヘッダー７０
７０ａ半田付け部
７１雄コンタクトピン
８０ピンヘッダー
９１プリント基板
９２プリント基板
９３プリント基板
９４プリント基板
９５プリント基板
９６プリント基板
９７プリント基板
９８プリント基板

Claims

電気絶縁性材料を使用したベースに一又は複数の雄コンタクトピンを備えた雄側となるピンヘッダーと、電気絶縁性材料を使用したベースに雄コンタクトピン１本に対して二又は複数のピン端子を雄コンタクトピンを押さえ込むように曲げ加工した雌コンタクトピンを備えた雌側となるコンタクトヘッダーとからなり着脱自在に嵌合されることを特徴とするピン端子の接続構造。
雌側となるコンタクトヘッダーのベースをプリント基板材料とし、雄コンタクトピンがベースに接触する部分に導電パターンを設け、該導電パターンに雌コンタクトピン挿入穴をスルーホールとしたことを特徴とする請求項１記載のピン端子の接続構造。
雌側となるコンタクトヘッダーを使用し、雄側となるピンヘッダーの代わりに電気部品（たとえばＬＥＤ素子）のリードを直接接続することを特徴とする請求項１記載のピン端子の接続構造。