JP2022071264A - 端子実装構造 - Google Patents

Abstract

【課題】端子と基板との位置ずれを抑制可能な端子実装構造を提供すること。【解決手段】本発明の一態様に係る端子実装構造は、固定部と、固定部から外側方向に伸びるリード部と、を有する端子と、固定部が固定される基板と、を備え、固定部には基板側に突出している複数の突出部が設けられており、複数の突出部は基板に設けられた複数の穴部にそれぞれ挿入されるとともに、複数の突出部のうちの少なくとも１つが穴部に嵌合することで固定部が基板に固定される。【選択図】図２

Description

本発明は端子実装構造に関する。

バッテリー端子などの端子を基板に実装する構造として、端子の固定部に突出部を設け、当該突出部を基板に設けた穴部に挿入することで、端子と基板との位置を固定しつつはんだ付けを行う構造が知られている。しかしながら、突出部を穴部に挿入するだけでは、端子と基板との位置ずれが起こることがあり、端子と基板とが位置ずれした状態ではんだ付けされると、端子の接続不良が生じる場合がある。端子と基板との位置ずれを防止するため、例えば特許文献１は、下端を上方に折り返した薄板ばね形状の脚部が、印刷配線板の取付穴に弾着する構造を有する印刷配線板用端子を開示している。

実開昭６０－０１９１５４号公報

一方で、端子が、固定部から外側方向に伸びる重量のある部分を有する場合、端子の突出部が抜ける方向に力がかかり、端子と基板との位置ずれが生じてしまうという問題があった。

上記課題に鑑み本発明の目的は、端子と基板との位置ずれを抑制可能な端子実装構造を提供することである。

本発明の一態様に係る端子実装構造は、
固定部と、当該固定部から外側方向に伸びるリード部と、を有する端子と、
前記固定部が固定される基板と、を備え、
前記固定部には前記基板側に突出している複数の突出部が設けられており、
前記複数の突出部は前記基板に設けられた複数の穴部にそれぞれ挿入されるとともに、前記複数の突出部のうちの少なくとも１つが前記穴部に嵌合することで前記固定部が前記基板に固定される。

本発明によれば、端子と基板との位置ずれを抑制可能な端子実装構造を提供できる。

第１の実施形態に係る端子実装構造の端子の模式図である。 第１の実施形態に係る端子実装構造の端子と基板を示した模式図である。 第１の実施形態に係る端子実装構造のメカニズムを示した図である。 第２の実施形態に係る端子実装構造の端子と基板を示した模式図である。 関連技術に係る端子実装構造の模式図である。 関連技術に係る端子実装構造の端子と基板を示した図である。 関連技術に係る端子実装構造のメカニズムを示した図である。

（第１の実施形態）
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。ただし、本発明が以下の実施形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。なお、当然のことながら、図１～図７に示した右手系ｘｙｚ直交座標は、構成要素の位置関係を説明するための便宜的なものである。通常、ｚ軸正向きが鉛直上向き、ｘｙ平面が水平面であり、図面間で共通である。

図１は、第１の実施形態に係る端子実装構造の端子の模式図である。図１右図より、端子１０は、固定部１、リード部２、突出部３－１、３－２、３－３を有する。図１左図は、図１右図の端子１０をｘ軸正方向側に向かってみたｙｚ平面図である。

図１右図より、固定部１は、矩形状であり、ｘｙ平面に平行に配置されている。
リード部２は、固定部１のｙ軸正方向側端部に設けられている。リード部２は、扁平状をしており、ｙ軸正方向側に進むにつれてｚ軸正方向側に伸展し、ｚ軸に平行にｚ軸負方向側に折れ曲がっている。リード部２は、さらに突出部３－１、３－２、３－３のｚ軸負方向側の端部よりもｚ軸負方向側の位置で、ｚ軸正方向側に折れ曲がっている。さらにｙ軸正方向側に進むにつれて、ｚ軸負方向側に折れ曲がり、そしてｚ軸正方向側かつｙ軸負方向側に折れ曲がった構造をしている。なお、リード部２の構造は、これに限られず、適宜変更可能である。

突出部３－１は、固定部１のリード部２が設けられている側と逆側である、固定部１のｙ軸負方向側端部に設けられている。突出部３－１は、ｚ軸負方向側に突出した構造を有する。図１左図のようにｙｚ平面視すると、突出部３－１は、ｚ軸負方向側からｚ軸正方向側にＶ字状に折り曲げられたバネ形状を有する。なお、突出部３－１は、そのｙｚ断面がＵ字状に折り曲げられたバネ形状を有するものとしてもよい。

また、突出部３－２、３－３は、固定部１の突出部３－１が設けられている側の辺と、リード部２が設けられている側の辺とで挟まれる２辺、つまり、固定部１のｘ軸負方向側端部及びｘ軸正方向側端部にそれぞれ設けられている。突出部３－２、３－３は、どちらもｚ軸負方向側に突出した構造を有する。突出部３－２、３－３は、図１左図のように端子１０をｙｚ平面視すると、矩形状をしている。突出部３－１～３－３は、固定部１と一体に形成することができる。

図２は、第１の実施形態に係る端子実装構造の端子と基板を示した模式図である。基板２０は、穴部１１－１、１１－２、１１－３、切欠き部１２を有する。穴部１１－１、１１－２、１１－３は、基板２０側に突出している突出部３－１、３－２、３－３が挿入可能に形成されている。

端子１０の固定部１が基板２０に固定されるとき、突出部３－２、３－３（第１の突出部に相当）は、穴部１１－２、１１－３（第１の穴部に相当）にそれぞれ挿入される。突出部３－１（第２の突出部に相当）は、穴部１１－１（第２の穴部に相当）に嵌合する。これにより、端子１０の固定部１が基板２０に固定される。

ここで、リード部２は、基板２０の外側方向であるｙ軸正方向側に伸びている。端子１０が基板２０に固定されるにあたって、基板２０には、リード部２のｚ軸負方向側の伸展部分が収まるように、基板２０のｙ軸正方向側端部に切欠き部１２が設けられている。これにより、リード部２が、端子１０の固定部１と基板２０との固定を妨げることなく、端子１０の固定部１が基板２０に固定される。なお、リード部２が基板２０に触れない場合は、切欠き部１２を設ける必要はない。

図３は、第１の実施形態に係る端子実装構造のメカニズムを示した図である。ここでは、突出部３－１に着目して説明する。
端子１０の固定部１が基板２０に固定されるとき、突出部３－１は穴部１１－１に嵌合する。力が加わっていない状態の突出部３－１のｙ軸方向の幅をＡとし、穴部１１－１のｙ軸方向の幅をＢとしたとき、穴部１１－１の幅Ｂを、突出部３－１の幅Ａよりも小さく形成する。これにより、バネ形状を有する突出部３－１は、穴部１１－１に挿入されると、ｙ軸負方向側に弾性力による反力が生じる。よって、突出部３－１が穴部１１－１に嵌合し、固定部１が基板２０に固定される。なお当然のことながら、ｙ軸正方向側にも突出部３－１が嵌合したことによる力が生じている。

図３からもわかるように、端子１０のリード部２は、端子１０の外側方向（ｙ軸正方向側）に設けられている。端子１０と基板２０との接点を起点に、リード部２の重みにより、リード部２が回転する力がかかることで、突出部３－１、３－２、３－３が外れる方向、つまりｚ軸正方向側に力が生じる。第１の実施形態に係る端子実装構造では、固定部１のリード部２が設けられている側の辺と逆の辺に設けられた突出部３－１が穴部１１－１に嵌合することで、ｚ軸正方向側の力に対抗することができる。これにより、端子１０と基板２０との位置ずれを抑制できる。また、端子１０が基板２０から脱落することも防止できる。
これより、端子１０と基板２０との位置ずれが抑制された状態で、突出部３－１、３－２、３－３と基板２０とをはんだ付けすることができる。なお、突出部３－１と基板２０とをはんだ付けをせず、突出部３－２、３－３と基板２０とをはんだ付けするようにしてもよい。

（関連技術に関して）
図５は、関連技術に係る端子実装構造の端子の模式図である。
図５右図より、端子１００は、固定部１０１、リード部１０２、突出部１０３－１～１０３－４を有する。図５左図は、図５右図の端子１００をｘ軸正方向側に向かってみたｙｚ平面図である。固定部１０１、リード部１０２は、第１の実施形態における固定部１、リード部２と同様の構造である。

図５右図より、突出部１０３－１は、固定部１０１のｘ軸負方向側端部のｙ軸負方向側に設けられ、突出部１０３－２は、固定部１０１のｘ軸負方向側端部のｙ軸正方向側に設けられている。突出部１０３－３は、固定部１０１のｘ軸正方向側端部のｙ軸負方向側に設けられ、突出部１０３－４は、固定部１０１のｘ軸正方向側端部のｙ軸正方向側に設けられている。また、図５左図より、突出部１０３－１～１０３－４は、ｚ軸負方向側に突出した構造をしており、ｚ軸負方向側端辺が丸みを帯びた矩形状をしている。

図６は、関連技術に係る端子実装構造の端子と基板を示した図である。基板２００は、穴部２０１－１～２０１－４、切欠き部２０２を有する。穴部２０１－１～２０１－４は、突出部１０３－１～１０３－４が挿入可能に形成されている。突出部１０３－１～１０３－４が穴部２０１－１～２０１－４に挿入され、端子１００の固定部１０１が基板２００に固定される。切欠き部２０２は、第１の実施形態における切欠き部１２と同様の構造である。

図７は、関連技術に係る端子実装構造のメカニズムを示した図である。ここで、説明を簡単にするため、突出部１０３－１～１０３－４のうち、突出部１０３－３に着目して説明する。なお、以下内容は突出部１０３－１、１０３－２、１０３－４についても同様に当てはまる。

突出部１０３－３のｙ軸方向の幅をＡとし、穴部２０１－３のｙ軸方向の幅をＢとする。バネ形状を有さない突出部１０３－３を穴部２０１－３に挿入するためには、穴部２０１－３の幅Ｂを突出部１０３－３の幅Ａより大きく形成する必要がある。端子１００がリード部１０２を備える場合、リード部１０２の重さから、ｙ軸正方向側及びｚ軸負方向側（図７中の大きい矢印方向）に回転する力が生じる。これにより、端子１００と基板２００との接点を起点に、突出部１０３－３が抜ける方向、つまりｚ軸正方向側に力が生じる。突出部１０３－３は穴部２０１－３に単に挿入されている状態で、嵌合しておらず、突出部１０３－３と穴部２０１－３の間には隙間ができるため、リード部１０２に起因する力によって、端子１００と基板２００との位置ずれが生じる場合がある。また、位置ずれに伴い、端子１００が基板２００から脱落するおそれもある。

以上のことから、関連技術に係る端子１００が、突出部１０３－１～１０３－４を備える場合、端子１００と基板２００との位置ずれが生じる場合がある。そのため、組立作業者などは、端子１００と基板２００とを手で抑えながら、はんだ付けせざるを得ない状況であった。組立作業者が手動ではんだ付けを行うとき、端子１００の変形のおそれや端子１００と基板２００との位置ずれが発生する可能性があり、安定した品質確保が困難であるとともに、組立工数が増加するという問題もあった。

本実施の形態によれば、端子１０を基板２０に実装するにあたり、突出部３－１が穴部１１－１に嵌合し、端子１０の固定部１が基板２０に固定されることで、端子１０と基板２０との位置ずれを抑制することができる。これにより、端子１０と基板２０とを手で保持することなく安定した仮止めができるようになるため、例えば、表面実装（ＳＭＴ：Surface Mount Technology）工法による自動組立も可能となる。

（第２の実施形態）
図４は、第２の実施形態に係る端子実装構造の端子と基板を示した模式図である
端子１０は、突出部３－１、３－４、３－５を有する。基板２０は、穴部１１－１、１１－４、１１－５を有する。その他の構成は、第１の実施形態に係る端子実装構造と同様であるため、同様の要素には同じ符号を付し、詳細については適宜省略する。

突出部３－４、３－５は、第１の実施形態に係る端子実装構造の端子１０の突出部３－２、３－３の位置に設けられ、突出部３－１と同様な構造をしている。具体的には、突出部３－１、３－４、３－５は、固定部１のリード部２が設けられている側の辺以外の３辺、つまり、固定部１のｙ軸負方向側端部、ｘ軸負方向側端部、ｘ軸正方向側端部にそれぞれ設けられている。突出部３－１、３－４、３－５は、基板２０側、つまりｚ軸負方向側に突出した構造をしており、断面がＶ字状のバネ形状を有する。なお、突出部３－１、３－４、３－５は、断面がＵ字状のバネ形状を有するものとしてもよい。また、突出部３－１、３－４、３－５は、固定部１と一体に形成することができる。

穴部１１－１のｙ軸方向の幅は、突出部３－１のｙ軸方向の幅よりも小さく形成されており、穴部１１－４、１１－５のｘ軸方向の幅は、突出部３－４、３－５のｘ軸方向の幅よりも小さく形成されている。つまり、穴部１１－１、１１－４、１１－５は、突出部３－１、３－４、３－５が嵌合できるように形成されている。

固定部１にリード部２が設けられている辺以外の３辺に、突出部３－１、３－４、３－５が設けられ、穴部１１－１、１１－４、１１－５に嵌合することで、端子１０の固定部１と基板２０との固定を強固にすることができる。これにより、リード部２に起因した突出部３－１、３－４、３－５が抜ける方向の力に対して対抗することができ、端子１０と基板２０との位置ずれを抑制することができる。よって、端子１０と基板２０との位置ずれが抑制された状態で、突出部３－１、３－４、３－５と基板２０とをはんだ付けすることができる。なお、突出部３－１、３－４、３－５のいずれか１つあるいはいずれか２つと基板２０とをはんだ付けするようにしてもよい。
また、端子１０と基板２０とを手で保持することなく安定した仮止めができるようになるため、例えば、表面実装（ＳＭＴ：Surface Mount Technology）工法による自動組立も可能となる。

本実施の形態に係る端子実装構造は、端子を基板に実装する製品に応用可能であり、例えばバッテリー端子などに応用可能である。

以上、本実施の形態によれば、端子と基板との位置ずれを抑制可能な端子実装構造を提供することができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。

１、１０１ 固定部
２、１０２ リード部
３－１～３－５、１０３－１～１０３－４ 突出部
１０、１００ 端子
１１－１～１１－５、２０１－１～２０１－４ 穴部
１２、２０２ 切欠き部
２０、２００ 基板

Claims (10)

1. 固定部と、当該固定部から外側方向に伸びるリード部と、を有する端子と、
   前記固定部が固定される基板と、を備え、
   前記固定部には前記基板側に突出している複数の突出部が設けられており、
   前記複数の突出部は前記基板に設けられた複数の穴部にそれぞれ挿入されるとともに、前記複数の突出部のうちの少なくとも１つが前記穴部に嵌合することで前記固定部が前記基板に固定される、
   端子実装構造。
2. 前記固定部には前記突出部として第１の突出部と第２の突出部とが設けられており、
   前記第１の突出部が前記基板に設けられた第１の穴部に挿入され、前記第２の突出部が前記基板に設けられた第２の穴部に嵌合することで前記固定部が前記基板に固定される、
   請求項１に記載の端子実装構造。
3. 前記第２の突出部は、前記固定部の前記リード部が設けられている側と逆側の端部に設けられている、請求項２に記載の端子実装構造。
4. 前記第１の突出部は、前記固定部の前記第２の突出部が設けられている側と前記リード部が設けられている側との間に設けられている、
   請求項３に記載の端子実装構造。
5. 前記固定部は矩形状であり、
   前記第１の突出部は複数であり、
   前記複数の第１の突出部の各々は、前記固定部の前記第２の突出部が設けられている側の辺と前記リード部が設けられている側の辺とで挟まれる２つの辺にそれぞれ設けられている、
   請求項３に記載の端子実装構造。
6. 前記固定部は矩形状であり、
   前記複数の突出部の各々は、前記固定部の辺のうち前記リード部が設けられている側の辺以外の３辺にそれぞれ設けられており、
   前記複数の突出部の各々が前記穴部に嵌合することで前記固定部が前記基板に固定される、
   請求項１に記載の端子実装構造。
7. 前記基板の前記穴部に嵌合している前記突出部が、断面Ｖ字状または断面Ｕ字状に折り曲げられたバネ形状を有する、請求項１～６のいずれか１項に記載の端子実装構造。
8. 前記突出部が、前記固定部と一体に形成されている、
   請求項１～７のいずれか１項に記載の端子実装構造。
9. 前記端子が、バッテリー端子である、
   請求項１～８のいずれか１項に記載の端子実装構造。
10. 前記突出部と、前記基板とが、はんだ付けされている、
    請求項１～９のいずれか１項に記載の端子実装構造。

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