JP2647260B2 - コネクタボードロックおよびそれを使用したコネクタの回路板への取付方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術的背景］ 電気コネクタは回路板の上部表面に対して直接取付け
るように設計されたハウジングを有し、コネクタコンタ
クトは回路板上の導電性トレースと結合される終端部を
有する。コネクタハウジングは、１対のハウジングフラ
ンジにおける穴および回路板に開けられる対応している
穴を通する１対のボードロックによって回路板に保持さ
れることができる。大抵の場合、回路板の穴はメッキさ
れており、メッキは穴の壁および穴の周囲の回路板の上
部および下部表面上に位置している付加的な部分を被覆
し、回路板の穴およびコネクタハウジングを接地電位に
設置する。ボードロックの取付けによって、コネクタと
回路板間の電気接続はウエーブはんだ付けによってはん
だ付けされる。各ボードロックは、フランジの上部およ
び下部部分の両方に接触し、処理中および回路板にそれ
を組立てる顧客への発送中にコネクタにしっかりロック
する部分を有することが好ましい。さらに各ボードロッ
クは、複数の位置で回路板の穴のメッキされた壁としっ
かりと接触させることが好ましい。さらに、ボードロッ
クは最終組立てにおいて回路板から引抜く力に対して高
い抵抗を与える。低コストで構成され、上記特徴を提供
するボードロックはかなり価値のあるものとなる。

［発明の概要］ 本発明の１実施例によれば、低コストのボードロック
はコネクタフランジおよび回路板の穴を通って挿入さ
れ、コネクタおよび回路板を共にしっかりと保持し、そ
れらの間の電気接続を確保する。ボードロックは第１の
直径のコネクタフランジの穴およびそれより大きな第２
の直径の回路板の穴を通って適合するように設計されて
いる。ボードロックは垂直な軸を取巻いて曲げられてい
る金属シート部片から形成され、フランジの穴およびそ
れより大きな回路板の穴にそれぞれ受けられるほぼ管状
の上部および下部部分を形成する。１対の水平な分離ス
ロットは金属シートの各縁部からボードロック周囲に部
分的に延在し、管状の下部部分の縁部領域は大きな曲率
半径で曲げられ、大きな回路板の穴にぴったり適合する
ことを可能にする。管状の上部および下部部分がスロッ
トによって分離されることのないボードロックの垂直中
間部分は、管状の下部部分にあり、回路板の穴において
中心を定めるバンプの形態で少なくとも１つの放射状外
方の突出部を有することが好ましい。管状の下部部分の
金属シートは、フィンガーの上部表面が実質上フランジ
の下部表面に当接するように上方を向いて半径方向外方
に傾斜している１対のフィンガーを形成するスリットを
有する。ボードロックの下部部分は先細にされ、実質上
下部回路板表面の下に位置し、それにはんだ付けされる
ランプを形成する傾斜したスリットを有するので、ボー
ドロック上の任意の上方へ引抜く力はランプと回路板の
下部表面の間にあるはんだを加圧し、このはんだによっ
て上方へ引抜かれることが阻止される。

本発明の新しい特徴は、請求の範囲と共に以下の説明
から良く理解されるであろう。

［図面の簡単な説明］ 図１は、本発明によって構成されたボードロックの使
用により回路板上に取付けられるコネクタの斜視図であ
る。

図２は、容易に取付けられる図２のボードロックの１
つの正面上方から見た斜視図である。

図３は、図２のボードロックの左上方から見た斜視図
である。

図４は、図２のボードロックを形成するために切断さ
れ、曲げられる金属シートの一部の平面図である。

図５は、水平に折曲げられていない上部タブを有する
図２のボードロックの正面図である。

図６は、図５の６−６の線に沿った面から見た図であ
る。

図７は、図５の７−７の線に沿った面から見た図であ
る。

図８は、図５の８−８の線に沿った面から見た図であ
る。

図９は、最終的なはんだ付け動作の前にコネクタハウ
ジングおよび回路板に取付けられた折曲げられたタブを
有する図６のボードロックの断面図である。

図10は、図９の装置に対して垂直に見た断面図であ
る。図11は、適所に完全にはんだ付けされたボードロッ
クを有する図９の一部の拡大図である。

［実施例］ 図１は、電気コネクタ12および回路板14の組立体10を
示す。コネクタ12は、回路板素子あるいは回路板14の上
部表面に面して位置する下部表面を有する１対のフラン
ジ20、22を含むハウジング16を有する。１対の同一のボ
ードロック24、26はそれぞれコネクタフランジおよび回
路板における整列した穴30、32を通って延び、機械的お
よび通常は電気的にそれらを共に接続する。このコネク
タ12は、相手方のコネクタのコンタクトと結合する結合
端部36および回路板の上部表面上の導電性のトレース
（図示せず）に接触し、最終的にそれにはんだ付けされ
る終端部38を有する多重コンタクト34を有するタイプの
コネクタである。「上部」、「下部」、「垂直」等のよ
うな用語は本発明の説明を容易にするために図示の位置
に対して使用されているものであり、部品は重力に関し
て任意の方向に使用されることができることに注意すべ
きである。

図２は、ボードロック24を詳細に示す。ボードロック
24は原形は図４に示されるように平坦な金属シートの一
部から形成されるが、穴に受けられるほぼ管状の上部お
よび下部の部分40、42を形成するために管状に曲げられ
ている。管状の上部部分40はフランジの穴30内にぴった
り位置するように設計されており、一方管状の下部部分
42は回路板14の穴32の中にぴったりと嵌まって位置する
ように設計されている。管状の上部部分40はフランジ20
の穴30の壁をしっかりと圧迫するように設計されている
１対の隣接したほぼ垂直な縁部44、46を有し、管状の下
部部分42は回路板の穴の壁をしっかりと圧迫するように
設計されている１対の隣接した下部縁部50、52を有す
る。各縁部を鋭くする必要はなく、上部が曲げられて丸
められていてもよいことに注意すべきである。ボードロ
ック24は上部に５個のタブ54を有し、それらはコネクタ
のフランジ20,22の上部表面を圧迫する。管状の下部部
分42はフランジ20,22の下部表面に当接するように設計
された１対のフィンガー56、58を有し、ボードロック24
がコネクタのフランジ20,22から上方に引上げられない
ようにする。さらに、管状の下部部分42はボードロック
24の垂直な中間領域すなわち中間部62に沿ったバンプ60
を有し、フランジの穴30よりも大きな回路板の穴32にお
いて管状の下部部分42の中心を定めることを助ける。ボ
ードロック24は、ボードロックの挿入を容易にする１対
の底部先細部分63、64を有する。各底部先細部分は66の
ようなスリットを有し、１対のほぼ上方に面している接
触部70、72を形成し、最終的な組立体において使用され
るはんだと接触することができる。これらのそれぞれの
特徴が以下に説明される。

図４は、大きなシートから打抜きで切断され、図２に
示された形状に曲げられる金属シート部片74を示す。こ
の金属シート部片74は、管状下部部分から管状上部部分
の一部を分離する１対の分離スロット76、78を有する。
分離スロット76、78は、１対の下部縁部領域から分離さ
れる１対の上部縁部領域80、82を残す。各縁部領域は、
ボードロックの垂直縁部88、89から対応しているスロッ
トの底部90まで延在する。２つの分離スロット76、78の
底部90の間の間隔は広く、管状上部および下部部分を結
合しており、金属シートの約３分の１の幅を占めている
広い垂直中間部62を残す。

図８は、鎖線で示されるフランジおよび回路板におけ
る穴30、32に関して示している図２のボードロックの底
面図を示す。管状上部部分は曲率半径R1で曲げられるの
で、管状上部部分40はほぼ円形に曲げられていることが
わかる。この部分はフランジ穴32の壁とはコーナー部10
0、102および垂直中間部62で接触している。管状下部部
分42は、管状上部部分の中間部の実質上垂直延在部であ
る中間部62を有する。しかしながら、下部縁部領域84、
86は、それぞれの部分が実質上真っ直ぐに延び、回路板
の穴32の壁に結合するコーナー部104、106を残すように
曲げられている。下部縁部領域86の平均曲率半径は、上
部部分40の平均曲率半径よりはるかに大きい。下部縁部
領域84,86の曲率半径は、分離スロットの底部の点110、
縁部によって形成される点104およびその他の２点間の
中間点112上に位置する仮想円の曲率半径と考えられ
る。突出するバンプ60は、このバンプ60および縁部10
4、106の３点で回路板の穴32の内壁と接触し、穴32にお
ける管状下部部分42の位置を定めるので、ボードロック
は傾かないように保持され、その軸はフランジの穴30お
よび回路板の穴32に関して垂直に整列している。バンプ
60がなければ垂直中間部の下部部分は穴の壁の方に押し
付けられる。

図10は、コネクタフランジ20および回路板14の穴30、
32に取り付けられたボードロック24を示す。フランジ20
は上部および下部表面120、122を有し、回路板14は上部
および下部表面124、126を有する。ボードロックは最初
にフランジ20の穴30に挿入して取付けられ、コネクタは
ボードロックを配置された状態で顧客に出荷される。顧
客は回路板に穴が開け、ボードロックが回路板の穴に入
るようにボードロックを有するコネクタを下方に押付け
る。２つのフィンガー56、58は、それぞれ各分離スロッ
ト76、78から下側に垂直に形成された１対のスリット13
0（図４参照）によって形成される。図10に見られるよ
うに、各フィンガー56,58は、その上端部132がフィンガ
ーの下端部よりボードロックの軸134から離れるように
外側に向いて曲げられている。各フィンガー56,58の上
端部は回路板14の穴32の上端部に位置し、フランジ20の
穴30の周辺の下部表面に実質上接触して位置する。した
がって、ボードロック24がフランジ20および回路板14の
穴30,32に押し込まれると、ボードロック24はフランジ2
0の上方引上げを阻止して位置をロックする。回路板14
の穴32がフランジの30穴より大きい（５％以上大きいこ
とが好ましい）ために、図10に示されるようにボードロ
ック24がフランジ20の穴30を通過してそれより大きい回
路板14の穴32に入ったとき、フィンガー56,58が広がっ
てフランジ20の穴30の周囲のフランジ底面に接触してボ
ードロック24が戻って抜けることが阻止される。

図４に見られるように、スリット66乃至69は、各底部
先細部分63、64の両側に形成される。図２に見られるよ
うに、各スリット66の下の部分は、スリット66の上に位
置する下縁部領域86より軸134から離れるように曲げら
れて底部タブ140,142を形成する。これは、上方に面す
る接触部70、72を生ずる。図11を参照すると、上方に面
する接触部72は十分に曲げられており、穴32との交差点
においての回路板14の下部表面126のすぐ下に位置す
る。ボードロック24を有するコネクタが設置されたあ
と、回路板14はウエーブはんだ付けされ、はんだ145に
より管状下部部分42と回路板の穴32のメッキされた壁14
7の間のギャップが満たされ、また、接触部72と回路板1
4の穴32のコーナー部144の間にトラップされたはんだ部
分150が位置する。上方への力がボードロック24に加え
られるとき、トラップされた部分150は接触部72と回路
板14の下部表面126の間で加圧力を受ける。錫鉛はんだ
は剪断に対しては弱いが、加圧に対しては強い。かなり
の量のはんだがボードロック24を回路板に関して上方に
引っ張るときの加圧力を受け、はんだのこのような加圧
負荷がないはんだより実質上大きな引上げ力に対する抵
抗力を与えることができる。水平位置から角度Ａで傾斜
部あるいは接触部72に角度を与えることが好ましく、こ
の角度は約15°以上であり、約22°であることが好まし
い。このような傾斜は、接触部72の一部が約0.054乃至
0.070インチの範囲の厚さの回路板14に対して回路板14
の下部表面126のすぐ下に位置することを保証する。

実施例は、底部と4.7mm（0.185インチ）の最上部の曲
げられたタブ54の間の全体の高さを有する示された構造
のボードロックが説明されている。ボードロックは、2.
77mm（0.109インチ）の直径を有する回路板14の穴32お
よび2.26mm（0.089インチ）の直径のフランジ20の穴30
に適合するように設計された。ボードロックの一部の相
対的形状が図に示されている。

このように、本発明は、コネクタハウジングを回路板
に機械的および電気的に確実に接続する低コストのボー
ドロック24を備えた回路板14の表面に取付けるコネクタ
を提供する。ボードロックは対向する垂直縁部88,89お
よび垂直中間部62を有する金属シート部片74から形成さ
れ、そのボードロック24は管状上部および下部部分40,4
2に分離する少なくとも１つの分離スロット76,78を有
し、分離スロット76,78は各垂直縁部88,89からほぼ水平
に延在していることが好ましい。管状下部部分42は、各
分離スロットの下にあり、スロットの上方に位置する管
状上部部分40の縁部領域80,82より大きな平均曲率半径
で曲げられている縁部領域84,86を有する。これは、管
状下部部分42が回路板14の大きな直径の穴32の中にぴっ
たりと整合して配置されることを可能にする。管状下部
部分42はバンプ60のような形態で垂直中間部分すなわち
中間部62において突出部を有し、回路板の穴における管
状下部部分の中心を定めている。管状下部部分42は、回
路板の大きな穴の中に位置するフィンガー56,58の上端
部がコネクタのフランジ20の下部表面に接触できるよう
に、ボードロック24の軸に関して上方を向いて半径方向
外側に延びている１対のフィンガー56,58を有する。ボ
ードロック24は回路板14の下部表面のすぐ下に位置する
接触部を形成するスリットを備えた先細の下部部分を有
し、それらの間のはんだの圧縮抵抗によって、回路板か
らのボードロックの上方への引抜きが阻止される。

本発明の特定の実施例がここに説明されているが、変
更および変形が当業者によって容易になされることは認
識され、請求の範囲はこのような変形およびそれに相当
するものをカバーするように解釈されるべきである。

Claims (12)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回路板（14）の表面に取付ける少なくとも
   １つのフランジ（20、22）を含み、フランジ（20、22）
   および回路板（14）が整列したほぼ円筒型の穴（30、3
   2）を有しているハウジング（16）を有し、前記フラン
   ジ（20、22）および回路板（14）の前記穴（30、32）を
   通る垂直な軸に沿って延び、それらをロックする少なく
   とも１つのボードロック（24）を含むコネクタにおい
   て、 前記回路板（14）の穴（32）は前記フランジの穴（30）
   の直径（2R1）よりも大きな直径（2R2）を有し、 前記ボードロックは前記フランジの穴（30）および前記
   回路板（14）の穴（32）においてそれぞれ受けられるほ
   ぼ管状の上部および下部部分（40、42）を形成するため
   に曲げられている金属シート（74）から構成され、各穴
   （30、32）に受けられる部分（40、42）は対応している
   穴の壁を圧迫する１対のほぼ垂直な縁部を有し、各ほぼ
   管状のボードに受けられる部分が垂直な軸（134）を有
   し、 前記ボードロックは前記管状の上部および下部部分（4
   0、42）間に位置している１対の分離スロット（76、7
   8）を有し、各分離スロットが前記垂直縁部の１つから
   ほぼ水平に前記シートの周囲方向に部分的に延びてお
   り、前記スロットが上部縁部および下部縁部領域（80、
   82および84、80）に前記管状の上部および下部部分（4
   0、42）を分離し、各上部縁部領域は前記スロットの１
   つから上方に延在し、各下部縁部領域は前記スロット
   （76、78）の１つから下方に延在し、前記管状下部部分
   の前記各下部縁部領域は前記管状の上部部分のそれぞれ
   対応している上部縁部領域より大きな平均曲率半径を有
   していることを特徴とするコネクタ。
2. 【請求項２】前記ボードロックが前記垂直縁部領域間の
   ほぼ中間に位置する垂直中間部（62）を有し、前記管状
   下部部分（42）の一部である前記垂直中間部の部分が突
   出部（60）を有し、この突出部がそれを囲む前記垂直な
   中間部の区域より前記軸から遠くなるように突出してい
   る請求項１記載のコネクタ。
3. 【請求項３】前記突出部が前記垂直な中間部（62）にお
   いてバンプ（60）の形態で位置する請求項２記載のコネ
   クタ。
4. 【請求項４】前記金属シートが少なくとも２つの底部先
   細部分（63,64）を含み、それぞれ縁部（50、52）を含
   み、前記縁部まで少なくとも部分的に水平に延在してい
   るスリット（66、69）を有し、このスリットはその下に
   位置し、ほぼ上方に面している接触部（70、72）を有し
   ている下部タブ（140,142）を有し、 前記管状下部部分（42）が前記回路板（14）の穴（32）
   中に位置し、前記回路板が上部および下部表面（124、1
   26）を有し、前記各スリット縁部が前記回路板下部表面
   のわずかに下に位置する接触部（70、72）を有し、 前記回路板が前記回路板の穴（32）の壁を被覆して前記
   各回路板表面の部分上に広がっている金属メッキ層（14
   7）を含み、 はんだ（145）が前記回路板の金属メッキ層（147）を前
   記ボードロック（24）と接合し、前記はんだのトラップ
   された部分（150）が前記下部タブ（140,142）の前記ほ
   ぼ上方に面している接触部（70、72）と前記回路板の下
   部表面（126）の間に位置し、前記ボードロックの上方
   引抜きが前記はんだの前記トラップされた部分の圧縮に
   よって阻止されている請求項１記載のコネクタ。
5. 【請求項５】前記タブの前記上方に面している接触部
   （70、72）が前記縁部から少なくとも15°上方に傾斜し
   て延びる請求項４記載のコネクタ。
6. 【請求項６】前記ボードロックが前記フランジの穴（3
   0）に位置する前記管状の上部部分（40）および前記回
   路板の穴（32）に位置する前記管状下部部分（42）を有
   して位置し、 前記管状下部部分がフィンガー（56、58）を形成する前
   記各分離スロットに沿った１対のほぼ垂直なスリット
   （130）を有し、各フィンガー（56、58）がその上端部
   （132）がその下端部より前記軸から離れて位置するよ
   うに曲げられ、 前記各フィンガーの上端部（132）が前記回路板の穴（3
   2）中に位置し、実質上前記フランジの下部表面（122）
   に隣接している請求項１記載のコネクタ。
7. 【請求項７】第１の直径の貫通孔（30）を有するコネク
   タハウジング（16）のフランジ（20、22）を回路板（1
   4）に取付ける方法であって、回路板（14）に穴（32）
   を形成し、中心軸（134）を有し、ほぼ管状に金属シー
   ト部片（74）を曲げてほぼ垂直な中間部（62）と、この
   中間部と実質上向い合った前記中心軸（134）の反対側
   に位置する垂直な縁部（44、46）とを有するボードロッ
   ク（24）を形成し、この形成されたボードロック（24）
   を前記フランジおよび回路板の穴（30,32）を通って下
   方に押し込むことによってコネクタハウジング（16）の
   フランジ（20、22）を回路板（14）に取付ける方法にお
   いて、 前記回路板の穴（32）を形成する前記ステップにおい
   て、前記フランジの穴（30）の前記第１の直径（2R1）
   よりも大きな第２の直径（2R2）の穴を前記回路板（1
   4）に形成し、 前記ボードロックを形成するステップにおいて、前記金
   属シート部片（74）に少なくとも１つのほぼ水平な分離
   スロット（76、78）を形成してそれぞれ前記フランジの
   穴（30）および前記回路板の穴（32）中に位置するほぼ
   管状の上部および下部部分（40、42）に前記金属シート
   を部分的に分離し、 前記分離スロット（76、78）の下に位置する下部縁部領
   域（84、86）が前記分離スロットの上方に位置する前記
   ボードロックの上部縁部領域（80、82）より大きな平均
   曲率半径を有するように前記管状下部部分（42）を曲
   げ、前記各管状部分が前記穴（30,32）の対応している
   １つの壁にしっかりと結合していることを特徴とするコ
   ネクタのフランジ（20、22）の回路板（14）への取付け
   方法。
8. 【請求項８】前記分離スロット（76、78）を形成する前
   記ステップが、前記垂直な各縁部から位置（90）までほ
   ぼそれぞれ水平に延びる２つの分離スロット（76、78）
   を形成するステップを含み、前記管状の下部部分（42）
   を曲げる前記ステップが、前記分離スロットの１つの下
   方に位置する各下部縁部領域（86、88）を前記縁部領域
   間に位置する前記下部部分の中間部より大きな曲率半径
   で曲げるステップを含んでいる請求項７記載の方法。
9. 【請求項９】前記管状の下部部分（42）の中間部分（6
   2）に突出部（60）を形成することを含む請求項８記載
   の方法。
10. 【請求項１０】前記回路板（14）に穴（32）を形成し、
    この穴（32）の内壁上に金属層（147）を形成し、 前記各分離スロット（76、78）の下縁部から下方に向け
    てにそれぞれ１対のほぼ垂直なフィンガー形成用のスリ
    ット（130）を形成して１対のフィンガー（56、58）を
    形成し、前記フィンガーを上方に向いて半径方向外側に
    傾斜するように曲げ、前記フィンガー（56、58）の上縁
    部（132）が前記メッキされた回路板の穴（32）の壁お
    よび前記フランジの下部表面（122）にしっかりと接触
    して位置させる請求項７記載の方法。
11. 【請求項１１】上縁部および下縁部と、両側のほぼ垂直
    に延在する縁部（44、46）と、および垂直に延在する中
    間部（62）とを有している金属シート部片（74）で構成
    され、 この金属シート部片（74）は、前記ほぼ垂直な縁部（4
    4、46）の１つから前記垂直な中間部に近い位置（90）
    までほぼ水平に延在している１対のほぼ水平な分離スロ
    ット（76、78）を有し、前記金属シート部片（74）は前
    記分離スロットの上方および下方にそれぞれ位置してい
    る穴（30,32）に受けられる上部および下部部分（40、4
    2）に分けられ、 前記上部および下部の穴（30,32）に受けられる部分（4
    0、42）はほぼ同じ第１の曲率半径で曲げられた垂直な
    中間部（62）を有し、前記上部部分（40）の上部縁部領
    域（80、82）は前記分離スロット（76,78）の上方に位
    置してほぼ前記第１の曲率半径を有し、前記下部部分の
    下部縁部領域（84、86）は前記第１の曲率半径より大き
    な平均曲率半径でそれぞれ曲げられて前記各分離スロッ
    ト（76,78）の下に位置し、 ボードロック（24）は前記上部部分（40）の前記第１の
    曲率半径の実質上中心となる中心軸（134）を有し、 前記下部部分（42）の前記中間部分（62）はそれに隣接
    した前記中心軸（134）から離れる方向に突出する突出
    部（60）を有することを特徴とするコネクタを回路板
    （14）またはその類似物に固定するボードロック。
12. 【請求項１２】前記金属シート部片（74）が前記各分離
    スロット（76,78）からほぼ垂直に下方向に向かって形
    成されているフィンガー（56,58）を形成するための１
    対のスリット（130）をそれぞれ有し、各フィンガー（5
    6,58）が上方に向いて半径方向外側に傾斜して曲げら
    れ、前記ボードロック（24）がフランジ（20、22）およ
    び回路板（14）を共に保持するために使用され、前記フ
    ランジ（20、22）の穴（30）に受けられる管状の部分
    （40）がフランジ（20、22）中の穴（30）に位置すると
    き、各フィンガー（56,58）はそれより大きい回路板（1
    4）の穴（32）中に位置し、この回路板（14）の大きい
    穴（32）の内壁と前記フランジ（20、22）の底部表面の
    両方に接触している請求項11記載のボードロック。