JP2732570B2 - 保持手段を有する電気コネクタ - Google Patents

保持手段を有する電気コネクタ

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JP2732570B2 JP62047876A JP4787687A JP2732570B2 JP 2732570 B2 JP2732570 B2 JP 2732570B2 JP 62047876 A JP62047876 A JP 62047876A JP 4787687 A JP4787687 A JP 4787687A JP 2732570 B2 JP2732570 B2 JP 2732570B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [発明の属する技術分野] 本発明は、印刷回路基板に取付けられる電気コネクタ
に関し、特にその端子ピンが前記印刷回路基板に半田付
けされる間、該コネクタを保持するための手段をを有す
る電気コネクターに関するものである。 [従来の技術] 印刷回路基板の出現以来、電気構成素子は一般にその
素子のリードを該基板の印刷電気パターンに半田付けす
ることによって該基板に取付けられている。しばしば、
素子のリードは基板のホール中を通り、その位置で半田
付けしなければならない。 このような作業における問題の1つは、組立て及び半
田付けの間、該素子を所望の位置及び向きに維持するこ
とである。種々の試みがこの問題を解決するためになさ
れてきた。初期においては、通常、個別の電気素子、例
えばコンデンサー及び抵抗などを多数印刷回路基板に取
付ける場合、種々のリードロッキング配置が提案され
た。例えば、C.J.Hathornに1953年10月20日発行された
米国特許第2,754,486号においては、抵抗の2本の比較
的柔らかいリードワイヤをある形態に捩じり、挿入時に
該リードを一時的に基板のホールの側面及び縁への係止
によりロックすることにより、該抵抗を半田付けの間、
所定の位置に保持する。同様の方法が米国特許において
コンデンサーについて提案されている。すなわち、C.C.
Rayburnに対し、1964年12月22日発行された米国特許第
3,162,721号、1962年10月2日発行された同第3,056,939
号及び1962年3月8日発行された同第3,239,720号、な
らびにH.A.Strossに対し1973年7月17日発行された同第
3,747,045号である。そのような個別の素子が共にパッ
ケージされる場合、同様な技術が試みられている。例え
ば、米国特許第3,524,108号は、基板実装モジュール回
路構成要素を開示している。これは、ある形態に曲げら
れ印刷回路基板ホールに接触するためのカム表面を提供
する多数のセルフロッキングリードを有する多数の能動
及び受動素子を支持する堅い誘電体セラミックを備えて
いる。 半田付けの間のリードの保持は、最近のマルチ端子コ
ネクタに関連して特に重要である。このようなコネクタ
が、過去の個別素子におけるように容易にクリンプ(cr
imp)できる平らで薄いリードである場合、保持は深刻
な問題ではない。なぜならば、クリンプされた平らで薄
いリードは通常大きな変形を有するので、基板のホール
を通るのに十分な空間を可能とするからである。湾曲部
はホールを完全に通過してホールの他端にロックする。
適当な保持を提供するため、基板の厚さが重要である。 電気コネクタヘッダの場合、従来技術のリードロッキ
ング配置は容易に適用できない。このようなヘッダは種
々のプラスチックで包囲された多数の雄端子ピンを備え
る。雄端子ピンは代表的にはおよそ0.025インチ四方の
四角金属柱であり、非常に硬い。このような四角ピンの
大きさ及び硬さのため、ヘッダは、半田付け作業の間、
このヘッダを保持するための種々の保持装置(hold−do
wn device)を使用して、回路基板に半田付けされてい
る。そのような装置は、機械的固定具、例えばボルトと
ネジを含む。重みをつけた板もまた使用される。これら
はヘッダの上に配置され、半田付け処理の後に除去され
る。そのような方法は役に立つけれども、激しい労働な
ので高価である。 過去数年の間、ヘッダと一体部品である配置方法が求
められている。試みられている代表は、1つの印刷基板
ホールに接触するヘッダ中に単一の雄ピンを使用するも
のである。使用される雄ピンは、市販品として入手し得
るコンプライアントタイプのピンの通常の1つである。
しかし、そのようなピンは通常40ポンドのオーダーの高
い挿入力を必要とする。また、それらは1回の挿入のみ
に有効である。 ロボット式挿入への動きが、ロボット式に印刷基板上
に位置させることができ、次いで基板処理及び半田付処
理の間自動的に保持されることができるヘッダの必要性
を導いた。ロボット式搭載機は代表的には挿入力に上限
がある(例えば、約15ポンドである。)。その理由は素
子が誤って位置されもしくは破損された場合に基板を保
護するためである。この搭載制限に達した時、搭載機の
搭載用挿入ヘッドは引き出されてこの安全性を提供す
る。したがって、保持手段は搭載機で使用される比較的
低い挿入力でなければならない。 [発明が解決しようとする課題] 本発明の目的は、半田付け及びその他の処理の間、電
気コネクタヘッダを正しい位置に保持するための解決策
を提供することである。 本発明は、比較的太くかつ硬いピンにおいても、挿入
時の大きな摩擦力を生じることがないクリンプ的作用の
保持手段で、形成容易な保持手段を有する電気コネクタ
ーを提供することであり、特に、その保持手段におい
て、機械による半田付け作業が可能であり、基板の厚み
に関係なく保持可能であり、基板のスルーホールを傷付
けることがなく、かつ容易に製造可能である等の優れた
保持手段を有する電気コネクタを提供することである。 [課題を解決するための手段] 本発明の上記課題は、下記構成(1)乃至(10)によ
り達成された。 すなわち、 (1) 対向する第1の表面及び第2の表面を有し、か
つ該第1の表面から該第2の表面へ貫通するスルーホー
ルを有する印刷回路基板に、コネクタを半田付けする
間、該コネクタを所定の位置に維持するための保持手段
を備えた電気コネクタにおいて、 該電気コネクタのヘッダは該ヘッダ中に実装された複
数の端子ピンを有し、該端子ピンは比較的太くかつ硬
く、そして印刷回路基板の各ホールを貫通して挿入され
るため該ヘッダから延びており、 多数の端子ピンのなかでもごく少数の端子ピンである
が、しかし少なくとも一対の端子ピンは、全体として相
互に平行状態を維持したままであって、該各端子ピンの
挿入端に端子ピンの挿入部の横軸方向への押圧により屈
曲形成された略三角形の屈曲部の形状をした変形部を有
し、一方の端子ピンの変形部の屈曲方向はこの対の他方
の端子ピンの変形部の屈曲方向と反対の方向に延びてお
り、該端子ピンの多数の残部は真直ぐであり、 該各対の端子ピンは該印刷回路基板のスルーホールへ
の挿入前後並びに接触時において互いにほぼ平行状態を
維持し、該各変形部の屈曲部の略三角形の頂点部は、該
各対の端子ピンが該一対の端子ピンの挿入の間、印刷回
路基板の該スルーホールの一内表面でのみ印刷回路基板
に接触するが、該スルーホールのその他の内表面では印
刷回路基板に接触しないように形成され、かつ該各変形
部の屈曲部の略三角形の頂点部は該基板に対して該スル
ーホールの一内表面においてのみ比較的高い法線力を発
揮して、該スルーホールの一内表面において該一対の端
子ピンはその略三角形状の頂点部で共同的に作用する略
点接触のクリンプ的保持を形成し、 該ヘッダの端子ピンは該印刷回路基板のスルーホール
を貫通して挿入され、かつ半田付け位置に置かれ、該ヘ
ッダは該印刷回路基板の各スルーホール内で該印刷回路
基板と接触するように該法線力によってのみ半田付け位
置に維持され、該端子ピンの該対の一方の変形部の屈曲
部の略三角形の頂点部が該端子ピンのスルーホールの一
内表面に、他方の端子ピンが該他方の端子ピンのスルー
ホールの一内表面に及ぼす力と反対の方向に力を及ぼす
ように、該法線力は各スルーホールに対して向い合いか
つ相補的であり、該クリンプ的保持は該向い合いかつ相
補的な法線力及びその結果生じる該各変形部の屈曲部の
略三角形の頂点部と該印刷回路基板の第1の表面及び第
2の表面との間に位置する各スルーホールの内表面との
間の摩擦的接触であることからなる、半田付け位置に該
電気コネクタを維持するための保持手段を備え、該多数
の端子ピンの残部は半田付されるまで該スルーホール内
で該印刷回路基板との接触から離されることを特徴とす
る該印刷回路基板との係合関係を保持する電気コネク
タ。 (2) 該端子ピンは断面四角形状である上記(1)記
載の電気コネクタ。 (3) 該対の端子ピンの略三角形の頂点部は相手に向
かう方向に延びている上記(1)記載の電気コネクタ。 (4) 該対の端子ピンの略三角形の頂点部は相手から
離れる方向に延びている上記(2)記載の電気コネク
タ。 (5) 該ヘッダは2列の端子ピンを有し、これらの各
列は該クリンプされた端子ピンの対の各一方を含む上記
(1)記載の電気コネクタ。 (6) 該ヘッダの全ての端子ピンの挿入端はこれら端
子ピンの残りの部分に対して直角に曲げられ、該対の各
端子ピンの屈曲部は該直角挿入端部に位置している上記
(5)記載の電気コネクタ。 (7) 該ヘッダは3列の端子ピンを備え、これら列の
2つは該クリンプされた端子ピンの対の各一方を含む上
記(5)記載の電気コネクタ。 (8) 該ヘッダは1列の端子ピンを備え、該クリンプ
された端子ピンの対は該1列内に位置している上記
(1)記載の電気コネクタ。 (9) 該ヘッダの全ての端子ピンの挿入端はこれら端
子ピンの残りの部分に対して直角に形付けられれ、該対
の各端子ピンの屈曲部は該直角挿入端部に位置している
上記(8)記載の電気コネクタ。 (10) 該ヘッダは、クリンプされた端子ピンの第2の
対を有し、各対の両端子ピンは該列において相互に隣接
する位置にある上記(8)記載の電気コネクタ。 1対以上の雄ピンの端子の端部は、印刷回路基板の1
対以上のホールとの結合において該ヘッダ全体を半田付
けの間正しい位置に保持するように、変形又はクリンプ
される。該ピンは太くかつ硬いので、変形されたピンの
各対は、ピンが挿入される印刷回路基板の対応する1対
のホールの反対の内表面に対して非常に高い法線力(no
rmal force)を与える。また、屈曲部の位置は印刷回路
基板の厚さに依存しない。というのは、該保持は、2つ
の相対する印刷回路基板ホールへの1対のピンの相補的
(complementary)法線力に依存するからである。基板
が比較的厚くても薄くても、対の各ピンの対応するホー
ル表面に対する相補的作用は保持を供給する。また、太
いピンは、非常に高い挿入力を生じることなく、偏り
(offset)のための非常に小さな空間を許容する。 実施例 第1図は本発明の第1の実施例に係る2列鉛直ヘッダ
10を示す。このヘッダは2列の四角雄端子ピン12を備え
る。そのような雄端子は工業規格0.025インチ四方であ
る。 ピン12はプラスチック支持体又はウエハ14に支持され
ている。第1図において、隣接する1対のピン12A及び1
2Bは、図に示すように、その末端又は挿入端部がクリン
プされている。図示した態様において、変形はピン12A
及び12Bの屈曲部の略三角形の頂点部が相手の方向に向
かうように延びるようになされている。しかし、本発明
のクリンプ的保持手段は、両方の屈曲部の略三角形の頂
点部が相互に離れるように延びる場合でも等しく良好で
ある。重要な点は、その対の屈曲部が、印刷回路基板の
ホールの対応する表面に対して後述するように共同動作
することである。ウエハ14に設けたボタン16は、ヘッダ
の挿入後、ウエハと印刷回路基板との間の間隙を提供す
るためのものである。これにより、半田付け処理の後の
適当な洗浄が可能となる。 第1図Bは、ヘッダ10を印刷回路基板18に挿入された
後の1対のクリンプされたピン12A及び12Bの保持作用を
説明する図である。ピンの屈曲端部が印刷回路基板のホ
ール内に示されている。ここで注意すべきことは、クリ
ンプ的保持が、各リード(ピン)の屈曲部の略三角形の
頂点部とホールの一内表面のみとのそれぞれ19A及び19B
で示した点における接触によって達成されることであ
る。ピン12A及び12Bの屈曲部がホール表面19A及び19Bに
与える法線力は、十分に大きく、半田付け操作中の必要
な保持を与える。ここで、ピン12A及び12Bは屈曲部以後
更に延在しなく、挿入端が変形部で終わっているため、
ホールへのピンの挿入を容易にすることができ、また印
刷回路基板18のウエハ14に面する側の反対側に大きく突
出することがないので障害とならず、半田付け作業を容
易に行うことができる等、端子ピンの印刷回路基板への
実装の作業性を更に向上させることができる。 各ホールの一内表面のみが保持のために必要なので、
端子又はリード変形による保持が回路基板の同一ホール
の反対表面との接触を必要とする場合におけるほどは、
基板の厚さは重要でない。したがって、本発明は、非常
に薄い及び非常に厚い印刷回路基板にも等しく良好に作
用する。重要な点は、少なくとも1対の相補的ピンが同
じ様にクリンプされて、各屈曲部の法線力が印刷回路基
板の各ホールの対応する表面に共同的に作用することで
ある。 第2図、第2A図、及び第2B図は、本発明の第2の実施
例を示し、同様の部分は同じ参照番号で示されている。
この第2の実施例は3列鉛直ヘッダ20であり、ヘッダ10
との違いは、本質的には2列でなく3列のピン12を有す
るという点のみである。各々第1及び第3の列のクリン
プされた端子12A及び12Bの対がここでもまた使用され
る。これらは標準のピン12によって隔てられているが、
印刷回路基板18における保持作用は、それ以外は第2B図
に示すように同じである。 第3図、第3A図、及び第3B図は、本発明の第3の実施
例を示す。この実施例のヘッダ30は、先の実施例の14と
同様のプラスチックウエハ34に支持された1列のピンを
有する。 1列のみ使用されるので、屈曲端部を有する保持ピン
は同じ列になければならない。第3図の例において、2
対のピンが交互の向きに変形されている。1対のピンは
逆にクリンプされているが、適当な保持を提供するであ
ろう。32A及び32Bの対は、32C及び32Dの対のように、先
の2つの実施例におけるクランプされた1対のピンと同
じ方法で相互に共同動作して、印刷回路基板におけるヘ
ッダの保持を提供する。こうして、第3B図に示すよう
に、相補的クランプされた端子32A(実線)及び32B(波
線)は、それら各印刷回路基板のホールの反対表面に法
線力を与えることにより、先の実施例と同様の保持を達
成する。第3C図のクリンプされた端子32C(実線)及び3
2D(破線)についても同様である。 第4図、第4A図、及び第4B図は、本発明の第4の実施
例を示す。ヘッダ40も1列ヘッダであるが、端子ピン42
は一端が直角に曲がっている。これは、ヘッダ40を第4B
図のように印刷回路基板に直角に挿入できるように設計
したからである。先と同様に、ピン42はプラスチックウ
エハ44によって支持されている。ヘッダ40は第3図のヘ
ッダのように、交互にクリンプされた2対のピンを有す
る。屈曲部は明瞭な理由によりピンの直角部分にある。
したがって、第3図の例の場合のように、クリンプされ
た42A及び42Bの対及び42C及び42Dの対は、共同動作して
ヘッダを印刷回路基板48において保持する。第4B図は、
クランプされたピン42B(実線)及び42A(破線)との間
の、前述の共同保持動作を示している。同様の動作が42
C及び42Dの場合も生じる。また、適当な保持はただ1対
のクリンプされたピンでも得ることができる。 第5図、第5A図、及び第5B図は、本発明の第5の実施
例を示す。ヘッダ50は、2列の直角ヘッダである。すな
わち、このヘッダは、ウエハ54によって支持された2列
のピン52を備え、全てのピンは印刷回路基板への挿入の
ために直角に曲げられている。ピン52A及び52Bとの対
は、前述のようにクリンプされている。したがって、ヘ
ッダ50を印刷回路基板58に挿入した場合、クリンプされ
た端子は、第1図のクリンプされたピン12A及び12Bが行
なったようにして、半田付けの間、ヘッダ50を適当な位
置に保持する。 ここに示して説明した本発明の態様は、好ましい実施
例であるが、種々の変形が本発明の技術的範囲から逸脱
することなく実施可能であることは理解されるべきであ
る。
【図面の簡単な説明】 第1図は本発明の第1の実施例であって2列鉛直ヘッダ
の1対のクリンプされた保持ピンを示す図、第1A図は第
1図の上面図、第1B図は印刷回路基板に挿入した後の第
1A図のB−B線の方向から見た断面図である。 第2図、第2A図及び第2B図は、各々本発明の第2の実施
例を示す同様の図であって、3列鉛直ヘッダの1対のク
リンプされた保持ピンを示す図である。 第3図、第3A図、第3B図及び第3C図は、各々本発明の第
3の実施例を示す同様の図であって、1列鉛直ヘッダの
2対のクリンプされた保持ピンを示す図である。 第4図、第4A図及び第4B図は、各々1列直角ヘッダの2
対のクリンプされた保持ピンを示す同様の図である。 第5図、第5A図及び第5B図は、各々2列直角ヘッダの1
対のクリンプされた保持ピンを示す同様の図である。 10、20、30、40、50……ヘッダ、12、22、32、42、52…
…ピン(端子)、14、24、34、44、54……ウエハ、18、
28、38、48、58……印刷回路基板。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭56−72485(JP,U) 実開 昭57−82076(JP,U) 実開 昭61−70388(JP,U) 実開 昭57−80087(JP,U)

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 1.対向する第1の表面及び第2の表面を有し、かつ該
    第1の表面から該第2の表面へ貫通するスルーホールを
    有する印刷回路基板に、コネクタを半田付けする間、該
    コネクタを所定の位置に維持するための保持手段を備え
    た電気コネクタにおいて、 該電気コネクタのヘッダは該ヘッダ中に実装された複数
    の端子ピンを有し、該端子ピンは比較的太くかつ硬く、
    そして印刷回路基板の各ホールを貫通して挿入されるた
    め該ヘッダから延びており、 多数の端子ピンのなかでもごく少数の端子ピンである
    が、しかし少なくとも一対の端子ピンは、全体として相
    互に平行状態を維持したままであって、該各端子ピンの
    挿入端に端子ピンの挿入部の横軸方向への押圧により屈
    曲形成された略三角形の屈曲部の形状をした変形部を有
    し、一方の端子ピンの変形部の屈曲方向はこの対の他方
    の端子ピンの変形部の屈曲方向と反対の方向に延びてお
    り、該端子ピンの多数の残部は真直ぐであり、 該各対の端子ピンは該印刷回路基板のスルーホールへの
    挿入前後並びに接触時において互いにほぼ平行状態を維
    持し、該各変形部の屈曲部の略三角形の頂点部は、該各
    対の端子ピンが該一対の端子ピンの挿入の間、印刷回路
    基板の該スルーホールの一内表面でのみ印刷回路基板に
    接触するが、該スルーホールのその他の内表面では印刷
    回路基板に接触しないように形成され、かつ該各変形部
    の屈曲部の略三角形の頂点部は該基板に対して該スルー
    ホールの一内表面においてのみ比較的高い法線力を発揮
    して、該スルーホールの一内表面において該一対の端子
    ピンはその略三角形状の頂点部で共同的に作用する略点
    接触のクリンプ的保持を形成し、 該ヘッダの端子ピンは該印刷回路基板のスルーホールを
    貫通して挿入され、かつ半田付け位置に置かれ、該ヘッ
    ダは該印刷回路基板の各スルーホール内で該印刷回路基
    板と接触するように該法線力によってのみ半田付け位置
    に維持され、該端子ピンの該対の一方の変形部の屈曲部
    の略三角形の頂点部が該端子ピンのスルーホールの一内
    表面に、他方の端子ピンが該他方の端子ピンのスルーホ
    ールの一内表面に及ぼす力と反対の方向に力を及ぼすよ
    うに、該法線力は各スルーホールに対して向い合いかつ
    相補的であり、該クリンプ的保持は該向い合いかつ相補
    的な法線力及びその結果生じる該各変形部の屈曲部の略
    三角形の頂点部と該印刷回路基板の第1の表面及び第2
    の表面との間に位置する各スルーホールの内表面との間
    の摩擦的接触であることからなる、半田付け位置に該電
    気コネクタを維持するための保持手段を備え、該多数の
    端子ピンの残部は半田付されるまで該スルーホール内で
    該印刷回路基板との接触から離されることを特徴とする
    該印刷回路基板との係合関係を保持する電気コネクタ。 2.該端子ピンは断面四角形状である特許請求の範囲第
    1項記載の電気コネクタ。 3.該対の端子ピンの略三角形の頂点部は相手に向かう
    方向に延びている特許請求の範囲第2項記載の電気コネ
    クタ。 4.該対の端子ピンの略三角形の頂点部は相手から離れ
    る方向に延びている特許請求の範囲第2項記載の電気コ
    ネクタ。 5.該ヘッダは2列の端子ピンを有し、これらの各列は
    該クリンプされた端子ピンの対の各一方を含む特許請求
    の範囲第1項記載の電気コネクタ。 6.該ヘッダの全ての端子ピンの挿入端はこれら端子ピ
    ンの残りの部分に対して直角に曲げられ、該対の各端子
    ピンの屈曲部は該直角挿入端部に位置している特許請求
    の範囲第5項記載の電気コネクタ。 7.該ヘッダは3列の端子ピンを備え、これら列の2つ
    は該クリンプされた端子ピンの対の各一方を含む特許請
    求の範囲第5項記載の電気コネクタ。 8.該ヘッダは1列の端子ピンを備え、該クリンプされ
    た端子ピンの対は該1列内に位置している特許請求の範
    囲第1項記載の電気コネクタ。 9.該ヘッダの全ての端子ピンの挿入端はこれら端子ピ
    ンの残りの部分に対して直角に形付けられれ、該対の各
    端子ピンの屈曲部は該直角挿入端部に位置している特許
    請求の範囲第8項記載の電気コネクタ。 10.該ヘッダはクリンプされた端子ピンの第2の対を
    有し、各対の両端子ピンは該列において相互に隣接する
    位置にある特許請求の範囲第8項記載の電気コネクタ。
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