JP4854471B2 - ラグ端子及び回路基板並びに電子モジュール - Google Patents

Description

本発明は、外部機器や導電性を有する筐体と螺合して電気的導通を行うラグ端子、及びこのラグ端子が取り付けられる回路基板並びに電子モジュールに関する。

回路基板を他の機器などにネジ止めし、このネジ止めによって回路基板を他の機器との電気的接続を図るという固定方法がよく知られている。このような固定方法において、回路基板のネジ穴に、孔部を有する所定の形状の端子を、互いの穴が一致するように合わせて半田付けし、それぞれの穴に挿通されたネジを用いて導通対象となる部材に螺合するためのラグ端子と呼ばれるものが知られている。（例えば特許文献１）
特許文献１に示されるラグ端子は、図１４に示されるように金属板からなり、ネジを貫通させるための開口が設けられたネジ座部と、このネジ座部から延出され先端に溶融したクリーム半田を受け入れるための先端凹部が延出方向に沿った凹みとして設けられた第１延出部と、該第１延出部と平行状にネジ座部から延出され、第１延出部を間に置いて対置される２本の第２延出部とを備えている。そして第２延出部にはくびれが設けられている。

当該ラグ端子は、クリーム半田が塗布されたランドパターンが施された基板上に、前記延出部の先端部が重なるように配置される。その状態でリフロー炉を通過することにより延出部の先端部とランドパターンが溶融したクリーム半田によって図１４の斜線部に示すように固着され、当該ラグ端子と基板との間で電気的接続がしっかりとなされるようになる。

前記第一延出部と前記第二延出部には凹部が設けられている。リフロー炉内において、この凹部に溶融したクリーム半田が侵入することにより、クリーム半田と当該ラグ端子の癒着が、凹部の無いときに比べてより一層強まり、よって当該ラグ端子と前記基板との固着もより一層強められる。

このような特許文献１に示されるラグ端子は、プリント基板上のランドパターンに、第１延出部、第２延出部がそれぞれ半田付けされて取り付けられ、回路基板のラグ端子側からラグ端子の開口にネジを挿通し、固定対象となる部材に螺合される。そして、第１延出部先端と第２延出部先端の半田付けにより、螺合時のネジの締付トルクにより生じるラグ端子の回転半径方向への力に抗し、螺合時にもラグ端子を回路基板からずれさせないような構造になっている。
特開２００５−３３９９６４号公報

このようなラグ端子は、電子モジュール内の回路基板の製造ライン上において自動装着装置により装着される。特許文献１に示すラグ端子の場合、リフロー炉を用いた半田付けが施されるが、クリーム半田を塗布した回路基板の装着面に対して、クリーム半田の表面張力のみを用いてほぼ平面で載置され、その後リフロー炉を経過するまでの間、表面張力のみにより姿勢が維持されることとなるので、振動や風などの外的要因による位置ずれを生じやすいという問題があった。

さらに先行技術特開２００５−３３９９６４では、半田付けする箇所としてネジ座部から伸ばした脚部を３つ設け、これらの先端をそれぞれ半田付けしている。

しかしながら、ネジ座部にネジを強く締め付けてゆくと、ネジの頭部がネジ座部に接触し、ラグ端子自身が回転しようとしてしまう。このときに、脚部は３つに分かれており、それぞれの断面係数が小さい為に脚部がねじれ、または断裂してしまうという虞があった。

本発明の目的は、半田付け強度を十分に確保しつつも、ラグ端子自身のねじれや断裂に対する耐性が大きく、なお且つ位置決めが容易に行えるラグ端子、及びこのラグ端子を用いた回路基板並びに電子モジュールを提供することにある。

上記目的を達成するために本発明は、ネジ穴を有して平板により構成されるネジ座部と、前記ネジ座部から第１の仮想線方向に延在される延長部と、を備え、前記延長部は、前記ネジ穴の中心点を中心とする円弧の形状をした周縁部を有する孔部を有し、前記ネジ座部は、当該ネジ座部の厚み方向に突出する爪部を有する、ことを特徴とする。

また、前記延長部は、前記第１の仮想線方向に対して垂直な方向に在る端部間に渡って前記ネジ穴の中心点を中心とする円弧を途切れることなく描くことが可能な領域を有することを特徴とする。

また、前記孔部の周縁は、波形状に形成されている、ことを特徴とする。

さらに、前記孔部は、ネジ穴の中心点を中心とした円周方向に沿って形成されている、ことを特徴とする。

また、前記延長部の周縁の少なくとも一部は、直線で形成されている、ことを特徴とする。

また、前記爪部は、前記ネジ座部を折り曲げて形成され、前記爪部の折り曲げ面が前記爪部から前記ネジ穴の中心点を結ぶ直線に対して直交するように設けられている、ことを特徴とする。

さらに、前記爪部は、前記延長部を挟んだ対称位置に一対形成されている、ことを特徴とする。

また、前記一対の爪部は、一方の爪部から前記ネジ穴の中心点に結ばれる直線と、他方の爪部から前記ネジ穴の中心点に結ばれる直線とが、前記中心点にて直交する関係の位置に配されている、ことを特徴とする。

また、前記一対の爪部は、前記第１の仮想線方向に直交し且つ前記ネジ穴の中心点を通る第２の仮想線よりも前記延長部側に配されている、ことを特徴とする。

本発明の第２の観点においては、開口を有すると共に回路パターンが形成される基板と、前記開口に対して重ねあわされるネジ穴を有して平板により構成されるネジ座部と、当該ネジ座部から第１の仮想線方向に延在する延長部と、を有するラグ端子と、を備え、前記ラグ端子は、前記延長部に設けられる、前記ネジ穴の中心点を中心とする円弧の形状をした周縁部を有する孔部と、前記ネジ座部から当該ネジ座部の厚み方向に突出する爪部と、を有し、前記基板は、前記爪部が挿入される基板穴部と、前記回路パターンに接続されるとともに前記延長部の一部が孔部半田付けされるランドパターンと、を有する、ことを特徴とする。

また、前記基板穴部は、スルーホールにより前記ランドパターンと電気的に接続されている、ことを特徴とする。

本発明の第３の観点においては、開口を有すると共に少なくともグランドラインを含む複数の回路パターンが形成され、前記回路パターンに半田付けされて電子部品が実装される基板と、前記開口に対して重ねあわされるネジ穴を有する平板により構成されるネジ座部と、当該ネジ座部から第１の仮想線方向に延在する延長部と、を有するラグ端子と、を備え、前記ラグ端子は、前記延長部に設けられる、前記ネジ穴の中心点を中心とする円弧の形状をした周縁部を有する孔部と、前記ネジ座部から当該ネジ座部の厚み方向に突出する爪部と、を有し、前記基板は、前記爪部の挿入される基板穴部と、前記グランドラインに接続されるとともに前記延長部の一部が半田付けされるランドパターンと、を有し、前記ネジ座部および前記開口を外部アース体にネジにより共締めすることで、前記電子部品のグランドラインをアースする、ことを特徴とする。

さらに、前記基板穴部は、スルーホールにより前記グランドラインと電気的に接続されている、ことを特徴とする。

本発明によれば、半田付け強度を十分に確保しつつも、ラグ端子自身のねじれや断裂に対する耐性が大きく、なお且つ位置決めが容易に行えるラグ端子、及びこのラグ端子を用いた回路基板並びに電子モジュールを実現することが出来る。

図１は、本発明の実施形態に係るラグ端子を実装する電子モジュールの一例として、通信モジュール５００を示す斜視図である。通信モジュール５００は、例えば電波を利用した無線通信を行うために、携帯電話機や自動車に組み込まれるものである。

通信モジュール５００は、基板５０１と、基板５０１に配置された種々の電子部品５０２と、通信モジュール５００に信号を入力又は通信モジュール５００から信号を出力するためのコネクタ５０３及び端子５０４と、アンテナ素子が接続されるアンテナ用端子５０５とを備えている。

基板５０１は、例えば硬質の樹脂をベースとしたプリント配線基板により構成されており、紙面手前側の第１の実装面５０１ａと、紙面奥手側の第２の実装面５０１ｂとを有しており、それぞれの間には回路パターンが形成されて互いに絶縁されている複数の層を含んで構成されている。そして、互いのパターンがスルーホールを用いて連絡・導通されている。また、基板５０１は、例えば矩形に形成されており、４隅には開口部５１１が開口している。

電子部品５０２は、例えばＩＣ、キャパシタ、コンバータ、抵抗体である。電子部品５０２は基板５０１の第１の実装面５０１ａ及び第２の実装面５０１ｂに複数設けられ、基板５０１の多数の回路パターンにより互いに接続されて電子回路５１２を形成している。

電子回路５１２は、高周波回路を含んでおり、電波を利用した無線通信を行うために、音声データ、画像データ等の各種データに対応する信号の変調及び復調を行う。例えば、電子回路５１２は、コネクタ５０３から入力された信号を変調してアンテナ用端子５０５に出力したり、アンテナ用端子５０５から入力された信号を復調してコネクタ５０３へ出力したりする。

コネクタ５０３は、通信モジュール５００が携帯電話機や自動車等に実装されたときに、他の電子モジュールと接続され、通信モジュール５００と、他の電子モジュールとの間の信号の入出力を仲介するものである。コネクタ５０３は、他の電子モジュールに設けられた対となる不図示のコネクタと互いに嵌合することにより、当該対となるコネクタと電気的に接続されて、信号導通可能となる。コネクタ５０３は、例えば基板５０１の第１の実装面５０１ａにおいて、他のコネクタと嵌合する方向が第１の実装面５０１ａの向く方向になるように配置されている。

アンテナ用端子５０５は、通信モジュール５００が最終的な製品に組み込まれたときに、不図示の通信モジュール５００外部のアンテナ素子と接続されるものである。アンテナ用端子５０５は、基板５０１の電子回路５１２とアンテナ素子との間の信号の入出力（送信信号・受信信号）を、公衆通信網に接続される基地局との間で仲介する。

開口部５１１は、通信モジュール５００の基板５０１の四隅にそれぞれ穿設されており、基板５０１を携帯電話機や自動車に組み込む際に、携帯電話機等の筐体等に設けられたボスや筐体等に締結されるネジなどが挿通されるものである。また、開口部５１１は、基板５０１を携帯電話機等の筐体に組み込む際に利用される位置決め孔でもある。そして、その近傍には基板穴部５０６が開口部５１１一つにつき二つずつ設けられている。なお、後の説明において、それぞれ個別に説明を要する場合は５０６ａ・５０６ｂという。また、開口部５１１および二つの基板穴部５０６の設けられる箇所の第２の実装面５０１ｂ側には、それぞれ開口部５１１とほぼ同径のネジ穴１０１が形成されたラグ端子１００が取り付けられている（図１では基板５０１左上隅に破線により一つのみ示す）。さらに基板５０１の第２の実装面５０１ｂ側には開口部５１１および二つの基板穴部５０６の近傍にランドパターン５０７（図５参照）が設けられており、基板５０１の回路パターンのうちの基準電位を扱うグランドパターンに接続されている。二つの基板穴部５０６についてもそれぞれスルーホールを用いてグランドパターンに接続されている。そして、開口部５１１を、ラグ端子１００が基板５０１のグランドパターンに半田付けされたのちに、ラグ端子１００のネジ穴１０１越しにネジで止められることにより、金属ボスを経由してグランドパターンが接地される。

図２から図４は、ラグ端子１００を示す図である。まず、ラグ端子１００の概略を説明する。図２において示したとおり、ラグ端子１００は、ネジ穴１０１の設けられるネジ座部Ｐ、ネジ座部Ｐの一部から延在される延長部Ｑの２つの部位にて構成される。

次に図３は、図２の構成をより詳細に説明した図である。延長部Ｑは、ネジ穴１０１の中心点Ｃ（以下、中心点Ｃと記述する）を通る第１の仮想線Ｌ１方向にネジ座部Ｐの一部から延長されている。更に前記ネジ座部Ｐには爪部１０３ａ・１０３ｂが設けられ、前記延長部Ｑには略矩形状をした孔部１０２ａ・１０２ｂが穿設されている。

また延長部Ｑは、少なくとも周縁の一部が直線で構成されている。本実施例においては、孔部１０２ａ・１０２ｂの位置を中心としてネジ穴１０１と反対の方向に存在する周縁の一部（図３の最下部）が直線であり、これを直線部１０４と呼ぶこととする。この構成により、ラグ端子１００を自動実装機にて基板５０１上にマウントした後に、画像認識装置により実装位置の確認を行う際、当該直線部１０４によって基準位置を特定しやすいため、正確な実装位置との比較精度を高くすることが出来、不良品の発生率を下げることが出来る。

更に、延長部Ｑは直線部１０４の両端に連続する周縁の一部として端部Ｔ１・Ｔ２を有する。なお、端部Ｔ１とＴ２は仮想線Ｌ１を中心として略対称な位置となる。孔部１０２ａ・１０２ｂの周縁は、延長部Ｑの周縁のいずれにも触れないように穿設される。さらに、望ましくは、次のような配置で穿設されることが好ましい。すなわち、延長部には、中心点Ｃを中心とした円周に沿って前記端部Ｔ１から端部Ｔ２まで連続している領域が残されるよう、孔部１０２ａ・１０２ｂが形成されている。

すなわち図３において、中心点Ｃを中心とした円の円弧Ｅ１は、孔部１０２ａ・１０２ｂと重複せずに延長部の一方の端部Ｔ１から他方の端部Ｔ２へ延長部上において描くことが出来る。そして延長部Ｑはこのような円弧Ｅ１に沿って連続する領域を有することとなる。これは言い換えると、孔部１０２ａ・１０２ｂ・直線部１０４・ネジ座部Ｐのいずれにも接触しない前記円弧Ｅ１を延長部Ｑ上に描くことが出来るような領域を有する形状に延長部Ｑが構成されているということである。詳細は後述するが、トルク方向、つまり円弧Ｅ１に沿う方向に延長部Ｑが連続的に形成されると、ラグ端子１００の当該トルク方向に対する断面係数が上昇する。つまり、トルク負荷に対する強度が上昇する。

また、図３及び図４に示すようにネジ座部Ｐは、中心点Ｃよりも延長部Ｑ側においてラグ端子１００の厚み方向（図３における紙面手前−奥方向）に突出する爪部１０３ａ・１０３ｂがネジ座部Ｐの端部から伸ばされて折り曲げることにより形成されている。つまり、ラグ端子１００は１枚の板金によりネジ座部Ｐ、延長部Ｑ、さらに爪部１０３ａ・１０３ｂが、打ち抜き・折り曲げなどにより一体に形成されている。

さらに図３を用いて爪部を詳細に説明すると、爪部１０３ａ・１０３ｂは、第１の仮想線Ｌ１に直交し、かつ中心点Ｃを通る第２の仮想線Ｌ２よりも延長部Ｑ側に配されており、それぞれの位置関係はＬ１を挟んで互いに対称となる位置に形成されている。

次に爪部１０３ａ・１０３ｂの構成について説明を行う。爪部１０３ａ・１０３ｂはそれぞれネジ座部Ｐに設けられるが、それぞれの位置関係は、中心点Ｃから等しい距離に設けられる。さらに、中心点Ｃと爪部１０３ａ・１０３ｂそれぞれを結ぶ仮想直線をＬ３、Ｌ４とすると、互いに直交する位置に配置されている。また、図３に示す、爪部１０３ａ・１０３ｂのネジ座部Ｐに対する折り曲げ線であるＬ５・Ｌ６は、先のＬ３・Ｌ４に対して直交している。つまり、中心点Ｃを中心として爪部１０３ａ・１０３ｂを通る円の接線方向にて折り曲げを行う。すなわち折り曲げにより形成される折り曲げ面は、爪部１０３ａ・１０３ｂから中心点Ｃを結ぶ直線に対して直交するように設けられている。

次に、通信モジュール５００の基板５０１を製造するラインにおける、基板５０１に対してラグ端子１００を取り付ける際の説明を図５（ａ）および（ｂ）を用いて行う。

図５（ａ）に示すように、基板５０１の第２の面５０１ｂの四隅には、開口部５１１および基板穴部５０６ａ・５０６ｂ、さらにランドパターン５０７ａ・５０７ｂがそれぞれ設けられている。前述したように少なくともランドパターン５０７ａ・５０７ｂはグランドパターンと導通しており、好ましくは基板穴部５０６ａ・５０６ｂもグランドパターンと導通していることが好ましい。

まず、基板５０１の第２の面５０１ｂ側に電子部品を実装する際に、それぞれのランドパターンにクリーム半田を塗布する。このときにランドパターン５０７ａ・５０７ｂにも不図示のクリーム半田が塗布される。

そして、ラグ端子１００を、その爪部１０３ａ・１０３ｂがそれぞれ基板穴部５０６ａ・５０６ｂに挿入されるように第２の面５０１ｂに載置する。なお、爪部１０３ａ・１０３ｂの折り曲げ線上の幅は、基板穴部５０６ａ・５０６ｂの内側の直径に略一致するよう構成されており、挿入されるとクリーム半田が硬化していなくとも基板５０１に対するラグ端子１００の位置が固定される。また、このとき、ランドパターン５０７ａ・５０７ｂ上にて、ラグ端子１００との間で未硬化状態のクリーム半田が押し広げられて、延長部Ｑの孔部１０２ａ・１０２ｂ内へ入り込んで埋まり、周囲へ拡がらない状態となる。

そして、この状態にて他の電子部品もマウンタにより実装された後にリフロー炉へ基板５０１が導かれ、クリーム半田が融解して後に冷えて硬化する。これにより図５（ｂ）に示すようにランドパターン５０７ａ・５０７ｂと延長部Ｑが互いに半田付けされる。

以上のような要領により、基板５０１へのラグ端子１００の実装が行われる。そして、通信モジュール５００は、アース体として、金属製の筐体や他の電子モジュールのアース部分に対して導電材料にて形成されたネジによりラグ端子１００のネジ穴１０１越しに基板５０１が螺合される。これにより、基板５０１のグランドパターンは、ランドパターン５０７、ラグ端子１００、ネジを介して外部のアース体に対して接続・接地されることとなる。

ところで、孔部の形状について前記孔部１０２ａ・１０２ｂのように略矩形状をしていてもラグ端子をランドパターンに固着させるだけの固着力は得られるが、図６に示すように孔部１０２ｃ・１０２ｄの形状をしている方が更に望ましい。その理由について以下に説明してゆく。
なお、図３と同じ符号の付けられている箇所については、同じ構成をとっている所であり説明を省略する。

図６に描かれている孔部１０２ｃ・１０２ｄは後に詳述するように、孔部１０２ａ・１０２ｂと比して、孔部周縁を波形状にした点（第１の形状的特徴）、孔部自体を曲げている点（第２の形状的特徴）という２つの形状的特徴を備えている。よって、まず第１の形状的特徴について説明した後に、第１の形状的特徴と第２の形状的特徴を併せ持った孔部、つまり図６に示されている孔部１０２ｃ・１０２ｄについて説明する。

なお、以下の説明においては前記孔部１０２ａに対応して変更した１０２ｃについてのみ述べるが、前記孔部１０２ｂに対応して変更された孔部１０２ｄについても同様である。

［第１の形状的特徴を持った孔部］
図７（ｂ）に示した孔部１０２ｅは、孔部１０２ｃが持つ２つの形状的特徴のうち１つ（すなわち、第１の形状的特徴である波形状）だけの特徴を持った孔部である。なお図７（ａ）は比較のために再掲し略長方形をした孔部１０２ａの拡大図である。

当該孔部１０２ｅは、仮想的に略長方形状をした空間であるＶ部と、Ｖ部の一組の長辺から突出した複数の矩形の空間からなる波型のＷ部、の２つの部分より成るものとして説明する。なお、当該Ｗ部の複数の矩形の空間はそれぞれ、Ｖ部の一組の長辺から垂直な方向へ突出しており、Ｗ部の周縁は、Ｖ部の周縁をなす線分に対して垂直な成分と平行な線分とで構成されている。言い換えると当該孔部１０２ｅは、略長方形状をした前記孔部１０２ａの周縁のうちの長辺部分を、連続した矩形による波形状におきかえた形状をしている。

次にＶ部・Ｗ部・孔部１０２ａの周縁の長さの関係について説明する。
まず前記Ｖ部の長辺方向の長さＨ２は前記孔部１０２ａの長辺方向の長さＨ１と等しい。更に、Ｗ部の周縁のうちＶ部の短手方向に平行なものの長さをＩ３とし、当該Ｖ部の短手方向の長さをＩ４とする。このとき、Ｉ３の２倍の長さ２×Ｉ３とＩ４を加算した長さＩ２が、孔部１０２ａの短手方向の長さＩ１と等しくなるようにＷ部は形成されている。

ここで、第１の形状的特徴によるラグ端子の固着力に対する変化が生じることを説明するために図５において説明した前記孔部１０２ａのランドパターン５０７ａへ対するクリーム半田による固着について更に詳しく説明する。

図８（ａ）は、ラグ端子１００をランドパターン５０７ａへ固着したときの孔部１０２ａを開口部正面から見た図である。また、図８（ｂ）は孔部１０２ａの短辺側の周縁を垂直に横切る線分Ａ−Ａ’における断面図である。そして図８（ｃ）は孔部１０２ａの長辺側の周縁を垂直に横切る線分Ｂ−Ｂ’における断面図を示したものである。

前記ランドパターン５０７ａの上に均一に塗布されたクリーム半田の上部にラグ端子１００が載置された際、ラグ端子の直下に存在するクリーム半田は押し出されるなどして、図８（ａ）の斜線で示された部分において、図８（ｂ）や図８（ｃ）での破線円で示したとおり孔部の周縁に沿って盛り上がることとなる。この盛り上がったクリーム半田の部分はその後リフロー工程を経て凝固しフィレット２００となり、当該ラグ端子１００をランドパターン５０７ａへ固着させるのに大いに関与してくる。

前述したように、フィレット２００は孔部の周縁に沿って形成されるので紐状の形状をしている。そこで、図７の説明に話を戻し、フィレット２００の各部に以下のように名前を付ける。
フィレット２００のうち、図７（ａ）孔部１０２ａの周縁の短辺（長さＩ１）に沿っているフィレットを第１フィレット２００ａ、孔部１０２ａの周縁の長辺（長さＨ１）に沿っているフィレットを第２フィレット２００ｂ、と呼ぶことにする。また、図７（ｂ）孔部１０２ｅの周縁のうち、Ｖ部の短辺と、Ｖ部の短辺とその両端で直線状に繋がっている２つのＷ部の一辺とをあわせた部分、すなわち図８（ａ）の孔部１０２ａの両端の短辺に対応する両辺に沿っているフィレット２００を第３フィレット２００ｃと呼ぶことにする。

またＷ部の周縁のうち、第３フィレット２００ｃの一部ではなく且つ第３フィレット２００ｃに対して平行に形成されているフィレットを第４フィレット２００ｄと呼ぶことにする。また孔部１０２ｅの周縁のうち、Ｖ部の長辺に平行で且つＶ部の長辺に接触している部分に沿っているフィレットを第５フィレット２００ｅと呼ぶことにする。また孔部１０２ｅの周縁のうち、Ｖ部の長辺に平行で且つＶ部の長辺に接触していない部分に沿っているフィレットを第６フィレット２００ｆと呼ぶことにする。

次に、フィレット２００がラグ端子１００とランドパターン５０７ａとの間の固着にどのように寄与しているかについて図７を用いて説明する。

図７（ａ）へ実際にラグ端子１００をネジ止めした際にネジの回転によるラグ端子１００に加わる力は、この孔部１０２ａの長辺方向に略一致する方向に加わる。
孔部１０２ａには当該孔部１０２ａの長辺方向に平行な外力Ｆが加えられた場合を想定する。また、同様に図７（ｂ）に示すように孔部１０２ｅには前記Ｖ部の長辺方向に平行に当該外力Ｆが加えられた場合を考える。

さて前述した外力Ｆが孔部１０２ａ・１０２ｅへ加えられると、当該外力Ｆはクリーム半田によって固着されているラグ端子とランドパターンを剥離させようと作用する。このとき、孔部１０２ａの周縁に存在する第１フィレット２００ａ、孔部１０２ｅの周縁に存在する第３フィレット２００ｃ・第４フィレット２００ｄが外力Ｆに抗いラグ端子とランドパターンとを結合させる結合力と、孔部１０２ａの第２フィレット２００ｂ、孔部１０２ｅの第５フィレット２００ｅ・第６フィレット２００ｆが外力Ｆに抗いラグ端子とランドパターンとを結合させる結合力との２種類の力が発生することとなる。すなわち、図７におけるｘ方向へ伸びるフィレットの結合力と、ｙ方向へ伸びるフィレットの結合力は異なるフィレットの性質に由来するということである。

まず図７（ａ）に示す孔部１０２ａの周縁に存在するフィレットのうち、ｘ方向へ伸びるフィレットに対して力が加えられた場合を説明すると、該当するフィレットは次に示すような性質を示す（フィレットの性質（１））。

図８（ｂ）は図８（ａ）にて図示した孔部１０２ａの周縁のうちの短辺に沿ったフィレット、つまり外力Ｆに対して垂直に伸びているフィレットを線分Ａ−Ａ’で切ったときの断面図である。
フィレットの伸びている方向に対して垂直に外力Ｆが加わると、当該外力Ｆはラグ端子１００とフィレットを剥離・破断させるように作用する。このとき、反作用の力として結合力Ｇ１が外力Ｆに抗って、ラグ端子１００とランドパターンの結合を保持する。つまり、結合力Ｇ１は金属部品同士が破断することを妨げる結合力として作用することとなる。この結合力Ｇ１は、外力Ｆに対して垂直に伸びているフィレットの長さに比例して大きくなる性質を持っている。

また図７（ａ）に示す孔部１０２ａの周縁に存在するフィレットのうち、ｙ方向へ伸びるフィレットに対して力が加えられた場合を説明すると、該当するフィレットは次に示すような性質を示す（フィレットの性質（２））。

図８（ｃ）は図８（ａ）にて図示した孔部１０２ａの周縁のうちの長辺に沿ったフィレット、つまり外力Fに対して平行に伸びているフィレットを線分Ｂ−Ｂ’で切ったときの断面図である。
つまり図８（ｃ）に示すように、金属部品同士を結合させるフィレットが、外から加えられた力Ｆに対して平行な方向に伸びているとき、金属部品同士がせん断することを妨げる結合力として金属部とフィレットの間でせん断方向に対する結合力Ｇ２が生じる。この抗力Ｇは、フィレットの性質（１）と同様フィレットの長さが長ければ長いほど大きくなるという性質を持っている。

さて図７（ａ）の場合には、孔部１０２ａの周縁に沿ってフィレット２００ａが外力Ｆに対して垂直な方向に伸び、フィレット２００ｂが外力Ｆに対して平行な方向に伸びている。つまり孔部１０２ａは長方形の形を成しており、長さＨ１の直線状をした周縁を２箇所、長さＩ１の直線状をした周縁を２箇所持ち合わせている。

よって、フィレット２００ａはフィレットの性質（１）より外力Ｆに対して長さＩ１二本分の長さに比例する結合力を持ち、またフィレット２００ｂはフィレットの性質（２）より外力Ｆに対して長さＨ１二本分の長さに相当する結合力を持つこととなる。従って孔部１０２ａの垂直方向・平行方向それぞれ２種類のフィレットから得られる結合力の合計、つまり外力Ｆに抗ってラグ端子をランドパターンへ固着させる力は上記２つの結合力について足し合わされたものである。

次に図７（ｂ）で示された孔部１０２ｅの場合について説明する。まずフィレットの性質（２）に由来する結合力について説明する。当該孔部１０２ｅにおいて外力Ｆに対して平行に伸びているフィレット、つまり第５フィレット２００ｅ・第６フィレット２００ｆは、各部の長さを足し合わせた長さに相当する結合力を持っている。この足し合わせた長さ、つまり図７（ｂ）において６箇所存在する第５フィレット２００ｅの長さと、８箇所存在する第６フィレット２００ｆの足し合わせた長さの合計は、図７（ｂ）に示すように長さＨ２二本分に相当する。つまり、前述したとおりＨ１の長さとＨ２の長さは等しい。よって、フィレットの性質（２）より得られる、外力Ｆに逆らってラグ端子をランドパターンへ固着させる結合力は、図７（ａ）の場合も図７（ｂ）の場合も力Ｆに対して平行方向に伸びるフィレットにおいては等しい値を持つ。

次に、フィレットの性質（１）に由来する結合力について説明する。孔部１０２ｅにおいて、外力Ｆに対して垂直に伸びているフィレット、つまり第３フィレット２００ｃ・第４フィレット２００ｄは、各部の長さを足し合わせた長さに比例する結合力を持っている。この足し合わせた長さ、つまり図７（ｂ）において２箇所存在する第３フィレット２００ｃの長さと、１２箇所存在する第４フィレット２００ｄの長さとを足し合わせた長さの合計は、図７（ｂ）に示すように［長さＩ２二本分の長さ］＋［長さＩ３十二本分の長さ］となる。

同じ論理で今度はフィレットの性質（１）を孔部１０２ａについて考える。孔部１０２ａは長方形の形状をしており、短辺部分に沿って形成されるフィレット２０ａの伸びる方向が力Ｆに対して垂直になっている。つまり長さＩ１二本分の長さに比例する結合力を、孔部１０２ａの第１フィレット２００ａは持っている。またＩ１の長さとＩ２の長さは等しい。従って、孔部１０２ｅの外力Ｆに対して垂直な方向へ伸びているフィレットの長さは、孔部１０２ａのそれよりもＩ３十二本分だけ長くなる。よって、フィレットの性質（１）に由来するフィレットの結合力を、孔部１０２ａのフィレットと孔部１０２ｅのフィレットとで比較すると、孔部１０２ｅのフィレットのもつ結合力のほうが長さＩ３十二本分に相当する分だけ強くなる。

よってｘ方向に沿ったフィレットの持つ結合力と、ｙ方向に沿ったフィレットの持つ結合力とを足し合わせた当該孔部１０２ａ・１０２ｅそれぞれの結合力の総和は次のようになる。つまり外力Ｆに対して平行な方向へ伸びているフィレットが持つ、当該外力Ｆに対して抗う結合力は、孔部１０２ａにおいても孔部１０２ｅにおいても等しい。しかしながら、外力Ｆに対して垂直な方向へ伸びているフィレットが持つ当該外力Ｆに対して抗う結合力は、孔部１０２ａにおいてより孔部１０２ｅにおいての値のほうが、長さＩ３の十二本分に相当する力の分だけ強い。従って、孔部１０２ｅを持つラグ端子の方が、孔部１０２ａを持つラグ端子に比べてより大きな外力Ｆに耐えてランドパターンと固着されることが可能である。

［第１・第２の形状的特徴を持った孔部］
前述した理由によって孔部１０２ｅは孔部１０２ａに比べてより強い結合力を持ち合わせることとなる。しかしながら実際に力が加わる向きは図８において示したようにｘ方向に平行な力が加えられるのではなく、図９に示したようにラグ端子をネジ座部にて基板へネジ止めした際に生じる中心点Ｃを中心とした回転方向に沿った力Ｆ１が各部に加えられる。つまり中心点Ｃを中心とした円周の接線方向への力が生じるため、対象箇所ごとに異なる向きの力が加わることとなる。よって力Ｆ１は図９に示すようにフィレットの場所ごとに加わる力の向きが異なるため、フィレットの伸びる方向に対して垂直または平行な方向に必ずしも一致するとは限らない。

例えば、力Ｆ１を場所ごとに示したものとして、外力Ｆ１１から外力Ｆ１６までを例示すると、外力Ｆ１１・Ｆ１２に関してはフィレットの方向と力の向きがフィレットの性質（２）において一致し有効に働くものの、外力Ｆ１３・Ｆ１４・Ｆ１５・Ｆ１６に関してはフィレットの向きと外力の向きは垂直とも平行ともならない。

次に図１０に示すように、孔部１０２ｅの周縁に存在するフィレット２００の全体の長さを保ったまま、当該孔部１０２ｅを中心が中心点Ｃの円弧に沿った形に変形したものを検証する。なお、図１０は図６に示す孔部１０２ｃの説明を容易化するために、孔部周縁の波形状を矩形状にして示している。この波形状は図６の孔部１０２ｃ・１０２ｄのように曲線で構成したものであっても同様に有効に働く。さて、孔部１０２ｆのフィレットは以下に述べる形状をしている。孔部１０２ｆの第７フィレット２１０ｃの設けられる周縁・第８フィレット２１０ｄの設けられる周縁は、第３フィレット２００ｃの設けられる周縁・第４フィレット２００ｄの設けられる周縁を中心点Ｃより放射状に伸ばした直線に沿うように変形されている（変形１）。

更に、今述べた変形に加えて孔部１０２ｆの第９フィレット２１０ｅの設けられる周縁・第１０フィレット２１０ｆの設けられる周縁は、孔部１０２ｅの第５フィレット２００ｅの設けられる周縁・第６フィレット２００ｆの設けられる周縁を、中心点Ｃを中心とした円弧となるように変形させたものである（変形２）。

これら前述した［変形１］・［変形２］によって、孔部１０２ｆには次に述べる特徴が生じる。

［変形１］による変形によって、第７フィレット２１０ｃ・第８フィレット２１０ｄは、孔部１０２ｆの周縁に沿って形成されるため、沿っている周縁の部分の向きと同じ、中心が中心点Ｃである円の半径に沿う方向に伸びて形成される。つまり第７フィレット２１０ｃ・第８フィレット２１０ｄは中心が中心点Ｃの円の接線方向に対して垂直な方向へ伸びて形成される。従って、第７フィレット２１０ｃ・第８フィレット２１０ｄは、中心が中心点Ｃの円の接線方向を向いている外力Ｆ１に対して垂直に向き合うこととなり、フィレットの性質（１）で述べた結合力を図９で示した場合よりも大きくすることが出来る。

また、［変形２］による変形によって、第９フィレット２１０ｅ・第１０フィレット２１０ｆは孔部１０２ｆの周縁に沿って形成されるため、沿っている周縁の部分の向きと同じ中心が中心点Ｃの円の円周に沿う方向に伸びて形成される。つまり第９フィレット２１０ｅ・第１０フィレット２１０ｆはそれぞれ中心が中心点Ｃの円の円周方向に対して一致する方向へ伸びて形成される。従って、第９フィレット２１０ｅ・第１０フィレット２１０ｆは、中心が中心点Ｃの円の接線方向を向いている外力Ｆ１に対して常に平行して形成されることとなり、フィレットの性質（２）で述べた結合力をフィレットの全体長を変えていないにも関わらず、図９で示した場合よりも大きくすることが可能である。以上示したとおり、図１０に示した孔部の構成によれば、フィレットによる結合力が強化されるだけでなく、他の効果も得ることが出来る。

つまり、孔部の形状を図６で示した円弧Ｅ２に沿う形状としたので、図２・３・４にｓ目下ラグ端子１００に比べて、円弧Ｅ３を延長部Ｑ上に容易に描くことが出来るようになる。すなわち、外力Ｆ１に沿う方向で延長部が連続して形成し易くなるので外力Ｆ１に対する断面係数が上昇する。これによって、円弧Ｅ３周辺に存在する延長部の外力負荷に対する強度が上昇するので、外力Ｆ１によってラグ端子１０１がねじられたり折られたりする可能性を低減することが可能となる。

ところで、爪部１０３ａ・１０３ｂは、折り曲げ線Ｌ５、Ｌ６にて単に折り曲げるだけではなく、曲げ位置の内側に対して部分加圧処理を行うことが好ましい。部分加圧処理をしない場合、爪部１０３ａの折り曲げ箇所の内側は、図１１（ａ）のＭ１に示すように緩やかなカーブが形成されてしまう場合もあり、図１２のように基板穴部５０６ａに爪部１０３ａが差し込まれたときに基板穴部５０６ａの周縁にて浮いてしまう場合がある。これに対し、部分加圧処理を施しておくことにより、図１１（ｂ）に示すように曲げ位置の内側がＭ２のように直角を形成できるため、基板５０１に対して爪部１０３ａの根元が浮くことなく、ラグ端子１００全体を密着させることが出来る。

また、電子機器５００は、ネジ穴１０１に導電性を有するネジが挿入され、ネジ座部Ｐと基板５０１の開口部５１１とを他の電子機器や金属製の筐体などに対して共締めされることとなるが、そのときにネジ座部Ｐに対してネジの頭部などが当接したままネジが回転されると、ネジ座部Ｐに対してネジの回転トルクが伝達されてしまう。つまりネジによる共締め時に基板５０１に対してネジ座部Ｐが回転方向にずれる力が働くこととなる。そのため、爪部１０３ａ・１０３ｂは、図３にて説明したように、互いの折り曲げ角度が直角になるよう構成することが好ましい。一般的に、平板構成される部材において、応力に抗する力は折り曲げ線方向が最も強いため、爪部１０３ａ・１０３ｂは互いに直交する向きのベクトルの抗力を有することが出来る。つまり互いに直交する成分の抗力が得られる。

特に図３で示す構成の場合には、ネジの回転により生じる円方向のモーメントに対する接線方向へ生じるベクトルに対する抗力を大きくとることが出来る。すなわち、仮に図１３（ａ）のように互いに直交しない方向で折り曲げて爪部を形成した場合、破線にて示す方向のネジの回転により生じる力のベクトルはそれぞれの爪部において実線矢印にて示す方向に生じるが、この場合、それぞれの爪部における力の向きは点線矢印にて示すように、平板状の爪部においては抗力の強い折り曲げ線方向のベクトルだけではなく、抗力の弱い爪部の平板厚み方向への力を受けることとなってしまう。

これに対して、図３に示した構成の場合は図１３（ｂ）に示すごとく、ネジにより生じる回転モーメント（実線矢印の示すベクトル成分）がそれぞれの爪部における折り曲げ線方向に一致し、爪部の平板厚み方向へのベクトル成分がほとんど生じない。よって、図１３（ａ）に示す例の場合に比して図１３（ｂ）に示す例の場合の方が回転モーメントに対する抗力を非常に大きくとることが出来る。これにより、ネジによる共締めを行う際、延長部Ｑの孔部１０２ａ・１０２ｂによる半田接合との間で回転モーメントを分散させることが出来るため、基板５０１に対するラグ端子１００のずれをより生じにくくすることが出来る。

ラグ端子１００のネジ座部Ｐにラグ端子１００の厚み方向（図３における紙面奥−手前方向）に突出する爪部１０３ａ・１０３ｂが形成されることにより、基板５０１に対するラグ端子１００の位置決めが容易となり、風や振動のために半田付け前後でもラグ端子１００の位置が変化するということを無くすことができる。

また、爪部１０３ａ・１０３ｂは、第１の仮想線Ｌ１に直交かつ中心点Ｃを通る第２の仮想線Ｌ２よりも延長部Ｑ側にいずれもが配されるため、基板５０１の極力隅に配置することが出来、設計上の自由度を高めることが出来る。

さらに、基板穴部５０６ａおよび５０６ｂがスルーホールによりグランドパターンに電気的に接続されていれば、基板穴部５０６ａ・５０６ｂと爪部１０３ａ・１０３ｂとが嵌合すると互いに電気的な接続がなされるため、基板穴部５０６ａ・５０６ｂにおいてもラグ端子１００はグランドパターンに接続されるようになり、ランドパターン５０７ａ・５０７ｂのみによる電気的接続に比べて電気的容量が増加し、ネジを用いた接地時の安定性をより高めることもできる。

以上のように構成することにより、本発明によれば次に挙げる効果が生じる。
爪部１０３ａ・１０３ｂの存在により、製造時の位置ズレを生じにくくなる。
また、クリーム半田が孔部１０２内に閉じ込められることにより、半田付け時にネジ座部Ｐへのクリーム半田の溢れを防止できる。
また、延長部Ｑを延在方向に対する幅を広くとった形状としたため、断面係数を大きくとることが出来る。よって中心点Ｃを中心としたトルクに対するラグ端子１００の強度が上昇する。
また、孔部１０２ａ・１０２ｂの周縁が凹凸しているので、クリーム半田によってラグ端子１００がより強固にランドパターン５０７ａ・５０７ｂへと固着されるようになる。

また、孔部１０２ａ・１０２ｂの形状が中心点Ｃを中心とした円に沿う形状をしているので、ラグ端子１００・クリーム半田・ランドパターン５０７の３者の接触する部分が構成する線がトルクの向きに揃うことにより、回転の中心が中心点Ｃのトルクに抗ってラグ端子１０１はより強固ランドパターン５０７へと固着されるようになる。

また、基板穴部５０６へグランドラインを引くことによって、回路パターンの接地を確実にすることの出来る回路基板と電子モジュールを構成することが可能である。

なお、本発明は前述した実施形態に限定されず、種々の態様で実施してよい。
例えば、爪部として１０３ａ・１０３ｂの二つを設ける例を示したが、二つに限定されることは無く、一つ、あるいは三つ以上であっても位置決めに有用に働くため、クリーム半田の量が少なくとも実装時におけるラグ端子１００の基板５０１に対する位置が安定する。

また、孔部として１０２ａ・１０２ｂの二つを設ける例を示したが、一つ、あるいは三つ以上であってもラグ端子１００とランドパターン５０７との固着に有用に働くため、前述のように孔部の数が二つに限定される必要はない。

また、ネジ穴１０１や開口部５１１として円孔を示したが、円孔でなくとも例えばＣ字状に一部の欠ける形状の開口や、多角形にて構成される開口などであってもよい。この場合、中心点Ｃは、挿通されるネジの回転軸の中心であることが好ましい。

本発明の一実施形態の通信モジュールを示す外観斜視図。 本発明の実施例の一つであるラグ端子を示す正面図。 図２に示したラグ端子を、更に詳細に説明した正面図。 図２に示したラグ端子をそれぞれ異なる角度で示す斜視図。 図２に示したラグ端子の実装を基板の裏面側から示した図。 本発明のもう一つの実施例であるラグ端子を示す正面図。 （ａ）孔部１０２ａを備えたラグ端子がランドパターンへ実装された様子を示す正面図。（ｂ）孔部１０２ｅを備えたラグ端子がランドパターンへ実装された様子を示す正面図。 （ａ）孔部１０２ａを備えたラグ端子がランドパターンへ実装され且つ該威力Ｆを受けている様子を示す正面図。（ｂ）図８（ａ）に示した線分Ａ−Ａ’にて、ラグ端子・ランドパターン・基板を切り取った断面図。（ｃ）図８（ｃ）に示した線分Ｂ−Ｂ’にて、ラグ端子・ランドパターン・基板を切り取った断面図。 孔部１０２ｅを備えたラグ端子へ中心点Ｃを中心としたネジ締めの回転トルクが加えられたときの様子を示す正面図。 孔部１０２ｆを備えたラグ端子へ中心点Ｃを中心としたネジ締めの回転トルクが加えられたときの様子を示す正面図。 爪部と基板穴部の関係を示した断面図。 爪部と基板穴部の関係を異なる角度から示した斜視図。 二つの爪部の折り曲げ角度とネジ回転モーメントとの関係を示す図。 従来技術特開２００５−３３９９６４において示されたラグ端子の正面図。

符号の説明

１００・・・ラグ端子
１０１・・・ネジ穴
１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄ、１０２ｅ、１０２ｆ・・・孔部
１０３ａ、１０３ｂ・・・爪部
１０４・・・直線部
Ｃ・・・中心点
Ｐ・・・ネジ座部
Ｑ・・・延長部
Ｔ１、Ｔ２・・・端部
２００、２００ａ、２００ｂ、２００ｃ、２００ｄ、２００ｅ、２００ｆ、２１０ｃ、２１０ｄ、２１０ｅ、２１０ｆ・・・フィレット
５００・・・通信モジュール
５０１・・・基板
５０６ａ、５０６ｂ・・・基板穴部
５０７ａ、５０７ｂ・・・ランドパターン

Claims (13)

1. ネジ穴を有して平板により構成されるネジ座部と、前記ネジ座部から第１の仮想線方向に延在される延長部と、を備え、
   前記延長部は、前記ネジ穴の中心点を中心とする円弧の形状をした周縁部を有する孔部を有し、
   前記ネジ座部は、当該ネジ座部の厚み方向に突出する爪部を有する、
   ことを特徴とするラグ端子。
2. 前記延長部は、
   前記第１の仮想線方向に対して垂直な方向に在る端部間に渡って前記ネジ穴の中心点を中心とする円弧を途切れることなく描くことが可能な領域を有する
   ことを特徴とする請求項１に記載のラグ端子。
3. 前記孔部の周縁は、
   波形状に形成されている、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のラグ端子。
4. 前記孔部は、
   ネジ穴の中心点を中心とした円周方向に沿って形成されている、
   ことを特徴とする請求項２又は３に記載のラグ端子。
5. 前記延長部の周縁の少なくとも一部は、
   直線で形成されている、
   ことを特徴とする請求項１乃至４に記載のラグ端子。
6. 前記爪部は、前記ネジ座部を折り曲げて形成され、前記爪部の折り曲げ面が前記爪部から前記ネジ穴の中心点を結ぶ直線に対して直交するように設けられている、
   ことを特徴とする請求項１乃至５に記載のラグ端子。
7. 前記爪部は、前記延長部を挟んだ対称位置に一対形成されている、
   ことを特徴とする請求項１乃至６に記載のラグ端子。
8. 前記一対の爪部は、一方の爪部から前記ネジ穴の中心点に結ばれる直線と、他方の爪部から前記ネジ穴の中心点に結ばれる直線とが、前記中心点にて直交する関係の位置に配されている、
   ことを特徴とする請求項７に記載のラグ端子。
9. 前記一対の爪部は、前記第１の仮想線方向に直交し且つ前記ネジ穴の中心点を通る第２の仮想線よりも前記延長部側に配されている、
   ことを特徴とする請求項７又は８に記載のラグ端子。
10. 開口を有すると共に回路パターンが形成される基板と、
    前記開口に対して重ねあわされるネジ穴を有して平板により構成されるネジ座部と、
    当該ネジ座部から第１の仮想線方向に延在する延長部と、
    を有するラグ端子と、
    を備え、
    前記ラグ端子は、
    前記延長部に設けられる、前記ネジ穴の中心点を中心とする円弧の形状をした周縁部を有する孔部と、
    前記ネジ座部から当該ネジ座部の厚み方向に突出する爪部と、
    を有し、
    前記基板は、
    前記爪部が挿入される基板穴部と、
    前記回路パターンに接続されるとともに前記延長部の一部が孔部半田付けされるランドパターンと、
    を有する、
    ことを特徴とする回路基板。
11. 前記基板穴部は、
    スルーホールにより前記ランドパターンと電気的に接続されている、
    ことを特徴とする請求項１０に記載の回路基板。
12. 開口を有すると共に少なくともグランドラインを含む複数の回路パターンが形成され、前記回路パターンに半田付けされて電子部品が実装される
    基板と、
    前記開口に対して重ねあわされるネジ穴を有する平板により構成されるネジ座部と、
    当該ネジ座部から第１の仮想線方向に延在する延長部と、
    を有するラグ端子と、を備え、
    前記ラグ端子は、
    前記延長部に設けられる、前記ネジ穴の中心点を中心とする円弧の形状をした周縁部を有する孔部と、
    前記ネジ座部から当該ネジ座部の厚み方向に突出する爪部と、
    を有し、
    前記基板は、
    前記爪部の挿入される基板穴部と、
    前記グランドラインに接続されるとともに前記延長部の一部が半田付けされるランドパターンと、を有し、
    前記ネジ座部および前記開口を外部アース体にネジにより共締めすることで、前記電子部品のグランドラインをアースする、
    ことを特徴とする電子モジュール。
13. 前記基板穴部は、
    スルーホールにより前記グランドラインと電気的に接続されている、
    ことを特徴とする請求項１２に記載の電子モジュール。

Images