JP5065437B2 - 電気線路をプリント配線基板と接続するエレメント - Google Patents

Description

本発明は、電気接点と、ハウジングと、締め付けピンとからなり、電気線路をプリント配線基板のスルーホールに解離可能に固定するための電気接続エレメントに関する。

この種の接続エレメントは、電気線路をプリント配線基板の任意の個所に接触接続するために必要である。ここでプリント配線基板と接続エレメントとの理想的な電気接触接続は、接続エレメントがプリント配線基板に機械的に申し分なく配置されることによって保証される。

特許文献１から、電気線路を金属プレートに接続するための方法が公知である。ここでは、スリーブを金属ホール内にねじ留めすることによってケーブルシューが半径方向に広がり、これにより電気接続が行われる。

特許文献２から、固定端部に中央孔部および軸方向スリットの設けられた電子的接点エレメントが公知である。ここではエラスティックな舌片が形成され、この舌片が圧縮部材のプレスの際に半径方向で外側に押し出される。

特許文献３から、ハンダフリーでプリント配線基板と電気接続するためのピンが公知である。このピンはプレス領域を有し、このプレス領域はホール直径に適合するため、プリント配線基板ホール内で弾性かつ可塑性に変形される。このピンを使用するためにプレス工具が設けられており、この工具はピンを案内し、補強する。

接続エレメントとプリント配線基板との持続的接続、例えばリベット接続もしばしば使用される。接続エレメントをプリント配線基板と解離可能に接続するためにネジ接続またはハンダ接続を使用する場合、エレメントの取り付けのためにも、除去のためにも特殊工具が必要である。除去された接続エレメントは、破壊的な取り外しのため、二次的使用には適さないことがしばしばである。

US 7,290,344 B2 DE 197 49 890 C1 DE 10 2004 020 422 A1

本発明の基礎とする課題は、電気線路がプリント配線基板上での電気接触により、工具を使用しなくても確実に接触接続されるように接続エレメントを構成することである。さらに接続エレメントがプリント配線基板から破壊されずに取り外され、接続エレメントおよびプリント配線基板の交換および再使用が可能であるようにする。

この課題は、電気接点がスリーブ状の接点領域を有し、該接点領域がプリント配線基板のスルーホールに装着可能であり、前記電気接点は締め付けピンをスリーブ状の接点領域に装着することによって、スルーホールの内面により締め付けられ、前記電気接点は、電気線路を固定するための接続部分を備える接続領域を有する、ことによって解決される。

本発明は、電気接点と、ハウジングと、締め付けピンからなる電気接続エレメントである。電気接点は接点領域と接続領域を有する。プリント配線基板上での接触接続は、接点領域をプリント配線基板のスルーホールに装着することによって行われる。ここでは少なくともスルーホールの内面に電気接点が設けられている。好ましくは電気接点はＬ字状にスルーホールに周回するよう配置されている。これによりプリント配線基板上でスルーホールを中心にして電気的接触接続が可能である。

接続エレメントの電気接点は、接点領域に樽形の形状を有するスリーブ状部材として設けられており、少なくとも１つの軸方向のスリットを有する。このスリーブ状接点領域は、スルーホールに装着する際に軸方向に直径が先細になり、正しく装着されれば近似的に元の形状を再び取る。この状態で締め付けピンが接点領域に挿入され、これにより接点領域はスルーホールの内面により締め付けられる。電気的接触接続のコントロールは不要である。なぜなら締め付けピンは、接点がスルーホール内に正しく配置されたときだけ接点に挿入されるからである。これにより接続エレメントとプリント配線基板との最適な配置と確実な接触接続が保証される。

接続エレメントを取り外すためには、単に締め付けピンを接点領域から引き抜くか、または反対側から押し出すだけでよい。次に接点をスルーホールから取り出し、プリント配線基板から除去することができる。

取り付けとプリント配線基板からの取り外しの際に接点領域が純粋にエラスティックに変形することで、接続エレメントを交換することができ、および／または他のスルーホールで再使用することができる。

したがって取り外しは、再使用の際に他のプリント配線基板での接続エレメントの機械的取り付け具体に何らの影響も及ぼさない。

締め付けピンの有利な改善形態では、この締め付けピンが外面にネジ状の成形部を有する。その目的は、締め付けピンを接点領域からスクリュードライバーを使用して取り外すことである。取り付けるためにはピンがさらに接点領域に押し込まれる。

電気接点の接続領域に存在する、電気線路を接続するための接続部分は、種々異なる実施形態を有する。電気線路をはんだ付けするための単純な面または環の他に、接続領域で圧着するための形状に接続部分を構成することが有利である。この接続部分において電気線路を、通常の圧着工具によってしっかり電気接点と接続することができる。

電気接点を製造するための有利な実施形態は、電気接点を深絞り法で、または打ち抜いて巻き取られた部材として製造することである。

接続領域の接点は、非導電性のハウジングにより絶縁のために包囲されている。このハウジングは切欠部を有し、この切欠部を通って締め付けピンを接点領域に挿入することができる。有利な実施形態では、電気線路の接触接続する端部も含めて接続領域を押出し加工する。接続領域を注型すること、または２つの個別の装入可能な部材からなる変形実施形態も考えられる。

４０Ａまでの電流の伝導を確実にするために、別の有利な実施形態では、接点面が電気接点とプリント配線基板との間で拡大されている。このために電気接点には接点領域で当接面が設けられており、この当接面がプリント配線基板上の接点面に当接する。当接面は接点ピンを有し、この接点ピンは円形リングにわたって分散され、半径方向に形成され、隆起しており、プリント配線基板上で接触接続している。この実施形態は、接触接続のための金属表面を有する、面合同の他の接点プレートまたは薄板に接続エレメントが取り付けられる場合に有利である。

別の有利な実施形態では、電気接点の接続領域もスリーブ状に構成されている。しかしプリント配線基板のスルーホールに挿入された接点領域よりも大きな直径を有している。接続領域の内側にはくびれがあり、このくびれの後方で締め付けピンの皿状の成形部が係止する。第２の皿状の成形部が締め付けピンの頭部に、締め付けピンを簡単に取り外すことができるようにするため設けられている。

さらに接続エレメントは、プリント配線基板上の位置決めフレームに取り付けられる。この位置決めフレームは、複数の接続エレメントを同時に収容できるように構成することができる。位置決めフレームに設けられたコードピンは、取り付け方向の誤差込みを回避する。

本発明により達成される利点は、接続エレメントによって確実が接触接続が保証され、工具を使用せずに、必要であれば片手で取り付けることができることである。とりわけ接続エレメントと使用されるすべてのコンポーネントは簡単かつ迅速に取り外し、交換し、再使用することができる。

好ましい適用では、すでに完成したケーブルを備える電気接続エレメントが取り付けに使用される。

本発明の２つの実施形態が図面に示されており、この実施形態を以下詳細に説明する。

電気接点を詳細に示す空間的斜視図である。 位置決めフレームによりプリント配線基板上に取り付ける前の、電気線路を備えるワンピースの接続エレメントを示す斜視図である。 位置決めフレームによりプリント配線基板上に取り付ける前の、電気線路を備えるマルチピースの接続エレメントを示す斜視図である。 プリント配線基板に取り付けられたマルチピースの接続エレメントを示す斜視図である。 プリント配線基板上の位置決めフレームに取り付けられたマルチピースの接続エレメントを示す斜視図である。 マルチピースのハウジングを備える、取り付けられた接続エレメントの断面図である。 ２つの電気線路を備える電気接点の空間的斜視図である。 図５ａの電気接点を接点側から見た斜視図である。 位置決めフレームによりプリント配線基板上に取り付ける前の、２つの電気線路を備えるワンピースの接続エレメントを示す斜視図である。 位置決めフレームによりプリント配線基板上に取り付ける前の、２つの電気線路を備えるマルチピースの接続エレメントを示す斜視図である。 プリント配線基板に直接取り付けられた図６ａの接続エレメントを示す斜視図である。 プリント配線基板上の位置決めフレームに取り付けられた図６ａの接続エレメントを示す斜視図である。 プリント配線基板上に取り付けられたマルチピース接続エレメントの断面図である。

図１は、打ち抜かれ巻き取られた部材として形成された電気接点２０の空間的斜視図であり、この電気接点は接点領域２１と接続領域２２を備える。

スリーブ状の接点領域２１が、中央に樽状の成形部２３を有することが分かる。軸方向のスリット２５が、ここで下方に図示した接点領域２１の端部から、ここで上方に図示した樽状の成形部２３のやや上まで延在している。ここでカールするように成形された接続部分２４には、電気接点２０の接続領域２２とともに電気線路１６と接続した後、ハウジング１０が設けられる。ここで上に図示した接点領域の第１の開口部２６は、締め付けピン７を挿入するためハウジング１０によって覆われておらず、これにより第２の開口部１１がハウジング内に形成される。

図２ａには、注型されたハウジング１０の設けられた電気接点２０が、プリント配線基板２上での取り付け前の状態で示されている。この実施形態では、接続エレメント１が位置決めフレーム３０によってプリント配線基板２上にまず位置決めされる。この位置決めフレーム３０は、図示の実施形態では５つの接続エレメント１を位置決めするため５つの成形部３１を有する。電気接点２０の接点領域２１はプリント配線基板２のスルーホール３に装着される。ハウジングの開口部１１を通って締め付けピン７が挿入され、電気接点２０がスルーホール３内で締め付けられ、導電接続が形成される。ハウジング１０は成形部１２を有し、この成形部は接続部分２４を収容し、電気線路１６をハウジング１０とプリント配線基板２から所望の角度で導く。位置決めフレーム３０はさらにコードピン３２を有し、このコードピンはプリント配線基板２に取り付けるのに際し、そこに設けられた収容部３３の位置にだけ適合する。

図２ｂは別の実施形態に接続エレメント１’を示す。この接続エレメントは注型されたハウジングではなくマルチピースのハウジング部１３，１４により包囲されている。

取り付けのためにまず電気接点２０が、ここでは下方のハウジング部１４に装着される。その後、ここでは上方のハウジング部１３が下方のハウジング部１４に載置され、電気接点２０の接続領域２２がハウジングにより完全に包囲される。さらなる取り付けは、図２ａに相応して行われる。

図３ａと図３ｂはそれぞれ、プリント配線基板２上に取り付けられた接続エレメント１’を示す。

ここで図３ａには、プリント配線基板２上に取り付けられたただ１つの接続エレメント１’が示されている。図３ｂは、位置決めフレーム３０によってプリント配線基板２上に取り付けられた接続エレメント１’を示す。

図４は、プリント配線基板２上に取り付けられた、マルチピースの接続エレメント１’の断面を示す。締め付けピン７が電気接点２０の接点領域２１を、内側からスルーホール３の内面４によって半径方向に締め付け、導電接続を形成していることが分かる。電気接点２０はこの実施形態では、ツーピースのハウジング１３，１４により包囲されている。ハウジング１３，１４は、位置決めフレーム３０により埋め込まれてプリント配線基板２上にある。

図５ａと図５ｂは、深絞り法で作製された電気接点２０を、２つの方向からの斜視図に示す。ここで図５ａは接続領域２２の方向から、図５ｂは接点領域２１の方向から接点を示す。この接点２０には接触接続のために、２つの電気線路１６，１７が設けられている。

接点領域２１の中央が、樽状の成形部２３を有することが分かる。軸方向のスリット２５が、ここで下方に図示した接点領域２１の端部から、ここで上方に図示した樽状の成形部２３のやや上まで延在している。この実施形態では、接続領域２２が同様にスリーブ状に接点領域２１よりも大きな直径で構成されている。

直径移行部に発生した円形の面２８は接点ピン２９を有し、この接点ピンは円形リング上に分散して半径方向に形成されていて、隆起している。この接点ピンは、プリント配線基板２上で接触接続が行われる際に電気的な接点ポイントとして用いられる。接続部分２４は接続領域２２の周囲で、曲げやすい接点アームの形態に構成されている。接点アームはここでは２つの電気線路１６，１７の周囲で曲げられており、これにより電気接触接続が形成され、電気線路を機械的に締め付けている。接続領域２２の内面には周回するくびれ２７が設けられており、このくびれの後方に挿入された締め付けピン７が係止する。接続領域２２は、電気線路１６，１７の取り付け後に外からハウジング１０とともに鋳込まれる。

図６ａには、注型されたハウジング１０の設けられた電気接点２０が、プリント配線基板２上での取り付け前の状態で示されている。この実施形態では、接続エレメント１が位置決めフレーム３０によってプリント配線基板２上にまず位置決めされる。

この位置決めフレーム３０は、図示の実施形態では５つの接続エレメント１を位置決めするため５つの成形部３１を有する。

電気接点２０の接点領域２１はプリント配線基板２のスルーホール３に装着される。締め付けピン７が接続領域２２と接点領域２１に挿入され、電気接点２０がスルーホール３内で締め付けられ、導電接続が形成される。

締め付けピン７はこの実施形態では２つの成形部８，９を有する。ここで中央の成形部９は、電気接点２０への挿入時に、周回するくびれ２７の後方で接続領域２２の内側に係止する。ここで上方に図示した成形部８は、取り付けおよび取り外しのために設けられている。位置決めフレーム３０はさらにコードピン３２を有し、このコードピンはプリント配線基板２に取り付けるのに際し、そこに設けられた収容部３３の位置にだけ適合する。

図６ｂは、マルチピースの接続エレメント１’を示す。この接続エレメントは注型されたハウジングではなくマルチピースのハウジング部１３，１４により包囲されている。取り付けのためにまず電気接点２０が、ここでは下方のハウジング部１４に装着される。その後、ここでは上方のハウジング部１３が下方のハウジング部１４に載置され、電気接点２０の接続領域２２がハウジングにより完全に包囲される。さらなる取り付けは、図６ａに相応して行われる。

図７ａと図７ｂはそれぞれ、プリント配線基板２上に取り付けられた接続エレメント１’の第２実施形態を示す。

図７ａには、プリント配線基板２に直接取り付けられた１つの接続エレメント１が図示されている。装着された締め付けピン７からは取り外しのための成形部８が見えるだけである。

図７ｂは、位置決めフレーム３０によってプリント配線基板２上に取り付けられた接続エレメント１を示す。装着された締め付けピン７からは取り外しのための成形部８が見えるだけである。

図８は、プリント配線基板２上に取り付けられた接続エレメント１の断面を示す。締め付けピン７が電気接点２０の接点領域２１を、内側からスルーホール３の内面４によって半径方向に締め付け、導電接続を形成していることが分かる。締め付けピン７の中央の成形部９は、周回するくびれ２７の後方で接続領域２２に係止している。電気接点２０はこの実施形態では、ツーピースのハウジング部１３，１４により包囲されており、これらのハウジングは位置決めフレーム３０に位置決めされている。電気接点２０の面２８は、電気接点面を拡大するためにプリント配線基板２の接点領域に当接している。

１ 接続エレメント、ワンピース
１′ 接続エレメント、マルチピース
２ プリント配線基板
３ スルーホール
４ 内面
５ 接点面
７ 締め付けピン
８ 皿状の成形部
９ 皿状の中央成形部
１０ ハウジング
１１ 開口部
１２ 電気線路用の成形部
１３ 上方のハウジング部
１４ 下方のハウジング部
１６ 電気線路
１７ 電気線路
２０ 電気接点
２１ 接点領域
２２ 接続領域
２３ 樽状の成形部
２４ 接続部分
２５ 軸方向スリット
２６ 貫通開口部
２７ くびれ
２８ 円形の接点面
２９ 半径方向に配向された接点ストライプ
３０ 位置決めフレーム
３１ 成形部
３２ コードピン
３３ 収容部

Claims (8)

1. 電気接点（２０）と、ハウジング（１０，１３，１４）と、締め付けピン（７）とからなり、電気線路（１６）をプリント配線基板（２）のスルーホール（３）に解離可能に固定するための電気接続エレメント（１，１’）において、
   前記電気接点（２０）はスリーブ状の接点領域（２１）を有し、
   該接点領域は前記プリント配線基板（２）のスルーホールに装着可能であり、かつ前記締め付けピン（７）を前記スリーブ状の接点領域（２１）に装着することによって前記スルーホール（３）の内面により半径方向に締め付けられ、
   前記電気接点（２０）は、少なくとも１つの電気線路（１６）を固定するための接続部分（２４）を備える接続領域（２２）を有し、
   前記電気接点（２０）は、前記スルーホール（３）を包囲する接点面（５）と前記プリント配線基板（２）上で接触接続し、
   前記電気接点（２０）の前記接点領域（２１）は中央領域に樽状の成形部（２３）を有することを特徴とする電気接続エレメント。
2. 請求項１記載の電気接続エレメントにおいて、
   前記電気接点（２０）の前記接点領域（２１）は、少なくとも１つの軸方向スリット（２５）を有する電気接続エレメント。
3. 請求項１または２に記載の電気接続エレメントにおいて、
   前記接続部分（２４）は、前記電気線路（１６）が締め付けまたはハンダ付けによって取り付け可能であるように構成されている電気接続エレメント。
4. 請求項１から３までのいずれか１項に記載の電気接続エレメントにおいて、
   前記電気接点（２０）は、打ち抜かれ巻き取られた部材、深絞り部材または回転部材として作製される電気接続エレメント。
5. 請求項１から４までのいずれか１項に記載の電気接続エレメントにおいて、
   前記ハウジング（１０）は、前記電気接点（２０）の接続領域（２２）と前記電気線路（１６）とを包囲し、前記接点領域（２１）の開口部（２６）は開けられたままである電気接続エレメント。
6. 請求項５記載の電気接続エレメントにおいて、
   前記ハウジング（１０）は複数の部材（１３，１４）から統合されている電気接続エレメント。
7. 請求項５または６記載の電気接続エレメントにおいて、
   前記ハウジング（１０）はワンピースに製作されている電気接続エレメント。
8. 請求項１から７までのいずれか１項に記載の電気接続エレメントにおいて、
   前記電気接点（２０）は、前記スルーホール（３）を包囲する接点面（５）と前記プリント配線基板（２）上で接触接続することを特徴とする電気接続エレメント。

Images