JP5657750B2 - 回路基板半田付け用コネクター及びコネクター配置 - Google Patents

回路基板半田付け用コネクター及びコネクター配置 Download PDF

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Description

本発明は、1つの絶縁体及びその内部の収納空間に収納された少なくとも1つの縦長のコンタクトを有し、前記コンタクトは、回路基板に装着される前記絶縁体の脚部と前記絶縁体の頭部の間を伸長し、少なくとも1つの前記コンタクトは、前記絶縁体の頭部に接する前端、差込み部、主部、半田域及び絶縁体の脚部に接する後端が順次連なって成る回路基板半田付け用コネクターに関する。
コネクターにおける1つの問題は、回路基板への半田付けにより、ずれが生じても、ソケット又はプラグ状のコンタクトを問題なく収納部に配列された互いに差込みできるソケット・プラグ式コネクターを供給することである。特に、半田付けすべき回路基板半田付け用コネクターが多数のコンタクトを備えるか、又は複数のソケット及び/又はプラグコネクターが1つの回路基板に配置され、共通のプラグにより連結される場合に、この問題が生ずる。個々のコンタクトのずれ、従ってコンタクトを収納している絶縁体のずれは、回路基板、コネクターの製造許容差並びにソケット式又はプラグ式コネクターを回路基板の半田付けにより生成する。このことは、特に表面実装部品としての基板回路装着用コネクターにおいては大きな問題である。そのようなコネクターの絶縁体の位置が設計通りでないと、障害が生ずることがあり、空間又は隙間に収納された半田付けされたコネクターを、ハウジングのそれぞれの絶縁体に包み込み且つ/又は噛み合わせるか且つ/又は適合させる必要がある。
このような問題を解決するのに、それぞれの絶縁体にコンタクトを可動に収納することが知られている。例えば、特許文献1及び特許文献2に示されている。しかしながら、ここではコンタクトのずれは補正されていないので、半田付けされた回路基板用コンタクトを対応するコネクターのコンタクトと連結するには困難であり半田付けされた位置に大きな力が加わる。このため、最終的には半田付け位置が損傷することがある。更に、半田付けされた基板回路装着用コネクターのコンタクト及び/又は対応するコネクターのコンタクトが損傷して、使用できなくなることもある。
欧州特許出願公開第1861898A1号明細書 欧州特許出願公開第0806814A1号明細書
上記の背景技術に基づき、本発明は、少なくとも回路基板半田付け用コネクターの回路基板に半田付けされたコンタクトと、金属製のコンタクトを収納する絶縁体の収納部との間の許容差の補償の可能性を提案することにある。
上記課題は、以下の(1)〜()のいずれかの構成により解決される。
(1)1つの絶縁体及びその内部の収納空間に収納された少なくとも1つの縦長のコンタクトを有する回路基板半田付け用コネクターであって、前記コンタクトは、回路基板に装着される前記絶縁体の脚部と前記絶縁体の頭部の間を伸長し、少なくとも1つの前記コンタクトは、前記絶縁体の頭部に接する前端、相手端子が差込まれる差込み部、主部、半田域及び前記絶縁体の脚部に接する後端が順次連なって成り、前記主部は、前記差込み部に連なる円筒状の曲げ難い係止域及び前記係止域と前記半田域の間を伸長している円筒状の変形し易い変形域から成り、前記変形域の変形により、少なくとも1つの前記コンタクトの前記差込み部は、前記半田域に対して横方向に可動であり、少なくとも1つの前記コンタクトは、少なくともその変形域部分は内部が空洞に形成され、前記変形域は、少なくとも1つの前記コンタクトの縦軸に対して横及び/又は斜めに伸長し、軸方向にずらして配置した2つの隙間を備え、それぞれの前記隙間は、前記変形域の周壁の少なくとも半分を伸長し、前記隙間は、横スリット及び/又は斜スリット並びに前記コンタクトの縦軸に平行に伸長する縦スリットから成り、前記横スリット及び/又は前記斜スリットは、その末端が前記縦スリットの中心に連結されて噛み合い、少なくとも1つの前記コンタクトは、一体部品として製造されていることを特徴とする回路基板半田付け用コネクター。
(2)前記主部の前記係止域は、前記コンタクトの前記差込み域を前記収納空間内に少なくとも横方向に動かないように固定し、前記絶縁体と少なくとも1つの前記コンタクトの間の前記収納空間内の前記変形域に環状空隙が形成され、前記変形域は、前記絶縁体に横方向の力が加わると前記環状空隙内へと変形可能であることを特徴とする前記(1)に記載の回路基板半田付け用コネクター。
)前記縦スリットは、前記横スリット及び/又は前記斜スリットよりも幅広であることを特徴とする前記()に記載の回路基板半田付け用コネクター。
)軸方向にずらして配置された前記縦スリットは、上下に配置されていることを特徴とする前記()又は()に記載の回路基板半田付け用コネクター。
)前記隙間は、前記変形域の周辺域において、回転対称に互いにずらして配置されていることを特徴とする前記(、(3)又は)のいずれか1項に記載の回路基板半田付け用コネクター。
)前記変形域は、前記コンタクトの縦方向に螺旋状に、前記変形域の前記周壁を少なくとも3/4に渉って伸長する少なくとも1つの前記隙間を備えていることを特徴とする前記()に記載の回路基板半田付け用コネクター。
)少なくとも1つの前記コンタクトの少なくとも前記変形域は、塑性変形可能な材料から成ることを特徴とする前記(1)ないし()のいずれか1項に記載の回路基板半田付け用コネクター。
)少なくとも1つの前記コンタクトは、切削加工品、旋盤加工品又はプレス曲げ加工品であることを特徴とする前記(1)ないし()のいずれか1項に記載の回路基板半田付け用コネクター。
)少なくとも2つの前記(1)ないし()のいずれか1項に記載の回路基板半田付け用コネクターを回路基板に半田付けしたコネクター配置。
回路基板半田付け用コネクターの縦断面を示す斜視図 コネクターのコンタクトの1実施例を示す平面図及び斜視図 コネクターのコンタクトの1実施例を示す平面図及び斜視図 コネクターのコンタクトの1実施例を示す平面図及び斜視図 コネクターのコンタクトの1実施例を示す平面図及び斜視図 コネクターのコンタクトの1実施例を示す平面図及び斜視図 図2aのコンタクトの展開図 図2bのコンタクトの展開図 図2cのコンタクトの展開図 図2dのコンタクトの展開図 図2eのコンタクトの展開図 図2aのコンタクトの変形域の部分拡大図 図2bのコンタクトの変形域の部分拡大図 図2cのコンタクトの変形域の部分拡大図
本発明による回路基板半田付け用コネクターでは、差込み部がプラグ又はソケットを備え、差込み部及び回路基板に差込み又は表面実装用の半田域が形成されている。本発明では、主部が差込み部に連結している円筒状の曲げ難い係止域並びに半田域を伸長している円筒状の変形し易い変形域を備えているので、変形域が変形する際に、コンタクトの差込み部は半田域に対して横方向に動かすことができる。差込み部は、係止域を介して収納空間に導入され、絶縁体に横方向の力が加わって変形域が変形しても影響を受けない。半田域は、回路基板に半田付けされて固定されるので、位置及び形状が安定する。主部の係止域及び半田域に対する位置は、変形域が僅かな力により横方向に変形するように、設定することが好ましい。これにより、僅かな位置修正をするため、回路基板に対する絶縁体の横方向への移動が可能となり、コンタクトの差込み部は変形しない。
変形域が、安定性の低い所定の部分を有することは目的に適っている。基本的には、差込み部が半田域に対して回路基板に平行な任意の方向に問題なく移動でき、半田された箇所とコンタクトの係止域との間において回路基板に対して垂直及び/又は平行な大きな力が生じないように所定の部分が形成、配置される。このようにして、僅かな位置ずれの場合には、絶縁体は常に収納部に連結することが可能であり、回路基板半田付け用コネクターの絶縁体の頭部において、差込み部のコンタクトは、対応するコネクターのコンタクトと常に連結可能となる。
主部の係止域は、収納空間において少なくとも横方向に移動できないコンタクトの差込み部に固定されることが好ましく、収納空間の変形域における絶縁体とコンタクトの間に環状空隙が形成されて、絶縁体が横方向に押されると変形域は環状空隙内へと変形する。環状空隙により、変形域は収納空間の内壁と横方向の間隔が保たれるので、そこにおいて主部はコンタクトの縦軸に対して曲げ又は折り曲げることが可能となる。収納空間の壁は、ずれを限定する役割も果たしている。しかしながら、コンタクトの変形域を囲む収納空間の個々の壁を無くすことも可能である。十分な壁厚が確保できない小さな回路基板半田付け用コネクターでは、このことが避けがたい。全てのコンタクトに対する変形域は、半田域まで達する共通の1つの壁で囲まれ、共通の収納空間部分を形成する。
軸方向に差込み部が伸長している主部の係止域を、収納空間に係止するか、押込むか、鋳込むか、又は別の方法により、固定してもよい。収納空間にコンタクトを固定する方法に応じて、係止域は、ほぼ遊びが無く固定される。収納空間内のコンタクトは、特に軸方向への動きが小さいので、例えば主部が横方向に曲げられるか、折り曲げられると、変形し易く形成された円筒状の変形域が変形する際に、係止域は収納空間に対して僅かしか移動しない。
好適な実施態様では、回路基板半田付け用コネクターのコンタクトは、少なくともその変形域の内部が空洞に形成されている。好ましくは、円筒状に形成された空洞が在ることにより、変形域における主部の安定性が低下し、空洞は半田部まで続いている。この場合、空洞の径は、変形域の周壁は主部よりも薄いが、電流を通すのに十分なように、選定することが好ましい。これにより、変形域が変形し易くなり、差込み部の半田部に対する横方向へ移動が大きくできる。
ある実施態様では、回路基板半田付け用コネクターの変形域は、コンタクトの縦軸に対して垂直及び/又は傾斜して、軸方向にずらして配置された少なくとも2つの隙間を備えている。それぞれの隙間は、変形域の周壁の少なくとも半分以上を伸長している。隙間は、変形域を主部の周壁及び/又は係止域を差込み部又は半田域に連結するそれぞれの変形域区分に分割する。変形域区分の連結位置は、特に変形域の変形し易い位置である。これにより、変形域区分が互いに傾いて、それぞれの隙間の大きさが増大及び/又は縮小する。この場合、変形域は、横方向のみ、斜方向のみ又は横方向及び斜方向に伸長する2つ又はそれ以上の隙間を備え、隙間が伸長する平面は、互いに0〜45°の任意の角度で且つコンタクトの縦軸に交わる。
回路基板半田付け用コネクターの別の実施態様では、変形域は、コンタクトの縦軸方向に螺旋状に伸長する、少なくとも1つの隙間を備えている。この隙間は、変形域の周壁の少なくとも3/4以上に渉って周方向及び/又は軸方向に伸長する螺旋状スリットであることが好ましい。少なくとも1つの螺旋状の隙間が、変形域のほぼ全長に渉ってコンタクトの縦軸方向に伸長することが好ましい。2つ以上の螺旋状の隙間の場合には、主部の周方向並びに軸方向に互いにずれて配列される。これらの隙間が、変形域の周方向に回転対称にずれて配列されると、横方向の移動に対して優先する方向又は不利な方向が無くなるので、特に好ましい。変形域の螺旋状の隙間は、コンタクトの縦軸を横切るか及び/又は斜めに伸長する隙間と同様に作用する。
本発明の更に好適な実施態様では、隙間は、横スリット及び/又は斜スリット並びにコンタクトの縦軸に平行に伸長する縦スリットであり、横スリット及び/又は斜スリットはその末端が縦スリットの中心部と噛合って縦スリットに連結されことが好ましい。縦スリットを追加すると、変形域の剛性が更に低下する。追加の縦スリットは横及び/又は斜スリットよりも広く作成することが好ましい。これにより、変形域の変形に要する力は更に減ずることは明らかである。少なくとも2つの横及び/又は斜スリットによって形成される変形域区分は、互いに強く傾かせることが可能となる。そのため、差込み部は、半田域に対して横方向により大きく移動できる。
横及び/又は斜スリット末端と連結された縦スリットは軸方向に互いにずらして上下に配置することが好ましい。少なくとも2つの横及び/又は斜スリットを有する全ての実施態様では、隙間を変形域の周方向に互いに回転対称にずらして配置、すなわち変形域の周方向に均等に分配することが特に好ましいことが判明した。2つの横及び/又は斜スリットの場合には、隙間は互いに周方向に180°ずらして変形域に配置される。横及び/又は斜スリットの数が異なる場合には、360°/スリットの数の角度すらして配置する。これにより、差込み部を、半田域に対して回路基板に平行にあらゆる方向に均等に動かすことができるようになる。
全ての実施態様において、本発明の提案する回路基板用コネクターは、1極の場合には、プラグ又はソケット形状の差込み部を有する1つのコンタクトを備え、多極の場合には、プラグ及び/又はソケット形状の差込み部を有する多数のコンタクトを備えている。多極の場合、差込み部、主部の係止域及び変形域並びにコンタクトの半田域のそれぞれを、同じ大きさ及び形状に形成するか且つ/又は異なった大きさ及び形状に形成してもよい。これらの実施態様において、回路基板用コネクターが1極又は多極であっても、少なくとも1つのコンタクトの少なくとも主部の変形域部分は変形し易い材料であることが好ましい。原則的に、差込み部及び/又は半田域は別の材料でもよく、通常の連結方法により、主部と電気的にも機械的にも連結できる。
ある実施態様による多極の回路基板用コネクターでは、全てのコンタクトは、上述に特徴を伴った変形域を有する主部を備えている。複数のコンタクト又は変形域は、整列させた場合に相互に障害とならず且つ接触しないように配置されている。回路基板用コネクターの絶縁体を回路基板に対して整列することにより、1極並びに多極の場合も、間接的にコンタクトは相互に且つ基板に対しても整列される。この場合、変形域及び/又は半田域に絶縁体に、コンタクトを互いに電気的に隔離する隔壁を備えてもよい。いずれにせよ、コンタクトは、電気的に絶縁されて収納空間に収納されている。回路基板用コネクターの整列の際のコンタクトの変形を予防し且つ半田域のそれぞれの半田ピン又は半田パッドへの不必要な力がかかるのを防ぐためには、変形域の耐曲げ性又は耐座屈性は、主部の係止域又は半田域よりも遥かに小さい方が好ましい。
本発明による回路基板用コネクターのコンタクトは、特に切削加工品、旋盤加工品又は打抜きロール曲げ加工品として製造される。このような部品は、周知の方法により安価に製造できる。特に打抜きロール曲げ加工コンタクトでは、ロール加工の前に、横、斜行、縦又は螺旋状のスリットを打抜き加工する。これにより、あらゆる形状及び配置が可能となる。
本発明によるコネクターの配置では、回路基板に半田付けされた少なくとも2つの回路基板用コネクターを備えている。そのような回路基板に半田付けされた少なくとも2つの回路基板用コネクターでは、主部の変形域の配列によりもたらされる許容差補償に大きな効果を及ぼす。
以下、図面を用いて本発明による実施例の特徴及び長所を説明する。
図1は、例として、多極の回路基板(不図示)装着用コネクター1の縦断面を示す斜視図である。回路基板半田付け用コネクター1は、絶縁体2並びに収納空間3に収納された複数の縦長のコンタクト4を備えている。コンタクト4は、絶縁体2の回路基板に接する脚部5と逆側の頭部6の間を伸長している。複数のコンタクト4は同一形状であり、絶縁体2の頭部6に接する前端7に連なる差込み部8、それに連結する主部9、並びに絶縁体2の脚部5に接する後端10に連なる半田域11を備えている。主部9は、差込み部8に接する円筒状の曲げ難い係止域12並びに係止域12と半田域11の間を伸長している円筒状の変形し易い変形域13から成っている。このため、変形域13の変形により、コンタクト4の差込み部8を、半田域11に対して、又は絶縁体2を回路基板に対して横方向に動かすことができる。
主部9の係止域12は、コンタクト4の差込み部8を収納空間3内に動かないように固定する。絶縁体2とそれぞれのコンタクト4の変形域13の間の収納空間3の中及び/又は該収納空間の下に環状空隙14が形成されている。これにより、絶縁体2に横方向の力が加わると変形域13は、環状空隙14内へと変形可能となる。コンタクト4は、その変形域13が中空に形成され且つ先端部7に接する差込み部8の部分にバネコンタクト15を備えている。本発明の回路基板半田付け用コネクター1のコンタクト4は、プレス曲げ加工部材が好ましい。実施例によっては、旋盤加工部材として形成してもよい。図2a〜図2eは、コンタクト4の例をそれぞれ2つ示す。
図2a〜図2eに図示した実施例のコンタクト4は、材料の条を打ち抜いてロール加工したものである。コンタクト4は、塑性加工可能な材料から製造した一体部品である。材料の条の厚さは、通常は0.25〜0.4mmである。変形域13の高さが5mm、その直径が約1.5mmの実施例では、変形域13を曲げるか又は折ると、差込み部8は、半田域11対して少なくとも側方の2つの方向に約0.35mmずれる。
図2a、2cに示す例のコンタクト4は、1つの変形域13に、コンタクト4の縦軸に対し直交する軸方向にずらして配置した2つの隙間16を備えている。それぞれの隙間16は、変形域13の周壁18の半分の表面に伸長している。隙間16は、変形域13を主部9の周壁18並びに/又は係止域12を差込み部8又は半田域11に連結する個々の変形域区分17に分割する。変形域区分17を、図3a〜3e、図4a〜4cに図示する。この変形域区分17の連結部は特に変形し易い。これにより、変形域区分17が互いに傾いて、隙間16の大きさ及び形状が変化する(図4a〜4c参照)。
円形の変形域13を有する図2a〜2eに示すコンタクト4では、隙間16を、スリットとして形成している。図2a、2cに示すコンタクト4の変形域13は、主部9の軸方向にずらして配置された、複数の横スリット19を備えている。横スリット19に加えて、縦方向に伸長する縦スリット20を備えてもよく、横スリット19の端部は縦スリット20の中心と連結され互いに噛み合っている。ここでは、縦スリット20は、横スリット19よりも幅広である。図2aでは、横スリット19に連結するそれぞれの縦スリット20は、変形域の外周に互いに並んで配置されている。図2cでは、2つの縦スリット20は、上下に配置されている。
図2bは、横スリット19の代わりに、斜スリット21をとしての隙間16を備えた管状の変形域13を図示している。斜スリット21は、コンタクト4の縦軸に対して傾斜して伸長している。2つの斜スリット21は、軸方向にずれて配置され、変形域13の周壁18の少なくとも半分の表面を伸長している。この実施例では、縦スリットは備えていないが、原理的には備えることが可能である。
横スリット19及び/又は斜スリット21の代わりに、変形域13は、螺旋状にコンタクト4の縦方向に伸長する少なくとも1つの隙間16、好ましくは少なくとも変形域13の周壁18を3/4に渉って伸長する螺旋状スリット22を備えてもよい。コンタクト4の縦方向に、変形域13の全長に渉って少なくとも1つの螺旋状スリット22が伸長していることが好ましい。図2dは、そのような1つ螺旋状スリット22を有するコンタクトの例、図2eは、2つの螺旋状スリット22を有する例を示している。隙間16として形成した螺旋状スリット22は、横スリット19又は斜スリット21と同様に作用する。図2a〜2eに示すコンタクト4、すなわち、隙間16の全ての例、特に横スリット19、斜スリット21又は螺旋状スリット22は、変形域13の中心軸に対して回転対称である。
図3a〜3eは、図2a〜2eに示すコンタクト4の展開図である。ここでは、隙間16の変形域13における大きさ、形状、配置及び伸長状態は、図2よりも明瞭に図示されている。特に、差込み部8、主部9及び半田域11、又特に変形域の長さと大きさの関係は、図2よりも明瞭に図示されている。
図4a〜4cは、図2a〜2cに示すコンタクト4の変形域13の部分拡大図である。これらの図から、3つのそれぞれの変形域区分17は互いに傾いていることは明らかであり、外側の2つの向きは互いに平行である。これにより、差込み部8は半田域11に対し側方にずれることになる。図4の横スリット19、傾斜スリット21及び/又は縦スリット20の形状としての隙間16は、図2及び図3に示すものとは異なっていることは明らかである。
1 回路基板半田付け用コネクター
2 絶縁体
3 収納空間
4 コンタクト
5 (絶縁体の)脚部
6 (絶縁体の)頭部
7 (コンタクトの)前端
8 差込み部
9 主部
10 (コンタクトの)後端
11 半田域
12 係止域
13 変形域
14 環状空間
15 バネコンタクト
16 隙間
17 変形域区分
18 周壁
19 横スリット
20 縦スリット
21 斜スリット
22 螺旋状スリット

Claims (9)

  1. 1つの絶縁体(2)及びその内部の収納空間(3)に収納された少なくとも1つの縦長のコンタクト(4)を有する回路基板半田付け用コネクターであって、
    前記コンタクトは、回路基板に装着される絶縁体(2)の脚部(5)と絶縁体(2)の頭部(6)の間を伸長し、
    少なくとも1つのコンタクト(4)は、絶縁体の頭部(6)に接する前端(7)、相手端子が差込まれる差込み部(8)、主部(9)、半田域(11)及び絶縁体の脚部(5)に接する後端(10)が順次連なって成り、
    主部(9)は、差込み部(8)に連なる円筒状の曲げ難い係止域(12)及び係止域(12)と半田域(11)の間を伸長している円筒状の変形し易い変形域(13)から成り、変形域(13)の変形により、少なくとも1つのコンタクト(4)の差込み部(8)は、半田域(11)に対して横方向に可動であり、
    少なくとも1つのコンタクト(4)は、少なくともその変形域(13)部分は内部が空洞に形成され
    変形域(13)は、少なくとも1つのコンタクト(4)の縦軸に対して横及び/又は斜めに伸長し、軸方向にずらして配置した2つの隙間(16)を備え、
    それぞれの隙間(16)は、変形域(13)の周壁(18)の少なくとも半分を伸長し、
    隙間(16)は、横スリット(19)及び/又は斜スリット(21)並びにコンタクト(4)の縦軸に平行に伸長する縦スリット(20)から成り、
    横スリット(19)及び/又は斜スリット(21)は、その末端が縦スリット(20)の中心に連結されて噛み合い、
    少なくとも1つのコンタクト(4)は、一体部品として製造されていることを特徴とする回路基板半田付け用コネクター。
  2. 主部(9)の係止域(12)は、コンタクト(4)の差込み域(8)を収納空間()内に少なくとも横方向に動かないように固定し、
    絶縁体(2)と少なくとも1つのコンタクト(4)の間の収納空間(3)内の変形域(13)に環状空隙(14)が形成され、
    変形域(13)は、絶縁体(2)に横方向の力が加わると環状空隙(14)内へと変形可能であることを特徴とする請求項1に記載の回路基板半田付け用コネクター。
  3. 縦スリット(20)は、横スリット(19)及び/又は斜スリット(21)よりも幅広であることを特徴とする請求項に記載の回路基板半田付け用コネクター。
  4. 軸方向にずらして配置された縦スリット(20)は、上下に配置されていることを特徴とする請求項又は請求項に記載の回路基板半田付け用コネクター。
  5. 隙間(16)は、変形域(13)の周辺域において、回転対称に互いにずらして配置されていることを特徴とする請求項1、請求項3又は請求項のいずれか1項に記載の回路基板半田付け用コネクター。
  6. 変形域(13)は、コンタクト(4)の縦方向に螺旋状に、変形域(13)の周壁(18)を少なくとも3/4に渉って伸長する少なくとも1つの隙間(16)を備えていることを特徴とする請求項に記載の回路基板半田付け用コネクター。
  7. 少なくとも1つのコンタクト(4)の少なくとも変形域(13)は、塑性変形可能な材料から成ることを特徴とする請求項1ないし請求項のいずれか1項に記載の回路基板半田付け用コネクター。
  8. 少なくとも1つのコンタクト(4)は、切削加工品、旋盤加工品又はプレス曲げ加工品であることを特徴とする請求項1ないし請求項のいずれか1項に記載の回路基板半田付け用コネクター。
  9. 少なくとも2つの請求項1ないし請求項のいずれか1項に記載の回路基板半田付け用コネクター(1)を回路基板に半田付けしたことを特徴とするコネクター配置。
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