JP5695692B2 - 表面実装用基板接続端子 - Google Patents

Description

本発明は、一対のプリント基板を電気的に接続する表面実装用基板接続端子に関する。

近年の表面実装技術の発達により、プリント基板に表面実装される電子部品などと同じくプリント基板同士を接続するための表面実装用基板接続端子に対しても一層の小型化や信頼性が求められている。このような要求に応じた表面実装用基板接続端子として、例えば特許文献１及び特許文献２に記載された技術を挙げることができる。

特許文献１の表面実装用基板接続端子では、合成樹脂の絶縁体に一対の雌端子板を挿入固定して雌接続端子を構成し、同じく合成樹脂の絶縁体に一対の雄端子板を挿入固定して雄接続端子を構成している。雌接続端子側の絶縁体の両側面には凹部を形成し、この凹部に対応して雄接続端子側の絶縁体の両側面には弾性係合片を形成している。
雌接続端子及び雄接続端子はそれぞれのプリント基板上にハンダ付けされ、両プリント基板を接続する際には、雌接続端子と雄接続端子とを相対向させて両プリント基板を互いに接近させる。これにより雌端子板内に雄端子板が差し込まれて電気的に接続されると共に、凹部に対し弾性係合片が嵌合して雌接続端子と雄接続端子とが固定状態に保持されるようになっている。

また、特許文献２の表面実装用基板接続端子では、第１基板側の第１コネクタ及び第２基板側の第２コネクタにそれぞれ上方に開口する受容凹部を形成すると共に、これらの受容凹部内にコンタクトを突出させている。第１及び第２コネクタを接続するためのジョイントコネクタには２つの接続用端部を設け、これらの接続用端部からジョイント用コンタクトのジョイント端子部を下方に露出させている。第１及び第２基板を接続するには、それぞれの基板を所定の位置に配置した上で、ジョイントコネクタの接続用端部を第１及び第２コネクタの受容凹部内に上方より受容させる。これにより両コネクタのコンタクトがジョイント用コンタクトを介して電気的に接続されると共に、両コネクタがジョイントコネクタを介して固定状態に保持されるようになっている。

特開２０１２−１４８９９号公報 特開２０１１−１７１０７３号公報

ところで、特許文献１に開示された雌接続端子と雄接続端子とは１箇所のみで接触し、特許文献２に開示されたコンタクトとジョイント用コンタクトも１箇所のみで接触している。このため接触箇所の汚れなどの何らかの要因で接触不良が生じると、直ちに両プリント基板の電気的な接続を保てなくなり、これらのプリント基板が用いられる電気製品の作動不良に直結してしまう。

そこで、例えば特許文献１の技術では雌接続端子及び雄接続端子を併設して計２箇所（両極の接続端子を合わせると計４箇所）で接触させ、同様に特許文献２の技術でもコンタクト及びジョイント用コンタクトを併設して計２箇所で接触させる対策が考えられる。しかしながら、このような対策は、表面実装用基板接続端子の大型化を引き起こしてしまう。よって、特許文献１，２に開示された表面実装用基板接続端子では、プリント基板の接続に関する信頼性の確保と小型化とを両立できず、従来から抜本的な解決策が要望されていた。
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、大型化を抑制した上で接触不良によるトラブルを未然に回避でき、もって信頼性の確保と小型化とを高次元で両立することができる表面実装用基板接続端子を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の表面実装用基板接続端子は、第１及び第２のプリント基板上にそれぞれ取り付けられ、互いに係合して第１及び第２のプリント基板を電気的に接続する表面実装用基板接続端子において、一端側に一側方に向けて開口する雌型嵌合部が折曲形成されると共に、他端側に同じく一側方に向けて突出する雄型嵌合部が折曲形成され、第１及び第２のプリント基板の配線パターン上に雌型嵌合部を取り付け得るように構成され、雌型嵌合部がそれぞれ取り付けられた第１及び第２のプリント基板を隣接して配置したときに互いの雄型嵌合部と雌型嵌合部とを相対向させ、隣接方向と直交する方向への第１及び第２のプリント基板の相対移動に伴って雄型嵌合部を相手側の雌型嵌合部内に弾性をもって嵌入させ得るようにし、雌型嵌合部と雄型嵌合部とを連結する連結部に、第１及び第２のプリント基板の裏面側との間の沿面距離を確保するための切欠きが形成されていることを特徴とする（請求項１）。

第１及び第２のプリント基板の配線パターン上にそれぞれ表面実装用基板接続端子の雌型嵌合部を取り付けて両プリント基板を隣接して配置すると、互いの表面実装用基板接続端子の雄型嵌合部と雌型嵌合部とがそれぞれ相対向する。この状態で両プリント基板を隣接方向と直交する方向に相対移動させれば雄型嵌合部が相手側の雌型嵌合部内に弾性をもって嵌入し、表面実装用基板接続端子を介して第１及び第２のプリント基板が電気的に接続される。
例えばプレス成型などにより金属板材を折曲形成するだけで表面実装用基板接続端子を製作でき、しかも第１のプリント基板側と第２のプリント基板側とで表面実装用基板接続端子を共通化しているため、製造工程を簡略化できる。

そして、接続後の表面実装用基板接続端子は、その両端の２箇所の位置で雄型嵌合部と雌型嵌合部とを接触させるため、何れか一方の接触箇所で接触不良が生じても他方の接触箇所で両プリント基板の電気的な接続を保つことができ、電気製品の作動不良などを未然に回避できる。一方で、単一の接続端子の両端を接触箇所として利用するため、２つの接触箇所を設けるために接続端子を併設した場合のような接続端子の大型化を未然に回避できる。よって、本発明によれば信頼性の確保と小型化とを高次元で両立することができる。

さらに、連結部に切欠きを形成して沿面距離を確保しているため絶縁モールドが不要となり、さらなる小型化を達成できる。しかも、切欠きは表面実装用基板接続端子を折曲形成する際に同時に形成できるため製造時の工程数は何ら増加せず、製造コストの低減を達成することができる。

また他の態様として、雌型嵌合部と雄型嵌合部とを連結する連結部を略直角状の断面形状とすることが望ましい（請求項２）。
連結部が十分な剛性を有することから、表面実装用基板接続端子を常に確実に接続して接触不良などのトラブルを未然に回避することができる。
また他の態様として、第１及び第２のプリント基板の端部を互いに接した状態で雄型嵌合部と雌型嵌合部とが相対向するように、第１及び第２のプリント基板に対する雌型嵌合部の取付位置を設定することが望ましい（請求項３）。
端部同士を摺接させながら両プリント基板を相対移動させると自ずと互いの表面実装用基板接続端子が接続されるため、その接続操作を一層簡単に行うことができる。

本発明によれば、大型化を抑制した上で接触不良によるトラブルを未然に回避でき、もって信頼性の確保と小型化とを高次元で両立することができる。

実施形態の表面実装用基板接続端子によるプリント基板の接続状態を示す斜視図である。 同じくプリント基板の接続状態を示す平面図である。 表面実装用基板接続端子を示す正面図である。 同じく表面実装用基板接続端子を示す平面図である。 同じく表面実装用基板接続端子を示す側面図である。 表面実装用基板接続端子によるプリント基板の接続途中を示す斜視図である。 同じくプリント基板の接続途中を示す平面図である。 同じくプリント基板の接続状態を示す図１のVIII−VIII線断面図である。 プリント基板の接続状態における各部の位置関係を示す図１のＡ矢視図である。

以下、本発明を具体化した表面実装用基板接続端子の一実施形態を説明する。
本実施形態の表面実装用基板接続端子（以下、単に接続端子という）は、例えばＬＥＤ蛍光管用のプリント基板の電気的な接続に用いられる。図示はしないが、ＬＥＤ蛍光管内には多数のプリント基板が長手方向に列設され、それらの隣接するプリント基板同士が接続端子を介してそれぞれ電気的に接続される。各プリント基板上には電子部品と共にＬＥＤが表面実装されており、一端側のプリント基板から他端側のプリント基板まで各接続端子を介して順次電力が供給されることにより、各プリント基板上のＬＥＤが点灯するようになっている。

図１は本実施形態の表面実装用基板接続端子によるプリント基板の接続状態を示す斜視図、図２は同じくプリント基板の接続状態を示す平面図である。これらの図では、接続端子１を介した一対のプリント基板２，３の接続状態を示しており、以下、これらの基板を第１のプリント基板２及び第２のプリント基板３と称するが、他のプリント基板間の接続状態も同様である。第１及び第２のプリント基板２，３の接続のために４本の接続端子１が用いられ、各接続端子１は同一形状をなして部品の共通化が図られている。

図３は本実施形態の表面実装用基板接続端子１を示す正面図、図４は同じく表面実装用基板接続端子１を示す平面図、図５は同じく表面実装用基板接続端子１を示す側面図である。説明の便宜上、図３における左右方向を左右、上下方向を上下、紙面の奥行き方向を前後と規定する。
接続端子１は金属板材を折曲形成して製作されており、左右方向全体に亘って断面Ｌ字状をなす上面４及び後面５が形成されている。以下に述べるように、これらの上面４や後面５が適宜折曲形成されることにより、接続端子１の左端側には雌型嵌合部６が設けられ、接続端子１の右端側には雄型嵌合部７が設けられている。

まず雌型嵌合部６について説明すると、接続端子１の左端側では、後面５の下端が左右方向の所定領域に亘って前方に向けて直角に折曲されて下面８が形成されている。下面８の前端は上方に断面Ｕ字状に湾曲形成され、後方に向けて上る案内面９及びそれに連続する水平な押圧面１０が形成されている。
本実施形態では、これらの上面４、案内面９、及び押圧面１０により雌型嵌合部６が構成され、この雌型嵌合部６の上面４と案内面９との間の部分が前方に向けて開口すると共に、案内面９及び押圧面１０が湾曲箇所を撓ませながら下方に変位し得るようになっている。

次いで雄型嵌合部７について説明すると、接続端子１の右端側では、図３，５に示すように、上面４が左右方向の所定領域に亘って前方に向けて下るように若干傾斜している。上面４の前端は下方に断面Ｕ字状に湾曲形成され、後方に向けて下る案内面１２及びそれに連続する後方に向けて上る逃げ面１３が形成されると共に、これらの案内面１２と逃げ面１３との間の折曲箇所を押圧角部１４としている。
本実施形態では、これらの上面４、案内面１２、逃げ面１３及び押圧角部１４により雄型嵌合部７が構成され、この雄型嵌合部７の上面４と案内面１２とは断面く字状をなして前方に向けて突出すると共に、上面４と押圧角部１４とが湾曲箇所を撓ませながら接近方向に変位し得るようになっている。

雌型嵌合部６の上面４と押圧面１０との間隔は、雄型嵌合部７の上面４と押圧角部１４との間隔よりも小さく設定されている。このため、詳細は後述するが、雌型嵌合部６内への雄型嵌合部７の嵌入はそれぞれの湾曲箇所を撓ませながら行われる。

一方、雌型嵌合部６と雄型嵌合部７との間の領域は断面Ｌ字状をなす上面４及び後面５のみにより形成され、以下、この箇所を連結部１５と称する。結果として雌型嵌合部６と雄型嵌合部７とは連結部１５により互いに連結されることになり、連結部１５を形成する後面５は下方から大きく抉られて切欠き１５ａが形成されている。このため、接続端子１を第１及び第２のプリント基板２，３に取り付けた状態では、連結部１５の下方に切欠き１５ａの高さ及び幅相当の空間が確保されることになる。

そして、以上のように構成された接続端子１を４本用いて第１及び第２のプリント基板２，３が接続される。以下、ＬＥＤ蛍光管のシャーシ上にプリント基板２，３を装着する際の手順を説明する。
図６は表面実装用基板接続端子１によるプリント基板２，３の接続途中を示す斜視図、図７は同じくプリント基板２，３の接続途中を示す平面図、図８は同じくプリント基板２，３の接続状態を示す図１のVIII−VIII線断面図である。

予め第１及び第２のプリント基板２，３の２本の配線パターン２ａ，３ａ上にそれぞれ接続端子１を実装しておく。本実施形態では、接続端子１及び他の電子部品の実装作業をリフロー方式により実施している。このリフロー方式は周知であるため詳細は説明しないが、プリント基板２，３上の各部品の接合予定部位にハンダペーストを印刷して接続端子１や電子部品を配置し、その後に予熱、本加熱、冷却の各工程を経て接続端子１や電子部品をプリント基板２，３上にハンダ付けしている。

プリント基板２，３上への接続端子１及び電子部品の搬送・配置は自動化されており、接続端子１については上面４に設定された吸着領域４ａ（図４に示す）を吸着することにより自動的な搬送・配置を可能としている。このように本実施形態では、プリント基板２，３上への電子部品の実装の際に接続端子１も同時に自動実装しているため、接続端子１の取付のための専用の作業工程を設ける必要がなくなる。
但し、プリント基板２，３上への接続端子１の実装はこれに限ることはなく、電子部品とは別の工程で接続端子１を実装してもよいし、実装作業をリフロー方式以外の手法により実施してもよい。
図６に示すように、接続端子１はプリント基板２，３の隣接方向に沿うように配置され、その雌型嵌合部６をプリント基板２，３の配線パターン２ａ，３ａ上に位置させ、且つ雄型嵌合部７をプリント基板２，３上から側方に突出させる。

以上のようにして接続端子１が実装された第１及び第２のプリント基板２，３を接続する際には、まず図７に実線で示すように、ＬＥＤ蛍光管のシャーシ上に両プリント基板２，３を隣接して配置すると共に、その隣接方向と直交する方向に両プリント基板２，３を若干ずらして、各接続端子１を互い違いの位置関係とする。
両プリント基板２，３を接近させると、図６及び図７に仮想線で示すように、各接続端子１の雄型嵌合部７はそれぞれ相手側のプリント基板２，３上に位置し、各接続端子１が相手側の接続端子１と対応する。結果として、互いの接続端子１の雌型嵌合部６と雄型嵌合部７とがプリント基板２，３の隣接方向と直交する方向に相対向し、雌型嵌合部６は相手側の雄型嵌合部７に向けて開口し、雄型嵌合部７は相手側の雌型嵌合部６に向けて突出する。

この状態で両プリント基板２，３を隣接方向と直交する方向（図７の上下方向）に相対移動させると、相対向している各接続端子１が互いに接近する。接続端子１の雄型嵌合部７は雌型嵌合部６内に挿入され、このとき雄型嵌合部７及び雌型嵌合部６の案内面９，１２が互いに摺接して円滑な挿入を促す。挿入に伴って雄型嵌合部７は湾曲箇所を撓ませながら上面４と押圧角部１４とを接近方向に変位させ、雌型嵌合部６は湾曲箇所を撓ませながら案内面９及び押圧面１０を下方に変位させる。

図８に示すように、雌型嵌合部６の湾曲箇所が相手側の接続端子１の後面５に当接した時点で挿入が完了し、雄型嵌合部７が押圧角部１４を雌型嵌合部６の押圧面１０上に当接させながら雌型嵌合部６内に弾性をもって嵌入する。雌型嵌合部６の押圧面１０は湾曲箇所の撓みにより後面５側（雄型嵌合部７の嵌入方向）に下るように傾斜するため、押圧面１０上に押圧角部１４を当接させている雄型嵌合部７には嵌入方向への力が作用し、雌型嵌合部６内からの離脱が防止される。
これにより双方の接続端子１が確実に接触し、これらの接続端子１を介して第１及び第２のプリント基板２，３が電気的に良好な接続状態に保たれる。そして、両プリント基板２，３をＬＥＤ蛍光管のシャーシ上に固定すれば、一連のプリント基板２，３の装着作業が完了する。

以上のように第１及び第２のプリント基板２，３を隣接させて、その隣接方向と直交する方向に相対移動させるだけの簡単な操作で接続端子１を接続できる。よって、接続端子１を介したプリント基板２，３の接続作業、ひいてはＬＥＤ蛍光管のシャーシ上へのプリント基板２，３の装着作業を容易且つ迅速に実施できる。よって、上記した接続端子１の自動実装による効果と相俟ってＬＥＤ蛍光管の製造コストを低減することができる。
また、本実施形態では第１及び第２のプリント基板２，３の間隔が0〜1.0mmの範囲に規定されているが、特に間隔を0mmとしたときには両プリント基板２，３の端部２ｂ，３ｂが互いに接することになる。このため、端部２ｂ，３ｂ同士を摺接させながら両プリント基板２，３を相対移動させると自ずと互いの接続端子１が接続されるため、その接続操作を一層簡単に行うことができる。

また、接続端子１はプレス成型などにより金属板材を折曲形成するだけで製作でき、しかも第１プリント基板２側と第２のプリント基板３側とで接続端子１を共通化することで１種類の接続端子１を用いている。このため、形状が異なる複数種類の接続端子を製作する場合に比較して接続端子１の製造工程を簡略化できる。これらの要因もＬＥＤ蛍光管の製造コストの低減に貢献する。

そして、接続後の接続端子１は、その両端の２箇所の位置で雄型嵌合部７と雌型嵌合部６とを接触させている。［発明が解決しようとする課題］で述べたように、特許文献１の接続端子や特許文献２のコンタクトは１箇所のみで接触するため、汚れなどで接触不良を生じると直ちに両プリント基板２，３の電気的な接続を保てなくなる。これに対して本実施形態の接続端子１では、何れか一方の接触箇所で接触不良が生じても他方の接触箇所で両プリント基板２，３の電気的な接続を保つことができる。よって、ＬＥＤ蛍光管の点灯不良などを未然に回避でき、ひいては十分な信頼性を確保することができる。

一方で、単一の接続端子１の両端を接触箇所として利用しているため、例えば２つの接触箇所を設けるために接続端子を併設した場合のような接続端子１の大型化を未然に回避できる。しかも、接続端子１をプリント基板２，３の隣接方向に沿うように配置して、これと直交する方向に接続操作するようにしたため、隣接方向と直交する方向において接続端子はごく狭いスペースを占有するに留まる。細長いＬＥＤ蛍光管内に収容されるプリント基板２，３は特に幅方向（隣接方向と直交する方向）の寸法が制限されるが、このように接続端子１の占有スペースが狭いため、プリント基板２，３の幅を拡大することなく現状のままの仕様で十分に対応することができる。
結果として本実施形態の接続端子１によれば、大型化を抑制した上で接触不良によるトラブルを未然に回避でき、もって信頼性の確保と小型化とを高次元で両立することができる。

一方、図９はプリント基板２，３の接続状態における各部の位置関係を示す図１のＡ矢視図である。本実施形態では上記のように両プリント基板２，３の間隔が0〜1.0mmの範囲で設定され、両プリント基板２，３の端部２ｂ，３ｂの直上に各接続端子１が架け渡されて、それぞれのプリント基板２，３の配線パターン２ａ，３ａを電気的に接続している。プリント基板２，３はＬＥＤ蛍光管のシャーシ１６上に取り付けられ、プリント基板２，３の裏面に形成された図示しない配線パターンは両プリント基板２，３の間隙を介して接続端子１と近接するため、絶縁性を保つには絶縁モールド対策或いは沿面距離の確保が必要となる。

「電気用品の技術上の基準を定める省令」（昭和三十七年八月十四日通商産業省令第八十五号）では、ＬＥＤが表面実装されたＬＥＤ蛍光管において絶縁モールド対策を施さない場合、線間電圧が100〜150Ｖの範囲では2.5mm以上の沿面距離の確保が義務付けられている。
本実施形態では、連結部１５に形成された切欠き１５ａが上下方向に1.6mm、プリント基板２，３の端部２ｂ，３ｂから左右方向にそれぞれ1.6mmに設定されており、プリント基板２，３の厚みは1.0mmに設定されている。このためプリント基板２，３の裏面の配線パターンと接続端子１との間には2.6mmの沿面距離が確保され、上記省令により定められた条件を十分に満足している。よって、絶縁モールドを施すことなく150Ｖまでの線間電圧で絶縁性を保つことができる。

これに対して特許文献１，２の技術では、沿面距離を確保することなく絶縁モールドにより絶縁性を保っている。特許文献１，２の技術では絶縁体が絶縁モールドとして機能し、特許文献２の技術では第１及び第２コネクタが絶縁モールドとして機能するが、これらの部品を設けることで接続端子が大型化してしまう。また、部品点数の増加により製造に手間を要し、製造コストを高騰させる要因にもなり得る。
本実施形態の接続端子１によれば、連結部１５に切欠き１５ａを形成して沿面距離を確保しているため絶縁モールドが不要となり、しかも、切欠き１５ａを形成した上で連結部１５の上下寸法を可能な限り縮小しているため、特に接続端子１の高さ（上下寸法）を抑制できる。また、切欠き１５ａは接続端子１を折曲形成する際に同時に形成できるため、製造時の工程数は何ら増加しない。よって、これらの要因により、一層の接続端子１の小型化及び製造コストの低減を達成することができる。

加えて、連結部１５はプリント基板２，３上の雌型嵌合部６から雄型嵌合部７を片持ち梁的に支持しているため、接続端子１の接続時には、先端側の雄型嵌合部７を雌型嵌合部６に嵌入させるために連結部１５に剛性が要求される。本実施形態では、連結部１５を上面４及び後面５からなる断面Ｌ字状に形成しているため、特に雄型嵌合部７の嵌入方向に対して連結部１５が十分な剛性を有し、もって接続端子１を常に確実に接続して接触不良などのトラブルを防止できるという利点もある。

以上で実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では、ＬＥＤ蛍光管用のプリント基板２，３を接続する接続端子１として具体化したが、これに限るものではない。例えば他の照明器具やそれ以外の電気製品用のプリント基板を接続するための接続端子として具体化してもよい。また、接続端子の形状などについても上記実施形態に限るものではなく、例えば雌型嵌合部６や雄型嵌合部７の形状などを変更してもよい。

１ 表面実装用基板接続端子
２ 第１のプリント基板
３ 第２のプリント基板
２ａ，３ａ 配線パターン
２ｂ，３ｂ 端部
６ 雌型嵌合部
７ 雄型嵌合部
１５ 連結部
１５ａ 切欠き

Claims (3)

1. 第１及び第２のプリント基板上にそれぞれ取り付けられ、互いに係合して上記第１及び第２のプリント基板を電気的に接続する表面実装用基板接続端子において、
   一端側に一側方に向けて開口する雌型嵌合部が折曲形成されると共に、他端側に同じく一側方に向けて突出する雄型嵌合部が折曲形成され、上記第１及び第２のプリント基板の配線パターン上に上記雌型嵌合部を取り付け得るように構成され、
   上記雌型嵌合部がそれぞれ取り付けられた上記第１及び第２のプリント基板を隣接して配置したときに互いの雄型嵌合部と雌型嵌合部とを相対向させ、上記隣接方向と直交する方向への上記第１及び第２のプリント基板の相対移動に伴って上記雄型嵌合部を相手側の雌型嵌合部内に弾性をもって嵌入させ得るようにし、
   上記雌型嵌合部と雄型嵌合部とを連結する連結部に、上記第１及び第２のプリント基板の裏面側との間の沿面距離を確保するための切欠きが形成されていることを特徴とすることを特徴とする表面実装用基板接続端子。
2. 上記雌型嵌合部と雄型嵌合部とを連結する連結部は、略直角状の断面形状をなしていることを特徴とする請求項１記載の表面実装用基板接続端子。
3. 上記第１及び第２のプリント基板の端部を互いに接した状態で上記雄型嵌合部と雌型嵌合部とが相対向するように、上記第１及び第２のプリント基板に対する上記雌型嵌合部の取付位置が設定されていることを特徴とする請求項１または２記載の表面実装用基板接続端子。

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