JPH0330272B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、印刷回路盤用電気的接触ピンに関
し、さらに詳しく言えば、電気的端子ピンが印刷
回路のベースの穴に挿入され、このピンがベース
の各側面から突出して電気的端子要素として働
き、それにコネクタが押し込められるかまたは導
線が巻き付けられるような電気的接触ピンに関す
るものである。

印刷回路盤のメツキ被覆穴に電気的端子ピンを
挿入するさいの損傷を低減するために、いくつか
の種類の押込み嵌合ピンがすでに提案されてき
た。

前記ピンの装着部分は、例えば1974年１月１日
付で特許された米国特許第3783433号に示される
ように、挿入時に弾性変形される。

外側に曲げられかつ穴への挿入時に弾性変形さ
れる２箇の脚をつくるように縦軸にそつて装着部
分を分割することは知られている。

この場合、ピンの挿入および保持力が２つの接
触点だけで作用することがわかつた。直接の電気
的接触は、ピンに加えられる力がメツキ被覆穴の
包囲材料に伝達されるこれら２つの接触点につく
られる。

接触表面は非常に小さいので、前記の包囲材料
に加えられる局部的応力が高くなり、これらの接
触点においてその材料に有害な影響を与える。さ
らに、前記の割り型二脚ピンは挿入されたとき、
ピンをねじつたり不整合にする非対称断面形状を
通常はしている。

ピンはまた、1978年１月３日付で特許された米
国特許第4066326号に開示されているような３箇
の弾性脚を有するように製造される。

この場合、これらの脚は印刷回路盤の穴にピン
を挿入したさいに対称形状にはなつているが、３
つの接触点だけがつくられ、それらの脚が久的な
反作用を発生させるように互いに作用はしない。

印刷回路盤へのピンの装着面積は貴金属層
（Au、Pd、Ni、……）ではなく、ハンダ（錫−
鉛）・メツキによつて被覆されている特許の用途
において側面効果が生じることがわかつた。

ハンダ・メツキを施したピンをメツキ被覆トラ
フ穴に挿入することによつて、被覆の剥れが穴か
ら若干の長さにわたつて延びるような状態で外層
の被覆剥れを生じ、また、好ましくない接触を生
じる。

ハンダ・メツキの厚みにもとづいて、そのピン
は２つの特別な実施例に用いられる。第１の実施
例においては、ピンの装着部分が薄いハンダ層
（５〜10μ）で被覆される。この場合、印刷回路
盤に設けられる接触ピンが別のハンダを用いてま
たは用いずに加熱によつてハンダ付けされる。ピ
ンの穴との間の大きな接触面積のために、ハンダ
材料が挿入のさいに剥がされ、ピンの自由側面お
よび穴の内面上のハンダ材料はハンダ付け工程中
に一緒に流れ出す。第２の実施例においては、ピ
ンの装着部分上のハンダ層の厚みは１〜3μであ
つてさほど重要ではなく、印刷回路盤の穴との乾
燥接続をつくる。挿入作業中に生じる剥れは第１
実施例の場合よりも小さいが、しかし、パネルを
振動させたさいにその剥れがヒンから分離され、
これによつて好ましくない短絡を生じる。

剥れの形成は、３箇の弾性脚のうちの内側脚の
外側と穴の内側との間の大きな接触面積において
重要になる。

本発明の目的は、機械的および電気的接点の量
が増加されかつ基盤の穴へのピンの挿入のさいに
恒久的な反作用を得るために弾性脚が互いに作用
するような改良された接触ピンを開発することに
ある。

本発明の別の目的は、同等の挿入力で小さい損
傷に抑えるように印刷回路盤の穴の内面と各接触
点との間の応力を低減させる改良された接触ピン
を提供することにある。

本発明の別の目的は、錫を用いてまたは用いず
に印刷回路盤にハンダ付けされる接触ピンを提供
することにある。

本発明の別の目的は、剥れの形成を防止しかつ
ピンの層と印刷回路盤の穴との間のハンダ接続を
改善することにある。

本発明によれば、印刷回路盤の穴に接触ピンを
弾性変形自在に装着するのに適した中央部分を接
触ピンに設け、その中央部分に３箇の弾性脚を設
け、これら弾性脚をピンを穴に挿入したさいに対
称状に配置し、外側脚が互いに向かつて曲げられ
てＶ字形状を形成し、内側脚がくさびとして働き
２箇の外側脚間で密着される。

好ましくは、外側脚の横断面は内側脚よりも薄
くなるように切り込み、互いに向かう曲りを改善
し、３箇の脚の端部をピンの本体に接続されたま
まにしておく。

別の形状によれば、内側脚の一端はピンの本体
から切り離されている。

接触点の電気的および機械的特性をさらに改善
するために、弾性脚の外縁または表面が印刷回路
盤の穴の内面と接触し、ピンおよび穴の導電性錫
層間に冷間溶接効果を発生する制御された波状の
形状に形成される。

接触点の電気的および機械的特性をさらに改善
するために、内側脚の中央に縦方向のくぼみを設
ける。

次に、図面を参照して本発明の電気的接触ピン
の実施例について説明する。まず、第１図および
第２図に示すように、電気的接触ピン１０は電気
的構成要素との接続を行う２箇の外側部分１１，
１２と、ピン１０を印刷回路盤１４の穴１５に固
定するための中央または装着部分１３とからでき
ている。中央部分１３の一端は肩１６を形成する
拡大横断面積を有している。

第２図から第４図までに示すように、中央部分
１３において、ピン１０はピンの縦軸に平行でか
つ互いに平行に延びる２条の貫通切込み１７，１
８を有している。したがつて、貫通切込み１７，
１８は３箇の弾性脚１９，２０，２１を形成す
る。図示するように、好ましくは、外側脚１９，
２１は同じ方向に曲げられ、他方、内側脚２０は
逆の方向に曲げられ、結局第３図に示すような横
断面をつくる。この横断面は第２図のＡ−Ａ線か
らみたものである。両外側脚１９，２１の外側縁
は、第３図から分るように、ピン１０の長手軸上
を中心とする所定半径の円の軌跡上に位置する
が、内側脚２０は前記軌跡の内方に位置するよう
に構成されている。

これらの曲げは、貫通切込み１７，１８の面内
で行われ、他方、脚１９，２０，２１の端部はピ
ン１０の本体に接続されたままになつている。

第３図に示すように、外側脚１９，２１は内側
脚２０よりもわずかに小さくつくられ、互いに向
かう曲りを容易にしかつ穴１５への挿入時にＶ字
形状をつくる（第６図）。

第６図は、６箇所の接触点がピン１０と穴１５
との間にいかにつくられるかを明らかに示してい
る。

第７，８，９図に示す別の実施例によれば、内
側脚２０の端部がピン１０の本体から切り離され
ている。このような調節を与えるために、接触ピ
ン１０が穴１５内でハンダ付けされるように意図
されている場合、または接触面積の強度がいぜん
として低下しているような特別の用途条件に適合
させることができる。

第１２図は第１０図と同様な図面であつて第７
図のピンの挿入状態を示す。

２つの提案実施例にもとづく接触ピンの機械的
および電気的特性をさらに改善するために、弾性
脚の外側の縁または表面は、印刷回路盤の穴の内
面と接触し、第５，９，１１，１３図に示すよう
な制御された波状形状２２に形成される。

ピンを印刷回路盤に挿入するさいに、錫材料が
ピンの波状形状２２の凹部間に入り込むととも
に、酸化された新たな錫材料が印刷回路盤に接触
する。

波状形状２２の凹部間に入り込んだ錫材料は、
しばらくたつた後に引抜力を増大させる波状形状
のいわゆる“冷間溶接”を形成する。

第１４図には接触ピン１０の拡大中央部分１３
の別の実施例が示されている。中央部分１３は３
箇の弾性変形自在脚１９，２０，２１をつくるた
めに、一定の長さにわたつて２条の貫通切込み１
７，１８が入れられている。

本発明によれば、内側脚２０の外側３０には、
中央に縦方向のくぼみ３２が設けられている。

ピンの製造のさいに、ピン１０の外側３０のく
ぼみ３２は側面にわずかな波状を形成している。
その強さは、内側脚２０の波状外側３０における
材料の局部的圧縮によつて増加される。

好ましくは、内側脚２０の側面３６が内側３４
に向かつて円錐状に形成されている。これによ
り、２箇の外側脚１９，２１の間で内側脚２０の
くさび作用を改善する。

数回の試験によつて、内側脚２０の幅Ｍと外側
脚１９，２１の幅Ｂとの間の最適比が確立され
た。この比Ｍ／Ｂの値は主として1.05と1.2との
間にあり、好ましくは1.13でかつ材料の厚みＤが
0.63mmで、装着部分の全幅が1.05mmである。

前記の比を考慮に入れることによつて、印刷回
路盤の穴へのピン本体の自動心出し作用を得るこ
とができる。

外側脚の丸められた外側の半径Ｒ２は内側にあ
る丸められた縁の半径Ｒ１よりも大きくされてい
る。

ピンおよび穴のハンダ層の再流入後の接触領域
がつくられていることが第１５図から明らかであ
る。この接触により、顕著な電気的接触がくぼみ
３２および脚１９，２０，２１の間のすべての縁
にハンダで完全に満たすことによつて得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は多層印刷回路盤に挿入された一連のピ
ンを示す斜視図。第２図は本発明にもとづくピン
の正面図。第３図は第２図のＡ−Ａ線からみ横断
面図。第４図は第２図に示すピンの側面図。第５
図は第４図と同様な図面であつて、接触脚が波状
になつている別の実施例を示す。第６図は第３図
と同様な横断面図であつて、印刷回路盤に挿入さ
れたピンの状態を示す。第７図は第２図のピンと
同様な図面であつて内側脚の先端が切り離された
別の実施例を示す。第８図は第７図に示すピンの
側面図。第９図は第８図と同様な図面であつて、
接触脚が波状になつている別の実施例を示す。第
１０図は第２図のピンの縦断面図であつて、印刷
回路盤に挿入されたピンの状態を示す。第１１図
は第１０図と同様な図面であつて波状接触脚を有
するピンの挿入状態を示す。第１２図は第１０図
と同様な図面であつて第７図のピンの挿入状態を
示す。第１３図は第１０図と同様な図面であつて
第９図のピンの挿入状態を示す。第１４図は第３
図と同様な図面であつて別の実施例を示す。第１
５図は第１４図と同様な図面であつて、印刷回路
盤に挿入されハンダが流し込まれたピンの状態を
示す。 １０：電気的接触ピン、１１：外側部分、１
２：外側部分、１３：中央部分、１４：印刷回路
盤、１５：穴、１６：肩、１７，１８：貫通切込
み、１９，２１：外側脚、２０：内側脚、２２：
波状形状、３０：外側、３２：くぼみ、３４：内
側。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 印刷回路盤の円形穴に挿入するピンに、該ピ
   ンを弾性変形自在に固定するのに敵した中央部分
   を設け、該中央部分に２条の縦の貫通切込みを入
   れて３箇の弾性脚を形成し、それらのうちの両外
   側脚を切込み面内で一方の方向に曲げ、残りの内
   側脚を逆の方向に曲げ、前記両外側脚の外側縁が
   ピンの長手軸上を中心とする円の軌跡上に位置す
   るとともに、前記内側脚が前記軌跡の内方に位置
   し、前記ピンを前記円形穴に挿入すると、最初に
   前記外側脚の外方に伸長する縁部が前記円形穴の
   周縁に当接して各当接点でトルクモーメントを発
   生させ、これにより前記外側脚が捩られて前記内
   側脚の回りで互いの方向に向けて曲げられ互いの
   方向に傾斜した形状とされ、前記内側脚が、前記
   軌跡の内方に位置する形状により、次に前記円形
   穴の周縁と当接して前記ピンの中心に垂直に向か
   う力を生じ、これにより前記内側脚が変位して前
   記２つの外側脚の間にくさびの態様で係合される
   ように、前記ピンの中央部の形状が構成されてい
   ることを特徴とする印刷回路盤用電気的接触ピ
   ン。 ２ 前記貫通切込みは、印刷回路盤の穴にピンを
   挿入した際の互いに向かう曲げを改善するため
   に、前記内側脚よりも薄く前記外側脚を作るよう
   に入れられていることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項に記載のピン。 ３ ３箇の弾性脚の端部がピン本体に接続された
   ままになつていることを特徴とした特許請求の範
   囲第１項又は第２項に記載のピン。 ４ 前記内側脚の一端がピン本体から切り離され
   ていることを特徴とした特許請求の範囲第１項か
   ら第３項までのいずれか記載のピン。 ５ 印刷回路盤の穴の内側との接触領域を作る弾
   性脚の外側の縁又は表面に波状の形状を設けてピ
   ン及び穴の錫の層間に冷間溶接を作ることを特徴
   とした特許請求の範囲第１項から第４項までのい
   ずれか記載のピン。 ６ 前記内側脚の外側の中央に縦方向のくぼみを
   設けたことを特徴とした特許請求の範囲第１項に
   記載のピン。 ７ 内側脚の幅Ｍと外側脚の幅Ｂとの比が主とし
   て1.05と1.2との間にあることを特徴とした特許
   請求の範囲第６項に記載のピン。 ８ 前記脚の幅の比（Ｍ／Ｂ）を1.13とし、ピン
   の材料の厚みＤを0.63mmとすることを特徴とした
   特許請求の範囲第７項に記載のピン。 ９ 前記内側脚の側壁が内側に向かつてその相互
   幅が幅狭となるテーパ状になつていることを特徴
   とした特許請求の範囲第８項に記載のピン。 １０ 前記外側脚の外縁の角の丸みの半径Ｒ２が
   該外側脚の内縁の角の丸みの半径Ｒ１よりも大き
   いことを特徴とした特許請求の範囲第６項に記載
   のピン。