JPH11297429A - 回路基板へのコネクタ接続構造 - Google Patents

回路基板へのコネクタ接続構造

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JPH11297429A
JPH11297429A JP10093259A JP9325998A JPH11297429A JP H11297429 A JPH11297429 A JP H11297429A JP 10093259 A JP10093259 A JP 10093259A JP 9325998 A JP9325998 A JP 9325998A JP H11297429 A JPH11297429 A JP H11297429A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 コネクタから延びる弾性を有するターミナル
ピンの端部を回路基板に圧接することにより、コネクタ
を回路基板へ電気的に接続するコネクタ接続構造におい
て、回路基板とターミナルピンの熱膨張量の違いによる
ずれを低減し抵抗値の安定化を図る。 【解決手段】 弾性部材からなるターミナルピン1は、
一端側にてコネクタ3に支持固定され、他端側にて回路
基板4に弾性力を作用させた状態で導通接触されてお
り、回路基板4は基板固定部5にて固定部材6によって
固定されている。ターミナルピン1の支持部1a、接触
部1b、及び基板固定部5の三者は、回路基板4に対す
る同一な垂線H上に位置している。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、コネクタから延び
る弾性を有するターミナルピンの端部を回路基板に圧接
することにより、コネクタを回路基板へ電気的に接続す
るコネクタ接続構造に関する。
【0002】
【従来の技術】この種の回路基板へのコネクタ接続構造
としては、圧接型コネクタがある。これは、一端側がコ
ネクタに固定されたターミナルピンの他端側を、回路基
板に弾性的に圧接して、コネクタと回路基板とを電気的
に接続するものである。それによって、回路基板と外部
機器の電極との接続にワイヤボンダや半田付け等を用い
ず、ワンタッチで接続できるため組み付け工数を減らす
ことが可能である。
【0003】ここで、ターミナルピンの形状としては、
例えば特開平4−336575号公報に記載のプラグ端
子のように、コネクタ側から延びるとともに先端が回路
基板に接続される、片持ちばね形状としたものが一般的
である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明者等は、上記片
持ちばね形状を有するターミナルピンを用いて試作検討
を行った。図3(a)は、本発明者等が試作した回路基
板へのコネクタ接続構造を示す説明図である。なお、2
点鎖線は後述の熱膨張時の状態を示す。3はコネクタで
あり、樹脂ハウジングに電気配線部材が一体化され、図
示しない部分にて外部機器と電気的に接続可能となって
いる。4は回路基板であり、基板固定部(固定部)5に
て図示しない固定部材によって動かないように固定され
ている。なお固定部材としては上記樹脂ハウジングまた
は回路基板のハウジングの一部等を用いることができ
る。
【0005】10は、片持ちばねからなるターミナルピ
ンである。ターミナルピン10の一端はコネクタ3と電
気的に接続されるとともにコネクタ3に固定支持され
(支持部10a)、他端(先端)は圧接されて回路基板
4に弾性力を作用させた状態で、回路基板4に設けられ
た接触導体部と導通接触している(接触部10b)。そ
して、回路基板4はコネクタ3を介して外部機器と電気
信号のやり取りを行うことが可能となる。
【0006】この試作品に基づいて検討した結果、従来
のターミナルピン形状やその配置構成では、例えば自動
車用の回路基板等、温度変化の大きい環境に使用される
ものに適用した場合、以下のような問題があることがわ
かった。すなわち、回路基板4とターミナルピン10と
の接続部分(接触部10a)において、回路基板4の熱
膨張量L1とターミナルピン10の熱膨張量L2の違い
により、図3(a)に示すような、ずれΔL(=L2−
L1)が発生する。そのため、圧接接続においては温度
変化の際、熱膨張、熱収縮により両者が摺動し、基板4
及びピン10のめっきやペーストなどの表面材料が摩耗
して、接触抵抗が不安定となり、信頼性が低くなるとい
う問題が生じる。
【0007】例えば、図3(a)に示す試作品におい
て、ハウジングスペースを5mm×10mm、ターミナ
ルピン10の材質をりん青銅(熱膨張係数:1.76×
10-5)、回路基板4の材質をアルミナ(熱膨張係数:
9.0×10-6)とし、温度を0℃から80℃に変化さ
せた。このとき、80℃において、ターミナルピン10
及び回路基板4はそれぞれ図の2点鎖線の状態に熱膨張
し、回路基板4に平行方向の熱膨張量は、ターミナルピ
ン10が17.6μm、回路基板4が7.2μmであ
り、よって、ピンと基板のずれ量ΔLは10.4μmで
あった。
【0008】また、本発明者等は、図3(b)に示す様
に、ターミナルピン10を曲がりばね形状としたものに
ついても検討したが、図3(a)の試作品と同様に、ず
れΔLによる問題が発生した。本発明は上記点に鑑み
て、コネクタから延びる弾性を有するターミナルピンの
端部を回路基板に圧接することにより、コネクタを回路
基板へ電気的に接続するコネクタ接続構造において、回
路基板とターミナルピンの熱膨張量の違いによるずれを
低減し抵抗値の安定化をはかることを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記目的
を達成するため、ターミナルピンのコネクタへの支持
部、ターミナルピンの回路基板との接触部、及び回路基
板の固定部、これら三者の位置関係に着目し、ターミナ
ルピン及び回路基板の熱膨張量の違いによる回路基板平
行方向のずれを略0とすることを考えた。
【0010】例えば、上記図3に示す試作品では、ター
ミナルピン10の接触部10bが、支持部10aから回
路基板4に降ろした垂線上に無い。そのため、熱膨張し
た場合、ターミナルピン10は支持部10aから回路基
板4に平行方向に変位する。一方、回路基板4は基板固
定部5を始点として同方向に変位する。よって、ターミ
ナルピン10と回路基板4の熱膨張率に相違があれば、
上記ずれΔLが発生してしまう。
【0011】請求項1ないし請求項3記載の発明は、上
記三者の位置関係に着目してなされたものである。な
お、以下、本欄において各手段の括弧内の符号は、後述
する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すもの
である。すなわち、請求項1記載の発明によれば、弾性
部材からなるターミナルピン(1)を介して電気的に接
続する回路基板へのコネクタ接続構造において、ターミ
ナルピン(1)を一端側にてコネクタ(3)に支持固定
し、他端側にて回路基板(4)に弾性力を作用させた状
態で導通接触させ、回路基板(4)の固定部(5)を固
定部材(6)により固定し、ターミナルピン(1)の支
持部(1a)、接触部(1b)、及び回路基板(4)の
固定部(5)を、回路基板(4)に対する同一な垂線
(H)上に位置させたことを特徴としている。
【0012】本発明では、回路基板(4)の固定部
(5)は固定されているため熱膨張(または熱収縮)に
より変位しない。そして、ターミナルピン(1)におい
ては、支持部(1a)と接触部(1b)とが回路基板
(4)の固定部(5)と同一の垂線(H)にあるため、
温度変化による熱膨張(または熱収縮)はこの垂線
(H)方向に起こる。ここで、ターミナルピン(1)の
膨張(または収縮)した分は、ターミナルピン(1)自
身の弾性力によって、垂線(H)を軸とした径方向に変
形することで吸収できる。
【0013】従って、ターミナルピン(1)と回路基板
(4)との接点において、両者(1、4)のずれ(Δ
L)は発生せず、抵抗値の安定化を図ることができる。
なお、回路基板(4)の上記垂線(H)方向の熱膨張
(または熱収縮)による変位も、ターミナルピン(1)
の弾性力の作用により吸収されるため問題はない。ま
た、具体的にターミナルピン(1)は、請求項2記載の
発明のように、支持部(1a)と接触部(1b)との間
で、上記垂線(H)に対し曲がり形状を有するものにで
き、またその材質は、請求項3記載の発明のように、り
ん青銅、ベリリウム銅、チタン銅のうちから選択される
合金材料からなるものにすることができる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示す実施形態
について説明する。図1は本発明の回路基板へのコネク
タ接続構造(以下、接続構造という)の実施形態を示す
説明図である。本実施形態の接続構造は、例えば温度変
化の激しい自動車用の電気機器等に用いて好適である。
なお、本実施形態では、上述の図3に示す回路基板への
コネクタ接続構造と、異なる部分について主として説明
し、同一部分については図中同一符号を付して、補足説
明をするにとどめる。
【0015】本実施形態の接続構造も、コネクタ3と回
路基板4とを、両者間に介在するターミナルピン1にて
電気的に接続した構造としている。図1においては、コ
ネクタ3のうち樹脂ハウジングを図示しており、この樹
脂としては、PBT(ポリブチレンテレフタレート)、
PPS(ポリフェニレンサルファイド)、PA46(ポ
リアミド46)、PA66(ポリアミド66)等を用い
ることができる。
【0016】この樹脂ハウジングには、弾性部材として
のS字状に曲がった曲がりばねからなるターミナルピン
1が組付けられている。ここで、ターミナルピン1は、
りん青銅、ベリリウム銅あるいはチタン銅等の合金材料
に、表面めっき材料として金、銀、ニッケル、銅、すず
等をめっきしたものを用いることができる。回路基板4
はアルミナ基板からなり、この回路基板4のコネクタ3
の樹脂ハウジングと対向する側の面(表面)2に、金ペ
ースト、金メッキ、銀メッキ、はんだメッキ等の表面材
料が接触導体部として形成されたものである。
【0017】そして、回路基板4は、上記接触導体部が
形成された面2とは反対側の面(裏面)において、図1
に示す部位にて、上記樹脂ハウジングまたは回路基板4
のハウジング(図示せず)の一部等を用いた固定部材6
によって、動かないように固定されている。この回路基
板4の固定された部分が基板固定部5である。また、タ
ーミナルピン1は、上記樹脂ハウジングと回路基板4の
面2との間に介在設定されており、一端側がコネクタ3
の樹脂ハウジングに支持固定されるとともに、コネクタ
3の電気配線部材と電気的に接続(導通)されている。
そして、他端側が回路基板4の面2に弾性力を作用させ
た状態で圧接され、回路基板4の接触導体部と導通接触
している。
【0018】このようにして、回路基板4はコネクタ3
を介して外部機器と電気信号のやり取りを行うことが可
能となる。ここで、ターミナルピン1において、コネク
タ3の樹脂ハウジングに固定支持された部分を支持部1
a、回路基板4の接触導体部と導通接触している部分を
接触部1bとする。そして、本実施形態では、図1に示
すように、ターミナルピン1の支持部1a、接触部1b
及び基板固定部5の三者が、基板に対する同一な垂線
(図中、点線で示す)H上に配置されており、温度変化
によるターミナルピン1と回路基板4の導体接触部との
ずれが発生しない。次に、上記配置関係による作用につ
いて述べる。
【0019】まず、温度変化の際、回路基板4の基板固
定部5は固定されているため熱膨張により変位せず、回
路基板4は基板固定部5を中心として熱膨張する。そし
て、ターミナルピン1においては、支持部1aと接触部
1bとが基板固定部5と同一な垂線Hにあるため、温度
変化による熱膨張はこの垂線H方向に起こる。ターミナ
ルピン1の膨張した分は、ターミナルピン1自身の弾性
力によって、垂線Hを軸とした径方向に逃がすことがで
きる。
【0020】ここで、ターミナルピン1、回路基板4及
びコネクタ3の樹脂ハウジングにおいて、図1の2点鎖
線で示す状態は、熱膨張後の状態(例えば、温度80
℃)を示す。なお、回路基板4の垂線H方向の熱膨張に
よる変位も、ターミナルピン1の弾性力の作用により吸
収されるため問題はなく、また、ターミナルピン1の支
持部1aも垂線H上にあるため、コネクタ3の樹脂ハウ
ジングの熱膨張の影響を受けることはない。
【0021】また、熱収縮の場合にも、上記熱膨張に準
じた作用を奏し、収縮によるずれ発生を防止することが
できるため、その説明を省略する。従って、ターミナル
ピン1と回路基板4の接触導体部との接点において、温
度変化の際の熱膨張、熱収縮によるずれ両者のずれΔL
は発生せず、回路基板4およびターミナルピン1のめっ
きやペーストなどの表面材料の摩耗を抑え、接触抵抗の
安定性を向上することができる。
【0022】また、図2のようにターミナルピン1を略
C字型形状としてもよい。このような形状であっても、
上記図1のコネクタ接続構造と同様な効果が得られるこ
とは勿論である。 (他の実施形態)なお、上記実施形態では、ターミナル
ピン1は両部1a、1bの間で垂線Hに対し曲がり形状
を有するものであったが、真っ直ぐな形状(つまり垂線
と略一致した形)でもよい。ターミナルピン1は弾性部
材なので、膨張した場合は弾性力によって垂線Hを軸と
した径方向に曲がり、収縮した場合は垂線H方向に弾性
的に延びることで吸収できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係る回路基板へのコネクタ
接続構造を示す図である。
【図2】上記実施形態に係る他の例を示す図である。
【図3】本発明者等が試作した回路基板へのコネクタ接
続構造を示す図である。
【符号の説明】
1…ターミナルピン、1a…ターミナルピンのコネクタ
への支持部、1b…ターミナルピンの回路基板との接触
部、3…コネクタ、4…回路基板、5…回路基板の基板
固定部、6…固定部材。
フロントページの続き (72)発明者 原田 嘉治 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 株式会 社デンソー内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 回路基板(4)とこの回路基板(4)と
    外部機器とを電気的に接続するためのコネクタ(3)と
    を、このコネクタ(3)に導通して設けられたターミナ
    ルピン(1)を介して電気的に接続する回路基板へのコ
    ネクタ接続構造において、 前記ターミナルピン(1)は弾性部材からなり、一端側
    にて前記コネクタ(3)に支持固定され、他端側にて前
    記回路基板(4)に弾性力を作用させた状態で導通接触
    しており、 前記回路基板(4)の所定部位は、固定部材(6)によ
    って固定された固定部(5)を構成しており、 前記ターミナルピン(1)の前記コネクタ(3)への支
    持部(1a)、前記ターミナルピン(1)の前記回路基
    板(4)との接触部(1b)、及び、前記回路基板
    (4)の前記固定部(5)が、前記回路基板(4)に対
    する同一な垂線(H)上に位置していることを特徴とす
    る回路基板へのコネクタ接続構造。
  2. 【請求項2】 前記ターミナルピン(1)は、前記支持
    部(1a)と前記接触部(1b)との間で、前記垂線
    (H)に対し曲がり形状を有することを特徴とする請求
    項1に記載の回路基板へのコネクタ接続構造。
  3. 【請求項3】 前記ターミナルピン(1)は、りん青
    銅、ベリリウム銅、チタン銅のうちから選択される合金
    材料からなることを特徴とする請求項1または2に記載
    の回路基板へのコネクタ接続構造。
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