(57)【要約】  本発明は、プリント配線板（４）の収容開口（２０）に導入可能なかつプレス嵌めによって収容開口（２０）内に固定可能なコンタクト部分（２４）を備えたピン（２）に関する。また本発明は、プリント配線板（４）の収容開口（２０）にピン（２）を挿入するための方法に関する。この方法においては、ピン（２）を、プリント配線板（４）の一方の側から収容開口（２０）に導入し、ピン（２）のコンタクト部分（２４）をプレス嵌めによって収容開口（２０）内に固定する。本発明によれば、コンタクト部分（２４）を非接触式にまたは滑り嵌めによって収容開口（２０）に導入し、次いで、コンタクト部分（２４）を収容開口（２０）の内部で、導入方向（Ａ）に対して横方向への拡張下で変形し、これにより、コンタクト部分（２４）をプレス嵌めによって開口（２０）内に固定することが提案されている。
2010522422.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピンであって、プリント配線板の収容開口に導入可能なかつプレス嵌めによって収容開口内に固定可能なコンタクト部分が設けられている形式のものにおいて、コンタクト部分（２４）が、収容開口（２０）への導入後、導入方向（Ａ）に対して横方向に拡張可能であり、これにより、コンタクト部分（２４）が、プレス嵌めによって収容開口（２０）内に固定されるようになっていることを特徴とする、ピン。
【請求項２】
当該ピン（２）が、コンタクト部分（２４）の領域に、相並んで延びる２つの脚部分（４２、４４）を有している、請求項１記載のピン。
【請求項３】
脚部分（４２、４４）が、導入方向（Ａ）で前方の端部分（２８）によって互いに一体に結合されている、請求項２記載のピン。
【請求項４】
両脚部分（４２、４４）の一方（４４）が、他方の脚部分（４２）に向かって曲げ返された自由端部（４８）を有している、請求項２または３記載のピン。
【請求項５】
脚部分（４４）の、曲げ返された端部（４８）に、プリント配線板（４）から離れる方向に向けられた力導入面（５２）が設けられている、請求項４記載のピン。
【請求項６】
プリント配線板（４）から離れる方向に向けられた別の力導入面（３６）が設けられている、請求項５記載のピン。
【請求項７】
ニッケルまたはニッケルとスズとから成る表面コーティングが設けられている、請求項１から６までのいずれか１項記載のピン。
【請求項８】
ピンを、プリント配線板の一方の側から収容開口に導入し、ピンのコンタクト部分をプレス嵌めによって収容開口内に固定して、ピンをプリント配線板の収容開口に挿入するための方法において、コンタクト部分（２４）を非接触式にまたは滑り嵌めによって収容開口（２０）に導入し、次いで、収容開口（２０）の内部で変形させ、これにより、コンタクト部分（２４）をプレス嵌めによって収容開口（２０）内に固定することを特徴とする、ピンをプリント配線板の収容開口に挿入するための方法。
【請求項９】
ピン（２）を、プリント配線板（４）の前記一方の側と反対の側に設けられた受け体（４０）に当接するまで収容開口（２０）に導入する、請求項８記載の方法。
【請求項１０】
脚部分（２４）の少なくとも一部（４４）を据込み工具と受け体（４０）との間で圧縮し、この場合曲げることによって、コンタクト部分（２４）を変形させる、請求項９記載の方法。
【請求項１１】
据込み工具を、コンタクト部分（２４）の、プリント配線板（４）を越えて突出した部分（４８）に設けられた、プリント配線板（４）から離れる方向に向けられた面（５２）に圧着する、請求項１０記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念部に記載のピンおよび請求項８の上位概念部に記載の、プリント配線板の収容開口にピンを挿入するための方法に関する。
【０００２】
背景技術
自動車技術ならびにその他の分野において、制御装置の確実なかつ高信頼性の機能が特に重要となるところ、例えば、エアバッグまたはその他の乗客拘束装置の電子的な制御装置の事例、自動的なブレーキシステム（ＡＢＳ）またはビークルダイナミクスコントロールシステム（ＥＳＬ）の制御装置の事例、または原動機制御装置および伝動装置制御装置の事例では、プリント配線板と、追補的にこのプリント配線板に組み付けられる1つまたはそれ以上の電子的な構成素子との間の高価値の電気的なコンタクトを形成するために、いわゆる「圧入技術」、つまり、電子的な構成素子の、突出した1つまたはそれ以上の圧入ピンをプレス嵌めによって、プリント配線板に設けられた相補的な収容開口に挿入する常温接合法（Ｋａｌｔｋｏｎｔａｋｔｉｅｒｕｎｇｓｖｅｒｆａｈｒｅｎ）がますます使用される。しかしながら、圧入技術は、電子的な構成素子をプリント配線板に追補的に組み付けるためのその他の分野、例えば自動車のウィンドウリフタモジュールまたはリアウィンドガラス洗浄装置の制御装置にも使用される。
【０００３】
使用される圧入ピンは、ばねとして形成された圧入ゾーンを有しており、この圧入ゾーンは、プリント配線板の収容開口への圧入ピンの圧入の途中で圧入方向に対して横方向に圧縮されるのに対して、収容開口、原則的には、特有の直径を備えた標準プリント配線板孔は拡張され、この場合、収容開口内での圧入ピンの所望の保持力が、両接合パートナの弾性変形および塑性変形によって保証される。
【０００４】
この技術によって、多くの事例において、プリント配線板を強く負荷する付加的なろう付け過程、いわゆる「選択的ろう付け（Ｓｅｌｅｋｔｉｖｌｏｅｔｅｎ）」を回避することができる。さらに、圧入技術によって形成された電気的な接続部は、問題のないコンタクティングと極めて高い確実性とによって特徴付けられていて、圧入ピンとプリント配線板との間のガス密なひいては防食性の接続のため、規定された寿命にわたって、確実に低い伝達抵抗を有している。さらに、圧入接続部は弾性的であり、これにより、運転中の機械的かつ熱的な負荷に基づく、ろう付け結合時に頻繁に生じる破断またはコンタクト故障を回避することができる。
【０００５】
しかしながら、慣用の圧入ピンを圧入するために必要な約７０〜１８０Ｎ／Ｐｉｎの高い圧入力によって、プリント配線板の、収容開口に隣接した領域が、圧入力の方向で強い剪断力にもさらされる。この力は、1つには、プリント配線板の表面に、収容開口の入口を取り囲むようにより大きなタブーゾーンを設け、これにより、プリント配線板もしくは表面のプリント回路または導体路における表面的な引張応力に基づく、ろう付けされた構成素子への亀裂の発生を回避することを回路開発者に強要する。これにより、しかしながら、プリント配線板表面の一部を回路面として使用することができない。もう１つには、圧入ピンの圧入時に、プリント配線板の強い局所的な機械的な負荷に基づき、収容開口を取り囲むように、いわゆる「ジェット効果（Ｊｅｔｅｆｆｅｋｔ）」、つまり収容開口に隣接したプリント配線板の、剪断力によって生ぜしめられる変形が発生する。このジェット効果は、多層のプリント配線板において、極度の伸び負荷に基づき、導電性の金属製の内層の裂断の危険をはらんでいる。さらに、圧入ピンの表面に設けられた、プロセス確実な圧入のために必要な金属製の軟質な滑り層が、圧入ピンの圧入時に収容開口の開口縁部によってピンから部分的に削剥される危険がある。この場合、削りくずまたは金属箔が形成される。この削りくずまたは金属箔は、不利な状況では、プリント配線板の他の箇所でショートひいては機能故障につながり得る。
【０００６】
ここから出発して、本発明の課題は、冒頭で述べた形式のピンおよび方法を改良して、前述した欠点を回避することができるようにすることである。
【０００７】
発明の開示
この課題は、本発明によれば、請求項１および８の特徴部に記載の特徴により解決される。これによれば、ピンのコンタクト部分が、収容開口への導入後、導入方向に対して横方向に拡張可能であり、これにより、コンタクト部分は、ピンの位置決めのために非接触式にまたは滑り嵌めによって収容開口に導入され、次いで、ピンを据え込みかつ収容開口の内部に拡張下でコンタクティングするために変形され得る。これにより、コンタクト部分が変形によってプレス嵌めにより収容開口内に固定される。
【０００８】
本発明による特徴によって、プリント配線板の内層が、もはや導入方向に対して横方向にしか押し潰されない一方、公知のピンと異なり、剪断力と、これにより生ぜしめられる内層内での伸び負荷とが阻止され、ひいてはジェット効果と、これに相俟った内層裂断の危険とを回避することができる。さらに、本発明によるピンを、力消費なしにかつ削りくずまたは金属箔の形成の危険なしに、プリント配線板の収容開口内に位置決めすることができる。さらに、このことは、ピンの表面に設けられた金属製の軟質な滑り層が不要となることを意味している。この滑り層は、公知のピンでは、ピンの圧入時の収容開口の仕切り壁とコンタクト部分との間の摩擦を減少させる。滑り層が不要になることにより、ピンが、大抵スズから成る滑り層の代わりに、ニッケルまたはニッケルとスズとから成る表面コーティングを備えることができる。これにより、ピンの電気めっきによるコーティングにおける節約が生じる。
【０００９】
本出願の枠内では、コンタクト部分とは、ピンの、プリント配線板の収容開口の内部に位置する部分を意味する。この部分は、プリント配線板の導体路またはプリント回路に電気的に接触することができる。
【００１０】
本発明の有利な構成は、ピンが、コンタクト部分の領域内に、相並んで延びる、間隙または中間室によって分離された２つの脚部分を有していることを提案している。この脚部分は、1つには、コンタクト部分に、収容開口への導入を容易にするスリムな形状を付与しているものの、もう一つには、互いに逆方向に向けられた長手方向力を収容開口の外部で加えることによって、収容開口の内部での曲がり下で導入方向に対して横方向に拡張し、これにより、プレス嵌めによって収容開口内に固定され得る。
【００１１】
２つの脚部分から成るコンタクト部分の製造を容易にするために、有利には、脚部分が互いに一体に結合されており、さらに有利には、ピンの、挿入方向で前方の端部分によって結合されている。この端部分は、ピンの導入時に収容開口を貫いて運動させられ、コンタクト部分が収容開口の内部に位置するやいなや、プリント配線板の逆の面を越えて突出する。
【００１２】
本発明の別の有利な構成は、両脚部分の一方が、プリント配線板から離れる方向に向けられた力導入面を備えた、他方の脚部分に向かって曲げ返された自由端部を有していることを提案している。力導入面では、据込み工具によって、脚部分の変形のために働く変形力を、力導入面を備えた脚部分に導入方向で導入することができ、この脚部分を部分的に曲げた後、他方の脚部分にも変形力を導入することができる。変形力の導入の間、ピンの、プリント配線板を越えて突出する端部分は金床または受け体に支持され、この金床または受け体からは、変形力に対して逆方向に向けられた反力が両脚部分に導入される。この結果、両脚部分は据込み工具と受け体または金床との間で圧縮され、これにより、収容開口の内部で互いに離れる方向に曲げられて拡張される。有利には、金床または受け体は、ピンの端部分のためのストッパも形成しており、これにより、ピンの収容開口への導入時の導入深さが、コンタクト部分の変形によって最良のコンタクティングを可能にする所望の寸法に制限される。
【００１３】
ピンを収容開口内に位置決めするために必要な力は、確かに据込み工具によって、基本的に同様にコンタクト部分の一方の脚部分の力導入面に導入され得るものの、有利には、プリント配線板から離れる方向に向けられた別の力導入面に加えられる。この力導入面は、有利には、ピンの側方に突出した突出部に形成されていてよい。
【００１４】
コンタクト部分を収容開口内に位置決めするためには、コンタクト部分がプリント配線板とのコンタクティングのための最適な位置に到達した場合に、ピンがその前方の端部分で受け体または金床に当接するまで、コンタクト部分が、プリント配線板の一方の側から非接触式にまたは滑り嵌めによって収容開口に導入される。次いで、本発明の別の有利な構成により、コンタクト部分の一部が、導入方向で受け体または金床と据込み工具との間で圧縮されることによって、コンタクト部分は変形によってプレス嵌めにより収容開口内に固定される。有利には、据込み工具は、コンタクト部分の、プリント配線板から離れる方向に向けられた力導入面に圧着される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】プリント配線板の収容開口に導入されたあとの本発明によるピンの斜視図である。
【図２】ピンを据込みかつプリント配線板にコンタクティングしたあとのピンと収容開口との斜視図である。
【００１６】
発明の実施形態
以下に、本発明を、図示された実施例につき以下に詳しく説明する。
【００１７】
図示されたピン２は、プリント配線板４と、このプリント配線板４に追補的に組み付けたい電気的または電子的な構成素子（図示せず）との間のろう付けなしの電気的な接続部を形成するために役立つ。構成素子からは、ピン２が、場合によって別のピンと共に、例えばいわゆる「雄型コネクタ（図示せず）」の一部として突出している。
【００１８】
図示された多層のプリント配線板４、例えば自動車のエアバッグ制御装置のプリント配線板４は、間隔を置いて配置された平行な全部で４つの導体平面E1、E２、E３、E４を有している。これらの導体平面には、切欠きを備えた薄膜の銅層から成る導体路の形のそれぞれ1つのプリント回路６、８、１０、１２が配置されている。両プリント回路６および１２が、プリント配線版４の、互いに逆方向に向けられた広幅面に配置されていて、それぞれ1つの外層を形成している一方、両プリント回路８および１０はプリント配線板４の内部に配置されていて、２つの内層を形成している。両内層は、プリント配線板４のプリプレグ材料から成る絶縁性の層１４、１６、１８によって互いにかつ外層のプリント回路６、１２から分離されている。４つの層のプリント回路６、８、１０、１２は、プリント配線板４の上面に前組み付けされた電子的な構成素子（図示せず）に、スルーホール接続部（図示せず）によって互いに接続されているか、ろう付けピン（図示せず）によって接続されている。
【００１９】
ピン２を収容するために、プリント配線板４は、ピン２の位置に相応した箇所に標準プリント配線板孔（Ｓｔａｎｄａｒｄ−Ｌｅｉｔｅｒｐｌａｔｔｅｎｂｏｈｒｕｎｇ）２０を備えており、この標準プリント配線板孔は、４つのプリント回路６、８、１０、１２もしくは銅層を含めた全プリント配線板４を貫いて延びている。この場合、ピン２が接続すべき層、図示の事例では４つの層全てが、最良に図１に示されたように、プリント配線板孔２０の筒状の仕切り壁２２で露出している一方、ピン２が接続すべきでない層は、プリント配線板孔２０を取り囲む切欠きを備えている。
【００２０】
打ち抜き加工によって金属薄板から製造されたピン２は、主として、コンタクト部分２４と、接続部分または軸部部分２６（部分的にのみ図示）と、自由端部分２８とから成っている。コンタクト部分２４は、プリント配線板４の上面から図1の矢印Ａの方向でプリント配線板孔２０に導入可能であり、この孔２０への導入後、導入方向に対して横方向に機械的に拡張可能となる。接続部分または軸部部分２６は、コンタクト部分２４を電子的な構成素子に接続している。接続部分または軸部分２６および自由端部分２８のうち、プリント配線板孔２０へのコンタクト部分２４の導入後、前者２６はプリント配線板４の上面もしくはプリント回路６を越えて突出しており、後者２８は、プリント配線板４の下面もしくはプリント回路１２を越えて突出している。接続部分または軸部部分２６と、コンタクト部分２４と、端部分２８とは、互いに逆方向に向けられた２つの側面３０によって仕切られている。両側面３０は、打抜きのために使用された金属薄板の幅広面に相応して互いに平行な２つの平面に位置する。
【００２１】
接続部分または軸部部分２６は、肉厚にされた上部分３２の下側の端部に、片側に突出した突出部３４を有している。この突出部３４の、プリント配線板４から離れる方向に向けられた上面３６は平坦化されていて、導入方向Ａに対して垂直に方向付けられており、これにより、先細りされた端部分２８がその自由端部３８で、金床によって形成された受け体に当接しかつ突出部３４のプリント配線板４に向けられた下面が配線板４の上面もしくはプリント回路６から、予め規定された間隔ｘを有するまでコンタクト部分２４をプリント配線板孔２０に導入するために、セッティング機械の据込み工具（図示せず）によって導入力Ｆ１（図１参照）を導入方向Ａで突出部３４ひいてはピン２に加えることができる。
【００２２】
拡張によってプリント配線版孔２０の内部に固定可能なコンタクト部分２４は、主として、導入方向Ａに対してほぼ平行に方向付けられた、中間室４６によって分離された２つの脚部分４２、４４から成っている。両脚部分４２、４４の下側の端部は、それぞれ端部分２８に結合されていて、この端部分２８を介して互いに一体に結合されている。両脚部４２、４４は、変形されていない状態（図１）において、導入方向Ａに対して平行なそれぞれ1つの外面と、中間室４６に向けられた内面とを有している。
【００２３】
両外面の間隔もしくは両側面３０の間隔は、先細りされた端部分２８だけでなくコンタクト部分２４も完全に非接触式にまたは滑り嵌めによって、つまり脚部４２、４４の角隅と仕切り壁２２との間の滑り接触によって、脚部４２、４４または仕切り壁２２の変形なしに、プリント配線板孔２０に導入可能となり、これにより、ピン２を位置決めするために、少ないニュートン（Ｎ）の比較的小さな導入力Ｆ１で十分となるように、プリント配線板２０の内径に対して調整されている。
【００２４】
脚部分４２が、接続部分または軸部部分２６の、肉厚にされた上部分３２もしくは突出部３４の下面からプリント配線板孔２０を貫いて直線状に下向きに端部分２８にまで延びていて、脚部分４２の外面に対して平行な内面を有している一方、中間室４６の向こう側の脚部分４４は、端部分２８から上方へ延びているものの、この場合、脚部分４４の上側の端部４８がフック状に内向きに脚部分４２に向かって曲げ返されている。脚部分４４の内面は端部分２８から上向きに、まず、脚部分４２の内面から拡がり、次いで湾曲部５０に沿って脚部４２に向かって延びている。この場合、脚部分４４の内面は、全体的に見て、ほぼクエッションマークの上側の部分の形状を有している。
【００２５】
脚部分４４の、曲げ返された上側の端部４８は、上方を向いた平坦化された端面５２を有している。この端面５２は導入方向Ａに対して垂直に方向付けられている。端面５２と、接続部分または軸部部分２６の、肉厚にされた上部分３２の、端面５２の上方に配置された下面との間隔は十分に大きく寸法設定されている。これによりコンタクト部分を固定するために働く据込み工具（図示せず）が両面の間に導入され、据込み工具によって、導入方向Ａに作用する変形力Ｆ２（図２）が端面５２に対して加えられ、これによってコンタクト部分２４の変形によりピン２と、プリント配線板４の層６、８、１０、１２との間の電気的なコンタクトが形成される。
【００２６】
端面５２に加えられた変形力は、図２に示されているように、脚部分４４が長手方向で据込み工具と受け体もしくは金床４０との間で圧縮または圧潰されることを生ぜしめる。この場合、両脚部分４２、４４がコンタクト部分２４の拡張下で導入方向Ａに対して横方向に互いに離れる方向に曲げられ、それぞれ、プリント配線板２０の仕切り壁２２の隣り合った部分に圧着される前に、まず脚部分４４の、フック状に内向きに曲げ返された上側の端部４８が、他方の脚部分４２の内面に接近させられ、次いでこの内面に圧着される。この場合、図２の矢印Ｂによって指示された箇所に示されているように、プリント配線板２０は内層８、１０で、まず脚部分４２、４４の角隅の領域において、次いで脚部分４２、４４の外面の向かい側でも導入方向に対して横方向に押し潰され、これにより、コンタクト部分２４が最終的にプレス嵌めによってプリント配線板孔２０内に確実に固定されていて、ピン２がプリント配線板４によって十分な保持力によって固持される。
【００２７】
前述した手段により、プリント配線板４におけるジェット効果を回避することができる。これにより、ピン２の挿入時のプリント配線板４の品質が維持され、その寿命を延長することができる。さらに、ピン２の位置決め時または据込み時のピン２の表面からの削りくずまたは金属箔との削剥が回避され、これにより、例えばスズから成る金属製の軟質な滑り層による表面コーティングを回避することができる。ピンの位置決め時およびコンタクティング時の力Ｆ１およびＦ２の導入の方向は同一であるので、さらに両過程に対して短いサイクルタイムを達成することができる。
【符号の説明】
【００２８】
２  ピン、  ４  プリント配線板、  ６、８、１０、１２  プリント回路、  １４、１６、１８  絶縁性の層、  ２０  プリント配線板孔、  ２２  仕切り壁、  ２４  コンタクト部分、  ２６  接続部分または軸部部分、  ２８  自由端部分、  ３０  側面、  ３４  突出部、  ３６  上側面、  ３８  自由端部、  ４０  金床、  ４２、４４  脚部分、  ４６  中間室、  ４８  上側の端部、  ５０  湾曲部、  ５２  端面、  Ａ  導入方向、  Ｂ  矢印、  Ｘ  間隔、  Ｆ１  導入力、  Ｆ２  変形力
【図１】
2010522422.tif 000003
【図２】
2010522422.tif 000004
【国際調査報告】
2010522422.tif 000005
2010522422.tif 000006
2010522422.tif 000007
2010522422.tif 000008