(57)【要約】    【課題】  スルーホールに圧入せずとも基板に対して略垂直に半田付け実装可能であり、当該半田付け実装工程の自動化に対応した端子ピンを提供する。また、この新しい端子ピンを用いて生産性を向上させた電源装置を提供する。    【解決手段】  端子ピン１は、円柱形状の基部２と、側周面に６つの角部４ａを有する断面正六角形の挿入部４と、長い円柱形状のピン部３とから構成されている。ピン部３は実装機のバキュームノズルによる吸着が可能である。スルーホール11内では挿入部４とスルーホール11内周面とが角部４ａにおける点接触又は線接触となるため、挿入部４の周囲に必ず隙間が生じ、この隙間に溶融半田が入り込むことによって、当該溶融半田の表面張力のバランスにより端子ピン１が直立した状態を維持したまま半田付けされることとなる。【選択図】  図２
2007059481.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基部と、前記基部よりも小径であり、前記基部の一端より突出した断面多角形状の挿入部と、前記基部の他端側にあって、バキュームノズルが吸着可能な被吸着部とを備えたことを特徴とする端子ピン。
【請求項２】
前記挿入部の端縁が丸角であることを特徴とする請求項１記載の端子ピン。
【請求項３】
前記被吸着部の端縁が丸角であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の端子ピン。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の端子ピンが基板のスルーホールに隙間を有した状態で半田付け実装されてなることを特徴とする電源装置。
【請求項５】
前記スルーホールの周囲にクリーム半田を塗布するための半田ランドを設け、当該半田ランドに前記基部が載置されることを特徴とする請求項４記載の電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
例えばプリント基板などに半田付け実装される端子ピンに関し、さらにこの端子ピンを用いた電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
小型ＤＣ−ＤＣコンバータとして、機器等のプリント基板に直接搭載可能なオンボード電源が広く知られている。オンボード電源は、特許文献１に開示されるように、電源回路を形成する電子部品が半田付け実装された基板に、入力端子又は出力端子としての複数の端子ピンを立設して構成される。この端子ピンは、基板のスルーホールに挿入された後、半田付けされるが、従来はこの作業を手作業により行っていた。
【０００３】
図５は、従来の端子ピンが基板に半田付け実装されている様子を示す要部縦断面図である。端子ピン100は、先端が丸くなった長い円柱形状のピン部101と、ピン部101の基端部に設けられ、ピン部101及びスルーホール11より大径となる円板状のフランジ部102とから構成されている。オンボード電源では、高密度実装化により電子部品が基板10の両面に表面実装される場合が一般的であるが、説明上、10ａを基板10のＣ面（部品面）、10ｂを基板10のＳ面（半田面）とする。基板10には、Ｃ面10ａ側にＣ面ランド105、Ｓ面10ｂ側にＳ面ランド106が形成されたスルーホール11が穿設されている。
【０００４】
端子ピン100を基板10に半田付け実装するには、ピン部101の先端をＳ面10ｂ側から基板10に穿設されたスルーホール11へ挿通していき、フランジ部102がスルーホール11のＳ面ランド106に突き当たったところでフランジ部102とＳ面ランド106とを半田付け接続する。このようにして端子ピン100が基板10に立設され、基板10から突出したピン部101を機器等のプリント基板に穿設されたスルーホールに半田付け実装することにより、オンボード電源が機器等のプリント基板に搭載される。
【０００５】
端子ピン100を基板10に半田付け実装する作業は従来では手作業による手付けで行われていたが、端子ピン100のピン部101をスルーホール11に挿入し易いように、その径をスルーホール11より若干小径としているため、図６で示すように、ピン部101の外周面とスルーホール11の内周面との間に隙間ができてしまい、半田付けを行う際に端子ピン100が基板10に対して傾斜して取り付けられる虞があった。この傾斜を防ぐために治具を用いた場合には作業性が悪くなってしまうという問題があった。一方で、端子ピン100が傾斜しなかったとしても、ピン部101とスルーホール11が同じ断面円形であることから、ピン部101の外周面とスルーホール11の内周面とが面接触しやすく、当該面接触部分には半田がうまく入っていかないため電気的な接続面積が少なくなる虞があった。
【０００６】
また、端子ピン100のフランジ部102側を下にして半田槽を通そうとしても、前記隙間のために端子ピン100がスルーホール11から抜け落ちてしまい、自動化が困難であるという問題があった。
【０００７】
これらの問題に対して特許文献２では、端子ピン100のピン部101をスルーホール11の内径と等径か或いは若干大径に形成して、ピン部101をスルーホール11に圧入することで解決を図っている。
【特許文献１】特開２００１−２５７４４３号公報
【特許文献２】特開平９−７４２６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、上記従来の端子ピンでは、端子ピンの圧入工程を自動化するには圧入機を導入する必要があり、設置場所の確保や導入費用，保守費用等の削減が大きな課題となっていた。
【０００９】
そこで本発明は上記問題点に鑑み、スルーホールに圧入せずとも基板に対して略垂直に半田付け実装可能であり、当該半田付け実装工程の自動化に対応した端子ピンを提供することを目的とする。
【００１０】
また、この新しい端子ピンを用いて生産性を向上させた電源装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明における請求項１の端子ピンでは、基部と、前記基部よりも小径であり、前記基部の一端より突出した断面多角形状の挿入部と、前記基部の他端側にあって、バキュームノズルが吸着可能な被吸着部とを備えている。
【００１２】
このようにすると、挿入部をスルーホールに挿入した際に、挿入部とスルーホール内周面とが角部における点接触又は線接触となるため、挿入部の周囲に必ず隙間が生じ、この隙間に溶融した半田が入り込むことによって、挿入部を取り巻く溶融半田の表面張力のバランスにより端子ピンがスルーホールと略同軸に修正されると共に、直立した状態を維持したまま半田付けされることとなる。また、被吸着部を設けたことにより実装機のバキュームノズルで端子ピンを吸着可能になるため、半田付け実装工程を容易に自動化することができる。
【００１３】
本発明における請求項２の端子ピンでは、前記挿入部の端縁が丸角である。
【００１４】
このようにすると、挿入部をスルーホールに挿入しやすくなる。
【００１５】
本発明における請求項３の端子ピンでは、前記被吸着部の端縁が丸角である。
【００１６】
このようにすると、被吸着部をバキュームノズルで吸着しやすくなると共に、バキュームノズルに傷がつくことを防止することができる。
【００１７】
本発明における請求項４の電源装置では、請求項１〜３のいずれかに記載の端子ピンが基板のスルーホールに隙間を有した状態で半田付け実装されてなる。
【００１８】
このようにすると、電源装置の基板に端子ピンを半田付け実装する際に、端子ピンを基板に対して略垂直に半田付け実装可能であり、当該半田付け実装工程を容易に自動化することができる。
【００１９】
本発明における請求項５の電源装置では、前記スルーホールの周囲にクリーム半田を塗布するための半田ランドを設け、当該半田ランドに前記基部が載置される。
【００２０】
このようにすると、端子ピンをリフロー半田付けすることができるため、電源装置を構成する電子部品の半田付け実装工程内で端子ピンを半田付け実装することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の請求項１によると、スルーホールに圧入せずとも基板に対して略垂直に半田付け実装可能であり、当該半田付け実装工程の自動化に対応した端子ピンを提供することができる。
【００２２】
本発明の請求項２によると、端子ピンを実装しやすくして作業性を向上させることができる。
【００２３】
本発明の請求項３によると、端子ピンの半田付け実装工程を自動化して生産性を向上させることができる。
【００２４】
本発明の請求項４によると、端子ピンを用いた電源装置の生産性を向上させることができる。
【００２５】
本発明の請求項５によると、同じ工程内で端子ピンと他の電子部品の半田付け実装を可能として電源装置の生産性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、添付図面を参照しながら、本発明における端子ピン及びこの端子ピンを用いた電源装置について、好ましい実施例を説明する。なお、実施例において、従来例と同一箇所には同一符号を付し、共通する部分の説明は重複するため極力省略する。
【００２７】
図１は、本実施例における端子ピン１の構成を示す斜視図である。端子ピン１は、円柱形状の基部２と、基部２の一端から突出し、側周面に６つの角部４ａを有する断面正六角形の挿入部４と、基部２の他端から突出し、先端が丸くなった長い円柱形状のピン部３とから構成されている。挿入部４とピン部３は、基部２の両端面から基部２と同軸に反対方向へ突出しており、これらの径は基部２より小径に形成されている。また、挿入部４の先端縁は、スルーホール11に挿入しやすくするためにＲがつけられた所謂丸角になっている。ここでいう丸角には、挿入部４の先端縁を面取りしたテーパも含むものである。
【００２８】
図２は、端子ピン１が基板10に実装されている様子を示す要部縦断面図である。なお、ここで図示されている端子ピン１は、リフロー炉に通す前の状態である。基板10には、Ｃ面10ａ側周囲に半田ランド12、Ｓ面10ｂ側周囲にＳ面ランド106が形成されたスルーホール11が穿設されている。半田ランド12は、クリーム半田13を塗布できるように一般的なランドに比べて大径であり面積が広めに形成されている。この半田ランド12に端子ピン１が半田付け接続されるが、当該半田付け実装時に端子ピン１の基部２周囲に良好なフィレットが形成されるように、半田ランド12の外径を基部２の半田ランド12と当接する面である対向面５よりも大径にするのが好ましい。
【００２９】
この端子ピン１を用いた電源装置16の外観を示したものが図４である。電源装置16はオンボード電源であり、電源回路を形成する例えばチップ抵抗，チップコンデンサ，トランジスタ，ダイオードなどの表面実装可能な電子部品15や、入力端子又は出力端子となる端子ピン１を例えばプリント配線基板などの基板10に半田付け実装して構成される。なお、機器等の基板に搭載する際には、端子ピン１のピン部３が下方に位置するよう図４の状態から反転した状態で搭載される。
【００３０】
本実施例では、端子ピン１を基板10に半田付け実装するのに実装機（マウンター）を使用する。実装機は表面実装部品を基板10に実装する際に、バキュームノズルにより電子部品を吸着して保持し、基板10上の所定の実装位置まで搬送して載置するものである。端子ピン１も他の電子部品15と同様に実装機により基板10へ実装される。このとき、端子ピン１のピン部３がバキュームノズルにより吸着される被吸着部となる。従って、ピン部３は、搭載される機器等の基板に穿設されたスルーホールに挿入可能であると共に、バキュームノズルによる吸着が可能な径とする必要がある。ピン部３の先端縁にはＲがつけられているため、当該吸着時にバキュームノズルを傷つけることがない。本実施例では、ピン部３を被吸着部として設けたことにより実装機のバキュームノズルで端子ピン１を吸着可能になるため、半田付け実装工程を容易に自動化することができる。
【００３１】
端子ピン１を基板10に半田付け実装する手順について説明する。まず、クリーム半田印刷機により基板10に設けられた部品実装パッド（図示せず）や半田ランド12上にクリーム半田13を塗布しておく。続いて、実装機により前記部品実装パッド，半田ランド12上に各電子部品15や端子ピン１を実装する。具体的には、実装機のバキュームノズルにより、端子ピン１がスルーホール11上方へ搬送された後、その挿入部４先端がＣ面10ａ側から基板10に穿設されたスルーホール11へ挿入され、基部２の対向面５がスルーホール11の半田ランド12に突き当たった状態で載置されて図２の状態になる。
【００３２】
これを基板10のＳ面10ｂ側から見たものが図３であるが、端子ピン１の挿入部４は、スルーホール11に圧入されない、すなわちスルーホール11に隙間を有した状態で挿入されているため、スルーホール11内で偏奇した状態になっている。端子ピン１や電子部品15が実装された基板10は、この後リフロー炉を通ることによりクリーム半田13が溶融して溶融半田となるが、スルーホール11内では挿入部４とスルーホール11内周面とが角部４ａにおける点接触又は線接触となるため、挿入部４の周囲に必ず隙間が生じ、この隙間に溶融半田（クリーム半田13）が入り込むことによって、挿入部４を取り巻く当該溶融半田の表面張力のバランスにより端子ピン１がスルーホール11と略同軸に修正されると共に、直立した状態を維持したまま半田付けされることとなる。また、前記隙間は、毛細管現象により、Ｃ面10ａ側に設けられた半田ランド12からＳ面10ｂ側に設けられたＳ面ランド106へ溶融半田が速やかに到達するよう作用する。本願出願人が行った実験では、従来のように挿入部４を断面円形に形成した場合における半田付けされる部分の半田量は約1.0166mm3であるが、断面正六角形にすることにより当該半田量は約1.5347mm3となり、当該半田量が従来よりも５０％増え半田付け強度が向上できる。
【００３３】
基板10がリフロー炉を抜けると、溶融半田が常温で冷却されて固化し、端子ピン１と電子部品15の半田付け実装が終了する。このように、端子ピン１と他の電子部品15の半田付け実装が、同じ工程内で行われるため、端子ピン１を後工程で手付けしていた従来に比べて電源装置16の生産性を著しく向上させることができる。
【００３４】
端子ピン１を上記のように構成することにより、電源装置16の基板10に端子ピン１を半田付け実装する際に、端子ピン１を基板10に対して略垂直に半田付け実装可能であり、当該半田付け実装工程を容易に自動化することができる。
【００３５】
以上のように本実施例の端子ピン１では、基部２と、基部２よりも小径であり、基部２の一端より突出した断面多角形状の挿入部４と、基部２の他端側にあって、バキュームノズルが吸着可能な被吸着部としてのピン部３とを備えている。
【００３６】
このようにすると、挿入部４をスルーホール11に挿入した際に、挿入部４とスルーホール11内周面とが角部４ａにおける点接触又は線接触となるため、挿入部４の周囲に必ず隙間が生じ、この隙間に溶融した半田が入り込むことによって、挿入部４を取り巻く溶融半田の表面張力のバランスにより端子ピン１がスルーホール11と略同軸に修正されると共に、直立した状態を維持したまま半田付けされることとなる。また、被吸着部としてピン部３を設けたことにより実装機のバキュームノズルで端子ピン１を吸着可能になるため、半田付け実装工程を容易に自動化することができる。以上により、スルーホール11に圧入せずとも基板10に対して略垂直に半田付け実装可能であり、当該半田付け実装工程の自動化に対応した端子ピン１を提供することができる。
【００３７】
また本実施例の端子ピン１では、挿入部４の端縁が丸角である。
【００３８】
このようにすると、挿入部４をスルーホール11に挿入しやすくなる。従って、端子ピン１を実装しやすくして作業性を向上させることができる。
【００３９】
さらに本実施例の端子ピン１では、ピン部３の端縁が丸角である。
【００４０】
このようにすると、ピン部３をバキュームノズルで吸着しやすくなると共に、バキュームノズルに傷がつくことを防止することができる。従って、端子ピン１の半田付け実装工程を自動化して生産性を向上させることができる。
【００４１】
また本実施例の電源装置16では、端子ピン１が基板10のスルーホール11に隙間を有した状態で半田付け実装されてなる。
【００４２】
このようにすると、電源装置16の基板10に端子ピン１を半田付け実装する際に、端子ピン１を基板10に対して略垂直に半田付け実装可能であり、当該半田付け実装工程を容易に自動化することができる。従って、端子ピン１を用いた電源装置16の生産性を向上させることができる。
【００４３】
さらに本実施例の電源装置16では、スルーホール11の周囲にクリーム半田13を塗布するための半田ランド12を設け、当該半田ランド12に基部２が載置される。
【００４４】
このようにすると、端子ピン１をリフロー半田付けすることができるため、電源装置16を構成する電子部品15の半田付け実装工程内で端子ピン１を半田付け実装することができる。従って、同じ工程内で端子ピン１と他の電子部品15の半田付け実装を可能として電源装置16の生産性を向上させることができる。
【００４５】
なお、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能である。挿入部４の断面形状は正六角形に限らず、スルーホール11と断面形状が異なる多角形であればよい。但し、角部４ａの数が多くなりすぎると、断面形状が円に近づき隙間が小さくなりすぎるので適度な数とするのがよい。また、被吸着部をピン部３とは別に設けてピン部３を挿入部４の先端面から突出させてもよく、挿入部４とピン部３とを例えばＬ形など角度をつけるように構成してもよい。端子ピン１は電源装置16に限らず、種々の装置に用いることができることは言うまでも無い。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の第１実施例における端子ピンの構造を示す斜視図である。
【図２】同上、端子ピンを基板に実装した状態を示す要部縦断面図である。
【図３】同上、端子ピンをスルーホールに挿入した状態を基板の半田面側から見た平面図である。
【図４】同上、端子ピンを用いた電源装置を示す斜視図である。
【図５】従来例における端子ピンを基板に半田付け実装した状態を示す要部縦断面図である。
【図６】同上、端子ピンをスルーホールに挿入した状態を基板の部品面側から見た平面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１  端子ピン
２  基部
３  ピン部（被吸着部）
４  挿入部
10  基板
11  スルーホール
12  半田ランド
13  クリーム半田
【図１】
2007059481.tif 000003
【図２】
2007059481.tif 000004
【図３】
2007059481.tif 000005
【図４】
2007059481.tif 000006
【図５】
2007059481.tif 000007
【図６】
2007059481.tif 000008