(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バネによって突出方向に付勢された導体ピンの鍔部と前記バネを収容する筒状でかつ該筒状の反対側の２方向に張出している張出し部つきの筐体を有し、前記筐体の表面には前記導体ピンと前記張出し部の表面とを接続する導体膜を有すると共に、前記筐体は互いに接合された２枚の集合基板を接合後に切断分離して得られたものであり、前記張出し部は前記切断によって前記集合基板の一方に形成されたと共に、前記導体膜は前記張出し部に設けたスルーホールの内側面に達していることを特徴とするコネクター。
【請求項２】
請求項１に記載のコネクターにおいて、前記張出し部は、前記筒状部の前記導体ピンから最も遠い下端部分、前記導体ピンに最も近い上端部分、または前記上端部分と下端部分の中間部分のいずれかに形成されていることを特徴とするコネクター。
【請求項３】
請求項１または２に記載のコネクターにおいて、前記筐体は隣り合う前記筒状の中間で切断されないことによって形成されたことを特徴とする連結したコネクター。
【請求項４】
請求項３に記載のコネクターにおいて、前記筐体は隣り合う前記筒状の中間に張出し部を残したことを特徴とする連結したコネクター。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載のコネクターを用い、前記筐体の表面には前記導体ピンと前記筐体の表面とを接続する導体膜を有し、前記筐体は前記コネクターを実装する回路基板を貫通すると共に、前記筐体の張出し部の表面の一部または前記筐体の表面の一部に設けられた導体膜と前記回路基板のパターンとを接続固着したことを特徴とするコネクターの実装構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電気回路部品であるコネクターとその実装構造に関する。更に詳しくは、回路基板上等に実装され、他の回路部品とバネ力により圧接されて接続を行う接点ピンを備えたコネクターおよび実装構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のコネクターの構造および実装の態様を図８に示す。（ａ）はコネクターの要部（プローブピンとも称される）の構造を示す断面図で、１ａは有底筒型の金属ケース、２は接点となるピンで、右端は径のやや大きな鍔部２ａとなっている。金属ケース１ａはその内部でピン２が摺動可能であるが、開口部が絞られて鍔部２ａの抜け止めとなっている。３はバネ部材であり、通常コイルバネが用いられ、ピン２を外側に押して他の回路基板のパターンや電子部品の電極にピン２の先端を適宜な力で圧接する役割を持つ。
【０００３】
図８（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ従来の完成コネクターとその実装構造を示す側面図である。完成したコネクター１は、金属ケース１ａに電極板９ａを溶接などによって接続し、更にブロック状の樹脂成形体９に図８（ａ）のプローブピンをインサートモールドするかあるいは圧入して組立てたものである。コネクター１は他の電子部品（図示せず）と共に適当な向きに回路基板７に載置され、その表面の導電パターン（図示せず）と電極板９ａとがハンダ８等により接続されかつ固着される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図８の従来のコネクターには幾つかの問題点がある。まずプローブピンは１個づつ製造組立をしなければならない。また図８（ｂ）、（ｃ）のように実装形態が異なると樹脂成形体の金型を変更しなければならない。また樹脂成形体にプローブピンをインサート成形あるいは圧入しなければならない。また電極板との接続を行わねばならない。これらはいずれも完成コネクターの製造工数およびコストアップの要因となっている。これは解決すべき第１の課題である。
【０００５】
そこで本願出願人および発明者は上記第１の課題を解決すべく、特願２００２−０６４５６８号に記載された発明を行った。その実施の形態の要点を図６および図７に示す。なおこの既出願の発明は本願発明の直近の従来例に相当するが、公知化されているとは限らないので、従来例という呼称を避けて参考例と呼ぶことにする。
【０００６】
図６は参考例の実施の形態である、完成した単体のコネクターの一例を示し、（ａ）は中央断面図、（ｂ）はピン側の面である表面図、（ｃ）は裏面図である。なお従来例と共通な要素には同じ記号を当てている。
【０００７】
図６において、完成コネクター１のケースは、基板Ａ４、基板Ｂ５、基板Ｃ６が積層・固着されたものであり、基板Ａ４のピン穴４ｂはピン２の先端部のみを露出させ、ピン２の鍔部２ａ、およびピン２を基板Ａ４に向かって押圧するためのバネ部材３であるコイルバネは、基板Ｂ５のやや径の大きな鍔部穴５ｂ内にピン２が摺動可能なように収容されており、基板Ｃ６はこれらを封入し、各基板はコネクターの筐体を形成している。なおピン２に設けた深穴２ｂにはバネ部材３の一部を挿入してコネクター１の全長を短くしている。基板Ａ４はピンの抜け止めを主要な役割とし、基板Ｃ６はピン機構の封入を主要な役割とするから厚さは比較的薄く、基板Ｂ５はピン機構を収容するから比較的厚い。
【０００８】
図６表面図（ｂ）、裏面図（ｃ）に示すように、基板Ａ４の四隅にはスルーホール４ａ、基板Ｃ６の四隅にはスルーホール６ａの一部（約４分の１）が現れている。各スルーホールの内面に形成された導電膜の全部あるいはその一部は各基板の表面の導電パターンを経由してバネ部材３およびピン２との接触により電気的に接続している。また基板Ｃ６の裏面には裏パターン６ｃがありスルーホール６ａの導電膜と接続している。
【０００９】
参考例のコネクター１はいわゆる多数個取りの製法によって多数個が同時に製造され、最後に分離される。すなわち、基板Ａ４、基板Ｂ５、基板Ｃ６はそれぞれ、製造の初期の状態では最終形状を縦横に平面的に並べて導電膜の形成も済ませた集合基板（詳細は特願２００２−６４５６８号明細書に譲り、図示を省略する）であり、集合基板Ａの多数の穴の各々にまずピン２、次にバネ部材３を投入し、次いで集合基板Ａに集合基板Ｂ、集合基板Ｃを順次積層接着して集合されたコネクターを形成し、これを各ピンの中間を通る縦横の基板面に垂直な切断面で切り離す。なおスルーホールは切断面が交わる部分に設けて内面電極を露出させる。参考例のコネクターは多数個取りの製造・組立て方法により、１個あたりの製造コストが従来例に比べて大幅に低減できる効果がある。
【００１０】
図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は参考例のコネクターの一例を回路基板上にハンダ実装した状態を示す正面図である。（ａ）は単体に分離されたコネクター１を直立させ、基板Ｃ６のスルーホールの内面導電膜（ハンダの濡れ上がりを確実にする側面電極となる）をハンダ８によりハンダ付けする。（ｂ）は集合コネクターの切断面を間引いて２連コネクターとして実装した例、（ｃ）はコネクター１を横向きに寝かせて実装した例である。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
従来例には第２の問題点がある。それは、図８（ａ）において、コネクター１の長さは鍔部２ａを含むピン２の全長にバネ部材の長さを加えた長さよりも大きく、（ｂ）、（ｃ）のように回路基板７上に立てて実装した場合、その基板面からの高さＨがかなり大きくなることである。全高Ｈが回路基板７上に実装されている他の電子部品の高さよりも大きいと、それら他の電子部品と、ピン２が接触するパターンや部品を備えた他の回路基板との間に無駄な空間を生じ易く、電子機器の小型化・薄型化を阻害する。
【００１２】
また参考例において、図７（ａ）に示した高さＨは、ピン２の深穴２ｂ内にバネ部材３の一部を挿入できて全高を小さくし得る効果があり、従来例のような電極板９ａも不要であるから、従来例における高さＨよりは低くし易いが、それでもコネクターの全高よりは低くはできないので、まだ改善の余地があると考えられる。
【００１３】
本発明の目的は、参考例の如く多数個取りによる製造コスト削減効果を維持しながら、回路基板上に実装されたコネクターの全高を更により低くすべく、そのための実装構造と、その実装構造が適用できるコネクター構造を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明のコネクターは次の特徴を備える。
（１）バネによって突出方向に付勢された導体ピンの鍔部と前記バネを収容する筒状でかつ該筒状の反対側の２方向に張出している張出し部つきの筐体を有し、前記筐体の表面には前記導体ピンと前記張出し部の表面とを接続する導体膜を有すると共に、前記筐体は互いに接合された２枚の集合基板を接合後に切断分離して得られたものであり、前記張出し部は前記切断によって前記集合基板の一方に形成されたと共に、前記導体膜は前記張出し部に設けたスルーホールの内側面に達していることを特徴とするコネクター。
【００１５】
上記目的を達成するため本発明のコネクターは更に以下の特徴の少なくとも一つを備えることがある。
（２）（１）に記載のコネクターにおいて、前記張出し部は、前記筒状部の前記導体ピンから最も遠い下端部分、前記導体ピンに最も近い上端部分、または前記上端部分と下端部分の中間部分のいずれかに形成されていること。
（３）（１）または（２）に記載のコネクターにおいて、前記筐体は隣り合う前記筒状の中間で切断されないことによって連結したコネクターに形成されたこと。
（４）（３）に記載のコネクターにおいて、前記筐体は隣り合う前記筒状の中間に張出し部を残したことによって連結したコネクターに形成されたこと。
【００１６】
上記目的を達成するため本発明のコネクターの実装構造は次の特徴を備える。
（５）（１）ないし（４）のいずれかに記載のコネクターを用い、前記筐体の表面には前記導体ピンと前記筐体の表面とを接続する導体膜を有し、前記筐体は前記コネクターを実装する回路基板を貫通すると共に、前記筐体の張出し部の表面の一部または前記筐体の表面の一部に設けられた導体膜と前記回路基板のパターンとを接続固着したこと。
【００１７】
図１は本発明のコネクターの実施の形態の一例を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は正面図、（ｄ）は断面図である。以下本発明の図面の各部分に付した記号は、従来例および参考例と同類のものは一致させてある。
完成したコネクター１において、絶縁性材料より成る基板Ａ４と、これに積層して接着された、成型された樹脂材料より成る基板Ｂ５とは、内部の鍔部穴５ｂ（有底）にピン２の鍔部２ａおよびバネ部材３を収容する筐体を構成する。基板Ｂ５は直立部５ａと張出し部５ｃを有していて単なる平板状ではなく凹凸がある形状ではあるけれども、種々変形例等の可能性もあるので、基板という名称を与えたのである。
【００１８】
バネ部材３はピン２の深穴２ｂにやや圧縮されて挿入され、ピン２を先端方向（上方向）に付勢している。基板Ａのピン穴４ｂの内面、また基板Ｂ５の鍔部穴５ｂの内側面と底部内面、直立部５ａの上面、左右両側面、張出し部５ｃの上面、張出し部５ｃの左右両端に設けたスルーホール５ｄ（切断されて半円形になっている）の内側面には導電膜５ｅが無電解メッキにより形成されている（輪郭内に打点して示してある）。これら導電膜は連続しまたは電気的に接続しており、またピン２および金属製のバネ部材３と接触する部分があるので、ピン２の先端部に与えられる電気信号をコネクター筐体の外部に伝えている。なお２点鎖線で示した回路基板７は、実装後のコネクターとの位置関係を示している。
【００１９】
図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の各図は、本発明のコネクターの実装における実施の形態の３つの例のそれぞれを示す一部断面図である。（ａ）は単体のコネクターによる基本形で、回路基板７には矩形穴７ａを設けてコネクター１の直立部５ａが貫通し得るようにし、回路基板７（断面で表示）の裏面からコネクター１を挿入して張出し部５ｃを基板下面に接触せしめ、スルーホール５ｄ内面の導電膜と回路基板７の裏面の回路パターン（図示せず）とがハンダ８によって接続される。（実際には回路基板７を下向きにし、その矩形穴７ａに下向きにしたコネクター１を投入し、リフロー炉を用いてハンダ付けを行う。）
【００２０】
この実装構造により、基板面からピン２の頂部までの高さＨはコネクター１の全長から回路基板７の厚さと張出し部５ｃの厚さが減じられるので、参考例の全高Ｈよりもはるかに小さくすることができる。（ｂ）、（ｃ）は集合状態で組立てを終えたコネクターを切断分離するときに切断面を間引いて２連のコネクターとして実装したものである。（ｂ）では直立部中間の切断面１０ａおよび１１ａ（図３、図４）を間引き、（ｃ）では張出し部中間の（スルーホール５ｄの中心を通る）切断面１１ｂ（図４）を間引いて連結した。全高が低いことは（ａ）と同様である。
【００２１】
次に、本発明のコネクターの実施の形態の一例の製造方法を図３、図４を用いて説明する。図３は本発明のコネクターの実施の形態の一例における集合基板Ａ４０を、図４は同じく集合基板Ｂ５０を示し、いずれも（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図，図４（ｃ）は正面図である。両図（ａ）に示すように、集合基板Ａ４０、集合基板Ｂ５０は、両者の間にピン２およびバネ部材３を収容し、ピン穴４ｂ、鍔部穴５ｂの位置合わせを行い、耐熱性接着シート等によって両基板が接合または接着された後、切断面１０ａ、１０ｂ、１１ａ、１１ｂ（いずれも紙面に垂直）に沿ってダイサーまたはスライシングマシンを用いて集合基板Ａ４０、同Ｂ５０が切断されると、集合コネクターは多数の単体コネクターに分離される。
【００２２】
また切断面１１ｂはスルーホール５ｃを分割してその内面導電膜をコネクターの側面電極として露出させる。また記述のように切断面を図示例より適宜間引くことにより、任意の個数ずつ連結したコネクターの多数組を得ることができる。図５は本発明のコネクターの実施の形態の一例の、集合基板を切断する前までの組立て工程の概略の説明図である。まず集合基板Ａ４０を下向きに置き、その多数のピン穴４ｂの各々にピン２を矢印７０のように投入し、次いでバネ部材３を投入し、その上に下向きにした集合基板Ｂ５０を重ねて接着（接合）する。
【００２３】
その後切断を行う。なお、図３、４における集合基板Ａ４０の切断面１０ａ、１０ｂ、集合基板Ｂ５０の切断面１１ａ、１１ｂのうち、切断面１０ａと１１ａは一致するのでカッターブレードを完成したコネクター筐体の全厚に切り込むことができるが、切断面１０ｂと１１ｂは一致しないので、それぞれの切り込み方向や切り込み深さを変えるか、あるいは集合基板Ａ４０の不要部４０ａをまず取り除いて（集合基板５０との接合後切断面１０ｂに沿い切断して取り除く、あるいは接合前に集合基板４０を使用部分とその周囲枠部を残して長方形穴の打ち抜きにより不要部を取り除く、あるいは予め不要部４０ａのない短冊型の集合基板Ａを集合基板Ｂの直立部の上面に１列づつ接着しておく等の方法が考えられる）から、集合基板Ｂ５０を切断（切断面１１ｂ）することになる。
【００２４】
以上、本発明のコネクターおよびコネクターの実装構造の実施の形態の各１例について述べたが、本発明の実施の形態は上に示した例にとらわれない。例えば、基板Ｂ５を張出し部と一体に成形するのでなく、ピンの鍔部とバネ部材を収容する貫通穴のみを有する基板と、張出し部と一体化した底板（図６（ａ）の参考例における基板Ｃ６を変形した形になる）とを貼り合わせて構成してもよい。また、回路基板上のパターンとコネクターとの接続は、必ずしも張出し部のみで行う必要はなく、筐体の側面上のパターンを用いて行ってもよい。
【００２５】
また更に図示しないが変形例を挙げると、張出し部を設ける位置は筐体の最下端（ピンから最も遠い位置）とは限らず、例えば筐体の中央部や最上端に設けたコネクターとしてもよい。（最上端に設ける場合には記述の実施の形態では基板Ａ４と張出し部とを一体化する。）そして更にこれらの場合、記述の実施の形態と同様に回路基板の裏面からの実装も可能であるが、張出し部を回路基板の表面（ピン側）に置いて回路基板の表面のパターンと接続し、筐体の下部を回路基板に設けた穴内に沈ませ、あるいは貫通させることによって全高Ｈを小さくする実装構造も可能である。
【００２６】
【発明の効果】
本発明においては、筐体の位置を張出し部によって規制しながら、回路基板に設けた穴にコネクターを貫通させる実装構造と、それに適した多数個取りの形状構造のコネクターを提供したので、コネクターの製造コストを低減させると共に実装時のコネクターの全高を小さくでき、結果的に本発明が適用される電子機器の小型化、薄型化、低廉化に対して極めて有効である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のコネクターの実施の形態の一例を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は正面図、（ｄ）は断面図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の各図は、本発明のコネクターの実装における実施の形態の３つの例のそれぞれを示す一部断面図である。
【図３】本発明のコネクターの実施の形態の一例における集合基板Ａを示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。
【図４】本発明のコネクターの実施の形態の一例における集合基板Ｂを示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図、（ｃ）は正面図である。
【図５】本発明のコネクターの実施の形態の一例の組立て工程の説明図である。
【図６】本発明の基礎となったコネクターの参考例を示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は表面図、（ｃ）は裏面図である。
【図７】参考例の実装の形態の３つの例を示す正面図である。
【図８】従来のコネクターを示し、（ａ）はその断面図、（ｂ）および（ｃ）はその実装形態の２つのそれぞれの例を示す一部断面図である。
【符号の説明】
１  コネクター
１ａ  金属ケース
２  ピン
２ａ  鍔部
２ｂ  深穴
３  バネ部材
４  基板Ａ
４ａ  スルーホール
４ｂ  ピン穴
５  基板Ｂ
５ａ  直立部
５ｂ  鍔部穴
５ｃ  張出し部
５ｄ  スルーホール
５ｅ  導電膜
６  基板Ｃ
６ａ  スルーホール
７  回路基板
７ａ  矩形穴
８  ハンダ
９  樹脂成形体
９ａ  電極板
１０ａ、１０ｂ、１１ａ、１１ｂ  切断面
４０  集合基板Ａ
４０ａ  不要部
５０  集合基板Ｂ
７０  矢印
Ｈ  高さ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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