(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピンを突出させる多数のピン穴を整列させて設けると共に該ピン穴と列が重ならないように整列させて設けた多数のスルーホールを備え絶縁性の樹脂材料で形成され、下面、各ピン穴の内面及び近傍のスルーホールの内面を接続する導電膜を形成した集合基板Ａと、前記ピン穴の各々と同軸に形成され前記ピンの鍔部及び該鍔部をピン突出方向に付勢するコイルバネを収容する多数の有底円筒形をなし傾斜した底部を有する鍔部穴を備えると共に前記集合基板Ａのスルーホールと重なるように設けた多数のスルーホールを備え絶縁性の樹脂材料で形成され、上面、各鍔部穴の内面及び近傍のスルーホールの内面を接続する導電膜を形成した集合基板Ｂを準備し、各々の前記鍔部穴に前記ピンの鍔部と前記コイルバネとが内蔵されかつ前記ピンの先端が前記ピン穴から突出するように前記集合基板Ａの下面と前記集合基板Ｂの上面を接着し対応する上下面の導電膜を接続した後、一体化した集合基板を、前記整列したスルーホールを横切る切断面で、前記ピンを１個ずつ又は所定個数ずつ含むように切断分離してなるコネクター。
【請求項２】
ピンを突出させる多数のピン穴を整列させて設けると共に該ピン穴と列が重ならないように整列させて設けた多数のスルーホールを備え絶縁性の樹脂材料で形成され、下面、各ピン穴の内面及び近傍のスルーホールの内面を接続する導電膜を形成した集合基板Ａと、前記ピン穴の各々と同軸に形成し前記ピンの鍔部及び該鍔部をピン突出方向に付勢するコイルバネを収容する多数の貫通円筒形をなす鍔部穴を備えると共に前記集合基板Ａのスルーホールと重なるように設けた多数のスルーホールを備え絶縁性の樹脂材料で形成され、上面、下面、各鍔部穴の内面及び近傍のスルーホールの内面を接続する導電膜を形成した集合基板Ｂと、前記各鍔部穴の傾斜した底面と前記集合基板Ａ及びＢのスルーホールと重なる多数のスルーホールとを形成し金属板、又は前記底面及び近傍のスルーホールの内面を接続する導電膜を形成した樹脂材料より成る集合基板Ｃを準備し、各々の前記鍔部穴に前記ピンの鍔部と前記コイルバネとが内蔵されかつ前記ピンの先端が前記ピン穴から突出するように前記集合基板Ａの下面と前記集合基板Ｂの上面及び前記集合基板Ｂの下面と前記集合基板Ｃの上面を接着し対応する上下面の導電膜を接続した後、一体化した集合基板を、前記整列したスルーホールを横切る切断面で、前記ピンを１個ずつ又は所定個数ずつ含むように切断分離してなるコネクター。
【請求項３】
前記ピンの鍔部の下面が凹型の円錐面をなしていることを特徴とする請求項１又は２のコネクター。
【請求項４】
前記コイルバネの端部は胴部より径小につぼめられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかのコネクター。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は回路基板等に実装され、他の回路基板あるいは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電機部品であるコネクターに関する。
【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１１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はコイルバネであり、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１１（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例示する側面図である。完成したコネクター１は、金属ケース１ａに金属板の電極板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１１（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】
図１１の従来例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１１（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いちいち行わねばならない。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。これは解決すべき主要な課題であった。
【０００５】
そこで本願出願人および発明者は上記主要な課題を解決すべく、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９および図１０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９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９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とピン２を基板Ａ４に向かって押圧するためのコイルバネ３とは、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９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コイルバネ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（詳細形状は特願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、次にコイルバネ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コネクターの側面に露出させる。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、前記の主要な課題を解決できる効果がある。
【００１０】
図１０（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】
参考例はコネクターのコストダウンには成功したが、より改善することが望ましい点が全くないわけではない。それは、筐体が樹脂など絶縁体で構成されているために、内部のピン２あるいはコイルバネ３とコネクターの外部電極との接続を得るため、各基板の表面に無電解メッキによって形成した導電膜を利用しているが、薄い部分が形成され易い導電膜はムクの金属ケースの表面に比べて接触抵抗が高くなる場合があることである。本発明者は参考例をよく検討した結果、バネ部材３の下端が基板Ｃ６の広い平面に接しているために位置が正確に定まらず、基板Ｃ６の内表面の導電膜との接触が安定しないことであると判断した。
【００１２】
その対策としては、基板に形成した導電膜に対し、それに圧接されるバネ部材の接触位置、あるいは接点ピンの接触位置を一定の場所に安定させ、かつ十分な接触圧を生ぜしめる構造をコネクターに与えることであると考えられる。即ち、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、内部導電膜と接点ピンあるいはバネ部材との接触位置を安定させかつ十分な接触圧力を確保することができるコネクター構造を提供することである。
【００１３】
【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のいずれかを備える。
（１）ピンを突出させる多数のピン穴を整列させて設けると共に該ピン穴と列が重ならないように整列させて設けた多数のスルーホールを備え絶縁性の樹脂材料で形成され、下面、各ピン穴の内面及び近傍のスルーホールの内面を接続する導電膜を形成した集合基板Ａと、前記ピン穴の各々と同軸に形成され前記ピンの鍔部及び該鍔部をピン突出方向に付勢するコイルバネを収容する多数の有底円筒形をなし傾斜した底部を有する鍔部穴を備えると共に前記集合基板Ａのスルーホールと重なるように設けた多数のスルーホールを備え絶縁性の樹脂材料で形成され、上面、各鍔部穴の内面及び近傍のスルーホールの内面を接続する導電膜を形成した集合基板Ｂを準備し、各々の前記鍔部穴に前記ピンの鍔部と前記コイルバネとが内蔵されかつ前記ピンの先端が前記ピン穴から突出するように前記集合基板Ａの下面と前記集合基板Ｂの上面を接着し対応する上下面の導電膜を接続した後、一体化した集合基板を、前記整列したスルーホールを横切る切断面で、前記ピンを１個ずつ又は所定個数ずつ含むように切断分離してなること。
（２）ピンを突出させる多数のピン穴を整列させて設けると共に該ピン穴と列が重ならないように整列させて設けた多数のスルーホールを備え絶縁性の樹脂材料で形成され、下面、各ピン穴の内面及び近傍のスルーホールの内面を接続する導電膜を形成した集合基板Ａと、前記ピン穴の各々と同軸に形成し前記ピンの鍔部及び該鍔部をピン突出方向に付勢するコイルバネを収容する多数の貫通円筒形をなす鍔部穴を備えると共に前記集合基板Ａのスルーホールと重なるように設けた多数のスルーホールを備え絶縁性の樹脂材料で形成され、上面、下面、各鍔部穴の内面及び近傍のスルーホールの内面を接続する導電膜を形成した集合基板Ｂと、前記各鍔部穴の傾斜した底面と前記集合基板Ａ及びＢのスルーホールと重なる多数のスルーホールとを形成し金属板、又は前記底面及び近傍のスルーホールの内面を接続する導電膜を形成した樹脂材料より成る集合基板Ｃを準備し、各々の前記鍔部穴に前記ピンの鍔部と前記コイルバネとが内蔵されかつ前記ピンの先端が前記ピン穴から突出するように前記集合基板Ａの下面と前記集合基板Ｂの上面及び前記集合基板Ｂの下面と前記集合基板Ｃの上面を接着し対応する上下面の導電膜を接続した後、一体化した集合基板を、前記整列したスルーホールを横切る切断面で、前記ピンを１個ずつ又は所定個数ずつ含むように切断分離してなること。
【００１４】
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。
（３）前記ピンの鍔部の下面が凹型の円錐面をなしていること。
（４）前記コイルバネの端部は胴部より径小につぼめられていること。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は本発明のコネクターの第1の実施の形態を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は下面図、（ｄ）は断面図である。また図２は同じ実施の形態の筐体を構成する基板を示し、（ａ）は基板Ａの下面図、（ｂ）は基板Ｂの平面図である。１は完成コネクターであり、絶縁性の樹脂材料より成る基板Ａ４と基板Ｂ５とでその筐体が構成され、基板Ａ４と基板Ｂ５とでその筐体が構成され、基板Ａ４のピン穴４ｂよりピン２の先端がコネクター１外に突出し、基板Ｂ５内の鍔部穴５ｂ内には、ピン２の径大部である鍔部２ａと、鍔部２ａの下面に当接しピン２を外向きに付勢するコイルバネとが収容されている。
【００１６】
基板Ａ４と基板Ｂ５とには四隅にスルーホール４ａ、５ａが重なるように設けてあり、完成コネクターではそれそれのスルーホールはその約４分の１が（切断分離された結果）残っている。各スルーホール４ａ、５ａの内面には導電性の膜が切断前に形成されている。また基板Ａ４は図１（ｂ）、図２（ａ）のような表裏パターンの導電膜４ｅ（ピン穴４ｂ内面にも形成される）が、基板Ｂ５にはその上面、鍔部穴５ｂの内側面、５ｃ底面や小穴５ｄ内面を覆い、かつ図１（ｃ）の下面パターンを持つよう導電膜５ｅが形成される。各基板の導電膜は相互に、またスルーホール４ａ、５ａの内側面電極と連続している。（すべての導電膜４ｅ、５ｅの輪郭内を打点で埋めて図示する。）
【００１７】
また基板Ａ４と基板Ｂ５とはピン２の鍔部２ａ、コイルバネ３を封入しつつ接着されるが、その際両基板の導電膜４ｅ、５ｅは接触して導通する。ピン２の側面はピン穴４ｂ内側面の導電膜４ｅに接触導通し、コイルバネ３はピン２の鍔部２ａと基板Ｂ５の底面５ｃに接触導通する。かくてピン２の先端に与えられた接触による電位信号はコネクター１の外部即面電極となるスルーホール４ａ、５ａの内面電極面に導かれる。
【００１８】
この第１の実施の形態において、ピン２の鍔部２ａの下面は凹型の円錐面に削られ、また基板５の底面５ｃの表面はコネクター１の中心軸に垂直ではなく傾斜しているので、圧縮力のかかっているコイルバネ３（その端部は胴部より径小につぼめておくのが好ましい）は、鍔部２ｂの斜面を押すのでピン２には側圧が生じ、ピン穴４ｂ内面の導電膜に強く押しつけられる。またコイルバネ３の下端は底面５Ｃの斜面を滑ってその低い側に落ち着くと共に、その胴部が鍔部穴５ｂの内側面に側圧をもって接触する。かくして従来は軸方向だけの力で行われていたピンやバネと導電膜との接触が、新しく生じた側圧によってもなされるようになったので、接触導通がより確実になった。なお内装されたコイルバネ３の軸線も当然ながらコネクターの軸線に対して傾斜する傾向を持つ。
【００１９】
次に、図３、図４、図５を用いて、多数個取り製造方法に関する説明を行う。
図３は本発明のコネクターの第１の実施の形態における集合基板Ａの平面図、図４は同じく集合基板Ｂの平面図、図５は同じく集合状態で組立を完成した集合コネクターの平面図、図６はその正面図である。
図３において４０は図１および図２に示した基板Ａ４を多数並べて一体化した集合基板Ａである。図４において５０は図１および図２に示した基板Ｂ５を一体化した集合基板Ｂである。
【００２０】
また両図において、組立て後に切断分離される際の切断面１０の予定位置が、それぞれスルーホール４ａ、５ａの中心で交差することを示している。なお導電膜４ｅ、５ｅは図示しないが、既に形成されている。
組立て方法は、例えば集合基板Ａ４を伏せて置き、その多数の各ピン穴に一斉にピン２を投入し、それぞれのピンの上にコイルバネ３を載せ、上から集合基板Ｂ５を位置合わせして重ね、耐熱性接着シートなどで接着すると、集合コネクター１００の組立ては完了する。図５、図６は組立ての終わった集合コネクター１００に対する切断面１０の位置を示している。
【００２１】
次に本発明のコネクターの第２の実施の形態について説明する。第２の実施の形態は、完成コネクターとしては第１の実施の形態とほぼ同様となるが、第１の実施の形態における有底基板Ｂを参考例の如く、鍔部穴を主体とする筒状の基板Ｂと、底板を主体とする基板Ｃとに分離し、積層接着した点が変わっている。
【００２２】
図７は本発明のコネクターの第２の実施の形態における集合基板Ｃ６０を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）はそのＢ−Ｂ断面図である。比較的薄い板状の集合基板Ｃ６０には第１の実施の形態における底面５ｃに相当する位置に切削、塑性加工、射出成型などで斜面加工を行ったものである。集合基板Ｃ６０の素材は金属も樹脂材料も用い得る。図８は同じく集合基板Ｂ５０の平面図であるが、本例においては単にやや厚い板材に貫通穴を設けたものでよい。（いずれの基板も導電膜は図示を省略した。）集合コネクターの組立て方法については種々考えられるが、例えば集合基板Ａ４０とＢ５０をまず積層接着し、上向きにした鍔部穴５ｂにピン２とコイルバネ３を順次投入し、最後に集合基板Ｃ６０を載せて積層封入することもできる。
【００２３】
以上本発明の２つの実施の形態につき述べたが、本発明の範囲はこれらの例のみに限られない。全体や細部構成について種々変形が可能である。例えば、ピンの鍔部下面の凹部形状とコイルバネ３の下端が当接する筐体の底面の傾斜形状はいずれか一方のみでも効果があるし、ピンの鍔部下面を傾斜した平面にしたり、筐体の底面を凹または凸の円錐面とするなどしてもよい。コイルバネ３の端部形状も種々考慮の余地がある。
【００２４】
また本発明においても切断面を適宜間引くことによって任意の個数のピンをブロック化し、各基板上の導電膜のパターンも適宜変更して各ピンからのリードパターンをコネクター表面上の特定のスルーホール面に他のピンと独立させて接続することによって、参考例の如く多連ピンのコネクターを得ることも容易にできる。
【００２５】
【発明の効果】
本発明においては、多数個取りによる製造コスト削減の効果と共に、コネクター筐体の内面またはピン下面のバネ部材が当接する面をコネクターの軸線に対して傾斜させたので、筐体の内部でのバネ部材の位置および導体膜との当接の状態が安定化し、接触抵抗が安定かつ減少し、コネクターの品質が向上し歩留まりが改善される効果が得られた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のコネクターの第１の実施の形態を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は下面図、（ｄ）は断面図である。
【図２】本発明のコネクターの第１の実施の形態の筐体を構成する基板を示し、（ａ）は基板Ａの下面図、（ｂ）は基板Ｂの平面図である。
【図３】本発明のコネクターの第１の実施の形態における集合基板Ａの平面図である。
【図４】本発明のコネクターの第１の実施の形態における集合基板Ｂの平面図である。
【図５】集合状態で組立を完成した本発明のコネクターの第１の実施の形態の平面図である。
【図６】集合状態で組立を完成した本発明のコネクターの第１の実施の形態の正面図である。
【図７】本発明のコネクターの第２の実施の形態における集合基板Ｃを示し、（ａ）は平面図、（ｂ）はＢ−Ｂ断面図である。
【図８】本発明のコネクターの第２の実施の形態における集合基板Ｂの平面図である。
【図９】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１０】参考例の実装の形態の３つの例を示す正面図である。
【図１１】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
３  コイルバネ
４  基板Ａ
４ａ  スルーホール
４ｂ  ピン穴
４ｅ  導電膜
５  基板Ｂ
５ａ  スルーホール
５ｂ  鍔部穴
５ｃ  底面
５ｄ  小穴
５ｅ  導電膜
６  基板Ｃ
６ａ  スルーホール
６ｃ  底面
６ｄ  小穴
７  回路基板
８  ハンダ
９  樹脂成形体
９ａ  電極板
１０  切断面
４０  集合基板Ａ
５０  集合基板Ｂ
６０  集合基板Ｃ
１００  集合コネクター
【図１】
0003801949.tif 000002
【図２】
0003801949.tif 000003
【図３】
0003801949.tif 000004
【図４】
0003801949.tif 000005
【図５】
0003801949.tif 000006
【図６】
0003801949.tif 000007
【図７】
0003801949.tif 000008
【図８】
0003801949.tif 000009
【図９】
0003801949.tif 000010
【図１０】
0003801949.tif 000011
【図１１】
0003801949.tif 000012