JP2010205586A - 接触ピン - Google Patents

Abstract

【課題】第１の回路基板と第２の回路基板との間に配置され、それぞれの回路基板の回路どうしを電気的に接続する接触ピンについて、その耐久性の向上を図る。
【解決手段】凹部１０とＵ字形弾性体２０の上側直線部２０Ｂとの間には隙間Ｇが設けられ、接点端子部２１を下方に押圧する外力によってＵ字形弾性体２０の上側直線部２０Ｂが下向きに撓んだときに、そのＵ字形弾性体２０のＵ字湾曲部２０Ａが回転し持ち上がって前記隙間Ｇに逃げ込むようにする。これにより、前記外力によって接点端子部２１が下方に押圧されたとき、Ｕ字形弾性体２０の上側直線部２０Ｂが下方に撓む作用と、その上側直線部２０Ｂ全体が下方に傾斜する作用との相乗効果によって、接点端子部２１は下方に沈むようにする。
【選択図】図５

Description

本発明は、第１の回路基板と第２の回路基板との間に配置され、それぞれの回路基板の回路どうしを電気的に接続する接触ピンに関し、特に、その耐久性の向上を図ったものである。

携帯電話機の中にはメイン基板とは別にサブ基板を具備するものがあり、その両基板の回路どうしを電気的に接続する手段として図６（ａ）（ｂ）に示すような接触ピンＰが用いられる。

図６（ａ）（ｂ）の接触ピンＰは、メイン基板（第１の回路基板ＣＢ１）に取り付けられるケース１と、そのケース１に装着されるピン本体２とからなり、ケース１は、ピン本体２を装着するための凹部１０を有している。ピン本体２はＵ字形弾性体２０と接点端子部２１とリード端子部２２とにより構成される。

前記ピン本体２において、Ｕ字形弾性体２０は、Ｕ字湾曲部２０Ａと上下の直線部２０Ｂ、２０ＣとによりＵ字状に形成され、ケース１の凹部１０に挿入される。接点端子部２１は、Ｕ字形弾性体２０の上側直線部２０Ｂの端に設けられ、ケース１上面の切欠き１１から上方に突出し、サブ基板（第２の回路基板ＣＢ２）の回路のランドＲｎに接触する。リード端子部２２は、Ｕ字形弾性体２０の下側直線部２０Ｃの端に設けられて、メイン基板（第１の回路基板ＣＢ１）の回路のランドＲｎに半田付けで接続される。

前記のような構成の接触ピンＰを携帯電話機に実装する際は、図６（ａ）のように接触ピンＰのリード端子部２２をメイン基板（第１の回路基板ＣＢ１）のランドＲｎに半田付けし、次に、接触ピンＰの上方からメイン基板（第１の回路基板ＣＢ１）上にサブ基板（第２の回路基板ＣＢ２）を置き、サブ基板のランドＲｎをピン本体２の接点端子部２１に接触させる。そして、第２の回路基板ＣＢ２を所定の力で図６（ｂ）の二点破線で示す位置まで押し下げてから、図示しないロック手段により第２の回路基板ＣＢ２を固定ロックすることにより、接触ピンＰの実装は完了する。

しかしながら、図６（ａ）（ｂ）に示した従来の接触ピンＰによると、携帯電話機への実装時に、第２の回路基板ＣＢ２を押し下げる力によってピン本体２の接点端子部２１が下方に押し込まれるが、そのように押し込む外力によってＵ字形弾性体２０の上側直線部２０Ｂ全体が大きく撓む構造になっている。このため、Ｕ字形弾性体２０を繰り返し何度も撓ませる耐久試験で、Ｕ字形弾性体２０が破損し易く、耐久性の面で問題点がある。

特に、この種の接触ピンＰは携帯電話機への搭載用として小型に形成されるため、Ｕ字形弾性体２０の強度も低下せざるを得ず、前記の耐久試験をクリアーすることは困難である。

先に説明した従来の接触ピンＰのようにＵ字形弾性体２０の上側直線部２０Ｂ全体が大きく撓む構造例については、例えば、特許文献１の図４７Ａ、図４７Ｂ、図４７Ｃに示されている。

特開２００６−２５３０８４号公報

本発明は、前記問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、耐久性に優れた接触ピンを提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明は、第１の回路基板と第２の回路基板との間に配置され、それぞれの回路基板の回路どうしを電気的に接続する接触ピンであって、前記接触ピンは、前記第１の回路基板に取り付けられるケースと、前記ケースに装着されるピン本体とからなり、前記ケースは、前記ピン本体を装着するための凹部を有し、前記ピン本体は、前記凹部に挿入されるとともに、Ｕ字湾曲部と上下の直線部とによりＵ字状に形成されたＵ字形弾性体と、前記Ｕ字形弾性体の上側直線部の端に設けられて、前記第２の回路基板の回路のランドに接触する接点端子部と、前記Ｕ字形弾性体の下側直線部の端に設けられて、前記第１の回路基板の回路のランドに接続されるリード端子部と、を有し、前記凹部と前記Ｕ字形弾性体との間には隙間が設けられていて、前記接点端子部を下方に押圧する外力によって前記Ｕ字形弾性体の上側直線部が下向きに撓んだときに、そのＵ字形弾性体のＵ字湾曲部が回転し持ち上がって前記隙間に逃げ込むようになっていることを特徴とする。

前記本発明においては、前記外力によって接点端子部が下方に押圧されたとき、前記Ｕ字形弾性体の上側直線部が下方に撓む作用と、そのＵ字形弾性体のＵ字湾曲部が回転し持ち上がって前記隙間に逃げ込むことによりＵ字形弾性体の上側直線部全体が下方に傾斜する作用との相乗効果によって、前記接点端子部が下方に沈むようになる。

前記本発明において、前記接触ピンは、前記ピン本体を複数備え、前記複数のピン本体の接点端子部は千鳥状に配列される構成を採用することができる。

前記本発明において、前記第１の回路基板は、携帯電話機のメイン基板であり、前記第２の回路基板は、同じ携帯電話機のサブ基板であるものとしてもよい。

本発明にあっては、接触ピンの具体的な構成として、前述の通り、凹部とＵ字形弾性体との間には隙間が設けられていて、接点端子部を下方に押圧する外力によってＵ字形弾性体の上側直線部が下向きに撓んだときに、そのＵ字形弾性体のＵ字湾曲部が回転し持ち上がって前記隙間に逃げ込むようになる構成を採用した。このため、前記外力によって接点端子部が下方に押圧されたとき、Ｕ字形弾性体の上側直線部が下方に撓む作用と、Ｕ字形弾性体の上側直線部全体が下方に傾斜する作用との相乗効果によって、接点端子部は下方に沈む。従って、接点端子部の沈み量を規定値とするのにあたり、Ｕ字形弾性体の上側直線部の撓み量を大幅に減らすことができ、Ｕ字形弾性体の上側直線部が繰り返し撓むことによるＵ字形弾性体の破損を効果的に防止できる点で、耐久性に優れた接触ピンを提供し得る。

図１は本発明の一実施形態である接触ピンを実装した携帯電話機の断面図である。 図２は図１に示した接触ピンの説明図であって、（ａ）は当該接触ピンの正面図、（ｂ）はその平面図、（ｃ）はその側面図である。 図３は図１及び図２に示した接触ピンのケースの説明図であって、（ａ）は当該ケースの平面図、（ｂ）はその側面図、（ｃ）はＡ−Ａ断面図である。 図４は図１及び図２に示した接触ピンのピン本体の説明図であって、（ａ）は当該ピン本体の正面図、（ｂ）はその平面図、（ｃ）はその裏面図である。 図５は図１及び図２に示した接触ピンの動作説明図であって、（ａ）は、ピン本体の接点端子部を下方に押し込む外力によってＵ字形弾性体の上側直線部が下向きに撓む前の状態の説明図、（ｂ）は、その外力によってＵ字形弾性体の上側直線部が下向きに撓んだ状態の説明図である。 図６は従来の接触ピンの説明図であって、（ａ）は、ピン本体の接点端子部を下方に押し込む外力によってＵ字形弾性体の上側直線部が下向きに大きく撓む前の状態の説明図、（ｂ）は、その外力によってＵ字形弾性体の上側直線部が下向きに大きく撓んだ状態の説明図である。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付した図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は本発明の一実施形態である接触ピンを実装した携帯電話機の断面図である。同図の携帯電話機Ｔは、第１の回路基板ＣＢ１と、その上に配置された第２の回路基板ＣＢ２と、これらの回路基板ＣＢ１、ＣＢ２間に配置されている本発明の接触ピンＰを有している。

第１の回路基板ＣＢ１は、携帯電話機Ｔのメイン基板であり、通信やＧＰＳ等、携帯電話機の主要な回路を形成したものである。また、第２の回路基板ＣＢ２は、同携帯電話機Ｔのサブ基板であり、ブルートゥースのような短距離無線通信用のアンテナ回路を形成したものである。このようなサブ基板（第１の回路基板ＣＢ１）のアンテナ回路とメイン基板（第２の回路基板ＣＢ２）の短距離無線通信用の送受信回路とが本発明の接触ピンＰによって電気的に接続されることにより、一つの短距離無線通信回路が構成される。

＜接触ピンＰの詳細構成＞
図２は図１に示した接触ピンの説明図、図３は図１及び図２に示した接触ピンのケースの説明図、図４は図１及び図２に示した接触ピンのピン本体の説明図、図５は図１及び図２に示した接触ピンの動作説明図である。

本接触ピンＰは、図２（ａ）（ｂ）（ｃ）に示したように、第１の回路基板ＣＢ１に取り付けられるケース１と、ケース１に装着されるピン本体２とから構成される。

ケース１は、図３（ａ）（ｂ）（ｃ）に示したように、ピン本体２を装着するための横向きの凹部１０を全部で４つ有している。これら４つの凹部１０は、ケース１の一側面１Ａとその反対面（他側面１Ｂ）から交互に掘り込まれることによって、互い違いに設けられており、それぞれの凹部１０に１つずつピン本体２が装着される（図２参照）。これにより、本接触ピンＰにおいては、４つのピン本体２の後述する接点端子部２１が、図２のように千鳥状に配列されるようになっている。

また、ケース１の上面には、凹部１０ごとに、それぞれの凹部１０に連通する切欠き１１が開設されており、さらに、同ケース１の下面には、凹部１０ごとに、それぞれの凹部１０に連通する係止孔１２が開設されている。

図４（ａ）（ｂ）（ｃ）に示したように、前記ピン本体２は、凹部１０に挿入されるとともに、Ｕ字湾曲部２０Ａと上下の直線部２０Ｂ、２０ＣとによりＵ字状に形成されたＵ字形弾性体２０と、Ｕ字形弾性体２０の上側直線部２０Ｂの端に設けられて、第２の回路基板ＣＢ２の回路のランドＲｎに接触する接点端子部２１と、Ｕ字形弾性体２０の下側直線部２０Ｃの端に設けられて、第１の回路基板ＣＢ１の回路のランドＲｎに接続されるリード端子部２２と、抜け止め手段としての舌片２３を備えている。このようなピン本体２は、金属板バネ材をプレス成形機で打ち抜き・折り曲げ成形することによって作製される。

Ｕ字形弾性体２０は、その上側直線部２０Ｂが多少外向きに開いて傾斜するように形成し、下側直線部２０Ｃが略水平になるように形成してある（図５（ａ）参照）。

接点端子部２１は、上側直線部２０Ｂの端から上向きに凸の三角形状に折り曲げ成形されていて、図５（ａ）のようにケース１上面の切欠き１１から上方へ突出することによって、第２の回路基板ＣＢ２のランドＲｎに接触できるように構成してある。

リード端子部２２は、下側直線部２０Ｃの端から一段下がってケース１の外部へ水平に突出し、第１の回路基板ＣＢ１のランドＲｎに半田付けされる。この半田付けは、（１）第１の回路基板ＣＢ１の回路とリード端子部２２とを電気的に接続する役割と、（２）ケース１を含む本接触ピンＰ全体をメイン基板（第１の回路基板ＣＢ１）に取り付け固定する役割とを果たしている。

舌片２３は、Ｕ字形弾性体２０の下側直線部２０Ｃから下向きに形成されてケース１下面の係止孔１２に入り込むことによって（図５（ａ）参照）、ピン本体２の抜け落ちを防止する。

図５（ａ）に示したように、先に説明した凹部１０とＵ字形弾性体２０の上側直線部２０Ｂとの間には隙間Ｇが設けられていて、接点端子部２１を下方に押圧する外力によってＵ字形弾性体２０の上側直線部２０Ｂが下向きに撓んだときに、そのＵ字形弾性体２０のＵ字湾曲部２０Ａが回転し持ち上がって前記隙間Ｇに逃げ込むように構成してある。

本接触ピンＰでは、Ｕ字形弾性体２０における上側直線部２０Ｂの傾斜に比べ、凹部１０の内側天井面１０Ｂ（図３（ｃ）参照）を緩い角度の傾斜面とすることで、前記のような逃げの隙間Ｇを形成した。

＜本接触ピンＰの動作説明＞
本接触ピンＰを携帯電話機Ｔに実装する際は、まず、図５（ａ）に示すように、本接触ピンＰのリード端子部２２を第１の回路基板ＣＢ１のランドＲｎに半田付けする。

次に、図５（ａ）のように、本接触ピンＰの上方から第１の回路基板ＣＢ１上に第２の回路基板ＣＢ２を置くことにより、第２の回路基板ＣＢ２のランドＲｎをピン本体２の接点端子部２１に接触させる。

そして、第２の回路基板ＣＢ２を所定の力で図５（ｂ）の二点破線で示す位置まで押し下げてから、図示しないロック手段により第２の回路基板ＣＢ２を固定ロックすることにより、本接触ピンＰの実装は完了する。

前記のように第２の回路基板ＣＢを押し下げる過程で、接点端子部２１は、その押し下げ力により下方に押圧される。また、その接点端子部２１を押圧する外力によって、Ｕ字形弾性体２０の上側直線部２０Ｂは下向きに撓み、その撓み量に応じて、接点端子部２１は下方に沈む。

このとき同時に、Ｕ字形弾性体２０のＵ字湾曲部２０Ａは、前記外力によって図中矢印Ｒで示す方向に回転し持ち上がって、凹部１０とＵ字形弾性体２０との間の隙間Ｇに逃げ込む。これにより、Ｕ字形弾性体２０の上側直線部２０Ｂ全体が下方に傾斜するため、接点端子部２１は更に下方に沈んで図５（ｂ）のようになる。同図（ｂ）のように接点端子部２１が沈んだ状態は、先に説明した第２の回路基板ＣＢ２の固定ロックにより維持される。

以上説明したように、本接触ピンＰにあっては、前記外力によって接点端子部２１が下方に押圧されたとき、Ｕ字形弾性体２０の上側直線部２０Ｂが下方に撓む作用と、Ｕ字形弾性体２０の上側直線部２０Ｂ全体が下方に傾斜する作用との相乗効果によって、接点端子部２１は下方に沈む。このため、接点端子部２１の沈み量を規定値とするのにあたり、Ｕ字形弾性体２０の上側直線部２０Ｂの撓み量を大幅に減らすことができ、Ｕ字形弾性体２０の上側直線部２０Ｂが繰り返し撓むことによるＵ字形弾性体２０の破損を効果的に防止できる点で、耐久性の向上が図られている。

また、本接触ピンＰによると、４つのピン本体２の接点端子部２１が千鳥状に配列される構成を採用したので、４つのピン本体２を片側一列に並べた４連タイプに比べ、それぞれの接点端子部２１が個々に接触するランドについて、そのランド間隔とランド径を広く採ることが可能となり、ランド間に塗布されたレジスト膜によってランドへの接点端子部２１の接触が妨げられるという不具合（接触不良）を効果的に防止できる点で、信頼性の向上が図られている。

１ ケース
１Ａ ケースの一側面
１Ｂ ケースの他側面
１０ 凹部
１０Ｂ 凹部の内側天井面
１１ 切欠き
１２ 係止孔
２ ピン本体
２０ Ｕ字形弾性体
２０Ａ Ｕ字形弾性体のＵ字湾曲部
２０Ｂ Ｕ字形弾性体の上側直線部
２０Ｃ Ｕ字形弾性体の下側直線部
２１ 接点端子部
２２ リード端子部
２３ 舌片
ＣＢ１ 第１の回路基板
ＣＢ２ 第２の回路基板
Ｐ 接触ピン
Ｔ 携帯電話機
Ｒｎ 回路のランド

Claims (4)

1. 第１の回路基板と第２の回路基板との間に配置され、それぞれの回路基板の回路どうしを電気的に接続する接触ピンであって、
   前記接触ピンは、
   前記第１の回路基板に取り付けられるケースと、
   前記ケースに装着されるピン本体とからなり、
   前記ケースは、
   前記ピン本体を装着するための凹部を有し、
   前記ピン本体は、
   前記凹部に挿入されるとともに、Ｕ字湾曲部と上下の直線部とによりＵ字状に形成されたＵ字形弾性体と、
   前記Ｕ字形弾性体の上側直線部の端に設けられて、前記第２の回路基板の回路のランドに接触する接点端子部と、
   前記Ｕ字形弾性体の下側直線部の端に設けられて、前記第１の回路基板の回路のランドに接続されるリード端子部と、を有し、
   前記凹部と前記Ｕ字形弾性体の上側直線部との間には隙間が設けられていて、前記接点端子部を下方に押圧する外力によって前記Ｕ字形弾性体の上側直線部が下向きに撓んだときに、そのＵ字形弾性体のＵ字湾曲部が回転し持ち上がって前記隙間に逃げ込むようになっていること
   を特徴とする接触ピン。
2. 前記外力によって接点端子部が下方に押圧されたとき、前記Ｕ字形弾性体の上側直線部が下方に撓む作用と、そのＵ字形弾性体のＵ字湾曲部が回転し持ち上がって前記隙間に逃げ込むことによりＵ字形弾性体の上側直線部全体が下方に傾斜する作用との相乗効果によって、前記接点端子部が下方に沈むこと
   を特徴とする請求項１に記載の接触ピン。
3. 前記接触ピンは、前記ピン本体を複数備え、
   前記複数のピン本体の接点端子部は、千鳥状に配列されること
   を特徴とする請求項１または２に記載の接触ピン。
4. 前記第１の回路基板は、携帯電話機のメイン基板であり、
   前記第２の回路基板は、同じ携帯電話機のサブ基板であること
   を特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の接触ピン。

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