CN101304128B - 连接孔用电连接端子及具备该端子的电子部件的卡止构造 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种从插入开始到插入结束的过程中，能够以规定值以下的插入力将连接孔用电连接端子插入连接孔中的电子部件的卡止构造。该卡止构造具备：具有规定宽度的基端部(310)；与基端部(310)成一体、且宽度相对基端部(310)的宽度增宽的脱止部(313)；与脱止部(313)成一体、且宽度相对脱止部(313)加宽后的宽度变窄而到达前端部(314)的插入锥部(315)；插入锥部(315)，由朝向插入方向其锥角向增加方向变化的多个锥面构成。

Description

连接孔用电连接端子及具备该端子的电子部件的卡止构造

技术领域

本发明涉及连接孔用电连接端子及具备该端子的电子部件的卡止构造，特别涉及向连接孔插入的连接孔用电连接端子及具备该端子的电子部件的卡止构造。

背景技术

作为以往的电子部件的卡止构造，已知有例如将带管脚电子部件的管脚插入带通孔电路基板的通孔(插通)，而将电子部件卡止在电路基板上的构造(专利文献1)。

该电子部件的卡止构造具备作为电路基板的印制电路布线板、及在该印制电路布线板上卡止的电子部件。

印制电路布线板至少具有一对以规定间隔并列的通孔。电子部件具有管脚，该管脚包括分别插通于一对通孔的爪部。

根据以上的构成，将电子部件卡止在印制电路布线板是通过下述动作进行的，即利用自动插入机使电子部件移动，并从预先载置在工件台上的印制电路布线板的表面侧(部件安装面侧)将管脚分别向一对通孔插通。这时，一旦将管脚分别插通于一对通孔中，则各管脚的爪部卡止在通孔的背面侧开口周边。之后，将管脚的爪部锡焊在通孔的背面侧开口周边(连接盘)，于是电子部件就被安装于电路基板。

通常，在这种电子部件的卡止构造中，如图6所示，在管脚600的爪部601上形成有具有规定的管脚插入角(锥角)α的导向面(插入锥面)602。这里，所谓管脚插入角α是指相对于管脚插入方向导向面602的倾斜角度(侧面603与导向面602的夹角)。

专利文献1：日本专利特开2000-299250号公报

专利文献2：日本专利特公平5-80793号公报

专利文献3：日本专利特开平11-297385号公报

专利文献4：日本专利特开平8-69828号公报

专利文献5：日本专利特开2000-133352号公报

专利文献6：日本实用新型实公平7-22058号公报

然而，根据以往(专利文献1)的电子部件的卡止构造，由于管脚600上的导向面602的管脚插入角α被设定为单一的角度，因此若将管脚500插入通孔并向管脚插入方向移动，则对应于管脚的移动量其弯曲量变大，因而存在从管脚插入通孔开始到插入结束的过程中，管脚插入力逐渐增大的问题。

因此，希望出现一种从管脚插入通孔开始到插入结束的过程中，能够以规定值(10N)以下的管脚插入力将管脚插入通孔中，并可以将电子部件卡止于电路基板上的电子部件的卡止构造。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种从插入开始到插入结束的过程中，能够以规定值以下的插入力来进行管脚(连接孔用电连接端子)对通孔(连接孔)的插入的连接孔用电连接端子及具备该端子的电子部件的卡止构造。

(1)本发明，为了达到上述目的，提供一种连接孔用电连接端子，其特征在于，具备：具有规定宽度的基端部；脱止部，其与上述基端部成一体，且与上述基端部的宽度相比，脱止部的宽度增大；以及插入锥部，其与上述脱止部成一体，且与上述脱止部的增宽后的宽度相比，插入部的宽度变窄而到达上述连接孔用电连接端子的前端部，上述插入锥部，由朝向插入方向其锥角向增加方向变化的多个锥面构成。由上述基端部、上述脱止部、上述插入锥部以及上述前端部，形成作为电连接端子的管脚，上述插入锥部的管脚插入角θ由W＝P×μ×tanθ以及P＝b×d³×E×Y/4×L³求出，其中，W：插入力(N)，P：弯曲载荷：(N/mm)，μ：摩擦系数，b：管脚厚度(mm)，d：管脚宽度(mm)，E：拉伸弹性模量(N/mm²)，Y(Yn：最大弯曲量)：管脚抵接点处的管脚弯曲量(mm)，L：从外壳到管脚抵接开始点的尺寸(mm)。

(2)本发明，为了达到上述目的，提供一种电子部件的卡止构造，其具备：具有连接孔的电路基板、以及具有向上述连接孔插入的连接孔用电连接端子的电子部件，通过使上述连接孔用电连接端子弯曲而插入上述连接孔，来将上述连接孔用电连接端子卡止于上述电路基板，该构造的特征在于，上述连接孔用电连接端子具备：具有规定宽度的基端部；脱止部，其与上述基端部成一体，且与上述基端部的宽度相比，脱止部的宽度增大；以及插入锥部，其与上述脱止部成一体，且与上述脱止部的增宽后的宽度相比，插入部的宽度变窄而到达上述连接孔用电连接端子的前端部；上述插入锥部，由朝向插入方向其锥角向增加方向变化的多个锥面构成。由上述基端部、上述脱止部、上述插入锥部以及上述前端部，形成作为电连接端子的管脚，上述插入锥部的管脚插入角θ由W＝P×μ×tanθ以及P＝b×d³×E×Y/4×L³求出，其中，W：插入力(N)，P：弯曲载荷：(N/mm)，μ：摩擦系数，b：管脚厚度(mm)，d：管脚宽度(mm)，E：拉伸弹性模量(N/mm²)，Y(Yn：最大弯曲量)：管脚抵接点处的管脚弯曲量(mm)，L：从外壳到管脚抵接开始点的尺寸(mm)。

(3)本发明，为了达到上述目的，提供一种电子部件的卡止构造，其具备：具有通孔的电路基板、以及具有向上述通孔插通的通孔用电连接端子的电子部件，通过使上述通孔用电连接端子弯曲而插通于上述通孔，来将上述通孔用电连接端子卡止于上述电路基板，其特征在于，上述通孔用电连接端子具备：具有规定宽度的基端部；脱止部，其与上述基端部成一体、且与上述基端部的宽度相比，脱止部的宽度增大；以及插入锥部，其与上述脱止部成一体，且与上述脱止部的增宽后的宽度相比，插入锥部的宽度变窄，而到达上述连接孔用电连接端子的前端部，上述插入锥部，由朝向插入方向其锥角向增加方向变化的多个锥面构成。由上述基端部、上述脱止部、上述插入锥部以及上述前端部，形成作为电连接端子的管脚，上述插入锥部的管脚插入角θ由W＝P×μ×tanθ以及P＝b×d³×E×Y/4×L³求出，其中，W：插入力(N)，P：弯曲载荷：(N/mm)，μ：摩擦系数，b：管脚厚度(mm)，d：管脚宽度(mm)，E：拉伸弹性模量(N/mm²)，Y(Yn：最大弯曲量)：管脚抵接点处的管脚弯曲量(mm)，L：从外壳到管脚抵接开始点的尺寸(mm)。

根据本发明，从插入开始到插入结束的过程中，能够以规定值以下的插入力来进行相对于连接孔的连接孔用电连接端子的插入。

附图说明

图1(a)及(b)是为了说明本发明的实施方式所涉及的电子部件的卡止构造而示出的剖视图。

图2(a)及(b)是表示本发明的实施方式所涉及的电子部件的卡止构造中的管脚的主视图与其A-A线剖视图。

图3是表示本发明的实施方式所涉及的电子部件的卡止构造中的管脚插入中途的状态(1)的剖视图。

图4是表示本发明的实施方式所涉及的电子部件的卡止构造中的管脚插入中途的状态(2)的剖视图。

图5是为了对求解本发明的实施方式涉及的电子部件的卡止构造中的管脚的管脚插入角的方法进行说明而示出的主视图。

图6是放大表示以往的电子部件的管脚的爪部的主视图。

符号说明如下：

1...电子部件的卡止构造；2...印制电路布线板；20、21...通孔；3...电子部件；30...外壳；31、32...管脚；310、320...基端部；311、321...爪部；312...导向部；313...脱止部；314...前端部；315...插入锥部；315A₁、315A₂...、315An...倾斜面；β、θ...管脚插入角；P...弯曲载荷；Pn...最大弯曲载荷；S...管脚插入方向；W...插入力；Y...管脚的弯曲量；Yn...管脚的最大弯曲量；600...管脚；601...爪部；602...导向面；603...侧面；α...管脚插入角。

具体实施方式

【实施方式】

图1是为了说明本发明的实施方式所涉及的电子部件的卡止构造而示出的剖视图。图1(a)、图1(b)分别示出电子部件的卡止前的状态及电子部件卡止后的状态。图2是表示本发明的实施方式所涉及的电子部件的卡止构造中的管脚的图。图2(a)、图2(b)分别示出主视图及图2(a)中的A-A线剖视图。图3是表示本发明的实施方式所涉及的电子部件的卡止构造中的管脚插入中途的状态(1)的剖视图。图4是表示本发明的实施方式所涉及的电子部件的卡止构造中的管脚插入中途的状态(2)的剖视图。图5是为了对求解本发明的实施方式所涉及的电子部件的卡止构造中的管脚的管脚插入角的方法进行说明而示出的主视图。

【电子部件的卡止构造的整体构成】

在图1(a)及(b)中，符号1所示的电子部件的卡止构造具备：作为电路基板的印制电路布线板2、及利用自动插入机(未图示)搭载在该印制电路布线板2上的电子部件3。

(印制电路布线板2的构成)

印制电路布线板2，如图1(a)及(b)所示，由在表面、背面各面上具有电路图案(未图示)的基部部件形成，且被配置在自动传送机的下方。在印制电路布线板2上，沿表面方向设置有多对(实施方式中为1对)以规定间隔并列的、作为连接孔的通孔20、21(3mm左右的内径)。通孔20、21是通过对预先设于印制电路布线板2的基部部件的贯通孔施以例如镀铜(Cu)处理而形成的。作为印制电路布线板2的基部部件，采用陶瓷、环氧树脂等的绝缘性部件。

(电子部件3的构成)

电子部件3，如图1(a)及(b)所示，由被外壳30包盖的电路元件(未图示)、及作为与该电路元件连接的连接孔用电连接端子的管脚31、32组成，且被安装于印制电路布线板2的表面(部件搭载面)侧。

电路元件例如由电解电容器等电容器元件组成，并利用无铅锡焊(未图示)等在通孔20、21(连接盘)通过管脚31、32形成电且机械的连接。

管脚31、32，如图1(a)及(b)所示，由基端部310、320及爪部311、321组成，且一部分露出于外壳30外并分别插通于通孔20、21。而且，整体由截面为矩形的端子部件形成，该端子部件例如由黄铜、磷青铜等导电材料组成且可发生弹性变形。这些管脚31、32为大致相同的构成，因此对一个管脚(例如管脚31)进行说明，管脚31，其基端部310一部分处于外壳30内且与电路元件连接，而其爪部311卡止在通孔20的背面侧开口周边。

基端部310如图2(a)及(b)所示，由厚度及宽度分别设定为b、d的尺寸的、截面为矩形形状的方片形成。

爪部311，如图3及图4所示，突出在基端部310的外壳相反侧(与外壳30相反一侧)。在爪部311上设有导向部312，其具有沿管脚插入方向向下的斜度；以及脱止部313，其具有沿管脚插入方向向上的斜度。

导向部312，如图3及图4所示，由前端部(第一导向面)314及插入锥部(第二导向面)315组成，并配置在爪部311的外侧侧面上。

前端部314，如图3及图4所示，具有从管脚31的前端侧向基端侧逐渐减小的管脚插入角β(β＝β1、β2、...)，且整体在x₀x₁上由连续曲面形成。这里，所谓管脚插入角β，是指前端部314上的任意点上的切线与管脚插入方向在同一假想面内的夹角。另外，对于前端部314而言，也可以由具有单一管脚插入角(沿管脚插入方向向下的斜度)的倾斜面形成。

插入锥部315，如图3～图5所示，与前端部314相同，具有从管脚31的前端侧向基端侧逐渐减小的管脚插入角(倾斜角)θ(θ＝θ1、θ2、...、θn：最小管脚插入角≤β)，即是由朝向管脚插入方向S且在锥角θ增加方向上变化的多个倾斜面(锥面)315A₁、315A₂、...315An(本实施方式中n＝5)形成。倾斜面315A₁、315A₂、...315A₅分别由具有倾斜度a(a＝a₁、a₂、a ₃、a₄、a₅)的扁平面(分别在x₁x₂上具有倾斜a₁、在x₂x₃上具有倾斜a₂、...在x₅x₆上具有倾斜a₅的平面)形成。

接着，结合图5对求解管脚31中的插入锥部315的管脚插入角θ的方法进行说明。另外，管脚32上的插入锥部315的管脚插入角θ能够与求解管脚31上的插入锥部315的管脚插入角θ时相同地求解，因此省略其详细的说明。

图5示出以插入力W将电子部件3(管脚31)沿管脚插入方向S插入印制电路布线板2的通孔20，且插入锥部315(图5中，倾斜面315A₅的任意部位)与通孔20的上侧开口周边O抵接的状态。

如图5所示，若以插入力W将管脚31插入印制电路布线板2的通孔20，则在管脚31上，分别在与管脚插入方向S垂直的方向上作用有弯曲载荷P，而且沿倾斜面315A₅作用有摩擦力F。这里，将因管脚31向通孔20插入而在与印制电路布线板2之间产生的摩擦力F的摩擦系数设为μ，并且将因摩擦力F而在倾斜面315A₅的任意部位上作用的垂直应力设为N(＝OB)，则摩擦力F可以表示为F＝OC＝μ×N。另外，弯曲载荷P可以表示为P＝OA＝N×cosθ(图5中，管脚插入角θ为θ＝θ₅)。

由此，若将对管脚31的插入力W设为恒定值(W＝10N)，则

W＝OD+AB

＝F×cosθ+N×sinθ

将F＝μ×N代入上式

＝N×cosθ×(μ+tanθ)

将P＝N×cosθ代入上式

＝P×(μ+tanθ)。

这里，μ＜1，P×μ²＞0，因此，W＞P×μ×(μ+tanθ)＞P×μ×tanθ，因此，以W＝P×μ×tanθ能够求出倾斜面315An的管脚插入角θ。

另外，弯曲载荷P(N/mm)由下式求得。

P＝b×d³×E×Y/4×L³

b：管脚厚度(mm)

d：管脚宽度(mm)

E：拉伸弹性模量(N/mm²)

Y(Yn：最大弯曲量)：管脚抵接点的管脚的弯曲量(mm)

L：由外壳开始到管脚抵接开始点的尺寸(mm)

脱止部313，如图3及图4所示，与插入锥部315连接，且配置于爪部311的外侧侧面(与导向部312同侧)。

【电子部件的卡止方法】

结合图1(a)及(b)对本发明的实施方式所涉及的电子部件的卡止方法进行说明。

在图1(a)所示的管脚卡止前的状态下，将电子部件3卡止在印制电路布线板2上是通过如下动作进行的，即利用自动插入机使电子部件3移动，从预先载置在工作台上的印制电路布线板2的表面(部件安装面)侧以管脚插入力W(恒定值)分别将管脚31、32插通于通孔20、21。这时，若分别将管脚31、32插通于通孔20、21，则如图1(b)所示管脚31、32的爪部311、321卡止在通孔20、21的背面侧开口周边。这时，若通过管脚31、32向通孔20、21的插入，使爪部311、321的插入锥部315抵接于通孔20、21的表面侧开口周边(管脚抵接开始点)，则管脚31、32受到由通孔20、21的表面侧开口周边的、与插入锥部315的管脚插入角θ及管脚弯曲量Y对应的弯曲载荷P(Pn：最大弯曲载荷)，并向与管脚插入方向S垂直的方向弯曲。

另外，管脚31、32向通孔20、21的插入，从爪部311、321的插入锥部315抵接在通孔20、21的表面侧开口周边开始，到其脱止部313通过通孔20、21而结束。

之后，在管脚卡止状态下，利用无铅锡焊将管脚31、32的爪部311、321焊接在通孔20、21的背面侧开口周边(连接盘)，这样电子部件3就被安装于印制电路布线板2。

【实施方式的效果】

根据以上说明的实施方式，可获得如下效果。

从插入开始到插入结束过程中，能够以规定值以下的插入力W来进行相对于通孔20、21的管脚31、32的插入。

以上，基于上述实施方式对本发明的电子部件的卡止构造进行了说明，但本发明并不限于上述的实施方式，在不脱离其主旨的范围内可以实施各种方式，例如也可进行如下的变形。

(1)在本实施方式中，对管脚31、32上的基端部310、320的宽度被设定为一定的尺寸d的情况进行了说明，但本发明并不限于此，也可以设定为管脚基端部的宽度发生变化的尺寸。也就是，归纳为，只要是本发明中的连接孔用电连接端子的基端部是具有规定宽度的基端部即可。

(2)在本实施方式中，对管脚31、32所插入的连接孔为通孔20、21的情况进行了说明，但本发明并不限于此，也可以是具有规定的深度的凹孔(底部闭合的连接孔)。

(3)在本实施方式中，对适用于单侧侧面为平面的管脚31、32的情况进行了说明，但本发明并不限于此，例如也可以是曲面，并可以适用于具有其他形状的管脚。

(4)在本实施方式中，对插入锥部315由多个倾斜面315A₁、315A₂、...315An(n＝5)形成的情况进行了说明，但本发明并不限于此，也可以在管脚的爪部形成由具有管脚插入角的连续曲面(非平面)构成的导向面(插入锥部)，而该管脚插入角从管脚的前端侧向基端侧逐渐变小。这时，由于管脚的插入锥部由连续的曲面形成，因此，在管脚插入时，管脚在插入锥部上的动作是连续的动作，且能够顺滑地进行管脚相对于通孔的插入动作。

(5)在本实施方式中，对适用于将由电解电容器(作为电路元件的电容器元件)组成的电子部件3卡止在印制电路布线板2上的构造的情况进行了说明，但本发明并不限于此，也可以和本实施方式同样地适用于例如将电阻器、整流器、晶体管、保险丝或连接器等的带管脚的电子部件卡止于电路基板的构造。

Claims (5)

1.一种连接孔用电连接端子，其特征在于，具备：

具有规定宽度的基端部；

脱止部，其与上述基端部成一体，且与上述基端部的宽度相比，脱止部的宽度增大；以及

插入锥部，其与上述脱止部成一体，且与上述脱止部增宽后的宽度相比，插入锥部的宽度变窄而到达上述连接孔用电连接端子的前端部，

上述插入锥部，由朝向插入方向其锥角向增加方向变化的多个锥面构成，

由上述基端部、上述脱止部、上述插入锥部以及上述前端部，形成作为电连接端子的管脚，

上述插入锥部的管脚插入角θ由W＝P×μ×tanθ以及P＝b×d³×E×Y/4×L³求出，

其中，W：插入力(N)，P：弯曲载荷：(N/mm)，μ：摩擦系数，b：管脚厚度(mm)，d：管脚宽度(mm)，E：拉伸弹性模量(N/mm²)，Y(Yn：最大弯曲量)：管脚抵接点处的管脚弯曲量(mm)，L：从外壳到管脚抵接开始点的尺寸(mm)。

2.根据权利要求1所述的连接孔用电连接端子，其特征在于，上述管脚由可弹性变形的端子部件形成。

3.根据权利要求1所述的连接孔用电连接端子，其特征在于，上述基端部由规定尺寸的、截面为矩形形状的方片形成。

4.根据权利要求1所述的连接孔用电连接端子，其特征在于，形成有爪部，该爪部由上述脱止部以及导向部一体形成，且上述脱止部突出于上述基端部、具有沿管脚插入方向向上的斜度，而上述导向部由上述前端部和上述插入锥部构成、且具有沿管脚插入方向向下的斜度。

5.根据权利要求4所述的连接孔用电连接端子，其特征在于，上述导向部配置于上述爪部的外侧侧面。

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