実装基板と電子部品の接続構造および電子装置
【課題】接続端子としてのリード部とコネクタ部との接点が摺動することを抑制し、接点での接触抵抗増加が抑制できるようにする。
【解決手段】コネクタ部４０を線状バネ部材を用いて構成する。そして、コネクタ部４０に線状バネ部材における一端部側に構成され、ランド３２に固定される固定端４１と、線状バネ部材における固定端４１と反対側となる他端部側に線状バネ部材が巻き回されて構成され、リード部１１を当該巻き回されている部分にて弾性的に締め付けて固定する端子固定部４３と、線状バネ部材における固定端４１と端子固定部４３との間の部分にて構成される弾性変形が可能な変位部４４と、を備える。そして、端子固定部４３が、リード部１１に外力が印加されたとき、リード部１１を固定したまま、変位部４４が弾性変形することに伴って変位するようにする。
【解決手段】コネクタ部４０を線状バネ部材を用いて構成する。そして、コネクタ部４０に線状バネ部材における一端部側に構成され、ランド３２に固定される固定端４１と、線状バネ部材における固定端４１と反対側となる他端部側に線状バネ部材が巻き回されて構成され、リード部１１を当該巻き回されている部分にて弾性的に締め付けて固定する端子固定部４３と、線状バネ部材における固定端４１と端子固定部４３との間の部分にて構成される弾性変形が可能な変位部４４と、を備える。そして、端子固定部４３が、リード部１１に外力が印加されたとき、リード部１１を固定したまま、変位部４４が弾性変形することに伴って変位するようにする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コネクタ部が備えられた実装基板とリード部が引き出された電子部品との電気的、機械的な接続を行うための接続構造およびその接続構造が用いられた電子装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、リード部を備えた電子部品と基板との着脱可能な接続構造として、基板に形成されているスルーホールにソケットをはんだ付けし、電子部品のリードをソケットに挿入することにより、基板と電子部品とを電気的、機械的に接続する接続構造が開示されている（例えば、特許文献１参照）。具体的には、このような接続構造では、ソケットの一端部には、複数に分離され、先端に向かって先細り形状とされている弾性挟持部が備えられている。そして、リード部は、弾性挟持部よりも径が大きくされており、ソケットの他端部側から一端部側に挿入されると、弾性挟持部と当接することにより、ソケットと電気的に接続されると共に、弾性挟持部の弾性力によりソケットと機械的に接続される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実用新案登録第３１０４４９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１のような電子部品と基板との接続構造では、リード部は弾性挟持部の弾性力により保持されているのみである。このため、電子部品の熱膨張や振動等によってリード部に外力が印加されると、リード部と弾性挟持部との間では接点が摺動する可能性があり、さらに接点が摺動して摩耗等が起こる場合には接触抵抗が増加するという問題がある。
【０００５】
また、このような接続構造において、例えば、弾性挟持部の径をリード部の径より大幅に小さくして弾性挟持部がリード部を保持する力を強くし、リード部と弾性挟持部との接点が摺動することを抑制することが考えられる。しかしながら、上記接続構造においては、電子部品が熱膨張等してリード部に外力が印加された場合、接点が摺動することを抑制することはできるが、リード部の破損やはんだの剥離という問題がある。すなわち、リード部は、変位することができないために破損する。また、はんだは、リード部に印加される外力が弾性挟持部を介して印加されるために剥離する。
【０００６】
本発明は上記点に鑑みて、リード部とコネクタ部との接点が摺動することを抑制し、接点での接触抵抗増加が抑制できる実装基板と電子部品の接続構造およびその接続構造が用いられた電子装置を提供することを第１の目的とする。
【０００７】
さらに、リード部の破損もしくは基板とコネクタ部とを接続するはんだの剥離を抑制することができる実装基板と電子部品の接続構造およびその接続構造が用いられた電子装置を提供することを第２の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、コネクタ部（４０）は、線状バネ部材を用いて構成されており、線状バネ部材における一端部側に構成され、ランド（３２）に固定される固定端（４１）と、線状バネ部材における固定端（４１）と反対側となる他端部側に線状バネ部材が巻き回されて構成され、リード部（１１）を当該巻き回されている部分にて弾性的に締め付けて固定する端子固定部（４３）と、線状バネ部材における固定端（４１）と端子固定部（４３）との間の部分にて構成される弾性変形が可能な変位部（４４）と、を備え、電子部品（１０）は、リード部（１１）が端子固定部（４３）にて固定されることにより、実装基板（３０）に機械的に固定されると共に、コネクタ部（４０）を介して実装基板（３０）と電気的に接続されており、端子固定部（４３）は、リード部（１１）に外力が印加されたとき、リード部（１１）を固定したまま、変位部（４４）が弾性変形することに伴って変位することを特徴としている。
【０００９】
このような構造では、リード部（１１）に外力が印加されたとき、変位部（４４）が弾性変形によって変位するため、リード部（１１）と端子固定部（４３）との間の接点が摺動することを抑制できる。このため、リード部（１１）と端子固定部（４３）との間で接点が摺動することによる接点での接触抵抗増加を抑制することが可能となる。
【００１０】
また、リード部（１１）に外力が印加されると、変位部（４４）が変位することにより当該外力が吸収（消費）される。このため、リード部（１１）に印加される外力がそのままリード部（１１）に残留することを抑制でき、リード部（１１）が破損することを抑制することができる。
【００１１】
例えば、請求項２に記載されている発明のように、コネクタ部（４０）を、線状バネ部材が巻き回されて構成されたコイルバネとし、変位部（４４）の内径を端子固定部（４３）の内径より大きくし、実装基板（３０）の平面方向と垂直な方向を長手方向とすることができる。
【００１２】
また、請求項３に記載されている発明のように、ランド（３２）を実装基板（３０）のうち電子部品（１０）と対向する一面に形成し、固定端（４１）を実装基板（３０）の平面上で同心巻きされて構成されている同心部（４２）を有した構成とし、当該同心部（４２）を実装基板（３０）の一面において形成されたランド（３２）に固定し、変位部（４４）を実装基板（３０）における一面側に配置することもできる。
【００１３】
このような構造では、リード部（１１）を端子固定部（４３）に挿入する際に、リード部（１１）を挿入する力が固定端（４１）がランド（３２）から剥離する方向に加わらないため、固定端（４１）とランド（３２）との接続不良が発生することを抑制することができる。
【００１４】
さらに、請求項４に記載されている発明のように、実装基板（３０）に厚さ方向に貫通するスルーホール（３１）を形成し、ランド（３２）を、実装基板（３０）のうち電子部品（１０）と対向する一面であって、スルーホール（３１）の周辺部に形成し、固定端（４１）を実装基板（３０）の平面上で同心巻きされて構成されていると共に当該同心巻された部分のうち最外周部の外径がスルーホール（３１）の内径より大きくされている同心部（４２）を有した構成とし、当該同心部（４２）を実装基板（３０）の一面において形成されたランド（３２）に固定し、変位部（４４）を、スルーホール（３１）を通過して、実装基板（３０）における一面と反対の他面側に突出させることができる。
【００１５】
また、請求項６に記載されている発明のように、実装基板（３０）に厚さ方向に貫通するスルーホール（３１）を形成し、ランド（３２）を、実装基板（３０）のうち電子部品（１０）と対向する一面と反対側の他面であって、スルーホール（３１）の周辺部に形成し、固定端（４１）を実装基板（３０）の平面上で同心巻きされて構成されていると共に当該同心巻された部分のうち最外周部の外径がスルーホール（３１）の内径より大きくされている同心部（４２）を有した構成とし、同心部（４２）を実装基板（３０）の他面において形成されたランド（３２）に固定し、変位部（４４）を、スルーホール（３１）を通過して、実装基板（３０）における一面側に突出させることもできる。
【００１６】
これらのような構造では、変位部（４４）の一部をスルーホール（３１）内に配置した状態で固定端（４１）をランド（３２）に固定するため、コネクタ部（４０）が実装基板（３０）の平面方向に移動することをスルーホール（３１）の内壁面にて抑制することができ、コネクタ部（４０）の組み付け性を向上させることができる。
【００１７】
また、請求項５に記載されている発明のように、実装基板（３０）に厚さ方向に貫通するスルーホール（３１）を形成し、ランド（３２）を、実装基板（３０）のうち電子部品（１０）と対向する一面と反対側の他面であって、スルーホール（３１）の周辺部に形成し、固定端（４１）を実装基板（３０）の平面上で同心巻きされて構成されていると共に当該同心巻された部分のうち最外周部の外径がスルーホール（３１）の内径より大きくされている同心部（４２）を有した構成とし、当該同心部（４２）を実装基板（３０）の他面において形成されたランド（３２）に固定し、変位部（４４）を実装基板（３０）における他面側に配置することもできる。
【００１８】
また、請求項７に記載されている発明のように、固定端（４１）を、同心部（４２）と、実装基板（３０）の平面方向と垂直方向に巻き回されている鉛直部（４５）と、を備えた構成とすると共にランド（３２）にはんだ（５０）を介して接続し、鉛直部（４５）の外周面および同心部（４２）をはんだで覆うことにより、はんだフィレットを形成することもできる。
【００１９】
このような構造では、鉛直部（４５）の外周面および同心部（４２）がはんだで覆われることにより、はんだフィレットが形成されているため、固定端（４１）とランド（３２）との接続性を向上させることができる。
【００２０】
さらに、請求項８に記載されている発明のように、実装基板（３０）に厚さ方向に貫通するスルーホール（３１）を形成し、ランド（３２）を当該スルーホール（３１）の内壁面に形成し、固定端（４１）をスルーホール（３１）に圧入してスルーホール（３１）の内壁面に形成されたランド（３２）にて固定することもできる。
【００２１】
これら請求項１〜８に記載した実装基板と電子部品との接続構造は、様々なものに適用される。例えば、請求項９に記載したように、底面（２１）を有すると共に、底面（２１）の垂直方向に設けられた側壁（２２）を有するケース（２０）を備え、電子部品（１０）が底面（２１）に固定され、かつ、実装基板（３０）が側壁（２２）に対して固定されることにより、リード部（１１）が実装基板（３０）の垂直方向からコネクタ部（４０）に対して挿し込まれて電子部品（１０）と実装基板（３０）とが電気的および機械的に接続されるような電子装置において、実装基板（３０）と電子部品（１０）との接続構造として、請求項１ないし８のいずれか１つに記載の実装基板と電子部品との接続構造を適用することができる。
【００２２】
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる実装基板と電子部品との接続構造が用いられた電子装置の断面構成を示した図である。
【図２】図１における二点鎖線部分の拡大図である。
【図３】図１に示すコイルバネの斜視図である。
【図４】図１中のＡ−Ａ断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態にかかる実装基板と電子部品との接続構造が用いられた電子装置の部分拡大図である。
【図６】本発明の第３実施形態にかかる実装基板と電子部品との接続構造が用いられた電子装置の部分拡大図である。
【図７】本発明の第４実施形態にかかる実装基板と電子部品との接続構造が用いられた電子装置の部分拡大図である。
【図８】本発明の第５実施形態にかかる実装基板と電子部品との接続構造が用いられた電子装置の部分拡大図である。
【図９】本発明の第６実施形態にかかる実装基板と電子部品との接続構造が用いられた電子装置の部分拡大図である。
【図１０】本発明の第７実施形態にかかる実装基板と電子部品との接続構造が用いられた電子装置の部分拡大図である。
【図１１】本発明の他の実施形態にかかる実装基板と電子部品との接続構造が用いられた電子装置の断面構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について説明する。図１は、本実施形態にかかる実装基板と電子部品との接続構造が用いられた電子装置の断面構成を示した図、図２は、図１における二点鎖線部分の拡大図である。以下、これらの図を参照して電子装置の構成について説明する。
【００２５】
図１に示されるように、本実施形態にかかる電子装置１は、電子部品１０、ケース２０、実装基板３０およびコネクタ部としてのコイルバネ４０にて構成されている。
【００２６】
電子部品１０は、底面２１および側壁２２を有するケース２０の底面２１上に配置され、底面２１の裏面側からのネジ部２３の螺合によりケース２０に対して固定されている。電子部品１０からは複数本のリード部１１が実装基板３０方向に対して引き出されており、リード部１１が実装基板３０の垂直方向からコイルバネ４０に対して挿し込まれることにより、電子部品１０とコイルバネ４０とが電気的および機械的に固定されている。具体的には、図２に示されるように、電子部品１０に備えられた各リード部１１は、その先端が先細り形状とされており、挿入方向と垂直方向の断面は正方形状とされている。そして、各リード部１１がコイルバネ４０に締め付けられて固定されることにより、各リード部１１を介して電子部品１０とコイルバネ４０とが電気的および機械的に固定される。このような電子部品１０としては、例えば、ＴＨＤ（スルーホールデバイス）等を挙げることができる。
【００２７】
また、ケース２０は、底面２１が長方形状とされ、その相対する二辺から底面２１に対して垂直方向に側壁２２が備えられた構造とされている。各側壁２２の内壁面には支持部２４が備えられている。この支持部２４に対して実装基板３０が搭載され、実装基板３０の表面側からネジ部２５の螺合により支持部２４に対して締結されることで、実装基板３０がケース２０に対して固定されている。なお、本実施形態では、実装基板３０の表面が本発明の実装基板３０のうち電子部品１０と対向する一面に相当している。
【００２８】
実装基板３０は、図示しない回路配線などが形成された回路基板であり、プリント配線基板などにより構成される。実装基板３０には、電子部品１０のリード部１１が挿入されるスルーホール３１が形成されていると共に、スルーホール３１の開口縁部、具体的にはスルーホール３１の内壁面や実装基板３０の表面および裏面におけるスルーホール３１の周辺部にランド３２が形成されている。
【００２９】
本実施形態では、スルーホール３１は断面円形状とされており、リード部１１と対応した数、つまりリード部１１毎に備えられている。ランド３２も、各スルーホール３１に対して備えられており、断面円形状とされたスルーホール３１の内壁面および実装基板３０の表面および裏面におけるスルーホール３１の周辺部に形成されている。そして、各ランド３２は、実装基板３０に形成された回路配線の所望場所と電気的に接続されている。
【００３０】
コイルバネ４０は、ランド３２に対して電気的に接続されることで、実装基板３０に形成された回路配線の所望場所と電気的に接続されている。コイルバネ４０は、リード部１１と対応する数備えられており、各リード部１１が対応する各コイルバネ４０に対して挿入されることで、リード部１１を電気的および機械的に接続する。また、コイルバネ４０は、リード部１１の脱着が可能な構造とされており、コイルバネ４０に対してリード部１１が挿入されることで、リード部１１を固定して電気的および機械的接続を行い、リード部１１を抜き取ることで、リード部１１との電気的および機械的接続を解除する。
【００３１】
次に、コネクタ部としてのコイルバネ４０について説明する。図３は、図２に示すコイルバネ４０の斜視図である。図２および図３に示されるように、本実施形態のコイルバネ４０は、線状バネ部材が巻き回されて構成されており、実装基板３０の平面方向と垂直な方向を長手方向としている。このようなコイルバネ４０は、例えば、ステンレスを用いて構成され、表面に銅メッキがされていると共に、銅メッキの表面にさらにＡｕメッキがされたものを用いることができる。
【００３２】
コイルバネ４０は、一端部側の端部（巻部）に構成される固定端４１にて実装基板に固定されている。具体的には、固定端４１は、実装基板３０の平面上で同心巻きされた同心部４２を有しており、同心部４２が実装基板３０の裏面であって、スルーホール３１の周辺部に配置されているランド３２にはんだ（図示せず）を介して固定されている。なお、本実施形態では、コイルバネ４０のうちの一巻きをつるまき線部とすると、同心部４２を形成するつるまき線部のうち最外周部の外径がスルーホール３１の径より大きくされている。
【００３３】
また、コイルバネ４０は、固定端４１と反対側となる他端部側の端部（巻部）にて構成され、リード部１１を弾性的に締め付けて固定する端子固定部４３を備えている。図４に図２中のＡ−Ａ断面図を示す。図４に示されるように、本実施形態では上記のようにリード部１１は断面が正方形状とされているため、端子固定部４３は内径がリード部１１の挿入方向と垂直方向の断面における対角線より短くされており、リード部１１が挿入（圧入）されると、当該リード部１１と四点で当接して固定するようになっている。また、端子固定部４３は、図２および図３に示されるように、隣接するつるまき線部との間が密着するように巻き回された密着巻とされている。
【００３４】
さらに、コイルバネ４０は、図２および図３に示されるように、端子固定部４３と固定端４１との間の部分にて構成され、弾性変形が可能な変位部４４を備えている。この変位部４４は、隣接するつるまき線部との間に所定の間隔を設けて巻き回されたスペース巻きとされ、実装基板３０の平面方向および該平面方向と垂直方向に変位することができるようになっている。また、変位部４４は、端子固定部４３よりも内径が大きくされている、具体的には、リード部１１が変位部４４を通過して端子固定部４３に固定された際、当該リード部１１と当接しない径とされている。
【００３５】
そして、このコイルバネ４０は、電子部品１０のリード部１１が端子固定部４３に挿入されたとき、端子固定部４３がリード部１１を締め付けて固定する弾性力が変位部４４の弾性力より大きくなるように端子固定部４３の内径および変位部４４の巻数等が設定されている。すなわち、端子固定部４３は、リード部１１に外力が印加されたとき、リード部１１を固定したまま、変位部４４が弾性変形することに伴って変位するようになっている。
【００３６】
そして、図２に示されるように、電子部品１０のリード部１１は、このように構成されているコイルバネ４０の端子固定部４３に対して実装基板３０における表面の垂直方向からスルーホール３１および変位部４４を通過して挿入されており、端子固定部４３にて弾性的に締め付けられて固定されている。すなわち、電子部品１０は、リード部１１が端子固定部４３に挿入されて固定されることにより、実装基板３０に機械的に固定されており、コネクタ部としてのコイルバネ４０を介して実装基板３０と電気的に接続されている。
【００３７】
続いて、本実施形態にかかる電子装置１に採用された実装基板３０と電子部品１０の接続構造によるリード部１１のコイルバネ４０への脱着動作について簡単に説明する。
【００３８】
実装基板３０と電子部品１０とを接続するには、リード部１１を実装基板３０の表面側からスルーホール３１および変位部４４を通過させて端子固定部４３に圧入すればよい。例えば、端子固定部４３を治具にて固定し、端子固定部４３がリード部１１の挿入方向に変位しないようにして、リード部１１を端子固定部４３に圧入することができる。上記のように、端子固定部４３は内径がリード部１１の挿入方向と垂直方向における断面の対角線の長さより短くされているため、リード部１１を端子固定部４３に圧入すると、リード部１１は端子固定部４３に弾性的に締め付けられて固定される。これにより、実装基板３０と電子部品１０が電気的および機械的に接続される。
【００３９】
また、実装基板３０から電子部品１０のリード部１１を引き抜くには、例えば、端子固定部４３を治具にて固定し、端子固定部４３がリード部１１の引き抜き方向に変位しないようにして、リード部１１を端子固定部４３から引き抜けばよい。これにより、実装基板３０と電子部品１０とが電気的および機械的に分離される。
【００４０】
以上説明したように、本実施形態の電子装置１では、リード部１１に外力が印加されたとき、変位部４４が弾性変形によって変位するため、リード部１１と端子固定部４３との間の接点が摺動することを抑制できる。このため、リード部１１と端子固定部４３との間で接点が摺動することによる接点での接触抵抗増加を抑制することが可能となる。
【００４１】
また、リード部１１に外力が印加されると、変位部４４が変位することにより当該外力が吸収（消費）される。このため、リード部１１に印加される外力がそのままリード部に残留することを抑制でき、リード部１１が破損することを抑制することができる。そして、リード部１１に印加される外力がそのまま固定端４１とランド３２との間に配置されているはんだに印加されることも抑制することができ、はんだが剥離することを抑制することもできる。
【００４２】
さらに、リード部１１に外力が印加されると、当該外力は変位部４４を介して固定端４１に印加される。しかしながら、このような電子装置１では、変位部４４の内径が端子固定部４３の内径より大きくされているため、変位部４４の内径が端子固定部４３の内径と等しくされている場合と比較して、固定端４１に印加されるねじりモーメントを小さくすることができ、固定端４１がランド３２から剥離することを抑制することができる。
【００４３】
また、端子固定部４３を密着巻とすることにより、密着巻としない場合と比較して導電路を短くすることができるため、インダクタンスを小さくすることができる。
【００４４】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態の電子装置１に対して固定端４１を実装基板３０の表面に固定したものであり、その他に関しては第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。図５は、本実施形態にかかる実装基板３０と電子部品１０との接続構造が用いられた電子装置１の部分断面図である。なお、図５は、図１に示す二点鎖線部分に相当している。
【００４５】
図５に示されるように、本実施形態の電子装置１では、実装基板３０にスルーホール３１が形成されておらず、ランド３２は実装基板３０の表面のみに形成されている。そして、このランド３２に固定端４１がはんだ（図示せず）を介して固定され、変位部４４が実装基板３０の表面側に配置されている。また、リード部１１は、変位部４４を通過することなく、実装基板３０の表面側から端子固定部４３に固定されている。
【００４６】
このような電子装置１では、リード部１１を端子固定部４３に挿入する際に、リード部１１を挿入する力が固定端４１がランド３２から剥離する方向には加わらない。したがって、上記第１実施形態と同様の効果を得つつ、固定端４１とランド３２との接続不良が発生すること、つまりはんだが剥離することを抑制できる。また、リード部１１を実装基板３０の表面側から端子固定部４３に挿入しているため、実装基板３０にスルーホール３１を形成する必要がなく、スルーホール３１を形成する工程を削減することができる。
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態の電子装置１に対して固定端４１を実装基板３０の表面に固定したものであり、その他に関しては第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。図６は、本実施形態にかかる実装基板３０と電子部品１０との接続構造が用いられた電子装置１の部分断面図である。なお、図６は、図１に示す二点鎖線部分に相当している。
【００４７】
図６に示されるように、本実施形態の電子装置１では、固定端４１が実装基板３０の表面であって、スルーホール３１の周辺部に配置されているランド３２にはんだ（図示せず）を介して固定されている。そして、変位部４４は、スルーホール３１を通過して、実装基板３０の裏面側に突出している。このような電子装置１では、変位部４４の一部をスルーホール３１内に配置した状態で固定端４１をランド３２に固定するため、コイルバネ４０が実装基板３０の平面方向に移動することをスルーホール３１の内壁面にて抑制することができ、コイルバネ４０の組み付け性を向上させることができる。なお、このような電子装置１では、変位部４４のうち実装基板３０の裏面側に突出している部分が実装基板３０の平面方向に弾性変形可能な部分となる。
【００４８】
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態の電子装置１に対して固定端４１の構成を変更したものであり、その他に関しては第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。図７は、本実施形態にかかる実装基板３０と電子部品１０との接続構造が用いられた電子装置１の部分断面図である。なお、図７は、図１に示す二点鎖線部分に相当している。
【００４９】
図７に示されるように、本実施形態の電子装置１では、固定端４１が、同心部４２と、実装基板３０の平面方向と垂直な方向に巻き回され、密着巻とされている鉛直部４５とを有した構成とされている。そして、固定端４１は、ランド３２にはんだ５０を介して接続されており、鉛直部４５の外周面および同心部４２がはんだで覆われることにより、はんだフィレットが形成されている。このような電子装置１では、鉛直部４５の外周面および同心部４２がはんだで覆われることにより、はんだフィレットが形成されているため、固定端４１とランド３２との接続性を向上させることができる。
【００５０】
（第５実施形態）
本発明の第５実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態の電子装置１に対して固定端４１の構成を変更して当該固定端４１をスルーホール３１に配置したものであり、その他に関しては第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。図８は、本実施形態にかかる実装基板３０と電子部品１０との接続構造が用いられた電子装置１の部分断面図である。なお、図８は、図１に示す二点鎖線部分に相当している。
【００５１】
図８に示されるように、本実施形態の電子装置１では、固定端４１が実装基板３０の平面方向と垂直な方向に巻き回され、密着巻とされている鉛直部４５を有した構成とされており、この鉛直部４５の外径がスルーホール３１の内径より大きくされている。そして、この固定端４１は、鉛直部４５がスルーホール３１に圧入されることにより、スルーホール３１の内壁面に形成されているランド３２にて固定されている。このような電子装置１では、上記第１実施形態と同様の効果を得つつ、固定端４１とランド３２との接続にはんだを用いる必要がないため部品点数の削減を図ることができる。
【００５２】
（第６実施形態）
本発明の第６実施形態について説明する。本実施形態は、第３実施形態の電子装置１に対して固定端４１の構成を変更したものであり、その他に関しては第３実施形態と同様であるため、第３実施形態と異なる部分についてのみ説明する。図９は、本実施形態にかかる実装基板３０と電子部品１０との接続構造が用いられた電子装置１の部分断面図である。なお、図９は、図１に示す二点鎖線部分に相当している。
【００５３】
図９に示されるように、本実施形態の電子装置１では、固定端４１は、同心部４２および実装基板３０の平面方向と垂直な方向に巻き回され、密着巻とされている鉛直部４５を備えた構成とされている。そして、固定端４１は、同心部４２がスルーホール３１の周辺部であって、実装基板３０の表面に形成されているランド３２にはんだ（図示せず）を介して固定されており、鉛直部４５がスルーホール３１に圧入されることにより、スルーホール３１の内壁面に形成されているランド３２にて固定されている。このような電子装置１では、固定端４１が同心部４２にてはんだを介してランド３２に固定されると共に鉛直部４５にてスルーホール３１の内壁面に形成されたランドに固定されるため、上記第１実施形態と同様の効果を得つつ、さらに、固定端４１とランド３２との接続性を向上させることができる。
【００５４】
（第７実施形態）
本発明の第７実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態の電子装置１に対してコネクタ部の構成を変更したものであり、その他に関しては第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。図１０は、本実施形態にかかる実装基板３０と電子部品１０との接続構造が用いられた電子装置１の部分断面図である。なお、図１０は、図１に示す二点鎖線部分に相当している。
【００５５】
図１０に示されるように、本実施形態の電子装置１では、コネクタ部４０としてコイルバネを用いず、変位部４４をスペース巻きとする代わりに円弧状としている。このような電子装置１では、上記第１実施形態と同様の効果を得つつ、コネクタ部としてコイルバネを用いなくても良いため設計の自由度を向上させることができる。なお、このような電子装置１では、リード部１１に外力が印加されると、円弧状の変位部４４が撓んだりねじれたりして変位部４４が変位する。また、変位部４４の形状は特に限定されるものではなく、例えば、Ｕ字形状等にすることもでき、適宜変更可能である。
【００５６】
（他の実施形態）
上記第各実施形態では、端子固定部４３が密着巻である例について説明したが、端子固定部４３はリード部１１を弾性的に締め付けて固定する構成であればよく、例えば、スペース巻とすることもできる。また、上記各実施形態では、はんだ付け部４３をランド３２にはんだを介して接続する例について説明したが、例えば、圧接等によりはんだ付け部４２とランド３２とを接続することもできる。
【００５７】
さらに、上記各実施形態では、リード部１１は、挿入方向と垂直方向の断面形状が正方形状である例について説明したが、例えば、リード部１１の断面形状を楕円とすることもできるし、長方形状とすることもできる。すなわち、リード部１１は、端子固定部４３にて弾性的に締め付けられる構成であれば断面の形状は特に限定されず、適宜変更可能である。
【００５８】
また、上記第３、第６実施形態では、同心部４２を実装基板３０の裏面おいてランド３２に固定すると共に、変位部４４をスルーホール３１を通過させて実装基板３０の表面側に配置するようにすることもできる。同様に上記第５実施形態においても、変位部４４を実装基板３０の表面側に配置するようにすることもできる。
【００５９】
さらに、上記第２、第３、第６、第７実施形態に上記第４実施形態を組み合わせて、固定端４１が鉛直部４５を有する構成とし、鉛直部４５の外周面および同心部４２をはんだで覆うことによりはんだフィレットを形成することもできる。
【００６０】
また、上記各実施形態の電子装置１において、ケース２０に蓋部６０を備えると共に、蓋部６０と実装基板３０との間に緩衝部材７０を備えることもできる。図１１は、他の実施形態にかかる実装基板３０と電子部品１０との接続構造が用いられた電子装置１の断面構成を示した図である。図１１に示されるように、蓋部６０は、実装基板３０を挟んでケース２０における底面２１と反対側において、実装基板３０と平行に配置されることで実装基板３０を覆っている。例えば、この蓋部６０は、ケース２０に対して圧入等によって固定されている。そして、蓋部６０と実装基板３０との間には、例えば弾性体で構成された緩衝部材７０が備えられており、実装基板３０をケース２０の底面２１側に押さえ付けている。このため、熱膨張による実装基板３０の反りや実装基板３０の振動を抑制することができ、これらによってリード部１１がコイルバネ４０に対して摺動することを抑制することができる。
【００６１】
また、上記各実施形態では、コイルバネ４０に対してリード部１１が挿し込まれることで実装基板３０と電子部品１０との電気的および機械的な接続が行える接続構造が採用される一例として、図１に示した構造の電子装置１を挙げたが、このような接続構造が採用されるものであれば、どのような装置であっても構わない。
【符号の説明】
【００６２】
１ 電子装置
１０ 電子部品
１１ リード部
２０ ケース
３０ 実装基板
３１ スルーホール
３２ ランド
４０ コイルバネ
４１ 固定端
４３ 端子固定部
４４ 変位部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コネクタ部が備えられた実装基板とリード部が引き出された電子部品との電気的、機械的な接続を行うための接続構造およびその接続構造が用いられた電子装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、リード部を備えた電子部品と基板との着脱可能な接続構造として、基板に形成されているスルーホールにソケットをはんだ付けし、電子部品のリードをソケットに挿入することにより、基板と電子部品とを電気的、機械的に接続する接続構造が開示されている（例えば、特許文献１参照）。具体的には、このような接続構造では、ソケットの一端部には、複数に分離され、先端に向かって先細り形状とされている弾性挟持部が備えられている。そして、リード部は、弾性挟持部よりも径が大きくされており、ソケットの他端部側から一端部側に挿入されると、弾性挟持部と当接することにより、ソケットと電気的に接続されると共に、弾性挟持部の弾性力によりソケットと機械的に接続される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実用新案登録第３１０４４９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１のような電子部品と基板との接続構造では、リード部は弾性挟持部の弾性力により保持されているのみである。このため、電子部品の熱膨張や振動等によってリード部に外力が印加されると、リード部と弾性挟持部との間では接点が摺動する可能性があり、さらに接点が摺動して摩耗等が起こる場合には接触抵抗が増加するという問題がある。
【０００５】
また、このような接続構造において、例えば、弾性挟持部の径をリード部の径より大幅に小さくして弾性挟持部がリード部を保持する力を強くし、リード部と弾性挟持部との接点が摺動することを抑制することが考えられる。しかしながら、上記接続構造においては、電子部品が熱膨張等してリード部に外力が印加された場合、接点が摺動することを抑制することはできるが、リード部の破損やはんだの剥離という問題がある。すなわち、リード部は、変位することができないために破損する。また、はんだは、リード部に印加される外力が弾性挟持部を介して印加されるために剥離する。
【０００６】
本発明は上記点に鑑みて、リード部とコネクタ部との接点が摺動することを抑制し、接点での接触抵抗増加が抑制できる実装基板と電子部品の接続構造およびその接続構造が用いられた電子装置を提供することを第１の目的とする。
【０００７】
さらに、リード部の破損もしくは基板とコネクタ部とを接続するはんだの剥離を抑制することができる実装基板と電子部品の接続構造およびその接続構造が用いられた電子装置を提供することを第２の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、コネクタ部（４０）は、線状バネ部材を用いて構成されており、線状バネ部材における一端部側に構成され、ランド（３２）に固定される固定端（４１）と、線状バネ部材における固定端（４１）と反対側となる他端部側に線状バネ部材が巻き回されて構成され、リード部（１１）を当該巻き回されている部分にて弾性的に締め付けて固定する端子固定部（４３）と、線状バネ部材における固定端（４１）と端子固定部（４３）との間の部分にて構成される弾性変形が可能な変位部（４４）と、を備え、電子部品（１０）は、リード部（１１）が端子固定部（４３）にて固定されることにより、実装基板（３０）に機械的に固定されると共に、コネクタ部（４０）を介して実装基板（３０）と電気的に接続されており、端子固定部（４３）は、リード部（１１）に外力が印加されたとき、リード部（１１）を固定したまま、変位部（４４）が弾性変形することに伴って変位することを特徴としている。
【０００９】
このような構造では、リード部（１１）に外力が印加されたとき、変位部（４４）が弾性変形によって変位するため、リード部（１１）と端子固定部（４３）との間の接点が摺動することを抑制できる。このため、リード部（１１）と端子固定部（４３）との間で接点が摺動することによる接点での接触抵抗増加を抑制することが可能となる。
【００１０】
また、リード部（１１）に外力が印加されると、変位部（４４）が変位することにより当該外力が吸収（消費）される。このため、リード部（１１）に印加される外力がそのままリード部（１１）に残留することを抑制でき、リード部（１１）が破損することを抑制することができる。
【００１１】
例えば、請求項２に記載されている発明のように、コネクタ部（４０）を、線状バネ部材が巻き回されて構成されたコイルバネとし、変位部（４４）の内径を端子固定部（４３）の内径より大きくし、実装基板（３０）の平面方向と垂直な方向を長手方向とすることができる。
【００１２】
また、請求項３に記載されている発明のように、ランド（３２）を実装基板（３０）のうち電子部品（１０）と対向する一面に形成し、固定端（４１）を実装基板（３０）の平面上で同心巻きされて構成されている同心部（４２）を有した構成とし、当該同心部（４２）を実装基板（３０）の一面において形成されたランド（３２）に固定し、変位部（４４）を実装基板（３０）における一面側に配置することもできる。
【００１３】
このような構造では、リード部（１１）を端子固定部（４３）に挿入する際に、リード部（１１）を挿入する力が固定端（４１）がランド（３２）から剥離する方向に加わらないため、固定端（４１）とランド（３２）との接続不良が発生することを抑制することができる。
【００１４】
さらに、請求項４に記載されている発明のように、実装基板（３０）に厚さ方向に貫通するスルーホール（３１）を形成し、ランド（３２）を、実装基板（３０）のうち電子部品（１０）と対向する一面であって、スルーホール（３１）の周辺部に形成し、固定端（４１）を実装基板（３０）の平面上で同心巻きされて構成されていると共に当該同心巻された部分のうち最外周部の外径がスルーホール（３１）の内径より大きくされている同心部（４２）を有した構成とし、当該同心部（４２）を実装基板（３０）の一面において形成されたランド（３２）に固定し、変位部（４４）を、スルーホール（３１）を通過して、実装基板（３０）における一面と反対の他面側に突出させることができる。
【００１５】
また、請求項６に記載されている発明のように、実装基板（３０）に厚さ方向に貫通するスルーホール（３１）を形成し、ランド（３２）を、実装基板（３０）のうち電子部品（１０）と対向する一面と反対側の他面であって、スルーホール（３１）の周辺部に形成し、固定端（４１）を実装基板（３０）の平面上で同心巻きされて構成されていると共に当該同心巻された部分のうち最外周部の外径がスルーホール（３１）の内径より大きくされている同心部（４２）を有した構成とし、同心部（４２）を実装基板（３０）の他面において形成されたランド（３２）に固定し、変位部（４４）を、スルーホール（３１）を通過して、実装基板（３０）における一面側に突出させることもできる。
【００１６】
これらのような構造では、変位部（４４）の一部をスルーホール（３１）内に配置した状態で固定端（４１）をランド（３２）に固定するため、コネクタ部（４０）が実装基板（３０）の平面方向に移動することをスルーホール（３１）の内壁面にて抑制することができ、コネクタ部（４０）の組み付け性を向上させることができる。
【００１７】
また、請求項５に記載されている発明のように、実装基板（３０）に厚さ方向に貫通するスルーホール（３１）を形成し、ランド（３２）を、実装基板（３０）のうち電子部品（１０）と対向する一面と反対側の他面であって、スルーホール（３１）の周辺部に形成し、固定端（４１）を実装基板（３０）の平面上で同心巻きされて構成されていると共に当該同心巻された部分のうち最外周部の外径がスルーホール（３１）の内径より大きくされている同心部（４２）を有した構成とし、当該同心部（４２）を実装基板（３０）の他面において形成されたランド（３２）に固定し、変位部（４４）を実装基板（３０）における他面側に配置することもできる。
【００１８】
また、請求項７に記載されている発明のように、固定端（４１）を、同心部（４２）と、実装基板（３０）の平面方向と垂直方向に巻き回されている鉛直部（４５）と、を備えた構成とすると共にランド（３２）にはんだ（５０）を介して接続し、鉛直部（４５）の外周面および同心部（４２）をはんだで覆うことにより、はんだフィレットを形成することもできる。
【００１９】
このような構造では、鉛直部（４５）の外周面および同心部（４２）がはんだで覆われることにより、はんだフィレットが形成されているため、固定端（４１）とランド（３２）との接続性を向上させることができる。
【００２０】
さらに、請求項８に記載されている発明のように、実装基板（３０）に厚さ方向に貫通するスルーホール（３１）を形成し、ランド（３２）を当該スルーホール（３１）の内壁面に形成し、固定端（４１）をスルーホール（３１）に圧入してスルーホール（３１）の内壁面に形成されたランド（３２）にて固定することもできる。
【００２１】
これら請求項１〜８に記載した実装基板と電子部品との接続構造は、様々なものに適用される。例えば、請求項９に記載したように、底面（２１）を有すると共に、底面（２１）の垂直方向に設けられた側壁（２２）を有するケース（２０）を備え、電子部品（１０）が底面（２１）に固定され、かつ、実装基板（３０）が側壁（２２）に対して固定されることにより、リード部（１１）が実装基板（３０）の垂直方向からコネクタ部（４０）に対して挿し込まれて電子部品（１０）と実装基板（３０）とが電気的および機械的に接続されるような電子装置において、実装基板（３０）と電子部品（１０）との接続構造として、請求項１ないし８のいずれか１つに記載の実装基板と電子部品との接続構造を適用することができる。
【００２２】
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる実装基板と電子部品との接続構造が用いられた電子装置の断面構成を示した図である。
【図２】図１における二点鎖線部分の拡大図である。
【図３】図１に示すコイルバネの斜視図である。
【図４】図１中のＡ−Ａ断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態にかかる実装基板と電子部品との接続構造が用いられた電子装置の部分拡大図である。
【図６】本発明の第３実施形態にかかる実装基板と電子部品との接続構造が用いられた電子装置の部分拡大図である。
【図７】本発明の第４実施形態にかかる実装基板と電子部品との接続構造が用いられた電子装置の部分拡大図である。
【図８】本発明の第５実施形態にかかる実装基板と電子部品との接続構造が用いられた電子装置の部分拡大図である。
【図９】本発明の第６実施形態にかかる実装基板と電子部品との接続構造が用いられた電子装置の部分拡大図である。
【図１０】本発明の第７実施形態にかかる実装基板と電子部品との接続構造が用いられた電子装置の部分拡大図である。
【図１１】本発明の他の実施形態にかかる実装基板と電子部品との接続構造が用いられた電子装置の断面構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について説明する。図１は、本実施形態にかかる実装基板と電子部品との接続構造が用いられた電子装置の断面構成を示した図、図２は、図１における二点鎖線部分の拡大図である。以下、これらの図を参照して電子装置の構成について説明する。
【００２５】
図１に示されるように、本実施形態にかかる電子装置１は、電子部品１０、ケース２０、実装基板３０およびコネクタ部としてのコイルバネ４０にて構成されている。
【００２６】
電子部品１０は、底面２１および側壁２２を有するケース２０の底面２１上に配置され、底面２１の裏面側からのネジ部２３の螺合によりケース２０に対して固定されている。電子部品１０からは複数本のリード部１１が実装基板３０方向に対して引き出されており、リード部１１が実装基板３０の垂直方向からコイルバネ４０に対して挿し込まれることにより、電子部品１０とコイルバネ４０とが電気的および機械的に固定されている。具体的には、図２に示されるように、電子部品１０に備えられた各リード部１１は、その先端が先細り形状とされており、挿入方向と垂直方向の断面は正方形状とされている。そして、各リード部１１がコイルバネ４０に締め付けられて固定されることにより、各リード部１１を介して電子部品１０とコイルバネ４０とが電気的および機械的に固定される。このような電子部品１０としては、例えば、ＴＨＤ（スルーホールデバイス）等を挙げることができる。
【００２７】
また、ケース２０は、底面２１が長方形状とされ、その相対する二辺から底面２１に対して垂直方向に側壁２２が備えられた構造とされている。各側壁２２の内壁面には支持部２４が備えられている。この支持部２４に対して実装基板３０が搭載され、実装基板３０の表面側からネジ部２５の螺合により支持部２４に対して締結されることで、実装基板３０がケース２０に対して固定されている。なお、本実施形態では、実装基板３０の表面が本発明の実装基板３０のうち電子部品１０と対向する一面に相当している。
【００２８】
実装基板３０は、図示しない回路配線などが形成された回路基板であり、プリント配線基板などにより構成される。実装基板３０には、電子部品１０のリード部１１が挿入されるスルーホール３１が形成されていると共に、スルーホール３１の開口縁部、具体的にはスルーホール３１の内壁面や実装基板３０の表面および裏面におけるスルーホール３１の周辺部にランド３２が形成されている。
【００２９】
本実施形態では、スルーホール３１は断面円形状とされており、リード部１１と対応した数、つまりリード部１１毎に備えられている。ランド３２も、各スルーホール３１に対して備えられており、断面円形状とされたスルーホール３１の内壁面および実装基板３０の表面および裏面におけるスルーホール３１の周辺部に形成されている。そして、各ランド３２は、実装基板３０に形成された回路配線の所望場所と電気的に接続されている。
【００３０】
コイルバネ４０は、ランド３２に対して電気的に接続されることで、実装基板３０に形成された回路配線の所望場所と電気的に接続されている。コイルバネ４０は、リード部１１と対応する数備えられており、各リード部１１が対応する各コイルバネ４０に対して挿入されることで、リード部１１を電気的および機械的に接続する。また、コイルバネ４０は、リード部１１の脱着が可能な構造とされており、コイルバネ４０に対してリード部１１が挿入されることで、リード部１１を固定して電気的および機械的接続を行い、リード部１１を抜き取ることで、リード部１１との電気的および機械的接続を解除する。
【００３１】
次に、コネクタ部としてのコイルバネ４０について説明する。図３は、図２に示すコイルバネ４０の斜視図である。図２および図３に示されるように、本実施形態のコイルバネ４０は、線状バネ部材が巻き回されて構成されており、実装基板３０の平面方向と垂直な方向を長手方向としている。このようなコイルバネ４０は、例えば、ステンレスを用いて構成され、表面に銅メッキがされていると共に、銅メッキの表面にさらにＡｕメッキがされたものを用いることができる。
【００３２】
コイルバネ４０は、一端部側の端部（巻部）に構成される固定端４１にて実装基板に固定されている。具体的には、固定端４１は、実装基板３０の平面上で同心巻きされた同心部４２を有しており、同心部４２が実装基板３０の裏面であって、スルーホール３１の周辺部に配置されているランド３２にはんだ（図示せず）を介して固定されている。なお、本実施形態では、コイルバネ４０のうちの一巻きをつるまき線部とすると、同心部４２を形成するつるまき線部のうち最外周部の外径がスルーホール３１の径より大きくされている。
【００３３】
また、コイルバネ４０は、固定端４１と反対側となる他端部側の端部（巻部）にて構成され、リード部１１を弾性的に締め付けて固定する端子固定部４３を備えている。図４に図２中のＡ−Ａ断面図を示す。図４に示されるように、本実施形態では上記のようにリード部１１は断面が正方形状とされているため、端子固定部４３は内径がリード部１１の挿入方向と垂直方向の断面における対角線より短くされており、リード部１１が挿入（圧入）されると、当該リード部１１と四点で当接して固定するようになっている。また、端子固定部４３は、図２および図３に示されるように、隣接するつるまき線部との間が密着するように巻き回された密着巻とされている。
【００３４】
さらに、コイルバネ４０は、図２および図３に示されるように、端子固定部４３と固定端４１との間の部分にて構成され、弾性変形が可能な変位部４４を備えている。この変位部４４は、隣接するつるまき線部との間に所定の間隔を設けて巻き回されたスペース巻きとされ、実装基板３０の平面方向および該平面方向と垂直方向に変位することができるようになっている。また、変位部４４は、端子固定部４３よりも内径が大きくされている、具体的には、リード部１１が変位部４４を通過して端子固定部４３に固定された際、当該リード部１１と当接しない径とされている。
【００３５】
そして、このコイルバネ４０は、電子部品１０のリード部１１が端子固定部４３に挿入されたとき、端子固定部４３がリード部１１を締め付けて固定する弾性力が変位部４４の弾性力より大きくなるように端子固定部４３の内径および変位部４４の巻数等が設定されている。すなわち、端子固定部４３は、リード部１１に外力が印加されたとき、リード部１１を固定したまま、変位部４４が弾性変形することに伴って変位するようになっている。
【００３６】
そして、図２に示されるように、電子部品１０のリード部１１は、このように構成されているコイルバネ４０の端子固定部４３に対して実装基板３０における表面の垂直方向からスルーホール３１および変位部４４を通過して挿入されており、端子固定部４３にて弾性的に締め付けられて固定されている。すなわち、電子部品１０は、リード部１１が端子固定部４３に挿入されて固定されることにより、実装基板３０に機械的に固定されており、コネクタ部としてのコイルバネ４０を介して実装基板３０と電気的に接続されている。
【００３７】
続いて、本実施形態にかかる電子装置１に採用された実装基板３０と電子部品１０の接続構造によるリード部１１のコイルバネ４０への脱着動作について簡単に説明する。
【００３８】
実装基板３０と電子部品１０とを接続するには、リード部１１を実装基板３０の表面側からスルーホール３１および変位部４４を通過させて端子固定部４３に圧入すればよい。例えば、端子固定部４３を治具にて固定し、端子固定部４３がリード部１１の挿入方向に変位しないようにして、リード部１１を端子固定部４３に圧入することができる。上記のように、端子固定部４３は内径がリード部１１の挿入方向と垂直方向における断面の対角線の長さより短くされているため、リード部１１を端子固定部４３に圧入すると、リード部１１は端子固定部４３に弾性的に締め付けられて固定される。これにより、実装基板３０と電子部品１０が電気的および機械的に接続される。
【００３９】
また、実装基板３０から電子部品１０のリード部１１を引き抜くには、例えば、端子固定部４３を治具にて固定し、端子固定部４３がリード部１１の引き抜き方向に変位しないようにして、リード部１１を端子固定部４３から引き抜けばよい。これにより、実装基板３０と電子部品１０とが電気的および機械的に分離される。
【００４０】
以上説明したように、本実施形態の電子装置１では、リード部１１に外力が印加されたとき、変位部４４が弾性変形によって変位するため、リード部１１と端子固定部４３との間の接点が摺動することを抑制できる。このため、リード部１１と端子固定部４３との間で接点が摺動することによる接点での接触抵抗増加を抑制することが可能となる。
【００４１】
また、リード部１１に外力が印加されると、変位部４４が変位することにより当該外力が吸収（消費）される。このため、リード部１１に印加される外力がそのままリード部に残留することを抑制でき、リード部１１が破損することを抑制することができる。そして、リード部１１に印加される外力がそのまま固定端４１とランド３２との間に配置されているはんだに印加されることも抑制することができ、はんだが剥離することを抑制することもできる。
【００４２】
さらに、リード部１１に外力が印加されると、当該外力は変位部４４を介して固定端４１に印加される。しかしながら、このような電子装置１では、変位部４４の内径が端子固定部４３の内径より大きくされているため、変位部４４の内径が端子固定部４３の内径と等しくされている場合と比較して、固定端４１に印加されるねじりモーメントを小さくすることができ、固定端４１がランド３２から剥離することを抑制することができる。
【００４３】
また、端子固定部４３を密着巻とすることにより、密着巻としない場合と比較して導電路を短くすることができるため、インダクタンスを小さくすることができる。
【００４４】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態の電子装置１に対して固定端４１を実装基板３０の表面に固定したものであり、その他に関しては第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。図５は、本実施形態にかかる実装基板３０と電子部品１０との接続構造が用いられた電子装置１の部分断面図である。なお、図５は、図１に示す二点鎖線部分に相当している。
【００４５】
図５に示されるように、本実施形態の電子装置１では、実装基板３０にスルーホール３１が形成されておらず、ランド３２は実装基板３０の表面のみに形成されている。そして、このランド３２に固定端４１がはんだ（図示せず）を介して固定され、変位部４４が実装基板３０の表面側に配置されている。また、リード部１１は、変位部４４を通過することなく、実装基板３０の表面側から端子固定部４３に固定されている。
【００４６】
このような電子装置１では、リード部１１を端子固定部４３に挿入する際に、リード部１１を挿入する力が固定端４１がランド３２から剥離する方向には加わらない。したがって、上記第１実施形態と同様の効果を得つつ、固定端４１とランド３２との接続不良が発生すること、つまりはんだが剥離することを抑制できる。また、リード部１１を実装基板３０の表面側から端子固定部４３に挿入しているため、実装基板３０にスルーホール３１を形成する必要がなく、スルーホール３１を形成する工程を削減することができる。
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態の電子装置１に対して固定端４１を実装基板３０の表面に固定したものであり、その他に関しては第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。図６は、本実施形態にかかる実装基板３０と電子部品１０との接続構造が用いられた電子装置１の部分断面図である。なお、図６は、図１に示す二点鎖線部分に相当している。
【００４７】
図６に示されるように、本実施形態の電子装置１では、固定端４１が実装基板３０の表面であって、スルーホール３１の周辺部に配置されているランド３２にはんだ（図示せず）を介して固定されている。そして、変位部４４は、スルーホール３１を通過して、実装基板３０の裏面側に突出している。このような電子装置１では、変位部４４の一部をスルーホール３１内に配置した状態で固定端４１をランド３２に固定するため、コイルバネ４０が実装基板３０の平面方向に移動することをスルーホール３１の内壁面にて抑制することができ、コイルバネ４０の組み付け性を向上させることができる。なお、このような電子装置１では、変位部４４のうち実装基板３０の裏面側に突出している部分が実装基板３０の平面方向に弾性変形可能な部分となる。
【００４８】
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態の電子装置１に対して固定端４１の構成を変更したものであり、その他に関しては第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。図７は、本実施形態にかかる実装基板３０と電子部品１０との接続構造が用いられた電子装置１の部分断面図である。なお、図７は、図１に示す二点鎖線部分に相当している。
【００４９】
図７に示されるように、本実施形態の電子装置１では、固定端４１が、同心部４２と、実装基板３０の平面方向と垂直な方向に巻き回され、密着巻とされている鉛直部４５とを有した構成とされている。そして、固定端４１は、ランド３２にはんだ５０を介して接続されており、鉛直部４５の外周面および同心部４２がはんだで覆われることにより、はんだフィレットが形成されている。このような電子装置１では、鉛直部４５の外周面および同心部４２がはんだで覆われることにより、はんだフィレットが形成されているため、固定端４１とランド３２との接続性を向上させることができる。
【００５０】
（第５実施形態）
本発明の第５実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態の電子装置１に対して固定端４１の構成を変更して当該固定端４１をスルーホール３１に配置したものであり、その他に関しては第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。図８は、本実施形態にかかる実装基板３０と電子部品１０との接続構造が用いられた電子装置１の部分断面図である。なお、図８は、図１に示す二点鎖線部分に相当している。
【００５１】
図８に示されるように、本実施形態の電子装置１では、固定端４１が実装基板３０の平面方向と垂直な方向に巻き回され、密着巻とされている鉛直部４５を有した構成とされており、この鉛直部４５の外径がスルーホール３１の内径より大きくされている。そして、この固定端４１は、鉛直部４５がスルーホール３１に圧入されることにより、スルーホール３１の内壁面に形成されているランド３２にて固定されている。このような電子装置１では、上記第１実施形態と同様の効果を得つつ、固定端４１とランド３２との接続にはんだを用いる必要がないため部品点数の削減を図ることができる。
【００５２】
（第６実施形態）
本発明の第６実施形態について説明する。本実施形態は、第３実施形態の電子装置１に対して固定端４１の構成を変更したものであり、その他に関しては第３実施形態と同様であるため、第３実施形態と異なる部分についてのみ説明する。図９は、本実施形態にかかる実装基板３０と電子部品１０との接続構造が用いられた電子装置１の部分断面図である。なお、図９は、図１に示す二点鎖線部分に相当している。
【００５３】
図９に示されるように、本実施形態の電子装置１では、固定端４１は、同心部４２および実装基板３０の平面方向と垂直な方向に巻き回され、密着巻とされている鉛直部４５を備えた構成とされている。そして、固定端４１は、同心部４２がスルーホール３１の周辺部であって、実装基板３０の表面に形成されているランド３２にはんだ（図示せず）を介して固定されており、鉛直部４５がスルーホール３１に圧入されることにより、スルーホール３１の内壁面に形成されているランド３２にて固定されている。このような電子装置１では、固定端４１が同心部４２にてはんだを介してランド３２に固定されると共に鉛直部４５にてスルーホール３１の内壁面に形成されたランドに固定されるため、上記第１実施形態と同様の効果を得つつ、さらに、固定端４１とランド３２との接続性を向上させることができる。
【００５４】
（第７実施形態）
本発明の第７実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態の電子装置１に対してコネクタ部の構成を変更したものであり、その他に関しては第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。図１０は、本実施形態にかかる実装基板３０と電子部品１０との接続構造が用いられた電子装置１の部分断面図である。なお、図１０は、図１に示す二点鎖線部分に相当している。
【００５５】
図１０に示されるように、本実施形態の電子装置１では、コネクタ部４０としてコイルバネを用いず、変位部４４をスペース巻きとする代わりに円弧状としている。このような電子装置１では、上記第１実施形態と同様の効果を得つつ、コネクタ部としてコイルバネを用いなくても良いため設計の自由度を向上させることができる。なお、このような電子装置１では、リード部１１に外力が印加されると、円弧状の変位部４４が撓んだりねじれたりして変位部４４が変位する。また、変位部４４の形状は特に限定されるものではなく、例えば、Ｕ字形状等にすることもでき、適宜変更可能である。
【００５６】
（他の実施形態）
上記第各実施形態では、端子固定部４３が密着巻である例について説明したが、端子固定部４３はリード部１１を弾性的に締め付けて固定する構成であればよく、例えば、スペース巻とすることもできる。また、上記各実施形態では、はんだ付け部４３をランド３２にはんだを介して接続する例について説明したが、例えば、圧接等によりはんだ付け部４２とランド３２とを接続することもできる。
【００５７】
さらに、上記各実施形態では、リード部１１は、挿入方向と垂直方向の断面形状が正方形状である例について説明したが、例えば、リード部１１の断面形状を楕円とすることもできるし、長方形状とすることもできる。すなわち、リード部１１は、端子固定部４３にて弾性的に締め付けられる構成であれば断面の形状は特に限定されず、適宜変更可能である。
【００５８】
また、上記第３、第６実施形態では、同心部４２を実装基板３０の裏面おいてランド３２に固定すると共に、変位部４４をスルーホール３１を通過させて実装基板３０の表面側に配置するようにすることもできる。同様に上記第５実施形態においても、変位部４４を実装基板３０の表面側に配置するようにすることもできる。
【００５９】
さらに、上記第２、第３、第６、第７実施形態に上記第４実施形態を組み合わせて、固定端４１が鉛直部４５を有する構成とし、鉛直部４５の外周面および同心部４２をはんだで覆うことによりはんだフィレットを形成することもできる。
【００６０】
また、上記各実施形態の電子装置１において、ケース２０に蓋部６０を備えると共に、蓋部６０と実装基板３０との間に緩衝部材７０を備えることもできる。図１１は、他の実施形態にかかる実装基板３０と電子部品１０との接続構造が用いられた電子装置１の断面構成を示した図である。図１１に示されるように、蓋部６０は、実装基板３０を挟んでケース２０における底面２１と反対側において、実装基板３０と平行に配置されることで実装基板３０を覆っている。例えば、この蓋部６０は、ケース２０に対して圧入等によって固定されている。そして、蓋部６０と実装基板３０との間には、例えば弾性体で構成された緩衝部材７０が備えられており、実装基板３０をケース２０の底面２１側に押さえ付けている。このため、熱膨張による実装基板３０の反りや実装基板３０の振動を抑制することができ、これらによってリード部１１がコイルバネ４０に対して摺動することを抑制することができる。
【００６１】
また、上記各実施形態では、コイルバネ４０に対してリード部１１が挿し込まれることで実装基板３０と電子部品１０との電気的および機械的な接続が行える接続構造が採用される一例として、図１に示した構造の電子装置１を挙げたが、このような接続構造が採用されるものであれば、どのような装置であっても構わない。
【符号の説明】
【００６２】
１ 電子装置
１０ 電子部品
１１ リード部
２０ ケース
３０ 実装基板
３１ スルーホール
３２ ランド
４０ コイルバネ
４１ 固定端
４３ 端子固定部
４４ 変位部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ランド（３２）と電気的に接続されるコネクタ部（４０）を備えた実装基板（３０）とリード部（１１）を備えた電子部品（１０）とを、前記コネクタ部（４０）に対して前記リード部（１１）を挿入することで電気的および機械的に接続でき、かつ、前記コネクタ部（４０）から前記リード部（１１）を抜き取ることで電気的および機械的に分離できるように構成された、脱着可能な実装基板と電子部品との接続構造であって、
前記コネクタ部（４０）は、線状バネ部材を用いて構成されており、前記線状バネ部材における一端部側に構成され、前記ランド（３２）に固定される固定端（４１）と、前記線状バネ部材における前記固定端（４１）と反対側となる他端部側に前記線状バネ部材が巻き回されて構成され、前記リード部（１１）を当該巻き回されている部分にて弾性的に締め付けて固定する端子固定部（４３）と、前記線状バネ部材における前記固定端（４１）と前記端子固定部（４３）との間の部分にて構成される弾性変形が可能な変位部（４４）と、を備え、
前記電子部品（１０）は、前記リード部（１１）が前記端子固定部（４３）にて固定されることにより、前記実装基板（３０）に機械的に固定されると共に、前記コネクタ部（４０）を介して前記実装基板（３０）と電気的に接続されており、
前記端子固定部（４３）は、前記リード部（１１）に外力が印加されたとき、前記リード部（１１）を固定したまま、前記変位部（４４）が弾性変形することに伴って変位することを特徴とする実装基板と電子部品との接続構造。
【請求項２】
前記コネクタ部（４０）は、前記線状バネ部材が巻き回されて構成されたコイルバネであり、前記変位部（４４）の内径が前記端子固定部（４３）の内径より大きくされ、前記実装基板（３０）の平面方向と垂直な方向を長手方向としていることを特徴とする請求項１に記載の実装基板と電子部品の接続構造。
【請求項３】
前記ランド（３２）は、前記実装基板（３０）のうち前記電子部品（１０）と対向する一面に形成されており、
前記固定端（４１）は、前記実装基板（３０）の平面上で同心巻きされて構成されている同心部（４２）を有し、前記同心部（４２）が前記実装基板（３０）の前記一面において形成された前記ランド（３２）に固定されており、
前記変位部（４４）は、前記実装基板（３０）における前記一面側に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の実装基板と電子部品との接続構造。
【請求項４】
前記実装基板（３０）には、前記実装基板（３０）の厚さ方向に貫通するスルーホール（３１）が形成され、
前記ランド（３２）は、前記実装基板（３０）のうち前記電子部品（１０）と対向する一面であって、前記スルーホール（３１）の周辺部に形成されており、
前記固定端（４１）は、前記実装基板（３０）の平面上で同心巻きされて構成されていると共に当該同心巻された部分のうち最外周部の外径が前記スルーホール（３１）の内径より大きくされている同心部（４２）を有し、前記同心部（４２）が前記実装基板（３０）の前記一面において形成された前記ランド（３２）に固定されており、
前記変位部（４４）は、前記スルーホール（３１）を通過して、前記実装基板（３０）における前記一面と反対の他面側に突出していることを特徴とする請求項１または２に記載の実装基板と電子部品との接続構造。
【請求項５】
前記実装基板（３０）には、前記実装基板（３０）の厚さ方向に貫通するスルーホール（３１）が形成され、
前記ランド（３２）は、前記実装基板（３０）のうち前記電子部品（１０）と対向する一面と反対側の他面であって、前記スルーホール（３１）の周辺部に形成されており、
前記固定端（４１）は、前記実装基板（３０）の平面上で同心巻きされて構成されていると共に当該同心巻された部分のうち最外周部の外径が前記スルーホール（３１）の内径より大きくされている同心部（４２）を有し、前記同心部（４２）が前記実装基板（３０）の前記他面において形成された前記ランド（３２）に固定されており、
前記変位部（４４）は、前記実装基板（３０）における前記他面側に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の実装基板と電子部品との接続構造。
【請求項６】
前記実装基板（３０）には、前記実装基板（３０）の厚さ方向に貫通するスルーホール（３１）が形成され、
前記ランド（３２）は、前記実装基板（３０）のうち前記電子部品（１０）と対向する一面と反対側の他面であって、前記スルーホール（３１）の周辺部に形成されており、
前記固定端（４１）は、前記実装基板（３０）の平面上で同心巻きされて構成されていると共に当該同心巻された部分のうち最外周部の外径が前記スルーホール（３１）の内径より大きくされている同心部（４２）を有し、前記同心部（４２）が前記実装基板（３０）の前記他面において形成された前記ランド（３２）に固定されており、
前記変位部（４４）は、前記スルーホール（３１）を通過して、前記実装基板（３０）における前記一面側に突出していることを特徴とする請求項１または２に記載の実装基板と電子部品との接続構造。
【請求項７】
前記固定端（４１）は、前記同心部（４２）と、前記実装基板（３０）の平面方向と垂直方向に巻き回されている鉛直部（４５）と、を備え、前記ランド（３２）にはんだ（５０）を介して接続されており、前記鉛直部（４５）の外周面および前記同心部（４２）が前記はんだで覆われることにより、はんだフィレットが形成されていることを特徴とする請求項３ないし６のいずれか１つに記載の実装基板と電子部品との接続構造。
【請求項８】
前記実装基板（３０）には、前記実装基板（３０）の厚さ方向に貫通するスルーホール（３１）が形成され、
前記ランド（３２）は前記スルーホール（３１）の内壁面に形成されており、
前記固定端（４１）は、前記スルーホール（３１）に圧入されることにより、前記スルーホール（３１）の内壁面に形成されたランド（３２）にて固定されていることを特徴とする請求項１または２に記載の実装基板と電子部品との接続構造。
【請求項９】
底面（２１）を有すると共に、前記底面（２１）の垂直方向に設けられた側壁（２２）を有するケース（２０）を備え、
前記電子部品（１０）が前記底面（２１）に固定され、かつ、前記実装基板（３０）が前記側壁（２２）に対して固定されることにより、前記リード部（１１）が前記実装基板（３０）の垂直方向から前記コネクタ部（４０）に対して挿し込まれて前記電子部品（１０）と前記実装基板（３０）とが電気的および機械的に接続され、これら実装基板（３０）と電子部品（１０）との接続構造が、請求項１ないし８のいずれか１つに記載の実装基板と電子部品との接続構造であることを特徴とする電子装置。
【請求項１】
ランド（３２）と電気的に接続されるコネクタ部（４０）を備えた実装基板（３０）とリード部（１１）を備えた電子部品（１０）とを、前記コネクタ部（４０）に対して前記リード部（１１）を挿入することで電気的および機械的に接続でき、かつ、前記コネクタ部（４０）から前記リード部（１１）を抜き取ることで電気的および機械的に分離できるように構成された、脱着可能な実装基板と電子部品との接続構造であって、
前記コネクタ部（４０）は、線状バネ部材を用いて構成されており、前記線状バネ部材における一端部側に構成され、前記ランド（３２）に固定される固定端（４１）と、前記線状バネ部材における前記固定端（４１）と反対側となる他端部側に前記線状バネ部材が巻き回されて構成され、前記リード部（１１）を当該巻き回されている部分にて弾性的に締め付けて固定する端子固定部（４３）と、前記線状バネ部材における前記固定端（４１）と前記端子固定部（４３）との間の部分にて構成される弾性変形が可能な変位部（４４）と、を備え、
前記電子部品（１０）は、前記リード部（１１）が前記端子固定部（４３）にて固定されることにより、前記実装基板（３０）に機械的に固定されると共に、前記コネクタ部（４０）を介して前記実装基板（３０）と電気的に接続されており、
前記端子固定部（４３）は、前記リード部（１１）に外力が印加されたとき、前記リード部（１１）を固定したまま、前記変位部（４４）が弾性変形することに伴って変位することを特徴とする実装基板と電子部品との接続構造。
【請求項２】
前記コネクタ部（４０）は、前記線状バネ部材が巻き回されて構成されたコイルバネであり、前記変位部（４４）の内径が前記端子固定部（４３）の内径より大きくされ、前記実装基板（３０）の平面方向と垂直な方向を長手方向としていることを特徴とする請求項１に記載の実装基板と電子部品の接続構造。
【請求項３】
前記ランド（３２）は、前記実装基板（３０）のうち前記電子部品（１０）と対向する一面に形成されており、
前記固定端（４１）は、前記実装基板（３０）の平面上で同心巻きされて構成されている同心部（４２）を有し、前記同心部（４２）が前記実装基板（３０）の前記一面において形成された前記ランド（３２）に固定されており、
前記変位部（４４）は、前記実装基板（３０）における前記一面側に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の実装基板と電子部品との接続構造。
【請求項４】
前記実装基板（３０）には、前記実装基板（３０）の厚さ方向に貫通するスルーホール（３１）が形成され、
前記ランド（３２）は、前記実装基板（３０）のうち前記電子部品（１０）と対向する一面であって、前記スルーホール（３１）の周辺部に形成されており、
前記固定端（４１）は、前記実装基板（３０）の平面上で同心巻きされて構成されていると共に当該同心巻された部分のうち最外周部の外径が前記スルーホール（３１）の内径より大きくされている同心部（４２）を有し、前記同心部（４２）が前記実装基板（３０）の前記一面において形成された前記ランド（３２）に固定されており、
前記変位部（４４）は、前記スルーホール（３１）を通過して、前記実装基板（３０）における前記一面と反対の他面側に突出していることを特徴とする請求項１または２に記載の実装基板と電子部品との接続構造。
【請求項５】
前記実装基板（３０）には、前記実装基板（３０）の厚さ方向に貫通するスルーホール（３１）が形成され、
前記ランド（３２）は、前記実装基板（３０）のうち前記電子部品（１０）と対向する一面と反対側の他面であって、前記スルーホール（３１）の周辺部に形成されており、
前記固定端（４１）は、前記実装基板（３０）の平面上で同心巻きされて構成されていると共に当該同心巻された部分のうち最外周部の外径が前記スルーホール（３１）の内径より大きくされている同心部（４２）を有し、前記同心部（４２）が前記実装基板（３０）の前記他面において形成された前記ランド（３２）に固定されており、
前記変位部（４４）は、前記実装基板（３０）における前記他面側に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の実装基板と電子部品との接続構造。
【請求項６】
前記実装基板（３０）には、前記実装基板（３０）の厚さ方向に貫通するスルーホール（３１）が形成され、
前記ランド（３２）は、前記実装基板（３０）のうち前記電子部品（１０）と対向する一面と反対側の他面であって、前記スルーホール（３１）の周辺部に形成されており、
前記固定端（４１）は、前記実装基板（３０）の平面上で同心巻きされて構成されていると共に当該同心巻された部分のうち最外周部の外径が前記スルーホール（３１）の内径より大きくされている同心部（４２）を有し、前記同心部（４２）が前記実装基板（３０）の前記他面において形成された前記ランド（３２）に固定されており、
前記変位部（４４）は、前記スルーホール（３１）を通過して、前記実装基板（３０）における前記一面側に突出していることを特徴とする請求項１または２に記載の実装基板と電子部品との接続構造。
【請求項７】
前記固定端（４１）は、前記同心部（４２）と、前記実装基板（３０）の平面方向と垂直方向に巻き回されている鉛直部（４５）と、を備え、前記ランド（３２）にはんだ（５０）を介して接続されており、前記鉛直部（４５）の外周面および前記同心部（４２）が前記はんだで覆われることにより、はんだフィレットが形成されていることを特徴とする請求項３ないし６のいずれか１つに記載の実装基板と電子部品との接続構造。
【請求項８】
前記実装基板（３０）には、前記実装基板（３０）の厚さ方向に貫通するスルーホール（３１）が形成され、
前記ランド（３２）は前記スルーホール（３１）の内壁面に形成されており、
前記固定端（４１）は、前記スルーホール（３１）に圧入されることにより、前記スルーホール（３１）の内壁面に形成されたランド（３２）にて固定されていることを特徴とする請求項１または２に記載の実装基板と電子部品との接続構造。
【請求項９】
底面（２１）を有すると共に、前記底面（２１）の垂直方向に設けられた側壁（２２）を有するケース（２０）を備え、
前記電子部品（１０）が前記底面（２１）に固定され、かつ、前記実装基板（３０）が前記側壁（２２）に対して固定されることにより、前記リード部（１１）が前記実装基板（３０）の垂直方向から前記コネクタ部（４０）に対して挿し込まれて前記電子部品（１０）と前記実装基板（３０）とが電気的および機械的に接続され、これら実装基板（３０）と電子部品（１０）との接続構造が、請求項１ないし８のいずれか１つに記載の実装基板と電子部品との接続構造であることを特徴とする電子装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１１−６０９４３（Ｐ２０１１−６０９４３Ａ）
【公開日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２０８０３２（Ｐ２００９−２０８０３２）
【出願日】平成２１年９月９日（２００９．９．９）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月９日（２００９．９．９）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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