特表 2024-527435 圧入ピンとプリント基板とを間接的に結合するためのコンタクト要素およびそのようなコンタクト要素を備えたプリント基板

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-07-24

(54)【発明の名称】圧入ピンとプリント基板とを間接的に結合するためのコンタクト要素およびそのようなコンタクト要素を備えたプリント基板

(51)【国際特許分類】

   H01R 12/58 20110101AFI20240717BHJP

【ＦＩ】

H01R12/58

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024504523

(86)(22)【出願日】2022-07-19

(85)【翻訳文提出日】2024-01-24

(86)【国際出願番号】 EP2022070143

(87)【国際公開番号】W WO2023006494

(87)【国際公開日】2023-02-02

(31)【優先権主張番号】102021208217.3

(32)【優先日】2021-07-29

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】591245473

【氏名又は名称】ロベルト・ボッシュ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング

【氏名又は名称原語表記】ＲＯＢＥＲＴ ＢＯＳＣＨ ＧＭＢＨ

(74)【代理人】

【識別番号】100118902

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 修

(74)【代理人】

【識別番号】100196508

【弁理士】

【氏名又は名称】松尾 淳一

(74)【代理人】

【識別番号】100161908

【弁理士】

【氏名又は名称】藤木 依子

(72)【発明者】

【氏名】シュテンゲル，マルセル

(72)【発明者】

【氏名】ミューラー，ハンス－ペーター

(72)【発明者】

【氏名】シーリ，オリバー

(72)【発明者】

【氏名】マルシャル，シュテファン

(72)【発明者】

【氏名】トレシャー，ウルリヒ

【テーマコード（参考）】

5E223

【Ｆターム（参考）】

5E223AB15

5E223AC12

5E223AC21

5E223BA23

5E223BA27

5E223BB01

5E223BB12

5E223CB24

5E223CB26

5E223CB63

5E223CD01

5E223CD15

5E223DB08

5E223DB13

(57)【要約】

本発明は、圧入ピン（２０）とプリント基板（３０）とを間接的に結合するためのコンタクト要素（１０）であって、このコンタクト要素が、実質的に円筒形に形成されており、かつ径方向外側に突き出て、とりわけ径方向に周りを囲んでいる突出部（１５）を有し、この突出部（１５）が、コンタクト要素（１０）を第１のコンタクト要素区間（１１）と第２のコンタクト要素区間（１２）とに区分しており、第１のコンタクト区間（１１）が、プリント基板（３０）の穴（３１）にとりわけ同軸で一直線に並ぶように挿入され得るように形成されており、かつ突出部（１５）が、円筒軸（ｚ）の方向でこの突出部がプリント基板（３０）に対するストッパとして働くように、ならびにプリント基板（３０）とはんだ付け可能および／または溶接可能および／または接着可能であるように形成されており、かつ第２のコンタクト要素区間（１２）が、圧入ピン（２０）が第２のコンタクト要素区間（１２）によって少なくとも部分的に収容され得るように形成されており、かつ突出部（１５）が、圧入ピン（２０）とプリント基板（３０）とを結合する際に、円筒軸（ｚ）に対して径方向にプリント基板（３０）に向かう力が少なくとも部分的にはコンタクト要素（１０）によって相殺され得るように、バネ性をもって形成されている、コンタクト要素（１０）に関する。本発明はそれに加え、本発明によるコンタクト要素（１０）を備えたプリント基板（３０）に関する。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

圧入ピン（２０）とプリント基板（３０）とを間接的に結合するためのコンタクト要素（１０）であって、前記コンタクト要素が、実質的に円筒形に形成されており、かつ径方向外側に突き出て、とりわけ径方向に周りを囲んでいる少なくとも１つの突出部（１５）を有し、前記突出部（１５）が、前記コンタクト要素（１０）を第１のコンタクト要素区間（１１）と第２のコンタクト要素区間（１２）とに区分しており、前記第１のコンタクト区間（１１）が、前記プリント基板（３０）の穴（３１）にとりわけ同軸で一直線に並ぶように挿入され得るように形成されており、かつ前記突出部（１５）が、円筒軸（ｚ）の方向で前記突出部が前記プリント基板（３０）に対するストッパとして働くように、ならびに前記プリント基板（３０）とはんだ付け可能および／または溶接可能および／または接着可能であるように形成されており、かつ前記第２のコンタクト要素区間（１２）が、前記圧入ピン（２０）が前記第２のコンタクト要素区間（１２）によって少なくとも部分的に収容され得るように形成されており、かつ前記突出部（１５）が、前記圧入ピン（２０）と前記プリント基板（３０）とを結合する際に、円筒軸（ｚ）に対して径方向に前記プリント基板（３０）に向かう力が少なくとも部分的には前記コンタクト要素（１０）によって相殺され得るように、バネ性をもって形成されている、コンタクト要素（１０）。

【請求項2】

前記突出部（１５）がｕ字形またはメアンダ状に形成されていることを特徴とする、請求項１に記載のコンタクト要素（１０）。

【請求項3】

前記第１のコンタクト要素区間（１１）の直径（Ｄ１）が前記第２のコンタクト要素区間（１２）の直径（Ｄ２）とは異なっていることを特徴とする、請求項１または２に記載のコンタクト要素（１０）。

【請求項4】

前記第１のコンタクト要素区間（１１）の直径（Ｄ１）が前記第２のコンタクト要素区間（１２）の直径（Ｄ２）より小さいことを特徴とする、請求項３に記載のコンタクト要素（１０）。

【請求項5】

前記コンタクト要素（１０）が第３のコンタクト要素区間（１３）を有し、前記第３のコンタクト要素区間（１３）が、前記第２のコンタクト要素区間（１２）のうち前記突出部（１５）とは反対の端部に隣接しており、かつ前記第３のコンタクト要素区間（１３）の直径（Ｄ３）がその開口端部（１４）に向かって大きくなるように円錐形に形成されていることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載のコンタクト要素（１０）。

【請求項6】

前記コンタクト要素（１０）の前記第１のコンタクト要素区間（１１）が少なくとも部分的に前記プリント基板（３０）の穴（３１）に挿入されている、請求項１から５のいずれか一項に記載のコンタクト要素（１０）を備えたプリント基板（３０）。

【請求項7】

少なくとも前記コンタクト要素（１０）の前記第２のコンタクト要素区間（１２）に、圧入ピン（２０）が圧入されていることを特徴とする、請求項６に記載のプリント基板（３０）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、圧入ピンとプリント基板とを間接的に結合するためのコンタクト要素に関する。

【背景技術】

【0002】

これまで圧入ピンとプリント基板との間の結合は、圧入ピンにぴったり合うように形成され、典型的にはスルーホールとしてドリル穴の形態で形成された穴に、圧入ピンが直接的に圧入されることによって生じていた。

【0003】

しかしながらこの場合、プリント基板および／または圧入ピンの、公差内の移動に基づいて発生する力が、結合部の損傷を、とりわけプリント基板またはまた圧入ピンの損傷をも引き起こす可能性があることにより、疑わしい場合にはプリント基板上に追加的に配置されている電気システムが欠陥なく接触できなくなるという問題点が判明している。

【0004】

それに加え、圧入は研削性のプロセスであり、銅製のスルーホール層を損傷させ得るので、大きすぎる損傷を引き起こさないため、圧入ピンを圧入方向に沿ってプリント基板の穴に圧入する際の、非常に小さな公差が要求される。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

前述の問題点が本発明によって取り除かれるべきである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、圧入ピンとプリント基板とを間接的に結合するためのコンタクト要素であって、このコンタクト要素が、実質的に円筒形に形成されており、かつ径方向外側に突き出て、とりわけ径方向に周りを囲んでいる突出部を有し、この突出部が、コンタクト要素を第１のコンタクト要素区間と第２のコンタクト要素区間とに区分しており、第１のコンタクト区間が、プリント基板の穴にとりわけ同軸で一直線に並ぶように挿入され得るように形成されており、かつ突出部が、円筒軸の方向でこの突出部がプリント基板に対するストッパとして働くように、ならびにプリント基板とはんだ付け可能および／または溶接可能および／または接着可能であるように形成されており、かつ第２のコンタクト要素区間が、圧入ピンが第２のコンタクト要素区間によって少なくとも部分的に収容され得るように形成されており、かつ突出部が、圧入ピンとプリント基板とを結合する際に、円筒軸に対して径方向にプリント基板に向かう力が少なくとも部分的にはコンタクト要素によって相殺され得るように、バネ性をもって形成されている、コンタクト要素に関する。

【0007】

この場合、プリント基板と圧入ピンとの間の結合がコンタクト要素を使って行われるとまたは行われたらすぐに、突出部のバネ性のある形成により、プリント基板および／または圧入ピンの損傷が回避され得ることが有利である。これにより他方ではまた、相応にコンタクト要素を使って接触されるプリント基板の故障率が低下し得る。

【0008】

さらに、第２のコンタクト要素区間の長さが任意に適合され得ることが有利であり、これにより、ここでは円筒軸の方向と一致する圧入方向に沿って圧入ピンを圧入する際の公差が、第２のコンタクト要素区間の相応の形成に応じて拡大され得る。

【0009】

これに関し結合とは、圧入ピンとプリント基板との電子的な接触のことである。これに関してはただし、とりわけ圧入ピンとプリント基板との機械的固定も達成される。プリント基板とは、とりわけ電子部材のための回路基板のことである。圧入ピンとは、とりわけ部材とプリント基板との間の電気接触を確立するために形成されているピン状の電気部品のことである。

【0010】

円筒形とは、コンタクト要素のとりわけスリーブ状の形のことであり、例えば円形または正方形または別の多角形のような様々な基本形状が考えられる。これに関しては実質的に、円筒形からの少しの相違は可能であることを意味している。例示的な相違は突出部によって生じ、よって全体形状は引き続き円筒形と理解され得る。これに相応してコンタクト要素は、コンタクト要素の主要延び方向に平行に走る円筒軸を有する。これに相応して、コンタクト要素に関して径方向とは、円筒軸に垂直な軸のことである。

【0011】

突出部とは、コンタクト要素またはコンタクト要素区間の円筒形に対する凸湾曲のことであり、この凸湾曲は、とりわけコンタクト要素の周りを全体的に囲んでいる。ただし、突出部が周りの一区間に沿ってのみ形成されていることも考えられ、この場合、これに相応して複数の突出部も可能である。

【0012】

突出部は、なかでも、プリント基板に対するコンタクト要素のストッパとして働き、これによりコンタクト要素はこのストッパまでのみプリント基板の穴に挿入できる。それに加え、例えばコンタクト要素内への圧入ピンの圧入工程の際に生じる円筒軸に沿った力を、面的にプリント基板に伝えることができ、これによりプリント基板または圧入ピンの損傷の低確率が達成され得る。これに関し、突出部の大きさは、それぞれに生じる圧入力に相応に適合され得る。

【0013】

突出部はさらに、第２のコンタクト要素区間に対する第１のコンタクト要素区間の、円筒軸に対して径方向の移動を可能にする働きをし、これに相応して、生じる径方向の力が相殺される。

【0014】

同軸で一直線に並ぶようにとは、第１のコンタクト要素区間の外径が、プリント基板の穴の内径に実質的に一致しており、したがってこれらが互いにぴったり正確に挿入可能であるということである。

【0015】

これに関し、円筒軸に対して径方向の力とは、とりわけ、温度、内部のテンション、または外部の影響による、コンタクト要素の円筒軸に対して径方向での、プリント基板および／または圧入ピンの相対移動による横向き荷重のことである。このような横向き荷重は、圧入ピンまたはプリント基板の、それぞれのもう一方の部品に対する相対的な傾きによっても発生し得る。

【0016】

本発明の一形態は、突出部がｕ字形またはメアンダ状に形成されていることを企図する。
この場合、これが、コンタクト要素の円筒軸に対して径方向の力をコントロールする特に良好な可能性であることが有利である。

【0017】

これに関しｕ字形とは、突出部が、円筒軸に平行なコンタクト要素の断面ではＵの字を描いているということであり、とりわけ、このＵ突出部の脚部は円筒軸に対して径方向に延びており、Ｕ突出部の底は径方向外側に配置されている。

【0018】

メアンダ状とは、ｓ字形に形成されており、とりわけ複数のｓ字形またはｕ字形を連ねた蛇行構造のことである。これに関してはとりわけ、ここでも個々のカーブ区間の間の結合部分は、円筒軸に対して径方向に位置合わせされている。これにより、円筒軸の方向に一種の積層体が生じており、この積層体が複数の平面を有し、これらの平面が、左右交互の結合要素によって相互に結合されている。

【0019】

この場合、突出部はとりわけ、円筒軸の方向の力が相殺されないかまたは部分的にのみ相殺されることにより、円筒軸の方向ではコンタクト要素の剛性が上昇するように形成されている。これは例えば、ｕ字形またはメアンダ状の突出部の脚部が、円筒軸の方向に間隔を有さないかまたは突出部の大きさに比べて何倍も小さな間隔を有するように、突出部が形成されることで可能になり得る。

【0020】

本発明のさらなる一形態は、第１のコンタクト要素区間の直径が第２のコンタクト要素区間の直径とは異なっていることを企図する。
この場合、圧入ピンの大きさが、プリント基板の穴の大きさに適合されなくてよいことが有利である。これにより、プリント基板および圧入ピンの形成に際して、比較的大きな余裕が得られる。

【0021】

直径とは、それぞれ、相応のコンタクト要素区間の壁の径方向での間隔のことである。この場合、コンタクト要素の直径は、とりわけ穴の直径または圧入ピンの直径に適合されている。

【0022】

本発明の一形態によれば、第１のコンタクト要素区間の直径が第２のコンタクト要素区間の直径より小さいことが企図されている。
この場合、プリント基板の穴が小さくてよいことが有利であり、それにより、コンタクト要素のための所要面積を小さく保つことができ、これに相応して、別の部材を装備するために利用することができる。この場合、それにもかかわらず圧入ピンは、機械的強度を可能にするために相応に大きく形成され得る。

【0023】

本発明の一形態によれば、コンタクト要素が第３のコンタクト要素区間を有し、この第３のコンタクト要素区間が、第２のコンタクト要素区間のうち突出部とは反対の端部に隣接しており、かつ第３のコンタクト要素区間の直径がその開口端部に向かって大きくなるように円錐形に形成されていることが企図されている。

【0024】

これに関しては、この円錐形の形態が、圧入ピンとプリント基板とを間接的に結合する際に、嵌め込み補助として役立つことが有利である。これによっても、コンタクト要素内への圧入ピンの圧入工程を簡略化でき、例えばプロセス公差が相殺され得る。

【0025】

開口端部とは、コンタクト要素区間の、圧入ピンを挿入するための開口部となっている端部のことである。
円錐形とは、第３のコンタクト要素区間の漏斗状の形態のことである。

【0026】

本発明はそれに加え、コンタクト要素を備えたプリント基板であって、このコンタクト要素の第１のコンタクト要素区間が少なくとも部分的にプリント基板の穴に挿入されている、コンタクト要素を備えたプリント基板に関する。

【0027】

これに関しコンタクト要素は、とりわけ、ストッパとして働く突出部を使って、プリント基板の主要広がり平面の表面の一領域とはんだ付けおよび／または接着および／または溶接されている。

【0028】

本発明の一形態によれば、少なくともコンタクト要素の第２のコンタクト要素区間に、圧入ピンが圧入されていることが企図されている。

【図面の簡単な説明】

【0029】

【図1】本発明によるコンタクト要素を備えたプリント基板の１つの例示的実施形態の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0030】

図１は、本発明によるコンタクト要素を備えたプリント基板の１つの例示的実施形態を断面図で示している。
プリント基板３０が図示されている。プリント基板３０は、貫通穴として形成されている穴３１を有する。穴３１内には、円筒形のコンタクト要素１０の第１のコンタクト要素区間１１が、軸方向で一直線に並ぶように、少なくとも部分的に挿入されている。コンタクト要素１０は、径方向外側に突き出て、径方向に周りを囲んでいる突出部１５を有し、突出部１５は、コンタクト要素１０を第１のコンタクト要素区間１１と第２のコンタクト要素区間１２とに区分している。突出部１５は、プリント基板３０に対する、とりわけプリント基板３０の主要広がり平面の表面３２に対する、コンタクト要素１０の円筒軸ｚの方向でのストッパとして働くように形成されている。

【0031】

それに加えコンタクト要素１０は、突出部１５の領域内でプリント基板３０とはんだ付けおよび／または溶接および／または接着されている。
さらに、圧入ピン２０が、第２のコンタクト要素区間１２によって少なくとも部分的に収容されており、かつ第２のコンタクト要素区間１２内に圧入されている。

【0032】

それに加え突出部１５は、圧入ピン２０とプリント基板３０とを結合する際に、円筒軸ｚに対して径方向にプリント基板３０に向かう力が少なくとも部分的にはコンタクト要素１０によって相殺され得るように、バネ性をもって形成されている。このために突出部１５はｕ字形に形成されている。ただしメアンダ状の形成も可能であろう。

【0033】

それに加えコンタクト要素１０は、第１のコンタクト要素区間１１の直径Ｄ１が第２のコンタクト要素区間１２の直径Ｄ２とは異なっているように、とりわけ直径Ｄ２より小さいように形成されている。

【0034】

それに加えコンタクト要素１０は第３のコンタクト要素区間１３を有し、この第３のコンタクト要素区間１３は、第２のコンタクト要素区間１２のうち突出部１５とは反対の端部に隣接しており、かつ第３のコンタクト要素区間１３の直径Ｄ３がその開口端部１４に向かって大きくなるように円錐形に形成されている。

【図1】

【手続補正書】

【提出日】2024-01-24

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

圧入ピン（２０）とプリント基板（３０）とを間接的に結合するためのコンタクト要素（１０）であって、前記コンタクト要素が、実質的に円筒形に形成されており、かつ径方向外側に突き出て、とりわけ径方向に周りを囲んでいる少なくとも１つの突出部（１５）を有し、前記突出部（１５）が、前記コンタクト要素（１０）を第１のコンタクト要素区間（１１）と第２のコンタクト要素区間（１２）とに区分しており、前記第１のコンタクト区間（１１）が、前記プリント基板（３０）の穴（３１）にとりわけ同軸で一直線に並ぶように挿入され得るように形成されており、かつ前記突出部（１５）が、円筒軸（ｚ）の方向で前記突出部が前記プリント基板（３０）に対するストッパとして働くように、ならびに前記プリント基板（３０）とはんだ付け可能および／または溶接可能および／または接着可能であるように形成されており、かつ前記第２のコンタクト要素区間（１２）が、前記圧入ピン（２０）が前記第２のコンタクト要素区間（１２）によって少なくとも部分的に収容され得るように形成されており、かつ前記突出部（１５）が、前記圧入ピン（２０）と前記プリント基板（３０）とを結合する際に、円筒軸（ｚ）に対して径方向に前記プリント基板（３０）に向かう力が少なくとも部分的には前記コンタクト要素（１０）によって相殺され得るように、バネ性をもって形成されている、コンタクト要素（１０）。

【請求項2】

前記突出部（１５）がｕ字形またはメアンダ状に形成されていることを特徴とする、請求項１に記載のコンタクト要素（１０）。

【請求項3】

前記第１のコンタクト要素区間（１１）の直径（Ｄ１）が前記第２のコンタクト要素区間（１２）の直径（Ｄ２）とは異なっていることを特徴とする、請求項１に記載のコンタクト要素（１０）。

【請求項4】

前記第１のコンタクト要素区間（１１）の直径（Ｄ１）が前記第２のコンタクト要素区間（１２）の直径（Ｄ２）より小さいことを特徴とする、請求項３に記載のコンタクト要素（１０）。

【請求項5】

前記コンタクト要素（１０）が第３のコンタクト要素区間（１３）を有し、前記第３のコンタクト要素区間（１３）が、前記第２のコンタクト要素区間（１２）のうち前記突出部（１５）とは反対の端部に隣接しており、かつ前記第３のコンタクト要素区間（１３）の直径（Ｄ３）がその開口端部（１４）に向かって大きくなるように円錐形に形成されていることを特徴とする、請求項１に記載のコンタクト要素（１０）。

【請求項6】

前記コンタクト要素（１０）の前記第１のコンタクト要素区間（１１）が少なくとも部分的に前記プリント基板（３０）の穴（３１）に挿入されている、請求項１に記載のコンタクト要素（１０）を備えたプリント基板（３０）。

【請求項7】

少なくとも前記コンタクト要素（１０）の前記第２のコンタクト要素区間（１２）に、圧入ピン（２０）が圧入されていることを特徴とする、請求項６に記載のプリント基板（３０）。

【国際調査報告】