JP6095412B2

JP6095412B2 - コネクタ

Info

Publication number: JP6095412B2
Application number: JP2013036681A
Authority: JP
Inventors: 勇三川原
Original assignee: Nippon Tanshi Co Ltd
Current assignee: Nippon Tanshi Co Ltd
Priority date: 2013-02-27
Filing date: 2013-02-27
Publication date: 2017-03-15
Anticipated expiration: 2033-02-27
Also published as: JP2014165093A

Description

本発明は、プリント基板に取り付けられる表面実装形のコネクタに関する。

従来、プリント基板と他の電気部品とをフラットケーブルで接続するためやプリント基板同士を接続するために、プリント基板に固着されるコネクタがある。そのようなコネクタとして、基板に沿う向きに細長い箱型の絶縁性ハウジングと、ハウジングに形成された複数のガイド溝によりハウジングの長手方向に並列に配置された複数のメール（雄）端子と、ハウジングの長手方向両端に装着された一対の補強金具とを有し、各メール端子を基板の固定用パターンに半田付けするとともに、補強金具も固定用パターンの該当部分に半田付けすることにより、コネクタを基板へ強固に取り付けるようにしたものがある（例えば特許文献１参照）。

特開２０００−２６８９０５号公報

上記特許文献１のコネクタのメール端子は、リード部と、そのリード部の中間部分から突出するコンタクトピンとからなる略Ｔ字形に形成されている。そのリード部の長手方向一端部を幅広に形成し、幅広部分の角を挟んでコンタクトピンとは反対側に向いた面とコンタクトピンと平行する面とを半田付け面とし、ストレートまたはライトアングルの各タイプに応じていずれか一方の半田付け面を用いて基板に半田付けしている。

一方、メール端子のコンタクトピンは、ハウジングの壁部に設けた取付孔に挿通した状態で一定のピッチに配設されている。そのようなコンタクトピンを取付孔に挿通しただけではメール端子のハウジングへの組み付け状態は不安定であるため、上記特許文献１では、コンタクトピンと平行に延びる短い支持片を突設し、その支持片をハウジングの壁部に設けた嵌合穴に嵌挿するようにしている。しかしながら、支持片と嵌合穴との摩擦係合力を大きくするためには支持片の長さすなわち嵌合穴の深さ方向長さを長くすることになり、それに対応して嵌合穴を設ける壁部の板厚を厚くする必要があるため、ハウジングが大型化するという問題がある。

このような課題を解決して、表面実装コネクタの小型化を促進し得るために、本発明に於いては、端子と、前記端子を保持するハウジングとを有するコネクタであって、前記端子が、基板に半田付けされる脚部と、前記脚部から直交する向きに突出しかつ他のコネクタの端子と結合される突出部とを有し、前記ハウジングが、前記突出部を挿通状態に保持する保持孔と、前記脚部を受容するべく前記保持孔に直交しかつ連通する保持溝と、前記脚部を圧入状態で保持するべく前記脚部の幅よりも狭くするように前記保持溝に設けられた凸状係合部とを有し、前記脚部に、前記突出部の抜け方向に対して前記凸状係合部と係合する肩部が設けられているものとした。

これによれば、基板に半田付けされる端子の脚部を、ハウジングに設けた保持溝により受容するとともに、保持溝には、脚部を圧入状態で保持するための凸状係合部を設け、かつ脚部には突出部の抜け方向に対して凸状係合部と係合する肩部を設けたことから、突出部の抜けに抗して保持されるように脚部が保持溝に受容される。これにより、コンタクト部を有する突出部での大きな摩擦係合力により抜け防止を確保するためにハウジングの対応する壁部の厚さを厚くする必要が無くなり、ハウジングの大型化を抑制し得る。

特に、前記肩部が、前記脚部の長手方向に前記凸状係合部より長く延在しているとよい。これによれば、凸状係合部と肩部とを係合させるための位置合わせを高精度に設定する必要が無く、組み付けを容易に行うことができる。

このように本発明によれば、基板に半田付けされる端子の脚部を、ハウジングに設けた保持溝により受容するとともに、保持溝には、脚部を圧入状態で保持するための凸状係合部を設け、かつ脚部には突出部の抜け方向に対して凸状係合部と係合する肩部を設けたことから、突出部の抜けに抗して保持されるように脚部が保持溝に受容される。これにより、コンタクト部を有する突出部での大きな摩擦係合力により抜け防止を確保するためにハウジングの対応する壁部の厚さを厚くする必要が無くなり、ハウジングの大型化を抑制し得る。

本発明が適用されたメールコネクタの使用状態を示す斜視図である。ライトアングルタイプとして用いる場合のコネクタの組み立て分解斜視図である。図３（ａ）はライトアングルタイプに用いられる状態の端子を示す斜視図であり、（ｂ）はストレートタイプに用いられる状態の端子を示す斜視図である。（ａ）は端子をハウジング４へ組み付けた状態を示す要部拡大斜視図であり、（ｂ）は（ａ）の矢印IVｂ方向から見た要部拡大断面図である。端子の保持孔への挿通状態を示す図であり、（ａ）は図４の破断線Ｖａ−Ｖａの矢印方向に見た要部拡大断面図であり、（ｂ）は（ａ）の破断線Ｖｂ−Ｖｂの矢印方向に見た要部拡大断面図である。端子の脚部のハウジングによる保持構造を説明する図４の破断線VI−VIの矢印方向に見た要部拡大断面図である。（ａ）は図１の破断線VIIａ−VIIａ線の矢印方向に見た要部拡大平断面図であり、（ｂ）は（ａ）の破断線VIIｂ−VIIｂ線の矢印方向に見た図である。補強金具の基板への固着要領を示す説明図であり、（ａ）はコネクタ２をライトアングルタイプで用いる場合であり、（ｂ）はコネクタ２をストレートタイプで用いる場合の要部斜視図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明が適用されたメールコネクタの使用状態を示す斜視図である。図に示されるように、プリント基板１の基板表面１ａに２つのコネクタ２が実装されている。コネクタ２にはレセプタクル（雌）用コネクタ３１が図の矢印Ａに示されるように接続される。両コネクタ２は同一構造のものであり、プリント基板１への実装形態を変えることにより、図の左側のコネクタ２は端子３のレセプタクル用コネクタ３１との接続部（コンタクト部７ｃ）の突出方向が基板１の基板表面１ａに立設状態となるストレートタイプとして、図の右側のコネクタ２は端子３のレセプタクル用コネクタ３１との接続部（コンタクト部７ｃ）の突出方向が基板表面１ａに沿う状態となるライトアングルタイプとしてそれぞれ設けられている。

図２はライトアングルタイプとして用いる場合のコネクタ２の組み立て分解斜視図である。図に示されるようにコネクタ２は、プリント基板１への実装状態で基板表面１ａに沿って横長の合成樹脂製ハウジング４と、ハウジング４に組み付けられる複数の導電性端子３と、ハウジング４の長手方向両端部にそれぞれ取り付けられる一対の補強金具５とにより構成される。

図３（ａ）はライトアングルタイプに用いられる状態の端子３を示す斜視図であり、（ｂ）はストレートタイプに用いられる状態の端子３を示す斜視図である。図に示されるように、端子３は、全体としてＬ字状に曲折された矩形断面形状のピン状をなし、Ｌ字の一方の辺に相当する脚部６と、Ｌ字の他方の辺に相当しかつ脚部６の一端部から突出する突出部７とを有する。

脚部６は、突出部７側とは反対側の端部に略直方体のブロック状の半田付け部８と、半田付け部８から突出部７との曲折部に至る柱状の保持部９とを有する。半田付け部８には、プリント基板１の配線パターン２０に半田付けするために、脚部６の長手方向に向いた平坦面からなるライトアングル用半田付け面８ａと、ライトアングル用半田付け面８ａと直交しかつ突出部７とは相反する側に向いたストレート用半田付け面８ｂとが設けられている。

突出部７は、脚部６の保持部９側の端部から直交して突出するように形成されており、保持部９側から、基部７ａと、基部７ａから太さが漸減するように形成されたテーパ部７ｂと、基部７ａより細いコンタクト部７ｃとをこの順に有する。それら基部７ａ・テーパ部７ｂ・コンタクト部７ｃは、互いに相似形の正方形断面で形成されている。なお、突出部７の断面形状は、図示例では正方形としたが、正方形断面に限られるものではなく、長方形を含む多角形や円形等種々の形状のものであってもよい。

図４（ａ）は端子３をハウジング４へ組み付けた状態を示す要部拡大斜視図である。図１に併せて示されるように、ハウジング４は、ライトアングルタイプとして用いられる場合に基板１に立設状態になる壁部１１と、壁部１１から基板表面１ａに沿う方向に延出された天板部１２及び底板部１３と、ハウジング４の長手方向両端部の側壁部１４とを有する形状に形成されている。壁部１１には端子３の脚部６を基板１に対して立設状態に受容する溝状の保持溝１５が設けられ、かつ端子３の突出部７を天板部１２及び底板部１３の間の空間に突出させるべく保持溝１５と連通しかつ保持溝１５とともにＬ字状をなすように形成された保持孔１６が設けられている。

図４（ｂ）は端子３の基板１への半田付け状態を示す図４（ａ）の矢印IVｂ方向から見た要部拡大断面図である。図に示されるように、端子３のハウジング４への組み付け状態では、ライトアングルタイプ用半田付け面８ａはハウジング４の底面４ａから、ストレート用半田付け面８ｂはハウジング４の壁面４ｂから、それぞれ所定量ａ突出している。これにより、各半田付け面８ａ・８ｂを基板１に半田付けする場合に、基板表面１ａとハウジング４の外面（４ａ・４ｂ）との間に隙間が生じるため、リフローによる半田の流れが円滑になり、良好な半田付けを行うことができる。

図５は端子３の保持孔１６への挿通状態を示す図であり、（ａ）は図４（ａ）の破断線Ｖａ−Ｖａの矢印方向に見た要部拡大断面図であり、（ｂ）は（ａ）の破断線Ｖｂ−Ｖｂの矢印方向に見た要部拡大断面図である。保持孔１６には突出部７の基部７ａが挿通されかつ圧入状態で保持されるようになっている。図示例では突出部７及び保持孔１６の各断面形状が正方形の場合であるが、その場合には、図５に示されるように、突出部７のコンタクト部７ｃの１辺の長さをｂ１とし、保持孔１６の１辺の長さをｂ２とし、突出部７の基部７ａの１辺の長さをｂ３とすると、ｂ１＜ｂ２＜ｂ３の関係となるようにそれぞれ形成されている。保持孔１６の断面形状も、図示例の正方形に限られるものではなく、突出部７の基部７ａが圧入状態になる相似形が好適であり、基部７ａが長方形断面形状の場合には相似形の長方形断面形状であるとよい。

上記関係により、図２の矢印Ｂに示されるように端子３の突出部７を保持孔１６に挿入する場合に、コンタクト部７ｃは保持孔１６よりも細いため容易に挿通されるが、基部７ａは、保持孔１６よりも太いため保持孔１６に圧入され、保持孔１６に挿入された状態ではしまり嵌め状態となる。なお、基部７ａとコンタクト部７ｃとの間にテーパ部７ｂが設けられていることから、保持孔１６へのテーパ部７ｂの挿入過程において保持孔１６を徐々に押し拡げることができ、端子３（突出部７）の挿通作業を容易に行うことができる。

このように、脚部６とコンタクト部７ｃとが壁部１１により隔てられ、かつその壁部１１に設けられ保持孔１６により基部７ａが４面で圧入状態に保持される。これにより、脚部６の後記する半田付け部８の半田付けにおいてフラックスがコンタクト部７ｃまで伝わっていくことを保持孔１６で遮断することができる。なお、突出部７の突出方向において、保持孔１６の長さＤが基部７ａよりも長くされており、テーパ部７ｂの途中で保持孔１６への圧入状態とはならない。これにより、端子３をめっき処理していた場合には保持孔１６への圧入によりめっきのかすが生じる虞があるが、保持孔１６の基部７ａに対する圧入部分とコンタクト部７ｃ側との間に段差（ｂ３−ｂ１）が生じ、その段差によりめっきのかすをせき止める壁が形成された状態となる。

図６は端子３の脚部６のハウジング４（壁部１１）による保持構造を説明する図４の破断線VI−VIの矢印方向に見た要部拡大断面図である。脚部６の保持部９の両側面には、プレス加工により形成された略くさび状断面形状の溝９ａの垂直壁面からなる肩部９ｂがそれぞれ設けられている。ハウジング４の壁部１１に設けられている保持溝１５には、保持部９の両側面に対応する両内壁面に互いに近付く向きに突設された凸状係合部１５ａが設けられている。

肩部９ｂをそれぞれ形成する一対の溝９ａの底面間の幅をｂ４、凸状係合部１５ａの幅をｂ５、保持部９の幅をｂ６とすると、ｂ４＜ｂ５＜ｂ６の関係となるようにされている。これにより、上記突出部７の保持孔１６への挿通に伴って脚部６が保持溝１５内に突入し、例えば、脚部６の突出部７側とは反対側の背面６ａとハウジング４の壁面４ｂとが面一になる（図５参照）まで端子３が押し込まれた状態では、溝９ａ内に凸状係合部１５ａの一部が食い込むようになり、突出部７の抜け方向に対して肩部９ｂと凸状係合部１５ａとが係合状態になるため、端子３が抜け止めされる。なお、図示例では肩部９ｂを設けるために溝９ａを形成したが、溝９ａの底面が脚部６の突出部７とは反対側の端面に至るように、肩部９ｂの反対側を開放させた凹設形状としてもよい。

次に、補強金具５のハウジング４への取り付け状態を説明する。図２に示されるように、補強金具５は、薄板材を曲折して形成され、矩形状の平板部５ａと、平板部５ａの長手方向一端部でＬ字状に曲折されたＬ字状曲折部５ｂと、平板部５ａ及びＬ字状曲折部５ｂとともにコ字状断面形状を形成するようにＬ字状曲折部５ｂから延出されかつ曲折されて平板部５ａと略平行に延在する係合片５ｃと、平板部５ａの長手方向他端部側で平板部５ａの長手方向に沿う両側縁で互いに近付くように斜めに曲折された一対の第２の係合片５ｄとを有している。また、係合片５ｃには、その延出方向に沿う両側縁部から互いに相反する方向に突出する鋸歯状の２つの爪５ｅがそれぞれ形成されている。爪５ｅは、係合片５ｃの延出方向に斜面を有し、反対側に直角の角部を有するように設けられている。なお、Ｌ字状曲折部５ｂは、平板部５ａの長手方向一端部側の縁の全長に亘って延在しているが、その延在方向の中間部分には曲折し易くするための孔が設けられており、外観上一対をなす形状に設けられている。

図７（ａ）は図１の破断線VIIａ−VIIａ線の矢印方向に見た要部拡大平断面図であり、（ｂ）は（ａ）の破断線VIIｂ−VIIｂ線の矢印方向に見た図である。ハウジング４の長手方向端部には、長手方向に向いた端面４ｃに対して平行かつ壁面４ｂ側とは反対側に開口するように凹設された凹部１７と、図２に示されるように端面４ｃの図２における上下の各縁部に形成されたくさび状断面の一対の係合溝１８とが設けられている。なお、凹部１７は、図示例では壁面４ｂ側を塞がれた形状あるが、壁面４ｂに開口する貫通孔形状であってもよい。

補強金具５を、一対の第２の係合片５ｄを一対の係合溝１８に合わせ、かつ図２の矢印Ｂに示されるように係合片５ｃを凹部１７に挿入してハウジング４に組み付ける。凹部１７と端面４ｃとの間の部分としての端壁部４ｄの端面にＬ字状曲折部５ｂが当接するまで補強金具５を押し込む。平板部５ａと係合片５ｃの先端との間隔を端壁部４ｄの肉厚（図７（ａ）のｂ７）よりも狭く設定しておくことにより、補強金具５の弾性復元力により平板部５ａと係合片５ｃとにより端壁部４ｄを挟持することができ、ハウジング４に補強金具５を一体的に取り付けることができる。また、補強金具５の弾性復元力により平板部５ａの端面４ｃに対する面圧が増大し、補強金具５の抜け止め力が増大する。なお、平板部５ａと係合片５ｃとにより端壁部４ｄを挟持する状態になればよく、必ずしも弾性復元力で挟持する必要はない。

また、図７（ｂ）に示されるように、係合片５ｃの両側（図２の上下方向）に設けられている両爪５ｅ間の幅をｂ８、凹部１７の対応する方向の幅をｂ９とすると、ｂ８＜ｂ９の関係となるように設定されている。さらに、爪５ｅの形状が、上記したように係合片５ｃの凹部１７への挿入方向に対して後傾する斜面と抜き方向に対して直交する角部とを有する鋸歯形状であることから、爪５ｅが凹部１７の壁面内に食い込み、係合片５ｃが強固に抜け止めされる。

図８は補強金具５の基板１への固着要領を示す説明図である。図では補強金具５のみを示しているが、図１に示されるようにハウジング４に取り付けられた状態で基板１に固定される。基板表面１ａには、補強金具５を半田付けするための固定用パターン１９が形成されている。

図８（ａ）はコネクタ２をライトアングルタイプで用いる場合であり、この場合には、Ｌ字状曲折部５ｂと平板部５ａのＬ字状曲折部５ｂに連続する縁部とによるＬ字状端面２１を固定用パターン１９に半田付けする。その半田付け部分２２は、図のハッチングで示される部分となる。ライトアングルタイプの場合には、他方のコネクタ３１の抜き差し時の振れ（図１・８の矢印Ｃ）により端子３の半田付け部８に対して遠い側が大きく振れる片振れとなる。そのような変位が大きくなる側にＬ字状端面２１との半田付け部分２２が位置し、他方のコネクタ３１の抜き差し作業においてハウジング４の変位が防止されるため、端子３の半田付け部８の半田付け状態に影響を及ぼすことが防止され、端子３の半田付け部分の剥離が防止される。

図８（ｂ）はコネクタ２をストレートタイプで用いる場合であり、この場合には、一対の第２の係合片５ｄと平板部５ａのそれらと連続する縁部とによる縦長コ字状端面２３を固定用パターン１９に半田付けする。その半田付け部分２４は、図のハッチングで示される部分となる。ストレートタイプの場合には、他方のコネクタ３１の抜き差し時の振れ（図１・８の矢印Ｄ）によりハウジング４が変位しようとする部分は一対の第２の係合片５ｄに対応する両側となる両振れとなる。そのような変位が大きくなる両側に至るように縦長コ字状端面２３との半田付け部分２４が延在し、半田付け部分２４の全長に亘って半田付けされて補強金具５は固定される。さらに、補強金具５は、そのＬ字状曲折部５ｂが上記したようにハウジング４の端壁部４ｄの端面に当接し、一対のＬ字状曲折部５ｂにより端壁部４ｄの両端部が押さえられていることから、他方のコネクタ３１の抜き差し作業においてハウジング４の両振れの変位を抑制し得る。これにより、上記と同様に端子３の半田付け部８の半田付け状態に影響を及ぼすことが防止され、端子３の半田付け部分の剥離が防止される。

以上、本発明を、その好適実施形態の実施例について説明したが、当業者であれば容易に理解できるように、本発明はこのような実施例により限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば上記実施例ではメール（雄）端子について記載したが、フィメール（雌）端子としても同様である。また、並列に配置された複数の端子を有するコネクタについて示したが、１つの端子のみのコネクタにも適用可能であり、補強金具５もハウジング４の両側に取り付けたが端子数が少ない場合には片側のみであってもよい。また、上記実施形態に示した構成要素は必ずしも全てが必須なものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて適宜取捨選択することが可能である。

本発明にかかるコネクタは、端子の抜け防止をハウジングを大型化することなく実現でき、表面実装コネクタの小型化として有用である。

１基板
２コネクタ
３端子
４ハウジング
５補強金具
５ａ平板部、５ｂＬ字状曲折部、５ｃ係合片、５ｄ第２の係合片、５ｅ爪
６脚部
７突出部、７ａ基部、７ｂテーパ部、７ｃコンタクト部
８半田付け部
９保持部、９ｂ肩部
１５保持溝、１５ａ凸状係合部
１６保持孔
１７凹部
１９固定用パターン
２１Ｌ字状端面
２２半田付け部分
２３縦長コ字状端面
２４半田付け部分

Claims

複数の端子と、前記各端子を所定間隔を配列された状態で保持するハウジングとを有するコネクタであって、
前記端子は、基板に半田付けされる四角形の断面形状の脚部と、前記脚部から直交する向きに突出し且つ他のコネクタの端子と結合されるコンタクト部を含む四角形の断面形状の突出部とを有し、
前記脚部には、前記端子の配列方向の２面に、当該脚部の延在方向に長く形成された溝を含み、
前記ハウジングは、前記突出部を保持する保持孔と、前記脚部を受容するべく前記保持孔に直交しかつ連通する保持溝と、前記保持溝を画定する内壁面のうち前記端子の配列方向に対向する２面に形成された凸状係合部とを有し、
前記突出部は４面の圧入状態で前記保持孔に挿通され、
前記脚部は、前記各溝に前記凸状係合部が各々食い込んだ２面の圧入状態で前記保持溝に挿入されていることを特徴とするコネクタ。
前記突出部は前記コンタクト部は前記脚部側の基部から前記脚部側とは相反する側に延出しており、当該突出部は前記基部と前記コンタクト部との間にあって前記基部から前記コンタクト部に向けて太さが漸減するテーパ部とを含み、当該テーパ部が前記保持孔に圧入状態で挿通されていることを特徴とする請求項１記載のコネクタ。
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