JP2007311056A - 基板用コネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】位置決め用突部材で基板用コネクタを基板にしっかりと固定し、コネクタ導体と基板導体との半田付けを確実に行う。
【解決手段】基板用コネクタ１は、基板９に設けた少なくとも２つの位置決め穴１３に、コネクタ本体３と一体化された少なくとも２つの位置決め用突部材７を挿入してコネクタ本体３のコネクタ導体５と基板９の基板導体１１を位置決めする構成である。さらに、前記位置決め用突部材７の外径が前記位置決め穴１３よりやや大きめに圧入可能に形成され、かつ少なくとも２つ割り以上の割り溝１５が前記位置決め用突部材７の先端部分に前記位置決め用突部材７の軸方向に向けて形成されていることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

この発明は、基板用コネクタに関し、特に基板としての例えばプリント基板の導体と基板用コネクタの導体とを正確に位置決めし、互いに対応する導体同士を容易に接続できる基板用コネクタに関する。

従来の基板用コネクタとしては、例えば特許文献１では、コネクタ本体とブラケットとから構成されており、前記コネクタ本体には複数の導体であるプラグ端子又はジャック端子が基板への取付部を持つ絶縁体本体に整列して植設されている。なお、前記複数の導体の端部は基板のスルーホールに挿入される接続端子に形成されている。前記ブラケットには前記複数の導体の接続端子域近傍を貫通させた状態で位置決めする孔を具えている。一方、上記の基板用コネクタを実装する基板は、スルーホールの裏面側に回路パターンに繋がる電極部が具えられている。

前記コネクタ本体の複数の導体の端部が前記ブラケットの孔によって基板のスルーホールに対応して位置決めされるので、基板用コネクタの複数の導体を基板に容易に実装できる構成である。すなわち、基板用コネクタの導体が基板のスルーホールに直接、挿入される構造であり、導体が位置決めを兼ねている。

また、特許文献２の従来の基板用コネクタとしては、基板用コネクタの導体と基板の導体を位置決めするための位置決めピン（特許文献２では「位置決め突起」と呼ぶ）と、予め空けられた基板の穴により基板用コネクタと基板の導体同士の位置決めをする構造である。
特開平７−５７８２７号公報 実開平５−１７９４０号公報

ところで、従来の基板用コネクタにおいては、特許文献１では、コネクタ本体の取付部は基板の側が必ずスルーホールでなければならないか、もしくは、コネクタ本体の導体が前記スルーホールを貫通して基板の裏面で接続する構造になる。これでは、基板用コネクタを多層基板で使うときは、予め前記スルーホールの周辺から基板側の導体を取り除く必要がある。

また、特許文献２では、位置決めは容易であるが、基板用コネクタの重量バランスによっては、導体同士を半田付けする前に基板用コネクタが転倒するために、半田付けができないという問題点があった。例えば、基板用コネクタを基板に実装する際に、ペースト状の半田を基板に載せて生産ラインを走行せしめ、この過程で加熱して自動的に半田付けをする。このとき、予め基板用コネクタの位置が基板上に固定されていないと、基板用コネクタが動いたり、上述したように基板用コネクタが転倒する事態が生じることがある。

上記発明が解決しようとする課題を達成するために、この発明の基板用コネクタは、基板に設けた少なくとも２つの位置決め穴に、コネクタ本体と一体化された少なくとも２つの位置決め用突部材を挿入して前記コネクタ本体のコネクタ導体と前記基板の基板導体を位置決めして接続する基板用コネクタにおいて、
前記位置決め用突部材の外径が前記位置決め穴よりやや大きめに圧入可能に形成され、かつ少なくとも２つ割り以上の割り溝が前記位置決め用突部材の先端部分に前記位置決め用突部材の軸方向に向けて形成されていることを特徴とするものである。

また、この発明の基板用コネクタは、基板に設けた少なくとも２つの位置決め穴に、コネクタ本体と一体化された少なくとも２つの位置決め用突部材を挿入して前記コネクタ本体のコネクタ導体と前記基板の基板導体を位置決めする基板用コネクタにおいて、
前記位置決め用突部材が、前記位置決め穴に挿入可能な径の軸部と、前記位置決め穴より大きい径の先端部とから構成され、前記軸部と先端部との間に段付部が設けられ、かつ少なくとも２つ割り以上の割り溝が前記先端部と軸部に前記位置決め用突部材の軸方向に向けて形成されていることを特徴とするものである。

また、この発明の基板用コネクタは、前記基板用コネクタにおいて、前記コネクタ導体の幅と基板導体の幅との差が、前記位置決め穴径と前記位置決め用突部材の軸部の径との差とほぼ同じであることが好ましい。

また、この発明の基板用コネクタは、前記基板用コネクタにおいて、前記コネクタ導体の幅と基板導体の幅との差の１／２が、前記位置決め穴径と前記位置決め用突部材の軸部の径との差以上であることが好ましい。

また、この発明の基板用コネクタは、前記基板用コネクタにおいて、前記位置決め用突部材の軸部の長さが、前記基板の厚さより大きく、かつ（基板の厚さ＋０．０５ｍｍ）以下であることが好ましい。

以上のごとき課題を解決するための手段から理解されるように、この発明の基板用コネクタによれば、位置決め用突部材の先端部分に割り溝が設けられているので、コネクタ本体を基板に位置決めすることを容易にできる。また、位置決め用突部材が位置決め穴に圧入されるので、位置決め用突部材と位置決め穴のガタによるズレがないので、コネクタ導体と基板導体を正確に位置決めして接続することができ、しかも、基板用コネクタの位置決め用突部材が基板の位置決め穴から容易に抜けないので、リフロー過程における振動や手作業での振動などを気にせずに容易に基板導体とコネクタ端子の半田付けの位置決めを行うことができる。

また、この発明の基板用コネクタによれば、位置決め用突部材の先端部分に割り溝が設けられているので、位置決め用突部材の先端部が割り溝の側に撓むことにより、位置決め穴へ容易に挿入できる。しかも、先端部が基板の裏面へ通過すると、割り溝のバネ性により先端部分の撓みが原位置に復帰して段付部が基板の裏面に係合し、位置決め用突部材が位置決め穴から抜けなくなるので、リフロー過程における振動や手作業での振動などを気にせずに容易に基板導体とコネクタ端子の半田付けの位置決めを行うことができる。

以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

図１を参照するに、第１の実施の形態に係る基板用コネクタ１は、直方体形状で例えば図１において幅（Ｘ方向）が２５〜５０ｍｍで、奥行き（Ｙ方向）が１０ｍｍで、高さ（Ｚ方向）が１０ｍｍである大きさのコネクタ本体３と、このコネクタ本体３の図１において手前側の側面にＹ方向に並列に配列した複数のコネクタ導体としての例えばコネクタ端子５と、前記コネクタ本体３の下面のＹ方向の両端側付近から下方に向けて突設した２本の位置決め用突部材としての例えば位置決めピン７と、から構成されている。

一方、上記の基板用コネクタ１を接続する基板９は、前記複数のコネクタ端子５に対応する位置に並列に配列した複数の基板導体１１と、前記２本の位置決めピン７を挿入して、互いに対応する複数のコネクタ端子５と基板導体１１を接続すべく位置決めするための２つの位置決め穴１３と、が備えられている。

上記の２本の位置決めピン７は基板９との位置決めを容易に実現するものであり、コネクタ本体３の成形体と一体化されていて、コネクタ本体３と位置決めピン７の材質は例えば液晶ポリマーやＰＢＴ樹脂などの樹脂製である。また、この第１の実施の形態では、位置決めピン７は断面円形をしており、位置決めピン７の先端部分には図２（Ａ）に示されているように２つ割りの割り溝１５が形成されている。なお、位置決めピン７は断面円形に限定されず、他の断面形状であっても構わない。

また、割り溝１５としては、上記の２つ割りに限定されず、図２（Ｂ）の３つ割りであっても、図２（Ｃ）の４つ割りであっても、あるいはそれ以上の割り数を形成する割り溝１５であっても良い。割り数が多くなると、位置決めピン７の先端部分が割り溝１５の側に撓む方向が多くなるために細径になりやすいので、容易に位置決め穴１３に挿入し易くなるが、その逆にバネ性が弱くなるので割り数にも限界がある。

また、位置決め穴１３の径が例えば１．０ｍｍである場合、割り溝１５の幅は０．２〜０．３ｍｍで、割り溝１５の深さは１．０ｍｍ〜１．５ｍｍの範囲であることが望ましい。

また、各位置決めピン７の外径は前記位置決め穴１３よりやや大きめに圧入可能に形成されている。例えば、位置決め穴１３の径がφ１．０ｍｍであるとき、位置決めピン７の外径は１．０２〜１．０５ｍｍ程度である。すなわち、数値的には、ＪＩＳ規格で定められている圧入公差であることが望ましい。

また、位置決めピン７の高さは、基板９の厚さが例えば０．５〜１．５ｍｍである場合、基板９の厚さと同じか、あるいはそれより少し大きい値である。

また、図３（Ａ）〜（Ｄ）を参照するに、上記の位置決めピン７の先端部の形状は、図３（Ａ）に示されているようにＲ形状であっても良い。この場合は、位置決めピン７がより一層、位置決め穴１３へ挿入し易くなる。また、図３（Ｂ）に示されているように先端に向けて先細り形状であっても良い。この場合は、図３（Ａ）よりも位置決めピン７が位置決め穴１３へ挿入し易くなる。また、上記の割り溝１５の形状は、図３（Ｃ）に示されているように底部（図において上部）に向けて狭くなる方向に傾斜するものであっても、あるいは図３（Ｄ）に示されているように底部（図において上部）がＲ形状であっても良い。なお、図３（Ｄ）の場合は、割り溝１５が割れにくくなる効果がある。

上記構成により、例えばハンドプレスの工具を用いて２本の位置決めピン７が基板９の２つの位置決め穴１３に挿入するように加圧されると、各位置決めピン７の先端部分は割り溝１５によりバネ性があるので割り溝１５の側に撓んで容易に位置決め穴１３に挿入することができ、位置決め穴１３の中では反発して係合する。なお、基板用コネクタ１を基板９に装着する手段としては、上記のハンドプレスの他に、手動（手作業）、自動プレス機、あるいはその他の方法でも良い。

したがって、位置決めピン７の先端部分に割り溝１５が設けられていることから、コネクタ本体３を基板９に位置決めすることを容易にすると共に、位置決めピン７が位置決め穴１３に圧入されることから、位置決めピン７と位置決め穴１３には隙間が生じないために位置決めピン７と位置決め穴１３のガタによるズレがないので、互いに対応する複数のコネクタ端子５と基板導体１１同士を正確に位置決めすることができ、しかも、基板９から簡単に抜けない。つまり、基板用コネクタ１の重量バランスが悪い場合であっても、基板９に取り付けられた基板用コネクタ１が半田付けを行うまでに基板９から抜けてしまうという従来のトラブルを防ぐことができる。

以上のことから、この発明の第１の実施の形態の基板用コネクタ１は、基板９と基板用コネクタ１を容易にかつ正確に位置決めできると同時に、基板用コネクタ１が基板９から容易に抜けないので、リフロー過程における振動や手作業での振動などを気にせずに容易に基板導体１１とコネクタ端子５の半田付けの位置決めを行うことができる。

次に、この発明の第２の実施の形態の基板用コネクタ１７について図面を参照して説明する。なお、前述した第１の実施の形態の基板用コネクタ１と同じ構成部材は同じ符号を付し、詳しい説明は省略する。

図４を参照するに、第２の実施の形態の基板用コネクタ１７は、前述した第１の実施の形態の基板用コネクタ１とほぼ同じ構成であり、異なる点は２本の位置決め用突部材としての例えば位置決めピン１９にある。すなわち、２本の位置決めピン１９は、前述した第１の実施の形態の位置決めピン７と同様に前記コネクタ本体３の下面のＹ方向の両端側付近から下方に向けて突設されているが、位置決めピン１９の先端部分の形状が異なる。

より詳しく説明すると、図５を併せて参照するに、前記位置決めピン１９は、基板９の位置決め穴１３の径φＤｂに挿入可能な径φＤａの軸部２１と、この軸部２１より大きい径φＤｃの先端部２３と、から構成されている。また、前記軸部２１と先端部２３との間に段付部２５が設けられ（キノコ型形状）、かつ前記先端部２３と軸部２１には前述した第１の実施の形態の位置決めピン７と同様の割り溝１５が前記位置決めピン１９の軸方向に向けて形成されている。

ここで、図５に示されているように、割り溝１５の幅はｇ、割り溝１５の深さはＤ_１、基板９の厚さはＤ_２、位置決めピン１９の軸部２１の長さはＤ_３、位置決めピン１９の先端部２３の長さはＤ_４、段付部２５の幅はｔとする。なお、上述したように位置決めピン１９の軸部２１の径はφＤａ、基板９の位置決め穴１３の径はφＤｂ、位置決めピン１９の先端部２３の径はφＤｃである。

また、図６に示されているように基板用コネクタ１７の位置決めピン１９が基板９の位置決め穴１３に装着された後に、確実に基板用コネクタ１７の位置決めピン１９が抜けないようにするためには、軸部２１の長さＤ_３＞基板９の厚さＤ_２である必要がある。ただし、この軸部２１の長さＤ_３と基板９の厚さＤ_２との差が大きすぎると、コネクタ端子５と基板導体１１が接触（導通）しない場合が生じるので、軸部２１の長さＤ_３＝基板９の厚さＤ_２＋０．０５ｍｍ以下、つまり、軸部２１の長さＤ_３と基板９の厚さＤ_２との差を０．０５ｍｍ以下にすることが望ましい。

また、位置決め穴１３の径φＤｂと軸部２１の径φＤａの関係は、基本的にはＤａ＝Ｄｂであるが、多少隙間があっても、その逆に圧入気味でも構わない。先端部２３の径φＤｃ＞軸部２１の径φＤａであればよい。

ただし、Ｄａ＜Ｄｂである場合は、その差があまり大きいと、位置決めの意味が無いので、その許容範囲は基板９のプリント回路のライン幅、すなわち基板導体１１の幅Ｗｐとコネクタ端子の幅Ｗｃに依存するが、ＤａとＤｂの差の最大値はＷｐとＷｃとの差とほぼ同じ（Ｄｂ−Ｄａ≒Ｗｐ−Ｗｃ）であればよい。この場合は、図７に示されているようにＤｂ−Ｄａ＜Ｗｐ−Ｗｃであれば、コネクタ端子５が基板導体１１から外れないが、その逆にＤｂ−Ｄａ＞Ｗｐ−Ｗｃであると、コネクタ端子５が基板導体１１から外れてしまうことになる。

しかし、コネクタ端子５と基板導体１１との半田付けの確実なフィレットを実現するためには、コネクタ端子５の位置が基板導体１１の幅Ｗｐの中央に位置することであるので、
（Ｗｐ−Ｗｃ）／２≧Ｄｂ−Ｄａ
であることが望ましい。すなわち、この条件を満たすときに、図６に示されているように、コネクタ端子５の両側に半田付けができるので、確実な半田付けのフィレット２７を形成できる。

また、段付部２５の幅ｔは、割り溝１５の幅ｇと割り溝１５の深さＤ_１の寸法によって決まる。例えば、図８において、位置決めピン１９の先端部分２３が割り溝１５の側に撓んだときの段付部２５の高さ位置における割り溝１５の幅ｘは、
ｘ＝ｇ×Ｄ_４／Ｄ_１
となる。

したがって、位置決めピン１９の先端部分２３が割り溝１５の側に撓んだときの先端部２３の外形寸法Ｗは、
Ｗ＝２ｔ＋Ｄａ−（ｇ−ｘ）
＝２ｔ＋Ｄａ−ｇ（Ｄ_１−Ｄ_４）／Ｄ_１
となる。

すなわち、上記の外形寸法Ｗが基板９の位置決め穴１３の径φＤｂより小さくなるように設定することができる。

なお、割り溝１５については、前述した第１の実施の形態の場合と同様であるので、詳しい説明は省略する。

上記構成により、２本の位置決めピン１９が基板９の２つの位置決め穴１３に挿入するように加圧されると、各位置決めピン１９の先端部分は割り溝１５によりバネ性があるので図８に示されているように割り溝１５の側に撓むことにより、撓んだときの先端部２３の径Ｗが位置決め穴１３の径φＤｂより小さくなって位置決め穴１３へ容易に挿入される。また、位置決めピン１９の軸部２１は基板９の位置決め穴１３とほぼ同じ大きさであり、前述した第１の実施の形態のように圧入するほどではないので容易に挿入できる。

しかも、位置決めピン１９の先端部２３が基板９の裏面へ通過すると、図６に示されているように、割り溝１５のバネ性により位置決めピン１９の先端部分の撓みが原位置に復帰して先端部２３の段付部２５が基板９の裏面に係合し、位置決めピン１９が位置決め穴１３から抜けなくなる。

したがって、互いに対応する複数のコネクタ端子５と基板導体１１同士を正確に位置決めすることができる。その他の作用、効果は、前述した第１の実施の形態の場合と同様である。

この発明の第１の実施の形態の基板用コネクタ及び基板の部分的な斜視図である。 図１の基板用コネクタの位置決めピンの先端部分の割り溝を示す斜視図であり、（Ａ）は２つ割りの割り溝で、（Ｂ）は３つ割りの割り溝で、（Ｃ）は４つ割りの割り溝である。 （Ａ）〜（Ｄ）は、図１の基板用コネクタの位置決めピンの先端部分及び割り溝形状を示す断面図である。 この発明の第２の実施の形態の基板用コネクタ及び基板の部分的な斜視図である。 図４の基板用コネクタ及び基板の部分的な断面図である。 図５の状態から基板用コネクタと基板が装着された状態を示す断面図である。 図６とは異なり、位置決めピンと位置決め穴との差が大きい状態を示す断面図である。 位置決めピンの割り溝が撓んだ状態を示す断面図である。

符号の説明

１ 基板用コネクタ（第１の実施の形態の）
３ コネクタ本体
５ コネクタ端子（コネクタ導体）
７ 位置決めピン（位置決め用突部材）
９ 基板
１１ 基板導体
１３ 位置決め穴
１５ 割り溝
１７ 基板用コネクタ（第２の実施の形態の）
１９ 位置決めピン（位置決め用突部材）
２１ 軸部
２３ 先端部
２５ 段付部
２７ フィレット

Claims (5)

1. 基板に設けた少なくとも２つの位置決め穴に、コネクタ本体と一体化された少なくとも２つの位置決め用突部材を挿入して前記コネクタ本体のコネクタ導体と前記基板の基板導体を位置決めして接続する基板用コネクタにおいて、
   前記位置決め用突部材の外径が前記位置決め穴よりやや大きめに圧入可能に形成され、かつ少なくとも２つ割り以上の割り溝が前記位置決め用突部材の先端部分に前記位置決め用突部材の軸方向に向けて形成されていることを特徴とする基板用コネクタ。
2. 基板に設けた少なくとも２つの位置決め穴に、コネクタ本体と一体化された少なくとも２つの位置決め用突部材を挿入して前記コネクタ本体のコネクタ導体と前記基板の基板導体を位置決めして接続する基板用コネクタにおいて、
   前記位置決め用突部材が、前記位置決め穴に挿入可能な径の軸部と、前記位置決め穴より大きい径の先端部とから構成され、前記軸部と先端部との間に段付部が設けられ、かつ少なくとも２つ割り以上の割り溝が前記先端部と軸部に前記位置決め用突部材の軸方向に向けて形成されていることを特徴とする基板用コネクタ。
3. 前記コネクタ導体の幅と基板導体の幅との差が、前記位置決め穴径と前記位置決め用突部材の軸部の径との差とほぼ同じであることを特徴とする請求項２記載の基板用コネクタ。
4. 前記コネクタ導体の幅と基板導体の幅との差の１／２が、前記位置決め穴径と前記位置決め用突部材の軸部の径との差以上であることを特徴とする請求項２記載の基板用コネクタ。
5. 前記位置決め用突部材の軸部の長さが、前記基板の厚さより大きく、かつ（基板の厚さ＋０．０５ｍｍ）以下であることを特徴とする請求項２、３又は４記載の基板用コネクタ。
   
   

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