JP2008053040A - 基板用コネクタ - Google Patents

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寛 中野
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Abstract

【課題】ハウジングの嵌合面側に作用する基板からの引き剥がし力に対する耐久性を高めることが可能な基板用コネクタを提供する。
【解決手段】半田付け部22には、前端部22Aを上方へ凹ませることにより半田充填部25が形成されており、半田付け部22の下面に沿って付着する半田は半田充填部25に入り込んで充填される。これにより、角部26の前端部26Aに付着する半田層Hの厚み(体積)が増してこの半田層Hに生じる応力が小さくなるから、ハウジング10の前側(嵌合面側)に作用する基板Kからの引き剥がし力によって半田層Hが破壊してしまうことが防止され、もってこの引き剥がし力に対する基板用コネクタ1の耐久性が高められる。
【選択図】図6

Description

本発明は、基板用コネクタに関する。
従来、基板用コネクタとして、特許文献1に記載のものが知られている。この基板用コネクタは、基板の一面に固定されるとともに前方から相手側コネクタが嵌合可能なハウジングを備えている。そして、ハウジングの両側面には、ハウジングとは別体の金属板からなる固定部材が取り付けられている。
固定部材は、ハウジングの側面に沿うようにして基板用コネクタに取り付けられる平板状の本体部と、この本体部の下端部から略直角曲げされて側方へ張り出す半田付け部を有する断面L形に形成されている。そして、基板用コネクタを基板に載置し、半田付け部を基板に半田付けすることにより、基板用コネクタが基板に対して固定される。
特開2005−166492公報
この基板用コネクタは、相手側コネクタが嵌合された状態で使用される。このため、基板用コネクタの使用時に相手側コネクタから引き出されているワイヤハーネスが振動等によって上下動すると、その上下動に伴う力が相手側コネクタを介して基板用コネクタの嵌合面側(前面側)に伝わる。つまり、ハウジングの前面側には、ハウジングを基板から引き剥がす向き(上向き)の力が繰り返し作用することになる。
そこで、基板用コネクタを基板に固定した状態で、基板用コネクタが基板から引き剥がされるまでハウジングの嵌合面側に繰り返し大きな引き剥がし力を作用させる耐久試験を行ったところ、半田付け部と基板とを固定している半田層が破壊された。そして、半田層の破断面の状態や応力解析等により、半田層に生じる応力は、半田付け部の前端部(嵌合面側の端部)、特に本体部と半田付け部との間の角部における前端部に付着する部分に集中する傾向があることがわかった。また、半田層の破壊は、半田層と半田付け部との接着面や半田層と基板との接着面ではなく、半田層自体で起きやすいことが判明した。
すなわち、ハウジングの嵌合面側に引き剥がし力が作用した場合に弱点となるのは、半田層における本体部と半田付け部との間の角部の前端部に付着する部分であり、振動等の激しい環境下で長期間にわたって基板用コネクタを使用するためには、上記のような半田層自体の破壊を防ぎ、引き剥がし力に対する基板用コネクタの耐久性を高めることが重要である。
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、ハウジングの嵌合面側に作用する基板からの引き剥がし力に対する耐久性を高めることが可能な基板用コネクタを提供することを目的とする。
上記の目的を達成するための手段として、請求項1の発明は、前方から相手側コネクタが嵌合可能とされたハウジングと、このハウジングの側面に取り付けられ、その下端が基板の表面に半田付けされることにより前記ハウジングを同基板の表面に固定する固定部材と、を備えた基板用コネクタにおいて、前記固定部材は、前記ハウジングの側面に沿う形状をなす本体部と、この本体部の下端位置において側方へ張り出し、前記ハウジングが前記基板の表面に載置された際にその板面が同基板の表面に対向して配される形状をなして前記基板の表面に半田付けされる半田付け部と、を備えており、前記半田付け部には、この半田付け部と前記本体部との間の角部における前記相手側コネクタとの嵌合面側となる前側の端部に付着する半田の量を増やすべく半田充填部が凹み形成されているところに特徴を有する。
請求項2の発明は、請求項1に記載のものにおいて、前記半田充填部は、前記角部における前記嵌合面側となる前側の端面を凹ませることにより形成されているところに特徴を有する。
請求項3の発明は、請求項1に記載のものにおいて、前記半田充填部は、前記ハウジングが前記基板の表面に載置された際に、前記半田付け部における前記前側の端部の下面と前記基板の表面との間の間隔が、前記半田付け部の他の部分の下面と前記基板の表面との間の間隔に比べて大きくなるよう前記前側の端部を上方へ凹ませることにより形成されているところに特徴を有する。
請求項4の発明は、請求項1ないし請求項3のいずれかに記載のものにおいて、前記半田充填部は、前記半田付け部の前後両端部に設けられているところに特徴を有する。
<請求項1の発明>
半田付け部には半田充填部が凹み形成され、この半田充填部に充填される半田の分だけ、半田付け部と本体部との間の角部における前側の端部(相手側コネクタとの嵌合面側となる側の端部)に付着する半田の量が増える。ここで、半田層に同程度の力が作用する場合には、半田層の体積(量)が増える分だけそこに生じる応力は小さくなる。したがって、角部の前端部の半田層は、体積が増えてより大きな引き剥がし力に耐え得るようになるから、ハウジングの前側(嵌合面側)に作用する引き剥がし力によって半田層が破壊してしまうことが防止され、もってこの引き剥がし力に対する基板用コネクタの耐久性が高められる。
<請求項2の発明>
半田充填部は、本体部と半田付け部との間の角部における前側の端面(相手側コネクタとの嵌合面側となる側の端面)を凹ませることにより形成されているから、半田付け部の周縁に沿って付着する半田が半田充填部に入り込んで充填される。これにより、角部の前端部において半田層の体積が増してこの半田層に生じる応力が小さくなるから、ハウジングの前側(嵌合面側)に作用する引き剥がし力によって半田層が破壊してしまうことが防止される。
<請求項3の発明>
半田充填部は、ハウジングが基板の表面に載置された際に、半田付け部の前側の端部の下面と基板の表面との間の間隔が、半田付け部の他の部分の下面と基板の表面との間の間隔に比べて大きくなるよう半田付け部の前側の端部を上方へ凹ませることにより形成された部分であるから、半田付け部の下面に沿って付着する半田が半田充填部に入り込んで充填される。これにより、角部の前端部に付着する半田層の厚み(体積)が増してこの半田層に生じる応力が小さくなるから、ハウジングの前側(嵌合面側)に作用する引き剥がし力によって半田層が破壊してしまうことが防止される。
<請求項4の発明>
半田充填部は、半田付け部の前後両端部に設けられているから、この固定部材を、ハウジングの両側面のうちどちらの面に取り付けた場合にも、角部における前側の端部に付着する半田の量が増やされ、半田層の破壊が防止される。したがって、ハウジングの両側面に取り付けられる固定部材を同一の固定部材で賄うことができ、それぞれ別の部品とする場合に比べて部品点数を少なくできる。
<実施形態1>
以下、本発明の実施形態1を図1〜図6によって説明する。
本実施形態における基板用コネクタ1は、基板Kの上面(表面)に固定されるとともに前方(図1における右側)から図示しない相手側コネクタが嵌合可能とされている。
基板用コネクタ1は、高耐熱性の合成樹脂により全体として横長のブロック状に形成されたハウジング10を備えている。このハウジング10の前側部分は、図2に示すように、前方から相手側コネクタが嵌合可能な角筒状をなすフード部10Aとされている。フード部10Aの上壁部における幅方向略中央位置には、下方(内方)へ突出するロック突部11が設けられ、フード部10A内に嵌合された相手側コネクタに備えられた図示しないロック部がこのロック突部11に係止することで両コネクタが正規の嵌合状態に保持される。
このハウジング10には、複数の端子12が保持されている。複数の端子12は、一端がフード部10A内に突出され、相手側コネクタに保持された相手側端子(図示せず)と接続可能となっている。また、複数の端子12の他端は、図3に示すように、ハウジング10の後面から後方へ突出した後下方へ屈曲され、その下端が基板Kの上面の導電路(図示せず)に半田付けされる接続部12Aとなっている。
ハウジング10の左右両側面には、後述する固定金具20(本発明における固定部材に該当する)を装着可能な左側装着溝13Lおよび右側装着溝13Rが設けられている。左右両装着溝13L,13Rは、ハウジング10の前後方向中央位置よりも前端に寄った位置からハウジング10の後端寄り位置にかけての部分をそれぞれ内方に凹ませた形状をなすとともにハウジング10の上下両面に開口して形成されている。そして、左右両装着溝13L,13Rには、それぞれ上方から固定金具20が差し込み可能とされている。
各装着溝13L,13Rの前後両側縁における上下方向中央位置よりも上側に寄った位置には、図3に示すように、固定金具20の差し込み方向に対して交差方向をなす受け面14が前後に一対形成されている。また、受け面14の下方には、各装着溝13L,13Rの前後方向の幅を狭める幅狭部15が形成されている。
固定金具20は、基板Kの上面に半田付けされることによりハウジング10を基板K上に載置固定するものである。左右両装着溝13L,13Rにそれぞれ装着される固定金具20は同一形状のものであり、金属板を所定形状に打ち抜くとともに折り曲げ加工を施すことにより成形されている。この固定金具20は、前後方向中央の軸線に対して対称となる形状をなしている。
固定金具20は、ハウジング10の側面に沿って配される平板状の本体部21と、その下端から側方へ張り出す形態の半田付け部22とを備え、前後方向の断面形状は略L字状をなしている。固定金具20は、それぞれの下面(半田付け部22の下面)がハウジング10の下面よりわずかに下側に配されるよう位置決めされて左側装着溝13Lおよび右側装着溝13Rに装着される。
本体部21は、図4に示すように、全体としてハウジング10の側面に沿って上下方向に若干長い長方形状をなし、その上部には、本体部21の前縁および後縁から前方および後方に張り出す前後一対の突当部23が設けられている。そして、固定金具20を各装着溝13L,13Rに差し込むと、突当部23の下端縁が前後の受け面14に突き当たり、固定金具20の上下方向の位置決めがなされるようになっている(図6参照)。
また、本体部21の前後両側縁における突当部23の下方には、同じく前方および後方へそれぞれ張り出す前後一対の抜け止め部24が形成されている。一対の抜け止め部24は、固定金具20が各装着溝13L,13Rに装着されるのに伴って、各装着溝13L,13Rの幅狭部15に食い込み、固定金具20の各装着溝13L,13Rからの抜け止めが図られるようになっている。
半田付け部22は、本体部21の下端における前端から後端にわたって設けられ、基板用コネクタ1が基板Kの上面に載置された際にその板面(下面)が基板Kの上面に対向して配されるようになっている。
そして、半田付け部22の前端部22Aおよび後端部22Bには、それぞれ半田充填部25が設けられている。半田充填部25は、図4に示すように、半田付け部22の前後両端部22A,22Bを上方(基板用コネクタ1が基板Kに載置された際に基板Kの表面から離れる方向)へ凹ませることにより形成されている。半田充填部25は、半田付け部22の全幅、言い換えると半田付け部22の張り出し端から本体部21との間の角部26にわたって凹んだ部分である(図5参照)。
半田付け部22の前端部22Aおよび後端部22Bは、半田付け部22の前端および後端かられぞれ前後方向中央に寄った位置において半田付け部22の板厚寸法分だけ上方へ折り曲げられており、その折り曲げ部27よりも前側の部分と後側の部分はそれぞれ中央部22Cの板面方向と略平行をなしている(図6参照)。折り曲げ部27は、中央部22Cの前端および後端からそれぞれ前方および後方へ向かって上る傾斜をなしている。
そして、基板用コネクタ1が基板Kの表面に載置されると、半田付け部22の中央部22Cの下面が基板Kの表面に沿って配され、前端部22Aおよび後端部22Bの下面と基板Kの表面との間には、中央部22Cの下面と基板Kの表面との間の間隔に比べて大きな間隔が空くようになっている。
半田充填部25は、半田付け部22の前端部22Aおよび後端部22Bの下面を天井面25A、折り曲げ部27の下面を側面25Bとしてなる。そして、半田充填部25の中央部22Cの下面からの凹み深さは、折り曲げ部27の折り曲げ分(半田付け部22の板厚寸法分)とされ、言い換えると、半田充填部25の天井面25Aは、中央部22Cの下面よりも、板厚寸法とほぼ同じ寸法分だけ上方に位置している。また、半田充填部25の側面25Bは、中央部22Cの下面から天井面25Aに向かって少しずつ上る傾斜をなしている。
基板用コネクタ1が基板Kの表面に載置された状態では、半田充填部25の天井面25Aは基板Kの表面に対して略平行をなして対向し、その間には半田付け部22の板厚寸法と同じかそれ以上の一定間隔が確保される。半田充填部25は、内側と外側(ハウジング10側とその反対側)、前側もしくは後側(中央部22Cとは反対側)へそれぞれ開放されている。
次に、上記のように構成された本実施形態の作用および効果について説明する。
まず、ハウジング10の各装着溝13L,13Rに固定金具20を装着する。固定金具20を、本体部21の内側面(半田付け部22が張り出している側とは反対側の面)がハウジング10の側面に対向する向きにしてぞれぞれ左側装着溝13L、右側装着溝13Rに差し込んでいく。このとき、固定金具20の抜け止め部24は幅狭部15に対して徐々に食い込み、突当部23は受け面14に突き当たる。そして、固定金具20はそれ以上の差し込み動作が規制され、ハウジング10に対して所定の高さ位置で左右両装着溝13L,13Rに抜け止めされて保持される。なお、右側装着溝13Rに装着された固定金具20と左側装着溝13Lに装着された固定金具20とは、互いに本体部21の内側面同士を対向させ、前後方向を逆向きにした状態となる。
次に、固定金具20を装着したハウジング10を基板Kの表面に固定する。まず、基板Kの上面のランド(図示せず)に予めクリーム半田を塗布しておき、端子12の接続部12Aと固定金具20の半田付け部22とをそれぞれ対応するランド上に位置合わせして、ハウジング10を基板K上に載せる。そして、ハウジング10を載せた基板Kをリフロー炉(図示せず)内に走行させるとクリーム半田が溶融し、端子12の接続部12Aおよび固定金具20の下端に付着する。
固定金具20の下端に付着する半田は、図6に示すように、前後両端に形成された半田充填部25に充填され、各半田付け部22の中央部22Cの下面から前後の半田充填部25の側面25Bおよび天井面25Aにわたって付着する。また、半田付け部22の前端部22Aにおいては、前側の半田充填部25の半田が前方および側方に広がるようにして、前端部22Aの周面(前側の端面、張り出し端側の端面および本体部21の内側面の下端)に付着する。そして、半田付け部22の後端部22Bにおいては、前端部22Aと同様、後側の半田充填部25の半田が後方および側方に広がるようにして、後端部22Bの周面(後側の端面、張り出し端側の端面および本体部21の内側面の下端)に付着する。また、半田付け部22の中央部22Cにおける張り出し端側の端面および本体部21の内側面の下端にも半田は付着し、つまり半田付け部22の全周にわたってその周面と基板Kの表面との間に半田が付着する。
こうして半田付け部22に形成される半田層Hの厚みは、中央部22Cでは薄く、前後両端部22A,22Bにおいては中央部22Cよりも厚くなっている。前後両端部22A,22Bの半田層Hの厚さ寸法は、半田充填部25の深さ寸法(半田付け部22の板厚寸法)以上の寸法となる。このように、半田充填部25を備えた半田付け部22は、半田層Hの厚みが中央部22Cよりも前端部22Aおよび後端部22Bにおいて厚くなる、すなわち半田量が増えるよう配分調整がなされる構造となっているから、従来のように、前後にわたって半田量が均一に配される場合に比べて、全体の半田量が同じであれば、前端部22Aおよび後端部22Bの半田量が多くなるようになっている。
また、前後にわたって均一に半田層Hの厚みを増やすのではなく、中央部22Cの半田層Hの厚さは非常に薄くされているから、半田層Hの厚さ寸法が大きくなることによってハウジング10の下面と基板Kの表面との間が大きく空きすぎてしまう等の問題を生じにくく、また、ハウジング10が基板Kの表面に対して傾いた状態で半田が固化してしまう事態も起きにくい。
そして、半田が固化すると、端子12の接続部12Aが基板Kの導電路に導通接続されるとともに、固定金具20の半田付け部22が基板Kに対して固定され、基板用コネクタ1が基板Kに載置固定される。なお、半田層Hは基板Kの表面に向かって裾が広がる形状をなしている。
こうして基板K上に固定された基板用コネクタ1には、相手側コネクタが嵌合され、車両等に搭載されて使用される。すると、車両等が振動するのに伴って相手側コネクタから引き出されているワイヤハーネスが上下動し、この上下動に伴う力が、相手側コネクタを介して基板用コネクタ1のフード部10Aに伝わる。このとき、この上下動に伴って生じる上向き(基板用コネクタ1を基板Kから引き剥がす向き)の力は、フード部10Aの前端部(開口端部)、すなわち最もワイヤハーネスに近い部分に集中して作用し、このフード部10Aの前端部から固定金具20の前端部、詳しくはフード部10Aの側面に沿って取り付けられている本体部21の前端部に作用する。このため、固定金具20の本体部21と半田付け部22との間の角部26の前端部26Aには、ハウジング10の前端部に作用する引き剥がし力による大きな力が繰り返し作用する。
ここで、ハウジング10の前端部に作用する引き剥がし力に対して最も弱いとされる、半田層Hにおける角部26の前端部26Aに付着する部分は、半田充填部25に入り込んだ半田の分だけ半田量が増えている。これにより、角部26の前端部26Aの半田層Hに大きな力が繰り返し作用しても、その半田量が多いため力が分散して受けられ、その結果、半田層Hに生じる応力は小さくなる。しがたって、この基板用コネクタ1が、ワイヤハーネスの振動が非常に厳しい環境下で長期間にわたって使用されても、半田層Hが損傷を受けて基板Kから基板用コネクタ1が剥離してしまうことが防がれる。
以上説明したように本実施形態によれば、半田充填部25は、ハウジング10が基板Kの表面に載置された際に、半田付け部22の前端部22Aの下面(天井面25A)と基板Kの表面との間の間隔が、半田付け部22の中央部22C(他の部分)の下面と基板Kの表面との間の間隔に比べて大きくなるよう半田付け部22の前端部22Aを上方へ凹ませることにより形成された部分であるから、半田付け部22の下面に沿って付着する半田が半田充填部25に入り込んで充填される。これにより、角部26の前端部26Aに付着する半田層Hの厚み(体積)が増してこの半田層Hに生じる応力が小さくなるから、ハウジング10の前側(嵌合面側)に作用する基板Kからの引き剥がし力によって半田層Hが破壊してしまうことが防止され、もってこの引き剥がし力に対する基板用コネクタ1の耐久性が高められる。
また、半田充填部25は、半田付け部22の前後両端部22A,22Bに設けられているから、この固定金具20を、ハウジング10の両側面のうちどちらの面に取り付けた場合にも、角部26の前端部26Aに付着する半田の量が増やされ、半田層Hの破壊が防止される。したがって、ハウジング10の両側面(左右両装着溝13L,13R)に取り付けられる固定金具20を同一形状の固定金具20で賄うことができ、それぞれ別の部品とする場合に比べて部品点数を少なくできる。
<実施形態2>
次に、本発明の実施形態2を図7によって説明する。
本実施形態は、半田付け部32の前端部22Aを上方へ凹ませることにより半田充填部31を形成するのではなく、半田付け部32と本体部33との間の角部34の前側の端面35を凹ませることにより形成する点で、実施形態1とは相違する。なお、実施形態1と同様の構成には同一符号を付して重複する説明を省略する。
本実施形態の固定金具30は、実施形態1と同様、本体部33と半田付け部32とを備え、前後方向の断面形状は略L字状をなしている。そして、本体部33と半田付け部32との間の角部34の前端部34Aを潰して凹ませることにより半田充填部31が形成され、言い換えると、半田付け部32の前端部は角部34が抉り取られた形状をなしている。
この固定金具30の下端に付着する半田は、各半田付け部32の下面および半田付け部32の周面、詳しくは半田付け部32の前後両端面、張り出し端側の端面および本体部33の内側面(ハウジング10側の面)の下端にわたる全周面に付着する。そして、半田充填部31には半田が充填された状態となり、この半田充填部31の壁面31Aにも半田が付着する。こうして、半田充填部31に充填された半田の体積分だけ角部34の前端部34Aの半田層の体積が増してこの半田層に生じる応力が小さくなるから、実施形態1と同様、ハウジング10の前側(嵌合面側)に作用する基板Kからの引き剥がし力によって半田層が破壊してしまうことが防止され、引き剥がし力に対する耐久性が高められる。
<他の実施形態>
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
(1)実施形態1では、半田充填部25は、半田付け部22の張り出し端から本体部21との間の角部26にわたって凹んだ部分であるが、これに限らず、角部の前端部の半田量が増えればよいから、半田充填部は角部側の部分だけが凹んだ形状であってもよい。
(2)実施形態1では、半田付け部22の前端部22Aを上方に凹ませて半田充填部25を形成しているが、これに加えて、上方に凹んだ半田付け部と本体部との間の角部の前端部を凹ませてなる半田充填部を形成してもよい。
(3)上記実施形態では、半田付け部の前後両端部に半田充填部が形成されているが、半田充填部は前側の端部のみに形成されていればよく、右側装着溝用の固定金具と左側装着溝用の固定金具とを別々の形状にしてもよい。
実施形態1に係る基板用コネクタの平面図 基板用コネクタの正面図 基板用コネクタの側面図 固定金具の斜視図 固定金具が半田付けされた状態を示す基板用コネクタの断面図 図5のA−A断面図 実施形態2に係る固定金具の斜視図
符号の説明
K…基板
1…基板用コネクタ
10…ハウジング
20,30…固定金具(固定部材)
21,33…本体部
22,32…半田付け部
25,31…半田充填部
25A…天井面(前側の端部の下面)
26,34…角部
26A,34A…前側の端部
35…前側の端面

Claims (4)

  1. 前方から相手側コネクタが嵌合可能とされたハウジングと、このハウジングの側面に取り付けられ、その下端が基板の表面に半田付けされることにより前記ハウジングを同基板の表面に固定する固定部材と、を備えた基板用コネクタにおいて、
    前記固定部材は、前記ハウジングの側面に沿う形状をなす本体部と、この本体部の下端位置において側方へ張り出し、前記ハウジングが前記基板の表面に載置された際にその板面が同基板の表面に対向して配される形状をなして前記基板の表面に半田付けされる半田付け部と、を備えており、
    前記半田付け部には、この半田付け部と前記本体部との間の角部における前記相手側コネクタとの嵌合面側となる前側の端部に付着する半田の量を増やすべく半田充填部が凹み形成されていることを特徴とする基板用コネクタ。
  2. 前記半田充填部は、前記角部における前記嵌合面側となる前側の端面を凹ませることにより形成されていることを特徴とする請求項1に記載の基板用コネクタ。
  3. 前記半田充填部は、前記ハウジングが前記基板の表面に載置された際に、前記半田付け部における前記前側の端部の下面と前記基板の表面との間の間隔が、前記半田付け部の他の部分の下面と前記基板の表面との間の間隔に比べて大きくなるよう前記前側の端部を上方へ凹ませることにより形成されていることを特徴とする請求項1に記載の基板用コネクタ。
  4. 前記半田充填部は、前記半田付け部の前後両端部に設けられていることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の基板用コネクタ。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2011070895A (ja) * 2009-09-25 2011-04-07 Sumitomo Wiring Syst Ltd 基板用コネクタ
US11888261B2 (en) 2019-03-12 2024-01-30 Sumitomo Wiring Systems, Ltd. Board-to-cable connector

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