JP2008251214A - 接続端子構造 - Google Patents

Abstract

【課題】被接続端子に対して製造誤差等による位置ずれがあっても確実にこれと電気的接続が可能な接続端子構造を提供する。
【解決手段】被接続端子２０と電気的に接続される接続端子構造１０は、端子部１０から主に構成されている。端子部１０は、基板１２に設けられる貫通孔１３に遊嵌されている。基板１２の貫通孔１３の近傍の被接続端子側の面上に接触ランド１４が設けられている。端子部１０には、端子部１０が被接続端子２０と嵌合した状態における被接続端子側からの付勢力により接触ランド１４と電気的に接触する張り出し部１５が設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は被接続端子と電気的に接続される接続端子構造に関し、特に、被接続端子と嵌合するときに製造誤差等による位置ずれがあっても確実に電気的接続が可能な接続端子構造に関する。

ケーブルと基板間等の電気的接続を行うための、雄雌端子を組み合わせたコネクタが従来から知られている。自動車等の車両用のアンテナと受信機等の外部機器とを接続するためのコネクタにおいては、車両の振動による特性の変化が起こらないようにしなければならないため、端子の接続部分は単に接触している状態のバネ端子よりも、雌端子で雄端子を挟み込む挟み込み端子のほうが、信頼性が高いことが知られている。通常、各端子はプラグとソケットにそれぞれ設けられており、プラグをソケットに嵌合することで各端子の電気的接続が行われるように構成されている。

しかしながら、各端子の配置に製造誤差等による位置ずれがある場合には、プラグをソケットに嵌合するときに各端子が正しい位置で嵌合せず、端子に無理な力が加わってしまうことがあった。例えば回路基板にはんだで直付けされた端子の場合には、このような無理な力によってはんだにクラックが発生したり、端子が折れてしまったりすることがあった。

そこで、位置ずれが生じても、安定して電気接続を行うことが可能なフローティングコネクタが種々開発されている（例えば特許文献１や特許文献２）。

特開２０００−１６４３１１号公報 特開２００２−０９３５０２号公報

しかしながら、従来のフローティングコネクタは、何れも構造が複雑であり、小型化が難しかった。例えば地上デジタルアンテナ用の接続コネクタの場合、その内部にアンプを内蔵するものが開発されているが、超小型コネクタに内蔵されるアンプ回路基板は非常に小型化されており、従来のフローティングコネクタを組み込むようなスペースはなかった。また、車両の振動による特性変化が起き難いフローティングコネクタ構造を実現したものもなかった。

このように超小型コネクタに内蔵されるような回路基板の接続機構に対して、嵌合時に位置ずれがあっても確実に電気的接続が可能な接続端子構造の開発が望まれていた。

本発明は、斯かる実情に鑑み、被接続端子に対して位置ずれがあっても確実にこれと電気的接続が可能な接続端子構造を提供しようとするものである。

上述した本発明の目的を達成するために、本発明による接続端子構造は、基板に設けられる貫通孔と、貫通孔の近傍に設けられる導通領域と、貫通孔に遊嵌される端子部であって、該端子部が被接続端子と嵌合した状態における被接続端子側からの付勢力により導通領域と電気的に接触する張り出し部を有する端子部と、を具備するものである。

ここで、導通領域は、基板の被接続端子側の面上に設けられる接触ランドからなるものであれば良い。

また、導通領域は、基板の被接続端子側の面の対向面上に設けられる接続ランドと、該接続ランドに電気的に接続固定される導電性蓋とからなり、端子部の張り出し部は、導電性蓋と電気的に接触するものであっても良い。

さらに、端子部は、弾性部を有するものであっても良い。

さらにまた、端子部は、基板の面に平行な一軸方向に移動可能に貫通孔に遊嵌され、端子部と被接続端子との嵌合部は、基板の面に平行な、一軸方向に直交する軸方向に移動可能に構成されていても良い。

本発明の接続端子構造には、シンプルな構成のため小型化が容易であり、確実に被接続端子と電気的接続が可能であるという利点がある。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図示例と共に説明する。図１は、本発明の接続端子構造の第１実施例を説明するための図である。図１（ａ）は接続端子構造が被接続端子と接続される前の状態の横断面図を、図１（ｂ）は接続端子構造が被接続端子と接続された後の状態の横断面図を、図１（ｃ）は図１（ｂ）の状態の斜視図を、図１（ｄ）は図１（ｂ）の状態の裏面図を、図１（ｅ）は位置ずれが起きたときの横断面図をそれぞれ表している。

図示の通り、本発明の接続端子構造１０は、被接続端子２０と嵌合することで電気的接続を行うものである。接続端子構造１０は、導電性部材からなる端子部１１が主要構成要素である。端子部１１は、板状部材を屈曲加工することで凹状に形成されており、基板１２に設けられた貫通孔１３に遊嵌されている。基板１２に設けられた貫通孔１３の近傍、より具体的には、基板１２の被接触端子２０側（図示例では基板１２の裏面側）の面上には、導通領域として接触ランド１４が設けられている。接触ランド１４は、基板１２上の電気回路の出力ライン等に繋がっている。なお、接触ランド１４は、基板上の回路パターン形成時に同時に形成しても良いし、導電性部材を別に用いて構成しても良い。

端子部１１には、この接触ランド１４と電気的に接触する張り出し部１５が設けられている。さらに、端子部１１が基板１２の貫通孔１３から抜け落ちることを防止するために、係止部１６が屈曲形成されている。すなわち、端子部１１は、係止部１６と張り出し部１５との間で基板１２の表裏面を挟み込むように構成されている。

また、端子部１１は、可撓性を有する部材であり、基板１２の貫通孔１３に端子部１１を嵌合させるときは、基板１２の裏面側から挿入し、係止部１６の端部つまみ１７をつまんで係止部１６を貫通孔１３に通した後に端部つまみ１７を解放することで、端子部１１が基板１２に係止される。

接続端子構造１０を被接続端子２０に嵌合すると、その付勢力により張り出し部１５が接触ランド１４と電気的に接触する。通常、接続端子構造１０はプラグとソケットの一方側に設けられ、被接続端子２０はプラグとソケットの他方側に設けられており、プラグをソケットに嵌合すると係止されて確実に固定される構造となっている。したがって、プラグがソケットに嵌合している状態においては、図１（ｂ）に示されるように、被接続端子２０と接続端子構造１０とが嵌合し、さらに被接続端子２０側からの付勢力が生ずるため、張り出し部１５が接触ランド１４との接触状態を確実に保つ。

端子部１１の貫通孔１３に挿入される部分は、貫通孔１３よりも若干小さく形成されており、端子部１１が貫通孔１３に遊嵌されるように構成されている。より具体的には、図１（ｄ）に示されるように、端子部１１の挿入される部分は、その基板１２の面に平行な長手方向の大きさが貫通孔１３よりも小さく形成されており、端子部１１が基板１２の面に平行な長手方向にのみ移動可能に構成されている。また、端子部１１は、被接続端子２０に対してコの字状の開口を有するように屈曲形成されているため、端子部１１と被接続端子２０との嵌合部は、基板１２の面に平行な短辺方向に移動可能に構成されている。これにより端子部１１と被接続端子２０との嵌合部は、基板１２の面に平行な任意の方向に移動可能となる。なお、図示例では、端子部１１は基板１２の面に平行な長手方向にのみ移動可能に構成される例が示されているが、本発明はこれに限定されず、基板１２の面に平行な短辺方向にも移動可能に構成されていても良い。

本発明の接続端子構造１０は、端子部１１が基板１２に対して遊嵌されているため、接続端子構造１０と被接続端子２０とが嵌合する前の状態では端子部１１はフリーな状態である。したがって、本発明の接続端子構造１０を被接続端子２０と嵌合するときに、製造誤差等による位置ずれがあった場合であっても、嵌合前は端子部２０が遊嵌状態であるため端子部２０が移動する。そして、嵌合後は、図１（ｅ）に示されるように、端子部１１が移動した状態で確実に被接続端子２０と嵌合し、被接続端子２０側からの付勢力により張り出し部１５が接触ランド１４と確実に電気的に接触する。したがって、被接続端子２０を破損させることもなく、さらに、端子部１１は基板に対してはんだ付け等により固定されているわけではないので、はんだクラック等の問題も生じない。

図１に示される接続端子構造１０では、張り出し部１５が弾性を有するようにバネ状に屈曲加工されている。したがって、位置ずれが生じた場合には、端子部１１の遊嵌による移動だけでなく、張り出し部１５の弾性作用による変形も用いて位置ずれを吸収させることも可能である。

なお、図１に示される接続端子構造１０は、端子部１１が凹状の雌端子であり被接続端子２０が凸状の雄端子である例を説明したが、本発明はこれに限定されず、図２の横断面図に示されるように、屈曲加工により接続端子構造１０ｂの端子部１１ｂを凸状の雄端子とし、被接続端子２０ｂを凹状の雌端子として形成しても勿論構わない。この場合でも、端子部１１ｂが基板１２の貫通孔１３に遊嵌されているため、位置ずれがあっても確実に端子部１１ｂと被接続端子２０ｂが電気的に接続される。

また、図１に示される端子部１１は、導電性の板状部材を屈曲加工することで凹状に形成されると共に張り出し部１５も形成されているが、本発明はこれに限定されず、導電性部材を削り出し加工等することにより形成されても良い。図３は、端子部１１の他の形状の例を説明するための図であり、図３（ａ）はその横断面図、図３（ｂ）はその斜視図である。図示のように、接続端子構造１０ｃの端子部１１ｃには、張り出し部１５ｃや係止部１６ｃが一体的に形成されている。このような接続端子構造であっても、図１の例と同様に、端子部１１ｃが基板１２に対して遊嵌されているため、位置ずれがあっても確実に電気的に接続される。

なお、上述の図示例では、被接続端子を両側から挟みこむ端子構造を示したが、本発明はこれに限定されず、複数の端子を用いて挟み込むように構成されるものであっても良い。図４は、接続端子構造１０ｄが３端子構造を有する例を説明するための図であり、図４（ａ）はその底面図、図４（ｂ）はその横断面図である。図示のように、端子構造１０ｄの端子部１１ｄは、３端子構造となっており、３方向から被接続端子２０を挟み込む構造となっている。このような構造であっても、端子部１１ｄが基板１２の貫通孔１３に遊嵌されているため、位置ずれがあっても確実に端子部１１ｄと被接続端子２０が電気的に接続される。

次に、本発明の接続端子構造の第２実施例について説明する。上述の第１実施例の接続端子構造では、導通領域が基板１２の被接続端子２０側の面上に設けられる接触ランド１４により提供されていたが、第２実施例の接続端子構造は、基板１２の被接続端子２０側の面の対向面上に設けられる接続ランド２４と、導電性蓋２５とで導電領域が提供されるものである。図５は、本発明の接続端子構造の第２実施例を説明するための図である。図５（ａ）は接続端子構造が被接続端子と接続された状態の横断面図を、図５（ｂ）は図５（ａ）の直角方向の横断面図を、図５（ｃ）は斜視図を、図５（ｄ）は導電性蓋を取り去った状態の斜視図を、図５（ｅ）は裏面図をそれぞれ表している。

図示の通り、本発明の第２実施例の接続端子構造３０は、被接続端子２０と嵌合することで電気的接続を行うものである。接続端子構造３０は、導電性部材からなる端子部２１と導電性蓋２５が主要構成要素である。第１実施例と同様、端子部２１は、板状部材を屈曲加工することで凹状に形成されており、基板１２に設けられた貫通孔１３に遊嵌されている。基板１２に設けられた貫通孔１３の近傍、より具体的には、基板１２の被接触端子２０側の面の対向面側（図示例では基板１２の表面側）の面上には、導通領域の一部を構成する接続ランド２４が設けられている。接続ランド２４は、基板１２上の電気回路の出力ライン等に繋がっている。そして、接続ランド２４に電気的に接続固定されるように導電性蓋２５が設けられている。すなわち、導電性蓋２５は、接続ランド２４にはんだ付けにより固定されている。端子部２１には、横方向に張り出し且つ波型に成型された張り出し部２８が設けられている。図５（ａ）に示されるように、接続端子構造３０を被接続端子２０に嵌合すると、その付勢力により張り出し部２８が導電性蓋２５と電気的に接触する。なお、図示例では張り出し部２８は波型形状であるが、本発明はこれに限定されず、接続端子構造３０側からの付勢力により張り出し部２８が導電性蓋２５と電気的に接触するように構成されていれば如何なる形状であっても構わない。

張り出し部２８は、接続端子構造３０を被接続端子２０に嵌合する前の状態では基板１２と導電性蓋２５の間でフリーな状態で配置されているため、図５（ｅ）に示されるように、端子部２１は左右に遊嵌可能に構成されている。これにより、第１実施例と同様に、位置ずれがあっても確実に端子部２１と被接続端子２０が電気的に接続される。なお、図示例では、張り出し部２８は基板１２と導電性蓋２５との間でスペースを持って配置されているが、本発明はこれに限定されず、被接続端子２０との嵌合時に端子部２１が移動可能に構成されていれば、張り出し部２８が基板１２と導電性蓋２５との間で挟まれるように構成されていても良い。

本発明の第２実施例の接続端子構造３０では、まず基板１２に設けられた貫通孔１３に端子部２１を基板の上面から挿入し、上から導電性蓋２５を被せて導電性蓋２５を接続ランド２４にはんだ付けすることで組み立てれば良い。

第１実施例と同様に、端子部２１の貫通孔１３に挿入される部分は、貫通孔１３よりも若干小さく形成されており、端子部２１が貫通孔１３に遊嵌されるように構成されている。より具体的には、図５（ｅ）に示されるように、端子部２１の挿入される部分は、その基板１２の面に平行な長手方向の大きさが貫通孔１３よりも小さく形成されており、端子部２１が基板１２の面に平行な長手方向にのみ移動可能に構成されている。また、端子部２１は、被接続端子２０に対してコの字状の開口を有するように屈曲形成されているため、端子部２１と被接続端子２０との嵌合部は、基板１２の面に平行な短辺方向に移動可能に構成されている。これにより端子部２１と被接続端子２０との嵌合部は、基板１２の面に平行な任意の方向に移動可能となる。なお、図示例では、端子部２１は基板１２の面に平行な長手方向にのみ移動可能に構成される例が示されているが、本発明はこれに限定されず、基板１２の面に平行な短辺方向にも移動可能に構成されていても良い。また、図示例では導電性蓋２５は張り出し部２８全体を覆うように板状部材で構成された例を示したが、本発明はこれに限定されない。被接続端子との嵌合時に被接続端子からの付勢力を受けた張り出し部２８を受け止め、張り出し部２８と確実に電気的に接触するように構成されているものであれば、全体を覆う形状でなくても良く、例えば棒状や網状等、如何なる形状でも構わない。

第２実施例の接続端子構造でも、確実に電気的接続を保つが、端子部２１自体は基板に対してはんだ付け等により固定されているわけではないので、はんだクラック等の問題は生じない。また、張り出し部２８が弾性を有するようにバネ状に波型に屈曲加工されているので、端子部２１の遊嵌による移動だけでなく、張り出し部２８の弾性作用による変形も用いて位置ずれを吸収させることも可能である。

さらに、第２実施例の接続端子構造でも、第１実施例と同様に、端子部２１は凹状の雌端子には限定されず、凸状の雄端子としても勿論構わない。また、端子部２１は導電性の板状部材を屈曲加工することで凹状に形成されると共に張り出し部２８も形成されているが、本発明はこれに限定されず、導電性部材を削り出し加工等することにより形成されても良い。さらにまた、端子部２１は必ずしも被接続端子２０を両側から挟みこむ構造である必要はなく、３端子構造で３方向から挟み込む構造であっても良い。

なお、本発明の接続端子構造は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

図１は、本発明の接続端子構造の第１実施例を説明するための図であり、図１（ａ）は接続端子構造が被接続端子と接続される前の状態の横断面図を、図１（ｂ）は接続端子構造が被接続端子と接続された後の状態の横断面図を、図１（ｃ）は図１（ｂ）の状態の斜視図を、図１（ｄ）は図１（ｂ）の状態の裏面図を、図１（ｅ）は位置ずれが起きたときの横断面図をそれぞれ表している。 図２は、端子部を凸状の雄端子とし被接続端子を凹状の雌端子として構成した例を説明するための横断面図である。 図３は、端子部の他の形状の例を説明するための図であり、図３（ａ）はその横断面図、図３（ｂ）はその斜視図である。 図４は、接続端子構造が３端子構造を有する例を説明するための図であり、図４（ａ）はその底面図、図４（ｂ）はその横断面図である。 図５は、本発明の接続端子構造の第２実施例を説明するための図であり、図５（ａ）は接続端子構造が被接続端子と接続された状態の横断面図を、図５（ｂ）は図５（ａ）の直角方向の横断面図を、図５（ｃ）は斜視図を、図５（ｄ）は導電性蓋を取り去った状態の斜視図を、図５（ｄ）は裏面図をそれぞれ表している。

符号の説明

１０ 接続端子構造
１１ 端子部
１２ 基板
１３ 貫通孔
１４ 接触ランド
１５ 張り出し部
１６ 係止部
１７ 端部つまみ
２０ 被接続端子
２１ 端子部
２４ 接続ランド
２５ 導電性蓋
２８ 張り出し部
３０ 接続端子構造

Claims (5)

1. 被接続端子と電気的に接続される接続端子構造であって、該接続端子構造は、
   基板に設けられる貫通孔と、
   前記貫通孔の近傍に設けられる導通領域と、
   前記貫通孔に遊嵌される端子部であって、該端子部が被接続端子と嵌合した状態における被接続端子側からの付勢力により前記導通領域と電気的に接触する張り出し部を有する端子部と、
   を具備することを特徴とする接続端子構造。
2. 請求項１に記載の接続端子構造において、前記導通領域は、基板の被接続端子側の面上に設けられる接触ランドからなることを特徴とする接続端子構造。
3. 請求項１に記載の接続端子構造において、前記導通領域は、基板の被接続端子側の面の対向面上に設けられる接続ランドと、該接続ランドに電気的に接続固定される導電性蓋とからなり、
   前記端子部の張り出し部は、前記導電性蓋と電気的に接触することを特徴とする接続端子構造。
4. 請求項１乃至請求項３の何れかに記載の接続端子構造において、前記端子部は、弾性部を有することを特徴とする接続端子構造。
5. 請求項１乃至請求項４の何れかに記載の接続端子構造において、前記端子部は、基板の面に平行な一軸方向に移動可能に前記貫通孔に遊嵌され、
   前記端子部と被接続端子との嵌合部は、基板の面に平行な、前記一軸方向に直交する軸方向に移動可能に構成されることを特徴とする接続端子構造。