JP2011070776A - 雄コネクタおよび該雄コネクタを備えたプリント基板 - Google Patents
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Abstract
【課題】外部電線端末に設けられることにより、プリント基板側の導電路に対する外部電線の接続安定性を確保しつつ、プリント基板側の接続部構造の簡略化を達成し得る、新規な構造の雄コネクタおよび該雄コネクタを備えたプリント基板を提供することを、目的とする。
【解決手段】外部電線３４の端末に接続された雄端子３０を収容するハウジング３２がロック手段４８によってプリント基板１２に固定された状態で、付勢手段３６による付勢力を雄端子３０に及ぼして、雄端子３０をプリント基板１２の導電路１８ａに押し付けて接続するようにした。
【選択図】図１
【解決手段】外部電線３４の端末に接続された雄端子３０を収容するハウジング３２がロック手段４８によってプリント基板１２に固定された状態で、付勢手段３６による付勢力を雄端子３０に及ぼして、雄端子３０をプリント基板１２の導電路１８ａに押し付けて接続するようにした。
【選択図】図１
Description
本発明は、外部電線の端末に設けられて、プリント基板に対して着脱可能に取り付けられる雄コネクタおよび該雄コネクタが取り付けられたプリント基板に関する。
従来から、自動車の電気接続箱等の各種電気装置においては、電気配線の効率化等を目的として、特定の回路パターンを構成する導電路が形成されてリレーやコンデンサー、トランジスタ等の電気部品が装着されたプリント基板が採用されている。そして、このプリント基板の導電路に対して、外部電線が電気的に接続されることにより電気装置が特定機能を発揮するようになっている。
ところで、外部電線とプリント基板の導電路との接続は、製造や組立ての作業上の理由等から着脱可能なコネクタ接続によって行なわれることが多い。具体的には、外部電線の端末に設けられた雄コネクタを、プリント基板に取り付けられた雌コネクタに嵌合させることにより、外部電線側の雄端子を導電路側の雌端子に電気的に接続することによって行われている。例えば、特許文献１（特開２００５−１２９２７５号公報）に記載の如きである。
ところが、このような従来構造のコネクタ接続では、外部電線側の雄コネクタとプリント基板側の雌コネクタとをそれぞれ設ける必要があり、部品点数が多く製造が面倒であった。特に安定した接続状態を確保するためには、雌コネクタをプリント基板に対して強固に取り付ける必要があり、特許文献１の図６に示すように、雌コネクタをプリント基板に対してねじ止め等しなければならず、更なる部品点数の増加と構造の複雑化および製造作業の煩雑化が一層大きな問題となっていた。
本発明は、上述の事情を背景に為されたものであって、その解決課題は、外部電線端末に設けられることにより、プリント基板側の導電路に対する外部電線の接続安定性を確保しつつ、プリント基板側の接続部構造の簡略化を達成し得る、新規な構造の雄コネクタおよび該雄コネクタを備えたプリント基板を提供することにある。
雄コネクタに係る本発明の第一の態様は、外部電線の端末に設けられて、導電路を備えたプリント基板に取り付けられることにより前記外部電線を前記導電路に導通させる雄コネクタであって、前記外部電線の端末に接続された雄端子と、該雄端子を収容するハウジングと、該ハウジングを前記プリント基板に対して着脱可能に固定するロック手段と、前記ロック手段による前記ハウジングの前記プリント基板への固定状態において、前記雄端子に付勢力を及ぼして該雄端子を前記プリント基板の前記導電路に対して押し付けて接続する付勢手段とを有することを、特徴とする。
雄コネクタについての第一の態様によれば、外部電線の端末に設けられた雄コネクタ自体をプリント基板に対して直接に固定することができることから、従来必要とされた基板に固定的に取り付けられる雌コネクタを不要とすることができる。これにより、部品点数の削減が実現される。即ち、雄コネクタに付勢手段を設けたが故に、プリント基板側では、単に雄端子が押し付けられる導電路を形成するだけで、雄コネクタの接続状態下において導電路に対する雄端子の導通状態が安定して維持され得ることとなったのである。
また、ロック手段の固定力によってプリント基板から雄コネクタのハウジングが離脱することを防止すると共に、付勢手段の付勢力により導電路のランド部等への雄端子先端部の接続（導通保持）が確実に行われる。これにより、雌コネクタを廃止しても、強固且つ確実な外部電線と導電路の電気的接続が確保される。さらに、プリント基板に対する雌コネクタの複雑な固定構造の採用が不要となることから、構造の簡素化が図られる。加えて、プリント基板の有効面積を大きく確保することもできる。
雄コネクタに係る本発明の第二の態様は、第一の態様に記載のものにおいて、前記雄端子に設けられた湾曲部によって前記付勢手段が構成されているようにしたものである。
雄コネクタについての第二の態様によれば、付勢手段が別部材を必要とすることなく簡単な構造で実現可能となる。
雄コネクタに係る本発明の第三の態様は、前記第一又は第二の態様に記載のものにおいて、前記ロック手段が、前記ハウジングに一体形成されて該ハウジングから前記プリント基板に向かって突出して前記プリント基板に係脱可能とされた係止部を有するロック部によって構成されているようにしたものである。
雄コネクタについての第三の態様によれば、雄コネクタをプリント基板に対して着脱可能に固定するロック手段が、ハウジングに一体形成されていることから、例えば、ねじ固定や別体の係止部材を用いる等の場合に比して、簡単な構造でロック手段が実現可能となる。
雄コネクタに係る本発明の第四の態様は、前記第一〜第三の何れかの態様に記載のものにおいて、前記ハウジングが、前記雄端子の収容領域を囲む周壁を備えており、該周壁における開口端面よりも前記雄端子の先端部分が前記プリント基板に向かって突出していると共に、前記付勢手段により前記雄端子の先端部分が前記ハウジング内方への変位を弾性的に許容されているようにしたものである。
雄コネクタについての第四の態様によれば、プリント基板においてハウジングの周壁が当接する領域と略面一に導電路を形成しても安定して導通状態が実現可能であるから、構造簡略化、製造容易等の効果が発揮される。また、雄端子の導電路への押し付け状態下において、ハウジングの周壁端面を基板に当接させることでコネクタ接続安定性の向上を図ることが出来る。加えて、雄端子の導電路への接続状態の確認が容易となる。
雄コネクタ付プリント基板に係る本発明の第一の態様は、導電路を備えたプリント基板に対して、請求項１〜４の何れか１項に記載の雄コネクタが着脱可能に取り付けられた雄コネクタ付プリント基板であって、前記プリント基板に形成された前記導電路には基板表面に広がる平坦な接続用ランド部が形成されていると共に、前記プリント基板における前記接続用ランド部を外れた位置には前記雄コネクタの前記ロック手段が固定される固定部が設けられており、該固定部に対して前記ロック手段が固定されることにより、前記雄コネクタが前記プリント基板に取り付けられて前記雄コネクタの前記雄端子が前記プリント基板の前記接続用ランド部上に付着された半田に対して前記付勢手段による付勢力で押し付けられて導通状態に保持されていることを、特徴とする。
雄コネクタ付プリント基板についての第一の態様によれば、雄端子を付勢手段の付勢力によって接続用ランド部上の半田に確実に接続（導通）保持できることから、プリント基板に対して挿通孔を設けて端子を半田付けする必要がなくなる。それにより、プリント基板の製造が容易となるだけでなく、基板裏面側の広いスペースを実装面として利用することができることから、近年のプリント基板の高密度化への対応も容易に可能となる。
雄コネクタ付プリント基板に係る本発明の第二の態様は、前記第一の態様に記載のものにおいて、前記雄コネクタの前記ハウジングが、前記雄端子の収容領域を囲む周壁を備えており、該周壁における開口端面よりも前記雄端子の先端部分が前記プリント基板に向かって突出していると共に、前記雄端子の前記周壁の開口端面からの外方への突出長さが、前記プリント基板上に形成された前記接続用ランド部上の半田の肉厚寸法よりも小さくされているようにしたものである。
雄コネクタ付プリント基板についての第二の態様によれば、雄端子の先端（押し付け部）が、接続用ランド部上の半田を貫通することを回避できる。即ち、本発明では、雄端子の先端部が接続用ランド部やその上の半田を貫通する態様を除くものではないが、雄端子の先端部分の突出長さを所定寸法に調節することにより、先端部分の半田貫通を回避して、貫通に伴う導通の不良や不安定化の発生を抑えることが出来る。
本発明においては、外部電線に接続されている雄端子を、付勢力が及ぼされた状態で、プリント基板の導電路に押し付けて接続するから、プリント基板の導電路に対する外部電線の接続安定性を確保しつつ、プリント基板側の接続部構造の簡略化を達成することが出来る。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
図１には、雄コネクタ付プリント基板に係る本発明の一実施形態としての雄コネクタ付プリント基板１０が示されている。雄コネクタ付プリント基板１０は、プリント基板１２に対して、雄コネクタに係る本発明の一実施形態としての雄コネクタ１４が着脱可能に取り付けられた構造とされている。なお、以下の説明において、上下方向とは、原則として、図１中の上下方向をいう。
より詳細には、プリント基板１２は、図２及び図３に示されているように、硬質の絶縁基板１６の表裏両面に導電路１８ａ，１８ｂが形成された両面プリント配線板で構成されている。特に、絶縁基板１６の基板表面１９側の導電路１８ａは、基板表面１９に形成された凹溝２０内に設けられている。これにより、後述する接続用ランド部２２上に付着されたクリーム半田２６の基板表面１９からの突出高さを抑えることが出来る。
また、裏面側の導電路１８ｂは、後述する接続用ランド部２２が形成された領域の裏側にも設けられている。なお、裏面側の導電路１８ｂは、絶縁基板１６の裏面に対して直接に形成されているが、基板表面１９側の導電路１８ａと同様に、絶縁基板１６の裏面に凹溝を形成し、この凹溝内に設けても良い。
絶縁基板１６の基板表面１９に形成された導電路１８ａには、接続用ランド部２２が１０個形成されている。接続用ランド部２２は、何れも、矩形平板形状を呈しており、互いに同じ大きさとされている。
このような接続用ランド部２２は、５つで一つの列を為すようにして、２列に亘って形成されている。接続用ランド部２２は、各列毎に等間隔に並んでおり、一方の列の接続用ランド部２２と他方の列の接続用ランド部２２は、配列方向で互いに同じ位置にある。
接続用ランド部２２の表面は、絶縁基板１６の基板表面１９と平行に広がる平坦面とされており、この接続用ランド部２２の表面に対して半田としてのクリーム半田２６が付着されている。
また、プリント基板１２には、接続用ランド部２２を外れた位置において、固定部としての固定用孔２８が二つ設けられている。これら二つの固定用孔２８は、それぞれ、矩形断面形状でもって絶縁基板１６を厚さ方向に貫通して形成されており、互いに同じ大きさとされている。このような固定用孔２８は、接続用ランド部２２を配列方向に挟んだ両側に位置するように形成されている。
上述の如きプリント基板１２に取り付けられる雄コネクタ１４は、図４に示されているように、雄端子３０がハウジング３２に収容された構造とされている。
雄端子３０は、表面に導電性のメッキ層を鍍着させた金属性母材をプレス加工して形成されており、全体としてロッド形状を呈している。雄端子３０の基端部分には、図示しない圧着部が設けられており、この圧着部において、雄端子３０が外部電線３４の端末に圧着されている。これにより、雄端子３０と外部電線３４が電気的に接続されている。なお、圧着部による圧着は、従来から公知の圧着端子における圧着と同様な方法を採用することが出来る。
雄端子３０の長手方向中間部分には、付勢手段としての湾曲部３６がＳ字形状でもって形成されている。これにより、雄端子３０の長手方向での弾性変形が許容されている。なお、湾曲部３６は、Ｓ字形状に限定されず、例えば、螺旋形状等であっても良い。また、付勢手段は、雄端子３０に設けられている必要はなく、例えば、後述するハウジング３２の上底壁４２を周壁４０に対して弾性支持する構造であっても良い。
雄端子３０の先端部分３８は、長手方向外方へ行くに従って次第に断面形状が小さくなる先細形状とされている。なお、雄端子３０の先端部分３８は、先細形状に限定されず、例えば、湾曲形状であっても良い。先端部分を湾曲させるのであれば、当該先端部分に付勢手段としての湾曲部が形成されていても良い。
このような雄端子３０が収容されるハウジング３２は、合成樹脂材で形成されており、矩形枠体形状を呈する周壁４０の上側開口が上底壁４２で覆蓋された構造とされている。
周壁４０において長手方向（図２の左右方向）で対向する一対の壁部４４，４４には、それぞれ、外側へ突出する支持部４６が設けられており、支持部４６の突出端には、ロック手段としてのロック部４８が設けられている。
ロック部４８は、合成樹脂材料で形成されており、全体として厚肉の矩形板形状を呈している。ロック部４８の長手方向一端には、厚さ方向一方に向かって突出する係止部５０が設けられている。
係止部５０は、ロック部４８の幅方向（図４の紙面に垂直な方向）に略一定の直角三角形断面でストレートに延びるように形成されている。これにより、係止部５０には、ロック部４８の長手方向に対する直交方向へ広がる係止面５２が形成されていると共に、この係止面５２よりもロック部４８の長手方向一端側へ行くに従って次第にロック部４８からの高さ寸法が小さくなる傾斜面５４が形成されている。
このようなロック部４８は、係止部５０が突設された厚さ方向一方の面の略中央部分において、支持部４６の突出端に一体形成されており、壁部４４と平行な状態で、ハウジング３２の高さ方向に延びている。係止部５０は、周壁４０の開口端面５６よりも開口方向外方に位置している。
上底壁４２には、ハウジング３２がプリント基板１２へ取り付けられた状態でプリント基板１２に形成された接続用ランド部２２と対応する位置において、図示しない圧入孔が形成されている。そして、これら圧入孔のそれぞれに雄端子３０の基端部分がハウジング３２の内側から圧入固定される。これにより、雄コネクタ１４が形成される。
上述の如く基端部分が圧入孔に圧入固定された状態で、雄端子３０は、長手方向中間部分が周壁４０内に位置していると共に、先端部分３８が周壁４０の開口端面５６よりも開口方向外方へ突出している。雄端子３０の開口端面５６からの突出高さ：Ｈは、クリーム半田２６の厚さ寸法：ｈよりも小さくされている。
このような雄コネクタ１４は、ロック部４８の下端部分がプリント基板１２の固定用孔２８に対してプリント基板１２の表面側から位置合わせされて、雄端子３０の先端部分３８がプリント基板１２の接続用ランド部２２に向かって突出した状態で、プリント基板１２へ押し付けられる。その際、固定用孔２８の開口周縁部が係止部５０の傾斜面５４上を摺動することにより、ロック部４８の下端部分がハウジング３２の長手方向外方に湾曲変形すると共に、雄コネクタ１４がプリント基板１２に接近する。そして、係止部５０の傾斜面５４と固定用孔２８の開口周縁部の間での摺動が終わり、係止部５０が固定用孔２８を抜け出してプリント基板１２の裏側に位置すると、ロック部４８がそれ自身の有する弾性に基づいて元の形状に戻る。これにより、係止部５０の係止面５２が固定用孔２８の開口周縁部に対してプリント基板１２の裏側から重ね合わされて、係止部５０が固定用孔２８の開口周縁部に対してプリント基板１２の裏側から係止される。その結果、係止部５０とハウジング３２の周壁４０の開口端面５６との間でプリント基板１２が挟持された状態で、雄コネクタ１４がプリント基板１２に取り付けられる。
雄コネクタ１４がプリント基板１２に取り付けられる際、先端部分３８がハウジング３２の開口端面５６から外方へ突出している雄端子３０はプリント基板１２によって長手方向に押されることになるが、湾曲部３６の弾性変形が許容されていることにより、先端部分３８がハウジング３２内に引っ込む（図２参照）。なお、図２では、湾曲部３６が変形した状態を判り易くするために、湾曲部３６の変形量を大きくして図示している。
このようにハウジング３２内へ引っ込んだ雄端子３０の先端部分３８は、湾曲部３６が元の形状に戻ろうとする力（付勢力）により、図５に示されているように、接続用ランド部２２上のクリーム半田２６に突き刺さっている。その結果、外部電線３４と導電路１８ａが雄端子３０を介して電気的に接続される。なお、本実施形態では、湾曲部３６の付勢力が、雄端子３０の先端部分３８がクリーム半田２６に突き刺さった状態で保持されるように調節されている。雄端子３０の先端部分３８は、接続用ランド部２２に突き刺さっていても良い。
また、上述の如くプリント基板１２に取り付けられた雄コネクタ１４は、各ロック部４８の上端部分をハウジング３２の長手方向外方から内方へ押して各ロック部４８の下端部分を互いに離隔する方向へ変位させることで、係止部５０による固定用孔２８の開口周縁部への係止状態を解除することが出来るようになっている。そして、係止部５０が固定用孔２８の開口周縁部に係止されていない状態で、固定用孔２８を通じて係止部５０をプリント基板１２の裏側から表側へ移動させることにより、雄コネクタ１４をプリント基板１２から取り外すことが出来る。
このような雄コネクタ付プリント基板１０においては、雄コネクタ１４がプリント基板１２に対して直接固定されているから、従来必要とされた雌コネクタをプリント基板１２に設ける必要がなくなる。その結果、雄コネクタ１４のプリント基板１２への接続に必要な部品点数を少なくすることが可能となる。
雄コネクタ１４がプリント基板１２に固定された状態で、雄端子３０の先端部分３８が湾曲部３６の付勢力によってクリーム半田２６への穿刺状態で保持されることから、雄端子３０と導電路１８ａの導通を確実に行うことが出来る。これにより、雄端子３０の先端部分３８が挿通される挿通孔をプリント基板１２に形成して、この挿通孔に挿通した雄端子３０の先端部分３８を半田付けする必要がなくなる。その結果、プリント基板１２における雄コネクタ１４の取付位置の裏側にも導電路１８ｂを形成することが可能となる。
雄端子３０の先端部分３８が先細形状とされているから、クリーム半田２６の表面に酸化膜が形成されていても、雄端子３０の先端部分３８をクリーム半田２６の内部に確実に突き刺すことが出来て、それにより、雄端子３０と導電路１８ａの導通を確保することが出来る。
雄端子３０がハウジング３２の開口端面５６から外側へ突出しているから、プリント基板１２の表面に形成された凹溝２０内に導電路１８ａが設けられていても、雄端子３０と導電路１８ａを安定して導通させることが出来る。
また、ハウジング３２の開口端面５６がプリント基板１２の表面に重なっていれば、雄端子３０と導電路１８ａが接続されていることになるので、雄端子３０と導電路１８ａの接続状態の確認が容易になる。
雄端子３０の開口端面５６からの突出高さ：Ｈがクリーム半田２６の厚さ寸法：ｈよりも小さくされているから、雄コネクタ１４がプリント基板１２に取り付けられた状態で、雄端子３０の先端部分３８がクリーム半田２６や接続用ランド部２２の導電部を超えて貫通してしまう不具合を回避することが出来る。その結果、雄端子３０と導電路１８ａの間での導通不良等の発生を防ぐことが可能となる。
雄端子３０に設けられた湾曲部３６によって付勢手段が構成されているから、雄端子３０に付勢力を及ぼす部材を別途設ける必要がなくなる。その結果、雄コネクタ１４の構造の簡略化を図ることが可能となる。
ロック手段がハウジング３２に一体形成されたロック部４８で構成されているから、ねじ等を用いる場合に比して、ロック手段の構造を簡単にすることが出来る。
雄コネクタ１４がプリント基板１２に取り付けられた状態で、ハウジング３２の開口端面５６がプリント基板１２の表面に重ね合わされているから、雄コネクタ１４のプリント基板１２への取付状態を安定させることが出来る。
以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明はその具体的な記載によって限定されない。例えば、ロック手段には、ねじ固定等も含まれる。また、ロック手段には、プリント基板の補強等のために、金具や樹脂等の補強部材を装着しても良い。
また、プリント基板側の導電路における雄端子が穿刺される部分がプリント基板の表面から突出している構造を採用する場合は、雄端子の先端部分がハウジングの周壁の開口端面から突出している必要はない。
また、湾曲部３６の付勢力の調節は任意であり、雄端子３０の先端部分３８がクリーム半田２６や接続用ランド部２２を貫通しても良く、そのような態様も本発明に含まれることは当然である。
また、図６に示されているように、接続用ランド部２２の表面が半田レベラ２４で覆われており、この半田レベラ２４に対してクリーム半田２６が付着されていても良い。この場合、クリーム半田２６の接続用ランド部２２への接合性が向上すると共に、雄端子３０が柔らかいクリーム半田２６に刺さり易くなる。なお、湾曲部３６の付勢力を調節して、雄端子３０の先端部分３８が半田レベラ２４を貫通するようにしても良い。
１０：雄コネクタ付プリント基板，１２：プリント基板，１４：雄コネクタ，１８ａ：導電路，１９：基板表面，２２：接続用ランド部，２６：クリーム半田（半田），２８：固定用孔（固定部），３０：雄端子，３２：ハウジング，３４：外部電線，３６：湾曲部（付勢手段），３８：先端部分，４０：周壁，４８：ロック部（ロック手段），５０：係止部，５６：開口端面
Claims (6)
- 外部電線の端末に設けられて、導電路を備えたプリント基板に取り付けられることにより前記外部電線を前記導電路に導通させる雄コネクタであって、
前記外部電線の端末に接続された雄端子と、該雄端子を収容するハウジングと、該ハウジングを前記プリント基板に対して着脱可能に固定するロック手段と、前記ロック手段による前記ハウジングの前記プリント基板への固定状態において、前記雄端子に付勢力を及ぼして該雄端子を前記プリント基板の前記導電路に対して押し付けて接続する付勢手段とを有することを特徴とする雄コネクタ。 - 前記雄端子に設けられた湾曲部によって前記付勢手段が構成されている請求項１に記載の雄コネクタ。
- 前記ロック手段が、前記ハウジングに一体形成されて該ハウジングから前記プリント基板に向かって突出して前記プリント基板に係脱可能とされた係止部を有するロック部によって構成されている請求項１又は２に記載の雄コネクタ。
- 前記ハウジングが、前記雄端子の収容領域を囲む周壁を備えており、該周壁における開口端面よりも前記雄端子の先端部分が前記プリント基板に向かって突出していると共に、前記付勢手段により前記雄端子の先端部分が前記ハウジング内方への変位を弾性的に許容されている請求項１〜３の何れか１項に記載の雄コネクタ。
- 導電路を備えたプリント基板に対して、請求項１〜４の何れか１項に記載の雄コネクタが着脱可能に取り付けられた雄コネクタ付プリント基板であって、
前記プリント基板に形成された前記導電路には基板表面に広がる平坦な接続用ランド部が形成されていると共に、前記プリント基板における前記接続用ランド部を外れた位置には前記雄コネクタの前記ロック手段が固定される固定部が設けられており、該固定部に対して前記ロック手段が固定されることにより、前記雄コネクタが前記プリント基板に取り付けられて前記雄コネクタの前記雄端子が前記プリント基板の前記接続用ランド部上に付着された半田に対して前記付勢手段による付勢力で押し付けられて導通状態に保持されていることを特徴とする雄コネクタ付プリント基板。 - 前記雄コネクタの前記ハウジングが、前記雄端子の収容領域を囲む周壁を備えており、該周壁における開口端面よりも前記雄端子の先端部分が前記プリント基板に向かって突出していると共に、前記雄端子の前記周壁の開口端面からの外方への突出長さが、前記プリント基板上に形成された前記接続用ランド部上の半田の肉厚寸法よりも小さくされている請求項５に記載の雄コネクタ付プリント基板。
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