JP2012003924A - 基板用コネクタ - Google Patents

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Abstract

【課題】ハウジングの低背化を図り、かつ組付作業性を向上させた上で、基板接続部の回路基板に対する接続部分に応力が掛かることを回避する。
【解決手段】相手の雄端子が挿入接続される筒形の端子接続部11と、弾性撓み可能な応力緩和部17と、回路基板Kに接続される基板接続部22とを連ねて設けた端子金具10と、キャビティ31を複数整列して設け回路基板Kに固定されるハウジング30が具備される。端子金具10の端子接続部11には、キャビティ31内の第1係止部33に係止する金属ランス13が切り起こしにより形成され、その先端面15を第1係止部33に面当たりさせるべく途中に屈曲部14が設けられる。応力緩和部17と基板接続部22との間には突板25が張り出し形成される一方、ハウジング30の後面には、基板接続部22が貫通されかつ突板25に係止可能な第2係止部52を設けたリテーナ50が装着される。
【選択図】図6

Description

本発明は、回路基板上に装着される基板用コネクタに関する。
基板用コネクタの一例として、L字型ではなくいわゆるストレート型の端子金具を用いたものが知られている。ストレート型の端子金具は、長さ方向の一端側に相手の雄端子が挿入接続される筒形の端子接続部が、他端側に回路基板に接続される基板接続部が設けられた形状であって、同端子金具の端子接続部がハウジングに設けられたキャビティ内に収容される一方、基板接続部がキャビティの後方に突出され、ハウジングが回路基板に固定されるとともに、各端子金具の基板接続部が回路基板の対応する取付孔に挿通されて半田付けにより固定される。そして、相手コネクタが嵌合されることに伴い、相手の雄端子がキャビティの前方から挿入されて端子金具の端子接続部と接続されるようになっている。
このようにストレートタイプの端子金具を用いた場合は、相手の雄端子が挿入されて接続される際に受けた押圧力がそのまま基板接続部側に伝達され、半田付け部分に応力が掛かるおそれがあるため、その回避策を講じる必要がある。
従来、係る回避策を講じた基板用コネクタとして、特許文献1に記載されたものが知られている。このものは、端子金具の形状が、角筒形の端子接続部と、基板接続部とが軸線がずれたすなわちオフセットされた配置とされ、かつ、端子接続部の側面と基板接続部の間に弾性撓み可能な応力緩和部が介設されている。
端子金具がハウジングのキャビティ内に挿入されたのち、同ハウジングの後面に、基板接続部を貫通可能な後面板が装着されて端子接続部の後面に係止し、このようなハウジングが回路基板に固定されるとともに、各端子金具の基板接続部が回路基板の対応する取付孔に半田付けされて固定される。
上記従来のものでは、相手コネクタが嵌合されることに伴い、相手の雄端子が端子接続部に前方から押し込まれた場合に、後面板で受けられることにより端子接続部の後方への移動が公差内に留められ、多少の後退量は応力緩和部が弾性撓みすることで吸収され、もって基板接続部の半田付け部分に応力が掛かることが回避されるようになっている。
特開2001−332324号公報
しかしながら上記従来のコネクタは、端子金具が、端子接続部と基板接続部とをオフセットした形態で繋いだ形状であるために、端子金具を収容するべくキャビティの断面積を大きく取る必要があり、ひいてはハウジングの大型化(高背化)を招く不具合がある。また、端子金具をキャビティに収容したのち後面板を装着するまでは、端子金具がキャビティ内で係止されないため、後面板の装着作業をする際に、端子金具が抜け出ないようにハウジングの向きの制約を受ける等、少なからず作業がやり難く、さらなる改良が切望されていた。
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、その目的は、ストレート型の端子金具を用いた基板用コネクタにおいて、ハウジングの低背化を図り、かつ組付作業性を向上させた上で、基板接続部の回路基板に対する接続部分に応力が掛かることを回避するところにある。
本発明は、相手の雄端子が挿入接続される筒形の端子接続部と、弾性撓み可能な応力緩和部と、回路基板に接続される基板接続部とを連ねて設けた端子金具と、前記端子金具が収容されるキャビティを複数整列して設け前記回路基板に固定されるハウジングとが具備され、前記端子金具の前記端子接続部には、前記キャビティ内に設けられた第1係止部に係止する金属ランスが切り起こしにより形成され、かつ前記金属ランスにはその先端面を前記第1係止部に面当たりさせるべく途中に屈曲部が設けられているとともに、前記端子金具の前記応力緩和部と前記基板接続部との間には突部が張り出し形成される一方、前記ハウジングの前記回路基板との対向面には、前記端子金具の前記基板接続部が貫通されかつ前記突部に係止可能な第2係止部を設けたリテーナが装着されているところに特徴を有する。
各端子金具は、端子接続部を先にした姿勢で、ハウジングに列設された対応するキャビティ内に回路基板との対向面である後面側から挿入され、正規量挿入されると、端子接続部に設けられた金属ランスが第1係止部に係止して抜け止めされ、そのとき各端子金具の基板接続部の突出端は、ハウジングの後面から突出した状態となる。続いてリテーナが、各基板接続部を貫通させつつハウジングの後面に対して装着されると、同リテーナに設けられた第2係止部が、端子金具における応力緩和部と基板接続部との間で張り出し形成された突部に係止可能に対応する。
この状態からハウジングが回路基板に固定されるとともに、各端子金具の基板接続部が回路基板に接続される。相手コネクタが嵌合されると、相手の雄端子がハウジング内に収容された端子接続部に向けて挿入され、このとき端子金具は前方から押し込まれるが、応力緩和部が弾性撓みしつつ、張り出した突部がリテーナの第2係止部に、金属ランスがキャビティ内の第1係止部にそれぞれ係止して押し込みが停止され、相手の雄端子が端子接続部に対して正規に接続される。この間、応力緩和部が弾性撓みすることで押込量が吸収され、押込力が基板接続部にまで及ぶことが規制されて、基板接続部の回路基板に対する接続部分に応力が掛かることが回避される。
本発明によれば、押し込まれた端子金具は、キャビティ内の第1係止部とリテーナの第2係止部との2箇所で係止されることから、大きな係止力を得て確実に押し込みが規制でき、かつこの間の押込量は応力緩和部が弾性撓みすることで吸収されるために、押込力が基板接続部にまで及ぶことが規制され、基板接続部の接続部分に応力が掛かることが回避される。接続手段が半田付けによる場合は、半田付け部分にクラックが入ること等を防止することができる。
その上、端子金具は、端子接続部、応力緩和部及び基板接続部が一列に連なった形状に留められるから、端子金具を収容するキャビティも小型に留めることができ、もってハウジングの低背化を図ることができる。また、端子金具をキャビティに収容したところで、金属ランスと第1係止部との係合で抜け止めされるから、そののちリテーナを装着するに際して、ハウジングの向き等に気を遣う必要がなく、能率良く組み付け作業を行うことができる。
金属ランスが係止される第1係止部では、負荷そのものが分散されて小さくなっていることに加え、金属ランスの先端面が第1係止部に対して面当たりをするようになっているから、金属ランスが第1係止部を削ぐような事態が生じることが防止され、係止力の向上にさらに寄与し得る。
また、以下のような構成としてもよい。
(1)前記リテーナには、前記端子金具の前記基板接続部を個別に挿通可能な挿通孔が前記端子金具の配列と整合して形成されており、各挿通孔の内側の孔縁部が前記第2係止部とされている。
各端子金具の基板接続部がリテーナの対応する挿通孔に挿通されることで、各基板接続部が正規の配列位置に保持される。リテーナをアライメントプレートとして機能させることができる。
(2)前記端子金具における前記応力緩和部を挟んだ幅方向の両側には、一対の保護板が前記端子接続部から延出した形態で設けられ、かつ前記リテーナの内面には、同リテーナが前記ハウジングに装着された場合に前記各端子金具における前記保護板の延出端に当接可能な押圧部が突出形成されている。
半挿入状態の端子金具があった場合に、リテーナが装着されることに伴い押圧部が保護板を押すことにより、端子金具が正規位置まで押し込まれる。
本発明によれば、ハウジングの低背化を図り、かつ組付作業性を向上させた上で、基板接続部の回路基板に対する接続部分に応力が掛かることを回避することができる。
本発明の一実施形態に係るコネクタの分解平断面図 端子金具の一部切欠側面図 組み付けが完了したコネクタ平断面図 同正面図 同背面図 同縦断面図 図6の部分拡大図
<実施形態>
本発明の一実施形態を図1ないし図7によって説明する。
本実施形態の基板用コネクタCは、図1に示すように、複数本の端子金具10と、これらの端子金具10を整列して収容するハウジング30と、ハウジング30に収容された端子金具10を抜け止めするリテーナ50とから構成されている。
端子金具10は、導電性に優れた金属板をプレス成形することで形成されており、図2に示すように、先端側から相手の雄端子(図示せず)が接続される端子接続部11と、弾性撓み可能な応力緩和部17と、回路基板K(図3)に接続される基板接続部22とを連ねた設けた形状となっている。
端子接続部11は前後両面に開口した角筒形をなし、端子接続部11の天井面には先端縁から折り返された弾性接触片12が配設されており、相手の雄端子のタブが前方から挿入されることで同タブが弾性接触片12と底面との間で弾性的に挟持され、電気的な接続が取られるようになっている。
この端子接続部11の上面には、後記するハウジング30のキャビティ31内に設けられた第1係止部33に係止する金属ランス13が設けられている。この金属ランス13は、後端側を自由端とした片持ち状に切り起こし形成されており、かつ長さ方向の途中に屈曲部14が設けられて突出端側の略半分の領域が、当該端子接続部11の軸線と平行な水平姿勢を取っている。これにより、金属ランス13の先端面15が、端子接続部11の軸線と直交する垂直姿勢を取るようになっている。
端子接続部11の後方には応力緩和部17が連設されている。この応力緩和部17は、幅方向の中央部にスリット19が入れられた帯板18が、長さ方向の中央部を陥没させた谷形に屈曲されて形成されており、谷の幅を広狭変えるように弾性撓み可能となっている。
応力緩和部17の左右両側には、上記した端子接続部11の左右の側面の後縁から延出するようにして、保護板20が配設されている。両保護板20の延出端20Aは、互いに接近するように円弧状に曲げ形成されている。
応力緩和部17の後方には、基板接続部22が後方に向けて突出するようにして連設されている。基板接続部22は、上記した応力緩和部17を構成する帯板18とほぼ同幅で、かつ突出端が先細りとされた帯板23の左右両側縁が下向きに回曲されることにより、図5に示すように断面略逆U字形をなすように形成されている。
この基板接続部22と上記した応力緩和部17との間の位置には、左右一対の突板25が幅方向に張り出し形成されている。
ハウジング30は合成樹脂製であって、図3ないし図6に示すように、横長のブロック状に形成されている。ハウジング30内には、上記した端子金具10が挿入されるキャビティ31が図示3段に亘って形成されている。キャビティ31は前後両面に開口された形状であって、一段目と三段目とが図示9個ずつ一定ピッチで横一列に並び、二段目では図示10個が同ピッチで横一列に並んで形成され、かつ、一段目及び三段目と、二段目とでは全体的に半ピッチずれた千鳥状に配置されている。
ハウジング30の後面には、ほぼ全域に亘ってリテーナ50を装着するためのリテーナ装着孔37が凹み形成されている。リテーナ装着孔37は、外形が略方形状で所定の深さを有しており、全キャビティ31の後面と連通する形態で形成されている。
上記した各キャビティ31の天井面には、前後方向のほぼ中央部において、端子金具10の金属ランス13に係止可能な第1係止部33が突出形成されている。この第1係止部33は、図7に詳細に示すように、前面が垂直に切り立った係止面34となっているとともに、後面側がテーパ状のガイド面35となっている。
端子金具10は、図1の矢線に示すように、対応するキャビティ31内に後方から挿入され、途中で金属ランス13が弾性撓みして第1係止部33に乗り上げつつ押し込まれ、正規位置まで押し込まれると、図6に示すように、金属ランス13が第1係止部33を通過することにより、復元弾力で元姿勢に復帰し、先端面15が係止面34と対向した状態となる。ここで、金属ランス13は、途中で屈曲されて先端面15が垂直姿勢を取っていることで、同金属ランス13が第1係止部33に係止される際には、先端面15が係止面34に対して面当たりするようになっている。
上記のように、端子金具10が対応するキャビティ31内に正規位置まで挿入されて、金属ランス13と第1係止部33との係合により抜け止めされた状態では、図3に示すように、基板接続部22と応力緩和部17との間に設けられた突板25は、リテーナ装着孔37の奥端寄りに位置し、また、基板接続部22は、基端側の略1/3の長さ領域がリテーナ装着孔37内に残り、先端側の略2/3の長さ領域が、ハウジング30の後面から後方に突出するようになっている。
リテーナ50はハウジング30と同じく合成樹脂製であって、上記したリテーナ装着孔37に緊密に嵌る外形形状を有する厚肉(リテーナ装着孔37の深さの1/3強の厚さ)の板状をなしている。リテーナ50には、端子金具10の端子接続部11を略緊密に挿通可能とした挿通孔51が、キャビティ31の配置と整合した配置によって形成されている。
各挿通孔51の内側の孔縁部には、テーパ状の誘い込み面が形成されており、この誘い込み面が、上記した端子金具10の突板25に係止する第2係止部52となっている。
リテーナ50の外面側の左右の側縁には、上下一対ずつのロック溝54が切り欠き形成されている一方、リテーナ装着孔37の左右の側面には、ロック溝54に嵌合可能な上下一対ずつのロック突部38が対応して形成されている。したがってリテーナ50は、リテーナ装着孔37内に少し入り込んだ位置まで押し込まれたところで、ロック突部38がロック溝54に嵌って抜け止めされるようになっている。
また、リテーナ50の内面には、各段のキャビティ31における下端部と対応する位置、すなわちキャビティ31内に収容された各端子金具10の保護板20と対応する位置において、押圧板55が3段にわたって突出形成されており、上記のようにリテーナ50がロックされる位置まで押し込まれたところで、押圧板55の先端がキャビティ31の後面の位置まで達するようになっている。
なお、ハウジング30における後面側の左右の側縁からは、一対の取付脚40が張り出し形成され、各取付脚40には、ボルトが挿通される取付孔41が開口されている。
また、ハウジング30の外周には、相手の雄コネクタとの間のシールを取るべくシールリング42が嵌着され、シール押さえ43で外れ止めされている。
続いて、本実施形態の作用を説明する。
図1に示すように、各端子金具10は、端子接続部11を先にした姿勢で、ハウジング30に列設された対応するキャビティ31内に後方から挿入され、正規量挿入されると、端子接続部11に設けられた金属ランス13が第1係止部33に係止して抜け止めされる。端子金具10は、突板25をリテーナ装着孔37内に留め、基板接続部22の先端側の所定長さ領域をハウジング30の後面から突出させた状態で収容される。
全ての端子金具10の挿入が完了したら、リテーナ装着孔37に対してリテーナ50が装着される。ここで、端子金具10は第1係止部33で係止されて抜け止めされているから、ハウジング30の向き等を気にすることなくリテーナ50の装着作業を行うことができる。リテーナ50は、各挿通孔51に対応する端子金具10の基板接続部22を挿通したのち、リテーナ装着孔37に嵌め込まれ、押圧板55が収容された端子金具10の保護板20の延出端に当たるまで押し込まれたところで、ロック突部38がロック溝54に嵌って抜け止め状態にロックされる。
このとき、リテーナ50の各挿通孔51の内側の孔縁部に設けられた第2係止部52が、端子金具10における応力緩和部17と基板接続部22との間で張り出し形成された突板25に係止可能に対応する。
ここで仮に正規位置まで挿入されていない、すなわち半挿入の端子金具10があると、リテーナ50が装着されることに伴い、対応する押圧板55が保護板20の延出端に当たって押圧することにより、端子金具10が正規位置まで押し込まれて第1係止部33で抜け止めされる。
このようにハウジング30に対して端子金具10とリテーナ50とが装着され、すなわち基板用コネクタCが完成されたら、同コネクタCが回路基板Kに対して取り付けられる。ここで、各端子金具10の基板接続部22はハウジング30の後面から相当量突出しており、かつ端子金具10はハウジング30に対して後から組み付けられる形態であるためにキャビティ31内での多少のがたつきが生じるため、基板接続部22に異物が触れると、端子金具10すなわち基板接続部22が傾いてしまうおそれがある。しかしながら本実施形態では、各端子金具10の基板接続部22が、リテーナ装着孔37に固定されたリテーナ50における対応した挿通孔51に個々に略緊密に挿通されていることから、各基板接続部22が正規の配列位置に保持される。すなわちリテーナ50がアライメントプレートとして機能している。
ハウジング30を回路基板Kに取り付けるには、各端子金具10の基板接続部22を回路基板Kに開口された対応する取付孔K1に挿入しつつ、ハウジング30の後面を回路基板Kに当てる。それに伴い、取付脚40も回路基板Kに当てられるから、取付孔41にボルトを通して回路基板Kにねじ込むことでハウジング30が固定される。
それとともに、各端子金具10における取付孔K1の裏面側に突出した部分を、同取付孔K1の裏側の孔縁に設けられたランドに対して半田付けする(図3の符号H)ことによって、各端子金具10と対応するランド同士が電気的に接続されることになる。
このように回路基板Kに装着されたコネクタCに対して、前方から相手コネクタが嵌合される。相手コネクタが嵌合されると、相手の雄端子がキャビティ31内に収容された端子接続部11に向けて挿入され、このとき端子金具10は前方から押し込まれるが、応力緩和部17が弾性撓みしつつ、張り出した突板25がリテーナ50の第2係止部52に、金属ランス13がキャビティ31内の第1係止部33にそれぞれ係止して押し込みが停止され、相手の雄端子が端子接続部11に対して正規に接続される。
押し込まれた端子金具10は、キャビティ31内の第1係止部33とリテーナ50の第2係止部52との2箇所で係止されることから、大きな係止力を得て確実に押し込みが規制でき、かつこの間の押込量は応力緩和部17が弾性撓みすることで吸収されることから、押込力が基板接続部22にまで及ぶことが規制され、基板接続部22の半田付け部分Hに応力が掛かることが回避される。
また、2箇所の係止部33,52で係止されるということは、係止力が分散されて個々の係止部33,52に対する負荷は比較的小さく抑えられ、加えてキャビティ31内に設けられた第1係止部33に対して金属ランス13が係止される部分においては、金属ランス13の先端面15が第1係止部33の係止面34に対して面当たりをするようになっている。
金属ランス13が斜め姿勢に切り起こされたままの形状であると、先端面15のエッジが第1係止部33の係止面34に当たることで、合成樹脂製の第1係止部33が削がれるように損傷して係止が不能となるおそれがあるが、本実施形態では金属ランス13の先端面15が面当たりするようになっていることから、第1係止部33を削ぐような事態が生じることが防止され、結果、第1係止部33による係止が確実に担保される。
以上のように本実施形態によれば、押し込まれた端子金具10は、キャビティ31内の第1係止部33とリテーナ50の第2係止部52との2箇所で係止されることから、大きな係止力を得て確実に押し込みが規制でき、かつこの間の押込量は応力緩和部17が弾性撓みすることで吸収されるために、押込力が基板接続部22にまで及ぶことが規制され、基板接続部22の半田付け部分Hに応力が掛かることが回避される。そのため半田付け部分Hにクラックが入ること等を防止することができる。
その上、端子金具10は、端子接続部11、応力緩和部17及び基板接続部22が一列に連なった形状に留められるから、端子金具10を収容するキャビティ31も小型に留めることができ、もってハウジング30の低背化を図ることができる。また、端子金具10をキャビティ31に収容したところで、金属ランス13と第1係止部33との係合で抜け止めされるから、そののちリテーナ50を装着するに際して、ハウジング30の向き等に気を遣う必要がなく、能率良く組み付け作業を行うことができる。
金属ランス13が係止される第1係止部33では、負荷そのものが分散されて小さくなっていることに加え、金属ランス13の先端面15が第1係止部33の係止面34に対して面当たりをするようになっているから、金属ランス13が第1係止部33を削ぐような事態が生じることが防止され、全体としての係止力向上に寄与し得る。
リテーナ50が、各端子金具10の基板接続部22を正規の配置位置に保持するアライメントプレートとして機能するから、端子金具10の基板接続部22を回路基板Kの対応する取付孔K1に挿通しつつハウジング30を回路基板Kに装着する作業がしやすく、組付作業の向上に寄与し得る。
リテーナ50には、正規位置に装着された場合にキャビティ31の後面位置にまで達する押圧板55が設けられているから、仮に半挿入の端子金具10があった場合には、対応する押圧板55が保護板20の延出端に当たって押圧することにより、端子金具10を正規位置まで押し込み、すなわち自動的に位置補正することができる。
<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)上記実施形態では、リテーナについてアライメント機能も備えたものを例示したが、端子金具の基板接続部は個々の挿通孔に挿通されるのではなく、例えば各段の端子金具の基板接続部は共通の貫通溝に揃って貫通させる形式のもの等、アライメント機能を有しないものであってもよい。
(2)端子金具に設けた応力緩和部は、上記実施形態に例示した形状に限らず、例えばスリットを有しない幅狭の形状や、全体を波形に屈曲させる等、他の形状を採用してもよい。
(3)リテーナに設ける押圧部は、個々の端子金具と対応するように柱状に形成してもよい。逆に押圧部を設けることは割愛してもよく、そのようなものも本発明の技術的範囲に含まれる。
(4)上記実施形態では、端子金具の基板接続部が半田付けにより回路基板に接続される場合を例示したが、基板接続部に拡幅した弾性変位部を設けて、同弾性変位部を回路基板の導電性を有する取付孔内に圧入して接続するプレスフィット形式のものにも、本発明は同様に適用することができる。
C…基板用コネクタ
K…回路基板
K1…取付孔
H…半田付け部分
10…端子金具
11…端子接続部
13…金属ランス
14…屈曲部
15…(金属ランス13の)先端面
17…応力緩和部
20…保護板
22…基板接続部
25…突板(突部)
30…ハウジング
31…キャビティ
33…第1係止部
34…係止面
37…リテーナ装着孔
50…リテーナ
51…挿通孔
52…第2係止部
55…押圧板(押圧部)

Claims (3)

  1. 相手の雄端子が挿入接続される筒形の端子接続部と、弾性撓み可能な応力緩和部と、回路基板に接続される基板接続部とを連ねて設けた端子金具と、
    前記端子金具が収容されるキャビティを複数整列して設け前記回路基板に固定されるハウジングとが具備され、
    前記端子金具の前記端子接続部には、前記キャビティ内に設けられた第1係止部に係止する金属ランスが切り起こしにより形成され、かつ前記金属ランスにはその先端面を前記第1係止部に面当たりさせるべく途中に屈曲部が設けられているとともに、
    前記端子金具の前記応力緩和部と前記基板接続部との間には突部が張り出し形成される一方、前記ハウジングの前記回路基板との対向面には、前記端子金具の前記基板接続部が貫通されかつ前記突部に係止可能な第2係止部を設けたリテーナが装着されていることを特徴とする基板用コネクタ。
  2. 前記リテーナには、前記端子金具の前記基板接続部を個別に挿通可能な挿通孔が前記端子金具の配列と整合して形成されており、各挿通孔の内側の孔縁部が前記第2係止部とされていることを特徴とする請求項1記載の基板用コネクタ。
  3. 前記端子金具における前記応力緩和部を挟んだ幅方向の両側には、一対の保護板が前記端子接続部から延出した形態で設けられ、かつ前記リテーナの内面には、同リテーナが前記ハウジングに装着された場合に前記各端子金具における前記保護板の延出端に当接可能な押圧部が突出形成されていることを特徴とする請求項1または請求項2記載の基板用コネクタ。
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