JP2013122877A - コネクタ - Google Patents

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Abstract

【課題】
簡単な工程で確実な接触状態を得ることが可能なコネクタを提供することを目的とする。
【解決手段】
コネクタ1は、ハウジング11と、抜止め片12と、コンタクト14とを備える。ハウジング11は、基板21の穴21hに挿入される脚部111、および、基板21の表面21a側に位置する頭部112を有する。抜止め片12は、片持ちばね部122を有する。片持ちばね部122は、脚部111の、基板21の裏面側に突出した箇所に固定されて、脚部111の穴21hへの挿入時に脚部111の側面111sに近づく向きに変形し穴を通過すると変形から回復して基板21を抜け止めする。コンタクト14は、頭部111から基板21に向かって突出している。コンタクト14は、脚部111の穴21hへの挿入時に基板21の表面21aの接点23に押されて弾性変形し、抜止め片12で抜け止めされた状態で接点23を押圧する。
【選択図】 図3

Description

本発明は、コネクタに関する。
基板の、素子が実装された面に、その反対面側から電力を供給するため、コネクタを介して接続を行うことが知られている。例えば、LED(Light Emitting Diode:発光ダイオード)電球に内蔵される光源ユニットには、LED素子が実装されたLED基板が備えられている。LED基板には、LED素子の実装面とは反対側すなわち裏面側に配置された回路基板から電力が供給される。例えば、LED基板の表面には第1のコネクタが半田付けされている。LED基板の裏面側からは、電源供給のためのリード線が延びており、リード線の先端には第1のコネクタと嵌合する第2のコネクタが接続されている。光源ユニットの組立工程では、リード線を、LED基板の隙間や穴を通してLED基板の裏面側から表面側に引き回し、リード線の先の第2のコネクタを、LED基板の表面に配置された第1のコネクタと嵌合させることとなる。
ここで、組立作業の単純化または機械化のため、リード線を用いることなく電気接続を図ることが考えられる。例えば、特許文献1には、基板に設けられた開口部の一面側から挿通させるボトムエントリ型コネクタが示されている。このボトムエントリ型コネクタには、基板に係止する弾性アームを備えた補強金具が具備されている。
特許文献2にも、ボトムエントリ型コネクタが示されている。このボトムエントリ型コネクタは、ハウジングと、ハウジングに圧入固定された多数のリード端子と、補強金具とを備えている。ハウジングには、把持ブロックが設けられている。また、ハウジングに取り付けられた補強金具は、支持片を有する。多数のリード端子は、ボトムエントリ型コネクタが基板と組み合った状態で基板に接触または近接するよう並んで配置されている。リード端子は、支持片で支持した基板に半田接続される。
特開2002−246085号公報 特開2005−285352号公報
しかしながら、特許文献1のボトムエントリ型コネクタは、基板からの浮きを防止するため、補強金具自体の半田付けが不可欠となる。また、特許文献2のボトムエントリ型コネクタは、多数のリード端子を半田付けする必要がある。リード端子のすべてを半田付けしないと、一部のリード端子が基板から離れ、不導通の原因となる。
本発明は上記問題点を解決し、簡単な工程で確実な接触状態を得ることが可能なコネクタを提供することを目的とするものである。
上記目的を達成する本発明のコネクタは、
表裏面を有し、この表裏面に貫通した穴が形成され、表面の、穴の近傍に接点が設けられ、この接点を介して電力を受け取る素子が少なくとも表面に実装された基板の穴にこの基板の表面側から挿入され基板の表裏面双方から突出した状態で基板と組み合うコネクタであって、
上記穴への挿入時に穴の縁と対面する側面を有し穴に挿入されて上記基板の裏面側に突出する脚部、および、この脚部が穴に挿入された状態においてこの基板の表面側に位置しこの基板の表面に沿う方向について上記接点と対面する位置まで広がった寸法を有する頭部を有するハウジングと、
上記脚部の、上記穴に挿入された状態における上記基板の裏面側に突出した箇所に一端が固定されて、この側面から斜めに離れながら上記基板の裏面に向かって延び、この脚部の、この穴への挿入時に穴の縁に押されて上記側面に近づく向きに変形し上記頂部が穴を上記基板の裏面側に通過すると変形から回復してこの基板を抜け止めする片持ちばね部を有する抜止め片と、
上記頭部から上記基板表面に向かって突出した形状を有し、上記脚部の上記穴への挿入時に上記基板表面の上記接点に押されて弾性変形し上記抜止め片で抜け止めされた状態でこの接点を押圧する、この接点への電力供給を担うコンタクトとを備えたことを特徴とする。
本発明のコネクタでは、ハウジングの脚部を、基板の穴に表面側から挿入すると、コンタクトが基板表面の接点に押されて弾性変形するとともに、抜止め片の頂部が穴を通過して基板を抜け止めする。コンタクトは、抜止め片で抜け止めされた状態で弾性変形し、接点を押圧する。このため、脚部の挿入のみによって、コネクタが基板に抜け止めされ、しかもコンタクトと接点とが押圧力によって確実に接続される。
ここで、上記本発明のコネクタにおいて、上記片持ちばね部は、上記基板の裏面に向かって、上記コネクタが上記基板と組み合った状態において上記頭部と上記基板表面との間に隙間が空く位置まで延びていることが好ましい。
頂部と基板表面との間に隙間が空くことによって、例えば、コネクタが基板と組み合った後で、基板や素子以外の部分に不具合が生じた場合には、抜止め片を脚部に向かって押し込むことで、抜け止めが滑らかに解除できる。したがって、基板の再利用が可能である。また、組立時における抜止め片の変形からの回復、すなわち抜け止めの動作も滑らかになる。
また、上記本発明のコネクタにおいて、上記抜止め片は、
上記片持ちばね部に続き、該片持ちばね部の前記基板の裏面に向かって延びた先端から上記側面に向かって折れ曲がった曲がり部と、
上記曲がり部の上記脚部に近づいた側の先端から上記頭部に向かって折れ曲がり、当該コネクタが上記基板と組み合った状態において上記穴に内装されて穴の縁に沿って広がる内装部とを有することが好ましい。
内装部を有することで、例えば基板に過度の外力が掛かった場合でも、抜止め片が脚部から離れる向きに開き破損する事態や接触不良が回避される。
以上説明したように、本発明によれば、簡単な工程で確実な接触状態を得ることが可能なコネクタが実現する。
本発明のコネクタの一実施形態が用いられる光源モジュールを示す斜視図である。 図1に示す光源モジュールの分解斜視図である。 図1および図2に示すコネクタを上方から見た斜視図である。 図3に示すコネクタを下方から見た斜視図である。 図3に示すコネクタの側面図である。 ハウジングを示す斜視図である。 抜止め片を示す斜視図である。 コンタクトを示す斜視図である。 図5に示すコネクタの、コンタクトを通る断面を示す断面図である。 光源モジュールを示す正面図である。 光源モジュールを示す平面図である。 図11に示す光源モジュールMの12−12線断面を示す断面図である。 図11に示す光源モジュールMの13−13線断面を示す断面図である。
以下図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図1は、本発明のコネクタの一実施形態が用いられる光源モジュールを示す斜視図である。また、図2は、図1に示す光源モジュールの分解斜視図である。図1および図2には、光源モジュールに電力を供給する電源基板も示されている。
図1に示す光源モジュールMは、電源基板3とともに、図示しないLED電球に内蔵される部品である。電源基板3は、図示しない種々の電子部品が実装された平板状の回路基板である。電源基板3は、例えば電球の口金を介して供給された商用電力を変換して光源モジュールMに供給する。電源基板3は縁の一部が突出した形状を有している。この突出した部分には、表裏両面に、光源モジュールMに電力を供給するための端子31が設けられている。なお図2には、2つの端子31のうちの一方のみが現れている。
光源モジュールMは、コネクタ1およびLEDモジュール2を有する組立体である。コネクタ1は、本発明のコネクタの一実施形態である。
LEDモジュール2は、LED基板21と、LED基板21上に実装された複数のLED素子22とを有する。LED基板21は本発明にいう基板の一例に相当し、LED素子22は本発明にいう素子の一例に相当する。
LED基板21は円板状であり、中央付近に穴21hが設けられている。LED基板21の穴21hの近傍には、導体パターンからなる2つの端子23が設けられている。2つの端子23は、穴21hを挟んだ両側に配置されている。
LED素子22は、LED基板21の表裏面のうちの一方に半田又はワイヤボンディングで接続されている。LED素子22が配置された面を表面21aと称し、その反対の面を裏面21bを称する。LED基板21の端子23は、LED素子22と同様に表面21aに配置されている。LED素子22と端子23とは、LED基板21の表面21a又はLED基板21内に形成された図示しない導体パターンを介して電気的に結合されている。
コネクタ1は、電源基板3とLEDモジュール2とを電気的に結合し、電源基板3からLEDモジュール2に電力を供給するための部品である。より詳細には、コネクタ1は、LED基板21の裏面21b側に配置された電源基板3の端子31と、LED基板21の表面21aに設けられた端子23とを電気的に結合する。コネクタ1は、図1に示すように、LED基板21の穴21hに、LED基板21の表面21a側から挿入される。コネクタ1は、LED基板21の表裏面双方から突出した状態でLED基板21と組み合う。
図3は、図1および図2に示すコネクタを上方から見た斜視図である。図4は、図3に示すコネクタを下方から見た斜視図である。図5は、図3に示すコネクタの側面図である。
本実施形態のコネクタ1は、ハウジング11、2つの抜止め片12、および2つのコンタクト14を備えている。
[ハウジング]
図6は、ハウジングを示す斜視図である。
図3〜図6を併せて参照してハウジング11について説明する。ハウジング11は、脚部111および頭部112を有する。ハウジング11は、絶縁性の樹脂材料からなる部材であり、脚部111および頭部112は一体に形成されている。脚部111は、LED基板21の穴21h(図2参照)に挿入される柱状の部分である。脚部111の側面111sは、脚部111が穴21h(図2参照)に挿入される時に穴21hの縁21eと対面する。脚部111の先端には、電源基板3(図2参照)の端子31が設けられた部分を受容する受容凹部11hが設けられている。
頭部112は、脚部111が穴21h(図2参照)に挿入された図1に示す状態において、LED基板21の表面21a側(図2参照)に位置する。頭部112は、LED基板21の表面21a(図2参照)に沿う方向について、穴21h(図2参照)よりも大きな寸法を有する。また、頭部112は、LED基板21の表面21a(図2参照)に沿う方向について、端子23(図2参照)と対面する位置まで広がった寸法を有する。
[抜止め片]
図7は、抜止め片を示す斜視図である。
図3〜図5および図7を参照して抜止め片12について説明する。抜止め片12は、ハウジング11がLED基板21(図2参照)と組み合った状態で、LED基板21からの抜け止めをする部材である。抜止め片12は、弾性を有する金属製の板を打抜きおよび曲げ加工して形成された部材である。抜止め片12は、図7に示すように、固定部121、片持ちばね部122、曲がり部123、および、内装部124を有する。ここで、固定部121および片持ちばね部122の組合せが、本発明にいう片持ちばね部の一例に相当する。
固定部121は、抜止め片12の一端に配置されており、ハウジング11に固定されている。固定部121は、具体的には、ハウジング11の脚部111のうち、穴21h(図2参照)に挿入された状態における、LED基板21の裏面21b(図2参照)側に突出する箇所に固定されている。図6に示すように、ハウジング11の脚部111の側面111sには、溝111gが設けられている。固定部121は溝111gの壁に設けられた穴111hに圧入で固定されている。
片持ちばね部122は、固定部121に続いて延びた部分である。片持ちばね部122は、頭部112に向かって、ハウジング11の側面111s(溝111g)から離れながら斜めに延びている。曲がり部123は、片持ちばね部122に続き、片持ちばね部122の先端から折れ曲がり側面111sに向かって延びた部分である。片持ちばね部122の先端、すなわち、片持ちばね部122と曲がり部123の境は、ハウジング11の側面111sから突出した頂部12tとなっている。内装部124は、曲がり部123の、脚部111に近づいた側の先端からハウジング11の頭部112に向かって折れ曲がった部分である。内装部124は、コネクタ1がLED基板21(図2参照)と組み合った時点で、LED基板21の穴21h(図2参照)に内装されることとなる。抜止め片12の片持ちばね部122および曲がり部123は、頂部12tを先端として、ハウジング11の側面111sから突出している。ただし、抜止め片12は片持ちばねであるため、側面111sに向かう力を受けると、変形してハウジング11の脚部111の溝111g内に収容される。
[コンタクト]
図8は、コンタクトを示す斜視図である。図3〜図5および図8を参照してコンタクト14について説明する。
コンタクト14は、金属製の板を打抜きおよび曲げ加工して形成された導電性部材である。コンタクト14は、図8に示すように、固定部141、第1接触部142、および第2接触部143を有する。
固定部141は、ハウジング11に圧入固定される部分である。第1接触部142と第2接触部143とは、固定部141から互いに反対向きに延びている。第1接触部142は、LED基板21の表面21aに設けられた端子23(図2参照)に接触する部分である。また、第2接触部143は、電源基板3の端子31(図2参照)に接触する部分である。第1接触部142は、固定部141から延び、図5に示すようにハウジング11の頭部112から突出している。
図9は、図5に示すコネクタの、コンタクトを通る断面を示す断面図である。
コンタクト14の固定部141はハウジング11の脚部111に圧入で固定されている。第1接触部142は、固定部141からハウジング11の頭部112に向かって延びている。第1接触部142は、頭部112の内側で曲がって、頭部112の下面から下方へ突出している。より詳細には、第1接触部142は、コネクタ1の脚部111が、LED基板21の穴21h(図2参照)に挿入される姿勢において、LED基板21の表面21a(図2参照)に向かって突出している。
第2接触部143は、固定部141から、第1接触部142とは反対向き、すなわち、脚部111の先端に向かって延びている。第2接触部143は、脚部111の内側で折り返すように曲がっている。第2接触部143の先端部分は、ハウジング11の脚部111の先端に開口した、電源基板3を受容する受容凹部11hの内部に露出している。受容凹部11h内では、2つの第2接触部143が対向している。電源基板3の、端子31(図2参照)が設けられた突出した部分が受容凹部11hに挿入されると、2つの第2接触部143が、電源基板3の両面に設けられた端子31(図2参照)に接触することとなる。このとき、2つの第2接触部143は弾性変形するとともに、弾性力で電源基板3を挟む。
再び図5を参照して、抜止め片12の配置位置について説明する。コネクタ1の脚部111が穴21hに挿入される挿入方向Zにおいて、抜止め片12の頂部12tから頭部112の下面までの距離D1は、LED基板21の厚さT(図2参照)よりも大きい。また、挿入方向Zにおいて、抜止め片12の頂部12tからコンタクト14の第1接触部142までの距離D2は、LED基板21の厚さT(図2参照)よりも小さい。
[光源モジュール]
続いて、上述したコネクタ1のLEDモジュール2への組み付け、および組み付けにより完成する光源モジュールMについて説明する。
図10は、光源モジュールMを示す正面図である。また、図11は、光源モジュールMを示す平面図である。なお、図10以降では、LEDモジュール2のLED素子22の図示は省略されている。
図10および図11に示す光源モジュールMでは、コネクタ1のハウジング11が、LED基板21を貫通している。また、コネクタ1のコンタクト14、より詳細には、コンタクト14の第1接触部142が、LED基板21の表面21aに設けられた端子23に接触している。
図12は、図11に示す光源モジュールMの12−12線断面を示す断面図である。
コネクタ1の抜止め片12が有する片持ちばね部122は、上述したように、ハウジング11の脚部111の側面111sから斜めに離れながらLED基板21の裏面21bに向かって延びている。片持ちばね部122の先端は頂部12tである。
光源モジュールMの組立てでは、コネクタ1の脚部111をLED基板21の穴21hに挿入する。脚部111は、穴21hに、側面111sを穴21hの縁21eに対面させながら挿入される。脚部111が穴21hに挿入される時、抜止め片12の片持ちばね部122が穴21hの縁21eに押されて変形する。片持ちばね部122は、側面111sに向かって変位する。頂部12tが、穴21hを通過してLED基板21の裏面21b側に達すると、抜止め片12は変形から回復する。このとき、片持ちばね部122の頂部12tは、図12に示すように、側面111sから突出して、LED基板21の裏面21bに係合する。したがって、LED基板21が確実に抜け止めされる。
また、抜止め片12の内装部124は、穴21hに内装されて穴21hの縁21eに沿って広がった状態となっている。このため、例えばLED基板21に対し挿入方向Zの外力が掛かった場合でも、抜止め片12が脚部111から離れる向きに開いて破損する事態が回避される。
図13は、図11に示す光源モジュールMの13−13線断面を示す断面図である。
コンタクト14は、脚部111が穴21hに挿入される時、LED基板21の表面21aの端子23に押される。したがって、コンタクト14は、第1接触部142が頭部112に向かって変位するように弾性変形する。LED基板21が抜止め片12(図12参照)によって抜け止めされた時点で、コンタクト14の第1接触部142の変位量は、LED基板21の厚さT(図2参照)から、図5に示す、抜止め片12の頂部12tからコンタクト14の第1接触部142までの距離D2(図5参照)を引いた差分である。コンタクト14(図13参照)は、この変位量に応じた弾性力によって端子23を押圧している。また、図10に示すように、コンタクト14は、弾性力によってLED基板21を、抜止め片12の頂部12tに押し付けている。
このようにして、LED基板21とコネクタ1との電気的な結合が、半田接続を用いることなく、脚部111をLED基板21の穴21hに挿入する操作だけで確実に行われる。したがって、挿入の操作は、組立機械による自動化にも適している。なお、脚部111が穴21hに挿入される過程で、図10に示す位置よりもさらに挿入される場合には、頭部112がLED基板21に当たることによって挿入が止まる。したがって、頭部112はコンタクト14の過応力防止部として機能するので、コンタクト14の過度な変形が抑えられる。
ここで、図5を参照して説明したように、抜止め片12の頂部12tから頭部112までの距離D1は、LED基板21の厚さT(図2参照)よりも大きい。したがって、図10に示すように、コネクタ1がLED基板21と組み合った状態において、頭部112とLED基板21表面21aとの間には、隙間Gが空いている。隙間Gは、頂部12tから頭部112までの距離D1から、LED基板21の厚さT(図2参照)を引いた差にほぼ等しい。
抜止め片12は、LED基板21を、頭部112との間に隙間Gを開けた状態で保持している。このため、抜止め片12を脚部111に向かって押し込むことで、抜止め片12による抜け止めが滑らかに解除できる。例えば、コネクタ1がLED基板21と組み合った後で、光源モジュールMのうちLEDモジュール2以外の部分に不具合が生じた場合には、LEDモジュール2を破壊することなくコネクタ1から離脱させることが可能である。したがって、LEDモジュール2の再利用が可能である。また、光源モジュールMの組立ての時にも、LED基板21の穴21hの縁21eに押されて一旦変形した抜止め片12の回復、すなわち抜け止め動作がスムーズである。
なお、上述した実施形態には、本発明にいうコネクタの例として、2つの抜止め片12と、2つのコンタクト14とを備えたコネクタ1が示されている。ただし、本発明はこれに限られるものではなく、例えば、抜止め片の数は3つ以上または単数でもよく、またコンタクトの数は3つ以上であってもよい。
また、上述した実施形態における抜止め片12は、曲がり部123、および内装部124を有している。ただし、本発明はこれに限られるものではなく、抜止め片12は、例えば、曲がり部および内装部を有さず、片持ちばね部の先端が切断された形状であってもよい。
また、上述した実施形態におけるコネクタ1が貫通するLED基板21には、LED素子が表面に実装されている。ただし、本発明のコネクタが貫通する基板はこれに限られるものではなく、各種の電子素子が実装された基板であってよく、また、素子は基板の裏面にも実装されていてよい。
1 コネクタ
11 ハウジング
111 脚部
111s 側面
112 頭部
12 抜止め片
12t 頂部
122 片持ちばね部
123 曲がり部
124 内装部
14 コンタクト
141 固定部
142 第1接触部
143 第2接触部
21 基板
21a 表面
21h 穴
22 LED素子

Claims (3)

  1. 表裏面を有し、該表裏面に貫通した穴が形成され、表面の、該穴の近傍に接点が設けられ、該接点を介して電力を受け取る素子が少なくとも表面に実装された基板の該穴に該基板の表面側から挿入され該基板の表裏面双方から突出した状態で該基板と組み合うコネクタであって、
    前記穴への挿入時に該穴の縁と対面する側面を有し該穴に挿入されて前記基板の裏面側に突出する脚部、および、該脚部が穴に挿入された状態において該基板の表面側に位置し該基板の表面に沿う方向について前記接点と対面する位置まで広がった寸法を有する頭部を有するハウジングと、
    前記脚部の、前記穴に挿入された状態における前記基板の裏面側に突出した箇所に一端が固定されて、該側面から斜めに離れながら前記基板の裏面に向かって延び、該脚部の、該穴への挿入時に該穴の縁に押されて前記側面に近づく向きに変形し該穴を前記基板の裏面側に通過すると変形から回復して該基板を抜け止めする片持ちばね部を有する抜止め片と、
    前記頭部から前記基板表面に向かって突出した形状を有し、前記脚部の前記穴への挿入時に前記基板表面の前記接点に押されて弾性変形し前記抜止め片で抜け止めされた状態で該接点を押圧する、該接点への電力供給を担うコンタクトとを備えたことを特徴とするコネクタ。
  2. 前記片持ちばね部は、前記基板の裏面に向かって、前記コネクタが前記基板と組み合った状態において前記頭部と前記基板表面との間に隙間が空く位置まで延びていることを特徴とする請求項1記載のコネクタ。
  3. 前記抜止め片は、
    前記片持ちばね部に続き、該片持ちばね部の前記基板の裏面に向かって延びた先端から前記側面に向かって折れ曲がった曲がり部と、
    前記曲がり部の前記脚部に近づいた側の先端から前記頭部に向かって折れ曲がり、当該コネクタが前記基板と組み合った状態において前記穴に内装されて該穴の縁に沿って広がる内装部とを有することを特徴とする請求項1又は2記載のコネクタ。
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