JP2013222695A - 基板コネクタ - Google Patents

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Abstract

【課題】回路基板に対して手間のかかる半田付け作業が不要で、しかも、接続時に衝突やこじりによる端子金具の破損を招くおそれがなく、外部機器からのケーブルに接続された端子金具を簡単に回路基板上の接点パターンに導通接続させることのできる基板コネクタを提供すること。
【解決手段】回路基板10の表面に先端面を突き合わせることで収容保持している端子金具30の先端面を回路基板10上の接点パターンに当接させるコネクタ本体40と、回路基板10に取り付けられてコネクタ本体40の先端面を回路基板10の表面に突き合わせた状態に係止するコネクタ受け部材50と、を備え、端子金具30は、接点パターンに当接する接点部33bが、接点パターンとの当接により弾性変形して所定の接触圧を得るばね片により提供される。
【選択図】図15

Description

本発明は、回路基板上に所定の配列ピッチで配列された接点パターンに、外部機器からのケーブルに接続された端子金具を導通接続する基板コネクタに関する。
図17は、基板コネクタの従来例を示したものである。この基板コネクタ100は、下記特許文献1に開示されたものである。
この基板コネクタ100は、回路基板200の上に載置される樹脂製のコネクタハウジング110と、該コネクタハウジング110に埋設装備された針状の複数の雄端子金具120と、を備える。
各雄端子金具120は、その一端121がコネクタハウジング110内に位置している。そして、雄端子金具120の他端122は、コネクタハウジング110の後端から延出した後、回路基板200側に折り曲げられ、回路基板200に形成されたスルーホール201に挿通される。
スルーホール201に挿通された雄端子金具120の他端122は、スルーホール201に形成された接点パターンに半田付けされることで、回路基板200上の接点パターンに導通接続される。また、各雄端子金具120を接点パターンに半田付けすることによって、基板コネクタ100が回路基板200に固定される。
この基板コネクタ100には、図示はしていないが、外部機器からのケーブルに接続された機器側コネクタが嵌合接続される。機器側コネクタは、雄端子金具120の一端121に雌雄嵌合する雌端子金具を収容保持した構成である。
特開2011−70827号公報
ところが、前述した基板コネクタ100は、当該基板コネクタ100を回路基板200に取り付ける際に、手間のかかる半田付け作業が必要となるという問題があった。
また、外部機器からのケーブルを回路基板200の接点パターンに導通接続させるには、機器側コネクタを基板コネクタ100に嵌合させて、それぞれのコネクタに保持されている端子金具相互を雌雄嵌合させる必要があるが、端子金具相互を雌雄嵌合させる際に、端子相互の衝突やこじりにより端子金具の破損を招くおそれがあった。
そこで、本発明の目的は、上記課題を解消することに係り、回路基板に対して手間のかかる半田付け作業が不要で、しかも、接続時に衝突やこじりによる端子金具の破損を招くおそれがなく、外部機器からのケーブルに接続された端子金具を簡単に回路基板上の接点パターンに導通接続させることのできる基板コネクタを提供することにある。
本発明の前述した目的は、下記の構成により達成される。
(1)回路基板上に所定の配列ピッチで配列された接点パターンに、外部機器からのケーブルに接続された端子金具を導通接続する基板コネクタであって、
前記端子金具を前記接点パターンの配列ピッチに対応した配列ピッチで収容保持すると共に、前記接点パターンが配列された前記回路基板の表面に先端面を突き合わせることで、収容保持している前記端子金具の先端面を前記接点パターンに当接させるコネクタ本体と、
前記回路基板に取り付けられ、前記コネクタ本体の先端面を前記回路基板の表面に突き合わせた状態に係止するコネクタ受け部材と、
を備え、
前記端子金具は、前記接点パターンに当接する接点部が、前記接点パターンとの当接により所定の弾性変形することで前記接点パターンに対して所定の接触圧を得るばね片により提供されることを特徴とする基板コネクタ。
(2)前記端子金具の前記接点部は、前記接点パターンとの当接により弾性変形する際、前記接点パターンの表面を擦るように、前記接点パターンの面方向に沿って弾性変位することを特徴とする上記(1)に記載の基板コネクタ。
(3)前記ばね片は、一部が端子本体の先端から突出するように、一対の側壁間に配置され、前記端子本体の一方の前記側壁に連設された帯状の板片を、その一部が前記端子本体の先端から突出するように折り曲げることで、前記端子本体に一体形成され、前記端子本体の先端から突出する部位の先端が前記接点部として機能し、前記端子本体内に位置する部位が前記接点部を突出方向とは逆側に弾性変位させるばね部として機能することを特徴とする上記(1)又は(2)に記載の基板コネクタ。
(4)前記コネクタ受け部材は、前記コネクタ本体が嵌合する筒状部と、該筒状部の外面に突設されたボス部と、を備え、
前記コネクタ本体は、回動可能に取り付けられた嵌合操作レバーと、該嵌合操作レバーに形成されて該嵌合操作レバーの回動操作により前記ボス部を前記コネクタ本体の嵌合方向に沿って引き込んで前記コネクタ本体を前記コネクタ受け部材に結合させるカム溝と、を備えることを特徴とする上記(1)〜(3)のいずれかに記載の基板コネクタ。
上記(1)の構成によれば、外部機器からのケーブルに接続された端子金具と、回路基板上の接点パターンとの導通接続は、コネクタ本体を回路基板上のコネクタ受け部材に結合して、コネクタ本体の先端面を回路基板の表面に突き合わせることによって、コネクタ本体に保持されている端子金具の先端面を回路基板上の接点パターンに当接させることにより実現する。そのため、外部機器からのケーブルを回路基板の接点パターンに導通接続する際に、回路基板に対して手間のかかる半田付け作業が不要である。
しかも、外部機器からのケーブルに接続された端子金具と、回路基板上の接点パターンとの導通接続は、互いの突き合わせによる接触によって行っており、接続時に衝突やこじりの発生原因となる端子金具相互の雌雄嵌合が存在しないため、接続時に衝突やこじりによる端子金具の破損を招くおそれもない。
従って、外部機器からのケーブルに接続された端子金具を簡単に回路基板上の接点パターンに導通接続させることができる。
また、端子金具は、接点パターンに当接する接点部が、接点パターンとの当接により所定の弾性変形することで接点パターンに対して所定の接触圧を得るばね片により提供される。そのため、コネクタ本体の寸法誤差や、組立誤差の影響を受けずに安定した電気的接続状態を確保することができ、接点パターンと端子金具との接続信頼性を向上させることができる。
上記(2)の構成によれば、端子金具の接点部が回路基板の接点パターンに当接した際には、接点部が弾性変位する際に接点パターンの表面を擦り、互いの接触面上の酸化皮膜除去に有効なワイピングが行われる。そのため、酸化皮膜による電気的な接続特性の低下を防止することができる。
上記(3)の構成によれば、部品点数を増やすことなく、弾性変位する接点部を備えた端子金具を容易に提供することができる。
上記(4)の構成によれば、コネクタ本体とコネクタ受け部材との結合は、嵌合操作レバーの回動操作で簡単に実現することができ、コネクタ本体とコネクタ受け部材との結合作業を容易にすることができる。
本発明による基板コネクタによれば、外部機器からのケーブルに接続された端子金具と、回路基板上の接点パターンとの導通接続は、コネクタ本体を回路基板上のコネクタ受け部材に結合して、コネクタ本体の先端面を回路基板の表面に突き合わせることによって、コネクタ本体に保持されている端子金具の先端面を回路基板上の接点パターンに当接させることにより実現する。そのため、外部機器からのケーブルを回路基板の接点パターンに導通接続する際に、回路基板に対して手間のかかる半田付け作業が不要である。
しかも、外部機器からのケーブルに接続された端子金具と、回路基板上の接点パターンとの導通接続は、互いの突き合わせによる接触によって行っており、接続時に衝突やこじりの発生原因となる端子金具相互の雌雄嵌合が存在しないため、接続時に衝突やこじりによる端子金具の破損を招くおそれもない。
従って、外部機器からのケーブルに接続された端子金具を簡単に回路基板上の接点パターンに導通接続させることができる。
また、端子金具は、接点パターンに当接する接点部が、接点パターンとの当接により所定の弾性変形することで接点パターンに対して所定の接触圧を得るばね片により提供される。そのため、コネクタ本体の寸法誤差や、組立誤差の影響を受けずに安定した電気的接続状態を確保することができ、接点パターンと端子金具との接続信頼性を向上させることができる。
以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態(以下、「実施形態」という。)を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。
本発明に係る基板コネクタの一実施形態の分解斜視図である。 図1に示した回路基板を表面側から視た斜視図である。 図1に示した端子金具の縦断面図である。 図1に示したコネクタ本体の分解斜視図である。 一実施形態のコネクタ受け部材とコネクタ本体とを対向させた状態の斜視図である。 図5に示したコネクタ受け部材とコネクタ本体との側面図である。 図6に示したコネクタ受け部材とコネクタ本体とを嵌合開始位置に突き合わせた状態の側面図である。 図7に示した基板コネクタの縦断面図である。 図7のA−A断面図である。 図9のB部の拡大図である。 嵌合操作レバーの回動操作によってコネクタ受け部材とコネクタ本体とが嵌合途中の状態の側面図である。 図11に示した基板コネクタの縦断面図である。 嵌合操作レバーの回動操作によってコネクタ受け部材とコネクタ本体とが嵌合が完了した状態の側面図である。 図13に示した基板コネクタの縦断面図である。 図13のC−C断面図である。 図15のD部の拡大図である。 従来の基板コネクタの縦断面図である。
以下、本発明に係る基板コネクタの好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図1〜図16は本発明に係る基板コネクタの一実施形態を示したもので、図1は本発明の一実施形態の基板コネクタの分解斜視図、図2は図1に示した回路基板を表面側から視た斜視図、図3は図1に示した端子金具の縦断面図、図4は図1に示したコネクタ本体の分解斜視図、図5は一実施形態のコネクタ受け部材とコネクタ本体とを対向させた状態の斜視図、図6は図5に示したコネクタ受け部材とコネクタ本体との側面図、図7は図6に示したコネクタ受け部材とコネクタ本体とを嵌合開始位置に突き合わせた状態の側面図、図8は図7に示した基板コネクタの縦断面図、図9は図7のA−A断面図、図10は図9のB部の拡大図、図11は嵌合操作レバーの回動操作によってコネクタ受け部材とコネクタ本体とが嵌合途中の状態の側面図、図12は図11に示した基板コネクタの縦断面図、図13は嵌合操作レバーの回動操作によってコネクタ受け部材とコネクタ本体とが嵌合が完了した状態の側面図、図14は図13に示した基板コネクタの縦断面図、図15は図13のC−C断面図、図16は図15のD部の拡大図である。
この一実施形態の基板コネクタ1は、図1〜図3に示すように、回路基板10上に所定の配列ピッチで配列された複数の接点パターン11に、外部機器からのケーブル20に接続された複数の端子金具30を導通接続するコネクタである。
本実施形態の基板コネクタ1が接続される回路基板10は、多層の回路基板で、中間層に回路パターンや電子回路が形成されている。また、図2に示すように、片側の表面に、複数の接点パターン11が所定の配列ピッチで配列されている。更に、複数の接点パターン11が装備された領域を挟む両側に、基板コネクタ1を嵌合接続するための後述の受け部材本体51に回路基板10を取り付けるための取付孔12が装備されている。
外部機器からのケーブル20に接続される端子金具30は、金属板のプレス成形品で、図1及び図3に示すように、ケーブル20の被覆部21に加締め付けられる被覆固定片31と、ケーブル20の導体22に加締め付けられる導体圧着片32と、接点パターン11に接続するための箱部33と、を備えている。
箱部33は、金属板を角筒状に成形した端子本体33aの先端に、接点部33bを突出装備したものである。接点部33bは、先端面を接点パターン11に当接させることで接点パターン11に導通接続される。本実施形態の場合、接点部33bは、接点パターン11との当接により所定の弾性変形することで接点パターン11に対して所定の接触圧を得るばね片34により提供される。
ばね片34は、一部が端子本体33aの先端から突出するように、一対の側壁33c、33c間に配置されている。このばね片34は、端子本体33aの一方の側壁33cに連設された帯状の板片を、その一部が端子本体33aの先端から突出するように折り曲げることで、端子本体33aに一体形成されている。このばね片34は、端子本体33aの先端から突出する部位の先端が前記接点部33bとして機能する。また、このばね片34は、図3に示すように、端子本体33a内に位置する部位が接点部33bを突出方向とは逆側に弾性変位させるばね部として機能する。
また、本実施形態における接点部33bは、接点パターン11との当接により弾性変形する際、接点パターン11との当接方向(図3の矢印X1方向)に対して距離L1だけ弾性変位して、電気的接続に必要な所定の接触圧を得る。更に、接点部33bは、接点パターン11との当接により弾性変形する際、接点パターン11の表面を擦るように、接点パターン11の面方向(図3の矢印Y1方向)に沿って距離L2だけ弾性変位するように、ばね片34の曲げ形状が設定されている。
図3において、斜線を施したばね片34Aは、接点部33bの先端面が接点パターン11に当接することで、ばね片34が弾性変形した状態を示している。
本実施形態の基板コネクタ1は、端子金具30を回路基板10上の接点パターン11の配列ピッチに対応した配列ピッチで収容保持するコネクタ本体40と、回路基板10に取り付けられるコネクタ受け部材50と、を備える。
コネクタ本体40は、図4に示すように、フロントホルダ41、インナーハウジング42、パッキン43、アウターハウジング44、マットシール45、マットシールカバー46、嵌合操作レバー47、背面カバー48などから構成されており、端子金具30を接点パターン11の配列ピッチに対応した配列ピッチで収容保持する。また、コネクタ本体40は、収容した端子金具30の先端位置をフロントホルダ41及びインナーハウジング42内の抜け止め用ランス42a(図10参照)により位置決めしている。この位置決めにより、コネクタ本体40は、その先端面を接点パターン11が配列された回路基板10の表面に突き合わせると、収容保持している端子金具30の先端面(接点部33b)が接点パターン11に当接する。
コネクタ本体40に装備される嵌合操作レバー47は、図5にも示すように、アウターハウジング44の両側面に突設されたレバー支持軸44aに回動可能に取り付けられる。この嵌合操作レバー47には、後述するコネクタ受け部材50のボス部51bに係合するカム溝47aが形成されている。この嵌合操作レバー47は、図7に示すようにコネクタ本体40と後述のコネクタ受け部材50とを嵌合開始位置に位置合わせすると、コネクタ受け部材50に装備されているボス部51bがカム溝47aの始端に係合する。そして、図11〜図14に示すように、嵌合操作レバー47を所定方向(図11及び図13に示す矢印R方向に)回動操作すると、カム溝47aがコネクタ受け部材50のボス部51bをコネクタ本体40の嵌合方向に沿って引き込むことで、コネクタ本体40をコネクタ受け部材50に嵌合させ、コネクタ本体40とコネクタ受け部材50とを結合状態にする。
コネクタ本体40に装備される背面カバー48は、アウターハウジング44の後部に結合され、コネクタ本体40に収容するケーブル20の引き出し方向を規制する。
コネクタ受け部材50は、コネクタ本体40の先端面を回路基板10の表面に突き合わせた状態に係止する部材で、予め回路基板10に取り付けられる。
本実施形態のコネクタ受け部材50は、図1に示すように、回路基板10の表面側に取り付けられる受け部材本体51と、回路基板10の裏面側を覆って受け部材本体51に結合される裏面カバー52と、を備えている。
受け部材本体51は、図5に示すように、コネクタ本体40が嵌合する筒状部(フード部)51aと、該筒状部51aの外面に突設されたボス部51bと、回路基板10の取付孔12に嵌合して回路基板10との結合を果たす基板係合部51cと、を備えている。
受け部材本体51の筒状部51aの外面に突設されたボス部51bは、当該受け部材本体51にコネクタ本体40が挿入開始された時に、嵌合操作レバー47のカム溝47aと係合し、嵌合操作レバー47の回動操作によりコネクタ本体40側に引き込まれて、コネクタ受け部材50とコネクタ本体40とを結合状態にする。
次に、外部機器からのケーブル20に接続された端子金具30を、回路基板10の接点パターン11に導通接続する際の手順に付いて、図6〜図16に基づいて説明する。
予め、コネクタ受け部材50は、回路基板10に取り付けておく。また、端子金具30はコネクタ本体40に保持させておく。
そして、まず、図6に示すように、コネクタ受け部材50の筒状部51aにコネクタ本体40の先端面を対向させる。
次いで、図7及び図8に示すように、コネクタ受け部材50にコネクタ本体40を突き合わせて、それぞれを嵌合開始位置に位置合わせする。コネクタ受け部材50とコネクタ本体40とが、嵌合開始位置に位置合わせされた状態では、受け部材本体51に装備されたボス部51bが、嵌合操作レバー47におけるカム溝47aの始端に係合した状態になっている。また、この状態では、図9及び図10に示すように、コネクタ本体40の先端面は、回路基板10の表面から離間しており、端子金具30の接点部33bは接点パターン11と接触していない。
次いで、図11及び図12に示すように、嵌合操作レバー47を回動させると、嵌合操作レバー47の回動に伴って、嵌合操作レバー47のカム溝47aが受け部材本体51のボス部51bを図11の矢印Y2方向に引き込み、コネクタ本体40とコネクタ受け部材50の嵌合を深める。
なお、図11及び図12に示した状態は、嵌合操作レバー47が回動の途中にあり、コネクタ本体40とコネクタ受け部材50との嵌合が完了していない状態を示している。
そして、図13及び図14に示すように、嵌合操作レバー47を回動範囲の終端まで回動させると、コネクタ本体40のコネクタ受け部材50への嵌合が完了する。コネクタ本体40のコネクタ受け部材50への嵌合が完了した時には、図14に示すように、背面カバー48に装備されたレバー係止突起48aが、嵌合操作レバー47の対向面に形成されたロック用段差47bに係合して嵌合操作レバー47の戻りが規制されることで、コネクタ本体40とコネクタ受け部材50の結合状態がロックされる。
そして、コネクタ本体40とコネクタ受け部材50の結合状態がロックされる時には、図15及び図16に示すように、コネクタ本体40の先端面が接点パターン11の表面に接触した状態になり、更に、コネクタ本体40に保持されている端子金具30の接点部33bが弾性変形した圧縮状態で接点パターン11に接触して、端子金具30と接点パターン11とが導通接続状態になる。
以上に説明した一実施形態の基板コネクタ1では、外部機器からのケーブル20に接続された端子金具30と、回路基板10上の接点パターン11との導通接続は、コネクタ本体40を回路基板10上のコネクタ受け部材50に結合して、コネクタ本体40の先端面を回路基板10の表面に突き合わせることによって、コネクタ本体40に保持されている端子金具30の先端面を回路基板10上の接点パターン11に当接させることにより実現する。そのため、外部機器からのケーブル20を回路基板10の接点パターン11に導通接続する際に、回路基板10に対して手間のかかる半田付け作業が不要である。
しかも、外部機器からのケーブル20に接続された端子金具30と、回路基板10上の接点パターン11との導通接続は、互いの突き合わせによる接触によって行っており、接続時に衝突やこじりの発生原因となる端子金具30相互の雌雄嵌合が存在しないため、接続時に衝突やこじりによる端子金具30の破損を招くおそれもない。
従って、外部機器からのケーブル20に接続された端子金具30を簡単に回路基板10上の接点パターン11に導通接続させることができる。
また、端子金具30は、接点パターン11に当接する接点部33bが、接点パターン11との当接により所定の弾性変形することで接点パターン11に対して所定の接触圧を得るばね片34により提供される。そのため、コネクタ本体40の寸法誤差や、組立誤差の影響を受けずに安定した電気的接続状態を確保することができ、接点パターン11と端子金具30との接続信頼性を向上させることができる。
また、以上に説明した一実施形態の基板コネクタ1では、端子金具30の接点部33bが回路基板10の接点パターン11に当接した際には、接点部33bが弾性変位する際に接点パターン11の表面を擦り、互いの接触面上の酸化皮膜除去に有効なワイピングが行われる。そのため、酸化皮膜による電気的な接続特性の低下を防止することができる。
また、以上に説明した一実施形態の基板コネクタ1では、部品点数を増やすことなく、弾性変位する接点部33bを備えた端子金具30を容易に提供することができる。
更に、以上に説明した一実施形態の基板コネクタ1では、コネクタ本体40とコネクタ受け部材50との結合は、嵌合操作レバー47の回動操作で簡単に実現することができ、コネクタ本体40とコネクタ受け部材50との結合作業を容易にすることができる。
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。
例えば、上記の一実施形態では、回路基板10がコネクタ受け部材50内に収容される形態であった。しかし、回路基板10の大きさは、上記実施形態に限定されない。例えば、回路基板10の寸法がコネクタ受け部材50よりも大きく、1つの回路基板10上に複数の基板コネクタ1が接続されるような形態とすることも考えられる。
また、回路基板に取り付けられるコネクタ受け部材の具体的な構造も、上記実施形態に示した構造に限らない。例えば、コネクタ受け部材は、裏面カバー52を省いた構造とすることもできる。
また、上記実施形態では、コネクタ本体とコネクタ受け部材との結合には、コネクタ本体に回動可能に装備された嵌合操作レバーを利用した。しかし、嵌合操作レバーを使用せず、例えば、コネクタ本体に装備させた係止突起を、コネクタ受け部材に装備した係合部に係合させることで、両者を結合状態にする構成としても良い。
また、本発明に係る基板コネクタにおいて、コネクタ本体が収容保持する端子金具の数量は、単一でも、複数でも良く、必要に応じて、任意の数量に設定することができる。
1 基板コネクタ
10 回路基板
11 接点パターン
12 取付孔
20 ケーブル
30 端子金具
33b 接点部
34 ばね片
40 コネクタ本体
44 アウターハウジング
44a レバー支持軸
47 嵌合操作レバー
47a カム溝
50 コネクタ受け部材
51 受け部材本体
51a 筒状部
51b ボス部
52 裏面カバー

Claims (4)

  1. 回路基板上に所定の配列ピッチで配列された接点パターンに、外部機器からのケーブルに接続された端子金具を導通接続する基板コネクタであって、
    前記端子金具を前記接点パターンの配列ピッチに対応した配列ピッチで収容保持すると共に、前記接点パターンが配列された前記回路基板の表面に先端面を突き合わせることで、収容保持している前記端子金具の先端面を前記接点パターンに当接させるコネクタ本体と、
    前記回路基板に取り付けられ、前記コネクタ本体の先端面を前記回路基板の表面に突き合わせた状態に係止するコネクタ受け部材と、
    を備え、
    前記端子金具は、前記接点パターンに当接する接点部が、前記接点パターンとの当接により所定の弾性変形することで前記接点パターンに対して所定の接触圧を得るばね片により提供されることを特徴とする基板コネクタ。
  2. 前記端子金具の前記接点部は、前記接点パターンとの当接により弾性変形する際、前記接点パターンの表面を擦るように、前記接点パターンの面方向に沿って弾性変位することを特徴とする請求項1に記載の基板コネクタ。
  3. 前記ばね片は、一部が端子本体の先端から突出するように、一対の側壁間に配置され、前記端子本体の一方の前記側壁に連設された帯状の板片を、その一部が前記端子本体の先端から突出するように折り曲げることで、前記端子本体に一体形成され、前記端子本体の先端から突出する部位の先端が前記接点部として機能し、前記端子本体内に位置する部位が前記接点部を突出方向とは逆側に弾性変位させるばね部として機能することを特徴とする請求項1又は2に記載の基板コネクタ。
  4. 前記コネクタ受け部材は、前記コネクタ本体が嵌合する筒状部と、該筒状部の外面に突設されたボス部と、を備え、
    前記コネクタ本体は、回動可能に取り付けられた嵌合操作レバーと、該嵌合操作レバーに形成されて該嵌合操作レバーの回動操作により前記ボス部を前記コネクタ本体の嵌合方向に沿って引き込んで前記コネクタ本体を前記コネクタ受け部材に結合させるカム溝と、を備えることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の基板コネクタ。
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