JP2017010825A - 基板実装用コネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】基板上の実装面積を増やしつつ、コネクタ端子を基板上の接続位置に高精度で位置決めすることができる基板実装用コネクタを提供する。
【解決手段】基板実装用コネクタ１は、外部のコネクタと嵌合するコネクタ部２１を含むコネクタハウジング部２と、コネクタ部２１に保持されるコネクタ端子３と、コネクタ端子３が接続される配線６２を有する基板６に形成される位置決め用の位置決め穴６３に挿入される位置決め突起部５と、を備える。位置決め突起部５は、円錐状の先端と、基板６を保持する保持部と、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、基板実装用コネクタに関する。

近年、電子機器の小型化や高機能化が進み、基板実装用コネクタについてはコネクタ本体の小型化と共に、コネクタの端子間ピッチを狭くする狭ピッチ化の需要が高まっている。基板用コネクタは、コネクタ端子をプリント基板などの配線パターンに電気的に接続して搭載されるが、接続信頼性の高い接合方法としては、フローはんだ接合とリフローはんだ接合がある。

フローはんだ接合では、基板の配線と電気的に接続されたスルーホールにコネクタ端子を挿入して配置し、コネクタ端子とスル―ホールをはんだにて接合する。リフローはんだ接合では、基板の配線が露出した表面部に、コネクタ端子を接触させてコネクタ本体を仮固定した後、配線が露出した表面部とコネクタ端子をはんだにて接合する。いずれも、はんだ接合前に基板を仮固定すること、コネクタ端子と基板の接合部とを精度良く位置合わせすることの２点が重要である。そのためコネクタの多くには、基板とコネクタとの位置を合わせる位置決め突起部や、基板を係止するスナップフィットなど、複数の突起部が備えられている。

これに対し、電子回路基板とコネクタを簡易な組み立て作業で強固に固定すると共に、固定に必要な部品点数を削減するようにした電子回路基板とコネクタの固定構造が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１には「電子回路基板とそれに搭載されるコネクタの固定構造において、前記コネクタと一体的に形成された前記電子回路基板の実装面に載置されるべきフレームと、前記フレームに形成されたスナップフィットと、前記電子回路基板に形成された前記スナップフィットが係止されるべき受部とを備えるように構成した」と記載されている。

また、位置決め用突部材で基板用コネクタを基板にしっかりと固定し、コネクタ導体と基板導体との半田付けを確実に行うための技術が知られている（例えば、特許文献２参照）。特許文献２には「この発明の基板用コネクタは、基板に設けた少なくとも２つの位置決め穴に、コネクタ本体と一体化された少なくとも２つの位置決め用突部材を挿入して前記コネクタ本体のコネクタ導体と前記基板の基板導体を位置決めして接続する基板用コネクタにおいて、前記位置決め用突部材の外径が前記位置決め穴よりやや大きめに圧入可能に形成され、かつ少なくとも２つ割り以上の割り溝が前記位置決め用突部材の先端部分に前記位置決め用突部材の軸方向に向けて形成されていることを特徴とする」と記載されている。

特開２００６−５２０９号公報 特開２００７−３１１０５６号公報

特許文献１に記載されたコネクタの位置決め及び仮固定構造では、位置決め突起部、スナップフィットそれぞれを挿通する穴が基板に必要となるため、コネクタ本体のサイズアップや、電子部品の実装面積縮小となる。よってこれら突部材の簡素化が必要である。

特許文献２に記載されたコネクタの位置決め構造では、位置決め突起部とスナップフィットを兼ねた形状となっている。しかしながら、コネクタを位置決めする突起部が変形を許容するバネ性を持った形状であることで位置決め精度が低下し、狭ピッチのコネクタなど高い位置決め精度が求められるコネクタには適用が困難な場合がある。

そこで本発明の目的は、基板上の実装面積を増やしつつ、コネクタ端子を基板上の接続位置に高精度で位置決めすることができる基板実装用コネクタを提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、外部のコネクタと嵌合するコネクタ部を含むハウジングと、前記コネクタ部に保持されるコネクタ端子と、前記コネクタ端子が接続される配線パターンを有する基板に形成される位置決め用の第１の穴に挿入される突起部と、を備え、前記突起部は、円錐状の先端と、前記基板を保持する保持部と、を有する。

本発明によれば、基板上の実装面積を増やしつつ、コネクタ端子を基板上の接続位置に高精度で位置決めすることができる。上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

本発明の第１の実施形態による基板実装用コネクタの正面を示す斜視図である。 本発明の第１の実施形態による基板実装用コネクタの背面を示す斜視図である。 基板取り付け課程(Ａ-Ａ断面図)を説明するための図である。 図１に示す位置決め突起部の拡大図である。 図１に示す位置決め突起部のＺ方向投影図である。 図５に示す位置決め突起部のＢ-Ｂ断面図である。 図５に示す位置決め突起部のＣ-Ｃ断面図である。 本発明の第２の実施形態による基板実装用コネクタに用いる位置決め突起部の拡大図である。 図８に示す位置決め突起部のＢ-Ｂ断面図である。 本発明の第３の実施形態による基板実装用コネクタに用いる位置決め突起部の拡大図である。 図１０に示す位置決め突起部のＢ-Ｂ断面図である。 本発明の第４の実施形態による基板実装用コネクタの正面を示す斜視図である。 本発明の第５の実施形態による基板実装用コネクタの正面を示す斜視図である。 図１３に示す位置決め突起部のＡ-Ａ断面図である。

以下、図面を用いて、本発明の第１〜第５の実施形態による基板実装用コネクタの構成及び作用効果を説明する。なお、各図において、同一符号は同一部分を示す。

（第１の実施形態）
図１、２に、基板実装用コネクタを例に挙げて述べる。

基板実装用コネクタ１はコネクタハウジング部２とコネクタ端子３から構成されている。本実施形態では、基板実装用コネクタ１は、この他にコネクタ端子３同士の間隔を整える整列板４を備える。すなわち、整列板４は、コネクタ端子３を整列する。

コネクタハウジング部２は、少なくとも１つのオスコネクタ、またはメスコネクタから成るコネクタ部２１を備えている。コネクタ部２１は、コネクタ端子３を保持する隔壁２２を底面とした略柱体形状であり、例えば直方体や円柱である。図１は、例えばコネクタ部２１が２個の略直方体形状のオスコネクタの場合である。

ここで、コネクタ端子３を保持する隔壁２２は、コネクタ部２１の底面としても機能する。つまり、コネクタ部２１は、コネクタ端子３を保持する。

図２に示すように、コネクタ端子３の片端はコネクタ部２１内にある。コネクタ部２１の上面側（図２のｙ軸の正方向）は開口しており、対となる別のコネクタ部が嵌合する形状となっている。換言すれば、コネクタハウジング部２（ハウジング）は、外部のコネクタと嵌合するコネクタ部を含む。

図１に示すように、コネクタ端子３の他方の端は、例えば基板６に設けられたスルーホール６１に挿通される。スルーホール６１には、基板６の配線６２（配線パターン）が接続されており、はんだなどの導電性物質を介してコネクタ端子３と電気的に接続される。すなわち、コネクタ端子３は、配線６２に接続される。

この他に、コネクタ端子３と配線６２を電気的に接続する方法として、コネクタ端子３の面実装などがある。なお、面実装については、図１３及び図１４を用いて後述する。

上記の構成により基板実装用コネクタ１は、基板６上の配線６２と、コネクタ部２１に嵌合する別のコネクタ部を含む外部システムとを電気的に接続するものである。

基板実装用コネクタ１のコネクタハウジング部２にはコネクタ部２１の側面に垂直な方向（図１のｚ軸の負方向）に突設した２本の位置決め突起部５がある。位置決め突起部５は、コネクタハウジング部２と一体に成型されており、素材はたとえばＰＰＳ（Polyphenylene Sulfide）、ＰＢＴ（Polybutylene Terephthalate）、ナイロンなどの樹脂である。

ここで図３に、図１に示すＡの位置での部分断面図を示す。図３ではＩ〜ＩＩＩにより基板取り付け時の過程を示す。位置決め突起部５の断面（突出方向に垂直な断面）は略円形であり、先端には例えば円錐形状の傾斜面５１を備えている。傾斜面５１はコネクタ端子３の先端よりも高い位置（基板６側）にあり、基板６の取り付け時には図３-Ｉに示すように、傾斜面５１がコネクタ端子３より先に基板６と接触する。

換言すれば、基板６に対向するコネクタハウジング部２の面から位置決め突起部５の円錐状の先端までの距離Ｄ２は、基板６に対向するコネクタハウジング部２の面からコネクタ端子３の先端までの距離Ｄ１よりも大きい。これにより、コネクタ端子３をスルーホール６１に確実に導くことができる。

図３-ＩＩに示すように、傾斜面５１が基板６の位置決め穴６３を通り抜けるまでに、コネクタ端子３とスルーホール６１の位置が決まる。これにより図３-ＩＩＩに示すように、コネクタ端子３をスルーホール６１に挿入可能となる。

このようにして、位置決め突起部５は、コネクタ端子３が接続される配線６２を有する基板に形成される位置決め用の位置決め穴６３に挿入される。

なお、位置決め突起部５の断面は略円形に限らず、四角形などの他の形状でも構わない。また、位置決め突起部５が突設する方向もコネクタ部２１の側面に垂直な方向（図１のｚ軸の負方向）に限らず、例えばコネクタ部２１の底面に垂直な方向（図１のｙ軸の負方向）の場合もある。

本実施の形態による基板実装用コネクタ１は上述如き構成を有するものである。

（第１の実施形態の要部）
第１の実施形態の要部を図４〜７に示す。図４は位置決め突起部５の拡大図、図５は図４に示す矢印Ｚの方向から見た図、図６は図５に示すＢ-Ｂ断面図、図７は図５に示すＣ−Ｃ断面図である。

位置決め突起部５について、傾斜面５１と位置決め突起部５の根元の間に、例えばスリット状の穴５２が設けられ、穴５２の側面を支持点とする例えば片持ちの梁状の突設部５３０がある。梁状の突設部５３０には凸部５３１が設けられる。

換言すれば、位置決め突起部５の軸に垂直な方向の穴５２は、位置決め突起部５の先端と根元との間に形成される。梁状の突設部５３０は、穴５２の内壁に支持される。突設部５３０は弾性を有する。

図５に示すように、凸部５３１の先端５３２は基板６の位置決め穴６３よりも外側になる。すなわち、凸部５３１は、突設部５３０に形成され、穴５２から離反する方向に突出する。詳細には、位置決め突起部５の軸から凸部５３１の先端５３２までの距離は、位置決め穴６３の半径よりも大きい。

また、梁状の突設部５３０はバネ性を有し、凸部５３１をスリット状の穴５２に押し入れる方向の力に対して可変形である。

また、図７に示すように、凸部５３１の位置決め突起部５の根元方向の面５３３から位置決め突起部５の根元までの距離は基板６の厚み以上である。すなわち、保持部が基板６を保持している状態において、基板６と接する凸部５３１の面５３３から位置決め突起部５の根元までの距離は、基板６の厚み以上である。ここで、保持部は、梁状の突設部５３０、及び凸部５３１から構成される。

これにより、位置決め突起部５は、凸部５３１と位置決め突起部５の根元の間に基板６を保持する機能を持つ。

このように、位置決め突起部５は、円錐状の先端（傾斜面５１）と、基板６を保持する保持部（５３０、５３１）を有する。位置決め突起部５の円錐状の先端は、位置決め穴６３の縁に接触しても変形しない剛性を有する。これにより、コネクタ端子３を位置決めする精度が向上する。

上記の構成により、基板実装用コネクタ１は、位置決め突起部５の位置決め精度を保ち、基板保持機能を兼ね備えることができる。このことで基板７に挿通される基板実装用コネクタ１の突起部が減り、コネクタ端子３の周囲に電子部品を実装できる範囲（基板６上の範囲）が増える。

更に、スポットフローはんだ接合の場合では、はんだノズルのレイアウト性が向上する事で、はんだ接合品質を向上できる。

以上説明したように、本実施形態によれば、基板上の実装面積を増やしつつ、コネクタ端子を基板上の接続位置に高精度で位置決めすることができる。

すなわち、従来の位置決めピンと同等のコネクタの位置決め精度を保った状態で、コネクタを基板に保持する機能を兼ね備えることが出来る。また、コネクタ端子と共に基板に挿通される部材が一部省略されることで、コネクタ端子周囲の電子部品の実装性を向上することができ、スポットフローはんだ接合においては、はんだノズルのレイアウト性が向上する事で、はんだ接合品質を向上できる。

（第２の実施形態）
図８、９は本発明の第２の実施形態を示すものである。

第１の実施形態では、位置決め突起部５をコネクタハウジング部２に設けたが、本実施形態では、位置決め突起部５を整列板４に設ける。

上記の構成により、位置決め突起部５とコネクタ端子３の位置関係を決定する寸法の公差について、コネクタハウジング部２と整列板４の組み付き公差がなくなるため、コネクタ端子３の位置決め精度が向上する。

（第３の実施形態）
図１０、１１は本発明の第３の実施形態を示すものである。

傾斜面５１と位置決め突起部５の根元の間に、位置決め突起部５の断面積を保ったまま位置決め突起部５の母線に傾斜を持たせる第２の傾斜面５４０がある。

換言すれば、図１１に示すように、基板６を保持する保持部は、位置決め突起部５の円錐状の先端の母線に対して傾いた柱状部５Ｐｉと位置決め穴６３に当接しないくびれ部５Ｐｗから構成される。

傾斜面５１と第２の傾斜面５４０との間に第２の凸部５５０が設けられる。図１１に示すように、第２の凸部５５０の先端５５１は基板６の位置決め穴６３よりも外側となる。

上記の構成により、位置決め突起部５を略柱形状とすることが可能となり、成型性が良くコスト削減につながる。

（第４の実施形態）
図１２は本発明の第４の実施形態を示すものである。

位置決め突起部５の本数は２本と限らない。少なくとも１本あれば良く、配置もコネクタ両脇近傍と限らない。例えば図１２に示す様に、位置決め突起部５の本数を３本、うち１本をコネクタ中央に配置することも可能である。

（第５の実施形態）
図１３、１４は本発明の第５の実施形態を示すものである。

コネクタ端子３と配線６２との接合方法は面実装でも良い。すなわち、第１〜第４の実施形態では、コネクタ端子３は、配線６２に接続されるスルーホール６１にはんだ（導電性物質）で接続されたが、本実施形態では、コネクタ端子３は、配線６２にはんだで直接接続される。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上述した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。また、タイミングチャートに示した信号極性は、一例であり、これに限定するものではない。また、上記の各構成、は、それらの一部又は全部を、例えばひとつの集積回路で実現してもよいし、複数の集積回路で実現しても良い。

上記第１、２、４、５の実施形態では、突設部５３０は、片持ち梁状であるが、弾性を確保できる場合には両持ち梁状であってよい。

上記第１、３、４、５の実施形態では、基板実装用コネクタ１は、整列板４を備えるが、整列板４を備えなくてもよい。

なお、本発明の実施形態は以下の態様であってもよい。

〔第１の態様〕
位置決め突起部５は、コネクタハウジング部２に設けられる。

〔第２の態様〕
基板６は、配線６２（配線パターン）に接続されるスルーホール６１を有し、コネクタ端子３は、スルーホール３とはんだ（導電性物質）で接続される。

〔第３の態様〕
コネクタ端子３は、はんだで配線６２に面実装される。

１…基板実装用コネクタ
２…コネクタハウジング部
２１…コネクタ部
２２…隔壁
３…コネクタ端子
４…整列板
５…位置決め突起部
５１…傾斜面
５２…スリット状の穴
５３０…梁状の突設部
５３１…凸部
５３２…凸部の先端
５３３…凸部の位置決め突起部根元方向の面
５４０…第２の傾斜面
５５０…第２の凸部
５５１…第２の凸部の先端
６…基板
６１…スル―ホール
６２…配線
６３…位置決め穴
６４…はんだ

Claims (10)

1. 外部のコネクタと嵌合するコネクタ部を含むハウジングと、
   前記コネクタ部に保持されるコネクタ端子と、
   前記コネクタ端子が接続される配線パターンを有する基板に形成される位置決め用の第１の穴に挿入される突起部と、を備え、
   前記突起部は、
   円錐状の先端と、
   前記基板を保持する保持部と、
   を有することを特徴とする基板実装用コネクタ。
2. 請求項１に記載の基板実装用コネクタであって、
   前記突起部は、
   前記突起部の先端と根元との間に形成され、前記突起部の軸に垂直な方向の第２の穴をさらに備え、
   前記保持部は、
   前記第２の穴の内壁に支持される梁状の突設部と、
   前記突設部に形成され、前記第２の穴から離反する方向に突出する凸部と、を有する
   ことを特徴とする基板実装用コネクタ。
3. 請求項２に記載の基板実装用コネクタであって、
   前記突設部は、
   片持ち梁状である
   ことを特徴とする基板実装用コネクタ。
4. 請求項２に記載の基板実装用コネクタであって、
   前記突起部の軸から前記凸部の先端までの距離は、前記第１の穴の半径よりも大きい
   ことを特徴とする基板実装用コネクタ。
5. 請求項１に記載の基板実装用コネクタであって、
   前記保持部が前記基板を保持している状態において、
   前記基板と接する前記凸部の面から前記突起部の根元までの距離は、前記基板の厚み以上である
   ことを特徴とする基板実装用コネクタ。
6. 請求項１に記載の基板実装用コネクタであって、
   前記基板に対向する前記ハウジングの面から前記突起部の円錐状の先端までの距離は、前記基板に対向する前記ハウジングの面から前記コネクタ端子の先端までの距離よりも大きい
   ことを特徴とする基板実装用コネクタ。
7. 請求項１に記載の基板実装用コネクタであって、
   前記コネクタ端子を整列する整列板をさらに備え、
   前記突起部は、
   前記整列板に設けられる
8. 請求項１に記載の基板実装用コネクタであって、
   前記保持部は、
   前記突起部の円錐状の先端の母線に対して傾いた柱状部と、
   前記第１の穴に当接しないくびれ部と、
   を有することを特徴とする基板実装用コネクタ。
9. 請求項２に記載の基板実装用コネクタであって、
   前記突設部は、
   弾性を有する
   ことを特徴とする基板実装用コネクタ。
10. 請求項１に記載の基板実装用コネクタであって、
    前記突起部の円錐状の先端は、
    前記第１の穴の縁に接触しても変形しない剛性を有する
    ことを特徴とする基板実装用コネクタ。

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