JP2018085199A - コネクタおよび電子装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回路基板に形成された貫通孔に挿通されるリード端子に接続されるコネクタにおいて回路基板上の実装面積を抑制できるコネクタを提供する。
【解決手段】このコネクタは、第１端子と第２端子とが対となり、外部から挿入されるリード端子が第１端子と第２端子に挟持されるようにされるコネクタであって、回路基板に設けられリード端子が挿通される貫通孔の位置に対応して、回路基板上における外縁部に実装され、第１端子と回路基板とが接続される電気接点部が、貫通孔に対して回路基板の外縁の反対側に位置し、第２端子は回路基板に対して接点を有しない。
【選択図】図２

Description

本発明は、回路基板に実装され、外部のプラグを構成する端子が挿入されるコネクタおよびそのコネクタを含む電子装置に関する。

回路基板に実装されたコネクタは、プラグを構成するリード端子が挿し込まれることで外部機器と回路基板との電気的接続を確立する部位である。直線状のリード端子をコネクタに接続するとき、ソケットとなるコネクタとプラグを構成するリード端子との間で相対位置にズレを生じることがあった。相互の位置ずれはリード端子の接続不良等の原因となる。

これに対して、特許文献１には、リード端子が回路基板を貫通する態様を採用した電気接続箱が開示されている。これによれば、回路基板に設けられた貫通孔がガイドとして機能することによってリード端子の位置が矯正され、コネクタとリード端子との接続不良を抑制できる。

特開平９−２３８４１９号公報

ところで、特許文献１に記載の電気接続箱では、接続端子（リード端子）の挿入先である中継端子が一対の弾性部材で構成されている。具体的には、一方の弾性部材と、他方の弾性部材がそれぞれ回路基板に固定されつつ、２つの弾性部材の対向空間に接続端子が挿入されることで接続端子が弾性部材に挟持されて電気的接続を確立する。

この電気接続箱に採用されるような、２つの弾性部材がともに回路基板に固定される形態は、２つの弾性部材それぞれを支持するための場所（支持面）を回路基板上に確保しなければならない。２つの弾性部材は回路基板上の支持面を介して回路基板上の所定の素子と電気的な接続を確立しているが、２つの支持面の間にはリード端子が貫通するための貫通孔が設けられているので、一方の支持面から素子へ向かう配線は貫通孔を迂回してパターン形成される必要がある。例えば中継端子が並んで実装される形態では、パターンが迂回するぶんだけ迂回路のスペースを確保しなければならず中継端子間の距離に制約が生じてしまう。また、接続の相手側である接続端子の形成ピッチにも制約を与える原因となる。とくに、中継端子が回路基板の外縁近傍に配置されるような場合、支持面を形成するためだけに基板外縁部の実装領域を確保しなければならないことに加え、配線の迂回による中継端子のピッチ幅の確保も回路基板上における素子の実装面積の増大を招く。

そこで、本発明は上記問題点に鑑み、回路基板に形成された貫通孔に挿通されるリード端子に接続されるコネクタにおいて回路基板上の実装面積を抑制できるコネクタ、およびそのコネクタを含む電子装置を提供することを目的とする。

ここに開示される発明は、上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。なお、特許請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、発明の技術的範囲を限定するものではない。

上記目的を達成するために、本発明は、第１端子（１１）と第２端子（１２）とが対となり、外部から挿入されるリード端子（３０）が第１端子と第２端子に挟持されるようにされるコネクタであって、回路基板（２０）に設けられリード端子が挿通される貫通孔（２１）の位置に対応して、回路基板上における外縁部（２２ａ）に実装され、第１端子と回路基板とが接続される電気接点部が、貫通孔に対して回路基板の外縁の反対側に位置し、第２端子は回路基板に対して接点を有しない。

これによれば、リード端子を挿通するための貫通孔と回路基板の外縁端との間に第２端子と回路基板との電気的接点が形成されないから、貫通孔を、より回路基板の端に形成することができる。換言すれば、回路基板の中央部により多くの実装面積を確保することができる。

また、第１端子と回路基板との電気的接点は、貫通孔に対して回路基板の外縁の反対側に位置しているので、該電気的接点から延びる配線を、貫通孔を迂回することなく形成することができる。このため、複数の貫通孔のピッチをシュリンクできるとともに、相手側であるリード端子間のピッチもシュリンクすることができる。換言すれば、回路基板の中央部により多くの実装面積を確保することができる。

第１実施形態にかかる電子装置の概略構成を示す断面図である。 コネクタの詳細構成を示す断面図および上面図である。 第１端子および第２端子の構成を示す斜視図である。 第２実施形態にかかるコネクタの詳細構成を示す断面図である。 リード端子の挿入方向が逆とされた場合の構成を示す断面図である。 第３実施形態にかかるコネクタの詳細構成を示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の各図相互において、互いに同一もしくは均等である部分に、同一符号を付与する。

（第１実施形態）
最初に、図１〜図３を参照して、本実施形態に係るコネクタおよび電子装置の概略構成について説明する。

図１に示すように、この電子装置１００は、モータなどの駆動機構２００とリード端子３０を介して接続され、駆動機構２００の駆動を制御する装置である。電子装置１００を構成する回路基板２０には複数の電子素子１１０が実装されている。回路基板２０の外縁の端部にはコネクタ１０が実装され、このコネクタ１０に挿入されたリード端子３０により駆動機構２００と電子装置１００とが電気的に接続される。コネクタ１０は後述の配線２２を介して電子素子１１０に接続されている。電子装置１００は、コネクタケース３００内に収容されている。回路基板２０は圧入端子を介してコネクタケース３００の外部に端子が突出している。突出した端子は図示しないプラグに接続される。

図２に示すように、電子装置１００は、コネクタ１０と、回路基板２０と、を備えている。コネクタ１０には外部から延びたリード端子３０が挿入されており、リード端子３０を電子装置１００に含めても良い。

コネクタ１０は、第１端子１１と第２端子１２と、これら端子１１，１２を収容するハウジング１３を有している。

第１端子１１は、平板状の金属板に折り返しができるように先端１１ａが曲げられて弾性をもつようにされている。一方、曲げられた先端とは反対側の部分はハウジング１３内に埋め込まれて固定され、その先端１１ｂはハウジング１３の外側に突き出すように形成されている。第１端子１１の先端１１ｂは後述の電気接点部２２ａを介して配線２２に接続される。

第２端子１２は、第１端子１１と同様に、平板状の金属板に折り返しができるように先端１２ａが曲げられて弾性をもつようにされている。先端１２ａは挿入されるリード端子３０に沿う面に対して略対称な形状にされており、第１端子１１の先端１１ａとともにリード端子３０を挟持できるようになっている。

第１端子１１と第２端子１２とは、図３に示すように先端１１ａ，１２ａとは反対側の部分で、連結部材１１ｃを介して互いに連結されている。すなわち、第１端子１１と第２端子１２とは連結部材１１ｃを介して一体的に形成されている。このように、第２端子１２は回路基板２０には直接接続されていない。

ハウジング１３は、図２に示すように、第１端子１１および第２端子１２のうち、リード端子３０に接触する先端１１ａ，１２ａを収容するように形成されている。ハウジング１３は先端１１ａと反対側の他端１１ｂが外部に突き出るように第１端子１１を内包して固定している。また、ハウジング１３は、リード端子３０が挿通するための貫通孔１３ａを有している。なお、本実施形態におけるハウジング１３は、貫通孔１３ａを除いて外部と連通していない。

回路基板２０は一般に知られたプリント基板である。図２に示すように、回路基板２０はリード端子３０が挿通されるための貫通孔２１が複数形成されている。なお、上記のコネクタ１０は回路基板２０に形成された貫通孔２１に対応して形成されているので、コネクタ１０の数と貫通孔２１の数は対応している。

回路基板２０は、コネクタ１０の実装される実装面にランドを含む配線２２が形成されている。配線２２は貫通孔２１に対応して形成されている。配線２２は、その先端が貫通孔２１に対して回路基板２０の外縁部２０ａと反対側に配置され、外縁部２０ａと反対側に延びて形成されている。図２に示すように、貫通孔２１と別の貫通孔２１との間には配置が配置されていない。

配線２２の先端部は、ハウジング１３から突出した第１端子１１の先端１１ｂが電気的に接続される電気接点部２２ａが形成されている。配線の先端と第１端子１１の先端１１ｂは、この電気接点部２２ａで接触しつつ、はんだ２２ｂ等により固定されている。

配線２２の先端部は第１端子１１の先端１１ｂのみと接続されているのであり、第２端子１２とは直接的な接触はない。

なお、電気接点部２２ａにおける電気的接続および固定は、はんだ２２ｂを用いる方法のほかに、圧接、かしめのような圧着方式によるものでも良いし、スポット溶接やヒュージングのような溶接方式によるものでも良い。

このように、本実施形態における貫通孔２１は、回路基板２０の外縁部２０ａ近傍に形成されているのであり、あわせてコネクタ１０も回路基板２０の実装面における端部に実装されている。

リード端子３０は、例えばモータなどの駆動機構２００から延びて回路基板２０に接続される。回路基板２０に挿通されるリード端子３０は直線状に形成されており、回路基板２０の実装面の反対側から貫通孔２１を貫通するようにしてコネクタ１０に挿入される。つまり、リード端子３０はハウジング１３に形成された貫通孔１３ａを貫通して、第１端子１１と第２端子１２とに挟持されるように圧入される。

次に、本実施形態に係るコネクタ１０および電子装置１００を採用することによる作用効果について説明する。

リード端子３０を挿通するための貫通孔２１と回路基板２０の外縁部２０ａとの間に第２端子１２と回路基板２０との電気的接点が形成されないから、貫通孔２１を、より回路基板２０の端に形成することができる。換言すれば、回路基板２０の中央部により多くの実装面積を確保することができる。

また、第１端子１１と回路基板２０との電気的接点、すなわち、電気接点部２２ａは、貫通孔２１に対して回路基板２０の外縁部２０ａの反対側に位置しているので、該電気接点部２２ａから延びる配線２２を、貫通孔２１を迂回することなく形成することができる。このため、複数の貫通孔２１のピッチをシュリンクできるとともに、相手側であるリード端子３０間のピッチもシュリンクすることができる。換言すれば、回路基板２０の中央部により多くの実装面積を確保することができる。

（第２実施形態）
第１実施形態では、第１端子１１および第２端子１２がハウジング１３の内部空間に収容される例について説明した。これに対して、本実施形態におけるコネクタ４０およびコネクタ４０を備える電子装置１０１は、図４に示すように、リード端子３０の挿入方向において貫通孔２１の延長線上で開口し、第１端子１１および第２端子１２が外部に露出する例について説明する。

コネクタ４０においても、第１端子１１はその先端１１ａが弾性的に変形するように構成されている。第２端子１２も同様であって、先端１２ａが、リード端子３０の挿入によって第１端子１１との間でリード端子３０を挟持するようになっている。

ハウジング１３は、実装面と反対側が開口しており、第１端子１１と第２端子１２は外部に露出している。

これによれば、第１端子１１および第２端子１２とリード端子３０との接触点がハウジング１３の外部に露出するので、開口が無く閉塞している第１実施形態に較べて、放熱性を向上することができる。

また、コネクタ４０を採用すると、図５に示すように、リード端子３０を実装面に対して裏面側からではなく、実装面側からリード端子３０を挿入するともできる。つまり、外部の駆動機構３００と回路基板２０との電気的接続の自由度を向上することができる。

（第３実施形態）
第１実施形態におけるコネクタ１０あるいは第２実施形態におけるコネクタ４０が実装される回路基板２０に放熱機構を設けることで放熱性を向上することができる。

図６に示すように、この電子装置１０２は、回路基板２０の実装面に対応する裏面において、配線２２の形成位置に対応する部分に放熱材５０介してヒートシンク６０が設けられている。放熱材５０は、例えば放熱ゲルである。

放熱材５０およびヒートシンク６０は、第１端子１１と配線２２との接点である電気接点部２２ａに対して、回路基板２０を挟んだ反対側に形成されている。放熱材５０およびヒートシンク６０は、第１端子１１および第２端子１２とリード端子３０との接点において発生する熱や、電気接点部２２ａにおいて発生する熱を効率よく放熱する効果を奏する。

従来のように、電気接点部が貫通孔２１を挟んで２箇所に形成されていると、より回路基板２０の外縁部２０ａに近い電気接点部側ではヒートシンクを形成するスペースを確保することが困難であり、そのぶん放熱効率も比較的低くなってしまう。これに対して、本実施形態では、発生する熱の放熱経路を、第１端子１１を経由する経路に定めることができ、対応するヒートシンク６０により外部に放熱しやすくできる。

（その他の実施形態）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。

上記した各実施形態では、第１端子１１および第２端子１２について、曲げられることにより弾性を有するように構成される例を示したが、挿入されるリード端子３０を挟持可能な構成であればその形態については限定しない。

また、上記した各実施形態では、第１端子１１と第２端子１２とが一体的に形成される例について説明したが、第２端子１２における先端１２ａと反対側の他端がハウジング１３に固定されるようにしても良い。ただし、第１端子１１と第２端子１２とは伝熱性の比較的高い部材によって互いに連結されるほうが、電気接点部２２ａを介した放熱には効果的である。

１０…コネクタ，１１…第１端子，１２…第２端子，１３…ハウジング，２０…回路基板，２１…貫通孔，２２…配線，２２ａ…電気接点部，３０…リード端子

Claims (7)

1. 第１端子（１１）と第２端子（１２）とが対となり、外部から挿入されるリード端子（３０）が前記第１端子と前記第２端子に挟持されるようにされるコネクタであって、
   回路基板（２０）に設けられ前記リード端子が挿通される貫通孔（２１）の位置に対応して、前記回路基板上における外縁部（２０ａ）に実装され、
   前記第１端子と前記回路基板とが接続される電気接点部（２２ａ）が、前記貫通孔に対して前記回路基板の外縁の反対側に位置し、
   前記第２端子は前記回路基板に対して接点を有しないコネクタ。
2. 前記第１端子および前記第２端子を保護するハウジング（１３）をさらに備える請求項１に記載のコネクタ。
3. 前記ハウジングは箱状を成し、前記第１端子および前記第２端子は前記ハウジングの内部空間に収容される請求項２に記載のコネクタ。
4. 前記ハウジングは、前記リード端子の挿入方向において前記貫通孔の延長線上で開口し、前記第１端子および前記第２端子が外部に露出している請求項２に記載のコネクタ。
5. 前記電気接点部は、前記第１端子と前記回路基板とが、圧接、かしめ、溶接、ヒュージング、はんだ付け、のいずれかで接続された状態である請求項１〜４のいずれか１項に記載のコネクタ。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載のコネクタ（１０，４０）と、
   前記リード端子と、
   前記コネクタが実装され、前記リード端子が挿通される前記貫通孔を有する前記回路基板と、を備える電子装置。
7. 前記リード端子は、前記回路基板のうち、前記コネクタ端子が実装された実装面と反対の裏面側から前記貫通孔に挿通され、前記コネクタに接続する請求項６に記載の電子装置。

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