JP2021086778A - 吸着部材付きコネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】実装後に吸着部材の取り外しが不要なコネクタを提供する。【解決手段】吸着部材付きコネクタは、オス側コネクタが挿入される第１開口部を有するハウジングと、ハウジングに装着される複数のコンタクトと、吸着面を有しハウジングに取り付けられる吸着部材とを有する。ハウジングは、吸着部材が取り付けられる取付軸を第１開口部の外側に有し、吸着部材の取付軸への取付部材と取付軸とが、吸着部材を取付軸に取り付けた状態で取付軸での吸着部材の回転が抑止され、オス側コネクタが第１開口部に挿入されるときに回転が可能になるよう形成される。【選択図】図６

Description

本発明は，吸着部材付きコネクタに関する。

上部からソケット等のオス側コネクタが嵌合されるトップタイプのコネクタは、ソケットが挿入される凹状の形状の開口部を有するハウジングと、開口部内に装着される複数のコンタクトとを有する。また、表面実装型のコネクタ等は、ハウジングの底面または下側部に露出されるコンタクトをマザーボードの表面に形成された複数の電極にハンダ付けされる。

コネクタをマザーボードに自動実装するため、コネクタは、例えばエンボスキャリアテープに収容された状態で市場取引される。エンボスキャリアテープは、コネクタを一個ずつ収容するバスタブ状のケース部を連成した帯状のキャリアテープ本体と、コネクタが収容されたケース部を被覆する帯状の保護テープとを有する。保護テープは、キャリアテープ本体に剥離可能に貼り合わされる。

コネクタの自動実装工程では、自動実装機が、保護シートを剥離しながらエンボスキャリアテープを順送りし、自動実装器の吸引器がコネクタの吸着面を吸着してコネクタをケース部から取り出し、ハンダクリームが塗布されたマザーボード表面の複数の電極上にコネクタの複数のコンタクトを位置合わせして載置する。この状態でマザーボードが高温槽に送られ、ハンダをリフローすることで、コンタクトと電極がハンダ付けされ、コネクタがマザーボード表面に実装される。

上記の自動実装では、吸引器が吸着する吸着面をコネクタに設ける必要がある。特にトップタイプのコネクタは、ソケット等が嵌合される開口部がコネクタの上方向に開口しているので、吸着面を有する吸着キャップをハウジングの開口部に取り付けることが行われる。例えば、特許文献１には、そのようなコネクタと吸着キャップの例が記載されている。また、特許文献２、３には、コネクタと吸着テープの例が記載されている。

特開２０１３−８６７９号公報 実用新案登録第３０２５３２３号公報 特開平９−２３２０６４号公報

特許文献１に記載されているコネクタは、コネクタの開口部に吸着キャップを取り付けて自動実装工程で吸引器が吸着する吸着面を形成する。しかし、トップタイプのコネクタの場合、マザーボードに実装された後、ソケット等のオス側コネクタを開口部に挿入して嵌合するために、吸着キャップを取り外すことが必要である。また、取り外された吸着キャップは通常廃棄される。

そこで，本実施の形態の第1の側面の目的は，実装後に吸着部材の取り外しが不要なコネクタを提供することにある。

本実施の形態の第１の側面は，オス側コネクタが挿入される第１開口部を有するハウジングと、前記ハウジングに装着される複数のコンタクトと、吸着面を有し前記ハウジングに取り付けられる吸着部材とを有し、前記ハウジングは、前記吸着部材が取り付けられる取付軸を前記第１開口部の外側に有し、前記吸着部材の前記取付軸への取付部材と前記取付軸とが、前記吸着部材を前記取付軸に取り付けた状態で取付軸での前記吸着部材の回転が抑止され、前記オス側コネクタが前記第１開口部に挿入されるときに前記回転が可能になるよう形成された、吸着部材付きコネクタである。

第１の側面によれば，オス側コネクタが挿入されるとき吸着部材を回転してコネクタ内に収容されるので、実装後に吸着部材の取り外しが不要になる。

本実施の形態における吸着部材付きコネクタの斜視図である。 本実施の形態における吸着部材付きコネクタの吸着部材を取り付けてない状態のコネクタの斜視図である。 吸着部材付きコネクタの断面とコネクタを示す図である。 本実施の形態における吸着部材付きコネクタの六面図である。 吸着部材の構成を示す図である。 本実施の形態の吸着部材付きコネクタ１にオス側コネクタを嵌合した状態と嵌合後にオス側コネクタを示す図である。 オス型コネクタであるソケットの一例を示す図である。 ソケットがコネクタに嵌合されるときの３つの状態を示す断面図である。 第２の実施の形態におけるソケットの例を示す斜視図である。 コネクタの吸着部材の回転動作と取付軸の変形例を示す図である。

［吸着部付きコネクタの構成例］
図１は、本実施の形態における吸着部材付きコネクタの斜視図である。図１（１）はコネクタの正面側の斜視図であり、図１（２）はコネクタの背面側の斜視図である。

図２は、本実施の形態における吸着部材付きコネクタの吸着部材を取り付けてない状態のコネクタの斜視図である。図２（１）はコネクタの正面側の斜視図であり、図２（２）はコネクタの背面側の斜視図である。

図３は、吸着部材付きコネクタの断面とコネクタを示す図である。図３（１）は吸着部材付きコネクタの断面を含む斜視図、（２）は吸着部材付きコネクタの断面図、（３）はコンタクトを示す斜視図である。

これらの図を参照して、本実施の形態の吸着部材付きコネクタの構成について以下説明する。図中Ｘ軸Ｘはコネクタのハウジング１０の左右方向を、Ｙ軸Ｙはハウジングの前後方向を、そして、Ｚ軸Ｚはハウジングの上下方向に対応する。

コネクタ１は、メス型コネクタであり、オス側コネクタ（図示せず）が挿入される第１開口部１５を有するハウジング１０と、第１開口部１５内に装着される複数のコンタクト４０を有する。ハウジング１０は、例えば絶縁性樹脂の成形により生成される。

複数のコンタクト４０は、図３（３）に示すように、第１開口部１５内に露出される第１コンタクト片４１と第２コンタクト片４２と、ハウジング１０の下部後ろ側に露出される実装片４３とを有する。第１コンタクト片４１と第２コンタクト片４２は、ハウジングの第１開口部１５内に形成された第１コンタクト溝２４と第２コンタクト溝２３内に挿入されてハウジングに装着される。

ハウジング１０は、前側に設けられた前壁１１と、後側に設けられた後壁１２と、前壁１１と後壁１２との間にそれぞれ設けられた右壁１３と左壁１４を有する。ハウジング１０の左右端に設けられた前壁１１の間に、外側前壁１７がハウジングの前方に、内側前壁１６がハウジングの後方にそれぞれ設けられる。第１開口部１５は、後壁１２と右壁１３と左壁１４と内側前壁１６により形成される。

ハウジング１０は、上側に吸着面を有する吸着板３１を有する吸着部材３０が取り付けられる一対の取付軸１９を、外側前壁１７の上端両側に有し、一対の取付軸１９の下側には、前壁１１と外側前壁１７との間に設けられた一対の前壁窓１８を有する。

更に、図２（１）に示すとおり、ハウジング１０は、外側前壁１７と内側前壁１６との間に第２開口部２０を有する。そして、図１に示すとおり、ハウジングの一対の取付軸１９に、吸着部材３０の前側に設けられた一対の取付部材３２が嵌め込まれて、吸着部材３０の吸着板３１が水平状態で第２開口部２０を塞ぐように取り付けられる。図１の吸着部材３０を取付軸１９に装着された状態で、吸着部材３０の吸着板３１の上面が、コネクタのハウジング１０の上端に略水平に保持される。

取付軸１９と吸着部材３０の一対の取付部材３２の形状は、吸着部材３０を取付軸１９に取り付けた状態で、取付軸１９での吸着部材３０の回転が抑止され、後述するオス側コネクタが挿入されるときに取付軸１９での吸着部材３０の回転が可能になるように構成される。これにより、本実施の形態の吸着部材付きコネクタは、自動実装工程では、自動実装機の吸引器により吸着部材３０の吸着板３１の表面が吸着される。また、吸着部材付きコネクタは、オス側コネクタが挿入されるときに吸着部材３０が取付軸１９を中心に回転して第２開口部２０内に収容され、実装後に吸着部材３０を除去する必要がない。取付軸１９と一対の取付部材３２の具体的な形状については、後で詳述する。

尚、ハウジング１０の左右端には、例えば金属材料で形成された補強板２５が挿入され、図示しないマザーボードにハンダ付けされる。本実施の形態では、コンタクトの実装片４３が、ハウジング１０の後壁１２の外側に配置され１列のマザーボードにハンダ付けされるため、金属材料の補強板２５をマザーボードにハンダ付けして、コネクタ１のマザーボードへの固着力を補強している。

また、第１開口部１５内には、Ｘ軸方向に一列に複数のコンタクト４０が装着されるが、複数のコンタクトが２列以上装着されてもよい。

図１〜３に示したコネクタ１は、内側前壁１６の第２開口部２０側の壁面に、ロック凸部２１とロック傾斜部２２が設けられている。このロック機構により、後述するオス側コネクタを第１開口部１５内に挿入するとき、オス側コネクタのロック爪がロック凸部２１に係合して、コネクタ１とオス側コネクタとの間の嵌合状態をロックする。但し、必ずしもロック凸部２１とロック傾斜部２２のロック機構が設けられていなくてもよく、吸着部材３０は自動実装工程で吸着面を提供し、実装後にオス側コネクタを挿入するときは回転して第２開口部２０内に収容される。

図４は、本実施の形態における吸着部材付きコネクタの六面図である。図４（１）が正面図、（２）が平面図、（３）が底面図、（４）が右側面図、（５）が背面図であり、左側面図は、右側面図と左右対称であるので省略されている。図４の六面図により、前述のコネクタのハウジング１０の第１開口部１５、第２開口部２０、吸着部材３０、外側前壁１７、前壁１１、コンタクト４０などの構成が明らかになる。

［吸着部材の構成例］
図５は、吸着部材の構成を示す図である。図５（１）は吸着部材３０の前方斜視図と後方斜視図であり、（２）は吸着部材３０の六面図である。六面図には、上から背面図、平面図、正面図、底面図及び、左側に左側面図が含まれ、右側側面図は左側側面図と左右対称であるので省略されている。

吸着部材３０は、通称、吸着キャップと称されるものであり、自動実装工程で自動実装機の吸引器が上から吸着する吸着面を提供する吸着板３１と、コネクタ１のハウジング１０に設けられた取付軸１９を両側から挟み込む一対の取付部材３２とを有する。取付部材３２は、ハウジングの左右一対の取付軸１９を挟み込むため、吸着板３１の左右端それぞれに設けられる。取付部材３２はそれぞれ一対の片で構成され、一対の片が取付軸１９を両側から挟み込むことで、吸着部材３０がハウジングの取付軸１９に保持される。

［吸着部材のコネクタへの取付けと自動実装工程とオス側コネクタとの嵌合について］
図２（１）に示したコネクタ１のハウジング１０は、樹脂成形により形成され、複数のコンタクト４０がハウジングの第１開口部１５内に底面側から装着され、補強板２５がハウジング１０の左右端に装着される。そして、図２（２）に示されるとおり、吸着部材３０のそれぞれ一対の片からなる左右の取付部材３２を、ハウジング１０の左右の取付軸１９に上から圧力をかけて、一対の片で取付軸１９に嵌め込むことができ、特に取付治具を使用せずに、吸着部材３０を取付軸１９に取り付けることができる。

図１に示した吸着部材３０が取り付けられたコネクタ１は、前述した図示しないエンボスキャリアテープのバスタブ状のケース部に、吸着部材３０を上側にして収容され、保護シートでケース部の開口が覆われる。そして、自動実装工程では、エンボスキャリアテープの保護シートを剥がしながら、自動実装機の吸引器が吸着部材３０の吸着板３１の表面を吸着し、マザーボード表面の複数の電極（ハンダクリーム塗布済）の位置にコネクタ１のハウジングの外に露出される複数のコンタクト４０を位置合わせして載置する。この状態で、コネクタ１が載置されたマザーボードが高温槽内に移され、高温状態でのハンダリフローにより、複数のコンタクト４０の実装片４３がマザーボードの複数の電極にそれぞれハンダ付けされる。

図６は、本実施の形態の吸着部材付きコネクタ１にオス側コネクタを嵌合した状態と嵌合後にオス側コネクタを示す図である。図６（１）は、図１の吸着部材３０が取り付けられたコネクタ１にオス側コネクタであるソケット５０が嵌合された状態を示す図である。また、図６（２）は、嵌合されたソケット５０がコネクタ１から抜き取られた状態を示す図である。

図６（１）では、ソケット５０のソケットハウジング５１の先端が、コネクタ１の第１開口部１５内に挿入されている。同時に、ソケット５０をコネクタ１の第１開口部に挿入する際、ソケット５０の吸着部材回転部材５４が、コネクタに水平に取り付けられていた吸着部材３０の吸着板を押し下げる。図６（２）に示すとおり、その後、ソケット５０をコネクタ１から抜き取ると、コネクタの吸着部材３０は、第１開口部内に押し下げられ収容されたままとなる。コネクタ１は既にマザーボード（図示せず）にハンダ付け実装済みであるので、吸着部材３０が第１開口部内に収容された状態でも支障はない。

図７は、オス型コネクタであるソケットの一例を示す図である。図７（１）（２）は、ソケット５０の前面斜視図、背面斜視図であり、（３）はソケット５０の側面図、（４）はソケットコンタクト部分の断面図である。

ソケット５０は、ソケットハウジング５１と、ソケットハウジングの複数の挿入孔５２内にそれぞれ挿入される複数の電線５７と、ソケットハウジングの複数の挿入溝５３にそれぞれ挿入される複数のソケットコンタクト５８を有する。ソケットコンタクト５８それぞれは電線５７に接続される。ソケットハウジング５１は、絶縁性樹脂を成形して生成される。

ソケット５０は、更に、ソケットハウジング５１と一体に成形される吸着部材回転部材５４を有する。吸着部材回転部材５４は、支点部５９を介してソケットハウジング５１につながっている。そして、吸着部材回転部材５４は、ソケット５０をコネクタ１に挿入するときに、コネクタ１に取り付けられている吸着部材３０の吸着板３１を取付軸１９を中心に回転させて押し下げ、第１開口部内に収容する機能を有する。

更に、図７のソケットの例では、特に、吸着部材回転部材５４が、コネクタ１への挿入先端側にロック爪５５を、挿入先後端側にロック解除片５６をそれぞれ有する。ソケットをコネクタに挿入したとき、ソケットのロック爪５５がコネクタ１のロック凸部２１に係合して嵌合状態がロックされる。また、ソケットをコネクタから抜くときに、ロック解除片５６をソケットハウジング側に絞るとロック爪５５が開いてロック凸部２１との係合状態が解除される。

図８は、ソケットがコネクタに嵌合されるときの３つの状態を示す断面図である。この断面図は、コネクタ１のコンタクト４０の間の位置とソケット５０のソケットコンタクト５８の間の位置でそれぞれのハウジングを切断した図である。

図８（１）では、ソケット５０のソケットハウジング５１の先端部がコネクタ１の第１開口部１５内に挿入開始されている。このとき、ソケット５０の吸着部材回転部材５４の先端が、第２開口部２０内に侵入し、コネクタ１に取り付けられた吸着部材３０の吸着板３１の先端を押し下げ、吸着部材３０が取付軸１９を中心として回転する。

図８（２）では、更に、ソケットハウジング５１の先端部がコネクタの第１開口部内に深く挿入されている。このとき、ソケットコンタクト５８がコネクタ１内のコンタクト４０の第１、第２コンタクト片４１，４２を開き、同時に、ソケットの吸着部材回転部材５４の先端のロック爪５５が、コネクタ１のロック傾斜部２２に沿って下方に摺動しながら、吸着部材の吸着板３１の先端を更に押し下げる。

図８（３）では、ソケットハウジング５１の先端部がコネクタの第１開口部の底面に達っする。この状態で、ソケットコンタクト５８がコネクタのコンタクト４０の第１、第２コンタクト片４１，４２で挟まれて電気的に接続された状態になる。同時に、ソケットのロック爪５５がコネクタのロック凸部２１に係合し、ソケットとコネクタの嵌合状態がロックされる。

図８（３）の嵌合がロックされた状態から、ソケット５０をコネクタ１から抜き取るときは、ソケット５０のソケットハウジング５１とロック解除片５６とを指や治具でつまんで、ロック爪５５を支点部５９を中心に開くことで、ロック爪５５とロック凸部２１との係合状態を解除してロック状態を解除し、ソケット５０を引き抜くことができる。

本実施例では、コネクタ１とソケット５０に嵌合状態をロックするために、コネクタ１にロック凸部２１を設け、ソケット５０の吸着部材回転部材５４の先端にロック爪５５を有する。そして、コネクタの第２開口部２０でロック動作が行われる。このような構成を前提に、本実施例では、吸着部材３０をコネクタ１の外側前壁１７に設けた取付軸１９に取り付け、コネクタの自動実装時の吸着面を提供し、実装後ソケット挿入時にソケットの吸着部材回転部材５４が、ロック動作を行うと共に吸着部材３０を押し下げる動作を行う。これにより、コネクタの第２開口部２０のスペースが有効に活用される。

［第２の実施の形態とソケットの変形例］
図９は、第２の実施の形態におけるソケットの例を示す斜視図である。第２の実施の形態では、図２（１）や図３と異なり、コネクタ１の第２開口部２０内には、ロック凸部２１とロック傾斜部２２は設けられていない。それに伴い、図９に示すとおり、ソケット５０の吸着部材回転部材５４は、ロック爪５５やロック解除片５６を有していない。

つまり、第２の実施の形態では、コネクタとソケットの嵌合状態をロックする機能はない。但し、ソケット５０の吸着部材回転部材５４は、ソケット５０をコネクタ１に挿入するとき、吸着部材回転部材５４がコネクタ１の内側前壁１６の第２開口部側を摺動して挿入される。これにより、ソケットの吸着部材回転部材５４とソケットハウジング５１とが、コネクタの内側前壁１６を挟むようにして嵌合し、コネクタの内側前壁１６と後壁１２がソケットハウジング５１の先端部を挟むように嵌合し、嵌合強度を強くする。それと共に、ソケットをコネクタの第１開口部１５内に挿入するとき、ソケットの吸着部材回転部材５４が、コネクタの吸着部材３０の吸着板３１の先端を押し下げて第２開口部２０内に収容する。したがって、第２の実施の形態でも、コネクタの第２開口部２０のスペースが有効に利用される。

［コネクタの吸着部材の回転動作と取付軸の変形例］
図１０は、コネクタの吸着部材の回転動作と取付軸の変形例を示す図である。図１０中（１−１）（１−２）（１−３）は、取付軸１９が六角形の断面を有する例における吸着部材３０の回転動作を示す。図１０中（２）（３）は取付軸の変形例を示す。いずれも、コネクタ１のハウジング１０の取付軸１９の部分で切断した断面図である。

まず、図１０（１−１）（１−２）（１−３）について説明する。この例では、取付軸１９の断面は六角形であり、コネクタ１の外側前壁１７と垂直面が一致する正四角形の一方の対向する一対の角部を辺１９Ａとした形状である。一方、吸着部材３０の取付部材３２は、図中左側の取付部材３２がＬ字型の断面形状を有し、Ｌ字型形状の先端部に取付用傾斜３２Ａを有する。

このような形状のコネクタ側の取付軸１９と吸着部材３０の取付部材３２の場合、吸着部材３０の取付軸１９への取付動作、及び取付軸１９を中心とする回転の動作は次のとおりとなる。まず、図１０（１−１）において、吸着部材３０の取付軸１９への取付動作では、吸着部材３０の取付部材３２を上から取付軸１９に押し付けると、取付部材３２の取付用傾斜３２Ａが取付軸１９の辺１９Ａで摺動しながら広げられ、その後取付部材３２のＬ字型形状が取付軸１９に係合する。この状態では、吸着部材３０の取付部材３２の垂直面が取付軸１９の垂直面を両側から挟み込み、吸着板３１が所定の押し下げ力に抗して吸着板３１の水平状態を保持する。

次に、図１０（１−２）では、図示しないソケットの吸着部材回転部材の押し下げ圧力に負けて、吸着板３１の先端が押し下げられ、取付部材３２の内側面が取付軸１９の辺１９Ａを両側から挟む状態になっている。更に、図１０（１−３）では、吸着部材３０の吸着板３１が更に押し下げられ、第２開口部２０内に収容された状態となる。

上記のような取付軸１９の形状と吸着部材３０の取付部材３２の形状により、吸着部材の取付軸への取付部材と取付軸とが、吸着部材を取付軸に取り付けた状態で取付軸での吸着部材の回転が抑止され、オス側コネクタが挿入されるときに回転が可能になる。

図１０（２）は、取付軸１９の第１の変形例である。この取付軸１９の断面形状は、正方形の４つの角部を削って辺とした八角形である。このような八角形であっても、一方の対向する一対の辺１９Ａにより、図１９（１−１）〜（１−３）と同様の吸着部材３０の取付動作と回転動作が可能になる。

図１０（３）は、取付軸１９の第２の変形例である。この取付軸１９の断面形状は、縦長の楕円形状である。このような縦長の楕円形状の場合、長径方向の対向する曲面により、吸着部材３０の取付軸１９への取付部材３２と取付軸１９とが、吸着部材を取付軸に取り付けた状態で取付軸での吸着部材の回転が抑止され、オス側コネクタが挿入されるときに吸着板が強く押し下げられて回転が可能になる。

以上の通り、本実施の形態によれば、吸着部材３０がコネクタ１に取り付けられているので、自動実装工程で自動実装機の吸引器が吸着部材の吸着面を吸着して自動実装する。そして、実装後にオス型コネクタがコネクタ１に挿入されるとき、吸着部材３０がコネクタの第２開口部に収容されるので、実装後に吸着部材を取り外す必要がない。

１：コネクタ １０：ハウジング １１：前壁 １２：後壁
１３：右壁 １４：左壁 １５：第１開口部 １６：内側前壁
１７：外側前壁 １８：前壁窓 １９：取付軸 ２０：第２開口部
２１：ロック凸部 ２２：ロック傾斜部 ２３：第２コンタクト溝
２４：第１コンタクト溝 ２５：補強板
３０：吸着部材 ３１：吸着板 ３２：取付部材
４０：コンタクト ４１：第１コンタクト片 ４２：第２コンタクト片
４３：実装片
５０：ソケット（オス側コネクタ） ５１：ソケットハウジング ５２：挿入孔
５３：挿入溝 ５４：吸着部材回転部材（ロック係合部） ５５：ロック爪
５６：ロック解除片 ５７：電線 ５８：ソケットコンタクト ５９：支点部

Claims (5)

1. オス側コネクタが挿入される第１開口部を有するハウジングと、
   前記ハウジングに装着される複数のコンタクトと、吸着面を有し前記ハウジングに取り付けられる吸着部材とを有し、
   前記ハウジングは、前記吸着部材が取り付けられる取付軸を前記第１開口部の外側に有し、
   前記吸着部材の前記取付軸への取付部材と前記取付軸とが、前記吸着部材を前記取付軸に取り付けた状態で前記取付軸での前記吸着部材の回転が抑止され、前記オス側コネクタが前記第１開口部に挿入されるときに前記回転が可能になるよう形成された、吸着部材付きコネクタ。
2. 前記ハウジングは、前記第１開口部に隣接して第２開口部を有し、
   前記第２開口部を形成する前記第１開口部と反対側の第１の壁に前記取付軸が形成され、
   前記オス側コネクタが挿入されるとき、前記吸着部材が前記取付軸を中心に回転して前記第２開口部内に収容される、請求項１に記載のコネクタ。
3. 前記オス側コネクタが挿入されるとき、前記オス側コネクタの吸着部材回転部材が前記吸着部材を押し下げる、請求項２に記載のコネクタ。
4. 前記第２開口部内の前記第１開口部側の第２の壁にロック凸部を有し、
   前記オス側コネクタが挿入されるとき、前記オス側コネクタの前記吸着部材回転部材の先端のロック爪が前記ロック凸部に係合する、請求項３に記載のコネクタ。
5. 前記オス側コネクタが挿入されるとき、前記オス側コネクタの前記吸着部材回転部材が、前記第２開口部内の前記第１開口部側の第２の壁で摺動しながら挿入する、請求項３に記載のコネクタ。

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