JP4090381B2 - 補強タブ、この補強タブを備えたコネクタ及び電気部品の基板への接続構造 - Google Patents
補強タブ、この補強タブを備えたコネクタ及び電気部品の基板への接続構造 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリント配線基板などの回路基板の表面に形成された配線パッドに対して、ピンコンタクトを表面実装により接続して用いられる表面実装型のコネクタの基板との接合状態を補強する補強タブ、この補強タブを備えたコネクタ及び基板上に形成された配線パッドと電気的接続が可能なＤＩＰスイッチやコネクタなどを含む電気部品の基板への接続構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、表面実装技術により基板上に表面実装されるＳＭＴ（Ｓｕｒｆａｃｅ−Ｍｏｕｎｔ−Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）コネクタとして、次のような構造を有するものが知られている。すなわち、ＳＭＴコネクタは、複数の配線端子を束ねたハーネス端子などの相手方コネクタを装着して電気的に接続させる第１接続部を上面側に有し、基板上に形成された配線パッドと電気的に接続させる第２接続部としての複数のピンコンタクトを下面側に有し、これら複数のピンコンタクトを長手方向に沿って所定のピッチで並設した状態で保持させる。尚、ハウジングは各種エンジニアリングプラスチックなどの樹脂からなり、基板はガラスフィラー入りエポキシ樹脂などからなる。すなわち、これらハウジングと基板とは異なる材質からなる。
【０００３】
上記ハウジングは、第１接続部において、相手方コネクタを容易に装着させるために、相手方コネクタを所定の位置へと案内する位置決め部として、当該相手方コネクタを４方から囲む側壁面を有する間口部を備えている。尚、相手方コネクタの各配線端子は、コネクタの第１接続部の接続端子とほぼ同じピッチに予め配列されている。また、ハウジングの両端部には、基板への実装時の接合強度をより強くするための補強タブが設けられている。この補強タブは、黄銅など銅系の材質からなり、ハウジングの樹脂成形時に一体的に形成されたり、ハウジングに嵌合するなどして一体的に形成されている。また、補強タブは側面視略Ｌ字状の形態をなし、その屈曲部を境にして一方側（上側外面）がハウジングの端面に一体的に形成され、他方側（下側裏面）が基板上の金属製パッドとハンダを介して接続固定されている。コネクタのピンコンタクトは、各々基板上の配線パッドとハンダを介して接続されている。
【０００４】
一般に、コネクタの基板上への実装については、リフロー方式が採用され、予め各パッドにハンダが塗布された基板上に、当該パッドのハンダにコネクタの各ピンコンタクトが接触するように位置決めされた状態で搭載され、この状態で基板を高温下のリフロー槽に通してハンダを溶融した後に当該リフロー槽から取り出してハンダを固化することにより、コネクタの各ピンコンタクトをハンダに接続固定し、各パッドと電気的に接続させている。
【０００５】
上述したような構造を有するコネクタとしては、例えば、特許文献１に示されるように、下向きコ字状のアーチ形の頭頂部に吊設されたバルジ部と、両端部から水平方向に背向して突出した基板への接合部とを有する補強金具を具備しており、ハウジングの長手方向の両端上面に穿設されたバルジ穴に上記バルジ部を上方から圧入し、上記接合部をピンコンタクトと表面実装可能に併設されるように構成したものが提案されている。
【０００６】
このようなコネクタなどの電子部品が実装された基板は、様々な電子製品に用いられており、その中には例えば自動車の車体内などに用いられて使用時に非常に高い温度にさらされる環境下に置かれることも多い。
【０００７】
【特許文献１】
特開平９−１３９２４２号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
このような高温の環境下に置かれたときには、コネクタは熱膨張によりハウジングの全長寸法が伸長変形することになるが、コネクタのハウジングの材質が基板と異なることが多いため、これらの熱膨張係数の違いにより、コネクタの各ピンコンタクトと基板上の各配線パッドとの間で位置ずれが生じる。特に、補強タブはハウジングの両端部に設けられているので、ハウジングの熱膨張による変形に伴う位置ずれの影響を最も受けやすい。例えば、上述したような側面視Ｌ字状の補強タブを用いたときは、ハウジングの熱膨張に伴う伸長変形によって、ハウジングに一体的に形成された上側外面が長手方向へ押圧されて屈曲部における内角が鋭角になるように変形し、基板との接合部分においてハンダに接合された下側裏面に対して屈曲部近辺から剥がれる方向へ変形力が付加される。このような変形力によって、基板との接合部分におけるハンダにクラックが生じたり基板からの剥離が生じやすくなり、コネクタのピンコンタクトと基板上の配線パッドとの電気的接続が不安定になるとともに、基板上におけるコネクタの接合強度（ピール強度）が弱まって脱落してしまうといった不具合が生じやすい。
【０００９】
上述したような側面視Ｌ字状の形態をなす構造以外の補強タブとして、例えば、上記特許文献１に示すようなコネクタに用いる補強金具を用いた場合でも、補強金具は基板との接合部以外の部分がコネクタのハウジングに圧入され一体化されているため、ハウジングの熱膨張による長手方向への伸長変形時に上記接合部と熱膨張係数の異なる基板の配線パッドとの位置ずれが生じてこれら接合部分に大きな応力が集中的に付加され、同様な不具合が生じやすい。
【００１０】
このような不具合を防止するために、補強タブにおける基板との接合面積を大きくして接合に用いるハンダ量を増やすことにより接合強度を向上させることが考えられるが、この場合には基板上の電子部品の実装有効面積が減少してしまうとともに、多量のハンダにより基板の細かな配線パターンに対して複数の配線パターンに跨って塗布され接続不良が生じやすくなるのであまり好ましくない。
【００１１】
また、基板に貫通穴を設けて補強タブをこの貫通穴に挿入して取り付け固定することも考えられるが、基板の裏面側での電子部品の実装有効面積が減少してしまうのでこれも好ましくない。
【００１２】
さらに、相手方コネクタとして、例えば、頻繁にコネクタに対して抜き差しするようなゲームカセットを用いた場合では、使用者がゲームカセットをコネクタから引き抜く際にコネクタに対して平面的あるいは立体的に回転方向へねじるように応力を付加させることもあり、当該ねじり応力がコネクタと基板との接合部分に集中することによりこれらの接合状態が悪化して、上述したような課題を引き起こすことも考えられる。
【００１３】
また、上記のような課題については、コネクタに限られるものでなく、人の手動による操作によって様々な方向から外力が付加される電気部品に生じやすく、例えば、複数のスイッチが備えられ且つ回路変更を可能とするＤＩＰスイッチをはじめとする多くの種類の面実装型の電気部品に生じやすい。
【００１４】
本発明は、上述したような課題を解決し、外部からの大きな応力に対して、あるいは高温の環境下においても基板上に接合されたコネクタの基板との接合状態を良好に維持して、これらの接合不良を低減し得る補強タブ、この補強タブを備えたコネクタ及び電気部品の基板への接続構造を提供することを課題としている。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上述したような課題を解決するために本発明は、次のような構成の補強タブを手段として用いる。
（１）の発明は、複数のピンコンタクトを長手方向に沿って並設した状態で保持するハウジングを備えた表面実装型のコネクタに取り付けられ、前記ハウジングの長手方向における端部に設けられ且つ基板との接合状態を補強するための補強タブであって、前記ハウジングの端部に一体的に取り付けられる取付部、当該取付部から延設されその先端部分に前記基板への接合面を配した接合部を有し、前記接合面は、前記ハウジングの短手方向に沿って延びるように形成された第一の接合面と、当該第一の接合面にほぼ直交するように前記ハウジングの長手方向に沿って延びるように形成された第二の接合面と、前記第一の接合面と前記第二の接合面との間にこれらを連結するように形成された屈曲面とを有し、前記第二の接合面は前記屈曲面の端縁から前記ハウジングの中心に対して外方へ延びるように形成されていることを特徴とする。
（１）の発明によれば、基板との接合面積を第二の接合面により増大させているので、基板との接合強度をより向上させることが可能であるとともに、ハウジングの中心に対して外方へ延びるように形成された第二の接合面によって、基板上での姿勢を安定させることが可能であり、これによってコネクタに対する様々な方向から付加される外力に対して姿勢を崩さないようにする耐力を構造的に向上させることが可能である。例えば、ハウジング及び当該ハウジングよりも熱膨張係数の小さな基板が熱膨張などによって長手方向へ伸長変形して、補強タブがその取付部と接合面との位置関係がずれてしまい、当該接合面付近を支点としてハウジングの中心に対して外方へ撓むように弾性変形した際に、当該撓む方向に沿って延びるように形成された第二の接合面及び屈曲面によってこれを支えるため、基板との接合強度をより向上させることが可能となる。
（２）の発明は、（１）に記載の補強タブであって、前記第二の接合面は、前記第一の接合面の両端縁の各々において前記屈曲部に連結されるように形成されていることを特徴とする。
（２）の発明によれば、基板との接合面積を第一の接合面の両端縁の各々に形成された第二の接合面により増大させているので、基板との接合強度を更に向上させることが可能であるとともに、基板上での姿勢もより安定させ、上記外力に対する耐力もより一層大きくすることが可能となる。例えば、ハウジング及び当該ハウジングよりも熱膨張係数の小さな基板が熱膨張などによって長手方向へ伸長変形して、補強タブがその取付部と接合面との位置関係がずれてしまい、当該接合面付近を支点としてハウジングの中心に対して外方へ撓むように弾性変形した際に、当該撓む方向に沿って延びる第二の接合面及び屈曲面によってこれを支えるため、基板との接合強度をより向上させることが可能になるとともに、コネクタに対する回転方向などからの外力が付加された場合でも、第二の接合面及び屈曲面によって補強タブ自身のねじれ変形に対する耐力を構造的に向上させていることにより、基板との接合強度をより向上させることが可能となる。
（３）の発明は、（１）又は（２）に記載の補強タブであって、前記接合部には、前記接合面から所定の寸法上方に位置する部位に当該接合面に沿って貫通穴が設けられていることを特徴とする。
（３）の発明によれば、仮にハンダを介して基板と接合する際に、当該ハンダが接合部から上方へと向かって面伝いに上昇するいわゆるハンダ上りに対して、貫通穴にハンダを潜らせて当該ハンダの面伝いの上昇を抑えることにより、基板との接合部分におけるハンダの量を適度に維持させ、当該基板との接合強度の低下を防止することが可能となる。上記貫通穴は、接合する基板に対してほぼ平行となるように接合面に沿うように形成されていることが好ましく、ハンダの面伝いの上昇を幅広く的確に抑えることが可能となる。
【００１６】
また、本発明では、次のような構成を有するコネクタを手段として用いる。
（４）の発明は、（１）の発明乃至（３）の発明のいずれかに記載の補強タブを備えた表面実装型のコネクタであって、複数のピンコンタクトを長手方向に沿って並設した状態で保持するハウジングと、当該ハウジングの長手方向における端部に前記補強タブの取付部を取り付ける被取付部とを備えたことを特徴とする。
（４）の発明によれば、ハウジングの被取付部に補強タブを取り付けたことにより、コネクタに対する様々な方向から付加される外力によって、補強タブがその取付部と接合面との位置関係がずれてしまい、当該接合面付近を支点としてハウジングの中心に対して外方へ撓むように弾性変形した際に、当該撓む方向に沿って延びるように形成された第二の接合面及び屈曲面によってこれを支えるため、姿勢を崩さないようにする耐力を構造的に向上させ、基板との接合強度をより向上させることが可能である。
【００１７】
さらに、本発明では、次のような構成を有する電子部品の基板への接続構造を手段として用いる。
（５）の発明は、複数のピンコンタクトを長手方向に沿って並設した状態で保持するハウジングと、当該ハウジングの長手方向における両端部に一体的に取り付けられる取付部、当該取付部から延設されその先端部分に前記基板への接合面を配した接合部を有する補強タブとを備えた表面実装型の電気部品を用い、各前記複数のピンコンタクトが前記基板に形成された配線パッド上にハンダを介して接合される電気部品の基板への接続構造であって、前記接合面は、前記ハウジングの短手方向に沿って延びるように形成された第一の接合面と、当該第一の接合面にほぼ直交するように前記ハウジングの長手方向に沿って延びるように形成された第二の接合面と、前記第一の接合面と前記第二の接合面との間にこれらを連結するように形成された屈曲面とを有し、前記第二の接合面は前記屈曲面の端縁から前記ハウジングの中心に対して外方へ延びるように形成されており、前記補強タブは前記第一の接合面、前記第二の接合面及び前記屈曲面の各々をハンダを介して前記基板上に接合させていることを特徴とする。
（５）の発明によれば、電子部品は、その補強タブにおける前記接合面が、前記ハウジングの短手方向に沿って延びるように形成された第一の接合面と、当該第一の接合面にほぼ直交するように前記ハウジングの長手方向に沿って延びるように形成された第二の接合面と、前記第一の接合面と前記第二の接合面との間にこれらを連結するように形成された屈曲面とを有し、前記第二の接合面が前記屈曲面の端縁から前記ハウジングの中心に対して外方へ延びるように形成されているので、基板への接合面積の増大に伴い接合強度を向上させることが可能であるとともに、基板上での姿勢を安定させて様々な方向からの外力に対して安定した姿勢を維持させるための耐力を構造的に向上させることが可能となる。仮に、コネクタが接続された基板を高温の環境下に置かれた際に、ハウジング及び当該ハウジングよりも熱膨張係数の小さな基板が熱膨張などによって長手方向へ伸長変形して、補強タブがその取付部と接合面との位置関係がずれてしまい、当該接合面付近を支点としてハウジングの中心に対して外方へ撓むように弾性変形した際に、当該撓む方向に沿って延びる第二の接合面及び屈曲面によってこれを支えるため、基板との接合強度をより向上させることが可能になるとともに、補強タブの接合部と基板とを接合させるハンダのクラックや剥離といった不具合を低減させ、補強タブと基板との接合状態を良好に維持させやすくなる。
（５）の発明における電気部品としては、ピンコンタクト等の基板との電気的接点部分を有する電気部品であって、様々な方向から外力が付加されやすい面実装型の電気部品に適用可能であり、例えば、相手方コネクタに対して着脱自在に装着させることが可能なコネクタのほか、複数のスイッチが備えられ且つ回路変更を可能とするＤＩＰスイッチをはじめとする多くの種類の電気部品に適用可能であり、特に、ハウジングが大型化した電気部品やピンコンタクトのピッチ間距離が非常に小さな電気部品などに効果的である。
【００１８】
本発明において、ハウジングの中心は、例えば、ハウジングの長手方向における長さ寸法のほぼ中心位置を含む中心線を通りハウジングを左右にほぼ均等に分断する断面部分であり、ハウジングの両端部に補強タブが取り付けられているときには、各補強タブの第二の接合面が互いに反対方向に外方へ延びるように形成されていることになる。また、本発明において、補強タブの取付部は後述する実施形態に示すような形状に成形されたハウジングの端面に取り付けられるほか、例えば、端部に切り欠き部が形成されるように成形されたハウジングに、当該切り欠き部に取付部を圧入するなどしてハウジングに取り付けたり、あるいは補強タブをその取付部がハウジングとともに一体的に成形されるようにしてハウジングに取り付けるようにしてもよい。さらに、本発明において、屈曲面は第一の接合面と第二の接合面とを連結させており、平面視Ｌ字状もしくはなだらかな曲面のＲ状、又は第一の接合面及び第二の接合面に対して斜め方向に沿って延びるＣ面状となるように形成されていればよい。
【００１９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の補強タブ及びこれを備えたコネクタの一実施形態について図面等を参照しつつ説明するが、本発明はこれに限定されるものでない。なお、以下の実施の形態において用いる、前後左右上下などの方向に関する用語は、説明の便宜上のためにのみ用いられるものである。
【００２０】
図１は本実施形態のコネクタを示す斜視図である。図２は本実施形態のコネクタを示す上面図である。図３は本実施形態のコネクタを示す底面図である。図４は本実施形態のコネクタを示す正面図である。図５は本実施形態のコネクタを示す端面図である。
【００２１】
コネクタ１は、金属製の複数のピンコンタクト２と、絶縁性樹脂で一体成型してなるハウジング３と、当該ハウジング３の長手方向における両端部の各々に設けられ後述する基板との接合強度を補強するための板状部材からなる弾性変形が可能な補強タブ４とを備えている。
【００２２】
ハウジング３の上面側には、相手側であるソケット側コネクタ（図示せず）が装着できるコネクタの間口部５が形成されている。間口部５の内壁面には、２つの突起部６がソケット側コネクタを所定の位置で装着させるための案内用として縦方向に沿って立設されている。また、間口部５の底面には、突起部６による案内によって装着されたソケット側コネクタの複数の端子と各々当接する端子部７（図２参照）が長手方向に沿って列状に並設されている。ハウジング３は、長さ寸法が４９．４ｍｍ、幅寸法が１３ｍｍ及び高さ寸法が２５ｍｍの外形寸法を有する。ハウジング３の底面には、基板へ表面実装した際に当該基板上での姿勢を安定化させるためのほぼ円柱形状の突出部８が隅角部の各々に合計４つ設けられている。また、各突出部８のうち２つの突出部８には、基板に対するコネクタ１の位置決め用ピン９（図３参照）が下方に向かって突設しており、基板に穿設された位置決め用穴に嵌合される。
【００２３】
複数のピンコンタクト２は、図６に本実施形態のコネクタに用いられるピンコンタクト２の斜視図を示すように、ハウジング３の底面部の左右両端部において、当該ハウジング３の長手方向に沿って列状に等間隔で並設されている。ピンコンタクト２はバネ性を有し、その下部が基板の配線パッドとの接合面積を増大させるために、基板に対して平行となるようにほぼ水平方向へ曲げ加工が施されている。また、ピンコンタクト２は、その長手方向における中間部分にハウジング３の所定位置へ嵌挿し取り付けるための複数の凹部２ａ及び凸部２ｂ（図５参照）が形成されている。尚、ハウジング３の材質としては、例えば、シンジオタクチックポリスチレン、ポリフェニンサルファイド、６Ｔナイロン、４６ナイロンなどの熱可塑性樹脂を好ましく用いることができる。
【００２４】
次に、本発明の特徴部分である補強タブ４について説明する。図７は本実施形態のコネクタに用いられる補強タブを示す斜視図である。図８は本実施形態のコネクタに用いられる補強タブを示す正面図である。図９は本実施形態のコネクタに用いられる補強タブを示す底面図である。図１０は本実施形態のコネクタに用いられる補強タブを示す側面図である。補強タブ４は、ハウジング３の両端面に嵌め込むように取り付けられている。ハウジング３の両端面には、平面視ハ字状の嵌挿部１０（図６参照）が一体的に形成されており、補強タブ４はこの嵌挿部１０に嵌め込まれるようにハウジング３に取り付けられている。補強タブ４は、黄銅など銅系の材質からなる板状部材を所定の形状に加工してなるものである（図７参照）。補強タブ４として銅系の材質を用いることにより、ステンレスなどに必要な表面めっき処理を不要として、低コスト化を図るとともに基板への接合時のハンダとの接合強度を良好なものとしている。補強タブ４は、ハウジング３の嵌挿部１０に一体的に取り付けられる取付部１１、基板との接合面を下端に配した接合部１２、及び取付部１１から接合部１２へ延設される延設部１３を有する。
【００２５】
取付部１１はハウジング３の嵌挿部１０にその上方から挿入され、その両側面に形成された複数の突設部１１ａによって嵌挿部１０との嵌め合い強度がある程度確保された状態でハウジング３に取り付けられている。
【００２６】
延設部１３は取付部１１における上部両側面から水平方向に沿って外方へ各々枝分かれするように延設され、更にこの延設方向とはほぼ垂直方向に下方へ向かって延設されている。補強タブ４は取付部１１と２つの延設部１３との各々の隙間部分に嵌挿部１０が位置するようにハウジングに取り付けられる構造となっているため、取付部１１が嵌挿部１０によって固定され取り付けられて支持されている一方、延設部１３は嵌挿部１０を含む他の部位によってハウジングに支持されていない。
【００２７】
接合部１２は各延設部１３の下方端に位置し、接合するべく基板に対して異なる２箇所の位置に設けられている。接合部１２は、図９における補強タブの底面図に示すように、平面視略コ字状の形態をなしており、基板との接合面において、ハウジング３の短手方向に沿って延びるように形成された第一の接合面１２ａと、この第一の接合面１２ａの両端縁から第一の接合面１２ａの延びる方向にほぼ直交するようにハウジング３の長手方向に沿って延びるように形成された２つの第二の接合面１２ｂと、各第二の接合面１２ｂと第一の接合面１２ａとの間にこれらを連結するように形成された２つの屈曲面１２ｃとを有する。また、第二の接合面１２ｂは、屈曲面１２ｃの端縁からハウジング３の長手方向における長さ寸法のほぼ中心位置を通る中心線Ｔ（図２から図４を参照）に対して外方へ延びるように形成されている。すなわち、第二の接合面１２ｂは屈曲面１２ｃの端縁からハウジング３のもう一方の端面に取り付けられた補強タブ４における第二の接合面１２ｂの延びる方向と反対方向に外方へ延びるように形成されている。本実施形態では、上記中心線をハウジング３の中心としているが、これに限定されるものでなく、ハウジング３の重心位置を通るハウジングの短手方向に沿った中心線あるいは中心面などでもよい。本実施形態では、接合部１２は平面視コ字状の形態をなしているが、これに限定されるものでなく、屈曲面１２ｃがなだらかな曲面状の平面視Ｕ字状の形態としてもよい。接合部１２における基板との接合面は、その水平断面における全長寸法が延設部１３の上記全長寸法より大きい形態をなしており、接合部１２の下端面（基板との接合面）における基板との接合面積がこれら２つの第二の接合面１２ｂにより増大するので、基板との接合強度をより向上させることが可能となっている。
【００２８】
また、接合部１２には、基板との接合面から所定の寸法上方に位置する部位に２つの貫通穴１２ｄが、各第一の接合面１２ａ、第二の接合面１２ｂ及び屈曲面１２ｃに沿って設けられている。貫通穴１２ｄは、長穴形状の形態をなし、接合する基板に対してほぼ平行となるように形成されている。このような構造とすることにより、ハンダを用いた基板との接合に際して、ハンダが接合部１２から延設部１３に向かって面伝いに上昇するいわゆるハンダ上りに対して、２つの貫通穴１２ｄにハンダを潜らせて当該ハンダの面伝いの上昇を抑えることにより、基板との接合部分におけるハンダ量を適度に維持させ、当該基板との接合強度の低下を防止することを可能としている。
【００２９】
次にコネクタ１の基板への接合状態について説明する。図１１は本実施形態のコネクタを基板上に表面実装した状態を説明するための説明図である。このような形態の補強タブ４を有するコネクタ１は、所定の配線パターンが形成された基板２０に面実装される（図１１参照）。基板２０には、コネクタ１の複数のピンコンタクト２に当接する所定位置に配線パッド２１が形成されているとともに、補強タブ４と当接する位置に金属性のパッド２２が形成されている。コネクタ１は、基板２０上の各パッド２１、２２に対してリフロー方式などによりハンダを介して接合される一方、基板２０上の図示しない部位において他の多くの電子部品などが接合されることにより基板ユニットが形成される。このような基板ユニットは、自動車メーター用などに用いられ、この使用時において非常に高い温度の環境下にさらされる場合がある。このような状況下においては、コネクタ１のハウジング３及び基板２０は熱膨張により伸長変形するが、両者の材質が異なり熱膨張係数の違いから基板２０上の各配線パッド２１に対するコネクタ１の各ピンコンタクト２の位置ずれ、及び基板２０上のパッド２２に対するコネクタ１の補強タブ４における接合部１２の位置ずれが生じてしまいやすい。特に、ハウジング３の中心位置から最も遠くに位置する両端面に取り付けられた補強タブ４ではこの位置ずれの度合いが大きい。これに対して、本実施形態のコネクタでは、図４に示すように補強タブ４における延設部１３及び接合部１２とハウジング３の端面との間に補強タブ４の弾性変形領域としての隙間部分Ｓが形成されている。すなわち、ハウジング３の両端面には、上記隙間部分Ｓ（図１２参照）を形成するための切欠部１４（図７、８参照）が延設部１３及び接合部１２と対向する位置に設けられている。このような構成とすることにより、上述したハウジング３及び基板２０の熱膨張係数の違いによる補強タブ４の長手方向への撓み変形に対して、延設部１３が隙間部分Ｓで柔軟に変形することが可能となり、これにより接合部１２と基板２０との接合部分への応力を緩和させることが可能となる。図１２は本実施形態において、コネクタが熱膨張により長手方向に沿って伸長変形した際の状態を説明するための説明図である。この図１２に示すように、基板２０の伸長変形よりもハウジング３の伸長変形の方が大きくなると、基板２０上のパッド２２と接合された接合部１２の位置に対してハウジング３に取り付けられた取付部１１（図１２中では省略、図７参照）が当該ハウジング３の熱膨張による伸長変形時の押圧によって図中の右側に位置ずれを起こし、これに伴い延設部１３が隙間部分Ｓにおいて撓むように弾性変形する。この弾性変形によって、接合部１２と基板２０のパッド２２との接合部分に付加される応力を緩和させることが可能となるのである。特に、本実施形態では延設部１３が上述したように撓む方向に沿って延びる２つの第二の接合面１２ｂ及び屈曲面１２ｃ（図１２中では省略、図７参照）によって上記付加応力に対して接合状態をより強く維持し得るとともに、延設部１３における弾性変形に伴うねじれ変形を防止させ、基板２０との接合強度をより向上させることが可能となっている。尚、図１２ではハウジング３及び基板２０の熱膨張による位置ずれを分かりやすく図示するために、接合部１２とパッド２２との接合位置を基準として熱膨張時の伸長変形による位置ずれを示している。
【００３０】
また、上述したように、本実施形態のコネクタ１における補強タブ４は、第一の接合面１２ａ、第二の接合面１２ｂ及び屈曲面１２ｃによって基板と接合していることにより、例えば、コネクタ１の間口部５へ相手方コネクタを挿入する際などに、基板と並行な面上における回転方向へねじるような外力や、２列のピンコンタクト２のうち１列のピンコンタクト２を支点として基板に対して上下方向へ突き上げるような外力などが付加された場合でも、互いにほぼ直交方向へ延びる第一の接合面１２ａや第二の接合面１２ｂ、及びこれらを連結させる屈曲面１２ｃによって基板との接合強度を構造的に向上させているので、基板からの剥がれといった不具合を低減させることが可能となっている。なお、本実施形態では電気部品として表面実装型のコネクタを用いたが、これに限定されるものでなく、基板上に表面実装されるＤＩＰスイッチなどに適用可能である。
【００３１】
次に、本発明に用いられる補強タブ４の接合部１２の変形例について説明する。本実施形態では、接合部１２は図７乃至図１０に示すように平面視コ字状の形態をなしているが、これに限定されるものでなく、図１３及び図１４に示すような形態の接合部を用いることも可能である。図１３は本発明のコネクタに用いられる補強タブの変形を示す斜視図である。この接合部３０は、ハウジング（図示せず）の短手方向に沿って延びるように形成された第一の接合面３１と、当該第一の接合面３１の外側縁から第一の接合面３１の延びる方向に対してほぼ直交するようにハウジングの長手方向に沿って延びるように形成された第二の接合面３２と、第一の接合面３１と第二の接合面３２との間に形成された屈曲面３３とを有する。すなわち、このコネクタは、接合部３０が少なくとも一つの平面視略Ｌ字状部を有する構成となっている。このような構成とすることにより、接合部３０は基板との接合面積が第二の接合面３２の形成により増大するとともに、ハウジングの長手方向への撓み変形に伴う付加応力に対して、当該撓み変形する方向に沿って延びる第二の接合面３２と基板との接合面によって剥離を防止させるべく接合強度をより向上させている。
【００３２】
図１４は本発明のコネクタに用いられる補強タブの別の変形例を示す斜視図である。図１４に示される接合部４０は、基板との接合面において、ハウジングの短手方向に沿って延びるように形成された第一の接合面４１と、当該第一の接合面４１の内側縁から第一の接合面４１の延びる方向に対してほぼ直交するようにハウジングの長手方向に沿って延びるように形成された第二の接合面４２と、第一の接合面４１と第二の接合面４２との間に形成された屈曲面４３とを有する。このような構成とすることにより、上述した接合部３０と同じような効果を奏することが可能となる。尚、図１３及び図１４について接合部の構造を説明する際に、図示されない基板及びハウジングを用いたが、これらについては本実施形態と同様の形態を有するものとして説明している。
【００３３】
【発明の効果】
本発明によれば、基板に対する接合面における接合面積が第二の接合面の形成により増大するので、基板との接合強度をより向上させることが可能であるとともに、ハウジングの中心に対して外方へ延びるように形成された第二の接合面によって、基板上での姿勢を安定させることが可能となり、コネクタに対する様々な方向から付加される外力に対する耐力を構造的に向上させることが可能である。
【００３４】
また、本発明によれば、接合面における基板との接合面積が２つの第二の接合面により増大するので、基板との接合強度を更に向上させるとともに、上記外力に伴うねじれ変形に対する耐力を更に向上させることが可能である。
【００３５】
さらに、本発明によれば、接合部から延設部に向かって面伝いに上昇するいわゆるハンダ上りに対して、貫通穴にハンダを潜らせて当該ハンダの面伝いの上昇を抑えることにより、基板との接合部におけるハンダの量を適度に維持させ、当該基板との接合強度の低下を防止することが可能となる。
【００３６】
加えて、本発明によれば、補強タブを被取付部に取り付けることによって、基板上での姿勢を安定させることが可能となり、コネクタに対する様々な方向から付加される外力に対する耐力を構造的に向上させることが可能である。
【００３７】
また、本発明によれば、補強タブの接合部と基板とを接合させるハンダのクラックや剥離といった不具合を低減させ、補強タブと基板との接合状態を良好に維持しやすいコネクタの基板への接合構造を提供し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本実施形態のコネクタを示す斜視図である。
【図２】 本実施形態のコネクタを示す上面図である。
【図３】 本実施形態のコネクタを示す底面図である。
【図４】 本実施形態のコネクタを示す正面図である。
【図５】 本実施形態のコネクタに用いられるピンコンタクトピンを示す斜視図である。
【図６】 本実施形態のコネクタを示す端面図である。
【図７】 本実施形態のコネクタに用いられる補強タブを示す斜視図である。
【図８】 本実施形態のコネクタに用いられる補強タブを示す正面図である。
【図９】 本実施形態のコネクタに用いられる補強タブを示す底面図である。
【図１０】 本実施形態のコネクタに用いられる補強タブを示す側面図である。
【図１１】 本実施形態のコネクタを基板上に表面実装した状態を説明するための説明図である。
【図１２】 本実施形態において、コネクタが熱膨張により長手方向に沿って伸長変形した際の状態を説明するための説明図である。
【図１３】 本発明のコネクタに用いられる補強タブの変形を示す斜視図である。
【図１４】 本発明のコネクタに用いられる補強タブの別の変形例を示す斜視図である。
【符号の説明】
Ｓ 隙間部分
１ コネクタ
２ ピンコンタクト
３ ハウジング
４ 補強タブ
５ 間口部
６ 突起部
７ 端子部
８ 突出部
９ 位置決め用ピン
１０ 嵌挿部（被取付部）
１１ 取付部
１２ 接合部
１２ａ 第一の接合部
１２ｂ 第二の接合部
１２ｃ 屈曲面
１２ｄ 貫通穴
１３ 延設部
２０ 基板
２１ 配線パッド
２２ パッド
３０ 接合部
３１ 第一の接合面
３２ 第二の接合面
３３ 屈曲面
４０ 接合部
４１ 第一の接合面
４２ 第二の接合面
４３ 屈曲面
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリント配線基板などの回路基板の表面に形成された配線パッドに対して、ピンコンタクトを表面実装により接続して用いられる表面実装型のコネクタの基板との接合状態を補強する補強タブ、この補強タブを備えたコネクタ及び基板上に形成された配線パッドと電気的接続が可能なＤＩＰスイッチやコネクタなどを含む電気部品の基板への接続構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、表面実装技術により基板上に表面実装されるＳＭＴ（Ｓｕｒｆａｃｅ−Ｍｏｕｎｔ−Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）コネクタとして、次のような構造を有するものが知られている。すなわち、ＳＭＴコネクタは、複数の配線端子を束ねたハーネス端子などの相手方コネクタを装着して電気的に接続させる第１接続部を上面側に有し、基板上に形成された配線パッドと電気的に接続させる第２接続部としての複数のピンコンタクトを下面側に有し、これら複数のピンコンタクトを長手方向に沿って所定のピッチで並設した状態で保持させる。尚、ハウジングは各種エンジニアリングプラスチックなどの樹脂からなり、基板はガラスフィラー入りエポキシ樹脂などからなる。すなわち、これらハウジングと基板とは異なる材質からなる。
【０００３】
上記ハウジングは、第１接続部において、相手方コネクタを容易に装着させるために、相手方コネクタを所定の位置へと案内する位置決め部として、当該相手方コネクタを４方から囲む側壁面を有する間口部を備えている。尚、相手方コネクタの各配線端子は、コネクタの第１接続部の接続端子とほぼ同じピッチに予め配列されている。また、ハウジングの両端部には、基板への実装時の接合強度をより強くするための補強タブが設けられている。この補強タブは、黄銅など銅系の材質からなり、ハウジングの樹脂成形時に一体的に形成されたり、ハウジングに嵌合するなどして一体的に形成されている。また、補強タブは側面視略Ｌ字状の形態をなし、その屈曲部を境にして一方側（上側外面）がハウジングの端面に一体的に形成され、他方側（下側裏面）が基板上の金属製パッドとハンダを介して接続固定されている。コネクタのピンコンタクトは、各々基板上の配線パッドとハンダを介して接続されている。
【０００４】
一般に、コネクタの基板上への実装については、リフロー方式が採用され、予め各パッドにハンダが塗布された基板上に、当該パッドのハンダにコネクタの各ピンコンタクトが接触するように位置決めされた状態で搭載され、この状態で基板を高温下のリフロー槽に通してハンダを溶融した後に当該リフロー槽から取り出してハンダを固化することにより、コネクタの各ピンコンタクトをハンダに接続固定し、各パッドと電気的に接続させている。
【０００５】
上述したような構造を有するコネクタとしては、例えば、特許文献１に示されるように、下向きコ字状のアーチ形の頭頂部に吊設されたバルジ部と、両端部から水平方向に背向して突出した基板への接合部とを有する補強金具を具備しており、ハウジングの長手方向の両端上面に穿設されたバルジ穴に上記バルジ部を上方から圧入し、上記接合部をピンコンタクトと表面実装可能に併設されるように構成したものが提案されている。
【０００６】
このようなコネクタなどの電子部品が実装された基板は、様々な電子製品に用いられており、その中には例えば自動車の車体内などに用いられて使用時に非常に高い温度にさらされる環境下に置かれることも多い。
【０００７】
【特許文献１】
特開平９−１３９２４２号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
このような高温の環境下に置かれたときには、コネクタは熱膨張によりハウジングの全長寸法が伸長変形することになるが、コネクタのハウジングの材質が基板と異なることが多いため、これらの熱膨張係数の違いにより、コネクタの各ピンコンタクトと基板上の各配線パッドとの間で位置ずれが生じる。特に、補強タブはハウジングの両端部に設けられているので、ハウジングの熱膨張による変形に伴う位置ずれの影響を最も受けやすい。例えば、上述したような側面視Ｌ字状の補強タブを用いたときは、ハウジングの熱膨張に伴う伸長変形によって、ハウジングに一体的に形成された上側外面が長手方向へ押圧されて屈曲部における内角が鋭角になるように変形し、基板との接合部分においてハンダに接合された下側裏面に対して屈曲部近辺から剥がれる方向へ変形力が付加される。このような変形力によって、基板との接合部分におけるハンダにクラックが生じたり基板からの剥離が生じやすくなり、コネクタのピンコンタクトと基板上の配線パッドとの電気的接続が不安定になるとともに、基板上におけるコネクタの接合強度（ピール強度）が弱まって脱落してしまうといった不具合が生じやすい。
【０００９】
上述したような側面視Ｌ字状の形態をなす構造以外の補強タブとして、例えば、上記特許文献１に示すようなコネクタに用いる補強金具を用いた場合でも、補強金具は基板との接合部以外の部分がコネクタのハウジングに圧入され一体化されているため、ハウジングの熱膨張による長手方向への伸長変形時に上記接合部と熱膨張係数の異なる基板の配線パッドとの位置ずれが生じてこれら接合部分に大きな応力が集中的に付加され、同様な不具合が生じやすい。
【００１０】
このような不具合を防止するために、補強タブにおける基板との接合面積を大きくして接合に用いるハンダ量を増やすことにより接合強度を向上させることが考えられるが、この場合には基板上の電子部品の実装有効面積が減少してしまうとともに、多量のハンダにより基板の細かな配線パターンに対して複数の配線パターンに跨って塗布され接続不良が生じやすくなるのであまり好ましくない。
【００１１】
また、基板に貫通穴を設けて補強タブをこの貫通穴に挿入して取り付け固定することも考えられるが、基板の裏面側での電子部品の実装有効面積が減少してしまうのでこれも好ましくない。
【００１２】
さらに、相手方コネクタとして、例えば、頻繁にコネクタに対して抜き差しするようなゲームカセットを用いた場合では、使用者がゲームカセットをコネクタから引き抜く際にコネクタに対して平面的あるいは立体的に回転方向へねじるように応力を付加させることもあり、当該ねじり応力がコネクタと基板との接合部分に集中することによりこれらの接合状態が悪化して、上述したような課題を引き起こすことも考えられる。
【００１３】
また、上記のような課題については、コネクタに限られるものでなく、人の手動による操作によって様々な方向から外力が付加される電気部品に生じやすく、例えば、複数のスイッチが備えられ且つ回路変更を可能とするＤＩＰスイッチをはじめとする多くの種類の面実装型の電気部品に生じやすい。
【００１４】
本発明は、上述したような課題を解決し、外部からの大きな応力に対して、あるいは高温の環境下においても基板上に接合されたコネクタの基板との接合状態を良好に維持して、これらの接合不良を低減し得る補強タブ、この補強タブを備えたコネクタ及び電気部品の基板への接続構造を提供することを課題としている。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上述したような課題を解決するために本発明は、次のような構成の補強タブを手段として用いる。
（１）の発明は、複数のピンコンタクトを長手方向に沿って並設した状態で保持するハウジングを備えた表面実装型のコネクタに取り付けられ、前記ハウジングの長手方向における端部に設けられ且つ基板との接合状態を補強するための補強タブであって、前記ハウジングの端部に一体的に取り付けられる取付部、当該取付部から延設されその先端部分に前記基板への接合面を配した接合部を有し、前記接合面は、前記ハウジングの短手方向に沿って延びるように形成された第一の接合面と、当該第一の接合面にほぼ直交するように前記ハウジングの長手方向に沿って延びるように形成された第二の接合面と、前記第一の接合面と前記第二の接合面との間にこれらを連結するように形成された屈曲面とを有し、前記第二の接合面は前記屈曲面の端縁から前記ハウジングの中心に対して外方へ延びるように形成されていることを特徴とする。
（１）の発明によれば、基板との接合面積を第二の接合面により増大させているので、基板との接合強度をより向上させることが可能であるとともに、ハウジングの中心に対して外方へ延びるように形成された第二の接合面によって、基板上での姿勢を安定させることが可能であり、これによってコネクタに対する様々な方向から付加される外力に対して姿勢を崩さないようにする耐力を構造的に向上させることが可能である。例えば、ハウジング及び当該ハウジングよりも熱膨張係数の小さな基板が熱膨張などによって長手方向へ伸長変形して、補強タブがその取付部と接合面との位置関係がずれてしまい、当該接合面付近を支点としてハウジングの中心に対して外方へ撓むように弾性変形した際に、当該撓む方向に沿って延びるように形成された第二の接合面及び屈曲面によってこれを支えるため、基板との接合強度をより向上させることが可能となる。
（２）の発明は、（１）に記載の補強タブであって、前記第二の接合面は、前記第一の接合面の両端縁の各々において前記屈曲部に連結されるように形成されていることを特徴とする。
（２）の発明によれば、基板との接合面積を第一の接合面の両端縁の各々に形成された第二の接合面により増大させているので、基板との接合強度を更に向上させることが可能であるとともに、基板上での姿勢もより安定させ、上記外力に対する耐力もより一層大きくすることが可能となる。例えば、ハウジング及び当該ハウジングよりも熱膨張係数の小さな基板が熱膨張などによって長手方向へ伸長変形して、補強タブがその取付部と接合面との位置関係がずれてしまい、当該接合面付近を支点としてハウジングの中心に対して外方へ撓むように弾性変形した際に、当該撓む方向に沿って延びる第二の接合面及び屈曲面によってこれを支えるため、基板との接合強度をより向上させることが可能になるとともに、コネクタに対する回転方向などからの外力が付加された場合でも、第二の接合面及び屈曲面によって補強タブ自身のねじれ変形に対する耐力を構造的に向上させていることにより、基板との接合強度をより向上させることが可能となる。
（３）の発明は、（１）又は（２）に記載の補強タブであって、前記接合部には、前記接合面から所定の寸法上方に位置する部位に当該接合面に沿って貫通穴が設けられていることを特徴とする。
（３）の発明によれば、仮にハンダを介して基板と接合する際に、当該ハンダが接合部から上方へと向かって面伝いに上昇するいわゆるハンダ上りに対して、貫通穴にハンダを潜らせて当該ハンダの面伝いの上昇を抑えることにより、基板との接合部分におけるハンダの量を適度に維持させ、当該基板との接合強度の低下を防止することが可能となる。上記貫通穴は、接合する基板に対してほぼ平行となるように接合面に沿うように形成されていることが好ましく、ハンダの面伝いの上昇を幅広く的確に抑えることが可能となる。
【００１６】
また、本発明では、次のような構成を有するコネクタを手段として用いる。
（４）の発明は、（１）の発明乃至（３）の発明のいずれかに記載の補強タブを備えた表面実装型のコネクタであって、複数のピンコンタクトを長手方向に沿って並設した状態で保持するハウジングと、当該ハウジングの長手方向における端部に前記補強タブの取付部を取り付ける被取付部とを備えたことを特徴とする。
（４）の発明によれば、ハウジングの被取付部に補強タブを取り付けたことにより、コネクタに対する様々な方向から付加される外力によって、補強タブがその取付部と接合面との位置関係がずれてしまい、当該接合面付近を支点としてハウジングの中心に対して外方へ撓むように弾性変形した際に、当該撓む方向に沿って延びるように形成された第二の接合面及び屈曲面によってこれを支えるため、姿勢を崩さないようにする耐力を構造的に向上させ、基板との接合強度をより向上させることが可能である。
【００１７】
さらに、本発明では、次のような構成を有する電子部品の基板への接続構造を手段として用いる。
（５）の発明は、複数のピンコンタクトを長手方向に沿って並設した状態で保持するハウジングと、当該ハウジングの長手方向における両端部に一体的に取り付けられる取付部、当該取付部から延設されその先端部分に前記基板への接合面を配した接合部を有する補強タブとを備えた表面実装型の電気部品を用い、各前記複数のピンコンタクトが前記基板に形成された配線パッド上にハンダを介して接合される電気部品の基板への接続構造であって、前記接合面は、前記ハウジングの短手方向に沿って延びるように形成された第一の接合面と、当該第一の接合面にほぼ直交するように前記ハウジングの長手方向に沿って延びるように形成された第二の接合面と、前記第一の接合面と前記第二の接合面との間にこれらを連結するように形成された屈曲面とを有し、前記第二の接合面は前記屈曲面の端縁から前記ハウジングの中心に対して外方へ延びるように形成されており、前記補強タブは前記第一の接合面、前記第二の接合面及び前記屈曲面の各々をハンダを介して前記基板上に接合させていることを特徴とする。
（５）の発明によれば、電子部品は、その補強タブにおける前記接合面が、前記ハウジングの短手方向に沿って延びるように形成された第一の接合面と、当該第一の接合面にほぼ直交するように前記ハウジングの長手方向に沿って延びるように形成された第二の接合面と、前記第一の接合面と前記第二の接合面との間にこれらを連結するように形成された屈曲面とを有し、前記第二の接合面が前記屈曲面の端縁から前記ハウジングの中心に対して外方へ延びるように形成されているので、基板への接合面積の増大に伴い接合強度を向上させることが可能であるとともに、基板上での姿勢を安定させて様々な方向からの外力に対して安定した姿勢を維持させるための耐力を構造的に向上させることが可能となる。仮に、コネクタが接続された基板を高温の環境下に置かれた際に、ハウジング及び当該ハウジングよりも熱膨張係数の小さな基板が熱膨張などによって長手方向へ伸長変形して、補強タブがその取付部と接合面との位置関係がずれてしまい、当該接合面付近を支点としてハウジングの中心に対して外方へ撓むように弾性変形した際に、当該撓む方向に沿って延びる第二の接合面及び屈曲面によってこれを支えるため、基板との接合強度をより向上させることが可能になるとともに、補強タブの接合部と基板とを接合させるハンダのクラックや剥離といった不具合を低減させ、補強タブと基板との接合状態を良好に維持させやすくなる。
（５）の発明における電気部品としては、ピンコンタクト等の基板との電気的接点部分を有する電気部品であって、様々な方向から外力が付加されやすい面実装型の電気部品に適用可能であり、例えば、相手方コネクタに対して着脱自在に装着させることが可能なコネクタのほか、複数のスイッチが備えられ且つ回路変更を可能とするＤＩＰスイッチをはじめとする多くの種類の電気部品に適用可能であり、特に、ハウジングが大型化した電気部品やピンコンタクトのピッチ間距離が非常に小さな電気部品などに効果的である。
【００１８】
本発明において、ハウジングの中心は、例えば、ハウジングの長手方向における長さ寸法のほぼ中心位置を含む中心線を通りハウジングを左右にほぼ均等に分断する断面部分であり、ハウジングの両端部に補強タブが取り付けられているときには、各補強タブの第二の接合面が互いに反対方向に外方へ延びるように形成されていることになる。また、本発明において、補強タブの取付部は後述する実施形態に示すような形状に成形されたハウジングの端面に取り付けられるほか、例えば、端部に切り欠き部が形成されるように成形されたハウジングに、当該切り欠き部に取付部を圧入するなどしてハウジングに取り付けたり、あるいは補強タブをその取付部がハウジングとともに一体的に成形されるようにしてハウジングに取り付けるようにしてもよい。さらに、本発明において、屈曲面は第一の接合面と第二の接合面とを連結させており、平面視Ｌ字状もしくはなだらかな曲面のＲ状、又は第一の接合面及び第二の接合面に対して斜め方向に沿って延びるＣ面状となるように形成されていればよい。
【００１９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の補強タブ及びこれを備えたコネクタの一実施形態について図面等を参照しつつ説明するが、本発明はこれに限定されるものでない。なお、以下の実施の形態において用いる、前後左右上下などの方向に関する用語は、説明の便宜上のためにのみ用いられるものである。
【００２０】
図１は本実施形態のコネクタを示す斜視図である。図２は本実施形態のコネクタを示す上面図である。図３は本実施形態のコネクタを示す底面図である。図４は本実施形態のコネクタを示す正面図である。図５は本実施形態のコネクタを示す端面図である。
【００２１】
コネクタ１は、金属製の複数のピンコンタクト２と、絶縁性樹脂で一体成型してなるハウジング３と、当該ハウジング３の長手方向における両端部の各々に設けられ後述する基板との接合強度を補強するための板状部材からなる弾性変形が可能な補強タブ４とを備えている。
【００２２】
ハウジング３の上面側には、相手側であるソケット側コネクタ（図示せず）が装着できるコネクタの間口部５が形成されている。間口部５の内壁面には、２つの突起部６がソケット側コネクタを所定の位置で装着させるための案内用として縦方向に沿って立設されている。また、間口部５の底面には、突起部６による案内によって装着されたソケット側コネクタの複数の端子と各々当接する端子部７（図２参照）が長手方向に沿って列状に並設されている。ハウジング３は、長さ寸法が４９．４ｍｍ、幅寸法が１３ｍｍ及び高さ寸法が２５ｍｍの外形寸法を有する。ハウジング３の底面には、基板へ表面実装した際に当該基板上での姿勢を安定化させるためのほぼ円柱形状の突出部８が隅角部の各々に合計４つ設けられている。また、各突出部８のうち２つの突出部８には、基板に対するコネクタ１の位置決め用ピン９（図３参照）が下方に向かって突設しており、基板に穿設された位置決め用穴に嵌合される。
【００２３】
複数のピンコンタクト２は、図６に本実施形態のコネクタに用いられるピンコンタクト２の斜視図を示すように、ハウジング３の底面部の左右両端部において、当該ハウジング３の長手方向に沿って列状に等間隔で並設されている。ピンコンタクト２はバネ性を有し、その下部が基板の配線パッドとの接合面積を増大させるために、基板に対して平行となるようにほぼ水平方向へ曲げ加工が施されている。また、ピンコンタクト２は、その長手方向における中間部分にハウジング３の所定位置へ嵌挿し取り付けるための複数の凹部２ａ及び凸部２ｂ（図５参照）が形成されている。尚、ハウジング３の材質としては、例えば、シンジオタクチックポリスチレン、ポリフェニンサルファイド、６Ｔナイロン、４６ナイロンなどの熱可塑性樹脂を好ましく用いることができる。
【００２４】
次に、本発明の特徴部分である補強タブ４について説明する。図７は本実施形態のコネクタに用いられる補強タブを示す斜視図である。図８は本実施形態のコネクタに用いられる補強タブを示す正面図である。図９は本実施形態のコネクタに用いられる補強タブを示す底面図である。図１０は本実施形態のコネクタに用いられる補強タブを示す側面図である。補強タブ４は、ハウジング３の両端面に嵌め込むように取り付けられている。ハウジング３の両端面には、平面視ハ字状の嵌挿部１０（図６参照）が一体的に形成されており、補強タブ４はこの嵌挿部１０に嵌め込まれるようにハウジング３に取り付けられている。補強タブ４は、黄銅など銅系の材質からなる板状部材を所定の形状に加工してなるものである（図７参照）。補強タブ４として銅系の材質を用いることにより、ステンレスなどに必要な表面めっき処理を不要として、低コスト化を図るとともに基板への接合時のハンダとの接合強度を良好なものとしている。補強タブ４は、ハウジング３の嵌挿部１０に一体的に取り付けられる取付部１１、基板との接合面を下端に配した接合部１２、及び取付部１１から接合部１２へ延設される延設部１３を有する。
【００２５】
取付部１１はハウジング３の嵌挿部１０にその上方から挿入され、その両側面に形成された複数の突設部１１ａによって嵌挿部１０との嵌め合い強度がある程度確保された状態でハウジング３に取り付けられている。
【００２６】
延設部１３は取付部１１における上部両側面から水平方向に沿って外方へ各々枝分かれするように延設され、更にこの延設方向とはほぼ垂直方向に下方へ向かって延設されている。補強タブ４は取付部１１と２つの延設部１３との各々の隙間部分に嵌挿部１０が位置するようにハウジングに取り付けられる構造となっているため、取付部１１が嵌挿部１０によって固定され取り付けられて支持されている一方、延設部１３は嵌挿部１０を含む他の部位によってハウジングに支持されていない。
【００２７】
接合部１２は各延設部１３の下方端に位置し、接合するべく基板に対して異なる２箇所の位置に設けられている。接合部１２は、図９における補強タブの底面図に示すように、平面視略コ字状の形態をなしており、基板との接合面において、ハウジング３の短手方向に沿って延びるように形成された第一の接合面１２ａと、この第一の接合面１２ａの両端縁から第一の接合面１２ａの延びる方向にほぼ直交するようにハウジング３の長手方向に沿って延びるように形成された２つの第二の接合面１２ｂと、各第二の接合面１２ｂと第一の接合面１２ａとの間にこれらを連結するように形成された２つの屈曲面１２ｃとを有する。また、第二の接合面１２ｂは、屈曲面１２ｃの端縁からハウジング３の長手方向における長さ寸法のほぼ中心位置を通る中心線Ｔ（図２から図４を参照）に対して外方へ延びるように形成されている。すなわち、第二の接合面１２ｂは屈曲面１２ｃの端縁からハウジング３のもう一方の端面に取り付けられた補強タブ４における第二の接合面１２ｂの延びる方向と反対方向に外方へ延びるように形成されている。本実施形態では、上記中心線をハウジング３の中心としているが、これに限定されるものでなく、ハウジング３の重心位置を通るハウジングの短手方向に沿った中心線あるいは中心面などでもよい。本実施形態では、接合部１２は平面視コ字状の形態をなしているが、これに限定されるものでなく、屈曲面１２ｃがなだらかな曲面状の平面視Ｕ字状の形態としてもよい。接合部１２における基板との接合面は、その水平断面における全長寸法が延設部１３の上記全長寸法より大きい形態をなしており、接合部１２の下端面（基板との接合面）における基板との接合面積がこれら２つの第二の接合面１２ｂにより増大するので、基板との接合強度をより向上させることが可能となっている。
【００２８】
また、接合部１２には、基板との接合面から所定の寸法上方に位置する部位に２つの貫通穴１２ｄが、各第一の接合面１２ａ、第二の接合面１２ｂ及び屈曲面１２ｃに沿って設けられている。貫通穴１２ｄは、長穴形状の形態をなし、接合する基板に対してほぼ平行となるように形成されている。このような構造とすることにより、ハンダを用いた基板との接合に際して、ハンダが接合部１２から延設部１３に向かって面伝いに上昇するいわゆるハンダ上りに対して、２つの貫通穴１２ｄにハンダを潜らせて当該ハンダの面伝いの上昇を抑えることにより、基板との接合部分におけるハンダ量を適度に維持させ、当該基板との接合強度の低下を防止することを可能としている。
【００２９】
次にコネクタ１の基板への接合状態について説明する。図１１は本実施形態のコネクタを基板上に表面実装した状態を説明するための説明図である。このような形態の補強タブ４を有するコネクタ１は、所定の配線パターンが形成された基板２０に面実装される（図１１参照）。基板２０には、コネクタ１の複数のピンコンタクト２に当接する所定位置に配線パッド２１が形成されているとともに、補強タブ４と当接する位置に金属性のパッド２２が形成されている。コネクタ１は、基板２０上の各パッド２１、２２に対してリフロー方式などによりハンダを介して接合される一方、基板２０上の図示しない部位において他の多くの電子部品などが接合されることにより基板ユニットが形成される。このような基板ユニットは、自動車メーター用などに用いられ、この使用時において非常に高い温度の環境下にさらされる場合がある。このような状況下においては、コネクタ１のハウジング３及び基板２０は熱膨張により伸長変形するが、両者の材質が異なり熱膨張係数の違いから基板２０上の各配線パッド２１に対するコネクタ１の各ピンコンタクト２の位置ずれ、及び基板２０上のパッド２２に対するコネクタ１の補強タブ４における接合部１２の位置ずれが生じてしまいやすい。特に、ハウジング３の中心位置から最も遠くに位置する両端面に取り付けられた補強タブ４ではこの位置ずれの度合いが大きい。これに対して、本実施形態のコネクタでは、図４に示すように補強タブ４における延設部１３及び接合部１２とハウジング３の端面との間に補強タブ４の弾性変形領域としての隙間部分Ｓが形成されている。すなわち、ハウジング３の両端面には、上記隙間部分Ｓ（図１２参照）を形成するための切欠部１４（図７、８参照）が延設部１３及び接合部１２と対向する位置に設けられている。このような構成とすることにより、上述したハウジング３及び基板２０の熱膨張係数の違いによる補強タブ４の長手方向への撓み変形に対して、延設部１３が隙間部分Ｓで柔軟に変形することが可能となり、これにより接合部１２と基板２０との接合部分への応力を緩和させることが可能となる。図１２は本実施形態において、コネクタが熱膨張により長手方向に沿って伸長変形した際の状態を説明するための説明図である。この図１２に示すように、基板２０の伸長変形よりもハウジング３の伸長変形の方が大きくなると、基板２０上のパッド２２と接合された接合部１２の位置に対してハウジング３に取り付けられた取付部１１（図１２中では省略、図７参照）が当該ハウジング３の熱膨張による伸長変形時の押圧によって図中の右側に位置ずれを起こし、これに伴い延設部１３が隙間部分Ｓにおいて撓むように弾性変形する。この弾性変形によって、接合部１２と基板２０のパッド２２との接合部分に付加される応力を緩和させることが可能となるのである。特に、本実施形態では延設部１３が上述したように撓む方向に沿って延びる２つの第二の接合面１２ｂ及び屈曲面１２ｃ（図１２中では省略、図７参照）によって上記付加応力に対して接合状態をより強く維持し得るとともに、延設部１３における弾性変形に伴うねじれ変形を防止させ、基板２０との接合強度をより向上させることが可能となっている。尚、図１２ではハウジング３及び基板２０の熱膨張による位置ずれを分かりやすく図示するために、接合部１２とパッド２２との接合位置を基準として熱膨張時の伸長変形による位置ずれを示している。
【００３０】
また、上述したように、本実施形態のコネクタ１における補強タブ４は、第一の接合面１２ａ、第二の接合面１２ｂ及び屈曲面１２ｃによって基板と接合していることにより、例えば、コネクタ１の間口部５へ相手方コネクタを挿入する際などに、基板と並行な面上における回転方向へねじるような外力や、２列のピンコンタクト２のうち１列のピンコンタクト２を支点として基板に対して上下方向へ突き上げるような外力などが付加された場合でも、互いにほぼ直交方向へ延びる第一の接合面１２ａや第二の接合面１２ｂ、及びこれらを連結させる屈曲面１２ｃによって基板との接合強度を構造的に向上させているので、基板からの剥がれといった不具合を低減させることが可能となっている。なお、本実施形態では電気部品として表面実装型のコネクタを用いたが、これに限定されるものでなく、基板上に表面実装されるＤＩＰスイッチなどに適用可能である。
【００３１】
次に、本発明に用いられる補強タブ４の接合部１２の変形例について説明する。本実施形態では、接合部１２は図７乃至図１０に示すように平面視コ字状の形態をなしているが、これに限定されるものでなく、図１３及び図１４に示すような形態の接合部を用いることも可能である。図１３は本発明のコネクタに用いられる補強タブの変形を示す斜視図である。この接合部３０は、ハウジング（図示せず）の短手方向に沿って延びるように形成された第一の接合面３１と、当該第一の接合面３１の外側縁から第一の接合面３１の延びる方向に対してほぼ直交するようにハウジングの長手方向に沿って延びるように形成された第二の接合面３２と、第一の接合面３１と第二の接合面３２との間に形成された屈曲面３３とを有する。すなわち、このコネクタは、接合部３０が少なくとも一つの平面視略Ｌ字状部を有する構成となっている。このような構成とすることにより、接合部３０は基板との接合面積が第二の接合面３２の形成により増大するとともに、ハウジングの長手方向への撓み変形に伴う付加応力に対して、当該撓み変形する方向に沿って延びる第二の接合面３２と基板との接合面によって剥離を防止させるべく接合強度をより向上させている。
【００３２】
図１４は本発明のコネクタに用いられる補強タブの別の変形例を示す斜視図である。図１４に示される接合部４０は、基板との接合面において、ハウジングの短手方向に沿って延びるように形成された第一の接合面４１と、当該第一の接合面４１の内側縁から第一の接合面４１の延びる方向に対してほぼ直交するようにハウジングの長手方向に沿って延びるように形成された第二の接合面４２と、第一の接合面４１と第二の接合面４２との間に形成された屈曲面４３とを有する。このような構成とすることにより、上述した接合部３０と同じような効果を奏することが可能となる。尚、図１３及び図１４について接合部の構造を説明する際に、図示されない基板及びハウジングを用いたが、これらについては本実施形態と同様の形態を有するものとして説明している。
【００３３】
【発明の効果】
本発明によれば、基板に対する接合面における接合面積が第二の接合面の形成により増大するので、基板との接合強度をより向上させることが可能であるとともに、ハウジングの中心に対して外方へ延びるように形成された第二の接合面によって、基板上での姿勢を安定させることが可能となり、コネクタに対する様々な方向から付加される外力に対する耐力を構造的に向上させることが可能である。
【００３４】
また、本発明によれば、接合面における基板との接合面積が２つの第二の接合面により増大するので、基板との接合強度を更に向上させるとともに、上記外力に伴うねじれ変形に対する耐力を更に向上させることが可能である。
【００３５】
さらに、本発明によれば、接合部から延設部に向かって面伝いに上昇するいわゆるハンダ上りに対して、貫通穴にハンダを潜らせて当該ハンダの面伝いの上昇を抑えることにより、基板との接合部におけるハンダの量を適度に維持させ、当該基板との接合強度の低下を防止することが可能となる。
【００３６】
加えて、本発明によれば、補強タブを被取付部に取り付けることによって、基板上での姿勢を安定させることが可能となり、コネクタに対する様々な方向から付加される外力に対する耐力を構造的に向上させることが可能である。
【００３７】
また、本発明によれば、補強タブの接合部と基板とを接合させるハンダのクラックや剥離といった不具合を低減させ、補強タブと基板との接合状態を良好に維持しやすいコネクタの基板への接合構造を提供し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本実施形態のコネクタを示す斜視図である。
【図２】 本実施形態のコネクタを示す上面図である。
【図３】 本実施形態のコネクタを示す底面図である。
【図４】 本実施形態のコネクタを示す正面図である。
【図５】 本実施形態のコネクタに用いられるピンコンタクトピンを示す斜視図である。
【図６】 本実施形態のコネクタを示す端面図である。
【図７】 本実施形態のコネクタに用いられる補強タブを示す斜視図である。
【図８】 本実施形態のコネクタに用いられる補強タブを示す正面図である。
【図９】 本実施形態のコネクタに用いられる補強タブを示す底面図である。
【図１０】 本実施形態のコネクタに用いられる補強タブを示す側面図である。
【図１１】 本実施形態のコネクタを基板上に表面実装した状態を説明するための説明図である。
【図１２】 本実施形態において、コネクタが熱膨張により長手方向に沿って伸長変形した際の状態を説明するための説明図である。
【図１３】 本発明のコネクタに用いられる補強タブの変形を示す斜視図である。
【図１４】 本発明のコネクタに用いられる補強タブの別の変形例を示す斜視図である。
【符号の説明】
Ｓ 隙間部分
１ コネクタ
２ ピンコンタクト
３ ハウジング
４ 補強タブ
５ 間口部
６ 突起部
７ 端子部
８ 突出部
９ 位置決め用ピン
１０ 嵌挿部（被取付部）
１１ 取付部
１２ 接合部
１２ａ 第一の接合部
１２ｂ 第二の接合部
１２ｃ 屈曲面
１２ｄ 貫通穴
１３ 延設部
２０ 基板
２１ 配線パッド
２２ パッド
３０ 接合部
３１ 第一の接合面
３２ 第二の接合面
３３ 屈曲面
４０ 接合部
４１ 第一の接合面
４２ 第二の接合面
４３ 屈曲面
Claims (5)
- 複数のピンコンタクトを長手方向に沿って並設した状態で保持するハウジングを備えた表面実装型のコネクタに取り付けられ、前記ハウジングの長手方向における端部に設けられ且つ基板との接合状態を補強するための補強タブであって、
前記ハウジングの端部に一体的に取り付けられる取付部、当該取付部から延設されその先端部分に前記基板への接合面を配した接合部を有し、前記接合面は、前記ハウジングの短手方向に沿って延びるように形成された第一の接合面と、当該第一の接合面にほぼ直交するように前記ハウジングの長手方向に沿って延びるように形成された第二の接合面と、前記第一の接合面と前記第二の接合面との間にこれらを連結するように形成された屈曲面とを有し、前記第二の接合面は前記屈曲面の端縁から前記ハウジングの中心に対して外方へ延びるように形成されていることを特徴とする補強タブ。 - 前記第二の接合面は、前記第一の接合面の両端縁の各々において前記屈曲部に連結されるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の補強タブ。
- 前記接合部には、前記接合面から所定の寸法上方に位置する部位に当該接合面に沿って貫通穴が設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の補強タブ。
- 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の補強タブを備えた表面実装型のコネクタであって、
複数のピンコンタクトを長手方向に沿って並設した状態で保持するハウジングと、当該ハウジングの長手方向における端部に前記補強タブの取付部を取り付ける被取付部とを備えたことを特徴とするコネクタ。 - 複数のピンコンタクトを長手方向に沿って並設した状態で保持するハウジングと、当該ハウジングの長手方向における両端部に一体的に取り付けられる取付部、当該取付部から延設されその先端部分に前記基板への接合面を配した接合部を有する補強タブとを備えた表面実装型の電気部品を用い、各前記複数のピンコンタクトが前記基板に形成された配線パッド上にハンダを介して接合される電気部品の基板への接続構造であって、
前記接合面は、前記ハウジングの短手方向に沿って延びるように形成された第一の接合面と、当該第一の接合面にほぼ直交するように前記ハウジングの長手方向に沿って延びるように形成された第二の接合面と、前記第一の接合面と前記第二の接合面との間にこれらを連結するように形成された屈曲面とを有し、前記第二の接合面は前記屈曲面の端縁から前記ハウジングの中心に対して外方へ延びるように形成されており、前記補強タブは前記第一の接合面、前記第二の接合面及び前記屈曲面の各々をハンダを介して前記基板上に接合させていることを特徴とする電気部品の基板への接続構造。
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