JP4479595B2

JP4479595B2 - 基板用コネクタ

Info

Publication number: JP4479595B2
Application number: JP2005176810A
Authority: JP
Inventors: 寛中野
Original assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Current assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Priority date: 2005-06-16
Filing date: 2005-06-16
Publication date: 2010-06-09
Anticipated expiration: 2025-06-16
Also published as: JP2006351388A

Description

本発明は、基板用コネクタに関する。

基板用コネクタとして、特許文献１に記載のものが知られている。この基板用コネクタは、相手側コネクタハウジングと嵌合可能なフード状のコネクタハウジングを備え、コネクタハウジングの奥壁には端子金具が装着されている。端子金具の一端部はコネクタハウジングの内側に突出し、その他端部はコネクタハウジングの外側に露出して基板側に屈曲されその屈曲端にて基板に半田接続されている。
また、コネクタハウジングの両側面下端部には固定部が側方へ張り出して形成され、この固定部に形成されたねじ孔に対し基板側からねじをねじ込むことにより、コネクタハウジングが基板に固定されるようになっている。
実開昭６１−６０４８６号公報

上記の場合、コネクタハウジングの幅方向外方に固定部が配されるので、コネクタハウジングの幅方向外方に固定部のためのスペースが必要となる。また、近年、さらなるコネクタの小型化、省スペース化が求められており、上記の方法によって提供される基板用コネクタは、かかる要請に対して十分に応えるものではない。

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、省スペース化の要請を満たす基板用コネクタを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するための手段として、請求項１の発明は、端子金具を収容可能なコネクタハウジングを備え、このコネクタハウジングは、相手のコネクタハウジングを嵌入可能な嵌合凹部を備え、前記嵌合凹部は、金属からなる周壁と、樹脂からなる開口縁部と、を有し、前記周壁は基板に載せられる底面を有し、この底面には基板に対する半田付け部が設定されている構成としたところに特徴を有する。

本発明によれば、コネクタハウジングの底面には基板に対する金属製の半田付け部が設定されているから、幅方向外方に張り出すことがなく、その結果、省スペース化を図ることができる。また、コネクタハウジングとは別体の固定部が不要となるから、部品点数の削減を図ることができる。

また、本発明によれば、相手のコネクタハウジングが嵌入可能な嵌合凹部の開口縁部が樹脂からなるので、相手のコネクタハウジングがこじり姿勢をとる等、正規姿勢をとらずに挿入されようとするときに、相手のコネクタハウジングが損傷するのを防ぐことができる。

＜参考例１＞
参考例１を図１によって説明する。本参考例の基板用コネクタ１０は、複数の端子金具３０と、各端子金具３０が収容されるコネクタハウジング１１（以下、単にハウジング１１という）とから構成されている。ハウジング１１は、基板１８に対して固定されるとともに、図示しない相手のハウジングと嵌合可能となっている。なお、以下においては、相手のハウジングとの嵌合面側を前方とし、上下方向については各図を基準とする。

ハウジング１１は、図１に示すように、全体として横長に形成され、相手のハウジングを嵌入可能な嵌合凹部１２と、その端子導出部２０に装着される端子金具３０とからなる。

端子金具３０は、嵌合凹部１２内にて略水平に配されて奥壁を貫通し、そこから後方へ引き出される露出部３１を所定位置にて下方へ屈曲させ、さらにその下端を再び後方へ向けて屈曲させた形態となっている。この端子金具３０のうち、嵌合凹部１２内に突出して配される前半部が、相手のハウジングに配された相手端子と接続可能とされ、端子導出部２０の後面から露出する露出部３１の後端が、基板１８にプリントされた導電路に対しリフローにより半田接続可能な接続部３２とされる（参考例２を示す図３を参照）。

嵌合凹部１２は金属製の周壁１３と樹脂製の奥壁とからなり、奥壁が端子導出部２０を構成する。
端子導出部２０は、ＬＣＰ（液晶ポリマー）やＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）といった高耐熱性の合成樹脂製であって、後方から端子金具３０を圧入により装着可能な端子挿入孔（図示せず）を複数備えている。ここに圧入される端子金具３０は、幅方向に並列した状態で配されている（参考例４を示す図５を参照）。

周壁１３は、黄銅またはアルミニウム等の金属板からなり、前方へ開口して略角筒状に形成されており、前方から相手のハウジングが内嵌可能となっている。周壁１３の後部は、端子導出部２０の外周縁２０Ａと全周に亘って密着されている。周壁１３の下面（底面１５Ａ）の全体は基板１８に対する半田付け部１５Ｂとされ、この半田付け部１５Ｂを介して基板１８に半田付けにより固定される。

周壁１３の上壁１４における幅方向略中央には、正規嵌合時に図示しない相手のハウジングのロックアームが弾性係止することで両ハウジングを離脱規制した状態で保持する略方形状のロック孔１４Ａが形成されている。このロック孔１４Ａが形成されている上壁１４はロックアームが衝突する金属製の衝突面１４Ｂをなし、両ハウジングの正規嵌合時に、ロックアームと衝突面１４Ｂとが衝突することにより比較的高音で強いロック音を発生するようになっている。

次に、本参考例の作用を説明する。まず、ハウジング１１の各端子挿入孔内に対応する端子金具３０を後方から圧入する。

次いで、ハウジング１１を基板１８に固定する作業を行う。これには、まず基板１８の表面におけるランド１８Ａに予め半田を塗布しておき、端子金具３０の接続部３２及びハウジング１１の底壁１５の半田付け部１５Ｂをそれぞれ対応するランド上に当接させて、ハウジング１１を基板１８に載せる。この状態でハウジング１１付きの基板１８をリフロー炉（図示せず）内に走行させて半田を溶融し、接続部３２及び半田付け部１５Ｂをそれぞれ対応するランド上に付着させる。そののち半田が冷却固化すると、端子金具３０が基板１８の導電路に導通接続されるとともにハウジング１１が基板１８に対して固定される。なお、端子金具３０とハウジング１１とは基板１８に対してリフロー半田によらず、手半田により接続または固定してもよい。

ここで、ハウジング１１はリフロー炉内における加熱により熱膨張をおこすことが憂慮されるが、本参考例の場合には、嵌合凹部１２の周壁１３が金属からなるので、加熱環境下にあってもハウジング１１の熱膨張率を小さく抑えることができる。

次に、ハウジング１１の嵌合凹部１２の内側に相手のハウジングを挿入し、両ハウジング同士を嵌合させる。嵌合途中においては相手のハウジングに設けられたロックアームが撓み、正規嵌合に至ると弾性復帰してハウジング１１のロック孔１４Ａの周縁に相手のハウジングに設けられたロックアームが係止される。このとき、ロックアームと衝突面１４Ｂが衝突して比較的強いロック音を発生し、正規嵌合に至ったことを容易に検知できる。

以上のように本参考例においては、ハウジング１１の底面１５Ａに基板１８に対する金属製の半田付け部１５Ｂが設定されているから、幅方向外方に張り出すことがなく、その結果、省スペース化を図ることができる。また、ハウジング１１とは別体の固定部が不要となるから、部品点数の削減を図ることができる。

また、ハウジング１１は端子導出部２０を除いた部分の全体が金属からなるから、全体が樹脂製のものと比較すると高さ方向への熱膨張率が低くなりハウジング１１が高さ方向に変動し難くなる。

相手のハウジングには、正規嵌合時に両ハウジングを離脱規制した状態で保持する撓み変形可能なロックアームが形成され、ハウジング１１には、正規嵌合時にロックアームが衝突する金属製の衝突面１４Ｂを有するから、両ハウジングの正規嵌合時に強いロック音が発生する。その結果、ロック音が確認できたときには両ハウジングが正規嵌合にされたと判断でき、ロック音が確認できないときには両ハウジングが正規嵌合されていないと判断でき、半嵌合防止を図ることができる。さらに、周壁１３が金属からなるのでシールド性能をもたせることができる。

＜実施形態１＞
次に、本発明の実施形態１を図２によって説明する。実施形態１は、上記した嵌合凹部１２の開口縁に沿って樹脂製の開口縁部１２Ａを設けた点で参考例１とは異なる。その他は参考例１と同様であり、同じ構造部位には同一符号を付して重複する説明は省略する。
開口縁部１２Ａは、この開口縁部１２Ａを除いた嵌合凹部１２の周壁１３と面一で連なって段差が出ないように設けられ、スムーズに相手のハウジングを挿入可能となっている。

通常、相手のハウジングが正規姿勢をとっていれば、嵌合凹部１２の内側に相手のハウジングがスムーズに挿入される。しかし、相手のハウジングがこじり姿勢をとるなど正規姿勢から傾いた姿勢で挿入された場合には、相手のハウジングが嵌合凹部１２の開口縁に突き当たって損傷するおそれがあるが、本実施形態によれば、樹脂製の開口縁部１２Ａが衝撃を弾力的に受け止めるから、相手のハウジングが損傷する事態を回避できる。

＜参考例２＞
図３は参考例２を示す。参考例２は周壁１３の底壁１５に半田中のガスを逃がすガス逃がし孔１５Ｃが設けられ、底壁１５が固定される基板１８の表面に複数のランド１８Ａが設けられている点で参考例１と異なる。

本参考例の基板用コネクタ１０が発明された背景について説明する。一般的に、半田には、金属表面の洗浄や濡れ性の向上等を図るべくフラックスが混入されている。そのため、半田付けの際に、フラックス中の揮発成分がガス化して半田中に気泡が発生することがある。この場合に、底壁１５に半田付け部１５Ｂが全面に亘って閉止されていると、半田中に発生した気泡が半田付け部１５Ｂの下にそのまま滞ることになり、その後、半田が固化されると半田中にボイドが形成されてしまうという問題がある。

そこで、参考例２においては、底壁１５に、半田中のガスが通気可能なガス逃がし孔１５Ｃを設けて構成されている。詳しくはガス逃がし孔１５Ｃは、それぞれ円形状をなす多数の貫通孔によって構成されており、ここを通してフラックス中のガスが外部上方へ抜け出るようにしてある。
この場合に、ガス逃がし孔１５Ｃを必要以上に開け過ぎたり、ガス逃がし孔１５Ｃの開口径を大きくし過ぎたりすると、底壁１５の強度低下を招いてしまうことになるが、参考例２では、ガス逃がし孔１５Ｃを除いた領域内で充分な強度が確保されるようになっている。

図３に示すように、基板１８の表面には、幅方向に６つ、前後に２つのハウジング１１の底壁１５を半田付けするためのランド１８Ａが形成され、さらに後方には端子金具３０の接続部３２が半田付けされるためのランド１８Ｂが各端子金具３０毎に形成されている。この複数のランド１８Ａに対応して半田付け部１５Ｂは複数領域に分割されることで、ハウジング１１が熱膨張等した場合に、半田付け部１５Ｂにかかる応力を分散することが可能となっている。

本参考例においては、ハウジング１１の底壁１５にガス逃がし孔１５Ｃがあることによってボイドが形成されるのを事前に防止することができる。また、半田がその界面張力によってガス逃がし孔１５Ｃ内へも進入するから、半田付け部１５Ｂとの接合強度を高めることができる。また、複数のランド１８Ａに対応して半田付け部１５Ｂが複数領域に分割されることによって、半田付け部１５Ｂにかかる応力を分散可能としたから、熱膨張の影響を受け難くくなる。

なお、ガス逃がし孔１５Ｃの形状は、上記した円形状に限らず、例えば、三角形、四角形等の多角形状、及び楕円等の長円形状、及び直線、曲線等のスリット形状であってもよい。

＜参考例３＞
図４は、参考例３を示す。参考例３は周壁１３の上壁１４と底壁１５のそれぞれに幅方向に折り曲げ加工を施した誤組み付け防止部１９が設けられている点で実施形態１と異なる。

詳しくは、誤組み付け防止部１９は、金属製の板からなる周壁１３の上壁１４と底壁１５を嵌合凹部１２の内側に折り込むように略Ｕの字状に曲げて形成されている。

誤組み付け防止部１９は、ハウジング１１の上壁１４と底壁１５とに１対ずつ設けられている。そして、上壁１４に設けられている誤組み付け防止部１９と底壁１５に設けられている誤組み付け防止部１９とは軸芯を挟んで非対称の位置にあり、相手のハウジングが正規姿勢をとらないときには、相手のハウジングと干渉して嵌合を規制し、相手のハウジングが正規姿勢をとるときには相手のコネクタハウジングと非干渉となることで嵌合を許容するようになっている。

本参考例によれば、嵌合凹部１２の周壁１３には、誤組み付け防止部１９が設けられているから、相手のハウジングとの嵌合時の誤結防止を図ることができる。
また、誤組み付け防止部１９は金属製の周壁１３を曲げ込み加工することによって形成されているから、加工が簡易に行える。

＜参考例４＞
図５は、参考例４を示す。参考例４は、周壁１３が包囲部２１として構成され、端子導出部２０は包囲部２１との間に接合部２２を備える一方、肉抜き部２３を備えている点で参考例１と異なる。

端子導出部２０は、その下面に周壁１３の底壁１５に相当する包囲部２１と幅方向の全幅に亘って接合する接合部２２が形成され、周壁１３の両側壁１６及び上壁１４と包囲部２１との間に肉抜きされた略門型の肉抜き部２３が形成されている。

本参考例によれば、樹脂製の端子導出部２０の周囲を取り囲むように金属製の包囲部２１が設定され、さらに端子導出部２０が、包囲部２１との間に接合部２２を備える一方で肉抜き部２３を備えるから、包囲部２１から端子導出部２０に熱が伝わり難く、加熱膨張による端子導出部２０の変動量を減らすことができる。また、仮に端子導出部２０が熱膨張をおこしても、肉抜き部２３に端子導出部２０の樹脂が流入するから接合部２２の接合強度が減退することはない。

＜参考例５＞
図６は、参考例５を示す。参考例５は、接合部２２が方形状の肉抜き部２３を挟んで周方向に多数間隔をあけて設けられている点で参考例４と異なる。

本参考例によれば、端子導出部２０と包囲部２１との間に多数の接合部２２が設けられているから、端子導出部２０と包囲部２１との間の接合強度が高められ、特に相手のコネクタハウジングとの嵌合時の嵌合力に対して耐性をもたせることができる。

＜参考例６＞
図７は本発明の参考例６を示す。参考例６は、端子金具３０の露出部３１が、途中で直角曲げされて基板１８に至る経路から外れるように曲げられた迂回部３３を備えている点で参考例１と異なる。

端子金具３０は、端子導出部２０から後方へ水平に延出する水平部３４（仮定のものであって実在しない）と水平部３４の後端から基板１８に垂下される垂直部３５を備えるものにおいて、水平部３４を基板１８から離れる方向に膨出変形させた迂回部３３を備えている

さて、ハウジング１１の高さが低くなるにつれ、基板１８との接続部３２から端子金具３０の突出位置までの高さも低くなる。そうするとリフロー時や相手のハウジングとの嵌合時等のように熱や嵌合力を受けることによって、ハウジング１１が相対変位したときに、ハウジング１１から端子金具３０が受ける応力を吸収する部分が短くなり基板１８との半田付けによる接続部３２に応力が集中することになる。

本参考例によれば、端子金具３０の露出部３１が途中で直角曲げされて基板１８に至る経路から外れるよう曲げられて形成され、ハウジング１１から端子金具３０が受ける応力を吸収する迂回部３３を備えたから、熱等の外的要因によりハウジング１１が基板１８に対して相対変位した場合に、ハウジング１１から受ける応力を迂回部３３で吸収し、接続部３２への応力の集中を防ぐことができる。

なお、本参考例においては、水平部３４を基板１８から離れる方向に膨出変形させた迂回部３３を設けたが、他の方向に曲げ加工したもの、例えば基板１８と平行に直角曲げして迂回部３３を設けてもよい。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
（１）本発明は、雌ハウジングについても適用可能である。
（２）本発明によれば端子導出部に装着される端子金具はインサート成形により装着されていてもよい。

参考例１の基板用コネクタの斜視図実施形態１の基板用コネクタの斜視図参考例２の半田付け前の基板用コネクタと基板の斜視図参考例３の基板用コネクタの斜視図参考例４の基板用コネクタの後方から見た斜視図参考例５の基板用コネクタの後方から見た斜視図参考例６の基板用コネクタの断面図

１０…基板用コネクタ
１１…ハウジング
１２…嵌合凹部
１３…周壁
１４…上壁
１４Ａ…ロック孔
１５Ａ…底面
１５Ｂ…半田付け部
１５Ｃ…ガス逃がし孔
１８…基板
３０…端子金具

Claims

端子金具を収容可能なコネクタハウジングを備え、このコネクタハウジングは、相手のコネクタハウジングを嵌入可能な嵌合凹部を備え、前記嵌合凹部は、金属からなる周壁と、樹脂からなる開口縁部と、を有し、
前記周壁は基板に載せられる底面を有し、この底面には基板に対する半田付け部が設定されていることを特徴とする基板用コネクタ。