JP4558392B2 - 長辺多極基板コネクタ - Google Patents

Description

本発明は、回路基板に実装される基板コネクタの改良に関するものである。

近年、例えば自動車業界においては、電気接続箱の配線材の基板化が進み、回路基板内への電源の取り込みや、部品の統合、コネクタの一括接続等、回路基板における接続端子の多極化が急ピッチで進んでいる。
その結果、回路基板に接続する基板コネクタも多極化し、細長い絶縁ハウジング内に多くの基板端子が組み込まれたものが回路基板に実装され始めている。
その中でもこれまでは電子回路の信号入出力部として端子種類の小さいものが実装されていたが、今後は回路基板部分に電源分配をも取り込みたいとの要望が希求されている。

ところで、この種の細長い絶縁ハウジングに多くの端子を組み込んだ基板コネクタにあっては、例えば、車載環境のように回路基板が高低温の激しい雰囲気にさらされる場合がある。そのような場合には、絶縁ハウジングと回路基板の熱膨張係数の違いから、前記基板端子に応力が加わって、歪が発生する恐れがある。また、回路基板が通電により発熱した場合にも、絶縁ハウジングとの間に熱膨張差による歪が生ずる場合がある。
その結果、回路基板に設けられているパッドやスルーホールと前記基板端子との半田による接続部には大きな応力が加わり、歪が発生する恐れがある。

また基板コネクタは一般に回路基板に実装，ネジ止め後、フロー半田付け等にて半田付け接続されるが、このときにわずかでもずれた状態で接続されると、冷熱雰囲気にさらされた場合に線膨張差による応力・歪の発生を助長してしまう恐れもある。

そこで基板端子の途中に応力緩和部を形成し、この応力緩和部で前述した応力を緩和し、基板端子と回路基板との接続部に大きな応力が加わらないようにしている（特許文献１）。
この特許文献１に記載されているものは、図２が示すように、基板コネクタ１の絶縁ハウジング４から外部に突設されている基板端子２の途中に曲げ部５を形成して、これを応力緩和部５と成し、かつ応力緩和部５の逃げ部として、また回路基板３に対する基板コネクタ１の横振れ規制用として回路基板３に退避穴１５を設けたものである。

尚、図２において、符号８は基板端子２の先端部で、回路基板３上に設けられているパッド７に半田付けされる基板回路接続端子であり、その下面はパッド７との接続面８ａになっている。
また符合１２は絶縁ハウジング４の側面に設けられたネジ締め部で、このネジ締め部１２のネジ穴にネジ１０を締め込んで回路基板３に基板コネクタ１を固定している。

前記図２に示す基板コネクタ１にあっては、例えば、振動や温度差に起因する応力や回路基板３に対して基板コネクタ１を取り付けたり、取り外したりする際に発生する応力は前記曲げ部、すなわち応力緩和部５で緩和し、かつこの基板コネクタ１を回路基板３にネジ１０で固定する際、ネジ１０を軸に基板コネクタ１が締め付け方向に振れようとしても、回路基板３に設けた退避穴１５に退避している応力緩和部５が、この振れを規制する。
その結果、基板端子２の先端部の基板回路接続端子８のパッド７との接続部への応力の発生が防止され、基板回路接続端子８とパッド７との接続が損なわれたり、基板回路接続端子８と共にパッド７やこれに繋がる回路パターンが回路基板３から剥離する恐れも回避される、というものである。

特開平７−１５３５０８号公報

ところで特許文献１は、その実施例から推定すると、比較的極数が少なく、また基板端子のサイズも小さいため、絶縁ハウジング長も短く、温度差による熱膨張係数の影響を受け難い。
仮に、この構造を長辺多極コネクタに使用される大型端子に適用した場合、端子幅が一定であるため、基板端子２の板幅方向の応力は緩和し難く、半田付けされた部分へかかるストレスは過大となり、半田付けされた部分が破壊される可能性がある。
また仮に、応力緩和部５により応力を緩和できたとしても、端子部の変位により、退避穴１５と基板端子２が接触する可能性があり、その場合に回路基板３を破壊する恐れがある。またこの問題を回避しようとすれば、基板端子２との接触を避けるために退避穴１５を大きくとる必要があるが、退避穴１５を大きくとれば回路基板３の配線スペースを狭くし、かつ回路基板３の剛性を損なう恐れもある。

また、基板コネクタ１の絶縁ハウジング４と回路基板３において、冷熱雰囲気にさらされた場合や、基板端子２及び回路基板３の回路が通電により自己発熱した場合の、いわゆる絶縁ハウジング４と回路基板３の熱膨張係数の違いに起因する応力発生の問題について、特許文献１は何も言及していないが、仮に高温あるいは低温の温度環境により応力が発生した場合には、回路基板３に対する垂直方向の応力は曲げ部、すなわち応力緩和部５で緩和できるかも知れない。しかし、基板コネクタ１の長手方向、すなわち絶縁ハウジング４の長手方向向きの応力に対しては、前述したように基板端子２の板幅方向の大きさが一定であるため、端子を大型にした場合に捩じれ難く、応力を緩和できないことが推測される。
また、捩れる場合であっても退避穴１５に接触、規制されてしまい、捩れによる応力緩和効果を発揮できない恐れもある。

さらに多極化した個々の基板端子２の途中に設けられている各応力緩和部５毎に退避穴１５を設けた場合、回路基板３が穴だらけになり、回路基板３自身の機械的強度を損なう危険性も高く、また退避穴１５が多くなれば、配線スペースが狭くなり、その分基板端子２への配線回路の形成が非常に困難になり、実際に回路を配索できる可能性が非常に低くなる。

また図２に記載されているものでは、基板端子２を水平方向から垂直方向に曲げる曲げ加工と応力緩和部５を形成するための曲げ加工の都合２回の曲げ加工が必要であり、加工コストが高くなる、という問題もある。

上記問題に鑑み本発明の目的は、基板コネクタの絶縁ハウジングと回路基板の熱膨張係数の違いから、特に絶縁ハウジングに組み込まれた基板端子と回路基板に設けられているパッドやスルーホールとの接続部に大きな応力が発生しそうになっても、これを確実に緩和し、しかも回路基板の機械的強度を損なう恐れの少ない基板コネクタであって、しかも基板端子の加工が容易でコストの低減も図れる基板コネクタを提供することにある。

前記目的を達成すべく請求項１記載の長辺多極基板コネクタは、回路基板に固定された絶縁ハウジングと、該絶縁ハウジングから突設される複数の基板端子とを有し、前記絶縁ハウジングを、幅方向と比較して高さ方向の長さが長い正面視縦長長方形状であるとともに、幅方向と比較して奥行き方向の長さが長い平面視長方形状をした直方体形状で形成し、前記基板端子を、相手コネクタと電気的に接続されるコネクタ接続端子と、前記回路基板に形成されたスルーホールまたはパッドに半田付けされる基板回路接続端子とにより、曲げ部を介した略逆L字状に形成し、前記基板端子の板幅方向を前記奥行き方向に一致させて前記基板端子を配置し、前記コネクタ接続端子を、前記絶縁ハウジングの上部における前記幅方向の一方側の側面から他方側の側面に向かって貫通させて前記絶縁ハウジングの側面に対して略直角に固定し、前記基板回路接続端子を、前記回路基板に対して略直角に固定し、前記曲げ部を、前記基板端子における他の部分より前記板幅方向に細く形成したことを特徴とするものである。

このようにしてなる請求項１記載の基板コネクタによれば、基板端子は略Ｌ字状に屈曲されて曲げ部を有していて、しかもこの曲げ部は基板端子の他の部分より細く形成されてバネのように作用する。それ故、この曲げ部は基板端子に生じる応力、特に基板コネクタの長手方向、すなわち絶縁ハウジングの長手方向向きの応力を確実に緩和する応力緩和部として作用する。
それ故、基板コネクタの絶縁ハウジングと回路基板の熱膨張係数の違いから、特に基板端子の先端部の基板回路接続端子と回路基板に設けられているパッドやスルーホールとの接続部に絶縁ハウジングの長手方向向きの大きな応力が発生しそうになっても、これを確実に緩和する。

しかも本発明の基板コネクタ用の基板端子にあっては、基板端子の一部を細くするだけで応力緩和部を形成できる。すなわち予め基板端子の一部を細く打ち抜き加工して得たものに、従来同様に１回の曲げ加工で応力緩和部を形成できるので、基板コネクタのコスト低減も図ることができる。また図２が示すように回路基板側に退避穴等の特別の細工を施す必要もないので、回路基板の機械的強度を損なう恐れも全くない。
また、回路基板との接続側の基板端子の形状に対して、バネ部、すなわち細くした部分を最小限にし、残部を太くすることにより、通電による自己発熱と温度上昇を抑制するとともに、半田付けする部分の剛性を高めて、半田自体の歪を低減し、さらには半田との接触面積拡大によるせん断応力を低減することができる。

以上のように本発明によれば、基板コネクタの絶縁ハウジングと回路基板の熱膨張係数の違いから、特に絶縁ハウジングに組み込まれた基板端子と回路基板に設けられているパッドやスルーホールとの接続部に大きな応力が発生しそうになっても、これを確実に緩和し、しかも回路基板の機械的強度を損なう恐れの少ない基板コネクタであって、しかも基板端子の加工が容易でコストの低減も図れる基板コネクタを提供することができる。

以下に本発明の実施例を、図を用いて詳細に説明する。図１は、本発明の基板コネクタ用の基板端子の一実施例を示す斜視図である。尚、図１では煩雑にならないように絶縁ハウジング４に基板端子２を一個のみ書き入れているが、実際には絶縁ハウジング４の長手方向に複数の基板端子２が一列あるいは多段に配列され、絶縁ハウジング４に貫通されている。また前述した図２と同一のものには同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

図１が示すように、本発明の基板コネクタ１用の基板端子２は、回路基板３に固定される基板コネクタ１の絶縁ハウジング４から突設される。この基板端子２はその途中で略Ｌ字状に屈曲されて曲げ部５が形成されている。
そしてこの基板端子２はその一端に、絶縁ハウジング４を貫通して図示しない相手コネクタと電気的に接続されるタブ状のコネクタ接続端子６を有し、他端には回路基板３に形成されたスルーホール９に半田付けされる基板回路接続端子８を有している。

因みに、曲げ部５は図１が示すように、基板端子２の板幅方向の大きさを他の部分より細く形成されてバネ性が付与されていて、基板端子２に生じる応力、例えば回路基板３と絶縁ハウジング４との間の熱膨張係数の差によりスルーホール９と基板回路接続端子８との接続部に発生する応力、特に絶縁ハウジング４の長手方向向きの応力をこの細い曲げ部５（応力緩和部）で吸収し、スルーホール９と基板回路接続端子８との接続部への応力負荷を大幅に減ずることができる。
ここで符号１０はネジで、このネジ１０を締め込んで基板コネクタ１を回路基板３に固定する。

ところで前記実施例では基板端子２の基板回路接続端子８を回路基板３のスルーホール９に半田付けしているが、スルーホール９に代えて回路基板３に設けられているパッドに基板回路接続端子８の先端部を載置し、半田付けする場合もある。

尚、実施例に示す基板端子２は、予めその一部を細くした基板端子２の型を、打ち抜き加工により打ち抜き、これを通常の基板端子同様に１箇所だけをＬ字状に折り曲げるだけで図１に示す曲げ部５（応力緩和部５）を有する基板端子２を得ることができる。それ故、打ち抜き用の型さえ作ってしまえば、従来の応力緩和部５が存在しないものと同様の加工工数で基板端子２を製造できるため、低コストの基板コネクタ１を提供することができる。

以上のように本発明によれば、基板コネクタの絶縁ハウジングと回路基板の熱膨張係数の違いから、特に絶縁ハウジングに組み込まれた基板端子と回路基板に設けられているパッドやスルーホールとの接続部に大きな応力が発生しそうになっても、これを確実に緩和し、しかも回路基板の機械的強度を損なう恐れの少ない基板コネクタを提供することができる。加えて、基板端子の加工が容易であるため、低コストの基板コネクタを提供することもできる。

本発明の基板コネクタの一実施例を示す斜視図である。 従来の基板コネクタを示す斜視図である。

１ 基板コネクタ
２ 基板端子
３ 回路基板
４ 絶縁ハウジング
５ 曲げ部（応力緩和部）
６ コネクタ接続端子
８ 基板回路接続端子
９ スルーホール

Claims (1)

1. 回路基板に固定された絶縁ハウジングと、該絶縁ハウジングから突設される複数の基板端子とを有し、
   前記絶縁ハウジングを、
   幅方向と比較して高さ方向の長さが長い正面視縦長長方形状であるとともに、
   幅方向と比較して奥行き方向の長さが長い平面視長方形状をした直方体形状で形成し、
   前記基板端子を、
   相手コネクタと電気的に接続されるコネクタ接続端子と、前記回路基板に形成されたスルーホールまたはパッドに半田付けされる基板回路接続端子とにより、曲げ部を介した略逆L字状に形成し、
   前記基板端子の板幅方向を前記奥行き方向に一致させて前記基板端子を配置し、
   前記コネクタ接続端子を、前記絶縁ハウジングの上部における前記幅方向の一方側の側面から他方側の側面に向かって貫通させて前記絶縁ハウジングの側面に対して略直角に固定し、
   前記基板回路接続端子を、前記回路基板に対して略直角に固定し、
   前記曲げ部を、前記基板端子における他の部分より前記板幅方向に細く形成した
   長辺多極基板コネクタ。

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