JP5188616B2 - 吸着部材付き電気コネクタ及び吸着部材、そして該電気コネクタの実装方法 - Google Patents

Description

本発明は、吸着搬送のための吸着部材が取り付けられた電気コネクタ及び吸着部材、そして該電気コネクタの実装方法に関する。

電気コネクタを回路基板等の実装位置へ搬送する際、搬送のための吸着手段が吸着できる部位が形成された吸着部材を電気コネクタに一時的に取り付けることが知られている。コネクタの一部に対して直接吸着手段が吸着できることが好ましいが、吸着手段はコネクタに対して上方から接近するので、コネクタの上面に開放部が形成されていて該上面に十分な被吸着面積を確保できない場合に、上記吸着部材が取り付けられる。該吸着部材は、例えば、コネクタを回路基板上の所定の実装位置にまで吸着搬送されて、そこで回路基板に半田接続された後に、取り外される。

このような吸着部材としては、特許文献１に開示されているものが知られている。この特許文献１のコネクタは、幅方向に対して長い長手方向でハウジングに端子が配列されていて、端子はコネクタが回路基板上に配されたときに、該回路基板に対して半田接続される接続部を有している。上記ハウジングは相手コネクタの受入れのために上面に大きく開口部が形成されている。

ハウジングの上面に取り付けられる吸着部材としての吸着カバーは、金属板を加工して作られており、上記開口部を覆う平坦な板状部と、該板状部の上記長手方向両端部に設けられた二種の取付脚とを有している。吸着部材はこの取付脚によってハウジングへ取り付けられる。

特許文献１のように、上方に開口部を有するハウジングをもつコネクタがその端子の接続部で、回路基板に対して半田接続されると、半田時の熱を受けてハウジングは変形する傾向がある。ハウジングは長手方向に熱膨張するが、上面側は開口部があるために底面側よりもその膨張長さは小さい。その結果、膨張長さが大きいハウジングの底面側がその長手方向両端で、回路基板から浮き上がるように弯曲変位する。これは、浮き上がり部分での端子の半田接続不良を意味する。特許文献１では、上記吸着部材を取り付けることで、ハウジングを補強し、その弯曲変形を阻止しようとしている。

特開２００７−３３５２３１

しかしながら、特許文献１にあっては、吸着部材はハウジングの長手方向両端部でのみ該ハウジングに取り付けられているので、回路基板への端子の半田接続時に、ハウジングは、その両端部が回路基板から浮き上がる方向に弯曲変形しようとし、長手方向中間部では何ら吸着部材との係止がなされていないことに起因して吸着部材から離れることとなる。これを阻止するには、両端部での吸着部材の取付脚が極めて強固になっていなければならず、金属板から作られる吸着部材にとっては無理な要求である。この取付脚のハウジングへの取付けが強固でない以上、吸着部材の板厚を大きくしても、ハウジングの弯曲変形を十分に阻止することはできない。

本発明は、このような事情に鑑み、吸着部材が薄い金属板で作ることが可能であって、端子の半田接続時におけるハウジングの弯曲変位を十分阻止できる吸着部材付き電気コネクタ及び吸着部材、そして該電気コネクタの実装方法を提供することを課題とする。

本発明に係る吸着部材付き電気コネクタは、端子を保持せるハウジングの上面に開放せる開放部が形成され、ハウジング下面側で上記端子が回路基板へ半田接続されるコネクタの上記ハウジングの上面に吸着部材が取外し自在に取り付けられていて吸着手段による吸着搬送可能となっている。

かかる吸着部材付き電気コネクタにおいて、本発明では、ハウジングの上面は短手方向の幅縁と長手方向の側縁とを有し、吸着部材は可撓性を有する金属板を加工して作られており、上記ハウジングの上面の少なくとも一部を覆う板状部と上記長手方向で上記ハウジングの側縁の中間部位でハウジングに該板状部を取り付けられるための取付部とを有していて、板状部は、上記長手方向での上記取付部の両端の間の領域としての取付域と該取付域の域外であって上記長手方向で先端までの非取付域とを形成し、上記取付域は、該取付域の縁部に上記取付部が設けられており、上記非取付域は、上記先端を自由端とし少なくとも一部に撓み可能部を有しており、上記板状部は、上記取付域における側縁に、上記取付部とは異なる部位に補強部が形成されていることを特徴としている。

このように構成される本発明の電気コネクタにあっては、吸着部材は、コネクタの実装前に、上記長手方向中間部での取付部によりハウジングに取り付けられる。該吸着部材は非取付部の自由端たる両端部側が撓み可能部となっており、ハウジングの上面に接し、あるいは近接している。吸着手段によりコネクタが実装位置へもたらされてここに半田接続されると、半田時の熱を受けてハウジングが両端部で浮き上がる方向に弯曲変位しようとする。ハウジングは弯曲変形しようとすると吸着部材の撓み可能部に当接して撓み可能部からばね力を反力として受けてその弯曲変位に対して規制を受けて、弯曲変位が阻止あるいは微小に抑制される。また、板状部は、取付域における側縁に、取付部とは異なる部位に補強部が形成されている。この補強部により、取付域の剛性、すなわち強度を高めることができる。

本発明において、板状部は非取付域の少なくとも撓み可能部でハウジングの上面と接触しているようにすることができる。

撓み可能部がハウジングに対して当初から接していれば、ハウジングは少しでも弯曲変位しようとすると、直ぐにこの撓み可能部から規制を受けて、効果的である。この撓み可能部は該撓み可能部の少なくも一部でハウジングと接していれば十分である。その際、板状部は、非取付域の少なくとも撓み可能部で、ハウジングの上面と接圧をもって接触していることが好ましい。当初から接圧をもって接していれば、ハウジングに対する規制の力がその分だけ大きく作用することとなる。

本発明では、板状部は自由端でハウジングの上面と接触しているようにすることも、該板状部が平坦面をなし、ハウジングの上面と均一に接面しているようにすることもできる。

本発明において、板状部は取付域でハウジングの上面と隙間を形成していて自由端が該ハウジングの上面と接触するように、上方に凸状をなしていることが好ましい。こうすると、吸着部材を取付部でハウジングに取り付けるだけで、自由端に接圧をもたらすことができる。その際、上記取付部は、長手方向で板状部の中央位置に設けることができる。上記取付部は、取付域における板状部の側縁に設けられた取付脚とすることができる。この取付脚を設ける位置は、長手方向にて取付域の両端位置とすることができる。非取付域に対しては、板状部は、この非取付域における自由端縁部に、補強部が形成されているようにすることができる。こうすることで、上記自由端でのハウジングとの接触がしっかりと行われる。

本発明において、非取付域は、該非取付域全域が撓み可能部となっていなくても、自由端側に撓み可能部を、そして取付域寄りの側に該撓み可能部よりも剛性の高い剛性部を有しているようにすることもできる。

本発明において、吸着部材の板状部を平坦面として、ハウジングに突起を設けることにより、ハウジングへ取り付けられた吸着部材に撓みを与え、その反力として接圧を得ることもできる。具体的には、ハウジングの上面に突起を設け、吸着部材の取付域を圧しながらハウジングの上面に接するように或いは近接させて該吸着部材を取り付ける。こうすることにより、吸着部材の撓み可能部は取付時に、接圧を生ずる。

このような本発明のコネクタにあっては、例えば、回路基板への半田接続による実装は、コネクタの半田接続における昇温により撓み変位するハウジングの上面へ半田接続前に吸着部材を採り付け、吸着手段での上記吸着部材の吸着そしてコネクタの半田接続位置への搬送後、コネクタを半田接続し、半田接続後に上記吸着部材を取り外すことにより、実行される。

以上のように、本発明では、吸着部材をハウジングの長手方向中間部位の取付部で該ハウジングに取り付け、該吸着部材の両端を非取付部とし、該非取付部の自由端側たる両端側が撓み可能部を形成し、該撓み可能部がハウジング上面に配されることとしたので、端子の半田接続時に、ハウジングの両端部が浮き上がろうとしても、上記吸着部材の撓み可能部からのばね力を反力として受けて、ハウジングの弯曲変位が阻止され、あるいは規制されて、端子の半田接続不良の防止を図ることができる。上記吸着部材は可撓性を利用するので、比較的薄い金属板で作ることができ、安価でかつ製造容易である。

本発明の一実施形態としての吸着部材付き電気コネクタの斜視図である。 図１のコネクタを吸着部材が分離された状態で示す斜視図である。 図１そして図２における吸着部材を裏面側からみた斜視図である。 図１のコネクタの組立順を示す側面図であり、（Ａ）は吸着部材の取付前、（Ｂ）は取付後を示す。 本発明の他の実施形態としての吸着部材を示す正面図である。 本発明のさらに他の実施形態としての吸着部材を示す正面図である。 本発明のさらに他の実施形態としての吸着部材を示す正面図である。 本発明のさらに他の実施形態としての吸着部材を示す正面図である。 本発明のさらに他の実施形態としての吸着部材の部分斜視図である。 本発明のさらに他の実施形態を示し、（Ａ）は吸着部材、（Ｂ）はコネクタの正面図である。

以下、添付図面にもとづき、本発明の実施の形態を説明する。

本実施形態の電気コネクタは、図１に見られるように、回路基板への半田接続による実装に先立ち、実装位置への吸着手段による吸着搬送に備え、コネクタ１の上面に吸着部材２が取り付けられている。

コネクタ１は、上ハウジング部材１２そして下ハウジング部材１３とから成るハウジン
グ１１に端子（図示せず）が保持されていて、下ハウジング部材１３の下面から突出する端子の接続部に、半田接続実装に備えて、半田ボール１４が設けられている。上記上ハウジング部材１２は、その長手方向の側面に、下方へＵ字状をなして延びて弾性を有する係止脚１２Ａが設けられていて、下ハウジング部材１３の対応せる側面に設けられた係止突部１３Ａと係止して両ハウジング部材１２，１３を結合している。この係止は、上記Ｕ字状の係止脚１２ＡのＵ字の底部部位の上縁と上記係止突部１３Ａの下縁とでなされる。

図２に見られるように、上記ハウジング１１の上面には、相手コネクタ（図示せず）の端子群を受け入れるための複数の端子受入孔１４Ａ（開放孔）が開口している。該端子受入孔１４Ａは、ハウジング１１の幅方向に複数形成されていると共に、この幅方向に複数形成されたものが、ハウジング１１の長手方向にも複数形成されている。すなわち、上記端子受入孔１４は、上記幅方向にも長手方向にも複数の位置に行そして列をなして形成されていて、相手コネクタから突出する端子を受け入れるようになっている。

さらに、上記ハウジング１１の上ハウジング部材１２には、Ｕ字状の係止脚１２Ａの両脚間に、図４（Ａ）に見られるような係止段部１５が形成されている。この係止段部１５は、上述の吸着部材２の取付けのために機能する。

吸着部材２は、金属板を抜き加工そして屈曲加工して作られており、図２に見られるように、上記ハウジング１１の上面をほぼ覆う長手方向寸法そして幅方向寸法を有している。該吸着部材２は、幅方向では、範囲Ａで平坦面をなす板状部２１と、該板状部２１の長手方向の側縁から張出している範囲Ｂに取付部２２とを有し、また、長手方向では、上記板状部２１は、中間部の取付域Ｐと、両端側の非取付域Ｑとに区分された領域を有している。

上記板状部２１は、取付域Ｐが広い平坦面で吸着手段に対する被吸着部位２１Ａを形成している。この被吸着部位２１Ａは孔や凸部など形成されていない平坦面で吸着手段の吸着に対して十分な面積となっている。上記取付域Ｐには、被吸着部位２１Ａの側縁から延出して取付部２２と補強部２３が設けられている。

上記取付部２２と補強部２３は、吸着部材２をその裏面から見た図３に示されるように、該裏面側（図３では上面側）に向けて延びていて板厚方向に屈曲されている。取付部２２は、取付域Ｐの長手方向両端に位置して設けられていて、Ｓ字状をなし取付脚を形成している。該取付部２２は、その自由端側に弯曲鉤状に係止部２２Ａを形成している。幅方向で対向する二つの取付部２２の係止部２２Ａ同士間の間隔Ｄは、ハウジング１１の対応部位に形成された係止段部１５に係止するように設定されている（図４Ａ参照）、取付域Ｐの各側縁の両端に位置して設けられた上記二つの取付部２２の間には、補強部２３が設けられている。該補強部２３は、Ｃ字状断面をなすように丸められて形成されており、上記取付域Ｐで板状部２１の撓みに対する剛性を高めている。

上記板状部２１は、長手方向で上記取付域Ｐの両側に位置する非取付域Ｑで、側縁に何も形成されていない平坦面をなして撓み可能部２１Ｂを形成している。本実施形態では、撓み可能部２１Ｂには、その撓みが良好に得られるように、窓部２１Ｂ−１が形成されている。上記撓み可能部２１Ｂの自由端２１Ｂ−２側は、ハウジングの対応部と合致する形状の端縁形状をなしている。

このように形成された吸着部材２は、コネクタの実装位置への吸着手段による吸着搬送に先立ち、コネクタ１に取り付けられる。取付けは、図４（Ａ）のごとく、吸着部材２をコネクタ１の上方にもたらし、そのまま降下させる。該吸着部材２の取付部２２はその先端（下端）たる係止部２２Ａがハウジング１１に当接し、対向する取付部２２の係止部２
２Ａ同士間の距離を大きくするように該取付部２２が弾性変位し、上記係止部２２Ａがハウジング１１の係止段部１５に係止する。かくして、吸着部材２はコネクタ１から外れなくなるだけでなく、取付部２２を含む取付域Ｐがコネクタ１により保持される（図４（Ｂ）参照）。平坦面をなす板状部２１はハウジング１１の上面とほぼ均一に接面する。

このように吸着部材２が取り付けられたコネクタ１は、既出の図１のような外観を呈し、板状部２１の中央に広い被吸着部位２１Ａを供する。吸着手段（図示せず）は、この被吸着部位２１Ａで吸着してコネクタ１をもち上げ、実装位置まで搬送する。実装位置、例えば回路基板上に配されたコネクタ１は、端子に設けられた半田ボール１４が対応回路部に接面しており、ここで該半田ボール１４が熱風等により加熱を受けて溶融して上記端子と上記対応回路部とを半田接続する。

上記半田接続のための半田ボールの加熱によって、ハウジング１１も昇温してしまう。取付域Ｐでコネクタ１にしっかりと取り付けられている吸着部材２は、非取付域Ｑの撓み可能部２１Ｂの自由端が上記ハウジング１１の上面に対し接面もしくは至近している。したがって、上記ハウジング１１が昇温してその長手方向両端が回路基板から浮くように撓み変位しようとすると、該ハウジング１１は上記吸着部材２の非取付域Ｑの自由端と当接して該自由端から反力を受けて撓み変位が規制される。すなわち、撓み変位しないか、もしくは最小限の撓み変位にとどまる。その結果、端子と回路基板との半田接続は良好に保たれる。半田接続部位が十分に降温した後に、上記吸着部材２はコネクタ１から外される。かくして、コネクタ１は相手接続部材との接続に備える。

本発明は、図１ないし図４に示された形態には限定されず、種々変形が可能である。

図５に示される形態では、取付域Ｐに対して非取付域Ｑが自由端に向け若干の変形量δだけ下方に弯曲して作られている。このような形態の吸着部材２をその取付部２２にてコネクタへ取り付けると、取付域Ｐは取付けによって上記変形量δを減ずるような隙間をハウジングの上面との間に形成して、上記非取付域Ｑの自由端がコネクタのハウジングに対し接圧をもって接触する。上記変形量δがゼロとなるように、すなわち取付域Ｐで板状部２１もハウジングに接面するように取り付ければ、上記自由端での接圧はさらに増大する。

図６に示される形態では、非取付域Ｑの自由端が補強部２１Ｂ−３を有している。この補強部２１Ｂ−３は、自由端の縁部が下方に向けそして裏面に接するように屈曲されていて、かかる補強部２１Ｂ−３の形成により、自由端は吸着部材２の幅方向で均一にハウジングと接触する。

非取付域Ｑの自由端側での補強は、図７のように向け板状部２１板厚を増大させたり、長手方向縁部にリブを設けてそのリブの突出幅を同様に自由端に向けて大きくすることができる。

さらには、取付部２２は、取付域Ｐにおいて長手方向の各縁部に二つ設けずとも一つでよい。例えば、図８に見られるように、中央位置に一つの取付脚たる取付部２２を設け、その両側に補強部２３を設ける。この補強部２３自体は図２そして図３の補強部と同じ形態をしている。しかし、図８では、この補強部２３は長手方向で取付部２２の両側に位置しているので取付域Ｐの範囲外にあり、換言すれば非取付域Ｑ内にあり、該非取付域Ｑの縁部を補強していることとなる。すなわち、非取付域Ｑは、補強部２３が存在している高剛性部分と、それ以外の低剛性部分とを有し、この低剛性部分を撓み可能部としている。このような考え方は、取付部２２が取付域Ｐの各縁部に二つも受けられている場合でも適用できる。例えば、図９に見られるように、一方の取付部２２と自由端との間に上記補強
部２３Ａを追加的に設けることができる。図９の例では、自由端では、切込みにより、吸着部材２の幅方向に対向して延びかつ先端が変形されている弾性片２４を設け、この弾性片２４でハウジングとの間に接圧をもたらすようになっている。

さらに、本発明においては、吸着部材の板状部を平坦として、ハウジングに突起を設けることで、ハウジングへの取付時の吸着部材の撓み可能部で接圧を得るようにすることもできる。例えば、図１０（Ａ）では、吸着部材２の板状部２１は全長にわたり平坦である。一方、コネクタ１のハウジング１１には、図１０（Ｂ）のように、その長手方向両端で、該ハウジング１１の上面に突起１６が設けられている。かかる形態では、二つの取付部２２の間の取付域で板状部２１がハウジング上面に接面あるいは近接するようにして、上方から取付域を圧して上記取付部２２にてハウジング１へ取り付けると、吸着部材２の撓み可能部２１Ｂの先端部が上記突起１６により上方へ撓む。この先端部での反力により、上記接圧を得る。

１ コネクタ ２２ 取付部
２ 吸着部材 ２３ 補強部
１１ ハウジング Ｐ 取付域
１６ 突起 Ｑ 非取付域
２１ 板状部
２１Ｂ−３ 補強部

Claims (14)

1. 端子を保持せるハウジングの上面に開放せる開放部が形成され、ハウジング下面側で上記端子が回路基板へ半田接続されるコネクタの上記ハウジングの上面に吸着部材が取外し自在に取り付けられていて吸着手段による吸着搬送可能となっている吸着部材付き電気コネクタにおいて、
   ハウジングの上面は短手方向の幅縁と長手方向の側縁とを有し、吸着部材は可撓性を有する金属板を加工して作られており、上記ハウジングの上面の少なくとも一部を覆う板状部と上記長手方向で上記ハウジングの側縁の中間部位でハウジングに該板状部を取り付けられるための取付部とを有していて、板状部は、上記長手方向での上記取付部の両端の間の領域としての取付域と該取付域の域外であって上記長手方向で先端までの非取付域とを形成し、上記取付域は、該取付域の縁部に上記取付部が設けられており、上記非取付域は、上記先端を自由端とし少なくとも一部に撓み可能部を有しており、上記板状部は、上記取付域における側縁に、上記取付部とは異なる部位に補強部が形成されていることを特徴とする吸着部材付き電気コネクタ。
2. 板状部は非取付域の少なくとも撓み可能部でハウジングの上面と接触していることとする請求項１に記載の吸着部材付き電気コネクタ。
3. 板状部は、非取付域の少なくとも撓み可能部で、ハウジングの上面と接圧をもって接触していることとする請求項２に記載の吸着部材付き電気コネクタ。
4. 板状部は自由端でハウジングの上面と接触していることとする請求項２又は請求項３に記載の吸着部材付き電気コネクタ。
5. 取付部は取付域における板状部の側縁に設けられた取付脚であることとする請求項１ないし請求項４のうちの一つに記載の吸着部材付き電気コネクタ。
6. 取付脚は長手方向にて取付域の両端位置に設けられていることとする請求項５に記載の吸着部材付き電気コネクタ。
7. 板状部は平坦面をなし、ハウジングの上面と均一に接面していることとする請求項１に記載の吸着部材付き電気コネクタ。
8. 板状部は取付域でハウジングの上面と隙間を形成していて自由端が該ハウジングの上面と接触するように、上方に凸状をなしていることとする請求項４に記載の吸着部材付き電気コネクタ。
9. 取付部は長手方向にて板状部の中央位置に設けられていることとする請求項８に記載の吸着部材付き電気コネクタ。
10. 板状部は、非取付域における自由端縁部に、補強部が形成されていることとする請求項１ないし請求項４、請求項７そして請求項８のうちの一つに記載の吸着部材付き電気コネクタ。
11. 非取付域は、自由端側に撓み可能部を、そして取付域寄りの側に該撓み可能部よりも剛性の高い剛性部を有していることとする請求項１ないし請求項３そして請求項１０のうちの一つに記載の吸着部材付き電気コネクタ。
12. ハウジングは、吸着部材の該ハウジングへの取付状態で、該ハウジングの上面に長手方向両端で上記吸着部材の撓み可能部に撓みを生じさせる突起が設けられていることとする請求項３に記載の吸着部材付き電気コネクタ。
13. 端子を保持せるハウジングの上面に開放せる開放部が形成され、ハウジング下面側で上記端子が回路基板へ半田接続されるコネクタの上記ハウジングの上面に吸着部材が取外し自在に取り付けられていて吸着手段による吸着搬送可能となっている吸着部材において、
    ハウジングの上面は短手方向の幅縁と長手方向の側縁とを有し、吸着部材は可撓性を有する金属板を加工して作られており、上記ハウジングの上面の少なくとも一部を覆う板状部と上記長手方向で上記ハウジングの側縁の中間部位でハウジングに該板状部を取り付けられるための取付部とを有していて、板状部は、上記長手方向での上記取付部の両端の間の領域としての取付域と該取付域の域外であって上記長手方向で先端までの非取付域とを形成し、上記取付域は、該取付域の縁部に上記取付部が設けられており、上記非取付域は、上記先端を自由端とし少なくとも一部に撓み可能部を有しており、上記板状部は、上記取付域における側縁に、上記取付部とは異なる部位に補強部が形成されていることを特徴とする吸着部材。
14. 請求項１の吸着部材付き電気コネクタの半田接続による実装方法において、コネクタの半田接続における昇温により撓み変位するハウジングの上面へ半田接続前に吸着部材を取り付け、吸着手段での上記吸着部材の吸着そしてコネクタの半田接続位置への搬送後、コネクタを半田接続し、半田接続後に上記吸着部材を取り外すことを特徴とする吸着部材付き電気コネクタの半田接続による実装方法。

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