JP5434182B2

JP5434182B2 - 基板用コネクタ

Info

Publication number: JP5434182B2
Application number: JP2009072045A
Authority: JP
Inventors: 隆土屋
Original assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Current assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Priority date: 2009-03-24
Filing date: 2009-03-24
Publication date: 2014-03-05
Anticipated expiration: 2029-03-24
Also published as: JP2010225439A

Description

本発明は、基板用コネクタに関する。

特許文献１には、コネクタハウジングと固定金具とを備えたコネクタが開示されている。固定金具は、コネクタハウジングの側面に取り付けられるハウジング取付部と、プリント回路基板に半田付けして取り付けられる基板取付部とを有している。基板取付部の中間部には半田進入孔が設けられ、そこに半田が進入することにより、固定金具とプリント回路基板との間の固着力が高められている。

特開２００５−３０２５２３号公報

ところで、基板取付部のうち、ハウジング取付部に近い基端部に盛られる半田には、ハウジングと固定金具との間の膨張係数の相違等に起因して応力が集中して、半田寿命の低下をまねき易いという問題がある。また、基板取付部のうち、ハウジング取付部から遠い先端部に盛られる半田についても、半田高さの不足等に起因して半田寿命の低下をまねき易いという事情がある。

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、プリント回路基板に固定金具を半田接続するにあたり、半田寿命の延命を図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、コネクタハウジングと、前記コネクタハウジングの側面に装着されるハウジング取付部、及びこのハウジング取付部の下縁から略直角方向に折り曲げられプリント回路基板に半田付けして取り付けられる基板取付部を有する固定金具とを備えた基板用コネクタであって、前記基板取付部における前記プリント回路基板と対向する面は、前記ハウジング取付部の下端に連なる弧状の基端側斜面部と、基端側斜面部の下端に連なる直線状の直線面部と、この直線面部の先端に連なるとともに前記基板取付部の板厚の範囲内でかつ先端に行くに従って前記プリント回路基板から次第に離れる弧状をなし、かつ前記基端側斜面部の曲率半径よりも小さい曲率半径をもって形成された先端側斜面部とから形成され、前記基板取付部のうち、前記ハウジング取付部に近い基端部には、前記プリント回路基板との間に盛られる半田の高さが他よりも高い高位部が設けられ、前記ハウジング取付部から遠い先端部には、前記半田の高さが前記高位部よりも低い中位部が設けられ、前記先端部と前記基端部との間には、前記半田の高さが前記中位部よりも低い低位部が設けられているところに特徴を有する。

請求項２の発明は、請求項１に記載のものにおいて、前記基板取付部には、前記高位部から前記低位部にかけて前記プリント回路基板に次第に近づく形状の中間斜面部が設けられているところに特徴を有する。

＜請求項１の発明＞
基板取付部のうち、ハウジング取付部に近い基端部には半田の高さが高い高位部が設けられ、ハウジング取付部から遠い先端部には半田の高さが低い中位部が設けられているから、基板取付部の基端部及び先端部における半田量が増加する。その結果、半田付けの強度が高められ、ひいては半田寿命の延命を図ることができる。しかも、先端部と基端部との間には低位部が設けられているから、半田量が過剰になることもない。
また、低位部から中位部にかけてプリント回路基板から次第に離れる形状の先端側斜面部が設けられているから、この先端側斜面部に応力が集中するのが回避され、半田寿命のさらなる延命を図ることができる。

＜請求項２の発明＞
高位部から低位部にかけてプリント回路基板に次第に近づく形状の中間斜面部が設けられているから、半田との接触面積が増加して、半田付け強度の向上を図ることができる。また、このような中間斜面部が設けられている場合には、基板取付部の先端部がプリント回路基板に近づき過ぎて半田量の不足をまねくおそれがあるものの、本発明によれば、基板取付部の先端部に中位部が設けられているから、基板取付部の先端部にも適正量の半田が確保される。

実施形態１の基板用コネクタの正面から見た断面図である。基板用コネクタの側面から見た断面図である。基板用コネクタの側面図である。基板用コネクタの一部破断側面図である。固定金具の斜視図である。基板用コネクタの斜視図である。基板用コネクタの平面図である。実施形態２の基板用コネクタの正面から見た要部拡大断面図である。参考例に係る基板用コネクタの正面から見た要部拡大断面図である。他の参考例に係る基板用コネクタの正面から見た要部拡大断面図である。

＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を図１ないし図７によって説明する。本発明の実施形態１の基板用コネクタ１０は、コネクタハウジング２０、端子金具４０及び固定金具６０を備えて構成されている。

コネクタハウジング２０は合成樹脂製であって、図６に示すように、前方に向けて開口する横長角筒状のフード部２１を備えている。フード部２１は、図２に示すように、奥壁を構成する端子装着部２２と、端子装着部２２の外周から前方に突出する嵌合筒部２３とを有し、嵌合筒部２３内には前方から図示しない相手コネクタが嵌合可能とされている。フード部２１の両側外面には、図４に示すように、固定金具６０がスライドして装着される一対の装着溝２４が高さ方向に凹設されている。装着溝２４の前後両縁における高さ方向の途中には段差部２５が形成され、段差部２５を挟んだ上側が下側よりも前後幅が大きくとられている。

端子装着部２２には、複数の端子金具４０が上下２段に装着される。各端子金具４０は、図２に示すように、略水平に配されて嵌合筒部２３の内部に臨む端子接続部４１と、端子接続部４１の後端から下方へ略直角に折り曲げられ、さらにその下端部で後方へ略直角に折り曲げられてプリント回路基板３０の板面に沿って配される基板接続部４２とを有する。端子接続部４１は相手コネクタとの嵌合に伴って図示しない相手端子金具と接続され、基板接続部４２はプリント回路基板３０の導電路に半田付けして接続される。なお、コネクタハウジング２０の両側部には、図７に示すように、基板接続部４２を側方から覆い隠すようにして一対の保護壁２６が後方に突出して形成されている。この場合、装着溝２４の後端部は保護壁２６に含まれている。

続いて固定金具６０について説明すると、固定金具６０は、金属板をプレス加工して成形され、両装着溝２４のそれぞれに対応するように対をなして配設されている。詳しくは固定金具６０は、図１及び図５に示すように、両装着溝２４に装着されるハウジング取付部６１と、その下端から側外方へ略直角に折り曲げられてプリント回路基板３０に載せられる基板取付部６２とを有し、全体として略Ｌ字形をなしている。

ハウジング取付部６１は、上端から下端に向けて、上段部６１Ａ、中段部６１Ｂ、下段部６１Ｃの３段階に前後幅が狭められた段付き状をなし、このうち、中段部６１Ｂの前後両縁には食い込み突起６４が形成されている。また、下段部６１Ｃの高さ方向の途中には遷移部６３が斜め下向きに形成され、遷移部６３を挟んだ下側が上側よりも板厚の略半分だけ側方へ張り出して配置されている。

ハウジング取付部６１の上段部６１Ａの前後両縁には、中段部６１Ｂ側へ略水平に延びる段付き部６５が形成され、固定金具６０が装着溝２４に上方から押し込まれ、図４に示すように、段付き部６５が装着溝２４の段差部２５に当て止めさされることでそれ以上の押し込みが規制される。このとき、食い込み突起６４が装着溝２４の下側の前後両縁に食い込むことで、固定金具６０の装着溝２４からの抜け止めがなされる。またこのとき、基板取付部６２は、コネクタハウジング２０の底面と面一かそれより少し下方へ突出した位置に配置される。

基板取付部６２は、ハウジング取付部６１の下段部６１Ｃの下縁における全幅から側外方へ略直角曲げして形成されている。基板取付部６２の先端は、保護壁２６の外面とほぼ同一かそれより内側へ引っ込むように配置される。また、図１に示すように、基板取付部６２におけるプリント回路基板３０の板面と対向する面は、ハウジング取付部６１の下端に連なる弧状の基端側斜面部７１と、基端側斜面部７１の下端に連なる直線状の直線面部７２と、直線面部７２の先端に連なる弧状の先端側斜面部７３とからなり、これらは半田Ｓ１が付着される半田付着面として構成される。

直線面部７２は、プリント回路基板３０の板面と平行するよう略水平に配置される。基端側斜面部７１は、ヒールフィレットの部分であって、下端へ行くに従ってプリント回路基板３０に徐々に近づくよう下向きに傾斜するアール面とされている。この基端側斜面部７１は、ハウジング取付部６１に対して基板取付部６２を折り曲げるのに伴って形成される。先端側斜面部７３は、トゥフィレットの部分であって、先端へ行くに従ってプリント回路基板３０から徐々に遠ざかるよう上向きに傾斜するアール面とされている。この先端側斜面部７３は、例えば、基板取付部６２の先端面を斜め上方へ叩くことによって形成される。そして、基端側斜面部７１の曲率半径は、先端側斜面部７３の曲率半径よりも大きくされている。

基端側斜面部７１の略上端は、ハウジング取付部６１の下端に連なる部分であって、プリント回路基板３０への実装時に半田Ｓ１の上限高さＨ１を示す高位部７４として構成される。直線面部７２の下面は、固定金具６０全体の最下面の部分であって、プリント回路基板３０への実装時に半田Ｓ１の下限高さＨ３を示す低位部７５として構成される。先端側斜面部７３の略上端は、固定金具６０全体の最先端の部分であって、プリント回路基板３０への実装時に半田Ｓ１の中間高さＨ２を示す中位部７６として構成される。つまり、高位部７４と低位部７５との間に基端側斜面部７１が構成され、低位部７５に直線面部７２が構成され、低位部７５と中位部７６との間に先端側斜面部７３が構成され、高位部７４、中位部７６、低位部７５の順に段々高さが低くなる関係が成り立つ。

次に、本実施形態の基板用コネクタ１０の組み付け手順を説明する。
プリント回路基板３０への取り付けにあたり、コネクタハウジング２０の端子装着部２２に端子金具４０を装着するとともに、コネクタハウジング２０の両装着溝２４に固定金具６０を位置決めして取り付ける。続いて、プリント回路基板３０の板面に基板用コネクタ１０を載せる。このとき、端子金具４０の基板接続部４２がプリント回路基板３０の板面における半田Ｓ２の塗布部位に載せられるとともに、固定金具６０の基板取付部６２が上記とは別の半田Ｓ１の塗布部位に載せられる。この状態で、基板用コネクタ１０が載せられたプリント回路基板３０を高温炉内に走行させる。すると、プリント回路基板３０に予め塗布された半田Ｓ２が溶融して、端子金具４０の基板接続部４２に付着するとともに、基板取付部６２の下面（先端側斜面部７３、直線面部７２、基端側斜面部７１）の略全体に半田Ｓ１が付着する。

半田Ｓ１が冷却して固化されると、端子金具４０の端子接続部４１が対応する導電路に固着されて導通接続される。また、基板取付部６２がプリント回路基板３０に固着され、すなわちコネクタハウジング２０がプリント回路基板３０に対して取り付けられる。このとき、図１に示すように、溶融時における半田Ｓ１の濡れ上がりにより、低位部７５から高位部７４及び中位部７６にかけて半田Ｓ１が濡れて固着される。つまり、半田Ｓ１の高さは低位部７５、高位部７４、中位部７６のそれぞれによって規定される。その後、基板用コネクタ１０の嵌合筒部２３内に前方から相手コネクタが嵌合され、端子金具４０が相手端子金具と導通接続される。

ところで、基板用コネクタ１０を載置したプリント回路基板３０が高温雰囲気の場所等に配備された場合、コネクタハウジング２０とプリント回路基板３０との間の熱膨張係数の相違に起因し、ハウジング取付部６１がコネクタハウジング２０に押されつつ、基板取付部６２がプリント回路基板３０上で滑るようなせん断力が生じ、半田付け部分にストレスが発生して、半田寿命が低下するおそれがある。

その点、本実施形態によれば、基板取付部６２のうち、ハウジング取付部６１に近い基端部には半田Ｓ１の高さの高い高位部７４が設けられ、ハウジング取付部６１から遠い先端部には高位部７４よりは半田Ｓ１の高さが低いものの低位部７５よりは半田Ｓ１の高さが高い中位部７６が設けられているから、基板取付部６２の基端部及び先端部における半田量が増加し、その結果、十分な半田付け強度が得られ、ひいては半田寿命（熱疲労寿命）の延命を図ることができる。また、基板取付部６２の基端部及び先端部におけるクラックの発生も抑えることができる。しかも、基板取付部６２の先端部と基端部との間には低位部７５が設けられているから、半田量が格べつ過剰になることもなく、半田過多に伴う不具合も起こり難い。

さらに、低位部７５から中位部７６にかけてプリント回路基板３０から次第に離れる形状の先端側斜面部７３が設けられているから、ここに角部が存在する場合に比べ、応力が集中するのが回避され、半田寿命のさらなる延命を図ることができる。

＜実施形態２＞
次に、本発明の実施形態２を図８によって説明する。実施形態２における固定金具６０Ａの基板取付部６２Ａは、ハウジング取付部６１の外面に対して鈍角に交差して斜め下向きに延びる形状とされている。基板取付部６２Ａの下面には、直線面部７２に代わって、基端側斜面部７１から先端側斜面部７３にかけて次第にプリント回路基板３０に近づくよう下向きに傾斜するテーパ状の中間斜面部７７が設けられている。したがって、半田Ｓ１の高さは中間斜面部７７を下るに従って次第に低くなり、先端側斜面部７３に連なる中間斜面部７７の下端において、半田Ｓ１の下限高さを示す低位部７５が構成される。その他は、実施形態１と同様であり、重複する説明は省略する。

実施形態２によれば、半田Ｓ１と基板取付部６２Ａとの接触面積が増え、半田付け強度の向上を図ることができる。また、このような中間斜面部７７が設けられている場合には、基板取付部６２Ａの先端部がプリント回路基板３０に近づき過ぎて半田量の不足をまねくおそれがあるものの、基板取付部６２Ａの先端部には中位部７６が設けられているから、基板取付部６２Ａの先端部にも適正量の半田Ｓ１が確保される。

＜参考例＞
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、例えば次のような形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）本発明には含まれないが、図９に示す参考例は、固定金具６０Ｂの先端側斜面部７３Ａは、低位部７５から中位部７６にかけてプリント回路基板３０から次第に離れるテーパ状をなしたものである。
（２）本発明には含まれないが、図１０に示す参考例は、固定金具６０Ｃの基板取付部６２の先端部には、先端側斜面部７３、７３Ａを省略して、低位部７５から中位部７６にかけて凹角状に切り欠かれた段部７９が形成されたものである。これによれば、基板取付部６２の先端部における半田量をより多く確保できる。
（３）基板取付部の中間部には孔が形成され、孔内に半田が進入することで中位部よりも半田の高さが高い部分が含まれていてもよい。なお、基板取付部の中間部に孔が形成されているものは、特開２００５−３０２５２３号公報に開示されている。
（４）実施形態２における中間斜面部は湾曲面状をなしていてもよい。

１０…基板用コネクタ
２０…コネクタハウジング
２４…装着溝
３０…プリント回路基板
４０…端子金具
６０、６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃ…固定金具
６１…ハウジング取付部
６２、６２Ａ…基板取付部
７３、７３Ａ…先端側斜面部
７４…高位部
７５…低位部
７６…中位部
７７…中間斜面部

Claims

コネクタハウジングと、
前記コネクタハウジングの側面に装着されるハウジング取付部、及びこのハウジング取付部の下縁から略直角方向に折り曲げられプリント回路基板に半田付けして取り付けられる基板取付部を有する固定金具とを備えた基板用コネクタであって、
前記基板取付部における前記プリント回路基板と対向する面は、前記ハウジング取付部の下端に連なる弧状の基端側斜面部と、基端側斜面部の下端に連なる直線状の直線面部と、この直線面部の先端に連なるとともに前記基板取付部の板厚の範囲内でかつ先端に行くに従って前記プリント回路基板から次第に離れる弧状をなし、かつ前記基端側斜面部の曲率半径よりも小さい曲率半径をもって形成された先端側斜面部とから形成され、
前記基板取付部のうち、前記ハウジング取付部に近い基端部には、前記プリント回路基板との間に盛られる半田の高さが他よりも高い高位部が設けられ、前記ハウジング取付部から遠い先端部には、前記半田の高さが前記高位部よりも低い中位部が設けられ、前記先端部と前記基端部との間には、前記半田の高さが前記中位部よりも低い低位部が設けられていることを特徴とする基板用コネクタ。
前記基板取付部には、前記高位部から前記低位部にかけて前記プリント回路基板に次第に近づく形状の中間斜面部が設けられていることを特徴とする請求項１記載の基板用コネクタ。