JP5722158B2 - コネクタ - Google Patents

Description

本発明は、回路基板に固定されるコネクタに関する。

従来、回路基板の基板面に樹脂製のハウジングを固定し、このハウジングから引き出した端子を回路基板のスルーホールに挿入し半田付することによって、回路基板に形成された回路に端子を接続したコネクタが提案されている。例えば、特許文献１に記載されているコネクタは、ハウジングに位置決め突起を形成し、この位置決め突起を回路基板の位置決め穴に挿入しハウジングと回路基板の相対位置を合わせ、ハウジングから引き出された端子を回路基板のスルーホールに挿入する。そして、ハウジングに形成された鉤型の取付用アームを回路基板の貫通穴に押し込んで係止させ、ハウジングを回路基板に固定するようにしている。

特開２００２−２１６８７８号公報

しかしながら、特許文献１に記載されたコネクタは、端子を半田付けする時の熱によって位置決め突起や取付用アームが熱変形し、ハウジングを回路基板に固定する固定力が低下してガタつきが生じるおそれがある。そのため、ハウジングを回路基板に固定する固定力を高めてガタつきを防止することが要望されている。

本発明が解決しようとする課題は、ハウジングを回路基板に固定する固定力を向上し、ガタつきを防止することにある。

上記の課題を解決するため、本発明のコネクタは、回路基板の基板面に固定される樹脂製のハウジングと、ハウジングから引き出され回路基板に接続される端子とを備え、ハウジングは、回路基板に形成された位置決め穴に挿入される位置決め突起と、回路基板に形成された貫通穴からねじがねじ込まれるねじ込み穴とを有してなるコネクタにおいて、ハウジングのねじ込み穴は、穴軸が回路基板の基板面に対して傾斜して形成されていることを特徴とする。

これによれば、ハウジングの位置決め突起を回路基板の位置決め穴に挿入し、端子を回路基板のスルーホールに挿入した後、回路基板の貫通穴からハウジングのねじ込み穴にねじをねじ込んでハウジングを固定する。このとき、ねじ込み穴の穴軸が基板面に対して傾斜しているから、ねじを基板面に対して鉛直にねじ込むと、ねじ軸とねじ込み穴の穴軸のずれに応じて、ねじがねじ込み穴の内壁の周方向に偏ってねじ込まれる。このねじ込みの偏りによって、ハウジングの基板面に沿ってスライドさせる力ｈがねじ込み穴に作用する。これにより、ハウジングがスライドされると、位置決め突起が位置決め穴の穴壁に当接して位置決め突起に反力ｉが作用する。力ｈと反力ｉは互いに向きが逆であるから、コネクタのハウジングを回路基板に強固に固定する力として作用する。その結果、ハウジングを固定する固定力を向上できるから、ガタつきを防止することができる。

この場合において、位置決め突起は、ねじ込み穴の穴軸の傾斜方向に対して反対側の外面が傾斜方向の逆方向に傾斜させた先細り形状に形成され、かつ、基部の径を位置決め穴の径と同径以上の設定寸法に形成できる。これによれば、位置決め突起の傾斜する外面が位置決め穴の穴壁に当接し反力ｉが生じ、また、位置決め突起の傾斜によってねじの締め付け力がハウジングのスライド方向の逆方向に分力される。この分力によって位置決め穴のハウジングのスライド方向と反対側の穴壁に位置決め突起が押し付けられ、ハウジングを回路基板に一層強固に固定できる。なお、位置決め突起の基部の寸法は、位置決め突起と位置決め穴の公差を考慮し、位置決め穴の穴壁全面に位置決め突起の基部が当接する寸法に設定する。

また、位置決め穴を円形に形成し、位置決め突起を位置決め穴と同径の円柱状に形成することができる。この場合、位置決め突起の先端を縮径することが好ましい。これによれば、位置決め穴に対して位置決め突起の先端が細いから、位置決め穴に位置決め突起を容易に挿入できる。

また、位置決め突起とねじ込み穴の対を２対形成し、各対を同一直線上に対称に配置することが好ましい。これにより、各対の互いに逆向きの力ｈと反力ｉによってハウジングを回動させる力ｊが生じても、その力ｊを打ち消すことができるから、ハウジングの回動を防ぐことができる。なお、位置決め突起とねじ込み穴の対を１対しか形成しない場合は、位置決め突起をねじ込み穴の穴軸の傾斜方向と同一直線上にする、又は、位置決め突起とねじ込み穴は隣接して形成することでハウジングの回動を防ぐことができる。

また、ハウジングは、位置決め突起とねじ込み穴の対が２対形成し、２つのねじ込み穴の穴軸を互いに近づく方向又はその逆方向に形成することができる。これによれば、ハウジングをスライドさせる力ｈが互いに逆向きになるから、ハウジングを強固に固定できる。

本発明によれば、ハウジングを回路基板に固定する固定力を向上でき、ガタつきを防止することができる。

本発明の一実施形態のコネクタを回路基板に固定した状態の斜視図である。 図１のコネクタのハウジングの斜視図である。 図１の端子の斜視図である。 図１の回路基板の斜視図である。 図１のねじの斜視図である。 図１のコネクタと回路基板から外した状態の斜視図である。 図１の位置決め突起の位置の断面図である。 図１のねじ込み穴の位置の断面をハウジングの方向に見た図である。 図１のねじのねじ込み方向を示した図である。 ねじの締結によりハウジングと位置決め突起に作用する力を示す図である。 ねじの締結によりハウジングが回動する力を示す図である。 図１の位置決め突起の変形例を示す図である。

（実施形態）
以下、本発明を実施の形態に基づいて説明する。図１〜５に示すとおり、本実施形態のコネクタ１は、回路基板２の基板面に固定される樹脂製のハウジング３と、ハウジング３から引き出され回路基板２に接続される複数の端子５、７を備えている。ハウジング３が固定される回路基板２は、例えば、絶縁性の基板の上に導体で回路パターンを形成したプリント配線基板である。回路基板２には、回路基板２とハウジング３との相対位置を合わせるための位置決め穴９と、回路基板２の裏面側からねじ１１が挿入される貫通穴１３が形成されている。回路基板２には、位置決め穴９と貫通穴１３の対が２対形成されている。各対の位置決め穴９と貫通穴１３は、互いに隣接して形成されている。位置決め穴９と貫通穴１３は、それぞれ円形に形成され、穴軸が回路基板２の基板面に直交するように形成されている。また、回路基板２には、端子５、７が挿入されるスルーホール１５が複数（本実施形態では６つ）形成されている。

ハウジング３は、接続相手のコネクタを挿入可能な筒型に形成されている。ハウジング３には、回路基板２の各位置決め穴９に挿入される位置決め突起１７と、回路基板２の貫通穴１３からねじがねじ込まれるねじ込み穴１９が形成されている。位置決め突起１７とねじ込み穴１９の対は、回路基板２の位置決め穴９と貫通穴１３に対応させて２対形成されている。また、ハウジング３は、端子５、７を収容し、端子５、７と接続相手の端子を電気的に接続するようになっている。端子５はハウジング３の上段に収容され、端子７はハウジング３の下段に収容されている。端子５、７は、それぞれＬ字型に折り曲げられて形成され、垂下する端子５、７の先端を回路基板２の各スルーホールに挿入するようになっている。これにより、回路基板２の各スルーホール１５に端子５、７をそれぞれ挿入し半田付けすることで、回路基板２に形成された回路パターンに端子５、７を電気的に接続できるようになっている。

次に、本実施形態の特徴構成を説明する。ハウジング３のねじ込み穴１９は、図７に示すように、穴軸が回路基板２の基板面に対して傾斜して形成されている。ねじ込み穴１９は、例えば、穴壁に雌ねじが形成されていないねじ挿入用の貫通穴であり、ねじ１１がねじ込まれるとねじ１１の雄ねじによって雌ねじが形成されるようになっている。これにより、ねじ込み穴１９の内壁の周方向に偏ってねじ１１がねじ込まれ、このねじ込みの偏りによって、ハウジング３を回路基板２の基板面に沿ってスライドさせるようになっている。

一方、ハウジング３の位置決め突起１７は、図８に示すように、位置決め突起１７は、ねじ込み穴１９の穴軸の傾斜方向に対して反対側の外面１８が、ねじ込み穴１９の穴軸の傾斜方向の逆方向に傾斜させた先細り形状に形成されている。言い換えると、ハウジング３のねじ込み穴１９にねじ１１がねじ込まれてハウジング３がスライドしたとき、回路基板２の位置決め穴９の穴壁に当接する側の位置決め突起１７の外面１８が、ねじ込み穴１９の穴軸の傾斜方向と逆方向に傾斜されている。位置決め突起１７の基部は、位置決め穴９の径と同径以上の設定寸法に形成されている。これにより、位置決め穴９のハウジング３のスライド方向と反対側の穴壁２１に位置決め突起１７が押し付けられるようになっている。なお、位置決め突起１７の基部の径は、位置決め穴９の穴壁全面に位置決め突起１７の基部が当接する寸法に設定できる。

また、ハウジング３の位置決め突起１７とねじ込み穴１９の対は２対形成され、各位置決め突起１７とねじ込み穴１９の各対は、同一直線状に対象に配置されている。これにより、後述する各対で生じたハウジング３を回動させる力ｊを打ち消すようになっている。

このように構成される本実施形態のコネクタ１の作用を説明する。図７に示すように、回路基板２の位置決め穴９にハウジング３の位置決め突起１７を挿入して、回路基板２の基板上にハウジング３を配置する。これにより、回路基板２とハウジング３の相対位置を決めることができる。ハウジング３から引出された端子５、７は、回路基板２の各スルーホール１５に位置合わせされて挿入される。

このとき、ハウジング３のねじ込み穴１９は、図８に示すように、回路基板２の基板面に対して傾斜して位置している。この状態で、図９に示すように、回路基板２の基板面に対しねじ１１の軸を鉛直にして回路基板２の貫通穴１３にねじ１１をねじ込む。これにより、ねじ１１によってねじ込み穴１９の内周面に雌ねじが切られ、ねじ１１がねじ込み穴１９に締結される。このとき、ねじ込み穴１９の穴軸が回路基板２の基板面に対して傾斜しているから、鉛直にねじ込まれたねじ１１は、ねじ込み穴１９の内壁の周方向に偏ってねじ込まれる。このねじ込みの偏りによって、図１０（ａ）に示すように、ハウジング３を基板面に沿ってスライドさせる力ｈ（ずれの力）が発生する。言い換えると、ねじ込み穴１９の穴軸を傾斜させねじ１１のねじ軸に対してずらしているから、ねじ込み穴１９にねじ１１をねじ込むと、穴軸とねじ軸のずれを矯正する力ｈ、すなわち、穴軸の傾斜と逆方向の力ｈが発生する。

この力ｈによってハウジング３がスライドすると、図１０（ｂ）に示すように、ハウジング３の位置決め突起１７の外面１８側が、回路基板２の位置決め穴９の穴壁に当接されて押圧され、力ｈに対する反力ｉ（抵抗力）が位置決め突起１７に作用する。この力ｈと反力ｉは互いに向きが逆の力であるから、ハウジング３を回路基板２に強固に固定する力として作用する。

そして、図１０（ｃ）、（ｄ）に示すように、ハウジング３のねじ込み穴１９にねじ１１をさらにねじ込むと、ハウジング３のスライドが大きくなり、位置決め突起１７に作用する反力ｉが大きくなるから、ハウジング３が回路基板２に一層強固に固定される。このとき、ハウジング３と回路基板２を締め付けるねじ１１の締結力は、位置決め突起１７の外面１８の傾斜によって力ｈの逆方向に分力され、この分力によって位置決め突起１７の基部が位置決め穴１９の穴壁２１に押し付けられる。さらに、位置決め突起１７の基部の径は、位置決め穴９の径以上の設定寸法に形成されているから、位置決め突起１７の全面が位置決め穴９の穴壁に当接する。これにより、ハウジング３が回路基板２により一層強固に固定される。なお、図１０（ｃ）、（ｄ）は、図示をわかり易くするため、ねじ１１とねじ込み穴１９を重ねて図示しているが、実際は、ねじ１１の外周面に沿ってねじ込み穴１９の穴壁は矯正される。

これによれば、ねじ１１の締結力に加えて、傾斜するねじ込み穴１９にねじ１１をねじ込んで生じさせた力ｈとその反力ｉも、ハウジング３を回路基板２に固定する固定力として作用するから、ねじ１１の締結力のみで固定する場合に比べて、ハウジング３を回路基板２に強固に固定できる。その結果、回路基板２に固定されたコネクタ１にガタつきが生じることを防止できる。また、ねじ１１の締結後にねじ１１が多少緩んでも、ハウジング３をスライドさせる力ｈとその反力ｉはほとんど下がらないので、ねじ１１の緩みによるガタつきも防止できる。また、端子５、７の半田付けの熱が位置決め突起１７やねじ１１の周辺に作用しても、ハウジング３をスライドさせる力ｈとその反力ｉが作用する間は、ガタつきの発生を抑えることができる。

一方、図１１に示すように、ハウジング３をスライドさせる力ｈとその反力ｉは、互に逆向きの力であるから、位置決め突起１７とねじ込み穴１９の各対によってハウジング３を回動させる力ｊが生じる。しかし、本実施形態は、位置決め突起１７とねじ込み穴１９の各対を同一直線状に対象に配置しているから、ハウジング３を回動させる力ｊが互いに逆向きになり打ち消されるので、ハウジング３が回動することを防ぐことができる。

なお、位置決め突起１７とねじ込み穴１９の対が１対の場合は、ねじ込み穴１９の穴軸の傾斜方向に直線上に位置決め突起１７を形成する、又は、位置決め突起１７とねじ込み穴１９が近付くように隣接して形成すること好ましい。

また、ねじ込み穴１９の傾斜方向は、本実施形態に限定されるものではない。例えば、２つのねじ込み穴１９の穴軸を互いに近づく方向又はその逆方向に形成することができる。これによれば、ハウジング３をスライドさせる力ｈが互いに逆向きに作用するから、ハウジングを強固に固定できる。

なお、位置決め突起１７の形は、本実施形態に限定されるものでない。例えば、位置決め穴９に対応する円柱状、又は、円柱の先端を縮径した形状、先端が縮径した円錐台など、適宜採用できる。また、図１２（ａ）に示すように、先端が２股に分かれた位置決め突起、又は、図１２（ｂ）に示すように、先端が２股に分かれ、かつ、先端に互に離れる方向に突出する突部２３が形成された位置決め突起など適宜選択できる。要は、ハウジング３が基板面に沿ってスライドしたとき、回路基板２の位置決め穴９の穴壁に当接して回路基板２から反力を得られるような形状を採用できる。

また、本実施形態は、ねじ込み穴１９にねじ１１をねじ込むことで、ねじ込め穴１９の内周面に雌ねじを形成したが、ねじ込み穴１９の内周面に予め雌ねじを形成しておいても、本実施形態と同様の効果を奏することができる。

１ コネクタ
２ 回路基板
３ ハウジング
５ 端子
７ 端子
９ 位置決め穴
１１ ねじ
１３ 貫通穴
１７ 位置決め突起
１９ ねじ込み穴

Claims (4)

1. 回路基板の基板面に固定される樹脂製のハウジングと、該ハウジングから引き出され前記回路基板に接続される端子とを備え、前記ハウジングは、前記回路基板に形成された位置決め穴に挿入される位置決め突起と、前記回路基板に形成された貫通穴からねじがねじ込まれるねじ込み穴とを有してなるコネクタにおいて、
   前記ハウジングのねじ込み穴は、穴軸が前記回路基板の基板面に対して傾斜して形成されていることを特徴とするコネクタ。
2. 請求項１に記載のコネクタにおいて、
   前記位置決め突起は、前記ねじ込み穴の穴軸の傾斜方向に対して反対側の外面が前記傾斜方向の逆方向に傾斜させた先細り形状に形成され、かつ、基部の径が前記位置決め穴の同径以上の設定寸法に形成されていることを特徴とするコネクタ。
3. 請求項1又は２に記載のコネクタにおいて、
   前記ハウジングは、前記位置決め突起と前記ねじ込み穴の対が２対形成され、各対の前記位置決め突起と前記ねじ込み穴は互いに隣接して形成されていることを特徴とするコネクタ。
4. 請求項１に記載のコネクタにおいて、
   前記ハウジングは、前記位置決め突起と前記ねじ込み穴の対が２対形成され、各対の前記位置決め突起と前記ねじ込み穴は互いに隣接して形成され、２つの前記ねじ込み穴は、穴軸が互いに近づく方向又はその逆方向に形成されていることを特徴とするコネクタ。

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