JP7003891B2 - 基板用コネクタ及び基板用コネクタのハウジングの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、基板用コネクタ及び基板用コネクタのハウジングの製造方法に関する。

特許文献１に開示の基板用コネクタは、回路基板（基板）に接続される基板接続部を有する端子金具と、回路基板上に設置される合成樹脂製のハウジングと、を備えている。ハウジングは、回路基板の表面に沿う幅方向に長い角筒状をなし、奥側の壁部（奥壁部）に複数の挿入孔が設けられ、各挿入孔に端子金具の接触部を貫通して装着させている。

特開２０１８－３２５２４号公報（第１３図）

各端子金具の基板接続部は、回路基板の表面に形成された導電部にリフロー半田で接続される。リフロー工程ではヒータ熱がハウジングにも伝わり、ハウジングを構成する樹脂が熱膨張を起こして、ハウジングが湾曲変形する懸念がある。仮に、ハウジングが湾曲変形すると、ハウジングに装着された各端子金具が導電部から浮き上がる方向に変位し、信頼性の高い接続および実装を得ることができない懸念がある。

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、ハウジングの変形を抑えて、回路基板に対する端子金具の良好な接続状態を確保することが可能な基板用コネクタを提供することを課題とする。

本発明の基板用コネクタは、回路基板に接続される基板接続部を有する端子金具と、前記回路基板上に設置され、前記回路基板の表面に対して交差する方向に立ち上がる壁部に、前記端子金具が装着される端子装着領域が設けられ、繊維状フィラーを含有する合成樹脂製のハウジングと、を備え、前記壁部は、前記端子装着領域を挟んで前記回路基板から離れた側に位置する遠方領域と前記回路基板に近い側に位置する近方領域のうち、少なくとも前記遠方領域に、前記回路基板の表面に対して交差する方向を長手方向とする長尺状でかつ前記長手方向と直交する短手方向に複数並んで配置される凹部が設けられているところに特徴を有する。

繊維状フィラーは熱環境下では繊維の長手方向に膨張しやすく短手方向に膨張しにくい。本発明の場合、ハウジングが繊維状フィラーを含有する合成樹脂製であって、壁部の遠方領域に、回路基板の表面に対して交差する方向を長手方向とする長尺状でかつ長手方向と交差する短手方向に複数並んで配置される凹部が設けられているため、ハウジング成形時に溶融樹脂が遠方領域から近方領域へと回路基板に近づく向きに流れやすくなる。その結果、繊維状フィラーはその長手方向を回路基板の表面に対して交差する方向に向けた配向を示すことができ、ハウジングは熱環境下で繊維状フィラーの短手方向となる回路基板の表面に沿う方向に湾曲変形しにくくなる。こうしてハウジングの変形が抑えられることにより、端子金具の基板接続部が回路基板に接続される状態を良好に維持することができる。

本発明の実施例１に係る基板用コネクタの斜視図である。 基板用コネクタの背面図である。 基板用コネクタの正面図である。 基板用コネクタの側面図である。 ハウジングの背面図である。 繊維状フィラーの概略斜視図である。

本発明の好ましい実施形態を以下に示す。
（１）ハウジングは、壁部の壁面と交差する方向に突出し、端子装着領域から引き出された端子金具の露出部位を覆う板状の側壁を有し、側壁の壁面に、樹脂ゲートの跡である樹脂注入部が設けられている。これによれば、ハウジング成形時に溶融樹脂が樹脂注入部から側壁を形成する板状の成形空間部分に注入され、板状の成形空間部分から遠方領域および近方領域のそれぞれの成形空間部分へと順次円滑に流れることができる。その結果、繊維状フィラーの長手方向が回路基板の表面に対して交差する方向に向く状態を実現しやすく、ハウジングの変形をより効果的に抑えることができる。

（２）前記端子装着領域は、前記凹部の長手方向および短手方向に複数の端子装着孔を有し、前記凹部の短手方向に並ぶ複数の前記端子装着孔を装着壁部で区画する形態とされ、前記装着壁部は、前記凹部の長手方向に複数段に配置され、前記長手方向に関して各段の装着壁部の間に位置する中間壁部に対し厚肉でかつ前記凹部の開口側へ突出する部分を有し、前記遠方領域に配置された前記装着壁部は、複数の前記凹部をも区画し、複数の前記端子装着孔と複数の前記凹部とがいずれも開口する面一状の連続面を有している。これによれば、遠方領域に配置された装着壁部が回路基板の表面に対して交差する方向および厚み方向に大きい寸法で形成されるため、溶融樹脂が遠方領域に流れ込みやすくなり、繊維状フィラーの長手方向を遠方領域から近方領域へと向けることができ、ハウジングの変形をより効果的に抑えることができる。

（３）上記の（１）に記載の基板用コネクタに備わるハウジングの製造方法であって、樹脂注入部と対応する位置に樹脂ゲートを配置し、樹脂ゲートから金型の成形空間に溶融樹脂を射出し、成形空間の、側壁、遠方領域、端子装着領域および近方領域のそれぞれと対応する空間部分に、順次溶融樹脂が流れる充填経路を有してハウジングが成形される。ハウジングの成形時に溶融樹脂が充填経路を流れることにより、繊維状フィラーの長手方向が回路基板の表面と交差する方向に向くことができ、湾曲変形しにくいハウジングを成形することができる。

＜実施例１＞
以下、本発明の実施例１を図１～図６を参照して説明する。本実施例１に係る基板用コネクタは、回路基板９０の表面に実装される表面実装型のコネクタであって、回路基板９０の表面に設置されるハウジング１０と、ハウジング１０に装着される複数の端子金具６０と、を備えている。ハウジング１０は、図示しない相手コネクタの相手ハウジングと嵌合可能とされている。なお、以下の説明において、前後方向については、嵌合開始時に相手ハウジングと向き合う側である図４の右側を前側とし、上下方向は、図６を除く各図の上下方向を基準とする。また、幅方向は、図２および図３の左右方向と同義である。

ハウジング１０は、合成樹脂製であって、繊維状フィラー８０を含有する溶融状態の樹脂材（以下、溶融樹脂）を図示しない成形金型内に注入（射出）し、溶融樹脂を冷却固化することで成形される。繊維状フィラー８０は、例えば、ガラス繊維などの無機繊維で構成され、図６に示すように、繊維長が繊維幅（繊維径）よりも十分に大きく、フィラメント８１を一定方向に多数束ねて構成される。このため、繊維状フィラー８０は、ハウジング１０の成形時に溶融樹脂が流れる方向に長手方向を向けて配向し得る。ハウジング１０は、繊維状フィラー８０の強化作用によって、機械的強度を増大させている。

ハウジング１０は、幅方向に長い角筒状をなし、図３に示すように、前方に開放されたフード部１１を有している。フード部１１内は、上下方向に沿った隔壁１２の幅方向の両側に、一対の嵌合空間部１３を有している。相手ハウジングは、両嵌合空間部１３にそれぞれ嵌合される。フード部１１は、両嵌合空間部１３のそれぞれの上壁内面に、相手ハウジングを嵌合状態に保持するロック部１４を突設させている。

フード部１１は、幅方向の両端面（左右の外側面）に、一対の固定具装着部１５を有している。図１および図４に示すように、固定具装着部１５は、上方から固定具７０を受けて保持する。固定具７０は、金属製の板材であって、両固定具装着部１５にそれぞれ保持された状態で、下端部が回路基板９０の表面に沿って配置され、回路基板９０の表面にリフロー半田で固定される。ハウジング１０は、一対の固定具７０を介して、回路基板９０に固定される。

フード部１１は、幅方向の両端部に、後方へ突出する一対の側壁１６を有している。両側壁１６は、それぞれ、上下方向に沿った側面視台形または三角形の板状をなし、フード部１１の上端寄りの位置からフード部１１の下端にわたって設けられている。両側壁１６のうちの一方は、図４に示すように、外側面の下端寄りの位置に、図５に示す樹脂ゲート１００の跡として残る側面視円形の樹脂注入部１７を有している。

フード部１１の奥壁は、回路基板９０の表面に対して交差する方向である上下方向に立ち上がる壁部１８として構成される。壁部１８の前面はフード部１１内の嵌合空間部１３に臨み、壁部１８の後面はフード部１１の背面側に露出している。図５に示すように、壁部１８には、端子金具６０が挿入される複数の端子装着孔１９が貫通して設けられている。各端子装着孔１９は、断面矩形をなし、上下方向に３段でかつ幅方向に多数列配置されている。各端子装着孔１９は、端子金具６０が引き出される開口部分を上下各段で幅方向にずらして構成される。このため、図２に示すように、各端子金具６０は、互いに干渉することなく、各端子装着孔１９から後方へ引き出される。

図２および図５に示すように、壁部１８は、各端子装着孔１９が整列して配置される領域である端子装着領域２１と、端子装着領域２１の挟んだ上下両側のうち、回路基板９０から離れた上側に位置する遠方領域２２と、回路基板９０に近い下側に位置する近方領域２３と、で構成される。

また、壁部１８は、図５に示すように、幅方向に並ぶ各端子装着孔１９を一括して区画する上下複数段の装着壁部２４を有し、上下に隣接する装着壁部２４の間に、装着壁部２４よりも前後厚みの小さい薄肉の中間壁部２５を有している。中段および下段の装着壁部２４間に位置する中間壁部２５は、上段および中段の装着壁部２４間に位置する中間壁部２５よりも上下寸法を大きくされ、後面に、幅方向に間隔をあけて配置される背面視矩形の複数の凹所２６を有している。

各装着壁部２４は、中間壁部２５よりも後方に突出する突部２７、２８を有している。中間および下段の装着壁部２４における各突部は、幅方向に延びる扁平な扁平突部２７とされている。各扁平突部２７は、隔壁１２の反対側に位置する分断部３４を介して幅方向に分割されている。

また、壁部１８は、近方領域２３の後面に、上下方向に延びる垂直リブ３５を突設させている。垂直リブ３５は、幅方向に間隔をあけて複数設けられ、その上端を下段の扁平突部２７に一体に交差連結させている。

上段の装着壁部２４における突部は、幅方向の全長にわたって連続し、扁平突部２７よりも上下寸法が大きい増高突部２８とされている。増高突部２８は、上方に増高し、端子装着領域２１から遠方領域２２にまたがって配置される。

増高突部２８の後面は、幅方向および上下方向に沿って平坦に連続する連続面２９とされている。増高突部２８の連続面２９には、幅方向に一列で並ぶ上段の各端子装着孔１９が開口し、さらに、上段の各端子装着孔１９の開口位置より上方に、幅方向（回路基板９０の表面と略平行な方向）に一列で並ぶ複数の凹部３１が開口している。

各凹部３１は、それぞれ同一形状であって同一高さに多数整列して配置されている。各凹部３１は、上下方向（回路基板９０の表面に対して交差する方向）を長手方向とする長尺状であって、断面矩形に開口する形態とされている。各凹部３１は、幅方向に関して、上段の各端子装着孔１９と一部重なる部分を有し、かつ幅方向で隣接する上段の各端子装着孔１９の開口間に位置するように配置されている。そして、各凹部３１は、幅方向の中央側に位置する２つの凹部３１を除いて、中段の各端子装着孔１９の開口位置に対して幅方向の同一位置に配置されている。なお、各凹部３１は、壁部１８のひけを防止する効果を奏することができる。

端子金具６０は導電金属製であって断面略矩形のピン状をなし、図１に示すように、前後方向に向けて配置される端子接続部６１と、端子接続部６１よりも下方に位置し、ほぼ前後方向に向けて配置される基板接続部６２と、端子接続部６１の後端と基板接続部６２の前端とをつなぐ中継部６３とからなる。端子接続部６１は、前部側がフード部１１内に突出して配置され、フード部１１内に嵌合される図示しない相手ハウジングに装着された相手端子と接続される。基板接続部６２は、回路基板９０の表面に設けられた図示しない導電部にリフロー半田で接続される。各端子金具６０において、各端子装着孔１９から後方へ引き出される部分（端子接続部６１の後部側、中継部６３および基板接続部６２）は、幅方向の両側を側壁１６で覆われることで保護される。

次に、基板用コネクタのハウジング１０の製造方法および作用効果を説明する。
ハウジング１０を成形する図示しない金型の成形空間（キャビティ）に、図５に概略的に示す樹脂ゲート１００から溶融樹脂が注入される。ここで、樹脂ゲート１００の先端部は、樹脂注入部１７と対応する位置に配置される。樹脂ゲート１００から射出された溶融樹脂は、金型の、側壁１６を成形する板状の空間部分を流れた後、遠方領域２２に流れ込み、さらに遠方領域２２から端子装着領域２１を経て近方領域２３へと流れる充填経路（図５の矢印方向を参照）を構築し得る。

本実施例１の場合、遠方領域２２が増高突部２８を含むことで上下方向および前後方向に厚肉とされることから、溶融樹脂が遠方領域２２を成形する空間部分に流れ込みやすい。しかも、増高突部２８の連続面２９に開口する各凹部３１はその長手方向を上下方向に向けて配置されていることから、遠方領域２２を成形する空間部分に流れ込んだ溶融樹脂は、各凹部３１の長手方向に沿って下方の近方領域２３側へ流れやすくなる。

溶融樹脂には繊維状フィラー８０が含有されている。このため、溶融樹脂が充填経路に沿って遠方領域２２から近方領域２３へと下向きに流れることにより、繊維状フィラー８０はその長手方向を上下方向に向けて配向される。溶融樹脂の冷却固化後、脱型されると、成形品としてハウジング１０が得られる。繊維状フィラー８０は、ハウジング１０の壁部１８において、上下方向に配向された状態が維持される。

続いて、ハウジング１０の各端子装着孔１９に端子金具６０が圧入して装着される。端子金具６０の圧入代は、壁部１８が突部２７、２８を有する分、増加している。また、ハウジング１０の両固定具装着部１５には固定具７０が装着される。

次いで、ハウジング１０が回路基板９０の表面に載せられ、各端子金具６０の基板接続部６２が回路基板９０の導電部に沿って配置されるとともに、両固定具７０が回路基板９０の表面における所定のペースト半田部分に配置される。その状態で、リフローを行い、各端子金具６０の基板接続部６２を導電部に半田付けするとともに、両固定具７０をペースト半田部分に半田付けする。

ここで、ハウジング１０は、リフローのヒーター熱で膨張する懸念がある。しかし、本実施例１の場合、ハウジング１０に繊維状フィラー８０が含有され、繊維状フィラー８０は、長手方向に膨張しにくく、短手方向に膨張しやすいという性質がある。上記のように、繊維状フィラー８０は、ハウジング１０の壁部１８において、長手方向を上下方向に向け、短手方向を幅方向に向けて配向される。このため、ハウジング１０は、繊維状フィラー８０の短手方向である幅方向に膨張しにくく、つまり湾曲しにくい構造となる。

仮に、ハウジング１０が幅方向に湾曲すると、ハウジング１０の幅方向中央側が回路基板９０の表面から浮き上がり、ハウジング１０の幅方向中央側に装着された各端子金具６０の基板接続部６２が導電部から離間し、適正に接続されない懸念がある。しかるに本実施例１の場合、繊維状フィラー８０が上下方向に配向されることに起因し、ハウジング１０が湾曲しにくい構造となっているため、各端子金具６０が対応する導電部から離間するのが防止される。

以上説明したように、本実施例１によれば、ハウジング１０を構成する樹脂に含有される繊維状フィラー８０が各凹部３１の長手方向である上下方向に配向されるため、ハウジング１０がリフロー加熱などの熱環境下で上下方向と直交する幅方向に湾曲にしくく、各端子金具６０の基板接続部６２が回路基板９０の導電部から離間するのが防止される。その結果、各端子金具６０と回路基板９０との良好な接続状態を確保することができ、適正な実装状態を実現することができる。

また、ハウジング１０の壁部１８に複数段の装着壁部２４が設けられ、遠方領域２２に配置された上段の装着壁部２４が増高突部２８を有し、増高突部２８の後面が上段の各端子装着孔１９に加えて各凹部３１も開口する面一状の連続面２９とされているため、上段の装着壁部２４が上下方向および前後方向に大きい寸法で形成されることになり、溶融樹脂が遠方領域２２に流れ込みやすくなる。その結果、繊維状フィラー８０の配向が上下方向により確実に向けられ、熱環境下におけるハウジング１０の湾曲変形をより効果的に抑えることができる。

＜他の実施例＞
以下、他の実施例を簡単に説明する。
（１）各凹部が、ハウジングの壁部において、遠方領域に加え、近方領域に設けられていてもよい。
（２）端子金具は、ハウジングの端子装着孔にインサート成形で装着されるものであってもよい。
（３）本発明は、端子金具の基板接続部が回路基板のスルーホールに挿通されて半田付けされる場合にも適用可能である。

１０…ハウジング
１６…側壁
１７…樹脂注入部
１８…壁部
１９…端子装着孔
２１…端子装着領域
２２…遠方領域
２３…近方領域
２４…装着壁部
２５…中間壁部
３１…凹部
６０…端子金具
６２…基板接続部
８０…繊維状フィラー
９０…回路基板
１００…樹脂ゲート

Claims (4)

1. 回路基板に接続される基板接続部を有する端子金具と、
   前記回路基板上に設置され、前記回路基板の表面に対して交差する方向に立ち上がる壁部に、前記端子金具が装着される端子装着領域が設けられ、繊維状フィラーを含有する合成樹脂製のハウジングと、を備え、
   前記壁部は、前記端子装着領域を挟んで前記回路基板から離れた側に位置する遠方領域と前記回路基板に近い側に位置する近方領域のうち、少なくとも前記遠方領域に、前記回路基板の表面に対して交差する方向を長手方向とする長尺状でかつ前記長手方向と直交する短手方向に複数並んで配置される凹部が設けられている基板用コネクタ。
2. 前記ハウジングは、前記壁部の壁面と交差する方向に突出し、前記端子装着領域から引き出された前記端子金具の露出部位を覆う板状の側壁を有し、前記側壁の壁面に、樹脂ゲートの跡である樹脂注入部が設けられている請求項１に記載の基板用コネクタ。
3. 前記端子装着領域は、前記凹部の長手方向および短手方向に複数の端子装着孔を有し、前記凹部の短手方向に並ぶ複数の前記端子装着孔を装着壁部で区画する形態とされ、
   前記装着壁部は、前記凹部の長手方向に複数段に配置され、前記長手方向に関して各段の装着壁部の間に位置する中間壁部に対し厚肉でかつ前記凹部の開口側へ突出する部分を有し、
   前記遠方領域に配置された前記装着壁部は、複数の前記凹部をも区画し、複数の前記端子装着孔と複数の前記凹部とがいずれも開口する面一状の連続面を有している請求項１又は２に記載の基板用コネクタ。
4. 請求項２に記載の基板用コネクタに備わるハウジングの製造方法であって、
   前記樹脂注入部と対応する位置に前記樹脂ゲートを配置し、前記樹脂ゲートから金型の成形空間に溶融樹脂を射出し、前記成形空間の、前記側壁、前記遠方領域、前記端子装着領域および前記近方領域のそれぞれと対応する空間部分に、順次前記溶融樹脂が流れる充填経路を有して成形されるハウジングの製造方法。

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