JP2007141570A - 雌コネクタの取付構造 - Google Patents

Abstract

【課題】雌コネクタの内側における雄端子挿入路に半田が入り込みにくい雌コネクタの取付構造を得る。
【解決手段】単極雌コネクタ２０は、基板１０のスルーホール１２に嵌入される取付基部２２に端子挿入孔２６が形成されており、スルーホール１２が端子挿入孔２６に比べて大きくなっている。また、半田付け部３２が基板１０の裏面１０Ａにおけるランド１４にリフロー半田付けにより電気的に接続される。これらにより、単極雌コネクタ２０の内側における雄端子挿入路４０Ｒにクリーム半田１８が入り込みにくくなる。
【選択図】図３

Description

本発明は、基板に配置される雌コネクタの取付構造に関する。

雌コネクタの取付けにおいては、プリント基板へ確実に取り付けるために、半田付けがされる構造が知られている（例えば、特許文献１参照）。このような取付けでは、雌コネクタの端子をプリント基板の取付孔に挿入した状態で溶融半田を噴流させて半田付けをしている。

この従来の雌コネクタの取付構造では、プリント基板の貫通孔を介して雌コネクタの内側における雄端子挿入路に半田が入り込みやすい。
特開平１１−６７２９８号公報

本発明は、上記事実を考慮して、雌コネクタの内側における雄端子挿入路に半田が入り込みにくい雌コネクタの取付構造を提供することを課題とする。

請求項１に記載する本発明の雌コネクタの取付構造は、基板の孔部に嵌入され、雄端子を挿入可能な端子挿入部が形成された取付基部と、前記取付基部から延び、前記孔部の外側に配置されて前記基板の電極にリフロー半田付けにより電気的に接続される延出部と、取付状態で前記基板を挟んで前記延出部と反対側となる方向へ前記取付基部から延び、前記雄端子を挟む端子接触部と、を有することを特徴とする。

請求項１に記載する本発明の雌コネクタの取付構造によれば、雄端子が挿入された場合、雄端子は、端子挿入部に挿入されると共に端子接触部によって挟まれる。これによって、雄端子は、取付基部及び延出部を介して基板の電極に電気的に接続される。ここで、端子挿入部は、基板の孔部に嵌入される取付基部に形成され、延出部は、基板の電極にリフロー半田付けにより電気的に接続されるので、雌コネクタの内側における雄端子挿入路に半田が入り込みにくい。

請求項２に記載する本発明の雌コネクタの取付構造は、請求項１記載の構成において、前記延出部は、リフロー半田付けされる部分に切欠きが形成されたことを特徴とする。

請求項２に記載する本発明の雌コネクタの取付構造によれば、リフロー半田付け時に、半田の中の空気は切欠きから排出される。

請求項３に記載する本発明の雌コネクタの取付構造は、請求項１又は請求項２に記載の構成において、前記延出部は、リフロー半田付けされる部分と前記取付基部とを繋ぐ中間部が前記取付基部に対して屈曲することを特徴とする。

請求項３に記載する本発明の雌コネクタの取付構造によれば、リフロー半田付けに伴って延出部に熱応力が作用しても、中間部が熱応力を吸収する。

以上説明したように、本発明の雌コネクタの取付構造によれば、雌コネクタの内側における雄端子挿入路に半田が入り込みにくいという優れた効果を有する。

本発明における雌コネクタの取付構造の実施形態を図面に基づき説明する。なお、図中の矢印ＵＰは基板の裏面から表面へ向かう方向、矢印ＤＮは基板の表面から裏面へ向かう方向を示す。

図１には、基板１０、及び、基板１０へ取り付けられる雌コネクタとしての単極雌コネクタ２０が示されている。

図１に示されるように、基板１０には、基板１０の表裏を貫通する孔部としてのスルーホール１２が形成されている。スルーホール１２は、平面視の形状が矩形状とされ、長辺部１２Ａと短辺部１２Ｂとを備え、単極雌コネクタ２０の挿入用とされている（詳細後述）。このスルーホール１２の長辺部１２Ａと短辺部１２Ｂとの寸法は、単極雌コネクタ２０に挿入される雄端子４０（図３、図４参照）における挿入方向（矢印Ｓ方向）の直角断面の縦横寸法に比べて大きくなっている。

図１に示される基板１０の裏面１０Ａには、スルーホール１２の短辺部１２Ｂに近接して電極としてのランド１４が形成されている。ランド１４は、図示しない配線パターンを介して電気素子（ダイオード、トランジスタ、コンデンサ等）と電気的に接続されると共に、単極雌コネクタ２０が基板１０に取り付けられた状態では、単極雌コネクタ２０と電気的に接続される。

基板１０に取り付けられる単極雌コネクタ２０は、図４に示されるように、基板１０のスルーホール１２に嵌入される取付基部２２を備えている。図１に示されるように、取付基部２２は、平面視で長辺部２４Ａと短辺部２４Ｂとを備えた略矩形状の板部２４と、板部２４の長辺部２４Ａからそれぞれ延びて基板１０のスルーホール１２内に配置される可撓性の取付片部２８とで構成されている。

板部２４は、中央部に平面視で矩形状の端子挿入部としての端子挿入孔２６が貫通形成されている。端子挿入孔２６は、長辺部２４Ａに平行な長辺部２６Ａを備えると共に、短辺部２４Ｂに平行な短辺部２６Ｂを備えており、基板１０のスルーホール１２に比べて開口面積が小さい。この端子挿入孔２６には、基板１０へ嵌合されるインシュレータ（図示省略）に設けられた雄端子４０（図３、図４参照）が挿入可能となっている。ここで、図１、図３及び図４において、端子挿入孔２６への雄端子４０の挿入方向を矢印Ｓで示すと共に、図３及び図４において、雄端子４０の挿入路を二点鎖線４０Ｒで挟まれた範囲で示す（以下、「雄端子挿入路４０Ｒ」という。）。

図４に示されるように、一対の取付片部２８は、図４の断面視で中央線ＣＬを中心として線対称形状となっており、中間部が互いに接近した屈曲部２８Ａとされている。単極雌コネクタ２０の取付状態においては、この屈曲部２８Ａがスルーホール１２の貫通方向中間部に配置されるようになっている。一対の取付片部２８における屈曲部２８Ａの上方及び下方は、互いに離間する方向へ延びており、単極雌コネクタ２０の取付状態においては、取付片部２８がスルーホール１２の長辺部１２Ａにおける内周面の貫通方向両端部（上部及び下部）に接するようになっている。ここで、取付片部２８は、スルーホール１２の長辺部１２Ａを押圧する方向へ付勢するので、単極雌コネクタ２０は、短辺部１２Ｂ（図１参照）の延びる方向（矢印Ｘ方向）に対する位置決めがされる。

また、図３に示されるように、取付片部２８の幅寸法（図３の左右方向の寸法）は、スルーホール１２の長辺部１２Ａ（図１参照）の横寸法（図１の矢印Ｙ方向の寸法）とほぼ等しい寸法であり、取付片部２８の側部２８Ｂは、単極雌コネクタ２０の取付状態においては、スルーホール１２の短辺部１２Ｂにおける内周面にぴったりと面接触している。これにより、単極雌コネクタ２０は、長辺部１２Ａ（図１参照）の延びる方向（矢印Ｙ方向）に対する位置決めがされる。

図１に示されるように、取付基部２２の板部２４の短辺部２４Ｂからは、それぞれ延出部としての腕部３０が、長辺部２４Ａの延びる方向に延びている。腕部３０の先端部は、半田付け部３２とされており、半田付け部３２は、スルーホール１２の外側に配置されて基板１０のランド１４にリフロー半田付けにより電気的に接続されるようになっている。

ここで、リフロー半田付けでは、図２（Ａ）に示されるように、ランド１４上にソルダーペーストを含むクリーム半田１８を配置すると共にクリーム半田１８の上に半田付け部３２を載せた状態でクリーム半田１８を溶融させることで、図２（Ｂ）に示されるように、ランド１４と半田付け部３２とを接続している。

図１に示されるように、半田付け部３２には、半円状に切り欠かれた切欠き３２Ａが形成されている。切欠き３２Ａは、リフロー半田付け時に、半田の中の空気を排出させるための空気排出用（ボイド対策用）とされている。

図１及び図２に示されるように、腕部３０は、リフロー半田付けされる半田付け部３２と取付基部２２の板部２４とを繋ぐ中間部３４が取付基部２２の板部２４に対して屈曲して傾斜しており、所謂ガルウィング形状となっている。中間部３４は、板部２４寄りの部分が括れており、括れ部３４Ａ（図１参照）とされている。腕部３０は、リフロー半田付けに伴って熱応力の作用する状態であっても、中間部３４によって熱応力が吸収されるようになっている。

図３に示されるように、取付基部２２の取付片部２８からは、取付状態で基板１０を挟んで腕部３０と反対側となる方向へ端子接触部としての接触片部３６が延びている。

図４に示されるように、一対の接触片部３６は、可撓性であり、図４の断面視で中央線ＣＬを中心として線対称形状とされ、単極雌コネクタ２０に挿入される雄端子４０を挟むようになっている。一対の接触片部３６は、取付片部２８側から接触片部３６の先端部３６Ａ側へ（図４の上方へ）向けて互いに接近する方向に延び、雄端子４０が挟まれていない定常状態で先端部３６Ａ付近が互いに接触する挟持部３６Ｂを備えており、挟持部３６Ｂよりもさらに先端部３６Ａ側は、互いに離間する方向へ延びている。

ここで、単極雌コネクタ２０の基板１０への取付作業、及び、上記の実施形態の作用を説明する。

まず、図１に示されるように、基板１０のランド１４上にクリーム半田１８を印刷する。次に、図示しないマウンタが、図２（Ａ）に示されるように、単極雌コネクタ２０の接触片部３６を基板１０の裏面１０Ａ側からスルーホール１２内に挿入して取付片部２８（図４参照）をスルーホール１２に嵌入させ、半田付け部３２をクリーム半田１８上に配置する。

次に、基板１０を図示しないヒータによって加熱（リフロー加熱）し、図２（Ｂ）に示されるように、クリーム半田１８を溶融させる。このとき、クリーム半田１８の溶融と単極雌コネクタ２０からの荷重とによって、半田付け部３２は、ランド１４側へ若干移動しながらクリーム半田１８を介してランド１４に接続される。

ここで、半田の中の空気は切欠き３２Ａから排出されるので、ボイドの発生を抑えることができる。また、リフロー半田付けに伴って腕部３０に熱応力が作用しても、中間部３４の変位によって熱応力が吸収されるので、半田付け部３２の熱応力を緩和することができる。

次に、基板１０を冷却することで、クリーム半田１８を凝固させ、単極雌コネクタ２０の基板１０への取付作業を終了する。

このようなリフロー半田付けにより、半田付け部３２とランド１４とが電気的に接続されると共に接着され、単極雌コネクタ２０の上下方向への移動が制限される。

以上、説明したように、図３及び図４に示される端子挿入孔２６が、基板１０のスルーホール１２に嵌入された取付基部２２に形成されて、スルーホール１２が端子挿入孔２６に比べて大きい寸法とされることで、単極雌コネクタ２０の内側における雄端子挿入路４０Ｒに半田が入り込みにくい。

また、リフロー半田付けを適用するため、クリーム半田１８（半田）の量は、予め印刷した量に限定されることになる。

さらに、単極雌コネクタ２０を図２に示される姿勢としてクリーム半田１８を溶融させた場合には、端子挿入孔２６の配置位置がクリーム半田１８の配置位置に比べて上方位置となるので、クリーム半田１８が端子挿入孔２６に入り込むのを防ぐことができる。

すなわち、本実施形態では、図２に示される腕部３０の中間部３４が、板部２４へ向かって基板１０から離間する方向に傾斜して延びているので、クリーム半田１８（半田）が端子挿入孔２６に流れることを効果的に防ぐことができる。

ここで、本実施形態の単極雌コネクタ２０の取付構造によれば、凝固点及び粘度が高い所謂鉛フリー半田を上記実施形態のクリーム半田１８に適用しても、有効に雄端子挿入路４０Ｒを確保することが可能であるので、従来技術で問題となっている鉛フリー半田による孔詰まりを改善することができる。

なお、取付片部２８がスルーホール１２に嵌入されることで、単極雌コネクタ２０の横方向（図３の矢印Ｙ方向、及び、図４の矢印Ｘ方向）への位置決めがされ、リフロー半田付けにより、単極雌コネクタ２０の上下方向への移動が制限されるので、小型の単極雌コネクタ２０でありながら基板１０に確実に固定することが可能となる。

また、上記実施形態では、雌コネクタとして単極雌コネクタ２０を例に挙げて説明したが、雌コネクタは、例えば、多極雌コネクタ等のような他の雌コネクタとしてもよい。

本発明の実施形態における単極雌コネクタ及び基板を示す斜視図である。 本発明の実施形態における単極雌コネクタの取付工程を示す断面図である（図１の２−２線断面に対応する断面で示す。）。図２（Ａ）は、単極雌コネクタを基板に搭載した状態を示す。図２（Ｂ）は、クリーム半田を溶融させた状態を示す。 本発明の実施形態に係る雌コネクタの取付構造を示す断面図である（図１の２−２線断面に対応する断面で示す。）。 本発明の実施形態に係る雌コネクタの取付構造を示す断面図である（図１の４−４線断面に対応する断面で示す。）。

符号の説明

１０ 基板
１２ スルーホール（孔部）
１４ ランド（電極）
２０ 単極雌コネクタ（雌コネクタ）
２２ 取付基部
２６ 端子挿入孔（端子挿入部）
３０ 腕部（延出部）
３２ 半田付け部（リフロー半田付けされる部分）
３２Ａ 切欠き
３４ 中間部
３６ 接触片部（端子接触部）
４０ 雄端子

Claims (3)

1. 基板の孔部に嵌入され、雄端子を挿入可能な端子挿入部が形成された取付基部と、
   前記取付基部から延び、前記孔部の外側に配置されて前記基板の電極にリフロー半田付けにより電気的に接続される延出部と、
   取付状態で前記基板を挟んで前記延出部と反対側となる方向へ前記取付基部から延び、前記雄端子を挟む端子接触部と、
   を有することを特徴とする雌コネクタの取付構造。
2. 前記延出部は、リフロー半田付けされる部分に切欠きが形成されたことを特徴とする請求項１記載の雌コネクタの取付構造。
3. 前記延出部は、リフロー半田付けされる部分と前記取付基部とを繋ぐ中間部が前記取付基部に対して屈曲することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の雌コネクタの取付構造。

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