JP2008016438A - プラグインコネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】基板上に配置可能であり、差し込み方向が基板を含む平面と平行に延びる平面に位置し、かつ、外部から密閉可能なプラグインコネクタを提供すること。
【解決手段】第１コネクタハウジング部（１６）と、第１コネクタハウジング部（１６）内に設けられ、所定の部分領域（３０）において基板（１２）に対する半田付けを行うための後部コンタクト要素端部（２２）を含むコンタクト要素（１７）とを備える。取付状態において、差し込み方向（１３）が基板（１２）を含む平面（１５）と平行となるように、第１コネクタハウジング部が基板（１２）に対して配置される。後部コンタクト要素端部を含む平面（２４）において、後部コンタクト要素端部（２２）が基板（１２）上に位置する側に配置される。後部コンタクト要素端部を含む平面（２４）と、基板を含む平面（１５）とが平行となっている。
【選択図】図１

Description

本発明は、プラグインコネクタに関する。

特許文献１には、真空槽に配置された基板とその外側に配置された部品間の接続を確立する電気プラグソケット接続が記載されている。基板に接続された***部（ridge）は円形断面を有する封止要素内に延びている。封止要素内において、***部は端子板の形状を有する。端子板は、直角に曲げられた導体要素を介して外側の端子板に半田付けされる。当該端子板は、接続ポスト（connection post）として構成されたプッシュオン型のターミナル片（push-on terminal strip）が配置された端子板に対して略垂直方向に延びている。

特許文献２には医療用プラグソケット接続が記載されている。当該プラグソケット接続は密閉された円形コネクタを備える。円形コネクタのハウジングは、小型基板に半田付けされたコンタクト要素を収容するために準備される。なお、当該基板は円形コネクタのハウジングの後端に固定される。また、コンタクト要素は基板を含む平面に対して略直角に延びているので、基板を含む平面は差し込み方向に対して垂直に延びる構成となる。当該小型基板の後面には、印刷導体と、部品および接続線が半田付けで接続可能な端子領域と、が備えられている。

特許文献３には直角プラグが記載されている。当該直角プラグにおいて、プラグハウジングの曲線部に配置されたコンタクト要素は、プラグハウジングの直線部に配置された基板に接続される。これにより、コンタクト要素はプラグハウジングに配置された基板に対して略垂直に配置される構成となる。

特許文献４には、関連する電子信号処理手段を備えたセンサに対して使用されるコネクタ配置が記載されている。電子部品がプラグソケット接続に位置する基板上に配置されている。プラグインコネクタは基板に半田付けされ、コンタクト要素のコンタクトピンが取り付けられたコンタクトバネを有する。当該コンタクトピンは直角に曲げられている。同様に、当該コンタクトピンに対向するコンタクト要素端部は、追加のプラグソケット接続のコンタクトバネとして構成される。追加のプラグソケット接続のプラグイン方向は、基板平面と略平行に延びる平面に位置する。

特許文献５には、半田付けを施すために準備され、複数のコンタクト列を備える多極型プラグインコネクタ（multi-pole plug-in connector）が記載されている。当該コンタクトは、直角に曲げられた接続ワイヤを介して基板の半田端子に接続可能である。記載されたプラグインコネクタおよび同等のコネクタは、一般的に基板の端部に配置され、特にデバイスの後部に配置された接続ケーブルを用いてプラグソケット接続を確立することが可能である。

特許文献５に記載の構成と類似の構成を有するプラグインコネクタは、コンピュータあるいは家庭用電化製品の背面で使用されている。
米国特許第６，３０５，９７５Ｂ１ 米国特許出願２００６／００１９５１２Ａ１ 米国特許ＵＳ６，９８６，６６５Ｂ２ 米国特許６，９２９，４８７Ｂ１ 米国特許ＵＳ４，９９８，８９６Ａ

本発明の目的は、基板上に配置可能であり、差し込み方向が基板を含む平面と平行に延びる平面に位置し、かつ、外部から密閉可能なプラグインコネクタを提供することにある。

本目的は、特許請求の範囲における独立請求項に記載された特徴により達成される。

本発明に係るプラグインコネクタは、少なくとも部分的に基板に半田付けされる目的で設けられたコンタクト要素端部を含むコンタクト要素を有する第１コネクタハウジング部を備える。取り付け状態において、第１コネクタハウジング部は、差し込み方向が少なくとも基板を含む平面に対して略平行となるように、基板に対して配置される。基板上に支持される側において、後部コンタクト要素端部のすべては、基板を含む平面と平行に延びるコンタクト要素端部を含む平面に位置する。

本発明に係る構成によれば、コンタクト要素端部の平面に配置された後部コンタクト要素端部が、プラグインコネクタの取り付け状態で基板表面と接触することが可能となる。これにより、コンタクト要素端部のすべてを同時に半田付けすることができる。さらに、プラグインコネクタは当該構成により基板上に確実に支持される。

本発明に係るプラグインコネクタの最も重要な利点は、第１コネクタハウジング部における前部コンタクト要素端部をあらゆる所望の配置に設定可能な点にある。特に、矩形コネクタに加えて、円形コネクタも実現可能である。

本発明に係るプラグインコネクタは、特にＳＭＤ部品の取り付けに適している。部品の取り付けは、商業利用可能な自動部品取付装置を使用し、完全に自動化することが可能である。これにより、連続生産時に十分なコスト優位性を達成することが可能であるとともに、手動操作の廃止によってプロセスの安全性が高まる。

本発明に係るプラグインコネクタに関する有益な他の実施形態は、特許請求の範囲において定義される。

一つの有益な実施形態によれば、後部コンタクト要素端部が少なくとも半田付け用の部分領域において平坦に形成されている。本発明にかかるプラグインコネクタは、当該平坦部によって取り付け時に単純且つ安全な方法で配置され、半田付け後に確実な接続を行うことが可能となる。さらに、当該平坦部によって、少量のペーストを使用するだけでも、接合のコンタクト抵抗が低い確実な半田接合を達成することができる。

特に有益な実施形態によれば、第１コネクタハウジング部は、プラグインコネクタの取り付け状態において、基板の外側端部に隣接する位置に配置される。この実施形態によって、例えば電子デバイスのハウジングに本発明に係るプラグインコネクタを導入する際に、十分な自由度が与えられる。

本発明で想定されたプラグインコネクタの実施形態によれば、プラグインコネクタを円形コネクタとして実装することが好ましい。このような円形コネクタは、特にセンサとのプラグソケット接続に適している。

円形コネクタの構成によれば、センサ技術において満足すべき要求である、確実に密閉可能なプラグソケット接続を実現することが可能となる。特に効果的な密閉は、封止リングを有する実施形態によって達成される。当該封止リングは、円形コネクタとして構成された第１コネクタハウジング部に容易に配置することが可能である。また一方で、円形コネクタでは回転方向における対称の配置となるため、特に効果的な密閉を達成することが可能である。

この実施形態では、第１コネクタハウジング部が、プラグインコネクタの取り付け状態において基板の外側に隣接する位置に配置されるものであり、特にプラグインコネクタが円形コネクタとして構成される場合にかかる実施形態をとることができる。一実施形態によれば、円形コネクタは、基板の平面が少なくともほぼ円形コネクタの直径領域に位置するような方法で基板に対して配置される。

他の実施形態によれば、第２後部コネクタハウジング部が、少なくとも後部コンタクト要素端部の一部を収容するために、第１コネクタハウジング部に一体形成される。

有用な実施形態によれば、歪軽減用板が第２後部コネクタハウジング部の領域に配置される。必要であれば、歪軽減用板には少なくとも一つの凹部が備えられていてもよい。この場合、凹部は、歪軽減用板の取り付け状態において、第２コネクタハウジング部と係合（嵌合）する。これにより、歪軽減用板は第２後部コネクタハウジング部に固定される。

歪軽減用板には少なくとも一つのセンタリングピンが備えられていることが好ましい。また、当該センタリングピンは、プラグインコネクタの取り付け状態において基板の開口部を貫通し、これにより、基板上にプラグインコネクタを固定することが好ましい。少なくとも一つのセンタリングピンが、プラグインコネクタの取り付け状態において、基板の裏側に嵌合する固定フック（locking hook）として構成されてもよい。

歪軽減用板は、後部コンタクト要素端部の半田付けに利用される領域に少なくとも一つ凹部を備えることが好ましい。当該凹部によって空気の循環が可能になり、ＳＭＤ半田付け中の本発明に係るプラグインコネクタの温度負荷が低減される。

本発明に係るプラグインコネクタに関する一実施形態は、図面に示されており、ここでさらに詳細に説明する。

図１は、基板１２上に配置されたプラグインコネクタ１１の接続側１０に関する斜視図である。

プラグインコネクタ１１の差し込み方向１３は、差し込み平面１４に存在し、少なくとも基板１２の平面１５とも略平行に延在する。図１では詳細に示されていないが、これにより、プラグインコネクタ１１と嵌合するプラグインコネクタは、差し込み方向１３に沿って差し込まれる。また、詳細は示されていないが、例えばこの配置では、基板１２を電子デバイスのハウジング内に水平方向あるいは垂直方向に配置可能である。また、プラグインコネクタ１１は、例えば電子デバイスのハウジングに形成された開口部の手前側あるいは奥側に配置可能である。

プラグインコネクタ１１は第１コネクタハウジング部１６を備える。第１コネクタハウジング部１６において、コンタクト要素１７の前部コンタクト要素端部が配置される。本実施形態においては、前部コンタクト要素端部は刃型接触子（blade contact）として構成されている。詳細は図示されていないが、当該刃型接触子は、差し込み状態において、対応するプラグインコネクタに備えられたバネ型接触子と接触する。

本実施形態において、第１コネクタハウジング部１６の全体は、基板１２の外側の領域１８に配置される。

第２後部コネクタハウジング部１９は、第１コネクタハウジング部１６に一体形成されている。ただし、図１では、第２後部コネクタハウジング部１９の内、歪軽減用板２１の凹部２０と嵌合（係合）する部分のみが視認可能である。本実施形態においては、２つの凹部２０が歪軽減用板２１の一方の側にのみ形成される構成である。

第２後部コネクタハウジング部１９は、基板１２の領域内に位置することがわかる。第２後部コネクタハウジング部１９は、コンタクト要素１７の後部コンタクト要素端部２２を収容する。図１においては、歪軽減用板２１に凹部２３が形成されているので、後部コンタクト要素端部２２が視認可能である。

図１では視認できないが、すべての後部コンタクト要素端部２２は、当該端部２２を含む平面２４において、即ち、基板１２上で支持される。したがって、平面２４は少なくとも基板１２を含む平面１５および差し込み方向１３を含む平面１４のそれぞれに対して略平行に延在する。

なお、第１コネクタハウジング部１６は所望の形状で形成してもよいが、図１では、特に有用な構成として円形コネクタの場合を示してある。

一般に、円形コネクタは、単純な手段により外部環境から密閉可能である。本実施形態では、第１コネクタハウジング部１６の後端部に備えられた封止リング２５によって密閉が可能となる。円形コネクタはセンサ技術分野で幅広く利用されている。円形コネクタは、好ましくは、低コストで製造可能な被覆丸形ケーブルを備えたキャブリングへの使用に適している。

本発明においては、後部コンタクト要素端部２２のすべてが当該端部２２を含む同一平面２４上に配置されている。本発明により提案された構成によれば、円形コネクタ内で利用可能な空間が限られているにもかかわらず、略無制限の配置パターンでコンタクト要素１７を第１コネクタハウジング部１６内に配置することが可能である。これにより、多極型コネクタを比較的小さな空間に導入することが可能となる。

特に有利な解決策は、第１コネクタハウジング部１６が、基板１２を含む平面１５に対して、基板１２の前方に位置する領域１８に配置される実施形態により達成される。この場合、基板１２を含む平面１５は、少なくとも第１コネクタハウジング部１６を最も拡張した領域に位置するようになる。また、空間が最大となるのは、後部コンタクト要素端部２２を収容するための第２後部コネクタハウジング部１９においてである。

図２は、基板１２上に配置されたプラグインコネクタ１１、特に、後部コンタクト要素端部２２を示す斜視図である。なお、図２において、図１に示された部分と一致する部分については同一の参照符号が付与される。図２においては、コンタクト要素端部２２を含む平面２４に位置する後部コンタクト要素端部２２のすべてが視認可能である。したがって、本実施形態においては、５つのコンタクト要素端部２２を備える５つのコンタクト要素１７が備えられている。

図２では、プラグインコネクタ１１、特に、基板１２の前方に位置する領域１８に配置された第１コネクタハウジング部１６を有する円形コネクタを実現するための簡単な方法が、基板１２上に配置されるコンタクト要素端部２２を含む平面２４にコンタクト要素端部２２を配置することによって提供されることを特に明確に示している。

詳細に図示されていないが、歪軽減用板２１に形成された凹部２０により、ＳＭＤ技術を利用して、基板１２上の印刷導体に後部コンタクト要素端部２２を半田付けするプロセスが行われる。凹部２３は半田付けのプロセスで発生する熱風の循環を促す。これにより、特にコンタクト要素１７および歪軽減用板２１に比して、一般的に耐熱性が低い第２コネクタハウジング部１９の過熱が防止される。

図３に示す接続側１０の斜視図においては、少なくともプラグインコネクタ１１の５つのコンタクト要素１７の一部が視認可能である。なお、図３において、上記図面に示された部分と一致する部分については同一の参照符号が付与される。

さらに、図３は半田付けによって接続される後部コンタクト要素端部２２の部分領域３０を示す。図３からわかるように、本実施形態においては、少なくとも半田付けされる部分領域３０は平坦化されている。このように平坦化されているため、部分領域３０と基板１２上の印刷導体構造は大きな面積で接触が可能となる。これは、接続を確実にするだけでなく、ＳＭＤ半田接合の低接触抵抗化にも寄与する。

図３において、歪軽減用板２１の側部に配置可能な２つのセンタリングピン（centering pin）３１が示されている。センタリングピン３１は、特にプラグインコネクタ１１の半田付け前に基板１２の開口部と嵌合する（開口部と貫通する）ことによって、機械的安定性を向上させるために設けられている。必要に応じて、センタリングピン３１の少なくとも一つを、プラグインコネクタ１１が基板１２上に取り付けられる際に基板１２の背面と係合する固定フック（locking hook）として構成するようにしてもよい。

図４は、プラグインコネクタ１１の後部コンタクト要素端部２２の斜視図を示している。なお、図４において、前記図面に示された部分と類似の部分については同一の参照符号が付与される。

図４は、特に、コンタクト要素１７の後部コンタクト要素端部２２が少なくとも一部に配置される第２コネクタハウジング部１９を示す。第２後部コネクタハウジング部１９は、少なくとも半田付け用に提供される後部コンタクト要素端部２２の部分領域３０の起点付近まで形成される。結果として、一般的にプラスチック材料からなる第２後部コネクタハウジング部１９には、熱が過度に印加されない。

図４においては、後部コンタクト要素端部２２が半田付けされる部分領域３０だけでなく、基板１２上に支持される領域全体においても平坦化される実施形態を示している。当該構成から得られる利点については既に上述したので、ここでは説明を省略する。

図５はコンタクト要素１７の接続側１０から見た斜視図である。なお、図５において、前記図面に示された部分と一致する部分についても同一の参照符号が付与される。図５は、第１コネクタハウジング部１６および第２後部コネクタハウジング部１９を除いたコンタクト要素１７のみを示している。図５は、前部コンタクト要素端部と後部コンタクト要素端部２２間の構造上のつなぎが、コンタクト要素１７に付加された、クランク状の曲げ（cranking）および湾曲(bending)を用いた構造によって実現できることを示している。このように、特に本発明に係るプラグインコネクタ１１が円形コネクタとして構成される場合、提供される仕様に係るコンタクト要素１７のあらゆる所望の配置を実際に実現することが可能である。

図６は、図５と類似の図面であるが、１８０度回転された状態であるという点で異なる。ここでは、半田付けに使用されるコンタクト要素１７の部分領域３０を有する平坦化された後部コンタクト要素端部２２の図が示されている。

基板上に配置された本発明に係るプラグインコネクタの接続側に関する斜視図。 基板上に配置された本発明に係るプラグインコネクタの後部コンタクト要素端部に関する斜視図。 基板上に配置される前の本発明に係るプラグインコネクタの接続側に関する斜視図。 基板上に配置される前の本発明に係るプラグインコネクタの後部コンタクト要素端部に関する斜視図。 コンタクト要素の接続側に関する斜視図。 図５の斜視図を１８０度回転した図であり、基板上に配置される後部コンタクト要素端部の領域を視認可能な斜視図。

Claims (12)

1. 第１コネクタハウジング部（１６）と、
   第１コネクタハウジング部（１６）内に設けられ、所定の部分領域（３０）において基板（１２）に対する半田付けを行うための後部コンタクト要素端部（２２）を含むコンタクト要素（１７）と、
   を備え、
   取付状態において、差し込み方向（１３）が基板（１２）を含む平面（１５）と平行となるように、第１コネクタハウジング部が基板（１２）に対して配置され、
   前記後部コンタクト要素端部を含む平面（２４）において、前記後部コンタクト要素端部（２２）が前記基板（１２）上に位置する側に配置され、
   前記後部コンタクト要素端部を含む平面（２４）と、前記基板を含む平面（１５）とが平行である、
   プラグインコネクタ。
2. 前記部分領域（３０）は半田付けのために平坦化されている、
   請求項１に記載のプラグインコネクタ。
3. 前記後部コンタクト要素端部（２２）は前記基板（１２）上に配置され、領域全体が平坦化される、
   請求項１に記載のプラグインコネクタ。
4. 前記第１コネクタハウジング部（１６）は、プラグインコネクタ（１１）の取付状態において、前記基板（１２）の前方に位置する領域（１８）であって、かつ、前記基板（１２）に隣接する位置に配置される、
   請求項１に記載のプラグインコネクタ。
5. 円形コネクタとして構成される、
   請求項１に記載のプラグインコネクタ。
6. 前記プラグインコネクタの取付状態において、前記基板（１２）が前記円形コネクタの直径領域に位置するようにして前記第１コネクタハウジング部（１６）が配置される、
   請求項５に記載のプラグインコネクタ。
7. 前記第１コネクタハウジング部（１６）は封止リング（２５）を備える、
   請求項５に記載のプラグインコネクタ。
8. 前記第１コネクタハウジング部（１６）と一体形成される第２後部コネクタハウジング部（１９）をさらに備えた、
   請求項１〜７のいずれかに記載のプラグインコネクタ。
9. 前記第２後部コネクタハウジング部（１９）の領域に歪軽減用板（２１）が配置される、
   請求項８に記載のプラグインコネクタ。
10. 前記歪軽減用板（２１）は少なくとも一つの凹部（２０）を備え、当該凹部（２０）は、前記歪軽減用板（２１）の取付状態において、第２コネクタハウジング部（１９）と係合する、
    請求項９に記載のプラグインコネクタ。
11. 前記歪軽減用板（２１）は少なくとも一つのセンタリングピン（３１）を備え、当該センタリングピン（３１）は、前記プラグインコネクタ（１１）の取付状態において、前記基板（１２）の開口部を貫通する、
    請求項９に記載のプラグインコネクタ。
12. 前記歪軽減用板（２１）は、少なくとも一つの凹部（２３）を前記後部コンタクト要素端部（２２）の領域に備える、
    請求項９に記載のプラグインコネクタ。