JP2018137082A - コネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数が少なく、嵌合操作が容易なコネクタの提供。【解決手段】本体部１０の後方に接続部３０と前方に接触部４０と下方に溝穴部に嵌合する支持体部２０とを備えるコネクタ１であって支持体部は一対の板状片であり、下端近傍に回路基板に係止する係止部を備え、接触部４０は一対の支持体部の間に湾曲部を備え、係止部は支持体部の下端前方と後方に備わり、前方の突部２１０は内向きに膨らみ、後方のロック部２３０は後方に延在し、支持体部には外方向に張出す停止部２００が備わる。前方が上位の傾斜姿勢で後方のロック部２３０の後縁は溝穴部の後縁より前方にあり、支持体部の後縁が溝穴部を通過したところで水平姿勢にもどすとロック部の後縁は溝穴部の後縁よりも後方にあり突部は回路基板の裏面より下にある。支持体部の後縁が溝穴部の後縁に対峙し後方の動きが規制され支持体部の前縁が溝穴部の前縁に対峙し前方の動きが規制される。【選択図】図１

Description

この発明は回路基板のパターンに接続するコネクタに関する。

この分野の技術として、特許文献１記載の技術が知られている。電線に引き抜き力が作用してもコネクタの嵌合状態を維持することができるものであり、プラグとレセプタクルは圧延金属板の折り曲げ加工で形成される。プラグは挿入部に爪部を備え、レセプタクルの収容部は対応する位置に被係合面を備える。プラグとレセプタクルとの嵌合終了時に両者が係合するものである。
これにより電線に不用意に作用した引き抜き力が爪部と被係合面との係合状態を解除することを抑制するものである。

特開２０１２−１９９１７３号公報

しかし、プラグとリセプタクルとからなる２ピース構成なので部品点数が多く組み付け工数も増す。またリセプタクルに対するプラグの挿入方向は回路基板に対して平行方向なので、一般的に基板間距離が狭くハーネスが短い現状を考えると、嵌合操作がおこないにくいものである。さらにリセプタクルを回路基板の中央寄りに実装した時には一層嵌合操作は困難になる。

本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものであり、部品点数が少なく、嵌合操作が容易なコネクタの提供を目的とするものである。

本発明のコネクタは、（１）本体部の後方に電線の端部に連なる接続部と、本体部の前方に回路基板のパターンに接続する接触部と、本体部の下方に前記回路基板に穿たれた溝穴部に対して嵌合する支持体部とを備える圧延板材を折り曲げてなるコネクタであって、
前記支持体部は前記圧延板材の板厚みが略一様に広がる一対の板状片であって、下端部近傍に前記回路基板に係止するための係止部を備え、
前記接触部は前記一対の支持体部の間に下に膨らむ頂点を接点部とする弾性変形可能な湾曲部を備えるところに特徴を有するものである。

この発明によれば、電線に連なるコネクタ単体で回路基板のパターンに接続することができる。これにより部品点数が少なく嵌合操作が容易なコネクタが得られる。

好ましくは、本発明のコネクタは、（２）前記係止部は前記支持体部の下端前方と、下端後方とに備わり、前記前方の係止部は内向又は外向きに膨らみ、前記後方の係止部は後縁から後方に延在するところに特徴を有する（１）記載のものである。

この発明によれば、係止部は支持体部の下端前方と下端後方の２か所に備わるので回路基板に対してコネクタの支持が安定する。

好ましくは、本発明のコネクタは、（３）前記本体部に前記支持体部が連なる近傍に前
記支持体部の外側面より外方向に張り出す停止部が備わるところに特徴を有する（１）または（２）記載のものである。

この発明によれば、嵌合操作の際、挿入過多が生じず常に一定した嵌合終了姿勢が得られる。これにより接触部のへたりが抑制される。

好ましくは、本発明のコネクタは、（４）前記回路基板に対して前記コネクタの前方が上位になる傾斜姿勢で前記支持体部の後方の係止部の後縁は前記溝部の後縁より前方にあり、前記傾斜姿勢のまま接近させ前記支持体部の後縁が前記溝穴部を通過したところで前記コネクタを嵌合終了姿勢の水平姿勢に回転するとき前記後方の係止部の後縁は前記溝穴部の後縁よりも後方にあり前記前方の係止部が前記回路基板の裏面より下にあるところに特徴を有する（３）記載のものである。

この発明によれば、コネクタは傾斜姿勢で回路基板の溝穴部に挿入されてそのあと水平姿勢になり、嵌合終了姿勢で後方の係止部及び前方の係止部が作用する。これにより安定した嵌合状態が得られる。

好ましくは、本発明のコネクタは、（５）前記コネクタが前記嵌合終了姿勢にあるとき、前記支持体部の後縁が前記溝穴部の後縁に対峙して後方の動きが規制され、前記支持体部の前縁が前記溝穴部の前縁に対峙して前方の動きが規制されるところに特徴を有する（４）記載のものである。

この発明によれば、支持体部によって前後方向の動きが抑制されるので安定した嵌合状態が得られる。

図１は、本発明の実施形態にかかるコネクタの外観斜視図である。 図２は、図１のＩＩ―ＩＩ断面図である。 図３は、本発明の実施形態にかかるコネクタの回路基板への嵌合過程を示す斜視図であって、（１）は嵌合前、（２）は嵌合状態である。 図４は、回路基板に嵌合状態にあるコネクタの外観図であって、（１）は側面図、（２）は正面図である。 図５は、本発明の実施形態にかかるコネクタの回路基板への嵌合過程を示す工程図であって、（１）は嵌合前、（２）は嵌合途中、（３）は嵌合終了姿勢である。 図６は、本発明の別の実施形態にかかるコネクタの外観斜視図である。 図７は、本発明のさらに別の実施形態にかかるコネクタの外観斜視図である。

〈コネクタ構造概説〉
本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明するが、本発明の技術的範囲はこれらの実施形態によって限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で実施することができる。図１は、本発明の実施形態にかかるコネクタの外観斜視図である。図２は、図１のＩＩ―ＩＩ断面図である。図３は、本発明の実施形態にかかるコネクタの回路基板への嵌合過程を示す斜視図であって、（１）は嵌合前、（２）は嵌合状態である。図４は、回路基板に嵌合状態にあるコネクタの外観図であって、（１）は側面図、（２）は正面図である。図５は、本発明の実施形態にかかるコネクタの回路基板への嵌合過程を示す工程図であって、（１）は嵌合前、（２）は嵌合途中、（３）は嵌合終了姿勢である。なお説明中の方向指示は図中の方向定義にしたがう。

本実施形態のコネクタ１は電線Ｗと回路基板ＰのパターンＴ間を接続するものであって
電線Ｗの端部に装着される。

コネクタ１は、図１に示されるように、導電性金属の圧延板材の折り曲げ加工で形成される。コネクタ１は本実施形態で示される１枚の板材で形成されるものであってよく、２枚以上の板材の組み合わせからなるものであってもよい。板材は導電性の銅合金が一般的であるが鉄系の合金であってもよい。またその表面を錫や金などで処理して耐久性や電気的特性の向上を図ることがあってもよい。また一部に非導電性の合成樹脂のカバーが組み合わされるものであってもよい。

コネクタ１は、図１に示されるように、上面が平坦な本体部１０の後方に電線Ｗに接続するための接続部３０が連なる。電線Ｗとの接続は底面に載置された導体部を左右側面のバレルでかしめる圧着加工である。本実施形態では接続部３０はコネクタ１の後方へ延びているがこれに限るものではなく、下方或いは側方に延びるものであってもよい。

コネクタ１は、図１、図２に示されるように、本体部１０の前方には接触部４０が連なる。接触部４０は嵌合終了姿勢で図示しない回路基板ＰのパターンＴに電気的機械的に接続する部分である。接触部４０は本体部１０側を基端とする湾曲状の弾性片である。湾曲部の頂点は対応するパターンＴに接触する接点部４００である。接点部４００から先に延びる先端は斜め上方へ向かう。嵌合終了姿勢で図示しないパターンＴに接続する上方に変位した接触部４０は接点部４００でパターンＴに付勢力を作用させる。

コネクタ１は、図１、図２に示されるように、本体部１０の左右側方に支持体部２０が連なる。支持体部２０は内側に接触部４０を収めるように左右に一対備わる。一対の支持体部２０は対応する回路基板Ｐの所定位置に挿入されてコネクタ１を固定する。

支持体部２０は、図１、図２に示されるように、側面視概ね矩形状で前縁上方寄りに前方へ延出する解除部２２０が備わる。また後縁下方寄りには後方へ延出するロック部２３０が備わる。さらに支持体部２０の側面前下位置には内向きに突出する突部２１０が備わる。また支持体部２０の側面中央寄りには前後方向に沿って延びる切り起こし片の停止部２００が備わる。
本実施形態の突部２１０は内向きに備わるが、内向きに限るものではなく外向きに備わるものであってもよい。

解除部２２０は図示しない回路基板Ｐから嵌合状態にあるコネクタ１を抜去するとき抜去力を作用させる部分である。下縁にはテーパーが形成された傾斜部２２２が備わる。

ロック部２３０及び突部２１０は図示しない回路基板Ｐの所定位置で嵌合終了状態にあるコネクタ１を保持する部分であり特に上方向への抜け出しが阻止される。

停止部２００は図示しない回路基板Ｐにコネクタ１を嵌合するとき過剰挿入を抑止する部分である。これにより嵌合終了姿勢で弾性変形する接触部４０の過剰変形が抑止される。またロック部２３０及び突部２１０と協働して嵌合終了姿勢にあるコネクタ１を図示しない回路基板Ｐに挟持固定するものである。

〈コネクタと回路基板の嵌合〉
コネクタ１は、図３に示されるように、回路基板Ｐに直接嵌合される。回路基板Ｐには前後方向に延びる導電性のパターンＴとパターンＴを挟む位置に回路基板Ｐの表裏面を穿つ一対の溝穴部Ｍとが形成されている。パターンＴの幅寸法とコネクタ１の接触部４０の幅寸法とは関連つけて設計される。またパターンＴの前後寸法はコネクタ１の全長寸法と関連つけて設計される。

回路基板Ｐの溝穴部Ｍは、図３に示されるように、細長く延びるパターンＴを挟む位置で同じく細長く延びている。溝穴部Ｍの幅寸法とコネクタ１の支持体部２０の板厚寸法とは関連つけて設計される。また溝穴部Ｍの前後寸法とコネクタ１の支持体部２０の前後寸法とは関連つけて設計される。

溝穴部Ｍには、図３に示されるように、コネクタ１の支持体部２０が挿入される。嵌合終了姿勢でコネクタ１は回路基板Ｐに固定され、接触部４０は対応するパターンＴに付勢力を伴い接触する。

コネクタ１は嵌合終了姿勢で、図４に示されるように、突部２１０及びロック部２３０が備わる支持体部２０の下端部が回路基板Ｐの下面より下方に露出する。突部２１０は内向きのディンプルで回路基板Ｐ下面より下方に位置してコネクタ１の上方への抜け出しを阻止している。ロック部２３０は後方への張り出し部で回路基板Ｐ下面に位置して上方への抜け出しを阻止している。

コネクタ１は嵌合終了姿勢で、図４に示されるように、停止部２００が備わる支持体部２０の上端部は回路基板Ｐの上面より上方に露出している。停止部２００は側面より外方向へ張り出す切り起こし片で回路基板Ｐ上面より上方に位置して突部２１０及びロック部２３０と協働してコネクタ１を所定位置に固定する。

このように停止部２００と突部２１０及びロック部２３０とが回路基板Ｐを厚み方向に挟む三角形の略頂点付近にあるのでコネクタ１は嵌合終了姿勢で回路基板Ｐに対して安定的に固定されるものである。

コネクタ１の支持体部２０の前後寸法は回路基板Ｐの溝穴部Ｍの前後寸法に比べて大きく傾斜姿勢で挿入可能で且つ水平姿勢ではロック部２３０が回路基板Ｐの下面に当接して抜け出しが阻止される寸法規律を備えている。すなわちＡ：支持体部２０前縁からロック部２３０後縁までの距離。Ａ´：傾斜姿勢で斜面２４０の最前方位置からロック部の最後方位置までの距離。Ｂ：溝穴部前縁から後縁までの距離。
このとき、Ａ´＜Ｂ＜Ａの寸法規律が成立している。

〈コネクタの嵌合過程〉
コネクタ１の嵌合過程を図５にしたがって説明する。図５は、本発明の実施形態にかかるコネクタ１の回路基板Ｐへの嵌合過程を示す工程図であって、（１）は嵌合前、（２）は嵌合途中、（３）は嵌合終了姿勢である。

第１ステップ、図５の（１）に示されるように、前方が上位になる傾斜姿勢でコネクタ１を回路基板Ｐの所定位置に保持する。

水平姿勢でコネクタ１の支持体部２０の前縁からロック部２３０の後縁までの距離Ａは回路基板Ｐの溝穴部Ｍの前縁から後縁までの距離Ｂよりも大きい。これによりコネクタ１は水平姿勢では回路基板Ｐへの挿入が阻止される。

一方、前方が上方になる傾斜姿勢で斜面２４０の最前方位置からロック部の最後方位置までの距離Ａ´は溝穴部Ｍの前縁から後縁までの距離Ｂより小さい。これによりコネクタ１は傾斜姿勢では回路基板Ｐの溝穴部Ｍへの挿入が許容される。

第２ステップ、図５の（２）に示されるように、傾斜姿勢にあるコネクタ１の支持体部２０を回路基板Ｐの溝穴部Ｍに挿入する。支持体部２０下端後方のロック部２３０が溝穴
部Ｍを通過すると支持体部２０下端前方の突部２１０が溝穴部Ｍに係る。溝穴部Ｍの幅寸法はコネクタ１の支持体部２０が嵌合途中で外方向へ膨らむことを許容するように支持体部２０の板厚寸法よりも大きく確保されている。これにより一対の支持体部２０は互いに離れる方向に弾性的に変位して突部２１０が溝穴部Ｍに係合する。

ロック部２３０が溝穴部Ｍを通過する過程でコネクタ１は傾斜姿勢から水平姿勢へと姿勢を変えてゆき、通過完了後ロック部２３０は溝穴部Ｍ後縁より後方へ位置が移動する。

ロック部２３０が傾斜姿勢から水平姿勢へ変化する過程で支持体部２０の前縁の下端にある斜面２４０は溝穴部Ｍの前縁に係りはじめる。溝穴部Ｍ前縁に斜面２４０が沿うようにしてコネクタ１全体の姿勢変化は進み支持体部２０の後方では後縁が溝穴部Ｍの後縁に近接する。

第３ステップ、図５の（３）に示されるように、嵌合が進むとコネクタ１は水平姿勢に近づく。電線Ｗは回路基板Ｐと平行姿勢に近づき電線Ｗは後方に延びている。支持体部２０は溝穴部Ｍの所定挿入深さまで挿入されて停止する。停止位置は停止部２００の下面が回路基板Ｐの上面に当接する位置である。停止位置がコネクタ１の嵌合終了深さでありこの時のコネクタの姿勢が嵌合終了姿勢である。

嵌合終了姿勢でコネクタ１は前後、上下、及び左右の各方向の移動が規制されている。接触部４０は接点部４００を回路基板ＰのパターンＴに付勢力をもって当接させている。これによりコネクタ１の安定した電気的機械的接続状態が得られる。

嵌合終了姿勢で支持体部２０は前縁が溝穴部Ｍ前縁に近接し、後縁が溝穴部Ｍ後縁に近接する。これにより回路基板Ｐに対するコネクタ１の前後方向の移動が規制される。

嵌合終了姿勢で支持体部２０は回路基板Ｐの上面に停止部２００の下面が当接し、回路基板Ｐの下面に突部２１０及びロック部２３０が当接する。これにより回路基板Ｐに対するコネクタ１の上下方向の移動が規制される。

嵌合終了姿勢で支持体部２０は、図４の（２）に示されるように、一対の支持体部２０で回路基板Ｐの一対の溝穴部Ｍ間を左右方向から挟持する。これにより回路基板Ｐに対するコネクタ１の左右方向の移動が規制される。

嵌合終了姿勢で接触部４０は下方に向かう付勢力を伴って対応するパターンＴに接点部４００を当接させている。コネクタ１は突部２１０及びロック部２３０の比較的離間した２点で上方への抜け出しが阻止されている。これにより付勢力は効率的にパターンＴに作用する。

〈コネクタの取り出し〉
嵌合状態にあるコネクタ１の取り出しは解除部２２０の操作でおこなう。支持体部２０の前縁上端にある解除部２２０は下縁に傾斜部２２２を備えている。嵌合終了姿勢で解除部２２０の傾斜部２２２は回路基板Ｐの上面との間で隙間を形成する。隙間を利用して傾斜部２２２に上方への力を作用させると支持体部２０はロック部２３０近傍を支点にして時計方向の回転移動が生じる。これにより突部２１０の係止が解除されるので嵌合手順と逆手順で傾斜姿勢のコネクタ１を上方へ抜き出す。

〈効果〉
本実施形態に係るコネクタ１は回路基板ＰのパターンＴに直接接続できるので、部品点数の少ないコネクタ構造が得られる。
本実施形態に係るコネクタ１は回路基板Ｐに対して降下移動で嵌合ができるので、電線Ｗの長さに余裕がない場合、あるいはパターンＴが回路基板Ｐの中央付近にある場合でも嵌合操作が容易なコネクタ１が得られる。

本実施形態に係るコネクタ１は停止部２００によって挿入深さが規制されるので、過剰挿入による接触部４０のへたりが生じるおそれのないコネクタ１が得られる。
本実施形態に係るコネクタ１は回路基板Ｐの溝穴部Ｍに沈み込む態様で嵌合するので、回路基板Ｐ上面に露出する高さが軽減されるコネクタ１が得られる。

本実施形態に係るコネクタ１は支持体部２０後端のロック部２３０及び支持体部２０前端寄りの突部２１０の２点でコネクタ１の上方向への抜け出し阻止が作用する。これにより、電線Ｗに不用意な力が作用しても上抜け出しが阻止されるコネクタ１が得られる
本実施形態に係るコネクタ１は支持体部２０の前縁が溝穴部Ｍの前縁に対峙して前方の動きが規制され、支持体部２０の後縁が溝穴部Ｍの後縁に対峙して後方の動きが規制される。これにより電線Ｗに不用意な力が作用しても特に前後方向の抜け出しが阻止されるコネクタ１が得られる。

本実施形態に係るコネクタ１は一対の支持体部２０が対応する一対の溝穴部Ｍに嵌合する。これにより電線Ｗに不用意な力が作用しても特に左右方向の抜け出しが阻止されるコネクタ１が得られる。

〈別の実施形態〉
本発明の技術的範囲は本実施形態によって限定的に解釈されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の態様を取りうるものである。図６は、本発明の別の実施形態にかかるコネクタの外観斜視図である。図７は、本発明のさらに別の実施形態にかかるコネクタの外観斜視図である。

たとえば突部２１０は、図６に示されるように、ディンプル加工によるものではなく切り曲げ片１２１０によるものであってもよい。
またロック部は張り出し片によるものではなくディンプル加工によるものであってもよく、あるいは、図７に示されるように、突部を兼ねる切り曲げ片２２１０であってもよい。
このような構成をとる場合でも概ね上述した効果が得られる。

１ コネクタ
１０ 本体部
２０ 支持体部
２００ 停止部
２１０、１２１０、２２１０ 突部
２２０ 解除部
２２２ 傾斜部
２３０ ロック部
２４０ 斜面
３０ 接続部
４０ 接触部
４００ 接点部
Ｐ 回路基板
Ｔ パターン
Ｍ 溝穴部
Ｗ 電線

Claims (5)

1. 本体部の後方に電線の端部に連なる接続部と、本体部の前方に回路基板のパターンに接続する接触部と、本体部の下方に前記回路基板に穿たれた溝穴部に対して嵌合する支持体部とを備える圧延板材を折り曲げてなるコネクタであって、
   前記支持体部は前記圧延板材の板厚みが略一様に広がる一対の板状片であって、下端部近傍に前記回路基板に係止するための係止部を備え、
   前記接触部は前記一対の支持体部の間に下に膨らむ頂点を接点部とする弾性変形可能な湾曲部を備えるところに特徴を有するコネクタ。
2. 前記係止部は前記支持体部の下端前方と、下端後方とに備わり、前記前方の係止部は内向き又は外向きに膨らみ、前記後方の係止部は後縁から後方に延在するところに特徴を有する請求項１記載のコネクタ。
3. 前記本体部に前記支持体部が連なる近傍に前記支持体部の外側面より外方向に張り出す停止部が備わるところに特徴を有する請求項１または２記載のコネクタ。
4. 前記回路基板に対して前記コネクタの前方が上位になる傾斜姿勢で前記支持体部の後方の係止部の後縁は前記溝穴部の後縁より前方にあり、前記傾斜姿勢のまま接近させ前記支持体部の後縁が前記溝穴部を通過したところで前記コネクタを嵌合終了姿勢の水平姿勢に回転するとき前記後方の係止部の後縁は前記溝穴部の後縁よりも後方にあり前記前方の係止部が前記回路基板の裏面より下にあるところに特徴を有する請求項３記載のコネクタ。
5. 前記コネクタが前記嵌合終了姿勢にあるとき、前記支持体部の後縁が前記溝穴部の後縁に対峙して後方の動きが規制され、前記支持体部の前縁が前記溝穴部の前縁に対峙して前方の動きが規制されるところに特徴を有する請求項４記載のコネクタ。

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