JP2022068976A - コネクタ構造 - Google Patents

Abstract

【課題】基板に載置される部分の大型化を抑えることが可能なコネクタ構造を提供する。【解決手段】ハウジング２０は、基板９０に対向する底面３２を有するハウジング本体２１と、底面３２から突出し、基板９０に係止される取付部３４と、を有している。端子金具６０は、ハウジング本体２１に装着される装着部６２と、装着部６２よりも後方に位置して基板９０の表面に接続される基板接続部６４と、を有している。取付部３４は、基板９０の表面に接触する基準面３９を有している。基準面３９と底面３２との間に段差４０が設けられている。【選択図】図１

Description

本発明は、コネクタ構造に関する。

特許文献１に記載されたコネクタは、ハウジングと、ハウジングに装着される端子金具（板金製導体）と、を有している。端子金具は、ハウジングから後方に延びるリードを有している。リードは、端部に、基板（回路板）の表面に半田付けして接続される接点部を有している。
ハウジングの底面の前部には、基板の表面に接する取付け面が設けられている。ハウジングの底面の前後中間部には、取付けポストが突出して設けられている。取付けポストは、基板の穴に嵌め込まれ、基板に係止される。この種の基板に実装されるコネクタは、特許文献２および特許文献３にも開示されている。

特開平１－３１１５７８号公報 特開平５－２５１１２８号公報 実開平５－８８７５号公報

基板に実装されるコネクタは、各端子金具におけるリードの接点部と基板の表面との間の高さのばらつき、いわゆるコプラナリティを管理する必要がある。特許文献１の場合、リードの接点部が基板の表面に接した状態で、ハウジングの取付け面が基板の表面に接すると考えられる。つまり、ハウジングの取付け面がコプラナリティを測定する際の基準面になり得る。しかし、特許文献１においては、ハウジングの底面に取付けポストが設けられているため、取付けポストよりも前側に取付け面を設けなければならない。その結果、コネクタの前後寸法が大きくなり、基板の表面におけるコネクタの占有面積が増加して、基板の設計レイアウトが制限されるという問題がある。

そこで、本開示は、基板に載置される部分の大型化を抑えることが可能なコネクタ構造を提供することを目的とする。

本開示のコネクタ構造は、ハウジングと端子金具とを備え、前記ハウジングは、基板に対向する底面を有するハウジング本体と、前記底面から突出し、前記基板に係止される取付部と、を有し、前記端子金具は、前記ハウジング本体に装着される装着部と、前記装着部よりも後方に位置して前記基板の表面に接続される基板接続部と、を有し、前記取付部は、前記基板の表面に接触する基準面を有し、前記基準面と前記底面との間に段差が設けられている。

本開示によれば、基板に載置される部分の大型化を抑えることが可能なコネクタ構造を提供することができる。

図１は、本実施形態のコネクタ構造の側面図である。 図２は、コネクタ構造の正面図である。 図３は、コネクタ構造の背面図である。 図４は、ハウジングの底面図である。 図５は、弾性ロックが基板の孔内に挿入されて係止された状態を示す拡大断面図である。

［本開示の実施形態の説明］
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。
本開示のコネクタ構造は、
（１）ハウジングと端子金具とを備え、前記ハウジングは、基板に対向する底面を有するハウジング本体と、前記底面から突出し、前記基板に係止される取付部と、を有し、前記端子金具は、前記ハウジング本体に装着される装着部と、前記装着部よりも後方に位置して前記基板の表面に接続される基板接続部と、を有し、前記取付部は、前記基板の表面に接触する基準面を有し、前記基準面と前記底面との間に段差が設けられている。

上述した構成によれば、端子金具の基板接続部が基板の表面に接触した状態で、取付部の基準面も基板の表面に接触するため、この基準面を、コプラナリティを測定する際の基準にすることができる。このように、基準面が取付部と一体化していれば、ハウジングの構造を簡略化することができ、コネクタの前後方向の大型化を抑えることができる。その結果、基板のパターン設計レイアウトの自由度を高めることができる。

なお、例えば、ハウジングに金属製レグなどの固定部材が装着され、ハウジングが固定部材を介して基板に取り付けられる場合には、ハウジングの幅方向の両端に固定部材の装着構造を設けなければならず、コネクタが幅方向に大型化するという懸念があった。しかるに上述した構成によれば、取付部が固定部材の代わりになり、固定部材を省略することができるため、コネクタの幅方向の大型化を回避することもできる。

（２）前記ハウジング本体は、前記取付部よりも前方の領域に、肉抜き部を有しているのが好ましい。この構成によれば、肉抜き部の形成分だけコネクタの前部側（取付部よりも前方の領域側）の重量を減らし、コネクタの重心を後部側に位置させることができる。その結果、コネクタが端子の基板接続部と取付部の基準面とを介して基板に支持される状態をバランス良く維持することができる。

（３）前記肉抜き部は、前記底面に開口する凹状をなし、前記底面に幅方向に複数並んで配置されると良い。この構成によれば、例えば、端子金具の基板接続部が基板にリフロー半田付けされる場合に、ハウジング本体がリフローの熱によって幅方向に反るように変形するのを、各肉抜き部によって、抑えることができる。その結果、取付部の基準面が基板の表面に接触する状態を良好に実現することができる。

（４）前記取付部は、前記基板の孔内に配置される撓み変形可能な弾性ロックを有し、前記弾性ロックは、前記基板の孔の内面に接するガタ詰めロック部を有していると良い。この構成によれば、取付部と基板との間にガタが発生するのを、弾性ロックのガタ詰めロック部によって、抑えることができる。その結果、取付部の基準面が基板の表面に接触する状態を良好に実現することができる。

［本開示の実施形態の詳細］
本開示のコネクタ構造の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本実施形態は、基板９０（プリント回路基板）の表面に実装されるコネクタ１０の構造を例示するものである。コネクタ１０は、ハウジング２０と、ハウジング２０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２０は、図示しない相手ハウジングに嵌合可能とされている。なお、以下の説明において、前後方向は、図１の右側および図２の紙面手前側を前側とする。前側は、相手ハウジングに対してハウジング２０が嵌合する側である。上下方向は、図４を除く各図を基準とする。左右方向は、幅方向と同義であり、図２および図３の左右方向を基準とする。

＜ハウジング＞
ハウジング２０は合成樹脂製であって、ハウジング本体２１を有している。図２に示すように、ハウジング本体２１は、全体として角筒状をなし、奥壁部２２、一対の側壁部２３、上壁部２４および下壁部２５を有している。ハウジング本体２１内には、相手ハウジングを嵌合可能な嵌合空間２６が前方に開放して設けられている。

奥壁部２２は、背面視矩形状をなし、ハウジング本体２１の後面を閉塞する。図１および図３に示すように、奥壁部２２の上下中間部には、突壁２７が後方に突出して設けられている。図３に示すように、突壁２７は、幅方向に延びるリブ状をなしている。奥壁部２２には、複数の装着孔２８が貫通して設けられている。各装着孔２８は、突壁２７を貫通する形状であって、幅方向に一列に並んで配置されている。図１に示すように、装着孔２８には、端子金具６０が貫通して装着されている。

図３に示すように、奥壁部２２の左右両端には、一対の保護壁２９が後方に突出して設けられている。各保護壁２９の間には、各端子金具６０の後述する延出部６３および基板接続部６４が配置される。

一対の側壁部２３は、奥壁部２２の左右両端に連結され、ハウジング本体２１の左右両面を閉塞する。図１に示すように、側壁部２３の外面（左右外側を向く面）は、上下方向および前後方向に沿って配置され、奥壁部２２を介して保護壁２９の外面と段差なく連続している。

上壁部２４は、奥壁部２２および各側壁部２３のそれぞれの上端に連結され、ハウジング本体２１の上面を閉塞する。図２に示すように、上壁部２４の左右両端寄りの位置には、一対の垂下壁３１が嵌合空間２６内に突出して設けられている。各垂下壁３１は、不正の嵌合姿勢をとる相手ハウジングと干渉し、ハウジング２０に対する相手ハウジングの誤嵌合を規制する役割を有している。また、上壁部２４の内面には、相手ハウジングを嵌合状態に保持する図示しないロック部が設けられている。

下壁部２５は、奥壁部２２および各側壁部２３のそれぞれの下端に連結され、ハウジング本体２１の下面を閉塞する。下壁部２５は、基板９０の表面（図１～図３に示す基板９０の上面）に対向する平坦な底面３２を有している。図１に示すように、ハウジング本体２１の底面３２と基板９０の表面との間には、後述する段差４０によって隙間７０が形成される。

図２および図４に示すように、下壁部２５は、複数の肉抜き部３３を有している。各肉抜き部３３は、それぞれ、下壁部２５の底面３２の前部（前半部）に、凹状に開口している。各肉抜き部３３は、下壁部２５の前部の樹脂量を減少させる。

各肉抜き部３３は、図２に示すように、断面弧状、詳細には断面半円状をなし、前後方向に延びる形状になっている。図４に示すように、各肉抜き部３３の前端は、下壁部２５の前端に開口している。各肉抜き部３３の後端は、下壁部２５の前後中間部で閉塞されている。そして、各肉抜き部３３は、それぞれ同一の形状をなし、幅方向に一定ピッチに並んで配置されている。例えば、ハウジング２０が樹脂材料中にガラス繊維を混合して成形される場合に、ガラス繊維の配向は、肉抜き部３３において、一方向に揃うことなく乱れた状態になる。その結果、ハウジング２０は、反りの発生しにくい構造になる。

また、ハウジング２０は、下壁部２５の底面３２から下方に突出する複数の取付部３４を有している。図４に示すように、各取付部３４は、下壁部２５の底面３２の前後中間部でかつ左右両端寄りの位置に、対をなして配置される。上述した各肉抜き部３３は、各取付部３４よりも前方に位置している。

図５に示すように、取付部３４は、下壁部２５の底面３２に突設された座部３５と、座部３５から下方に突出する胴部３６と、胴部３６から下方に二股状に延びる左右それぞれの弾性ロック３７、３８と、を有している。

座部３５は、図４に示すように矩形で図１の側面視で扁平台状をなし、基板９０の表面に接触する基準面３９を有している。図１に示すように、座部３５の基準面３９とハウジング本体２１の底面３２とは、上下方向の段差４０を介して、互いに平行に配置される。座部３５の基準面３９は、座部３５の下面において胴部３６の基端周りに平坦（水平）に形成され、コプラナリティを測定する際の基準になる。座部３５の後面は、基準面３９側からハウジング本体２１の底面３２側にかけて後方に傾斜する斜面４１になっている。

胴部３６は、上下方向に沿った円柱状をなし、一定の形状を保持する形状保持性を有している。図５に示すように、胴部３６は、各弾性ロック３７、３８とともに、基板９０に貫通して形成された孔９１に挿入される。

各弾性ロックは、図２から図４に示すように、ハウジング２０の幅方向外側（側壁部２３側）に位置する本体ロック部３７と、ハウジング２０の幅方向内側（幅方向中央側）に位置するガタ詰めロック部３８と、を有している。図５に示すように、本体ロック部３７とガタ詰めロック部３８との間には、スリット溝４２が形成されている。スリット溝４２は、取付部３４を前後方向に貫通し、下方に開放されている。本体ロック部３７とガタ詰めロック部３８は、胴部３６に連なる部位を支点として、スリット溝４２の溝幅を拡縮する方向（左右方向）に撓み変形可能とされている。

図５に示すように、本体ロック部３７は、全体として上下方向に真っ直ぐ延びる形状とされ、下端部に外向きに突出する爪状の係止突起４３を有している。係止突起４３の上面は、基板９０の裏面に係止可能な係止面４４になっている。係止面４４は、前後方向および左右方向に沿って配置される。

図５に示すように、ガタ詰めロック部３８は、全体として上下方向に延び、途中で屈曲する形状になっている。ガタ詰めロック部３８の左右寸法（厚さ）は、本体ロック部３７の左右寸法（厚さ）よりも大きい。ガタ詰めロック部３８は、本体ロック部３７から離れる方向に突となる形状である。ガタ詰めロック部３８の屈曲の頂部４５は、基板９０の孔９１の内面に接触する。

また、ハウジング２０は、一対の第２取付部４６を有している。図４に示すように、各第２取付部４６は、下壁部２５の底面３２において、各弾性ロック３７、３８よりも後方の位置に突出して形成されている。各第２取付部４６は、各取付部３４よりもハウジング２０の幅方向内側（幅方向中央側）に配置される。図２および図３に示すように、第２取付部４６は、第２胴部４７と、第２胴部４７から下方に二股状に延びる左右一対の第２弾性ロック４８と、を有している。第２胴部４７および第２弾性ロック４８は、基板９０に貫通して形成された第２孔９２に挿入される。

左右一対の第２弾性ロック４８は、互いに同一の形状であって、上述した本体ロック部３７と同様の機能を有している。各第２弾性ロック４８の下端部には、係止突起４３に相当する第２係止突起４９が設けられている。各第２弾性ロック４８は、第２胴部４７に連なる部位を支点として、左右方向に撓み変形可能とされている。

＜端子金具＞
端子金具６０は導電金属製であって、全体としてピン状またはタブ状をなし、図１に示すように、先端から順に、端子接続部６１、装着部６２、延出部６３および基板接続部６４を連ねて構成される。端子接続部６１および装着部６２は、前後方向に沿って配置される。延出部６３は、装着部６２の後端から下方に延びて配置される。基板接続部６４は、延出部６３の後端から後方に延びて配置される。

装着部６２は、ハウジング本体２１の奥壁部２２の装着孔２８に圧入して装着される。端子接続部６１は、ハウジング本体２１の嵌合空間２６内に突出して配置される。ハウジング２０が相手ハウジングに嵌合されると、端子接続部６１が図示しない相手端子金具に接続される。

基板接続部６４は、下面に接続面６５を有している。基板接続部６４の接続面６５は、基板９０の表面に対向し、基板９０の表面に形成された図示しない導電部に半田付けして接続される。

＜コネクタ構造＞
コネクタ１０が基板９０の表面に載せられると、各端子金具６０の接続面６５が基板９０の表面に接触する。また、取付部３４および第２取付部４６がそれぞれ基板９０の孔９１および第２孔９２に挿入され、弾性ロック３７、３８および第２弾性ロック４８の撓み動作を伴ったあと、係止突起４３および第２係止突起４９がそれぞれ基板９０の裏面における孔９１の開口縁および第２孔９２の開口縁に係止可能に配置される。そして、取付部３４の基準面３９が基板９０の表面に接触して配置される。これにより、コネクタ１０が基板９０に対して離脱を規制された状態に取り付けられる。

コネクタ１０が基板９０に取り付けられたときに、本体ロック部３７および第２弾性ロック４８は、自然状態に弾性復帰する。これに対し、ガタ詰めロック部３８は、基板９０の孔９１内に屈曲状態に配置され、基板９０の孔９１の内面に対して弾性力を付与しつつ頂部４５を接触させる（図５を参照）。これにより、基板９０の孔９１内における取付部３４のガタ付きが抑えられる。その結果、取付部３４の基準面３９が基板９０の表面に接触し、かつ係止突起４３の係止面４４が基板９０の裏面に接触する状態を良好に維持することができる。

取付部３４の基準面３９が基板９０の表面に接触した状態において、ハウジング本体２１の底面３２は、基板９０の表面との間に隙間７０を置いて配置される。図１に示すように、コネクタ１０の前部側は、基板９０の前端よりも前方に突出して配置される。よって、基板９０の表面におけるコネクタ１０の占有面積が小さく抑えられる。なお、本実施形態の場合、座部３５の前端と基板９０の前端は、前後方向において同一位置に揃うように配置される。よって、基板９０へのコネクタ１０の専有面積を小さく抑えることができる。

上述した場合において、コネクタ１０が基板９０に接触する部分は、各端子金具６０の接続面６５と各取付部３４の基準面３９である。言い換えれば、コネクタ１０において、接続面６５と基準面３９以外の部分は、基板９０の表面に接触しない。コネクタ１０の後部側は、各肉抜き部３３を有さず、各端子金具６０を備えていることから、コネクタ１０の前部側よりも重くなる。よって、コネクタ１０の重心は、各取付部３４よりも後方であるハウジング２０の後部側に位置することになる。その結果、コネクタ１０は、各端子金具６０の接続面６５と各取付部３４の基準面３９とが基板９０の表面に接触した状態で、基板９０に安定して支持されることになる。

ところで、各端子金具６０の接続面６５は、基板９０の表面における導電部に適正に接続されるように、それぞれの高さを許容範囲内に収める必要がある。このため、コネクタ１０においては、各端子金具６０の接続面６５の高さのばらつき（いわゆるコプラナリティ）を管理することが求められる。
ここで、コネクタ１０は、各端子金具６０の接続面６５と各取付部３４の基準面３９とが基板９０の表面に接触するため、各取付部３４の基準面３９がコプラナリティを測定する際の基準になる。

例えば、本実施形態と異なり、ハウジング本体２１の底面３２が基板９０の表面に接触し、基準面がハウジング本体２１の底面３２で構成されるとすると、ハウジング本体２１の底面３２全体が基板９０の表面に接触する状態を担保することができない。このため、基準面の位置が一定に定まらず、基準面としての信頼性に欠ける懸念がある。

また、例えば、本実施形態と異なり、取付部３４とは別の部位に基準面を設けるとすると、取付部３４の取り付け機能が損なわれないように、基準面を取付部３４よりも前側に設けなければならず、基板９０に対するコネクタ１０の占有する前後寸法が大型化する懸念がある。

その点、上述した基準面３９は取付部３４と一体化しているため、コネクタ１０の前後寸法の大型化を招くことがなく、基板９０の表面におけるコネクタ１０の占有面積を小さくすることができる。その結果、基板９０の設計レイアウトの自由度を高めることができる。

コネクタ１０は、基板９０の表面に載せられた状態で、リフロー工程に移される。各端子金具６０の基板接続部６４は、リフロー工程を経て基板９０の導電部に半田付けして接続される。コネクタ１０がリフロー炉の中で加熱されると、ハウジング２０に反りが発生する懸念がある。仮に、ハウジング２０に反りが発生すると、各端子金具６０の高さにばらつきが生じてしまう。しかし、本実施形態の場合、ハウジング２０の底面３２に複数の肉抜き部３３が設けられ、各肉抜き部３３が幅方向に並んで配置されていることから、既述したように、ガラス繊維などの配向を乱すことができ、ハウジング２０に反りが発生するのを効果的に抑えることができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、コプラナリティを測定する際の基準面３９が取付部３４に一体に設けられているため、ハウジング２０に基準面３９と取付部３４が別々に設けられるよりも、基板９０に対するコネクタ１０の占有面積を減らすことができ、前後方向の大型化を抑えることができる。その結果、基板９０の設計レイアウトの自由度を高めることができる。

また、ハウジング本体２１の底面３２に複数の肉抜き部３３が設けられ、取付部３４にガタ詰めロック部３８が設けられていることにより、取付部３４の基準面３９が基板９０の表面に接触する状態を良好に実現することができる。その結果、コプラナリティを測定する際の信頼性を高めることができる。

［本開示の他の実施形態］
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えるべきである。
本実施形態の場合、ハウジングには第２取付部が設けられていたが、他の実施形態としては、ハウジングから第２取付部を省略しても良い。
本実施形態の場合、肉抜き部はハウジング本体の底面に有底に凹設されていたが、他の実施形態として、肉抜き部はハウジング本体の下壁部を貫通して設けられていても良い。また、本実施形態の場合、肉抜き部は半円状の断面形状を呈していたが、他の実施形態として、肉抜き部は三角形や四角形などの多角形の断面形状を呈していても良い。
本実施形態の場合、取付部は、座部、胴部および弾性ロックを有して構成されていたが、他の実施形態として、取付部は、胴部を有さず、座部および弾性ロックで構成されていても良い。
本実施形態の場合、弾性ロックは本体ロック部とガタ詰めロック部とを有していたが、他の実施形態として、弾性ロックは一対のガタ詰めロック部のみで構成されていても良い。あるいは、弾性ロックは一対の本体ロック部のみで構成されていても良い。

１０…コネクタ
２０…ハウジング
２１…ハウジング本体
２２…奥壁部
２３…側壁部
２４…上壁部
２５…下壁部
２６…嵌合空間
２７…突壁
２８…装着孔
２９…保護壁
３１…垂下壁
３２…底面
３３…肉抜き部
３４…取付部
３５…座部
３６…胴部
３７…本体ロック部（弾性ロック）
３８…ガタ詰めロック部（弾性ロック）
３９…基準面
４０…段差
４１…斜面
４２…スリット溝
４３…係止突起
４４…係止面
４５…頂部
４６…第２取付部
４７…第２胴部
４８…第２弾性ロック
４９…第２係止突起
６０…端子金具
６１…端子接続部
６２…装着部
６３…延出部
６４…基板接続部
６５…接続面
７０…隙間
９０…基板
９１…孔
９２…第２孔

Claims (4)

1. ハウジングと端子金具とを備え、
   前記ハウジングは、基板に対向する底面を有するハウジング本体と、前記底面から突出し、前記基板に係止される取付部と、を有し、
   前記端子金具は、前記ハウジング本体に装着される装着部と、前記装着部よりも後方に位置して前記基板の表面に接続される基板接続部と、を有し、
   前記取付部は、前記基板の表面に接触する基準面を有し、前記基準面と前記底面との間に段差が設けられている、コネクタ構造。
2. 前記ハウジング本体は、前記取付部よりも前方の領域に、肉抜き部を有している、請求項１に記載のコネクタ構造。
3. 前記肉抜き部は、前記底面に開口する凹状をなし、前記底面に幅方向に複数並んで配置される、請求項２に記載のコネクタ構造。
4. 前記取付部は、前記基板の孔内に配置される撓み変形可能な弾性ロックを有し、前記弾性ロックは、前記基板の孔の内面に接するガタ詰めロック部を有している、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のコネクタ構造。

Images