JP6398354B2

JP6398354B2 - コネクタ

Info

Publication number: JP6398354B2
Application number: JP2014122688A
Authority: JP
Inventors: 浄太郎菅; 智史青木; 信一浅野; 壮一高木
Original assignee: Mitsumi Electric Co Ltd
Current assignee: Mitsumi Electric Co Ltd
Priority date: 2014-06-13
Filing date: 2014-06-13
Publication date: 2018-10-03
Anticipated expiration: 2034-06-13
Also published as: EP2955791B1; CN105322391A; EP2955791A1; JP2016004626A; CN105322391B

Description

本発明は、相手コネクタと嵌合して接続するインターフェース部を備え、このインターフェース部を介した相手コネクタとの嵌合によって、他の基板からのケーブル或いは他の電子デバイスのケーブルを、実装された基板に接続するコネクタに関し、特に、基板の端部に実装するコネクタに関する。

電子デバイスの基板に設けられるコネクタとして、例えば、特許文献１に示すように、相手コネクタと嵌合するインターフェース部を基板の端面から延出させて、基板に半田を介して装着する電気コネクタが知られている。

また、コネクタとしては、基板（詳細には実装面）にコネクタを実装する際に、基板よりもコネクタ本体を高くする脚部を備えるピンインペーストタイプのコネクタが知られている。脚部は、コネクタと基板との間に隙間を設けることができ、これにより、リフロー時におけるフラックス上がり防止し、接合部分における洗浄性の向上を図る。

基板の端部に実装されるコネクタでは、そのインターフェース部は、基板側からはみ出した形となっている。よって、コネクタを基板の端部に実装する場合、例えば、半田付けの際のリフローする前の状態では、コネクタの重心位置によっては、不安定になり易く、基板の端部からコネクタが落下したり、或いは所定の位置からずれたりする等の恐れがある。よって、コネクタを実装する際の作業性の低下や接合不良等が生じるという問題がある。

このため、従来では、基板の端部にコネクタを実装する際には、コネクタの重心を、極力、基板側に位置するように配置して、安定させた状態で、リフローすることで、半田付けして実装している。

特開２０１３−８６７０号公報

近年、基板の端部に実装されるコネクタは、搭載される電子部品の小型化の観点から、基板への実装領域を小さくして、特に、先端側に、相手コネクタとの接続状態を保持するロック機能を有するコネクタにおいては、基板の端面からはみ出る長さ、つまり、基板の端面からコネクタの先端までの長さが、基板の端面からコネクタの後端部までの長さよりも長い構造が望まれている。

このように、基板の端面からコネクタの先端までの長さが長く、基板の端面からコネクタの後端部までの長さが限られたバランスの悪い状態の構造でも、極力、重心を基板の領域内に位置させて、コネクタを安定した状態でリフローしたいという要望があった。

また、相手コネクタに電気的に接続する端子を収容するコネクタの一側面に別の端子の接続部が設け、基板上に実装される構成において、実装面に対向する側から視る幅方向に左右非対称な形状であっても、重心位置を好適な位置となるように、コネクタを保持したいという要望があった。

本発明の目的は、左右非対称の形状であっても、安定して保持された状態で、基板の端部に実装できるコネクタを提供することである。

本発明のコネクタ一つの態様は、基板の実装面に対向する取付面を有し、前記実装面に実装されるコネクタ本体と、前記コネクタ本体の先端側から突出して設けられ、且つ、前記実装面の端面から延出し、相手コネクタに接続する接続部と、を備えるコネクタであって、前記取付面から突出して設けられ、且つ、前記実装面に当接して、前記取付面と前記実装面との間に隙間を形成する第１、第２及び第３の脚部を備え、前記第１の脚部及び第２の脚部は、前記取付面において、前記第３の脚部よりも前記基板の端面側に設けられ、前記コネクタ本体は、導電性を有し、且つ、前記取付面側で開口し、前記コネクタ本体の外周部を構成するシェルと、導電性を有し、前記シェルの後端部分の上面側及び両側面側を覆うように、前記シェルの後端部に嵌合して設けられ、且つ、コネクタ自体の重心の位置を調整可能な錘部とを有し、前記第１、第２及び第３の脚部は、前記実装面側から見て、各脚部の中心を結ぶ領域内に、前記コネクタ自体の重心が位置するように、前記取付面に設けられている、構成を採る。

本発明によれば、左右非対称の形状であっても、安定して保持された状態で、基板の端部に実装できる。

本発明の一実施の形態のコネクタが基板に実装された状態を示す斜視図同コネクタの正面図同コネクタの背面図同コネクタの底面図同コネクタの右側面図同コネクタの左側面図図２におけるＩＩ−ＩＩ線矢視部分断面図図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視部分断面図同コネクタの錘部を示す図同コネクタの基板上における脚部と重心の位置関係を示す底面図同コネクタの基板上における脚部と重心の位置関係を示す側面図

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施の形態のコネクタが基板に実装された状態を示す斜視図であり、図２は、同コネクタの正面図であり、図３は、同コネクタの背面図であり、図４は、コネクタの底面図である。また、図５は、同コネクタの右側面図であり、図６は、同コネクタの左側面図である。なお、本実施の形態において、コネクタの各部の構成及び動作を説明するために使用される先端（前）、後、左、右等の方向を示す表現は、絶対的なものでなく相対的なものであり、コネクタの各部が図に示される姿勢である場合に適切であるが、その姿勢が変化した場合には姿勢の変化に応じて変更して解釈されるべきものである。ここでは、相手コネクタに接続される側の方向を先端（前）側と称し、先端に対して逆側の方向の端部を後端と称し、実装面に対向する面を底面として、他の方向を規定して説明する。

本実施の形態のコネクタ１００は、データ転送用コネクタであり、機器間の高速転送用コネクタとして用いているが、これに限らず、基板の端部に実装されるコネクタであれば、どうようなコネクタに適用してもよい。

図１に示す本実施の形態のコネクタ１００は、基板２０の端部の実装面２１に実装されるコネクタ本体１０２（図４及び図５参照）と、コネクタ本体１０２から延出し、且つ、相手コネクタに嵌合して接続するインターフェース部（接続部）１０４（図４及び図５参照）とを有する。

コネクタ１００は、図３〜図６に示すように、コネクタ本体１０２の底面側を切り欠いて切り欠き部１０３を設けた形状をなしている。この切り欠き部１０３に位置させた基板の端部に、コネクタ本体１０２が装着されている。これにより、コネクタ１００は、基板２０に、インターフェース部１０４を基板２０の端面２２から突出させた状態で、実装された状態となっている。

インターフェース部１０４は、他のケーブル或いは他の基板に接続された相手コネクタのインターフェース部が嵌合することによって、相手コネクタに電気的に接続される。インターフェース部１０４は、基板２０の端面２２から突出して配置されている。

インターフェース部１０４は、図２に示すように、正面側（先端側）に向かって開口する第１開口部１１２ａを有する第１嵌合部１１２と、第２開口部１１４ａを有する第２嵌合部１１４とを有する。つまり、本実施の形態のコネクタ１００は、これら２箇所の２つの種類の異なる第１及び第２嵌合部１１２、１１４のそれぞれで、相手コネクタのインターフェース部において対応する各部と電気的に接続するように構成されている。

第１嵌合部１１２と第２嵌合部１１４とは、コネクタ１００の左右方向（実装面２１と平行で、且つ、端面２２に沿う方向、コネクタ１００の幅方向）で並んで配置されている。これにより、インターフェース部１０４は、幅方向に非対称形状であり、コネクタ１００自体として左右非対称の形状をなしている。

第１嵌合部１１２及び第２嵌合部１１４は、外部ハウジング１１０によって、第１開口部１１２ａと第２開口部１１４ａとが、互いに隣接して開口している。第１開口部１１２ａの内周面には、相手コネクタとの接続方向に延在する内周面に、接続対象である相手コネクタの嵌合形状に対応したキー溝が形成されている。第１嵌合部１１２は、内周面の形状を、接続対象の相手コネクタの嵌合部分の形状に対応した形状に形成されているので、特定の嵌合部分の形状を有する相手コネクタのみと嵌合することができる。

第１嵌合部１１２は、外部ハウジング１１０と、外部ハウジング１１０により被覆された筒状部１２２と、筒状部１２２内に配設され、相手コネクタの端子に接続する第１端子１３０とを備える。

図７は、図２におけるＩＩ−ＩＩ線矢視部分断面図である。
筒状部１２２は、図７に示すように、外部ハウジング１１０により先端側部分が覆われたシェル１２０の先端部に、一体的に接続される。

筒状部１２２は、内部の第１端子１３０とともに、外部ハウジング１１０の第１開口部１１２ａ内で、正面側（先端側）に臨むように配置されている。

筒状部１２２と、筒状部１２２と一体のシェル１２０は、導電性を有する板材、ここでは板金を加工することにより構成されている。

シェル１２０は、底面側で開口する箱状に形成され、第１端子１３０が固定された内部ハウジング１４０を被覆している。シェル１２０は、正面側の壁部に、筒状部１２２を互いの内部空間を連続させて接続されている。なお、シェル１２０は、錘部１８０と、内部ハウジング１４０とともに、コネクタ本体１０２の主要部分を構成している。シェル１２０の下端には、図４に示すように、所定間隔を空けて下方に突出した４つの脚部１２１が形成されている。脚部１２１は、第１開口部１１２ａ（図２参照）に配置された第１端子１３０の後端部１３２を囲むように配置される。脚部１２１は、基板２０に対応して形成されたスルーホール２２４（図１１参照）に挿入され、半田を介して接地するように固定される。

内部ハウジング１４０は、絶縁性を有する材料、ここでは樹脂により構成され、図４、５及び図７に示すように、基板２０に接続される第１端子１３０の後端部（接続端）１３２を底面から下方に突出させている。内部ハウジング１４０の底面から突出する第１端子１３０の後端部１３２は、基板２０に、対応して形成されたスルーホール２２１（図１１参照）に挿入されて半田接合される。

また、このコネクタ１００は、第１端子１３０の他に、第２端子１５０を備え、第２端子１５０は、第２開口部１１４ａ内に配置されている。

図８は、図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視部分断面図である。

図２及び図８に示すように、第２端子１５０は、接点部分となる先端側部分を、第２嵌合部１１４の第２開口部１１４ａ内で、嵌合方向に沿って配置している。第２端子１５０の先端側部分は、第１開口部１１２ａ内の第１端子１３０（先端側部分）と並行に配置されている。

第２端子１５０の後端部１５２は、図４、図６及び図８に示すように、第１端子１３０の後端部１３２と同様に、底面側に突出して配設されている。後端部１５２は、基板２０に、対応して形成されたスルーホール２２２（図１１参照）に挿入されて半田接合される。

なお、第１端子１３０の後端部１３２のスルーホール２２１への挿入と、第２端子１５０の後端部１５２のスルーホール２２２への挿入、及び、脚部１２１のスルーホール２２４への挿入により、コネクタ１００は、基板２０に対して位置決めされている。

図９は、同コネクタ１００の錘部１８０を示す図である。

ここでは、錘部１８０は、シェル１２０と同じように、板金を加工して形成されている。錘部１８０は、板金を折曲して、シェル１２０の後端部分の上面側及び両側面側を覆うように、上面部１８１及び両側面部１８２、１８３で、背面視して逆Ｕ字状に形成されている。そして、錘部１８０は、両側面部１８２、１８３に、シェル１２０の両側面と係合するフック１８４を備える。

錘部１８０は、上面部１８１と両側面部１８２、１８３を、シェル１２０に外嵌することで、シェル１２０に対して、左右方向（コネクタの幅方向）、つまり、相手コネクタとの接続方向に直交し、且つ、基板２０の実装面２１と平行な方向への移動が規制されている。フック１８４をシェル１２０に係合することによって、錘部１８０は、シェル１２０に対して上下方向の移動が規制されている。なお、錘部１８０は、シェル１２０を構成する板金と同じ厚みの板金を用いて形成しても良い。これにより、錘部１８０をアルミダイキャストによってシェル１２０と一体に形成する従来の一般的なコネクタの構成と異なり、板金を折り曲げて加工するだけで、コネクタ１００の重心Ｇを、コネクタ１００の後端側に位置させることができる。すなわち、ダイキャストを製作するために高価な金型を別途製作することなく、安価な板金を加工することによって、ノイズ耐性対策も容易に出来、且つ、プレス部品使用による金型自体の寿命長期化を可能にし、コストの低廉化を図りつつ、コネクタ１００を、重心Ｇを安定させた状態で、基板２０の端部に保持できる。

このように構成されたコネクタ１００は、図４〜図９に示すように、底面（取付面）１０５に、下方に突出した脚部１７０（１７１〜１７４）を備える。なお、図４では、脚部１７０（１７１〜１７４）を便宜上、ハッチングを施して示している。

脚部１７０は、コネクタ１００において、基板２０に実装される際に、実装面２１と対向するコネクタ本体１０２の底面１０５に、それぞれ設けられた、２箇所の先端側脚部１７１、１７２（第１の脚部１７１、第２の脚部１７２）と、２箇所の後端側脚部（第３の脚部）１７３、１７４とを有する。

本実施の形態では、先端側脚部１７１、１７２と、後端側脚部１７３、１７４の４つの脚部を設けている。これら先端側脚部１７１、１７２と、後端側脚部１７３、１７４は、底面１０５と実装面２１との間に隙間を形成する。先端側脚部１７１、１７２は、底面１０５において、後端側脚部１７３、１７４よりも基板２０の端面２２側に設けられている。なお、２箇所の後端側脚部１７３、１７４のうち、いずれか１箇所又は両方が、第３の脚部として用いられることになる。

図１０は、同コネクタの基板上における脚部と重心の位置関係を示す底面図であり、図１１は、同コネクタの基板上における脚部と重心の位置関係を示す側面図である。

先端側脚部１７１、１７２は、コネクタの左右方向、つまり、インターフェース部１０４の接続方向とは直交し、且つ、基板２０の実装面２１に沿った方向に離間して設けられる。先端側脚部１７１、１７２は、端面２２に沿って、端面２２の近傍で互いに離間して配置されている。なお、底面視した際の先端側脚部１７１、１７２の中心は、端面２２に隣接して、且つ互いに離間して位置している。これにより、コネクタ１００自体の重心をより基板２０の端面２２から離間する位置に位置させることができる。

また、後端側脚部１７３、１７４は、先端側脚部１７１、１７２よりも基板２０の内側、つまり、コネクタ１００の後端部側に位置する。

図１０に示すように、これら脚部１７１〜１７４の位置は、底面視して（実装面２１側から見て）、コネクタ１００の重心Ｇが、先端側脚部１７１、１７２と、後端側脚部１７３或いは１７４とを直線で繋ぐ三角形状の領域Ｅ１、Ｅ２内に位置するように形成される。より具体的には、重心Ｇが、各脚部１７１〜１７４を底面視した際の中心（コネクタ１００からの荷重が掛かる中心）を直線で繋いで形成される三角形状の領域（各脚部１７１と１７２と１７３、１７１と１７２と１７４の中心を結ぶ領域）Ｅ１、Ｅ２内に位置するように、各脚部１７１〜１７４は底面１０５に設けられる。

コネクタ１００では、先端側脚部１７１、１７２と後端側脚部１７３の三角形の領域Ｅ１、或いは、先端側脚部１７１、１７２と後端側脚部１７４との間の三角形の領域Ｅ２のいずれか又は両方の中に、コネクタ１００の重心Ｇが位置する。

また、図１１に示すように、コネクタ１００の底面（コネクタ本体１０２の底面１０５）からの先端側脚部１７１、１７２の突出長さＬ１は、後端側脚部１７３、１７４の突出長Ｌ２と同じかそれよりも長い方が好ましい。本実施の形態では、Ｌ１＞Ｌ２としている。これら脚部１７１〜１７４のそれぞれの長さＬ１、Ｌ２は、例えば、所定長さ（基板２０からの高さ）ｎから公差分、先端側では長くし、後端側では短くしたりする等が考えられる。先端側脚部１７１、１７２は、それぞれｎ＋０．０５ｍｍ、後端側脚部１７３、１７４は、それぞれｎ−０．０５ｍｍ等とする。

なお、コネクタ１００のコネクタ本体１０２は、シェル１２０に嵌合する錘部１８０を一体的に備える。

このように構成されたコネクタ１００によれば、ピンインペーストで、基板２０に実装する際に、まず、半田ペーストを基板２０の実装面２１における回路パターンに、マスキングを用いて薄く塗布した状態で、コネクタ１００を対応する箇所に配置する。このとき、コネクタ１００は、基板２０に対して垂直方向で載置することで、対応する箇所に配置する。

基板２０の実装面２１上のコネクタ１００では、コネクタ１００の重心Ｇは、先端側脚部１７１、１７２と、後端側脚部１７３、１７４（いずれか一方でもよい）との間（図１１に示す領域Ｅ１或いはＥ２内）に位置する。これにより、コネクタ１００が、左右非対称の形状のタイプであり、形状が左右対称のタイプ（第１接続部のみ備えるコネクタ中心に重心が位置するタイプ）と異なる場合でも、インターフェース部１０４を、基板２０の端面２２から延出させた状態で、コネクタ１００を実装面２１上において安定して保持できる。

また、コネクタ１００では、先端側脚部１７１、１７２が、後端側脚部１７３、１７４（いずれか一方が存在すれば良い）よりも高い（Ｌ１＞Ｌ２）。この構成により、コネクタ１００自体は、基板２０の実装面２１上に所定の位置に載置された際には、正面側（前方）よりも後方側に、傾斜した状態で装着されることになる。これにより、コネクタ１００の重心Ｇは、基板２０の端面２２よりも基板２０の内側、つまり、基板２０の領域内において基板２０の端面２２から離間する方向に位置する。この結果、基板２０の端部に配置されるコネクタ１００は、より安定した状態が保持され、この状態で、リフローされることになる。これにより、コネクタ１００は、基板２０の端部において、基板２０に対して前後左右にガタつくことなく、いずれの方向にもずれることなく保持され、リフローにより半田を介して正確に安定して実装できる。

すなわち、基板２０上でのコネクタ本体１０２を必要以上に大きくすること無く、コネクタ１００の重心Ｇを、先端側脚部１７１、１７２よりも、基板２０の領域において、コネクタの後端部側に位置させることができる。

また、図１１に示す基板２０の端部に実装されたコネクタ１００において、基板２０の端面２２からコネクタ１００の先端までの長さＬ３が、基板２０の端面２２からコネクタ１００の後端部までの長さＬ４と同等かそれ以上長い構造であっても、コネクタ１００の重心Ｇは、先端側脚部１７１、１７２よりも、コネクタ１００の後端側に位置する。また、実装面２１上において重心Ｇは、領域Ｅ１、Ｅ２に位置する。

よって、コネクタ１００を基板２０の端部に実装しても、前後左右にガタつくこと無く保持して実装でき、コネクタ１００を備える基板２０自体の小型化を図ることができる。

なお、本実施の形態では、脚部１７０では、先端側脚部１７１、１７２は、内部ハウジング１４０の底面で、幅方向で離れる端辺に沿って形成したが、これに限らず、シェル１２０の底面の先端側の端部に設けてもよい。

また、後端側脚部１７３、１７４は、シェル１２０の底面の後端側の端部に設けた構成としたが、シェル１２０の底面の後端側の端部に沿って、内部ハウジング１４０の底面で、幅方向で離れる短辺に沿って形成してもよい。

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られるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて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。

以上、本発明の実施の形態について説明した。なお、以上の説明は本発明の好適な実施の形態の例証であり、本発明の範囲はこれに限定されない。つまり、上記装置の構成や各部分の形状についての説明は一例であり、本発明の範囲においてこれらの例に対する様々な変更や追加が可能であることは明らかである。

本発明に係るコネクタは、小型化が図られる電子部品の基板に実装されるものとして有用である。

２０基板
２１実装面
２２基板の端面
１００コネクタ
１０２コネクタ本体
１０３切り欠き部
１０４インターフェース部（接続部）
１０５底面（取付面）
１１０外部ハウジング
１１２第１嵌合部
１１２ａ第１開口部
１１４第２嵌合部
１１４ａ第２開口部
１２０シェル
１２２筒状部
１３０第１端子
１３２、１５２後端部
１４０内部ハウジング
１５０第２端子
１７０脚部
１７１、１７２先端側脚部
１７３、１７４後端側脚部
１８０錘部
１８１上面部
１８２、１８３側面部
１８４フック
２２１、２２２、２２４スルーホール
Ｅ１、Ｅ２三角形状の領域

Claims

基板の実装面に対向する取付面を有し、前記実装面に実装されるコネクタ本体と、
前記コネクタ本体の先端側から突出して設けられ、且つ、前記実装面の端面から延出し、相手コネクタに接続する接続部と、
を備えるコネクタであって、
前記取付面から突出して設けられ、且つ、前記実装面に当接して、前記取付面と前記実装面との間に隙間を形成する第１、第２及び第３の脚部を備え、
前記第１の脚部及び第２の脚部は、前記取付面において、前記第３の脚部よりも前記基板の端面側に設けられ、
前記コネクタ本体は、導電性を有し、且つ、前記取付面側で開口し、前記コネクタ本体の外周部を構成するシェルと、導電性を有し、前記シェルの後端部分の上面側及び両側面側を覆うように、前記シェルの後端部に嵌合して設けられ、且つ、コネクタ自体の重心の位置を調整可能な錘部と、を有し、
前記第１、第２及び第３の脚部は、前記実装面側から見て、各脚部の中心を結ぶ領域内に、前記コネクタ自体の重心が位置するように、前記取付面に設けられている、
コネクタ。
前記第１及び第２の脚部の突出長は、前記第３の脚部よりも長い、請求項１記載のコネクタ。
前記接続部の幅方向の形状が非対称である、
請求項１記載のコネクタ。
前記錘部は、板金により形成されている、
請求項１記載のコネクタ。
前記基板の端面から前記接続部における突出方向の端部である先端部までの長さは、前記基板の端面から前記コネクタ本体の後端部までの長さと同等以上の長さである、
請求項１記載のコネクタ。