JP7182065B2 - 端子金具およびコネクタ - Google Patents

Description

本発明は、端子金具およびコネクタに関する。

特許文献１に記載されたコネクタは、縦壁を有するハウジングと、縦壁の第１孔に圧入される第１端子と、縦壁の第２孔に圧入される第２端子とを備えている。第１端子および第２端子は、相手ハウジングとの嵌合側に突出する第１接触部および第２接触部（以下、端子接続部という）と、実装先部材（以下、回路基板という）側に突出する第１脚部および第２脚部（以下、基板接続部という）とを有している。第１端子は、縦壁の第１孔を構成する壁面のうち幅方向両側の壁面に圧力をもって接触する。

特開２０１５－２１０８９９号公報

コネクタがリフロー炉などの加熱装置を用いて加熱処理されると、ハウジングおよび回路基板が熱負荷で反るように変形することがある。ハウジングと回路基板との間には熱膨張率に差がある。特許文献１の場合、第１端子は縦壁に対して高さ方向に変位可能な状態になっている。このため、ハウジングおよび回路基板が変形し、第１端子の基板接続部が回路基板の変形に応じて所定位置より下降または上昇すると、第１端子の端子接続部の先端が所定位置より上向きまたは下向きに変位する可能性がある。仮に、端子接続部の先端が上向きまたは下向きに変位すると、コネクタ嵌合時に、相手ハウジングに設けられた相手端子金具が端子接続部と正対せず、両端子金具が斜め方向から接続され、端子接続部側と基板接続部側の双方に負荷がかかるという事情がある。その結果、端子金具全体として接続信頼性を確保することができない懸念がある。こうした懸念は、端子金具がハウジングに対し正規姿勢から傾いた姿勢をとって配置される場合に生じる。

そこで、接続信頼性を確保することが可能な端子金具およびコネクタを提供することを目的とする。

本開示の端子金具は、相手端子金具に接続される端子接続部と、回路基板に接続される基板接続部とを備え、前記端子接続部は、第１部材に設けられ、前記基板接続部は、前記第１部材とは別の第２部材に設けられ、前記第１部材と前記第２部材とは、前記端子接続部と前記基板接続部との相対位置を変位可能となるように連結される。

本開示によれば、接続信頼性を確保することが可能な端子金具を提供することが可能となる。

図１は、実施形態のコネクタにおいて、端子金具が設置され、回路基板に実装されたハウジングの側断面図である。 図２は、実施形態のコネクタにおいて、奥壁の挿入孔の一側面に設けられた一側支持部を示す一部破断した拡大斜視図である。 図３は、実施形態のコネクタにおいて、奥壁の挿入孔の他側面に設けられた他側支持部を示す一部破断した拡大斜視図である。 図４は、実施形態の端子金具において、一側支持部に支持された状態を示す斜視図である。 図５は、実施形態の端子金具を分解斜視図である。 図６は、実施形態の端子金具における第１部材と第２部材との連結部分を示す拡大斜視図である。

［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。
本開示の端子金具は、
（１）相手端子金具に接続される端子接続部と、回路基板に接続される基板接続部とを備え、前記端子接続部は、第１部材に設けられ、前記基板接続部は、前記第１部材とは別の第２部材に設けられ、前記第１部材と前記第２部材とは、前記端子接続部と前記基板接続部との相対位置を変位可能となるように連結される。仮に、回路基板に対する基板接続部の接続位置が所定位置より下降または上昇しても、基板接続部と端子接続部との相対位置が変位可能となっているから、端子接続部の先端が上向きまたは下向きに変位する変位量を小さくまたは無くすことができる。したがって、端子接続部が相手端子金具に所定姿勢で無理なく接続され、基板接続部に作用する負荷も軽減される。その結果、端子金具全体として接続信頼性を確保することができる。

（２）前記第１部材と前記第２部材とは回動可能に連結されているのが好ましい。この構成によれば、基板接続部と端子接続部との相対位置を変位可能とする機構が特に複雑になることもない。

（３）前記第１部材と前記第２部材のうち、一方には、軸受部を有する弾性部が設けられ、他方には、前記軸受部に嵌まる軸部が設けられると良い。弾性部の撓み動作を伴うことにより、軸部が軸受部に深い掛かり代で嵌まることができ、第１部材と第２部材との連結状態を良好に維持することができる。

（４）前記一方は前記第２部材であって、前記弾性部は、前記第２部材に設けられ、前記第２部材側に端子金具の重心が位置していると良い。端子金具の重心が第２部材側に位置するため、基板接続部が回路基板に接続される状態を良好に維持することができる。また、弾性部の重量によって端子金具の重心を第２部材側に位置させることができ、第２部材側に重心を位置させるための特別な構造を設ける必要がない。

（５）前記基板接続部と前記端子接続部との相対位置は、前記弾性部が撓み変形する方向と直交する方向に変位可能となっていると良い。この構成によれば、基板接続部と端子接続部との間の変位動作と弾性部の撓み動作とが互いに干渉し合うのを防止することができ、端子金具の接続信頼性を良好に確保することができる。

（６）上記に記載された端子金具と、前記端子金具を設置するハウジングとを備え、前記ハウジングは、前記第１部材および前記第２部材を回動可能に支持する支持部を有しているコネクタであるのが良い。この構成によれば、端子金具はハウジングに支持された状態で回動可能となる。また、支持部によって第１部材および第２部材の連結状態をより良好に維持することができる。

［本開示の実施形態の詳細］
本開示の端子金具およびコネクタの具体例を、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。

図１に示すように、端子金具１０は、コネクタのハウジング６０に設置される。ハウジング６０は相手ハウジング９０に嵌合される。端子金具１０は、相手ハウジング９０に設置された相手端子金具８０に電気的に接続される。相手端子金具８０は、筒状の箱部８１を有する雌型端子金具であって、電線１００の端部に接続される。

＜ハウジング６０＞
ハウジング６０は合成樹脂製であって、図１に示すように、回路基板７０の上面（表面）に設置される。ハウジング６０は、上下方向に沿って配置される奥壁６１と、奥壁６１の外周縁から前方に突出する角筒状の周壁６２とを有している。ハウジング６０は、内部に、前方に開放された嵌合空間部６３を有している。相手ハウジング９０は、嵌合空間部６３に適合して挿入される。

奥壁６１は、前後方向に貫通する複数の挿入孔６４（図１は１つのみ図示）を有している。端子金具１０は、挿入孔６４に後方から挿入される。ハウジング６０は、図２に示すように、奥壁６１の挿入孔６４の内面における幅方向の一側面に、円柱状に突出する一側支持部６５を有している。また、ハウジング６０は、図３に示すように、奥壁６１の挿入孔６４の内面における幅方向の他側面に、前後方向に溝状に延びる他側支持部６６を有している。他側支持部６６の前端は、奥壁６１の前面に開口している。他側支持部６６の後端部は、凹曲面状の支持面６７を有している。

他側支持部６６の支持面６７および一側支持部６５は、前後方向および上下方向に関して互いに重なるように、幅方向の同軸位置に配置されている。具体的には、他側支持部６６の支持面６７および一側支持部６５は、挿入孔６４の前側でかつ上下中間部に配置されている。

＜端子金具１０＞
端子金具１０は、導電性の金属板を打ち抜いた後、曲げ加工などして一体に成形されている。端子金具１０は、図５に示すように、第１部材１１と第１部材１１とは別の第２部材１２とからなる。

第１部材１１は、図５および図６に示すように、前後方向に延びる平板状の端子接続部１３と、端子接続部１３の後方に段差なく連なる平板状の基端部１４とを有している。端子接続部１３および基端部１４は、板面を上下に向けて配置される。基端部１４は、幅方向の一側に張り出す部分を有し、端子接続部１３より幅広に形成されている。端子接続部１３は、相手端子金具８０の箱部８１内に挿入され、上下の板面が箱部８１内の接点部分に接触する。これにより、両端子金具１０、８０が電気的に接続される。

第１部材１１は、基端部１４の幅方向の一側端から起立する一側起立部１５と、基端部１４の幅方向の他側端から起立する他側起立部１６とを有している。一側起立部１５および他側起立部１６は、幅方向で対向し、板面を基端部１４と直交する幅方向に向けて配置される。

一側起立部１５は、側面視環状の本体部分を有し、中心部に、幅方向（板厚方向）に貫通する円形の孔部１７を有している。一側起立部１５は、内面（他側起立部１６と対向する面）における孔部１７の開口縁部に、全周にわたって突出する側面視環状の軸部１８を有している。他側起立部１６は、側面視矩形の板状をなし、孔部１７と幅方向の同軸位置に、第１膨出部１９を有している。第１膨出部１９は、他側起立部１６の内面を叩いて他側起立部１６の外面に半球状に膨出する形態になっている。

第２部材１２は、図５に示すように、前後方向に延びる平板状の基部２１と、基部２１の後端から屈曲して下向きに延びる延出部２２と、延出部２２の下端から下向きに後傾する中継部２３と、中継部２３の下端から後方へ延びる基板接続部２４とを有している。基部２１および基板接続部２４は、板面を上下に向けて配置される。延出部２２は、板面を前後に向けて配置される。図１に示すように、基板接続部２４は、回路基板７０の表面に沿って配置され、回路基板７０の表面に形成された導電部分にリフロー半田付けして接続される。

また、第２部材１２は、図４および図５に示すように、基部２１の幅方向の一側端から起立する固定端部２５と、基部２１の幅方向の他側端から起立して固定端部２５と対向する対向部２６とを有している。固定端部２５および対向部２６は、板面を基部２１と直交する幅方向に向けて配置される。図６に示すように、固定端部２５は、前後方向に長い矩形板状をなし、基部２１の前端と同じ位置に前端を有し、基部２１の前後中央より後側の位置に後端を有している。対向部２６は、前後方向に長い矩形板状をなし、固定端部２５より高背に形成されている。対向部２６は、基部２１の前端より前方に前端を有し、固定端部２５の後端より後方でかつ基部２１の後側に後端を有している。

図５に示すように、対向部２６は、基部２１の前端よりも前方に突出する部分の前側に、第２膨出部２７を有している。第２膨出部２７は、対向部２６の内面を叩いて対向部２６の外面に半球状に膨出する形態になっている。第２膨出部２７は、第１膨出部１９に内側から嵌まり、第１膨出部１９の曲面状の内面を摺動可能とされている。

第２部材１２は、固定端部２５の後側における上方突出部分から前方に突出する弾性部２８を有している。弾性部２８は、後端部から前方へ行くにしたがって対向部２６から離れる方向に傾斜する形態になっている。弾性部２８は、固定端部２５側の付け根部分を支点として幅方向に撓み変形可能とされている。弾性部２８の前端部は、側面視環状をなし、中心部に、幅方向（板厚方向）に貫通する円形孔状の軸受部２９を有している。軸受部２９は、第２膨出部２７と幅方向の同軸位置に配置されている。軸受部２９は、孔部１７より大きい開口径を有している。一側起立部１５の軸部１８は、弾性部２８の軸受部２９に外側から嵌め入れられ、軸受部２９の内周面に周方向に摺動可能とされている。
第２部材１２は、弾性部２８、対向部２６、基部２１、延出部２２および基板接続部２４を有することから、第１部材１１より重くなる。このため、端子金具１０は、第２部材１２側に重心が位置することになる。

＜端子金具１０の連結構造およびコネクタの全体構造＞
端子金具１０は、第２膨出部２７が第１膨出部１９に内側から嵌まり、一側起立部１５の軸部１８が軸受部２９に外側から嵌まることにより、図４に示すように、第１部材１１の後端部（一側起立部１５と他側起立部１６）および第２部材１２の前端部（弾性部２８と対向部２６）が幅方向（板厚方向）に重なり、その重なる部分に、軸部１８、軸受部２９、第１膨出部１９および第２膨出部２７が幅方向の同軸上に並ぶ連結部３１を形成して連結される。弾性部２８は、連結過程で軸部１８に乗り上げられて対向部２６に近づく向きに撓み変形し、軸部１８が軸受部２９に嵌まる位置に至ることで弾性的に復帰する。一方、対向部２６は、撓み変形せず、弾性部２８の撓み動作を利用して第２膨出部２７が第１膨出部１９の内側に嵌まり込む。

第１部材１１および第２部材１２は、連結部３１を中心として回動可能に連結される。第１部材１１および第２部材１２は、連結された状態で、図４に示すように、基端部１４の後端と基部２１の前端との間に、前後方向の離間空間部４１を形成する。そして、第１部材１１および第２部材１２は、軸部１８と軸受部２９との間の摩擦力および第１膨出部１９と第２膨出部２７との間の摩擦力によって、端子接続部１３が前後方向に水平に配置され、延出部２２が上下方向に垂直に配置される初期姿勢を維持する（図１および図４を参照）。

第１部材１１および第２部材１２が初期姿勢から回動すると、端子接続部１３と基板接続部２４との相対位置が上下方向（図４の矢印Ｘ方向）に変位する。ここで、第１部材１１および第２部材１２は、端子接続部１３の先端を上向きまたは下向きに変位させた傾斜姿勢をとり得る。

次に、端子金具１０は、ハウジング６０の挿入孔６４に後方から挿入される。第１部材１１の端子接続部１３は、嵌合空間部６３内に突出して配置される。延出部２２、中継部２３および基板接続部２４は、奥壁６１の後方に露出して配置される。奥壁６１の挿入孔６４内においては、一側支持部６５が一側起立部１５の孔部１７内に弾性的に嵌まり込むとともに、他側起立部１６の第１膨出部１９が他側支持部６６の支持面６７内に弾性的に嵌まり込む。ハウジング６０は、一側支持部６５と一側起立部１５とが嵌まり合う位置および他側支持部６６と他側起立部１６とが嵌まり合う位置に、図１に示すように、端子金具１０の回動中心部６８を構成する。弾性部２８、対向部２６、基端部１４および基部２１の前部は、挿入孔６４内に遊びをもって挿入され、奥壁６１の挿入孔６４の内面との間に隙間を形成する。これにより、端子金具１０は、ハウジング６０に設置された状態で、回動中心部６８を中心として、回動可能な状態になる。

コネクタが図示しないリフロー炉内に搬入され、回路基板７０の表面に塗布された半田が加熱されて溶融されると、基板接続部２４に半田が付着する。その後、半田が冷却して固化されることにより、基板接続部２４は、回路基板７０の導電部分に電気的に接続される。

ハウジング６０および回路基板７０は、リフロー炉内の熱によって反るように変形することがある。上述のとおり、端子金具１０は、第２部材１２側に重心を有し、初期姿勢から回動中心部６８を中心として回動可能となっている。このため、仮に、回路基板７０が変形しても、基板接続部２４が回路基板７０に追従する方向に端子金具１０が回動し、基板接続部２４が回路基板７０の表面に接する状態を維持することができる。その結果、回路基板７０に対する基板接続部２４の接続信頼性を確保することができる。

回路基板７０が変形し、端子金具１０が回動して傾斜姿勢をとると、端子接続部１３の先端は上向きまたは下向きに変位することになる。そうすると、ハウジング６０が相手ハウジング９０と嵌合されたときに、端子接続部１３が相手端子金具８０に対して適切な姿勢で接続されない懸念がある。しかるに本実施形態の場合、第１部材１１および第２部材１２が回動中心部６８を中心として回動可能とされ、第１部材１１の端子接続部１３と第２部材１２の基板接続部２４とは互いに相対変位可能な状態になっている。

このため、端子金具１０が傾斜姿勢をとると、第１部材１１は、相手端子金具８０との接続過程で相手端子金具８０に押圧され、ハウジング６０に対し連結部３１を中心として回動する。そして、端子接続部１３は、第１部材１１の回動に応じて変位して水平姿勢となり、相手端子金具８０との間に適切な接続状態を実現する。一方、第２部材１２は、第１部材１１の回動動作に追従することはない。同様に、基板接続部２４も、端子接続部１３の変位動作に追従することはない。このため、基板接続部２４が回路基板７０の導電部分に接続する状態を良好に維持することができる。したがって、本実施形態によれば、端子金具１０全体として接続信頼性を確保することができる。

そして、本実施形態の場合、第１部材１１と前記第２部材１２とが回動可能に連結されることで、基板接続部２４と端子接続部１３との相対位置が変位可能となっているため、特に複雑な構造になることもない。
また、弾性部２８の撓み動作を伴うことにより、軸部１８が軸受部２９に深い掛かり代で嵌まることができ、第１部材１１と第２部材１２との連結状態を良好に維持することができる。

さらに、端子金具１０の重心が第２部材１２側に位置するため、基板接続部２４が回路基板７０に接続される状態を良好に維持することができる。この場合に、弾性部２８の重量によって端子金具１０の重心を第２部材１２側に位置させることができるため、第２部材１２側に重心を位置させるための特別な構造を設ける必要がない。

さらに、基板接続部２４と端子接続部１３との相対位置は弾性部２８が撓み変形する方向（幅方向）と直交する方向（上下方向）に変位可能となっているため、基板接続部２４と端子接続部１３との間の変位動作と弾性部２８の撓み動作とが互いに干渉し合うのを防止することができる。その結果、端子金具１０の接続信頼性をより良好に確保することができる。

さらにまた、第１部材１１および第２部材１２が連結部３１を介して連結され、連結部３１がハウジング６０の回動中心部６８にもなることから、第１部材１１および第２部材１２の連結状態およびハウジング６０に対する第１部材１１および第２部材１２の支持状態を簡単な構成で確実に実現することができる。

［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。
上記実施形態の場合、端子金具１０は第１部材１１と第２部材１２とからなるものであったが、他の実施形態としては、端子金具は、第１部材と第２部材とに加えて別の部材を備えていてもよい。この場合に、第１部材と第２部材は、別の部材を介して間接的に連結されるものであってもよい。要は、第１部材と第２部材は、電気的に接続される構成であればよい。
上記実施形態の場合、第１部材１１および第２部材１２は、連結部３１を介して連結されていたが、他の実施形態としては、第１部材および第２部材は、連結部を介さず、ハウジングの支持部（回動中心部）に回動可能に連結されて支持されるものであってもよい。
上記実施形態の場合、第１部材１１と第２部材１２とを連結する連結部３１が端子接続部１３の後方に設けられていたが、他の実施形態としては、連結部は、端子接続部と基板接続部との間に設けられていれば良く、例えば、基板接続部の上方（延出部、中継部など）に設けられていても良い。

１０…端子金具
１１…第１部材
１２…第２部材
１３…端子接続部
１４…基端部
１５…一側起立部
１６…他側起立部
１７…孔部
１８…軸部
１９…第１膨出部
２１…基部
２２…延出部
２３…中継部
２４…基板接続部
２５…固定端部
２６…対向部
２７…第２膨出部
２８…弾性部
２９…軸受部
３１…連結部
４１…離間空間部
６０…ハウジング
６１…奥壁
６２…周壁
６３…嵌合空間部
６４…挿入孔
６５…一側支持部
６６…他側支持部
６７…支持面
６８…回動中心部
７０…回路基板
８０…相手端子金具
８１…箱部
９０…相手ハウジング
１００…電線

Claims (3)

1. 相手端子金具に接続される端子接続部と、回路基板に接続される基板接続部とを備え、
   前記端子接続部は、第１部材に設けられ、
   前記基板接続部は、前記第１部材とは別の第２部材に設けられ、
   前記第１部材と前記第２部材とは、前記端子接続部と前記基板接続部との相対位置を変位可能となるように連結され、
   前記第１部材と前記第２部材とは回動可能に連結され、
   前記第１部材と前記第２部材のうち、一方には、軸受部を有する弾性部が設けられ、他方には、前記軸受部に嵌まる軸部が設けられ、
   前記一方は前記第２部材であって、前記弾性部は、前記第２部材に設けられ、前記第２部材側に端子金具の重心が位置している端子金具。
2. 相手端子金具に接続される端子接続部と、回路基板に接続される基板接続部とを備え、
   前記端子接続部は、第１部材に設けられ、
   前記基板接続部は、前記第１部材とは別の第２部材に設けられ、
   前記第１部材と前記第２部材とは、前記端子接続部と前記基板接続部との相対位置を変位可能となるように連結され、
   前記第１部材と前記第２部材とは回動可能に連結され、
   前記第１部材と前記第２部材のうち、一方には、軸受部を有する弾性部が設けられ、他方には、前記軸受部に嵌まる軸部が設けられ、
   前記基板接続部と前記端子接続部との相対位置は、前記弾性部が撓み変形する方向と直交する方向に変形可能となっている端子金具。
3. 請求項１又は請求項２に記載された端子金具と、前記端子金具を設置するハウジングとを備え、
   前記ハウジングは、前記第１部材および前記第２部材を回動可能に支持する支持部を有しているコネクタ。

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