(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-02-27
(45)【発行日】2024-03-06
(54)【発明の名称】コネクタ
(51)【国際特許分類】
H01R 12/71 20110101AFI20240228BHJP
【FI】
H01R12/71
(21)【出願番号】P 2020155055
(22)【出願日】2020-09-16
【審査請求日】2023-02-28
(73)【特許権者】
【識別番号】000183406
【氏名又は名称】住友電装株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000497
【氏名又は名称】弁理士法人グランダム特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】狩田 将大
(72)【発明者】
【氏名】土屋 隆
【審査官】高橋 学
(56)【参考文献】
【文献】特開2007-122923(JP,A)
【文献】特開2012-226856(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
H01R 12/70-12/75
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板の表面に実装されるコネクタであって、
ハウジングと、
前記ハウジングに対して上下2段以上に配置された複数の端子と、
前記基板に固定される板状の固定部材と、を備え、
複数の前記端子は、前記ハウジングの後方で下方に延び、下端部に基板接続部を有しており、
複数の前記端子に設けられる前記基板接続部は、前記基板の表面に接続される前の状態において、前記ハウジングに対して上段側に配置された前記端子に設けられるものほど下方に位置するように設定され
、
前記固定部材は、前記ハウジングの幅方向両側に対をなして装着され、前端下側の角部に前端角部を有し、後端下側の角部に後端角部を有しており、
コネクタを、前記基板に実装する前、平面上に置いたときに、前記対をなす前記固定部材の前記前端角部と、前記ハウジングに対して最上段に配置された前記端子に設けられる前記基板接続部と、が前記平面に接した状態で前記コネクタが前記平面に支持され、
前記対をなす前記固定部材において、前記前端角部は、前記後端角部よりも前記ハウジングの底面から下方に離れて位置し、
前記ハウジングには前記固定部材の装着溝が設けられ、前記ハウジングの底面には、前記装着溝の前後にそれぞれ前側突起および後側突起が設けられ、
前記前側突起は、前記後側突起よりも前記ハウジングの底面から大きく突出しているコネクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、コネクタに関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献1に開示されたコネクタは、基板の表面に実装される。コネクタは、ハウジングと、ハウジングに保持される複数の端子(雄側端子)と、を備える。各端子は、ハウジングに対して上下2段に配置されている。各端子は、ハウジングの後方で下方に延びるリード部と、リード部の下端部において基板に接続されるはんだ付け部と、を有している。各端子のはんだ付け部は、ハウジングよりも下方において、それぞれ同じ高さに並んで配置される。このような表面実装型のコネクタは、特許文献2にも開示されている。なお、特許文献2の
図3に示す場合、各端子のはんだ付け部に相当する部分は、ハウジングに対して上下方向に一段に配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開平9-129288号公報
【文献】特開2011-113801号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上述したコネクタの場合、各端子のはんだ付け部のうち、他よりも高い位置に配置されたはんだ付け部と、基板の表面と、の間の距離、いわゆるコプラナリティを適切に管理し、はんだ未濡れの発生を抑制することが求められる。
【0005】
しかし、リフローの熱によりハウジングが変形すると、コプラナリティが悪化するという事情がある。特に、特許文献1の場合、ハウジングに上段2段の端子が配置されるため、ハウジングに反りが生じたときに、上段の端子のはんだ付け部が下段の端子のはんだ付け部よりも上方へ大きく変位することがある。このため、コプラナリティを管理するのがより難しくなる。これに対し、はんだ厚を大きくし、はんだ未濡れを解消しようとしても、はんだ供給量が増えることで、リフロー時にはんだペーストが導電部間にはみだし、ブリッジが発生するおそれもある。
【0006】
そこで、本開示は、ハウジングに対して端子が上下2段以上に配置された場合にコプラナリティのばらつきを抑制することが可能なコネクタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本開示のコネクタは、基板の表面に実装されるコネクタであって、ハウジングと、前記ハウジングに対して上下2段以上に配置された複数の端子と、を備え、複数の前記端子は、前記ハウジングの後方で下方に延び、下端部に基板接続部を有しており、複数の前記端子に設けられる前記基板接続部は、前記基板の表面に接続される前の状態において、前記ハウジングに対して上段側に配置された前記端子に設けられるものほど下方に位置するように設定されているコネクタである。
【発明の効果】
【0008】
本開示によれば、ハウジングに対して端子が上下2段以上に配置された場合にコプラナリティのばらつきを抑制することが可能なコネクタを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【
図1】
図1は、本開示の実施形態において、コネクタの斜視図である。
【
図5】
図5は、基板に実装されたコネクタの
図4対応図である。
【
図7】
図7は、固定部材のハウジングへの装着を説明するための図である。
【
図8】
図8は、コプラナリティの測定を説明するための図である。
【
図9】
図9は、コプラナリティの測定を
図8とは異なる方法で行った比較例の場合を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
[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。
本開示のコネクタは、
(1)基板の表面に実装されるコネクタであって、ハウジングと、前記ハウジングに対して上下2段以上に配置された複数の端子と、を備え、複数の前記端子は、前記ハウジングの後方で下方に延び、下端部に基板接続部を有しており、複数の前記端子に設けられる前記基板接続部は、前記基板の表面に接続される前の状態において、前記ハウジングに対して上段側に配置された前記端子に設けられるものほど下方に位置するように設定されている。
【0011】
上述した構成によれば、仮に、ハウジングがリフローの熱で変形すると、上段側の端子の基板接続部が上方へ変位することにより、リフローの後、上段側と下段側の各端子の基板接続部が同じ高さに揃うことができる。このため、ハウジングに対して端子が上下2段以上に配置される場合においてもコプラナリティのばらつきを抑制することができる。
【0012】
(2)前記基板に固定される板状の固定部材を備え、前記固定部材は、前記ハウジングの幅方向両側に対をなして装着され、前端下側の角部に前端角部を有し、後端下側の角部に後端角部を有しており、コネクタを、前記基板に実装する前、平面上に置いたときに、前記対をなす前記固定部材の前記前端角部と、前記ハウジングに対して最上段に配置された前記端子に設けられる前記基板接続部と、が前記平面に接した状態で前記コネクタが前記平面に支持されることが好ましい。
【0013】
本開示においては、リフローの後、各端子の基板接続部の高さが揃うように、コプラナリティを適切に管理することが求められる。その点、上述した構成によれば、コネクタを平面上に置いたときに、対をなす固定部材の前端角部と最上段の端子の基板接続部とが平面に接した状態を実現することができる。このため、固定部材の前端角部と同じ高さの平面を基準とし、この平面から最も高い位置に配置された基板接続部までの距離をコプラナリティとして適切に管理することができる。
【0014】
(3)前記対をなす前記固定部材において、前記前端角部は、前記後端角部よりも前記ハウジングの底面から下方に離れて位置していると良い。
【0015】
上述した構成によれば、コネクタを平面上に置いたときに、前端角部が平面に接する状態を信頼性良く実現することができる。このため、固定部材の前端角部が平面に接する位置を基準とする上述したコプラナリティの測定を正しく行うことができる。
【0016】
(4)前記ハウジングには前記固定部材の装着溝が設けられ、前記ハウジングの底面には、前記装着溝の前後にそれぞれ前側突起および後側突起が設けられ、前記前側突起は、前記後側突起よりも前記ハウジングの底面から大きく突出していると良い。
【0017】
上述した構成によれば、ハウジングを水平な支持面などに載置した状態で、ハウジングの装着溝に上方から固定部材を圧入すると、前側突起と後側突起との間の高低差に起因し、固定部材を前下がりの姿勢で装着することができる。このため、固定部材の前端角部が後端角部よりもハウジングの底面から下方に離れる形態を簡単に形成することができる。
【0018】
[本開示の実施形態の詳細]
本開示の実施形態の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれら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。
【0019】
本実施形態は、基板100(プリント回路基板)の表面に実装される表面実装型のコネクタ10を例示する。
図1および
図2に示すように、コネクタ10は、ハウジング11と、ハウジング11に装着される複数の端子40A、40Bと、ハウジング11に装着される固定部材60と、を備える。ハウジング11は、図示しない相手コネクタに嵌合可能となっている。なお、以下の説明において、前後方向は、コネクタ10が相手コネクタとの嵌合開始時に相手コネクタと向き合う面側を前側とする。図面においては、
図7~
図9の右側が前側となる。上下方向は、基板100の表面側を上側とする。図面においては、
図6を除く各図の上側が上側となる。幅方向は、左右方向と同義であり、
図3~
図6の各図の左右方向が基準となる。
【0020】
<ハウジング>
ハウジング11は合成樹脂製であって、左右に長い角筒状のフード部12を有している。相手コネクタはフード部12内に嵌合される。
図1~
図3に示すように、フード部12は、左右両端に、側壁13を有している。
図2に示すように、各側壁13には、装着溝14が設けられている。各側壁13の装着溝14には、上方から固定部材60が圧入して装着される。
【0021】
装着溝14は、側壁13の外面において、前側に配置される前側壁15と、後側に配置される後側壁16と、の間に設けられている。
図2および
図7に示すように、装着溝14は、側壁13の外面に垂直に配置される溝奥部17と、前側壁15と後側壁16の相対向する縁部に開口する溝側部18と、により区画されている。
【0022】
図6に示すように、フード部12は、全体として平坦な底面19(ハウジング11の底面19でもある)を有している。フード部12の底面19には、各装着溝14の前後端部と近接する前後それぞれの位置に、前側突起21および後側突起22が下方に突出して設けられている。前側突起21および後側突起22は、扁平な矩形柱状をなし、下端面が平坦に形成されている。
図7に示すように、前側突起21がフード部12の底面19から突出する寸法は、後側突起22がフード部12の底面19から突出する寸法よりも大きい。前側突起21の下端面は、ハウジング11の最下端に位置している。
【0023】
図1~
図3に示すように、フード部12は、後部における各側壁13間に、左右方向に長い背壁23を有している。背壁23には、複数の圧入孔24が前後に貫通して設けられている。各圧入孔24は、背壁23において、上下2段でかつ幅方向に複数並んで設けられている。上下で隣接する圧入孔24同士は、幅方向に半ピッチずつずれて配置されている。フード部12の圧入孔24には、後方から端子40A、40Bが圧入して装着される。端子40A、40Bは、詳細は後述するが、背壁23から後方に引き出されるリード部41を有している。
【0024】
フード部12は、背壁23の下端部から後方に張り出す板状の張出部25を有している。張出部25は、左右に長く延び、両端が各側壁13に一体に連結されている。また、各側壁13には、各端子40A、40Bのリード部41を保護する保護壁27が後方に突出して設けられている。
【0025】
<端子>
端子40A、40Bは導電金属製であって、
図2に示すように、前端から後端にかけて長く延びる形状になっている。本実施形態の場合、端子は、長さを異にする複数種類の端子、具体的には、長短2種類の端子40A、40Bで構成される。
【0026】
図2に示すように、端子40A、40Bは、前端から後方に延びる相手接続部42と、相手接続部42から屈曲して下方に延びるリード部41と、を有している。さらに、リード部41は、その下端から屈曲して後方に延び、後端に至る基板接続部43を有している。基板接続部43は、基板100の表面に形成された図示しない導電部にはんだ付けして接続される。
【0027】
相手接続部42は、リード部41寄りの位置に、左右に張り出す一対の係止部44を有している。相手接続部42の係止部44は、背壁23の圧入孔24内に係止される。相手接続部42における係止部44よりも前側の部分は、フード部12内に突出し、相手コネクタに装着された図示しない相手端子に接続される。本実施形態の場合、各端子40A、40Bは、相手接続部42とリード部41とが予め曲げ加工された後、相手接続部42が背壁23の各圧入孔24に後方から圧入され、背壁23に装着される。
【0028】
図3~
図5に示すように、長短2種類の端子40A、40Bのうち、長寸の端子は、背壁23の上段側に配置された圧入孔24内に係止部44を係止させる上段端子40Aとして構成される。短寸の端子は、背壁23の下段側に配置された圧入孔24内に係止部44を係止させる下段端子40Bとして構成される。
【0029】
各上段端子40Aおよび各下段端子40Bが背壁23に装着された状態で、
図6に示すように、各上段端子40Aの基板接続部43の後端および各下段端子40Bの基板接続部43の後端は、いずれも前後方向において同じ位置に揃って配置されている。このため、基板100の表面に形成された各導電部も左右一列に並んで配置されることになり、基板100の前後方向の大型化を回避できるようになっている。
【0030】
また、各上段端子40Aおよび各下段端子40Bがハウジング11に装着された状態で、
図4に示すように、各上段端子40Aの基板接続部43の下端(本実施形態の場合は後端)は、各下段端子40Bの基板接続部43の下端(同じく本実施形態の場合は後端)よりも下方に配置される。各上段端子40Aおよび各下段端子40Bが背壁23に対して幅方向に半ピッチずつずれて装着されることから、各上段端子40Aの基板接続部43の下端と各下段端子40Bの基板接続部43の下端との間の高低差は、背面視において、幅方向に交互に出現することになる。なお、
図8および
図9に示すように、基板接続部43は、下端に限らず、全体として上段端子40Aのほうが下段端子40Bよりも下方に位置するようになっている。
【0031】
各上段端子40Aの基板接続部43と各下段端子40Bの基板接続部43との間の高低差は、後述するようにハウジング11がリフローの熱で変形し、ハウジング11に反りが生じた場合におけるハウジング11の変形量に対応して設定されている。
【0032】
<固定部材>
固定部材60は金属製の板材であって、
図2に示すように、ハウジング11に装着されるハウジング装着部61と、基板100にはんだ付けして固定される基板固定部62と、を有している。ハウジング装着部61は、板面を左右に向けた状態で側壁13の装着溝14に上方から挿入され、装着溝14の溝奥部17に沿って配置される。ハウジング装着部61は左右両側に張り出す係止突起63を有している。各係止突起63は、側壁13の装着溝14の溝側部18内に係止される。
【0033】
基板固定部62は、ハウジング装着部61の下端から屈曲して側方(左側の側壁13の装着溝14にハウジング装着部61が装着される場合は左側方、右側の側壁13の装着溝14にハウジング装着部61が装着される場合は右側方)に突出している。ハウジング装着部61がハウジング11の装着溝14に装着された状態において、
図3、
図8および
図9に示すように、基板固定部62の下面67は、ハウジング11の底面19よりも下方に位置している。
【0034】
図6~
図9に示すように、基板固定部62は、前後中央部に形成されたスリット部64によって前後に分割されている。スリット部64は、基板固定部62からハウジング装着部61の下部にまたがって形成されている。
【0035】
基板固定部62は、
図8および
図9に示すように、側面視において、スリット部64を介して前後方向に長く延びる矩形状をなし、前端下側の角部に直角に角張った形状の前端角部65を有し、後端下側の角部に同じく直角に角張った形状の後端角部66を有している。基板固定部62の下面67は、前端角部65と後端角部66との間において、前後方向に連なるように配置されている。基板固定部62の下面67は、はんだが付着する面であって、基板100の表面に対向して配置される。基板固定部62の下面67が水平に配置された状態においては、前端角部65および後端角部66が上下方向において同じ高さに配置されるようになっている。
【0036】
<コプラナリティの測定>
コプラナリティは、
図8に示すように、コネクタ10を台座の平面80に置いた状態で、平面80の高さを基準とし、各上段端子40Aの基板接続部43の最低値(最下限の位置)と、各下段端子40Bの基板接続部43の最高値(最上限の位置)と、の間の高低差に相当する。
【0037】
ここで、各上段端子40Aの基板接続部43の最低値は、平面80の高さと同じになり、かつ各固定部材60の前端角部65の高さと同じになるように設定される。つまり、各固定部材60の前端角部65の高さがコプラナリティを測定する際の基準となる。
【0038】
各固定部材60の前端角部65の高さがコプラナリティを測定する際の基準となるように、各固定部材60の前端角部65が後端角部66よりも下方に配置される。本実施形態においては、固定部材60のハウジング装着部61がハウジング11の装着溝14に対して上下方向から傾斜した姿勢で装着されることで、前端角部65が後端角部66よりも下方に配置されるようにしている。
【0039】
具体的には、
図7に示すように、まずハウジング11が水平な支持面90に載せられる。ハウジング11は、前側突起21の下端面と後側突起22の下端面が支持面90に接した状態で、後下がりの傾斜姿勢で支持面90上に支持される。次いで、固定部材60のハウジング装着部61がハウジング11の装着溝14に対して上方から垂直に挿入される。これにより、固定部材60が全体としてハウジング11の装着溝14に対して上下方向から傾斜した姿勢で装着される。つまり、固定部材60は、前側突起21と後側突起22との間の高低差によって、ハウジング11に対して前下がりの傾斜姿勢で装着される。
【0040】
各固定部材60がハウジング11の各装着溝14に圧入して装着され、さらに各上段端子40Aおよび各下段端子40Bがハウジング11の各圧入孔24に圧入して装着された状態で、コネクタ10が平面80上に載せられ、コプラナリティの測定が行われる。
【0041】
具体的には、
図8に示すように、コネクタ10が平面80上に載せられると、各固定部材60の前端角部65と各上段端子40Aの基板接続部43の下端(最低値を示す下端)が平面80に点接触状または線接触状に接した状態で、コネクタ10が平面80上に支持される。コネクタ10のうち、各固定部材60の前端角部65と各上段端子40Aの基板接続部43とを除く部分は、平面80に接しないように配置される。このため、各上段端子40Aの基板接続部43の下端と平面80が同じ高さに位置する状態が実現される。よって、平面80から下段端子40Bの基板接続部43の下端までの距離D1を測定することで、コプラナリティを簡単に算出することができる。距離D1が所定の範囲に入るように、コプラナリティの管理が行われると良い。
【0042】
これに対し、比較として、
図9に示すように、各固定部材60の基板固定部62の下面67が平面80に面接触状に接し、各上段端子40Aの基板接続部43と各下段端子40Bの基板接続部43が平面80から後方に突出して配置される場合、平面80から上段端子40Aの基板接続部43の下端までの距離D2と、平面80から下段端子40Bの基板接続部43の下端までの距離D3と、をそれぞれ測定し、各測定値を減算または加算してコプラナリティを算出することになる。この場合、コプラナリティの測定が面倒であり、精度が低くなる懸念もある。
【0043】
その点、
図8に示すように、固定部材60の前端角部65と上段端子40Aの基板接続部43が平面80に接し、固定部材60の前端角部65がコプラナリティを測定する際の基準とすることにより、コプラナリティの測定が容易であり、精度を高めることができる。
【0044】
<リフロー実装>
コネクタ10は、基板100に対してリフローにより実装される。具体的には、各固定部材60の基板固定部62と各端子40A、40Bの基板接続部43が基板100の表面に形成されたはんだペースト上に載せられ、図示しないリフロー炉の中ではんだが溶融された後、冷却固化される。これにより、各固定部材60の基板固定部62が基板100にはんだ付けして固定されるとともに、各端子40A、40Bの基板接続部43が基板100の導電部にはんだ付けして接続される。
【0045】
ハウジング11がリフロー炉の中で加熱されると、ハウジング11の左右中央部が上方に湾曲するように変形する。ハウジング11にこのような反りが発生すると、各上段端子40Aが各下段端子40Bよりも上方でハウジング11に装着されていることから、各上段端子40Aの基板接続部43が各下段端子40Bの基板接続部43よりも上方へ大きく変位することになる。
【0046】
本実施形態の場合、既述したように、各上段端子40Aの基板接続部43の上方への変位を見込んで、予め各上段端子40Aの基板接続部43が各下段端子40Bの基板接続部43よりも下方に位置するようにしている(
図4を参照)。このため、リフローが完了した後、
図5に示すように、各上段端子40Aの基板接続部43と各下段端子40Bの基板接続部43は同じ高さに揃うことができる。その結果、各上段端子40Aの基板接続部43と各下段端子40Bの基板接続部43がいずれも基板100の導電部に良好にはんだ付けされる状態を実現することができ、はんだ未濡れの発生を抑制することができる。
【0047】
以上説明したように、本実施形態によれば、リフローの熱によるハウジング11の変形量を見込んで、各上段端子40Aの基板接続部43が各下段端子40Bの基板接続部43よりも下方に位置するように設定されているため、リフローの後、各上段端子40Aの基板接続部43と各下段端子40Bの基板接続部43が同じ高さに揃うことができる。このため、コプラナリティのばらつきを抑制することができる。
【0048】
特に、本実施形態の場合、コプラナリティの測定に際し、コネクタ10を平面80上に置いたときに、各固定部材60の前端角部65と各上段端子40Aの基板接続部43とが平面80に接した状態を実現することができるため、各固定部材60の前端角部65と同じ高さの平面80を基準とし、コプラナリティを適切に管理することができる。
【0049】
また、各固定部材60は、前端角部65が後端角部66よりもハウジング11の底面19から下方に離れて位置するように、ハウジング11に装着される。このため、コネクタ10を平面80上に置いたときに、各固定部材60の前端角部65が平面80に接し、各固定部材60の後端角部66が平面80から離れる状態を信頼性良く実現することができる。
【0050】
さらに、本実施形態に場合、ハウジング11の底面19には装着溝14の前後にそれぞれ前側突起21および後側突起22が設けられ、前側突起21が後側突起22よりもハウジング11の底面19から大きく突出するように設けられている。このため、ハウジング11の装着溝14に上方から固定部材60のハウジング装着部61を圧入すると、前側突起21と後側突起22との間の高低差に起因し、固定部材60を自ずと前下がりの姿勢で装着することができ、固定部材60に特別な加工を施さずに済む。
【0051】
[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。
上記実施形態の場合、ハウジングに対して端子が上下2段に配置されていたが、他の実施形態としては、ハウジングに対して端子が上下3段以上に配置されていても良い。例えば、ハウジングに対して上段側から順に上段端子、中段端子および下段端子が装着される場合には、リフロー前の状態で、上段端子の基板接続部、中段端子の基板接続部および下段端子の基板接続部の順に下方に位置するように設定されていると良い。
上記実施形態の場合、前側突起と後側突起との間の高低差に起因して、ハウジングに固定部材が上下方向に対して斜め姿勢となるように装着されていたが、他の実施形態としては、ハウジングに固定部材が上下方向に垂直に装着されるようにし、前端角部が後端角部よりも下方に位置するように、固定部材が予め形成されていても良い。
上記実施形態の場合、固定部材の前端角部および後端角部が直角に角張った形状になっていたが、他の実施形態としては、固定部材の前端角部および後端角部が丸みをおびた形状になっていても良い。
【符号の説明】
【0052】
10…コネクタ
11…ハウジング
12…フード部
13…側壁
14…装着溝
15…前側壁
16…後側壁
17…溝奥部
18…溝側部
19…底面
21…前側突起
22…後側突起
23…背壁
24…圧入孔
25…張出部
27…保護壁
40A…上段端子(端子)
40B…下段端子(端子)
41…リード部
42…相手接続部
43…基板接続部
44…係止部
60…固定部材
61…ハウジング装着部
62…基板固定部
63…係止突起
64…スリット部
65…前端角部
66…後端角部
67…下面
80…平面
90…支持面
100…基板
D1~D3…距離