(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに嵌合される相手コネクタの端子に接続する接続部と、回路基板の接続孔に挿入されるタイン部と、をそれぞれが有する複数の端子と、
複数の前記端子が保持されるコネクタハウジングと、
複数の前記端子の前記タイン部と係合することにより、前記端子の位置決めを行うタインプレートと、
前記タインプレートと前記コネクタハウジングの間に設けられ、前記タインプレートを前記コネクタハウジングに保持する保持機構と、を備え、
前記保持機構は、
前記タインプレートが、前記回路基板に近づく下向き変位と、前記回路基板から遠ざかる上向き変位と、ができるように、前記タインプレートを前記コネクタハウジングに保持し、
前記上向きの許容変位量δＡが、前記下向きの許容変位量δＢよりも大きく、
前記保持機構は、
前記コネクタハウジングまたは前記タインプレートの一方に設けられ、所定の間隔を空けて配置される一対のガイドレールと、
前記コネクタハウジングまたは前記タインプレートの他方に設けられ、一対の前記ガイドレールの間に挿入されるガイドブロックと、を備え、かつ、
前記保持機構は、
前記コネクタハウジングに設けられる一対の前記ガイドレールが、下側に位置する下側ガイドレールと、上側に配置される上側ガイドレールと、を備え、
前記タインプレートに設けられる前記ガイドブロックが、前記下側ガイドレールに対向する下側支持面と、前記上側ガイドレールに対向する上側支持面と、備え、
前記下側支持面が、第１支持面と、前記第１支持面よりも前記上側支持面の側に後退する第２支持面とを備えることにより、
前記タインプレートが、上向きの前記許容変位量δＡが、下向きの前記許容変位量δＢよりも大きい、
ことを特徴とする電気コネクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回路基板に実装される電気コネクタに関するものであり、特にタインプレートにより端子を整列させる電気コネクタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、プリント配線基板等の回路基板（以下、単に基板という）に実装され、基板と他の電気回路とを接続する電気コネクタ（以下、単にコネクタという）が広く使われている。このコネクタは、端子と、この端子を保持するコネクタハウジング（以下、単にハウジングという）とを主たる構成要素としている。この端子は、基板に形成される接続用の貫通孔に挿入されるタイン部と、互いに嵌合する相手コネクタの端子に電気的に接続される接続部とを備えている。端子は、通常、薄い金属板を打ち抜くと共に折り曲げて形成されるものであり、タイン部はハウジングの背面から後方に引き出されている。このため、コネクタを輸送する最中、あるいは取り扱い中にタイン部が力を受けて位置ずれを起こすおそれがある。タイン部に位置ずれが生ずると、タイン部を基板の貫通孔に正確に挿入することができなくなる。
そこで、タイン部の位置ずれを防ぐために、タインプレートが用いられている。タインプレートには、表裏を貫通する位置決め孔が形成されており、この位置決め孔にタイン部を貫通させることにより、基板の接続孔に対してタイン部を正確に位置決めして位置ずれを防ぐ。
なお、通常、タインプレートはハウジングに固定され、接続孔に挿入されたタイン部は基板にはんだ付けされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−２７３７７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
タインプレートを備え、基板に実装されるコネクタは、使用される環境によって、相当の振動を受けたり、また、基板とともに加熱されて熱膨張を起こしたりすることがある。
タインプレートは、ハウジングに対して固定されているものの、その自重により当初の位置より下向きに位置ずれを起こすおそれがある。特に、振動を受けると下向きへの位置ずれが助長され、基板に接触するおそれがある。そうすると、振動環境下においては、タインプレートと基板の接触が繰り返されることで、異音が発生してしまうという課題が生じ得る。
また、一般的に、基板とタインプレートは共に樹脂製であるが、材質の異なる樹脂で製造されることがあり、両者の線膨張係数は相違する。通常、タインプレートの方が基板よりも線膨張係数の大きい樹脂からなる。したがって、加熱環境下で使用されると、基板とタインプレートの線膨張係数の差に起因して、端子が基板に固定された部分と、タインプレートの貫通孔に位置する部分とに互いに異なる向きの荷重が作用する。そして、この荷重はタイン部を基板に固定するはんだへの応力集中となって現れ、はんだにクラックが生じるといった課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
ここで、タインプレートの挙動を、図７を参照して説明する。
図７（ａ）は、傾きのない中立位置にあるタインプレート１５０を模式的に示しており、図７（ａ）の左側は後方から視た図であり、右側は側方から視た図である。なお、図７（ｂ），（ｃ）も同様である。
【０００６】
図７（ｂ）は、タインプレート１５０が下向きに傾いて変位した例を示している。この下向きの変位を防ぐためには、タインプレート１５０が傾かないように、つまりガタが生じないようにハウジング１１０に固定すればよい。以下、この固定を、完全に固定する、という。ところが、タインプレート１５０を完全に固定すると、加熱環境下での使用の最中にはんだに生ずる応力が大きくなる。
【０００７】
ここで、図７（ｃ）は加熱環境下で使用され、タインプレート１５０と基板２００が熱膨張した状態を示している。前述したように、タインプレート１５０の方が基板２００よりも線膨張係数が大きい。そうすると、隣接する端子１４０は、タインプレート１５０に対応する位置の間隔が基板２００に対応する位置の間隔よりも広くなるために、はんだＳには端子１４０を介して応力が集中する。この応力を軽減するには、熱膨張に伴ってタインプレート１５０が実線で示す標準位置から、一点鎖線で示す上方の位置に変位すればよく、そのためには、タインプレート１５０を完全に固定するのではなく、ハウジング１１０に対して、この変位が可能なようにクリアランスを設けて固定すればよい。
【０００８】
ところが、タインプレート１５０が中立位置から上方に変位が可能なように固定すると、タインプレート１５０が下向きに同じだけ変位してしまい、基板２００との接触が問題になる。
そこで、本発明者らは、タインプレート及び基板に熱膨張が生じたときに、この熱膨張に追従してタインプレートが上方に変位するように所定のクリアランスを設けるが、タインプレートの下向きへの変位を規制することにより、タインプレートと基板の接触を回避する構造を創出した。
従って、本発明は、タインプレートが基板に接触するのを防止できるとともに、加熱環境下で使用されてもはんだへの応力集中を回避できるコネクタを提供することを目的とする。
【０００９】
本発明の電気コネクタは、互いに嵌合される相手コネクタの端子に接続する接続部と、回路基板の接続孔に挿入されるタイン部と、をそれぞれが有する複数の端子と、複数の端子が保持されるハウジングと、複数の端子のタイン部と係合することにより、端子の位置決めを行うタインプレートと、タインプレートとコネクタハウジングの間に設けられ、タインプレートをコネクタハウジングに保持する保持機構と、を備える。
本発明における保持機構は、タインプレートが、回路基板に近づく下向きの変位と、回路基板から遠ざかる上向きの変位と、ができるように、タインプレートをコネクタハウジングに保持し、しかも、上向きの許容変位量δＡが、下向きの許容変位量δＢよりも大きいことを特徴とする。
【００１０】
本発明の電気コネクタにおいて、保持機構は、コネクタハウジングまたはタインプレートの一方に設けられ、所定の間隔を空けて配置される一対のガイドレールと、コネクタハウジングまたはタインプレートの他方に設けられ、一対のガイドレールの間に挿入されるガイドブロックと、から構成される。
ガイドレールとガイドブロックからなる保持機構は、タインプレートをコネクハウジングに固定するのに、一般的に用いられる構成である。したがって、この保持機構によって上向きの許容変位量δＡと下向きの許容変位量δＢを設定することができれば、他の構成要素を新たに設ける必要がない。
【００１１】
上記保持機構としては、コネクタハウジングに設けられる一対のガイドレールが、下側に位置する下側ガイドレールと、上側に配置される上側ガイドレールと、を備え、タインプレートに設けられるガイドブロックが、下側ガイドレールに対向する下側支持面と、上側ガイドレールに対向する上側支持面と、備える。そして、下側支持面が、第１支持面と、第１支持面よりも上側支持面の側に後退する第２支持面とを備えることにより、タインプレートの、上向きの許容変位量δＡが、下向きの許容変位量δＢよりも大きくすることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のコネクタは、タインプレートが下向きの変位と上向きの変位ができるように、タインプレートをハウジングに保持し、しかも、上向きの許容変位量δＡが下向きの許容変位量δＢよりも大きい。したがって、本発明のコネクタによれば、タインプレート及び基板に熱膨張が生じたときに、この熱膨張に追従してタインプレートを上方に変位させることができる一方、タインプレートの下向きへの変位を規制することにより、タインプレートと基板の接触を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施形態に係るコネクタを端子が引き出される後方から示す斜視図である。
【図２】（ａ）は図１のコネクタから端子を取り除いた図、（ｂ）はさらにタインプレートを取り外した図である。
【図３】（ａ）は図１のコネクタの背面図であり、（ｂ）は（ａ）のIIIｂ−IIIｂ矢視断面図、（ｃ）は（ｂ）の部分拡大図である。
【図４】図３（ｂ）の部分拡大図であり、（ａ）はタインプレートが上向きに変位した状態を示し、（ｂ）はタインプレートが下向きに変位した状態を示している。
【図５】比較例を示す図４に対応する部分拡大図であり、（ａ）はタインプレートが上向きに変位した状態を示し、（ｂ）はタインプレートが下向きに変位した状態を示している。
【図６】本実施形態の変形例を示す図である。
【図７】タインプレートの挙動を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
本実施形態に係るコネクタ１は、図１及び図２に示すように。ハウジング１０と、ハウジング１０に保持される端子４０と、端子４０を整列させかつ位置ずれを防止するタインプレート５０とを備えている。ハウジング１０は、その下面が基板（図示せず）の表面に接触した状態で、基板の所定位置に位置決めされる。なお、ハウジング１０において、基板が配置される側を下、その反対側を上とする。また、コネクタ１において、ハウジング１０と相手コネクタ（図示せず）が嵌合される側を前Ｆ、端子４０が引き出される側を後Ｒとする。また、図１及び図２に示すＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向を、それぞれ、前後方向Ｘ、幅方向Ｙ及び高さ方向Ｚとする。これらの定義は、本願発明にも適用されるものとする。以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
【００１５】
［ハウジング１０｝
複数の端子４０を保持するハウジング１０は、樹脂を射出成形することにより、一体に形成される。タインプレート５０も同様であり、ハウジング１０とタインプレート５０は、同じ材質の樹脂から構成されることが多く、その場合には線膨張係数も同じである。
ハウジング１０は、図１及び図２に示すように、図示しない相手コネクタが嵌合される嵌合フード１１を前側に備えている。嵌合フード１１の内部は受容空間１３が形成されており、相手コネクタは、この受容空間１３に挿入されることにより、ハウジング１０と嵌合される。
【００１６】
ハウジング１０は、カバー１５を後側に備えている。カバー１５は、上壁１６と上壁１６に連なる左右一対の側壁１７，１７とから構成される。上壁１６と側壁１７，１７とで囲まれたカバー１５の内部に、端子４０の一部が覆われる。
側壁１７，１７の内側には、タインプレート５０の幅方向Ｙの両端のガイドブロック５３を支持する支持壁１９，１９が設けられており、支持壁１９，１９にはそれぞれガイドブロック５３を案内しかつ支持するガイド受け２０が形成されている。
【００１７】
ガイド受け２０は、高さ方向Ｚに所定の間隔をあけて配置され、支持壁１９から幅方向Ｙの中央に向けて所定量だけ突出する一対のガイドレール２１，２２を備えている。ガイドレール２１，２２は、互いに平行に配置されており、両者の間隔は前後方向Ｘに亘って等しく構成されている。
ガイドレール（下側ガイドレール）２１とガイドレール２１（上側ガイドレール）の間の間隔に後述するガイドブロック５３が後方から挿入され、ガイドブロック５３が前方に移動する際にガイドレール２１，２２はガイドブロック５３を介してタインプレート５０を案内する。ガイドブロック５３が所定の位置まで押し込まれると、ガイドレール２１，２２はガイドブロック５３を介してタインプレート５０を高さ方向Ｚに支持する。
【００１８】
嵌合フード１１とカバー１５との境界には、図２に示すように、端子保持壁２５が形成されている。端子４０は、端子保持壁２５に形成される保持孔２６に圧入されることにより、端子保持壁２５を介してハウジング１０に保持される。こうして保持される端子４０は、端子保持壁２５を境にして、前方側が嵌合フード１１に収容され、後方側の一部がカバー１５に収容される。
【００１９】
嵌合フード１１とカバー１５との境界には、端子保持壁２５が形成されている。端子４０は、端子保持壁２５に形成される保持孔２６に圧入されることにより、端子４０を介してハウジング１０に保持される。こうして保持される端子４０は、端子保持壁２５を境にして、前方側が嵌合フード１１に収容され、後方側がカバー１５に収容される。
【００２０】
［端子４０］
端子４０は、図３に示すように、相手コネクタの端子に接触する接続部４１と、基板の接続孔に挿入されるタイン部４３を先端に有する垂下部４２と、接続部４１と垂下部４２とを繋ぐ傾斜部４４とを有している。端子４０は、接続部４１が相手コネクタとの嵌合方向と略平行に延びており、垂下部４２は当該嵌合方向と略直交する方向に延びている。端子４０は、例えば銅合金からなる高導電性の金属板を打ち抜くと共に、所定位置において折り曲げて形成されるものである。
【００２１】
複数の端子４０は、端子保持壁２５に圧入されることにより、ハウジング１０に保持される。この状態で、各端子４０は、タイン部４３が、基板の接続孔に挿入される。各端子４０のタイン部４３は、互いに平行に配列されており、且つ全ての端子４０のタイン部４３は、基板の接続孔と対応するように配列されている。タイン部４３は、接続孔においてはんだ付けにより基板に接合される。
【００２２】
［タインプレート５０］
次に、図１〜図３を参照して、タインプレート５０について説明する。
タインプレート５０は、プレート本体５１と、プレート本体５１の幅方向Ｙの両側に設けられるガイドブロック５３と、を備えている。
プレート本体５１は、その表裏両面を貫通する複数の位置決め孔５２を、複数の端子４０のタイン部４３と同じ配列で備えている。タイン部４３が位置決め孔５２に挿入されることで、端子４０がタインプレート５０に係合されることで、端子４０の位置決めがなされる。
【００２３】
ガイドブロック５３は、ハウジング１０のガイドレール２１，２２の間の間隔に挿入され、ガイド受け２０に支持される。
ガイドブロック５３は、直方体状の形態をなしており、図２（ｂ）及び図３（ｃ）に示すように、ガイドレール２１，２２の各々に対応する支持面５４，５５を備えている。なお、ガイドブロック５３は、立方体等の別の形態でもよい。下側に位置するガイドレール２１に対応する支持面（下側支持面）５４は、第１支持面５４Ａと、第１支持面より支持面５５に向けて後退している第２支持面５４Ｂからなる。ガイドレール２２に対応する支持面（上側支持面）５５は、一様に連なる平坦面からなる。つまり、ガイドブロック５３は、第２支持面５４Ｂに対応する領域が、第１支持面５４Ａに対応する領域よりも、肉厚が薄く、第１支持面５４Ａと第２支持面５４Ｂは段差をなして支持面５４を形成している。
【００２４】
［ガイド受け２０とガイドブロック５３の関係］
タインプレート５０がハウジング１０の所定の位置に装着されると、図３（ｃ）に示すように。ガイドブロック５３はガイド受け２０の奥まで差し込まれる。図３（ｃ）は、タインプレート５０が、ハウジング１０に傾くことなく前後方向Ｘに対して平行をなしている中立位置にあることを示している。この位置に置いて、支持面５４の第１支持面５４Ａはガイドレール２１と面接触しているが、第２支持面５４Ｂはガイドレール２１から離れている。また、支持面５５はガイドレール２２から離れている。
ここで、図３（ｃ）に示すように、ガイドレール２１とガイドレール２２の間隔をＣ１とし、ガイドブロック５３の第１支持面５４Ａに対応する領域の肉厚をＴＡ、第２支持面５４Ｂに対応する領域の肉厚をＴＢとする。また、中立位置における第２支持面５４Ｂとガイドレール２１の間隔をＣ２とし、支持面５５とガイドレール２２の間隔をＣ３とする。そうすると、ガイド受け２０とガイドブロック５３は、以下の関係を有する。
Ｃ１ ＞ ＴＡ ＞ ＴＢ
Ｃ２ ＝ ＴＡ − ＴＢ ＞ Ｃ３
Ｃ３ ＝ Ｃ１ − ＴＡ
【００２５】
［コネクタ１の組み付け手順］
次に、端子４０とタインプレート５０をハウジング１０に組み付ける手順について説明する。
はじめに、用意した必要な数の端子４０を、タイン部４３の方から、対応するタインプレート５０の位置決め孔５２に挿通し、端子４０とタインプレート５０のアセンブリを得る。このアセンブリは、端子４０のタイン部４３が所定の位置まで保持孔に挿通されることで、端子４０が所定の整列状態に位置決めされている。
【００２６】
このアセンブリをハウジング１０の後方側に配置し、端子４０の接続部４１をハウジング１０の端子保持壁２５の保持孔２６に圧入するように、アセンブリを押し込む。この過程で、タインプレート５０は、そのガイドブロック５３が、ハウジング１０のガイド受け２０に挿入され、かつ案内されながら、押し込まれる。
アセンブリを、ハウジング１０の所定位置まで押し込むことにより、ハウジング１０に対する端子４０とタインプレート５０の組み付けが完了する。この組み付けの過程を通じて、又は、組み付け後において、端子４０はタインプレート５０により所定の整列状態が維持される。
【００２７】
［コネクタ１の効果］
次に、コネクタ１が、ハウジング１０のガイド受け２０とタインプレート５０のガイドブロック５３が上述した関係を有することによる効果を図４（本実施形態）及び図５（比較例）を参照して説明する。
【００２８】
はじめに、タインプレート５０が中立位置よりも上向きに変位する場合について説明する。なお、上向きの変位は、コネクタ１が加熱されてタインプレート５０及び基板に相当の熱膨張が生じると起き得る。
図４（ａ）及び図５（ａ）に示すように、本実施形態及び比較例のいずれにおいても、タインプレート５０は上向きに傾いて変位する。この上向きの変位が生ずることにより、端子４０を介してはんだに生ずる応力が小さくなり、はんだの損傷を抑えることができる。
ここで、図５に示す比較例は、ガイドブロック５３の肉厚が前後方向で一定であり、かつ、本実施形態と同程度の上向きの変位が得られるように、ガイドブロック５３とガイド受け２０の間の間隔が設定されている。
【００２９】
次に、タインプレート５０が中立位置よりも下向きに変位する場合について説明する。なお、下向きの変位は、コネクタ１が常温近傍に置かれているときに、タインプレート５０の自重によって、又は、コネクタ１が振動を受けると起き得る。
図４（ｂ）に示すように、本実施形態は、図３（ｃ）に示したように、ガイドブロック５３の上側の間隔Ｃ３が下側の間隔Ｃ２よりも小さいので、中立位置に対する下向きの傾きが上向きに比べて小さい。これに伴って、タインプレート５０の後端５０Ｒにおける下向きの許容変位量δＢを上向きの許容変位量δＡよりも小さく抑えることができる。
図５（ｂ）に示すように、比較例では、ガイドブロック５３の肉厚が前後方向で一定であるから、下向きの変位は上向きの変位と同じになる。つまり、比較例は、下向きの許容変位量δＢと上向きの許容変位量δＡが同じになるので、熱膨張によるはんだの損傷を抑えようとして上向きの許容変位量δＡを設定すると、タインプレート５０が基板に接触するおそれがある。
【００３０】
以上説明したように、本実施形態によると、タインプレート５０の下向きの許容変位量δＢを抑えつつ、上向きの許容変位量δＡを大きくすることによって、タインプレート５０が基板に接触するのを回避しつつ、はんだに与える応力を抑えることができる。
また、本実施形態は、ガイド受け２０とガイドブロックからなる保持機構に、上向きの許容変位量δＡと下向きの許容変位量δＢを調整する構成を設けたので、他の構成要素を新たに設ける必要がない。
【００３１】
以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることが可能である。
本発明の作用及び効果を得るためのガイド受け２０とガイドブロック５３の関係は、図１〜図４に示した形態（第１形態）に限るものでなく、図６に示す形態であっても得ることができる。
例えば、図６（ａ）に示すように、ガイドブロック５３は、前後方向Ｘの肉厚を一定にしつつ、ガイド受け２０は、ガイドレール２１に前方を後退させた支持面２１Ａを設けもよい。
また、図６（ｂ）に示すように、ガイドブロック５３は、下側の支持面５４を一様に連なる平坦面とする一方、上側の支持面５５を第１支持面５５Ａと第１支持面５５Ａより突出する第２支持面５５Ｂからなる段差面を構成してもよい。
さらに、図６（ｃ）に示すように、ガイドブロック５３は、前後方向の肉厚を一定にしつつ、ガイド受け２０は、ガイドレール２２に後方を後退させた支持面２２Ａを設けてもよい。
【００３２】
以上の図６（ａ）〜（ｃ）のいずれの場合であっても、タインプレート５０の下向きの変位を抑えつつ、上向きへの必要な変位を確保することが可能であり、本発明はこれらのいずれ形態を採用することができる。
ただし、タインプレート５０と基板の距離はできるだけ離れている方が、はんだに生じる応力を低減できる。したがって、この観点からすると、第１支持面５４Ａに対応する領域の肉厚を厚くして、その分だけ基板からの距離を稼げる第１形態を採用することが好ましい。
また、ハウジング１０とタインプレート５０を射出成形により作製する際の製造容易性からすると、ガイドレール２１，２２に後退させる領域又は突出させる領域を設ける第２形態（図６（ａ））及び第４形態（図６（ｃ））に比べて、ガイドブロック５３に後退させる領域又は突出させる領域を設ける第１形態（図６（ａ））及び第３形態（図６（ｂ））に示す形態が有利である。
【００３３】
また、以上説明した第１形態〜第４形態は、ハウジング１０にガイド受け２０を設け、タインプレート５０にガイドブロック５３を設ける例を示したが、本発明は、ガイド受け２０、ガイドブロック５３を設ける対象をこの逆にしてもよい。つまり、本発明は、ガイド受け２０に相当する部分をタインプレート５０に設け、ガイドブロック５３に相当する部分をハウジング１０に設けることもできる。
また、ガイド受け２０とガイドブロック５３からなる保持機構とは別の箇所において、下向きの許容変位量δＢを抑えつつ、上向きの許容変位量δＡを大きくする構造を形成することもできる。
【符号の説明】
【００３４】
１      コネクタ（電気コネクタ）
１０    ハウジング（コネクタハウジング）
１１    嵌合フード
１３    受容空間
１５    カバー
１６    上壁
１７    側壁
１９    支持壁
２０    ガイド受け
２１    ガイドレール（下側ガイドレール）
２２    ガイドレール（上側ガイドレール）
２５    端子保持壁
２６    保持孔
４０    端子
４１    接続部
４２    垂下部
４３    タイン部
４４    傾斜部
５０    タインプレート
５１    プレート本体
５２    位置決め孔
５３    ガイドブロック
５４    支持面（下側支持面）
５４Ａ  第１支持面
５４Ｂ  第２支持面
５５    支持面（上側支持面）
５５Ａ  第１支持面
５５Ｂ  第２支持面
【図１】
0006389406.tif 000002
【図２】
0006389406.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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