JP4356548B2 - 基板用コネクタ - Google Patents

Description

本発明は、基板用コネクタに関する。

従来、基板に接続される基板用コネクタの一例として下記特許文献１に記載されたものが知られている。このものは、基板に取り付けられるハウジングに、端子金具を貫通した状態で保持可能な端子保持部が設けられており、端子金具は、端子保持部から後方へ突出した部分が下方へ屈曲されるとともにその下端部が基板に対して半田付けされることで接続されている。
特開平５−３２６０４９号公報

上記のような基板用コネクタでは、例えば基板とハウジングとの熱膨張率の相違によって両者間に相対的な位置ずれが生じた場合には、端子金具のうち端子保持部から後方へ突出した部分がその軸線方向と交差する方向へ変位することで、位置ずれに伴って作用する衝撃が吸収されるようになっている。
この衝撃吸収性能の向上が求められる場合があり、その場合には、例えば端子金具における可動部分を延長することが考えられるが、そうするとコネクタ全体が大型化することになってしまう。また端子保持部を単に薄したのでは、端子保持部の強度を十分に保つことができなくなるおそれがあるため、簡単には対応できなかった。
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、大型化や強度低下を招くことなく衝撃吸収性能を高めることを目的とする。

上記の目的を達成するための手段として、請求項１の発明は、コネクタハウジングには、端子金具を後方へ突出した状態で保持可能な端子保持部が設けられるとともに、前記端子金具における突出部分の端部が基板に対して接続されるものにおいて、前記端子保持部における端子金具の周りには、端子金具がその軸線方向と交差する二方向へ自由に弾性変形することを許容する変位許容領域が設けられ、この変位許容領域は、端子保持部の強度を保つための補強部を有し、その補強部は前記変位許容領域が各端子金具毎に互いに独立した形態となるよう、略格子状をなしており、前記コネクタハウジングの周りには、二次成形部が二次成形され、且つ前記二次成形部は、前記端子保持部のうち少なくとも前記補強部の周面を覆う形態とされ、前記端子保持部は、本体部と、嵌合筒部を有しその嵌合筒部が前記本体部の前面側に嵌合して組み付けられる中継端子用ホルダとから構成されるとともに、前記端子金具は、前記本体部に後方へ突出した状態で装着される端子本体と、前記中継端子ホルダに装着される中継端子とから構成されており、前記中継端子は、前後に一対の接続部を有しており、このうち後側の接続部が前記中継端子ホルダを前記本体部に組み付けるのに伴って前記端子本体に接続され、前側の接続部が前記コネクタハウジングに対して嵌合される相手コネクタと接続されるようになっている構成としたところに特徴を有する。

請求項２の発明は、請求項１に記載のものにおいて、前記端子保持部には、前記端子金具よりも後方へ延出する壁部が設けられ、この壁部が二次成形時に使用される金型によって保持されるようになっているとともに、前記壁部と前記端子保持部とを連結する補強壁が設けられているところに特徴を有する。

＜請求項１の発明＞
例えばコネクタハウジングと基板との間で位置ずれが発生した場合には、変位許容領域において端子金具が軸線方向と交差する方向へ変位することで作用する衝撃を吸収することができる。端子保持部に変位許容領域を設けるようにし、且つ変位許容領域が端子保持部に補強部を残す形態とされているので、全体の大型化や端子保持部の強度低下を招くことなく、衝撃吸収性能を高めることができる。
端子保持部の強度が十分得られているので、二次成形時に金型内に充填される樹脂材の射出圧によって端子保持部が変形などすることが防がれる。
本体部に端子本体を装着する一方、中継端子ホルダに中継端子を装着しておく。その状態で中継端子ホルダを端子本体に対して組み付けると、端子本体が中継端子のうち後側の接続部に接続される。その後、コネクタハウジングに対して相手コネクタが嵌合されると、相手コネクタに対して中継端子のうち前側の接続部が接続される。

＜請求項２の発明＞
二次成形時に金型によって保持される壁部を補強壁によって補強することにより、二次成形に一層好適となる。

＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を図１ないし図８によって説明する。この実施形態１では、自動車に搭載されるＥＣＵ（電子制御ユニット）の基板Ｋに対して接続される基板用コネクタ１０であって、コネクタハウジング１１（以下、単にハウジング１１という）の周りにＥＣＵのケースＣが二次成形されるものを例示する。このハウジング１１には、ケースＣ外から相手の雄コネクタ（図示せず）が嵌合可能とされる。なお以下では、ハウジング１１における相手の雄コネクタとの嵌合面側を前方とし、その反対側を後方とし、また上下方向については図２などを基準とする。

まず全体構造の概略を簡単に説明する。ケースＣは、合成樹脂製とされ、図１に示すように、上面側が開口した浅い箱型に形成されるとともに、その開口側に基板Ｋが取り付けられるようになっている。この基板Ｋの下方位置であってケースＣの底壁及び側壁には、基板用コネクタ１０のハウジング１１が埋設されている。

基板用コネクタ１０は、図２に示すように、合成樹脂製のハウジング１１と、ハウジング１１に保持される端子金具１２と、ハウジング１１に装着されるアライメントプレート１３とから構成されている。ハウジング１１には、端子金具１２が後方へ突出した状態で保持可能な端子保持部１４が備えられている。この端子保持部１４は、本体部１５と、本体部１５の前面側に組み付けられる中継端子ホルダ１６とに前後に分割されており、それに応じて端子金具１２は、本体部１５に装着される端子本体１７と、中継端子ホルダ１６に装着される中継端子１８とに分けられている。ハウジング１１のうち中継端子ホルダ１６の前半部分は、ケースＣの側面において外部に臨んで配されるとともにその周りがケースＣの一部により取り囲まれており、この筒状部分Ｃａとの間に相手の雄コネクタのフード部が嵌合可能とされる。またケースＣの筒状部分Ｃａの上部には、相手の雄コネクタを嵌合状態に保持するための片持ち状のロックアームＣｂが形成されている。

本体部１５は、略ブロック状に形成されるとともに、前方から端子本体１７を挿入可能な端子挿入孔１９が前後に貫通して設けられている。端子挿入孔１９は、上下４段、幅方向に６個（最上段のみ４個）並列配置されており、その孔縁前端部には端子本体１７の挿入を案内可能なテーパ面が形成されている。端子本体１７は、細長い板材を途中で上方（開口部側）へ向けてほぼ直角に屈曲させることで全体が略Ｌ字型に形成されており、言い換えると前後方向（ケースＣの底壁）に沿った水平部分１７ａと、上下方向に沿った垂直部分１７ｂとを連結した構成とされる。端子本体１７のうち垂直部分１７ｂの上端部が、基板Ｋの孔部内に挿入されるとともに半田付けされることで基板Ｋの導電路に対して接続可能な基板側接続部１７ｃとされる。一方、水平部分１７ａの前端部（本体部１５から前方へ突出する部分）が続いて説明する中継端子１８と接続可能な中継端子側接続部１７ｄとされる。各端子本体１７における基板側接続部１７ｃの上端位置と、中継端子側接続部１７ｄの前端位置とは、それぞれほぼ同じに揃えられており、下段側の端子本体１７ほど水平部分１７ａ及び垂直部分１７ｂの長さ寸法が大きくなり、且つ屈曲位置が後ろ寄りになっている。また本体部１５の前端部は、中継端子ホルダ１６側の形状に合わせて段付き状に縮径されている。

中継端子ホルダ１６は、略ブロック状に形成されるとともに、その後端部には、本体部１５の前端部に対して外嵌される嵌合筒部２０が後方へ突出して設けられている。この中継端子ホルダ１６内には、後方から中継端子１８を収容可能な端子収容室２１が後方へ開口して形成されている。端子収容室２１は、上記本体部１５の各端子挿入孔１９と適合する位置にそれぞれ設けられるとともに、その前壁には相手の雄コネクタの相手雄端子が進入可能な挿通孔２１ａが開口形成されている。中継端子１８は、一対の接続部１８ａを前後に連結した構成とされ、全体が前後対称形状となっているので、前後いずれも向きでも端子収容室２１内に収容可能とされる。両接続部１８ａは、前後に開口する略箱型に形成されるとともにその内部には、端子本体１７の中継端子側接続部１７ｄや相手雄端子に対して弾性接触可能な片持ち状の弾性接触片１８ｂが設けられている。端子収容室２１内に収容された状態では、前側に配される接続部１８ａが相手雄端子に対して、後側に配される接続部１８ａが端子本体１７に対して接続されるようになっている。

本体部１５の後面両側縁からは、各端子本体１７における後方への突出部分を両側から覆う一対の側壁２２が後方へ延出して設けられている。両側壁２２の上端部間には、各端子本体１７の基板側接続部１７ｃを整列するためのアライメントプレート１３が保持可能とされている。アライメントプレート１３は、各端子本体１７の基板側接続部１７ｃを挿通してこれらを位置決め可能な位置決め孔１３ａが、基板Ｋの各孔部に対応する位置に並んで設けられている。両側壁２２は、最下段の端子本体１７の後端部よりも後方位置に達しており、その後端面及び上端面には、ケースＣを二次成形する際に用いられる金型Ｍが当接可能とされる。

本体部１５の後面下端部からは、各端子本体１７における後方への突出部分を下側（ケースＣの開口部とは反対側）から覆う壁部２３が後方へ延出して設けられており、この壁部２３により両側壁２２の下端部同士が連結されている。壁部２３は、両側壁２２よりもさらに後方位置に達する長さを有しており、その後端部における上端面及び後端面がケースＣを二次成形する際に用いられる金型Ｍが当接可能とされている。このように二次成形時には、両側壁２２及び壁部２３の端面がほぼ全周にわたって金型Ｍにより保持されるので、両側壁２２及び壁部２３により囲まれた空間Ｓ内に溶融状態の樹脂材が流入することが防がれるようになっている。従って、各端子本体１７のうち上記空間Ｓ内に配される部分（本体部１５から後方へ突出する部分）については、その周りがケースＣの樹脂材に覆われることがなく、自由に弾性変形可能とされる。

本体部１５の後面には、図２及び図３に示すように、上記した壁部２３の上面に連結されることで壁部２３を補強する補強壁２４が設けられている。補強壁２４は、側方から見て略三角形の梁状をなしており、幅方向に並ぶ各端子挿入孔１９同士を仕切る位置に計５枚配設されている。従って、端子本体１７を各端子挿入孔１９内に挿入したり屈曲させる際に、各補強壁２４によって端子本体１７のうち上記空間Ｓ内に配される部分を整列させることができる。

さて、本体部１５における各端子挿入孔１９の周縁部には、図２ないし図４に示すように、端子本体１７における水平部分１７ａがその軸線方向と交差する方向へ変位するのを許容する変位許容凹部２５が後方へ開口する形態でそれぞれ設けられている。詳しくは、各変位許容凹部２５は、本体部１５の前後の長さ寸法の約２／３程度の深さを有しており、端子挿入孔１９内に配される端子本体１７の水平部分１７ａは、前側の部分（本体部１５の前後の長さ寸法の約１／３程度）が端子挿入孔１９の周縁部により緊密に支持されるのに対し、その後側の部分については、変位許容凹部２５により周りが除肉されているので、上下方向や幅方向へ凹部の径寸法の範囲内で自由に弾性変形できるようになっている。これにより、例えば基板Ｋとハウジング１１との熱膨張率の相違によって両者間に位置ずれが生じた場合にそれに伴って端子本体１７に対して作用する衝撃を吸収できるようになっている。なお最上段の端子挿入孔１９に設けた変位許容凹部２５は、その上部の深さが下部の半分程度に設定されている。

変位許容凹部２５は、後方から見て端子挿入孔１９の外形に沿って略四角形に形成されるとともに、隣り合う変位許容凹部２５同士が独立した形態とされているので、各変位許容凹部２５の周りには略格子状をなす補強部２６が残されている。これにより、変位許容凹部２５を形成することに伴う本体部１５の強度低下を抑制することができる。また各変位許容凹部２５の周面のうち幅方向の側面は、補強壁２４の側面とほぼ面一状に設定されている。

本実施形態は以上のような構造であり、続いてその作用を説明する。図５に示す状態から、本体部１５の各端子挿入孔１９内に、前後方向に沿ってほぼ真っ直ぐな状態の端子本体１７を前方から挿入する。各端子本体１７の中継端子側接続部１７ｄの前端位置が揃う深さまで挿入したところで、図６に示すように、本体部１５から後方へ突出した部分を治具などにより上方へほぼ直角に屈曲させる。その後、両側壁２２の上端部間にアライメントプレート１３を組み付けると、各端子本体１７の基板側接続部１７ｃが対応する位置決め孔１３ａ内に挿通されることで、各基板側接続部１７ｃが基板Ｋの各孔部に対して位置決めされる（図７）。

その一方、中継端子ホルダ１６の各端子収容室２１内にそれぞれ中継端子１８を後方から収容しておく。このとき、中継端子１８は、前後対称形状となっているので、前後いずれの向きでも収容することができ、作業性が良好なものとなっている。そして、本体部１５の前端部に対して中継端子ホルダ１６の嵌合筒部２０を外嵌させるよう組み付けると、図７に示すように、それに伴って各中継端子１８の後側の接続部１８ａ内に各端子本体１７の中継端子側接続部１７ｄが進入するとともに弾性接触片１８ｂが弾性接触される。なお本体部１５の前端部に対して中継端子ホルダ１６の嵌合筒部２０が圧入気味に嵌合することで、両者が組み付け状態に保持される。

上記のようにして基板用コネクタ１０を組み付けた後、ハウジング１１の周りにケースＣを二次成形する作業を行う。図８に示すように、基板用コネクタ１０を二次成形用の金型Ｍ内にセットする。ハウジング１１は、上方・下方・側方へそれぞれ型開きされる３つの金型Ｍにより保持されており、特に上方（ケースＣの開口方向）へ向けて型開きされる金型Ｍによって両側壁２２及び壁部２３の各端面がほぼ全周にわたって保持される。従って、その後金型Ｍの樹脂充填空間内に溶融状態の樹脂材を充填しても、両側壁２２や壁部２３に囲まれた空間内には、樹脂材が侵入することが防がれるようになっている。この樹脂材充填時には、樹脂充填空間に臨むハウジング１１の周面に対して樹脂材の射出圧が作用することになるが、変位許容凹部２５を設けた本体部１５には補強部２６が残されることで十分な強度が保たれているので、射出圧により本体部１５が変形などすることが防がれるようになっている。同様に壁部２３にも樹脂材の射出圧が作用することになるが、梁状の補強壁２４によって補強されているので、射出圧により変形などすることが防がれる。

樹脂材が冷却・固化したところで型開きすると、図２に示すように、ハウジング１１の周りにケースＣが二次成形されたものが取り出される。その後、ケースＣの開口部側に基板Ｋを取り付けて、各孔部に挿通した各端子本体１７の基板側接続部１７ｃを半田付けすることで、各基板側接続部１７ｃが対応する導電路に対して電気的に接続される。それから、ケースＣ外から相手の雄コネクタを基板用コネクタ１０の嵌合部分に嵌合すると、相手雄端子が中継端子１８の前側の接続部１８ａに対して接続される。これにより、相手雄端子が中継端子１８を介して、基板Ｋに接続された端子本体１７に対して電気的に接続される。

上記のようにして組み付けが完了したら、自動車に搭載されて使用されることになるが、例えば高温環境下ではハウジング１１をなす樹脂材と基板Ｋをなす樹脂材との熱膨張率の相違により、両者間で位置ずれが発生する場合がある。その場合でも、端子本体１７のうち本体部１５から後方へ突出した部分が周りの空間に逃がされつつ弾性変形することで、位置ずれに伴って端子本体１７に作用する衝撃を吸収することができる。しかもこのとき、端子本体１７のうち本体部１５内に配される水平部分１７ａが変位許容凹部２５内に逃がされつつ弾性変形することで、上記衝撃を吸収することができるので、衝撃吸収性能が高められている。

以上説明したように本実施形態によれば、本体部１５（端子保持部１４）における端子本体１７（端子金具１２）の周りに、端子本体１７がその軸線方向と交差する方向へ変位するのを許容する変位許容凹部２５を設けるようにし、且つこの変位許容凹部２５が本体部１５の強度を保つための補強部２６を残す形態とされているから、全体の大型化や本体部１５の強度低下を招くことなく、衝撃吸収性能を高めることができる。

しかも、ハウジング１１の周りにケースＣを二次成形する場合でも、本体部１５の強度が十分得られているので、二次成形時に金型Ｍ内に充填される樹脂材の射出圧によって本体部１５が変形などすることが防がれる。さらには、二次成形時に金型Ｍによって保持される壁部２３を補強するための補強壁２４が設けられているから、二次成形に一層好適となる。

＜参考例＞
参考例を図９ないし図１２によって説明する。この参考例では、実施形態１の中継端子などを省略したものを示す。

基板用コネクタ３０は、図９に示すように、端子保持部３５などを備えたハウジング３１と、ハウジング３１に保持される端子金具３２と、ハウジング３１に装着されるアライメントプレート３３及び抜け止め部材３４とから構成される。端子金具３２は、途中で屈曲した略Ｌ字型をなす板状部３２ａと、その前端側に連結された略箱型をなす接続部３２ｂとから構成されている。接続部３２ｂは、前後に開口するとともに内部に相手雄端子に対して弾性接触可能な弾性接触片（図示せず）を備えている。また板状部３２ａのうち垂直部分３２ｃの上端部は、基板Ｋに対して接続される基板側接続部３２ｄとされる。ハウジング３１の端子保持部３５には、端子金具３２のうち接続部３２ｂが収容される収容室３６と、板状部３２ａが挿入される挿入孔３７とが前後に並ぶとともに互いに連通する形態で形成され、上下３段、幅方向に複数個ずつ並んで配されている。収容室３６の後端部には、接続部３２ｂの後端部に突き当たることで、端子金具３２の挿入深さを規制可能な規制部３８が設けられている。端子保持部３５の前面には、収容した端子金具３２を抜け止めするための抜け止め部材３４を装着可能な装着凹部３９が形成されている。抜け止め部材３４は、装着凹部３９に内嵌可能な略板状に形成されるとともに、相手雄端子の進入を許容する挿通孔３４ａが各収容室３６に対応した位置に貫通形成されている。この抜け止め部材３４は、振動溶着などにより端子保持部３５に対して固定される。

さて、端子保持部３５のうち各挿入孔３７の周縁部には、端子金具３２における板状部３２ａの水平部分３２ｅがその軸線方向と交差する方向へ変位するのを許容する変位許容凹部４０が後方へ開口する形態でそれぞれ設けられている。変位許容凹部４０は、端子保持部３５の前後の長さ寸法の約半分程度の深さを有しており、挿入孔３７内に配される板状部３２ａの水平部分３２ｅは、前端部のみが挿入孔３７の周縁部により緊密に支持されるのに対し、その後側の部分については、上下方向や幅方向へ凹部の径寸法の範囲内で自由に弾性変形可能とされる。この変位許容凹部４０は、水平部分３２ｅに対して上側部分よりも下側部分の方が径寸法が大きく設定されている。端子保持部３５のうち各変位許容凹部４０の周りには、略格子状をなす補強部４１が残されているので、端子保持部３５の強度を十分に保つことができる。なお端子保持部３５の後面には、実施形態１と同様に一対の側壁４２、壁部４３及び補強壁４４が設けられているが、その構造や機能については実施形態１と同様であるため、詳しい説明は割愛するものとする。またアライメントプレート３３についても同様に詳しい説明は省略する。

続いて組付方法について説明する。図１０に示す状態から、端子保持部３５の収容室３６及び挿入孔３７内に端子金具３２のうち真っ直ぐな形態とした板状部３２ａを挿入する。端子金具３２が正規深さに達し、収容室３６内に収容された接続部３２ｂの後端部が規制部３８に突き当たったところで、図１１に示すように、治具などを用いて板状部３２ａを曲げ加工する。その後、図１２に示すように、両側壁４２間にアライメントプレート３３を装着して基板側接続部３２ｄを整列させるとともに、抜け止め部材３４を装着凹部３９内に嵌合し、振動溶着などにより固定することで端子金具３２の前方への抜け止めを図る。上記のようにして組み付けた基板用コネクタ３０を二次成形用の金型内にセットし、ハウジング３１の周りにケースＣを二次成形する。その後、図９に示すように、基板Ｋを取り付けて各基板側接続部３２ｄを半田付けしてから、端子保持部３５の前端部に相手の雄コネクタを嵌合する。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
（１）上記した実施形態では、端子保持部における端子金具の周りを除肉した変位許容凹部を例示したが、例えば端子金具の周りにその変位を許容する弾性部材を設けることで変位許容領域を構成したものも本発明に含まれる。

（２）上記した実施形態では、端子保持部に一対の側壁を設けたものを示したが、側壁を省略してもよい。その場合でも、二次成形時に金型にて壁部の端面を適宜に保持することで、その内側の空間に樹脂材が流入するのを防ぐことができる。またアライメントプレートを備えないものにも本発明は適用可能である。

（３）端子金具については、途中で屈曲されないストレートタイプのものも本発明に適用可能である。また端子金具の本数やハウジングに対する配置については任意に変更可能である。
（４）上記した実施形態では、相手の雄コネクタと嵌合される基板用コネクタ（嵌合部分が雌型のもの）を示したが、相手の雌コネクタと嵌合される基板用コネクタ（嵌合部分が雄型のもの）にも本発明は適用可能である。

本発明の実施形態１に係るケース及び基板用コネクタの概略斜視図 ケース及び基板用コネクタの側断面図 ケース及び基板用コネクタの図２のＸ−Ｘ線断面図 ケース及び基板用コネクタの図２のＹ−Ｙ線断面図 端子本体を本体部に、中継端子を中継端子ホルダにそれぞれ収容する前の状態を示す側断面図 端子本体を本体部に、中継端子を中継端子ホルダにそれぞれ収容した状態を示す側断面図 中継端子ホルダ及びアライメントプレートを本体部に組み付けた状態を示す側断面図 基板用コネクタを二次成形用の金型内にセットした状態を示す側断面図 参考例に係るケース及び基板用コネクタの側断面図 端子金具をハウジングに収容する前の状態を示す側断面図 端子金具をハウジングに収容した状態を示す側断面図 抜け止め部材及びアライメントプレートをハウジングに組み付けた状態を示す側断面図

符号の説明

１０，３０…基板用コネクタ
１１，３１…ハウジング
１２，３２…端子金具
１４，３５…端子保持部
１５…本体部
１６…中継端子ホルダ
１７…端子本体
１８…中継端子
１８ａ…接続部
２３，４３…壁部
２４，４４…補強壁
２５，４０…変位許容凹部（変位許容領域）
２６，４１…補強部
Ｃ…ケース（二次成形部）
Ｋ…基板
Ｍ…金型

Claims (2)

1. コネクタハウジングには、端子金具を後方へ突出した状態で保持可能な端子保持部が設けられるとともに、前記端子金具における突出部分の端部が基板に対して接続されるものにおいて、
   前記端子保持部における端子金具の周りには、端子金具がその軸線方向と交差する二方向へ自由に弾性変形することを許容する変位許容領域が設けられ、この変位許容領域は、端子保持部の強度を保つための補強部を有し、その補強部は前記変位許容領域が各端子金具毎に互いに独立した形態となるよう、略格子状をなしており、
   前記コネクタハウジングの周りには、二次成形部が二次成形され、且つ前記二次成形部は、前記端子保持部のうち少なくとも前記補強部の周面を覆う形態とされ、
   前記端子保持部は、本体部と、嵌合筒部を有しその嵌合筒部が前記本体部の前面側に嵌合して組み付けられる中継端子用ホルダとから構成されるとともに、前記端子金具は、前記本体部に後方へ突出した状態で装着される端子本体と、前記中継端子ホルダに装着される中継端子とから構成されており、
   前記中継端子は、前後に一対の接続部を有しており、このうち後側の接続部が前記中継端子ホルダを前記本体部に組み付けるのに伴って前記端子本体に接続され、前側の接続部が前記コネクタハウジングに対して嵌合される相手コネクタと接続されるようになっていることを特徴とする基板用コネクタ。
2. 前記端子保持部には、前記端子金具よりも後方へ延出する壁部が設けられ、この壁部が二次成形時に使用される金型によって保持されるようになっているとともに、前記壁部と前記端子保持部とを連結する補強壁が設けられていることを特徴とする請求項１記載の基板用コネクタ。

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