JP2006185851A - コネクタの端子構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 半田部の亀裂・剥離を防止できるコネクタの端子構造を提供する。
【解決手段】 コネクタ１のハウジング２とブロック３とを架け渡して設けられ、上記ブロック３を上記ハウジング２に対してフローティング支持する端子４の構造であって、上記端子４は、上記ブロック３に固定されるブロック固定部４ａと、上記ハウジング２に固定されるハウジング固定部４ｄと、これら固定部４ａ、４ｄの間に介設され上記ブロック３を上記ハウジング２に対してフローティング支持するために弾性変形する変位吸収部４ｅと、該変位吸収部４ｅ及び上記ハウジング固定部４ｄに繋げて形成された基台部４ｆと、該基台部４ｆに繋げて形成され回路基板１ｋに半田付け固定されるテール部４ｇとを備え、該テール部４ｇと上記基台部４ｆとの間にこれらを繋げるブリッジ部４ｈを形成し、該ブリッジ部４ｈは、上記基台部４ｆ、ハウジング固定部４ｄ及びテール部４ｇよりも板厚を薄く又は板幅を狭く形成されており、これらよりも軟弱である。
【選択図】 図７

Description

本発明は、コネクタ（プラグ、ソケット）の端子構造に係り、特にプラグとソケットの軸心のズレを吸収するフローティング機能を有するコネクタの端子構造に関するものである。

図１及び図２に、本出願人が先に提案（特願２００４−２１８４０３号）したものと同種のフローティング機能付きの基板間コネクタ１（ソケット）を示す。このソケット１は、枠状に形成されたハウジング２と、その内部に所定隙間を隔てて配置されたブロック３と、ハウジング２とブロック３とを架け渡して設けられブロック３をハウジング２に対してフローティング支持する端子４’とを備える。このソケット１に図３及び図４に示すプラグ５を嵌合したとき、図５に示すようにソケット１の軸芯１ａとプラグ５の軸芯５ａとがズレていた場合、そのズレはソケット１の端子４’が弾性変形することによって吸収される。すなわち、端子４’は、電流を流す端子としての機能と、ハウジング２に対してブロック３をフローティング支持する弾性支持機能とを兼備する。

端子４’は、図２に示すように、ブロック３に形成された溝６に圧入されるブロック固定部４ａと、ブロック固定部４ａの下部に設けられた共通部４ｂと、共通部４ｂから上方に延出して形成されプラグ５の端子７（図５参照）が接触される接触部４ｃと、ハウジング２に形成された溝１２に圧入されるハウジング固定部４ｄと、上記固定部４ａ、４ｄの間に介設されブロック３をハウジング２に対してフローティング支持するために弾性変形する変位吸収部４ｅと、変位吸収部４ｅ及びハウジング固定部４ｄの下部に繋げて形成され変位吸収部４ｅが弾性変形するときの力が伝達される基台部４ｆと、基台部４ｆの側部に繋げて形成され回路基板１ｋに半田付け固定されるテール部４ｇとを有する。変位吸収部４ｅは、上下に細長い逆Ｕ字状に形成されており、図６に示すように、ブロック固定部４ａが上記ズレに基づく水平方向の力Ｆを受けて共通部４ｂが水平方向の左方に移動すると、仮想線で示すように容易に弾性変形する。

よって、図２に示すように、テール部４ｇを回路基板１ｋに半田付け固定すると、ハウジング２がテール部４ｇを介して基板１ｋに固定され、このハウジング２に対してブロック３が端子４’を介してフローティング支持されることになる。

他方、プラグ５は、図３及び図４に示すように、上部が開放された細長い箱状に形成されたハウジング８と、ハウジング８に装着された複数の端子７とを備える。この端子７は、ハウジング８に形成された溝９に圧入されるハウジング固定部７ａと、固定部７ａの下端から側方に延出され回路基板５ｋに半田付けによって固定されるテール部７ｂと、上記固定部７ａから上方に延出されソケット１の接触部４ｃと接触する接触部７ｃとを有する。

図５に示すように、このプラグ５が実装された基板５ｋと上記ソケット１が実装された基板１ｋとを近付けてソケット１にプラグ５を嵌合すると、ソケット１のハウジング２とブロック３との隙間にプラグ５のハウジング８が挿入され、ソケット１の端子４’の接触部４ｃにプラグ５の端子７の接触部７ｃが接触される。ここで、プラグ５側の基板５ｋとソケット１側の基板１ｋとの相対位置が左右方向（水平方向）にズレていた場合、プラグ５の軸芯５ａとソケット１の軸芯１ａとがズレることになるが、このズレは上述のようにソケット１の端子４’の変位吸収部４ｅが弾性変形することによって吸収されるので、ソケット１とプラグ５との嵌合が問題無く成される。

なお、フローティング機能を有するコネクタとして特許文献１、２に記載されたものが知られている。

特開平６−３２５８２５号公報 特開平９−３０６６１３号公報

ところで、上記変位吸収部４ｅが弾性変形すると、確かにソケット１とプラグ５との嵌合は達成できるものの、図６に示すように、上記ズレに因る共通部４ｂを左方に移動させる力が、変位吸収部４ｅを介して基台部４ｆに伝わり、基台部４ｆを左方に移動させようとする力が生じる。このため、テール部４ｇを基板１ｋに固定する半田部１０に剪断応力が生じると共に、半田部１０を中心とした曲げモーメントＭが生じ、半田部１０にクラックが入ったり、テール部４ｇが基板１ｋから剥離する虞が生じる。

この点を詳述すると、例えば、図５に示すようにプラグ５が左方にズレた状態でソケット１に嵌合された場合、プラグ５がソケット１のブロック３を左方に押圧するため、図６に示すように端子４’のブロック固定部４ａ、共通部４ｂ及び接触部４ｃが仮想線で示すように左方に移動され、変位吸収部４ｅの右側部分４ｅｒが仮想線で示すように弾性変形して左方に傾斜する。なお、図６は理解を助けるために若干誇張して描いている。このように変位吸収部４ｅが弾性変形するとそれを押し戻す復元力が前記力Ｆと逆向きに働き、同時にこの復元力は変位吸収部４ｅの左側部分４ｅｌがその上端を中心として時計方向に回動しようとする反力となって基台部４ｆに加わる。

この反力は、テール部４ｇの内側部４ｇｉに集中し、その近傍の半田部１０に剪断力として作用してそこにクラックを発生させ、或いはこの内側部４ｇｉを中心として基台部４ｆを反時計方向に回転させるモーメントＭとして作用してテール部４ｇを基板１ｋから剥離させるように働き、端子４’と基板１ｋとの電気的接続不良を引き起こし兼ねないのである。

本発明はこの点を鑑みて成されたものであり、その目的は上記半田部の亀裂・剥離を防止できるコネクタの端子構造を提供することにある。

上記目的を達成すべく創案された本発明は、コネクタのハウジングとブロックとを架け渡して設けられ、上記ブロックを上記ハウジングに対してフローティング支持する端子の構造であって、上記端子は、上記ブロックに固定されるブロック固定部と、上記ハウジングに固定されるハウジング固定部と、これら固定部の間に介設され上記ブロックを上記ハウジングに対してフローティング支持するために弾性変形する変位吸収部と、該変位吸収部及び上記ハウジング固定部に繋げて形成された基台部と、該基台部に繋げて形成され回路基板に半田付け固定されるテール部とを備え、該テール部と上記基台部との間にこれらを繋げるブリッジ部を形成し、該ブリッジ部は、上記基台部、ハウジング固定部及びテール部よりも板厚を薄く又は板幅を狭く形成されており、これらよりも軟弱なものである。

上記ブリッジ部は、一端が上記基台部の側面の上部に連結され、他端が上記テール部の上面に連結されることが好ましい。

上記ブリッジ部は、上記基台部と上記テール部との間を繋ぐ部分にその一部をえぐり取った肉抜き部を設けることで形成されてもよい。

本発明によれば、基台部からテール部に伝達される力が、ブリッジ部が変形することによって分散・吸収されるため、半田部の亀裂・剥離を防止できる。

以下、本発明の好適実施形態を添付図面に基づいて説明する。

図７は、本実施形態に係る端子４の説明図である。この端子４（信号端子）は、図６を用いて説明した端子４’と同様に、図１及び図２に示すコネクタのソケット１に適用されるものであり、ハウジング２に対してブロック３をフローティング支持する。

本実施形態に係る図７の端子４は、図６の端子４’と同様形状・機能を有するブロック固定部４ａ、共通部４ｂ、接触部４ｃ及び変位吸収部４ｅを備え、薄板を打ち抜く等の方法によって製造される。ブロック固定部４ａは、ブロック３の溝６に圧入されて端子４をブロック３に固定し、接触部４ｃは、ブロック３の溝１１に収容されてプラグ５の端子７と接触するものである。共通部４ｂの左側部には、逆Ｕ字状に形成された変位吸収部４ｅの右側部分４ｅｒの下部が接続されている。

変位吸収部４ｅの左側部分４ｅｌの下部には、基台部４ｆが接続されている。基台部４ｆの上面には、ハウジング２の溝１２に圧入されるハウジング固定部４ｄが上方に延出して形成されている。ハウジング固定部４ｄは、端子４をハウジング２に固定するものである。基台部４ｆの左側面には、ブリッジ部４ｈを介してテール部４ｇが接続されている。テール部４ｇは、回路基板１ｋに半田付け固定され、端子４を基板１ｋに固定するものである。これにより、ハウジング２がブリッジ部４ｈ及びテール部４ｇを介して基板１ｋに固定され、このハウジング２に対してブロック３が変位吸収部４ｅを介してフローティング支持される（図２参照）。

本実施形態の特徴は、基台部４ｆとテール部４ｇとの間に形成されるブリッジ部４ｈを、上記基台部４ｆ、ハウジング固定部４ｄ及びテール部４ｇよりも軟弱とし、変位吸収部４ｅが弾性変形するときの反力（水平左方のやや斜め上方の力）が基台部４ｆに加わったとき、ブリッジ部４ｈが変形することでこの反力を吸収・分散し、半田部１０の亀裂・剥離を防止するようにした点にある。以下この点を詳述する。

図７に示すように、ブリッジ部４ｈは、基台部４ｆとテール部４ｇとの間を繋ぐ部分に、その一部を下方から三角形状にえぐり取った肉抜き部４ｉを設けた如き形状に形成されており、一端４ｈａが基台部４ｆの側面の上部に接続され、他端４ｈｂがテール部４ｇの上面に接続され、基台部４ｆとテール部４ｇとを斜めに架け渡して形成されている。

これにより、上記力が基台部４ｆからブリッジ部４ｈを介してテール部４ｇに伝達されるとき、ブリッジ部４ｈの入力点である一端４ｈａと出力点である他端４ｈｂとの高さ差を稼ぐことが出来ると共に、ブリッジ部４ｈ自体の長さを稼ぐことが出来きる。ブリッジ部４ｈは、軟弱であることに加えてかかる形状を有するので、上記力により容易に変形することになる。

ブリッジ部４ｈは、基台部４ｆ、ハウジング固定部４ｄ及びテール部４ｇよりも板厚を薄くするか板幅を狭く（細く）することで、これらよりも軟弱とされている。本実施形態では、他部に比し板幅を細くしている。また、板厚を薄くするには、端子４を打ち抜く金型のブリッジ部４ｈを押圧する部分を多少出っ張らせて押圧力を大きくすることや、金型でワーク（端子４）のブリッジ部４ｈに相当する部分を叩く回数を増すことで行う。なお、板厚を薄くすることと板幅を狭くすることは、同時に行ってもよい。

また、テール部４ｇの下部の両側面は、下方に向かって絞られるようにテーパ状に形成されていると共に、内側部４ｇｉが斜めに形成されており、半田部１０を成す半田の接触面積を稼いでいる。

以上、図２の左側に位置する端子４について説明したが、同右側の端子４も左右対称に（左右反転して）形成されているので、全く同じように動作することができる。

本実施形態の作用を述べる。

上述の端子４を備えたソケット１に、図５に示すように、プラグ５を嵌合させたとき、プラグ５側の基板５ｋとソケット１側の基板１ｋとの相対位置が左右方向にズレていると、ソケット１のブロック３がプラグ５により左方に押される。すると、図７に示すように、端子４のブロック固定部４ａ、共通部４ｂ及び接触部４ｃが仮想線で示すように左方に移動され（図７は理解を助けるために若干誇張して描いている）、変位吸収部４ｅが弾性変形し、上記ズレが吸収されるので、ソケット１とプラグ５との嵌合が問題無く成される。なお、右側の端子４の変位吸収部４ｅも同様に弾性変形する（但し変形方向は逆方向）。

図７にて、変位吸収部４ｅが弾性変形するとこれを押し戻す復元力が生じ、同時にこの復元力は、変位吸収部４ｅの左側部分４ｅｌがその上端を中心として時計方向に回動しようとする反力となって基台部４ｆに加わり、基台部４ｆを水平方向左方のやや斜め上方に移動させようとする。この反力は、ブリッジ部４ｈを介してテール部４ｇに伝わるところ、ブリッジ部４ｈは変位吸収部４ｅを除く他の部位よりも軟弱（剛性が小さい）であるため、上記力によって変形（弾性変形）され、この反力を分散・吸収する。よって、上記反力に因るテール部４ｇの応力が小さくなり、半田部１０に亀裂や剥離が生じることを防止できる。

すなわち、図６の端子４’では、基台部４ｆに加わった上記力が略ダイレクトにテール部４ｇに伝達されるため、テール部４ｇの内側部４ｇｉに集中し、その近傍の半田部１０に剪断力として作用してそこに亀裂を発生させ、或いはこの内側部４ｇｉを中心として基台部４ｆを反時計方向に回転させるモーメントＭとして作用してテール部４ｇを基板１ｋから剥離させるように働き、端子４と基板１ｋとの電気的接続不良を引き起こし兼ねないのであるが、図７に示す本実施形態の端子４では、基台部４ｆとテール部４ｇとの間に上述のような軟弱なブリッジ部４ｈを形成しているので、このブリッジ部４ｈが変形して上記力を吸収・分散することになり、半田部１０の応力が低下し、半田部１０の亀裂・剥離を防止できる。

ここで、ブリッジ部４ｈは、上記力（略水平方向左方の力）が基台部４ｆからブリッジ部４ｈを介してテール部４ｇに伝達されるとき、上述したように、ブリッジ部４ｈの入力点（一端４ｈａ）と出力点（他端４ｈｂ）との高さ差を稼ぐと共に、ブリッジ部４ｈ自体の長さを稼いでいるので、軟弱であることとも相俟って、上記力によって容易に変形する。よって、上記力を効率よく吸収・分散できる。従って、上記力は、テール部４ｇの内側部４ｇｉに集中することなく適当に外側部４ｇｏにも分散し、内側部４ｇｉの応力が小さくなり、結果として、半田部１０に亀裂を生じさせる剪断力及び半田部１０に剥離を起こすモーメントＭが減じられ、半田部１０の亀裂・剥離を防止できる。

ブリッジ部４ｈの変形例を図８、図９に示す。

図８（ａ）は、図６に示すもの（対比例）である。図８（ｂ）は、対比例の基台部４ｆとテール部４ｇとを接続する接続部４ｊの内側部分にその一部を水平方向左方にえぐり取った肉抜き部４ｉ１を形成し、残部によりブリッジ部４ｈ１を形成したものである。図８（ｃ）は、対比例の接続部４ｊにその一部を垂直方向上方にえぐり取った肉抜き部４ｉ２を形成し、残部によりブリッジ部４ｈ２を形成したものである。図８（ｄ）は、対比例の接続部４ｊのコーナー内側部にその一部を垂直方向上方及び水平方向左方にえぐり取った肉抜き部４ｉ３を形成し、残部によりブリッジ部４ｈ３を形成したものである。

図９（ａ）は、上記対比例の接続部４ｊの外側部分の下部にその一部を水平方向右方にえぐり取った肉抜き部４ｉ４を形成し、残部によりブリッジ部４ｈ４を形成したものである。図９（ｂ）は、上記対比例の接続部４ｊの外側部分の上部にその一部を垂直方向下方にえぐり取った肉抜き部４ｉ５を形成し、残部によりブリッジ部４ｈ５を形成したものである。図９（ｃ）は、上記対比例の接続部４ｊの外側部分の中部にその一部を水平方向右方にえぐり取った肉抜き部４ｉ６を形成し、残部によりブリッジ部４ｈ６を形成したものである。

これら図８及び図９に示す変形例においても、上述した図７に示すものと同様の作用効果を奏する。

また、以上の各実施形態は、端子４に信号端子を用いた例を説明したが、アース端子や電源端子、その他のあらゆる端子に適用できる。

本発明の好適実施形態に係る端子を備えたコネクタ（ソケット）の斜視図である。 図１のII−II線断面図である。 上記ソケットに嵌合されるプラグの斜視図である。 図３のIV−IV線断面図である。 上記プラグに上記ソケットがズレた状態で嵌合する様子を示す断面図である。 上記ソケットに装着されるものであり、対比例となる端子の拡大図である。 上記ソケットに装着されるものであり、本実施形態に係る端子の拡大図である。 上記端子のブリッジ部の変形例を示す要部拡大図である。 上記ブリッジ部の別の変形例を示す要部拡大図である。

符号の説明

１ コネクタ（ソケット）
１ｋ 回路基板
２ ハウジング
３ ブロック
４ 端子
４ａ ブロック固定部
４ｄ ハウジング固定部
４ｅ 変位吸収部
４ｆ 基台部
４ｇ テール部
４ｈ ブリッジ部
４ｈａ 一端
４ｈｂ 他端
４ｉ 肉抜き部
４ｊ 繋ぐ部分（接続部）
１０ 半田部

Claims (3)

1. コネクタのハウジングとブロックとを架け渡して設けられ、上記ブロックを上記ハウジングに対してフローティング支持する端子の構造であって、
   上記端子は、上記ブロックに固定されるブロック固定部と、上記ハウジングに固定されるハウジング固定部と、これら固定部の間に介設され上記ブロックを上記ハウジングに対してフローティング支持するために弾性変形する変位吸収部と、該変位吸収部及び上記ハウジング固定部に繋げて形成された基台部と、該基台部に繋げて形成され回路基板に半田付け固定されるテール部とを備え、
   該テール部と上記基台部との間にこれらを繋げるブリッジ部を形成し、該ブリッジ部は、上記基台部、ハウジング固定部及びテール部よりも板厚を薄く又は板幅を狭く形成されており、これらよりも軟弱であることを特徴とするコネクタの端子構造。
2. 上記ブリッジ部は、一端が上記基台部の側面の上部に連結され、他端が上記テール部の上面に連結された請求項１記載のコネクタの端子構造。
3. 上記ブリッジ部は、上記基台部と上記テール部との間を繋ぐ部分にその一部をえぐり取った肉抜き部を設けることで形成された請求項１又は２記載のコネクタの端子構造。
   

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