JP5118829B2 - 回路基板用コネクタ - Google Patents

Description

本発明は、回路基板に固着するコネクタに関し、特に、回路基板上の配線の省スペース化を可能にするものである。

下記特許文献１に記載されているように、自動車等では、回路基板に複数の端子を有するコネクタが搭載され、このコネクタを介して、回路基板上の配線とワイヤハーネス等との電気接続が行なわれている。

車両のバッテリは、車両内外に配置された電球やモータ等に電力を供給しているが、この場合に、従来の構成では、図１０に示すように、電力供給先の数に等しい端子１１０を持つコネクタ１００が回路基板２００に固着され、回路基板２００には、各端子１１０にバッテリからの電力を供給する複数の配線（ランド）２１０が形成され、コネクタ１００の端子１１０導出側の反対側に設けられた接触部に電線が結合されて、各種部品への電力供給が行なわれる。

また、コネクタ１００を通じて複数の部品に同一信号を出力する場合も同様であり、信号出力先と同数の端子１１０を持つコネクタ１００が回路基板２００に固着され、回路基板２００に形成した複数の配線２１０を通じて、同一信号が各端子１１０に出力され、コネクタ１００他端の接触部に結合した電線を通じて各種部品に同一信号が伝送される。

図１１は、回路基板２００上の配線２１０の配置を示している。回路基板２００にはスルーホール２２０が形成され、コネクタ１００の各端子１１０はスルーホール２２０に挿通されて、回路基板２００の表裏両面で半田付けされる。

端子数の多いコネクタ１００は、図１２に示すように、端子が上段端子１１１と下段端子１１２とに分けて配置される。図１３および図１４は、このように多段端子を有するコネクタが接続される回路基板２００の配線２１０を例示している。

特開２０００-９１００２号公報

しかし、コネクタの複数の端子を回路基板に固着し、回路基板に形成した複数の配線を通じて各端子に同一出力を与える従来の接続方式は、回路基板に占めるスルーホールや配線の面積が増加し、基板スペースの有効活用を妨げている。

また、従来の構造では、コネクタの端子数が増えた場合に、スルーホールや配線のパターンを小さな面積の回路基板にレイアウトすることが難しい。そのため、大きな回路基板が使われることになり、装置の小型化を達成することができない。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、回路基板との接点数を最小限に抑えて、回路基板のスペースを徒に占有しない回路基板用コネクタを提供することにある。

前述した目的を達成するため、本発明に係る回路基板用コネクタは、下記（１）〜（３）を特徴としている。
（１） 回路基板に取り付けられて、当該回路基板に形成された配線の電気的接続を仲介するコネクタであって、
前記配線の電気的接続先の嵌合部に接触する接触部を一端に有する複数の端子と、
並行に配置された前記複数の端子と交差して前記複数の端子を電気的および機械的に接続する連結部と、
前記複数の端子を前記連結部で接続した端子層を、前記複数の端子の前記接触部が露出する状態で保持するコネクタハウジングと、を備え、
前記複数の端子の前記接触部と反対の他端側は、前記回路基板の配線への端子接続位置に応じて選択された端子を除いて、前記連結部より先の全部または一部がカットされ、前記選択された端子の他端のみが直角に折り曲げられて前記回路基板の配線に電気的に接続されること。
（２） 上記（１）の構成の回路基板用コネクタにおいて、
前記コネクタハウジングが、重ね合わせた複数層の前記端子層を保持し、前記端子層の各々を前記回路基板の配線に電気的に接続するために選択されて他端が直角に折り曲げられた前記端子が、前記回路基板の垂直方向に重ならないように設定されていること。
（３） 上記（１）の構成の回路基板用コネクタにおいて、
一層の前記端子層を保持する前記コネクタハウジングが複数個積層されて前記回路基板に取り付けられ、個々の前記コネクタハウジングの前記端子層を前記回路基板の配線に電気的に接続するために選択されて他端が直角に折り曲げられた前記端子が、前記回路基板の垂直方向に重ならないように設定されていること。

上記（１）の構成の回路基板用コネクタでは、複数の電気的接続先に同じ電力や同一信号を出力する場合に、隣接する端子同士に電気的な繋がりを与えることで、回路基板との接点数を最小限に抑えることができる。
上記（２）の構成の回路基板用コネクタでは、各端子層の接続部の位置を適宜離して設定することができるため、回路基板への配線パターンの設定が容易である。
また、上記（２）の構成の回路基板用コネクタでは、各端子層に印加する電圧の電位差が大きい場合でも、回路基板の配線やスルーホールの離間距離を十分に取ることにより、適切に対応できる。
上記（３）の構成の回路基板用コネクタでは、コネクタの電気的接続先が多数に及ぶ場合でも、回路基板には必要最小限のスルーホールや配線を設ければ足りるため、回路基板上に余裕を持ってスルーホールや配線を形成することができる。

本発明の回路基板用コネクタは、複数の電気的接続先に同じ電力や同一信号を出力する場合に、回路基板との接点数を最小限に抑えて、回路基板への形成が必要なスルーホールや配線の数を減らことができる。

そのため、回路基板のスペースに余裕が生じ、空いたスペースを他の部品や配線の配置に利用して、回路基板の高密度実装化を図ることができる。また、小さな回路基板を使用して装置の小型化を図ることもできる。

また、このコネクタでは、回路基板との接点数が少ないため、回路基板に接続する端子の接続位置に関する制約が少ない。また、複数の端子の中から回路基板に接続する端子を選択することで、回路基板への端子接続位置の調節が可能である。そのため、回路基板上でのスルーホールや配線パターンのレイアウトの自由度が拡大する。

以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための最良の形態を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。

以下、本発明に係る複数の好適な実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態におけるコネクタ１０が回路基板２０に搭載された状態を示す斜視図であり、そして図２〜図５は、このコネクタ１０の端子１１を示す図である。

コネクタ１０は、絶縁樹脂製のコネクタハウジング１２と、コネクタハウジング１２に保持された端子１１とを有している。

端子１１は、図２に示すように、平行に配置された複数の針状体が連結部１５によって連結されている。各針状体は、一端に回路基板２０接続用の接続部１４を有し、他端に相手方コンタクト（即ち、電気的接続先）と接触する接触部１３を有している。連結部１５は、各針状体を、接続部１４に近い箇所で連結している。この層状を成す端子を端子層と呼ぶことにする。

この端子１１の接続部１４は、図３に示すように、実際に回路基板２０に接続される接続部１４だけを残して、それ以外がカットされる。残った接続部１４は、図４、図５に示すように、直角に折り曲げる。

このように予備成形した端子１１は、コネクタハウジング１２をモールド成形するときに、接続部１４および連結部１５がコネクタハウジング１２から露出するようにコネクタハウジング１２と一体成形される。

また、図には示していないが、コネクタハンジング１２は、接続部１４および連結部１５が露出する面と反対側の面に開口した凹部を有しており、この凹部内に端子１１の各接触部１３が突出（露出）している。

一方、回路基板２０には、図１に示すように、コネクタ１０の端子１１の残された接続部１４が挿通されるスルーホール２２と、このスルーホール２２にまで延びる配線２１とが形成されている。

コネクタ１０は、スルーホール２２に挿し込んだ端子１１の接続部１４を基板２０の表裏両面で半田付けして回路基板２０に固着される。尚、コネクタ１０を回路基板２０に安定的に固定する固定手段を別に設けても良い。

このコネクタ１０の凹部（不図示）に突出する各接触部１３には、各種部品に接続するケーブルのコンタクトが結合される。そして、回路基板２０の配線２１を通じて、例えばバッテリから電力が供給される場合に、この電力は、コネクタ１０の端子１１の接続部１４から各接触部１３に出力され、各接触部１３に接続するケーブルを通じて各種部品に供給される。

このように、このコネクタ１０は、複数の出力先に同じ電力や同一信号を出力する場合に、隣接する端子同士に電気的な繋がりを与えることによって、回路基板２０との接点数を最小限に抑えることができる。そのため、回路基板２０に形成するスルーホールや配線の数の削減が可能になり、回路基板に占めるスルーホールや配線の面積の省スペース化を図ることができる。また、小さい回路基板を使用することによって、装置の小型化を図ることもできる。

この省スペース化で余裕が生じた回路基板２０のスペースは、他の部品や配線の配置に利用することができ、回路基板２０の限られた面積を有効に活用して、回路基板２０の高密度実装化を図ることができる。

また、このコネクタ１０は、回路基板２０との接点数が少ないため、回路基板２０に接続する端子の接続位置に関する制約が少ない。また、端子１１の残すべき接続部１４を選択することによって、回路基板２０への端子接続位置の調節が可能である。そのため、このコネクタ１０は、回路基板２０のスペース全体から見て最も有効と思われる位置にレイアウトしたスルーホールや配線パターンに接続することが可能であり、基板上のパターン配索の自由度が拡大する。

尚、ここでは、端子１１の不使用接続部１４のカットを実施した後、端子１１とコネクタハウジング１２とを一体的にモールドしているが、この順序を逆にして、端子１１とコネクタハウジング１２とを一体的にモールドした後、端子１１の使わない接続部１４をカットしても良い。

また、端子１１とコネクタハウジング１２とを一体的にモールドする場合に、端子１１の連結部１５がコネクタハウジング１２に埋没するようにモールドしても良い。

（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態では、コネクタが多段端子を有する場合（即ち、複数の端子層を有する場合）について説明する。

図６は、１つのコネクタハウジング３１に下段端子３２と上段端子３３とを配置したコネクタ３０を示している。

下段端子３２および上段端子３３は、それぞれ、第１の実施形態の端子１１（図２、図３、図４）と同様に、平行に配置された複数の針状体が連結部１５で連結されており、回路基板２０に接続する接続部１４を除く他の接続部１４がカットされている。上段端子３３を回路基板２０に接続する接続部１４の位置は、下段端子３２を回路基板２０に接続する接続部１４の位置と重ならないように選択されている。

下段端子３２および上段端子３３は、モールド成形により、上下に分かれてコネクタハウジング３１と一体化されている。下段端子３２および上段端子３３の各接触部１３は、コネクタハウジング３１の反対側の面に開口した凹部（不図示）内に突出している。

一方、回路基板２０には、コネクタ３０の下段端子３２の接続部が挿通されるスルーホール２２と、このスルーホール２２にまで延びる配線２１と、上段端子３３の接続部が挿通されるスルーホール２４と、このスルーホール２４にまで延びる配線２３とが形成されている。

コネクタ３０は、下段端子３２および上段端子３３の接続部を、それぞれ、回路基板２０のスルーホール２２、２４に挿し込んだ後、基板２０の表裏両面で半田付けして、回路基板２０に固着する。

このコネクタ３０は、下段端子３２の接続部の位置と上段端子３３の接続部の位置とを適宜離して設定することができるため、回路基板２０への配線パターンの設定が容易である。また、下段端子３２および上段端子３３に印加する電圧の電位差が大きい場合でも、スルーホール２２とスルーホール２４、あるいは、配線２１と配線２３の離間距離を十分に取ることにより、適切に対応できる。

また、図７に示すように、一段の端子を有するコネクタを複数個合体して多段端子のコネクタを構成することもできる。図７では、第１の実施形態に示す３個のコネクタ４１、４２、４３をボックス４５に収納して、これらを合体している。また、各コネクタ４１、４２、４３の回路基板に接続する端子の接続部１４の位置は、回路基板の垂直線上に重ならないように設定している。

複数個のコネクタの合体は、種々の手段によって実現することができる。図８では、各コネクタ５１、５２の側面にスライド溝５３、５４を形成し、コネクタ５２をスライドさせてコネクタ５１と合体する場合を示している。

また、図９は、各コネクタ６１、６２のコネクタハウジングの両側面に係合爪６３、６４と係合孔６５、６６とを設け、上側のコネクタ６２の係合爪６４を下側のコネクタ６１の係合孔６５に係止して両者を合体する場合を示している。尚、最も下側のコネクタ６１は、係合爪６３を回路基板２０の係合孔２５、２６に係止して回路基板２０に固定する。

このように、このコネクタは、回路基板に最小限の接点数で接続し、多数の電気的接続先に対して、回路基板の配線から得た電力や信号を出力するジャンクションボックスとしての機能を有している。そのため、コネクタの出力先が多数に及ぶ場合でも、回路基板には必要最小限のスルーホールや配線を設ければ足りる。従って、スルーホールや配線を回路基板にレイアウトするときの自由度が高く、コネクタが多段端子を持つ場合でも、回路基板上に余裕を持ってスルーホールや配線を形成することができる。

尚、回路基板には、ハードなプリント基板だけでなく、フレキシブルなプリント基板を用いることもできる。また、コネクタの端子と回路基板との接続は、スルーホールを設けずに、回路基板の表面で端子を半田付けするようにしても良い。

尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。

本発明の第１の実施形態におけるコネクタが回路基板に搭載された状態を示す斜視図である。 本発明の第１の実施形態におけるコネクタの端子形状を示す図（初期の状態）である。 本発明の第１の実施形態におけるコネクタの端子形状を示す図（不要接触部のカット）である。 本発明の第１の実施形態におけるコネクタの端子形状を示す図（接触部の折曲げ）である。 本発明の第１の実施形態におけるコネクタの端子形状を示す図（接触部の折曲げ）である。 本発明の第２の実施形態における多段端子を持つコネクタを示す斜視図である。 本発明の第２の実施形態におけるコネクタのボックスによる合体を示す図である。 本発明の第２の実施形態におけるコネクタのスライドによる合体を示す図である。 本発明の第２の実施形態におけるコネクタの係合爪による合体を示す図である。 従来のコネクタが回路基板に搭載された状態を示す斜視図である。 回路基板の配索パターンを示す図である。 従来の多段端子を持つコネクタを示す図である。 多段端子を持つコネクタが搭載される回路基板の配索パターンを例示する図である。 多段端子を持つコネクタが搭載される回路基板の配索パターンを例示する図である。

符号の説明

１０：コネクタ
１１：端子
１２：コネクタハウジング
１３：接触部
１４：接続部
１５：連結部
２０：回路基板
２１：配線
２２：スルーホール
２３：配線
２４：スルーホール
２５：係合孔
２６：係合孔
３０：コネクタ
３１：コネクタハウジング
３２：下段端子
３３：上段端子
４１：コネクタ
４２：コネクタ
４３：コネクタ
４５：ボックス
５１：コネクタ
５２：コネクタ
５３：スライド溝
５４：スライド溝
６１：コネクタ
６２：コネクタ
６３：係合爪
６４：係合爪
６５：係合孔
６６：係合孔

Claims (3)

1. 回路基板に取り付けられて、当該回路基板に形成された配線の電気的接続を仲介するコネクタであって、
   前記配線の電気的接続先の嵌合部に接触する接触部を一端に有する複数の端子と、
   並行に配置された前記複数の端子と交差して前記複数の端子を電気的および機械的に接続する連結部と、
   前記複数の端子を前記連結部で接続した端子層を、前記複数の端子の前記接触部が露出する状態で保持するコネクタハウジングと、を備え、
   前記複数の端子の前記接触部と反対の他端側は、前記回路基板の配線への端子接続位置に応じて選択された端子を除いて、前記連結部より先の全部または一部がカットされ、前記選択された端子の他端のみが直角に折り曲げられて前記回路基板の配線に電気的に接続されることを特徴とする回路基板用コネクタ。
2. 前記コネクタハウジングが、重ね合わせた複数層の前記端子層を保持し、前記端子層の各々を前記回路基板の配線に電気的に接続するために選択されて他端が直角に折り曲げられた前記端子が、前記回路基板の垂直方向に重ならないように設定されていることを特徴とする請求項１に記載した回路基板用コネクタ。
3. 一層の前記端子層を保持する前記コネクタハウジングが複数個積層されて前記回路基板に取り付けられ、個々の前記コネクタハウジングの前記端子層を前記回路基板の配線に電気的に接続するために選択されて他端が直角に折り曲げられた前記端子が、前記回路基板の垂直方向に重ならないように設定されていることを特徴とする請求項１に記載した回路基板用コネクタ。

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