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発明の名称 コネクタ装置、およびコネクタ装置を備えた回路板、並びに電子機器
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−18925(P2007−18925A)
公開日 平成19年1月25日(2007.1.25)
出願番号 特願2005−200504(P2005−200504)
出願日 平成17年7月8日(2005.7.8)
代理人 【識別番号】100058479
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴江 武彦
発明者 森 時彦 / 小材 剛
要約 課題
本発明は、基板との接続強度を確保しつつ、自動搭載機によって実装できるコネクタ装置を提供することを目的とする。

解決手段
本発明のコネクタ装置20は、基板18を貫通するとともに、基板18に電気的に接続される複数の端子28を有するコネクタ本体25とを備えている。コネクタ本体25に、自動搭載機42で吸引可能な吸引部32が、設けられている。
特許請求の範囲
【請求項1】
基板を貫通するとともに、前記基板に電気的に接続される複数の端子を有するコネクタ本体と、
前記コネクタ本体に設けられ、自動搭載機で吸引可能な吸引部と、
を具備したことを特徴とするコネクタ装置。
【請求項2】
前記コネクタ本体は、
前記複数の端子を支持するハウジング部材と、
前記ハウジング部材を被うシェル部材と、を備え、
前記吸引部は、前記基板と平行となるように、前記ハウジング部材から一体に突出することを特徴とする請求項1に記載のコネクタ装置。
【請求項3】
前記コネクタ本体は、前記基板を貫通して、前記基板に弾性的に係合するフック部材を有し、前記フック部材を前記基板に係合させることで前記コネクタ本体が前記基板に対し自立した姿勢に保持されることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のコネクタ装置。
【請求項4】
前記フック部材は、前記ハウジング部材に一体に成形されていることを特徴とする請求項3に記載のコネクタ装置。
【請求項5】
前記フック部材は、前記ハウジング部材に連なる基端と、前記基端の反対側に位置する先端とを有するとともに、前記先端の方向に進むに従い細くなる形状をなしていることを特徴とする請求項4に記載のコネクタ装置。
【請求項6】
前記フック部材は、前記ハウジング部材に連なる基端を有し、
前記ハウジング部材は、前記フック部材の基端よりも大きな断面積を有して前記基板に対する設置面積を増大させるためのベース部を有し、
前記フック部材の基端は、前記ベース部の央部に位置することを特徴とする請求項3に記載のコネクタ装置。
【請求項7】
前記フック部材は、前記先端から前記基端の方向に向けて延びるスリットを有することを特徴とする請求項6に記載のコネクタ装置。
【請求項8】
基板と、
前記基板に実装されるコネクタ装置と、を具備する回路板であって、
前記コネクタ装置は、
前記基板を貫通するとともに、前記基板に電気的に接続される複数の端子を有するコネクタ本体と、
前記コネクタ本体に設けられ、自動搭載機で吸引可能な吸引部と、を備えていることを特徴とする回路板。
【請求項9】
筐体と、
前記筐体に収容される回路板と、を具備する電子機器であって、
前記回路板は、
基板と、前記基板に実装されるコネクタ装置とを含み、
前記コネクタ装置は、
前記基板を貫通するとともに、前記基板に電気的に接続される複数の端子を有するコネクタ本体と、
前記コネクタ本体に設けられ、自動搭載機で吸引可能な吸引部と、
を備えていることを特徴とする電子機器。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、基板に実装され、外部と電気的接続を行うコネクタ装置、およびコネクタ装置を備えた回路板に関する。さらに本発明は、筐体の内部に回路板を収容した電子機器に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、自動搭載機を用いて基板に表面実装可能なコネクタ装置が知られている。このコネクタ装置は、相手コネクタが嵌め込まれるコネクタ本体と、相手コネクタの嵌め込み状態を保持するロック機構と、基板に接続される端子と、自動搭載機で吸引するための被吸着部とを備えている。端子は、基板を貫通しない、SMT(Surface Mount Technology)形状を有している。
【0003】
このコネクタ装置は、被吸着部において自動搭載機により吸引され、SMTライン上を流れる基板に実装されるようになっている(例えば、特許文献1参照)。
【特許文献1】特開2005−261156号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
一般にコネクタ装置は、構造上、相手コネクタとの抜き差しが繰り返される。従来のコネクタ装置は、基板に対するはんだ接続強度が弱いSMT形状で実装されるため、相手コネクタの抜き差しを繰り返すと、基板とコネクタ装置との間の接続部分にクラックを生ずるおそれがある。
【0005】
本発明は、基板に対する接続強度を確保しつつ、自動搭載機を用いて基板に実装できるコネクタ装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
前記目的を達成するため、本発明の一つの形態に係るコネクタ装置は、基板を貫通するとともにこの基板に電気的に接続される複数の端子を有するコネクタ本体と、コネクタ本体に設けられ、自動搭載機で吸引可能な吸引部と、を具備したことを特徴としている。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、基板に対する接続強度を確保しつつ、自動搭載機を用いて基板に実装できるコネクタ装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0008】
以下に、図1から図6を参照して、本発明のコネクタ装置の第1の実施形態について、例えば、ポータブルコンピュータに適用した場合を例に説明する。
【0009】
図1および図2に示すように、電子機器の一例であるポータブルコンピュータ11は、筐体12、キーボード13およびディスプレイ14を備えている。筐体12は、回路板15を収容している。回路板15は、基板18と、基板18上に表面実装された複数のチップ部品19と、基板18の縁部に沿って固定された複数のコネクタ装置20、21、22、23とを有している。
【0010】
図1に示すように、筐体12は、複数のコネクタ装置20、21、22、23を外部に臨ませる複数の切欠部24を有している。図2に示すように、コネクタ装置20は、例えば、外部接続用のD−Subコネクタで構成されている。この場合、コネクタ装置20は、D−Subコネクタ以外にも、USBコネクタ、IEEE1394コネクタ等の種々のコネクタで構成してもよい。
【0011】
図3に示すように、コネクタ装置20は、コネクタ本体25を備えている。コネクタ本体25は、端子である複数のリード部材28と、ハウジング部材29と、シェル部材30と、一対のグランド部材31と、吸引部32と、一対のフック部材33とを有している。ハウジング部材29は、合成樹脂材料で形成されており、複数のリード部材28を支持する絶縁体として機能する。図4に示すように、ハウジング部材29の一端の面に、相手コネクタのピンが挿入される複数の挿入孔37が形成されている。
【0012】
シェル部材30は、ハウジング部材29の外周面を被っており、相手コネクタとの接続部38を構成している。シェル部材30は、金属材料によりに形成されている。シェル部材30の前面に、相手コネクタを固定するためのねじ穴34が一対に設けられている。
【0013】
前記各リード部材28は、挿入孔37に接続された第1の端部28aと、ハウジング部材29から基板18に向けて突出する第2の端部28bと、第1の端部28aと第2の端部28bとの間に位置する中間部28cとを有している。中間部28cはハウジング部材29に支持されている。
【0014】
図4に示すように、基板18は、リード部材28を挿入するための複数の貫通口39を有している。コネクタ装置20が基板18に実装されると、各リード部材28の第2の端部28bが貫通口39を貫通し、コネクタ装置20と基板18とが電気的に接続される。コネクタ装置20は、端子28が基板18を貫通するいわゆるDIP(Dual Inline Package)部品として構成されている。
【0015】
図3に示すように、前記グランド部材31は、コネクタ本体25の幅方向に沿う両端部に設けられている。各グランド部材31の下端は、基板18の信号ラインのうち、マイナスのものに接続されている。
【0016】
図3に示すように、吸引部32は、ハウジング部材29からシェル部材30とは反対の方向に突出している。吸引部32は、ハウジング部材29に一体に成形されて、半円形の形状を有している。吸引部32は、基板18から離れたハウジング部材29の上端に位置するとともに、基板18と平行になるように向かい合っている。吸引部32の上面は、平坦に形成されており、この部分で自動搭載機42により吸引を受けることが可能となっている。
【0017】
図4に示すように、吸引部32の下面に、半円形状に肉抜き部43が形成されている。さらに、吸引部32の縁部に、厚肉部44が形成されている。厚肉部44は、ハウジング部材29に対し、シェル部材30と反対方向に荷重をかけるためのものである。このため、吸引部32は、コネクタ装置20の自立を助けるように作用する。
【0018】
図3に示すように、前記フック部材33は、コネクタ本体25の幅方向に離れており、複数のリード部材28を間に挟んで向かい合っている。フック部材33は、ハウジング部材29と一体に成形されている。
【0019】
フック部材33は、コネクタ装置20の高さと同一かそれよりも短い寸法を有している。フック部材33は、ハウジング部材29に連なる基端33aと、この基端33aの反対側に位置する先端33bとを備えている。フック部材33の先端33bに、基板18に係合するための鉤部33Aが形成されている。図3および図4に示すように、フック部材33の先端33bは、基板18の挿通口46に挿入される挿入部47となっている。
【0020】
挿入部47は、鉤部33Aの近傍で弾力性を奏するように細く形成されている。コネクタ装置20が実装される際には、図4に示すように、フック部材33の先端33bが基板18に設けられた挿通口46を貫通するとともに、鉤部33Aが挿通口46の開口縁48(図5参照)に弾性的に係合する。これにより、コネクタ本体25が基板18に対して自立した姿勢に保持される。
【0021】
次に、図3、図5、図6を参照して、本発明のコネクタ装置20の実装動作について説明する。
【0022】
コネクタ装置20は、SMT(Surface Mount Technology)ラインに面して配置されたパレット(図示せず)に保持されている。SMTラインは、基板18上の接合箇所に予め一定量のはんだが供給されたリフロー方式のもので構成されている。このSMTラインにおいて、コネクタ装置20を自動搭載機42でピックアップする際には、図3に示すように、自動搭載機42のヘッド部42Aがコネクタ本体25の吸引部32に突き当たる。自動搭載機42が吸引を開始すると、コネクタ装置20がヘッド部42Aによって吸着される。この場合、ヘッド部42Aが突き当たる位置は、コネクタ装置20の重心軸と同軸上である。パレットに保持されたコネクタ装置20は、自動搭載機42によってピックアップされ、基板18の上方に移動した後、上方から基板18に装着される。
【0023】
装着時には、複数のリード部材28が基板18の複数の貫通口39を貫通する。それと同時に、フック部材33が基板18の挿通口46を貫通する。フック部材33が挿通口46を通る際には、図5に実線で示すように、鉤部33Aが挿通口46の開口縁48に突き当たる。このままコネクタ装置20の押し込みを継続すると、フック部材33は、図5に2点鎖線で示すように、鉤部33Aが開口縁48に押されて、挿入部47が反るように変形する。
【0024】
コネクタ装置20の装着を続け、鉤部33Aが挿通口46を抜けて基板18の裏面に至ると、フック部材33は元の形状に戻り、図6に示すように、鉤部33Aが基板18を貫通して基板18に弾性的に係合する。こうして、コネクタ本体25が基板18上に自立した状態で保持される。
【0025】
続いて、コネクタ装置20が保持された基板18が加熱式のリフロー炉に送られ、はんだの溶融がなされる。以上の動作により、基板18とコネクタ装置20とがはんだ接続され、コネクタ装置20の実装が完了する。
【0026】
第1の実施形態のコネクタ装置20によれば、複数のリード部材28を基板18を貫通させた状態で、コネクタ装置20を基板18に実装できる。このため、自動搭載機42による実装であっても、基板18に対するはんだ接続強度が十分なコネクタ装置20を提供できる。
【0027】
吸引部32は、コネクタ装置20の自立を助けるように形成されている。これにより、コネクタ装置20の転倒を防止して、効率的にはんだの溶融工程に移行できる。また、フック部材33でコネクタ装置20を基板18に密着させ、コネクタ装置20の浮き上がりを防止できる。これにより、コネクタ装置20の自立性を向上できる。
【0028】
本実施形態では、合成樹脂製のフック部材33が十分な長さを有している。フック部材33に所定の長さを持たせれば、挿入部47で十分な弾力性を発揮できる。さらに、フック部材33の挿入部47を細く形成したため、鉤部33Aの近傍で弾力性を向上できる。このように構成されたフック部材33を用いれば、フック部材33が挿通口46に干渉するのを防止して、コネクタ装置20を軽い力で実装できる。そのため、自動搭載機42に無理な負荷が加わるのを防止できる。
【0029】
吸引部32とフック部材33とは、ハウジング部材29と一体に成形される。このため、これらを簡単に形成でき、部品点数も削減できる。このように構成したコネクタ装置20は、他のチップ部品19と同一のSMTラインで一括ではんだ接続できる。このため、フロー方式等の他の実装ラインを必要とせず、製造コストを削減できる。
【0030】
次に、図7を参照して、コネクタ装置20の第2の実施形態について説明する。
【0031】
第2の実施形態のコネクタ装置20は、フック部材51およびベース部52以外の構成については、第1実施形態のものと同様であるため、共通の符号を付して説明を省略する。
【0032】
第2の実施形態のコネクタ装置20は、コネクタ本体25の下方に、ベース部52と、フック部材51とを具備している。ベース部52は、吸引部32の下方に配置し、ハウジング部材29と一体に、方形のブロック状に成形されている。ベース部52により、コネクタ本体25と、基板18との設置面積が増加している。図7では、リード部材が省略されている。
【0033】
フック部材51は、ベース部52の下面の中央部に連なる基端51aと、この基端51aの反対側に位置する先端51bとを備えている。この場合、ベース部52の断面積は、フック部材51の基端51aの断面積より大きくなっている。フック部材51の先端51bに、三角形状の鉤部51Aが形成されている。鉤部51Aが基板18の挿通口46を貫通することにより、フック部材51が基板18に係合し、コネクタ装置20が基板18に固定される。
【0034】
第2実施形態のコネクタ装置20によれば、ベース部52で基板18に対する設置面積を増大できるため、基板18に対するコネクタ装置20の自立性を向上させることができる。また、吸引部32の下方にベース部52とフック部材51とを配置している。このため、装着時に自動搭載機42から受ける荷重の中心と同軸上に、ベース部52とフック部材51とを配置できる。これにより、装着時に基板18から受ける反作用でコネクタ装置20が転倒してしまうのを防止できる。さらに、ベース部52がハウジング部材29と一体に成形されているため、これらを簡単に作成できる。
【0035】
図8を参照して、第3の実施形態のコネクタ装置20について説明する。
【0036】
第3の実施形態のコネクタ装置20は、フック部材61の形状以外は、第2の実施形態のものと同一に構成されている。このため、フック部材61以外の構成については、説明を省略する。
【0037】
第3の実施形態のフック部材61は、ハウジング部材29に連なる基端61aと、この基端61aの反対側に位置する先端61bとを備えている。フック部材61の先端61bは、基板18の挿通口46に挿入可能な先細り状の挿入部62をなしている。フック部材61に、挿入部62から基端33aの方向に向けて延びるスリット63が形成されている。
【0038】
スリット63は、フック部材61の挿入部62をその直径を境に第1の部分66と、第2の部分67とに分割されている。第1の部分66の側面に、断面台形状の鉤部61Aが形成されている。スリット63により、基板18への実装時に鉤部61Aを設けた第1の部分66で弾力性を発揮できるようになっている。
【0039】
第3の実施形態のコネクタ装置20によれば、フック部材61の長さが十分に取れない場合であっても、フック部材61に弾力性を持たせることができる。このため、コネクタ装置20を基板18に実装する際にも、自動搭載機42に負荷がかかるのを防止して、効率的に実装できる。
【0040】
本発明に係るコネクタ装置は、上記実施形態に示したポータブルコンピュータ用に限らず、例えば携帯情報端末のようなその他の電子機器の外部接続用コネクタとしても実施可能である。
【図面の簡単な説明】
【0041】
【図1】本発明の第1の実施形態に係るポータブルコンピュータの斜視図。
【図2】図1に示す、ポータブルコンピュータの筐体内部に収容される回路板の斜視図。
【図3】本発明の第1の実施形態に係るコネクタ装置を示す斜視図。
【図4】図3に示すコネクタ装置の断面図。
【図5】図3に示すコネクタ装置のフック部材の動作を説明する断面図。
【図6】図5に示すフック部材が基板に係合した状態を示す断面図。
【図7】本発明の第2の実施形態に係るコネクタ装置の斜視図。
【図8】本発明の第3の実施形態に係るコネクタ装置のフック部材を示す斜視図。
【符号の説明】
【0042】
15…回路板、18…基板、20…コネクタ装置、25…コネクタ本体、28…リード部材、29…ハウジング部材、30…シェル部材、32…吸引部、33、51、61…フック部材、42…自動搭載機、52…ベース部、63…スリット




 

 


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