JP2005235590A - コネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】 金属コンタクトを、本体と蓋体とからなるハウジングに挿入する作業を円滑にすること、及び金属コンタクトが実装されるプリント基板の実装面積を大幅に削減でき、機器の小型化を実現すること。
【解決手段】 本体30の開口端に蓋体40を嵌合させ、金属コンタクト20を本体のコンタクトホール330と蓋体のコンタクトホール420により保持し、さらに、金属コンタクト20の係止用突部210を蓋体40の係止用凹部410に嵌合する。金属コンタクト20の実装用端子部220a,220bは、底板310の透孔310a,310bに嵌合する。金属コンタクト20には、他の電子機器のサブボードに連結するためのフレキシブルプリント基板5が電気的に接続してあり、プリント基板6に実装される。
【選択図】 図６

Description

本発明は、コネクタ、特に表面実装フレキシブルプリント基板用コネクタに関する。

近年では、例えば携帯電話は通話機能ばかりでなく、デジダルカメラ機能、インターネット機能、ＧＰＳ機能、テレビ機能など多くの機能を有し、これらの機能を有する電子機器はそれぞれサブボードに搭載してあり、かつモジュール化しており、これらの機能をメインボードのプリント基板に実装されている。
従来から、このプリント基板に実装するための接続用コネクタの構成を、図８〜１１を参照して説明すると、図８（Ａ）に示すハウジング１００と図８（Ｂ）に示す金属コンタクト２００とから構成されており、図１０に示すように、この金属コンタクトはこのハウジングに挿入して装着されているものである。そして、このハウジング１００の素材は、半田耐熱性のあるエンジニアリングプラスチック、例えば全芳香族系ポリエステル液晶ポリマーを使用するものであって、その構成は、図８（Ａ）、第９図に示すように両端開口の中空角柱状のケース状であって、この中空部の上板と底板には、金属コンタクト２００を挿着するための複数の溝状のコンタクトホール１０１，１０２が並列的に穿設してあり、かつこの上下の両コンタクトホールは、上下対向した状態で形成してある。また、金属コンタクト２００はベリリウム鋼などのようにばね性があり導電性のよい材質を、金属プレス加工により、図８（Ｂ）に示すように脚部を有する二股状に加工した後、ニッケルめっき、金めっきなどを施したもので、この金属コンタクトの後端部の下部から延出した実装用端子部２０１が後方に向けて突出した状態で一体的に形成されたものである。そして、このような金属コンタクト２００の複数個を、ハウジング１００の一方の開口、図１０では右側の開口から挿入し、上下のコンタクトホール１０１，１０２のそれぞれに嵌合して挿着したものである。

ところで、この金属コンタクト２００に耐引抜抵抗を附与するために、この金属コンタクトとこのコンタクトホール１０１…，１０２…との嵌合は、締まり嵌めにしてある。そして、金属コンタクト２００をハウジング１００の本体内に挿入して、図１０,図１１の状態にした後で、メインボードのプリント基板６の回路６１に、ハウジング１００の後端から突設してある実装用端子部２０１を半田７により接続させるものである。また、金属コンタクト２００の二股部内には、他の電子機器を搭載しているサブボードと電気的に接続するためのフレキシブルプリント基板５を弾性力により挟持した状態に取付けてある。

ところで、前記したように、多機能をもつ情報通信機器では、図９に示す各コンタクトホール１０１…間のピッチ及び１０２…間のピッチのそれぞれが０．３ｍｍ以下の狭いピッチのコネクタが実用化されており、このようなコネクタでは、設計的に金属コンタクト２００の板厚は０．１５ｍｍ以下の極薄になる。このように０．１５ｍｍ以下という薄い板厚の金属コンタクト２００を狭い間隙のコンタクトホール１０１，１０２内に挿入するとき、この挿入時の挿入抵抗によりこのコンタクトが曲がり易く、スムーズな挿入作業が困難で、そのため生産性を著しく低下させている問題がある。

また、金属コンタクト２００の実装用端子部２０１は、ハウジング１００に挿着された後では、図１０に示すようにこのハウジングの後端開口から後方に向けて突出したものであるため、このような実装用端子部をメインボードのプリント基板６の回路６１に実装すると、この実装されるプリント基板の実装面積が広くなり、機器の小型化の支障となる。

解決しようとする課題の第１は、金属コンタクトをハウジングの本体に挿入する作業を円滑にすること、第２は金属コンタクトが実装されるプリント基板の実装面積を大幅に削減でき、機器の小型化を実現することにある。

本発明に係るコネクタの第１特徴は、ハウジングと金属コンタクトとからなり、上記ハウジングは、本体と蓋体とからなり、上記ハウジングの本体は、開口形状のものであり、かつ内壁にコンタクトホールを並列的に設けてあり、上記ハウジングの蓋体の内面には、被係止部が形成してあり、かつコンタクトホールを並列的に設けてあり、さらに、上記金属コンタクトには、係止部が形成してあり、かつ他の電子機器に電気的に接続可能な形状である。さらに、上記本体の開口部には、上記ハウジングの蓋体が嵌合可能であり、上記ハウジングの本体のコンタクトホールと上記蓋体のコンタクトホールとは、対向する位置関係にあり、上記金属コンタクトの係止部は、上記ハウジングの被係止部に係合するものである。さらに、上記ハウジングの本体に上記蓋体が嵌合した状態では、上記金属コンタクトは、上記本体と上記蓋体の両コンタクトホールにより保持されており、上記ハウジングの本体とこの本体の開口に嵌合した上記蓋体とは接着してある。

本発明の第２の特徴は、前記第１の特徴の他に、ハウジングの本体の下面には、透孔が形成してあり、金属コンタクトには、実装用端子部が突設してあり、この実装用端子部は、上記ハウジングの本体の透孔に嵌合するところにある。

本発明の第３の特徴は、上記ハウジングの本体と蓋体とは、相互に相溶性のある合成樹脂を素材とするところにあり、第４の特徴は、上記ハウジングの蓋体は光透過性のある材質であるところにある。

本発明の第５の特徴は、上記ハウジングの本体は光吸収性のよい色調、例えば黒色であるところにある。

さらに、第６の特徴は、上記ハウジングの本体とこの本体の開口に嵌合した上記蓋体とは、レーザー光の照射により溶着してあるところにある。

本発明の効果は、金属コンタクトをハウジングの本体に挿入する作業を円滑に行なうことができ、また、金属コンタクトが実装されるプリント基板の実装面積を大幅に削減でき、機器の小型化が実現できる。

本発明の実施の第１の形態を図１から図３を参照して説明すると、本発明に係るコネクタ、特に表面実装フレキシブルプリント基板用コネクタは、図１（Ａ）,（Ａａ）,（Ｃ）,（Ｃａ）各図に示すハウジング１と図１（Ｂ）,（Ｂｂ）に示す金属コンタクト２とからなるものであって、このハウジングは、図１（Ｃ）,（Ｃａ）に示す本体３と、図１（Ａ）,（Ａａ）に示す蓋体４とから構成されている。

ハウジング１の本体３は、一体的に形成された底板３１と両側壁３２とからなり、凹状に上端が開口したものである。そして、図１（Ｃ）,（Ｃａ）に示すように、ハウジングの本体３の内壁、例えば底板３１の上面には、溝状の複数のコンタクトホール３３…を並列的に形成してあり、さらに、この底板には、図１(C)に示す係止溝３４が形成してある。また、ハウジング１の蓋体４は、本体３の上端開口に嵌合可能な形状であり、さらに、その下面には被係止部である係止用凹部４１が形成してあり、この係止用凹部は本体３の係止溝３４と上下対向する位置関係にある。蓋体４の下面には、図１(A),(Aa)に示すように溝状の複数のコンタクトホール４２…が並列的に形成してあり、この複数のコンタクトホール４２…は、底板３１に形成してある複数のコンタクトホール３３…と上下対向位置関係にある。

ハウジング１の本体３と蓋体４とは、相互に相溶性のある合成樹脂を素材とするものであり、この素材としては、従来から知られている半田耐熱性のあるエンジニアリングプラスチック、例えば全芳香族系ポリエステル液晶ポリマーである。さらに、ハウジング１の本体３は光吸収性のよい色調、例えば黒色であり、また、蓋体４は光透過性のある材質である。

金属コンタクト２はベリリウム鋼などのようにばね性があり導電性のよい材質を、金属プレス加工により、図１（Ｂ）に示すように脚部を有する二股状に加工した後、ニッケルめっき、金めっきなどを施したものであって、後部の上下端部には係止部である係止用突部２１ａ，２１ｂが、蓋体４の方（上方）と本体３の方（下方）に向けて形成してあり、図２に示すように、一方の係止用突起２１ａは蓋体４の被係止部である係止用凹部４１に係合可能であり、他方の係止用突起２１ｂは底板３１の被係止部である係止溝３４に係合可能である。なお、係止部である係止用突部２１ａ，２１ｂと、被係止部である係止用凹部４１、係止溝３４とは、相対的なものであって、いずれか一方が係止部、他方が被係止部であればよい。

また、金属コンタクト２の後端部の下部には、従来例と同様な形状の実装用端子２２が後方に延出した状態で一体的に形成してあり、この実装用端子の下面は本体の底板３１の下面と同一レベルか、僅かに下方に垂下している。

ハウジング１の本体３の側壁３２の上端面と蓋体４との接合部は接着してあるが、特に、後で説明しているようにレーザー光の照射により溶着されることが望ましい。

そこで、本発明に係るコネクタを組み立てる工程について説明すると、先ず、図１の各図に示すように、ハウジング１の本体３に蓋体４が未だ嵌合されていない状態、つまり、この本体の上端の開口が開いた状態において、複数の金属コンタクト２のそれぞれを、この本体３の上端開口から内部に挿入し、そのままこの本体の底板３１に形成してある溝状のコンタクトホール３３のそれぞれの上端開口から挿入し、起立した状態で挿着させる。そこで、本体３の開口端に蓋体４を嵌合させるが、この嵌合と同時にこの蓋体のコンタクトホール４２のそれぞれの下端開口には金属コンタクト２の上辺部が挿入し、この両コンタクトホール３３，４２によりこの金属コンタクトを保持し、図２、図３の状態にする。この状態の時は、金属コンタクト２の係止用突部２１ａ，２１ｂは、蓋体４の係止用凹部４１と底板３１の係止溝３４に嵌合している。なお、金属コンタクト２の二股状の脚部間には、他の電子機器のサブボードに連結するためのフレキシブルプリント基板５が挿着して、電気的に接続してある。

そこで、蓋部４の上部から、図示していないが耐熱透明ガラスの押え治具でこの蓋体を押圧する。そして、この押え治具の上部からレーザー光を照射するが、この時のレーザー光は波長が９４０ｎｍ、出力６０Ｗのもので、照射スピードは１〜２ｍｍ／ｓｅｃ程度でよい。このレーザー光は押え治具と蓋体４とを貫通し、本体３の側壁３２の上端面の接合端面に吸収される。このとき本体３の色調が光吸収力のよいもの、例えば黒色であれば、このレーザー光の吸収が効率的に行なわれる。レーザー光のエネルギーは熱に変換するため、蓋体４と本体３の開口端面の接合面を限定的に溶融する。そこで、蓋体４と本体３とを接合した状態でクランプしておくと、この熱はこの本体の吸収面である側壁３２の上端面から透過部材の蓋体４へと伝わり、この蓋体と本体とが溶着される。この溶着強度は、実験例では照射スピードは１〜２ｍｍ／ｓｅｃで、１４から１０ＭＰａの結果が得られた。

このレーザー光による溶着は、溶融部分のはみ出しが殆ど発生しない特徴がある。因みに、従来から知られている超音波による溶着では、溶融部のはみ出しは避けられないため、溶着部に予め空隙（見出し）を設けて対処している。しかし、本発明の適用される微小形状の場合では、見出しを収納できるスペースを設けることは不可能であるので、レーザー光による溶着は精密微細な形状相互の溶着に特に有効である。

最後に、図２、図３に示すように金属コンタクト２の実装端子２２をメインボードであるプリント基板６の回路６１に半田７により接続し連結する。

しかし、この実施の形態では、金属コンタクト２の実装端子２２が、従来例と同じくハウジング１の後端開口から後方に突出しているため、実装されるプリント基板６の実装面積は、従来例と同様に広く、機器の小型化には依然として問題がある。

そこで、次にこの問題を解決した本発明の他の実施の形態について、図４、図５を参照して説明する。

この形態の表面実装フレキシブルプリント基板用コネクタも、図４（Ａ），（Ａａ）,（Ｃ），（Ｃａ）に示すハウジング１０と図４（Ｂ），（Ｂａ）に示す金属コンタクト２０とからなり、さらに、このハウジングは、図４（Ｃ），（Ｃａ）に示す本体３０と図４（Ａ），（Ａａ）に示す蓋体４０とからなる。ハウジング１０の本体３０と蓋体４０とは、相互に相溶性のある合成樹脂を素材とするもので、この素材としては、前記の実施の形態と同様に、半田耐熱性のあるエンジニアリングプラスチック、例えば全芳香族系ポリエステル液晶ポリマーである。

ハウジング１０の本体３０は、底板３１０と側壁３２０ａ，３２０ｂとを一体的に形成したものであって、上端開口の形状で、さらに、このハウジングの内壁、例えばこの底板の上面には、溝状の複数のコンタクトホール３３０が微小な間隔、例えば０．３ｍｍ以下のピッチをもって並列的に設けてある。さらに、本体３０の各コンタクトホール３３０の底面には、図４（Ｃ）に示すように、複数個、図面では２つの導通用の透孔３１０ａ，３１０ｂが形成してある。また、ハウジング１０の本体３０の色調は光吸収力を強めるため黒色である。

ハウジング１の蓋体４０は、光透過性のある材質であって、本体３０の上端開口に嵌合され、かつ、図４（Ａ），（Ａａ）に示すように、この蓋体の下面には被係止部である係止用凹部４１０が形成してあり、さらに、この蓋体の下面には、複数のコンタクトホール４２０が微小な間隔、例えば０．３ｍｍ以下のピッチをもって並列的に設けてある。この複数のコンタクトホール４２０は、底板３１０の上面の複数のコンタクトホール３３０の位置とは、上下対向する位置関係にある。

金属コンタクト２０は、上下の両コンタクトホール３３０，４２０に挿着することが可能な形状であり、図４（Ｂ）に示すように、その後端部には係止部である係止用突部２１０が蓋体４０の方、つまり上方に向けて形成してあり、さらに、この金属コンタクトには、この係止用突部とは反対側の縁辺に、２つの実装用端子部２２０ａ，２２０ｂが突設してある。なお、この実装用端子部２２０ａ，２２０ｂは係止用突起としても機能する。

金属コンタクト２０の係止用突部２１０は、蓋体４の係止用凹部４１０に係合するものであり、その実装用端子部２２０ａ，２２０ｂは、ハウジング１０の本体３０の透孔３１０ａ，３１０ｂに嵌合するものである。

ハウジング１０の本体３０の側壁３２０ａ，３２０ｂの上端面と蓋体４０とは接着してあるが、この接着手段としては、特に後で説明するようにレーザー光の照射による溶着手段が採用されている。

そこで、本発明のこの実施の形態に係るコネクタを組み立てる工程について説明すると、先ず、図４の各図に示すように、ハウジング１０の本体３０には蓋体４０が未だ嵌合されていないで，この本体の上端の開口が開いた状態において、複数の金属コンタクト２０のそれぞれを、この上端開口から本体内に挿入し、そのままこの本体３０の底板３１０のコンタクトホール３３０のそれぞれの上端開口から挿入し、図５（Ａ），（Ｂ）に示すように、起立した状態で挿着させる。そこで、本体３０の開口端に蓋体４０を嵌合させ、この嵌合と同時にこの蓋体のコンタクトホール４２０のそれぞれの下端開口から金属コンタクト２０の上辺部が挿入し、この両コンタクトホール４２０，３３０によりこの金属コンタクトを保持し、図６、図７の状態にする。この状態の時は、金属コンタクト２０の係止用突部２１０は、蓋体４の係止用凹部４１０に嵌合し、実装用端子部２２０ａ，２２０ｂは底板３１０に開口している透孔３１０ａ，３１０ｂに嵌合している。なお、金属コンタクト２０の二股状の脚部間には、他の電子機器のサブボードに連結するためのフレキシブルプリント基板５が挿着して、電気的に接続してある。

そこで、前記下実施の形態と同様に、蓋体４０の上部から耐熱透明ガラスの押え治具でこの蓋体を押圧する。そして、この押え治具の上部からレーザー光を照射するが、この時のレーザー光の波長、出力、照射スピードは前記の実施の形態の場合と同じ条件でよい。このレーザー光は押え治具と蓋体４０とを貫通し、本体３０の側壁３２０ａ，３２０ｂの上端面である接合端面に吸収される。このとき本体３０の色調が黒色であれば、このレーザー光の吸収が効率的に行なわれる。レーザー光のエネルギーは熱に変換するため、蓋体４０と本体３０の開口端面の接合面を限定的に溶融する。そこで、蓋体４０と本体３０とを接合した状態でクランプしておくと、この熱はこの本体の吸収面である側壁３２０ａ，３２０ｂの上端面から透過部材の蓋体４へと伝わり、この蓋体と本体とが溶着される。このレーザー光による溶着が精密微細な形状相互の溶着に特に有効であることは前記したとおりである。

最後に、図６に示すように金属コンタクト２０の実装用端子部２２０ａ，２２０ｂをメインボードであるプリント基板６の回路６１に半田７１により接続し連結させるものである。

この実施の形態では、金属コンタクト２０の実装用端子部２２０ａ，２２０ｂは本体３０の透孔３１０ａ，３１０ｂに嵌合可能なもので、この本体から外部に延出せず、この金属コンタクト全体が本体内に収納できるため、この金属コンタクトが実装されるプリント基板の実装面積を、従来例に比較して大幅に削減でき、機器の小型化の実現に有効である。

発明の活用例として、表面実装フレキシブルプリント基板用コネクタとして利用されるもので、例えば携帯電話にみられるように、通話機能ばかりでなく、デジタルカメラ機能、インターネット機能、ＧＰＳ機能、テレビ機能など多くの機能を有し、これらの機能はそれぞれサブボードに搭載してあり、かつモジュール化しており、これらの機能をメインボードのプリント基板に実装するためのフレキシブルプリント回路等の接続に利用される。

（Ａ）は蓋体の断面図、（Ｂ）は金属コンタクトの正面図、（Ｃ）は本体の断面図、（Ａａ）は図１（Ａ）のａ−ａ線断面図、（Ｂａ）は図１（Ｂ）のｂ−ｂ線断面図、（Ｃａ）は図１（Ｃ）のｃ−ｃ線断面図。 メインボードに実装した状態を示すもので、図３のａ−ａ線断面図 メインボードに実装した状態の断面図。 他の実施の形態を示す展開図で、（Ａ）は蓋体の断面図、（Ｂ）は金属コンタクトの正面図、（Ｃ）は本体の断面図、（Ａａ）は図１（Ａ）のａ−ａ線断面図、（Ｂａ）は図１（Ｂ）のｂ−ｂ線断面図、（Ｃａ）は図１（Ｃ）のｃ−ｃ線断面図。 他の実施の形態における本体に金属コンタクトを挿着した状態を示す展開図。 他の実施の形態におけるメインボードに実装した状態を示すもので、図７のａ−ａ線断面図。 他の実施の形態におけるメインボードに実装した状態を示す断面図。 従来例を示すもので、（Ａ）はハウジングの断面図、（Ｂ）は金属コネクタの正面図。 従来例のハウジングを示すもので、第８図（Ａ）のａ−ａ線断面図。 従来例におけるメインボードに実装した状態を示すもので、図１１のａ−ａ線断面図。 従来例におけるメインボードに実装した状態を示す断面図。

符号の説明

１ ハウジング
２ 金属コンタクト
２１ａ 係止部（係止用突部）
２１ｂ 係止部（係止用突部）
３ ハウジングの本体
３１ 底板
３３ コンタクトホール
３４ 被係止部（係止溝）
４ ハウジングの蓋体
４１ 被係止部（係止用凹部）
４２ コンタクトホール
５ フレキシブルプリント基板
６ プリント基板
６１ 回路パターン
７，７１ 半田
１０ ハウジング
２０ 金属コンタクト
２１０ 係止部（係止用突部）
２２０ａ 実装用端子部
２２０ｂ 実装用端子部
３０ 本体
３１０ 本体の底板
３１０ａ 透孔
３１０ｂ 透孔
３２０ａ 側壁
３２０ｂ 側壁
３３０ コンタクトホール

Claims (6)

1. ハウジング(1)と金属コンタクト(2)とからなり、
   上記ハウジングは、本体(3)と蓋体(4)とからなり、
   上記ハウジングの本体は、開口形状のものであり、かつ内壁にコンタクトホール(33)を並列的に設けてあり、
   上記ハウジングの蓋体の内面には、被係止部(41)が形成してあり、かつコンタクトホール(42)を並列的に設けてあり、
   上記金属コンタクトには、係止部(21a,21b)が形成してあり、かつ他の電子機器に電気的に接続可能な形状であり、
   上記本体の開口部には、上記ハウジングの蓋体が嵌合可能であり、
   上記ハウジングの本体のコンタクトホール(33)と上記蓋体のコンタクトホール(42)とは、対向する位置関係にあり、
   上記金属コンタクトの係止部(21a,21b)は、上記ハウジングの被係止部(41,34)に係合するものであり、
   上記ハウジングの本体に上記蓋体が嵌合した状態では、上記金属コンタクトは、上記本体と上記蓋体の両コンタクトホールにより保持されており、
   上記ハウジングの本体とこの本体の開口に嵌合した上記蓋体とは、接着してある
   ことを特徴とするコネクタ。
2. ハウジング(10)と金属コンタクト(20)とからなり、
   上記ハウジングは、本体(30)と蓋体(40)とからなり、
   上記ハウジングの本体は、上端開口形状のものであり、かつ内壁にコンタクトホール(330)を並列的に設けてあり、
   上記ハウジングの本体の下面には、透孔(310a,310b)が形成してあり、
   上記ハウジングの蓋体の内面には、被係止部(410)が形成してあり、かつコンタクトホール(420)を並列的に設けてあり、
   上記金属コンタクトは、係止部(210)が形成してあり、かつ他の電子機器に電気的に接続可能な形状であり、
   上記金属コンタクトには、実装用端子部(220a,220b)が突設してあり、
   上記ハウジングの本体の上端開口には、上記蓋体が嵌合可能であり、
   上記ハウジングの本体の上記コンタクトホールと上記蓋体のコンタクトホールとは、対向する位置関係にあり、
   上記金属コンタクトの係止部(210)は、上記蓋体の被係止部(410)に係合するものであり、
   上記金属コンタクトの実装用端子部(220a,220b)は、上記ハウジングの本体の上記透孔(310a,310b)に嵌合するものであり、
   上記ハウジングの本体(30)に上記蓋体(40)が嵌合した状態では、上記金属コンタクト(20)は、上記本体と上記蓋体の両コンタクトホール(330,420)により保持されており、
   上記ハウジングの本体とこの本体の開口に嵌合した上記蓋体とは、接着してある
   ことを特徴とするコネクタ。
3. 請求項１または２において、上記ハウジングの本体と蓋体とは、相互に相溶性のある合成樹脂を素材とすることを特徴とするコネクタ。
4. 請求項１または２において、上記ハウジングの蓋体は光透過性のある材質であることを特徴とするコネクタ。
5. 請求項１または２において、上記ハウジングの本体は光吸収性のよい色調であることを特徴とするコネクタ。
6. 請求項１または２において、上記ハウジングの本体とこの本体の開口に嵌合した上記蓋体とは、レーザー光の照射により溶着していることを特徴とするコネクタ。

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