JP2005294034A

JP2005294034A - コネクタ

Info

Publication number: JP2005294034A
Application number: JP2004107303A
Authority: JP
Inventors: Kenji Okura; 健治大倉
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2004-03-31
Filing date: 2004-03-31
Publication date: 2005-10-20
Also published as: KR20060005401A; KR100753922B1; CN100442603C; TWI251375B; TW200534540A; US20060234525A1; CN2789959Y; CN1771630A; EP1732170A1; EP1732170A4; EP1732170B1; US7195494B2; WO2005096445A1

Abstract

【課題】コネクタ接続時のソケットコンタクトの座屈を防止するとともに、ヘッダコンタクトの剥がれを防止した小型のコネクタを提供する。
【解決手段】ヘッダ３０のヘッダ本体３１には、ヘッダ３０の挿抜方向に沿う外表面に、ソケット１０の複数のソケットコンタクト２０にそれぞれ接触導通する複数のヘッダコンタクト４０が配設され、ソケット本体１１との対向面に取付溝３２が形成されている。ヘッダコンタクト４０は、ヘッダ本体３１の外表面に配置されてソケットコンタクト２０に接触する接触部４１と、接触部４１の先端側からＵ字状に延出し、取付溝３２周辺の周壁３３の縁部を挟むようにしてヘッダ本体３１に取着される取付部４３を備え、取付部４３におけるソケットコンタクト２０と接触する曲面部分の曲率半径を、ソケットコンタクト２０がこの曲面部分に引っ掛かって座屈しないような最小の曲率半径に形成してある。
【選択図】図１

Description

本発明は、互いに結合して電気的に接続されるソケットとヘッダとを備えるコネクタに関するものである。

従来より、例えば図７〜図１０に示すように、ソケット５０とヘッダ７０とで構成され、それぞれが実装されたプリント配線板（例えばＦＰＣと硬質基板）の間を電気的に接続するコネクタが提供されている（例えば、特許文献１参照）。

ソケット５０は、図７及び図８に示すように、扁平な直方体状に形成された樹脂成型品からなるソケット本体５１と、ソケット本体５１に配設される複数のソケットコンタクト６０とを具備する。ソケット本体５１には長手方向に沿って差込溝５２が形成され、この差込溝５２の底面から細長の直方体状の突台部５３が略垂直に突設されている。そして、差込溝５２の両側の周壁５４，５４にはソケット本体１１の長手方向に沿って複数のソケットコンタクト６０が２列に並設されている。

ソケットコンタクト６０は帯状の金属材を曲成することによって形成され、差込溝５２内に臨む一端部にはヘッダコンタクト８０に接触する接触部６１が形成されており、ソケット本体１１の樹脂成形時にインサートされている。また、差込溝５２の外側に位置するソケットコンタクト６０の一端側は、ソケット本体５１の背面側（プリント配線板側）から外側に曲げられて周壁５４と略垂直な方向に突出し、プリント配線板の導電パターンに半田固定される端子部６２を先端部に形成してある。

一方、ヘッダ７０は、図９及び図１０に示すように、扁平な直方体状に形成された樹脂成型品からなるヘッダ本体７１と、ヘッダ本体７１に配設されて複数のソケットコンタクト６０にそれぞれ接触導通する複数のヘッダコンタクト８０とを具備する。ヘッダ本体７１には、ソケット本体５１の突台部５３と対向する部位に、この突台部５３と嵌合する嵌合溝７２がヘッダ本体７１の長手方向に沿って形成されている。そして、ヘッダ本体７１の嵌合溝７２の両側の周壁７３，７３には、ヘッダ本体７１の背面側（プリント配線板側）の縁に、周壁７３から略垂直に突出する鍔部７４が形成されている。また嵌合溝７２の溝内には、嵌合時に加わる衝撃を分散させるために突台部５３に設けたキー溝５５に嵌合する嵌合突起７５が４箇所に突設されている。

ヘッダコンタクト８０は、帯状の金属材を曲成することによって形成され、周壁７３の外表面に沿った部位の鍔部７４側にはソケットコンタクト６０の接触部６１に接触する接触部８１が形成され、鍔部７４から突出する一端部にはプリント配線板の導電パターンに半田固定される端子部８２が形成されており、インサート成形によりヘッダ本体７１に同時成形されている。

このソケット５０とヘッダ７０とは、それぞれプリント配線板の導電パターンに、各ソケットコンタクト６０の端子部６２、各ヘッダコンタクト８０の端子部８２を半田固定することで実装される。そして、ヘッダ７０をソケット５０の差込溝５２に挿入すると、ヘッダ７０の嵌合溝７２にソケット５０の突台部５３が嵌合するとともに、ソケットコンタクト６０の接触部６１がヘッダコンタクト８０の接触部８１に弾接して、ソケット５０が実装されたプリント配線板とヘッダ７０が実装されたプリント配線板の間が電気的に接続されるのである。
特開２００２−８７５３号公報

上記構成のコネクタでは、ソケット本体５１にヘッダ本体７１を接続するための差込溝５２が形成されているので、ソケット本体５１の機械的強度が弱く、変形しやすいという問題があり、ソケット本体５１の機械的強度を高めるために、差込溝５２内に突台部５３を設け、この突台部５３が嵌る嵌合溝７２をヘッダ本体７１に設けていた。そのため、突台部５３の寸法だけソケット本体５１およびヘッダ本体７１の短手方向の寸法が大きくなるという問題があった。

ところで、このコネクタはコンタクトのピッチが例えば０．４ｍｍ程度の狭ピッチのもので、携帯端末などの小型の電子機器に用いられるものであるが、電子機器のさらなる小型化のために、より小型のコネクタが要求されている。コネクタの長手方向（コンタクトの配列方向）の寸法はコンタクトのピッチや本数によって決まり、コンタクトのピッチは絶縁距離を確保するためにある程度の距離が必要であるから、コネクタを小型化するためには短手方向の寸法を小さくする必要がある。

そこで、ソケット本体５１およびヘッダ本体７１にそれぞれ補強金具を圧入により固定することで成型品の強度を高め、突台部５３を無くして短手方向の寸法を短くすることが考えられるが、ソケットコンタクト６０およびヘッダコンタクト８０をインサート成形可能な寸法範囲でソケット本体５１およびヘッダ本体７１の短手方向寸法を最小にすると、ヘッダコンタクト８０の先端部の角に設けた曲面部８３の曲率半径が小さくなり、コネクタの嵌合時にソケットコンタクト６０の先端（すなわち接触部６１の先端）がヘッダコンタクト８０の曲面部８３に引っ掛かって、曲面部８３上を摺接しながら所定の接触位置まで移動することができず、ソケットコンタクト６０の接触部６１が座屈してしまう虞があった。

またヘッダコンタクト８０の接触部８１は、ヘッダ本体７１の周壁７３に沿って配置されており、接触部８１の先端部（すなわち曲面部８３の端部）がヘッダ本体７１に係止する構造になっていないため、ヘッダ７０を斜めに抜き差しすると、ヘッダ本体７１が変形して、接触部８１の先端側が周壁７３から浮き上がって剥がれてしまうという問題もあった。

本発明は上記問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、コネクタ嵌合時のソケットコンタクトの座屈を防止するとともに、ヘッダコンタクトの剥がれを防止した小型のコネクタを提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、絶縁部材からなるヘッダ本体を具備したヘッダと、絶縁部材からなりヘッダが挿抜される差込溝が設けられたソケット本体を具備したソケットとを含み、ヘッダ本体の挿抜方向に沿う外表面に１乃至複数のヘッダコンタクトを保持させるとともに、差込溝にヘッダが挿入された際に差込溝の内側においてヘッダコンタクトに接触導通するように１乃至複数のソケットコンタクトをソケット本体に保持させたコネクタにおいて、ヘッダ本体におけるソケット本体との対向面に取付溝を形成するとともに、ヘッダコンタクトに、外表面に配置されてソケットコンタクトに接触する接触部と、該接触部の先端側からＵ字状に延出し、ヘッダ本体における取付溝の端面と外表面との間の部位を挟むようにしてヘッダ本体に取り付けられる取付部とを設け、取付部においてソケットコンタクトが接触する曲面部分の曲率半径を、少なくともソケットコンタクトが曲面部分に引っ掛かって座屈しないような最小の曲率半径としたことを特徴とする。

本発明によれば、ヘッダコンタクトに設けたＵ字状の取付部が、ヘッダ本体における取付溝の端面と外表面との間の部位を挟むようにしてヘッダ本体に取り付けられているので、ヘッダの挿抜時にヘッダ本体が変形したとしても取付部の先端が取付溝の端面に係止しているから、ヘッダコンタクトがヘッダ本体から剥がれるのを防止できるという効果がある。そのうえ、取付部におけるソケットコンタクトと接触する曲面部分の曲率半径が、少なくともソケットコンタクトが曲面部分に引っ掛かって座屈しないような最小の曲率半径に形成されているので、ソケットコンタクトの座屈を防止しつつ、短手方向の寸法を小さくして、小型のコネクタを実現できるという効果もある。

以下に本発明の実施の形態を図１〜図６に基づいて説明する。本実施形態のコネクタは、例えばフレキシブルプリント配線板と硬質基板であるプリント配線板との間を接続する基板対基板のコネクタであり、図６に示すように複数のソケットコンタクト２０および各ソケットコンタクト２０が並べて配設されたソケット本体１１を具備したソケット１０と、各ソケットコンタクト２０に接触導通する複数のヘッダコンタクト４０および各ヘッダコンタクト４０が並べて配設されるヘッダ本体３１を具備したヘッダ３０とで構成される。

ソケット１０のソケット本体１１は、図４及び図５に示すように、扁平な略直方体状に形成された樹脂成型品からなり、ソケット本体１１の長手方向に沿って矩形状に凹没した差込溝１２が形成されている。ソケット本体１１の樹脂成形時には複数のソケットコンタクト２０がインサートされており、複数のソケットコンタクト２０はソケット本体１１の長手方向に沿って差込溝１２の両側の周壁１３，１３に２列に並設されている。また、ソケット本体１１におけるヘッダ３０との対向面には、差込溝１２の長手方向両端部の周縁から、ヘッダ３０側に向かってコ字状のガイド壁１５が突設されており、このガイド壁１５には差込溝１２から外側に行くほど突出量が大きくなるような傾斜面１５ａが形成されている。

各ソケットコンタクト２０は帯状の金属材からなり、Ｕ字状に曲成されてソケット本体１１の差込溝１２周辺の長手方向に沿う周壁１３の縁部を挟む形でソケット本体１１に保持された保持部２１と、保持部２１における差込溝１２の内側に位置する一端から保持部２１とともにＳ字状を形成する形で延設され保持部２１との間の距離を変化させる方向（すなわち、差込溝１２へのヘッダ３０の挿抜方向と交差する方向）に撓み可能な撓み部２２と、保持部２１における差込溝１２の外側に位置する一端から外側に曲げられて周壁１３と略垂直な方向に突出し、例えばプリント配線板の導電パターンに半田固定される帯状の端子部２３とが連続一体に設けられている。また撓み部２２には、保持部２１から離れる方向に突出した接触凸部２４（接触部）が曲げにより形成されており、この接触凸部２４は上記挿抜方向と交差する方向に弾性的に突出している（図５参照）。

また、ソケット本体１１の長手方向の両端部には端子補強金具１４がインサート成形により同時成形されている。端子補強金具１４はソケット本体１１の長手方向の両端部の底部から側方に突出する固定片１４ａと、長手方向の両端部にある一対の固定片１４ａの間を連結し、ソケット本体１１内に埋設固定されるＵ字形の連結片１４ｂとを備え、固定片１４ａは端子部２３と略同一高さに配置されている。而してソケット１０の端子部２３をプリント配線板の導電パターンに半田固定する際に、固定片１４ａをプリント配線板のランドに半田固定することで、ソケット本体１１の基板への固定強度を補強することができ、コネクタ嵌合時にソケットコンタクト２０に加わるストレスを低減できる。

一方、ヘッダ３０のヘッダ本体３１は、図２及び図３に示すように、細長の略直方体状に形成された樹脂成型品からなり、ソケット本体１１との対向面における短幅方向の中央部には、ヘッダコンタクト４０が配設される部位に取付溝３２が長手方向に沿って形成され、取付溝３２の両側にある周壁３３，３３の背面側（ソケット１０と反対側）の縁には周壁３３から略垂直に突出する鍔部３４が形成されている。そして、ヘッダ本体３１の周壁３３，３３の外側面には、ヘッダ本体３１の長手方向に沿って複数のヘッダコンタクト４０が２列に並設されている。また取付溝３２の溝内には、取付溝３２の底部から開口部にかけて取付溝３２を挟んで対向する周壁３３，３３の間を連結する複数の隔壁３５がヘッダ本体３１と一体に形成されており、各々の隔壁３５はヘッダ本体３１の長手方向において隣接するヘッダコンタクト４０の間に配置されている。

各ヘッダコンタクト４０は帯状の金属材を曲成することによって形成され、インサート成形によりヘッダ本体３１に同時成形されており、ヘッダ本体３１の背面側（基板側）の一端側が、鍔部３４から周壁３３と略垂直な方向に突出している。そして、各ヘッダコンタクト４０には、周壁３３の挿抜方向（図１の上下方向）に沿う外表面の鍔部３４側に配置されて、ソケットコンタクト２０の接触凸部２４に接触する接触部４１が形成されており、この接触部４１の背面側から側方に延出し鍔部３４から突出する一端部に、プリント配線板の導電パターンに半田固定される帯状の端子部４２が形成されている。また、各ヘッダコンタクト４０には、接触部４１の先端側（ソケット１０側）からＵ字状に延出し、取付溝３２の端面と上記外表面との間の部位（すなわち周壁３３）を挟むようにしてヘッダ本体３１に取り付けられる取付部４３が設けられており、ソケットコンタクト２０の撓み部２２に接触する取付部４３の曲面部分（外表面側の曲がり部）の曲率半径を、撓み部２２がこの曲面部分に引っ掛かって座屈しないような最小の曲率半径に設定してある。

またヘッダ本体３１の長手方向の両端部には、ヘッダコンタクト４０のインサート成形時にロスピンとなるヘッダコンタクト４０’をインサート成形により同時成形してあり、このヘッダコンタクト４０’の端子部４２’の先端位置がヘッダ本体３１の短手方向の両側面と略同じになるように、他の信号接続用の端子部４２に比べて端子部４２’を短めに切断してある。そして、ヘッダコンタクト４０の端子部４２をプリント配線板の導電パターンに半田固定する際に、端子部４２’をプリント配線板のランド４９に半田固定することで、ヘッダ本体３１の基板への固定強度を補強することができ、コネクタ嵌合時にヘッダコンタクト４０に加わるストレスを低減できる。すなわちロスピンとなるヘッダコンタクト４０’の端子部４２’が端子補強金具として機能する。

本実施形態のコネクタは上記のような構成を有し、ソケットコンタクト２０の端子部２３およびヘッダコンタクト４０の端子部４２を、それぞれプリント配線板のような別々の基板（図示せず）に半田固定し、ソケット本体１１の差込溝１２にヘッダ３０を差し込んで複数のソケットコンタクト２０とヘッダコンタクト４０とを各別に接触させることによって、プリント配線板の間を電気的に接続するのである。

ここで、ソケット嵌合時にはソケットコンタクト２０の接触凸部２４が、ヘッダコンタクト４０の先端部に設けたＵ字状の取付部４３の外表面側の曲面部分に当接するのであるが、この曲面部分の曲率半径は、少なくともソケットコンタクト２０がこの曲面部分に引っ掛かって座屈しないような最小の曲率半径に形成されているので、ソケットコンタクト２０の座屈を防止しつつ、ヘッダ本体３１の短手方向の寸法を小さくでき、コネクタの小型化を図ることができる。また、Ｕ字状の取付部４３は、取付溝３２の両側にある周壁３３を挟むようにしてヘッダ本体３１に取り付けられており、取付部４３の一端が取付溝３２の端面に係止しているので、コネクタ嵌合時にヘッダ本体３１が変形したとしても、ヘッダコンタクト４０がヘッダ本体３１の表面から浮き上がって、剥がれることはない。

また、ソケット本体１１の差込溝１２にヘッダ３０を差し込む際には、差込溝１２の周縁部に設けたガイド壁１５の傾斜面１５ａにヘッダ３０がガイドされて、差込溝１２に挿入されるため、ソケット本体１１とヘッダ本体３１との相対位置が多少ずれたとしても、ヘッダ３０を差込溝１２に容易に差し込めるようになっている。

またヘッダコンタクト４０の接触部４１において、ソケットコンタクト２０の接触凸部２４と接触する部位には突起４４と凹部４５が設けられており、図１に示すように、ヘッダ３０がソケット１０の差込溝１２の奥まで挿入された状態において、接触凸部２４は凹部４５の両側部に接触しており、突起４４は接触凸部２４よりも差込溝１２の底面側に位置している。突起４４は、接触部４１の端子部４２が突出する側の面において長さ方向の中間よりも端子部４２から離れた位置に突設されており、この突起４４には、突出寸法を端子部４２に近い位置ほど大きくする傾斜面４４ａが設けられている。また、凹部４５は、図２（ｃ）に示すように、接触凸部２４の摺動方向に沿って延びた溝状であって、凹部４５の内側にはそれぞれ接触凸部２４の摺動方向に交差する方向（図中の左右方向）の端に近づくほど凹部４５の深さ寸法を小さくする２つの平面である傾斜面が形成されており、凹部４５の左右方向の断面形状をＶ字状に形成してある。

ここで、接触凸部２４の摺動方向に交差する方向における凹部４５の幅寸法は、接触凸部２４の幅寸法よりも小さく形成され、凹部４５は接触部４１において接触凸部２４の摺動範囲内に設けられており、ヘッダ３０をソケット１０の差込溝１２に挿入する過程においては、接触部４１における凹部４５の両側部に接触凸部２４が弾接する。また、接触凸部２４において、突起４４に接触する範囲と凹部４５の両側部に接触する範囲とが重ならないように、ヘッダコンタクト４０の幅方向における突起４４の幅寸法は、凹部４５の幅寸法よりもさらに小さく設定されている。

この構成によれば、ソケット１０とヘッダ３０とが結合される前にソケットコンタクト２０の接触凸部２４やヘッダコンタクト４０の接触部４１に異物が付着していても、接触凸部２４が接触部４１の表面上を摺動する過程において異物を凹部４５内に落としこめるから、凹部４５が設けられていない場合に比べて接触凸部２４と接触部４１との間に異物が挟まる可能性が低くなる。つまり、異物による接触不良が防止され、且つ接触凸部２４が凹部４５の両側の２点で接触するから、接触信頼性を向上することができる。また、接触部４１において接触凸部２４の摺動範囲内に凹部４５が設けられているので、接触凸部２４の摺動範囲から外れた位置に凹部４５を設ける場合に比べ、接触凸部２４に付着した異物をより凹部４５に落としこみやすい。

また、ヘッダ３０を差込溝１２から抜く力が加わると、ソケットコンタクト２０の接触凸部２４がヘッダコンタクト４０の突起４４に当接して抵抗力が付与されるから、コネクタが振動などを受けてもヘッダ３０が差込溝１２から抜けにくいという利点がある。なお、ヘッダ３０を差込溝１２に挿入する際にもソケットコンタクト２０の接触凸部２４はヘッダコンタクト４０の突起４４に当接するが、突起４４の突出寸法を端子部４２から離れた位置ほど小さくする傾斜面４４ａが突起４４に設けられているので、ヘッダ３０を差込溝１２に挿入する際の抵抗はヘッダ３０を差込溝１２から抜く際の抵抗よりも小さくなる。また、接触凸部２４において、突起４４に接触する範囲と凹部４５の両側部に接触する範囲とが重ならないように凹部４５の位置と形状とを設定してあるから、接触凸部２４が突起４４の表面を摺動する際に接触凸部２４に押された異物は凹部４５に落としこめられ、接触凸部２４と接触部４１との間に挟まることがない。

なお、本実施形態では接触凸部２４が接触部４１における凹部４５の両側部に弾接しており、接触凸部２４が接触部４１の表面上を摺動する過程で異物を凹部４５内に落とし込むことで接触凸部２４と接触部４１との間に異物が挟まる可能性を低減して、接触信頼性を向上させているが、接触凸部２４と接触部４１の形状およびその接触状態を上記の形態に限定する趣旨のものではなく、接触凸部２４の接触部４１に接触する面を、幅方向の中間部が両端部よりも接触部４１側に突出するような形状（例えば曲面形状）に形成することで、幅方向の中間部が接触部４１に設けた凹部４５内に進入して、凹部４５内の２つの傾斜面、又は、凹部４５の開口縁に２点で接触するようにしても良く、接触凸部２４と接触部４１とが互いに平面で接触する場合に比べて接触凸部２４と接触部４１との接触面積が小さくなって、接触圧が増大するから、接触凸部２４と接触部４１との間から異物が排出されやすくなって、接触信頼性が向上する。

本実施形態の接続状態を示す断面図である。同上に用いるヘッダを示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は右側面図、（ｃ）は下面図である。同上に用いるヘッダを示し、（ａ）は図２（ａ）中のＡ−Ａ断面図、（ｂ）は同図中のＢ−Ｂ断面図である。同上に用いるソケットを示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は右側面図、（ｃ）は下面図である。同上に用いるソケットの側断面図である。同上の分解斜視図である。従来のコネクタに用いるソケットを示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は右側面図、（ｃ）は一部破断せる下面図である。同上に用いるソケットの側断面図である。同上に用いるヘッダを示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は右側面図、（ｃ）は一部破断せる下面図である。同上に用いるヘッダの側断面図である。

符号の説明

１０ソケット
２０ソケットコンタクト
３０ヘッダ
３１ヘッダ本体
３２取付溝
３３周壁
４０ヘッダコンタクト
４１接触部
４３取付部

Claims

絶縁部材からなるヘッダ本体を具備したヘッダと、絶縁部材からなり前記ヘッダが挿抜される差込溝が設けられたソケット本体を具備したソケットとを含み、前記ヘッダ本体の挿抜方向に沿う外表面に１乃至複数のヘッダコンタクトを保持させるとともに、前記差込溝に前記ヘッダが挿入された際に前記差込溝の内側において前記ヘッダコンタクトに接触導通するように１乃至複数のソケットコンタクトを前記ソケット本体に保持させたコネクタにおいて、前記ヘッダ本体における前記ソケット本体との対向面に取付溝を形成するとともに、前記ヘッダコンタクトに、前記外表面に配置されて前記ソケットコンタクトに接触する接触部と、該接触部の先端側からＵ字状に延出し、前記ヘッダ本体における前記取付溝の端面と前記外表面との間の部位を挟むようにして前記ヘッダ本体に取り付けられる取付部とを設け、前記取付部において前記ソケットコンタクトが接触する曲面部分の曲率半径を、少なくとも前記ソケットコンタクトが前記曲面部分に引っ掛かって座屈しないような最小の曲率半径としたことを特徴とするコネクタ。