JP2007128812A - 基板接続用コネクタ組立体 - Google Patents

Abstract

【課題】より容易に薄型化することが可能な基板接続用コネクタ組立体を得る。
【解決手段】絶縁性部材からなる基体部４ａと、その基体部４ａに形成された導電性部材からなる突起状端子４ｄと、を含む第一のコネクタと、絶縁性部材からなる基体部１１ａと、その基体部１１ａに形成された導電性部材からなるスパイラル状の板バネ端子１０と、を含む第二のコネクタと、を備え、当該基体部４ａ，１１ａ同士を相互に嵌着可能に構成し、それらを相互に嵌着させたときに、突起状端子４ｄが板バネ端子１０を当該突起状端子４ｄに沿って弾性的に押圧変形させて、それら突起状端子４ｄと板バネ端子１０とが相互に接触導通するようにした。
【選択図】図６

Description

本発明は、基板接続用コネクタ組立体に関する。

従来のこの種の基板接続用のコネクタとして、特許文献１に開示されるものが知られている。この特許文献１に開示されるコネクタでは、一方のコネクタとしてのソケットに、帯状導体を袋小路状に折り曲げ成形したコンタクトを設け、このコンタクトの袋小路状部分に、他方のコネクタとしてのヘッダから突出させた導体部分を有するポストを挿入して嵌め込み、コンタクトの袋小路状部分の内側面とポストの外側面とを接触させて導通させる構造となっている。
特開２００４−０５５４６４号公報（図２０）

携帯電話器等の小型の電子機器では、より一層の小型化、軽量化が求められており、これに伴って、当該電子機器内で用いられる基板接続用のコネクタに対しては、より一層の薄型化が求められている。

しかしながら、上記特許文献１のコネクタでは、コンタクトの袋小路状部分の内側面とポストの外側面とを接触させて導通させる構造となっており、かかる構造をさらに薄型化しようとすると、コンタクトの折り曲げ成形が難しくなる上、接触部分の長さを短くすると、十分な接触面積を確保しづらくなり、また、コンタクトとポストとの嵌合による結合力が弱くなって、外れやすくなってしまうという問題があった。

そこで、本発明は、より容易に薄型化することが可能な基板接続用コネクタ組立体を得ることを目的とする。

請求項１の発明にかかる基板接続用コネクタ組立体にあっては、絶縁性部材からなる基体部と、当該基体部に形成された導電性部材からなる突起状端子と、を含む第一のコネクタと、絶縁性部材からなる基体部と、当該基体部に形成された導電性部材からなるスパイラル状の板バネ端子と、を含む第二のコネクタと、を備え、上記第一および第二のコネクタの基体部同士を相互に嵌着可能に構成し、上記基体部同士を相互に嵌着させたときに、上記突起状端子が上記板バネ端子を当該突起状端子に沿って弾性的に押圧変形させて、それら突起状端子と板バネ端子とが相互に接触導通するようにしたことを特徴とする。

請求項２の発明にあっては、上記第一および第二のコネクタの基体部同士を相互に嵌着した状態で、上記第一のコネクタの基体部に接続されて上記突起状端子に電気的に接続される配線パターンが形成された基板と、上記第二のコネクタの基体部に接続されて上記板バネ端子に電気的に接続される配線パターンが形成された基板とが、上記突起状端子と板バネ端子との接触導通部分から相互に逆方向に延設されるようにしたことを特徴とする。

請求項３の発明にあっては、上記第一および第二のコネクタのうち少なくともいずれか一方の基体部に、他方の基板を係合する係合部を設けたことを特徴とする。

請求項４の発明にあっては、一の基体部の一方側から他の基体部を近接させて相互に嵌着するようにし、当該他の基体部の一部を、当該一の基体部の他方側に露出させるようにしたことを特徴とする。

請求項５の発明にあっては、上記第二のコネクタでは、絶縁性部材からなる上記基板上に薄板状の導電性部材を設け、当該基板に形成された孔を覆う上記導電性部材にレーザ加工によってスリットを形成することで、上記スパイラル状の板バネ端子を形成したことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、スパイラル状の板バネ端子に突起状端子を押し当てて、これら端子同士を相互に接触導通させるようにしたので、従来のように端子の挿入方向の側面同士を接触させる場合に比べて接触面積を広く確保することができ、その分、より容易に薄型化することができる。

しかも、基体部同士の嵌合により第一のコネクタと第二のコネクタとを結合するようにしたので、端子同士を嵌合する必要が無く、その分、従来に比べて端子自体の寸法公差（板バネ端子の表面に沿う方向の寸法公差）を大きめに設定することができるという利点もある。

請求項２の発明によれば、第一および第二のコネクタの各基体部に接続される基板を、接触導通部分から相互に逆方向に延設させたことで、基板同士が重なりあわない分、より一層薄型化しやすくなる上、構成が簡素化されて、製造コストを低減することができる。

請求項３の発明によれば、上記係合部によって基板を係合した分、コネクタ同士の保持力が増大して、接続状態をより確実に維持することができるという利点がある。

請求項４の発明によれば、上記他の基体部が上記一の基体部の上記他方側に露出した部分に対して、上記一方側に向けて押圧力を加えることで、コネクタの基体部同士の嵌合を容易に解除することができる。

請求項５の発明によれば、レーザ加工によって、微細な板バネ端子を高精度に形成することができ、ひいては、コネクタ組立体をより一層小型化することができる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態にかかる基板接続用コネクタ組立体の斜視図、図２は、第一のコネクタの分解斜視図、図３は、第一のコネクタの基体部を突起状端子が形成された側から見た斜視図、図４は、第二のコネクタの分解斜視図、図５は、第二のコネクタの製造方法の一例を示す斜視図、また、図６は、図１のＡ−Ａ断面図である。

本実施形態では、基板接続用のコネクタ組立体１は、基板５の表面（図１では裏面）に形成された配線パターン５ａ（図６）と、基板１２の表面（図１では裏面）に形成された配線パターン１２ａ（図６）とを電気的に接続すべく、第一のコネクタ２と第二のコネクタ３とを含んで構成される。なお、基板５を、さらに別の基板（図示せず）に接続するための接続基板として、基板接続用コネクタ組立体１を、当該別の基板上の配線パターンと基板１２上の配線パターン１２ａとを電気的に接続するためのものとして構成してもよい。

第一のコネクタ２は、細長い角柱状のソケット４と、矩形の基板５とを相互に接合してなるものである。

ソケット４は、絶縁性部材からなる細長い略角柱状の基体部４ａを備えている。そして、基体部４ａの長手方向両端部には、図２の裏面側（図３の表面側）に突出する一対の突出部４ｂが形成されている。さらに、基体部４ａの相互に対向する一対の側面には、当該側面を半円柱状に切り欠いて表裏を貫通する切欠部（スルーホール）４ｃが一定間隔で複数設けられており、当該切欠部４ｃの内周面にはメッキ処理等によって導体層が形成されている。

また、図３に示すように、突出部４ｂが形成される側の表面上（図２の裏面上）には、略半球状に突出する複数の突起状端子４ｄが一定のピッチで一列設けられている。この突起状端子４ｄは、例えば、基体部４ａの表面に形成された導体パターン上に略球状あるいは半球状の導電性金属（例えば銅、銀、金等）を半田付けしたり、導電性接着剤を用いて接合したり、あるいは基体部４ａに設けた円孔に圧入したりすることで、形成することができる。また、無電解メッキまたは電解メッキ等によって、絶縁性部材としての基体部４ａの表面上に、やや厚めに銅等の金属導体からなる導電層を形成し、当該導電層に対して適宜にエッチング等を施すことで不要部分を除去し、必要となる部分、すなわち、突起状端子４ｄや導体パターン（リード部４ｅ等）となる部分のみを一体的に残存させて形成するようにしてもよい。

また、この突起状端子４ｄは、切欠部４ｃと長手方向の位置を揃えて配設されており、各突起状端子４ｄは、基体部４ａの表面に形成された帯状導体層としてのリード部４ｅを介して切欠部４ｃ上の導体層に接続されている。

一方、基板５の裏面には、複数の配線パターン５ａ（図６）が形成されており、これら配線パターン５ａは、それぞれ、対応する切欠部４ｃの導体層に半田４ｆによって接合されている。本実施形態では、この半田４ｆによって、配線パターン５ａと切欠部４ｃの導体層とを電気的に接続するとともに、ソケット４と基板５とを接合している。

第二のコネクタ３は、基板１２と、その端縁に沿って設けた細長い角柱状のソケット１１と、それらソケット１１と基板１２とを図４の裏面側で接続する基板６と、を備える。

ソケット１１は、絶縁性部材からなる細長い略角柱状の基体部１１ａを備えている。そして、基体部１１ａの中央部には、ソケット４を受け容れる細長い有底の凹部１１ｂが形成され、さらに当該凹部１１ｂの長手方向両端部には、表裏方向に貫通する貫通穴部１１ｃが形成されている。

ソケット４の突出部４ｂは、この貫通穴部１１ｃに嵌挿されるようになっており、これらの嵌合によって、ソケット４とソケット１１とが結合され、以て、第一のコネクタ２と第二のコネクタ３とが結合されるようになっている。

また、基体部１１ａの表面側には、ソケット４，１１同士が嵌合されたときに、基板５を受け容れる凹部１１ｄが形成されている。凹部１１ｄの幅（ソケット１１の長手方向の長さ）は、基板５の対応する長さとほぼ同じかより僅かに長く設定してあり、この凹部１１ｄによって基板５が係合されるようになっている。すなわち、本実施形態では、この凹部１１ｄが、基板５の係合部として機能する。

基板６上には、複数の配線パターン８が一定ピッチで平行に形成されており、その先端部に、スパイラル状の板バネ端子１０が形成されている。

図６に示すように、この基板６の端縁部は、ソケット１１内に側面から挿入されており、ソケット１１の凹部１１ｂの底部に、配線パターン８と板バネ端子１０とが、当該凹部１１ｂの開口側に露出するようになっている。

ここで、図５を参照して、第二のコネクタ３の製造方法について説明する。まず、図５の（ａ）に示すように、絶縁性部材からなる矩形の基板６上に適宜なバネ性を有する導体薄板７を接着等で貼り合わせた板材１３にエッチング加工を施して、配線パターン８と、その先端部の幅広部９とを形成する。

次に、図５の（ｂ）に示すように、この板材１３の一部を切断加工して、ソケット１１内に挿入される挿入部１３ｂの外形状を得るとともに、後述するレーザ加工時の位置決め用の貫通孔１３ａを形成する。

ここで、基板６の幅広部９の裏面側には、予め、板バネ端子１０の大きさ（外径）に合わせて円形孔（孔）６ａが形成されており、当該幅広部９の円形孔６ａを覆う位置にレーザを照射して渦巻状のスリットを形成し、スパイラル状の板バネ端子１０を形成する。例えば、ＹＡＧレーザの１／４波長（４次高調波）を用いると、０．０１［ｍｍ］オーダの加工が可能となる。なお、円形孔６ａをレーザ加工によって形成してもよいし、さらに、貫通孔１３ａおよび挿入部１３ｂを得るための切断処理も、レーザ加工によって行ってもよい。

次に、挿入部１３ｂをインサートして絶縁性樹脂を成形する（すなわちインサート成形する）ことで、ソケット１１内に基板６の端縁部が挿入された構造が得られる（図５の（ｃ）、図６）。

そして、図４および図６に示すように、この基板６上に基板１２を貼り合わせることで、第二のコネクタ３が得られる。このとき、基板１２の表面（図５では裏面側）に形成された配線パターン１２ａと基板６の表面（図５では表面側）に形成された配線パターン８とが相互に接続される。

以上の構成において、ソケット４およびソケット１１、すなわち基体部４ａと基体部１１ａとを嵌合させて、第一のコネクタ２と第二のコネクタ３とを結合すると、図６に示すように、ソケット１１の凹部１１ｂ内で、突起状端子４ｄと板バネ端子１０とが相互に接触導通することになる。このとき、スパイラル状に形成された板バネ端子１０は、突起状端子４ｄに押圧されて弾性変形し、円形孔６ａの軸方向に撓んで、突起状端子４ｄの外形状に沿うため、比較的広い接触領域を確保することができる。かくして、第一のコネクタ２側の基板５上の配線パターン５ａと、第二のコネクタ３側の基板１２上の配線パターン１２ａとが、突起状端子４ｄと板バネ端子１０との導通接触部分を介して電気的に接続された状態が得られる。

ところで、上述したように、ソケット１１に設けた貫通穴部１１ｃは、基体部１１ａの表裏を貫通している。したがって、第一のコネクタ２と第二のコネクタ３とが結合された状態では、図示しないが、この貫通穴部１１ｃ内に嵌挿された突出部４ｂの先端部が、当該貫通穴部１１ｃにおいて、図１および図４の裏面側に露出していることになる。すなわち、基体部１１ａ（一の基体部）の表面側（一方側）から基体部４ａ（他の基体部）を近接させて相互に嵌着した場合に、当該基体部４ａ（他の基体部）の一部（突出部４ｂの先端部）が、基体部１１ａ（一の基体部）の裏面側（他方側）に露出していることになる。したがって、貫通穴部１１ｃ内に図１および図４の裏面側（他方側）から細い棒状部材を挿入して、当該突出部４ｂの先端部を、図１および図４の表面側（一方側）に向けて押圧することで、基体部４ａ，１１ａ同士の嵌合、すなわち、第一のコネクタ２と第二のコネクタ３との結合を、極めて簡単に解除することができる。

また、図１および図６等を参照すれば明らかとなるように、第一のコネクタ２と第二のコネクタ３とが結合された状態、すなわち基体部４ａ，１１ａ同士を相互に嵌着した状態では、第一のコネクタ２の基板５と、第二のコネクタ３の基板６とが、突起状端子４ｄと板バネ端子１０との接触導通部分から相互に逆方向に延設された状態となっている。

以上説明したように、本実施形態によれば、スパイラル状の板バネ端子１０に突起状端子４ｄを押し当てて、これら端子４ｄ，１０同士を相互に接触導通させるようにしたので、従来のように端子の挿入方向の側面同士を接触させる場合に比べて接触面積を広く確保することができ、その分、コネクタ組立体１をより薄型化することができる。

しかも、基体部４ａ，１１ａ同士の嵌合によって第一のコネクタ２と第二のコネクタ３とを結合するようにし、端子４ｄ，１０同士を嵌合させないようにした分、端子４ｄ，１０自体の寸法公差（板バネ端子１０の表面に沿う方向の寸法公差）を従来より大きく設定することができるという利点もある。

さらに、本実施形態によれば、板バネ端子１０を、基体部１１ａに形成した凹部１１ｂ内に設けたため、突起状端子４ｄと板バネ端子１０との接触導通部分を、基体部１１ａ（および基体部４ａ）によって被覆して保護することができる。

また、本実施形態によれば、第一および第二のコネクタ２，３の各基体部４ａ，１１ａに接続される基板５，６を、突起状端子４ｄと板バネ端子１０との接触導通部分から相互に逆方向に延設させたことで、基板５，６同士が重なりあわない分、より一層薄型化しやすくなる上、コネクタ組立体１の構成が簡素化されて、製造コストを低減することができる。

また、本実施形態によれば、係合部としての凹部１１ｄによって他方の基板５を係合した分、コネクタ２，３同士の保持力を増大させ、より外れにくくすることができるという利点がある。

また、本実施形態によれば、突出部４ｂの先端部（すなわち基体部１１ａの裏面側に露出した部分）を、図１および図４の表面側に向けて押圧することで、第一のコネクタ２と第二のコネクタ３とを極めて簡単に外すことができる。

また、本実施形態によれば、レーザ加工によって、微細な板バネ端子１０も高精度に形成することができる分、コネクタ組立体を小型化しやすくなる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲で上記実施形態に種々の改変を施すことができる。

例えば、突起状端子は、基体部上に複数列配置してもよいし、マトリクス状に配置してもよい。その場合、スルーホールを貫通孔状に形成してもよい。また、突起状端子を、例えば、球状や円錐台状等、他の形状としてもよい。

さらに、上記実施形態では、リード部４ｅを、基体部４ａの長手方向に沿って突起状端子４ｄの左右に互い違いに配置したが、これには限定されず、突起状端子の左右両側にリード部を配置してもよいし、左右のいずれか一方側のみに配置してもよい。

また、基体部４ａの中央部等、他の部分を嵌合させてもよいし、当該嵌合させた部分以外を上記他方側に露出させるように構成してもよい。

本発明の実施形態にかかる基板接続用コネクタ組立体の斜視図。 本発明の実施形態にかかる第一のコネクタの分解斜視図。 本発明の実施形態にかかる第一のコネクタの基体部を突起状端子が形成された側から見た斜視図。 本発明の実施形態にかかる第二のコネクタの分解斜視図。 本発明の実施形態にかかる第二のコネクタの製造方法の一例を順に追って示す斜視図。 図１のＡ−Ａ断面図。

符号の説明

１ コネクタ組立体
２ 第一のコネクタ
３ 第二のコネクタ
４ａ 基体部
４ｄ 突起状端子
５ 基板
５ａ 配線パターン
６ 基板
６ａ 円形孔（孔）
８ 配線パターン
１０ 板バネ端子
１１ａ 基体部
１１ｄ 凹部（係合部）

Claims (5)

1. 絶縁性部材からなる基体部と、当該基体部に形成された導電性部材からなる突起状端子と、を含む第一のコネクタと、
   絶縁性部材からなる基体部と、当該基体部に形成された導電性部材からなるスパイラル状の板バネ端子と、を含む第二のコネクタと、
   を備え、
   前記第一および第二のコネクタの基体部同士を相互に嵌着可能に構成し、
   前記基体部同士を相互に嵌着させたときに、前記突起状端子が前記板バネ端子を当該突起状端子に沿って弾性的に押圧変形させて、それら突起状端子と板バネ端子とが相互に接触導通するようにしたことを特徴とする基板接続用コネクタ組立体。
2. 前記第一および第二のコネクタの基体部同士を相互に嵌着した状態で、前記第一のコネクタの基体部に接続されて前記突起状端子に電気的に接続される配線パターンが形成された基板と、前記第二のコネクタの基体部に接続されて前記板バネ端子に電気的に接続される配線パターンが形成された基板とが、前記突起状端子と板バネ端子との接触導通部分から相互に逆方向に延設されるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の基板接続用コネクタ組立体。
3. 前記第一および第二のコネクタのうち少なくともいずれか一方の基体部に、他方の基板を係合する係合部を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の基板接続用コネクタ組立体。
4. 一の基体部の一方側から他の基体部を近接させて相互に嵌着するようにし、当該他の基体部の一部を、当該一の基体部の他方側に露出させるようにしたことを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか一つに記載の基板接続用コネクタ組立体。
5. 前記第二のコネクタでは、絶縁性部材からなる前記基板上に薄板状の導電性部材を設け、当該基板に形成された孔を覆う前記導電性部材にレーザ加工によってスリットを形成することで、前記スパイラル状の板バネ端子を形成したことを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか一つに記載の基板接続用コネクタ組立体。
   
   

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