JP2007257999A - 回路基板用電気コネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】 低背化を可能とし外力に対し強い回路基板用電気コネクタを提供することを課題とする。
【解決手段】 一方の基板に取り付けられ、他方の基板に取りつけられた相手コネクタ３０と嵌合することにより、両基板を電気的に接続する回路基板用電気コネクタであって、ハウジング１１は相手コネクタを受入れる空間をなす受入部１４が形成され、該受入部の一対の対向内壁に沿って相手コネクタの相手端子と接触する端子１２の接触部１２Ｂ１が配列されている電気コネクタにおいて、金属板から形成された金属シェル１３がハウジング１１に取りつけられており、該金属シェル１３はコネクタ嵌合方向に平行な面をなすハウジング１１の周囲外側面のうち、少なくとも端子１２の配列方向に延びる外側面の周方向での少なくとも一部を覆う側面部２１を有し、該側面部２１が上記嵌合方向でハウジング１１の全高さ範囲に及んでいる。
【選択図】 図１

Description

本発明は回路基板用電気コネクタに関する。

携帯電話などの小型電子機器においては、狭い空間内で２枚の回路基板（フレキシブル基板を含む）を対面させ、回路基板用コネクタを用いて両回路基板を電気的に接続させている。

このような回路基板用コネクタは、電子機器の小型化に伴って回路基板上での、占有面積の狭小化が要求されるとともに、両回路基板間の距離（間隔）を小さくするために低背化も要求されている。低背化については、例えば、コネクタを嵌合させた状態での厚み寸法（スタッキング高さ）が１．０ｍｍ以下である低背のコネクタが要求されている。

この種のコネクタは、例えば特許文献１に開示されているものが知られている。この特許文献１のコネクタは、相手コネクタを受入れる凹部が形成されたハウジングが端子の配列方向に長く形成され、該端子は上記凹部の長手方向の内壁面に沿って接触部が配列されている。

ハウジングには、長手方向の両端部に、金属板を加工して作られた金具が取りつけられていて、該金具に相手コネクタとのロック機能、シールド機能そして補強機能をもたせている。
特開２００３−２９７４８５

特許文献１のコネクタを、上述した低背化の要請に応えられるようにするには、端子を保持する合成樹脂製のハウジングの厚み寸法を小さくする必要があるが、単に厚み寸法を小さくしただけでは、例えば、コネクタの嵌合状態で当該コネクタに過大な力が加えられた場合には、ハウジングの厚み寸法が小さいことに加え、中央に大きく凹部が形成されていることに起因して、強度が十分でないために、ハウジングに割れなどの破損が生じる虞れが高くなり、ハウジングの厚み寸法を小さくしたことの意味がなくなる。

本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、その課題とするところは、低背化しながらも割れなどの原因となる応力に対する強度が高く、さらにシールド性能を備えた回路基板用電気コネクタを提供することにある。

本発明に係る回路基板用電気コネクタは、一方の基板に取り付けられ、他方の基板に取りつけられた相手コネクタと嵌合することにより、両基板を電気的に接続する回路基板用電気コネクタであって、ハウジングは相手コネクタを受入れる空間をなす受入部が形成され、該受入部の一対の対向内壁に沿って相手コネクタの相手端子と接触する端子の接触部が配列されている。

かかる電気コネクタにおいて、本発明では、金属板から形成された金属シェルがハウジングに取りつけられており、該金属シェルはコネクタ嵌合方向に平行な面をなすハウジングの周囲外側面のうち、少なくとも端子の配列方向に延びる外側面の周方向での少なくとも一部を覆う側面部を有し、該側面部が上記嵌合方向でハウジングの全高さ範囲に及んでいることを特徴としている。

このような構成の電気コネクタの相手コネクタとの挿抜は、回路基板を指で摘んだ状態で行われ、端子の配列方向であるコネクタの長手方向寸法を腕長としてのモーメントがコネクタに作用する。本発明では、上記ハウジングの長手方向に金属シェルの側面部がハウジングの全高さにわたり配設されているため、上記モーメントに対抗する剛性が大きくなると共に上記金属シェルの側面部がその上下端面で回路基板からの力を直接受けることとなりコネクタに作用する曲げに対して十分に対抗でき、しかも側方に上記側面部の板厚分だけ大きくなるのみで低背化を維持する。

本発明において、金属シェルは、端子の配列方向に対して直角な方向に延びるハウジングの側面の周方向での少なくとも一部を覆う副側面部をも有していることが好ましい。こうすることにより、上記側面部そしてこれと異なる方向での副側面部とでコネクタの強度を向上させる。これもコネクタの低背化を維持しかつ側方への大型化にならないことは、上記側面部の場合と同様である。又、側面部と副側面部とが異なる方向に形成されることから、これらが一体となる金属シェル自体の強度をも向上させる。

本発明において、金属シェルは、回路基板への取付面とは反対側のハウジングの上面の少なくとも一部を覆う上面部をも有していることがさらに好ましい。上面部によるコネクタの補強そして金属シェル自体の補強がよりなされるからである。

また、本発明において、金属シェルは、受入部の内壁面側に設けられて相手コネクタのグランド部材と接触する接触片を有しているようにすることができる。こうすることにより、金属シェルを補強用としてのみならず、シールドそしてそのグランドとしての機能をも併せもつようになる。

さらには、本発明において、金属シェルは、受入部の内壁面側に設けられて相手コネクタの被ロック部と係合するロック部を有しているようにすることができる。ロック部を金属製とすることで、小さなロック部でも確実にロックでき、しかも樹脂製のハウジングにロック部を設けることに比し損傷の可能性が低い。

本発明において、金属シェルは、例えば、ハウジングと一体モールド成形されることによりハウジングとの取付を確実に行える。

本発明において、ハウジングは、端子の接触部が配列されている受入部の対向内壁面がコネクタ嵌合方向に延びる凹凸によって、歯状部を形成し、相手コネクタの対応部と噛み合い嵌合が可能となっているようにすることが好ましい。電子機器の落下等により相手コネクタとの間に衝撃力が生ずるとき、応力が歯状部で広く分散されて損傷の可能性を低下させる。

本発明において、受入部はコネクタ嵌合方向に貫通した孔部とすることができる。受入部を貫通した孔部として形成することにより、ハウジング単独での強度は若干低下するものの、コネクタとしては上記金属シェルにより十分補強されており、しかも孔部の奥まで相手コネクタを受入されることができるので、相手コネクタとの嵌合時の全体高さを小さくし、この方向での電子機器の低背化に貢献する。

本発明において、端子は回路基板との接続のための接続部が、金属シェルの側面部そして副側面部を含む面で囲まれる範囲内で、ハウジング底面から露出していることが望ましい。この範囲に接続部を配することにより、金属シェルの側面部そして副側面部は、上記接続部の存在に影響されることなく、ハウジング側面の所望の領域に対して設けられることができる。

本発明は、以上のように、端子の配列方向となるハウジングの長手方向におけるハウジング側面の周方向での少なくとも一部に、金属シェルの側面部をハウジングの全高さにわたり設けることとしたので、コネクタが最も曲げ応力を受ける部位でハウジングを補強し、しかも上記側面部の板面内で上記曲げ応力を受けるので低背化設計されたコネクタを高くせず、しかもコネクタを側方にも然程大型化することなくその剛性をきわめて大きく確保でき、又、上記側面部はその上下端面で二つの回路基板と接するので、回路基板からの力を金属シェルの側面部で直接受けることができて、ハウジングの負担を軽減することとなり、コネクタの変形を防止し、コネクタの信頼性を向上させる。

以下、添付図面の図１ないし図４にもとづき、本発明の実施形態を説明する。

図１において、本実施形態のコネクタ１０は相手コネクタ３０と嵌合接続される。

コネクタ１０は、その下面で、回路基板（図示せず）に取りつけられ接続される。該コネクタ１０は、全体として薄型で外形が長方形をなし中央部に貫通せる長方形孔部が形成された平面形状を有している。このコネクタ１０は中央に、相手コネクタ３０を受入れる受入部としての孔部が形成されたハウジング１１に端子１２が保持され、かつ、このハウジング１１の外面に金属シェル１３が取りつけられている。

ハウジング１１は、平面形状にて、外形が長方形で中央に長方形の孔部１４が形成されている。かかるハウジング１１は、該孔部１４の長手方向に延びる対向内壁面に端子１２の接触部１２Ｂ１が上記長手方向に定間隔で配列形成されている。これらの端子１２を収めるための端子溝１６は、図３、図４にも見られるように、上記孔部１４の対向内壁面と上面に開口して形成されており、その端子溝１６の内部には島状の固定部１６Ａが設けられている。又、上記孔部１４の対向内壁面は、上記端子溝１６の開口縁で縦方向に延びる凹部１７Ａをなし、隣接する端子溝同士間にはこの凹部と平行な凸部１７Ｂが設けられ、この凹凸部を交互にくり返して、歯状部１７を形成している。

上記端子１２の配列範囲の端部には、ハウジング１１の上面に、凸条部１１Ａが形成されている。この凸条部１１Ａは、上記端子１２の配列範囲におけるハウジングの上面１１Ｂよりも後述の金属シェルの板厚に相当する寸法だけ段状に突出している。さらに、上記ハウジングの上面には、孔部１４の長手方向端部の縁に、上記凸条部１１Ａと同じ高さの凸縁部１１Ｃも形成されている。

上記ハウジング１１は、上記孔部１４の長手方向に延びる対向内壁面には、同方向で上記凸条部１１Ａに端子配列範囲外で隣接する位置に係止凹部１８が形成され、又、上記長手方向端部での対向端部内面には接触片用凹部１９が比較的大きく形成されている。

上記ハウジング１１の端子溝１６に収められている端子１２は、図３そして図４によく見られるように、金属板の板面を維持して形状づけられている。端子１２は、逆Ｌ字状をなす基部１２Ａと、この基部１２Ａから延びるＳ字状の弾性腕部１２Ｂとを有している。上記基部１２Ａは剛性を有し取付凹部１２Ａ１が形成されていて、該取付凹部１２Ａ１にて既述の島状の固定部１６Ａに嵌着取付けされる。弾性腕部１２Ｂはその自由端側が接触部１２Ｂ１をなしていて、端子１２が端子溝１６に収められたとき、この接触部１２Ｂ１が、該端子溝１６の凹部１７Ａに若干突出している。又、上記基部１２Ａの自由端たる下端はハウジング１１の底面から若干突出して回路基板との接触のための接続部１２Ｃをなしている。端子１２は、以上のごとく、ハウジングの外側面からは突出していない。上記ハウジングとのモールド一体形成により該ハウジング１１の外側面に取りつけられている金属シェル１３は、一枚の金属板を加工して作られており、上面部２０、側面部２１、副側面部２２を有している。

上面部２０は、ハウジングの長手方向で、上記凸条部１１Ａよりも端部側の領域でハウジング上面を覆っており、該凸条部１１Ａ及び上記凸縁部１１Ｃと密接してこれらと同一平面を形成している。したがって、ハウジング上面は、上記端子の配列範囲が露呈しているが、この範囲でのハウジング上面は、上記金属シェル１３の上面部２０よりも該金属シェル１３の板厚分だけ低くなっている。

ハウジング１１の長手方向に延びる外側面は、全域にわたり金属シェル１３の側面部２１により覆われている。この側面部２１には、局所に小孔２１Ａが穿設されていて、ここにモールド一体成形されたハウジング１１の部分１１Ｄが入り込んで、金属シェル１３の保持を強固としている。この側面部２１は、上記ハウジング１１の長手方向に延びる外側面をほぼ全面的に覆っているが、上縁、下縁にて一部極く浅く切り込まれた部分もある。しかし、下縁そして上縁には、コネクタの高さ方向で最低位そして最高位に位置する当接部２１Ｂ，２１Ｃが形成されている。当接部２１Ｂは当該コネクタ１０が回路基板に取りつけられたときにこの回路基板の面に当接する位置に、そして当接部２１Ｃは、相手コネクタ３０が他の回路基板に取りつけられこの相手コネクタ３０が当該コネクタ１０に嵌合したときに、この他の回路基板の面に当接する位置にある。該側面部２１は、上記上面部２０と屈曲部を介してつながっている。

ハウジングの長手方向に対して直角な方向に延びる外側面は、金属シェル１３の副側面部２２により大きく覆われている。該副側面部２２は、上記上面部２０から屈曲部を経て形成されている。この副側面部２２にも、上記側面部２１の下縁における当接部２１Ｂと同様に、回路基板と当接する位置に当接部２２Ａが形成されている。

このように、上面部２０、側面部２１そして副側面部２２を互に直交する方向に一体形成しているので、これらの各部が互に補強し合い、金属シェル１３は強度の高いものとなっている。

かかる金属シェル１３は、ハウジング１１の孔部１４側にロック部２３と接触片２４が延出形成されている。ロック部２３は、該ロック部２３の端縁が上記ハウジング１１の係止凹部１８へその内壁面に密着するように収められ逆Ｌ字状をなし高い剛性を有している。接触片２４は、ハウジング１１の接触片用凹部１９に収められるように、略逆Ｌ字状に屈曲され斜面２４Ａを有している。この接触片２４は、上記接触片用凹部１９の内壁面とは非接触で、撓みを可能とする弾性を有している。

このような本実施形態のコネクタ１０に対し、相手コネクタ３０は、平面形状そして高さ寸法において、上記コネクタ１０の孔部１４に完全に収まる形状そして大きさに作られている。

相手コネクタ３０のハウジング３１は、平面形状が上記孔部１４に一致した外形をもつ長方形で板状をなしている。該ハウジング３１には、長手方向に延びる両側部に、上下そして側方に開口した端子溝３２が配列形成され、図３そして図４に見られるように、各端子溝３２には内部下部に島状の固定部３２Ａが設けられている。

上記端子溝３２が形成されている位置では、上記ハウジング３１の側面は縦方向に延びる凹部３３Ａをなし、隣接する端子溝同士間にはこの凹部と平行な凸部３３Ｂが設けられ、この凹凸を交互にくり返して、歯状部３３を形成している。この歯状部３３は、上記コネクタ１０との嵌合時に、コネクタ１０の歯状部１７と噛み合う。

上記端子溝３２に収められている端子３４は、図３そして図４に見られるように、金属板の板面を維持して形状づけられており、逆Ｕ字状をなしている。下部には、逆Ｕ字状の取付凹部３４Ａが形成されていて、端子３４が上方から端子溝３２へ挿入されたとき、上記取付凹部３４Ａが島状の固定部３２Ａへ嵌着取付けされる。上記端子３４は、上記端子溝３２へ若干突出する接触部３５が側縁に形成され、上縁には上方に突出する接続部３６が設けられている。

上記ハウジング３１には、その長手方向両端近傍に、固定金具３７が取りつけられている。この固定金具３７は、金属板を屈曲加工して作られており、基部３７Ａから上方に突出する脚状の二つの接続部３７Ｂ、基部３７Ａから該基部３７Ａと同一面内でＪ字状に延びる弾性腕として形成された二つの被ロック部３７Ｃ、そして上記基部３７Ａに対して板面方向にＪ字状に形成された接触部３７Ｄとを有している。該固定金具３７には、図１にて下方からハウジング３１へ挿着され、上記接続部３７Ｂが上方へ、被ロック部３７Ｃの自由端部が側方へ、上記接触部３７Ｄが端面側へ、ハウジング３１からそれぞれ突出する。

本実施形態では、コネクタ１０と相手コネクタ３０は、次の要領で使用される。

（１）先ず、コネクタ１０と相手コネクタ３０が、それぞれ対応回路基板に取りつけられる。コネクタ１０は、図２のごとく、回路基板Ｐ上に配されて、端子１２の接続部１２Ｃが対応回路部と半田接続される。又、金属シェル１３の当接部２１Ｂ，２２Ａが対応回路基板と当接するので、必要に応じ、ここでも半田接続固定を行ってもよい。また、相手コネクタ３０は、図１において、コネクタの上面が下方に向くようにして反転して他の回路基板上に配されて、端子３４の接続部３６を対応回路部と半田接続すると共に、固定金具３７の接続部３７Ｂを対応部と半田接続固定する。かくして、コネクタ１０も相手コネクタ３０も、それぞれ回路基板付きコネクタとなる。

（２）二つの回路基板付きコネクタ１０，３０を接続するには、互に回路基板を対面させるようにして摘んだ状態で、コネクタ１０の孔部１４に相手コネクタ３０が位置合せされ、次に嵌合される。嵌合により、相手コネクタ３０の端子３４の接触部３５がコネクタ１０の端子１２の接触部１２Ｂ１と接触し、相手コネクタ３０の固定金具３７の被ロック部３７Ｃがコネクタ１０の金属シェル１３のロック部２３と係合し、相手コネクタ３０の固定金具３７の接触部３７Ｄがコネクタ１０の金属シェル１３の接触片２４と接触するようになる。かくして、二つのコネクタ１０，３０は、端子１２，３４同士で接続され、ロック部２３と被ロック部３７Ｃとの係合で互に抜けが防止され、金属シェル１３の接触片２４と固定金具３７の接触部３７Ｄとの接触によりグランドがなされる。相手コネクタ３０は、嵌合終了時には、その高さ方向にて、コネクタ１０の孔部１４内に完全に収まる。したがって、コネクタ１０の金属シェル１３はその当接部２１Ｃそして上面部２０にて相手コネクタ３０の回路基板と当接している。

（３）二つのコネクタ１０，３０の上述の嵌合、そしてその後の抜出は、それぞれの回路基板を摘んで行なわれる。したがって、コネクタ１０，３０には、回路基板を介して曲げモーメントが加わる。特に、コネクタ１０は、外形寸法が大きく、しかも中央に孔部１４が形成されているので、上記モーメントの影響を受けやすい。しかし、コネクタ１０には、モーメントが大きく作用する長手方向外側面に金属シェル１３の側面部２１が取りつけられているので、このモーメントに十分に対抗する。しかも、側面部２１は、上方の当接部２１Ｃにて相手コネクタ３０の回路基板と当接しているので、この相手コネクタ３０の回路基板からのモーメントや力を直接受けて下方の当接部２１Ｂ，２２Ａでコネクタ１０の回路基板Ｐへ伝えてしまい、コネクタ１０のハウジング１１の負担を大幅に軽減する。これは、副側面部２２においても同様である。さらには、側面部２１、副側面部２２そして上面部２０が直交して一体に形成されているので、互に補強し合い高強度となっていて、上記モーメントや力には十分耐える。又、金属シェル１３は部分的ではあるが、シールドを行い、相手コネクタ３０の補強金具３７を介してグランドされる。

（４）コネクタ１０，３０同士が嵌合している状態で、これらコネクタを採用せる電子機器等が落下して、コネクタに衝撃力を受けたときには、ハウジング１１，３１がその歯状部１７，３３が互に多数の凹凸で噛み合っているので、端子の接触部には衝撃力が伝達されず端子が保護され接触状態が良好に保たれる。又、ハウジングは上記歯状部１７，３３の多数の噛い合い部分で応力を分散して受けるので、ハウジング自体も損傷の危険が低い。

本発明の一実施形態としてのコネクタと相手コネクタを嵌合前の状態で示す斜視図である。 図１のコネクタを示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図である。 図１のコネクタ及び相手コネクタの嵌合前の断面斜視図である。 図３の両コネクタの断面図である。

符号の説明

１０ コネクタ １４ 受入部（孔部）
１１ ハウジング ２０ 上面部
１２ 端子 ２１ 側面部
１２Ｂ１ 接触部 ２２ 副側面部
１２Ｃ 接続部 ３０ 相手コネクタ
１３ 金属シェル Ｐ 回路基板

Claims (9)

1. 一方の基板に取り付けられ、他方の基板に取りつけられた相手コネクタと嵌合することにより、両基板を電気的に接続する回路基板用電気コネクタであって、ハウジングは相手コネクタを受入れる空間をなす受入部が形成され、該受入部の一対の対向内壁に沿って相手コネクタの相手端子と接触する端子の接触部が配列されている電気コネクタにおいて、金属板から形成された金属シェルがハウジングに取りつけられており、該金属シェルはコネクタ嵌合方向に平行な面をなすハウジングの周囲外側面のうち、少なくとも端子の配列方向に延びる外側面の周方向での少なくとも一部を覆う側面部を有し、該側面部が上記嵌合方向でハウジングの全高さ範囲に及んでいることを特徴とする回路基板用電気コネクタ。
2. 金属シェルは、端子の配列方向に対して直角な方向に延びるハウジングの側面の周方向での少なくとも一部を覆う副側面部をも有していることとする請求項１に記載の回路基板用電気コネクタ。
3. 金属シェルは、回路基板への取付面とは反対側のハウジングの上面の少なくとも一部を覆う上面部をも有していることとする請求項１又は請求項２に記載の回路基板用電気コネクタ。
4. 金属シェルは、受入部の内壁面側に設けられて相手コネクタのグランド部材と接触する接触片を有していることとする請求項１ないし請求項３のうちの一つに記載の回路基板用電気コネクタ。
5. 金属シェルは、受入部の内壁面側に設けられて相手コネクタの被ロック部と係合するロック部を有していることとする請求項１ないし請求項４のうちの一つに記載の回路基板用電気コネクタ。
6. 金属シェルは、ハウジングと一体モールド成形されていることとする請求項１ないし請求項５のうちの一つに記載の回路基板用電気コネクタ。
7. ハウジングは、端子の接触部が配列されている受入部の対向内壁面がコネクタ嵌合方向に延びる凹凸によって、歯状部を形成し、相手コネクタの対応部と噛み合い嵌合が可能となっていることとする請求項１に記載の回路基板用電気コネクタ。
8. 受入部はコネクタ嵌合方向に貫通した孔部であることとする請求項１、請求項４、請求項５そして請求項７のうちの一つに記載の回路基板用電気コネクタ。
9. 端子は回路基板との接続のための接続部が金属シェルの側面部そして副側面部を含む面で囲まれる範囲内でハウジング底面から露出していることとする請求項２に記載の回路基板用電気コネクタ。

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