JP2007503693A - 基板対基板電気コネクタ組立体 - Google Patents

Abstract

【解決手段】基板対基板電気コネクタ組立体は２つの回路基板間の接続を行う。組立体は嵌（かん）合面と第１の回路基板上にコネクタを実装する実装面とを備える扁（へん）平絶縁性ハウジングを備える第１のコネクタを含む。複数の離間された嵌合ポストはハウジングの嵌合面から突出する。第２のコネクタは、第１のコネクタの嵌合面と嵌合する嵌合面と、第２の回路基板上に実装するための実装面とを備える扁平絶縁性ハウジングを含む。第２のコネクタの絶縁性ハウジングは、第１のコネクタの嵌合ポストを収容するために、嵌合面の複数の嵌合通路を含む。通路は嵌合面から第２のコネクタの絶縁性ハウジングの取付面まで延在している。
【選択図】図５

Description

本発明は、一般に電気コネクタの技術に関し、詳細には、２つの回路基板を接続する電気コネクタ組立体に関する。

様々なプリント回路基板上の回路間を電気接続するために様々な電気コネクタが使用されてきた。それらのプリント回路基板は、ある回路基板上の回路を他の回路基板上の回路と有効かつ確実に相互接続するようにコネクタで結合しなければならない。これは、表面実装コネクタである１対の嵌（かん）合コネクタによって行われ、基板対基板電気コネクタ組立体を構成する雌型コネクタ又はレセプタクルコネクタと嵌合可能な雄型コネクタ又はプラグコネクタを含む。

前述のように、電気コネクタ組立体の両方のコネクタは、表面実装コネクタである。両方のコネクタは、一般に扁（へん）平（low profile ）であり、コネクタを互いに保持するための何らかの形の機構を有する。好ましくは、この保持機構は、コネクタを位置合せし、２つのコネクタのぐらつきを防ぎ、コネクタの端子を良好かつ確実に相互に係合した状態に維持する。

コネクタを嵌合状態に保持するために如何なる保持機構が使用されている場合であっても、コネクタがかなり扁平であるため、機構の設計にかなり制約を受ける。例えば、一方のコネクタに、他方のコネクタの嵌合通路に挿入する嵌合ポストが使用されることがある。ポストは、通路に圧入され、コネクタを適切に位置合せするために使用することができる。しかしながら、通路は、多くの場合、コネクタのぐらつきを防ぐのに十分でない限られた距離しか一方のコネクタハウジング内に延在していない。この問題は、嵌合ポストが面取りされている場合には更に大きくなる。換言すると、ほとんどの用途でコネクタを見ないで結合しやすくするために、嵌合ポストは、面取りした遠位端を有する。これはポストの実効長を短くし、それにより、コネクタのぐらつきを防ぎ各端子間の良好かつ確実な接続を維持しようとする際に更に問題が起こる。本発明は、特に各コネクタが極めて扁平である基板対基板電気コネクタ組立体におけるこれらの様々な問題を解決しようとするものである。

従って、本発明の目的は、２つの回路基板間の接続を行うための新規でかつ改善された基板対基板電気コネクタ組立体を提供することである。

本発明の例示的な実施形態において、コネクタ組立体は、嵌合面と、第１の回路基板上にコネクタを実装する実装面とを有する扁平絶縁性ハウジングを備えた第１のコネクタを有する。ハウジングの嵌合面から複数の離間された嵌合ポストが突出している。絶縁性ハウジングには複数の第１の端子が取付けられ、各端子は、第１の回路基板上の適切な回路トレースに接続するテール部と、ハウジングの嵌合面の近傍に露出した接触部とを有する。

第２のコネクタは、第１のコネクタのハウジングの嵌合面と嵌合する嵌合面と、第２の回路基板上に実装する実装面とを有する扁平絶縁性ハウジングとを有する。第１のコネクタの嵌合ポストを収容するためにハウジングに複数の嵌合通路が設けられている。この通路は、嵌合面から第２のコネクタの絶縁性ハウジングの取付面まで延在する。第２のコネクタの絶縁性ハウジングに複数の第２の端子が取付けられている。それぞれの第２の端子は、第２の回路基板上の適切な回路トレースに接続するテール部と、第１のコネクタの第１の端子のうちの１つの接触部と係合する接触部とを有する。

本発明は、第１のコネクタの嵌合ポストが、第２のコネクタの嵌合通路内にぴったりと嵌（はま）り、嵌合ポストは、第２のコネクタの取付面まで延在して、コネクタを位置合せし、コネクタのぐらつきを防ぎ、端子の接触部を係合状態に維持するように意図されている。

本発明の一形態によれば、第１のコネクタの嵌合ポストは、コネクタを見ないで嵌合しやすくするために面取りされた遠位端を有する。嵌合ポストの遠位端は、コネクタが嵌合されたときに第２のコネクタの取付面とほぼ面一である。

本発明の他の形態によれば、第１のコネクタの絶縁性ハウジングは、ほぼ方形であり、ハウジングの４つの角の近傍に４つの嵌合ポストを有する。第１のコネクタは、プラグコネクタであり、第２のコネクタは、レセプタクル手段の４つの角に４つの嵌合通路を有するほぼ方形のレセプタクル手段を備えたレセプタクルコネクタである。

本発明の他の特徴は、嵌合ポスト内の少なくとも１つとこれに対応する嵌合通路の寸法が、他の嵌合ポストとこれに対応する嵌合通路の寸法と異なり、これにより、コネクタ組立体のための極性化手段を提供する。コネクタのうちの少なくとも１つのコネクタの絶縁性ハウジングは、ハウジングの嵌合面に複数の端子取付穴を備えていてもよく、それにより、端子は対応する回路基板に実装される実装面とは反対側の嵌合面を介してハウジングに取付けられる。

本発明の他の目的、特徴及び利点は、添付図面と関連して行われる以下の詳細な説明から明らかになるであろう。

新規であると確信する本発明の特徴は、添付の特許請求の範囲において詳細に説明される。本発明は、更に他の目的及び利点とともに、添付図面と関連して行われる以下の説明を参照して最もよく理解することができ、図面において類似の参照符号は類似の要素を指す。

図面を詳細に参照すると、本発明は、図９に全体を１０で示した電気コネクタ組立体で実施され、該電気コネクタ組立体は、全体を１２で示した第１のコネクタ又はプラグコネクタを備え、図１〜４に具体的に示されている。プラグコネクタは、一般に、全体を１４で示した第２のコネクタ又はレセプタクルコネクタと嵌合可能であり、該レセプタクルコネクタは、図５〜８に具体的に示されている。

最初に図１〜４を参照すると、第１のコネクタ又はプラグコネクタ１２は、全体を１６で示した絶縁性ハウジングを有し、該絶縁性ハウジングは、プラスチック材料等でモールド成形することができる。ハウジング１６は、嵌合面１６ａと、第１の回路基板（図示せず）上にプラグコネクタ１２を実装するための実装面１６ｂを有する。ハウジングは、図２で最もよく分かるように細長く、第１の回路基板上にプラグコネクタを表面実装するための外側面２０ａを画定する底壁２０によって結合された１対の対向端部１８を有する。ハウジング１６の１対の細長いプラグ部２２が、底壁２０の両側部に沿って対向端部１８の間に延在している。

プラグコネクタ１２のハウジング１６には、全体を２４で示した複数の第１の端子又はプラグ端子が取付けられている。図１及び２で最もよく分かるように、端子は、ハウジングの各プラグ部２２の内側面２６に沿って取付けられ、それにより、コネクタの内側に向く離間した２列の端子が画定される。各プラグ端子２４は、第１の回路基板上の適切な回路トレースに接続するための底壁２０の表面２０ａとほぼ同じ高さのテール部２４ａを有する。各プラグ端子２４の残りの部分は、ほぼＶ字形であり、該Ｖ字形の一方の脚部２４ｂが、ハウジング１６のプラグ部２２内に端子を取付ける取付部を画定する。脚部２４ｂはそれぞれの両側の縁に、ハウジングのプラスチック材料に喰込む歯を有する。Ｖ字形の反対側の脚部２４ｃは、各端子の凸状接触部を画定する。ハウジングは、取付部２４ｂと凸状接触部２４ｃの間に空間２７を画定し、それにより、凸状接触部は、後で説明するように、レセプタクルコネクタの端子と係合するときに自由に撓（たわ）むことができる。

各プラグ端子２４の凸状接触部２４ｃは、図１に全体を２８で示した連続弓形接触面を画定する。それぞれの連続弓形接触面２８は、図１で分かるような初期表面部２８ａを、最大力表面部２８ｂと最終ラッチ表面部２８ｃとともに有し、これらの目的はすべて後で説明する。

本発明は、嵌合ポストがハウジングの嵌合面１６ａから突出するように複数の嵌合ポスト２９をハウジング１６と一体形成するものである。図２で最もよく分かるように、ハウジングは方形であり、方形のハウジングの４つの角に４本の嵌合ポスト２９が設けられている。図９の説明で後で分かるように、コネクタ１２と１４の嵌合は見えない嵌合状態で行われる。何故なら、回路基板がコネクタの嵌合面を見ることを妨げているからである。従って、嵌合ポスト２９は、見えない嵌合状態でのコネクタの嵌合を容易にするために２９ａのように面取りされる。

図５〜８を参照すると、レセプタクルコネクタ１４は、全体を３０で示した絶縁性ハウジングを有し、該絶縁性ハウジングは、プラグコネクタ１２と同じように細長くかつ対向端部３２を有する。ハウジング３０は、プラグコネクタ１２のハウジング１６の嵌合面と嵌合する嵌合面３０ａを有する。ハウジングは、対向端部３２の間に延在し全体を３８で示した１対の細長い差込口を画定する中央リブ３４と１対の側面リブ３６を備え、この１対の細長い差込口は、後で分かるように、プラグコネクタ１２のプラグ部２２とプラグ端子２８を収容する。

全体を４０で示した複数の第２の端子又はレセプタクル端子は、レセプタクルコネクタ１４のハウジング３０の各側面リブ３６に取付けられる。各レセプタクル端子４０は、全体を４２で示したほぼＵ字形の接触部と、全体を４４で示した取付部とを有する。該取付部は、第２の回路基板（図示せず）上の適切な回路トレースに接続するためのテール部４４ａを有する。テール部４４ａの下部は、各側面リブ３６の底面３６ａ及び中央リブ３４の底面３４ａとほぼ面一である。底面３４ａと３６ａは、実質的に、第２の回路基板上の実装コネクタ１４の実装面を形成する。従って、レセプタクルコネクタ１４は、第２の回路基板上に表面実装するように設計されている。各レセプタクル端子４０の取付部４４は、ハウジング３０の各側面リブ３６のそれぞれの取付穴４６に挿入するための歯付き取付脚部４４ｂを有する。

各レセプタクル端子４０のほぼＵ字形の接触部４２は、レセプタクルコネクタの全長に亘（わた）って延びた差込口３８の１つと合致する開放空間を画定するように第２の脚部４２ｂから離間された第１の脚部４２ａを有する。Ｕ字形接触部４２の脚部４２ａは、柔軟な接触アームを形成し、該柔軟な接触アームの遠位端には内側に向いた接触突起５０がある。

以上のことから、端子４０が「上から装填（てん）された（top loaded）」端子であることが分かる。換言すると、端子の取付脚部４４ｂは、ハウジングの上面３０ａからハウジング３０のリブ３６の取付穴４６に圧入されている。上から装填される端子を提供することによって、基板から端子を取外さないとハウジングを第２の回路基板から取外すことができない。これは、すべての端子のテール部４４ａがはんだ付によって第２の回路基板上の回路トレースに接続されるので極めて困難である。これまで、従来技術のコネクタのコネクタハウジングに大きな上向きの力が加えられると、ハウジングが回路基板から持上り、基板上に端子が残ったままになったり、外部からの力によって端子が曲がったり破損したりすることがあった。

レセプタクルコネクタ１４は、さらに、ハウジング３０の４つの角の近くの凹部５４内に固定された４個の金属製「取付ネイル」５２によって第２の回路基板に固定される。各取付ネイル５２は、はんだ付によって、第２の回路基板上の適切な取付パッドにしっかりと固定された脚部５２ａを有する。

本発明は、レセプタクルコネクタ１４のハウジング３０が、プラグコネクタ１２の嵌合ポスト２９を収容する４つの嵌合通路５６を備えるものである。これらの通路は、図５及び６で最も良くわかる。要するに、通路は、実質上、ハウジングの嵌合面３０ａからハウジングの底面３４ａと３６ａにより形成された取付面まで延在する。図５及び６で最もよく分かるように、細長い差込口３８は、ハウジング３０の対向端部３２と側面リブ３６の間のレセプタクル手段５８全体の一部分を構成する。このレセプタクル手段５８は、ほぼ方形であり、方形のプラグコネクタ１２を収容するようにサイズが決められている。嵌合する際、プラグコネクタの嵌合ポスト２９が、レセプタクルコネクタの嵌合通路５６に挿入される。

図９は、第２のコネクタ又はレセプタクルコネクタ１４と完全に嵌合された第１のコネクタ又はプラグコネクタ１２を示す。プラグコネクタは、第１の回路基板６２に表面実装されて示され、レセプタクルコネクタ１４の表面は、第２の回路基板６４に取付けられている。図９は、レセプタクルコネクタ内に下方に嵌合されたプラグコネクタを示す。しかしながら、基板間コネクタ組立体１０はすべての方向で使用し機能することができ、それぞれのコネクタ１２及び１４のこの向きは、単に例示のためである。

その理解の下で、プラグコネクタ１２のプラグ部２２と凸状接触部２４ｃが、レセプタクル端子４０のＵ字形接触部４２によって形成された差込口３８に挿入されることが分かる。嵌合する際、柔軟な接触アーム４２ａの遠位端にある接触突起５０が、プラグ端子２４の凸状接触部２４ｃの連続弓形接触面２８に乗って進むとき、レセプタクル端子の柔軟な接触アーム４２ａは、矢印「Ａ」で示される方向に内側に付勢される。嵌合プロセスにおいて、接触突起５０は、最初、連続弓形接触面の初期表面部２８ａと最小の係合力で係合する。接触突起５０が表面部２８ｂに乗って進むとき、接触突起５０が最終ラッチ表面部２８ｃに達するまでに最大の力が生じ、最終ラッチ表面部２８ｃにおいてコネクタが完全に嵌合した状態で最小の嵌合力が発生する。すべてのレセプタクル端子のすべての接触突起５０と、すべてのプラグ端子の最終ラッチ表面部２８ｃの組合された力によって、付加的な挿入力をほとんど、又は、まったく要することなく２つのコネクタの間に良好なラッチが実現される。連続弓形接触面２８は、従来技術の押込式ラッチ機構の公差問題による影響を受けない。

図１０は、第１の回路基板６２及び第２の回路基板６４を電気的に相互接続するためにレセプタクルコネクタ１４と完全に嵌合されたプラグコネクタ１２を示す。プラグコネクタの嵌合ポスト２９は、レセプタクルコネクタの嵌合通路５６に挿入されていることが分かる。ポストの遠位端は、レセプタクルコネクタの下取付面とほぼ面一である。嵌合ポスト２９が、レセプタクルコネクタの取付面３４ａ／３６ａまで下方に延在しているので、プラグコネクタの嵌合ポスト２９とレセプタクルコネクタの嵌合通路５６との間にはかなり大きい係合面領域が提供される。これらの相互係合面領域は、両方矢印「Ｂ」で示されている。コネクタを見ないで嵌合しやすくするために嵌合ポスト２９が２９ａの箇所で面取りされているにもかかわらず、このようなかなり大きい相互係合面領域が提供される。この大きい相互係合面は、嵌合ポストがレセプタクルコネクタを完全に貫通しているために提供される。

図２及び６は、１本又は複数本（例えば、右上角）の嵌合ポスト２９と嵌合通路５６が、他の嵌合ポスト及び通路と異なるサイズ（例えば、大きい）を有するものとすることができることを示す。これは、コネクタ１２及び１４を１つの向きだけで嵌合できるようにコネクタ組立体のための極性化手段を提供する。

本発明は、その精神又は中心的特徴から逸脱することなく他の特定の形態で実施できることを理解されよう。従って、上記の実施例と実施形態は、すべての点において例示的であり限定的でないと考えるべきであり、本発明は、本明細書に示した詳細に限定されない。

本発明によるコネクタ組立体の第１のコネクタ又はプラグコネクタの垂直方向に断面した斜視図である。 プラグコネクタの平面図である。 プラグコネクタの側面図である。 プラグコネクタの端面図である。 本発明によるコネクタ組立体の第２のコネクタ又はレセプタクルコネクタの垂直方向に断面した斜視図である。 レセプタクルコネクタの平面図である。 レセプタクルコネクタの側面図である。 レセプタクルコネクタの端面図である。 図５の断面領域の近傍における本発明のコネクタ組立体の垂直断面図であり、プラグコネクタとレセプタクルコネクタが嵌合した状態を示す。 図５の線１０−１０の領域の近傍での嵌合状態のコネクタ組立体の垂直断面図である。

Claims (13)

1. ２つの回路基板間の接続を行う基板対基板電気コネクタ組立体であって、
   嵌合面と、第１の回路基板上にコネクタを実装する実装面とを含む扁平絶縁性ハウジングと、ハウジングの嵌合面から突出する複数の離間された嵌合ポストとを備える第１のコネクタと、
   絶縁性ハウジングに取付けられ、第１の回路基板上の適切な回路トレースに接続するテール部と、前記嵌合面の近傍に露出した接触部とをそれぞれ含む複数の第１の端子と、
   第１のコネクタのハウジングの嵌合面と嵌合する嵌合面と、第２の回路基板上に実装するための実装面とを含む扁平絶縁性ハウジングと、第１のコネクタの嵌合ポストを収容するために、第２のコネクタの絶縁性ハウジングの嵌合面から取付面まで延在する複数の嵌合通路とを備える第２のコネクタと、
   第２のコネクタの絶縁性ハウジングに取付けられ、第２の回路基板上の適切な回路トレースに接続するテール部と、第１のコネクタの第１の端子のうちの１つの接触部と係合する接触部とをそれぞれ含む複数の第２の端子とを有し、第１のコネクタの前記嵌合ポストが、第２のコネクタの嵌合通路内にぴったりと嵌り、嵌合ポストが、第２のコネクタの実装面まで延在して、コネクタを位置合せし、コネクタのぐらつきを防ぎ、端子の接触部を係合状態に維持する基板対基板電気コネクタ。
2. 第１のコネクタの前記嵌合ポストが、コネクタが嵌合されたときに第２のコネクタの実装面とほぼ面一である遠位端を備える、請求項１に記載の基板対基板電気コネクタ組立体。
3. 第１のコネクタの前記嵌合ポストが、コネクタを見ないで嵌合しやすくするために面取りされた遠位端を備える、請求項１に記載の基板対基板電気コネクタ組立体。
4. 嵌合ポストの前記遠位端が、コネクタが嵌合されたときに第２のコネクタの実装面とほぼ面一である、請求項３に記載の基板対基板電気コネクタ組立体。
5. 前記第１のコネクタの絶縁性ハウジングが、ほぼ方形であり、ハウジングの４つの角の近傍に４本の前記嵌合ポストを含む、請求項１に記載の基板対基板電気コネクタ組立体。
6. 前記第１のコネクタが、プラグコネクタであり、前記第２のコネクタが、レセプタクル手段の４つの角に４つの前記嵌合通路を備えるほぼ方形のレセプタクル手段を備えるレセプタクルコネクタである、請求項５に記載の基板対基板電気コネクタ組立体。
7. 前記嵌合ポストのうちの少なくとも１つ及びこれに対応する嵌合通路の寸法が、別の嵌合ポスト及びこれに対応する嵌合通路の寸法と異なり、これにより、コネクタ組立体のための極性化手段を提供する、請求項１に記載の基板対基板電気コネクタ組立体。
8. 前記コネクタのうちの少なくとも１つのコネクタの絶縁性ハウジングが、ハウジングの嵌合面に複数の端子取付穴を含み、それにより、対応する回路基板に実装される実装面と反対側の嵌合面を介して端子がハウジングに取付けられる、請求項１に記載の基板対基板電気コネクタ組立体。
9. ２つの回路基板間の接続を行う基板対基板電気コネクタ組立体であって、
   嵌合面と、第１の回路基板上にコネクタを実装する実装面とを含む扁平でほぼ方形の絶縁性ハウジングを備え、ハウジングの４つの角の近傍にハウジングの嵌合面から突出する複数の嵌合ポストを備えるプラグコネクタであって、嵌合ポストが、コネクタを見ないで嵌合しやすくするために面取りされた遠位端を備えるプラグコネクタと、
   絶縁性ハウジングに取付けられ、第１の回路基板上の適切な回路トレースに接続するテール部と、前記嵌合面の近傍に露出した接触部とをそれぞれ含む複数の第１の端子と、
   プラグコネクタのハウジングの嵌合面と嵌合する嵌合面と、第２の回路基板に実装する実装面とを含む扁平絶縁性ハウジングを備え、前記ハウジングが、ほぼ方形のプラグコネクタを収容するために嵌合面に設けられたほぼ方形のレセプタクル手段と、プラグコネクタの嵌合ポストを収容するためにレセプタクル手段の４つの角に設けられた複数の嵌合通路とを備え、通路がレセプタクルコネクタの絶縁性ハウジングの嵌合面から実装面まで延在しているレセプタクルコネクタと、
   レセプタクルコネクタの絶縁性ハウジングに取付けられ、第２の回路基板上の適切な回路トレースに接続するテール部と、プラグコネクタの第１の端子のうちの１つの接触部と係合する接触部とをそれぞれ含む複数の第２の端子とを有し、
   プラグコネクタの前記嵌合ポストが、レセプタクルコネクタの嵌合通路内にぴったりと嵌り、嵌合ポストが、レセプタクルコネクタの実装面まで延在して、コネクタを位置合せし、コネクタのぐらつきを防ぎ、端子の接触部を係合状態に維持する基板対基板電気コネクタ組立体。
10. 前記嵌合ポストのうちの少なくとも１つ及びこれに対応する嵌合通路の寸法が、別の嵌合ポスト及びこれに対応する嵌合通路の寸法と異なり、これにより、コネクタ組立体のための極性化手段を提供する、請求項９に記載の基板対基板電気コネクタ組立体。
11. 前記コネクタのうちの少なくとも１つのコネクタの絶縁性ハウジングが、ハウジングの嵌合面に複数の端子取付穴を含み、それにより、対応する回路基板に実装される実装面と反対側の嵌合面を介して端子がハウジングに取付けられる、請求項９に記載の基板対基板電気コネクタ組立体。
12. プラグコネクタの前記嵌合ポストが、コネクタが嵌合されたときにレセプタクルコネクタの実装面とほぼ面一である遠位端を備える、請求項９に記載の基板対基板電気コネクタ組立体。
13. ２つの回路基板間の接続を行う基板対基板電気コネクタ組立体であって、
    第１の回路基板に実装するための絶縁性ハウジングを備える第１のコネクタと、
    絶縁性ハウジングに取付けられ、第１の回路基板上の適切な回路トレースに接続するためのテール部と接触部とをそれぞれ備える複数の第１の端子と、
    第２の回路基板に実装するための絶縁性ハウジングであって、第１のコネクタと嵌合する嵌合面と、第２の回路基板に実装する実装面とを含むハウジングを備え、ハウジングが嵌合面に複数の端子収容通路を備える第２のコネクタと、
    第２のコネクタの絶縁性ハウジングに取付けられた複数の第２の端子であって、第２の回路基板の適切な回路トレースに接続するテール部と、前記第１の端子のうちの１つの接触部を収容するほぼＶ字形の接触部と、第２のコネクタの嵌合面の端子収容通路の１つに挿入する取付部とをそれぞれ含む複数の第２の端子とを有し、
    それにより、第２の端子が、第２の回路基板上に第２のコネクタを保持するために第２のコネクタの絶縁性ハウジング内に上方から装填される基板対基板電気コネクタ組立体。
    

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