JP2015005433A - 電気コネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は２つのコネクタを嵌合させた際の嵌合高さを２．２５ｍｍ以下にでき、０．７ｍｍ以上の有効嵌合長を確保し、安定した接続が得られ、嵌合高さや有効嵌合長の調整が容易にでき、かつ、調整のコストも低減できる構造の電気コネクタを提供する。
【解決手段】本目的は第１及び第２コネクタ２０、４０により２つの基板間を接続する電気コネクタ１０であって、各々のコネクタ２０、４０は絶縁物であるハウジング・ブロック２２、４２と第１及び第２コンタクト２４、４４を有しており、ハウジング２２には第２コネクタ４０が入る嵌合口１２を設け、第１コンタクト２４はその接触部２４２が嵌合口１２より突出しないようにハウジング２２に保持し、第２コンタクト４４はその高さがブロック４２の厚さ内になるように形成し、第２コネクタ４０の厚さは、第１コネクタ２０の嵌合口１２内から突出しないようにすることを特徴とする電気コネクタ１０である。
【選択図】 図２

Description

本発明は、ノートＰＣ等の電気機器や電子機器に使用される電気コネクタに関するもので、特に、簡単な構造で嵌合高さを低くしても十分な嵌合長を確保でき、嵌合時の低背化が可能な構造に関するものである。

一般的に、基板間を接続する電気コネクタは、２つのコネクタ（第１コネクタ及び第２コネクタ）を備え、２つのコネクタを嵌合させることにより基板間を接続させている。前記第１及び第２コネクタは、複数のコンタクト（第１コンタクト及び第２コンタクト）と該２つのコンタクトが保持・配列される電気絶縁性の絶縁物（ハウジング及びブロック）とを有している。
下記に、本出願人が提案した文献として特許文献１（特開２０１１−１４２０４６）と特許文献２（特開２００９−２３０９４５）と特許文献３（特開２００９−２３０９４４）を挙げます。
特開２０１１−１４２０４６。この文献の要約によると、簡単な構造で、容易に２つの接続対象物を適宜選択して接続することが出来る構造のコネクタ１０の提供を目的とし、２つの接続対象物と接続するコネクタ１０において、両端側に、基板８０と接続する接続部２６、２８と該接続部２６、２８の近傍に相手物と接触する接触部２０、２２を有する複数のコンタクト１４と、両端側に前記相手物が入る嵌合口１６、１８を有するハウジング１２とを備え、前記コンタクト１４の接触部２０、２２が前記嵌合口１６、１８内に突出することを特徴とするコネクタ１０が開示されている。 特開２００９−２３０９４５。この文献の要約によると、耐振動性に優れ、５．６ｍｍの省スペース化と５．５ｍｍ以下の低背化もでき、フローティング可能な構造で、２点接触する電気コネクタの提供を目的とし、レセプタクルコンタクト５６の第２固定部６０と第３固定部６２との間に弾性部６６を設け、絶縁体５４はレセプタクルコンタクト５６のみで保持する浮遊状態になり、フローティング可能にし、プラグコンタクト２４の第１接触部２６とレセプタクルコンタクト５６の第２接触部５８との接触を１箇所の線接触にし、レセプタクルコンタクト５６の第２接触部５８から第３固定部６２との間を１回蛇行することでレセプタクルコンタクト５６の第２接触部５８と対向する位置に第３接触部７６を設け、弾性部６６の位置を第２接触部５８より下方で、前記絶縁体５４より下方に配置する電気コネクタ１０が開示されている。 特開２００９−２３０９４４。この文献の要約によると、耐振動性にも優れ、省スペース化ができ、フローティング可能な構造の電気コネクタ１０の提供を目的とし、プラグコンタクト５０の第２固定部６０と第３固定部６２との間に少なくとも１回以上蛇行する弾性部６６を設け、絶縁体５４はプラグコンタクト５６のみに保持することでハウジング５２内に浮遊状態になり、フローティング可能にし、プラグコンタクト５６の第２接触部５８の形状を略板状片にし、プラグコンタクト５６の第２接触部５８とレセプタクルコンタクト２４の第１接触部２６との接触を１箇所の線接触にし、弾性部６６の位置を第２接触部５８より下方で、絶縁体５４より下方に配置する電気コネクタ１０が開示されている。

近年、客先からは、２つのコネクタを嵌合させた際の嵌合高さを２．２５ｍｍ以下にする低背化の要求があるが、低背化しても、０．７ｍｍ以上の有効嵌合長を確保し、安定した接続が要求されている。また、簡単な構造にし、嵌合高さや有効嵌合長の調整が容易にでき、かつ、調整のコスト（金型代等）も低減することが望まれている。
特許文献１〜３の構造では、嵌合高さを２．２５ｍｍ以下にし、０．７ｍｍ以上の有効嵌合長を確保することが難しい。

本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたもので、２つのコネクタを嵌合させた際の嵌合高さを２．２５ｍｍ以下にでき、０．７ｍｍ以上の有効嵌合長を確保し、安定した接続が得られ、嵌合高さや有効嵌合長の調整が容易にでき、かつ、調整のコスト（金型代等）も低減できる構造の電気コネクタを提供するものである。

本発明は、上記目的を達成するためになされたもので、第１及び第２コネクタにより２つの基板間を接続する電気コネクタであって、
第２コンタクトと接触する接触部と基板に接続する接続部を有する複数の第１コンタクトと、該第１コンタクトが保持・配列されるハウジングとを有する第１コネクタと、
第１コンタクトと接触する接触部と基板に接続する接続部を有する複数の第２コンタクトと、該第２コンタクトが保持・配列されるブロックとを有する第２コネクタと、を備える電気コネクタにおいて、
前記ハウジングには前記第２コネクタが入る嵌合口を設け、
前記第１コンタクトはその接触部が前記嵌合口より突出しないように前記ハウジングに保持され、
前記第２コンタクトはその高さが前記ブロックの厚さ（高さ）内になるように形成され、
前記第１コネクタの嵌合口の深さと前記第２コネクタの厚さとで両コネクタの嵌合高さを調整することを特徴とする電気コネクタである。

また、前記第２コネクタの厚さは、前記第１コネクタの嵌合口内から突出しないように形成される電気コネクタである。
さらに、前記第１コネクタの嵌合口の深さ及び前記第１コンタクトの接触部の長さと前記第２コネクタの厚さとで両コネクタの有効嵌合長を調整する電気コネクタである。

また、前記第２コンタクトは、少なくとも１個以上の接触部を前記第１コンタクトの挿入方向の反対方向へ折り曲げる電気コネクタである。
さらに、前記第２コンタクトは、略板状片の本体に空間を設け、該空間内で、かつ、前記第１コンタクトの挿入方向の反対方向へ２つの接触部を折り曲げ、前記２つの接触部で前記第１コンタクトの接触部を挟持する電気コネクタである。

以上の説明から明らかなように、本発明の電気コネクタによると、２つのコネクタを嵌合させた際の嵌合高さを２．２５ｍｍ以下にでき、確実に０．７ｍｍ以上の有効嵌合長を確保し、安定した接続が得られ、嵌合高さや有効嵌合長の調整が容易にでき、かつ、調整のコスト（金型代等）も低減できる構造の電気コネクタを提供できる。

（Ａ） 第１コネクタと第２コネクタとが嵌合した状態の本発明の電気コネクタを第２コネクタ方向よりみた斜視図である。（Ｂ） 本発明の第１コネクタを嵌合方向よりみた斜視図である。（Ｃ） 本発明の第２コネクタを嵌合方向よりみた斜視図である。 （Ａ） 第１コネクタと第２コネクタとが嵌合した状態の本発明の電気コネクタを、それぞれのコンタクト同士が接触している部分で断面した縦断面図である。（Ｂ） 第１コネクタと第２コネクタとが嵌合した状態の本発明の電気コネクタを、それぞれのコンタクト同士が接触している部分で断面した横断面図である。 （Ａ） 第１コンタクトを嵌合方向よりみた斜視図である。（Ｂ） 第２コンタクトを嵌合方向よりみた斜視図である。 （Ａ） ハウジングを嵌合方向よりみた斜視図である。（Ｂ） ハウジングを嵌合方向と反対方向よりみた斜視図である。（Ｃ） ハウジングを、コンタクト装着部分で断面した断面図である。 （Ａ） ブロックを嵌合方向よりみた斜視図である。（Ｂ） ブロックを嵌合方向と反対方向よりみた斜視図である。（Ｃ） ブロックを、コンタクト装着部分で断面した断面図である。

本発明の特徴は、第１及び第２コネクタ２０、４０により２つの基板間を接続する電気コネクタ１０であって、第２コンタクト４４と接触する接触部２４２と基板に接続する接続部２４４を有する複数の第１コンタクト２４と、該第１コンタクト２４が保持・配列されるハウジング２２とを有する第１コネクタ２０と、前記第１コンタクト２４と接触する接触部４４２と基板に接続する接続部４４４を有する複数の第２コンタクト４４と、該第２コンタクト４４が保持・配列されるブロック４２とを有する第２コネクタ４０と、を備える電気コネクタ１０において、前記ハウジング２２には前記第２コネクタ４０が入る嵌合口１２を設け、前記第１コンタクト２４はその接触部２４２が前記嵌合口１２より突出しないように前記ハウジング２２に保持され、前記第２コンタクト４４はその高さが前記ブロック４２の厚さ（高さ）内になるように形成され、
前記第１コネクタ２０の嵌合口１２の深さと前記第２コネクタ４０の厚さとで両コネクタの嵌合高さを調整することを特徴とする電気コネクタ１０である。
つまり、前記第１コネクタ２０の嵌合口１２の深さと前記第２コネクタ２０の厚さとで両コネクタ２０、４０の嵌合高さを調整し、かつ、前記第１コネクタ２０の嵌合口１２の深さ及び前記第１コンタクト２４の接触部２４２の長さと前記第２コネクタ４０の厚さとで両コネクタ２０、４０の有効嵌合長を調整する電気コネクタ１０にしたものである。

図１から図５に基づいて、本発明の電気コネクタ１０の実施例について説明する。
図１（Ａ）は第１コネクタと第２コネクタとが嵌合した状態の本発明の電気コネクタを第２コネクタ方向よりみた斜視図であり、（Ｂ）は本発明の第１コネクタを嵌合方向よりみた斜視図であり、（Ｃ）は本発明の第２コネクタを嵌合方向よりみた斜視図である。図２は（Ａ）は第１コネクタと第２コネクタとが嵌合した状態の本発明の電気コネクタを、それぞれのコンタクト同士が接触している部分で断面した縦断面図であり、（Ｂ）は第１コネクタと第２コネクタとが嵌合した状態の本発明の電気コネクタを、それぞれのコンタクト同士が接触している部分で断面した横断面図である。図３（Ａ）は第１コンタクトを嵌合方向よりみた斜視図であり、（Ｂ）は第２コンタクトを嵌合方向よりみた斜視図である。図４（Ａ）はハウジングを嵌合方向よりみた斜視図であり、（Ｂ）はハウジングを嵌合方向と反対方向よりみた斜視図であり、（Ｃ）はハウジングを、コンタクト装着部分で断面した断面図である。図５（Ａ）はブロックを嵌合方向よりみた斜視図であり、（Ｂ）はブロックを嵌合方向と反対方向よりみた斜視図であり、（Ｃ）はブロックを、コンタクト装着部分で断面した断面図である。

本発明の電気コネクタ１０は、基板に接続する第１及び第２コネクタ２０、４０を備えている。前記第１及び第２コネクタ２０、４０は、それぞれに、電気絶縁性であるハウジング２２及びブロック４２と複数の第１及び第２コンタクト２４、４４とを有している。以下で、それぞれの部位について説明する。

構成部品を説明する前に、基板について説明する。前記基板には、前記第１及び第２コンタクト２４、４４の接続部２４４、４４４が半田付け等により接続されるランドが形成されている。前記第１及び第２コンタクト２４、４４の接続部２４４、４４４と接続するランドからはパターンが延びている。

図１から図５に基づいて、まず、第１コネクタ２０について説明する。最初に、前記第１コンタクト２４について説明する。前記第１コンタクト２４は金属製であり、公知技術のプレス加工によって製作されている。前記第２コンタクト２４の材質としては、バネ性や導電性や寸法安定性などが要求されるので、黄銅やベリリウム銅やリン青銅等を挙げることができる。本実施例では、前記第１コンタクト２４は前記ハウジング２２に圧入によって固定されている。本実施例では、圧入によって固定しているが、固定できれば如何なるものでもよく、引っ掛けや溶着や一体成形などがある。

前記第１コンタクト２４は、第２コネクタ４０と接触する接触部２４２と基板に接続する接続部２４４を有し、さらに、前記ハウジング２２に固定する固定部２４３を有している。前記第１コンタクト２４は略Ｔ字形状をしている。

前記接触部２４２は、第２コネクタ４０と接触し易いように第２コネクタ４０の形状に沿うように適宜設計しているが、本実施例では板状片をしている。前記接触部２４２が前記嵌合口１２より突出しないように前記ハウジング２２に保持されている。

前記接続部２４４は前記基板に接続する部分であり、その方法としては半田付け（表面実装やディップ）やプレスフィットなどを挙げることができる。本実施例では表面実装（SMT）の半田付けにより基板に接続している。

前記固定部２４３は、前記ハウジング２２に固定出来れば如何なる方法でもよく、圧入や引っ掛け（ランス）や溶着や一体成形等を挙げることができる。本実施例では前記ハウジング２２へ圧入により保持・固定している。前記固定部２４３の形状・大きさは、保持力や加工性や強度等を考慮して適宜設計する。前記固定部２４３は、前記接触部２４２の反対側に凹部を設けて、その凹部内に突起を設けて前記ハウジング２２に圧入し、固定している。

次に、ハウジング２２について説明する。このハウジング２２は電気絶縁性のプラスチックであり、公知技術の射出成形によって製作され、この材質としては寸法安定性や加工性やコスト等を考慮して適宜選択するが、一般的にはポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）やポリアミド（６６ＰＡ、４６ＰＡ）や液晶ポリマー（ＬＣＰ）やポリカーボネート（ＰＣ）やこれらの合成材料を挙げることができる。前記ハウジング２２には、第２コネクタ４０が入る嵌合口１２が設けられている。前記嵌合口１２は、前記第２コネクタ４０が入り、かつ、前記第２コネクタ２０の厚さとで両コネクタ２０、４０の嵌合高さを調整し、さらに、前記第１コンタクト２４の接触部２４２の長さと前記第２コネクタ４０の厚さとで両コネクタ２０、４０の有効嵌合長を調整するように適宜設計されている。

前記ハウジング２２は略箱型形状をしている。前記ハウジング２２には、前記第１コンタクト２４が保持・配列される複数の挿入孔２２１が設けられている。前記挿入孔２２１に前記第１コンタクト２４は圧入や引っ掛け（ランス）や溶着等によって固定されている。本実施例では、前記第１コンタクト２４は圧入によって固定されている。前記挿入孔２２１にはサン部２２２が設けられており、そのサン部２２２に前記第１コンタクト２４の凹部が入り、前記サン部２２２に前記第１コンタクト２４の固定部２４３が圧入されている。

図１から図５に基づいて、次に、第２コネクタ４０について説明する。最初に、前記第２コンタクト４４について説明する。前記第２コンタクト４４は金属製であり、公知技術のプレス加工によって製作されている。前記第２コンタクト４４の材質としては、バネ性や導電性や寸法安定性などが要求されるので、黄銅やベリリウム銅やリン青銅等を挙げることができる。本実施例では、前記第２コンタクト４４は前記ブロック４２に一体成型（インサート成型）によって固定されている。本実施例では、一体成型（インサート成型）によって固定しているが、固定できれば如何なるものでもよく、圧入や引っ掛け（ランス）や溶着などがある。

前記第２コンタクト４４は略π字形状をしている。前記第２コンタクト４４は本体４４１を有しており、前記本体４４１の中央には空間４４５が設けられている。また、前記本体４４１の長手方向で、かつ、幅方向の中心からは略Ｌ字形状の折り曲げられた接続部４４４が設けられている。さらに、前記本体４４１の長手方向で、かつ、幅方向の両側には突出した突出片４４６が設けられている。

前記空間４４５内には、前記第１コネクタ２０の挿入方向と反対側に折り曲げられた接触部４４２が設けられている。反対側に折り曲げることで、前記第２コネクタ４０の厚さを薄くできるようにしている。前記接触部４４２は、前記第１コネクタ２０と接触し易いように前記第１コネクタ２０の形状に沿うように適宜設計しているが、本実施例では湾曲形状をしている。前記接触部４４２には、前記空間４４５内に、前記空間４４５の中心の点対称に２つ設けられている。点対称に２つ設けることで、前記第１コンタクト２４の接触部２４２をバランスよく挟み込み、２点で接触するようにしている。

前記接続部４４４は前記基板に接続する部分であり、その方法としては半田付け（表面実装やディップ）やプレスフィットなどを挙げることができる。本実施例では表面実装（SMT）の半田付けにより基板に接続している。前記接続部４４４はコネクタの低背化をする為、前記ブロック４２の凹部４２２内に入るようにしている。

前記空間４４５は、前記接触部４４２の長さを確保し、かつ、前記第１コンタクト２４が入るための部分である。前記空間４４５の大きさは、このような役割と接続安定性とコネクタの小型化や加工性や強度等を考慮して適宜設計する。

前記突出片４４６は、前記ブロック４２に一体成型（インサート成型）することにより、前記第２コンタクト４４の保持力を確保するための部分である。前記突出片４４６の形状・大きさは、保持力や加工性や強度やコネクタの低背化等を考慮して適宜設計する。

次に、前記ブロック４２について説明する。このブロック４２は電気絶縁性のプラスチックであり、公知技術の射出成形によって製作され、この材質としては寸法安定性や加工性やコスト等を考慮して適宜選択するが、一般的にはポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）やポリアミド（６６ＰＡ、４６ＰＡ）や液晶ポリマー（ＬＣＰ）やポリカーボネート（ＰＣ）やこれらの合成材料を挙げることができる。

前記ブロック４２は、中央部分が空洞の略箱型をしている。前記ブロック４２には、中央部分に空間４２１が設けられ、前記空間４２１内に前記第２コンタクト４４が所定ピッチで配列されている。前記ブロック４２に、前記第２コンタクト４４は一体成型により固定されている。

前記ブロック４２には、前記第１コネクタ２０の挿入方向の反対側に、凹部４２２が設けられている。前記凹部４２２内に、前記第２コンタクト４４の接続部４４４が入るようにすることで、前記第２コネクタ４０の低背化を図っている。

最後に、調整の仕方について説明する。前記第１コネクタ２０の嵌合口１２の深さと前記第２コネクタ４０の高さ（厚さ）とで両コネクタ２０、４０の嵌合高さを調整する。つまり、前記第２コネクタ４０の高さ（厚さ）を変えることにより嵌合高さを調整している。その際に、前記第１コネクタ２０の嵌合口１２の深さと前記第２コネクタ４０の高さ（厚さ）を、ほぼ同一寸法にすることが望ましいが、接続が満足できれば前記嵌合口１２の深さを変えることなく、前記第２コネクタ４０が突出してもよい。前記第１コネクタ２０の嵌合口１２の深さと前記第２コネクタ４０の高さ（厚さ）を、ほぼ同一寸法にするには、前記第１コネクタ２０（前記ハウジング２２）の嵌合口１２の深さと前記第１コンタクト２４の接触部２４２の抜き寸法で変更し、かつ、前記第２コネクタ４０（ブロック）の高さ（厚さ）と前記第２コンタクト４４の接触部４４２の抜きや曲げ寸法を変更する必要がある。その為、変更に掛かる金型費用が格段に抑えられる。第１コネクタ２０側のモールド型は、インロー構造にしなければ、約２０万円程度で変更でき、プレス型は、４０万円程度（抜き２０万円、コイニング２０万円）で変更でき、第２コネクタ４０側のモールド型は、約３０万円程度で変更でき、プレス型は、４０万円程度（抜き２０万円、曲げ２０万円）で変更できる。

さらに、前記第１コネクタ２０の嵌合口１２の深さ及び前記第１コンタクト２４の接触部２４２の長さと前記第２コネクタ４０の高さ（厚さ）とで両コネクタ２０、４０の有効嵌合長を調整する。嵌合高さを変更すると、接続性を考慮し、有効嵌合長も変更する必要が生じる場合がある。つまり、有効嵌合長の変更は、前記第２コネクタ４０の高さ（厚さ）と前記第１コンタクト２４の接触部２４２の長さを変えることで行っている。その際に、前記第１コネクタ２０の嵌合口１２の深さと前記第１コンタクト２４の接触部２４２の長さ及び前記第１コネクタ２０の嵌合口１２の深さと前記第２コネクタ４０の高さ（厚さ）を、ほぼ同一寸法にすることが望ましいが、接続が満足できれば前記第１コンタクト２４の接触部２４２の長さ及び前記嵌合口１２の深さを変えることなく、前記第２コネクタ４０が突出してもよい。前記第１コネクタ２０の嵌合口１２の深さと前記第２コネクタ４０の高さ（厚さ）を、ほぼ同一寸法にするには、前記第１コネクタ２０（前記ハウジング２２）の嵌合口１２の深さと前記第１コンタクト２４の接触部２４２の抜き寸法で変更し、かつ、前記第２コネクタ４０（ブロック）の高さ（厚さ）と前記第２コンタクト４４の接触部４４２の抜きや曲げ寸法を変更する必要がある。その為、変更に掛かる金型費用が格段に抑えられる。第１コネクタ２０側のモールド型は、インロー構造にしなければ、約２０万円程度で変更でき、プレス型は、４０万円程度（抜き２０万円、コイニング２０万円）で変更でき、第２コネクタ４０側のモールド型は、約３０万円程度で変更でき、プレス型は、４０万円程度（抜き２０万円、曲げ２０万円）で変更できる。

本発明の活用例としては、ノートＰＣ等の電気機器や電子機器に使用される電気コネクタに活用され、特に、簡単な構造で嵌合高さを低くしても十分な嵌合長を確保で、嵌合時の低背化が可能な構造に関するものである。

１０ 電気コネクタ
１２ 嵌合口
２０ 第１コネクタ
２２ ハウジング
２２１ 挿入孔
２２２ サン部
２４ 第１コンタクト
２４２ 接触部
２４３ 固定部
２４４ 接続部
４０ 第２コネクタ
４２ ブロック
４２１ 空間
４４ 第２コンタクト
４４１ 本体
４４２ 接触部
４４４ 接続部
４４５ 空間
４４６ 突出片

Claims (5)

1. 第１及び第２コネクタにより２つの基板間を接続する電気コネクタであって、
   第２コンタクトと接触する接触部と基板に接続する接続部を有する複数の第１コンタクトと、該第１コンタクトが保持・配列されるハウジングとを有する第１コネクタと、
   第１コンタクトと接触する接触部と基板に接続する接続部を有する複数の第２コンタクトと、該第２コンタクトが保持・配列されるブロックとを有する第２コネクタと、を備える電気コネクタにおいて、
   前記ハウジングには前記第２コネクタが入る嵌合口を設け、
   前記第１コンタクトはその接触部が前記嵌合口より突出しないように前記ハウジングに保持され、
   前記第２コンタクトはその高さが前記ブロックの厚さ（高さ）内になるように形成され、
   前記第１コネクタの嵌合口の深さと前記第２コネクタの厚さとで両コネクタの嵌合高さを調整することを特徴とする電気コネクタ。
2. 前記第２コネクタの厚さは、前記第１コネクタの嵌合口内から突出しないように形成されることを特徴とする請求項１記載の電気コネクタ。
3. 前記第１コネクタの嵌合口の深さ及び前記第１コンタクトの接触部の長さと前記第２コネクタの厚さとで両コネクタの有効嵌合長を調整することを特徴とする請求項１または２記載の電気コネクタ。
4. 前記第２コンタクトは、少なくとも１個以上の接触部を前記第１コンタクトの挿入方向の反対方向へ折り曲げることを特徴とする請求項１または２、３記載の電気コネクタ。
5. 前記第２コンタクトは、略板状片の本体に空間を設け、該空間内で、かつ、前記第１コンタクトの挿入方向の反対方向へ２つの接触部を折り曲げ、前記２つの接触部で前記第１コンタクトの接触部を挟持することを特徴とする請求項４記載の電気コネクタ。

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