JP2015053232A - コネクタ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 インサート成形法によってプラグに保持されたプラグ端子がプラグ本体から剥がれにくい構造のコネクタ装置を提供する。【解決手段】 プラグ３の嵌合部３１にプラグ端子５０が保持されており、プラグ端子５０の基部側である第１の接触部５１に係止突起である段差部５５ａが形成されている。ソケット２に保持されたソケット端子４０には、その基部側である第１の弾圧部４３にソケット側係止突部４３ａが形成されている。プラグ３を引き抜く力が作用すると、段差部５５ａがソケット側係止突起４３ａに掛止されるが、このとき、第１の接触部５１をプラグ本体３０から剥がそうとする力は作用せず、プラグ本体３０にプラグ端子５０を常に強固に保持させることができる。【選択図】図３

Description

本発明は、プラグ端子を保持したプラグと、ソケット端子を有するソケットとが組み合わされたコネクタ装置に関する。

特許文献１に、２枚のプリント基板を相互に電気的に接続するためのコネクタ装置が開示されている。

このコネクタ装置は、ソケットとヘッダとが組み合わされて構成されている。ソケットには溝部が形成され、この溝部の内壁に複数のコネクタ溝が形成されている。それぞれのコネクタ溝にコンタクトが取り付けられている。

ヘッダはソケットの溝部に入り込む周壁部を有しており、周壁部に複数のポストが取り付けられている。特許文献１の図５に、ソケットとヘッダとが嵌合した状態を示す断面図が掲載されている。それぞれのポストは周壁部の周囲に固定されており、ヘッダの周壁部がソケットの溝部内に嵌合させられると、周壁部の両側面に露出しているポストが、コンタクトによって弾性的に挟持される。

周壁部の一方の側面に現れているポストにロックダボが形成され、コンタクトには前記ロックダボに対向するラウンド部が形成されている。ヘッダとソケットとが嵌合した状態から、ヘッダを離脱させる力を与えると、ロックダボとラウンド部とが係合して、ヘッダが容易に離脱できないように軽くロックされる。

特開２００８−２７００９８号公報

特許文献１の図５に記載されたコネクタ装置は、ポストが金属材を曲げて形成されており、この金属材の先端がロックダボに近い位置で存在し、前記先端が上向きとなっている。そのため、ロックダボとラウンド部とが嵌合した状態から、ヘッダに対してソケットから引き抜く方向への力を作用させると、ロックダボが形成されている部分のポストを周壁部から引き剥がそうとする曲げ応力が作用する。そのため、ヘッダとソケットとの離脱が繰り返されると、ポストが周壁部から離れて折れ曲がるなどの故障が発生しやすくなる。

また、特許文献１に記載されたコネクタの構造では、ヘッダの周壁部に形成された溝内にポストが嵌まり込んでいるが、ポストのいずれの部分も周壁部の内部に埋め込まれていない。そのため、周壁部でのポストの保持強度が弱く、ポストの周壁部からの剥がれがさらに生じやすくなっている。

本発明は上記従来の課題を解決するものであり、プラグ端子をプラグ本体から容易には剥がれないように保持させることができるコネクタ装置を提供することを目的としている。

本発明は、ソケットとプラグとが組み合わされ、前記ソケットに、保持空間を有する合成樹脂製のソケット本体と、前記保持空間の内部に支持された金属製のソケット端子とが設けられ、前記プラグに、前記保持空間に嵌合する嵌合部を有する合成樹脂製のプラグ本体と、前記プラグ本体に保持された金属製のプラグ端子とが設けられているコネクタ装置において、
前記嵌合部は、第１の側部と先部と第２の側部とを有し、前記プラグ端子には、前記第１の側部に露出する第１の接触部と前記先部を通過する先部連続部と前記第２の側部に露出する第２の接触部とが連続して形成され、
前記プラグ端子は、その先端が前記第２の接触部に位置し、前記第１の接触部の基部から連続する引出し部が、前記第２の接触部が存在する方向へ延び出ており、
前記ソケット端子は、前記第１の接触部を弾圧する第１の弾圧部と前記第２の接触部を弾圧する第２の弾圧部とが連続して形成されており、
前記第１の接触部と前記第１の弾圧部の双方に、前記プラグが引き抜かれるときに互いに当接する係止突部が形成されていることを特徴とするものである。

本発明のコネクタ装置は、係止突部を有する第１の接触部がプラグ端子の先端側ではなく引出し部が連続する基部側に形成されている。そのため、プラグ端子とソケット端子の係止突起どうしが係合した状態で、プラグに引き抜き力が作用したとしても、第１の接触部がプラグ本体の第１の側部から剥がれにくくなる。

本発明は、前記プラグ端子の少なくとも一部が、前記プラグ本体の内部に埋め込まれているものが好ましい。特に、前記引出し部の少なくとも一部が、前記プラグの内部に埋め込まれていることが好ましい。

本明細書での、プラグ端子がプラグ本体に埋め込まれているとは、プラグ端子の少なくとも一部において、その断面を囲む全周が、プラグ本体を形成する合成樹脂に囲まれている状態を意味する。

プラグ端子の一部が、プラグ本体に埋め込まれていると、プラグ端子がプラグ本体に強固に保持され、プラグ本体からのプラグ端子の剥がれがさらに生じにくくなる。

本発明は、前記プラグ端子には、前記第１の接触部から前記引出し部まで連続する凹部が形成され、前記凹部の一方の端部の段差部によって前記第１の接触部に位置する前記係止突起が形成され、他方の端部の段差部が前記プラグ本体の内部に埋め込まれているものとして構成できる。

プラグ端子に前記凹部が形成されていると、一方の端部の段差部によって係止突起を形成できるとともに、他方の端部の段差部によって、プラグ本体の内部でくさび効果を発揮させることができ、プラグ本体にプラグ端子をさらに強固に固定させることができる。

本発明は、インサート成形法によって、前記プラグ端子の少なくとも一部が、前記プラグ本体の内部に埋め込まれていることが好ましい。

本発明のコネクタは、プラグ端子がプラグ本体に強固に固定され、プラグに引き抜き力が作用しても、プラグ端子がプラグ本体から容易に剥がれることがない。

本発明の実施の形態のコネクタを示す一部断面を有する分解斜視図、 ソケットとプラグが嵌着された状態を示す断面図、 プラグに離脱方向への力が作用した状態を示す断面図、 （Ａ）はプラグ端子の斜視図、（Ｂ）はソケット端子の斜視図、

図１に示すコネクタ装置１は、ソケット２とプラグ３とが組み合わされて構成されている。このコネクタ装置１は、いわゆるボードツーボードコネクタであり、ソケット２とプラグ３のそれぞれがプリント配線基板に実装される。プリント配線基板は、硬質基板またはフレキシブルプリント基板である。

コネクタ装置１は、Ｙ方向が長手方向、Ｘ方向が左右方向、Ｚ方向が上下方向または着脱方向である。

ソケット２はソケット本体（ソケットハウジング）２０を有している。ソケット本体２０は合成樹脂材料で形成されている。ソケット本体２０は、右側（Ｘ１側）において長手方向（Ｙ方向）に延びる右側壁部２１と、左側（Ｘ２側）において長手方向（Ｙ方向）に延びる左側壁部２２と、長手方向（Ｙ方向）の両端部において右側壁部２１と左側壁部２２とを連結する連結壁部２３とが一体に形成されている。

ソケット本体２０には、右側壁部２１と左側壁部２２ならびに２つの連結壁部２３，２３で囲まれた保持空間２５が形成されている。保持空間２５は上方向（Ｚ２方向）が全面的に解放されている。図１に示すように、保持空間２５の下部（Ｚ１側部）に、底部リブ２４が形成されている。底部リブ２４は、右側壁部２１ならびに左側壁部２２と連続して形成され、長手方向（Ｙ方向）へは一定のピッチで間隔を空けて形成されている。

図１に示すように、ソケット本体２０には、複数の第１のスリット２６と複数の第２のスリット２７が形成されている。第１のスリット２６と第２のスリット２７の間は前記底部リブ２４で仕切られている。すなわち、第１のスリット２６と第２のスリット２７は、底部リブ２４を挟んで長手方向（Ｙ方向）に向けて交互に形成されている。

図２と図３の断面図に、第１のスリット２６が示されている。第１のスリット２６は、保持空間２５に連通しており、且つソケット本体２０の底部において下方へ貫通して形成されている。第２のスリット２７は、前記第１のスリット２６と左右方向（Ｘ方向）に対称の形状となるように形成されている。

図１に示すように、第１のスリット２６と第２のスリット２７のそれぞれにソケット端子４０が支持されている。ソケット端子４０は弾性変形可能な金属線材を折り曲げて形成されており、表面には接触抵抗を低減させるための金メッキなどの導電処理が施されている。第１のスリット２６には、ソケット端子４０が、図４（Ｂ）に示す向きで装着されており、第２のスリット２７には、ソケット端子４０が図４（Ｂ）に示すのと左右逆の向きで装着されている。

図４（Ｂ）に示すソケット端子４０は、左側（Ｘ２側）に取付け基部４１が向けられている。取付け基部４１の上部から湾曲部４２を介して下側に延びる第１の弾圧部４３が一体に形成されている。第１の弾圧部４３から右方向（Ｘ１方向）へ向けて底部延出部４４が延び、その先部から上向きに延びる第２の弾圧部４５が一体に形成されている。

取付け基部４１の両側部には、長手方向（Ｙ方向）に向けて幅広に形成された圧入部４１ａ，４１ａが一体に形成されている。図２と図３に示すように、第１のスリット２６には、左側壁部２２の内部で長手方向（Ｙ方向）の両方向に向けて凹状に形成された圧入凹部２６ａが形成されている。

ソケット端子４０は第１のスリット２６に対して、下側から上向き（Ｚ２方向）へ挿入される。このとき、取付け基部４１に形成された圧入部４１ａ，４１ａが、圧入凹部２６ａ，２６ａ内に圧入されて、ソケット端子４０が第１のスリット２６の内部に保持される。ソケット端子４０は、取付け基部４１が圧入凹部２６ａ，２６ａによってソケット本体２０に固定され、第１の弾圧部４３と底部延出部４４ならびに第２の弾圧部４５は、第１のスリット２６の内部で自由に変形できるように存在している。

第１の弾圧部４３の上部に、右方向（Ｘ１方向）へ向けて突形状に湾曲するソケット側係止突部４３ａが形成されている。このソケット側掛止突部４３ａが実質的な第１の弾圧部である。図４（Ｂ）に示すソケット端子４０では、ソケット側係止突部４３ａの下部に小凹部４３ｂが形成されている。この小凹部４３ｂを有することで、ソケット側係止突部４３ａの下部で、プラグ端子５０の段差部５５ａを係止しやすくなっている。小凹部４３ｂは、ソケット端子４０を形成している金属線材に部分的な加圧力を与えることで形成されている。

ソケット端子４０の下部に接続部４１ｂが形成されている。図２と図３に示すように、接続部４１ｂは、ソケット本体２０の左側壁部２２の下部に現れて、プリント配線基板６１の表面に形成された導電性ランド部にハンダ付けできるようになっている。

第２のスリット２７では、ソケット端子４０が、図４（Ｂ）とは左右逆向きに装着されており、接続部４１ｂは、ソケット本体２０において右側壁部２１の下部に現れている。

長手方向（Ｙ方向）に向けて交互に形成された第１のスリット２６と第２のスリット２７とで、ソケット端子４０が左右逆向きに装着されている。そのため、ソケット端子４０の長手方向での配置ピッチを短くしても、右側壁部２１と左側壁部２２のそれぞれにおいて長手方向で隣り合う接続部４１ｂの間隔を広く確保ができる。

図１に示すように、プラグ３は合成樹脂製のプラグ本体（プラグハウジング）３０を有している。プラグ本体３０は下方向（Ｚ１方向）に突出する嵌合部（嵌合突部）３１を有している。嵌合部３１の左右方向（Ｘ方向）の幅寸法ならびに長手方向（Ｙ方向）への長さ寸法は、ソケット２の保持空間２５に挿入できるように決められている。

嵌合部３１は、左方向（Ｘ２方向）に向く側面である第１の側部３１ａと、下方（Ｚ１方向）に向けられている先部３１ｂと、右方向（Ｘ１方向）に向く側面である第２の側部３１ｃを有している。

プラグ本体３０に複数のプラグ端子５０が保持されている。長手方向（Ｙ方向）において、プラグ端子５０が一定のピッチで配列しており、その配列ピッチは、ソケット端子４０の配列ピッチと同じである。図４（Ｂ）に示すように、ソケット本体２０の第１のスリット２６に装着されているソケット端子４０に対向するプラグ端子５０は、図４（Ａ）に示す向きでプラグ本体３０に保持されている。第２のスリット２７に装着されているソケット端子４０に対向するプラグ端子５０は、図４（Ａ）と左右逆向きに配置されている。

すなわち、長手方向（Ｙ方向）に隣接するプラグ端子５０は、左右方向の向きが互いに逆向きとなるように、互い違いに保持されている。

プラグ端子５０は、断面が矩形の金属線材を折り曲げて形成されたものであり、表面は金メッキなどの導電処理が施されている。

図４（Ａ）に示すように、プラグ端子５０は、左側（Ｘ２側）において上下に延びる第１の接触部５１と、その下端から右方向（Ｘ１方向）に延びる先部連続部５２と、先部連続部５２の右側（Ｘ１側）から上向きに延びる第２の接触部５３とが一体に形成されている。プラグ端子５０の基部側では、第１の接触部５１から引出し部５４が連続している。引出し部５４は、第２の接触部５３が存在する右方向に向かうにしたがって先部連続部５２から徐々に離れる向きに傾斜する傾斜埋設部５４ａと、右方向（Ｘ１方向）に向けて先部連続部５２とほぼ平行に延びる接続部５４ｂとに区分される。

引出し部５４の右端部が、プラグ端子５０全体の基端５０ｂであり、この基端５０ｂは、第２の接触部５３よりも右側（Ｘ１側）へ突出した位置にある。一方、第２の接触部５３の上端が、プラグ端子５０全体の先端５０ａである。

プラグ端子５０では、上下に延びる第１の接触部５１の途中部分から、引出し部５４の傾斜埋設部５４ａの途中部分までの範囲Ｌに、凹部５５が形成されている。この凹部５５は、プラグ端子５０を構成している金属線材を部分的に加圧する圧痕成型を施すことで形成されている。凹部５５の一方の端部に形成された段差部５５ａが、第１の接触部５１において左方向（Ｘ２方向）に向けて突出するプラグ側係止突部である。凹部５５の他方の端部に形成された段差部５５ｂは、傾斜埋設部５４ａに位置している。

プラグ本体３０は、いわゆるインサート成形法によって成形されている。インサート成形法では、キャビティを有する金型に、複数のプラグ端子５０を図１に示す配列で保持させて位置決めする。このとき、長手方向（Ｙ方向）で隣り合うプラグ端子５０の向きが左右方向（Ｘ方向）で逆向きとなるように位置決めする。この状態でキャビティに溶融樹脂を射出し、冷却させて硬化させる。金型を開放すると、複数のプラグ端子５０と一体に固着されたプラグ本体３０が成形される。

図２と図３に、インサート成形法で形成されたプラグ本体３０とプラグ端子５０とが断面図で示されている。図２と図３に示す断面では、第１の接触部５１の一部がプラグ本体３０の嵌合部３１に食い込んで固着された状態で、第１の接触部５１の外表面が嵌合部３１の第１の側部３１ａに露出している。同様に、第２の接触部５３の一部が嵌合部３１に食い込んで固着された状態で、第２の接触部５３の外表面が嵌合部３１の第２の側部３１ｃに露出している。また、プラグ端子５０の先部連続部５２もその一部が嵌合部３１に食い込んで固着された状態で、その外表面が先部３１ｂから露出している。

図２と図３に示すように、プラグ端子５０の引出し部５４の一部である傾斜埋設部５４ａは、プラグ本体３０の内部に埋め込まれている。すなわち、傾斜埋設部５４ａは、その断面の全周が、プラグ本体３０を構成する合成樹脂材料で囲まれている。

図１と図２の断面に示されたプラグ端子５０は、基端５０ｂが右方向（Ｘ１方向）に向けられているが、Ｙ方向でこれに隣接するプラグ端子５０は、基端５０ｂが左方向（Ｘ２方向）へ向けられている。プラグ３がプリント配線基板に実装されると、それぞれのプラグ端子５０の接続部５４ｂが、プリント配線基板の表面の導電層のランド部にハンダ付けで固定される。

図２に示すように、プラグ本体３０の嵌合部３１が、ソケット本体２０の保持空間２５に押し込まれると、嵌合部３１の第１の側部３１ａに露出している第１の接触部５１に、ソケット端子４０のソケット側係止突部４３ａが弾圧し、嵌合部３１の第２の側部３１ｃに露出している第２の接触部５３に、ソケット端子４０の第２の弾圧部４５が弾圧させられる。嵌合部３１に保持された複数のプラグ端子５０のそれぞれは、ソケット端子４０のソケット側係止突部４３ａと第２の弾圧部４５との間に弾性的に挟持される。

図２に示すように、第２の弾圧部４５は、ソケット端子４０の自由端側に位置しているため、嵌合部３１が下向きに押し込まれると、第２の弾圧部４５が下向きに弾性変形する。ソケット端子４０の底部延出部４４がプリント配線基板６１に当たるため、その後は、嵌合部３１がソケット側係止突部４３ａと第２の弾圧部４５との間に介入し、第２の弾圧部４３が、プラグ端子５０の第２の接触部５３に接触できるようになる。

一方、第１の弾圧部４３は、ソケット端子４０の基端側に位置し、ソケット本体２０に圧入された取付け基部４１と連続している。そのため、嵌合部３１がソケット２に押し込まれるときに、第１の弾圧部４３が下向きにほとんど変位することなく、プラグ端子５０の第１の接触部５１がソケット側係止突部４３ａと摺動する。したがって、図２に示すように、プラグ３がソケット２に完全に装着されると、第１の接触部５１に形成されたプラグ側係止突部となる段差部５５ａが、第１の弾圧部４３に形成されたソケット側係止突部４３ａよりも必ず下側へ移動した状態となる。

そのため、図３に示すように、プラグ３をソケット２から上方（Ｚ２方向）へ引き抜こうとする外力が作用すると、プラグ端子５０のプラグ側係止突部である段差部５５ａが、第１の弾圧部４３に形成されたソケット側係止突部４３ａに当接し係止されて、プラグ３がソケット２から容易に抜け出ないようにロックされる。

図３の状態からさらにプラグ３を上方へ引き抜こうとすると、段差部５５ａがソケット側係止突部４３ａに掛止されたまま、嵌合部３１が上方へ移動しようとするため、プラグ端子５０の第１の接触部５１に対しては、図３に示すＭ１方向へのモーメントが与えられ、第１の接触部５１を嵌合部３１から引き剥がそうとする力が作用することがない。

これとは反対に、プラグ側係止突部となる段差部５５ａが、上向きの先端５０ａを有する第２の接触部５３側に位置していると仮定した場合には、段差部５５ａがソケット側係止突部に係止されたまま嵌合部３１に上向きの力が作用すると、第２の接触部５３にＭ２方向のモーメントが作用し、第２の接触部５３を嵌合部３１から引き剥がそうとする力が作用することになる。

実施の形態のコネクタ装置１は、プラグ側係止突部となる段差部５５ａが、プラグ端子５０の基部側に設けられ、ソケット側係止突部４３ａもソケット端子４０の基部側に設けられている。そのため、嵌合部３１をソケット２に嵌着されると、段差部５５ａをソケット側係止突部４３ａよりも必ず下側へ入り込ませることができ、さらに、段差部５５ａとソケット側係止突部４３ａとが係止された状態で、プラグ３を抜き出そうとする力が作用しても、プラグ端子５０を嵌合部３１から引き剥がそうとする力が作用することがない。

また、引出部５４が第２の接触部５３が存在する方向に延び出ているので、プラグ３を上方へ引き抜こうとする外力が作用したときに、プラグ端子５０を残してプラグ端子５０を残してプラグ本体３０だけが上方に抜けてしまうこともない。

さらに、プラグ端子５０の第１の接触部５１と連続する引出し部５４の一部である傾斜埋設部５４ａがプラグ本体３０に埋設され、傾斜埋設部５４ａに段差部５５ｂが形成されている。そのため、プラグ端子５０がプラグ本体３０に強固に保持されることになり、プラグ端子５０を保持する力が弛むこともない。したがって、プラグ３とソケット２との着脱が何度も繰り返されても、プラグ端子５０がプラグ本体３０に常に確実に保持された状態を保つことができ、長寿命を実現できるようになる。

１ コネクタ装置
２ ソケット
３ プラグ
２０ ソケット本体
２５ 保持空間
２６ 第１のスリット
２７ 第２のスリット
３０ プラグ本体
３１ 嵌合部
３１ａ 第１の側部
３１ｂ 先部
３１ｃ 第２の側部
４０ ソケット端子
４１ 取付け基部
４３ 第１の湾曲部
４３ａ ソケット側係止突部
４４ 第２の弾圧部
５０ プラグ端子
５０ａ 先端
５０ｂ 基端
５１ 第１の接触部
５３ 第２の接触部
５４ 引出し部
５５ 凹部
５５ａ 段差部（プラグ側係止突部）
５５ｂ 段差部
６１ プリント配線基板

Claims (5)

1. ソケットとプラグとが組み合わされ、前記ソケットに、保持空間を有する合成樹脂製のソケット本体と、前記保持空間の内部に支持された金属製のソケット端子とが設けられ、前記プラグに、前記保持空間に嵌合する嵌合部を有する合成樹脂製のプラグ本体と、前記プラグ本体に保持された金属製のプラグ端子とが設けられているコネクタ装置において、
   前記嵌合部は、第１の側部と先部と第２の側部とを有し、前記プラグ端子には、前記第１の側部に露出する第１の接触部と前記先部を通過する先部連続部と前記第２の側部に露出する第２の接触部とが連続して形成され、
   前記プラグ端子は、その先端が前記第２の接触部に位置し、前記第１の接触部の基部から連続する引出し部が、前記第２の接触部が存在する方向へ延び出ており、
   前記ソケット端子は、前記第１の接触部を弾圧する第１の弾圧部と前記第２の接触部を弾圧する第２の弾圧部とが連続して形成されており、
   前記第１の接触部と前記第１の弾圧部の双方に、前記プラグが引き抜かれるときに互いに当接する係止突部が形成されていることを特徴とするコネクタ装置。
2. 前記プラグ端子の少なくとも一部が、前記プラグ本体の内部に埋め込まれている請求項１記載のコネクタ装置。
3. 前記引出し部の少なくとも一部が、前記プラグの内部に埋め込まれている請求項２記載のコネクタ装置。
4. 前記プラグ端子には、前記第１の接触部から前記引出し部まで連続する凹部が形成され、前記凹部の一方の端部の段差部によって前記第１の接触部に位置する前記係止突起が形成され、他方の端部の段差部が前記プラグ本体の内部に埋め込まれている請求項３記載のコネクタ装置。
5. インサート成形法によって、前記プラグ端子の少なくとも一部が、前記プラグ本体の内部に埋め込まれている請求項２ないし４のいずれかに記載のコネクタ装置。

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