JP2020035523A - 電気コネクタ - Google Patents

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Abstract

【課題】プリント配線板に表面実装される電気コネクタに、円筒状のシールドを有するプラグコネクタを接続する。【解決手段】本体12は、下面及び上面と、前記上面から前記上面に対して略垂直な方向へ向けて凹設され前記支持部が挿嵌される挿嵌溝と、同一の中心軸を有する円柱側面の一部であって前記シールドの内側に係合する曲面状の左側面及び右側面と、前記挿嵌溝が延びた方向に対して略平行な平面状の前側面及び後側面とを有する。接地接点14aは、前記左側面及び前記右側面のうち少なくともいずれかに配置され、前記中心軸からの距離が前記挿嵌溝の長さの半分よりも短く、前記挿嵌溝と干渉しない位置に配置されている。【選択図】図1

Description

本発明は、電気コネクタに関する。
特許文献1は、プリント配線板に表面実装される電気コネクタ(レセプタクルコネクタ)を開示している。
特開2002−324606号公報
プリント配線板に表面実装される電気コネクタに、円筒状のシールドを有するプラグコネクタを接続できるようにする場合、例えば、以下のような課題がある。
電気コネクタ側にもシールドを設ける必要があり、電気コネクタを小型化できない。
接点(コンタクト)をパッドにはんだ付けしたとき、正しくはんだ付けされたことを確認するのが難しい。
対になる信号接点の形状が異なると、インピーダンス特性が悪くなるので、伝送速度が落ちる。
本発明は、例えば、このような課題を解決するためになされたものである。
電気コネクタは、プリント配線板に表面実装される。前記電気コネクタには、プラグコネクタが接続される。前記プラグコネクタは、円筒状のシールドと、前記シールドの内側に前記シールドの中心軸と略平行に配置された平板状の支持部と、前記支持部の第一面に配列された複数の第一面接点と、前記支持部の第二面に配列された複数の第二面接点とを有する。前記シールドの中心軸が前記プリント配線板に対して略垂直になる。
前記電気コネクタは、本体と、前記本体に固定され、前記シールドと接触して電気接続する接地接点と、前記本体に固定され、対応する前記第一面接点とそれぞれ接触して電気接続する複数の第一信号接点と、前記本体に固定され、対応する前記第二面接点とそれぞれ接触して電気接続する複数の第二信号接点とを備える。
前記本体は、下面及び上面と、前記上面から、前記上面に対して略垂直な方向へ向けて凹設され、前記支持部が挿嵌される挿嵌溝と、同一の中心軸を有する円柱側面の一部であって、前記シールドの内側に係合する曲面状の左側面及び右側面と、前記挿嵌溝が延びた方向に対して略平行な平面状の前側面及び後側面とを有する。
前記接地接点は、前記左側面及び前記右側面のうち少なくともいずれかに配置され、前記中心軸からの距離が前記挿嵌溝の長さの半分よりも短く、前記挿嵌溝と干渉しない位置に配置されている。
前記挿嵌溝は、前記中心軸を中心として回転対称に配置されてもよい。前記接地接点は、前記中心軸に対して、前記挿嵌溝が延びる方向とは異なる方向に位置してもよい。
前記接地接点は、前記左側面に配置された第一接地接点と、前記右側面に配置された第二接地接点とを備えてもよい。前記第一接地接点と前記第二接地接点とは、前記中心軸を中心として回転対称に配置されていてもよい。
前記接地接点は、前記中心軸に対して径方向外側へ向けて延び、先端が前記左側面及び前記右側面よりも外側に位置し、前記プリント配線板に設けられた接地パッドにはんだ付けされる接地接続部を有してもよい。
前記第一信号接点は、前記前側面に対して略垂直に外側へ向けて延び、先端が前記前側面よりも外側に位置し、前記プリント配線板に設けられた第一信号パッドにはんだ付けされる第一信号接続部を有してもよい。前記第二信号接点は、前記後側面に対して略垂直に外側へ向けて延び、先端が前記後側面よりも外側に位置し、前記プリント配線板に設けられた第二信号パッドにはんだ付けされる第二信号接続部を有してもよい。前記第一信号接続部及び前記第二信号接続部は、前記電気コネクタに前記プラグコネクタが接続されたとき、前記シールドの内側に位置してもよい。
前記前側面と前記挿嵌溝との間の距離と前記後側面と前記挿嵌溝との間の距離とが略同一であってもよい。複数の前記第一信号接点と複数の前記第二信号接点とは、すべて略同一形状であってもよい。
前記電気コネクタによれば、前記接地接点が前記挿嵌溝と干渉しない位置に配置され、前記中心軸からの距離が前記挿嵌溝の長さの半分よりも短いので、前記電気コネクタを小型化できる。
前記接地接点が、前記中心軸に対して、前記挿嵌溝が延びる方向とは異なる方向に位置すれば、前記接地接点が前記挿嵌溝と干渉せずに、前記中心軸からの距離を短くすることができるので、前記電気コネクタを小型化できる。
前記第一接地接点と前記第二接地接点とが、前記中心軸を中心として回転対称に配置されていれば、力のバランスが取れる。
前記接地接続部が、前記中心軸に対して径方向外側へ向けて延び、先端が前記左側面及び前記右側面よりも外側に位置すれば、前記接地パッドに正しくはんだ付けされたことを容易に確認できる。
前記第一信号接続部が、前記前側面に対して略垂直に外側へ向けて延び、先端が前記前側面よりも外側に位置すれば、前記第一信号パッドに正しくはんだ付けされたことを容易に確認できる。
前記第二信号接続部が、前記後側面に対して略垂直に外側へ向けて延び、先端が前記後側面よりも外側に位置すれば、前記第二信号パッドに正しくはんだ付けされたことを容易に確認できる。
前記電気コネクタに前記プラグコネクタが接続されたとき、前記第一信号接続部及び前記第二信号接続部が、前記シールドの内側に位置すれば、前記電気コネクタの側にシールドを設ける必要がなく、前記電気コネクタを小型化できる。
複数の前記第一信号接点と複数の前記第二信号接点とが、すべて略同一形状であれば、インピーダンス特性がよくなり、伝送速度が向上する。
電気コネクタ10を示す斜視図。 前記電気コネクタ10を示す斜視図。 プラグコネクタ80を示す斜視図。 信号接点13aを示す側面図。 接地接点14aを示す側面図。 前記接地接点14aを示す正面図。 本体12を示す平面図。 前記本体12を示す左側面図。 前記本体12を示す正面図。 前記本体12を示す底面図。 前記本体12を示す右側面視XI−XI断面図。 前記本体12を示す平面視XII−XII断面図。 前記電気コネクタ10を示す断面図。 前記電気コネクタ10を示す断面図。 金属板60を示す側面図。 吸着キャップ70を示す斜視図。 前記電気コネクタ10をプリント配線板50にはんだ付けする様子を示す断面図。
図1及び2に示す電気コネクタ10は、プリント配線板50(図17参照)の上に表面実装され、図3に示すプラグコネクタ80を着脱可能に接続することにより、前記プラグコネクタ80が接続された信号ケーブル90を、前記プリント配線板50の上に形成された回路に電気接続する。
図3に示すように、前記プラグコネクタ80は、以下を備える。
<シールド81>導電材料で形成されている。円筒状である。前記ケーブル90のシールドに電気接続されている。
<支持部82>絶縁材料で形成されている。平板状である。前記シールド81の内側に配置され固定されている。前記シールド81の中心軸に対してほぼ平行である。
<接点83a〜83y>導電材料で形成されている。前記ケーブル90のなかにある信号線にそれぞれ電気接続されている。前記接点83a〜83jは、前記支持部82の第一面の上に等間隔に配列されている。前記接点83p〜83yは、前記支持部82の第二面の上に等間隔に配列されている。
図1及び2に示すように、前記電気コネクタ10は、以下を備える。
<本体12>プラスチックなどの絶縁材料で形成されている。
<信号接点13a〜13y>りん青銅など弾性を有する導電材料で形成されている。圧入などにより、前記本体12に固定されている。はんだ付けにより、前記プリント配線板50の上に形成された信号パッド(不図示)にそれぞれ固定され、電気接続される。
<接地接点14a,14b>りん青銅など弾性を有する導電材料で形成されている。圧入などにより、前記本体12に固定されている。はんだ付けにより、前記プリント配線板50の上に形成された接地パッド(不図示)にそれぞれ固定され、電気接続される。
前記プラグコネクタ80を前記電気コネクタ10に接続すると、前記シールド81の前記中心軸が前記プリント配線板50に対してほぼ垂直になり、前記接点83a〜83yが前記信号接点13a〜13yとそれぞれ接触して電気接続し、前記シールド81が前記接地接点14a,14bと接触して電気接続する。
図4に示すように、前記信号接点13aは、平板状であり、以下を有する。
<基部30>前記信号接点13aの中央付近に位置する。
<信号接続部31>前記基部30から横方向外側へ向けて延び、ほぼ直角に屈曲して下方向へ向けて延びたのち、ほぼ直角に屈曲して再び横方向外側へ向けて延び、クランク状をなしている。先端近くの横方向外側へ向けて延びた部分の下側が、前記プリント配線板50の前記信号パッドにはんだ付けされる。なお、前記信号パッドに接触する部分を金メッキしてもよい。
<信号接触部32>前記基部30から前記信号接続部31とは逆の横方向内側へ向けて延び、鈍角に屈曲して斜め上方向へ向けて延びたのち、更に鈍角に屈曲して逆斜め上方向へ向けて延びている。先端近くの屈曲した部分が、前記プラグコネクタ80の前記接点83aと接触して電気接続する。なお、前記接点83aと接触する部分を金メッキしてもよい。
<圧入突部33>前記基部30から上方向へ向けて延び、左右に圧入爪部341,342を有する。前記本体12に圧入され、前記圧入爪部341,342が抜け止めとして機能する。なお、前記圧入爪部は、左側及び右側のうち、いずれか一方だけに設けてもよい。
<尾部36>前記基部30から下方向へ向けてわずかに延び、前記信号接続部31の先端よりも上の位置で終わっている。前記圧入突部33を前記本体12に圧入する力を受ける受圧部として機能する。
前記信号接点13b〜13yの形状は、前記信号接点13aと同様である。すべての信号接点13a〜13yの形状がほぼ同一なので、インピーダンスがほぼ等しくなる。したがって、前記信号接点13a〜13yのいずれに接続される信号線を対にしたとしても、インピーダンス特性が良く、高速な伝送が可能となる。
図5及び6に示すように、前記接地接点14aは、屈曲した板状であり、以下を有する。
<基部40>前記接地接点14aの中央付近に位置する。
<接地接続部41>前記基部40から下方向へ向けて延び、すぐにほぼ直角に屈曲して横方向外側へ向けて延びている。先端近くの横方向外側へ向けて延びた部分の下側が、前記プリント配線板50にはんだ付けされる。
<接地接触部42>前記基部40から上方向へ向けて延び、すぐに鈍角に屈曲して斜め上方向へ向けて延びたのち、逆方向に鈍角に屈曲して逆斜め上方向へ向けて延びている。先端近くの屈曲した部分が、前記プラグコネクタ80の前記シールド81と接触して電気接続する。
<圧入翼部431,432>前記基部40から左右方向へ向けて延び、先端に圧入爪部441〜444を有し、一方の面に突部451,452を有する。前記本体12に圧入され、前記圧入爪部441〜444及び前記突部451,452が抜け止めとして機能する。
前記接地接点14bの形状は、前記接地接点14aと同様である。
図7〜12に示すように、前記本体12は、以下を有する。
<上面211及び下面212>前記プリント配線板50に対してほぼ平行になる。
<左側面213及び右側面214>曲面状である。同一の中心軸を有する円柱側面の一部をなす。前記円柱は、直径が前記プラグコネクタ80の前記シールド81の内径よりもわずかに小さく、前記シールド81の内側に係合する。
<前側面215及び後側面216>互いにほぼ平行な平面状であり、前記上面211及び前記下面212に対してほぼ垂直である。前記中心軸からの距離がほぼ等しい。
<吸着キャップ装着部251,252>前記前側面215及び前記後側面216から横方向外側へ向けて突出している。図16に示す吸着キャップ70が装着される。
<段部281〜284>前記左側面213及び前記右側面214から横方向外側へ向けて突出している。前記電気コネクタ10に前記プラグコネクタ80を接続したとき、前記シールド81の先端に当接して、前記シールド81が前記プリント配線板50に接触するのを防ぐ。
<脚部271〜274>前記下面212から下方向へ向けて突出している。高さがすべてほぼ同一であり、底面がほぼ同一平面上にある。。
<位置決め突起部261,262>前記下面212から下方向へ向けて突出した柱状であり、前記脚部271〜274よりも下まで延びている。前記プリント配線板50に設けられた穴に挿通され、これにより、前記プリント配線板50に対して、前記電気コネクタ10を位置決めする。前記位置決め突起部261と前記位置決め突起部262とは、誤って前記電気コネクタ10を逆向きに取り付けるのを防ぐため、直径が異なっている。なお、直径ではなく、大きさ、形状、向きなどを異ならせてもよい。
<挿嵌溝22>前記上面211から、前記上面211に対してほぼ垂直な方向へ向けて凹設されている。前記前側面215及び前記後側面216に対してほぼ平行な方向に延びている。電気コネクタ10のほぼ中央に位置し、前記中心軸を中心として回転対称に配置されている。前記前側面215及び前記後側面216からの距離がほぼ等しく、前記左側面213及び前記右側面214からの距離もほぼ等しい。前記プラグコネクタ80の前記支持部82の先端が挿嵌される。
<信号接点配置部23a〜23y>前記下面212から、前記下面212に対してほぼ垂直な方向へ向けて凹設され、そのなかに前記信号接点13a〜13yが配置される。図11に示すように、溝部231と、接触配置部232と、圧入穴233と、連通部234とを有する。前記溝部231は、前記前側面215及び前記後側面216に対してほぼ垂直な方向へ向けて延び、外側が前記前側面215又は前記後側面216に開口している。前記接触配置部232は、前記挿嵌溝22に隣接して連通し、前記信号接触部32が配置される。前記圧入穴233には、前記圧入突部33が下側から圧入される。前記連通部234は、前記溝部231の横、前記挿嵌溝22の下に位置し、前記溝部231及び前記挿嵌溝22と連通している。
<接地接点配置部24a,24b>前記左側面213及び前記右側面214から凹設され、下側が前記下面212に開口し、そのなかに前記接地接点14a,14bが配置される。前記左側面213及び前記右側面214の中心軸に対して、前記挿嵌溝22が延びる方向とは異なる方向に位置する。凹部241と、圧入溝242,243とを有する。前記凹部241には、前記接地接点14a,14bの前記基部40及び前記接地接触部42が配置される。前記圧入溝242,243は、前記凹部241の横に位置し、下側が前記下面212に開口し、前記圧入翼部431,432が下側から圧入される。
図13及び14に示すように、前記信号接続部31及び前記接地接続部41の底面は、すべてほぼ同一平面上に配置され、この平面は、前記脚部271〜274の底面よりもわずかに下に位置している。これにより、前記電気コネクタ10を前記プリント配線板50にはんだ付けするとき、前記信号接続部31及び接地接続部41が前記プリント配線板50の上に設けられた前記信号パッド及び前記接地パッドに押し付けられる。
前記信号接触部32は、前記接触配置部232から突き出て前記挿嵌溝22のなかに入り込み、前記挿嵌溝22に挿嵌される前記支持部82を両側から挟持する。これにより、前記信号接触部32が前記接点83a〜83yに接触して電気接続する。
前記接地接触部42は、前記凹部241から外に突き出て前記左側面213又は前記右側面214よりも外側に位置する。これにより、前記左側面213及び前記右側面214に係合する前記シールド81の内側に接触して電気接続する。
前記信号接続部31は、前記前側面215及び前記後側面216に対してほぼ垂直に外側へ向けて延び、先端が前記前側面215及び前記後側面216よりも外側に位置している。しかし、前記信号接続部31の前記先端は、前記プラグコネクタ80の前記シールド81の内側に位置する。これにより、前記電気コネクタ10の側には、シールドを設ける必要がなく、前記電気コネクタ10を小型化できる。
前記接地接続部41は、前記左側面213及び前記右側面214に対してほぼ垂直に径方向外側へ向けて延び、先端が前記左側面213及び前記右側面214よりも外側に位置している。
前記接地接点14a,14bと前記中心軸との間の距離は、前記挿嵌溝22の長さの半分よりも短い。すなわち、前記接地接点14a,14bの間の距離は、前記挿嵌溝22の長さよりも短い。前記挿嵌溝22には前記支持部82が挿嵌されるので、前記挿嵌溝22の長さは、前記支持部82の幅よりも大きくなければならない。また、前記接地接点14a,14bは、前記シールド81の内側に接触するので、前記接地接点14a,14bの間の距離は、前記シールド81の内径よりも小さくなければならない。また、前記接地接点14a,14bは、弾性を有する材料で形成され、S字状をなすことにより、前記接地接触部42を前記シールド81に押し当てるための押圧力を発揮する。前記接地接点14a,14bが、前記中心軸に対して、前記挿嵌溝22が延びる方向とは異なる方向に配置されているので、前記接地接点14a,14bを、前記挿嵌溝22と干渉することなく、配置することができる。これにより、前記電気コネクタ10を小型化することができる。
なお、前記左側面213及び前記右側面214のうちいずれか一方だけに接地接点を設けてもよい。しかし、両方に設けるほうが力のバランスが取れるので望ましい。前記接地接点14aと前記接地接点14bとを、前記シールド81の中心軸に対して回転対称に配置すれば、力のバランスが更に良くなる。
図15に示す金属板60は、基部61と、保持部62a,62bと、信号接点部63a,63bとを有する。前記保持部62a,62bと、前記信号接点部63a,63bとの間には、ノッチ66a,66bが設けられている。
前記電気コネクタ10を製造するときは、前記金属板60の前記信号接点部63a,63bを、前記本体12の前記信号接点配置部に下から圧入する。前記金属板60を折り曲げることにより、前記金属板60を前記ノッチ66a,66bで分割して、前記保持部62a,62bから前記信号接点部63a,63bを切り離し、前記信号接点とする。
なお、前記ノッチを設けず、治具などを用いて、前記金属板60を切断してもよい。
図16に示す吸着キャップ70は、基部71と、腕部72,73と、爪部74,75とを有する。
前記電気コネクタ10を前記プリント配線板50にはんだ付けするときは、前記爪部74,75を前記吸着キャップ装着部251,252に係合させることにより、前記吸着キャップ70を前記電気コネクタ10に装着する。次に、前記基部71を吸引することにより、前記電気コネクタ10とともに前記吸着キャップ70を持ち上げ、前記電気コネクタ10を運搬して、前記プリント配線板50の上の所定の位置に前記電気コネクタ10を配置する。
そして、リフローにより、前記プリント配線板50の上の信号パッド及び接地パッドに、前記信号接続部31及び接地接続部41をはんだ付けする。図17に矢印で示すように、前記電気コネクタ10に上から熱風を当てると、前記熱風が前記挿嵌溝22から前記連通部234を通って抜けるので、前記信号接点が前記熱風によって直接温められ、素早く均一に温度上昇する。これにより、はんだ付けにかかる時間を短縮でき、確実性を高めることができる。
はんだ付け完了後、正常にはんだ付けされているかを確認する。これは、直接又はカメラで撮影した画像を目視することによって確認してもよいし、カメラで撮影した画像を画像解析して自動判定してもよい。いずれの場合も、前記信号接続部31及び前記接地接続部41の先端が前記前側面215、前記後側面216、前記左側面213及び前記右側面214から外側に位置しているので、確認が容易であり、例えば、真上から1回の撮影で、すべての接続部が正常にはんだ付けされているかを確認することができる。
以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするための一例である。本発明は、これに限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲によって定義される範囲から逸脱することなく様々に修正し、変更し、追加し、又は除去したものを含む。これは、以上の説明から当業者に容易に理解することができる。
10 電気コネクタ、12 本体、13a〜13y 信号接点、14a,14b 接地接点、211 上面、212 下面、213 左側面、214 右側面、215 前側面、216 後側面、22 挿嵌溝、23a〜23j,23p〜23y 信号接点配置部、231 溝部、232 接触配置部、233 圧入穴、234 連通部、24a,24b 接地接点配置部、241 凹部、242,243 圧入溝、251,252 吸着キャップ装着部、261,262 位置決め突起部、271〜274 脚部、281〜284 段部、30,40 基部、31 信号接続部、32 信号接触部、33 圧入突部、341,342,441〜444 圧入爪部、36 尾部、41 接地接続部、42 接地接触部、431,432 圧入翼部、451,452 突部、50 プリント配線板、60 金属板、61 基部、62a,62b 保持部、63a,63b 信号接点部、66a,66b ノッチ、70 吸着キャップ、71 基部、72,73 腕部、74,75 爪部、80 プラグコネクタ、81 シールド、82 支持部、83a〜83y 接点、90 ケーブル。

Claims (6)

  1. プリント配線板に表面実装され、
    円筒状のシールドと、前記シールドの内側に前記シールドの中心軸と略平行に配置された平板状の支持部と、前記支持部の第一面に配列された複数の第一面接点と、前記支持部の第二面に配列された複数の第二面接点とを有するプラグコネクタが接続され、前記シールドの中心軸が前記プリント配線板に対して略垂直になる、
    電気コネクタであって、
    本体と、
    前記本体に固定され、前記シールドと接触して電気接続する接地接点と、
    前記本体に固定され、対応する前記第一面接点とそれぞれ接触して電気接続する複数の第一信号接点と、
    前記本体に固定され、対応する前記第二面接点とそれぞれ接触して電気接続する複数の第二信号接点と
    を備え、
    前記本体は、
    下面及び上面と、
    前記上面から、前記上面に対して略垂直な方向へ向けて凹設され、前記支持部が挿嵌される挿嵌溝と、
    同一の中心軸を有する円柱側面の一部であって、前記シールドの内側に係合する曲面状の左側面及び右側面と、
    前記挿嵌溝が延びた方向に対して略平行な平面状の前側面及び後側面と
    を有し、
    前記接地接点は、
    前記左側面及び前記右側面のうち少なくともいずれかに配置され、
    前記中心軸からの距離が前記挿嵌溝の長さの半分よりも短く、
    前記挿嵌溝と干渉しない位置に配置されている、
    電気コネクタ。
  2. 前記挿嵌溝は、前記中心軸を中心として回転対称に配置され、
    前記接地接点は、前記中心軸に対して、前記挿嵌溝が延びる方向とは異なる方向に位置する、
    請求項1の電気コネクタ。
  3. 前記接地接点は、
    前記左側面に配置された第一接地接点と、
    前記右側面に配置された第二接地接点と
    を備え、
    前記第一接地接点と前記第二接地接点とは、前記中心軸を中心として回転対称に配置されている、
    請求項1又は2の電気コネクタ。
  4. 前記接地接点は、
    前記中心軸に対して径方向外側へ向けて延び、先端が前記左側面及び前記右側面よりも外側に位置し、前記プリント配線板に設けられた接地パッドにはんだ付けされる接地接続部
    を有する、
    請求項1乃至3いずれかの電気コネクタ。
  5. 前記第一信号接点は、
    前記前側面に対して略垂直に外側へ向けて延び、先端が前記前側面よりも外側に位置し、前記プリント配線板に設けられた第一信号パッドにはんだ付けされる第一信号接続部
    を有し、
    前記第二信号接点は、
    前記後側面に対して略垂直に外側へ向けて延び、先端が前記後側面よりも外側に位置し、前記プリント配線板に設けられた第二信号パッドにはんだ付けされる第二信号接続部
    を有し、
    前記第一信号接続部及び前記第二信号接続部は、前記電気コネクタに前記プラグコネクタが接続されたとき、前記シールドの内側に位置する、
    請求項1乃至4いずれかの電気コネクタ。
  6. 前記前側面と前記挿嵌溝との間の距離と前記後側面と前記挿嵌溝との間の距離とが略同一であり、
    複数の前記第一信号接点と複数の前記第二信号接点とは、すべて略同一形状である、
    請求項1乃至5いずれかの電気コネクタ。
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