JP3825614B2 - カードエッジコネクタ - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、基板の端部に複数の接触パッドが形成されたカードエッジ基板を装填し、前記接触パッドをプリント基板あるいはケーブルなどに接続するためのカードエッジコネクタに関し、特にその温度上昇低減のための改良に関する。
【0002】
【従来の技術】
カードエッジコネクタは、電気回路が形成されたプリント基板の端部の一方の面あるいは両面に複数の導電性の接触パッドを配列して成るカードエッジ基板を、各種電子機器の親基板などに接続する。この種のカードエッジコネクタは、通常矩形状のハウジングを有しており、このハウジング内にカードエッジ基板が挿入される凹部、該凹部の一方面あるいは両面に配列された弾性を有する複数のコンタクト等を有している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
このようなカードエッジコネクタにおいて、例えば、プリント基板の両面に接触パッドが配列されている両面型のカードエッジ基板を装填するための両面型カードエッジコネクタにおいては、該コネクタが実装される親基板からあるいは該コネクタに接続されるケーブルなどを介してカードエッジ基板に大きな電力を供給する場合、カードエッジ基板の一方の面の接触パッドにプラス電圧が供給され、他方の面の接触パッドにマイナスの電圧が供給される。
上記接触パッドが当接するコンタクトはばね片で構成されており、前記親基板あるいはケーブルと接続される接続部、コネクタハウジングに固定される固定部、ばね片部、接点部などを有している。
【0004】
従来のカードエッジコネクタにおいては、カードエッジ基板の各接触パッドに対しそれぞれ1つのコンタクトを用意し、各コンタクトの1つの接点部で接触パッドに接触させるようにしているので、カードエッジ基板に大電力を供給する場合、各コンタクトと接触パッドに大電流が流れ、各コンタクトの接続部、固定部、ばね片部、接点部の全ての箇所が温度上昇する。このため、従来のカードエッジコネクタにおいては、定められた許容温度範囲を超える問題があった。
【0005】
この発明はこのような実情に鑑みてなされたもので、大電力が供給される場合でも、コンタクト部分での温度上昇を抑制することができるカードエッジコネクタを提供することを解決課題とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
この発明の一形態では、カードエッジ部の少なくとも一方の面に複数の接触パッドが配設されたカードエッジ基板が挿入される凹部を有するコネクタハウジングと、前記コネクタハウジングに固定される複数のコンタクトとを備え、挿入されたカードエッジ基板の接触パッドと前記複数のコンタクトの接点部とを接触させるカードエッジコネクタにおいて、前記各コンタクトは、積層される複数枚のコンタクトユニットから成り、各コンタクトユニットは、前記コネクタハウジングに固定するための固定部、この固定部から一方に延びる接続部、およびその先端側に接点部を有し前記固定部から他方に延びる弾性変位するばね片部を有し、かつ最下層を除く各層のコンタクトユニットの接点部は、先端部を折り返し形状として形成され、各層のコンタクトユニットの接点部は、当該接触パッド内においてコンタクトの長さ方向に分散配置され、コンタクトの幅は、接触パッドに接触できるように設定され、さらに各コンタクトユニットの接続部は、同一高さとなるようにコンタクトの幅方向にずらせて配設されている特徴としている。
【0007】
ここで、コンタクトの温度上昇は、コンタクトの導体抵抗によって決まり、抵抗が小さいほど温度上昇が少なくなる。コンタクトの導体抵抗は、コンタクトの材質によって決まる導電率と、電流の流れる箇所の断面積によって決定され、同じ材質であれば断面積が大きいほど導体抵抗が小さくなる。
一方、コンタクトにおいては、カードエッジ基板の接触パッドと接触している箇所、すなわち接点部に接触抵抗が発生する。接触抵抗は、接触パッドと接触しているコンタクト接点部の面積によって決まり、接触面積が多いほど温度上昇が少なくなる。接触面積の大きさは接点部の幅と数が要因となり、接点部の幅が広く接触箇所が多いほど温度上昇が少なくなる。
そこで、この発明では、複数枚のコンタクトユニットを積層してコンタクトを構成することで、コンタクトの断面積を増加させ、温度上昇を抑制している。さらに、各層のコンタクトユニットの接点部を当該接触パッド内においてコンタクトの長さ方向に分散配置することで、接点部の数を増加させて温度上昇を抑制している。
【0008】
なお、接点部とカードエッジ基板のパッド面が完全に平行であることは少ないので、単純に接点部の幅を広くしても接点部の幅方向の一部だけがパッド面に接触することになり、接触面積を減少させることがあるので、本発明では、前記各コンタクトユニットのばね片部をコンタクトの幅方向に複数のばね片ユニットに分割している。この場合、各ばね片ユニットはバネ部の柔軟性によってねじれるので、各ばね片ユニットの接点部を接触パッド面に確実に接触させることが出来る。
【0009】
この発明では、コンタクトの接点部がコンタクトの幅方向および長さ方向に分散配置されるように複数のばね片ユニットに分割するようにしたので、接触パッドに接触する接点部の数を増加させることでき、これにより接触抵抗を小さくし、温度上昇を抑制できる。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下この発明の実施形態を添付図面を参照して説明する。
【0011】
図1および図2はカードエッジ基板1を例示するもので、図1はカードエッジ基板1の表面を示し、図2はカードエッジ基板1の裏面を示している。
【0012】
図1および図2に示すように、電気回路が形成されているカードエッジ基板1のカードエッジ部2の表面および裏面には、複数の接触パッド3,4がそれぞれ配列されている。
【0013】
このようなカードエッジ基板1は、図3に示すように、カードエッジ部2を前方にしてカードエッジコネクタ10に挿入され、この結果、図4に示すように、カードエッジコネクタ10に装填される。
【0014】
図5は外部ハウジング11aを取り去った状態のカードエッジコネクタ10を後方側から見た斜視図であり、図6はカードエッジ基板1が未装填のときのカードエッジコネクタ10を示す断面図であり、図7はカードエッジ基板1が装填されたときのカードエッジコネクタ10を示す断面図である。
【0015】
これらの図に示すように、カードエッジコネクタ10は、樹脂等から成るコネクタハウジング11を有している。この場合、コネクタハウジング11は外部ハウジング11aおよび内部ハウジング11bを有している。
【0016】
コネクタハウジング11はその上面に開口した矩形状の長溝形状の凹部12を有している。凹部12の底面には、挿入されたカードエッジ基板1のカードエッジ部2が当接する底板部材13が設けられている。
【0017】
また、コネクタハウジング11は、凹部12の長手方向に対して直交するようにコンタクト20を配設するための複数のコンタクト収容部(穴)14を、凹部12の両側に備えている。各コンタクト収容部14の後方側には、図8および図9に示すように、コンタクト20の固定部を圧入固定するための圧入溝15が両側に形成されている。
【0018】
これらの各コンタクト収容部14に、弾性を有する導電性の金属からなる一対のコンタクト20が互いに対向するようにそれぞれ配置されている。
図10および図11に各コンタクト20の具体的形状の一例を示し、図12に1つのコンタクトユニット201の一例を示す。
【0019】
これらの図に示すように、コンタクト20は、積層される3枚のコンタクトユニット201、202、203で構成されている。
【0020】
各コンタクトユニット201、202、203は、図12に示すように、片持ち状のバネ片で構成されており、上記圧入溝15に圧入固定される固定部20aと,この固定部20aから一方側に延在されて親プリント基板あるいはケーブルなどと接続される接続部20bと、弾性的に変位するばね片部20cを有している。ばね片部20cは、固定部20aに対し所定の角度だけ折曲されており、その先端側にカードエッジ基板1の接触パッド3,4と当接する接点部20dを有している。固定部20aの両端部には、圧入溝15に対する係止用の突起21が形成されている。
【0021】
コンタクトユニット201のばね片部20cは、コンタクト20の幅方向に複数(この場合、4分割)のばね片ユニット20ca、20cb、20cc、20cd(図12)に分割されている。コンタクトユニット202、203も同様であり、各ばね片部20cは、4つのばね片ユニットに分割されている。これら4つのばね片ユニットに分割されている各コンタクトユニット201、202、203の全幅は、1つの接触パッド3または4と接触できるように設定されている。
【0022】
一方、積層される3枚のコンタクトユニット201、202、203の各接点部20d(201d、202d、203d)に着目した場合、図10および図11に示すように、これら接点部201d、202d、203dは、接触パッド3または4の大きさの範囲内においてコンタクト20の長さ方向に分散配置されている。
【0023】
このように積層される3枚のコンタクトユニット201、202、203の各接点部をコンタクト20の長さ方向にずらせて配置するべく、コンタクトユニット202、203に関しては、ばね片部20cの立ち上げ角度を大きくし、かつそのばね片部20cの先端側は折り返し形状としている。
【0024】
なお、この場合は、1つのコンタクトユニットにおいて、4分割される複数のばね片ユニットの各接点部の幅をほぼ同じにしている。また、各コンタクトユニット201、202、203間においても、ばね片ユニットの各接点部の幅は同じとしている。
【0025】
他方、3枚のコンタクトユニット201、202、203の接続部20b(201b、202b、203b)に関しては、各コンタクトユニット201、202、203が積層されたときに、各コンタクトユニット201、202、203の接続部201b、202b、203bがほぼ同一高さ位置となるように、複数のコンタクトユニットの各接続部201b、202b、203bをコンタクトの幅方向にずらせて配設している。
【0026】
これは、固定部20aから半田付けすべき接続部20bまでの距離が短いので、接続部201b、202b、203bがほぼ同一高さとして一列に並べることで、抵抗を小さくし、半田付けを容易にするためである。
【0027】
また、この場合、3枚のコンタクトユニット201、202、203の固定部20aの幅は、ほぼ同じとしており、これら3枚のコンタクトユニット201、202、203を一括して、前記コネクタハウジングの圧入溝15に圧入固定することができる。
【0028】
かかるカードエッジコネクタによれば、カードエッジ基板1のカードエッジ部2をコネクタハウジング11の凹部12の開口に合わせて、カードエッジ部2の先端部が凹部12の底面に当接するまでカードエッジ基板1を凹部12内に押圧して挿入することにより、各コンタクト20の接点部20dがカードエッジ基板1の対応する接触パッド3および4に圧接され、これにより両者が接続されることになる。
【0029】
ところで、コンタクトの温度上昇は、コンタクトの導体抵抗によって決まり、抵抗が小さいほど温度上昇が少なくなる。コンタクトの導体抵抗は、コンタクトの材質によって決まる導電率と、電流の流れる箇所の断面積によって決定され、同じ材質であれば断面積が大きいほど導体抵抗が小さくなる。
そこで、この実施形態では、複数枚のコンタクトユニット201、202、203を積層してコンタクト20を構成することで、コンタクト20の断面積を増やし、カードエッジ基板1の挿入時のコンタクト20の温度上昇を抑制するようにしている。
【0030】
一方、コンタクト20においては、カードエッジ基板1の接触パッド3、4と接触している箇所、すなわち接点部20dに接触抵抗が発生する。接触抵抗は、接触パッド3、4と接触しているコンタクト接点部20dの面積によって決まり、接触面積が多いほど温度上昇が少なくなる。接触面積の大きさは接点部の幅と数が要因となり、接点部の幅が広く接触箇所が多いほどコンタクト20の温度上昇が少なくなる。
そこで、この実施形態においては、各層のコンタクトユニット201、202、203の接点部20dが接触パッド3、4内においてコンタクトの長さ方向にずらせて配置されるようにコンタクト20を構成することで、コンタクトの接点部の数を増やして接触抵抗を小さくし、コンタクトの温度上昇を抑えている。
【0031】
なお、接点部20dとカードエッジ基板1のパッド面が完全に平行であることは少ないので、単純に接点部の幅を広くしても接点部の幅方向の一部だけがパッド面に接触することになり、接触面積を減少させることがある。そこで、この実施形態では、各コンタクトユニット201、202、203のばね片部をコンタクトの幅方向に複数のばね片ユニットに分割している。すなわち、カードエッジ基板1の装填時、分割した各ばね片ユニットは分割バネ片部の柔軟性によってねじれることができるので、全てのばね片ユニットの接点部を接触パッド面に確実に接触させることが出来る。
【0032】
また、上記実施形態では、接触パッドが基板の両側に配設されているカードエッジ基板に用いるカードエッジコネクタを例にとって説明したが、接触パッドが基板の一方面にのみ配設されているカードエッジ基板用のコネクタに本発明を適用するようにしてもよい。
【0033】
【発明の効果】
以上説明したようにこの発明によれば、複数枚のコンタクトユニットを積層してコンタクトを構成することで、コンタクトの断面積を増加させ、温度上昇を抑制している。さらに、各層のコンタクトユニットの接点部を当該接触パッド内においてコンタクトの長さ方向に分散配置することで、接点部の数を増加させて温度上昇を抑制している。
【0034】
また、この発明では、各コンタクトユニットのばね片部をコンタクトの幅方向に複数のばね片ユニットに分割しているので、各ばね片ユニットの接点部を接触パッド面に確実に接触させることが出来る。
また、この発明では、コンタクトの接点部がコンタクトの幅方向および長さ方向に分散配置されるようにばね片部を複数のばね片ユニットに分割するようにしているので、接触パッドに接触する接点部の数を増加させることでき、これにより接触抵抗を小さくし、温度上昇を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】カードエッジ基板の一例の表面を示す斜視図である。
【図2】カードエッジ基板の一例の裏面を示す斜視図である。
【図3】カードエッジコネクタに対するカードエッジ基板の挿入時の状態を示す斜視図である。
【図4】カードエッジ基板が装填された状態のカードエッジコネクタを例示する斜視図である。
【図5】カードエッジコネクタ10を後方側から見た斜視図である。
【図6】カードエッジ基板が未装填のときのカードエッジコネクタの実施形態を例示する断面図である。
【図7】カードエッジ基板が装填のときのカードエッジコネクタの実施形態を例示する断面図である。
【図8】コンタクト圧入穴を示す斜視図である。
【図9】コンタクトが圧入されたときのコンタクト圧入穴を示す斜視図である。
【図10】コンタクト20の実施形態を示す斜視図である。
【図11】コンタクト20の実施形態を示す斜視図である。
【図12】1つのコンタクトユニットを示す斜視図である。
【符号の説明】
1 カードエッジ基板
2 カードエッジ部
3 接触パッド
4 接触パッド
10 カードエッジコネクタ
11 コネクタハウジング
12 凹部
13 底板部材
14 コンタクト収容部
15 圧入溝
20 コンタクト
20a 固定部
20b 接続部
20c ばね片部
20d 接点部
20ca ばね片ユニット
20cb ばね片ユニット
20cc ばね片ユニット
20cd ばね片ユニット
21 突起
201 コンタクトユニット
202 コンタクトユニット
203 コンタクトユニット
201d 接点部
202d 接点部
203d 接点部
201b 接続部
201b 接続部
202b 接続部
203b 接続部

Claims (5)

  1. カードエッジ部の少なくとも一方の面に複数の接触パッドが配設されたカードエッジ基板が挿入される凹部を有するコネクタハウジングと、
    前記コネクタハウジングに固定される複数のコンタクトと、
    を備え、挿入されたカードエッジ基板の接触パッドと前記複数のコンタクトの接点部とを接触させるカードエッジコネクタにおいて、
    前記各コンタクトは、積層される複数枚のコンタクトユニットから成り、
    各コンタクトユニットは、前記コネクタハウジングに固定するための固定部、この固定部から一方に延びる接続部、およびその先端側に接点部を有し前記固定部から他方に延びる弾性変位するばね片部を有し、かつ最下層を除く各層のコンタクトユニットの接点部は、先端部を折り返し形状として形成され、
    各層のコンタクトユニットの接点部は、当該接触パッド内においてコンタクトの長さ方向に分散配置され、コンタクトの幅は、接触パッドに接触できるように設定され、さらに各コンタクトユニットの接続部は、同一高さとなるようにコンタクトの幅方向にずらせて配設されていることを特徴とするカードエッジコネクタ。
  2. 前記各層のコンタクトユニットは、ばね片部がコンタクトの幅方向に複数のばね片ユニットに分割されることを特徴とする請求項1に記載のカードエッジコネクタ。
  3. 前記積層された各コンタクトユニットの固定部の幅をほぼ同じにしたことを特徴とする請求項1または2に記載のカードエッジコネクタ。
  4. 前記分割される複数のばね片ユニットの各接点部の幅をほぼ同じにし、かつ前記積層された各コンタクトユニットの各接点部の幅をほぼ同じにしたことを特徴とする請求項2に記載のカードエッジコネクタ。
  5. 前記積層された複数のコンタクトユニットから成るコンタクトは、コネクタハウジングに形成された一対の溝によって一括して固定されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のカードエッジコネクタ。
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