JP4240401B2 - コネクタ - Google Patents

Description

本発明は、ＬＧＡ（Land Grid Array）タイプの電子部品とプリント基板とを、あるいはプリント基板同士を合わせるようにして接続する際に、それらの間に押圧挟持されることで互いの電極間の導通を行うコネクタに関する。

従来、ＬＧＡタイプの電子部品として、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＩＣ（Integreted Circuit）と、プリント基板などの電極端子を互いに接続するためのコネクタとして、図１１、図１２に示すものがある。
図１１に示すタイプは、図１１（イ）に示すように、コネクタ１１０を電子部品１０１、１０２間に挟み、電子部品１０１、１０２を互いに近づけ、図１１（ロ）に示すように、両部品の複数の電極１０１ａ、１０２ａを、コネクタ１１０の接点部１３２ａ、１３２ｂに押圧接触させることで、導体であるコンタクト１３０を介して両部品間を電気的に接続するものである。
コネクタ１１０は、略Ｃ型形状のコンタクト１３０がバネ先端部に配置された凸部１２０ａにて保持され、接点部１３２ａ、１３２ｂが上下に弾性変形する構造となっている。
しかし、コンタクト１３０は、凸部１２０ａによって貫通孔１２１内に保持しているため、図１１（ロ）に示すように接続時にバネ先端部１３２ｃ、１３２ｄがこの凸部１２０ａに干渉してしまう。
このことから、バネの反発力は一定とならず、接点部の接触圧力の安定化が難しいという問題があった。
特開平５−２２６０４３号公報にはΩ形状の二重構造からなる接触体をハウジング内に入れ、上下内壁（チャンバー内壁）間で保持する技術を開示するが、この場合にも、接触体及び上下内壁間隔にバラツキがあることから複数の接点間では接触圧がばらつく問題があった。
また、図１２に示すタイプでは、図１２（ロ）にコンタクト１４０を貫通孔１５０へ挿し込む状態を示し、図１２（イ）にコンタクトを装着した状態の溝部付近の縦断面図を示すように、コンタクト１４０に鍔部１４１を設け、貫通孔１５０内の溝部１５１にこの鍔部１４１を圧入している。
しかし、このように鍔部１４１の圧入挟持によるコンタクト１４０の固定構造では圧入位置が安定せず、絶縁体１２０の厚み方向におけるコンタクトの固定位置にバラツキが生じる結果、複数ある接点部１４２ａと１４２ｂとでは接触圧力が安定化しないという問題があった。
また、コンタクト１４０の形状が圧入方向の関係で上下対称でなく、複数のコンタクトをそれぞれ貫通孔１５０内に実装する際には１個１個方向を定めてから圧入する必要があり、生産性が非常に悪かった。

特開平５−２２６０４３号公報

本発明は上記技術的課題に鑑みて、構造が簡単で、コンタクトの組み付け性に優れ、安定した接続力を得ることができるコネクタの提供を目的とする。

本発明の技術的要旨は、絶縁層に複数の貫通孔を形成し、当該貫通孔内に絶縁層厚み方向上下にそれぞれ接点部を有するコンタクトを備えたコネクタであって、貫通孔は、開口した上部よりに設けたストッパー部と底部に設けた突き当て部を有する上下方向のガイド溝部を有し、コンタクトは、ベース部と、当該ベース部の水平方向両側に設けた鍔部と、当該ベース部の上下からそれぞれ絶縁層外側に延在させた一対の接点部を有した上下方向及び左右方向に対称な形状になっていて且つ、当該ベース部からストッパー部側に突出させた係止部を有し、当該コンタクトは、挿入時に係止部がストッパー部を乗り越えるように鍔部が弾性変形することで、当該鍔部をガイド溝部に挿入装着してあり、係止部がストッパー部に干渉する位置と鍔部の下側鍔部端部が突き当て部に突き当る位置との範囲にて絶縁層の厚み上下方向移動自在に収納保持されていることを特徴とする。

このコネクタは、積み重ねるように接続する接続対象の電子部品と電子部品との間、例えばＬＧＡタイプのＬＳＩやＩＣとプリント基板、プリント基板とプリント基板との間に配置して、押圧挟持される。
この種のコネクタとして、例えばＬＧＡソケット等も含む。
電子部品間にコネクタが押圧挟持されるに際し、電子部品の対向する電極同士が、導体であるコンタクトの接点部を対向して押圧変形し導通する。
このコンタクトは絶縁層を厚み方向に貫通して複数形成した、貫通孔（収納孔）内に収納する。
ストッパー部は、コンタクトが貫通孔内をガイド溝部に沿って移動する際に、コンタクトの係止部に係り抜け止めとなるように貫通孔内壁に設ける。
これによりコンタクトはストッパー部とガイド溝部により貫通孔内に保持でき、絶縁層の厚み上下方向において、移動自在に収納保持することになる。
この場合に、ガイド溝の底部側に突き当て部を形成し、絶縁層の貫通孔内壁であってガイド溝の開口部側よりにストッパー部を形成すると、コンタクトは、その鍔部端部がガイド溝に形成した突き当て部に当たるか、あるいはコンタクトの係止部がストッパー部に当たるその範囲にて移動自在になる。
このように、コンタクトを絶縁層に所定範囲の遊び部分を備えて装着することで、押え接続時にはコンタクトが上下に動き、コネクタ両面側の電子部品電極への接触圧力を自動的に均一に調整する。
また、このようにコンタクトの接触圧力が自動調整されるため、コネクタに複数設けた各コネクタの接触圧力も均一化する。

なお、コンタクトを絶縁層の貫通孔内に挿入組み付けする際には、コンタクトに形成した係止部が貫通孔内のストッパー部を乗り越えるように挿入することになるが、絶縁層の貫通孔内に備えたストッパー部に、コンタクトの挿入方向に沿って傾斜部（絶縁層の貫通孔の開口面積が外から内側に向けて狭くなる方向に傾斜）を形成すると、この傾斜部に沿って、挿入すれば良くコンタクトの組み付け性が良くなる。
さらには、ガイド溝部に、コンタクト挿入時にコンタクトの係止部がストッパー部を乗り越える際に生じる鍔部の弾性変形に対する逃げ部を形成すると、下記のように作用してコンタクトの組み付け性を改善しつつ、コンタクトのガタツキを防止する。
コンタクトのベース部の両側に設けた鍔部をガイド溝に沿って挿入するように貫通孔内にコンタクトを挿入する場合に、コンタクトのベース部から突出した係止部は貫通孔内に形成したストッパー部を乗り越えなければならず、その際にベース部がたわみ、それに伴い鍔部も弾性変形するが、この変形量に対応してガイド溝に逃げ部を設けたことによりコンタクトの組み付け性がよくなる。

コンタクトを上下左右方向に対称形状とすると、絶縁層の貫通孔内への挿入方向に制限がなくなり、コンタクトの絶縁層への装着は複数のコンタクトを振込機等で治具上に整列させた上で一括で行うことが出来る。

本発明に係るコネクタにおいては、コンタクトを、従来のコネクタのように圧入による固定ではなく、コンタクトを鍔部で収納保持するガイド溝部と、コンタクトの係止部と干渉してコンタクトの抜けを防止したストッパー部により保持する。
そしてコンタクトは絶縁層の厚み方向において、移動自在である。
よって電子部品同士の接続時に相互の電子部品電極への接触圧力が、コンタクトが移動することで均一化し、安定させることが出来る。
これにより、コネクタの各コンタクトと電子部品電極との接触圧力も一様に均一化して良好な接続状態が得られる。
また、接点部は貫通孔内壁と干渉することはなく、スムーズに弾性変形することから、長いストロークにおいて安定したバネ圧力が得られ、様々な寸法の絶縁体に対応出来る。
絶縁層の貫通孔内に備えたストッパー部に、コンタクトの挿入方向に沿って傾斜部を形成すると、この傾斜部に沿って、挿入すれば良くコンタクトの組み付け性が良くなり、コンタクトの鍔部を収納保持するガイド溝部にコンタクトの挿入組み付け時における変位分だけ幅を拡げた逃げ部をガイド溝部に形成すると、コンタクトを貫通孔へスムーズに挿入出来、ストッパー部のコンタクトへ向けた突出量を大きくして、コンタクトの装着保持力と位置決め性を向上出来る。
また、コンタクトは上下左右方向に対称形状にすると、ケース等に収納した状態から振込機で整列させて、一括して絶縁体に組み付け可能であるため非常に生産性が良い。

図５に本発明に係るコネクタの実施例を示す。
図５（イ）が上面図を示し、図５（ロ）が下面図を示し、図５（ハ）が側面図を示す。
コネクタ１０は複数のコンタクト３０を絶縁層２０の面方向に配置している。
このコネクタ１０は、例えば、ＬＧＡソケットとして図５（ロ）に示す一面にＬＧＡタイプのＬＳＩを装着しプリント基板との接続を行う。
図１（イ）はコネクタ１０のコンタクト３０付近を拡大した縦断面の模式図を示し、図１（ロ）はＡ−Ａ線断面図を示し、図１（ハ）はＢ視要部図を示す。
又、図２に貫通孔２１とコンタクト３０を絶縁層２０を透視して描いた要部斜視図を示す。
コネクタ１０は、平板状の絶縁層２０の厚み方向に絶縁層２０を貫通するように貫通孔２１を設け、貫通孔２１内にコンタクト３０を備えている。
コンタクト３０は、図１（ハ）において略Ｔ字状の貫通孔２１の壁面２１ｂ側に、絶縁層の面方向と直角方向になるように板状のベース部３１を配置している。
そして、一対の鍔部３４をベース部３１の両側から延出させている。
また、接点部３２ａ、３２ｂをベース部３１の絶縁層２０厚み方向側の両側に連結して設け、貫通孔２１外側へ延在させている。
この接点部３２ａ、３２ｂはベース部３１と対向する壁面２１ａ側まで延伸させている。
また、ベース部３１には突起状の係止部３３をベース部側の壁面２１ｂへ向けて突出させて設けている。
そして、貫通孔２１には、そのベース部３１側の壁面２１ｂに、ストッパー部２２を突出させて設け、コンタクトの係止部３３が干渉することで移動を規制し、コンタクトの抜けを防止している。
このストッパー部２２と係止部３３との間には、所定距離の隙間ｔ０を備えている。
これにより、コンタクト３０の貫通孔２１の開口部２１ｅ側への移動を所定範囲ｔ０の遊び分を残して規制している。
また、図１（ハ）における壁面２１ｃ、２１ｄは、図３に示すコンタクトを貫通孔に装着する状態の説明図において、ガイド溝部２３を対向させて設けている。
このガイド溝部２３は一方は開口部２３ｂを設け、もう一方は鍔部端部３４ａが突き当たる突き当て部２３ａを設けている。
このガイド溝部２３は絶縁層厚み方向の溝で、図１（ロ）、図２に示すように鍔部３４を嵌入する。
そして、鍔部３４とガイド溝部２３を構成する壁面との間には幅ｔ１、ｔ２，ｔ３で示す隙間を設けている。
コンタクト３０の絶縁層２０厚み方向の移動範囲は一方の鍔部端部３４ａがガイド溝部突き当て部２３ａに突き当たるか、あるいは、コンタクトの係止部３３がストッパー部２２により規制される所定範囲を移動可能になっている。
コンタクト３０はガイド溝部２３壁面との間に隙間ｔ１、ｔ２、ｔ３を設けることでスムーズに移動可能になっている。

コンタクトの貫通孔への装着について図３を参考に説明する。
コンタクト３０の貫通孔２１内への収納は、図３（イ）に示すように開口部２１ｅ側から鍔部３４をガイド溝部２３に嵌るように挿し入れる。
すると、図３（ロ）に縦断面の模式図を示すように係止部３３とストッパー部２２とが干渉するがさらに押し込む。
この場合に、ストッパー部２２に、コンタクトの挿入方向に沿って傾斜部２２ａを形成しているので、この傾斜部に沿って係止部３３またはストッパー部２２が弾性変形し、係止部３３がストッパー部２２を乗り越える。
そして、図１、図２に示す鍔部端部３４ａがガイド溝部突き当て部２３ａに突き当たり、ストッパー部２２で係止部３３がスナップ係止された状態となる。
このようにコンタクト３０は、絶縁層厚み方向の位置は、係止部３３とストッパー部２２により移動規制される位置から、鍔部端部３４ａがガイド溝部突き当て部２３ａにより移動規制される範囲内を移動可能となる。
コンタクト３０の絶縁層２０の面方向の位置決めはガイド溝部２３に鍔部３４を嵌めることで行っている。
コンタクト３０は絶縁層２０の図１（イ）の上下方向である厚み方向と、図１（ロ）における左右方向の面方向に上下左右対称形状となっている。
これにより、絶縁層へのコンタクトの組み付けに際して、コンタクトをケース等にバラ状に収納した状態から振込機で治具上に整列させ、治具上に絶縁層を載せて組付機で一括組付可能となるため生産性が良い。

次に本発明のコネクタを用いた電子部品同士の接続について説明する。
図４（イ）は接続前の状態の縦断面の模式図を示し、図４（ロ）は接続時における縦断面の模式図を示す。
コネクタ１０は図４（イ）に示すように、積み重ねるように接続する接続対象のＬＳＩ１とプリント基板２との間に配置し、図４（ロ）に示すようにＬＳＩ１とプリント基板２との間に押圧挟持する。
これにより、対向位置のランド（電極）１ａ、２ａは、コネクタ１０の接点部３２ａ、３２ｂを両側から互いに押圧して弾性変形させ、コンタクト３０を介して互いに導通する。
その際に、コンタクト３０はストッパー部２２とガイド溝部突き当て部２３ａにより規制されガイド溝部２３によりガイドされる所定範囲内を上下移動可能であることから、ＬＳＩ１のランド１ａと接点部３２ａ間の接触圧力と、プリント基板２のランド２ａと接点部３２ｂ間の接触圧力は、双方が同等となる様にコンタクト３０が移動して調整し、安定化する。
そして、接点部３２ａ、３２ｂは弾性変形する際の曲げストローク範囲内において貫通孔２１の壁面と干渉することはなく安定した接触圧力で電極１ａ、２ａに接触する。
これにより、図５に示すようにコネクタ１０に複数設けた各コンタクトは、それぞれ一様に良好な接続を行う。

図６に本発明に係るコネクタの他の実施例を示す。
なお、図１の実施例と共通する部分は、同じ符号を用いた。
図６（イ）はコネクタ１０のコンタクト３０付近を拡大した縦断面の模式図を示し、図６（ロ）は絶縁層２０を透視した要部斜視図を示し、図６（ハ）はＢ視要部図を示す。
又、図７に鍔部３４部分で絶縁層２０を切断した図６のＡ視要部図を示す。
図６（イ）の縦断面図はわかりやすくするためにコンタクト３０は外観を描いている。
コネクタ１０は、平板状の絶縁層２０の厚み方向に絶縁層２０を貫通するように貫通孔２１を設け、貫通孔２１内にコンタクト３０を備えている。
コンタクト３０は、図６（ハ）に示すように略Ｔ字状に開口させて形成した貫通孔２１のガイド溝部２３側に、絶縁層２０の面方向と直角方向になるように板状のベース部３１を配置し、このベース部３１の両側からは一対の鍔部３４を延出させている。
また、接点部３２ａ、３２ｂをベース部３１の絶縁層２０厚み方向側の両側に連結して設け、貫通孔２１外側へ延在させている。
この接点部３２ａ、３２ｂはベース部３１と対向する壁面２１ａ側まで延伸させている。
また、ベース部３１には突起状の係止部３３をベース部側の壁面２１ｂへ向けて突出させて設けている。
貫通孔２１のコンタクトのベース部３１側壁面２１ｂに、ストッパー部２２を突出させて設け、コンタクトの係止部と干渉することでコンタクトの抜けを防止している。

このガイド溝部２３には一方に開口部２３ｂを設け、他方に鍔部端部３４ａが突き当たる突き当て部２３ａを設けている。
図１０にガイド溝部２３付近の拡大図を示す。
このガイド溝部２３は絶縁層厚み方向の溝で、ストッパー部２２側の壁面２３ｃは開口部２３ｂから突き当て部２３ａに向けて幅を狭める案内面２３ｉとテーパー面２３ｅを形成している。
ガイド溝部２３はテーパー面２３ｅが傾斜することで、鍔部３４とテーパー面２３ｅの間に隙間を形成して逃げ部２３ｈを形成している。

コンタクトの貫通孔への装着について図８を参考に説明する。
コンタクト３０の貫通孔２１内への収納は、図８（イ）に示すように開口部２１ｅ側から鍔部３４をガイド溝部２３に嵌るように挿し入れる。
すると、図８（ロ）に縦断面の模式図を示すように係止部３３とストッパー部２２とが干渉するがさらに押し込む。
この場合に、ストッパー部２２が傾斜部２２ａを形成しているので、この傾斜部２２ａに沿って係止部３３が凹むように弾性変形してストッパー部２２上に乗り上がる。
図９（イ）に係止部がストッパー部へ乗り上がった状態のＢ視説明図を示し、Ｃ−Ｃ線断面の説明図を図９（ロ）に示す。
図９は分かりやすくするため鍔部３４の変位量を大きく描き、又、ガイド溝２３の幅を広く、鍔部３４の厚さを薄く描いている。
係止部３３が凹むように変形することで、図９に示すように係止部３３部分から両側の鍔部３４がストッパー部２２側に向けて弧を描くように反り返る。
ガイド溝部２３には、鍔部３４の弾性変形に対して干渉しないように逃げ部２３ｈを形成し、鍔部３４の変形をガイド溝部２３内にとどめている。
よって、鍔部３４がガイド溝部２３の案内部２３ｉからテーパー面２３ｅにかけての壁面２３ｃと干渉することを防止している。
これにより鍔部３４がガイド溝部壁面２３ｃを削ってゴミを発生させたり、鍔部３４が壁面２３ｃに食い込んでしまいその取り付け位置がずれて、コンタクト３０の取り付け不良となることを防止している。
係止部３３がストッパー部２２を乗り越えると鍔部３４はテーパー面２３ｅに案内されて突き当て部２３ａ付近まで挿入される。
このようにガイド溝部壁面２３ｃと鍔部３４との間の間隔を広くするようにテーパー面２３ｅを形成することで、例え鍔部３４の端部３４ａ、縁部３４ｂが鋭く壁面２３ｃに食い込み易い場合であっても、コンタクトの貫通孔への装着をスムーズにしている。
そして、このように挿入するコンタクト３０とガイド溝部２３との抵抗を減らした構造とすることで、ストッパー部２２への係止部３３への乗り上がりが容易になることから、図６（イ）に示すコンタクト３０の装着状態においてコンタクトベース部３１にほぼ接する位置までストッパー部２２を突出させることが出来る。
これによりベース部３１をガタツキ無く位置決めし、係止部３３への抜け止め性を高めることが出来る。
図１０に示す突き当て部２３ａの付近の拡大図において、突き当て部２３ａ部分のガイド溝部２３の壁面２３ｆ、２３ｇ間の溝はコンタクトの保持溝部２３ｊとして幅は比較的狭く鍔部３４の厚さとほぼ同等に形成し、コンタクトの上下動作を可能にしながら鍔部を充分に位置決め可能な幅としている。
このため、鍔部３４はストッパー部２２と保持溝部２３ｊでガタツキは無く精度良く位置決めされる。
コンタクト３０は、絶縁層厚み方向の位置は、係止部３３とストッパー部２２により移動規制される位置から、鍔部端部３４ａがガイド溝部突き当て部２３ａにより移動規制される範囲内を移動可能となっている。

コンタクト部分の拡大図で、（イ）は縦断面の模式図を示し、（ロ）はＡ−Ａ線断面図を示し、（ハ）はＢ視要部図を示す。 コンタクト部分の要部斜視図を示す。 コンタクトの貫通孔への挿入状態の説明図を示す。 電子部品同士をコネクタを用いて接続する状態の説明図を示す。 本発明に係るコネクタの実施例を示す。 本発明に係るコネクタの他の実施例を示す。 図６のＡ視要部図を示す。 コンタクトの貫通孔への挿入状態の説明図を示す。 鍔部の変形状態の説明図を示す。 ガイド溝部付近の拡大図を示す。 従来のコネクタ例を示す。 従来のコネクタ例を示す。

符号の説明

１ ＬＧＡタイプのＬＳＩ（電子部品）
１ａ ＬＧＡタイプのＬＳＩランド（電子部品電極）
２ プリント基板（電子部品）
２ａ プリント基板ランド（電子部品電極）
１０ 押え接続型コネクタ（ＬＧＡソケット）
２０ 絶縁層
２１ 貫通孔
２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ 貫通孔壁面
２１ｅ、２１ｆ 貫通孔開口部
２２ ストッパー部
２２ａ ストッパー部の傾斜部
２３ ガイド溝部
２３ａ ガイド溝部突き当て部
２３ｂ ガイド溝部開口部
２３ｅ ガイド溝部テーパー面
２３ｈ 逃げ部
２３ｉ 案内面
２３ｊ 保持溝部
３０ コンタクト
３１ コンタクトベース部
３２ａ、３２ｂ コンタクト接点部
３３ コンタクト係止部
３４ コンタクト鍔部
３４ａ コンタクト鍔部端部
３４ｂ コンタクト鍔部縁部

Claims (3)

1. 絶縁層に複数の貫通孔を形成し、当該貫通孔内に絶縁層厚み方向上下にそれぞれ接点部を有するコンタクトを備えたコネクタであって、
   貫通孔は、開口した上部よりに設けたストッパー部と底部に設けた突き当て部を有する上下方向のガイド溝部を有し、
   コンタクトは、ベース部と、当該ベース部の水平方向両側に設けた鍔部と、当該ベース部の上下からそれぞれ絶縁層外側に延在させた一対の接点部を有した上下方向及び左右方向に対称な形状になっていて且つ、当該ベース部からストッパー部側に突出させた係止部を有し、当該コンタクトは、挿入時に係止部がストッパー部を乗り越えるように鍔部が弾性変形することで、当該鍔部をガイド溝部に挿入装着してあり、係止部がストッパー部に干渉する位置と鍔部の下側鍔部端部が突き当て部に突き当る位置との範囲にて絶縁層の厚み上下方向移動自在に収納保持されていることを特徴とするコネクタ。
2. 絶縁層の貫通孔内に備えたストッパー部には、コンタクトの挿入方向に沿って傾斜部を形成したことを特徴とする請求項１記載のコネクタ。
3. ガイド溝部は、コンタクト挿入時にコンタクトの係止部がストッパー部を乗り越える際に生じる鍔部の弾性変形に対する逃げ部を有していることを特徴とする請求項１又は２に記載のコネクタ。

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