JP4514065B2 - 基板用電気コネクタ及びこれと中間電気コネクタとを有する電気コネクタ組立体 - Google Patents

Description

本発明は、回路基板に取り付けられる基板用電気コネクタ及びこれと中間電気コネクタとを有する電気コネクタ組立体に関する。

中間電気コネクタ（以下、「中間コネクタ」という）と基板用電気コネクタ（以下、「基板用コネクタ」という）とを有する電気コネクタ組立体は、例えば、特許文献１にて知られている。この特許文献１にあっては、中間コネクタは、図示が省略されているハウジングにより支持されている複数の基板状の中間部材を有し、各中間部材の対向せる二つの縁部に沿って接続部と称されるパッドが配列されていて、上記中間コネクタが基板用コネクタと嵌合した際に、該基板用コネクタの端子の接触部が上記パッドに接触接続するようになっている。

上記基板用コネクタの端子は、二股に分枝されていて、それらの先端部に接触部を有し、上記中間部材に対してこの二つの接触部が中間部材の両面側からパッド部に対し弾性的に接触する。このような中間コネクタと基板用コネクタとの組立体によれば、両コネクタが上記中間部材の厚み方向に多少ずれて嵌合されたり、嵌合後に同方向に外力を受けても、各端子の二つの接触部の少なくともいずれか一方は必ず接圧をもって中間部材のパッドと確実に接触し、電気的接続が安定する。
特開２００５−２１６６９５

特許文献１のコネクタ組立体にあっては、各端子が中間部材のパッドとの接触のために該中間部材の両面側に分枝された接触部を有している。したがって、端子配列方向での同一位置で、中間部材の両面側に異なる端子を配することができない。これは、コネクタ全体から見て、端子数が半減してしまうことを意味する。

さりとて、特許文献１の各端子を単純に二つに分割しても、端子数は増えるものの、中間部材の厚み方向で一つの方向にずれてコネクタが嵌合されたときあるいは嵌合後に同方向に外力を受けたときには、中間部材の一方の面の側の端子が十分に接圧を確保して中間部材に接触しても、他方の面の側の端子の接圧が不十分で接触が不安定となったりあるいは接触しなくなったりする。また、上記一方の面の側の端子でも、コネクタの嵌合時の上記厚み方向のずれが他方に向いていれば、接触不十分になったりあるいは接触しなくなる。

本発明は、この事情に鑑み、コネクタの嵌合が中間部材の厚み方向でいずれの方向にずれたりあるいは嵌合後に同方向に外力を受けても、端子が中間部材に対して十分に接圧をもって接触することのできる、基板用コネクタ及びこれと中間コネクタとを有する電気コネクタ組立体を提供することを課題とする。

＜基板用コネクタ＞
発明に係る基板用コネクタは、ハウジングの一方の側で回路基板に取り付けられると共に他方の側で中間コネクタと互いに嵌合し合い該中間コネクタの中間部材のパッド部と接触する端子がハウジングに複数植設されている。

かかる基板用コネクタにおいて、本発明は、中間コネクタの中間部材の縁部を受け入れる受入溝がハウジングに開口形成されていて該基板用コネクタの端子の接触部が、上記中間部材の両面側で、かつ上記中間部材の受入溝への受入方向にて同じ位置で、上記受入溝内に突入していて上記中間部材に接圧をもって接触可能に位置しており、上記受入溝の内壁面には、上記接触部の突入量よりも小さい突入量の突起が、上記中間部材の両面側で、上記中間部材の受入方向にて、接触部と重複範囲を有する位置に設けられており、該受入方向での該突起の前後に上記中間部材の傾斜を許容する空間が形成されていることを特徴としている。

このような構成の基板用コネクタにあっては、相手方たる中間コネクタとの嵌合時に嵌合方向と直角な横方向、すなわち中間コネクタの中間部材に対する端子の接圧方向にずれが生じたり、このような横方向のずれがなく嵌合されても嵌合後に上記横方向に外力を受けたときには、端子は、単独では、接触部が受入溝の内壁面よりも没する位置まで接圧を増加する方向に弾性変位可能である。しかし、本発明では、その以前に突起が存在している。そこで、上記嵌合ずれがあるとき、あるいは嵌合後に外力を受けたとき、中間部材は上記突起でそれ以上の変位が阻止される。そして、変位が阻止されているその位置でも接触部は弾性的に中間部材と接触している。逆方向のずれの場合は、端子の接圧が減少する方向で受入溝の逆側内壁面に当接するまで予圧範囲内で中間部材に追従して弾性的接触を維持する。また、本発明では、中間コネクタの中間部材の両面に形成されたパッド部に対応して受入溝の両内壁面側に端子が設けられているので、端子の数が増加することはもとより、両面での接触によって、嵌合時の横方向のずれや嵌合後の横方向外力がどちら向きでも、端子の接圧が確保でき、安定した接触状態を得る。

本発明では、さらに、中間部材の受入れ方向にて、接触部と突起が同位置にあるので、該突起は中間部材に対して支点として機能し、中間部材はこの支点まわりに傾くことが可能となり、中間コネクタと基板側コネクタとの間の横方向の変位をさらに大きく許容し、横方向での嵌合時のずれや嵌合後の外力に対応範囲を広げる。本発明において、接触部と突起が中間部材の受入方向にて厳格に同位置にある必要はなく、両者が同方向で重複範囲を有しているような実質的な同位置にあってもよい。

本発明において、突起は、端子の配列方向にて、隣接せる端子同士間に設けられているようにすることができる。こうすることにより、突起が隣接端子同士間に分散して位置し、突起や中間部材での当接圧を軽減すると共に、中間部材と端子配列方向で均一に接触するので、中間部材の姿勢が安定し、しかもパッド部と端子との間の接触圧が均一となる。

本発明において上記受入溝の両内壁面側の端子は、端子配列方向にて交互に位置していることが好ましい。こうすると、両方向接圧が端子の配列方向でも均一に分布するようになる。
＜電気コネクタ組立体＞
本発明に係る電気コネクタ組立体は、基板の対向せる平行な二つの縁部に沿って複数のパッド部が配列され両縁部での対応パッド部同士がリード部で導通されている複数の中間部材を中間ハウジングで支持している中間コネクタと、一方の側で回路基板に取り付けられると共に他方の側で上記中間コネクタと互いに嵌合し合い上記中間部材のパッド部と接触する端子がハウジングに複数植設されている基板用コネクタとを有する。

かかる電気コネクタ組立体において、本発明は、基板用コネクタは中間コネクタの中間部材の一方の縁部を受け入れる受入溝がハウジングに開口形成されていて該基板用コネクタの端子の接触部が、上記中間部材の両面側で、かつ上記中間部材の受入溝への受入方向にて同じ位置で、上記受入溝内に突入していて上記中間部材に接圧をもって接触可能に位置しており、上記受入溝の内壁面には、上記接触部の突入量よりも小さい突入量の突起が、上記中間部材の両面側で、上記中間部材の受入方向にて、接触部と重複範囲を有する位置に設けられており、該受入方向での該突起の前後に上記中間部材の傾斜を許容する空間が形成されていることを特徴としている。

このような本発明において、中間コネクタの中間部材は一方の面にパッド部が設けられそして他方の面にシールド板が設けられており、これに対応して、基板用コネクタが受入溝の一方の内壁面に上記パッド部に接触する端子がそして他方の内壁面側に上記シールド板に接触する端子がそれぞれ設けられているようにすることができる。

他方の面に設けられたシールド板により、一方の面に設けられたパッド部に導通する回路部分は良好にシールドされ、このシールド板に接触することとなる基板用コネクタの端子はグランド端子として機能する。この場合も、このグランド端子とシールド板との間の接触は、既述したコネクタ嵌合時の横方向ずれや嵌合後の同方向の外力に良好に対処すると共に、常時弾性的な接触となる。

本発明は、以上説明したように、受入溝内に受け入れられた中間部材に対し、端子の接触部が接圧をもって接触しており、コネクタ嵌合時にその接圧方向の一方向に中間部材がずれても、また嵌合後に同方向の外力を受けても、接触部が接圧を増加する方向で弾性をもって中間部材に接触し、またその接触と共に受入溝の内壁面に形成された突起が中間部材に接触するので、それ以上の中間部材の変位が規制され、常時、接触部の接圧が確保される。この突起は中間部材に対して支点として機能するので、中間部材はこの突起を中心として傾くことができ、したがって、中間コネクタと基板側コネクタとの上記一方向での嵌合時のずれや嵌合後の外力への対応の幅をさらにひろげる。また、中間部材が他方向にずれても、接触部は接圧を減ずる方向で接圧を確保しつつ中間部材を追従する。この場合も、中間部材は受入溝の他方の内壁面でそれ以上の変位が規制されるので、上記接圧は維持される。本発明において、中間部材の両面側に対称的に端子と突起を配することとすれば、コネクタ嵌合時の中間部材の厚み方向でのずれや嵌合後の外力による変位の影響の大部分が両方向で相殺されて、中立状態に近づく。

以下、添付図面にもとづき、本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本実施形態の基板用コネクタ１０と中間コネクタ３０とを嵌合前の状態で示す斜視図である。図１の形態では、中間コネクタ３０の上方そして下方に同一構成の基板用コネクタ１０が上下対称な位置関係で配置されている。上方の基板用コネクタ１０の上面そして下方の基板用コネクタ１０の下面には、端子の接続部に半田ボール１１が設けられており、この半田ボール１１によって図示せぬ回路基板と接続されるようになっている。この基板用コネクタ１０は、半田ボール１１が設けられている側とは反対側に、後述の中間コネクタ３０の中間部材３３が挿入される受入溝１２（下方の基板用コネクタ１０を参照）が複数形成されている。

中間コネクタ３０は、そのハウジング３１が上部材３１Ａと下部材３１Ｂとを有し、両者が結合されて成っている。ハウジング３１には溝３２（図２参照）が上記基板用コネクタ１０の受入溝１２に対応した位置に形成されていて、そこには、中間コネクタ３０の板状の中間部材３３が挿入されている。

このような二つの基板用コネクタ１０と中間コネクタ３０は、それぞれの基板用コネクタ１０が回路基板に接続された後に、上記中間コネクタ３０に嵌合する。かくして回路基板に接続された二つの基板用コネクタ１０は、中間コネクタ３０の中間部材３３を介して電気的に接続される。

かかる基板用コネクタ１０と中間コネクタ３０について、図１におけるII−II断面の一部を示す図２を参照して、その内部構成そして係り具合を説明する。

図２は、図１におけるII−II断面の左部のみを拡大して示しているが、図１のコネクタでは、図２における中間部材３３が図１に見られる数だけ有しており、右部は左部と左右対称な構成となっている。

図２において、上方の基板用コネクタ１０と下方の基板用コネクタ１０は、全く同一構成で、単に上下の向きが逆になって配置されているだけなので、ここでは下方の基板用コネクタ１０について説明する。

基板用コネクタ１０は、ハウジング本体１３と、端子１５を保持する端子保持体１４とを結合して成っている。図１にて、半田ボール１１がコネクタの上面あるいは下面で互いに直角な二方向に配列されていることで理解できるように、端子１５も互いに直角な二方向に配列されているが、図２では横方向に配列されている様子が示されている。又、図３では、二方向での配列の様子が示されている。

ハウジング本体１３は、図２において紙面に直角方向に延び上下に貫通せる受入溝１２が横方向に間隔をもって複数形成され、隣接する二つの受入溝１２により、両者間に仕切壁１６が形成されている。この受入溝１２は中間コネクタ３０の中間部材３３の縁部を受け入れる。各仕切壁１６には、紙面に直角な方向で間隔をもって下方に開口せる溝１７（図３参照）が該仕切壁１６の板厚方向に没して形成されている。また、ハウジング本体１３の下面には端子保持体１４を収め保持する凹部１８が形成されている。

端子保持体１４により保持されている端子１５は、上下に延出していて、上部に接触部１５Ａ、下部に半田ボール１１が設けられている接続部１５Ｂを有している。この上部は、該端子保持体１４が上記凹部１８に収容されここで保持されたとき、その該上部の大部分が上記仕切壁１６の溝１７に収められるが、端子の上部が自由状態にあるときには、凸状に屈曲形成された接触部１５Ａは上記受入溝１２へ突入している（図３参照）。本実施形態では、図２において横方向で隣接せる二つの端子１５は、凸状をなす接触部１５Ａの頂部同士が近づく向きで左右で対称に配置され、各受入溝１２の両内壁側に位置している。上記二つの端子１５の接触部１５Ａは後述の板状の中間部材３３を弾性的に挟圧する。各受入溝１２が延びる方向、すなわち図２にて紙面に直角な方向では、受入溝１２の両内壁面側に位置する端子１５は、同方向で交互に位置している。したがって、端子１５の接触部１５Ａを有する該端子１５の上部を収めている溝１７も、上記受入溝１２の両内壁面に、紙面に直角方向で交互に形成されている。

上記仕切壁１６により形成される受入溝１２の内壁面には、図３に見られるように、略半円筒状の突起１９が設けられている。該仕切壁１６には間隔をもって溝１７が形成されているので、該突起１９はこの溝１７同士間、すなわちこの溝１７に収められる端子１５の接触部１５Ａ同士間に位置している。図３に示されるように、該突起１９は、上下方向、すなわち受入溝１２への中間部材３３の進入方向で、端子１５の接触部１５Ａの頂部と同じ位置にある（共に仕切壁の上端面から距離ｐの位置にある）。上記突起１９は、受入溝１２の内壁面からの受入溝１２内への突入量ｑは上記接触部１５Ａの突入量ｒよりも小さい。

中間コネクタ３０は、ハウジング３１に形成された溝３２に中間部材３３を保持して構成されている。ハウジング３１は、図２にも見られるように、上部材３１Ａと下部材３１Ｂとから成り、上部材３１Ａに設けられた段状係止部３４Ａに、下部材３１Ｂから延びる弾性係止腕３４Ｂの爪部３４Ｂ−１が係止して、上記上部材３１Ａと下部材３１Ｂが一体
化されて一つのハウジング３１を形成している。該ハウジング３１には、上述した基板用コネクタ１０が嵌合されるための嵌合凹部３５が形成されている。該基板用コネクタ１０がこの嵌合凹部３５に嵌合した際には、基板用コネクタ１０の受入溝１２が、上記上部材３１Ａと下部材３１Ｂを上下に貫通する溝３２と連通する。この溝３２は、図２に見られるように、上方に向けて溝幅が僅かに広がっており、上方からの中間部材３３の該溝３２への挿入を容易とし、又、中間部材３３の傾きを許容できるようにしている。

中間部材３３は、図２において、上下に延びると共に紙面に直角方向にも延びる幅を有する板状をなし、その一方の面（図２では左面）に端子３６を、そして他方の面（図２では右面）にシールド板３７を有している。上記端子３６は上下に長い細帯状部材で形成されていて、上記中間部材３３の幅方向に間隔をもって複数設けられている。該端子３６は、中間部材３３の上下縁近くにまで延びており、上下の縁部におけるパッド部３６Ａと導通している。上記中間部材３３は、左面の上、中、下位置に、該中間部材３３の幅方向に延びる突条部３７Ａ，３７Ｂ，３７Ｃが設けられている。この突条部３７Ａ，３７Ｂ，３７Ｃには、上下に貫通する保持孔（図示せず）が上記左面位置に形成されていて、各端子３６が上記突条部３７Ａ，３７Ｂ，３７Ｃの保持孔に貫通圧入されてここで保持されている。

上記シールド板３７は、中間部材３３の右面のほぼ全域を覆っており、複数の突起３９Ａ，３９Ｂ，３９Ｃにより保持されている。

このように端子３６そしてシールド板３７を有する中間部材３３は、ハウジング３１の溝３２へ上方から挿入されると、中間部での突条部３７Ｂと突起３９Ｂ、そして下部での突条部３７Ｃと突起３９Ｃとにより、溝３２に対して圧入状態となり、溝３２内で保持させる。これは、溝３２の溝幅が若干広がっている上部では、中間部材３３は、溝３２の内壁面に接していないので、変位できる自由度があることを意味する。

中間部材３３がハウジング３１に組み込まれた状態では、該中間部材３３の上縁側と下縁側は、ハウジング３１の嵌合凹部３５の底面から突出しており、該嵌合凹部３５に基板用コネクタ１０が嵌合したときには、該基板用コネクタ１０の受入溝１２内にまで進入する位置にある。中間部材３３の上縁側と下縁側が対応せる基板用コネクタ１０の受入溝１２内に進入すると、端子３６のパッド部３６Ａそしてシールド板３７の縁部が基板用コネクタ１０の端子１５の接触部１５Ａと接触するようになる。

次に、かかる本実施形態の基板用コネクタそしてこれに嵌合される中間コネクタの作動について説明する。

中間コネクタ３０が基板用コネクタ１０に対して、端子の接圧方向で理想的な正規位置で嵌合されるときには、中間コネクタ３０の中間部材３３は基板用コネクタ１０の受入溝１２内で、該受入溝１２の幅方向中央に位置して、中間部材３３のパッド部３６Ａは基板用コネクタ１０の対向せる二つの端子１５の接触部１５Ａに均しい接圧をもって接触する。すなわち、中間部材３３は上記受入溝１２内で中立位置にあり、該受入溝１２の内壁面に形成されている突起１９の受入溝１２内への突入量ｑが接触部１５Ａの突入量ｒよりも小さいので、該突起１９は中間部材３３とは接触しない。

一方、中間コネクタ３０が基板用コネクタ１０に対して、端子の接圧方向にずれた状態で嵌合したとき、あるいは正規位置で嵌合したにもかかわらず、嵌合後に上記方向に外力を受けたときには、中間部材３３は上記受入溝１２内で中立位置からずれた位置にくる。このずれた位置では当然、中間部材３３の端子３６そしてシールド板３７の一方にて接圧が大きくそして他方で小さくなってしまう。上記ずれが微小であれば、この接圧の差でずれを修正する方向に上記中間部材３３は移動され、接圧差がなくなる位置で保持される。

しかし、上記ずれが大きい場合、中間部材３３の位置の修正は上記接圧差だけでは十分になされず、接圧差が大きくなる前に上記中間部材３３が受入溝１２の内壁面の突起１９に当接し、ここで該突起１９からの反力をも受け、この反力と接触部１５Ａとの接圧の両者により力がバランスし、中間部材３３はこの位置で保持されることとなる。この場合、コネクタの嵌合方向では、接触部１５Ａと上記突起１９とは同じ位置にあるので、図４に見られるように、該突起１９は中間部材３３に対して支点として機能し、該中間部材３３はこの突起１９のまわりに傾斜することが可能となる。したがって、この傾斜の分だけ中間部材３３の変位の許容幅が大きくなる。

本発明は、図１ないし図４に示した形態に限定されずに、種々変形が可能である。例えば、基板用コネクタの受入溝の内壁面に形成される突起の形、大きさ、位置を変更できる。

図５では、右側に位置する受入溝１２’の左右内壁面で対称に形成された突起１９’は平坦面を有する形、例えば略台形断面をなしている。こうすることにより、突起１９’は中間部材３３との接触面積を大きくでき、突起１９’の強度を増す。

又、図５の中央に位置する受入溝１２''の左右内壁面に形成された突起１９''Ａ，１９''Ｂは、その高さ（受入溝内への突入量）が互いに異なっている。これは、接触する相手が端子であるかシールド板であるかにより接触条件に差があるときに使い分けることも可能である。

さらに、図５の左側に位置する受入溝１２'''の左右内壁面に形成された突起１９'''Ａ，１９'''Ｂは、上下方向にずれた位置にある。しかし、両突起１９'''Ａ，１９'''Ｂは、同方向にて重複部分を有しており、この重複部分で支点としての機能を確保する。勿論、基板用コネクタ１０の端子１５の接触部１５Ａも上下方向ではこの重複部分内に位置している。

本発明の一実施形態としての基板用コネクタ、そしてこれに嵌合される中間コネクタについての嵌合前における斜視図である。 図１の基板用コネクタと中間コネクタとの嵌合後を示す、図１におけるII−II断面の一部を示す図である。 基板用コネクタの受入溝内における突起そして端子の接触部を示す部分斜視図である。 図３の受入溝に中間コネクタの中間部材を、ずれを伴って受け入れたときの様子を示す断面図である。 図４に対応した図であり、本実施形態の変形例を示す断面図である。

符号の説明

１０ 基板用コネクタ ３０ 中間コネクタ
１２ 受入溝 ３１ （中間）ハウジング
１２’；１２''；１２''' 受入溝 ３３ 中間部材
１３ ハウジング ３６Ａ パッド部
１５ 端子 ３７ シールド板
１５Ａ 接触部
１９ 突起
１９’；１９''Ａ，１９''Ｂ；１９'''Ａ，１９'''Ｂ 突起

Claims (5)

1. ハウジングの一方の側で回路基板に取り付けられると共に他方の側で中間コネクタと互いに嵌合し合い該中間コネクタの中間部材のパッド部と接触する端子がハウジングに複数植設されている基板用コネクタにおいて、
   中間コネクタの中間部材の縁部を受け入れる受入溝がハウジングに開口形成されていて該基板用コネクタの端子の接触部が、上記中間部材の両面側で、かつ上記中間部材の受入溝への受入方向にて同じ位置で、上記受入溝内に突入していて上記中間部材に接圧をもって接触可能に位置しており、上記受入溝の内壁面には、上記接触部の突入量よりも小さい突入量の突起が、上記中間部材の両面側で、上記中間部材の受入方向にて、接触部と重複範囲を有する位置に設けられており、該受入方向での該突起の前後に上記中間部材の傾斜を許容する空間が形成されていることを特徴とする基板用電気コネクタ。
2. 突起は、端子の配列方向にて、隣接せる端子同士間に設けられていることとする請求項１に記載の基板用電気コネクタ。
3. 受入溝の両内壁面側の端子は、端子配列方向にて交互に位置していることとする請求項１に記載の基板用電気コネクタ。
4. 基板の対向せる平行な二つの縁部に沿って複数のパッド部が配列され両縁部での対応パッド部同士がリード部で導通されている複数の中間部材を中間ハウジングで支持している中間コネクタと、一方の側で回路基板に取り付けられると共に他方の側で上記中間コネクタと互いに嵌合し合い上記中間部材のパッド部と接触する端子がハウジングに複数植設されている基板用コネクタとを有する電気コネクタ組立体において、
   基板用コネクタは中間コネクタの中間部材の一方の縁部を受け入れる受入溝がハウジングに開口形成されていて該基板用コネクタの端子の接触部が、上記中間部材の両面側で、かつ上記中間部材の受入溝への受入方向にて同じ位置で、上記受入溝内に突入していて上記中間部材に接圧をもって接触可能に位置しており、上記受入溝の内壁面には、上記接触部の突入量よりも小さい突入量の突起が、上記中間部材の両面側で、上記中間部材の受入方向にて、接触部と重複範囲を有する位置に設けられており、該受入方向での該突起の前後に上記中間部材の傾斜を許容する空間が形成されていることを特徴とする電気コネクタ組立体。
5. 中間コネクタの中間部材は一方の面にパッド部が設けられそして他方の面にシールド板が設けられており、これに対応して、基板用コネクタが受入溝の一方の内壁面に上記パッド部に接触する端子がそして他方の内壁面側に上記シールド板に接触する端子がそれぞれ設けられていることとする請求項４に記載の電気コネクタ組立体。

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