JP4686633B2 - コネクタ - Google Patents

Description

本発明は、電気的接続のためのプラグおよびソケットを含むコネクタ（コネクタ構造）に関する。

このようなコネクタの例として、特許文献１および特許文献２には、複数のケーブルが接続されたオス状プラグと、このオス状プラグが挿抜自在に接続されるメス状ソケットと、を備えたものが開示されている。

特許文献３には、複数のケーブルが接続されたメス状コンタクトから成るプラグと、基板に実装され、オス状コンタクトから成るレセプタクルと、を備えたものが開示されている。

日本国特許第３９２６５４０号 日本国特許出願公開２００４−３４９１２７ 日本国特許出願公開２００５−３３９９８４

特許文献１および特許文献２に開示された従来構造にあっては、基板に実装されたメス状ソケットがオス状プラグを受け入れる方向が、該基板に平行な方向である、すなわち、いわゆる、水平嵌合方式から成る。このため、嵌合作業の能率／効率があまり良くなく、また、基板実装領域・空間がかなり制限され易いという不都合があった。

特許文献３に開示された従来構造にあっては、プラグのメス状コンタクトが基板上のレセプタクルのオス状コンタクトを受け入れる方向が、該基板に垂直な方向である。しかるに、プラグにメス状コンタクトを備える変則的な複雑な構造のために、そして、このようなプラグを基板上のレセプタクルのオス状コンタクトに接続する構造のために、部品製造・組立て経済上、好ましくなく、コネクタ接続作業の作業性や信頼性の面から、改善の余地があった。

上記課題を解決するために、本発明の第１の態様（ａｓｐｅｃｔ）は、複数のケーブルがプラグ一方側に配置されるプラグと、ベース基板に実装されるプラグ接続用のソケットと、を含むコネクタであって、プラグは、板状部材と、板状部材の周囲に固定されたフレキシブル基板と、を含み、板状部材は、ベース基板の基板面に略平行な平面部と、プラグ他方側に設けられ、ベース基板に略垂直な方向に延びる折れ曲がり部と、を含み、ソケットは、プラグおよびソケットのコネクタ接続時に、ベース基板に略垂直な方向に、折れ曲がり部を受け入れる嵌合空間を含み、板状部材の折れ曲がり部に固定されるフレキシブル基板部分は、前記コネクタ接続時における導通要素を構成する接触用パッドを含み、ソケットは、嵌合空間内に弾性変形可能な先端が位置して対応導通要素を構成するコンタクトを含み、接触用パッドは、板状部材の折れ曲がり部の側部外面および側部内面に位置するフレキシブル基板部分のそれぞれに交互に設けられたことを特徴とする。

本発明の第２の態様は、第１態様において、接触用パッドは、板状部材の折れ曲がり部の両側にまたがって橋渡しするように両側のフレキシブル基板部分に設けられることを特徴とする。

本発明の第３の態様は、第１態様において、フレキシブル基板は、ケーブルと接合される複数のケーブル接続部を含み、各ケーブル接続部は、対応する１のケーブルと、対応する１の接触用パッドと、を一意的に導通接続することを特徴とする。

本発明の第４の態様は、第３態様において、ケーブル接続部は、板状部材の平面部の両面のうち、コネクタ接続時にベース基板に近い側の面に固定されたフレキシブル基板部分に設けられることを特徴とする。

本発明の第５の態様は、第１態様において、ケーブルは、中央の心線と、その周りの外部導体と、全体を覆うシースと、を含み、板状部材は、金属板を含み、ケーブルの外部導体は、板状部材に半田付けされることを特徴とする。

本発明の第６の態様は、第５態様において、ケーブルの外部導体が半田付けされる板状部材部分は、半田親和性の高いメッキが適用され、その他の部分は、半田親和性の低いメッキが適用されることを特徴とする。

上記従来の不都合等を効果的に解消でき、コネクタ接続作業の作業性・信頼性を飛躍的に改善および向上することが可能である。小型で低背であり、構造が簡素で安価なコネクタを実現可能である。

本発明の第１実施形態のコネクタの全体斜視図である。 第１実施形態のコネクタを構成するプラグを裏側から見た斜視図である。 第１実施形態のコネクタを構成するソケットの要部斜視図である。 第１実施形態のコネクタ接続前のプラグおよびソケットの断面側面図である。 第１実施形態のコネクタ接続後のプラグおよびソケットの断面側面図である。 本発明の第２実施形態のコネクタを構成するプラグの要部斜視図である。 第２実施形態のプラグの、図６とは異なる方向から見た要部斜視図である。 第２実施形態のコネクタを構成するソケットの要部斜視図である。 第２実施形態の、コネクタ接続されたプラグおよびソケットの要部斜視図である。 第２実施形態の、コネクタ接続されたプラグおよびソケットの断面側面図である。

符号の説明

１ コネクタ
３ ケーブル
５ プラグ
７ ベース基板
９, ２９ ソケット
１１ 板状部材
１３ 導電体
１５ ＦＰＣ
１７ コンタクト
１９ 絶縁体
２１ 嵌合空間

以下、本発明の複数の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明するが、本発明自体がこれらに限定されないことは言うまでもない。

［第１実施形態］
図１〜図５を参照して、本発明の第１実施形態のコネクタについて詳細に説明する。
先ず、本実施形態のコネクタの全体を斜視的に示す図１を参照する。

コネクタ１は、複数のケーブル３の先端に取り付けられたプラグ５と、ベース基板７に実装されてプラグ５が図で上方側から脱着されるソケット９と、を含む。

図１とは反対の側からプラグ５を描いた図２から理解されるように、各ケーブル３は、中央の導電性の心線３ａを、絶縁体、その周囲の外部導体３ｂ、そして、最後に絶縁性のシース（保護被覆）３ｃで覆った、いわゆる同軸ケーブルである。プラグ５は、幅広の金属製の板状部材１１を含む。

ケーブル３（同軸ケーブル３）の外部導体３ｂは、単一の矩形板状の導電体１３によって板状部材１１に一括して保持・固定される。

板状部材１１は、主要な平面部１１ａと、平面部１１ａの一端から鉛直下方に折れ曲がっている折れ曲がり部（先端部）１１ｂと、を有し、横断面が略Ｌ字形状を呈する。

ここで、便宜上、板状部材１１の平面部１１ａの両面のうち、図１の紙面で上側に位置する面を、上面（または外面あるいは表面）と呼び、下側に位置する面を、下面（または内面あるいは裏面）と呼ぶ。

また、板状部材１１の（鉛直方向に延びる）折れ曲がり部１１ｂの両面のうち、図１の紙面で手前側に位置する面を、側部外面（あるいは折れ曲がり部１１ｂの外面）と呼び、裏側に位置する面を、側部内面（あるいは折れ曲がり部１１ｂの内面）と呼ぶ。

プラグ５は、板状部材１１の表面に沿って板状部材１１に固定されるフレキシブルプリント基板１５（以下、ＦＰＣ１５）を更に含む。

ＦＰＣ１５は、板状部材１１の平面部１１ａの上下面と、板状部材１１の折れ曲がり部１１ｂの外面および内面を概ね覆っている。

板状部材１１の平面部１１ａの内面に固定されるＦＰＣ部分には、板状部材幅方向に所定間隔（ケーブル心線３ａの相互間隔に略等しい）で複数のケーブル接続部１５ａが一列に設けられる。各ケーブル接続部１５ａは、１のケーブル心線３ａとＦＰＣ１５の対応する１の回路ライン（不図示）とを電気的に接続する箇所である。

板状部材１１の折れ曲がり部１１ｂの側部外面に固定されるＦＰＣ部分には、ケーブル接続部１５ａの相互間隔と略等しい間隔で（ケーブル接続部１５ａの総数あるいは同軸ケーブルの総数と同一の数の）接触用パッド１５ｂが設けられる。各接触用パッド１５ｂは、プラグ５およびソケット９のコネクタ接続時に、１のケーブル心線３ａと、ソケット９の対応する１のコンタクト（詳細は後述）とを電気的に接続する箇所である。

任意の１のケーブル心線３ａは、対応する１のケーブル接続部１５ａに一意的に導通接続され、且つ、このケーブル接続部１５ａとＦＰＣ内部の対応する１の回路ラインとを介して対応する１の接触用パッド１５ｂに一意的に導通接続される。

次に、図３を参照して、ベース基板７に固定されたソケット９の要部を簡潔に説明する。

ソケット９は、プラグ５とのコネクタ接続を可能にするために、プラグ５の接触用パッド１５ｂに物理的に接触するための複数のコンタクト（電気接点）１７と、コンタクト１７を所定間隔で一列に離間保持する絶縁体１９と、を含む。

絶縁体１９は、全体的に長方体を呈し、コネクタ接続時にプラグ５を受け入れるための上側の嵌合空間を構成するように、上面中央に長手方向に延びる矩形溝２１（以下、嵌合空間２１とも呼ぶ）を有する（図４）。

各コンタクト１７は、導電性の金属板から形成され、一方の端部１７ａがソケットの一面から突出し、他方の端部１７ｂが基板に直交する方向（図で上側）に延びる。

他方端部１７ｂの先端１７ｃは、弾性変形可能なようにフック状を呈しながら、絶縁体１９の矩形溝２１（嵌合空間２１）に部分的に入り込んでいる（図４参照）。

各コンタクト１７の中間部１７ｄは、長板状を呈し、絶縁体１９に所定ピッチで形成された取り付け穴１９ａに嵌入される。これにより，総てのコンタクト１７が絶縁体１９に確実に固定される。

以下、図４および図５を参照して、上述したような構成を有する本発明の第１実施形態のコネクタ（すなわち、プラグ５およびソケット９によるコネクタ接続）の作用について簡潔に説明する。

先ず、図４に示されるように、ケーブル３および板状部材１１の平面部１１ａがベース基板７の上方でベース基板７に略平行になり且つ板状部材１１の折れ曲がり部１１ｂがソケット９の嵌合空間２１（矩形溝２１）の鉛直上方に位置するように、プラグ５およびソケット９が相対的に位置決めされる。

次いで、ケーブル３およびプラグ５を、ベース基板７めがけて、鉛直下方に並進的に降下させて、板状部材１１の折れ曲がり部１１ｂをソケット９の嵌合空間２１内に押し入れる。この際、ソケット９側の各コンタクト１７のフック状先端１７ｃが、プラグ５側のＦＰＣ１５の対応する接触用パッド１５ｂに物理的に接触しつつ、嵌合空間２１内から外側に退くように弾性変形する（図５の矢印参照）。

そして、図５に示されるように、プラグ５およびソケット９の電気的接続および機械的接続が完了する。

以下、上述した第１実施形態における効果について簡潔に説明する。

（1） 板状部材１１の折れ曲がり部１１ｂが、コネクタ接続の相手側であるベース基板７の基板面に略垂直な方向に延びている、すなわち、板状部材１１がベース基板７に垂直な方向に折り曲げられる。要は、嵌合方向をベース基板７に垂直な方向にすること（垂直嵌合方式の採用）ができる。これにより、嵌合作業の作業性・確実性・信頼性を飛躍的に向上できる。

（2） また、嵌合方向をベース基板７に垂直な方向にすることができるので、嵌合方向が基板に平行な方向である従来のコネクタ接続構造（水平嵌合方式）と異なり、基板上の電気的要素及び／又は機械的要素の実装スペースを広く確保できる。より具体的には、コネクタ接続状態時には、ケーブル３およびプラグ５とベース基板７およびソケット９との間の隙間を広く確保することができる。これにより、当該隙間に無駄なく上記要素を予め任意に実装しておくことができる。

（3） ケーブル接続部１５ａが、板状部材１１の裏面（あるいは、基板への実装側）に設けられるため、コネクタ接続状態時には、板状部材１１で全体的に覆われる。このため、基板上方へのノイズ放射を安価且つ簡易に低減できる（図５矢印）。

（4） ケーブル接続部１５ａと接触用パッド１５ｂとの間の距離を比較的長くすることができる。あるいは、ケーブル接続部１５ａが設けられる側と接触用パッド１５ｂが設けられる側とを、板状部材１１を間に挟んだ位置にすることができる。このため、ＦＰＣ１５（のケーブル接続部１５ａ）とケーブル３との半田付け作業時に、接触用パッド１５ｂへのフラックスの流れ込み及びそれによる不都合（たとえば、接触不良）を低減ないし回避できる。

（5）また、ＦＰＣ１５を固定（機械的に支持）する板状部材１１が単なる平板ではなく、折り曲げ部１１ｂを有するために、板状部材全体の機械的強度（特に、折り曲げ強度）が著しく向上する。しかも、ケーブル３およびプラグ５の全体をコンパクト化（低背化）することが可能である。更には、構造が比較的簡単であり、組立に特別な熟練を要しないために、安価かつ簡易な製造が可能である。

尚、板状部材（金属板）１１への各ケーブル３の外部導体３ｂの接続方法としては、板状部材１１の上にケーブル３および導電体１３を配置して、半田で板状部材１１に一括して導電接続することができる。このとき使用するのは１個の導電体１１で済むので、コネクタ低背化、コスト削減等が容易に可能である。

この半田付け作業の際に、併せて、ケーブル芯線３ａとＦＰＣ１５のケーブル接続部１５ａとの導電接続を行うことが可能であり、非常に合理的である。

板状部材１１に予め施しておくべきメッキとしては、外部導体３ｂの接続される範囲に帯状に、半田親和性の高いメッキを使用し、その他の部分に半田親和性の低いメッキかメッキを付けないようにすることができる。これによれば、半田付け作業時に半田が不要な部分に流れ込まず、作業性が著しく改善される。
なお、板状部材１１の折れ曲がり部１１ｂの側部外面に固定されるＦＰＣ部分に代えて、折れ曲がり部１１ｂの側部内面に固定されるＦＰＣ部分のみに接触用パッド１５ｂを設ける構成も可能である。さらには、板状部材１１の折れ曲がり部１１ｂの両側にまたがって橋渡しするように両側のＦＰＣ部分に接触用パッド１５ｂを設ける構成も可能である。

［第２実施形態］
図６〜図１０を参照して、本発明の第２実施形態のコネクタについて説明する。もっとも、上記第１実施形態の構造要素と同一または共通するものについては同一の参照符号を付すと共に、重複・共通する説明については適宜省略し、特徴的な内容について簡潔に説明する。

尚、便宜上、図６、図７、図８、図９では、ケーブル３を４つのみ描いてあり、コンタクト１７を４つのみ描いてある。

この第２実施形態のコネクタにおける顕著な特徴は、板状部材１１の折れ曲がり部１１ｂの外面および内面（すなわち、側部外面および側部内面）に位置するＦＰＣ部分において、接触用パッド１５ｂを交互に（千鳥状に）設けた点、および、それに対応するように、接触用パッド１５ｂに物理的に接触すべきコンタクト部分１７ｃが嵌合空間内に同じく千鳥状に位置するように、コンタクト１７をソケット２９内に配置構成した点にある。

この特徴により、接触パッド間のピッチ（相互間隔）を、上記第１実施形態の場合に比べて、約１／２にすることが可能となり、したがって、より狭いピッチのコネクタが実現できる。コンタクト１７で板状部材１１（ＦＰＣ１５の接触用パッド１５ｂ）を両側から挟みこむために、均等なかつ安定した接触圧力を確保・維持することが可能である。

以上、特定の実施形態を参照して本発明を詳細に記載及び図示したが、其の記載は限定的な意味で解釈されるべきでない。本発明の他の実施形態は、本明細書を参照することにより、当業者にとって明らかになろう。すなわち、開示した実施形態の様々な変更が可能であり、従って、本願の請求の範囲に記載した発明の範囲から逸脱せずに、其のような変更を行うことができる。

コネクタ接続作業の作業性・信頼性に優れたコネクタを提供できる。小型で低背なコネクタを提供できる。製造安価で簡易なコネクタを提供できる。

Claims (6)

1. 複数のケーブルがプラグ一方側に配置されるプラグと、ベース基板に実装されるプラグ接続用のソケットと、を含むコネクタであって、
   プラグは、板状部材と、板状部材の周囲に固定されたフレキシブル基板と、を含み、
   板状部材は、ベース基板の基板面に略平行な平面部と、プラグ他方側に設けられ、ベース基板に略垂直な方向に延びる折れ曲がり部と、を含み、
   ソケットは、プラグおよびソケットのコネクタ接続時に、ベース基板に略垂直な方向に、折れ曲がり部を受け入れる嵌合空間を含み、
   板状部材の折れ曲がり部に固定されるフレキシブル基板部分は、前記コネクタ接続時における導通要素を構成する接触用パッドを含み、
   ソケットは、嵌合空間内に弾性変形可能な先端が位置して対応導通要素を構成するコンタクトを含み、
   接触用パッドは、板状部材の折れ曲がり部の側部外面および側部内面に位置するフレキシブル基板部分のそれぞれに交互に設けられたことを特徴とするコネクタ。
2. 請求項１に記載のコネクタにおいて、
   接触用パッドは、板状部材の折れ曲がり部の両側にまたがって橋渡しするように両側のフレキシブル基板部分に設けられることを特徴とするコネクタ。
3. 請求項１に記載のコネクタにおいて、
   フレキシブル基板は、ケーブルと接合される複数のケーブル接続部を含み、
   各ケーブル接続部は、対応する１のケーブルと、対応する１の接触用パッドと、を一意的に導通接続することを特徴とするコネクタ。
4. 請求項３に記載のコネクタにおいて、
   ケーブル接続部は、板状部材の平面部の両面のうち、コネクタ接続時にベース基板に近い側の面に固定されたフレキシブル基板部分に設けられることを特徴とするコネクタ。
5. 請求項１に記載のコネクタにおいて、
   ケーブルは、中央の心線と、その周りの外部導体と、全体を覆うシースと、を含み、
   板状部材は、金属板を含み、
   ケーブルの外部導体は、板状部材に半田付けされることを特徴とするコネクタ。
6. 請求項５に記載のコネクタにおいて、
   ケーブルの外部導体が半田付けされる板状部材部分は、半田親和性の高いメッキが適用され、その他の部分は、半田親和性の低いメッキが適用されることを特徴とするコネクタ。

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