JP4883670B2 - 電気コネクタ - Google Patents

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Description

本発明は、配線板の電気接点が形成された端部を受容してこれと電気的接続を行うための電気コネクタに関し、特に、メモリモジュールを情報機器に装着するために好適な電気コネクタに関する。
電子部品が実装されたプリント配線板などの基板端部に接触用の導体パターン(電気接点)を設けておき、この電気接点を含む基板端部を電気コネクタに直接に挿入することによって電気的接続を行うことが行われている。このようなプリント配線板用の電気コネクタはエッジソケットコネクタと呼ばれる。
図7は、従来のエッジソケットコネクタ(以下では単にソケットという。)の一例を示す(特許文献1 図9,10)。このソケット500は、半導体メモリ素子が実装された小型基板10(メモリモジュール)をパーソナルコンピュータなどの情報機器の親基板(マザーボード)に取り付けるために好適な、零挿入力(ZIF)型ソケットとして構成されたものである。
図7(A)は、ソケット500およびこれに接続される小型基板10を示す斜視図である。ソケット500は、小型基板10の電気接点が設けられた一端を受容するスロット510aを有する絶縁ハウジング510と、受容した小型基板10の電気接点12と弾性的に接触して電気的に接続する複数のコンタクト520を備えている。ソケット500は、絶縁ハウジング510の下面から露出するコンタクト520のタイン部を半田付けすることによって、図示していない親基板に実装される。
絶縁ハウジング510には、幅方向(長手方向)について非対称な位置(ここでは、挿入される小型基板10から見て右寄りの位置)に、円柱状の位置決め突起530が一体に形成されている。この位置決め突起530は、小型基板10の端部の切欠き13と係合して小型基板10をスロット510aの所定位置に案内するためのものである。この非対称な位置に設けられた位置決め突起530によって、小型基板10がスロット510aに誤挿入されることが防止されると共に、各電気接点12がそれぞれ所定のコンタクト520に接続されるように小型基板10の幅方向の受容位置が規制される。
絶縁ハウジング510の両側には、小型基板10を固定保持するための内向きの爪540aがそれぞれの先端に形成された、弾性を有する保持アーム540が対向配置されている。
図7(B)は、ソケット500のスロット510aに挿入された小型基板10が、保持アーム540によって固定保持された状態を示す斜視図である。
ZIF型のソケットとして構成されたソケット500に小型基板10を電気的に接続する際には、小型基板10の電気接点が設けられた一端をソケット500のスロット510aに斜め上方から挿入した後に、小型基板10が親基板と平行になるまでコンタクト520の弾性に抗しながらその他端を押し下げる。そして、小型基板10の両側端を、ソケット500の両側にそれぞれ設けられた一対の保持アーム540によって固定する。これにより、スロット510aに挿入する際には力を必要とせずに、一端側が絶縁ハウジング510に受容された小型基板10をソケット500に取り付けて、各電気接点12とコンタクト520とが弾性的に接触して電気的に接続されている状態に保持することができる。
しかし、位置決め突起530の幅および/または小型基板10の切欠き13の幅には、許容された公差の範囲内でばらつきがあるため、ソケット500の位置決め突起530のように、位置決め突起が単なる凸状の部材である場合には、両者の幅を常に一致させることができずに隙間を生じる場合がある。このため、小型化および高密度化の要請に伴ってソケット500の複数のコンタクト520の中心間隔(ピッチ)が小さくなると、小型基板10の各電気接点12の中心をソケット500の対応するコンタクト520の中心に常に一致させることが困難になり、これらの間に位置ずれを生じてしまうという問題がある。
図8は、この問題を解決するために提案された、従来の別のソケットの一例を示す(特許文献1 図1)。このソケット600は、その両側に2枚の小型基板10を接続できるようにされている点が異なるが、基本的な構成は前述した従来のソケット500と同様である。すなわち、各小型基板10の電気接点が設けられた一端をそれぞれ受容する2つのスロット610aを有する絶縁ハウジング610と、各小型基板10の複数の電気接点12と弾性的に接触する複数のコンタクト620を備え、図示していない親基板に実装される。絶縁ハウジング610の両側には、それぞれの先端に小型基板10を保持するための内向きの爪640aが形成された、弾性を有する保持アーム640が対向配置されている。一端がスロット610aに挿入された小型基板10は、その側面の凹部10bに係合する爪640aによって固定保持される。
絶縁ハウジング610の各スロット610aには、その幅方向について非対称な位置に、円柱状の位置決め突起に代えて、先端に弾性部材630が配置された位置決め突起610b(図10)が一体に形成されている。
図9は、この位置決め突起610bの先端に配置される弾性部材630の詳細を示す(特許文献1 図2)。弾性部材630は、絶縁ハウジング610の各スロット610aに一体に形成された位置決め突起610bに差し込まれる基部631と、基部631からハ字状に弾性的に拡がりながら延びる一対の保持アーム632と、各保持アーム632の先端に形成されて小型基板10の端部の切欠き13と係合する曲面状のガイド部633とによって構成される。ガイド部633は、絶縁ハウジング610の位置決め突起610bの先端を包むような湾曲形状にされているので、小型基板10の切欠き13内にスムーズに挿入され、ハの字状に開いた保持アーム632のばね力によって切欠き13の内側壁に弾性的に圧接して小型基板10をスロット610aの所定位置に案内する。これによって、小型基板10のソケット600への誤挿入が防止されると共に、電気接点12のそれぞれが所定のコンタクト620に接続されるように小型基板10の受容位置が規制される。
特開2002−164118号公報
従来のソケット600によれば、絶縁ハウジング610に一体に形成された位置決め突起610bの先端に別体の弾性部材630を配置したことにより、そのガイド部633が弾性的に拡がって小型基板10の切欠き13の内側壁に常に圧接するので、ガイド部633の幅と小型基板10の切欠き13の幅とを常に一致させることができる。このため、小型基板10の切欠き13の幅やソケット600の位置決め突起の幅のばらつきに起因して小型基板10の受容位置にずれを生じることがないとされる。
しかし、図10に示すように、弾性部材630の一対の保持アーム632は位置決め突起610bの中心に対して必ずしも左右対称に拡がらないため、小型化および高密度化の要請に伴ってソケット600の複数のコンタクト間のピッチ(小型基板10の電気接点12のピッチ)がさらに小さくなると、挿入された小型基板10の各電気接点12の中心をソケット600の対応するコンタクト620の中心に常に一致させることが困難になる。したがって、各電気接点12がコンタクト620と確実に整合するように小型基板10の受容位置を規制することが困難であるという問題は、依然として存在する。
本発明は、このような状況をふまえてなされたものであり、接続される小型基板の受容位置を、その各電気接点がコネクタ側の所定のコンタクトと整合するように規制して、これらの間に位置ずれを生じない電気コネクタを提供することを目的とする。
本発明の請求項1に係る電気コネクタは、配線板の、複数の電気接点が配置された端部を受容する絶縁ハウジングと、前記絶縁ハウジングに該絶縁ハウジングと一体成形で形成された、前記配線板の前記端部の切欠きに嵌入して前記配線板の受容位置を規制するための位置決め突起と、前記絶縁ハウジングに保持された、前記配線板の電気接点と弾性的に接触する複数のコンタクトとを備えるものであって、前記位置決め突起が、前記切欠きの幅以下の厚さをもつ下部および前記切欠きの幅より大きい厚さをもつ上部を有し、厚さが対称に変化する中間部分によって前記下部及び上部がつながれていることを特徴とするものである。
また、本発明の請求項2に係る電気コネクタは、請求項1に記載の電気コネクタにおいて、前記絶縁ハウジングに前記端部が受容された前記配線板を、その電気接点が前記コンタクトと弾性的に接触している状態に保持する保持手段を、さらに備えることを特徴とするものである。
本発明の請求項1に係る電気コネクタによれば、配線板の、複数の電気接点が配置された端部を受容する絶縁ハウジングと、前記絶縁ハウジングに形成された、前記配線板の前記端部の切欠きに嵌入して前記配線板の受容位置を規制するための位置決め突起と、前記絶縁ハウジングに保持された、前記配線板の電気接点と弾性的に接触する複数のコンタクトとを備え、前記位置決め突起が、前記切欠きの幅以下の厚さをもつ部分および前記切欠きの幅より大きい厚さをもつ部分を有し、厚さが対称に変化する中間部分によって前記両方の部分がつながれているので、前記切欠きの幅が前記位置決め突起の厚さよりも大きい場合であっても、前記電気接点と前記対応するコンタクトとの間に位置ずれを生じないように前記小型基板の受容位置を規制することができる。しかも、請求項1に係る電気コネクタは、そのために弾性部材などの付加的な部材を必要とすることもない。
また、本発明の請求項2に係る電気コネクタは、請求項1に記載の電気コネクタにおいて、前記絶縁ハウジングに端部が受容された前記配線板を、その電気接点が前記コンタクトと弾性的に接触している状態に保持する保持手段を、さらに備えるので、前記電気接点と前記対応するコンタクトとの間に位置ずれを生じないように規制された受容位置に前記小型基板を保持することができる。
以下に、本発明に係る電気コネクタの第1の実施形態について、図1〜図5を参照しながら説明する。なお、小型基板10については、従来と同様に構成されたものを用いることができるので、再度の説明を省略する。また、各図面における上下および左右を、そのまま上方下方および左方右方として説明する。
図1および図2は、本発明に係る電気コネクタの実施形態の一例であるソケットの主要部を示す斜視図であり、小型基板の端部がスロットに挿入されている状態を模式的に示している。
このソケット100は、メモリモジュールなどの小型基板10を接続することができるZIF型のソケットであり、小型基板10の電気接点が形成された一端を受容するスロット110aを有する絶縁ハウジング110と、小型基板10の両面に設けられた複数の電気接点とそれぞれ弾性的に接触する複数のコンタクト120,121(図4)を備えている。ソケット100は、絶縁ハウジング110の下面から露出するコンタクト120,121のタイン部120a,121aを半田付けすることによって、パーソナルコンピュータのマザーボードなどの親基板に実装される。絶縁ハウジング110の下部に設けられたボス110b(図4)は、親基板上の所定位置にソケット100を位置決めするためのものである。
絶縁性のプラスチックにより形成される絶縁ハウジング110のスロット110aには、その幅方向について非対称な位置に、小型基板10が挿入される向きに突出するリブ状の位置決め突起130が一体に形成されている。この位置決め突起130は、スロット110aに挿入される小型基板10の端部の切欠き13に嵌入して小型基板10を所定の受容位置に案内するためのものである。この位置決め突起130によって、小型基板10の誤挿入が防止されると共に、小型基板10の各電気接点がソケット100の所定のコンタクトに接続されるように小型基板10の幅方向の受容位置が規制される。リブ状の位置決め突起130の上部130aの厚さは、その下部130bの厚さよりも大きくされている。また、上部130aと下部130bは、下部130bから上部130aに向かうにつれて対称に厚くなるようにされたテーパ状の中間部130cによってつながれている。
ここで、図1は、小型基板10の切欠き13の幅がリブ状の位置決め突起130の下部130bの幅と等しい場合(または、切欠き13の幅が位置決め突起130の下部130bの幅より僅かに広いが、その差が小型基板10およびコンタクト120の間隔よりも十分に小さく両者の幅が等しい場合と同視できる場合)を示している。この場合には、小型基板10の切欠き13に位置決め突起130の下部130bが嵌入していれば、ソケット100のスロット110aへの挿入角度θにかかわらず、小型基板10の幅方向の受容位置が位置決め突起130の下部130bによって規制される。
なお、上記の場合に、一端をスロット110aに挿入した状態で、他端を図中に矢印Aで示す向きに引き上げて小型基板10の角度θを大きくしていくと、切欠き13がテーパ状の中間部130cに干渉し、下部130bよりも幅が大きい中間部130cを切欠き13に嵌入させることができない状態に至る。以下では、スロット110aに挿入された小型基板10の、切欠き13に位置決め突起130の下部130bが嵌入している状態における最大の角度をθ1(θ≦θ1)とする。
一方、図2は、小型基板10の切欠き13の幅が、リブ状の位置決め突起130の下部130bの幅よりも広く、かつ、上部130aの最大幅よりも狭い場合を示している。この場合には、小型基板10の切欠き13と位置決め突起130の下部130bとの間に隙間を生じるため、スロット110aに挿入されている小型基板10の受容位置を位置決め突起130の下部130bによって規制することができない。
しかし、本発明に係るソケット100は、次に説明するように、この場合であっても、小型基板10の幅方向の受容位置を、各電気接点12がコンタクト620と確実に整合するように規制できるようにされている。
図3は、ソケット100のリブ状の位置決め突起130を、スロット110aに挿入される小型基板10側から見た正面図である。
位置決め突起130は、図3(A)に示すように、一様な厚さを有する下部130bと、下部130bよりも厚くされた部分である上部130aと、これらの間にあって厚さが左右対称に連続的に変化するようにされたテーパ状の中間部130cとから構成されている。小型基板10の切欠き13の幅が位置決め突起130の下部130bの厚さとほぼ等しい場合には、図3(B)に示すように、切欠き13に位置決め突起130の下部130bが嵌入することにより小型基板10が位置決めされる。一方、小型基板10の切欠き13の幅が位置決め突起130の下部130bの厚さよりも大きく、かつ、上部130aの厚さよりも小さい場合には、図3(C)に示すように、切欠き13に位置決め突起130の中間部130cが嵌入することにより小型基板10が位置決めされる。つまり、一端がスロット110aに挿入された小型基板10の角度θを前記θ1よりも大きくする操作によって、切欠き13の幅が、位置決め突起130の下部130bの幅より大きい場合であっても、テーパ状にされた中間部130cのある部分の厚さと必ず一致するように構成されているのである。
次に、小型基板10の切欠き13の幅が位置決め突起130の下部130bの厚さよりも大きく、かつ、上部130aの厚さよりも小さい場合に、ソケット100挿入された小型基板10を所定の受容位置に導く手順を、図4および図5を参照しながら説明する。
図4はソケット100をコンタクト120,121の配列方向(長手方向)と直交する面で切断した断面図であり、図4(A)は挿入された小型基板10の下側に弾性アームが位置するコンタクト121が現れる切断位置における断面を、図4(B)は挿入された小型基板10の上側に弾性アームが位置するコンタクト120が現れる切断位置における断面を、それぞれ示す。また、図5は、ソケット100の平面図である。
図4(A)に破線で表された小型基板10は、一端が斜め上方からスロット110aに挿入され、前記の最大角度θ1にされた状態を示す。小型基板10がスロット110aに挿入されると、小型基板10の端部の上下面に形成された複数の電気接点は、それぞれ複数のコンタクト120,121に接触する。各コンタクト120,121は、絶縁ハウジング110に圧入固定され、いずれも小型基板10の電気接点と接触を保ったままで弾性変位できる弾性アームを有している。この状態では、小型基板10の切欠き13の幅が位置決め突起130の下部130bの厚さよりも大きく、かつ、上部130aの厚さよりも小さいために、切欠き13とこれに嵌入している位置決め突起130の下部130bとの間には幅方向に隙間を生じる。
一方、図4(A)に実線で表された小型基板10は、一端がスロット110aに挿入された後に他端が矢印Aで示す向きにさらに押し上げられた状態を示す。この状態では、切欠き13に位置決め突起130のテーパ状の中間部130cが嵌入しており、小型基板10がすでに所定の受容位置に位置決めされている。すなわち、一端がスロット110aに挿入された小型基板10の角度θを一旦前記の最大角度θ1以上にすることによって、各電気接点12の中心と対応するコンタクト520の中心の間に位置ずれを生じていても、切欠き13が、下部130bから上部130aに向かって左右対称に連続的に厚くなるテーパ状の位置決め突起130の中間部130cに沿ってスライドしながらセンタリングされるのである。そして、幅方向について所定位置に位置決めされた小型基板10の他端を、コンタクト120,121の弾性に抗しながら親基板と平行になるまで図中に矢印Bで示す向きに押し下げることによって、電気接点12とコンタクト120,121とが弾性的に接触している状態を得る。この状態は、図5に示すように、絶縁ハウジング110の両側に対向配置された一対の保持手段である、弾性を有する保持アーム140の内向きの爪140aによって小型基板10の両側端を固定することによって維持される。
以上説明した本発明に係る電気コネクタの一実施形態であるソケット100によれば、小型基板10のスリット状の切欠き13の幅および/またはリブ状の位置決め突起130の幅にばらつきがあっても、小型基板10をスロット110aに挿入する角度を変化させる操作によって、切欠き13の幅と位置決め突起130のいずれかの部分の幅とが、ある挿入角度で必ず一致するようにされている。したがって、ソケット100に接続される小型基板10の切欠き13の幅に一定範囲のばらつきがあっても、小型基板10の複数の電気接点12とコネクタ100の複数のコンタクト120,121を、正しく接続することができる。
次に、本発明に係る電気コネクタの第2の実施形態について、図6を参照しながら説明する。この第2の実施形態としての電気コネクタ100’は、絶縁ハウジングのスロットに挿入される小型基板10の受容位置を規制するための位置決め突起230の形状が第1の実施形態として例示したソケット100の位置決め突起130の形状と異なっている点を除けば、ソケット100と同一の構成にすることができる。そこで、以下では、位置決め突起についてのみ説明し、その他の部分についてはソケット100対応する部分と同一の符号を付して説明を省略する。
図6は、本実施形態における位置決め突起230と、これに係合する小型基板10の切欠き13を、模式的に示す平面図である。
位置決め突起230は、スロット110aに絶縁ハウジング110と一体に形成された、小型基板10が挿入される向きに突出するリブ状の部分である。この位置決め突起230は、その下部から上部にわたる各部の厚さが同一であり、その両側面に小突起230d,230eが左右対称に形成されている。
小突起230d,230eは、第1の実施形態における位置決め突起130の中間部130cないし上部130aに相当する位置に形成され、スロット110aに斜め上方から挿入される小型基板10の切欠き13と係合するように上下(垂直)方向に延びる縦長の形状にされている。
スロット110aに挿入される小型基板10の切欠き13の幅が位置決め突起230の厚さとほぼ等しい場合には、切欠き13と小突起230d,230eが干渉しないように(水平に対して相対的に小さい角度で、前記第1の実施形態における位置決め突起130の下部130bに相当する位置に)小型基板10をスロット110aに挿入する。この場合には、切欠き13に嵌入する位置決め突起230の下部によって小型基板10の受容位置が規制される。
一方、スロット110aに挿入される小型基板10の切欠き13の幅が位置決め突起230の厚さよりも大きい場合には、切欠き13と小突起230dまたは230eが干渉するように(水平に対して相対的に大きい角度で、前記第1の実施形態における位置決め突起130の中間部130cないし上部130aに相当する位置に)小型基板10をスロット110aに挿入する。
各小突起の高さは、切欠き13の内側面に小突起230eが接しなくても次の小突起230dが接するように、切欠き13に位置決め突起230が挿入されるにしたがって相対的に高くなるようにされている。なお、各小突起は、位置決め突起230と切欠き13との間に隙間を生じないように、切欠き13の内側面に圧接されると押し潰されるようにされている。このように、位置決め突起230の両側に対称に形成された小突起230dおよび230eの少なくとも一つが切欠き13の内側面に接することによって、小型基板10の各電気接点12の中心と対応するコンタクト120の中心の間に位置ずれを生じていても、切欠き13がセンタリングされて小型基板10の受容位置が規制される。
なお、上述した本発明に係る電気コネクタの第2の実施形態において、位置決め突起23の両側にそれぞれ設けられる小突起の数は、2つに限定されるものではない。また、各小突起の高さは、切欠き13の最大幅を大きく超えない範囲で、スロット110aに挿入される小型基板10から見て順次高くなるようにされていれば良い。すなわち、リブ状の位置決め突起230の先端部と両側面に設けられた小突起とによって、小型基板10の切欠き13がスムーズに案内されるように適宜選択されるべきものである。
以上例示した、本発明に係る電気コネクタの実施形態であるソケット100(100’)は、コンタクト120,121が絶縁ハウジング110の幅方向に100極ずつ上下に交互配置されているものである。この場合、互いに隣接するコンタクトの中心間隔(ピッチ)は、例えば0.6mmである。通常、小型基板10の切欠き13の幅に許容される寸法公差は1mm程度であるのに対し、ソケット100の幅方向に許容される受容位置のずれは最大0.25mm程度である。したがって、本発明に係るソケット100によれば、小型基板10の電気接点12とコンタクト120,121との間の相対的な位置ずれを、許容される程度に抑制できる。
なお、以上の説明においてはソケット型の電気コネクタのみを例示したが、本発明は、これに限定されるものではなく、いわゆるプリント配線板等のエッジを受容して電気的接続を行う電気コネクタに広く適用できるものである。
本発明に係る電気コネクタの一実施形態であるソケット100の主要部を示す斜視図であり、小型基板10の切欠き13の幅がリブ状の位置決め突起130の下部130bの幅とほぼ等しい場合における係合状態を示すものである。 本発明に係る電気コネクタの一実施形態であるソケット100の主要部を示す斜視図であり、小型基板10の切欠き13の幅がリブ状の位置決め突起130の下部130bの幅よりも広く、かつ、上部130aの最大幅よりも狭い場合における係合状態を示すものである。 本発明に係る電気コネクタの一実施形態であるソケット100のリブ状の位置決め突起130を小型基板10側から見た正面図であり、図3(A)は小型基板10が係合していない状態を、図3(B)は位置決め突起130の下部130bによって小型基板10が位置決めされている状態を、図3(C)は位置決め突起130の中間部130cによって小型基板10が位置決めされている状態を、それぞれ示す。 本発明に係る電気コネクタの一実施形態であるソケット100の縦断面を示す図であり、図4(A)は挿入された小型基板10の下側に弾性アームが位置するコンタクト121が現れる切断位置における断面を、図4(B)は挿入された小型基板10の上側に弾性アームが位置するコンタクト120が現れる切断位置における断面を、それぞれ示す。 本発明に係る電気コネクタの一実施形態であるソケット100の上面図である。 本発明に係る電気コネクタの別の実施形態である位置決め突起230について模式的に示す平面図である。 従来のソケットの一例を示す斜視図であり、図7(A)は小型基板およびソケットからなる分解斜視図、図7(B)は、ソケットのスロットに挿入された小型基板10が保持アームによって固定保持された状態を示す斜視図である。 従来のソケットの別の構成例を示す斜視図である。 図8に示す従来のソケットの位置決め突起に装着される弾性部材を示す斜視図である。 図9に示す弾性部材が装着された位置決め突起によって、小型基板の受容位置が規制される様子を模式的に示す平面図である。
符号の説明
10 小型基板
12 電気接点
13 切欠き
100,100’ ソケット
110 絶縁ハウジング
120,121 コンタクト
130,230 位置決め突起
130a 位置決め突起130の上部
130b 位置決め突起130の下部
130c 位置決め突起130の中間部
140 保持アーム
230e 小突起(低)
230d 小突起(高)

Claims (2)

  1. 配線板の、複数の電気接点が配置された端部を受容する絶縁ハウジングと、
    前記絶縁ハウジングに該絶縁ハウジングと一体成形で形成された、前記配線板の前記端部の切欠きに嵌入して前記配線板の受容位置を規制するための位置決め突起と、
    前記絶縁ハウジングに保持された、前記配線板の電気接点と弾性的に接触する複数のコンタクトとを備える電気コネクタにおいて、
    前記位置決め突起が、前記切欠きの幅以下の厚さをもつ下部および前記切欠きの幅より大きい厚さをもつ上部を有し、厚さが対称に変化する中間部分によって前記下部および上部がつながれていることを特徴とする電気コネクタ。
  2. 前記絶縁ハウジングに前記端部が受容された前記配線板を、その電気接点が前記コンタクトと弾性的に接触している状態に保持する保持手段を、さらに備えることを特徴とする請求項1記載の電気コネクタ。
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