JP5049361B2

JP5049361B2 - ソケット及びコネクタ

Info

Publication number: JP5049361B2
Application number: JP2010027431A
Authority: JP
Inventors: 洋二宮▲崎▼; 健治大倉
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2010-02-10
Filing date: 2010-02-10
Publication date: 2012-10-17
Anticipated expiration: 2030-02-10
Also published as: CN102195188B; KR101201591B1; KR20110093687A; US8562379B2; TW201205992A; US20110195610A1; CN102195188A; JP2011165495A; TWI424641B

Description

本発明は、互いに結合して電気的に接続されるソケットとヘッダとを備えるコネクタのソケットに関するものである。

従来から、図９に示すように、ソケット８１とヘッダ８２とから構成され、それぞれが実装される図示しないプリント配線板（例えば、ＦＰＣ基板やリジット基板）間を電気的に接続するコネクタが提供されている（例えば特許文献１参照）。以下、図９における上下左右を基準とし、上下左右方向と直交する方向を前後方向とする。

ソケット８１は、絶縁材料からなる略直方体状のソケット本体８１１と、帯板状の金属板が折曲されてソケット本体８１１に保持されるソケットコンタクト８１２とから構成される。

ソケット本体８１１は、その上面に接続凹部８１１ａが形成され、ソケット本体８１１の長手方向（前後方向）に沿って接続凹部８１１ａ内に複数のソケットコンタクト８１２が並設されている。そして、ケース本体８１１には、接続凹部８１１ａと左右各側壁とをそれぞれを接続する導出経路８１１ｂが形成され、ソケットコンタクト８１２の一端が、導出経路８１１ｂを介してケース本体８１１における左右各側壁の外側面から突出する。

ヘッダ８２は、絶縁材料から成るヘッダ本体８２１と、帯板状の金属板が折曲されてヘッダ本体８２１に保持されるヘッダコンタクト８２２とから構成される。

そして、ヘッダ８２を接続凹部８１１ａに挿入することで、ヘッダコンタクト８２２が、ソケットコンタクト８１２に接触導通し、ソケット８１とヘッダ８２とが電気的に接続される。

そして、ソケット本体８１１の側壁の外側面から突出する各ソケットコンタクト８１２は、その先端部が前後方向に沿って並設され、当該先端部がプリント配線板の配線パターンに各々半田接続される。ここで、各ソケットコンタクト８１２における上記先端部の位置が、互いに上下方向で大きくばらつくと、ソケット８１とプリント配線板との接続状態が不安定になる虞があった。

そのため、ソケット８１とプリント配線板とを半田接続する前に、複数のソケットコンタクト８１２における各先端部の平坦度を測定し、当該各先端部のばらつきが所定の範囲内に収まっているかを検査する必要がある。ここで、上記検査は、図１０、１１に示すように、ソケット８１が載置されるレール９１と、当該レール９１の一面に所定の間隔を空けて対向して設けられる一対の検査治具９２とを用いたゲージ検査を行う。ここで、ソケット８１は、エアーが吹き付けられることによってレール９１に沿って搬送される。

一対の検査治具９２は、ソケット８１が搬送される方向（図１０における矢印の方向）に対して垂直な方向で互いに対向して設けられ、搬送されてきたソケット８１が一対の検査治具９２間を通過する。その際、ソケットコンタクト８１２の先端部が、レール９１と検査治具９２との隙間Ｇを通過して検査治具９２に接触しなければ良品（先端部のばらつきが小さい）と判断する。一方、ソケットコンタクト８１２が、検査治具９２に接触した場合は、不良品（先端部のばらつきが大きい）と判断する。

ここで、ソケット８１の図１１における左右方向の寸法を幅寸法Ｌとし、ソケット本体８１１から突出するソケットコンタクト８１２の突出長さをＰ、ソケットコンタクト８１２と検査治具９２との係り代をＱとする。

特開２００７−１６５１９５号公報

上記従来例におけるコネクタは、小型化が望まれていることから幅寸法Ｌを小さくする必要があり、当該幅寸法Ｌを小さくするためには、ソケットコンタクト８１２の突出長さＰを短くする必要があった。
しかしながら、図１２に示すように、突出長さＰを短くすると、幅寸法Ｌを短くできるが、係り代Ｑを十分に確保することができなくなる（図１２では係り代Ｑは０となっている）。つまり、上記検査を正確に行うことができなくなってしまうといった問題があった。また、検査方法として画像検査を用いた場合には、上記ゲージ検査に比べて精度が悪くなってしまう。

本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、小型化を図りつつもソケットコンタクトの平坦度を精度よく検査可能であるソケットを提供することにある。

上記課題を解決するために第１の発明は、絶縁材料から略直方体状に形成されて一面に接続凹部が掘穿されるソケット本体と、前記接続凹部に前記ソケット本体の長手方向に沿って並設され、一端側が前記ソケット本体に形成される導出経路を介して前記ソケット本体の短手方向で対向する両側壁の内の少なくとも一方の側壁の外側面から突出する複数のソケットコンタクトとから構成され、前記ソケット本体は、前記ソケットコンタクトが突出する側壁において、少なくとも前記ソケットコンタクトの周部に凹み部が形成され、前記凹み部は、前記ソケットコンタクトが突出するソケット本体の側壁において、長手方向一端から他端の全範囲にかけて連続して形成され、前記ソケットコンタクトが前記凹み部の底面から突出し、前記凹み部の内壁が前記凹み部の底面と鈍角をなして傾斜することを特徴とする。

第２の発明は、第１の発明に記載のソケットと、絶縁材料からなるヘッダ本体及びこのヘッダ本体に保持される複数のヘッダコンタクトからなるヘッダとを備え、前記接続凹部にヘッダが挿入されてこのヘッダのヘッダコンタクトとソケットコンタクトとが各々接触導通することを特徴とする。

以上説明したように、本発明では、小型化を図りつつもソケットコンタクトの平坦度を精度よく検査可能であるソケットを提供するという効果がある。

本発明の実施形態１におけるコネクタの断面図を示す。同上におけるヘッダの斜視図を示す。同上におけるソケットの斜視図を示す。同上におけるソケットコンタクトの斜視図を示す。同上におけるソケットの検査時の断面図を示す。同上におけるソケットの検査時の断面図を示す。本発明の実施形態２におけるソケットの斜視図を示す。同上におけるソケットの検査時の斜視図を示す。従来例におけるコネクタの断面図を示す。同上におけるソケットの検査時の斜視図を示す。同上におけるソケットの検査時の断面図を示す。ソケットコンタクトを短くした場合の検査時の断面図を示す。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

（実施形態）
本実施形態におけるソケットについて、図１〜６を用いて説明を行う。

本実施形態のソケットを備えるコネクタは、図１に示すように、第１のプリント配線板（図示せず）に実装されるヘッダ１と、第２のプリント配線板（図示せず）に実装されるソケット２とからなる。ソケット２はヘッダ１が挿抜される接続凹部２１ａを有し、第１のプリント配線板と第２のプリント配線板とを互いに対向させる形でヘッダ１を接続凹部２１ａに挿入すれば、ヘッダ１とソケット２とを介して第１のプリント配線板と第２のプリント配線板とが互いに電気的に接続されるものである。

以下、上下左右は図１を基準として説明する。すなわち、接続凹部２１ａへのヘッダ１の挿入方向を下方向と呼び、接続凹部２１ａからヘッダ１を抜く方向を上方向と呼ぶ。つまり、以下の説明における上下方向が、請求項における挿抜方向である。また、図１の紙面に直交する方向を前後方向と呼ぶ。

ヘッダ１は、図１、２に示すように、ヘッダ本体１１と、ヘッダ本体１１の左右両端部にそれぞれ複数個ずつ前後に並べて保持されたヘッダコンタクト１２と、第一の配線板のグランドパターンに電気的に接続されるグランドコンタクト１３とを備える。

ヘッダ本体１１は、例えば合成樹脂のような絶縁材料から略直方体状に形成され、その下面に前後方向に長い内凹部１１ａが形成されている。

各ヘッダコンタクト１２は、それぞれ、ヘッダ本体１１の左右の外側面に露出する第一の接触部１２１と、第一の接触部１２１とともに内凹部１１ａの左右の縁を挟むＵ字形状をなし内凹部１１ａの内側に露出する第二の接触部１２２と、第二の接触部１２２の上端から左右方向の内、外向きに延長されて内凹部１１ａの底面を貫通しヘッダ本体１１の上端面に沿って左右に突出して実装に用いられる端子部１２３とを有する。各ヘッダコンタクト１２は、それぞれ例えばインサート成形によってヘッダ本体１１に保持されている。各ヘッダコンタクト１２は、それぞれ第１のプリント配線板に設けられた導電パターンに対して端子部１２３がはんだ付けされることにより、第１のプリント配線板に電気的に接続される。

グランドコンタクト１３は、ヘッダ本体１１内に保持される略Ｕ字状の被保持部１３１と、被保持部１３１の上端からヘッダ本体１１の上端面に沿って左右に突出してグランドパターンにはんだ付けされる端子部１３２とを有する。

ソケット２は、図１、３に示すように、上面に接続凹部２１ａが設けられたソケット本体２１と、接続凹部２１ａの内に保持されるソケットコンタクト１２２とから構成される。

ソケット本体２１は、例えば合成樹脂のような絶縁材料から略直方体状に形成され、上面に断面略矩形状の接続凹部２１ａが設けられ、接続凹部２１ａの底面略中央からは、前後方向に長い内凸部２１ｃが突設されている。そして、接続凹部２１ａの左右内壁には、各ソケットコンタクト２２の一部を収納する第一のコンタクト収納溝２１ｂが前後方向にそれぞれ並設されている。また、内凸部２１ｃの左右両側面には、各ソケットコンタクト２２の一部を収納する第二のコンタクト収納溝２１ｄが前後方向にそれぞれ並設されている。

また、ソケット本体２１の接続凹部２１ａの底面において、各ソケットコンタクト２２に対応する位置には、それぞれ、第一のコンタクト収納溝２１ｂと第二のコンタクト収納溝２１ｄとに連通する案内溝２１ｅが形成される。案内溝２１ｅは、ソケット本体２１における底面の左右両端から左右方向に沿ってそれぞれ中央へ向けて形成されている。

更に、ソケット本体２１における左右両側壁は、その下端部が前後方向に沿って連続的に切り欠かれて、上端側に比べて内側へ凹んだ断面略矩形状の凹み部２１ｆが形成されている。

ソケットコンタクト２２は、接続凹部２１ａにヘッダ１が挿入した際、接続凹部２１ａの内側において、ヘッダコンタクト１２に一対一に接触導通するようにソケット本体２１に保持される。

本実施形態では、ヘッダコンタクト１２とソケットコンタクト２２とはそれぞれ、弾性と導電性とを有する長細い金属板に曲げ加工が施され、幅方向を前後方向に向けて左右２列に前後に並べて複数組設けられている。

そして、ソケットコンタクト２２は、図４に示すように、厚さ方向を上下方向に向けてソケット本体２１よりも左右方向の外側に突出して実装に用いられる端子部２２１と、端子部２２１の左右の内、内側となる一方の端から上方向に延長されソケット本体２１に保持される被保持部２２２と、被保持部２２２の上端から左右方向のうち端子部２２１から離れる方向に延長された第一の連結部２２３と、第一の連結部２２３の先端から下方に延長されてヘッダコンタクト１２の第一の接触部１２１に接触する第一の接触部２２４と、第一の接触部２２４の下端から左右方向のうち被保持部２２２から離れる方向に延長された第二の連結部２２５と、第二の連結部２２５の先端から上方向に延長されて第一の接触部２２４との間にヘッダコンタクト１２を挟む形でヘッダコンタクト１２の第二の接触部１２２に弾接する第二の接触部２２６とを有する。すなわち、左右方向が請求項における端子方向である。

また、第一の接触部２２４の上端部には、第一の接触部２２４の他の部位よりも左右方向のうち被保持部２２２から離れる方向に突出する曲面形状の被係合凸部２２４ａが設けられている。ヘッダ１がソケット２に完全に接続された状態では、第一の接触部２２４は被係合凸部２２４ａにおいてのみヘッダコンタクト１２に接触する。

さらに、第二の連結部２２５は、第一の接触部２２４から離れるにつれて上方へ傾斜させてあり、これにより第二の連結部２２５は第二の接触部２２６側の端部を第一の接触部２２４側の端部に対して下方に変位させるように弾性変形可能となっている。

また、第二の接触部２２６は先端を第二の連結部２２５へ向けるように曲げられたＪ字形状となっており、この曲げによって形成された凸曲面２２６ａにおいてヘッダコンタクト１２に弾接する。
そして、ソケットコンタクト２２は、ソケット本体２１の下方より、被保持部２２２から第二の接触部２２６までを案内溝２１ｅに通してソケット本体２１に取り付けられる。その際、ソケットコンタクト２２の端子部２２１が、案内溝２１ｅ内に収納され、端子部２２１の先端が、案内溝２１ｅを介してソケット本体２１における左右方向の側壁下端より突出する。つまり、ソケットコンタクト２２は、凹み部２１ｆ下端から突出する。

また、ソケットコンタクト２２の被保持部２２２と第一の連結部２２３とは、第一のコンタクト収納溝２１ｂに収納され、被係合凸部２２４ａは、第一のコンタクト収納溝２１ｂから弾性的に突出する。また、第二の接触部２２６は、第二のコンタクト収納溝２１ｄに収納され、第二の接触部２２６の上端部が、第二のコンタクト収納溝２１ｄから弾性的に突出する。

ここで、ソケットコンタクト２２の被保持部２２２と第一の接触部２２４とには、それぞれ上下方向の中央部において幅方向である前後方向の両側へ、圧入凸部２２２ａ，２２４ｂが突設されている。そして、各ソケットコンタクト２２は、それぞれ、各圧入凸部２２２ａ，２２４ｂがそれぞれ第一のコンタクト収納溝２１ｂの前後に対向する内面に圧入されることによってソケット本体２１に保持される。ここで、各圧入凸部２２２ａ，２２４ｂの上下両端部のそれぞれ前後両面は、それぞれ上下方向の端に向かって突出寸法を小さくするように傾斜しており、この傾斜面が第一のコンタクト収納溝２１ｂの内面によってガイドされることにより、ソケットコンタクト２２の所定位置への導入が容易となっている。

また、ヘッダコンタクト１２の第一の接触部１２１には、ヘッダ１を接続凹部２１ａに挿入した際、ソケットコンタクト２２の被係合凸部２２４ａを乗り越える係合凸部１２１ａが左右方向のうち外向きに突設されている。この構成により、係合凸部１２１ａが被係合凸部２２４ａを乗り越える際に作業者にクリック感を与えることができる。更に、ヘッダ１とソケット２とが接続された状態では、被係合凸部２２４ａが係合凸部１２１ａの下側に位置することによりヘッダ１とソケット２との間に保持力が生じている。また、係合凸部１２１ａの下端部には、上方へ向かって突出寸法を大きくする傾斜面が設けられており、ヘッダ１を接続凹部２１ａに挿入する際にはこの傾斜面上を被係合凸部２２４ａが摺動することにより、ヘッダ１の挿入に必要な力が低減される。これにより、ヘッダ１とソケット２との接続が容易となっている。

また、ヘッダコンタクト１２の第二の接触部１２２には、ソケットコンタクト１１の内凹部１１ａの内壁と対向する面に、上下に長い断面略Ｖ字状の退避凹部１２２ａが形成されている。ここで、ソケットコンタクト２２の第二の接触部２２６の外面は、幅方向（前後方向）の中央部が両端部よりも外側へ突出した曲面形状となっている。これにより、ヘッダ１とソケット２とが接続された状態では、ソケットコンタクト２２の第二の接触部２２６が、退避凹部１２２ａの開口縁に弾接する。そのため、ヘッダコンタクト１２やソケットコンタクト２２の第二の接触部１２２，６６に異物が付着していたとしても、この異物はヘッダ１を接続凹部２１ａに挿入した際に第二の接触部２２６に押されて退避凹部１２２ａに落とし込まれる。従って、異物が、ヘッダコンタクト１２とソケットコンタクト２２との間に挟まることがなく、退避凹部１２２ａによって接続信頼性が向上している。

ここで、ソケットコンタクト２２に対する平坦度検査の方法は、従来例と同様、ソケット２は、エアーが吹き付けられることでレール９１上を当該レール９１に沿って搬送される。そして、ソケット２が、一対の検査治具９３間を通過してレール９１と検査治具９３との隙間Ｇにソケットコンタクト２２を通過させることにより行う。なお、一対の検査治具９３の互いに対向する面の下端側には、挿入突部９３１がそれぞれ形成されている。また、挿入突部９３１の上端には、下方から上方へ向かうに従って外側方向へ傾斜する傾斜面９３１ａが形成されている。

上記構成からなる本実施形態のコネクタは、ソケット本体２１における左右各側壁の下端部に凹み部２１ｆが形成され、当該凹み部２１ｆの下端部よりソケットコンタクト２２の端子部２２１が突出している。そのため、図５に示すように、平坦度検査の際、一対の検査治具９３間にソケット２が搬送されると、ソケット本体２１の凹み部２１ｆに検査治具９３の挿入突部９３１が挿し込まれた状態となり、当該挿入突部９３１と端子部２２１とが凹み部２１ｆ内でも対向する。つまり、凹み部２１ｆの底面からソケットコンタクト２２の先端までの間で、挿入突部９３１との係り代Ｑを確保することができる。従って、ケットコンタクト２２のソケット本体２１からの突出長さＰを短くしたとしても、ソケットコンタクト２２の端子部２２１と検査治具９３との係り代Ｑを十分に確保することができて、ソケット２の幅寸法Ｌを短くすることができる。すなわち、本実施形態のソケットは、小型化を図りつつもソケットコンタクト２２の平坦度を精度よく検査可能となっている。

また、凹み部２１ｆが、ソケットコンタクト２２の並設方向（前後方向）に沿って連続的に形成されていることから、検査治具９３の挿入突部９３１が、凹み部２１ｆ内を前後方向に通過可能となっている。つまり、検査治具９３の挿入突部９３１を凹み部２１ｆに挿入してソケット２を前後方向へ移動させるだけで容易に検査を行うことができ、検査時間を短縮できて検査工数を低減することができる。

また、図６に示すように、凹み部２１ｆの上端部を、検査治具９３１の傾斜面９３１ａに沿って、下方から上方へ向かうに従って外側方向へ傾斜する傾斜面としてもよい。つまり、凹み部２１ｆの底面は、当該凹み部２１ｆにおける上側の内壁と鈍角をなしている。上記場合、凹み部２１ｆを形成する際にソケット本体２１から切り欠く量を、図５のソケット本体２１に比べて抑制でき、ソケット本体２１の強度を維持することができる。

（実施形態２）
本実施形態のソケットについて図７を用いて説明を行う。なお、以下、図７における上下左右方向を基準とし、上下左右方向と直交する方向を前後方向として説明を行う。

本実施形態のコネクタでは、ソケット本体２１に形成される凹み部２１ｇが、ソケット本体２１の左右各側壁において、ソケットコンタクト２２ごとに個別に形成されている点が、実施形態１と異なっている。なお、その他の構成については実施形態１と共通であるため、共通の符号を付して説明を省略する。

本実施形態では、図７に示すように、ソケット本体２１の左右各側壁の下端側に前後方向に沿って等間隔に凹み部２１ｇが形成されて、凹み部２１ｇの前後両端には当該凹み部２１ｇを仕切る隔壁２１ｈが残される。ここで、凹み部２１ｇは、その下端が案内溝２１ｅに連通している。すなわち、各凹み部２１ｇの下端からは、ソケットコンタクト２２が各々突出する。

上記構成からなるソケット２に対するソケットコンタクト２２の平坦度検査を行う際には、図８に示すように、レール９１上に載置されたソケット２をエアーによってレール９１に沿って搬送し、当該ソケット２が一対の検査治具９４間にくると搬送を一旦停止する。ここで、一対の検査治具９４は、当該一対の検査治具９４間にソケット２が搬送されてくるまでは、レール９１の搬送方向と垂直な方向においてレール９１から離れた位置に有る。そして、図８（ａ）に示すように、一対の検査治具９４間にソケット２が搬送されてくると、一対の検査治具９４はソケット２側へ移動する。

一対の検査治具９４は、互いに対向する面の下端にレール９１の搬送方向に沿って挿入突部９３２が並設されており、当該各挿入突部９３２の間隔は、各ソケットコンタクト２２の間隔と等しいものとなっている。そのため、一対の検査治具９４が、ソケット２側へ移動すると、図８（ｂ）に示すように、各挿入突部９３２が、各凹み部２１ｇにそれぞれ挿し込まれる。そして、検査治具９４が、ソケットコンタクト２２に接触しなければ良品と判断し、接触した場合には不良品と判断する。続いて、検査が終わると、図８（ｃ）に示すように、一対の検査治具９４はソケット２から離れ、当該ソケット２は再度レール９１に沿って搬送される。

上記構成からなる本実施形態のソケットは、ソケット本体２１に対して、ソケットコンタクト２２の平坦度検査を行うために最低限必要な箇所にのみ凹み部２１ｇが形成されている。従って、本実施形態のコネクタは、平坦度を精度よく検査可能であると共に、隔壁２１ｈが残された分だけ、ソケット本体２１からの切り欠き量を抑制でき、当該ソケット本体２１の強度を維持することができる。

１ヘッダ
２ソケット
１１ヘッダ本体
１２ヘッダコンタクト
２１ソケット本体
２２ソケットコンタクト
２１ａ接続凹部
２１ｆ凹み部

Claims

絶縁材料から略直方体状に形成されて一面に接続凹部が掘穿されるソケット本体と、
前記接続凹部に前記ソケット本体の長手方向に沿って並設され、一端側が前記ソケット本体に形成される導出経路を介して前記ソケット本体の短手方向で対向する両側壁の内の少なくとも一方の側壁の外側面から突出する複数のソケットコンタクトとから構成され、
前記ソケット本体は、前記ソケットコンタクトが突出する側壁において、少なくとも前記ソケットコンタクトの周部に凹み部が形成され、
前記凹み部は、前記ソケットコンタクトが突出するソケット本体の側壁において、長手方向一端から他端の全範囲にかけて連続して形成され、前記ソケットコンタクトが前記凹み部の底面から突出し、前記凹み部の内壁が前記凹み部の底面と鈍角をなして傾斜することを特徴とするソケット。
請求項１記載のソケットと、絶縁材料からなるヘッダ本体及びこのヘッダ本体に保持される複数のヘッダコンタクトからなるヘッダとを備え、前記接続凹部にヘッダが挿入されてこのヘッダのヘッダコンタクトとソケットコンタクトとが各々接触導通することを特徴とするコネクタ。