JP5078168B2 - コネクタ装置 - Google Patents

Description

互いに嵌合され得る第一コネクタと第二コネクタの対から成るコネクタ装置であって、第一コネクタと第二コネクタの嵌合時に複数種類の端子間接触がなされるコネクタ装置に関する。

図２１乃至図２３に、特開平１０−５０４１０号公報に開示された従来のコネクタ装置の一例を示す。このコネクタ装置は、互いに嵌合され得るプラグコネクタ１０１とレセプタクルコネクタ１０５の対から成る。図２１は、これらのコネクタの中心線断面図である。これらの各コネクタ１０１、１０５は、左右対称形状である。

各コネクタ１０１、１０５の中央付近に、それぞれ、コネクタの嵌合時に互いに接触し得る複数の信号端子１２０、１６０が設けてある。更に、これらの信号端子１２０、１６０を補助するため、言い換えれば、複数種類の端子間接触を可能とするため、コネクタ１０５の両端にグランド端子（固定金具）１８０が、これに対応して、コネクタ１０１の両端にグランド端子（固定金具）１４０が、それぞれ設けられている。更に、コネクタ１０５にあっては、固定金具１８０と信号端子１６０の間に設置されたガイド突起１５６に電源端子１７０が、これに対応して、コネクタ１０１にあっては、固定金具１４０と信号端子１２０の間に設置されたガイド突起保持部１１４に電源端子１３０が、それぞれ設けられている。図２２は、特に、コネクタ１０５のガイド突起１５６付近におけるＩ−Ｉ線断面図を、図２３は、特に、コネクタ１０１のガイド突起保持部１１４付近におけるII−II線断面図を、それぞれ示したものである。

コネクタの嵌合時に、コネクタ１０５のガイド突起１５６は、コネクタ１０１のガイド突起保持部１１４に挿入され、これに伴い、コネクタ１０５側に向かってガイド突起保持部１１４に垂設されたコネクタ１０１側の断面Ｕ字状のコンタクト部１３１が、コネクタ１０５側に向かってコンタクト保持孔１５７に垂設されたコネクタ１０５側の電源端子１７０によって挟持される。この結果、コネクタの嵌合時には、各コネクタ１０１、１０５の信号端子１２０、１６０、グランド端子１４０、１８０、電源端子１３０、１７０は、グランド端子、電源端子、信号端子の順に接触することになる。尚、コネクタ１０１のガイド突起保持部１１４の挿入口には、ガイド突起１５６をガイド突起保持部１１４へ案内するためのテーパー１３２が、同様に、コネクタ１０５のガイド突起１５６の上部外面には、テーパー１５８が、それぞれ設けられており、コネクタの斜め挿入を容易にしたものとなっている。

特開平１０−５０４１０号公報

しかしながら、上記の従来構成では、各コネクタ１０１、１０５の信号端子、グランド端子、電源端子は、グランド端子１４０、１８０、電源端子１３０、１７０、信号端子１２０、１６０の固定された順番で接触できるだけであり、それらの順番を自由に変更することはできない。このため、設計の自由度が狭く、コネクタ装置を応用できる機器が限定されてしまうといった問題があった。

また、上記の従来構成では、中空状態で垂設したコンタクト部１３１と、中空状態で垂設した電源端子１７０を接触させるものであることから、たとえテーパー１３２、１５８を用いた斜め嵌合が可能であるとしても、嵌合時にこじりが生じた場合には、コンタクト部１３１や電源端子１７０は簡単に破損してしまう。

本願発明はこれら従来技術における問題点を解決するためになされたものであり、端子の機能を自由に変更可能として、設計の自由度を高め、或いは、端子の接触タイミングを自由に変更可能として、接触を最適なものにできるようにし、更に、コネクタの嵌合時におけるこじり等によって破損しにくいコネクタ装置を提供することを目的とする。

本発明は、互いに嵌合され得る第一コネクタと第二コネクタの対から成るコネクタ装置であって、前記第一コネクタは、前記第一コネクタと前記第二コネクタの嵌合側に突出し、突出側に挿入口を設けた挿入空間を有する嵌合突出部と、前記嵌合突出部の中央付近に配置され、前記第一コネクタと前記第二コネクタの嵌合時に前記第二コネクタの第二信号端子と接触し得る第一信号端子と、前記嵌合突出部の両端の外壁に沿って配置された第一機能端子と、前記嵌合突出部の両端の内壁に沿って配置された第二機能端子と、を有し、前記第二コネクタは、前記第一コネクタと前記第二コネクタの嵌合時に前記第一コネクタの前記嵌合突出部が挿入され得る挿入孔と、前記挿入孔の内部に設けられ、前記嵌合側に突出し、前記第一コネクタと前記第二コネクタの嵌合時に前記挿入口を通じて前記挿入空間に挿入され得る被挿入部と、前記被挿入部の中央付近に配置され、前記第一コネクタと前記第二コネクタの嵌合時に前記第一コネクタの第一信号端子と接触し得る第二信号端子と、前記挿入孔の両端の内壁に沿って配置され、前記第一コネクタと前記第二コネクタの嵌合時に前記第一コネクタの前記第一機能端子と接触し得る第一機能端子と、前記被挿入部の両端の外壁に沿って配置され、前記第一コネクタと前記第二コネクタの嵌合時に前記第一コネクタの前記第二機能端子と接触し得る第二機能端子と、を有することを特徴としている。
上記コネクタ装置において、前記第一コネクタの前記第一機能端子は、前記嵌合突出部の横面外壁に沿って配置され、前記第一コネクタの前記第二機能端子は、前記嵌合突出部の横面内壁に沿って配置され、前記第二コネクタの前記第一機能端子は、前記挿入孔の横面内壁に沿って配置され、前記第二コネクタの前記第二機能端子は、前記被挿入部の横面外壁に沿って配置されていてもよい。

また、上記コネクタ装置において、前記第一コネクタの前記第一機能端子は固定状態で配置され、前記第一コネクタの前記第二機能端子は可動状態で配置され、前記第二コネクタの前記第一機能端子は可動状態で配置され、前記第二コネクタの前記第二機能端子は固定状態で配置されていてもよい。

また、上記コネクタ装置において、前記第一コネクタの前記第二機能端子は、前記第二コネクタの前記第二機能端子との接触時に、該接触を通じて変位可能な部分を有していてもよく、前記嵌合突出部の横面内壁に前記第一コネクタの前記第二機能端子を変位させるための空間が設けられていてもよい。

また、上記コネクタ装置において、前記第二コネクタの前記第一機能端子は、前記第一コネクタの前記第一機能端子との接触時に、該接触を通じて変位可能な部分を有していてもよく、前記挿入孔の横面内壁に前記第二コネクタの前記第二機能端子を変位させるための空間が設けられていてもよい。

更に、上記コネクタ装置において、前記第二コネクタの前記第二信号端子は、前記被挿入部に前記第二コネクタの長手方向に沿って複数並列に配置され、前記第二コネクタの前記第一機能端子及び前記第二機能端子は、前記長手方向の両端の各側にそれぞれ一組ずつ配置され、前記第一コネクタの前記第一信号端子は、前記嵌合突出部の横面内壁（７８）に前記第一コネクタの長手方向に沿って複数並列に配置され、前記第一コネクタの前記第一機能端子及び前記第二機能端子は、前記長手方向の両端の各側にそれぞれ一組ずつ配置されているのが好ましい。

更にまた、上記コネクタ装置において、前記第一コネクタの前記第一機能端子及び前記第二機能端子は、前記第一コネクタの長手方向の両端の各側において前記嵌合側に突出した案内手段にそれぞれ設けられていてもよい。
更に、上記コネクタ装置において、前記案内手段に前記嵌合側に向かって先細となるテーパーを設けていてもよい。

更に、上記コネクタ装置において、前記第一コネクタの、前記第一機能端子、前記第二機能端子、或いは、前記第一信号端子の、前記嵌合側における突出の度合い、又は、前記第二コネクタの、前記第一機能端子、前記第二機能端子、或いは、前記第二信号端子の、前記嵌合側における突出の度合いを調節し、前記第一コネクタと前記第二コネクタの嵌合時における、前記第一コネクタの前記第一機能端子と前記第二コネクタの前記第一機能端子との接触、前記第一コネクタの前記第二機能端子と前記第二コネクタの前記第二機能端子との接触、及び、前記第一コネクタの前記第一信号端子と前記第二コネクタの前記第二信号端子との接触のタイミングを調整するのが好ましい。

更にまた、上記コネクタ装置において、前記調節を行うことにより、前記第一コネクタの前記第一機能端子と前記第二コネクタの前記第一機能端子を接触させ、その後、前記第一コネクタの前記第一信号端子と前記第二コネクタの前記第二信号端子を接触させ、その後、前記第一コネクタの前記第二機能端子と前記第二コネクタの前記第二機能端子を接触させるように、接触のタイミングを調整しておくのが好ましい。

また、上記コネクタ装置において、前記第一コネクタの前記第一機能端子と、前記第二コネクタの前記第一機能端子は、グランド端子として用いられ、且つ、前記第一コネクタの前記第二機能端子と、前記第二コネクタの前記第二機能端子は、グランド端子又は電源端子又は検出端子として用いられてもよい。
また、上記コネクタ装置において、前記第一コネクタの前記第一機能端子と、前記第二コネクタの前記第一機能端子は、電源端子として用いられ、且つ、前記第一コネクタの前記第二機能端子と、前記第二コネクタの前記第二機能端子は、グランド端子又は電源端子又は検出端子として用いられてもよい。

また、上記コネクタ装置において、前記機能端子の一部を前記ハウジングの壁面に向かって折り曲げることにより折曲部を形成し、前記機能端子の前記ハウジングに対する挿入方向とは逆の方向において前記折曲部と前記ハウジングとの間に衝突面を形成してもよい。

更に、上記コネクタ装置において、前記第一コネクタの前記第一信号端子、或いは、前記第二コネクタの前記第二信号端子の幾つかをグランド端子として用いてもよい。

更にまた、上記コネクタ装置において、前記第一コネクタの前記第一機能端子と第二機能端子、及び、前記第二コネクタの前記第一機能端子と第二機能端子は、幅広に形成されていてもよい。

端子の機能や接触タイミングを自由に変更可能として、設計の自由度を高めることができる。更に、コネクタの嵌合時におけるこじり等によって破損しにくいコネクタ装置が提供される。

本発明の第一の実施形態におけるヘッダーの上面斜視図である。 本発明の第一の実施形態におけるヘッダーの正面図である。 本発明の第一の実施形態におけるヘッダーの底面図である。 本発明の第一の実施形態におけるレセプタクルの上面斜視図である。 本発明の第一の実施形態におけるレセプタクルの正面図である。 本発明の第一の実施形態におけるレセプタクルの底面図である。 ヘッダーとレセプタクルの嵌合状態を示す中心線縦断面である。 機能端子の斜視図である。 一例としての接触タイミングのある過程を示す図である。 図９に示す接触タイミングの他の過程を示す図である。 図９に示す接触タイミングの他の過程を示す図である。 別の例としての接触タイミングのある過程を示す図である。 図１２に示す接触タイミングの他の過程を示す図である。 図１２に示す接触タイミングの他の過程を示す図である。 本発明の第二の実施形態におけるヘッダーの底面斜視図である。 本発明の第二の実施形態におけるヘッダーの上面斜視図である。 本発明の第二の実施形態におけるヘッダーとレセプタクルの嵌合状態を示す中心線縦断面である。 本発明の第二の実施形態における機能端子の斜視図である。 本発明の第三の実施形態におけるヘッダーとレセプタクルの嵌合状態を示す中心線縦断面である。 本発明の第三の実施形態における機能端子の斜視図である。 従来技術によるコネクタの中心線断面図である。 図２１におけるＩ−Ｉ線断面図である。 図２１におけるII−II線断面図である。

以下、添付図面を参照しつつ、本発明の好適な実施形態によるコネクタ装置について説明する。
本装置１は、いわゆるボード対ボード接続に使用されるコネクタ装置である。先ず、水平接続タイプの第一の実施形態を説明する。

本コネクタ装置１は、互いに嵌合され得るヘッダー（請求項中の「第一コネクタ」）１０とレセプタクル（請求項中の「第二コネクタ｝）２０の対から成る。図１乃至図３は、ヘッダー１０の上面斜視図、正面図、及び底面図、図４乃至図６は、レセプタクル２０の上面斜視図、正面図、及び底面図、図７は、ヘッダー１０とレセプタクル２０の嵌合状態を示す中心線縦断面である。ヘッダー１０とレセプタクル２０は、それぞれ、水平基板２、２’上に垂設される。垂設されたヘッダー１０とレセプタクル２０は、基板２と基板２’を水平方向にて互いに接近させることによって互いに嵌合され得る。尚、ヘッダー１０、レセプタクル２０は、各々、長手方向（ヘッダー１０とレセプタクル２０の嵌合方向に直交する方向）において左右対称形状である。

ヘッダー１０は、全体として略細長形状であるハウジング５１と、このハウジング５１の中央付近に配置、固定される２種類の信号端子３１Ａ及び３１Ｂ、及び、ハウジング５１の両端に配置、固定される２種類の第一機能端子１１Ａ及び第二機能端子１１Ｂを備える。同様に、レセプタクル２０は、全体として略細長形状であるハウジング６１と、このハウジング６１の中央付近に配置、固定される２種類の信号端子４１Ａ及び信号端子４１Ｂ、及び、ハウジング６１の両端に配置、固定される２種類の第一機能端子２１Ａ及び第二機能端子２１Ｂを備える。以下に説明するように、ヘッダー１０やレセプタクル２０に設けた各機能端子（マルチファンクション金具）１１Ａ、１１Ｂ、２１Ａ、２１Ｂは、例えば、グランド端子としても、電源端子としても、検出端子としても機能し得るものである。いずれの端子として機能させるのかは、ユーザが自由に設計できる。

ヘッダー１０のハウジング５１は、ヘッダー１０とレセプタクル２０の嵌合側に突出した嵌合突出部５３を有する。嵌合突出部５３の内部には、突出側に挿入口５５を設けた挿入空間５４が形成してある。

レセプタクル２０のハウジング６１は、挿入孔６３と、この挿入孔６３の内部に設けた端子配列部（請求項中の「被挿入部」）６４を含む。挿入孔６３には、ヘッダー１０とレセプタクル２０の嵌合時に、ヘッダー１０の嵌合突出部５３がヘッダー１０とレセプタクル２０の嵌合方向にて挿入される。端子配列部６４は、ヘッダー１０とレセプタクル２０の嵌合側に突出し、ヘッダー１０とレセプタクル２０の嵌合時に、ヘッダー１０側に設けた嵌合突出部５３の挿入空間５４に挿入口５５を通じて嵌合方向にて挿入される。嵌合の深さは、ヘッダー１０の前面外壁７６とレセプタクル２０の前面外壁６６が衝突する位置によって決定できる。

信号端子３１Ａと信号端子３１Ｂは、全体として略平板状の金属板から形成されている。信号端子３１Ａ、３１Ｂは、ハウジング５１の後方からの圧入によって固定される。例えば、ベローズ端子を信号端子として使用できる。ベローズ端子を使用した場合は、接触性の信頼性を向上させ、また、スムーズな嵌合感触を得ることができる。信号端子３１Ａの先端に設けた端子接触部３３Ａは、機能端子１１Ａ、１１Ｂが配置されるヘッダー１０の長手方向両端以外の部分、例えば、嵌合突出部５３の両端を除く上段中央内壁に、また、信号端子３１Ｂの先端に設けた端子接触部３３Ｂは、例えば、嵌合突出部５３の両端を除く下段中央内壁に、それぞれ、ヘッダー１０の長手方向に沿って並列に配置、固定される。これらの各信号端子３１Ａ、３１Ｂの端子接触部３３Ａ、３３Ｂは、ヘッダー１０とレセプタクル２０の嵌合時にレセプタクル２０の信号端子４１Ａ、４１Ｂと接触させるため、挿入空間５４において露出状態とされている。また、これらの先端３３Ａ、３３Ｂは、互いに隔離されていることから、クロストークは効果的に低減され得る。

信号端子４１Ａと信号端子４１Ｂも、全体として略平板状の金属板から形成されている。信号端子４１Ａ、４１Ｂも、ハウジング６１の後方から圧入によって固定でき、例えば、ベローズ端子を使用することもできる。信号端子４１Ａの先端に設けた端子接触部４３Ａは、機能端子２１Ａ、２１Ｂが配置されるレセプタクル２０の長手方向両端以外の部分、例えば、端子配列部６４の両端を除く上段中央内部に、また、信号端子４１Ｂの先端に設けた端子接触部４３Ｂは、例えば、端子配列部６４の両端を除く下段中央内部に、それぞれ、レセプタクル２０の長手方向に沿って並列に配置、固定される。これらの各信号端子４１Ａ、４１Ｂの端子接触部４３Ａ、４３Ｂは、ヘッダー１０とレセプタクル２０の嵌合時にヘッダー１０の信号端子３１Ａ、３１Ｂの端子接触部３３Ａ、３３Ｂと接触させるため、端子配列部６４の周囲に設けた挿入孔６３において、少なくとも一部が露出状態とされている。また、これらの先端４３Ａ、４３Ｂは、互いに隔離されていることから、クロストークは効果的に低減される。

ヘッダー１０及びレセプタクル２０において、信号端子３１Ａ、３１Ｂ、４１Ａ、４１Ｂの配置は、高速信号伝送に適したものとなっている。例えば、並列配置された信号端子３１Ａのグループや信号端子３１Ｂのグループは、それぞれ、ヘッダー１０の長手方向において、また、並列配置された信号端子４１Ａのグループや信号端子４１Ｂのグループは、それぞれ、レセプタクル２０の長手方向において、インピーダンスマッチングに最適なコンタクトピッチで配置される。よく知られているように、ピッチが狭くなる程、ローインピーダンスになることから、ピッチは可能な限り狭く設定しておくのが好ましい。また、並列配置された信号端子３１Ａのグループ、信号端子３１Ｂのグループ、信号端子４１Ａのグループ、及び、信号端子４１Ｂのグループの、各グループでは、相隣り合う２つの信号端子が、隣接差動ペアとして使用されるようになっており、更に、これら隣接差動ペア同士の間に位置する信号端子をグランドとして機能させることで、クロストークの低減が図られている。

ヘッダー１０とレセプタクル２０の嵌合時には、信号端子３１Ａと信号端子４１Ａの間、及び、信号端子３１Ｂと信号端子４１Ｂの間、更に、これら端子接触部間の接触を通じて、基板２と基板２’の間で信号伝達が行われる。これらの端子接触部間の接触時には、ヘッダー１０側の信号端子３１Ａと信号端子３１Ｂの水平方向における離間距離ａが、レセプタクル２０側の信号端子４１Ａと信号端子４１Ｂの水平方向における離間距離ａ’と略同じとなり、水平方向において、ヘッダー１０側の信号端子３１Ａと信号端子３１Ｂ、及び、レセプタクル２０側の信号端子４１Ａと信号端子４１Ｂは略直線状となる。このような構成とすることにより、クロストーク等の雑音の発生を可能な限り抑制することができる。また、このとき、信号端子３１Ａと信号端子４１Ａの間に形成される最大隙間長ｂ’は、信号端子４１Ａの厚みｂ’に比べて小さくなる。このような構成とすることにより、ヘッダー１０側の信号端子３１Ａとレセプタクル２０側の信号端子４１Ａとの離間距離を小さくし、信号端子４１Ａの屈曲をなるべく小さくすることができるので、インピーダンスの整合を良化させることができるとともに、比較的長い有効接触長ｃを確保することもできる。

信号端子３１Ａ、信号端子３１Ｂの後端の基板固定部３２Ａ、３２Ｂは、基板２の所定部位に、また、信号端子４１Ａ、信号端子４１Ｂの後端の基板固定部４２Ａ、４２Ｂは、基板２’の所定部分に、それぞれ半田付けされる。本装置１では、半田付けされる３２Ａと３２Ｂを、基板２において互いに離れた位置に固定し、また、半田付けされる４２Ａと４２Ｂを、基板２’において互いに離れた位置に固定することによって、ＳＭＴリード両出し構造を採用して、対向端子等長可として差動スキューを低減するといった工夫もなされている。

次いで、図８を参照して機能端子の構造を説明する。図８は、ヘッダー１０側の機能端子１１Ａ、１１Ｂと、レセプタクル２０側の第一機能端子２１Ａ、２１Ｂの各々を、個品図として示した図である。

第一機能端子１１Ａは、垂直に延びる基部１７Ａと、この基部１７Ａからヘッダー１０とレセプタクル２０の嵌合側に並行に延びる２つの水平延出部１８Ａ、１８Ａ’、更に、下側の水平延出部１８Ａ’から下方に並行に延びる２つの基板固定部１４Ａ、１４Ａ’を有する。水平延出部１８Ａには、基部１７Ａ側の中央付近に切起部１６Ａが、中間縁部にハウジング５１への圧入に用いる圧入部１３Ａが、ヘッダー１０とレセプタクル２０の嵌合側の端部にレセプタクル２０側の第一機能端子２１Ａに設けた弾性接触部２５Ａと弾性接触し得る固定接触部１５Ａが、それぞれ設けられている。また、基板固定部１４Ａと１４Ａ’の間には、折曲部１２Ａが設けられている。この折曲部１２Ａは、既に折り曲げられた状態で示されているが、この部分１２Ａは、第一機能端子１１Ａをハウジング５１の所定位置に挿入した後に折り曲げることによって、固定を強化するために用いられる部分であって、当初から折り曲げられているわけではない。

第二機能端子１１Ｂは、垂直に延びる基部１７Ｂと、この基部１７Ｂからヘッダー１０とレセプタクル２０の嵌合側に並行に延びる２つの水平延出部１８Ｂ、１８Ｂ’、更に、下側の水平延出部１８Ｂ’から下方に延びる基板固定部１４Ｂ、１４Ｂ’を有する。上側の水平延出部１８Ｂには、中間縁部にハウジング５１への圧入に用いる圧入部１３Ｂが、ヘッダー１０とレセプタクル２０の嵌合側の端部にレセプタクル２０側の第二機能端子２１Ｂに設けた固定接触部２５Ｂに対して弾性接触し得る弾性接触部１５Ｂが、それぞれ設けられている。尚、図面には現れていないが、水平延出部１８Ｂ’にも、水平延出部１８Ｂと同様の圧入部が設けられていると考えてよい。

第一機能端子２１Ａは、垂直に延びる基部２７Ａと、この基部２７Ａからヘッダー１０とレセプタクル２０の嵌合側に並行に延びる２つの水平延出部２８Ａ、２８Ａ’、更に、下側の水平延出部２８Ａ’から下方に並行に延びる２つの基板固定部２４Ａ、２４Ａ’を有する。上側の水平延出部２８Ａには、中間縁部にハウジング６１への圧入に用いる圧入部２３Ａが、ヘッダー１０とレセプタクル２０の嵌合側の端部にヘッダー１０側の第一機能端子１１Ａに設けた固定接触部１５Ａに対して弾性接触し得る弾性接触部２５Ａが、それぞれ設けられている。また、基板固定部２４Ａと２４Ａ’の間には、折曲部２２Ａが設けられている。この折曲部２２Ａは、上述した折曲部１２Ａと同様に、既に折り曲げられた状態で示されているが、この部分２２Ａは、第一機能端子２１Ａをハウジング６１の所定位置に挿入した後に折り曲げることによって、固定を強化するために用いられる部分であって、当初から折り曲げられているわけではない。

第二機能端子２１Ｂは、垂直に延びる基部２７Ｂと、この基部２７Ｂからヘッダー１０とレセプタクル２０の嵌合側に並行に延びる２つの水平延出部２８Ｂ、２８Ｂ’と、下側の水平延出部２８Ｂ’から下方に延びる基板固定部２４Ｂを有する。上側の水平延出部２８Ｂには、中間縁部にハウジング６１への圧入に用いる圧入部２３Ｂが、ヘッダー１０とレセプタクル２０の嵌合側の端部にヘッダー１０側の第二機能端子１１Ｂに設けた弾性接触部１５Ｂと弾性接触し得る固定接触部２５Ｂが、それぞれ設けられ、また、下側の水平延出部２８Ｂ’には、ヘッダー１０とレセプタクル２０の嵌合側の端部に圧入部２３Ｂ’が、基部２７Ｂ側の中央付近に切起部２６Ｂがそれぞれ設けられている。

第一機能端子１１Ａと第二機能端子１１Ｂは、これら第一機能端子１１Ａと第二機能端子１１Ｂを１組として、ヘッダー１０の長手方向両端の各端部に１組ずつ配置される。同様に、第一機能端子２１Ａと第二機能端子２１Ｂは、これら第一機能端子２１Ａと第二機能端子２１Ｂを１組として、レセプタクル２０の長手方向両端の各端部に１組ずつ配置される。これらの各機能端子１１Ａ、１１Ｂ、２１Ａ、２１Ｂは、信号端子、グランド端子、電源端子、検出端子のいずれとしても使用できるよう、幅広とし、大容量にも耐え得るものとしてある。既に説明したように、これら第一機能端子１１Ａ、第二機能端子１１Ｂ、第一機能端子２１Ａ、第二機能端子２１Ｂは、当初、略平板状であるが、第一機能端子１１Ａ、第一機能端子２１Ａについては、それぞれ、ヘッダー１０のハウジング５１に設けたスリット５９、レセプタクル２０のハウジング６１に設けたスリット６９を通じて嵌合方向に沿って挿入された後に、それらの一部に設けた折曲部１２Ａ、２２Ａをヘッダー１０のハウジング５１やレセプタクル２０のハウジング６１の壁面に向かって折り曲げる（カシメる）ことによって、挿入方向とは逆の方向において、折曲部１２Ａ、２２Ａと、ヘッダー１０のハウジング５１やレセプタクル２０のハウジング６１との間に衝突面８４、８２を形成し、第一機能端子１１Ａ、第一機能端子２１Ａの抜け防止としてある。また、このように、第一機能端子１１Ａ、第一機能端子２１Ａを、ハウジング５１やハウジング６１へ組み込んだ後にカシメることによって、第一機能端子１１Ａ、１２Ａを補強金具として機能させることもできる。これにより、本装置の構成をより強固なものとすることができる。

嵌合突出部５３の長手方向の両端の各側に、それぞれ、ヘッダー１０とレセプタクル２０の嵌合側にてヘッダー１０とレセプタクル２０の嵌合方向に沿って突出したガイドポスト（案内手段）５０を設けている。ヘッダー１０の第一機能端子１１Ａ及び第二機能端子１１Ｂは、これらのガイドポスト５０に設けることができる。ガイドポスト５０には、更に、それらの嵌合側に、嵌合側に向かって先細となるテーパー７１が設けられている。これらのテーパー７１を設けることにより、レセプタクル２０との嵌合時の、レセプタクル２０に対する案内を良好にし、また、レセプタクル２０に対して斜め挿入することができるようになっている。

第一機能端子１１Ａの少なくとも固定接触部１５Ａは、ガイドポスト５０（嵌合突出部５３）の横面外壁７７に沿って、そこに埋め込まれた状態で固定される。従って、ガイドポスト５０の外側に突出することはない。一方、第二機能端子１１Ｂの少なくとも弾性接触部１５Ｂは、ガイドポスト５０の横面内壁７８に沿って可動状態で配置される。このように、固定接触部１５Ａや弾性接触部１５Ｂは壁面に沿って配置等されていることから、嵌合時のこじり等によって、固定接触部１５Ａや弾性接触部１５Ｂが破損する等の危険は少ない。また、弾性接触部１５Ｂについては、ヘッダー１０とレセプタクル２０の嵌合時に、レセプタクル２０の第二機能端子２１Ｂと接触し、この接触を通じてレセプタクル２０の第二機能端子２１Ｂから遠ざかる方向に変位されることから、ガイドポスト５０の横面内壁７８に、弾性接触部１５Ｂを変位させるために空間５６が設けられている。この空間５６は、ガイドポスト５０のデッドスペースを有効に活用したものであるため、これを設けたことによって装置が大型化することはない。

第一機能端子２１Ａの少なくとも弾性接触部２５Ａは、端子配列部６４の両端において、ヘッダー１０とレセプタクル２０の嵌合方向に沿って且つ挿入孔６３の横面内壁６５に沿って、ハウジング６１の横面外壁６７の内側に、可動状態で配置される。一方、第二機能端子２１Ｂの少なくとも固定接触部２５Ｂは、端子配列部６４の両端において、ヘッダー１０とレセプタクル２０の嵌合方向に沿って且つ端子配列部６４の横面外壁７９に沿って、そこに埋め込まれ、固定状態で配置される。このように、固定接触部２５Ｂは、端子配列部６４の横面外壁７９に沿って、そこに埋め込まれた状態で、また、弾性接触部２５Ａは、ハウジング６１の横面外壁６７の内側に沿って、配置されることから、嵌合時のこじり等によって、固定接触部２５Ｂや弾性接触部２５Ａが破損する等の危険は少ない。弾性接触部２５Ａは、ヘッダー１０とレセプタクル２０の嵌合時にヘッダー１０の固定接触部１５Ａと接触し、この接触を通じてヘッダー１０の第一機能端子１１Ａから遠ざかる方向に変位可能である。挿入孔６３の横面内壁６５には、弾性接触部２５Ａをこのように変位させるために空間５７が設けられている。

本構成では、ヘッダー１０の第一機能端子１１Ａ、第二機能端子１１Ｂ、信号端子３１Ａ、或いは、信号端子３１Ｂの、嵌合側（レセプタクル２０側）における突出の度合い、又は、レセプタクル２０の第一機能端子２１Ａ、第二機能端子２１Ｂ、信号端子４１Ａ、或いは、信号端子４１Ｂの、嵌合側（ヘッダー１０側）における突出の度合いを調節することによって、接触タイミングを適当に設定することができ、また、各端子の機能を適当に設定することによって、ヘッダー１０とレセプタクル２０の嵌合時における、第一機能端子１１Ａと第一機能端子２１Ａの接触、第二機能端子１１Ｂと第二機能端子２１Ｂの接触、信号端子３１Ａと信号端子４１Ａの接触、信号端子３１Ｂと信号端子４１Ｂの接触を、自由に設計することができる。

図９乃至１１を参照して、一つの設計例を説明する。図９乃至図１１の各図は、ある一つの接触が完了するまでの過程を３つの接触タイミングに分けて示した図である。各図の（ａ）は、信号端子３１Ａと信号端子４１Ａ、及び、信号端子３１Ｂと信号端子４１Ｂの接触タイミングを示す図であって、図７の一部に相当する。一方、各図の（ｂ）は、（ａ）に示す状態における、第一機能端子１１Ａと第一機能端子２１Ａ、及び、第二機能端子１１Ｂと第二機能端子２１Ｂの接触タイミングを示す図であって、ヘッダー１０及びレセプタクル２０の水平線断面の一部に相当する。故に、各図の（ａ）及び（ｂ）は、それらを一組として、ある接触タイミングにおける、第一機能端子１１Ａと第一機能端子２１Ａの接触、第二機能端子１１Ｂと第二機能端子２１Ｂの接触、信号端子３１Ａと信号端子４１Ａの接触、及び、信号端子３１Ｂと信号端子４１Ｂの接触の四者の関係を示すものということもできる。但し、説明を簡易化するため、ここでは、信号端子３１Ａと信号端子３１Ｂの嵌合側（レセプタクル２０側）における突出の度合いは等しく設定されているものとし、それらは、それぞれ、信号端子４１Ａや信号端子４１Ｂと同じタイミングで接触し得るように設定されているものとする。

ヘッダー１０とレセプタクル２０の嵌合時には、図９に示すように、先ず、第一機能端子１１Ａと第一機能端子２１Ａが接触し、次いで、図１０に示すように、信号端子３１Ａと信号端子４１Ａ、或いは、信号端子３１Ｂと信号端子４１Ｂが接触し、最後に、図１１に示すように、第二機能端子１１Ｂと第二機能端子２１Ｂが接触し得る。このような接触タイミングにおいて、例えば、第一機能端子１１Ａと第一機能端子２１Ａをグランド端子として、第二機能端子１１Ｂと第二機能端子２１Ｂを、電源端子として、それぞれ用いた場合、最初に、グランド端子である第一機能端子１１Ａと第一機能端子２１Ａの接触を通じて、ヘッダー１０とレセプタクル２０の電位を共通化することができ、その後、信号端子である信号端子３１Ａと信号端子４１Ａ、或いは、信号端子３１Ｂと信号端子４１Ｂの接触を通じて、ノイズの発生を抑制し、最後に、電源端子（検出端子）である第二機能端子１１Ｂと第二機能端子２１Ｂの接触を通じて、ボード同士の接続が確実になされたことを確認することができる。尚、嵌合ロックがなされる構造では、ロックがなされたことをもって、信号端子同士が接触していることの確認を行うことができるのに対し、一般的なボード間接続は嵌合ロックがなされない構造であるため、ロックがなされたことをもって接触していることの確認を行うことはできない。これに対して、本願の設計例では、嵌合ロックはなされないものの、電源端子間や機能端子間に電気が流れたことをもって、信号端子同士が接触していることを確認することができる。

図１２乃至図１４に、接触タイミングの別の設計例を示す。この設計例では、図１２に示すように、先ず、第一機能端子１１Ａと第一機能端子２１Ａが接触し、次いで、図１３に示すように、第二機能端子１１Ｂと第二機能端子２１Ｂが接触し、最後に、図１４に示すように、信号端子３１Ａと信号端子４１Ａ、或いは、信号端子３１Ｂと信号端子４１Ｂが接触し得る。このような接触タイミングにおいて、例えば、上の例と同様に、第一機能端子１１Ａと第一機能端子２１Ａをグランド端子として、第二機能端子１１Ｂと第二機能端子２１Ｂを電源端子として用いた場合、最初に、グランド端子である第一機能端子１１Ａと第一機能端子２１Ａを接触させ、その後に、電源端子（検出端子）である第二機能端子１１Ｂと第二機能端子２１Ｂを接触させ、最後に、信号端子である信号端子３１Ａと信号端子４１Ａ、或いは、信号端子３１Ｂと信号端子４１Ｂを接触させることができる。このように、ヘッダー１０やレセプタクル２０の端子の突出の度合いを調節し、更に、各端子の機能を適当に設定することにより、簡単に、接触方法を自由設計することができる。更に、グランドを強化しようとする場合には、第一機能端子１１Ａ、第二機能端子１１Ｂ両方ともグランド端子にすることもできるし、電源を強化しようとする場合には、両方とも電源端子とすることもできる。

図１５乃至図１８に、本発明の第二の実施形態を示す。この第二の実施形態は、いわゆる垂直接続タイプの実施形態を示す図である。これら図１５乃至図１８はそれぞれ、第一の実施形態における図１、図２、図７、図８に対応し得る。但し、図１５は、図１と異なり、底面斜視図としてある。これらの各図において、第一の実施形態における装置と同一又は対応する装置については、同一の参照番号、或いは、同一の参照番号に「’」や「Ｃ」或いは「Ｄ」を付して示している。この第二の実施形態では、ヘッダー１０’は垂直基板２Ｃに、レセプタクル２０’は水平基板２Ｃ’に設置されることから、第一機能端子１１Ｃの形状は第一の実施形態の第一機能端子１１Ａと多少異なるが、基本的な構造は第一の実施形態と同じである。ここでは特に、第一機能端子１１Ｃが、垂直に延びる基部１７Ｃと、この基部１７Ｃから嵌合側に延びる水平延出部１８Ｃと、基部１７Ｃから後方に並行に延びる２つの基板固定部１４Ｃ、１４Ｃ’を有し、また、第二機能端子１１Ｄは、垂直に延びる基部１７Ｄと、この基部１７Ｄから嵌合側に延びる水平延出部１８Ｄと、基部１７Ｄから後方に延びる基板固定部１４Ｄを有する。

図１９及び図２０に、本発明の第三の実施形態を示す。この第三の実施形態は、いわゆるスタッキング接続タイプの実施形態を示す図である。図１９乃至図２０は、それぞれ、第一の実施形態における図７、図８に、或いは、第二の実施形態における図１７、図１８に対応し、これらの各図において、第一の実施形態における装置と同一又は対応する装置については、同一の参照番号、或いは、それに「”」や「Ｅ」或いは「Ｆ」を付して示している。この第三の実施形態では、ヘッダー１０”、レセプタクル２０”がともに垂直基板２Ｅ、２Ｅ’に設置されることから、機能端子１１Ｅ、１１Ｆ、２１Ｅ、２１Ｆの全てが、第二の実施形態における機能端子１１Ｃ、１１Ｄに類似するものとなっているが、基本的な構造は第一及び第二の実施形態と同じである。故に、詳細な説明は省略する。

尚、機能端子は、上記の目的を達成できる位置に配置されていれば足り、上の例のように、必ずしもガイドポスト５０等に設ける必要はない。また、横面に設ける必要もなく、例えば、縦面に設けても良い。更に、固定状態又は可動状態とする機能端子を逆にし、或いは、双方を固定状態又は可動状態としてもよい。要は、ヘッダーとレセプタクルが嵌合したときに、それらの所定位置で、ユーザが設定した接触タイミングで接触され得るものであればよい。よって、本願発明は、上の３つの実施形態に限定されるものではない。

いわゆるボード対ボード接続に幅広く適用することができる。尚、コネクタ装置の接続タイプとは無関係である。

１ 本装置
２ 基板
１０ ヘッダー（第一コネクタ）
１１Ａ 第一機能端子
１１Ｂ 第二機能端子
１２Ａ 折曲部
２０ レセプタクル（第二コネクタ）
２１Ａ 第一機能端子
２１Ｂ 第二機能端子
３１Ａ 信号端子（第一信号端子）
３１Ｂ 信号端子（第一信号端子）
４１Ａ 信号端子（第二信号端子）
４１Ｂ 信号端子（第二信号端子）
６３ 挿入孔
６４ 端子配列部（被挿入部）
８２ 衝突面
８４ 衝突面
５０ ガイドポスト（案内手段）
５３ 嵌合突出部
５４ 挿入空間
５６ 空間
５７ 空間
７１ テーパー
７６ 前面外壁
７７ 横面外壁
７８ 横面内壁

Claims (11)

1. 互いに嵌合され得る第一コネクタと第二コネクタの対から成るコネクタ装置であって、
   前記第一コネクタは、
   前記第一コネクタと前記第二コネクタの嵌合側に突出し、突出側に挿入口を設けた挿入空間を有する嵌合突出部と、
   前記嵌合突出部の中央付近に配置され、前記第一コネクタと前記第二コネクタの嵌合時に前記第二コネクタの第二信号端子と接触し得る第一信号端子と、
   前記嵌合突出部の両端の横面外壁に沿って配置された第一機能端子と、
   前記嵌合突出部の両端の横面内壁に沿って配置され、該横面内壁から遠ざかる側に突出する弾性接触部を有する、前記第一コネクタの前記第一機能端子と分離された第二機能端子と、を有し、
   前記第二コネクタは、
   前記第一コネクタと前記第二コネクタの嵌合時に前記第一コネクタの前記嵌合突出部が挿入され得る挿入孔と、
   前記挿入孔の内部に設けられ、前記嵌合側に突出し、前記第一コネクタと前記第二コネクタの嵌合時に前記挿入口を通じて前記挿入空間に挿入され得る被挿入部と、
   前記被挿入部の中央付近に配置され、前記第一コネクタと前記第二コネクタの嵌合時に前記第一コネクタの第一信号端子と接触し得る第二信号端子と、
   前記挿入孔の両端の横面内壁に沿って配置され、前記横面内壁から遠ざかる側に突出する弾性接触部を有し、該弾性接触部を通じて前記第一コネクタと前記第二コネクタの嵌合時に前記第一コネクタの前記第一機能端子と接触し得る第一機能端子と、
   前記被挿入部の両端の横面外壁に沿って配置され、前記第一コネクタの第二機能端子の弾性接触部を通じて前記第一コネクタと前記第二コネクタの嵌合時に前記第一コネクタの前記第二機能端子と接触し得る、前記第二コネクタの前記第一機能端子と分離された第二機能端子と、を有し、
   前記嵌合突出部の横面内壁には、前記第一コネクタの第二機能端子と前記第二コネクタの第二機能端子の接触時に該接触を通じて前記嵌合突出部の横面内壁に接近する側に変位した前記第一コネクタの第二機能端子を受け入れる空間が設けられており、
   前記挿入孔の横面内壁には、前記第二コネクタの第一機能端子と前記第一コネクタの第一機能端子の接触時に該接触を通じて挿入孔の横面内壁に接近する側に変位した前記第二コネクタの第一機能端子を受け入れる空間が設けられており、
   前記第一コネクタと前記第二コネクタの嵌合時に、前記第一コネクタの第二機能端子の弾性接触部と前記第二コネクタの第一機能端子の弾性接触部は対向配置されることを特徴とするコネクタ装置。
2. 前記第二コネクタの前記第二信号端子は、前記被挿入部に前記第二コネクタの長手方向に沿って複数並列に配置され、前記第二コネクタの前記第一機能端子及び前記第二機能端子は、前記長手方向の両端の各側にそれぞれ一組ずつ配置され、前記第一コネクタの前記第一信号端子は、前記嵌合突出部の横面内壁に前記第一コネクタの長手方向に沿って複数並列に配置され、前記第一コネクタの前記第一機能端子及び前記第二機能端子は、前記長手方向の両端の各側にそれぞれ一組ずつ配置される請求項１に記載のコネクタ装置。
3. 前記第一コネクタの前記第一機能端子及び前記第二機能端子は、前記第一コネクタの長手方向の両端の各側において前記嵌合側に突出した案内手段にそれぞれ設けられている請求項２に記載のコネクタ装置。
4. 前記案内手段に前記嵌合側に向かって先細となるテーパーを設けている請求項３に記載のコネクタ装置。
5. 前記第一コネクタの、前記第一機能端子、前記第二機能端子、或いは、前記第一信号端子の、前記嵌合側における突出の度合い、又は、前記第二コネクタの、前記第一機能端子、前記第二機能端子、或いは、前記第二信号端子の、前記嵌合側における突出の度合いを調節し、前記第一コネクタと前記第二コネクタの嵌合時における、前記第一コネクタの前記第一機能端子と前記第二コネクタの前記第一機能端子との接触、前記第一コネクタの前記第二機能端子と前記第二コネクタの前記第二機能端子との接触、及び、前記第一コネクタの前記第一信号端子と前記第二コネクタの前記第二信号端子との接触のタイミングを調整する請求項１乃至４のいずれかに記載のコネクタ装置。
6. 前記調節を行うことにより、前記第一コネクタの前記第一機能端子と前記第二コネクタの前記第一機能端子を接触させ、その後、前記第一コネクタの前記第一信号端子と前記第二コネクタの前記第二信号端子を接触させ、その後、前記第一コネクタの前記第二機能端子と前記第二コネクタの前記第二機能端子を接触させるように、接触のタイミングを調整した請求項５に記載のコネクタ装置。
7. 前記第一コネクタの前記第一機能端子と、前記第二コネクタの前記第一機能端子は、グランド端子として用いられ、且つ、前記第一コネクタの前記第二機能端子と、前記第二コネクタの前記第二機能端子は、グランド端子又は電源端子又は検出端子として用いられる請求項６のいずれかに記載のコネクタ装置。
8. 前記第一コネクタの前記第一機能端子と、前記第二コネクタの前記第一機能端子は、電源端子として用いられ、且つ、前記第一コネクタの前記第二機能端子と、前記第二コネクタの前記第二機能端子は、グランド端子又は電源端子又は検出端子として用いられる請求項６のいずれかに記載のコネクタ装置。
9. 前記機能端子の一部を前記ハウジングの壁面に向かって折り曲げることにより折曲部を形成し、前記機能端子の前記ハウジングに対する挿入方向とは逆の方向において前記折曲部と前記ハウジングとの間に衝突面を形成している請求項１乃至８のいずれかに記載のコネクタ装置。
10. 前記第一コネクタの前記第一信号端子、或いは、前記第二コネクタの前記第二信号端子の幾つかをグランド端子として用いる請求項１乃至９のいずれかに記載のコネクタ装置。
11. 前記第一コネクタの前記第一機能端子と第二機能端子、及び、前記第二コネクタの前記第一機能端子と第二機能端子は、幅広に形成されている請求項１乃至１０のいずれかに記載のコネクタ装置。

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