JP5119005B2 - ソケットコンタクト - Google Patents

Description

本発明は、ソケットコンタクトに関する。特に、ブレード状の雄コンタクトと結合するように構成された雌コンタクトとなるソケットコンタクトであって、プリント基板に実装するソケットコンタクトの構造に関する。

例えば、電線の端末にプラグを取り付け、プリント基板にリセプタクルを取り付け、これらのコネクタを着脱自在に結合して、電線とプリント基板とを電気的に接続できる。このようなコネクタは、いわゆるワイヤ・ツー・ボード・コネクタ（Ｗｉｒｅ Ｔｏ Ｂｏａｒｄ Ｃｏｎｎｅｃｔｏｒ）と呼ばれている。

又、一方のプリント基板にプラグを取り付け、他方のプリント基板にリセプタクルを取り付け、これらのコネクタを着脱自在に結合して、一対のプリント基板を電気的に接続できる。このようなコネクタは、いわゆるボード・ツー・ボード・コネクタ（Ｂｏａｒｄ Ｔｏ Ｂｏａｒｄ Ｃｏｎｎｅｃｔｏｒ）と呼ばれている。

そして、一般に、プラグには、雄コンタクトが配置され、リセプタクルには、雌コンタクトが配置されている。

近年では、電子機器の小型に伴って、プラグ及びリセプタクルも小型している。そして、ピンコンタクト（雄コンタクト）を有するコネクタと、このピンコンタクトを挟持するソケットコンタクト（雌コンタクト）を有するコネクタとが接続するコネクタにおいて、小型でありながら高い挟持力とばね耐力を有するソケットコンタクトが発明されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１によるソケットコンタクトは、板ばね状部材である一対のビームに、接触部付近から固定端にわたって伸びるエンボス部を成形している。又、エンボス部の深さＤ２は、固定端付近で最も深くし、接触部又は固定端の上に行くにしたがって、徐々にエンボス部の深さＤ１を浅くしている。

特許文献１によるソケットコンタクトは、ビームの固定端付近の断面２次モーメントを上げ、ばね強さを図ることができる、としている。又、特許文献１によるソケットコンタクトは、固定端又は接触部に行くにつれて断面２次モーメントを小さくし、応力の集中を避け分散できると、している。
特開平７−１６９５２３号公報

特許文献１によるソケットコンタクトは、ピンコンタクトの挿入方向と直交する方向に延びる端子を一方のビームの固定端に設けている。そして、この端子がプリント基板に設けられたスルーホールに挿入されてはんだ接合される。つまり、特許文献１によるソケットコンタクトを有するコネクタは、プリント基板用コネクタを実現している。

ところで、このようなプリント基板用コネクタは、スルーホール実装に代えて、コンタクトのリード部をプリント基板にはんだ接合する表面実装技術（ＳＭＴ：Ｓｕｒｆａｃｅ Ｍｏｕｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）が普及している。

ＳＭＴは、プリント基板にスルーホールを設ける必要がないため、パターンの中心間隔を狭めることができ、狭ピッチのリードをもつ電子部品を実装できる。又、ＳＭＴは、両面実装を可能にして実装密度を向上できるというメリットがある。

しかし、特許文献１によるソケットコンタクトの端子をＳＭＴ用のリードに変えると、ピンコンタクトを挿入したときに、リードには曲げモーメントが作用してプリント基板から剥離する力が作用するという問題がある。

更に、ピンコンタクトに代えてブレード状の雄コンタクトを一対のビームに挿入すると、ピンコンタクトより摩擦抵抗が大きくなるので、リードに作用する曲げモーメントが大きくなり、プリント基板から剥離する力は、更に増大するという問題がある。

つまり、プリント基板に表面実装するソケットコンタクトであって、ブレード状の雄コンタクト（以下、ブレードコンタクトという）を挿入しても、プリント基板とのはんだ剥離が困難な小型のソケットコンタクトが求められている。そして、以上のことが本発明の課題といってよい。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、ブレードコンタクトが挿入さるソケットコンタクトであって、プリント基板とのはんだ剥離が困難な小型のソケットコンタクトを提供することを目的とする。

本発明者らは、先端部同士が対向する方向に接触力を加える一対の帯板状の弾性アームを有し、これらの弾性アームの先端部が開閉する方向と直交する方向からブレードコンタクトが挿入されるように、ソケットコンタクトをハウジングに強固に組み込むことにより、そのリード部がプリント基板とのはんだ剥離が困難なことを見出し、以下のような新たなソケットコンタクトを発明するに至った。

（１） プリント基板に設置する略直方体のハウジングであって、平板状の相手側コンタクトが前記プリント基板に向かって挿入される挿入開口を第１面に設ける前記ハウジングに組み込むソケットコンタクトであって、前記ハウジングの第１面に隣接する第２面に開口して前記挿入開口に連通する収容室に保持されるＵ字状の帯板で形成された基部と、この基部の一方の端部から延出して帯板状の先端部同士が前記相手側コンタクトを挟持する一対の弾性アームと、を備え、前記基部は、略矩形の平板状に形成された天板部と、この天板部の両翼が屈折されて前記一対の弾性アームが延出する方向と直交する方向に略平行に延出する一対の帯板片と、これらの帯板片の延端部が屈折されて互いに相反する向きに延出する前記プリント基板にはんだ接合可能な一対のリード部と、を有し、前記天板部は、前記一対の弾性アームが延出する方向と同じ方向に延出して前記収容室の内壁に圧入される第１圧入片を有し、前記一対のリード部は、前記一対の弾性アームが延出する方向と同じ方向に延出して前記収容室の内壁に圧入される第２圧入片及び第３圧入片を有し、前記一対の弾性アームの先端部は、それらの板厚面が前記挿入開口に臨み、前記相手側コンタクトを当該挿入開口に挿入すると、当該一対の弾性アームの先端部を相反する向きに開くソケットコンタクト。

（１）の発明によるソケットコンタクトは、略直方体のハウジングに組み込まれる。ハウジングは、プリント基板に設置される。又、ハウジングは、挿入開口を第１面に設けている。挿入開口には、平板状の相手側コンタクトがプリント基板に向かって挿入される。

又、（１）の発明によるソケットコンタクトは、Ｕ字状の帯板で形成された基部と一対の弾性アームを備えている。基部は、収容室に保持される。収容室は、ハウジングの第１面に隣接する第２面に開口しており、挿入開口に連通している。一対の弾性アームは、基部の一方の端部から延出しており、帯板状の先端部同士が相手側コンタクトを挟持する。

更に、（１）の発明によるソケットコンタクトは、基部が天板部、一対の帯板片、及び一対のリード部を有している。天板部は、略矩形の平板状に形成されている。一対の帯板片は、天板部の両翼が屈折されて、一対の弾性アームが延出する方向と直交する方向に略平行に延出している。一対のリード部は、帯板片の延端部が屈折されて互いに相反する向きに延出しており、プリント基板にはんだ接合可能となっている。

そして、（１）の発明によるソケットコンタクトは、天板部が第１圧入片を有している。第１圧入片は、一対の弾性アームが延出する方向と同じ方向に延出しており、収容室の内壁に圧入される。又、一対のリード部は、第２圧入片及び第３圧入片を有している。第２圧入片及び第３圧入片は、一対の弾性アームが延出する方向と同じ方向に延出しており、収容室の内壁に圧入される。

（１）の発明によるソケットコンタクトは、一対の弾性アームの先端部の板厚面が挿入開口に臨んでおり、相手側コンタクトを挿入開口に挿入すると、一対の弾性アームの先端部を相反する向きに開くことができる。

ここで、平板状の相手側コンタクトは、例えば、電力を供給する出力端子であってよく、接触部が細長い板状の雄コンタクトであるタブコンタクトであってもよく、面取りされた挿入部分をもつ断面が長方形のばね性のないブレードコンタクトであってもよく、ファストンタブとも呼ばれるメールタブであってもよい。タブコンタクトは、電線が圧着されてよく、プリント基板に実装されてもよい。ブレードコンタクトは、ハウジングに取り付けることができる。

プリント基板は、硬質のリジッド基板であってよく、軟質のフレキシブル基板であってよく、ソケットコンタクトが実装される。ソケットコンタクトがプリント基板に実装されるとは、ソケットコンタクトがプリント基板に表面実装される表面実装を含み、ソケットコンタクトのリードがリフローではんだ接合によりプリント基板に固定される。この表面実装技術（ＳＭＴ）は、自動化実装に適している。

フレキシブル基板は、電線（Ｗｉｒｅ）に代わる平型柔軟ケーブルとして機能してよく、このような平型柔軟ケーブルは、ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）又は、ＦＦＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｆｌａｔ Ｃａｂｌｅ）と呼ばれている。ソケットコンタクトをフレキシブル基板に実装することにより、いわゆる、電線対電線接続用コネクタ及び電線対プリント基板接続用コネクタを実現できる。ソケットコンタクトをリジッド基板に実装することにより、プリント基板対プリント基板接続用コネクタを実現できる。

ハウジングは、絶縁性を有している。絶縁性を有するとは、非導電性の材料からなることであってよく、ハウジングは、絶縁性の合成樹脂を成形して所望の形状を得ることができる。

ハウジングは、六面体（略直方体）であってよく、相手側コンタクトの外形に見合って略矩形に形成される挿入開口が第１面に設けられている。そして、第１面に対向する第３面がプリント基板に当接して設置される。

挿入開口は、第３面に貫通してもよく、相手側コンタクトの先端面がプリント基板に当接して停止するように構成してもよく、挿入開口に底部を設けて、相手側コンタクトの先端面がこの底部に当接して停止するように構成してもよい。相手側コンタクトが挿入し易いように、挿入開口の周囲に面取りを形成することが好ましい。

ソケットコンタクトは、ベローズ形コンタクトが好ましく、所要の形状に打ち抜かれた展開板が折り曲げ加工されて成形されてよく、一対の弾性アームの先端部に相手側コンタクトの両面に接触する接点をビードで予め成形してよく、基部に一対のリード部を成形している。ソケットコンタクトは、導電性を有しており、銅合金などの導電性金属が好適に用いられるが、銅合金に限定されない。

収容室は、基部を保持する第１収容室と、挿入開口に連通する第２収容室に区分してよく、第１から第３圧入片が第１収容室の内壁に圧入されて、ハウジングに対して基部が強固に保持される。第１から第３圧入片には、バーブ（ｂａｒｂ：刺）を設けてもよく、ハウジングに圧入して基部を脱落困難に固定できる。第２収容室では、一対の弾性アームの先端部の開閉動作が許容される。

一対の弾性アームは、２本の腕によって向かい合う方向に接触力を加えることができる、いわゆる音叉形をした音叉形コンタクト（二股コンタクトともいう）を構成している。つまり、一対の弾性アームは、相手側コンタクトを挟持できる。

そして、通常は、音叉形コンタクトの先端部から基端部に向かって相手側コンタクトが挿入される。つまり、一対の弾性アームがプリント基板に立設するように配置される。そして、この一対の弾性アームの基端部にリード部を設ければ、相手側コンタクトの挿入時にリード部には圧縮応力のみが作用するので、リード部は、はんだ剥離が困難になる。

しかし、一対の弾性アームをプリント基板に立設するように配置すると、一対の弾性アームは、所要の長さを必要とするので、一対の弾性アームを含むコネクタの実装高さを大きくする。つまり、一対の弾性アームを含むコネクタの低背化を困難とする。

したがって、（１）の発明によるソケットコンタクトは、一対の弾性アームの先端部の板厚面から平板状の相手側コンタクトを挿入することによって、一対の弾性アームの先端部を相反する向きに開かせ、一対の弾性アームを含むコネクタの低背化を容易とした。所要の接触力を有する一対の弾性アームは、その長さに比較して幅（高さ）が十分に小さくて済むからである。

一方、（１）の発明によるソケットコンタクトは、一対の弾性アームが片持ち梁のようにハウジングに配置され、一対の弾性アームの先端部に荷重が作用すると（相手側コンタクトが挿入されると）、基部に設けられたリード部に曲げモーメントが作用することになる。したがって、（１）の発明によるソケットコンタクトは、第１から第３圧入片を設けて、基部をハウジングに強固に保持する構成とした。

このように、（１）の発明によるソケットコンタクトは、相手側コンタクトが挿入されると、ソケットコンタクトとハウジングが一体となってプリント基板を付勢するので、一対のリード部には、圧縮応力のみが作用し、はんだ剥離を困難にできる。

（２） 前記一対の弾性アームの先端部は、前記挿入開口に向かって開き前記相手側コンタクトが挿入容易な一対の湾曲した案内片を有する（１）記載のソケットコンタクト。

一対の弾性アームの先端部は、挿入開口に向かって開き、相手側コンタクトが挿入容易な一対の屈折した案内片を有してもよい。

（３） （１）又は（２）記載のソケットコンタクトを備えるコネクタ。

本発明によるソケットコンタクトは、先端部同士が対向する方向に接触力を加える一対の帯板状の弾性アームを有し、これらの弾性アームの先端部が開閉する方向と直交する方向からブレードコンタクトが挿入されるように、ソケットコンタクトをハウジングに強固に組み込んでいるので、そのリード部がプリント基板とのはんだ剥離が困難である。

以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態を説明する。

図１は、本発明によるソケットコンタクト（以下、コンタクトと略称する）の一実施形態を示す斜視外観図であり、組み付けられるハウジングを配置している。図２は、前記実施形態によるコンタクトを備えるコネクタの斜視外観図である。図３は、前記実施形態によるコンタクトを備えるコネクタの斜視外観図であり、図２と異なる方向からコネクタを観ている。

図４は、前記実施形態によるコンタクトの斜視外観図であり、組み付けられるハウジングを想像線で示している。図５は、前記実施形態によるコンタクトを備えるコネクタの縦断面図であり、コンタクトに備わる第２圧入片を断面としている。図６は、前記実施形態によるコンタクトを備えるコネクタの縦断面図であり、コンタクトに備わる天板部を断面としている。

最初に、本発明によるコンタクトの構成を説明する。図１において、コンタクト１は、略直方体のハウジング２に組み込まれる。ハウジング２は、プリント基板１ｐに設置される（図２参照）。又、ハウジング２は、挿入開口２１を第１面２ａに設けている。挿入開口２１には、平板状の相手側コンタクト（以下、ブレードコンタクトという）３がプリント基板１ｐに向かって挿入される（図２参照）。

図１において、コンタクト１は、Ｕ字状の帯板で形成された基部１１と一対の弾性アーム１２ａ・１２ｂを備えている。基部１１は、ハウジング２の収容室２２に保持される。収容室２２は、ハウジング２の第１面２ａに隣接する第２面２ｂに開口しており、挿入開口２１に連通している（図６参照）。一対の弾性アーム１２ａ・１２ｂは、基部１１の一方の端部から延出しており、帯板状の先端部同士がブレードコンタクト３を挟持する（図２参照）。

図１において、コンタクト１は、基部１１が天板部１１０、一対の帯板片１１ａ・１１ｂ、及び一対のリード部１１ｃ・１１ｄを有している。天板部１１０は、略矩形の平板状に形成されている。一対の帯板片１１ａ・１１ｂは、天板部１１０の両翼が屈折されて、一対の弾性アーム１２ａ・１２ｂが延出する方向と直交する方向に略平行に延出している。一対のリード部１１ｃ・１１ｄは、帯板片の延端部が屈折されて互いに相反する向きに延出しており、プリント基板１ｐにはんだ接合可能となっている（図２参照）。

図１において、天板部１１０は第１圧入片１１１を有している。第１圧入片１１１は、一対の弾性アーム１２ａ・１２ｂが延出する方向と同じ方向に延出しており、収容室２２の内壁に圧入される（図６参照）。又、一対のリード部１１ｃ・１１ｄは、第２圧入片１１２及び第３圧入片１１３を有している（図５参照）。第２圧入片１１２及び第３圧入片１１３は、一対の弾性アーム１２ａ・１２ｂが延出する方向と同じ方向に延出しており、収容室２２の内壁に圧入される（図５参照）。

図４において、コンタクト１は、一対の弾性アーム１２ａ・１２ｂの先端部の板厚面が挿入開口２１に臨んでいる。そして、ブレードコンタクト３を挿入開口２１に挿入すると、一対の弾性アーム１２ａ・１２ｂの先端部を相反する向きに開くことができる。

又、図１及び図４において、一対の弾性アーム１２ａ・１２ｂの先端部は、挿入開口２１に向かって開く、一対の湾曲した案内片１２１・１２２を有している。したがって、ブレードコンタクト３の挿入が容易である（図２参照）。

図２から図３において、コンタクト１をハウジング２に組み込むことにより、プリント基板１ｐに表面実装可能なコネクタ１０を構成している。そして、電線対プリント基板接続用コネクタ、又はプリント基板対プリント基板接続用コネクタを実現できる。

図１から図３において、ハウジング２は、六面体（略直方体）に形成されている。そして、ブレードコンタクト３の外形に見合って略矩形に形成される挿入開口２１が第１面２ａに設けられている。そして、第１面２ａに対向する第３面２ｃがプリント基板１ｐに当接して設置される。

図６に示されるように、挿入開口２１は、第３面２ｃに貫通している。ブレードコンタクト３を挿入開口２１に挿入すると、ブレードコンタクト３の先端面がプリント基板１ｐに当接して停止できる（図２参照）。又、ハウジング２には、ブレードコンタクト３が挿入し易いように、挿入開口２１の周囲に面取りを形成している（図２参照）。

図１から図３において、コンタクト１は、所要の形状に打ち抜かれた展開板（図示せず）が折り曲げ加工されて成形される。そして、一対の弾性アーム１２ａ・１２ｂの先端部にブレードコンタクト３の両面に接触する接点をビード２１０で予め成形している。又、基部１１に一対のリード部１１ｃ・１１ｄを成形している。

図５又は図６に示されるように、収容室２２は、基部１１を保持する第１収容室２２１と、挿入開口２１に連通する第２収容室２２２に区分される。そして、ハウジング２には、第１圧入片１１１が圧入される第１穴２１ｈが第２面２ｂに開口している（図６参照）。又、ハウジング２には、一対の第２圧入片１１２及び第３圧入片１１３が圧入される第２穴２２ｈ及び第２穴２３ｈが第２面２ｂに開口している（図４参照）。そして、第２穴２２ｈ及び第２穴２３ｈは、ハウジング２の第４面２ｄに貫通している（図３参照）。

第１から第３圧入片１１１・１１２・１１３には、バーブを設けてもよく、ハウジング２に圧入して基部１１を脱落困難に固定できる。第２収容室２２２では、一対の弾性アーム１２ａ・１２ｂの先端部の開閉動作が許容される（図４参照）。

次に、本発明によるコンタクトの作用を説明する。図１又は図４において、一対の弾性アーム１２ａ・１２ｂは、互いに向かい合う方向に接触力を加えることができる音叉形コンタクトを構成している。つまり、一対の弾性アーム１２ａ・１２ｂは、弾性限度の範囲で相手側コンタクトを挟持できる。

特許文献１において開示されたように、通常は、音叉形コンタクトの先端部から基端部に向かって相手側コンタクトが挿入される。つまり、一対の弾性アーム１２ａ・１２ｂがプリント基板１ｐに立設するように配置される。そして、一対の弾性アーム１２ａ・１２ｂの基端部にリード部を設ければ、相手側コンタクトの挿入時にリード部には圧縮応力のみが作用するので、このリード部は、はんだ剥離が困難になる。

しかし、図２において、一対の弾性アーム１２ａ・１２ｂをプリント基板１ｐに立設するように配置すると、一対の弾性アーム１２ａ・１２ｂは、所要の長さを必要とするので、一対の弾性アーム１２ａ・１２ｂを含むコネクタ１０の実装高さＨを大きくする。つまり、一対の弾性アーム１２ａ・１２ｂを含むコネクタ１０の低背化を困難とする。

したがって、本発明によるコンタクト１は、一対の弾性アーム１２ａ・１２ｂの先端部の板厚面からブレードコンタクト３を挿入することによって、一対の弾性アーム１２ａ・１２ｂの先端部を相反する向きに開かせ、一対の弾性アーム１２ａ・１２ｂを含むコネクタ１０の低背化を容易とした。所要の接触力を有する一対の弾性アーム１２ａ・１２ｂは、その長さに比較して幅（高さ）が十分に小さくて済むからである。

一方、図４において、本発明によるコンタクト１は、一対の弾性アーム１２ａ・１２ｂが片持ち梁のようにハウジング２に配置されている。そして、一対の弾性アーム１２ａ・１２ｂの先端部に荷重が作用すると（ブレードコンタクト３が挿入されると）、基部１１に設けられた一対のリード部１１ｃ・１１ｄに曲げモーメントが作用することになる。したがって、本発明によるコンタクト１は、基部１１に第１から第３圧入片１１１・１１２・１１３を設けて、ハウジング２に強固に保持する構成とした。

このように、図２において、本発明によるコンタクト１は、ブレードコンタクト３が挿入されると、コンタクト１とハウジング２が一体となってプリント基板１ｐを付勢するので、一対のリード部１１ｃ・１１ｄには、圧縮応力のみが作用し、はんだ剥離を困難にできる。

本発明によるソケットコンタクトの一実施形態を示す斜視外観図であり、組み付けられるハウジングを配置している。 前記実施形態によるソケットコンタクトを備えるコネクタの斜視外観図である。 前記実施形態によるソケットコンタクトを備えるコネクタの斜視外観図であり、図２と異なる方向からコネクタを観ている。 前記実施形態によるソケットコンタクトの斜視外観図であり、組み付けられるハウジングを想像線で示している。 前記実施形態によるソケットコンタクトを備えるコネクタの縦断面図であり、ソケットコンタクトに備わる第２圧入片を断面としている。 前記実施形態によるソケットコンタクトを備えるコネクタの縦断面図であり、ソケットコンタクトに備わる天板部を断面としている。

符号の説明

１ コンタクト（ソケットコンタクト）
１ｐ プリント基板
２ ハウジング
２ａ 第１面
２ｂ 第２面
３ ブレードコンタクト（相手側コンタクト）
１１ 基部
１１ａ・１１ｂ 一対の帯板片
１１ｃ・１１ｄ 一対のリード部
１２ａ・１２ｂ 一対の弾性アーム
２１ 挿入開口
２２ 収容室
１１０ 天板部
１１１ 第１圧入片
１１２ 第２圧入片
１１３ 第３圧入片

Claims (3)

1. プリント基板に設置する略直方体のハウジングであって、平板状の相手側コンタクトが前記プリント基板に向かって挿入される挿入開口を第１面に設け、前記第１面に隣接する第２面に開口し、前記挿入開口に連通する収容室を有し、前記第１面に対向する第３面が前記プリント基板に当接する前記ハウジングに組み込むソケットコンタクトであって、
   前記収容室に保持されるＵ字状の帯板で形成された基部と、
   この基部の一方の端部から前記収容室の内部に向かって延出し、帯板状の先端部同士が前記相手側コンタクトを挟持する一対の弾性アームと、を備え、
   前記基部は、
   略矩形の平板状に形成された天板部と、
   この天板部の両翼が屈折されて一対の前記弾性アームが延出する方向と直交する方向に略平行に延出する一対の帯板片と、
   これらの帯板片の縁端部が屈折されて互いに相反する向きに延出し、前記プリント基板にはんだ接合可能な一対のリード部と、を有し、
   前記天板部は、一対の前記弾性アームが延出する方向と同じ方向に延出して前記収容室の内壁に圧入される第１圧入片を有し、
   一対の前記リード部は、一対の前記弾性アームが延出する方向と同じ方向に延出して前記収容室の内壁に圧入される第２圧入片及び第３圧入片を有し、
   一対の前記弾性アームの先端部は、前記基部の一方の端部側から前記収容室の内部に向かって延出する、一対の当該弾性アームの先端部の板厚面が前記挿入開口に臨み、前記相手側コンタクトを当該挿入開口に挿入すると、一対の当該弾性アームの先端部を相反する向きに開くソケットコンタクト。
2. 一対の前記弾性アームの先端部は、前記挿入開口に向かって開き、前記相手側コンタクトが挿入容易な一対の湾曲した案内片を有する請求項１記載のソケットコンタクト。
3. 請求項１又は２記載のソケットコンタクトを備えるコネクタ。

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