JP5319142B2 - コネクタ - Google Patents

Description

本発明は、主に回路基板間に使用される電気コネクタ構造及びその嵌合保持力の調整方法に関するものである。

携帯型のパーソナルコンピュータや通信機器の小型軽量化に伴って、電子部品の小型化、低背化が進められている。回路基板間の接続等に用いられる電気コネクタ（以下コネクタと言う）も例外ではなく、少極型、多極型を問わず小型化、低背化の要望は常に高い。

ここで、コネクタは、雌雄コンタクトの弾性的接触力によって、嵌合保持力を確保するものであり、コンタクトを細くして対応させざるおえないコネクタの小型化、低背化は、自ずと弾性力の低下を伴うからとの理由から、嵌合保持力の向上を課題に掲げた報告は多数見受けられる。その一つとして、（１）特許文献１記載の技術がある。この技術は、二股状の大きさの異なる雌雄コンタクトを嵌合した際、対応する部分の突起が窪みに落ち込むことでロックが掛かり、嵌合保持力を確保するものである。また一つとして、（２）特許文献２記載の技術がある。この技術は、リセプタクルコンタクトの先端にＳの字状の内壁接触部（ハウジングの壁に当接する部分）を具え、対応するプラグコンタクトと接触した際、この内壁接触部がリセプタクルハウジングの対応面に当接し、反力としてプラグコンタクトとの接触面に接触圧を及ぼすというものである。更に一つとして、（３）特許文献３記載の技術がある。この技術は、雌雄コネクタが嵌合した際、リセプタクルコンタクトに具わるロック爪と、プラグハウジングに具わる係止片とが係合することで、嵌合保持力を確保するものである。
実開平７−１６３８１号公報 特開２００７−３０５５１３号公報 特開平９−２５９９７９号公報

しかし、これら技術はコンタクトの嵌合保持力の強化を課題とするものであるから、確かに少極型コネクタにおいては、その目的とするところの範囲にあり効果を奏するものではあるが、この嵌合保持力の強化されたコンタクトを多極型コネクタに適用した場合には、本来目指していたこととは反対の結果を招くこととなる。つまり、強化された個々の嵌合力が多数集積された結果嵌合力は過大となって、挿抜時には必要以上の大きな挿抜力を要するコネクタとなる。つまり、理想から大きく外れた挿抜特性を有するコネクタが得られてしまうのである

すなわち、コネクタの挿抜特性を理想に近づけるには、少極型から多極型までを考慮したコンタクト構造が必要なのであり、特定の極数のみを対象としたコンタクト構造では、現実に、市場の要求によって多種極数型を揃える必要のあるコネクタとしては、その挿抜特性を実質的に解決することにはならないのである。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、コネクタの少極型から多極型までの挿抜特性を考慮して、それぞれの極数に好適な嵌合保持力が得られるコネクタ構造を提供することを目的とすると共に、その嵌合保持力の調整方法を提供することを目的としている。

上記の目的のもとになされた本発明は、コンタクトの接触部に段差を設けて、この段差の大きさを変えることで好適な嵌合保持力を得るものである。

すなわち本発明の嵌合保持力を調整する方法は、（１）それぞれのハウジングと、このハウジングに固定されたコンタクトを具え、それぞれのコンタクトは、金属帯状体の加工によって形成され、相手側コンタクトとの接触部と、この接触部に連なるハウジングとの固定部と、この固定部に連なる接続部とを一体的に具え、この接触部の相手側接触部との接触によって電気的接続状態を得る一対のコネクタ構造の嵌合保持力を調整する方法であって、一方のコンタクトの前記接触部は、全幅に亘り前記金属帯状体が圧潰によって段差が形成された凹部を有し、相手側コンタクトの接触部は屈曲部を有し、この屈曲部の頂点は、前記凹部に弾接力を作用させつつ挿入され、前記凹部は前記屈曲部に比べて挿入方向に沿って長く延び、極数が増加する場合は前記圧潰量を多くし、極数が減少する場合は前記圧潰量を少なくするものである。

一方の接触部に具わる板面は、相手側接触部に具わる屈曲部から弾接力を受けていて、段差の通過前後で弾接力の大きさが変わる。挿入時、段差は相手側接触部の弾性変位量を緩和するように設けてあるので、弾接力は段差の通過によって減少する。この弾接力が嵌合状態で保持力として作用するので、好適な嵌合保持力は、この段差の調整によって得ることができる。

段差は、上段面と下段面の２段面構造であってもよいし、３段面以上から成る構造であってもよい。いずれの場合でも、最も上段面を通過するときに最大の弾性力が発生し、最も下段面で弾性力は最小となる。また、段差は、金属板材の板厚方向の圧潰で形成し得るものである。

上段面に対して下段面の段差を大きく取れば、嵌合保持力は小さくなり、例えば多極用途に適したコネクタ構造になり、段差を小さく取れば、嵌合保持力は大きくなり、例えば少極用途に適したコネクタ構造になる。このように段差の量を変えることで嵌合保持力の調整をおこなう。なお、嵌合保持力が小さい場合でも、屈曲部で接触点を形成するので必要接触圧を確保できる範囲は広がっている。

本発明によれば、コネクタの低背化によっても、コンタクトに形成された段差の圧潰量を変えることで必要な嵌合保持力を得ることができる。また、少極型から多極型までコンタクトの極数が変わっても、コンタクトに形成された段差の圧潰量を変えることでそれぞれの極数に好適な嵌合保持力を得ることができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。本発明の実施形態によるコネクタ構造は、プラグコネクタとリセプタクルコネクタとから成るＢｔｏＢ（ボードトゥボード）コネクタ構造である。

コネクタ構造について図１から図３を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施形態による回路基板に実装されたリセプタクルコネクタと、プラグコネクタとが嵌合した状態の外観斜視図である。なお、プラグ側の回路基板はコネクタ構造を隠すので省略する。図２は、同じく図１に示すプラグコネクタをリセプタクルコネクタから抜き外した状態の外観斜視図である。なお、図１同様プラグ側の回路基板は省略する。図３は、同じく図１又は図２に示すプラグコネクタ及びリセプタクルコネクタを１８０度反転させた状態の外観斜視図である。なお、回路基板は両者とも省略する。

図１及び図２に示すように、ＢｔｏＢコネクタ構造は、図示しない回路基板Ｐ１に実装されたプラグコネクタ１と、回路基板Ｐ２に実装されたリセプタクルコネクタ５とから成る。プラグコネクタ１は、絶縁性の合成樹脂から成るプラグハウジング２と、プラグハウジング２に固定された導電性の帯状体金属から成るプラグコンタクト３と、コネクタの嵌合を補強するための補強金具４とから成る。このプラグコネクタ１に嵌合するリセプタクルコネクタ５は、絶縁性の合成樹脂から成るリセプタクルハウジング６と、リセプタクルハウジング６に固定され、プラグコンタクト３と電気的機械的接続をするリセプタクルコンタクト７と、補強金具４に係り合う補強金具８とから成る。

＜プラグ＞
プラグコネクタ１について、説明中の指示方向は、図３の指示に従う。プラグハウジング２は、前後方向に伸びた矩形状で、底面に底壁２０と、底壁２０の前後端に立設する端壁２１、２２及び底壁２０の左右に立設する側壁２３、２４を具え、これら底壁２０、端壁２１、２２及び側壁２３、２４で囲われた窪み状の凹部２５を中央に形成する。端壁２１、２２の下面には、補強金具４、４を固定するためのスリット２１ａ、２２ａを具え、左右側面には、補強金具４、４をガイドするための上下方向に伸びる溝２１ｂ、２２ｂを具える。側壁２３、２４は、前後方向に伸びる矩形状で、上面から外側面及び内側面にかけてプラグコンタクト３を固定するための溝２６、２７を複数個等ピッチで前後方向に具える。

プラグハウジング２にプラグコンタクト３を固定した際、左右側壁２３、２４に具わる溝２６、２７に、プラグコンタクト３の対応する部分が嵌り込むため、左右側壁２３、２４の上面及び外側面にプラグコンタクト３が突出することはない。また、プラグハウジング２に補強金具４、４を装着した際、端壁２１、２２に具わるスリット２１ａ、２２ａに、補強金具４、４の対応する部分が圧入されて固定される。

プラグコンタクト３及び補強金具４、４を固定したプラグコネクタ１は、左右側壁２３、２４の下端から外向きに、補強金具４、４の先端及びプラグコンタクト３の先端が回路基板Ｐ１面と平行に伸び、実装時には、この部分が回路基板Ｐ１に接続する。また、プラグハウジング２の中央部に形成された凹部２５は、プラグコネクタ１がリセプタクルコネクタ５に嵌合した際、リセプタクルコネクタ５の対応する凸部が嵌り込むところである。

＜リセプタクル＞
次に、リセプタクルコネクタ５について説明する。説明中の指示方向は、図２の指示に従う。リセプタクルハウジング６は、前後方向に伸びた矩形状で、底面に底壁６０と、底壁６０の前後端に立設する端壁６１、６２と、底壁６０の左右に立設する側壁６３、６４を具え、これら底壁６０、端壁６１、６２及び側壁６３、６４で囲われた窪み状の凹部６５を中央に形成し、更にこの凹部６５の中に前後方向に伸びた矩形状の凸部６６を具える。

リセプタクルハウジング６の側壁６３、６４は、断面略矩形状で、前後端には、補強金具８、８を固定するためのスリット６１ａ、６２ａを側壁６３、６４の周囲に具え、前後方向に亘っては、リセプタクルコンタクト７を固定するための溝６７、６８を側壁６３、６４の周囲に等ピッチで具える。

リセプタクルハウジング６にリセプタクルコンタクト７を固定した際、左右側壁６３、６４に具わる溝６７、６８に、リセプタクルコンタクト７の対応する部分が嵌り込み固定され、リセプタクルコンタクト７の内側に向かう先端は、中央部に具わる凸部６６に形成されたガイド６６ａに囲われてガイドされる。また、リセプタクルハウジング６に補強金具８、８を固定した際、側壁６３、６４に具わるスリット６１ａ、６２ａに、補強金具８、８の対応する部分が嵌り込むため、補強金具８、８が側壁６３、６４の外側面及び上面から張出すことはない。

リセプタクルコンタクト７及び補強金具８、８を固定したリセプタクルコネクタ５は、左右側壁６３、６４の下端から外向きに、補強金具８、８の先端及びリセプタクルコンタクト７の先端が回路基板Ｐ２面と平行に伸びた状態で、実装時には、この部分が回路基板Ｐ２に接続する。また、中央部に形成された凹部６５は、プラグコネクタ１が嵌り込む部分であり、凹部６５の中に具わる凸部６６は、プラグコネクタ１の中央に具わる窪み状の凹部２５が嵌り込むところである。このようにプラグコネクタ１がリセプタクルコネクタ５に嵌合したときに、対応するプラグコンタクト３と、リセプタクルコンタクト７とが電気的機械的接続状態をとり、対応する補強金具４、４と、補強金具８、８とが機械的に係り合う。

次に、コンタクトについて図４から図６を参照して説明する。図４は、本発明の実施の形態によるプラグコンタクトの外観斜視図である。図５は、同じくリセプタクルコンタクトの外観斜視図である。図６は、同じくプラグコンタクトとリセプタクルコンタクトとが嵌合した状態の外観斜視図である。

＜プラグコンタクト＞
プラグコンタクト３は、基材の銅合金にニッケルめっきをし、表面に金メッキを施した金属の帯状体から成り、打抜きや曲げ加工によって必要な形状を具えている。プラグコンタクト３は、プラグハウジング２の側壁２３、２４のプラグコンタクト３を固定するための溝２６、２７に固定される固定部３０と、固定部３０から一方に連なる接触部３１と、他方に連なる接続部３２とから成る。

プラグコンタクト３の固定部３０は、プラグハウジング２の側壁２３、２４に形成された溝２６、２７に圧入されるストレート部３０ａと、このストレート部３０ａの幅方向にある断面から外方向に臨み、プラグコンタクト３を固定するための張出し片３０ｂ、３０ｂとを具える。ストレート部３０ａは、リセプタクルコンタクト７との反接触側に９０度の湾曲部を形成し、ここから水平方向に伸びて接続部３２に連なる。接続部３２は、半田を介してそのストレート部３２ａで回路基板Ｐ１に接続する。一方、リセプタクルコンタクト７との接触側に１８０度の湾曲部を形成して、ここに固定部を画定し、ここより先で接触部３１に連なる。接触部３１は、垂直に立つ板面３１ｂから成り、先端はテーパを具える切断面で終わっている。

プラグコンタクト３の接触部３１で、対応するリセプタクルコンタクト７に接触する部分は、板面３１ｂである。板面３１ｂは、リセプタクルコンタクト７との接触面側に先端側から順に、台地状の凸部３１ｃ、次に窪地状の凹部３１ｄ、最後に台地状の凸部３１ｅと続いている。本実施の形態では、凸部３１ｅと、凹部３１ｄとの段差ｔは０．０１〜０．０５ｍｍである。好ましくは０．０１〜０．０３ｍｍであり、より好ましくは０．０１〜０．０２ｍｍである。この段差ｔは、コネクタのクリック感に大きな影響を持ち、挿入力、引抜き力を左右する大きな因子であり、小さくするとクリック感が小さくなり、嵌合保持力は強くなる。また、大きくするとクリック感が大きくなり、嵌合保持力は弱くなる。

＜リセプタクルコンタクト＞
リセプタクルコンタクト７は、銅合金を基材に中間にニッケルめっき、表面に金メッキを施した金属の帯状体から成り、打抜きや曲げ加工によって必要な形状を具えている。リセプタクルコンタクト７は、リセプタクルハウジング６の側壁６３、６４のリセプタクルコンタクト７を固定するための溝６７、６８に固定される固定部７０と、固定部７０から一方に連なる連結部７１と、更にその先に連なる接触部７２、及び他方に連なる接続部７３とから成る。

リセプタクルコンタクト７の固定部７０は、リセプタクルハウジング６の側壁６３、６４に形成された溝６７、６８に圧入されるストレート部７０ｂと、このストレート部７０ｂの幅方向にある断面から外方向に臨み、リセプタクルコンタクト７を固定するための張出し片７０ｄ、７０ｄとを具える。ストレート部７０ｂは、プラグコンタクト３との反接触側に９０度の湾曲部を形成し、ここから水平方向に伸びて接続部７３に連なる。接続部７３は、半田を介してそのストレート部７３ａで回路基板Ｐ２に接続する。一方、プラグコンタクト３との接触側に１８０度の湾曲部を形成して、ここに固定部７０を画定する。そして、ここより先で９０度湾曲して連結部７１に連なる。連結部７１は、水平方向に伸びるストレート部７１ａから成り、先端は９０度湾曲して垂直に立ち上がり、接触部７２に連なる。接触部７２は、垂直に伸びるストレート部７２ａと、これに続く「く」の字状の屈曲部７２ｂとからなる。

固定部７０は、逆Ｕの字状でその開口部が、リセプタクルハウジング６の側壁６３、６４を跨ぐようにして、そのフレイム部分が等ピッチで形成された溝６７、６８に嵌り込む。溝６７、６８は、側壁６３、６４の上面及び内外側面の３面に形成されているので、この固定部７０の屈曲部７０ａ、ストレート部７０ｂ及び７０ｃがそれぞれ対応する溝に圧入され、ストレート部７０ｂの幅方向にある断面から外方に臨む凸状の張出し片７０ｄ、７０ｄが溝６７、６８の側面に係合して、リセプタクルコンタクト７をリセプタクルハウジング６に固定する。

固定部７０のストレート部７０ｃから連なる連結部７１と、連結部７１から９０度湾曲したところから垂直に立ち上がる接触部７２とでＬの字状のフレイムを形成する。この連結部７１と接触部７２とから成るＬの字状のフレイムは、プラグコンタクト３の接触部３１と嵌合した際、弾性的に変位し、その反作用として嵌合保持力を発生させる部分である。

接触部７２は、連結部７１から９０度湾曲後垂直に立ち上がるストレート部７２ａと、その先に連なる「く」の字状の屈曲部７２ｂとから成る。屈曲部７２ｂの頂点部分は、嵌合の際プラグコンタクト３の接触部３１に接触する部分で、屈曲部７２ｂの頂点の挿入方向に直交する面の断面形状は、頂点部に窪みのある山形で２個の接触点７２ｄ、７２ｄを具えている。尖頭部で接触するので大きな接触圧を生じ、２個の接触点７２ｄ、７２ｄを具えているので、接続の安全性を二重に確保し信頼性を高めている。

＜コンタクトの嵌合状態＞
次に、図６を参照してプラグコネクタ１のリセプタクルコネクタ７への挿入について説明する。プラグコネクタ１をリセプタクルコネクタ７に挿入していくと、最初に、プラグコンタクト３の接触部３１から固定部３０に連なる曲率を持った部分に、リセプタクルコンタクト７の接触部７２の接触点７２ｄ、７２ｄが当接する。更に挿入を続けると、接触圧は次第に強くなり、このときプラグコンタクト３の接触部３１は固定されて動けないために、リセプタクルコンタクト７の接触部７２が変位することとなる。変位は弾性的で挿入方向と直交する方向に弾性力を作用させ、この弾性力と、当接面の摩擦力との合成力として、挿入方向に挿入力を発生させる。この挿入力は、弾性変位量が最大となる位置、すなわちプラグコンタクト３に具わる接触部３１の凸部３１ｅを通過するときに最大となる。一般にこのときの最大値をもって挿入力と称している。この位置から更に挿入を続けると、リセプタクルコンタクト７の接触部７２の接触点７２ｄ、７２ｄは、プラグコンタクト３の接触部３１に形成された凹部３１ｄの表面と当接するようになる。この凹部３１ｄの表面は、凸部３１ｅの表面に対して図４に示すように段差ｔがあり、この段差ｔは、リセプタクルコンタクト７の接触部７２の弾性変位量を急激に減少させ、挿入力の急変として感得される。このときの挿入力の急激な減少は、挿入時のクリック感として感じられるものである。本発明の実施形態では、プラグコンタクト３の凹部３１ｄは、挿入方向に長く伸びていて、長い有効嵌合長を確保している。

本発明の実施形態によっては、挿入力は、この凸部３１ｅの高さによって容易に増減させることができる。勿論リセプタクルコンタクト７の接触部７２の長さや曲げ位置、曲率等によっても増減はできるが、リセプタクルコンタクト７の変更は、プラグコンタクト３の変更に比べて、その設計にかかる負担及び加工にかかる負担は格段に大きいものである。つまり、市場の要求を満たすため多品種の極数展開が求められるコネクタ構造として、基本的な設計を変えずに対応できるところに本発明の特徴部分がある。

また、上述したように本発明の実施形態では、プラグコンタクト３の凹部３１ｄは、リセプタクルコンタクト７の接触点７２ｄ、７２ｄに対して挿入方向に長く伸びていて、限られた中で長い有効嵌合長の確保を実現している。このように有効嵌合長が長いので、コンタクトの加工精度のバラツキや、コンタクトのハウジングへの組立て精度のバラツキが集積された結果極めて大きいものであっても嵌合を確実におこなうことができ、信頼性の高い接続を担保している。また、振動や衝撃が原因でコンタクトが抜けるおそれを軽減している。

次に、プラグコンタクト３と、リセプタクルコンタクト７との嵌合状態について説明する。プラグコンタクト３と、リセプタクルコンタクト７との嵌合によって、リセプタクルコンタクト７の接触部７２は、プラグコンタクト３の接触部３１に弾性的に接触する。この弾性力は、嵌合によって、リセプタクルコンタクト７の接触部７２が外方向に弾性的に変位することによって生じるものである。本実施の形態では、弾性変位量は０．０５〜０．１５ｍｍである。好ましくは、０．０７〜０．１３ｍｍであり、より好ましくは、０．０８〜０．１０ｍｍである。弾性変位量が大きすぎる場合には、嵌合力が過大になり、更に大きい場合には、変位部が塑性変形を生じて必要な接触圧が得られなくなる。また、小さすぎる場合には、弾性力が弱くなり必要な接触圧が得られなくなる。

次に嵌合保持力について説明する。嵌合保持力は、プラグコンタクト３がリセプタクルコンタクト７に嵌合された状態で作用する力である。すなわち、プラグコンタクト３に具わる接触部３１の凹部３１ｄに、リセプタクルコンタクト７に具わる接触部７２の接触点７２ｄ、７２ｄが当接するときに作用する力である。本発明では、嵌合保持力は、この凹部３１ｄの窪み量（段差ｔ）によって容易に増減させることができる。勿論リセプタクルコンタクト７の接触部７２の長さや曲げ位置、曲率等によっても増減はできるが、リセプタクルコンタクト７の変更は、プラグコンタクト３の変更に比べて、その設計にかかる負担及び加工にかかる負担は格段に大きいものであり、基本的な設計を変えずに市場の要求を満たすため多品種の極数を展開する必要がある場合には、本発明による方法は、大変効果的で合理的なものである。段差ｔを大きくとる場合は、嵌合保持力は小さくなり、コネクタの引抜きは容易になる。また、段差ｔを小さくとる場合は、嵌合保持力は大きくなり、コンタクトの引抜きは困難になる。

すなわち、市場の要求や使用目的に応じて、嵌合保持力を容易に適応させることができ、例えば、少極型の場合には、段差ｔを小さくして嵌合保持力を大きくすることができ、多極の場合には、段差ｔを大きくして嵌合保持力を小さくすることができる。更にこの時、挿入力の調整も容易に行なうことができる。

＜補強金具＞
次に、図７〜図９を参照して補強金具の説明をする。図７はプラグ補強金具の斜視図である。図８はリセプタクル補強金具の斜視図である。図９はプラグ補強金具とリセプタクル補強金具との嵌合状態の斜視図である。

プラグ補強金具４、４は、プラグハウジング２の前後端壁２１、２２に形成されたスリット２１ａ、２２ａに装着されて、プラグコネクタ１と、リセプタクルコネクタ５との嵌合を補強するものである。プラグ補強金具４は、金属の帯状体の打抜き加工でその形状が得られ、中央部にプラグハウジング２の端壁２１、２２に具わるスリット２１ａ、２２ａに固定される、一辺から切溝を形成した矩形状の固定部４０と、固定部４０の上側面から外向きに水平に伸びる連結部４１、４１と、連結部４１、４１から更に外方向に水平に伸びる接続部４３、４３と、連結部４１、４１と接続部４３、４３との繋ぎ部から垂下する片状の係合部４２、４２とから成る。

固定部４０は、プラグ補強金具４をプラグハウジング２に圧入によって固定する部分である。固定部４０は、一対の固定片４０ａ、４０ａを具え、固定片４０ａは、外向きに２個の凸状の突起４０ｂ、４０ｃを具える。プラグハウジング２に固定される固定片４０ａ、４０ａが隙間を隔てて一対具わり、その隙間にプラグハウジング２の端壁２１、２２に形成されたスリット２１ａ、２２ａ内に形成された図示しない固定台を挟み込む状態で、スリット２１ａ、２２ａの側壁に対して外向きに突起４０ｂ、４０ｃで押圧を掛けて固定するので、プラグ補強金具４、４は、プラグハウジング２に強固に固定されるものである。

係合部４２、４２は、リセプタクル補強金具８、８の対応する箇所に係合し、プラグコネクタ１と、リセプタクルコネクタ５との嵌合を補強する部分である。係合部４２、４２は、連結部４１、４１と接続部４３、４３との繋ぎ部から垂下する係合片４２ａ、４２ａと、その先端外向きに凸状の突起４２ｂ、４２ｂとを具える。係合片４２ａ、４２ａは、外内方向に弾性的に変位し、先端の突起４２ｂ、４２ｂで、リセプタクル補強金具８、８の対応する部分と係合する。

接続部４３、４３は、回路基板Ｐ１に半田を介して実装する部分ある。

次に、図８を参照してリセプタクル補強金具８、８について説明する。リセプタクル補強金具８、８は、リセプタクルハウジング６の前後端壁６１、６２に形成されたスリット６１ａ、６２ａに装着されて、プラグコネクタ１と、リセプタクルコネクタ５との嵌合を補強するものである。リセプタクル補強金具８、８は、金属の帯状体の打抜き加工と曲げ加工でその形状が得られ、リセプタクルハウジング６の端壁６１、６２に形成されたスリット６１ａ、６２ａに固定される固定部８０と、その先から１８０度曲げ戻し、そこから垂直に伸びる片状の係合部８１と、固定部８０の反対側の端部から外向きに９０度湾曲して水平に伸びる片状の接続部８２とから成る。

固定部８０、８０は、平板状で両側面に幅方向に凸状の突起８０ｂ、８０ｂを具え、リセプタクルハウジング６の両側壁６３、６４の端部に具わる補強金具８、８を受け入れるスリット６１ａ、６２ａに圧入されて図示しない係合片に係合して固定される。

係合部８１、８１は、平板状の係合片８１ａで構成され、中央部に窪み状の凹部８１ｂを形成する。この凹部８１ｂ、８１ｂにプラグ補強金具４、４の係合部４２、４２に具わる凸状の突起４２ｂ、４２ｂが係合してプラグコネクタ１と、リセプタクルコネクタ５とは嵌合される。

接続部８２、８２は、固定部８０、８０の端部から水平方向に伸びる平板状の接触片８２ａ、８２ａから成る。接続部８２、８２は、回路基板Ｐ２に半田を介して実装する部分である。

次に、図９を参照してプラグ補強金具４と、リセプタクル補強金具８との嵌合状態について説明する。プラグ補強金具４、４の係合片４２ａ、４２ａは、対応するリセプタクル補強金具８、８の係合片８１ａ、８１ａに弾接し、係合片８１ａ、８１ａの凹部８１ｂ、８１ｂに係合片４２ａ、４２ａの係合突起４２ｂ、４２ｂが係合してプラグ補強金具４は、リセプタクル補強金具８に嵌合する。嵌合力は、係合片８１ａ、８１ａと係合片４２ａ、４２ａとの弾接力によって得られるので、リセプタクル補強金具８の凹部８１ｂ、８１ｂの窪み量によって容易に嵌合力は調整できる。

次に図１のコネクタの嵌合状態の補強金具の嵌合状態及びコンタクトの嵌合状態について図１０を参照して説明する。

プラグ補強金具４は、固定部４０で、プラグハウジング１の端壁２１、２２に圧入によって固定され、接続部４３、４３で、回路基板Ｐ１に半田によって固定されている。一方、リセプタクル補強金具８、８は、リセプタクルハウジング６の側壁６３、６４の端部に圧入によって固定され、接続部８２、８２で、回路基板Ｐ２に半田によって固定されている。そして、プラグ補強金具４の係合部４２、４２と、リセプタクル補強金具８の係合部８１、８１とが係合して、プラグ補強金具４は、リセプタクル補強金具８に嵌合している。すなわち、プラグ補強金具４及びリセプタクル補強金具８は、協働してプラグコネクタ１と、リセプタクルコネクタ５との嵌合状態を補強し、回路基板Ｐ１及びＰ２間の安定した電気的接続状態を担保しているのである。

したがって、プラグ補強金具４及びリセプタクル補強金具８は、プラグコンタクト３及びリセプタクルコンタクト７が多数あり、プラグコンタクト３及びリセプタクルコンタクト７の接触圧でコネクタ全体の必要な嵌合保持力が確保されている場合には、取り外せばよく、プラグコンタクト３及びリセプタクルコンタクト７が少数で、プラグコンタクト３及びリセプタクルコンタクト７の接触圧でコネクタ全体の必要な嵌合保持力が確保されていない場合には、取り付ければよい。また、必要な補強嵌合保持力は、プラグ補強金具４の係合部４２と、リセプタクル補強金具８の係合部８１との係り合いの調整や、プラグ補強金具４及びリセプタクル補強金具８の装着個数で確保することが容易にできる。

次に、プラグコンタクト３と、リセプタクルコンタクト７の嵌合について説明する。プラグコンタクト３は、固定部４０でプラグハウジング２に固定され、接続部４３で回路基板Ｐ１に半田実装で電気的機械的に接続されている。一方、リセプタクルコンタクト７は、固定部７０でリセプタクルハウジング６に固定され、接続部７３で回路基板Ｐ２に半田実装で電気的機械的に接続されている。そして、プラグコンタクト３の接触部３１と、リセプタクルコンタクト７の接触部７２とが弾接することで、回路基板Ｐ１，Ｐ２間に電気的機械的接続状態を生じさせている。

＜作用、効果＞
プラグコンタクト３と、リセプタクルコンタクト７間で電気的接続状態に必要な接触圧を確保したときに、プラグコンタクト３及びリセプタクルコンタクト７のコンタクト数が少数の場合には、コネクタとして必要な嵌合保持力が不足する事態が生じる場合がある。つまり、コネクタとして求められる最適嵌合保持力は、コネクタの使用環境や使用目的によって決まるものなので、接触力の総和として得られた嵌合力がそれに相応せず、全体的な設計の見直しが迫られる場合が生じ得る。

すなわち、コンタクトの電気的接続という技術的側面から導出される接触圧があり、この接触圧の総和として自ずから導かれるコネクタの嵌合保持力があるわけだが、上述したように、コネクタには、求められる最適嵌合保持力があり、これは、コネクタの使用環境や使用目的等から決せられるものである。このとき、接触力の総和として得られた嵌合保持力と、求められる最適嵌合保持力との値が相違する場合には、コンタクトの接触構造及びコネクタの他の構成要素の変更等の技術的対応が迫られるわけである。

本発明は、懸かる事情の下で安定した電気的接続を得るために必要な接触圧の確保と、使用環境や使用目的から求められる嵌合保持力の確保とを、コンタクトの形状や接触部の曲率等の微妙な弾性設計が要求される部分に変更を加えることなく、接触部の板厚に対してその圧潰量を調整することだけで可能にし得るコネクタ構造に関するものである。

すなわち、コンタクトが少数のコネクタは、概して、接触力の総和としての嵌合保持力は、要求される値に対して小さいものであり、コンタクトが多数のコネクタは、接触力の総和としての嵌合保持力は、要求される値に対して大きいものである。このような環境の下、コンタクトの基本構造及び繊細な加工を要する接触部に変更を加えることなく、極数に応じて共通したコンタクトを使用できることは、コネクタの設計及び製造上、効率性と生産性の向上に大いに寄与するものである。

具体的に、本発明の実施の形態によれば、コンタクト数が多数の場合には、リセプタクルコンタクト７の複雑な弾性設計に変更を加えることなく、プラグコンタクト３に具わる接触部３１の凹部３１ｄの板厚みを小さくすることで、コンタクト同士の接触力を軽減し、総和としての嵌合保持力の減少を容易に行なうことができる。このとき、コンタクト同士の接触力の軽減による接触圧の減少を補足するべく、リセプタクルコンタクト７の接触点７２ｄ、７２ｄは、接触面積の小さな突起状から成っていて、電気的機械的接続に要求される接触圧の負荷状態を確保している。つまり、プラグコンタクト７の凹部３１ｄの板厚みを変更するだけで、接触力の軽減で総和としての嵌合保持力の減少を図り、接触点７２ｄ、７２ｄ接点部の尖鋭化によって接触力の軽減による接触圧の減少を補足し必要な接触圧の確保を図ることで、多極コネクタへの対応を行なうものである。

一方、コンタクト数が少数の場合には、プラグコンタクト３に具わる接触部３１の凹部３１ｄの板厚みを大きくすることで、コンタクト同士の接触力を増加し、総和としての嵌合保持力の増加を図る。このとき、コンタクト同士の接触力は増加するから、接触圧は増化方向に向かう。またこのとき、コンタクト同士の接触力だけでは必要な嵌合保持力が得られない場合には、本実施の形態で示した補強金具をコネクタに取り付けて、不足分を補うことができる。

このように、本発明によれば、コネクタの低背化でも必要な嵌合保持力の確保が容易に行なえ、コンタクトの少数極から多数極のコネクタまで基本設計の共通したコンタクトの使用が可能であり、嵌合保持力の調整はコンタクトの窪み量の調整だけで行ない得るので容易に極数展開に対応できる。更に、接触部の面積が小さく、小さな接触力でも大きな単位面積当たりの接触圧を得ることができ、また、接触点が２個具わる接触構造なので電気的機械的接続の信頼性を高めることができる。そして、コンタクトの有効嵌合長が長いので、コンタクトの加工のばらつきや、コンタクトのハウジングへの組立てのバラツキをこの部分で吸収できるので、予定する接続状態を確保できる。更に、振動や衝撃でのコンタクトの断絶が生じにくいものである。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その他この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の態様で実施可能である。

本発明の実施形態による回路基板に実装されたリセプタクルコネクタと、プラグコネクタとが嵌合した状態の外観斜視図である。 同じく図１に示すプラグコネクタをリセプタクルコネクタから抜き外した状態の外観斜視図である。 同じく図１又は図２に示すプラグコネクタ及びリセプタクルコネクタを１８０度反転させた状態の外観斜視図である。 同じくプラグコンタクトの外観斜視図である。 同じくリセプタクルコンタクトの外観斜視図である。 同じくプラグコンタクトとリセプタクルコンタクトとが嵌合した状態の外観斜視図である。 同じくプラグ補強金具の斜視図である。 同じくリセプタクル補強金具の斜視図である。 同じくプラグ補強金具とリセプタクル補強金具との嵌合状態の斜視図である。 同じく図１のコネクタの嵌合状態の補強金具の嵌合状態及びコンタクトの嵌合状態である。

符号の説明

１ プラグコネクタ
２ プラグハウジング
３ プラグコンタクト
４ プラグ補強金具
５ リセプタクルコネクタ
６ リセプタクルハウジング
７ リセプタクルコンタクト
８ リセプタクル補強金具
２０ 底壁
２１、２２ 端壁
２３、２４ 側壁
２５ 凹部
３０ 固定部
３１ 接触部
３２ 接続部
４０ 固定部
４１ 連結部
４２ 係合部
４３ 接続部
６０ 底壁
６１、６２ 端壁
６３、６４ 側壁
６５ 凹部
６６ 凸部
６７、６８ 溝
７０ 固定部
７１ 連結部
７２ 接触部
７３ 接続部
８０ 固定部
８１ 係合部
８２ 接続部
Ｐ１、Ｐ２ 回路基板

Claims (1)

1. それぞれのハウジングと、このハウジングに固定されたコンタクトを具え、
   それぞれのコンタクトは、金属帯状体の加工によって形成され、
   相手側コンタクトとの接触部と、この接触部に連なるハウジングとの固定部と、この固定部に連なる接続部とを一体的に具え、
   この接触部の相手側接触部との接触によって電気的接続状態を得る一対のコネクタ構造の嵌合保持力を調整する方法であって、
   一方のコンタクトの前記接触部は、全幅に亘り前記金属帯状体が圧潰によって段差が形成された凹部を有し、
   相手側コンタクトの接触部は屈曲部を有し、
   この屈曲部の頂点は、前記凹部に弾接力を作用させつつ挿入され、
   前記凹部は前記屈曲部に比べて挿入方向に沿って長く延び、
   極数が増加する場合は前記圧潰量を多くし、極数が減少する場合は前記圧潰量を少なくすることで、コネクタ構造の嵌合保持力を調整する方法。

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