JP5626189B2 - カードエッジコネクタ - Google Patents

Description

本発明は、カードエッジコネクタに関するものである。

従来、特許文献１に示されるように、カードエッジコネクタが知られている。このカードエッジコネクタでは、回路基板そのものがオス端子の役割を果たし、その回路基板の端部をカードエッジコネクタのハウジングに設けられた差込空間に挿入することにより、回路基板の端部表面に設けられた複数の電極と、ハウジングから露出する端子の接触部（接点部）とが接触して電気的な導通が図られる。また、カードエッジコネクタを構成する端子の、ばね変形による反力、所謂付勢力により、回路基板の端部が固定される（保持される）構造となっている。

特開２００３−１７８８３４号公報

ところで、カードエッジコネクタでは、例えば使用環境下において、回路基板とハウジングとの線膨張係数差による応力が、端子の配列方向、換言すれば差込空間の幅方向に作用し、幅方向においてハウジングと回路基板とが相対的に変位する。従来のカードエッジコネクタでは、ハウジングと回路基板との相対的な変位にともなって、端子の接点部が電極など回路基板の表面を滑り、端子表面や電極表面のメッキ層が剥がれるなど、端子や電極が損傷したり変形したりする虞があった。すなわち、電気的な接続信頼性が低下するという問題があった。

本発明は上記問題点に鑑み、線膨張係数差による回路基板とハウジングとの相対的な変位により、端子の接点部と回路基板の電極との電気的な接続信頼性が低下するのを抑制することのできるカードエッジコネクタを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、
回路基板の端部が挿入されることにより、回路基板の端部における両面のうち少なくとも一方の面上に設けられた複数の電極と、外部に引き出されるハーネスとの電気的接続を行なうカードエッジコネクタであって、
回路基板の端部が挿入配置される差込空間を有するハウジングと、
ハウジングに保持され、電極とハーネスとを電気的に接続するばね変形可能に設けられた部材であって、ハウジングに保持された保持部から差込空間に突出する突出部を有し、該突出部は電極と接触する接点部を含み、該接点部が差込空間の深さ方向及び回路基板の厚さ方向に対応する差込空間の高さ方向の両方向に垂直な幅方向に沿って配列された複数の端子と、を備え、
端子は金属板を打ち抜いてなり、保持部において板幅が板厚よりも長く、突出部において板幅の方向が幅方向に沿うようにされ、
接点部と電極との静摩擦係数をμ、端子のばね力による接点部での垂直荷重をＮ、突出部を幅方向に撓ませるのに必要な接点部に加わる幅方向の力をＰ（以下、力Ｐと示す）とすると、端子は、μＮ＞Ｐを満たすように、突出部における少なくとも一部の板幅が、保持部の板幅よりも短く（狭く）されており、
保持部は、突出部との連結端を含む部分であり、高さ方向において差込空間を構成するハウジングの壁面に対向して配置され、ハウジングの壁面に当たって突出部のばね変形により接点部が垂直荷重を生じる際の支点となる第１支点部と、該第１支点部よりも突出部から離れた位置に設けられており、ハウジングに圧入されて幅方向への変位が拘束され、突出部が幅方向に撓む際に支点となる第２支点部と、を有することを特徴とする。

上記においてμＮは、静止摩擦力の最大値、すなわち滑りだす直前の最大摩擦力である。また、突出部において、板幅方向が幅方向に沿うようにされる。そして、力Ｐが最大摩擦力μＮよりも小さくなるように、突出部における少なくとも一部の板幅を、保持部の板幅よりも短くしている。すなわち、突出部を、撓みにくい板幅方向において撓みやすくしている。このため、線膨張係数差により、回路基板とハウジングと間に相対的な変位が生じても、端子の接点部が滑りだす前に、突出部が撓むことができる。したがって、端子の接点部と回路基板の電極との電気的な接続信頼性が低下するのを抑制することができる。また、後述する折曲部を有する構成に較べて、同一面積の金属板からの端子の取り数を多くすることができる。また、突出部の加工を簡素化することもできる。これらによりコストを低減することもできる。

ところで、後述する数式１に示すように垂直荷重Ｎは長さＬの３乗に反比例し、数式２に示すように、力Ｐは長さＬの３乗に反比例する。これに対し、本発明では、保持部が第１支点部と第２支点部を有している。これにより、力Ｐを決定する数式２に示す長さＬ（以下、長さＬ２と示す）が、垂直荷重Ｎを決定する数式１に示す長さＬ（以下、長さＬ１と示す）よりも長くなる。このように、Ｌ２の長さを稼いで力Ｐを小さくするので、突出部の形状の効果と併せてμＮ＞Ｐとしやすくすることができる。

請求項２に記載のように、
突出部において板幅が保持部の板幅よりも短く（狭く）された幅狭部は、接点部と保持部との間に、板幅が板厚よりも短い部分を有することが好ましい。

このように、幅狭部が、板厚よりも板幅の短い部分を有するようにすると、板幅の方向、すなわち幅方向に、突出部を撓ませやすくすることができる。したがって、端子の接点部が滑るのを、より効果的に抑制することができる。

なお、この点について単純板バネを例に説明する。単純板バネの長手方向に直交する矩形断面において、幅方向に沿う辺の長さをｂ（単純板バネでは板幅）、長さｂと直交する辺の長さをｈ（単純板バネでは板厚）、ヤング率をＥ、ばねとして機能する長さをＬ、接点部における高さ方向の撓み量をδ、幅方向の撓み量をεとする。垂直荷重Ｎと力Ｐは次式に示す通りである。
（数１）Ｎ＝δＥｂｈ^３／（４Ｌ^３）
（数２）Ｐ＝εＥｈｂ^３／（４Ｌ^３）
したがって、μＮ＞Ｐを満たすには、数式１，２より、次式を満たせば良い。
（数３）（ｈ／ｂ）＞｛ε／（μδ）｝^１／２
撓み量δ、εは、ハウジングと回路基板の材料（線膨張係数）、及び、端子と回路基板との接触抵抗によって決まる値であり、一般的には、δが０．３ｍｍ〜１．０ｍｍ、εが１０μｍ〜１００μｍである。また、端子と電極との静摩擦係数μは０．７程度である。これにより、数式３の右辺は、０．１〜０．７程度と、１未満の値となる。

したがって、単純板バネがｈ＞ｂの関係を満たすようにすると、数式３が成立する。このことからも、本発明の構成は、回路基板とハウジングと間に相対的な変位が生じたときに、突出部が幅方向に撓みやすい構成であると言える。

幅狭部としては、請求項３に記載のように、保持部側から接点部側に向けて板幅が短くなるテーパ形状を有しても良い。また、請求項４に記載のように、その長手方向において板幅が一定とされても良い。

請求項３によれば、端子の突出部が、少ないストロークで所望の垂直荷重Ｎを出すことができる。したがって、高さ方向において、カードエッジコネクタの体格を小型化することができる。一方、請求項４によれば、所望の垂直荷重Ｎを出すためのストロークが長くなるため、垂直荷重Ｎを公差内に管理しやすい。すなわち、高さ方向において、回路基板などの位置バラツキの許容公差を大きくすることができる。

次に、請求項５に記載の発明は、
回路基板の端部が挿入されることにより、回路基板の端部における両面のうち少なくとも一方の面上に設けられた複数の電極と、外部に引き出されるハーネスとの電気的接続を行なうカードエッジコネクタであって、
回路基板の端部が挿入配置される差込空間を有するハウジングと、
ハウジングに保持され、電極とハーネスとを電気的に接続するばね変形可能に設けられた部材であって、ハウジングに保持された保持部から差込空間に突出する突出部を有し、該突出部は電極と接触する接点部を含み、該接点部が差込空間の深さ方向及び回路基板の厚さ方向に対応する差込空間の高さ方向の両方向に垂直な幅方向に沿って配列された複数の端子と、を備え、
端子は、金属板を打ち抜いてなり、突出部において板幅が板厚よりも長くなるようにされ、突出部は、基部と、少なくとも接点部と保持部との間に設けられ、基部に対して板厚方向が互いに直交するように折曲された折曲部とを有し、端子は、折曲部における板厚方向が幅方向に沿うように配置されていることを特徴とする。

このように、本発明では、突出部の板幅が板厚よりも長くなるようにされている。すなわち、突出部がその板厚方向に撓みやすくなっている。また、突出部は、接点部と保持部との間に折曲部を有しており、この折曲部は、板厚方向が幅方向に沿うように配置されている。すなわち、折曲部は幅方向に撓みやすくなっている。したがって、線膨張係数差により、回路基板とハウジングと間に相対的な変位が生じても、端子の接点部が滑りだす前に、突出部が撓むことができる。したがって、端子の接点部と回路基板の電極との電気的な接続信頼性が低下するのを抑制することができる。なお、上記した単純板バネに置き換えて考えると、幅方向に沿う辺の長さｂと、長さｂと直交する辺の長さｈとの関係が、基部と折曲部とで逆転し、折曲部ではｈ＞ｂとなる。したがって、この点からも、回路基板とハウジングと間に相対的な変位が生じたときに、突出部が幅方向に撓みやすく、端子の接点部が滑るのを、より効果的に抑制できると言える。

請求項６に記載のように、
突出部は、基部として、保持部に連結された根元部と、接点部を含む先端部を有し、
折曲部は、根元部と先端部とを連結している構成とすると良い。

これによれば、金属板を打ち抜いた端面を接点部とするのではないため、電極との電気的な接続状態をより安定化することができる。

請求項７に記載のように、
１つの突出部に対して２つの折曲部を有し、
２つの折曲部は、根元部と先端部とを幅方向における両端でそれぞれ連結しており、互いに対向するように設けられた構成とするとなお良い。

これによれば、幅方向における左右両側で根元部と先端部が連結されるため、片側のみで連結される構成に較べて、突出部がばね変形したときに捩れが生じ難く、電極との電気的な接続状態をより安定化することができる。また、左右両側に接点部が存在するため、ロバスト性を高めることもできる。

請求項８に記載のように、折曲部が、接点部を含むように構成しても良い。これによれば、根元部と先端部を折曲部にて連結する構成に較べて、曲げ箇所を少なくすることができる。

請求項９に記載のように、
１つの突出部に対して２つの折曲部を有し、
２つの折曲部は、基部に対して幅方向における両端にそれぞれ連結され、互いに対向するように設けられた構成とすると良い。

これによれば、片側のみに折曲部が連結される構成に較べて、突出部がばね変形したときに捩れが生じ難く、電極との電気的な接続状態を安定化することができる。また、左右両側に接点部が存在するため、ロバスト性を高めることもできる。

請求項１０に記載のように、
保持部は、突出部との連結端を含む部分であり、高さ方向において差込空間を構成するハウジングの壁面に対向して配置され、ハウジングの壁面に当たって突出部のばね変形により接点部が垂直荷重を生じる際の支点となる第１支点部と、該第１支点部よりも突出部から離れた位置に設けられており、ハウジングに圧入されて幅方向への変位が拘束され、突出部が幅方向に撓む際に支点となる第２支点部と、を有する構成としても良い。

数式１に示したように垂直荷重Ｎは長さＬの３乗に反比例し、数式２に示したように、力Ｐは長さＬの３乗に反比例する。これに対し、本発明では、力Ｐを決定する上記数式２に示す長さＬ（以下、長さＬ２と示す）が、垂直荷重Ｎを決定する上記数式１に示す長さＬ（以下、長さＬ１と示す）よりも長くなる。このように、Ｌ２の長さを稼いで力Ｐを小さくするので、突出部の形状の効果と併せてμＮ＞Ｐとしやすくすることができる。

請求項１１に記載のように、
ハウジングは、高さ方向において差込空間を構成するハウジングの壁面に、深さ方向に沿って延びて設けられ、各端子をそれぞれ収容する複数の凹部を有し、
該凹部の幅は、高さ方向において一定とされ、
端子における凹部に配置される部分は、板幅の方向が幅方向に沿って設けられており、凹部の底面から離れるほど板幅が短くされたテーパ部を有する構成としても良い。

これによれば、端子における凹部に配置される部分が高さ方向において一定幅のものに較べて、突出部を幅方向に撓ませやすくすることができる。

また、請求項１２に記載のように、
ハウジングは、高さ方向において差込空間を構成するハウジングの壁面に、深さ方向に沿って延びて設けられ、各端子をそれぞれ収容する複数の凹部を有し、
端子における凹部に配置される部分は、板幅の方向が幅方向に沿いつつ、高さ方向において板幅が一定とされ、
凹部は、高さ方向において底面から離れるほど幅が長くされたテーパ部を有する構成としても良い。

これによれば、凹部が高さ方向において一定幅のものに較べて、突出部を幅方向に撓ませやすくすることができる。

請求項１３に記載のように、接点部は、幅方向において丸みを帯びた形状とされた構成とすると良い。これによれば、端子の突出部が幅方向に撓んでも、接点部を電極に対して安定して接触させることができる。

第１実施形態に係るカードエッジコネクタを備えた電子装置の概略構成を示す断面図である。 図１のII-II線に沿う断面図である。 従来の課題を示す拡大断面図であり、相対的な変位が生じた状態を示している。図１のVI-VI線に対応している。 端子の突出部周辺を展開した図である。 端子の突出部周辺を拡大した斜視図である。 図１のVI-VI線に沿う拡大断面図であり、相対的に変位した状態が生じた状態を示している。 接点部をＲ形状とした効果を示す図である。 第２実施形態に係るカードエッジコネクタにおいて、端子の突出部の構成を示す斜視図である。 変形例を示す斜視図である。 第３実施形態に係るカードエッジコネクタにおいて、端子の突出部周辺を展開した図である。 端子の突出部周辺を拡大した斜視図である。 端子の突出部周辺を拡大した断面図であり、図１のVI-VI線に対応している。 端子の変形例を示す断面図であり、図１２に対応している 端子の変形例を示す斜視図である。 端子の変形例を示す斜視図である。 第４実施形態に係るカードエッジコネクタにおいて、第１支点部と第２支点部を説明するための平面図である。 第１支点部と第２支点部を有する端子の具体例を示す斜視図である。便宜上、溝部を有するハウジングも併せて図示し、ハウジングを透過させて端子を図示している。 第１支点部を支点とする際のばねの長さを示す斜視図である。 第２支点部を支点とする際のばねの長さを示す斜視図である。 その他変形例を示す断面図である。 その他変形例を示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。なお、以下に示す各実施形態において、共通乃至関連する要素には同一の符号を付与するものとする。また、カードエッジコネクタの差込空間の深さ方向、換言すれば回路基板のカードエッジコネクタに対する挿抜方向を単に深さ方向と示す。また、深さ方向に直交する差込空間の高さ方向、換言すれば回路基板の厚さ方向を単に高さ方向と示す。また、深さ方向及び高さ方向の両方向に直交する差込空間の幅方向、換言すれば回路基板に形成された電極の配列方向を単に幅方向と示す。

（第１実施形態）
先ず、カードエッジコネクタ１０の概略構成について説明する。

図１及び図２に示すように、カードエッジコネクタ１０は、ハーネス２２（ハーネス２２を介した電子装置１２０外の機器）と回路基板１００とを電気的に接続する中継部材であり、要部として、電気絶縁材料からなるハウジング２０と、ハウジング２０に保持された端子３０と、を有する。

ハウジング２０は、例えば樹脂を射出成形してなり、回路基板１００が挿入配置される差込空間２１を有する。差込空間２１は、ハウジング２０の先端面２０ａに開口しており、回路基板１００の厚さに応じた所定幅と回路基板１００の挿入深さに応じた所定深さを有する。本実施形態において、差込空間２１は、先端面２０ａのみに開口する未貫通の孔となっている。

また、ハウジング２０は、ハーネス２２を収納する収納空間２３を有し、この収納空間２３にハーネス２２が挿入されると、端子３０とハーネス２２が電気的に接続されるようになっている。また、ハウジング２０の外周面には、例えばシリコンゴムからなるシール部材２４が外周面に沿って環状に設けられている。このため、ハウジング２０が筐体１１０に嵌め込まれると、シール部材２４により、筐体１１０の内面とハウジング２０の外面との隙間から、筐体１１０の内部空間に水分等が侵入するのを防ぐことができる。また、図示しないが、ハウジング２０の外周面には、筐体１１０との嵌合部が設けられている。

なお、ハウジング２０としては、複数のハウジング構成部材を組み合わせることで、１つのハウジング２０をなす構成を採用することもできる。

端子３０は、導電性が良好な金属材料を用いて弾性変形可能に形成されている。例えばりん青銅をニッケルメッキで被覆し、さらに金メッキで被覆してなるものを採用することができる。本実施形態において、この端子３０が特徴部分であり、端子３０のうち、特徴部分の説明については後述する。

端子３０は、その一部３１（以下、保持部３１と示す）がハウジング２０に保持されている。また、保持部３１から延びて、差込空間２１内に突出する突出部３２を有している。この突出部３２は、回路基板１００の端部に設けられた電極１０１（ランド）との接点部３３を有している。この接点部３３が、突出部３２のうち、高さ方向において回路基板１００に最も近い部分となっている。また、保持部３１から接点部３３までの部分は、図１に示すように、深さ方向において先端面２０ａから遠ざかるほど、回路基板１００に近づく傾斜形状を有している。一方、接点部３３から所定範囲の部分、本実施形態では突出部３２の先端までの部分は、図１に示すように、深さ方向において先端面２０ａから遠ざかるほど、回路基板１００から遠ざかる傾斜形状を有している。このように、端子３０の突出部３２は、深さ方向において、接点部３３の両側に傾斜を有しており、回路基板１００を挿抜しやすい構造となっている。

端子３０の接点部３３は、端子３０における少なくとも突出部３２が弾性変形した状態で電極１０１と接触する。したがって、回路基板１００の電極１０１との間で安定した接触圧を確保することができる。本実施形態では、差込空間２１の相対する側壁から差込空間２１内に突出部３２が突出しており、回路基板１００の両面側に位置する突出部３２の弾性変形による反力（付勢力）により、回路基板１００が固定されるようになっている。また、回路基板１００の両面側に位置する突出部３２が、高さ方向において、差込空間２１の中心を通る深さ方向に沿った仮想線に対して線対称配置となっており、両面側に位置する突出部３２のばね力が釣り合っている。したがって、両面側に位置する突出部３２により、差込空間２１の高さ方向中心に回路基板１００を保持することができる。なお、複数の端子３０の接点部３３は、幅方向に沿って配列されている。

このように構成されたカードエッジコネクタ１０は、回路基板１００及び筐体１１０とともに電子装置１２０を構成する。本実施形態では、回路基板１００の両面に電極１０１が形成されており、これにより、カードエッジコネクタ１０による電気的な接続経路を効率的に増やすことができる。また、筐体１１０は袋状をなし、その空間に、回路基板１００とともにハウジング２０を深さ方向において差込空間２１の底よりも深い位置まで収容する。この筐体１１０は、１つの部材のみからなっても良いし、複数の部材を組み合わせて構成することもできる。このような電子装置１２０としては、例えば車両のエンジンＥＣＵ（Electric Control Unit）として用いられる電子制御装置などがある。

次に、カードエッジコネクタ１０のうち、特徴部分である端子３０の構造及びその作用効果について説明する。

上記したように、端子３０の接点部３３は、幅方向に沿って配列されている。すなわち、接点部３３の配列方向がハウジング２０の長手方向となっており、ハウジング２０は幅方向に長い形状となっている。したがって、例えば使用環境下において、回路基板１００とハウジング２０との線膨張係数差による応力は、ハウジング２０の長手方向である幅方向に作用する。すなわち、幅方向においてハウジング２０と回路基板１００とが相対的に変位する。従来のカードエッジコネクタ１０では、このハウジング２０と回路基板１００との相対的な変位にともなって、図３に示すように、端子３０の接点部３３が電極１０１など回路基板１００の表面を滑り、端子３０表面や電極１０１表面のメッキ層が剥がれるなど、端子３０や電極１０１が損傷したり変形したりする虞があった。すなわち、電気的な接続信頼性が低下するという問題があった。

なお、図３では、相対的な変位が生じる前の端子３０を破線で示し、変位が生じた後の端子３０を実線で示している。また、図３では、回路基板１００を構成する絶縁基材として周知のガラスエポキシ基板（ＦＲ−４）を用い、ハウジング２０を構成する樹脂としてポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）を用いた例を示している。この場合、温度変化が生じると、図３に白抜き矢印で示すように、線膨張係数の大きいハウジング２０のほうが、回路基板１００よりも幅方向の変位が大きい。すなわち、相対的な変位として、電極１０１に対し、端子３０の位置がずれることとなる。なお、図３に示す符号２５は、ハウジング２０に設けられた溝部であり、符号３４は、溝部２５に圧入配置された圧入部である。

これに対し、本実施形態では、図４に示すように、端子３０が金属板を打ち抜いてなる。また、図５に示すように、保持部３１において板幅が板厚よりも長く、突出部３２において板幅の方向が幅方向に沿うように配置されている。なお、図５において、寸法ｂが板幅であり、寸法ｈが板厚を示している。

さらに、接点部３３と電極１０１との静摩擦係数をμ、端子３０のばね力による接点部３３での垂直荷重（高さ方向の荷重）をＮ、突出部３２を幅方向に撓ませるのに必要な接点部３３に加わる幅方向の力をＰ（以下、力Ｐと示す）とすると、端子３０は、μＮ＞Ｐを満たすように、突出部３２における少なくとも一部の板幅ｂが、保持部３１の板幅ｂよりも短くなっている。すなわち、突出部３２の少なくとも一部として、板幅ｂが保持部３１の板幅ｂよりも短くされた幅狭部３５を有する。なお、μＮは、静止摩擦力の最大値、すなわち滑りだす直前の最大摩擦力である。また、保持部３１の板幅とは、ハウジング２０の圧入するための突起（後述の図１７参照）を除く部分の幅である。

このように本実施形態では、突出部３２において、板幅方向が幅方向に沿っている。そして、力Ｐが最大摩擦力μＮよりも小さくなるように、突出部３２における幅狭部３５の板幅ｂを、保持部３１の板幅ｂよりも短く（狭く）している。すなわち、突出部３２における幅狭部３５の板幅ｂを、保持部３１の板幅ｂよりも短くすることで、突出部３２を、撓みにくい板幅方向において、最大摩擦力μＮよりも小さい力で撓むようにしている。このため、線膨張係数差により、ハウジング２０と回路基板１００と間に相対的な変位が生じても、端子３０の接点部３３が滑りだす前に、図６に示すように突出部３２が撓むことができる。したがって、端子３０の接点部３３と回路基板１００の電極１０１との電気的な接続信頼性が低下するのを抑制することができる。なお、本実施形態では、図４に示すように、突出部３２全体を幅狭部３５としている。

また、端子３０が、第３実施形態に示す折曲部３７を有する構成に較べて、同一面積の金属板からの端子３０の取り数を多くすることができる。また、突出部３２の加工を簡素化することもできる。これらによりコストを低減することもできる。

次に、μＮ＞Ｐを満たすために、より好ましい端子３０の構造について説明する。

具体的には、幅狭部３５が、接点部３３と保持部３１との間に、板幅ｂが板厚ｈよりも短い狭小部３５ａを有することが好ましい。本実施形態では、図４及び図５に示す破線３２ａの部分において、板幅ｂ＝板厚ｈとなっており、破線３２ａよりも先端側（接点３３側）の部分においては、板幅ｂ＜板厚ｈとなっている。このように、破線３２ａよりも先端側（接点３３側）の部分が狭小部３５ａとなっている。

このように、幅狭部３５が、板厚ｈよりも板幅ｂの短い部分である狭小部３５ａを有するようにすると、板幅ｂの方向、すなわち幅方向に、突出部３２を撓ませやすくすることができる。したがって、端子３０の接点部３３が滑るのを、より効果的に抑制することができる。

なお、この点について単純板バネを例に説明する。単純板バネのその長手方向に直交する矩形断面において、幅方向に沿う寸法を板幅ｂ、板幅ｂに直交する方向の寸法を板厚ｈ、ヤング率をＥ、ばねとして機能する長さをＬ、接点部３３における高さ方向の撓み量をδ、幅方向の撓み量をεとする。垂直荷重Ｎと力Ｐは、断面二次モーメントＩと、片持ち梁の撓みにおいて自由端に集中荷重が作用する場合の撓み量とから、次式で示すことができる。
（数４）Ｎ＝δＥｂｈ^３／（４Ｌ^３）
（数５）Ｐ＝εＥｈｂ^３／（４Ｌ^３）
したがって、μＮ＞Ｐを満たすには、数式４，５より、次式を満たせば良い。
（数６）（ｈ／ｂ）＞｛ε／（μδ）｝^１／２
撓み量δ、εは、ハウジング２０と回路基板１００の材料（線膨張係数）、及び、端子３０と回路基板１００（電極１０１）との接触抵抗によって決まる値であり、一般的には、δが０．３ｍｍ〜１．０ｍｍ、εが１０μｍ〜１００μｍである。また、端子３０と電極１０１との静摩擦係数μは０．７程度である。これにより、数式６の右辺は、０．１〜０．７程度と、１未満の値となる。

したがって、単純板バネがｈ＞ｂの関係を満たすようにすると、数式６が成立する。このことからも、本実施形態に係る狭小部３５ａを有する構成は、ハウジング２０と回路基板１００との間に相対的な変位が生じたときに、突出部３２が幅方向に撓みやすい構成であると言える。

さらに本実施形態では、幅狭部３５として、保持部３１側から接点部３３側に向けて板幅ｂが短くなるテーパ形状の部分を有している。具体的には、図４に示すように、保持部３１との連結端から破線３２ｂまでの部分をテーパ形状としている。そして、破線３２ｂから接点部３３を含んで突出先端までの部分を、板幅ｂ一定の部分としている。なお、端子３０の長手方向の長さは、テーパ形状の部分のほうが破線３２ｂより先端側の部分に較べて十分に長くなっている。このように、幅狭部３５として、テーパ形状の部分を有すると、急激に板幅が変化する構造に較べて、ばね全体として極端に剛性の低い部分（剛性が急激に低下した部分）がないため、少ないストロークで所望の垂直荷重Ｎを出すことができる。したがって、高さ方向において、カードエッジコネクタ１０の体格を小型化することができる。なお、本実施形態では、破線３２ｂから接点部３３を含んで突出先端までの部分を、板幅ｂ一定の部分とする例を示したが、接点部３３までをテーパ形状としても良い。また、突出先端まで、すなわち突出部３２全体をテーパ形状としても良い。さらには、保持部３１との連結端からではなく、突出部３２の途中からテーパ形状としても良い。

（変形例）
上記実施形態に加え、図７に示すように、接点部３３の形状を、幅方向において丸みを帯びた形状、所謂Ｒ形状とすると良い。これによれば、端子３０の突出部３２が幅方向に撓んでも、接点部３３を電極１０１に対して安定して接触させることができる。

（第２実施形態）
本実施形態において、上記実施形態に示したカードエッジコネクタ１０と共通する部分についての説明は割愛する。第１実施形態では、カードエッジコネクタ１０を構成する端子３０が、幅狭部３５としてテーパ形状の部分を有する例を示した。

これに対し、本実施形態では、図８に示すように、幅狭部３５の板幅ｂが、端子３０の長手方向において一定となっている。詳しくは、狭小部３５ａの板幅ｂが、端子３０の長手方向において一定となっている。また、突出部３２において、狭小部３５ａ、及び、狭小部３５ａとの繋ぎ部であるテーパ部を除く部分は、長手方向において一定の板幅ｂとなっており、その板幅ｂが、板厚ｈよりも長く、保持部３１の板幅ｂと同じ長さとなっている。

このように、突出部３２において、接点部３３と保持部３１との間に局所的に幅狭部３５（狭小部３５ａ）を設けると、弱いばねとして機能する狭小部３５ａと、狭小部３５ａよりも強いばねとして機能する、狭小部３５ａよりも保持部３１側の部分との合成となる。したがって、幅狭部３５をテーパ形状とする構成に較べて、全体でのばねの強さが弱くなり、所望の垂直荷重Ｎを出すためのストロークが長くなるため、垂直荷重Ｎを公差内に管理しやすくすることができる。すなわち、高さ方向において、回路基板１００などの位置バラツキの許容公差を大きくすることができる。

なお、図８では、幅狭部３５を、接点部３３と保持部３１の間のみに設けており、接点部３３における板幅ｂは、保持部３１と同じ板幅ｂ（＞板厚ｈ）となる。このように、接点部３３における板幅ｂを長くとることができる。

（変形例）
図８に示す例以外にも、例えば図９に示すような構成を採用することもできる。図９では、幅狭部３５としての狭小部３５ａが、接点部３３を含んで構成されている。より詳しくは、接点部３３と保持部３１との間の位置から、接点部３３を含んで、突出部３２の突出先端までの部分が、狭小部３５ａとなっている。

（第３実施形態）
本実施形態において、上記実施形態に示したカードエッジコネクタ１０と共通する部分についての説明は割愛する。上記各実施形態では、カードエッジコネクタ１０を構成する端子３０が、幅狭部３５を有する例を示した。

これに対し、本実施形態では、図１０〜図１２に示すように、端子３０は、金属板を打ち抜いてなり、突出部３２において板幅ｂが板厚ｈよりも長くなるようにされている。また、突出部３２は、基部３６と、接点部３３を含み、基部３６に対して板厚方向が互いに直交するように折曲された折曲部３７とを有している。より詳しくは、突出部３２において、接点部３３と保持部３１との間の位置から突出先端までの部分が、折曲部３７となっている。そして、端子３０は、折曲部３７における板厚方向が、幅方向に沿うように配置されている。

このように、本実施形態では、突出部３２において、板幅ｂが板厚ｈよりも長くされており、突出部３２がその板厚方向に撓みやすくなっている。また、突出部３２は折曲部３７を有しており、この折曲部３７は、板厚方向が幅方向に沿うように配置されている。すなわち、折曲部３７は幅方向に撓みやすくなっている。したがって、線膨張係数差により、ハウジング２０と回路基板１００と間に相対的な変位が生じても、端子３０の接点部３３が滑りだす前に、折曲部３７が撓む、ひいては突出部３２が撓むことができる。したがって、端子３０の接点部３３と回路基板１００の電極１０１との電気的な接続信頼性が低下するのを抑制することができる。

なお、上記した単純板バネに置き換えて考えると、幅方向に沿う辺の長さｂと、長さｂと直交する辺の長さｈとの関係が、基部３６と折曲部３７とで逆転し、折曲部３７ではｈ＞ｂとなる。したがって、この点からも、ハウジング２０と回路基板１００との間に相対的な変位が生じたときに、突出部３２が幅方向に撓みやすく、端子３０の接点部３３が滑るのを、より効果的に抑制できると言える。

また、接点部３３を含むように折曲部３７を設けているため、曲げ箇所を少なくすることができる。

（変形例）
折曲部３７を有する構成は上記例に限定されるものではない。上記した例では、図１０及び図１２に示すように、基部３６の板幅を一定としている。これに対し、図１３に示す例では、基部３６のうち、隣の端子３０の折曲部３７とオーバーラップする部分に、切り欠き部３８を設けている。これにより、図１２に示す構成に較べて、幅方向における端子３０間のピッチを狭くすることができる。すなわち、幅方向において、カードエッジコネクタ１０の体格を小型化することができる。

また、図１４に示すように、１つの突出部３２に対して２つの折曲部３７を有する構成としても良い。２つの折曲部３７は、基部３６に対して幅方向における両端にそれぞれ連結され、互いに対向するように設けられている。このような構成を採用すると、片側のみに折曲部３７が連結される構成に較べて、突出部３２がばね変形したときに捩れが生じ難く、電極１０１との電気的な接続状態を安定化することができる。また、左右両側に接点部３３が存在するため、ロバスト性を高めることもできる。

また、折曲部３７は、少なくとも接点部３３と保持部３１との間に設けられれば良い。図１５に示す例では、端子３０が、基部３６として、保持部３１に連結された根元部３６ａと、接点部３３を含む先端部３６ｂを有している。そして、折曲部３７は、根元部３６ａと先端部３６ｂとを連結している。このような構成とすると、金属板を打ち抜いた端面を接点部３３とするのではないため、電極１０１との電気的な接続状態をより安定化することができる。さらに、図１５では、図１４同様、１つの突出部３２に対して２つの折曲部３７を有しており、２つの折曲部３７は、根元部３６ａと先端部３６ｂとを幅方向における両端でそれぞれ連結し、互いに対向するように設けられている。したがって、片側のみで連結される構成に較べて、突出部３２がばね変形したときに捩れが生じ難く、電極１０１との電気的な接続状態をより安定化することができる。また、左右両側に接点部３３が存在するため、ロバスト性を高めることもできる。なお、図示しないが、図１５に示す構成において、折曲部３７を片側のみに設けた構成を採用することもできる。また、折曲部３７が保持部３１に連結され、基部３６として先端部３６ｂのみを有する構成としても良い。

また、本実施形態及び変形例において、接点部３３の形状を、図７に示したように幅方向において丸みを帯びた形状としても良い。

（第４実施形態）
本実施形態において、上記実施形態に示したカードエッジコネクタ１０と共通する部分についての説明は割愛する。上記実施形態では、特に言及しなかったが、保持部３１のうち、ハウジング２０の差込空間２１の壁面と対向する部分が、溝部２５に圧入されて圧入部３４となっている。そして、圧入部３４が、突出部３２のばね変形により接点部３３が垂直荷重を生じる際の支点と、突出部３２が幅方向に撓む際の支点とを兼ねる例を示した。

これに対し、本実施形態では、図１６に示すように、保持部３１が、突出部３２との連結端を含む部分であり、高さ方向において差込空間２１を構成するハウジング２０の壁面に対向して配置され、ハウジング２０の壁面に当たって突出部３２のばね変形により接点部３３が垂直荷重を生じる際の支点となる第１支点部３９を有している。また、第１支点部３９よりも突出部３２から離れた位置に設けられており、ハウジング２０に圧入されて幅方向への変位が拘束され、突出部３２が幅方向に撓む際に支点となる第２支点部４０を有している。このように、保持部３１として、第１支点部３９と第２支点部４０を別個に有している。

図１７は、より具体的な例を示している。図１７に示す端子３０において、突出部３２は、第１実施形態と同じ構成となっている。端子３０は、保持部３１の一部として、高さ方向において差込空間２１を構成するハウジング２０の壁面に対向して配置される部分を有している。そして、ハウジング２０の壁面に対向する部分のうち、突出部３２との連結端を含む一部が第１支点部３９となっており、ハウジング２０の先端面２０ａ側の一部が第２支点部４０となっている。第２支点部４０には、板幅方向の両端面に突起が設けられており、この突起先端を潰すようにハウジング２０の溝部２５に端子３０が挿入されている。すなわち、第２支点部４０は圧入固定された部分である。このため、第２支点部４０は、幅方向への変位が拘束され、突出部３２が幅方向に撓む際に支点として機能する。

一方、第１支点部３９には突起が設けられておらず、突起を有さない分、第１支点部３９の端面と溝部２５の側壁２５ａとの間には隙間が構成される。これにより、第１支点部３９は、幅方向にフリーとなっている。しかしながら、高さ方向において、第１支点部３９の背後には、溝部２５の底面２５ｂが位置している。このため、第１支点部３９は、底面２５ｂに当たって突出部３２のばね変形により接点部３３が垂直荷重Ｎを生じる際の支点として機能する。

次に、上記構成の作用効果について図１８及び図１９を用いて説明する。

数式４に示したように、垂直荷重Ｎは長さＬの３乗に反比例する。また、数式５に示したように、力Ｐは長さＬの３乗に反比例する。これに対し、本実施形態では、上記したように、第１支点部３９と第２支点部４０とを異なる位置としている。このため、第１支点部３９が機能する場合、端子３０のばねとして機能する部分は、例えば図１８に示すように第１支点部３９から接点部３３までの部分となり、その長さはＬ１となる。一方、第２支点部４０が機能する場合、端子３０のばねとして機能する部分は、例えば図１９に示すように第２支点部４０から接点部３３までの部分となり、その長さはＬ２（＞Ｌ１）となる。このように、長さＬ２を長さＬ１よりも長くすることができる。これにより、Ｌ２の長さを稼いで力Ｐを小さくすることができるので、突出部３２の形状の効果と併せて、μＮ＞Ｐとしやすくすることができる。すなわち、線膨張係数差により、ハウジング２０と回路基板１００と間に相対的な変位が生じても、端子３０の接点部３３が滑りだす前に、突出部３２がより撓みやすくすることができる。

なお、上記例では、保持部３１のうち、高さ方向において差込空間２１を構成するハウジング２０の壁面に対向して配置される部分の一部に、第２支持部４０を有する例を示した。しかしながら、第２支持部４０の位置は上記例に限定されるものではない。第１支持部３９と、ハーネス２２と接続される端部までの間に設けられれば良い。しかしながら、垂直荷重Ｎのばらつきを考慮すると、第２支点部４０を第１ハウジング２０の壁面に対向する部分に設けたほうが良い。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。

本実施形態では、回路基板１００が両面に電極１０１を有し、両面側に配置された端子３０により、回路基板１００が保持される例を示した。しかしながら、回路基板１００の一方の面のみに電極１０１が設けられ、電極１０１の形成された面側のみに端子３０が配置される構成を採用することもできる。例えば回路基板１００を固定するために、回路基板１００の他方の面側を、ハウジング２０に一体的に設けた支持部にて支持するようにしても良い。

また、図２０に示すように構成しても良い。図２０では、ハウジング２０が、高さ方向において差込空間２１を構成する壁面に、深さ方向に沿って延びて設けられ、各端子３０をそれぞれ収容する複数の凹部２６を有している。凹部２６の幅は、高さ方向において一定となっている。一方、端子３０における凹部２６に配置される部分は、板幅の方向が幅方向に沿って設けられており、凹部２６の底面２６ｂから離れるほど板幅が短くされたテーパ部を有している。このような構成を採用すると、端子３０における凹部２６に配置される部分が高さ方向において一定幅のものに較べて、突出部３２を幅方向に撓ませやすくすることができる。換言すれば、凹部２６内に端子３０が配置される構成において、凹部２６の側面２６ａに端子３０が接触しにくくすることができる。

同じく図２１に示すように構成しても良い。図２１においても、図２０同様、凹部２６を有する。そして、端子３０における凹部２６に配置される部分は、板幅の方向が幅方向に沿いつつ、高さ方向において板幅が一定とされている。一方、凹部２６は、高さ方向において底面２６ａから離れるほど幅が長くされたテーパ部を有している。このような構成とすると、凹部２６が高さ方向において一定幅のものに較べて、突出部３２を幅方向に撓ませやすくすることができる。換言すれば、凹部２６内に端子３０が配置される構成において、凹部２６の側面２６ａに端子３０が接触しにくくすることができる。なお、図２０，図２１に示す凹部２６は、幅方向において隣り合う端子３０同士の接触（短絡）を抑制するためのものである。底面２６ａを基準としてみれば、端子３０の幅方向両側に突起部を有する構造と見ることもできる。

１０・・・カードエッジコネクタ
２０・・・ハウジング
２１・・・差込空間
３０・・・端子
３１・・・保持部
３２・・・突出部
３３・・・接点部
３５・・・幅狭部
３５ａ・・・狭小部
３６・・・基部
３７・・・折曲部

Claims (13)

1. 回路基板の端部が挿入されることにより、前記回路基板の端部における両面のうち少なくとも一方の面上に設けられた複数の電極と、外部に引き出されるハーネスとの電気的接続を行なうカードエッジコネクタであって、
   前記回路基板の端部が挿入配置される差込空間を有するハウジングと、
   前記ハウジングに保持され、前記電極と前記ハーネスとを電気的に接続するばね変形可能に設けられた部材であって、前記ハウジングに保持された保持部から差込空間に突出する突出部を有し、該突出部は前記電極と接触する接点部を含み、該接点部が前記差込空間の深さ方向及び前記回路基板の厚さ方向に対応する差込空間の高さ方向の両方向に垂直な幅方向に沿って配列された複数の端子と、を備え、
   前記端子は金属板を打ち抜いてなり、前記保持部において板幅が板厚よりも長く、前記突出部において板幅の方向が前記幅方向に沿うようにされ、
   前記接点部と前記電極との静摩擦係数をμ、前記端子のばね力による接点部での垂直荷重をＮ、前記突出部を幅方向に撓ませるのに必要な前記接点部に加わる幅方向の力をＰとすると、前記端子は、μＮ＞Ｐを満たすように、前記突出部における少なくとも一部の板幅が、前記保持部の板幅よりも短くされており、
   前記保持部は、前記突出部との連結端を含む部分であり、前記高さ方向において前記差込空間を構成するハウジングの壁面に対向して配置され、前記ハウジングの壁面に当たって前記突出部のばね変形により接点部が垂直荷重を生じる際の支点となる第１支点部と、該第１支点部よりも前記突出部から離れた位置に設けられており、前記ハウジングに圧入されて前記幅方向への変位が拘束され、前記突出部が幅方向に撓む際に支点となる第２支点部と、を有することを特徴とするカードエッジコネクタ。
2. 前記突出部において板幅が前記保持部の板幅よりも短くされた幅狭部は、前記接点部と前記保持部との間に、板幅が板厚よりも短い部分を有することを特徴とする請求項１に記載のカードエッジコネクタ。
3. 前記幅狭部は、前記保持部側から前記接点部側に向けて板幅が短くなるテーパ形状を有していることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のカードエッジコネクタ。
4. 前記幅狭部は、その長手方向において板幅が一定とされていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のカードエッジコネクタ。
5. 回路基板の端部が挿入されることにより、前記回路基板の端部における両面のうち少なくとも一方の面上に設けられた複数の電極と、外部に引き出されるハーネスとの電気的接続を行なうカードエッジコネクタであって、
   前記回路基板の端部が挿入配置される差込空間を有するハウジングと、
   前記ハウジングに保持され、前記電極と前記ハーネスとを電気的に接続するばね変形可能に設けられた部材であって、前記ハウジングに保持された保持部から差込空間に突出する突出部を有し、該突出部は前記電極と接触する接点部を含み、該接点部が前記差込空間の深さ方向及び前記回路基板の厚さ方向に対応する差込空間の高さ方向の両方向に垂直な幅方向に沿って配列された複数の端子と、を備え、
   前記端子は、金属板を打ち抜いてなり、前記突出部において板幅が板厚よりも長くなるようにされ、前記突出部は、基部と、少なくとも前記接点部と前記保持部との間に設けられ、前記基部に対して板厚方向が互いに直交するように折曲された折曲部とを有し、前記端子は、前記折曲部における板厚方向が前記幅方向に沿うように配置されていることを特徴とするカードエッジコネクタ。
6. 前記突出部は、前記基部として、前記保持部に連結された根元部と、前記接点部を含む先端部を有し、
   前記折曲部は、前記根元部と前記先端部とを連結していることを特徴とする請求項５に記載のカードエッジコネクタ。
7. １つの前記突出部に対して２つの前記折曲部を有し、
   ２つの前記折曲部は、前記根元部と前記先端部とを幅方向における両端でそれぞれ連結しており、互いに対向するように設けられていることを特徴とする請求項６に記載のカードエッジコネクタ。
8. 前記折曲部は、前記接点部を含むことを特徴とする請求項５に記載のカードエッジコネクタ。
9. １つの前記突出部に対して２つの前記折曲部を有し、
   ２つの前記折曲部は、前記基部に対して幅方向における両端にそれぞれ連結され、互いに対向するように設けられていることを特徴とする請求項８に記載のカードエッジコネクタ。
10. 前記保持部は、前記突出部との連結端を含む部分であり、前記高さ方向において前記差込空間を構成するハウジングの壁面に対向して配置され、前記ハウジングの壁面に当たって前記突出部のばね変形により接点部が垂直荷重を生じる際の支点となる第１支点部と、該第１支点部よりも前記突出部から離れた位置に設けられており、前記ハウジングに圧入されて前記幅方向への変位が拘束され、前記突出部が幅方向に撓む際に支点となる第２支点部と、を有することを特徴とする請求項５〜９いずれか１項に記載のカードエッジコネクタ。
11. 前記ハウジングは、前記高さ方向において前記差込空間を構成するハウジングの壁面に、深さ方向に沿って延びて設けられ、各端子をそれぞれ収容する複数の凹部を有し、
    該凹部の幅は、前記高さ方向において一定とされ、
    前記端子における凹部に配置される部分は、板幅の方向が前記幅方向に沿って設けられており、前記凹部の底面から離れるほど板幅が短くされたテーパ部を有することを特徴とする請求項１〜１０いずれか１項に記載のカードエッジコネクタ。
12. 前記ハウジングは、前記高さ方向において前記差込空間を構成するハウジングの壁面に、深さ方向に沿って延びて設けられ、各端子をそれぞれ収容する複数の凹部を有し、
    前記端子における凹部に配置される部分は、板幅の方向が前記幅方向に沿いつつ、前記高さ方向において板幅が一定とされ、
    前記凹部は、前記高さ方向において底面から離れるほど幅が長くされたテーパ部を有することを特徴とする請求項１〜１０いずれか１項に記載のカードエッジコネクタ。
13. 前記接点部は、前記幅方向において丸みを帯びた形状とされていることを特徴とする請求項１〜１２いずれか１項に記載のカードエッジコネクタ。

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