JP5872405B2

JP5872405B2 - コネクタ

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Publication number: JP5872405B2
Application number: JP2012164652A
Authority: JP
Inventors: 信二山田; 貴志下保; 健司清田
Original assignee: Tokyo Electron Ltd; Tyco Electronics Japan GK
Current assignee: Tokyo Electron Ltd; Tyco Electronics Japan GK
Priority date: 2012-07-25
Filing date: 2012-07-25
Publication date: 2016-03-01
Anticipated expiration: 2032-07-25
Also published as: CN103579864A; JP2014026766A; US20140027656A1; KR20140013947A; EP2690722A1

Description

本発明は、回路基板に搭載されて相手コネクタと組み合うコネクタに関する。

従来より回路基板に搭載されて、相手コネクタと組み合い、回路基板外部の相手コネクタ側と回路基板上の電子回路との間を接続するコネクタが知られている。このような、コネクタを搭載した回路基板の中には、コネクタを経由して回路基板上に伝達されてきた信号を一旦フォトカプラで受けて電気的に絶縁し、そのフォトカプラで外部から電気的に絶縁された信号を回路基板上の次の回路に伝達する構成のものがある。この構成を採用すると、そのフォトカプラで外部との間が電気的に絶縁されているため、外部から伝わってきたノイズにより回路基板上の電子回路が誤動作又は破損するおそれが低減する。また、回路基板上の電子回路を外部とは異なる電源電圧で動作させることができる。しかしながら、この構成の場合、信号処理には直接には寄与しないフォトカプラを回路基板上に搭載する必要がある。このため、特に信号線の本数が多い回路構成の場合、それらの信号線の本数に見合った個数のフォトカプラが回路基板上に並び、回路基板上に広い面積を必要とする。この場合、回路基板上の、実際の信号処理を担う電子部品の配置面積が圧迫されることになる。

特許文献１，２には、相手コネクタから伝達されてきた信号を内部に搭載された電子部品で処理して再び相手コネクタに向けて出力する構成のコネクタが開示されている。

特開２００５−１９１１３０号公報

特開２００５−２６８００９号公報

本発明は、上記事情に鑑み、外部と回路基板上の電子回路との間で電気的な絶縁を図る必要がある場合において、回路基板の面積を信号処理に広く有効利用することを可能とするコネクタを提供することを目的とする。

本発明のコネクタは、
相手コネクタと組み合ったときに相手コネクタのコンタクトと接触する第１のコンタクトが配備され相手コネクタと組み合う嵌合部と、回路基板上に搭載されたときに回路基板に接続される第２のコンタクトが配備され回路基板に搭載される搭載部とを有するハウジングと、
上記第１のコンタクトと上記第２のコンタクトとの双方に直接又は他の回路素子経由で接続され、それら第１のコンタクトと第２のコンタクトを互いに電気的に絶縁するとともに信号を光で中継するフォトカプラを含む電子回路とを備えたことを特徴とする。

本発明のコネクタは、このコネクタ自体がフォトカプラを備え、第１のコンタクトと第２のコンタクトとの間を電気的に絶縁しつつ信号を伝達する構成としたため、このコネクタにより外部と回路基板上の電子回路との間が電気的に絶縁される。また、本発明のコネクタによれば、フォトカプラを回路基板上に配置する場合と比べ、回路基板の面積を広く有効活用できる。

ここで、本発明のコネクタにおいて、上記ハウジングが、このハウジングが回路基板に搭載された状態においてこのハウジング単独で又は回路基板と共同して上記電子回路を覆う形状を有し、このハウジングが、上記電子回路で発生する熱を、ハウジングが回路基板に搭載された状態における該回路基板から離れる向きに逃がす放熱用の通気孔を有することが好ましい。

この通気孔を設けると、コネクタ内部に熱が籠ることが回避され、このコネクタに備えられたフォトカプラやその他の電子部品を一層安定的に動作させることができる。

また、本発明のコネクタにおいて、上記ハウジングが、上記電子回路が配備された空間を画定する内壁面のうちの一部領域とこのコネクタの外形を画定する外壁面のうちの一部領域との双方を形成する隔壁を有し、その隔壁の、内壁面上および外壁面上の双方に、互いに金属で接続された、放熱用の金属層を有することが好ましい。

このような放熱用の金属層を備えることによっても、コネクタ内部に熱が籠ることが回避され、一層の安定動作が可能となる。

さらに本発明のコネクタにおいて、上記ハウジングが、上記電子回路が配備された空間を画定する内壁面のうちの一部領域とこのコネクタの外形を画定する外壁面のうちの一部領域との双方を形成する隔壁を有し、このハウジングが、相対的に熱伝導率が低い第１の樹脂と相対的に熱伝導率が高い第２の樹脂との２色成形品であって、その隔壁が該第２の樹脂で形成されたものであることも好ましい態様である。

ハウジングは、隣接するコンタクトどうしの間を絶縁しつつそれらのコンタクトを保持する役割を担っており、絶縁体であることが必要である。ただし、絶縁体は、熱伝導率が低いのが一般的である。そこで、上記のようにハウジングを２色成形で作製し、絶縁性を確保すべき部分には良好な絶縁性を有する第１の樹脂を用いつつ、上記の隔壁については、絶縁性は低くても、あるいは導電性であっても良好な熱伝導率を持つ第２の樹脂を用いることで、ハウジングとしての機能を備えつつ、熱が内部にこもることが回避される。

ここで、本発明のコネクタにおいて、上記フォトカプラが、このコネクタが回路基板に搭載された状態における、その回路基板に対し立設した向きに広がる搭載面上に搭載されていることが好ましい。

フォトカプラを、回路基板に対し立設した向きに広がる搭載面上に搭載すると、コネクタの、回路基板上への投影面積が抑えられ、回路基板の面積を一層有効利用することができる。

以上の通り、本発明のコネクタによれば、回路基板上の電子回路と外部との間を電気的に絶縁しつつ信号を伝達し、回路基板を有効利用できる。

本発明の第１実施形態のコネクタの外観を示す斜視図である。図１の矢印Ｘ−Ｘに沿う断面図である。図１に示すコネクタの分解斜視図である。本発明の第２実施形態のコネクタの外観を示す斜視図である。図４に示す矢印Ｘ−Ｘに沿って断面したときの、このコネクタの斜視図である。図４に示す矢印Ｘ−Ｘに沿う断面図である。第２実施形態のコネクタの分解斜視図である。第２実施形態のコネクタを構成する内蔵回路の斜視図である。第２実施形態のコネクタを構成する内蔵回路の側面図である。第３実施形態のコネクタの斜視図である。第３実施形態のコネクタの側面図である。図１０の矢印Ｘ−Ｘに沿って断面したときの斜視図である。図１０の矢印Ｘ−Ｘに沿う断面図である。第４実施形態のコネクタの斜視図である。図１４の矢印Ｘ−Ｘに沿う断面図である。第４実施形態におけるハウジングの斜視図である。図１６の矢印Ｘ−Ｘに沿う断面図である。

以下、本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明の第１実施形態のコネクタの外観を示す斜視図である。また図２は、図１の矢印Ｘ−Ｘに沿う断面図である。さらに、図３は、図１に示すコネクタの分解斜視図である。ただし、この図３の（Ａ）は図１に外観を示す第１実施形態のコネクタと組み合う相手コネクタの斜視図であって、第１実施形態のコネクタの分解斜視図は（Ｂ）と（Ｃ）である。

この第１実施形態のコネクタ１０は、ハウジング１１と、２列に配列された複数の第１のコンタクト１２と、同様に２列に配列された複数の第２のコンタクト１３を備えている。

このハウジング１１は、嵌合部１１１と搭載部１１２を有する。嵌合部１１１は、ハウジング１１の、相手コネクタ１００（図３（Ａ）参照）と組み合う構成部分である。第１のコンタクト１２はこの嵌合部１１１に配備されており、相手コネクタ１００と組み合ったときにその相手コネクタ１００のコンタクト（図示せず）と接触するコンタクトである。また、搭載部１１２は、ハウジング１１の、回路基板（図示せず）への搭載を担う構成部分である。第２のコンタクト１３は、この搭載部１１２に配備されている。第２のコンタクト１３は、このコネクタ１０が回路基板に搭載されたとき、その回路基板に設けられた表裏に貫通する穴に挿通され、回路基板の裏面側で回路基板に半田付けされる。また、この搭載部１１２には、半田ペグ１４が設けられている。この半田ペグ１４は回路基板の穴に挿通されて、半田付けされることにより、このコネクタ１０の、回路基板に対する位置決め及び固定がなされる。

また、図２に示すように、このハウジング１１の、回路基板に面する側には、回路配置空間１１３が形成されている。この回路配置空間１１３には、図３（Ｃ）に示す形状の内蔵回路１５が、回路基板に対面するようにして配置されている。回路配置空間１１３は、この回路配置空間１１３を形成しているハウジング１１と、このコネクタ１０が搭載される回路基板とで共同して、内蔵回路１５を覆う形状に形成されている。なお、この回路配置空間１１３の搭載部１１２側（下側）をハウジング１１を構成する蓋など、ハウジングの一部で閉じ、回路配置空間１１３に配置された内蔵回路１５を、回路基板に依存しないで覆う構造としてもよい。

この回路配置空間１１３内に配置された内蔵回路１５は、ＭＩＤ（ＭｏｌｄｅｄＩｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔＤｅｖｉｃｅ）である。すなわち、この内蔵回路１５は、樹脂成形体上に電極や配線パターンの形成や電子部品の搭載がなされている回路部品である。この内蔵回路１５には、ほぼ平板の樹脂成形体１５１上にフォトカプラ１５２やその他の電子部品が搭載されている。第１のコンタクト１２および第２のコンタクト１３は、いずれもこの樹脂成形体１５１に接続されている。そしてこれら第１のコンタクト１２と第２のコンタクト１３の双方が、直接に又は他の電子部品経由で、その樹脂成形体１５１に搭載されているフォトカプラ１５２に接続されている。フォトカプラ１５２は、第１のコンタクト１２と第２のコンタクト１３を互いに電気的に絶縁するとともに信号を光で中継する回路素子である。フォトカプラ１５２は、第１のコンタクト１２と第２のコンタクト１３とのペア１つにつき１つ備えられている。

また、このハウジング１１には、内蔵回路１５が配置される回路配置空間１１３と外部とを繋ぐ通気孔１１４が形成されている。この通気孔１１４は、回路配置空間１１３に配置された内蔵回路１５を構成するフォトカプラ１５２などの電子部品が発する熱を外部に逃がすための通気孔である。

この通気孔１１４は、このコネクタ１０が回路基板に搭載された姿勢において回路配置空間１１３の熱を回路基板から離れる向きに逃がすように、形成されている。このコネクタ１０は、嵌合部１１１を上に向けて、水平に置かれた回路基板の上向きの面に搭載されることを予定したものであり、通気孔１１４は、回路配置空間１１３の熱を上向きに逃がす構造となっている。

このように、この第１実施形態のコネクタ１０は、このコネクタ１０自体がフォトカプラ１５２を備え、第１のコンタクト１２と第２のコンタクト１３との間を電気的に絶縁しつつ信号を伝達する構成のコネクタである。このため、この第１実施形態のコネクタ１０によれば、外部と回路基板上の電子回路との間が電気的には絶縁される。また、この第１実施形態のコネクタ１０を用いると、フォトカプラを回路基板上に配置しなくてもよいため、回路基板の面積を広く有効活用することができる。

また、この第１実施形態のコネクタ１０のハウジング１１には、上述の通気孔１１４が形成されているため、回路配置空間１１３に熱が籠るのを避け、これによりフォトカプラ１５２等による信号伝達精度の低下や部品の劣化が避けられている。

図４は、本発明の第２実施形態のコネクタの外観を示す斜視図である。また、図５は、図４に示す矢印Ｘ−Ｘに沿って断面したときの、このコネクタの斜視図である。また、図６は、その矢印Ｘ−Ｘに沿う断面図である。さらに図７は、この第２実施形態のコネクタの分解斜視図、図８は、この第２実施形態のコネクタを構成する内蔵回路の斜視図、図９は、その内蔵回路の側面図である。

この第２実施形態のコネクタ２０は、上述の第１実施形態のコネクタ１０と同様、ハウジング２１と、２列に配列された複数の第１のコンタクト２２と、同じく２列に配列された複数の第２のコンタクト２３とを有する。

ハウジング２１は、嵌合部２１１と搭載部２１２を有する。嵌合部２１１は、上述の第１実施形態における嵌合部１１１と同一形状を有しており、図３（Ａ）に示す形状の相手コネクタ１００と組み合う構成部分である。

第１のコンタクト２２はこの嵌合部２１１に配備されており、相手コネクタ１００と組み合ったときにその相手コネクタ１００のコンタクトと接触するコンタクトである。

また、搭載部２１２は、回路基板（図示せず）への搭載を担う構成部分である。第２のコンタクト２３は、この搭載部２１２に配備されており、このコネクタ２０が回路基板に搭載されるとその回路基板に設けられた穴に挿通され、その回路基板に、その裏面側で半田づけされる。またこの搭載部２１２には、これも第１実施形態のコネクタ１０の場合と同様、半田ペグ２４が備えられている。この半田ペグ２４は、回路基板に設けられた穴に挿通されて半田付けされることにより、このコネクタ２０の、回路基板に対し固定される。

また、このハウジング２１の、回路基板に面する搭載部２１２側には、回路配置空間２１３が形成され、この回路配置空間２１３には、図８，図９に示す形状の内蔵回路２５が配置されている。この内蔵回路２５が配置された回路配置空間２１３は、ハウジング２１とこのコネクタ２０が搭載される回路基板とで共同して、内蔵回路２５を覆う構造となっている。ただし、これも上述の第１実施形態での説明と同様、回路配置空間２１３に配置された内蔵回路２５を、回路基板に依存しないで覆う構造としてもよい。

この回路配置空間２１３に配置された内蔵回路２５は、ＭＩＤであり、図９に示すように断面Ｈ形の樹脂成形体２５１の側面に、フォトカプラ２５２やその他の電子部品が配列されている。この樹脂成形体２５１の、フォトカプラ２５２等が搭載された側面は、このコネクタ２０を回路基板に搭載したときにその回路基板に対し立設した向きに広がる面である。

この樹脂成形体２５１には、第２のコンタクト２３が挿通されて固定され、さらに第１のコンタクト２２も挿通されて固定されている。フォトカプラ２５２等やその他の電子部品は第１のコンタクト２２と第２のコンタクト２３とのペア１つずつに対応して配置されている。第１のコンタクト２２と第２のコンタクト２３は、それらの双方が、対応するフォトカプラ２５２に、直接に又は他の電子部品を介して接続されている。フォトカプラ２５２は、それら第１のコンタクト２２と第２のコンタクト２３を、電気的には互いに絶縁しつつ信号で光を中継する回路素子である。

このハウジング２１には、さらに、内蔵回路２５が配置された回路配置空間２１３に開口し、回路基板から離れる上方向に貫通した通気孔２１４が形成されている。この通気孔２１４は、内蔵回路２５上のフォトカプラ２５２等が発する熱を逃がすためのものである。

この第２実施形態のコネクタ２０は、上述の第１実施形態のコネクタ１０と同様、このコネクタ２０自体がフォトカプラ２５２を備え、第１のコンタクト２２と第２のコンタクト２３との間を電気的に絶縁しつつ信号を伝達する構成のコネクタである。このため、この第２実施形態のコネクタ２０によれば、フォトカプラを回路基板上に配置しなくてもよいため、回路基板の面積を広く有効活用することができる。

また、この第２実施形態のコネクタ２０は、第１実施形態のコネクタ１０とは異なる点として、樹脂成形体２５１の、回路基板に対し立設した向きに広がる側面にフォトカプラ２５２が搭載されている。このため、このコネクタ２０の、回路基板上への投影面積が狭まり、回路基板上の面積をさらに有効利用することができる。

また、この点は第１実施形態のコネクタ１０と同様であるが、このコネクタ２０のハウジング２１に通気孔２１４が形成されているため、回路配置空間２１３に熱が籠るのを避け、フォトカプラ２５２等の精度低下や劣化が回避される。

図１０は、第３実施形態のコネクタの斜視図である。また図１１は、その第３実施形態のコネクタの側面図である。さらに、図１２は、図１０の矢印Ｘ−Ｘに沿って断面したときの斜視図、図１３は、その矢印Ｘ−Ｘに沿う断面図である。

この第３実施形態のコネクタ３０は、上述の第２実施形態のコネクタ２０と比べ、ハウジング３１のみが異なる。このためここでは、ハウジング３１以外については、第２実施形態のコネクタ２０の各構成要素に付した符号と同一の符号を付して示す。

またハウジング３１についても、上述の第２実施形態におけるハウジング２１と同じ構成部分には、第２実施形態におけるハウジング２１に付した符号と同一の符号を付して示し、以下では、ハウジング３１の、第２実施形態のハウジング２１との相違点のみ説明する。

このコネクタ３０のハウジング３１には、その両側に隔壁３１５が設けられている。この隔壁３１５は、内蔵回路２５が配置された回路配置空間２１３を画定する内壁面のうちの一部領域と、このコネクタ３０の外形を画定する外壁面の一部領域とを形成している。この隔壁３１５自体は、上述の第２実施形態におけるハウジング２１にも存在しているが、この第３実施形態におけるハウジング３１の隔壁３１５にはさらに、その隔壁３１５の内壁面および外壁面の双方に、放熱用の金属層３１６，３１７が形成されている。内壁面の金属層３１７は、内蔵回路２５を構成するフォトカプラ２５２に対面する領域に広がっている。さらに、その内壁面および外壁面に形成された金属層３１６，３１７は、その隔壁３１５に設けられた、内壁面と外壁面を貫通する穴３１８内に埋め込まれた金属で互いに接続されている。これらの金属層等は、上述のＭＩＤにより形成されたものである。これらの金属層３１６，３１７は、回路配置空間２１３内の熱を、内壁面側の金属層３１６から隔壁３１５の穴３１８に埋め込まれた金属を経由して外壁面側の金属層３１７に伝達させて、放熱するためのものである。

この第３実施形態には、上述の第２実施形態と同様、放熱用の通気孔２１４も設けられており、回路配置空間２１３内の熱は、通気孔２１４と金属層３１６，３１７との２系統で放熱される。これにより、回路配置空間２１３内の熱が一層効率的に放熱される。

図１４は、第４実施形態のコネクタの斜視図である。また図１５は、図１４の矢印Ｘ−Ｘに沿う断面図である。さらに、図１６は、この第４実施形態におけるハウジングの斜視図、図１７は、図１６の矢印Ｘ−Ｘに沿う断面図である。

この第４実施形態のコネクタ４０も、前述の第２実施形態のコネクタ２０と比べ、ハウジング４１の一部の要素のみが異なっている。したがってここでは、その異なる要素以外の要素には第２実施形態のコネクタ２０の要素に付した符号と同一の符号を付して示し、第２実施形態との相違点のみ説明する。

この第４実施形態におけるハウジング４１にも、その両側面に隔壁４１５が設けられている。この隔壁４１５は、内蔵回路２５が配置された回路配置空間２１３を画定する内壁面のうちの一部領域と、このコネクタ３０の外形を画定する外壁面の一部領域とを形成している。

この第４実施形態におけるハウジング４１は、絶縁性であって熱伝導率が低い第１の樹脂と、導通性であって熱伝導率が高い第２の樹脂との２色成形品である。隔壁４１５は、熱伝導率が高い第２の樹脂で形成されている。第２の樹脂で形成された部分は、例えば第１のコンタクト２１や第２のコンタクト２２を保持する部分など絶縁性を必要とする部分以外の部分であれば、隔壁４１５からさらに広がっていてもよい。

本実施形態の場合、隔壁４１５が熱伝導率の高い第２の樹脂で形成されているため、回路配置空間２１３内の熱は通気孔２１４から放熱されるとともに、さらにその隔壁４１５を介しても放熱される。このため、回路配置空間２１３内の熱が一層効率的に放熱される。

１０，２０，３０，４０コネクタ
１１，２１，３１，４１ハウジング
１２，２２第１のコンタクト
１３，２３第２のコンタクト
１４，２４半田ペグ
１５，２５内蔵回路
１００相手コネクタ
１１１，２１１嵌合部
１１２，２１２搭載部
１１３，２１３回路配置空間
１１４，２１４通気孔
１５１，２５１樹脂成形体
１５２，２５２フォトカプラ
３１５，４１５隔壁
３１６，３１７金属層
３１８穴

Claims

相手コネクタと組み合ったときに該相手コネクタのコンタクトと接触する第１のコンタクトが配備され該相手コネクタと組み合う嵌合部と、回路基板上に搭載されたときに該回路基板に接続される第２のコンタクトが配備され該回路基板に搭載される搭載部とを有するハウジングと、
前記第１のコンタクトと前記第２のコンタクトとの双方に直接又は他の回路素子経由で接続され、該第１のコンタクトと該第２のコンタクトを互いに電気的に絶縁するとともに信号を光で中継するフォトカプラを含む電子回路とを備え、
前記ハウジングが、前記電子回路が配備された空間を画定する内壁面のうちの一部領域と当該コネクタの外形を画定する外壁面のうちの一部領域との双方を形成する隔壁を有し、該隔壁の、該内壁面上に放熱用の第１の金属層を有するとともに該外壁面上に放熱用の第２の金属層を有し、該第１の金属層と該第２の金属層が互いに金属で繋がっていることを特徴とするコネクタ。
相手コネクタと組み合ったときに該相手コネクタのコンタクトと接触する第１のコンタクトが配備され該相手コネクタと組み合う嵌合部と、回路基板上に搭載されたときに該回路基板に接続される第２のコンタクトが配備され該回路基板に搭載される搭載部とを有するハウジングと、
前記第１のコンタクトと前記第２のコンタクトとの双方に直接又は他の回路素子経由で接続され、該第１のコンタクトと該第２のコンタクトを互いに電気的に絶縁するとともに信号を光で中継するフォトカプラを含む電子回路とを備え、
前記ハウジングが、前記電子回路が配備された空間を画定する内壁面のうちの一部領域と当該コネクタの外形を画定する外壁面のうちの一部領域との双方を形成する隔壁を有し、該ハウジングが、相対的に熱伝導率が低い第１の樹脂と相対的に熱伝導率が高い第２の樹脂とからなり、該隔壁が該第２の樹脂で形成されたものであることを特徴とするコネクタ。
前記ハウジングが、該ハウジングが回路基板に搭載された状態において当該ハウジング単独で又は該回路基板と共同して前記電子回路を覆う形状を有し、該ハウジングが、該電子回路で発生する熱を、該ハウジングが回路基板に搭載された状態における該回路基板から離れる向きに逃がす放熱用の通気孔を有することを特徴とする請求項１又は２記載のコネクタ。
前記フォトカプラが、当該コネクタが回路基板に搭載された状態における該回路基板に対し立設した向きに広がる、搭載面上に搭載されていることを特徴とする請求項１から３のうちいずれか１項記載のコネクタ。