JP6064739B2 - 基板接続用コネクタ、および、それを備える基板接続用コネクタユニット - Google Patents

Description

本発明は、モジュール基板をキャリアボードに電気的に接続する基板接続用コネクタ、および、それを備える基板接続用コネクタユニットに関する。

一般に、電子機器内に実装されるエッジボード（モジュール基板とも呼称される）は、その接続端部における片面あるいは両面に、端子群（電極群）を有し、例えば、基板接続用コネクタとしてのカードエッジコネクタを介してマザーボード（キャリアボードとも呼称される）に対し電気的に接続されている。このようなカードエッジコネクタは、例えば、特許文献１にも示されるように、エッジボードの接続端部が着脱されるスロット（特許文献１においては挿入口と呼称されている）に連通する接続端部収容部を有する基台部（特許文献１においては保持部材と呼称されている）と、スロットの内周部に形成されエッジボードの端子群との電気的接続を行うコンタクト端子群（特許文献１においては上側コンタクト、下側コンタクトと呼称されている）と、を主な要素として含んで構成されている。

下側コンタクトの接点部は、上側コンタクトの接点部に対しスロット側に近い位置に所定の距離だけ離隔している。このように下側コンタクトの接点部が、上側コンタクトの接点部に対し離隔しているのは、後述するように、エッジボードが装着される場合、エッジボードの接続端部がマザーボードの表面に対し略水平となるまで倒されるように回動されることが必要とされるからである。

斯かる構成において、エッジボードが装着される場合、先ず、エッジボードの接続端部が基台部のスロットに対し斜め上前方から斜め下後方に向けて挿入された後、次に、エッジボードの接続端部がマザーボードの表面に対し略水平となるまで倒されるように回動され、そして、エッジボードの接続端部の先端が上述の略水平状態で後方に向けて接続端部収容部の内壁に突き当たるまでさらに押し込まれることにより、その装着が完了することとなる。

特開２０１３−８６８４号公報

しかしながら、上述のようなカードエッジコネクタが、例えば、ＭＸＭコネクタのように、コネクタにおける諸寸法が規格により定められている場合、下側コンタクトの接点部が、上側コンタクトの接点部に対しスロット側に近い位置に十分な距離、離隔するように、配置できない場合、ワイピングが不十分となる虞がある。

また、このような場合、エッジボードの接続端部が基台部のスロットに対し斜め上前方から斜め下後方に向けて挿入されたとき、下側コンタクトの接点部により、エッジボードの接続端部の電極部がワイピングにより削られた後、エッジボードの接続端部がマザーボードの表面に対し略水平となるまで倒されるように回動されるとき、下側コンタクトの接点部の復元力により、下側コンタクトの接点部がエッジボードの接続端部の挿入方向とは逆方向に移動せしめられる。その際、接点部の挿入方向とは逆方向の移動に伴い下側コンタクトの接点部とエッジボードの接続端部の電極部との間に電極部の削れ屑が浸入する虞がある。これにより、下側コンタクトとエッジボードの接続端部との電気的接続が不安定となる。

以上の問題点を考慮し、本発明は、モジュール基板をキャリアボードに電気的に接続する基板接続用コネクタであって、モジュール基板の装着時、モジュール基板を挟持する一対のコンタクト端子の接点部における相互間距離が十分にとれない場合であっても、ワイピングを確実に行うとともに、ワイピングに起因して電気的接続が不安定となる事態を回避できる基板接続用コネクタ、および、それを備える基板接続用コネクタユニットを提供することを目的とする。

上述の目的を達成するために、本発明に係る基板接続用コネクタは、信号入出力部が形成される接続端部を有する基板の接続端部を、開口部を通じて着脱可能に収容する接続端部収容部を有するコネクタ本体部と、コネクタ本体部の接続端部収容部の周縁の第１のスリット内に配され、基板の接続端部が接続端部収容部に挿入されるとき、基板の接続端部の一方の表面に形成される電極に当接する接点部と、接点部に連なる可動片部と、コネクタ本体部に固定される脚部と、を有する第１のコンタクト端子と、第１のコンタクト端子の接点部に対し離隔し接続端部収容部の周縁の第２のスリット内に配され、基板の接続端部における一方の表面に向かい合う他方の表面に形成される電極に当接する接点部を有する第２のコンタクト端子と、を備え、第１のコンタクト端子の接点部の位置が、第２のコンタクト端子の接点部の位置よりも開口部の端部に近い位置とされるとともに、第１のコンタクト端子の脚部の位置が、第１のコンタクト端子の接点部の位置よりも開口部の端部に近い位置とされ、第１のコンタクト端子の可動片部が、開口部の端部に配される脚部から第１のスリットの端面に近接する方向に延び、基板の接続端部の装着動作に応じて接点部を所定距離、開口部から離隔する方向に移動させるように、第１のスリット内で開口部に対し近接または離隔する方向に弾性変位可能に配されることを特徴とする。

また、本発明に係る基板接続用コネクタユニットは、モジュール基板の第１の接続端および第２の接続端部のうちの第１の接続端に接続され、上述の基板接続用コネクタからなる第１のコネクタと、配線基板上に第１のコネクタと向かい合って配され、モジュール基板の第２の接続端に接続される第２のコネクタと、を備えて構成される。

本発明に係る基板接続用コネクタおよび基板接続用コネクタユニットによれば、第１のコンタクト端子の接点部の位置が、第２のコンタクト端子の接点部の位置よりも開口部の端部に近い位置とされ、第１のコンタクト端子の可動片部が、開口部の端部に配される脚部から第１のスリットの端面に近接する方向に延び、基板の接続端部の着脱動作に応じて接点部を伴って第１のスリット内に弾性変位可能に配されるのでモジュール基板の装着時、モジュール基板を挟持する一対のコンタクト端子の接点部における相互間距離が十分にとれない場合であっても、ワイピングを確実に行うとともに、ワイピングに起因して電気的接続が不安定となる事態を回避できる。

本発明に係る基板接続用コネクタの一例の要部を示す断面図である。 本発明に係る基板接続用コネクタユニットの一例を、キャリアボードとともに示す斜視図である。 図２に示される例におけるモジュール基板の着脱動作の説明に供される斜視図である。 図２に示される例におけるモジュール基板が装着された状態を示す斜視図である。 本発明に係る基板接続用コネクタの一例の外観を示す斜視図である。 図５に示される例における要部を示す断面図である。 （Ａ），（Ｂ），および、（Ｃ）は、それぞれ、図５に示される例におけるモジュール基板の着脱動作の説明に供される断面図である。 （Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ、図５に示される例におけるコンタクト端子の動作説明に供される部分拡大図である。

図２は、本発明に係る基板接続用コネクタの一例の外観を、キャリアボードとともに示す。図２において、その基板接続用コネクタは、後述する本発明に係る基板接続用コネクタユニットの一例の一部を構成する第１のコネクタ１０であり、図３に示されるモジュール基板１６における信号ラインをキャリアボード１２の信号ラインに対し電気的に接続するものとされる。

基板接続用コネクタユニットは、上述の信号ライン用の第１のコネクタ１０と、電源ライン用の第２のコネクタ１４とを含んで構成されている。第２のコネクタ１４は、キャリアボード１２の電源ラインをモジュール基板１６の電源ラインに電気的に接続するものとされる。第１のコネクタ１０と、第２のコネクタ１４とは、それぞれ、所定の間隔をもって向かい合ってキャリアボード１２上に固定されている。

モジュール基板１６は、例えば、ビデオカードとされる。なお、図３においては、モジュール基板１６に実装されるＣＰＵ等の電子部品について図示が省略されている。モジュール基板１６において接続される接続端１６Ｅ１の一方の表面には、所定の間隔で形成される複数の電極により構成される電極群１６ＣＰＡが形成されている（図７（Ａ）参照）。また、モジュール基板１６において接続される一端の他方の表面（裏面）には、上述の一方の表面における隣接する電極の相互間に対応する位置に電極が形成されている。これにより、モジュール基板１６において接続される接続端１６Ｅ１の他方の表面にも電極群１６ＣＰＢが形成されている（図７（Ａ）参照）。従って、モジュール基板１６における接続端１６Ｅ１の表面および裏面に千鳥掛け状に信号ライン用の電極群が形成されることとなる。上述の各電極群は、モジュール基板１６の導体パターンに電気的に接続されている。また、モジュール基板１６において接続端１６E2には、後述する第２のコネクタ１４における位置決め用突起に対応して切欠部１６Ｇが形成されている。さらに、モジュール基板１６において接続端１６Ｅ２の他方の表面（裏面）には、電源ライン用の電極群が、第２のコネクタ１４におけるコンタクト端子の配列に対応して形成されている。

第２のコネクタ１４は、モジュール基板１６の他方の接続端１６Ｅ２が載置される上面部に、モジュール基板１６の接続端１６Ｅ２の電極をコンタクト端子の接点部に位置決めする位置決め用突起を有している。また、位置決め用突起に隣接してクリップ片１４ＣＰが設けられている。弾性変位可能なクリップ片１４ＣＰは、図４に示されるように、第２のコネクタ１４の上面部に載置され位置決めされたモジュール基板１６の接続端１６Ｅ２を、コンタクト端子の可動片部の弾性力に抗して上面部に向けて押圧し、挟持するものとされる。モジュール基板１６の接続端１６Ｅ２が取り外される場合、クリップ片１４ＣＰの先端がモジュール基板１６の接続端１６Ｅ２から離隔する方向に押圧された後、モジュール基板１６の接続端１６Ｅ２がクリップ片１４ＣＰから強制的に外される。

第２のコネクタ１４は、例えば、モジュール基板１６にキャリアボード１２からの電力を供給する電源ライン用とされ、１０本のコンタクト端子１４ａｉ（ｉ＝１〜１０）を有している。コンタクト端子１４ａｉは、キャリアボード１２の短辺に沿って互いに略平行に配列されている。コンタクト端子１４ａｉは、キャリアボード１２の導体パターンに半田付け固定される固定部と、位置決めされたモジュール基板１６における上述の接続端１６Ｅ２の電極に当接する接点部と、弾性変位可能であり接点部と固定部とを連結する可動片部とを含んで構成されている。

第１のコネクタ１０は、図５に拡大されて示されるように、外郭部を形成するコネクタ本体部２０と、コネクタ本体部２０内に配される複数のコンタクト端子２４ａｉおよび２６ａｉ（ｉ＝１〜１１５）とを含んで構成されている。

第１のコネクタ１０は、例えば、モジュール基板１６に対する信号の授受を行うＭＸＭコネクタの規格に準拠したものとされる。コネクタ本体部２０は、樹脂材料で成形されスロット２２ＦＡおよびスロット２２ＦＢと、スロット２２ＦＡおよびスロット２２ＦＢに連通するモジュール基板１６の一方の接続端１６Ｅ１を収容する接続端収容部と、を有している。

第１のコネクタ１０のコネクタ本体部２０におけるスロット２２ＦＡおよびスロット２２ＦＢは、図５において直交座標におけるＹ座標軸に沿って細長く共通の直線上に形成されている。モジュール基板１６の接続端１６Ｅ１が着脱される場合、モジュール基板１６の一方の接続端１６Ｅ１が通過するスロット２２ＦＡとスロット２２ＦＢとの境界部分は、仕切壁２０ＰＡにより仕切られている。仕切壁２０ＰＡは、Ｘ座標軸に沿って背面部まで延びている。コネクタ本体部２０の両側部には、それぞれ、フランジ部２０ＲＦおよび２０ＬＦが一体に形成されている。フランジ部２０ＲＦおよび２０ＬＦには、図示が省略される止めネジが挿入される孔２０Ｈが形成されている。これにより、２本の止めネジが、孔２０Ｈを介してキャリアボード１２の取付孔に挿入されナットにより締結されることによってコネクタ本体部２０は、キャリアボード１２に固定される。

接続端収容部は、図１に拡大されて示されるように、スロット２２ＦＡおよびスロット２２ＦＢに向けて開口し、上壁部の内周部と、コネクタ本体部２０の内部に形成される突き当て面２０ＳＦと、により囲まれるようにコネクタ本体部２０の上壁部の真下に形成されている。接続端収容部は、コネクタ本体部２０においてＹ座標軸に沿って延びている。また、接続端収容部の真下の位置には、各コンタクト端子２４ａｉが配されるスリット２２Ｓａｉが所定の間隔をもって互いに平行に形成されている。スリット２２Ｓａｉは、Ｙ座標軸に沿って配列されている。隣接するスリット２２Ｓａｉ相互間は、隔壁２２Ｐａｉで仕切られている。さらに、接続端収容部の真上の位置には、図６に拡大されて示されるように、各コンタクト端子２６ａｉが配されるスリット２２Ｓｂｉが所定の間隔をもって互いに平行に形成されている。スリット２２Ｓｂｉは、背面部の凹部２２ＲＢに連通している。スリット２２Ｓｂｉは、Ｙ座標軸に沿って配列されている。隣接するスリット２２Ｓｂｉ相互間は、隔壁２２Ｐｂｉで仕切られている。従って、接続端収容部に挿入された上述のモジュール基板１６における接続端１６Ｅ１の表面および裏面に千鳥掛け状に形成される信号ライン用の電極群に対応した位置に、スリット２２Ｓａｉおよびスリット２２Ｓｂｉがそれぞれ、形成されている。

コンタクト端子２６ａｉは、図６に拡大されて示されるように、薄板金属材料、例えば、銅合金材料、リン青銅合金材料でプレス加工により薄板状に作られている。コンタクト端子２６ａｉは、モジュール基板１６における接続端１６Ｅ１の電極群１６ＣＰＡを構成する一つの電極に当接する接点部２６Ｃと、キャリアボート１２に半田付け固定される半田付け固定端子部２６ｆａを有する脚部２６Ｆｂと、脚部２６Ｆｂと接点部２６Ｃとを連結する可動片部２６Ｍと、脚部２６Ｆｂをコネクタ本体部２０に固定する固定部２６Ｆａおよび２６Ｆｃと、を含んで構成されている。可動片部２６Ｍにおける下端は、脚部２６Ｆｂに連結され、可動片部２６Ｍにおける上端は、スリット２２Ｓｂｉ内に向かって延び接点部２６Ｃに連結されている。固定部２６Ｆａおよび２６Ｆｃは、それぞれ、コネクタ本体部２０の取り付け溝に圧入されている。

コンタクト端子２４ａｉは、薄板金属材料、例えば、銅合金材料、リン青銅合金材料でプレス加工により薄板状に作られている。コンタクト端子２４ａｉは、モジュール基板１６における接続端１６Ｅ１の電極群１６ＣＰＢを構成する一つの電極に当接する接点部２４Ｃと、キャリアボート１２に半田付け固定される半田付け固定端子部２４ｆａを有する脚部２４Ｆｂと、脚部２４Ｆｂと接点部２４Ｃとを連結する湾曲した可動片部２４Ｍと、脚部２４Ｆｂをコネクタ本体部２０に固定する固定部２４Ｆａと、を含んで構成されている。

固定部２４Ｆａは、脚部２４Ｆｂの軸線に対し略垂直に一体に形成されている。脚部２４Ｆｂは、第２のコネクタ１４に向き合うスリット２２Ｓａｉの開口端近傍に配されコネクタ本体部２０の上壁部に向けて所定の長さだけ延びている。可動片部２４Ｍの下端は、脚部２４Ｆｂと一体に形成され、可動片部２４Ｍの上端は、接点部２４Ｃと一体に形成されている。可動片部２４Ｍは、その下端からスリット２２Ｓａｉにおける突き当て面２０ＳＦに連なる端面に向かって湾曲して延びた後、その端面から離隔するように斜め上方に延びている。

スリット２２Ｓａｉにおける突き当て面２０ＳＦに連なる端面２２ＳＥ１および下端面２２ＳＥ２と可動片部２４Ｍとの間には、所定の隙間が形成されている。これにより、コンタクト端子２４ａｉの可動片部２４Ｍは、図８（Ａ）において矢印Ｍの示す方向、即ち、ワイピングされる方向に、二点鎖線で示されるように、接点部２４Ｃを所定距離Δλだけ移動させるように移動可能とされる。その際、接点部２４Ｃは、図８（Ａ）において、端面２２ＳＥ１および下端面２２ＳＥ２近傍の位置に配される可動片部２４Ｍの湾曲部を回転中心として反時計回り方向に、即ち、モジュール基板１６の装着のとき、モジュール基板１６の接続端１６Ｅ１における突き当て面２０ＳＦを回転支点とした回動方向に回動せしめられる。

接点部２４Ｃの位置Ｐ２は、脚部２４Ｆｂの軸線の位置Ｐ１よりも所定距離、突き当て面２０ＳＦにより近接した位置に設定されている。また、コンタクト端子２６ａｉの接点部２６Ｃは、接点部２４Ｃの位置Ｐ２よりもさらに突き当て面２０ＳＦにより近接した位置に設定されている。従って、コンタクト端子２６ａｉの接点部２６Ｃの位置は、図１においてコンタクト端子２４ａｉの接点部２４Ｃに対し所定距離、離隔した右斜め上方となる位置となる。

斯かる構成において、モジュール基板１６が第１のコネクタ１０および第２のコネクタ１４の装着される場合、先ず、図３に示されるように、モジュール基板１６の接続端１６Ｅ１がキャリアボード１２の表面に対し所定の傾斜角度をなす姿勢でコネクタ本体部２０のスロット２０ＦＡおよび２０ＦＢを通じて接続端収容部に挿入される。その際、図７（Ａ）に拡大されて示されるように、モジュール基板１６の接続端１６Ｅ１は、斜めの姿勢の状態でコンタクト端子２６ａｉの接点部２６Ｃとコンタクト端子２４ａｉの接点部２４Ｃとの間に突き当て面２０ＳＦに当接するまで挿入される。これにより、モジュール基板１６の接続端１６Ｅ１が位置決めされる。次に、図７（Ｂ）に拡大されて示されるように、モジュール基板１６の接続端１６Ｅ１は、コンタクト端子２６ａｉの接点部２６Ｃ、および、コンタクト端子２４ａｉの接点部２４Ｃの弾性力に抗して矢印Ｄの示す方向に回動される。その際、コンタクト端子２４ａｉの接点部２４Ｃは、モジュール基板１６の接続端１６Ｅ１の電極群１６ＣＰＢに摺接した状態で押圧されることにより、図８（Ａ）において、二点鎖線で示されるように、右下斜め方向に所定距離Δλだけ移動せしめられる。これにより、電極群１６ＣＰＢの端がコンタクト端子２４ａｉの接点部２４Ｃにより確実にワイピングされる。続いて、モジュール基板１６の接続端１６Ｅ１がキャリアボード１２の表面に対し略平行となるまでモジュール基板１６の接続端１６Ｅ１がさらに回動されるとき、図４に示されるように、モジュール基板１６の接続端１６Ｅ２が第２のコネクタ１４のクリップ片１４ＣＰにより挟持される。その際、図７（Ｃ）および図８（Ｂ）に拡大されて示されるように、コンタクト端子２４ａｉの接点部２４Ｃは、所定距離Δλの移動後、電極群１６ＣＰＢに対し所定位置に維持される。これにより、電極群１６ＣＰＢにおいてワイピングされた表面ＷＰに隣接した表面と接点部２４Ｃとの相互間に形成される隙間ＲＥに仮に削り屑があっても、その削り屑が接点部２４Ｃと電極群１６ＣＰＢとの間に浸入する虞がない。従って、上述のワイピングに起因してコンタクト端子２４ａｉの電気的接続が不安定となる事態を回避できる。

また、例えば、ＭＸＭ規格に準拠することにより、コンタクト端子２６ａｉの接点部２６Ｃと、コンタクト端子２４ａｉの接点部２４Ｃとの間の所定距離が十分にとれない場合であっても、コンタクト端子２４ａｉの脚部２４Ｆｂの位置が、接点部２４Ｃの位置よりもスリット２２Ｓａｉの開口端近傍に近接した位置とされるとともに、可動片部２４Ｍが接点部２４Ｃを所定距離Δλだけ移動させるようにスリット２２Ｓａｉ内で移動可能とされるのでワイピングを確実に行うことができ、しかも、コンタクト端子２４ａｉの電気的接続が不安定となる事態を回避できる。

一方、モジュール基板１６が第１のコネクタ１０および第２のコネクタ１４から取り外される場合、第２のコネクタ１４のクリップ片１４ＣＰがモジュール基板１６の接続端１６Ｅ２に対し離隔され、モジュール基板１６の接続端１６Ｅ１が第１のコネクタ１０から引き抜かれることにより、モジュール基板１６が第１のコネクタ１０および第２のコネクタ１４から取り外される。

なお、上述の例において、モジュール基板１６の接続端１６Ｅ２は、第２のコネクタ１４のクリップ片１４ＣＰにより挟持されているが、斯かる例に限られることなく、例えば、加えて、モジュール基板１６の接続端１６Ｅ２が、接続端１６Ｅ２の孔に挿入される小ネジにより、第２のコネクタ１４の上部に固定されてもよい。

１０ 第１のコネクタ
１２ キャリアボード
１４ 第２のコネクタ
１６ モジュール基板
２０ コネクタ本体部
２２Ｓａｉ，２２Ｓｂｉ スリット
２４ａｉ、２６ａｉ コンタクト端子
２４Ｆｂ、２６Ｆｂ 脚部
２４Ｃ、２６Ｃ 接点部
２４Ｍ 可動片部

Claims (2)

1. 信号入出力部が形成される接続端部を有する基板の接続端部を、開口部を通じて着脱可能に収容する接続端部収容部を有するコネクタ本体部と、
   前記コネクタ本体部の接続端部収容部の周縁の第１のスリット内に配され、前記基板の接続端部が接続端部収容部に挿入されるとき、前記基板の接続端部の一方の表面に形成される電極に当接する接点部と、該接点部に連なる可動片部と、前記コネクタ本体部に固定される脚部と、を有する第１のコンタクト端子と、
   該第１のコンタクト端子の接点部に対し離隔し前記接続端部収容部の周縁の第２のスリット内に配され、前記基板の接続端部における前記一方の表面に向かい合う他方の表面に形成される電極に当接する接点部を有する第２のコンタクト端子と、を備え、
   前記第１のコンタクト端子の接点部の位置が、前記第２のコンタクト端子の接点部の位置よりも前記開口部の端部に近い位置とされるとともに、前記第１のコンタクト端子の脚部の位置が、第１のコンタクト端子の接点部の位置よりも開口部の端部に近い位置とされ、前記第１のコンタクト端子の可動片部が、該開口部の端部に配される前記脚部から前記第１のスリットの端面に近接する方向に延び、前記基板の接続端部の装着動作に応じて該接点部を所定距離、該開口部から離隔する方向に移動させるように、前記第１のスリット内で該開口部に対し近接または離隔する方向に弾性変位可能に配されることを特徴とする基板接続用コネクタ。
2. モジュール基板の第１の接続端および第２の接続端部のうちの第１の接続端に接続され、請求項１記載の基板接続用コネクタからなる第１のコネクタと、
   配線基板上に前記第１のコネクタと向かい合って配され、前記モジュール基板の第２の接続端に接続される第２のコネクタと、
   を具備して構成される基板接続用コネクタユニット。

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