JP6231539B2 - 平型導体用コネクタ - Google Patents

Description

本発明は平型導体を基板等に接続するコネクタに関する。

接続対象部材となる平型導体を基板の回路に導通接続するために、平型導体用コネクタが使用されている。例えばメモリカード、ＩＣカード、グラフィックボードのような硬質基板にて形成された平型導体を接続するためには、いわゆるカードエッジコネクタが用いられる（特許文献１参照）。こうしたカードエッジコネクタ（以下、単に「コネクタ」という。）は、平型導体をハウジングの嵌合室に斜めに挿入した後、挿入した先端側を回動中心としてコネクタの実装基板と水平になるように回転させ、それによって平型導体の接点部が嵌合室に突出する端子の接点部と導通接触して基板間接続を実現するものである。

特開平９−３０６６０６号公報

ところで、こうした平型導体用のコネクタの課題として挿抜力が大きくなるという課題がある。例えばグラフィックボードのような平型導体では極数が２００極を超えるようなものもある。このように平型導体の極数が多いと自ずとコネクタの端子数も多くなり、そうすると平型導体の挿入する際に撓ませることが必要な接点部の数も多くなることから、コネクタに対する平型導体の挿抜が硬くなり操作性が悪くなるという課題がある。コンピュータ等の情報処理装置の機能が多様化、高度化し、基板が処理する信号数が多くなればなるほど、端子数は増える傾向にあることから、カードエッジコネクタの分野ではますます平型導体の挿抜力を低減させる必要性は高まっている。

以上のような従来技術を背景になされたのが本発明である。その目的は平型導体用のコネクタについて平型導体の挿抜力を低く抑えることにある。

上記目的を達成すべく、本発明は以下のように構成される。

本発明は、平型導体の嵌合室を有するハウジングと、嵌合室に挿入した平型導体と導通接触する端子とを備える平型導体用コネクタについて、前記端子は、嵌合室の底面に沿って嵌合室の開口側から嵌合室の奥側に伸長する基部と、嵌合室に挿入した平型導体と導通接触する接触部を有し、基部から底面の上方へ伸長するばね片部とを有し、前記基部は、前記開口側で前記底面に固定される固定片と、固定片における前記奥側の端部を支点として前記底面に対して離間方向へ回動変位する可動片とを有することを特徴とする。

本発明では、端子が嵌合室の底面に沿う基部と、底面の上方へ伸長して接触部を有するばね片部とを有し、ばね片部の全体が嵌合室の底面から浮いて接触部を弾性支持するばねとして機能する。それのみならず本発明では嵌合室の底面に沿わせる端子の基部についても、固定片における前記奥側の端部を支点として前記底面に対して離間方向へ回動変位する可動片を有しており、この可動片が接触部を弾性支持するばねとして機能する。したがって、嵌合室の底面に沿う可動片と底面の上方へ伸長するばね片部とを合わせた長さを、接触部を弾性変位させるばね長として利用することができる。よって、本発明によれば端子を柔らかく変位させることができるようになり、これにより平型導体の挿入力を低減することができる。

前記ばね片部は、前記可動片の前記奥側の端部から前記開口側へ屈曲する第１の屈曲部を有し、第１の屈曲部は、嵌合室に挿入した平型導体の押圧により前記接触部が前記基部に向けて変位すると、前記接触部を嵌合室の開口側へ平型導体と摺動接触させながら回動変位させる回動支点として構成することができる。

本発明によれば、平型導体に押されて基部に向かって変位する接触部を、そのまま基部に向かって押し下げるように変位させるのではなく、第１の屈曲部を回動支点として嵌合室の開口側へ回動変位させることができる。したがって接触部は、基部の可動片による回動変位と第１の屈曲部による嵌合室の開口側へ向かう回動変位との重畳的な作用によって、基部の全体が底面に固定してある場合と比較して、平型導体と摺動接触する距離をより長くすることができる。よって本発明であれば、平型導体に付着している異物を広い範囲でワイピングすることができ、端子の平型導体との高い接触信頼性を得ることができる。

前記ばね片部は、第１の屈曲部から前記開口側へ伸びる伸長部と、伸長部における前記開口側の端部から前記奥側へ屈曲し前記接触部に繋がる第２の屈曲部とを有するものとして構成できる。

本発明によれば、伸長部と第２の屈曲部とをばね長として利用することができるため、基部の可動片から接触部に至るまでのばね長が長くなり、平型導体と柔らかく接触させることができ、平型導体の挿入力を低減することができる。

本発明の平型導体用コネクタによれば、ハウジングの嵌合室の底面に沿わせる基部に可動片を設けることで端子のばね長が長くなり、平型導体と接触する端子を柔らかく変位させることができる。したがって平型導体の挿入力を低減することができ、平型導体の接続作業性を向上することができる。

また、可動片の回動変位と第１の屈曲部の回動変位との重畳的な作用によって接触部が嵌合室の開口側へ回動変位して平型導体と摺動接触する距離を長くすることができるため、平型導体に付着する異物を、平型導体の挿入側端部から広い範囲でワイピングすることができ、極数の多い平型導体に対する接続信頼性を高めることができる。

本発明の一実施形態による平型導体用のコネクタの正面、平面、右側面を含む外観斜視図。 図１のコネクタの正面図。 図２のＡ部拡大図。 図１のコネクタに備える第１の端子の外観斜視図。 図１のコネクタに備える第２の端子の外観斜視図。 図３のＢ−Ｂ断面図。 図６に続く平型導体の嵌合過程を示す説明図。 図７に続く平型導体の嵌合状態を示す説明図。 図６〜図８相当の断面図で示す平型導体の嵌合過程を説明する模式図であり、分図（ａ）は平型導体の挿入前の端子（実線）と平型導体の挿入状態の端子（二点鎖線）とを比較する説明図、分図（ｂ）は平型導体の挿入状態の端子（実線）と可動片が回動変位しない比較例の端子（二点鎖線）とを比較する説明図、分図（ｃ）は平型導体との嵌合状態の端子を示す説明図。

以下、本発明の平型導体用コネクタの一実施形態について図面を参照しつつ説明する。本実施形態では平型導体用コネクタとして、カードエッジコネクタを例として説明する。接続対象部材となる平型導体は硬質基板Ｐ１である。

本明細書、特許請求の範囲、図面では、図１で示すカードエッジコネクタ１（以下、単に「コネクタ１」という。）の幅方向をＸ方向、前後方向をＹ方向、高さ方向をＺ方向として説明する。また、高さ方向Ｚにおける平面を「上」とし、底面を「下」とする。さらに前後方向Ｙにおける正面を「前」とし、背面を「後」として説明する。こうした上下、前後の特定は本発明に係るコネクタの実装方向、使用方向を限定するものではない。

コネクタ１の構成〔図１〜図５〕

コネクタ１は、幅方向Ｘに沿って長尺に形成したハウジング２を備えている。ハウジング２は、矩形状の上面壁２ａ、左右の側面壁２ｂ、底面壁２ｃ、背面壁２ｄが形成されている。

このうち上面壁２ａの内側面には第１の端子３を取付ける第１の端子取付溝２ａ１がコネクタ１の前後方向Ｙに沿って形成されている（図３）。隣り合う第１の端子３は、第１の取付溝２ａ１を形成する隔壁２ａ２によって構造的に絶縁されて配置されている。また、底面壁２ｃにも同様に第２の端子４を取付ける第２の端子取付溝２ｃ１が形成されており、隣り合う第２の端子４は第２の端子取付溝２ｃ１を形成する隔壁２ｃ２によって構造的に絶縁されて配置されている。なお、本実施形態のコネクタ１は、第１の端子３と第２の端子４をそれぞれ２３０本備えており、そのため硬質基板Ｐ１の挿入力が大きくなり易い多極コネクタとして構成されている。

ハウジング２の内部には、硬質基板Ｐ１を挿入して第１の端子３，第２の端子４と導通接続する嵌合室２ｅが形成されている。嵌合室２ｅは、ハウジング２の内壁面で囲まれた内部空間によって形成されている。具体的には、前述した上面壁２ａ、側面壁２ｂ、底面壁２ｃおよび背面壁２ｄの各内側面によって囲まれて形成される内部空間として形成されている。

嵌合室２ｅの前側には平型導体である硬質基板Ｐ１の挿入口となる開口２ｅ１が形成されており、嵌合室２ｅの奥側（後側）には背面壁２ｄの内側面である奥壁２ｅ２が形成されている。嵌合室２ｅを形成する上面壁２ａの前側の内側面には、硬質基板Ｐ１の挿入をガイドする挿入ガイド面２ａ３が形成されている。前述した第２の端子取付溝２ｃ１の溝底面は嵌合室２ｅの底面２ｅ５を構成する。

嵌合室２ｅは開口２ｅ１からの深さの違いから、上側嵌合室２ｅ３と下側嵌合室２ｅ４とに分かれている。上側嵌合室２ｅ３は嵌合状態にある硬質基板Ｐ１の収容空間として形成されている。下側嵌合室２ｅ４は後述する第２の端子４の変位空間として形成されており、ばね長を長く取ることができるように、上側嵌合室２ｅ３よりも嵌合室２ｅの奥側（奥壁２ｅ２の方）へ深く形成されている。

第１の端子３は、その外観を図４で示すように、実装基板Ｐ２にはんだ付けする基板接続部３ａと、ハウジング２の背面壁２ｄの高さ方向に沿って伸長する縦片部３ｂ、縦片部３ｂから前側へ伸長する横片部３ｃ、横片部３ｃの前端から下向きに屈曲する接触部３ｄとが形成されている。

第１の端子３はハウジング２の背面壁２ｄの後側から第１の端子取付溝２ａ１に挿入され、横片部３ｃに側方突起として設けた固定部３ｃ１において圧入されて固定される。

第２の端子４は、その外観を図５で示すように、実装基板Ｐ２にはんだ付けする基板接続部４ａ、ハウジング２の正面で高さ方向に沿って伸長する縦片部４ｂ、縦片部４ｂから後側へ伸長する基部４ｃ、基部４ｃから上方へ伸長するばね片部４ｄが形成されている。

基部４ｃは、ハウジング２の第２の端子取付溝２ｃ１に配置される。基部４ｃには、第２の端子取付溝２ｃ１に固定する突起状の固定片４ｃ１が形成されている。固定片４ｃ１には可動片４ｃ２が連続して形成されている。可動片４ｃ２は、固定片４ｃ１との連続箇所を支点として嵌合室２ｅの底面２ｅ５に対して離間方向へ回動変位するようになっている。基部４ｃは、固定片４ｃ１と可動片４ｃ２が嵌合室２ｅの底面２ｅ５に接するように配置されていることで、コネクタ１の全体の高さが低くなるようにしている。例えば基部４ｃが底面２ｅ５から浮いていると、ばね片部４ｄの上方への高さ位置が高くなり、ハウジング２の全高が高くなってしまうが、本実施形態ではそうしたことがない。

ばね片部４ｄは、嵌合室２ｅの底面２ｅ５から上方に伸長するばねとして形成されている。ばね片部４ｄは、図５の側面視で示すようにＳ字状に形成されている。具体的には、下側から順に、可動片４ｃ２から嵌合室２ｅの開口２ｅ１側へ屈曲する第１の屈曲部４ｄ１と、第１の屈曲部４ｄ１の端部から開口２ｅ１側へ伸長する伸長部と４ｄ２と、伸長部４ｄ２における開口２ｅ１側の端部から嵌合室２ｅの奥側へ屈曲する第２の屈曲部４ｄ３と、硬質基板Ｐ１の接点部と導通接触する接触部４ｄ４とが形成されている。

このようにばね片部４ｄは、互いに向かい合うように屈曲する第１の屈曲部４ｄ１と第２の屈曲部４ｄ２とを伸長部４ｄ２で繋ぐ形状とすることで、ばね長を長く確保している。そして可動片４ｃ２もまたばねとして機能させることができるため、更にばね長を長く確保しており、これにより接触部４ｄ４が柔らかく変位できるようにして、硬質基板Ｐ１の挿入力を低減している。

正面向かって左右の側面壁２ｂには、それぞれ実装基板Ｐ２にはんだ付けされる固定金具５が取付けられている。

コネクタ１に対する硬質基板Ｐ１の嵌合〔図６〜図９〕

次に、コネクタ１に対する硬質基板Ｐ１の嵌合方法について説明する。硬質基板Ｐ１の嵌合前では、コネクタ１は図６で示すように実装基板Ｐ２に実装されている。

そして図７で示すように、硬質基板Ｐ１を嵌合室２ｅの開口２ｅ１から斜めに挿入する。硬質基板Ｐ１は、第２の端子４のばね片部４ｄによる押圧を受けて挿入ガイド面２ａ３のガイドを受けて先端が奥壁２ｅ２と当接するまで嵌合室２ｅの内部に挿入されていく。

このとき第２の端子４の接触部４ｄ４は、図６から図７へ変位する状態を図９（ａ）の実線と二点鎖線との違いで示すように、嵌合室２ｅの開口２ｅ１に向けて移動するように回動変位する。これは第１に、接触部４ｄ４が硬質基板Ｐ１によって下方に押圧されることで、第１の屈曲部４ｄ１を回動支点として、第２の屈曲部４ｄ３が開口２ｅ１側へ下向きに沈み込むように回動変位することで起きる。第２に、固定片４ｃ１を回動支点として、可動片４ｃ２が嵌合室２ｅの底面２ｅ５から離れる方向に上向きに回動変位することで起きる。

接触部４ｄ４は、これらの２つの回動変位の重畳的な作用によって、嵌合室２ｅの開口２ｅ１側へ硬質基板Ｐ１と摺動接触しながら回動変位することができる。このとき、接触部４ｄ４は、ばね片部４ｄのみならず可動片４ｃ２を合わせた長さをばね長として利用して回動変位することができるので、第２の端子４を柔らかく変位させることで硬質基板Ｐ１の挿入力を低減し、接続作業性を向上することができる。

また、図９（ｂ）で示すように、前述の２つの回動変位によって接触部４ｄ４が硬質基板Ｐ１と摺動接触する距離ｄ１を長くできることから優れたワイピング効果をも発揮する。即ち、図９（ｂ）は、硬質基板Ｐ１を挿入した状態で、可動片４ｃ２が回動変位する場合の接触部４ｄ４（実線）と、可動片４ｃ２を回動変位させないようにした場合の接触部４ｄ４（二点鎖線）とを比較して示す図である。実線で示す可動片４ｃ２が回動変位する場合には、接触部４ｄ４が開口２ｅ１の側へ回動することから、硬質基板Ｐ１に対する摺動接触する距離ｄ１が、二点鎖線で示す可動片４ｃ２を回動変位させない場合の距離ｄ２よりも距離ｄ３だけ長くすることができる。したがって、コネクタ１であれば、硬質基板Ｐ１に基板カスのような異物が付着している場合に、接触部４ｄ４が硬質基板Ｐ１の端子の長さ方向（嵌合方向）に沿う広い範囲でそうした異物をワイピングして除去することができるため、硬質基板Ｐ１との高い接触信頼性を得ることができる。

次に、図７で示す硬質基板Ｐ１を挿入した状態から、図８で示す水平になるまで硬質基板Ｐ１を回動させる。このとき硬質基板Ｐ１は、接触部４ｄ４を押圧することで、嵌合室２ｅの底面２ｅ５に接するまで可動片４ｃ２を回動変位させるとともに、第１の端子３の接触部３ｄを上方に押圧する。これによって硬質基板Ｐ１が第１の端子３と第２の端子４とに導通接触することになる。

硬質基板Ｐ１を水平位置に回転させた嵌合状態では、図９（ｃ）で示すように、硬質基板Ｐ１に対する接触部４ｄ４の接触位置は、図７、図９（ｂ）の実線で示す接触位置よりも硬質基板Ｐ１の先端側へ距離ｄ４だけ戻ることになり、その有効嵌合長は距離ｄ５となる。したがって、接触部４ｄ４は、図９（ｂ）で示す硬質基板Ｐ１の挿入時には、図９（ｃ）で示す嵌合状態での接触位置を超えてワイピング効果を発揮することができる。したがって、接触部４ｄ４はワイピングによって既に異物が除去されている硬質基板Ｐ１の接触面に対して接触して、信頼性の高い導通接触を実現することができる。

実施形態の変形例

上記実施形態のコネクタ１は、硬質基板Ｐ１と嵌合していない状態で、基部４ｃの可動片４ｃ２が嵌合室２ｅの底面２ｅ５と接触するものを例示したが、可動片４ｃ２が底面２ｅ５に対して傾斜して底面５ｅ２に対して予め離間しているものとしてもよい。

上記実施形態のコネクタ１は、接触部３ｄが嵌合室２ｅに突出しており、上面壁２ａの挿入ガイド面２ａ３の延長線上を超えて嵌合室２ｅの内側に突出するように配置されているが（図９（ａ）参照）、当該延長線上を超えないものとして形成することもできる。接触部３ｄが挿入ガイド面２ａ３の延長線上を超えて位置していると、硬質基板Ｐ１を挿入ガイド面２ａ３に沿わせて挿入した際に接触部３ｄと接触してしまい、それを押圧して変位させながら挿入する必要があり、そうすると挿入力が高くなってしまう。しかしながら、接触部３ｄを上面壁２ａの挿入ガイド面２ａ３の延長線上よりも嵌合室２ｅの内側に突出しないように配置すれば、硬質基板Ｐ１を挿入ガイド面２ａ３に沿って挿入しても接触部３ｄと接触しないため、軽い力で挿入することができる。

上記実施形態のコネクタ１は、２３０極のものを示したが、平型導体を挿抜する際に複数の端子を撓ませるための挿入力を低減する必要のあるコネクタであれば、それ以外の極数であってもよい。ただし本発明のコネクタ１は前述のようにばね片部４ｄと可動片４ｃ２とを合わせた全長をばね長として柔らかく撓ませることができ、これにより平型導体の挿入力を低減することができるので、端子数が多ければ多いコネクタほど効果的である。

１ コネクタ
２ ハウジング
２ａ 上面壁
２ａ１ 第１の端子取付溝
２ａ２ 隔壁
２ａ３ 挿入ガイド面
２ｂ 側面壁
２ｃ 底面壁
２ｃ１ 第２の端子取付溝
２ｃ２ 隔壁
２ｄ 背面壁
２ｅ 嵌合室
２ｅ１ 開口
２ｅ２ 奥壁
２ｅ３ 上側嵌合室
２ｅ４ 下側嵌合室
２ｅ５ 底面
３ 第１の端子
３ａ 基板接続部
３ｂ 縦片部
３ｃ 横片部
３ｃ１ 固定部
３ｄ 接触部
４ 第２の端子
４ａ 基板接続部
４ｂ 縦片部
４ｃ 基部
４ｃ１ 固定片
４ｃ２ 可動片
４ｄ ばね片部
４ｄ１ 第１の屈曲部
４ｄ２ 伸長部
４ｄ３ 第２の屈曲部
４ｄ４ 接触部
５ 固定金具
Ｐ１ 硬質基板
Ｐ２ 実装基板

Claims (4)

1. 平型導体の嵌合室を有するハウジングと、
   前記嵌合室に挿入した前記平型導体と導通接触する端子とを備える平型導体用コネクタにおいて、
   前記端子は、
   前記嵌合室の底面に沿って前記嵌合室の開口側から前記嵌合室の奥側に伸長する基部と、
   前記嵌合室に挿入した前記平型導体と導通接触する接触部を有し、前記基部から底面の上方へ伸長するばね片部とを有し、
   前記基部は、
   前記開口側で前記底面に固定される固定片と、
   前記固定片における前記奥側の端部を支点として前記底面に対して離間方向へ回動変位する可動片とを有し、
   前記ばね片部は、
   前記可動片の前記奥側の端部から前記開口側へ屈曲する第１の屈曲部と、
   前記第１の屈曲部から前記開口側へ伸びる伸長部と、
   前記伸長部における前記開口側の端部から前記奥側へ屈曲し前記接触部に繋がる第２の屈曲部とを有しており、
   前記接触部が前記嵌合室に挿入した前記平型導体の押圧により前記基部に向けて変位すると、前記接触部に繋がる前記第２の屈曲部が、前記第１の屈曲部を回動支点として前記基部に向けて前記第１の屈曲部の屈曲高さの上端よりも低い位置まで沈み込むように回動変位することで、前記可動片が前記支点を介して回動変位して前記底面から離れるとともに前記第１の屈曲部も回動変位して前記底面から離れることを特徴とする平型導体用コネクタ。
   
2. 前記接触部は、前記底面から離れて上方に回動変位した前記第１の屈曲部を回動支点として前記嵌合室の開口側へ前記平型導体と摺動接触しながら回動変位する請求項１記載の平型導体用コネクタ。
   
3. 前記接触部は、前記第１の屈曲部が前記底面から離れて上方に回動変位した前記平型導体との嵌合途中で前記平型導体と摺動接触する距離が最大となり、その後、前記第１の屈曲部が前記底面に戻る前記平型導体との嵌合状態での有効嵌合長が前記距離よりも短くなるように変位する請求項１又は請求項２記載の平型導体用コネクタ。
   
4. 前記嵌合室に挿入した前記平型導体と導通接触する接触部を有する他の端子をさらに備えており、
   前記ハウジングは、前記平型導体を前記嵌合室へ水平に対して斜めに挿入するのをガイドする挿入ガイド面を有しており、
   前記他の端子の前記接触部は、前記挿入ガイド面の延長線を超えて前記嵌合室の内側に突出しない位置に配置されている請求項１〜請求項３何れか１項記載の平型導体用コネクタ。
   

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