JP6283202B2 - 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し、特に多極化に対応できるカードエッジコネクタに関するものである。

従来から、プリント配線基板に代表される回路基板を、他の電気回路と接続するための電気コネクタとして、複数の導電パターンからなる端子を板状の周縁に沿って一列に備える回路基板と接続されるカードエッジ型のコネクタが知られている（例えば、特許文献１，２，３）。カードエッジコネクタは、端子金具が回路基板に対して平行に移動することで、周縁に設けられる回路基板側の端子と電気的に接続される。

カードエッジコネクタを含めて、電気コネクタは、端子の数をより多くする多極化の要請が大きい。カードエッジコネクタの多極化は、これまで、端子が一列に並ぶ方向の回路基板の寸法（幅）を大きくすることにより一列に並ぶ端子の数を増やすこと、及び、回路基板のおもて面及びうら面の両方に端子を設けること、で対応していた。

特開２０１１−１２９３５０号公報 特開２０１２−１４２１６４号公報 特開２０１２−２１２６１３号公報

ところが、回路基板の幅を大きくすることは周囲の機器との関係で制約されるし、おもて面及びうら面を用いても未だ極数が不足することもある。
そこで本発明は、極数を増やす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。

かかる目的のもと、本発明者らは、カードエッジコネクタの端子金具を回路基板に対して傾斜して接続させれば、端子金具及びカード側端子のそれぞれを二列あるいはそれ以上に配列できることを着想した。すなわち本発明のカードエッジコネクタは、一つの縁に沿って複数の導電パターンが複数列に形成された回路基板を保持する第２ハウジングと、第２ハウジングと相互に嵌合され、回路基板の導電パターンの各々と電気的に接続される複数列に配列される端子金具を保持する第１ハウジングと、を備える。そして、本発明のカードエッジコネクタは、端子金具が、第１ハウジング及び第２ハウジングの嵌合状態において、回路基板に対して同じ向きに傾斜するよう嵌合方向に沿って複数列に配列されることを特徴とする。

本発明の好ましいカードエッジコネクタによれば、第１ハウジングが、回路基板の一方の面側に配置される第１可動ハウジングと、回路基板の他方の面側に配置される第２可動ハウジングと、を備え、第１可動ハウジングと第２可動ハウジングは、互いに揺動可能に連結される。また、第２ハウジングは、第１可動ハウジングと第２可動ハウジングを受容し、嵌合の完了位置に向けて、第１可動ハウジングと第２可動ハウジングを閉じる案内面を有する受容キャビティを備える。
この構成を備えるカードエッジコネクタは、第１ハウジングが、完了位置に向けて、第２ハウジングに挿入されることで、嵌合が完了する。一方で、端子金具は、嵌合の完了位置に到る手前の所定位置までは、回路基板から離れており、この所定位置から完了位置に到るまで、導電パターンと接触し続ける。したがって、本発明の好ましいカードエッジコネクタによれば、嵌合のほとんどの過程で、端子金具が回路基板に接触するのを避けることができるので、第１ハウジングを第２ハウジングに挿入するのに必要な力を抑えることができる。

本発明のカードエッジコネクタによれば、端子金具に接続される電線が引き出される後方側に防水シールを備える。この防水シールは、第１可動ハウジングの後端、及び、第１ハウジングと第２ハウジングの間を封止する。

本発明の好ましいカードエッジコネクタによれば、端子金具は、導電パターンと接触する先端に、Ｕ字状に折り返される接触子を設けることができる。この接触子は、Ｕ字状に折り返されているので、適度な弾性を付与できるとともに、導電パターンに接触する部分が曲面になるので導電パターンに与える摩耗力を低く抑えることができる。

本発明によれば、カードエッジコネクタの端子金具を回路基板に対して傾斜させるので、端子金具を二列あるいはそれ以上に配列できる。したがって、本発明はカードエッジコネクタの多極化に寄与する。

本実施形態に係るカードエッジコネクタを示す縦断面図であり、（ａ）は嵌合が完了した状態を示し、（ｂ）は各要素を分解して示した図である。 本実施形態に係るカードエッジコネクタを示す平面図である。 本実施形態に係るカードエッジコネクタの嵌合初期を示す縦断面図である。 図３よりも嵌合が進んだ状態を示す縦断面図である。 図４よりも嵌合が進み、嵌合完了の直前の状態を示す縦断面図である。

以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
本実施形態に係るカードエッジコネクタ１は、図１及び図２に示すように、インナーハウジング（第１ハウジング）１０と、回路基板６０を保持するアウターハウジング（第２ハウジング）５０とを備えている。カードエッジコネクタ１は、回路基板６０のおもて面６１及びうら面６３の各々に形成されている導電パターン６５と、図示を省略する他の回路基板と、を電気的に接続する。このカードエッジコネクタ１は、回路基板６０の嵌合方向ｘに二列に配列される導電パターン６５と、インナーハウジング１０に保持される嵌合方向に二列に配列される端子金具４０と、を電気的に接続するところに特徴がある。以下、各構成要素を順に説明した後に、インナーハウジング１０とアウターハウジング５０の嵌合の手順について説明する。なお、インナーハウジング１０とアウターハウジング５０において、互いに嵌合される向きに従ってその前後を定義する。

［インナーハウジング１０］
インナーハウジング１０は、図１（ｂ）に示すように、第１可動ハウジング１１と第２可動ハウジング１２を備えており、それぞれ、端子金具４０を保持している。第１可動ハウジング１１と第２可動ハウジング１２は、揺動軸１３により所定の範囲で互いに揺動可能に連結されている。第１可動ハウジング１１と第２可動ハウジング１２は、インナーハウジング１０とアウターハウジング５０が嵌合されると、回路基板６０をおもて面６１の側とうら面６３の側から挟み込む。第１可動ハウジング１１と第２可動ハウジング１２は、このように配置される位置が相違するが、同じ構成を備えており、同じ構成部分については、同じ符号を付けて、以下では第１可動ハウジング１１について説明する。また、第１可動ハウジング１１と第２可動ハウジング１２は、ともに、絶縁性の樹脂を射出成形することで、一体的に形成される。

第１可動ハウジング１１は、複数の端子金具４０を収容し、かつ保持するキャビティ１５を備えている。複数のキャビティ１５は、第１可動ハウジング１１の幅方向ｙ（図２）に配列されることで、一列のキャビティ列をなしている。第１可動ハウジング１１は、キャビティ列が、嵌合方向ｘに二列に並んでいる。二列のうちで、前側に位置するキャビティ１５をキャビティ１５ｆといい、後側に位置するキャビティ１５をキャビティ１５ｒということがある。ただし、両者を区別する必要がない場合には、キャビティ１５と総称する。

第１可動ハウジング１１は、アウターハウジング５０と嵌合されると、回路基板６０と対向する挟持面１６と、挟持面１６と所定の角度をなしてその一端と連なる案内面１７と、挟持面１６の他端と連なる後端面１８と、を備えている。上述のキャビティ１５は、案内面１７と平行に形成されており、挟持面１６に開口する接続開口１５１と、後端面１８に開口する引出開口１５２と、を備えている。したがって、キャビティ１５は、挟持面１６に対して傾斜して設けられるとともに、第１可動ハウジング１１を前後方向に貫通している。

キャビティ１５に収容される端子金具４０は、図１（ａ）に示すように、その接触子４１が接続開口１５１から露出し、端子金具４０に接続される電線４５は、引出開口１５２から外部に向けて引き出される。
キャビティ１５の内部には、収容される端子金具４０が所定の位置に留まりキャビティ１５から抜け出さないように保持するランスを設けることができる。

第１可動ハウジング１１は、図１（ｂ）に示すように、挟持面１６と案内面１７の前端側に位置する交差部分に、直方体状の嵌合ブロック１９が形成されている。嵌合ブロック１９は、インナーハウジング１０とアウターハウジング５０の嵌合の過程で、アウターハウジング５０の第１案内面５３（第２可動ハウジング１２は、第２案内面５４）に接触する。また、嵌合ブロック１９は、嵌合が完了すると、アウターハウジング５０の嵌合溝５５に嵌合される。嵌合ブロック１９が第１案内面５３，第２案内面５４に接触すること、また、嵌合溝５５に嵌合されることによる効果については、後述する。

第１可動ハウジング１１は、挟持面１６から突出する支持片１４を備えている。揺動軸１３は、お互いの挟持面１６が対向するように配置された第１可動ハウジング１１の支持片１４と第２可動ハウジング１２の支持片１４を貫通して設けられる。こうして、第１可動ハウジング１１と第２可動ハウジング１２を互いに揺動可能に支持される。

［防水シール２０］
防水シール２０は、インナーハウジング１０の内部に後端面１８の側から、及び、インナーハウジング１０とアウターハウジング５０の間から水が侵入するのを阻止するために設けられる。そのために、防水シール２０は、後端面１８に倣った形状を有しており、後端面１８との間に隙間を設けることなく装着される。
防水シール２０は、図１（ｂ）に示すように、第１可動ハウジング１１と第２可動ハウジング１２の両者の後端面１８を合せた面積よりも大きな表面積を有し、柔軟な素材、例えばゴムからなる部材である。
防水シール２０は、第１可動ハウジング１１と第２可動ハウジング１２の複数のキャビティ１５の各々に対応する位置に、表裏を貫通するシール孔２１が形成されている。端子金具４０はキャビティ１５に挿入される際にシール孔２１を通過し、端子金具４０に接続される電線４５がシール孔２１を貫通する。シール孔２１を貫通する電線４５がシール孔２１の周囲と密着されることで、引出開口１５２を通過した水がキャビティ１５の内部に侵入するのを阻止する。
防水シール２０は、シールブロック２３が外周の全域に亘って形成されている。シールブロック２３は、外周面から突き出す３本のシール条２４を備えており、インナーハウジング１０とアウターハウジング５０の嵌合が完了すると、シール条２４はアウターハウジング５０に密着される。こうして、防水シール２０は、インナーハウジング１０とアウターハウジング５０の間から水が侵入するのを阻止する。

［カバー３０］
カバー３０は、防水シール２０を後側から覆って装着されることで、インナーハウジング１０と防水シール２０をアウターハウジング５０に固定する。
カバー３０は、図１（ｂ）に示すように、第１可動ハウジング１１に対応する第１カバー３１と第２可動ハウジング１２に対応する第２カバー３２とを備えており、両者はヒンジ３３により互いに揺動可能に連結されている。カバー３０は、防水シール２０を介してインナーハウジング１０に組み付けられると、インナーハウジング１０の第１可動ハウジング１１と第２可動ハウジング１２の揺動運動に追従して、揺動運動する。なお、本実施形態において、第１可動ハウジング１１と第２可動ハウジング１２の挟持面１６同士のなす角度が小さくなり平行に近くなることを閉じると、いい、両者がなす角度が大きくなることを開く、という。

カバー３０の第１カバー３１と第２カバー３２は、第１可動ハウジング１１と第２可動ハウジング１２の複数のキャビティ１５の各々に対応する位置に、表裏を貫通する電線孔３３が形成されている。シール孔２１を貫通する電線４５は電線孔３３を介して外部に引き出される。
カバー３０は、嵌合スリーブ３５が外周の全域に亘って形成されている。嵌合スリーブ３５は、嵌合が完了すると、アウターハウジング５０の嵌合スリーブ５７に外側から嵌合し、インナーハウジング１０とアウターハウジング５０が抜け止めされる。嵌合スリーブ３５と嵌合スリーブ５７は、ロックの完全性を担保するために、図示を省略するロック突起を設けることができる。

［端子金具４０］
端子金具４０は、全体としてソケットタイプの形態をなしており、図１（ｂ）に示すように、先端に接触子４１を一体的に備えている。接触子４１は、弾性変形が可能なように薄肉に形成され、その先端にはＵ字状の折り返し４２が設けられている。端子金具４０は、インナーハウジング１０のキャビティ１５の所定位置に保持されると、折り返し４２の先端部分が接続開口１５１から外部に微少量だけ突出している。
端子金具４０は、導電性及び弾性に優れた金属材料、例えば銅合金を用いて作製される。

［アウターハウジング５０］
アウターハウジング５０は、図１（ａ）に示すように、回路基板６０を保持しながら、インナーハウジング１０と嵌合される。アウターハウジング５０は、電子機器の筐体の一部が兼ねることもできる。
アウターハウジング５０はインナーハウジング１０を受容する受容キャビティ５１を備えている。受容キャビティ５１は、アウターハウジング５０の前端に開口し、後端に向けて縦断面の開口面積が狭くなるようにテーパ状に形成されており、第１案内面５３と第２案内面５４に臨んでいる。

第１案内面５３と第２案内面５４は、所定の角度をなして交差している。この交差角度は、嵌合が完了したインナーハウジング１０の第１可動ハウジング１１と第２可動ハウジング１２の案内面１７同士がなす角度とほぼ一致する。インナーハウジング１０がアウターハウジング５０の受容キャビティ５１に挿入されると、第１可動ハウジング１１と第２可動ハウジング１２は、各々の嵌合ブロック１９が第１案内面５３と第２案内面５４の各々を摺動しながら、受容キャビティ５１の奥に向けて進む。第１可動ハウジング１１と第２可動ハウジング１２は、受容キャビティ５１の奥に向けて進むにつれて、次第に閉じられる。
第１案内面５３と第２案内面５４の交差部分には、インナーハウジング１０が受容キャビティ５１の奥まで挿入されて嵌合が完了すると、第１可動ハウジング１１の嵌合ブロック１９と第２可動ハウジング１２の嵌合ブロック１９が一緒に嵌合される嵌合溝５５が形成されている。

［嵌合過程の説明］
次に、インナーハウジング１０とアウターハウジング５０を相互に嵌合する過程を、図３〜図５をも参照して説明する。なお、インナーハウジング１０には、端子金具４０がキャビティ１５の所定位置に保持され、かつ、防水シール２０及びカバー３０が組み付けられているものとする。
嵌合作業を行うに先立って、インナーハウジング１０をアウターハウジング５０の受容キャビティ５１に位置決めをする。この位置決めは、アウターハウジング５０に保持される回路基板６０が、第１可動ハウジング１１と第２可動ハウジング１２の間に挿入できる位置にあることが前提である。その後、インナーハウジング１０を受容キャビティ５１の奥に向けて押し込む。この嵌合初期の時点では、図３に示すように、第１可動ハウジング１１と第２可動ハウジング１２は最も開いている。

インナーハウジング１０をさら受容キャビティ５１の奥に向けて押し込むと、図４に示すように、回路基板６０の前端側が第１可動ハウジング１１と第２可動ハウジング１２の間に挿入される。一方で、第１可動ハウジング１１の嵌合ブロック１９が第１案内面５３に摺動しながら案内され、第２可動ハウジング１２の嵌合ブロック１９が第２案内面５４に摺動しながら案内され、第１可動ハウジング１１と第２可動ハウジング１２は当初よりも閉じられる。しかし、第１可動ハウジング１１と第２可動ハウジング１２の間には、回路基板６０の厚さを十分に超える間隙が残されているので、端子金具４０は当初から回路基板６０に接触することがない。

さらにインナーハウジング１０を押し込むと、図５に示すように、第１可動ハウジング１１と第２可動ハウジング１２が閉じて、端子金具４０は回路基板６０に接近する。インナーハウジング１０の後端側では、防水シール２０のシール条２４がアウターハウジング５０の嵌合スリーブ５７の内壁に突き当たるとともに、インナーハウジング１０の嵌合スリーブ３５が嵌合スリーブ５７の後端側を覆う。

さらに、インナーハウジング１０を受容キャビティ５１の奥まで押し込むと、図１に示す嵌合の完了位置に到る。そうすると、第１可動ハウジング１１に保持されている端子金具４０は、回路基板６０のおもて面６１の導電パターン６５に接触し、第２可動ハウジング１２に保持されている端子金具４０は、回路基板６０のうら面６３の導電パターン６５に接触する。各端子金具４０は、嵌合完了の位置に到る少し手前の所定位置において導電パターン６５と接触を開始し、そのまま嵌合完了の位置まで接触し続けることで、ワイピングの効果を奏する。また、各端子金具４０の接触子４１は、回路基板６０に押し付けられることで、弾性変形する。この弾性変形の反力により、第１可動ハウジング１１と第２可動ハウジング１２には、両者の間に開こうとする向きの力が作用する。

また、嵌合完了に到ると、第１可動ハウジング１１及び第２可動ハウジング１２の嵌合ブロック１９は、嵌合溝５５の中に挿入される。第１可動ハウジング１１と第２可動ハウジング１２には開こうとする力が作用しているので、各々の嵌合ブロック１９は嵌合溝５５に臨む上壁５５ａと下壁５５ｂに押し付けられる。この押し付け力は、インナーハウジング１０が受容キャビティ５１から抜け出るのを防止するのに寄与する。ただし、本実施形態は、カバー３０とアウターハウジング５０の間にロック機構を設けることで、インナーハウジング１０の受容キャビティ５１からの抜け止めを図ることもできる。

また、嵌合完了に到ると、防水シール２０のシール条２４がアウターハウジング５０の嵌合スリーブ５７の内壁に密着されるので、受容キャビティ５１の中へ水が侵入するのが妨げられる。さらに、嵌合完了に到ると、カバー３０の嵌合スリーブ３５が嵌合スリーブ５７の周囲を覆う。

［実施形態の効果］
次に、カードエッジコネクタ１による効果を説明する。
カードエッジコネクタ１は、回路基板６０の一方の面について、複数の端子金具４０を二列に配列するので、一方の面に端子金具を一列だけ配列する従来のカードエッジコネクタに比べて、多極化を実現できる。このように端子金具４０を二列に配列できるのは、端子金具４０を回路基板６０に対して傾斜させているからである。回路基板６０に対して端子金具４０を傾斜させて接触させる手法を用いれば、端子金具４０を三列以上に配列することもできる。

次に、カードエッジコネクタ１は、インナーハウジング１０とアウターハウジング５０の嵌合が完了する前までは端子金具４０が回路基板６０に対して退避しており、嵌合完了位置に到る少し手前の所定位置で始めて端子金具４０は回路基板６０の導電パターン６５に接触する。
したがって、インナーハウジング１０は、嵌合の過程のほとんどの領域において、端子金具４０が回路基板６０に接触することによる反力を受けないので、カードエッジコネクタ１は、多極化が可能でありながら、インナーハウジング１０を受容キャビティ５１に挿入するのに必要な力を低減できる。なお、端子金具４０が導電パターン６５に接触し始める所定位置は、インナーハウジング１０を挿入する力の低減効果、前述したワイピング効果などを考慮して任意に設定することができる。
また、カードエッジコネクタ１は、端子金具４０が回路基板６０の先端に突き当たって損傷するのを避けることができるとともに、端子金具４０が回路基板６０のおもて面６１およびうら面６３を摺動して導電パターン６５が剥離するのを防ぐことができる。
以上の効果は、インナーハウジング１０が第１可動ハウジング１１と第２可動ハウジング１２が開閉可能に構成されており、かつ、嵌合が進むのにつれて両ハウジングが閉じる、という要件を備えることにより実現される。

以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。
例えば、本実施形態のカードエッジコネクタは、回路基板のおもて面及びうら面の両方に端子金具が接触する例を説明したが、本発明は、いずれか一方の面だけに複数列に配列された端子金具を接触するカードエッジコネクタに適用することもできる。
また、防水シール２０及びカバー３０は、本発明の任意の要素であり、適用対象によっては用いられないこともある。
また、本発明に適用される端子金具の接触子は、Ｕ字状の折り返しを備えることが好ましいが、適度な弾性を備えている限り、その形態は問われない。

１ カードエッジコネクタ
１０ インナーハウジング
１１ 第１可動ハウジング
１２ 第２可動ハウジング
１３ 揺動軸
１５ｆ，１５ｒ（１５） キャビティ
１６ 挟持面
１７ 案内面
１８ 後端面
１９ 嵌合ブロック
２０ 防水シール
３０ カバー
４０ 端子金具
４１ 接触子
４２ 折り返し
５０ アウターハウジング
５１ 受容キャビティ
５３ 第１案内面
５４ 第２案内面
５５ 嵌合溝
６０ 回路基板
６１ おもて面
６３ うら面
６５ 導電パターン

Claims (4)

1. 一つの縁に沿って複数の導電パターンが複数列に形成された回路基板を保持する第２ハ
   ウジングと、
   前記第２ハウジングと相互に嵌合され、前記回路基板の前記導電パターンの各々と電気
   的に接続される複数列に配列される端子金具を保持する第１ハウジングと、
   前記端子金具に接続される電線が引き出される後方側に設けられ、前記第１ハウジングの後端、及び、前記第１ハウジングと前記第２ハウジングの間を封止する防水シールと、
   を備え、
   前記端子金具は、
   前記第１ハウジング及び前記第２ハウジングの嵌合状態において、前記回路基板に対し
   て同じ向きに傾斜するよう嵌合方向に沿って複数列に配列される、
   ことを特徴とするカードエッジコネクタ。
2. 前記第１ハウジングは、
   前記回路基板の一方の面側に配置される第１可動ハウジングと、
   前記回路基板の他方の面側に配置される第２可動ハウジングと、を備え、
   前記第１可動ハウジングと前記第２可動ハウジングは、互いに揺動可能に連結され、
   前記第２ハウジングは、
   前記第１可動ハウジングと前記第２可動ハウジングを受容し、嵌合の完了位置に向けて
   、前記第１可動ハウジングと前記第２可動ハウジングを閉じる案内面を有する受容キャビ
   ティを備える、
   請求項１に記載のカードエッジコネクタ。
3. 前記端子金具は、
   前記完了位置に到る手前の所定位置までは、前記回路基板から離れており、
   前記所定位置から前記完了位置に到るまで、前記導電パターンと接触し続ける、
   請求項２に記載のカードエッジコネクタ。
4. 前記端子金具は、
   前記導電パターンと接触する先端に、Ｕ字状に折り返される接触子が設けられる、
   請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のカードエッジコネクタ。

Images