JP6287977B2 - コネクタ - Google Patents

Description

本発明は、基板対基板コネクタ等の嵌合作業を要するコネクタに関する。

近年パーソナルコンピュータや携帯電子機器等の多くの電子機器に用いられるプリント配線基板等を接続するためコネクタが利用されている。電子機器の小型化、薄型化に伴いコネクタ自体の小型化、薄型化、高密度実装化への対応とともに、合成耐久性などの高い信頼性も要求されている。

プリント配線基板にソケットおよびヘッダより構成されるコネクタを固定するため、コネクタにおけるコンタクトの一部を半田付け部とし、プリント配線基板の実装面に半田固定することが一般に行われている。しかし、コネクタの小型化、薄型化が進み、設計上の制約により半田固定部の確保が充分に行えないことから、コネクタ実装強度を充分なものとすることができない問題があった。

このような問題を解決するため、例えば特許文献１ではコネクタを構成するヘッダにヘッダ補強板を設けた構成が開示されている。より詳しくは図１３に示すように、ヘッダ補強片２５に設けられた固定片２５ａをプリント配線基板に半田固定し、圧入片２５ｄをヘッダボディに圧入するようになっている。これにより、コンタクトのみでプリント配線基板上に半田固定する場合と比較してプリント配線基板上に半田固定する部位の面積を大きくとることができ、コネクタ実装強度を向上させることができる。

特開２００４−５５４６４号公報

しかしながら、ユーザからのコネクタ小型化、薄型化の要求は大きく、上述したような補強板により半田固定部位を確保しても、半田固定部位の面積は充分ではなく、コネクタ実装強度は必ずしも充分なものではなかった。コネクタ実装強度が充分でないとコネクタがプリント配線基板から剥がれてしまう等の問題があった。

本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、プリント配線基板に対する実装強度を向上させることができるコネクタを提供することを目的とする。

本発明に係るコネクタは、上記目的を達成するため、複数の導電性のコンタクトと前記コンタクトを保持するハウジングとを備え、プリント配線基板に実装されるコネクタであって、前記コンタクトは、前記プリント配線基板に半田固定され、前記ハウジングは、外周部に補強金具を有すると共に、外部に突出するよう設けられたハウジング凸部を有し、前記補強金具は、前記ハウジングに対して略鉛直方向上方に延びる外壁部と下向き断面Ｕ字形に折り曲げられたＵ字形部と、前記外壁部の一部に窪んだ領域として設けられた凹部と、を有し、前記Ｕ字形部が有する両Ｕ字片部の一方の端部が前記プリント配線基板に半田固定される第１の半田付け部を構成し、他方の端部が前記プリント配線基板に半田固定される第２の半田付け部を構成し、前記ハウジング凸部は、前記凹部と係合されたようになっている。

この構成により、補強金具の第１の半田付け部および第２の半田付け部がプリント配線基板に半田固定されるので、半田固定される部位の面積を増やすことができる。したがってコネクタのプリント配線基板に対する実装強度を向上させることができる。

上述した構成のコネクタにおいて、前記コンタクトは前記ハウジングに圧入されるよう構成してもよい。

この構成により、コンタクトの圧入された部分がハウジングに保持されるので、コネクタのプリント配線基板に対する実装強度を向上させることができる。

上述した構成のコネクタにおいて、前記補強金具の、一方の前記Ｕ字片部が前記ハウジングに圧入されるよう構成してもよい。

この構成により、補強金具の一方のＵ字片部がハウジングに固定されるので、コネクタのプリント配線基板に対する実装強度を向上させることができる。

上述した構成のコネクタにおいて、前記コンタクトが前記ハウジングに圧入される方向と、前記Ｕ字片部が前記ハウジングに圧入される方向とが逆方向であるよう構成してもよい。

この構成により、コンタクトの圧入方向とＵ字片部の圧入方向が逆方向であるので、ハウジングに対し荷重が働く場合等にコンタクトおよび補強金具がハウジングから剥がれることを抑制できる。したがって、コネクタのプリント配線基板に対する実装強度を向上させることができる。

上述した構成のコネクタにおいて、前記Ｕ字片部は、鉛直方向上方から前記ハウジングに圧入されるよう構成してもよい。

この構成により、Ｕ字片部をプリント配線基板に圧入し保持することができるので、コネクタのプリント配線基板に対する実装強度を向上させることができる。

本発明によれば、プリント配線基板に対する実装強度を向上させることができるコネクタを提供することができる。

本発明の実施の形態に係るコネクタを他のコネクタと嵌合させた状態を示す斜視図であり、図１（ａ）は鉛直方向下方から、図１（ｂ）は鉛直方向上方からみた図である。 本発明の実施の形態に係るコネクタを他のコネクタと嵌合させる前の状態を示す斜視図であり、図２（ａ）は鉛直方向下方から、図２（ｂ）は鉛直方向上方からみた図である。 本発明の実施の形態に係るコネクタを実装するプリント配線基板の斜視図である。 本発明の実施の形態に係るコネクタの斜視図であり、図４（ａ）は鉛直方向下方から、図４（ｂ）は鉛直方向上方からみた図である。 本発明の実施の形態に係るコネクタをプリント配線基板に実装した状態を示す図であり、図５（ａ）は鉛直方向下方から、図５（ｂ）は鉛直方向上方からみた斜視図である。 本発明の実施の形態に係るコネクタと嵌合する他のコネクタを示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係るコネクタと嵌合する他のコネクタをプリント配線基板に実装した状態を示す斜視図である。 本実施の形態におけるハウジングの斜視図であり、図８（ａ）は鉛直方向下方から、図８（ｂ）は鉛直方向上方からみた図である。 本実施の形態における補強金具の斜視図である。 本実施の形態におけるハウジングに対し補強金具の圧入を開始する前の状態を示す斜視図である。 本実施の形態におけるハウジングに対し補強金具の圧入を完了する前の状態を示す斜視図である。 本実施の形態におけるハウジングに対し補強金具の圧入を完了した状態を示す断面図である。 従来のコネクタに用いられる補強金具を示す図である。

以下、本実施の形態に係るレセプタクルコネクタ１について図面を参照して説明する。なお、以下ではレセプタクルコネクタを例に説明を行うが、プラグコネクタに本発明を適用してもよい。

図１はレセプタクルコネクタ１とプラグコネクタ２を嵌合させた状態を示す図であり、図１（ａ）は嵌合状態を鉛直方向下方から、図１（ｂ）は鉛直方向上方からみた斜視図である。後述するレセプタクル嵌合部１４とプラグ嵌合部２１ｃとが嵌合することで、レセプタクルコネクタ１とプラグコネクタ２は嵌合し、図示しない対向するプリント配線基板４０とプリント配線基板４１に形成された電気回路を接続する。また、図２はレセプタクルコネクタ１とプラグコネクタ２を嵌合させる前の状態を示す図であり、図２（ａ）は鉛直方向下方から、図２（ｂ）は鉛直方向上方からみた斜視図である。

レセプタクルコネクタ１はプリント配線基板４０に取り付けられ、実装される。一方、プラグコネクタ２はプリント配線基板４１に取り付けられ、実装される。プリント配線基板４０またはプリント配線基板４１は、リジッドの基板に限らずフレキシブル基板であってもよい。

図３はレセプタクルコネクタ１を実装するプリント配線基板４０の一部を示す模式図である。プリント配線基板４０には複数の基板パッド４０ａが設けられている。基板パッド４０ａにレセプタクルコネクタ１が半田付けされることで、プリント配線基板４０がレセプタクルコネクタ１に接続され固定される。同様に、プラグコネクタ２も図７に示す基板パッド４１ａに半田付けされることで、プリント基板配線に接続され固定される。

図４は本実施の形態に係るレセプタクルコネクタ１を示し、図４（ａ）は鉛直方向下方から、図４（ｂ）は鉛直方向上方からみた斜視図である。なお、図４中のＸ軸方向を横方向、Ｙ軸方向を縦方向、Ｚ軸方向を鉛直方向とする。

図４（ａ）、図４（ｂ）に示すようにレセプタクルコネクタ１は、コンタクト１２とハウジング１１と補強金具１３とを備えている。コンタクト１２は、接触片１２ａとバネ片１２ｂと保持片１２ｃと半田付け片１２ｄとを有し、ハウジング１１に保持されている。コンタクト１２の材質としては例えば銅合金やＳＵＳ合金が用いられ、表面はめっき層が形成されている。

接触片１２ａは、コンタクト１２の一端に位置し、鉛直方向上方からレセプタクルコネクタ１に嵌合される図示しないプラグコネクタ２に設けられたプラグ接触部２２ａと接触するようになっている。バネ片１２ｂは、ハウジング１１に設けられた開口部１１ａに保持されており、接触片１２ａがプラグコネクタ２より受ける荷重に応じて鉛直方向に変位するようになっている。

保持片１２ｃはハウジング１１の縦方向の外周部近傍に設けられた保持溝１１ｂに鉛直方向下方側から圧入されている。半田付け片１２ｄはプリント配線基板４０の上面側に半田付けされ、固定されるようになっている。

本実施の形態ではコンタクト１２はハウジングの縦方向奥側に横方向に６個、ハウジングの縦方向手前側に６個、それぞれ設けられているが、コンタクト１２の個数は必ずしもこれに限定されない。

図８は本実施の形態に係るハウジング１１を示し、図８（ａ）は鉛直方向下方から、図４（ｂ）は鉛直方向上方からみた斜視図であり、コンタクト１２および補強金具１３を取付ける前の状態を示す図である。図８に示すように、ハウジング１１は、開口部１１ａと保持溝１１ｂと保持孔１１ｃとハウジング外壁１１ｄとレセプタクル嵌合部１４とハウジング凸部１６と、を備えて構成される。ハウジング１１は例えばＬＣＰ樹脂等の樹脂製である。

開口部１１ａはハウジング本体の中央付近に横方向に２列設けられ、バネ片１２ｂを保持するようになっている。保持溝１１ｂはハウジング本体の縦方向の外周部近傍に延在し、ハウジング１１に圧入された保持片１２ｃを保持するようになっている。保持孔１１ｃはハウジング１１に鉛直方向上方側より圧入された、後述する補強金具１３のＵ字片部１３ｃを保持するようになっている。

ハウジング外壁１１ｄは、ハウジング本体の外周部に所定の高さをもって鉛直方向に延びている。レセプタクル嵌合部１４は、ハウジング本体の縦方向中央付近において横方向に渡り延在しており、レセプタクルコネクタ１とプラグコネクタ２の嵌合時にプラグ嵌合部２１ｃと嵌合するようになっている。

ハウジング凸部１６はハウジング外壁１１ｄの外部に突出するよう設けられた略矩形状の箇所であり、補強金具１３の凹部１５と係合するようになっている。

図９に示すように、補強金具１３は、外壁部１３ａとＵ字形部１３ｂ１とＵ字形部１３ｂ２と凹部１５から構成されている。補強金具１３は例えば銅合金製である。本実施の形態では補強金具１３はハウジング１１に対して２つ設けているが、補強金具１３の個数は必ずしもこれに限られない。

外壁部１３ａはハウジング１１の外周部であるハウジング外壁１１ｄの一部に取り付けられ、ハウジング１１に対して略鉛直方向上方に所定の高さまで延びている。外壁部１３ａの鉛直方向下端の一部はプリント配線基板４０の上面側に半田付けされ、固定されるようになっている。

Ｕ字形部１３ｂ１は、外壁部１３ａに隣接するよう設けられており、ハウジング外壁１１ｄに対し覆うよう取り付けられる。Ｕ字形部１３ｂ１は２つのＵ字片部１３ｃ、Ｕ字片部１３ｄを有しており、Ｕ字片部１３ｃの下側の端部は第１の半田付け部１３ｅを、Ｕ字片部１３ｄの下側の端部は第２の半田付け部１３ｆを構成している。

Ｕ字形部１３ｂ１は外壁部１３ａの鉛直方向頂部と同程度の高さ付近で鉛直方向下向きにＵ字状に折り曲げられ断面Ｕ字形となっている。第１の半田付け部１３ｅおよび第２の半田付け部１３ｆは図示しない基板パッド４０ａに半田付けされ、固定されるようになっている。このように、第１の半田付け部１３ｅおよび第２の半田付け部１３ｆの２箇所で半田付けを行うのは、半田付けする部位の面積を増やすことでレセプタクルコンタクト１のプリント配線基板４０に対する実装強度を向上させるためである。

一方のＵ字片部１３ｃは外壁部１３ａに隣接し、ハウジング１１に対して略鉛直方向上方に所定の高さまで延びている。他方のＵ字片部１３ｄは鉛直方向上方側より保持孔１１ｃに圧入され保持されるようになっている。このように補強金具１３のハウジング１１に対する圧入方向をコンタクト１２のハウジング１１に対する圧入方向と逆向きとしたのは、ハウジング１１に対し荷重が働く場合等にコンタクト１２および補強金具１３がハウジング１１から剥がれることを抑制するためである。

Ｕ字形部１３ｂ２は２つのＵ字片部のうち、補強金具１３をハウジング１１に組み付けた状態でハウジング１１の外側に位置する方のＵ字片部を基板パッド４０ａに半田付けするようになっている（図５参照）。なお、Ｕ字形部１３ｂ２のもう一方のＵ字片部についても基板パッド４０ａに半田付けするようにしてもよい。

凹部１５は外壁部１３ａの下部の一部に設けられた略矩形状の窪んだ領域であり、補強金具１３をハウジング１１に組み付ける際にハウジング凸部１６と係合するようになっている。

図１０〜図１２はハウジング１１に対して補強金具１３を圧入する際の位置関係を時系列順に示している。図１０は圧入を開始する前のハウジング１１と補強金具１３を示し、図１０（ａ）は鉛直方向下方から、図１０（ｂ）は鉛直方向上方からみた斜視図である。図１０に示す状態ではハウジング１１と補強金具１３は分離している。

図１１は圧入を完了前のハウジング１１と補強金具１３を示し、図１１（ａ）は鉛直方向下方から、図１１（ｂ）は鉛直方向上方からみた斜視図である。図１２は圧入が完了したときのハウジング１１と補強金具１３のＸ軸方向からみた断面図である。圧入が完了したときのハウジング１１と補強金具１３の斜視図については図４を参照されたい。

図５はレセプタクルコネクタ１をプリント配線基板４０に実装した状態を示す図であり、図５（ａ）は鉛直方向下方から、図５（ｂ）は鉛直方向上方からみた斜視図である。第１の半田付け部１３ｅおよび第２の半田付け部１３ｆは、それぞれプリント配線基板４０の基板パッド４０ａ上に半田付けされ固定されるようになっている。

プラグコネクタ２は、図６に示すように、全体の構造を形成する合成樹脂製のプラグハウジング２１と、相手方コネクタであるレセプタクルコネクタ１のコンタクト１２に接触することにより電気的な接続を実現する金属製の複数のプラグコンタクト２２と、を有している。このプラグコンタクト２２は、例えばインサート成形によって製造することができる。

プラグハウジング２１は、略矩形枠状のプラグ外周壁２１Ａを備えている。このプラグ外周壁２１Ａは、互いに平行に離間配置された一対のプラグ第１壁部２１ａと、一対のプラグ第１壁部２１ａの長手方向に直交する方向に互いに平行に離間配置され、一対のプラグ第１壁部２１ａの各々の長手方向両端部が対向内側面に接続された一対のプラグ第２壁部２１ｂと、を有している。プラグ外周壁２１Ａで囲まれた内側にはプラグ嵌合部２１ｃを有している。

プラグハウジング２１は、液晶ポリマー（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｐｏｌｙｍｅｒ：ＬＣＰ）などの合成樹脂の成形品であり、構造を維持するための剛性と、プラグコンタクト２２間の絶縁を確保するための絶縁性を有する。

複数のプラグコンタクト２２は、一対のプラグ第１壁部２１ａの各々にそのプラグ第１壁部２１ａの長手方向に沿って間隔をあけて配置されている。各プラグコンタクト２２は、互いに平行な外側面部２２ｃと内側面部２２ｂとをそれぞれの端部間で接続した断面略Ｕ字状のプラグ接触部２２ａを有し、外側面部２２ｃと内側面部２２ｂの両方がプラグ第１壁部２１ａの側面に対向して配置されている。すなわち、プラグコンタクト２２は、プラグ接触部２２ａがプラグ第１壁部２１ａに被さるように配置される。プラグコンタクト２２におけるプラグ接触部２２ａは、レセプタクルコンタクト１の接触片１２ａと接触することにより、プラグコンタクト２２とコンタクト１２の接触がより確実なものとなる。

また、各プラグコンタクト２２は、プラグ接触部２２ａの下端部から外方向に突出するプラグ端子部２２ｄを有している。プラグコンタクト２２は、例えば、銅合金等の金属薄板を打ち抜き成形および折り曲げ加工した後、金メッキ等を施すことによって形成することができる。図７はプラグコンタクト２をプリント配線基板４１に実装した状態を示す図であり、プラグ端子部２２ｄはプリント配線基板４１の基板パッド４１ａに半田付けされ固定される。

以上のように、本実施の形態に係るレセプタクルコネクタ１は、複数の導電性のコンタクト１２とコンタクト１２を保持するハウジング１１とを備え、外周部に補強金具１３を有し、補強金具１３は、ハウジング１１に対して略鉛直方向上方に延びる外壁部１３ａと下向き断面Ｕ字形に折り曲げられたＵ字形部１３ｂ１と、を有し、Ｕ字形部１３ｂ１が有するＵ字片部ｃとＵ字片部ｄの一方の端部がプリント配線基板に半田固定される第１の半田付け部１３ｅを構成し、他方の端部がプリント配線基板に半田固定される第２の半田付け部１３ｆを構成するようになっている。

この構成により、補強金具１３の第１の半田付け部１３ｅおよび第２の半田付け部１３ｆがプリント配線基板４０に半田固定されるので、半田固定される部位の面積を増やすことができる。したがってレセプタクルコネクタ１のプリント配線基板４０に対する実装強度を向上させることができる。

また、コンタクト１２の保持片１２ｃはハウジング１１の保持溝１１ｂに圧入されるよう構成してもよい。この構成により保持片１２ｃが保持溝１１ｂに保持されるのでレセプタクルコネクタ１のプリント配線基板４０に対する実装強度を向上させることができる。

また、補強金具１３の、一方のＵ字片部１３ｄがハウジングの保持孔１１ｃに圧入されるよう構成してもよい。この構成によりＵ字片部１３ｄが保持孔１１ｃに保持されるのでレセプタクルコネクタ１のプリント配線基板４０に対する実装強度を向上させることができる。

また、コンタクト１２の保持片１２ｃがハウジング１１の保持溝１１ｂに圧入される方向と、Ｕ字片部１３ｄがハウジングの保持孔１１ｃに圧入される方向とが逆方向であるよう構成してもよい。

この構成により、コンタクト１２の保持片１２ｃの圧入方向とＵ字片部１３ｄの圧入方向が逆方向であるので、ハウジング１１に対し荷重が働く場合等にコンタクト１２および補強金具１３がハウジング１１から剥がれることを抑制できる。したがって、レセプタクルコネクタ１のプリント配線基板４０に対する実装強度を向上させることができる。

また、Ｕ字片部１３ｄは、鉛直方向上方からハウジング１１の保持孔１１ｃに圧入されるよう構成してもよい。この構成によりＵ字片部１３ｄをプリント配線基板４０に圧入し保持することができるので、レセプタクルコネクタ１のプリント配線基板４０に対する実装強度を向上させることができる。

なお、本発明に係るコネクタの技術的範囲は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した各構成要素の種々の変更を含むものである。

以上説明したように、本発明に係るコネクタは、プリント配線基板に対する実装強度を向上させることができるという効果を有し、コネクタ全般に有用である。

１ レセプタクルコネクタ（コネクタ）
１１ ハウジング
１２ コンタクト
１３ 補強金具
１３ｂ１ Ｕ字形部
１３ｃ Ｕ字片部
１３ｄ Ｕ字片部
１３ｅ 第１の半田付け部
１３ｆ 第２の半田付け部
４０ プリント配線基板
４１ プリント配線基板

Claims (5)

1. 複数の導電性のコンタクトと前記コンタクトを保持するハウジングとを備え、プリント配線基板に実装されるコネクタであって、
   前記コンタクトは、前記プリント配線基板に半田固定され、
   前記ハウジングは、外周部に補強金具を有すると共に、外部に突出するよう設けられたハウジング凸部を有し、
   前記補強金具は、前記ハウジングに対して略鉛直方向上方に延びる外壁部と下向き断面Ｕ字形に折り曲げられたＵ字形部と、前記外壁部の一部に窪んだ領域として設けられた凹部と、を有し、前記Ｕ字形部が有する２つのＵ字片部の一方の端部が前記プリント配線基板に半田固定される第１の半田付け部を構成し、他方の端部が前記プリント配線基板に半田固定される第２の半田付け部を構成し、
   前記ハウジング凸部は、前記凹部と係合されたことを特徴とするコネクタ。
2. 前記コンタクトは前記ハウジングに圧入されることを特徴とする請求項１に記載のコネクタ。
3. 前記補強金具の、一方の前記Ｕ字片部が前記ハウジングに圧入されることを特徴とする請求項２に記載のコネクタ。
4. 前記コンタクトが前記ハウジングに圧入される方向と、前記Ｕ字片部が前記ハウジングに圧入される方向とが逆方向であることを特徴とする請求項３に記載のコネクタ。
5. 前記Ｕ字片部は、鉛直方向上方から前記ハウジングに圧入されることを特徴とする請求項４に記載のコネクタ。
   

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