JPH07192789A - 基板用電気コネクタ及びその保持装置 - Google Patents

基板用電気コネクタ及びその保持装置

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Abstract

(57)【要約】 【目的】多数の信号コンタクトを有し基板への保持部材
を具える小型高密度の基板用電気コネクタを提供するこ
と。 【構成】基板用電気コネクタ１０は絶縁ハウジング１２
に固定された多数の信号コンタクト２２を有する。更
に、信号コンタクト２２の列に沿ってバスバー４０が絶
縁ハウジング１２内に固定される。このバスバー４０は
本体部４２と複数の弾性ポスト４４、５０、５２を有す
る。これらポストの少なくとも一部５０、５２は先端部
の近傍から側方へ相互に反対方向に突出する突起５４、
５６を有する。このコネクタ１０を基板２０に取付ける
と、ポスト４４、５０、５２が基板２０のスルーホール
（取付穴）３４に挿入され、ポスト５０、５２を撓めて
摩擦係合力によりコネクタ１０を基板２０に仮保持して
半田付作業を可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電気コネクタ、特に基板
（プリント基板）に取り付けて使用される基板用電気コ
ネクタ及び斯る電気コネクタを基板に保持（固定）する
保持装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】現在基板用電気コネクタ（以下単にコネ
クタという場合もある）は種々のものが市販されてい
る。コネクタを使用する電子機器が小型化且つ高性能化
するにつれて、コネクタも小型化且つ多数の信号コンタ
クト（端子）が高密度（小ピッチ配列）化する。基板面
に利用可能なスペースも益々小さくなる。
【０００３】斯る小型高密度のコネクタにあっては、信
号コンタクトを基板表面の導電パッドに表面実装（ＳＭ
Ｔ）するのが一般的である。多数のコンタクトを有する
小型高密度のコネクタの各コンタクトを正しく基板表面
の導電パッドにアライメント（位置合せ）し、且つ適当
な力で押圧し、半田付を正しく行うと共に、相手コネク
タとの嵌合及び抜去時にコンタクトに過度の力が加わり
接続不良等を生じさせないことが要求される。その為
に、一般にはコネクタの両端部に絶縁ハウジングと一体
又は別体の保持装置を使用する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の基板用
電気コネクタ及びその保持装置は、小型高密度のコネク
タには十分とは言えない。即ち、長手方向に沿って多数
のコンタクトを有するコネクタにあっては、コンタクト
の半田付けされる端部を同一面に形成することが製造及
び組立寸法誤差により困難であり、且つコネクタの絶縁
ハウジング及び／又は基板に反り等が生じ得る。更に、
基板上の占有面積を最小とし、且つコネクタの電気的諸
特性を維持することが要求されるので、従来技法では要
求を満足し得ないという欠点があった。
【０００５】従って、本発明の目的は、基板表面の占有
面積を最小にして小型高密度の改良された電気コネクタ
を提供することである。
【０００６】本発明の他の目的は、細長い絶縁ハウジン
グに多数の信号コンタクトを有する小型高密度の電気コ
ネクタの電気的諸特性を維持し、良好な保持力を有する
基板用電気コネクタの保持装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
め、本発明による基板用電気コネクタは、複数の信号コ
ンタクトが固定的に配置された絶縁ハウジングを有し、
基板に取付け使用される基板用電気コネクタにおいて、
前記絶縁ハウジングには前記基板のスルーホールに挿入
される複数の弾性ポストが形成されたバスバーを有し、
該バスバーの前記ポストの少なくとも一部には相互に反
対方向に突出する突起が形成され、前記基板のスルーホ
ールに弾性的に係合するよう構成している。
【０００８】また、本発明による基板用電気コネクタの
保持装置は、複数の信号コンタクトが列状に配置された
絶縁ハウジングを有する基板用電気コネクタに使用さ
れ、前記信号コンタクトの列に沿って延在し前記絶縁ハ
ウジングに固定される略平板状の本体部と、該本体部の
一縁に沿って形成され、前記絶縁ハウジングの基板取付
面から外方に延び自由端近傍の側方に突起が形成された
複数のポストとを具え、該ポストの前記突起は基板の取
付穴の相互に反対面に当接し撓み可能に構成している。
【０００９】
【作用】本発明の基板用電気コネクタは、複数の信号コ
ンタクトが固定的に配置された絶縁ハウジングを有し、
基板に取付け使用されるものであって、絶縁ハウジング
には基板のスルーホール（取付穴）に挿入される複数の
弾性ポストが形成されたバスバーを有し、このバスバー
のポストの少なくとも一部には相互に反対方向に突出す
る突起が形成され、基板のスルーホールに弾性的に係合
するよう構成されたことを特徴とする。
【００１０】また、本発明の保持装置は、複数の信号コ
ンタクトが列状に配置された絶縁ハウジングを有する基
板用電気コネクタに使用され、信号コンタクトの列に沿
って延在し絶縁ハウジングに固定される略平板状の本体
部と、この本体部の一縁に沿って形成され絶縁ハウジン
グの基板取付面から外方へ延び自由端近傍の側方に突起
が形成された複数のポストとを具え、このポストの突起
は基板の取付穴の相互に反対面に当接して撓み可能に構
成することを特徴とする。
【００１１】本発明の基板用電気コネクタの好的実施例
によると、絶縁ハウジングに１列状の接地ポストを有す
る接地バスバーを固定する。このポストは基板のスルー
ホール（取付穴）に挿入され、コンタクトを半田付けさ
れる迄コネクタを一時的に保持する。このポストの先端
部には選択的に側方に相補的な突起が形成され、コネク
タの基板への装着（取付）時にスルーホールの壁面と係
合して撓み、比較的低挿入力でコネクタの全長にわたり
十分な強度でコネクタを基板に保持する。即ち、コンタ
クトを基板の導電パッドに正しく半田付け可能にする。
このポストも基板の接地パッドに半田付けされる。
【実施例】
【００１２】以下、添付図を参照して本発明の基板用電
気コネクタ及びその保持装置の好適実施例を詳述する。
図１及び図２に示すコネクタ１０は絶縁ハウジング（以
下単にハウジングという）１２を含む。。このハウジン
グ１２は相手コネクタ（図示せず）との嵌合面１４及び
基板２０の主（上）面１８に取付けられる取付面１６を
有する。多数の信号コンタクト２２は、ハウジング１２
の取付面１６から延出する第１コンタクト部２４を有
し、基板２０の主面１８の信号回路のパッド２６と好ま
しくは半田付けにより電気的接続される。また、信号コ
ンタクト２２はハウジング１２の嵌合面１４に沿うコン
タクト受容キャビティ３０内に露出される第２コンタク
ト部２８を有する。図示のコネクタ１０は複数の接地バ
スバー４０を含んでいる。各バスバー４０はハウジング
１２の嵌合面１４に沿い、相手コネクタの対応する接地
バスバーと電気的に嵌合（接触）する。
【００１３】各接地バスバー４０は更に本体部４２の端
縁から延出する複数のポスト４４、５０、５２を有す
る。各ポスト４４、５０、５２はハウジング１２の通路
３２を介して取付面１６から外部へ延びる。各ポスト４
４、５０、５２の自由端（先端）４６は基板２０のスル
ーホール（開口）３４に入るよう所定形状とされる。ポ
スト４４はスルーホール３４に挿入され、半田付けされ
ることにより、接地回路接続を行う。各ポスト４４、５
０、５２は好ましくは本体部４２の近傍に幅広基部４８
を有し、ハウジング１２の通路３２と締りばめされ、接
地バスバー４０をハウジング１２内に固定する。
【００１４】本発明において、各バスバー４０のポスト
４４、５０、５２はコネクタ１０を半田付前に基板２０
に仮（又は一時的に）保持するため、打抜き（スタンピ
ング）により形成される。図３に示す如く、バスバー４
０及び基板２０を示し、ハウジング１２の通路３２は各
スルーホール３４に対応して離間して形成され、ポスト
の自由端４６は挿入前に基板２０のスルーホール３４と
略位置合わせされている。ポスト４４、５０、５２の基
部４８はハウジング１２の通路３２に締りばめ配置され
る。ポスト４４は略矩形であり、半田付前に基板２０に
対してコネクタ保持力を付与する。ポストのうちの一部
５２、５４は、側端５８、６０から横方面へ延出する突
起５４、５６を自由端４６近傍に形成されている。これ
ら突起５４、５６はスルーホール３４の内壁３６に当接
して確実に係合する。そこで、ポスト５０、５２はスル
ーホール３４の対向する（相互に反対側の）内壁に向け
て撓められる。
【００１５】図３、図４及び図７を参照すると、各ポス
ト５０、５２は好ましくは側端５８、６０に沿ってテー
パ付きビーム６２、６４を有し、突起５４、５６から基
部４８に延びる。ビーム６２、６４は根元６６、６８で
最も幅が狭くなるよう構成され、対向する側方７０、７
２にポストを撓ませて、コネクタ１０を基板２０に取り
付ける際の挿入力を低減させる。これは、コネクタ１０
をロボットにより基板２０に自動実装する場合に挿入力
に抗して加えられる力を制限することによりポスト４
２、５０、５２の破損を回避することができるので極め
て重要である。
【００１６】ポスト５０、５２の先端７４、７６は好ま
しくは特に対向する側縁７０、７２に沿って流線型と
し、コネクタ１０を基板２０に取り付ける際に、ポスト
４２、５０、５２が基板２０のスルーホール３４の周辺
に当接する可能性を最少にする。これにより、コネクタ
１０の初期挿入力を低減する。特に、スルーホール３４
の位置と寸法は、製造上のバラツキ（公差）を有するの
で、ポストとのミスアライメント問題が解決できる。
【００１７】上述の如く、ポスト５０、５２の保持力を
局部的に平衡させ、基板２０に対して適切なクランプ
（保持）を行う。更にまた、クランプするポスト対をコ
ネクタ１０の全長にわたって分散させること及びバスバ
ー４０を複数個分散させ、コネクタ１０の全長にわたっ
てコネクタ１０を連続的に保持することを可能にする点
に着目されたい。
【００１８】図５は１対のポスト５０、５２により、突
起５４、５６がポスト受容穴３４の中心線と一致してク
ランプ（保持）する様子を模型的に示す。同様に、図６
はポスト８０、９０の突起８２、９２が中心線に対して
僅かに傾斜して基板２０にクランプされる様子を示す。
その為に、ポスト８０、９０はバスバーの本体部の面に
対して適当な鋭角で傾斜される。
【００１９】図７乃至図１０はバスバー４０のポストの
各種実施例を示す。図７は図１乃至図４のポスト５２の
拡大図を示す。図８は側部１０４に沿って突起１０２を
含むポスト１００を示し、突起１０２は略丸形である。
ポスト１００は基部１０６を２等分する中心線から一方
へオフセットされ、突起１０２の先端は、オフセットさ
れなかった場合よりも中心線に近くなるよう形成されて
いる。接地バスバーのポストは反対側１１２に沿い角部
を機械加工又はコイニング（１１０で示す）した金属板
の打抜きにより行うのが好ましい。これにより、基板２
０に取付け作業中に、スルーホールに当接する部分のバ
リ等を除くかテーパ付けを行うことになり、撓みを容易
にする。また、突起１０２には先端部１１４近傍に機械
加工又はコイニング部１１６を形成してポストがスルー
ホールに入り易くし、基板への自動実装（取付）を可能
にし、ポストが半田付作業の前にコネクタを仮保持する
ようにする。
【００２０】図８において、ポスト１００には基部１０
６と小径（幅の狭い）ポスト部１００間の過渡部に略円
弧状部１１８、１２０を有し、ポスト１００と基部１０
６の接合部の金属の断面積を増加させ、スルーホールへ
の挿入中のポスト１００の撓みに対する抵抗力を生じさ
せ、コネクタの基板への取付け時の挿入力低減に貢献す
る。
【００２１】図９において、ポスト２００は中心線がオ
フセットされており、側部２０４に沿って丸味を帯びた
突起２０２を有する点で図８のポスト１００と類似す
る。しかし、ポスト２００は基部２０８の近傍に小半径
のノッチ２０６を有し、これは基部２０８との接合部の
断面積を減少させて撓み抵抗を下げ、コネクタを基板に
取付ける際の挿入力を低下させる。即ち、コネクタの基
板への取付作業性を改善する。
【００２２】図１０のポスト３００は側部３０４に突起
３０２を有し、個の突起３０２は上述の突起１０２、２
０２と同様に丸味を帯びている。また、図８及び図９の
ポスト１００、２００と同様に、ポスト３００は基部３
０６の中心線から片方にオフセットされ、突起３０２の
先端は中心線に近い。ポスト３００は側部３０４と基部
３０６間を急激な接合部３０８で接合し、図９のポスト
２００のノッチ２０６と同様の機能、即ちポストの撓み
を容易にする（ポストに弾性を付与する）。
【００２３】本発明の他の実施例のコネクタ４００を図
１１及び図１２に示す。このコネクタ４００は基板４０
４の取付面４０２に取付けられるよう構成されるが、ポ
ストは基板４０４の反対側の面に突出しない。ポストの
先端はスルーホール内に収められる。接地バスバー４０
８はポスト４１２、４１４、４１６を本体部の下端の基
部４１８、４２０、４２２から垂下して形成し、ハウジ
ング４１０内に固定される。ポスト４１２は略矩形であ
り、基板４０４へのコネクタの自己支持には中立である
（支持機能を有しない）。しかし、コネクタ４００の基
板４０４への自己支持機能はポスト４１４、４１６によ
り行われる。これらポスト４１４、４１６は中立ポスト
４１２の両側に交互に配置される。
【００２４】ポスト４１４、４１６は基板４０４の取付
面４０２近傍に配置される突起４３０、４３２を含む。
これら突起４３０、４３２は基部４２０、４２２から延
びる側縁４３４、４３６に形成され、根元４４２、４４
４までテーパ付きシャンク４３８、４４０に沿って延び
る。根元４４２、４４４はハウジング４１０の通路４４
６内部に位置し、基板４０４のスルーホール４４８内へ
の挿入時に撓みを生じるビームの有効長を長くする。従
って、基部４２０、４２２はポスト４１２の基部４１８
より短い軸長を通路４４６内に有し、通路４４６との有
効係合長が減る。バスバーの単位長当たりの矩形ポスト
４１２の密度を増加することにより、ハウジング４１０
内への十分なバスバー保持力を得る。また、バスバーの
単位長当りの基板４０４への十分な保持力は相互に反対
向きにポスト４１４、４１６を撓めることにより達成さ
れ、これはポスト４１４、４１６のシャンク４３８、４
４０の幅や長さを制御することにより調節可能である。
【００２５】図１３のグラフは、金属材料の力と撓みの
代表的な特性曲線を表わし、縦軸は力Ｆを横軸は撓みδ
を示し、縦軸は弾性及び塑性変形の限界、或いはスレッ
ショルドを示す。図８に示した如きポスト１００の撓み
は、取付時に基板のスルーホール内に挿入されたとき、
突起がスルーホール内壁に係合し、ポストが接地バスバ
ーの基部近傍と接合する場合であって、圧倒的にこの曲
線の左側の限界で動作する。
【００２６】図１４のグラフは図７及び図９に示す如き
ポスト５２、２００、図１０のポスト３００及び図８の
ポスト１００の力（Ｆ）と撓み（δ）の関係を示す。弾
性領域はグラフ中の左端に示し、塑性領域は撓み軸に沿
って右側の大きいレンジである。このグラフから判る如
く、図８のポスト１００は断面積が小さくなった部分を
有しないので、撓みにより大きな弾性レンジを有するこ
とが判る。
【００２７】曲線（１００）は力と撓みの一般的な関係
を示す。基板のスルーホールとコネクタ組立体の公差が
一定とすると、図８のポスト１００は力がＦ1とＦ2のと
き撓み範囲はδ1とδ2となる。ここでδ1及びδ2は基板
とコネクタの許容製造公差の下限及び上限である。累積
製造公差により、全てのポスト１００が力レベルＦ2で
撓まされたと仮定すると、コネクタの合計挿入力は大き
くなりすぎるであろう。ポストのビーム部に沿って、小
断面積部分を形成することにより（例えばポスト５２、
２００）、斯るポストの塑性変形は力軸のはるかに初期
（δ1、Ｆ1）で始まり、ポストの撓みに必要な力の上限
は、製造公差が許容レンジの上限であるとき、相当低い
Ｆ3である。ビームに沿って断面積が均一であるポスト
３００の場合には、斯るポストの塑性変形はポスト５
２、２００のものより遅いが、ポスト１００よりは早
く、上限の力はＦ4であるのでポスト１００の上限Ｆ2に
比して利点がある。バスバーポストの斯る塑性変形は、
バスバーポストによる機械的保持力がコネクタ取付時、
即ち一時的であるので、その長い耐用年数について考慮
する必要はない。撓んでいるバスバーポストのスルーホ
ール内壁との摩擦力により得られる利点は、図２に示す
如く信号コンタクトと基板の対応するパッド間に生じる
弾性に抗する保持力を半田付作業の完了時迄維持すれば
よい。半田付作業後は、コネクタの使用年数にわたり、
コネクタと基板間の十分な機械的保持力（固定機能）を
付与する。
【００２８】図１５は図１１及び図１２に示すバスバー
４０８のポスト４１４の力（Ｆ）と撓み（δ）を示すグ
ラフである。これは、図３及び図４の単位長当り４個の
可撓性ビームに対し、各ポスト当りより大きな保持力が
各可撓性ビームに要求される。ここでも、弾性領域はグ
ラフの左端に示し、塑性領域は撓み軸の右側のより大き
いレンジである。図１２の各ポスト４１４の根元４４２
は図４のポスト５２の根元６８より大きい断面積を有す
るので、４つの可撓ビーム付きバスバー４０より、２つ
の可撓ビーム付きバスバー４０８の方が撓みに対して大
きい力を生じることが判る。
【００２９】図１６の更に別の実施例では、コネクタ５
０２のパワーまたは接地コンタクト５００を可とする基
板保持部材は、基板５０６のスルーホール５０４に挿入
される。基部５１２から１対のポスト５０８、５１０が
延び、ハウジング５１６の通路５１４内に締まり嵌めさ
れる。外面に突起５１８、５２０が形成され、同じスル
ーホール５０４の反対側壁５２２、５２４と係合し、ポ
スト５０８、５１０は相手側に向けて撓む。根元５２
６、５２８は小断面積となされ、図３、図４及び図７の
ポスト５０、５２と同様にポスト５０８、５１０を可撓
性とする。
【００３０】以上、本発明の基板用電気コネクタ及びそ
の保持装置につき実施例に即して詳述した。しかし、本
発明は斯る実施例のみに限定されるべきではなく、用途
に応じて種々の変形変更が可能であることが当業者には
理解できよう。
【００３１】
【発明の効果】以上の説明から理解される如く、本発明
の基板用電気コネクタはコンタクト列に沿う本体部を有
するバスバーに複数のポストを設け、斯るポストに選択
的に逆方向の突起を形成して基板のスルーホール内壁と
当接させて反対側へ撓ませて基板に仮保持するよう構成
している。従って、基板面に付加面積を占有することな
く小型高密度コネクタが得られる。コネクタは略全長に
わたり略一様に基板面に仮保持されるので、あらゆる長
さのコネクタに対処可能であり、コネクタハウジングや
基板の反りを効果的に吸収することが可能である。ま
た、ポストの幅や長さ、単位長当りの個数を選択するこ
とにより、保持力が調整可能であり、挿入力を最適値に
選定することによりコネクタの自動実装を可能とする。
更に、接地バスバーを使用することにより、高密度の信
号コンタクト列間をシールドすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の基板用電気コネクタの好適一実施例の
一部切欠いた正面図。
【図２】図１の線２ー２に沿う基板用電気コネクタの断
面図。
【図３】図１の基板用電気コネクタの基板取付け前の一
部拡大正面図。
【図４】図３の基板用電気コネクタの基板取付状態を示
す拡大一部正面図。
【図５】図１の基板用電気コネクタの電気コネクタのバ
スバーポストが基板のスルーホールに挿入保持されてい
る状態を示す拡大断面図。
【図６】他のバスバーポストの例を示す図５と同様の
図。
【図７】図１乃至図３の接地バスバーのポストの第１例
の拡大図。
【図８】接地バスバーのポストの第２例の拡大図。
【図９】接地バスバーのポスト第３例の拡大図。
【図１０】接地バスバーのポストの第４例の拡大図。
【図１１】本発明の基板用電気コネクタの他の実施例の
基板取付前の部分拡大図。
【図１２】図１１の基板用電気コネクタの基板取付状態
を示す図。
【図１３】金属材料の典型的な力対応力関係を示すグラ
フ。
【図１４】図７乃至図９に示すポストの力−撓み特性
図。
【図１５】図４及び図１２に示すポストの力−撓み特性
図。
【図１６】本発明の基板用電気コネクタの更に他の実施
例の部分拡大図。
【符号の説明】
１０，４００，５００ 基板用電気コネクタ １２，４１０，５１６ 絶縁ハウジング ２０，４０４，５０６ 基板 ２２ 信号コンタクト ３４，４４８，５０４ スルーホール ４０，４０８，５０２ バスバー ４２ 本体部 ４４，５０，５２，１００，２００，３００，４１２，
４１４，４１６，５２６，５２８
ポスト ５４，５６，１０２，２０２，３０２，４３０，４３
２，５１８，５２０突起
フロントページの続き (72)発明者 トッド マーチン ハーラン アメリカ合衆国 ペンシルバニア州 17055 メカニクスバーグ ゲティスバー グ 333 (72)発明者 ジョアン アイリーン シャイプ アメリカ合衆国 ペンシルバニア州 17111 ハリスバーグ スプリングノール ドライブ 6186

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】複数の信号コンタクトが固定的に配置され
    た絶縁ハウジングを有し、基板に取付け使用される基板
    用電気コネクタにおいて、 前記絶縁ハウジングには前記基板のスルーホールに挿入
    される複数の弾性ポストが形成されたバスバーを有し、 該バスバーの前記ポストの少なくとも一部には相互に反
    対方向に突出する突起が形成され、前記基板のスルーホ
    ールに弾性的に係合するよう構成したことを特徴とする
    基板用電気コネクタ。
  2. 【請求項２】複数の信号コンタクトが列状に配置された
    絶縁ハウジングを有する基板用電気コネクタの保持装置
    において、 前記信号コンタクトの列に沿って延在し前記絶縁ハウジ
    ングに固定される略平板状の本体部と、 該本体部の一縁に沿って形成され、前記絶縁ハウジング
    の基板取付面から外方に延び自由端近傍の側方に突起が
    形成された複数のポストとを具え、 該ポストの前記突起は基板の取付穴の相互に反対面に当
    接し撓み可能に構成することを特徴とする基板用電気コ
    ネクタの保持装置。
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