JPWO2008139554A1 - コネクタ用ソケット及びヘッダ - Google Patents

Abstract

低背型コネクタにおいて、バリ等の発生を抑制することができるコネクタ用ソケット及びヘッダを提供する。コネクタ（１）用のソケット（１０）において、ソケットボディ（１１）をソケットボディ基部（１２）とソケットボディ固着部（１３）とに分けて成形する。ソケットボディ基部（１２）は予め高い射出圧力で溶融樹脂を射出して成形しておく。ソケットボディ基部（１２）をソケットコンタクト（３０）と共に金型内で位置決め配置し、低い射出圧力で溶融樹脂を射出してソケットボディ固着部（１３）を成形する。このようにソケット（１０）の成形を２回に分けて行うことにより、ソケットコンタクト（３０）をインサート成形した場合であってもバリ等の発生が抑えられる。ヘッダ（４０）も同様に、予め高い射出圧力でヘッダボディ基部（４２）を成形しておき、ヘッダコンタクト（６０）と共にヘッダボディ固着部（４３）をインサート成形する。

Description

本発明は、主に基板同士を互いに電気的に接続するためのコネクタ用ソケット及びヘッダに関する。

従来より、主に基板同士、例えば硬質なプリント配線基板と軟質なフレキシブルプリント配線基板とを互いに接続するコネクタとして、特開２００４−５５４６３号公報及びＵＲＬ「http://www.mew.co.jp/ac/download/control/connector/base-fpc/catalog/con_jpn_f4.pdf」に開示されているようなコネクタが提案されている。この種のコネクタは、ソケットとヘッダとから構成されている。ソケットは、樹脂製のソケットボディと金属製のソケットコンタクトとから構成される。ヘッダは、樹脂製のヘッダボディと金属製のヘッダコンタクトとから構成される。この種のコネクタは、各コンタクト同士の隙間（ピッチ）が０．４ｍｍ程度と非常に狭く、さらにソケットとヘッダとを接続した際の高さが０．９ｍｍ程度と非常に低いものとなっている。

一方、樹脂材料と金属材料とからなるコネクタの製造方法としては、一般にボディの成形の際にコンタクトをインサート成形することが行われている。例えば、上記各文献に開示されたコネクタにおけるヘッダは、ヘッダコンタクトとヘッダボディとをインサート成形することにより製造されている。

しかしながら、この種の低背型コネクタにおいては、高さを低くしなければならないため、樹脂成形部分の厚さが非常に薄くなっている。このため、インサート成形を行う際には、射出する溶融樹脂の圧力を非常に高くしなければならない。一方、ソケットコンタクト或いはヘッダコンタクトの厚さや幅には設計値に対する誤差があり、金型はその誤差があっても成形できるようにしておかなければならない。従って、金型の精度を高くした場合であっても、各コンタクトの誤差によっては、溶融樹脂の高い圧力によってコンタクト部分に樹脂がはみ出してバリ等が発生することがある。よって、従来の低背型コネクタは製造段階での歩留まりがよくないという不都合があった。

また、この種のソケットにおけるソケットコンタクトは、湾曲形成され、自身の弾性によってヘッダコンタクトと接触する接触部を有しているものが多い。このようなソケットコンタクトを有するソケットをインサート成形する場合、この接触部の湾曲した部分に樹脂が入り込み、接触部の弾性が失われてしまって、ソケットにヘッダを装着することができなくなるおそれがある。特に、この種のコネクタは、各コンタクト間のピッチが非常に狭くなっているため、ソケットコンタクトの接触部内に樹脂が入り込まないように金型の精度を上げることは非常に困難であった。

本発明は、コネクタ用ソケット及びヘッダの改良を目的とし、さらに詳しくは前記不都合を解消するために、バリ等の発生を抑制することができるコネクタ用ソケット及びヘッダを提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明のコネクタ用ソケットは、一対の配線基板のうち一方に固定されるソケットと他方に固定されるヘッダとからなり、前記一対の配線基板を着脱自在に接続するコネクタに用いられるソケットであって、前記ソケットは樹脂製のソケットボディと、前記ソケットボディに複数並列に設けられた金属製の線状のソケットコンタクトとを備え、前記ソケットコンタクトは、湾曲形成され自身の弾性によって前記ヘッダに設けられたヘッダコンタクトと接触する接触部と、前記接触部と連続して前記ソケットボディから突出し前記配線基板に形成されたランドに半田付けされる半田付け部とを有し、前記ソケットボディは、ソケットボディ基部と、前記接触部と前記半田付け部との間の位置で前記ソケットコンタクトを前記ソケットボディ基部に固着するソケットボディ固着部とを有し、前記ソケットボディ基部は所定の射出圧力で溶融樹脂を射出成形することにより予め成形され、前記ソケットボディ固着部は前記所定の射出圧力よりも低い射出圧力で溶融樹脂が射出されて前記ソケットコンタクトと共にインサート成形されてなることを特徴とする。

本発明のコネクタ用ソケットは、前記ソケットボディを溶融樹脂の射出圧力の高い前記ソケットボディ基部を予め成形しておき、溶融樹脂の射出圧力の低いソケットボディ固着部を前記ソケットコンタクトと共にインサート成形することにより成形されている。このように、前記ソケットコンタクトをインサート成形するときは、溶融樹脂の射出圧力を低くできるので、前記ソケットコンタクトの接触部の弾性を維持した状態でインサート成形することが可能となる。また、インサート成形時における溶融樹脂の射出圧力を低くすることにより、ソケットコンタクトの表面に溶融樹脂がはみ出しにくくなるため、バリ等の発生が抑制される。

また、本発明のコネクタ用ソケットにおいては、前記ソケットボディ固着部が、前記ソケットコンタクトの表面を被覆する被覆部を有していることが好ましい。前記ソケットコンタクトを前記ソケットボディ固着部と共にインサート成形することができれば、そのインサート成形時に前記ソケットコンタクトの表面を被覆する被覆部を設けることはインサート成形を行う金型の形状を変更するだけでできるため容易となる。また、前記被覆部が設けられたソケットであれば、前記ソケットコンタクトの半田付け部を配線基板に半田付けする際に、前記半田付け部から前記接触部までの半田の這い上がりを防止することができる。

また、本発明のコネクタ用ソケットにおいては、前記ソケットボディ固着部に、前記ソケットボディ基部に設けられた被係止部に係止される係止部が設けられていることが好ましい。予め成形されたソケットボディ基部とインサート成形されたソケットボディ固着部は、インサート成形時に互いに溶融結合しない。従って、両者が分離しないようにするためには前記被係止部及び前記係止部が設けられていることが好ましい。

また、前記目的を達成するために、本発明のコネクタ用ヘッダは、一対の配線基板のうち一方に固定されるソケットと他方に固定されるヘッダとからなり、前記一対の配線基板を着脱自在に接続するコネクタに用いられるヘッダであって、前記ヘッダは、樹脂製のヘッダボディと、前記ヘッダボディに複数並列に設けられた金属製の線状のヘッダコンタクトとを備え、前記ヘッダコンタクトは、前記ソケットに設けられたソケットコンタクトに接触するために前記ソケット側に突出する接触部と、前記接触部と連続して前記ヘッダボディから突出して前記配線基板に形成されたランドに半田付けされる半田付け部とを有し、前記ヘッダボディは、ヘッダボディ基部と、前記接触部と前記半田付け部との間の位置で前記ヘッダコンタクトを前記ヘッダボディ基部に固着するヘッダボディ固着部とを有し、前記ヘッダボディ基部は所定の射出圧力で溶融樹脂を射出成形することにより予め成形され、前記ヘッダボディ固着部は前記所定の射出圧力よりも低い射出圧力で溶融樹脂が射出されて前記ヘッダコンタクトと共にインサート成形されてなることを特徴とする。

本発明のコネクタ用ヘッダは、前記ヘッダボディを溶融樹脂の射出圧力の高い前記ヘッダボディ基部を予め成形しておき、溶融樹脂の射出圧力の低いヘッダボディ固着部を前記ヘッダコンタクトと共にインサート成形することにより成形されている。従って、前記ヘッダコンタクトをインサート成形する際には溶融樹脂の射出圧力が低いため、ヘッダコンタクトの表面に溶融樹脂がはみ出しにくいため、バリ等の発生が抑制される。

また、本発明のコネクタ用ヘッドにおいても、上記コネクタ用ソケットと同様に、前記固着部に、前記ヘッダボディ基部に設けられた被係止部に係止される係止部が設けられていることが好ましい。

次に、本発明のコネクタ用ソケット及びヘッダの実施形態の一例について、図１乃至図８を参照して説明する。図１は本実施形態のコネクタを示す説明図である。図２は本発明のコネクタ用ソケットのソケットボディ基部を示す説明図である。図３は本発明のコネクタ用ソケットを示す説明図である。図４は本発明のコネクタ用ソケットのソケットコンタクトを示す説明図である。図５は本発明のコネクタ用ヘッダのヘッダボディ基部を示す説明図である。図６は本発明のコネクタ用ヘッダを示す説明図である。図７は本発明のコネクタ用ヘッドのヘッダコンタクトを示す説明図である。図８は本発明のコネクタ用ソケット及びヘッダの接続状態を示す説明図である。

本実施形態のコネクタ１は、図１に示すソケット１０とヘッダ４０とから構成され、図示しないプリント配線基板とフレキシブル配線基板とを着脱自在に接続するものである。

ソケット１０は、図１に示すように、樹脂製のソケットボディ１１と、金属製のソケットコンタクト３０とを備えている。ソケットボディ１１は、図２及び図３に示すソケットボディ基部１２と、図３に示すソケットボディ固着部１３とから構成されている。このソケットボディ基部１２とソケットボディ固着部１３の素材は、共に同一の樹脂（本実施形態では液晶ポリマー）を用いている。また、ソケットボディ固着部１３は、予め成形されたソケットボディ基部１２に、ソケットコンタクト３０を位置決め固定し、金型内でインサート成形することにより成形されている。

ソケットボディ基部１２は、図２（ａ）乃至（ｃ）に示すように、全体として扁平な矩形状に形成されている。また、ソケットボディ基部１２は、図２（ｄ）に示すように、薄板状の底板部１４と、この底板部１４の中央部から起立する起立部１５と、この起立部１５から幅方向外方に突出する板状の規制部１６とを有している。そして、この底板部１４と起立部１５と規制部１６とにより囲まれた空間がソケットコンタクト３０の逃げ溝１７となっている。また、底板部１４の幅方向外側には厚さ方向に貫通する係止孔１８が設けられている。この係止孔１８は、図２（ｆ）に示すように、裏面側が長手方向に突出する被係止部１９となっている。また、本実施形態では、ソケットボディ基部１２の長手方向の側辺に、それぞれ１２本のソケットコンタクト３０が並設されるように、ソケットコンタクト位置決め溝２０が設けられている。

ソケットボディ固着部１３は、図３（ｄ）乃至（ｆ）に示すように、ソケットボディ基部１２の周囲を囲んで厚さ方向に突出するように形成されている。そして、ソケットボディ固着部１３の一部は、図３（ａ）及び（ｄ）に示すように、ソケットコンタクト３０の表面を被覆する被覆部２１となっている。また、ソケットボディ固着部１３は、図３（ｄ）に示すように、ソケットコンタクト３０と一体にインサート成形され、ソケットコンタクト３０の一部を固着して保持する固着部２２を有している。また、ソケットボディ固着部１３は、図３（ｆ）に示すように、ソケットボディ基部１２に設けられた被係止部１９内に溶融樹脂が射出されて固化した係止部２３を有している。また、ソケットボディ固着部１３は、図３（ａ）及び（ｅ）に示すように、ヘッダ４０が装着される際にヘッダボディ４１を案内して位置決めする案内壁２４を有している。

ソケットコンタクト３０は、図３（ｄ）及び図４に示すように、後述するヘッダコンタクト６０と接触する接触部３１と、ソケットボディ固着部１３の固着部２２に保持される被固着部３２と、図示しない配線基板のランドに半田付けされる半田付け部３３とを有している。接触部３１は、図４（ｃ）に示すように、側面視で略Ｕ字状に形成され、上端部３１ａが内側に突出するように加工されている。被固着部３２は、図４（ｃ）に示すように、略逆Ｕ字状に折り曲げられている。半田付け部３３は、図４（ｃ）に示すように、被固着部３２からソケットボディ１１の外方に突出するように折り曲げられている。

また、接触部３１の先端側（ソケットボディ１１の中心側）には、斜め下方に向けて延びる押圧部３４が設けられている。この押圧部３４の先端側は、図３（ｄ）に示すように、ソケットボディ基部１２の逃げ溝１７内に延びており、その先端部がソケットボディ基部１２の底板部１４に接触している。また、半田付け部３３は、図４（ｄ）に示すように、軸方向から見た形状が８角形となるように角部が面取りされている。本実施形態においては、図３（ａ）における複数のソケットコンタクト３０間のピッチは、０．４ｍｍとなっている。

上記構成の本実施形態のソケット１０は、次のようにして成形されている。まず、ソケットボディ基部１２を予め射出成形により成形する。このときの溶融樹脂の射出圧力は約１１７．６ＭＰａ（１，２００ｋｇ／ｃ・）である。また、ソケットコンタクト３０も予め金属板をプレス加工すると共に金メッキを行い、予め形成しておく。この場合、金属板をプレス加工する際に、複数のソケットコンタクト３０を必要数ごとに図示しないキャリアで連結しておく。次に、ソケット１０の外形と同様の形状に形成されたキャビティを有する金型（図示せず）内に、成形されたソケットボディ基部１２とソケットコンタクト３０とを位置決めして載置する。そして、金型の型閉めを行い、キャビティ内に溶融樹脂を射出することにより、ソケットボディ基部１２とソケットコンタクト３０とをインサート成形し、ソケットボディ固着部１３の成形を行う。このときの溶融樹脂の射出圧力は約４９ＭＰａ（５００ｋｇ／ｃ・）である。

このように、本実施形態のソケット１０は、ソケットボディ基部１２については、予め高い射出圧力で射出成形をしておき、ソケットボディ基部１２とソケットコンタクト３０とをインサート成形する際には低い射出圧力で成形を行っている。従って、インサート成形を行う際には、ソケットコンタクト３０から溶融樹脂がはみ出しにくいため、バリ等の発生が抑制される。

また、本実施形態のソケット１０は、ソケットコンタクト３０の半田付け部３３と接触部３１との間にインサート成形時に形成された被覆部２１が設けられている。このため、ソケット１０を配線基板上に半田付けする際に、溶融した半田がソケットコンタクト３０の表面を這い上がろうとしても被覆部２１に遮られる。従って、半田付け時に半田がソケットコンタクト３０の接触部３１に到達することがない。これにより、ソケットコンタクト３０とヘッダコンタクト６０との接続が確実に行われる。

次に、本実施形態のヘッダ４０について図１、５乃至７を参照して説明する。本実施形態のヘッダ４０は、図１に示すように、樹脂製のヘッダボディ４１と、金属製のヘッダコンタクト６０とを備えている。ヘッダボディ４１は、図５及び図６に示す略薄板状のヘッダボディ基部４２と、図６に示すヘッダボディ基部４２の周囲に設けられたヘッダボディ固着部４３とから構成されている。また、ヘッダボディ固着部４３は、予め成形されたヘッダボディ基部４２に、ヘッダコンタクト６０を位置決め固定し、金型内でインサート成形することにより成形されている。

ヘッダボディ基部４２は、図５（ａ）及び（ｄ）に示すように、全体として扁平な矩形状に形成されている。また、ヘッダボディ基部４２は、図５（ｄ）に示すように、薄板状の薄板部４４と、図５（ａ）乃至（ｆ）に示すように、この薄板部４４の短手方向側縁から厚さ方向に突出する案内壁４５とを有している。この案内壁４５が設けられている部分には、案内壁４５及び薄板部４４の表裏を貫通する係止孔４６が設けられている。この係止孔４６は、図５（ｅ）に示すように、裏面側が短手方向内側に突出する被係止部４７となっている。また、薄板部４４の長手方向の側辺に、それぞれ１２本のヘッダコンタクト６０が並設されるように、位置決め溝４８と位置決め突起４９が設けられている。

ヘッダボディ固着部４３は、図６（ａ）、（ｄ）及び（ｅ）に示すように、ヘッダボディ基部４２の長手方向の側縁を囲んで厚さ方向に突出するように形成されている。また、ヘッダボディ固着部４３は、図６（ｄ）及び（ｅ）に示すように、ヘッダコンタクト６０と一体にインサート成形され、ヘッダコンタクト６０の一部を固着して保持する固着部５０を有している。また、ヘッダボディ固着部４３は、図６（ｅ）に示すように、ヘッダボディ基部４２に設けられた被係止部４７内に溶融樹脂が射出されて固化した係止部５１を有している。また、ヘッダボディ固着部４３の長手方向側縁の一部は、図６（ａ）に示すように、ヘッダボディ基部４２の案内壁４５と一体となって案内壁４５を形成している。

ヘッダコンタクト６０は、図６（ｄ）及び図７に示すように、ソケットコンタクト３０と接触する接触部６１と、ヘッダボディ固着部４３の固着部５０に保持される被固着部６２と、図示しない配線基板のランドに半田付けされる半田付け部６３とを有している。接触部６１は、図７（ｃ）に示すように、側面視で台形状に形成されている。また、接触部６１には、ソケットコンタクト３０の接触部３１に当接する接触突起６４が設けられている。また、半田付け部６３は、図７（ｄ）に示すように、軸方向から見た形状が８角形となるように角部が面取りされている。

上記構成のコネクタ１は、図８に示すように、接続が行われる。まず、図８（ａ）に示す状態からソケット１０とヘッダ４０とが相対的に接近すると、接触部６１の先端が接触部３１に当接する。この状態からさらにソケット１０とヘッダ４０とが接近すると、図８（ｂ）に示すように、接触部６１によって接触部３１の上端部３１ａが押し広げられる。このとき、ソケットコンタクト３０の被固着部３２はソケットボディ固着部１３の固着部２２に保持されているため、接触部３１は主に押圧部３４側に広がる。すると、押圧部３４はソケットボディ基部１２の規制部１６に当接するため、ヘッダ４０側の接触部６１はソケット１０側の接触部３１の上端部３１ａによって挟持されるようになる。

この状態からさらにソケット１０とヘッダ４０とが接近すると、ヘッダ４０側の接触部６１に設けられている接触突起６４がソケット１０側の接触部３１の内側に突出している上端部３１ａを通過して接触部３１内に移動するため、ソケット１０とヘッダ４０との間に接続感が生じる。また、ヘッダ４０側の接触部６１は、ソケット１０側から遠ざかる方向に広がる台形状となっているため、ソケット１０とヘッダ４０とが接続されると、ソケット１０側の接触部３１の上端部３１ａがヘッダ４０側の接続部６１に広げられる。すると、ソケットコンタクト３０の押圧部３４がソケットボディ基部１２の規制部１６によって強く曲げられ、ソケット１０側の接触部３１によるヘッダ４０側の接触部６１への押圧力が上昇する。さらに、ヘッダ４０側の接触部６１に設けられている接触突起６４がソケット１０側の接触部３１の上端部３１ａに係合した状態となっている。これにより、ソケット１０とヘッダ４０との接続が強固なものとなる。

本実施形態のソケット１０及びヘッダ４０は、両者が接続されたときの高さが０．９ｍｍとなる。このような低背型コネクタにおいても、ソケット１０はソケットボディ１１とソケットコンタクト３０とをインサート成形することができ、ソケットコンタクト３０の表面を被覆部２１で覆うことができるので、半田の這い上がりを確実に防止できるソケット１０を提供することができる。

なお、上記実施形態における各寸法等は一例であり、これらの寸法等に限られるものではない。例えば、ソケット１０及びヘッダ４０を接続した際の高さは、０．７５ｍｍから５．０ｍｍ（近年では２．０ｍｍ以下）の間のいわゆる低背型コネクタ全般に適用することができる。また、ソケットコンタクト３０のピッチ及び本数も必要とされる任意の本数に適用可能である。また、溶融樹脂の射出圧力も、ソケット１０及びヘッダ４０の形状や原料となる樹脂の種類により適宜変更が可能である。また、コネクタ１は、プリント配線基板とフレキシブル配線基板とを接続するだけでなく、プリント配線基板同士や、フレキシブル配線基板同士を接続してもよい。また、上記実施形態では、被係止部１９及び４７はそれぞれ貫通孔１８及び４６に設けられているが、これに限らず、予め成型されたボディ基部と、後にインサート成形されるボディ固着部とが分離しないような形状であればよく、係止部が被係止部に係止されるような形状となっていればよい。

本実施形態のコネクタを示す説明図。 本発明のコネクタ用ソケットのソケットボディ基部を示す説明図。 本発明のコネクタ用ソケットを示す説明図。 本発明のコネクタ用ソケットのソケットコンタクトを示す説明図。 本発明のコネクタ用ヘッダのヘッダボディ基部を示す説明図。 本発明のコネクタ用ヘッダを示す説明図。 本発明のコネクタ用ヘッドのヘッダコンタクトを示す説明図。 本発明のコネクタ用ソケット及びヘッダの接続状態を示す説明図。

符号の説明

１…コネクタ、１０…ソケット、１１…ソケットボディ、１２…ソケットボディ基部、１３…ソケットボディ固着部、３０…ソケットコンタクト、３１…接触部、３３…半田付け部、４０…ヘッダ、４１…ヘッダボディ、４２…ヘッダボディ基部、４３…ヘッダボディ固着部、６０…ヘッダコンタクト、６１…接触部、６３…半田付け部。

Claims (5)

1. 一対の配線基板のうち一方に固定されるソケットと他方に固定されるヘッダとからなり、前記一対の配線基板を着脱自在に接続するコネクタに用いられるソケットであって、
   前記ソケットは樹脂製のソケットボディと、前記ソケットボディに複数並列に設けられた金属製の線状のソケットコンタクトとを備え、
   前記ソケットコンタクトは、湾曲形成され自身の弾性によって前記ヘッダに設けられたヘッダコンタクトと接触する接触部と、前記接触部と連続して前記ソケットボディから突出し前記配線基板に形成されたランドに半田付けされる半田付け部とを有し、
   前記ソケットボディは、ソケットボディ基部と、前記接触部と前記半田付け部との間の位置で前記ソケットコンタクトを前記ソケットボディ基部に固着するソケットボディ固着部とを有し、
   前記ソケットボディ基部は所定の射出圧力で溶融樹脂を射出成形することにより予め成形され、前記ソケットボディ固着部は前記所定の射出圧力よりも低い射出圧力で溶融樹脂が射出されて前記ソケットコンタクトと共にインサート成形されてなることを特徴とするコネクタ用ソケット。
2. 前記ソケットボディ固着部は、前記ソケットコンタクトの表面を被覆する被覆部を有していることを特徴とする請求項１に記載のコネクタ用ソケット。
3. 前記ソケットボディ固着部は、前記ソケットボディ基部に設けられた被係止部に係止される係止部が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のコネクタ用ソケット。
4. 一対の配線基板のうち一方に固定されるソケットと他方に固定されるヘッダとからなり、前記一対の配線基板を着脱自在に接続するコネクタに用いられるヘッダであって、
   前記ヘッダは、樹脂製のヘッダボディと、前記ヘッダボディに複数並列に設けられた金属製の線状のヘッダコンタクトとを備え、
   前記ヘッダコンタクトは、前記ソケットに設けられたソケットコンタクトに接触するために前記ソケット側に突出する接触部と、前記接触部と連続して前記ヘッダボディから突出して前記配線基板に形成されたランドに半田付けされる半田付け部とを有し、
   前記ヘッダボディは、ヘッダボディ基部と、前記接触部と前記半田付け部との間の位置で前記ヘッダコンタクトを前記ヘッダボディ基部に固着するヘッダボディ固着部とを有し、
   前記ヘッダボディ基部は所定の射出圧力で溶融樹脂を射出成形することにより予め成形され、前記ヘッダボディ固着部は前記所定の射出圧力よりも低い射出圧力で溶融樹脂が射出されて前記ヘッダコンタクトと共にインサート成形されてなることを特徴とするコネクタ用ヘッダ。
5. 前記固着部は、前記ヘッダボディ基部に設けられた被係止部に係止される係止部が設けられていることを特徴とする請求項４に記載のコネクタ用ヘッダ。

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