JP2015046371A - コネクタ - Google Patents

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Abstract

【課題】コネクタにおいて、特にプリント配線基板に実装されるコネクタにおいて、傾いた状態で嵌合された場合においても、コネクタの端子が変形する等の損傷を受けることなく、且つ、電気的に安定した接続が行なわれるコネクタを提供する。【解決手段】ハウジングに相手側コネクタを上方から挿入する嵌合凹部と該嵌合凹部に連続して横設された端子収容凹部を設け、略U字状に曲げれた一端が前記嵌合凹部に突出する第一折曲部を有する導電性金属の端子の一部を前記端子収容凹部に収容し、該収容凹部の前記端子を覆う上方の壁に切り欠き部を形成することにより、相手コネクタとの嵌合が傾いて行なわれた場合においても、端子が損傷を受けることなく安定した電気的接続が可能となる。【選択図】図4

Description

本発明は、プリント配線基板に実装されるプリント配線基板用のコネクタに関するものであり、相手側コネクタが正規の方向ではなく傾いて嵌合する場合においても、破壊等が発生することなく好適な相手側コネクタとの接続ができる構造を備えたプリント配線基板用のコネクタに関するものである。
従来、プリント配線基板とプリント配線基板との電気的接続には、図7に示すようにプリント配線基板300に実装されたプリント配線基板用のコネクタ100に、もう一方のプリント配線基板400に実装した相手側コネクタ200を嵌合することにより、両プリント配線基板300、400が電気的に接続され、両プリント配線基板の回路パターンの電気的接続がなされるようになっている。
コネクタ100は、収容凹部104に弾性変形可能なソケット端子102が収容されており、ここではソケットコネクタ100とする。また、相手側コネクタ200は嵌合凸部201にプラグ端子202が固定されており、ここではプラグコネクタ200とする。
詳しくは、ソケットコネクタ100は、略長方状の絶縁性のソケットハウジング103に略長方状に上方に開口した嵌合凹部101が形成され、嵌合凹部101に横設して上方が覆われる収容凹部104に円弧状にカーブした導電性の金属からなるソケット端子102が一端105を嵌合凹部101に突出して収容されている。プラグコネクタ200は、ハウジング203に略長方状に凸設した嵌合凸部201が形成され、嵌合凸部201の側面に沿って導電性の金属からなるプラグ端子202が配置されている。
これらのソケットコネクタ100は、ハウジング103の外側に突出したソケット端子102の他端が一方のプリント配線基板300に半田付けされて実装され、プラグコネクタ200はハウジング203の外側に突出したプラグ端子202の端部が、もう一方のプリント配線基板400に半田付けされ、以下のように互いが嵌合することとなる。図7においてプラグコネクタ200の嵌合凸部201が上方よりソケットコネクタ100の嵌合凹部101に嵌合され、固定されたプラグ端子202に対して収容凹部104において円弧状にカーブしたソケット端子102が弾性変形し、一端105がプラグ端子202に弾性接触し、これによってソケット端子102とプラグ端子202とが電気的に接続され、ソケットコネクタ100を実装するプリント配線基板300の回路パターンとプラグコネクタ200を実装するプリント配線基板400の回路パターンとが電気的に接続されることとなる。
特開2010−50025号公報
しかしながら、プリント配線基板300に実装したソケットコネクタ100にプリント配線基板400に実装したプラグコネクタ200を嵌合する際、プリント配線基板300,400があることによってプラグコネクタ200がソケットコネクタ100の上方から嵌合される状態を確認することは難しく、このためプラグコネクタ200が傾いた状態で上方からソケットコネクタ100に嵌合されることがあり、この場合、以下のような問題が生じていた。プラグコネクタ200が傾いた状態でソケットコネクタ100に嵌合されようとした場合、プラグコネクタ200の嵌合凸部201または嵌合凸部201に露出したプラグ端子202は、ソケットコネクタ100の嵌合凹部101にプリント配線基板300の平面方向に対して垂直方向から挿入されず、ソケットコネクタ100の収容凹部104の上方の壁に当たり、これによって上方の壁106が変形しソケット端子102までも変形させたり、又、上方の壁106の一部が欠け、その欠けた小片がソケット端子102とプラグ端子202との間に介在し電気的接続を妨げ、ソケットコネクタ100とプラグコネクタ200との好適な嵌合および電気的接続が行なわれないといった問題を引きおこしていた。
本発明は上述の問題点に鑑みてなされたもので、それぞれのプリント配線基板に実装されたコネクタが傾いた状態で嵌合された場合においてもコネクタの端子が変形する等の損傷を受けることなく、電気的に良好な接続が行なわれるプリント配線基板用のコネクタを提供することを目的とするものである。
この従来の問題を解決するために、請求項1記載のコネクタは、相手側コネクタを上方から挿入する嵌合凹部と、該嵌合凹部に連続して横設された端子収容凹部が形成されたハウジングと、一部が該端子収容凹部に収容され、一端が略U字状に曲げられ前記嵌合凹部に突出する第一折曲部を有する複数の導電性金属の端子と、からなるコネクタであり、前記収容凹部の前記端子を覆う上方の壁は、切り欠き部によって一部が切り欠かれていることを特徴とするものである。
請求項2記載のコネクタは、請求項1の構成に加え、前記端子は、前記第一折曲部と、前記収容凹部において略U字状に折曲する第二折曲部と、前記嵌合凹部の底面付近から上方に立ち上げられU字状に折曲して下方に向かう第三折曲部と、他端であり前記ハウジングの外側へ配置される出力端子部とが、前記第一折曲部、前記第二折曲部、前記第三折曲部、前記出力端子部の順で連設され、前記第三折曲部が前記収容凹部に対向して形成された端子固定凹部に嵌合されることを特徴とするものである。
請求項3記載のコネクタは、請求項1又は請求項2の構成に加え、前記第一折曲部の一部は、前記切り欠き部に突出していることを特徴とするものである。
請求項1の発明によると、電気的な接触が行なわれる端子を覆う端子収容凹部の上方の壁の一部に切り欠きが設けられていることにより、相手側コネクタが傾いた状態で嵌合された場合においても嵌合凹部に嵌合されるべき相手側コネクタの端子およびハウジングの一部が収容凹部の上方の壁に当たることはなく、これによって上方の壁の一部が変形および欠けることによって起こる端子の変形および欠けた上方の壁の小片による相手側コネクタとの電気的な接触不良を防ぐことが可能となる。
請求項2の発明によると、相手側コネクタと電気的に接触することとなる端子が略U字状に曲げられ嵌合凹部に突出する接触部が形成された第一折曲部とU字状に折曲した第三折曲部を有し、第一折曲部と第三折曲部とが対向して形成されていることにより、第三折曲部がハウジングに固定され、第一折曲部の弾性力とによって嵌合凹部に挿入された相手側コネクタの嵌合凸部を安定して挟持し、且つ相手側コネクタの嵌合凸部に取り付けられた相手側コネクタ端子への電気的接続が第一折曲部の接触部および第三折曲部の二箇所において可能となるため、安定した相手側コネクタとの電気的接続が可能となる。
請求項3の発明によると、第一折曲部の一部が上方の壁に形成された切り欠き部に突出していることにより、第一折曲部における接触部の位置をより上方に設けることが可能となり、これによって相手側コネクタの嵌合凸部との有効嵌合長をより大きくすることが可能となり、より確実な相手側コネクタとの接続が可能となる。
本発明に係るコネクタの斜視図 本発明に係るコネクタの分解斜視図 (a)相手側コネクタの斜視図、(b)相手側コネクタの断面図 本発明に係るコネクタがプリント配線基板に実装された際の図1のA−A線における断面図 本発明に係るコネクタに相手側コネクタを嵌合した際の図1のA−A線における断面図 本発明に係るコネクタに対して相手側コネクタが傾いて嵌合する際の図1のA−A線における断面図 従来のコネクタの構造断面図
以下本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。図1乃至図6は本発明の実施の形態を示したものであり、図1は本発明に係るコネクタの斜視図、図2は本発明に係るコネクタの分解斜視図、図3(a)は相手側コネクタの斜視図(b)は相手側コネクタの断面図、図4は本発明に係るコネクタがプリント配線基板に実装された際の図1のA−A線における断面図、図5は本発明に係るコネクタに相手側コネクタを嵌合した際の図1のA−A線における断面図、図6は本発明に係るコネクタに対して相手側コネクタが傾いて嵌合する際の図1のA−A線における断面図、図7は従来のコネクタの構造断面図である。コネクタ01は、ハウジング10、端子20、固定金具30からなり、一方のプリント配線基板70に実装され、コネクタ01に嵌合する相手側コネクタ02は、ハウジング40、端子50、固定金具60からなり、もう一方のプリント配線基板80に実装される。
図4に示すように本実施の形態に係るコネクタ01は一方のプリント配線基板70に実装され、図5に示すように、もう一方のプリント配線基板80に実装された相手側コネクタ02と嵌合し、これによって双方のプリント配線基板70、80が電気的に接続されるものである。
コネクタ01は嵌合凹部11が形成されたソケットコネクタであり、相手側コネクタ02はコネクタ01の嵌合凹部11に嵌合する嵌合凸部41が形成されたプラグコネクタであるため、以下、本実施の形態に係るコネクタ01即ち本発明に係るコネクタをソケットコネクタ01とし、相手側コネクタ02をプラグコネクタ02とする。また、ソケットコネクタ01を構成するハウジング10をソケットハウジング10、端子20をソケット端子20、固定金具30をソケット固定金具30とし、プラグコネクタ02を構成するハウジング40をプラグハウジング40、端子50をプラグ端子50、固定金具60をプラグ固定金具60とし、ソケットコネクタ01が実装されるプリント配線基板70をソケット用基板70、プラグコネクタ02が実装されるプリント配線基板80をプラグ用基板80と記述し説明する。
また本説明においては図4における上方向を上方、下方向を下方、左右方向を左右方向とし、ソケットハウジング10において上下方向に垂直な上方の面をソケット天面18、ソケット用基板70に載置されるソケットハウジング10の下方の面をソケット下面19として説明する。
ソケットハウジング10は絶縁性のモールド材料からなり、略長方形状の外形において上方に開口した嵌合凹部11が左右対称にソケット天面18に略口状に形成され、嵌合凹部11で区画された内側にはソケット天面高さの凸状の中央凸部10aが形成され、区画された外側にはほぼソケット天面高さの外周凸部10bが形成される。そして外形の長手方向に沿う嵌合凹部11にはソケット下面19まで貫通する複数の端子収容開口部13が形成され、嵌合凹部11および端子収容開口部13に連続し且つ横設して中央凸部10aに端子収容凹部12が形成される。また端子収容凹部12に対向して外周凸部10bには端子収容開口部13および嵌合凹部11に連続し且つ横設して端子固定凹部14が形成される。ここで端子収容凹部12を覆う上方の壁、すなわちソケット天面18は一部が嵌合凹部11から連続して内側方向へ切り欠かれた切り欠き部16によって切り欠かれており、残りの部分が端子収容凹部12を覆う上方収容壁15を形成している。なおこれらの形状は、嵌合凹部11が左右対称に平面に略口状に形成されているのと同様に短手方向の左右において対称に複数が形成されている。
ソケット端子20は導電性金属からなる細長状の薄板、例えば厚みが0.06mm程度からなるものであり、一端28の近傍には略U字状に曲げられた第一折曲部21が形成され第一折曲部21付近に後述するプラグコネクタ02のプラグ端子50と接触することとなる接触部21aが設けられ、この第一折曲部21から連続して第一折曲部21とはほぼ逆向きに略U字状に曲げられた第二折曲部23が形成され、第二折曲部23の一方から延出した部分が第一折曲部21の下を通過し、一定長さの延出部22を経て90度よりやや小さな角度で曲げられた面が第一折曲部21と対向する状態で固定面25を形成した後に180度でU字状に曲げられた第三折曲部が形成され、他端がほぼ90度の角度で固定面25とは反対方向に折り曲げられ出力端子部27を形成することとなる。なお、ソケット端子20の形状については後述するソケットハウジング10に組み込んだ状態において更なる形状を説明するものとする。
ソケット固定金具30は長手方向の複数箇所において短手方向に突出する凸部が形成された略細長状の金属板が長手方向において略コ字状に折り曲げられて形成されたものであり、長手方向の両端2箇所および略コ字状の中央の梁に左右対称に設けれらた凸部は、後述するソケット用基板70に配設された回路パターンに半田付け固定されるホールドダウン部31を形成し、略コ字状の中央の梁にはホールドダウン部31とは反対方向に突出しU字状に内側に折り曲げられソケットハウジング10の外周凸部10bの短手方向の壁に嵌合することとなる固定用折曲部32が形成される。
そして、以上の部品を用いて以下のように組み立てることによりソケットコネクタ01は完成する。まずソケットハウジング10のソケット下面19より複数のソケット端子20が嵌合凹部11、端子収容開口部13、端子収容凹部12、端子固定凹部14によって形成される空間に挿入され、端子固定凹部14内の側壁に沿ってソケットハウジング10の長手方向に形成された端子固定溝141に、ソケット端子20の第三折曲部24の出力端子部側に板幅方向に左右に突出した固定用凸部26を圧入して嵌合することによりソケットハウジング10にソケット端子20が固定される。
ソケットハウジング10に固定されたソケット端子20は、出力端子部27がソケット下面19とほぼ同じ高さにて外部に突出する。そして出力端子部27からほぼ垂直に立ち上がる第三折曲部24は端子固定凹部14に収容され、出力端子部27とは反対側の固定面25には嵌合凹部11に向って頂部が鈍角である山状に形成された固定用凸部29が臨むこととなる。第三折曲部24から連なる延出部22は端子収容開口部13においてソケット下面19よりもやや高い位置で配置され第二折曲部23へと続くこととなる。第二折曲部23はU字状の頂部がソケットハウジング10短手方向中央に向いて横たわる状態で端子収容凹部12に収容され、第二折曲部23に連続して形成された第一折曲部21が頂部を嵌合凹部11にやや斜め上方を向いて突出した状態で配置される。
ここで第一折曲部21および第二収容折曲部23を収容する端子収容凹部12の上方の壁にはソケット端子20の板幅よりも大きな長さで嵌合凹部11に連続して内側方向に凹状に切り欠かれた切り欠き部16が形成されており、これによって第一折曲部21および第二折曲部23の一部の上方は壁に覆われず、ソケット平面18において第一折曲部21および第二折曲部23が露出して見える状態となっている。更に第一折曲部21の最も上方に位置する部分は切り欠き部16にソケット平面18を越えない高さで突出することとなる。
更にソケット固定金具30はソケット端子20が組み入れられたソケットハウジング10の外周凸部10bに対して上方より組み入れられる。ソケットハウジング10の外周凸部10bにおいて短手の二辺を成す辺のほぼ中央および中央より一定等間隔で上方より下方に向けて形成された金具固定溝142が形成されており、ソケット端子20の三箇所の固定用折曲部32が一端から金具固定溝142に挿入され、固定用折曲部32のU字部の折り返し間隔が金具固定溝142の外側壁よりも小さく形成されていることにより、U字部が外側壁を狭持する状態でソケットハウジング10の短手二辺に略コ字状のソケット固定金具30が固定されることとなり、ホールドダウン部31の最下位置がソケット下面19およびソケット端子20の出力端子部27の実装面とほぼ同じに高さになる。
完成されたソケットコネクタ01は、ソケット下面19が電気回路パターンが印刷されたプリント配線基板であるソケット用基板70に載置され、各出力端子部27および各ホールドダウン部31がソケット用基板70の対応するパターンに半田付けされて実装される。
次にソケットコネクタ01に嵌合されるプラグコネクタ02について説明する。説明するにあたり図5における上方向を上方、下方向を下方、左右方向を左右方向とし、これらの方向を適用した図3(b)においてプラグハウジング40の上下方向に垂直な下方の面をプラグ天面43、後述するプラグ用基板に載置される上方の面をプラグ下面44として説明する。
プラグコネクタ02はソケットコネクタ01と同様にプラグハウジング40、プラグ端子50、プラグ固定金具60からなり、プラグハウジング40は絶縁性のモールド材料からなる略長方状の底板部42に外周に沿って断面が略長方形のリブ状の嵌合凸部41が形成されたものであり、その嵌合凸部41の外形はソケットコネクタ01の嵌合凹部11に嵌合されるように嵌合凹部11の大きさよりやや小さく形成されている。プラグ端子50は、導電性金属からなる細長の薄板からなるものであり図3(b)に示すように短手方向断面において略口字状に折り曲げ形成されプラグハウジング40の嵌合凸部41にほぼ周設され一端がプラグ下面44とほぼ等しい高さで外部に突出するプラグ出力端子部51となり、嵌合凸部41に上下方向にわたって配置された面がソケット端子20と接触することとなるプラグ接触面52を形成する。なおプラグ端子50は複数がプラグハウジング40に取り付けられており、それぞれが嵌合するソケットコネクタ01のソケット端子20の位置に対応して配置されている。
プラグ固定金具60は金属板が略口字状に折り曲げられて形成されたものであり、板幅の中央に設けれらた凸部は後述するプラグコネクタ用基板80に配設された回路パターンに半田付け固定されるプラグホールドダウン部63を形成し、プラグホールドダウン部63とは約90度の角度をもって形成されU字状に折り曲げられた固定用折曲部64がプラグハウジング40の外壁49に嵌合することとなる。プラグコネクタ02はプラグ下面44を電気回路パターンが印刷されたプリント配線基板であるプラグ用基板80に載置され、各プラグ出力端子部51および各プラグホールドダウン部63がプラグ用基板80の対応するパターンに半田付けされて実装される。
次にソケットコネクタ01に対するプラグコネクタ02の嵌合について説明する。ソケット用基板70に実装されたソケットコネクタ01に対してプラグ用基板80に実装されたプラグコネクタ02は上方より嵌合される。ここで、ソケットコネクタ01の嵌合凹部11に対してプラグコネクタ02の嵌合凸部41が対応する位置の真上よりソケット天面18とプラグ天面43とが平行を維持した正規の状態で嵌合される際には嵌合凹部11に対して嵌合凸部41はスムーズに挿入され、図5に示すように嵌合凹部11に突出する接触部21aが嵌合凸部41に周設されたプラグ端子50に接触し、嵌合固定凸部29がプラグ端子50に凹設された固定用凹部53に嵌合されることによりソケットコネクタ01とプラグコネクタ02とが電気的に接続され互いの嵌合が維持される。
しかしながら、図6に示すようにソケットコネクタ01の嵌合凹部11に対してプラグ02の嵌合凸部41が真上からではない状態、または/且つ、ソケット天面18とプラグ天面43とが平行ではなく傾いた状態で嵌合される、いわゆるこじり嵌合された際には嵌合凸部41または嵌合凸部41に周設したプラグ端子50が、ソケットハウジング10の切り欠き部16からソケット端子20の第一折曲部21または/および第二折曲部23に上方から当たる。このような場合であってもソケット端子20は導電性金属からなる薄板を加工した弾性変形可能なものであるため、当接した際に一時的に弾性変形が起こることはあるが、その後プラグコネクタ02が正規の嵌合状態とすべく嵌合の態勢を整えることによって上記の当たりが解かれれば第一折曲部21または/および第二折曲部23は何の損傷を受けることなく、元の形状に戻り、改めて正規の態勢で嵌合を行なうことが可能となる。しかしながら、切り欠き部16が形成されることなく第一折曲部21および第二折曲部23が上方収容壁15に覆われている場合には、嵌合凸部41または嵌合凸部41に周設したプラグ端子50が上方収容壁15に当たりこれによって第一折曲部21または/および第二折曲部23を恒久的に変形させたり、上方収容壁15の一部が欠けてその小片が電気的接触を妨げたりする。つまり、切り欠き部16が形成されているソケットコネクタ01においてはこのような問題が起こり得ることがないといった大きな効果を生むこととなる。
なお、ソケットコネクタ01とプラグコネクタ02との嵌合においては、その後改めて正規の態勢で嵌合が行なわれることによって嵌合凹部11に嵌合凸部41がスムーズに嵌合されソケットコネクタ01とプラグコネクタ02とが電気的に接続され互いの嵌合が維持される。そしてこの際、更に以下のような効果が生じることとなる。ソケット端子20の第一折曲部21の最も上方に位置する部分は、切り欠き部16においてソケット天面18を超えない高さで突出しているため第一折曲部21に設けられた接触部211の高さも第一折曲部21および第二折曲部23が上方収容壁15で覆われる場合よりも上方に位置することになり、これによって嵌合凸部41のより基部に近い位置に接触部21aが接触することとなる、つまり嵌合凸部41と嵌合凹部11との電気的接触が可能である嵌合長さをより大きくとることが可能となり、これによってソケットコネクタ01とプラグコネクタ02との電気的接続、および両コネクタが実装されるソケット用基板70とプラグ用基板80との間においてより安定した電気的接続が可能となる。
このようにソケットコネクタ01は、端子収容凹部12の上方収容壁15に切り欠き部16が形成されていることによりプラグコネクタ02が正規の嵌合状態ではなく傾いた状態いわゆるこじり嵌合された場合であってもプラグコネクタ02の一部が薄肉の上方収容壁15に当たることはなく切り欠き部16からソケット端子20に当たることとなり、これによって一時的なソケット端子20の弾性変形はあるものの、恒久的な損傷を受けることなく、その後のソケットコネクタ01とプラグコネクタ02との嵌合に影響を及ぼすことなく両コネクタの嵌合および電気的接続を問題なく行なうことが可能となるものである。
また本実施例においてはソケット端子20の第一折曲部21および第二折曲部23は略U字形状で形成されているが、これに限るものではなく切り欠き部16からプラグコネクタ02の一部が当たった際に一時的にのみ弾性変形するものであればよい。
01 ソケットコネクタ
10 ソケットハウジング
10a 中央凸部
10b 外周凸部
11 嵌合凹部
12 端子収容凹部
13 端子収容開口部
14 端子固定凹部
141 端子固定溝
142 金具固定溝
15 上方収容壁
16 切り欠き部
17
18 ソケット天面
19 ソケット下面
18 中央凸部
19 外周凸部
20 ソケット端子
21 第一折曲部
211 接触部
22 延出部
23 第二折曲部
24 第三折曲部
25 固定面
26 固定用凸部
27 出力端子部
28 一端
29 嵌合固定凸部
30 ソケット固定金具
31 ホールドダウン部
32 固定用折曲部
02 プラグコネクタ
40 プラグハウジング
41 嵌合凸部
42 底板部
43 プラグ天面
44 プラグ下面
47
48 プラグ接触面
49 外壁
50 プラグ端子
51 プラグ出力端子部
52 プラグ接触面
53 固定用凹部
60 プラグ固定金具
61 プラグ出力端子
62 プラグ接触面
63 プラグホールドダウン部
64 固定用折曲部
100 従来のコネクタ(ソケットコネクタ)
101 嵌合凹部
102 ソケット端子
103 ソケットハウジング
104 収容凹部
105 一端
106 上方の壁
200 相手側コネクタ(プラグコネクタ)
300 プリント配線基板
400 もう一方のプリント配線基板

Claims (3)

  1. 相手側コネクタを上方から挿入する嵌合凹部と、該嵌合凹部に連続して横設された端子収容凹部が形成されたハウジングと、
    一部が前記端子収容凹部に収容され、一端が略U字状に曲げられ前記嵌合凹部に突出する第一折曲部を有する複数の導電性金属の端子と、
    からなるコネクタであり、
    前記収容凹部の前記端子を覆う上方の壁は、切り欠き部によって一部が切り欠かれていることを特徴とするコネクタ。
  2. 前記端子は、
    前記第一折曲部と、
    前記収容凹部において略U字状に折曲する第二折曲部と、
    前記嵌合凹部の底面付近から上方に立ち上げられU字状に折曲して下方に向かう第三折曲部と、
    他端であり前記ハウジングの外側へ配置される出力端子部とが、
    前記第一折曲部、前記第二折曲部、前記第三折曲部、前記出力端子部の順で連設され、
    前記第三折曲部が前記収容凹部に対向して形成された端子固定凹部に嵌合されることを特徴とする請求項1に記載のコネクタ。
  3. 前記第一折曲部の一部は、前記切り欠き部に突出していることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のコネクタ。
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