説明

コネクタ

【課題】電気的接続の信頼性を確保できかつリペア性とコンパクト性を向上することが可能なコネクタを提供すること。
【解決手段】本発明によるコネクタ1は、一対以上の被接触部を含む基板に実装されるコネクタであって、一対以上の被接触部の一方に対応する一方接触部2aを有する一方接触子2と、一対以上の被接触部の他方に対応する他方接触部3aを有する他方接触子3を含み、一方接触部2aと他方接触部3aが、コネクタ1を基板に固定する実装時において固定力に基づいて相互に逆方向に移動することを特徴とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、家庭用、業務用の電子装置と基板相互間又は電子装置内の基板相互間等の電気的接続に適用されて好適なコネクタに関する。
【背景技術】
【0002】
基板と電子装置相互間又は電子装置内の基板相互間等において、例えば、電源、信号線、接地線、シールド線等のいずれかを含んで脱着可能に電気的に接続するにあたっては、一般的にコネクタが用いられる。このような用途のコネクタとしては、例えば特許文献1に記載されたようなものがある。
【0003】
特許文献1中の第9図中に示されるように、被接続対象となる基板の表面上には複数のパッドが挿抜方向に垂直な平面上に等間隔に並列されており、コネクタ側には挿抜方向に垂直に並列するコンタクトが、複数のパッドに対応して、接続時においてパッドを接触可能な位置に適宜配置され設けられている。
【0004】
特許文献1に記載のコネクタにおいては、コネクタに仮止め用の一対の円筒状突起部を有して、基板側にはこれらの円筒状突起部に対応する丸穴と長穴が形成されており、コネクタの一対の円筒状突起部を丸穴と長穴に挿入して仮止めした後、パッドにコンタクトをリフロー又ははんだ付けにより固定して電気的に接続することが行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特許第4280013号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
ところが、このようなコネクタにおいては、コンタクトを対応するパッドに対してリフロー又ははんだ付けにより電気的に接続するため、以下のような問題が生じる。
【0007】
まず、リフロー又ははんだ付けによる接続に適した上記構造は一旦実装した後分解する場合には、はんだ部分を溶解する工程が必要となる。このため、コネクタを基板に対して交換可能とする所謂リペア性を向上するにあたっては、不適切となる。また、コネクタを基板に対して単にネジ止めにより固定することを考慮した場合に、コンタクトのパッドに対する接圧を確保することが困難となる。つまり、リペア性を高めた上で電気的接続性を確保することが課題となる。
【0008】
さらに、コネクタにおいてコンタクトを撓ませて上述した接圧を確保するにあたっては、コンタクトを支持する絶縁体と基板との間には、接離方向に隙間を設けることが必須となり、この隙間に位置する任意の組合せのコンタクト相互間には絶縁体が位置しないこととなる。このため、任意の組合せのコンタクト相互間の離隔距離を確保して、コンタクト相互間の電気信号の干渉を防止して、この観点からも電気的接続性の信頼性を確保することが課題となる。
【0009】
また、コネクタのコンタクトが並列する並列方向及び挿抜方向に垂直な幅方向における寸法について、リフロー又ははんだ付けの性質上、コンタクトの基板と反対側の接離方向にはんだ載置のための空間を確保する必要がある。このことから、コンタクトのパッドに接触する接触部を特許文献1の第9図のように幅方向に突出させざるを得ない。特に、コンタクトを複数列に並列させる場合には幅方向の双方向に接触部が突出されることを招き、幅方向における寸法を狭小化してコンパクト性を高めることが困難となる。
【0010】
本発明は、上記問題に鑑み、電気的接続の信頼性を確保できかつリペア性とコンパクト性を向上することが可能なコネクタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0011】
上記の問題を解決するため、本発明に係るコネクタは、
一対以上の被接触部を含む基板に実装されるコネクタであって、
前記一対以上の被接触部の一方に対応する一方接触部を有する一方接触子と、
前記一対以上の被接触部の他方に対応する他方接触部を有する他方接触子を含み、
前記一方接触部と前記他方接触部が、前記コネクタを前記基板に固定する実装時において固定力に基づいて相互に逆方向に移動することを特徴とする。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、電気的接続の信頼性を確保できかつリペア性とコンパクト性を向上することが可能なコネクタを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】本発明に係る実施例のコネクタ1の一実施形態について示す模式斜視図である。
【図2】実施例のコネクタ1の一実施形態について接近方向視と断面XXの位置と断面XXにおける初期状態を含んで示す模式図である。
【図3】実施例のコネクタ1の一実施形態について図2の断面XXにおける初期状態を含んで示す模式図である。
【図4】実施例のコネクタ1の一実施形態について図2の断面XXにおける実装状態を含んで示す模式図である。
【図5】実施例のコネクタ1の一実施形態について接近方向視と断面XXの位置と断面XXにおける実装状態を含んで示す模式図である。
【図6】実施例のコネクタ1の一実施形態におけるコンタクト2とコンタクト3の距離確保の態様を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、本発明を実施するための形態について、添付図面を参照しながら説明する。
【実施例】
【0015】
図1に示すように、本実施例のコネクタ1は、一対以上の図示しないパッド(被接触部)を含む図示しない基板に実装されるコネクタであって、一対以上のパッドの一方の対に含まれるパッドにそれぞれ対応する一方接触部2aを有するコンタクト2(一方接触子)と、一対以上のパッドの他方に対応する他方接触部3aを有するコンタクト3(他方接触子)を含み、一方接触部2aと他方接触部3aが、コネクタ1を基板に固定する実装時において図1中の接近方向S1に向けて作用する固定力に基づいて相互に逆方向に移動することを特徴としている。
【0016】
コネクタ1は、コンタクト2及びコンタクト3の基部2b、3bを保持するハウジング4(筐体)を含む。ハウジング4は適宜の材質の絶縁体により構成される。なお、コンタクト2、コンタクト3は、銅合金等の導電性と弾性を有する単一の弾性部材を適宜プレス加工、折り曲げ加工等を施すことにより構成される。一方接触部2a及び他方接触部3aの表面については必要により適宜メッキ処理がなされる。図示しない基板のパッドについても適宜メッキ処理がなされる。
【0017】
コンタクト2及びコンタクト3の基部2b、3bは、ハウジング4に図1に示す並列方向L1L2に等間隔に並列されて穿設された孔部4aに、図1に示す接近方向S1から圧入されて保持される。コンタクト2及びコンタクト3の基部2b、3b以外の部分が、ハウジング4から接近方向S1に向けて突出される。
【0018】
図1の接近方向S1視において、一方接触部2a及び他方接触部3aは千鳥配列される。これに対応して図示しない基板上のパッドも千鳥配列される。接近方向S1の反対方向S2視において、コンタクト2及びコンタクト3の基部2b、3bは並列方向L1L2の位置を相互に一致させて格子配列される。
【0019】
図示しない基板は図1中のコネクタ1の接近方向S1側に位置しており、基板の接近方向S1と反対方向S2側の対向面には雌ネジ状の被螺合部が形成されており、この被螺合部に対応するネジ5(螺合部)が挿通される挿通部4bをハウジング4が含んでいる。本実施例のコネクタ1においては、図示しない被螺合部とネジ5の螺合力が、コネクタ1を基板に固定する前述した固定力である。
【0020】
本実施例のコネクタ1のコンタクト2及びコンタクト3は、被螺合部とネジ5による固定力に対応した弾性力を撓みとして蓄積する図1に示す幅方向W1W2の内側に開口するコの字状の弾性部を含み、コンタクト2の弾性部とコンタクト3の弾性部は幅方向において対向する形態としている。この弾性部に蓄積される弾性力に基づいて一方接触部2aと他方接触部3aが、相互に逆方向に移動するものとしている。
【0021】
本実施例においては、一方接触部2aと他方接触部3aの間隔が、コネクタ1が基板に実装される前よりも後において拡大されるものとしている。一方接触部2aは他方接触部3aに対して、コンタクト2又はコンタクト3の並列方向L1L2における並列間隔Pの半分1/2Pずれて設置される。
【0022】
本実施例のコネクタ1においては、図1に示すように、一方接触子2a及び他方接触子3aの並列方向L1L2における並列群を複数列、ここでは二列含んでいる。なお、本実施例においては並列群が並ぶ方向を幅方向W1W2とし、一方を幅方向W1側、他方を幅方向W2側としている。
【0023】
さらに、本実施例のコネクタ1においては、並列群を並列方向L1L2において二分割して配置しており、ハウジング4の並列方向L1L2の両端と、二分割された並列群の中間の合計三箇所に上述したネジ5を挿通する挿通部4bが配置されている。両端に位置する挿通部4bのさらに並列方向L1L2の外側かつ幅方向W1側の隅部には基板に対する位置決め用の円柱状のガイド部4cが設けられている。
【0024】
なお、本実施例のコネクタ1のハウジング4の接近方向S1と反対方向S2側には、中空四角状の二の開口部4dが形成されており、開口部4dの幅方向W1側の壁部の両面と幅方向W2側の壁部の両面に、コンタクト2、3の基部2b、3bが並列されている。この開口部4dは、ここでは図示されない相手側コネクタに接続可能とされている。
【0025】
加えて、図2中の左下図に示すように、幅方向W1W2に隣接する並列群の幅方向W1側の一方が含む他方接触部3aに対して隣接する、並列群の幅方向W2側の他方が含む一方接触部2aが並列方向L1L2に並列間隔Pの半分1/2Pずれて設置される。
【0026】
なお、図2中左下図は、図1に示したコネクタ1を接近方向S1から視て示す模式図である。また、図2中左上図は、図1に示したコネクタ1を幅方向W2から視て示す模式図であり、図2中右上図は、図2中左上図の断面XXを示す模式断面図であって、図3は、図2中右上図を拡大して示す模式断面図である。
【0027】
図3に示す並列方向L1視において、コンタクト2及びコンタクト3はコネクタ1の基板に対する接近方向S1の反対方向S2側に位置する基部2b、3bと、基部2b、3bの接近方向S1側の端部から幅方向W1W2の外側に延びる拡大部2c、3cと、拡大部2c、3cの終端E1から接近方向S1に延びる延在部2d、3dと、延在部2d、3dの末端E2から幅方向W1W2の内側に延びる縮小部2e、3eを含む。
【0028】
縮小部2e、3eは幅方向W1W2の内側に対して接近方向S1に指向しながら傾斜して延びて、折り曲げ部2f、3fよりも幅方向W1W2の内側に位置する内側端部2g、3gが接近方向S1の反対方向S2側に指向して、折り曲げ部2f、3fが一方接触部2a又は他方接触部3aを構成する。
【0029】
ここで、折り曲げ部2f、3fが終端E1に対して幅方向W1W2の内側に位置することとしている。拡大部2c、3cと延在部2d、3dと縮小部2e、3eは前述した弾性部を構成する。
【0030】
コンタクト2は、基部2bに対して一方接触部2aを並列方向L1に並列間隔Pの半分1/2Pだけオフセットするオフセット部2hを含む。
【0031】
上述した本実施例のコネクタ1の基板に対する実装作業について図3〜図5を用いて説明する。図4は、図3に示したコネクタ1を基板6に対して実装した後の状態を示し、図5は、図2に示したコネクタ1を基板6に対して実装した後の状態を示している。
【0032】
基板6のコネクタ1に対向する接近方向S1と反対方向S2側の面には、上述した図示しないパッドが、一方接触部2a及び他方接触部3aの図3に示す初期位置と、図4に示す実装位置の双方において接触する矩形状又は楕円状の設置範囲に設けられている。
【0033】
本実施例においては、図3に示した初期状態のコネクタ1を基板6に実装するにあたっては、上述したように、基板6に設けられた被螺合部とコネクタ1のネジ5の螺合力を固定力として利用する。
【0034】
基板6にはコネクタ1のハウジング4の並列方向L1L2の両端に位置する一対のガイド部4cに対応する、図示しないガイド穴部が設けられており、実装作業を行う作業者は、基板6のガイド穴部にガイド部4cを挿入して、合計三個のネジ5を基板6に設けられた雌ネジ状の被螺合部に螺合させる作業を行う。
【0035】
この際、被螺合部とネジ5との螺合力すなわち固定力は基板6のパッドとコネクタ1の一方接触部2a及び他方接触部3aとの接触面に接近方向S1と反対方向S2に向けて作用する。この固定力が一方接触部2a及び他方接触部3aに作用すると、コンタクト2の拡大部2c、延在部2d、縮小部2eにより構成されるコの字状の一方の弾性部と、コンタクト3の拡大部3c、延在部3d、縮小部3eにより構成されるコの字状の他方の弾性部はともに、反対方向S2に向けて圧縮されて撓み、弾性力を蓄積する。
【0036】
この蓄積された弾性力により、一方接触部2aには基部2bの接近方向S1側の端部を支点として図3中時計回りに回転するモーメントが作用し、他方接触部3aには基部3bの接近方向S1側の端部を支点として図3中反時計回りに回転するモーメントが作用する。
【0037】
実装作業においてネジ5を被螺合部に徐々に螺合していくにあたって、一方接触部2a及び他方接触部3aと基板6側のパッドには上述したモーメントに対向する摩擦力が作用しているが、この摩擦力に対して相対的に螺合力すなわち固定力が徐々に大きくなると、モーメントが摩擦力に打ち勝って、一方接触部2a及び他方接触部3aはパッドの表面を摺動しながら図4のFに示すように相互に離隔する方向に移動する。
【0038】
つまり、初期状態で図2左下図に示すように、ハウジング4の外輪郭線側に隣接して位置するコンタクト3及びコンタクト2は、図5中左下図に示すように、幅方向W1及び幅方向W2に突出変位し、幅方向内側に位置するコンタクト2及びコンタクト3は幅方向中央に接近変位する。なお、図5中左上図は図5中のXX断面におけるコンタクト2及びコンタクト3の実装状態を示している。
【0039】
以上述べた本実施例のコネクタ1によれば、以下に述べるような有利な作用効果を得ることができる。すなわち、コネクタ1を基板に実装するにあたっての固定力により弾性部に蓄えられる弾性力に基づいて、コンタクト2の一方接触部2aとコンタクト3の他方接触部3aが基板上のパッドに適切に押圧されることを招来して接圧を確保することができる。
【0040】
これにより、リフロー又ははんだ付けによらずに、コネクタ1のコンタクト2、3と基板のパッドとの電気的接続性を確保することができる。従って、本実施例においては、リフロー又ははんだ付けによる接続をなくして、実装後において基板又はコネクタ1のいずれかを交換するリペアを行う場合に、はんだ部分を溶解する加熱工程を必要のないものとすることができる。これにより、リペア性を向上することができる。つまり、リペア性を高めた上で電気的接続性を確保することが実現できる。
【0041】
加えて、実装作業時において、コンタクト2の一方接触部2aとコンタクト3の他方接触部3aが基板上のパッドに適切に押圧されながら、相互に逆方向かつ間隔を拡大する方向に移動するので、コンタクト2、3によりパッドをワイピングして、パッド表面上の汚れ、塵埃、酸化被膜、錆等の異物を除去する機能を有することができる。これにより、電気的接続性をさらに高めることができる。また、一方接触部2a及び他方接触部3aは基板のパッドに対して初期状態から接触しているため、一方接触部2a及び他方接触部3aの実装時の相互離隔変位をより円滑なものとすることができる。
【0042】
なお、本実施例のコネクタ1においてもコンタクト2、3の弾性部を撓ませて上述した接圧を確保するにあたっては、コンタクト2、3を支持するハウジング4と基板との接近方向S1の間には、隙間を設けることが必要であって、この隙間に位置する任意の組合せのコンタクト2、3相互間には絶縁体が位置していない。
【0043】
これに対しても、本実施例のコネクタ1においては、対となるコンタクト2、3相互間の間隔を実装後において拡大することができるため、対となるコンタクト2、3相互間の離隔距離を確保し、コンタクト2、3相互間の電気信号の干渉を防止して、ノイズ防止上の観点からも電気的接続性の信頼性を確保することができる。
【0044】
さらに、本実施例においては、幅方向W1W2において並列するコンタクト2、3の並列群相互間においても、隣接するコンタクト2、3を千鳥配列することとしている。このため、図5の左下図を拡大して示す図6に示すように幅方向中央C1又はC2を挟んで対となるコンタクト2、3相互間の離隔距離を実装後に拡大しても、幅方向中央C1又はC2を挟まないで隣接するコンタクト2、3は並列方向L1L2において1/2Pだけずれているので、相互間の距離は幅方向距離の二乗値と1/2Pの二乗値を加えて平方根をとった値とすることでき、十分な距離を確保することができる。つまり、対となるコンタクト2、3以外の組合せにおいても電気信号の干渉を防止することができる。
【0045】
また、本実施例においてはコネクタ1のコンタクト2、3が並列する並列方向L1L2及び接近方向S1に垂直な幅方向W1W2における寸法について、リフロー又ははんだ付けを利用しないことから、コンタクト2の一方接触部2a、コンタクト3の他方接触部3aの基板と反対方向S2側にはんだ載置のための空間を確保する必要がない。
【0046】
このことと、コの字状の弾性部の形状効果に基づいて、コンタクト2、3のパッドに接触する一方接触部2a、3aを幅方向中央側に集中的に配置させることができる。すなわち、コンタクトを複数列に並列させる場合においても、コネクタ1の幅方向W1W2の寸法を狭小化することが実現できる。また、実装後においてのみコンタクト2、3を相互離隔変位させることから、実装前のコネクタ1の幅方向寸法についても、狭小化することができる。これによりコンパクト化を実現することができる。
【0047】
以上本発明の好ましい実施例について詳細に説明したが、本発明は上述した実施例に制限されることなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形および置換を加えることができる。
【0048】
例えば上述した実施例においては、基板側のパッドをコンタクト2、3の初期位置においても接触させる形態としているが、上述したワイピング効果の必要性が低い場合で基板のコンタクト2、3に対する耐摩耗性、摺動にあたっての低摩擦性が確保できる場合においては、実装位置のみで接触する形態とすることも可能である。
【0049】
また、幅方向におけるコンタクト2、3の並列群の配列形態、並列方向における分割形態、ネジ5の挿通部4bの配置態様、についても、上述した実施例に対して適宜変更することが可能である。オフセット部についても本実施例においてはコンタクト2が含むこととしているが、コンタクト2に換えてコンタクト3に含ませることとすることもできる。
【産業上の利用可能性】
【0050】
本発明は、コネクタに関するものであり、電気的接続の信頼性を確保できかつリペア性を高めてコンパクト性をも向上することが可能なコネクタを提供することができるので、家庭用、オフィス用、産業上の電子機器に適用して有益なものである。
【符号の説明】
【0051】
1 コネクタ
2 コンタクト(一方接触子)
2a 一方接触部
2b 基部
2c 拡大部
2d 延在部
2e 縮小部
2f 折り曲げ部
2g 内側端部
2h オフセット部
3 コンタクト(他方接触子)
3a 一方接触部
3b 基部
3c 拡大部
3d 延在部
3e 縮小部
3f 折り曲げ部
3g 内側端部
E1 終端
E2 末端
4 ハウジング(筐体)
4a 孔部
4b 挿通部
4c ガイド部
5 ネジ(螺合部)
6 基板(パッド:被接触部を含む)
L 並列方向
S 接離方向
W 幅方向

【特許請求の範囲】
【請求項1】
一対以上の被接触部を含む基板に実装されるコネクタであって、前記一対以上の被接触部の一方に対応する一方接触部を有する一方接触子と、前記一対以上の被接触部の他方に対応する他方接触部を有する他方接触子を含み、前記一方接触部と前記他方接触部が、前記コネクタを前記基板に固定する実装時において固定力に基づいて相互に逆方向に移動することを特徴とするコネクタ。
【請求項2】
前記固定力に対応した弾性力を撓みとして蓄積する弾性部を含み、当該弾性力に基づいて前記一方接触部と前記他方接触部が、相互に逆方向に移動することを特徴とする請求項1に記載のコネクタ。
【請求項3】
前記一方接触部と前記他方接触部の間隔が、前記コネクタが前記基板に実装される前よりも後において拡大されることを特徴とする請求項2に記載のコネクタ。
【請求項4】
前記一方接触部は前記他方接触部に対して、前記一方接触子又は前記他方接触子の並列方向における並列間隔の半分ずれて設置されることを特徴とする請求項3に記載のコネクタ。
【請求項5】
前記並列方向視において、前記一方接触子及び前記他方接触子は前記コネクタの前記基板に対する接近方向の反対側に位置する基部と、当該基部から幅方向の外側に延びる拡大部と、当該拡大部の終端から前記接近方向に延びる延在部と、当該延在部の末端から前記幅方向の内側に延びる縮小部を含むことを特徴とする請求項4に記載のコネクタ。
【請求項6】
前記縮小部は前記幅方向の内側に対して前記接近方向に傾斜して延びて、折り曲げ部よりも前記幅方向の内側に位置する内側端部が前記接近方向の反対側に指向して、前記折り曲げ部が前記一方接触部又は前記他方接触部を構成することを特徴とする請求項5に記載のコネクタ。
【請求項7】
前記折り曲げ部が前記終端に対して前記幅方向の内側に位置することを特徴とする請求項6に記載のコネクタ。
【請求項8】
前記拡大部と前記延在部と前記縮小部は前記弾性部を構成することを特徴とする請求項7に記載のコネクタ。
【請求項9】
前記基部に対して前記一方接触部又は前記一方他方部を前記並列方向に前記半分だけオフセットするオフセット部を含むことを特徴とする請求項8に記載のコネクタ。
【請求項10】
前記一方接触子及び前記他方接触子の前記並列方向における並列群を複数列含むことを特徴とする請求項9に記載のコネクタ。
【請求項11】
前記幅方向に隣接する前記並列群の一方が含む前記一方接触部又は前記他方接触部に対して隣接する、前記並列群の他方が含む前記他方接触部又は前記一方接触部が前記並列方向に前記半分ずれて設置されることを特徴とする請求項10に記載のコネクタ。
【請求項12】
前記一方接触子及び前記他方接触子の前記基部を保持する筐体を含むことを特徴とする請求項1〜11に記載のコネクタ。
【請求項13】
前記一方接触子及び前記他方接触子の前記基部は、前記筐体に穿設された孔部に前記接近方向から圧入されて保持されることを特徴とする請求項12に記載のコネクタ。
【請求項14】
前記一方接触子及び前記他方接触子の前記基部以外の部分が、前記筐体から前記接近方向に向けて突出されることを特徴とする請求項13に記載のコネクタ。
【請求項15】
前記接近方向視において、前記一方接触部及び前記他方接触部は千鳥配列されることを特徴とする請求項14に記載のコネクタ。
【請求項16】
前記接近方向の反対視において、前記一方接触子及び前記他方接触子の前記基部は格子配列されることを特徴とする請求項15に記載のコネクタ。
【請求項17】
前記基板に形成された被螺合部に対応する螺合部が挿通される挿通部を前記筐体が含むことを特徴とする請求項16に記載のコネクタ。
【請求項18】
前記被螺合部と前記螺合部の螺合力が前記固定力であることを特徴とする請求項17に記載のコネクタ。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【公開番号】特開2012−186094(P2012−186094A)
【公開日】平成24年9月27日(2012.9.27)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−49650(P2011−49650)
【出願日】平成23年3月7日(2011.3.7)
【出願人】(501398606)富士通コンポーネント株式会社 (848)
【Fターム(参考)】