説明

基板対基板電気コネクタ組立体

【解決手段】基板対基板電気コネクタ組立体は2つの回路基板間の接続を行う。組立体は嵌(かん)合面と第1の回路基板上にコネクタを実装する実装面とを備える扁(へん)平絶縁性ハウジングを備える第1のコネクタを含む。複数の離間された嵌合ポストはハウジングの嵌合面から突出する。第2のコネクタは、第1のコネクタの嵌合面と嵌合する嵌合面と、第2の回路基板上に実装するための実装面とを備える扁平絶縁性ハウジングを含む。第2のコネクタの絶縁性ハウジングは、第1のコネクタの嵌合ポストを収容するために、嵌合面の複数の嵌合通路を含む。通路は嵌合面から第2のコネクタの絶縁性ハウジングの取付面まで延在している。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、一般に電気コネクタの技術に関し、詳細には、2つの回路基板を接続する電気コネクタ組立体に関する。
【背景技術】
【0002】
様々なプリント回路基板上の回路間を電気接続するために様々な電気コネクタが使用されてきた。それらのプリント回路基板は、ある回路基板上の回路を他の回路基板上の回路と有効かつ確実に相互接続するようにコネクタで結合しなければならない。これは、表面実装コネクタである1対の嵌(かん)合コネクタによって行われ、基板対基板電気コネクタ組立体を構成する雌型コネクタ又はレセプタクルコネクタと嵌合可能な雄型コネクタ又はプラグコネクタを含む。
【0003】
前述のように、電気コネクタ組立体の両方のコネクタは、表面実装コネクタである。両方のコネクタは、一般に扁(へん)平(low profile )であり、コネクタを互いに保持するための何らかの形の機構を有する。好ましくは、この保持機構は、コネクタを位置合せし、2つのコネクタのぐらつきを防ぎ、コネクタの端子を良好かつ確実に相互に係合した状態に維持する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
コネクタを嵌合状態に保持するために如何なる保持機構が使用されている場合であっても、コネクタがかなり扁平であるため、機構の設計にかなり制約を受ける。例えば、一方のコネクタに、他方のコネクタの嵌合通路に挿入する嵌合ポストが使用されることがある。ポストは、通路に圧入され、コネクタを適切に位置合せするために使用することができる。しかしながら、通路は、多くの場合、コネクタのぐらつきを防ぐのに十分でない限られた距離しか一方のコネクタハウジング内に延在していない。この問題は、嵌合ポストが面取りされている場合には更に大きくなる。換言すると、ほとんどの用途でコネクタを見ないで結合しやすくするために、嵌合ポストは、面取りした遠位端を有する。これはポストの実効長を短くし、それにより、コネクタのぐらつきを防ぎ各端子間の良好かつ確実な接続を維持しようとする際に更に問題が起こる。本発明は、特に各コネクタが極めて扁平である基板対基板電気コネクタ組立体におけるこれらの様々な問題を解決しようとするものである。
【0005】
従って、本発明の目的は、2つの回路基板間の接続を行うための新規でかつ改善された基板対基板電気コネクタ組立体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の例示的な実施形態において、コネクタ組立体は、嵌合面と、第1の回路基板上にコネクタを実装する実装面とを有する扁平絶縁性ハウジングを備えた第1のコネクタを有する。ハウジングの嵌合面から複数の離間された嵌合ポストが突出している。絶縁性ハウジングには複数の第1の端子が取付けられ、各端子は、第1の回路基板上の適切な回路トレースに接続するテール部と、ハウジングの嵌合面の近傍に露出した接触部とを有する。
【0007】
第2のコネクタは、第1のコネクタのハウジングの嵌合面と嵌合する嵌合面と、第2の回路基板上に実装する実装面とを有する扁平絶縁性ハウジングとを有する。第1のコネクタの嵌合ポストを収容するためにハウジングに複数の嵌合通路が設けられている。この通路は、嵌合面から第2のコネクタの絶縁性ハウジングの取付面まで延在する。第2のコネクタの絶縁性ハウジングに複数の第2の端子が取付けられている。それぞれの第2の端子は、第2の回路基板上の適切な回路トレースに接続するテール部と、第1のコネクタの第1の端子のうちの1つの接触部と係合する接触部とを有する。
【0008】
本発明は、第1のコネクタの嵌合ポストが、第2のコネクタの嵌合通路内にぴったりと嵌(はま)り、嵌合ポストは、第2のコネクタの取付面まで延在して、コネクタを位置合せし、コネクタのぐらつきを防ぎ、端子の接触部を係合状態に維持するように意図されている。
【0009】
本発明の一形態によれば、第1のコネクタの嵌合ポストは、コネクタを見ないで嵌合しやすくするために面取りされた遠位端を有する。嵌合ポストの遠位端は、コネクタが嵌合されたときに第2のコネクタの取付面とほぼ面一である。
【0010】
本発明の他の形態によれば、第1のコネクタの絶縁性ハウジングは、ほぼ方形であり、ハウジングの4つの角の近傍に4つの嵌合ポストを有する。第1のコネクタは、プラグコネクタであり、第2のコネクタは、レセプタクル手段の4つの角に4つの嵌合通路を有するほぼ方形のレセプタクル手段を備えたレセプタクルコネクタである。
【0011】
本発明の他の特徴は、嵌合ポスト内の少なくとも1つとこれに対応する嵌合通路の寸法が、他の嵌合ポストとこれに対応する嵌合通路の寸法と異なり、これにより、コネクタ組立体のための極性化手段を提供する。コネクタのうちの少なくとも1つのコネクタの絶縁性ハウジングは、ハウジングの嵌合面に複数の端子取付穴を備えていてもよく、それにより、端子は対応する回路基板に実装される実装面とは反対側の嵌合面を介してハウジングに取付けられる。
【0012】
本発明の他の目的、特徴及び利点は、添付図面と関連して行われる以下の詳細な説明から明らかになるであろう。
【0013】
新規であると確信する本発明の特徴は、添付の特許請求の範囲において詳細に説明される。本発明は、更に他の目的及び利点とともに、添付図面と関連して行われる以下の説明を参照して最もよく理解することができ、図面において類似の参照符号は類似の要素を指す。
【発明を実施するための最良の形態】
【0014】
図面を詳細に参照すると、本発明は、図9に全体を10で示した電気コネクタ組立体で実施され、該電気コネクタ組立体は、全体を12で示した第1のコネクタ又はプラグコネクタを備え、図1〜4に具体的に示されている。プラグコネクタは、一般に、全体を14で示した第2のコネクタ又はレセプタクルコネクタと嵌合可能であり、該レセプタクルコネクタは、図5〜8に具体的に示されている。
【0015】
最初に図1〜4を参照すると、第1のコネクタ又はプラグコネクタ12は、全体を16で示した絶縁性ハウジングを有し、該絶縁性ハウジングは、プラスチック材料等でモールド成形することができる。ハウジング16は、嵌合面16aと、第1の回路基板(図示せず)上にプラグコネクタ12を実装するための実装面16bを有する。ハウジングは、図2で最もよく分かるように細長く、第1の回路基板上にプラグコネクタを表面実装するための外側面20aを画定する底壁20によって結合された1対の対向端部18を有する。ハウジング16の1対の細長いプラグ部22が、底壁20の両側部に沿って対向端部18の間に延在している。
【0016】
プラグコネクタ12のハウジング16には、全体を24で示した複数の第1の端子又はプラグ端子が取付けられている。図1及び2で最もよく分かるように、端子は、ハウジングの各プラグ部22の内側面26に沿って取付けられ、それにより、コネクタの内側に向く離間した2列の端子が画定される。各プラグ端子24は、第1の回路基板上の適切な回路トレースに接続するための底壁20の表面20aとほぼ同じ高さのテール部24aを有する。各プラグ端子24の残りの部分は、ほぼV字形であり、該V字形の一方の脚部24bが、ハウジング16のプラグ部22内に端子を取付ける取付部を画定する。脚部24bはそれぞれの両側の縁に、ハウジングのプラスチック材料に喰込む歯を有する。V字形の反対側の脚部24cは、各端子の凸状接触部を画定する。ハウジングは、取付部24bと凸状接触部24cの間に空間27を画定し、それにより、凸状接触部は、後で説明するように、レセプタクルコネクタの端子と係合するときに自由に撓(たわ)むことができる。
【0017】
各プラグ端子24の凸状接触部24cは、図1に全体を28で示した連続弓形接触面を画定する。それぞれの連続弓形接触面28は、図1で分かるような初期表面部28aを、最大力表面部28bと最終ラッチ表面部28cとともに有し、これらの目的はすべて後で説明する。
【0018】
本発明は、嵌合ポストがハウジングの嵌合面16aから突出するように複数の嵌合ポスト29をハウジング16と一体形成するものである。図2で最もよく分かるように、ハウジングは方形であり、方形のハウジングの4つの角に4本の嵌合ポスト29が設けられている。図9の説明で後で分かるように、コネクタ12と14の嵌合は見えない嵌合状態で行われる。何故なら、回路基板がコネクタの嵌合面を見ることを妨げているからである。従って、嵌合ポスト29は、見えない嵌合状態でのコネクタの嵌合を容易にするために29aのように面取りされる。
【0019】
図5〜8を参照すると、レセプタクルコネクタ14は、全体を30で示した絶縁性ハウジングを有し、該絶縁性ハウジングは、プラグコネクタ12と同じように細長くかつ対向端部32を有する。ハウジング30は、プラグコネクタ12のハウジング16の嵌合面と嵌合する嵌合面30aを有する。ハウジングは、対向端部32の間に延在し全体を38で示した1対の細長い差込口を画定する中央リブ34と1対の側面リブ36を備え、この1対の細長い差込口は、後で分かるように、プラグコネクタ12のプラグ部22とプラグ端子28を収容する。
【0020】
全体を40で示した複数の第2の端子又はレセプタクル端子は、レセプタクルコネクタ14のハウジング30の各側面リブ36に取付けられる。各レセプタクル端子40は、全体を42で示したほぼU字形の接触部と、全体を44で示した取付部とを有する。該取付部は、第2の回路基板(図示せず)上の適切な回路トレースに接続するためのテール部44aを有する。テール部44aの下部は、各側面リブ36の底面36a及び中央リブ34の底面34aとほぼ面一である。底面34aと36aは、実質的に、第2の回路基板上の実装コネクタ14の実装面を形成する。従って、レセプタクルコネクタ14は、第2の回路基板上に表面実装するように設計されている。各レセプタクル端子40の取付部44は、ハウジング30の各側面リブ36のそれぞれの取付穴46に挿入するための歯付き取付脚部44bを有する。
【0021】
各レセプタクル端子40のほぼU字形の接触部42は、レセプタクルコネクタの全長に亘(わた)って延びた差込口38の1つと合致する開放空間を画定するように第2の脚部42bから離間された第1の脚部42aを有する。U字形接触部42の脚部42aは、柔軟な接触アームを形成し、該柔軟な接触アームの遠位端には内側に向いた接触突起50がある。
【0022】
以上のことから、端子40が「上から装填(てん)された(top loaded)」端子であることが分かる。換言すると、端子の取付脚部44bは、ハウジングの上面30aからハウジング30のリブ36の取付穴46に圧入されている。上から装填される端子を提供することによって、基板から端子を取外さないとハウジングを第2の回路基板から取外すことができない。これは、すべての端子のテール部44aがはんだ付によって第2の回路基板上の回路トレースに接続されるので極めて困難である。これまで、従来技術のコネクタのコネクタハウジングに大きな上向きの力が加えられると、ハウジングが回路基板から持上り、基板上に端子が残ったままになったり、外部からの力によって端子が曲がったり破損したりすることがあった。
【0023】
レセプタクルコネクタ14は、さらに、ハウジング30の4つの角の近くの凹部54内に固定された4個の金属製「取付ネイル」52によって第2の回路基板に固定される。各取付ネイル52は、はんだ付によって、第2の回路基板上の適切な取付パッドにしっかりと固定された脚部52aを有する。
【0024】
本発明は、レセプタクルコネクタ14のハウジング30が、プラグコネクタ12の嵌合ポスト29を収容する4つの嵌合通路56を備えるものである。これらの通路は、図5及び6で最も良くわかる。要するに、通路は、実質上、ハウジングの嵌合面30aからハウジングの底面34aと36aにより形成された取付面まで延在する。図5及び6で最もよく分かるように、細長い差込口38は、ハウジング30の対向端部32と側面リブ36の間のレセプタクル手段58全体の一部分を構成する。このレセプタクル手段58は、ほぼ方形であり、方形のプラグコネクタ12を収容するようにサイズが決められている。嵌合する際、プラグコネクタの嵌合ポスト29が、レセプタクルコネクタの嵌合通路56に挿入される。
【0025】
図9は、第2のコネクタ又はレセプタクルコネクタ14と完全に嵌合された第1のコネクタ又はプラグコネクタ12を示す。プラグコネクタは、第1の回路基板62に表面実装されて示され、レセプタクルコネクタ14の表面は、第2の回路基板64に取付けられている。図9は、レセプタクルコネクタ内に下方に嵌合されたプラグコネクタを示す。しかしながら、基板間コネクタ組立体10はすべての方向で使用し機能することができ、それぞれのコネクタ12及び14のこの向きは、単に例示のためである。
【0026】
その理解の下で、プラグコネクタ12のプラグ部22と凸状接触部24cが、レセプタクル端子40のU字形接触部42によって形成された差込口38に挿入されることが分かる。嵌合する際、柔軟な接触アーム42aの遠位端にある接触突起50が、プラグ端子24の凸状接触部24cの連続弓形接触面28に乗って進むとき、レセプタクル端子の柔軟な接触アーム42aは、矢印「A」で示される方向に内側に付勢される。嵌合プロセスにおいて、接触突起50は、最初、連続弓形接触面の初期表面部28aと最小の係合力で係合する。接触突起50が表面部28bに乗って進むとき、接触突起50が最終ラッチ表面部28cに達するまでに最大の力が生じ、最終ラッチ表面部28cにおいてコネクタが完全に嵌合した状態で最小の嵌合力が発生する。すべてのレセプタクル端子のすべての接触突起50と、すべてのプラグ端子の最終ラッチ表面部28cの組合された力によって、付加的な挿入力をほとんど、又は、まったく要することなく2つのコネクタの間に良好なラッチが実現される。連続弓形接触面28は、従来技術の押込式ラッチ機構の公差問題による影響を受けない。
【0027】
図10は、第1の回路基板62及び第2の回路基板64を電気的に相互接続するためにレセプタクルコネクタ14と完全に嵌合されたプラグコネクタ12を示す。プラグコネクタの嵌合ポスト29は、レセプタクルコネクタの嵌合通路56に挿入されていることが分かる。ポストの遠位端は、レセプタクルコネクタの下取付面とほぼ面一である。嵌合ポスト29が、レセプタクルコネクタの取付面34a/36aまで下方に延在しているので、プラグコネクタの嵌合ポスト29とレセプタクルコネクタの嵌合通路56との間にはかなり大きい係合面領域が提供される。これらの相互係合面領域は、両方矢印「B」で示されている。コネクタを見ないで嵌合しやすくするために嵌合ポスト29が29aの箇所で面取りされているにもかかわらず、このようなかなり大きい相互係合面領域が提供される。この大きい相互係合面は、嵌合ポストがレセプタクルコネクタを完全に貫通しているために提供される。
【0028】
図2及び6は、1本又は複数本(例えば、右上角)の嵌合ポスト29と嵌合通路56が、他の嵌合ポスト及び通路と異なるサイズ(例えば、大きい)を有するものとすることができることを示す。これは、コネクタ12及び14を1つの向きだけで嵌合できるようにコネクタ組立体のための極性化手段を提供する。
【0029】
本発明は、その精神又は中心的特徴から逸脱することなく他の特定の形態で実施できることを理解されよう。従って、上記の実施例と実施形態は、すべての点において例示的であり限定的でないと考えるべきであり、本発明は、本明細書に示した詳細に限定されない。
【図面の簡単な説明】
【0030】
【図1】本発明によるコネクタ組立体の第1のコネクタ又はプラグコネクタの垂直方向に断面した斜視図である。
【図2】プラグコネクタの平面図である。
【図3】プラグコネクタの側面図である。
【図4】プラグコネクタの端面図である。
【図5】本発明によるコネクタ組立体の第2のコネクタ又はレセプタクルコネクタの垂直方向に断面した斜視図である。
【図6】レセプタクルコネクタの平面図である。
【図7】レセプタクルコネクタの側面図である。
【図8】レセプタクルコネクタの端面図である。
【図9】図5の断面領域の近傍における本発明のコネクタ組立体の垂直断面図であり、プラグコネクタとレセプタクルコネクタが嵌合した状態を示す。
【図10】図5の線10−10の領域の近傍での嵌合状態のコネクタ組立体の垂直断面図である。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
2つの回路基板間の接続を行う基板対基板電気コネクタ組立体であって、
嵌合面と、第1の回路基板上にコネクタを実装する実装面とを含む扁平絶縁性ハウジングと、ハウジングの嵌合面から突出する複数の離間された嵌合ポストとを備える第1のコネクタと、
絶縁性ハウジングに取付けられ、第1の回路基板上の適切な回路トレースに接続するテール部と、前記嵌合面の近傍に露出した接触部とをそれぞれ含む複数の第1の端子と、
第1のコネクタのハウジングの嵌合面と嵌合する嵌合面と、第2の回路基板上に実装するための実装面とを含む扁平絶縁性ハウジングと、第1のコネクタの嵌合ポストを収容するために、第2のコネクタの絶縁性ハウジングの嵌合面から取付面まで延在する複数の嵌合通路とを備える第2のコネクタと、
第2のコネクタの絶縁性ハウジングに取付けられ、第2の回路基板上の適切な回路トレースに接続するテール部と、第1のコネクタの第1の端子のうちの1つの接触部と係合する接触部とをそれぞれ含む複数の第2の端子とを有し、第1のコネクタの前記嵌合ポストが、第2のコネクタの嵌合通路内にぴったりと嵌り、嵌合ポストが、第2のコネクタの実装面まで延在して、コネクタを位置合せし、コネクタのぐらつきを防ぎ、端子の接触部を係合状態に維持する基板対基板電気コネクタ。
【請求項2】
第1のコネクタの前記嵌合ポストが、コネクタが嵌合されたときに第2のコネクタの実装面とほぼ面一である遠位端を備える、請求項1に記載の基板対基板電気コネクタ組立体。
【請求項3】
第1のコネクタの前記嵌合ポストが、コネクタを見ないで嵌合しやすくするために面取りされた遠位端を備える、請求項1に記載の基板対基板電気コネクタ組立体。
【請求項4】
嵌合ポストの前記遠位端が、コネクタが嵌合されたときに第2のコネクタの実装面とほぼ面一である、請求項3に記載の基板対基板電気コネクタ組立体。
【請求項5】
前記第1のコネクタの絶縁性ハウジングが、ほぼ方形であり、ハウジングの4つの角の近傍に4本の前記嵌合ポストを含む、請求項1に記載の基板対基板電気コネクタ組立体。
【請求項6】
前記第1のコネクタが、プラグコネクタであり、前記第2のコネクタが、レセプタクル手段の4つの角に4つの前記嵌合通路を備えるほぼ方形のレセプタクル手段を備えるレセプタクルコネクタである、請求項5に記載の基板対基板電気コネクタ組立体。
【請求項7】
前記嵌合ポストのうちの少なくとも1つ及びこれに対応する嵌合通路の寸法が、別の嵌合ポスト及びこれに対応する嵌合通路の寸法と異なり、これにより、コネクタ組立体のための極性化手段を提供する、請求項1に記載の基板対基板電気コネクタ組立体。
【請求項8】
前記コネクタのうちの少なくとも1つのコネクタの絶縁性ハウジングが、ハウジングの嵌合面に複数の端子取付穴を含み、それにより、対応する回路基板に実装される実装面と反対側の嵌合面を介して端子がハウジングに取付けられる、請求項1に記載の基板対基板電気コネクタ組立体。
【請求項9】
2つの回路基板間の接続を行う基板対基板電気コネクタ組立体であって、
嵌合面と、第1の回路基板上にコネクタを実装する実装面とを含む扁平でほぼ方形の絶縁性ハウジングを備え、ハウジングの4つの角の近傍にハウジングの嵌合面から突出する複数の嵌合ポストを備えるプラグコネクタであって、嵌合ポストが、コネクタを見ないで嵌合しやすくするために面取りされた遠位端を備えるプラグコネクタと、
絶縁性ハウジングに取付けられ、第1の回路基板上の適切な回路トレースに接続するテール部と、前記嵌合面の近傍に露出した接触部とをそれぞれ含む複数の第1の端子と、
プラグコネクタのハウジングの嵌合面と嵌合する嵌合面と、第2の回路基板に実装する実装面とを含む扁平絶縁性ハウジングを備え、前記ハウジングが、ほぼ方形のプラグコネクタを収容するために嵌合面に設けられたほぼ方形のレセプタクル手段と、プラグコネクタの嵌合ポストを収容するためにレセプタクル手段の4つの角に設けられた複数の嵌合通路とを備え、通路がレセプタクルコネクタの絶縁性ハウジングの嵌合面から実装面まで延在しているレセプタクルコネクタと、
レセプタクルコネクタの絶縁性ハウジングに取付けられ、第2の回路基板上の適切な回路トレースに接続するテール部と、プラグコネクタの第1の端子のうちの1つの接触部と係合する接触部とをそれぞれ含む複数の第2の端子とを有し、
プラグコネクタの前記嵌合ポストが、レセプタクルコネクタの嵌合通路内にぴったりと嵌り、嵌合ポストが、レセプタクルコネクタの実装面まで延在して、コネクタを位置合せし、コネクタのぐらつきを防ぎ、端子の接触部を係合状態に維持する基板対基板電気コネクタ組立体。
【請求項10】
前記嵌合ポストのうちの少なくとも1つ及びこれに対応する嵌合通路の寸法が、別の嵌合ポスト及びこれに対応する嵌合通路の寸法と異なり、これにより、コネクタ組立体のための極性化手段を提供する、請求項9に記載の基板対基板電気コネクタ組立体。
【請求項11】
前記コネクタのうちの少なくとも1つのコネクタの絶縁性ハウジングが、ハウジングの嵌合面に複数の端子取付穴を含み、それにより、対応する回路基板に実装される実装面と反対側の嵌合面を介して端子がハウジングに取付けられる、請求項9に記載の基板対基板電気コネクタ組立体。
【請求項12】
プラグコネクタの前記嵌合ポストが、コネクタが嵌合されたときにレセプタクルコネクタの実装面とほぼ面一である遠位端を備える、請求項9に記載の基板対基板電気コネクタ組立体。
【請求項13】
2つの回路基板間の接続を行う基板対基板電気コネクタ組立体であって、
第1の回路基板に実装するための絶縁性ハウジングを備える第1のコネクタと、
絶縁性ハウジングに取付けられ、第1の回路基板上の適切な回路トレースに接続するためのテール部と接触部とをそれぞれ備える複数の第1の端子と、
第2の回路基板に実装するための絶縁性ハウジングであって、第1のコネクタと嵌合する嵌合面と、第2の回路基板に実装する実装面とを含むハウジングを備え、ハウジングが嵌合面に複数の端子収容通路を備える第2のコネクタと、
第2のコネクタの絶縁性ハウジングに取付けられた複数の第2の端子であって、第2の回路基板の適切な回路トレースに接続するテール部と、前記第1の端子のうちの1つの接触部を収容するほぼV字形の接触部と、第2のコネクタの嵌合面の端子収容通路の1つに挿入する取付部とをそれぞれ含む複数の第2の端子とを有し、
それにより、第2の端子が、第2の回路基板上に第2のコネクタを保持するために第2のコネクタの絶縁性ハウジング内に上方から装填される基板対基板電気コネクタ組立体。

【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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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【公表番号】特表2007−503693(P2007−503693A)
【公表日】平成19年2月22日(2007.2.22)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−524709(P2006−524709)
【出願日】平成16年8月16日(2004.8.16)
【国際出願番号】PCT/US2004/026589
【国際公開番号】WO2005/022699
【国際公開日】平成17年3月10日(2005.3.10)
【出願人】(591043064)モレックス インコーポレーテッド (441)
【氏名又は名称原語表記】MOLEX INCORPORATED
【出願人】(306041042)
【出願人】(306041053)
【Fターム(参考)】