プラグコンタクト100を保持するプラグハウジング10が板状の接触部330を有するリセプタクルコンタクト300を保持するリセプタクルハウジング30の上面から沈むように嵌合する基板対基板コネクタ構造において、プラグコンタクト100は、プラグハウジング10に保持される圧入部120と、リセプタクルコンタクト300の接触部330に接続する弾性変形可能な接触部130を有するコンタクト片110とを備え、コンタクト片110は間隔を設けて対面する姿勢で一対備わる。一対のコンタクト片110は湾曲状の連結部136で連結され弾性変形の方向が共通し、接触部130が互いに内向きに弾性変形したとき、その先端部133は互いに干渉することがない程度にオフセットされている。
プラグコンタクトを保持するプラグハウジングが板状の接触部を有するリセプタクルコンタクトを保持するリセプタクルハウジングの上面から沈むように嵌合する基板対基板コネクタ構造において、
前記プラグコンタクトは、前記プラグハウジングに保持される圧入部と、前記リセプタクルコンタクトの接触部に接続する弾性変形可能な接触部を有するコンタクト片とを備え、前記コンタクト片は間隔を設けて対面する姿勢で一対備わり、前記一対のコンタクト片は前記弾性変形の方向が共通するように湾曲状の連結部で連結され、前記接触部が互いに内向きに弾性変形したとき、その先端部は互いに干渉することがない程度にオフセットされているところに特徴を有するコネクタ構造。
請求項1記載のプラグコンタクトは、一対のコンタクト片のうち少なくとも一方のコンタクト片の圧入部の一辺から回路基板に接続する接続部が延びているところに特徴を有するコネクタ構造。
【発明を実施するための形態】
【0013】
本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明するが、本発明の技術的範囲はこれらの実施形態によって限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で実施することができる。
図1は本発明の実施形態に係るコネクタ構造のプラグコネクタとレセプタクルコネクタとが嵌合開始位置にある状態を示す外観斜視図である。
図2は同コネクタ構造のプラグコネクタとレセプタクルコネクタとの嵌合状態を示す外観斜視図である。
図3は同コネクタ構造に係るプラグコンタクトの外観斜視図である。
図4は同コネクタ構造に係るプラグコンタクトの平面図であって、(1)は静止状態、(2)は嵌合状態である。
図5は同コネクタ構造に係るレセプタクルコンタクトのレセプタクルハウジングに対する圧入状態を示す要部断面図である。
図6は同コネクタ構造に係るレセプタクルコンタクトの外観図である。
図7は同コネクタ構造に係るレセプタクルコンタクトのレセプタクルハウジングに対する圧入状態を示す、(1)は要部拡大図、(2)は透視図である。
図8は同コネクタ構造に係るプラグコンタクトとレセプタクルコンタクトとの嵌合過程の要部断面図である。
図9は同コネクタ構造に係るプラグコンタクトとレセプタクルコンタクトとのずれ吸収機構を示す断面図であって、(1)は幅方向の位置ずれ、(2)は幅方向の位置ずれと傾き、(3)は傾き。
なお、説明中の指示方向は原則対象図面に示す方向定義にしたがう。
【0014】
<コネクタ構造概説>
平行位置にある2枚の回路基板B1、B2を接続する、プラグコネクタ1と、リセプタクルコネクタ3と、からなるコネクタ構造が、
図1、
図2に示されている。プラグコネクタ1、リセプタクルコネクタ3ともに、左右側壁13、及び22の下面から外方向に回路基板B1、及びB2に接続する、コンタクト接続部140、及び340が延びている。プラグコネクタ1は、リセプタクルコネクタ3の上面からその全体を沈めるように嵌合し、
2枚の回路基板B1、及びB2の所定回路を接続する。
【0015】
プラグコネクタ1は、
図1に示されるように、箱状のプラグハウジング10にプラグコンタクト100を2列に亘り等間隔に収容する。プラグハウジング10は、合成樹脂の射出成形により得られ、プラグコンタクト100は、導電性の圧延金属板の塑性加工によって得られる。
【0016】
リセプタクルコネクタ3は、
図1に示されるように、二重の入れ子構造からなり、リセプタクルハウジング30と、比較的大きな板状の接触部を有するリセプタクルコンタクト300とを備える。リセプタクルハウジング30は、回路基板B2に取り付くベースハウジング20と、その内側に浮いた状態にある、フロート部200とからなる。ともに合成樹脂の射出成形により得られる。また、リセプタクルコンタクト300は、導電性の圧延金属板の塑性加工により得られる。
【0017】
<プラグハウジング>
プラグハウジング10は、
図1に示されるように、前後方向に延びる底壁12、この底壁12の前後端に端壁14、14、左右端に側壁13、13を備える。底壁12は、左右側壁13、13、前後端壁14、14で周囲が囲まれ、中央部に窪地を形成する。側壁13は、端壁14に比べて厚みを有し、内部にプラグコンタクト100を収容する、収容室を備える。収容室は、左右側壁13、13に等間隔に長手方向に沿って備わる。端壁14、14は、平坦な板状である。
【0018】
プラグハウジング10は、
図1に示されるように、窪地の中央部に底壁12の表面から真上に延びる柱状の位置決めポスト11を有する。位置決めポスト11は、嵌合時、相手方コネクタ(リセプタクルコネクタ3)の位置決めガイド250と作用し、両コネクタ1、3の正規嵌合位置を割り出す。位置決めポスト11と、位置決めガイド250とは、その機能に応じる、先端部にテーパー面を備えている。
【0019】
位置決めポスト11は、
図1に示されるように、前後方向に板厚を有する板状で、対応する位置決めガイド250は、この板状の位置決めポスト11を表裏面から挟持する一対の板片を備えた溝である。位置決めガイド250は、位置決めポスト11に比べて幅方向(左右方向)の寸法が大きく、このために、正規規嵌合位置からのずれが幅方向(左右方向)に生じていても、プラグコネクタ1はリセプタクルコネクタ3に収容されうる。また、位置決めポスト、位置決めガイドは、ともに先端部にテーパー面を有するので、前後方向に位置ずれが生じていても、ずれは修正されて正規嵌合姿勢になる。すなわち、前後、或いは左右方向に相対的にずれが生じる状態でも嵌合が許容されうる。
【0020】
プラグハウジング10は、
図1に示されるように、側壁13の内部に狭ピッチで前後方向に沿って配置されるプラグコンタクト100を収容し、回路基板B1と接続する接続部140は、底壁12の下面で等間隔に延び、相手方コンタクト(リセプタクルコンタクト300)と接続する図示しない接触部は、全体が側壁13で覆われる。
【0021】
プラグハウジング10は、
図1に示されるように、回路基板B1との接続を補強する補強金具を、ハウジングの側壁13に備えていてもよい。これにより、プラグコンタクト100と同時に補強金具の実装もおこなえる。
【0022】
<プラグコンタクト>
プラグコンタクト100は、
図3に示されるように、一対のコンタクト片110、100からなる。一対のコンタクト片110、110は、180度湾曲する連結部136で連なり、互いに内側面を相手方に向けて正対する。一対のコンタクト片110、110間に
は、間隔が設けられている。これにより、コンタクト片110の付勢力が強化される。
【0023】
コンタクト片110は、
図3に示されるように、左右方向に比べて上下方向に長く延び、一方のコンタクト片は、矩形状の圧入部120の上辺から上方に接触部130が連なる。接触部130の下端側縁からは、一対のコンタクト片110、110を繋ぐように連結部136が備わる。また圧入部120の下辺からは、途中外方向へ屈曲する姿勢で接続部140が延びている。
【0024】
一方のコンタクト片110は、
図3に示されるように、圧入部120、接触部130を、略同一平面上に備え、他方のコンタクト片110は、これと平行して延びる接触部130を備える。双方の接触部130、130は、
図3に示されるように、山形に屈曲する先端部133を形成し、山形の頂部に接点135を備えている。嵌合時、接点135は、相手方コンタクト(リセプタクルコンタクト300)に接続し、付勢力を作用させる。
【0025】
接触部130は、
図3に示されるように、基端部から先端部133にいくにしたがって幅寸法は段階的に狭くなる。基端部は、略圧入部と同じ幅寸法を有し、先端部133はその1/4程度の寸法まで減少する。接触部130は、基端部を支点にして弾性変形し、嵌合時、相手方コンタクト300に付勢力を与える。
【0026】
接触部130の先端部133は、
図3に示されるように、互いに対面する内側に山形の頂部を備え、対面姿勢で衝突を避けるため、互いに幅寸法分左右方向にずらした位置に配置(千鳥配置)されている。これにより、山形は比較的大きな角度で前方へ張り出し、その頂部は相手方頂部と衝突するほどの勢いではあるが、先端部133は互いにオフセット位置にあるため、静的状態、或いは弾性変形状態ともに、互いに干渉は生じない。
【0027】
すなわち、一対のコンタクト片110、110は、
図4に示されるように、接触部130は、略全体が互いに鏡面対称に写る形状で、先端部133が互いに干渉を避ける位置にあるので、弾性変形方向と直交する方向から静的状態のコンタクト100を見たとき、先端部133は、互いに重なり合う、いわゆるオーバーラップの位置にある。
【0028】
一対のコンタクト片110、110からなるプラグコンタクト100は、
図4の(1)に示されるように、先端部133は、静的状態でオーバーラップ姿勢にあり、嵌合時、相手方コンタクト300が一対の先端部133、133に挟持されたとき、一対の先端部133、133の接点135、135は、
図4の(2)に示されるように、相手方コンタクト300の厚み分だけ離間した状態になる。一般的に弾性片の付勢力は変形量に比例するので、オーバーラップ状態から相手方コンタクトを挟持する場合は、オーバーラップ状態のない場合に比べて、大きな付勢力が得られる。
【0029】
このように、オーバーラップ姿勢をとることにより、薄い板厚の材料が使用でき、幅寸法も小型化が可能になる。また、これにより装置の小型化も望める。さらに、相手方コンタクト300の挟持状態でのコンタクト幅寸法の最小化も図られるので、端子配列の狭ピッチ化にも寄与する。
【0030】
<プラグ取り付け>
プラグコンタクト100は、
図5に示されるように、プラグハウジング10の収容室18に収容される。収容室18は、プラグハウジング10の底壁12の左右端部から左右側壁13にかけて、内部に形成されている。収容室18は、プラグコンタクト100の圧入部120を係止するための被圧入部19、19を下寄りに備え、弾性変形可能な接触部130を収容する部分を上寄りに備えている。
【0031】
側壁13は、
図5に示されるように、上下方向にスリット17が刻まれ、柱状の保護部16が前後方向に等間隔で形成されている。隣接する一対の保護部16、16の内部に、一対のコンタクト片110、110が収容され、嵌合時、スリット17を通して挿入される図示しない相手方コンタクトと接続する。すなわち、隣接する一対の保護部16の一方には、一方のコンタクト片110が収容され、他方の保護部16には、他方のコンタクト片110が収容される。
【0032】
プラグコンタクト100は、
図5に示されるように、プラグハウジング10の下面から収容室18に圧入され、圧入終了位置で圧入部120は被圧入部19、19に係止する。この位置で、接触部130は保護部16の内部にある。このとき、一対のコンタクト片110、110は一体的に圧入され、一つの収容室18に収容される。接触部130は、収容室18内で内壁に干渉することなく、所定範囲内で弾性変形可能である。一対の接触部130、130は、スリット17で隔たれた一対の保護部16、16に各片が収容される。スリット17は、概ね接触部130の全長を満たす程度の深さを有し、嵌合時、図示しない相手方コンタクトは、概ねスリット17の底部近くまで挿入される。
【0033】
接触部130は、
図5に示されるように、保護部16で全体が覆われるので、不用意な接触による変形破損から免れる。また、前後方向に等間隔で配置されたプラグコンタクト100は、隣接ずるコンタクト間も保護部16で守られ、互いに干渉、接触は生じない。
【0034】
スリット17は、
図5に示されるように、一対のコンタクト片110、110を真二つに分ける位置に刻まれ、スリット17上にプラグコンタクト先端部133のオーバーラップ構造が位置している。これにより、スリット17入り口を通過した図示しない相手方コンタクトは、スムーズに先端部133、133の誘いに誘導され、嵌合終了位置まで挿入される。
【0035】
オーバーラップ位置の先端部133は、嵌合時、
図4に示されるように、相手方コンタクト(リセプタクルコンタクト300)に対して互いに挟持する向きに付勢力を作用させ、接点135で強い電気的機械的接続を得る。このとき、オフセット位置にある一対の接点135、135により、相手方コンタクト300との間で回転モーメントが生じるが、等間隔で複数列に亘り配置されているので、互いに回転モーメントが打ち消され、コネクタ構造は全体的に安定的である。
【0036】
<リセプタクルハウジング>
リセプタクルハウジング30は、
図1に示されるように、ベースハウジング20と、フロート部200とからなる入れ子構造で、フロート部200は、リセプタクルコンタクト300を介して繋がる、いわゆるフローティング構造である。フロート部200は、ベースハウジング20の中で前後、左右、及び上下方向に変位可能に緩やかに保持されている。また、左右方向を軸芯とする回転変位、或いは前後方向を軸芯とする回転変位も許容されている。
【0037】
ベースハウジング20、フロート部200ともに非導電性の合成樹脂からなる射出成形品であり、ベースコンタクトは導電性金属から塑性加工で得られる。
【0038】
ベースハウジング20は、
図1に示されるように、左右一対の側壁22、22と、この側壁22を繋ぐ一対の端壁21、21とを備え、内側にフロート部200を収容するための収容空間24を有している。側壁22は、基端部でコンタクトを保持するために必要な厚みを有し、ここより上方は比較的薄い平坦な板壁である。側壁22上面も比較的薄い平坦な板壁で覆われ、前後方向に沿ってスリットが形成されている。スリットを通して内部に収容されているリセプタクルコンタクト300の配列状況が観察できる。
【0039】
端壁21は、
図1に示されるように、上方に開いたコの字状で両側壁22、22を平行位置に繋げる。端面は、端壁21以外の部分は開口されている。また、ベースハウジング20の下面は、概ね開口され、上面はフロート部200の挿入口で全面が開口されている。
【0040】
収容空間24は、
図1に示されるように、平面視矩形状の窪地で、ここにフロート部200の全体が沈むように嵌り込む。収容空間24は、フロート部200の外形寸法に比べて、上下、及び左右方向ともに大きく、且つベースハウジング20の端面は開口されているので、収容空間24に収容されたフロート部200は、前後、左右、及び上下方向に変位可能である、また、左右方向、或いは前後方向を軸芯にして回転変位も可能である。
【0041】
フロート部200は、
図1、
図7に示されるように、前後方向に延びる箱体で、板壁状の左右側壁220、220、同じく板壁状の前後端壁230、230を備え、左右方向中央には、前後方向に延びる縦壁260を備え、前後方向中央には、左右方向に延びる横壁270を備える。縦壁260は、前後端で端壁230に繋がり、横壁270は、左右端で側壁220に繋がる。
【0042】
側壁220内面、縦壁260側面には、
図7に示されるように、リセプタクルコンタクト300の接触部330を保持するための保持溝280、280が備わる。縦壁260側面には、フロート圧入部322を圧入するための被圧入部290が備わる。側壁220と縦壁260とは、横桟210で繋がり強度、剛性が確保されている。
【0043】
<リセプタクルコンタクト>
リセプタクルコンタクト300は、
図6に示されるように、細く長くS字状にカーブする保持部320、保持部320の右端に連なる接続部340、及び保持部320の左端に連なる接触部330からなる。
【0044】
保持部320は、
図6に示されるように、比較的小さな湾曲部と、比較的大きな湾曲部とが連続する、略S字状である。小さな湾曲部の端部には、ベースハウジングに取り付くベース圧入部321が備わり、大きな湾曲部の端部には、フロート部に取り付くフロート圧入部322が備わる。ベース圧入部321と、フロート圧入部322とは、保持部320の最も離れた両端部に位置するので、その間は実質的に長い距離が確保されている。図示しない回路基板に伝わる振動は、長い距離が確保されている、このS字部分に吸収されるので、コネクタ構造全体として良好な振動吸収効果が得られる。また、両圧入部321、322ともにその前後に比べて幅寸法が若干大きくとられ圧入保持されやすい形状を備えている。
【0045】
保持部320の端部に連なる接続部340は、
図6に示されるように、90度外向きに屈曲する。接続部340は、その下面で図示しない回路基板の所定ランドに半田接続される。図示しない回路基板の振動は接続部340を通して伝わるが、S字部分で振動は吸収されるので、コンタクトの接点部分の摺動が抑制されたコネクタ構造が得られる。
【0046】
接触部330は、図示しない相手方コンタクトに接続する部分であって、
図6に示されるように、上下、及び左右方向に広がる板状である。
【0047】
接触部330は、
図7に示されるように、フロート部200に若干の間隔を設けて等間隔に並ぶ。
【0048】
<リセ取り付け>
リセプタクルコンタクト300は、
図7に示されるように、ベースハウジング20と、フロート部200との双方に架けて組み付けられる。フロート部200は、接触部330全体を保持するとともに、保持部320の一部、フロート圧入部322を保持し、一方ベースハウジング20は、保持部320の一部、ベース圧入部321を保持する。S字状に延びる保持部320は、フロート圧入部322と、ベース圧入部321との間で、ベースハウジング20、及びフロート部200のどちらにも干渉することはなく、許容範囲内で、上下、左右、及び前後方向に変位可能である。これにより、ベースハウジング20に対するフロート部200のフローティング構造が得られる。
【0049】
リセプタクルコンタクト300は、
図7に示されるように、リセプタクルハウジング30の下面から圧入される。
【0050】
リセプタクルコンタクト300の接触部330は、
図7に示されるように、フロート部200に下面から組み付けられる。保持部320のフロート圧入部322は、縦壁260の側面に形成された溝状の被圧入部290に圧入され、圧入と同時に、接触部330は両側縁を側壁220内面、及び縦壁260側面の凹状の保持溝280、280に入れた状態で保持される。圧入終了位置まで圧入されたとき、接触部330はフロート部200の正規組み付け位置に組み付けられる。
【0051】
リセプタクルコンタクト300の接触部330がすべて組み付けられた状態のフロート部200は、
図7に示されるように、ベースハウジング20に下面から組み付けられる。保持部320のベース圧入部321は、ベースハウジング20の側壁22下面に形成されたスリット状の被圧入部23に圧入され、圧入終了位置まで圧入されたとき、リセプタクルコンタクト300は、正規圧入位置にあり、同時にフロート部200は正規組み付け位置にある。
【0052】
フロート部200は、
図1、
図7に示されるように、収容空間24に組み付けられたとき、S字状に延びる保持部320でベースハウジング20から浮いた状態に保持される。フロート部200は、両側壁220、220にリセプタクルコンタクト300を複数列配置するので、ベースハウジング20の中央の収容空間24で浮いた状態のフロート部200が構成される。
【0053】
<嵌合>
プラグコネクタ1と、リセプタクルコネクタ3との嵌合は、
図8に示されるように、上面から水平姿勢でおこなわれる。プラグハウジング10の位置決めポスト11をリセプタクルハウジング30の位置決めガイド250の位置に合わせる。この位置合わせの後、プラグコンタクト100は、対応するリセプタクルコンタクト300に嵌合する位置にある。リセプタクルコンタクト300の接触部330は、
図8に示されるように、図示しないスリットを通してプラグコンタクト100の図示しない接触部に当接し、図示しない接触部の一対の先端部は間口を広げ、相手方接触部330を挟持する姿勢を準備する。
【0054】
長手方向、幅方向の初期の嵌め込みをおこない、
図8に示されるように、水平姿勢を保った状態で嵌合終了位置まで挿入する。押し切り位置で嵌合終了姿勢である。この姿勢で、プラグコネクタ1は、リセプタクルコネクタ3の上面からその全体を沈めるように嵌合し、2枚の図示しない回路基板間B1、及びB2の所定回路を接続する。リセプタクルコンタクト300と、プラグコンタクト100とは、嵌合終了位置で接続する。
【0055】
<効果、ずれ対応>
プラグ回路基板B1がリセプタクル回路基板B2に対して傾いている場合、
図9に示されるように、所定の傾きの範囲内では傾いたままの姿勢でプラグコネクタ1と、リセプタ
クルコネクタ3とは嵌合可能である。
【0056】
板状に広がるリセプタクルコンタクト300の接触部330に対して、接点で接続するプラグコンタクト100の接触部130は比較的小さく、正規に接続しうる範囲は中心点から同心円上に広がりを持つ。また、リセプタクルハウジング30はフローティング構造を備えるので、回路基板B1、B2間の相対的な傾きは、比較的大きな範囲で許容され、プラグコネクタ1と、リセプタクルコネクタ3とは嵌合可能である。
【0057】
プラグ回路基板B1がリセプタクル回路基板B2に対し左右方向(幅方向)にずれている場合、
図9に示されるように、所定のずれの範囲内では、ずれたままの姿勢でプラグコネクタ1と、リセプタクルコネクタ3とは嵌合可能である。
【0058】
リセプタクルコンタクト300の接触部330に対するプラグコンタクト100の接触部130は、正規接続範囲が左右方向(幅方向)に比較的大きい範囲を有しているので、相対的なずれを許容したまま嵌合可能である。
【0059】
位置ずれと傾きが重畳するときでも、プラグコネクタ1と、リセプタクルコネクタ3とは、
図9に示されるように、嵌合可能である。リセプタクルハウジング30のフローティング構造は、傾きに対して追従し、複雑な変位に対応可能である。
【0060】
<効果、その他>
1、回路基板B2の振動は、接続部340を通して伝わるが、S字部分で振動は吸収されるので、コンタクトの接点部分の摺動が抑制されたコネクタ構造が得られる。
2、プラグコンタクト100のオーバーラップ姿勢により、薄い板厚の材料が使用でき、幅寸法も小型化が可能になる。これにより、装置の小型化か望める。
3、相手方コンタクト(リセプタクルコンタクト300)の挟持状態でのコンタクト(プラグコンタクト100)幅寸法の最小化も図られるので、端子配列の狭ピッチ化も望める。
【0061】
本発明は、本実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で、発明構成要素の材料、構造、大きさ、形状、物性、特性等は種々条件に応じて変更が許容されうる。