(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-12-09
(45)【発行日】2024-12-17
(54)【発明の名称】電気コネクタ
(51)【国際特許分類】
H01R 12/71 20110101AFI20241210BHJP
【FI】
H01R12/71
(21)【出願番号】P 2020218847
(22)【出願日】2020-12-28
【審査請求日】2023-09-15
【前置審査】
(73)【特許権者】
【識別番号】390005049
【氏名又は名称】ヒロセ電機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100094569
【氏名又は名称】田中 伸一郎
(74)【代理人】
【識別番号】100109070
【氏名又は名称】須田 洋之
(74)【代理人】
【識別番号】100119013
【氏名又は名称】山崎 一夫
(74)【代理人】
【識別番号】100067013
【氏名又は名称】大塚 文昭
(74)【代理人】
【識別番号】100120525
【氏名又は名称】近藤 直樹
(74)【代理人】
【識別番号】100139712
【氏名又は名称】那須 威夫
(74)【代理人】
【識別番号】100141553
【氏名又は名称】鈴木 信彦
(74)【代理人】
【識別番号】100121979
【氏名又は名称】岩崎 吉信
(72)【発明者】
【氏名】小林 勇貴
【審査官】▲高▼橋 杏子
(56)【参考文献】
【文献】特開平09-129288(JP,A)
【文献】特開2018-045992(JP,A)
【文献】特開2018-152335(JP,A)
【文献】特開2006-202617(JP,A)
【文献】特開2006-059656(JP,A)
【文献】特開2017-016897(JP,A)
【文献】特開2017-027671(JP,A)
【文献】特開2002-050420(JP,A)
【文献】国際公開第2020/084744(WO,A1)
【文献】特開平11-144822(JP,A)
【文献】米国特許出願公開第2011/0045679(US,A1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
H01R 12/00-12/91
H01R 24/00-24/86
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
絶縁性のハウジングと、前記ハウジングに固定された導電性の端子とを備える電気コネクタであって、
前記端子は、基板に接続される実装部と、前記実装部から嵌合方向に突出した接点部と、を含み、
前記接点部の板厚は、前記基板と直交する方向における前記実装部の板厚より厚く、
前記接点部は、嵌合方向から見てU字状の形状を有し、
前記端子は、複数の実装部を有する、電気コネクタ。
【請求項2】
前記実装部の嵌合側の面の一部は、前記ハウジングの一部によって覆われている、請求項1に記載の電気コネクタ。
【請求項3】
前記端子は、前記実装部と前記接点部との間に凹部を有し、前記凹部内に前記ハウジングの一部が充填されている、請求項1又は2に記載の電気コネクタ。
【請求項4】
前記接点部の2つの側面が前記ハウジングの一部と密着している、請求項1~3のいずれか1項に記載の電気コネクタ。
【請求項5】
前記接点部の先端の嵌合面の内部には、前記端子を形成する金属が充填されている、請求項1~4のいずれか1項に記載の電気コネクタ。
【請求項6】
前記嵌合方向は前記基板と直交する方向であり、前記接点部の板厚は前記基板と平行する方向における厚さである、請求項1~5のいずれか1項に記載の電気コネクタ。
【請求項7】
前記接点部は、鍛造により形成されている、請求項1~6のいずれか1項に記載の電気コネクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電気コネクタに関し、特に基板に実装される電気コネクタに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、基板の面同士を接続するコネクタとして、基板対基板型電気コネクタが用いられてきた。基板対基板型電気コネクタは、プラグコネクタと、レセプタクルコネクタとが1つの組になっており、レセプタクルコネクタにプラグコネクタが挿入され、互いの導電端子(コンタクト)が接触することにより、電気的に接続される。このような基板対基板型電気コネクタに関する技術としては、例えば、特許文献1(特開2017-16897号公報)などに記載される技術が挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
近年、スマートフォン、携帯電話、携帯情報端末などの電子機器の軽薄短小化の要求に伴い、それに使用される部品の小型化・薄型化が進んでいる。しかしながら、それらの電子機器の高機能化に伴い、それらの電子機器に使用される電流も増加する傾向にある。また、これらの電子機器は、電源として、一般に充電式のバッテリを使用することが多いが、短時間充電の要求もあり、小型の電気コネクタに大電流が流れる場合がある。
【0005】
本発明は、上記のような問題を解決するために完成されたものであり、その目的は、電気コネクタにおいて、電子機器の軽薄短小化の要求を満たすとともに、導電端子の抵抗を低く抑え、導電端子を流れる電流の増加に対応する技術を提供することにある。
【0006】
本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本願において開示される実施例のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
すなわち、代表的な実施例による電気コネクタは、絶縁性のハウジングと、前記ハウジングに固定された導電性の端子とを備え、前記端子は、基板に接続される実装部と、前記実装部から嵌合方向に突出した接点部とを含み、前記接点部の板厚は、前記基板と直交する方向における前記実装部の板厚より厚いものである。
【発明の効果】
【0008】
本願において開示される実施例のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
(1)接点部の板厚t1が厚いので端子の導体抵抗を下げることが可能になり、それにより、より多くの電流を端子に流すことが可能になる。
(2)端子の金属体積が増加することにより、コネクタの強度が向上する。
(3)接点部の板厚t1と比較して実装部の板厚t2が薄いため、コネクタの低背化が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【
図1】本発明の実施の形態1に係る電気コネクタ(プラグコネクタ)の構成を示す斜視図である。
【
図2】本発明の実施の形態1に係る電気コネクタ(プラグコネクタ)の構成を示す正面図である。
【
図4】本発明の実施の形態1に係る電気コネクタにおいて、ハウジング部分を除いた端子のみの構成を示す斜視図である。
【
図5】本発明の実施の形態1に係る電気コネクタにおいて、第1の端子の構成を示す斜視図である。
【
図6】本発明の実施の形態1に係る電気コネクタにおいて、
図5に示す端子の構成を示す側面図である。
【
図7】本発明の実施の形態1に係る電気コネクタにおいて、第2の端子の構成を示す斜視図である。
【
図8】本発明の実施の形態1に係る電気コネクタにおいて、
図7に示す端子の構成を示す側面図である。
【
図9】本発明の実施の形態1に係る電気コネクタにおいて、端子の製造工程を示す斜視図である。
【
図10】本発明の実施の形態1に係る電気コネクタにおいて、端子の製造工程を示す斜視図である。
【
図11】本発明の実施の形態1に係る電気コネクタにおいて、端子の製造工程を示す斜視図である。
【
図12】本発明の実施の形態1に係る電気コネクタにおいて、端子の製造工程を示す斜視図である。
【
図13】本発明の実施の形態1に係る電気コネクタにおいて、端子の製造工程を示す斜視図である。
【
図14】本発明の実施の形態1に係る電気コネクタにおいて、端子の製造工程を示す斜視図である。
【
図15】本発明の実施の形態2に係る電気コネクタ(プラグコネクタ)の構成を示す斜視図である。
【
図16】本発明の実施の形態2に係る電気コネクタ(プラグコネクタ)の構成を示す正面図である。
【
図18】本発明の実施の形態3に係る電気コネクタ(レセプタクルコネクタ)の構成を示す斜視図である。
【
図19】本発明の実施の形態3に係る電気コネクタにおいて、ハウジング部分を除いた端子のみの構成を示す斜視図である。
【
図20】本発明の実施の形態3に係る電気コネクタにおいて、端子の構成を示す斜視図である。
【
図21】本発明の実施の形態3に係る電気コネクタにおいて、
図20に示す端子の構成を示す側面図である。
【
図22】本発明の実施の形態4に係る電気コネクタ(プラグコネクタ)の構成を示す斜視図である。
【
図23】本発明の実施の形態4に係る電気コネクタにおいて、ハウジング部分を除いた端子の構成を示す斜視図である。
【
図24】本発明の実施の形態4に係る電気コネクタにおいて、端子の構成を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【0011】
以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらは互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。また、以下の実施の形態において、要素の数等(個数、数値、量、範囲等を含む)に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でもよい。
【0012】
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1による電気コネクタ(プラグコネクタ)の構成を示す斜視図、
図2は正面図、
図3は、
図2のA-A切断面における断面図である。
図4は、
図1の電気コネクタにおいてハウジング部分を除いた端子のみを示す斜視図である。
図5は、第1の端子の構成を示す斜視図である。
図6は、
図5に示す端子の構成を示す側面図である。
図7は、第2の端子の構成を示す斜視図である。
図8は、
図7に示す端子の構成を示す側面図である。
【0013】
まず、
図1~
図4により、本実施の形態1による電気コネクタの構成を説明する。本実施の形態1の電気コネクタは、プリント回路基板等の基板500に実装されるプラグコネクタ100であり、絶縁性のハウジング110と、ハウジング110に固定された導電性の4個の第1の端子120(a~d)及び導電性の2個の第2の端子130(a~b)とを備えている。4個の端子120(a~d)は、それぞれ同じ形状を有する。2個の端子130(a~b)は、それぞれ同じ形状を有する。第2の端子130(a~b)は、第1の端子120(a~d)の長手方向(X
1X
2方向)両端に配置されている。本実施の形態では、第1の端子120が4個、第2の端子130が2個の例を示したが、これに限定されることなく、それらの個数は、いくつであってもよい。また、第1の端子120及び第2の端子130は、主に信号用端子又は電源用端子として使用されるが、それに限定されるものではなく、補強金具、フレーム、シールド等の他の用途で使用してもよい。
【0014】
基板500には、例えば、携帯電話、携帯情報端末等の充電式バッテリ、その制御回路などが接続される。ハウジング110は、絶縁性の樹脂などにより形成される。端子120及び端子130は、銅合金などの導電性の金属により形成される。プラグコネクタ100は、例えば、金型内に、端子120,130を配置し、樹脂を注入してハウジング110を形成する一体成形又はインサート成形などの方法で形成される。
【0015】
ハウジング110は、コネクタの嵌合凹部101の底面を形成する底壁111、各端子間を埋めるように底壁111から起立した側壁112、端子120,130の一部を覆うように形成された端子固定部113などから構成される。また、端子120,130の実装部121,131,132と接点部122,133との間の凹部123,134内にハウジングの一部が充填されて端子固定部113が構成されている。
【0016】
図4~
図6に示すように、第1の端子120は、それぞれ、プリント回路基板等の基板500に接続される実装部121と、実装部121から嵌合方向(Z
1方向)に突出して伸びた接点部122とを有する。端子120の実装部121は、Y
1Y
2方向において、お互いに対向する位置に配列されている。また、端子120は、基板500と平行する方向(Y
1Y
2方向)における接点部122の板厚t
1が、基板500と直交する方向(Z
1Z
2方向)における実装部121の板厚t
2より厚くなっている。例えば、接点部の板厚t
1は、実装部の板厚t
2の2倍以上である。また、接点部122の内部(嵌合面126の下部(Z
2方向))は、導電性の金属が充填されている。接点部122の先端(Z
1方向)の嵌合面126は、丸みを帯びている。
【0017】
また、第1の端子120の実装部121の嵌合側(Z1方向)の面の一部は、ハウジング110の一部(端子固定部113)によって覆われている。また、端子120は、実装部121と接点部122との間に凹部123を有し、凹部123内にハウジング110の一部が充填されている。これにより、ハウジングに端子が固定され、端子のハウジングからの抜けが防止される。また、接点部122の長手方向(X1X2方向)の対向する2つの側面124,125がハウジング110の一部(側壁112)と密着している。
【0018】
第1の端子120は、コネクタの幅方向(Y1Y2方向)において互いに対向する位置に配置され、実装部121は底壁111の下から幅方向(Y1Y2方向)外側に向けて伸びており、板厚方向(Z1Z2方向)がプリント回路基板500の表面(XY平面)と交差する方向となっている。実装部121は、それぞれ、実装の際、プリント回路基板上の個別の回路パターンに半田付けされる。
【0019】
図4、
図7及び
図8に示すように、第2の端子130は、それぞれ、プリント回路基板等の基板500に接続される2つの実装部131,132と、実装部131,132から嵌合方向(Z
1方向)に突出して伸びた接点部133とを有する。接点部133は、基板500と平行する方向(XY平面)に延長し、実装部131と実装部132の間が電気的に接続されている。第2の端子130の実装部131と実装部132は、Y
1Y
2方向において、お互いに対向する位置に配置されている。また、端子130は、基板500と平行する方向(Y
1Y
2方向)における接点部133の板厚t
1が、基板500と直交する方向(Z
1Z
2方向)における実装部131,132の板厚t
2より厚くなっている。例えば、接点部の板厚t
1は、実装部の板厚t
2の2倍以上である。接点部133の先端(Z
1方向)の嵌合面137は、丸みを帯びている。嵌合面137の下部(Z
2方向)の内部は、金属が充填されている。
【0020】
また、第2の端子130の実装部131,132の嵌合側(Z1方向)の面の一部は、ハウジング110の一部(端子固定部113)によって覆われている。また、端子130は、実装部131,132と接点部133との間に凹部134を有し、凹部134内にハウジング110の一部が充填されている。これにより、ハウジングに端子が固定され、端子のハウジングからの抜けが防止される。また、接点部133の長手方向(X1X2方向)の同じ方向の2つの側面135,136がハウジング110の一部(側壁112)と密着している。2個の端子130は、端子120の両側に配置され、嵌合方向(Z1方向)から見てU字状の形状を有する。本実施の形態では、端子130は、2つの実装部を備えているが、これに限定されず、1つの端子が備える実装部の個数は、1つであってもよく、3つ以上であってもよい。
【0021】
実装部131,132は、コネクタの幅方向(Y1Y2方向)において離間して配置され、底壁111の下から幅方向(Y1Y2方向)外側に向けて伸びており、板厚方向(Z1Z2方向)がプリント回路基板500の表面(XY平面)と交差する方向となっている。実装部131,132は、それぞれ、実装の際、プリント回路基板上の個別の回路パターンに半田付けされる。
【0022】
また、端子130の各々は、大電流を流すことができるように、レセプタクルコネクタの端子との接触部分が長手方向(X1X2方向)に長くなっており、端子間での十分な接触面積を確保している。
【0023】
本実施の形態では、端子120a,120bは、長手方向(X1X2方向)において隣接して配置されているとともに、端子130aと端子130bとの間に配置されている。同様に、端子120c,120dは、長手方向(X1X2方向)において隣接して配置されているとともに、端子130aと端子130bとの間に配置されている。例えば、端子120は信号端子として使用され、端子130は電源端子として使用される。
【0024】
次に、
図9~
図14により、本発明の実施の形態1による電気コネクタ(プラグコネクタ)の製造方法を説明する。
図9~
図14は、プラグコネクタ100の端子120,130の製造工程を示す斜視図である。
【0025】
まず、
図9に示すように、金属板140について、鍛造により肉厚部分141を形成する。この肉厚部分141の厚さが、接点部122,133の板厚t
1に相当する。また、金属板140の厚さが、実装部121,131,132の板厚t
2に相当する。
【0026】
次に、
図10に示すように、端子となる部分142及びリード143を残して打ち抜く。
【0027】
次に、
図11に示すように、端子の先端部分144を潰して丸める(Rを形成する)。先端部分144が嵌合面126,137となる。
【0028】
次に、
図12に示すように、肉厚部分145を約90度折り曲げて接点部122,133を形成する。このとき、肉厚部分145とリード143表面との間に段差があるため、折り曲げた部分の内側に凹部123,134が形成される。
【0029】
次に、
図13に示すように、リード143の一部を打ち抜き、実装部132をリード143から切り離す。
【0030】
次に、
図14に示すように、肉厚部分145をU字状に折り曲げて、端子130の接点部133を形成する。このとき、2個の第1の端子120と、1個の第2の端子130が形成される。
【0031】
続いて、
図14に示した2個の第1の端子120及び1個の第2の端子130と同じものを180度回転させて並べて配置し、金型などに嵌め込み、樹脂を注入して一体成形を行う。最後に、リード143を切り離して、コネクタが完成する。
【0032】
(実施の形態2)
図15は、本発明の実施の形態2による電気コネクタ(プラグコネクタ)の構成を示す斜視図、
図16は正面図、
図17は、
図16のB-B切断面における断面図である。
【0033】
本発明の実施の形態2は、前記実施の形態1と比較して、端子220,230の接点部と実装部との間に、ハウジング210の一部が充填される凹部が存在しないものである。代わりに、端子の抜け防止として、実装部の嵌合方向(Z1方向)表面をハウジングの一部(端子固定部213)が密着して覆っている。他の部分の構成は、前記実施の形態1と同じであるので、重複した説明を省略する。
【0034】
本実施の形態2の電気コネクタは、プリント回路基板等の基板500に実装されるプラグコネクタ200であり、絶縁性のハウジング210と、ハウジング210に固定された導電性の4個の第1の端子220及び導電性の2個の第2の端子230とを備えている。また、端子220は、基板500と平行する方向(Y1Y2方向)における接点部222の板厚t1が、基板500と直交する方向(Z1Z2方向)における実装部221の板厚t2より厚くなっている。例えば、接点部の板厚t1は、実装部の板厚t2の2倍以上である。また、端子230は、基板500と平行する方向(Y1Y2方向)における接点部233の板厚t1が、基板500と直交する方向(Z1Z2方向)における実装部231,232の板厚t2より厚くなっている。例えば、接点部の板厚t1は、実装部の板厚t2の2倍以上である。また、接点部222の先端部分には、相手側コネクタとの嵌合を外れにくくするためのロック部223が設けられている。
【0035】
ハウジング210は、コネクタの嵌合凹部201の底面を形成する底壁211、各端子間を埋めるように底壁211から起立した側壁212、端子220,230の一部を密着して覆うように形成された端子固定部213などから構成される。
【0036】
プラグコネクタ200を製造するには、前記実施の形態1で説明した
図9の鍛造工程において、金属板140の裏側に肉厚部分141を形成する。後の工程は、前記実施の形態1と同じである。
図12の折り曲げ工程において、肉厚部分141は、裏側すなわち折り曲げ部分の外側に存在するため、折り曲げ部分の内側は平面であるため、凹部は形成されない。
【0037】
(実施の形態3)
図18は、本発明の実施の形態3に係る電気コネクタ(レセプタクルコネクタ)の構成を示す斜視図である。
図19は、ハウジング部分を除いた端子のみの構成を示す斜視図である。
図20は端子の構成を示す斜視図、
図21は側面図である。
図20及び
図21の端子は、補強金具としても使用される。本実施の形態3は、本発明をレセプタクルコネクタに適用したものである。端子330(補強金具)以外の部分は、通常のレセプタクルコネクタと同じである。
【0038】
本実施の形態3の電気コネクタは、プリント回路基板等の基板500に実装されるレセプタクルコネクタ300であり、絶縁性のハウジング310と、ハウジング310に固定された導電性の4個の第1の端子320、導電性の4個の第2の端子330、及び金属製の2個の第3の端子340とを備えている。例えば、第1の端子320は信号用端子として使用され、第2の端子330は電源用端子として使用され、第3の端子340は接地(GND)用端子、電源用端子又は補強金具として使用される。ハウジング310は、第1の端子320、第2の端子330、及び第3の端子340を取り囲む側壁311を有する。内部に金属が充填された第3の端子340により、コネクタの強度が増加する。
【0039】
図20及び
図21に示すように、第3の端子340は、それぞれ、プリント回路基板等の基板500に接続される実装部331,332,333と、実装部331,332,333から嵌合方向(Z
1方向)に突出して伸びた接点部334とを有する。端子340は、基板500と平行する方向(Y
1Y
2方向)における接点部334の板厚t
1が、基板500と直交する方向(Z
1Z
2方向)における実装部331,332,333の板厚t
2より厚くなっている。例えば、接点部の板厚t
1は、実装部の板厚t
2の2倍以上である。
【0040】
(実施の形態4)
図22は、本発明の実施の形態4に係る電気コネクタ(プラグコネクタ)の構成を示す斜視図、
図23は、ハウジング部分を除いた端子の構成を示す斜視図、
図24は、端子の構成を示す側面図である。本実施の形態4は、本発明を、基板と平行する方向に嵌合するプラグコネクタに適用したものである。本実施の形態4における嵌合方向は、前記実施の形態1~3のようなZ
1方向ではなく、基板500と平行する方向(X
2方向)である。
【0041】
本実施の形態4の電気コネクタは、プリント回路基板等の基板500に実装されるプラグコネクタ400であり、絶縁性のハウジング410と、ハウジング410に固定された導電性の3個の端子420とを備えている。また、
図24に示すように、端子420は、基板500と直交する方向(Z
1Z
2方向)における接点部422の板厚t
1が、基板500と直交する方向(Z
1Z
2方向)における実装部221の板厚t
2より厚くなっている。例えば、接点部の板厚t
1は、実装部の板厚t
2の2倍以上である。例えば、端子420は、信号用端子、電源用端子として使用される。
【0042】
前述のように、本実施の形態1~4の端子は、従来のように板状の金属を折り曲げて接点部を形成したものではなく、接点部の内部に金属が充填されているものである。
【0043】
したがって、本実施の形態1~4の電気コネクタによれば、接点部の板厚t1が厚いので端子の導体抵抗を下げることが可能になり、それにより、より多くの電流を端子に流すことが可能になる。
【0044】
また、端子の金属体積が増加することにより、コネクタの強度が向上する。
【0045】
また、接点部の板厚t1と比較して実装部の板厚t2が薄いため、コネクタの低背化が実現できる。
【0046】
以上、本発明者によってなされた発明をその実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。また、前記実施の形態1~4をそれぞれ適宜組み合わせてもよい。
【0047】
前記実施の形態1~4においては、基板に実装されるコネクタについて説明したが、これに限定されるものではなく、他のコネクタについても適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【0048】
本実施の形態に係る電気コネクタは、産業用、業務用、家庭用など広く利用することができる。
【符号の説明】
【0049】
100 :プラグコネクタ
101 :嵌合凹部
110 :ハウジング
111 :底壁
112 :側壁
113 :端子固定部
120 :第1の端子
121 :実装部
122 :接点部
123 :凹部
124 :側面
125 :側面
126 :嵌合面
130 :第2の端子
131 :実装部
132 :実装部
133 :接点部
134 :凹部
135 :側面
136 :側面
137 :嵌合面
140 :金属板
141 :肉厚部分
142 :部分
143 :リード
144 :先端部分
145 :肉厚部分
200 :プラグコネクタ
201 :嵌合凹部
210 :ハウジング
211 :底壁
212 :側壁
213 :端子固定部
220 :第1の端子
221 :実装部
222 :接点部
223 :ロック部
230 :第2の端子
231 :実装部
232 :実装部
233 :接点部
300 :レセプタクルコネクタ
310 :ハウジング
311 :側壁
320 :第1の端子
330 :第2の端子
331 :実装部
332 :実装部
333 :実装部
334 :接点部
340 :第3の端子
400 :プラグコネクタ
410 :ハウジング
420 :端子
421 :実装部
422 :接点部
500 :基板