JP2010003688A - コネクタ組立体 - Google Patents

Abstract

【課題】より低背のコネクタの提供。
【解決手段】コネクタ組立体（１０４）は、実装面（３１６）及び反対側の面（３１８）の間に延びる開口（１１６）を有する基板（１１８）に実装されるよう構成される。コネクタ組立体は、ハウジング（１１４）及び１個以上のコンタクト（１１２）を有する。ハウジングは、前端（２１６）、後端（２１８）、及び前端に区画された嵌合面から内方に延びる内部収容室を有する。ハウジングの前端は、ハウジングの実装面（２０８）が基板の実装面と係合するまで、基板の開口を通って部分的に挿入されるよう構成されている。コンタクトは、嵌合端及びコンタクト実装面（２０２）の間に延びる。コンタクト実装面は、基板の実装面に実装されるよう構成されている。ハウジング及びコンタクトの実装面は実装平面内でほぼ共平面であり、嵌合面及び実装平面間の距離は、少なくとも基板の厚さと同程度である。
【選択図】図３

Description

本発明は、電気コネクタに関し、特に表面実装型電気コネクタに関する。

多くの公知のコネクタは、回路基板の上面に実装され、回路基板から上方へ突出する。これらのコネクタは、回路基板の導電性パッド、又は回路基板の表面や側面に沿って延びる電線に電気接続される電気コンタクトを有する。これらのコネクタは、相手コネクタと嵌合するよう構成された嵌合面（mating interface）を有する。嵌合面は、回路基板の上面と平行に、又は上面に対して直交して配置されるのが典型的である。

米国特許第７２６１５７９号明細書 米国特許第６７３３３１９号明細書 米国特許第６５５８２０５号明細書 米国特許第６１９０２１０号明細書 米国特許第６０８９９０２号明細書 米国特許出願公開第２００５／０１８１６４３号明細書

これらの公知のコネクタは、回路基板の上面の上に、用途によっては高すぎる高さを有する場合がある。例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）に関連して使用される多くのコネクタの高さはＬＥＤと比較して大きいので、ＬＥＤが発する光の一部をコネクタが妨害すなわち遮断してしまう。さらに、より小さい電子デバイス、回路基板上により高密度で配置される電子デバイス及びコネクタに向かう趨勢のため、コネクタの低背化が求められている。

発明が解決しようとする課題は、公知のコネクタよりも低背のコネクタに対するニーズがあることである。このようなコネクタは、ＬＥＤ照明装置等の、低背のコネクタが必要なデバイスにおいて有用である。

課題を解決する手段は、以下のコネクタ組立体により提供される。すなわち、本発明のコネクタ組立体は、実装面及び反対側の面の間に延びる開口を有する基板に実装されるよう構成されている。このコネクタ組立体は、ハウジング及び１個以上のコンタクトを有する。ハウジングは、前端、後端、及び前端に区画された嵌合面から内方に延びる内部収容室を有する。内部収容室は、相手コネクタと嵌合するよう構成されている。ハウジングの前端は、ハウジングの実装面が基板の実装面と係合するまで、基板の開口を通って部分的に挿入されるよう構成されている。コンタクトは、嵌合端及びコンタクト実装面の間に延びる。嵌合端は、内部収容室内に配置されると共に、相手コネクタの相手コンタクトと嵌合するよう構成されている。コンタクト実装面は、基板の実装面に実装されるよう構成されている。ハウジング及びコンタクトの実装面は実装平面内でほぼ共平面であり、嵌合面及び実装平面間の距離は、少なくとも基板の厚さと同程度である。

一実施形態に従ったコネクタシステムを前から見た斜視図である。 図１のコネクタ組立体を前から見た斜視図である。 図１に示された基板の開口内にコネクタ組立体を挿入する前、且つコネクタ組立体を基板に実装する前の状態を示す、図１のコネクタ組立体の斜視図である。 図１の基板に実装された図１のコネクタ組立体を示す平面図である。 図１のコネクタ組立体の分解図である。

以下、添付図面を参照して本発明を説明する。

図１は、一実施形態に従ったコネクタシステム１００を前から見た斜視図である。コネクタシステム１００は、相手コネクタ１０２及びコネクタ組立体１０４からなる。相手コネクタ１０２は、図示の実施形態では、コネクタ組立体１０４内に挿入され、コネクタ組立体１０４と嵌合する。別の実施形態において、相手コネクタ１０２は、コネクタ組立体１０４を受容する形状であってもよい。相手コネクタ１０２は、少なくとも１個の相手コンタクト（図示せず）を保持するプラグ端部１０６を有する。図示の実施形態において、相手コネクタ１０２は、内部導体（図示せず）を有する複数のケーブル１０８にケーブル実装される。内部導体は、プラグ端部１０６の相手コンタクトに接続される。別の実施形態において、相手コネクタ１０２は、ケーブル実装ではなく、基板に実装されてもよい。

コネクタ組立体１０４は、図示の実施形態では基板１１８の開口１１６を通って部分的に突出するハウジング１１４を有する。基板１１８は、コネクタ組立体１０４を機械的に支持すると共に、１本以上の導電パターン３１０（図３参照）を使用してコネクタ組立体１０４を１個以上の周辺デバイス（図示せず）に電気接続するほぼ平坦な支持層である。例えば、基板１１８は、金属がクラッドされた印刷回路基板（ＰＣＢ）又はＦＲ４印刷回路基板からなっていてもよい。本明細書に記載された一つ以上の実施形態において、基板１１８の別の実施形態を使用することもできる。一実施形態において、ハウジング１１４は、プラスチック材料等の誘電性材料から形成される。内部収容室１１０は、ハウジング１１４内に位置し、図示の実施形態ではプラグ端部１０６を受容する形状である。内部収容室１１０は、ハウジング１１４の嵌合面１２０からハウジング１１４の後端２１８（図２参照）に向かって内方に延びている。例えば、嵌合面１２０は、プラグ端部１０６が装填される、ハウジング１１４の装填前側であってもよい。別の実施形態において、嵌合面１２０は、相手コネクタ１０２に受容されてもよい。図示の実施形態において、嵌合面１２０が基板１１８に近接した位置で基板１１８を超えて配置されるように、ハウジング１１４が開口１１６を通って部分的に突出する。別の実施形態において、嵌合面１２０は、基板１１８とほぼ面一である。別の実施形態において、嵌合面１２０は、開口１１６内で部分的に凹んだ位置にある。内部収容室１１０内には、複数のコンタクト１１２が設けられる。コンタクト１１２は、プラグ端部１０６が内部収容室１１０に挿入される際に、プラグ端部１０６内のコンタクト（図示せず）と嵌合する。コンタクト１１２は、プラグ端部１０６内のコンタクトと嵌合し、相手コネクタ１０２及びコネクタ組立体１０４を電気的に接続する。コネクタ組立体１０４の一実施形態が図１に図示されているが、本明細書に記載された種々の実施形態に従った他のタイプのコネクタを使用してもよい。

図２は、コネクタ組立体１０４を前から見た斜視図である。図２に示されるように、ハウジング１１４は前端２１６及び後端２１８間に延びており、嵌合面１２０は前端２１６に位置する。コネクタ組立体１０４内の各コンタクト１１２は、嵌合部端２００及び実装面２０２間に延びている。図示の実施形態には２個のコンタクト１１２が図示されているが、異なる数のコンタクト１１２を設けてもよい。一実施形態において、嵌合部端２００はハウジング１１４の内部収容室１１０内に位置し、実装面２０２は内部収容室１１０の外側に位置する。

複数の突起２１０がハウジング１１４の対向する側面２１２，２１４から延びていると共に、ハウジング１１４の後端２１８（図２参照）から一実施形態の嵌合面１２０に向かって部分的に延びている。突起２１０は、開口１１６内でのハウジング１１４の挿入深さを決定してもよい。例えば、突起２１０は、ハウジング１１４の開口１１６内への挿入度合いを制限してもよい。一実施形態において、複数のタブ２０４の各々は各突起２１０から延びている。タブ２０４は、基板１１８（図１参照）にコネクタ組立体１０４を実装するのに使用してもよい。例えば、タブ２０４は、基板１１８上にコネクタ組立体１０４を固定するため、及び基板１１８に対して更に固定を追加するために、基板１１８に半田付け又は取り付けられてもよい。

各タブ２０４は、曲げ部２０６及び実装面２０８を有するように打抜き加工及び曲げ加工される材料製であってもよい。例えば、タブ２０４は、金属等の導電性材料から打抜き加工及び曲げ加工されてもよい。各タブ２０４は、図示の実施形態に示されるように、ハウジング１１４の対応するスロット２２０内にタブ２０４の挿入部５１４（図５参照）を挿入することにより、ハウジング１１４に接続されてもよい。突起２１０内にスロット２２０を設けてもよい。タブ２０４をスロット２２０内に固定するために、タブ２０４は、スロット２２０内に挿入された１個以上の保持バーブ（逆刺）５１６をそれぞれ有してもよい。曲げ部２０６は、図示の実施形態では約90°の曲げ部である。別の実施形態において、曲げ部２０６は90°以外の角度である。実装面２０８は、一実施形態において嵌合面１２０とほぼ平行であってもよい。図示の実施形態において、タブ２０４の実装面２０８及びコンタクト１１２の実装面２０２はほぼ共平面である。

図５は、コネクタ組立体１０４の分解図である。図示の実施形態において、各コンタクト１１２は、挿入部５００、平坦部３０４、傾斜部３０６及び実装部３０８を有する。コンタクト１１２の他の実施形態において、コンタクト１１２は、内部収容室１１０内の嵌合部端２００（図１参照）及び内部収容室１１０の外部の実装面２０２間に延びる。例えば、コンタクト１１２は、挿入部５００、平坦部３０４、傾斜部３０６、実装部３０８のうちの１個以上を有してなくてもよく、図５に示されるコンタクト１１２とは異なる形状であってもよい。図５に示されるコンタクト１１２は、単に一実施形態の一例として示されたに過ぎない。

図示の実施形態において、挿入部５００は、ハウジング１１４の後端２１８の開口３０２を通って内部収容室１１０内に挿入されるコンタクト１１２の一部からなる。挿入部５００は、嵌合部端２００及び平坦部３０４間に延びる。平坦部３０４は、図示の実施形態では後端２１８の上側スロット５０２内に受容される。上側スロット５０２は、後端２１８に沿って延びた後、ハウジング１１４の側面３２０を部分的に下方へ延びている。平坦部３０４は、その上面５０４が後端２１８と面一になるように、上側スロット５０２内に受容されてもよい。平坦部３０４は、挿入部５００及び傾斜部３０６間に延びている。傾斜部３０６は、実装部３０８及び平坦部３０４間をハウジング１１４の側面３２０に沿って延びる傾斜面５０６を有する。傾斜部３０６は、傾斜面５０６とは反対側の傾斜部３０６の一面に保持バーブ５０８を有する。保持バーブ５０８は、ハウジング１１４の側面３２０の下側スロット５１０内に挿入される。下側スロット５１０は、ハウジング１１４の前端２１６から後端２１８に向かって部分的に延びる。下側スロット５１０は、保持バーブ５０８用に係止面を提供する棚部５１２で終了する。例えば、コンタクト１１２は、保持バーブ５０８が棚部５１２に係止するように、下側スロット５１０及び上側スロット５０２内に装填されてもよい。保持バーブ５０８及び棚部５１２間の係止により、コンタクト１１２がハウジング１１４から脱落することを防止する。傾斜部３０６は、平坦部３０４及び実装部３０８間に延びている。実装部３０８は、傾斜部３０６から離れる方向に部分的に延びている。実装部３０８は実装面２０２を有する。

図５に示されるように、タブ２０４は、実装面２０８に連結された挿入部５１４を有する。挿入部５１４及び実装面２０８の間には曲げ部２０６が設けられる。図示の実施形態の挿入部５１４は、挿入部５１４の対向する両側に保持バーブ５１６を有する。タブ２０４がスロット２２０（図２参照）から脱落するのを防止するために、挿入部５１４がスロット２２０に挿入される際に、保持バーブ５１６がスロット２２０の内側に係止する。別の実施形態において、タブ２０４は、圧入接続によりスロット２２０内に固定されてもよい。

図３は、基板１１８の開口１１６にコネクタ組立体１０４を挿入する前、且つ基板１１８にコネクタ組立体１０４を実装する前のコネクタ組立体１０４を示す斜視図である。図３に示されるように、基板１１８は、導電パターン３１０に電気接続された複数のコンタクトパッド３１２を有する。コンタクトパッド３１２は、導電パターン３１０に電気接続された導電性材料で構成され。別の実施形態において、コンタクトパッド３１２は、露出した導電パターン３１０の一部であってもよい。一実施形態において、基板１１８は、１以上の層で設けられた（導電パターン３１０等の）導電パターンを有する複数の誘電性材料層（図示せず）を有するＰＣＢである。一実施形態において、基板１１８は、基板１１８の実装面３１６及びその反対側の面３１８に導電パターン３１０を有するＰＣＢである。別の実施形態において、基板１１８は、基板１１８の実装面３１６のみにあるコンタクトパッド３１２に近接した基板１１８の位置に導電パターン３１０を有するＰＣＢである。上述したように、基板１１８は、一実施形態では金属がクラッドされた基板からなっていてもよい。例えば、基板１１８は、非導電性材料の層４０１で部分的に囲まれた導電材料製の層４００を有してもよい。一実施形態において、基板１１８は、その実装面３１６に実装された１個以上のＬＥＤを有する照明装置で使用される、金属がクラッドされた基板である。

基板１１８は、複数の実装パッド３１４を有してもよい。実装パッド３１４は、上述したように、基板１１８にタブ２０４の実装面２０８を固定するのに使用できる材料製であってもよい。例えば、実装パッド３１４は半田パッドを区画してもよいし、実装面２０８は実装パッド３１４に半田付けされてもよい。

組立体中、コネクタ組立体１０４は、開口１１６内にハウジング１１４を部分的に挿入し、コンタクト１１２の実装面２０２をコンタクトパッド３１２に接続し、タブ２０４の実装面２０８を実装パッド３１４に固定することにより、基板１１８に物理的且つ電気的に接続することができる。例えば、コネクタ組立体１０４は、タブ２０４の実装面２０８を実装パッド３１４に固定することにより、基板１１８に物理的に接続してもよい。ほんの一例として、タブ２０４の実装面２０８は、実装面２０８及び実装パッド３１４を共に半田付けすることにより、実装パッド３１４に固定してもよい。別の例として、実装面２０８は、手作業又は表面実装半田付け法を用いて半田付けしてもよい。別の例として、実装面２０８は、接着剤を用いて実装パッド３１４に取り付けてもよい。例えば、実装面２０８は、導電性エポキシ等のエポキシ樹脂を用いて実装パッド３１４に固定してもよい。コネクタ組立体１０４は、コンタクトパッド３１２にコンタクト１１２の実装面２０２を接続することにより、基板１１８に電気接続してもよい。例えば、実装面２０２及びコンタクトパッド３１２は、共に半田付けしてもよい。一実施形態において、コネクタ組立体１０４は、基板１１８の一面のみで基板１１８に実装される。例えば、コネクタ組立体１０４及び基板１１８間に機械的結合部を設けることなく、コンタクト１１２の実装面２０２はコンタクトパッド３１２に接続してもよいし、タブ２０４の実装面２０８は実装パッド３１４に固定してもよい。

図４は、基板１１８に実装されたコネクタ組立体１０４を示す平面図である。基板１１８の実装面３１６及び反対側の面３１８の間に、開口１１６が延びている。ハウジング１１４の突出部４０４は、基板１１８の開口１１６（図１参照）を通って、基板１１８の反対側の面３１８を超えて突出する。コネクタ組立体１０４を基板１１８に実装すると、突出部４０４は嵌合面１２０及び反対側の面３１８の間に延びる。突出部４０４は、嵌合面１２０が開口１１６を貫通して突出する距離を表す、嵌合面１２０及び反対側の面３１８間の高さ４０６を有する。一実施形態において、高さ４０６は、嵌合面１２０及び反対側の面３１８にほぼ直交する方向に沿った、嵌合面１２０及び反対側の面３１８間の距離である。高さ４０６は、コネクタ組立体１０４の合計の高さ４０８、基板１１８の厚さ４１０、コネクタ組立体１０４の実装側部４１４の高さ４１２を変更し、ハウジング１１４の突起２１０（図２参照）の高さ５１８（図５参照）を調整し、タブ２０４の挿入部５１４（図５参照）をスロット２２０（図２参照）内にどの程度挿入するかを調整することにより変更できる。突起２１０の高さ５１８は、後端２１８から離れる方向に突起２１０が延びる距離である。

コネクタ組立体１０４の実装側部４１４は、基板１１８の実装面３１６及びハウジング１１４の後端２１８間に延びるコネクタ組立体１０４の一部である。実装側部４１４の高さ４１２は、一実施形態において、後端２１８及び実装面３１６にほぼ直交する方向に沿った、後端２１８及び実装面３１６間の距離である。

実装側部４１４の高さ４１２は十分に小さくできるので、コネクタ組立体１０４を低背のコネクタにする。例えば、実装側部４１４又は相手コネクタ１０２が光を遮断することなく、実装面３１６上のコネクタ組立体１０４近傍に配置されたＬＥＤがコネクタ組立体１０４を超えて光を発することができるように、高さ４１２を十分に小さくできる。例えば、後端２１８が基板１１８の実装面３１６近傍に位置するように、高さ４１２を十分に小さくできる。

上述したように、コンタクト１１２の実装面２０２及びタブ２０４の実装面２０８は、互いにほぼ共平面にすることができる。実装面２０２，２０８が互いに共平面である平面は、実装平面と称される。一実施形態において、実装平面は実装面３１６と共平面である。図４に示される実施形態において、実装面３１６はまた実装平面を代表する。別の実施形態において、実装平面は、実装面３１６に対して所定角度で配置されてもよい。例えば、ハウジング１１４（図１参照）はタブ２０４及びコンタクト１１２に接続することができるので、コンタクト１１２の実装面２０２及びタブ２０４の実装面２０８を実装面３１６とほぼ共平面にしながら、ハウジング１１４は実装面３１６に対して横断する角度で配置される。嵌合面１２０は、実装平面とほぼ平行であってもよい。例えば、嵌合面１２０は基板１１８の反対側の面３１８とほぼ平行にできるので、装填方向４１８に沿ってコネクタ組立体１０４に相手コネクタ１０２（図１参照）のプラグ端部１０６（図１参照）を移動することにより、プラグ端部１０６はコネクタ組立体１０４と嵌合する。装填方向４１８は、基板１１８の反対側の面３１８を含む基板１１８にほぼ直交する。他の実施形態において、嵌合面１２０は、実装平面に対して横断する所定角度で配置してもよい。上述したように、コンタクト１１２の実装面２０２及びタブ２０４の実装面２０８が実装面３１６とほぼ共平面でありながら、ハウジング１１４及び嵌合面１２０は実装面３１６に対して傾斜するように、ハウジング１１４はタブ２０４及びコンタクト１１２に接続することができる。

図示の実施形態において、実装平面及び嵌合面１２０間の距離４１６は突出部４０４の高さ４０６よりも大きいので、嵌合面１２０は反対側の面３１８を超えて配置される。図４に図示されていないが、別の実施形態では、嵌合面１２０は開口１１６内の凹んだ位置にあってもよい。例えば、距離４１６は基板１１８の厚さ４１０より小さくできるので、嵌合面１２０は基板１１８の実装面３１６及び反対側の面３１８の間に配置される。距離４１６は、一実施形態では嵌合面１２０とほぼ直交する。距離４１６が高さ４０６より大きい実施形態において、嵌合面１２０は反対側の面３１８を超えて突出する。別の実施形態において、実装平面及び嵌合面１２０間の距離４１６は、基板１１８の厚さ４１０とほぼ同じである。このような実施形態において、嵌合面１２０は、反対側の面３１８とほぼ面一であってもよい。

本明細書で説明した種々の実施形態は、コネクタが実装される基板の一面上に突出する高さが小さい低背コネクタ組立体を提供する。基板の少なくとも一面からコネクタが突出する高さを小さくすることは、低背コネクタを要する用途では有益である。例えば、基板、１個以上のＬＥＤ、及びＬＥＤ用の電力を受けるよう構成されたコネクタからなる多くの照明装置において、ＬＥＤが発する光をコネクタ及び対応する相手コネクタが妨害しないように、コネクタは十分に低背でなければならない。

１０２ 相手コネクタ
１０４ コネクタ組立体
１１０ 内部収容室
１１２ コンタクト
１１４ ハウジング
１１６ 開口
１１８ 基板
１２０ 嵌合面
２００ 嵌合部端（嵌合端）
２０２ 実装面
２０４ タブ
２０８ 実装面
２１６ 前端
２１８ 後端
３１０ 導電パターン
３１６ 実装面
３１８ 反対側の面

Claims (8)

1. 実装面（３１６）及び反対側の面（３１８）の間に延びる開口（１１６）を有する基板（１１８）に実装するためのコネクタ組立体（１０４）であって、
   ハウジング（１１４）及びコンタクト（１１２）を有し、
   前記ハウジングは、前端（２１６）、後端（２１８）、及び前記前端に区画された嵌合面（１２０）から内方に延びる内部収容室（１１０）を有し、
   該内部収容室は、相手コネクタ（１０２）と嵌合するよう構成され、
   前記ハウジングの前記前端は、前記ハウジングの実装面（２０８）が前記基板の実装面（３１６）と係合するまで、前記基板の前記開口を通って部分的に挿入されるよう構成され、
   前記コンタクトは、嵌合端（２００）及びコンタクト実装面（２０２）の間に延びており、
   前記嵌合端は、前記内部収容室内に配置されると共に、前記相手コネクタの相手コンタクトと嵌合するよう構成され、
   前記コンタクト実装面（２０２）は、前記基板の前記実装面に実装されるよう構成され、
   前記ハウジング及び前記コンタクトの前記実装面は実装平面内でほぼ共平面であり、
   前記嵌合面及び前記実装平面間の距離は、少なくとも前記基板の厚さと同程度であることを特徴とするコネクタ組立体。
2. 前記実装平面及び前記嵌合面はほぼ平行であり、
   前記距離は、前記嵌合面及び前記実装平面とほぼ直交して測定することを特徴とする請求項１記載のコネクタ組立体。
3. 前記嵌合面は、前記基板の前記反対側の面近傍にあることを特徴とする請求項１記載のコネクタ組立体。
4. 前記ハウジングに結合されたタブ（２０４）をさらに具備し、
   該タブは前記ハウジング実装面を構成することを特徴とする請求項１項記載のコネクタ組立体。
5. 前記コネクタ組立体は、前記基板の前記実装面上でのみ前記基板と係合することを特徴とする請求項１記載のコネクタ組立体。
6. 前記コンタクト実装面は、前記基板の導電パターン（３１０）に電気接続されるよう構成されていることを特徴とする請求項１項記載のコネクタ組立体。
7. 前記嵌合面を構成する前記ハウジングの一部は、前記開口を通って前記基板の前記反対側の面を超えて突出することを特徴とする請求項１記載のコネクタ組立体。
8. 前記嵌合面は、前記実装平面に対して横断する所定角度で配置されることを特徴とする請求項１記載のコネクタ組立体。

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