JP4308259B2 - 基板対基板電気コネクタ組立体 - Google Patents

Description

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。

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。

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、コネクタを互いにロックするための何らかの形の機構を有する。従来から用いられているロック機構には、嵌合コネクタの端子間の摩擦係合力による単純なものから、コネクタの絶縁性ハウジングに設けた積極的な係止ディテント、すなわち、凹部まで広範なものがある。端子間の摩擦係合力は、コネクタを互いに保持するのには必ずしも適切ではなく、場合によっては、摩擦係合力が大き過ぎ、コネクタを嵌合させるのに非常に大きな力が必要であった。端子間の係止ディテントも良好に作動するが、係止装置を所定の距離で非常に正確に設けなければならず、そのようなコネクタについて維持するのが実際的でない製造公差を必要する。これらの公差が維持されない場合、基板間の「遊び」、すなわち、動きが大きくなり過ぎる。コネクタハウジング間の係止ディテントは良好に作動しなかった。何故なら、プラスチック表面間の動きによって摩耗が生じ、挿入及び取外しに必要な力が大きくなり、部品を永久的に摩耗させる。本発明は、コネクタを相互に保持し、実際に、最小の嵌合力でそれを行うシステムを提供することによってこれらの様々な問題の解決しようとするものである。

したがって、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。

本発明の例示的な実施形態において、コネクタ組立体は、第１回路基板上に実装するための絶縁性ハウジングを備える第１コネクタを有する。複数の第１端子が絶縁性ハウジングに取付けられている。各端子は、第１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、連続弓形接触面を画定する凸状接触部とを備える。第２コネクタは第２回路基板上に実装するための絶縁性ハウジングを備える。複数の第２端子が第２コネクタの絶縁性ハウジングに取付けられ、各第２端子は、第２回路基板上の適切な回路トレースに接続するテール部を備える。各第２端子は、両コネクタが嵌合されたとき、第１端子の連続弓形状接触面を摺（しゅう）動して越えるための接触突起部を備える。

上記の構成とコネクタ組立体の端子の相互係合によって、各第２端子の接触突起部の第１端子の凸状接触部との初期の係合が最小の係合力で行われ、この係合力は、接触突起部が摺動して凸状接触部を越えるのに伴って増加してその後減少し、これにより、両コネクタが嵌合することができるようにするとともに、両回路基板が相互に近付くようにし、両コネクタが嵌合した状態で嵌合力が最小となる。

本発明の一形態によれば、各第２端子の接触突出部が、第２端子のＵ字状接触部の一方の脚部である可撓（とう）性接触アームの先端に設けられている。第１コネクタの絶縁性ハウジングは第２端子のＵ字状接触部分内に嵌入可能なプラグ部を備える。第１端子の凸状接触部は、第２コネクタの第２端子の接触突起部と係合するためにプラグ部の一方の側に設けられている。

本明細書に記載されているように、各第２端子のＵ字状接触部は、第２コネクタの絶縁性ハウジング内に第２端子を取付けるための取付部に接続されている。各第２端子のテール部は、第２端子の取付部から突出している。本発明の他の形態によれば、第１端子がほぼＵ字形状であり、Ｕ字形状の一方の脚部が凸状接触部を画定し、Ｕ字形状の他方の脚部が第１コネクタの絶縁性ハウジング内に第１端子を取付けるための取付部を画定する。第１端子のテール部は、第１端子の取付部の先端に設けられている。第１コネクタのハウジングは、各第１端子の凸状接触部と取付部との間に開放空間を有し、凸状接触部は、第２コネクタの第２端子との係合によって自由に撓（たわ）む。

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。

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。

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。

最初に図１〜４を参照すると、第１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。ハウジングは、図２で最もよく分かるように細長く、第１回路基板（図示せず）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。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Ｕ字形状であり、該Ｕ字形状の一方の脚部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（くい）込む歯を有する。Ｕ字形状の反対側の脚部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との間に空間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むことができる。

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。

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とを備え、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。

全体を４０で示した複数の第２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字状接触部と、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。該テール部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。したがって、レセプタクルコネクタ１４は、第２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。

各レセプタクル端子４０のほぼＵ字状接触部４２は、レセプタクルコネクタの全長に亘（わた）って延在した差込口３８の１つと合致する開放空間を画定するように第２脚部４２ｂから離間された第１脚部４２ａを有する。Ｕ字状接触部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。図９は、第２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コネクタ又はプラグコネクタ１２を示す。該プラグコネクタは、第１回路基板５２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回路基板５４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、基板対基板コネクタ組立体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。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字状接触部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。

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。したがって、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。

本発明によるコネクタ組立体の第１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。 プラグコネクタの平面図である。 プラグコネクタの側面図である。 プラグコネクタの端面図である。 本発明によるコネクタ組立体の第２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。 レセプタクルコネクタの平面図である。 レセプタクルコネクタの側面図である。 レセプタクルコネクタの端面図である。 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。

Claims (3)

1. ２つの回路基板（５２、５４）間の接続を行う基板対基板電気コネクタ組立体（１０）であって、
   第１回路基板（５２）上に実装するための絶縁性ハウジング（１６）であって、プラグ部（２２）を備える絶縁性ハウジングを備える第１コネクタ（１２）と、
   絶縁性ハウジングに取付けられた複数の第１端子（２４）であって、それぞれは、第１回路基板（５２）上の適切な回路トレースに接続するテール部（２４ａ）を含み、さらに、絶縁性ハウジング（１６）のプラグ部（２２）の一側に配設され、連続円弧状接触面（２８）を画定する凸状接触部（２４ｃ）を含む第１の脚部と、該第１の脚部から離れ、第１コネクタ（１２）の絶縁性ハウジング（１６）に第１端子（２４）を取付けるための取付部を画定するための第２の脚部とを備えるＵ字形状部を含む複数の第１端子（２４）と、
   第２回路基板（５４）上に実装するための絶縁性ハウジング（３０）であって、第２回路基板に隣接する底壁を備える絶縁性ハウジングを備える第２コネクタ（１４）と、
   第２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端子（４０）であって、それぞれは、取付部とＵ字状接触部（４２）とを含み、前記取付部は、第２回路基板（５４）上の適切な回路トレースに接続するテール部（４４ａ）と、ハウジングの側方リブ（３６）に挿入する取付脚部（４４ｂ）とを備え、前記Ｕ字状接触部（４２）は、互いに離間する第１及び第２の可撓性接触アームと、結合アームと第２回路基板上の導電性回路との間の電気接続を避けるように形成された絶縁性ハウジングの底壁上に配設され、第１及び第２の可撓性接触アームを接続する結合アームと、第１及び第２コネクタ（１２、１４）が嵌合されたとき、前記第１端子（２４）の凸状接触部（２４ｃ）の連続円弧状接触面（２８）を摺動して越えるために、第１の可撓性接触アーム（４２ａ）の先端に配設される接触突起部（５０）とを備え、第２の可撓性接触アームが取付脚に結合され、前記結合アームと第１及び第２の可撓性接触アームとが第２端子（４０）のＵ字状接触部（４２）となり、第１及び第２コネクタ（１２、１４）の嵌合により、第１端子（２４）及びプラグ部（２２）がＵ字状接触部（４２）に嵌入するように形成された第２端子（４０）とを有し、
   各第２端子（４０）の接触突起部（５０）の対応する第１端子（２４）の凸状接触部（２４ｃ）との初期の係合が最小の係合力で行われ、この係合力は、接触突起部（５０）が摺動して凸状接触部（２４ｃ）を越えるのに伴って増加してその後減少し、これにより、両コネクタ（１２、１４）が嵌合することができるようにするとともに、両回路基板（５２、５４）が相互に近付くようにし、両コネクタが嵌合した状態で嵌合力が最小となる基板対基板電気コネクタ組立体（１０）。
2. 前記第１端子（２４）のテール部（２４ａ）が、第１端子の取付部（２４ｂ）における前記凸状接触部と反対側の端に設けられている、請求項１に記載の基板対基板電気コネクタ組立体。
3. 前記第１コネクタ（１２）のハウジング（１６）は、第１端子（２４）の各々の凸状接触部（２４ｃ）と取付部（２４ｂ）との間に開放空間（２７）を備え、凸状接触部（２４ｃ）は、第２コネクタ（１４）の第２端子（４０）との係合によって前記開放空間内の方向に自由に撓む、請求項１に記載の基板対基板電気コネクタ組立体。

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