(57)【要約】 【課題】  安定した二接点接触構造が得られ、電気的接続信頼性の高いコネクタシステムを提供すること。【解決手段】  雌コンタクト３００が雌インシュレータ１０１の向かい合った二辺に複数ずつ取り付けられてなる雌コネクタ１００と、雄コンタクト４００が雄インシュレータ２０１の向かい合った二辺に複数ずつ取り付けられてなる雄コネクタ２００とを備え、両コンタクトのリード部３０１，４０１はプリント基板７００，８００に半田によって接合され、両コネクタが嵌合することによって接続機能を発揮するコネクタシステムであり、雌コンタクト３００は向かい合って位置する第１接点部３０３及び第２接点部３０２と、その第１接点部３０３及び第２接点部３０２を一体とする湾曲した弾性を有するビーム部３０４と、このビーム部３０４の中間部から延びる弾性を有する緩衝部３０５とを備える。【選択図】  図１
2005108581.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板若しくは配線板に接合されるリード部並びに接点部を有する、金属材からなるコンタクトがインシュレータの向かい合った二辺の各々に沿って取り付けられた雌コネクタと、該雌コネクタに対応するように、他の基板若しくは配線板に接合されるリード部並びに接点部を有する、金属材からなる他のコンタクトが他のインシュレータの向かい合った二辺の各々に沿って取り付けられた雄コネクタとが嵌合することによって電気的に接続されるコネクタシステムにおいて、前記雌コネクタのコンタクトは端部に位置する第１接点部と、前記第１接点部に向かい合って位置する第２接点部と、前記第１接点部及び第２接点部を一体とする、湾曲した、弾性を有するビーム部と、該ビーム部に繋がると共に、前記リード部に繋がる弾性を有する緩衝部とを備えることを特徴とするコネクタシステム。
【請求項２】
前記緩衝部は、J字状の部分を有し、該J字状の部分における湾曲する側の先端部で、前記ビーム部と繋がることを特徴とする請求項１に記載のコネクタシステム。
【請求項３】
前記第２接点部は、嵌合のときに、前記ビーム部を介して、前記第１接点部と弾性的に連動することを特徴とする請求項１又は２に記載のコネクタシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント基板間、あるいはプリント基板とフレキシブルプリント配線板の間などで用いられるコネクタシステムに係り、特に、安定した二接点接触構造による高信頼の電気的接続に好適なコネクタシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、プリント基板間、あるいはプリント基板とフレキシブルプリント配線板の間などで用いられるコネクタシステムにおいては、小型化、狭ピッチ化、低背化が進んでいる。この種のコネクタシステムの従来例について、図を参照して説明する。図６〜図８は従来のコンタクトを用いたコネクタシステムにおける嵌合挙動を示す断面図であり、コンタクトの延伸方向に平行な、コネクタシステムの中心線を含む切断面で示した断面図である。図６は製造誤差等の全く無い設計通りの条件下での嵌合状態を示す断面図である。雌コネクタ５００と雄コネクタ２００は矢印Ｆ方向で嵌合し、雌コンタクト６００の第２接点部６０２は現状の位置をほぼ保った状態で雄コンタクト４００の第二接点部４０２と接触し、また、雌コンタクト６００の第１接点部６０３はビーム部６０４の弾性変形によって破線で示す嵌合前の位置９０５から変位して実線で示す位置で雄コンタクト４００の第一接点部４０３と接触していた。
【０００３】
図７は図６に対して雄コネクタ２００が紙面内で左側に位置ずれした条件での嵌合状態を示す断面図である。雌コネクタ５００と雄コネクタ２００は矢印Ｇ方向で嵌合し、雌コンタクト６００の第２接点部６０２は雌インシュレータ５０１を紙面内の左右方向に延ばし、また雄インシュレータ２０１を紙面内の左右方向に収縮させながら雄コンタクト４００の第二接点部４０２と接触し、また、雌コンタクト６００の第１接点部６０３はビーム部６０４の弾性変形によって破線で示す嵌合前の位置９０５から変位して実線で示す位置で雄コンタクト４００の第一接点部４０３と接触していた。
【０００４】
図８は図６に対して雄コネクタ２００が紙面内で右側に位置ずれした条件での嵌合状態を示す断面図である。雌コネクタ５００と雄コネクタ２００は矢印Ｈ方向で嵌合し、雌コンタクト６００の第１接点部６０３はビーム部６０４の弾性変形によって破線で示す嵌合前の位置９０５から変位して実線で示す位置で雄コンタクト４００の第一接点部４０３と接触するが、雌コンタクト６００の第２接点部６０２と雄コンタクト４００の第二接点部４０２との接触は、前記図７で説明した現象と同様で且つ極性の異なる収縮と延びがインシュレータに生じている。
【０００５】
上記の従来技術とは僅かに異なるが、同様の従来技術は、例えば、次の特許文献１に開示されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−３１９７１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
近年の小型化、狭ピッチ化、低背化が進むコネクタにあって、その代償として電気的接続信頼性を確保するための最良の特性である接触力が低下する問題、またインシュレータの薄肉化による剛性の低下という問題があり、それに伴ういくつかの問題も起きている。
【０００８】
上記の従来例においても、図６に示す嵌合状態は製造誤差等の全く無い設計通りの条件下で、本来の性能を発揮するが、実際の使用においては多くの場合に雌コネクタと雄コネクタの間で位置ずれが生じてしまう。図７の場合、雌コネクタ５００において雌コンタクト６００は雌インシュレータ５０１の圧入部５０２に機械的に係合され更に雌コンタクト６００のリード部６０１がプリント基板７００と半田によって接合されており、同様に雄コネクタ２００においても雄コンタクト４００は雄インシュレータ２０１の圧入部２０２に機械的に係合され更に雄コンタクト４００のリード部４０１がプリント基板８００と半田によって接合されているため、雌コンタクト６００の第２接点部６０２と、雄コンタクト４００の第二接点部４０２との間に本来のゼロに対してある量の嵌合代Ｉが発生し、この嵌合代Ｉが雌インシュレータ５０１の紙面内での左右方向の延びと雄インシュレータ２０１の紙面内での左右方向の収縮によって吸収され、更に両コンタクトのリード部６０１，４０１とプリント基板７００，８００を結合する半田に応力が加わることにより、インシュレータの変形や破損、また半田への長期間のストレスによって割れなどが発生する問題があった。
【０００９】
図８の場合、雌コネクタ５００において雌コンタクト６００は雌インシュレータ５０１の圧入部５０２に機械的に係合され更に雌コンタクト６００のリード部６０１がプリント基板７００と半田によって接合されており、同様に雄コネクタ２００においても雄コンタクト４００は雄インシュレータ２０１の圧入部２０２に機械的に係合され更に雄コンタクト４００のリード部４０１がプリント基板８００と半田によって接合されているため、雌コンタクト６００の第２接点部６０２と、雄コンタクト４００の第二接点部４０２との間に本来のゼロに対して、ある量の負の嵌合代Ｊが発生し、この嵌合代Ｊが雌インシュレータ５０１の紙面内での左右方向の収縮と雄インシュレータ２０１の紙面内での左右方向の延びによって吸収され、更に両コンタクトのリード部６０１，４０１とプリント基板７００，８００を結合する半田に応力が加わることにより、インシュレータの変形や破損、また半田への長期間のストレスによって割れなどが発生する問題があったほか、インシュレータの収縮や延びで吸収できなかった場合は、雌コンタクトの第２接点部６０２と雄コンタクトの第二接点部４０２の間、及び雌コンタクトの第１接点部６０３と雄コンタクトの第一接点部４０３の間での本来の二点接触が得られず、雌コンタクトの第１接点部６０３と雄コンタクトの第一接点部４０３の間だけの一点接触になる問題があった。  
【００１０】
以上の状況にあって、本発明の課題は、安定した二接点接触構造が得られ、電気的接続信頼性の高いコネクタシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記課題を解決するために、本発明のコネクタシステムは、基板若しくは配線板に接合されるリード部並びに接点部を有する、金属材からなるコンタクトがインシュレータの向かい合った二辺の各々に沿って取り付けられた雌コネクタと、該雌コネクタに対応するように、他の基板若しくは配線板に接合されるリード部並びに接点部を有する、金属材からなる他のコンタクトが他のインシュレータの向かい合った二辺の各々に沿って取り付けられた雄コネクタとが嵌合することによって電気的に接続されるコネクタシステムにおいて、前記雌コネクタのコンタクトは端部に位置する第１接点部と、前記第１接点部に向かい合って位置する第２接点部と、前記第１接点部及び第２接点部を一体とする、湾曲した、弾性を有するビーム部と、該ビーム部に繋がると共に、前記リード部に繋がる弾性を有する緩衝部とを備えることを特徴とする。
【００１２】
また、前記緩衝部は、J字状の部分を有し、該J字状の部分における湾曲する側の先端部で、前記ビーム部と繋がるとよい。
【００１３】
そして、前記第２接点部は、嵌合のときに、前記ビーム部を介して、前記第１接点部と弾性的に連動するとよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、雌コネクタにおける第１接点部と第２接点部が湾曲した弾性を有するビーム部によって結合されると共に、第１接点部及び第２接点部のいずれもがリード部との間に介在する緩衝部のゆえに、リード部とは独立的に弾性変形することができるので、雌コネクタと雄コネクタの嵌合位置関係に製造誤差等によるずれが生じたとしても、緩衝部が弾性変形して前記ずれを吸収することによって、インシュレータの変形や破損、また半田への長期間のストレスによって生じる割れなどの不具合の発生を未然に防ぎ、更には、本来の二点接触構造が過度の位置ずれによっては一点接触になってしまうという問題を防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は、本発明のコネクタシステムを示し、図１（ａ）はその嵌合断面図、図１（ｂ）は雄コネクタの一部分、すなわち、向かい合った二辺の各々に複数個配列されたコンタクトのうち、連続する３つのコンタクトの部分を取り出して描いた斜視図、図１（ｃ）は雌コネクタの一部分、すなわち、向かい合った二辺の各々に複数個配列されたコンタクトのうち、連続する３つのコンタクトの部分を取り出して描いた斜視図である。なお、雄コネクタについては、従来例と同様であるので、共通の符号を用いた。
【００１６】
図１（ａ）において、雌コネクタ１００は、雌インシュレータ１０１の向かい合った二辺に設けられ、紙面に対して垂直方向に配列された複数の圧入部１０２を有し、雌インシュレータ１０１の上方より雌コンタクト３００が圧入部１０２に圧入されている。一方、雄コネクタ２００は、雄インシュレータ２０１の向かい合った二辺に前記圧入部１０２に対応するように設けられ、紙面に対して垂直方向に配列された複数の圧入部２０２を有し、雄インシュレータ２０１に対して（紙面では下方より）雄コンタクト４００が圧入部２０２に圧入されている。
【００１７】
各々のコネクタは、各々のコンタクトのリード部３０１，４０１によって各々のプリント基板７００，８００に半田によって接合され、二つのコネクタの嵌合後に雌コンタクト３００の第２接点部３０２及び第１接点部３０３と、雄コンタクト４００の第二接点部４０２及び第一接点部４０３が、各々、互いに接触し、電気的接続を確保している。
【００１８】
図２は、本発明のコネクタシステムに用いる雌コンタクトの詳細を示し、図２（ａ）はその正面図であり、図２（ｂ）はその斜視図である。図１に示した雌コネクタ１００に複数圧入されている雌コンタクト３００は、プレス加工によって形成され、向かい合って位置し、相手側コネクタ（図１に示す雄コネクタ２００）のコンタクト（図１に示す雄コンタクト４００）と接触する第２接点部３０２と第１接点部３０３の二つの接点部と、第２接点部３０２と第１接点部３０３を一体とする湾曲した弾性を有するビーム部３０４と、このビーム部３０４の中間部からリード部３０１方向に延びる弾性を有する緩衝部３０５とを有し、少なくとも第２接点部３０２と第１接点部３０３に電気的接続信頼性を高めるためのめっきが施され、また、少なくともリード部３０１には、プリント基板（図示せず）との接合性確保のためのめっきが施されている。
【００１９】
更に説明を加えると、緩衝部３０５はＪ字状の部分を有し、このJ字状の部分における湾曲する側の先端部において、湾曲したビーム部３０４と、その中間部の第２接点部３０２に近い部分で繋がっている。また、第２接点部３０２は緩衝部３０５を介してリード部３０１と繋がっているので、第１接点部３０３がビーム部３０４に支持されている結果、柔軟に変位あるいは変形できるように、第２接点部３０２も柔軟に変位あるいは変形できる構造となっている。
【００２０】
図３〜図５は、本発明のコネクタシステムにおける嵌合挙動を示した断面図であり、コンタクトの延伸方向に平行な、コネクタシステムの中心線を含む切断面による。このうち、図３は製造誤差等の全く無い設計通りの条件下での嵌合状態を示し、雄コネクタ２００は嵌合前と嵌合後の両方の状態で描かれている。
【００２１】
雌コネクタ１００と雄コネクタ２００は矢印Ａ方向で嵌合し、雌コンタクト３００の第２接点部３０２は現状の位置をほぼ保った状態で雄コンタクト４００の第二接点部４０２と接触し、また、雌コンタクト３００の第１接点部３０３はビーム部３０４の弾性変形によって破線で示す嵌合前の位置９０１から変位して実線で示す位置で雄コンタクト４００の第一接点部４０３と接触する。
【００２２】
次に、図４は、図３に対して雄コネクタ２００が紙面内で左側に位置ずれした条件での嵌合状態を示す断面図である。雌コネクタ１００と雄コネクタ２００は矢印Ｂ方向で嵌合し、雌コンタクト３００の第２接点部３０２は緩衝部３０５の矢印Ｃ方向への弾性変形によって破線で示す嵌合前の位置９０２から変位して雄コンタクト４００の第二接点部４０２と接触し、また、雌コンタクト３００の第１接点部３０３はビーム部３０４の弾性変形によって破線で示す嵌合前の位置９０１から変位して実線で示す位置で雄コンタクト４００の第一接点部４０３と接触する。
【００２３】
図５は、図３に対して雄コネクタ２００が紙面内で右側に位置ずれした条件での嵌合状態を示す断面図である。雌コネクタ１００と雄コネクタ２００は矢印Ｄ方向で嵌合し、雌コンタクト３００の第２接点部３０２は緩衝部３０５の矢印Ｅ方向への弾性変形によって破線で示す嵌合前の位置９０２から変位して雄コンタクト４００の第二接点部４０２と接触し、また、雌コンタクト３００の第１接点部３０３はビーム部３０４の弾性変形によって破線で示す嵌合前の位置９０１から変位して実線で示す位置で雄コンタクト４００の第一接点部４０３と接触する。
【００２４】
このように、本発明のコネクタシステムにおいては、雄コネクタ２００が位置ずれすることによる雄コンタクト４００の位置ずれがある場合において、雌コンタクトの第１接点部３０３と第２接点部３０２とはビーム部３０４を介して連繋して変位又は弾性変形すると共に、緩衝部３０５を介してリード部３０１と繋がっているので、一方の接点部だけが、雄コンタクトの接点部と接触するということがない。また、インシュレータに大きな歪みがかかるということもない。
【００２５】
本発明のコネクタシステムの作製においては、従来から実績のある材料を用い、コンタクトにはリン青銅を、インシュレータにはＬＣＰ（液晶ポリマー）を用いた。また、インシュレータの向かい合った二辺に沿って、ピッチ０.４ｍｍでそれぞれ２０個のコンタクトを配設した。得られたコネクタシステムについて、嵌合の繰り返し後におけるコンタクト接点部の位置安定性、接触力及び挿抜力において改善を確認できた。更に高温及び腐食性ガス雰囲気での環境放置後の接触力及び挿抜力において改善を確認できた。    
【００２６】
以上、プリント基板間のコネクタシステムについて説明したが、ＦＰＣ（フレキシブルプリント配線板）を用いるコネクタシステムについても、本発明を有効に適用できることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明のコネクタシステムを示す図。図１（ａ）はその嵌合断面図、図１（ｂ）は雄コネクタの一部分を示す斜視図、図１（ｃ）は雌コネクタの一部分を示す斜視図。
【図２】本発明で用いたコンタクトの詳細図。図２（ａ）はその正面図、図２（ｃ）はその斜視図。
【図３】本発明のコネクタシステムにおいて設計条件通りで嵌合する場合の断面図。
【図４】本発明のコネクタシステムにおいて設計からずれて嵌合する場合の断面図。
【図５】本発明のコネクタシステムにおいて設計から図４とは逆の方向にずれて嵌合した場合の断面図。
【図６】従来のコネクタシステムにおいて設計条件通りで嵌合する場合の断面図。
【図７】従来のコネクタシステムにおいて設計からずれて嵌合する場合の断面図。
【図８】従来のコネクタシステムにおいて設計から図７とは逆の方向にずれて嵌合する場合の断面図。
【符号の説明】
【００２８】
１００   雌コネクタ
１０１   雌インシュレータ
１０２，２０２   圧入部
２００   雄コネクタ
２０１   雄インシュレータ
３００   雌コンタクト
３０１   リード部
３０２   第２接点部
３０３   第１接点部
３０４   ビーム部
３０５   緩衝部
４００   雄コンタクト
４０１   リード部
４０２   第二接点部
４０３    第一接点部
７００，８００    プリント基板
９０１，９０２    嵌合前の位置
【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】
2005108581.tif 000009
【図８】
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