(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに直交する面内に配置される２枚の基板を接続するためのコネクタであって、
一方の基板に設置されるプラグコネクタと他方の基板に設置されるリセプタクルコネクタとで構成され、
それぞれのコネクタには複数の端子が所定のピッチで配置され、
前記プラグコネクタのプラグ部とリセプタクルコネクタのリセプタクル部とが互いに嵌合した状態において、
プラグコネクタの端子のコンタクト部とリセプタクルコネクタの端子のコンタクト片とが接触して電気的に接続される基板接続用コネクタにおいて、
前記リセプタクルコネクタの端子は間隔をおいて固定配置された第１コンタクト片と第２コンタクト片とを有し、
前記プラグコネクタの端子は、前記プラグコネクタのハウジング本体に係止された基部と、前記基部に続くように設けられ、片持ち状に延びるスプリングビームであって、前記基部の外側方向に膨らむように湾曲する弾性変形可能な曲線部を形成するスプリングビームと、前記スプリングビームに続くコンタクトビームとを有し、
前記コンタクトビームは、前記第１コンタクト片と第２コンタクト片の間に挿入された状態で、前記第１コンタクト片に接触する第１コンタクト部と、前記第２コンタクト片に接触する第２コンタクト部とを有し、
前記第１コンタクト部と第２コンタクト部との間に、それら第１コンタクト部と第２コンタクト部とを離間させる方向に附勢する湾曲部が形成され、
前記第１コンタクト部は、前記スプリングビームの先端に続くように設けられ、
前記湾曲部は、前記第１コンタクト部の先端から折り返すように湾曲して設けられ、
前記第２コンタクト部は、前記湾曲部の先端に続くように設けられる、
基板接続用コネクタ。
【請求項２】
前記プラグ部とリセプタクル部の間には、それらプラグ部とリセプタクル部の嵌合状態において嵌合方向のＺ方向、Ｚ方向と直交するＹ方向（横方向）及びＺ、Ｙ方向と直交するＸ方向（縦方向）のそれぞれに所定範囲の遊びを形成するためのクリアランスが設けられ、その遊びの範囲内でプラグコネクタの端子とリセプタクルコネクタの端子との接触状態が維持される構成とした請求項１に記載の基板接続用コネクタ。
【請求項３】
前記プラグコネクタの端子は、前記プラグ部をリセプタクル部に挿入する際の端子どうしの接触により生じる摩擦力で前記スプリングビームが弾性変形してプラグコネクタとリセプタクルコネクタとを互いに離間させる方向に付勢するように設定してある請求項１又は２に記載の基板接続用コネクタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、互いに直交する面内に配置される２枚の基板を接続するための基板接続用コネクタに関するもので、例えば、携帯電話機のバッテリと内部回路の接続部分などで使用されるものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、一方と他方のコネクタが正対して適正に嵌合できるようにするフローティングコネクタという技術思想が知られている。実公平５−３１８３４号公報、特開平９−１４７９８５号公報などに開示されている。
【０００３】
このフローティングコネクタの技術思想は、例えば、一方のコネクタを他方のコネクタに対して嵌合方向（Ｚ方向）及び嵌合方向と直交し、かつ、互いの間でも直交する縦方向（Ｘ方向）及び横方向（Ｙ方向）で移動可能の構造とするものであった。一方と他方のコネクタが嵌合した状態で、双方のコネクタは互いにリジットとなって、一方のコネクタの端子と他方のコネクタの端子の係合を固定的に維持する状態となり、互いに移動可能とするものではなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前述のように、従来のフローティングコネクタにおいては、嵌合状態で一方のコネクタに加えられた振動や衝撃は吸収されることなく他方のコネクタへも伝達される問題点があった。特に、携帯電話機等の使用環境では落下などの予期しない大きな衝撃が加えられる可能性があり、コネクタが実装された基板上の電子部品の誤動作や故障を招く恐れが大きかった。このため、基板に振動や衝撃を吸収する機構を設けるなどの対策が必要となり、機器の小型化を難しくしている。
【０００５】
また、従来のフローティングコネクタでは、通常、端子どうしの接触を１点接触させる構造としていたが、衝撃や振動が加わると端子どうしの接点が離れ、一時的に接触不良となる恐れがあった。この点、実公平５−３１８３４号公報に記載されている技術は、プラグコネクタ側のピン型端子をリセプタクルコネクタ側の端子の一対の接触片間に挿入することで２点接触させる構成としている。しかしながら、このようにピン型端子を一対の接触片で左右から挟み付ける構造のものでは、両者をリジットに接続する場合には有効であるが、その分、振動や衝撃が伝達されやすい構造となる問題がある。
【０００６】
よって、本発明は、嵌合状態で、一方のコネクタに加えられた振動や衝撃が他方のコネクタに伝達されにくい構造とし、しかも、確実な接続状態を維持することができる基板接続用コネクタを提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明は以下の手段を採用した。
本発明の第一の手段は、互いに直交する面内に配置される２枚の基板を接続するためのコネクタであって、一方の基板に設置されるプラグコネクタと他方の基板に設置されるリセプタクルコネクタとを備え、それぞれのコネクタには複数の端子が所定のピッチで配置され、前記プラグコネクタのプラグ部とリセプタクルコネクタのリセプタクル部とが互いに嵌合した状態において、プラグコネクタの端子のコンタクト部とリセプタクルコネクタの端子のコンタクト部とが接触して電気的に接続される基板接続用コネクタにおいて、
前記リセプタクルコネクタの端子は間隔をおいて固定配置された第１コンタクト片と第２コンタクト片とを有し、前記プラグコネクタの端子は、前記第１コンタクト片と第２コンタクト片の間に挿入された状態で、前記第１コンタクト片に接触する第１コンタクト部と、前記第２コンタクト片に接触する第２コンタクト部とを有し、前記第１コンタクト部と第２コンタクト部との間に、それら第１コンタクト部と第２コンタクト部とを離間させる方向に付勢する湾曲部が形成されていることを特徴とする。
【０００８】
この手段によれば、リセプタクルコネクタの端子は第１コンタクト片と第２コンタクト片とが間隔をおいて固定配置されていて、その間にプラグコネクタの端子が挿入される。このプラグコネクタの端子は、第１コンタクト片に接触する第１コンタクト部と、第２コンタクト片に接触する第２コンタクト部とを有していて２点接触する。しかも、第１コンタクト部と第２コンタクト部との間に、それら第１コンタクト部と第２コンタクト部とを離間させる方向に付勢する湾曲部が形成されているので、いわゆる内側から反発する力によって２点接触状態が確実に維持される。さらに、固定的な間隔を持つ第１コンタクト片と第２コンタクト片との空間内でプラグコネクタ側の端子の自由度が得られるので、振動や衝撃が両者間で伝達されにくい構造となる。
【０００９】
本発明の第二の手段は、第一の手段におけるプラグコネクタの端子がプラグコネクタ本体からプラグ部に向かって片持ち状に延びるスプリングビームと、そのスプリングビームの先端に続く第１コンタクト部と、その第１コンタクト部の先端から折り返すように湾曲させた湾曲部と、その湾曲部の先端に続く第２コンタクト部とを有し、第１コンタクト部と第２コンタクト部との間隔が、第１コンタクト片と第２コンタクト片との間隔よりも大き目に設定されていることを特徴とする。
【００１０】
この第２の手段によれば、プラグコネクタの端子が片持ち状に延びるスプリングビームを有しているため、このスプリングビームの存在によって端子の弾性や自由度を向上させたり、弾性や自由度をある範囲に制限したりする設定が容易になる。即ち設計の自由度が向上する。また、第１コンタクト部と第２コンタクト部との間隔が、第１コンタクト片と第２コンタクト片との間隔よりも大き目に設定されていることで、確実な接触状態を保つことが可能になる。
【００１１】
本発明の第三の手段は、第１及び第２の手段におけるプラグ部とリセプタクル部の間に、それらプラグ部とリセプタクル部の嵌合状態において嵌合方向のＺ方向、Ｚ方向と直交するＹ方向（横方向）及びＺ、Ｙ方向と直交するＸ方向（縦方向）のそれぞれに所定範囲の遊びを形成するためのクリアランスが設けられ、その遊びの範囲内でプラグコネクタの端子とリセプタクルコネクタの端子との接触状態が維持される構成とした。
【００１２】
この手段によれば、プラグコネクタとリセプタクルコネクタが互いに嵌合した状態で、Ｘ、Ｙ、Ｚの三方向に遊びを形成したので、一方のコネクタに加えられる振動や衝撃をこの遊びで吸収することができ、他方のコネクタに伝達されないようにすることができる。
【００１３】
本発明の第四の手段は、第１から第３の手段におけるプラグコネクタの端子について、そのスプリングビームがＸ方向に膨らむように湾曲しており、プラグ部をリセプタクル部に挿入する際の端子どうしの接触により生じる摩擦力でスプリングビームが弾性変形してプラグコネクタとリセプタクルコネクタとを互いに離間させるＺ方向に付勢するように設定した。
【００１４】
このように設定することで、一方のコネクタを他方のコネクタから若干離間させて浮かせた状態に保持することが可能になると共に、振動や衝撃をスプリングビームで吸収して、振動や衝撃吸収性能を有効に高めることが可能になる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態を説明する。
図１は実施形態の基板接続用コネクタ１の断面図を表している。この基板接続用コネクタ１は、プラグコネクタ２とリセプタクルコネクタ３とで構成されている。プラグコネクタ２が一方の基板４に設置され、リセプタクルコネクタ３が一方の基板４と直交する面内にある他方の基板５に設置されて、この基板接続用コネクタ１を介して双方の基板４、５が接続されるようにしている。
【００１６】
プラグコネクタ２は、図２〜図４に示したような外観のもので、絶縁ハウジング６と、この絶縁ハウジング６に所定のピッチで横並び（図２左右方向）に配置された複数の端子７とを備えている。絶縁ハウジング６は、平面略方形のハウジング本体８の上側に突出する形態で形成されたプラグ部９を有し、図４の側面図に表れているように、逆Ｔ字状乃至Ｌ字状とされている。
【００１７】
ハウジング本体８の底面８ａ側から端子７を挿入して係止できるように、ハウジング本体８からプラグ部９に亘って複数の端子受入溝１０が所定のピッチで形成されている。また、各端子受入溝１０と対応して、ハウジング本体８の一側には底面８ａで開口している端子係止溝１１が形成されている。
【００１８】
端子７には半田テイル１４が形成されている。この半田テイル１４は、端子係止溝１１に挿入係止する逆Ｕ字状の係止部１２が形成された基部１３の一側に延長させている。さらに、基部１３の他側から曲線部１５ａと直線部１５ｂとを有するスプリングビーム１５が図１中の上方向に片持ち状に延びている。そして、このスプリングビーム１５の先端から下方に折り返すようにして弧状のコンタクトビーム１６が連続している。このコンタクトビーム１６の弧状部外面の２箇所をコンタクト部としてある。
【００１９】
即ち、コンタクトビーム１６の部分は、スプリングビーム１５の先端に続く第１コンタクト部１６ａと、その第１コンタクト部１６ａの先端から折り返すように湾曲させた湾曲部１６ｂと、その湾曲部１６ｂの先端に続く第２コンタクト部１６ｃとを有する。第１コンタクト部１６ａと第２コンタクト部１６ｃとの間隔は、リセプタクルコネクタ３の後述する第１コンタクト片２４１と第２コンタクト片２４２との間隔よりも大き目に設定されている。
【００２０】
これにより、端子７を絶縁ハウジング６に装着したときには、半田テイル１４がハウジング本体８の底面８ａに沿って外側に延び、スプリングビーム１５が端子受入溝１０内に延び、コンタクトビーム１６がプラグ部９の一側の外壁９ａより突出して外部に臨むようになっている。また、コンタクトビーム１６の第１コンタクト部１６ａ及び第２コンタクト部１６ｃは、スプリングビーム１５の弾性とコンタクトビーム１６の弾性とによって、プラグ部９の一側の外壁９ａより外側に突出するように常時付勢されている（図５参照）。
【００２１】
絶縁ハウジング６を構成するハウジング本体８の両側にはネイル１８、１８が固定されている。半田テイル１４を基板４の回路導体へ半田付けする際に、パッド（図示せず）へ同時に半田付けできるようにしてある。
【００２２】
リセプタクルコネクタ３は、図６乃至図１２に示したような外観及び断面形状のもので、絶縁ハウジング１９に所定のピッチで横並びに配置された複数の端子２０を備えている。絶縁ハウジング１９は、底面１９ａで開口する箱状に形成され、その内部に、プラグコネクタ２のプラグ部９と嵌合できるようにしたリセプタクル部２１が形成されている。
【００２３】
端子２０は、絶縁ハウジング１９の上面１９ｂに沿うようにした基部２２から一側に延長したテイル２３を有する。また、基部２２の他側には、絶縁ハウジング１９を上面１９ｂからリセプタクル部２１へ貫通し、リセプタクル部２１の両側の内壁に沿って、リセプタクル部２１の略全長に亘って延びる逆Ｕ字形の第１コンタクト片２４１及び第２コンタクト片２４２が形成されている。両コンタクト片２４１、２４２は、リセプタクル部２１で露出する内側全体がコンタクト部分とされている。このコンタクト部分は第１コンタクト内面２５１と、第２コンタクト内面２５２とに分けられる。
【００２４】
さらに、前記端子２０のテイル２３が延びている絶縁ハウジング１９の背面１９ｃの両側には、ネイル２６が固着してあり、このネイル２６を介してリセプタクルコネクタ３を基板５に半田付けによって取付できるようにしている。
【００２５】
前記プラグ部９とリセプタクル部２１は、図１３に示してあるように、互いに嵌合した状態で、縦方向であるＸ方向でプラグ部９の両側にクリアランスＣｘが形成されて、プラグ部９とリセプタクル部２１が相対的に移動できる遊びが設けられている。また、横方向であるＹ方向にも、プラグ部９の両側にクリアランスＣｙが形成されて、プラグ部９とリセプタクル部２１が相対的に移動できる遊びが設けられている。
【００２６】
そして、前記Ｘ方向の遊びにおいて、プラグコネクタ２の端子７のコンタクトビーム１６とリセプタクルコネクタ３の端子２０のコンタクトビーム２４の係合状態が維持できるように、端子７のコンタクトビーム１６と端子２０の第１コンタクト片２４１及び第２コンタクト片２４２が図１４に示したような関係とされている。即ち、端子２０の両コンタクト片２４１、２４２の幅が（一方のコンタクト片２４２のみ図示）、端子７のコンタクトビーム１６の幅に対して、前記Ｙ方向の遊びのためのクリアランス（Ｃｙ×２）分だけ幅広に形成してある。
【００２７】
更に、プラグ部９とリセプタクル部２１の嵌合状態において、嵌合方向であるＺ方向（図１参照）ではリセプタクル部２１の開口端２１ｂとプラグコネクタ２を構成する絶縁ハウジング６の本体８の嵌合端面８ｂとの間にクリアランスＣｚが形成されていて、この方向においてもプラグ部９とリセプタクル部２１が相対的に移動できる遊びが設けられている。
【００２８】
前記クリアランスＣｚは、プラグコネクタ２を構成する端子７のスプリングビーム１５とコンタクトビーム１６の弾性によって、嵌合時に自動的に形成されるようになっている。即ち、リセプタクル部２１をプラグ部９に嵌合して、双方のコンタクトビーム１６、２４が当接した状態においてはスプリングビーム１５とコンタクトビーム１６の弾力の分力がリセプタクルコネクタ３に対して上向きに働き、結果としてクリアランスＣｚが形成されるようになっている。
【００２９】
前記Ｘ、Ｙ方向の遊びには、更に、規制も形成されている。即ち、Ｘ方向及びＹ方向の遊びは、プラグ部９の外壁がリセプタクル部２１の対向する内壁に当接することで停止されるようになっている。また、Ｚ方向の遊びは、リセプタクル部２１の開口端２１ｂがプラグコネクタ２側の本体８の嵌合端面８ｂに当接することで停止されるようになっている。
【００３０】
以上のように構成されている基板接続用コネクタ１のプラグコネクタ２のプラグ部９とリセプタクルコネクタ３のリセプタクル部２１とを互いに嵌合すると、リセプタクルコネクタ３側の端子２０のコンタクトビーム２４が、プラグコネクタ２側の端子７のコンタクトビーム１６とスプリングビーム１５とを図１の矢印２７の方向へ弾力に抗して変形させる（図５参照）。同時に端子７のコンタクトビーム１６の湾曲部１６ｂ部分がさらに湾曲するように弾性変形させられる。
【００３１】
この結果、第１コンタクト片２４１の第１コンタクト内面２５１と、コンタクトビーム１６の第１コンタクト部１６ａとが適度の力で接触し、さらに、第２コンタクト片２４２の第２コンタクト内面２５２と、コンタクトビーム１６の第２コンタクト部１６ｃとが適度の力で接触する。これによりプラグコネクタ２とリセプタクルコネクタ３が双方のコンタクトビーム１６，２４どうしで２点接触して電気的に接続される。従って、基板４側の回路と基板５側の回路を接続することができる。
【００３２】
このように、コンタクトビーム１６は、その第１コンタクト部１６ａが第１コンタクト片２４１に、第２コンタクト部２４２が第２コンタクト片２４２に接触する２点接触となり、湾曲部１６ｂ部分の弾性によって接触が強まる方向に付勢されているので、振動や衝撃が加えられても、接触状態が一時的に離れるようなことはなく、何れか一方が接触状態を保持する形態となる。従って、接触状態を確実に保持させることができる。
【００３３】
また、プラグコネクタ２又はリセプタクルコネクタ３に振動や衝撃が加えられた場合、プラグ部９とリセプタクル部２１が相対的に移動できる遊びがＸ、Ｙ、Ｚの三方向に設けられているので、いかなる方向の外力もこの遊びで吸収して相手方のコネクタには伝達しないようにすることができる。
【００３４】
しかも、上記三方向の遊びの何れも規制が設けられて、規制された遊びの範囲内では、コンタクトビーム１６は第１コンタクト片２４１及び第２コンタクト片２４２の両方に接触する２点接触となり、相互に係合が外れないようになっているので、電気的に接続された状態が維持されて、接続の信頼性を保持することができる。
【００３５】
Ｘ方向の遊びの範囲では、プラグコネクタ２の端子７のスプリングビーム１５とコンタクトビーム１６の弾性変形によって係合状態が維持される。Ｙ方向の遊びの範囲では、リセプタクルコネクタ３の端子２０の幅広としたコンタクトビーム２４によって係合状態が維持される。また、Ｚ方向の遊びの範囲では、リセプタクルコネクタ３のリセプタクル部２１の略全長に亘って延びるようにした長いコンタクトビーム２４（第１コンタクト片２４１及び第２コンタクト片２４２）によって係合状態が維持される。
【００３６】
それぞれのコンタクトビーム１６，２４の部分は、長期の使用において、酸化皮膜が形成されて、係合時の電気的接続が害されることがある。しかしながら、この基板接続用コネクタ１では、プラグ部９とリセプタクル部２１の間の相対移動によって、プラグコネクタ２側の第１コンタクト部１６ａ及び第２コンタクト部１６ｃが、リセプタクルコネクタ３側の第１コンタクト片２４１及び第２コンタクト片２４２のコンタクト内面を擦るようにして移動するので、これによって酸化皮膜を除去して、良好な電気的接続を確保することができる。
【００３７】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係る基板接続用コネクタによれば、プラグコネクタとリセプタクルコネクタの嵌合状態で、一方のコネクタに加えられた振動や衝撃が他方のコネクタに伝達されにくい構造とし、しかも、２点接触による確実な接続状態を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の基板接続用コネクタの拡大断面図である。
【図２】同じくプラグコネクタの正面図である。
【図３】同じくプラグコネクタの平面図である。
【図４】同じくプラグコネクタの右側面図である。
【図５】同じくプラグコネクタの要部の断面図である。
【図６】本発明の実施の形態のリセプタクルコネクタの平面図である。
【図７】同じくリセプタクルコネクタの正面図である。
【図８】同じくリセプタクルコネクタの底面図である。
【図９】同じくリセプタクルコネクタの背面図である。
【図１０】同じくリセプタクルコネクタの右側面図である。
【図１１】図９のＡ−Ａ’断面図。
【図１２】同じくリセプタクルコネクタの断面図である。
【図１３】実施形態のプラグ部とリセプタクル部の嵌合状態を説明する図である。
【図１４】実施形態のリセプタクルコネクタの一部拡大断面図である。
【符号の説明】
１  基板接続用コネクタ
２  プラグコネクタ
３  リセプタクルコネクタ
４、５  基板
７  端子
８  プラグコネクタの本体
８ｂ  本体の嵌合端面
９  プラグ部
９ａ  プラグ部の一側外壁
１５  スプリングビーム
１５ａ
１５ｂ
１６  コンタクトビーム
１６ａ  第１コンタクト部
１６ｂ  湾曲部
１６ｃ  第２コンタクト部
２０  端子
２１  リセプタクル部
２４  コンタクトビーム
２４１  第１コンタクト片
２４２  第２コンタクト片
２５１  第１コンタクト内面
２５２  第２コンタクト内面
Ｃｘ、Ｃｙ、Ｃｚ  クリアランス
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
0004365949.tif 000011
【図１１】
0004365949.tif 000012
【図１２】
0004365949.tif 000013
【図１３】
0004365949.tif 000014
【図１４】
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