(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に半田接続される半田接続部及び相手コネクタと接触する接触部を有する複数のコンタクトがハウジングに取付けられる基板用電気コネクタであって、前記コンタクトは、前記半田接続部及び前記接触部間に略Ｕ字状の部分を有する薄い導電性金属板にて形成され、前記略Ｕ字状の部分により前記コネクタを所定範囲内で移動可能にした基板用電気コネクタにおいて、
前記コンタクトは、前記略Ｕ字状の部分が前記ハウジングの側壁を跨いで配置され、
前記ハウジングの前記側壁の外面と、前記コンタクトの前記略Ｕ字状の部分のうち前記側壁の外面に沿う部分との間に空隙を設け、
前記複数のコンタクトは、端部の半田接続部近傍が絶縁ストリップにより固定されていることを特徴とする基板用電気コネクタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電気コネクタ、特に基板に取付けて使用され、相手コネクタと共に一般には平行配置された２枚の基板間を相互接続するのに好適な基板用電気コネクタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電気コネクタは導体間の接続に多用され、その目的に応じて種々の形状、寸法のものが提案されている。斯る電気コネクタの一種に、基板（プリント回路基板）に半田付接続される基板用電気コネクタがある。一般には、プラグ（雄）型及びリセプタクル（雌）型コネクタを有し、平行配置された２枚の基板の回路間を相互接続する。電子機器が小型高密度化すると、２枚の基板の間隔は益々小さくなり、例えば数ｍｍのものもまれではない。
【０００３】
斯る高密度実装された基板接続用電気コネクタの一例は例えば米国特許第５，２２４，８６６号又は実開平３−１２６３８９号公報及び特開平４−４３５７９号公報等に開示されている。これら従来の基板用電気コネクタにあっては、平行配置される２枚の基板のコンタクトパッドに夫々表面実装（ＳＭＴ接続）される多数の平板状のコンタクトを有する。これら２枚の基板のうちいずれか一方に配置されるコネクタのコンタクトは比較的長い有効長を持たせて相手コネクタのコンタクトに弾性的に接触する為の接圧（ノーマルフォース）を付与するよう構成している。斯る構成によりピッチが約０．５ｍｍ程度の高密度のコンタクトを有する基板用電気コネクタを実現することが可能である。
【０００４】
しかし、上述した基板用電気コネクタにあっては、約０．２ｍｍ程度の弾性金属板を打ち抜き（スタンピング）加工により形成するので、コンタクトの弾性に限界がある。特に、基板間の間隔を数ｍｍ以下に高密度配置を必要とするＰＨＳ（パーソナルハンディホーン）等の携帯型通信機等にあっては、コンタクトの弾性が十分に得られない。更に、２枚の基板間に位置ずれ又はねじれ等のミスアライメントがある場合には、両コネクタが正しく嵌合せず、無理に嵌合させようとするとコネクタ自体又はそのコンタクトを破損或は変形することとなる。
【０００５】
斯る２枚の基板間の位置ずれに対処する手段として、例えば米国特許第５，２０１，６６３号又は特開平４−３７０６７７号公報に開示する如く、コネクタの少なくとも一方のハウジングを２体構造とし、両ハウジング部分をジグザグ構造の長い有効長を有するコンタクトを介して比較的可撓性を持たせることが提案されている。しかし、斯るフレキシビリティを得るには比較的大きな物理的寸法又はスペースを必要とするので、上述した如き小型高密度の用途には適用不可能である。
【０００６】
更に、上述した如き、弾性金属板を打ち抜き加工した略平板状のコンタクトの端面（エッジ）同士を接触させる高密度型電気コネクタには別の問題を有する。即ち、打ち抜き加工されたコンタクトの端面（エッジ）はロール面（主面）と異なり剪断面であるので表面の平坦性に欠け、円滑且つ安定性を有する高信頼性の電気的接触を得るのが困難である。
【０００７】
この接触面の非平坦性の問題を解決する為に極めて薄い金属板を絶縁ハウジングのポスト（柱状体）の外面に沿って略Ｕ字状に折曲げて金属板の平坦なロール面を接触面とすることが特公平３−４５８７３号公報等に開示されている。また、平板状基部から延出する２本の指状部の先端（自由端）を９０°捻って、対向するロール面による比較的幅の広い接触面を形成するコンタクトも提案されている（例えば特公平３−７０３５０号公報参照）。
【０００８】
しかし、これらロール面による接触面が形成された従来のコンタクトを用いる電気コネクタは、１ｍｍを超す低又は中密度の比較的大型の電気コネクタには有効であっても、本発明が意図する上述した小型高密度の基板用電気コネクタには適用不可能である。
【０００９】
【発明の解決課題】
従って、本発明は数ｍｍ程度の高密度で配置された２枚の基板間の相互接続を多少の位置ずれを効果的に吸収するフレキシビリティを有し且つ安定且つ高信頼性で行うことが可能な基板用電気コネクタを提供することである。
【００１０】
また、本発明は、比較的安価に量産することが可能な小型高密度の基板用電気コネクタを提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の基板用電気コネクタは、基板に半田接続される半田接続部及び相手コネクタと接触する接触部を有する複数のコンタクトがハウジングに取付けられる基板用電気コネクタであって、前記コンタクトは、前記半田接続部及び前記接触部間に略Ｕ字状の部分を有する薄い導電性金属板にて形成され、前記略Ｕ字状の部分により前記コネクタを所定範囲内で移動可能にした基板用電気コネクタにおいて、前記コンタクトは、前記略Ｕ字状の部分が前記ハウジングの側壁を跨いで配置され、前記ハウジングの前記側壁の外面と、前記コンタクトの前記略Ｕ字状の部分のうち前記側壁の外面に沿う部分との間に空隙を設け、前記複数のコンタクトは、端部の半田接続部近傍が絶縁ストリップにより固定されていることを特徴とする。
【００１３】
本発明の基板用電気コネクタの好適例によると、各コンタクトは約０．０５ｍｍの極めて薄い金属板を打ち抜き加工その他の手段で約０．５ｍｍピッチに配列する。相手コネクタのコンタクトとの接触面及び基板のコンタクトパッドとの接触面は共にロール面であるので平坦性即ち接触安定性が良好である。同時に、コンタクトは大変薄いので、ハウジングの外側面に設けた空隙内で移動可能である。従って、相互接続される２枚の基板間に一方向又は回転方向の位置ずれ（シフト又は捻れ）があっても、相手コネクタと比較的容易に嵌合可能である。
【００１４】
【実施形態】
以下、添付図を参照して、本発明による基板用電気コネクタの好適実施形態を詳細に説明する。
【００１５】
図１は本発明による基板用電気コネクタ１０の好適実施形態の斜視図を示す。図２は図１の基板用電気コネクタ１０と嵌合して使用される相手コネクタ１００の斜視図を示す。図３は図１及び図２の電気コネクタ１０、１００を夫々基板に接続し且つ相互に嵌合している状態を示す断面図を示す。また、図４は、図１の基板用電気コネクタ１０のコンタクト組立体の製造工程の一例を示す斜視図である。
【００１６】
先ず、図１を参照して、本発明の基板用電気コネクタ１０につき説明する。この基板用電気コネクタ１０は絶縁ハウジング２０と、これに組付けられる２列のコンタクト組立体３０と、この絶縁ハウジング２０を基板５０に固定する為の１対の固定金具４０とを具える
【００１７】
絶縁ハウジング２０は全体が細長い略矩形状であり、中央に相手コネクタ１００の嵌合部が挿入される凹部２１を形成する。両側壁２２、２３と底壁２４を有する。更に、長手方向の両端には、固定金具４０が挿入される開口２５、２６が形成された固定金具取付端部２７、２８を有する。即ち、絶縁ハウジング２０は上面が開放した箱状体である。
【００１８】
コンタクト組立体３０は、絶縁ハウジング２０の長手方向に沿う両側壁２２、２３に沿って略Ｕ字状に折曲げられて２列に保持される。この２列のコンタクト組立体３０は絶縁ハウジング２０の凹部２１内に相手コネクタ１００のコンタクトとの接触部３５と、絶縁ハウジング２０の両側壁２２、２３の外面に沿って延びる半田タイン部３６とを有する。半田タイン部３６の先端（又は自由端）は略直角に折曲げられ、基板のコンタクトパッドへの半田接続部３７を形成する。
【００１９】
コンタクト組立体３０は、好適例にあっては０．０５ｍｍの板厚の金めっき処理した銅合金製であり、０．５ｍｍのピッチで高密度に配列される。斯る極めて薄い金属板の打抜き加工により高密度に形成すると、コンタクト相互間の間隔を一度に維持することが困難となり、加工、組立或はその後に取扱い中の外力等により隣接するコンタクト同士が接触（ショート）する虞れがある。
【００２０】
このように、極めて弾性に富んだ多数の高密度コンタクトのアライメントを維持する為に、本発明の好適例にあっては、多数のコンタクトを列単位でコンタクト組立体３０として一体形成することを特徴とする。このコンタクト組立体３０の製造方法及び構成をその一部分を示す図４を参照して以下に詳述する。
【００２１】
まず、コンタクト組立体３０の多数のコンタクト３１は、例えば０．５ｍｍピッチで一端がキャリア（担持体）３２に連結形成された櫛歯状体（キャリアストリップ）とする。このキャリアストリップのコンタクト３１を横断して薄い絶縁材料の第１ストリップ３３及び第２ストリップ３４を好ましくは周知のインサートモールド技法により形成する。第１ストリップ３３はコンタクト３１のキャリア３２側に比較的狭い幅で形成され、コンタクト３１が略中心部分に埋込まれるようモールド形成される。他方、相手コネクタ１００との接触部３５を形成するコンタクト３１の自由端部分には接触部３５を表面から露出させて比較的幅の広い例えば約１．５ｍｍの第２ストリップ３４をモールド形成する。この第１ストリップ３３及び第２ストリップ３４間のコンタクト３１の中間部分において略Ｕ字状に折曲げて図１に示す如くハウジング２０の側壁２２、２３を跨ぐ状態で組付けられる。図１及び図３から明らかな如く、コンタクト組立体３０は第２ストリップ３４がハウジング２０の凹部２１内、即ち側壁２２、２３の内側に、第１ストリップ３３が外側になり、しかもコンタクト３１の露出した接触部３５が凹部２１の内側（即ち側壁２２、２３の内面と反対側）に位置するよう折曲げ組付けられる。
【００２２】
また、コンタクト組立体３０の各コンタクト３１のキャリア３２は、ハウジング２０への組付け前に基部近傍において切断され、且つ各コンタクト３１の切断端部近傍を略直角に折曲げて基板５０のコンタクトパッド（図示せず）への表面実装（ＳＭＴ）半田付部３７を形成する。ここで、図３に最もよく示す如く、コンタクト組立体３０の各コンタクト３１のハウジング２０の側壁２２、２３の外面に沿う部分３６は、側壁２２、２３の外面から離間していることに注目されたい。斯る空間Ｇの形成と、コンタクト３１として極めて薄い金属板を使用したことにより、電気コネクタ１０は基板５０に対して左右又は捻じれ方向に僅かに移動可能であることが理解できよう。
【００２３】
尚、各コンタクト組立体３０のハウジング２０への固定、即ち保持はハウジング２０の凹部２１の両側に形成した溝２９にコンタクト組立体３０の第２ストリップ３４を圧入係合することにより行うことが可能である。更に必要に応じて、ハウジング２０の側壁２２、２３の端面（図１中の上面）に各コンタクト３１に対応する溝を形成し、この溝内にバーブが形成されたコンタクト３１の折曲げ部を圧入して保持力を付加することも可能である。
【００２４】
固定金具４０は半田付部３７が基板５０のコンタクトパッドにＳＭＴ（リフロー）半田付接続された後、この基板用電気コネクタ１０に相手コネクタ１００を嵌合したり、嵌合解除即ち挿抜する際の補強を行う為のものである。基板用電気コネクタ１０の絶縁ハウジング２０の凹部２１に相手コネクタ１００の嵌合部１１２を挿抜すると、コンタクト組立体３０のコンタクト３１の半田付部３７に過度の力が作用して、半田接続が破損又は基板５０のコンタクトパッドが剥離する虞れがある。基板用電気コネクタ１０に相手コネクタ１００を挿抜する際に作用する力がコンタクト３１の半田付部３７にかかるのを排除、又は軽減するのが固定金具４０の目的乃至機能である。
【００２５】
この固定金具４０は金属板を打抜き折曲げ加工により形成される。図１に示す如く、固定金具４０は基板５０に対して垂直に延びる本体部４１、その下端に形成され金５０のパッドに半田付固定される半田付部４２、ハウジング２０の固定金具取付端部２７、２８の上面を押圧するハウジング押え部４３及びハウジング２０の固定金具取付端部２７、２８の開口内に挿入されて内壁と弾性的に係合する１対の略Ｌ字状保持アーム４４、４５を有する。
【００２６】
斯る構成により、基板用電気コネクタ１０を基板５０に取付けると、ハウジング２０は基板５０の表面に対して平行移動は可能であるが、基板５０の表面から離れる方向への移動は固定金具４０により規制又は制限される。尚、この固定金具４０は下端が基板５０のパッドに半田付して固定される構造であるが、特に斯る構造に限定されるべきではない。基板５０に固定用開口を形成することが可能な場合には、半田付部４２の代りに例えば実公平１−４２６４５号公報に開示する如き１対の弾性保持脚を有し、基板５０の例えば矩形開口に圧入保持される取付金具であってもよい。
【００２７】
次に、本発明の基板用電気コネクタ１０と共に使用される相手コネクタ１００の例を図２を参照して簡単に説明する。このコネクタ１００は略矩形状基部１１１から上方に突出する嵌合部１１２が形成された絶縁ハウジング１１０を有する。この絶縁ハウジング１１０の両端部には１対の固定金具１５０が圧入固定される。ハウジング１１０の嵌合部１１２の両側面１１３には多数のスロット１１４が形成されている。各スロット１１４には接触部１２１と半田付部１２２を有する略Ｌ字状のコンタクト１２０が２列に配置固定されている。コンタクト１２０の接触部１２１の自由端部は、ハウジング１１０の嵌合部１１２の先端付近において、側面１１３から外方に延出している。
【００２８】
図２に示す相手コネクタ１００の固定金具１５０は、ハウジング１１０の溝１１５内に圧入係合する保持部１５１と基板２００のパッドに半田付固定される半田付部１５２とを有する。このコネクタ１００にあっては、基板２００に対して固定されるので、図１に示した基板用電気コネクタ１０と異なり、基板２００に対して移動可能ではない。
【００２９】
図１に示した本発明の基板用電気コネクタ１０と図２に示した相手コネクタ１００の嵌合状態を図３に示す。基板５０に半田付接続された基板用電気コネクタ１０のコンタクト組立体３０のコンタクト３１の接触部３５に、基板２００に半田付接続された相手コネクタ１００のコンタクト１２０の接触部１２１が弾性的に接触されている。図３から明らかな如く、相手コネクタ１００の２列のコンタクト１２０の接触部１２１はハウジング１１０の突出した嵌合部１１２の中央隔壁１１６の両側に相互に背中合せに保持されている。即ち、コンタクト１２０の接触部１２１の基部は中央隔壁１１６に接触するが、外方へ延出する接点を形成する自由端は中央隔壁１１６から離れて片持ち梁状をなす。斯る構成により、コンタクト１２０の接触部１２１は必要とする弾性を有し、両コネクタ１０、１００のコンタクト３１、１２１同士が十分な接圧にて安定的に接触することを可能にする。
【００３０】
ここで、相互に嵌合した両コネクタ１０、１００の基板５０、２００間の間隔は約４ｍｍの低背構造が実現可能である。また、基板用電気コネクタ１０は基板５０に対して横方向に一定範囲で移動可能であるので、両基板５０、２００間に位置ずれ（ミスアライメント）が存在しても、両コネクタ１０、１００を嵌合することが可能である。更に、斯る低背構造であっても、両コンタクト３１、１２１の有効嵌合長を例えば１．２ｍｍ程度と十分長くすることができるので、安定な接触が可能になる。
【００３１】
図５は本発明の基板用電気コネクタの他の実施形態を示す。基板用電気コネクタ１０’が図２に示した相手コネクタ１００と嵌合している図３に対応する断面図である。
【００３２】
基板用電気コネクタ１０’は上述した基板用電気コネクタ１０と類似するので、主要相違点のみを以下に説明する。絶縁ハウジング２０’は両側壁２２’、２３’と底面２４’を有する箱状又は断面Ｕ字状である点では絶縁ハウジング２０と同じである。しかし、両側壁２２’、２３’の外面の底面２４’に近い下部分が切欠かれている点で相違する。
【００３３】
コンタクト組立体３０’は夫々略Ｕ字状に折曲げられて２列に配置され、絶縁ハウジング２０’と好ましくはインサートモールドされる。即ち、上述の基板用電気コネクタ１０のコンタクト組立体３０は折曲げ加工後に絶縁ハウジング２０に組付けられたが、この基板用電気コネクタ１０’においては絶縁ハウジング２０’と一体モールドされる。コンタクト組立体３０’は好ましくはキャリアに連結された多数のコンタクト３１’を有する櫛歯状に形成されて、モールド金型内に配置され、プラスチック材料により周知技法でインサートモールドされる。勿論、キャリア部はモールド後に切断される。
【００３４】
コンタクト３１の接触部３５’の先端は絶縁ハウジング２０’の底壁２４’に埋込まれていると共に、接触部３５’の内面は絶縁ハウジング２０’の凹部２１’に露出している。但し、コンタクト組立体３０と異なり、接触部３５’を固定する絶縁ストリップはなく、絶縁ハウジング２０’の両側壁２２’、２３’の内面とコンタクト３１’の内面を略一致してインサートモールドされる。コンタクト３１’の半田付部３７’の近傍の外面には絶縁ハウジング２０’と同じ材料でストリップ３３’が形成されて、コンタクト３１’の半田付部３７’の間隔を例えば０．５ｍｍの所定ピッチに維持する。
【００３５】
上述の如く、コンタクト３１’は例えば０．０５ｍｍの金属板を略Ｕ字状に折曲げて形成され、絶縁ハウジング２０’の両側壁２２’、２３’の外面には切欠きが形成されている。従って、コンタクト３１’の外面部３６’と絶縁ハウジング２０’の両側壁２２’、２３’の外面間には所定の空隙Ｇが形成されることに注目されたい。その結果、基板用電気コネクタ１０’を基板５０’に半田付接続すると、基板用電気コネクタ１０’は基板５０’に対して横方向に少なくとも空隙Ｇに対応する範囲内で移動可能である。
【００３６】
尚、コンタクト組立体３０’のストリップ３３’は絶縁ハウジング２０’に一体モールドされる前に予めモールド形成されていてもよい。絶縁ハウジング２０’の側壁２２’、２３’の外面とコンタクト３１’の外側部３６’間の空隙Ｇは必要とする基板用電気コネクタ１０’の最大移動量に応じて自由に選定可能である。
【００３７】
以上、本発明の基板用電気コネクタを相手コネクタと共に好適実施形態につき説明した。しかし、本発明は斯る実施例のみに限定するべきではなく、特定用途に応じて種々の変形変更が可能であることが理解されよう。例えば、コンタクト組立体の各コンタクトをアライメントするストリップ３３、３３’は必要に応じて接着テープ等であってもよい。相手コネクタのコンタクトの接続部は略Ｊ字状に曲げられた、より高弾性の形状であってもよい。
【００３８】
【発明の効果】
本発明の基板用電気コネクタによると、コンタクトとして極めて薄い金属板を打抜き折曲げ加工により形成し、絶縁ハウジングの側壁との間に空隙を有するので、基板に対して横方向に移動可能であり、相手コネクタとのある程度の位置ずれを吸収して安定的に嵌合することができる。従って、小型高密度の電子機器の２枚の基板間の相互接続用に極めて好適である。
【００３９】
また、本発明の基板用電気コネクタは、コンタクトの接触面が金属板の円滑なロール面であり、相手コネクタのコンタクトも同様にロール面となし得るので、安定且つ高信頼性の電気的接触が得られ、且つ多数回の挿抜による金めっき等が施された接触面の摩耗を最小にすることができる。
【００４０】
更に、本発明の基板用電気コネクタは、リードフレーム状に形成されたコンタクト組立体を絶縁ハウジングに組付け又は一体モールドすることにより、簡単且つ安価に製造することが可能である。従って、小型高密度且つ低価格が要求される携帯通信機用電気コネクタに極めて好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による基板用電気コネクタの好適実施形態の斜視図。
【図２】図１の基板用電気コネクタと嵌合使用される相手コネクタの一例の斜視図。
【図３】図１及び図２の両電気コネクタの嵌合状態を示す断面図。
【図４】図１の基板用電気コネクタに使用するコンタクト組立体の製造工程説明図。
【図５】本発明による基板用電気コネクタの他の実施形態を示す図３と同様の断面図。
【符号の説明】
１０、１０’      基板用電気コネクタ
２０、２０        絶縁ハウジング
２２、２３、２２’、２３’    側壁
３０              コンタクト組立体
３５、３５’      接触部
３７、３７’      半田接続部
Ｇ                空隙
５０、５０’、２００        基板
１００            相手コネクタ
【図１】
0003746106.tif 000002
【図２】
0003746106.tif 000003
【図３】
0003746106.tif 000004
【図４】
0003746106.tif 000005
【図５】
0003746106.tif 000006