JP2013157108A

JP2013157108A - コネクタ

Info

Publication number: JP2013157108A
Application number: JP2012014929A
Authority: JP
Inventors: Satoru Watanabe; 悟渡邊; Katsunori Miyazono; 克則宮園
Original assignee: JST Mfg Co Ltd
Current assignee: JST Mfg Co Ltd
Priority date: 2012-01-27
Filing date: 2012-01-27
Publication date: 2013-08-15
Anticipated expiration: 2032-01-27
Also published as: KR101420043B1; KR20130087427A; JP5959212B2

Abstract

【課題】コネクタ実装回路基板の状態における低背化を実現し、コネクタの導電性のコンタクトと回路基板の刳り抜き部の導電断面との沿面距離を確保できるコネクタを提供する。
【解決手段】導電部材を主体とし且つ実装面９１に絶縁処理が施された回路基板９であって回路基板９の厚み方向Ｄ１２に刳り抜かれた刳り抜き部９３を有し且つ刳り抜き部９３を形成する回路基板９の厚み方向Ｄ１２の断面９４に絶縁処理が施されていない回路基板９における刳り抜き部９３に配置されて実装されるコネクタ１であって、導電部材から形成され且つ実装面９１の電極９２に電気的に接続されるコンタクト２と、絶縁部材を主体として形成され且つコンタクト２を保持するハウジング３と、を備え、ハウジング３は、刳り抜き部９３の断面９４を被覆する断面被覆部３５と、断面被覆部３５と連続し且つ実装面９１とコンタクト２との間に介在するように設けられる介在部３６と、を備える。
【選択図】図６

Description

本発明は、導電部材を主体として形成され且つ実装面に絶縁処理が施された回路基板に実装されるコネクタに関する。

回路基板にコネクタが実装されたコネクタ実装回路基板が知られている。コネクタ実装回路基板においては、薄い空間に配置することが要求される場合があり、その場合には、コネクタ実装回路基板の全体を低背化する必要がある。低背化する構成としては、回路基板を厚み方向に刳り抜いて刳り抜き部を形成し、刳り抜き部にコネクタを配置して実装する構成が知られている（例えば、下記特許文献１参照）。

また、ＬＥＤ（発光ダイオード）等の比較的高温に発熱する部品を回路基板に実装する場合には、一般的な合成樹脂製の回路基板を使用することができず、放熱性を高める為、金属製の回路基板が使用される。金属製の回路基板は、主として実装面に絶縁処理が施されて使用される。また、金属製の回路基板において低背化のために刳り抜き部を形成する場合には、一般的に、金属製の回路基板に絶縁処理を施した後に、回路基板を刳り抜いて刳り抜き部を形成する。その場合には、刳り抜き部を形成する断面は、絶縁処理が残存しない導電断面となる。導電断面に対しては、一般的に、コストダウンのために、再度の絶縁処理は行われない。

特開２００６−２２８４４６号公報

そのため、金属などの導電部材を主体として形成され且つ実装面に絶縁処理が施された回路基板に実装されるコネクタにおいて、コネクタ実装回路基板の状態における低背化を実現すると共に、コネクタの導電性のコンタクトと回路基板の刳り抜き部の導電断面との絶縁（沿面距離）を確保できる構造が要望されている。

従って、本発明は、導電部材を主体として形成され且つ実装面に絶縁処理が施された回路基板に実装されるコネクタにおいて、コネクタ実装回路基板の状態における低背化を実現すると共に、コネクタの導電性のコンタクトと回路基板の刳り抜き部の導電断面との沿面距離を確保できるコネクタを提供することを目的とする。

本発明は、導電部材を主体として形成され且つ実装面に絶縁処理が施された回路基板であって回路基板の厚み方向に刳り抜かれた刳り抜き部を有し且つ前記刳り抜き部を形成する回路基板の厚み方向の断面に絶縁処理が施されていない回路基板における前記刳り抜き部に配置されて実装されるコネクタであって、導電部材から形成され且つ前記実装面の電極に電気的に接続されるコンタクトと、絶縁部材を主体として形成され且つ前記コンタクトを直接的に又は間接的に保持するハウジングと、を備え、前記ハウジングは、前記刳り抜き部の前記断面を被覆する断面被覆部と、前記断面被覆部と連続し且つ前記実装面と前記コンタクトとの間に介在するように設けられる介在部と、を有するコネクタに関する。

また、前記コンタクトは、前記ハウジングに保持されるコンタクトベースと、前記コンタクトベースに連結され且つ前記実装面の電極に接触する基板側コンタクトピンとを、備え、板状部材から形成され、前記基板側コンタクトピンの面方向は、前記コンタクトベースの面方向に対して折れ曲がっていることが好ましい。

本発明によれば、導電部材を主体として形成され且つ実装面に絶縁処理が施された回路基板に実装されるコネクタにおいて、コネクタ実装回路基板の状態における低背化を実現すると共に、コネクタの導電性のコンタクトと回路基板の刳り抜き部の導電断面との沿面距離を確保できるコネクタを提供することができる。

本発明の一実施形態のコネクタ１を、コネクタ１にケーブルコネクタ８が接続されると共にコネクタ１が回路基板９に実装された状態で示す斜視図である。図１に示すコネクタ１を示す斜視図である。図２に示すコネクタ１を差し込み口５側から視た斜視図である。（ａ）及び（ｂ）は、コンタクト２を異なる角度から視た斜視図である。ケーブルを省略した状態でケーブルコネクタ８を示す斜視図である。図１に示すコネクタ１を、ベース連結部２３及び舌片２８を通るように回路基板９の厚み方向Ｄ１２に切断した縦断面斜視図である。図１に示すコネクタ１を、コンタクトベース２４が露出するように回路基板９の厚み方向Ｄ１２に切断した縦断面図である。変形例のコンタクト２Ａを示す縦断面図（図７対応図）である。

以下に、本発明のコネクタ１の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態のコネクタ１を、コネクタ１にケーブルコネクタ８が接続されると共にコネクタ１が回路基板９に実装された状態で示す斜視図である。図２は、図１に示すコネクタ１を示す斜視図である。図３は、図２に示すコネクタ１を差し込み口５側から視た斜視図である。図４（ａ）及び（ｂ）は、コンタクト２を異なる角度から視た斜視図である。

図１に示すように、本実施形態のコネクタ１は、回路基板９に実装される基板実装型のコネクタである。コネクタ１には、相手方のケーブルコネクタ８が接続される。

なお、本実施形態の説明では、コネクタ１が回路基板９に実装され且つケーブルコネクタ８が接続された状態（図１に示す状態）において、回路基板９の厚み方向Ｄ１２のうち、回路基板９の実装面９１から裏面９５に向かう方向を「下方向Ｄ１」といい、下方向Ｄ１とは反対向きの方向を「上方向Ｄ２」という。回路基板９の側縁に沿う方向を「横方向Ｄ３４」といい、厚み方向Ｄ１２及び横方向Ｄ３４に直交する方向を「前後方向Ｄ５６」という。前後方向Ｄ５６のうち、回路基板９の外側から内側に向かう方向を「前方向Ｄ５」といい、前方向Ｄ５とは反対向きの方向を「後ろ方向Ｄ６」という。横方向Ｄ３４のうち、前方向Ｄ５に向かって左向きを「左方向Ｄ３」といい、右向きを「右方向Ｄ４」という。

回路基板９は、金属板などの導電部材を主体として形成され、実装面９１に絶縁処理が施された回路基板である。導電部材の素材としては、例えば、アルミニウムを主体とした金属板が挙げられる。絶縁処理は、例えば、金属板の外面に絶縁処理膜を形成することによって行われる。
回路基板９は、例えば、金属板の少なくとも実装面９１に絶縁処理を施した後、実装面９１にプリント配線（不図示）及び電極９２を形成し、プリント配線の一部を被覆するように更に絶縁処理が施されて形成される。

回路基板９は、面方向（Ｄ３４−Ｄ５６平面が拡がる方向）の端部（後ろ方向Ｄ６の端部）に、回路基板９の厚み方向Ｄ１２に刳り抜かれた刳り抜き部９３を有する。本実施形態においては、刳り抜き部９３は、後ろ方向Ｄ６に開放した略矩形状である。刳り抜き部９３を形成する回路基板９の厚み方向Ｄ１２の断面（「導電断面」ともいう）９４には、絶縁処理が施されていない。

その理由は以下の通りである。金属製の回路基板において低背化のために刳り抜き部を形成する場合には、一般的に、金属製の回路基板における主として実装面９１に絶縁処理を施した後に、回路基板９を刳り抜いて刳り抜き部９３を形成する。その場合には、刳り抜き部９３を形成する断面９４は、絶縁処理が残存しない導電断面となる。導電断面９４に対しては、一般的に、コストダウンのために、再度の絶縁処理は行われない。

本実施形態のコネクタ１は、回路基板９における刳り抜き部９３に配置されて実装される。本実施形態のコネクタ１は、図１〜図４に示すように、コンタクト２と、ハウジング３と、固定部材７と、を主体として構成される。本実施形態のコネクタ１は、図１及び図５に示す相手方のケーブルコネクタ８が接続されて、使用される。図５は、ケーブルを省略した状態でケーブルコネクタ８を示す斜視図である。

コンタクト２は、良導電性の導電部材からなる板状部材の打ち抜き・折曲加工によって形成される。図１及び図６に示すように、コンタクト２は、横方向Ｄ３４に所定間隔で離間して複数配列しており、回路基板９の実装面９１の電極９２に、機械的に且つ電気的に接続される。図６は、図１に示すコネクタ１を、ベース連結部２３及び舌片２８を通るように回路基板９の厚み方向Ｄ１２に切断した縦断面斜視図である。図７は、図１に示すコネクタ１を、コンタクトベース２４が露出するように回路基板９の厚み方向Ｄ１２に切断した縦断面図である。

図１〜図４、図６及び図７に示すように、コンタクト２は、ハウジング３に保持されるコンタクトベース２４と、コンタクトベース２４に連結され且つ実装面９１の電極９２に接触する基板側コンタクトピン２１と、コンタクトベース２４に連結され且つ相手方のケーブルコネクタ８の雌型コンタクト端子（不図示）に接触する相手側コンタクトピン２５と、コンタクトベース２４に連結され且つハウジング３に保持される舌片２８と、を備える。
本明細書において「保持する」には、ガタを有しているが被保持物の移動範囲をある程度の範囲に規制する場合や、被保持物を挟んで（挟持して）実質的に移動不能とする場合などが含まれる。

コンタクトベース２４は、Ｄ１２−Ｄ５６平面に拡がる略矩形板状を有する。コンタクトベース２４は、その中央部に、「コ」字状の刳り抜き孔部２９を備える。
舌片２８は、「コ」字状の刳り抜き孔部２９の内側に設けられる。舌片２８は、後ろ方向Ｄ６においてコンタクトベース２４に連結されている。舌片２８は、Ｄ１２−Ｄ５６平面に拡がり且つ前方向Ｄ５に突出した状態（不図示）から、左方向Ｄ３に突出する方向に折曲加工されて形成される。舌片２８は、コンタクト２の前後方向Ｄ５６の位置を決めるために設けられる。

基板側コンタクトピン２１は、その基板部側においてコンタクトベース２４との連結部を形成するベース連結部２３と、その先端部側において回路基板９の電極９２と接触する端子部２２と、を備える。
基板側コンタクトピン２１（端子部２２を含む）は、ベース連結部２３を除いた部分において、実装面９１が拡がる方向（Ｄ３４−Ｄ５６平面）に沿って拡がっており、前方向Ｄ５に向けて延びている。端子部２２は、回路基板９の電極９２に半田付けにて機械的に且つ電気的に接続される。
基板側コンタクトピン２１（端子部２２を含む）は、ベース連結部２３を除いた部分において、先端部側（端子部２２の側）及び基端部側（ベース連結部２３の側）が下方向Ｄ１の側に偏倚し且つ長手方向の中央部が上方向Ｄ２の側に偏倚した略凸形状を有する。

ベース連結部２３は、基板側コンタクトピン２１の基端部を構成し、コンタクトベース２４の上端部に連結する。図７は、図１に示すコネクタ１を、コンタクトベース２４が露出するように回路基板９の厚み方向Ｄ１２に切断した縦断面図である。

ベース連結部２３は、Ｄ１２−Ｄ５６平面に拡がり且つ上方向Ｄ２に突出した状態から、左方向Ｄ３に突出する方向に折曲加工されて形成される。つまり、コンタクト２においては、基板側コンタクトピン２１の面方向は、コンタクトベース２４の面方向（Ｄ１２−Ｄ５６平面）に対して折れ曲がっている。

相手側コンタクトピン２５は、Ｄ１２−Ｄ５６平面に拡がり、その基端部２７においてコンタクトベース２４の下端部の最前部に連結されている。相手側コンタクトピン２５は、後ろ方向Ｄ６に向けて延びており、後ろ方向Ｄ６側の先端部に接点部２６を有する。接点部２６は、相手方のケーブルコネクタ８の雌型コンタクト端子（不図示）へ差し込むことできるように、先を尖らせて槍状に形成されている。相手側コンタクトピン２５は、相手方のケーブルコネクタ８に設けられた複数の雌型コンタクト端子（不図示）とそれぞれ接触して、機械的に且つ電気的に接続される。

ハウジング３は、合成樹脂などの絶縁部材を主体として形成され、コンタクト２を直接的に又は間接的に保持する。「絶縁部材を主体として形成される」とは、大部分が絶縁部材から形成されていることであり、ハウジングの機能を阻害しない範囲で一部に導電部材が用いられていてもよい。「コンタクト２を直接的に保持する」とは、他の部材を介在させずにハウジング３がコンタクト２を保持することである。「コンタクト２を間接的に保持する」とは、他の部材を介在させてハウジング３がコンタクト２を保持することである。

図１〜図３に示すように、ハウジング３は、コンタクト２を保持し、相手方のケーブルコネクタ８のソケットハウジング８０と嵌合して接続される。
ハウジング３は、略箱形状を有し、ハウジング３の上部を形成するハウジング本体部３１と、コンタクト２が配置されるコンタクト配置溝部４と、相手方のケーブルコネクタ８のソケットハウジング８０の挿入部８１（図５参照）が差し込まれるコネクタ差し込み口５と、を備える。

図２、図３及び図６に示すように、ハウジング本体部３１は、側壁部３２と、断面被覆部３５と、介在部３６と、を備える。
側壁部３２は、ハウジング本体部３１の横方向Ｄ３４の壁部を形成する。
断面被覆部３５は、刳り抜き部９３の導電断面９４に対向し、導電断面９４を被覆する。断面被覆部３５は、本実施形態においては導電断面９４から離間している。なお、断面被覆部３５は、導電断面９４に当接していてもよい。
介在部３６は、断面被覆部３５と連続し、実装面９１とコンタクト２の基板側コンタクトピン２１との間に介在するように設けられる。介在部３６の厚み方向Ｄ１２の厚みは、例えば、０．１〜０．８ｍｍ、好ましくは０．１〜０．２ｍｍである。

図１〜図３及び図６に示すように、コンタクト配置溝部４は、ハウジング本体部３１の上部に、複数のコンタクト２に対応して複数設けられている。複数のコンタクト配置溝部４は、横方向Ｄ３４に所定間隔で設けられる。
コンタクト配置溝部４は、ハウジング３の上部に上方向Ｄ２に開放して設けられ且つ基板側コンタクトピン２１が配置される上部溝部４１と、コンタクトベース２４が配置されるベース溝部４２と、舌片２８が配置されて保持される舌片溝部４３と、を備える。

図２及び図３に示すように、コネクタ差し込み口５は、ハウジング本体部３１の下方に位置し、矩形状の底板部５１と、底板部５１の外周囲から立設する側板部５２，５２及び前板部５３と、矩形状の天板部５４と、を備える。天板部５４は、側板部５２，５２及び前板部５３の頂部を連結して繋ぎ、底板部５１と厚み方向Ｄ１２に対向する。コネクタ差し込み口５は、底板部５１、側板部５２，５２、前板部５３及び天板部５４によって囲まれて、後ろ方向Ｄ６側が開放するように形成される。コネクタ差し込み口５には、後ろ方向Ｄ６から相手方のケーブルコネクタ８のソケットハウジング８０の挿入部８１が差し込まれる。

ハウジング３（ハウジング本体部３１）は、その側壁部３２の上部に、固定部材７の基端側の被保持片部７２（後述）を挟持して保持する固定部材保持部６１を備える。また、ハウジング３は、その側壁部３２の下部（コネクタ差し込み口５に対して横方向Ｄ３４の外側）に、コネクタ側係合部６２を備える。

固定部材７は、金属材料からなる矩形の板状部材から形成され、補強金具、補強タブ等とも呼ばれる。固定部材７は、固定片部７１と、被保持片部７２とを備え、略Ｌ字形状を有する。固定片部７１は、コネクタ１を回路基板９の実装面９１に固定する際に半田付けにより結合される。被保持片部７２は、ハウジング３の固定部材保持部６１に挟持されて保持される。これにより、固定部材７は、ハウジング３に連結されると共に、ハウジング３を回路基板９の実装面９１に固定する。

図１及び図５に示すように、相手方のケーブルコネクタ８は、複数の雌型コンタクト端子（不図示）が設けられた雄型コネクタからなる。なお、相手方の部材は、雄型コネクタに限定されず、他のコネクタ、フレキシブル基板、合成樹脂製基板、紙基材フェノール樹脂積層板などでもよい。その場合、相手方の部材に応じてハウジング３の差し込み口５の形状は変更される。

フレキシブル基板としては、フレキシブルプリント回路基板（ＦｌｅｘｉｂｌｅＰｒｉｎｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ；ＦＰＣ）や、フレキシブルフラットケーブル（ＦｌｅｘｉｂｌｅＦｌａｔＣａｂｌｅ；ＦＦＣ）等の柔軟性及び可撓性を備え、所定の肉厚及び幅長を有するフラットな基板が挙げられる。
合成樹脂製基板としては、例えば、ガラスエポキシ樹脂製基板が挙げられる。

ケーブルコネクタ８は、ソケットハウジング８０と、ケーブル８９と、雌型コンタクト端子（不図示）と、ロックアーム８５と、を備える。

ソケットハウジング８０は、略直方体形状を有し、その前方向Ｄ５の側に略直方体形状の挿入部８１を備える。挿入部８１は、コネクタ１の差し込み口５の内側に対応する形状を有し、差し込み口５に挿入（差し込み）できる。

雌型コンタクト端子（不図示）は、その基端部においてケーブル８９の電線部分（不図示）に電気的に接続されている。雌型コンタクト端子は、ケーブルコネクタ８とコネクタ１とが接続された状態において、コネクタ１のコンタクト２の相手側コンタクトピン２５に接触し、電気的に接続される。

ロックアーム８５は、前方向Ｄ５に延びるフック部８６と、後ろ方向Ｄ６に延びる力点部８７と、フック部８６と力点部８７の間に位置し且つソケットハウジング８０の側壁に連接される支点部８８と、を備える。ロックアーム８５は、支点部８８を中心にフック部８６及び力点部８７が回動可能に構成されている。力点部８７を横方向Ｄ３４の内側に押圧すると、支点部８８を中心に、フック部８６は横方向Ｄ３４の外側に開く。フック部８６の前方向Ｄ５の先端部は、横方向Ｄ３４の内側に突出する係合突起８６ａを形成している。

コネクタ１とケーブルコネクタ８との接続は、次のように行われる。（力点部８７を押圧しない状態で、）ソケットハウジング８０の挿入部８１をコネクタ１の差し込み口５に挿入する。その過程で、フック部８６の係合突起８６ａは、コネクタ１のハウジング３のコネクタ側係合部６２に当たり、コネクタ側係合部６２を横方向Ｄ３４の外側に乗り越える。乗り越えた後、フック部８６は、横方向Ｄ３４の内側へ向かう付勢力により、横方向Ｄ３４の内側に移動する。そして、フック部８６の係合突起８６ａは、コネクタ側係合部６２に係合する。これにより、コネクタ１とケーブルコネクタ８との接続がロックされる。

以上の構成を有する本実施形態によれば、例えば、以下の効果が奏される。
本実施形態においては、図６に示すように、ハウジング３は、刳り抜き部９３の導電断面９４を被覆する断面被覆部３５と、断面被覆部３５と連続し且つ実装面９１とコンタクト２との間に介在するように設けられる介在部３６と、を有する。そのため、回路基板９の導電断面９４とコンタクト２との間に十分な沿面距離を確保することができる。

また、コンタクト２においては、図６及び図７に示すように、基板側コンタクトピン２１の面方向は、コンタクトベース２４の面方向に対して折れ曲がっている。そのため、回路基板９及びコネクタ１を含むコネクタ実装回路基板の全体を更に低背化することができる。また、このように折り曲がっていることにより、端子部２２と電極９２との接触面積（半田面積）を大きく確保でき、端子部２２と電極９２との引き剥がし強度（ピール強度）を増大させることができる。

また、図６に示すように、基板側コンタクトピン２１（端子部２２）は、実装面９１が拡がる方向（Ｄ３４−Ｄ５６平面）に沿って拡がっている。そのため、端子部２２と電極９２との接触面積（半田面積）を大きく確保でき、端子部２２と電極９２との引き剥がし強度（ピール強度）を増大させることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、前述した実施形態に制限されるものではなく、適宜変更が可能である。
例えば、前記実施形態においては、刳り抜き部９３は、開放した形状であるが、これに制限されず、閉じた形状でもよい。

コンタクト２の基板側コンタクトピン２１は、前記実施形態においては、ベース連結部２３を除いた部分において、先端部側及び基端部側が下方向Ｄ１の側に偏倚し且つ長手方向の中央部が上方向Ｄ２の側に偏倚した略凸形状を有しているが、これに制限されない。図８は、変形例のコンタクト２Ａを示す縦断面図（図７対応図）である。図８に示すように、変形例のコンタクト２Ａにおける基板側コンタクトピン２１Ａは、横方向Ｄ３４に視た場合に、矩形状を有している。

１コネクタ
２，２Ａコンタクト
３ハウジング
５差し込み口
８ケーブルコネクタ
９回路基板
２１，２１Ａ基板側コンタクトピン
２２端子部
２３ベース連結部
２４コンタクトベース
２８舌片
３５断面被覆部
３６介在部
９１実装面
９２電極
９３刳り抜き部
９４導電断面（断面）

Claims

導電部材を主体として形成され且つ実装面に絶縁処理が施された回路基板であって回路基板の厚み方向に刳り抜かれた刳り抜き部を有し且つ前記刳り抜き部を形成する回路基板の厚み方向の断面に絶縁処理が施されていない回路基板における前記刳り抜き部に配置されて実装されるコネクタであって、
導電部材から形成され且つ前記実装面の電極に電気的に接続されるコンタクトと、絶縁部材を主体として形成され且つ前記コンタクトを直接的に又は間接的に保持するハウジングと、を備え、
前記ハウジングは、前記刳り抜き部の前記断面を被覆する断面被覆部と、前記断面被覆部と連続し且つ前記実装面と前記コンタクトとの間に介在するように設けられる介在部と、を有するコネクタ。
前記コンタクトは、前記ハウジングに保持されるコンタクトベースと、前記コンタクトベースに連結され且つ前記実装面の電極に接触する基板側コンタクトピンとを、備え、板状部材から形成され、
前記基板側コンタクトピンの面方向は、前記コンタクトベースの面方向に対して折れ曲がっている請求項１に記載のコネクタ。