JP2009206068A - コネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】 接続性能を維持しつつ小型化および薄型化が実現可能なコネクタを提供する。
【解決手段】 複数のコンタクト２０ａ，２０ｂとそのコンタクトを配列せしめるハウジング３とを有し、コンタクトはハウジングに保持される保持部２１ａ，２１ｂとハウジングの側面側８に突出する接触部２２ａ，２２ｂとさらに保持部と接触部との間を連結する弾性変形部２３ａ，２３ｂとを備え、接触部と相手側電気機器の電極部との相対的な押圧により弾性変形部において伸長する弾性バネ片３０ａ，３０ｂを撓ませて接触部と電極部とを接続せしめるコネクタであって、コンタクトは、弾性バネ片の伸長方向がハウジングの底面に対して略水平方向に向かう配置で、かつ、底面から離れた上方側と底面に近い下方側のそれぞれの側に二段に分かれて配置されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、デジタルカメラやビデオカメラおよび携帯電話などの小型電子機器に搭載されて、バッテリーパック（電池パック）のような接続用電極を備えた相手側電気機器との接続に用いられるコネクタに関するものである。

従来、この種のコネクタは、そのコンタクトが、ハウジングに保持される保持部と、プリント配線基板に半田付などで接続される接続部と、バッテリーパックの電極部と接触する接触部と、保持部と接触部の間を連結する弾性変形可能な略Ｓ字状の弾性変形部とを具備しており、バッテリーパックをコンタクトに押し付け、電極部を接触部に弾性接触させることにより、電気的接続をはたす構造のものが知られている。

そして、略横長直方体状ハウジングには、コンタクト収容室が長手方向に沿って所定ピッチで形成されており、コンタクトは、接触部が対応するコンタクト収容室の前面側開口部から前方向へ突出するとともに接続部が対応するコンタクト収容室の底面側（プリント配線基板面側）から下方向へ突出するよう収容室内に挿入されている。（例えば特許文献１参照）。

この公知例によれば、弾性変形部の変位を規制することにより、弾性変形部の湾曲部の変位量を制限でき、このため、弾性変形部の下方湾曲部（第２湾曲部）とハウジングの端面（例えばプリント配線基板面）の間隔を小さくすることができ、小型化が可能とされている。また、弾性バネ機能を果たす弾性変形部の連結部の伸長方向を上下（底面に対して略垂直）方向としているため、長手方向におけるコンタクトの配列ピッチを比較的狭くすることができる。
特開２００５−１２９３７４号 公報

薄型化が進む小型電子機器においては、バッテリーパックとその接続用コネクタとの接続構造においても、さらに薄型化（例えば、小型チップ部品と同様にプリント配線基板上の実装高さが１．５ｍｍ以下）が図れる形態であることが望ましい。

しかし、公知例のごとくの従来例において、弾性変形部は、（バッテリーパックの押し付けによる）前面側からの押圧力を受けて撓む弾性変形部の弾性変位量を大きくさせるため、（弾性バネとしての有効長が長くなるように）略Ｓ字状（蛇行状）に成形されており、さらに、その第１湾曲部は底面より離れた上方に、第２湾曲部は底面に接近した下方に位置付けられており、その湾曲部間である連結部の長さが出来る限り長くなるような構成としている。この構成において、連結部の伸長方向は、ハウジングの底面に対して略垂直方向となっている。

このように、ハウジングの底面に対して略垂直方向となる上下方向に連結部を伸長させて、弾性変形部のバネ機能を高めている従来例のコネクタは、（ハウジングの底面からの）高さ方向に弾性変形部の収容スペースを確保する必要があるものであり、この高さ方向のスペースが制限されると、弾性変形部のバネ特性（弾性変形部の有効バネ長や断面形状から算出される弾性変位量と反発力の関係）の設定も制限される。

言い換えると、薄型化を図るため、収容スペースの高さを低減させ、これに応じて弾性変形部を短小化させた場合、弾性変形部の永久（塑性）変形や接触圧の低下による接続性能の悪化が起こり得る。したがって、小型電子機器の電源接続（数アンペア程度の許容電流）用として使用されるこの種のコネクタにおいて、そのハウジングの高さが３ｍｍ以下となる薄型形態のものの実用は少ない。

よって、本発明の目的とするところは、上述のごとき従来技術の有する問題点を解決するものであって、接続性能を維持しつつ小型化および薄型化が実現可能なコネクタを提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に記載のコネクタは、複数のコンタクトとそのコンタクトを配列せしめるハウジングとを有し、コンタクトはハウジングに保持される保持部とハウジングの側面側に突出する接触部とさらに保持部と接触部との間を連結する弾性変形部とを備え、接触部と相手側電気機器の電極部との相対的な押圧により前記弾性変形部において伸長する弾性バネ片を撓ませて接触部と電極部とを接続せしめるコネクタであって、コンタクトは、弾性バネ片の伸長方向がハウジングの底面に対して略水平方向に向かう配置で、かつ、底面から離れた上方側と底面に近い下方側のそれぞれの側に二段に分かれて配置されている。

このように、弾性バネ片の伸長方向がハウジングの底面に対して（プリント配線基板に搭載される場合、底面と対面するその上面に対しても）略水平となる方向でコンタクトがハウジングに配列されている構成のコネクタは、弾性変形部のバネ特性の設定における有効バネ長の設定がハウジングの（底面からの）高さ寸法に制約されないで可能となるものである。

また、コンタクトを上下二段に分けて配置する構成は、上方視でハウジングの長手方向における単位長さ当たりのコンタクトの配列数を（例えば、同じ長手寸法のハウジングにおいて、一段のみに配置させる形態と比べ）増加できる。

請求項２によれば、弾性変形部は、保持部から接触部までの間を第１湾曲部、連結部及び第２湾曲部で順次連結した蛇行状に形成されており、下方側に配置されたコンタクトの第１湾曲部の略上方には上方側に配置されたコンタクトの第２湾曲部が位置付けられ、上方側に配置されたコンタクトの第１湾曲部の略下方には下方側に配置されたコンタクトの第２湾曲部が位置付けられている。

このように、上下二段に分かれて配置されたそれぞれのコンタクトのその弾性変形部が上方視で互いに（略対称的に）向き合うように位置付けられている構成は、上方視でハウジングの長手方向における単位長さ当たりのコンタクトの配列数を（例えば、上下二段に配置されるそれぞれのコンタクトの弾性変形部の向きが同じ方向に向いて位置付けられる構成と比べ）さらに増加できるとともに、相手側電気機器の電極部との接続関係において力学的にバランスの良いの接続ができる。

上述したように、本発明のコネクタは、接続性能を維持しつつ小型化および薄型化が実現可能なものである。

以下、添付図面の図１から図６に基づき本発明の実施の形態を説明する。図１および図２は、本発明のコネクタの実施例を示した斜視図であり、図１は、図２に示す組立品の分解状態を示しており、図２は、プリント配線基板への搭載状態を接続相手となるバッテリーパックとともに示している。

図１に示すように、絶縁樹脂で成形されたハウジング３は、上方（図１の上方向）に開口する収容部６を備えた本体４と、下面側１１に突部１２，１３を備えた薄板状のカバー１０とで構成されている。また、本体４の長手方向（図１における斜め右下と斜め左上とに渡る方向）の端側部１４には、プリント配線基板（図２に示す６０）との固定強化のための補強部材４０が装着される補強部材装着部１５が設けられている。

本体４に装着されるコンタクト２０は、導電性金属板より成形されたものであり、本体４の下方側に配置される下方側コンタクト２０ａと、本体４の上方側に配置される上方側コンタクト２０ｂの２種の形態が準備されており、それぞれ、装着状態において、本体４の保持溝１６ａ，１６ｂに係合する保持部２１ａ，２１ｂと、本体４の側面側８に開口する開口部１７ａ，１７ｂより突出する接触部２２ａ，２２ｂと、さらに、保持部２１ａ，２１ｂと接触部２２ａ，２２ｂとの間を連結する弾性変形部２３ａ，２３ｂとを備えている。そして、下方側コンタクト２０ａと上方側コンタクト２０ｂとの双方ともに、弾性バネ機能を有する弾性バネ片３０ａ，３０ｂの撓み（弾性変位）方向がハウジング３の底面７に対して略水平となる向き（図１における矢印Ａの方向）で装着されるように設定されている。また、保持部２１ａ，２１ｂより延長する端末部位には、プリント配線基板（図２に示す６０）に半田付け接続させるための略Ｌ字状のテール部２９ａ，２９ｂが設けられている。

図２において、プリント配線基板６０に搭載されたコネクタ１は、４個のコンタクト２０が本体４に装着された後、カバー１０が（接着や超音波融着などの接合手段や、嵌め合い手段により）本体４に取り付けられて組立完成されたものであり、配列されたコンタクト２０ａ，２０ｂの接触部２２ａ，２２ｂにおけるそれぞれの頂部２７の配列ピッチ（間隔）は、バッテリーパック５０の電極部（図示せず）の配列ピッチに対応するように設定されている。

図３は、相手側バッテリーパック５０との接続過程を示した側面図であり、図３（ａ）は、接続前の状態、図３（ｂ）は、接続完了時の状態を示している。電極部５１の配設側をコネクタ１の側面側８に向けた接続前の状態にあるバッテリーパック５０は、電極部５１の配設側を先頭にして、側面側８より突出する接触部２２ｂに向かい、接続完了となる所定の位置まで水平（図３における左から右へ向かう方向）に移動する。この過程で、バッテリーパック５０の電極部５１が接触部２２ｂを押圧し、接触部２２ｂが順次、ハウジング３の内部に押し込まれていくことが判る。なお、接触部２２ｂは、スリット２８により頂部２７が二股に分かれ、電極部５１との当接箇所が複数となるような形態としている。

図４から図６は、図３に示した接続過程におけるコネクタ１の内部の動作状態を示しており、説明のために、カバー１０を取り外した状態で図示している。図４は、接続前状態におけるコネクタ１の上方視による部分平面図であり、図５は、図４におけるＸ−Ｘ断面図である。また、図６は、バッテリーパック５０との接続状態におけるコネクタ１の上方視による部分平面図である。

図４および図５において、下方側コンタクト２０ａの弾性変形部２３ａは、第１湾曲部２４ａから伸長する弾性バネ片３０ａの（第１湾曲部２４ａからの）伸長方向が、ハウジング３の長手方向の一方（図４における上方向）に向いた状態で、収容部６の下方側底部１８上に配置されている。また、上方側コンタクト２０ｂの弾性変形部２３ｂは、第１湾曲部２４ｂから伸長する弾性バネ片３０ｂの（第１湾曲部２４ｂからの）伸長方向がハウジング３の長手方向の他方（図４における下方向）に向いた状態で、第１湾曲部２４ｂが上方側段差部１９上に位置付けられつつ、下方側コンタクト２０ａの弾性変形部２３ａの上方に間隔を空けて配置されている。

また、この配置関係において、下方側コンタクト２０ａの第１湾曲部２４ａの略上方には、上方側コンタクト２０ｂの第２湾曲部２６ｂが位置付けられ、上方側コンタクト２０ｂの第１湾曲部２４ｂの略下方には下方側コンタクト２０ａの第２湾曲部２６ａが位置付けられており、下方側コンタクト２０ａと上方側コンタクト２０ｂとは、上方視（図１における上方からの見方）で、互いに略対称的に向き合うようにして重なった配置関係となっている。

図６において、接触部２２ａ，２２ｂは、バッテリーパック５０の電極部５１により押圧されて開口部１７ａ，１７ｂに押し込まれており、電極部５１との当接部５２には、その押圧により弾性変形した弾性変形部２３ａ，２３ｂの反発力により、接触力が作用しており、バッテリーパック５０とコネクタ１とは、電気的接続が可能な状態となっている。

また、上述の弾性変形における弾性バネ片３０ａ，３０ｂの撓み方向は、ハウジング３の底面（図５における７）に対して略水平となる向きとなっている。そして、弾性バネ片３０ａ，３０ｂの伸長方向も略水平方向である本実施例のコネクタ１は、ハウジング３の高さ寸法（図３における底面７から上面９までの寸法）を低く設定したままで、バネ特性に大きく影響する弾性バネ片３０ａ，３０ｂの有効バネ長（第１湾曲部２４ａ，２４ｂと第２湾曲部２６ａ，２６ｂとを連結する連結部２５ａ，２５ｂを含む長さ）を大きく（この実施例においては、ハウジング３の高さ寸法の２倍以上の長さが）確保できている。

また、コンタクト２０を上下二段に分けて配置した本実施例では、図２に示すごとく、長手方向に配列される２個の下方側コンタクト２０ａの接触部２２ａの間に、上方側コンタクト２０ｂの接触部２２ｂを介在させており、実質的に長手方向における単位長さ当たりのコンタクト２０の配列数を増大させている。さらに、上下二段に分かれて配置されたそれぞれのコンタクト２０が（上方視において）互いに対称的に向き合う向きで重ねて位置付けられている本実施例では、（上方視で）約１個分のコンタクト配置スペースに２個のコンタクト２０ａ，２０ｂが（接触部２２ａ，２２ｂが重なることなく離れて）配置されており、長手方向における単位長さ当たりのコンタクト２０の配列数を（例えば、同じ長手寸法のハウジングにおいて、一段のみ配置させる形態と比べ）倍増させている。

さらに、上下二段に分かれて配置されたそれぞれのコンタクト２０ａ，２０ｂが（上方視において）互いに対称的に向き合う向きで重ねて位置付けられているため、上述の接続過程において、電極部５１に対する接触部２２ａと接触部２２ｂのそれぞれの当接部５２での摺動方向が相反（互いに離れる方向に移動）しており、このバランス作用により、コネクタ１とバッテリーパック５０とは、（例えば、摺動方向が全ての当接部で同じ方向である場合に比べ）横ズレの少ない接続ができる。

なお、本実施例において、カバー１０に備わる突部１２，１３は、下方側コンタクト２０ａの浮き上がり防止用の上壁（それぞれ第１湾曲部２４ａ，第２湾曲部２６ａの浮き上がりを規制する）部分として機能させて、下方側コンタクト２０ａと上方側コンタクト２０ｂとの所定の間隔を維持させるものであるが、この代わりに、下方側コンタクト２０ａと上方側コンタクト２０ｂとの間に薄板状のスペーサを介在させても良い。また、本実施例において、弾性バネ片３０ａ，３０ｂは、第１湾曲部２４ａ，２４ｂより略Ｕ字状に平行に２片が伸長するよう成形された形態としているが、これを略ハ字状（末広がり状）に成形させたものとし、ハウジング１に収容させた状態で略Ｕ字状に縮ませ、バッテリーパック５０との接続開始時には、即、所定の接触力（予備荷重）が作用する形態としても良い。

本発明のコネクタの実施例における分解状態を示した斜視図 組立後の本発明のコネクタをプリント配線基板に搭載した状態と相手側バッテリーパックとを示した斜視図 図２で示したコネクタと相手側バッテリーパックとの接続過程を示した側面図 図２で示したコネクタの内部構成を示した部分平面図（カバーを外した状態） 図４におけるＸ−Ｘ断面を示した断面図 図２で示したコネクタのバッテリーパック接続状態における内部構成を示した部分平面図（カバーを外した状態）

符号の説明

３ ハウジング
７ 底面
８ 側面側
２０ａ，２０ｂ コンタクト
２１ａ，２１ｂ 保持部
２２ａ，２２ｂ 接触部
２３ａ，２３ｂ 弾性変形部
２４ａ，２４ｂ 第１湾曲部
２５ａ，２５ｂ 連結部
２６ａ，２６ｂ 第２湾曲部
３０ａ，３０ｂ 弾性バネ片
５０ 相手側電気機器（バッテリーパック）
５１ 電極部

Claims (2)

1. 複数のコンタクトとそのコンタクトを配列せしめるハウジングとを有し、前記コンタクトは前記ハウジングに保持される保持部と前記ハウジングの側面側に突出する接触部とさらに前記保持部と前記接触部との間を連結する弾性変形部とを備え、前記接触部と相手側電気機器の電極部との相対的な押圧により前記弾性変形部において伸長する弾性バネ片を撓ませて前記接触部と前記電極部とを接続せしめるコネクタであって、
   前記コンタクトは、前記弾性バネ片の伸長方向が前記ハウジングの底面に対して略水平方向に向かう配置で、かつ、前記底面から離れた上方側と前記底面に近い下方側のそれぞれの側に二段に分かれて配置されていることを特徴とするコネクタ
2. 前記弾性変形部は、前記保持部から前記接触部までの間を第１湾曲部、連結部及び第２湾曲部で順次連結した蛇行状に形成されており、
   前記下方側に配置されたコンタクトの第１湾曲部の略上方には前記上方側に配置されたコンタクトの第２湾曲部が位置付けられ、前記上方側に配置されたコンタクトの第１湾曲部の略下方には前記下方側に配置されたコンタクトの第２湾曲部が位置付けられていることを特徴とする請求項１に記載のコネクタ

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