JP2012014898A - コネクタ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】プラグコネクタ15とリセプタクルコネクタ60の一方が、第1固定インシュレータ20と、プラグコネクタとリセプタクルコネクタの接離方向及び自身の並び方向に対して直交する方向に変形可能な第1弾性変形部37b、38を有する複数の第1コンタクト35と、第1コンタクトの自由端部側に支持された第1可動インシュレータ42と、第1固定インシュレータと第1可動インシュレータの少なくも一方に形成した、隣り合う第1弾性変形部の間に位置する隔壁49、50と、を備える。
【選択図】図11
Description
プラグコネクタとリセプタクルコネクタの一方は、第1固定インシュレータと、プラグコネクタとリセプタクルコネクタの直線的な接離方向に対して直交する一方向に並んだ状態で第1固定インシュレータに片持ち支持された複数の第1コンタクトと、各第1コンタクトの自由端部側によって支持された第1可動インシュレータと、を備えている。第1コンタクトは、上記接離方向及び上記一方向に対して直交する方向と上記一方向の二軸方向に弾性変形可能な弾性変形部を具備している。一方、プラグコネクタとリセプタクルコネクタの他方は、第2固定インシュレータと、一方向に並んだ状態で第2固定インシュレータに支持された複数の第2コンタクトと、を備えている。
上記一方のコネクタは、第1コンタクトの弾性変形部を上記二軸方向に弾性変形させる構造であるため、第1固定インシュレータや第1可動インシュレータにおける弾性変形部と隣接する部分に、弾性変形部の上記一方向の弾性変形を許容するための空間を形成する必要がある。そのため従来の第1固定インシュレータと第1可動インシュレータでは上記一方向に延びる空間(溝)を形成し、この空間内に弾性変形部を位置させていた。特に昨今の「コンタクトピッチを小さく、軸(位置)ずれ量は大きく」という市場要求に対応するためには、この空間の形成は不可欠であった。
さらに、第1コンタクトの弾性変形部は少なくとも二軸方向に変形する部分であるため、良好な可撓性をもたせるために断面積を小さくする必要がある。しかし、断面積を小さくすると導体抵抗が高くなる等、伝送特性上不利になってしまう。
そのため、上記構造のコネクタでは、第1コンタクトの伝送特性を良好にするのが難しいという問題があった。
また上記第1コンタクトが金属板を打ち抜いて成形したものであり、上記第1弾性変形部は該金属板の板厚方向に弾性変形可能な構造であってもよい。
第1コンタクトと第2コンタクトをこのような構造にすれば、第1弾性変形部と第2弾性変形部を弾性変形させ易くなる。
このようにすれば、プラグコネクタとリセプタクルコネクタが一方向(第1コンタクトの並び方向)の位置ずれを起こしても、第1コンタクトの接触部と第2コンタクトの弾性接触片を確実に導通させることが可能になる。
このようにプラグコネクタとリセプタクルコネクタの一方の位置ずれ吸収を一軸方向に限定しているので、位置ずれの際にインピーダンス変動の主要因となる第1コンタクトの第1弾性変形部の一方向の弾性変形を規制する、空気の比誘電率(=1)より高い隔壁を第1固定インシュレータと第1可動インシュレータに設けることが可能となっている。そのため第1コンタクトと隔壁との離間距離や隔壁の形状を最適化(設計変更)等によりインピーダンスの調整が容易であり、かつ、プラグコネクタとリセプタクルコネクタの間に位置ずれが生じた際にもインピーダンスを安定させ易い。
しかも第1弾性変形部は一軸方向にのみ弾性変形すればよいので、二軸方向に弾性変形する従来構造に比べて幅広にすることにより断面積を大きくすることができる。そのため導体抵抗を小さくできるので、伝送を向上させることが可能である。
図1〜図3及び図19〜図21に示すように本発明のコネクタ10は、互いに着脱可能なプラグコネクタ15とリセプタクルコネクタ60を具備している。
プラグコネクタ15は大きな構成要素として、固定インシュレータ20と、左右一対の固定金具33と、多数のプラグコンタクト35と、可動インシュレータ42と、を具備している。
固定インシュレータ20(第1固定インシュレータ)は絶縁性かつ耐熱性の合成樹脂料を射出成形した一体成形物であり、上面が開放した箱形形状である。固定インシュレータ20は、偏平な底板21と、左右両端部を構成する平面視略コ字形の支持壁22と、支持壁22より低寸である前壁23及び後壁24と、を具備しており、底板21と左右の支持壁22の下端部の間には底部貫通孔25が形成してある。左右の支持壁22の外側部には金具固定孔26が形成してあり、支持壁22の内側面には係止爪27が突設してある。前壁23及び後壁24の左右両端部を除く部分の前面、上面、及び後面には、断面形状が下向きU字形をなす複数のコンタクト支持溝29が左右方向に等ピッチ間隔で凹設してある。前壁23及び後壁24の外側面の隣り合うコンタクト支持溝29の間に位置する部分は外側隔壁30となっており、前壁23及び後壁24の内側面の隣り合うコンタクト支持溝29の間に位置する部分は外側隔壁30より前後長が長い内側隔壁31となっている。
左右の固定金具33は固定インシュレータ20の左右の金具固定孔26に嵌合固定してあり、テール片34は固定インシュレータ20の下面より僅かに下方に位置している。
プラグコンタクト35の外端部は略水平なテール片36となっており、テール片36の内側端部には側面視略下向きU字形をなす固定側端部37が接続しており、固定側端部37の内側端部からは略水平な中間水平部38が内向きに延びており、中間水平部38の内側端部には側面視略下向きU字形をなす支持側端部39が接続している。図13、図14に示すように、中間水平部38は固定側端部37から一旦左側に曲がった後に内側に延びているため、正面視において固定側端部37と支持側端部39の左右方向位置は互いにずれている。また支持側端部39の上端は固定側端部37の上端より高い位置に位置している。
可動インシュレータ42の左右両端部の上端からは左右方向に弾性変形可能な側方変形部43が垂下しており、各側方変形部43には係止孔44が形成してある。
可動インシュレータ42の上面には下向きの受容凹部45が凹設してあり、受容凹部45の前後には前壁46と後壁47が形成してある。前壁46及び後壁47の左右両端部を除く部分の前面、上面、及び後面には、断面形状が下向きU字形をなす複数のコンタクト支持溝48が左右方向にコンタクト支持溝29と同じ間隔で凹設してある。前壁46及び後壁47の外側面の隣り合うコンタクト支持溝48の間に位置する部分は外側隔壁49となっており、前壁46及び後壁47の内側面の隣り合うコンタクト支持溝48の間に位置する部分は内側隔壁50となっている。
さらに可動インシュレータ42の底部には、可動インシュレータ42の内外空間を連通する左右一対の嵌合孔51が形成してある。
まずは固定インシュレータ20に可動インシュレータ42を底板21と可動インシュレータ42の底面42aが向かい合うように挿入する。すると、側方変形部43が弾性変形しながら係止爪27を乗り越えて、係止爪27と係止孔44が係合する。これにより可動インシュレータ42の上下動が固定インシュレータ20内で規制される。また、側方変形部43と支持壁22の内面により左右方向の移動も規制される。ただし、側方変形部43と支持壁22の内面の間には、組立性に影響が出ないようにするための微小クリアランスが設定してある。係止爪27と係止孔44の前後寸法は、固定インシュレータ20内での可動インシュレータ42の前後動を許容するように設定されている。
次に、底部貫通孔25及び嵌合孔51に対応したガイドピンが形成されている組立治具(図示略)の上に固定インシュレータ20を載置する。すると、ガイドピンが底部貫通孔25及び嵌合孔51に挿入されるので、可動インシュレータ42はガイドピンを介して固定インシュレータ20に固定状態で保持される。
この状態で各プラグコンタクト35の支持側端部39を可動インシュレータ42の各コンタクト支持溝48に上方から嵌合する。すると各支持側端部39の内側片と外側片(接触片)が対応するコンタクト支持溝48の内側面側と外側面側にそれぞれ嵌合する。各支持側端部39の内側片と外側片の少なくともいずれかの側面に形成した微小突部(図示略)が対応するコンタクト支持溝48の内面(外側隔壁49、内側隔壁50)に食い込むので、各支持側端部39が対応するコンタクト支持溝48に固定される。さらに同時に各プラグコンタクト35の固定側端部37を固定インシュレータ20の各コンタクト支持溝29に上方から嵌合する。すると各固定側端部37のテール片36に連なる部分である外側片37aが対応するコンタクト支持溝29の外側面側の部分に嵌合し(隣り合う外側隔壁30に接触する。図11参照)、かつ外側片37aに形成した微小突部(図示略)が対応するコンタクト支持溝29の内面(外側隔壁30)に食い込むので各固定側端部37が対応するコンタクト支持溝48に固定される。一方、各固定側端部37の中間水平部38に連なる部分である内側片37bは対応するコンタクト支持溝29の内側面側の部分に可動状態で嵌入し、内側片37bは隣接する内側隔壁31によって左右方向に位置規制される。
このようにして固定インシュレータ20、プラグコンタクト35、及び、可動インシュレータ42を一体化してプラグコネクタ15を構成し、上記組立治具を取り外したら、固定インシュレータ20の下方に突出する各プラグコンタクト35のテール片36に回路基板CB1(図3の仮想線参照)の信号用回路(図示略)を半田付けし、固定インシュレータ20の下方に突出する各固定金具33のテール片34を回路基板CB1の接地回路(図示略)に半田付けすることにより、プラグコネクタ15と回路基板CB1を一体化する。
一方、各固定側端部37の両側面は隣り合う外側隔壁30、内側隔壁31に接触しているので、固定側端部37(及び中間水平部38)の左右方向の弾性変形は規制されている。
リセプタクルコネクタ60は大きな構成要素として、固定インシュレータ65と、左右一対の固定金具79と、多数のリセプタクルコンタクト83と、可動インシュレータ93と、を具備している。
固定インシュレータ65は絶縁性かつ耐熱性の合成樹脂料を射出成形した一体成形物であり、下面が開放した箱形形状である。固定インシュレータ65は、天井部の左右両側端部近傍から垂下する左右一対の側壁66と、前壁67及び後壁68と、天井部の下面から垂下して固定インシュレータ65の内部空間を前後方向に区切る中央隔壁69と、を具備している。前壁67及び後壁68の左右両端部を除く部分に形成された側壁66より下方まで垂下する延長部の内側面は垂直かつ左右方向に延びる前後規制面73となっており、前後の前後規制面73の直上には左右方向に延びる段差部74が形成してある。また前壁67及び後壁68の内側面の左右両端部には係合爪75が内向きに突設してある。さらに前壁67及び後壁68の上縁部と固定インシュレータ65の天井部(の前部及び後部)とに跨る領域には、該天井部、前壁67、及び、後壁68を厚み方向に貫通して固定インシュレータ65の内外空間を連通する複数のコンタクト支持溝77が前後二列に渡ってコンタクト支持溝29と同じ間隔で形成してある。
左右の固定金具79は固定インシュレータ65の左右の金具固定孔71に嵌合固定してあり、テール片80は固定インシュレータ65の上面より僅かに上方に位置している。
リセプタクルコンタクト83の上端部には略水平なテール片84が形成してあり、テール片84には下向きの係止溝85を有する固定部86が連設してある。固定部86の下端部は上端部に比べて前後方向に広がっており、当該下端部からは弾性変形片87が下方に向かって延びている。弾性変形片87には貫通孔が形成されており、この貫通孔の両側は前後一対の線状片となっている。弾性変形片87の下端部には前後方向に延びる中間係合部88が連設してあり、中間係合部88からは弾性変形片87の内側部よりも内側に位置する垂下片89が下向きに延びており、垂下片89の下端からは前後方向に弾性変形可能な弾性接触片90が上向きに延びている。
各リセプタクルコンタクト83は固定インシュレータ65の各コンタクト支持溝77に上方から挿入(嵌合)してある。図19に示すように、リセプタクルコンタクト83をコンタクト支持溝77に挿入すると固定部86がコンタクト支持溝77内に位置し、係止溝85がコンタクト支持溝77の内面に形成した係止突部78と係合することにより係止突部78に固定される。弾性変形片87、中間係合部88、及び垂下片89の上半部は固定インシュレータ65の内部空間内に位置し、垂下片89の下半部及び弾性接触片90は固定インシュレータ65の下端から下方に突出している。
可動インシュレータ93の上部には左右一対の上部突部94が突設してある。左右の上部突部94の内側面には受容溝95が凹設してあり、かつ上部突部94の下部には前後一対の下部係合溝96が凹設してある。可動インシュレータ93の下半部には中央突部97が設けてあり、中央突部97の下面は偏平な水平当接面98を構成している。さらに可動インシュレータ93は、中央突部97の前後両面からそれぞれ前後に離間する、垂直かつ左右方向に延びる前後一対の規制板99を有しており、前後の規制板99の内側面の上部には左右方向に延びる嵌合用段差部100が凹設してある(図19参照)。さらに可動インシュレータ93は、水平当接面98よりも下方まで突出する左右一対の嵌合突部101を備えている。
可動インシュレータ93の上面には、前後二列に渡って多数のコンタクト挿入溝102がコンタクト支持溝29と同じ間隔で並べて形成してある。各コンタクト挿入溝102の下部は中央突部97の前後両面においてそれぞれ開口している(図15、図19参照)。
可動インシュレータ93は、その上部を下方から固定インシュレータ65の内部空間に嵌合することにより、固定インシュレータ65及び各リセプタクルコンタクト83と一体化させてある。即ち、可動インシュレータ93の上部を固定インシュレータ65の内部空間に挿入すると、左右の受容溝95が中央隔壁69の左右両端部に嵌合し、上部(左右の上部突部94の間に位置する部分)の前後両側縁部が固定インシュレータ65の前後の段差部74にそれぞれ当接し(図19参照)、さらに各係合爪75が対応する下部係合溝96に下方から係合するので(図21参照)、固定インシュレータ65の内部空間に対する可動インシュレータ93の下方への意図しない脱落が防止される。また、前後の規制板99が対向する前後の前後規制面73とそれぞれ対向するので、可動インシュレータ93は固定インシュレータ65に対して前後方向に位置規制される。さらに各垂下片89の下半部及び弾性接触片90が対応するコンタクト挿入溝102に進入し、各リセプタクルコンタクト83の中間係合部88が可動インシュレータ93(コンタクト挿入溝102)の内面に係合し、かつ、各垂下片89の上半部の内側面が対応するコンタクト挿入溝102の内面に当接する(図19参照)。
また図18、図19に示すように、各リセプタクルコンタクト83の弾性変形片87が中央隔壁69によって前後に区切られた固定インシュレータ65の内部空間に位置するので、この内部空間において各弾性変形片87は左右方向に弾性変形可能となる。従って、各リセプタクルコンタクト83を介して固定インシュレータ65に支持された可動インシュレータ93は、固定インシュレータ65の内部空間内を固定インシュレータ65に対して左右方向に微小移動可能である。
一方、固定部86の前後動が係止突部78と係止溝85の係合関係によって規制され、かつ、中間係合部88の前後動がコンタクト挿入溝102の内面によって規制されているので、弾性変形片87は実質的に前後方向には弾性変形不能であり、そのため可動インシュレータ93が固定インシュレータ65に対して前後方向に移動することはない。
まずは図2に示すように上下方向に分離させたプラグコネクタ15とリセプタクルコネクタ60の上下方向に延びる中心軸同士を互いに一致させ、その後にプラグコネクタ15とリセプタクルコネクタ60を互いに近づく方向(上下方向。接離方向)に直線的に移動させる。すると、嵌合突部101及び中央突部97が可動インシュレータ42の受容凹部45に円滑に嵌合して水平当接面98が受容凹部45の底面に接触し(図19参照)、支持壁22の上面と側壁66の下面が互いに当接し、リセプタクルコネクタ60の左右の嵌合突部101が可動インシュレータ42の左右の嵌合孔51及び左右の底部貫通孔25に円滑に嵌合する。さらに前後の規制板99の嵌合用段差部100が可動インシュレータ42の上端部の前後両側縁部にそれぞれ円滑に嵌合する。そして、可動インシュレータ42の受容凹部45内に進入した各リセプタクルコンタクト83の弾性接触片90が弾性変形しながら対向するプラグコンタクト35の支持側端部39の内側面である接触部39aに接触するので(図22参照。図22に示すように接触部39aの左右幅は弾性接触片90の板厚(左右幅)より広い)、各プラグコンタクト35及び各リセプタクルコンタクト83を通じて回路基板CB1と回路基板CB2が互いに電気的に導通する。
即ち、この場合は嵌合突部101が可動インシュレータ42の受容凹部45に円滑に嵌合せず、左右の嵌合突部101の前後両縁部に形成した傾斜案内面101aが可動インシュレータ42の上端部の前後両縁部に接触するので、可動インシュレータ42に前後方向の力が及ぶ。すると可動インシュレータ42を支持している各プラグコンタクト35の内側片37b(及び中間水平部38)が前後方向に僅かに弾性変形して、可動インシュレータ42を固定インシュレータ20に対して前方または後方に僅かに相対移動させる(フローティングさせる)ので、リセプタクルコネクタ60(可動インシュレータ93)と可動インシュレータ42の上記中心軸の前後方向位置が互いに一致する。さらにこの場合は、左側の嵌合突部101の左端部と右側の嵌合突部101の右端部に形成した傾斜案内面101bが可動インシュレータ42の上端部の左右両側部にそれぞれ接触するので、可動インシュレータ93に左右方向の力が及ぶ。すると可動インシュレータ93を支持している各リセプタクルコンタクト83の弾性変形片87が左右方向に僅かに弾性変形して、可動インシュレータ93を固定インシュレータ65に対して左方または右方に僅かに相対移動させる(フローティングさせる)ので、リセプタクルコネクタ60(可動インシュレータ93)と可動インシュレータ42の上記中心軸の左右方向位置が互いに一致する。
このようにしてリセプタクルコネクタ60(可動インシュレータ93)と可動インシュレータ42の上記中心軸の前後方向位置及び左右方向位置が一致した後は、上記と同じ流れでプラグコネクタ15とリセプタクルコネクタ60が互いに接続し、各リセプタクルコンタクト83の弾性接触片90がプラグコンタクト35の支持側端部39の内側面に接触(嵌合)する。
このようにプラグコネクタ15の位置ずれ吸収を一軸方向(前後方向)に限定しているので、位置ずれの際にインピーダンス変動の主要因となるプラグコンタクト35の可動部位(内側片37bと中間水平部38)の左右方向の弾性変形を規制する、空気の比誘電率(=1)より比誘電率が高い内側隔壁31を、プラグコネクタ15に設置可能としている。従って、プラグコンタクト35と内側隔壁31との離間距離や内側隔壁の形状の最適化(設計変更)等によりインピーダンスの調整が容易であり、かつ、プラグコネクタ15とリセプタクルコネクタ60の間に位置ずれが生じた際にもインピーダンスを安定させ易い。また、外側隔壁30、外側隔壁49、及び内側隔壁50はプラグコンタクト35の支持機能や隣接するプラグコンタクト35間の絶縁機能を有する部位であるが、形状等の最適化によりこれらの部位にインピーダンスの調整機能を持たせることもできる。
しかもプラグコンタクト35の内側片37bと中間水平部38は前後方向にのみ弾性変形すればよいので、左右方向にも弾性変形する構造の場合に比べて左右方向に幅広にすることにより断面積を大きくすることができる。そのため導体抵抗を小さくできるので、伝送特性を向上させることが可能である。このようにプラグコンタクト35は、左右方向に幅広で、前後方向(板厚方向)に弾性変形する部材であるため、本願のように板状の金属母材を板厚方向に曲げ加工したばね部材とするのが好適である。
即ち、コネクタのインピーダンスと隣接するコンタクトの対向面間距離との間には密接な関係があるが、コンタクトピッチはコネクタと接続する機器の端子ピッチや基板レイアウトなどの外部要因で決まり、外部要因に基づいて設定したコンタクトピッチがインピーダンスの増大を誘因する場合がある。一般的に隣接する導体(コンタクト)の対向面間距離が短いほどインピーダンスは低下する。そのため外部要因によってコネクタのインピーダンスが増大した場合は、コンタクトピッチを変えることなく隣接するコンタクトの対向面間距離を短くすればよい。この目的を実現するための手段の一例としては、例えば各コンタクト幅を広くすることにより隣接するコンタクトの対向面間距離を短くする手段が挙げられる。しかし、フローティングコネクタの場合には、過剰にコンタクト幅を広くするとコンタクトが弾性変形し難くなるため、コネクタ10(フローティングコネクタ)のフローティング動作が固くなってしまう。これに対して本願発明のようにコンタクト(プラグコンタクト35)をクランク構造にすれば、コンタクト幅をフローティング動作に最適な寸法のままで隣接するコンタクトの対向面間距離(図14の隣り合う点Cどうしの間隔)を短くできる。
さらにプラグコンタクト35の可動部位である内側片37bと中間水平部38が前後方向に弾性変形するとき僅かながら上下方向にも弾性変形するので、プラグコンタクト35は左右方向に対して直交する平面内における可動インシュレータ42の固定インシュレータ20に対する回転ずれも吸収できる。同様にリセプタクルコネクタ60の可動部位である弾性変形片87が左右方向に弾性変形するとき僅かながら上下方向にも弾性変形するので、リセプタクルコネクタ60は前後方向に対して直交する平面内における可動インシュレータ93の固定インシュレータ65に対する回転ずれも吸収可能である。
プラグコネクタ15とリセプタクルコネクタ60を接続すると可動インシュレータ42と可動インシュレータ93が嵌合する。しかも弾性接触片90はコンタクト挿入溝102によって左右方向に位置規制されているので、弾性接触片90は接触部39aに対して必ず姿勢を保つ(不用意に傾いたり捻れたりしない)。そのため、可動インシュレータ42と固定シンシュレータ20の間又は可動インシュレータ93と固定インシュレータ65の間で位置ずれが生じても、プラグコンタクト35とリセプタクルコンタクト83の接触状態は維持される。
また、リセプタクルコンタクト83は、プラグコンタクト35と同様に、金属板の打ち抜き加工によって板厚方向に弾性変形片87が変位するように形成されているので、左右方向への弾性変形が容易である。さらに、板厚と直交する方向に弾性変形させる場合に比べて、弾性変形片87の導体幅を大きくすることができるので伝送特性上も有利である。さらに、弾性変形片87の中央に形成した孔の形状を設計変更することにより、弾性変形片87の変形荷重を調整可能である。
例えばプラグコネクタ15側のコンタクトとリセプタクルコネクタ60側のコンタクトの弾性変形方向を逆にしてもよい。
また図23に示すように、各プラグコンタクト35’(側面形状はプラグコンタクト35と同じ)を、平面視で直線形状をなす形状として構成してもよい。
さらにリセプタクルコンタクト83の弾性変形片87(線状片)を1本構成または3本以上としてもよい。
さらに支持側端部39側を前後方向に弾性変形可能としてもよい。
15 プラグコネクタ
20 固定インシュレータ(第1固定インシュレータ/第2固定インシュレータ)
21 底板
22 支持壁
23 前壁
24 後壁
25 底部貫通孔
26 金具固定孔
27 係止爪
29 コンタクト支持溝
30 外側隔壁(隔壁)
31 内側隔壁(隔壁)
33 固定金具
34 テール片
35 35’ プラグコンタクト(第1コンタクト/第2コンタクト)
36 テール片
37 固定側端部
37a 外側片
37b 内側片(第1弾性変形部)
38 中間水平部(第1弾性変形部)
39 支持側端部
42 可動インシュレータ(第1可動インシュレータ/第2可動インシュレータ)
43 側方変形部
44 係止孔
45 受容凹部
46 前壁
47 後壁
48 コンタクト支持溝
49 外側隔壁(隔壁)
50 内側隔壁(隔壁)
51 嵌合孔
60 リセプタクルコネクタ
65 固定インシュレータ(第2固定インシュレータ/第1固定インシュレータ)
66 側壁
67 前壁
68 後壁
69 中央隔壁
71 金具固定孔
73 前後規制面
74 段差部
75 係合爪
77 コンタクト支持溝
78 係止突部
79 固定金具
80 テール片
83 リセプタクルコンタクト(第2コンタクト/第1コンタクト)
84 テール片
85 係止溝
86 固定部
87 弾性変形片(第2弾性変形部)
88 中間係合部
89 垂下片
90 弾性接触片
93 可動インシュレータ(第2可動インシュレータ/第1可動インシュレータ)
94 上部突部
95 受容溝
96 下部係合溝
97 中央突部
98 水平当接面
99 規制板
100 嵌合用段差部
101 嵌合突部
101a 101b 傾斜案内面
102 コンタクト挿入溝
CB1 CB2 回路基板
このようにプラグコネクタとリセプタクルコネクタの一方の位置ずれ吸収を一軸方向に限定しているので、位置ずれの際にインピーダンス変動の主要因となる第1コンタクトの第1弾性変形部の一方向の弾性変形を規制する、空気の比誘電率(=1)より高い隔壁を第1固定インシュレータと第1可動インシュレータに設けることが可能となっている。そのため第1コンタクトと隔壁との離間距離や隔壁の形状を最適化(設計変更)等によりインピーダンスの調整が容易であり、かつ、プラグコネクタとリセプタクルコネクタの間に位置ずれが生じた際にもインピーダンスを安定させ易い。
しかも第1弾性変形部は一軸方向にのみ弾性変形すればよいので、二軸方向に弾性変形する従来構造に比べて幅広にすることにより断面積を大きくすることができる。そのため導体抵抗を小さくできるので、伝送特性を向上させることが可能である。
プラグコネクタ15は大きな構成要素として、固定インシュレータ20と、左右一対の固定金具33と、多数のプラグコンタクト35と、可動インシュレータ42と、を具備している。
固定インシュレータ20(第1固定インシュレータ)は絶縁性かつ耐熱性の合成樹脂材料を射出成形した一体成形物であり、上面が開放した箱形形状である。固定インシュレータ20は、偏平な底板21と、左右両端部を構成する平面視略コ字形の支持壁22と、支持壁22より低寸である前壁23及び後壁24と、を具備しており、底板21と左右の支持壁22の下端部の間には底部貫通孔25が形成してある。左右の支持壁22の外側部には金具固定孔26が形成してあり、支持壁22の内側面には係止爪27が突設してある。前壁23及び後壁24の左右両端部を除く部分の前面、上面、及び後面には、断面形状が下向きU字形をなす複数のコンタクト支持溝29が左右方向に等ピッチ間隔で凹設してある。前壁23及び後壁24の外側面の隣り合うコンタクト支持溝29の間に位置する部分支持溝29の間に位置する部分は外側隔壁30より前後長が長い内側隔壁31となっている。
可動インシュレータ42の左右両端部の上端からは左右方向に弾性変形可能な側方変形部43が垂下しており、各側方変形部43には係止孔44が形成してある。
可動インシュレータ42の上面には下向きの受容凹部45が凹設してあり、受容凹部45の前後には前壁46と後壁47が形成してある。前壁46及び後壁47の左右両端部を除く部分の前面、上面、及び後面には、断面形状が下向きU字形をなす複数のコンタクト支持溝48が左右方向にコンタクト支持溝29と同じ間隔で凹設してある。前壁46及び後壁47の外側面の隣り合うコンタクト支持溝48の間に位置する部分は外側隔壁49となっており、前壁46及び後壁47の内側面の隣り合うコンタクト支持溝48の間に位置する部分は内側隔壁50となっている。
さらに可動インシュレータ42の底部には、可動インシュレータ42の内外空間を連通する左右一対の嵌合孔51が形成してある。
まずは固定インシュレータ20に可動インシュレータ42を底板21と可動インシュレータ42の底面42aが向かい合うように挿入する。すると、側方変形部43が弾性変形しながら係止爪27を乗り越えて、係止爪27と係止孔44が係合する。これにより可動インシュレータ42の上下動が固定インシュレータ20内で規制される。また、側方変形部43と支持壁22の内面により左右方向の移動も規制される。ただし、側方変形部43と支持壁22の内面の間には、組立性に影響が出ないようにするための微小クリアランスが設定してある。係止爪27と係止孔44の前後寸法は、固定インシュレータ20内での可動インシュレータ42の前後動を許容するように設定されている。
次に、底部貫通孔25及び嵌合孔51に対応したガイドピンが形成されている組立治具(図示略)の上に固定インシュレータ20を載置する。すると、ガイドピンが底部貫通孔25及び嵌合孔51に挿入されるので、可動インシュレータ42はガイドピンを介して固定インシュレータ20に固定状態で保持される。
この状態で各プラグコンタクト35の支持側端部39を可動インシュレータ42の各コンタクト支持溝48に上方から嵌合する。すると各支持側端部39の内側片と外側片(接触片)が対応するコンタクト支持溝48の内側面側と外側面側にそれぞれ嵌合する。各支持側端部39の内側片と外側片の少なくともいずれかの側面に形成した微小突部(図示略)が対応するコンタクト支持溝48の内面(外側隔壁49、内側隔壁50)に食い込むので、各支持側端部39が対応するコンタクト支持溝48に固定される。さらに同時に各プラグコンタクト35の固定側端部37を固定インシュレータ20の各コンタクト支持溝29に上方から嵌合する。すると各固定側端部37のテール片36に連なる部分である外側片37aが対応するコンタクト支持溝29の外側面側の部分に嵌合し(隣り合う外側隔壁30に接触する。図11参照)、かつ外側片37aに形成した微小突部(図示略)が対応するコンタクト支持溝29の内面(外側隔壁30)に食い込むので各固定側端部37が対応するコンタクト支持溝29に固定される。一方、各固定側端部37の中間水平部38に連なる部分である内側片37bは対応するコンタクト支持溝29の内側面側の部分に可動状態で嵌入し、内側片37bは隣接する内側隔壁31によって左右方向に位置規制される。
このようにして固定インシュレータ20、プラグコンタクト35、及び、可動インシュレータ42を一体化してプラグコネクタ15を構成し、上記組立治具を取り外したら、固定インシュレータ20の下方に突出する各プラグコンタクト35のテール片36に回路基板CB1(図3の仮想線参照)の信号用回路(図示略)を半田付けし、固定インシュレータ20の下方に突出する各固定金具33のテール片34を回路基板CB1の接地回路(図示略)に半田付けすることにより、プラグコネクタ15と回路基板CB1を一体化する。
リセプタクルコネクタ60は大きな構成要素として、固定インシュレータ65と、左右一対の固定金具79と、多数のリセプタクルコンタクト83と、可動インシュレータ93と、を具備している。
固定インシュレータ65は絶縁性かつ耐熱性の合成樹脂材料を射出成形した一体成形物であり、下面が開放した箱形形状である。固定インシュレータ65は、天井部の左右両側端部近傍から垂下する左右一対の側壁66と、前壁67及び後壁68と、天井部の下面から垂下して固定インシュレータ65の内部空間を前後方向に区切る中央隔壁69と、を具備している。前壁67及び後壁68の左右両端部を除く部分に形成された側壁66より下方まで垂下する延長部の内側面は垂直かつ左右方向に延びる前後規制面73となっており、前後の前後規制面73の直上には左右方向に延びる段差部74が形成してある。また前壁67及び後壁68の内側面の左右両端部には係合爪75が内向きに突設してある。さらに前壁67及び後壁68の上縁部と固定インシュレータ65の天井部(の前部及び後部)とに跨る領域には、該天井部、前壁67、及び、後壁68を厚み方向に貫通して固定インシュレータ65の内外空間を連通する複数のコンタクト支持溝77が前後二列に渡ってコンタクト支持溝29と同じ間隔で形成してある。
リセプタクルコンタクト83の上端部には略水平なテール片84が形成してあり、テール片84には下向きの係止溝85を有する固定部86が連設してある。固定部86の下端部は上端部に比べて前後方向に広がっており、当該下端部からは弾性変形片87が下方に向かって延びている。弾性変形片87には貫通孔が形成されており、この貫通孔の両側は前後一対の線状片となっている。弾性変形片87の下端部には前後方向に延びる中間係合部88が連設してあり、中間係合部88からは弾性変形片87の内側部よりも内側に位置する垂下片89が下向きに延びており、垂下片89の下端からは前後方向に弾性変形可能な弾性接触片90が上向きに延びている。
各リセプタクルコンタクト83は固定インシュレータ65の各コンタクト支持溝77に上方から挿入(嵌合)してある。図19に示すように、リセプタクルコンタクト83をコンタクト支持溝77に挿入すると固定部86がコンタクト支持溝77内に位置し、係止溝85がコンタクト支持溝77の内面に形成した係止突部78と係合することにより係止突部78に固定される。弾性変形片87、中間係合部88、及び垂下片89の上半部は固定インシュレータ65の内部空間内に位置し、垂下片89の下半部及び弾性接触片90は固定インシュレータ65の下端から下方に突出している。
可動インシュレータ93の上部には左右一対の上部突部94が突設してある。左右の上部突部94の内側面には受容溝95が凹設してあり、かつ上部突部94の下部には前後一対の下部係合溝96が凹設してある。可動インシュレータ93の下半部には中央突部97が設けてあり、中央突部97の下面は偏平な水平当接面98を構成している。さらに可動インシュレータ93は、中央突部97の前後両面からそれぞれ前後に離間する、垂直かつ左右方向に延びる前後一対の規制板99を有しており、前後の規制板99の内側面の上部には左右方向に延びる嵌合用段差部100が凹設してある(図19参照)。さらに可動インシュレータ93は、水平当接面98よりも下方まで突出する左右一対の嵌合突部101を備えている。
可動インシュレータ93の上面には、前後二列に渡って多数のコンタクト挿入溝102がコンタクト支持溝29と同じ間隔で並べて形成してある。各コンタクト挿入溝102の下部は中央突部97の前後両面においてそれぞれ開口している(図15、図19参照)。
可動インシュレータ93は、その上部を下方から固定インシュレータ65の内部空間に嵌合することにより、固定インシュレータ65及び各リセプタクルコンタクト83と一体化させてある。即ち、可動インシュレータ93の上部を固定インシュレータ65の内部空間に挿入すると、左右の受容溝95が中央隔壁69の左右両端部に嵌合し、上部(左右の上部突部94の間に位置する部分)の前後両側縁部が固定インシュレータ65の前後の段差部74にそれぞれ当接し(図19参照)、さらに各係合爪75が対応する下部係合溝96に下方から係合するので(図21参照)、固定インシュレータ65の内部空間に対する可動インシュレータ93の下方への意図しない脱落が防止される。また、前後の規制板99が対向する前後の前後規制面73とそれぞれ対向するので、可動インシュレータ93は固定インシュレータ65に対して前後方向に位置規制される。さらに各垂下片89の下半部及び弾性接触片90が対応するコンタクト挿入溝102に進入し、各リセプタクルコンタクト83の中間係合部88が可動インシュレータ93(コンタクト挿入溝102)の内面に係合し、かつ、各垂下片89の上半部の内側面が対応するコンタクト挿入溝102の内面に当接する(図19参照)。
Claims (6)
- 所定の接離方向に直線的に移動させることにより互いに接離するプラグコネクタとリセプタクルコネクタとを備えるコネクタにおいて、
上記プラグコネクタとリセプタクルコネクタの一方が、
第1固定インシュレータと、
上記接離方向に対して直交する一方向に並んだ状態で該第1固定インシュレータに片持ち支持され、かつ、上記接離方向及び上記一方向に対して直交する方向に変形可能な第1弾性変形部を有する複数の第1コンタクトと、
該第1コンタクトの自由端部側に支持された第1可動インシュレータと、
上記第1固定インシュレータと第1可動インシュレータの少なくも一方に形成した、隣り合う上記第1弾性変形部の間に位置する隔壁と、
を備え、
上記プラグコネクタとリセプタクルコネクタの他方が、
第2固定インシュレータと、
上記一方向に並んだ状態で該第2固定インシュレータに片持ち支持され、かつ、上記一方向に変形可能な第2弾性変形部を有し、上記第1コンタクトと接触可能な複数の第2コンタクトと、
該第2プラグコンタクトの自由端部側に支持された、上記第1コンタクトと第2コンタクトが接触したときに上記第1可動インシュレータと嵌合する第2可動インシュレータと、
を備えることを特徴とするコネクタ。 - 請求項1記載のコネクタにおいて、
上記隔壁によって隣り合う上記第1弾性変形部の上記一方向への弾性変形を規制したコネクタ。 - 請求項1または2記載のコネクタにおいて、
上記第2コンタクトが、金属板を打ち抜いて成形したものであり、かつ上記第2弾性変形部は該金属板の板厚方向に弾性変形可能であるコネクタ。 - 請求項1から3のいずれか1項記載のコネクタにおいて、
上記第1コンタクトが金属板を打ち抜いて成形したものであり、上記第1弾性変形部は該金属板の板厚方向に弾性変形可能な構造であるコネクタ。 - 請求項1から4のいずれか1項記載のコネクタにおいて、
上記第2コンタクトが、金属板を打ち抜いて成形したものであり、かつ上記第1可動インシュレータと第2可動インシュレータが嵌合したときに上記第1コンタクトに形成した接触部と接触する上記第2コンタクトに形成した弾性接触片が上記金属板の板厚に対する直交方向に弾性変形可能であるコネクタ。 - 請求項5のいずれか1項記載のコネクタにおいて、
上記第1可動インシュレータと第2可動インシュレータが嵌合したときに上記第2コンタクトに形成した弾性接触片と接触する上記第1コンタクトに形成した接触部が、該弾性接触片より広幅であるコネクタ。
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