JP2014216305A

JP2014216305A - コネクタ

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Publication number: JP2014216305A
Application number: JP2013095781A
Authority: JP
Inventors: 由幸小椋; Yoshiyuki Ogura
Original assignee: Iriso Electronics Co Ltd
Current assignee: Iriso Electronics Co Ltd
Priority date: 2013-04-30
Filing date: 2013-04-30
Publication date: 2014-11-17
Anticipated expiration: 2033-04-30
Also published as: JP6049198B2

Abstract

【課題】押圧部材を大きな力で回動操作せずとも高い接触圧を得ることができるとともに、応力緩和による端子の接触圧の低下を抑制することのできるコネクタを提供する。【解決手段】端子１０を、押圧部材３０の押圧点Ｐ1 から支点Ｐ2 までの距離Ｌ1 が接触片部１２と相手側端子１との接点Ｐ3 から支点Ｐ2 までの距離Ｌ2 よりも長くなるように形成したので、てこの原理により、相手側端子１への接触圧Ｆ2 を押圧部材３０からの押圧力Ｆ1 よりも大きくすることができ、押圧部材３０を大きな力で回動操作せずとも高い接触圧Ｆ2 を得ることができる。また、押圧部材３０の押圧によって押圧片部１４に生ずる応力を小さくすることもできるので、応力緩和による応力の低下を抑制することができ、端子１０の接触圧を低下させることがないという利点がある。【選択図】図２２

Description

本発明は、例えば各種電気機器の回路基板に実装され、電子部品や他の基板の端子等の接続対象物と接続するためのコネクタに関するものである。

従来、この種のコネクタとしては、接続対象物と接触する端子と、端子を保持するコネクタ本体と、接続対象物と端子とを圧接させる押圧部材とを備え、押圧部材を所定方向に回動することにより、端子の接触片を押圧部材の押圧によって弾性変形させ、接続対象物に圧接させるようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１２−２２９３６号公報

ところで、前記コネクタにおいて、パワートランジスタやパワートランジスタモジュール等、大電圧、高電流で使用される電子部品と接続するためには、端子の接触片による接触圧を高くする必要がある。しかしながら、前記コネクタでは、端子の接触片を押圧部材で直接押圧するようにしているため、接触片の接点から押圧部材の押圧点までの距離が短く、高い接触圧を得るためには押圧部材の押圧力を強くしなければならない。このため、接続対象物と接続する際、押圧部材を回動操作するために大きな力を必要としていた。

また、端子の接触片を押圧部材の押圧によって接続対象物に圧接させると、応力緩和によって時間の経過とともに応力が低下し、これにより端子の接触圧が低下する。特に、大電圧、高電流で使用される電子部品と接続する場合、電子部品の熱で端子が高温となるが、温度が高いほど応力緩和による応力の低下が大きくなるため、高い接触圧を維持することが困難であった。

本発明は前記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、押圧部材を大きな力で回動操作せずとも高い接触圧を得ることができるとともに、応力緩和による端子の接触圧の低下を抑制することのできるコネクタを提供することにある。

本発明は前記目的を達成するために、接続対象物と接触する端子と、端子を保持するハウジングと、所定の回動方向に回動することにより接続対象物と端子とを圧接させる押圧部材とを備えたコネクタにおいて、前記端子に、端子の所定位置を支点として弾性変形することにより接続対象物に接触する接触片部と、押圧部材によって所定方向に押圧されることにより接触片部を接続対象物との接触方向に弾性変形させる押圧片部とを設け、端子を、押圧部材の押圧点から支点までの距離が接続対象物との接点から支点までの距離よりも長くなるように形成している。

これにより、押圧部材の押圧点から支点までの距離が接続対象物と相手側端子との接点から支点までの距離よりも長くなっていることから、てこの原理により、接続対象物への接触圧が押圧部材からの押圧力よりも大きくなるとともに、押圧部材の押圧によって押圧片部に生ずる応力も小さくなる。

本発明によれば、接続対象物への接触圧を押圧部材からの押圧力よりも大きくすることができるので、押圧部材を大きな力で回動操作せずとも高い接触圧を得ることができ、押圧部材の操作性を向上させることができる。また、押圧部材の押圧によって押圧片部に生ずる応力を小さくすることができるので、応力緩和による応力の低下を抑制することができ、端子の接触圧を低下させることがないという利点がある。

本発明の一実施形態に係るコネクタの押圧部材を閉じた状態を示す正面側斜視図押圧部材を開いた状態を示すコネクタの正面側斜視図押圧部材を閉じた状態を示すコネクタの正面視図押圧部材を閉じた状態を示すコネクタの背面視図押圧部材を閉じた状態を示すコネクタの平面図押圧部材を閉じた状態を示すコネクタの底面図押圧部材を閉じた状態を示すコネクタの側面図Ａ−Ａ線矢視方向断面図押圧部材を閉じた状態を示すＢ−Ｂ線矢視方向断面図押圧部材を開いた状態を示すＢ−Ｂ線矢視方向断面図押圧部材の底面図押圧部材の側面断面図端子の正面側斜視図端子の背面側斜視図端子の正面図端子の背面図端子の側面図端子の側面断面図相手側端子の接続工程を示すコネクタの側面断面図相手側端子の接続状態を示すコネクタの側面断面図コネクタの分解斜視図押圧力の作用を示す端子の側面断面図

図１乃至図２２は本発明の一実施形態を示すものであり、電子部品や他の基板の端子等の接続対象物と接続するためのコネクタを示すものである。

このコネクタは、接続対象物としての相手側端子１に接触する３つの端子１０と、相手側端子１が挿入されるハウジング２０と、所定の回動方向に回動することにより相手側端子１と端子１０とを圧接させる押圧部材３０とを備えている。

各端子１０は、導電性の金属板を折り曲げ加工することによって互いに同一形状をなすように形成され、それぞれ相手側端子１ごとに設けられている。端子１０は、ハウジング２０に固定される固定片部１１と、相手側端子１と接触する接触片部１２と、固定片部１１と接触片部１２との間に形成された弾性片部１３と、接触片部１２を相手側端子１に押圧する押圧片部１４と、図示しない基板に接続される基板接続部１５と、押圧部材３０を回動自在に支持する支持部材としての一対の支持部１６とからなる。

固定片部１１は幅方向両側を前後方向に屈曲させた断面略コ字状に形成され、その幅方向両側面にはそれぞれ接触片部１２が係止する係止孔１１ａが設けられている。

接触片部１２は板厚方向が前後方向となる平板状に形成され、固定片部１１の内側に配置されている。接触片部１２の下端側は、固定片部１１に向かって斜め下方に傾斜するとともに、その下端が固定片部１１の反対側に略Ｕ字状に屈曲しており、固定片部１１との間に相手側端子１が挿入されるようになっている。また、接触片部１２の幅方向両端には固定片部１１の係止孔１１ａ内に係止する係止片１２ａがそれぞれ設けられ、各係止片１２ａはそれぞれ幅方向外側に向かって突出している。

弾性片部１３は、固定片部１１から固定片部１１の外側に向かって前後方向に延びる第１の弾性片１３ａと、第１の弾性片１３ａから上方に延びる第２の弾性片１３ｂと、第２の弾性片１３ｂから固定片部１１の内側に向かって接触片部１２の上端まで前後方向に延びる第３の弾性片１３ｃとからなり、端子１０の前後方向に弾性変形可能に形成されている。

押圧片部１４は接触片部１２の下端から固定片部１１の反対側に向かって斜め上方に延びるように形成され、その上端側を固定片部１１の反対側に向かって押圧すると、係止孔１１ａに係止する係止片１２ａを支点として接触片部１２の下端側を固定片部１１側に変位させるようになっている。この場合、押圧片部１４を押圧していない状態では、図１０に示すように接触片部１２と固定片部１１との前後方向の間隔Ｂ1 が相手側端子１の前後方向の寸法Ｂ2 よりも小さくなっている。また、押圧片部１４は、図１６に示すように上端側と下端側との間が上方から下方に向かって徐々に幅が広くなるように形成され、下端側の幅Ｗ1 が上端側の幅Ｗ1 よりも広くなっている。

基板接続部１５は、固定片部１１の下端から固定片部１１の外側に向かって前後方向に延びるように形成されるとともに、下方に向かって延びる幅方向一対の接続片１５ａを有している。

各支持部１６は、固定片部１１の幅方向両側からそれぞれ上方に延びるように形成され、その前後方向一端面には押圧部材３０を支持する半円形状の軸受部１６ａが設けられている。

ハウジング２０は、合成樹脂の成形品からなり、前面部２１、背面部２２、幅方向一対の側面部２３及び底面部２４から形成されている。この場合、各側面部２３の上面は、押圧部材３０が所定の回動位置で当接することにより押圧部材３０の回動を規制する当接面２３ａを形成している。ハウジング２０には、各端子１０をそれぞれ固定する３つの固定部２５が設けられており、各端子１０のうち２つの端子１０がハウジング２０の前側の幅方向両側に配置され、他の一つの端子１０がハウジング２０の後側の幅方向中央側に配置されるようになっている。この場合、前側の端子１０は押圧片部１４が後側になる向きに配置され、後側の端子１０は押圧片部１４が前側になる向きに配置される。後側の端子１０の一方の支持部１６の軸受部１６ａは、前側の一方の端子１０の一方の支持部１６（前側の他方の端子１０側に位置する支持部１６）の軸受部１６ａと前後方向に間隔をおいて対向しており、後側の端子１０の他方の支持部１６の軸受部１６ａは、前側の他方の端子１０の一方の支持部１６（前側の他方の端子１０側に位置する支持部１６）の軸受部１６ａと前後方向に間隔をおいて対向している。これにより、後側の端子１０の各支持部１６の軸受部１６ａと前側の各端子１０の一方の支持部１６の軸受部１６ａとの間に隙間Ｓが形成されている。固定部２５は、端子１０の固定片部１１の前後方向一端側の端部を挿通する幅方向一対の固定溝２５ａと、固定片部１１の前後方向他端側の面に接する幅方向一対の固定壁２５ｂとからなり、各固定溝２５ａと各固定壁２５ｂとの間に固定片部１１を上方から圧入することにより、固定片部１１をハウジング２０に固定するようになっている。また、ハウジング２０の底面部２４には、各端子１０の基板接続部１５の接続片１５ａを挿通する複数の挿通孔２４ａと、相手側端子１が挿入される３つの挿入口２４ｂが設けられている。

押圧部材３０は、合成樹脂の成形品からなり、各端子１０の支持部１６によって回動自在に支持されている。押圧部材３０は、押圧部材３０を回動操作するための操作部３１と、操作部３１の幅方向両側に形成された幅方向一対の側壁部３２と、各側壁部３２の間に幅方向に延びるように形成された回動軸３３とからなる。

操作部３１は平板状に形成され、その内面の幅方向略中央にはハウジング２０の前面部２１の上端に当接するストッパ部３１ａが突設されている。

各側壁部３２は、押圧部材３０の所定の開放位置（図２に示す回動位置）でハウジング２０の当接面２３ａに当接する当接部３２ａを有し、当接部３２ａが押圧部材３０の開放位置Ｒ1 でハウジング２０の当接面２３ａに当接することにより押圧部材３０の後方への回動が規制されるようになっている。

回動軸３３は、前側の一方の端子１０の他方の支持部１６の軸受部１６ａに係合する第１の軸部３３ａと、前側の一方の端子１０の押圧片部１４を押圧する第１のカム部３３ｂと、前側の一方の端子１０の一方の支持部１６の軸受部１６ａと後側の端子１０の一方の支持部１６の軸受部１６ａに係合する第２の軸部３３ｃと、軸受部１６ａの一方の隙間Ｓに挿通される第１の挿通部３３ｄと、後側の端子１０の押圧片部１４を押圧する第２のカム部３３ｅと、前側の他方の端子１０の一方の支持部１６の軸受部１６ａと後側の端子１０の他方の支持部１６の軸受部１６ａに係合する第３の軸部３３ｆと、軸受部１６ａの他方の隙間Ｓに挿通される第２の挿通部３３ｇと、前側の他方の端子１０の押圧片部１４を押圧する第３のカム部３３ｈと、前側の他方の端子１０の他方の支持部１６の軸受部１６ａに係合する第４の軸部３３ｉとを有し、これらの各部は回動軸３３の軸方向一端側から他端側に亘って順次配列されている。図１２に示すように、各軸部３３ａ，３３ｃ，３３ｆ，３３ｉは断面円形状に形成され、軸受部１６ａに回動自在に支持されるようになっている。第１及び第３のカム部３３ｂ，３３ｈは、各軸部３３ａ，３３ｃ，３３ｆ，３３ｉの外周面よりも下方に突出するように形成され、前側の各端子１０の押圧片部１４を前方から後方に向かって押圧するようになっている。第２のカム部３３ｅは、各軸部３３ａ，３３ｃ，３３ｆ，３３ｉの外周面よりも上方に突出するように形成され、後側の端子１０の押圧片部１４を後方から前方に向かって押圧するようになっている。第１及び第２の挿通部３３ｄ，３３ｇは、周方向の一部が第２及び第３の軸部３３ｃ，３３ｆの外径よりも前後方向に小さい縦長の断面長方形状に形成され、その前後方向の幅Ｄは隙間Ｓを挿通可能な寸法になっている。第１、第３及び第４の軸部３３ａ，３３ｆ，３３ｉの軸方向一端側には、前側の一方の端子１０の他方の支持部１６と他方の端子１０の他方の支持部１６にそれぞれ回動軸３３の軸方向一方から当接する第１、第２及び第３の当接部３３ａ−１，３３ｆ−１，３３ｉ−１が設けられ、各当接部３３ａ−１，３３ｆ−１，３３ｉ−１は第１、第３及び第４の軸部３３ａ，３３ｆ，３３ｉの外周面よりも径方向外側に突出するように形成されている。第１及び第４の軸部３３ａ，３３ｉの軸方向他端側には、前側の一方の端子１０の他方の支持部１６と他方の端子１０の他方の支持部１６にそれぞれ回動軸３３の軸方向他方から当接する第４及び第５の当接部３３ａ−２，３３ｉ−２が設けられ、各当接部３３ａ−２，３３ｉ−２は第１及び第４の軸部３３ａ，３３ｉの外周面よりも径方向外側に突出するように形成されている。第１及び第２の挿通部３３ｄ，３３ｇには、後側の端子１０の各支持部１６と前側の各端子１０の一方の支持部１６にそれぞれ回動軸３３の軸方向他方から当接する第６及び第７の当接部３３ｄ−１，３３ｇ−１が設けられ、各当接部３３ｄ−１，３３ｇ−１は第２及び第３の軸部３３ｃ，３３ｆの外周面よりも径方向外側に突出するように形成されている。また、図１１に示すように、第１及び第２の挿通部３３ｄ，３３ｇは、第２及び第３の軸部３３ｃ，３３ｆに対し、それぞれ回動軸３３の軸方向他方に距離Ａずつ偏位した位置に設けられている。

以上のように構成されたコネクタにおいては、図１９に示すように押圧部材３０を開放位置Ｒ1 （操作部３１の操作面が垂直となる回動位置）にした状態で、相手側端子１をハウジング２０の挿入口２４ｂから端子１０の接触片部１２と固定片部１１との間に挿入する。その際、図１０に示すように接触片部１２と固定片部１１との前後方向の間隔Ｂ1 は相手側端子１の前後方向の寸法Ｂ2 よりも小さくなっているため、相手側端子１は端子１０の弾性片部１３の弾性力に抗して接触片部１２を前後方向に変位させながら接触片部１２と固定片部１１との間に圧入される。これにより、相手側端子１にゴミや塵埃等の異物が付着していた場合でも、接触片部１２との摺動により相手側端子１から異物が除去される。また、接触片部１２の圧接によって相手側端子１が接触片部１２と固定片部１１との間に挟持されるので、押圧部材３０を閉鎖位置へ回動する前においても、相手側端子１が接触片部１２と固定片部１１との間に仮保持される。

次に、図２０に示すように押圧部材３０を閉鎖位置Ｒ2 （操作部３１の操作面が水平となる回動位置）まで前方に回動すると、各端子１０の押圧片部１４の上端側が押圧部材３０の各カム部３３ｂ，３３ｅ，３３ｈによって押圧され、接触片部１２に相手側端子１側への押圧力が付与される。これにより、接触片部１２及び固定片部１１と相手側端子１との接触圧が高められるとともに、相手側端子１が接触片部１２と固定片部１１によって強固に保持される。

即ち、端子１０においては、図２２に示すように、押圧部材３０から押圧片部１４の上端側の押圧点Ｐ1 に押圧部材３０から押圧力Ｆ1 が加わることにより、押圧片部１４が固定片部１１の反対側に向かって弾性変形するとともに、係止孔１１ａに係止する係止片１２ａを支点Ｐ2 として接触片部１２の下端側が固定片部１１側に弾性変形しようとし、これにより接触片部１２と相手側端子１との接点Ｐ3 に接触圧Ｆ2 が加わる。その際、押圧部材３０の押圧点Ｐ1 から支点Ｐ2 までの距離Ｌ1 は、接触片部１２と相手側端子１との接点Ｐ3 から支点Ｐ2 までの距離Ｌ2 よりも長くなっているので、てこの原理により、相手側端子１への接触圧Ｆ2 が押圧部材３０からの押圧力Ｆ1 よりも大きくなる。これにより、押圧部材３０を大きな力で回動操作せずとも高い接触圧Ｆ2 が得られる。また、押圧点Ｐ1 から支点Ｐ2 までの距離Ｌ1 が接点Ｐ3 から支点Ｐ2 までの距離Ｌ2 よりも長いことにより、押圧部材３０の押圧によって押圧片部１４に生ずる応力が小さくなるため、応力緩和による応力の低下が抑制される。その際、押圧片部１４は、片持ち梁の曲げモーメントと同様、下端（固定端）側の曲げモーメントが上端（自由端）側よりも大きくなるが、図１６に示すように、押圧片部１４は上端側と下端側との間が上方から下方に向かって徐々に幅が広くなるように形成され、下端側（相手側端子１との接点Ｐ3 側）の幅Ｗ1 が上端側（押圧部材３０の押圧点Ｐ1 側）の幅Ｗ1 よりも広くなっているため、押圧片部１４の断面二次モーメントが上端側よりも下端側の方が大きくなり、押圧片部１４に生ずる曲げ応力が押圧片部１４の長さ方向に亘って均一化する。

このように、本実施形態によれば、端子１０を、押圧部材３０の押圧点Ｐ1 から支点Ｐ2 までの距離Ｌ1 が接触片部１２と相手側端子１との接点Ｐ3 から支点Ｐ2 までの距離Ｌ2 よりも長くなるように形成したので、てこの原理により、相手側端子１への接触圧Ｆ2 を押圧部材３０からの押圧力Ｆ1 よりも大きくすることができる。これにより、押圧部材３０を大きな力で回動操作せずとも高い接触圧Ｆ2 を得ることができるので、押圧部材３０の操作性を向上させることができる。

また、押圧点Ｐ1 から支点Ｐ2 までの距離Ｌ1 が接点Ｐ3 から支点Ｐ2 までの距離Ｌ2 よりも長いことにより、押圧部材３０の押圧によって押圧片部１４に生ずる応力を小さくすることができるので、応力緩和による応力の低下を抑制することができ、端子１０の接触圧を低下させることがないという利点がある。これにより、例えばパワートランジスタやパワートランジスタモジュール等、大電圧、高電流で使用される電子部品と接続する場合など、電子部品の熱で端子１３が高温となる場合でも、高温下での応力緩和による応力の低下も抑制することができ、高い接触圧を維持することができる。

この場合、端子１０を、相手側端子１との接点Ｐ3 側の幅Ｗ1 が押圧部材３０の押圧点Ｐ1 側の幅Ｗ1 よりも広くなるように形成したので、押圧片部１４に生ずる曲げ応力を押圧片部１４の長さ方向に亘って均一化することができ、集中応力による応力緩和を抑制する上で極めて効果的である。

また、端子１０を、接触片部１２の接点Ｐ3 と固定片部１１との間に相手側端子１が挿入されるように形成するとともに、接触片部１２の接点Ｐ3 と固定片部１１との間隔Ｂ1 が相手側端子１の対応寸法Ｂ1 よりも小さくなるように形成したので、相手側端子１にゴミや塵埃等の異物が付着していた場合でも、接触片部１２との摺動により相手側端子１から異物を除去することができ、異物の付着による接触不良の防止に極めて効果的である。この場合、押圧部材３０を閉鎖位置へ回動する前においても、相手側端子１を接触片部１２と固定片部１１との間に仮保持することができるので、接続作業を容易に行うことができる。

１…相手側端子、１０…端子、１２…接触片部、１４…押圧片部、２０…ハウジング、３０…押圧部材、Ｐ1 …押圧点、Ｐ2 …支点、Ｐ3 …接点。

Claims

接続対象物と接触する端子と、端子を保持するハウジングと、所定の回動方向に回動することにより接続対象物と端子とを圧接させる押圧部材とを備えたコネクタにおいて、
前記端子に、端子の所定位置を支点として弾性変形することにより接続対象物に接触する接触片部と、押圧部材によって所定方向に押圧されることにより接触片部を接続対象物との接触方向に弾性変形させる押圧片部とを設け、
端子を、押圧部材の押圧点から支点までの距離が接続対象物との接点から支点までの距離よりも長くなるように形成した
ことを特徴とするコネクタ。
前記端子を、接続対象物との接点側が押圧部材の押圧点側よりも幅が広くなるように形成した
ことを特徴とする請求項１記載のコネクタ。
前記端子を、接触片部の接点と他の所定部分との間に接続対象物が挿入されるように形成するとともに、接触片部の接点と他の所定部分との間隔が接続対象物の対応寸法よりも小さくなるように形成した
ことを特徴とする請求項１または２記載のコネクタ。