JP2014235911A - コネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】接続対象物が基板に平行な方向に位置ずれを生じた場合でも、可動ハウジングが端子と接続対象物との接点を中心に回動することのないコネクタを提供する。
【解決手段】固定ハウジング１０に対して移動可能な可動ハウジングを、固定ハウジング１０に基板１と平行な方向（前後方向及び幅方向）にのみ移動自在に係合する可動部材２０と、可動部材２０に基板１と直交する方向（上下方向）にのみ移動自在に係合する可動ハウジング３０とから形成したので、相手側コネクタ２が基板１に平行な方向に移動した際に端子４０と相手側端子３との接点を中心とする回転モーメントが生じても、可動部材２０を相手側端子３に対して回動させることなく基板１に沿って平行移動させることができる。これにより、端子４０と相手側端子３とが互いに接点で摺動（回動）することがない。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば各種電気機器の回路基板に実装され、相手側端子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、基板に固定される固定ハウジングと、固定ハウジングに対して移動自在に設けられた可動ハウジングと、一端側を可動ハウジングに保持されるとともに、他端側を固定ハウジングに保持された複数の端子とを備え、可動ハウジングに保持された端子の一端側に接続対象物が接続されるともに、固定ハウジングに対する可動ハウジングの移動を端子の弾性変形によって許容す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２００７−１８７８５号公報

しかしながら、前記コネクタでは、固定ハウジングに対して前後方向、幅方向及び上下方向に移動可能な可動ハウジングが弾性変形可能な端子のみで支持されているため、可動ハウジングに接続された接続対象物が基板に平行な方向（前後方向または幅方向）に位置ずれを生じた場合、可動ハウジングには同方向への反力が生ずるとともに、端子と接続対象物との接点を中心とする回転モーメントが生ずる。このため、固定ハウジングに対して可動ハウジングが基板に平行な方向に移動しようとすると、可動ハウジングが基板に沿って平行移動せずに端子と接続対象物との接点を中心に回動しながら移動し、端子と接続対象物とが互いに接点で摺動して接触不良を生ずるおそれがあるという問題点があった。

本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、接続対象物が基板に平行な方向に位置ずれを生じた場合でも、可動ハウジングが端子と接続対象物との接点を中心に回動することのない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、基板に固定される固定ハウジングと、固定ハウジングに対して移動自在に設けられた可動ハウジングと、一端側を可動ハウジングに保持されるとともに、他端側を固定ハウジングに保持された端子とを備え、可動ハウジングに保持された端子の一端側に接続対象物が接続されるともに、固定ハウジングに対する可動ハウジングの移動を端子の弾性変形によって許容するようにしたコネクタにおいて、前記固定ハウジングに基板と平行な方向にのみ移動自在に係合するとともに、可動ハウジングが基板と直交する方向にのみ移動自在に係合する可動部材を備えている。

これにより、基板と平行な方向への接続対象物の位置ずれは、固定ハウジングに対する可動部材の基板と平行な方向への移動によって吸収され、基板と直交する方向への接続対象物の位置ずれは、可動部材に対する可動ハウジングの基板と直交する方向への移動によって吸収される。その際、可動部材に端子と接続対象物との接点を中心とする回転モーメントが生じても、可動部材は基板と直交する方向に移動することはないので、可動部材が接続対象物に対して回動することなく基板に沿って平行移動し、端子と接続対象物とが互いに接点で摺動（回動）することがない。

本発明によれば、可動部材に端子と接続対象物との接点を中心とする回転モーメントが生じても、可動部材を接続対象物に対して回動させることなく基板に沿って平行移動させることができるので、端子と接続対象物とが互いに接点で摺動（回動）することがなく、接続対象物との間の接触不良を効果的に防止することができる。

本発明の一実施形態を示すコネクタの正面側斜視図 コネクタの背面側斜視図 コネクタの正面図 コネクタの背面図 コネクタの平面図 コネクタの底面図 コネクタの側面図 端子の斜視図 コネクタの分解斜視図 可動部材の背面側斜視図 ロック部材の底面側斜視図 ロック解除状態を示すコネクタの正面側斜視図 ロック解除状態を示すコネクタの側面図 ロック状態を示すＡ−Ａ線矢視方向断面図 ロック解除状態を示すＡ−Ａ線矢視方向断面図 ロック状態を示すＢ−Ｂ線矢視方向断面図 ロック解除状態を示すＣ−Ｃ線矢視方向断面図

図１乃至図１７は本発明の一実施形態を示すもので、各種電気機器の回路基板に実装されるコネクタを示すものである。

このコネクタは、基板１に実装され、接続対象物としての相手側コネクタ２と接続されるようになっている。相手側コネクタ２は、ピン形状の複数の相手側端子３を備え、相手側端子３は絶縁部材４によって保持されている。

本実施形態のコネクタは、基板１に固定される固定ハウジング１０と、固定ハウジングに基板１と平行な方向（前後方向（Ｘ方向）及び幅方向（Ｙ方向））にのみ移動自在に係合する可動部材２０と、可動部材２０に基板１と直交する方向（上下方向（Ｚ方向））にのみ移動自在に係合する可動ハウジング３０と、一端側を可動ハウジング３０に保持され、他端側を固定ハウジング１０に保持された複数の端子４０と、基板１と直交する方向への可動ハウジング３０の移動を規制可能なロック部材５０とを備え、各端子３０は互いに固定ハウジング１０の幅方向に間隔をおいて配列されている。

固定ハウジング１０は、合成樹脂の成型品からなり、前後方向の寸法に対して幅方向の寸法が長く形成されている。固定ハウジング１０は、底面部１１、背面部１２及び左右側面部１３によって囲まれるように形成され、底面部１１には可動ハウジング３０の下端側を挿通する開口部１１ａが設けられている。背面部１２の背面側には、各端子３０の他端側をそれぞれ保持する複数の端子保持部１２ａが設けられ、各端子保持部１２ａには端子３０の他端側が圧入されるようになっている。また、背面部１２の背面側には、複数の隔壁部１２ｂが互いに幅方向に間隔をおいて設けられ、各隔壁部１２ｂの間にそれぞれ端子保持部１２ａが設けられている。各側面部１３の内面側には、可動部材２０に係合する第１の上側係合部１３ａ及び第１の下側係合部１３ｂが互いに上下方向に間隔をおいて設けられ、これらの係合部１３ａ，１３ｂは固定ハウジング１０の内側に向かって突出するように形成されている。この場合、第１の上側係合部１３ａは側面部１３の前後方向中央側に設けられ、第１の下側係合部１３ｂは側面部１３の前後両端側にそれぞれ設けられている。また、各側面部１３には、固定ハウジング１０を基板１に固定するための金属製の固定部材１５がそれぞれ取り付けられている。

可動部材２０は、合成樹脂の成型品からなり、前後方向の寸法に対して幅方向の寸法が長く形成されるとともに、固定ハウジング１０内に前後方向、幅方向及び上下方向に移動自在に配置されている。可動部材２０は、前面部２１、背面部２２及び左右側面部２３によって囲まれた中空状に形成され、その上面側及び下面側はそれぞれ上方及び下方に開口している。背面部２２の幅方向両端側を除く部分には切り欠き部２２ａが設けられ、切り欠き部２２ａは背面部２２の上端側を開放するように形成されている。各側面部２３の外面側には、ロック部材５０に係合する第２の上側係合部２３ａと、固定ハウジング１０に係合する第２の下側係合部２３ｂが互いに上下方向に間隔をおいて設けられ、これらの係合部２３ａ，２３ｂは可動部材２０の外側に向かって突出するように形成されている。第２の上側係合部２３ａ及び第２の下側係合部２３ｂはそれぞれ可動部材２０の前端から後端に亘って延びるように形成され、第２の下側係合部２３ｂは固定ハウジング１０の第１の上側係合部１３ａと第１の下側係合部１３ｂとの間に前後方向に移動自在に配置されている。この場合、図１６に示すように、各第２の下側係合部２３ｂの幅方向端部と側面部１３の内面との間には所定寸法の隙間Ｓ1 がそれぞれ設けられており、各隙間Ｓ1 の分だけ可動部材２０が固定ハウジング１０に対して幅方向に移動可能になっている。一方、各第２の下側係合部２３ｂの上下方向の厚さ寸法は、第１の上側係合部１３ａと第１の下側係合部１３ｂとの間隔とほぼ同等になっており、これにより固定ハウジング１０に対する可動部材２０の上下方向の移動が規制されるようになっている。また、各側面部２３には、可動ハウジング３０が係合する第１の係合孔２３ｃが設けられ、第１の係合孔２３ｃは上下方向に延びるとともに、上端を可動部材２０の上面で開放するように形成されている。更に、各側面部２３には、ロック部材５０が係合する第２の係合孔２３ｄが設けられ、第２の係合孔２３ｄは前後方向に延びるとともに、後端を可動部材２０の背面で開放するように形成されている。この場合、第１の係合孔２３ｃと第２の係合孔２３ｄは、可動部材２０の上下方向略中央位置で互いに十字状に交差するように連通している。

可動ハウジング３０は、合成樹脂の成型品からなり、前後方向の寸法に対して上下方向の寸法が長い直方体状に形成されるとともに、可動部材２０内に上下方向に移動自在に配置されている。この場合、可動ハウジング３０の前後方向及び幅方向の寸法は、可動部材２０内の前後方向及び幅方向の寸法とほぼ同等の寸法になっており、これにより可動部材２０に対する可動ハウジング３０の前後方向及び幅方向への移動が規制されるようになっている。可動ハウジング３０の下端側は、固定ハウジング１０の開口部１１ａを挿通するとともに、固定ハウジング１０の下面よりも下方に突出している。この場合、図１４に示すように可動ハウジング３０の前後方向両端と開口部１１ａの前後方向両端との間には所定寸法の隙間Ｓ2 がそれぞれ設けられており、各隙間Ｓ2 の分だけ可動ハウジング３０が固定ハウジング１０に対して前後方向に移動可能になっている。可動ハウジング３０内には、各端子４０の一端側をそれぞれ保持する複数の端子孔３１が設けられ、各端子４０の一端側は端子孔３１内に圧入することにより可動ハウジング３０に固定されるようになっている。可動ハウジング３０の下面には相手側端子３が挿入される複数の挿入口３２が設けられ、挿入口３２は下方に向かって開口部が徐々に広がるテーパ状に形成されている。可動ハウジング３０の両側面には、可動部材２０に係合する第３の上側係合部３０ａ及び第３の下側係合部３０ｂが互いに上下方向に間隔をおいて対向するように設けられ、これらの係合部３０ａ，３０ｂは可動ハウジング３０の外側に向かって突出するように形成されている。第３の上側係合部３０ａ及び第３の下側係合部３０ｂは、可動ハウジング３０の側面における上部後端側に配置され、可動部材２０の第１の係合孔２３ｃ内に上下方向に移動自在に配置されている。

各端子４０は、金属板の打ち抜き加工及び折り曲げ加工によって形成され、互いに幅方向に間隔をおいて配列されている。端子４０は、相手側端子３と接触する一対の接触部４１と、可動ハウジング３０に固定される第１の固定部４２と、固定ハウジング１０に固定される第２の固定部４３と、第１の固定部４２と第２の固定部４３との間に形成された弾性変形可能な可動部４４と、基板１に接続される基板接続部４５とからなる。

各接触部４１は、端子４０の一端側に設けられ、互いに端子４０の幅方向に対向するように形成されている。各接触部４１は、端子４０の幅方向に弾性変形可能に形成され、互いに接近するように山側に形成された接点部４１ａの間に相手側端子３が圧入されるようになっている。

第１の固定部４２は、端子４０の一端側に設けられ、可動ハウジング３０に保持されるようになっている。第１の固定部４２は、端子の前端側に向かって開放した略コ字状に形成され、その両側面部の上端から各接触部４１が上方に延びるように設けられている。第１の固定部４２の両側面部の後端には可動ハウジング２０の端子孔２１の内面に係止する係止部４２ａが突設され、第１の固定部４２を端子孔３１に圧入して係止部４２ａを係止することにより、第１の固定部４２が可動ハウジング３０に固定されるようになっている。

第２の固定部４３は、端子４０の他端側に設けられ、固定ハウジング１０に保持されるようになっている。第２の固定部４３は、上下方向に延びるように形成され、その幅方向両端にはそれぞれ固定ハウジング１０の端子保持部１２ａに係止する係止部４３ａが突設されている。即ち、第２の固定部４３は、端子保持部１２ａに圧入して係止部４３ａを係止することにより、固定ハウジング１０に固定されるようになっている。

可動部４４は、第１の固定部４２から上方に延びる第１の弾性片部４４ａと、第１の弾性片部４４ａの上端側から後方に延びる第２の弾性片部４４ｂと、第２の固定部４３の上端側から上方に延びる第３の弾性片部４４ｃと、第２の弾性片部４４ｂと第３の弾性片部４４ｃとの間に略Ｕ字状に屈曲するように形成された第４の弾性片部４４ｄとからなり、各弾性片部４４ａ，４４ｂ，４４ｃ，４４ｄによって前後方向、幅方向及び上下方向に弾性変形するようになっている。

基板接続部４５は、第２の固定部４３の下端から延出しており、端子４０の後方に向かって延びるように形成されている。

ロック部材５０は、合成樹脂の成型品からなり、可動ハウジング３０に前後方向に移動自在に係合している。ロック部材５０は、上面部５１及び左右側面部５２からなり、可動ハウジング３０の上面側を覆うように形成されている。上面部５１は平面板に形成され、その上面の略中央には幅方向に延びる操作部５１ａが突設されている。各側面部５２の内側面には、可動部材２０に係合する係合溝５２ａがそれぞれ設けられている。各係合溝５２ａは、前後方向に延びるとともに、前端を側面部５２の前端面で開放するように形成され、可動部材２０の第２の上側係合部２３ａに前後方向に移動自在に係合している。また、各側面部５２の下端側には、可動部材２０に係合する係合部５２ｂが設けられ、係合部５２ｂはロック部材５０の幅方向内側に向かって突出するように形成されている。係合部５２ｂは、ロック部材５０の前端寄りに配置され、可動部材２０の第２の係合孔２３ｄ内に前後方向に移動自在に配置されている。この場合、係合部５２ｂは、前後方向の長さが第２の係合孔２３ｄの前後方向の長さの略半分になるように形成され、図１４に示すように第２の係合孔２３ｄの後方位置に移動すると、可動ハウジング３０の第３の上側係合部３０ａと第３の下側係合部３０ｂとの間に介在して第３の上側係合部３０ａ及び第３の下側係合部３０ｂの上下方向への移動を規制し、図１５に示すように第２の係合孔２３ｄの前方位置に移動すると、可動ハウジング３０の第３の上側係合部３０ａと第３の下側係合部３０ｂとの間から外れて第３の上側係合部３０ａ及び第３の下側係合部３０ｂの上下方向への移動規制を解除するようになっている。また、上面部５１の下面には、可動部材２０の第１の係合孔２３ｃの上端に係合する突部５１ｂが上面部５１の幅方向両側に前後方向に間隔をおいて二つずつ設けられている。これにより、係合部５２ｂが第２の係合孔２３ｄの前記後方位置に移動すると、前方の突部５１ｂが背面部２２の上端を乗り越えて第１の係合孔２３ｃの上端に係合し、図１４に示すようにロック部材５０が後方位置に保持されるようになっている。また、係合部５２ｂが第２の係合孔２３ｄの前記前方位置に移動すると、後方の突部５１ｂが背面部２２の上端を乗り越えて第１の係合孔２３ｃの上端に係合し、図１５に示すようにロック部材５０が前方位置に保持されるようになっている。

以上のように構成されたコネクタは、基板１の上面に配置され、固定ハウジング１０の各固定部材１５及び各端子４０の基板接続部４５を基板１に半田付けすることにより基板１に固定される。その際、可動ハウジング３０の下端側は基板１に設けられた開口部１ａに挿通される。

次に、前記コネクタに相手側コネクタ２を接続する場合は、図１２及び図１３に示すようにロック部材５０を後方位置に移動することにより、可動ハウジング３０をロック部材５０によってロックした後、相手側コネクタ２の相手側端子３を基板１の下方から可動ハウジング３０の挿入口３２に挿入する。その際、相手側端子３が可動ハウジング３０内に挿入されると、相手側端子３が端子４０の各接触部４１を押し広げながら各接触部４１の接点部４１ａに挟持され、各接点部４１ａが相手側端子３に圧接することにより、相手側端子３と端子４０とが接続される。また、相手側端子３を各接触部４１間に圧入する際、圧入に抗して可動ハウジング３０が上方に移動しようとするが、図１４に示すように可動ハウジング３０の第３の上側係合部３０ａと第３の下側係合部３０ｂとの間にはロック部材５０の係合部５２ｂが介在しているため、可動ハウジング３０の上方への移動がロック部材５０によって規制される。即ち、相手側端子３を各接触部４１間に圧入する際に可動ハウジング３０が上方に自由に移動してしまうと、相手側端子３の嵌合長（相手側端子３の先端から端子４０との接点までの長さ）が不十分になる場合があるが、ロック部材５０によって可動ハウジング３０の上方への移動を規制することにより、相手側端子３の嵌合長が十分に確保される。また、ロック部材５０によって可動ハウジング３０の上方への移動が規制されている状態でも、可動部材２０は固定ハウジング１０に対して前後方向及び幅方向に移動可能であるため、接続時における相手側端子３の前後方向または幅方向への位置ずれが固定ハウジング１０に対する可動部材２０の前後方向または幅方向への移動によって吸収される。

前述のように相手側コネクタ２との接続が完了した後は、図１に示すようにロック部材５０を前方位置に移動し、ロック部材５０による可動ハウジング３０のロックを解除する。即ち、ロック部材５０を前方位置に移動すると、図１５に示すようにロック部材５０の係合部５２ｂが可動ハウジング３０の第３の上側係合部３０ａと第３の下側係合部３０ｂとの間に介在しない位置へ移動するため、可動ハウジング３０が固定ハウジング１０に対して上下方向に移動可能となる。

ここで、振動や衝撃で基板１と相手側コネクタ２とが互いに位置ずれを生ずると、各端子４０の可動部４４の弾性変形により、第１及び可動ハウジング２０，３０の移動が許容され、基板１に対する相手側コネクタ２の位置ずれが吸収される。その際、可動ハウジング２０は、可動部材２０によって前後方向及び幅方向への移動を規制されているので、前後方向及び幅方向への位置ずれは、可動部材２０の前後方向及び幅方向への移動のみによって吸収される。また、可動部材２０は、固定ハウジング１０によって上下方向への移動を規制されているので、上下方向への位置ずれは、可動ハウジング３０の上下方向への移動のみによって吸収される。ここで、相手側コネクタ２が前後方向に位置ずれを生じた場合、可動部材２０が前後方向に移動するとともに、可動部材２０に端子４０と相手側端子３との接点を中心とする回転モーメントが生ずるが、可動部材２０は上下方向への移動を規制されているので、相手側端子３に対して回動することなく基板１に沿って前後方向に平行移動し、端子４０と相手側端子３とが互いに接点で摺動（回動）することがない。

また、相手側コネクタ２との接続を解除する場合は、図１に示すようにロック部材５０を後方位置に移動することにより、可動ハウジング３０をロック部材５０によってロックした後、可動ハウジング３０から相手側端子３を下方に抜去する。その際、可動ハウジング３０はロック部材５０によって下方への移動を規制されているので、端子４０の可動部４４が相手側端子３の抜去に伴って弾性変形することがない。

このように、本実施形態によれば、固定ハウジング１０に基板１と平行な方向（前後方向及び幅方向）にのみ移動自在に係合するとともに、可動ハウジング３０が基板１と直交する方向（上下方向）にのみ移動自在に係合する可動部材２０を備えているので、相手側コネクタ２が基板１に平行な方向に移動した際に端子４０と相手側端子３との接点を中心とする回転モーメントが生じても、可動部材２０を相手側端子３に対して回動させることなく基板１に沿って平行移動させることができる。これにより、端子４０と相手側端子３とが互いに接点で摺動（回動）することがないので、端子４０と相手側端子３との間の接触不良を効果的に防止することができる。特に、端子４０または相手側端子３の表面にメッキ等の導電被膜が設けられている場合には、導電被膜の剥離を防止することができるので、導電被膜の剥離による接触信頼性の低下や抵抗の増加を来すことがないという利点がある。

また、基板１と直交する方向への可動ハウジング３０の移動を規制可能なロック部材５０を備えているので、ロック部材５０によって可動ハウジング３０をロックすることにより、端子４０の可動部４４を弾性変形させることなく相手側端子３を挿抜することができる。これにより、相手側端子３の挿抜を容易に行うことができるとともに、相手側端子３を挿抜する際の端子４０の可動部４４の過剰な変位による塑性変形を防止することもできる。また、端子４０に対する相手側端子３の嵌合長を十分に確保することができるので、接続信頼性の向上を図ることができる。

この場合、ロック部材５０は、可動部材２０に対する可動ハウジング３０の移動のみを規制するように構成されているので、ロック部材５０によって可動ハウジング３０の基板１に直交する方向への移動が規制されている状態でも、固定ハウジング１０に対して可動部材２０を基板１に平行な方向に移動させることができる。これにより、接続時における相手側端子３の基板１に平行な方向への位置ずれを吸収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…基板、２…相手側コネクタ、３…相手側端子、１０…固定ハウジング、１３ａ…第１の上側係合部、１３ｂ…第１の下側係合部、２０…可動部材、２３ａ…第２の上側係合部、２３ｂ…第２の下側係合部、２３ｃ…第１の係合孔、２３ｄ…第２の係合孔２３ｄ、３０…可動ハウジング、３０ａ…第３の上側係合部、３０ｂ…第３の下側係合部、４０…端子、４４…可動部、５０…ロック部材、５２ａ…係合溝、５２ｂ…係合部。

Claims (3)

1. 基板に固定される固定ハウジングと、固定ハウジングに対して移動自在に設けられた可動ハウジングと、一端側を可動ハウジングに保持されるとともに、他端側を固定ハウジングに保持された端子とを備え、可動ハウジングに保持された端子の一端側に接続対象物が接続されるともに、固定ハウジングに対する可動ハウジングの移動を端子の弾性変形によって許容するようにしたコネクタにおいて、
   前記固定ハウジングに基板と平行な方向にのみ移動自在に係合するとともに、可動ハウジングが基板と直交する方向にのみ移動自在に係合する可動部材を備えた
   ことを特徴とするコネクタ。
2. 前記基板と直交する方向への可動ハウジングの移動を規制可能なロック部材を備えた
   ことを特徴とする請求項１記載のコネクタ。
3. 前記ロック部材を、可動部材に対する可動ハウジングの移動のみを規制するように構成した
   ことを特徴とする請求項２記載のコネクタ。

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