JP2016192333A - カードエッジコネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】端子金具の接点部の摩耗を回避する。
【解決手段】ハーネス側ハウジング４が基板側ハウジング１に嵌合すると、端子金具３の接点部１２が回路基板２に弾接する一方で、端子金具３の本体部５がキャビティ１４の天井壁１９に押し当てられる。本体部５には突縁１３が形成され、回路基板２とハーネス側ハウジング４との間でキャビティ１４の並列方向で熱膨張差が生じると、前記端子金具３が、前記接点部１２と前記回路基板２との弾接部位を支点とした揺動姿勢となる。
【選択図】図５

Description

本発明は、カードエッジコネクタに関するものである。

下記特許文献１には、ハーネス側ハウジングに複数の端子金具を並列配置したハーネス側コネクタと、基板側ハウジングに回路基板を取り付けた基板側コネクタとを備えたカードエッジコネクタが開示されている。複数の端子金具は、ハーネス側ハウジング内に設けた複数のキャビティ内にそれぞれ収容されている。そして、両ハウジングが嵌合すると、各端子金具の接点部が回路基板の対応する導電路に弾接する。また、このときの弾性反力を受けて端子金具はキャビティ内の反対側の壁面（天井面）に押し付けられる。

特開２００８−０９１０４７号公報

ところで、ハーネス側ハウジングの材料としては、例えばＰＢＴ樹脂（ポリブチレンテレフタレート）が使用され、回路基板の材料としては、例えばガラス入りのエポキシ樹脂がそれぞれ共に広く用いられている。そして、ＰＢＴ樹脂の線膨張係数は、概ね１００ｐｐｍ／℃であるのに対し、ガラス入りのエポキシ樹脂の熱膨張係数は、概ね１０〜１５ｐｐｍ／℃であり、ハーネス側ハウジングと回路基板とでは熱膨張係数において大きく異なる。

したがって、カードエッジコネクタが例えばエンジンルーム等のような高温環境下に設置された場合には、図９（Ｂ）に示すように、コネクタハウジング３０におけるキャビティ３１の天井面３１Ａと端子金具３２との間に端子金具３２の並び方向に沿うようなずれ力Ｐが相対的に作用し、これによって端子金具３２全体が回路基板３３上を摺り動いてしまい（図９（Ｂ）の想像線で示される状況）、端子金具３２の接点部３４がこすれて摩耗してしまう、という虞があった。

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、ハーネス側ハウジングと回路基板との熱膨張差に起因する端子金具の接点部の摩耗を回避することができるカードエッジコネクタを提供することを目的とする。

本発明のカードエッジコネクタは、本体部と、本体部に連続して形成されるとともに接点部を有し接点部が本体部から外部へ突出しつつ撓み可能な弾性舌片とを有する端子金具と、ハーネス側ハウジングを有しハーネス側ハウジング内に複数室が並列して形成されたキャビティ内に端子金具が収容されたハーネス側コネクタと、基板側ハウジングを有し基板側ハウジング内に回路基板が取付けられた基板側コネクタとを備え、ハーネス側ハウジングが基板側ハウジングに嵌合すると、接点部が回路基板に弾接することで、本体部における弾性舌片の撓み方向に関する反対側の一部がキャビティの内壁に圧接される当接部位となるカードエッジコネクタであって、本体部とキャビティの内壁のいずれか一方には、回路基板とハーネス側ハウジングとの間でキャビティの並列方向で熱膨張差が生じたときに、端子金具が、接点部と回路基板との弾接部位を支点とした揺動姿勢となるよう、当接部位におけるキャビティの並び方向の側方にキャビティの前記内壁に対する逃がし部が形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、ハーネス側コネクタと基板側コネクタとが嵌合されている状態で、回路基板とハーネス側ハウジングとの間でキャビティの並列方向に関する熱膨張差が生じると、端子金具がキャビティの内壁と当接する当接部位にはキャビティの内壁からキャビティの並び方向に沿ったずれ力が相対的に作用する。このずれ力を受けて、端子金具はずれ力の作用する方向に変位しようとするが、当接部位の側方にはキャビティの内壁との間で逃がし部が形成されているため、端子金具は、接点部を回路基板に対して変位を伴わない支点とした揺動姿勢となりうる。つまり、接点部と回路基板側との間で相対移動が生じないため、接点部の摩耗を回避することができる。

実施例１において、ハーネス側コネクタと基板側コネクタとが嵌合して端子金具と回路基板とが接続された状態を示す側断面図 端子金具を裏面側から見た斜視図 同じく表面側から見た斜視図 端子金具がキャビティ内に収容された状態であり、回路基板とハーネス側ハウジングとの間に熱膨張差が生じていないときの状態を示す正断面図 同じく熱膨張差に起因して端子金具が揺動姿勢となったときの状態を示す正断面図 実施例２において、端子金具が揺動姿勢となったときの状態を示す正断面図 実施例３における図４相当図 実施例４における図４相当図 （Ａ）は従来技術において、端子金具がキャビティ内に正規に収容されている状態を示す正断面図、（Ｂ）は同じく熱膨張差が生じて端子金具全体がずれ動いた状態を示す正断面図

本発明における好ましい実施の形態を説明する。
（１）本発明のカードエッジコネクタにおいて、前記当接部位は、前記本体部における前記キャビティの並び方向に関する中央部に配されて、前記逃がし部は当接部位を挟んで両側に配される構成とすることが好ましい。

このような構成によれば、逃がし部が当接部位を挟んで両側に配されるため、端子金具は接点部を支点して時計方向、反時計方向のいずれの方向にも揺動することができる。
（２）また、前記端子金具の本体部には、前記キャビティの並び方向と直交する方向に沿って前記キャビティの前記内壁と弾接する前記当接部位となる、先端が尖った突縁が突出形成された構成としてもよい。
このような構成によれば、端子金具に突縁を形成することで、突縁の側方に逃がし部を確保することができる。また、突縁は先端が尖った形態とされることで、キャビティ側との接触面積を減じてキャビティに対する突縁部分の変位を円滑にすることができる。さらに、端子金具側にのみ突縁を形成することで、ハーネス側ハウジングは既存構造のものを使用することができる。
（３）さらに、前記キャビティの前記内壁には、前記キャビティの並び方向と直交する方向に沿って尖った突条が突出形成され、この突条の先端が前記当接部位にて前記端子金具と当接する構成としてもよい。
このような構成によれば、キャビティの内壁側に当接部位である突条を形成することで、突条の側方に逃がし部を確保することができる。また、突条は先端が尖った形態とされることで、端子金具側との接触面積を減じて突条部分の変位を円滑にすることができる。さらに、キャビティ側にのみ突条を形成すれば、端子金具は既存構造のものを使用することができる。
（４）前記キャビティの内壁には、前記突縁を構成する側面の勾配より緩い勾配をもって凹み形成され、前記突縁の長手方向に沿って当接する断面山形状の凹縁が形成される構成としてもよい。
このような構成によれば、突縁と凹縁との勾配の差によって当接部位である突縁の幅方向両側に逃がし部が形成されるため、熱膨張時の端子金具の揺動を許容することができる。また、突縁と凹縁との適合によって、キャビティ内において端子金具の幅方向への位置決めが可能となる効果も得られる。
（５）前記端子金具の前記本体部には、前記突条を構成する側面の勾配より緩い勾配をもって凹み形成され、その谷部が前記突条の長手方向に沿って当接する凹溝が形成される構成としてもよい。
このような構成によれば、突条と凹溝の谷部との勾配の差によって当接部位である、凹溝の谷部の幅方向両側に逃がし部が形成されるため、熱膨張時の端子金具の揺動を許容することができる。また、突条と凹溝とが長手方向に沿って適合するため、キャビティ内において端子金具の幅方向への位置決めが可能となる効果も得られる。
＜実施例１＞
次に、本発明のカードエッジコネクタを具体化した実施例１について、図１〜図５を参照しつつ説明する。本実施例１のカードエッジコネクタは、図１に示すように、ハーネス側コネクタＨと基板側コネクタＰとを備えて構成されている。

（基板側コネクタＰ）
図１に示すように、基板側コネクタＰは合成樹脂製の基板側ハウジング１と、回路基板２とをモールド成形によって一体化させたものである。回路基板２はその一部が基板側ハウジング１内に片持ち状に取り付けがなされ、基板側ハウジング１の前端からさらに前方に突出するようにして取り付けがなされている。

回路基板２の表裏両面（上下両面）には、多数の導電路（図示しない）が印刷によって形成されている。基板側コネクタＰとハーネス側コネクタＨとが正規に嵌合すると、後述する端子金具３とこれに対応する導電路とが接続するようになっている。

回路基板２は、ガラスエポキシ樹脂材料からなっている。ガラスエポキシ樹脂材料の線膨張係数は、前述したように、概ね１０〜１５ｐｐｍ／℃である。

（端子金具３）
端子金具３は、ハーネス側ハウジング４に形成された複数のキャビティ内に収容される。図２、図３に示すように、端子金具３は薄板の導電金属材を曲げ加工して形成されたものであり、略前半部には本体部５が形成され、略後半部には電線接続部６が形成されている。電線接続部６は、本体部５寄りの位置に配されて電線の芯線にかしめ付けられるワイヤバレル７と、その後側の位置に配されて電線の被覆にかしめ付けられるインシュレーションバレル８とからなっている。

本体部５は、底壁９と底壁９の幅方向両側から起立する一対の側壁１０とから樋状に形成されて、前後方向（長手方向）と図３に示す上方へ開放して形成されている。本体部５の内側には弾性舌片１１が配されている。弾性舌片１１は底壁９の前端縁から後方へ山形形状をなして両側壁１０の間に位置するようにして折り返されて片持ち状の形態である。これにより、弾性舌片１１は上下方向へ撓み変形可能である。

図３等に示すように、弾性舌片１１の頂点部は本体部５の両側壁１０の折り曲げ端縁から外方へ突出するように形成されており、弾性舌片１１が自然状態にあるときにも、回路基板２に接続しているときにも、側壁１０から常に突出した状態が保持されるようにしてある。また、弾性舌片１１の頂点部には回路基板２の対応する導電路に弾接する接点部１２が設けられている。接点部１２は弾性舌片１１の頂点部を上方へ叩き出すことによって略半球状に突出形成されている。

一方、図４及び図５に示すように、基板側コネクタＰとハーネス側コネクタＨとが正規に嵌合した状態では、接点部１２と回路基板２とが弾接し、弾性舌片１１の弾性反力の作用により、本体部５が押し上げられ底壁９の一部（当接部位）がキャビティ１４の内壁（天井壁１９）に押し当てられる。本実施例１の場合、この当接部位は、図２に示すように、底壁９の幅方向中央部（接点部１２に対応したほぼ真上位置）が頂縁となるように底壁９のほぼ全体が山形状に折り曲げられることによって形成されている。上記した頂縁は長手方向に沿って連続する突縁１３を構成する。

（ハーネス側コネクタＨ）
ハーネス側コネクタＨは、ハーネス側ハウジング４と、上記した複数の端子金具３とを備えて構成されている。端子金具３はハーネス側ハウジング４の内部において上下二段に背合せ状に収容されている。また、各端子金具３は幅方向（図１における紙面奥行き方向）に一定ピッチで並列して収容されている。

（ハーネス側ハウジング４）
ハーネス側ハウジング４には、端子金具３を収容するための複数のキャビティ１４が設けられている。各キャビティ１４の内部には、ランス２１が形成されており、端子金具３の本体部５の後端に係止して端子金具３の抜け止めを行う。なお、図４に示すように、端子金具３の本体部５の外幅はキャビティ１４内の両横壁１５間の幅よりも十分に小さく設定されている。したがって、端子金具３がキャビティ１４内に正規の姿勢で収容されているときには、端子金具３の本体部５の両側壁１０とキャビティ１４の対応する両横壁１５との間には、端子金具３がキャビティ１４内で所定角度範囲の揺動姿勢をとりうるようなクリアランスが確保されている。

ハーネス側ハウジング４は、例えば、ＰＢＴ樹脂材にて一体に形成されている。ＰＢＴ樹脂材の熱膨張係数は、前述したように、概ね１００ｐｐｍ／℃である。図１に示すように、ハーネス側ハウジング４において、上下段のキャビティ１４列の間には回路基板２の先端部が差し込まれる基板収容空間１６が幅方向に沿ってかつ所定の奥行をもって形成されている。上下段の各キャビティ１４の前端部は基板収容空間１６と連通するように、それぞれ連通孔１７が開口している。そして、端子金具３が正規にキャビティ１４内に収容されると、端子金具３の接点部１２は連通孔１７を介して基板収容空間１６内に突出して臨むようになっている。

また、ハーネス側コネクタＨと基板側コネクタＰとが正規に嵌合した状態では、前述したように、弾性舌片１１が回路基板２に弾接することに伴って、当接部位である突縁１３がキャビティ１４の天井壁１９に押し当てられている。したがって、図４及び図５に示すように、突縁１３を幅方向に挟んだ両側には本体部５とキャビティ１４の天井壁１９との間にクリアランス（逃がし部１８）が確保される。このことによって、端子金具３は、図５に示すように、接点部１２と回路基板２との弾接部位を中心として図示時計回りあるいは図示反時計周りにおける所定角度範囲内での揺動姿勢をとりうる。

次に、上記のように構成された本実施例１の作用効果を説明する。ハーネス側コネクタＨと基板側コネクタＰとが正規に嵌合すると、各端子金具３の接点部１２が回路基板２の対応する導電路に対して弾接する。これに伴い、弾性舌片１１の弾性反力によって端子金具３は持ち上げられて、突縁１３がキャビティ１４の内壁（天井壁１９）に押し付けられる。

このときに、カードエッジコネクタが高温の環境下にあると、回路基板２及びハーネス側ハウジング４は図４における幅方向（左右方向）への伸びを生じる（奥行方向への伸びも生じるが、ここでは問題にしない）。前述したように、回路基板２とハーネス側ハウジング４との間には比較的大きな熱膨張差があるため、接点部１２と回路基板２との弾接部位よりも突縁１３とキャビティ１４の天井壁１９とが当接している部位の方において、幅方向に関してはより大きなずれ力が生じ得る。したがって、端子金具３は、相対的に接点部１２と回路基板２との弾接部位を固定点とし、突縁１３とキャビティ１４の天井壁１９との当接部位を幅方向への移動を可能にする可動点として作用し、全体は接点部１２と回路基板２との弾接部位を揺動支点として、図５に示すような揺動姿勢となる。

この場合において、接点部１２は回路基板２の各導電路との接触状態を保持するとともに、接触位置に変動がない。したがって、従来のような接点部１２の摺動に伴う接点部１２の摩耗を回避することができる。

但し、端子金具３の揺動角度が一定角度になったときには、図５に示すように、端子金具３の本体部５の一方の側壁１０がキャビティ１４内の横壁１５と当接するため、端子金具３が過度な揺動姿勢となることはない。

本実施例１においては、突縁１３を端子金具３の底壁９における幅方向の中央部に配することで逃がし部１８が左右均等に配されるようにしたため、端子金具３の揺動を左右いずれの方向にも均一に許容する。また、突縁１３は先端が尖った形態であるため、キャビティ１４の天井壁１９との接触面積も小さいことから、揺動姿勢への移行を円滑に行うことができる。さらに、端子金具３側にのみ突縁１３を形成するようにしたため、ハーネス側ハウジング４は既存構造のものをそのまま使用することができる、という効果もある。

＜実施例２＞
図６は本発明の実施例２を示している。実施例１では当接部位としての突縁１３を端子金具３側に形成したが、本実施例２ではキャビティ１４の内壁（天井壁１９）側に突条２０を形成して、その先端が端子金具３の底壁に当接するようにしてある。突条２０はキャビティ１４の幅方向中央部であって、長手方向（図６における奥行方向）に沿って形成してある。突条２０は付け根部分が幅広で先端が尖るようにして形成されている。したがって、端子金具３における当接部位は端子金具の底壁が突条に沿って当接し合う部位である。これによって、この当接部位を幅方向に挟む両側の部位に、端子金具３の揺動を許容する逃がし部１８が形成される。

本実施例２のカードエッジコネクタは、上記のように構成されたものであり、他の構成は実施例１と同様であり、もって同様の作用効果を発揮することができる。加えて、実施例２の場合、端子金具３については既存構造のものをそのまま利用することができる、という効果が得られる。
＜実施例３＞
図７は本発明の実施例３を示している。実施例３では端子金具３に天井壁１９に向けて突出する突縁１３（当接部位）を形成する一方、キャビティ１４における天井壁１９の幅方向中央に長手方向に沿って断面山形状の凹縁３０を形成し、ハーネス側と基板側の両コネクタＨ，Ｐが正規に嵌合した状態で、突縁１３と凹縁３０とが前後方向（長手方向）に沿って当接するようにしたものである。また、端子金具３の底壁９において、突縁１３を挟んだその両側の勾配は、キャビティ１４の天井壁１９において、凹縁３０を挟んだその両側の勾配より急勾配となっている。この勾配の差によって、突縁１３と凹縁３０とが当接している部位を幅方向に挟んだ両側には、実施例１、実施例２と同様、端子金具３の揺動を許容する逃がし部１８がそれぞれ形成される。

本実施例３のカードエッジコネクタは、上記のように構成されたものであり、他の構成は実施例１、実施例２と同様であり、もって同様の作用効果を発揮することができる。加えて、本実施例３では、突縁１３と凹縁３０とが長手方向に沿って適合するため、端子金具３全体をキャビティ１４内において幅方向に関して位置決めすることができる、という効果も発揮される。
＜実施例４＞
図８は本発明の実施例４を示している。実施例４ではキャビティ１４の天井壁１９に突条２０を形成する一方、端子金具３の底壁９における幅方向の中央部に凹溝３１を形成している。凹溝３１は最も凹んだ部分（谷部：当接部位）に向けて両側面は真っ直ぐに窪み、谷部は前後方向（長手方向）に沿って直線状に延出する。そして、ハーネス側と基板側の両コネクタＨ，Ｐが正規に嵌合した状態で、突条２０と凹溝３１の谷部とが前後方向に沿って当接するようになっている。また、凹溝３１を構成する両側面の勾配は、突条２０を構成する両側面の勾配よりも緩勾配となっている。この勾配の差によって、当接部位である、凹溝３１の谷部を幅方向に挟んだ両側に逃がし部１８が形成され、端子金具３の揺動を許容する。

本実施例４のカードエッジコネクタは、上記のように構成されたものであり、他の構成は実施例１ないし実施例３と同様であり、もって同様の作用効果を発揮することができる。加えて、本実施例４では、突条２０と凹溝３１の谷部とが長手方向に沿って適合するため、端子金具３全体をキャビティ１４内において幅方向に関して位置決めすることができる、という効果も発揮される。

＜他の実施例＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施例に限定されるものではなく、例えば次のような実施例も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施例１では、端子金具３の突縁１３を本体部５の長手方向に沿って連続するように形成したが、複数個、断続的に形成するようにしてもよい。その場合には、突縁１３を実施例１のように折り曲げによって形成するのではなく、局部的な叩き出しによって形成するとよい。

（２）上記実施例では、端子金具３の本体部５が前壁（弾性舌片１１の折り返し部分を覆う壁）を持たない形態のものを示したが、前壁を形成するようにしてもよい。

１…基板側ハウジング
２…回路基板
３…端子金具
４…ハーネス側ハウジング
５…本体部
１１…弾性舌片
１２…接点部
１３…突縁
１４…キャビティ
１９…天井壁（キャビティの内壁）
２０…突条
３０…凹縁
３１…凹溝

Claims (6)

1. 本体部と、前記本体部に連続して形成されるとともに接点部を有し前記接点部が前記本体部から外部へ突出しつつ撓み可能な弾性舌片とを有する端子金具と、
   ハーネス側ハウジングを有し前記ハーネス側ハウジング内に複数室が並列して形成されたキャビティ内に前記端子金具が収容されたハーネス側コネクタと、
   基板側ハウジングを有し前記基板側ハウジング内に回路基板が取付けられた基板側コネクタとを備え、
   前記ハーネス側ハウジングが前記基板側ハウジングに嵌合すると、前記接点部が前記回路基板に弾接することで、前記本体部における前記弾性舌片の撓み方向に関する反対側の一部が前記キャビティの内壁に圧接される当接部位となるカードエッジコネクタであって、
   前記本体部と前記キャビティの前記内壁のいずれか一方には、前記回路基板と前記ハーネス側ハウジングとの間で前記キャビティの並列方向で熱膨張差が生じたときに、前記端子金具が、前記接点部と前記回路基板との弾接部位を支点とした揺動姿勢となるよう、前記当接部位における前記キャビティの並び方向の側方に前記キャビティの前記内壁に対する逃がし部が形成されていることを特徴とするカードエッジコネクタ。
2. 前記当接部位は、前記本体部における前記キャビティの並び方向に関する中央部に配されて、前記逃がし部は前記当接部位を挟んで両側に配されることを特徴とする請求項１に記載のカードエッジコネクタ。
3. 前記端子金具の本体部には、前記キャビティの並び方向と直交する方向に沿って前記キャビティの前記内壁と弾接する前記当接部位となる、先端が尖った突縁が突出形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のカードエッジコネクタ。
4. 前記キャビティの前記内壁には、前記キャビティの並び方向と直交する方向に沿って先端が尖った突条が突出形成され、この突条の先端が前記当接部位にて前記端子金具と当接することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のカードエッジコネクタ。
5. 請求項３において、前記キャビティの内壁には、前記突縁を構成する側面の勾配より緩い勾配をもって凹み形成され、前記突縁の長手方向に沿って当接する断面山形状の凹縁が形成されていることを特徴とするカードエッジコネクタ。
6. 請求項４において、前記端子金具の前記本体部には、前記突条を構成する側面の勾配より緩い勾配をもって凹み形成され、その谷部が前記突条の長手方向に沿って当接する凹溝が形成されていることを特徴とするカードエッジコネクタ。

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