JP2017059372A - 電気コネクタ及び電気コネクタ組立体 - Google Patents

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Abstract

【課題】電気コネクタにおいて、強度、嵌合信頼性、作業性等を維持しつつ、低背化を実現することができる技術を提供する。
【解決手段】本発明による電気コネクタは、ケーブル２０が接続される端子３０と、ケーブル２０が接続された端子３０が挿入されるハウジングと、を備え、端子３０は、ケーブル２０を固定する圧着部３１，３２と、基板側コネクタとの嵌合時における嵌合方向と垂直な方向７１に平面を有する略Ｕ字状の弾性部３３と、弾性部３３の両外側から嵌合方向の反対方向に立ち上がった起立部３４と、弾性部３３の内側の端部に位置する接点部３５と、を備え、弾性部３３は、嵌合方向と垂直な方向７１に開閉する弾性を有し、接点部３５は、相手側コネクタとの嵌合時に、弾性部３３の内側の両側面によって、相手側コネクタの端子を挟み込む構造になっている。
【選択図】図３

Description

本発明は、電気コネクタに関し、特に、プリント配線基板等の表面に実装されるコネクタと接続される薄型の電気コネクタに関する。
従来、ケーブル等の電線をプリント回路基板等の回路基板に接続するために、ケーブルと基板配線とを電気接続する電気コネクタが使用されている。このような電気コネクタは、一方のコネクタ（基板側コネクタ）が回路基板に実装され、他方のコネクタ（ケーブル側コネクタ）がケーブルに接続され、これらのコネクタが嵌合することにより、ケーブルと回路基板の信号線が電気接続される。
なお、このような電気コネクタに関する技術としては、例えば、特許文献１に記載される技術などが挙げられる。特許文献１に記載された電気コネクタは、ソケットコンタクトをハウジングに圧入し、圧接板に電線を押し込んで接触させる圧接型の電気コネクタである。
特開２００５−１５８７３１号公報
近年、携帯電話、ノート型パーソナルコンピュータ(ＰＣ)、タブレット型ＰＣ等の電子機器の開発が盛んである。これらの電子機器では、携帯性向上のため、小型化の要請があり、内部に組み込まれる電子部品や電気コネクタに対しても、小型化・低背化が求められている。
しかしながら、電気コネクタを低背化するため、単に、端子やハウジング等の構成部品の厚さを薄くするだけでは、その強度、嵌合信頼性、作業性等が損なわれるおそれがある。また、回路基板上に実装された基板側コネクタの上方から、ケーブル側コネクタを近づけて嵌合する型式のコネクタの場合、嵌合時の端子間の接触距離を一定以上に維持し、嵌合信頼性を維持する必要があり、端子を小さくすることが困難であった。
そこで、本発明の１つの目的は、電気コネクタにおいて、強度、嵌合信頼性、作業性等を維持しつつ、低背化を実現することができる技術を提供することにある。本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
すなわち、本発明による電気コネクタは、電線が接続される端子と、前記端子が挿入されるハウジングと、を備え、前記端子は、前記電線を固定する圧着部と、相手側コネクタとの嵌合時における嵌合方向と垂直な方向に平面を有する略Ｕ字状の弾性部と、前記弾性部の両外側から前記嵌合方向の反対方向に立ち上がった起立部と、前記弾性部の内側の端部に位置する接点部と、を備え、前記弾性部は、前記嵌合方向と垂直な方向に開閉する弾性を有し、前記接点部は、前記相手側コネクタとの嵌合時に、前記弾性部の内側の両側面によって、前記相手側コネクタの端子を挟み込む構造になっていることを特徴とするものである。
また、本発明による電気コネクタ組立体は、電線が接続される第１の端子と、前記第１の端子が挿入される第１のハウジングとを有する第１の電気コネクタと、前記第１の電気コネクタとの嵌合時における嵌合方向に平面を有する第２の端子と、前記第１のハウジングと嵌合するように構成された第２のハウジングとを有する第２の電気コネクタと、を備え、前記第１の端子は、前記電線を固定する圧着部と、前記第２の電気コネクタとの嵌合時における嵌合方向と垂直な方向に平面を有する略Ｕ字状の弾性部と、前記弾性部の両外側から前記嵌合方向の反対方向に立ち上がった起立部と、前記弾性部の内側の端部に位置する接点部と、を備え、前記弾性部は、前記嵌合方向と垂直な方向に開閉する弾性を有し、前記接点部は、前記第２の電気コネクタとの嵌合時に、前記弾性部の内側の両側面によって、前記第２の電気コネクタの前記第２の端子の前記平面を挟み込む構造になっていることを特徴とするものである。
本発明によれば、強度、嵌合信頼性、作業性を維持しつつ、電気コネクタの低背化を実現できる。
本発明の一実施形態によるケーブル側コネクタと基板側コネクタの嵌合前の外観を示す斜視図である。 本発明の一実施形態によるケーブル側コネクタと基板側コネクタの嵌合後の外観を示す斜視図である。 ケーブル側コネクタの端子にケーブルを圧着固定した後の構成を示す斜視図である。 ケーブル側コネクタの端子の構成を示す平面図である。 ケーブル側コネクタと基板側コネクタの嵌合前の状態を示す断面図である。 ケーブル側コネクタと基板側コネクタの嵌合開始の状態を示す断面図である。 ケーブル側コネクタと基板側コネクタの嵌合途中の状態を示す断面図である。 ケーブル側コネクタと基板側コネクタの嵌合完了の状態を示す断面図である。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、以下の実施の形態において、要素の数等（個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でもよい。
図１は、本発明の一実施形態によるケーブル側コネクタと基板側コネクタの嵌合前の外観を示す斜視図である。図２は、本発明の一実施形態によるケーブル側コネクタと基板側コネクタの嵌合後の外観を示す斜視図である。
まず、図１及び図２により、本実施の形態による電気コネクタの構成の一例を説明する。本実施の形態のケーブル側コネクタ（電気コネクタ）１０は、厚さ１ｍｍ以下の超薄型の電気コネクタであり、例えば、ケーブル（電線）２０の外皮（絶縁体）２１及び芯線（導電体）２２（図３参照）を圧着により固定接続する端子３０と、ケーブル２０が接続された端子３０が収容される複数の収容空間４３が形成されたハウジング４０から構成されている。端子３０の収容空間４３は、端子３０が配列する方向７１および嵌合方向７０の両方向と直交する方向７２に延びて形成されている。ハウジング４０は、例えば、樹脂等の絶縁性の材料で構成される。また、ハウジング４０は、その両側外側に、基板側コネクタ５０との嵌合時に、基板側コネクタ５０のロック突部５３と係合してロックするためのロック突部４１を備えている。なお、ロック突部４１は、方向７２に沿って２か所に設けられている。また、ハウジング４０は、方向７２に沿って延びるハウジングランス４２を備え、ケーブル２０が接続された端子３０をハウジング４０の収容空間４３内に挿入する際、ハウジングランス４２が上方に変位し、挿入後に下方に戻り、ハウジングランス４２の側面に端子３０の係止部３６が引っ掛かることで、端子３０が抜けにくい構造になっている。
本実施の形態の基板側コネクタ（相手側コネクタ）５０は、プリント配線基板６０等の部材に実装される電気コネクタであって、例えば、樹脂等の絶縁性材料のハウジング５１と、金属等の導電体から形成される複数の端子５２から構成されている。ハウジング５１と端子５２は、例えば一体成形によって一体的に形成される。ハウジング５０は、その両側内側に、ケーブル側コネクタ１０と基板側コネクタ５０の嵌合時に、ケーブル側コネクタ１０のロック突部４１と係合してロックするためのロック突部５３を備えている。なお、ロック突部５３は、方向７２に沿って２か所に設けられている。また、端子５２は、板状形状を有し、嵌合方向７０に沿った面として形成される端子接触面５６と、その下部に端子実装部５５を有し、端子実装部５５が、プリント配線基板６０の配線に接続される。
ケーブル側コネクタ１０を基板側コネクタ５０に嵌合する際、ケーブル側コネクタ１０を、基板側コネクタ５０の上方から基板側コネクタ５０に近づけて、基板側コネクタ５０の嵌合凹部５４にケーブル側コネクタ１０のハウジング４０部分を挿入して固定する。この際、ケーブル側コネクタ１０の端子３０が、基板側コネクタ５０の端子５２の両サイド（端子接触面５６）を挟み込むようにして端子３０と端子５２が接触して固定され、端子３０と端子５２が電気接続される。
次に、図３及び図４により、ケーブル側コネクタ１０の端子３０の構成を説明する。図３は、ケーブル側コネクタの端子にケーブル２０を固定接続した後の構成を示す斜視図である。図４は、ケーブル側コネクタの端子３０の構成を示す平面図である。なお、図４では、ケーブルを省略している。ケーブル側コネクタ１０の端子３０は、例えば、ケーブル２０の外皮２１を加締めて固定する圧着部３１と、芯線２２を加締めて固定する圧着部３２と、方向７２に沿って延び、嵌合方向７０と垂直な方向７１及び７２に平面３９を有する略Ｕ字状の弾性部３３と、弾性部３３の両外側から折曲部８１を介して嵌合方向７０の反対方向に立ち上がった起立部３４と、弾性部３３の自由端側の内側の端部に位置して向かい合う様に形成された接点部３５と、ハウジングランス４２の側面と係合して端子３０をハウジング４０から抜けにくくするための係止部３６などから構成される。また、弾性部３３は、ケーブル２０の中心軸に対してそれぞれ線対称である一対の弾性片３３ａ及び３３ｂで構成される。
端子３０は、例えば、厚さ約０．１ｍｍほどの導電性の金属板を打ち抜き加工して形成される。弾性部３３は、嵌合方向７０と垂直な方向７１に開閉する弾性を有する。接点部３５は、弾性部３３の内側の両側面（破断面）から内側に突出しており、基板側コネクタ５０との嵌合時に、基板側コネクタ５０の端子５２（端子接触面５６）を挟み込む構造になっている。また、起立部３４は、平板状の金属板を弾性部３３から折曲部８１で折り曲げることにより形成される。
ケーブル側コネクタ１０の組み立て時には、まず、端子３０上でケーブル２０を位置決めして、ケーブル２０の外皮２１及び芯線２２を、圧着部（バレル）３１，３２により、加締めて圧着する。次に、ケーブル２０を接続した端子３０をハウジング４０の収容空間４３内に挿入して固定する。
また、弾性部３３には、接点部３５と圧着部３２との間であって、弾性部３３の内側の中央付近に、弾性部の内側の両側面から内側に向けて突出した変形規制部３８が設けられ、その先端間が当接もしくは近接した状態にあり、距離が略ゼロ（例えば、０〜０．０３ｍｍ）になるように形成されている。圧着部３１，３２におけるケーブル２０の圧着時に、弾性部３３に応力が加わり、Ｕ字状の弾性部３３の両側の弾性片が上下方向にずれてしまうおそれがあるが、この変形規制部３８を設けることにより、両側の弾性片が上下方向にずれる力が加わった場合でも、変形規制部３８の先端部分同士の摩擦または当接により、そのずれを防止することができる。
図５は、ケーブル側コネクタ及び基板側コネクタの嵌合前の状態を示す断面図である。端子３０の起立部３４は、その上部に規制面３７を有し、コネクタ嵌合時に、規制面３７が収容空間４３の上方内壁４４と接触して、嵌合方向７０と反対の方向（図５の上方向）への移動を規制する構造となっている。
ハウジング４０は、収容空間４３の内面（上方内壁４４）に、基板側コネクタ５０との嵌合時に、基板側コネクタ５０の端子５２の先端が当たる部分に、干渉を防ぐための溝４５を有する。この溝４５により、端子５２の先端部分が奥まで入り込むことが可能になるので、コネクタ嵌合時に、ケーブル側コネクタ１０の端子３０と基板側コネクタ５０の端子５２が接触し始めてから止まるまでの距離（有効嵌合長）を長くすることが可能になる。これにより、コネクタ嵌合時状態で振動などが発生して多少ずれても、端子間の接触が外れることがなくなり、嵌合の信頼性が向上する。また、嵌合の信頼性を維持しつつ、電気コネクタの低背化を実現できる。
図６は、ケーブル側コネクタと基板側コネクタの嵌合開始の状態を示す断面図であり、図７は、嵌合途中の状態を示す断面図であり、図８は、嵌合完了の状態を示す断面図である。次に、図５〜図８により、ケーブル側コネクタと基板側コネクタの嵌合動作を説明する。まず、図５に示すように、ケーブル側コネクタ１０を基板側コネクタ５０の上方から位置合わせして近づける（嵌合方向７０の向き）。このとき、図５に示すように、弾性部３３の接点部３５の下側にガイド斜面８２が設けられ、端子５２の上側にガイド斜面５７がそれぞれ設けられているので、コネクタ嵌合の際、このガイド斜面５７とガイド斜面８２が当接し、それにより、端子３０と端子５２の位置合わせが容易になる。図６は、基板側コネクタ５０の端子５２の先端部分が、ケーブル側コネクタ１０の端子３０に接触し始めた状態を示す。このとき、ケーブル側コネクタのハウジング４０の上方内壁４４と、端子３０の規制面３７との間に、ある程度の隙間があるため、端子３０が上方に動き始める。この隙間の分だけ、端子３０の先端部分は移動する。そして、端子３０の規制面３７が、ケーブル側コネクタの上方内壁４４と接触すると、端子３０の先端部分の上方への移動が制止（規制）される。その状態を図７に示す。そして、ケーブル側コネクタと基板側コネクタをさらに近づけると、弾性部３３が、端子５２によって、嵌合方向７０と垂直な方向７１に押し広げられ、接点部３５の間隔が拡がる。そして、ケーブル側コネクタと基板側コネクタをさらに近づけると、端子５２の端子接触面５６に沿って接点部３５が移動し、嵌合が完了する。このとき、ケーブル側コネクタ１０のロック突部４１と、基板側コネクタ５０のロック突部５３とが係合し、両コネクタの嵌合がロックされる。嵌合が完了した状態を図８に示す。
したがって、本実施の形態によるケーブル側コネクタ１０の端子３０は、嵌合方向７０と垂直な方向７１に平面３９（方向７１と方向７２で構成される面）を有する略Ｕ字状の形状をしており、その平面の側面にある接点部３５が、基板側コネクタ５０の端子５２と接触する構造になっているので、コネクタの低背化を実現することができる。また、端子３０の起立部３４により、端子の強度が維持され、端子３０の規制面３７により、嵌合時に端子の両側の弾性部３３が水平に保たれ、コネクタ嵌合が確実に行える。
以上、本発明者によってなされた発明をその実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
本発明に係る電気コネクタは、産業用、業務用、家庭用など広く利用することができる。
１０ ケーブル側コネクタ（電気コネクタ）
２０ ケーブル（電線）
２１ 外皮（絶縁体）
２２ 芯線（導電体）
３０ 端子
３１，３２ 圧着部
３３ 弾性部
３３ａ，３３ｂ 弾性片
３４ 起立部
３５ 接点部
３６ 係止部
３７ 規制面
３８ 変形規制部
３９ 平面
４０ ハウジング
４１ ロック突部
４２ ハウジングランス
４３ 収容空間
４４ 上方内壁
４５ 溝
５０ 基板側コネクタ（相手側コネクタ）
５１ ハウジング
５２ 端子
５３ ロック突部
５４ 嵌合凹部
５５ 端子実装部
５６ 端子接触面
５７ ガイド斜面
６０ プリント配線基板
７０ 嵌合方向
７１ 方向
７２ 方向
８１ 折曲部
８２ ガイド斜面

Claims (8)

  1. 電線が接続される端子と、
    前記端子が挿入されるハウジングと、を備え、
    前記端子は、
    前記電線を固定する圧着部と、
    相手側コネクタとの嵌合時における嵌合方向と垂直な方向に平面を有する略Ｕ字状の弾性部と、
    前記弾性部の両外側から前記嵌合方向の反対方向に立ち上がった起立部と、
    前記弾性部の内側の端部に位置する接点部と、を備え、
    前記弾性部は、前記嵌合方向と垂直な方向に開閉する弾性を有し、
    前記接点部は、前記相手側コネクタとの嵌合時に、前記弾性部の内側の両側面によって、前記相手側コネクタの端子を挟み込む構造になっている、電気コネクタ。
  2. 前記端子の前記起立部は、前記相手側コネクタとの嵌合時に、前記ハウジングの内面と接触することにより、前記弾性部の前記嵌合方向の反対方向への移動を規制する構造になっている、請求項１に記載の電気コネクタ。
  3. 前記ハウジングは、前記ハウジングの内面に、前記相手側コネクタとの嵌合時に、前記相手側コネクタの端子の先端が当たる部分に、干渉を防ぐための溝を有する、請求項１又は２に記載の電気コネクタ。
  4. 前記弾性部は、前記弾性部の内側に、前記弾性部の内側の両側面から内側に向けて突出し、その先端同士が当接もしくは近接するように形成された変形規制部を有する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の電気コネクタ。
  5. 電線が接続される第１の端子と、前記第１の端子が挿入される第１のハウジングとを有する第１の電気コネクタと、
    前記第１の電気コネクタとの嵌合時における嵌合方向に平面を有する第２の端子と、前記第１のハウジングと嵌合するように構成された第２のハウジングとを有する第２の電気コネクタと、を備え、
    前記第１の端子は、
    前記電線を固定する圧着部と、
    前記第２の電気コネクタとの嵌合時における嵌合方向と垂直な方向に平面を有する略Ｕ字状の弾性部と、
    前記弾性部の両外側から前記嵌合方向の反対方向に立ち上がった起立部と、
    前記弾性部の内側の端部に位置する接点部と、を備え、
    前記弾性部は、前記嵌合方向と垂直な方向に開閉する弾性を有し、
    前記接点部は、前記第２の電気コネクタとの嵌合時に、前記弾性部の内側の両側面によって、前記第２の電気コネクタの前記第２の端子の前記平面を挟み込む構造になっている、電気コネクタ組立体。
  6. 前記第１の端子の前記起立部は、前記第２の電気コネクタとの嵌合時に、前記第１のハウジングの内面と接触することにより、前記弾性部の前記嵌合方向の反対方向への移動を規制する構造になっている、請求項５に記載の電気コネクタ組立体。
  7. 前記第１のハウジングは、前記第１のハウジングの内面に、前記第２の電気コネクタとの嵌合時に、前記第２の電気コネクタの前記第２の端子の先端が当たる部分に、干渉を防ぐための溝を有する、請求項５又は６に記載の電気コネクタ組立体。
  8. 前記弾性部は、前記弾性部の内側に、前記弾性部の内側の両側面から内側に向けて突出し、その先端同士が当接もしくは近接するように形成された変形規制部を有する、請求項５〜７のいずれか１項に記載の電気コネクタ組立体。
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