JP2017139076A - 電気コネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】メスコネクタの一つの凹部に対し、オスコネクタを表向きまたは裏向きに挿入することが可能な電気コネクタを得る。【解決手段】 オスコネクタ１のオスコネクタ接続部１１の一側面にオスコネクタ接触子１２を露出させ、メスコネクタ２の凹形状のメスコネクタ接続部２１の一内側面にメスコネクタ接触子２２ａを、他方の内側面にメスコネクタ接触子２２ｂを設ける。オスコネクタ１の挿入時の向きを、挿入方向に沿った軸を中心に半回転させることで、電気的接続対象を、メスコネクタ接触子２２ａと２２ｂとで切り替えるように構成する。メスコネクタ２内では、リード線により、同一のオスコネクタ接触子１２が接続されるメスコネクタ接触子２２ａおよび２２ｂを電気的に接続する。【選択図】図１

Description

本発明は、メスコネクタに対し、オスコネクタを挿入し、複数の配線を一括して接続する電気コネクタに関する。

従来のコネクタは、オスコネクタをメスコネクタに挿入することで、オスコネクタに設けられた複数の端子を、メスコネクタ側に設けられた複数の配線に接続し、一括で複数の端子の電気的接続を行う構成となっている（例えば、特許文献１参照）。

実用新案登録第３１１３４４１号

上記の特許文献１に記載の従来のコネクタでは、メスコネクタに対する、オスコネクタの挿入状態が固定されるため、メスコネクタに対するオスコネクタの挿入位置を正しく合わせる必要があった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、オスコネクタ挿入時のメスコネクタに対する挿入状態を変化させ、挿入方向に沿った軸を中心に１８０度回転させ、メスコネクタ内でのオスコネクタ接触子の位置が変化した場合でも、オスコネクタ側の複数の端子をメスコネクタ側の複数の配線に一括して接続することが可能な電気コネクタを得ることを目的とする。

この発明に係わる電気コネクタは、オスコネクタ本体部、上記オスコネクタ本体部から突出する板状のオスコネクタ接続部、上記オスコネクタ接続部の一側面に露出された複数のオスコネクタ接触子を有するオスコネクタ、上記オスコネクタ接続部が挿入される凹形状のメスコネクタ接続部が設けられたメスコネクタ本体部、上記メスコネクタ接続部の第一の内側面に設けられた第一のメスコネクタ接触子、上記メスコネクタ接続部の上記第一の内側面に対向する第二の内側面に設けられた第二のメスコネクタ接触子、上記第一、第二のメスコネクタ接触子と電気的に接続される配線が設けられたメスコネクタ配線部を有するメスコネクタを備え、上記オスコネクタは、上記メスコネクタへの挿入状態を、上記オスコネクタの挿入方向に沿った軸を中心に１８０度回転させた場合、上記オスコネクタ接触子の電気的接続対象が上記第一のメスコネクタ接触子から上記第二のメスコネクタ接触子に切り替わることを特徴とするものである。

この発明の電気コネクタによれば、メスコネクタ側に、オスコネクタ接触子に電気的に接続する第一のメスコネクタ接触子を設けるとともに、オスコネクタの挿入状態が変化した場合に、電気的接続対象が第一のメスコネクタ接触子から切り替わる第二のメスコネクタ接触子を設けることで、第一のメスコネクタ接触子または第二のメスコネクタ接触子のいずれかを介してオスコネクタ側の複数の端子をメスコネクタ側の複数の配線に一括して接続することが可能となる。
することが可能である。

本発明の実施の形態１による電気コネクタの分解斜視図である。 図１の電気コネクタを構成するオスコネクタ、メスコネクタ本体部、メスコネクタ配線部の上面図および断面図と、オスコネクタの下面図である。 図１の電気コネクタのメスコネクタ内の配線を示す図である。 図１の電気コネクタの断面図である。 図４の電気コネクタの接続状態を示す断面図であり、オスコネクタの向きが正方向となるようにメスコネクタに挿入された状態を示す図である。 実施の形態１の電気コネクタを構成するメスコネクタの変形例を示した断面図であり、オスコネクタの向きが正方向となるようにメスコネクタに挿入された状態を示す図である。 実施の形態１の電気コネクタを構成するメスコネクタの変形例を示した断面図であり、オスコネクタの向きが逆方向となるようにメスコネクタに挿入された状態を示す図である。 本発明の実施の形態２による電気コネクタの接続状態を示す断面図であり、複数のオスコネクタが一つのメスコネクタに接続された状態を示す断面図である。 本発明の実施の形態３による電気コネクタの断面図である。

実施の形態１．
本発明の実施の形態１の電気コネクタ１００について、図１から図７を用いて説明する。本発明の電気コネクタ１００は、例えば、スイッチギヤに適用させることが可能である。
図１は、オスコネクタ１とメスコネクタ２よりなる電気コネクタ１００の分解斜視図である。図１に示すように、オスコネクタ１は、オスコネクタ本体部１０、このオスコネクタ本体部１０から突出する板状のオスコネクタ接続部１１、オスコネクタ接続部１１の一側面に露出された複数のオスコネクタ接触子１２を有する構成である。
メスコネクタ２は、オスコネクタ接続部１１が挿入される凹形状のメスコネクタ接続部２１が設けられたメスコネクタ本体部２０、メスコネクタ接続部２１の第一の内側面に設けられたメスコネクタ接触子２２ａ、メスコネクタ接続部２１の第一の内側面に対向する第二の内側面に設けられたメスコネクタ接触子２２ｂ、これらメスコネクタ接触子２２ａ、２２ｂを電気的に接続する配線が設けられたメスコネクタ配線部３０を有する構成である。

本発明による電気コネクタ１００においては、メスコネクタ２に対するオスコネクタ１の挿入状態は１通りに限定されておらず、オスコネクタ１の挿入状態を変化させ、オスコネクタ１の挿入方向に沿った軸を中心に１８０度回転させた場合においても、オスコネクタ接触子の電気的接続対象がメスコネクタ接触子２２ａまたは２２ｂ（第一のメスコネクタ接触子に相当する。）からメスコネクタ接触子２２ｂまたは２２ａ（第二のメスコネクタ接触子に相当する。）に切り替わり、メスコネクタ接触子２２ａまたは２２ｂを介することでオスコネクタ接触子１２（オスコネクタ１側の複数の端子）をメスコネクタ２側の複数の配線に一括して接続できる。

なお、オスコネクタ１のオスコネクタ接続部１１の本体部に近い付け根部分は、メスコネクタ接続部２１の開口端部に嵌合する形状に成形されたオスコネクタ挿入部１３である。このオスコネクタ挿入部１３は、オスコネクタ１をメスコネクタ２に挿入した場合に、メスコネクタ接続部２１の開口端部を塞ぐ構造であり、オスコネクタ１の挿入状態を変化させ、オスコネクタ１の挿入方向に沿った軸を中心に１８０度回転させた場合においても同様の状態に挿入される。
メスコネクタ接続部２１の開口形状が、例えば長方形である場合、オスコネクタ挿入部
１３の断面形状は、その長方形に嵌合する長方形となるように形成される。

また、図１において、メスコネクタ本体部２０の背面側のメスコネクタ配線部３０との接合面には配線接続部２３が、メスコネクタ配線部３０のメスコネクタ本体部２０との接合面には配線接続部３１が、メスコネクタ２内に配線（電線）を配設するために設けられている。
なお、図１の例では、９点接続の電気コネクタ１００を例示しているが、接続点数については、異なる数とすることが可能であることは言うまでもない。

図２は、電気コネクタ１００を構成するオスコネクタ１およびメスコネクタ本体部２０、メスコネクタ配線部３０の上面図（図２（ａ））、図２（ａ）のＡ−Ａ断面を示す断面図（図２（ｂ））と、オスコネクタ１の下面図（図２（ｃ））をそれぞれ示している。
オスコネクタ１は、図２（ａ）に示すように、オスコネクタ本体部１０の上面１ａ側から見た場合、突出部であるオスコネクタ接続部１１の上側面側には端子が露出されておらず、図２（ｃ）に示すように、オスコネクタ本体部１０の下面１ｂ側から見た場合、オスコネクタ接続部１１の下側面側に端子となるオスコネクタ接触子１２が露出している。

また、図２（ｂ）に示すように、オスコネクタ接続部１１の上側面側は、オスコネクタ接続部１１の本体部に近い付け根に位置するオスコネクタ挿入部１３と、オスコネクタ接続部１１の先端部とで異なる高さに形成されており、オスコネクタ接続部１１の先端側が薄くなるよう上下方向に偏った形状となっている。
ここで、図２（ｂ）において、オスコネクタ挿入部１３の高さは、メスコネクタ本体部２０に設けられた凹みであるメスコネクタ接続部２１の開口高さに等しくなるように構成することで、オスコネクタ接続部１１をメスコネクタ接続部２１に嵌合させることができ、コネクタ接続時にメスコネクタ２に対し、オスコネクタ１の挿入状態を安定化させることができる。なお、挿入接続部における両者間の隙間が大きくなるにつれて挿入裕度は高まるが、挿入時の接続状態の安定性が低くなることは言うまでもない。

次に、図３の配線回路図を参照し、メスコネクタ２内における配線接続状態について説明する。上記の例のように、本発明の電気コネクタ１００が９点接続タイプであった場合、オスコネクタ１側には端子数に応じた９つのオスコネクタ接触子１２が、オスコネクタ接続部１１の一側面に、本体部突き合わせ面からの突出高さが同一となるように一方向に配設される。この９つのオスコネクタ接触子１２は、片側からa,b,c,d,e,f,g,h,iの順に配設されている。一方、メスコネクタ２には、外部との電気的接続に用いられる９本の配線３２が配設され、図３に示すように、例えば、片側からa0,b0,c0,d0,e0,f0,g0,h0,i0の順に配設されている。この配線３２の数は、オスコネクタ接触子１２の端子数に応じた数であることは言うまでもない。

オスコネクタ１を正方向（ここでは、オスコネクタ接触子１２が紙面下側に露出する状態を正方向（表向き）とし、紙面上側に露出する状態を逆方向（裏向き）と称する。）となる向きでメスコネクタ２に挿入した場合、メスコネクタ接続部２１の下側の内側面に配設されたメスコネクタ接触子２２ａに電気的に接続される。このとき、オスコネクタ接触子１２のa,b,c,d,e,f,g,h,iは、端子数に応じて設けられたメスコネクタ接触子２２ａのa1,b1,c1,d1,e1,f1,g1,h1,i1に接続され、メスコネクタ本体部２０内のリード線２４ａと、メスコネクタ配線部３０内のリード線３３を介して配線３２のa0,b0,c0,d0,e0,f0,g0,h0,i0に接続される。

また、オスコネクタ１を挿入の方向を軸として１８０度回転させ、逆方向となる向きでメスコネクタ２に挿入した場合、メスコネクタ接続部２１の上側の内側面に配設されたメスコネクタ接触子２２ｂに電気的に接続される。このとき、オスコネクタ接触子１２のa,b,c,d,e,f,g,h,iは、端子数に応じて設けられたメスコネクタ接触子２２ｂのa2,b2,c2,d2,e2,f2,g2,h2,i2に接続され、メスコネクタ本体部２０内のリード線２４ｂと配線接続部２３および３１を介して配線３２のa0,b0,c0,d0,e0,f0,g0,h0,i0に接続される。

配線３２には、メスコネクタ接触子２２ａ、２２ｂの両方が結線されるため、図３の配線回路図で言うところのa0とa1とa2が接続された状態となる。同じ要領で、b0とb1とb2、c0とc1とc2、d0とd1とd2、e0とe1とe2、f0とf1とf2、g0とg1とg2、h0とh1とh2、i0とi1とi2が接続されている。挿入方向に沿った軸を中心にオスコネクタ１を半回転させた状態でメスコネクタ２に挿入した場合、メスコネクタ接続部２１内でのオスコネクタ接触子１２の位置は変化し、電気的接続対象となるメスコネクタ接触子２２ａ（または２２ｂ）が、もう一方のメスコネクタ接触子２２ｂ（または２２ａ）に切り替わるが、正方向・逆方向（表裏）のいずれの向きにオスコネクタ１を挿入しても、各端子は異なるリード線をたどり、定められた配線３２に電気的に接続される。

ここで、配線接続部２３、３１は、メスコネクタ本体部２０、メスコネクタ配線部３０との接合面に露出された金属部分であり、配線接続部２３にはメスコネクタ本体部２０内に配設されたリード線の端部が電気的に接続され、配線接続部３１にはメスコネクタ配線部３０内の配線３２と、メスコネクタ配線部３０内に配設されたリード線３３の端部が電気的に接続されている。各配線が、メスコネクタ本体部２０、メスコネクタ配線部３０の内部に設けられた穴の中に配置された場合、その穴の開口端の周囲に、この配線接続部２３、３１が配設される。オスコネクタ１も同様に、配線１２ａをオスコネクタ本体部１０内の穴に挿通させる構成とすることができる。

次に、図４および図５に、電気コネクタ１００の断面図を示し、メスコネクタ２にオスコネクタ１を挿入する場合について説明する。図４は、オスコネクタ１をメスコネクタ２に対し正方向に挿入する前の状態、図５は、図４の電気コネクタの接続状態を示す断面図であり、オスコネクタ１が正方向となるようにメスコネクタ２に挿入された状態を示す図である。

図４に示すように、メスコネクタ接触子２２ａ、２２ｂは、弾性を有する金属（可変型金属）によって構成され、オスコネクタ接触子１２と接する先端部は、円弧形状となるように成形されている。
また、オスコネクタ接続部１１の断面形状は、図４のようにオスコネクタ本体部１０から突き出した根本部分のオスコネクタ挿入部１３から、紙面下側のオスコネクタ接触子１２が設けられた部分のみが突出し、オスコネクタ接触子１２が設けられない紙面上側の側面部は凹部となり、紙面上下方向に見た場合に、偏った形状となっている。
さらに、オスコネクタ接続部１１の先端部の端子側には、部分的に突き出した抜け止め部が形成されている。

図５に示すように、図４の非接続の状態から、オスコネクタ１を紙面右側に移動させてオスコネクタ接続部１１をメスコネクタ接続部２１に嵌合させて、挿入を行うと、オスコネクタ接触子１２と接するメスコネクタ接触子２２ａは下向きに押されて変形した状態となり、メスコネクタ接触子２２ａが持つ弾性により、両者の電気的接続状態を安定化させることが可能となる。
また、オスコネクタ接続部１１のオスコネクタ本体部１０に近い付け根部分のオスコネクタ挿入部１３は、メスコネクタ接続部２１の開口端部に嵌合し、上述したようにオスコネクタ挿入時のコネクタ接続状態を安定化させることができる。
そして、オスコネクタ１内の配線１２ａは、オスコネクタ接触子１２とメスコネクタ接触子２２ａを電気的に接続することで、リード線２４ａ、リード線３３、配線接続部３１を介して、メスコネクタ２内の配線３２に電気的に接続することが可能となる。

次に、図６および図７に電気コネクタ１００の断面図を示し、メスコネクタ２の変形例について示す。
上述したメスコネクタ２は、メスコネクタ本体部２０とオスコネクタ１の紙面高さ方向の寸法がほぼ同一であり、両者の端面が突き合わされる構成のものを例示していた。しかし、オスコネクタ１をメスコネクタ２側により安定的に保持するために、図６のようにメスコネクタ本体部２０の形状を変形させて、オスコネクタ１の外周の一部を保持するソケット部２５を形成することもできる。
つまり、メスコネクタ本体部２０の突き合わせ面（オスコネクタ１との接合面）を、オスコネクタ１の突き合わせ面より広く構成し、オスコネクタ１が突き合わされる領域の外周から挿入方向に突出するソケット部２５を形成することにより、図６に示すように、オスコネクタ１をメスコネクタ２に挿入した場合に、オスコネクタ本体部１０の外側面の一部を、ソケット部２５に収納して嵌合させることができ、オスコネクタ１の挿入時の安定性を向上させることができる。

オスコネクタ１において、オスコネクタ接続部１１の上側面から上面１ａまでの距離と、オスコネクタ接続部１１の下側面から下面１ｂまでの距離が等しくなる構成である場合、逆方向接続においても同様にソケット部２５にオスコネクタ１を挿入させることが可能である。つまり、図７に示すように、オスコネクタ１をメスコネクタ２に逆方向接続した場合でも、図６の正方向接続の場合と同様に、ソケット部２５内に安定的にオスコネクタ１を保持させることが可能である。

図７に示すように、逆方向接続では、メスコネクタ接触子２２ｂは、オスコネクタ接触子１２に押されて変形し、接触した状態となり、両者間の電気的接続が可能となる。この場合、オスコネクタ１内の配線１２ａは、オスコネクタ接触子１２とメスコネクタ接触子２２ｂを電気的に接続することで、リード線２４ｂ、配線接続部２３、配線接続部３１を介して、メスコネクタ２内の配線３２に電気的に接続することが可能となる。

実施の形態２．
次に、図８を用いて、本発明の実施の形態２による電気コネクタ１００について説明する。図８は、上述の実施の形態１において示したオスコネクタ１を２つ接続可能とし、メスコネクタ２側にメスコネクタ接続部２１を２段に重ねて配置し、１８点コネクタとした電気コネクタ１００の断面図を示している。
ここで、コネクタの接続点数が２倍に増加したために、メスコネクタ本体部２０、メスコネクタ配線部３０内のリード線の本数は接続される点数に応じて増加している。

図８に示すように、メスコネクタ本体部２０内において、下段のメスコネクタ接続部２１のメスコネクタ接触子２２ａ、２２ｂにリード線２４ａａ、２４ｂａが接続され、上段のメスコネクタ接続部２１のメスコネクタ接触子２２ａ、２２ｂにリード線２４ａｂ、２４ｂｂが接続され、さらに、メスコネクタ配線部３０内に配設されたリード線３３ａによって、リード線２４ａｂが下段側の配線３２ｂに接続され、リード線３３ｂを介してリード線２４ａａが上段側の配線３２ａに接続されている。その他、リード線２４ｂａは、配線３２ｂに、リード線２４ｂｂは、配線３２ａに電気的に接続されている。

図８の例では、二つのオスコネクタ１の挿入の向きは、いずれも同一とし、正方向の接続状態を示しているが、二つのオスコネクタ１の挿入の向きをいずれも逆方向とした場合も、同様に電気的接続が可能であり、オスコネクタ１を１つしか挿入できない構成のものと比較し、２倍の本数の電線を同時に接続することが可能となる。
なお、必要に応じ、メスコネクタ本体部２０、メスコネクタ配線部３０内に、各配線を結線するための電線を配設させて、接触子と配線との接続を行うものとする。
上記の例では、メスコネクタ２が、オスコネクタ１を上下方向に２段となるように挿入可能なタイプを例示したが、３段以上に重ねること、また、横方向に複数を並べた配置とすることも可能であることは言うまでもない。

実施の形態３．
次に、図９を用いて、本発明の実施の形態３による電気コネクタ１００について説明する。上述の実施の形態１および実施の形態２においては、オスコネクタ接続部１１は、オスコネクタ接触子１２が配置された側面のみが先端側に突出し、他方の側面が凹部となっている、紙面上下方向に見た場合に偏った形状となっている例を示していた。
この実施の形態３では、図９に電気コネクタ１００の断面図を示すように、オスコネクタ挿入部１３ａをオスコネクタ本体部１０の付け根からオスコネクタ接続部１１の先端までほぼ同じ形状となるように形成し、紙面上下方向見た場合に、メスコネクタ接続部２１の開口部の中心高さに対し、偏りのない線対称の形状となっている。これにより、オスコネクタ１挿入時に、電気的接続をメスコネクタ接触子２２ａに行う正方向接続の場合、電気的接続を行わないメスコネクタ接触子２２ｂには、オスコネクタ挿入部１３ａが接触する構成となる。

このような構成とすることにより、電気コネクタ１００は、オスコネクタ挿入部１３ａをメスコネクタ接触子２２ｂが押圧するとともに、オスコネクタ接触子１２をメスコネクタ接触子２２ａが押圧した状態を得ることができ、オスコネクタ接続部１１をメスコネクタ接続部２１内において、二つの接触子で挟んで保持することが可能となり、メスコネクタ２にオスコネクタ１を安定的に保持させることが可能となる。

なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

１ オスコネクタ、１ａ 上面、１ｂ 下面、２ メスコネクタ、
１０ オスコネクタ本体部、１１ オスコネクタ接続部、１２ オスコネクタ接触子、
１２ａ、３２、３２ａ、３２ｂ 配線、１３、１３ａ オスコネクタ挿入部、
２０ メスコネクタ本体部、２１ メスコネクタ接続部、
２２ａ、２２ｂ メスコネクタ接触子、２３、３１ 配線接続部、
２４ａ、２４ａａ、２４ａｂ、２４ｂ、２４ｂａ、２４ｂｂ、３３、３３ａ、３３ｂ リード線、２５ ソケット部、３０ メスコネクタ配線部、１００ 電気コネクタ

Claims (8)

1. オスコネクタ本体部、上記オスコネクタ本体部から突出する板状のオスコネクタ接続部、上記オスコネクタ接続部の一側面に露出された複数のオスコネクタ接触子を有するオスコネクタ、
   上記オスコネクタ接続部が挿入される凹形状のメスコネクタ接続部が設けられたメスコネクタ本体部、上記メスコネクタ接続部の第一の内側面に設けられた第一のメスコネクタ接触子、上記メスコネクタ接続部の上記第一の内側面に対向する第二の内側面に設けられた第二のメスコネクタ接触子、上記第一、第二のメスコネクタ接触子と電気的に接続される配線が設けられたメスコネクタ配線部を有するメスコネクタを備え、
   上記オスコネクタは、上記メスコネクタへの挿入状態を、上記オスコネクタの挿入方向に沿った軸を中心に１８０度回転させた場合、上記オスコネクタ接触子の電気的接続対象が上記第一のメスコネクタ接触子から上記第二のメスコネクタ接触子に切り替わることを特徴とする電気コネクタ。
2. 上記第一のメスコネクタ接触子および上記第二のメスコネクタ接触子は、上記オスコネクタ接触子に相当する数が配設され、同一の上記オスコネクタ接触子に接触可能な上記第一のメスコネクタ接触子と上記第二のメスコネクタ接触子が、上記メスコネクタ内で電気的に接続されたことを特徴とする請求項１記載の電気コネクタ。
3. 上記配線は、上記オスコネクタ接触子の数に応じて複数設けられ、同一の上記オスコネクタ接触子に接触可能な上記第一のメスコネクタ接触子と上記第二のメスコネクタ接触子は、リード線を介して、定められた上記配線に接続されることを特徴とする請求項１または請求項２記載の電気コネクタ。
4. 上記オスコネクタ接触子の各々は、上記第一のメスコネクタ接触子または上記第二のメスコネクタ接触子を介して、定められた上記配線に接続されることを特徴とする請求項３記載の電気コネクタ。
5. 上記第一のメスコネククタ接触子および上記第二のメスコネクタ接触子は、弾性を有する金属によって構成されたことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載の電気コネクタ。
6. 上記メスコネクタは、一つの上記メスコネクタ本体部に、複数の上記メスコネクタ接続部が設けられた構成であることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項記載の電気コネクタ。
7. 上記オスコネクタ接続部は、凹形状の上記メスコネクタ接続部の開口端部に嵌合するオスコネクタ挿入部を備えたことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項記載の電気コネクタ。
8. 上記オスコネクタ接続部は、上記メスコネクタ接続部の上記第一のメスコネクタ接触子と上記第二のメスコネクタ接触子に接して配置されることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項記載の電気コネクタ。

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