JP2019012593A - 端子構造体および電気コネクタ - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の別例としての電気コネクタは、上記の端子構造体を備える。
[全体構成]
図1及び図2に示すように、本実施形態の端子構造体10は、第1接続部11と、第1分岐部12と、2つの弾性変形部13A,13Bと、第2分岐部14と、第2接続部15とを有する。端子構造体10の各要素は、導電性及び弾性を有する金属材料、例えば銅合金の板材を打抜き加工することで一体に形成されている。ただし、第2接続部15のコンタクト部15Aは、打抜き加工後に折り曲げにより所定の形状に加工される。
なお、端子構造体10において、幅方向X、高さ方向Y及び厚さ方向Zを図1に示すように定義する。
第1接続部11は、図1及び図2に示すように、図示を省略するプリント配線基板の導通部材に電気的に接続される脚部11Aと、脚部11Aと第1分岐部12を接続する、幅方向Xに延びる第1リード部11Bと、を備える。
第2接続部15は、図示を省略する相手コンタクトを受容する雌型のコンタクト部15Aと、コンタクト部15Aと第2分岐部14を接続する、幅方向Xに延びる第2リード部15Bと、を備える。コンタクト部15Aは、高さ方向Yに延びる受容キャビティ15Cを備える。
第1接続部11と第2接続部15は、弾性変形部13A,13Bを間において、対向配置される。これにより、第1接続部11と第2接続部15は、間隔を空けて配置される二枚のプリント配線基板の各々に接続される。
図1及び図2に示すように、第1接続部11には第1分岐部12が繋がり、第2接続部15には第2分岐部14が繋がっている。
第1分岐部12は、第1接続部11が弾性変形部13A,13Bに分岐する部位であり、第2分岐部14は、第2接続部15が弾性変形部13A,13Bに分岐する部位である。
第1分岐部12および第2分岐部14は、弾性変形部13A,13Bを設けるために必要な分だけ高さ方向Yに間隔をあけて配置されている。
図1及び図2に示すように、第1接続部11および第2接続部15の間には、第1分岐部12および第2分岐部14を介して、2つの弾性変形部13A,13Bが図中XY平面上に並列に配置されている。
2つの弾性変形部13A,13Bは、第1接続部11および第2接続部15を電気的に接続する配線EWで構成され、それぞれが同じ形状の配線パターンを有している。また、2つの弾性変形部13A,13Bは、第1接続部11および第2接続部15の相対位置が幅方向X、高さ方向Yおよび厚さ方向Zにずれると、弾性変形することにより位置ずれを吸収できるようになっている。
具体的には、弾性変形部13Aは、図2に示すように、要素A1〜要素A10を備えている。要素A1は第1分岐部12を介して第1接続部11に繋がり、要素A10は第2分岐部14を介して第2接続部15に繋がっている。また、要素A1、A3、A5、A7およびA9は高さ方向Yを向いており、要素A2、A4、A6、A8およびA10は幅方向Xを向いている。
弾性変形部13Aは弾性変形するが、この弾性変形は隣接する要素と要素が繋がる角部において主に生じる。一例を示すと、要素A1と要素A2が繋がる角部C12が、弾性変形部13Aにおいて弾性変形しやすい。角部C12の弾性変形は、角部C12の角度が大きくなるように要素A1と要素A2が開く形態と、角部C12の角度が小さくなるように要素A1と要素A2が閉じる形態がある。
同様に、弾性変形部13Aにおいて、高さ方向Yに配線EWが平行に配列される部分では配線パターンの幅方向Xに撓みしろとなる間隔dが生じる。これにより、配線EWのX方向の間隔を狭めるように弾性変形部13Aが変形したときに、X方向に隣接する配線EW同士の接触による短絡を避けることができる。
つまり、点Oを始点とする要素A5、要素A4、要素A3、要素A2及び要素A1までの部分と、点Oを始点とする要素A5、要素A6、要素A7、要素A8及び要素A9までの部分と、が点対称な形状をなしている。
ただし、弾性変形部13Bについても、弾性変形部13Aに対応する要素の符号(B1〜B10、点O)を図2に示しておく。なお、弾性変形部13Bの要素B1、B3、B5、B7およびB9は幅方向Xを向いており、要素B2、B4、B6、B8およびB10は、高さ方向Yを向いている。
図3(a)に示すように、第1分岐部12から第1接続部11の区間、つまり第1リード部11Bは配線EWの幅が2wで一定であり、図3(b)に示すように、弾性変形部13Aの配線EWの幅はwで一定である。第1分岐部12から第1接続部11の区間および弾性変形部13Aは、厚さtが一定である。したがって、第1分岐部12から第1接続部11の区間の配線EWの断面積S1(2w×t)は、弾性変形部13Aの配線EWの断面積S2(w×t)の2倍である。
なお、図示を省略するが、第2分岐部14から第2接続部15の区間、つまり第2リード部15Bの配線EWの幅及び厚さは第1リード部11Bと同じ2w及びtであり、弾性変形部13Bの配線EWの幅及び厚さは弾性変形部13Aと同じw及びtである。
図4に示すように、本実施形態の電気コネクタ100は、電気絶縁性を備えた可動ハウジング101に、幅方向Xに端子構造体10を2つ並列に配置して構成された雌コネクタである。端子構造体10は、第2接続部15のコンタクト部15Aが可動ハウジング101のピン受け穴101Aに挿入され、第1接続部11が第1プリント配線基板102に接続されている。第1プリント配線基板102は、第1相手接続部の一例である。可動ハウジング101には、相手側の電気コネクタ200の凸部202を受ける凹部101Cが形成されている。電気コネクタ200は、雄コネクタである。
以上説明した構成を有する端子構造体10が奏する効果について説明する。
第1リード部11Bと第2リード部15Bは、端子構造体10に要求される通電容量を確保することを前提に断面積(S1=2w×t)が定められている。
弾性変形部13A,13Bの断面二次モーメントM1および第1リード部11B,第2リード部15Bの断面二次モーメントM2は、それぞれ以下の通りである。つまり、弾性変形部13A,13Bは、幅を第1リード部11B,第2リード部15Bの1/2にすることにより、第1リード部11B,第2リード部15Bに比べて著しく変形しやすくなる。
M1=t・w3/12
M2=t・(2w)3/12=8t・w3/12=8・(M1)
また、本実施形態の弾性変形部13A,13Bは、幅方向Xに向く要素と高さ方向Yに向く要素とを順次接続することで、全体形状が略矩形状をなしている。本実施形態の弾性変形部13A,13Bによれば、弾性変形部の全体形状を曲線的に形成した場合と比べると、端子構造体10における弾性変形部を配置する領域の隅にデッドスペースが生じにくくなる。そのため、本実施形態のように弾性変形部13A,13Bの全体形状を略矩形状とすると、端子構造体10のサイズを小型化しやすくなる点で有利となる。
図6(a)の構成では、弾性変形部13A,13Bが撓むことで、第1接続部11と第2接続部15のX方向の変位に対応できる。また、Y方向への圧縮に応じて第1分岐部12と第2分岐部14が近づくように弾性変形部13A,13Bが変形することや、Y方向への引っ張りに応じて弾性変形部13A,13Bの間隔が狭まるように弾性変形部13A,13Bが変形することで、第1接続部11と第2接続部15のY方向の変位に対応できる。
図6(b)の構成では、弾性変形部13A,13Bの折り返し部分が開くか閉じるように変形することで、第1接続部11と第2接続部15の高さ方向Yの変位に対応できる。また、第1接続部11と第2接続部15に幅方向Xの変位があるときには、複数の折り返し部分に応力を分散させることができる。
11 第1接続部
11A 脚部
11B 第1リード部
12 第1分岐部
13A,13B 弾性変形部
14 第2分岐部
15 第2接続部
15A コンタクト部
15B 第2リード部
15C 受容キャビティ
100 電気コネクタ
101 可動ハウジング
101A ピン受け穴
101B フランジ
101C 凹部
102 第1プリント配線基板
103 固定ハウジング
200 電気コネクタ
201 ピン
203 第2プリント配線基板
Claims (7)
- 第1相手接続部に電気的に接続される第1接続部と、
第2相手接続部に電気的に接触される第2接続部と、
前記第1接続部および前記第2接続部と電気的に接続される複数の弾性変形部と、
前記第1接続部に繋がる第1分岐部と、
前記第2接続部に繋がる第2分岐部と、を備え、
各々の前記弾性変形部は、前記第1分岐部を介して前記第1接続部に接続されるとともに、前記第2分岐部を介して前記第2接続部に接続され、
各々の前記弾性変形部は、平面視で前記第1分岐部と前記第2分岐部において異なる向きに延出する、
ことを特徴とする端子構造体。 - 前記弾性変形部は、平面内で配線が間隔をあけて折り返す部分を含む配線パターンを有する、
請求項1に記載の端子構造体。 - 前記弾性変形部の前記配線パターンは、第1方向に配線が平行に延長する部分と、前記第1方向と交差する第2方向に配線が平行に延長する部分とを含む形状である、
請求項2に記載の端子構造体。 - 前記弾性変形部の前記配線パターンは、折り返す部分が点対称に配置された形状である、
請求項2または請求項3に記載の端子構造体。 - 前記第1接続部、前記第2接続部、前記第1分岐部、前記第2分岐部および前記弾性変形部は、導電性材料で一体に形成される、
請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の端子構造体。 - 前記第1分岐部から前記第1接続部までの第1リード部および前記第2分岐部から前記第2接続部までの第2リード部の断面積は、前記弾性変形部の断面積よりも大きい、
請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の端子構造体。 - 請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の端子構造体を備えた電気コネクタ。
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