JP2019153490A - 端子、コネクタ、及び、コネクタ装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】相手端子との接触時にハウジングの内部で接触部を遊動させることができる一方で、基板への実装時には基板との接続部と基板の所定の穴との位置決めを容易に行うことができる端子等を提供することを目的とする。更に、このような端子において、ハウジング内で端子が過剰に遊動することによって、端子が破壊されまた有効嵌合長が短くなることを防止することを目的とする。【解決手段】相手端子と接触する接触部と、接続部を有する固定部と、前記接触部と前記固定部を連結する弾性変位部と、前記相手端子との接触方向において前記接触部から離間し、前記接触部の挙動時に該接触部と衝突可能な状態で前記接触部と対向しているストッパ部材と、を備える。【選択図】図3

Description

本発明は、ハウジングに遊挿される接触部を備えた端子、及び、この端子を用いたコネクタ、及び、このコネクタと相手コネクタとから成るコネクタ装置に関する。
例えば、特許第6087335号(特許文献1)等の多くの文献に記載されているように、端子をハウジングに固定するためにランスがよく利用される。ランスを利用した場合、端子はハウジングに固定されずに、遊挿されることになる。従って、相手端子との接触時には、端子は相手端子の動きに応じてハウジングの内部で遊動し、この挙動は相手端子とのスムーズな接触に貢献することとなる。
特許第6087335号
ランスを利用して端子をハウジングに固定し、それをハウジングの内部で遊動させることには、このように多くの利点があるが、一方で、問題を生じさせることもある。
例えば自動車用のコネクタには、大量の、例えば100本以上の、端子をコネクタに配列させることがある。コネクタはリジット基板やフレキシブル基板(FPC)のような基板に実装した状態で用いられるが、これら大量の端子を配列したコネクタを例えば、FPCに実装するには、それら全ての端子の接続部を、各接続部に対応して設けた基板の所定のSMTパットの穴に位置決めして挿通させた後に半田付けを行うことが必要となる。
しかしながら、端子の数が増すにつれて、位置決めの精度を保つことは困難となる。低い精度での位置決めは、半田付けを不可能又は不十分なものとし、不十分な半田付けは、後に応力が生じた場合に半田クラックを生じさせる要因ともなり得る。
本発明はこのような従来の問題点を解決するためになされたものであり、相手端子との接触時にはハウジングの内部で接触部を遊動させることができる一方で、基板への実装時には基板との接続部と基板の所定の穴との位置決めを容易に行うことができる端子、この端子を用いたコネクタ、及び、このコネクタと相手コネクタとから成るコネクタ装置を提供することを目的とする。更に、このような端子において、ハウジング内で端子が過剰に遊動することによって、端子が破壊されまた有効嵌合長が短くなることを防止することを目的とする。
上記の課題を解決するため、本発明の一態様による端子は、相手端子と接触する接触部と、接続部を有する固定部と、前記接触部と前記固定部を連結する弾性変位部と、前記相手端子との接触方向において前記接触部から離間し、前記接触部の挙動時に該接触部と衝突可能な状態で前記接触部と対向しているストッパ部材と、を備えることを特徴として有する。
この態様の端子によれば、相手端子との接触部が弾性変位部を介して固定部に連結されているため、接触部をハウジングに遊挿させることにより、相手端子との接触時にハウジングの内部で接触部を遊動させることができる一方、固定部を通じて接続部をコネクタに対して位置決めすることにより、基板への実装時には基板との接続部と基板の所定の穴との位置決めを容易に行うことができる。また、このような端子において、ストッパ部材を設けたことにより、ハウジング内で端子が過剰に遊動することによって、端子が破壊されまた有効嵌合長が短くなることを防止することができる。更に、固定部を設けたことから、ハウジングにランスを設ける必要がなくなり、この結果、ハウジングを製造するための金型構造を簡易なものとすることができる。
上記態様の端子において、前記固定部が前記ストッパ部材として機能してもよい。
また、上記態様の端子において、前記接触部は前記相手端子が収容される略筒状の端子挿入空間を有するのが好ましい。
端子挿入空間を形成することにより、接触部と相手端子との接触をより確実に行うことができる。
また、端子挿入空間を略筒状とすることにより、相手端子との接触をより確実に行うことができるとともに、例えば、端子挿入空間を金属板から形成した場合にも強度を確保することができる。
また、上記態様の端子において、前記端子挿入空間に前記接触方向に延びる接触片が設けられていてもよい。
接触方向に延在する接触片を設けることにより、相手端子との有効嵌合長を長くすることができる。
更に、上記態様の端子において、前記弾性変位部と前記ストッパ部材はそれぞれ前記接触方向に延在し、前記接触方向において前記弾性変位部と前記ストッパ部材はそれらの少なくとも一部で重複するのが好ましい。
弾性変位部とストッパ部材を少なくとも一部で重複させることにより、接触方向における端子の長さを小さくすることができる。
また、上記態様の端子において、前記ストッパ部材は、前記相手端子との接触側に、前記接触部の挙動時に該接触部と衝突可能な縁部を含んでもよい。
また、上記態様の端子において、前記弾性変位部は、前記端子の内部に向かって折り曲げられているのが好ましい。
折曲部を設けることにより、弾性をより効果的に発揮させることができ、また、内部向かって折り曲げることにより、折曲部によって端子が大型になることを防止できる。
更に、上記態様の端子において、前記端子は一枚の金属板から形成されていてもよい。
また、本発明の一態様によるコネクタは、上記態様の端子が複数配列されたコネクタをであってもよい特徴とする。
更に、本発明の他の態様によるコネクタは、複数の上記態様の端子と、ハウジングと、を有し、前記ハウジングには、複数の前記端子がそれぞれ設置される複数の端子設置空間が配列されており、複数の前記端子設置空間は各々、前記ハウジングに設けた挿通口と連通しており、前記端子の固定部は、前記端子設置空間に固定され、前記端子の接触部は、前記端子設置空間に遊挿され、前記弾性変位部を通じて遊動可能に設けられていることを特徴とする。
上記態様のコネクタにおいて、前記端子は、前記接触部と、前記ストッパ部材及び前記固定部を前記接触方向に沿って有しており、前記端子は更に、前記ストッパ部材及び前記固定部の、前記接触部とは反対側の端部に、前記接触方向に沿って延びる接続部を有しており、複数の前記接続部は各々、FPC基板に設けた複数の貫通穴のそれぞれに挿通されていてもよい。
更に、上記コネクタと、前記相手端子が複数配列された相手コネクタと、から成るコネクタ装置を形成することもできる。
本発明によれば、相手端子との接触時にはハウジングの内部で接触部を遊動させることができる一方で、基板への実装時には基板との接続部と基板の所定の穴との位置決めを容易に行うことができる端子、この端子を用いたコネクタ、及び、このコネクタと相手コネクタとから成るコネクタ装置を提供することができる。更に、このような端子において、ハウジング内で端子が過剰に遊動することによって、端子が破壊されまた有効嵌合長が短くなることを防止することができる。
本発明の一実施形態によるコネクタ装置の斜視図であって、嵌合後の状態を示したものである。 本発明の一実施形態によるコネクタ装置の斜視図であって、嵌合前の状態を示したものである。 本発明の一実施形態による端子の斜視図である。 本発明の一実施形態による端子の斜視図である。 本発明の一実施形態によるコネクタの断面斜視図である。 本発明の一実施形態によるコネクタ装置の嵌合時の断面図である。 ストッパ部材を変形した端子の斜視図である。
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の好適な一つの実施形態について説明する。一つの実施形態のみを示すが、勿論、これによって本発明を限定しようとするものではない。
図1、図2に、本発明の一実施形態によるコネクタ装置1の斜視図を示す。このコネクタ装置1は、本発明の一実施形態によるコネクタ2と相手コネクタ6との対で構成される。コネクタ2と相手コネクタ6は互いに自由に嵌合させることができ、また、嵌合を解除することができる。図1は、コネクタ2と相手コネクタ6を嵌合させた状態を、図2は、それらを嵌合させる前の状態を、それぞれ示す。
嵌合時には、コネクタ2のハウジング11の先端側が、相手コネクタ6の相手ハウジング61に設けた嵌合口63に挿入される。この結果、それらコネクタの内部において、コネクタ2のハウジング11に配列された複数の端子10と、相手コネクタ6の相手ハウジング61に配列された複数の相手端子62がそれぞれ、接続される。
コネクタ2の端子10は各々、例えば、その接続部31をFPC7の貫通穴71に挿通させた状態でFPC7に半田付けされる。一方、相手コネクタ6の相手端子62は各々、例えば、基板3の所定位置に半田付けされる。この結果、これらの端子10と相手端子62の接続を通じて、基板3とFPC7とを電気的に接続させることができる。コネクタ2と相手コネクタ6の嵌合状態は、コネクタ2のハウジング11に設けたロック手段12を用いてロックすることもできる。端子10がFPC基板7により確実に半田付けされるように、コネクタ2に、FPC基板7との距離を定める突起13を設けてもよく、また、コネクタ2とFPC基板7の固定を強化するため取り付け金具8を設けてもよい。取り付け金具8は、端子10とともに、FPC基板7に半田付けされる。
図3、図4は、端子10の斜視図、図5は、コネクタ2の斜視図、更に言えば、端子10を設けたコネクタ2の断面斜視図、図6は、コネクタ装置1の嵌合時の断面図、更に言えば、図1におけるA−A線断面図である。
端子10は、一枚の金属板を打ち抜いた後に、それを断面略矩形状に折り曲げることによって形成されている。一枚の金属板から形成されているため、端子10に含まれる部分は全て互いに連結された状態にある。
端子10は、相手端子との接触方向「α」に沿って、接触部20と、固定部30と、接触部20と固定部30を連結する弾性変位部40と、更に、ストッパ部材50を含む。
端子10は、ハウジング11の後側、即ち、相手端子62との接触側とは反対側に設けた挿入口15を通じて、ハウジング11の端子設置空間14に挿入され得る。端子設置空間14は、ハウジング11に、接触方向「α」に沿って複数配列されており、それらは各々、略四角箱状である。各端子設置空間14への端子10の挿入は、端子10の前側、即ち、相手端子62との接触側から、接触部20、次いで、弾性変位部40及びストッパ部材50、最後に、固定部30の順に行われる。これらの部分のうち、端子設置空間14に固定されるのは、固定部30のみである。従って、固定部30を除き、端子設置空間14への挿入はスムーズに行われる。特に、接触部20は、端子設置空間14内で遊動可能となるよう、換言すれば、自由に挙動できるよう、端子設置空間14に遊挿される。
接触部20は、接触方向「α」に沿って延びる略筒状の部材である。主に、底板20a、右板20b、左板20c、上板20d、及び、上板20dと連続した接触片23から成る。便宜上、本明細書では、相手端子62との接触側から見て、端子10の下側、右側、左側、及び上側をそれぞれ、「底」、「右」、「左」、「上」と呼んで区別する。但し、便宜上の呼び方であって、いずれの方向を、「底」、「右」、「左」、「上」と規定するかは自由である(以下、同様)。
接触部20の前側に、相手端子62を誘い込むための曲面21a、21bが設けられている。曲面21aは、左板20cを上方で水平に且つ前側から後側に向かって折り重ねることによって、また、曲面21bは、底板20aを下方に折り曲げることによって、それぞれ形成されている。
上板20dは、例えば、右板20bの一部と左板20cの一部を上方で水平に折り重ねることによって二重に形成されてもよい。二重に形成することにより強度を向上させている。一方、接触片23は、例えば、右板20bだけを折り曲げることによって一枚の板で形成されている。一枚の板とすることにより、相手端子62との接触強度を十分に保ちつつ、接触時に加わる力を柔らかくしている。
接触部20の内部には、相手端子62が挿入される略筒状の端子挿入空間22が規定されている。略筒状としたことにより、内部に挿入される相手端子62をより確実に捕捉、位置決めすることができ、従って、相手端子62と接触片23との接触をより確実なものとすることができる。
接触片23は、ハウジング11の端部に設けた挿通口16(図5参照)と連通した端子挿入空間22の内部に延びる板状体である。接触片23は、挿通口16を通じて挿入される相手端子62との接触方向「α」に沿って延在する。このように、接触片23が延在する方向「α」と、接触片23が相手端子62と接触する方向「α」とを一致させることにより、有効嵌合長を大きくとることができる。
接触片23の、相手端子62との接触側には、自由端23bが形成されている。端子挿入空間22に相手端子62が収容されたとき、接触片23は、この自由端23bの側から相手端子62と接触し得る。相手端子62との接触をより確実にするため、自由端23bの中央付近は、端子挿入空間22の内部へ向かって折り曲げられて、相手端子62との接触部23aを形成している。
接触部20は、弾性変位部40の一端において、更に言えば、ハウジング11に固定された固定部30の側とは接触方向「α」において反対側の端部に接続されている。端子挿入空間22に遊挿された接触部20は、この弾性変位部40の働きを利用して端子挿入空間22において遊動することができ、従って、例えば、端子挿入空間22に収容される相手端子62の軸ズレを効果的に吸収することができる。
固定部30は、接触方向「α」に沿って延びる少なくとも一部が圧入部材である。主に、断面視略コの字状の連結部分を含む後側及び前側の底板30a、30eと、右板30b、及び左板30cから成る。右板30bと左板30cは、底板30a、30eを介して互いに連結されているが、これら以外の部分では切り離されている。固定部30を設けた場合、ハウジング11にランスを設ける必要がなくなることから、ハウジング11を製造するための金型構造を簡易なものとすることができる。
右板30b及び左板30cの上部には、鋸歯状の係止突部33が上方に突出した状態で設けられている。右板30bと左板30cの上下方向における寸法、および、係止突部33の上下方向における寸法は、端子設置空間14の後側の寸法に合わせて設定されている。詳細には、右板30bと左板30cの上下方向における寸法は、接触部20やストッパ部材50の寸法、例えば、接触部20の右板20bや左板20cの寸法よりも大きく設定されている。これに対応して、右板30bと左板30cが設置される端子設置空間14には、上方に向かって溝14aが掘られている。右板30bと左板30cを、溝14aに沿わせることにより、端子10は、端子設置空間14に、その所定の高さ位置にて案内され、係止突部33を利用して圧入固定される。端子10を案内するため、端子設置空間14には更に、端子10の接触部20の前側に設けた曲面21bに対応する溝14b(図6参照)も設けられている。溝14bは、接触方向「α」においてハウジング11の挿通口16付近にまで延びており、曲面21aとの衝突を防止するのに十分な大きさとされている。
右板30bと左板30cの上下の径方向における寸法は、このように、接触部20やストッパ部材50のそれより大きく、また、接触部20やストッパ部材50は、上下方向において、右板30bと左板30cの略中間位置に位置付けられていることから、接触部20及びストッパ部材50は、端子設置空間14の内壁に対して上下に隙間を有する。この結果、接触部20は、この隙間を利用して上下方向に挙動することができる。
右板30b及び左板30cそれぞれの外面には、また、外側方に向かって凸部34が設けられている。これらの凸部34によって、端子設置空間14に対する固定部30の左右方向の位置が規定される。このように、凸部34の左右の径方向における寸法は、接触部20やストッパ部材50のそれより大きいことから、接触部20及びストッパ部材50は、端子設置空間14の内壁に対して左右に隙間を有する。この結果、接触部20は、この隙間を利用して、左右方向にも挙動することができる。
まとめれば、接触部20及びストッパ部材50の上下左右の径方向における寸法は、固定部30のそれより小さく設定されており、この結果、接触部20は、端子設置空間14に遊挿され、弾性変位部40を通じて端子設置空間14において遊動可能である。
左板30cの後方の縁から更に後方に向かって、換言すれば、固定部30の、ストッパ部材50とは反対側の端部に、接触方向「α」に沿って細条の接続部31が延びている。接続部31は、ハウジング11に固定された後も、ハウジング11の外部に露出する露出部31aとなる。この露出部31aをFPC基板7の貫通穴71に挿通させた状態で、端子10を半田付けすることができる。ハウジング11に端子10を設ける際、端子10の固定部30は、その右板30b及び左板30cや凸部34を利用して端子設置空間14に位置決めされ、この位置決めを通じて、接続部31の先端側もまた、端子設置空間14に対して位置決めされる。よって、接続部31の先端側の複数の露出部31aの配列と、FPC基板7の複数の貫通穴71の配列とを容易に整合させることができ、複数の露出部31aを貫通穴71に挿通させることが必要な場合にも、それらの位置ズレによって挿通作業等が妨げられてしまうようなこともない。接続部31は、中間付近(32)において端子10の内部(コの字の内部)に向かう方向に折り曲げられてもよい。このような折曲部32を設けることによって余長部を形成し、端子10におけるストレスを吸収して半田クラックを防止することができる。
弾性変位部40は、相手端子62との接触側から見たきに、底面において接触方向「α」に沿って延びる板状の部材である。一方、ストッパ部材50は、相手端子62との接触側から見たきに、左右において接触方向「α」に沿って延びる対向する板状の部材である。これら弾性変位部40とストッパ部材50を利用して、接触部20と同様に、略筒状の部材が形成されている。これら弾性変位部40とストッパ部材50は、接触方向「α」において互いに略重複した位置に配置されている。換言すれば、接触方向「α」に沿ってそれらの少なくとも一部は互いに重複している。この結果、接触方向「α」における端子10の長さは小さくなっている。
弾性変位部40の一方の端部、即ち、後側の端部は、固定部30の底板30e等を介して実質的にハウジング11に固定された状態で支持される。一方、弾性変位部40の他方の端部、即ち、前側の端部は、実質的にハウジング11には固定されておらず、接触部20の底板20aに単に連結されている。この結果、弾性変位部40の働きにより、端子設置空間14に遊挿された接触部20は、固定部30の底板30eを中心にフローティングすることができる。弾性変位部40は、その中間付近において、折り曲げられているのが好ましい。折曲部41を設けることにより、弾性作用を強化することができる。折曲部41は、ストッパ部材50によって形成された領域空間の内部に配置するのが好ましい。このように配置することにより、端子10の大型化を防止することができる。弾性変位部40は、ストッパ部材50によって規定される前記領域空間の内部で自由に変位することができる。この変位に伴って、接触部20もまた、端子設置空間14の内部で自由に遊動することができる。
ストッパ部材50は、主に、右板50b及び左板50cから成る。ストッパ部材50は、その前側において、換言すれば、相手端子62との接触方向「α」において接触部20と対向する側において、接触方向「α」において接触部20から離間した状態で設けられている。ストッパ部材50と接触部20を離間させるため、それらの間に、例えばスリットによる隙間17を設けてもよい。隙間17を設けることにより、ストッパ部材50の前側の縁部52と、接触部20の後側の縁部24とが、互いに離間した状態で対向することになる。縁部52と縁部24は、このように互いに離間されているが、接触部20の挙動時には、例えば、弾性変位部40の働きを通じて互いに衝突可能な状態とされている。隙間17の大きさは、このような衝突が可能な大きさに調整してある。ストッパ部材50を設けたことにより、ハウジング11内で端子10が過剰に遊動することによって、また、「有効嵌合長」が短くなることを防止することができる。ここで「有効嵌合長」とは、コネクタ2と相手コネクタ6を嵌合させたときに、相手端子62と、接触部20の接触片23、特に、その接触部23aとが、実際に接触を開始してから嵌合が終了するまでに、接触方向「α」において互いに接触している長さを意味する。端子10の破壊を確実に防止するため、隙間17の大きさは、この「有効嵌合長」よりも小さく設定するのが好ましい。尚、ストッパ部材50は、端子設置空間14に直接的には固定されていないが、固定部30を通じて間接的に固定されているため、実質的には、固定部30と同様に、端子設置空間14に固定されたものとなっている。従って、接触部20との衝突時に、ストッパ部材50はストッパとして機能し得る。
本発明は、上述した実施の形態に限定されるわけではなく、その他種々の変更が可能である。例えば、端子は必ずしも金属板から形成する必要はなく、例えば、金型によって鋳物してもよい。
また、弾性変位部40を支持する固定部30の底板30eにおいて、右板30bと左板30cは必ずしも連結されている必要はなく、右板30b又は左板30cのいずれか一方のみによって、弾性変位部40を支持してもよい。
また、隙間17は、必ずしも、接触部20とストッパ部材50の間に設ける必要はなく、接触部20とストッパ部材50を連結し、隙間をストッパ部材50と固定部30の間に設けてもよい。この場合、ストッパ部材50の後側の縁部と、固定部30の前側の縁部とが、互いに離間した状態で対向することになり、固定部30の左板と右板がストッパ部材の機能を兼ね備えることになる。
更に、対向する縁部の面は、平坦であってもよいが、曲面としてもよい。曲面とすることにより、衝突時における破損を抑制することができる。
図7に、ストッパ部材50Aを変形した端子10Aを示す。端子10Aにおいて、端子10と同様の部材には同様の番号を付している。ストッパ部材50Aは、右板50bと左板50cに加えて、上板50dを有する。上板50dには更に、例えば、左右の側板50b、50cをそれぞれの上方において端子10の内側に向かって巻き込んだ状態で突き合わせることによって巻込部51eが形成されている。上板50dを設けたことにより、また、巻込部51eを形成したことにより、ストッパ部材50の強度が高められている。従って、接触部20との衝突時にも、ストッパ部材50Aが、容易に変形、破壊されてしまうことはない。
1 コネクタ装置
2 コネクタ
3 基板
6 相手コネクタ
61 相手ハウジング
62 相手端子
7 FPC基板
71 貫通穴
10 端子
11 ハウジング
14 端子設置空間
17 隙間
20 接触部
22 端子挿入空間
24 縁部
30 固定部
40 弾性変位部
50 ストッパ部材
52 縁部

Claims (12)

  1. 相手端子と接触する接触部と、
    接続部を有する固定部と、
    前記接触部と前記固定部を連結する弾性変位部と、
    前記相手端子との接触方向において前記接触部から離間し、前記接触部の挙動時に該接触部と衝突可能な状態で前記接触部と対向しているストッパ部材と、
    を備えることを特徴とする端子。
  2. 前記接触部は前記相手端子が収容される略筒状の端子挿入空間を有する、請求項1に記載の端子。
  3. 前記端子挿入空間に前記接触方向に延びる接触片が設けられている、請求項2に記載の端子。
  4. 前記弾性変位部と前記ストッパ部材はそれぞれ前記接触方向に延在し、前記接触方向において前記弾性変位部と前記ストッパ部材はそれらの少なくとも一部で重複する、請求項1乃至3のいずれかに記載の端子。
  5. 前記ストッパ部材は、前記相手端子との接触側に、前記接触部の挙動時に該接触部と衝突可能な縁部を含む、請求項4に記載の端子。
  6. 前記弾性変位部は、前記端子の内部に向かって折り曲げられている、請求項4又は5に記載の端子。
  7. 前記端子は一枚の金属板から形成されている、請求項1乃至6のいずれかに記載の端子。
  8. 前記固定部が前記ストッパ部材として機能する、請求項1乃至7のいずれかに記載の端子。
  9. 請求項1乃至8のいずれかに記載の端子が複数配列されたコネクタ。
  10. 複数の請求項1乃至8のいずれかに記載の端子と、ハウジングと、を有し、
    前記ハウジングには、複数の前記端子がそれぞれ設置される複数の端子設置空間が配列されており、
    複数の前記端子設置空間は各々、前記ハウジングに設けた挿通口と連通しており、
    前記端子の固定部は、前記端子設置空間に固定され、
    前記端子の接触部は、前記端子設置空間に遊挿され、前記弾性変位部を通じて遊動可能に設けられていることを特徴とするコネクタ。
  11. 前記端子は、前記接触部と、前記ストッパ部材及び前記固定部を前記接触方向に沿って有しており、
    前記端子は更に、前記ストッパ部材及び前記固定部の、前記接触部とは反対側の端部に、前記接触方向に沿って延びる接続部を有しており、複数の前記接続部は各々、FPC基板に設けた複数の貫通穴のそれぞれに挿通されている、請求項10に記載のコネクタ。
  12. 請求項9乃至11のいずれかに記載のコネクタと、前記相手端子が複数配列された相手コネクタと、から成るコネクタ装置。
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