JP2021144788A - フローティングコネクタ及びそれを用いた電気接続構造 - Google Patents

Abstract

【課題】構造がシンプルであり、かつ部材や部品間を電気接続した際に相互のコネクタの位置ズレによるストレスを軽減するのに効果的なフローティングコネクタ及びその電気接続構造の提供を目的とする。【解決手段】プラグコンタクトを有するプラグコネクタと、ソケットコンタクトを有するソケットコネクタとを備え、前記ソケットコネクタは、前記ソケットコンタクトを保持する保持部材を有し、前記保持部材は、嵌合方向と直交する方向にフローティングするフローティング構造を有することを特徴とする。【選択図】 図１

Description

本発明は、部材や部品間等を電気接続するためのフローティングコネクタ及びそれを用いた接続構造に関する。

電気電子機器間あるいは電源側等と電気接続するのにコネクタが広く採用されている。
この種のコネクタは、一方のプラグと他方のソケットを突き合せ嵌合するのが一般的であり、上下左右の相互のズレを許容する範囲が狭く、寸法精度の低い大きなパネル型部材や箱型部材、部品間を直接電気接続するには適していない。
特に、複数の部材や部品とを相互にスライド連結する場合には、従来のコネクタでは直接電気接続できなかった。

特許文献１には、コンタクト部材をばね部材で支持した電気コネクタについて開示する。
しかし、同公報に開示する電気コネクタはレセプタクルコネクタの構造が複雑であり、電子部品のように小型なものを電気接続するのには適してはいるが、相互の位置合せ精度が低い大型なものには適していない。

特開２００６−１９２９６号公報

本発明は、構造がシンプルであり、かつ部材や部品間を電気接続した際に相互のコネクタの位置ズレによるストレスを軽減するのに効果的なフローティングコネクタ及びその電気接続構造の提供を目的とする。

本発明に係るフローティングコネクタは、プラグコンタクトを有するプラグコネクタと、ソケットコンタクトを有するソケットコネクタとを備え、前記ソケットコネクタは、前記ソケットコンタクトを保持する保持部材を有し、前記保持部材は、嵌合方向と直交する方向にフローティングするフローティング構造を有することを特徴とする。
ここで嵌合方向とはプラグコネクタとソケットコネクタとが突き合う方向をいい、嵌合方向と直交する方向とは嵌合方向におよそ直交する上下又は左右方向をいう。

本発明において、前記ソケットコネクタは、前記保持部材を嵌合方向と直交する方向に沿って移動させる弾性支持部材を有していてもよい。
これにより、上下又は左右方向に沿って保持部材が弾性的に移動、すなわちフローティングする。

本発明において、前記保持部材は、ソケットハウジングとソケットホルダーとからなり、前記ソケットハウジングは、少なくとも部分的に前記ソケットホルダーの内側に収容され、前記ソケットホルダーは、少なくとも嵌合方向と直交する方向に沿って前記ソケットハウジングが相対的に位置ズレするのを許容する第１位置ズレ許容手段を有しているのが好ましい。
また、前記プラグコネクタと前記ソケットコネクタとが互いに嵌合すると、前記ソケットハウジングは、前記プラグコンタクトを保持するプラグハウジングを少なくとも部分的に受容し、少なくとも嵌合方向に沿って相対的に位置ズレするのを許容する第２位置ズレ許容手段を有していてもよい。

このようにすると、ソケットコネクタは、上下又は左右方向の位置ズレを保持部材にて吸収し、嵌合方向の位置ズレをハウジングにて吸収する。

本発明に係る電気接続構造は、上記のフローティングコネクタを用いた第１部材と第２部材との電気接続構造であって、前記第１部材と第２部材のうち、一方に前記プラグコネクタを有し、他方に前記ソケットコネクタを有し、前記第１部材と第２部材とを相互に所定の位置に突き合せて電気接続した後に、一方の部材を突き合せ方向と直交する方向に移動可能であることを特徴とする。

本発明において、前記プラグコネクタとソケットコネクタとの間、又は、前記第１部材と第２部材との間に、相互に離間するのを防止する抜止手段を有しているのが好ましい。
このようにすると、電気接続した後の部材や部品同士が突き合せ方向とおよそ直交する方向に移動可能としながらも互いに外れる方向に離間するのを防止する。

本発明に係るフローティングコネクタは、プラグコネクタとソケットコネクタとを備え、ソケットコネクタが有する保持部材は、嵌合方向と直交する方向にフローティングするフローティング構造を有する。
これにより、保持部材に保持されたソケットコンタクトにプラグコンタクトが嵌合した後においても保持部材の相対的な移動が可能となる。
また、保持部材であるソケットホルダーとソケットハウジングとが位置ズレを許容するための第１手段、第２手段を有することで、嵌合方向や嵌合方向と直交する方向の位置ズレの吸収も可能となる。
本発明に係るフローティングコネクタはシンプルな構造でありながら、プラグコネクタとソケットコネクタとを固定した部材や部品間を連結する際に、プラグコネクタとソケットコネクタとの相対的な位置の移動を大きく許容でき、現場での作業性に優れる。

本発明に係るフローティングコネクタの外観図を示し、（ａ）はプラグコネクタとソケットコネクタの嵌合前の状態を、（ｂ）は嵌合した状態を示す。 （ａ）、（ｂ）はソケットコネクタの斜面図を示す。 ソケットコネクタの分解図を示す。 図１（ｂ）のＵ−Ｕ線断面を示し、（ａ）は斜視図を、（ｂ）は拡大図を示す。 図１（ｂ）のＲ−Ｒ線端面拡大図を示す。 フローティングコネクタを部材に固定した実施例を示す。 （ａ）〜（ｃ）は、部材間の連結及び電気接続の方法例を示す。 （ａ）〜（ｃ）は、プラグコネクタとソケットコネクタの嵌合状態を説明するための断面図を示す。

本発明に係るフローティングコネクタの構造例を以下、図に基づいて説明する。
フローティングコネクタは図１に示すように、プラグコネクタ１０とソケットコネクタ２０とからなる。
図１（ａ）はプラグコネクタ１０とソケットコネクタ２０の嵌合前の状態を、（ｂ）は嵌合した状態を示す。

プラグコネクタ１０は、プラグコンタクト１１と、そのプラグコンタクト１１を収容した樹脂製のプラグハウジング１２とからなる。
プラグコンタクト１１は、ピン形状で、必要に応じてメッキ処理を施した銅合金等の金属製からなる。
プラグハウジング１２は、断面が略ロ字形状の突出部１２ａを有し、この突出部１２ａの内側にプラグコンタクト１１を配設してある。
突出部１２ａは、図４に示すように後述するソケットハウジング２６の凹部２６ｂに部分的に受容される。
便宜上、凹部２６ｂに受容される部分を凸部１２ｂとする。
プラグハウジング１２は、ソケットハウジング２６に少なくとも部分的に受容されるのであれば特に形状は限定されず、プラグコネクタ１０は図１に示すような直角方向に折り曲げたプラグの他、ストレートタイプのプラグ等連結形状に合せて設計される。

ソケットコネクタ２０の構造例として、図２に斜視図を、図３にその分解図を示す。
また、図１（ｂ）に示したフローティングコネクタのＵ−Ｕ線断面図を図４に、Ｒ−Ｒ線端面図を図５に示す。
ソケットコネクタ２０は図３の分解図に示すように、ソケット部２４，ケース２５，保持部材２８，弾性支持部材２９及びカバー３０で構成されている。
図３，図４（ｂ）に示すように、ソケット部２４は先端側のソケットコンタクト２１と、その後端側に接続端子２１ｅを有し、ケーブル２２の芯線２２ａが連結されている。
ケーブル２２は、ケーブル２２を保護する保護部材２３にて被覆されていてもよい。
保持部材２８は、樹脂製からなるソケットハウジング２６と金属製からなるソケットホルダー２７とからなり、ソケットハウジング２６はソケットホルダー２７の内側に収容されている。
ソケットコネクタ２０は、ソケットコンタクト２１を保持する保持部材２８（ソケットハウジング２６及びソケットホルダー２７を合せて単に保持部材２８と称する。）を上下方向にフローティングさせるために、図４（ａ）に示すようにソケットホルダー２７の上方にバネやゴム等の弾性支持部材２９を配設した状態で、その外側を金属製からなる長方形状のケース２５とカバー３０とで保護している。
弾性支持部材２９は、図７及び図８に示すようにケース２５内で伸縮することによって、保持部材２８を上下方向にフローティング可能に保持する。
例えば、図７（ｂ）に示すようにプラグコネクタ１０と嵌合しているソケットコネクタ２０を、（ｃ）に示すように単独で下方向に移動した場合、相対的にプラグコネクタ１０（プラグハウジング１２）はソケットコネクタ２０（ソケットハウジング２６）を押し上げる方向に力を加える。
弾性支持部材２９がこの力を受けて縮むことで、図８（ｂ）に示すようにプラグコンタクト１１と嵌合しているソケットコンタクト２１が、図８（ｃ）に示すように保持部材２８とともに上方向に弾性的に移動する。
空間Ｆは、保持部材２８が上方向に移動することでケース２５内に形成される。
ここで、弾性支持部材２９は保持部材２８が移動した状態を保持できればよく、弱い付勢力でよい。
ケース２５とカバー３０は、保持部材２８と弾性支持部材２９を収容保護するためのものである。
ケース２５は、ソケット部２４と連結されたソケットハウジング２６の上下移動を許容する開口部２５ａを有し、カバー３０は、保持部材２８の上下移動を許容する開口部３０ａを有する。
ここでソケットホルダー２７内にソケットハウジング２６を収容する際に、図４（ａ）に示すような上下方向の空間Ａや、図５に示すような左右方向の空間Ｂを少なくとも一カ所以上、第１位置ズレ許容手段として設けることで、上下又は左右方向に沿ってソケットハウジング２６がソケットホルダー２７内で相対的に位置ズレするのを許容する。

ソケットコンタクト２１は、図４に示すように、例えばスズメッキ処理を施した銅合金製からなり、本実施例では左右の側壁２１ｄ、２１ｄと上下壁２１ｃ、２１ｃにて断面略ロ字形状に成形し、上下壁２１ｃ、２１ｃを内側に折り返してコンタクト溝部２１ａを形成し、プラグコンタクト１１を弾性狭持するようになっている。
なお、このコンタクト溝部２１ａは左右の側壁２１ｄ、２１ｄ側に設けてもよい。
プラグコンタクト１１に当接し易いように先端部が山形に形成されている弾性部２１ｂは左右方向に幅広形状であり、その撓みによってプラグコンタクト１１の上下方向と左右方向の位置ズレを吸収する。
ここで、ソケットハウジング２６は図４（ｂ）に示すように、内側に保持するソケットコンタクト２１のコンタクト溝部２１ａの位置に合せてハウジング溝部２６ａを有する。
また、ソケットハウジング２６は内側に保持するソケットコンタクト２１の上方と下方のそれぞれに凹部２６ｂを有し、嵌合の際にプラグハウジング１２の凸部１２ｂを受容する。
嵌合の際に凹部２６ｂと凸部１２ｂとで形成される空間Ｃや、ハウジング溝部２６ａ側で形成される空間Ｄを第２位置ズレ許容手段として設けることで、嵌合方向に沿ってソケットハウジング２６とプラグハウジング１２が相対的に位置ズレするのを許容する。
空間Ｃ、Ｄを設けて嵌合するために、プラグコンタクト１１とソケットコンタクト２１のコンタクト溝部２１ａとは、ともに嵌合方向に幅広形状であることが好ましい。

図６に、本発明に係るフローティングコネクタを第１部材１と第２部材２とに固定した実施例を示す。
第１部材１と第２部材２とが対向する面をそれぞれ対向面１ａ、２ａとし、本実施例においては、対向面２ａの内側にソケットコンタクト２１が位置するようにソケットコネクタ２０を固定し、対向面１ａの外側に突出部１２ａが位置するようにプラグコネクタ１０を固定する。
本実施例においては、図６、図７に示すように、対向面１ａの外側に突出部１２ａが位置するように第１部材１の上側に切り抜きを施し、その切り抜きに沿ってプラグコネクタ１０を上方から挿入した後、キャップ１ｂを被せてプラグコネクタ１０を固定している。
ソケットコネクタ２０は、対向面２ａに固定するためにケース２５のケース突出部２５ｂにソケット固定孔２５ｃを設け、第２部材２の取付孔２０１に固定部材２０２により固定してある。
図７は、第１部材１と第２部材２との連結及び電気接続の方法例を、図８には、図７におけるプラグコネクタ１０とソケットコネクタ２０との嵌合状態を説明するための断面図を示す。
図７（ｂ）に示すように、本発明に係るフローティングコネクタを固定した第１部材１と第２部材２とは、プラグコネクタ１０とソケットコネクタ２０とが嵌合することにより連結及び電気接続される。
また、図７（ｃ）に示すように、ソケットコネクタ２０の保持部材２８がフローティングすることで、電気接続した後にソケットコネクタ２０を固定した第２部材２を突き合せ方向と直交する下方向に移動できる。
ここで、電気接続した第１部材１と第２部材２とが相互に離間するのを防止するために抜止手段を有するのが好ましい。
本実施例においては、第２部材２に設けたフック等の抜止部２００を第１部材１に設けた抜止孔部１０２に係止するが、プラグコネクタ１０又は／及びソケットコネクタ２０に直接抜止手段を有してもよい。
例えば、プラグコネクタ１０のプラグハウジング１２に抜止孔部を設け、ソケットコネクタ２０のカバー３０等に抜止部を設けてもよい。
図７（ｂ）に示すように、プラグコネクタ１０とソケットコネクタ２０とが嵌合することにより第２部材２に設けた抜止部２００が第１部材１に設けた抜止孔部１０２に挿入され、次に、図７（ｃ）に示すように、部材同士を上下方向に移動し抜止部２００が抜止孔部１０２に係止されることでプラグコネクタ１０とソケットコネクタ２０との電気接続が外れる方向に離間するのを防ぐことができる。

本実施例では、第１部材と第２部材との間を連結しつつ電気接続する例を示したが、例えば、３以上の部材同士を連結しつつ電気接続する場合も含め、様々な部材、部品間の接続に応用できる。

１ 第１部材
２ 第２部材
１０ プラグコネクタ
１１ プラグコンタクト
１２ プラグハウジング
２０ ソケットコネクタ
２１ ソケットコンタクト
２４ ソケット部
２５ ケース
２６ ソケットハウジング
２７ ソケットホルダー
２８ 保持部材
２９ 弾性支持部材

Claims (6)

1. プラグコンタクトを有するプラグコネクタと、ソケットコンタクトを有するソケットコネクタとを備え、
   前記ソケットコネクタは、前記ソケットコンタクトを保持する保持部材を有し、
   前記保持部材は、嵌合方向と直交する方向にフローティングするフローティング構造を有することを特徴とするフローティングコネクタ。
2. 前記ソケットコネクタは、前記保持部材を嵌合方向と直交する方向に沿って移動させる弾性支持部材を有することを特徴とする請求項１に記載のフローティングコネクタ。
3. 前記保持部材は、ソケットハウジングとソケットホルダーとからなり、
   前記ソケットハウジングは、少なくとも部分的に前記ソケットホルダーの内側に収容され、
   前記ソケットホルダーは、少なくとも嵌合方向と直交する方向に沿って前記ソケットハウジングが相対的に位置ズレするのを許容する第１位置ズレ許容手段を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のフローティングコネクタ。
4. 前記プラグコネクタと前記ソケットコネクタとが互いに嵌合すると、
   前記ソケットハウジングは、前記プラグコンタクトを保持するプラグハウジングを少なくとも部分的に受容し、少なくとも嵌合方向に沿って相対的に位置ズレするのを許容する第２位置ズレ許容手段を有することを特徴とする請求項１〜３に記載のフローティングコネクタ。
5. 請求項１〜４のいずれかのフローティングコネクタを用いた第１部材と第２部材との電気接続構造であって、
   前記第１部材と第２部材のうち、一方に前記プラグコネクタを有し、他方に前記ソケットコネクタを有し、
   前記第１部材と第２部材とを相互に所定の位置に突き合せて電気接続した後に、一方の部材を突き合せ方向と直交する方向に移動可能であることを特徴とする電気接続構造。
6. 前記プラグコネクタとソケットコネクタとの間、又は、前記第１部材と第２部材との間に、相互に離間するのを防止する抜止手段を有していることを特徴とする請求項５に記載の電気接続構造。

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