JP4034801B2 - 電気コネクタ - Google Patents

Description

本発明は、プリント配線基板を対向状態で機械的に嵌合させて電気接続を図るコネクタに関し、より具体的には、一方側のプリント配線基板上に取付けられるコネクタであって、ハウジングと電気コンタクトとの好適な装着方法によって、コネクタの嵌合時に電気コンタクトの弾力性が向上し電気コンタクトに撓みが発生しにくいコネクタに関するものである。

従来、この種のコネクタは、図６に示すように、それぞれ電気配線基板（図示せず）等に取付けられる２種のコネクタ１０１、２０１で一対を成し、どちらのコネクタも、ハウジング１０２，２０９と複数の電気コンタクト１１０，２１０とで構成されている。

図７（ａ）には図６に示されたコネクタのうち、一方のコネクタ１０１が図示されている。当該コネクタ１０１は、ハウジング１０２と複数の電気コンタクト１１０とで構成されている。
ハウジング１０２には、その両側壁部において、長手方向と垂直方向に延びた複数の区画壁１０３で仕切られた凹部（空間）１０４が設けられ、さらに、該凹部１０４には、その底部から前記区画壁１０３間に延びた突出部１０５が設けられている。２つの区画壁１０３の対向する壁面には、電気コンタクト１１０と係止するための溝部１０６がそれぞれ刻設されている。

図７（ｂ）にはハウジング１０２の一方側の側壁部に装着される電気コンタクト１１０が図示されている。
電気コンタクト１１０は、第1垂直片１１１と第２垂直片１１２とを第１水平片１１４で連接し底面側に開口（開口部１１６）した略逆Ｕ字形状部１１８と、第２垂直片１１２と第３垂直片１１３とを第２水平片１１５で連接し底面と反対方向に開口（開口部１１７）した略Ｕ字形状部１１９とを有する。略逆Ｕ字形状部１１８と略Ｕ字形状部１１９とは、第２垂直片を共通に互いに連接されて略Ｓ字形状をなしている。

第１垂直片１１１は、第１水平片１１４が連接される端部と反対側の端部から略垂直方向に連接して延びた脚部１２３を有し、該脚部１２３とＬ字形状をなしている。脚部１２３は、通常、プリント配線基板（図示せず）上の所定のプリント配線と半だ等で接続され、それにより、プリント配線基板上にコネクタ１０１が固定される。また、第１垂直片１１１及び第２垂直片１１２の幅方向には、突起部１２０，１２１が突出形成されている。さらに、第３垂直片は、その先端部近傍で円弧状に形成されている。

なお、図７（ｃ）にはハウジング１０２の他方側の側壁に装着される電気コンタクトが図示されており、その形状は図７（ｂ）と同一である。また、図７（ｂ）及び（ｃ）の電気コンタクトは、各側壁部で装着されると、ハウジング１０２の底面１０７の長手軸を中心として対称的に配置される。

電気コンタクト１１０とハウジング１０２との装着に際しては、前記第１垂直片と第２垂直片の各突起部１２０，１２１が区画壁１０３の対向する壁面それぞれの溝部１０６に挿入されるとともに、ハウジング１０２の前記凹部１０４内の突出部１０５が開口部１１６から略逆Ｕ字形状部分１１８の内部に挿入される。

そして装着が完了すると、電気コンタクト１１０は、各垂直片の突起部１２０，１２１と、各溝部１０６との摩擦係止により固定され、略逆Ｕ字形状部分１１８の内部側でハウジング１０２の突出部１０５をその表面全体が接触した状態で収容する。なお、第３垂直片１１３及び第２水平片１１５は、ハウジング１０２との接触部を有さず所定形状で保持されている。

次に、図６に示したコネクタのうち、他方のコネクタ２０１について説明する。図８（ａ）には他方のコネクタ２０１が図示されている。当該コネクタ２０１は、略直方体形状のハウジング２０９を有し、該ハウジング２０９の両側部には、前記コネクタ１０１の両側部と対応するように、区画壁及び凹部が長手方向に形成され、図８（ｂ）及び図８（ｃ）に示された電気コンタクトが各側部の各凹部に配置されている。電気コンタクト２１０には、逆Ｕ字形状部分と該逆Ｕ字形状部分の一方の直線部の一端から略垂直方向に延びた脚部とが連接して形成され、逆Ｕ字形状部分の他方の直線部が自由端を有して相手方コネクタの電気コンタクトと接触するコンタクト部２１１として構成されている。また、脚部はプリント配線基板と半だ等で接続される。

当該コネクタ１０１とコネクタ２０１との嵌合は、コネクタ２０１のハウジング２０９をコネクタ１０１のハウジング１０２の凹部１０７に挿入して行われる。また、その際の電気的な接続は、電気コンタクト１１０の第３垂直片１１３の前記円弧状部と電気コンタクト２１０のコンタクト部２１１との弾性接触により確保される。
特開平１０−１６２９１３号

しかし、上記各コネクタ１０１，２０１の各電気コンタクト１１０，２１０の接触点では、コネクタ１０１とコネクタ２０１の嵌合又は取外しの際に、嵌合の場合はコネクタの嵌合方向（ハウジング１０２の底部方向、以下、下方向という）及び各電気コンタクトの弾性押圧方向（横方向）の合力の影響を受け、取外しの場合は引抜き方向（ハウジング１０２の底部から垂直上方向、以下、上方向という）及び各電気コンタクトの弾性押圧方向（上下方向に対して垂直方向、以下、横方向という）の合力の影響を受ける。上下方向の外力の成分が過大になると、電気コンタクトは以下のような不利益な影響を受ける。

例えば、電気コンタクト１１０のＵ字形状部分１１９についてみると、下方成分の過大な外力に対しては、電気コンタクト１１０の第２水平片１１５の下方側にハウジング２の底部が形成されていないので、外力の大きさ及び電気コンタクト同士の接触点における摩擦力に応じて、水平片１１５は無制限に下方向へ沈み込んでしまう可能性がある。その結果、脚部１２３から第２垂直片１１２までの部分で、当該下方向への力の影響を受けて電気コンタクトに撓みが発生しやすくなる。
また、上方向成分の過大な外力に対しては、電気コンタクト１１０の第３垂直片１１３は、その外力の大きさ及び電気コンタクト同士の接触点における摩擦力に応じて無制限に上方向に浮き上がってしまう可能性がある。その結果、脚部１２３から第２垂直片１１５までの部分で、当該上方向への力の影響を受けて電気コンタクトに撓みが発生しやすくなる。

以上のように、電気コンタクトの嵌合又は取外しの際に電気コンタクトに撓みが発生することによって、電気コンタクト１１０の配置位置がずれたり、電気コンタクト１０とハウジングとの固定箇所に過負荷を与えたりする原因となる。

本発明は、上記課題を解決するために創作されたものであり、コネクタ嵌合又は取外し時に電気コンタクト部に撓みが発生しにくい構造を有し、電気コンタクト部は高い弾力性を有するコネクタを提供することを目的とする。

（１）上述の目的を達成するため、本発明に係るコネクタは、長手方向に延びた両方の側壁において、長手方向と垂直方向に延びた区画壁で仕切られた凹部を１以上有するハウジングと、前記凹部内でハウジングと係止された１以上の電気コンタクトとを備えたコネクタであって、ハウジングが、その底部から前記区画壁間に延びた突出部を有し、電気コンタクトが、第１垂直片と第２垂直片とを第１水平片で連接し、前記底部に向けて垂直下方に開口した略Ｕ字状に形成されるとともに、第２垂直片と第３垂直片とを第２水平片で連接し、前記底部から垂直上方向に開口した略Ｕ字状に形成され、前記突出部が、第１垂直片、第２垂直片及び第１水平片で形成されたＵ字状部の区画内に収容され、前記第３垂直片が、前記底部と略垂直上方に外力が加えられた際に、前記区画壁と係止されるように構成されている。
（２）また、本発明のコネクタは、前記底部近傍から前記ハウジングの内方に延びる延出部が形成されていることが好ましい。
（３）さらに、本発明のコネクタは、前記延出部の自由端が、前記第２水平片の長手方向において、前記第２水平片の中央部まで延びていることが好ましい。
（４）さらに、本発明のコネクタは、前記第１垂直片のみが前記突出部と接触していることが好ましい。
（５）さらに、本発明のコネクタは、前記底部と略垂直上方に外力が加えられた際に、第２垂直片も区画壁と係止されることが好ましい。

（１）本発明は、第３垂直片が上方の、あるいは、少なくともその成分を有する外力が加えられた際に、区画壁と係止されるように構成されているので、電気コンタクトの弾性変形を制限し、電気コンタクトの撓みの発生を防止することができる。それにより、電気コンタクトとハウジングとの固定部に過負荷が付与されない。
（２）本発明は、ハウジングの底部近傍からハウジングの内方に延びる延出部が形成されているので、第３垂直片が下方の、あるいは、少なくともその成分を有する外力が加えられても、第２水平片が延出部と当接し移動が制限されて電気コンタクトの撓みの発生を防止することができる。
（３）本発明は、ハウジング底部の延出部の自由端が第２水平片の中央部までしか延びていないので、ハウジングの底面が電気コンタクトの収容部と挿通し、電気コンタクトを装着するための作業空間が広がる。
したがって、電気コンタクトをハウジングに装着又は取外する際にハウジングの底部側から電気コンタクトを固定したり、弾性変形させたりする作業が可能となって、電気コンタクトの装着又は取外し作業の作業性を向上させることができる。
（４）本発明は、電気コンタクトの第１垂直片のみがハウジングの突出部と接触しているので、第２及び第３垂直片と第１及び第２水平片からなる空中保持部分に負荷される外力に対して弾力性及び吸収性が大きくなり、よって、弾力性の高い電気コンタクトを形成することができる。
（５）本発明は、上方向の外力に対して第２垂直片もハウジングに係止できるので、さらに電気コンタクト部の弾性変形を制限することができ、その結果電気コンタクトの撓みの発生を防止することができる。

本発明の好ましい実施形態について実施例を挙げ、図面を参照して説明する。なお、本発明を示した図１ないし図５で用いた構成要素が、従来技術を示した図６ないし図８で用いた構成要素と同一であっても新たな符号を用いて説明する。

図１は、図６に示した従来技術と同様な機械的な接続構造を有するコネクタの実施形態であって、一方側のコネクタ１の斜視図を示している。なお、他方側のコネクタは図６のコネクタ２０１と同様な構造であるためここでは省略する。また、プリント配線基板との接続についても同様な構造であるためここでは省略する。
当該コネクタ１は、ハウジング２と１以上の電気コンタクト３とで構成され、ハウジング２に電気コンタクト３が装着されている。
ハウジング２には、その長手方向に延びた両方の側壁４において、前記長手方向と垂直な方向に延びた区画壁５が形成されており、当該区画壁５で仕切られた凹部６が長手方向に７個配列されている。また、区画壁５で仕切られた凹部６の底部からは、区画壁５間を所定位置まで延びる突出部１２（図３及び４を参照）が形成されている。さらに、区画壁５の対向する壁面のそれぞれには、対称位置で高さ方向に延びた溝部１６が形成されているとともに、後述する電気コンタクト３への外力に対して電気コンタクト３と係止する係止面を構成する段差部２０が形成されている。

図２は、電気コンタクト３の拡大図を示している。電気コンタクト３の形状は、第１垂直片７と第２垂直片９とを第１水平片８で連接し、ハウジング２の底部に向けて略垂直下方に開口して形成された略逆Ｕ字形状部分と、第２垂直片９と第３垂直片１１とを第２水平片１０で連接し、ハウジング２の底部から略垂直上方向に開口して形成された略Ｕ字形状部分とで第２垂直片を共通に略Ｓ字形状に構成されている。第１垂直片７には幅方向の両側に突起１３が形成され、第３垂直片１１にはその先端部近傍が円弧状に形成されている。円弧状部の基端部近傍には円弧状部の幅よりも幅広に形成された突部１４が形成され、第３垂直片１１の幅方向両側部では、円弧状部の側面と突部１４の側面との間に段差面１８が形成されている。

続いて、図１及び図２を参照し、ハウジング２と電気コンタクト３との装着工程について説明する。ハウジング２と電気コンタクト３との装着の際には、まず、電気コンタクト３の第１垂直片７の前記突起１３を前記区画壁５の壁面の溝部１６に沿って所定位置まで挿入する。挿入後、電気コンタクト３は、前記突起１３と前記溝部１６との摩擦係止等によってハウジング２の凹部６の内部で固定される。
ハウジング２の凹部６内の突出部１２は、第１垂直片７、第２垂直片９及び第１水平片８で形成された略逆Ｕ字状の区画内に収容されるが、第１垂直片７としか接触されない（図３及び図４参照）。電気コンタクト３がハウジング２に固定されると、前記区画壁５の壁面に形成された段差部２０の係止面と、前記第３垂直片１１の段差面１８とは、対向配置される（図５参照）とともに、ハウジングの側壁４の頂面４’は、第１水平片８の頂面と略面一となるか、あるいは、若干高く位置する。

図３は、図１のＷ−Ｗの切断断面図を示しており、相手方コネクタとは未嵌合の態様図である。電気コンタクト３は、第１垂直片７の直線方向においてのみハウジング２の突出部１２と接触し、第１水平片８、第２垂直片９、第２水平片１０及び第３垂直片１１は所定形状の原形を保ってハウジング２とは非接触で固定保持されている。これにより、２つの垂直片と２つの水平片とで電気コンタクト３の全体的な弾力性（バネ性）を高めている。
また、ハウジング２の突出部１２の底部近傍からは、ハウジング２の内方（側壁４の対向方向）に向けて延出部１７が延びており、ハウジング２の底部の一部をなしている。しかし、延出部１７の自由端部は、第１水平片１０の略中央部近傍までしか延びていないので、相手方コネクタを挿入するための凹部１９は底部方向にも貫通している。
当該凹部１９は貫通部を有するので、ハウジング２と電気コンタクト３とを装着する作業時にハウジング２の底面側から指や工具等を挿入して電気コンタクト３を固定したり、第３垂直片１１や第２水平片１０を弾性変形させたりすることができる空間が形成され、作業性の向上に役立つ。

図４は、図１のＷ−Ｗの切断断面図であって、相手方コネクタと嵌合された様態図である。相手方コネクタと嵌合する過程において、まず、電気コンタクト３の第３垂直片１１の円弧状部が相手方コネクタの電気コンタクトに接触する。当該接触部では、当該接触部の摩擦力に起因した相手方コネクタの嵌合方向（下方向）の力と、該嵌合方向と略垂直方向（横方向）に円弧部を押圧する弾性力との合力が加わる。当該合力によって、第２垂直片９、第２水平片１０及び第３垂直片１１で形成されるＵ字形状部分は弾性変形しつつ、第２水平片１０の下部はハウジング２の底部方向に移動する。図４に示されたように、相手方コネクタと完全に嵌合すると、第２水平片１０の下部は前記延出部１７と当接する。したがって、延出部１７は電気コンタクト３の弾性変形及び移動を制限するストッパーとしての機能を有する。これにより、電気コンタクト３の前記接触部に所定以上の下方への力が加えられても電気コンタクトの接触部の前記挿入方向と逆方向（上方向）への摩擦力が大きくなるので、Ｕ字形状部分の弾性変形及び下方への移動は所定位置で制限され、電気コンタクト３の撓みは発生しにくくなる。

次に、嵌合したコネクタを取外す場合の当該コネクタ１の電気コンタクト３が弾性変形する態様を説明する。図４に示す状態から相手方コネクタを取外すには、上方向に相手方コネクタを引抜く工程が必要である。その工程において、第３垂直片１１の円弧状部と相手方コネクタの電気コンタクト部との接触部には、当該接触部の摩擦力に起因した上方向の力と、横方向の円弧部の弾性復元力との合力が加わる。当該合力によって、第２垂直片９、第２水平片１０及び第３垂直片１１で形成されるＵ字形状部分は弾性的に相手方コネクタとの未嵌合状態まで復元しつつ、合力方向に移動する。なお、電気コンタクト同士の接触点における下方向の摩擦力が大きい場合、Ｕ字形状部分が復元しながらも相手方コネクタの電気コンタクトから上方向の力を受けて、Ｕ字形状部分は弾性変形しつつ上方向へ移動する。しかし、第３垂直片１１の段差面１８が、前記区画壁５の壁面に形成された段差部２０の係止面２１と当接又は係止され、Ｕ字形状部分の移動は制限されることとなる。そのため、段差部２０の係止面２１は、電気コンタクト３の移動を制限するストッパーとしての機能を有する。これにより、Ｕ字形状部分は所定以上の上方向への力が加えられても電気コンタクトの接触部の下方向への摩擦力が大きくなるので、Ｕ字形状部分の弾性変形及び上方への移動は所定位置で制限され、電気コンタクト３の撓みは発生しにくくなる。

図５は、ハウジングと電気コンタクトとの装着後における電気コンタクトの対向方向からみた図１に示されたＡの範囲の部分拡大正面図を示している。電気コンタクト３は、第３垂直片１１の突部１４に形成された段差面１８とハウジング２の区画壁５の段差部に形成された係止面２１とが対向間隔を有して配置されている。上述したように、コネクタの嵌合状態で相手方コネクタの取外しにおいて上方向の外力を受けると、第３垂直片１１が上方へ移動し、電気コンタクト側の段差面１８とハウジング側の係止面２１との距離が接近して当接し、電気コンタクト３の移動を制限する。
また、変形例として、第２垂直片９にも同様に幅方向に延びた突部１４’を形成し、ハウジング側の区画壁５にも対応する段差部を形成して電気コンタクトの移動を制限することができる。この場合、第１垂直片及び第２垂直片とハウジングとの間に同時に２つの係止部が設けられるので、電気コンタクト３の上方向の移動及び弾性変形をさらに抑制することができる。

以上のように、本発明のコネクタは、電気コンタクト部の２つの垂直片と２つの水平片とから構成された部分がハウジングとの接触部を有さないので、電気コンタクト部の高い弾性力（バネ性）を維持する。
また、本発明は、過渡の外力に対する電気コンタクト部の弾性変形を抑制する点に着目し、電気コンタクト部とハウジングとの間に当接部又は係止部を設けて、コネクタの嵌合方向または取外し方向に所定以上の外力が加えられた際に、電気コンタクト部の弾性変形を制限している。それによって、電気コンタクトの撓みの発生を防止することが可能となり、電気コンタクト部とハウジングとの間に過負荷が付与されないコネクタを提供することができる。

図１は、プリント配線基板を対向状態で機械的に嵌合接続を図る一対のコネクタのうち、本発明による一方のコネクタを示した斜視図。 図２は、一方のコネクタの電気コンタクトの拡大斜視図。 図３は、コネクタが未嵌合状態のＷ−Ｗ’の切断断面図。 図４は、コネクタが嵌合状態のＷ−Ｗ’の切断断面図。 図５は、ハウジングと電気コンタクトとの装着後における電気コンタクトの対向方向からみた、図１にＡで示された範囲の部分拡大正面図。 図６は、従来技術における一対のコネクタを装着する前の斜視図。 図７は、（ａ）が従来技術における一対のコネクタのうち、一方のコネクタの部分斜視図であり、（ｂ）及び（ｃ）が一方のコネクタ用電気コンタクトの斜視図。 図８は、（ａ）が従来技術における一対のコネクタのうち、他方のコネクタの部分斜視図であり、（ｂ）及び（ｃ）が他方のコネクタ用電気コンタクトの斜視図。

符号の説明

１・・・コネクタ
２・・・ハウジング
３・・・電気コンタクト
４・・・側壁部
５・・・区画壁
６・・・凹部
７・・・第１垂直片
８・・・第１水平片
９・・・第２垂直片
１０・・第２水平片
１１・・第３垂直片
１２・・突出部
１３・・突起
１４・・突部
１４’・・突部
１６・・溝部
１７・・延出部
１８・・段差面
１９・・凹部
２０・・ハウジングの段差部
２１・・係止面
１０１・・一方のコネクタ
１０２・・ハウジング
１０３・・区画壁
１０４・・凹部
１０５・・突出部
１０６・・溝部
１０７・・凹部
１１０・・電気コンタクト
１１１・・第１垂直片
１１２・・第２垂直片
１１３・・第３垂直片
１１４・・第１水平片
１１５・・第２水平片
１１６・・開口部
１１７・・開口部
１１８・・逆Ｕ字形状部分
１１９・・Ｕ字形状部分
１２０・・突起
１２１・・突起
１２３・・切片
２０１・・他方のコネクタ
２０９・・ハウジング
２１０・・電気コンタクト
２１１・・コンタクト部

Claims (5)

1. 長手方向に延びた両方の側壁において、長手方向と垂直方向に延びた区画壁で仕切られた凹部を１以上有するハウジングと、前記凹部内でハウジングと係止された１以上の電気コンタクトとを備えたコネクタであって、
   ハウジングが、その底部から前記区画壁間に延びた突出部を有し、
   電気コンタクトが、第１垂直片と第２垂直片とを第１水平片で連接し、前記底部に向けて垂直下方に開口した略Ｕ字状に形成されるとともに、第２垂直片と第３垂直片とを第２水平片で連接し、前記底部から垂直上方向に開口した略Ｕ字状に形成され、
   前記突出部が、第１垂直片、第２垂直片及び第１水平片で形成されたＵ字状部の区画内に収容され、
   前記第３垂直片が、前記底部と略垂直上方に外力が加えられた際に、前記区画壁と係止されることを特徴とするコネクタ。
2. 前記底部近傍から前記ハウジングの内方に延びる延出部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のコネクタ。
3. 前記延出部の自由端が、前記第２水平片の長手方向において、前記第２水平片の中央部まで延びていることを特徴とする請求項１または２に記載のコネクタ。
4. 前記第１垂直片のみが前記突出部と接触していることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のコネクタ。
5. さらに、前記底部と略垂直上方に外力が加えられた際に、第２垂直片も前記区画壁と係止されることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のコネクタ。

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