JP4350669B2 - コネクタ - Google Patents

Description

本発明は、第１接続対象物と第２接続対象物とを接続するコネクタに関する。

先行技術としては、間隔を有して突き合わされる２枚の配線板の突き合せ部に沿って対向配置される一対の雄コネクタと、そのいずれか一方のピンに移動可能に装着される複数の雌コネクタとからなるコネクタがある。

コネクタは、雌コネクタの移動方向と直交する方向に複数の雌コネクタを配列し、その配列に沿ってスライダを移動可能に配置するとともに、スライダの長手方向に滑らかな階段状に形成されたガイド溝を複数個分割して設けている。

分割されたガイド溝には、雌コネクタの係合ピンを係合させ、スライダの往復移動で雌コネクタを一対の雄コネクタ間で挿入又は抜去すべく移動させるように構成されている（例えば、特許文献１を参照）。

特公昭５７−２７５９２号公報

解決しようとする問題点は、雌コネクタを雄コネクタに嵌合する嵌合長さだけ雌コネクタを移動する必要があるので、雌コネクタの移動量が大きくなり、嵌合の際の操作量も大きくなるとともに嵌合時のピンの長さも長くなるという問題がある。

また、嵌合の際には、操作力が大きくなり、下側の接点部の摩擦と上側の接点部の挿入ピーク力とが必要になり、大きな力が必要となるという問題がある。

また、雌コネクタは、ブロック単位に分割しているので部品点数が多くなり、コンタクトの配置もブロック寸法に制限され高密度にできないという問題がある。

また、嵌合の際には、大きい操作力を支えるためにガイド部材も必要とするので、回りの機構が大きくなるので小型化が困難であるという問題がある。

それ故に本発明の課題は、接続時の操作力を小さくすることができ、小さな操作量で嵌合ができ、多数のコンタクトを同時に操作して接続することができるコネクタを提供することにある。

また、本発明の他の課題は、コンタクトの長さを短くすることができ、コンタクトの抵抗を低くできるコネクタを提供することにある。

また、本発明の他の課題は、第１接続対象物の位置合わせが容易となり、コンタクトの交換・メンテナンスが容易となるコネクタを提供することにある。

また、本発明の他の課題は、第１接続対象物及び第２接続対象物を無挿入力で挿入することができるコネクタを提供することにある。

さらに、コンタクトの全本数を一括して操作することができ、機構の小型化も可能なコネクタを提供することにある。

本発明は、第１接続対象物と第２接続対象物とを接続するコネクタにおいて、導電性のコンタクトと、該コンタクトを保持する絶縁性のハウジングと、前記コンタクトを操作するカム機構部とを有し、前記コンタクトは、前記第１接続対象物と接続する第１接点部と、前記第２接続対象物と接続する第２接点部と、前記カム機構部と係合する絶縁性のカム部とを有し、前記ハウジングは、前記コンタクトを収容するコンタクト収容部と、前記カム部が位置するガイド溝とを有し、前記コンタクトは、前記コンタクト収容部に着脱自在に保持されており、前記カム機構部は、前記コンタクトを操作するためのクランク溝を有し、前記コンタクトの一端側には、前記カム部が形成されており、前記コンタクトの他端側には、前記第１接点部及び前記第２接点部が形成されており、前記ガイド溝に、前記カム機構部の前記クランク溝を挿入することにより、前記クランク溝内に前記カム部が挿入され、前記第１接点部が前記第１接続対象物と接触し、前記第１接点部を支点として前記第２接点部が前記第２接続対象物側へ移動して、前記第２接点部と前記第２接続対象物とが接触し、前記第２接点部が前記第２接続対象物を押す反力により、前記第１接点部と前記第１接続対象物との接触力が生じるコネクタであることを最も主要な特徴とする。

本発明のコネクタによれば、梃子倍力による接触構造を持つコンタクトを備えているコネクタによって第１接続対象物と第２接続対象物を接続することで、接続時の操作力を小さくすることができ、多数のコンタクトを同時に操作して接続することができる。

また、コンタクトは、梃子倍力により小さな操作力で大きな接触力と、小さな操作量で嵌合ができる。

また、コンタクトを操作する操作力は、１本あたりのコンタクトの操作力が小さくなることで、操作部材のカム機構部によりコンタクトを同時に一括して動作させることができ、小型化が可能となる。

また、第１接点部と相手側コネクタとの間の距離は近いことから、コンタクトの長さを短くすることができ、コンタクトの抵抗を低くできる。

また、コンタクトは、第１接続対象物に対向するように位置しているため、第１接続対象物の位置合わせが容易となる。

また、コンタクトは、複数本を独立して設けると、交換・メンテナンスが容易となる。

さらに、操作部材を操作する前の状態では、第１接続対象物及び第２接続対象物を無挿入力で挿入することができる。

本発明のコネクタは、第１接続対象物と第２接続対象物とを接続するコネクタにおいて、導電性のコンタクトと、該コンタクトを保持する絶縁性のハウジングと、前記コンタクトを操作するカム機構部とを有し、前記コンタクトは、前記第１接続対象物と接続する第１接点部と、前記第２接続対象物と接続する第２接点部と、前記カム機構部と係合する絶縁性のカム部とを有し、前記ハウジングは、前記コンタクトを収容するコンタクト収容部と、前記カム部が位置するガイド溝とを有し、前記コンタクトは、前記コンタクト収容部に着脱自在に保持されており、前記カム機構部は、前記コンタクトを操作するためのクランク溝を有し、前記コンタクトの一端側には、前記カム部が形成されており、前記コンタクトの他端側には、前記第１接点部及び前記第２接点部が形成されており、前記ガイド溝に、前記カム機構部の前記クランク溝を挿入することにより、前記クランク溝内に前記カム部が挿入され、前記第１接点部が前記第１接続対象物と接触し、前記第１接点部を支点として前記第２接点部が前記第２接続対象物側へ移動して、前記第２接点部と前記第２接続対象物とが接触し、前記第２接点部が前記第２接続対象物を押す反力により、前記第１接点部と前記第１接続対象物との接触力が生じることにより実現した。

図１は、本発明に係る実施例１のコネクタと、このコネクタによって接続する第１接続対象物及び第２接続対象物とを示している。図２はコネクタのハウジングと、このハウジングに組み込まれている複数のコンタクトとを示している。

実施例１における第１接続対象物としてはメモリカードがある。なお、以下の説明では、第１接続対象物をメモリカードとして説明する。また、第２接続対象物は、相手側コネクタと呼ぶことにする。なお、実施例１において説明する相手側コネクタは、ヘッダーコネクタとも呼ばれている。

図１及び図２を参照して、コネクタ１１は、梃子倍力による接触構造をもつ導電性のコンタクト１３と、複数のコンタクト１３を保持している絶縁性のハウジング１５と、コンタクト１３を操作するカム機構を備えた操作部材（以下、スライダと呼ぶ）１７とを有している。

コンタクト１３はハウジング１５内において、図１に示すように中心軸線Ｘを中心として左右対称に位置している。コンタクト１３は、メモリカード２１に接続する第１接点部１３ａと、第１接点部１３ａの一端側から延設されている第１支持部１３ｂと、第１支持部１３ｂの一端側から延設されている第２接点部１３ｃと、第１接点部１３ａのもう一端側から延設している第２支持部１３ｄとを有している。

第１接点部１３ａは、図１に示した中心軸線Ｘに対して最も近い位置へ曲げられて突出している。第１支持部１３ｂは、第１接点部１３ａの下端側から中心軸線Ｘを離れるように斜め下方へ延びている。第２接点部１３ｃは、第１支持部１３ｂの下端側から外向きに湾曲している。第２支持部１３ｄは、第１接点部１３ａの上端側から中心軸線Ｘを離れるように斜め上方へ直線状に延びている。

第２支持部１３ｄの延在端には、絶縁性のカム部１３ｅが設けられている。カム部１３ｅの上面は、略半球面に近い形状の面となっている。カム部１３ｅは、樹脂材によって作られており、複数のコンタクト１３を一体となしている。なお、実施例１のカム部１３ｅでは、図２に示したように５本のコンタクト１３がカム部１３ｅを介して一体に連設されている。

第１接点部１３ａとカム部１３ｅとの間の距離は、第１及び第２接点部１３ａ，１３ｃ間の距離よりも大きくなっている。即ち、第１及び第２接点部１３ａ，１３ｃ間の距離は、第１接点部１３ａとカム部１３ｅとの間の距離よりも約２分の１程度短くなっている。

ハウジング１５は、樹脂材によって成形された部品である。ハウジング１５は、図１に示した断面で見ると中心軸線Ｘを中心として左右対称な形状となっている。ハウジング１５は、相対向している一対の側壁部１５ａと、一対の側壁部１５ａの内面から延設されている一対の中間壁部１５ｂと、一対の中間壁部１５ｂの上面１５ｃに対向するように延設されている一対の上壁部１５ｄと、一対の中間壁部１５ｂの下面１５ｅから下方へ延設されている中間支持部１５ｆとを有している。

一対の側壁部１５ａは、図２によって明らかなように、中心軸線Ｘを直交する方向に長い長板形状の部分である。一対の中間壁部１５ｂは、中心軸線Ｘ方向の中間部分で一対の側壁部１５ａの内面から互いに中心軸線Ｘに近づく向きに延びている。一対の上壁部１５ｄは、一対の側壁部１５ａの上端から互いに中心軸線Ｘに近づく向きに延びている。中間支持部１５ｆは、中心軸線Ｘに沿って一対の中間壁部１５ｂの下面１５ｅから下方へ延びている。

中間支持部１５ｆの下端は、一対の側壁部１５ａの下端よりも下方へ少し延びている。中間支持部１５ｆの内部には、メモリカード２１の先端部を収容するための溝形状の収容部１５ｇが形成されている。中間支持部１５ｆの下方端は底壁部１５ｈによって閉塞されている。底壁部１５ｈには、外面から突き出している突部１５ｊが形成されている。

収容部１５ｇは、一対の中間壁部１５ｂ間から中心軸線Ｘに沿って中間支持部１５ｆの底壁部１５ｈまでに形成されている。収容部１５ｇの両側には、複数のコンタクト１３を着脱可能に収容するコンタクト収容部１５ｍが形成されている。コンタクト収容部１５ｍには、複数のコンタクトが２列に配置されている。

一対の中間壁部１５ｂの上面１５ｃから中間支持部１５ｆの内面には、中心軸線Ｘ方向へ近づく向きに傾斜している傾斜面１５ｎが形成されている。傾斜面１５ｎには、コンタクト１３の第２支持部１３ｄが対向するように位置している。

傾斜面１５ｎには、互いに間隔をもって中心軸線Ｘを直交する方向に板状の複数の仕切壁部１５ｐが形成されている。中間支持部１５ｆには、中間支持部１５ｆの底壁部１５ｈの近傍に窓部１５ｒが形成されている。

窓部１５ｒは、中間支持部１５ｆの底壁部１５ｈの近傍にかつ複数の仕切壁部１５ｐ間の中間支持部１５ｆに位置している。また、中心軸線Ｘを直交する複数の仕切壁部１５ｐ間には、コンタクト１３が設けられている。コンタクト１３の第１接点部１３ａは、収容部１５ｇに対向して位置している。第２接点部１３ｃは、中間支持部１５ｆに形成されている窓部１５ｒの外へ突き出し可能に位置している。

ハウジング１５の中間壁部１５ｂと上壁部１５ｄとの間は、中心軸線Ｘを直交する方向で中間壁部１５ｂと上壁部１５ｄとの間でスライダ１７がスライド自在となるようにガイド溝１５ｓが形成されている。ガイド溝１５ｓには、コンタクト１３に設けられているカム部１３ｅが位置している。カム部１３ｅは、ガイド溝１５ｓに挿入されるスライダ１７のカム機構部１８に係合することによってコンタクト１３を移動させる操作が可能となる。

一対の側壁部１５ａの内面、中間壁部１５ｂ及び一対の側壁部１５ａの内面に対向している中間支持部１５ｆの外面間は、相手側コネクタ３１が嵌合する嵌合部１５ｔとなっている。

相手側コネクタ３１は、図３に示すように、絶縁性の相手ハウジング３３と、相手ハウジング３３に組み付けられている導電性の相手コンタクト３５とを有している。

相手ハウジング３３は、一対の相手側壁部３３ａと、一対の相手側壁部３３ａの下端を相互に接続している相手底壁部３３ｂとを有している。

一対の相手側壁部３３ａ及び相手底壁部３３ｂによって囲まれて部分は、ハウジング１５の中間支持部１５ｆが嵌合する相手嵌合部３３ｆとなっている。相手底壁部３３ｂの内面には、コネクタ１１と相手側コネクタ３１とが嵌合した際にハウジング１５の底壁部１５ｈの突部１５ｊを逃げる凹み部３３ｊが形成されている。

相手コンタクト３５は、相手底壁部３３ｂに保持されている相手保持部３５ａと、相手保持部３５ａから相手側壁部３３ａの内面のそれぞれに沿って中心軸線Ｘ方向へのびている相手接触部３５ｂと、相手保持部３５ａから相手ハウジング３３の外へ延設されている相手端子部３５ｃとを有している。

相手側壁部３３ａ及び相手接触部３５ｂは、ハウジング１５の嵌合部１５ｔへ挿入されることによってコネクタ１１と相手側コネクタ３１が相互に嵌合する。

相手側コネクタ３１は、メインボード４１上に搭載されて、相手端子部３５ｃが半田によってメインボード４１のメイン導体４１ａに接続される。

図４及び図５は、スライダ１７を示している。なお、図４及び図５に示したスライダ１７は、図１に示したスライダ１７を反転した状態で示している。

図４及び図５をも参照して、スライダ１７は、長板形状の板であり、スライダ１７の幅方向の中央部分にかつ一端からもう一端側へ逃げ溝１７ａが形成されているカム機構部１８と、カム機構部１８のもう一端から長手方向へ延在している把持部１９とを有している。

逃げ溝１７ａは、メモリカード２１の板厚寸法とほぼ等しい幅方向の間隔をもっている。さらにスライダ１７は、カム機構部１８の一面にカム機構を有している。カム機構は、コンタクト１３を操作する部分である。

カム機構は、逃げ溝１７ａの両側のそれぞれに位置している。カム機構は、カム機構部１８の一端から把持部１９側へ延びている第１クランク溝１８ａと、第１クランク溝１８ａから把持部１９側へ延びている第２クランク溝１８ｂと、第２クランク溝１８ｂから逃げ溝１７ａへ傾斜するように延びている第３クランク溝１８ｃと、第３クランク溝１８ｃから逃げ溝１７ａへ開放されて把持部１９側へ延びているクランクガイド部１８ｄとを有している。

第１乃至第３クランク溝１８ａ〜１８ｃ及びクランクガイド部１８ｄは、これらが共通にもつ底面１８ｇによって連設されている。第１クランク溝１８ａは、カム機構部１８の一端からもう一端側へテーパー状に先細りとなるように形成されている部分である。

逃げ溝１７ａ側の第１クランク溝１８ａにおける一方の縦壁は、底面１８ｇからカム機構部１８の一面へ、底面１８ｇの幅よりも広くなるように傾斜している第１傾斜面１８ｈとなっている。

第２クランク溝１８ｂは、逃げ溝１７ａに対して平行となる溝であり、逃げ溝１７ａ側の第２クランク溝１８ｂにおける一方の縦壁は、底面１８ｇからカム機構部１８の一面へ、底面１８ｇの幅よりも広くなるように傾斜している第２傾斜面１８ｊとなっている。

第３クランク溝１８ｃは、逃げ溝１７ａ側の第３クランク溝１８ｃにおける一方の縦壁が底面１８ｇからカム機構部１８の一面へ、底面１８ｇの幅よりも広くなるように傾斜している第３傾斜面１８ｍとなっている。クランクガイド部１８ｄは、逃げ溝１７ａ側に壁部がなく、カム機構部１８の板厚面である内壁面１８ｐと底面１８ｇのみによって形成されている部分である。把持部１９は、スライダ１７を手の指によって把持して操作することが可能な板部分である。

以下、図６及び図７をも参照して、メモリカード２１及び相手側コネクタ３１をコネクタ１１により接続する作業を説明する。

図１に示したメモリカード２１の先端部は、コネクタ１１に対し下向きにして中心軸線Ｘに沿って移動させる。さらに、メモリカード２１の先端部は、ハウジング１５の上壁部１５ｄ間からスライダ１７の逃げ溝１７ａを通してハウジング１５の中間支持部１５ｆに形成されている収容部１５ｇ間へ挿入する。この際、コンタクト１３の第１接点部１３ａは、収容部１５ｇに挿入されたメモリカード２１の両面に対向しており、メモリカード２１の両面に設けられている導体部２１ａにわずかに接触している。

コンタクト１３が図１に示した位置にあるときには、メモリカード２１を無挿入力（ＺＩＦ）で挿入することができる。

なお、メモリカード２１をハウジング１５の収容部１５ｇへ挿入する際には、図６に示したように、コンタクト１３に設けたカム部１３ｅをスライダ１７の第１クランク溝１８ａに位置するようにしているが、スライダ１７がハウジング１５のガイド溝１５ｓに挿入されていない状態であってもよい。

その後、コネクタ１１は、相手側コネクタ３１の相手嵌合部３３ｆに嵌合部１５ｔを嵌合する。この際、コンタクト１３の第２接点部１３ｃは、相手コンタクト３５の相手接触部３５ｂに僅かに接触するか、接触しない状態で嵌合しているので、相手側コネクタ３１にコネクタ１１を無挿入力で挿入して嵌合することができる。

さらに、コネクタ１１と相手側コネクタ３１とが嵌合した後、コンタクト１３のカム部１３ｅがスライダ１７の第１クランク溝１８ａに位置している状態から、中心軸線Ｘを直交する方向である図２に示した矢印Ｙ方向へスライダ１７の把持部１９を手の指によって持ち、ガイド溝１５ｓへ順次挿入する操作を行なう。

このとき、コンタクト１３のカム部１３ｅは、スライダ１７を操作することによって、第１クランク溝１８ａの第１傾斜面１８ｈ、第２クランク溝１８ｂの第２傾斜面１８ｊ、第３クランク溝１８ｃの第３傾斜面１８ｍを摺接しながら押圧されて中心軸線Ｘへ近づく向きへ移動する。そして、カム部１３ｅは、図７に示すように、クランクガイド部１８ｄまでガイドされる。クランクガイド部１８ｄでは、カム部１３ｅがカム機構部１８の板厚面である内壁面１８ｐに当接した状態となる。

コンタクト１３のカム部１３ｅは、互いに近づく向きへ押圧され、メモリカード２１の導体部２１ａと接触している第１接点部１３ａを支点としてコンタクト１３が変位する。

したがって、作用点となる第２接点部１３ｃは、ハウジング１５に形成されている中間支持部１５ｆの窓部１５ｒから少し外へ突き出すことで押圧力が働き相手コンタクト３５の相手接触部３５ｂに接触する。

また、図７に示したコネクタ１１と相手側コネクタ３１との嵌合を解除するには、スライダ１７を図２に示した矢印Ｙとは逆方向へ引き出すことによって、コンタクト１３が図１に示した位置に戻る。この状態で、相手側コネクタ３１からコネクタ１１を取り外すことができ、また同様に、コネクタ１１からメモリカード２１を取り外すことができる。

なお、コンタクト１３は、第１接点部１３ａと第２接点部１３ｃとの間の距離よりも、第１接点部１３ａとカム部１３ｅとの間の距離の方が大きく離れているので、第２接点部１３ｃが相手コンタクト３５の相手接触部３５ｂに接触すると、小さな力で操作をしても梃子倍力により相手コンタクト３５との接触力が大きくなる。

また、第１接点部１３ａとメモリカード２１の導体部２１ａとの押圧力は、第２接点部１３ｃが相手コンタクト３５を押す反力によって接触力が大きくなる。

コンタクト１３を操作する操作力は、１本あたりのコンタクト１３の操作力が小さくなることで、スライダ１７の第１乃至第３クランク溝１８ａ、１８ｂ、１８ｃによりコンタクト１３を同時に動作させることが可能である。

本発明に係るコネクタは、通信装置などのシェルフにおいてプリント配線基板とバックパネルのような配線板をプラグ接続するコネクタとしての用途にも適用できる。

本発明に係るコネクタと、コネクタによって接続する第１接続対象物（メモリカード）及び第２接続対象物（相手側コネクタ）を示す断面図である（実施例１）。 図１に示した操作部材（スライダ）を除いたコネクタを示す斜視図である。 図１に示した第２接続対象物を示す斜視図である。 図１に示した操作部材を示す平面図である。 図４に示した操作部材の斜視図である。 図１に示したコネクタに第１接続対象物を接続し、第２接続対象物を嵌合する前の状態を示す断面図である。 図６に示したコネクタを第２接続対象物に嵌合した状態を示す断面図である。

符号の説明

１１ コネクタ
１３ コンタクト
１３ａ 第１接点部
１３ｂ 第１支持部
１３ｃ 第２接点部
１３ｄ 第２支持部
１３ｅ カム部
１５ ハウジング
１５ａ 側壁部
１５ｂ 中間壁部
１５ｆ 中間支持部
１５ｇ 収容部
１５ｈ 底壁部
１５ｍ コンタクト収容部
１５ｎ 傾斜面
１５ｐ 仕切壁部
１５ｔ 嵌合部
１５ｒ 窓部
１７ スライダ
１７ａ 逃げ溝
１８ カム機構部
１８ａ 第１クランク溝
１８ｂ 第２クランク溝
１８ｃ 第３クランク溝
１８ｄ クランクガイド部
１８ｇ 底面
１８ｈ 第１傾斜面
１８ｊ 第２傾斜面
１８ｍ 第３傾斜面
１９ 把持部
２１ メモリカード
３１ 相手側コネクタ
３３ 相手ハウジング
３３ｂ 相手底壁部
３３ｆ 相手嵌合部
３５ 相手コンタクト
４１ メインボード
Ｘ 中心軸線

Claims (2)

1. 第１接続対象物と第２接続対象物とを接続するコネクタにおいて、
   導電性のコンタクトと、該コンタクトを保持する絶縁性のハウジングと、前記コンタクトを操作するカム機構部とを有し、
   前記コンタクトは、前記第１接続対象物と接続する第１接点部と、前記第２接続対象物と接続する第２接点部と、前記カム機構部と係合する絶縁性のカム部とを有し、
   前記ハウジングは、前記コンタクトを収容するコンタクト収容部と、前記カム部が位置するガイド溝とを有し、
   前記コンタクトは、前記コンタクト収容部に着脱自在に保持されており、
   前記カム機構部は、前記コンタクトを操作するためのクランク溝を有し、
   前記コンタクトの一端側には、前記カム部が形成されており、
   前記コンタクトの他端側には、前記第１接点部及び前記第２接点部が形成されており、
   前記ガイド溝に、前記カム機構部の前記クランク溝を挿入することにより、前記クランク溝内に前記カム部が挿入され、前記第１接点部が前記第１接続対象物と接触し、前記第１接点部を支点として前記第２接点部が前記第２接続対象物側へ移動して、前記第２接点部と前記第２接続対象物とが接触し、前記第２接点部が前記第２接続対象物を押す反力により、前記第１接点部と前記第１接続対象物との接触力が生じることを特徴とするコネクタ。
2. 請求項１記載のコネクタにおいて、複数の前記コンタクトが前記カム部により一体化されていることを特徴とするコネクタ。

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