JP4536120B2 - コネクタ及び雌雄同体コネクタ - Google Patents

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Description

本発明は、基板と水平方向に接続するコネクタと、このコネクタと接続する相手側のコネクタとが同一形状である雌雄同体コネクタに関する。
関連技術1としては、コネクタ本体と接続する第1の基板と第2の基板とで構成され、コネクタ本体がハウジングと接触子である第1のコンタクト及び第2のコンタクトから形成されており、第1の基板及び第2の基板とコネクタ本体とを固定する水平接続基板間コネクタが開示されている(例えば、特許文献1を参照)。
関連技術2としては、コネクタのハウジングの嵌合面に、基板と交差する方向へ開口するブレード受容スロットを有する突起が設けられている電気コネクタが開示されている。
各突起内にはレセプタクルコンタクトが配置されている。各突起の間にはブレードコンタクトが配置される。ハウジングは雌雄同形の相手方のコネクタと、基板に対して上下方向に挿抜される(例えば、特許文献2を参照)。
特開2001−68184号公報 特開平10−97878号公報
特許文献1のコネクタでは、引き抜き方向に干渉する物体があると、着脱が困難になるという問題がある。
また、特許文献1のコネクタでは、第1の基板と第2の基板との複数の基板が直列に接続されている場合、中間部の基板のみを外すことが不可能となる。
特許文献2のコネクタでは、レセプタクルコンタクト及びブレードコンタクトの2種類のコンタクトが必要となる。また、ブレードコンタクトは座屈しやすく、さらに外部へ露出しているため、感電やショートなどの恐れがある。
さらに、特許文献2のコネクタでは、1種類のコンタクトに1種類のリブ(突起)が形成されているため、複数のコンタクトを狭ピッチ化した際に、リブを細くする必要があるため、強度的に不利になるという問題がある。
それ故に、本発明の課題は、筐体などの実装面に対して直交する方向に自由度をもって嵌合・離脱することができるコネクタ及び雌雄同体コネクタを提供することにある。
本発明の例示的態様によれば、複数のコンタクトと該複数のコンタクトを保持するハウジングとを含むコネクタにおいて、前記コンタクトは、前記ハウジングに保持される保持部と、該保持部から前記複数のコンタクトが配設される第1の方向と直交する第2の方向に延びた状態で設けられるバネ部と、該バネ部の位置から第2の方向にずれた位置に形成されている接触部とを有し、前記コネクタと相手側コネクタとを前記第1の方向と直交し、かつ前記第2の方向と直交する第3の方向へ嵌合して接続する際に、前記コネクタのコンタクトの接触部が、前記第1の方向で前記相手側コネクタのコンタクトのバネ部と接触し、前記コネクタのコンタクトの接触部と前記相手側コネクタのコンタクトのバネ部との接触位置から第2の方向に異なる位置で、前記コネクタのコンタクトのバネ部が、前記第1の方向で前記相手側コネクタのコンタクトの接触部と接触するコネクタであることを最も主要な特徴とする。
本発明の例示的態様のコネクタによれば、コネクタを基板の表面に対し直交する方向にかつ基板に対して平行な方向に、ある程度の自由度をもって着脱できるため平行な方向に位置している物体に対して干渉しないという利点がある。
また、基板の複数枚を直列に接続した場合においては、中間部の基板のみを取外すことができる。
また、本発明の例示的態様のコネクタによれば、1つのリブに2本のコンタクトを配置することで、複数のコンタクト間のピッチに対して2倍のピッチでリブを形成できることから、リブを太くすることが可能となるのでリブの強度が向上するという利点がある。
本発明の例示的態様におけるコネクタによれば、複数のコンタクトと該複数のコンタクトを保持するハウジングとを含むコネクタにおいて、前記コンタクトは、前記ハウジングに保持される保持部と、該保持部から前記複数のコンタクトが配設される第1の方向と直交する第2の方向において一方向へ延設されているバネ部と、該バネ部の先端側に形成されている接触部とを有し、前記コネクタと相手側コネクタとを前記第1の方向と直交し、かつ前記第2の方向と直交する第3の方向へ嵌合して接続する際に、前記接触部が前記第1の方向で前記バネ部と接触することにより実現した。
図1乃至図3は、本発明に係る雌雄同体コネクタの例示的態様を示している。図1乃至図3を参照して、雌雄同体コネクタ11は、複数のコンタクト21と、コンタクト21を保持するハウジング31と、ハウジング31に保持されているホールドダウン41,42とを有する。
以下、雌雄同体コネクタをコネクタと呼び、コネクタと接続する相手側コネクタがコネクタと同形状であることから、相手側の雌雄同体コネクタを相手側コネクタと呼び説明する。
さらに、以下の説明においては、コネクタ11の長手方向を第1の方向A(コンタクト21が配設されているピッチ方向)と呼び、コネクタ11において第1の方向Aと直交する方向を第2の方向Bと呼び、第1及び第2の方向A、Bと直交する方向を第3の方向Cと呼ぶことにする。
コンタクト21は、全体の形状が略板形状を呈している。コンタクト21は、図4及び図5において拡大して示したように、保持部22と、保持部22から第2の方向Bにおける一方向(延設方向)B1へ延設されているバネ部23と、バネ部23の一方向B1の先端側に形成されている接触部24と、保持部22から第2の方向Bにおける一方向B1と逆方向である他方向B2の端部に形成されている端子部25とを有する。
コンタクト21の保持部22は、ハウジング31に保持される部分である。バネ部23及び接触部24は、第1の方向Aに変位する部分である。接触部24は、第1の方向Aにおいて後述する相手側コネクタのコンタクトと接触する部分である。接触部24には、図4及び図5に示したように、第3の方向Cにおける一対の両端部24aが第1の方向Aの一方向A1もしくは一方向A1と逆方向である他方向A2のいずれかに傾くように曲げられている。
また、接触部24には、相手側コネクタのコンタクトと接触させるために両端部24aの曲げ方向とは反対側へ突出している突起状の接点部24bが形成されている。端子部25は後述する基板の回路と半田により接続される部分である。
コネクタ11は、相手側コネクタと接続する際に、バネ部23の延設方向と直交する第1の方向Aにおいて、相手側コネクタのコンタクトと接触する。
なお、コンタクト21は、導電板をプレス加工により打ち抜いた後に、曲げ加工を施すことによって作ることができる。接点部24bは、接触部24に一対の切り込み形成して、一対の切り込み間を第1の方向Aの一方向へ打ち出すことによって形成することができる。実施例1におけるコンタクト21は、図5に示した軸線Xを中心線とすると対称形状に作られている。
ハウジング31は、絶縁材料を成型加工することによって作られている。ハウジング31は、図6及び図7にも示すように、第1の方向Aへ長い寸法で延びている角柱形状の基部32と、基部32の第1面32aから一方向B1へ突出している複数のリブ33とを有する。
基部32には、第2の方向Bにおいて第1面32a及び第2面32b間を貫通している複数の孔32c(図4を参照)が形成されている。基部32には、各リブ33の両側に孔32cが形成されている。孔32cの内壁面には、コンタクト21の保持部22が圧入され保持されている。なお、コンタクト21は、同一形状のものが第1の方向Aにおいて互いに板面が対向するようにかつコンタクト21の接点部24bが互いに外向きになるようにリブ33を挟んで基部32に保持されている。
複数のリブ33は、第1の方向Aにおいて互いに所定の間隔をもって基部32と一体に連結されている。即ち、リブ33は、図3及び図4によって最も良くわかるように、一対の孔32cの間の基部32から第2の方向Bの一方向B1へ延びている。
各リブ33には、第1の方向Aで互いに対向する面に一対のコンタクト収容部33aが形成されている。コンタクト収容部33aは、第1の方向Aで互いに対向する面を溝形状に切り欠いて形成されている部分である。コンタクト収容部33aには、コンタクト21のバネ部23及び接触部24が溝形状のコンタクト収容部33aの底面に対向するように収容されている。
即ち、1つのリブ33には、2つのコンタクト収容部33aが第1の方向Aにおいてリブ33の仕切部33gを介して対向するように形成されている。したがって、1つのリブ33には、2つのコンタクト21が一対のコンタクト収容部33aのそれぞれに収容されている。
更に、リブ33には、一方向B1へ向かって先細りとなるようにコンタクト収容部の33aの底面を傾斜させて形成させた第1傾斜面33e(図4を参照)と第2傾斜面33f(図4を参照)とが形成されている。第1傾斜面33eと第2傾斜面33fは、図4に示したように、断面においてテーパー形状になるように形成されている。
第1及び第2傾斜面33e,33fには、コンタクト21のバネ部23が対向している。したがって、コンタクト21のバネ部23及び接触部24は、第1の方向Aへ変位することが可能となっている。なお、図4に示したコネクタ11においては、ホールドダウン42を省略している。
また、ハウジング31は、複数のリブ33の第1の方向Aにおける一方向A1端側のリブ33に対向するように形成されている第1位置決め部34と、複数のリブ33の第1の方向Aにおける他方向A2側端側のリブ33に対向するように形成されている第2位置決め部35とを有する。
さらに、ハウジング31には、基部32の第1の方向Aの一方向A1端に形成されている第1ブロック部36と、基部32の第1の方向Aの他方向A2端に形成されている第2ブロック部37とを有する。
第1位置決め部34には、第2の方向Bの一方向B1の前端部に第1位置決め突起34aが形成されている。第1位置決め突起34aは、第1の方向Aにおける一方向A1へ突出している。第2位置決め部35には、第2の方向Bの一方向B1の前端部に第2位置決め突起35aが形成されている。第2位置決め突起35aは、第1の方向Aにおける一方向A1へ突出している。
したがって、第2の位置決め突起35aは、第1の方向Aの他方向A2側のリブ33と対向している。なお、第1の位置決め突起34aは、図1及び図2に示されているようにリブ33とは対向していない。
第1ブロック部36は、図2、図6に示したように、基部32の第2面32bから第2の方向Bの他方向B2へ延びている。第1ブロック部36には、ホールドダウン41を保持するための保持溝36d(図6を参照)が形成されている。第2ブロック部37は、基部32の第2面32bから第2の方向Bの他方向B2へ延びている。第2ブロック部37には、ホールドダウン42を保持するための保持溝37d(図7を参照)が形成されている。
さらに、ハウジング31の第1の方向A及び第2の方向Bと平行な第1ブロック部36の一面には、位置決めピン36e(図2を参照)が形成されている。位置決めピン36eは、基板に形成されている孔に挿入することによってハウジング31を位置決めする部分である。
また、ハウジング31の第1の方向A及び第2の方向Bと平行な第2ブロック部37の一面には、位置決めピン37e(図2を参照)が形成されている。位置決めピン37eは、基板に形成されている孔に挿入されてハウジング31を位置決めする部分である。
さらに、ハウジング31には、第2面32bから第2の方向Bの他方向B2へ突出している複数の突部38が形成されている。突部38の第1の方向Aにおける両側壁には、コンタクト21の端子部25が対向している。
一方のホールドダウン41は、図8に拡大して示したように、後述する基板の導電部(図示せず)に半田付けにより固定される第1固定部41aと、第1固定部41aの一辺から略直角に曲げられている係合部41cと、係合部41cから第1固定部41aと略平行にして対向するように曲げられている第2固定部41dとを有する。
なお、第1固定部41aには、コネクタ11をネジ止めにより固定する際に用いられ、基板とネジ止めするためにネジを通す一対のネジ溝41bが形成されている。係合部41cには、保持溝36dの保持部(図示せず)と係合し保持される切欠き溝41fが形成されている。なお、他方のホールドダウン42は、一方のホールドダウン41と同じ形状であることから説明を省略する。
図9は、コネクタ11と、このコネクタ11と相手側コネクタ11´とを示している。なお、コネクタ11及び相手側コネクタ11´は、前述したように、これらが同形状である雌雄同体コネクタである。即ち、コネクタ11は、コンタクト21のバネ部23と接触部24とを配設している複数のリブ33の部分が、相手側コネクタ11´の相手側嵌合部と嵌合する嵌合部となっている。相手側コネクタ11´の相手側嵌合部は、コネクタ11の嵌合部と同形状である。
したがって、相手側コネクタ11´のコンタクト21及びハウジング31はコネクタ11と同形状に作られているものである。
以下、図9及び図10を参照して、コネクタ11と相手側コネクタ11´とが嵌合し電気的に接続する作業について説明する。なお、図9及び図10に示したコネクタ11及び相手側コネクタ11´においては、それぞれがハウジング31に3つのリブ33、第1位置決め部34、第2位置決め部35、第1ブロック部36及び第2ブロック部37を備えている形状となっている。ハウジング33には、3つのリブ33のそれぞれに一対のコンタクト21が配設されている。
さらに、第1ブロック部36及び第2ブロック部37には、ホールドダウン41,42及びホールドダウン41,42を保持する部分について省略している。
コネクタ11及び相手側コネクタ11´は、図9に示したように、第1の方向Aにおいて互いにリブ33同士が干渉しないように合わせることで第3の方向Cにおいて嵌合させることができる。
相手側コネクタ11´は、図9の紙面において示したコネクタ11に対して、コネクタ11を紙面と平行な状態で180度回転させた状態になっており、もう一つの別な基板に実装される。コネクタ11の端子部25は、基板の回路(導電部)と半田によって接続される。相手側コネクタ11´の端子部25は、もう一つの別な基板の回路(導電部)と半田によって接続される。
図10及び図11は、コネクタ11と相手側コネクタ11´とが嵌合し接続されている状態を示している。図10及び図11によって明らかなように、コネクタ11の第1位置決め部34に形成されている第1位置決め突起34aは、相手側コネクタ11´の第2位置決め部35と第1の方向Aにおいて近接するように対向している。
また、コネクタ11の第2位置決め部35の第2位置決め突起35aは、相手側コネクタ11´の第1位置決め部34と第1の方向Aにおいて近接するように対向している。
したがって、第1位置決め突起34aと第2位置決め突起35aとは、第2の方向Bにおいて自由度をもって組み合わされており、第2の方向Bにおいて嵌合の外れを防止し引掛り部の役目を果たす。
図10及び図11によって示したように、コネクタ11と相手側コネクタ11´とが嵌合状態にあるときには、コネクタ11におけるコンタクト21の接触部24が相手側コネクタ11´のコンタクト21のバネ部23に接触している。このとき、相手側コネクタ11´のハウジング31に保持されているコンタクト21の接触部24は、コネクタ11のハウジング31に保持されているコンタクト21のバネ部23に接触している。
したがって、コネクタ11のコンタクト21と相手側コネクタ11´のコンタクト21とは、それぞれが接触部24とバネ部23との2点で互いに接触している。このように嵌合状態では、1つのコンタクトに2か所の接点をもつことで、より確実な電気的接続を維持することができる。
なお、図9及び図10によって分かるように、第1の方向Aにおいて第1の位置決め部35に対向している1つのリブ33においてリブ33の外側に位置しているコンタクト21´は、接触相手をもたないダミーとなるコンタクト21´である。
したがって、ダミーとなるコンタクト21´は、ハウジング31から、あらかじめ取外しておいてもよい。
また、コネクタ11と相手側コネクタ11´においては、1つのリブにコンタクトを対向する向きに2本配置するため、対向する向きにコンタクト21を配置する場合でも1種類のみのコンタクト21で製作することが可能である。また、1つのコンタクト21は、嵌合時に2か所の接点をもつことで、より確実な電気的接続を維持することができる。
また、1つのリブ33には2つのコンタクト21を対向する向きに配置していることから、コンタクト21の接点部24b間のピッチに対しリブ33が2倍のピッチで形成できるため、狭ピッチ化した際にリブ33の強度を得やすい。
さらに、嵌合時には、リブ33について2本のコンタクト21の接触力が互いに相殺するように第1の方向Aで対向する方向へ働くため、嵌合時においてハウジング31の反りを防止できる。
なお、図1乃至図3、図8に示したホールドダウン41、42は、コンタクト21の端子部25を半田により基板又はもう一つの別な基板と接続した際の強度を補う実装のために有効なものである。さらに、コンタクト21やホールドダウン41、42は、圧入することによりハウジング31に保持することができる。
また、コンタクト21やホールドダウン41、42は、ハウジング31を製作する際に、ハウジング31のインサート成型時に同時に保持することができる。なお、ホールドダウン41、42は、コンタクト21と基板又はもう一つの別な基板と半田によって接続することで実装強度が十分であれば不要なものとなる。
図12及び図13は、コネクタ11と相手側コネクタ11´とが嵌合する前の状態を断面によって示している。
図14は、コネクタ11と相手側コネクタ11´とにより複数の基板51〜54間を直列に接続する例を示している。コネクタ11及び相手コネクタ11´は、基板51〜54へ実装して使用する。基板51〜54は、たとえば、図15に示す金属材からなる筐体61などにネジ止めなどで保持される。したがって、基板51〜54は、筐体61に固定されている状態からネジを取り除くことによって取り外すことができる。
複数の基板51〜54は、図15に示すように、コネクタ11と相手コネクタ11´により接続し筐体61に基板51〜54が固定される。複数の基板51〜54は、筐体61に対して第3の方向Cで着脱することが可能である。
即ち、複数の基板51〜54が直列に複数配置される場合でも、基板51〜54の表面に対して直交する鉛直方向(第3の方向C)において着脱できるので、例えば図15に示したように、中間部分に実装されている1つの基板53のみを取り外すことができる。
コネクタ11と相手側コネクタ11´とを嵌合した後は、図15に示すように、基板51〜54の表面に対して水平な一方向にある程度の自由度をもつ。嵌合した後に、基板51〜54の表面と水平な第1及び第2の方向A,Bで、ある程度の自由度をもつことができるので、基板51〜54への実装ずれや、熱膨張などによる伸縮ずれも吸収し、接続を保持することが可能となる。
なお、図15において、コネクタ11及び相手コネクタ11´を基板51〜54へ実装状態は、表面実装(SMT)タイプであるが、基板51〜54側のコンタクト21の形状を変更することにより基板51〜54への異なる固定ができる。
例えば、基板51〜54にはスルーホールを形成し、図16に示すようにコンタクト21の端子部25から延在させたプレスフィット部26を形成し、基板51〜54のスルーホールへ実装することも可能である。この際、基板51〜54に形成したスルーホールへプレスフィット部26を押し込んだ後、基板51〜54の反対面へ突き出したプレスフィット部26の先端部と基板51〜54の回路とを半田付けする。
また、図17に示すように、コンタクト21には、端子部25から延出した延出部27の端部に押し当て部27aを形成し、基板51〜54に設けられている接点部と半田により固定することができる。
また、本発明の例示的態様の雌雄同体コネクタによれば、雌雄同体形状であるため、同形状のコンタクトを対向して配置することで、部品点数の削減に伴う金型設備の削減ができ低コスト化が図れる。
本発明の雌雄同体コネクタは、ブレード型コンタクト及びリセプタクルコンタクトを有するコネクタや、水平方向でかつ基板が直列に複数配置された基板間を接続するための用途に適用できる。
本発明の例示的実施形態に係る雌雄同体コネクタの斜視図である。 図1に示した雌雄同体コネクタを底面から見た状態の斜視図である。 図1に示した雌雄同体コネクタの右側部分を拡大して示した斜視図である。 図2に示した雌雄同体コネクタの左側部分を平面で断面して示した断面図である。 図1に示した雌雄同体コネクタのコンタクトを拡大して示した斜視図である。 図1に示した雌雄同体コネクタのハウジングを示した斜視図である。 図6に示したハウジングを底面から見た状態の斜視図である。 図1に示した雌雄同体コネクタのホールドダウンを拡大して示した斜視図である。 図1に示した雌雄同体コネクタと相手側の雌雄同体コネクタとを概略図として示した斜視図であり、突部等は省略してある。 図9に示した雌雄同体コネクタと相手側の雌雄同体コネクタとの嵌合状態を示した斜視図である。 図4に示した雌雄同体コネクタと相手側の雌雄同体コネクタとの嵌合状態を平面で断面して示した断面図である。 図11に示した雌雄同体コネクタと相手側の雌雄同体コネクタとの嵌合前の状態を嵌合方向で断面して示した断面図である。 図11に示した雌雄同体コネクタと相手側の雌雄同体コネクタとの嵌合前の状態を嵌合方向で断面して示した断面図である。 図11に示した雌雄同体コネクタと相手側の雌雄同体コネクタとにより複数の基板を接続した状態を示した平面図である。 図14に示した雌雄同体コネクタと相手側の雌雄同体コネクタとにより複数の基板の一つを取外した状態を正面から見た正面図である。 図5に示したコンタクトの変形例を示す斜視図である。 図5に示したコンタクトの変形例を示す斜視図である。
符号の説明
11 コネクタ(雌雄同体コネクタ)
11´ 相手側コネクタ(雌雄同体コネクタ)
21,21´ コンタクト
22 保持部
23 バネ部
24 接触部
24b 接点部
25 端子部
31 ハウジング
32 基部
33 リブ
33a コンタクト収容部
33e 第1傾斜面
33f 第2傾斜面
34 第1位置決め部
34a 第1位置決め突起
35 第2位置決め部
35a 第2位置決め突起
36 第1ブロック部
37 第2ブロック部
38 突部
41,42 ホールドダウン
51〜54 基板
A 第1の方向
A1、B1 一方向
A2,B2 他方向
B 第2の方向
C 第3の方向

Claims (4)

  1. 複数のコンタクトと該複数のコンタクトを保持するハウジングとを含むコネクタにおいて、
    前記コンタクトは、前記ハウジングに保持される保持部と、該保持部から前記複数のコンタクトが配設される第1の方向と直交する第2の方向に延びた状態で設けられるバネ部と、該バネ部の位置から第2の方向にずれた位置に形成されている接触部とを有し、
    前記コネクタと相手側コネクタとを前記第1の方向と直交し、かつ前記第2の方向と直交する第3の方向へ嵌合して接続する際に、
    前記コネクタのコンタクトの接触部が、前記第1の方向で前記相手側コネクタのコンタクトのバネ部と接触し、
    前記コネクタのコンタクトの接触部と前記相手側コネクタのコンタクトのバネ部との接触位置から第2の方向に異なる位置で、前記コネクタのコンタクトのバネ部が、前記第1の方向で前記相手側コネクタのコンタクトの接触部と接触す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、
    前記ハウジングは、基部と、前記第1の方向で所定の間隔をもち且つ該基部から前記第2の方向の前記一方向へ延設されている複数のリブを有し、
    前記リブは一対のコンタクト収容部を有し、
    該コンタクト収容部それぞれには、前記コンタクトの前記バネ部及び前記接触部とが配設されていることを特徴とするコネクタ。
  3. 請求項2記載のコネクタにおいて、
    前記ハウジングは、前記第1の方向における端側の前記リブと対向するよう前記基部から延在している一対の位置決め部を有し、
    該位置決め部の前記第2の方向の前記一方向の端部には、前記第1の方向の一方向へ突出している位置決め突起が形成されていることを特徴とするコネクタ。
  4. 請求項1乃至3記載のコネクタは、前記コンタクトの前記バネ部と前記接触部とが配設された嵌合部を有し、
    前記相手側コネクタの相手側嵌合部は前記嵌合部と同形状であることを特徴とする雌雄同体コネクタ。
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