JP4548798B2 - 電気コネクタ - Google Patents

Description

本発明は、電気コネクタの技術分野に属し、特に、回路基板に取りつけられる電気コネクタに関する。

この種の電気コネクタとしては特許文献１に開示されているものが知られている。

この特許文献１のコネクタは、添付図面の図４に示されているごとく、ソケット型のコネクタ５０とこれに嵌合される相手コネクタ６０から成っており、対応せる回路基板Ｐ１，Ｐ２にそれぞれ取りつけられる。使用に際しては、通常、両コネクタ５０，６０は回路基板に取りつけられた状態で嵌合される。

コネクタ５０は、図において幅寸法に対して高さ寸法の小さい薄型をなし、又、紙面に直角な方向での長さ寸法が上記幅寸法よりも大きい略直方体外形をなしている。ハウジング５１は周壁５２の内部に、相手コネクタ６０の受入れのために受入空間５３を形成し、その中央部には相手コネクタ６０との嵌合のための嵌合凸部５４が設けられている。

コネクタ５０の端子５５は、その中間部で逆Ｕ字状に湾曲された固定部が上記ハウジング５１の周壁５２を挟持するように上方から取りつけられ、受入空間５３側の端部に接触部５６そしてハウジング５１外に延出する端部に回路基板Ｐ１と接続される接続部５７をそれぞれ有している。接触部５６は上方に向く端部に湾曲部として形成され弾性変位可能となっている。接触部５６は受入空間５３の底部側から立ち上がり受入空間５３側に向け凸湾曲していて受入空間５３に突出しており、かかる接触部５６を有する端子５５は該接触部５６から延び逆Ｕ字状の上記固定部でハウジング５１の周壁５２に取り付けられている。

かかるコネクタ５０は、相手コネクタ６０の嵌入を容易とするために、紙面の両端部に上方に突出した導入壁５８を設け、ここに相手コネクタ６０の導入用として、傾斜部５９を形成している。

これに対して、相手コネクタ６０は上記コネクタ５０の受入凹部５３に受入れられる外形をなし、そのハウジング６１の側面に端子６２が取りつけられている。この端子６２は、ハウジング６１の側面に固定されている中間部に接触部６３を有し、上端で外方に延出する端部に、回路基板Ｐ２に接続される接続部６４を有している。
特開２００２−８７５３（図１２）

特許文献１では、コネクタ５０に相手コネクタ６０を嵌合させる際、コネクタ５０の端子５５の接触部５６に相手コネクタ６０の端子６２の接触部６３が当接することにより、上記端子５５の湾曲せる接触部５６が相手端子６２の接触部６３から、嵌合方向（図４における下方向）および嵌合方向にほぼ直角な方向（図４における横方向）の力を受ける。該横方向の力は、ハウジング５１に形成された端子収容溝内に接触部５６が没入するように端子５５を撓ませる。

また、接触部５６が下方向の力を受けると、その力は接触部５６の下部から直接下方に延びる直状部へそのまま伝達されて該直状部に軸力をもたらす。図４に示すように、端子５５において、接触部５６から下方へ延びた直状部の先にはＵ字状に湾曲した湾曲部が形成されており、該湾曲部はハウジング５１の底部との間にわずかな隙間を空けて位置している。上述したように、接触部５６が接触部６３から受ける下方向の力は直状部を経て湾曲部に伝達され、その結果、該湾曲部はハウジング５１の底部に圧接されて該ハウジング５１の底部から上向きの反力を受ける。したがって、端子５５における接触部５６と湾曲部との間に位置する細長い直状部は、接触部６３から受ける下方向の上記軸力およびこれに対抗する反力による圧縮応力を受けて座屈を生じるおそれがある。

本発明は、かかる事情に鑑み、コネクタ嵌合時における端子の座屈を回避する電気コネクタを提供することを目的とする。

相手コネクタを受け入れるための受入凹部がハウジングの周壁の略四角筒状の内壁面で形成され、コネクタ嵌合方向に延びるように上記周壁の一対の対向壁に形成された複数の端子溝にそれぞれ端子が保持されている電気コネクタにおいて、端子は、横Ｓ字状の湾曲部と該湾曲部に連続する弾性接触部とを有し、該湾曲部は、受入凹部の底部側に位置するＵ字状湾曲部分と該受入凹部の開口側に位置する逆Ｕ字状湾曲部分とを接続して形成され、Ｕ字状湾曲部分が上記端子溝内で上記嵌合方向に対し直角な方向でのコネクタ内方側に位置し、逆Ｕ字状湾曲部分がＵ字状湾曲部分に対してコネクタ外方側に位置し、上記弾性接触部は、上記嵌合方向で受入凹部の開口側に位置し、上記湾曲部のＵ字状湾曲部分の上記コネクタ内方側の端部に連続し上記Ｕ字状湾曲部分よりも上記コネクタ内方側の位置で受入凹部の底部側に向けて延びていて、該弾性接触部の中間部分が上記端子溝から突出して受入凹部に位置するように湾曲しているとともに、自由端が該中間部分よりも上記コネクタ外方側に位置しており、上記端子は、上記逆Ｕ字状湾曲部分が上記嵌合方向で上記受入凹部の開口側から上記対向壁を跨ぐようにして上記ハウジングに取り付けられており、
上記弾性接触部は、相手コネクタの端子との接触時に、上記コネクタ外方側に向け弾性変位するようになっていて、上記Ｕ字状湾曲部分のコネクタ内方側の腕部は、相手コネクタの端子との接触時に、上記嵌合方向に対する傾きが増大する方向へ弾性変位するように形成されていることを特徴としている。

このような構成の電気コネクタにおいては、該コネクタと相手コネクタの嵌合に際して、該コネクタの端子の弾性接触部と相手コネクタの端子とが当接すると、当該コネクタの端子の弾性接触部は相手コネクタから嵌合方向および該嵌合方向にほぼ直角な方向の力を受ける。嵌合方向にほぼ直角な方向の力は、弾性接触部が端子溝内に没入するように端子を当接位置にて弾性撓み変形させる。

本発明に係るコネクタでは、弾性接触部は受入凹部の底部に向けて巻かれるように湾曲されて形成されており、上記当接位置よりも下側となる弾性接触部の下側（受入凹部の底部側）部分は湾曲した自由端となっている。したがって、弾性接触部が嵌合方向の力を受けても、その力が弾性接触部の下側に伝達されることはない。

また、上記当接位置よりも上側となる弾性接触部の上側（受入凹部開口側）部分には嵌合方向の力による引張力が作用する。そして、湾曲部のうち、端子溝内で弾性接触部から下方（嵌合方向）に延びる部分と上記弾性接触部における当接位置とは、嵌合方向に直角な方向で比較的大きい間隔をもっているので、弾性接触部が上記当接位置で嵌合方向の力を受けても、その力は上記下方に延びる部分に対して、圧縮力を生じせしめる軸力ではなく曲げモーメントとして作用する。したがって、相手コネクタから受けた力によって端子が圧縮されて座屈することがない。

端子は、逆Ｕ字状湾曲部分の二つの腕部のうちコネクタ外方側の腕部にハウジングへの固定部を有していてもよい。また、上記電気コネクタと嵌合する相手コネクタにあっては、端子が接触部近傍で接触部よりも嵌合方向前方位置にクリック突部を有していることが好ましい。これによって、コネクタ同士が嵌合したことを目視できない場合であっても、クリック感により嵌合完了を確認することができる。

本発明は、以上のように、弾性接触部が受入凹部の底部に向けて巻かれるように湾曲されて形成されており、相手コネクタと嵌合する際に、該相手コネクタとの当接により弾性接触部に加えられた力が端子のいずれの部分にも圧縮力として作用することがないので、相手コネクタとの当接による端子の座屈を回避できる。

以下、添付図面の図１ないし図３にもとづき、本発明の実施の形態を説明する。

図１及び図２は、第一実施形態を示し、図１は一方のコネクタと相手方たる他方のコネクタの嵌合前における断面図であり、図２は上記一方のコネクタについての部分平面図（一部破断）である。

図１に見られるように、一方のコネクタ１０及び他方のコネクタ３０は電気絶縁材を成形して得られた薄型のそれぞれのハウジング１１，３１に複数の端子１２，３２をそれぞれ保持して構成されている。

一方のコネクタ１０のハウジング１１は、図１に見られるように高さに対して幅が大きく、図１の紙面に直角方向（図２では上下方向）に長く延びる略直方体外形を有している。該ハウジング１１は周壁１３内の中央位置に嵌合凸部１４を有しており、周壁１３と嵌合凸部１４とは底部１５で連結されている。上記周壁１３と嵌合凸部１４との間の空間は、相手コネクタたるコネクタ３０の受入れのための受入凹部１６を形成している。

上記周壁１３の対向壁（図１にて左右の周壁部分）には、図１にて紙面に平行な面で延びるスリット状の端子溝１７が所定間隔をもって紙面に直角な方向に複数形成されている。各端子溝１７は上方に開口され嵌合凸部１４に対向する側で深くそしてその外側では浅く形成されている。

上記周壁１３の上面は、図２に示す上下方向両端域の外域１３Ａとその内側の内域１３Ｂとを有している。上記上下方向の中間域（端子配列域）では外域は存在しておらず内域１３Ｂのみとなっている。受入凹部１６の開口縁に小さな面取り部を介して隣接する内域１３Ｂの面は外域１３Ａに対し受入凹部１６の底部側に一段没して位置し上記外域１３Ａとほぼ平行な面として没入上面部をなしている。外域１３Ａと内域１３Ｂとは、傾斜部１３Ｃを経て移行している。

嵌合凸部１４は、図１からも明らかなように、その上面１４Ａは上記外域１３Ａの面そして内域１３Ｂの面とほぼ平行な面をなし内域１３Ｂの面に対し若干没した位置にある。又、上記嵌合凸部１４には側面の下部に段状凹部１８が設けられていて、その段部にて相手コネクタとの係止を図るロック係止部１８Ａを形成している。

上記コネクタ１０の端子１２は、例えば、図１にて紙面に平行な面をもつ金属板を抜き加工して作られており、一端に弾性接触部１２Ａ、他端部に接続部１２Ｂそして中間部にＳ字状の湾曲部１２Ｃを有している。弾性接触部１２Ａは上記湾曲部に対して受入凹部１６側に位置し、該受入凹部１６の底部の方へ向けて巻込むようにして湾曲され、端子溝１７から受入凹部１６内へ突入して形成されている。したがって、この弾性接触部１２Ａは、相手コネクタたる他方のコネクタ３０が受入凹部１６へ進入する際に、コネクタ３０と当接するとその当接力によって主としてこの進入方向と直角な横方向に弾性撓みを生ずる。

接続部１２ＢはＬ字状に屈曲されていてハウジング１１外に突出して該ハウジング１１の底面と同一レベルに位置するようになっている。

Ｓ字状をなす湾曲部１２Ｃは、外側の湾曲部分が上方にそして内側の湾曲部分が下方に位置しており、外側の湾曲部分がハウジングの周壁１３に対して上方から圧力嵌めされて端子の固定部として機能し、内側の湾曲部分は端子溝１７内にあって端子に可撓性を与え上記弾性接触部１２Ａの横方向での弾性変位を可能としている。

次に、相手コネクタたる他方のコネクタ３０は、ハウジング３１が上記コネクタ１０の受入凹部１６に収められて嵌合凸部１４と嵌合するような、外形そして嵌合凹部３３が形成されている。

ハウジング３１の外側面には、図１の紙面に直角な方向で、上記コネクタ１０の複数の端子溝１７に対応するそれぞれの位置に、紙面に平行なスリット状の端子溝３４が側方に向け開口して形成されている。それぞれの端子溝３４には端子３２が収められているが、この端子３２も上記コネクタ１０の端子１２と同様に金属板を抜き加工して作られていて、該端子３２は接触部３２Ａ、接続部３２Ｂそして湾曲部３２Ｃを有している。この端子３２の場合は、湾曲部３２Ｃが全体として可撓性をもたらし、接触部３２Ａの近傍（嵌合方向前方位置）においては端子溝３４から突出するクリック突部３２Ａ−１を有している。

図１にて、ハウジング３１の下面３１Ａは上記嵌合凹部３３の周囲で平らな面を形成し、上記嵌合凹部３３は上記コネクタ１０の嵌合凸部１４に嵌合する形状・寸法となっている。該嵌合凹部３３の内壁面には、コネクタ３０と上記コネクタ１０との所定深さまでの嵌合時にその嵌合を保持するために、該コネクタ１０のロック係止部１８Ａと係止し合うロック爪部３３Ａが設けられている。

かかる本実施形態のコネクタ１０，３０は、次の要領で使用される。

１）先ず、二つのコネクタ１０，３０をそれぞれ対応する回路基板（図示せず）に取りつけ、そして端子１２，３２を対応回路部に接続する。この接続は、端子１２，３２の接続部１２Ｂ，３２Ｂをそれぞれ回路部へ半田付されることによりなされる。回路基板は通常コネクタ１０，３０よりも大きく張り出す。

２）回路基板に取りつけられたコネクタ１０，３０を互いに対向させて嵌合可能と思われる位置にもたらす。図１に見られるように、一点鎖線に沿って両コネクタ１０，３０を近接せしめれば、そのまま嵌合してしまう場合もあるが、回路基板によって視界が遮られて嵌合状態を目視確認できないので、多くの場合、図１において、左右前後にずれてしまいそのまま近接させると、コネクタ３０のハウジング３１の下面３１Ａがコネクタ１０の周壁１３の上面（外域１３Ａや内域）に当接する。

３）次に、コネクタ３０のハウジング３１の下面３１Ａがコネクタ１０の周壁１３の上面でスライドさせながらコネクタ３０を左右前後に移動操作させると、コネクタ３０のハウジング３１の幅はコネクタ１０の内域１３Ｂ（正確には傾斜部１３Ｃを含めた内域１３Ｂ）の範囲よりも小さいので、上記ハウジング３１は容易に上記内域１３Ｂの範囲に入り込む。そして一旦入り込むと、上記内域１３Ｂの範囲は没入上面部となっているので、意図しない限り、上記操作を行っても、上記コネクタ３０の下面３１Ａはこの範囲から逸脱しないで内域１３Ｂの面、すなわち没入上面部に接面している。

４）上記コネクタ３０の下面３１Ａがコネクタ１０の内域１３Ｂの没入上面部をスライドさせながら上記操作を行えば、上記コネクタ３０はコネクタ１０の受入凹部１６へ向け導入され嵌合位置にもたらされる。この時点で、コネクタ３０の動きが停止するので、その感触で嵌合位置に一致したことを判断できる。上記操作時には下方（嵌合方向）にも同時に力を受けているので、しかる後、コネクタ３０は嵌合状態に入る。この状態で、さらに力を加えて、該コネクタ３０を深く受入凹部１６へ押し込む。

５）コネクタ３０がコネクタ１０の受入凹部１６へ嵌入し始めると、コネクタ３０の嵌合凹部３３へコネクタ１０の嵌合凸部１４が嵌入状態となり、両者は正規の嵌合位置へ正確に位置づけられる。さらに嵌合が進むと、コネクタ３０の端子３２の接触部３２Ａとコネクタ１０の端子１２の弾性接触部１２Ａは互いに接触して弾圧を受け、共に嵌合方向と直角な横方向に弾性変位する。特に、弾性接触部１２Ａは下方に向いて巻き込むように湾曲形成されているので、弾圧力は確実に横方向に向き、端子、すなわち弾性接触部１２Ａに隣接する湾曲部１２Ｃの部分に座屈をもたらすことがない。

６）嵌合が所定位置まで行われると、コネクタ３０のロック爪部３３Ａがコネクタ１０の嵌合凸部１４のロック係止部１８Ａに係止し、嵌合が保持され、嵌合後のコネクタ同士の抜けが防止される。その直後に、コネクタ３０の端子３２のクリック突部３２Ａ−１がコネクタ１０の端子１２の弾性接触部１２Ａの最も突出した部分を越え、この時点でクリック感を得、嵌合が所定位置まで達したことを確認できる。

次に、図３にもとづき本発明の他の実施形態を説明する。前実施形態では、相手コネクタ３０を嵌合位置に近い範囲に誘い込むために、コネクタのハウジングの周壁上面に没入上面部を形成していたが、本実施形態では、周壁ではなく中央に位置する嵌合凸部の上面を周壁より突出せしめ、この上面の周囲部に周壁上面とほぼ同一レベルの平坦部を形成することとしている。

図３において、コネクタ１０の嵌合突部１４は、その上面が、周壁１３の上面１３Ａ−１よりも高さ方向に突出している突出上面１４Ａと、該突出上面１４Ａの周囲部にあって上記上面１３Ａ−１とほぼ同一高さレベルの平坦部１４Ｂとを有し、上記突出上面１４Ａと平坦部１４Ｂは傾斜部１４Ｃによってつながっている。

かかる本実施形態にあっては、コネクタ３０が嵌合に際し、図３における一点鎖線の位置関係に対して左右前後方向にずれているときには、最初にコネクタ３０のハウジングの下面３１Ａがコネクタ１０の上記突出上面１４Ａに当接する。この状態で、前実施形態の場合と同様の要領で該コネクタ３０を左右前後にスライド移動操作すると、コネクタ３０の下面３１Ａは傾斜部１４Ｃを経てコネクタ１０の平坦部１４Ｂに落ち込み、嵌合位置近傍範囲に収まり、この範囲から出なくなる。上記スライド移動操作を続行すると、コネクタは互いに嵌合位置にもたらされ、操作時には下方（嵌合方向）にも同じ力を受けているので、自ずと嵌合状態となるので、さらに力を加えて嵌合を達成する。

本発明は、図示された実施形態に限定されず種々変更可能である。例えば、没入上面部や平坦部は周方向の一部に設ければ十分であるがその範囲も任意であり、又、全周に設けてもよい。又、この没入上面部や平坦部は若干の傾斜を伴っていてもよい。第一実施形態においては、コネクタ１０の嵌合凸部１４及びコネクタ３０の嵌合凹部３３はなくとも良い。

傾斜部はテーパ面の例を示したが、湾曲していてもよい。

本発明の一実施形態を示し、一方のコネクタと相手方たる他方のコネクタの嵌合前における断面図である。 図１の一方のコネクタの部分平面図である。 他の実施形態を示し、一方のコネクタと相手方たる他方のコネクタの嵌合前における断面図である。 従来のコネクタの嵌合前における断面図である。

符号の説明

１０ コネクタ １４Ａ （突出）上面
１２ 端子 １４Ｂ 平坦部
１２Ａ 弾性接触部 １４Ｃ 傾斜部
１３ 周壁 １６ 受入凹部
１３Ｂ 内域 １８Ａ ロック係止部
１３Ｃ 傾斜部 ３０ 相手コネクタ
１４ 嵌合凸部 ３２Ａ−１ クリック突部

Claims (3)

1. 相手コネクタを受け入れるための受入凹部がハウジングの周壁の略四角筒状の内壁面で形成され、コネクタ嵌合方向に延びるように上記周壁の一対の対向壁に形成された複数の端子溝にそれぞれ端子が保持されている電気コネクタにおいて、端子は、横Ｓ字状の湾曲部と該湾曲部に連続する弾性接触部とを有し、該湾曲部は、受入凹部の底部側に位置するＵ字状湾曲部分と該受入凹部の開口側に位置する逆Ｕ字状湾曲部分とを接続して形成され、Ｕ字状湾曲部分が上記端子溝内で上記嵌合方向に対し直角な方向でのコネクタ内方側に位置し、逆Ｕ字状湾曲部分がＵ字状湾曲部分に対してコネクタ外方側に位置し、上記弾性接触部は、上記嵌合方向で受入凹部の開口側に位置し、上記湾曲部のＵ字状湾曲部分の上記コネクタ内方側の端部に連続し上記Ｕ字状湾曲部分よりも上記コネクタ内方側の位置で受入凹部の底部側に向けて延びていて、該弾性接触部の中間部分が上記端子溝から突出して受入凹部に位置するように湾曲しているとともに、自由端が該中間部分よりも上記コネクタ外方側に位置しており、上記端子は、上記逆Ｕ字状湾曲部分が上記嵌合方向で上記受入凹部の開口側から上記対向壁を跨ぐようにして上記ハウジングに取り付けられており、上記弾性接触部は、相手コネクタの端子との接触時に、上記コネクタ外方側に向け弾性変位するようになっていて、上記Ｕ字状湾曲部分のコネクタ内方側の腕部は、相手コネクタの端子との接触時に、上記嵌合方向に対する傾きが増大する方向へ弾性変位するように形成されていることを特徴とする電気コネクタ。
2. 端子は、逆Ｕ字状湾曲部分の二つの腕部のうちコネクタ外方側の腕部にハウジングへの固定部を有していることとする請求項１に記載の電気コネクタ。
3. 請求項１または請求項２の電気コネクタに嵌合されるコネクタであって、端子は接触部近傍で接触部よりも嵌合方向前方位置にクリック突部を有していることを特徴とする電気コネクタ。

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