JP5073637B2 - 電気コネクタ - Google Patents

Description

本発明は、フローティング機構を有する電気コネクタに関する。

従来より、回路基板に固定された電気コネクタのハウジングと、相手コネクタのハウジングや電子機器の筐体などといった被嵌合部材との嵌合にあたっては、電気コネクタのハウジングと被嵌合部材との間に少しでも位置ずれや誤差があると嵌合しにくくなるという問題があった。

このような問題に対処するため、位置ずれを吸収するフローティング機構を有する電気コネクタが開発され、実用化されている。フローティング機構を有する電気コネクタを用いることにより、電気コネクタのハウジングと被嵌合部材との間に多少の位置ずれや誤差（但し、フローティング機構における許容可動範囲内の位置ずれや誤差）があっても、その位置ずれや誤差がフローティング機構によって吸収され、電気コネクタのハウジングと被嵌合部材とを容易に嵌合することができる。

フローティング機構を有する電気コネクタとして、例えば、２体のハウジングの各々に固定された２つの固定部と、それら２つの固定部間に形成された弾性部とを有するコンタクトを備えたバッテリコネクタが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

また、フローティング機構を有する電気コネクタとして、単一の樹脂製部材からなるハウジングに多数のコンタクトが配列されて装着され、ハウジングの両端側に基板の表面へ固定するコネクタ取付具が装着されてなるコネクタにおいて、コネクタ取付具が、コンタクトの配列方向に横振れ可能なるように屈曲された屈曲部を備えたコネクタが提案されている（例えば、特許文献２参照。）。

また、半田脚部およびコンタクト間に固定部を設けた雌端子を備えたコネクタが提案されている（例えば、特許文献３参照。）。
欧州特許出願公開第１２７４１５２号明細書 特開平６−２３１８４０号公報 特開平３−１１９９８１号公報

特許文献１に提案されたバッテリコネクタによれば、２つの固定部間に形成された弾性部が撓むことにより、上下方向にフローティング可能である。しかしながら、左右方向や前後方向にはフローティングすることができない。また、このバッテリコネクタは、２体のハウジングを用いてフローティング機構を実現しているため、小型化が困難である。また、２つの固定部間に形成された弾性部は、構造上“ばね長”を十分に確保することが困難であり、このバッテリコネクタをフローティングさせるために大きな力を要する。

また、特許文献２に提案されたコネクタは、単一の部材からなるハウジングを用いてフローティング機構を実現しているため、２体のハウジングを用いてフローティング機構を実現するものよりも小型化が可能である。また、このコネクタは、コンタクトの配列方向に沿ってはフローティングが容易である。しかしながら、このコネクタは、配列方向に直交する方向にはフローティングが困難である。

また、特許文献３に提案されたコネクタは、実質的にフローティング機能を有さない。

本発明は、上記事情に鑑み、単一の部材からなるハウジングに固定されたコンタクトを左右方向および前後方向にフローティング可能であり、かつフローティングさせるために必要な力を軽減した電気コネクタを提供することを目的とするものである。

上記目的を達成する本発明の電気コネクタは、
単一の部材からなるハウジングと、
上記ハウジングに固定されたコンタクトとを備え、
上記コンタクトが、
回路基板に接続される半田接続部と、
上記半田接続部から上方へ延び上記ハウジング側に折り返して下方へ延びる弾性部と、
一端が、上記弾性部の、下方へ延びた先端に接続されると共に、水平方向に延びて上記ハウジングの底面近傍に固定された固定部と、
上記固定部の上記一端に対向する他端から上方へ延びる接点部とを有することを特徴とする。

本発明の電気コネクタは、コンタクトの弾性部が「上記半田接続部から上方へ延び上記ハウジング側に折り返して下方へ延びる」ように構成されているため、その弾性部の長さ、即ち“ばね長”を十分に確保することができる。従って、本発明の電気コネクタによれば、単一の部材からなるハウジングに固定されたコンタクトを“ばね長”が十分に確保された弾性部の撓みや捩れによって左右方向および前後方向にフローティング可能であり、かつ電気コネクタをフローティングさせるために必要な力（以下、この力をフローティング力と称する）を軽減することができる。

また、本発明の電気コネクタによれば、コンタクトの接点部が「ハウジングの底面近傍に固定された固定部の他端から上方へ延びる」ように構成されているため、接点部における“ばね長”を十分に確保することができ、変位量が大きな接点部とすることが可能である。

ここで、本発明の電気コネクタは、上記弾性部が、水平方向に湾曲する湾曲部を有することが好ましい。

このような好ましい形態によれば、弾性部の“ばね長”がより一層長くなり、フローティング力を更に軽減することができる。

また、本発明の電気コネクタは、一端が回路基板に固定されて上記ハウジングの変位を規制する半田ペグを備えたことも好ましい形態である。

このような半田ペグを備えた電気コネクタによれば、ハウジングの変位を所望の範囲内での変位に規制することができる。また、このような半田ペグを備えることにより、電気コネクタの強度向上が図られる。

本発明によれば、単一の部材からなるハウジングに固定されたコンタクトを左右方向および前後方向にフローティング可能であり、かつフローティングさせるために必要な力を軽減した電気コネクタが提供される。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明の電気コネクタの一実施形態であるバッテリコネクタ１を前面斜め上から見た外観斜視図であり、図２は、図１に示すバッテリコネクタ１を背面斜め上から見た外観斜視図である。また、図３は、図１，図２に示すバッテリコネクタ１の正面図、図４は、図１，図２に示すバッテリコネクタ１の背面図、図５は、図１，図２に示すバッテリコネクタ１の平面図、図６は、図１，図２に示すバッテリコネクタ１のは底面図、図７は、図１，図２に示すバッテリコネクタ１の右側面図である。また、図８は、図３に示す８−８断面図である。また、図９は、図１〜図８に示すバッテリコネクタ１を背面斜め上から見たときの分解斜視図である。

図１〜図９に示すバッテリコネクタ１は、バッテリパック（図示せず）をデジタルカメラや携帯電話等の電子機器（図示せず）に着脱自在に接続するための電気コネクタである。このバッテリコネクタ１は、図１〜図９に示すように、単一の樹脂製部材からなるハウジング１０と、ハウジング１０に固定された３つのコンタクト２０と、ハウジング１０の変位を規制する２つの半田ペグ３０とを備えている。コンタクト２０および半田ペグ３０は、金属板から型に沿った帯状の金属片を打ち抜き、その金属片を曲げ加工することにより形成されている。また、３つのコンタクト２０それぞれは、半田接続部２１と、弾性部２２と、固定部２３と、接点部２４とを有する。そして、このバッテリコネクタ１の電子機器（図示せず）への組み込みは、ハウジング１０を電子機器に収容される回路基板４０（図１０参照）に固定した後に、ハウジング１０を電子機器の筐体（図示せず）と嵌合することによって電子機器（図示せず）に固定する。尚、本実施形態では、バッテリコネクタ１のハウジング１０の外形寸法は、高さが９．０ｍｍ、左右方向の幅が１３．８ｍｍ、前後方向の厚みが５．７ｍｍ（最薄部３．２ｍｍ）とされている。

コンタクト２０の半田接続部２１は、回路基板４０（図１０参照）に接続される部分である。尚、半田接続部２１と回路基板４０との半田接続方法は、回路基板に形成された穴に半田接続部２１を挿入して半田接続する方法であってもよく、あるいは回路基板の表面上に半田接続部２１を配置して半田接続する方法であってもよい。

コンタクト２０の弾性部２２は、半田接続部２１から上方へ延びハウジング１０側に折り返して下方へ延びる部分である。また、この弾性部２２は、半田接続部２１から上方へ延びる箇所において水平方向に湾曲する第１湾曲部２２１１と、ハウジング１０側に折り返してから下方へ延びる箇所において水平方向に湾曲する第２湾曲部２２１２とを有する。尚、本実施形態では、第１および第２の湾曲部２２１１，２２１２は、互いに逆向きに外方へ突出している。

コンタクト２０の固定部２３は、後方の一端２３１が、弾性部２２の、下方へ延びた先端２２２（図８参照）に接続されると共に、水平方向に延びてハウジング１０の底面近傍に固定された部分である。即ち、この固定部２３は、ハウジング１０に対して固定された部分である。

コンタクト２０の接点部２４は、固定部２３の後方の一端２３１に対向する前方の他端２３２から湾曲しながら上方へ延びる部分である。

半田ペグ３０は、一端３１が半田によって回路基板４０（図１０参照）に固定され、一端３１から上方へ延び、後方に略逆Ｕ字型に折り返して下方へ延び、再度後方にＵ字型に折り返して上方へ延び、上方からさらに下方に延びた先端３２がハウジング１０の側面のブロック部１４に圧入固定されている。また、この半田ペグ３０は、一端３１から上方へ延びる箇所において、ハウジング１０の正面側に折り返してなる爪部３３を有する。

ハウジング１０は、半田ペグ３０の爪部３３が配置される部分に、ハウジング１０が固定された回路基板４０（図１０参照）に対するハウジング１０の上方向の変位を規制するとともにハウジング１０の転倒を防止するストッパ１１を有する。尚、本実施形態では、ストッパ１１と爪部３３との間の隙間ｄ_１（図３参照）は０．１ｍｍとされている。

また、ハウジング１０は、半田ペグ３０の略逆Ｕ字型部分が位置する部分に、ハウジング１０が固定された回路基板４０（図１０参照）に対するハウジング１０の前後方向の変位を規制する突起１２を有する。尚、本実施形態では、突起１２と半田ペグ３０との間の隙間ｄ_２（図７参照）は０．３５ｍｍとされている。

また、ハウジング１０の突起１２が形成された面１３と半田ペグ３０との間には、隙間ｄ_３（図３参照）が設けられている。尚、本実施形態では、この隙間ｄ_３が０．４５ｍｍとされている。

以上説明したようにして構成される本実施形態のバッテリコネクタ１は、コンタクト２０の弾性部２２が「半田接続部２１から上方へ延びハウジング１０側に折り返して下方へ延びる」ように構成されるとともに「半田接続部２１から上方へ延びる箇所において水平方向に湾曲する第１湾曲部２２１１と、ハウジング１０側に折り返してから下方へ延びる箇所において水平方向に湾曲する第２湾曲部２２１２とを有する」ため、その弾性部２２の長さ、即ち“ばね長”を十分に確保することができる。従って、本実施形態のバッテリコネクタ１によれば、フローティング力を軽減することができる。

また、本実施形態のバッテリコネクタ１によれば、コンタクト２０の接点部２４が「ハウジング１０の底面近傍に固定された固定部２３の他端２３２から湾曲しながら上方へ延びる」ように構成されているため、接点部２４における“ばね長”を十分に確保することができ、変位量が大きな接点部とすることが可能である。

次に、図１０〜図１８を参照して、図１〜図９に示すバッテリコネクタ１のフローティングについて説明する。

図１０は、回路基板４０に固定したバッテリコネクタ１の正面図であり、図１１は、図１０に示すバッテリコネクタ１の背面図である。また、図１２は、図１０に示すバッテリコネクタ１の右側面側から負荷をかけた状態の正面図であり、図１３は、図１１に示すバッテリコネクタ１の右側面側から負荷をかけた状態の背面図である。また、図１４は、図１０に示すバッテリコネクタ１の左側面側から負荷をかけた状態の正面図であり、図１５は、図１１に示すバッテリコネクタ１の左側面側から負荷をかけた状態の背面図である。

図１２，図１３に示す状態は、図１０，図１１に示す無負荷状態のバッテリコネクタ１の右側面側から負荷（本実施形態では４．１Ｎ）をかけた状態である。このとき、図１２に示すように、バッテリコネクタ１のハウジング１０は、ハウジング１０の左側の面１３に左側の半田ペグ３０が突き当たることにより、左方向への変位が規制されている。尚、上述したように、本実施形態では、無負荷状態における面１３と半田ペグ３０との間の隙間ｄ_３は０．４５ｍｍとされていることから、左方向への許容可動範囲は０．４５ｍｍである。また、図１３に示すように、コンタクト２０の接点部２４は変位することなく、コンタクト２０の弾性部２２、特に、弾性部２２の、ハウジング１０側に折り返してから下方へ延びる箇所が、大きく変位している。

図１４，図１５に示す状態は、図１０，図１１に示す無負荷状態のバッテリコネクタ１の左側面側から負荷（本実施形態では４．１Ｎ）をかけた状態である。このとき、図１４に示すように、バッテリコネクタ１のハウジング１０は、ハウジング１０の右側の面１３に右側の半田ペグ３０が突き当たることにより、右方向への変位が規制されている。尚、上述したように、本実施形態では、無負荷状態における面１３と半田ペグ３０との間の隙間ｄ_３は０．４５ｍｍとされていることから、右方向への許容可動範囲は０．４５ｍｍである。また、図１５に示すように、コンタクト２０の接点部２４は変位することなく、コンタクト２０の弾性部２２、特に、弾性部２２の、ハウジング１０側に折り返してから下方へ延びる箇所が、大きく変位している。

図１６は、回路基板４０に固定したバッテリコネクタ１の右側面図である。また、図１７は、図１６に示すバッテリコネクタ１の正面側から負荷をかけた状態の右側面図である。また、図１８は、図１６に示すバッテリコネクタ１の背面側から負荷をかけた状態の右側面図である。

図１７に示す状態は、図１６に示す無負荷状態のバッテリコネクタ１の正面側から負荷（本実施形態では３．１Ｎ）をかけた状態である。このとき、図１７に示すように、バッテリコネクタ１のハウジング１０は、ハウジング１０の突起１２の後側面に半田ペグ３０が当接することにより、後ろ方向への変位が規制されている。尚、上述したように、本実施形態では、無負荷状態における突起１２と半田ペグ３０との間の隙間ｄ_２は０．３５ｍｍとされていることから、後ろ方向への許容可動範囲は０．３５ｍｍである。

図１８に示す状態は、図１６に示す無負荷状態のバッテリコネクタ１の背面側から負荷（本実施形態では３．１Ｎ）をかけた状態である。このとき、図１８に示すように、バッテリコネクタ１のハウジング１０は、ハウジング１０の突起１２の前側面に半田ペグ３０が当接することにより、前方向への変位が規制されている。尚、上述したように、本実施形態では、無負荷状態における突起１２と半田ペグ３０との間の隙間ｄ_２は０．３５ｍｍとされていることから、前方向への許容可動範囲は０．３５ｍｍである。

以上説明したように、本実施形態のバッテリコネクタ１によれば、単一の部材からなるハウジング１０に固定されたコンタクト２０を“ばね長”が十分に確保された弾性部２２の撓みや捩れによって左右方向および前後方向にフローティング可能である。また、本実施形態のバッテリコネクタ１によれば、図１０〜図１８を参照して説明した、図１〜図９に示すバッテリコネクタ１のフローティング動作を組み合わせることにより、回転させるフローティングも可能（本実施形態では、許容可動範囲は±１°）である。

従って、本実施形態のバッテリコネクタ１を用いることにより、回路基板４０に固定したバッテリコネクタ１のハウジング１０と被嵌合部材である電子機器の筐体（図示せず）との間に多少の位置ずれや誤差があっても、その位置ずれや誤差がバッテリコネクタ１のフローティングによって吸収され、バッテリコネクタ１のハウジング１０と電子機器の筐体（図示せず）とを容易に嵌合することができる。

尚、上述した実施形態では、本発明の電気コネクタが、バッテリパックをデジタルカメラや携帯電話等の電子機器に着脱自在に接続するためのバッテリコネクタである例について説明したが、本発明の電気コネクタは、これに限られるものではなく、ハウジングに固定されたコンタクトを備えた電気コネクタであれば、電気コネクタの種類は問わない。

また、上述した実施形態で示したバッテリコネクタ１の外形寸法の数値や、フローティング許容可動範囲の数値は一例であり、本発明の電気コネクタは、これに限られるものではない。

本発明の電気コネクタの一実施形態であるバッテリコネクタを前面斜め上から見た外観斜視図である。 図１に示すバッテリコネクタを背面斜め上から見た外観斜視図である。 図１，図２に示すバッテリコネクタの正面図である。 図１，図２に示すバッテリコネクタの背面図である。 図１，図２に示すバッテリコネクタの平面図である。 図１，図２に示すバッテリコネクタのは底面図である。 図１，図２に示すバッテリコネクタの右側面図である。 図３に示す８−８断面図である。 図１〜図８に示すバッテリコネクタを背面斜め上から見たときの分解斜視図である。 回路基板に固定したバッテリコネクタの正面図である。 図１０に示すバッテリコネクタの背面図である。 図１０に示すバッテリコネクタの右側面側から負荷をかけた状態の正面図である。 図１１に示すバッテリコネクタの右側面側から負荷をかけた状態の背面図である。 図１０に示すバッテリコネクタの左側面側から負荷をかけた状態の正面図である。 図１１に示すバッテリコネクタの左側面側から負荷をかけた状態の背面図である。 回路基板に固定したバッテリコネクタの右側面図である。 図１６に示すバッテリコネクタの正面側から負荷をかけた状態の右側面図である。 図１６に示すバッテリコネクタの背面側から負荷をかけた状態の右側面図である。

符号の説明

１ バッテリコネクタ
１０ ハウジング
１１ ストッパ
１２ 突起
１３ 面
１４ ブロック部
２０ コンタクト
２１ 半田接続部
２２ 弾性部
２２１１ 第１湾曲部
２２１２ 第２湾曲部
２２２ 先端
２３ 固定部
２３１ 一端
２３２ 他端
２４ 接点部
３０ 半田ペグ
３１ 一端
３２ 先端
３３ 爪部
４０ 回路基板

Claims (3)

1. 単一の部材からなるハウジングと、
   前記ハウジングに固定されたコンタクトとを備え、
   前記コンタクトが、
   回路基板に接続される半田接続部と、
   前記半田接続部から上方へ延び前記ハウジング側に折り返して下方へ延びる弾性部と、
   一端が、前記弾性部の、下方へ延びた先端に接続されると共に、水平方向に延びて前記ハウジングの底面近傍に固定された固定部と、
   前記固定部の前記一端に対向する他端から上方へ延びる接点部とを有することを特徴とする電気コネクタ。
2. 前記弾性部が、水平方向に湾曲する湾曲部を有することを特徴とする請求項１記載の電気コネクタ。
3. 一端が回路基板に固定されて前記ハウジングの変位を規制する半田ペグを備えたことを特徴とする請求項１または２記載の電気コネクタ。

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