JP5082924B2 - 可動型コネクタ - Google Patents

Description

本出願は可動型コネクタに関し、特に、基板と基板の電気接続が複数個のコネクタで行われる場合に使用される可動型コネクタに関する。

従来、回路部品を実装するプリント回路基板の各電子部品に電気を供給するための電源回路は、回路基板の端部近傍に集約して設けられることが多い。このような電源回路は、基板の外部から供給される比較的高い電圧を、各電子部品（各素子）が必要とする低電圧に降圧して各電子部品に供給していた。ところが近年、回路基板に実装される電子部品が必要とする電圧が下がると共に、電子部品が必要とする電流値が増大する傾向にある。この状況では、基板の１箇所に電源回路を集約して各電子部品に集中給電する方式では、電源回路から電子部品に電流が供給される回路が長くなり、途中で電圧が降下してしまうという問題があった。

この対策として、回路基板上で電源を必要とする部品の近くにそれぞれ小型、高速応答型の電源を配置する分散給電方式が主流になりつつある。このような分散給電方式では、基板上の小型の電源回路までの電流経路は長くなるが、流れる電流の電圧値が高いので電圧降下の影響が小さい。また、小型の電源回路で降圧してから電子部品までの低電圧の電流経路を短くできることから、各電源回路から電子部品に電流が供給されるまでの回路における電圧降下の影響を低減できた。

更に近年、製品の小型化に伴って回路基板のサイズが小型化される一方で、回路基板上の電子部品の数は増大する傾向にあり、回路基板の小型／高密度実装化が進行している。これに伴い、電子部品はマザーボードと呼ばれる親基板上に実装し、電源回路はドーターボードと呼ばれる子基板上に実装して、両方の基板を電気コネクタで接続する方法が一般に採用されるようになってきている。

このような親基板と子基板を使用する場合でも、電源回路を子基板上の１箇所に集約して設け、多数のピンを備えたコネクタで電源を子基板から親基板上の電子部品に供給することはできるが、これでは前述のような電圧降下の問題点が発生する。そこで、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、子基板１の上に電源回路２を親基盤４の上の電子部品５の配置に対応させて分散して配置し、多数のコネクタ３を使用して各電源回路２から親基板４に電源を供給する分散電源方式が採用されている。

このような、子基板１の上に電源回路２を分散して配置し、複数のコネクタ３を使用して各電源回路２から親基板４の上にある電子部品５に電源を供給する分散電源方式では、電子部品５の近くに電源回路２を配置する原則は守れる。ところが、この形態では複数のコネクタ３を使用しているために、複数のコネクタ３の取付交差により、複数のコネクタ３の全てが正確に嵌合せず、無理に嵌合させるとコネクタ３に不良が発生するという問題点があった。

これを図２を用いて説明する。親基板４と子基板１のそれぞれに複数個設けたコネクタ３が正しく嵌合するためには、親基板４と子基板１とを重ね合わせた際にそれぞれのコネクタ３の座標が一致している必要がある。図２（ａ）、（ｂ）は親基板４と子基板１の基板に対する各コネクタ３の座標を示しているが、それぞれの座標には公差がある。それぞれの基板の図の右下を基準点とした場合、親基板４にあるコネクタ３の座標は、（Ｘｍ１±α、Ｙｍ１±α）で表される。公差±αは基板上にパターンを形成する際の公差±Ａと、パターンにコネクタ３を搭載する際の公差±Ｂの組み合わせ、すなわち、公差±α＝（±Ａ±Ｂ）となる。また、基板４の形状にも当然公差±βが存在する。

そして、公差は何れも０．１ｍｍオーダーであるが、複数のコネクタ３の間には、最悪の場合、各交差の最大値の和が公差となって現れる。従って、このような場合には親基板４と子基板１とに設けられた複数のコネクタ３が、親基板４と子基板１の位置を調整するだけではうまく嵌合しなくなる。

このような問題点に対して、嵌合させる一方のコネクタを他方のコネクタに対して移動できるようにした可動型コネクタが特許文献１〜３に開示されている。特許文献１に開示の可動型コネクタは、固定ハウジングと可動ハウジングとからなり、固定ハウジングのバネの可動範囲内で可動ハウジングが移動可能になっている。回路基板上の回路パターンとコネクタとの電気的な接続は、可動ハウジングの底面に設けられた接続端子（コンタクト）のバネ性を利用してコネクタを回路パターンに押し付けることによって達成している。

また、特許文献２に開示の電気コネクタは、回路基板上の固定部材とハウジングに横方向のみに移動可能なようにスライド機構が設けられたものである。更に、特許文献３に開示の電気コネクタは、コネクタソケットとコネクタプラグのうち、コネクタプラグが固定部と可動部で構成されたものである。コネクタプラグの固定部は４方向に突起が設けられており、それを可動部の孔に差し込むことにより固定部と可動部が組み立てられるようになっている。固定部の外形と可動部の内形との間の隙間が可動部の移動範囲であり、可動部の端子は移動しても固定部との電気接続を保てるように幅広く作られている。更に、固定部の端子は組立前の状態では下方に突出しており、組立後に可動部が固定部に対して上下動しても電気接続が保てるようになっている。

特開２００２−３２９５５６号公報（図２、図６） 特開２００５−１６６３０２号公報（図３〜図５） 特開２００５−００５０９６号公報（図８〜図１６）

しかしながら、特許文献１に開示の可動型コネクタは多数のコンタクトを備えるものであり、コンタクトがバネ性を持つために細くて長く、電気抵抗が大きいので、大きな電流を流すのには向いていないという課題がある。また、特許文献２に開示の電気コネクタも多数のコンタクトを備えるものであり、嵌合時の上下の基板の各種公差を吸収することが目的ではないため、上下の基板を複数のコネクタで接続する用途には向いていないという課題がある。更に、特許文献３に記載の電気コネクタは、プリント基板間を接続するものであるが、特許文献１に開示のコネクタと同様に、端子が細くて長く、電気抵抗が大きいので、大きな電流を流すのには向いていないという課題がある。

本出願の目的は、２つの基板を電気的に中継するコネクタであって、中継する基板上にコネクタが複数個設けられていた場合でも、それぞれのコネクタ間の取付公差を吸収することができると共に、構造が簡単で、且つ大きな電流を流すことができる可動型コネクタを提供することである。

この可動型コネクタは、２枚の回路基板を電気的に接続する雄雌のコネクタからなる可動型コネクタであって、雌コネクタが、上部に開口を備え、下部に設けられたリード端子によって一方の基板に固定される筒状のハウジング、ハウジングの内寸よりも小さな外寸を備えてハウジング内に収容され、開口内に露出する先端部に受入穴を備えてハウジング内を移動可能な可動側電極、及びハウジングと可動側電極の間に介装され、ハウジングが一方の基板に取り付けられた状態で可動側電極を付勢して、可動側電極を一方の基板上に設けられた回路パターンに電気的に接触させる弾性体とから構成され、雄コネクタが、基部が他方の基板に固定され、先端部に可動側電極の受入穴に嵌合する突起を備えた固定側電極から構成され、ハウジングが円筒状であり、可動側電極、及び固定側電極はその断面が円形であり、受入穴が円錐台状の凹部であり、固定側電極はバネ性を備えた複数の導電性金属突起から構成されており、各突起は、受入穴に挿入されるにつれて接近して、嵌合状態となった時に、受入穴の形状に対応する円錐台形状になる可動型コネクタである。

一方の基板に実装される固定側電極に対して、他方の基板上をコネクタの取付公差に対応する距離だけ移動可能な可動側電極を有する可動型コネクタは構造が簡単であり、２つの基板を複数個所で中継するように設けられていた場合でも、それぞれのコネクタ間の取付公差を可動側電極の移動によって吸収することができると共に、且つ大きな電流を流すことができるという効果がある。

以下、添付図面を用いて本出願における最良の実施の形態を、具体的な実施例に基づいて詳細に説明する。

図３（ａ）は第１の実施例の可動型コネクタ１０の雌コネクタ１０Ｆの構成を示すものである。雌コネクタ１０Ｆは、ハウジング１１、可動側電極１２、及び弾性体１３から構成される。第１の実施例のハウジング１１は、開口１１Ａを備えた小径部１１Ｂと、小径部１１Ｂより内寸が拡大された大径部１１Ｃを備えた円筒状をしている。大径部１１Ｃの下端部には複数本のリード端子１１Ｄが設けられている。親基板４のハウジング１１の取付部位には回路パターン６のランド部６Ａが設けられており、このランド部６Ａの周囲にハウジング１１の取付孔４Ａが設けられている。ハウジング１１は、そのリード端子１１Ｄが親基板４に設けられた取付孔４Ａに挿入されて親基板４の上に固定される。

可動側電極１２は導電性材料で構成されており、頂面に受入穴１２Ａが設けられた小径部１２Ｂと、小径部１２Ｂより外形が拡大された大径部１２Ｃから構成される円柱状をしている。可動側電極１２はハウジング１１の内部に収容されるので、可動側電極１２の小径部１２Ｂの外寸はハウジング１１の小径部１１Ｂの内寸より所定寸法だけ小さく、大径部１２Ｃの外寸はハウジング１１の大径部１１Ｃの内寸より同じ所定寸法だけ小さい。受入穴１２Ａは、テーパ面１２Ｔとこのテーパ面１２Ｔに連続する円筒部１２Ｄとから構成される。

弾性体１３はリング状をしており、スポンジやゴム等から構成される。弾性体１３の外径は可動側電極１２の大径部１２Ｃの外径と略同じである。弾性体１３は可動側電極１２の小径部１２Ｂの外側に通され、大径部１２Ｃの頂面に置かれる。雌コネクタ１０Ｆは、親基板４の上にあるランド部６Ａの上にまず可動側電極１２が載置され、次に弾性体１３が可動側電極１２の小径部１２Ｂの外側に通されて、大径部１２Ｃの頂面に置かれる。この状態で、ハウジング１１が被せられて親基板４の上に取り付けられ、図３（ｂ）に示す状態になる。ハウジング１１のリード端子１１Ｄが親基板４に半田付けされて固定された状態では、図３（ｃ）に示すように、弾性体１３が圧縮状態になり、可動側電極１２の底面を基板４に押し付けて接触させる。

図３（ｂ）には以上のように構成された雌コネクタ１０Ｆと、これに嵌合させる雄コネクタ１０Ｍが示してある。雄コネクタ１０Ｍは導電性材料で構成され、子基板１に取り付けられる基部１４Ａと、基部１４Ａの上に突設された突起１４Ｂを備えた固定側電極１４である。第１の実施例では、基部１４Ａは雌コネクタ１０Ｆの可動側電極１２の小径部１２Ｂと同程度の直径を備えた円柱状をしている。また、突起１４Ｂは、雌コネクタ１０Ｆの可動側電極１２の受入穴１２Ａにある円筒部１２Ｄに嵌合する形状となっている。

図３（ｃ）に示すように、雌コネクタ１０Ｆが親基板４に取り付けられた状態では、ハウジング１１と可動側電極１２の中心軸を合わせた状態で、可動側電極１２の小径部１２Ｂの外周部とハウジング１１の小径部１１Ｂの内周部との間に隙間Ｓが存在する。可動側電極１２の大径部１２Ｃの外周部とハウジング１１の大径部１１Ｃの内周部との間の隙間は、この隙間Ｓ以上であれば良い。この隙間Ｓは、基板に取り付けられるコネクタの取付公差以上の値としてある。

図４（ａ）は、図３（ｂ）に示した第１の実施例の雌コネクタ１０Ｆと雄コネクタ１０Ｍの嵌合前の状態を示すものである。ここでは、子基板１と親基板４との間に複数の可動型コネクタ１０があり、或る１つの可動型コネクタ１０の雄コネクタ１０Ｍと雌コネクタ１０Ｆの位置を合わせたところ、他の稼動型コネクタ１０の雄コネクタ１０Ｍが、雌コネクタ１０Ｆに対して最大公差ずれた場合を考える。なお、雄コネクタ１０Ｍは、子基板１の表層パターン７に直接半田付けされているものとする。

雄コネクタ１０Ｍが雌コネクタ１０Ｆに対してずれた状態で子基板１が親基板４に接近すると、図４（ｂ）に示すように、固定側電極１４の突起１４Ｂの先端部が、可動側電極１２の受入穴１２Ａのテーパ面１２Ｔに当接する。この状態で子基板１が親基板４に更に接近すると、固定側電極１４の突起１４Ｂの先端部が可動側電極１２の受入穴１２Ａのテーパ面１２Ｔを押し、この結果、可動側電極１２が矢印Ｘで示す方向に移動する。そして、子基板１が親基板４に取り付けられた状態になると、可動側電極１２は、ハウジング１１の内部で固定側電極１４の直下、即ち、正しい嵌合位置まで移動して固定側電極１４に嵌合する。

このように、第１の実施例の可動型コネクタ１０では、親基板４に子基板１を取り付ける場合において、親基板４に取り付けられた雌コネクタ１０Ｆに対して、子基板１に取り付けられた雄コネクタ１０Ｍがずれていても、雌コネクタ１０Ｆ内の可動側電極１２の移動により、雄コネクタ１０Ｍと雌コネクタ１０Ｆとが正しく嵌合される。なお、第１の実施例では、親基板４に雌コネクタ１０Ｆが取り付けられ、子基板１に雄コネクタ１０Ｍが取り付けられた場合を説明したが、雌コネクタ１０Ｆと雄コネクタ１０Ｍとが逆に取り付けられていても構わない。

第１の実施例の可動型コネクタ１０は、親基板４と子基板１との間隔が１０〜１５ｍｍ程度の場合に、ハウジング１１の外形寸法が５ｍｍ程度になるように構成すれば、親基板４と子基板１との間に複数個配置して、子基板１から親基板４に大きな電流を供給するのに適したコネクタとして使用することができる。

図５（ａ）は第２の実施例の可動型コネクタ２０の雌コネクタ２０Ｆと雄コネクタ２０Ｍの構成を示すものである。図５（ａ）には雌コネクタ２０Ｆに被せるハウジング及び弾性体の図示は省略してある。第２の実施例が第１の実施例と異なる点は、固定側電極２４の突起２４Ｂの形状と、可動側電極２２の受入穴２２Ａの形状のみである。第２の実施例では、固定側電極２４の突起２４Ｂが円錐台形状をしており、これに合わせて可動側電極２２の受入穴２２Ａの形状が円錐台状をしている。ハウジングは第１の実施例と同じで良い。

第２の実施例のように、固定側電極２４の突起２４Ｂの形状を円錐台形状とし、可動側電極の受入穴２２Ａの形状も円錐台状とすれば、雌コネクタ２０Ｆと雄コネクタ２０Ｍの位置がずれて固定側電極２４の突起２４Ｂが可動側電極の受入穴２２Ａに当接した時の、可動側電極２２の移動がスムーズになる。これは、第１の実施例では、固定側電極１４の突起１４Ｂが可動側電極１２のテーパ面１２Ｔに当接した時の、可動側電極１２を横にスライドさせる作用点が高かったからである。これに対して、第２の実施例では、固定側電極２４の突起２４Ｂが可動側電極２２の受入穴２２Ａのテーパ面２２Ｔに当接した時の作用点は、当接直後は高いが、突起２４Ｂが受入穴２２Ａに挿入されるにつれて作用点が下に移動し、大径部２２Ｃの近傍で横にスライドさせる力を発生させることができるからである。

図５（ｂ）は第２の実施例の変形例の可動型コネクタ２０Ｈの雄コネクタ２０ＨＭの形状を示すものである。図５（ｂ）には雄コネクタ２０ＨＭのみが示してある。雌コネクタとハウジングは第２の実施例と同じものを使用すれば良いのでその図示は省略してある。第２の実施例の変形例が第２の実施例と異なる点は、固定側電極２４の突起２４Ｂが４分割されて突起２４Ｂ１〜２４Ｂ４となっている点のみである。４つの突起２４Ｂ１〜２４Ｂ４は導電性及びバネ性を備えており、周囲から圧縮すると、第２の実施例と同様に円錐台形状となる。

図５（ｃ）は図５（ｂ）に示した雄コネクタ２０ＨＭと雌コネクタ２０Ｆとの嵌合前の状態を示すものである。第２の実施例の変形例では、雌コネクタ２０Ｆと雄コネクタ２０ＨＭの位置（中心軸位置）が合っていたとしても、可動側電極２２の受入穴２２Ａのテーパ面２２Ｔの角度よりも突起２４Ｂ１〜２４Ｂ４のテーパ面の角度の方が緩いので、突起２４Ｂ１〜２４Ｂ４が受入穴２２Ａのテーパ面２２Ｔに当接する。そして、固定側電極２４の突起２４Ｂ１〜２４Ｂ４が可動側電極２２の受入穴２２Ａに挿入されるにつれて、突起２４Ｂ１〜２４Ｂ４は接近する。

図５（ｄ）は図５（ｃ）に示した雄コネクタ２０ＨＭと雌コネクタ２０Ｆとの嵌合後の状態を示すものであり、固定側電極２４の突起２４Ｂ１〜２４Ｂ４が可動側電極２２の受入穴２２Ａに完全に挿入された状態を示している。この状態では、バネ性を有する固定側電極２４の突起２４Ｂ１〜２４Ｂ４は、矢印Ｐで示す方向に広がろうとする応力を発生するので、雄コネクタ２０ＨＭと雌コネクタ２０Ｆとの嵌合が強固なものとなる。

図６（ａ）は第３の実施例の可動型コネクタ３０の雄コネクタ３０Ｍの形状を示すものであり、（ｂ）は第３の実施例の可動型コネクタ３０の雄コネクタ３０Ｍと雌コネクタ３０Ｆの形状及び嵌合前の状態を示すものである。図６（ｂ）にはハウジング及び弾性体の図示は省略してある。第３の実施例では、雄コネクタ３０Ｍを構成する固定側電極３４が、円柱状の基部３４Ａ、基部３４Ａに突設された円柱状の突起３４Ｂ、及び突起３４Ｂの周囲に複数本張設された線状のバネ３４Ｃとから構成されている。突起３４Ｂの直径は基部３４Ａの直径に比べて細く、バネ３４Ｃは突起３４Ｂの自由端と基部との間に外側に膨らんで設けられている。

一方、雌コネクタ３０Ｆを構成する可動側電極３２は、円柱状の小径部３２Ｂと大径部３２Ｃとから構成されており、小径部３２Ｂの頂面には円柱状の受入穴３２Ａが設けられている。受入穴３２Ａの直径は、固定側電極３４の突起３４Ｂの周囲に複数本張設されているバネ３４Ｃの外側を、突起３４Ｂの周囲方向に結んでできる多角形の最大径よりも小さくなっている。雌コネクタ３０Ｆに使用するハウジング及び弾性体は、第１の実施例のハウジング１１及び弾性体１３と同様のハウジング及び弾性体を用いることができる。

固定側電極３４の突起３４Ｂの周囲に複数本のバネ３４Ｃを張設して、固定側電極３４をいわゆるバナナジャック形状に形成し、可動側電極３２の受入穴３２Ａの形状を円柱状とした第３の実施例における、雌コネクタ３０Ｆと雄コネクタ３０Ｍの位置がずれている場合の動作を説明する。雌コネクタ３０Ｆと雄コネクタ３０Ｍの位置がずれている場合は、子基板１が親基板４に近づくと、固定側電極３４の突起３４Ｂの周囲にあるバネ３４Ｃが可動側電極３２の受入穴３２の内周面に当接する。

バネ３４Ｃの外面は湾曲形状であるので、可動側電極３２の受入穴３２Ａに固定側電極３４の突起３４Ｂが挿入されるにつれて可動側電極３２がバネ３４Ｃに押され、可動側電極３２が横方向に移動する。図６（ｃ）は、可動側電極３２の受入穴３２Ａに固定側電極３４の突起３４Ｂが途中まで挿入された状態を示すものであり、図６（ｄ）は可動側電極３２の受入穴３２Ａに固定側電極３４の突起３４Ｂが完全に挿入された状態を示すものである。固定側電極３４の突起３４Ｂの周囲に設けるバネ３４Ｃの本数はこの実施例に限定されるものではない。

図７（ａ）は第４の実施例の可動型コネクタ４０の雌コネクタ４０Ｆの形状を示すものである。図７（ａ）には雄コネクタ、弾性体、及びハウジングの図示は省略してある。第４の実施例の雄コネクタには、図５（ａ）に示した第２の実施例の雄コネクタ２０Ｍ、或いは図５（ｂ）に示した第２の実施例の変形例の雄コネクタ２０ＨＭを使用することができる。第４の実施例では、雌コネクタ４０Ｆを構成する可動側電極４２が、受入穴４２Ａを備えた小径部４２Ｂと大径部４２Ｃとから構成されている。大径部４２Ｃは角柱状をしており、その底部に湾曲した板バネ４２Ｄが取り付けられている。

図７（ｂ）は第４の実施例の可動型コネクタ４０の変形例の雌コネクタ４１Ｆの形状を示すものである。図７（ｂ）には雄コネクタ、弾性体、及びハウジングの図示は省略してある。第４の実施例の雄コネクタには、図５（ａ）に示した第２の実施例の雄コネクタ２０Ｍ、或いは図５（ｂ）に示した第２の実施例の変形例の雄コネクタ２０ＨＭを使用することができる。第４の実施例の変形例では、雌コネクタ４１Ｆを構成する可動側電極４２が、受入穴（図示せず）を備えた小径部４２Ｂと大径部４２Ｃとから構成されている。大径部４２Ｃは角柱状をしており、その底部にはバネ収容溝４２Ｅが設けられている。湾曲した板バネ４２Ｄは、その両端部がバネ収容溝４２の両端部にある取付穴４３に挿入されて取り付けられる。

図７（ｃ）は図７（ｂ）に示した雌コネクタ４１Ｆに雄コネクタ４０Ｍが嵌合される途中の状態を示すものである。この状態では大径部４２Ｃの底部に設けられたバネ収容溝４２Ｅから板バネ４２Ｄが突出している。図７（ｄ）は図７（ｃ）に示した雌コネクタ４１Ｆに雄コネクタ４０Ｍが嵌合された状態を示すものである。雌コネクタ４１Ｆに雄コネクタ４０Ｍが嵌合されると、板バネ４２Ｄはバネ収容溝４２Ｅに収容される。この結果、大径部４２Ｃの底部が回路パターンのランド部６Ａに接触する。

図８は、第５の実施例の可動型コネクタ５０の雌コネクタ５０Ｆと雄コネクタ５０Ｍの構成を示すものである。雌コネクタ５０Ｆは、ハウジング５１、可動側電極５２、及び弾性体５３から構成される。第５の実施例のハウジング５１は角筒状をしており、開口５１Ａを備えた小径部５１Ｂと、小径部５１Ｂより内寸が拡大された大径部５１Ｃとを備えている。大径部５１Ｃの下端部には複数本のリード端子５１Ｄが設けられている。親基板４のハウジング５１の取付部位には、第５の実施例では回路パターン６の矩形のランド部６Ａが設けられており、このランド部６Ａの周囲にハウジング５１の取付孔４Ａが設けられている。ハウジング５１は、そのリード端子５１Ｄが親基板４に設けられた取付孔４Ａに挿入されて親基板４の上に固定される。

可動側電極５２は導電性材料で構成されており、頂面に受入穴５２Ａが設けられた小径部５２Ｂと、小径部５２Ｂより外形が拡大された大径部５２Ｃから構成される角柱状をしている。可動側電極５２はハウジング５１の内部に収容されるので、可動側電極５２の小径部５２Ｂの外寸はハウジング５１の小径部５１Ｂの内寸より所定寸法だけ小さく、大径部５２Ｃの外寸はハウジング５１の大径部５１Ｃの内寸より同じ所定寸法だけ小さい。受入穴５２Ａにはテーパ面５２Ｔがある。

弾性体５３は矩形の枠状をしており、その外寸は可動側電極５２の大径部５２Ｃの外寸と略同じである。弾性体５３は可動側電極５２の小径部５２Ｂの外側に通され、大径部５２Ｃの頂面に置かれる。雌コネクタ５０Ｆは、親基板４の上にあるランド部６Ａの上にまず可動側電極５２が載置され、次に弾性体５３が可動側電極５２の上に置かれ、その上にハウジング５１が被せられて親基板４の上に取り付けられる。ハウジング５１のリード端子５１Ｄが親基板４に半田付けされて固定された状態では、弾性体５３が圧縮状態になり、可動側電極５２の底面を基板４に押し付けて接触させる。

このように、第５の実施例では、可動型コネクタ５０の雌コネクタ５０Ｆと雄コネクタ５０Ｍの水平方向の断面形状が矩形（四角形）になるように構成されている。これは、親基板と子基板の間を複数のコネクタで接続する場合の、コネクタの取付公差は０．１ｍｍオーダーであるので、断面形状が矩形でも雄コネクタのずれに雌コネクタの移動が対応できるからである。この実施例以外にも、可動型コネクタの雌コネクタと雄コネクタの水平方向の断面形状を多角形状とした実施例が可能である。

以上説明した第１から第５の実施例では、可動型コネクタが単極の場合を説明したが、可動型コネクタには複数の極を持たせることが可能である。ここでは、可動型コネクタを２極コネクタとする場合の構成について図９から図１１を用いて説明する。

図９（ａ）は、第６の実施例の可動型コネクタ６０の、雌コネクタ６０Ｆと雄コネクタ６０Ｍの構成を示すものである。図９（ａ）は、雌コネクタ６０Ｆと雄コネクタ６０Ｍが嵌合中の状態を説明するものであり、図９（ｂ）は図９（ａ）に示した雄コネクタ６０Ｍと雌コネクタ６０Ｆの嵌合後の状態を説明するものである。なお、第６の実施例では、雌コネクタ６０Ｆと雄コネクタ６０Ｍの外形形状は、図５（ａ）で説明した第２の実施例の雌コネクタ２０Ｆと雄コネクタ２０Ｍの外形形状と同じになっている。従って、図９（ａ）の状態から図９（ｂ）に至る雌コネクタ６０Ｆと雄コネクタ６０Ｍの嵌合動作は、第２の実施例と同様であるので、その説明を省略する。また、ハウジング及び弾性体は第１の実施例のハウジング及び弾性体と同じで良いので図示は省略してある。

第６の実施例では、固定側電極６４の突起６４Ｂが円錐台形状に形成されており、突起６４Ｂは絶縁体６５を介して水平方向に、先端部側の電極６４Ｂ１と基部側の電極６４Ｂ２に２分割されている。先端部側の電極６４Ｂ１は、絶縁体６５で他と絶縁されたリード部６４Ｂ３によって固定側電極６４の基部６４Ａの底面まで導かれ、底面に突設されたリード端子６６Ｂによって子基板１の図示しない回路パターンに接続されている。基部側の電極６４Ｂ２は固定側電極６４の基部６４Ａに接続しているので、基部６４Ａの底面に少なくとも１本突設されたリード端子６６Ａを介して、子基板１の図示しない回路パターンに接続されている。

一方、これに合わせて可動側電極６２は、受入穴６２Ａの形状が円錐台状に形成されており、受入穴６２Ａの内部が、絶縁体６７によって２分割されている。即ち、可動側電極６２は、絶縁体６７を用いて先端部側の電極６４Ｂ１に接触する第１の電極６２Ｃ１と、基部側の電極６４Ｂ２に接触する第２の電極６２Ｃ２とに分割されている。親基板の上に設けられる回路パターンは、第１の電極６２Ｃ１と第２の電極６２Ｃ２の形状に対応させて設ければ良い。以上の構成により、１つの可動型コネクタ６０に２つの電極を持たせることができる。

図１０（ａ）は、第７の実施例の可動型コネクタ７０の、雌コネクタ７０Ｆと雄コネクタ７０Ｍの構成を示すものである。図１０（ａ）は、雌コネクタ７０Ｆと雄コネクタ７０Ｍが嵌合中の状態を説明するものであり、図１０（ｂ）は図１０（ａ）に示した雄コネクタ７０Ｍと雌コネクタ７０Ｆの嵌合後の状態を説明するものである。第７の実施例では、雌コネクタ７０Ｆと雄コネクタ７０Ｍの外形形状は、図５（ａ）で説明した第２の実施例の雌コネクタ２０Ｆと雄コネクタ２０Ｍの外形形状と略同じである。また、ハウジング及び弾性体は第１の実施例のハウジング及び弾性体と同じで良いので図示は省略してある。

第７の実施例では、固定側電極７４の突起７４Ｂが円錐台形状に形成されており、更に、突起７４Ｂの頂面に円錐状の嵌合穴７９が形成されている。また、突起７４Ｂは、筒状の絶縁体７５を介して、頂面と嵌合穴７９を含む内側の電極７４Ｂ１と、外側の電極７４Ｂ２に２分割されている。内側の電極７４Ｂ１は固定側電極７４の基部７４Ａの底面まで導かれており、底面に突設されたリード端子７６Ｂによって子基板１の図示しない回路パターンに接続されている。外側の電極７４Ｂ２は固定側電極７４の基部７４Ａに接続しているので、基部７４Ａの底面に少なくとも１本設けられたリード線７６Ａによって子基板１の図示しない回路パターンに接続することが可能である。

一方、これに合わせて可動側電極７２は、受入穴７２Ａの形状を円錐台状とすると共に、受入穴７２Ａの底部には、突起７４Ｂの頂面に形成した円錐状の嵌合穴７９に嵌合する円錐状の突起７８が形成されている。突起７８は円錐台状でも良い。そして、受入穴７２Ａの内部のテーパ面７２Ｔと突起７８とが、円筒状の絶縁体７７を用いて絶縁されている。即ち、可動側電極７２は、絶縁体７７を用いて内側の電極７４Ｂ１に接触する第１の電極７２Ｃ１と、基部側の電極７４Ｂ２に接触する第２の電極７２Ｃ２とに分割されている。親基板の上に設けられる回路パターンは、第１の電極７２Ｃ１と第２の電極７２Ｃ２の形状に対応させて設ければ良い。以上の構成により、１つの可動型コネクタ７０に２つの電極を持たせることができる。

第７の実施例では、図１０（ａ）に示した嵌合中の状態から、図１０（ｂ）に示した嵌合完了状態に至る雌コネクタ７０Ｆと雄コネクタ７０Ｍの嵌合動作において、雄コネクタ７０Ｍの基部側の電極７４Ｂ２が受入穴７２Ａのテーパ７２Ｔに当接して雌コネクタ７０Ｆが移動する間に、突起７８が嵌合穴７９の中に挿入される。このように、第１の電極７２Ｃ１に突起７８、内側の電極７４Ｂ１の頂面に嵌合穴７９を設けておけば、雌コネクタ７０Ｆと雄コネクタ７０Ｍの嵌合時の第１の電極７２Ｃ１と内側の電極７４Ｂ１の電気的接続が確実になる。

図１１は、第８の実施例の可動型コネクタ８０の雌コネクタ８０Ｆと雄コネクタ８０Ｍの構成を示すものである。第８の実施例の可動型コネクタ８０は２極のコネクタであり、第１の可動側電極８２Ａと第２の可動側電極８２Ｂからなる可動側電極８２を備えた雌コネクタ８０Ｆと、第１の固定側電極８４Ａと第２の固定側電極８４Ｂからなる固定側電極８４を備えた雄コネクタ８０Ｍとから構成されている。なお、ハウジングと弾性体は、図８に示した第５の実施例のハウジング５１と弾性部材５３と同じで良いので、図示は省略してある。

第８の実施例では、雄コネクタ８０Ｍのベース部８０ＭＢが角柱状に形成され、基部８０ＭＢの上に突設されたコネクタ部８０ＭＣが角錐台形状に形成されている。そして、所定の厚さを備えた絶縁体８５を用いて雄コネクタ８０Ｍ全体が、その軸線方向に線対称に２つに分割され、第１の固定側電極８４Ａと第２の固定側電極８４Ｂが形成されている。また、雌コネクタ８０Ｆのベース部８０ＦＢが角柱状に形成され、ベース部８０ＦＢの上に突設されたコネクタ部８０ＦＣが角柱状に形成されている。そして、コネクタ部８０ＦＣの頂面には、雄コネクタ８０Ｍのコネクタ部８０ＭＣの形状に合わせた角錐台状の受入穴８０ＦＡが設けられている。更に、所定の厚さを備えた絶縁体８７を用いて雌コネクタ８０Ｆ全体が、その軸線方向に線対称に２つに分割され、第１の可動側電極８２Ａと第２の可動側電極８２Ｂが形成されている。絶縁体８５と絶縁体８７の厚さは同じでなくても良い。

第１の固定側電極８４Ａと第２の固定側電極８４Ｂにはそれぞれリード端子８６Ａ，８６Ｂが突設され、雄コネクタ８０Ｍを取り付ける図示しない子基板の回路パターンに接続されるようになっている。可動型コネクタ８０の雄コネクタ８０Ｍを一方の回路基板（子基板）に取り付け、雌コネクタ８０Ｆを他方の回路基板（親基板）に取り付ける場合には、絶縁体８５と絶縁体８７の向きを合わせれば良い。以上の構成により、１つの可動型コネクタ８０に２つの電極を持たせることができる。１つの可動型コネクタ８０の分割の仕方を変えれば、更に多くの極数にすることも可能である。

以上、本発明を特にその好ましい実施の形態を参照して詳細に説明した。本発明の容易な理解のために、本発明の具体的な形態を以下に付記する。

（付記１） ２枚の回路基板を電気的に接続する雄雌のコネクタからなる可動型コネクタであって、
前記雌コネクタが、上部に開口を備え、下部に設けられたリード端子によって一方の前記基板に固定される筒状のハウジング、前記ハウジングの内寸よりも小さな外寸を備えて前記ハウジング内に収容され、前記開口内に露出する先端部に受入穴を備えて前記ハウジング内を移動可能な可動側電極、及び前記ハウジングと前記可動側電極の間に介装され、前記ハウジングが前記一方の基板に取り付けられた状態で前記可動側電極を付勢して、前記可動側電極を前記一方の基板上に設けられた回路パターンに電気的に接触させる弾性体とから構成され、
前記雄コネクタが、基部が他方の基板に固定され、先端部に前記可動側電極の受入穴に嵌合する突起を備えた固定側電極から構成される可動型コネクタ。
（付記２） 前記ハウジングは、前記開口部側の筒状体の内寸よりも内寸が拡大された大径部を基板取付側に備えており、
前記可動側電極の前記大径部内に位置する部位の外形は、前記大径部の拡大された寸法に合わせて拡大されている付記１に記載の可動型コネクタ。
（付記３） 前記可動側電極の前記受入穴にテーパ面が設けられており、
前記固定側電極の先端部の突起に、前記テーパ面に対応するテーパ面が設けられている付記１または２に記載の可動型コネクタ。
（付記４） 前記ハウジングが円筒状であり、前記可動型電極、及び前記固定側電極はその断面が円形である付記１から３の何れかに記載の可動型コネクタ。
（付記５） 前記受入穴は、前記テーパ面が先端部側に形成され、このテーパ面に連続して円柱溝が形成され、前記固定側電極は、この受入穴の形状に対応する外形を備える付記４に記載の可動型コネクタ。

（付記６） 前記受入穴が円錐台状の凹部であり、前記固定側電極はこの受入穴の形状に対応する外形を備える円錐台形状である付記４に記載の可動型コネクタ。
（付記７） 前記受入穴が円錐台状の凹部であり、前記固定側電極はバネ性を備えた複数の導電性金属突起から構成されており、各突起は、前記受入穴に挿入されるにつれて接近して、嵌合状態となった時に、前記受入穴の形状に対応する円錐台形状になる付記４に記載の可動型コネクタ。
（付記８） 前記可動側電極の前記受入穴が円柱溝形状であり、
前記固定側電極の先端部の突起は、前記円柱溝よりも外径が小さい円柱状突起であり、この円柱状突起の周囲に、前記円柱溝の内周面より外側に突出するバネ性を備えた複数の導電性金属端子が設けられている付記１または２に記載の可動型コネクタ。
（付記９） 前記可動側電極の、前記基板に対向する底面に、導電性の板バネが設けられている付記１から８の何れかに記載の可動型コネクタ。
（付記１０） 前記可動側電極の、前記基板に対向する底面に、板バネと該板バネを収容する溝が設けられており、前記板バネは、前記雌コネクタの前記基板への実装時に、前記溝内に収納される可動型コネクタ。

（付記１１） 前記ハウジングは角筒状であり、前記可動型電極、及び前記固定側電極はその断面が矩形である付記１から３の何れかに記載の可動型コネクタ。
（付記１２） 前記受入穴は円錐形状であり、前記固定側電極は、この受入穴の形状に対応する外形を備える付記１１に記載の可動型コネクタ。
（付記１３） 前記固定側電極が、前記突起の軸線方向に、絶縁部材を介して２分割されて先端側電極と基部側電極の２つの電極を備えており、
前記可動側電極が、絶縁部材を介して第１と第２の電極に分かれており、前記固定側電極が前記可動側電極に嵌合した状態で、前記第１の電極が前記先端側電極に接続し、前記第２の電極が前記基部側電極に接続するようになっている付記１から３の何れかに記載の可動型コネクタ。
（付記１４） 前記固定側電極の突起が円錐台形状であり、前記先端側電極は、前記絶縁体で前記基部側電極と絶縁された状態で前記雄型コネクタの前記基板取付面に導かれ、前記先端側電極と前記基部側電極は、リードで前記基板に電気的に接続され、
前記可動側電極は前記絶縁部材によって、前記受入穴の底部近傍が前記先端側電極に接続する前記第１の電極となっており、前記受入穴の開口部近傍が前記基部側電極に接続する前記第２の電極となっている付記１３に記載の可動型コネクタ。
（付記１５） 前記固定側電極が、前記突起の軸線に垂直な方向に、絶縁部材を介して２分割されて内側電極と外側電極の２つの電極を備えており、
前記可動側電極が、絶縁部材を介して第１と第２の電極に分かれており、前記固定側電極が前記可動側電極に嵌合した状態で、前記第１の電極が前記先端側電極に接続し、前記第２の電極が前記基部側電極に接続するようになっている付記１から３の何れかに記載の可動型コネクタ。

（付記１６） 前記固定側電極の突起が円錐台形状であり、前記内側電極は、円筒状の前記絶縁体で前記外側電極と絶縁された状態で前記雄型コネクタの前記基板取付面に導かれ、前記内側電極と前記外側電極は、リードで前記基板に電気的に接続され、
前記可動側電極は前記絶縁部材によって、前記受入穴の底部のみが前記内側電極に接続する前記第１の電極となっており、前記受入穴の側面が前記外側電極に接続する前記第２の電極となっている付記１５に記載の可動型コネクタ。
（付記１７） 前記受入穴の底面に前記受入穴の開口部に向かう円錐、或いは円錐台状の係合突起が設けられており、
前記円錐台状の前記突起の頂面には、前記係合突起に係合する係合穴が形成されている付記１６に記載の可動型コネクタ。
（付記１８） 前記固定側電極の突起が四角錐台形状であり、前記突起の軸線に垂直な１つの方向に、絶縁部材を介して２分割されて右側電極と左側電極の２つの電極を備えており、
前記可動側電極が四角柱状をしており、絶縁部材を介して第１と第２の電極に分かれており、前記固定側電極が前記可動側電極に嵌合した状態で、前記第１の電極が前記左側電極に接続し、前記第２の電極が前記右側電極に接続するようになっている付記１から３の何れかに記載の可動型コネクタ。
（付記１９） 前記ハウジングが絶縁部材で形成されている付記１から１８の何れかに記載の可動型コネクタ。
（付記２０） 前記２枚の回路基板の一方に電源回路が分散されて複数個配置され、前記雄型コネクタは、前記電源回路にそれぞれ接続されて配置され、
前記２枚の回路基板の他方には、前記雄型コネクタの設置位置に対応した部位に前記雌型コネクタが電子部品に接続されて配置され、
前記複数の雄型コネクタと雌型コネクタが嵌合されて前記電子部品に電源が供給される付記１から１９の何れかの可動型コネクタを使用した回路基板。

（ａ）は、親基板に電子部品、子基板に分散された電源が配置され、コネクタで接続された従来の親子基板の平面図、（ｂ）は（ａ）に示した親子基板の側面図である。 （ａ）は親基板に取り付ける複数のコネクタの取付寸法の公差を説明する平面図、（ｂ）は子基板に取り付ける複数のコネクタの取付寸法の公差を説明する平面図である。 （ａ）は第１の実施例の可動型コネクタの雌コネクタの分解斜視図、（ｂ）は（ａ）に示した第１の実施例の雌コネクタと雄コネクタの嵌合を説明する斜視図、（ｃ）は（ｂ）に示した雌コネクタが基板に取り付けられた状態の断面図である。 （ａ）は図３（ｂ）に示した第１の実施例の雌コネクタと雄コネクタの嵌合前に雄コネクタが雌コネクタに対してずれている状態を説明する説明図、（ｂ）は（ａ）の状態から雄コネクタと雌コネクタが嵌合中になった状態を示す説明図、（ｃ）は（ｂ）の状態から雄コネクタと雌コネクタが嵌合した後の状態を示す説明図である。 （ａ）は第２の実施例の可動型コネクタの雌雄のコネクタの形状を説明する断面図、（ｂ）は第２の実施例の変形例の可動型コネクタの雄コネクタの形状を説明する斜視図、（ｃ）は（ｂ）に示した雄コネクタと雌コネクタとの嵌合前の状態を示す断面図、（ｄ）は（ｂ）に示した雄コネクタと雌コネクタとの嵌合後の状態を示す断面図である。 （ａ）は第３の実施例の可動型コネクタの雄コネクタの形状を示す斜視図、（ｂ）は第３の実施例の可動型コネクタの雌雄のコネクタの形状及び嵌合前の状態を説明する断面図、（ｃ）は（ｂ）に示した雄コネクタと雌コネクタとの嵌合中の状態を示す断面図、（ｄ）は（ｂ）に示した雄コネクタと雌コネクタとの嵌合後の状態を示す断面図である。 （ａ）は第４の実施例の可動型コネクタの雌コネクタの形状を示す斜視図、（ｂ）は第４の実施例の変形例の可動型コネクタの雌コネクタの形状を示す斜視図、（ｃ）は（ｂ）に示した雌コネクタに雄コネクタが嵌合される途中の状態を示す断面図、（ｄ）は（ｃ）に示した雌コネクタに雄コネクタが嵌合された状態を示す断面図である。 第５の実施例の可動型コネクタの雌雄のコネクタの構成を示す分解斜視図である。 （ａ）は第６の実施例の可動型コネクタの雌雄のコネクタの形状及び嵌合中の状態を説明する断面図、（ｂ）は（ａ）に示した雄コネクタと雌コネクタとの嵌合後の状態を示す断面図である。 （ａ）は第７の実施例の可動型コネクタの雌雄のコネクタの形状及び嵌合中の状態を説明する断面図、（ｂ）は（ａ）に示した雄コネクタと雌コネクタとの嵌合後の状態を示す断面図である。 第８の実施例の可動型コネクタの雌雄のコネクタの構成を示す分解斜視図である。

符号の説明

１ 子基板
２ 電源回路
３ コネクタ
４ 親基板
５ 電子部品
６ 回路パターン
６Ａ ランド部
１０、２０，３０，４０，５０，６０、７０，８０ 可動型コネクタの実施例
１０Ｆ、２０Ｆ，３０Ｆ，４０Ｆ，５０Ｆ，６０Ｆ、７０Ｆ，８０Ｆ 雌コネクタ
１０Ｍ、２０Ｍ，３０Ｍ，４０Ｍ，５０Ｍ，６０Ｍ、７０Ｍ，８０Ｍ 雌コネクタ
１１，５１ ハウジング
１２，２２，３２，４２，５２，６２，７２、８２ 可動側電極
１３，５３ 弾性体
１４，２４，３４，４４，５４，６４，７４、８４ 固定側電極
６５，６７，７５，７７，８５，８７ 絶縁体

Claims (4)

1. ２枚の回路基板を電気的に接続する雄雌のコネクタからなる可動型コネクタであって、
   前記雌コネクタが、上部に開口を備え、下部に設けられたリード端子によって一方の前記基板に固定される筒状のハウジング、前記ハウジングの内寸よりも小さな外寸を備えて前記ハウジング内に収容され、前記開口内に露出する先端部に受入穴を備えて前記ハウジング内を移動可能な可動側電極、及び前記ハウジングと前記可動側電極の間に介装され、前記ハウジングが前記一方の基板に取り付けられた状態で前記可動側電極を付勢して、前記可動側電極を前記一方の基板上に設けられた回路パターンに電気的に接触させる弾性体とから構成され、
   前記雄コネクタが、基部が他方の基板に固定され、先端部に前記可動側電極の受入穴に嵌合する突起を備えた固定側電極から構成され、
   前記ハウジングが円筒状であり、前記可動側電極、及び前記固定側電極はその断面が円形であり、
   前記受入穴が円錐台状の凹部であり、前記固定側電極はバネ性を備えた複数の導電性金属突起から構成されており、各突起は、前記受入穴に挿入されるにつれて接近して、嵌合状態となった時に、前記受入穴の形状に対応する円錐台形状になる可動型コネクタ。
2. 前記ハウジングは、前記開口部側の筒状体の内寸よりも内寸が拡大された大径部を基板取付側に備えており、
   前記可動側電極の前記大径部内に位置する部位の外形は、前記大径部の拡大された寸法に合わせて拡大されている請求項１に記載の可動型コネクタ。
3. 前記可動側電極の、前記基板に対向する底面に、導電性の板バネと前記板バネを収容する溝が設けられており、前記板バネは、前記雌コネクタの前記基板への実装時に、前記溝内に収納される請求項１又は２に記載の可動型コネクタ。
4. 前記ハウジングが絶縁部材で形成されている請求項１から３の何れか１項に記載の可動型コネクタ。

Images