JP5259658B2 - 電気コネクタ - Google Patents

Description

本発明は、金属板により作られた端子を有する電気コネクタに関し、特に、接触部が溝部により両側に二股状とされた接触片を有し、この溝部に相手端子を受け入れる電気コネクタに関する。

かかる電気コネクタとしては、特許文献１に開示されているコネクタが知られている。

この特許文献１にあっては、ハウジングが相手コネクタのハウジングの一部として形成された相手嵌合部を受け入れる嵌合孔が形成されていて、ハウジングで保持されている端子の接触部が上記嵌合孔に突入している。該接触部は、コネクタ嵌合方向に対して直角な板面を有し、溝部により二股状に形成されており、該溝部の対向内縁は曲縁となっている。相手コネクタの上記相手嵌合部には、該相手嵌合部の側面から板状の相手接触部が突出するように相手端子が保持されていて、コネクタの嵌合時には、該相手接触部がその板面に沿った方向で、上記曲縁で円滑に導入され上記端子の溝部に進入して該溝部の対向内縁と接触するようになっている。上記二股状の接触部は、相手接触部により溝部の幅が広げられることにより、弾性変形してその弾性力で相手接触部との接圧を得る。

特開平５−２１７６４１

コネクタは相手コネクタとの嵌合後に、不用意な抜出方向力を受けることがある。

特許文献１のコネクタにあっては、かかる不用意な抜出方向力を受けたときには、上記端子の接触部は相手接触部との間の摩擦力のみで抜出に対抗することとなる。

したがって、抜出方向力が上記摩擦力よりも大きい場合には、接触部と相手接触部との接触位置がずれて接触不良となったり、さらには、相手接触部が抜けてしまうことさえある。

本発明は、かかる事情に鑑み、不用意な抜出方向力が作用しても、これに抗する力を増大して、相手接触部との接触位置のずれや相手接触部の抜出を防止する電気コネクタを提供することを課題とする。

本発明に係る電気コネクタは、ハウジングと該ハウジングにより保持された金属板製の端子とを有し、該端子は相手端子に形成された相手接触部を受け入れて該相手接触部と接触する接触部が形成されていて、該接触部は相手接触部の受入れそして抜出方向に対して交差する板面をもち該板面の厚さ方向に貫通した溝部の両側に二股状に形成された接触片を有し、該溝部へ相手接触部が進入して該接触片の対向内縁と接触するようになっている。

かかる電気コネクタにおいて、本発明では、ハウジングが、相手接触部の抜出時に端子の接触片に対し当接して相手接触部の抜出方向への該接触片の変位を規制する規制部を有し、かつ上記接触片が該規制部と当接可能な被規制部を有していて、上記規制部と被規制部は、互いの当接時に、上記接触片の溝部の溝幅を狭めるように作用し合う作用部が形成されていることを特徴としている。

このような構成の本発明では、コネクタの端子の接触部を形成する二股状の接触片間の溝部へ相手端子の相手接触部が進入する際には、端子の接触片は相手接触部から受ける力により、該端子の被規制部はハウジングの規制部から離間しており何ら規制を受けていないので、上記両接触片間の溝部は進入する相手接触部により容易に拡幅され、該両接触片はその弾性変形による弾性力を接圧として相手接触部を挟圧し接触する。

相手接触部が、コネクタ使用時に、不用意な抜出方向力を受けると、この力が上記端子の接触片との間に摩擦力を生じ、該接触片を抜出方向に弾性変位させる。弾性変位すると、この接触片の被規制部がハウジングの規制部に当接し、その作用部には互いに反力を生ずる。この反力は、上記両接触片間の溝部の溝幅方向の分力により、溝幅を狭めようとする。この分力は抜出方向力の大きさに比例する。

上記分力により、両接触片は相手接触部に対する挟圧力を増大する。抜出方向力が大きい程、挟圧力は大きく増大する。その結果、相手接触部は接触位置のずれや上記溝部からの抜出が阻止されて、接触片との良好な接触状態を維持する。

本発明において、ハウジングの規制部と端子の被規制部は、互いの作用部の少なくとも一方が斜面として形成されているようにすることができる。該斜面の傾角を適宜設定することで、上記分力の大きさを設定できる。該斜面は平坦面でも、曲面の一部であってもよい。

本発明において、上記斜面はテーパ面とすることができる。

本発明は、以上のように、ハウジングに規制部そして端子に被規制部が形成されていて、端子の接触片が相手接触部から抜出方向力を受けたときに、規制部と被規制部が互いに当接してその作用部での力により接触片の溝部の溝幅を狭めるので、抜出方向力が大きい程、大きな力で相手接触部を挟圧し、その結果、接触位置のずれや不用意な相手接触部の抜出が阻止される。

本発明に係る第一コネクタと第二コネクタの嵌合直前における状態を示す斜視図である。 図１の第一コネクタを上下反転した姿勢で示す斜視図である。 図２の姿勢の第一コネクタの端子位置における断面図である。 図１の姿勢における第一コネクタの第一端子と第二コネクタの第二端子とを一対だけ取り出して示す斜視図である。 図４の第一端子と第二ハウジングに保持されている第二端子についての端子延出方向における互いの接触部の位置での断面図である。 図５に対応した位置での断面で示す変形例である。 第一コネクタについての変形例を示す斜視図である。 図７における第一端子と第二端子とを一対だけ取り出して示す斜視図である。

以下、添付図面にもとづき、本発明の実施の形態を説明する。

本実施形態では、図１に示されるように、互いに嵌合接続されるプラグコネクタ（以下、「第一コネクタ」）１０とレセプタクルコネクタ（以下、「第二コネクタ」）３０とを有している。両コネクタ１０，３０は、いずれも対応する回路基板に取り付けられ、回路基板の面同士が平行でコネクタの取付面を対向させた姿勢で嵌合される。したがって、コネクタ嵌合直前を示す図１の状態では、第一コネクタ１０は対応回路基板の下面側に位置し、第二コネクタ３０は対応回路基板の上面側に位置しており、互いに対向している。

第一コネクタ１０は、コネクタ嵌合直前の図１の姿勢に対して上下方向を反転した姿勢での該第一コネクタ１０のみを示す図２にも見られるように、略Ｈ字状の平面形状をなす第一ハウジング１１に、両側に向け延出するように、第一端子２０が保持されている。

第一ハウジング１１は、電気絶縁材料で作られていて、長く延び四角形断面をなす棒状の端子保持部１１Ａと、該端子保持部１１Ａの長手方向両端で両側に張リ出す金具保持部１１Ｂとを有し、全体として平面形状がＨ字状をなしている。

上記第一ハウジング１１により保持されている複数の第一端子２０は、図２にも見られるように、該第一ハウジング１１の端子保持部１１Ａの両側で長手方向に定間隔で配列されている。本実施形態では、両側に配列された第一端子２０は、同一形状であり、上記端子保持部１１Ａに対して対称に配置されている。上記第一端子２０は、金属板を抜き加工等により外形づけると共にその板面の一部を没入させる加工を行って得られている。図２は第一ハウジング１１により保持されている複数の第一端子２０が第一ハウジング１１外に露出している外観、図３は第一ハウジング１１により対称に保持されている二つの第一端子２０の板厚方向中央での断面、図４は一つの第一端子２０のみについての外観を図１と同じ姿勢で第二端子４０とともに示している。該第一端子２０は、その板面に直角方向（端子配列方向）に見た外形が、第一コネクタ１０が取り付けられるべき回路基板の面に平行な方向で、上記第一ハウジング１１の端子保持部１１Ａから離間する方向となる側方に延出した横長な形をなしている。該第一端子２０は、この方向で区分される三つの領域を有している。図３に見られるように、この三つの領域とは、第一ハウジング１１との一体モールド成形により該第一ハウジング１１により保持される第一被保持部２１と、第一ハウジング１１外にあって第二コネクタ３０の第二端子４０と接触するための第一接触部２２と、そして該第一接触部２２から延出した、回路基板との接続のための第一接続部２３である。上記第一接触部２２と第一接続部２３との間は、若干傾斜せる移行部２４が存在しているが、この移行部２４は省略可能である。すなわち、端子の延出方向たる横方向では、上記第一被保持部２１、第一接触部２２そして第一接続部２３は互いに重複範囲をもつことなく、順次位置して形成されている。そして、本実施形態における第一端子２０においては、上記第一ハウジング１１により保持される第一被保持部２１は、コネクタ嵌合（そして抜出）方向、すなわち図にて高さ（上下）方向で上記第一接触部２２の範囲に位置している。図３で良く理解できるように、該第一被保持部２１は、第一接触部２２の高さ範囲で該第一接触部２２から横方向に突出するように形成されていて、上縁が直線状部２１Ａそして下縁が波形状部２１Ｂをなしている。この第一被保持部２１は、その両方の板面そして上記上縁と下縁を含めた周面で第一ハウジング１１の端子保持部１１Ａと全面的に接触した状態で、モールド一体成形されている。したがって、第一被保持部２１は、上記第一接触部２２の高さ範囲内の寸法しか有していないにも拘らず、端子保持部１１Ａの材料と全面的に接触していること、そして下縁が波形状部２１Ｂをなしていることが相俟って、上記第一ハウジング１１の端子保持部１１Ａによってしっかり保持されていると共に側方への引き抜き方向の外力に対しての抗力をさらに高めている。

上記第一被接触部２２には、図１、図２そして図４に見られるように、端子の板面に没入加工を施した段状凹部２５が形成されている。この段状凹部２５は、図４に良く見られるように、図４における第一接触部２２の上縁側に開放され、他の三方の側に段状縁部を有する四角形領域をなして、平坦な底面を有し、平坦な該底面は相手方たる第二端子との接触面２５Ａを形成する。そして図４における該段状凹部２５の下縁の段部は上記第二端子と係止し合う係止部２５Ｂを形成する。該係止部２５Ｂより下方は、第二端子との接触開始のためのテーパ面をもつ導入部２６であり、上記接触面２５Ａ、係止部２５Ｂそして導入部２６が第一接触部２２を形成する。

上記第一接続部２３は、図２そして図３に見られるように、第一ハウジング１１の端子保持部１１Ａから離間する方向で若干下方に傾斜する移行部２４を経て横方向に延出している。該第一接続部２３は、本実施形態では、コネクタ嵌合方向となる高さ方向で上記第一接触部２２と半分位が重複範囲をなしている。この第一接続部２３は、第一コネクタ１０が回路基板上に配されたときに、該回路基板の回路部と接面した状態で半田接続される。したがって、第一接続部２３はその下縁が第一ハウジング１１の底面と同一レベルの面もしくは若干下方に位置している必要があるので、上述のごとく、第一接触部２２から傾斜する移行部２４を経て下方に位置している。しかし、第一接触部２２の下縁は図３に示される例よりも下方に位置して第一ハウジング１１の底面近くにあってもよく、第一接続部２３の下縁よりも僅かでも上方に位置していれば十分である。その場合には、第一接続部２３は、高さ方向で、その殆どが上記第一接触部２２の範囲に収まることとなり、また、該第一接触部２２の高さ方向寸法、すなわち、相手方たる第二端子との接触長さを大きく確保することも可能となる。

第一ハウジング１１の両端における金具保持部１１Ｂには、取付金具２７が保持されている。該取付金具２７も第一端子２０と同様に、上記第一ハウジング１１とのモールド一体成形により該第一ハウジング１１により保持されている。該取付金具２７は、上記金具保持部１１Ｂから横方向に延出しており、延出した脚状取付部２７Ａは高さ方向にて、その下縁が上記第一端子２０の第一接続部２３の下縁と同じレベルにあり、該第一接続部２３と同様に、回路基板の対応取付部に半田で取り付けられるようになっている。

このような形態の第一コネクタ１０と嵌合接続される第二コネクタ３０は、嵌合直前の第一コネクタ１０と共に図示されている図１に見られるように、全体として矩形平板状の第二ハウジング３１に第二端子４０が配列保持されている。

第二コネクタ３０の第二ハウジング３１は、第一コネクタ１０の第一ハウジング１１と同様に、電気絶縁材料で作られていて、第一コネクタ１０の第一ハウジング１１そして第一端子２０をも受け入れる受入凹部３２が形成されている。該受入凹部３２は、上記第一ハウジング１１の端子保持部１１Ａを受け入れるように長手方向に延びる中央凹部３３と、その長手方向両端から短手方向に延びて上記第一ハウジング１１の金具保持部１１Ｂを受け入れる端部凹部３４と、さらには、上記中央凹部３３から両側に櫛歯状に延びて上記第一コネクタ１０の第一端子２０の第一接触部２２そして第一接続部２３をも収める溝状の分岐した複数の端子用凹部３５とを有している。上記中央凹部３３と端部凹部３４は、それぞれ受入相手たる第一コネクタ１０の上記端子保持部１１Ａと金具保持部１１Ｂの外形に適合した凹部内面形状を有している。

上記端子用凹部３５は、図１に見られるように、上記第一端子２０の延出方向に対して直角な方向での溝幅（上方から見たときの該端子用凹部３５の対向内面間距離）が上記延出方向での位置により異なっている。上記端子用凹部３５の溝幅は、該延出方向で上記第一端子２０の第一接触部２２に対応する範囲で狭く、第一接続部２３に対応する範囲で広く形成されている。上記第一接触部２２に対応する範囲では、この端子用凹部３５内に板状の第一接触部２２が進入してくるので、それに見合った幅、すなわち進入する該第一接触部２２の板厚に対し十分な溝幅そしてその進入に際して案内をもできる溝幅をなし、入口上縁にテーパ面３５Ａ−１を有する端子溝３５Ａを形成している。これに対して、これよりも端子延出方向先方の範囲には、上記第一端子２０の第一接続部２３および半田が進入するため広くなっている。

上記端子用凹部３５の平面形状は上述のごとくであるが、嵌合方向かつ端子配列方向に延びる面における断面形状については、第二端子４０と係りがあるので、該第二端子４０の説明後に、改めて説明する。

第二端子４０は、図４に見られるごとく、金属板を外形づけると共に板厚方向に屈曲加工を受けて作られている。そして、その板厚面に直角な方向で第一端子２０の第一接触部２２を受け入れるようになっている。横方向に延びる上記第二端子４０は、その延出方向での中間部に第二被保持部４１を有し、その一方の側で上記第一端子２０の第一接触部２２に対応して位置する一端部に第二接触部４２を、他端部に第二接続部４３を有している。

上記第二被保持部４１は、上記第二ハウジング３１の後述の対応せる保持孔へ挿入されて保持される関係上、幅広に形成されている。該第二被保持部４１からは、くびれ部分を経て一端側に二股状の第二接触部４２が延出している。この第二接触部４２は平面形状が音叉状をなして一端に向け開口する溝部４２Ａを形成して、二つの接触片４４を対向して有している。両接触片４４はその対向内縁同士の距離、すなわち溝幅が一端（先端）たる自由端に向け狭めていると共に、上縁部に溝内方に向け、テーパ部４４Ａが形成されている。先端では、丸みをおびた接触突部４４Ｂが互いの近接方向に突出して形成されている。該接触突部４４Ｂ同士間距離は、上記第一端子２０の第一接触部２２に形成された両側の段状凹部２５の接触面２５Ａ同士間距離、すなわち該接触面２５Ａにおける板厚よりも若干小さい。この対向せる二つの接触突部４４Ｂは、上記端子の延出方向で、図４にも見られるごとく、対応する接触面２５Ａの範囲内に位置している。

第二接続部４３は、第二被保持部４１に対して板厚方向で下方に向けクランク状に屈曲された後に上記第二被保持部４１と平行な面を形成している。

このような第二端子４０は、図１にも見られるように、第二接触部４２が上記第二ハウジング３１の溝状の端子用凹部３５内に位置し、第二接続部４３が第二ハウジング３１外に延出するように位置しており、第二被保持部４１にて第二ハウジング３１の保持孔３６により保持される。該保持孔３６は、端子用凹部３５と連通していて第二ハウジング３１の側面に窓状に開口している。上記第二端子４０をこの開口を通して第二接触部４２側から上記保持孔３６へ挿入すると、第二接触部４２が上記端子用凹部３５に達して第二被保持部４１が上記保持孔３６で保持され、第二接続部４３が第二ハウジング３１外に位置するようになる。上記端子用凹部３５は、中央凹部３３側に位置する端子溝３５Ａが第一端子２０の第一接触部２２の板厚よりも若干大きい溝幅をもって形成されていて、溝縁張出部３５Ｂが溝内方に張り出されている形をなしている。この溝縁張出部３５Ｂの直下には、上記保持孔３６の内幅をそのまま上記中央凹部３３に連通する位置まで延ばして規制溝３７が形成されている。該規制溝３７は、図５に見られるように、嵌合方向に上下に貫通する端子溝３５Ａの内面側に該端子溝３５Ａに開口するように形成されていて、第二端子４０の第二接触部４２をなす二つの接触片４４の外側縁部４４Ｃを収めている。

上記規制溝３７は、図５に見られるように、その溝上内面が端子溝３５Ａに向けて上方に傾斜する面をなしていて、平坦な第二端子４０の第二接触部４２の接触片４４上面に対し当接して、該接触片４４が上方へ変位することを規制する規制部３７Ａを形成する。したがって、これに対面する上記接触片４４の上面は、この規制部３７Ａにより規制を受ける被規制部４４Ｄをなす。上記規制部３７Ａと被規制部４４Ｄは互いに当接する作用部を形成し、該作用部にて、上記規制部３７Ａが傾斜していることにより、第二端子４０の溝部４２Ａの幅を狭める方向の分力を生ずる。

次に、本実施形態の両コネクタについての使用要領、作動原理について説明する。

先ず、第一コネクタ１０そして第二コネクタ３０をそれぞれ対応の回路基板に接続し取り付ける。両コネクタ１０，３０の嵌合直前を示す図１では、回路基板の図示が省略されているが、既述のごとく、第一コネクタ１０の上面側に対応の回路基板が、そして第二コネクタ３０の下面側に対応の回路基板がそれぞれ位置していて、互いに対向する姿勢をとっている。すなわち、第一コネクタ１０に関しては、図２そして図３に示される姿勢の第一コネクタ１０を回路基板上に配して該回路基板に接続そして取り付けた後、その回路基板の上下面を反転させて、図１の姿勢をとる。

図１の位置そして姿勢で、回路基板に取り付けられている第一コネクタ１０を降下させ、第二コネクタ３０に嵌合させる。嵌合時には、溝縁張出部３５Ｂのテーパ面（）に誘われて第一コネクタ１０の第一ハウジング１１が第二コネクタ３０の第二ハウジング３１の受入凹部３２で受け入れられ、第一コネクタ１０の第一端子２０の第一接触部２２は第二ハウジング３１の端子溝３５Ａにテーパ面３５Ａ−１を経て案内されつつ端子用凹部３５内に進入する。図５に見られるように、上記端子溝３５Ａ内には、対向溝内面に開口して形成された規制溝３７に外側縁部４４Ｃが収められた上記第二コネクタ３０の接触片４４の接触突部４４Ｂが突入していて、この接触片４４同士間に形成された溝部４２Ａが上記第一端子２０の第一接触部２２直下に位置している。該第一接触部２２の下端部はテーパ面をもつ導入部２６となっており、上記第一接触部２２は該導入部２６が、上記接触片４４の溝部４２Ａの上縁に形成されたテーパ部４４Ａで案内されつつ、上記接触片４４を接触突部４４Ｂで押し広げるように弾性変位させて上記溝部４２Ａの溝幅を広げる。さらに、上記第一接触部２２の上記溝部４２Ａへの進入が進行すると、上記導入部２６が接触突部４４Ｂの位置を通過し、段状凹部２５が該接触突部４４Ｂと接触するようになる。すなわち、接触突部４４Ｂから見ると、該接触突部４４Ｂが、上記第一接触部２２に対して相対的に移動し、上記導入部２６を乗り越えて、段状の係止部２５Ｂを経て、平坦な接触面２５Ａに達する。そして、上記接触突部４４Ｂは、係止部２５Ｂにおける段差の分だけ弾性変位量を減じて、所定の接圧で上記接触面２５Ａとの接触状態を保つ。

このようにして、第二コネクタ３０に対して第一コネクタ１０を嵌合接続した後に、第一コネクタ１０に不用意な抜出方向力が作用したときには、第一コネクタ１０の第一接触部２２に形成された段状の係止部２５Ｂと第二コネクタ３０の接触突部４４Ｂとが上記抜出方向に互いに係止し合い抜けを防止する。上記抜出方向力が予想外に大きいときには、上記係止部２５Ｂが接触突部４４Ｂを上方に弾性変位させて、その係止から外れようとする。しかしながら、本発明では、第二ハウジング３１の規制溝３７の溝上内面にテーパ状の規制部３７Ａが形成され、また、上記第二接触部４２の接触片４４の上面には上記規制部３７Ａに対面する被規制部４４Ｄが形成されている。したがって、抜出方向力を上記係止部２５Ｂを介して上記接触片４４が受けて上方へ弾性変位しても、係止が外れる前に上記規制部３７Ａに対し被規制部４４Ｄが当接し、上記規制部３７Ａのテーパ面からの反力の横方向分力により、上記溝部４２Ａの溝幅を小さくする方向に二つの接触片４４が弾性変位し、該二つの接触片４４の接触突部４４Ｂが上記第一接触部２２の両側の接触面２５Ａに対する挟圧力を一段と高める。その結果、第一接触部２２は、最早抜出方向に移動できず、したがって、上記段状の係止部２５Ｂでの接触突部４４Ｂとの係止は外れることはない。

本発明は、図１ないし図５に示された形態に限定されず、種々変更可能である。

例えば、第二コネクタ３０における第二ハウジング３１の規制部３７Ａと第二端子４０の被規制部４４Ｄは、図５の形態のように規制部３７Ａをテーパ面とせずとも、図６に見られるように、該規制部３７Ａを水平な平坦面とし被規制部４４Ｄをテーパ面とすることも可能である。勿論、図示していないが規制部と被規制部の両方をテーパ面としてもよい。さらには、規制部と被規制部は、直線な傾斜をなすテーパ面としなくとも、少なくとも互いの当接部分が傾斜している曲面で形成することも可能である。

次に、第一コネクタ１０の第一端子２０に設けられる係止部２５Ｂは、図２，４に見られるような段状凹部２５の段状縁部でなくとも、図７に見られるような突起として形成された係止部２５Ｂであってもよい。図８に見られるように、第二コネクタ３０の第二端子４０の接触突部４４Ｂは、この突起として形成された係止部２５Ｂを乗り越えて該係止部２５Ｂと係止し、コネクタの抜け防止を図る。

なお、本発明においては、係止部２５Ｂは必須ではなく、第一接触部２２が平坦面であってもよい。

２０ 相手端子（第一端子） ４０ 端子（第二端子）
２２ 相手接触部（第一接触部） ４２ 接触部（第二接触部)
３１ ハウジング（第二ハウジング） ４２Ａ 溝部
３７Ａ 規制部 ４４Ｄ 被規制部

Claims (3)

1. ハウジングと該ハウジングにより保持された金属板製の端子とを有し、該端子は相手端子に形成された相手接触部を受け入れて該相手接触部と接触する接触部が形成されていて、該接触部は相手接触部の受入れそして抜出方向に対して交差する板面をもち該板面の厚さ方向に貫通した溝部の両側に二股状に形成された接触片を有し、該溝部へ相手接触部が進入して該接触片の対向内縁と接触するようになっている電気コネクタにおいて、
   ハウジングが、相手接触部の抜出時に端子の接触片に対し当接して相手接触部の抜出方向への該接触片の変位を規制する規制部を有し、かつ上記接触片が該規制部と当接可能な被規制部を有していて、上記規制部と被規制部は、互いの当接時に、上記接触片の溝部の溝幅を狭めるように作用し合う作用部が形成されていることを特徴とする電気コネクタ。
2. ハウジングの規制部と端子の被規制部は、互いの作用部の少なくとも一方が斜面として形成されていることとする請求項１に記載の電気コネクタ。
3. 斜面はテーパ面であることとする請求項２に記載の電気コネクタ。

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