JP5276678B2 - コネクタ - Google Patents

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Description

本発明は、電線に接続するプラグコンタクトを有するプラグコネクタと、回路基板に実装されたリセプタクルコネクタと、を備えるコネクタに関する。
携帯電話、PDA(Personal Digital Assistant)、その他の情報携帯端末の構成部品の一部(例えばスピーカー、マイク、バイブレーションモータ)は回路基板に半田付けした後に行うリフローに対応できないため、回路基板に直接実装できない。そのため、回路基板にリセプタクルコネクタを実装するとともに、当該部品を電線を介してプラグコネクタに接続し、このリセプタクルコネクタとプラグコネクタを接続するのが一般的である。
この種のコネクタの従来例である特許文献1のプラグコネクタは、プラグインシュレータと、プラグインシュレータに一方向に並べて固定した一対の金属製のプラグコンタクトと、各プラグコンタクトに接続する一対の電線と、を具備している。各プラグコンタクトは上記一方向に直交する直交方向に延びる接触部(接触板)と、接触部から他方のプラグコンタクト側に延びる延出部(連結部、基部)と、延出部の上記直交方向の両端部からリセプタクルコネクタ側に向かって延び、かつ電線に接続する一対の圧接板と、を有している。一方、リセプタクルコネクタは、リセプタクルインシュレータと、リセプタクルインシュレータに上記一方向に並べて固定した、回路基板と接続する一対の金属製のリセプタクルコンタクトと、を具備している。リセプタクルインシュレータの上記一方向の両端部にはリセプタクルコンタクトを支持するための一対の側壁がプラグコネクタ側に向けて突設してあり、一対の側壁の間はプラグコネクタを嵌合するための凹部となっている。さらに各リセプタクルコンタクトは、その一端が各側壁に固定状態で支持してあり、他端側は弾性変形可能となっている。
従って、リセプタクルコネクタの凹部にプラグコネクタを嵌合すると、リセプタクルコネクタの一対のリセプタクルコンタクトの自由端部が弾性変形しながら一対のプラグコンタクトの接触部に接触するので、一対の電線と回路基板が電気的に導通する。
特許第3745318号公報 特許第3059965号公報
近年機器の小型化に伴い、コネクタに対する低背化と省面積化の要求が厳しさを増している。
その対応策として特許文献1のコネクタでは、ボックス状のリセプタクルコネクタに電線を支持したプラグコネクタを嵌合して、プラグコネクタの側面に形成したプラグコンタクトの接触部にリセプタクルコンタクトの自由端部を一方から接触させる構造として低背化を図っている。しかし、コンタクト同士の接触態様が上記態様であるため、リセプタクルコンタクトの小型化に伴ってその弾性力が低下すると、電線振れや嵌合クリアランスによるガタツキの影響を受けて変位量が変化して接触抵抗が不安定になり易くなる。
また、特許文献2に開示されたコネクタでは、リセプタクルコンタクト(実装用コンタクト)を連結基部から二股状に延びる一対の挟持片を具備する構成とし一対の挟持片によってプラグコンタクトの接触部を挟持する構造としてコンタクト同士の接触の安定化を図っている。しかし、一対の挟持片は底面側を固定して嵌合側に伸びる単純片持ちばねであり、弾性変形し易くするためには長さが必要となる。
しかし、挟持片を長くするとリセプタクルコネクタの高さ寸法が大きくなるとともに、プラグコンタクトとの接触位置も高くなるため、プラグコンタクトの接触部も高くする必要がある。さらにプラグコネクタとリセプタクルコネクタが積層構造(互いのインシュレータの対向面に嵌合しあう凹部と凸部を具備しない構造)であるため、コネクタ全体としての低背化が困難である。また、積層構造のためコネクタ全体の省面積化は実現できるが、電線位置がプラグコネクタとリセプタクルコネクタの嵌合面(位置)と離れる(高くなる)ため、電線に加わる外力等によりプラグにモーメントが加わると、プラグコネクタに傾きや嵌合外れが生じ易くなる。
つまり、更なる低背化及び省面積化という視点に関して、特許文献1のコネクタでは省面積化と接触信頼性が問題となり、特許文献2のコネクタでは低背化と嵌合保持力が問題となる。
本発明の目的は、電線を支持したプラグコネクタと回路基板に接続したリセプタクルコネクタの小面積化及び低背化と、コンタクト同士を確実かつ安定して接触させることが可能で、しかもプラグコネクタとリセプタクルコネクタを強固に接続可能なコネクタを提供することにある。
本発明のコネクタは、一方向に並んだ状態で支持した、回路基板に実装される一対の金属製のリセプタクルコンタクト、を有するリセプタクルコネクタと、プラグインシュレータ、該プラグインシュレータに上記一方向に並んだ状態で支持した一対の金属製のプラグコンタクト、及び、各プラグコンタクトにその一端部をそれぞれ接続した上記一方向に対して略直交する方向に延びる一対の電線、を有する、上記リセプタクルコネクタと着脱可能なプラグコネクタと、を具備するコネクタにおいて、上記プラグコンタクトが、上記一方向及びプラグコネクタとリセプタクルコネクタの対向方向に直交する方向に延びる接触部と、該接触部から他方のプラグコンタクト側に向かって延びる一対の連結部と、該一対の連結部から互いに近づく方向に延びた後に他方のプラグコンタクト側に向かって延び、かつ上記電線と接続する一対の接続部と、を有し、上記プラグインシュレータの上記リセプタクルインシュレータとの対向面に、上記接触部を嵌合保持する一対の嵌合保持部と、該一対の嵌合保持部の間に位置し上記連結部を受け入れる一対の嵌合凹部と、該一対の嵌合凹部の間に形成した上記接続部及び上記電線を受け入れる受容凹部と、上記受容凹部に隣接すると共に上記連結部と上記一方向に並び、かつ上記電線を支持する一対の電線支持孔を有する、上記リセプタクルコネクタ側に延びる壁部と、を形成し、上記リセプタクルコンタクトが、固定部と、該固定部から他方のリセプタクルコンタクト側に向かって延びると共に上記プラグコネクタ側が開口する断面略U字形をなす部分を有し、かつ自由状態における略U字形をなす部分の対向内面の上記一方向の間隔が上記接触部の該一方向の寸法より狭い弾性変形部と、を有し、上記リセプタクルインシュレータのプラグコネクタとの対向面に、上記固定部を嵌合保持する一対の固定溝と、該一対の固定溝の間に位置し、上記弾性変形部を弾性変形可能に受け入れる一対のコンタクト用凹部と、該一対のコンタクト用凹部の間において上記プラグコネクタ側に向かって突出し、上記弾性変形片の自由端部と上記一方向に対向し、かつプラグコネクタをリセプタクルコネクタに装着したときに上記嵌合凹部に嵌合する一対の嵌合突部と、上記一対の嵌合突部の間に形成した上記一対の電線を受け入れ可能な電線受容空間と、を有することを特徴としている。
上記リセプタクルインシュレータのプラグコネクタとの対向面に、上記コンタクト用凹部と上記電線と平行な方向に並び、かつ、該接触部が係脱可能な収容凹部を形成してもよい。
上記プラグインシュレータの上記壁部におけるリセプタクルコネクタ側の端部に係合突部を形成し、上記リセプタクルインシュレータに、プラグコネクタをリセプタクルコネクタに装着したときに上記係合突部を受け入れる係合凹部を形成してもよい。
上記電線の断面形状が円形であり、上記リセプタクルインシュレータの上記プラグコネクタとの対向面に、上記電線受容空間において上記嵌合突部に接続し、かつ該対向面側から上記プラグコネクタ側に向かうにつれて該嵌合突部からの上記一方向の突出量が徐々に小さくなる補強リブを突設してもよい。
上記プラグコンタクトの上記接触部が、一つの金属板を折り曲げることにより構成した2枚板構造としてもよい。
上記プラグインシュレータに治具の一部を挿脱可能な治具挿入部を形成してもよい。
上記接触部と上記弾性変形部の一方に係止凹部を形成し、他方に、プラグコネクタをリセプタクルコネクタに装着したときに上記係止凹部に嵌合する係止突部を形成してもよい。
また、上記接触部と上記弾性変形部の一方に第1係止突部を形成し、他方に、プラグコネクタをリセプタクルコネクタに装着したときに上記第1係止突部を乗り越えて、該第1係止突部に係止する第2係止突部を形成してもよい。
上記プラグインシュレータの外面に、上記電線の延長方向に突出し、かつ上記プラグコネクタのリセプタクルコネクタに対する分離方向側から上記電線と対向する抑え用突部を形成してもよい。
本発明のリセプタクルコンタクトの弾性変形部はコネクタの高さ方向と直交する方向に延びているので、コネクタが低背化しても十分な弾性力と変形量を確保できる。さらに、嵌合側に略U状に開放しているため、プラグコンタクトの誘い込み性に優れ、プラグコネクタの無理な接触による座屈・変形等を防止できる。さらにリセプタクルコンタクトはプラグコンタクトの接触部を挟持可能なので接触信頼性が良好である。
またプラグコンタクトの接続部と連結部の間に段差を形成し、この段差部にプラグインシュレータの壁部を形成しているので、壁部の板厚を大きくすることが可能である。そのためプラグコネクタを低背・省面積化した場合であっても、プラグインシュレータの機械的強度や電線支持の効果を強くすることが可能である。さらに、プラグコネクタとリセプタクルコネクタを装着したときにリセプタクルインシュレータの嵌合突部がプラグインシュレータの嵌合凹部に嵌合するので、電線等に不用意な外力が加わったとしても嵌合突部と嵌合凹部によりプラグコネクタとリセプタクルコネクタの接離方向に直交する平面方向への分離を確実に防止できる。しかも、リセプタクルインシュレータ側に嵌合突部を突設しているものの、嵌合突部をプラグインシュレータ側の嵌合凹部に嵌合させているので、コネクタ全体が高背化することもない。さらに、プラグコンタクトの段差により省面積化を図りつつ嵌合凹部と嵌合突部を電線の延長方向に大きくできるので、嵌合突部の機械的強度の向上を図れる。このようにプラグインシュレータの機械的強度を強くしつつ、嵌合突部を嵌合凹部に嵌合させているので、コネクタを低背・省面積化した場合であってもプラグコネクタとリセプタクルコネクタを強固に接続できる。
さらに、プラグコンタクトの段差により省面積化を図りつつ嵌合凹部を電線の延長方向に大きくしているので、嵌合凹部に嵌合するリセプタクルコンタクトの幅も大きくできる。そのためコネクタを省面積化した場合であっても、リセプタクルコンタクトの弾性力の低下を防止できる。
請求項2記載の発明によれば、リセプタクルインシュレータがプラグコンタクトの接触部を受け入れる収容凹部を具備しているので、プラグコンタクトの接触部がリセプタクルコンタクトの弾性変形部に嵌合する際に、収容凹部がプラグコンタクトのガイド(誘い込み)として機能するので、接触部の無理な体勢での嵌合動作に起因するリセプタクルコンタクトの座屈・変形を防止できる。
さらに、プラグコンタクトとリセプタクルコンタクトの接触後においては、プラグコネクタに不要な力が加わっても収納凹部によりプラグコンタクトの接触部の位置規制がされるため、接触性能が維持される。
請求項3記載の発明によれば、プラグコネクタに係合突部を形成することにより壁部の高さを大きくしているので、低背のプラグコネクタにおいても大径の電線支持孔を形成できる。そのため、径が大きい電線を使用でき、且つ電線を安定して支持できる。
また、プラグコネクタをリセプタクルコネクタに装着したときにプラグインシュレータの係合突部がリセプタクルインシュレータの係合凹部に係合するので、電線径が大きい場合であってもコネクタ全体の低背化が可能となる。
請求項4記載の発明によれば、補強リブによって嵌合突部の強度が高くなるので、コネクタを低背化した場合であってもプラグコネクタとリセプタクルコネクタをより強固に接続でき、さらにプラグコネクタの不用意な装着操作をおこなったとしても嵌合突部の破損を防止できる。
しかも、補強リブがリセプタクルインシュレータにおけるプラグコネクタとの対向面側からプラグコネクタ側に向かうにつれて嵌合突部からの突出量が徐々に小さくなる形状なので、補強リブは断面形状が円形である電線と干渉しない。そのため、コネクタを小型化し(電線受容空間を小型化し)、かつ電線の径を大きくした場合であっても、電線を電線受容空間に補強リブと干渉することなく収納できる。
請求項5記載の発明によれば、プラグの接触部を2枚構成とするため、コネクタの低背・省面積化に伴いプラグコンタクトの板厚が薄くなったとしても、接触部の剛性が確保され、リセプタクルコンタクトとの装着時等における変形を防止できる。さらに、接触部の厚みが増すことから、リセプタクルコンタクトの弾性変形部の変位量を確保できることになるので、接触信頼性が高まる。
プラグコネクタを低背化した場合は作業者がプラグコネクタを掴みずらくなるため、作業者が電線を引上げることによりプラグコネクタをリセプタクルコネクタから無理抜きしたりして、プラグコネクタの破損や電線の切断を招く虞がある。しかし、このような場合であっても請求項6記載の発明のようにプラグインシュレータに治具の一部を挿脱可能な治具挿入部を形成すれば、治具を利用することによりプラグコネクタをリセプタクルコネクタから破損させることなく容易に分離できる。
請求項7記載の発明によれば、接触部と弾性変形部の一方に形成した係止突部が他方に形成した係止凹部に嵌合(係止)するので、リセプタクルコンタクトとプラグコンタクトの間の嵌合保持力を高めることができると共に、リセプタクルコンタクトとプラグコンタクトを接続したときにクリック感を得られる。
さらにリセプタクルコンタクトがプラグコンタクトに接続するときに、係止突部が接触部表面における係止凹部の近傍部に摺接した後に係止凹部に嵌合する。そのため係止突部によって接触部表面の当該近傍部に付着していた塵や埃などの異物が除去されるので、リセプタクルコンタクトとプラグコンタクトを確実に導通させることが可能である。
また請求項8記載の発明によれば、請求項7の発明と同様の効果を得られる。
請求項9記載の発明によれば、電線が屈曲する際に抑え用突部に接触しながら曲がることにより、電線とプラグコンタクトの接続部への負荷が低減されるために、接続部の塑性変形や電線の切断などを抑止できるので、低背小型のコネクタにおいても電線の繰り返しの屈曲等が生じても、より安定した接触信頼性を得ることができる。
さらに、電線に生じた曲げ力がある程度の大きさに達したときに(それほど大きくならないうちに)、プラグコネクタがリセプタクルコネクタに対して回転しながら分離するので、プラグコネクタやリセプタクルコネクタが破損したり、接続部が損傷したりするのを効果的に防止できる。
本発明の一実施形態のプラグコネクタとリセプタクルコネクタの接続状態の前斜め上方から見た斜視図である。 プラグコネクタとリセプタクルコネクタの分離状態の前斜め上方から見た斜視図である。 プラグコネクタとリセプタクルコネクタの接続状態の正面図である。 プラグコネクタとリセプタクルコネクタの接続状態の平面図である。 図4のV−V矢線に沿う断面図である。 プラグコネクタとリセプタクルコネクタの分離状態の図5と同様の断面図である。 プラグコネクタの後斜め上方から見た分解斜視図である。 プラグコネクタの前斜め下方から見た分解斜視図である。 プラグインシュレータの底面図である。 プラグコネクタの底面図である。 図10のXI−XI矢線に沿う断面図である。 リセプタクルインシュレータの前斜め上方から見た分解斜視図である。 弾性変形部が自由状態にあるときのリセプタクルコネクタの平面図である。 図13のXIV−XIV矢線に沿う断面図である。 図13のXV−XV矢線に沿う断面図である。 治具の斜視図である。 治具を後方からコネクタに装着したときの斜視図である。 変形例のリセプタクルコンタクトの一部を示す拡大断面図である。 別の変形例のプラグコネクタの前斜め上方から見た斜視図である。 プラグコネクタの後斜め下方から見た斜視図である。 プラグコネクタとリセプタクルコネクタの接続状態の側面図である。 電線が上方に曲げられたときの図21と同様の側面図である。
以下、添付図面を参照しながら本発明の一実施形態について説明する。なお、以下の説明中の前後、上下、及び左右の方向は、図中の矢印の方向を基準としている。
本実施形態のコネクタ10は、互いに接続及び分離可能なプラグコネクタ20とリセプタクルコネクタ70からなるものであり、例えば、携帯電話(携帯端末)、PDA(Personal Digital Assistant)、その他の情報携帯端末に内蔵した構成部品(例えばスピーカー、マイク、バイブレーションモータ)と回路基板110とを電気的に接続する、高さ1mm程度の低背コネクタである。
まずプラグコネクタ20について主に図7から図11を利用して説明する。
プラグコネクタ20はプラグインシュレータ21と、一対のケーブル40と、一対のプラグコンタクト50と、を具備している。
プラグインシュレータ21は絶縁性の合成樹脂材料(例えばポリカーボネート、ナイロン、ポリフェニレンサルファイド、LCP等)を射出成形した左右対称かつ前後対称をなす略直方体形状の部材である。図示するようにプラグインシュレータ21の上端部を構成する天井部22の下面の前後両縁部には、左右方向に延びる壁部23が下向きに突設してあり、壁部23の下端部の中央部には係合突部24が下向きに突設してある。前後の壁部23には左右一対の電線支持孔25が貫通孔として形成してあり、前側の壁部23の前面と後側の壁部23の後面には左右一対の治具用凹部(治具挿入部)26が凹設してある。壁部23の左右両端部にはスリット27が形成してあり、スリット27の側方には左右方向に弾性変形可能で下端部に係止爪29を有する弾性片28が形成してある。天井部22の四隅近傍には計4つの第1保持孔31が上下方向に延びる貫通孔として形成してあり、各第1保持孔31の内側には4個で一組をなすように構成された左右2組の第2保持孔32(計8つ)が上下方向に延びる貫通孔として形成してある。さらに左右の第1保持孔31の外側には左右一対の長方形をなす第3保持孔33が上下方向に延びる貫通孔として形成してある。
天井部22の下面の左右方向の中央部には前後の壁部23を接続する前後方向に延びる仕切壁34が突設してある。第2保持孔32の下面における仕切壁34の左右両側は前後に位置する電線支持孔25と同心かつ同じ曲率をなす円弧面35となっており、天井部22の下面の円弧面35に連なる部分は底面視で略C字形状をなすC字面36となっている。さらに天井部22の下面における左右のC字面36の外側に位置する部分は、C字面36より一段深い凹部である(上方に位置する)嵌合凹部38となっており、嵌合凹部38の外側に位置する部分は、嵌合凹部38より一段浅い凹部である(下方に位置する)嵌合保持部39となっている。
左右一対のケーブル40は、導電性及び可撓性を有する材料からなる芯線41(撚り線や単線)の表面をチューブ状かつ可撓性を有する絶縁体42で被覆したものである。絶縁体42はプラグインシュレータ21の電線支持孔25、及び、円弧面35と同じ略同じ曲率の円筒部材である。図示を省略してあるが、芯線41の一方の端部(後端部)は情報携帯端末に内蔵した構成部品(例えばスピーカー、マイク、バイブレーションモータ、バッテリー)に接続している。
互いに対称形状をなす一対のプラグコンタクト50は銅合金(例えばリン青銅、ベリリウム銅、チタン銅)やコルソン系銅合金の薄板を順送金型(スタンピング)により図示の形状となるように成形加工したものであり、表面にニッケルメッキで下地を形成した後に、金メッキを施している。
図示するようにプラグコンタクト50は、前後方向に延びると共にプラグインシュレータ21と平行な平面(図では水平面)に対して直交する板状(板厚0.12mm)の第1接触板51と、第1接触板51の上面の中央部から上方に延びた後に下方に向かう折曲部52と、折曲部52の下端に連なりかつ第1接触板51と平行な板状部である第2接触板53と、を有している。第1接触板51と第2接触板53の対向面は互いに微少距離だけ離間しており(接触させてもよい)、第1接触板51と折曲部52と第2接触板53が接触部54を構成している。さらに左右の第1接触板51の外側面には、側面形状が横長長方形をなす係止凹部55が凹設してある(係止凹部55の上下寸法及び前後寸法は、後述する接触突部102よりそれぞれ大きい)。第2接触板53の前後両端部には、平面視で湾曲しながら他方のプラグコンタクト50側に向かって延び、かつその上面が第1接触板51より上方に位置する連結部56が設けてあり、連結部56の上面には係止突起57が突設してある。前後の連結部56の下半部からは、一旦互いに近づく方向に湾曲した後に他方のプラグコンタクト50側に向かって延びる接続部59が延びている。各接続部59の上部は左右一対の圧接片60により構成してあり、各接続部59の端面には保持用爪61が突設してある。
左右のケーブル40及びプラグコンタクト50はプラグインシュレータ21の底部に固定することによりプラグインシュレータ21と一体化する。
ケーブル40及びプラグコンタクト50をプラグインシュレータ21に固定するには、まず左右のケーブル40の前端部をプラグインシュレータ21の後側の壁部23の電線支持孔25から円弧面35に嵌合し、さらに前側の壁部23の電線支持孔25に挿入して、左右のケーブル40をプラグインシュレータ21の底部に仮保持する。次いで、左右のプラグコンタクト50を下方からプラグインシュレータ21の下面側(上方)に移動させることにより、プラグコンタクト50の第1接触板51をプラグインシュレータ21の対応する嵌合保持部39にそれぞれ嵌合し、前後の連結部56を少なくとも一部が隣接する壁部23と左右方向に並ぶようにして嵌合凹部38に嵌合し、前後の接続部59をC字面36及び円弧面35が前後の壁部23との間に作り出す空間である受容凹部37に嵌合する。そして左右のプラグコンタクト50をさらに上方に移動させることにより折曲部52を対応する第3保持孔33に嵌合し、各係止突起57を対応する第1保持孔31に嵌合し、各圧接片60の上端部を対応する第2保持孔32に嵌合すると、各保持用爪61が仕切壁34に食い込むので(図5、図6参照)、左右のプラグコンタクト50がプラグインシュレータ21に固定される。さらに、このように左右のプラグコンタクト50をプラグインシュレータ21の底部に固定すると、各接続部59の左右の圧接片60が対応する絶縁体42の対応部分を破って絶縁体42内に位置する芯線41の一方の端部(前端部)の近傍部を左右から挟持する(図5、図6参照)。従って、左右のプラグコンタクト50と芯線41が確実に接触し、かつ、ケーブル40がプラグコンタクト50を介してプラグインシュレータ21に完全に固定される。
続いてリセプタクルコネクタ70について主に図12から図15を利用して説明する。
リセプタクルコネクタ70はリセプタクルインシュレータ71と、一対のリセプタクルコンタクト90と、を具備している。
リセプタクルインシュレータ71は絶縁性かつ耐熱性の合成樹脂材料(例えばナイロン、液晶ポリマー、ポリフェニレンサルファイド)を射出成形した、前後対称かつ左右対称をなす平面視略長方形をなす部材である。
リセプタクルインシュレータ71の底板部72の前後両縁部の中央部には係合凹部73が形成してある。リセプタクルインシュレータ71の左右両端部近傍には側部壁74が上向きに突設してあり、左右の側部壁74の対向面には前後一対の係止突起75が突設してある。さらに側部壁74の上面の中央部には側部壁74(底板部72)より狭幅の逃げ凹部76が下向きに凹設してある。さらにリセプタクルインシュレータ71の左右両端部には前後一対のコンタクト保持用突部77が突設してあり、前後のコンタクト保持用突部77の上面と前後のコンタクト保持用突部77の対向面にはそれぞれ上部溝78と対向溝79が形成してある(左右両端部の上部溝78と対向溝79がそれぞれ固定溝の構成要素である)。底板部72の上面には左右の側部壁74と隙間をもって対向し断面形状が略コ字形状をなす左右一対の嵌合突部81が上向きに突設してある。互いに対向する側部壁74と嵌合突部81の前後両端部を除く部分間の空間は、リセプタクルコンタクト90の弾性変形部96を収容するためのリセプタクルコンタクト用凹部82となっており、互いに対向する側部壁74と嵌合突部81の前後両端部の間の空間はプラグコンタクト50の接触部54の厚みと同じ左右寸法(ただし、上端部はテーパ状となっているので接触部54の厚みより広幅)であるプラグコンタクト用凹部(収容凹部)83となっている。さらに、底板部72の上面には左右の嵌合突部81の対向面に接続する補強リブ84が設けてある。図示するように補強リブ84は底板部72側から上方に向かうにつれて対応する嵌合突部81からの左右方向への突出量を徐々に減じる断面形状である。また、左右の補強リブ84の間が電線受容空間85となっている。
互いに対称形状をなす一対のリセプタクルコンタクト90は、ばね弾性を備えた銅合金(例えばリン青銅、ベリリウム銅、チタン銅)やコルソン系銅合金の薄板を図示の形状に順送金型(スタンピング)により成形加工したものであり、表面にニッケルメッキで下地を形成した後に、金メッキを施している。
リセプタクルコンタクト90は、略水平板状をなすテール部91から上方に向かって延びる固定部92と、固定部92の上部から他方のリセプタクルコンタクト90側に向かって延びる弾性変形部96と、を有している。固定部92はその前後両側部に一対の支承片93を有しており、さらに該前後両側部における支承片93の直下に保持用爪94を有している。弾性変形部96は、固定部92の上部から略水平に延びる連結基部97と、連結基部97の端部から固定部92側に戻りながら下方に延びる垂下片98と、垂下片98の下端部から略水平に延びる水平片99と、水平片99の端部から固定部92側に戻りながら上方に延びる立上り片100と、立上り片100の先端部から斜め上方に向かって延びる自由端部101と、を具備しており、連結基部97と垂下片98の接続部と立上り片100と自由端部101の接続部の2カ所がそれぞれ接触突部102、103となっている。このように弾性変形部96の断面形状は略U字形状であり、弾性変形部96が自由状態にあるときの接触突部102と接触突部103の左右方向間隔は接触部54の板厚(左右寸法)より僅かに狭い。さらに図示するように各リセプタクルコンタクト90の弾性変形部96の幅方向の中央部にはスリット104が形成してある。
一対のリセプタクルコンタクト90はリセプタクルインシュレータ71の側部壁74に、互いに対向し、かつ左右方向に並んだ状態で取り付けられる。具体的には、各リセプタクルコンタクト90をリセプタクルインシュレータ71の対応する端部の直上に位置させた後に下方に移動させ、弾性変形部96を対応する逃げ凹部76とリセプタクルコンタクト用凹部82の内部に位置させると共に、テール部91及び固定部92を前後の対向溝79の間に挿入する。そして前後の支承片93の下面が対応する上部溝78の底面に接触すると、前後の保持用爪94が対応する対向溝79の表面に食い込む(図15参照)ので、リセプタクルコンタクト90の固定部92がリセプタクルインシュレータ71の左右両端部に固定される。すると図14に示すように各リセプタクルコンタクト90の弾性変形部96がリセプタクルインシュレータ71(底板部72、側部壁74、嵌合突部81)から離間した自由状態でリセプタクルコンタクト用凹部82内に収納される。
このようにリセプタクルインシュレータ71とリセプタクルコンタクト90を一体化することによりリセプタクルコネクタ70を構成した後に、底板部72の補強リブ84間の上面を吸着ノズル等(図示略)で吸着して回路基板110上に搬送して載置し、リセプタクルインシュレータ71の下面に突出した各テール部91を回路基板110(図5、図6参照)の信号用パターン(図示略)に半田付けする。
プラグコネクタ20とリセプタクルコネクタ70を結合するには、まずプラグコネクタ20とリセプタクルコネクタ70を図2に示す体勢にして、この体勢を維持したままプラグインシュレータ21を図6に示す位置まで下方に移動させる。すると、プラグコンタクト50の接触部54が対応するプラグコンタクト用凹部83の上端部(テーパ部)に接触することにより案内されながらさらに下方に移動するので、左右の接触部54の下端部が図6に示す態様で左右のリセプタクルコンタクト90(弾性変形部96)の開口部に接触する。そしてこのままプラグコネクタ20をさらに下方に移動させれば、弾性変形部96の上端開口部がテーパ状であるため接触部54は対応する弾性変形部96を無理に弾性変形させることなく弾性変形部96の内部に円滑に嵌合し(リセプタクルコンタクト90を座屈、塑性変形等させない)、図1、図3、図5に示すようにプラグコネクタ20とリセプタクルコネクタ70が完全に接続する。すると、図5に示すように垂下片98が側部壁74側に弾性変形すると共に立上り片100が嵌合突部81側に弾性変形する(嵌合突部81とは接触しない)。さらに、接触突部102と接触突部103によって接触部54の両側面が弾性的に挟持される。より具体的には、接触突部(係止突部)102が第1接触板51の係止凹部55に嵌合し(係止凹部55の底面に接触する)、接触突部103が第2接触板53の内側面に接触する(図5参照)。従って、対応するプラグコンタクト50とリセプタクルコンタクト90同士が電気的に導通するので、プラグコンタクト50及びリセプタクルコンタクト90を介してケーブル40(スピーカー、マイク、バイブレーションモータ、バッテリーなどの上記構成部品)と回路基板110が電気的に導通する。さらに左右の接触部54の前後両端部が対応するプラグコンタクト用凹部83の上端テーパ部より下方部分に挟まれた状態で嵌合し、プラグコンタクト用凹部83によって接触部54の位置規制がされるため、プラグコネクタ20に外力が掛かってもプラグコンタクト50とリセプタクルコンタクト90の接触性能は維持される。
また、プラグコネクタ20の仕切壁34及び左右のケーブル40が電線受容空間85内に位置し、前後の係合突部24が前後の係合凹部73に嵌合し、左右の嵌合突部81が対応する嵌合凹部38に嵌合する。さらにプラグインシュレータ21の4つの弾性片28を弾性変形させながら各係止爪29がリセプタクルインシュレータ71の対応する係止突起75と係合するので、図1、図3、図5に示す接続状態が保持される。
ケーブル40と回路基板110の導通状態を解除するためにはプラグコネクタ20に対して上方への移動力を付与することにより、各係止爪29と対応する係止突起75の係合関係を解除した上で、プラグコネクタ20をリセプタクルコネクタ70から分離すればよい。
しかし本実施形態のプラグコネクタ20は極めて小型(前後、左右、上下の各寸法が小さい)のため、作業者がプラグコネクタ20を手で掴むのが難しい。そのためこの場合は図16及び図17に示す治具115を利用する。この治具115は金属または樹脂製であり、作業者が手で把持する把持片116と、把持片116の下端部に設けた、その下面が偏平な上部接触面117となっている押え段部118と、押え段部118から下方に延び、その前面が上部接触面117に対して直交する偏平な側部接触面120となっている垂下部119と、側部接触面120の前面から前向きに突出する、その断面形状が治具用凹部26と略同一である左右一対の挿入突起121と、を具備している。さらに側部接触面120の下縁部には左右一対の半円形形状(その径は絶縁体42よりやや大きい)の半円凹部122が凹設してある。
治具115は、例えば図17に示すように後方からコネクタ10に装着して用いる。この場合は2つの半円凹部122を2本の絶縁体42にそれぞれ被せた上で、押え段部118の上部接触面117をプラグインシュレータ21の上面の後端部に載せ、さらに垂下部119の側部接触面120を後側の壁部23の後面に接触させる。すると左右の挿入突起121がプラグインシュレータ21の後面の一対の治具用凹部26にそれぞれ嵌合して一体化するので、作業者は把持片116を把持しながら治具115を上方に引き上げればよい。すると治具115に付与した上方への移動力が、上部接触面117、側部接触面120、及び、一対の挿入突起121からプラグインシュレータ21に対して効率よく伝わるので、プラグコネクタ20をリセプタクルコネクタ70から簡単に分離できる。
なお、治具115はコネクタ10の前部に装着して用いてもよく、この場合は押え段部118の上部接触面117をプラグインシュレータ21の上面の前端部に載せ、垂下部119の側部接触面120を前側の壁部23の前面に接触させて用いる。
また、治具115に相当する部分を前後に一対具備し(前部と後部の治具115に相当する部分は互いに前後対称)、かつ両部分の把持片116に相当する部分の上端部を互いに結合した、該結合部分(及び把持片116)が弾性変形可能なクリップ型の治具(図示略)を用いてもよい。この場合は、上記結合部分を弾性変形させながら前部と後部の治具115に相当する部分どうしを互いに離間させた後に、該結合部分の弾性復帰力を利用して前部と後部の治具115に相当する部分を互いに近づけて、コネクタ10の前後の治具用凹部26に各挿入突起121を挿入することにより、当該治具によってプラグインシュレータ21を前後から挟持して利用する。
以上説明した本実施形態では、リセプタクルコンタクト90がプラグコンタクト50の接触部54(第1接触板51、第2接触板53)を弾性的に挟持可能な弾性変形部96を有しているため、コネクタ10の低背化(上下寸法の短小化)に伴ってリセプタクルコンタクト90が小型化した場合であってもリセプタクルコンタクト90とのプラグコンタクト50の接触部54を確実に接触可能である。
さらにリセプタクルコンタクト90の接触突部102がプラグコンタクト50の係止凹部55に嵌合(係止)するので、リセプタクルコンタクト90とプラグコンタクト50の間の嵌合保持力を高めることができる。また、リセプタクルコンタクト90とプラグコンタクト50を接続したときにクリック感を得られるので、クリック感の有無により作業者が不完全嵌合を認識でき、接触不良や離脱を防止できる。さらにリセプタクルコンタクト90がプラグコンタクト50に接続するときに、接触突部102は第1接触板51の外側面における係止凹部55より上方に位置する部分に摺接した後に係止凹部55に嵌合する。そのため、接触突部102によって第1接触板51の外側面の当該上方部分に付着していた塵や埃などの異物が除去されるので、リセプタクルコンタクト90とプラグコンタクト50を確実に導通させることが可能である。
しかも、リセプタクルコンタクト90の弾性変形部96は左右方向に延びており、左右方向の長さを長くすることにより弾性変形し易くする(弾性力と変形量を確保できる)ことが可能な構造なので、コネクタ10の低背化に伴ってリセプタクルコンタクト90(弾性変形部96)の高さが低くなっても弾性変形部96の弾性変形力に及ぶ影響が小さい。
プラグコンタクト50の接触部54を2枚構成としているので、プラグコンタクト50の板厚が0.12mmと薄肉であるにも拘わらず、接触部54の剛性が確保され、リセプタクルコンタクト90との接触時における塑性変形を防止できる。さらに、接触部54の厚みが増すことから、リセプタクルコンタクト90の弾性変形部96の変位量を確保できることになるので、接触信頼性が高まる。
またプラグコンタクト50の接触部54と連結部56の間に前後方向の段差を形成し、この段差部にプラグインシュレータ21の壁部23を位置させているので、壁部23の板厚(前後寸法)を大きくすることが可能である。そのためプラグコネクタ20を低背・省面積化した場合であっても、プラグインシュレータ21の機械的強度や電線支持孔25によるケーブル40支持の効果を強くすることが可能である。さらに、プラグコネクタ20とリセプタクルコネクタ70を装着したときにリセプタクルインシュレータ71の嵌合突部81がプラグインシュレータ21の嵌合凹部38に嵌合するので、ケーブル40等に不用意な外力が加わったとしても、嵌合凹部38と嵌合突部81によりプラグコネクタ20とリセプタクルコネクタ70の水平方向への分離を確実に防止できる。しかも、リセプタクルインシュレータ71側に嵌合突部81を突設しているものの、嵌合突部81をプラグインシュレータ21側の嵌合凹部38に嵌合させているので、コネクタ10全体の上下寸法が大きくなることもない。このようにプラグインシュレータ21の機械的強度を向上させつつ、嵌合突部81を嵌合凹部38に嵌合させているので、コネクタ10を低背化した場合であってもプラグコネクタ20とリセプタクルコネクタ70を強固に接続できる。
さらに上記段差を設けることによりプラグコネクタ20の省面積化を図りつつ嵌合凹部38を前後方向(リセプタクルコンタクト90の幅方向)に大きくしているので、嵌合凹部38に対して嵌合するリセプタクルコンタクト90の幅を大きくできる。そのため、コネクタ10の省面積化した場合であってもリセプタクルコンタクト90の弾性力の低下を防止できる。
さらに本実施形態では、接触部54を第1接触板51と第2接触板53の2枚板構造とすることによりその機械的強度を高めると共に、補強リブ84によって嵌合突部81の機械的強度を高くしており、さらにプラグインシュレータ21の係合突部24をリセプタクルインシュレータ71の係合凹部73に嵌合しているので、コネクタ10を低背化した場合であってもプラグコネクタ20とリセプタクルコネクタ70をより強固に接続できる。しかも係合突部24を設けることによりプラグコネクタ20の上下寸法を長くしているものの、この係合突部24はリセプタクルインシュレータ71の係合凹部73に嵌合するので、係合突部24がコネクタ10全体の低背化の妨げになることはない。さらに係合突部24を設けることにより壁部23の高さを大きくしているので、低背のプラグコネクタ20においても大径の電線支持孔25を形成できる。そのため、径が大きいケーブル40を使用でき、且つケーブル40を安定して支持できる。
また補強リブ84が下方から上方に向かうにつれて嵌合突部81からの突出量が徐々に小さくなる形状なので、補強リブ84は電線受容空間85内においてケーブル40(絶縁体42)と干渉し難い。そのため、コネクタ10を小型化し(電線受容空間85を小型化し)、かつケーブル40の径を大きくした場合であっても、ケーブル40を電線受容空間85に対して補強リブ84と干渉することなく収納できる。
以上、本発明を上記本実施形態に基づいて説明したが、本発明は様々な変形を施しながら実施可能である。
例えば、プラグコンタクト50の接触部54を第1接触板51のみ、あるいは第2接触板53のみによる1枚板構造としたり、3枚以上の複数枚構造としてもよい。
また、接触部54の表面に、係止凹部55より下方に位置し、接触部54をリセプタクルコンタクト90の接触突部102と接触突部103で挟持したときに、接触突部102と接触突部103に下方からそれぞれ係合する抜止突起を形成してもよい。このようにすれば、プラグコネクタ20とリセプタクルコネクタ70を装着したときにプラグコンタクト50とリセプタクルコンタクト90をより確実に接触させたりクリック感を得ることが可能になる。
また接触部54の表面に係止凹部55の代わりとして第1係止突部を形成し、プラグコネクタ20とリセプタクルコネクタ70を装着したときに、該第1係止突部が弾性変形部96の接触突部(第2係止突部)102を乗り越えて、下方から接触突部102に係止するようにしてもよい。このように構成した場合も係止凹部55を形成した場合と同様の作用効果を得られる。
さらに弾性変形部96側に係止凹部55(必要に応じて上記抜止突起も)又は上記第1係止突起を形成し、接触部54側に接触突部102に相当する係止突部(第2係止突部)を形成してもよい。
また、プラグコネクタ20とリセプタクルコネクタ70の少なくとも一方に、他方のコンタクトとの接触時に集中荷重を得るための微小突起等の形状を形成してもよい。図18はその一例であり、この変形例のリセプタクルコンタクト90’の接触突部102に相当する部分には、リセプタクルコンタクト90’の幅方向(前後方向)に延びる係止突条(係止突部)125を形成してある。この係止突条125は、プラグコンタクト50とリセプタクルコンタクト90’を接続したときに、第1接触板51の係止凹部55に嵌合する。
またプラグインシュレータ21からスリット27を省略してもよい。
さらに治具用凹部26を壁部23を貫通する孔に変更してもよい。
さらに図19〜図22に示す変形例の態様で実施することも可能である。
本変形例のプラグコネクタ20’のプラグインシュレータ21’は、スリット27を具備していない点と、後面の上端部に後方(直線状態にあるケーブル40と平行な方向)に向かって突出し、上方からケーブル40と対向する抑え用突部30を有する点を除いて、プラグインシュレータ21と同じ構造である。左右の電線支持孔25の上半部は抑え用突部30の下部にまで及んでおり、抑え用突部30の一部が各電線支持孔25の上半部の左右両側部を塞ぐ壁を構成している。
コネクタ10は極めて低背な構造であるため、作業者が接続状態にあるプラグコネクタ20’(プラグコネクタ20)をリセプタクルコネクタ70から分離させようとしたときに、作業者がプラグコネクタ20’(プラグコネクタ20)を手で掴むのが困難な場合がある。そのため図22に示すように、作業者が手でケーブル40を上方に曲げることにより、プラグコネクタ20’をリセプタクルコネクタ70から分離させる可能性がある。また、携帯電話やPDA等の狭い内部空間で使用する場合には、当該内部空間においてケーブル40に急角度での屈曲や捻れが生じ、さらには繰り返しの屈曲がケーブル40に加わることがある。そしてケーブル40にこのような曲げ(屈曲、捻れ)が生じると、ケーブル40の張力がプラグコネクタ20’に伝達される場合が多い。
しかし本変形例の場合は、抑え用突部30によりケーブル40が左右及び上方にガイドされるため(ケーブル40のプラグインシュレータ21’内に位置する部分の曲げが抑制されるため)、圧接片60への張力の伝達を緩和でき、圧接片60の塑性変形やケーブル40の切断などを抑止できるので、低背小型のコネクタにおいてもより安定した接触信頼性を得ることができる。
また、ケーブル40が上方に曲げられると、前側の係止爪29と前側の係止突起75の接触部を「支点(回転中心)」とする上方への回転力がプラグコネクタ20’の後部に生じ、図22に示すように後側の係止爪29と後側の係止突起75の係合が解除される。このとき抑え用突部30を具備しない上記実施形態のプラグコネクタ20では、プラグインシュレータ21の後側の電線支持孔25とケーブル40の接触点が「力点」となり、後側の係止爪29と後側の係止突起75の接触部が「作用点」となり、図22に示すように「力点」から「支点」までの距離(L1)と、「支点」から「作用点」までの距離が殆ど変わらなくなるので、ケーブル40に生じた曲げ力(「力点」に生じる上方への力)が相当程度に大きくならないと(即ちケーブル40が大きく曲がらないと)後側の係止爪29に生じる上方への回転力が後側の係止爪29と後側の係止突起75の係合保持力を超えない。即ち、ケーブル40に生じた曲げ力が相当程度に大きくなったときに初めて後側の係止爪29と後側の係止突起75の係合が解除されるが、プラグコネクタ20がリセプタクルコネクタ70から分離するまでにプラグコネクタ20に対してこのような大きな力が掛かり続けると、プラグコネクタ20やリセプタクルコネクタ70が破損する可能性がある。これに対して本変形例においてケーブル40が抑え用突部30に接触しながら上方に曲がった場合の「力点」は抑え用突部30とケーブル40の接触部(点A)となり、図22に示すように「力点」から「支点」までの距離(L)が、「支点」から「作用点」までの距離よりかなり長くなるので(距離L1よりかなり長くなるので)、ケーブル40に生じた曲げ力がある程度の大きさに達したときに(それほど大きくならないうちに)後側の係止爪29に生じる上方への回転力が後側の係止爪29と後側の係止突起75の係合保持力を超え、後側の係止爪29と後側の係止突起75の係合が解除される。そのためプラグコネクタ20’やリセプタクルコネクタ70が破損するのを効果的に防止できる。
10 コネクタ
20 20’ プラグコネクタ
21 21’ プラグインシュレータ
22 天井部
23 壁部
24 係合突部
25 電線支持孔
26 治具用凹部(治具挿入部)
27 スリット
28 弾性片
29 係止爪
30 抑え用突部
31 第1保持孔
32 第2保持孔
33 第3保持孔
34 仕切壁
35 円弧面
36 C字面
37 受容凹部
38 嵌合凹部
39 嵌合保持部
40 ケーブル(電線)
41 芯線
42 絶縁体
50 プラグコンタクト
51 第1接触板(接触部)
52 折曲部(接触部)
53 第2接触板(接触部)
54 接触部
55 係止凹部
56 連結部
57 係止突起
59 接続部
60 圧接片
61 保持用爪
70 70’ リセプタクルコネクタ
71 リセプタクルインシュレータ
72 底板部
73 係合凹部
74 側部壁
75 係止突起
76 逃げ凹部
77 コンタクト保持用突部
78 上部溝(固定溝)
79 対向溝(固定溝)
81 嵌合突部
82 リセプタクルコンタクト用凹部
83 プラグコンタクト用凹部(収容凹部)
84 補強リブ
85 電線受容空間
90 リセプタクルコンタクト
91 テール部
92 固定部
93 支承片
94 保持用爪
96 弾性変形部
97 連結基部
98 垂下片
99 水平片
100 立上り片
101 自由端部
102 103 接触突部(係止突部)
104 スリット
110 回路基板
115 治具
116 把持片
117 上部接触面
118 押え段部
119 垂下部
120 側部接触面
121 挿入突起
122 半円凹部
125 係止突条(係止突部)

Claims (9)

  1. リセプタクルインシュレータ、及び、該リセプタクルインシュレータに一方向に並んだ状態で支持した、回路基板に実装される一対の金属製のリセプタクルコンタクト、を有するリセプタクルコネクタと、
    プラグインシュレータ、該プラグインシュレータに上記一方向に並んだ状態で支持した一対の金属製のプラグコンタクト、及び、各プラグコンタクトにその一端部をそれぞれ接続した上記一方向に対して略直交する方向に延びる一対の電線、を有する、上記リセプタクルコネクタと着脱可能なプラグコネクタと、
    を具備するコネクタにおいて、
    上記プラグコンタクトが、上記一方向及びプラグコネクタとリセプタクルコネクタの対向方向に直交する方向に延びる接触部と、該接触部から他方のプラグコンタクト側に向かって延びる一対の連結部と、該一対の連結部から互いに近づく方向に延びた後に他方のプラグコンタクト側に向かって延び、かつ上記電線と接続する一対の接続部と、を有し、
    上記プラグインシュレータの上記リセプタクルインシュレータとの対向面に、上記接触部を嵌合保持する一対の嵌合保持部と、該一対の嵌合保持部の間に位置し上記連結部を受け入れる一対の嵌合凹部と、該一対の嵌合凹部の間に形成した上記接続部及び上記電線を受け入れる受容凹部と、上記受容凹部に隣接すると共に上記連結部と上記一方向に並び、かつ上記電線を支持する一対の電線支持孔を有する、上記リセプタクルコネクタ側に延びる壁部と、を形成し、
    上記リセプタクルコンタクトが、固定部と、該固定部から他方のリセプタクルコンタクト側に向かって延びると共に上記プラグコネクタ側が開口する断面略U字形をなし上記接触部が挿脱可能な部分を有し、かつ自由状態における略U字形をなす部分の対向内面の上記一方向の間隔が上記接触部の該一方向の寸法より狭い弾性変形部と、を有し、
    上記リセプタクルインシュレータのプラグコネクタとの対向面に、上記固定部を嵌合保持する一対の固定溝と、該一対の固定溝の間に位置し、上記弾性変形部を弾性変形可能に受け入れる一対のコンタクト用凹部と、該一対のコンタクト用凹部の間において上記プラグコネクタ側に向かって突出し、上記弾性変形片の自由端部と上記一方向に対向し、かつプラグコネクタをリセプタクルコネクタに装着したときに上記嵌合凹部に嵌合する一対の嵌合突部と、上記一対の嵌合突部の間に形成した上記一対の電線を受け入れ可能な電線受容空間と、
    を有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、
    上記リセプタクルインシュレータのプラグコネクタとの対向面に、上記コンタクト用凹部と上記電線と平行な方向に並び、かつ、該接触部が係脱可能な収容凹部を形成したコネクタ。
  3. 請求項1または2記載のコネクタにおいて、
    上記プラグインシュレータの上記壁部におけるリセプタクルコネクタ側の端部に係合突部を形成し、
    上記リセプタクルインシュレータに、プラグコネクタをリセプタクルコネクタに装着したときに上記係合突部を受け入れる係合凹部を形成したコネクタ。
  4. 請求項1または2記載のコネクタにおいて、
    上記電線の断面形状が円形であり、
    上記リセプタクルインシュレータの上記プラグコネクタとの対向面に、上記電線受容空間において上記嵌合突部に接続し、かつ該対向面側から上記プラグコネクタ側に向かうにつれて該嵌合突部からの上記一方向の突出量が徐々に小さくなる補強リブを突設したコネクタ。
  5. 請求項1から4のいずれか記載のコネクタにおいて、
    上記プラグコンタクトの上記接触部が、一つの金属板を折り曲げることにより構成した2枚板構造であるコネクタ。
  6. 請求項1から5のいずれか1項記載のコネクタにおいて、
    上記プラグインシュレータに治具の一部を挿脱可能な治具挿入部を形成したコネクタ。
  7. 請求項1から6のいずれか1項記載のコネクタにおいて、
    上記接触部と上記弾性変形部の一方に係止凹部を形成し、
    他方に、プラグコネクタをリセプタクルコネクタに装着したときに上記係止凹部に嵌合する係止突部を形成したコネクタ。
  8. 請求項1から6のいずれか1項記載のコネクタにおいて、
    上記接触部と上記弾性変形部の一方に第1係止突部を形成し、
    他方に、プラグコネクタをリセプタクルコネクタに装着したときに上記第1係止突部を乗り越えて、該第1係止突部に係止する第2係止突部を形成したコネクタ。
  9. 請求項1から8のいずれか1項記載のコネクタにおいて、
    上記プラグインシュレータの外面に、上記電線の延長方向に突出し、かつ上記プラグコネクタのリセプタクルコネクタに対する分離方向側から上記電線と対向する抑え用突部を形成したコネクタ。
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