JP5313805B2

JP5313805B2 - フローティングコネクタ

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Publication number: JP5313805B2
Application number: JP2009184661A
Authority: JP
Inventors: 貴之早内
Original assignee: 3M Innovative Properties Co
Current assignee: 3M Innovative Properties Co
Priority date: 2009-08-07
Filing date: 2009-08-07
Publication date: 2013-10-09
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Description

本発明はコネクタに関し、より詳しくは相手方コネクタとの間に位置ずれがあっても嵌合を可能とするフローティングコネクタに関する。

一般に、上下方向で重なる下ハウジングと上ハウジングとを有し、上ハウジングが下ハウジングに対して水平方向に相対移動することにより、相手方コネクタとの間に生ずる位置ずれを許容するフローティングコネクタの従来の一例が、特許文献１に記載されている。特許文献１の段落番号［００２５］には、可動側ハウジングと固定側ハウジングとを有するフローティングコネクタとしてのレセプタクルコネクタがプラグコネクタと嵌合している状態について説明する記載があり、「可動側ハウジング２０は弾性体からなる信号用コンタクト３０を介して固定側ハウジング１０に対して移動自在であるため、上記両斜面７２ａ，２３ａの当接により生じた可動側ハウジング２０を横方向に移動させる力によって可動側ハウジング２０はその方向（左右方向）へ移動し、その上で両嵌合部７２，２３は嵌合する。図１２はこのようにレセプタクルコネクタ１の受容凹部２３の中心軸面Ｓ１とプラグコネクタ７０の突起部７２の中心軸面Ｓ２とが一致していない場合（左右にずれている場合）において、可動側ハウジング２０が左右に移動した状態を示している。この場合、図１２における左方に位置する信号用コンタクト３０の可撓部３５はＵ字状部下方の間隔が狭まるように変形し、紙面右方に位置する信号用コンタクト３０の可撓部３５はＵ字状部下方の間隔が拡がるように変形した状態となる」と記載されている。

特許文献１の段落番号［００１８］には、レセプタクルコネクタの電源用コンタクトについての説明があり、「電源用コンタクト４０が可動側ハウジング２０に保持される第１電源用コンタクト４１と、固定側ハウジング１０に保持される第２電源用コンタクト４５とから構成される」と記載されている。プラグコネクタ７０とレセプタクルコネクタ１とを相互に嵌合させると、第１電源用コンタクト４１の第１当接部４４と第２電源用コンタクト４６の第２当接部４６とが当接している状態で、プラグコネクタ７０の電源用コンタクト７５がレセプタククルコネクタ１の第１電源用コンタクト４１の電源用接触部４２と接触する。すなわち、電源用コンタクト７５は、第１電源用コンタクト４１を介して第２電源用コンタクト４６に接続する。段落番号［００２３］には、電源用コンタクト４０を第１及び第２電源用コンタクト４１，４５に分割した構成の効果についての説明があり、「第１可撓部４４および第２可撓部４７をそれぞれ独立して弾性変形させることになり、第２変形力を小さく抑えることができる。この結果、レセプタクルコネクタ１の受容凹部２３の中心軸面Ｓ１とプラグコネクタ７０の突起部７２の中心軸面Ｓ２とが一致していない場合でも、可動側ハウジング２０を比較的小さな抵抗力で左右に移動させることができ、レセプタクルコネクタ１とプラグコネクタ７０とをスムーズに嵌合させることが可能である」と記載されている。

また、フローティングコネクタの従来の他の一例が、特許文献２に記載されている。特許文献２の段落番号［００２８］には、第１の基板と第２の基板とを電気的に相互接続するコネクタ構造体についての説明があり、「コネクタ構造体２０は、第１基板２４に固定される第１のコネクタ２２と、第２基板２５に固定される第２のコネクタ２３と、第１のコネクタ２２および第２のコネクタ２３を着脱可能に連結する中継コネクタ２１とを含んで構成される。各コネクタ２１〜２３は、導電性を有する線状部材である導電体５０，５１，５２をそれぞれ有する。具体的には、第１のコネクタ２２は第１導電体５０を有する。第２のコネクタ２３は第２導電体５２を有する。中継コネクタ２１は中継導電体５１を有する。各導電体５０〜５２は、銅合金などの電線によって実現される」と記載されている。第１のコネクタ２２は、第１基板２４に固定される第１ハウジング３０に対して第２方向Ｙおよび第３方向Ｘに所定範囲内で変位可能に支持される第１嵌合体３１を有している。中継コネクタ２１は、変位可能な第１嵌合体３１に嵌合する中継挿入体１００を有する中継ハウジング１３０と、中継ハウジング１３０に対して第２方向Ｙおよび第３方向Ｘに所定範囲内で変位可能な中継嵌合体１３１とを有している。第２のコネクタ２３は、中継コネクタ２１の変位可能な中継嵌合体１３１に嵌合する第２挿入体２００を有している。すなわち、中継コネクタ２１は第１のコネクタ２２に対して変位可能であり、第２のコネクタ２３は中継コネクタ２１に対して変位可能である。段落番号［０１０２］には、第２のコネクタ２３が中継コネクタ２１を介して第１のコネクタ２２に連結されることで、第２方向Ｙおよび第３方向Ｘにフローティング量を倍増することができるということが記載されている。

また、特許文献２の段落番号［００２９］には、コネクタ構造体の３つの導電体５０〜５２を介して、第１基板と第２基板とが電気的に相互接続することを説明する記載があり、「第１導電体５０は、第１のコネクタ２２が第１基板２４に固定された状態で、ハンダ５５によって第１電気配線２６と電気的に接続される。また第２導電体５２は、第２のコネクタ２３が第２基板２５に固定された状態で、ハンダ５５によって第２電気配線２７と電気的に接続される。また中継コネクタ２１が第１のコネクタ２２と第２のコネクタ２３とを連結した状態で、中継導電体５１は、第１導電体５０と第２導電体５２とを電気的に接続する。」と記載されている。

特開２００７−２２０３２７号公報特開２００７−２４２５６１号公報

一般に、上下方向で重なる下ハウジングと上ハウジングとを有するフローティングコネクタでは、基板に固定される下ハウジングに対して水平方向に移動可能な上ハウジングのフローティング性能はハウジングに収容されるコンタクトの可撓性による影響を受ける。フローティングコネクタは、下ハウジングに対して上ハウジングが移動することにより相互に嵌合するコネクタの位置ずれを許容するものであり、フローティング性能が良いこと、すなわち、下ハウジングに対して上ハウジングが相対的に動きやすく、下ハウジングに対する上側ハウジングの相対移動量の大きいことが好ましい。

コンタクトの弾性変形によりフローティングを実現しているコネクタにおいては、接続される一対のコネクタの位置ずれが大きいほどコンタクトが生じる弾性復元力が大きくなり、例えばコネクタと基板との接続部に大きい応力が発生し、基盤とコンタクトとの接続部の信頼性を低下させる恐れがある。また、コネクタを嵌合させるときにも、コンタクトの弾性復元力に抗して一方のコネクタが他方のコネクタと嵌合できる位置に移動しながらコネクタ同士が嵌合されるので、挿入力が大きくなる傾向にある。

本発明はその一態様において、ハウジングに保持されているコンタクトによりフローティング性能が低下することを防止でき、コネクタの電気的接続の信頼性を高めることができるフローティングコネクタを提供する。

本発明はその一態様において、フローティング構造を有するフローティングコネクタであって、下コンタクトと上コンタクトとを有するコンタクト群と、基板に固定される下ハウジングと、前記下ハウジングに移動可能に支持されている上ハウジングと、を有し、前記下コンタクトは、一端側に基板との基板接点部を有し、他端側に前記上コンタクトとの相互接点部を有して、前記下ハウジングに固定的に配置されており、前記上コンタクトは、一端側に他のコネクタのコンタクトとの上接点部を、他端側に前記下コンタクトとの相互接点部を有し、前記上ハウジングに移動可能に配置されており、前記他のコネクタと嵌合していない状態にあっては、前記上コンタクトの前記相互接点部と前記下コンタクトの前記相互接点部とは実質的に非押圧下にあり、前記他のコネクタと嵌合した状態にあっては、前記上コンタクトが移動することによって前記上コンタクトの前記相互接点部と前記下コンタクトの前記相互接点部とが押圧下で接触する、フローティングコネクタを提供する。

本発明によるフローティングコネクタによれば、上コンタクトの相互接点部と下コンタクトの相互接点部とが互いに対して実質的に非押圧下にあるときは、下ハウジングに対して上ハウジングが移動することができ、フローティングコネクタのフローティング機能が維持される。そのため、嵌合時に下ハウジングに対して上ハウジングが容易に移動することができる。一方、相手方コネクタとの嵌合後は、上コンタクトの相互接点部と下コンタクトの相互接点部とが押圧下で接触して、上コンタクトと下コンタクトとの電気的接続の信頼性が高まる。

本発明の一実施形態によるフローティングコネクタ及び相手方コネクタの断面図である。図１に示すフローティングコネクタと相手方コネクタとが互いに嵌合した状態を示す断面図である。同じく図１に示すフローティングコネクタの斜視図である。同じく図１に示すフローティングコネクタに嵌合する相手方コネクタの上下を逆にしてみた斜視図である。図３に示すフローティングコネクタのＡ−Ａ線に沿って切断した断面図である。本実施形態によるフローティングコネクタの一変形例を示す断面図である。本実施形態によるフローティングコネクタの他の変形例を示す断面図である。

本発明のフローティングコネクタは、予め位置決めされている相手方コネクタとの間で生ずる位置ずれを許容することによって、確実なコネクタ接続を可能にするものであり、相対向する一対の回路基板間の電気的な相互接続に適用されることができる。回路基板間の相互接続では、本発明のフローティングコネクタは一方の回路基板に固定されるプラグコネクタとして使用され、他方の回路基板に固定されるレセプタクルコネクタとコネクタ接続する。このようなフローティングコネクタは、一例として、ＦＡ（Factory Automation）機器のシーケンサの入力／出力インターフェースに適用されることができる。一方のシーケンサのフローティングコネクタと他方のシーケンサのレセプタクルコネクタとをコネクタ接続することにより、二つのシーケンサが電気的に相互接続する。入力／出力インターフェースとしてフローティングコネクタ及びプラグコネクタの両方を備えたシーケンサは、シーケンサ同士をコネクタ接続することにより、複数のシーケンサを直列に積み重ねることを可能にする。

本発明の一実施形態によるフローティングコネクタは、電気的に相互接続する一対のグランドコンタクトと、一対のグランドコンタクトを保持し、上下方向で二つに分割された構造を有するコネクタハウジングとを備えている。コネクタハウジングは、回路基板に固定される下ハウジングと、下ハウジングに移動可能に支持されている上ハウジングとを有している。一対のグランドコンタクトは、下ハウジングに保持される下グランドコンタクトと、上ハウジングに移動可能に保持される上グランドコンタクトからなっている。下グランドコンタクトは、下端に回路基板の導体部に接触する基板接点部し、上端に上グランドコンタクトの下端に当接する相互接点部を有している。上グランドコンタクトは、下端に下グランドコンタクトの相互接点部に当接する相互接点部と、上端に相手方コネクタの相手方グランドコンタクトに押圧される上接点部とを有している。双方のコネクタの嵌合初期の段階では、上グランドコンタクトの相互接点部と下グランドコンタクトの相互接点部とは実質的に非押圧化にあるため、上下のグランドコンタクトにより下ハウジングに対する上ハウジングの移動が容易となる。双方のコネクタがコネクタ接続した後は、上グランドコンタクトの上接点部が相手方コネクタの相手方グランドコンタクトに押され、上グランドコンタクトが回動し、上グランドコンタクトの相互接点部が下グランドコンタクトの相互接点部に当接する。これにより、本発明のフローティングコネクタは、双方のコネクタの嵌合初期の段階ではフローティング機能が維持され、双方のコネクタが完全に嵌合した後は、上下グランドコンタクト間の電気的接続が確実に行われる。

以下図面を参照しながら、本発明のフローティングコネクタを説明する。図１には、本発明の第１の実施形態に係るフローティングコネクタ１が示されている。図示するように、本実施形態のフローティングコネクタ１は、基板直付けタイプのプラグコネクタであり、一列に並んでいる複数の信号コンタクト２と、一対のグランドコンタクト３，４と、信号コンタクト２及びグランドコンタクト３，４を保持する上下のコネクタハウジング６，７と、を備えている。

信号コンタクト２は、導電性を有する金属板、例えば銅合金材料からなる金属板をプレス機で打ち抜くことによりピン状に形成されることができる（図３参照）。本実施形態では、信号コンタクト２は、例えば、幅約０．３ｍｍ、厚さ約０．２ｍｍとすることができる。複数の信号コンタクト２は、一端が連結帯により所定のピッチで連結された状態に打ち抜き形成されることもできる。連結帯により連結された複数の信号コンタクト２を用いることにより、複数の信号コンタクト２を一括にコネクタハウジング６，７に組み付けることが可能となる。連結帯は、複数の信号コンタクト２をコネクタハウジング６，７に組み付けた後に切断され、個々の信号コンタクト２が分離される。

信号コンタクト２は、コネクタハウジング６，７を上下に連通する連通溝１６に挿入され、下ハウジング６と上ハウジング７のそれぞれに対して圧入して固定される。細く長い個々の信号コンタクト２が撓ることにより、下ハウジング６に対して上ハウジング７が水平方向に移動することができる。信号コンタクト２の一端は、回路基板５の導体部に電気的に接触する基板接点部９ａとなり、信号コンタクト２の他端は、相手方のレセプタクルコネクタ２５のコンタクト２８に接触する接点部９ｂとなる。

ここで、本発明のフローティングコネクタの説明の都合上、上下方向の上側を相手方のレセプタクルコネクタ２５の位置する側とし、上下方向の下側を回路基板５の位置する側と定め、左右方向を複数の信号コンタクト２が並んでいる方向と定め、上下方向及び左右方向に直交する方向を前後方向と定めている。明細書中のコネクタの方向は、コネクタの実使用時における方向を限定するものではない。

グランドコンタクト３，４は、別体としてそれぞれ形成された上グランドコンタクト３と下グランドコンタクト４とからなっている。上グランドコンタクト３と下グランドコンタクト４には、インピーダンス特性を良くするために、信号コンタクト２より肉厚で幅広のコンタクトが使用されている。本実施形態では、例えば、グランドコンタクトの幅は約３．２ｍｍ、厚さは０．２ｍｍとすることができる。上グランドコンタクト３と下グランドコンタクト４も信号コンタクト２と同様にして、銅合金材料からなる金属板から打ち抜き形成されることができる。本実施形態の上グランドコンタクト３と下グランドコンタクト４は、プレス機による打ち抜き形成後、所定形状に折り曲げ形成されている。下グランドコンタクト４は、略コの字状に折曲形成されている。上グランドコンタクト３は、ばね性を発現しやすい形状に折曲形成されている。下グランドコンタクト４は、下端に回路基板５の導体部に接触する基板接点部１１ａと、基板接点部１１ａに対向して上端に上グランドコンタクト３に当接する相互接点部１１ｂと、基板接点部１１ａと相互接点部１１ｂとの間で連結部１１ｃとを有している。上グランドコンタクト３は、下端側に下グランドコンタクト４の相互接点部１１ｂに当接する相互接点部１３ｂと、上端側に相手方のレセプタクルコネクタ２５のグランドコンタクト２７に押圧される上接点部１３ａと、相互接点部１３ｂと上接点部１３ａとの間で上ハウジング７の両側の垂直な側壁１４内面に支持される支持部１３ｃとを有している。また、上グランドコンタクト３には、支持部１３ｃと相互接点部１３ｂとの間で略Ｕ字状の湾曲部１３ｄが形成され、支持部１３ｃと上接点部１３ａとの間で支持部１３ｃから上接点部１３ａに向かって上ハウジング７の側壁１４内面から離れる方向に傾斜する傾斜部１３ｅが形成されている。

図１に示すように、一対のコネクタ１，２５の嵌合前においては、グランドコンタクト３，４の相互接点部１１ｂ，１３ｂには実質的に押圧力が作用していない。ここで、実質的に押圧力が作用していないとは、相互接点部１１ｂ，１３ｂに押圧力が全く作用していないか、相互接点部１１ｂ，１３ｂの間に生じる摩擦力が一対のコネクタ１，２５の嵌合時に下ハウジング６に対する上ハウジング７の相対移動（フローティング）を阻害しない程度となるように、相互接点部１１ｂ，１３ｂ同士が押圧している状態をも含む。典型的には、嵌合前の状態において相互接点部間で滑りを生じるために必要な力は、上下のグランドコンタクトが一体であったと仮定した場合に、その一体のコンタクトを弾性変形させるのに必要な力よりも小さい。より好適には、図１に示すように基板５上に上ハウジング７が下ハウジング６の上方に位置するようにコネクタ１を配置したときに、上下のグランドコンタクト３，４の相互接点部１１ｂ，１３ｂ間に押圧力が全く作用しない。つまり、一対のコネクタ１，２５の嵌合前の状態において、上グランドコンタクト３と下グランドコンタクト４の相互接点部１１ｂ，１３ｂ同士は弾性的に積極的に接触している必要はなく（実質的に非押圧下にあり）、接触していても良いし、非接触状態であってもよい。図２に示すように、上グランドコンタクト３は、両コネクタ１，２５の嵌合時に上接点部１３ａが相手方グランドコンタクト２７に押圧されることにより、上接点部１３ａが上ハウジング７の垂直な側壁１４内面に近づく方向に移動し、梃子作用により支持部１３ｃを支点として相互接点部１３ｂが下グランドコンタクト４の相互接点部１１ｂの下面に当接する。

下グランドコンタクト４と上グランドコンタクト３は、それぞれが別体として形成されたものであるが、コネクタハウジング６，７内で図１など示されるようにアセンブリされる。すなわち、下グランドコンタクト４と上グランドコンタクト３は、下グランドコンタクト４の相互接点部１１ｂの下面近傍に上グランドコンタクト３の相互接点部１３ｂが位置するようにアセンブリされる。図示例では、下グランドコンタクト４の相互接点部１１ｂの下面に上グランドコンタクト３の相互接点部１３ｂが非押圧下で接触しているが、必ずしも接触した状態にアセンブリされる必要性ない。

図３などに示すように、下グランドコンタクト４と上グランドコンタクト３を保持するコネクタハウジングは、上下方向で重なる下ハウジング６と上ハウジング７とからなっている。下ハウジング６と上ハウジング７は、それぞれが別体として樹脂成形されたものである。下ハウジング６と上ハウジング７は、複数の信号コンタクト２が上下方向に圧入される複数の連通溝１６を有している。複数の信号コンタクト２は、下ハウジング６と上ハウジング７とが上下に重なり、互いに対して水平方向に位置決めされた状態で、上下に連通する連通溝１６に挿入される。信号コンタクト２は、基板接点部９ａに近い部分とレセプタクルコネクタ２５のコンタクト２８と接触する接点部９ｂに近い部分との２箇所で、それぞれ下ハウジング６と上ハウジング７とに圧入固定される。上下のハウジング６，７は互いに固定されておらず、上下方向に若干離間して信号コンタクト２に固定されているため、信号コンタクト２の圧入後は、信号コンタクト２が有するばね性によって、信号コンタクト２が撓ることにより、下ハウジング６に対して上ハウジング７が所定の許容範囲内で水平方向に移動可能となる。下ハウジング６が回路基板５に固定されていても、下ハウジング６に対して上ハウジング７が水平方向に移動することで、両コネクタ１，２５との間に位置ずれがある場合であっても、位置ずれが許容されて確実にコネクタ接続することができる。

グランドコンタクト３，４は、コネクタハウジング６，７の左右方向の両側にそれぞれ配置されている。略コの字状の下グランドコンタクト４は、下ハウジング６の側壁１５に形成されたスリット８に連結部１１ｃが圧入されて固定されている。下グランドコンタクト４の基板接点部１１ａは、回路基板５の信号用導体部に半田付けされ、又は圧入される信号コンタクト２の基板接点部９ａと上下方向で実質的の同じ高さに位置決めされ、回路基板５のグランド用導体部に半田付けされる。

上グランドコンタクト３は、下グランドコンタクト４の相互接点部１１ｂに当接する相互接点部１３ｂが下グランドコンタクト４の相互接点部１１ｂの近傍に位置するように、上ハウジング７の両側壁１４に設けられた収容室１７内で移動可能に保持される。上グランドコンタクト３が、収容室１７に収容された状態で相互接点部１３ｂは下グランドコンタクト４の下面に対向するため、フローティングコネクタ１を回路基板５に取り付ける時に、上グランドコンタクト３が収容室１７から不用意に抜け出すことが防止されている。

図５に示すように、上グランドコンタクト３は支持部１３ｃの両脇に鍔部１３ｆを有し、鍔部１３ｆが上ハウジング７の収容室１７内面に設けられた溝部２１に位置している。溝部２１の下ハウジング６側の端部には、鍔部１３ｆの下端が当接する当接部２２が設けられている。鍔部１３ｆの下端が当接部２２に当接することによって、上グランドコンタクト３が上ハウジング７から脱落することが防止され、収容室１７に収容された状態が保持される。溝部２１の幅（図１の左右方向の寸法）は、上グランドコンタクト３の厚みよりも大きい。そのため、上グランコンタクト３は支持部１３ｃ近傍を中心として回動可能に、上ハウジング７に支持されている。

収容室１７は、レセプタクルコネクタ２５の嵌入をガイドするガイド室１８に隣接して設けられている。ガイド室１８の開口端には、コネクタの嵌合初期においてレセプタクルコネクタ２５の嵌入をガイドするテーパ部（位置決め部）１９ａが形成されている。コネクタの嵌合初期においてテーパ部１９はレセプタクルコネクタ２５の位置決め部２５ａと当接し、両コネクタ１，２５が水平方向に位置決めされ、両コネクタ１，２５間に位置ずれがある場合は、下ハウジング６に対して上ハウジング７が水平方向に相対移動することで、位置ずれが許容される。上グランドコンタクト３の上接点部１３ａは、両コネクタ１，２５の嵌合初期の段階において、レセプタクルコネクタ２５のグランドコンタクト２７に押圧されるように、ガイド室１８内に出っ張っている。両コネクタ１，２５の嵌合が進行すると、上グランドコンタクト３の上接点部１３ａがレセプタクルコネクタ２５のグランドコンタクト２７に押圧され、上グランドコンタクト３が回動する。上グランドコンタクト３の上接点１３ａが側壁１４内面に接近する方向に移動し、上グランドコンタクト３の支持部１３ｃを支点とする梃子作用および上グランドコンタクト３の上接点１３ａと相互接点１３ｂとの間における弾性変形の復元力により、上グランドコンタクト３の相互接点部１３ｂが下グランドコンタクト４の相互接点部１１ｂの下面に所定の接触圧力で弾性的に当接する。

これにより、両コネクタ１，２５の嵌合初期の段階において、上ハウジングは下ハウジングに対して小さい力で変位することができ、嵌合時の挿入力を小さくできる。両コネクタ１，２５の嵌合後は、グランドコンタクト３，４，２７のグランド接続の信頼性が高まる。つまり、本実施形態においては両コネクタ１，２５の嵌合前の状態でグランドコンタクト３，４の相互接触部１１ｂ，１３ｂ間に積極的に接圧を生じさせる必要はなく、グランドコンタクト３，４の相互接触部１１ｂ，１３ｂは、両方のコネクタが位置決めされてから、相互に接触し押圧力が増加するように構成することが好ましい。また、両コネクタ１，２５の嵌合後において上下のグランドコンタクト３，４の相互接点部１１ｂ，１３ｂ間に作用する押圧力は、両コネクタ１，２５の嵌合前に相互接点部１１ｂ，１３ｂ間に作用している押圧力よりも増大する。

一対のコネクタ１，２５の嵌合時に上グランドコンタクト３と下グランドコンタクト４の相互接点部１１ｂ，１３ｂで発生する反力が、上ハウジング７と下ハウジング６とを相互に近づける方向に作用する。そのため、上ハウジング６が下ハウジング７に対して左右方向の一方に偏在したとしても、左右のグランドコンタクト３，４の相互接点部１１ｂ，１３ｂでの接圧が略同じとなる。また、上下のハウジング６，７が位置ずれしても、グランドコンタクト３，４が信号コンタクト２の基板接点部９ａに基板５と平行な方向に作用する力に寄与しないので、信号コンタクト２の基板接点部９ａに作用する応力を最小限にすることができる。信号コンタクト２からハウジング６を引き離す方向に力が作用しないので、コンタクト２とハウジング６との圧入部に作用する応力を最小にできる。幅広のグランドコンタクト３，４からの力が上ハウジング７のフローティングに実質的に影響しないので、上ハウジングが変位する方向が左右方向であっても前後方向であっても、上ハウジングが下ハウジングから受ける反力が略等しくなる。例えばグランドコンタクトを一方向に弾性的に圧縮しながら嵌合するコネクタでは、コンタクトを圧縮する方向にフローティングするときと、その方向と直交する方向にフローティングするときとでは、フローティングの容易さ（グランドコンタクトによる反力）が大きく異なっている。

図４などに示すように、フローティングコネクタ１に嵌合するレセプタクルコネクタ２５は、対向配置された信号コンタクト２８間にフローティングコネクタ１の信号コンタクト２を受容する、いわゆる雌型コネクタである。フローティングコネクタ１の複数の信号コンタクト２と対応する位置には、対応する複数の信号コンタクト２８を有している。

信号コンタクト２８を保持するコネクタハウジング２６は、信号コンタクト２８と回路基板３０とを半田付けする部分に塗布される絶縁性を有する封止剤の漏出を防止するために前後の壁面に突設された庇部分２９を有する。庇部分２９はコンタクト２８の基板接点部２８ａを覆うように、ハウジングの側壁から基板に略平行に突出している。また、庇部２９は、フローティングコネクタ１と嵌合したときに、フローティングコネクタ１の上ハウジング７と干渉しない高さで、ハウジングに設けられている。

コネクタの使用環境等によって、基板接点部２８ａに絶縁性の封止剤を塗布して、基板接点部２８ａが露出しないように封止することがある。封止剤が信号コンタクト２８と回路基板３０との接続部分に塗布されることで、狭ピッチで配列された隣接する信号コンタクト２８が塵埃や水などの付着により導通することが防止され、信号接続の品質信頼性が高まる。本コネクタ２５のように庇部分２９を有すると、封止剤が庇部分２９よりも上に盛り上がることが防止できる。それにより、一対のコネクタ１、２５の嵌合不良が生じることを防止できる。なお、絶縁性を有する封止剤には、シリコンボンドなどを挙げることができる。

フローティングコネクタ１のグランドコンタクト３，４と対向する位置でコネクタハウジング２６の両側に配置されたグランドコンタクト２７は、下端側が内向きに傾斜している傾斜部３２に続き垂直面を有する押圧部３３と、押圧部３３に続いて実質的に直角に曲げられた水平な段部３４と、段部３４に続く垂直な連結部３５と、連結部３５に続いて実質的に直角に外向きに曲げられた基板接点部３６とを有している。基板接点部３６は、信号コンタクト２の接点部９ｂと上下方向で実質的に同じ高さに位置決めされ、回路基板３０のグランド用導体部に半田付けされる。

以上のように、本実施形態のフローティングコネクタ１によれば、両コネクタ１，２５の嵌合初期の段階では、上グランドコンタクト３と下グランドコンタクト４との電気接触部に実質的に反力が生じない構成となっているから、下ハウジング６に対して上ハウジング７が容易に変位できる。これにより、フローティングコネクタ１と相手方コネクタ２５との間で位置ずれがある場合であっても、両コネクタ１，２５間の位置ずれが許容され、コネクタ接続を確実に行うことができる。また、両コネクタ１，２５が完全に嵌合した段階では、上下二分割されたグランドコンタクト３，４が所定の接触圧力で弾性的に当接する構成であるから、グランド接続の信頼性を高めることができる。グランド性の良いフローティングコネクタが提供されることで、信号接続の信頼性を高めることが可能となる。また、コネクタとは別にグランド接続部分をデバイスに設けることも不要となり、デバイス設計の自由度を高めることができる。

次に、本発明に係るフローティングコネクタの第２の実施形態について説明する。図６に示すように、本実施形態のフローティングコネクタ５０でも一対のコネクタ２５，５０が嵌合したときに上グランドコンタクト５３が回動して上グランドコンタクト５３の相互接点部５４ｂが梃子作用および上グランドコンタクト５３の弾性変形の弾性復元力で下グランドコンタクト５６と接するが、上グランドコンタクト５３の相互接点部５４ｂがコの字状の下グランドコンタクト５６の連結部５７ｃの垂直な内面に当接する点で、第１の実施形態のグランドコンタクト３，４の構成と異なっている。本実施形態では、上下のグランドコンタクト５３，５６の接点部５４ｂ、５７ｃ間に作用する反力が、基板５に対して略平行な方向に発生する。本実施形態のグランドコンタクト５３，５６の構成においても、第１の実施形態のグランドコンタクト３，４の構成と同様に、嵌合後に上下のグランドコンタクト５３，５６の接触部５４ｂ、５７ｃ間に作用する押圧力が嵌合前に上下のグランドコンタクト５３，５６の接触部５４ｂ、５７ｃ間に作用する押圧力よりも大きくなるので、上ハウジングが下ハウジングに対して容易に移動できる。その他の構成は、第１の実施形態のフローティングコネクタ１の構成と同様であるため、重複する説明を省略する。

次に、本発明に係るフローティングコネクタの第３の実施形態について説明する。図７に示すように、本実施形態のフローティングコネクタ６０では、上グランドコンタクト６３の上接点部６３ａがレセプタクルコネクタ７０のグランドコンタクト７１により下向きに押圧され、上グランドコンタクト６３の相互接点部６３ｂが下グランドコンタクト６６の相互接点部６７ｂの水平な上面に弾性的に当接する点で、上グランドコンタクト３の上接点部１３ａが水平方向に押圧され、上グランドコンタクト３の相互接点部１３ｂが下グランドコンタクト４の相互接点部１３ｂの水平な下面に当接する第１の実施形態のグランドコンタクト３，４の構成と異なっている。本実施形態のグランドコンタクト６３，６６の構成によれば、上グランドコンタクト６３により下グランドコンタクト６６が下向きに押圧されるため、下グランドコンタクト６６の基板接点部６７と回路基板５のグランド用導体部との接触圧力を高めることができる。

以上、本明細書ではフローティングコネクタについて説明したが、本発明は開示した実施形態に制限されるものではなく、実施形態の変更や改良が許容されるものである。本明細書では３つの形態のグランドコンタクトの構成が説明されているが、両コネクタの嵌合初期に上下二分割されたグランドコンタクトの電気接触部に反力が実質的に生じず、両コネクタが完全に嵌合した段階で、上下二分割されたグランドコンタクトが所定の接触圧力で弾性的に当接する構成であれば、グランドコンタクトの構成は制限されるものではない。また、本実施形態では、上下二分割されたコンタクトがグランドコンタクトであるが、信号コンタクトや電源コンタクトにも本発明の上下二分割されたコンタクトを適用することができる。本発明のコンタクトは、断面積が広いことが電気的特性に有利に作用するグランド用コンタクトや電源用コンタクトに適用されることが、特に好適である。また、本実施形態では、信号用のコンタクトと上下二分割のグランド用のコンタクトとを備えたフローティングコネクタについて説明しているが、上下二分割のコンタクトのみを備えたコネクタも本発明のフローティングコネクタに含まれる。また、フローティングコネクタは、相手方コネクタとの嵌合状態を維持するために、ラッチ等の公知の係止構造をさらに有していてもよい。

１フローティングコネクタ
３上グランドコンタクト
４下グランドコンタクト
５回路基板
６上ハウジング
７下ハウジング
１１ａ基板接点部
１１ｂ，１３ｂ相互接点部
１３ａ上接点部
１９ａテーパ部（位置決め部）
２５レセプタクルコネクタ
２７グランドコンタクト
２９庇部分

Claims

フローティング構造を有するフローティングコネクタであって、
下コンタクトと上コンタクトとを有するコンタクト群と、
基板に固定される下ハウジングと、
前記下ハウジングに移動可能に支持されている上ハウジングと、を有し、
前記下コンタクトは、一端側に基板との基板接点部を有し、他端側に前記上コンタクトとの相互接点部を有して、前記下ハウジングに固定的に配置されており、
前記上コンタクトは、一端側に他のコネクタのコンタクトとの上接点部を、他端側に前記下コンタクトとの相互接点部を有し、前記上ハウジングに移動可能に配置されており、
前記他のコネクタと嵌合していない状態にあっては、前記上コンタクトの前記相互接点部と前記下コンタクトの前記相互接点部とは実質的に非押圧下にあり、前記他のコネクタと嵌合した状態にあっては、前記上コンタクトが移動することによって前記上コンタクトの前記相互接点部と前記下コンタクトの前記相互接点部とが押圧下で接触する、フローティングコネクタ。
フローティング構造を有するフローティングコネクタであって、
下コンタクトと上コンタクトとを有し、対向して前記コネクタに配置された２つのコンタクトと、
基板に固定される下ハウジングと、
前記下ハウジングに移動可能に支持されている上ハウジングと、を有し、
前記下コンタクトは、一端側に基板との基板接点部を有し、他端側に前記上コンタクトとの相互接点部を有して、前記下ハウジングに固定的に配置されており、
前記上コンタクトは、一端側に他のコネクタのコンタクトとの上接点部を、他端側に前記下コンタクトとの相互接点部を有し、前記上ハウジングに移動可能に配置されており、
前記２つのコンタクトにおいて、前記フローティングコネクタが前記他のコネクタと嵌合した後に前記上コンタクトの前記相互接点部と前記下コンタクトの前記相互接点部とに作用している押圧力が、前記フローティングコネクタが前記他のコネクタと嵌合する前に前記上コンタクトの前記相互接点部と前記下コンタクトの前記相互接点部とに作用している押圧力よりも大きい、フローティングコネクタ。
前記下コンタクトの前記相互接点部と前記上コンタクトの前記相互接点部とは、共にコネクタの嵌合方向に対して傾斜した方向に延出しており、前記下コンタクトの前記相互接点部の下面が、前記上コンタクトの前記相互接点部の上面と接するように構成されている、請求項１又は２に記載のフローティングコネクタ。