JP5457595B1 - コネクタおよび端子 - Google Patents

Abstract

【課題】挿入感が良くかつ嵌合不良を起こしにくい端子と、その端子を備えたコネクタを提供すること。
【解決手段】コネクタ１の端子２０について、フロント接点２２ｃとリア接点２３ｃの二つの接点を持つものとし、コネクタ１の挿抜方向に対してリア端子部２３の上端からリア接点に向かう線の角度Ｒ１を、コネクタ１の挿抜方向に対してフロント端子部２２の上端からフロント接点に向かう線の角度Ｆ１よりも小さく形成した。これにより、リア接点２３ｃ側の挿入力を低減させることができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、プリント基板等の接続対象部材に取付けられ、２つの接続対象部材間を電気的に接続するために用いるコネクタとそのコネクタの接点となる端子に関するものである。

プリント基板どうしを電気的に接続するための一対のコネクタは、複数の端子を有し、一方の接続対象部材に設置される第１ハウジングを備えるコネクタと、別の複数の端子を有し、他方の接続対象部材に設置される第２ハウジングを備える相手コネクタとで形成される。そして、一方のコネクタに対して相手コネクタを挿入して、第１ハウジングと第２ハウジングが嵌合すると、それぞれの端子も互いに接触して両接続対象部材を電気的に接続するようになっている。
こうしたコネクタの中には、一方のコネクタの端子と相手コネクタの端子との間での接触を確実にするために、一つの端子に二つの接触腕を設けて二つの接触部を形成したコネクタが知られており、例えば、特許第５１９７２１６号公報（特許文献１）や特許第５２２０８８８号公報（特許文献２）に記載されている。

特許第５１９７２１６号公報 特許第５２２０８８８号公報

この従来技術によるコネクタでは、コネクタ嵌合を容易化するため、最初の接触部を圧した勢いで次の弾性腕の接触部を圧することができるように、相手端子と最初に接触するフロント接触部の方の接圧を高く、後に接触するリア接触部の方の接圧を低く設定している。しかしながらフロント接触部の接圧を高くすると、フロント接触部の挿入力も高くなり、挿入開始時（嵌合開始時）の抵抗が高くなって挿入感が悪くなるという欠点を有していた。

そうした一方で、後に接触するリア接触部の方の接圧を最初に接触するフロント接触部の接圧よりも高くすると、フロント接触部の接触のみで嵌合が完了したと認識した作業者が、それ以上のコネクタの挿入をやめてしまい嵌合不良になる可能性もあった。

そこで、こうした問題を解決するために本発明はなされたものであり、挿入感が良くかつ嵌合不良を起こしにくい端子と、その端子を備えたコネクタを得ることを目的としている。

上記目的を達成するために、互いに幅方向に間隔をおいてハウジングに保持される複数の端子を有し、この端子が相手コネクタの相手端子と接触して電気的に接続するコネクタについて、前記端子は、ハウジングに取り付ける固定部と、相手端子に接触するフロント端子部と、フロント端子部の後に相手端子に接触するリア端子部とを備え、フロント端子部は、フロント弾性腕と、相手端子と接触するフロント接点を有しフロント弾性腕の先端に形成されるフロント接触部とを備えており、リア端子部は、リア弾性腕と、相手端子と接触するリア接点を有しリア弾性腕の先端に形成されるリア接触部とを備えており、リア接触部の上端からリア接点に向かうリア挿入側縁部とコネクタの挿抜方向に沿う仮想線との間で形成されるリア挿入角Ｒ１を、フロント接触部の上端からフロント接点に向かうフロント挿入側縁部とコネクタの挿抜方向に沿う仮想線との間で形成されるフロント挿入角Ｆ１よりも小さく形成したことを特徴とするコネクタを提供する。

また、ハウジングに保持され、相手コネクタの相手端子と接触して、コネクタと相手コネクタとを電気的に接続する端子について、ハウジングに取り付ける固定部と、相手端子に接触するフロント端子部と、フロント端子部の後に相手端子に接触するリア端子部とを備え、フロント端子部は、フロント弾性腕と、相手端子と接触するフロント接点を有しフロント弾性腕の先端に形成されるフロント接触部とを備えており、リア端子部は、リア弾性腕と、相手端子と接触するリア接点を有しリア弾性腕の先端に形成されるリア接触部とを備えており、リア接触部の上端からリア接点に向かうリア挿入側縁部とコネクタの挿抜方向に沿う仮想線との間で形成されるリア挿入角Ｒ１を、フロント接触部の上端からフロント接点に向かうフロント挿入側縁部とコネクタの挿抜方向に沿う仮想線との間で形成されるフロント挿入角Ｆ１よりも小さく形成したことを特徴とする端子を提供する。

コネクタに用いる端子は、ハウジングに取り付ける固定部を有するため、この固定部でハウジングに対して確実に保持され固定することができる。相手端子に接触するフロント端子部と、フロント端子部の後に相手端子に接触するリア端子部とを備えるため、一つの相手端子に対してフロント端子部とリア端子部の二つの接点で接続することができる。そして、平板を打ち抜いて形成した打抜き端子とすれば、金属の板厚面を接点とすることができ、二つの接点があれば、二つの接点とも板厚内に設けることができるので、接点の位置ずれを起こしにくくすることができる。

フロント端子部は、上下方向に伸張するフロント弾性腕を設けたため、フロント弾性腕をバネとしてフロント端子部を弾性変形させることができる。また、相手端子と接触するフロント接点を備えるフロント接触部を設けたため、フロント端子部を相手端子と接触させることができる。リア端子部もまた、フロント端子部と同様に弾性腕部と、接点を有する接触部を設けたため、フロント端子部と同様に、リア端子部を弾性変形させて、相手端子と接触させることができる。こうして、フロント端子部とリア端子部とを互いに独立して湾曲させることができ、また接触部の形状を互いに独立して形成することができるので、フロント端子部とリア端子部とで互いに独立した挿入力を持たせるように設計することができる。

リア接触部の上端からリア接点に向かうリア挿入側縁部とコネクタの挿抜方向に沿う仮想線との間で形成されるリア挿入角Ｒ１を、フロント接触部の上端からフロント接点に向かうフロント挿入側縁部とコネクタの挿抜方向に沿う仮想線との間で形成されるフロント挿入角Ｆ１よりも小さく形成したため、フロント端子部よりもリア端子部の方が挿入力増大に及ぼす影響を低くすることができる。換言すれば、フロント端子部側の接圧を低くして（相対的にリア端子部側の接圧を高くして）挿入感の改善を図ろうとした場合に、コネクタの挿入を途中でやめてしまう嵌合不良の問題が新たに生じ易いが、リア挿入角Ｒ１を小さくしたため、リア側の挿入力を低くすることができる。

また、フロント端子部の接圧よりもリア端子部の接圧を高く設定することができる。フロント端子部の接圧よりもリア端子部の接圧を高く設定したため、フロント端子部側である相手端子に最初に接触する側の接圧を低くして、相手コネクタに嵌合する際の挿入感を良くすることができる。

そしてまた、フロント接点の挿入力とリア接点の挿入力の差が、フロント接点の挿入力とリア接点の挿入力の何れか小さい方の挿入力の大きさの３０％以内とすることができる。フロント接点の挿入力とリア接点の挿入力の差が、フロント接点の挿入力とリア接点の挿入力の何れか小さい方の挿入力の大きさの３０％以内としたため、フロント接点の挿入力とリア接点の挿入力とが略等しくなり、フロント接点側の挿入からリア接点側の挿入まで違和感なく一度に挿入することができる。そのため、挿入感が良く、また、フロント接点側だけの挿入だけで挿入をやめてしまうような嵌合不良を起こしにくくすることができる。

そして、フロント弾性腕からフロント接点に向かうフロント裏側縁部とフロント挿入側縁部との間で形成されるフロント接点角Ｆ２を９０度よりも大きく形成することができる。フロント弾性腕からフロント接点に向かうフロント裏側縁部とフロント挿入側縁部との間で形成されるフロント接点角Ｆ２を９０度よりも大きく形成したため、フロント接触部での異物除去機能を発揮しやすい。

本発明のコネクタおよび端子によれば、コネクタの嵌合時に挿入感が良く、リア接触部まで嵌合されないような嵌合不良を起こしにくい。そのため、作業性が良く、確実な嵌合及び導通を図ることができる。

コネクタの斜視図である。 端子の平面図である。 図２の端子の一部拡大図である。 図３と同様の図２の端子の一部拡大図である。

本発明について実施形態に基づきさらに詳細に説明する。

図１は、ハウジング１０に端子２０が組み付けられたコネクタ１の斜視図である。コネクタ１は、プリント基板等の接続対象部材（図示せず）に設置されて、別のプリント基板等に設置される相手コネクタ（図示せず）と嵌合し、コネクタ１に備える端子２０と、相手コネクタに備える相手端子とが接触して、プリント基板どうしを電気的に接続するものである。
なお、本明細書または特許請求の範囲の記載において、便宜上、図１のＸ方向を幅方向、Ｙ方向を前後方向、Ｚ方向を上下方向として説明する。但しこれらの方向はコネクタ１の設置方向や使用方向を定めるものではない。

コネクタ１には、端子２０を互いに幅方向に間隔をおいて配置し、また相手コネクタと嵌合するハウジング１０を備えている。ハウジング１０は合成樹脂の成形品からなり、相手コネクタを受け入れて嵌合する凹溝１２を形成する立壁１３や、端子２０を固定するための端子固定溝（図示せず）が設けられている。

端子２０は、導電性の金属板を厚さ方向に打ち抜き加工することにより形成され、図２で示すように、ハウジング１０への固定に利用する固定部２１と、前後方向に弾性変形可能なフロント端子部２２及びリア端子部２３と、このフロント及びリア端子部２２，２３と固定部２１との間に形成される第３弾性腕２４と、基板に接続される接続部２５と、フロント及びリア端子部２２，２３の基端に連通する基端部２６とからなる。そして、固定部２１や各端子部２２，２３の厚み方向が幅方向となるように、複数の端子２０はハウジング１０内で互いに幅方向に一列ずつ配列するように組み付けられている。

フロント端子部２２は、上下方向に伸張するフロント弾性腕２２ａと、フロント弾性腕２２ａの先端に形成されるフロント接触部２２ｂとを有し、フロント接触部２２ｂには相手端子と接触するフロント接点２２ｃを有している。リア端子部２３もフロント端子部２２と同様に、リア弾性腕２３ａと、リア接点２３ｃを有するリア接触部２３ｂとを備えている。

フロント接点２２ｃの接圧とリア接点２３ｃの接圧を比較すると、リア接点２３ｃの接圧をフロント接点２２ｃの接圧よりも高くすることが好ましい。従来技術ではフロント接点２２ｃに相当する最初に接触する接点の接圧の方が高くなっていたため、挿入感が悪いという欠点を有しており、リア接点２３ｃの接圧を高めることが挿入感を良くするための方法の一つだからである。

また、リア接点２３ｃの位置をフロント接点２２ｃの位置よりも前後方向で相手端子側に突き出た位置にくるように両端子部２２，２３を形成することができる。こうしてリア接点２３ｃの位置を突き出させることで、リア接点２３ｃの接圧を容易に高めることができるからである。

端子２０の一部を拡大して図３で示す。フロント接触部２２ｂは、その上端からフロント接点２２ｃに向かうフロント挿入側縁部２２ｄと、コネクタの挿抜方向に沿う仮想線Ｌとの間でフロント挿入角Ｆ１を観念できる。同様に、リア接触部２３ｂは、その上端からリア接点２３ｃに向かうリア挿入側縁部２３ｄと、コネクタの挿抜方向に沿う仮想線Ｌとの間でリア挿入角Ｒ１を観念できる。
そして、このフロント挿入角Ｆ１とリア挿入角Ｒ１とを比較して、リア挿入角Ｒ１をフロント挿入角Ｆ１よりも小さくなるように両接触部２２ｂ，２３ｂを形成している。

より具体的には、フロント挿入角Ｆ１は、１５度〜４５度が好ましく、リア挿入角Ｒ１は、そのフロント挿入角Ｆ１よりも小さい角度とすることが好ましい。フロント挿入角Ｆ１が４５度よりも大きいとフロント端子部の挿入力が大きくなりすぎて、挿入感が悪くなるからであり、１５度よりも小さいと、フロント接触部２２ｂによる異物除去効果が薄れるからである。また、リア挿入角Ｒ１の最低角度は１０度よりも小さくならないことが好ましい。１０度よりも小さいとリア接触部２３ｂが上下方向に大きくなりすぎて両接点２２ｃ，２３ｃ間の間隔が広がり、コネクタどうしのコンパクトな嵌合ができなくなるからである。

コネクタ１を相手コネクタに挿入するときの挿入力（挿入圧）は、接圧の他に、接点の挿抜方向に対する角度、即ちここでいうフロント挿入角Ｆ１やリア挿入角Ｒ１の関数でもあるから、リア挿入角Ｒ１を小さくすることによって、リア接点２３ｃ側の挿入力増大に与える影響を小さくことができる。換言すれば、フロント接点２２ｃの接圧を下げることにより、またはリア接点２３ｃの接圧を上げることにより、相対的にフロント接点２２ｃの接圧よりもリア接点２３ｃの接圧が上がっても、リア挿入角Ｒ１をフロント挿入角Ｆ１よりも小さくしているため、リア接点２３ｃの接圧を増大させたほどには、リア接点２３ｃの挿入力を増大させずに抑制することができる。このように、リア挿入角Ｒ１の角度を小さくすることで、リア端子部２３の接圧を高めた場合でも、リア端子部２３の挿入力を低減させることができ、フロント端子部２２とリア端子部２３の挿入力を近似させて、嵌合不良を起こりにくくすることができる。

一例として、フロント接点２２ｃの接圧を０．５Ｎ、リア接点２３ｃの接圧を０．６Ｎとし、フロント挿入角Ｆ１とリア挿入角Ｒ１をともに３５度とした場合のフロント接触部２２ｂとリア接触部２３ｂのそれぞれの挿入力を０．５４Ｎ/ＰＩＮ、０．７６Ｎ/ＰＩＮとすることができる。これに対し、リア挿入角Ｒ１のみを２２度に変更しそれ以外を同一条件とした場合に、フロント接触部２２ｂとリア接触部２３ｂのそれぞれの挿入力はフロント接触部２２ｂが０．５４Ｎ/ＰＩＮと変わらない一方で、リア接触部２３ｂの挿入力を０．５２Ｎ/ＰＩＮとすることができる。

また図３と同様に、端子２０の一部を拡大して図４で示す。フロント弾性腕２２ａからフロント接点２２ｃに向かうフロント裏側縁部２２ｅと、前記フロント挿入側縁部２２ｄとでフロント接点角Ｆ２を形成する。これと同様に、リア接触部２３ｂも、リア弾性腕２３ａからリア接点２３ｃに向かうリア裏側縁部２３ｅと、前記リア挿入側縁部２３ｄとでリア接点角Ｒ２を形成する。

こうした両接点角Ｆ２，Ｒ２のうち、フロント接点角Ｆ２の大きさを９０度よりも大きな角度とすることが好ましい。そして、リア接点角Ｒ２はフロント接点角Ｆ２よりも小さな角度とすることが好ましい。フロント接点角Ｆ２の大きさを９０度よりも大きな角度としたのは、フロント接触部２２ｂを相手接点に付着した異物除去用部位として機能させることができ、その際の異物除去機能を効果的に発揮することができるからである。

フロント接点角Ｒ２が小さい場合には、フロント接点２２ｃに異物が触れた後、フロント接点２２ｃの両脇に押しのけられてフロント接点２２ｃの真後ろに異物が回り込んだり、フロント接点２２ｃに異物が触れた後、フロント接点２２ｃを乗り越えて、フロント接点２２ｃの真後ろに異物が移動したりすることが起きやすい。それに比べて、フロント接点角Ｒ２が９０度よりも大きな場合には、フロント接触部２２ｂの板面方向の面積が広くなるため、フロント接点２２ｃの真後ろに異物が回り込み難く、また、フロント接点２２ｃが異物を乗り越え難くなる。そのため、フロント接点２２ｃに触れた異物がリア接点２３ｃにも触れる確率を減らすことができるため、異物除去が効果的に行われるのである。

但し、このフロント接点角Ｆ２は、９５度以下とすることが好ましい。９５度を超える角度とすると、リア接触部２３ｂが下方に下がらざるをえず、両接点２２ｃ，２３ｃの間隔が広がり、相手コネクタとの間でコンパクトな嵌合をすることが困難になるからである。
リア接点角Ｒ２をフロント接点角Ｆ２よりも小さな角度とするのは、リア接触部２３ｂは、フロント接触部２２ｂに比べて異物除去という機能は要求されないからである。

第３弾性腕２４は、固定部２１に通じる一端側と基端部２６に通じる他端側との間で逆Ｕ字状に形成され、この逆Ｕ字が前後方向に弾性変形することで立壁１３を前後方向に移動可能にしている。
接続部２５は、ハウジング１０から外部に突き出しており、基板上の接点にはんだ付け等されることで基板に導通接続される。
基端部２６は、両端子部２２，２３の基端となるとともに、固定部２１と同様にハウジング１０への固定にも利用される。

相手コネクタ（図示せず）は、コネクタ１のハウジング１０と嵌合する相手ハウジングと、相手ハウジング内に互いに幅方向に間隔をおいて配置された複数の相手端子とを備えている。以上のように構成されたコネクタ１と相手コネクタは、相手コネクタをコネクタ１の凹溝１２に差し込むことで、両ハウジングが嵌合し、コネクタ１の複数の端子２０のそれぞれが、複数の相手端子のそれぞれに接触する。この際、端子２０のフロント接点２２ｃ及びリア接点２３ｃが相手端子の幅方向同一位置で上下方向に間隔をおいて接触することから、一つの相手端子に対して端子２０の二つの接点が接触することになる。こうして、両コネクタが導通接続される。

端子２０にはフロント端子部２２とリア端子部２３の二本の端子を備えているため、相手端子に異物が付着していた場合でも、最初に接触するフロント接点２２ｃを有するフロント接触部２２ｂによって異物を排除し、そのフロント接点２２ｃが通過したあとにリア接点２３ｃを接触させることができる。このように、フロント接触部２２ｂは異物を除去することができ、そのフロント接点２２ｃが異物によって相手端子との間で導通不良が起きたとしても、リア接点２３ｃによって相手端子と確実に導通させることができる。そのため、コネクタに接続する基板どうしの確実な導通接続を可能とする。

導電性の金属板を厚み方向に打ち抜き加工して板厚面を接点とすれば、小さなスペース内で金属板の厚み方向に複数の端子を配列することができ、コネクタ１の幅方向に端子２０を高密度に配置することができる。

上記実施形態は本発明の一実施形態であり、本発明は上記実施形態のみに限定されず、その発明の趣旨を逸脱しない範囲での適宜の変更が可能である。
例えば、端子２０をソケット型ハウジングであるハウジング１０に設けずに、相手ハウジングであるプラグ型ハウジングに設けることができる。また、固定部２１や接続部２５、第３弾性腕２４、基端部２６の形状や大きさ、位置、個数は適宜変更することができ、第３弾性腕２４は設けない等の種々の変更も可能である。さらに、フロント端子部２２やリア端子部２３の弾性腕の形状や位置等も適宜変更することができる。そしてまた、フロント接点及びリア接点以外の第３の接点を設けるなど、他の構成を付加することも可能である。

１ コネクタ（ソケット型コネクタ）
１０ ハウジング
１２ 凹溝
１３ 立壁
２０ 端子（ソケット側端子）
２１ 固定部
２２ フロント端子部
２２ａ フロント弾性腕
２２ｂ フロント接触部
２２ｃ フロント接点
２２ｄ フロント挿入側縁部
２２ｅ フロント裏側縁部
２３ リア端子部
２３ａ リア弾性腕
２３ｂ リア接触部
２３ｃ リア接点
２３ｄ リア挿入側縁部
２３ｅ リア裏側縁部
２４ 第３弾性腕
２５ 接続部
２６ 基端部
Ｌ 仮想線
Ｆ１ フロント挿入角
Ｆ２ フロント接点角
Ｒ１ リア挿入角
Ｒ２ リア接点角

Claims (9)

1. 互いに幅方向に間隔をおいてハウジングに保持される複数の端子を有し、この端子が相手コネクタの相手端子と接触して電気的に接続するコネクタにおいて、
   前記端子は、
   ハウジングに取り付ける固定部と、
   相手端子に接触するフロント端子部と、
   フロント端子部の後に相手端子に接触するリア端子部と、
   フロント端子部とリア端子部と繋がり相手端子と接触して弾性変形するフロント端子部とリア端子部を支持する基端部とを備え、
   前記フロント端子部は、フロント弾性腕と、相手端子と接触するフロント接点を有しフロント弾性腕の先端に形成されるフロント接触部とを備えており、
   前記リア端子部は、リア弾性腕と、相手端子と接触するリア接点を有しリア弾性腕の先端に形成されるリア接触部とを備えており、
   前記フロント端子部とリア端子部は、厚み方向で曲がりの無い平板状の金属板にて形成されており、前記フロント弾性腕とリア弾性腕とが互いに前記基端部の異なる部位に対して繋がって各々独立して弾性変形するものであり、
   前記フロント接点とリア接点は、前記金属板の縁部の板厚面にて形成されており、
   前記リア接触部の上端からリア接点に向かうリア挿入側縁部とコネクタの挿抜方向に沿う仮想線との間で形成されるリア挿入角Ｒ１を、フロント接触部の上端からフロント接点に向かうフロント挿入側縁部とコネクタの挿抜方向に沿う仮想線との間で形成されるフロント挿入角Ｆ１よりも小さく形成したことを特徴とするコネクタ。
2. フロント端子部の接圧よりもリア端子部の接圧を高く設定した請求項１記載のコネクタ。
3. フロント接点の挿入力とリア接点の挿入力の差が、フロント接点の挿入力とリア接点の挿入力の何れか小さい方の挿入力の大きさの３０％以内である請求項１または請求項２記載のコネクタ。
4. フロント弾性腕からフロント接点に向かうフロント裏側縁部と前記フロント挿入側縁部との間で形成されるフロント接点角Ｆ２を９０度よりも大きく形成した請求項１〜請求項３何れか１項記載のコネクタ。
5. 相手端子と接触する前記リア接点の位置を前記フロント接点の位置よりも相手端子側に突き出して形成する請求項１〜請求項４何れか１項記載のコネクタ。
6. ハウジングに保持され、相手コネクタの相手端子と接触して、コネクタと相手コネクタとを電気的に接続する端子において、
   ハウジング取り付ける固定部と、
   相手端子に接触するフロント端子部と、
   フロント端子部の後に相手端子に接触するリア端子部と、
   フロント端子部とリア端子部と繋がり相手端子と接触して弾性変形するフロント端子部とリア端子部を支持する基端部とを備え、
   前記フロント端子部は、フロント弾性腕と、相手端子と接触するフロント接点を有しフロント弾性腕の先端に形成されるフロント接触部とを備えており、
   前記リア端子部は、リア弾性腕と、相手端子と接触するリア接点を有しリア弾性腕の先端に形成されるリア接触部とを備えており、
   前記フロント端子部とリア端子部は、厚み方向で曲がりの無い平板状の金属板にて形成されており、前記フロント弾性腕とリア弾性腕とが互いに前記基端部の異なる部位に対して繋がって各々独立して弾性変形するものであり、
   前記フロント接点とリア接点は、前記金属板の縁部の板厚面にて形成されており、
   前記リア接触部の上端からリア接点に向かうリア挿入側縁部とコネクタの挿抜方向に沿う仮想線との間で形成されるリア挿入角Ｒ１を、フロント接触部の上端からフロント接点に向かうフロント挿入側縁部とコネクタの挿抜方向に沿う仮想線との間で形成されるフロント挿入角Ｆ１よりも小さく形成したことを特徴とする端子。
7. フロント端子部の接圧よりもリア端子部の接圧を高く設定した請求項６記載の端子。
8. フロント接点の挿入力とリア接点の挿入力の差が、フロント接点の挿入力とリア接点の挿入力の何れか小さい方の挿入力の大きさの３０％以内となる請求項６または請求項７記載の端子。
9. フロント弾性腕からフロント接点に向かうフロント裏側縁部と前記フロント挿入側縁部との間で形成されるフロント接点角Ｆ２を９０度よりも大きく形成した請求項６〜請求項８何れか１項記載の端子。

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