JP6035383B1 - コネクター - Google Patents
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Abstract
【課題】製造コスト及び組立コストを従来よりも安くでき、確実な電気接続と確実で容易な相互分離が可能なコネクターを提供する。【解決手段】コネクターは、雄型端子14を所定位置に保持した雄型端子保持部材10及び雄型端子保持部材が接離することにより雄型端子が挿脱される雌型端子部24を保持した雌型端子保持部材20を備える。雌型端子部は、雄型端子の径より大きな径を有し雌型端子保持部材に対する雄型端子保持部材の接近・離間により雄型端子が挿入・離脱される開口を有する囲み部28と、囲み部の空間内に相互に隣接して配置され夫々が雄型端子の径よりも小さな径を有し雌型端子部に対する雄型端子の挿脱方向に移動可能な複数の雌型端子30と、囲み空間内で雌型端子に対し開口から遠い側に配置され雄型端子を開口に向かい付勢し雌型端子と電気接続される導電性の複数の弾性体32と、弾性体と電気接続された外部接続端子34と、を備える。【選択図】図6
Description
本発明の実施形態は、コネクターに関係している。
コネクターは、雄型端子を保持した雄型端子保持部材と、雄型端子保持部材に対し接近及び離間可能であり雄型端子保持部材に対し接近及び離間することにより雄型端子が挿脱される雌型端子を保持した雌型端子保持部材と、を含む。コネクターには以下のことが要求されている。その要求とは、雄型端子が雌型端子に挿入されている間には雄型端子と雌型端子との間に所望の電流及び所望の電気信号が確実に流れることを保障し、雄型端子が雌型端子から離脱する時にはこの離脱が容易かつ確実に行われることを保障することである。
多段式の飛翔体又は分離可能な搭載物を搭載した飛翔体において飛翔体の飛翔中に相互に分離される2つの物体間のコネクターでは、上記要求がより高度になっている。また、飛翔体と飛翔体の発射台との間のコネクターでも、上記要求がより高度になっている。これらの分野において使用されているコネクターは、特にアンビリカルコネクターと呼ばれている。
従来のアンビリカルコネクターにおいては、高度な上記要求を確実に満たす為に、雄型端子と雌型端子とを精密に作成する必要があり、また雄型端子保持部材及び雌型端子保持部材において雄型端子及び雌型端子を精密に位置決めする必要があり、さらには雄型端子保持部材及び雌型端子保持部材とそれらを使用する2つの物体に対し精密に位置決めする必要がある。
精密な作成の為に必要な精密な機械加工及び精密な位置決めの為の作業は、従来のアンビリカルコネクターの製造コスト及び組立コストを高くしている。
この実施形態の目的は、製造コスト及び組立コストを従来よりも安くすることができ、しかも従来と同様な高度な前述した如き要求を確実に満たすことが出来るコネクターを提供することである。
実施形態に従ったコネクターは、少なくとも1つの雄型端子を所定の位置に保持している雄型端子保持部材と、そして、雄型端子保持部材が接近及び離間可能であり雄型端子保持部材が接近及び離間することより少なくとも1つの雄型端子が挿入及び離脱され少なくとも1つの雄型端子との電気的な接続及び分離が行われる少なくとも1つの雌型端子部を保持している雌型端子保持部材と、を備えている。そして、前記雌型端子部が、雄型端子の径よりも大きな径を有し雌型端子保持部材に対する雄型端子保持部材の接近及び離間により雄型端子が挿入及び離脱される開口を有する囲み部、及び囲み部で囲まれた空間内に相互に隣接して配置され夫々が雄型端子の径よりも小さな径を有し雌型端子部に対する雄型端子の挿脱方向に移動可能である複数の雌型端子を備えている。前記雌型端子部は、囲み部で囲まれた空間内において前記複数の雌型端子に対し前記開口から遠い側に配置され前記複数の雌型端子を前記開口に向かい付勢するとともに前記複数の雌型端子と電気的に接続されている導電性の複数の弾性体と、そして、前記複数の弾性体と電気的に接続された外部接続端子と、を備えている。
以下、実施形態に従ったコネクターについて、添付の図面を参照して説明する。
実施形態に従ったコネクターは、図1及び図2中に示されている如き、雄型端子保持部材10を備える。雄型端子保持部材10は絶縁材料で形成されていて、その一面12の少なくとも1つの所定の位置に棒状の雄型端子14を保持している。図1及び図2では、一面12の複数の所定の位置に複数の雄型端子14が保持されているのを見ることが出来る。この実施形態において、複数の雄型端子14は相互に同じ外形寸法で相互に同じ外形状を有していて相互に同じ材料で形成されている。しかしながら、複数の雄型端子14は相互に別の外形寸法で相互に別の外形状であって相互に別の材料で形成されていても良い。さらに複数の雄型端子14は幾つかのグループに分けられ、同じグループの複数の雄型端子14は相互に同じ外形寸法で相互に同じ外形状であって相互に同じ材料で形成されているが別のグループの雄型端子14とは別の外形寸法で別の外形状であって別の材料で形成されていても良い。
雄型端子保持部材10は一面12とは異なる他面16に、夫々の雄型端子14に電気的に接続されている外部接続端子18を保持している。他面16は、一面12とは反対の方向を向いていて良いし、一面12と交差する面でも良い。この実施形態では、他面16は一面12とは正反対の方向を向いている。
実施形態に従ったコネクターはまた、図3乃至図5中に示されている如き、雌型端子保持部材20を備える。雌型端子保持部材20は雄型端子保持部材10とは独立して絶縁材料により形成されていて、雄型端子保持部材10の一面12に対応し一面12が接近および離間が可能な一面22を有している。雌型端子保持部材20はその一面22の少なくとも1つの所定の位置に、雄型端子保持部材10の少なくとも1つの雄型端子14を挿脱可能に受け入れ可能な雌型端子部24を保持している。
図6中に示されている如く、雌型端子保持部材20の一面22に対し雄型端子保持部材10の一面12が所定の相対位置に配置されている間に、雌型端子保持部材20の一面22に対し雄型端子保持部材10の一面12が接近されると、少なくとも1つの雌型端子部24に少なくとも1つの雄型端子14が挿入される。この結果、少なくとも1つの雌型端子部24に対する少なくとも1つの雄型端子14の電気的な接続が行われる。雌型端子保持部材20の一面22から雄型端子保持部材10の一面12が離間されると、雄型端子保持部材10の一面12の少なくとも1つの雄型端子14が少なくとも1つの対応している雌型端子部24から離脱する。この結果、少なくとも1つの雌型端子部24に対する少なくとも1つの雄型端子14の電気的な接続が遮断される。図3では、雌型端子保持部材20の一面22の複数の所定の位置に複数の雌型端子部24が保持されているのを見ることが出来る。
雌型端子保持部材20の一面22に対し雄型端子保持部材10の一面12が所定の相対位置に配置されている間に、雄型端子保持部材10の一面12の複数の所定の位置の複数の雄型端子14は雌型端子保持部材20の一面22の複数の所定の位置の複数の雌型端子部24に対応する。
図3乃至図6中に示されている如く、雌型端子部24は雌型端子保持部材20の一面22に開口した開口26を有した囲み部28を備えている。開口26は、対応している雄型端子14の径よりも大きな径を有している。雌型端子保持部材20の一面22に対し雄型端子保持部材10の一面12が所定の相対位置で配置されている間に雌型端子保持部材20の一面22に対し雄型端子保持部材10の一面12が接近されると、雄型端子14が対応している開口26に挿入される。この実施形態において、複数の雌型端子部24の複数の囲み部28は相互に同じ外形寸法で相互に同じ外形状をしていて相互に同じ材料で形成されている。しかしながら、複数の雌型端子部24の複数の囲み部28は相互に別の外形寸法で相互に別の外形状であって相互に別の材料で形成されていても良い。さらに複数の囲み部28は幾つかのグループに分けられ、同じグループの複数の囲み部28は相互に同じ外形寸法で相互に同じ外形状で相互に同じ材料で形成されているが別のグループの囲み部28とは別の外形寸法で別の外形状であって別の材料で形成されていても良い。
雌型端子部24はまた、囲み部28で囲まれた空間内に相互に隣接して配置され夫々が雄型端子14の径よりも小さな径を有し雌型端子部24に対する雄型端子14の挿脱方向に移動可能な複数の棒状の雌型端子30を備えている。この実施形態において、複数の囲み部28の夫々の空間中の複数の雌型端子30の夫々の横断面の寸法及び外形状は相互に同じであり相互に同じ材料で形成されているが、前記挿脱方向に沿った夫々の長手方向の長さは以下に説明する理由により相互にわずかに異なっている。しかしながら、複数の雌型端子部24の間では、夫々の雌型端子部24の複数の雌型端子30は相互に同じ横断面寸法で相互に同じ外形状であって相互に同じ材料で形成されていても、別の雌型端子部24の複数の雌型端子30とは別の横断面寸法で別の外形状であって別の材料で形成されていても良い。さらに複数の雌型端子部24は幾つかのグループに分けられ、同じグループの複数の雌型端子部24の夫々の複数の雌型端子30は相互に同じ横断面寸法で相互に同じ外形状であって相互に同じ材料で形成されていても、別のグループの複数の雌型端子部24の夫々の複数の雌型端子30とは別の横断面寸法で別の外形状であって別の材料で形成されていても良い。
雌型端子部24はまた、囲み部28で囲まれた空間内において複数の雌型端子30に対し開口26から遠い側に配置された複数の弾性体32を備えている。複数の弾性体32は導電性を有し、複数の雌型端子30を開口26に向かい付勢するとともに複数の雌型端子30と電気的に接続されている。この実施形態において、複数の弾性体32の夫々は複数の雌型端子30の夫々に対応しており、金属製のコイルばねである。この実施形態において、複数の弾性体32は相互に同じ外形寸法で相互に同じ外形状をしており、相互に同じ材料で形成され相互に同じ弾性力を発揮させることが出来る。しかしながら、複数の雌型端子部24の間では、夫々の雌型端子部24の複数の弾性体32は相互に同じ外形寸法で相互に同じ外形状であって相互に同じ材料で形成されていて相互に同じ弾性力を発揮させても、別の雌型端子部24の複数の弾性体32とは別の外形寸法で別の外形状であって同じ材料で形成されているが異なった弾性力を発揮させても良いし、別の雌型端子部24の複数の弾性体32とは別の外形寸法で別の外形状であって別の材料で形成されていて異なった弾性力を発揮させても良い。さらに複数の雌型端子部24は幾つかのグループに分けられ、同じグループの複数の雌型端子部24の夫々の複数の弾性体32は相互に同じ外形寸法で相互に同じ外形状であって相互に同じ材料で形成されていて相互に同じ弾性力を発揮させても、別のグループの複数の雌型端子部24の夫々の複数の弾性体32とは別の外形寸法で別の外形状であって同じ材料で形成されているか又は別の材料で形成されていて異なった弾性力を発揮させても良い。
雌型端子部24はまた、複数の弾性体32と電気的に接続された外部接続端子34を備えている。
この実施形態に於いて、複数の弾性体32と外部接続端子34とは、開口26とは反対側の囲み部28の端に設けられている底壁36に支持されている。底壁36は全体が電気絶縁性の材料により形成されている。外部接続端子34は、底壁36の内面に沿い広がって底壁36の側の複数の弾性体32の端に接触し複数の弾性体32と電気的に接続されている接点板34aと、接点板34aから底壁36を貫通して外部に突出した棒状の端子本体34bとを含む。この実施形態において、複数の雌型端子部24の複数の外部接続端子34は相互に同じ外形寸法で相互に同じ外形状を有していて相互に同じ材料で形成されている。しかしながら、複数の雌型端子部24の複数の外部接続端子34は相互に別の外形寸法で相互に別の外形状であって相互に別の材料で形成されていても良い。さらに複数の外部接続端子34は幾つかのグループに分けられ、同じグループの複数の外部接続端子34は相互に同じ外形寸法で相互に同じ外形状であり相互に同じ材料で形成されているが別のグループの外部接続端子34とは別の外形寸法で別の外形状であって別の材料で形成されていても良い。
この実施形態においては、複数の弾性体32の側の複数の雌型端子30の端に複数の導電性の板状のストッパ38が固定されている。複数の板状のストッパ38は、開口26に向かう方向において相互に係合する。囲み部28の内周面において開口26から前記挿脱方向に沿って所定の距離だけ離れた位置には、前記内周面に隣接した雌型端子30のストッパ38が開口26に向かい係合する飛び出し防止突起40が設置されている。複数のストッパ38と飛び出し防止突起40のお蔭により、複数の雌型端子30は複数の弾性体32の弾性力により囲み部28の開口26から外方に飛び出すことを防止されている。しかも複数の雌型端子30は、図5中に示されている如く、複数のストッパ38と飛び出し防止突起40とが相互に係合している間に、囲み部28の開口26の側の複数の雌型端子30の端が開口26で同一平面に配置されるよう前述した長さが設定されている。
底壁36は外部接続端子34を伴って囲み部28とは別に作成されている。底壁36は、開口26とは反対側の囲み部28の端の側から囲み部28の空間中に複数のストッパ38を伴った複数の雌型端子30及び複数の弾性体32が挿入された後に、開口26とは反対側の囲み部28の端に公知の固定手段により固定される。このことにより底壁36の外部接続端子34の接点板34aは、複数の弾性体32を介して複数の雌型端子30の複数のストッパ38を前述した如く相互に係合させるとともに前記内周面に隣接した雌型端子30のストッパ38を囲み部28の内周面の飛び出し防止突起40に係合させ、複数の弾性体32に複数の雌型端子30と接点板34aとの間で所定の弾性力を蓄積させる。この弾性力により、複数の雌型端子30の複数のストッパ38に対し複数の弾性体32が押圧されるとともに、複数の弾性体32は底壁36の外部接続端子34の接点板34aを押圧する。即ち、夫々の雌型端子部24において、複数の雌型端子30は複数の弾性体32を介し底壁36の外部接続端子34の接点板34aに確実かつ電気的に接続される。
この実施形態において複数の囲み部28は、相互に電気的に絶縁されている。そのために、複数の囲み部28の夫々は、少なくともその外周面が電気的な絶縁性を有していて、好ましくは囲み部28の全体が電気的な絶縁性の材料により形成されている。
この実施形態の雌型端子保持部材20において、複数の囲み部28は相互に隣接して配置されており、しかも雄型端子14及び雌型端子30ともども相似形の横断面形状を有している。この横断面形状は多角形であることが好ましく、さらには図4及び図5中に示されている如く正六角形であることがより好ましい。
正六角形の横断面は、囲み部28,雄型端子14及び雌型端子30の夫々に、撓みに対する高い強度と軽量化とコンパクト化をもたらす。しかも、図3中に示されている如く、隣り合う正六角形の一辺どうしを相互に隣接させるよう複数の正六角形を配列することにより、複数の正六角形の組み合わせの軽量化とコンパクト化とを損なうことなく強度も高く出来る。
この実施形態においては、雌型端子保持部材20もまた六角形の平面形状を有していて、その周面と他面とが補強の為のケース42により覆われている。
前述した如く構成されている実施形態に従った雄型端子保持部材10及び雌型端子保持部材20は、雌型端子保持部材20の一面22に対し雄型端子保持部材10の一面12を所定の相対位置で配置させて雄型端子保持部材10の一面12の複数の所定の位置の複数の雄型端子14を雌型端子保持部材20の一面22の複数の所定の位置の複数の雌型端子部24に対応させた後に、雌型端子保持部材20の一面22に対し雄型端子保持部材10の一面12を接近させると、複数の雄型端子14を複数の雌型端子部24の囲み部28の開口26中に挿入させることができる。
そして、図6中に示されている如く、1つの雄型端子14の先端は対応する1つの雌型端子部24の囲み部28の中の複数の雌型端子30の中の幾つかの先端に当接し、これら幾つかの雌型端子30をそれ等が対応している弾性体32の弾性力に抗して押し下げる。この時、1つの雄型端子14の先端と前記幾つかの雌型端子30の先端とは前記弾性力のお蔭で確実に接触して相互間の電気的な接続が確実に行なわれる。また1つの雄型端子14の側面の幾つかの部分が複数の雌型端子30の中の前記幾つかの雌型端子30に隣接しているが1つの雄型端子14には押し下げられていない別の幾つかの雌型端子30の側面に接すれば、そこにおいても相互間の電気的な接続が行われる。
雌型端子保持部材20の複数の雌型端子部24の複数の囲み部28の夫々の開口26の径が雄型端子保持部材10の複数の雄型端子14の夫々の径よりも大きい。従って、雄型端子保持部材10及び雌型端子保持部材20のそれらを使用する物体に対する位置決め精度,雄型端子保持部材10及び雌型端子保持部材20における雄型端子14及び雌型端子部24の位置決め精度,そして雄型端子14及び雌型端子部24の囲み部28の開口26の加工精度の合計が、雌型端子保持部材20の複数の雌型端子部24の複数の囲み部28の夫々の開口26の径と雄型端子保持部材10の複数の雄型端子14の夫々の径との差異よりも小さければ、雌型端子保持部材20の一面22に対し雄型端子保持部材10の一面12を所定の相対位置で配置させて雄型端子保持部材10の一面12の複数の所定の位置の複数の雄型端子14を雌型端子保持部材20の一面22の複数の所定の位置の複数の雌型端子部24に対応させた後に、雌型端子保持部材20の一面22に対し雄型端子保持部材10の一面12を接近させると、複数の雄型端子14を複数の雌型端子部24の囲み部28の開口26中に確実に挿入させることができる。ひいては、前述した如く、複数の雄型端子14の夫々を、対応する複数の雌型端子部24の囲み部28の開口26中の複数の雌型端子30中の幾つかに必ず確実に電気的に接続させることが出来る。
このことは、図7及び図8から明らかである。
図7に於いては、雌型端子保持部材20の複数の雌型端子部24の複数の囲み部28の夫々の開口26の径と雄型端子保持部材10の複数の雄型端子14の夫々の径との差異が前述した種々の精度の合計の範囲内にあり、雄型端子保持部材10と雌型端子保持部材20とが所定の相対位置に配置されている間に、雄型端子保持部材10の複数の雄型端子14が雌型端子保持部材20の対応している複数の雌型端子部24に挿入された時に、夫々の雄型端子14(太い正六角形の輪郭線で示されている)により対応している雌型端子部24において押圧される複数の雌型端子30(細線の斜線で示されている)が囲み部28の中心から上方にあることが示されている。
図8に於いては、雌型端子保持部材20の複数の雌型端子部24の複数の囲み部28の夫々の開口26の径と雄型端子保持部材10の複数の雄型端子14の夫々の径との差異が前述した種々の精度の合計の範囲内にあり、雄型端子保持部材10と雌型端子保持部材20とが所定の相対位置に配置されている間に、雄型端子保持部材10の複数の雄型端子14が雌型端子保持部材20の対応している複数の雌型端子部24に挿入された時に、夫々の雄型端子14(太い正六角形の輪郭線で示されている)により対応している雌型端子部24において押圧される複数の雌型端子30(細線の斜線で示されている)が囲み部28の中心から斜め下方にあることが示されている。
さらに雄型端子保持部材10及び雌型端子保持部材20を使用する2つの物体が雄型端子保持部材10の雄型端子14の前述した挿脱方向に沿い相互に遠ざかるときには、雄型端子14が対応する雌型端子部24の囲み部28の空間中の複数の雌型端子30中で押し下げていた前述した幾つかの雌型端子30の弾性体32に蓄積されていた弾性力のお蔭により、対応する雌型端子部24の囲み部28の空間中から開口26を介し容易に確実に外部に押し出される。従って、雄型端子保持部材10及び雌型端子保持部材20は相互に容易かつ、確実に分離され、雄型端子14は対応する雌型端子部24との電気的な接続を容易かつ確実に遮断される。
このような雄型端子保持部材10及び雌型端子保持部材20を備えている実施形態のコネクターは、多段式の飛翔体又は分離可能な搭載物を搭載した飛翔体において飛翔体の飛翔中に相互に分離される2つの物体間の為のアンビリカルコネクター、また、飛翔体と飛翔体の発射台との間のアンビリカルコネクター、として、最適に使用されることが出来る。
しかも、このような雄型端子保持部材10及び雌型端子保持部材20を備えている実施形態のコネクターによるアンビリカルコネクターは、前述したことから明らかなように、従来のアンビリカルコネクターにおいて要求されていた程度に高度な、雄型端子及び雌型端子の精密な機械加工精度,雄型端子保持部材及び雌型端子保持部材における雄型端子及び雌型端子の精密な位置決め精度,さらには雄型端子保持部材及び雌型端子保持部材のそれらを使用する2つの物体に対する精密な位置決め精度は不要である。
従ってこの実施形態のコネクターによるアンビリカルコネクターは、従来のアンビリカルコネクターに比べ製造コスト及び組立コストを安くすることができ、しかも従来と同様な高度な前述した如き要求を確実に満たすことが出来る。
本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
10…雄型端子保持部材、12…一面、14…雄型端子、16…他面、18…外部接続端子、20…雌型端子保持部材、22…一面、24…雌型端子部、26…開口、28…囲み部、30…雌型端子、32…弾性体、34…外部接続端子、34a…接点板、34b…端子本体、36…底壁、38…ストッパ、40…飛び出し防止突起、42…ケース。
Claims (7)
- 少なくとも1つの雄型端子を所定の位置に保持している雄型端子保持部材と、そして、
雄型端子保持部材が接近及び離間可能であり、雄型端子保持部材が接近及び離間することにより少なくとも1つの雄型端子が挿入及び離脱され少なくとも1つの雄型端子との電気的な接続及び分離が行われる少なくとも1つの雌型端子部を保持している雌型端子保持部材と、
を備えていて、
前記雌型端子部が、
雄型端子の径よりも大きな径を有し雌型端子保持部材に対する雄型端子保持部材の接近及び離間により雄型端子が挿入及び離脱される開口を有する囲み部と、
囲み部で囲まれた空間内に相互に隣接して配置され夫々が雄型端子の径よりも小さな径を有し雌型端子部に対する雄型端子の挿脱方向に移動可能である複数の雌型端子と、
囲み部で囲まれた空間内において前記複数の雌型端子に対し前記開口から遠い側に配置され前記複数の雌型端子を前記開口に向かい付勢するとともに前記複数の雌型端子と電気的に接続されている導電性の複数の弾性体と、そして、
前記複数の弾性体と電気的に接続された外部接続端子と、
を備えていることを特徴とするコネクター。 - 雄型端子保持部材が相互に離間した複数の雄型端子を含み、雌型端子保持部材が複数の雄型端子に対応した複数の雌型端子部を含み、複数の雌型端子部の複数の囲み部は相互に電気的に絶縁されている、ことを特徴とする請求項1に記載のコネクター。
- 雌型端子保持部材において前記複数の囲み部は相互に隣接して配置されている、ことを特徴とする請求項2に記載のコネクター。
- 雄型端子の横断面形状と雌型端子の横断面形状と囲み部の横断面形状とが相似形である、ことを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載のコネクター。
- 雄型端子の横断面形状と雌型端子の横断面形状と囲み部の横断面形状とが多角形である、ことを特徴とする請求項4に記載のコネクター。
- 雄型端子の横断面形状と雌型端子の横断面形状と囲み部の横断面形状とが正六角形である、ことを特徴とする請求項5に記載のコネクター。
- 前記複数の弾性体の夫々が金属製のコイルばねである、ことを特徴とする請求項1乃至6の何れか1項に記載のコネクター。
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