JP6472337B2 - 電気コネクタ組立体および基板コネクタ - Google Patents

Description

本発明は、接触子を有する基板が備えられた基板コネクタ、およびその基板コネクタを含む電気コネクタ組立体に関する。

複数の端子が端縁部に設けられた基板を備え、各端子が接触子として直接相手コネクタの接触子（コンタクト）に接続される基板コネクタが知られている。
特許文献１では、相手コネクタに用意された挿入口にプリント基板の端部を挿入し、挿入口の内側に配置された相手コンタクトを下方よりバーで押し上げる。それによって相手コンタクトがプリント基板の端子に接触して導通する。
基板に設けられた端子が接触子として直接相手コンタクトに接続される構成によれば、典型的な基板コネクタに備えられるコンタクトおよびそれを覆うフードが必要ないため、コネクタの大型化を抑えることができる。かかる構成は、特に、小型化が重要な車載機器に採用されている。

特開平５−１２１１３３号公報

上記のように基板の端子を接触子として用いる場合、基板を相手コネクタに対して挿抜する際に端子の表面をコンタクトが摺動するので、端子に施された金等の被膜が損傷するおそれがある。
特許文献１では、コネクタの挿入口にプリント基板を挿入した後、挿入口の内側のコンタクトをバーで押し上げる際に、コンタクトがプリント基板の端子を擦り、端子が損傷するおそれがある。
特に、車載機器の場合は、振動や熱等の過酷な条件下でも安定して接触するように、接圧が高く設定されているので、基板を挿抜する際に端子が損傷し易い。
そこで、本発明は、基板を相手コネクタに挿抜する際に基板の端子が損傷するのを防止することを目的とする。

本発明の電気コネクタ組立体は、少なくとも一面側に複数の基板接触子を有する基板を備えた基板コネクタと、基板接触子にそれぞれ導通される複数の相手接触子を有する相手コネクタと、を備える。
そして、本発明は、基板コネクタが、撓むことで基板接触子に接触可能に配置される中継接触子を有し、中継接触子は、基板コネクタのハウジングに片持ち支持されており、基板を相手コネクタに挿入する際に、相手接触子により、中継接触子に一体に備わるカム部が押されると、カム部の働きにより中継接触子が基板に向けて撓んで基板接触子へと接触することで、基板接触子が中継接触子を介して相手接触子と導通されることを特徴とする。

本発明の電気コネクタ組立体において、中継接触子は、片持ち支持され、基板を相手コネクタに挿入する際のカム部の働きにより基板に向けて撓む。

本発明の電気コネクタ組立体において、中継接触子は、基板と平行または略平行に片持ち支持される梁部と、基板を相手コネクタに挿入する際の相手接触子の進路上に位置するカム部と、を有することが好ましい。

また、本発明は、相手コネクタに嵌合される基板コネクタであって、少なくとも一面側に複数の基板接触子を有する基板と、撓むことで基板接触子の各々に接触可能に配置される中継接触子と、を備え、中継接触子は、基板コネクタのハウジングに片持ち支持されており、基板を相手コネクタに挿入する際に、相手コネクタが有する相手接触子により、中継接触子に一体に備わるカム部が押されると、カム部の働きにより中継接触子が基板に向けて撓んで基板接触子へと接触することで、基板接触子が中継接触子を介して相手接触子と導通されることを特徴とする。

基板を相手コネクタに挿入する際には、中継接触子が相手接触子により押されることで基板に向けて撓み、基板接触子へと接触する。この中継接触子を介して基板接触子が相手接触子と導通される。
また、基板を相手コネクタから抜く際には、中継接触子を押す相手接触子が退避することで中継接触子が基板接触子から離れ、相手接触子が中継接触子から離れるまで退避すると、中継接触子が復元する。
本発明では、基板接触子と相手接触子との間に中継接触子が介在しており、基板を相手コネクタに挿抜する過程に亘り相手接触子が基板接触子に接触しない。
また、中継接触子は、基板を挿入する過程において撓み、その後に接触する。基板を抜く際には、中継接触子はまず基板接触子から離れ、抜く過程において復元する。
中継接触子を備えた本発明によれば、基板を相手コネクタに挿抜する際に、基板接触子の表面を他の接触子が摺動することを抑えることができるので、摺動時の摩擦により基板接触子が損傷するのを防止することができる。

本発明の実施形態に係る基板コネクタを示す断面図である。 図１のII方向から基板コネクタの一部を示す図である。 図１に示す基板コネクタに嵌合される相手コネクタを示す断面図である。 （ａ）は、図２のIV−IV線断面図である。（ｂ）は、相手コンタクトにより中継コンタクトが押されて撓んだ状態を示す図である。 基板を相手コネクタに挿入する過程を示す図である。 基板を相手コネクタに挿入する過程を示す図である。 中継コンタクトの変形例を示す断面図である。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
本発明の実施形態の一例として、車両に搭載される電子機器に使用される基板コネクタ１０について説明する。
図１に示す基板コネクタ１０は、接触子として端子１２が設けられた回路基板（以下、基板）１３と、基板１３を保持するハウジング１４と、端子１２に接触可能に配置される中継コンタクト１５とを備えている。
基板コネクタ１０は、図３に示す相手コネクタ２０と共に電気コネクタ組立体を構成する。

基板１３の端縁部１３Ａには、図２に示すように、複数の端子１２が設けられている。これらの端子１２は、基板１３の両面（１００Ｕおよび１００Ｌ）の端縁部１３Ａにそれぞれ、所定の間隔をおいて設けられている。
各端子１２は、銅等の金属材料を用いて、基板１３の表面に沿って平坦に形成されている。端子１２の表面には、導電率が高い金等の被膜が形成されていることが好ましい。

中継コンタクト１５は、ハウジング１４に片持ち支持され、複数の端子１２の各々に対向する位置に配置されている。中継コンタクト１５は、端子１２と同じ数だけ配置されている。
中継コンタクト１５は、樹脂から形成された壁体１４１により互いに絶縁されている。壁体１４１は、ハウジング１４と一体に形成されている。

中継コンタクト１５は、図１に示すように、基板１３と平行に片持ち支持される梁部１５１と、基板１３を相手コネクタ２０に挿入する力を受けて梁部１５１を基板１３に向けて撓ませるカム部１５２とを有している。中継コンタクト１５は、銅合金等の板材から、折り曲げによって一体に形成されている。カム部１５２は、梁部１５１の先端から梁部１５１の基端に向けて折り返されている。

ハウジング１４は、絶縁性の樹脂から射出成形により形成されており、図１に示すように、基板１３をスリット１４３内に保持する。ハウジング１４に形成されたスリット１４３の間隙の寸法は、基板１３の厚みに対応している。基板１３において端子１２が設けられている端子部１３１は、スリット１４３の外側に突出している。突出した端子部１３１が、基板１３と平行に相手コネクタ２０（図３）に対して挿抜される。以下、基板１３が相手コネクタ２０に挿抜される方向のことを挿抜方向Ｄ１（図１）と称する。

ハウジング１４には、スリット１４３の周囲１４４に対して、基板１３と平行に立ち上がったフード１４５が備えられている。
ハウジング１４は、図１に二点鎖線で示すＥＣＵ（Electronic Control Unit）ケース１６に設けることができる。その場合、ＥＣＵケース１６内に基板１３が収容される。ハウジング１４がＥＣＵケース１６と一体に形成されていてもよい。
ハウジング１４またはＥＣＵケース１６に、あるいはそれらの双方に、基板１３を保持する構成を適宜に設けることができる。その場合、ハウジング１４に必ずしもスリット１４３が設けられている必要はない。

図３に示す相手コネクタ２０は、複数の相手コンタクト２１と、これらの相手コンタクト２１を保持するハウジング２２とを備えている。
複数の相手コンタクト２１は、図３の紙面に直交する方向において基板１３の端子１２と同様の間隔をおいて配列されており、ハウジング２２によって互いに絶縁されている。
相手コンタクト２１は、基板１３の両面側の中継コンタクト１５（図１）にそれぞれ対応する位置に配置されている。基板１３の厚み方向に対向する相手コンタクト２１，２１の間に、基板１３の端子部１３１が挿入されるスロット２１０が形成されている。
相手コンタクト２１は、基板１３の端子部１３１がスロット２１０内に挿入される際に、中継コンタクト１５のカム部１５２を押す。

相手コンタクト２１は、平坦なタブ形状に形成され、挿抜方向Ｄ１と平行に延びている。各相手コンタクト２１は、圧着等によって電線２３に設けられている。
相手コネクタ２０が基板コネクタ１０に嵌合されると、相手コンタクト２１と端子１２との電気的な接続が中継コンタクト１５により中継される。
相手コンタクト２１は、ピン形状等の適宜な形状であってよい。

ハウジング２２は、相手コンタクト２１を全体的に覆っており、ハウジング２２の後端２２１から電線２３が引き出されている。
ハウジング２２は、基板コネクタ１０のフード１４５（図１）の内側に受容される。フード１４５の内周部とハウジング２２の外周部との間は、シール２４により封止される。

本実施形態の基板コネクタ１０は、相手コネクタ２０と嵌合される際に基板１３の端子１２に接触する中継コンタクト１５を備えることを主要な特徴としている。
以下、中継コンタクト１５の構成についてより詳しく説明する。
図４（ａ）に示すように、中継コンタクト１５の梁部１５１は、ハウジング１４から基板コネクタ１０の前方へと（相手コネクタ２０に向けて）、挿抜方向Ｄ１と平行に延びている。
カム部１５２は、梁部１５１から基板１３の表面１００とは離れる向きに突出しており、挿抜方向Ｄ１において基板１３の表面１００からの距離が変化している。
カム部１５２は、表面１００からの距離が最も大きい頂部１５２Ａと、それよりも表面１００からの距離が小さい前端１５２Ｂとを滑らかに繋いでいる。本実施形態のカム部１５２は、頂部１５２Ａから後方にも延びており、全体として断面略Ｃ字状に形成されている。
本実施形態のカム部１５２は、頂部１５２Ａから前端１５２Ｂにかけて湾曲しているが、カム部１５２が頂部１５２Ａと前端１５２Ｂとを直線的に繋ぐ斜面であってもよい。

梁部１５１の基端側は、ハウジング１４に形成された穴１４２に挿入されるとともに、穴１４２の外側で基板１３の表面１００に向けて、ハウジング１４に沿って折り曲げられている。梁部１５１の基端側が折り曲げられていることにより、梁部１５１の座屈を防止することができる。

梁部１５１は、外力が加えられていないとき、図４（ａ）に示すように、基板１３と平行な姿勢でハウジング１４に支持されている。このとき梁部１５１は基板１３の表面１００から離れており、梁部１５１と端子１２との間には隙間が存在する。つまり、梁部１５１は端子１２に接触していない。
基板１３を相手コネクタ２０のスロット２１０内に挿入する際に、図４（ｂ）に示すように、相手コンタクト２１が中継コンタクト１５に向けて前進すると、相手コンタクト２１の進路上にあるカム部１５２が、相手コンタクト２１により押される。すると、カム部１５２の働きにより、基板１３の表面１００に向かう力（白抜き矢印参照）が作用することで、梁部１５１は基板１３に向けて撓み、端子１２へと接触する。

ハウジング１４により支持された複数の中継コンタクト１５のいずれも、同一の形状に形成されており、図１に示すように、基板１３を中心として対称に配置されている。
基板１３の上面１００Ｕに設けられた端子１２（１２Ｕ）に対応する中継コンタクト１５（１５Ｕ）は、上面１００Ｕよりも上方に配置されている。それらの中継コンタクト１５Ｕは、カム部１５２の位置に対応する相手コンタクト２１により押し下げられて端子１２Ｕへと接触する。
基板１３の下面１００Ｌに設けられた端子１２（１２Ｌ）に対応する中継コンタクト１５（１５Ｌ）は、基板１３の下面１００Ｌよりも下方に配置されている。それらの中継コンタクト１５Ｌは、カム部１５２の位置に対応する相手コンタクト２１により押し上げられて端子１２Ｌへと接触する。

さて、図５および図６を参照し、中継コンタクト１５による作用について説明する。
基板コネクタ１０のフード１４５の内側に相手コネクタ２０のハウジング２２を挿入すると、フード１４５およびハウジング２２の軸方向にガイドされながら基板コネクタ１０および相手コネクタ２０が相対変位する。そして、図５に示すように、基板１３の前端が相手コネクタ２０のスロット２１０内に配置されるとともに、基板１３の上下に配置された中継コンタクト１５のそれぞれに、相手コンタクト２１が対向する。図５では、中継コンタクト１５のカム部１５２に相手コンタクト２１の先端が接触しているが、中継コンタクト１５が基板１３の端子１２に接触していないので、相手コンタクト２１と端子１２とが導通していない。

この状態から、スロット２１０の奥へと基板１３の端子部１３１を挿入する。このとき、相手コンタクト２１が中継コンタクト１５のカム部１５２を押すことによって、中継コンタクト１５の梁部１５１が、基板１３に向けて撓む（図４（ｂ）、図６）。カム部１５２の前側には挿抜方向Ｄ１に対して適度な傾きが与えられているので小さい挿入力で梁部１５１を撓ませることができる。
梁部１５１は、相手コンタクト２１により継続的に押されて撓みの度合を増すのに伴い、端子１２へと次第に近づく。
図６は、基板コネクタ１０と相手コネクタ２０との嵌合が完了した状態を示している。相手コンタクト２１により押されて撓んだ梁部１５１は、基板１３を挿入する過程の終盤に端子１２へと接触し、相手コンタクト２１により端子１２へと押し付けられる。コネクタ１０，２０の嵌合が完了すると、中継コンタクト１５を介して相手コンタクト２１と端子１２とが導通しているとともに、中継コンタクト１５と端子１２とが、そして中継コンタクト１５と相手コンタクト２１とが、それぞれ、車載機器に適合する十分な接圧により接触している。

基板コネクタ１０と相手コネクタ２０との嵌合を解除するため、基板１３を相手コネクタ２０から抜く際について説明する。
基板１３を抜く過程の序盤で、中継コンタクト１５を押す相手コンタクト２１が中継コンタクト１５から退避することにより、中継コンタクト１５が端子１２から離れる。そして、相手コンタクト２１が中継コンタクト１５から離れるまで退避すると、中継コンタクト１５が基板１３と平行な姿勢に復元する（図５の状態）。

以上で説明した本実施形態によれば、端子１２と相手コンタクト２１との間に中継コンタクト１５が介在しているので、基板１３の挿抜過程に亘り、相手コンタクト２１が端子１２に接触しない。
また、中継コンタクト１５は、基板１３の挿入過程において撓み、挿入過程の終盤で端子１２に接触する。基板を抜く際には、抜く過程の序盤で中継コンタクト１５が端子１２から離れ、抜いている過程において復元する。
したがって、接触子として用いられ、中継コンタクト１５や相手コンタクト２１と比べて格別に傷つき易い端子１２の表面を、他の接触子（コンタクト）が摺動することを避けることができている。
本実施形態では、スロット２１０の奥まで基板１３を挿入し終えるときに丁度中継コンタクト１５が端子１２に接触して端子１２へと押し付けられるので、端子１２の表面を中継コンタクト１５が殆ど摺動しない。
中継コンタクト１５を備えた基板コネクタ１０によれば、接触子として用いられる端子１２の表面を他の接触子が摺動することを最小限に抑えることができるので、摺動時の摩擦により端子１２の被膜が傷ついたり、挿抜の繰り返しにより摩耗したりといったことを防いで、接続の信頼性を確保することができる。

しかも、嵌合時に相手コンタクト２１により中継コンタクト１５を押すことで中継コンタクト１５が端子１２に向けて駆動されるので、別途、中継コンタクト１５を駆動するカム機構等の駆動機構や、中継コンタクト１５を端子１２に押し付けるバー等の専用部材を必要としない。カム機構やバー等を必要とする場合、端子１２が複数列に配置された多極のコネクタにあっては構成が複雑となり、各中継コンタクトを確実に駆動するように作り込むことが難しい。
本実施形態では、端子１２が複数列に配置されていたとしても、中継コンタクト１５を駆動する機構が簡素であるがゆえに、端子１２および相手コンタクト２１に対応する位置に中継コンタクト１５を設置するだけで中継コンタクト１５が確実に駆動される。したがって、基板コネクタ１０および相手コネクタ２０を備えた電気コネクタ組立体を容易に、簡素な機構により実現することができる。

本発明における中継コンタクト１５は、上記の実施形態に限らず、適宜な形状に定めることができる。
例えば、図７（ａ）に示す中継コンタクト１８は、ハウジング１４において基板１３が挿入されるのと同じ部分（図１のスリット１４３）に梁部１８１の基端側が配置されることで、ハウジング１４に保持されている。梁部１８１の基端側はハウジング１４の外側で基板１３から離れる向きに折り曲げられている。
また、図７（ｂ）に示す中継コンタクト１９は、基板１３の前端に設けられた保持部材１７により、基板コネクタ１０の後方に向けて片持ち支持されている。
中継コンタクト１８および中継コンタクト１９のいずれも、相手コンタクト２１により押されるカム部１５２の働きにより基板１３に向けて撓み、端子１２へと接触する。

上記実施形態では、相手コンタクト２１がハウジング２２により全体的に覆われているが、相手コンタクト２１が中継コンタクト１５を押して基板１３の端子１２に接触させることができる限りにおいて、相手コンタクト２１がハウジング２２から前方へと（中継コンタクト１５に向けて）突出していてもよい。

上記以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。
上述した実施形態や変形例では、基板１３を相手コネクタ２０に挿入する際に働くカム部１５２が中継コンタクト１５に備えられているが、本発明において、基板１３を相手コネクタ２０に挿入する際に働くカムが相手コンタクト２１に備えられることも許容される。

１０ 基板コネクタ
１２ 端子（基板接触子）
１３ 基板
１３Ａ 端縁部
１４ ハウジング
１５，１８，１９ 中継コンタクト（中継接触子）
１６ ＥＣＵケース
１７ 保持部材
２０ 相手コネクタ
２１ 相手コンタクト（相手接触子）
２２ ハウジング
２３ 電線
２４ シール
１００ 表面
１３１ 端子部
１４１ 壁体
１４２ 穴
１４３ スリット
１４４ 周囲
１４５ フード
１５１ 梁部
１５２ カム部
２１０ スロット
２２１ 後端
Ｄ１ 挿抜方向

Claims (3)

1. 少なくとも一面側に複数の基板接触子を有する基板を備えた基板コネクタと、
   前記基板接触子にそれぞれ導通される複数の相手接触子を有する相手コネクタと、を備え、
   前記基板コネクタは、
   撓むことで前記基板接触子に接触可能に配置される中継接触子を有し、
   前記中継接触子は、前記基板コネクタのハウジングに片持ち支持され、
   前記基板を前記相手コネクタに挿入する際に、
   前記相手接触子により、前記中継接触子に一体に備わるカム部が押されると、前記カム部の働きにより前記中継接触子が前記基板に向けて撓んで前記基板接触子へと接触することで、
   前記基板接触子が前記中継接触子を介して前記相手接触子と導通される、
   ことを特徴とする電気コネクタ組立体。
2. 前記中継接触子は、
   前記基板と平行または略平行に片持ち支持される梁部と、
   前記基板を前記相手コネクタに挿入する際の前記相手接触子の進路上に位置する前記カム部と、を有する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の電気コネクタ組立体。
3. 相手コネクタに嵌合される基板コネクタであって、
   少なくとも一面側に複数の基板接触子を有する基板と、
   撓むことで前記基板接触子の各々に接触可能に配置される中継接触子と、を備え、
   前記中継接触子は、前記基板コネクタのハウジングに片持ち支持され、
   前記基板を前記相手コネクタに挿入する際に、前記相手コネクタが有する相手接触子により、前記中継接触子に一体に備わるカム部が押されると、前記カム部の働きにより前記中継接触子が前記基板に向けて撓んで前記基板接触子へと接触することで、
   前記基板接触子が前記中継接触子を介して前記相手接触子と導通される、
   ことを特徴とする基板コネクタ。

Images