JP6860996B2 - 回路基板用電気コネクタのための規制金具 - Google Patents

回路基板用電気コネクタのための規制金具 Download PDF

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Description

本発明は、回路基板用電気コネクタのための規制金具に関する。
この種のコネクタにあっては、回路基板の面に対して直角な方向をコネクタ嵌合方向として相手コネクタと接続される際、回路基板の面に平行な方向で相手コネクタが正規位置からずれた位置で嵌合接続されることがあり、そのため、上記ずれを吸収できる、いわゆるフローティングコネクタが広く用いられており、例えば、特許文献1に開示されている。
特許文献1のフローティングコネクタは、四角枠状をなしてその底面で回路基板に固定される固定ハウジング(外ハウジング)と、該固定ハウジングの四角枠内に位置し該固定ハウジングに対して可動な可動ハウジング(内ハウジング)と、該可動ハウジングと上記固定ハウジングに架け渡された状態で配列されている複数の端子とを有している。上記外ハウジングは、端子の接続部が回路基板に半田接続されることで、該端子を介して回路基板に固定される。端子は可動ハウジングと固定ハウジングの間の空間に位置する該端子の中間部に波形の弾性部を有していて、該弾性部における弾性変位により上記ずれを吸収する。
特許文献1におけるコネクタの端子は、上記固定ハウジングそして可動ハウジングに対し、一体成形により保持されている。
上記端子は、一端側が可動ハウジング内に埋没され、相手コネクタとの接触接続のための接触部が上記可動ハウジングの側面で露呈するように該側面に固定されている。また上記端子は他端側が固定ハウジングで埋没保持されているとともに、その先端が固定ハウジング外に突出していて、回路基板に半田接続される接続部をなしている。
特許文献1では、かかるフローティングコネクタにおいて、相手コネクタの抜出の際、端子同士間の摩擦力により可動ハウジング(内ハウジング)が過度に上方に移動しないように、固定ハウジング(外ハウジング)に規制金具(規制部材)を取り付け、該規制金具で可動ハウジングの一部の上面に当接可能として、可動ハウジングの上方への移動を規制している。
上記規制金具(規制部材)は、金属板をその板厚方向に屈曲して形成されていて、端子配列方向の端部で固定ハウジングの両方の側部を上下で挟む横U字状断面の隅部と、該規制金具を回路基板に固定する固定部とを有していて、上記隅部をなす上板と下板とのうちの上板の下面で可動ハウジングの一部の上面と当接して規制するようになっている。該規制金具は、固定ハウジングに対しては、上記隅部の上板と下板との間で固定ハウジングの側部を挟み込むように該側部に対して嵌着される。
特開2004−063358
しかしながら、特許文献1の規制金具は、上板と下板とで横U字状をなす隅部を形成し該隅部を固定ハウジングの対応部に嵌着させる形態となっている関係上、その形態が複数なことに加え、固定ハウジングの対応部の上下面に上記上板そして下板が位置する分、上下方向でコネクタの大型化となる。また、可動部材の規制は上記隅部の上板で行うが、隅部が固定ハウジングの対応部に嵌着されているとはいえ、上板に着目すると、該上板は上記対応部の上面に接面しているだけなので、下方から可動部材により強くもち上げられると、該上板が浮き上がる傾向をもつようになり、その強度、ひいては規制能力の低下は否めない。さらに、特許文献1では、端子が固定ハウジング、可動ハウジングと一体成形により保持されているにも拘らず、規制金具は固定ハウジングへ嵌着して取り付けてある。すなわち、取付け作業が別途行われることとなり作業性が低い。また、嵌着方向が制約されているので、その分、規制金具の形態が限定され、その結果、規制金具の大型化は避けられない。
本発明は、かかる事情に鑑み、小型化を図りつつも強度そして規制力を高めることのできる、回路基板用電気コネクタのための規制金具を提供することを課題とする。
本発明に係る回路基板用電気コネクタのための規制金具は、 回路基板の面に固定取付けされる固定ハウジングと、該固定ハウジングに対して可動な可動ハウジングと、固定ハウジングと可動ハウジングに架け渡されて配列された複数の端子とを有し、固定ハウジングで保持される固定側被保持部と、可動ハウジングで保持される可動側被保持部と、固定側被保持部と可動側被保持部の間に位置する中間弾性部とを有している回路基板用電気コネクタの上記可動ハウジングの可動量を規制する。
かかる規制金具において、本願発明では、規制金具は、固定ハウジングに一体成形で保持されていて、可動ハウジングが回路基板から離れる方向での可動量を規制する規制部を有し、固定側被保持部が固定ハウジングで、そして可動側被保持部が可動ハウジングで、それぞれ一体成形により保持されていることを特徴としている。
このような本発明の規制金具を用いると、規制部で可動ハウジングの可動量を規制する際、該規制金具が固定ハウジングで一体成形により保持されているので、規制部が可動ハウジングでしっかり保持されて可動ハウジングに対する規制能力も大きい。しかも、規制金具は固定ハウジングによる保持のために複雑な形状とする必要もなく単純化され、また、被固定部分が固定ハウジングの肉厚内に位置するので、コネクタの上下方向での小型化につながる。さらには、本発明では、端子が固定ハウジング、可動ハウジングと一体成形により保持される形態なので、これと同時に規制金具も一体成形保持が可能となり、製造工程も簡単化する。
本発明において、規制金具は、可動ハウジングの一部における上面に対して対面する規制部と、該規制部から延び回路基板に固定接続される複数の固定脚部とを有している形態とすることができる。かかる形態では、規制金具に複数の固定脚部が設けられているので、規制金具を保持する力が大となり、ひいては、可動ハウジングの規制能力が大となる。さらに、固定脚部を通して回路基板との電気的導通が可能となる。
本発明において、規制金具の規制部は端子配列方向に直角なコネクタ幅方向に延びる平帯状をなし、複数の固定脚部が、コネクタ幅方向における該規制部の両端部の位置そして中間部の位置に設けられているようにすることができる。こうすると、平帯状の規制部の中間部にも固定脚部を備えているので、コネクタの高さ方向寸法を大きくすることなく、規制金具を保持する力が大となるとともに、規制部は可動ハウジングから力を受けても撓みにくく強度が向上する。
本発明は、以上のごとく、フローティングを可能とした回路基板用電気コネクタで、可動ハウジングの上方への可動量を規制する規制金具をその一部にて固定ハウジングによる一体成形で保持されることとしたので、端子の一体成形保持と同時に上記規制金具も一体成形保持できるので、製造時の作業性が向上し、また規制金具の一体成形保持のための被保持部分を固定ハウジングの肉厚内に収められ、固定ハウジング外に位置しない分、上下方向でのコネクタの小型化を可能とする。また、上記被保持部分は固定ハウジングの肉厚内に埋設されるので、規制部で可動ハウジングからの上方への力を強く受けても、固定ハウジングから浮くこともなく、強固に保持され、ひいては可動ハウジングに対する規制能力も向上する。さらには、規制部材は、従来のように固定ハウジングのような嵌着ではないので、そのための寸法の大型化あるいは取付け方向の限定なども伴わず、該方向での規制金具の小型化が図れる。
本発明の一実施形態としての回路基板用電気コネクタ(レセプタクルコネクタ)とその相手方コネクタ(プラグコネクタ)とを示す斜視図である。 図1のレセプタクルコネクタの内部をも示す破断斜視図である。 図2のレセプタクルコネクタについて、固定ハウジングの図示を省略した斜視(図示せず)である。 図3のものから、さらに可動ハウジングを省略して、端子と規制金具のみを示す斜視図である。 図1の両コネクタの端子位置での断面図であり、(A)はコネクタ嵌合前(B)は嵌合後を示す。 図2のレセプタクルコネクタを上方から見た図で、(A)は可動ハウジングが正規位置、(B)は可動ハウジングがフローティング位置にあるときを示す。 規制金具の一体成形の要領を示す工程図(A)〜(D)である。
以下、添付図面にもとづき、本発明の実施の形態を説明する。
図1は、本実施形態に係る回路基板用電気コネクタとしてのレセプタクルコネクタ1とこれに嵌合接続されるプラグコネクタ2の嵌合接続前における外観を示す斜視図である。
図1において、レセプタクルコネクタ1は電気絶縁材製のレセプタクルハウジング10と該レセプタクルハウジング10により保持されている金属板製の端子30そして規制金具40とを有している。
上記レセプタクルハウジング10は、レセプタクルコネクタ1を回路基板(図示せず)上に配置したときに、上方から見た平面形状が略四角枠状をなす固定ハウジング11と、該固定ハウジング11とは別体に形成されて上記固定ハウジング11の四角枠空間内に位置する可動ハウジング21とを有している。上記固定ハウジング11と可動ハウジング21との間の空間は、プラグコネクタ2を受け入れる受入空間1Aを形成する。端子30は上記固定ハウジング11と可動ハウジング21に架け渡されていて、該端子30の一部で固定ハウジング11によりそして他部で可動ハウジング21により保持されている。また、規制金具40は、固定ハウジング11により保持されている。かかるレセプタクルコネクタ1については、後に図2以降を参照しつつ、詳述する。
一方、上記レセプタクルコネクタ1に嵌合接続されるプラグコネクタ2は、図1に見られるように、電気絶縁材製のプラグハウジング51と該プラグハウジング51により保持される金属板製の端子60とを有し、上記プラグハウジング51は、上記レセプタクルコネクタ1の受入空間1Aに嵌合するような外形をもつ四角ブロック状をなし、図1にて下面側(図1には表われず)には、上記レセプタクルコネクタ2の可動ハウジング21が進入するための凹部51A(図5(A)参照)が形成されている。このプラグコネクタ2は、上記プラグハウジング51の上記凹部51Aを形成する周壁のうちコネクタ長手方向に延びこれと直角な短手方向に対向する二つの側壁52のそれぞれで複数の端子60を保持している。該端子60は上記長手方向で配列され、短手方向で対称をなすようにして対向している。該端子60はプラグハウジング51との一体成形により該プラグハウジング51で保持されている。
端子60は、図5(A)に見られるように、金属帯状体をその板厚方向に屈曲して形成されており、J字状に屈曲された一端部61がプラグハウジング51の周壁の開口部にて側壁52内に埋没保持され、他端部が上記側壁52の基部からプラグハウジング51外に突出し横方向に延びる接続部62を形成している。上記端子60の中間部はL字状に屈曲されていて、側壁52で保持されつつ該側壁52から露呈する縦部と該縦部から屈曲される横部とを有し、縦部が接触部63を形成し、縦部から横部への遷移部分がプラグハウジング51に埋没し該プラグハウジング51で保持される被保持部64を形成している。
次に、レセプタクルコネクタ1にもどり、図2ないし図5にもとづき、該レセプタクルコネクタ1について、より詳しく説明する。
図2に見られるように、レセプタクルコネクタ1の固定ハウジング11と可動ハウジング21には、受入空間1Aを形成する固定ハウジング11の側壁12の内面と可動ハウジング21の側壁に、それぞれ端子溝13そして端子溝22とを対向するように配列形成されている。また、可動ハウジング21は、該可動ハウジング21の端子溝22同士間に形成された溝壁23の下端が固定ハウジング11の方に向け延びてリブ23Aを形成している。複数の溝壁23の下端に位置するすべてのリブ23Aはレセプタクルコネクタ1の受入空間1Aの底部に位置し、該可動ハウジング21の長手方向に延びる底部保持部24を形成している。上記可動ハウジング21は、端子溝22の配列方向両端に、該可動ハウジング21の下部から上記端子溝22の配列方向に突出する段付板状の被規制部25が設けられている(図3参照)。
一方、レセプタクルコネクタ1の端子30は、本実施形態では、金属帯体をその板厚方向に屈曲された、いわゆる曲げ端子の形態をなしている。本発明では、端子は曲げ端子のみならず、金属板をその板厚方向に抜いた形態をなす、いわゆる抜き端子であってもよい。
上記端子30は、図2、図4そして図5(A)に見られるように、全体として二つの逆U字状部をもつ略波形をなし、固定ハウジング11の側壁12側に位置する一方の逆U字状部が中間弾性部31をなし側壁12に形成された端子溝13内に収められている。また、可動ハウジング21側に位置する他方の逆U字状部は、二つの腕部32A,32Bを有する接触腕部32を形成している。該二つの腕部32A,32Bは該腕部32A,32Bの基部を除いて、それらの殆どの部分が可動ハウジング21の端子溝22内に収められており、上記腕部32A,32Bはそれらの上部で接触部33によりつながっている。該接触部33は上記端子溝22外に突出するように凸湾曲形成されている。
端子30の上記中間弾性部31が端子溝13の奥側に位置する腕部の下端からは斜めに延びる固定側被保持部34をなしていて、該固定側被保持部34は固定ハウジング11の側壁12の下部にて一体成形により埋没保持されており、該固定側被保持部34からは該端子30の一端側が延出していて上記側壁12外にあり該側壁12の下面に沿って位置しており、この一端側が回路基板への半田接続のための接続部35を形成する。
上記接触腕部32はその二つの腕部32A,32Bのうち、端子溝22の奥側に位置する腕部32Aの下端部をなす基部32A−1がL字状に屈曲されていて、可動ハウジング21の下部にて一体成形により埋没保持されている。これに対し、端子溝22の開口側に位置する腕部32Bがその下端部をなす基部32B−1をL字状に屈曲して上記可動ハウジングの底部保持部24を貫通していて、中間弾性部31の二つの腕部のうち端子溝13の開口側に位置する腕部の下端とつながっている。上記腕部32Bの基部32B−1は可動側被固定部36をなしていて上記底部保持部24との一体成形により保持されている。
上記端子30は、上述のように、接触部33でつながり逆U字状をなす接触腕部32の二つの腕部32A,32Bは、それらの基部32A−1,32B−1が可動ハウジング21による一体成形で保持されていて、該基部32A−1,32B−1よりも上方の逆U字状部分は、何ら拘束を受けておらず、弾性変位が可能となっている。もちろん中間弾性部31も何ら拘束を受けていないので、弾性変位が可能である。
固定ハウジング11により保持されている金属板製の規制金具40は、固定ハウジング11を省略して可動ハウジング21、端子30そして規制金具40を示す図3に見られるように、可動ハウジング21の既述の被規制部25の上面に面しコネクタ幅方向に延びる平帯状の規制部41と、該規制部41から延出する固定脚部42とを有している。固定脚部42は、上記規制部41の両端と側部に設けられているが、いずれも、下方に向けクランク状に屈曲されていて、下端部が回路基板の対応部に半田固定されるようになっている。
このような規制金具40は、可動ハウジング21の被規制部25と面する規制部41のうち上記固定脚部42が位置する縁部と、固定脚部42の基部が固定ハウジング11内に一体成形により埋没されていて該固定ハウジング11の一体成形により保持されている。換言すれば、固定ハウジング11にて埋没保持されている部分以外は露呈している。
かかる規制金具40は、その一部で可動ハウジング21で一体成形により保持されるので、圧入による保持にくらべ、規制金具の圧入シロを考慮しなくてよいので省スペース化できるとともに、圧入方向に拘束されないので規制金具の形状を簡略化でき、この点でも省スペース化につながる。
かかる形態のレセプタクルコネクタ1は、次の要領で使用される。先ず、該レセプタクルコネクタ1は、その端子30の接続部35が回路基板(図示せず)の対応回路部に半田接続され、また規制金具40の固定脚部42が上記回路基板の対応部に半田固定される。
一方、プラグコネクタ2も、レセプタクルコネクタ1と同様に、該プラグコネクタ2の端子60の接触部62にて他の回路基板(図示せず)の対応回路部に半田接続される。
かかる後、上記他の回路基板に取り付けられたプラグコネクタ2を、図1そして図5に見られるごとく、上記他の回路基板を上方とした姿勢、すなわち、プラグコネクタ2の凹部51Aを下方に開口する姿勢で、上記回路基板に取り付けられたレセプタクルコネクタ1の直上位置にもたらし、そのまま下降する。
プラグコネクタ2を降下すると、該プラグコネクタ2の凹部51Aにレセプタクルコネクタ1の可動ハウジング21が端子30の接触腕部32とともに進入するようにして、プラグコネクタ2がレセプタクルコネクタ1の受入空間1Aに受け入れられる(図5(B)参照)。
図5(B)に見られるように、プラグコネクタ2がその下端でレセプタクルコネクタ1の底部保持部24に当接する所定深さまで嵌合すると、プラグコネクタ2に設けられた二列の端子60は、レセプタクルコネクタ1の二列の端子30の接触部33とコネクタ幅方向で内側から当接する。上記接触部33は、弾性を有する二つの腕部32A,32Bから成る接触腕部32の上部に位置しており、上記二つの腕部32A,32Bの弾性撓み変位による付勢力をもってプラグコネクタの端子60の接触部62に接触する。
ここで、例えば、プラグコネクタ2がレセプタクルコネクタ1に対して、所定位置から左右方向でずれた位置でレセプタクルコネクタ1に嵌合されたとすると、そのずれの分だけ、上記レセプタクルコネクタ1の対をなす二つの端子30の一方の端子の中間弾性部31がその逆U字状をなす両脚を開脚するように弾性変位し、他方の端子の中間弾性部がその逆U字状をなす両脚を閉脚するように弾性変位することで、上記プラグコネクタ2の移動を可能とし、いわゆるフローティングがなされる。
上記フローティングの様子は、図6(A),(B)で良く理解できる。図6(A),(B)はコネクタ1を上方から見た図であり、図6(A)は可動ハウジング21が固定ハウジング11に対し正規位置にある場合、図6(B)は可動ハウジング21が固定ハウジング11に対しフローティングしている位置にある場合を示している。図6(A)では、可動ハウジング21は固定ハウジング11に対し、上下そして左方方向のいずれでも対称な正規位置にある。この正規位置では、可動ハウジング21は、図6(A)の上下部分で見られるように、固定ハウジング11との間に隙間δを等しく形成し、可動ハウジング21の左右の被規制部25は、同じ面積で規制金具40の規制部41により規制を受けている。このことは、上方から見て、規制部41と当接していない被規制部25が左右で同面積として表われていることから良くわかる。
一方、フローティング状態の図6(B)では、固定ハウジング11に対して可動ハウジング21が右上方に向け斜めに移動している。すなわち、図6(A)における上方の隙間δはなくなっており、下方の隙間が増大している。さらに、左右方向では、右方の被規制部25は左方の被規制部25にくらべ大きい面積で規制部41と当接した状態で該規制部41により規制されている。換言すれば、左方の被規制部25が規制を受けていない面積を図6(A)の状態に比し小さくなっている。このフローティングは図6(B)に見られるように、端子30の弾性部31の弾性変位によって可能となっている。
上記レセプタクルコネクタ1の端子30は、プラグコネクタ2が正規位置で嵌合しても、あるいはずれをもって嵌合しても、該端子30の接触腕部32は、それらの二つの腕部32A,32Bの基部で可動ハウジング21との一体成形でしっかりと保持されていながらも、該基部から上方に十分に長く延びているので、プラグコネクタ2の端子60との間の弾性変位による接圧を十分大きく確保できる。
このように、レセプタクルコネクタ1の端子30はその接触部33で大きな接圧をもってプラグコネクタ2の端子60と接触しているので、プラグコネクタ2を抜出する際には、レセプタクルコネクタ1は上記接触部33にて大きな摩擦力が抜出方向に作用し、可動ハウジング21はその力によって上方に移動して可動量を増大しようとする傾向を示す。
本実施形態では、固定ハウジング11に規制金具40が保持されており、該規制金具40の規制部41が可動ハウジング21の被規制部25の上面に面するように位置している。したがって、プラグコネクタ2の抜出時に、可動ハウジング21が端子30の接触部33での摩擦力で上方に引かれても、上記被規制部25が規制部41に当接して上方移動が規制される。上記規制部41は、プラグコネクタ2の抜出前の当初から被規制部25の上面と接触している。
上記規制金具40は固定ハウジング11により一体成形で強固に保持されているが、該規制金具40自体でも、その複数の固定脚部42で回路基板に半田固定されているので、上記規制部41で可動ハウジング21からの上方に向けた力を受けても十分な強度をもって、該可動ハウジング21の上方への可動量を規制する。
次に、本実施形態における規制金具40の固定ハウジング11との一体成形の要領について、図7にもとづき説明する。図7は、図4の規制金具40を、規制部41の側縁から延出する二つの固定腕部42の間の位置で、規制部41を端子配列方向に延びる面で断面をとったときの規制金具40そして、モールド成形のための上金型M1と下金型M2の部分断面図である。
図7(A)にて、上金型M1は、固定ハウジング11の端壁を成形するための空間M1−Aと、可動ハウジング21を成形するための空間M1−Bと、上記空間M1−Aと空間M1−Bの間に位置する壁の下面に形成された上記規制金具40の規制部41を収めるための段状部M1−Cとが形成されている。一方、下金型M2は、固定ハウジングの端壁の底部を成形するための浅めの凹状の空間M2−Aと、可動ハウジング21の被規制部25を含む底部を成形するための空間M2−Bと、上記規制部41の一部についてその下面に当接して上記空間M1−Aと空間M2−Aを一つの閉室とし、また空間M1−Bと空間M2−Bと他の一つの閉室とするための突部M2−Cとを有している。
このような上金型M1と下金型M2との間に、先ず、規制金具40を図7(A)のように配し、次に、図7(B)のように、規制金具40の規制部41を上金型M1の空間M1−Cに配置した状態で下金型の突部M2−Cを規制部41の下面に突き当てる。かかる状態では上金型M1と下金型M2とは、モールド成形可能な閉じられた成形空間を形成しており、上記上金型M1の空間M1−Aと下金型M2の空間M2−Aが一つの閉室を形成して固定ハウジング11の端壁の成形に供し、上記上金型M1の空間M1−Bと下金型M2の空間M2−Bとが他の一つの閉室を形成して可動ハウジング21の成形に供する。かかる状態で、図7(C)のごとく上記成形空間に溶融樹脂を注入し成形を行い、樹脂の固化後に上金型M1と下金型M2とを分離除去して、図7(D)のごとく固定ハウジング11と可動ハウジング21と規制金具40が一体成形されたものを得る。
図7(D)の状態では、規制金具40は規制部41と固定部42との間が固定ハウジング11内に埋設されているので、該規制金具40は固定ハウジング11により強固に保持されている。一方、可動ハウジング21は規制部41の下面に接面しているだけなので、軽く外力を与えるだけで、規制部41から簡単に剥離する。かくして可動ハウジング21は、規制部材40に対して可動状態となる。
11 固定ハウジング 36 可動側被保持部
21 可動ハウジング 40 規制金具
30 端子 41 規制部
31 中間弾性部 42 固定脚部
34 固定側被保持部

Claims (3)

  1. 回路基板の面に固定取付けされる固定ハウジングと、該固定ハウジングに対して可動な可動ハウジングと、固定ハウジングと可動ハウジングに架け渡されて配列された複数の端子とを有し、該端子が、固定ハウジングで保持される固定側被保持部と、可動ハウジングで保持される可動側被保持部と、固定側被保持部と可動側被保持部の間に位置する中間弾性部とを有している回路基板用電気コネクタの上記可動ハウジングの可動量を規制する規制部を有する規制金具において、
    可動ハウジングは、回路基板から離れる方向となる上方への可動量が上記規制金具の規制部により規制される被規制部を有しており、
    規制金具は、金属板製であり、固定ハウジングにより部分的に一体成形で保持され、上記規制部が、固定ハウジング外にて金属板の板厚方向に直角かつ回路基板の面に平行な板面で可動ハウジングの被規制部の上面に対し離間可能に接面し、
    端子は、固定側被保持部が固定ハウジングで、そして可動側被保持部が可動ハウジングで、それぞれ一体成形により保持されていることを特徴とする回路基板用電気コネクタのための規制金具。
  2. 規制部から延び回路基板に固定接続される複数の固定脚部を有していることとする請求項1に記載の回路基板用電気コネクタのための規制金具。
  3. 規制金具の規制部は端子配列方向に直角なコネクタ幅方向に延びる平帯状をなし、複数の固定脚部が、コネクタ幅方向における該規制部の両端部の位置そして中間部の位置に設けられていることとする請求項2に記載の回路基板用電気コネクタのための規制金具。
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