JP7164947B2 - 可動コネクタ - Google Patents

Description

本発明はフローティング機能を有する電気コネクタ、即ち可動コネクタに関する。

接続対象物と導通接続するコネクタとして、フローティング機能を有する可動コネクタが知られている。可動コネクタは、例えば基板に実装する固定ハウジングと、接続対象物を挿入する嵌合室を有する可動ハウジングと、一端側が固定ハウジングに固定され、他端側が可動ハウジングに固定され、一端側と他端側との間に可動ハウジングを移動可能に支持する可動部を有する複数の端子とを有する基本構成を備えている。

このような可動コネクタは、端子構造の違いで細分化すると、先ず、接続対象物と導通接触する接触部がばね構造であるソケット端子を有する可動コネクタ（可動ソケットコネクタ）が知られている（特許文献１：特開２００７－１６５１２８号公報）。また、他の可動コネクタとしては、接続対象物と導通接触する接触部がピン形状であるプラグ端子を有する可動コネクタ（可動プラグコネクタ）が知られている（特許文献２：特開２００２－９３５３１号公報）。

そのような基本構成をもつ従来の可動コネクタは、接続対象物を嵌合室に挿入する際に、嵌合室の挿入口に対して接続対象物の挿入位置がずれていると、接続対象物と接触した可動ハウジングが端子の可動部により変位することで接続対象物の位置ずれを吸収する機能を有するものである。また、接続対象物が嵌合室に嵌合接続した状態で、接続対象物と可動コネクタを実装した基板との間で生じる相対的な位置ずれを、可動ハウジングが端子の可動部により変位することで吸収する機能を有する。したがって、可動コネクタには、可動ハウジングの変位を支持する端子の可動部の柔軟性が求められる。また、特に接触部がばね構造であるソケット端子を有する前記可動コネクタでは、可動ハウジングが変位しても接触部が接続対象物との安定した導通接触を維持できるようにするため、接触部が接続対象物に対して適切な接触圧を発揮することが求められる。

特開２００７－１６５１２８号公報 特開２００２－９３５３１号公報

しかしながら、従来の可動コネクタの端子は、単一の金属片でなる一体物として形成されている。したがって、例えば、端子の可動部の柔軟性を高めるために、端子材料の金属片の板厚をできるだけ薄くすると、例えば前記ソケット端子を有する前記可動コネクタでは、安定した導通接触を得るために必要な接続対象物に対する接触部の接触圧を得ることが難しくなる。また、前記プラグ端子を有する前記可動コネクタでは、ピン形状の接触部の板厚が薄くなることで、接触部の剛性が低下して撓みやすくなる。そうすると接続対象物となる相手端子との嵌合接続時に、相手端子と接触することで、曲がったり座屈するおそれがある。

そこで、ばね構造の接触部による接触圧を高めるため、またピン形状の接触部の剛性を高めるために、端子材料の金属片の板厚を厚くすると、可動部の柔軟性が低下して、可動ハウジングが変位し難くなる、という課題がある。

このように二律背反の関係にある可動部の柔軟性と接触部の適切な機能とを両立するためには、例えば、接触部として上記問題が生じない適切な板厚の端子材料を用いつつ、可動部のばね長をできるだけ長く形成することで、可動部の柔軟性を実現することが考えられる。しかしながら、可動部のばね長を長くすれば長くするほど、可動コネクタが全体的に大型化するため、可動コネクタの小型化の要請に応えることが難しくなるという別の課題が生じる。

以上のような従来技術を背景になされたのが本発明である。その目的は、端子の可動部に求められる機能と接触部に求められる機能とを両立できるような可動コネクタを提供することにある。

上記目的を達成すべく本発明は、以下の特徴を有するものとして構成される。

即ち、本発明は、第１のハウジングと、接続対象物を挿入する嵌合室を有し、前記第１のハウジングに対して移動可能である第２のハウジングと、前記第１のハウジングに保持されており、前記第２のハウジングを移動可能に支持する可動部を有する第１の端子片と、前記第２のハウジングに保持されており、前記嵌合室の室内で前記接続対象物と導通接触する接触部を有する第２の端子片とを備える可動コネクタについて、前記第１の端子片と前記第２の端子片は、それぞれ金属片にて別部材として形成されており、前記第１の端子片と前記第２の端子片は、それらを相互に連結する端子間連結部を有することを特徴とする。

本発明の可動コネクタによれば、第１の端子片と第２の端子片がそれぞれ金属片にて別部材として形成されているため、可動部を有する第１の端子片と接触部を有する第２の端子片とで、それらに求められる機能に応じて形状、板厚、材質等において異なる特徴を持つ端子として構成することができる。また、本発明の可動コネクタによれば、第１の端子片と第２の端子片を単一の金属片により一体物として形成する場合と比較して、製造可能な第１の端子片の可動部の形状や第２の端子片の接触部の形状の自由度を広げることができる。なお、接触部としては、接続対象物に対して押圧接触するばね構造を有する接触部（ソケット端子）及び接続対象物の押圧接触を受けて導通接触するピン形状の接触部（プラグ端子）等として構成することができる。

そして、前記本発明の第１の端子片と第２の端子片は前記端子間連結部を有するため、第１の端子片と第２の端子片とを別部材として有しながらも、第１の端子片の可動部がフローティング機能を発揮することで、第１のハウジングに対して第２のハウジングを移動可能に確実に支持することが可能である。

前記本発明については、前記第１の端子片の板厚を前記第２の端子片の板厚よりも薄く形成することができる。

本発明によれば、可動部を有する第１の端子片の板厚を、接触部を有する第２の端子片の板厚よりも相対的に薄く構成できるため、可動部の柔軟性を高めることができ、第２のハウジングを動きやすくすることができる。他方、接触部については、第１の端子片の板厚の制約を受けることなく、例えば、ばね構造を有する接触部における適切な接触圧を実現し、またピン形状の接触部の剛性を高めることができる。したがって、可動部として求められる機能と、接触部として求められる機能とを両立することができる。

前記本発明については、前記第１の端子片の板厚を前記第２の端子片の板厚よりも厚く形成することができる。

本発明によれば、可動部を有する第１の端子片の板厚を、接触部を有する第２の端子片の板厚よりも相対的に厚く構成できるので、可動部の断面積を増加することで、インピーダンスマッチングを行うことができる。この場合、接触部については、可動部におけるインピーダンスマッチングの特性を維持しつつ、接触部の柔軟性を高めることで、可動コネクタのタイプに応じて、接触部として求められる機能を実現できる。例えば、可動コネクタには、多数のばね構造の接触部を有する多極コネクタが存在するが、多極コネクタでは端子数が多いため、接続対象物と嵌合接続する際の挿入力が高くなり、接続対象物の挿入が硬くなって嵌合作業が困難になる、という課題がある。接触部の板厚が薄くばね構造に柔軟性を有する前記本発明であれば、接続対象物の挿入力を低減することができる。このように本発明においても、可動部として求められる機能と、接触部として求められる機能とを両立することができる。

前記本発明の端子間連結部は、前記第１の端子片又は前記第２の端子片の何れか一方に設けた連結片部と、前記何れか他方に設けられ前記連結片部に対して係止する係止片部とを有するように構成できる。

本発明によれば、第１の端子片と第２の端子片とが連結片部と係止片部との係止により相互に移動しないように連結されるので、第１の端子片の可動部が端子間連結部と第２の端子片を介して第２のハウジングを移動可能として確実に支持することができる。また第２のハウジングが移動しても、第１の端子片と第２の端子片が分離することがない。

前記本発明の係止片部は、前記連結片部に対して噛み込むカシメ係止片として構成することができる。

本発明によれば、カシメ係止片が連結片部に対して噛み込むことで、簡易な連結構造でありながら係止片部を連結片部に対して強固に固定できる。

前記本発明の係止片部は、前記連結片部に対して押圧接触する係止縁を有する押圧接触片として構成できる。

本発明によれば、係止片部の係止縁が連結片部に対して押圧接触して係止することで、簡易な連結構造でありながら係止片部を連結片部に対して強固に固定できる。

前記本発明の前記第２のハウジングは、前記連結片部を圧入する連結片部用固定溝を有するように構成できる。

本発明によれば、第１の端子片の連結片部を第２のハウジングの連結片部用固定溝に圧入することで、第１の端子片の第２のハウジングに対する固定力を補強することができ、簡易な連結構造でありながら第１の端子の可動部が第２のハウジングを移動可能として確実に支持することができる。

本発明の可動コネクタによれば、可動部を有する第１の端子片と接触部を有する第２の端子片とが別部材であるため、それぞれに求められる機能に応じた特徴を持つ端子として構成することができる。また、第１の端子片と第２の端子片が、端子間連結部を有するため、第１の端子片の可動部がフローティング機能を発揮して、第１のハウジングに対して第２のハウジングを移動可能に確実に支持することができる。

第１実施形態による可動コネクタの正面、平面、右側面を含む斜視図。 図１の可動コネクタの正面、平面、右側面を含む部分分解斜視図。 図１の可動コネクタに備える端子の正面、平面、右側面を含む分解斜視図。 図３の端子の説明図で、分図（ａ）は接触側端子片の正面図、分図（ｂ）は接触側端子片の右側面図、分図（ｃ）は接触側端子片の背面図、分図（ｄ）は接触側端子片の底面図、分図（ｅ）は可動側端子片の右側面図、分図（ｆ）は可動側端子片の背面図。 図１の可動コネクタの右側面図。 図５のＶＩ－ＶＩ線断面図。 図１の可動コネクタのＸ方向中央におけるＹ－Ｚ平面に沿う断面図。 第２実施形態による可動コネクタの正面、平面、右側面を含む斜視図。 図８の可動コネクタの正面、平面、右側面を含む部分分解斜視図。 図８の可動コネクタに備える端子の正面、平面、右側面を含む分解斜視図。 図１０の端子の説明図で、分図（ａ）は接触側端子片の正面図、分図（ｂ）は接触側端子片の右側面図、分図（ｃ）は接触側端子片の背面図、分図（ｄ）は可動側端子片の右側面図、分図（ｅ）は可動側端子片の正面図。 図８の可動コネクタのＸ方向中央におけるＹ－Ｚ平面に沿う断面図。

以下、本発明による可動コネクタの実施形態の例について図面を参照しつつ説明する。以下の実施形態で示す可動コネクタ１は、基板Ｐ１に実装されており、「接続対象物」となる相手コネクタのハウジングに備えるピン端子Ｐ２を、基板Ｐ１に向けて垂直に挿入して嵌合接続することで、ピン端子Ｐ２を基板Ｐ１の回路に導通接続するものである。相手コネクタのハウジングには、ピン端子Ｐ２のほか、後述するシールド部材７に導通接触するシールド接続用端子（図示略）を備えている。このように可動コネクタ１は、相手コネクタの断面円形のピン端子Ｐ２及びシールド接続用端子と導通接続する「可動同軸コネクタ」として構成されている。

本明細書、特許請求の範囲に記載されている「第１」「第２」という用語は、発明の異なる構成要素を区別するために用いるものであり、特定の順序や優劣を示すために用いるものではない。また本明細書、特許請求の範囲では、説明の便宜上、図１等に示されるように、可動コネクタ１の左右方向をＸ方向、前後方向をＹ方向、高さ方向をＺ方向として説明する。そして、可動コネクタ１の高さ方向（Ｚ方向）における基板Ｐ１（図６，図７参照）の側を「下側」とし、可動コネクタ１の側を「上側」として説明するが、それらは可動コネクタ１の嵌合方向や基板Ｐ１への実装の仕方を限定するものではない。

第１実施形態〔図１～図７〕

可動コネクタ１は、可動ハウジング２と、固定ハウジング３と、端子４と、複数の保持金具５とを備えている。可動ハウジング２は、基板Ｐ１に実装する固定ハウジング３に対して移動可能となるように、端子４によって支持されている。これにより接続対象物としてのピン端子Ｐ２の中心軸が可動ハウジング２の中心軸に対してずれていても、ピン端子Ｐ２の挿入力を受けた可動ハウジング２がＸ方向、Ｙ方向又はＸ－Ｙ方向に移動することで、その中心軸どうしのずれを吸収しつつ導通接続を達成することができる。また、この際、可動ハウジング２は、ピン端子Ｐ２の挿入方向となるＺ方向にも移動することができる。

可動ハウジング２

可動ハウジング２は、電気絶縁性の合成樹脂でなるハウジング本体６と、金属材でなる導電性のシールド部材７とを有する。シールド部材７はハウジング本体６にインサート成形されており、したがって可動ハウジング２は一体の成形体として構成されている。

ハウジング本体６は、中心軸がＺ方向に沿う筒状に形成された筒状周壁６ａを有する。筒状周壁６ａは円筒状に形成されており、その中心軸における一方端部にはピン端子Ｐ２の挿入口６ｂが形成されており、他方端部には開口６ｃが形成されている。

筒状周壁６ａにおける開口６ｃ側の外周面には、突出部６ｄがＸ－Ｙ方向に突出して形成されている。突出部６ｄは、筒状周壁６ａの外周面の右側面と左側面からそれぞれ突出する板状片として形成されている。可動コネクタ１の「接続対象物」となる相手コネクタのハウジングは、ハウジング本体６と後述するシールド本体７ａの外周に嵌合接続される。それにより相手コネクタのシールド接続用端子がシールド本体７ａに導通接触するようになっている。その嵌合接続の際には、筒状周壁６ａの外周面に形成されている庇部６ａ１がストッパーとなって、相手コネクタのハウジングのＺ方向への挿入を停止させるようになっている。また庇部６ａ１は、固定ハウジング３の上面を被さるように配置されているため、固定ハウジング３の内側への異物の侵入を防ぐように機能する。庇部６ａ１と突出部６ｄとの間には括れ部６ａ２が形成されている。

筒状周壁６ａの内側にはピン端子Ｐ２が挿入される嵌合室６ｅが形成されている。嵌合室６ｅには、後述する端子４の接触側端子片９が配置される。筒状周壁６ａの内面には、嵌合室６ｅに連通する一対の端子保持溝６ｆが形成されている。端子保持溝６ｆは、後述する端子４の一対の圧入片９ｂ２に対応して形成されており、各圧入片９ｂ２を差し込むことができる溝形状に形成されている。端子保持溝６ｆの対向位置には、後述する端子４の接触側端子片９のベース片９ｂ１の押圧を受ける押圧受け部６ｇが形成されている。

シールド部材７は、円筒状の筒状周壁６ａの外周面を全周にわたって覆うシールド本体７ａと、シールド本体７ａから伸長するシールド接触片７ｂとが形成されている。

シールド本体７ａは、円筒形状に形成されている。具体的には、シールド本体７ａは、その円筒形状によって、筒状周壁６ａの外側位置で、嵌合室６ｅに配置される端子４の接触側端子片９の全周を取り囲んでいる。また、シールド本体７ａの上端位置は、嵌合室６ｅの挿入口６ｂ側の端部を超える上側位置に形成されている。これによってハウジング本体６の内側に配置される端子４の部分（接触側端子片９及び可動側端子片８の連結片部８ｄ）を、その全周とＺ方向に沿う全長にわたって、電磁波ノイズ及び静電気を遮断してその影響を受けないようにしている。

シールド接触片７ｂは、円筒形状のシールド本体７ａの下端からＺ方向で下向きに伸長する縦片部７ｂ１と、縦片部７ｂ１の下端から屈曲して前述した筒状周壁６ａの各突出部６ｄの底面６ｄ１に沿って伸長する接触片部７ｂ２とを有する。接触片部７ｂ２は、突出部６ｄの底面６ｄ１の面内位置に配置されており、Ｘ－Ｙ方向に広がる接触面７ｂ３を有する。この接触面７ｂ３は、後述する保持金具５と導通接触する。

固定ハウジング３

固定ハウジング３は、可動ハウジング２と、端子４と、複数の保持金具５とを取付けるベース部材として構成されている。固定ハウジング３は、電気絶縁性の樹脂成形体であり、その形状は多角形枠状の板片として形成されている。

固定ハウジング３には、前述した可動ハウジング２の各突出部６ｄの底面６ｄ１とそれぞれ対向する平坦面でなるベース部３ａが形成されている。ベース部３ａは、四角枠形状の固定ハウジング３の二辺を構成するように一対設けられている。ベース部３ａは、突出部６ｄの対向面の形状、即ち長方形状に対応する長方形状の面として形成されている。

各ベース部３ａには、支持片用収容部３ａ１が設けられている。この支持片用収容部３ａ１は、各ベース部３ａにつき２つ溝状に形成されている。支持片用収容部３ａ１には、後述する保持金具５の支持片５ｄが少なくともＺ方向に移動可能として収容される。したがって、支持片用収容部３ａ１の内側空間は、支持片５ｄの移動を許容する変位許容空間として形成されている。

Ｘ方向における右側のベース部３ａと左側のベース部３ａとの間には、収容部３ｂが形成されている。収容部３ｂはＺ方向で固定ハウジング３の板厚を貫通する平面視で長方形の貫通孔として形成されており、ここには前述した端子４の可動側端子片８が配置される。収容部３ｂを底付きの凹形状ではなく貫通孔として形成し、固定ハウジング３の板厚を可動側端子片８を配置する収容空間として利用することで、固定ハウジング３と可動コネクタ１の全高を抑えて低背化している。

Ｙ方向におけるベース部３ａの前位置と後位置には、固定ハウジング３の二辺を構成する一対の側壁部３ｃが設けられている。側壁部３ｃは、Ｚ方向でベース部３ａよりも高く形成されており、ベース部３ａから突出する突出面部３ｃ１を有する。突出面部３ｃ１は、可動ハウジング２のＹ方向への過剰な移動を阻止する移動規制部として形成されている。また、ベース部３ａの上面は、側壁部３ｃの上面よりもＺ方向で低く形成されている。そして、可動ハウジング２の突出部６ｄが、側壁部３ｃの上面からＺ方向で上方に突出しないように、一対の突出面部３ｃ１の間に配置されることで、突出部６ｄが側壁部３ｃの上面を超えて配置される場合と比較して、可動コネクタ１を全体として低背化することができる。

また、側壁部３ｃには、後述する複数の保持金具５がそれぞれ有する固定片５ｂを保持する保持金具用保持部３ｃ２が設けられている。保持金具用保持部３ｃ２は、固定片５ｂを圧入により保持する圧入溝として構成されており、保持金具５を強固に保持する。

Ｚ方向における前側の側壁部３ｃの内面には、後述する端子４の可動側端子片８の固定ハウジング用取付片部８ｂを保持する端子保持部３ｃ３が設けられている（図７）。端子保持部３ｃ３は、固定ハウジング用取付片部８ｂを構成する端子片の左右の板縁を保持する溝として形成されている。

端子４

端子４は、「第１の端子片」としての可動側端子片８と、「第２の端子片」としての接触側端子片９とを有している。これらの端子片８，９はそれぞれ別々の金属片による金属加工体として構成されている。なお、本実施形態の可動側端子片８の板厚と接触側端子片９の板厚は同じである。

可動側端子片８

可動側端子片８は、基板接続部８ａ、固定ハウジング用取付片部８ｂ、可動部８ｃ及び「端子間連結部」をなす連結片部８ｄとを有する。

基板接続部８ａは、基板Ｐ１の回路に半田付けされる。

固定ハウジング用取付片部８ｂは、前述した固定ハウジング３の端子保持部３ｃ３（図７）に保持される。固定ハウジング用取付片部８ｂには、左右の板縁に圧入突起８ｂ１が形成されており、ここが端子保持部３ｃ３に圧入されることで、可動側端子片８が固定ハウジング３に保持される。

可動部８ｃは、可動ハウジング２を固定ハウジング３に対して移動可能に支持するばね片として形成されている。可動部８ｃは、台形波状に屈曲する形状に形成されており、第１の伸長部８ｃ１、第１の横片部８ｃ２、第２の伸長部８ｃ３、第２の横片部８ｃ４、第３の伸長部８ｃ５とを有する。こうした可動部８ｃは、固定ハウジング３の収容部３ｂと一対の側壁部３ｃの内側に配置されており、Ｚ方向における固定ハウジング３の高さ範囲に収容されており、可動コネクタ１の低背化に寄与している。

第１の伸長部８ｃ１は、固定ハウジング用取付片部８ｂと第１の横片部８ｃ２の一端とを繋ぐようにＺ方向に伸長するばね片として形成されている。第１の横片部８ｃ２は、ピン端子Ｐ２を可動ハウジング２に挿入する挿入方向（Ｚ方向）に対する交差方向（Ｙ方向）に伸長する直線形状のばね片として形成されている。第２の伸長部８ｃ３は、第１の横片部８ｃ２と第２の横片部８ｃ４とを繋ぐばね片として形成されている。第２の横片部８ｃ４は、第１の横片部８ｃ２と同様に、可動ハウジング２に対するピン端子Ｐ２の挿入方向（Ｚ方向）に対する交差方向（Ｙ方向）に伸長する直線形状のばね片として形成されている。第３の伸長部８ｃ５は、第２の横片部８ｃ４と連結片部８ｄとを繋ぐばね片として形成されている。

このように可動部８ｃは、従来技術の可動コネクタの可動部、即ちＺ方向で上向きの円弧状屈曲部と、下向きの円弧状屈曲部と、それらの円弧状屈曲部を繋ぐ鉛直方向に伸長する伸長部と、を有する丸波状のばね片とは異なる形状としている。即ち、可動部８ｃは、隣接する直線形状のばね片を屈曲角部８ｃ６で繋げた台形波状のばね片として形成したものである。具体的には、可動部８ｃは、第１の横片部８ｃ２と第１の伸長部８ｃ１及び第２の伸長部８ｃ３とを屈曲角部８ｃ６で繋ぎ、第２の横片部８ｃ４と第２の伸長部８ｃ３及び第３の伸長部８ｃ５とを屈曲角部８ｃ６で繋ぐ形状である。

従来技術の丸波状の可動部は、例えばＹ方向（前後方向）で前方への荷重が作用すると、円弧状屈曲部の全長に亘って応力が発生し、板厚方向でも深く応力が発生し、可動部全体に応力が発生する。また、Ｚ方向（上下方向）で上向きの荷重が作用すると、板厚方向で深く応力が発生する。これに対して台形波状の可動部８ｃは、同様にＹ方向（前後方向）で前方への荷重が作用すると、第１の横片部８ｃ２、第２の横片部８ｃ４、各屈曲角部８ｃ６の表層で応力が発生し、板厚方向に深く応力が発生することを防ぐことができる。また、Ｚ方向で上向きの荷重が作用すると、各屈曲角部８ｃ６の表層で応力が発生するに留まる。したがって、本実施形態の台形波状の可動部８ｃは、従来技術の丸波状の可動部よりも変位荷重を小さくすることができ、可動部８ｃの柔軟な弾性変形によって可動ハウジング２がＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向及びそれらを組合せた方向へ容易に移動することができる可動コネクタ１とすることができる。また、第２の伸長部８ｃ３は、第１の横片部８ｃ２から第２の横片部８ｃ４にかけて、第１の伸長部８ｃ１から徐々に離間するように斜めに伸長する形状としている。このため、第１の横片部８ｃ２と第２の横片部８ｃ４とが相互に近づく方向（Ｙ方向）に変位した際に、第２の伸長部８ｃ３が第１の伸長部８ｃ１と接触するのを防ぐことができる。

連結片部８ｄは、矩形状に形成されており、Ｙ方向で後方に突出する突起８ｄ１が形成されている。突起８ｄ１は、後述する接触側端子片９のベース片９ｂ１の係合凹部９ｂ３に対してＺ方向の下向きに係止して、可動側端子片８と接触側端子片９とが分離しないように抜け止めする。

接触側端子片９

接触側端子片９は、「端子間連結部」としての係止片部９ａ、取付基部９ｂ、接触部９ｃとを有する。

係止片部９ａは、一対のカシメ係止片９ａ１を有する。カシメ係止片９ａ１は、一対の弾性腕状に形成されており、可動側端子片８の連結片部８ｄに対して噛み込んで係止することで、これにより接触側端子片９と可動側端子片８とが互いに強固に連結される。

取付基部９ｂは、ベース片９ｂ１と、ベース片９ｂ１の左右の板縁からＹ方向に伸長する一対の圧入片９ｂ２とを有する。ベース片９ｂ１は、可動側端子片８の連結片部８ｄとの対向面に係合凹部９ｂ３を有する。係合凹部９ｂ３には、前述した連結片部８ｄの突起８ｄ１が入り込んで係合する。これによって連結片部８ｄとベース片９ｂ１とが相対的にＺ方向で離れる方向に移動して脱離しないようになっている。前述したカシメ係止片９ａ１による連結片部８ｄに対するカシメ固定に加えて、突起８ｄ１と係合凹部９ｂ３との係合によっても、可動側端子片８と接触側端子片９とが分離しないように、相互に確実に保持されている。

接触部９ｃは、取付基部９ｂに繋がる支持基部９ｃ１と、複数の接触片９ｃ２とを有している。

支持基部９ｃ１は、Ｚ方向に伸長し取付基部９ｂに繋がる連結部９ｃ３と、連結部９ｃ３に繋がる第１環状支持部９ｃ４と、第１環状支持部９ｃ４からＺ方向に伸長する断面円弧状の金属片でなる一対の支持腕部９ｃ５と、支持腕部９ｃ５と繋がる第２環状支持部９ｃ６とを有する。

複数の接触片９ｃ２は、その第２環状支持部９ｃ６からＺ方向で下向きに片持ち梁状に伸長するばね片として、それぞれ形成されている。本実施形態では、そのようなばね構造を有する３つの接触片９ｃ２が形成されている。各接触片９ｃ２は、基端側から先端側にかけて可動ハウジング２の挿入口６ｂの中心軸に向けて窄むような漏斗状に形成されている。そして、挿入口６ｂから挿入されたピン端子Ｐ２の挿入力を受けると、その中心軸から離間して開くように弾性変形することで、ピン端子Ｐ２に対して押圧接触する。

３つの接触片９ｃ２は、１２０°間隔でスリットを介して離間して配置されており、それぞれのばねを効かせながら３方向からピン端子Ｐ２に対して押圧接触する。これにより接触片９ｃ２は、挿入されるピン端子Ｐ２を３つの接触片９ｃ２の中心にセンタリングする機能を有する。また、３つの接触片９ｃ２は、ピン端子Ｐ２の長さ方向における所定位置で、周方向に沿って多点接触（３点接触）する。このためピン端子Ｐ２が挿入口６ｂに対して真っ直ぐに挿入されず、斜めに角度を付けて挿入されて嵌合されたとしても、多点接触によって、ピン端子Ｐ２の傾斜姿勢に追従して接触することができる。さらに、複数の接触片９ｃ２がピン端子Ｐ２を保持する保持力は、可動部８ｃのばね力よりも強いため、３つの接触片９ｃ２がピン端子Ｐ２を保持することで、可動ハウジング２をＸ方向、Ｙ方向又はＸ－Ｙ方向に変位させて、ピン端子Ｐ２の挿入軸の位置ずれを解消することができる。

保持金具５

保持金具５は、金属片による金属加工体として構成されている。可動コネクタ１には、２つの保持金具５が設けられている。各保持金具５は、一対の固定脚部５ａ、一対の固定片５ｂ、可動ハウジング用保持片５ｃ、一対の支持片５ｄを有している。

固定脚部５ａは、基板Ｐ１に半田付けされる部分とされる。

固定片５ｂは、前述したように固定ハウジング３の側壁部３ｃの保持金具用保持部３ｃ２に圧入される。これにより保持金具５が固定ハウジング３に固定される。さらに可動ハウジング２が保持金具５を介して固定ハウジング３に固定されることとなる。

可動ハウジング用保持片５ｃは、Ｙ方向における前側の固定脚部５ａ、固定片５ｂの基端と後側の固定脚部５ａ、固定片５ｂの基端とを繋ぐようにＹ方向に伸長する橋状に形成されている。可動ハウジング用保持片５ｃは、可動ハウジング２の突出部６ｄをＸ方向及びＺ方向で過剰に変位しないように移動を規制するストッパーとして機能する。これにより可動ハウジング２は、Ｘ方向への過剰な移動が規制され、Ｚ方向の上方への離脱が規制されることとなる。

支持片５ｄは、ばね構造を有する弾性腕５ｄ１の先端に支持突起５ｄ２を有するばね片として形成されている。弾性腕５ｄ１は、可動コネクタ１の左右の側面においてＹ方向に伸長し、Ｙ方向における中央手前位置から固定ハウジング３の支持片用収容部３ａ１に向けて屈曲して伸長するばね片として形成されている。支持突起５ｄ２は、可動ハウジング２の突出部６ｄの底面６ｄ１に露出するシールド部材７の接触面７ｂ３に対してＺ方向で下方から押圧接触する。即ち、支持突起５ｄ２は、弾性腕５ｄ１のばねによって可動ハウジング２を常時上方に付勢するように、接触面７ｂ３に対して押圧接触している。

このように可動ハウジング２が常時上方に付勢されておらず、突出部６ｄが可動ハウジング用保持片５ｃと離間していると、可動コネクタ１を実装した基板Ｐ１及び基板Ｐ１を内蔵する機器が、振動又は衝撃を受けた際に、突出部６ｄが可動ハウジング用保持片５ｃと当たって異音が生じ、機器等の故障が疑われる可能性がある。しかしながら、前述のように突出部６ｄが可動ハウジング用保持片５ｃに押圧接触していれば、そうした不都合がない。

可動コネクタ１の使用方法

次に、以上のような構造の可動コネクタ１の使用方法と動作を説明する。

ピン端子Ｐ２の非嵌合接続状態における可動コネクタ１

可動コネクタ１は、ピン端子Ｐ２の非嵌合接続状態では、端子４の基板接続部８ａと保持金具５の固定脚部５ａが基板Ｐ１に対して半田付けされて固定される。この状態で、可動ハウジング２は、４つの支持片５ｄの弾性腕５ｄ１のばね力により支持突起５ｄ２を介してＺ方向の上方に常時付勢されている。４つの支持片５ｄは、Ｘ方向に沿う中心線とＹ方向に沿う中心線に対して対称に配置されており、可動ハウジング２を下方から偏り無く弾性支持している。可動ハウジング２の各突出部６ｄは、それらの上面が保持金具５の可動ハウジング用保持片５ｃに対してＺ方向で下から当接した状態とされている。また、可動ハウジング２の各突出部６ｄは、固定ハウジング３のベース部３ａの上方に隙間を介して離間して配置される。

そして、可動ハウジング２は、Ｘ方向では、筒状周壁６ａの括れ部６ａ２が可動ハウジング用保持片５ｃに対して当接するまで移動することができる。また可動ハウジング２は、Ｙ方向では、突出部６ｄが固定ハウジング３の側壁部３ｃの突出面部３ｃ１に当接するまで移動することができる。さらに可動ハウジング２は、Ｚ方向の上向きでは、前述のように突出部６ｄが可動ハウジング用保持片５ｃに対して常時当接しているため、それ以上は上方に移動することができない。他方、可動ハウジング２は、Ｚ方向の下向きでは、突出部６ｄが支持片５ｄを下方に押込んで固定ハウジング３のベース部３ａと当接するまで移動することができる。

可動コネクタ１に対するピン端子Ｐ２の嵌合接続

可動コネクタ１に相手コネクタのピン端子Ｐ２を嵌合接続するには、相手コネクタのハウジングを可動ハウジング２に嵌合接続することで、ピン端子Ｐ２を挿入口６ｂから挿入する。ピン端子Ｐ２の中心軸と挿入口６ｂの中心軸とがＸ方向又はＹ方向の少なくとも何れかで位置ずれしている場合には、ピン端子Ｐ２が挿入口６ｂをなす誘導傾斜面に当接して挿入をガイドすることができる。この際、可動ハウジング２は、Ｘ方向又はＹ方向の少なくとも何れかの方向に移動することができる。そしてこの移動の際、可動ハウジング２は、シールド部材７の接触面７ｂ３が支持片５ｄの支持突起５ｄ２と摺動接触しながら移動する。このためシールド部材７から保持金具５を経由してなされる接地接続が断絶することはなく、可動ハウジング２が移動するピン端子Ｐ２との嵌合接続時であっても、常にシールド部材７の基板Ｐ１に対する接地接続は維持することができる。したがって、嵌合接続時における外部電磁波の影響や静電気の影響を無くして、ピン端子Ｐ２と基板Ｐ１の回路とを適切に導通接続することができる。

挿入口６ｂから嵌合室６ｅに進入したピン端子Ｐ２は、３つの接触片９ｃ２の押圧接触を受けながら下方に挿入される。このとき、可動ハウジング２は、突出部６ｄがベース部３ａに当接するまで支持片５ｄの付勢力に対抗しながら下方に移動することができる。ピン端子Ｐ２が所定深さまで挿入されると、ピン端子Ｐ２が可動コネクタ１に嵌合接続されることになる。この嵌合接続状態で、可動ハウジング２は、端子４の可動部８ｃによって、固定ハウジング３に対して移動することができる。したがって、振動や衝撃が作用する使用環境であっても可動部８ｃの弾性変形によって、可動ハウジング２と固定ハウジング３とに加わる振動や衝撃を吸収し、基板接続部８ａの半田付け部のクラックの発生等を防ぐことができる。

第２実施形態〔図８～図１２〕

次に、第２実施形態の可動コネクタ１０について説明する。可動コネクタ１０が第１実施形態の可動コネクタ１と相違する点は、可動ハウジング１１と端子１２の構成である。残余の構成については、第１実施形態と同一である。なお、本実施形態における第１実施形態と同一の構成については同一の符号を付して重複説明を省略する。

第２実施形態の可動ハウジング１１は、樹脂成形体でなる角筒状のハウジング本体１３と、円筒状の金属材でなる導電性のシールド部材１４とを有する。ハウジング本体１３は、ハウジング本体１３よりも厚肉に形成されているシールド部材１４の内部に固定して配置されている。ハウジング本体１３とシールド部材１４との固定方法は、接着、圧入等、どのような方法でも良いが、本実施形態では圧入により固定している。

シールド部材１４は、円筒形状のシールド本体１４ａを有する。シールド本体１４ａには、ハウジング本体１３のピン端子Ｐ２の挿通口１３ａと連通する挿通口１４ｂを有する。また、シールド部材１４には、シールド本体１４ａから下端側においてＸ－Ｙ方向に板状に突出するシールド接触片１４ｃが形成されている。保持金具５の支持片５ｄの支持突起５ｄ２は、本実施形態ではそのシールド接触片１４ｃに対して押圧接触して導通接続されている。また、シールド接触片１４ｃは、可動ハウジング２が可動する際には、第１実施形態のハウジング本体６の突出部６ｄと同じ機能を有している。

端子１２は、可動側端子片８と接触側端子片９とを有する。なお、本実施形態の可動側端子片８の板厚と接触側端子片９の板厚は同じである。可動側端子片８の連結片部８ｄは、ハウジング本体１３に設けられている「連結片部用固定溝」としての端子保持溝１３ｂに圧入される（図１２）。端子保持溝１３ｂは、連結片部８ｄの長手方向（Ｚ方向）に沿う左右の板縁を挟み込むようにして連結片部８ｄを保持する。また連結片部８ｄには、突条部８ｅが形成されている。接触側端子片９には、この突条部８ｅに対して押圧接触する「係止片部」としての押圧接触片９ｄが形成されている。押圧接触片９ｄは、取付基部９ｂのベース片９ｂ１を部分的に切り起こした短いばね片として形成されている。押圧接触片９ｄには、突条部８ｅに対して押圧接触する係止縁９ｄ１を有している。この係止縁９ｄ１が、突条部８ｅに対して押圧接触して係止することで、連結片部８ｄ（可動側端子片８）とベース片９ｂ１（接触側端子片９）とが、相対的にＺ方向で離れる方向に移動して脱離しないようにしている。

第１実施形態の端子４では、その製造時に、接触側端子片９の一対のカシメ係止片９ａ１を可動側端子片８の連結片部８ｄに対してかしめるためのかしめ工程が必要となる。しかしながら、本実施形態では、可動側端子片８と接触側端子片９とを予め一体化しておく必要がなく、可動コネクタ１０の組立工程の中で、可動側端子片８と接触側端子片９とを接続できる。即ち、本実施形態では、連結片部８ｄをハウジング本体１３の端子保持溝１３ｂに圧入することで、押圧接触片９ｄが突条部８ｅに係止して抜け止めが補強される。したがって、第１実施形態のようなかしめ工程が不要な分、本実施形態では製造を容易に行うことができる利点がある。

実施形態の変形例

以上説明してきた可動コネクタ１、１０の実施形態については、様々な目的に応じて変形して実施することができる。

前記実施形態では、可動側端子片８と接触側端子片９に用いる金属材の板厚が同じものを用いる例を示したが、相互に異なる板厚のものとしてもよい。

即ち、例えば、可動部８ｃを有する可動側端子片８の板厚は、接触部９ｃを有する接触側端子片９の板厚よりも薄く形成することができる。これによれば可動部８ｃの柔軟性を高めることができ、可動ハウジング２、１１を動きやすくすることができる。これに対して、接触部９ｃについては、可動側端子片８の板厚とは関係なく、ばね構造を有する接触部９ｃがピン端子Ｐ２に対する適切な接触圧を発揮できるようにすることができる。したがって、この変形例では、可動部８ｃとして求められる機能と、接触部９ｃとして求められる機能とを両立することができる。

以上とは反対に、可動部８ｃを有する可動側端子片８の板厚は、接触部９ｃを有する接触側端子片９の板厚よりも厚く形成することもできる。接触側端子片９の板厚とは関係なく、可動部８ｃの板厚を厚く形成することで、可動部８ｃの断面積を増加させてインピーダンスマッチングを行うことができる。この場合、接触部９ｃについては、可動部８ｃの板厚の制約を受けることなく、可動部８ｃよりも板厚を薄くして、接触部９ｃの柔軟性を高めることができる。例えば、前述の接触部９ｃは接触片９ｃ２が３本だが、その本数が増えれば増えるほど、ピン端子Ｐ２の挿入が硬くなり、嵌合接続時の作業性が低下する不具合が想定される。しかしながら、そのような場合でも、インピーダンスマッチングをした可動側端子片８の板厚とは関係なく、接触部９ｃの板厚を調整して挿入力を和らげることで、作業性を改善することができるようになる。したがって、この変形例でも、可動部８ｃとして求められる機能と、接触部９ｃとして求められる機能とを両立することができる。

前記実施形態では、接触側端子片９がばね構造の接触部９ｃを有する例、即ちソケット端子とする例を示した。しかしながら、ピン形状の接触部を有する形態、即ちプラグ端子の形態としてもよい。もちろんこの場合には、可動ハウジング２、１１の構造についてもそれに合わせた変更が必要である。

前記実施形態では、接触片９ｃ２を３つとする例を示したが、それ以外でもよい。但し、前述した多点接触によるピン端子Ｐ２に対する追従性を維持するためには、接触片９ｃ２を１つ又は２つとするのではなく、３つ以上とするのが好ましい。

前記第１実施形態では、可動ハウジング２にシールド部材７を設ける例を示したが、可動コネクタ１においてシールド効果が不要であれば、省略することも可能である。その場合には、保持金具５の支持突起５ｄ２は樹脂成形体でなる突出部６ｄの底面６ｄ１に対して押圧接触することとなる。

前記実施形態では、保持金具５の支持突起５ｄ２が可動ハウジング２をＺ方向の上方へ常時付勢する例を示したが、常時付勢することなく可動ハウジング２を載置しているだけでもよい。この場合、弾性腕５ｄ１は、可動ハウジング２がＺ方向の下方に向けて押し込まれた際に弾性変形することで、可動ハウジング２を支持するようにしてもよい。

１ 可動コネクタ（第１実施形態）
２ 可動ハウジング
３ 固定ハウジング
３ａ ベース部
３ａ１ 支持片用収容部
３ｂ 収容部
３ｃ 側壁部
３ｃ１ 突出面部
３ｃ２ 保持金具用保持部
３ｃ３ 端子保持部
４ 端子
５ 保持金具
５ａ 固定脚部
５ｂ 固定片
５ｃ 可動ハウジング用保持片
５ｄ 支持片
５ｄ１ 弾性腕
５ｄ２ 支持突起
６ ハウジング本体
６ａ 筒状周壁
６ａ１ 庇部
６ａ２ 括れ部
６ｂ 挿入口
６ｃ 開口
６ｄ 突出部
６ｄ１ 底面
６ｅ 嵌合室
６ｆ 端子保持溝
６ｇ 押圧受け部
７ シールド部材
７ａ シールド本体
７ｂ シールド接触片
７ｂ１ 縦片部
７ｂ２ 接触片部
７ｂ３ 接触面
８ 可動側端子片（第１の端子片）
８ａ 基板接続部
８ｂ 固定ハウジング用取付片部
８ｂ１ 圧入突起
８ｃ 可動部
８ｃ１ 第１の伸長部
８ｃ２ 第１の横片部
８ｃ３ 第２の伸長部
８ｃ４ 第２の横片部
８ｃ５ 第３の伸長部
８ｃ６ 屈曲角部
８ｄ 連結片部（端子間連結部）
８ｄ１ 突起
８ｅ 突条部
９ 接触側端子片（第２の端子片）
９ａ 係止片部
９ａ１ カシメ係止片
９ｂ 取付基部
９ｂ１ ベース片
９ｂ２ 圧入片
９ｂ３ 係合凹部
９ｃ 接触部
９ｃ１ 支持基部
９ｃ２ 接触片
９ｃ３ 連結部
９ｃ４ 第１環状支持部
９ｃ５ 支持腕部
９ｃ６ 第２環状支持部
９ｄ 押圧接触片（係止片部）
９ｄ１ 係止縁
１０ 可動コネクタ（第２実施形態）
１１ 可動ハウジング
１２ 端子
１３ ハウジング本体
１３ａ 挿通口
１３ｂ 端子保持溝（連結片部用固定溝）
１４ シールド部材
１４ａ シールド本体
１４ｂ 挿通口
１４ｃ シールド接触片

Claims (7)

1. 第１のハウジングと、
   前記第１のハウジングに対して移動可能である第２のハウジングと、
   前記第１のハウジングに保持されており、前記第２のハウジングを移動可能に支持する可動部を有する第１の端子片と、
   前記第２のハウジングに保持されており、接続対象物と導通接触する接触部を有する第２の端子片とを備える可動コネクタにおいて、
   前記第２のハウジングは、前記接続対象物の嵌合方向に対して交差する第１の方向と、前記嵌合方向及び前記第１の方向の双方と交差する第２の方向との双方向で移動可能に構成されており、
   前記第１の端子片と前記第２の端子片は、それぞれ金属片にて別部材として形成されており、
   前記第１の端子片と前記第２の端子片は、それらを相互に連結する端子間連結部を有し、
   前記第１の端子片の板厚は前記第２の端子片の板厚よりも薄く形成されている
   可動コネクタ。
   
2. 前記端子間連結部は、前記第１の端子片又は前記第２の端子片の何れか一方に設けた連結片部と、前記何れか他方に設けられ前記連結片部に対して係止する係止片部とを有する
   請求項１記載の可動コネクタ。
   
3. 前記係止片部が、前記連結片部に対してかしめるカシメ係止片である
   請求項２記載の可動コネクタ。
   
4. 前記係止片部が、前記連結片部に対して押圧接触する係止縁を有する押圧接触片である
   請求項２記載の可動コネクタ。
   
5. 前記第２のハウジングが前記連結片部を圧入する連結片部用固定溝を有する
   請求項４記載の可動コネクタ。
   
6. 前記第１のハウジングは、保持金具を有し、
   前記第２のハウジングは、シールド部材を有し、
   前記保持金具は、前記第１のハウジングを基板に取り付けるように構成され、
   前記シールド部材は、前記基板に対して前記保持金具を経由して接地接続されるように構成されている
   請求項１～請求項５何れか１項記載の可動コネクタ。
   
7. 前記保持金具は、ばね片を有し、
   前記ばね片は、前記第２のハウジングを前記嵌合方向の逆方向に付勢可能として前記第２のハウジングを支持する
   請求項６記載の可動コネクタ。

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