JP7457498B2 - 電気コネクタ - Google Patents

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Description

本発明は、電気コネクタに関する。
特許文献１には、アース端子に形成されたボス部を導電性の金属筐体の接地面に食い込ませた接続構造が開示されている。特許文献２には、コネクタを接続するための基板を繊維基材に取り付ける技術が開示されている。
［先行技術文献］
［特許文献］
［特許文献１］特許２０１６－００６７３２号公報
［特許文献２］国際公開第２０１９／１３４０３１号
布に装着されて布の導電パターンにコンタクトする電気コネクタにおいては、布の導電パターンとの接触性を高めることが望まれる。布に装着される電気コネクタの接続構造に引用文献１に記載された接続構造を適用することは容易ではない。
本発明の第１の態様においては、電気コネクタが提供される。電気コネクタは、導電パターンが形成された布に装着される。電気コネクタは、布に接する面に設けられ、布に挿し込まれるボス部を有する絶縁性のハウジングを備える。電気コネクタは、ハウジングに設けられた接続端子を備える。電気コネクタは、ハウジングの布に接する面におけるボス部の周囲に設けられ、接続端子に電気的に接続される導電パッドを備える。導電パッドは、ハウジングのボス部の突出方向と同じ方向に突出する突起を有する。
電気コネクタは、ハウジングとの間で布を挟み込む絶縁性のプレートをさらに備えてよい。
プレートには、ボス部を受け入れる穴部が形成されていてよい。
プレートは、布に接する面に設けられ、突起に位置決めされた平坦面を持つ環状の第１凸部を備えてよい。
プレートは、布に接する面において穴部の周囲に設けられる複数の第２凸部を備えてよい。
プレートは、布に接する面に設けられ、突起に位置決めされた平坦面を持つ環状の第１凸部を備えてよい。
複数の第２凸部は、第１凸部の外側に設けられ、第１凸部の平坦面より突出して設けられてよい。
第１凸部及び複数の第２凸部は、プレートと一体に設けられてよい。
第１凸部は、プレートとは別の部材であってよい。第１凸部は、複数の第２凸部の内側に当接する形状を有してよい。
穴部は、布に接する面から布に接する面とは反対側の面まで貫通する貫通孔であってよい。
ボス部は、貫通孔から突き出た部分が熱溶着又は熱圧着にによってプレートに固定されてよい。
ボス部は、先端が尖鋭に形成されていてよい。
ボス部及び導電パッドは、それぞれ複数設けられてよい。
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
電気コネクタ１０の上面側から見た場合の電気コネクタ１０の分解斜視図であり、図２は、電気コネクタ１０の下面側から見た場合の電気コネクタ１０の分解斜視図である。 一実施形態における電気コネクタ１０を分解斜視図を示す。 図１のＡ部の拡大図である。 図２のＢ部の拡大図である。 接続端子５０と導電パッド４０との接続を示す平面図である。 ハウジング２０及びプレート６０を示す斜視図である。 布９０に装着された状態の電気コネクタ１０の上面図である。 ハウジング２０とプレート６０とを組み付けた状態を示す側面図である。 布９０に装着された電気コネクタ１０の断面図を示す。 布９０に装着された状態の電気コネクタ１０の断面図を示す。 電気コネクタ１０の第１変形例における第２部材１１４の分解斜視図である。 電気コネクタ１０の第２変形例における第２部材２１４の分解斜視図である。
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。なお、図面において、同一または類似の部分には同一の参照番号を付して、重複する説明を省く場合がある。
図１及び図２は、一実施形態における電気コネクタ１０を分解斜視図を示す。図１は、電気コネクタ１０の上面側から見た場合の電気コネクタ１０の分解斜視図であり、図２は、電気コネクタ１０の下面側から見た場合の電気コネクタ１０の分解斜視図である。電気コネクタ１０は布９０に装着される。図１及び図２は、電気コネクタ１０が布９０に装着される前の状態を示す。図３は、図１のＡ部の拡大図である。図４は、図２のＢ部の拡大図である。
布９０は、衣服や下着等の一部を形成する。布９０には導電パターン９４が形成されている。導電パターン９４は、布９０の上面９１に形成された部分を持つ。導電パターン９４は、導電糸を布９０に織り込むことによって形成されてよい。導電パターン９４は、布９０に付着されていてもよい。例えば、導電パターン９４は、導電性インクを布９０に印刷することによって布９０に形成されてよい。
電気コネクタ１０は、電気コネクタ１０に装着される外部機器と導電パターン９４との間で電気エネルギー及び電気信号の少なくとも一方を伝達するためのコネクタである。例えば、電気コネクタ１０は、電源装置から供給される電力を導電パターン９４に伝達してよい。導電パターン９４には、衣服や下着に設けられた生体センサに電力を供給してよい。電気コネクタ１０は、生体センサが出力した電気信号を、導電パターン９４を通じて取得して、外部の通信装置に出力してよい。
電気コネクタ１０は、第１部材１２と第２部材１４とを備える。第１部材１２は、ハウジング２０と、導電パッド４０と、接続端子５０とを備える。ハウジング２０は、絶縁性の部材である。ハウジング２０は例えば樹脂で形成される。
ハウジング２０は、上面２１と下面２２とを備える。接続端子５０は、ハウジング２０の上面２１から突出するようにハウジング２０に固定される。ハウジング２０の下面２２は、布９０に接する面である。具体的には、ハウジング２０の下面２２は、布９０の上面９１に接する。
なお、本実施形態において「上面」、「下面」及び「上下方向」等の上下関係を示す用語は、ハウジング２０の一つの面を上面とし、ハウジング２０の反対側の面を下面とみなした場合の向きを表す。本実施形態において上下関係を示す用語は、鉛直方向の上下関係とは無関係である。
ハウジング２０はボス部２８を有する。ボス部２８は、下面２２に設けられる。ボス部２８は、複数設けられる。ボス部２８は、先端が尖鋭に形成されている。ボス部２８は、布９０に挿し込まれる。
導電パッド４０は、接続端子５０に電気的に接続される。導電パッド４０は、ハウジング２０の下面２２に設けられる。導電パッド４０は、ボス部２８の周囲に設けられる。導電パッド４０は、ボス部２８の周囲を囲うように設けられる。
図１及び図４に示されるように導電パッド４０は、ハウジング２０のボス部２８の突出方向と同じ方向に突出する突起４２を有する。導電パッド４０は、複数設けられる。導電パッド４０は、ボス部２８と一対一に設けられる。
第２部材１４は、プレート６０を備える。プレート６０は、絶縁性の部材である。プレート６０は、上面６１と、下面６２とを備える。プレート６０の上面６１は、布９０に接する面である。具体的には、プレート６０の上面６１は、布９０の下面９２に接する。下面６２は、上面６１とは反対側の面である。
プレート６０は、ハウジング２０との間で布９０を挟み込む。電気コネクタ１０は、ハウジング２０とプレート６０とで布９０を挟み込むことによって布９０に固定される。
プレート６０には、ボス部２８を受け入れる穴部６８が形成されている。穴部６８は、プレート６０の上面６１から下面６２まで貫通する貫通孔である。
図１及び図３に示されるように、プレート６０には、環状の第１凸部７０及び第２凸部８０が設けられる。第１凸部７０及び第２凸部８０は、プレート６０の上面６１に設けられる。第１凸部７０及び第２凸部８０は、穴部６８の周囲に設けられる。本実施形態において、第１凸部７０及び複数の第２凸部８０は、プレート６０を形成する部材と一体に成形される。
第１凸部７０は、上部に平坦面７２を持つ。平坦面７２は、導電パッド４０の突起４２に対向するように位置決めされる。第２凸部８０は、第１凸部７０の外側に設けられる。第２凸部８０は、第１凸部７０の外側を囲う位置に、１つの第１凸部７０に対して複数設けられている。第２凸部８０は、第１凸部７０の平坦面７２より突出して設けられる。第２凸部８０は、スパイク状の形状を持つ。第２凸部８０の先端は、円錐台の形状を持つ。
図５は、接続端子５０と導電パッド４０との接続を示す平面図である。接続端子５０と導電パッド４０とは、一対一で設けられる。導電パッド４０は、配線部５２を通じて、対応する接続端子５０に接続される。配線部５２はハウジング２０内に固定される。
導電パッド４０は、略環形状を持つ。導電パッド４０には、貫通穴４８が形成されている。貫通穴４８にはボス部２８が挿入される。
図６は、ハウジング２及びとプレート６０を示す斜視図である。なお、図６は、ハウジング２０とプレート６０とが組み付けられた状態を示す斜視図である。なお、図６では、ハウジング２０とプレート６０との組み付け状態を示すことを目的として、布９０を点線で示している。
図７は、布９０に装着された状態の電気コネクタ１０の上面図である。図８は、ハウジング２０とプレート６０とを組み付けた状態を示す側面図である。
図８に示されるように、ハウジング２０とプレート６０とを組み付けた場合に、ボス部２８の先端部がプレート６０の下面６２から突出する。この状態で、プレート６０から突出したボス部２８の先端部に熱プレート８００を押し当てることによって、ボス部２８の先端部が熱によって溶解してプレート６０に接着される。このように、ボス部２８は、プレート６０の穴部６８から突き出た部分が熱溶着によってプレート６０に固定されている。
なお、ボス部２８の先端部が熱によって塑性変形してプレート６０に固定されてもよい。例えば、ボス部２８は、穴部６８から突き出た部分が熱圧着によってプレート６０に固定されてよい。
図９は、布９０に装着された電気コネクタ１０の断面図を示す。図９は、図７のＣＣ断面を示す。
図９に示されるように、上下方向において、第１凸部７０の平坦面７２は、導電パッド４０の突起４２に整合する位置に設けられる。そのため、ハウジング２０とプレート６０とを組み付けることによって、第１凸部７０の平坦面７２は、布９０を導電パッド４０の突起４２に押しつける。これにより、布９０の導電パターン９４を導電パッド４０に強く押し当てた状態で保持することができる。これにより、導電パターン９４と導電パッド４０との接触性を高めることができる。
図１０は、布９０に装着された状態の電気コネクタ１０の断面図を示す。図１０は、図７のＤＤ断面を示す。
図１０に示されるように、プレート６０の第２凸部８０の先端部は、布９０に食い込んで、布９０を導電パッド４０の周部に強く押し付けることができる。これにより、導電パターン９４が導電パッド４０からずれないようにすることができる。例えば、第２凸部８０が突起４２の周囲の複数の箇所に布９０を強く押しつけることができるので、その外側の布９０が伸縮したりずれたりしても、導電パターン９４が導電パッド４０からずれることを抑制することができる。
以上に説明した電気コネクタ１０によれば、導電パッド４０には突起４２を設けているので、導電パターン９４の接触面積を増やすことができる。また、第１凸部７０により、導電パターン９４を突起４２に強く押し付けることができる。また、第２凸部８０により、導電パターン９４を導電パッド４０の周部に押しつけることができるので、布９０の伸縮等によって導電パターン９４が導電パッド４０からずれることを抑制することができる。これにより、導電パターン９４と導電パッド４０との電気的接続の安定性を確保することができる。
また、ボス部２８を布に刺し込んで電気コネクタ１０を布９０に装着するので、電気コネクタ１０を布９０に装着する工程の前に、布９０に穴を開ける等の前加工を必要としない。そして、導電パターン９４を導電パッド４０に押しつけながらボス部２８を熱溶着又は熱圧着でプレート６０に固定するので、導電パターン９４に導電パッド４０を強く接触させることができる。そのため、電気コネクタ側の導電部材を導電パターン９４にカシめるような工程を必要としない。これにより、電気コネクタ１０をカシメ工程に適した製品形状にする必要がないので、電気コネクタ１０のサイズを小型化することができる。また、電気コネクタ１０のデザインを自由度を高めることができる。
図１１は、電気コネクタ１０の第１変形例における第２部材１１４の分解斜視図である。第２部材１１４は、プレート１６０と、第１凸部１７０とを備える。プレート１６０の上面１６１には、第２凸部１８０が設けられる。第２凸部１８０は、第２凸部８０と同様の形状を持つ。
第１凸部１７０は、プレート１６０とは別の部材である。第１凸部１７０は、第１凸部７０と同様の形状を持つ。第１凸部１７０は、中心部にボス部２８が挿入される貫通穴１７８を持つ環状材である。第１凸部１７０は、第２凸部１８０の内側に当接する形状を有する。これにより、第１凸部１７０は、第１凸部１７０の外側が第２凸部１８０に内接するようにプレート１６０に取り付けられる。これにより、第１凸部１７０は、第１凸部１７０の貫通穴１７８と穴部６８とが整合するように、プレート１６０に位置決めして固定される。
電気コネクタ１０の第１変形例によっても、上述した電気コネクタ１０が有する効果と同様の効果を有する。また、第１変形例によれば、第１凸部１７０の高さを、突起４２の高さ、布９０の厚み、突起４２の硬さ等に応じて変更することができる。そのため、突起４２に布９０を押し当てる強さを容易に調整することができる。
図１２は、電気コネクタ１０の第２変形例における第２部材２１４の分解斜視図である。第２部材２１４は、プレート２６０と、凸部材２６８とを備える。凸部材２６８は、第１凸部２７０と第２凸部２８０とを備える。凸部材２６８は、第１凸部７０と第２凸部８０とを組み合わせた形状を持つ。
第１凸部２７０は、第１凸部７０と同様の形状を持つ。第１凸部２７０は、中心部にボス部２８が挿入される貫通穴２７８を持つ部材である。第２凸部２８０は、第１凸部１７０の周部に設けられる。凸部材２６８は、貫通穴２７８の中心が穴部６８の中心に位置決めされた状態でプレート２６０に固定される。凸部材２６８は、例えば接着材によってプレート２６０に固定される。
電気コネクタ１０の第２変形例によっても、上述した電気コネクタ１０が有する効果と同様の効果を有する。また、第２変形例によれば、第１凸部１７０の高さと第２凸部１８０の高さの組み合わせを、突起４２の高さ、布９０の厚み、突起４２の硬さ等に応じて変更することができる。そのため、突起４２に布９０を押し当てる強さを容易に調整することができる。
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。また、技術的に矛盾しない範囲において、特定の実施形態について説明した事項を、他の実施形態に適用することができる。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
１０ 電気コネクタ
１２ 第１部材
１４ 第２部材
２０ ハウジング
２１ 上面
２２ 下面
２８ ボス部
４０ 導電パッド
４２ 突起
４８ 貫通穴
５０ 接続端子
５２ 配線部
６０ プレート
６１ 上面
６２ 下面
６８ 穴部
７０ 第１凸部
７２ 平坦面
８０ 第２凸部
９０ 布
９１ 上面
９２ 下面
９４ 導電パターン
１１４ 第２部材
１６０ プレート
１６１ 上面
１７０ 第１凸部
１７８ 貫通穴
１８０ 第２凸部
２１４ 第２部材
２６０ プレート
２６８ 凸部材
２７０ 第１凸部
２７８ 貫通穴
２８０ 第２凸部
８００ 熱プレート

Claims (13)

  1. 導電パターンが形成された布に装着される電気コネクタであって、
    前記布に接する面に設けられ、前記布に挿し込まれるボス部を有する絶縁性のハウジングと、
    前記ハウジングに設けられた接続端子と、
    前記ハウジングの前記布に接する面における前記ボス部の周囲に設けられ、前記接続端子に電気的に接続される導電パッドと
    を備え、
    前記導電パッドは、前記ボス部の突出方向と同じ方向に突出する突起を有する
    電気コネクタ。
  2. 前記ハウジングとの間で前記布を挟み込む絶縁性のプレート
    をさらに備える請求項１に記載の電気コネクタ。
  3. 前記プレートには、前記ボス部を受け入れる穴部が形成されている
    請求項２に記載の電気コネクタ。
  4. 前記プレートは、
    前記布に接する面に設けられ、前記突起に位置決めされた平坦面を持つ環状の第１凸部
    を備える請求項３に記載の電気コネクタ。
  5. 前記プレートは、
    前記布に接する面において前記穴部の周囲に設けられる複数の第２凸部
    を備える請求項３に記載の電気コネクタ。
  6. 前記プレートは、
    前記布に接する面に設けられ、前記突起に位置決めされた平坦面を持つ環状の第１凸部
    を備える
    請求項５に記載の電気コネクタ。
  7. 前記複数の第２凸部は、前記第１凸部の外側に設けられ、前記第１凸部の前記平坦面より突出して設けられる
    請求項６に記載の電気コネクタ。
  8. 前記第１凸部及び前記複数の第２凸部は、前記プレートと一体に設けられる
    請求項６又は７に記載の電気コネクタ。
  9. 前記第１凸部は、前記プレートとは別の部材であり、前記複数の第２凸部の内側に当接する形状を有する
    請求項６から８のいずれか一項に記載の電気コネクタ。
  10. 前記穴部は、前記布に接する面から前記布に接する面とは反対側の面まで貫通する貫通孔である
    請求項３から９のいずれか一項に記載の電気コネクタ。
  11. 前記ボス部は、前記貫通孔から突き出た部分が熱溶着又は熱圧着によって前記プレートに固定されている
    請求項１０に記載の電気コネクタ。
  12. 前記ボス部は、先端が尖鋭に形成されている
    請求項１から１０のいずれか一項に記載の電気コネクタ。
  13. 前記ボス部及び前記導電パッドは、それぞれ複数設けられる
    請求項１から１２のいずれか一項に記載の電気コネクタ。
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