WO2011001602A1 - 電気コネクタ及び電気コネクタ組立体の製造方法 - Google Patents

Abstract

間口の底面に保持されるコンタクトの出代の制御が容易な電気コネクタを提供する。リセプタクルコネクタ（１０）は、複数のコンタクト（４０）と、コンタクト（４０）を保持するハウジング（２０）とから構成される。ハウジング（２０）は、コンタクト（４０）が貫通して保持される保持壁（３０）と、保持壁（３０）の前方側に設けられ相手側のコネクタを受容する受容間口（２５）～（２８）とを有する。ハウジング（２０）は、受容間口（２５～２８）に臨む保持壁（３０）の底面から突出する突起（３５）を有する。コンタクト（４０）の出代（Protruding Margin）の基準面となる突起（３５）の頂面（３５Ｕ）は小面積であることから、歪みが生じないか、生じたとしても歪みを解消するのが容易である。したがって、リセプタクルコネクタ（１０）は、相手側コンタクトとの接続長を確保するのに必要な出代を、各コンタクト（４０）に与えるのが容易である。

Description

電気コネクタ及び電気コネクタ組立体の製造方法

　本発明は電気コネクタに関し、コンタクトの出代の基準面が改良された電気コネクタに関するものである。

　よく知られているように、電気コネクタ（以下、単にコネクタ）は、相手側のコネクタと電気的に接続されるコンタクト（端子金具）と、コンタクトを保持するコネクタハウジング（以下、単にハウジング）を主たる要素としている。
　通常、コンタクトは導電性及び弾性の優れた銅又は銅合金から作製され、ハウジングは合成樹脂を射出成形することにより作製される。ハウジングには、コンタクトを保持する孔（又は溝）が設けられる。コンタクトは、この保持孔に圧入され、ハウジングに保持される。
　コンタクトは、自動化された装置によりハウジングの保持孔に挿入される。この工程において、ハウジングに対してコンタクトが高い精度で保持孔に挿入される必要がある。これは、ハウジングの所定面に対して垂直にコンタクトが保持される場合、所定面からコンタクトの先端までの長さ（出代：Protruding Margin）を設定された値に一致させることにより、相手側コネクタのコンタクトと電気的な接続を確保するのに必要な接続長を得るためである。

　高い精度でコンタクトを保持孔に圧入するために、所定面を基準（以下、基準面）として、コンタクト長さから特定される量だけコンタクトを保持孔に挿入する。例えば、図６（ａ）に示されるコネクタ２００の場合、ハウジング２０１の相手側コネクタを受容する間口（Cavity）Ｃの底面２０２を基準面として、コンタクト２０３の嵌合側の出代Ｌを設計値に一致するようにコンタクト２０３を挿入する。

　ところが、射出成形により作製されるハウジング２０１には、間口Ｃの底面（基準面）２０２に歪みが生ずることがある。歪みは底面２０２の位置により相違するので、歪みの生じている底面２０２に基づいてコンタクト２０３の挿入量を調整すると、図６（ｂ）に示すように、各コンタクト２０３の出代Ｌを正確に制御できたとしても、一点差線で示される設計上の底面２０２からの突出量が不足するコンタクト２０３もある。このように設計よりも後退した位置にあるコンタクト２０３は、相手側のコンタクトとの必要な接続長が得られない。

　したがって、大きな歪みが生じたハウジング２０１をそのまま製品化することはできないので、歪みを低減又はなくすために射出成形用金型の成形面を調整する。しかし、金型を調整した後に実際に射出成形をしてみないと、歪みを解消できるのかは不明である。したがって、コネクタが大型化して基準面の歪みが大きくなると、金型の調整を何度も行うこともある。また、間口Ｃが複数ある場合は、１つの間口の歪みを解消しただけでは足りず、各間口Ｃの基準面を平面上に整列させることが、コネクタ２００全体としてコンタクト２０３を適正な位置に配置するために必要である。しかし、各間口Ｃの基準面を整列させるには、多くの工数を要する。

　樹脂を射出成形して作製されるハウジングの変形（歪み）に対する対応として、特許文献１は、ハウジングの少なくとも変形した側の壁部に位置決め用の突部を形成し、この突部の変形量を補正するように突部の突出高さを規定し、突部を基準として位置決めするコネクタの位置決め構造を提案している。この提案は、コネクタの導通検査をする際に、導通検査具にコネクタを正確に装着させるためになされたものである。

特開２００１－２５７０３４号公報

　しかしながら、特許文献１の提案は、ハウジング外壁の変形を補正することを目的としており、間口Ｃの底面２０２の歪みについては何ら開示しておらず、またコンタクト２０３の出代について示唆を与えない。
　そこで本発明は、相手側コンタクトとの接続長を確保するのに必要な出代を容易に得ることができるコネクタを提供することを目的とする。

　本発明によるコネクタは、複数のコンタクトと、このコンタクトを保持する雌型のハウジングとを備える。雌型のハウジングは、相手側コネクタを受容する受容間口と、受容間口の底部に配置されるとともに、複数のコンタクトが貫通して保持される保持壁とを有する。本発明のコネクタは、雌型のハウジングが、保持壁から受容間口に向けて突出する一又は二以上の突起を有することを特徴とする。
　本発明のコネクタは、突起の頂面をコンタクトの出代の基準面として用いる。突起の頂面は、受容間口の底部全体に比べて面積が十分に小さくできるので、歪みが生じないか、生じたとしても歪みを解消するのが容易である。したがって、本発明によるコネクタは、突起の頂面を基準面とすることにより、相手側コンタクトとの接続長を確保するのに必要な出代を、各コンタクトが容易に得ることができる。ここでいう、歪みが解消されるとは、歪みがまったくない場合の他、基準面として許容される程度の歪みを有する場合を含んでいる。

　本発明のコネクタは突起の頂面が基準面として用いられる。凹凸のある面は、平面方向の位置によって出代が相違することになるので、基準面として使い勝手がよくない。したがって本発明における突起の頂面は、平面であることが好ましい。通常、突起はその頂面の平面度を特定して形成されるが、その平面度を確実に確保するために、突起の突出高さは頂面の平面度以上とすることが好ましい。

　本発明は、以上の構成を有する第１コネクタと相手側の第２コネクタとが互いに嵌合されたコネクタ組立体の製造方法を提供する。
　本発明の製造方法において、第１コネクタは、複数の第１コンタクトと、第１コンタクトを保持する雌型の第１ハウジングとを備える。第１ハウジングは、第２コネクタを受容する受容間口と、受容間口の底部に配置されるとともに、複数の第１コンタクトが貫通して保持される保持壁とを有する。第１ハウジングはさらに、保持壁から受容間口に向けて突出する一又は二以上の突起を有する。
　第２コネクタは、第１コネクタの第１コンタクトと接続される複数の第２コンタクトと、複数の第２コンタクトが保持され、第１ハウジングの受容間口に受容される雄型の第２ハウジングと、を備える。
　本発明の製造方法は、第１コネクタと第２コネクタとを、第１ハウジングの受容間口に第２ハウジングを対向するように配置する。その後、受容間口の所定位置まで第２ハウジングを押し込んで、第１ハウジングと第２ハウジングとを嵌合させる。
　本発明の製造方法は、保持壁に複数の第１コンタクトを保持させる際に、突起の頂面を基準面として第１コンタクトの保持壁から受容間口への出代を制御する。

　本発明の製造方法は、歪みがないか、歪みが解消された突起の頂面を基準面とすることにより、相手側コンタクトとの接続長を確保するのに必要な出代を、各コンタクトに容易に与えることができる。

　本発明のコネクタは、雌型のハウジングが、保持壁から受容間口に向けて突出する一又は二以上の突起を有する。この突起の頂面をコンタクトの出代の基準面とすれば、この基準面は小面積であることから、歪みがないか、生じたとしても歪みを解消するのが容易である。したがって、本発明によるコネクタは、相手側コンタクトとの接続長を確保するのに必要な出代を、各コンタクトに容易に与えることができる。

図１は本実施形態によるハウジング（第１ハウジング）の斜視図であり、図１（ａ）は前方（正面）から観た図、図１（ｂ）は後方（背面）から観た図である。 図２は本実施形態によるリセプタクルコネクタ（第１コネクタ）を示し、図２（ａ）は正面図、図２（ｂ）は背面図である。 図３は本実施形態によるリセプタクルコネクタ（第１コネクタ）を示し、図３（ａ）は平面図、図３（ｂ）は底面図である。 図４は本実施形態によるリセプタクルコネクタ（第１コネクタ）を示し、図４（ａ）は図２の４ａ－４ａ矢視断面図、図４（ｂ）はコンタクト（第１コンタクト）を除いた部分拡大図である。 図５は本実施形態によるコネクタ組立体の断面図である。 図６はハウジングに生ずる歪みを説明する図であり、図６（ａ）は歪みがない場合、図６（ｂ）は歪みがある場合、図６（ｃ）は本発明の突起を設けた場合を示す。

　以下、添付図面に示す実施形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
　雌型のリセプタクルコネクタ（第１コネクタ）１０は、絶縁性のハウジング（第１ハウジング）２０と、複数の導電性のコンタクト（第１コンタクト）４０とを備える。
　プラグコネクタ５０（図５，第２コネクタ）は、絶縁性のハウジング（第２ハウジング）６０と、複数の導電性のコンタクト（第２コンタクト）７０とを備えている。プラグコネクタ５０は、ハウジング２０の受容間口２５～２８に受容され、ハウジング２０と互いに嵌合されて、コネクタ組立体１００を構成する。
　以下、リセプタクルコネクタ１０、プラグコネクタ５０の順に、主たる要素について説明する。

＜ハウジング２０＞
　複数のコンタクト４０を保持する雌型のハウジング２０は、樹脂を射出成形することにより、一体に形成される。
　ハウジング２０は、プラグコネクタ５０が嵌合されるフード２１を前方に有している。フード２１内には、嵌合部分が仕切り壁２２、２３、２４により仕切られた４つの受容間口２５～２８が形成されている。プラグコネクタ５０は、この受容間口２５～２８に嵌合部分が挿入されることにより、リセプタクルコネクタ１０と互いに嵌合される。なお、リセプタクルコネクタ１０において、相手側コネクタであるプラグコネクタ５０と嵌合される側を前とし、その反対側を後ろとする。また、プラグコネクタ５０において、相手側コネクタであるリセプタクルコネクタ１０と嵌合される側を前とし、その反対側を後ろとする。この定義は、本願発明にも適用されるものとする。

　受容間口２５～２８の底部には、保持壁３０が形成される。コンタクト４０は、保持壁３０に形成される保持孔３１に圧入されることにより、ハウジング２０に保持される。保持壁３０は、圧入されるコンタクト４０を保持するのに十分な圧入代が得られる厚さを有している。保持壁３０は、フード２１内に臨む底面３２と、その裏面である背面３３とを有している。保持孔３１は、保持すべきコンタクト４０に対応して、底面３２と背面３３とを貫通して形成される。本実施形態では、受容間口２５，２８に対応する保持壁３０に１６個の保持孔３１を、また、受容間口２６，２７に対応する保持壁３０に１５個の保持孔３１を、格子状に配置している。

　フード２１先端部には内側に突出するロック片３４が、受容間口２５～２８毎に設けられている。ロック片３４は、リセプタクルコネクタ１０とプラグコネクタ５０が嵌合状態において、プラグコネクタ５０のハウジング６０に形成されるロック片６３と係合され、リセプタクルコネクタ１０とプラグコネクタ５０を相互に抜け止めする。

　各受容間口２５～２８の底面３２に、各受容間口２５～２８に向けて突出する突起３５が保持壁３０に一体的に形成されている（図５参照）。この突起３５は、本実施形態の特徴的な構成であり、その頂面３５Ｕが平面をなしている。突起３５は、好ましくは、隣接するコンタクト４０の間に設けることにより、頂面３５Ｕの面積を底面３２に比べて十分に小さくできる。この頂面３５Ｕが“基準面”をなす。この基準面は、コンタクト４０を保持孔３１に圧入する際に、コンタクト４０の出代Ｌを調整するのに用いられる。つまり、図６（ｃ）に示すように、コンタクト４０の出代Ｌは、頂面３５Ｕからの長さとして特定される。基準面となる頂面３５Ｕの面積が小さいので、基準面には歪みが生じないか、生じたとしても歪みを解消するのが容易である。

＜コンタクト４０＞
　雄型のコンタクト４０は、プラグコネクタ５０のコンタクト７０に接続される接続部４１を一方端に有し、図示しない基板の接続孔に挿入されるタイン部４２を他方端に有している（図４（ａ）参照）。コンタクト４０は、銅合金のような高導電性かつ高弾性の材料からなる薄板を打ち抜くことにより作製される。

　複数のコンタクト４０は、保持壁３０の保持孔３１に圧入されることにより、ハウジング２０に保持される。コンタクト４０は、ハウジング２０の幅方向に沿って複数配列され、また、ハウジング２０の上下方向に沿って複数配列される。
　各コンタクト４０は、使用状態において、接続部４１がプラグコネクタ５０のコンタクト７０と電気的に接続され、またタイン部４２が図示しない基板の接続孔に挿入される。

　次に、プラグコネクタ５０の主たる要素について説明する。
＜ハウジング６０＞
　複数のコンタクト７０を保持する雄型のハウジング６０は、樹脂を射出成形することにより、一体に形成される。
　図５に示すように、ハウジング６０は、本体６１と、本体６１の前端から後端に向けて延びるロックレバー６２を有している。
　ロックレバー６２は、本体６１に接続される前端部を固定端とする片持ち梁状の部材であり、前端部を中心にして撓むことができる。
　ロックレバー６２は、ロック片６３を有する。リセプタクルコネクタ１０とプラグコネクタ５０とが嵌合された状態で、ロック片６３はハウジング２０のロック片３４と係合されることにより、プラグコネクタ５０とリセプタクルコネクタ１０とは相互に抜け止めされる。

＜コンタクト７０＞
　雌型のコンタクト７０は、リセプタクルコネクタ１０のコンタクト４０に接続される接続部を含み、中空構造をなしている。コンタクト７０は、所定幅の薄い金属板を角柱状に折り曲げて形成されるものであり、例えば銅合金のような高導電性かつ高弾性の材料から作製される。なお、図５は、コンタクト４０とコンタクト７０との嵌合が一部見えるように断面を選んでいる。

　複数のコンタクト７０は、ハウジング６０の本体６１の保持孔（図示略）に圧入されることにより、ハウジング６０に保持される。リセプタクルコネクタ１０とプラグコネクタ５０とが嵌合された状態で、コンタクト４０がコンタクト７０内部に挿入され、コンタクト４０とコンタクト７０とが電気的に接続される。また、コンタクト７０は、後端部が図示しない例えばワイヤハーネスに電気的に接続される。
　コンタクト７０は、コンタクト４０に対応してハウジング６０の幅方向に沿って、また、ハウジング６０の上下方向に沿って複数配列されている。

＜組立て手順＞
　リセプタクルコネクタ１０とプラグコネクタ５０とが互いに嵌合されたコンタクト組立体１００は、以下の手順で製造される。
　はじめに、リセプタクルコネクタ１０とプラグコネクタ５０とを、ハウジング２０にハウジング６０を対向するように配置させる。このとき、ハウジング２０の受容間口２５～２８と、この受容間口２５～２８の各々に対応するハウジング６０の本体６１が対向される。

　次に、受容間口２５～２８の所定位置まで本体６１の前端が達するようにハウジング６０を押し込む。本体６１の前端がハウジング２０の突起３５に突き当たれば、ハウジング６０が所定位置まで押し込まれ、リセプタクルコネクタ１０とプラグコネクタ５０との嵌合作業が完了する。ハウジング６０を所定位置まで押し込む過程で、ロック片６３はハウジング２０のロック片３４を乗り越え、その後もとの状態に復帰する。そうすると、プラグコネクタ５０をリセプタクルコネクタ１０から引き抜こうとしても、ロック片６３とロック片３４とが互いに係合されることにより、抜け止めされる。

　＜効果＞
　以下、本実施形態の作用・効果について言及する。
　本実施形態は、突起３５の頂面３５Ｕの面積が小さい。したがって、以下説明するように、基準面の歪みが解消されたハウジング２０を射出成形によって容易に作製できる。
　ハウジング２０を射出成形で作製すると、底面３２に歪みが生ずる。歪みは例えば図６（ｃ）に示す傾斜面として表れる。なお、図６（ｃ）において、設計通りの底面３２を一点鎖線で示している。射出成形金型を調整することにより歪みを低減することはできるが、底面３２の広い領域にわたって歪みを解消することは困難な場合が多い。これに対し、突起３５は底面３２に比べて小面積であり、歪みが生じないか、生じたとしても金型の成形面を調整して歪みを解消することは、底面３２に比べて格段に容易である。

　歪みのない基準面を備えることにより、コンタクト７０との接続長を確保するのに必要な出代を各コンタクト４０に与えることができる。このことは、背面３３からのコンタクト４０の出代も過不足なく揃えることができることを意味する。ハウジング２０の寸法が大きくなるほど、この効果は顕著になる。
　特に、本実施形態の場合、一つの受容間口２５（２６，２７，２８）に設けられる突起３５を一つとしているので、頂面３５Ｕが受容間口２５（２６，２７，２８）における唯一の基準面となり、必要な接続長を得るのに適した前後方向の位置に複数のコンタクト４０を正確に揃えることができる。
　また、コンタクト４０を圧入した後に出代を測定することがあるが、従来は、各コンタクト４０の根元近傍を基準に測定していたのに対して、本実施形態によればこの基準が各受容間口２５～２８について各突起３５の頂面３５Ｕだけにすればよいので、出代の測定が容易である。

　また、本実施形態によれば、複数の受容間口２５，２６，２７，２８の各々について、歪みが解消された基準面（頂面３５Ｕ）を形成することが容易であるので、この基準面の前後方向の位置を受容間口２５，２６，２７，２８にわたって揃えることも容易である。したがって、複数の受容間口２５，２６，２７，２８の保持壁３０に対して、コンタクト４０を自動化された装置で挿入する場合であっても、必要な接続長を得るのに適した前後方向の位置に正確に揃えることができる。

　以上のように、必要な接続長を得るのに適した前後方向の位置にコンタクト４０を正確に揃えることができるので、リセプタクルコネクタ１０とプラグコネクタ５０を嵌合して得られるコネクタ組立体１００は、コンタクト４０とコンタクト７０との電気的な接続長を確保できる。このようにコンタクト４０が正確に揃っていると、フード２１の長さを短くしてもコンタクト４０とコンタクト７０の“こじり”が生じにくくなる。したがって、ハウジング２０、ひいてはリセプタクルコネクタ１０の小型化に寄与できる。
　また、リセプタクルコネクタ１０の後方側においても、前後方向の位置にコンタクト４０を正確に揃えることができるので、基板（図示せず）との相互の電気的な接続長を確保できる。したがって、本実施形態によるコネクタ組立体１００は、高い接続信頼性を備える。

　さらに、本実施形態において、頂面３５Ｕを基準にしてロック片３４の形成位置を特定すれば、プラグコネクタ５０との嵌合が適切に行える位置に確実にロック片３４を形成できる。

　以上の実施形態の突起３５は四角柱であるが、本発明の突起はこれに限定されない。例えば、突起３５を他の多角柱、円柱、台形柱等の他の形状とすることもできる。また、突起３５の頂面は平面に限らない。例えば、基準面として機能する限り、頂面を例えば円弧面とすることも可能である。

　突起３５はその頂面が“基準面”として機能する限り、その突出高さは特に限定されないが、頂面が平面の場合、突出高さは平面度以上であることが好ましい。要求される平面度を実現するためである。なお、本発明において、ｔだけ離れた２つの平行な平面の間に挟まれた領域の平面度をｔと定義する。

　本発明において、突起３５が設けられる位置は、ハウジング２０の形状により適宜設定されるものであるが、１つの受容間口２５～２８に突起３５を１つ設ける場合は、通常、平面方向の略中央部に突起３５を設けることが好ましい。１つの受容間口２５～２８に設けられる突起３５は、複数であってもよい。特に、受容間口２５～２８の開口面積が大きい場合には、複数としてもよい。

　これ以外にも、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、あるいは他の構成に適宜変更することが可能である。例えば、受容間口が１つだけのコネクタにも適用できる。

１００…コネクタ組立体
　１０…リセプタクルコネクタ（第１コネクタ）、
　　２０…ハウジング（第１ハウジング）、２１…フード、２５，２６，２７，２８…受容間口、
　　３０…保持壁、３４…ロック片、３５…突起、
　　４０…コンタクト（第１コンタクト）
　５０…プラグコネクタ（第２コネクタ）
　　６０…ハウジング（第２ハウジング）、６３…ロック片
　　７０…コンタクト（第２コンタクト）

Claims (7)

1. 　複数のコンタクトと、
   　相手側コネクタを受容する受容間口と、前記受容間口の底部に配置されるとともに、複数の前記コンタクトを貫通して保持する保持壁と、前記保持壁から前記受容間口に向けて突出する一又は二以上の突起と、を有する雌型のハウジングと、
   を備えることを特徴とする電気コネクタ。
2. 　前記突起の頂面が平面であることを特徴とする請求項１に記載の電気コネクタ。
3. 　前記突起の前記底面からの突出高さが、前記頂面の平面度以上であることを特徴とする請求項２に記載の電気コネクタ。
4. 　前記突起は、隣接する前記コンタクトの間に設けられることを特徴とする請求項１に記載の電気コネクタ。
5. 　前記突起は、前記保持壁の平面方向の略中央部に設けられることを特徴とする請求項１に記載の電気コネクタ。
6. 　雌型の第１コネクタと雄型の第２コネクタとを互いに嵌合することにより電気コネクタ組立体を製造する方法であって、
   　前記第１コネクタは、
   　複数の第１コンタクトと、
   　前記第２コネクタを受容する受容間口と、前記受容間口の底部に配置されるとともに、複数の前記第１コンタクトを貫通して保持する保持壁と、前記保持壁から前記受容間口に向けて突出する一又は二以上の突起と、を有する雌型の第１ハウジングと、
   を備え、
   　前記第２コネクタは、
   　前記第１コネクタの前記第１コンタクトと接続される複数の前記第２コンタクトと、
   　複数の前記第２コンタクトが保持され、前記第１ハウジングに受容される雄型の第２ハウジングと、を備え、
   　前記第１コネクタと前記第２コネクタとを、前記第１ハウジングの前記受容間口に前記第２ハウジングを対向するように配置し、
   　前記受容間口の所定位置まで前記第２ハウジングを押し込んで、前記第１ハウジングと前記第２ハウジングとを嵌合させることを特徴とする電気コネクタ組立体の製造方法。
7. 　前記保持壁に複数の前記第１コンタクトを保持させる際に、
   　前記突起の頂面を基準面として前記第１コンタクトの前記保持壁から前記受容間口への出代を制御することを特徴とする請求項６に記載の電気コネクタ組立体の製造方法。

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