JP2014010949A - 電気コネクタ及びメス型端子 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】メス型端子10は、第1オス型端子3と電気的に接触される第1メス端子11と、第2オス型端子4と電気的に接触される第2メス端子12と、第1メス端子11と第2メス端子12とを繋ぐ連結バネ20と、を備える。連結バネ20は、オス型端子3,4の挿抜方向への、第1メス端子11と第2メス端子12の独立した変位を許容する。この実施形態では、第1メス端子11は、ハウジング5に固定されることで変位が拘束されるが、第2メス端子12は、ハウジング5の内部で挿抜方向への変位が許容されることで、第1メス端子11と第2メス端子12の相対的に独立した変位が確保される。
【選択図】図2
Description
また、特許文献2は、振動や衝撃がコネクタ間で伝達されにくく、確実な接触状態を維持できる上に、小型化も図りやすい構造のコネクタが提案されている。
ところが、オス型端子が固定される機器が相違する場合もある。例えば、回路基板Aに固定されたオス型端子MAと、回路基板Bに固定されたオス型端子MBとが、単一のハウジング保持される複数のメス型端子に接触される、という形態である。この形態において、回路基板A及び回路基板Bの各々の振動形態が相違することがある。なお、ここでいう振動形態とは、少なくとも振動の周期、振幅を含んでいる。そうすると、当該振動に伴うオス型端子MAの変位と、当該振動に伴うオス型端子MBの変位と、が相違することになる。この相違を前提にして、オス型端子MAとメス型端子FAの相対的な位置関係、及び、オス型端子MBとメス型端子FBの相対的な位置関係を維持することが要求される。例えば、メス型端子FA,FBを保持するハウジングを回路基板Aの側に固定したとすると、オス型端子MBは振動に伴ってメス型端子FBに対して位置ずれを起すので、両者の間の相対的な位置関係を維持することができない。ところが、前述した特許文献1、特許文献2を含め、この要求に対して示唆を与える先行技術は見出されていない。
本発明はまた、そのようなメス型端子を備えることで、異なる振動形態を有する部材に固定されるオス型端子と接触されても、オス型端子とメス型端子の相対的な位置関係を維持できるコネクタを提供することを目的とする。
この場合、弾性連結片は、第2メス端子と第2オス型端子の間の挿抜力よりも小さい負荷により弾性変形することが好ましい。そうすることで、第1メス端子と第2メス端子の相対的に独立した変位を許容しながら、第2メス端子と第2オス端子の接触位置をより確実に維持できる。
本実施の形態に係る電気コネクタ1は、図2〜図4に示すように、メス型端子10と、メス型端子10を収容するハウジング5と、から構成される。メス型端子10は第1オス型端子3,4と電気的に接触され、ハウジング5は回路基板6に固定される。一方の第1オス型端子3は回路基板6に固定され、他方の第2オス型端子4は、図中、回路基板6よりも下方に配置される他の機器に固定される。したがって、第1オス型端子3と第2オス型端子4は、振動の形態が相違する。電気コネクタ1は、この相違する振動の形態を吸収するために、メス型端子10が特徴的な構成を採用し、また、ハウジング5が特徴的な支持構造でメス型端子10を支持する。
メス型端子10は、図1に示すように、第1メス端子11と、第2メス端子12と、第1メス端子11と第2メス端子12とを繋ぐ連結バネ20とから構成される。メス型端子10は、銅、銅合金のように高導電性の金属板に切断及び折り曲げを施すことにより、第1メス端子11と、第2メス端子12と、連結バネ20とが、一体的に形成されている。同じ形状及び寸法(仕様)に作製されている第1メス端子11と第2メス端子12は、第1オス型端子3,4との挿抜方向Aの位置をずらして、連結バネ20により繋がれている。詳しくは後述するが、このようにして連結バネ20により繋がれることで、第1メス端子11と第2メス端子12は独立して変位することができる。
端子本体13の外壁には、係止突起18が形成されている。係止突起18は、メス型端子10がハウジング5に装着された状態で、ハウジング5に係止されることでハウジング5に対するメス型端子10の位置決め及び抜け止めを担う。
タブ形状の第1オス型端子3,4は、図2に示されるように、各々、第1メス端子11、第2メス端子12と嵌合される。
L字形状の第1オス型端子3は、回路基板6の表面7に固定される。固定は、例えばはんだ付け(図示省略)により行なわれる。また、真直状の第2オス型端子4は、図示を省略する電気機器に固定される。この電気機器は、回路基板6と機械的な拘束関係を有していない。したがって、この電気機器と回路基板6とを備える上位のデバイスが振動したとすると、電気機器と回路基板6とは振動形態が相違するので、第1オス型端子3と第2オス型端子4の振動形態も相違することになる。
第2オス型端子4も同様に、その先端側が第2メス端子12の受容キャビティ15に挿入されることで、第1メス端子11と電気的に接触し、主リーフ16及び従リーフ17から押圧力を受けることで、第2メス端子12との電気的な接触が維持される。回路基板6には表裏を貫通する挿通孔8が形成されており、第2オス型端子4はそこを通って受容キャビティ15に挿入される。
ハウジング5は、図2,図3に示されるように、回路基板6上に固定され、かつ、メス型端子10を内部に収容する。
本実施形態におけるハウジング5は、第1ハウジング30、第2ハウジング40及び第3ハウジング40という3つの要素からなる。なお、ハウジング5は、回路基板6の側から、第1ハウジング30、第2ハウジング40及び第3ハウジング50の順に装着される。なお、これらのハウジング要素は、絶縁性の樹脂を射出成形することで作製される。
第1ハウジング30は、図2〜図4に示されるように、概ねキャップ(cap)を上下逆さまにした形状を有しており、回路基板6に対向する端子保持床31と、端子保持床31の周縁から立ち上る側壁35と、端子保持床31と側壁35に取り囲まれる収容凹部36(図3)と、を備えている。
第2ハウジング40は、図2,図4に示されるように、第1ハウジング30の端子保持床31に対向する底床41と、底床41の周囲から立ち上る側壁45と、底床41と側壁45に取り囲まれる領域を2つの収容凹部47,48に区切る仕切り46と、を備えている。
底床41には、第1オス型端子3が挿通される挿通孔42と、第2オス型端子4が挿通される挿通孔43と、が形成されている。第1オス型端子3は挿通孔42に、また、第2オス型端子4は挿通孔43に、遊嵌される。
第1メス端子11は、受容口14が形成される一端(下端)が底床41に接するとともに、係止突起18が側壁45の上端に係止されることで、第2ハウジング40に保持される。
一方、第2メス端子12は、受容口14が形成される一端(下端)が底床41から離れており、かつその周囲には側壁45及び仕切り45との間に遊びが設けられている。また、第2メス端子12の係止突起18は、収容凹部48に接する側壁45の上端との間に隙間が設けられている。したがって、第2メス端子12は連結バネ20を介して収容凹部48の内部に宙吊りにされている。
第3ハウジング50は、図2に示されるように、概ねキャップ(cap)状の形状を有しており、メス型端子10、第1オス型端子3、第2オス型端子4を含む、第1ハウジング30及び第2ハウジング40の上部を覆うように、第1ハウジング30に装着される。なお、図示は省略されているが、第1ハウジング30に形成されるロック片と第3ハウジング50に形成されるロック片が係合されることで、第3ハウジング50は第1ハウジング30から抜け止めされている。
第3ハウジング50が装着された状態で、側壁52Aは下端が第1メス端子11の係止突起18に接触する。したがって、第1メス端子11は、係止突起18が第2ハウジング40の側壁45と第3ハウジング50の側壁52Aにより上下から挟まれることで、ハウジング5に対して固定される。ハウジング5は第1ハウジング30が回路基板6の表面7に固定されるので、第1メス端子11は回路基板6に固定されているのと等しい。
収容凹部53の内部には連結バネ20が収容されるが、天井51と側壁52は微小の間隔を隔てて連結バネ20に沿って設けられている。側壁52Bと交差する天井51には水平方向に突出する押圧突起54が形成されている。押圧突起54は、第1オス型端子3と第2メス端子12を嵌合させる際に用いる。
押圧突起54を下向きに押すと、天井51が反時計回りに撓むのに伴い、側壁52Bが下向きに変位して第2メス端子12の係止突起18に接触する。そこからさらに係止突起18を下向きに押すと、係止突起18が側壁45Bの上端に突き当たるまで変位する。このようにして第2メス端子12を一時的に拘束した状態で、第2オス型端子4と第2メス端子12の嵌合を行なう。この嵌合の作業が終わったならば、押圧突起54を押すのをやめて、第2メス端子12を機械的な拘束を受けない状態に戻す。
第1メス端子11はハウジング5に固定されているのに対して、連結バネ20を介して、第2メス端子12は宙吊りにされている。つまり、第1メス端子11が振動を受けてハウジング5とともに変位したとしても、第2メス端子12はハウジング5の振動に追従して変位するとは限らない。しかるに、本実施形態では、第2メス端子12と第2オス型端子4の挿抜力F2は連結バネ20が弾性変形するのに要する負荷F1を超えるので、第2メス端子12と第2オス型端子4は接触位置を維持したままで、変位することができる。このように、第1メス端子11と第2メス端子12は、相対的に独立して変位することができるので、第1メス端子11が固定される回路基板6と、第2メス端子12が固定される電子機器(図示省略)との振動形態が異なっているとしても、ともにオス型端子との接触位置を維持しながら回路基板6と電子機器の各々の振動形態に同調して振動することができる。したがって、電気コネクタ1は、異なる振動形態を有する機器類に固定されるオス型端子と接触されても、オス型端子とメス型端子の電気的な接触を安定して維持できる。
そうすることで、第1メス端子11に第1オス型端子3が嵌合されるタイミングと、第2メス端子12に第2オス型端子4が嵌合されるタイミングとがずれる。したがって、第1メス端子11と第2メス端子12が挿抜方向の同じ位置に配置されるのに比べて、同じ時点に必要な嵌合力を低減できる。
また、第1メス端子11と第2メス端子12を挿抜方向の位置をずらしているので、異なる長さの第1オス型端子3、第2オス型端子4を接続することができる。
さらに、回路基板6に近い側の第2メス端子12においては、主リーフ16と第2オス型端子4との接触点よりも第2メス端子12の他端側までの距離を必要に応じて長くできるので、第2オス型端子4と第2メス端子12における有効接触長を確保するのが容易である。
連結バネ20の形態は一例にすぎず、上記した効果が得られるのであれば、他の形状、寸法を採用してもよい。例えば、梁部23はS字状ではなく直線状であってもよいし、一対の柱状部21,22の長さを等しくしてもよい。この場合に、第1メス端子11と第2メス端子12は、挿抜方向の位置が一致することになる。
本実施形態では、第1メス端子11と第2メス端子12が同じ仕様を有しているが、異なる仕様の2つのメス端子を用いることを本発明は許容する。
また、本実施形態では、2つのメス端子を連結バネ20で繋いだ例を示しているが、3つ以上のメス端子をバネで繋ぐこともできる。この場合、グループαに属する1又は複数のメス端子とグループβに属する1又は複数のメス端子とがあり、グループαとグループβは振動形態が異なるものとすると、グループα及びグループβの一方がハウジングに固定され、グループα及びグループβの他方がハウジングに拘束されないようにする。
さらに、本実施形態では、ボックスタイプのメス型端子、タブタイプのオス型端子の例を示したが、他のタイプのメス型端子、オス型端子に本発明を適用することができる。
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の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。
3 第1オス型端子
4 第2オス型端子
5 ハウジング
6 回路基板
7 表面
8 挿通孔
10 メス型端子
11 第1メス端子
12 第2メス端子
13 端子本体
14 受容口
15 受容キャビティ
16 主リーフ
17 従リーフ
18 係止突起
20 連結バネ
21,22 柱状部
23 梁部
30 第1ハウジング
31 端子保持床
32,33 挿通孔
34 ペグ
35 側壁
36 収容凹部
40 第2ハウジング
41 底床
42,43 挿通孔
45 側壁
47,48 収容凹部
50 第3ハウジング
51 天井
52,52A,52B 側壁
53 収容凹部
54 押圧突起
A 挿抜方向
B 幅方向
Claims (10)
- メス型端子と、前記メス型端子を収容するハウジングと、を備え、
前記メス型端子は、
第1オス端子と電気的に接触される第1メス端子と、
第2オス端子と電気的に接触される第2メス端子と、
前記第1メス端子と前記第2メス端子とを繋ぐ弾性連結片と、を備え、
前記弾性連結片は、前記オス型端子の挿抜方向への、前記第1メス端子と前記第2メス端子の相対的に独立した変位を許容する、
ことを特徴とする電気コネクタ。 - 前記第1メス端子は、前記ハウジングに固定されることで変位が拘束され、
前記第2メス端子は、前記ハウジングの内部で前記挿抜方向への変位が許容される、
請求項1に記載の電気コネクタ。 - 前記弾性連結片は、
前記第2メス端子と前記第2オス型端子の間の挿抜力よりも小さい負荷により弾性変形する、
請求項2に記載の電気コネクタ。 - 前記第1メス端子と前記第2メス端子は、前記挿抜方向に位置がずれている、
請求項1〜3のいずれか一項に記載の電気コネクタ。 - 前記第1オス端子と前記第2オス端子は、異なる振動形態を呈する、
請求項1〜4のいずれか一項に記載の電気コネクタ。 - 相手側のオス型端子と電気的に接触される第1メス端子と、
前記第1オス端子が接触されるのとは異なる前記オス型端子と電気的に接触される第2メス端子と、
前記第1メス端子と前記第2メス端子とを繋ぐ弾性連結片と、
を備え、
前記弾性連結片は、前記オス型端子の挿抜方向への、前記第1メス端子と前記第2メス端子の相対的な変位を許容する、
ことを特徴とする電気コネクタに用いられるメス型端子。 - 前記第1メス端子は、前記電気コネクタを構成するハウジングに固定されることで変位が拘束され、
前記第2メス端子は、前記ハウジングの内部で前記挿抜方向への変位が許容される、
請求項6に記載のメス型端子。 - 前記弾性連結片は、
前記第1メス端子と前記オス型端子の間の挿抜力よりも小さい負荷により弾性変形する、
請求項6又は7に記載のメス型端子。 - 前記第1メス端子と前記第2メス端子は、前記挿抜方向に位置がずれている、
請求項6〜8のいずれか一項に記載のメス型端子。 - 前記第1オス端子と前記第2オス端子は、異なる振動形態を呈する、
請求項6〜9のいずれか一項に記載のメス型端子。
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