JP2021103695A - コネクタ及び電子機器 - Google Patents

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Abstract

【課題】フローティング構造を有するコネクタにおいて、接続対象物と嵌合している可動インシュレータに対して発生する負荷を抑制可能なコネクタを提供する。【解決手段】本開示に係るコネクタ10は、固定インシュレータ20と、固定インシュレータ20の内側に配置されている可動インシュレータ30と、コンタクト50と、を備え、可動インシュレータ30は、独立別個に移動可能な第1可動インシュレータ30a及び第2可動インシュレータ30bを有し、第1可動インシュレータ30aは、第2可動インシュレータ30b側の側面から第2可動インシュレータ30bに向けて突出する第1突出部31aを有し、第2可動インシュレータ30bは、第1可動インシュレータ30a側の側面から第1可動インシュレータ30aに向けて突出する第2突出部31aを有し、固定インシュレータ20は、嵌合側から、第1突出部31a及び第2突出部31aと重なる。【選択図】図5

Description

本開示は、コネクタ及び電子機器に関する。
従来、接続対象物との接続信頼性を向上させるための技術として、例えば嵌合中及び嵌合後においてもコネクタの一部が移動することで接続対象物とコネクタとの間の位置ずれを吸収するフローティング構造を有したコネクタが知られている。
特許文献1には、フローティング構造を有し、フラックス上がりによる導通不良を抑制しつつ小型化に寄与する電気コネクタが開示されている。
また、近年、電子機器では、モジュールの多様化が著しく進んでいる。さらに、様々なモジュールにおいて発生した電気信号を集約して接続することができる多極のコネクタの必要性が増している。
特許第5568677号公報
例えば、接続対象物とコネクタとが嵌合した嵌合状態において接続対象物が移動すると、接続対象物と嵌合している可動インシュレータ及び固定インシュレータに対して応力等の負荷が発生して、これらのインシュレータの破損又は変形等が生じやすくなる。このような負荷は、例えば、多極化によってコネクタが長尺になる程大きくなる。したがって、フローティング構造を有するコネクタにおいて、このような負荷が抑制されるような構造が必要となる。特許文献1に記載の電気コネクタでは、このような負荷が抑制されるような構造については十分に考慮されていなかった。
このような問題点に鑑みてなされた本開示の目的は、フローティング構造を有するコネクタにおいて、接続対象物と嵌合している可動インシュレータ及び固定インシュレータに対して発生する負荷を抑制可能なコネクタ及び電子機器を提供することにある。
上記課題を解決するために、本開示の一実施形態に係るコネクタは、
枠状に形成されている固定インシュレータと、
前記固定インシュレータの内側に配置され、前記固定インシュレータに対して相対的に移動可能であり、接続対象物と嵌合する可動インシュレータと、
前記固定インシュレータ及び前記可動インシュレータに取り付けられているコンタクトと、
を備え、
前記可動インシュレータは、互いに分離した状態で前記固定インシュレータの内側に配置され、独立別個に移動可能な第1可動インシュレータ及び第2可動インシュレータを有する。
上記課題を解決するために、本開示の一実施形態に係る電子機器は、
上記のコネクタを備える。
本開示の一実施形態に係るコネクタ及び電子機器によれば、フローティング構造を有するコネクタにおいて、接続対象物と嵌合している可動インシュレータ及び固定インシュレータに対して発生する負荷を抑制可能である。
接続対象物が接続されている状態の一実施形態に係るコネクタを上面視で示した外観斜視図である。 接続対象物と分離している状態の一実施形態に係るコネクタを上面視で示した外観斜視図である。 図1のコネクタ単体を上面視で示した外観斜視図である。 図1のコネクタ単体の下面図である。 図4の破線囲み部Vを拡大した拡大図である。 図3のコネクタの上面視による分解斜視図である。 図3のVII−VII矢線に沿った断面斜視図である。 図7の破線囲み部VIIIの拡大図である。 図3のVII−VII矢線に沿った断面図である。 図6の一対のコンタクトを示した正面図である。 図10の破線囲み部XIの拡大図である。 図3のコネクタと接続される接続対象物を上面視により示した外観斜視図である。 図12の接続対象物の上面視による分解斜視図である。 図1のXIV−XIV矢線に沿った断面図である。 図6の一対のコンタクトが弾性変形する第1例を示した模式図である。 図6の一対のコンタクトが弾性変形する第2例を示した模式図である。 図3のコネクタの第1変形例を示す正面図である。 図3のコネクタの第2変形例を示す、図5に対応する拡大図である。 図3のコネクタの第3変形例を示す、図5に対応する拡大図である。
以下、添付図面を参照しながら本開示の一実施形態について詳細に説明する。以下の説明中の前後、左右、及び上下の方向は、図中の矢印の方向を基準とする。各矢印の方向は、図1乃至図11、図14、図17乃至図19において、異なる図面同士で互いに整合している。各矢印の方向は、図12及び図13同士で互いに整合している。各矢印の方向は、図15及び図16同士で互いに整合している。図面によっては、簡便な図示を目的として、後述する回路基板CB1及びCB2の図示を省略する。
図1は、接続対象物60が接続されている状態の一実施形態に係るコネクタ10を上面視で示した外観斜視図である。図2は、接続対象物60と分離している状態の一実施形態に係るコネクタ10を上面視で示した外観斜視図である。例えば図2に示すとおり、コネクタ10は、固定インシュレータ20と、第1可動インシュレータ30aと、第2可動インシュレータ30bと、金具40と、コンタクト50と、を有する。以下では、第1可動インシュレータ30aと第2可動インシュレータ30bとをまとめて互いに区別しないときは、これらを「可動インシュレータ30」として表記する。
以下では、例えば、一実施形態に係るコネクタ10はリセプタクルコネクタであり、接続対象物60はプラグコネクタであるとして説明する。すなわち、コネクタ10と接続対象物60とが互いに嵌合する嵌合状態において、コンタクト50が弾性変形するコネクタ10をリセプタクルコネクタとし、後述するコンタクト90が弾性変形しない接続対象物60をプラグコネクタとして説明する。コネクタ10及び接続対象物60の種類は、これらに限定されない。例えば、コネクタ10がプラグコネクタの役割を果たし、接続対象物60がリセプタクルコネクタの役割を果たしてもよい。
以下では、コネクタ10及び接続対象物60は、回路基板CB1及びCB2にそれぞれ実装されるとして説明する。コネクタ10は、コネクタ10と嵌合した接続対象物60と回路基板CB1とを電気的に接続し、接続対象物60が実装されている回路基板CB2と回路基板CB1とを電気的に接続する。回路基板CB1及びCB2は、リジッド基板であってよいし、又はそれ以外の任意の回路基板であってもよい。例えば、回路基板CB1及びCB2の少なくとも一方は、フレキシブルプリント回路基板(FPC)であってもよい。
以下では、コネクタ10及び接続対象物60は、回路基板CB1及びCB2に対して垂直方向に互いに接続されるとして説明する。すなわち、コネクタ10及び接続対象物60は、一例として上下方向に沿って互いに接続される。接続方法は、これに限定されない。コネクタ10及び接続対象物60は、回路基板CB1及びCB2に対して平行方向に互いに接続されてもよいし、実装されている回路基板に対して一方が垂直方向となるように、かつ実装されている回路基板に対して他方が平行方向となるように、互いに接続されてもよい。
以下の説明中で使用する「嵌合方向」は、一例として上下方向を意味する。「嵌合側」は、一例として上側を意味する。「突出方向」は、一例として左右方向を意味する。「コンタクト50の配列方向」は、一例として左右方向を意味する。
一実施形態に係るコネクタ10は、フローティング構造を有している。コネクタ10は、接続されている接続対象物60が回路基板CB1に対して相対的に移動することを許容する。すなわち、接続対象物60は、コネクタ10と接続されている状態であっても、回路基板CB1に対して所定の範囲内で動くことができる。
図3は、図1のコネクタ10単体を上面視で示した外観斜視図である。図4は、図1のコネクタ10単体の下面図である。図5は、図4の破線囲み部Vを拡大した拡大図である。図6は、図3のコネクタ10の上面視による分解斜視図である。図7は、図3のVII−VII矢線に沿った断面斜視図である。図8は、図7の破線囲み部VIIIの拡大図である。図9は、図3のVII−VII矢線に沿った断面図である。図10は、図6の一対のコンタクト50を示した正面図である。図11は、図10の破線囲み部XIの拡大図である。図3において、VII−VII矢線は、可動インシュレータ30のうち、一例として、第1可動インシュレータ30a側に配置されているが、図7乃至図9と同様の断面が第2可動インシュレータ30b側に対しても得られる。したがって、第1可動インシュレータ30aに関する以下の説明と同様の内容が、第2可動インシュレータ30bにも当てはまる。
図6に示すとおり、コネクタ10は、一例として以下の方法で組み立てられる。すなわち、固定インシュレータ20に対して下方から金具40を圧入し、金具40が圧入された固定インシュレータ20の内側に可動インシュレータ30を配置する。固定インシュレータ20及び可動インシュレータ30に対して下方からコンタクト50を圧入する。
以下では、コンタクト50が弾性変形していない状態におけるコネクタ10の各部品の構成について主に説明する。初めに、図3乃至図9を参照しながら、固定インシュレータ20の構成について主に説明する。
図6及び図7に示すとおり、固定インシュレータ20は、絶縁性かつ耐熱性の合成樹脂材料を射出成形した、角筒状の部材である。固定インシュレータ20は、枠状に形成され、中空である。固定インシュレータ20は、上面に第1開口21a及び第2開口21bを有する。固定インシュレータ20は、下面に第3開口21cを有する。固定インシュレータ20は、前後左右の4つの側壁を含み、内部の空間を囲繞する外周壁22を有する。より具体的には、外周壁22は、左右両側の一対の短手壁22aと前後両側の一対の長手壁22bとにより形成されている。長手壁22bは、その左右両端及び中央において、前後方向の内側に突出するように形成されている突壁22b1を有する。
固定インシュレータ20は、短手壁22aで上下方向に沿って固定インシュレータ20の内部に凹設されている金具取付溝23を有する。金具取付溝23には、金具40が取り付けられる。
固定インシュレータ20は、長手壁22bの内側において下縁部から下面及び内面にわたって凹設されている複数のコンタクト取付溝24を有する。複数のコンタクト取付溝24は、左右方向に沿って互いに所定の間隔で離間した状態で形成されている。コンタクト取付溝24は、固定インシュレータ20の長手壁22bで上下方向にわたり延在する。コンタクト取付溝24には、コンタクト50が取り付けられる。
固定インシュレータ20は、長手壁22bの中央部において前後両側の長手壁22bを連結するように前後方向にわたって延在する隔壁25を有する。隔壁25は、長手壁22bの中央部において、第1開口21aと第2開口21bとを左右方向に沿って隔てる。隔壁25は、固定インシュレータ20の上面から、固定インシュレータ20における上下方向の中央部まで、固定インシュレータ20の内側で上下方向に沿って延在している。図4に示すとおり、固定インシュレータ20は、後側の長手壁22bの左端、及び前側の長手壁22bの右端の下面に突設されている一対のボス26を有する。
続いて、図4乃至図9を主に参照しながら、可動インシュレータ30の構成について説明する。
可動インシュレータ30は、固定インシュレータ20の内側に配置され、固定インシュレータ20に対して相対的に移動可能である。可動インシュレータ30は、接続対象物60と嵌合する。可動インシュレータ30は、互いに分離した状態で固定インシュレータ20の内側に配置され、独立別個に移動可能な第1可動インシュレータ30a及び第2可動インシュレータ30bを有する。
例えば、コネクタ10において、第1可動インシュレータ30aと第2可動インシュレータ30bとは、互いに同一形状となるように形成されている。例えば、第1可動インシュレータ30a及び第2可動インシュレータ30bは、互いに反転した状態で、コンタクト50の配列方向に沿って直線状に配置されている。例えば、第1可動インシュレータ30aは、可動インシュレータ30のうち左側に配置されている。第2可動インシュレータ30bは、可動インシュレータ30のうち右側に配置されている。
以下では、コンタクト50の配列方向に沿って左側に配置されている第1可動インシュレータ30aにのみ着目して、その構成について主に説明する。第1可動インシュレータ30aに関する以下の説明と同様の内容が、第2可動インシュレータ30bにも当てはまる。
図6乃至図8に示すとおり、第1可動インシュレータ30aは、絶縁性かつ耐熱性の合成樹脂材料を射出成形した、左右方向に延在する部材である。第1可動インシュレータ30aは、前方からの正面視において凸字状に形成されている。第1可動インシュレータ30aは、下部を構成する底部31と、底部31から上方に突出し、接続対象物60と嵌合する嵌合凸部32と、を有する。底部31は、左右方向において嵌合凸部32よりも長い。底部31は、第2可動インシュレータ30b側、すなわち右側の側面から第2可動インシュレータ30bに向けて突出する突出部31aを有する。突出部31aは、左右方向に対して斜めに傾斜する対向面31bを有する。
第1可動インシュレータ30aは、嵌合凸部32の上面に凹設されている嵌合凹部33を有する。第1可動インシュレータ30aは、嵌合凸部32の上縁部にわたって嵌合凹部33を囲むように形成されている誘い込み部34を有する。誘い込み部34は、嵌合凸部32の上縁部において上方に向けて斜め内方に傾斜する傾斜面によって構成される。
第1可動インシュレータ30aは、左右方向に沿って互いに所定の間隔で離間した状態で形成されている複数のコンタクト取付溝35を有する。コンタクト取付溝35は、上下方向にわたり延在する。コンタクト取付溝35の下部は、第1可動インシュレータ30aの前面及び後面の下部が凹設されることで形成されている。コンタクト取付溝35の中央部は、第1可動インシュレータ30aの内部に形成されている。コンタクト取付溝35の上部は、嵌合凹部33の前後方向の両内面が凹設されることで形成されている。コンタクト取付溝35には、コンタクト50が取り付けられる。
第1可動インシュレータ30aは、嵌合凹部33の底面から下方に向けて内部で延在する壁部36を有する。壁部36は、前後方向に配列された状態で第1可動インシュレータ30aに取り付けられている一対のコンタクト50の間に位置する。すなわち、壁部36は、一対のコンタクト50と対向する。壁部36の上部は、最も幅広に形成されている。壁部36の中央部は、上部よりも幅狭に形成されている。壁部36の下部は、中央部よりもさらに幅狭に形成されている。壁部36の前面及び後面は、コンタクト取付溝35の一部を構成する。第1可動インシュレータ30aの内部に形成されているコンタクト取付溝35の中央部は、壁部36の中央部及び上部の幅の変化に伴って、下方から上方に向かうにつれて前後方向に幅狭となる。
第1可動インシュレータ30aは、嵌合凸部32の上部において左右方向の略全体にわたり凹設されている凹部37を有する。凹部37は、嵌合凸部32の上部において、前後両側に形成されている。図4に示すとおり、第1可動インシュレータ30aは、底部31の左右両端の下面から下方に向けて突出する一対の突部38を有する。
図5に示すとおり、第1可動インシュレータ30aの突出部31a(第1突出部)は、第2可動インシュレータ30b側の側面から第2可動インシュレータ30bに向けて突出する。第2可動インシュレータ30bの突出部31a(第2突出部)は、第1可動インシュレータ30aの突出部31aと離間し、第1可動インシュレータ30a側の側面から第1可動インシュレータ30aに向けて突出する。
第1可動インシュレータ30aの突出部31aの先端は、第2可動インシュレータ30bの突出部31aの先端よりも第2可動インシュレータ30b側に位置する。換言すると、第1可動インシュレータ30aの突出部31a及び第2可動インシュレータ30bの突出部31aは、少なくとも一部において、突出方向に沿って互いに重なる。例えば、第1突出部の対向面31bと第2突出部の対向面31bとが、前後方向に沿って互いに対向する。2つの対向面31bは、左右方向に対して斜めに傾斜した状態で略平行に配置されている。2つの対向面31bの前後方向に沿った離間距離L1は、突出部31aと固定インシュレータ20の突壁22b1との間の離間距離L2よりも小さい。
固定インシュレータ20の隔壁25は、接続対象物60と可動インシュレータ30との嵌合側から、第1突出部及び第2突出部と重なる。より具体的には、固定インシュレータ20の隔壁25は、突出方向に沿って互いに重なっている第1突出部及び第2突出部の重なり部分に対して上側から重なる。
続いて、図6を主に参照しながら、金具40の構成について説明する。
金具40は、任意の金属材料の薄板を順送金型(スタンピング)を用いて図6に示す形状に成形加工したものである。金具40の加工方法は、抜き加工を行った後に板厚方向に屈曲させる工程を含む。金具40は、固定インシュレータ20の金具取付溝23に圧入され、固定インシュレータ20の左右両端部に配置されている。金具40は、左右方向からの正面視において、H字状に形成されている。
金具40は、その前後両側の下端部において、U字状に外側に延出する実装部41を有する。金具40は、その上下方向の中央部において、前後方向に延在する連結部42を有する。金具40は、連結部42において、前後方向における中央部の下縁部から内方に向けて左右方向に突出する抜止部43を有する。抜止部43は、固定インシュレータ20に対する可動インシュレータ30の上方への抜けを抑制する。金具40は、その前後両側の上端部において、固定インシュレータ20の金具取付溝23に対して係止する係止部44を有する。
続いて、図9乃至図11を主に参照しながら、コンタクト50の構成について説明する。
コンタクト50は、例えば、リン青銅、ベリリウム銅、若しくはチタン銅を含むばね弾性を備えた銅合金又はコルソン系銅合金の薄板を順送金型(スタンピング)を用いて図9乃至図11に示す形状に成形加工したものである。コンタクト50は、抜き加工のみによって形成される。コンタクト50の加工方法はこれに限定されず、抜き加工を行った後に板厚方向に屈曲させる工程を含んでもよい。コンタクト50は、弾性変形に伴う形状変化が大きくなるように、例えば弾性係数の小さい金属材料によって形成されている。コンタクト50の表面には、ニッケルめっきで下地を形成した後に、金又は錫等によるめっきが施されている。
図6に示すとおり、コンタクト50は、左右方向に沿って複数配列されている。図9に示すとおり、コンタクト50は、固定インシュレータ20及び可動インシュレータ30に取り付けられている。図9及び図10に示すとおり、同一の左右位置に配列される一対のコンタクト50は、前後方向に沿って対称的に形成及び配置されている。すなわち、一対のコンタクト50は、その間の中心を通る上下軸に対して互いに線対称となるように形成及び配置されている。
コンタクト50は、上下方向に沿って延在し、固定インシュレータ20によって支持される基部51を有する。コンタクト50は、基部51の下端部と連続して形成され、固定インシュレータ20のコンタクト取付溝24に対して係止する第1係止部52aを有する。コンタクト50は、基部51の上端部に形成され、固定インシュレータ20のコンタクト取付溝24に対して係止する第2係止部52bを有する。第2係止部52bは、後述する第1幅広部51aよりも嵌合側に形成されている。基部51、第1係止部52a、及び第2係止部52bは、固定インシュレータ20のコンタクト取付溝24に収容されている。コンタクト50は、第1係止部52aの下端部の外側からL字状に外方に延出する実装部53を有する。
コンタクト50は、基部51の一部を構成し、固定インシュレータ20側に位置する第1幅広部51aを有する。第1幅広部51aは、固定インシュレータ20の内側において長手壁22bの内面に沿って位置する。第1幅広部51aは、固定インシュレータ20に対して直接係止しておらず、第1係止部52a及び第2係止部52bが固定インシュレータ20に対して係止することで支持される。第1幅広部51aは、後述する第1弾性部54aと連続して形成されている。第1幅広部51aは、第1弾性部54aの外端部の近傍において、第1弾性部54aと隣接するように形成されている。
第1幅広部51aは、固定インシュレータ20に沿ったコンタクト50の他の部分よりも、前後方向において可動インシュレータ30側に突出する。第1幅広部51aは、基部51の他の部分よりも前後方向において一段内側に突出する。第1幅広部51aは、基部51の他の部分よりも前後方向に幅広である。同様に、第1幅広部51aは、第1弾性部54aよりも幅広である。このように、第1幅広部51aは、全体として基部51の他の部分及び第1弾性部54aよりも断面積が大きく形成されている。これにより、第1幅広部51aは、基部51の他の部分及び第1弾性部54aよりも高い電気伝導性を有する。より具体的には第1幅広部51aは、基部51の他の部分及び第1弾性部54aよりも低い特性インピーダンスを有する。
図10及び図11に示すとおり、コンタクト50は、第1幅広部51aの表面に形成されている凹凸部51bを有する。左右方向の一方の外面では、凹凸部51bは、凸部として形成されている。逆に、左右方向の他方の外面では、凹凸部51bは、凹部として形成されている。凹凸部51bは、コンタクト50が固定インシュレータ20に取り付けられている状態で、コンタクト取付溝24の表面と接触する。これにより、抜き加工によって左右方向に幅狭に形成されているコンタクト50の左右方向に沿ったねじれが抑制される。したがって、コンタクト50は、左右方向に幅狭であっても固定インシュレータ20に対して安定に取り付けられる。さらに、コネクタ10と接続対象物60とが嵌合した嵌合状態において、可動インシュレータ30が固定インシュレータ20に対して相対的に移動した場合であっても、コンタクト50にかかる左右方向のねじれが抑制される。
コンタクト50は、基部51から前後方向に沿って内側に延出する、弾性変形可能な第1弾性部54aを有する。第1弾性部54aは、基部51から斜め下方に向けて内側に延出した後、斜め上方に向けて屈曲し、そのまま直線的に延在する。第1弾性部54aは、その内側の端部において下方に向けて再度屈曲し、後述する中間部54bの上端部と接続されている。第1弾性部54aは、基部51及び第1幅広部51aよりも幅狭に形成されている。以上により、第1弾性部54aは、弾性変位する部分を調整することができる。
コンタクト50は、第1弾性部54aと連続して形成されている中間部54bを有する。中間部54bは、全体として第1弾性部54aよりも幅広、すなわち断面積が大きく形成されていることで、第1弾性部54aよりも高い電気伝導性を有する。中間部54bは、コンタクト50が弾性変形しない状態において嵌合方向に延在する。
中間部54bは、上部を構成する第1調整部54b1と、中央部を構成する第2調整部54b2と、下部を構成する第3調整部54b3と、を有する。第1調整部54b1の上端部は、第1弾性部54aと接続されている。第1調整部54b1は、第1弾性部54aよりも断面積が大きい。第1調整部54b1は、前後方向に沿って第2調整部54b2よりも一段外側に突出する。第2調整部54b2は、第1調整部54b1よりも断面積が小さくかつ第1弾性部54aよりも断面積が大きい。例えば、第2調整部54b2は、第1調整部54b1よりも前後方向に幅狭に、かつ第1弾性部54aよりも前後方向に幅広に形成されている。第3調整部54b3は、第2調整部54b2よりも断面積が大きい。第3調整部54b3は、前後方向に沿って第2調整部54b2よりも一段内側に突出する。このように、中間部54bは、第1調整部54b1及び第3調整部54b3において高い電気伝導性を有し、第2調整部54b2においてこれらよりも低い電気伝導性を有する。第1調整部54b1と第3調整部54b3とは対称的に形成されている。より具体的には、第1調整部54b1と第3調整部54b3とは、中間部54bの中心に対して互いに点対称となるように形成されている。
コンタクト50は、第3調整部54b3の下端部から可動インシュレータ30まで延出する、弾性変形可能な第2弾性部54cを有する。第2弾性部54cは、第3調整部54b3の下端部から斜め上方に向けて屈曲し、そのまま直線的に延在する。第2弾性部54cは、斜め下方に向けて再度屈曲し、後述する第2幅広部55の外端部と接続されている。第2弾性部54cは、第1弾性部54aと同様に中間部54bよりも幅狭に形成されている。以上により、第2弾性部54cは、弾性変位する部分を調整することができる。
第1弾性部54a、中間部54b、及び第2弾性部54cは、クランク状に一体的に形成されている。第1弾性部54a、中間部54b、及び第2弾性部54cは、嵌合方向に沿って嵌合側から順に配置されている。第1弾性部54a及び第2弾性部54cは、中間部54bに対して対称的に形成されている。より具体的には、第1弾性部54a及び第2弾性部54cは、中間部54bの中心に対して互いに点対称となるように形成されている。
第1弾性部54a及び第2弾性部54cは、中間部54bにおいて、嵌合方向の両端側からそれぞれ延出する。より具体的には、第1弾性部54aは、第1調整部54b1の上縁部における内側の端部から延出する。一方で、第2弾性部54cは、第3調整部54b3の下縁部における外側の端部から延出する。このように、第1弾性部54aと中間部54bとの接続点及び第2弾性部54cと中間部54bとの接続点は、中間部54bの中心に対して互いに対称的な位置に形成されている。第1弾性部54a及び第2弾性部54cは、第1幅広部51a及び後述する第2幅広部55と連続している端部と反対側の端部において中間部54bとそれぞれ連続している。より具体的には、第1弾性部54aは、外端部で第1幅広部51aと連続している一方で、内端部で中間部54bと連続している。同様に、第2弾性部54cは、内端部で第2幅広部55と連続している一方で、外端部で中間部54bと連続している。
コンタクト50は、第2弾性部54cと連続する第2幅広部55を有する。第2幅広部55は、第2弾性部54cの内端部の近傍において、第2弾性部54cと隣接するように形成されている。第2幅広部55は、可動インシュレータ30側に位置する。第2幅広部55は、可動インシュレータ30のコンタクト取付溝35内に位置する。第2幅広部55は、可動インシュレータ30に対して直接係止しておらず、後述する第3係止部58が可動インシュレータ30に対して係止することで支持される。
第2幅広部55は、可動インシュレータ30に沿ったコンタクト50の他の部分よりも、前後方向において固定インシュレータ20側に突出する。より具体的には、第2幅広部55は、後述する第3弾性部56、第3係止部58、及び弾性接触部59よりも前後方向において一段外側に突出する。
第2幅広部55は、可動インシュレータ30に沿ったコンタクト50の他の部分よりも、前後方向において可動インシュレータ30側にさらに突出する。より具体的には、第2幅広部55は、上下方向の広範な領域にわたって、後述する第3弾性部56よりも前後方向において一段内側にさらに突出する。
第2幅広部55は、第3弾性部56、第3係止部58、及び弾性接触部59よりも前後方向に幅広である。同様に、第2幅広部55は、第2弾性部54cよりも幅広である。このように、第2幅広部55は、全体として第2弾性部54c、第3弾性部56、第3係止部58、及び弾性接触部59よりも断面積が大きく形成されている。これにより、第2幅広部55は、第2弾性部54c、第3弾性部56、第3係止部58、及び弾性接触部59よりも高い電気伝導性を有する。より具体的には第2幅広部55は、第2弾性部54c、第3弾性部56、第3係止部58、及び弾性接触部59よりも低い特性インピーダンスを有する。
コンタクト50は、第2幅広部55から上方に向けて延出し、可動インシュレータ30の内壁に沿って配置されている、弾性変形可能な第3弾性部56を有する。第3弾性部56は、弾性変形しない状態において嵌合方向に延在する。第3弾性部56は、全体にわたって、その内側に形成されている可動インシュレータ30の壁部36と対向する。コンタクト50は、第3弾性部56が弾性変形する際の屈曲点を構成するように、第3弾性部56の表面に形成されている切欠部57を有する。切欠部57は、第3弾性部56の前後方向の外面の中央部において、その表面が切り取られた状態で形成されている。
コンタクト50は、第3弾性部56の上方に連続して形成され、可動インシュレータ30に対して係止する第3係止部58を有する。第3係止部58は、第3弾性部56よりも幅広に形成されている。コンタクト50は、第3係止部58の上方に連続して形成され、嵌合の際に接続対象物60のコンタクト90と接触する弾性接触部59を有する。弾性接触部59は、コンタクト50において、例えば第2調整部54b2から第1調整部54b1と反対側に連続する部分の先端に形成されている。
図7乃至図9に示すとおり、第2幅広部55、第3弾性部56、切欠部57、及び第3係止部58は、可動インシュレータ30のコンタクト取付溝35に収容されている。第2幅広部55、第3弾性部56、及び第3係止部58は、略全体にわたって、その内側に形成されている可動インシュレータ30の壁部36と対向する。第2弾性部54cと第3弾性部56とを接続する第2幅広部55は、壁部36の下端部と対向する位置に配置されている。
第2幅広部55及び第3弾性部56の下半部は、可動インシュレータ30の前面及び後面の凹設部分として構成されるコンタクト取付溝35の下部に収容されている。第3弾性部56の上半部及び第3係止部58は、可動インシュレータ30の内部により構成されるコンタクト取付溝35の中央部に収容されている。切欠部57は、コンタクト取付溝35の下部と中央部との境界近傍に位置するように、第3弾性部56の表面に形成されている。
弾性接触部59は、可動インシュレータ30の嵌合凹部33の内面の凹設部分として構成されるコンタクト取付溝35の上部に位置している。弾性接触部59の先端は、コンタクト取付溝35から嵌合凹部33内に露出している。
以上のような構造のコネクタ10は、例えば、回路基板CB1に形成された任意の凹部に固定インシュレータ20のボス26が係合して、回路基板CB1に対して位置決めされる。このような状態で、回路基板CB1の実装面に形成された回路パターンに対して、コンタクト50の実装部53がはんだ付けされる。当該実装面に形成されたパターンに対して、金具40の実装部41がはんだ付けされる。以上により、コネクタ10は、回路基板CB1に対して実装される。回路基板CB1の実装面には、例えば、CPU(Central Processing Unit)、コントローラ、又はメモリ等のコネクタ10とは別の電子部品が実装される。
例えば、一の可動インシュレータ30に取り付けられている複数のコンタクト50の各々は、回路基板CB1の実装面に形成された回路パターンに対して、信号用、電源用、及び接地用のいずれかに任意の組み合わせで割り当てられてもよい。例えば、複数のコンタクト50のうち一部のコンタクト50の実装部53が信号用に割り当てられ、他の一部の実装部53が電源用に割り当てられ、さらに他の一部の実装部53が接地用に割り当てられてもよい。
続いて、接続対象物60の構造について主に図12及び図13を参照しながら説明する。
図12は、図3のコネクタ10と接続される接続対象物60を上面視により示した外観斜視図である。図13は、図12の接続対象物60の上面視による分解斜視図である。
図13に示すとおり、接続対象物60は、大きな構成要素として、インシュレータ70と、金具80と、コンタクト90と、を有する。接続対象物60は、インシュレータ70に対して、上方から金具80を圧入し、下方からコンタクト90を圧入することで組み立てられる。
インシュレータ70は、絶縁性かつ耐熱性の合成樹脂材料を射出成形した、四角柱状の部材である。インシュレータ70は、上面に形成され、左右方向に沿って直線状に配置されている第1嵌合凹部71及び第2嵌合凹部72を有する。インシュレータ70は、第1嵌合凹部71の内部に形成されている第1嵌合凸部73を有する。インシュレータ70は、第2嵌合凹部72の内部に形成されている第2嵌合凸部74を有する。
インシュレータ70は、第1嵌合凹部71及び第2嵌合凹部72の上縁部にわたってこれらを囲むようにそれぞれ形成されている誘い込み部75を有する。誘い込み部75は、第1嵌合凹部71及び第2嵌合凹部72の上縁部において上方に向けて斜め外方に傾斜する傾斜面によって構成される。インシュレータ70は、左右両側の側面から左右方向の外側に突設されている金具取付溝76を有する。金具取付溝76には、金具80が取り付けられる。
インシュレータ70は、底部の前後両側と、第1嵌合凸部73及び第2嵌合凸部74の前面及び後面とに形成されている複数のコンタクト取付溝77を有する。複数のコンタクト取付溝77には、複数のコンタクト90がそれぞれ取り付けられる。複数のコンタクト取付溝77は、左右方向に沿って互いに所定の間隔で離間した状態で形成されている。
金具80は、任意の金属材料の薄板を順送金型(スタンピング)を用いて図13に示す形状に成形加工したものである。金具80は、インシュレータ70の左右両端部のそれぞれに配置されている。金具80は、その下端部において、L字状に外側に延出する実装部81を有する。金具80は、実装部81と上方に連続して形成され、インシュレータ70の金具取付溝76に対して係止する係止部82を有する。
コンタクト90は、例えば、リン青銅、ベリリウム銅、若しくはチタン銅を含むばね弾性を備えた銅合金又はコルソン系銅合金の薄板を順送金型(スタンピング)を用いて図13に示す形状に成形加工したものである。コンタクト90の表面には、ニッケルめっきで下地を形成した後に、金又は錫等によるめっきが施されている。
コンタクト90は、左右方向に沿って複数配列されている。コンタクト90は、L字状に外側に延出する実装部91を有する。コンタクト90は、その上端に形成され、接続対象物60とコネクタ10とが嵌合する嵌合状態でコンタクト50の弾性接触部59と接触する接触部92を有する。
以上のような構造の接続対象物60では、回路基板CB2の実装面に形成された回路パターンに対して、コンタクト90の実装部91がはんだ付けされる。当該実装面に形成されたパターンに対して、金具80の実装部81がはんだ付けされる。以上により、接続対象物60は、回路基板CB2に対して実装される。回路基板CB2の実装面には、例えば、カメラモジュール及びセンサ等を含む接続対象物60とは別の電子部品が実装される。
例えば、複数のコンタクト90の各々は、回路基板CB2の実装面に形成された回路パターンに対して、信号用、電源用、及び接地用のいずれかに任意の組み合わせで割り当てられてもよい。例えば、複数のコンタクト90のうち一部のコンタクト90の実装部91が信号用に割り当てられ、他の一部の実装部91が電源用に割り当てられ、さらに他の一部の実装部91が接地用に割り当てられてもよい。
図14は、図1のXIV−XIV矢線に沿った断面図である。図1において、XIV−XIV矢線は、可動インシュレータ30のうち、一例として、第1可動インシュレータ30a側に配置されているが、図14と同様の断面が第2可動インシュレータ30b側に対しても得られる。したがって、第1可動インシュレータ30aに関する以下の説明と同様の内容が、第2可動インシュレータ30bにも当てはまる。図14を主に参照しながら、フローティング構造を有するコネクタ10の動作について説明する。
コネクタ10のコンタクト50は、固定インシュレータ20の内部で、第1可動インシュレータ30aが固定インシュレータ20と離間し、かつ、浮いた状態で、第1可動インシュレータ30aを支持している。このとき、第1可動インシュレータ30aの下部は、固定インシュレータ20の外周壁22によって囲繞される。嵌合凹部33を含む第1可動インシュレータ30aの上部は、固定インシュレータ20の第1開口21aより上方に突出する。
コンタクト50の実装部53が回路基板CB1に対してはんだ付けされることで、固定インシュレータ20は、回路基板CB1に対して固定される。第1可動インシュレータ30aは、コンタクト50の第1弾性部54a、第2弾性部54c、及び第3弾性部56が弾性変形することで、回路基板CB1に固定された固定インシュレータ20に対して移動可能となる。
図4及び図5に示すとおり、固定インシュレータ20の長手壁22bの突壁22b1は、固定インシュレータ20に対する第1可動インシュレータ30aの前後方向への過剰な移動を規制する。例えば、第1可動インシュレータ30aがコンタクト50の弾性変形に伴い設計値を超えて大きく前後方向に移動すると、第1可動インシュレータ30aの底部31又は突出部31aが突壁22b1と接触する。より具体的には、第1可動インシュレータ30aの底部31の左端部が長手壁22bの左端の突壁22b1と接触する。第1可動インシュレータ30aの突出部31aが長手壁22bの中央の突壁22b1と接触する。これにより、第1可動インシュレータ30aは、前後方向の外側にそれ以上移動しない。
固定インシュレータ20の短手壁22a及び隔壁25は、固定インシュレータ20に対する第1可動インシュレータ30aの左右方向への過剰な移動を規制する。例えば、第1可動インシュレータ30aがコンタクト50の弾性変形に伴い設計値を超えて大きく左右方向に移動すると、第1可動インシュレータ30aの嵌合凸部32が短手壁22a又は隔壁25と接触する。これにより、第1可動インシュレータ30aは、左右方向の外側にそれ以上移動しない。
第1可動インシュレータ30aの突部38は、固定インシュレータ20に対する第1可動インシュレータ30aの下方向への過剰な移動を規制する。例えば、第1可動インシュレータ30aがコンタクト50の弾性変形に伴い設計値を超えて大きく下方向に移動すると、第1可動インシュレータ30aの突部38が回路基板CB1の表面と接触する。これにより、第1可動インシュレータ30aは、下方向にそれ以上移動しない。
以上のようなフローティング構造を有するコネクタ10に対して接続対象物60の上下方向の向きを逆にした状態で、コネクタ10及び接続対象物60の前後位置及び左右位置を略一致させながら、互いを上下方向に対向させる。その後、接続対象物60を下方に移動させる。このとき、互いの位置が例えば前後左右方向に多少ずれていても、コネクタ10の誘い込み部34と接続対象物60の誘い込み部75とが接触する。その結果、コネクタ10のフローティング構造により第1可動インシュレータ30a及び第2可動インシュレータ30bが固定インシュレータ20に対して相対的に移動する。より具体的には、第1可動インシュレータ30aの嵌合凸部32が、インシュレータ70の第1嵌合凹部71に誘い込まれる。第2可動インシュレータ30bの嵌合凸部32が、インシュレータ70の第2嵌合凹部72に誘い込まれる。
接続対象物60を下方にさらに移動させると、第1可動インシュレータ30aの嵌合凸部32とインシュレータ70の第1嵌合凹部71とが互いに嵌合する。第2可動インシュレータ30bの嵌合凸部32とインシュレータ70の第2嵌合凹部72とが互いに嵌合する。このとき、第1可動インシュレータ30aの嵌合凹部33とインシュレータ70の第1嵌合凸部73とが互いに嵌合する。第2可動インシュレータ30bの嵌合凹部33とインシュレータ70の第2嵌合凸部74とが互いに嵌合する。
コネクタ10の可動インシュレータ30と接続対象物60のインシュレータ70とが嵌合した嵌合状態で、コネクタ10のコンタクト50と接続対象物60のコンタクト90とが互いに接触する。より具体的には、コンタクト50の弾性接触部59とコンタクト90の接触部92とが互いに接触する。このとき、コンタクト50の弾性接触部59の先端は、外側に向けて若干弾性変形し、コンタクト取付溝35の内部に向けて弾性変位する。
以上により、コネクタ10と接続対象物60とは、完全に接続される。このとき、コンタクト50及びコンタクト90を介して、回路基板CB1と回路基板CB2とが電気的に接続される。
この状態で、コンタクト50の一対の弾性接触部59は、接続対象物60の一対のコンタクト90を前後方向に沿った内側への弾性力により前後両側から挟持する。これにより生じる接続対象物60のコンタクト90への押圧力の反作用により、接続対象物60をコネクタ10から抜去する場合、可動インシュレータ30は、コンタクト50を介して抜去方向、すなわち上方向への力を受ける。これにより、仮に可動インシュレータ30が上方に移動したとしても、固定インシュレータ20の隔壁25及び固定インシュレータ20に圧入された金具40の抜止部43が、可動インシュレータ30の上方への抜けを抑制する。
例えば、固定インシュレータ20の隔壁25は、固定インシュレータ20の内側に配置されている可動インシュレータ30の突出部31aの直上に位置する。同様に、固定インシュレータ20に圧入された金具40の抜止部43は、固定インシュレータ20内部において、可動インシュレータ30の底部31の左右両端部の直上に位置する。したがって、可動インシュレータ30が上方に移動しようとすると、突出部31aが隔壁25と接触し、外方に突出した底部31の左右両端部が抜止部43と接触する。これにより、可動インシュレータ30は、上方にそれ以上移動しない。
図15は、図6の一対のコンタクト50が弾性変形する第1例を示した模式図である。図16は、図6の一対のコンタクト50が弾性変形する第2例を示した模式図である。
図15及び図16を参照しながら、一対のコンタクト50が弾性変形するときの各構成部の動作について、詳細に説明する。以下では説明の簡便のために、各図の右側に配置されているコンタクト50をコンタクト50aとし、各図の左側に配置されているコンタクト50をコンタクト50bとして説明する。図15及び図16において、コンタクト50a及び50bが弾性変形しない状態を二点鎖線によって示す。
図15では、一例として、可動インシュレータ30が何らかの外的要因によって右方向に移動した場合を想定する。
可動インシュレータ30が右方向に移動すると、コンタクト50aの第3係止部58が可動インシュレータ30の壁部36によって右方向に押される。このとき、コンタクト50aの第3弾性部56は、切欠部57近傍を起点として内側に撓む。コンタクト50aの第3弾性部56は、切欠部57近傍よりも下側において、上側の部分と比較してより内側に弾性変形する。可動インシュレータ30の壁部36と接触しているコンタクト50aの第3係止部58は、可動インシュレータ30との相対位置をほとんど変化させない一方で、コンタクト50aの第2幅広部55は、その相対位置を内側に変化させる。
コンタクト50aの第3弾性部56が右方向に移動すると、第2弾性部54cが弾性変形しつつ、第2弾性部54cと中間部54bとの接続点も右方向に移動する。一方で、第1弾性部54aと中間部54bとの接続点の左右位置の変化は小さい。したがって、第1弾性部54aが弾性変形して、その内側端部の屈曲部が外側に屈曲し、中間部54bが上方から下方に向けて斜め右方向に傾斜する。
可動インシュレータ30が右方向に移動すると、コンタクト50bの第3係止部58が可動インシュレータ30の内壁によって右方向に押される。このとき、コンタクト50bの第3弾性部56は、切欠部57近傍を起点として外側に撓む。コンタクト50bの第3弾性部56は、切欠部57近傍よりも下側において、上側の部分と比較してより外側に弾性変形する。コンタクト取付溝35の内壁と接触しているコンタクト50bの第3係止部58は、可動インシュレータ30との相対位置をほとんど変化させない一方で、コンタクト50bの第2幅広部55は、その相対位置を外側に変化させる。
コンタクト50bの第3弾性部56が右方向に移動すると、第2弾性部54cが弾性変形しつつ、第2弾性部54cと中間部54bとの接続点も右方向に移動する。一方で、第1弾性部54aと中間部54bとの接続点の左右位置の変化は小さい。したがって、第1弾性部54aが弾性変形して、その内側端部の屈曲部が内側に屈曲し、中間部54bが上方から下方に向けて斜め右方向に傾斜する。
図16では、一例として、可動インシュレータ30が何らかの外的要因によって左方向に移動した場合を想定する。
可動インシュレータ30が左方向に移動すると、コンタクト50aの第3係止部58が可動インシュレータ30の内壁によって左方向に押される。このとき、コンタクト50aの第3弾性部56は、切欠部57近傍を起点として外側に撓む。コンタクト50aの第3弾性部56は、切欠部57近傍よりも下側において、上側の部分と比較してより外側に弾性変形する。コンタクト取付溝35の内壁と接触しているコンタクト50aの第3係止部58は、可動インシュレータ30との相対位置をほとんど変化させない一方で、コンタクト50aの第2幅広部55は、その相対位置を外側に変化させる。
コンタクト50aの第3弾性部56が左方向に移動すると、第2弾性部54cが弾性変形しつつ、第2弾性部54cと中間部54bとの接続点も左方向に移動する。一方で、第1弾性部54aと中間部54bとの接続点の左右位置の変化は小さい。したがって、第1弾性部54aが弾性変形して、その内側端部の屈曲部が内側に屈曲し、中間部54bが上方から下方に向けて斜め左方向に傾斜する。
可動インシュレータ30が左方向に移動すると、コンタクト50bの第3係止部58が可動インシュレータ30の壁部36によって左方向に押される。このとき、コンタクト50bの第3弾性部56は、切欠部57近傍を起点として内側に撓む。コンタクト50bの第3弾性部56は、切欠部57近傍よりも下側において、上側の部分と比較してより内側に弾性変形する。可動インシュレータ30の壁部36と接触しているコンタクト50bの第3係止部58は、可動インシュレータ30との相対位置をほとんど変化させない一方で、コンタクト50bの第2幅広部55は、その相対位置を内側に変化させる。
コンタクト50bの第3弾性部56が左方向に移動すると、第2弾性部54cが弾性変形しつつ、第2弾性部54cと中間部54bとの接続点も左方向に移動する。一方で、第1弾性部54aと中間部54bとの接続点の左右位置の変化は小さい。したがって、第1弾性部54aが弾性変形して、その内側端部の屈曲部が外側に屈曲し、中間部54bが上方から下方に向けて斜め左方向に傾斜する。
以上のような一実施形態に係るコネクタ10は、フローティング構造を有し、接続対象物60と嵌合している可動インシュレータ30及び固定インシュレータ20に対して発生する負荷を抑制可能である。これにより、コネクタ10は、これらのインシュレータの破損又は変形等を抑制可能である。例えば、可動インシュレータ30が、互いに分離した第1可動インシュレータ30a及び第2可動インシュレータ30bを有することで、接続対象物60とコネクタ10とが嵌合した嵌合状態において接続対象物60が移動したとしても、接続対象物60と嵌合している可動インシュレータ30に対する応力等の負荷が抑制される。例えば、可動インシュレータ30が、互いに分離した第1可動インシュレータ30a及び第2可動インシュレータ30bを有することで、嵌合状態において接続対象物60が移動したときに、1つの可動インシュレータ30の衝突等によって固定インシュレータ20に与えられる負荷が抑制される。このような負荷の抑制効果は、例えば、多極化によってコネクタ10が長尺になる程大きくなる。
加えて、可動インシュレータ30が2つに分離することで第1可動インシュレータ30a及び第2可動インシュレータ30bが個別に移動可能であるので、一体となっている場合と比較して、可動インシュレータ30の可動性が向上する。したがって、接続対象物60の第1嵌合凹部71及び第2嵌合凹部72と可動インシュレータ30との間の誘い込みが容易となり、コネクタ10において、良好なフローティング構造が実現可能である。すなわち、コネクタ10に対する接続対象物60の挿入作業が容易となる。
固定インシュレータ20の隔壁25が、可動インシュレータ30の突出部31aと嵌合側から重なることで、可動インシュレータ30が上方に移動しようとすると、突出部31aが隔壁25と接触する。これにより、可動インシュレータ30は、上方にそれ以上移動しない。したがって、固定インシュレータ20に対する可動インシュレータ30の上方への抜けが抑制される。
第1可動インシュレータ30aの第1突出部の先端が、第2可動インシュレータ30bの第2突出部の先端よりも第2可動インシュレータ30b側に位置することで、隔壁25の左右方向の幅が短縮された場合であっても、嵌合側から見た隔壁25と突出部31aとの間の左右方向の重なり幅が維持される。したがって、可動インシュレータ30の可動量を増大させるために隔壁25の左右方向の幅が短縮された場合であっても、固定インシュレータ20に対する可動インシュレータ30の上方への抜けが効果的に抑制される。
第1可動インシュレータ30a及び第2可動インシュレータ30bが、コンタクト50の配列方向に沿って直線状に配置されていることで、一方向、すなわち左右方向にコネクタ10の幅を広げて、他方向、すなわち前後方向にコネクタ10の幅を低減可能である。
第1可動インシュレータ30aと第2可動インシュレータ30bとが、互いに同一形状となるように形成されていることで、可動インシュレータ30の製造が容易となる。したがって、コネクタ10の生産性が向上し、製造コストが低減可能である。
コネクタ10では、信号伝送における伝送特性が向上する。コネクタ10では、コンタクト50が中間部54bを有することで、コンタクト50の対応する部分における特性インピーダンスが調整され、特性インピーダンスの理想値に近付くことができる。より具体的には、コンタクト50では、大きな弾性変形量を得るために第1弾性部54a及び第2弾性部54cが幅狭に(断面積が狭く)形成されていることで、理想値に調整された特性インピーダンスが第1弾性部54a及び第2弾性部54cにおいて増大する。中間部54bは、このような特性インピーダンスの増加幅を意図的に抑制することができる。このように、中間部54bは、第1弾性部54a及び第2弾性部54cにおける特性インピーダンスの増加分を抑制して特性インピーダンスを全体にわたり理想値に近づける役割を果たす。したがって、コネクタ10では、大容量かつ高速伝送においても所望する伝送特性がより容易に得られる。中間部54bにおける各調整部を有さない従来の電気コネクタと比較して伝送特性がより向上する。
コンタクト50が第1幅広部51a及び第2幅広部55を有することで、それぞれの伝送路の幅、すなわち伝送路の断面積に応じて特性インピーダンスが調整される。例えば、第1幅広部51a及び第2幅広部55は、前後方向に突出することで幅広に形成されている。これにより、コンタクト50の対応する部分における特性インピーダンスが理想値に近付く。より具体的には、第1幅広部51a及び第2幅広部55は、第1弾性部54a及び第2弾性部54cにおける特性インピーダンスの増加幅を意図的に抑制することができる。このように、第1幅広部51a及び第2幅広部55によって特性インピーダンスを調整することで、これらの構成部は、第1弾性部54a及び第2弾性部54cにおける特性インピーダンスの増加分を抑制して特性インピーダンスを理想値に近づけることができる。
各幅広部が前後方向に突出するようにコンタクト50を設計することで、コンタクト50の全体形状が抜き加工のみによって形成可能である。これにより、コンタクト50の生産性が向上する。さらに、コンタクト50が複雑な形状で設計された場合であっても、コンタクト50の製造が容易である。したがって、所望する伝送特性に合わせた最適な形状を精度良く維持した状態でコンタクト50が製造可能である。このように、コンタクト50の生産性が向上し、結果、コネクタ10の生産性が向上する。
第1幅広部51a及び第2幅広部55が第1弾性部54a及び第2弾性部54cとそれぞれ連続して形成されていることで、幅狭に形成されている各弾性部に与える各幅広部の影響がより強調される。これにより、各弾性部の特性インピーダンスがより効果的に低下する。すなわち、各弾性部における特性インピーダンスの増加分が効果的に抑制される。
コネクタ10は、以下で説明するように、上述した信号伝送における良好な伝送特性に加えて、良好なフローティング構造を実現できる。
コネクタ10は、コンタクト50が第2弾性部54cを有することで、固定インシュレータ20に対する可動インシュレータ30の可動量をより大きくできる。より具体的には、第1弾性部54aの弾性変形に加えて、第2弾性部54cの弾性変形が生じることで、固定インシュレータ20に対する可動インシュレータ30の可動量が増大する。
コネクタ10は、コンタクト50が第3弾性部56をさらに有することで、固定インシュレータ20に対する可動インシュレータ30の可動量をより大きくできる。より具体的には、第1弾性部54a及び第2弾性部54cの弾性変形に加えて、第3弾性部56の弾性変形が生じることで、固定インシュレータ20に対する可動インシュレータ30の可動量が増大する。
可動インシュレータ30が第2幅広部55と対向する位置に壁部36を有することで、図9の前後方向に対称的に配置されている一対のコンタクト50同士の接触が抑制される。上述のとおり、第2弾性部54cと第3弾性部56とを接続する第2幅広部55は、第2弾性部54c及び第3弾性部56の弾性変形に伴って、例えば図9の前後方向に沿って移動する。このとき、仮に可動インシュレータ30に壁部36が形成されていないとすると、それぞれの弾性変形状態に応じて、前後一対のコンタクト50の第2幅広部55同士が接触する可能性もある。
壁部36の形成により、このような第2幅広部55同士の接触が抑制され、短絡等の電気的に引き起こされる不具合及び破損等の力学的に引き起こされる不具合が抑制される。別言すると、コネクタ10は、壁部36の形成により、第3弾性部56の過剰な弾性変形を規制できる。第2弾性部54c及び第3弾性部56の弾性変形に伴って第2幅広部55が移動するような状況であっても、コネクタ10の製品としての信頼性が維持される。
コネクタ10では、第1調整部54b1が前後方向に沿って第2調整部54b2よりも一段外側に突出し、第3調整部54b3が前後方向に沿って第2調整部54b2よりも一段内側に突出する。このような形成方法により、図15及び図16に示すとおり、コンタクト50が弾性変形した場合であっても、第1調整部54b1及び第3調整部54b3のいずれも、コンタクト50の他の部分及び可動インシュレータ30に接触しない。したがって、コネクタ10は、第1調整部54b1及び第3調整部54b3の突出部分がコンタクト50の弾性変形の妨げになることなく、円滑な可動インシュレータ30の移動を実現して、良好なフローティング構造に寄与できる。
コネクタ10は、第1弾性部54a及び第2弾性部54cが中間部54bにおいて嵌合方向の両端側からそれぞれ延出することで、必要とされる中間部54bの可動量を確保できる。したがって、コネクタ10は、必要とされる可動インシュレータ30の可動量を確保できる。コネクタ10は、第1弾性部54a、中間部54b、及び第2弾性部54cがクランク状に一体的に形成されていることで、上記の効果を奏しつつ図9における前後方向の幅の短縮化にも寄与できる。例えば、第1弾性部54aが中間部54bの上縁部における内側の端部から延出し、第2弾性部54cが中間部54bの下縁部における外側の端部から延出する。これにより、コネクタ10全体の前後方向の幅が短縮される。加えて、固定インシュレータ20内の限られた領域で第1弾性部54a及び第2弾性部54cの弾性変形する部分を長くすることができ、良好なフローティング構造が得られる。
第1弾性部54a、中間部54b、及び第2弾性部54cが嵌合方向に沿って嵌合側から順に配置されていることで、第2弾性部54cと接続されている第2幅広部55が最下方に配置されている。これにより、第3弾性部56が延伸し、より大きく弾性変形することができる。結果として、固定インシュレータ20に対する可動インシュレータ30の可動量が増大する。
コネクタ10は、コンタクト50が切欠部57を有することで、可動インシュレータ30が移動した際に、可動インシュレータ30の内壁と接触する第3係止部58に加わる力を抑制することができる。同様に、コネクタ10は、コンタクト取付溝35の上部に位置する弾性接触部59に加わる力を抑制することができる。コネクタ10は、切欠部57近傍よりも下側において、第3弾性部56を撓ませることができる。より具体的には、コネクタ10では、第3弾性部56において、第3係止部58の下端部から切欠部57近傍に至るまでの上半部よりも、下半部の弾性変形量がより大きくなる。以上により、第3係止部58の可動インシュレータ30に対する係止及び弾性接触部59の接触部92に対する接触が安定した状態で、固定インシュレータ20に対する可動インシュレータ30の移動に第3弾性部56が寄与できる。
コンタクト50が弾性係数の小さい金属材料によって形成されていることで、コネクタ10は、可動インシュレータ30にかかる力が小さい場合であっても、必要とされる可動インシュレータ30の移動量を確保できる。すなわち、可動インシュレータ30は、固定インシュレータ20に対して滑らかに移動することができる。これにより、コネクタ10は、接続対象物60と嵌合する際の位置ずれを容易に吸収できる。
コネクタ10では、何らかの外的要因によって発生する振動をコンタクト50の各弾性部が吸収する。これにより、実装部53に大きな力が加わる可能性が抑制される。したがって、回路基板CB1との接続部分の破損が抑制される。すなわち、回路基板CB1と実装部53との接続部分のはんだにクラックが入ることを抑制できる。したがって、コネクタ10と接続対象物60とが接続されている状態であっても、接続信頼性が向上する。
コンタクト50が幅広に形成された第2幅広部55を有することで、コネクタ10を組み立てる際の作業性が向上する。より具体的には、第2幅広部55が幅広に形成されていることによって、当該部分の剛性が高まる。これにより、コンタクト50は、第2幅広部55を支点として、組立装置等により固定インシュレータ20及び可動インシュレータ30の下方から安定して挿入される。
金具40が固定インシュレータ20に圧入されて、実装部41が回路基板CB1にはんだ付けされることで、金具40は、固定インシュレータ20を回路基板CB1に対して安定して固定できる。金具40により、回路基板CB1に対する固定インシュレータ20の実装強度が向上する。
本開示は、その精神又はその本質的な特徴から離れることなく、上述した実施形態以外の他の所定の形態で実現できることは当業者にとって明白である。したがって、先の記述は例示的であり、これに限定されない。開示の範囲は、先の記述によってではなく、付加した請求項によって定義される。あらゆる変更のうちその均等の範囲内にあるいくつかの変更は、その中に包含されるとする。
例えば、上述した各構成部の形状、配置、向き、及び個数は、上記の説明及び図面における図示の内容に限定されない。各構成部の形状、配置、向き、及び個数は、その機能を実現できるのであれば、任意に構成されてもよい。
上述したコネクタ10及び接続対象物60の組立方法は、上記の説明の内容に限定されない。コネクタ10及び接続対象物60の組立方法は、それぞれの機能が発揮されるように組み立てることができるのであれば、任意の方法であってもよい。例えば、金具40及びコンタクト50の少なくとも一方は、圧入ではなくインサート成形によって固定インシュレータ20及び可動インシュレータ30の少なくとも一方と一体的に成形されてもよい。
コネクタ10は、第1可動インシュレータ30a及び第2可動インシュレータ30bの2つの可動インシュレータ30を有すると説明したが、可動インシュレータ30の数はこれに限定されない。コネクタ10は、3つ以上の可動インシュレータ30を有してもよい。
第1可動インシュレータ30aの突出部31aが、第2可動インシュレータ30b側の側面から第2可動インシュレータ30bに向けて突出し、第2可動インシュレータ30bの突出部31aが、第1可動インシュレータ30a側の側面から第1可動インシュレータ30aに向けて突出すると説明したが、これに限定されない。例えば、可動インシュレータ30の突出部31aは、可動インシュレータ30の底部31の前面及び後面の少なくとも一方から外側に向けて突出していてもよい。
固定インシュレータ20の隔壁25が第1突出部及び第2突出部と嵌合側から重なると説明したが、これに限定されない。例えば、金具40が隔壁25に取り付けられ、固定インシュレータ20ではなく金具40が第1突出部及び第2突出部と嵌合側から重なってもよい。より具体的には、金具40の抜止部43が、第1突出部及び第2突出部と嵌合側から重なってもよい。これにより、抜止部43は、固定インシュレータ20に対する可動インシュレータ30の上方への抜けを抑制可能である。同様に、固定インシュレータ20の隔壁25及び金具40の抜止部43の両方が第1突出部及び第2突出部と嵌合側から重なってもよい。
第1突出部の先端が、第2突出部の先端よりも第2可動インシュレータ30b側に位置すると説明したが、これに限定されない。例えば、第1突出部の先端が、第2突出部の先端よりも第1可動インシュレータ30a側に位置してもよい。このとき、第1可動インシュレータ30aの底部31、すなわち突出部31aの右側面と、第2可動インシュレータ30bの底部31、すなわち突出部31aの左側面と、が互いに対向してもよい。
第1可動インシュレータ30a及び第2可動インシュレータ30bは、コンタクト50の配列方向に沿って直線状に配置されていると説明したが、これに限定されない。第1可動インシュレータ30a及び第2可動インシュレータ30bは、任意の位置関係により固定インシュレータ20の内側に配置されていてもよい。例えば、第1可動インシュレータ30a及び第2可動インシュレータ30bは、可動インシュレータ30の前後面が互いに対向するように、前後方向に沿って配置されていてもよい。このとき、可動インシュレータ30の突出部31aは、可動インシュレータ30の底部31の前面及び後面の少なくとも一方から突出していてもよい。これに限定されず、可動インシュレータ30の突出部31aは、可動インシュレータ30の底部31の左側面及び右側面の少なくとも一方から外側に向けて突出していてもよい。例えば、第1可動インシュレータ30a及び第2可動インシュレータ30bは、L字状に配置されていてもよい。
図17は、図3のコネクタ10の第1変形例を示す正面図である。上記では、第1可動インシュレータ30aと第2可動インシュレータ30bとは、互いに同一形状となるように形成されていると説明したが、これに限定されない。第1可動インシュレータ30aと第2可動インシュレータ30bとは、互いに異なる形状となるように形成されていてもよい。例えば、第1可動インシュレータ30aと第2可動インシュレータ30bとは、接続対象物60と可動インシュレータ30との嵌合方向に沿った長さが互いに異なるように形成されていてもよい。一例として、図17に示すコネクタ10では、第1可動インシュレータ30aは、第2可動インシュレータ30bよりも高い。
ここで、上記では、2つの可動インシュレータ30に対して一組の接続対象物60及び回路基板CB2が接続されると説明したが、これに限定されない。例えば、コネクタ10の2つの可動インシュレータ30に対して二組の異なる接続対象物60及び回路基板CB2がそれぞれ接続されてもよい。
例えば、図17のように、第1可動インシュレータ30a及び第2可動インシュレータ30bの高さを互いに異ならせることで、二組の異なる接続対象物60及び回路基板CB2を2つの可動インシュレータ30に対してそれぞれ接続するときの作業が容易となる。
同様に、第1可動インシュレータ30aと第2可動インシュレータ30bとは、コンタクト50の配列方向に沿った長さが互いに異なるように形成されていてもよい。このとき、第1可動インシュレータ30aに取り付けられるコンタクト50の数と、第2可動インシュレータ30bに取り付けられるコンタクト50の数と、が互いに異なっていてもよい。
図18は、図3のコネクタ10の第2変形例を示す、図5に対応する拡大図である。図19は、図3のコネクタ10の第3変形例を示す、図5に対応する拡大図である。上記では、2つの対向面31bの前後方向に沿った離間距離L1は、突出部31aと固定インシュレータ20の突壁22b1との間の離間距離L2よりも小さいと説明した。すなわち、2つの対向面31bの前後方向に沿った離間距離L1よりも、可動インシュレータ30の可動量の方が大きいと説明したが、これに限定されない。例えば、図18に示すとおり、2つの対向面31bの前後方向に沿った離間距離L1は、突出部31aと固定インシュレータ20の突壁22b1との間の離間距離L2に等しくてもよい。例えば、図19に示すとおり、2つの対向面31bの前後方向に沿った離間距離L1は、突出部31aと固定インシュレータ20の突壁22b1との間の離間距離L2よりも大きくてもよい。
固定インシュレータ20及び可動インシュレータ30に沿って第1幅広部51a及び第2幅広部55がそれぞれ形成されているとして説明したが、これに限定されない。コネクタ10の伝送特性が維持されるのであれば、固定インシュレータ20及び可動インシュレータ30の少なくとも一方に沿って対応する幅広部が形成されていればよい。
中間部54bにおいて、伝送路の幅、すなわち伝送路の断面積が増大して特性インピーダンスが低下することで電気伝導性が向上するとして説明したが、電気伝導性が向上する中間部54bの構成はこれに限定されない。中間部54bは、電気伝導性が向上する任意の構成を有してもよい。例えば、中間部54bは、幅が同一のまま第1弾性部54aよりも厚く形成されていてもよい。例えば、中間部54bは、断面積が同一のまま第1弾性部54aよりも電気伝導性の高い材料によって形成されていてもよい。例えば、中間部54bは、第1弾性部54aと断面積が同一のまま表面に電気伝導性を向上させるめっきを有してもよい。
中間部54bでは、嵌合側から順に第1調整部54b1、第2調整部54b2、及び第3調整部54b3の断面積を変化させて電気伝導性を調整するとして説明したが、中間部54bの構成はこれに限定されない。中間部54bは、嵌後側から順に電気伝導性が高い、低い、及び高い構成部を含む任意の構成を有してもよい。例えば、中間部54bでは、上記のとおり、幅、厚さ、断面積、材料、及びめっきの種類の少なくとも1つを変化させることで電気伝導性が調整されてもよい。
中間部54bは、第1弾性部54a及び第2弾性部54cが弾性変形しない状態において接続対象物60との嵌合方向に延在し、第1弾性部54a及び第2弾性部54cは中間部54bにおいて、嵌合方向の両端側からそれぞれ延出するとして説明した。これに限定されず、第1弾性部54a、中間部54b、及び第2弾性部54cの全体形状は、必要とされる可動インシュレータ30の可動量を確保できるのであれば、任意の形状であってよい。例えば、中間部54bは、嵌合方向からずれた状態で延在してもよい。例えば、第1弾性部54a及び第2弾性部54cは、中間部54bにおいて、図9の前後方向の両端側からそれぞれ延出してもよい。例えば、第1弾性部54a及び第2弾性部54cの形状は、任意であってよく、それぞれがより多くの屈曲部を有してもよい。例えば、第1弾性部54a、中間部54b、及び第2弾性部54cの全体形状は、クランク状ではなく、U字状であってもよい。
図10に示すとおり、第1弾性部54a、中間部54b、及び第2弾性部54cは、嵌合方向に沿って嵌合側から順に配置されているとして説明したが、これに限定されない。第1弾性部54a、中間部54b、及び第2弾性部54cは、必要とされる可動インシュレータ30の可動量を確保できるのであれば、逆側から順に配置されてもよい。
第1弾性部54a及び第2弾性部54cは、基部51よりも幅狭に形成されているとして説明したがこれに限定されない。第1弾性部54a及び第2弾性部54cは、必要とされる弾性変形量を確保できる任意の構成を有してもよい。例えば、第1弾性部54a又は第2弾性部54cは、コンタクト50の他の部分よりも弾性係数のさらに小さい金属材料によって形成されていてもよい。
コネクタ10は、必要とされる可動インシュレータ30の可動量を確保できるのであれば、第2弾性部54c及び第3弾性部56を有さなくてもよい。
壁部36は、嵌合凹部33の底面から下方に向けて内部で延在するとして説明したがこれに限定されない。壁部36は、一対のコンタクト50同士の接触を抑制できるのであれば、例えば、第2幅広部55と対向する位置にのみ形成されていてもよい。
コネクタ10は、第3係止部58の係止及び弾性接触部59の接触が安定した状態で第3弾性部56が可動インシュレータ30の移動に寄与できるのであれば、切欠部57を有さなくてもよい。
コンタクト50は、弾性係数の小さい金属材料によって形成されているとして説明したが、これに限定されない。コンタクト50は、必要とされる弾性変形量を確保できるのであれば、任意の弾性係数を有する金属材料によって形成されていてもよい。
コンタクト50は、凹部及び凸部を含む凹凸部51bを有するとして説明したが、これに限定されない。コンタクト50は、凹凸部51bに代えて凸部のみを有してもよい。
接続対象物60は、回路基板CB2に接続されるプラグコネクタであるとして説明したが、これに限定されない。接続対象物60は、コネクタ以外の任意の対象物であってもよい。例えば、接続対象物60は、FPC、フレキシブルフラットケーブル、リジッド基板、又は任意の回路基板のカードエッジであってもよい。
以上のようなコネクタ10は、電子機器に搭載される。電子機器は、例えば、カメラ、レーダ、ドライブレコーダ、及びエンジンコントロールユニット等の任意の車載機器を含む。電子機器は、例えば、カーナビゲーションシステム、先進運転支援システム、及びセキュリティシステム等の車載システムにおいて使用される任意の車載機器を含む。電子機器は、例えば、パーソナルコンピュータ、コピー機、プリンタ、ファクシミリ、及び複合機等の任意の情報機器を含む。その他、電子機器は、任意の産業機器を含む。
このような電子機器は、フローティング構造を有するコネクタ10において、接続対象物60と嵌合している可動インシュレータ30に対して発生する負荷を抑制可能である。また、このような電子機器は、信号伝送における良好な伝送特性を有する。さらに、コネクタ10の良好なフローティング構造により回路基板間の位置ずれが吸収されるので、電子機器の組み立ての際の作業性が向上する。すなわち、電子機器の製造が容易になる。コネクタ10により回路基板CB1との接続部分の破損が抑制されるので、電子機器の製品としての信頼性が向上する。
10 コネクタ
20 固定インシュレータ
21a 第1開口
21b 第2開口
21c 第3開口
22 外周壁
22a 短手壁
22b 長手壁
22b1 突壁
23 金具取付溝
24 コンタクト取付溝
25 隔壁
26 ボス
30 可動インシュレータ
30a 第1可動インシュレータ
30b 第2可動インシュレータ
31 底部
31a 突出部(第1突出部、第2突出部)
31b 対向面
32 嵌合凸部
33 嵌合凹部
34 誘い込み部
35 コンタクト取付溝
36 壁部
37 凹部
38 突部
40 金具
41 実装部
42 連結部
43 抜止部
44 係止部
50、50a、50b コンタクト
51 基部
51a 第1幅広部
51b 凹凸部
52a 第1係止部
52b 第2係止部
53 実装部
54a 第1弾性部
54b 中間部
54b1 第1調整部
54b2 第2調整部
54b3 第3調整部
54c 第2弾性部
55 第2幅広部
56 第3弾性部
57 切欠部
58 第3係止部
59 弾性接触部
60 接続対象物
70 インシュレータ
71 第1嵌合凹部
72 第2嵌合凹部
73 第1嵌合凸部
74 第2嵌合凸部
75 誘い込み部
76 金具取付溝
77 コンタクト取付溝
80 金具
81 実装部
82 係止部
90 コンタクト
91 実装部
92 接触部
CB1、CB2 回路基板
L1、L2 離間距離

Claims (9)

  1. 枠状に形成されている固定インシュレータと、
    前記固定インシュレータの内側に配置され、前記固定インシュレータに対して相対的に移動可能であり、接続対象物と嵌合する可動インシュレータと、
    前記固定インシュレータ及び前記可動インシュレータに取り付けられているコンタクトと、
    を備え、
    前記可動インシュレータは、互いに分離した状態で前記固定インシュレータの内側に配置され、独立別個に移動可能な第1可動インシュレータ及び第2可動インシュレータを有し、
    前記第1可動インシュレータは、前記第2可動インシュレータ側の側面から前記第2可動インシュレータに向けて突出する第1突出部を有し、
    前記第2可動インシュレータは、前記第1突出部と離間し、前記第1可動インシュレータ側の側面から前記第1可動インシュレータに向けて突出する第2突出部を有し、
    前記固定インシュレータは、前記接続対象物と前記可動インシュレータとの嵌合側から、前記第1突出部及び前記第2突出部と重なる、
    コネクタ。
  2. 前記固定インシュレータに取り付けられている金具を備え、
    前記固定インシュレータ及び前記金具は、前記接続対象物と前記可動インシュレータとの嵌合側から、前記第1突出部及び前記第2突出部と重なる、
    請求項1に記載のコネクタ。
  3. 前記固定インシュレータは、前記嵌合側から、前記第1突出部及び前記第2突出部と重なる隔壁を有する、
    請求項1又は2に記載のコネクタ。
  4. 前記第1突出部の先端は、前記第2突出部の先端よりも前記第2可動インシュレータ側に位置する、
    請求項1乃至3のいずれか1項に記載のコネクタ。
  5. 前記第1可動インシュレータ及び前記第2可動インシュレータは、前記コンタクトの配列方向に沿って直線状に配置されている、
    請求項1乃至4のいずれか1項に記載のコネクタ。
  6. 前記第1可動インシュレータと前記第2可動インシュレータとは、互いに同一形状となるように形成されている、
    請求項1乃至5のいずれか1項に記載のコネクタ。
  7. 前記第1可動インシュレータと前記第2可動インシュレータとは、互いに異なる形状となるように形成されている、
    請求項1乃至5のいずれか1項に記載のコネクタ。
  8. 前記第1可動インシュレータと前記第2可動インシュレータとは、前記接続対象物と前記可動インシュレータとの嵌合方向に沿った長さが互いに異なるように形成されている、
    請求項7に記載のコネクタ。
  9. 請求項1乃至8のいずれか1項に記載のコネクタを備える電子機器。
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