JP5805230B2 - 電気コネクタ - Google Patents
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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、確実な接続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、図7に示すように、回路基板SAに固定されたオス型端子MAと、回路基板SBに固定されたオス型端子MBとが、共通するハウジングに保持される二つのメス型端子FA,FBに各々が接続される、という形態である。この形態において、回路基板SA及び回路基板SBの各々の振動モードが相違することがある。なお、ここでいう振動モードとは、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を保持する共通のハウジングを回路基板SAの側に固定したとすると、オス型端子MBは振動に伴ってハウジングに対して位置ずれを起すことがある。オス型端子MBがハウジングの挿通孔を貫通してメス型端子FBと接続されていると、オス型端子MBは挿通孔の内部でハウジングと摺動することになる。良好な電気的な接続を確保するために、オス型端子MBの表面には、通常、めっき膜が施されているので、この摺動によりめっき膜が削れ、周囲に摩耗粉が飛び散るおそれがある。この摩耗粉は、金属からなり導電性を有しているので、周囲の電気回路を短絡させるなどの不具合を生じさせる要因となりえる。
本発明におけるメス型端子は、第1オス端子と電気的に接続される第1メス端子と、第2オス端子と電気的に接続される第2メス端子と、第1メス端子と第2メス端子とを繋ぐ連結片と、を備える。
本発明におけるハウジングは、第1メス端子を固定する第1端子ハウジングと、第2メス端子を固定すると共に、第1端子ハウジングに固定されることなく第1端子ハウジング内に収容される第2端子ハウジングと、を備えることを特徴とする。
本実施の形態に係る電気コネクタ1は、図2,図3に示すように、複数のメス型端子10を収容するメスハウジング5と、第1オス型端子3を保持する外殻ハウジング30とから構成される。一つのメス型端子10には、図3に示すように、第1オス型端子3と第2オス型端子4が電気的に接続され、メスハウジング5は外殻ハウジング30に固定される。第1オス型端子3と第2オス型端子4の数に応じて、メス型端子10が設けられる。一方の第1オス型端子3は回路基板6に接続、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(図示せず)に接続、固定される。このように、第1オス型端子3と第2オス型端子4は、異なる対象に各々が固定されているために、振動モードが相違することがある。電気コネクタ1は、この相違する振動モードを吸収するために、メス型端子10が特徴的な構成を採用するとともに、メスハウジング5が特徴的な構成でメス型端子10を支持する。
メス型端子10は、図4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。第1メス端子11と第2メス端子12は、平行に配置され、同じ向きから第1オス型端子3と第2オス型端子4が挿入される。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。第1メス端子11と第2メス端子12は、基本的には同じ仕様に作製されているが、各々が第1オス型端子3,第2オス型端子4に接続される部位は、第1オス型端子3,第2オス型端子4との挿抜方向A(図2,図3)の位置をずらして設けられている。メス型端子10は、第1メス端子11と第2メス端子12が連結バネ20により繋がれていることで、振動が生じたときに第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。
第1メス端子11の端子本体13の外壁には、係止突起18(図4参照)が形成されている。係止突起18は、メス型端子10が第1端子ハウジング40の収容凹部47に収容された状態で、第1端子ハウジング40と上部ハウジング60の間に挟まれることで第1端子ハウジング40に対するメス型端子10の位置決め及び抜け止めを担う。
前述したように、第1メス端子11,第2メス端子12は、第1オス型端子3,第2オス型端子4との接続部位が挿抜方向Aの位置をずらして配置されている。図3に示すように、第2オス型端子4が第2メス端子12の主リーフ16に接触する位置が、第1メス端子11の側よりも回路基板6の近くに配置される。
タブ形状の第1オス型端子3と第2オス型端子4は、図3に示されるように、各々、第1メス端子11と第2メス端子12に嵌合される。第1オス型端子3と第2オス型端子4は、第1メス端子11と第2メス端子12との良好な電気的な接続を維持するために、各々の表面にめっき膜が施されている。
L字形状の第1オス型端子3は、回路基板6のおもて面に固定される。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と機械的な結合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とが個別に振動したとすると、電気機器と回路基板6とは振動モードが相違するので、第1オス型端子3と第2オス型端子4の振動モードが相違することがある。
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2メス端子12と電気的に接続し、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との電気的な接続が維持される。回路基板6には表裏を貫通する挿通溝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。本実施形態においては、第2オス型端子4と第2メス端子12を挿抜するのに必要な力(挿抜力)F2が、連結バネ20が弾性変形するのに要する負荷F1を超えるように設定されている。
メスハウジング5は、図2に示されるように、メス型端子10を内部に収容する。
本実施形態におけるメスハウジング5は、図2及び図3に示すように、第1端子ハウジング40、第2端子ハウジング50、上部ハウジング60という3つの要素からなる。メスハウジング5は、回路基板6の側から、第1端子ハウジング40、第2端子ハウジング50及び上部ハウジング60の順に装着される。これらのハウジング要素は、各々が絶縁性の樹脂を射出成形することで作製される。
外殻ハウジング30は、第1オス端子13を保持する。外殻ハウジング30は、図2及び図3に示されるように、上面が開放したほぼ直方体形状を有しており、回路基板6に対向する底床31と、底床31の周縁から立ち上る側壁35と、底床31と側壁35に取り囲まれる収容凹部36と、を備えている。
第1端子ハウジング40は、図2及び図3に示されるように、外殻ハウジング30の底床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が形成され、挿通孔42は、挿通される第1オス型端子3との間に微小な遊び(クリアランス)を有するように、その開口径が設定される。第2端子ハウジング50の挿通孔55も同様である。
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の上端と上部ハウジング60の下端の間に挟まれることで、第1端子ハウジング40に固定、保持される。
第2端子ハウジング50は、図3に示すように、第1端子ハウジング40の収容凹部48の内部において、メス型端子10の第2メス端子12に保持される。複数の第1メス端子11を一体の外殻ハウジング30が一括して保持するのに対して、第2端子ハウジング50は、図2,図5〜図6に示すように、複数の第2メス端子12の各々に一つずつが対応して装着される。
側壁52には、第2メス端子12に設けられる係止突起19a,19bが圧入される保持孔53a,53bが表裏を貫通して形成されている。係止突起19a,19bが保持孔53a,53bに圧入されることで、第2メス端子12は、第2端子ハウジング50を保持する。
底床54には、第2オス型端子4が挿通される挿通孔55(図3を参照)が形成されている。
上部ハウジング60は、図3に示されるように、下面が開放したほぼ直方体形状を有しており、メス型端子10が装着された第1端子ハウジング40の上部開口を覆うように、第1端子ハウジング40に装着される。
上部ハウジング60が装着された状態で、側壁62Aはその下端が第1メス端子11の係止突起18を下向きに押す。こうして、第1メス端子11は、係止突起18が第1端子ハウジング40の側壁45の上端と上部ハウジング60の側壁62Aにより上下から挟まれることで、第1端子ハウジング40に対して一括して固定される。こうして、第1端子ハウジング40、上部ハウジング60、メス型端子10、第2端子ハウジング50を備えたメスハウジング5(図2参照)が、外殻ハウジング30に嵌合される。外殻ハウジング30は、回路基板6のおもて面に固定されているので、第1メス端子11は第1端子ハウジング40及び外殻ハウジング30を介して回路基板6に固定される。
収容凹部63の内部には連結バネ20が収容されるが、天井61と側壁62は微小の間隔を隔てて連結バネ20の周囲に配置されており、連結バネ20の部分は機械的な拘束を受けていない。したがって、第2メス端子12は第2端子ハウジング50とともに、連結バネ20によりあたかも宙吊りにされている。
予め第2メス端子12に第2端子ハウジング50が装着されたメス型端子10を第1端子ハウジング40の所定位置に収容しておき、上部ハウジング60を第1端子ハウジング40の上部開口を覆う所定位置に装着する。これらを外殻ハウジング30の収容凹部36に収容させることで、メスハウジング5と外殻ハウジング30とが嵌合する。
外殻ハウジング30と第1端子ハウジング40のロックは、外殻ハウジング30のロック溝37と第1端子ハウジング40のロック突起43を係合させることにより行われる(図2,図3参照)。また、第1端子ハウジング40と上部ハウジング60のロックは、第1端子ハウジング40のロック突起49と上部ハウジング60のロック溝65を係合させることにより行われる(図2参照)。メス型端子10は、第1メス端子11の側が第1端子ハウジング40に固定されるものの、第2端子ハウジング50を含めた第2メス端子12の側はハウジングの類に固定されていない。
電気コネクタ1は、第1メス端子11がメスハウジング5(第1端子ハウジング40)に固定されているのに対して、第2メス端子12は固定されておらず、連結バネ20を介して、第1メス端子11に連結されているに過ぎない。したがって、第1メス端子11が振動を受けてメスハウジング5とともに変位したとしても、第2メス端子12はメスハウジング5の振動に追従して変位するとは限らない。しかし、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は接続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。このため、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)との振動モードが異なっているとしても、ともにオス型端子との接続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モード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、異なる振動モードを有する機器類に固定されるオス型端子と接続されても、オス型端子とメス型端子の電気的な接続を安定して維持できる。
本実施形態では、第2メス端子12に対応する個別の第2端子ハウジング50を設ける例を示したが、複数の第2端子ハウジング50を一体的に形成することもできる。
本実施形態では、第1メス端子11と第2メス端子12がほぼ同じ仕様で作製されているが、本発明は異なる仕様の2つのメス端子を用いることを許容する。また、第1メス端子11と第2メス端子12は、同じ向きから各々に対応するオス型端子が挿入され、かつ、平行に配置されているが、これも一例であり、本発明は二つのメス端子の配置、及び、オス型端子が挿入される向きの制約はない。
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したり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 メスハウジング
6 回路基板
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
18,19a,19b 係止突起
20 連結バネ
21,22 柱状部
23 梁部
30 外殻ハウジング
31 端子保持床
32 挿通孔
34 ペグ
35 側壁
36 収容凹部
37 ロック溝
40 第1端子ハウジング
41 底床
42 挿通孔
45 側壁
43,49 ロック突起
46 仕切り
47,48 収容凹部
50 第2端子ハウジング
51 収容キャビティ
52 側壁
53a,53b 保持孔
54 底床
60 上部ハウジング
61 天井
62,62A,62B 側壁
63 収容凹部
65 ロック溝
Claims (4)
- 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続される第1メス端子と、
第2オス端子と電気的に接続される第2メス端子と、
前記第1メス端子と前記第2メス端子とを繋ぐ連結片と、を備え、
前記ハウジングは、
前記第1メス端子を固定する第1端子ハウジングと、
前記第2メス端子を固定すると共に、前記第1端子ハウジングに固定されることなく前記第1端子ハウジング内に収容される第2端子ハウジングと、を備える、
ことを特徴とする電気コネクタ。 - 複数の前記メス型端子が整列して設けられることで、複数の前記第1メス端子と、複数の前記第2メス端子と、を備え、
一体成形された前記第1端子ハウジングが、複数の前記第1メス端子を一括して保持し、
独立して成形された複数の前記第2端子ハウジングが、複数の前記第2メス端子の各々に保持される、
請求項1に記載の電気コネクタ。 - 前記第1端子ハウジングは、
前記第1メス端子を収容する第1キャビティと、
前記第1キャビティと隣接し、前記第2端子ハウジングを収容する第2キャビティと、を備え、
前記第2端子ハウジングは、前記第2キャビティに収容された状態で、前記第2メス端子に保持される、
請求項1又は請求項2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、前記ハウジングの内部において同じ方向に沿って配置され、かつ、異なる振動モードを呈する、
請求項1〜3のいずれか一項に記載の電気コネクタ。
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