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JP4117888B2 - コネクタ装置 - Google Patents

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  • Details Of Connecting Devices For Male And Female Coupling (AREA)

Description

本発明は、相互に接続・離脱するコネクタと相手側コネクタとを有するコネクタ装置に関するものである。
従来のコネクタには、ケーブルを接続するコンタクトを有するコネクタと、コンタクトと接続する相手コンタクトを有する相手コネクタとを相互に接続・離脱可能なものがある。相手コネクタは、相手プリント配線基板のような基板に実装して基板に接続される。
また、従来のコネクタとしては、ＦＰＣの信号導体及び設置面にそれぞれ接続される複数のコンタクト及び設置部材、及び第１及び第２のハウジングを有するＦＰＣコネクタがある。
複数のコンタクトのそれぞれは、一側に第１のハウジングに固定される圧入部及び他側に第２のハウジングによって支持されるＦＰＣ接続部を有し、さらに、圧入部とＦＰＣ接続部との中間位置から略直交方向に延びるように設けられる雄型接触部３３を備えている。
ＦＰＣコネクタに接続されるための基板実装コネクタは、ハウジング及びそれに支持される複数のコンタクトを有する。コンタクトは弾性接触部を有し、弾性接触部は雄型接触部に接触する（例えば、特許文献１を参照）。
また、従来のコネクタとしては、エッジ部に複数のパッドを配列した子基板を母基板に対して垂直、斜め、あるいは平行に接続するものがある。バネ性のある接触端子がプリロード状態で配されていて各接触端子の上接点部と下接点部との間に子基板のエッジ部をゼロ挿入力にて挿入した後、子基板を回転させることにより、各対応するパッド部に対して各接点部４１が所定の接触力にて接触させられる（たとえば、特許文献２を参照）。
特開２０００−１９５５９３号公報 特開平８−１６２２２６号公報
従来のケーブルを接続したコネクタでは、ケーブルを引っ張って相手コネクタからコネクタを離脱する時に、相手コネクタの相手コンタクトのたわみ量が大きくなる方向に傾いて挿抜できてしまうので、コネクタのインシュレータによって傾き抜去角度の規制をしていたが、インシュレータが薄肉に形成されていると、インシュレータが撓んでしまい傾き角度の規制ができないという問題がある。
また、基板を実装する基板面を基準としたときには、コネクタが相手コネクタから抜けるまでの回転角度が大きくなってしまうため、相手コンタクトのたわみ量が大きくなり相手コネクタのバネ部の応力過多でへたってしまう。この原因としては、ケーブルを引っ張って離脱時にコンタクトのバネ部のたわみ量が大きくなる方向に傾いて挿抜できてしまうことにある。
なお、インシュレータで傾き抜去を規制したとしてもインシュレータが撓んでしまうので傾き防止にならず、誤ってケーブルを引っ張ったときにコネクタを破損してしまうという問題がある。
また、特許文献１におけるＦＰＣコネクタは、基板実装コネクタに嵌合した状態から回転させて離脱されるものではない。
さらに、特許文献２におけるコネクタは、子基板を回転させることにより、各対応するパッド部に対して各接点部が所定の接触力にて接触させられるものであるが、子基板にコンタクトやコンタクトに接続したケーブルを備えているものではない。
それ故に、本発明の課題は、コネクタの破損を防止することができるコネクタ装置を提供することにある。
本発明は、相互に接続・離脱するコネクタと相手コネクタとを有するコネクタ装置において、前記コネクタは、導電性のコンタクトと、該コンタクトを保持したインシュレータとを有し、前記コンタクトは、第１接点部と、該第１接点部に対向している第２接点部とを有し、前記相手コネクタは、導電性の相手コンタクトと、該相手コンタクトを保持した相手インシュレータを有し、前記相手コンタクトは、前記コネクタと前記相手コネクタとが嵌合し前記コンタクトと前記相手コンタクトとが接続する際に前記第１接点部に接触する第１相手接点部と、該第１相手接点部に対向しかつ前記第２接点部に接触する第２相手接点部とを有し、前記第１接点部は前記第１相手接点部に接触する接触部分が円弧状を呈する接触部を有し、前記第１及び第２相手接点部は、前記コネクタと接続する接続方向において互いにずれた位置に設けられており、前記コネクタ及び前記相手コネクタ同士を嵌合して前記コネクタと前記相手コネクタとを接続した際に、前記コネクタの前記第１接点部が前記第１相手接点部に接触する位置は前記コネクタの前記第２接点部が前記第２相手接点部に接触する位置よりも前記コネクタの前記接続方向と逆向きの離脱方向へ位置しており、前記コネクタ及び前記相手コネクタには、前記コネクタ及び前記相手コネクタを嵌合した状態から、前記コネクタを回転させて離脱する際の回転中心が前記第２接点部側の近傍の位置に設定されており、前記コネクタを実装する基板の一面を基準面としたとき、前記相手コネクタから前記コネクタを離脱する時の前記第２接点部と前記第２相手接点部とが接触した状態における前記第１接点部と前記第２接点部とを結ぶ線と前記基準面とで形成される角度は、前記コネクタと前記相手コネクタとを嵌合した状態の前記第１接点部と前記第２接点部とを結ぶ線と前記基準面とで形成される角度よりも大きい角度に設定されているコネクタ装置であることを最も主要な特徴とする。
本発明のコネクタ装置によれば、第１及び第２相手接点部がコネクタと接続する接続方向で互いにずれた位置に設けられており、コネクタ及び相手コネクタ同士を嵌合してコネクタと相手コネクタとを接続した際に、コネクタの第１接点部が第１相手接点部に接触する位置はコネクタの第２接点部が第２相手接点部に接触する位置よりもコネクタの接続方向と逆向きの離脱方向へ位置しており、コネクタ及び相手コネクタにはコネクタ及び相手コネクタを嵌合した状態からコネクタを回転させて離脱する際の回転中心が第２接点部側の近傍の位置に設定され、コネクタが回転する位置の高さを第１接点部の高さよりも低くしたので、コネクタが抜けるまでの回転角度を小さくできる。また、コネクタを実装する基板の一面を基準面としたとき、相手コネクタからコネクタを離脱する時の第２接点部と第２相手接点部とが接触した状態における第１接点部と第２接点部とを結ぶ線と前記基準面とで形成される角度は、コネクタと相手コネクタとを嵌合した状態の第１接点部と第２接点部とを結ぶ線と基準面とで形成される角度よりも大きい角度に設定されているので、嵌合状態を安定したものにすることができる。
したがって、コネクタは、誤ってケーブルを斜めに引っ張ったとしても相手コンタクトのたわみ量を最小限にすることができるので、コネクタが破損するのを防止できる。
本発明のコネクタ装置は、相互に接続・離脱するコネクタと相手コネクタとを有するコネクタ装置において、前記コネクタは、導電性のコンタクトと、該コンタクトを保持したインシュレータとを有し、前記コンタクトは、第１接点部と、該第１接点部に対向している第２接点部とを有し、前記相手コネクタは、導電性の相手コンタクトと、該相手コンタクトを保持した相手インシュレータを有し、前記相手コンタクトは、前記コネクタと前記相手コネクタとが嵌合し前記コンタクトと前記相手コンタクトとが接続する際に前記第１接点部に接触する第１相手接点部と、該第１相手接点部に対向しかつ前記第２接点部に接触する第２相手接点部とを有し、前記第１接点部は前記第１相手接点部に接触する接触部分が円弧状を呈する接触部を有し、前記第１及び第２相手接点部は、前記コネクタと接続する接続方向において互いにずれた位置に設けられており、前記コネクタ及び前記相手コネクタ同士を嵌合して前記コネクタと前記相手コネクタとを接続した際に、前記コネクタの前記第１接点部が前記第１相手接点部に接触する位置は前記コネクタの前記第２接点部が前記第２相手接点部に接触する位置よりも前記コネクタの前記接続方向と逆向きの離脱方向へ位置しており、前記コネクタ及び前記相手コネクタには、前記コネクタ及び前記相手コネクタを嵌合した状態から、前記コネクタを回転させて離脱する際の回転中心が前記第２接点部側の近傍の位置に設定されており、前記コネクタを実装する基板の一面を基準面としたとき、前記相手コネクタから前記コネクタを離脱する時の前記第２接点部と前記第２相手接点部とが接触した状態における前記第１接点部と前記第２接点部とを結ぶ線と前記基準面とで形成される角度は、前記コネクタと前記相手コネクタとを嵌合した状態の前記第１接点部と前記第２接点部とを結ぶ線と前記基準面とで形成される角度よりも大きい角度に設定されていることにより実現した。
図１は、本発明に係るコネクタ装置の実施例１を示している。図１に示したコネクタ装置では、コネクタと相手コネクタとが嵌合している状態を示している。図２は、図１に示したコネクタ装置のコネクタと相手コネクタとを分離した状態を示している。
図１及び図２を参照して、コネクタ装置は、相互に接続・離脱するコネクタ（プラグ側コネクタ）１１と相手コネクタ（レセプタクル側コネクタ）４１とを有する。
コネクタ１１は、導電性のコンタクト２５と、コンタクト２５の複数を保持しているインシュレータ３１とを有している。
コンタクト２５は、保持部２６と、保持部２６の一側から接続方向Ｚ（図２に示した矢印Ｚ方向）へ延びている第１接点部２７と、第１接点部２７に対向し第１接点部２７と同じＺ方向へ延びている第２接点部２８とを有している。
保持部２６、第１及び第２接点部２７，２８は、図１及び図２によって見ると略逆Ｕ字形状を呈している。インシュレータ３１は、保持部２６、第１及び第２接点部２７，２８からなる略逆Ｕ字形状の内側に位置するようにして嵌め合わせて保持している保持壁部３５と、コンタクト２５に接続しているケーブル５１と、コンタクト２５のケーブル保持部２９とを覆っているカバー部３６とを有している。
インシュレータ３１の保持壁部３５、コンタクト２５の保持部２６、第１及び第２接点部２７，２８は、これらで接続方向Ｚにおいて相手コネクタ４１に嵌合して接続するため嵌合部３７となっている。
相手コネクタ４１は、導電性の相手コンタクト４５と、相手コンタクト４５を保持している相手インシュレータ６１とを有している。相手コンタクト４５は、相手保持部４６と、第１接点部２７に接触する第１相手接点部４７と、第１相手接点部４７に対向しかつ第２接点部２８に接触する第２相手接点部４８と、基板８１に接続する相手端子部４９とを有している。
なお、相手コンタクト４５は、相手保持部４６から第１相手接点部４７へ延びている部分が弾性変形可能なバネ部４５Ａとなっている。即ち、バネ部４５Ａは、コネクタ１１と相手コネクタ４１とが嵌合しコンタクト２５と相手コンタクト４５とが接続する際に、第１接点部２７が押圧して第１相手接点部４７に接触することによって弾性変位する。
相手インシュレータ６１は、相手コンタクト４５の相手保持部４６を保持している相手保持壁部６５と、相手嵌合部６７とを有している。相手嵌合部６７には、バネ部４５Ａ、第１相手接点部４７及び第２相手接点部４８が変位可能に納められている。
ここで、コネクタ１１の嵌合部３７は、インシュレータ３１のベース部３１ａから一側へ突出している部分であり、相手コネクタ４１の相手嵌合部６７は、嵌合部３７を接続方向Ｚで受け入れて嵌合するように穴形状又は溝形状を呈している。
さらに、第１接点部２７は、第１相手接点部４７に接触する接触部分が円弧状に形成されている接触部２７ａを有する。第２接点部２８は、第２相手接点部４８に接触する接触部分が第２相手接点部４８を受け入れて接触するように凹部２８ａを有する。
第１及び第２相手接点部４７，４８は、コネクタ１１と接続する接続方向Ｚで互いにずれた位置に設けられている。コネクタ１１及び相手コネクタ４１同士を嵌合してコネクタ１１と相手コネクタ４１とを接続した際、コネクタ１１の第１接点部２７が第１相手接点部４７に接触する位置は、コネクタ１１の第２接点部２８が第２相手接点部４８に接触する位置よりもコネクタ１１の接続方向Ｚと逆向きの離脱方向側に位置するように設定されている。
コンタクト２５の第２接点部２８は、コネクタ１１及び相手コネクタ４１同士を嵌合して接続した際に、相手コンタクト４５の第１及び第２相手接点部４７，４８を受け入れて嵌合する。
図１に矢印によって図示したＭ１は、コネクタ１１が相手コネクタ４１に嵌合するときに加わるモーメントを示しており、Ｍ２は第１接点部２７と第１相手接点部４７とに加わるモーメントを示しており、Ｍ３は第２接点部２８と第２相手接点部４８とに加わるモーメントを示している。
また、図３に示すように、コネクタ１１及び相手コネクタ４１を嵌合した状態から離脱する際には、コネクタ１１の第２接点部２８側の近傍を回転中心Ｃとして回転させて離脱するようになっている。回転中心Ｃは、相手保持壁部６５の上部側に位置している。
以下に、相手コネクタ４１をプリント回路基板のような接続対象物としての基板８１に実装した状態における基板８１の実装面である一面を基準面８３とした場合の高さ関係を図１及び図３を参照して説明する。
図１に示したように、相手コネクタ４１は、基板８１に実装された状態で、相手コンタクト４５の相手端子部４９が基板８１の導電部（図示せず）に半田によって接続される。
図１に示したコネクタ１１と相手コネクタ４１との嵌合状態において、第１接点部２７及び第１相手接点部４７が接触している基板８１の基準面８３から基準面８３の上方への高さＡと、第２接点部２８及び第２相手接点部４８が接触している基板８１の基準面８３から基準面８３の上方への高さＢとでは、高さＢが高さＡよりも低い位置となっている。
コネクタ１１を実装する基板８１の一面を基準面８３としたとき、コネクタ１１を回転させながら相手コネクタ４１からコネクタ１１を離脱する時の第２接点部２８と第２相手接点部４８とが接触した状態における第１接点部２７と第２接点部２８とを結ぶ線と基準面８３とで形成される角度Ｘは、コネクタ１１と相手コネクタ４１とを嵌合した状態の第１接点部２７と第２接点部２８とを結ぶ線と基準面８３とで形成される角度Ｙよりも大きい角度に設定されている。
また、図３に示したように、ケーブル５１を引っ張って離脱する時のコネクタ１１の回転中心Ｃにおける位置の高さＣ１は、嵌合状態での高さＡよりも低くなるように設定している。また、コネクタ１１を相手コネクタ４１から離脱する時においては、基板８１の基準面８３からコネクタ１１の回転中心位置までの高さＣ１が相手コンタクト４１の高さＡよりも小さい。
したがって、コネクタ１１と相手コネクタ４１との嵌合状態における高さＢを嵌合状態での高さＡよりも低くして、コネクタ１１を回転させながら離脱する時の第２接点部２８と第２相手接点部４８とが接触した状態における第１接点部２７と第２接点部２８とを結ぶ線と基準面８３とで形成される角度Ｘを、コネクタ１１と相手コネクタ４１とを嵌合した状態の第１接点部２７と第２接点部２８とを結ぶ線と基準面８３とで形成される角度Ｙよりも大きい角度とすることで、コネクタ１１と相手コネクタとを嵌合した状態において嵌合時にコネクタ１１のケーブルサイドが浮き上がることがなく、ケーブル５１を引っ張ったときにコネクタ１１を破損することがない。
本発明のコネクタ装置は、ノート型ＰＣなどの携帯用の電子装置としての用途にも適用できる。
本発明に係るコネクタ装置の一部を断面して側面から見た嵌合状態における断面図である（実施例１）。 図１に示したコネクタ装置のコネクタと相手コネクタとを分離した状態を示す断面図である。 図１に示したコネクタ装置のコネクタと相手コネクタとの離脱途中の状態を示す断面図である。
符号の説明
１１ コネクタ（プラグ側コネクタ）
２５ コンタクト
２６ 保持部
２７ 第１接点部
２７ａ 接触部
２８ 第２接点部
２８ａ 凹部
２９ ケーブル保持部
３１ インシュレータ
３５ 保持壁部
３７ 嵌合部
４１ 相手コネクタ（レセプタクル側コネクタ）
４５ 相手コンタクト
４５Ａ バネ部
４６ 相手保持部
４７ 第１相手接点部
４８ 第２相手接点部
４９ 相手端子部
５１ ケーブル
６１ 相手インシュレータ
６５ 相手保持壁部
６７ 相手嵌合部
８１ 基板
８３ 基準面
Ｃ 回転中心
Ａ、Ｂ 高さ
Ｘ、Ｙ 角度
Ｚ 接続方向

Claims (2)

  1. 相互に接続・離脱するコネクタと相手コネクタとを有するコネクタ装置において、前記コネクタは、導電性のコンタクトと、該コンタクトを保持したインシュレータとを有し、前記コンタクトは、第１接点部と、該第１接点部に対向している第２接点部とを有し、前記相手コネクタは、導電性の相手コンタクトと、該相手コンタクトを保持した相手インシュレータを有し、前記相手コンタクトは、前記コネクタと前記相手コネクタとが嵌合し前記コンタクトと前記相手コンタクトとが接続する際に前記第１接点部に接触する第１相手接点部と、該第１相手接点部に対向しかつ前記第２接点部に接触する第２相手接点部とを有し、前記第１接点部は前記第１相手接点部に接触する接触部分が円弧状を呈する接触部を有し、前記第１及び第２相手接点部は、前記コネクタと接続する接続方向において互いにずれた位置に設けられており、前記コネクタ及び前記相手コネクタ同士を嵌合して前記コネクタと前記相手コネクタとを接続した際に、前記コネクタの前記第１接点部が前記第１相手接点部に接触する位置は前記コネクタの前記第２接点部が前記第２相手接点部に接触する位置よりも前記コネクタの前記接続方向と逆向きの離脱方向へ位置しており、前記コネクタ及び前記相手コネクタには、前記コネクタ及び前記相手コネクタを嵌合した状態から、前記コネクタを回転させて離脱する際の回転中心が前記第２接点部側の近傍の位置に設定されており、前記コネクタを実装する基板の一面を基準面としたとき、前記相手コネクタから前記コネクタを離脱する時の前記第２接点部と前記第２相手接点部とが接触した状態における前記第１接点部と前記第２接点部とを結ぶ線と前記基準面とで形成される角度は、前記コネクタと前記相手コネクタとを嵌合した状態の前記第１接点部と前記第２接点部とを結ぶ線と前記基準面とで形成される角度よりも大きい角度に設定されていることを特徴とするコネクタ装置。
  2. 請求項１記載のコネクタ装置において、前記第２接点部には、前記コネクタ及び前記相手コネクタ同士を嵌合して接続した際に前記第２相手接点部を受け入れる凹部が形成されていることを特徴とするコネクタ装置。
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