JP5563241B2 - 電気コネクタ - Google Patents

Description

本発明は、電線を相手方コネクタに電気的に相互接続する電気コネクタであって、コネクタハウジングの端子収容室に収容されている複数の端子の端子間ピッチが、コネクタハウジングの一端側と他端側において異なっている電気コネクタに関する。

一般に、コネクタハウジングの他のコネクタとの嵌合部である一端側とケーブルや基板との接続部である他端側において、コネクタハウジングの端子収容室に収容されている複数の端子の端子間ピッチが異なっているコネクタ、いわゆるピッチ変換コネクタの従来の一例が、特許文献１に記載されている。特許文献１の第２頁左上欄第２０行〜右上欄第９行には、コネクタハウジングに収容される端子の接触部のピッチと結線部のピッチとが異なっていることを説明する記述があり、「図でわかるように接触部１１のピッチすなわち１１ａと１１ｂの間隙Ｂは対となる図示しないプラグに対応するピッチであり、他方、結線部１２のピッチすなわち１２ａと１２ｂの間隙Ａは結線すべき図示しないフラットケーブルに対応するピッチとなっている。」と記載されている。

また、特許文献１の図２には、複数の端子がコネクタハウジングに所定の間隔で収容されている状態が示されている。第２頁左上欄第９行〜第１３行に記載されているように、端子は、長手方向の一方の側にプラグと接続する接触部を有し、長手方向の他方の側にケーブルと接続する結線部を有し、接触部と結線部との間に折り曲げ連結片を有している。個々の端子の接触部と結線部は、コネクタハウジングの壁部により保持されると共に、隣接する端子の接触部と結線部とにそれぞれ接触しないように相互に絶縁されている。

特開昭６３−１７０８７０号公報

隣接する端子間に絶縁壁が配置されていないと、コネクタハウジングの内部に侵入したダストや異物などにより短絡する可能性がある。特に、隣接する端子間の間隔が狭い場合に、このような問題を生じる可能性が高い。コネクタハウジングの内部へのダストや異物の侵入は、コネクタの組立時に生じる心配があるが、コネクタの使用中、例えば着脱時においても起こる心配がある。コネクタに高電圧、大電流が供給される場合には、隣り合う端子の短絡の危険性が大きくなる。

本発明はその一態様において、隣接する端子間の絶縁性を確保することにより、信号接続の信頼性を高めることができる電気コネクタを提供する。

本発明はその一態様において、コネクタハウジングの端子収容室に収容されている複数の端子の端子間ピッチが、コネクタハウジングの一端側と他端側において異なっている電気コネクタであって、前記コネクタハウジングが、組立時に相互に合体し、前記端子収容室を区画形成する隔壁をそれぞれ有する第１ハウジングと第２ハウジングとを備え、一方のハウジングの前記隔壁に、前記第１ハウジングと前記第２ハウジングの合体時に変位して、他方のハウジングの前記隔壁に続く可動壁が延長して設けられている、電気コネクタを提供する。

本発明による電気コネクタによれば、一方のハウジングの隔壁に、第１ハウジングと第２ハウジングの合体時に変位して、他方のハウジングの隔壁に続く可動壁が延長して設けられているから、可動壁が端子収容室の区画形成する隔壁の一部となり、これにより、隣接する端子の絶縁性が確保され、信号接続の信頼性が高まる。

本発明の第１の実施形態による電気コネクタの分解斜視図である。 図１に示す電気コネクタの端子収容室に収容されている端子を示す断面図である。 同じく図１に示す電気コネクタの内部を示す断面図である。 図１に示す電気コネクタの第１ハウジングと第２ハウジングが分解している状態を示す斜視図である。 同じく図１に示す電気コネクタの組立図である。

本発明の電気コネクタは、コネクタハウジングの一端側と他端側において複数の端子の端子間ピッチが異なっているピッチ変換コネクタである。電気コネクタの適用範囲は、本実施の形態に制限されるものではなく種々の電気部品の電気的な相互接続に適用可能である。一例としては、本発明の電気コネクタは、ＦＡ（Factory Automation）機器のシーケンサの出力インターフェースにコネクタ接続するために適用することができ、コネクタハウジングが、組立時に相互に合体する前後二つの第１ハウジングと第２ハウジングとを備え、一方のハウジングの端子収容室を区画形成する隔壁に、前後二つのハウジングの合体時に変位して、他方のハウジングの隔壁に続く可動壁が延長形成されている。これにより、本発明の電気コネクタは、隔壁に延長形成された可動壁により端子収容室の独立性が確保され、隣接する端子が相互に絶縁されて、信号接続の信頼性が高まる。

以下図面を参照しながら、本発明の電気コネクタを説明する。図１には、本発明の一実施形態に係る電気コネクタが示されている。図示するように、本実施形態の電気コネクタ１は、端子が一列に並んだ５極コネクタであり、複数の端子収容室８，９を有するコネクタハウジング２と、個々の端子収容室８，９に収容される端子４０とを備えている。端子４０は、導電性の金属板から金属プレス工程にて打ち抜かれた打抜き片を折り曲げることにより形成されたものであり、本実施の形態に制限されるものではないが、３種類の端子４１，４４，４７から構成することができる。第１の端子４１は、相手方コネクタ（図示しない）の雄型端子５０に接続する雌型電気接触部（端子接触部）４２ａを有する雌端子であり、第２の端子４４は、ケーブル（電線）５１に接続するケーブル接続部（電線接続部）４５ｂを有するケーブル用端子であり、第３の端子４７は、第１の端子４１と第２の端子４４との間に位置して端子間ピッチを調整する中継端子である。本実施形態の第３の端子４７には、形状の異なる５種類の端子が使用されている。第１の端子４１及び第２の端子４４には、同一形状及び同一サイズの１種類の端子がそれぞれ使用されている。

本実施の形態では、第１〜第３の端子４１，４４，４７をアセンブリして使用することで、複雑形状の端子４０の製造が容易になる。第１の端子４１及び第２の端子４４は、それぞれ同一形状の端子である。第３の端子４７は、５種類の異なる形状の端子である。また、本実施形態において、第２の端子４４と第３の端子４７は、端子間でケーブル５１の導体部５２ａを挟む構造なし、それぞれが別部品として形成されているが、ケーブル５１の導体部５２ａが音叉状の圧接部などに圧接されるものであれば、第２の端子と第３の端子を一体部品として形成することもできる。第１の端子４１は、フロントハウジング３に収容される端子の第１の部分に相当し、第２の端子４４及び第３の端子４７はリヤハウジング４に収容される第２の部分に相当する。本実施形態では、第２の端子４４が導電性を有する材料から形成されているが、第２の端子４４はそのばね力によりケーブル５１の導体部５２ａを付勢し、ケーブル５１の導体部５２ａと第３の端子４７のケーブル接続用板部４８ａとを接触させるものであるため、第２の端子４４が導電性を有しない材料から形成されることもできる。

図２には、第１〜第３の端子４１，４４，４７がコネクタ１の内部でアセンブリされた状態が示されている。第１の端子４１の一端に形成された雌型電気接触部４２ａは、上下に対向する一対のばね接触片４２ｂを有している。相手方コネクタの雄型端子５０は、一対のばね接触片４２ｂの対向する間隔が最も狭い先端側に挿入されて、一対のばね接触片４２ｂのばね力で挟持されるようになっている。第１の端子４１の他端には、上側のばね接触片４２ｂの端部を下向きに約９０゜折り曲げることにより形成された接触部４３が形成されている。この接触部４３には、第３の端子４７の端部が所定の接触圧力で当接するようになっている。第２の端子４４は、基部４５ａと、基部４５ａの一側に続いて延長し基部４５ａとの間で鋭角をなすケーブル接続部４５ｂと、基部４５ａの他側に続いて延長し基部４５ａとの間で鋭角をなすと共に、彎曲形成された先端でケーブル接続部４５ｂの内面に当接してケーブル接続部４５ｂをばね弾性で支持するばね支持部４５ｃとを有している。

第３の端子４７は、第２の端子４４のケーブル接続部４５ｂとの間でケーブル５１の導体部５２ａを挟持するフラット状で幅広のケーブル接続用板部４８ａと、板部４８ａの一端が約９０゜下向きに折曲形成された折曲部４８ｂと、折曲部４８ｂに続く幅狭のピッチ調整部４８ｃとを有している。第３の端子４７のケーブル接続用板部４８ａと折曲部４８ｂは、第３の端子４７の共通する部分として形成されている。他方、第３の端子４７のピッチ調整部４８ｃは、個々の端子４７によって形状が異なっており、第３の端子４７が横一列に配置された状態において、中央に位置する第３の端子４７のピッチ調整部４８ｃは真直に形成されているが、中央から離れて位置する第３の端子４７のピッチ調整部４８ｃは、根本（基部）側を支点として中央寄りに曲げられている。ケーブル５１の絶縁被覆が皮剥きされて露出した導体部５２ａは、第２の端子４４のケーブル接続部４５ｂと第３の端子４７のケーブル接続用板部４８ａとの間にリヤハウジング４のケーブル挿入孔２９ｂより挿入され、ケーブル接続部４５ｂのばね力によりケーブル接続用板部４８ａとケーブル接続部４５ｂとの間で保持されるようになっている。ケーブル接続部４５ｂは、ばね支持部４５ｃとの協働によりばね力を発現するように構成されている。ばね力の強さは、ケーブル５１に不用意な引っ張り力が作用した場合であっても、ケーブル５１がケーブル接続用板部４８ａとケーブル接続部４５ｂとの間から抜けないように設定されている。

なお、本実施形態では、ケーブル５１の導体部５２ａがケーブル接続用板部４８ａとケーブル接続部４５ｂとの間に直接に挿入されているが、導体部５２ａに棒端子（図示せず）が装着された状態でケーブル接続用板部４８ａとケーブル接続部４５ｂとの間に挿入することも可能である。棒端子を使用する場合は、ケーブル５１の導体部５２ａをケーブル接続用板部４８ａとケーブル接続部４５ｂとの間に挿入する際に、例えばケーブル５１の導体部５２ａの腰が折れる場合に有効である。また、本実施形態では、ケーブル５１の挿入を容易にするために、ケーブル接続部４５ｂの外面を押圧し、ばね力に抗してケーブル接続部４５ｂを下向きに撓ませるためのレバー１６を備えている。このレバー１６は、ケーブル接続用板部４８ａとケーブル接続部４５ｂとの間からケーブル５１を抜き出す際に使用することもできる。このレバー１６は、リヤハウジング４の後壁２９に形成された孔２９ａにスライド自在に装着されている。

図１を再び参照すると、コネクタハウジング２は、別部品である前後二つのフロントハウジング（第１ハウジング）３とリヤハウジング（第２ハウジング）４とから構成されている。二つのハウジング３，４は、絶縁性を有する高分子材料から射出成形されたものであり、コネクタ１の組立時に合体して一体化される。合体した状態を維持するために、リヤハウジング４に対するフロントハウジング３の合体部分の上壁２０及び下壁２１に複数の係止爪２３が突出して設けられ、他方、フロントハウジング３に対するリヤハウジング４の合体部分の上壁２６及び下壁２７に複数の係止爪２３に係合する係合孔３０が貫通して設けられている。また、フロントハウジング３の合体部分の両側壁２２に係止溝２４が設けられ、リヤハウジング４の合体部分の両側壁２８に係止溝２４に係合する係止突部３１が設けられている。

第１〜第３の端子４１，４４，４７は、コネクタハウジング２に位置決めされた状態でそれぞれ収容されている。フロントハウジング３の端子収容室８に収容される第１の端子４１は、図２及び３に示すように、係止片４２ｃが端子収容室８の隔壁１０及び側壁５に設けられた段部１０ａ，５ａに当接することにより、フロントハウジング３（端子挿入方向又は長手方向）に対して位置決めされるようになっている。また、第１の端子４１は、接触部４３がピッチ調整部４８ｃの先端に当接することにより、端子挿入方向の反対側へ移動しないようになっている。リヤハウジング４の端子収容室９に収容される第２の端子４４は、図２に示すように、リヤハウジング４の後壁２９の内面とフロントハウジング３の後壁１９の外面との間で、前後（長手方向）に移動しないように配置されている。第３の端子４７は、図２に示すように、ケーブル接続用板部４８ａの先端がリヤハウジング４の上壁２６の段部２６ａに当接することにより、リヤハウジング４に対して位置決めされるようになっている。また、第３の端子４７は、ピッチ調整部４８ｃの先端が第１の端子４１の接触部４３に当接することにより、リヤハウジング４から抜け出さないようになっている。

双方のハウジング３，４を合体させると（図５参照）、第１の端子４１の接触部４３と第３の端子４７のピッチ調整部４８ｃの先端とが互いに押し付けられて電気的に接触すると共に、第１の端子４１の接触部４３と第３の端子４７のピッチ調整部４８ｃの先端は、雄型端子５０が雌型電気接触部４２ａに挿入され、ケーブル５１の導体部５２ａが第２の端子４４と第３の端子４７の間に挿入されることで、より一層強い力で互いに突き当たるようになっている。第２の端子４４は、ケーブル５１の導体部５２ａを第３の端子４７のケーブル接続用板部４８ａに電気的に接触させるためのものであり、変形例として、リヤハウジング４の下壁２７に設けられた貫通孔にねじを取り付け、ねじの先端とケーブル接続用板部４８ａとの間でケーブル５１の導体部５２ａを挟持することも可能である。

リヤハウジング４の両側壁２８の外面には、側壁２８外面に連結する基部３４ａと、この基部３４ａに続いて相手方コネクタの方に向かって延長する腕部３４ｂと、腕部３４ｂの先端に係止用の爪部３４ｃとを有する片持ち状の一対のロックアーム３３が備わっており、一対のロックアーム３３により相手方コネクタに対するコネクタ接続の状態が保持されるようになっている。

フロントハウジング３は、図３及び図４に示すように、相手方コネクタに対する嵌合方向の前側に位置し、上述したように、隔壁１０で仕切られた５つの端子収容室８に相手方コネクタの雄型端子５０に接続する第１の端子４１をそれぞれ収容する。リヤハウジング４は、コネクタ嵌合方向の後側に位置し、フロントハウジング３と同様に隔壁１１で仕切られた５つの端子収容室９にケーブル５１に接続する第２の端子４４及び第３の端子４７をそれぞれ収容する。双方のハウジング３，４の端子収容室８，９は、前後に貫通して設けられている。フロントハウジング３の隣接する端子収容室８の間隔は、リヤハウジング４の隣接する端子収容室９の間隔よりも狭くなっている。このため、フロントハウジング３の端子収容室８に収容される第１の端子４１の隣接する端子間ピッチは、リヤハウジング４の端子収容室９に収容される第２の端子４４及び第３の端子４７の隣接する端子間ピッチよりも狭くなる。これにより、本実施形態のコネクタ１は、コネクタハウジング２の一端側と他端側において複数の端子間ピッチが異なっているピッチ変換コネクタとして機能している。

一般に、隣接する端子収容室の間隔が異なっている二つのハウジングを合体させると、双方のハウジングの合体部分において個々のハウジングの端子収容室が位置ずれを生じる。隣接する端子収容室の間隔に依存するが、位置ずれが大きい場合には、コネクタの一端側から他端側に（前後方向に）渡って端子収容室を一様に連通させることができないことがある。このため、特許文献１では、端子のピッチが変わる部分に対応するコネクタの内部が中空に設けられている。本実施形態のコネクタ１は、リヤハウジング４の端子収容室９を区画形成する隔壁１１に、フロントハウジング３側に向かって延びる可動壁１５を延長して設け、双方のハウジング３，４を合体させた際に、可動壁１５が端子形状に沿って変位するようにしたものである。可動壁１５が変位することで、個室の独立性が確保された端子収容室が連通して設けられるものとなる。換言すれば、フロントハウジング３の隔壁１０と、対応するリヤハウジング４の隔壁１１と、可動壁１５とが連続して、実質的に一体的な隔壁を構成するものとなる。

可動壁１５の態様は本実施形態に制限されるものではないが、図３及び４に示すように、横一列に並んでいる端子収容室９の両側に位置する端子収容室９を区画形成する隔壁１１に片持ち状の可動壁１５を設けることができる。可動壁１５は、隔壁１１に一体に連結する基部１７ａと、基部１７ａに続く先端部１７ｂとを有し、双方のハウジング３，４の合体時に、可動壁１５は基部１７ａを支点として斜めに傾くようになっている。なお、個々の隔壁１１には、可動壁１５のような態様で変位しない壁部を延長して設けてもよい。例えば、変位しない壁部には、横一列に並んでいる端子収容室９のうち中央側に位置する端子収容室９の隔壁１１に設けられた壁部が該当する。可動壁１５は、双方のハウジング３，４の合体時に、端子４０（第３の端子４７）のピッチ調整部４８ｃに押されることで変位してフロントハウジング３の対応する隔壁１０に端部が当接するが、変位しない壁部は、双方のハウジング３，４の合体時に、端子４０に押されることなく、フロントハウジング３の対応する隔壁１０に端部が当接するだけである。隔壁１１に可動壁１５を設けるか、又は変位しない壁部を設けるかは、ピッチ変換コネクタのフロントハウジング３の端子間ピッチとリヤハウジング４の端子間ピッチによって定まるものであり、全ての隔壁１１に可動壁１５を設けても良く、本実施形態のように一部の隔壁１１に可動壁１５を設けてもよい。また、本実施形態では可動壁１５は基部１７ａを支点として斜めに傾くが、可動壁１５全体が曲線状に撓んでもよい。

本実施形態において、可動壁１５は、双方のハウジング３，４の合体時に、第３の端子４７のピッチ調整部４８ｃに押されて変位するようになっているが、可動壁１５が端子以外の部分に押されて変位するように構成することもできる。例えば、可動壁がフロントハウジング３の端子収容室８の内壁面に押されるようにすることもできる。また、端子が一体構造を有している場合などでは、端子を可動壁１５が設けられているハウジング４に組み込んだ段階で可動壁１５が変位するように構成することもできる。このような態様も本発明に包含される。

図４に示すように、可動壁１５は、隔壁１１と略同一の厚みで、隔壁１１の端部から所定長さ延長して設けられている。可動壁１５の突出長さは、特に制限されるものではなく、可動壁１５の端部が、双方のハウジング３，４の合体時にフロントハウジング３の隔壁１１に当接することは必ずしも必要ではないが、隣接する端子間の短絡を確実に防止する観点から、可動壁１５の先端がフロントハウジング３の隔壁１０に当接できる程度の長さに設けることが好ましい。なお、可動壁１５の先端を隔壁１０に当接させる代わりに、もしくはそれに加えて、隔壁１１の端部に段差部１０ｂを設け、この段差部１０ｂの近傍に可動壁１５の先端が位置するようにして、可動壁１５を隔壁１０に続けてもよい。このように構成することで、必ずしも可動壁１５の先端を隔壁１０に当接させなくても、隣接する端子収容室８、９の隙間を異物が移動することを妨げることができ、隣接する端子間の短絡防止に効果がある。

図３には、可動壁１５の先端が隔壁１１の側面に当接している状態が示されている。リヤハウジング４の中央に位置する二つの隔壁１１には可動壁は設けられていないが、双方のハウジング３，４を合体させた際に、リヤハウジング４の中央に位置する隔壁１１はフロントハウジング３の中央に位置する二つの隔壁１０の先端側に当接するようになっている。これにより、コネクタ１の中央に位置する端子収容室８，９は隔壁１０，１１により端子収容室８，９の独立性が確保され、コネクタ１の中央に隣接する二つの端子収容室８，９は隔壁１０，１１及び可動壁１５により端子収容室８，９の独立性が確保されようになっている。個々の端子収容室８，９は、隣接する端子収容室８，９と壁により隔てられているため、異物などを介して隣接する端子４０が短絡するという問題を回避することが可能となる。

以上のように、本実施形態によれば、リヤハウジング４の隔壁１１に、双方のハウジング３，４の合体時に変位して、フロントハウジング３の隔壁１０に続く可動壁１５が延長して設けられているから、可動壁１５が端子収容室８，９の区画形成する隔壁１０，１１の一部となり、これにより、隣接する端子４０の絶縁性が確保され、信号接続の信頼性が高まる。本実施形態は、端子が一列に配置されたコネクタを対象としているが、端子が上下に２列以上に配置されたコネクタに関しても、本実施形態と同様の作用・効果を奏することができる。

以上、本明細書では電気コネクタについて説明したが、本発明は開示した実施形態に制限されるものではなく、実施形態の変更や改良が許容されるものである。本明細書では可動壁１５がリヤハウジング４の隔壁１１に設けられているが、フロントハウジング３の隔壁１０に設けることも可能である。また、本明細書では、端子４０がそれぞれ別部品である３種類の端子４１，４４，４７から構成されているが、一体的に形成された一部品の端子でもよく、また、第１の端子４１と第３の端子４７が一体的に形成された端子を用いてもよく、端子の構成は制限されるものではない。

１ 電気コネクタ
２ コネクタハウジング
３ フロントハウジング
４ リヤハウジング
８，９ 端子収容室
１０，１１ 隔壁
４０ 端子
４１ 第１の端子
４４ 第２の端子
４７ 第３の端子

Claims (4)

1. コネクタハウジングの端子収容室に収容されている複数の端子の端子間ピッチが、コネクタハウジングの一端側と他端側において異なっている電気コネクタであって、
   前記コネクタハウジングが、組立時に相互に合体し、前記端子収容室を区画形成する隔壁をそれぞれ有する第１ハウジングと第２ハウジングとを備え、
   一方のハウジングの前記隔壁に、前記第１ハウジングと前記第２ハウジングの合体した状態で変位して、他方のハウジングの前記隔壁に続く可動壁が延長して設けられている、電気コネクタ。
2. 前記可動壁は、前記隔壁に一体に連結する基部と該基部に続く先端部とを有し、前記第１ハウジングと前記第２ハウジングの合体時に、前記可動壁は前記基部を支点として斜めに傾き、前記第１ハウジングと前記第２ハウジングの連通する前記端子収容室を形成する、請求項１に記載の電気コネクタ。
3. 前記端子は、長手方向の一側に相手方コネクタの端子に接続する端子接続部を有し、長手方向の他側に電線に接続する電線接続部を有し、前記端子接続部と前記電線接続部との間にピッチ調整部を有し、前記第１ハウジングと前記第２ハウジングの合体時に、前記ピッチ調整部により前記可動壁が変位させられる、請求項１又は２に記載の電気コネクタ。
4. 前記第１ハウジングに収容される前記端子の第１部分と、前記第２ハウジングに収容される前記端子の第２部分とが別体として形成され、前記第１ハウジングと前記第２ハウジングの合体時に、前記端子の第１部分と前記端子の第２部分とが所定の接触圧力で相互に電気的に接触する、請求項１〜３の何れか１項に記載の電気コネクタ。

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