JP7210415B2

JP7210415B2 - 電気コネクタ

Info

Publication number: JP7210415B2
Application number: JP2019187535A
Authority: JP
Inventors: 勇貴小林
Original assignee: Hirose Electric Co Ltd
Current assignee: Hirose Electric Co Ltd
Priority date: 2019-10-11
Filing date: 2019-10-11
Publication date: 2023-01-23
Anticipated expiration: 2039-10-11
Also published as: US20210111506A1; JP2021064483A; US11201429B2

Description

本発明は、電気コネクタに関し、特に、回路基板に実装されて使用される電気コネクタに関する。

プリント配線基板に形成された複数の通電部と、他のプリント配線基板などに形成された複数の通電部とを電気的に連結するために、対面接合型のコネクタが使用されている。このコネクタは、一方の配線基板の通電部に導通するレセプタクル側のコネクタと、他方の配線基板の通電部に導通するプラグ側のコネクタとを有している。このようなコネクタにおいて、多ピン化に対応するために、コンタクト数の多いコネクタが必要となってくる場合がある。コンタクト数の多いコネクタとして、例えば、特許文献１に記載される技術が挙げられる。

特開２０１０－２０５４７５号公報

例えば、多ピン化に柔軟に対応するために、端子をマトリクス状に配置することが考えられる。この場合、回路基板の実装面積の有効利用を図りつつ、多数の端子を有効に配列したコネクタが必要になってくる。また、コネクタが使用される種々の機器に対応するために、端子構成を柔軟に変更することができれば便利である。

そこで、本発明の１つの目的は、電気コネクタにおいて、端子構成を柔軟に変更することができる技術を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、電気コネクタにおいて、実装面積を有効に活用して多数の端子を有効に配列することができる技術を提供することにある。

本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。

本願において開示される実施例のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。

すなわち、代表的な実施例による電気コネクタは、ハウジングと、前記ハウジングによって保持される複数の端子とを備え、前記ハウジングは、前記複数の端子が配列される本体部と、前記本体部の両端に設けられた第１及び第２の外壁部とを備え、前記第１及び第２の外壁部は、前記複数の端子の配列方向と直交する方向に伸長し、前記第１の外壁部は、第１の伸長方向の端部に第１の連結部を備え、前記第２の外壁部は、前記第１の伸長方向と同じ方向の端部に第２の連結部を備え、前記第１の連結部及び前記第２の連結部は、お互いに係合する形状を有するものである。

本願において開示される実施例のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、以下のとおりである。

用途に応じて端子構成を柔軟（フレキシブル）に変更することが可能になる。

実装面積を有効に活用して多数の端子を有効に配列できる。

本発明の一実施形態によるプラグコネクタ及びレセプタクルコネクタの構成を示す斜視図である。本発明の一実施形態によるプラグコネクタ及びレセプタクルコネクタの構成を示す正面図である。図２のＡ－Ａ切断面における断面図である。本発明の一実施の形態によるレセプタクルコネクタの構成を示す平面図である。本発明の一実施形態によるプラグコネクタの構成を示す平面図である。図５のＢ－Ｂ切断面における断面図である。図５に示したプラグコネクタの分解した構成を示す平面図である。図７のＣ－Ｃ切断面における部分断面斜視図である。図８に示したプラグコネクタの分解した構成を異なる方向から見た部分断面斜視図である。本発明の他の実施形態によるプラグコネクタの構成を示す斜視図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらは互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。また、以下の実施の形態において、要素の数等（個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でもよい。

なお、以下の実施の形態において、説明の便宜上、電気コネクタの長手方向（端子の配列方向）をＸ（Ｘ₁Ｘ₂）方向とし、短手方向（端子の対向方向）をＹ（Ｙ₁Ｙ₂）方向とし、高さ方向（嵌合・抜去方向）をＺ（Ｚ₁Ｚ₂）方向とする。なお、各方向は、コネクタを構成する部位の相対的な位置関係を説明するためのものであり、絶対的な方向を示すものではない。

図１及び図２は、それぞれ、本発明の一実施形態によるプラグコネクタ及びレセプタクルコネクタの構成を示す斜視図及び正面図である。図３は、図２のＡ－Ａ切断面における断面図である。図４は、本実施の形態によるレセプタクルコネクタの構成を示す平面図である。図５は、本実施形態によるプラグコネクタの構成を示す平面図である。図６は、図５のＢ－Ｂ切断面における断面図である。図７は、図５に示したプラグコネクタの分解した構成を示す平面図である。図８は、図７のＣ－Ｃ切断面における部分断面斜視図であり、図９は、異なる方向から見た部分断面斜視図である。図１０は、他の実施形態によるプラグコネクタの構成を示す斜視図である。

まず、図１～図５により、本実施の形態によるプラグコネクタ及びレセプタクルコネクタの構成の一例を説明する。本実施の形態のプラグコネクタ１及びレセプタクルコネクタ（ソケット）２は、それぞれ、回路基板（図示せず）に実装される多ピンの電気コネクタである。プラグコネクタ１とレセプタクルコネクタ２が嵌合することにより、それぞれ対応する複数の端子２０，６０が接触し、両コネクタの端子が電気的に接続される。本実施の形態では、４０端子×２列×３＝２４０端子の例を示しているが、端子構成は、これに限定されるものではなく、適宜変更可能である。

図１～図４に示すように、本実施の形態によるレセプタクルコネクタ（ソケット）２は、ハウジング５０と、ハウジング５０によって保持される複数の端子６０とを備えている。ハウジング５０は、その外周に、端子の配列方向（Ｘ方向）に沿って伸長する２つの側壁部５１と、２つの側壁部５１を連結し、Ｙ方向に沿って伸長する２つの外壁部５２とを備えている。また、側壁部５１及び外壁部５２の内側に、プラグコネクタ１の嵌合凹部１６と嵌合するための嵌合凸部５３を３つ備えている。また、側壁部５１及び外壁部５２と嵌合凸部５３との間に、プラグコネクタ１の外壁部１２，１３，３２，３２が嵌合するための嵌合凹部５４とを備えている。また、嵌合凹部５４には、嵌合凸部５３と外壁部５２とを連結する補強部５５が設けられている。また、レセプタクルコネクタ２は、Ｘ方向及びＹ方向のいずれの方向においても、対称的となるように構成されている。ハウジングは、一つの部材として形成されている。

複数（本実施形態では、４０端子×２列×３＝２４０個）の端子６０は、すべて同一形状を有し、Ｚ₂方向からハウジング５０に圧入されている。複数の端子６０は、４０個の端子がＸ方向に配列して第１列を構成し、その第１列と対向して配列した４０個の端子が第２列を構成し、その第１列及び第２列と同様にして、Ｙ方向に並べて第３列及び第４列を構成し、同様にして第５列及び第６列を構成している。端子６０は、それぞれ、Ｚ₁方向端部に突出した接触部６１と、Ｚ₂方向端部に突出した基板接続部６２と、接触部６１と基板接続部６２との間からＺ₁方向端部に突出した支持部６３とを備えている。接触部６１は、プラグコネクタ１との嵌合時に、プラグコネクタ１の接触部２１と接触して、両コネクタの端子が電気的に接続されるものである。基板接続部６２は、回路基板実装時に、回路基板に半田付けされるものである。支持部６３は、ハウジング５０に圧入されてハウジング５０に固定されている。図３及び図４に示すように、２列１組の端子列の間には、空間５６が存在し、Ｚ₁Ｚ₂方向両側から基板接続部６２が視認できる。

ハウジング５０は、樹脂やプラスチック材、炭素繊維等の絶縁材料により形成されている。複数の端子６０は、金属等の導電材料により形成されている。複数の端子６０は、一枚の金属板を打ち抜き、折り曲げ加工されて製造される。なお、レセプタクルコネクタ２の構成部材及び各構成部材の材料は、必ずしもこれに限定されるものではない。

次に、図１～図５により、本実施の形態によるプラグコネクタ１の構成の一例を説明する。図１～図５に示すように、プラグコネクタ１は、２種類のコネクタユニットＡ，Ｂを組み合わせて構成されており、外側のコネクタユニットＡ（５）と内側のコネクタユニットＢ（６）を連結し、内側のコネクタユニットＢ（６）と外側のコネクタユニットＡ（７）を連結して構成されている。コネクタユニットＡ（７）は、コネクタユニットＡ（５）と同一のものであり、コネクタユニットＡ（７）は、Ｚ軸を中心にコネクタユニットＡ（５）を１８０度回転して配置されたものである。図３及び図５に示すように、コネクタユニット（５～７）の間には、空間２８が存在し、Ｚ₁Ｚ₂方向両側から基板接続部２２が視認できる。

外側のコネクタユニットＡ（５，７）は、ハウジング１０と、ハウジング１０によって保持される複数の端子２０とを備えている。また、ハウジング１０は、複数の端子２０が配列される本体部１１と、本体部１１の両端に設けられた第１の外壁部１２及び第２の外壁部１３とを備えている。第１の外壁部１２及び第２の外壁部１３は、複数の端子２０の配列方向（Ｘ方向）と直交する方向（Ｙ方向）に伸長し、第１の外壁部１２は、第１の伸長方向（コネクタユニットＡ（５）ではＹ₂方向、コネクタユニットＡ（７）ではＹ₁方向）の端部に第１の連結部１４を備えている。第２の外壁部１３は、第１の伸長方向と同じ方向の端部に第２の連結部１５を備えている。第１の連結部１４及び第２の連結部１５は、お互いに係合する形状を有する（図６等参照）。例えば、第１の連結部１４及び第２の連結部１５は、凹形状又は凸形状を有する。また、外壁部１２，１３には、レセプタクルコネクタ２の補強部５５と嵌合するスリット１７が設けられている。

内側のコネクタユニットＢ（６）は、ハウジング３０と、ハウジング３０によって保持される複数の端子２０とを備えている。また、ハウジング３０は、複数の端子２０が配列される本体部３１と、本体部３１の両端に設けられた第１の外壁部３２及び第２の外壁部３３とを備えている。第１の外壁部３２及び第２の外壁部３３は、複数の端子２０の配列方向（Ｘ方向）と直交する方向（Ｙ方向）に伸長し、第１の外壁部３２は、第１の伸長方向（Ｙ₂方向）の端部に第１の連結部３４を備えている。また、第１の外壁部３２は、第１の伸長方向と反対の第２の伸長方向（Ｙ₁方向）の端部に第３の連結部３６を備えている。第２の外壁部３３は、第１の伸長方向と同じ方向（Ｙ₂方向）の端部に第２の連結部３５を備えている。また、第２の外壁部３３は、第２の伸長方向と同じ方向（Ｙ₁方向）の端部に第４の連結部３７を備えている。

図６～図９に示すように、第１の連結部３４及び第２の連結部３５は、お互いに係合する形状を有する。第３の連結部３６及び第４の連結部３７は、お互いに係合する形状を有する。また、第３の連結部３６は、第２の連結部３５と同じ形状を有し、第４の連結部３７は、第１の連結部３４と同じ形状を有する。例えば、第１の連結部３４及び第３の連結部３６は凹形状を有し、第２の連結部３５及び第４の連結部３７は凸形状を有する。また、凹形状と凸形状とが逆であってもよい。凹形状及び凸形状は、お互いに嵌まり込む寸法を有する。また、外壁部３２，３３には、レセプタクルコネクタ２の補強部５５と嵌合するスリット１７が設けられている。

図６～図９に示すように、連結部１４，３４，３７は、同じ形状・同じ寸法を有する。連結部１４，３４，３７は、側面中央の大凹部２５と、大凹部２５の両側に設けられた２つの小凹部２６と、大凹部２５のＹ方向に伸長したスリット２７とを備えている。スリット２７の幅は、連結部１５，３５，３６の大凸部１８の大きさに応じて、柔軟に変化する。また、スリット２７は、ハウジングの成形により、スリット２７の幅が狭められる傾向にある。したがって、スリット２７は、連結部１５，３５，３６の大凸部１８を咥え込む機能も有する。

図６～図９に示すように、連結部１５，３５，３６は、同じ形状・同じ寸法を有する。連結部１５，３５，３６は、側面中央の大凸部１８と、大凸部１８の両側に設けられた２つの小凸部１９とを備えている。大凸部１８と大凹部２５が係合し、小凸部１９と小凹部２６が係合して、コネクタユニット（５～７）が連結される。

図１～図９に示すように、本実施形態のプラグコネクタ１において、コネクタユニットＡ（５）（第１の電気コネクタ）の第１の連結部１４と、コネクタユニットＢ（６）（第３の電気コネクタ）の第３の連結部３６とが係合している。また、コネクタユニットＡ（５）（第１の電気コネクタ）の第２の連結部１５と、コネクタユニットＢ（６）（第３の電気コネクタ）の第４の連結部３７とが係合している。また、コネクタユニットＡ（７）（第２の電気コネクタ）の第２の連結部１５と、コネクタユニットＢ（６）（第３の電気コネクタ）の第１の連結部３４とが係合している。また、コネクタユニットＡ（７）（第２の電気コネクタ）の第１の連結部１４と、コネクタユニットＢ（６）（第３の電気コネクタ）の第２の連結部３５とが係合している。

コネクタユニットＡ（５，７）及びコネクタユニットＢ（６）は、それぞれ、Ｚ軸を中心軸とする点対称の形状を有する。コネクタユニットＡ（５，７）及びコネクタユニットＢ（６）の各々において、複数の端子２０は、お互いに対向する２列（４０端子×２列）で配列されている。複数の端子２０は、すべて同一の形状を有する。

ハウジング１０，３０は、それぞれ、樹脂やプラスチック材、炭素繊維等の絶縁材料により形成されている。複数の端子２０は、金属等の導電材料により形成されている。複数の端子２０は、一枚の金属板を打ち抜き、折り曲げ加工されて製造される。また、コネクタユニットＡ（５，７）及びコネクタユニットＢ（６）は、それぞれ、ハウジング１０，３０及び複数の端子２０が一体成形されて製造される。なお、コネクタユニットＡ（５，７）及びコネクタユニットＢ（６）の構成部材及び各構成部材の材料は、必ずしもこれに限定されるものではない。

次に、図１０により、他の実施形態によるプラグコネクタ３を説明する。図１０に示すプラグコネクタ３は、前記実施の形態のプラグコネクタ１からコネクタユニットＢ（６）を取り除き、２つのコネクタユニットＡ（５，７）を直接連結したものである。コネクタユニットＡは、連結部も含めて点対称の構成を有するので、相互に連結することが可能である。図１０に示すように、他の実施形態のプラグコネクタ１において、コネクタユニットＡ（５）（第１の電気コネクタ）の第１の連結部１４と、コネクタユニットＡ（７）（第２の電気コネクタ）の第２の連結部１５とが係合している。また、コネクタユニットＡ（５）（第１の電気コネクタ）の第２の連結部１５と、コネクタユニットＡ（７）（第２の電気コネクタ）の第１の連結部１４とが係合している。図１０に示すように、コネクタユニット（５～７）の間には、連結部１４，１５が係合した状態で空間２８が存在し、Ｚ₁Ｚ₂方向両側から基板接続部２２が視認できる。

このように、用途に応じて、コネクタユニットを組み合わせることが可能であり、端子数の調整も可能である。前記実施の形態においては、２個のコネクタユニットＡの組み合わせ、２個のコネクタユニットＡ及び１個のコネクタユニットＢの組み合わせについて説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、２個のコネクタユニットＡ及び２個のコネクタユニットＢの組み合わせであってもよく、コネクタユニットＡ，Ｂの個数及び組み合わせは、適宜変更可能である。

したがって、本実施の形態の電気コネクタによれば、２種類のコネクタユニットＡ，Ｂを任意に組み合わせて連結することにより、用途に応じて端子構成、端子数を柔軟（フレキシブル）に変更することが可能になる。

また、本実施の形態のコネクタユニットＡ，Ｂは、端子とハウジングを一体成形（インサート成形）することが可能であり、製造工程を簡略化でき、製造コストが削減される。

また、本実施の形態の電気コネクタによれば、実装面積を有効に活用して多数の端子を有効に配列できることができる。

以上、本発明者によってなされた発明をその実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。また、前記実施の形態をそれぞれ適宜組み合わせてもよい。

例えば、前記実施の形態においては、プラグコネクタを複数のコネクタユニットで構成した例を説明したが、これに限定されるものではなく、レセプタクルコネクタを複数のコネクタユニットで構成してもよい。また、コネクタユニット単体であっても、通常のコネクタとして使用可能である。

例えば、前記実施の形態においては、回路基板に実装されるコネクタについて説明したが、これに限定されるものではなく、他の種類のコネクタについても適用可能である。

１プラグコネクタ
２レセプタクルコネクタ（ソケット）
３プラグコネクタ
５コネクタユニットＡ（第１の電気コネクタ）
６コネクタユニットＢ（第３の電気コネクタ）
７コネクタユニットＡ（第２の電気コネクタ）
１０ハウジング
１１本体部
１２第１の外壁部
１３第２の外壁部
１４第１の連結部
１５第２の連結部
１６嵌合凹部
１７スリット
１８大凸部
１９小凸部
２０端子
２１接触部
２２基板接続部
２５大凹部
２６小凹部
２７スリット
２８空間
３０ハウジング
３１本体部
３２第１の外壁部
３３第２の外壁部
３４第１の連結部
３５第２の連結部
３６第３の連結部
３７第４の連結部
３８嵌合凹部
５０ハウジング
５１側壁部
５２外壁部
５３嵌合凸部
５４嵌合凹部
５５補強部
５６空間
６０端子
６１接触部
６２基板接続部
６３支持部

Claims

ハウジングと、前記ハウジングによって保持される複数の端子とを備える電気コネクタであって、
前記ハウジングは、前記複数の端子が配列される本体部と、前記本体部の両端に設けられた第１及び第２の外壁部とを備え、
前記第１及び第２の外壁部は、前記複数の端子の配列方向と直交する方向に伸長し、
前記第１の外壁部は、第１の伸長方向の端部に第１の連結部を備え、
前記第２の外壁部は、前記第１の伸長方向と同じ方向の端部に第２の連結部を備え、
前記第１の連結部及び前記第２の連結部は、お互いに係合する形状を有し、
前記複数の端子は、お互いに対向する２列で配列されている、電気コネクタ。
前記第１の外壁部は、さらに、前記第１の伸長方向と反対の第２の伸長方向の端部に第３の連結部を備え、
前記第２の外壁部は、さらに、前記第２の伸長方向と同じ方向の端部に第４の連結部を備え、
前記第３の連結部は、前記第２の連結部と同じ形状を有し、
前記第４の連結部は、前記第１の連結部と同じ形状を有する、請求項１に記載の電気コネクタ。
請求項１に記載の電気コネクタと同一構成の第１及び第２の電気コネクタが組み合わされた電気コネクタであって、
前記第１の電気コネクタの前記第１の連結部と、前記第２の電気コネクタの前記第２の連結部とが係合し、
前記第１の電気コネクタの前記第２の連結部と、前記第２の電気コネクタの前記第１の連結部とが係合している、電気コネクタ。
請求項１に記載の電気コネクタと同一構成の第１及び第２の電気コネクタと、請求項２に記載の電気コネクタと同一構成の１つ以上の第３の電気コネクタが組み合わされた電気コネクタであって、
１つ以上の前記第３の電気コネクタは、前記第１の電気コネクタと前記第２の電気コネクタとの間に配置され、
前記第１の電気コネクタの前記第１の連結部と、前記第３の電気コネクタの前記第３の連結部とが係合し、
前記第１の電気コネクタの前記第２の連結部と、前記第３の電気コネクタの前記第４の連結部とが係合し、
前記第２の電気コネクタの前記第２の連結部と、前記第３の電気コネクタの前記第１の連結部とが係合し、
前記第２の電気コネクタの前記第１の連結部と、前記第３の電気コネクタの前記第２の連結部とが係合している、電気コネクタ。
前記第１の連結部は、凹部を有し、
前記第２の連結部は、凸部を有し、
前記第１の連結部の凹部は、前記第２の連結部の凸部が嵌まり込む寸法を有する、請求項１～４のいずれか１項に記載の電気コネクタ。
前記ハウジング及び前記複数の端子が一体成形されて製造されている請求項１又は２に記載の電気コネクタ。
前記電気コネクタは、点対称の形状を有する、請求項２～４のいずれか１項に記載の電気コネクタ。
前記第１の電気コネクタと前記第２の電気コネクタとの間には、前記端子の基板接続部が嵌合方向から視認可能な空間が存在する、請求項３に記載の電気コネクタ。
前記第１の電気コネクタと前記第３の電気コネクタとの間、及び前記第３の電気コネクタと前記第２の電気コネクタとの間には、前記端子の基板接続部が嵌合方向から視認可能な空間が存在する、請求項４に記載の電気コネクタ。