JP6091055B2 - コネクタおよびコネクタ組立体 - Google Patents

Description

本発明は、コネクタおよびコネクタ組立体に関する。

機器への空気や水分の侵入を防ぎつつ電気的な接続を担うコネクタとして、導体とハウジングとの間が密封されたハーメチックシールコネクタが知られている。

例えば、特許文献１には、ベース本体に設けられた貫通孔にリード線を挿通させたコネクタが示されている。このコネクタは、貫通孔内におけるリード線の周囲に封止材としてのガラスが充填されている。

特開２００３−１７９４５７号公報

特許文献１に示す構造のコネクタは、例えば、相手コネクタとの嵌合に際し、リード線の側面に相手コンタクトが当接するとリード線に傾く向きの力がかかる。リード線が傾く向きの力を受けることにより、この力がガラスに伝わり、ガラスが破損するおそれがあった。

本発明は上記問題点を解決し、密封性の低下が抑えられたコネクタおよびコネクタ組立体を提供することを目的とするものである。

上記目的を達成する本発明のコネクタは、
相手コネクタを構成する、片持ちばね状のばねコンタクトからの側面への押し当てを受ける棒状のピンコンタクトと、
表裏に貫通して上記ピンコンタクトが挿通される貫通孔が設けられ、このピンコンタクトが貫通孔を挿通し表裏双方に突出するハウジングと、
上記ピンコンタクトが挿通した状態にある貫通孔を密封する封止材と、
上記ハウジングの表裏のうちの少なくとも相手コネクタと嵌合する側に固着されて上記ピンコンタクトの側面に沿い、上記ばねコンタクトがピンコンタクトの側面に押し当てられることによりピンコンタクトが受ける力に対する反力をこのピンコンタクトに与えることによってこのピンコンタクトの傾動を規制する規制部材とを備えたことを特徴とする。

本発明のコネクタでは、ハウジングに固着された規制部材がピンコンタクトの傾動を規制するので、ピンコンタクトによる封止材のこじりが抑えられる。したがって、封止材の破損や剥離が抑えられるため、密封性の低下が抑えられる。

ここで、上記本発明のコネクタにおいて、上記規制部材は上記貫通孔および上記封止材との接触を避けて、上記ピンコンタクトの上記ハウジングから突出した部分のうちの封止材と接触した根元部分よりも先端寄りの部分に沿い、この先端寄りの部分に上記反力を与えるものであることが好ましい。

規制部材が、例えば寸法公差や配置誤差等に起因して、相手コンタクトと接触していない状態のピンコンタクトを押すように配置されたとしても、押す力はピンコンタクトの先端寄りの部分にかかり、根元部分に直接かからない。したがって、規制部材の寸法公差や配置誤差等の影響がピンコンタクトの変形で吸収されるので、根元部分の封止材の破損や剥離が抑えられる。

また、上記本発明のコネクタにおいて、上記規制部材は、上記ピンコンタクトの上記ハウジングからの突出部分を受け入れる溝が形成され、ピンコンタクトの突出部分がこの溝内に配置されるものであることが好ましい。

ピンコンタクトが規制部材の溝内に配置されることで、ピンコンタクトの位置決めがなされる。

また、上記本発明のコネクタにおいて、上記規制部材が上記ピンコンタクトの、上記ハウジングから突出した部分のうちの、そのピンコンタクトに押し当てられるばねコンタクトと対面する対面部分を除く、その対面部分よりもハウジング寄りの根元部分を全周から取り囲んだ拡張部をさらに有することが好ましい。

規制部材によりピンコンタクトの傾動が規制される向きが全周方向となる。このため、例えばピンコンタクトに物品がぶつかるなどして予期しない向きの力が与えられた場合でも、ピンコンタクトの傾動が規制される。したがって、封止材の破損や剥離が抑えられる。

また、上記目的を達成する本発明のコネクタ組立体は、
片持ちばね状のばねコンタクトを有する第１コネクタと、
上記第１コネクタと嵌合する第２コネクタとを備えたコネクタ組立体であって、
上記第２コネクタが、
上記第１コネクタとの嵌合により上記ばねコンタクトからの側面への押し当てを受ける棒状のピンコンタクトと、
表裏に貫通して上記ピンコンタクトが挿通される貫通孔が設けられ、このピンコンタクトが貫通孔を挿通し表裏双方に突出するハウジングと、
上記ピンコンタクトが挿通した状態にある貫通孔を密封する封止材と、
上記ハウジングの表裏のうちの少なくとも上記第１コネクタと嵌合する側に固着されて上記ピンコンタクトの側面に沿い、上記ばねコンタクトがピンコンタクトの側面に押し当てられることによりピンコンタクトが受ける力に対する反力をピンコンタクトに与えることによってこのピンコンタクトの傾動を規制する規制部材とを備えたことを特徴とする。

本発明のコネクタ組立体では、第２コネクタのハウジングに固着された規制部材が、ばねピンコンタクトの傾動を規制する。このため、ピンコンタクトによる封止材のこじりが抑えられる。したがって、封止材の破損や剥離が抑えられるため、密封性の低下が抑えられる。

なお、本発明にいうコネクタ組立体については、ここではその基本形態のみを示すのに留めるが、これは単に重複を避けるためであり、本発明にいうコネクタ組立体には、上記の基本形態のみではなく、前述したコネクタの各形態に対応する各種の形態が含まれる。

以上説明したように、本発明によれば、密封性の低下が抑えられたコネクタが実現する。

本発明のコネクタ組立体の第１実施形態を示す斜視図である。 本発明のコネクタ組立体の第１実施形態を示す側面図である。 図１に示す雄型コネクタの平面図である。 雄型コネクタの正面図である。 図４に示す雄型コネクタの５−５線断面図である。 第２実施形態のコネクタ組立体を示す側面図である。 図６に示す雄型コネクタを示す平面図である。 雄型コネクタを示す正面図である。 図８に示す第２コネクタの９−９断面図である。

以下図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

図１および図２は、本発明のコネクタ組立体の第１実施形態を示す図である。図１は斜視図であり、図２は側面図である。

図１および図２に示すコネクタ組立体Ａ１は、雌型コネクタ１および雄型コネクタ２を備えている。雌型コネクタ１および雄型コネクタ２は、互いに嵌合することで電気的に接続される。ここで、雌型コネクタ１および雄型コネクタ２が嵌合する方向を嵌合方向Ｚと称する。また、雌型コネクタ１は本発明にいう第１コネクタの一例に相当し、雄型コネクタ２は本発明にいう第２コネクタの一例およびコネクタの一例に相当する。

［雌型コネクタ］
雌型コネクタ１は、ばねコンタクト１１およびハウジング１２を備えている。ハウジング１２は、例えば絶縁性の樹脂材料で形成されている。本実施形態の雌型コネクタ１および雄型コネクタ２は１４極の電気コネクタであり、雌型コネクタ１には１４個のばねコンタクト１１が備えられている。ばねコンタクト１１のそれぞれは、導電性の金属板を打抜き加工および折曲げ加工することによって形成されたリーフ型コンタクトである。コンタクト１１は、ハウジング１２に片持ちばね状に保持されており、ハウジング１２から、嵌合方向Ｚに延びている。

１４個のばねコンタクト１１は２列に並んで配置されている。ばねコンタクト１１のそれぞれは平板状であり、ばねコンタクト１１が並んだ２つの列が対向する対向方向Ｘに対しほぼ垂直な方向Ｙに沿って並んでいる。ばねコンタクト１１は、対向方向Ｘに弾性変形する。２列のばねコンタクト１１の、ハウジング１２から延びた先端部分には、対向方向Ｘに沿って互いに接近する方向に膨らむように湾曲した接触部１１ａが設けられている。なお、対向方向Ｘ、列方向Ｙ、および嵌合方向Ｚは、互いにほぼ直交している。

雌型コネクタ１のハウジング１２には、嵌合方向Ｚに突出した突条１２ａが設けられている。突条１２ａは、コンタクト１１がなす２つの列の間に配置されており、列方向Ｙに長く延びている。

［雄型コネクタ］
図３は、図１に示す雄型コネクタ２の平面図である。また、図４は、雄型コネクタ２の正面図である。また、図５は、図４に示す雄型コネクタ２の５−５線断面図である。図１〜図５を参照して、雄型コネクタ２を説明する。

雄型コネクタ２は、ピンコンタクト２１、ハウジング２２、封止材２３、および規制部材２４を備えている。

雄型コネクタ２には１４本のピンコンタクト２１が備えられている。ピンコンタクト２１のそれぞれは、金属材料からなる棒状の部材である。より詳細には、ピンコンタクト２１は嵌合方向Ｚに延びた丸棒である。１４本のピンコンタクト２１は、雌型コネクタ１のばねコンタクト１１に対応して２列に並んでいる。雌型コネクタ１および雄型コネクタ２の嵌合時、２つの列に並んだピンコンタクト２１のうち、隣の列とは反対側（以降、列の外側と称する。）を向いた側面に、雌型コネクタ１のばねコンタクト１１が接触する。

ハウジング２２は、雄型コネクタ２の各部を支持する部材である。本実施形態のハウジング２２は板状の部材である。ハウジング２２は、例えば金属材料で形成されている。雄型コネクタ２が、図示しない電気機器の筐体に取り付けられるとき、雄型コネクタ２は、図示しない筐体に設けられた穴をハウジング２２で塞ぐように取り付けられる。ハウジング２２には、表裏を貫通する貫通孔２２ｈが設けられている。ピンコンタクト２１は、貫通孔２２ｈに挿通しており、ハウジング２２の表裏双方に突出している。ピンコンタクト２１の径は、貫通孔２２ｈの内壁に接しない程度に細い。

封止材２３は、ピンコンタクト２１が挿通した貫通孔２２ｈを密封している。封止材２３は、ガラス材料からなり、貫通孔２２ｈ内に充填されている。封止材２３は、貫通孔２２ｈ内で、ピンコンタクト２１の全周を取り巻き、貫通孔２２ｈの内壁とピンコンタクト２１との間の空間を埋めている。したがって、ピンコンタクト２１は、封止材２３を介してハウジング２２に保持されている。

本実施形態の雄型コネクタ２は、ピンコンタクト２１が挿通した貫通孔２２ｈの隙間にガラス製の封止材２３が充填されたガラスハーメチックシールコネクタである。このため、ハウジング２２の表側と裏側との間に高い密封性、すなわち気密性および液密性が確保されている。

雄型コネクタ２には、２つの規制部材２４が備えられている。本実施形態の雄型コネクタ２は、上下対称の構造を有しており、２つの規制部材２４は互いに同じ構造を有する。そこで、２つの規制部材２４のうち、一方に注目して説明する。

規制部材２４は、絶縁性の樹脂材料で形成された、列方向Ｙに長く延びた部材である。規制部材２４はハウジング２２に固着されている。固着の方法は接着であるが、接着以外に溶着および圧入等を用いることも可能である。規制部材２４には、雌型コネクタ１のハウジング１２の突条１２ａを受け入れる嵌合溝２４ａが設けられている。

規制部材２４は、ピンコンタクト２１の、雌型コネクタ１のばねコンタクト１１と接触することとなる面とは反対側の側面に沿って設けられている。より詳細には、規制部材２４は、ピンコンタクト２１が並んだ２つの列の間に配置されている。規制部材２４はピンコンタクト２１に近接している。規制部材２４には、ピンコンタクト２１のハウジング２２からの突出部分を受け入れる溝２４ｐが形成されている。ピンコンタクト２１のハウジング２２からの突出部分のうち、約半周分が溝２４ｐに取り囲まれている。ピンコンタクト２１は、溝２４ｐに配置されることで、列方向Ｙにおける位置決めがされる。規制部材２４とピンコンタクト２１とは接していてもよいが、規制部材２４とピンコンタクト２１との間には隙間があってもよい。ただし、この隙間は、ピンコンタクト２１が力を受けて傾こうとすると、直ちに規制部材２４と接触する程度に小さい。

また、規制部材２４は、ピンコンタクト２１が封止材２３と接する部分との接触を避けた形状を有する。具体的には、規制部材２４は、貫通孔２２ｈおよび封止材２３との接触を避けた形状を有する。より詳細には、規制部材２４には、ハウジング２２に近づくに従ってピンコンタクト２１から離れた斜面２４１が設けられている。このことにより、仮に、規制部材２４の対向方向Ｘにおける寸法が、製造時の誤差や熱膨張等に起因して２列に並んだピンコンタクト２１の間隔よりも大きくなった場合でも、ピンコンタクト２１が封止材２３と接する根元部分に大きな力が加わることを防ぐことができる。したがって、封止材２３が破損する事態が抑えられる。

［コネクタの嵌合状態］
図２に示す雌型コネクタ１と雄型コネクタ２とが嵌合すると、雌型コネクタ１のハウジング１２の突条１２ａが、雄型コネクタ２の規制部材２４の嵌合溝２４ａに入り込む。また、ばねコンタクト１１の接触部１１ａが、ピンコンタクト２１の側面と接触する。雌型コネクタ１と雄型コネクタ２とが嵌合するとき、２列に配列されたばねコンタクト１１は、対向方向Ｘにおける列の外側に弾性変形し、弾性力によって接触部１１ａがピンコンタクト２１の側面に押し当てられる。このことによって、接触が確実となる。一方、ピンコンタクト２１は、ばねコンタクト１１から規制部材２４に向かう力を受ける。つまり、コンタクト１１は、ピンコンタクト２１を規制部材２４に押し付ける。これに対し、規制部材２４は、ばねコンタクト１１からの力に対する反力をピンコンタクト２１に与えることによって、ピンコンタクト２１の傾動を規制する。規制部材２４には斜面２４１が設けられているので、規制部材２４は、より詳細には、ピンコンタクトの封止材２３と接触した根元部分よりも先端寄りの部分に反力を与える。

規制部材２４によってピンコンタクト２１の傾動が規制されるため、ピンコンタクト２１の根元部分にある封止材２３の、ピンコンタクト２１によるこじりが生じない。したがって、こじりによる封止材２３の破損や剥離が抑えられるため、雄型コネクタ２における、密封性の低下が抑えられる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。以下の第２実施形態の説明にあたっては、これまで説明してきた実施形態における各要素と同一の要素には同一の符号を付けて示し、前述の実施形態との相違点について説明する。

図６は、第２実施形態のコネクタ組立体を示す側面図である。また、図７は、図６に示す雄型コネクタを示す平面図であり、図８は、雄型コネクタを示す正面図である。また、図９は、図８に示す第２コネクタの９−９断面図である。

図６に示すコネクタ組立体Ａ２は、雄型コネクタ３の構成が第１実施形態のコネクタ組立体Ａ１と異なる。そして、図６〜図９に示す雄型コネクタ３は、規制部材３４の形状が第１実施形態の雄型コネクタ２と異なる。

第２実施形態における規制部材３４は、ピンコンタクト２１の、ハウジング２２から突出した部分を全周から取り囲んだ形状を有する。より詳細には、規制部材３４は、ピンコンタクト２１がなす２つの列の外側に拡張された拡張部３４２を有する。拡張部３４２の嵌合方向Ｚにおける高さは、ピンコンタクト２１がなす２つの列の内側のハウジング部分の高さよりも低い。このため、ピンコンタクト２１の先端寄りの側面は、拡張部３４２の上で外部に露出し、雌型コネクタ１のばねコンタクト１１と接触することができる。

拡張部３４２を有する規制部材３４には、ピンコンタクト２１が挿通する穴３４ｈが設けられている。この穴３４ｈは、第１実施形態と同様に設けられた溝３４ｐに繋がっている。ピンコンタクト２１は、規制部材３４の穴３４ｈに挿通することで、規制部材３４に全周が取り囲まれている。

したがって、本実施形態の雄型コネクタ３は、例えばピンコンタクト２１に他の物品がぶつかるなどして、ピンコンタクト２１に予期せず外向きの力が与えられた場合でも、ピンコンタクト２１の傾動が規制される。したがって、封止材２３の破損や剥離が抑えられるため、雄型コネクタ３における密封性の低下が防止できる。

なお、上述した実施形態には、本発明にいう第２コネクタの例として、上下対称の構造を有する雄型コネクタ２，３が示されている。ただし、本発明の第２コネクタはこれに限られるものではなく、例えば、ハウジングの一方の側は規制部材がなく、またピンコンタクトの先端も例えば半田付けするための形状となっているものでもよい。

また、上述した実施形態には、本発明にいう第１コンタクトの例として、リーフ型コンタクトが示されている。ただし、本発明はこれに限られるものではなく、例えば、蛇行するように曲げられたベローズ型コンタクトであってもよい。

また、上述した実施形態には、本発明にいうコンタクトまたは第２コンタクトの例として、丸棒のピンコンタクト２１が示されている。ただし、本発明はこれに限られるものではなく、コンタクトは、例えば角棒であってもよい。

また、上述した実施形態には、本発明にいう第１コンタクトおよび第２コンタクトの例として、２列に配列されたコンタクトが示されている。ただし、本発明はこれに限られるものではなく、例えば、コンタクトは例えば１列に配置されたものであってもよい。また、コンタクトの数は、１３本以下でも１５本以上でもよい。

また、上述した実施形態には、本発明にいうハウジングの例として、金属材料で形成された板状のハウジング２２が示されている。ただし、本発明はこれに限られるものではなく、ハウジングは例えば樹脂材料で形成されていてもよく、またコンタクトを取り囲む形状であってもよい。

また、上述した実施形態には、本発明にいう封止材の例として、貫通孔２２ｈ内に充填されたガラス製の封止材２３が示されている。ただし、本発明はこれに限られるものではなく、封止材は、例えば、貫通孔の外で貫通孔を覆うようにコンタクトの回りを取り巻いた形状であってもよい。また、封止材は、樹脂製であってもよい。

Ａ１，Ａ２ コネクタ組立体
１ 雌型コネクタ
２，３ 雄型コネクタ
１１ ばねコンタクト
２１ ピンコンタクト
２２ ハウジング
２２ｈ 貫通孔
２３ 封止材
２４，３４ 規制部材
２４ｐ 溝
２４１ 斜面
３４ｈ 穴
３４ｐ 溝
３４２ 拡張部

Claims (5)

1. 相手コネクタを構成する、片持ちばね状のばねコンタクトからの側面への押し当てを受ける棒状のピンコンタクトと、
   表裏に貫通して前記ピンコンタクトが挿通される貫通孔が設けられ、該ピンコンタクトが貫通孔を挿通し表裏双方に突出するハウジングと、
   前記ピンコンタクトが挿通した状態にある貫通孔を密封する封止材と、
   前記ハウジングの表裏のうちの少なくとも相手コネクタと嵌合する側に固着されて前記ピンコンタクトの側面に沿い、前記ばねコンタクトが該ピンコンタクトの側面に押し当てられることにより該ピンコンタクトが受ける力に対する反力を該ピンコンタクトに与えることによって該ピンコンタクトの傾動を規制する規制部材とを備えたことを特徴とするコネクタ。
2. 前記規制部材は前記貫通孔および前記封止材との接触を避けて、前記ピンコンタクトの前記ハウジングから突出した部分のうちの該封止材と接触した根元部分よりも先端寄りの部分に沿い、該先端寄りの部分に前記反力を与えるものであることを特徴とする請求項１記載のコネクタ。
3. 前記規制部材は、前記ピンコンタクトの前記ハウジングからの突出部分を受け入れる溝が形成され、該ピンコンタクトの該突出部分が該溝内に配置されるものであることを特徴とする請求項１または２記載のコネクタ。
4. 前記規制部材が、前記ピンコンタクトの、前記ハウジングから突出した部分のうちの、該ピンコンタクトに押し当てられる前記ばねコンタクトと対面する対面部分を除く、該対面部分よりも該ハウジング寄りの根元部分を全周から取り囲んだ拡張部をさらに有することを特徴とする請求項１から３いずれか１項に記載のコネクタ。
5. 片持ちばね状のばねコンタクトを有する第１コネクタと、
   前記第１コネクタと嵌合する第２コネクタとを備えたコネクタ組立体であって、
   前記第２コネクタが、
   
   前記第１コネクタとの嵌合により前記ばねコンタクトからの側面への押し当てを受ける棒状のピンコンタクトと、
   表裏に貫通して前記ピンコンタクトが挿通される貫通孔が設けられ、該ピンコンタクトが貫通孔を挿通し表裏双方に突出するハウジングと、
   前記ピンコンタクトが挿通した状態にある貫通孔を密封する封止材と、
   前記ハウジングの表裏のうちの少なくとも前記第１コネクタと嵌合する側に固着されて前記ピンコンタクトの側面に沿い、前記ばねコンタクトが該ピンコンタクトの側面に押し当てられることにより該ピンコンタクトが受ける力に対する反力を該ピンコンタクトに与えることによって該ピンコンタクトの傾動を規制する規制部材とを備えたことを特徴とするコネクタ組立体。

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