JPS62264577A - コネクタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、コネクタに関するものである。

「従来の技術」 第１及び第２の基体を互に装着することにより、第１の
基体に設けた雄コンタクトと第２の基体に設けた雌コン
タクトとを互に嵌合接触させて電気的接続を行なわせる
コネクタが使用されている。

この種のコネクタでは、一般に誰コンタクトとしてビン
コンタクトが用いられ、第１及び第２の基体の装着によ
りビンコンタクトが雌コンタクト内に挿入嵌合する構成
となっている。

この種の従来のコネクタはその要部が第１２図に示すよ
うに構成され、第１の基体１１に対して雄コンタクト１
２が突出して配設される。第２の基体１１に対して装着
される第２の基体１３には、収容室１５が設けられ、こ
の収容室１５内に雌コンタクト１４が収容される。

雄コンタクト１２はピン状に形成され、雌コンタクト１
４は、二枚のコンタクト片１４−Ｌが互に対向して配設
された構成とされ、収容室１５の開口部に臨むコンタク
ト片１４−Ｌの端部が互に相近く方向に屈曲され、この
屈曲部に弾性挟持部１６が形成される。雌コンタクト１
２のピン径はこの弾性挟持部１６の挟持間隔よりもやや
大に設定される。

第１及び第２の基体１１．１３相互の装着時には、雄コ
ンタクト１２が弾性挟持部１６の間隔を押し拡げて、コ
ンタクト片１４−Ｌ間に挿入嵌合される。雄コンタクト
１２と雌コンタクト１４との完全な嵌合状態では、雄コ
ンタクト１２の外周面が弾性挟持部１６により互対向す
る位置で二点接触される。

この種のコネクタも近年その小型化が進められている。

そのためにコネクタを構成する雄コンタクト及び雌コン
タクトは小型化され、雄コンタクトのビンも径が小さな
ものが使用される。このように細いビン状の雄コンタク
トが第１の基体１１から突出して配設されているために
、従来提案されている小型コネクタでは外力によって雄
コンタクトが曲がったり、破損したりし易くなる。

一方、この種のコネクタでの大幅な小型化と共に基体あ
たりの接続されるべき、信号線の芯数も増加する傾向に
ある。例えば接続されるべき信号線の芯数が数１００芯
にも及ぶものも提案されている。

この場合、従来提案されているコネクタに使用されるコ
ンタクトにおいては、雄コンタクトと雌コンタクトとの
嵌合深さｙと挿入力Ｆとの関係は、第１３図に示すよう
な傾向を有し、嵌合直後から挿入力Ｆが急激に増加して
安定装着状態に達する前に挿入力Ｆに最大値が認められ
る。この最大値Ｆ　ｍａｘはビン状の雄コンタクトに二
枚のコンタクト片１４−Ｌが互に対向配設して構成され
る雌コンタクト１４との嵌合において、雄コンタクト１
２がこれらのコンタクト片１４−Ｌ間にその偏倚弾性力
に抗して挿入される際に生ずるもので、その挿入力はか
なり大きな値となる。

一般に雄コンタクトと雌コンタクトとの電気的接続に際
しては、第１４図に示すように、接触力をＰ、くさび角
をθ、摩擦角をθ２、摩擦力をＰＭ、接点のばね定数を
ｋ、−接点あたりの変位を６、挿入力をＦとすると次式
が成立する。

Ｆ＝２Ｐｔａｎ　　（θ＋θｔ　）　　　　　　−ｆｉ
ｌＰ王ｋ・δ　　　　　　　　　　　・・・（２）従来
提案されているコネクタにおいては、最終的な接触状態
で決定されるばね定数には一定であり、挿入過程が進行
するにつれて変位δが増加して行く、従って、（２）式
により挿入過程の進行に伴って、変位δが増加し接触力
Ｐが増大する。通常は接触力Ｐが最大値となる近傍では
くさび角θは小さく、挿入力Ｆは殆んど摩擦力Ｐ９だけ
になる。

雌コンタクト体に対する雄コンタクト１２の挿入の過程
で、くさび角θが充分に小さくならない内に接触力Ｐが
大きな値となり、その近傍で最大挿入力Ｆ　ｍａｘが得
られる。

「発明の解決すべき問題点」 近年この種のコネクタでは全体の大幅な小型化が進めら
れている。そのために第１の基体から突出して配設され
る雄コンタクトのビン径も細くなり、第２の基体に取り
付けられる雌コンタクトも小型化される。従って、コネ
クタの嵌合装着操作時などに外力によって、特に第１の
基体から突出して設けられる雄コンタクトが変形したり
、破ｔＨしたりする事故が発生し易い。

一方で、この種のコネクタにおいて、互に接続されるべ
き信号線の芯数が増力口し、例えば接続されるべき信号
線の芯数が数１００芯にも及ぶコネクタが要求されるこ
とがある。この面からは、各芯ごとの雄コンタクトと雌
コンタクトとの接続に際しての挿入力が減少することが
望ましい。

この発明は、提示提案されているコネクタの前述のよう
な現状に鑑みてなされたものであり、その目的は、第１
の基体に取り付けられる雄コンタクト及び第２の基体に
取り付けられる雌コンタクトが外力よって変形したり破
損したりすることがないコネクタを提供し、同時に雄コ
ンタクトと雌コンタクトとの相互の嵌合装着を小さな挿
入力で行なうことをも可能とすることにある。

「問題点を解決するための手段」 この発明では第１の基体に雄コンタクトが設けられ、第
２の基体に雌コンタクトが設けられ、第１及び第２の基
体相互の装着により、雄コンタクトが雌コンタクト内に
挿入嵌合されて、雄コンタクト及び雌コンタク間の電気
的接続が行なわれる。

この発明では雄コンタクトは第１の基体内に収容され、
雌コンタクトは第２の基体から突出して配設されている
。

「作　用」 この発明では、雄コンタクトが第１の基体内に収容され
、第１の基体から突出して設けられていないので、装着
操作時などに外力の印加によって、雄コンタクトが、変
形したり破損したりすることがない、一方第２の基体か
ら突出して設けられる雌コンタクトは外力に対して強い
構造とされている。

また第１の基体内に収容される雄コンタクトには、これ
を変形させるような外力は印加されないので、その構造
上の自由度が増加し例えば雄コンタクトが両端の連結点
で互に連結された第１及び第２の接触体よりなり、これ
らの接触体を連結点を結ぶ直線に対して外側に膨出屈曲
させた構造とすることが出来る。雄コンタクトをこのよ
うな構造とすることにより相互の嵌合装着時における雄
コンタクトの雌コンタクト内への挿入力を大幅に低減さ
せることも可能である。

「実施例」 以下、この発明をその実施例に基づき、図面を使用して
詳細に説明する。

第１図は、この発明の実施例の構成を示す斜視図であり
、この実施例は雄コンタクトを第１及び第２の接触体が
両端で連結された構成とし、これらの接触体が両端の連
結点を結ぶ直線の外側に膨出屈曲され、膨出屈曲部に弾
性接触部が形成された構造のものとした例である。

この発明においては、雄コンタクトは第１の基体内に収
容され、雌コンタクトは第２の基体から突出して配設さ
れる。

即ち第１図に示すように第１の基体１１内に雄コンタク
ト２０の収容室３６が形成され、この収容室３６内に雄
コンタクト２０が収容される。

第１の基体１１の収容室３６内に雄コンタクト２０が第
１の基体１１の背面側から挿入収容される。収容室３６
内に収容された雄コンタクト２０の一端部は第１の基体
１１の背面から突出して配設されて取出し端子１０とさ
れる。第１の基体１１の背面の近傍において収容室３６
の内周面に軸心方向に突出して形成された段部９に対し
て、雄コンタクト２０に軸心に対して外側に延長形成さ
れた係止片８を対接させて、雄コンタクト２０は収容室
３６内に位置決めされて収容される。

雄コンタクト２０は、第１及び第２の帯状の弾性導電材
よりなる接触体２１．２２が両端の連結点ｐ、Ｐｇで互
に連結された形状に形成される。

これら第１及び第２の接触体２１．２２は、連結点Ｐ、
Ｐ、を結ぶ直線の外側に膨出屈曲され、この屈曲部分に
弾性接触部２３．２４が形成される。

第２の基体１３の板面から突出するようにして雌コンタ
クト３０が第２の基体１３に固定して取り付けられる。

雌コンタクト３０は第２の基体１３を貫通するようにし
て第２の基体１３に対して取り付けられ、雌コンタクト
３０の一端は、第２の基体１３の背面から取出し端子１
０として取り出される。雌コンタクト３０は、帯状の底
板２６の両側線に同一方向に互に平行に側片２．７゜２
８が一体に延長形成され、雌コンタクト３０はその断面
がほぼＵ字状に形成される。第２の基体１３から突出し
て配設される側片２７，２８の先端部分には先端方向に
対して側片２７，２８の延長方向の幅が減少するように
テーパ３１が形成される。

第２の基体１３から突出配設される雌コンタクト３０内
に第１の基体１１内に収容されている雄コンタクト２０
を挿入するようにして、雄コンタクト２０と雌コンタク
ト３０とを相互に嵌合する。

この挿入過程を第４図（Ａ）　（Ｂ）　（Ｃ）に示し、
雌コンタクト３０内への雄コンタクト２０の挿入の最初
の過程では、（Ａ）に示すように雄コンタクト２０の先
端部分が、雌コンタクト３０の側片２７゜２８間に挿入
される。雄コンタクト２０の先端部分の外径は、側片２
７，２８間の間隔よりも充分に小さいので、雄コンタク
ト２０は、雌コンタクト３０内に抵抗なく円滑に挿入さ
れる。さらに挿入を進めると第４図（Ｂ）に示すように
、接触体２１．２２が側片２７，２８と接触を開始する
。

それぞれの接触体２１．２２は帯状であり、側片２７．
２８によってその弾性偏倚力に抗して容易に軸心方向に
移動する。

従って、雄コンタクト２０は小さな挿入力で雌コンタク
ト３０内に挿入され、最終的には第４（Ｃ）に示すよう
に、弾性接触部２３．２４位置で雌コンタクト３０の側
片２７，２８間に二点支持される。この二点支持状態で
は、雄コンタクト２０は、雌コンタクト３０内において
、弾性接触部２３．２４の弾性偏倚力により、側片２７
，２８に弾性的に押し付けられ、雌コンタクト３０内に
安定に保持される。

第５図に示す雄コンタクトと雌コンタクトとの電気的接
触状態において、雄コンタクトと雌コンタクトの相互の
接点位置におけるばね定数には、嵌合深さｙに対して接
触開始位置ｙＩで最大値をとる。雄コンタクトと雌コン
タクトとの嵌合が進んで雄コンタクトの弾性接触部が雌
コンタクトと接触する接点位置３’ｃに達するまで、ば
ね定数にはほぼ双曲線的に減少する。

接触体の変位δは、雄コンタクトと雌コンタクトとの接
触開始位置ｙ、までは零であり、雄コンタクトと雌コン
タクトとの嵌合が進むにつれて最初は直線的に増加し、
雄コンタクトの弾性接触部が雌コンタクトと接触する接
点位置’／ｃの近傍位置で所定の漸近値に達するような
傾向で増加する。

また、くさび角θは、雄コンタクトと雌コンタクトとの
接触位置ｙ、で最大値を示し、雄コンタクトと雌コンタ
クトとの嵌合が進むにつれてその値はほぼ直線的に減少
し、雄コンタクトの弾性接触部が雌コンタクトと接触す
る接点位置ｙｃでは零となる。

従って前述の（２）式においては、嵌合深さｙの増大と
共に変位δが増加するが、ばね定数ｋが雄コンタクトと
雌コンタクトとの接触開始位置ｙ１から急激に減少する
ので、接触力Ｐは緩かに増加する。

また（１）式において、接触力Ｐ、ｌ！１（ｆｆｌかに
増加しても雄コンタクトと雌コンタクトとの嵌合に伴な
ってくさび角θが減少し、挿入力Ｆの増加は第７図に示
すように緩かなものとなる。

第８図は第１２図に示すような構成の従来のコネクタで
の挿入力Ｆの実測値であり、第７図の測定の対象となっ
たコネクタとほぼ同一寸法のコネクタによる比較実測値
である。即ち、両者はいずれも一芯構造のものに対して
行なった実測値であり、第１２図に示す構造のもので雄
コンタクト１２の嵌合部分長と第６図（Ａ）　（Ｂ）に
示す雄コンタク１−２０の嵌合部分長が同一で、弾性定
数が同一であり、第１６図に示す構造のものでの雌コン
タクト１４と第３図（Ａ）　（Ｂ）に示す雌コンタクト
３０とを同一弾性定数を有する材料で、対向側板間距離
を同一に形成したものを用いての実測値である。

両者で最終的な挿入力Ｆ２は同一となり、この発明の実
施例では、極めて小さな挿入力で装着可能であることが
示される。第１２図に示す従来提案されている方式での
最大挿入力Ｆｍｚと最終挿入力Ｆ２の間には、Ｆ町＝１
．５Ｆ！なる関係が確認された。

第１０図（Ａ）　（Ｂ）に要部の構成を示すのは、この
発明の第２の実施例における雄コンタクトであり、この
実施例では、第１及び第２の接触体２１．２２が、それ
ぞれ連結点Ｐ＋　Ｐｇを結ぶ直線に対して、両外側に対
して１回づつ、計２回膨出屈曲されている。また、第２
の実施例においては、第１及び第２の接触体２１．２２
に連結点Ｐ＋　　Ｐｇを結ぶ直線に対して、互に対向し
て位置する弾性接触部２３−１．２４−１及び２３−２
．２４−２は連結点ＰＩ　　Ｐｇを結ぶ直線方向で位置
が互にずらされている。

第１１図（Ａ）　（Ｂ）　（Ｃ）は、第２図の実施例に
おける雌コンタクト３０に対する雄コンタクト２０の挿
入嵌合過程を示すもので、挿入開始時は、（Ａ）に示す
ように、雄コンタクト２０の細径の先端部が雌コンタク
ｌ−３０内に円滑に挿入される。挿入の進行に伴って接
触体２１の弾性接触部２３−１が最初に側片２８と接触
し、接触体２１が側片２８により弾性偏倚されながら雄
コンタクト２０の雌コンタク１−３０内への挿入が継続
される。次いで接触体２２の弾性接触部２４−１が側片
２７と接触し、接触体２２が側片２７によって弾性偏倚
されながら雄コンタクト２０は雌コンタクト３０内に挿
入される。

さらに、接触体２１の弾性接触部２３−２、接触体２２
の弾性接触部２４−２の順で接触体２１及び２２がそれ
ぞれ側片２７及び２８と接触して弾性偏倚されながら、
雄コンタクト２０の雌コンタクト３０内への挿入嵌合が
進行する。最終的な嵌合状態では、雌コンタクト３０内
において雄コンタクト２０は弾性接触部２３−１．２３
−２゜２４−１．２４−２によって４点接触状態で弾性
支持される。

第１及び第２の実施例のいずれでも雄コンタクト２０は
第１の基体１１内に収容され、外部に突出していないの
で雄コンタクト自体が小型化されても、外力により変形
したり破損したりすることがない。

また、第２の基体１３から突出配設される雌コンタクト
３０は断面がほぼＵ字状に形成され、外力の印加に強く
、小型化されても外力によって変形したり破損したりす
ることがない、さらに隨コンタクトは第１の基体ｌｌ内
に保護収容されるので、外力の印加がなく雄コンタクト
の構造上の自由度が増大する。このため雄コンタクトを
弾性偏倚が比較的小さな力で行なわれる接触体を有する
構造とすることにより、雌コンタクト内への挿入力Ｆの
嵌合深さｙに対する増加の度合は緩かにして、挿入力Ｆ
自体も減少させることが可能となる。

従って、接続されるべき信号線の芯数が増加しても、コ
ネクタの装着が軽く円滑に行なわれ、雌コンタクトと雄
コンタクトとの接触嵌合の保持力も強固で且つ安定に行
なわれる。また嵌合装着時の雄コンタクトの第１及び第
２の接触片２１．２２の幅方向での偏倚が、雌コンタク
トの側片間で行なわれるので、コンタクトの高密度実装
の設計製作が容易となり、コネクタの全体の形状をも大
幅に小型化することが出来る。

実施例においては、雄コンタクトとして第１及び第２の
接触体が両端で連結された構成のものについて説明した
が、雄コンタクトとしてビン状或いは帯状のものを用い
ることも出来る。また、雌コンタクトも実施例に示す形
状に限らず、外力に強固な形状であれば例えば円筒状に
形成したものとすることも出来る。

さらに第２の実施例から派生して、弾性接触部を一つの
接触体について２個所以上設けた構成のものも実現可能
である。

「発明の効果」 以上詳細に説明したように、この発明のコネクタでは、
雄コンタクトを第１の基体内に収容して小型化した場合
に外力により受は易い変形成いは破損から保護し、外力
に対して強固な構造の雌コンタクトを第２の基体から突
出配設した構造としている。

このために、コネクタを大幅に小型化した場合でも、外
力によってコンタクト部分の変形や破損が生じることが
なく、さらに第１の基体内に外力から保護されて収容さ
れる雄コンタクトの構造を外力の印加に無関係に設定す
ることが可能となる。

従って例えば雄コンタクトを二つの接触体が両端で互に
連結され、接触体に両端の連結点を結ぶ直線の外側に膨
出する弾性接触部を形成して、雌コンタクトに対して小
さな挿入力で嵌合可能な構造のものとすることが可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の第１の実施例の要部の構成を示す
斜視図、第２図は、この発明の第１実施例における第１
の基体内での雄コンタクト及び雌コンタクトの位置関係
を示す図、第３図（Ａ）　（Ｂ）は、この発明の第１の
実施例において、第１の基体内に収容される雄コンタク
トとこれに対する第２の基体に取り付けられた雌コンタ
クトとを示すそれぞれ側面図及び平面図、第４図（Ａ）
　ＣＢ）　（Ｃ）はそれぞれこの発明の第１の実施例に
おける雄コンタクトと、雌コンタクトとの嵌合過程を示
す図、第５図は、この発明での雄コンタクトと雌コンタ
クトとの接続状態を示す図、第６図（Ａ）　（Ｂ）　（
Ｃ）は、この発明の実施例における雄コンタクトと雌コ
ンタクトとの嵌合深さｙと、それぞればね定数ｋ、変位
δ、及びくさび角θとの関係を示す図、第７図は、この
発明の実施例における嵌合深さｙと挿入力Ｆとの関係を
示す図、第８図は、提示提案されているこの種のコネク
タにおける嵌合深さｙと挿入力Ｆとの関係を示す図、第
９図（Ａ）　（Ｂ）は、この発明の第２実施例における
雌コンタクトの構成を示すそれぞれ平面図及び側面図、
第１０図（Ａ）　（Ｂ）は、この発明の第２の実施例に
おける雄コンタクトの構成を示すそれぞれ平面図及び側
面図、第１１図（Ａ）　（Ｂ）　（Ｃ）は、この発明の
第２の実施例における雄コンタクトと雌コンタクトとの
嵌合過程をそれぞれ示す図、第１２図は、従来提案され
ているコネクタの要部の構成を示す断面図、第１３図は
従来提案されているコネクタの嵌合深さＤと挿入力Ｆと
の関係を示す図、第１４図は、雄コンタクトと雌コンタ
クトとの嵌合動作時の相対位置関係を示す図である。 ８：係止片、９：段部、ｌＯ：取出し端子、１１：第１
の基体、１３：第２の基体、２０：雄コンタクト、２１
：第１の接触体、２２：第２の接触体、２３，２４：弾
性接触部、２６：底板、２７．２８：側片、３０：雌コ
ンタクト、３６：収容室。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 第１の基体に雄コンタクトが設けられ、第２の基体に雌
   コンタクトが設けられ、前記第１及び第２の基体相互の
   装着により、前記雄コンタクトが前記雌コンタクト内に
   挿入嵌合され、前記雄コンタクト及び前記雌コンタクト
   間の電気的接続が行なわれるコネクタにおいて、前記雄
   コンタクトは前記第１の基体内に収容され、前記雌コン
   タクトは前記第２の基体から突出して配設されてなるこ
   とを特徴とするコネクタ。