(57)【要約】【課題】バネ特性を柔らかい動きとすることができ、バネ特性を改善できること。【解決手段】インシュレータ１１に保持したコンタクト２１を移動させる押圧部材５１と、操作部材６１と、前記押圧部材５１及び前記操作部材６１間に介在した補助バネ部材７１とを有し、前記押圧部材５１は、前記コンタクト２１の接触バネ部２１ｂに当接する押圧面５１ａによって第１の方向Ａへ前記接触バネ部２１ｂを押圧しているときに第２の方向Ｂへのバネ復元力をもって前記押圧面５１ａ側へ付勢しており、前記操作部材６１は、前記押圧部材５１を前記第１の方向Ａへ移動させるように前記補助バネ部材７１を押圧している。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
接続対象物を保持するインシュレータと、前記接続対象物に設けられている相手接触部に対して第１の方向へ移動することによって接触しかつ該第１の方向とは逆向きの第２の方向へ移動することによって前記接続対象物に対して離間する導電性のコンタクトと、該コンタクトを前記第１及び第２の方向へ移動可能になすよう前記インシュレータに備えた移動機構とを含むコネクタにおいて、
前記移動機構は、前記第１及び第２の方向で移動可能に前記インシュレータに保持した押圧部材と、前記第１及び第２の方向へ前記押圧部材を移動させるよう前記インシュレータの所定位置に設けた操作部材と、前記押圧部材及び前記操作部材間に介在した変形可能な補助バネ部材とを有し、前記押圧部材は、前記コンタクトに当接する押圧面を有し、前記コンタクトは、前記インシュレータに保持した保持部と、該保持部の一側から前記押圧部側へ延びている接触バネ部とを有し、該接触バネ部は、前記押圧面によって前記第１の方向へ押圧されているときに前記第２の方向へのバネ復元力をもって前記押圧面側へ付勢しており、前記操作部材は、前記押圧部材を前記第１の方向へ移動させるよう前記補助バネ部材を押圧しかつ前記接触バネ部のバネ復元力によって前記押圧部材を前記第２の方向へ移動させるよう前記押圧部材への押圧力を前記補助バネ部材を介して解除するカム部を有していることを特徴とするコネクタ。
【請求項２】
請求項１記載のコネクタにおいて、前記補助バネ部材が前記操作部材に対向するよう前記押圧部材に保持されていることを特徴とするコネクタ。
【請求項３】
請求項１又は２記載のコネクタにおいて、前記インシュレータは、前記コンタクトを保持したヘッダー部材と、該ヘッダー部材に対して所定間隔をもって該ヘッダー部材の外側に形成したフレーム部とを有し、前記ヘッダー部材は、前記接続対象物の少なくとも一端部を受け入れて前記接続対象物を垂直方向に保持するヘッダー保持部と、前記コンタクトの前記保持部を保持したコンタクト保持部と、前記押圧部材の一側部を保持している軸受部とを有し、前記押圧部材は、前記軸受部に回動可能に係合している軸部を有し、前記補助バネ部材が前記フレーム部の内壁面に対向しており、前記フレーム部の前記内壁面には、前記操作部材が保持されており、前記操作部材は、前記補助バネ部材に摺接して回動するように前記補助バネ部材に当接していることを特徴とするコネクタ。
【請求項４】
請求項３記載のコネクタにおいて、前記補助バネ部材は、少なくとも前記フレーム部の前記内壁面に形成した凹部に対向する部分を含み前記フレーム部の前記内壁面に対向している変形板部と、該変形板部の両側から該変形板部に対向するように曲げられて延びているバネ保持部とを有し、前記押圧部材は、前記補助バネ部材のバネ保持部を保持したバネ受部を有し、前記カム部は前記補助バネ部材の前記変形板部に当接している第１カム面と、該第１カム面を交差する方向で直線状に切り欠いて形成した第２カム面とを有し、前記フレーム部の前記凹部は、前記操作部材の前記第１カム面の一部を受け入れている円弧面であり、前記押圧部材が前記第２の方向に位置しているときに前記第１カム面に前記補助バネ部材の前記変形板部が当接しており、前記押圧部材が前記第１の方向に位置しているときに前記第１カム面に当接して前記押圧部材を前記第１の方向へ押圧していることを特徴とするコネクタ。
【請求項５】
請求項４記載のコネクタにおいて、前記コンタクトの前記接触バネ部の中間部には、前記押圧部に当接している当接部が形成されており、前記接触バネ部の自由端部には、前記接続対象物の前記一面側へ突出している接点部が形成されていることを特徴とするコネクタ。
【請求項６】
請求項５記載のコネクタにおいて、前記インシュレータには、ヘッダー部材を中心として左右対称に前記コンタクト、前記押圧部材、前記操作部材、前記補助バネ部材及び前記フレーム部が対向して配置されていることを特徴とするコネクタ。
【請求項７】
請求項６記載のコネクタにおいて、前記インシュレータには、前記インシュレータの長手方向に複数の収容室が形成されており、前記コンタクトを設けたヘッダー部材、前記補助バネ部材を設けた前記押圧部材の複数が個々の前記収容室に収容されており、前記操作部材が複数の前記収容室を貫通して前記フレーム部の前記凹部に位置していることを特徴とするコネクタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、接続対象物と基板とを接続するコネクタに属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のコネクタとしては、互いにそれぞれが電気的に接続された回路素子をもつ電気的アセンブリ間のクランプ機構、例えば、一方が圧縮可能な電気コネクタをもつ親基板（マザーボード）と子基板（ドーターボード）間の機械的及び電気的クランプ機構を有する基板間接続用コネクタがある。
【０００３】
この基板間接続用コネクタでは、親基板上に搭載されたコネクタ本体と、コネクタ本体に保持されている圧縮性電気コネクタ素子とを備えている。子基板は、コネクタ１本体内に摺動挿入され、親基板に対して略垂直に配設される。子基板は、側部を有するとともに、コネクタ本体上の圧縮性電気コネクタ素子に電気的に接続されているそれぞれの回路素子を有する。圧縮性電気コネクタ素子は、親基板と子基板との間を接続するコンタクトとして用いられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平６−１９６２３０号公報（第２頁−第３頁、図１、図２、図３）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、コネクタは、小型化が要求されることにより、コンタクトも小さくなるのでバネ特性が固くなるため、わずかの寸法差でコンタクトが永久変形を起こしたり、接触力不足となり、接触信頼性が悪くなるという問題がある。
【０００６】
また、バネ特性を変更するためには、コンタクトの設計変更が必要となるが、コンタクトの物理的な制約があるためにコンタクトの設計が難しくなるという問題がある。
【０００７】
それ故に本発明の課題は、コンタクトの接触信頼性を向上することができ、バネ特性を変更するためにコンタクトの設計変更や交換が容易となるコネクタを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、接続対象物を保持するインシュレータと、前記接続対象物に設けられている相手接触部に対して第１の方向へ移動することによって接触しかつ該第１の方向とは逆向きの第２の方向へ移動することによって前記接続対象物に対して離間する導電性のコンタクトと、該コンタクトを前記第１及び第２の方向へ移動可能になすよう前記インシュレータに備えた移動機構とを含むコネクタにおいて、前記移動機構は、前記第１及び第２の方向で移動可能に前記インシュレータに保持した押圧部材と、前記第１及び第２の方向へ前記押圧部材を移動させるよう前記インシュレータの所定位置に設けた操作部材と、前記押圧部材及び前記操作部材間に介在した変形可能な補助バネ部材とを有し、前記押圧部材は、前記コンタクトに当接する押圧面を有し、前記コンタクトは、前記インシュレータに保持した保持部と、該保持部の一側から前記押圧部側へ延びている接触バネ部とを有し、該接触バネ部は、前記押圧面によって前記第１の方向へ押圧されているときに前記第２の方向へのバネ復元力をもって前記押圧面側へ付勢しており、前記操作部材は、前記押圧部材を前記第１の方向へ移動させるよう前記補助バネ部材を押圧しかつ前記接触バネ部のバネ復元力によって前記押圧部材を前記第２の方向へ移動させるよう前記押圧部材への押圧力を前記補助バネ部材を介して解除するカム部を有していることを特徴とするコネクタが得られる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して、本発明に係るコネクタの一実施の形態例を説明する。図１及び図２は、一実施の形態例におけるコネクタを示している。
【００１０】
図１及び図２を参照して、コネクタ１は、略長箱形状に形成されているインシュレータ１１と、インシュレータ１１に保持されている導電性のコンタクト２１と、インシュレータ１１に備えた移動機構とを有している。
【００１１】
コネクタ１には、プリント配線基板のような接続対象物３１が所定位置に保持される。なお、このようなコネクタ１は、一般にカードエッジコネクタ１とも呼ばれている。この実施の形態例におけるコネクタ１では、図１に示したように、インシュレータ１１の長手方向を仮想平面で直交する垂直な中心線Ｃを基準にして、インシュレータ１１内で中心線Ｃの左右にコンタクト２１及び移動機構が備えられているものである。
【００１２】
インシュレータ１１は、複数本のコンタクト２１を保持しているヘッダー部材１３と、ヘッダー部材１３に対して所定間隔をもってヘッダー部材１３の外側でヘッダー部材１３の複数個に対向するように長手方向に形成されている一対の第１フレーム部１５と、一対の第１フレーム１５の長手方向の両端間をそれそれ接続している一対の第２フレーム部１７とを有している。
【００１３】
ヘッダー部材１３は、プリント配線基板のようなベース基板（マザーボード）４１に実装されるヘッダー基部１３ａと、ヘッダー基部１３ａの中央部分から上方へ垂直方向に延びているヘッダー保持部１３ｂと、コンタクト２１を保持するようにヘッダー保持部１３ｂの左右の両側部分でヘッダー基部１３ａに形成されているコンタクト保持部１３ｃと、コンタクト保持部１３ｃの上側でヘッダー基部１３ａの左右の両側面に溝状に形成されている軸受部１３ｆとを有している。
【００１４】
ここで、垂直方向は、図１に示した中心線Ｃに平行な方向である。ヘッダー保持部１３ｂの上面には、接続対象物３１の端部を受け入れて接続対象物３１を垂直方向に保持する受容部１３ｄが形成されている。
【００１５】
コンタクト２１は、ヘッダー部材１３のコンタクト保持部１３ｃに保持されている保持部２１ａと、保持部２１ａの一側からヘッダー保持部１３ｃの垂直方向に平行な一対の外側面に沿って上方へ延びている接触バネ部２１ｂと、ヘッダー基部１３ａのコンタクト保持部１３ｃから外へ延びている端子部１３ｃとを有している。
【００１６】
移動機構は、コンタクト２１を第１の方向Ａ（図１を参照）へ移動させて接続対象物３１に接触させる。また、移動機構は、接続対象物３１にコンタクト２１を接触させた位置からコンタクト２１が第２の方向Ｂ（図１を参照）へ移動するように構成されている。
【００１７】
移動機構は、図３乃至図５にも示すように、ヘッダー基部１３ａの軸受部１３ｆに保持されている押圧部材５１と、押圧部材５１を移動させるように第１フレーム部１５の内壁面１５ａの所定位置に設けられている操作部材６１と、押圧部材５１及び操作部材６１間に介在した変形可能な補助バネ部材７１とを有している。
【００１８】
インシュレータ１１には、図１に示した中心線Ｃを含むヘッダー部材１３を中央として左右対称に第１フレーム部材１５、コンタクト２１、押圧部材５１、操作部材６１、及び補助バネ部材７１が配置されている。
【００１９】
押圧部材５１は、コンタクト２１の接触バネ部２１に当接する押圧面５１ａと、第１及び第２の方向Ａ，Ｂで押圧部材５１を移動可能となすように、ヘッダー基部１３ａの軸受部１３ｆに着脱可能に係合している軸部５１ｂを有している。
【００２０】
操作部材６１は、第１フレーム部１５の内壁面１５ａに保持されており、操作部材６１が保持されており、第１及び第２の方向Ａ，Ｂへ移動させるカム部６３を有している。操作部材６１は、補助バネ部材７１に摺接しながら回動するように補助バネ部材７１に当接している。
【００２１】
コンタクト２１の接触バネ部２１ｂの中間部分には、押圧部材５１の押圧部５１ａに当接している当接部２１ｄが形成されている。接触バネ部２１ｂの自由端部には、接続対象物３１に対向するように一面側へ突出している接点部２１ｆが形成されている。
【００２２】
押圧部材６１のカム部６３は、押圧部材５１を第１の方向Ａへ移動させるように補助バネ部材７１を押圧する第１カム面６３ａと、接触バネ部２１ｂのバネ復元力によって押圧部材５１を第２の方向Ｂへ移動させるように補助バネ部材７１による押圧力を押圧部材５１への押圧力を補助バネ部材７１を介して解除する第２カム面６３ｂを有している。
【００２３】
第１フレーム部１５の内壁面１５ａには、円弧面形状の凹部１５ｂが形成されている。補助バネ部材７１は、第１フレーム部１５の内壁面１５ａに対向している変形板部７１ａと、変形板部７１ａの両側から変形板部７１ａに対向するように曲げられて延びているバネ保持部７１ｂとを有している。補助バネ部材７１のバネ保持部７１ｂの両端部は、押圧部材５１に形成されているバネ受部５１ｃに係合して保持されている。
【００２４】
操作部材６１の第１カム面６３ａは、補助バネ部材７１の変形板部７１ａに当接する外周面が円柱形状を呈しているものであり、第２カム面６３ｂは、第１カム面６３ａを交差する方向で直線状に切り欠いて形成した平坦面である。第１フレーム部１５の凹部１５ｂは、操作部材６１の外周面の一部を受け入れている。
【００２５】
第１フレーム部１５の凹部１５ｂは、押圧部材５１が第１の方向Ａに位置しているときに第１カム面６３ａに当接して押圧部材５１を第１の方向Ａへ押圧しており、押圧部材５１が第２の方向Ｂに位置しているときに第２カム面６３ｂに補助バネ部材７１の変形板部７１ａが当接している。
【００２６】
さらに、図２及び図５に最もよく示されているように、一対の第１フレーム部１５間には、これらの第１フレーム部１５の長手方向の両端に位置している一対の第２フレー部１７間に複数のヘッダー部材１３を個々に収容するように所定間隔をもって複数の仕切壁部１１ｅが形成されている。また、一対の第１フレーム部１１間には、ヘッダー部材に保持したコンタクト２１、押圧部材５１及び補助バネ部材７１を移動可能に収容する所定間隔をもっている。
【００２７】
なお、図２における実施の形態では、押圧部材５１の一つのみを示しているが、押圧部材５１は、四つのヘッダー部材１３のそれぞれに二つの押圧部材５１がヘッダー基部５１ｂの軸受部１３ｆに軸部５１ｂが挿入されて回動可能に保持されるものである。
【００２８】
したがって、第１及び第２フレーム部１５，１７によって囲まれて、仕切壁部１１ｅによって仕切られている四つの収容室１１ｇのそれぞれには、コンタクト２１を設けたヘッダー部材１３、及び補助バネ部材７１を設けた押圧部材５１が一つづつ収容される。
【００２９】
さらに、第１フレーム部１５の内壁面１５ａには、前述した凹部１５ｂが形成されており、これらの凹部１５ｂを含む仕切壁部１１ｅを軸方向に貫通している貫通孔１１ｊが形成されている。貫通孔１１ｊは、凹部１５ｂを含む仕切壁部１１ｅの左右に一つづつを有している。貫通孔１１ｊには、長手方向に操作部材６１が周方向へ回動可能に挿入されている。操作部材６１は、長手方向に長い寸法の円柱形状部分を有していることから、貫通孔１１ｊに挿入したり、取り外しすることが可能である。
【００３０】
また、仕切壁部１１ｅの上面には、接続対象物３１の端部を受け入れる切り欠け部１１ｍが一対の第１フレーム部１５間の中央部分に形成されている。第２フレーム部１７の上面には、接続対象物３１の端部を受け入れる切り欠け部１７ｍが一対の第１フレーム部１５間に形成されている。ベース基板４１には、ヘッダー部材１３を実装した後にインシュレータ１１がベース基板４１に固定される。
【００３１】
接続対象物３１には、接続対象物３１をインシュレータ１１の所定位置まで受け入れるために、位置決めとなる複数の位置決め突部３１ｃが設けられている。位置決め突部３１ｃは、接続対象物３１の端部を入り込ませたときに切り欠け部１１ｍ，１７ｍに入り込み接続対象物３１の位置決めが行われる。
【００３２】
コンタクト２１の端子部２１ｃは、ベース基板４１の回路に接続されるように形成されている導電部（導電パッド）４１ａに半田によって接続される。そして、図３に示したように、第１及び第２フレーム部１１，１７は、切り欠き部１１ｍ，１７ｍの底面にネジ８１を通してベース基板４１に固定される。
【００３３】
図６及び図７は、接続対象物３１の上下端部を二つのコネクタ１によって接続した例を示している。接続対象物３１の上端部においては、図７に示したように、ヘッダー部材１３を実装した後にインシュレータ１１が基板４３（マザーボード）に固定される。接続対象物３１の上側の端部には、接続対象物３１をインシュレータ１１の所定位置まで受け入れるために、位置決めとなる複数の位置決め突部３１ｄが設けられている。位置決め突部３１ｄは、接続対象物３１の端部を入り込ませたときに切り欠け部１１ｍ，１７ｍに入り込み接続対象物３１の位置決めが行われる。
【００３４】
次に、コネクタ１に接続対象物３１を接続する操作について、図１を参照しながら説明する。なお、図１において、中心線Ｃの左側に示した移動機構の位置は、接続対象物３１からコンタクト２１が離間している接触が解除されている解除状態を示しており、中心線Ｃの右側に示した移動機構の位置は、接続対象物３１とコンタクト２１とが接触している接触状態を示している。
【００３５】
接触バネ部２１ｂは、押圧部材５１による押圧力を解除するように操作部材６１を操作したときに、接触バネ部２１ｂのバネ復元力によって押圧部材５１を第２の方向Ｂへ移動させるように、第１及び第２の方向Ａ，Ｂへ変位可能なバネ性をもっている。
【００３６】
接触バネ部２１ｂは、操作部材６１の押圧力によって押圧部材５１を第１の方向Ａへ移動し第１押圧面５１ａによって第１の方向Ａへ押圧されているときに第２の方向Ｂへバネ復元力をもって第１押圧面側へ付勢している。
【００３７】
まず、接続対象物３１は、前述した解除状態で垂直方向に接続対象物３１の端部をコンタクト２１の間へ位置決め突部３１ｃをガイドとして切り欠き部１１ｍ，１７ｍまで挿入する。この状態では、図１の左側の解除状態によって示したように、接続対象物３１の相手接触部３１ａとコンタクト２１の接点部２１ｆとの間は、大きな隙間をもっている。また、接触バネ部２１ｂの当接部２１ｄは、押圧部材５１の押圧面５１ａに当接しており、操作部材６１の第２カム面６３ｂが補助バネ部材７１の変形板部７１ａに当接している。この状態では、操作部材６１によって、押圧力が加わっていない状態なので、接触部バネ部２１ｂの自然状態で当接面５１ａに接触バネ部２１ａの当接部２１ｄが当接して第２の方向Ｂへ押圧部材５１を傾けている。
【００３８】
この解除状態からコンタクト２１の接触バネ部２１ｂを移動させて接続対象物３１の相手接触部３１ａへ接触するには、図１の右側部分で示すように、操作部材６１を反時計方向へ回転させると、第２カム面６３ｂに当接していた補助バネ部材７１の変形板部７１ａに対して、第１カム面６３ａが摺動しながら変形板部７１ａを第１の方向Ａへ押圧する。このとき、軸受部１３ｆに位置している軸部５１ｂを軸として押圧部材５１が第１の方向Ａへ回転するように移動する。このとき、押圧部材５１の押圧面５１ａがコンタクト２１の当接部２１ｄを押圧し、接点部２１ｆが接続対象物３１の相手接触部３１ａに押圧力をもって接触する。
【００３９】
補助バネ部材７１、コンタクト２１は、これらが共に変位し、かつ変形するため、補助バネ部材７１がない場合に比べて、コンタクト２１と補助バネ部材７１との合成されたバネ特性によって柔らかな動きになる。
【００４０】
また、接触状態から解除状態とするには、図１の右側に示した操作部材６１を時計方向へ回転させ、第１カム面６３ａに当接していた変形板部７１ａに対して第２カム面６３ｂを移動すると、軸受部１３ｆに位置している軸部５１ｂを軸として押圧部材５１が第２の方向Ｂへ回転するように移動する。このとき、押圧部材５１の第１押圧面５１ａがコンタクト２１の当接部２１ｄを押圧し、接点部２１ｆが接続対象物３１の相手接触部３１ａから離間する。
【００４１】
さらに、補助バネ部材７１を交換する必要がある場合には、押圧部材５１は、操作部材６１をインシュレータ１１から抜き出した後、ヘッダー部材１３の軸受部１３ｆから軸部５１ｂを外すことによって、補助バネ部材７１を交換することも可能である。
【００４２】
【発明の効果】
以上、実施の形態例によって説明したように、本発明に係るコネクタによれば、補助バネ部材、及びコンタクトは、これらが共に変位、変形するため、補助バネ部材がない場合に比べて、コンタクトと補助バネ部材との合成されたバネ特性は柔かくすることができるのでバネ特性の改善され接触信頼性を向上することができる。
【００４３】
また、補助バネ部材を交換する必要がある場合には、コンタクトの設計を変えずに、補助バネ部材を交換することができるので、任意のバネ特性を得られる。
【００４４】
さらに、押圧部材を操作部材のカム部によて嵌合操作するため、押圧部材の移動量がカム部のみによって決まるため、押圧部材の移動距離、コンタクト及び補助バネ部材の変形量における精度を維持することが容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るコネクタの一実施の形態例を接続対象物とともに示した断面図である。
【図２】図１に示したコネクタを分解した状態を示す斜視図である。
【図３】図１に示したコネクタの押圧部材の軸部を示した正面図である。
【図４】図１に示したコネクタの操作部材のカム部を示した斜視図である。
【図５】図１に示したコネクタの平面図である。
【図６】図１に示したコネクタを接続対象物の上下端に設けた状態を示す正面図である。
【図７】図６のコネクタ及び接続対象物を右側面から見た状態の側面図である。
【符号の説明】
１    コネクタ
１１    インシュレータ
１１ｊ    貫通孔
１１ｍ    切り欠け部
１３    ヘッダー部材
１３ａ    ヘッダー基部
１３ｂ    ヘッダー保持部
１３ｃ    コンタクト保持部
１３ｄ    受容部
１３ｆ    軸受部
１５    第１フレーム部
１５ａ    内壁面
１５ｂ    凹部
１７    第２フレーム部
２１    コンタクト
２１ａ    保持部
２１ｂ    接触バネ部
３１    接続対象物
３１ｃ，３１ｄ    位置決め突部
４１    ベース基板
５１    押圧部材
５１ａ    第１押圧面
５１ｂ    軸部
６１    操作部材
６３    カム部
６３ａ    第１カム面
６３ｂ    第２カム面
７１    補助バネ部材
７１ａ    変形板部
７１ｂ    バネ保持部
Ａ    第１の方向
Ｂ    第２の方向
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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