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JP6997127B2 - コネクタ装置およびコネクタ - Google Patents

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Description

本発明は、回転軌道を移動して相手側コネクタに接続されるコネクタを備えたコネクタ装置およびコネクタに関する。
例えば、特許文献1には、内側ハウジングと、内側ハウジングを取り囲む外側ハウジングと、これらのハウジングを連結した複数の端子と、を有したコネクタ(所謂フローティングコネクタ)が開示されている。コネクタと相手コネクタとは略同一直線上に配置され、コネクタは相手コネクタに対して上方から真っすぐ差し込まれる。この際、コネクタと相手コネクタとの相対位置が僅かにずれていたとしても、複数の端子が弾性変形して内側ハウジングを略水平方向に移動させることで、2つのコネクタの相対位置のずれが吸収される。
特開2018-195567号公報
しかしながら、上記した(フローティング)コネクタでは、略同一直線上に配置された相手コネクタに真っすぐ差し込む場合に互いの相対位置のずれを吸収(補正)することができたが、コネクタと相手コネクタとが略同一直線上にない場合については全く考慮されていなかった。例えば、コネクタが相対的に回転軌道を移動して相手コネクタと接続する場合、コネクタは、垂直方向および回転方向に移動しなければ、相手コネクタとの相対位置のずれを吸収(補正)することができない。上記したコネクタでは内側ハウジングが略水平方向にしか移動しないため、相対的に回転軌道を移動したコネクタと相手コネクタとの相対位置のずれを補正することができなかった。
本発明は、上記した課題を解決するために、回転軌道を移動するコネクタを相手側コネクタに接続することができるコネクタ装置およびコネクタを提供する。
上記課題を解決するために、本発明の第1のコネクタ装置は、外部に設けられた回転軸を中心とした回転軌道を移動して相手側コネクタに接続されるコネクタを備えたコネクタ装置であって、前記相手側コネクタは、相手側ハウジングと、前記相手側ハウジングに支持された相手側端子と、前記相手側ハウジングに設けられた相手側接続誘導部と、を含み、前記コネクタは、前記回転軸を中心に回転する回転体に、前記回転軌道と平行な回転平面上で移動可能に接続されたハウジングと、前記ハウジングに支持された端子と、前記ハウジングに設けられ、前記端子が前記相手側端子に接触する前に、前記相手側接続誘導部に接触して前記ハウジングを前記回転平面上で移動させながら前記相手側ハウジングと平行な姿勢に誘導する接続誘導部と、を含む。
上記課題を解決するために、本発明の第1のコネクタは、外部に設けられた回転軸を中心とした回転軌道を移動して相手側コネクタに接続されるコネクタであって、前記回転軸を中心に回転する回転体に、前記回転軌道と平行な回転平面上で移動可能に接続されたハウジングと、前記ハウジングに支持された端子と、前記ハウジングに設けられ、前記端子が前記相手側端子に接触する前に、前記相手側コネクタに接触して前記ハウジングを前記回転平面上で移動させながら前記相手側ハウジングと平行な姿勢に誘導する接続誘導部と、を含む。
本発明の第1のコネクタ装置(第1のコネクタ)では、ハウジングが回転平面上で移動するように回転体に支持されていた。この構成によれば、コネクタと相手側コネクタとの相対位置のずれを吸収するように、ハウジングの姿勢を変更することができる。また、端子が相手側端子に接触する前に、コネクタの接続誘導部が相手側コネクタの相手側接続誘導部に接触することで、ハウジングを回転平面上で移動させることができる。これにより、ハウジングが相手側ハウジングとの相対位置のずれを補正されながら相手側ハウジングと平行な姿勢になった後、端子を相手側端子に接触させることができる。以上のように、回転軌道を移動するコネクタを相手側コネクタに適切に接続することができる。
本発明の第2のコネクタ装置は、上記した第1のコネクタ装置において、前記ハウジングと前記回転体の何れか一方には、前記ハウジングと前記回転体の何れか他方が前記回転平面上で移動する状態で嵌り込む遊嵌凹部が凹設され、前記ハウジングと前記回転体の何れか一方には、前記ハウジングと前記回転体の何れか他方に突設された係合凸部が前記回転平面上で移動する状態で係合する係合枠部が設けられ、前記ハウジングと前記回転体の何れか他方が前記遊嵌凹部の内面に接触することで、前記ハウジングは、前記回転軌道の径方向および前記相手側コネクタに接近する前記回転軌道上の接線方向一方への移動を規制され、前記係合凸部が前記係合枠部に接触することで、前記ハウジングは、前記相手側コネクタから離間する接線方向他方への移動を規制されることが好ましい。
本発明の第2のコネクタは、上記した第1のコネクタにおいて、前記ハウジングと前記回転体の何れか一方には、前記ハウジングと前記回転体の何れか他方が前記回転平面上で移動する状態で嵌り込む遊嵌凹部が凹設され、前記ハウジングと前記回転体の何れか一方には、前記ハウジングと前記回転体の何れか他方に突設された係合凸部が前記回転平面上で移動する状態で係合する係合枠部が設けられ、前記ハウジングと前記回転体の何れか他方が前記遊嵌凹部の内面に接触することで、前記ハウジングは、前記回転軌道の径方向および前記相手側コネクタに接近する前記回転軌道上の接線方向一方への移動を規制され、前記係合凸部が前記係合枠部に接触することで、前記ハウジングは、前記相手側コネクタから離間する接線方向他方への移動を規制されることが好ましい。
本発明の第2のコネクタ装置(第2のコネクタ)では、ハウジングまたは回転体は回転平面上で移動するように遊嵌凹部に嵌り、係合凸部は回転平面上で移動するように係合枠部に係合する構成とした。また、ハウジングの径方向の移動範囲は、遊嵌凹部(の内面)と係合枠部とによって規定される構成とした。この構成によれば、回転平面上でのハウジングの移動範囲を制限しつつ、ハウジングを回転体に支持させることができる。
本発明の第3のコネクタ装置は、上記した第1または第2のコネクタ装置において、前記ハウジングと前記回転体の何れか一方には、前記ハウジングと前記回転体の何れか他方の径方向外側に接触し、前記回転体に対し前記ハウジングの径方向外側が接線方向他方に向かうような前記ハウジングの回転を規制する回転止め部が形成されたことが好ましい。
本発明の第3のコネクタは、上記した第1または第2のコネクタにおいて、前記ハウジングと前記回転体の何れか一方には、前記ハウジングと前記回転体の何れか他方の径方向外側に接触し、前記回転体に対し前記ハウジングの径方向外側が接線方向他方に向かうような前記ハウジングの回転を規制する回転止め部が形成されたことが好ましい。
ここで、コネクタの径方向外側が相手側コネクタに接近する回転を「正回転」と呼び、コネクタの径方向外側が相手側コネクタから離間する回転を「逆回転」と呼ぶこととする。コネクタを相手側コネクタに接続する場合、ハウジングは、回転体に対し僅かに正回転して相手側ハウジングと略平行な姿勢になることが好ましい。仮に、ハウジングが回転体に対し逆回転して径方向外側が相手側ハウジングから離れた場合、逆回転の角度によっては、コネクタを相手側コネクタに接続することができなくなる。その点、本発明の第3のコネクタ装置(第3のコネクタ)では、ハウジングまたは回転体に形成された回転止め部が、ハウジングの過度な逆回転(ハウジングの径方向外側が接線方向他方に向かうようなハウジングの回転)を規制する構成とした。これにより、2つのコネクタが互いに接続できなくなる程のハウジングの逆回転を防止することができ、2つのコネクタの適正な接続を担保することができる。
本発明の第4のコネクタ装置は、上記した第1ないし第3のいずれかのコネクタ装置において、前記相手側接続誘導部と前記接続誘導部の何れか一方は、前記回転軌道の径方向両側にて前記回転軌道上の接線方向に沿って延設された一対のガイドアームを含み、前記相手側接続誘導部と前記接続誘導部の何れか他方は、前記一対のガイドアームを挿入させる一対のガイド溝を各々挟んで対向した2組のガイド壁対を含み、各々の前記ガイドアームの先端部は、径方向両側に一対のアーム側傾斜面を有して徐々に先細くなるように形成され、各々の前記ガイド壁対の互いに対向する先端部は、一対の溝側傾斜面を有して前記ガイド溝を広げるように形成されたことが好ましい。
本発明の第4のコネクタ装置によれば、コネクタを相手側コネクタに接続する過程において、ガイドアームのアーム側傾斜面をガイド壁対の溝側傾斜面に接触させながら移動させることができる。これにより、ガイドアームを溝側傾斜面に案内させながらガイド溝に挿入することができ、ハウジングを回転平面上で移動させながら相手側ハウジングと平行な姿勢にすることができる。
本発明の第5のコネクタ装置は、上記した第1ないし第4のいずれかのコネクタ装置において、複数の前記相手側端子が、前記回転軌道の径方向に間隔をあけて並ぶ状態で前記相手側ハウジングに支持され、複数の前記端子が、径方向に間隔をあけて並ぶ状態で前記ハウジングに支持されたことが好ましい。
本発明の第5のコネクタ装置によれば、2つのコネクタ(ハウジング)の相対位置のずれを補正した後、複数の端子を複数の相手側端子に接触させることができる。これにより、双方の端子に回転方向の力(捩るような力)を作用させることなく、端子と相手側端子とを適切に接触させることができる。
本発明の第6のコネクタ装置は、上記した第1ないし第5のいずれかのコネクタ装置において、前記端子は、ケーブルの端末部に連結された結線支持部と、前記結線支持部の先端部に連設され、前記結線支持部よりも前記回転平面に直交する幅方向に広い平板状に形成され、前記相手側端子と接触する接触部と、を含むことが好ましい。
本発明の第6のコネクタ装置によれば、端子の接触部が幅方向に広い板状を成しているため、例えば、端子の幅方向中央が相手側端子の幅方向中央から幅方向にずれていたとしても、接触部を相手側端子に接触させることができる。これにより、端子と相手側端子との幅方向の相対位置のずれを吸収することができ、端子と相手側端子との適正な電気的接続を図ることができる。
本発明によれば、回転軌道を移動するコネクタを相手側コネクタに接続することができる。
本発明の一実施形態に係るコネクタ装置であって、コネクタと相手側コネクタとを分離した状態を示す正面図である。 本発明の一実施形態に係るコネクタ装置であって、コネクタと相手側コネクタとを接続した状態を示す正面図である。 本発明の一実施形態に係るコネクタ装置の相手側コネクタを示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係るコネクタ装置のコネクタおよび回転体の一部を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係るコネクタ装置のコネクタを示す斜視図である。 図1のVI-VI断面図である。 図1のVII-VII断面図である。 図2のVIII-VIII断面図である。 本発明の一実施形態に係るコネクタ装置であって、コネクタが相手側コネクタに接続し始めた状態を示す正面図である。 本発明の一実施形態に係るコネクタ装置であって、相手側コネクタに対するコネクタの接続が進んだ状態を示す正面図である。 本発明の一実施形態に係るコネクタ装置であって、コネクタが相手側コネクタに接続した状態を示す正面図である。 本発明の一実施形態に係るコネクタ装置であって、コネクタが相手側コネクタに接続し始めた状態(他の例)を示す正面図である。 本発明の一実施形態に係るコネクタ装置であって、相手側コネクタに対するコネクタの接続が進んだ状態(他の例)を示す正面図である。
以下、添付の図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。なお、各図に示す「X1」は「左」を示し、「X2」は「右」を示し、「Y1」は「前」を示し、「Y2」は「後」を示し、「Z1」は「上」を示し、「Z2」は「下」を示している。本明細書では方向や位置を示す用語を用いるが、それらの用語は説明の便宜のために用いるものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
[コネクタ装置の概要]
図1ないし図7を参照して、コネクタ装置1について説明する。図1はコネクタ3と相手側コネクタ2とを分離した状態を示す正面図である。図2はコネクタ3と相手側コネクタ2とを接続した状態を示す正面図である。図3は相手側コネクタ2を示す斜視図である。図4はコネクタ3および回転体4の一部を示す斜視図である。図5はコネクタ3を示す斜視図である。図6は、図1のVI-VI断面図である。図7は、図1のVII-VII断面図である。
図1および図2に示すように、コネクタ装置1は、相手側コネクタ2と、コネクタ3と、を備えている。相手側コネクタ2は、基板6に実装されている。コネクタ3は、外部に設けられた回転軸5を中心とした回転軌道Tを移動して相手側コネクタ2に接続される。また、コネクタ3は、例えば、ケーブル7(図6参照)を介して外部の装置(図示せず)に電気的に接続されている。なお、本明細書では、コネクタ3が相手側コネクタ2に接続したときの姿勢(図2参照)を基準として説明する。また、上記したコネクタ3の基準姿勢において、左右方向が「回転軌道Tの径方向」であり、上下方向が「回転軌道T上の接線方向」である。
<回転体(回転軸)>
回転軸5は、相手側コネクタ2から右方に離れた位置にて前後方向に延設されている。回転軸5とコネクタ3との間には、回転体4が架設されている。回転体4は、回転軸5を中心に回転するように設けられている。回転体4は、回転軸5から左方向に延設された回転アーム10と、回転アーム10の先端部に固定された回転支持部11と、を備えている。
回転支持部11は、略四角形の板状に形成され、回転アーム10の先端部から垂れ下がるように設けられている。詳細には、図4に示すように、回転支持部11は、左角部に略四角形状の切欠き部Nを有した多角形状に形成されている。さらに詳細には、回転支持部11は、回転アーム10に固定された上側固定部12と、上側固定部12の右下部に連設された下側嵌合部13と、を含んでいる。下側嵌合部13は、切欠き部Nの分だけ上側固定部12よりも左右方向に幅狭く形成されている。なお、詳細は後述するが、切欠き部Nに露出した上側固定部12の下端面が、回転止め部14となっている。
上側固定部12の背面の略左半分は後方に突出しており、上側固定部12の左半分は右半分よりも前後方向に厚く形成されている。回転支持部11(上側固定部12、下側嵌合部13)の正面には、前方に突出した左右一対の補強リブ15が上下方向に延びている。下側嵌合部13の正面には、一対の補強リブ15の間に係合凸部16が突設されている。係合凸部16は略直方体状の突起であり、係合凸部16の下端面は下方から上方に向かって前方に傾斜している。
[相手側コネクタ]
次に、図1ないし図3を参照して、相手側コネクタ2について説明する。
図1および図2に示すように、相手側コネクタ2は、相手側ハウジング20と、複数の相手側端子21と、相手側接続誘導部22と、を含んでいる。相手側ハウジング20は、相手側コネクタ2の外装を構成している。複数の相手側端子21は、左右方向(径方向)に間隔をあけて並ぶ状態で相手側ハウジング20に支持されている。相手側接続誘導部22は、相手側ハウジング20に設けられている。
<相手側ハウジング>
図3に示すように、相手側ハウジング20は、例えば、合成樹脂等の絶縁材料で略直方体状に形成されている。相手側ハウジング20には、その上面から前面にかけて、コネクタ3のハウジング30を嵌合させるための相手側嵌合凹部23が凹設されている。相手側嵌合凹部23の内側には、コネクタ3のハウジング30内に嵌合する相手側嵌合凸部24が突設されている。相手側嵌合凸部24は、相手側ハウジング20の相手側後壁20Rと一体に形成されている。相手側嵌合凸部24には、複数の相手側貫通穴25が上下方向に貫通している。複数の相手側貫通穴25は、複数の相手側端子21を差し込むために形成された穴(スリット)であり、左右方向に略等間隔に形成されている。なお、相手側ハウジング20には、相手側コネクタ2を基板6に固定するための左右一対の補強金具29が設けられている。
<相手側端子>
各相手側端子21は、例えば、金属板をプレス加工することで製造される。各相手側端子21は、相手側ハウジング20の相手側貫通穴25に配置されている。各相手側端子21の下端側は、後方に屈曲して起立姿勢とされた基板6に半田付けされている(図1および図2参照)。図示は省略するが、各相手側端子21の上端側は、二股に分かれており、後述する端子31の接触部41を挟み込む。
<相手側接続誘導部>
相手側接続誘導部22は、相手側ハウジング20の左右両側に設けられた2組のガイド壁対26を含んでいる。各ガイド壁対26は、相手側ハウジング20の左右両端の外壁を構成する相手側端壁26Aと、相手側嵌合凸部24の左右両端部に立設された相手側内壁26Bとで構成されている。相手側端壁26Aの上端面は、相手側後壁20Rの上端面と略同一面を形成している。相手側内壁26Bの上端面は、相手側端壁26Aの上端面よりも下方に位置している。各ガイド壁対26(相手側端壁26Aと相手側内壁26B)は、ガイド溝27を挟んで左右方向に対向している。各々のガイド壁対26(相手側端壁26Aと相手側内壁26B)の互いに対向する先端部(上端部)は、一対の溝側傾斜面26Sを有してガイド溝27を広げるように形成されている。つまり、一対の溝側傾斜面26Sは、下方から上方に向かって互いに離間する方向に傾斜している。なお、相手側後壁20Rの上端部にも、下方から上方に向かって後方に傾斜した相手側傾斜面20Sが形成されている。
[コネクタ]
次に、図4ないし図7を参照して、相手側コネクタ2について説明する。
図4および図5に示すように、コネクタ3は、ハウジング30と、複数の端子31と、接続誘導部32と、を含んでいる。ハウジング30は、コネクタ3の外装を構成している。複数の端子31は、左右方向(径方向)に間隔をあけて並ぶ状態でハウジング30に支持されている。接続誘導部32は、ハウジング30に設けられている。
<ハウジング>
ハウジング30は、例えば、合成樹脂等の絶縁材料で略直方体状に形成されている。ハウジング30は、相手側ハウジング20の相手側嵌合凹部23に遊び(隙間)をもって嵌るような外寸に形成されている。図5および図6に示すように、ハウジング30には、その下面から後面にかけて、相手側ハウジング20の相手側嵌合凸部24を嵌合させるための嵌合凹部33が凹設されている。ハウジング30には、複数の貫通穴34が上下方向に貫通している。複数の貫通穴34は、複数の端子31を差し込むために形成された穴であり、左右方向に略等間隔に形成されている(図4や図7も参照)。嵌合凹部33の内部に露出したハウジング30の内背面30Rには、貫通穴34から連続する薄壁スリット34Aが凹設されている(図5参照)。なお、ハウジング30の背面下部(嵌合凹部33の上縁部)には、上方から下方に向かって前方に傾斜した後部傾斜面30Sが形成されている。
また、図4、図6および図7に示すように、ハウジング30には、その前部上面から前面にかけて遊嵌凹部35が凹設されている。ハウジング30の前部には、一対の袖壁36が左右両端部から互いに接近する方向に延設されている。一対の袖壁36は、遊嵌凹部35を挟んでハウジング30の内正面30Fに対向している。一対の袖壁36の間には、ハウジング30の底壁30Bから係合枠部37が立設されている。係合枠部37は、正面から見て倒立した略U字状に形成され、遊嵌凹部35を挟んでハウジング30の内正面30Fに対向している。係合枠部37は、底壁30Bとの接続部(根本部)を中心にして前後方向に弾性的に撓むように形成されている。係合枠部37の上端面はハウジング30の上端面と略同一面上に形成され、係合枠部37の後面上端部は上方から下方に向かって後方に傾斜している(図6参照)。また、ハウジング30の左右両側には、ハウジング30の底壁30Bから一段上げられた一対の底上げ面部38が形成されている(図4参照)。一対の底上げ面部38は、ハウジング30の内正面30Fと一対の袖壁36との間を埋めるように設けられている。
遊嵌凹部35は、ハウジング30の内正面30F、底壁30B、一対の袖壁36、係合枠部37および一対の底上げ面部38で囲まれた領域に形成される。遊嵌凹部35の左右両内面と、下側嵌合部13の左右両端面との間には、隙間Gが形成されている(図7参照)。遊嵌凹部35は、下側嵌合部13を左右方向に移動可能とし、且つ前後方向に移動不能とする大きさ(寸法)に形成されている(図7参照)。詳細は後述するが、遊嵌凹部35には、回転体4の下側嵌合部13が回転軌道Tと平行な回転平面上(左右方向および上下方向の二次元平面上(垂直平面上))で移動する状態で嵌り込む。
<端子>
各端子31は、例えば、金属板をプレス加工することで製造される。図5ないし図7に示すように、各端子31は、ハウジング30の貫通穴34に配置されている。各端子31は、ケーブル7の端末部に連結された結線支持部40と、結線支持部40の先端部に連設された接触部41と、を含んでいる。なお、ケーブルは、導電材料から成る芯線(図示せず)を絶縁材料から成る外部被覆(図示せず)で被覆したものである。
結線支持部40は、ケーブル7の芯線や外部被覆をかしめるための複数のバレル(図示せず)を有している。接触部41は、上下方向(接線方向)に沿って延びた折返部42を軸として折り重ねられた金属板で構成されている。また、接触部41は、実質的に平板状の形状であって、結線支持部40よりも前後方向(回転平面に直交する幅方向)に広い二重平板状に形成されている。また、接触部41は、相手側コネクタ2の相手側端子21よりも前後方向に幅広く形成されている。接触部41の二重平板の一方は、他方よりも前後方向に幅広く形成されている。また、接触部41には、ハウジング30に設けられたランス39が係合する開口部43が開口している(図6参照)。
なお、接触部41の二重平板の一方が他方よりも幅広く形成されていたが、これに限らず、例えば、二重平板の両方が同一幅に形成されてもよいし、二重平板の他方が一方よりも幅広く形成されてもよい(いずれも図示せず)。また、接触部41の折返部42が上下方向に延びていたが、これに限らず、折返部42は、前後方向に延びていてもよい(図示せず)。
<接続誘導部>
図5および図6に示すように、接続誘導部32は、ハウジング30の左右両側に設けられた一対のガイドアーム50を含んでいる。一対のガイドアーム50は、ハウジング30の上部から下方に向かって(接線方向に沿って)延設されている。換言すれば、一対のガイドアーム50は、嵌合凹部33を区画する左右両端の外壁を構成している。各々のガイドアーム50の先端部(下端部)は、左右方向(径方向)両側に一対のアーム側傾斜面50Sを有して徐々に先細くなるように形成されている。一対のガイドアーム50は、上記した相手側接続誘導部22の一対のガイド溝27に遊び(隙間)をもって嵌るような外寸に形成されている。
[端子の装着]
次に、各端子31をハウジング30に装着する工程について説明する。作業者は、ケーブル7を結線支持部40に連結し、接触部41を下に向けた端子31をハウジング30の上方から貫通穴34に差し込む。端子31の結線支持部40および接触部41の基端部(上部)は、貫通穴34の内周面に接触し、周方向(水平面内)の移動を規制されると共に差し込み方向(下方)への移動を規制される(図5ないし図7参照)。また、ハウジング30のランス39は、接触部41の開口部43に係合して端子31の引き抜き(上方への移動)を規制する(図6参照)。この状態で、接触部41の基端部を除く大部分は、貫通穴34を貫通して嵌合凹部33に突き出している(図5および図6参照)。また、接触部41の二重平板の一方は、ハウジング30の内背面30Rに延びた薄壁スリット34Aに嵌り込んでいる(図5参照)。
以上のように、端子31は、貫通穴34に差し込まれた状態で全方向に移動規制され、確りとハウジング30に固定されている。また、端子31が貫通穴34に差し込まれた状態で、接触部41の大部分は嵌合凹部33に露出し、結線支持部40は貫通穴34に埋没している(図6参照)。
[ハウジングと回転体との接続]
次に、ハウジング30と回転体4とを接続する工程について説明する。図4に示すように、作業者は、相対的に、回転体4の下側嵌合部13を上方からハウジング30の遊嵌凹部35に差し込む。この際、係合凸部16の下端面(傾斜面)は、係合枠部37の上端部(傾斜面)に接触し、係合枠部37を前方に弾性変形させながら差し込まれる(図6参照)。また、回転体4の一対の補強リブ15は、一対の袖壁36と係合枠部37との間に差し込まれる(図7参照)。係合凸部16が係合枠部37の上部を乗り越えて係合枠部37で囲まれた領域に入ると、係合枠部37は自身の弾性力によって元に戻る(図6参照)。下側嵌合部13の先端面(下面)は一対の底上げ面部38に当接することで、遊嵌凹部35への下側嵌合部13の差し込みが規制される。なお、切欠き部Nに露出した上側固定部12の下端面(回転止め部14)は、ハウジング30の左上端面に接触、または僅かに隙間を挟んで対向している。
以上によって、ハウジング30の遊嵌凹部35には、回転体4(回転支持部11の下側嵌合部13)が、回転軌道Tと平行な回転平面上(垂直面上)で移動する状態で嵌り込む(図6および図7参照)。図7に示すように、下側嵌合部13の左右両端面と遊嵌凹部35の左右両内面との間には隙間Gが形成されるため、ハウジング30は、左右一対の隙間Gの範囲で左右方向(径方向)に移動することができる。そして、下側嵌合部13(回転体4)が遊嵌凹部35の左右両内面の何れか一方に接触することで、ハウジング30は、左右方向(径方向)への移動が規制される。また、下側嵌合部13が遊嵌凹部35を構成する底上げ面部38(内面)に接触することで、ハウジング30は、下方(相手側コネクタ2に接近する回転軌道T上の接線方向一方)への移動を規制される(図6参照)。なお、下側嵌合部13は前後方向に略隙間なく遊嵌凹部35に嵌合するため、ハウジング30は回転体4に対して前後方向には略固定されている(図6および図7参照)。
また、この状態で、係合凸部16は、回転平面上で移動する状態で係合枠部37に係合する。詳細には、図6および図7に示すように、下側嵌合部13の先端面が底上げ面部38に当接(または近接)した状態で、係合凸部16は、底壁30Bや係合枠部37に接触することなく、係合枠部37に囲まれた領域内に配置されている。そして、係合凸部16が係合枠部37の上部に接触することで、ハウジング30は、上方(相手側コネクタ2から離間する接線方向他方)への移動を規制される。
以上のように、ハウジング30は、回転体4に対し回転平面上で移動可能に接続されている。なお、本実施形態では、ハウジング30が最も左方または右方に移動した状態で、係合凸部16が底壁30Bや係合枠部37の左右両側に接触しないように設計されている。また、ハウジング30が最も左方または右方に移動した状態で、一対の補強リブ15が一対の袖壁36や係合枠部37に接触しないように設計されている。
[コネクタと相手側コネクタとの接続]
次に、図1、図2、図8、図9A~図9C、図10A~図10Bを参照して、コネクタ3を相手側コネクタ2に接続する際の作用について説明する。図8は、図2のVIII-VIII断面図である。図9Aはコネクタ3が相手側コネクタ2に接続し始めた状態を示す正面図である。図9Bは相手側コネクタ2に対するコネクタ3の接続が進んだ状態を示す正面図である。図9Cはコネクタ3が相手側コネクタ2に接続した状態を示す正面図である。図10Aはコネクタ3が相手側コネクタ2に接続し始めた状態(他の例)を示す正面図である。図10Bは相手側コネクタ2に対するコネクタ3の接続が進んだ状態(他の例)を示す正面図である。
なお、図8では端子31の図示を省略している。また、図9A~図9C、図10A~図10Bはコネクタ装置1を簡易化して示した図であり、他の図のコネクタ装置1とは細部が異なっている。また、以下の説明では、初期状態において、コネクタ3は相手側コネクタ2から分離された状態であることとする(図1参照)。また、図1、図2、図9A~図9C、図10A~図10Bにおいて、コネクタ3の左側(径方向外側)が相手側コネクタ2に接近する反時計回りの回転を「正回転(正方向の回転)」と呼び、コネクタ3の左側が相手側コネクタ2から離間する時計回りの回転を「逆回転(逆方向の回転)」と呼ぶこととする。
図1および図2に示すように、コネクタ3は、回転体4の回転軸5を中心とした回転軌道Tを移動し、基板6に実装された相手側コネクタ2に嵌合する。詳細には、初期状態にあるコネクタ3は、回転体4と共に回転軸5を中心に正回転し、右斜め上方から相手側コネクタ2の相手側嵌合凹部23に進入し始める(図8も参照)。
例えば、コネクタ3の左右方向中央と相手側コネクタ2の左右方向中央とが同一の回転軌道T上にある場合、コネクタ3の一対のガイドアーム50は、相手側コネクタ2の2組のガイド壁対26に衝突することなく一対のガイド溝27に差し込まれる。相手側嵌合凹部23に対するコネクタ3の嵌合が進むと、相手側コネクタ2の相手側嵌合凸部24がコネクタ3の嵌合凹部33に進入し始め、端子31の接触部41が二股に分かれた相手側端子21の間に差し込まれる(接触する)(図示せず)。接触部41は、二股に分かれた相手側端子21を広げながら差し込まれ、相手側端子21に弾性力をもって挟み込まれる。
以上によって、図2および図8に示すように、コネクタ3が相手側コネクタ2に接続された状態になる。
ところで、2つのコネクタ2,3や回転体4には、それぞれ加工時の公差が設定されており、コネクタ装置1を組み立てた際に、これらの公差によって2つのコネクタ2,3の左右方向(径方向)の相対位置がずれることがある。2つのコネクタ2,3が互いに左右方向にずれた状態では、2つのコネクタ2,3を互いに嵌合させることができず、端子31(接触部41)を相手側端子21に接触させることができない。また、コネクタ3を相手側コネクタ2に接続する場合、ハウジング30は、回転体4に対し僅かに正回転して相手側ハウジング20と平行な姿勢になることが好ましい。仮に、ハウジング30が回転体4に対し逆回転して径方向外側が相手側ハウジング20から離れた場合、逆回転の角度によっては、コネクタ3を相手側コネクタ2に接続することができなくなる。そこで、本実施形態に係るコネクタ装置1では、端子31が相手側端子21に接触する前に、接続誘導部32が、相手側接続誘導部22に接触してハウジング30を回転平面上で移動させながら相手側ハウジング20と平行な姿勢に誘導する。これにより、2つのコネクタ2,3の径方向の相対位置のずれが吸収(補正)され、端子31と相手側端子21との適切な接触が可能になる。
<相対位置のずれ補正の一例>
例えば、図9Aに示すように、コネクタ3(ハウジング30)が、回転体4(回転支持部11)に対して最も左側(径方向外側)に移動し、且つ回転体4に対して最も逆回転した姿勢(径方向外側から内側に向かって下方に傾斜した姿勢)である場合について考える。なお、回転体4の回転止め部14は、ハウジング30の左上面(径方向外側)に接触し、ハウジング30の逆回転を規制している(回転体4に対しハウジング30の左側(径方向外側)が上方(接線方向他方)に向かうような回転を規制している)。
コネクタ3が回転軸5周りに正回転して右斜め上方から相手側コネクタ2の相手側嵌合凹部23に進入し始めると、径方向内側(右側)において、接続誘導部32のガイドアーム50が、相手側接続誘導部22のガイド壁対26の相手側内壁26Bに接触する。径方向内側のガイドアーム50の先端部(アーム側傾斜面50S)は相手側内壁26Bの溝側傾斜面26Sに沿って移動するため、ハウジング30は径方向内側に移動すると共に回転体4に対して正方向に回転する。
すると、図9Bに示すように、径方向外側(左側)において、ガイドアーム50が、ガイド壁対26の相手側端壁26Aに接触する。径方向外側のガイドアーム50のアーム側傾斜面50Sは、相手側端壁26Aの溝側傾斜面26Sに接触しながらガイド溝27に向かって移動する。
図9Cに示すように、一対のガイドアーム50が一対の相手側端壁26Aにガイドされながら一対のガイド溝27に進入することで、ハウジング30は回転平面上で移動されながら相手側ハウジング20と平行な姿勢(略水平姿勢)に誘導される。ハウジング30が相手側ハウジング20と略平行な姿勢になった後、端子31(接触部41)が二股に分かれた相手側端子21に挟み込まれる。なお、ハウジング30が相手側ハウジング20と平行な姿勢になるとは、厳密な意味で平行(水平)になることを意味するのではなく、多少の傾きを許容する意味である。
以上によって、2つのコネクタ2,3が径方向の相対位置のずれを吸収(補正)されながら接続される。
<相対位置のずれ補正の他の例>
次に、他の例として、図10Aに示すように、コネクタ3(ハウジング30)が、回転体4(回転支持部11)に対して最も右側(径方向内側)に移動し、且つ回転体4に対して正回転した姿勢(図10Aでは略水平な姿勢(径方向外側から内側に向かって上方に傾斜した姿勢))である場合について考える。なお、回転体4の回転止め部14は、ハウジング30の左上面(径方向外側)から離間している。
コネクタ3が回転軸5周りに正回転して右斜め上方から相手側コネクタ2の相手側嵌合凹部23に進入し始めると、径方向内側(右側)において、接続誘導部32のガイドアーム50が、相手側接続誘導部22のガイド壁対26の相手側端壁26Aに接触する。径方向内側のガイドアーム50のアーム側傾斜面50Sは相手側端壁26Aの溝側傾斜面26Sに沿って移動するため、ハウジング30は径方向外側に移動すると共に回転体4に対して正方向に回転する。
すると、図10Bに示すように、径方向外側(左側)のガイドアーム50が、径方向外側の相手側端壁26Aに沿ってガイド溝27に進入する。そして、先に説明した一例と同様に、一対のガイドアーム50が一対の相手側端壁26Aにガイドされながら一対のガイド溝27に進入することで、ハウジング30は相手側ハウジング20と平行な姿勢になる(図9C参照)。その後、端子31が相手側端子21に接触する。
以上によって、先に説明した一例と同様に、2つのコネクタ2,3が径方向の相対位置のずれを補正されながら接続される。
なお、上記した2つの例では、始めに、径方向内側(右側)のガイドアーム50が径方向内側のガイド壁対26に接触する場合について説明したが、コネクタ3(ハウジング30)の姿勢(回転体4に対する位置や角度)によっては、始めに、径方向外側(左側)のガイドアーム50が径方向外側のガイド壁対26(相手側端壁26Aまたは相手側内壁26B)に接触する場合もある(図示せず)。この場合であっても、上記した2つの例と同様の作用によって、2つのコネクタ2,3は、径方向の相対位置のずれを補正されながら接続される。
また、2つのコネクタ2,3が前後方向にずれている場合もある(図示せず)。例えば、コネクタ3の前後方向中央が相手側コネクタ2の前後方向中央よりも後方にずれていた場合、コネクタ3の後部傾斜面30Sが相手側ハウジング20の相手側傾斜面20Sに接触し(図8参照)、コネクタ3は相手側傾斜面20Sに沿って前方に移動しながら相手側嵌合凹部23に嵌合する。この場合、ハウジング30の背面は、相手側ハウジング20の相手側後壁20Rの内面に略接触する。上記とは逆に、コネクタ3の前後方向中央が相手側コネクタ2の前後方向中央よりも前方にずれていた場合、相手側嵌合凹部23は前方に開放されているため、コネクタ3は相手側ハウジング20の相手側後壁20Rに干渉することなく相手側嵌合凹部23に嵌合する(図8参照)。この場合、ハウジング30の背面は、相手側後壁20Rの内面から前方に離間する(図8参照)。
以上のように、2つのコネクタ2,3が前後方向にずれていたとしても、ハウジング30を相手側ハウジング20に嵌合させることができる。なお、端子31の接触部41は、前後方向に幅広いため、2つのコネクタ2,3が前後方向にずれていたとしても、相手側端子21に接触することができる。
以上説明した本実施形態に係るコネクタ装置1(コネクタ3)では、ハウジング30が回転平面上で移動するように回転体4に支持されていた。この構成によれば、コネクタ3と相手側コネクタ2との相対位置のずれを吸収するように、ハウジング30の姿勢を変更することができる。また、端子31が相手側端子21に接触する前に、コネクタ3の接続誘導部32が相手側コネクタ2の相手側接続誘導部22に接触することで、ハウジング30を回転平面上で移動させることができる。これにより、ハウジング30が相手側ハウジング20との相対位置のずれを補正されながら相手側ハウジング20と平行な姿勢になった後、端子31を相手側端子21に接触させることができる。以上のように、回転軌道Tを移動するコネクタ3を相手側コネクタ2に適切に接続することができる。
また、本実施形態に係るコネクタ装置1(コネクタ3)では、回転体4は回転平面上で移動するようにハウジング30の遊嵌凹部35に嵌り、回転体4の係合凸部16は回転平面上で移動するようにハウジング30の係合枠部37に係合する構成とした。また、ハウジング30の左右方向(径方向)の移動範囲は、遊嵌凹部35(の内面)と係合枠部37とによって規定される構成とした。この構成によれば、回転平面上でのハウジング30の移動範囲を制限しつつ、ハウジング30を回転体に支持させることができる。
また、本実施形態に係るコネクタ装置1(コネクタ3)では、回転体4に形成された回転止め部14が、ハウジング30の過度な逆回転を規制する構成とした。これにより、2つのコネクタ2,3が互いに接続できなくなる程のハウジング30の逆回転を防止することができ、2つのコネクタ2,3の適正な接続を担保することができる。
また、本実施形態に係るコネクタ装置1によれば、コネクタ3を相手側コネクタ2に接続する過程において、ガイドアーム50のアーム側傾斜面50Sをガイド壁対26の溝側傾斜面26Sに接触させながら移動させることができる。これにより、ガイドアーム50を溝側傾斜面26Sに案内させながらガイド溝27に挿入することができ、ハウジング30を回転平面上で移動させながら相手側ハウジング20と平行な姿勢にすることができる。
また、本実施形態に係るコネクタ装置1によれば、2つのコネクタ2,3(ハウジング20,30の相対位置のずれを補正した後、複数の端子31を複数の相手側端子21に接触させることができる。これにより、双方の端子21,31に回転方向の力(捩るような力)を作用させることなく、端子31と相手側端子21とを適切に接触させることができる。
また、本実施形態に係るコネクタ装置1によれば、端子31の接触部41が幅方向に広い板状を成しているため、例えば、端子31の幅方向中央が相手側端子21の幅方向中央から幅方向にずれていたとしても、接触部41を相手側端子21に接触させることができる。これにより、端子31と相手側端子21との幅方向(前後方向)の相対位置のずれを吸収することができ、端子31と相手側端子21との適正な電気的接続を図ることができる。
なお、本実施形態に係るコネクタ装置1では、ハウジング30に遊嵌凹部35が凹設され、遊嵌凹部35に回転体4(回転支持部11)が遊嵌していたが、本発明はこれに限定されない。回転体4に遊嵌凹部35が凹設され、遊嵌凹部35にハウジング30が遊嵌してもよい(図示せず)。すなわち、ハウジング30と回転体4の何れか一方に、ハウジング30と回転体4の何れか他方が回転平面上で移動する状態で嵌り込む遊嵌凹部35が凹設されていればよい。そして、ハウジング30と回転体4の何れか他方が遊嵌凹部35の内面に接触することで、ハウジング30は、回転軌道Tの左右方向(径方向)および下方(相手側コネクタ2に接近する回転軌道T上の接線方向一方)への移動を規制される構成とすればよい。
また、本実施形態に係るコネクタ装置1では、回転体4(回転支持部11)に係合凸部16が突設され、ハウジング30に係合枠部37が設けられていたが、本発明はこれに限定されない。回転体4に係合枠部37が設けられ、ハウジング30に係合凸部16が突設されてもよい(図示せず)。すなわち、ハウジング30と回転体4の何れか一方に、ハウジング30と回転体4の何れか他方に突設された係合凸部16が回転平面上で移動する状態で係合する係合枠部37が設けられていればよい。
また、本実施形態に係るコネクタ装置1では、遊嵌凹部35がコネクタ3の左右方向(径方向)と下方(接線方向他方)への移動を規制し、係合凸部16および係合枠部37がコネクタ3の上方(接線方向一方)への移動を規制していたが、本発明はこれに限定されない。例えば、係合凸部16が係合枠部37の上部および左右両側部に接触することで、コネクタ3の左右方向と上方への移動を規制してもよい(図示せず)。他にも、回転体4の一対の補強リブ15が係合枠部37や一対の袖壁36に接触することで、コネクタ3の左右方向への移動を規制してもよい(図示せず)。また、他にも、係合凸部16や係合枠部37を省略(削除)し、遊嵌凹部35と回転体4(下側嵌合部13)とに、コネクタ3が上方に移動したときに干渉して上方への移動を規制する凹凸形状等を設けてもよい(図示せず)。
また、本実施形態に係るコネクタ装置1では、回転止め部14が回転体4に形成されていたが、本発明はこれに限定されない。回転止め部14は、回転体4の径方向外側に接触するようにハウジング30に形成されてもよい(図示せず)。すなわち、ハウジング30と回転体4の何れか一方に、ハウジング30と回転体4の何れか他方の径方向外側に接触し、ハウジング30の逆回転を規制する回転止め部14が形成されていればよい。
また、本実施形態に係るコネクタ装置1では、相手側接続誘導部22が2組のガイド壁対26(ガイド溝27)を有し、接続誘導部32が一対のガイドアーム50を有していたが、本発明はこれに限定されない。接続誘導部32が2組のガイド壁対26(ガイド溝27)を有し、相手側接続誘導部22が一対のガイドアーム50を有してもよい。すなわち、相手側接続誘導部22と接続誘導部32の何れか一方が、回転軌道Tの径方向両側にて回転軌道T上の接線方向に沿って延設された一対のガイドアーム50を含み、相手側接続誘導部22と接続誘導部32の何れか他方が、一対のガイドアーム50を挿入させる一対のガイド溝27を各々挟んで対向した2組のガイド壁対26を含んでいればよい。
また、本実施形態に係るコネクタ装置1では、相手側端子21と端子31とがそれぞれ複数設けられていたが、これに限らず、相手側端子21と端子31とは1つ以上設けられていればよい。また、本実施形態では、相手側端子21の先端側が二股に分かれ、端子31の接触部41を挟み込む構造であったが、本発明はこれに限定されない。例えば、相手側端子21が1枚の板で、端子31の接触部41が、相手側端子21の一方の面に接触し、且つ相手側端子21を他方に向かって弾性変形させながら接触してもよい(図示せず)。
また、本実施形態では、端子31や相手側端子21が金属板をプレス加工することで製造されていたが、これに限らず、金属材料を、鍛造加工、鋳造加工または切削加工することで製造されてもよい。
また、本実施形態では、回転体4の回転軸5が相手側コネクタ2から右方に離れた位置に配置されていたが、これに限らず、相手側コネクタ2から左方に離れた位置に配置されてもよい(図示せず)。
なお、上記実施形態の説明は、本発明に係るコネクタ装置およびコネクタにおける一態様を示すものであって、本発明の技術範囲は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態における構成要素は、適宜、既存の構成要素等との置き換えや組み合わせが可能であって、上記実施形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。
1 コネクタ装置
2 相手側コネクタ
3 コネクタ
4 回転体
5 回転軸
7 ケーブル
14 回転止め部
16 係合凸部
20 相手側ハウジング
21 相手側端子
22 相手側接続誘導部
26 ガイド壁対
26S 溝側傾斜面
27 ガイド溝
30 ハウジング
31 端子
32 接続誘導部
35 遊嵌凹部
37 係合枠部
40 結線支持部
41 接触部
50 ガイドアーム
50S アーム側傾斜面
T 回転軌道

Claims (8)

  1. 外部に設けられた回転軸を中心とした回転軌道を移動して相手側コネクタに接続されるコネクタを備えたコネクタ装置であって、
    前記相手側コネクタは、
    相手側ハウジングと、
    前記相手側ハウジングに支持された相手側端子と、
    前記相手側ハウジングに設けられた相手側接続誘導部と、を含み、
    前記コネクタは、
    前記回転軸を中心に回転する回転体に、前記回転軌道と平行な回転平面上で移動可能に接続されたハウジングと、
    前記ハウジングに支持された端子と、
    前記ハウジングに設けられ、前記端子が前記相手側端子に接触する前に、前記相手側接続誘導部に接触して前記ハウジングを前記回転平面上で移動させながら前記相手側ハウジングと平行な姿勢に誘導する接続誘導部と、を含み、
    前記端子は、
    ケーブルの端末部に連結された結線支持部と、
    前記結線支持部の先端部に連設され、前記結線支持部よりも前記回転平面に直交する幅方向に広い平板状に形成され、前記相手側端子と接触する接触部と、を含むことを特徴とするコネクタ装置。
  2. 前記ハウジングと前記回転体の何れか一方には、前記ハウジングと前記回転体の何れか他方が前記回転平面上で移動する状態で嵌り込む遊嵌凹部が凹設され、
    前記ハウジングと前記回転体の何れか一方には、前記ハウジングと前記回転体の何れか他方に突設された係合凸部が前記回転平面上で移動する状態で係合する係合枠部が設けられ、
    前記ハウジングと前記回転体の何れか他方が前記遊嵌凹部の内面に接触することで、前記ハウジングは、前記回転軌道の径方向および前記相手側コネクタに接近する前記回転軌道上の接線方向一方への移動を規制され、
    前記係合凸部が前記係合枠部に接触することで、前記ハウジングは、前記相手側コネクタから離間する接線方向他方への移動を規制されることを特徴とする請求項1に記載のコネクタ装置。
  3. 前記ハウジングと前記回転体の何れか一方には、前記ハウジングと前記回転体の何れか他方の径方向外側に接触し、前記回転体に対し前記ハウジングの径方向外側が接線方向他方に向かうような前記ハウジングの回転を規制する回転止め部が形成されたことを特徴とする請求項1または2に記載のコネクタ装置。
  4. 前記相手側接続誘導部と前記接続誘導部の何れか一方は、前記回転軌道の径方向両側にて前記回転軌道上の接線方向に沿って延設された一対のガイドアームを含み、
    前記相手側接続誘導部と前記接続誘導部の何れか他方は、前記一対のガイドアームを挿入させる一対のガイド溝を各々挟んで対向した2組のガイド壁対を含み、
    各々の前記ガイドアームの先端部は、径方向両側に一対のアーム側傾斜面を有して徐々に先細くなるように形成され、
    各々の前記ガイド壁対の互いに対向する先端部は、一対の溝側傾斜面を有して前記ガイド溝を広げるように形成されたことを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載のコネクタ装置。
  5. 複数の前記相手側端子が、前記回転軌道の径方向に間隔をあけて並ぶ状態で前記相手側ハウジングに支持され、
    複数の前記端子が、径方向に間隔をあけて並ぶ状態で前記ハウジングに支持されたことを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載のコネクタ装置。
  6. 外部に設けられた回転軸を中心とした回転軌道を移動して相手側コネクタに接続されるコネクタであって、
    前記回転軸を中心に回転する回転体に、前記回転軌道と平行な回転平面上で移動可能に接続されたハウジングと、
    前記ハウジングに支持された端子と、
    前記ハウジングに設けられ、前記端子が前記相手側コネクタの相手側端子に接触する前に、前記相手側コネクタに接触して前記ハウジングを前記回転平面上で移動させながら前記相手側コネクタの相手側ハウジングと平行な姿勢に誘導する接続誘導部と、を含み、
    前記端子は、
    ケーブルの端末部に連結された結線支持部と、
    前記結線支持部の先端部に連設され、前記結線支持部よりも前記回転平面に直交する幅方向に広い平板状に形成され、前記相手側端子と接触する接触部と、を含むことを特徴とするコネクタ。
  7. 前記ハウジングと前記回転体の何れか一方には、前記ハウジングと前記回転体の何れか他方が前記回転平面上で移動する状態で嵌り込む遊嵌凹部が凹設され、
    前記ハウジングと前記回転体の何れか一方には、前記ハウジングと前記回転体の何れか他方に突設された係合凸部が前記回転平面上で移動する状態で係合する係合枠部が設けられ、
    前記ハウジングと前記回転体の何れか他方が前記遊嵌凹部の内面に接触することで、前記ハウジングは、前記回転軌道の径方向および前記相手側コネクタに接近する前記回転軌道上の接線方向一方への移動を規制され、
    前記係合凸部が前記係合枠部に接触することで、前記ハウジングは、前記相手側コネクタから離間する接線方向他方への移動を規制されることを特徴とする請求項に記載のコネクタ。
  8. 前記ハウジングと前記回転体の何れか一方には、前記ハウジングと前記回転体の何れか他方の径方向外側に接触し、前記回転体に対し前記ハウジングの径方向外側が接線方向他方に向かうような前記ハウジングの回転を規制する回転止め部が形成されたことを特徴とする請求項またはに記載のコネクタ。
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