CN102823072A - 连接器 - Google Patents

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Abstract

连接器(1)具有：前端部(11a)形成为棒状的导电性的阳端子(11)；由导电性的线材卷绕成具有比阳端子(11)的前端部(11a)的直径小的内径且在插入阳端子(11)的端部线材直线状延伸的螺旋弹簧(21)，其中，在对螺旋弹簧(21)的延伸部(21a)至少施加了使端部附近的内径扩大的力的状态下将阳端子(11)插入螺旋弹簧(21)之后，通过解除力而将该阳端子(11)与螺旋弹簧(21)连结。

Description

连接器
技术领域
本发明涉及一种阳端子与阴端子嵌合而连接的连接器。
背景技术
一直以来，为了对配设在机动车等的内部的电子器件进行连接，采用的是通过使阳端子与阴端子嵌合而将器件之间通过配线等来连接的连接器。该具有阳端子和阴端子的连接器能够使阳端子及阴端子彼此嵌合，从而能够通过端子内的导线、电极等接触来实现电连接。
不过，上述的连接器需要维持阳端子与阴端子的嵌合状态而将电子器件之间持续进行电连接。尤其是，在作为搭载于机动车等的容易产生振动的产品上的连接器的情况下，期望一种能够以使阳端子与阴端子的连接不会由于该振动而解除的方式来维持嵌合状态的连接器。
作为满足这种期望的连接器，例如公开了一种在借助弹性体作用弹性力的状态下使卡止臂、锁定用凸部及卡止面卡合而将阳端子与阴端子锁定的连接器(例如，参考专利文献1)。另外，公开了一种通过由压回弹簧承受弹性力的作用的锁定臂的卡合突起部与臂卡止部卡止而将阳端子与阴端子锁定的连接器(例如，参考专利文献2)。
【先行技术文献】
【专利文献】
专利文献1：日本特开平8-31513号公报
专利文献2：日本特开2001-160459号公报
发明内容
【发明要解决的课题】
但是，在专利文献1、2所公开的现有的连接器中，在沿着使端子之间的嵌合状态解除的方向施加的力的作用下，有可能由于弹性体的作用或者臂自身的弹性力而使阳端子与阴端子的嵌合状态被解除。
本发明就是鉴于上述的情况而作出的，其目的在于，提供一种能够通过简易的结构来维持阳端子与阴端子的嵌合状态的连接器。
【用于解决课题的手段】
为了解决上述的课题而实现目的，本发明提供一种连接器，介装在两个连接对象物之间来实现该两个连接对象物之间的电导通，其特征在于，具有：前端形成为棒状的导电性的阳端子；由导电性的线材卷绕成具有比所述阳端子的直径小的内径且在插入所述阳端子的端部所述线材直线状延伸的阴端子，在对所述阴端子的所述直线状的部分至少施加了使所述端部附近的内径扩大的力的状态下将所述阳端子插入所述阴端子之后，通过解除该力而将所述阳端子与所述阴端子连结。
另外，本发明所涉及的连接器在上述发明的基础上，其特征在于，所述阴端子中的至少与所述端部不同的端部附近卷绕成密接卷。
另外，本发明所涉及的连接器在上述发明的基础上，其特征在于，还具有：对所述阳端子进行保持的阳端子托架；对所述阴端子进行保持且能够与所述阳端子托架连接的阴端子托架，所述阳端子托架具有扩径机构，该扩径机构与将所述阳端子插入所述阴端子的动作连动，相对于所述阴端子的所述直线状的部分至少向使所述阴端子的直径扩径的方向施加力。
另外，本发明所涉及的连接器在上述发明的基础上，其特征在于，所述阴端子的与所述直线状的部分不同侧的端部固定在所述阴端子托架上。
另外，本发明所涉及的连接器在上述发明的基础上，其特征在于，所述阴端子托架具有直径变更机构，该直径变更机构对所述阴端子的所述直线状的部分进行保持，使该直线状的部分在与所述阴端子的长度方向垂直的平面上移动而使所述阴端子的直径扩大。
另外，本发明所涉及的连接器在上述发明的基础上，其特征在于，所述阳端子托架具有引导销，该引导销与所述阳端子平行延伸且比该阳端子向前端方向突出，所述阴端子托架具有能够供所述引导销插通的孔部。
【发明效果】
本发明所涉及的连接器对自然状态的直径比阳端子的直径小的螺旋弹簧的直径进行扩径，并将阳端子插通于扩径后的状态下的螺旋弹簧之后，使螺旋弹簧返回自然状态而对阳端子进行紧固来锁定，故可实现能够通过简易的结构来维持阳端子与阴端子的嵌合状态这一效果。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式一所涉及的连接器的结构的立体图。
图2是图1所示的连接器的向视A方向的俯视图。
图3A是说明本发明的实施方式一所涉及的螺旋弹簧的动作的图。
图3B是说明本发明的实施方式一所涉及的螺旋弹簧的动作的图。
图4是表示本发明的实施方式一所涉及的螺旋弹簧的另一例的立体图。
图5是图4所示的螺旋弹簧的剖视图。
图6是表示作为本发明的实施方式一的变形例一的连接器的俯视图。
图7是表示作为本发明的实施方式一的变形例二的连接器的俯视图。
图8是表示本发明的实施方式二所涉及的连接器的结构的立体图。
图9是表示图8所示的连接器的向视B方向的俯视图。
图10是表示使图8所示的阳端子托架和阴端子托架接触的状态的立体图。
图11是表示本发明的实施方式二所涉及的弹簧和扩径用凸轮的动作的俯视图。
图12是表示作为本发明的实施方式二的变形例的连接器的立体图。
图13是图12所示的连接器的向视C方向的俯视图。
具体实施方式
以下，参考附图详细说明用于实施本发明的方式。需要说明的是，并未通过以下的实施方式来限定本发明。另外，以下的说明中所参考的各图只不过概略性地示出能够理解本发明的内容的程度的形状、大小及位置关系。即，本发明并不仅仅限定于各图中所例示出的形状、大小及位置关系。
(实施方式一)
图1是表示本发明的实施方式一所涉及的连接器1的结构的立体图。图1所示的连接器1是通过将阳端子与阴端子接触而连结由此进行连接对象物之间的电导通的器件。
连接器1具有：与同连接对象物连接的引线12连结，且具有导电性的阳端子11；经由引线端子22a而与同连接对象物连接的引线22连结，且具有导电性的作为阴端子的螺旋弹簧21。
阳端子11由具有导电性的材料来成形，具备：呈前端形成为大致球状的棒状的前端部11a；保持引线12的引线端子11b；具有比前端部11a的直径大的直径的凸缘部11c。
螺旋弹簧21中线材的剖面呈圆形，且以成为比阳端子11的前端部11a的直径小的内径的方式卷绕。螺旋弹簧21的两端部侧卷绕成密接卷。螺旋弹簧21的与引线端子22a不同侧的端部具有沿着与螺旋弹簧21的伸长方向垂直的方向延伸的呈直线状的延伸部21a。另外，螺旋弹簧21的引线端子22a侧的端部具有沿着与螺旋弹簧21的伸长方向垂直的方向延伸的固定部21b。需要说明的是，延伸部21a也可以呈现具有比螺旋弹簧21的直径大的直径的弧状。
另外，螺旋弹簧21采用由心材和外皮构成的线材，所述心材由SUS或者铍青铜等构成，所述外皮由低电阻的铜系金属构成。需要说明的是，只要是考虑了弹簧性、耐热性等的包覆金属材料或者合金材料，就能够适用。
图2是表示阳端子11与螺旋弹簧21的嵌合状态的俯视图。当向螺旋弹簧21内插通阳端子11的前端部11a时，将与引线12、22连接的连接对象物之间电导通。在连接器1中，经由阳端子11与螺旋弹簧21的引线22侧的密接卷部而将引线12、22之间导通，并不向粗卷部流动信号，因此，能够缩短电气信号的导通路径，从而能够实现电感的降低及导通的稳定化。需要说明的是，凸缘部11c通过与螺旋弹簧21的端部抵接，从而对阳端子11向螺旋弹簧21内的插入区域进行调节。
此时，螺旋弹簧21的内径比阳端子11的直径小，故通过弹簧的卷附力来紧固阳端子11的前端部11a，从而维持嵌合状态。另外，螺旋弹簧21通过弹簧的卷附力及/或焊料C来接合于从引线端子22a的与引线22不同的端部突出的支柱23。需要说明的是，为了确保螺旋弹簧21对阳端子11的卷附力，优选支柱23的直径为前端部11a的直径以下。
图3A、3B是说明在将阳端子11插通于螺旋弹簧21中时的螺旋弹簧21的动作的图。首先，如图3A所示，对于自然状态的螺旋弹簧21的延伸部21a沿着箭头方向施加力F。此时，优选螺旋弹簧21将图1、2所示的固定部21b固定，以防止因力F所引起的螺旋弹簧21的旋转。
延伸部21a通过被施加力F，而向图3B所示的位置移动。需要说明的是，虚线P0表示图3A所示的自然状态的螺旋弹簧21的位置。如上所述，螺旋弹簧21由于将固定部21b固定，故不会由于力F而旋转，而是向使内径扩径的方向弹性变形。
在图3A、3B所示的螺旋弹簧21的动作的作用下，在将内径扩径的状态下能够将阳端子11插通于螺旋弹簧21内。在将阳端子11插通于螺旋弹簧21内之后，当解除对延伸部21a施加的力F时，螺旋弹簧21的内径收缩而恢复自然状态，故能够将阳端子11紧固而维持嵌合状态。
通过上述的实施方式一所涉及的连接器，能够以简易的结构来维持阳端子11和螺旋弹簧21的嵌合状态。由此，能够维持阳端子与阴端子(螺旋弹簧)之间的稳定的嵌合状态并实现电导通。另外，在这种嵌合状态下，在对于连接器1施加使阳端子11与螺旋弹簧21脱离的方向的力的情况下，螺旋弹簧21向伸长的方向弹性变形。在该伸长的作用下，螺旋弹簧21向使内径变小的方向弹性变形，将更为大的紧固力施加于阳端子11，因此，也能够更加可靠地防止阳端子11从螺旋弹簧21脱离。
需要说明的是，对于上述的连接器作为双方的端子与引线连接的情况进行了说明，但即便是一方借助引线来连接，而另一方与基板直接连接的结构，也能够适用。
另外，在螺旋弹簧21中，只要由对于引线端子22a及支柱23的卷附力或者焊料C所实现的支柱23(或者引线端子22a)的螺旋弹簧21与支柱23(或者引线端子22a)的连接可靠，则也可以不设置固定部21b。另外，螺旋弹簧21中至少引线端子22a侧被卷绕成密接卷即可，也可以整体上被卷绕成密接卷。
图4是表示本实施方式一所涉及的螺旋弹簧的另一例的立体图。另外，图5是图4所示的螺旋弹簧24的与线材所延伸的方向垂直的方向上的剖视图。对于上述的螺旋弹簧21，说明了线材的剖面为圆形的情况，但也可以如图4、5所示的螺旋弹簧24那样使剖面形状呈大致半圆形状。需要说明的是，并不局限于该剖面形状，也可以呈方形的剖面形状。由于相邻的线材彼此的接触面积的增大，从而能够降低导通时的电阻。
图6是表示作为本实施方式一的变形例一的连接器1a的俯视图。图6所示的连接器1a具有上述的阳端子11及螺旋弹簧21、和具有多个爪部的引线端子22b。引线端子22b与螺旋弹簧21的密接卷部分的外周接触，故能够将与阳端子11的导通路径设为并不是螺旋弹簧21的密接卷部分而是一体成形的爪部，故能够获得更为稳定的导通。
需要说明的是，变形例一所涉及的引线端子22b优选的是，以由上述的各爪部形成的内径的至少一部分与螺旋弹簧21的外径相比成为大致相同或者稍小的直径的方式形成。在该引线端子22b中，引线端子22b通过压入而与螺旋弹簧21连接，故能够将螺旋弹簧21与引线可靠地连接而实现电导通，并且能够不取决于螺旋弹簧21的直径而将引线端子22b与螺旋弹簧21连接。
图7是表示作为本实施方式一的变形例二的连接器1b的俯视图。图7所示的连接器1b具有：上述的阳端子11及引线端子22b；在与引线端子22b不同的端部侧，朝向该端部而使内径阶段性地变大的螺旋弹簧25。该螺旋弹簧25中插通阳端子11一侧的内径变大，故能够将阳端子11更为容易地插通于螺旋弹簧25内，并且维持上述的嵌合状态。
(实施方式二)
接着，参考图8说明本发明的实施方式二。图8是表示本发明的实施方式二所涉及的连接器的结构的立体图。另外，图9是图8所示的连接器的向视B方向的俯视图。图8、9所示的连接器是通过将阳端子与阴端子接触而连结由此进行连接对象物之间的电导通的器件。
图8所示的连接器具有：保持具有导电性的阳端子11及引线12的阳端子托架3；保持作为具有导电性的阴端子的螺旋弹簧21及引线22的阴端子托架4。需要说明的是，阳端子11、引线12、螺旋弹簧21及引线22为与上述的实施方式一相同的结构。
阳端子托架3具有：设置在阳端子11的上部的作为扩径机构的扩径用凸轮31；从阳端子11的两侧分别与阳端子11平行延伸的大致柱状的引导销32；配设在引导销32的上部，与引导销32平行延伸，且在前端部分具有相对于延伸方向而向垂直下方突出的凸部的锁定杆33。
扩径用凸轮31通过使所对应的壁面与延伸部21a的侧面接触而使延伸部21a移动，从而使螺旋弹簧21的内径扩径。另外，具有在阳端子托架3与阴端子托架4的壁面彼此接触之际，用于使延伸部21a返回原始的位置(自然状态)的欠缺部分(欠缺面)。需要说明的是，以该欠缺部分中欠缺面与阴端子托架4的壁面的间隔至少成为螺旋弹簧21的线材的直径以上的方式来配设扩径用凸轮31。
阴端子托架4具有：收容螺旋弹簧21并且能够收容扩径后的螺旋弹簧21的收容部41；供引导销32插通并保持引导销32的引导孔42；作为与锁定杆33的凸部卡止的凹部的锁定孔43。需要说明的是，引线22在以与上述的引线端子连接的状态而收容在阴端子托架4的规定位置之后，采用未图示的固定构件对阴端子托架4的端部进行螺纹固定，并通过粘接或者嵌合而固定在阴端子托架4上。
另外，如图9所示，阴端子托架4具有对螺旋弹簧21的固定部21b进行保持的保持部41a。保持部41a对螺旋弹簧21的固定部21b进行保持，来防止因施加给延伸部21a的力所引起的螺旋弹簧21的旋转。需要说明的是，保持部41a既可以采用焊料等的固定构件来保持固定部41a，也可以形成槽部并将固定部21b插入而保持固定部21b。
图10是表示使图8所示的阳端子托架3与阴端子托架4接触的状态的立体图。通过将图8所示的引导销32向引导孔42插通，由此确定阳端子托架3相对于阴端子托架4的接近位置，与引导销32向引导孔42的插通连动，而将阳端子11插通在螺旋弹簧21内。此时，与阳端子11向螺旋弹簧21内的插通连动，如后所述，扩径用凸轮31使螺旋弹簧21的内径扩径，从而将阳端子11插通于螺旋弹簧21内。
另外，阳端子11与螺旋弹簧21嵌合，阳端子托架3与阴端子托架4接触，同时锁定杆33的凸部与锁定孔43的凹部卡止。
如图10所示，在沿着阳端子托架3与阴端子托架4脱离的方向施加力的情况下，螺旋弹簧21的延伸部21a与扩径用凸轮31的壁面抵接，因此本实施方式二所涉及的连接器除获得基于螺旋弹簧21与阳端子11的紧固所带来的锁定以外，还能够获得基于延伸部21a与扩径用凸轮31的连接器的锁定效果。
图11是表示本实施方式二所涉及的弹簧与扩径用凸轮的动作的俯视图。在使阳端子托架3与阴端子托架4嵌合的情况下，如图11(a)所示，阳端子托架3向箭头Y方向移动，扩径用凸轮31与螺旋弹簧21接近。此时，延伸部21a与扩径用凸轮31的弯曲部31a抵接。
扩径用凸轮31在延伸部21a与弯曲部31a抵接之后，与阳端子托架3或者阴端子托架4连动而进一步向箭头Y方向前进(图11(b)、(c))。此时，延伸部21a沿着扩径用凸轮31的弯曲部31a的壁面而向螺旋弹簧21的周向移动，如图3B所示那样使螺旋弹簧21的内径扩径。另外，与该扩径连动，将阳端子11插通于螺旋弹簧21内。需要说明的是，虚线P0表示图11(a)所示的自然状态的螺旋弹簧21的位置。另外，在本实施方式二中，在延伸部21a移动到图11(b)所示的位置之际，扩径后的螺旋弹簧21的内径成为阳端子11的直径以上。对螺旋弹簧21进行扩径的时序通过扩径用凸轮31与阳端子11的位置关系来调节。
扩径用凸轮31进一步向箭头Y方向前进时，延伸部21a与直线部31b抵接(图11(d))。延伸部21a与该直线部31b抵接的状态成为内径被最大扩径后的状态。
然后，当阳端子托架3与阴端子托架4接触而嵌合时，延伸部21a沿着与扩径用凸轮31的行进方向垂直的方向上的欠缺面移动，并被保持在槽31c中(图11(e))。在此，对保持于槽31c中的延伸部21a未施加有使螺旋弹簧21的内径扩径的方向上的力，而保持为与壁面抵接的程度。需要说明的是，槽31c也可以不与延伸部21a接触。
上述的实施方式二所涉及的连接器由于扩径用凸轮31与阳端子11向螺旋弹簧21内的插通连动而使螺旋弹簧21的内径扩径，因此，无需利用手动来操作延伸部21a，能够实现由延伸部21a所带来的螺旋弹簧21的内径的扩径及阳端子11向螺旋弹簧21的插通。另外，引导销32实现了用于将阳端子11插通于螺旋弹簧21内的定位的效果，能够防止在扩径用凸轮31向延伸部21a施加的力的作用下，阳端子的插通位置发生偏离的情况。
图12是表示作为本实施方式二的变形例的连接器的立体图。另外，图13是图12所示的连接器的向视C方向的俯视图。该变形例所涉及的连接器在上述的实施方式二所涉及的连接器的基础上，还具备作为直径变更机构的捏手44，该捏手44能够沿着螺旋弹簧21的周向滑动，使延伸部21a在与螺旋弹簧21的长度方向垂直的平面上移动，从而使螺旋弹簧21的内径扩大或者缩小。
如图13所示，捏手44在与阴端子托架4的上部平面之间形成有与螺旋弹簧21的延伸方向平行的空间，在该空间内插通扩径用凸轮31。另外，捏手44对螺旋弹簧21的延伸部21a进行保持，也能够与延伸部21a的动作连动地滑动。
扩径用凸轮31与阳端子托架3和阴端子托架4的接近连动，向捏手44的内部空间插通，在图11所示的动作的作用下，使延伸部21a移动而使螺旋弹簧21的内径扩径。
在阳端子托架3与阴端子托架4从嵌合状态脱离的情况下，通过使捏手44沿着螺旋弹簧21的周向滑动，能够容易地使与扩径用凸轮31抵接的延伸部21a脱离。另外，通过设置凸部44a，能够更加容易地使捏手44滑动。
在上述的实施方式二中，关于设有两个由阳端子及阴端子构成的连接器的情况进行了说明，但根据所采用的引线(配线)的不同，也可以设有一个连接器，也可以设有三个以上的连接器。
【产业上的可利用性】
如上所述，本发明所涉及的连接器在将电子器件之间等连接来进行电导通的情况下是有用的。
【符号说明】
1、1a、1b连接器
3阳端子托架
4阴端子托架
11阳端子
11a前端部
11b、22a、22b引线端子
12、22引线
21、24、25螺旋弹簧
21a延伸部
21b固定部
23支柱
31扩径用凸轮
32引导销
33锁定杆
41收容部
41a保持部
42引导孔
43锁定孔
44捏手

Claims (6)

1.一种连接器，介装在两个连接对象物之间来实现该两个连接对象物之间的电导通，其特征在于，具有：
前端形成为棒状的导电性的阳端子；
由导电性的线材卷绕成具有比所述阳端子的直径小的内径且在插入所述阳端子的端部所述线材直线状延伸的阴端子，
在对所述阴端子的所述直线状的部分至少施加了使所述端部附近的内径扩大的力的状态下将所述阳端子插入所述阴端子之后，通过解除该力而将所述阳端子与所述阴端子连结。
2.如权利要求1所述的连接器，其特征在于，
所述阴端子中的至少与所述端部不同的端部附近卷绕成密接卷。
3.如权利要求1或2所述的连接器，其特征在于，还具有：
对所述阳端子进行保持的阳端子托架；
对所述阴端子进行保持且能够与所述阳端子托架连接的阴端子托架，
所述阳端子托架具有扩径机构，该扩径机构与将所述阳端子插入所述阴端子的动作连动，相对于所述阴端子的所述直线状的部分至少向使所述阴端子的直径扩径的方向施加力。
4.如权利要求1～3中任一项所述的连接器，其特征在于，
所述阴端子的与所述直线状的部分不同侧的端部固定在所述阴端子托架上。
5.如权利要求4所述的连接器，其特征在于，
所述阴端子托架具有直径变更机构，该直径变更机构对所述阴端子的所述直线状的部分进行保持，使该直线状的部分在与所述阴端子的长度方向垂直的平面上移动而使所述阴端子的直径扩大。
6.如权利要求3～5中任一项所述的连接器，其特征在于，
所述阳端子托架具有引导销，该引导销与所述阳端子平行延伸且比该阳端子向前端方向突出，
所述阴端子托架具有能够供所述引导销插通的孔部。
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