JP2004152667A - 電気コネクタ - Google Patents
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Abstract
【課題】芯線の周囲が被覆部材によって被覆された電線の被覆部材を突き破る突状接触部を有するコンタクトを備えた、いわゆるピアシングタイプの電気コネクタに関し、電線と突状接触部との相対的な移動を長期にわたって規制することができる、大径の電線に対応した電気コネクタを提供する。
【解決手段】ブロック２００は、突状接触部１２の先端が穴２０１内に突出するように配備されたものであって、穴２０１内に突出する突状接触部１２の先端に対向する位置に、穴２０１に受容した電線を突状接触部１２へ付勢するばね部材２１０が設けられたものである。
【選択図】 図４
【解決手段】ブロック２００は、突状接触部１２の先端が穴２０１内に突出するように配備されたものであって、穴２０１内に突出する突状接触部１２の先端に対向する位置に、穴２０１に受容した電線を突状接触部１２へ付勢するばね部材２１０が設けられたものである。
【選択図】 図４
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、芯線の周囲が被覆部材によって被覆された電線の被覆部材を突き破る突状接触部を有するコンタクトを備えた、いわゆるピアシングタイプの電気コネクタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、コンタクトと電線の結線方式について様々な方式が知られている。これら様々な結線方式の中には、圧接によって結線を行う方式がある。この圧接による方式は、芯線の周囲が被覆部材によって被覆された電線を結線する際に用いられ、この方式が採用されたコンタクトには、先端に鋭利な突状接触部が設けられているいわゆるピアシングタイプのコンタクトがある。
【０００３】
例えば、特許文献１には、上方に広がる、先端が鋭利な突状接触部と、その突状接触部の両脇に、やや外方に開きながら上方に広がる一対の圧着部を有するコンタクトが記載されている。このコンタクトに電線を結線するには、その突状接触部を電線に突き刺すことで被覆部材を破り、芯線と突状接触部とを接触させる。圧着部は、塑性変形可能なものであって、芯線と突状接触部との接触を長期にわたって維持するため、芯線に突状接触部を接触させた後に、被覆部材外周を包み込むように被覆部材外周に沿って曲げられる。ところが、芯線が複数の線が寄せ集められたものであると、突状接触部を電線に突き刺したときに、その突き刺した外力によって電線が潰れ被覆部材内で複数の線がばらけてしまい、総ての線が導体部材と確実に接触しないおそれがある。
【０００４】
そこで、特許文献２には、突状接触部を電線に突き刺したときに電線が潰れてしまうことを防止した電気コネクタが記載されている。特許文献２に記載された電気コネクタは、先端が鋭利な突状接触部を有するコンタクトの他に、電線を、その電線の周面から把持する把持部が設けられたボックス（カバーハウジング）を備えている。把持部は剛性のある樹脂材料からなるものであるのに対し、電線の被覆部材は弾性を有するものであり、この被覆部材の弾性を利用して、電線は把持部に強固に把持される。このような電気コネクタでは、結線時にボックスの把持部によって電線を把持させておくことで、電線が潰れてしまうことが防止される。ところが、電線の被覆部材は、結線時には弾性を有するものの、経年変化によってその弾性が失われやすい。被覆部材の弾性が失われると、電線が突状接触部に対して相対的に移動し、芯線と突状接触部との電気的接続の信頼性が低下する。
【０００５】
これに対し、特許文献３には、Ｕ字状の弾性部材によって電線をその側方から挟み込む電気コネクタが記載されている。特許文献３に記載された電気コネクタでは、複数のコンタクトが所定のピッチで横一列に配列されている。また、この特許文献３に記載された電気コネクタもブロックを備えており、そのブロックには、それら配列されたコンタクトに合わせて、複数の電線も横一列に配列されている。さらに、このブロックには、これら複数の電線の配列ピッチに合わせてＵ字状の複数の弾性部材が配列されている。ブロック内に配列された電線は、Ｕ字状の弾性部材の互いに対向する部分によって挟み込まれている。弾性部材の、これらの互いに対向する部分は、互いに近づくように付勢されている。コンタクトの突状接触部は、結線時に、各電線の下方から電線に突き刺さる。この特許文献３に記載された電気コネクタでは、結線時に電線が潰れてしまうことが、弾性部材によって防止されるばかりか、電線の被覆部材の弾性が経年変化によって失われても、弾性部材によって電線が強固に保持され続け、電線が突状接触部に対して相対的に移動することが防止される。
【０００６】
【特許文献１】
特公昭５６−３０９５５号公報 （第１−３図）
【特許文献２】
特開昭６１−１３３５８４号公報 （第１−３図）
【特許文献３】
特開２００２−１７５８４５号公報 （第１９図、第２２図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、特許文献３に記載された電気コネクタを、コンタクトの配列ピッチをそのままにして大径の電線に対応させようとすると、一列に配列された、隣り合う電線と電線の間隔が狭められ、ブロックに、Ｕ字状の弾性部材を配備させるスペースがなくなってくる。また、電線の配列ピッチに合わせてＵ字状の弾性部材を配列させることができたとしても、ブロックの、隣り合う弾性部材の間隔部分が薄くなり、ブロック成形時にクラックが生じる恐れがある。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑み、電線と突状接触部との相対的な移動を長期にわたって規制することができる、大径の電線に対応した電気コネクタを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の電気コネクタは、芯線の周囲が被覆部材によって被覆された電線を所定方向から受容する穴を有するブロック、並びに上記被覆部材を突き破る、上記所定方向とは直交する方向に突出する突状接触部を有するコンタクトを保持するハウジングを具備する電気コネクタにおいて、
上記ブロックは、上記突状接触部の先端が上記穴内に突出するように配備されたものであって、その穴内に突出する上記突状接触部の先端に対向する位置に、上記穴に受容した電線を上記突状接触部へ付勢するばね部材が設けられたものであることを特徴とする。
【００１０】
本発明の電気コネクタによれば、まず、上記ブロックを、上記突状接触部の先端が上記穴内に突出しない位置に配備しておき、その穴に電線を挿入する。次いで、上記ブロックと上記ハウジングとの位置を相対的に変化させることで、上記ブロックを、上記突状接触部の先端が上記穴内に突出する位置に配備させる。これにより、上記突状接触部が上記電線の被覆部材を突き破り、上記突状接触部の先端と上記芯線とが接触し結線される。上記ブロックには、上記ばね部材が設けられているため、結線時に電線が潰れてしまうことが防止されるばかりか、電線の被覆部材の弾性が経年変化によって失われても、そのばね部材によって電線が上記突状接触部へ付勢され続け、電線が突状接触部に対して相対的に移動することが防止される。また、上記ばね部材は、上記穴内に突出する上記突状接触部の先端に対向する位置に配備されたものであるため、複数の電線を横一列に配列させ、隣り合う電線の間隔が狭くなっても、ばね部材の配置スペースには影響がなく、本発明の電気コネクタは電線の大径化に対応することができる。
【００１１】
また、本発明の電気コネクタにおいて、上記ブロックが、上記穴に連通すると共にその穴と中心が揃った凹部を有するものであって、
上記ばね部材が、上記凹部内に収容されたものである態様が好ましい。
【００１２】
本発明の電気コネクタでは、結線時に、上記突状接触部によって電線が押される。ここで、電線軸心からずれた部分が押されると、上記穴の中で電線の被覆部材が偏ってしまい、これに伴い芯線も偏って、上記突状接触部との接触がとれなくなる恐れがある。上記態様では、上記凹部は、上記穴から上記突状接触部の突出方向に向かって広がる空間であり、しかも、上記穴の中心と上記凹部の中心が揃っているため、上記突状接触部を電線に突き刺すと、被覆部材は、外力を受ける方向の延長線上にある上記凹部といった逃げ場があるため、上記穴の中で一方に偏ることがない。このため、結線時には、上記突状接触部は、芯線の中心に突き刺ささり、上記突状接触部と芯線との電気的接続は良好なものになる。
【００１３】
さらに、本発明の電気コネクタにおいて、上記コンタクトが、上記穴に受容した電線を、上記ばね部材へ向けて押圧する支持アームを有するものであることも好ましい。
【００１４】
このような支持アームを設けると、上記ばね部材の付勢効果が高まり、電線と突状接触部との相対的な移動をさらに長期にわたって規制することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００１６】
本発明の一実施形態である電気コネクタは、４つの雄型コンタクトを備えている。これらの雄型コンタクトは、先端に相手方コンタクトに嵌合する嵌合部を有し、本実施形態の電気コネクタの相手コネクタ受入口には、これら雄型コンタクトの嵌合部が所定ピッチで横一列に配列されている。なお、本発明は、雄型コンタクトを備える電気コネクタに限らず、雌型コンタクトを備える電気コネクタにも適用することができる。
【００１７】
図１は、本実施形態の電気コネクタを、相手コネクタ受入口側の斜め上から見た斜視図であり、図２は、本実施形態の電気コネクタを、図１とは反対側の斜め上から見た斜視図である。また、図３は、本実施形態の電気コネクタの平面図である。
【００１８】
本実施形態の電気コネクタ１は、図１に示す４つの雄型コンタクト１０を保持するハウジング１００と、図２に示す４つの電線受容穴２０１を有するブロック２００を備えている。これらの電線収容穴２０１は、ブロック２００の、相手コネクタ受入口１ａとは反対側に位置する背面２００ａに開口している。以下、電気コネクタ１の相手コネクタ受入口が設けられた側を前側と称し、電線受容穴２０１が開口する側を後側と称することにする。
【００１９】
図１から図３のいずれにも、ブロック２００がハウジング１００の奥まで嵌め込まれた状態が示されている。この電気コネクタ１では、このようにブロック２００をハウジング１００の奥まで嵌め込むことで、電線が雄型コンタクト１０に結線される。電線を雄型コンタクト１０に結線するまでは、ブロック２００をハウジング１００の途中まで嵌め込んで、その途中の位置でブロック２００を仮係止しておく。この電気コネクタ１では、まず、仮係止の状態で、図２に示す４つの電線受容穴２０１に電線を挿入し、その後、ブロック２００をハウジング１００の奥まで嵌め込むが、これらの図はいずれも、電線を電線収容穴２０１に挿入せずに、ブロック２００をハウジング１００の奥まで嵌め込んだ状態の電気コネクタ１が示されている。
【００２０】
図４は、図３のＡ−Ａ’断面図であり、図５は、図３のＢ−Ｂ’断面図である。
【００２１】
まず、図４を用いて、ブロック２００に設けられた電線収容穴２０１について説明する。図４に示すブロック２００に設けられた電線収容穴２０１は、ブロック２００の背面２００ａから前側に向かって延びる長穴である。この電線収容穴２０１の延在方向終端部には、電線収容穴２００の軸心に向かって傾斜するテーパ面２０１１が設けられており、終端部は先細になっている。電線収容穴２０１には、ハウジング１００とブロック２００が仮係止の状態で、ブロックの背面２００ａに設けられた開口２０１２から電線が挿入される。電線は、複数の芯線の周囲を、弾性のある被覆部材によって被覆した、大径の電線である。この電線を電線収容穴２０１に挿入する際には、被覆部材を剥かずに、複数の芯線が被覆部材によって被覆されたままの状態で挿入する。電線収容穴２０１の開口２０１２部分は、電線の先端が挿入しやすいように拡がっている。開口２０１２から挿入された電線は、電線の先端が終端部のテーパ面２０１１に当接するまでさらに挿入され、その先端がテーパ面２０１１に当接した後は、テーパ面２０１１によって電線の先端が仮保持されるように押し込まれる。この仮保持は、電線の径が小さい場合に、電線収容穴２０１からの電線の脱落を防止するのに特に有効である。ブロック２００は、透明な樹脂材料で形成されたものであり、ユーザは、電線の先端が、電線収容穴２０１の終端部まで到達したか否かを視認することができる。このブロック２００では、挿入された電線の先端を視認しやすくするため、電線収容穴２０１の終端部の上方部分に溝２０２が設けられており、肉厚が薄くなっている。さらに、電線収容穴２０１の終端部はテーパ面２０１１によって画定されているため、視認したときに像が歪まぬよう、上面のテーパ面２０１１と平行になるようにその溝２０２の底面２０２１は傾斜している。
【００２２】
次に、図５を用いて、電線収容穴２０１についてさらに説明する。図５に示すように、ブロック２００には４つの電線収容穴２０１が横一列に並んで設けられている。図５に示すように、互いに隣り合う電線収容穴２０１の間には、ブロック２００の隔壁以外には何の部材も配備されておらず、電線収容穴２０１の配列ピッチは、ブロック成形時にクラックが生じない程度に狭められている。図１に示す電気コネクタ１は、従来の電気コネクタにおけるコンタクトの配列ピッチをそのまま採用しつつ、従来の電気コネクタに配備されたコンタクトに結線する電線よりも大径の電線に対応したものである。４つの電線収容穴２０１のいずれの断面形状も、正八角形を基調にし、その正八角形の一辺が矩形状に切り欠かれた形状である。すなわち、正八角形の部分２０１ａの中心と、矩形状に切り欠かれた凹部の部分２０１ｂの中心とは一致している。電線は、電線収容穴２０１の正八角形の部分２０１ａに挿入される。電線収容穴２０１は、相補形状の金型ピンによって形成される。電線の断面形状は円形であるが、このような矩形状の凹部が連設された断面形状の穴は、円形を基調とするよりも正八角形を基調にした方が、その穴の形成に用いられる金型ピンが切削加工によって得られ、金型ピンの生産性が向上し好都合である。また、正八角形の対角線の長さは正八角形の内接円の直径より大きいので、電線の挿入を容易にする。
【００２３】
また、図４に示すように、雄型コンタクト１０は、電気コネクタ１の後側から前側に延在するものである。この雄型コンタクト１０は、先端に設けられた嵌合部１１の他、突状接触部１２も有する。嵌合部１１は、雄型コンタクト１０の基部１３から立ち上がって前側に延びる部分であり、突状接触部１２は、基部１３から上方に向けて延びる、先端が鋭利な部分である。また、雄型コンタクトの後端には、基部１３から上方に向けて延びる２股の電線保持部１４が設けられている。雄型コンタクト１０の基部１３は、ハウジング１００の、ボックス２００の底面２００ｂよりも下方の部分に位置している。ボックス２００には、ボックスの底面２００ｂから電線収容穴２０１に繋がる、接触部挿入穴２０３と保持部挿入穴２０４との２種類の挿入穴が設けられている。また、ボックス２００の外周壁には、図５に示すように仮係止突起２０５及び本係止突起（図示せず）が設けられている。ボックス２００は、ハウジング１００の奥まで押し込み、本係止突起をハウジング１００の係止部（図示せず）に係止させることで、ハウジング１００に本係止される。ボックス２００がハウジング１００に本係止されると、雄型コンタクト１０の突状接触部１２が、接触部挿入穴２０３から電線収容穴２０１内に突出する。電線収容穴２０１内に突出した突状接触部１２は、電線収容穴２０１の軸心上に位置している。図４及び図５には、雄型コンタクト１０の突状接触部１２が、電線収容穴２０１内に突出した状態が示されている。また、ブロック２００の電線収容穴２０１に電線を挿入し、ハウジング１００にブロック２００を本係止すると、雄型コンタクト１０の電線保持部１４が、保持部挿入穴２０４から電線収容穴２０１内に突出し、電線を挟み込む。電線は、被覆部材の弾性を利用して電線保持部１４に強固に保持される。
【００２４】
さらに、図４及び図５に示すブロック２００は、ばね部材２１０を備えている。ばね部材２１０は、雄型コンタクト１０に向かって彎曲する彎曲部２１１を有し、この彎曲部２１１が、雄型コンタクト１０の突状接触部１２の先端に対向する位置にくるように、電線収容穴２０１の、凹部の部分２０１ｂに配備されている。図４に示すばね部材２１０の先端２１０ａは、ブロックの溝２０２の下方の空間に位置する自由端であり、後端２１０ｂは、ブロック２００の後側部分に圧入された固定端である。ばね部材２１０は、外力を受けることで、後端２１０ｂを支点にして上下方向に撓む。ばね部材の彎曲部２１１には、ばね部材２１０の延在方向に延びるスリット２１１１（図５参照）が設けられている。彎曲部２１１の可撓性は、このスリット２１１１によって高められている。図４及び図５に示す電線収容穴２０１には電線が収容されていないため、図４及び図５に示す雄型コンタクト１０の突状接触部１２の先端は、ばね部材１２の彎曲部２１１のスリット２１１１に入り込んで、ばね部材２１０を上方に押し上げているが、電線収容穴２０１に電線が収容された状態では、雄型コンタクト１０の突状接触部１２の先端は、電線を介してばね部材２１０を上方に押し上げる。ばね部材２１０は、突状接触部１２によって上方に押し上げられているものの、電線収容穴２０１に収容した電線を突状接触部１２に向けて付勢するばね性を有する。
【００２５】
図６は、図１に示す電気コネクタに備えられた雄型コンタクトを、嵌合部側の斜め上から見た斜視図であり、図７は、雄型コンタクトを、図６とは反対側の斜め上から見た斜視図である。
【００２６】
図１に示す電気コネクタ１に備えられた雄型コンタクト１０は、一枚の金属板を打ち抜き加工によって打ち抜き、曲げ加工によって図６及び図７に示す形状に成形されたものである。図６及び図７に示す雄型コンタクト１０の、基部１３から立ち上がって前方に延びる嵌合部１１の根元には、ハウジング圧入部１５が設けられている。ハウジング圧入部１５は、ハウジング１００に圧入されており、この圧入によって、雄型コンタク１０はハウジング１００に保持されている。また、後端に設けられた２股の電線保持部１４の一方の部分には、横方向に突出した三角形状のスタビライザ１６が設けられている。このスタビライザ１６は、ハウジング１００内での雄型コンタクト１０の転びを防止する役目を担っている。さらに、基部１３から上方に向けて広がる突状接触部１２の根元には、ブロック圧入部１７が設けられている。ブロック圧入部１７は、ブロック２００をハウジング１００に本係止する際に、ブロック２００に設けられた接触部挿入穴２０３の内壁に圧入される（図４参照）。また、この雄型コンタクト１０には、突状接触部１２を側方から挟み込む一対の支持アーム１８が設けられている。曲げ加工を行う前の基部１３には、突状接触部１２が広がる方向とは反対の方向に広がる舌片が設けられており、一対の支持アーム１８は、この舌片を嵌合部１１側と電線保持部側１４とに２分し、それぞれを異なる側に１８０度折り返すことで形成されたものである。したがって、この支持アーム１８は、突状接触部１２の左右に入れ違いに配備されている。支持アーム１８は、ブロック２００をハウジング１００に本係止する際に、電線をばね部材２１０の彎曲部２１１に向けて押圧するものである。
【００２７】
図８は、図１に示す電気コネクタに備えられたばね部材を、後端側の斜め下から見た斜視図である。
【００２８】
図１に示す電気コネクタ１に備えられたばね部材２１０も、雄型コンタクト１０と同じく、一枚の金属板を打ち抜き加工によって打ち抜き、曲げ加工によって図８に示す形状に成形されたものである。図８に示すばね部材２１０の後端２１０ｂには、第１圧入部２１２と第２圧入部２１３が設けられている。第１圧入部２１２および第２圧入部２１３は、ブロック２００に設けられた電線収容穴２０１の開口２０１２近傍の、凹部の部分２０１ｂの内壁に圧入されている。また、このばね部材２１０には、ばね部材２１０の後端２１０ｂ側から彎曲部２１１に向けてビード２１４が形成されている。結線時には、雄型コンタクト１０の突状接触部１２が電線に突き刺さり電線が押されることで、彎曲部２１１の、突状接触部１２に対向する面２１１ａは電線に接触する。この彎曲部２１１の面２１１ａには、スリット２１１１を囲む部分に面取り加工が施され、Ｃ面部２１１２が形成されている。結線時に、彎曲部２１１に接触しようとする電線は、Ｃ面部２１１２によって、電線の軸心が電線収容穴２０１の軸心に一致するように案内される。
【００２９】
図９は、図１に示す電気コネクタにおける結線時の様子を示す図である。
【００３０】
図９にその一部を示す電気コネクタ１は、ブロック２００がハウジング１００に本係止された状態にある。図９に示す電線収容穴２０１の、正八角形の部分２０１ａには電線９が挿入されており、電線９の下方からその電線９に雄型コンタクト１０の突状接触部１２が突き刺さっている。電線９は、ばね部材２１０のＣ面部２１１２や、電線収容穴２０１の、図４に示す終端部のテーパ面２０１１によって、電線９の軸心が電線収容穴２０１の軸心に一致するようにセンタリングされている。突状接触部１２は、電線９の被覆部材９１を突き破って、複数の芯線９２に接触している。被覆部材９１は、突状接触部１２を突き刺す外力を受けて変形し、ばね部材２１０の、電線９を下方に向けて付勢する付勢力に打ち勝って、電線収容穴２０１の、凹部の部分２０１ｂにまで入り込み、ばね部材の彎曲部２１１を押し上げている。図１に示す電気コネクタ１では、突状接触部１２を突き刺す方向に凹部の部分２０１ｂが広がっており、しかも、凹部の部分２０１ｂの中心と電線９が収容されている正八角形の部分２０１ａの中心とが一致している。このため、突状接触部１２を電線９に突き刺すと、被覆部材９１は、外力を受ける方向の延長線上にある凹部の部分２０１ｂといった逃げ場があるため、正八角形の部分２０１ａの中で偏ることがない。図１に示す電気コネクタ１では、電線がセンタリングされ、さらに突状接触部１２が突き刺さったときに被覆部材９１の偏りが生じないため、結線時には、突状接触部１２は、複数の芯線９２が寄せ集まった中心に突き刺さる。電線９は、その上方から、ばね部材２１０の彎曲部２１１によって下方に向けて付勢されるとともに、その周囲を、電線収容穴２０１の、正八角形の部分２０１ａの壁によって規制されているため、被覆部材９１内で複数の芯線９２がばらけることなく、各芯線９２は互いに接触し合っている。このため、雄型コンタクト１０の突状接触部１２と電線９の各芯線９２との電気的接続は良好なものになっている。また、被覆部材９１の弾性が経年変化によって失われても、電線９は、ばね部材２１０によって突状接触部１２へ付勢されており、さらに、支持アーム１８によって彎曲部２１１に向けて押圧もされているため、電線９が突状接触部１２に対して相対的に移動することで電気的接続が断たれることが防止される。
【００３１】
なお、図２に示すボックス２００の背面２００ａには、逆Ｕ字状の溝２０６が設けられている。この逆Ｕ字状の溝２０６には、結線後にプローブが挿入され、雄型コンタクト１０の後端にアクセスして、電線９と雄型コンタクト１０間の導通がチェックされる。
【００３２】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明によれば、電線と突状接触部との相対的な移動を長期にわたって規制することができる、大径の電線に対応した電気コネクタを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の電気コネクタを、相手コネクタ受入口側の斜め上から見た斜視図である。
【図２】本実施形態の電気コネクタを、図１とは反対側の斜め上から見た斜視図である。
【図３】本実施形態の電気コネクタの平面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ’断面図である。
【図５】図３のＢ−Ｂ’断面図である。
【図６】図１に示す電気コネクタに備えられた雄型コンタクトを、嵌合部側の斜め上から見た斜視図である。
【図７】雄型コンタクトを、図６とは反対側の斜め上から見た斜視図である。
【図８】図１に示す電気コネクタに備えられたばね部材を、後端側の斜め下から見た斜視図である。
【図９】図１に示す電気コネクタにおける結線時の様子を示す図である。
【符号の説明】
１ 電気コネクタ
１ａ 相手コネクタ受入口
１０ 雄型コンタクト
１１ 嵌合部
１２ 突状接触部
１３ 基部
１４ 電線保持部
１５ ハウジング圧入部
１６ スタビライザ
１７ ブロック圧入部
１８ 支持アーム
１００ ハウジング
２００ ブロック
２０１ 電線受容穴
２０１ａ 正八角形の部分
２０１ｂ 凹部の部分
２０１１ テーパ面
２０１２ 開口
２０２ 溝
２０３ 接触部挿入穴
２０４ 保持部挿入穴
２０５ 仮係止突起
２１０ ばね部材
２１１ 彎曲部
２１１１ スリット
２１１２ Ｃ面部
２１２ 第１圧入部
２１３ 第２圧入部
２１４ ビード
【発明の属する技術分野】
本発明は、芯線の周囲が被覆部材によって被覆された電線の被覆部材を突き破る突状接触部を有するコンタクトを備えた、いわゆるピアシングタイプの電気コネクタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、コンタクトと電線の結線方式について様々な方式が知られている。これら様々な結線方式の中には、圧接によって結線を行う方式がある。この圧接による方式は、芯線の周囲が被覆部材によって被覆された電線を結線する際に用いられ、この方式が採用されたコンタクトには、先端に鋭利な突状接触部が設けられているいわゆるピアシングタイプのコンタクトがある。
【０００３】
例えば、特許文献１には、上方に広がる、先端が鋭利な突状接触部と、その突状接触部の両脇に、やや外方に開きながら上方に広がる一対の圧着部を有するコンタクトが記載されている。このコンタクトに電線を結線するには、その突状接触部を電線に突き刺すことで被覆部材を破り、芯線と突状接触部とを接触させる。圧着部は、塑性変形可能なものであって、芯線と突状接触部との接触を長期にわたって維持するため、芯線に突状接触部を接触させた後に、被覆部材外周を包み込むように被覆部材外周に沿って曲げられる。ところが、芯線が複数の線が寄せ集められたものであると、突状接触部を電線に突き刺したときに、その突き刺した外力によって電線が潰れ被覆部材内で複数の線がばらけてしまい、総ての線が導体部材と確実に接触しないおそれがある。
【０００４】
そこで、特許文献２には、突状接触部を電線に突き刺したときに電線が潰れてしまうことを防止した電気コネクタが記載されている。特許文献２に記載された電気コネクタは、先端が鋭利な突状接触部を有するコンタクトの他に、電線を、その電線の周面から把持する把持部が設けられたボックス（カバーハウジング）を備えている。把持部は剛性のある樹脂材料からなるものであるのに対し、電線の被覆部材は弾性を有するものであり、この被覆部材の弾性を利用して、電線は把持部に強固に把持される。このような電気コネクタでは、結線時にボックスの把持部によって電線を把持させておくことで、電線が潰れてしまうことが防止される。ところが、電線の被覆部材は、結線時には弾性を有するものの、経年変化によってその弾性が失われやすい。被覆部材の弾性が失われると、電線が突状接触部に対して相対的に移動し、芯線と突状接触部との電気的接続の信頼性が低下する。
【０００５】
これに対し、特許文献３には、Ｕ字状の弾性部材によって電線をその側方から挟み込む電気コネクタが記載されている。特許文献３に記載された電気コネクタでは、複数のコンタクトが所定のピッチで横一列に配列されている。また、この特許文献３に記載された電気コネクタもブロックを備えており、そのブロックには、それら配列されたコンタクトに合わせて、複数の電線も横一列に配列されている。さらに、このブロックには、これら複数の電線の配列ピッチに合わせてＵ字状の複数の弾性部材が配列されている。ブロック内に配列された電線は、Ｕ字状の弾性部材の互いに対向する部分によって挟み込まれている。弾性部材の、これらの互いに対向する部分は、互いに近づくように付勢されている。コンタクトの突状接触部は、結線時に、各電線の下方から電線に突き刺さる。この特許文献３に記載された電気コネクタでは、結線時に電線が潰れてしまうことが、弾性部材によって防止されるばかりか、電線の被覆部材の弾性が経年変化によって失われても、弾性部材によって電線が強固に保持され続け、電線が突状接触部に対して相対的に移動することが防止される。
【０００６】
【特許文献１】
特公昭５６−３０９５５号公報 （第１−３図）
【特許文献２】
特開昭６１−１３３５８４号公報 （第１−３図）
【特許文献３】
特開２００２−１７５８４５号公報 （第１９図、第２２図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、特許文献３に記載された電気コネクタを、コンタクトの配列ピッチをそのままにして大径の電線に対応させようとすると、一列に配列された、隣り合う電線と電線の間隔が狭められ、ブロックに、Ｕ字状の弾性部材を配備させるスペースがなくなってくる。また、電線の配列ピッチに合わせてＵ字状の弾性部材を配列させることができたとしても、ブロックの、隣り合う弾性部材の間隔部分が薄くなり、ブロック成形時にクラックが生じる恐れがある。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑み、電線と突状接触部との相対的な移動を長期にわたって規制することができる、大径の電線に対応した電気コネクタを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の電気コネクタは、芯線の周囲が被覆部材によって被覆された電線を所定方向から受容する穴を有するブロック、並びに上記被覆部材を突き破る、上記所定方向とは直交する方向に突出する突状接触部を有するコンタクトを保持するハウジングを具備する電気コネクタにおいて、
上記ブロックは、上記突状接触部の先端が上記穴内に突出するように配備されたものであって、その穴内に突出する上記突状接触部の先端に対向する位置に、上記穴に受容した電線を上記突状接触部へ付勢するばね部材が設けられたものであることを特徴とする。
【００１０】
本発明の電気コネクタによれば、まず、上記ブロックを、上記突状接触部の先端が上記穴内に突出しない位置に配備しておき、その穴に電線を挿入する。次いで、上記ブロックと上記ハウジングとの位置を相対的に変化させることで、上記ブロックを、上記突状接触部の先端が上記穴内に突出する位置に配備させる。これにより、上記突状接触部が上記電線の被覆部材を突き破り、上記突状接触部の先端と上記芯線とが接触し結線される。上記ブロックには、上記ばね部材が設けられているため、結線時に電線が潰れてしまうことが防止されるばかりか、電線の被覆部材の弾性が経年変化によって失われても、そのばね部材によって電線が上記突状接触部へ付勢され続け、電線が突状接触部に対して相対的に移動することが防止される。また、上記ばね部材は、上記穴内に突出する上記突状接触部の先端に対向する位置に配備されたものであるため、複数の電線を横一列に配列させ、隣り合う電線の間隔が狭くなっても、ばね部材の配置スペースには影響がなく、本発明の電気コネクタは電線の大径化に対応することができる。
【００１１】
また、本発明の電気コネクタにおいて、上記ブロックが、上記穴に連通すると共にその穴と中心が揃った凹部を有するものであって、
上記ばね部材が、上記凹部内に収容されたものである態様が好ましい。
【００１２】
本発明の電気コネクタでは、結線時に、上記突状接触部によって電線が押される。ここで、電線軸心からずれた部分が押されると、上記穴の中で電線の被覆部材が偏ってしまい、これに伴い芯線も偏って、上記突状接触部との接触がとれなくなる恐れがある。上記態様では、上記凹部は、上記穴から上記突状接触部の突出方向に向かって広がる空間であり、しかも、上記穴の中心と上記凹部の中心が揃っているため、上記突状接触部を電線に突き刺すと、被覆部材は、外力を受ける方向の延長線上にある上記凹部といった逃げ場があるため、上記穴の中で一方に偏ることがない。このため、結線時には、上記突状接触部は、芯線の中心に突き刺ささり、上記突状接触部と芯線との電気的接続は良好なものになる。
【００１３】
さらに、本発明の電気コネクタにおいて、上記コンタクトが、上記穴に受容した電線を、上記ばね部材へ向けて押圧する支持アームを有するものであることも好ましい。
【００１４】
このような支持アームを設けると、上記ばね部材の付勢効果が高まり、電線と突状接触部との相対的な移動をさらに長期にわたって規制することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００１６】
本発明の一実施形態である電気コネクタは、４つの雄型コンタクトを備えている。これらの雄型コンタクトは、先端に相手方コンタクトに嵌合する嵌合部を有し、本実施形態の電気コネクタの相手コネクタ受入口には、これら雄型コンタクトの嵌合部が所定ピッチで横一列に配列されている。なお、本発明は、雄型コンタクトを備える電気コネクタに限らず、雌型コンタクトを備える電気コネクタにも適用することができる。
【００１７】
図１は、本実施形態の電気コネクタを、相手コネクタ受入口側の斜め上から見た斜視図であり、図２は、本実施形態の電気コネクタを、図１とは反対側の斜め上から見た斜視図である。また、図３は、本実施形態の電気コネクタの平面図である。
【００１８】
本実施形態の電気コネクタ１は、図１に示す４つの雄型コンタクト１０を保持するハウジング１００と、図２に示す４つの電線受容穴２０１を有するブロック２００を備えている。これらの電線収容穴２０１は、ブロック２００の、相手コネクタ受入口１ａとは反対側に位置する背面２００ａに開口している。以下、電気コネクタ１の相手コネクタ受入口が設けられた側を前側と称し、電線受容穴２０１が開口する側を後側と称することにする。
【００１９】
図１から図３のいずれにも、ブロック２００がハウジング１００の奥まで嵌め込まれた状態が示されている。この電気コネクタ１では、このようにブロック２００をハウジング１００の奥まで嵌め込むことで、電線が雄型コンタクト１０に結線される。電線を雄型コンタクト１０に結線するまでは、ブロック２００をハウジング１００の途中まで嵌め込んで、その途中の位置でブロック２００を仮係止しておく。この電気コネクタ１では、まず、仮係止の状態で、図２に示す４つの電線受容穴２０１に電線を挿入し、その後、ブロック２００をハウジング１００の奥まで嵌め込むが、これらの図はいずれも、電線を電線収容穴２０１に挿入せずに、ブロック２００をハウジング１００の奥まで嵌め込んだ状態の電気コネクタ１が示されている。
【００２０】
図４は、図３のＡ−Ａ’断面図であり、図５は、図３のＢ−Ｂ’断面図である。
【００２１】
まず、図４を用いて、ブロック２００に設けられた電線収容穴２０１について説明する。図４に示すブロック２００に設けられた電線収容穴２０１は、ブロック２００の背面２００ａから前側に向かって延びる長穴である。この電線収容穴２０１の延在方向終端部には、電線収容穴２００の軸心に向かって傾斜するテーパ面２０１１が設けられており、終端部は先細になっている。電線収容穴２０１には、ハウジング１００とブロック２００が仮係止の状態で、ブロックの背面２００ａに設けられた開口２０１２から電線が挿入される。電線は、複数の芯線の周囲を、弾性のある被覆部材によって被覆した、大径の電線である。この電線を電線収容穴２０１に挿入する際には、被覆部材を剥かずに、複数の芯線が被覆部材によって被覆されたままの状態で挿入する。電線収容穴２０１の開口２０１２部分は、電線の先端が挿入しやすいように拡がっている。開口２０１２から挿入された電線は、電線の先端が終端部のテーパ面２０１１に当接するまでさらに挿入され、その先端がテーパ面２０１１に当接した後は、テーパ面２０１１によって電線の先端が仮保持されるように押し込まれる。この仮保持は、電線の径が小さい場合に、電線収容穴２０１からの電線の脱落を防止するのに特に有効である。ブロック２００は、透明な樹脂材料で形成されたものであり、ユーザは、電線の先端が、電線収容穴２０１の終端部まで到達したか否かを視認することができる。このブロック２００では、挿入された電線の先端を視認しやすくするため、電線収容穴２０１の終端部の上方部分に溝２０２が設けられており、肉厚が薄くなっている。さらに、電線収容穴２０１の終端部はテーパ面２０１１によって画定されているため、視認したときに像が歪まぬよう、上面のテーパ面２０１１と平行になるようにその溝２０２の底面２０２１は傾斜している。
【００２２】
次に、図５を用いて、電線収容穴２０１についてさらに説明する。図５に示すように、ブロック２００には４つの電線収容穴２０１が横一列に並んで設けられている。図５に示すように、互いに隣り合う電線収容穴２０１の間には、ブロック２００の隔壁以外には何の部材も配備されておらず、電線収容穴２０１の配列ピッチは、ブロック成形時にクラックが生じない程度に狭められている。図１に示す電気コネクタ１は、従来の電気コネクタにおけるコンタクトの配列ピッチをそのまま採用しつつ、従来の電気コネクタに配備されたコンタクトに結線する電線よりも大径の電線に対応したものである。４つの電線収容穴２０１のいずれの断面形状も、正八角形を基調にし、その正八角形の一辺が矩形状に切り欠かれた形状である。すなわち、正八角形の部分２０１ａの中心と、矩形状に切り欠かれた凹部の部分２０１ｂの中心とは一致している。電線は、電線収容穴２０１の正八角形の部分２０１ａに挿入される。電線収容穴２０１は、相補形状の金型ピンによって形成される。電線の断面形状は円形であるが、このような矩形状の凹部が連設された断面形状の穴は、円形を基調とするよりも正八角形を基調にした方が、その穴の形成に用いられる金型ピンが切削加工によって得られ、金型ピンの生産性が向上し好都合である。また、正八角形の対角線の長さは正八角形の内接円の直径より大きいので、電線の挿入を容易にする。
【００２３】
また、図４に示すように、雄型コンタクト１０は、電気コネクタ１の後側から前側に延在するものである。この雄型コンタクト１０は、先端に設けられた嵌合部１１の他、突状接触部１２も有する。嵌合部１１は、雄型コンタクト１０の基部１３から立ち上がって前側に延びる部分であり、突状接触部１２は、基部１３から上方に向けて延びる、先端が鋭利な部分である。また、雄型コンタクトの後端には、基部１３から上方に向けて延びる２股の電線保持部１４が設けられている。雄型コンタクト１０の基部１３は、ハウジング１００の、ボックス２００の底面２００ｂよりも下方の部分に位置している。ボックス２００には、ボックスの底面２００ｂから電線収容穴２０１に繋がる、接触部挿入穴２０３と保持部挿入穴２０４との２種類の挿入穴が設けられている。また、ボックス２００の外周壁には、図５に示すように仮係止突起２０５及び本係止突起（図示せず）が設けられている。ボックス２００は、ハウジング１００の奥まで押し込み、本係止突起をハウジング１００の係止部（図示せず）に係止させることで、ハウジング１００に本係止される。ボックス２００がハウジング１００に本係止されると、雄型コンタクト１０の突状接触部１２が、接触部挿入穴２０３から電線収容穴２０１内に突出する。電線収容穴２０１内に突出した突状接触部１２は、電線収容穴２０１の軸心上に位置している。図４及び図５には、雄型コンタクト１０の突状接触部１２が、電線収容穴２０１内に突出した状態が示されている。また、ブロック２００の電線収容穴２０１に電線を挿入し、ハウジング１００にブロック２００を本係止すると、雄型コンタクト１０の電線保持部１４が、保持部挿入穴２０４から電線収容穴２０１内に突出し、電線を挟み込む。電線は、被覆部材の弾性を利用して電線保持部１４に強固に保持される。
【００２４】
さらに、図４及び図５に示すブロック２００は、ばね部材２１０を備えている。ばね部材２１０は、雄型コンタクト１０に向かって彎曲する彎曲部２１１を有し、この彎曲部２１１が、雄型コンタクト１０の突状接触部１２の先端に対向する位置にくるように、電線収容穴２０１の、凹部の部分２０１ｂに配備されている。図４に示すばね部材２１０の先端２１０ａは、ブロックの溝２０２の下方の空間に位置する自由端であり、後端２１０ｂは、ブロック２００の後側部分に圧入された固定端である。ばね部材２１０は、外力を受けることで、後端２１０ｂを支点にして上下方向に撓む。ばね部材の彎曲部２１１には、ばね部材２１０の延在方向に延びるスリット２１１１（図５参照）が設けられている。彎曲部２１１の可撓性は、このスリット２１１１によって高められている。図４及び図５に示す電線収容穴２０１には電線が収容されていないため、図４及び図５に示す雄型コンタクト１０の突状接触部１２の先端は、ばね部材１２の彎曲部２１１のスリット２１１１に入り込んで、ばね部材２１０を上方に押し上げているが、電線収容穴２０１に電線が収容された状態では、雄型コンタクト１０の突状接触部１２の先端は、電線を介してばね部材２１０を上方に押し上げる。ばね部材２１０は、突状接触部１２によって上方に押し上げられているものの、電線収容穴２０１に収容した電線を突状接触部１２に向けて付勢するばね性を有する。
【００２５】
図６は、図１に示す電気コネクタに備えられた雄型コンタクトを、嵌合部側の斜め上から見た斜視図であり、図７は、雄型コンタクトを、図６とは反対側の斜め上から見た斜視図である。
【００２６】
図１に示す電気コネクタ１に備えられた雄型コンタクト１０は、一枚の金属板を打ち抜き加工によって打ち抜き、曲げ加工によって図６及び図７に示す形状に成形されたものである。図６及び図７に示す雄型コンタクト１０の、基部１３から立ち上がって前方に延びる嵌合部１１の根元には、ハウジング圧入部１５が設けられている。ハウジング圧入部１５は、ハウジング１００に圧入されており、この圧入によって、雄型コンタク１０はハウジング１００に保持されている。また、後端に設けられた２股の電線保持部１４の一方の部分には、横方向に突出した三角形状のスタビライザ１６が設けられている。このスタビライザ１６は、ハウジング１００内での雄型コンタクト１０の転びを防止する役目を担っている。さらに、基部１３から上方に向けて広がる突状接触部１２の根元には、ブロック圧入部１７が設けられている。ブロック圧入部１７は、ブロック２００をハウジング１００に本係止する際に、ブロック２００に設けられた接触部挿入穴２０３の内壁に圧入される（図４参照）。また、この雄型コンタクト１０には、突状接触部１２を側方から挟み込む一対の支持アーム１８が設けられている。曲げ加工を行う前の基部１３には、突状接触部１２が広がる方向とは反対の方向に広がる舌片が設けられており、一対の支持アーム１８は、この舌片を嵌合部１１側と電線保持部側１４とに２分し、それぞれを異なる側に１８０度折り返すことで形成されたものである。したがって、この支持アーム１８は、突状接触部１２の左右に入れ違いに配備されている。支持アーム１８は、ブロック２００をハウジング１００に本係止する際に、電線をばね部材２１０の彎曲部２１１に向けて押圧するものである。
【００２７】
図８は、図１に示す電気コネクタに備えられたばね部材を、後端側の斜め下から見た斜視図である。
【００２８】
図１に示す電気コネクタ１に備えられたばね部材２１０も、雄型コンタクト１０と同じく、一枚の金属板を打ち抜き加工によって打ち抜き、曲げ加工によって図８に示す形状に成形されたものである。図８に示すばね部材２１０の後端２１０ｂには、第１圧入部２１２と第２圧入部２１３が設けられている。第１圧入部２１２および第２圧入部２１３は、ブロック２００に設けられた電線収容穴２０１の開口２０１２近傍の、凹部の部分２０１ｂの内壁に圧入されている。また、このばね部材２１０には、ばね部材２１０の後端２１０ｂ側から彎曲部２１１に向けてビード２１４が形成されている。結線時には、雄型コンタクト１０の突状接触部１２が電線に突き刺さり電線が押されることで、彎曲部２１１の、突状接触部１２に対向する面２１１ａは電線に接触する。この彎曲部２１１の面２１１ａには、スリット２１１１を囲む部分に面取り加工が施され、Ｃ面部２１１２が形成されている。結線時に、彎曲部２１１に接触しようとする電線は、Ｃ面部２１１２によって、電線の軸心が電線収容穴２０１の軸心に一致するように案内される。
【００２９】
図９は、図１に示す電気コネクタにおける結線時の様子を示す図である。
【００３０】
図９にその一部を示す電気コネクタ１は、ブロック２００がハウジング１００に本係止された状態にある。図９に示す電線収容穴２０１の、正八角形の部分２０１ａには電線９が挿入されており、電線９の下方からその電線９に雄型コンタクト１０の突状接触部１２が突き刺さっている。電線９は、ばね部材２１０のＣ面部２１１２や、電線収容穴２０１の、図４に示す終端部のテーパ面２０１１によって、電線９の軸心が電線収容穴２０１の軸心に一致するようにセンタリングされている。突状接触部１２は、電線９の被覆部材９１を突き破って、複数の芯線９２に接触している。被覆部材９１は、突状接触部１２を突き刺す外力を受けて変形し、ばね部材２１０の、電線９を下方に向けて付勢する付勢力に打ち勝って、電線収容穴２０１の、凹部の部分２０１ｂにまで入り込み、ばね部材の彎曲部２１１を押し上げている。図１に示す電気コネクタ１では、突状接触部１２を突き刺す方向に凹部の部分２０１ｂが広がっており、しかも、凹部の部分２０１ｂの中心と電線９が収容されている正八角形の部分２０１ａの中心とが一致している。このため、突状接触部１２を電線９に突き刺すと、被覆部材９１は、外力を受ける方向の延長線上にある凹部の部分２０１ｂといった逃げ場があるため、正八角形の部分２０１ａの中で偏ることがない。図１に示す電気コネクタ１では、電線がセンタリングされ、さらに突状接触部１２が突き刺さったときに被覆部材９１の偏りが生じないため、結線時には、突状接触部１２は、複数の芯線９２が寄せ集まった中心に突き刺さる。電線９は、その上方から、ばね部材２１０の彎曲部２１１によって下方に向けて付勢されるとともに、その周囲を、電線収容穴２０１の、正八角形の部分２０１ａの壁によって規制されているため、被覆部材９１内で複数の芯線９２がばらけることなく、各芯線９２は互いに接触し合っている。このため、雄型コンタクト１０の突状接触部１２と電線９の各芯線９２との電気的接続は良好なものになっている。また、被覆部材９１の弾性が経年変化によって失われても、電線９は、ばね部材２１０によって突状接触部１２へ付勢されており、さらに、支持アーム１８によって彎曲部２１１に向けて押圧もされているため、電線９が突状接触部１２に対して相対的に移動することで電気的接続が断たれることが防止される。
【００３１】
なお、図２に示すボックス２００の背面２００ａには、逆Ｕ字状の溝２０６が設けられている。この逆Ｕ字状の溝２０６には、結線後にプローブが挿入され、雄型コンタクト１０の後端にアクセスして、電線９と雄型コンタクト１０間の導通がチェックされる。
【００３２】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明によれば、電線と突状接触部との相対的な移動を長期にわたって規制することができる、大径の電線に対応した電気コネクタを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の電気コネクタを、相手コネクタ受入口側の斜め上から見た斜視図である。
【図２】本実施形態の電気コネクタを、図１とは反対側の斜め上から見た斜視図である。
【図３】本実施形態の電気コネクタの平面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ’断面図である。
【図５】図３のＢ−Ｂ’断面図である。
【図６】図１に示す電気コネクタに備えられた雄型コンタクトを、嵌合部側の斜め上から見た斜視図である。
【図７】雄型コンタクトを、図６とは反対側の斜め上から見た斜視図である。
【図８】図１に示す電気コネクタに備えられたばね部材を、後端側の斜め下から見た斜視図である。
【図９】図１に示す電気コネクタにおける結線時の様子を示す図である。
【符号の説明】
１ 電気コネクタ
１ａ 相手コネクタ受入口
１０ 雄型コンタクト
１１ 嵌合部
１２ 突状接触部
１３ 基部
１４ 電線保持部
１５ ハウジング圧入部
１６ スタビライザ
１７ ブロック圧入部
１８ 支持アーム
１００ ハウジング
２００ ブロック
２０１ 電線受容穴
２０１ａ 正八角形の部分
２０１ｂ 凹部の部分
２０１１ テーパ面
２０１２ 開口
２０２ 溝
２０３ 接触部挿入穴
２０４ 保持部挿入穴
２０５ 仮係止突起
２１０ ばね部材
２１１ 彎曲部
２１１１ スリット
２１１２ Ｃ面部
２１２ 第１圧入部
２１３ 第２圧入部
２１４ ビード
Claims (3)
- 芯線の周囲が被覆部材によって被覆された電線を所定方向から受容する穴を有するブロック、並びに前記被覆部材を突き破る、前記所定方向とは直交する方向に突出する突状接触部を有するコンタクトを保持するハウジングを具備する電気コネクタにおいて、
前記ブロックは、前記突状接触部の先端が前記穴内に突出するように配備されたものであって、該穴内に突出する前記突状接触部の先端に対向する位置に、前記穴に受容した電線を前記突状接触部へ付勢するばね部材が設けられたものであることを特徴とする電気コネクタ。 - 前記ブロックが、前記穴に連通すると共に該穴と中心が揃った凹部を有するものであって、
前記ばね部材が、前記凹部内に収容されたものであることを特徴とする請求項１記載の電気コネクタ。 - 前記コンタクトが、前記穴に受容した電線を、前記ばね部材へ向けて押圧する支持アームを有するものであることを特徴とする請求項１又は２記載の電気コネクタ。
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