JP2009252528A - 雄端子及びこれを有するコネクタ - Google Patents

雄端子及びこれを有するコネクタ Download PDF

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Abstract

【課題】簡易な構成により接続時の抵抗力を低減できる雄端子及びコネクタを提供する。
【解決手段】雄端子5は、雌端子に対して接触する接点部52を含む接続部5cを有する。また、接続部5cにおいては、四本の突出部51が形成されている。これにより、雄端子5と、相手ハウジング又は雌端子との間の接触面積が小さくなり、雄端子5の挿入時に生じる摩擦力が低減される。そのため、簡易な構成により接続時の抵抗力を低減できる。
【選択図】図3

Description

本発明は、挿入力を低減できる多極コネクタ及びこれに用いられる雄端子に関する。
従来の多極コネクタ及び端子の一例が、特許文献1に記載されている。特許文献1の基板用コネクタは、合成樹脂材から形成された雌型のコネクタハウジングを有する。そして、コネクタハウジングの高さ方向中間部には、水平な隔壁が形成されており、当該隔壁には、例えば銅合金から成る複数のピン状端子が、圧入して取り付けられている。
特開2002−216870号公報
近年、自動車等に用いられる多極コネクタにおいては、その端子数(極数)が従来のものより多くなっている。そして、それぞれの雄端子において、雌端子(相手端子)又は相手ハウジングとの接続時に摩擦力が発生するため、このような多極コネクタでは、端子数の増加に伴って、接続時の摩擦力が全体として増大する。そのため、多極コネクタの接続には、従来よりも大きな力が必要となっている。そして、多極コネクタにおいては、簡易な構成により、接続時に生じる抵抗力を低減できることが望ましい。
そこで、本発明の目的は、簡易な構成により接続時の抵抗力を低減できる雄端子及びコネクタを提供することである。
上記の目的を達成するために、本発明に係る雄端子は、雌端子に対して挿入される雄端子であって、前記雌端子に対して接触する接点部を含む接続部を有し、前記接続部においては、突出部又は溝部が形成されている。
この構成によると、雄端子の接続部に突出部又は溝部が形成されているので、雄端子と、相手ハウジング又は雌端子との間の接触面積が小さくなり、雄端子の挿入時に生じる摩擦力が低減される。そのため、簡易な構成により接続時の抵抗力を低減できる。
また、本発明に係る雄端子において、前記突出部又は前記溝部は、前記雌端子に対する挿入方向に沿って線状に形成されていてもよい。これによると、接続動作を通じて、挿入時の摩擦力の大きさが一定に保たれる。そのため、接続動作を安定して行なうことができる。
また、本発明に係る雄端子において、前記接続部の、前記接点部よりも先端側の領域においては、前記接点部の位置における前記接続部の最大幅よりも幅が狭くなっていてもよい。これによると、接点部よりも先端側の領域の端子幅が狭くなっているので、コネクタの接続開始時に、相手ハウジング又は雌端子に対して、雄端子が強く押し付けられることを抑制できる。そのため、雄端子が相手ハウジング又は雌端子に対して確実に挿入される。
また、上記の目的を達成するために、本発明に係るコネクタは、複数の雌端子を含む相手コネクタに対して接続されるコネクタであって、コネクタハウジングと、複数の雄端子と、を備え、前記複数の雄端子のそれぞれは、前記複数の雌端子の一つに対して接触する接点部を含む接続部を有し、当該接続部においては、突出部又は溝部が形成されている。この構成によると、簡易な構成により接続時の抵抗力を低減できる。
以下、本発明の好適な実施形態について図面を参照しつつ説明する。以下においては、説明の便宜のために本発明の好適な実施形態例のみを示すが、これにより本発明を限定するものではない。
(全体構成について)
まず、本発明の一実施形態に係る電気コネクタ装置の全体構成について説明する。図1は、本発明の一実施形態にかかる電気コネクタ装置の全体構成を示す概略図である。図2は、本発明の一実施形態にかかる雄端子の全体構成を示す平面図である。図3は、雄端子の接続部周辺を示す斜視図である。図4は、雄端子の接続部周辺を示す概略図であり、(a)は正面図、(b)は平面図、(c)は側面図、(d)は底面図を示すである。図5は、雄端子の接続部の正面拡大図である。図6は、雄端子の接続部周辺を示す拡大平面図である。図7は、雄端子が相手コネクタに接続された状態を示す断面図である。図8は、雄端子が相手コネクタに接続された状態を示す断面図である。
なお、図8は、図7のA−A’位置における断面図に相当するものである。また、図7及び図8は断面図を示しているが、図7及び図8では、雄端子に関しては断面ではない。また、図4(a)の正面図とは、図2における矢印Bの方向に沿って見たときの図である。
本実施形態に係る電気コネクタ装置1は、自動車のECU(電子制御装置)等の基板に用いられるものであり、コネクタ4と、相手コネクタ2と、を有している。また、コネクタ4は、ソケットコネクタであり、コネクタハウジング42と、複数の雄端子5と、を有している。本実施形態において、コネクタ4は、基板3に対して取り付けられており、基板3及び相手コネクタ2に対して電気的に接続される。なお、基板3はプリント基板であり、その表面には、図示しない電子部品が実装される。
また、コネクタ4は、トップタイプの多極コネクタであって、コネクタ4と相手コネクタ2との接続方向Kが、基板3の基板面3sに対して垂直になっている(図1参照)。また、相手コネクタ2は、プラグコネクタであり、相手ハウジング22と複数の雌端子21とを有して構成されている。複数の雌端子21は、図示しない複数の電線に接続されている。そして、コネクタ4の挿入用凹部43に対して相手コネクタ2の先端部分が完全に挿入された状態(接続状態)では、相手コネクタ2と基板3とが電気的に接続される。
また、コネクタ4はDIP型(ピン挿入型)であり、コネクタ4に含まれる複数の雄端子5は、基板3を貫通した状態で、基板3に対して、基板3の両面におけるはんだ付けにより取り付けられる。なお、本実施形態では、コネクタ4がDIP型となっているが、コネクタは表面実装型(コネクタ用端子が基板を貫通せずに、基板の表面に対してはんだ付けにより取り付けられるもの)であってもよい。また、コネクタは基板用コネクタには限られず、相手コネクタに対して取り付けられるものであればよい。例えば、コネクタは、自動車におけるエアバッグ衝突加速度センサへ電力を供給するための、機器用コネクタであってもよい。以下、各部の詳細について説明する。
(コネクタ)
コネクタ4は、上記のように、コネクタハウジング42と、複数の雄端子5と、を備え、複数の雌端子21を含む相手コネクタ2に対して接続される。なお、本実施形態においては、コネクタ4に含まれる端子は全て雄端子5であるが、コネクタは、雄端子5以外の端子を含んで構成されていてもよい。
(コネクタハウジング)
コネクタハウジング42について説明する。コネクタハウジング42は、複数の雄端子5を互いに絶縁させつつ支持するためのものであり、全体的な強度を確保するための四角筒状の本体部42bと、本体部42bを基板に対して取り付けるための二つの脚部42sと、壁部42wとを有して構成されている。なお、本体部42b、壁部42w、及び二つの脚部42sは、一体として形成されている。
本体部42bには、接続方向Kに沿って、挿入用凹部43が形成されている。そして、挿入用凹部43には、相手コネクタ2の先端部が挿入される。また、挿入用凹部43の奥には、壁部42wが形成されている。
壁部42wには、複数の挿入孔42hが接続方向Kに沿って貫通形成されている(図1には、左端の一つのみ図示)。そして、複数の挿入孔42hに対して、複数の雄端子5が挿入される。以下、複数の挿入孔12が並べて配置された方向(図1の矢印N方向参照)を列方向とする。
壁部42wにおいて、接続方向Kに関して相手コネクタ2側(図1のKp側参照)には、複数の挿入孔42hのそれぞれに対応して、二つの凹部42vが形成されている(図1には、左端の挿入孔42hについて図示)。それぞれの凹部42vは、挿入孔42hから連続して形成されている。なお、本実施形態においては、雄端子5に形成された抜け止め部54v(後述)に対応させて凹部42vが形成されているが、雄端子に抜け止め部がない場合には、凹部はなくてもよい。
また、脚部10sには、基板3に対してコネクタ4を取り付けるためのボルト穴(図示せず)が形成されている。コネクタ4は、二つのボルト穴に二つのボルト10vが嵌ることにより、基板3に対して取り付けられる(図3(b)、図3(c)参照)。
本実施形態において、コネクタハウジング42の材料は、合成樹脂(絶縁材料)である。なお、ハウジング部分は、他の材料から形成されていてもよい。また、コネクタと基板との取り付け方法はボルト締結には限られず、コネクタは接着等によって基板に取り付けられてもよい。また、ハウジングの形状はこのようなものには限られない。
(雄端子)
次に、複数の雄端子5について説明する。複数の雄端子5は、上記の複数の挿入孔42hに対して挿入される金属部材である。複数の雄端子5、及び、複数の雌端子21は、それぞれ同様に構成されているので、以下の説明においては、特記する場合を除いて、一つの雄端子5及び一つの雌端子21について説明し、他の雄端子5及び及び雌端子21についての説明を省略する。
雄端子5は、基板3及び雌端子21に対して電気的に接続される。また、コネクタ4と相手コネクタ2とが接続された接続状態では、雄端子5は、雌端子21に対して挿入された状態となる。なお、雄端子5の雌端子21に対する挿入方向は、接続方向Kに等しい。また、ここでの幅方向は、列方向N、すなわち、複数の雄端子5が並べて配置される方向に等しいものとする。
次に、雄端子5の形状について説明する。雄端子5は、接続部5cと、本体部5bと、基板接続部5sとを有する(図2参照)。接続部5cは、雄端子5の先端5tを含む、先端周辺部分である(図3、図6参照)。基板接続部5sは、雄端子5の根元部分であり、基板3に対して電気的に接続される(図1、図2参照)。本体部5bは、接続部5c及び基板接続部5sに挟まれた中間部分である(図2参照)。
接続部5cは、雌端子21に対して接触する接点部52を含む(図3、図5、図6参照)。接点部52の中心は、ノミナル接点52cとなっている。雄端子5と雌端子21とが接続した状態を示す図8から分かるように、雄端子5は、雌端子21に対して、接点部52において電気的に接続される。接点部52の接点中心位置(ノミナル接点位置)における端子幅は、W1となっている(図6参照)。接点部52は、ノミナル接点52cを中心として、雄端子5の公差を考慮して定められる接点範囲である。例えば、板幅0.64mmの雄端子であれば、接点部の長さ(接点範囲の長さ)は、積率法(moment method)又は統計的計算手法により、0.5mmというように定められる。
接続部5cには、四つの傾斜面が形成されている。具体的には、接続部5cにおいて、先端5tから連続して、表面53s、裏面53r、二つの側面53cの四面が形成されている(図3乃至図6参照)。
また、接続部5cにおいては、四本の突出部51が形成されている。より詳細には、表面53s側に二本の突出部51が、裏面53r側に二本の突出部が形成されている(図4、図5参照)。それぞれの突出部51は、雌端子21に対する挿入方向(接続方向K)に沿って、線状に(より具体的には直線状に)形成されている(図3、図4、図6参照)。また、接続部5cは、傾斜面の領域(先細り領域。図6の長さL2の領域参照)、及び、傾斜面よりも本体部5b側の領域を含んでいる。
また、図5から分かるように、表面53s側と裏面53r側とでは、二本の突出部51の配置が異なっており、図5に示すように、正面視において、四本の突出部51が左右対称に配置されていない。具体的には、表面53s側においては、二本の突出部51が、列方向Nに関して中心寄りに配置されているが、裏面53r側においては、二本の突出部51が、表面53s側に比べて、列方向Nに関して外側寄りに配置されている。このような配置によると、雄端子5及び雌端子21の接続がより安定したものとなる。以下、これについて具体的に説明する。電気コネクタ装置1においては、雄端子5が雌端子21に対して挿入されるときに、表面53s側の二本の突出部51は、雌端子21の接触部21s(図8参照。後述)に対して接触し、裏面53r側の二本の突出部51は、雌端子21の支持部21tに対して接触する。また、本実施形態において、接触部21s及び支持部21tの幅は同一ではなく、接触部21sの幅の方が、支持部21tの幅よりも狭いものとする。そして、雄端子5の、表面53s側及び裏面53rのそれぞれにおいて、二本の突出部51の幅が、接触部21s及び支持部21tの幅に合わせたものとなっているために、雄端子5及び雌端子21の接続時において、挿入状態が安定し、また、電気的な接続状態も安定する。
なお、接触部21sの幅と支持部21tの幅とが等しい場合であっても、本実施形態に係る雄端子5のように、表面53sと裏面53rとで、二本の突出部51の配置幅を変えることにより、雄端子5が雌端子21に対して傾いて挿入されることが防止される。
なお、表面と裏面とで、二本の突出部51の配置は、(正面視において)左右対称であってもよい。また、突出部の数は四本には限られない。例えば、表面及び裏面に一本ずつであってもよい。また、突出部の数は四本より多くてもよい。また、突出部は、挿入方向(接続方向K)に沿って形成されていなくてもよく、挿入方向に対する斜めの方向、又は、列方向Nに沿って形成されていてもよい。また、突出部は直線状に形成されていなくてもよく、曲線状に形成されていてもよい。また、突出部の形状は、線状の他にも、例えば、環状(円形、四角形を形成するような環状)であってもよい。また、突出部は、側面53cに形成されていてもよい。また、本実施形態に係る突出部、及び、ここで説明された各種変形例に係る突出部の代わりに、溝部が陥入形成されていてもよい。また、雄端子において、突出部及び溝部の両方が形成されていてもよい。
また、本体部5bは、第1部分5fと、中間部5dと、第2部分5gと、を備える(図2参照)。第1部分5f及び第2部分5gは、真っ直ぐに伸びるように形成されている。中間部5dは、第1部分5f及び第2部分5gの間に挟まれている。また、中間部5dは、挿入孔42hに挿入されて、コネクタハウジング42により支持される。第1部分5fは、接続部5cから連続して形成されており、その幅はW1である(図6参照)。また、第2部分5gの幅もW1となっている。なお、W1は、本体部5bの最小幅である。
また、雄端子5において、中間部5dの、接続方向Kに関してKp側の端部には、二つの凹部42vに嵌るように、二つの抜け止め部54vが、幅方向に突出するように形成されている(図2参照)。また、中間部5dには、挿入孔42hの形状誤差を吸収するための、幅方向に突出した二つの調整用突出部54tが形成されている(図2参照)。なお、このような中間部5dはなくてもよく、例えば、本体部の幅は均一であってもよい。
なお、本実施形態において、雄端子5は、真っ直ぐの状態でコネクタハウジング42に取り付けられているが、雄端子は、一箇所以上が曲げられた状態において、コネクタハウジングに取り付けられてもよい。例えば、壁部42wと基板3との間の位置において、雄端子が複数箇所で折り曲げられていてもよい。このような構成にすることにより、折り曲げられた部分において応力を吸収させて、半田部分のクラックの発生を抑制することができる。
また、本実施形態においては、ノミナル接点52cと基板接続部5sとの間の領域における端子幅に関しては、電気容量を確保するために、規格によってW1以上となるように制限されているものとする。
接続部5cの形状についてより詳細に説明する。接続部5cの、接点部52よりも先端5t側の領域(以下、先端領域55とする)においては、その幅が狭くなっている。より具体的には、先端領域55においては、その全長に亘って、接点部52の位置における接続部5cの最大幅、すなわちW1よりも幅が狭い(図6のW1、Wt参照)。そして、先端領域55においては、その全長に亘って、ノミナル接点52c位置における接続部5cの端子幅W1よりも幅が狭い。また、接点部52の位置における接続部5cの幅については、最小がW2であり、最大がW1となっている(図6参照)。以上のように、接続部5cは、先端5tに向かって先が細くなるように形成されている。なお、接点部52はある程度の面積を有しており(図6の破線部参照)、“接点部52よりも先端5t側”とは、接点部52のうち、最も先端5t寄りの位置よりも先端側、という意味である。また、“接点部52の位置における接続部5cの最大幅”とは、接続部5c全域のうち、接点部52が位置する長さ領域(接続方向Kに関する、接点部52の長さ分の領域。図6の領域56参照)における、接続部5cの最大端子幅のことである。本実施形態において、接続部5cは、主に、先端領域55及び長さ領域56から成る。
また、接点部52の位置における接続部5cの最大幅W1は、本体部5bのうち、接続部5cに連続する部分である第1部分の幅W1に等しい。また、接点部52の位置における接続部5cの最大幅W1は、本体部5bの最小幅W1に等しい。
図6において、L1は、接点部52のノミナル接点位置と、先端5tとの間の距離である。また、L2は、先細り領域長さ(平面視において、W1よりも幅が細くなっている領域の長さ)である。なお、本実施形態において、先細り領域長さは、接続方向Kに関する傾斜面の長さに相当する。また、本実施形態においては、接続部5cは、平面視(図4(b))及び側面視(図4(c))の両方において、先端に向かって細くなるように形成されているが、接続部の形状はこのような形状でなくてもよい。例えば、接続部は、平面視においてのみ先端に向かって細くなっており、側面視においては先端に向かって細くなっていなくてよい。すなわち、雄端子の厚みに関しては、接続部の厚みが先端まで均一であってもよい。
また、平面視及び側面視において、接続部の幅及び厚みが先端まで均一であってもよい。すなわち、雄端子には、突出部又は溝部が形成されていればよく、雄端子の先が細くなっている必要はない。また、上記の実施形態においては、先端領域の全長に亘って、W1よりも端子幅が狭くなっているが、雄端子においては、接点部よりも先端側(先端領域)に、端子幅がW1の部分があってもよい。すなわち、先端領域の一部分の幅のみがW1よりも狭くなっており、且つ、先端領域のその他の部分の幅がW1となっていてもよい。また、本実施形態では、先細り領域の一部(L2参照)と、接点部52が位置する長さ領域56の一部と、が重なっているが、先細り領域と、接点部が位置する長さ領域とは重なっていなくてもよい。そして、例えば、先端領域と先細り領域とが一致するようにしてもよい。すなわち、接点部が位置する長さ領域における接続部の幅は、一定(W1)であってもよい。
先端領域55は、(i)安定して雄端子を挿入できるようにするガイド部としての機能、及び、(ii)ワイピング(相手ハウジング22及び雌端子21に付着した、ほこり及び酸化膜を、雄端子の接続動作に伴って取り除くこと)の機能を有しており、この部分が、端子間の電気的な接続に直接寄与するわけではない。そのため、先端領域55の形状については、ある程度自由に設定することができる。一方、上記のように、規格による制限があるために、ノミナル接点52cと基板接続部5sとの間の端子幅がW1以上となっている。このように、コネクタの用途によっては、ノミナル接点位置から基板接続部5sまでの領域における端子幅について、最低幅が設定される場合があり、この場合、端子幅はこの最低幅以上とする必要がある。そこで、本実施形態に係る雄端子5においては、ノミナル接点52c位置から本体部5bに亘る領域の端子幅(基本幅)に関してはある幅(W1)以上の幅を確保し、且つ、先端領域55の幅Wtを幅W1よりも狭くしている。その結果、規格により端子幅が規制される場合であっても、電気容量に影響する雄端子5の基本幅に関しては、規格により定められた幅W1以上とした上で、雄端子5の挿入性の向上が可能となる。なお、規格により最低幅が定められていない場合であっても、本技術は適用可能である。
(相手コネクタ)
次に、相手コネクタ2について説明する。相手コネクタ2は、プラグ型の多極コネクタであり、相手ハウジング22と複数の雌端子21とを有して構成されている。
(相手ハウジング)
相手ハウジング22は、合成樹脂製であり、複数の雄端子5を互いに絶縁させつつ支持するために用いられる。相手ハウジング22の先端部は、挿入用凹部43に嵌るように形成されている。また、相手ハウジング22には、複数の挿入孔22hが形成されている(図7、図8参照)。そして、接続状態においては、複数の挿入孔22hのそれぞれに対して、雄端子5が挿入される。
また、相手ハウジング22においては、それぞれの挿入孔22hの周囲全体に亘って、雄端子5の挿入ガイドとなるチャンファ面22sが形成されている(図7、図8参照)。具体的には、接続方向Kに沿って見たときの、挿入孔22hの形状は四角形であり、相手ハウジング22には、挿入孔22hの四方を囲むように、四つのチャンファ面22sが形成されている。挿入孔22hにこのようなチャンファ面22sが形成されていることにより、多少傾いた角度で両コネクタが接触しても、雄端子5の先端がチャンファ面22sに接触しながら両コネクタが接続することになるので、雄端子5はチャンファ面22sに沿って挿入孔22hへ誘導される。なお、挿入孔の形状は四角形には限定されず、円形や、三角形、五角形等の多角形であってもよい。その場合には、チャンファ面の形状や数についても、挿入孔の形状に合ったものとなる。
(雌端子)
次に、雌端子21について説明する。雌端子21は、雄端子5に対して電気的に接続されるものであり、角筒状に形成されている(図7、図8参照)。より具体的には、雌端子21は雄端子5を取り囲む外周壁部21wを有している。そして、角筒状に形成された雌端子21の内部には、板状の接触部21sが形成されている(図8参照)。そして、接続状態では、接触部21sが、雄端子5の接点部52に対して接触する。
接触部21sは、雌端子21の外周壁部21wと一体に形成されている(図8参照)。そして、接触部21sは、雄端子5との接続時には、その付け根部分において弾性的に曲げ変形する。また、接触部21sと雄端子5との接続時には、接触部21sが接点部52に対して接触する。そして、接触部21sから押されることによって、雄端子5は、外周壁部21wの支持部21tに対して押さえ付けられる(図8参照)。
(雄端子の製造方法)
次に、雄端子5の製造方法について説明する。まず、細長い板状金属板に対して、プレス加工(打ち抜き加工)を行ない、雄端子の輪郭形状を形成する(打ち抜き工程)。
次に、さらにプレス加工を行ない、四つの傾斜面(表面53s、裏面53r、二つの側面53c)を形成する(傾斜面形成工程)。
次に、さらにプレス加工を行ない、四本の突出部51を形成する(突出部形成工程)。ここでは、突出部以外の部分に圧力をかけることによって、突出部51を形成する。
なお、これらの順番はこのようなものには限られず、入れ替わっていてもよい。また、これらの行程が同時に行なわれてもよい。そして、突出部51の代わりに溝部が形成される場合には、突出部形成工程の代わりに、溝部を形成するためのプレス加工が行なわれる(溝部形成工程)。
(接続時の動作について)
次に、電気コネクタ装置1の接続時の動作について説明する。電気コネクタ装置1の接続時には、例えば、相手コネクタ2の相手ハウジング22を手で掴んで接続動作を行なう。
まず、両コネクタ(相手コネクタ2及びコネクタ4)が接続を開始する接続開始状態について説明する。ここでは、コネクタハウジング42の製造過程(冷却工程)などにおいて、コネクタハウジング42全体に反り変形が生じているものとする。多極コネクタであるコネクタ4においては、コネクタハウジング42が列方向Nに関して長くなっているため、コネクタハウジング42の反り変形は、接続時の抵抗力に影響し得る。具体的には、コネクタハウジング42に反り変形が生じていると、相手コネクタ2とコネクタ4との接続の開始時に、雄端子5の先端位置が、その雄端子5に対応する挿入孔22h又は雌端子21に対してずれてしまうことが考えられる(図7の破線で示した雄端子5参照)。より詳細には、例えば、列方向Nに配置された複数の雄端子5の中央位置付近では、ある雄端子5の位置が、対応する挿入孔22hの正面に位置していたとしても、複数の雄端子5のうち、中央から離れた端位置では、別の雄端子5が、対応する挿入孔22hの正面からずれていることが考えられる。
本実施形態では、それぞれの雄端子5において、接続部5cの先端領域55が上記のように細くなっている。そのため、相手コネクタ2とコネクタ4との接続開始時に、雄端子5の先端位置が、挿入孔22h又は雌端子21に対してずれた位置にあったとしても(図7の破線部参照)、雄端子5の幅方向中心(図7に一点鎖線で示す中心線参照)が、ずれ許容幅Wmの範囲内に入っていれば、先端5tがチャンファ面22sに接触して、雄端子5が挿入孔22hへ誘導される。
そして、雄端子5における先端5tの端子幅は、図11に示す従来の雄端子905における先端905tの端子幅に比べて小さい。そのため、相手コネクタ2及びコネクタハウジング42を共通に用いた同一の条件において、雄端子5と雄端子905とを比較した場合に、雄端子5においては、ずれ許容幅Wmが、従来の雄端子905よりも大きい。そのため、コネクタハウジング42が変形している場合であっても、雄端子5のずれ許容幅Wmが比較的大きいために、雄端子5の位置ずれがチャンファ面22sによって吸収されやすくなる。そのため、この雄端子5によると、接続時の抵抗力が低減され、コネクタ4と相手コネクタ2との接続が円滑になる。その結果、多極コネクタにおいて、コネクタハウジング42が変形している場合であっても、従来よりも小さな力により、両コネクタの接続が可能になる。
なお、挿入孔22hを接続方向Kに沿って見たときに、正面から見えるチャンファ面の面積を広くすると、雄端子5のずれ許容幅Wmがさらに広がる。また、先端5tの先端幅を狭くするほど、ずれ許容幅Wmがさらに広がる。また、相手ハウジング22にはチャンファ面が形成されていなくてもよく、その場合であっても、従来のものに比べて許容幅を拡大できる。
ここで、図11を参照して、従来の雄端子905について説明する。図11は、従来の雄端子の接続部周辺を示す拡大平面図である。図11において、符号905、905b、905c、905f、905t、952、952c、953s、955、956を付した部分は、それぞれ、本実施形態において、符号5、5b、5c、5f、5t、52、52c、53s、55、56を付した部分に相当する。雄端子905には、突出部及び溝部は無い。そして、接点部952及び先端905tの中間位置と、先端905tとの間の領域において、W1に比べて端子幅が狭くなっている。そのため、雄端子905の先端領域955においては、端子幅がW1となっている領域が存在する。すなわち、雄端子905においては、先端領域955の全長に亘って、接点部952の位置における接続部905cの最大幅W1よりも幅が狭いわけではない。また、先端905tの端子幅が、雄端子5の先端5tの端子幅よりも大きい。また、雄端子905においては、先細り領域の長さが比較的短い(図11のL2参照)。
次に、挿入孔22hに雄端子5が挿入された後の状態について説明する。挿入孔22hに雄端子5が挿入された後、雄端子5は、さらに、雌端子21の内部へと挿入される。そして、このときに、コネクタハウジング42又は雌端子21と、雄端子5とが接触することが考えられる。ここで、接続部5cには、四本の突出部51が形成されているので、コネクタハウジング42又は雌端子21と、雄端子5との間の接触面積が小さくなる。そのため、雄端子5を用いることにより、突出部51(又は溝部)が形成されていない場合に比べて、挿入時の摩擦力が減少する。また、特に、接触部21sと接続部5cとの間の摩擦力が減少する。すなわち、この雄端子5の構成によると、突出部51(又は溝部)が形成されていない場合に比べて、より小さい力により、雄端子5を相手コネクタ2の雌端子21内に挿入できる(図8参照)。
(効果)
次に、雄端子5及びコネクタ4による効果について説明する。雄端子5は、雌端子21に対して挿入される雄端子であって、雌端子21に対して接触する接点部52を含む接続部5cを有し、接続部5cにおいては、四本の突出部51が形成されている。
この構成によると、雄端子5の接続部5cに四本の突出部51が形成されているので、雄端子5と、相手ハウジング22又は雌端子21との間の接触面積が小さくなり、雄端子5の挿入時に生じる摩擦力が低減される。そのため、簡易な構成により接続時の抵抗力を低減できる。
また、雄端子5において、それぞれの突出部51は、雌端子21に対する挿入方向に沿って線状に形成されている。これによると、接続動作を通じて、挿入時の摩擦力の大きさが一定に保たれる。そのため、接続動作を安定して行なうことができる。
また、雄端子5において、接続部5cの、接点部52よりも先端5t側の領域(先端領域55)においては、接点部52の位置における接続部5cの最大幅W1よりも幅が狭くなっている。これによると、接点部52よりも先端5t側の領域の端子幅が狭くなっているので、コネクタ4の接続開始時に、相手ハウジング22又は雌端子21に対して、雄端子5が強く押し付けられることを抑制できる。そのため、雄端子5が相手ハウジング22又は雌端子21に対して確実に挿入される。
また、コネクタ4は、複数の雌端子21を含む相手コネクタ2に対して接続されるコネクタであって、コネクタハウジング42と、複数の雄端子5と、を備え、複数の雄端子5のそれぞれは、複数の雌端子21の一つに対して接触する接点部52を含む接続部5cを有し、当該接続部5cにおいては、四本の突出部51が形成されている。この構成によると、簡易な構成により接続時の抵抗力を低減できる。
また、例えば、特開平11−16631号公報には、コネクタハウジングと、このコネクタハウジングに軸支手段により回転可能に支持されたレバーとを備え、このレバーの回転動作に伴い、相手コネクタハウジングを引き寄せて接続させるようにしたレバー式コネクタが開示されている。このようなレバー式コネクタでは、レバーにより接続動作が補助される。作業効率の観点からは、多極コネクタにおいては、接続時の抵抗力が小さいことが望ましい。しかし、特開平11−16631号公報に記載されているようなレバー式のコネクタを用いる場合には、レバーが必要となるために、部品点数が増加してしまう。一方、複数の雄端子5を有するコネクタ4によると、接続動作を補助するための別部品が不要となるので、部品点数を増加させることなく、接続時の抵抗力を低減できる。
また、コネクタにおける端子数が多くなるほど、雄端子5及びコネクタ4により得られる抵抗力の低減効果が、より顕著なものとなる。
(実施例)
次に、本発明にかかる雄端子の実施例について説明する。図9は、本発明にかかる雄端子を、単体で雌端子に挿入した場合における、挿入時の抵抗力を測定したグラフである。図9の横軸は、雄端子を挿入した距離を示しており、縦軸は、挿入時の端子挿入力(抵抗力)を、精密荷重測定器により測定した結果を示している。なお、挿入試験は、幅が0.64mmの端子、及び、幅が1.5mmの端子の両方について行なった。ここで使用した雄端子は、上記の実施形態に係る雄端子5とほぼ同様に構成されたものであり、ここでは、幅の異なる2種類の雄端子を使用した。条件は以下の通りである。
(A)0.64mm幅の端子(本発明)
(1)ノミナル接点−先端間距離(図6のL1に相当):2.5mm
(2)先細り領域長さ(図6のL2に相当):1.7mm
(3)ノミナル接点位置における端子幅(図6のW1に相当):0.64mm
(4)突出部の本数:4個
(5)突出部の突出高さ:0.01mm
(B)1.5mm幅の端子(本発明)
(1)ノミナル接点−先端間距離(図6のL1に相当):1.95mm
(2)先細り領域長さ(図6のL2に相当):1.65mm
(3)ノミナル接点位置における端子幅(図6のW1に相当):1.5mm
(4)突出部の本数:4個
(5)突出部の突出高さ:0.01mm
また、比較例として、図11に示す従来の雄端子についても、同様の試験を行なった。比較例に係る従来の端子についての試験条件は以下のようになっている。
(C)0.64mm幅の端子(比較例)
(1)ノミナル接点−先端間距離(図11のL1に相当):2.5mm
(2)先細り領域長さ(図11のL2に相当):0.5mm
(3)ノミナル接点位置における端子幅(図11のW1に相当):0.64mm
(D)1.5mm幅の端子(比較例)
(1)ノミナル接点−先端間距離(図11のL1に相当):1.95mm
(2)先細り領域長さ(図11のL2に相当):0.6mm
(3)ノミナル接点位置における端子幅(図11のW1に相当):1.5mm
図9において、0.64mm幅、及び、1.5mm幅の両方の端子に関して、(a)は、雄端子及び雌端子の接触開始位置を示している。図9に示すように、0.64mm幅、及び、1.5mm幅の両方の雄端子において、本発明の雄端子単体の端子挿入力は、従来の雄端子単体の端子挿入力に比べて減少した。すなわち、本発明に係る雄端子を複数備える多極コネクタでは、従来の多極コネクタに比べて、接続時の抵抗力を低減できた。これは、主として、接続部に突出部が形成されているために、雄端子の挿入時に生じる摩擦力が低減されていることによる。
(変形例)
次に、上記の実施形態に係る雄端子の変形例について、上記の実施形態と異なる部分を中心に説明する。図10は、変形例にかかる雄端子の接続部周辺を示す拡大平面図である。なお、上記の実施形態と同様の部分については、図に同一の符号を付してその説明を省略する。また、図10において、符号105、105c、105t、153s、155、156を付した部分は、それぞれ、上記の実施形態において符号5、5c、5t、53s、55、56を付した部分に相当する。
雄端子105において、接点部52の位置における接続部105cの最大幅はW1となっている。そして、図10に示すように、雄端子105においても、先端領域155(接続部105cにおける、接点部52よりも先端105t側の領域)では、その全長に亘って、接点部52の位置における接続部105cの最大幅W1よりも幅が狭い。また、雄端子105において、ノミナル接点52cの位置での端子幅は、W1より小さいW3となっている。また、雄端子105の先端領域155においては、接点部52と先端105tとの間に、端子幅が一定(Ws)の領域がある。雄端子の形状はこのようなものであってもよい。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の範囲内において様々に変更して実施することができる。
例えば、コネクタは、電気信号の送受信のための機器用コネクタとして用いられてもよい。また、電気コネクタ装置は、機器用以外の用途(例えば、中継用)に用いられてもよい。
また、電気コネクタ装置は、固定された相手コネクタにコネクタを接続するようなものには限られず、固定されたコネクタに対して相手コネクタを接続するようなものであってもよい。
また、上記の実施形態では、雄端子5を有するコネクタ4がソケットコネクタであり、相手コネクタ2がプラグコネクタとなっている。しかし、雄端子は、プラグタイプのコネクタに用いられてもよい。
また、上記の実施形態における端子形状は一例であり、端子の形状は、上記の実施形態のようなものには限定されない。例えば、雌端子の形状は角筒状には限られず、円筒状であってもよいし、断面が三角形、五角形であってもよい。
また、上記の実施形態においては、複数の雄端子のそれぞれが独立しているが、複数の雄端子は、互いに連結されていてもよい。例えば、一定間隔で配置された複数の雄端子が、それぞれの根元部分において、帯状板部によって一体的に連結されることにより、複数の雄端子を含む、一つの集合体が形成されていてもよい。この場合に、帯状板部と複数の雄端子とは別部材であってもよい。
本発明の一実施形態にかかる電気コネクタ装置の全体構成を示す概略図である。 本発明の一実施形態にかかる雄端子の全体構成を示す平面図である。 雄端子の接続部周辺を示す斜視図である。 雄端子の接続部周辺を示す概略図であり、(a)は正面図、(b)は平面図、(c)は側面図、(d)は底面図を示す。 雄端子の接続部の正面拡大図である。 雄端子の接続部周辺を示す拡大平面図である。 雄端子が相手コネクタに接続された状態を示す断面図である。 雄端子が相手コネクタに接続された状態を示す断面図である。 実施例における端子挿入力を示すグラフである。 変形例にかかる雄端子の接続部周辺を示す拡大平面図である。 従来の雄端子の接続部周辺を示す拡大平面図である。
符号の説明
1 電気コネクタ装置
2 相手コネクタ
21 雌端子(相側端子)
21s 接触部
21t 支持部
21w 外周壁部
22 相手ハウジング
22h 挿入孔
22s チャンファ面
3 基板
4 コネクタ
42 コネクタハウジング
42b 本体部
42h 挿入孔
42s 脚部
42v 凹部
42w 壁部
43 挿入用凹部
5 雄端子(コネクタ端子)
5c 接続部
5b 本体部
5d 中間部
5f 第1部分
5g 第2部分
5s 基板接続部
5t 先端
51 溝部
52 接点部
53c 側面
53s 表面
53r 裏面
54t 調整用突出部
54v 抜け止め部
55 先端領域

Claims (4)

  1. 雌端子に対して挿入される雄端子であって、
    前記雌端子に対して接触する接点部を含む接続部を有し、
    前記接続部においては、突出部又は溝部が形成されていることを特徴とする雄端子。
  2. 前記突出部又は前記溝部は、前記雌端子に対する挿入方向に沿って線状に形成されていることを特徴とする請求項1に記載の雄端子。
  3. 前記接続部の、前記接点部よりも先端側の領域においては、前記接点部の位置における前記接続部の最大幅よりも幅が狭くなっていることを特徴とする請求項1又は2に記載の雄端子。
  4. 複数の雌端子を含む相手コネクタに対して接続されるコネクタであって、
    コネクタハウジングと、
    複数の雄端子と、を備え、
    前記複数の雄端子のそれぞれは、前記複数の雌端子の一つに対して接触する接点部を含む接続部を有し、当該接続部においては、突出部又は溝部が形成されていることを特徴とするコネクタ。
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