JP2010108854A - コネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】電気的接続状態を良好にしつつ小型化することが可能なコネクタを提供する。
【解決手段】第一端子２６又は第一ハウジング２１には磁石６０が一体に設けられており、第二端子４０を構成する金属板材は、ステンレス鋼板層７２の両側に銅合金板層７１，７３が重ねられてなるクラッド材であり、弾性接触片５１による弾性力に加えて、第一コネクタ２０及び第二コネクタ３０の嵌合時にステンレス鋼板層７２と磁石６０との間に作用する磁気吸引力によって第一端子２６及び第二端子４０が相互に接触状態に保持される。
【選択図】図１

Description

本発明は、コネクタに関する。

従来、第一コネクタと第二コネクタとを嵌合させるコネクタとしては、第一コネクタについては、フード状のコネクタハウジングの奥壁から雄端子を突出させるとともに、これと嵌合させる第二コネクタについては、コネクタハウジングのキャビティに雌端子金具が収容されたものが用いられている。この雌端子金具のうち、雄端子と接続される端子接続部には、箱型の部材とその内部にあって端子挿入口で折り返されて後方に延びる弾性接触片とが設けられている。

そして、コネクタの嵌合時には、第一コネクタの雄端子が第二コネクタの弾性接触片をコネクタの嵌合方向と直交する方向に弾性変形させつつ端子接続部に進入する。これにより、雄端子と弾性接触片との間には、弾性力（復元力）が作用することになり所定の接触圧が保たれて電気的接続が図られるようになっている。
特開２００２−２８０１３３号公報

ところで、上記コネクタについて、コネクタの嵌合方向に小型化を図ろうとした場合に、弾性接触片の長さを短くすると、雄端子との間で電気的接続状態を良好にしうる接触圧を確保することが難しくなり望ましくない。
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、電気的接続状態を良好にしつつ小型化することが可能なコネクタを提供することを目的とする。

本発明に係るコネクタは、互いに嵌合される第一及び第二コネクタからなり、
前記第一コネクタは、第一ハウジングと、この第一ハウジングに収容された第一端子とを備え、
前記第二コネクタは、第二ハウジングと、この第二ハウジングに収容され前記第一及び第二コネクタの嵌合時に前記第一端子に突き当てられて第一端子と弾性接触する弾性接触片を有する第二端子とを備え、
前記第一端子又は前記第一ハウジングには第一磁性体が設けられ、前記第二端子を構成する金属板材のうち、少なくとも一部に磁性体層を有し、前記第一及び第二のコネクタの嵌合時に前記第一磁性体及び前記磁性体層に作用する磁気吸引力によって前記第一端子及び第二端子を相互に接触状態に保持するところに特徴を有する（手段１）。
第一及び第二コネクタの嵌合時に第一端子に第二端子の弾性接触片を突き当てるタイプのコネクタを用いることよりコネクタの嵌合方向における小型化を図ろうとすると、弾性接触片の弾性力（復元力）だけでは、良好な電気的接続状態を確保することができるだけの端子間の接触圧を得ることができないおそれがある。
しかしながら、手段１の構成によれば、上記した弾性力に加えて、第一及び第二コネクタの嵌合時に第一磁性体及び第二端子の磁性体層に作用する磁気吸引力によって第一端子及び第二端子が相互に接触状態に保持されるから、電気的接続状態を良好にしつつコネクタを小型化することができる。
また、第二端子は、第二ハウジングに形成されているキャビティに収容されることになるが、寸法公差等によりキャビティ内の第二端子に微妙な位置ずれが生じるおそれがある。一方、手段１の構成では、第二端子の磁性体層は、磁力により引きつけられるようになっているから、第二端子自体に磁気吸引力が作用することになり、上記した位置ずれ等を抑制することができる。

また、手段１の構成に加えて、前記第二端子は、前記磁性体層が銅又は銅合金層に挟まれてなるようにしてもよい（手段２）。
手段２の構成によれば、導電性の高い銅又は銅合金層を、金属板材の表面に使用することで、電気的接続状態を良好にすることができる。

手段１又は手段２の構成に加えて、前記第二端子の磁性体は強磁性体で構成されるようにしてもよい（手段３）。
手段３の構成によれば、より第一磁性体及び第二端子の磁性体層に作用する磁気吸引力を大きくすることができる。

手段１ないし手段３のいずれかの構成に加えて、前記第二端子の磁性体層は、着磁させていないようにしてもよい（手段４）。
手段４の構成によれば、第一コネクタの離脱時等に、磁力で引き寄せられた異物が付着することを防止できる。

手段１ないし手段４のいずれかの構成に加えて、前記第一端子は、前記第一ハウジングの奥壁を貫通し、先端側をほぼＬ字状に屈曲させて接点部が形成されているようにしてもよい（手段５）。
手段５の構成によれば、簡易な構成の第一端子とすることができる。

本発明によれば、電気的接続状態を良好にしつつコネクタを小型化することができる。

以下、本発明の実施形態を図１〜図１２を参照して説明する。
本実施形態におけるコネクタ１０は、図１に示すように、互いに嵌合可能な第一コネクタ２０と第二コネクタ３０とを備えている。以下、両コネクタ２０，３０における嵌合面側をそれぞれ前方とし、また図１の上側を上方、下側を下方として説明する。

第一コネクタ２０は、図２に示すように、第一ハウジング２１と、この第一ハウジング２１に収容された第一端子２６と、を備える。
第一ハウジング２１は、前方へ開口する略角筒状をなすフード部２２と、フード部２２の内部を閉塞する奥壁部２４と、を有する。

フード部２２は、前方から第二コネクタ３０の第二ハウジング３１を内嵌可能な形状とされており、フード部２２の内面の前端部（内面上側の前端部）には、第二ハウジング３１のロック受け部３７に係止されるロック係止部２３が形成されている。
奥壁部２４は、高さ方向の略中央部において壁厚が厚くされた厚壁部２５を有する。

第一端子２６は、幅方向に複数（４個）形成されており、棒状の端子であって、奥壁部２４の厚壁部２５を貫通した一端側（第二コネクタ３０側）は、Ｌ字状に上方に屈曲されており、その屈曲されて上方に向けられた部分が第二端子４０の弾性接触片５１に接触する接点部２７となっている。
一方、奥壁部２４の厚壁部２５を貫通して外部に露出した側は、Ｌ字状に下方に屈曲されており、その先端部が図示しない基板等に接続される
なお、この第一端子２６は、棒状の端子が端子圧入孔２９に圧入された後、前端部が上方に屈曲されて接点部２７が形成され、外部の基板等に接続される後端側が、下方に屈曲される。

厚壁部２５のうちの略中央よりも前方側（第二コネクタ３０側）であって、第一端子２６の左右に隣接する位置（少なくとも接点部２７に隣接する位置）には、磁石６０（本発明の「第一磁性体」の一例）が埋め込まれている。

磁石６０は、一対の磁石６０Ａ，６０Ｂからなり、共に前後方向にやや長い略直方体状であって、図３に示すように、その一面が嵌合する側の面に露出している。磁石６０のうちの露出した面は、接点部２７の下端部から接点部２７の上端部近傍に至る位置に配され、コネクタ嵌合時には後述する第二コネクタ３０の第二端子４０に突き当てられるようになっている。

この磁石６０は、永久磁石であるフェライト磁石からなり、図５に示すように、左右一対の磁石６０Ａ，６０Ｂが互いに極性が反対になるように配されている。なお、磁石としては、アルニコ磁石、ネオジム磁石等の他の磁石を用いることも可能である。

磁石６０の埋め込み方法について説明すると、第一ハウジング２１の厚壁部２５には、磁石６０体の大きさよりもわずかに小さい磁性体挿入部２８が前方側に開口部２８Ａを有して形成されており、磁石６０を開口部２８Ａから圧入することにより、厚壁部２５に磁石６０が埋め込まれる。なお、磁性体挿入部２８と端子圧入孔２９とは連通している。

第二コネクタ３０は、図２に示すように、第二ハウジング３１と、この第二ハウジング３１に収容された複数（４個）の第二端子４０と、を備える。
第二ハウジング３１は、図６に示すように、略直方体状の端子収容部３２を有し、この端子収容部３２には、第二端子４０を後方から挿入可能なキャビティ３３が幅方向に複数（４個）設けられている。

各キャビティ３３の底壁には、図８に示すように、前方に延びる片持ち状をなし、その前端部が第二端子４０に係合して第二端子４０の後方への抜け止めを図るランス３４が形成されている。
キャビティ３３の前端部は、正方形状の開口部３３Ａを有し、この開口部３３Ａに第二端子４０の前面部が配される。
キャビティ３３の前端部の周壁には、第二端子４０が係止される前止まり凸部３５が形成されている。

また、第二ハウジング３１のうち、端子収容部３２の上面部には、両コネクタの嵌合状態を保つためのロック部３６が形成されている。
ロック部３６は、第二ハウジング３１の上面部のうち、幅方向の中央部に突出形成されたロック受け部３７と、ロック受け部３７の後方にあって下方に押し付けられてロック状態を解除するロック解除部３８とを有する。

第二端子４０は、第一端子２６に対応して幅方向に複数（４個）形成されており、図１０に示すように、第一コネクタ２０側との電気的接続を行う端子接続部５０と、被覆電線５８が載置される底板部５２と、被覆電線５８の芯線が接続されるワイヤバレル部５５と、被覆電線５８を絶縁被覆の上から保持するインシュレーションバレル部５６と、を有する。

端子接続部５０は、第一端子２６に弾性接触する弾性接触片５１と、弾性接触片５１を収容する角筒部４２と、コネクタ嵌合時に第一コネクタ２０の磁石６０に突き当たる突き当て部４３，４３と、を有する。

弾性接触片５１は、前方にて折り返されて湾曲した形状をなし、底板部５２と連続し底板部５２よりも幅方向の寸法が細い所定の幅寸法で形成されている。なお、弾性接触片５１の先端部は折り返されて２重になっている。

角筒部４２の上壁部４２Ａ（第二端子４０は、上下を反対にしてキャビティ２３へ挿入されるため、図１では下側となる）は、金属板が重ねられて形成されている。また、上壁部４２Ａの上面側には、ランス２４が係止可能な係止部４６が突出している。

突き当て部４３，４３は、図９に示すように、角筒部４２の側壁４２Ｂ，４２Ｂに連なって前方に突出した後、内方側に向けてほぼ直角に屈曲しており、突き当て部４３，４３の前面部は、図１１に示すように、共に長方形状であって、それぞれ第一コネクタ３０の磁石６０の突き当てられる部分の大きさよりわずかに小さい大きさとなる。なお、二個の突き当て部４３，４３の間の寸法は、弾性接触片５１の幅寸法よりわずかに広くなっており、弾性接触片５１が弾性変形していないコネクタ嵌合前は、突き当て部４３，４３の間から弾性接触片５１の先端部がはみ出す。

ワイヤバレル部５５は、角筒部４２の側壁４２Ｂ，４２Ｂと連結部分を介して連続し、底板部５２の左右両側縁から一対のかしめ片５５Ａ，５５Ａが立ち上げられている。これら一対のかしめ片５５Ａ，５５Ａが被覆電線５８の芯線を包み込むように圧着する。なお、ワイヤバレル部５５と底板部５２とには、圧着の際に芯線の周囲に形成された酸化膜を破るためのセレーション５７が凹設されている。

インシュレーションバレル部５６は、ワイヤバレル部５５の後方にてワイヤバレル部５５と連結部分を介して連なり、底板部５２の左右両側縁から一対のかしめ片５６Ａ，５６Ａが立ち上げられてなる。これらの一対のかしめ片５６Ａ，５６Ａを被覆電線５８側に湾曲させることにより、被覆電線５８が離脱や位置ずれしないように保持されている。

ここで、この第二端子４０は、所定の展開形状に打ち抜いた金属板７０に曲げ加工などを施すことにより形成されるものである。
この金属板７０は、異なる種類の金属が張り合わされてなる（積層されてなる）クラッド材が用いられており、本実施形態では、図１２に示すように、磁性金属板からなるステンレス鋼板層７２（第二端子４０の磁性体層）が銅合金板層７１，７３に挟まれて構成されている。
ステンレス鋼板層７２は、強磁性体であって鉄にクロムを１０．５％以上混ぜたステンレス(４００系ステンレス（マルテンサイト系・フェライト系）)が用いられるとともに、このステンレス鋼板層７２は、着磁することなく使用でき、本実施形態においても着磁させていないもの（磁力を発生させていないもの）が用いられている。なお、銅合金を用いる銅合金板層７１，７３に代えて、銅を用いる銅層としてもよい。

そして、このような第二端子４０をキャビティ２３に挿入していくと、図１に示すように、角筒部４２がキャビティ２３の周壁の前止まり凸部２５に突き当たって位置決めされるとともに、ランス２４が角筒部４２の係止部４６に係止されて第二端子４０の抜け止めが図られる。

次に、上記のように構成されたコネクタの作用ついて説明する。
まず、図２に示すように、第二コネクタ３０を第一コネクタ２０のフード部２２に内嵌可能な位置に合わせ、第一コネクタ２０側に少しずつ押し込んでいく。すると、弾性接触片５１の前端部が第二端子４０の接点部２７に突き当てられ、弾性接触片５１が弾性変形する。そして、図１に示すように、シェル部４１の突き当て部４３，４３が磁石６０の前面に突き当たるとともに、第二ハウジング３１の上面のロック受け部３７が第一ハウジング２１のロック係止部２３の内側に入り込み、両コネクタ１０がロック状態となる。
このとき、第二端子４０の弾性接触片５１と第一端子２６の接点部２７との間には、弾性接触片５１の弾性力（復元力）に加えて、磁石６０と磁性体であるステンレス鋼板層７２との間に生じる磁力によって引き寄せられる力を受けており、弾性接触片５１と接点部２７との間は、良好な電気的接続状態が確保できるだけの所定の接触圧が保たれている。

本実施形態によれば以下の効果を奏する。
第一コネクタ２０及び第二コネクタ３０の嵌合時に第一端子２６に第二端子４０の弾性接触片５１を突き当てるタイプのコネクタを用いることよりコネクタの嵌合方向における小型化を図ろうとすると、弾性接触片５１の弾性力（復元力）だけでは、良好な電気的接続状態を確保することができるだけの端子間の接触圧を得ることができないおそれがある。

しかしながら、本実施形態によれば、第一端子２６又は第一ハウジング２１には磁石６０（第一磁性体）が一体に設けられ、第二端子４０は、ステンレス鋼板層７２（磁性体層）を有しており、上記した弾性力に加えて、第一及び第二コネクタの嵌合時にステンレス鋼板層７２及び磁石６０に作用する磁気吸引力によって第一端子２６及び第二端子４０が相互に接触状態に保持されるから、電気的接続状態を良好にしつつコネクタ１０を小型化することができる。

また、ステンレス鋼板層７２は強磁性体の金属板であるから、より磁石６０及びステンレス鋼板層７２に作用する磁気吸引力を大きくすることができる。さらに、磁石６０は永久磁石であるから、電磁石により磁力を発生させる場合と比較してコイルや電源が不要になるからコネクタ１０の構成を簡素化できる。

さらに、第一ハウジング２１は第二ハウジング３１を収容するフード部３２を有しており、第一端子２６はフード部３２の奥壁部３４から突出するように設けられると共に、磁石６０は奥壁部３４内に埋め込まれている。
したがって、永久磁石によって構成されている磁石６０は、フード部３２の奥壁部３４の内部に位置することになるから、磁力で引き寄せられた異物が永久磁石に付着することを防止できる。

また、ステンレス鋼板層７２は、着磁されていないから、第一コネクタ２０の離脱時等に、磁力で引き寄せられた異物が付着することを防止できる。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施形態では、銅、ステンレス、銅の三層からなるクラッド材を用いたが、他の組み合わせでもよい。例えば、中間層のステンレスに代えて、他の磁性金属を用いてもよい。また、金属層の数は、三層に限らず、二層や四層以上であってもよい。

（２）上記実施形態では、金属板材の全体にステンレス鋼板層７２（磁性体層）を有するクラッド材を用いたが、これに限らず、金属板材の一部のみをクラッド材としてもよい。例えば、第二端子４０のうち、第一コネクタ側の部分を構成する金属板材の部分のみにクラッド材を用いてもよい。

（３）上記実施形態では、磁石６０（第一磁性体）として永久磁石を用いたが、これに限られず、磁性体（磁性材料）の芯のまわりに、コイルを巻き、通電することによって磁力を発生させる磁石である電磁石を用いてもよい。

（４）ステンレス鋼板層７２に用いる磁性体としては、着磁させていないもの（磁力を発生させていないもの）を用いることとしたが、着磁させているもの（磁力を発生させているもの。永久磁石や電磁石等）を用いてもよい。なお、第二磁性体の部材としてステンレス鋼板を用いることとしたが、これに限らず他の部材でもよく、第二磁性体の選択にあっては着磁しにくい部材（残留磁気（磁化）の残りにくい部材）を用いる方が、コネクタ嵌合時に第一コネクタ２０側の磁石６０の磁力により着磁（磁化）されにくいため、より好適である。

（５）上記実施形態では、第一磁性体である磁石６０として、２個の磁石の極性を変えて第一端子２６に隣接させることとしたが、これに限られない。例えば、図１３に示すように、Ｕ字型の磁石１６０を第一端子２６の接点部２７の回りを囲むように配してもよい。また、図１４に示すように、第一端子２６と同時に磁性体片２６１（着磁させていない鉄片、ステンレス片等）を第二ハウジングの中にインサート成形しておき、その後、挿入方向に長い直方体状の一対の磁石２６０Ａ，２６０Ｂを極性が反対になるように一対の挿入口２６２Ａ，２６２Ｂにそれぞれ圧入することで、全体としてＵ字型をなす構成とするものでもよい。

（６）磁石６０は、一対の磁石６０Ａ，６０Ｂから構成されたが、磁石６０Ａ，６０Ｂを一体としたものでもよい。具体的には、図１５に示すように、直方体状（立方体状）の磁石のうち、第一端子２６の配されるＬ字状の端子挿通部３６１を凹設した磁石３６０を用いてもよい。

実施形態１に係るコネクタの側断面図 コネクタの嵌合前の側断面図 第一ハウジングの前面図 第一ハウジングの側面図 第一ハウジングの接点部付近における正断面図 第二ハウジングの前面図 第二ハウジングの上面図 第二ハウジングの側断面図 第二端子の上面図 図９のＡ−Ａ側断面図 第二端子の前面図 金属板の拡大断面図 他の実施形態における磁石の構成を説明する正断面図 他の実施形態における磁石の構成を説明する正断面図 他の実施形態における磁石の構成を説明する斜視図

符号の説明

１０…コネクタ
２０…第一コネクタ
２１…第一ハウジング
２４…奥壁部
２５…厚壁部
２６…第一端子
２７…接点部
３０…第二コネクタ
３１…第二ハウジング
３２…フード部
４０…第二端子
４２…角筒部
５０…端子本体部
５１…弾性接触片
５２…底板部
６０（６０Ａ，６０Ｂ），１６０，２６０，３６０…磁石（第一磁性体）
７１，７３…銅合金層
７２…ステンレス鋼板層（磁性体層）

Claims (5)

1. 互いに嵌合される第一及び第二コネクタからなり、
   前記第一コネクタは、第一ハウジングと、この第一ハウジングに収容された第一端子とを備え、
   前記第二コネクタは、第二ハウジングと、この第二ハウジングに収容され前記第一及び第二コネクタの嵌合時に前記第一端子に突き当てられて第一端子と弾性接触する弾性接触片を有する第二端子とを備え、
   前記第一端子又は前記第一ハウジングには第一磁性体が設けられ、
   前記第二端子を構成する金属板材のうち、少なくとも一部に磁性体層を有し、前記第一及び第二のコネクタの嵌合時に前記第一磁性体及び前記磁性体層に作用する磁気吸引力によって前記第一端子及び第二端子を相互に接触状態に保持するようにしたことを特徴とするコネクタ。
2. 前記第二端子は、前記磁性体層が銅又は銅合金層に挟まれてなることを特徴とする請求項１記載のコネクタ。
3. 前記磁性体は強磁性体で構成されることを特徴とする請求項１及び請求項２記載のコネクタ。
4. 前記第二磁性体層は、着磁させていないことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載のコネクタ。
5. 前記第一端子は、前記第一ハウジングの奥壁を貫通し、先端側をほぼＬ字状に屈曲させて接点部が形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載のコネクタ。

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