JP2010287436A - コネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】接触部と接触部材とに電気的な接続不良が生じることが抑制されたコネクタを提供する。
【解決手段】配線と、該配線の端子が挿入される第１挿入孔、及び端子と電気的に接続される接触部材が設けられる第２挿入孔が形成されたハウジングと、を有するコネクタであって、端子は、応力の印加によって変位する可動部と、該可動部の変位に伴って変位し、接触部材と接触する接触部と、該接触部及び可動部を保持・収納する収納部と、を有し、第１挿入孔と第２挿入孔とは、第１挿入孔における端子が挿入される第１開口部とは反対の第２開口部を介して連通され、第１挿入孔における第１開口部から所定位置までの径の長さは、端子の最長径よりも長く、第１挿入孔における所定位置から第２開口部までの径の長さは、端子の最長径よりも短くなっている。
【選択図】図１

Description

本発明は、配線の末端に設けられた端子が、ハウジングに形成された第１挿入孔内に取り付けられてなるコネクタに関するものである。

従来、例えば特許文献１に示されるように、ワイヤハーネス（配線）の端末に接続された雄端子（端子）と、ハウジングのキャビティ（第１挿入孔）内に装着された接触部材とが、電気的に接続されたカードエッジコネクタが提案されている。

特開２００８−９１０４７号公報

ところで、特許文献１に示されるカードエッジコネクタでは、端子における接触部材と電気的に接続される接触部が保護されていないため、端子をキャビティ内に挿入する時に、端子の接触部とキャビティを構成する壁面とが接触する虞がある。接触部と壁面とが接触すると、接触部が傷ついたり、接触部との摺動によって削り取られた壁面（ハウジング）の破片が接触部に付着したりし易く、接触部と接触部材とに電気的な接続不良が生じる虞がある。

そこで、本発明は上記問題点に鑑み、接触部と接触部材とに電気的な接続不良が生じることが抑制されたコネクタを提供することを目的とする。

上記した目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、配線と、該配線の末端に設けられた端子が挿入される第１挿入孔、及び端子と電気的に接続される接触部材が設けられる第２挿入孔が形成されたハウジングと、を有するコネクタであって、端子は、応力の印加によって変位する可動部と、該可動部の変位に伴って変位し、接触部材と接触する接触部と、該接触部及び可動部を保持し、可動部及び接触部を収納する収納部と、を有し、第１挿入孔と第２挿入孔とは、第１挿入孔における端子が挿入される第１開口部とは反対の第２開口部を介して連通され、第１挿入孔における第１開口部から所定位置までの第１挿入孔を構成する壁面によって構成される第１空間の径の長さは、端子の最長径よりも長く、第１挿入孔における所定位置から第２開口部までの第１挿入孔を構成する壁面によって構成される第２空間の径の長さは、端子の最長径よりも短くなっており、可動部に応力が印加されていない状態で、可動部は収納部から露出されて、接触部は収納部に収納されており、端子が第１挿入孔内に取り付けられた状態において、可動部と第１挿入孔を構成する壁面とが接触し、該壁面の押圧力によって変位した可動部が収納部に収納され、可動部の変位に伴って変位した接触部が収納部から露出されて接触部材と接触していることを特徴とする。

このように本発明によれば、可動部に応力が印加されていない状態で、接触部は収納部に収納されており、また、第１開口部から所定位置までの第１挿入孔を構成する壁面によって形成される第１空間の径の長さは、端子の最長径よりも長くなっている。これによれば、端子を第１挿入孔の所定位置まで挿入する時に、可動部と第１挿入孔の壁面との接触が抑制されるので、可動部の変位による接触部の変位が抑制され、接触部が収納部に収納（保護）された状態を保つことができる。すなわち、接触部と第１挿入孔を構成する壁面との接触を抑制し、接触部が傷ついたり、接触部にハウジングの破片が付着したりすることを抑制することができる。このように、本発明に係るコネクタは、接触部と接触部材とに電気的な接続不良が生じることが抑制されたコネクタとなっている。なお、上記した最長径は、配線の長手方向に対して垂直な方向に沿う端子の断面における、端子の中心と末端とを結んだ最大長さを示している。

請求項１に記載の具体的な構成は、例えば請求項２に記載のように、収納部は、１つの開口部が形成された矩形状の底部と、該底部における端子の挿入方向に沿う２つの縁部それぞれから底部の厚さ方向の一方へ延設された側部と、を有し、可動部は、一端が、底部における挿入方向に対して垂直な方向に沿う２つの縁部のうち、配線の末端から離間された縁部に固定され、一端を固定端として、２つの側部によって挟まれた収納空間と外部との間を変位可能とされた形状をなし、接触部は、一端が、可動部の他端に固定されて、他端側が浮遊状態とされた形状をなす構成を採用することができる。若しくは、請求項３に記載のように、収納部は、側面に、２つの開口部が形成された筒状の形状をなし、可動部は、両端が、一方の開口部を構成する収納部の側面に連結され、一方の開口部を介して、側面によって構成される収納空間と外部との間を変位可能とされた形状をなし、接触部は、一端が他方の開口部を構成する側面に固定されて、他端側が浮遊状態とされ、一端を固定端として、他方の開口部を介して収納空間と外部との間を変位可能とされた形状をなす構成を採用することができる。

請求項３に記載の端子の場合、可動部と接触部とが連結されておらず、可動部と接触部とが接触する構成となっている。可動部の変位によって可動部と接触部とが摺動すると、可動部と接触部との接触部位が磨耗し、粉塵が生じる虞がある。接触部材が形成された部材に複数の電流経路が形成されている場合、粉塵によって電流経路間が電気的に接続され、電気的な接続不良が生じる虞がある。これに対して、請求項２に記載の端子の場合、可動部と接触部とが連結されているので、粉塵が生じない構成となっている。以上により、請求項２に記載の端子は、請求項３に記載の端子と比べて、粉塵によって電流経路間が電気的に接続されることで、接触部と接触部材とに電気的な接続不良が生じることが抑制されたコネクタとなっている。

請求項４に記載のように、第２空間の形状と、収納部の外形形状とが相似である構成が良い。これによれば、端子を、第１挿入孔内の取り付け位置に導くことができる。

請求項５に記載のように、接触部材としては、第２挿入孔に挿入される基板の表面に形成された接触部材を採用することができる。この場合、基板が第２挿入孔内に取り付けられた状態において、第２開口部から第２挿入孔内に飛び出した接触部の一部と、接触部材とが接触した構成となる。

請求項６に記載のように、基板は、接触部によって第２挿入孔内に保持された構成が良い。これによれば、基板を保持するための部材がハウジングに設けられた構成と比べて、部品点数が低減されるので、コストを低減することができる。

請求項７に記載のように、接触部材としては、ハウジングに設けられた接触部材を採用することができる。この場合、基板が第１挿入孔内に取り付けられた状態において、第１挿入孔内に設けられたハウジングの接触部材の一部と、接触部材とが接触した構成となる。

請求項８に記載のように、第２挿入孔内に設けられたハウジングの接触部材の一部と電気的に接続される接触部材が表面に形成された基板が、第２挿入孔内に挿入されており、基板は、ハウジングの接触部材によって第２挿入孔内に保持された構成が良い。これによれば、基板を保持するための部材がハウジングに設けられた構成と比べて、部品点数が低減されるので、コストを低減することができる。

第１実施形態に係るコネクタの概略構成を示す断面図である。 端子の概略構成を示す平面図である。 ハウジングの概略構成を示す断面図である。 コネクタと基板との電気的な接続を説明するための拡大断面図である。 コネクタの変形例を示す断面図である。 端子の変形例を示す斜視図である。

以下、本発明を、図に基づいて説明する。
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係るコネクタの概略構成を示す断面図である。図２は、端子の概略構成を示す平面図である。図３は、ハウジングの概略構成を示す断面図である。図４は、コネクタと基板との電気的な接続を説明するための拡大断面図である。なお、以下においては、第１挿入孔における端子２０を挿入する方向を挿入方向とし、該挿入方向に対して垂直な方向である半導体基板５１の厚さ方向を厚さ方向とし、該厚さ方向と挿入方向とに対して垂直な方向を横方向として示す。

コネクタ１００は、要部として、配線１０と、該配線１０を保持するハウジング３０と、を有する。本実施形態では、ハウジング３０に基板５０が固定され、後述する配線１０の端子２０と、基板５０とが電気的に接続される場合を説明する。

配線１０は、金属線１１と、該金属線１１を被覆する被覆部１２とを有する。本実施形態に係る配線１０は、複数の配線１０が束ねられてなるワイヤハーネスの一部であり、配線１０の一方の端部は、車両に搭載されたＥＣＵ（図示略）と電気的に接続され、他方の端部は、ハウジング３０に固定されている。図１及び図２に示すように、配線１０における他方の端末には、端子２０が電気的及び機械的に接続されており、該端子２０が、基板５０との電気的な接続部位としての機能を果たす。端子２０は本実施形態の特徴点なので、後で詳説する。

ハウジング３０は、配線１０を保持するものであり、ハウジング３０には、配線１０が挿入される複数の第１挿入孔３１と、基板５０が挿入される第２挿入孔３２とが形成されている。ハウジング３０は、本実施形態の特徴点なので、後で詳説する。

基板５０は、半導体基板５１と、該半導体基板５１に構成された回路部（図示略）と、該回路部と電気的に接続された配線パターン（図示略）と、が形成された回路基板であって、半導体基板５１の表面５１ａ及びその裏面５１ｂには、上記した配線パターンの端末端子５２が形成されている。端末端子５２は、基板５０を第２挿入孔３２に完全に挿入した状態で、端末端子５２と第２開口部３１ｂとが厚さ方向にて対向するように形成されている。なお、端末端子５２は、特許請求の範囲に記載の接触部材に相当するので、以下においては、端末端子５２を接触部材５２と示す。

次に、本実施形態の特徴点である端子２０とハウジング３０とを順次詳説する。図２に示すように、端子２０は、要部として、可動部２１と、該可動部２１の変位に伴って変位する接触部２２と、可動部２１及び接触部２２を保持し、且つ可動部２１及び接触部２２を収納する収納部２３と、を有する。端子２０は、更に、収納部２３と連結され、配線１０の金属線１１をかしめる第１かしめ部２４と、該第１かしめ部２４と連結され、配線１０の被膜部１２をかしめる第２かしめ部２５と、を有する。配線１０と端子２０とは、第１かしめ部２４をによって電気的に接続され、第１かしめ部２４と第２かしめ部２５によって機械的に接続されている。

可動部２１は、挿入方向と厚さ方向とによって構成される平面に対する断面形状がＵ字状となるように、１枚の金属プレートが折り曲げられたものであり、その一端２１ａが収納部２３の底部２３ａと連結され、その他端２１ｂが底部２３ａに対して浮遊状態とされている。これにより、可動部２１は、一端２１ａを固定端として、後述する収納部２３の収納空間と外部との間を変位可能となっている。なお、図２に示すように、可動部２１の一部は、可動部２１に応力が印加されていない状態において、収納部２３から露出されている。

図２に示すように、可動部２１における他端２１ｂ側の部位は、底部２３ａ側に凸となるように湾曲している。この可動部２１における湾曲した部位が、上記した接触部２２に相当する。このように、本実施形態では、可動部２１と接触部２２とが連結された構成となっているので、可動部２１の変位に伴って、接触部２２が変位する構成となっている。なお、図２に示すように、接触部２２は、可動部２１に応力が印加されていない状態において、収納部２３に収納されている。

収納部２３は、挿入方向と横方向とによって構成される平面に対する断面形状がコの字状となるように、１枚の金属プレートの２辺が一方向に折り曲げられたものであり、矩形状の底部２３ａと、該底部２３ａにおける挿入方向に沿う２つの端部から厚さ方向における一方向に延設された側部２３ｂと、を有する。図示しないが、底部２３ａには、端子２０が第１挿入孔３１内に取り付けられた状態で、第１挿入孔３１の第２第２開口部３１ｂと対向する開口部が形成されており、接触部２２は、底部２３ａに形成された開口部を介して、収納部２３における２つの側部２３ｂによって挟まれた収納空間から外部に露出可能となっている。

次に、ハウジング３０を説明する。図３に示すように、第２挿入孔３２の径の長さは一定となっており、第１挿入孔３１における端子２０が挿入される第１開口部３１ａから所定位置３３（図３に破線で示す位置）までの第１挿入孔３１を構成する壁面によって形成される第１空間Ｓ１の径の長さが一定となっている。これに対して、第１挿入孔３１における所定位置３３から第２開口部３１ｂまでの第１挿入孔３１を構成する壁面によって形成される第２空間Ｓ２の径の長さは一定となっておらず、収納部２３の外形形状と相似となっている。そして、第１空間Ｓ１の径の長さは端子２０の最長径よりも長く、第２空間Ｓ２の径の長さは端子２０の最長径よりも短くなっている。

また、第２開口部３１ｂは、第２挿入孔３２を構成する壁面によって構成されており、第１挿入孔３１と第２挿入孔３２とが第２開口部３１ｂを介して連通されている。図３に示すように、第１挿入孔３１を構成する壁面には、端子２０を第１挿入孔３１内に保持する機能を果たす保持部３４が設けられており、端子２０が第１挿入孔３１に完全に挿入された状態において、底部２３ａに設けられた嵌合部（図示略）と保持部３４とが嵌合して、端子２０が第１挿入孔３１に取り付け固定されるようになっている。なお、上記した径の長さは、空間Ｓ１，Ｓ２における厚さ方向に沿う長さを示しており、上記した端子２０の最長径は、端子２０における挿入方向と横方向とによって構成される平面の断面形状において、端子２０の中心と末端とを結んだ最大長さを示している。

次に、ハウジング３０に端子２０を取り付ける工程を説明する。先ず、第１開口部３１ａに、端子２０を先頭として配線１０を配置する。そして、端子２０を先頭として、第１挿入孔３１内に配線１０を挿入する。上記したように、第１空間Ｓ１の径の長さは、端子２０の最長径よりも長くなっているので、配線１０を第１開口部３１ａから所定位置３３まで挿入している時に、収納部２３から露出された可動部２１と第１挿入孔３１を構成する壁面との接触が抑制される。端子２０が、第１挿入孔３１における所定位置３３まで挿入されると、上記したように、第２空間Ｓ２の径の長さは、端子２０の最長径よりも短くなっているので、収納部２３から露出された可動部２１と第１挿入孔３１を構成する壁面とが接触し、該壁面から可動部２１に押圧力が印加される。この押圧力によって可動部２１は収納空間内へ変位し、該可動部２１の変位に伴って接触部２２も変位する。接触部２２は、底部２３ａの開口部を介して収納空間から外部に露出され、第２開口部３１ｂを介して第２挿入孔３２内に飛び出す。上記したように、第２空間Ｓ２の形状は、収納部２３の外形形状と相似となっているので、可動部２１の変位は、可動部２１が収納空間に完全に収納されるまで行われる。可動部２１が収納空間に完全に収納され、端子２０が第１挿入孔３１内に完全に挿入されると、上記した保持部３４によって、端子２０が第１挿入孔３１内に取り付け固定される。なお、端子２０の第１挿入孔３１内への取り付けが完了されると、図１に示すように、第１開口部３１ａは、防水シート６０によってシールされる。

次に、ハウジング３０に基板５０を取り付ける工程を説明する。先ず、第２挿入孔３２の開口部３２ａに、半導体基板５１における接触部材５２が形成された端部を先頭として基板５０を配置する。そして、図１に示す白抜き矢印の方向に沿って、基板５０を第２挿入孔３２内に挿入する。図４に示すように、基板５０が第２挿入孔３２内に挿入されると、接触部材５２と第２挿入孔３２内に飛び出した接触部２２とが接触し、配線１０と基板５０とが電気的に接続される。なお、図１に示すように、本実施形態では、半導体基板５１の表面５１ａとその裏面５１ｂに形成された接触部材５２に対応して、第１挿入孔３１の第２開口部３１ｂが複数形成され、第２開口部３１ｂそれぞれから第２挿入孔３２内に飛び出した接触部２２によって半導体基板５１が挟持されて、基板５０が第２挿入孔３２内に取り付け固定されている。

次に、本実施形態に係るコネクタ１００の作用効果を説明する。上記したように、可動部２１に応力が印加されていない状態で、接触部２２は収納部２３に収納されており、第１空間Ｓ１の径の長さが、端子２０の最長径よりも長くなっている。これによれば、端子２０を第１挿入孔３１の所定位置３３まで挿入する時に、可動部２１と第１挿入孔３１の壁面との接触が抑制されるので、可動部２１の変位による接触部２２の変位が抑制され、接触部２２が収納部２３に収納（保護）された状態を保つことができる。すなわち、接触部２２と第１挿入孔３１を構成する壁面との接触を抑制し、接触部２２が傷ついたり、接触部２２にハウジング３０の破片が付着したりすることを抑制することができる。このように、本実施形態に係るコネクタ１００は、接触部と接触部材とに電気的な接続不良が生じることが抑制されたコネクタとなっている。

本実施形態では、第２空間Ｓ２の形状と、収納部２３の外形形状とが相似となっている。これによれば、端子２０を、第１挿入孔３１内の取り付け位置に導くことができる。

本実施形態では、基板５０が、接触部２２によって第２挿入孔３２内に保持されている。これによれば、基板５０を保持するための部材がハウジング３０に設けられた構成と比べて、部品点数が低減されるので、コストを低減することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。

本発明に係る端子２０の形状は、第１実施形態で示した形状に限らず、例えば、図５及び図６に示す形状を採用することもできる。図６に示される端子２０の収納部２３は、側面２３ｃに、２つの開口部２３ｄ，２３ｅが形成された筒状の形状となっている。接触部２２は、一端２２ａが開口部２３ｅを構成する端部に連結されて、他端２２ｂが浮遊状態とされており、他端２２ｂ側の一部が開口部２３ｅ側に凸となるように湾曲した形状となっている。可動部２１は、両端が、開口部２３ｄを構成する縁部に連結され、開口部２３ｄを介して収納空間と外部との間を変位可能とされた形状となっている。この端子２０の場合においても、可動部２１と第１挿入孔３１を構成する壁面との接触によって可動部２１が収納空間内に変位し、この変位による可動部２１の押圧力によって接触部２２が開口部２３ｅを介して収納空間から外部に露出するように変位し、第２開口部３１ｂを介して第２挿入孔３２内に飛び出すようになっている。

しかしながら、上記変形例で示した端子２０の場合、図６に示すように、可動部２１は、中央部が収納空間側に折り曲げられており、この折り曲げられた部位と接触部２２とが接触する構成となっている。可動部２１の変位によって可動部２１と接触部２２とが摺動すると、可動部２１と接触部２２との接触部位が磨耗し、粉塵が生じる虞がある。粉塵が生じると、基板５０に形成された複数の配線パターン間や接触部材５２間が粉塵によって電気的に接続され、電気的な接続不良が生じる虞がある。これに対して、第１実施形態に示した端子２０は、可動部２１と接触部２２とが連結されているので、粉塵が生じない構成となっている。したがって、第１実施形態で示した端子２０のほうが、変形例で示した端子２０と比べて電気的な接続不良が生じることが抑制された構成となっており、より好ましい構成となっている。図５は、コネクタの変形例を示す断面図であり、図６は、端子の変形例を示す斜視図である。なお、図６においては、端子２０の構成要素であるかしめ部２４，２５を省略し、便宜上、収納部２３と可動部２１とによって隠れた接触部２２の部位を実線で示している。

本実施形態では、端子２０の接触部２２と基板５０の接触部材５２とが直接接触される例を示した。しかしながら、接触部２２と接触部材５２とがハウジング３０に設けられた接触部材を介して電気的に接続された構成を採用することもできる。上記構成の場合、接触部２２は第２挿入孔３２内に飛び出さず、接触部２２と第１挿入孔３１内に設けられたハウジング３０の接触部材の一部とが接触し、第２挿入孔３２内に設けられたハウジング３０の接触部材の一部と接触部材５２とが接触する。なお、上記構成の場合、ハウジング３０に設けられた接触部材によって、基板５０が第２挿入孔３２内に保持される構成が好ましい。この構成によれば、基板５０を保持するための部材がハウジング３０に設けられた構成と比べて、部品点数が低減されるので、コストを低減することができる。

１０・・・配線
２０・・・端子
２１・・・可動部
２２・・・接触部
２３・・・収納部
３０・・・ハウジング
３１・・・第１挿入孔
３２・・・第２挿入孔
５０・・・基板
５２・・・接触部材
１００・・・コネクタ

Claims (8)

1. 配線と、該配線の末端に設けられた端子が挿入される第１挿入孔、及び前記端子と電気的に接続される接触部材が設けられる第２挿入孔が形成されたハウジングと、を有するコネクタであって、
   前記端子は、応力の印加によって変位する可動部と、該可動部の変位に伴って変位し、前記接触部材と接触する接触部と、該接触部及び前記可動部を保持し、前記可動部及び前記接触部を収納する収納部と、を有し、
   前記第１挿入孔と前記第２挿入孔とは、前記第１挿入孔における前記端子が挿入される第１開口部とは反対の第２開口部を介して連通され、
   前記第１挿入孔における前記第１開口部から所定位置までの前記第１挿入孔を構成する壁面によって構成される第１空間の径の長さは、前記端子の最長径よりも長く、
   前記第１挿入孔における前記所定位置から前記第２開口部までの前記第１挿入孔を構成する壁面によって構成される第２空間の径の長さは、前記端子の最長径よりも短くなっており、
   前記可動部に応力が印加されていない状態で、前記可動部は前記収納部から露出されて、前記接触部は前記収納部に収納されており、
   前記端子が前記第１挿入孔内に取り付けられた状態において、前記可動部と前記第１挿入孔を構成する壁面とが接触し、該壁面の押圧力によって変位した前記可動部が前記収納部に収納され、前記可動部の変位に伴って変位した前記接触部が前記収納部から露出されて前記接触部材と接触していることを特徴とするコネクタ。
2. 前記収納部は、１つの開口部が形成された矩形状の底部と、該底部における前記端子の挿入方向に沿う２つの縁部それぞれから前記底部の厚さ方向の一方へ延設された側部と、を有し、
   前記可動部は、一端が、前記底部における前記挿入方向に対して垂直な方向に沿う２つの縁部のうち、前記配線の末端から離間された縁部に固定され、前記一端を固定端として、２つの前記側部によって挟まれた収納空間と外部との間を変位可能とされた形状をなし、
   前記接触部は、一端が、前記可動部の他端に固定されて、他端側が浮遊状態とされた形状をなすことを特徴とする請求項１に記載のコネクタ。
3. 前記収納部は、側面に、２つの開口部が形成された筒状の形状をなし、
   前記可動部は、両端が、一方の前記開口部を構成する収納部の壁面に連結され、一方の前記開口部を介して、前記側面によって構成される収納空間と外部との間を変位可能とされた形状をなし、
   前記接触部は、一端が、他方の前記開口部を構成する端部に固定されて、他端側が浮遊状態とされ、前記一端を固定端として、他方の前記開口部を介して前記収納空間と外部との間を変位可能とされた形状をなすことを特徴とする請求項１に記載のコネクタ。
4. 前記第２空間の形状と、前記収納部の外形形状とが相似であることを特徴とする請求項１〜３いずれか１項に記載のコネクタ。
5. 前記接触部材は、前記第２挿入孔に挿入される基板の表面に形成されており、
   前記基板が前記第２挿入孔内に取り付けられた状態において、前記第２開口部から前記第２挿入孔内に飛び出した前記接触部の一部と、前記接触部材とが接触していることを特徴とする請求項１〜４いずれか１項に記載のコネクタ。
6. 前記基板は、前記接触部によって前記第２挿入孔内に保持されていることを特徴とする請求項５に記載のコネクタ。
7. 前記接触部材は、前記ハウジングに設けられた接触部材であり、
   前記基板が前記第１挿入孔内に取り付けられた状態において、前記第１挿入孔内に設けられた前記ハウジングの接触部材の一部と、前記接触部材とが接触していることを特徴とする請求項１〜４いずれか１項に記載のコネクタ。
8. 前記第２挿入孔内に設けられた前記ハウジングの接触部材の一部と電気的に接続される接触部材が表面に形成された基板が、前記第２挿入孔内に挿入されており、
   前記基板は、前記ハウジングの接触部材によって前記第２挿入孔内に保持されていることを特徴とする請求項７に記載のコネクタ。

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