JP2011044302A - コネクタ - Google Patents

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Abstract

【課題】オス側コネクタとメス側コネクタにおける挿抜性の低下を抑えつつ、通電部分で発生した熱を放熱する放熱経路をオス側コネクタ側に設けることが可能なコネクタを提供する。
【解決手段】機器に接続され、オス端子5を収容するオス側ハウジング13を備えたオス側コネクタ3と、ケーブル22と電気的に接続されたメス端子6を収容するメス側ハウジング21を備えたメス側コネクタ4とからなるコネクタにおいて、オス側コネクタ3に、オス端子5とメス端子6からの熱を、その末端より外部に放熱するための放熱経路を形成し、放熱経路の始端は、メス端子6を押圧するために弾性的に形成された弾性部52を設け、オス側ハウジング13とメス側ハウジング21とが嵌合した場合、メス端子6と熱的に弾性的に密接し、一方、オス側ハウジング13とメス側ハウジング21とが嵌合しない場合、メス端子6と熱的に密接しないことを特徴とする。
【選択図】図8

Description

本発明は、例えば、ハイブリッド車、電気自動車などに用いられ、特に、大容量の電力を伝達する際に用いられる電力ハーネスのコネクタに採用される可能性がある技術であって、オス端子とメス端子の接触部分で発生する熱を効率よく放熱することが可能なコネクタに関するものである。
近年、著しい進歩を遂げている、例えば、ハイブリッド車、電気自動車などにおいて、モータとインバータとの間、又はインバータとバッテリとの間のように、機器間で大容量の電力を伝達する際に電力ハーネスが用いられている。
電力ハーネスでは、例えば、オス端子と該オス端子を収容するオス側ハウジングとを備えたオス側コネクタと、オス端子と接続されるメス端子と該メス端子を収容するメス側ハウジングとを備えたメス側コネクタとからなる2分割構成のコネクタが用いられている。
大容量の電力を伝達する電力ハーネスに用いられるコネクタでは、通電部分であるオス端子やメス端子に大電流が流れることとなり、当該通電部分で熱が発生する。特に、オス端子とメス端子の接触部分では、接触抵抗に起因する発熱が顕著となる。よって、通電部分の温度上昇を抑制するために、通電部分で発生した熱をいかに放熱するかが重要な課題となっている。
そこで、特に発熱量が多いオス端子とメス端子の接触部分における熱を放熱するために、特許文献1や特許文献2のように、当該接触部分にできるだけ近い位置に密着するように放熱経路を設けることは有効である。ここで、放熱経路とは、始端であるオス端子とメス端子の接触部分から、終端(末端)である外部に放熱する部分までの熱の経路を指す。
ところで、特許文献1では、メス側コネクタに放熱経路の末端を設けている。ここで、放熱経路の末端とは、オス端子とメス端子からの熱を外部に放熱する部分を指す。つまり、特許文献1では、オス端子、メス端子、およびオス端子とメス端子の接触部分で発生した熱を、メス側ハウジングを介して外部に放熱している。即ち、放熱経路がメス側コネクタ内で完結しているのである。
しかして、上述した2分割構成のコネクタを用いた電力ハーネスに関し、メス側コネクタを機器側に接続し、オス側コネクタをケーブル側に接続するように構成した場合、特許文献1の技術思想を利用すれば、オス端子、メス端子、およびオス端子とメス端子の接触部分で発生した熱を、放熱経路を介して機器から放熱することができる。
なお、この機器からの放熱に関し、通常、機器には、独自の放熱構造や冷却構造を備えているため、オス端子、メス端子、およびオス端子とメス端子の接触部分で発生した熱を、非常に効果的に放熱することができ、コネクタの放熱性を大きく向上させることが可能となる。
特開2007−258010号公報 特開2000−208177号公報
ところで、上記背景技術では、放熱経路がメス側コネクタ内で完結しているものしか無かった。
これでは、メス側コネクタをケーブル側に接続し、オス側コネクタを機器側に接続するように構成した場合、オス側コネクタが邪魔になって、放熱経路の末端が効率よく機器と接続できないという場合がある。
また、電力ハーネスのコネクタにおける設計に関し、設計自由度を向上させる意味でも、新たな放熱経路の構築が望まれていた。
そこで、本発明者らは、放熱経路をオス側コネクタに設け、オス側コネクタとメス側コネクタとの嵌合状態に対応するように、放熱経路の始端をメス端子に対して、脱着可能に密接させる構成を考えた。しかし、当該構成には、オス側コネクタとメス側コネクタにおける挿抜性を低下させる可能性があった。
本発明は、上記事情に鑑み為されたもので、オス側コネクタとメス側コネクタにおける挿抜性の低下を抑えつつ、通電部分で発生した熱を放熱する放熱経路をオス側コネクタ側に設けることが可能なコネクタを提供することを目的とする。
本発明は上記目的を達成するために創案されたものであり、機器に接続され、オス端子を収容するオス側ハウジングを備えたオス側コネクタと、ケーブルと電気的に接続されたメス端子を収容するメス側ハウジングを備えたメス側コネクタとからなり、前記オス側ハウジングと前記メス側ハウジングとを嵌合させることにより、前記オス端子と前記メス端子とを接続するコネクタにおいて、前記オス側コネクタに、前記オス端子と前記メス端子からの熱を、その末端より外部に放熱するための放熱経路を形成し、該放熱経路の始端は、前記メス端子を押圧するために弾性的に形成された弾性部を設け、前記オス側ハウジングと前記メス側ハウジングとが嵌合した場合、前記メス端子と熱的に弾性的に密接し、一方、前記オス側ハウジングと前記メス側ハウジングとが嵌合しない場合、前記メス端子と熱的に密接しないコネクタである。
前記放熱経路は、前記オス側ハウジングの内側であって前記オス端子と対向して設けられ、前記放熱経路の始端がある前記弾性部を一端に備えた伝熱部材を含み、該伝熱部材の前記弾性部は、前記オス側ハウジングと前記メス側ハウジングとが嵌合した場合、前記メス端子と熱的に弾性的に密接し、一方、前記オス側ハウジングと前記メス側ハウジングとが嵌合しない場合、前記メス端子と熱的に密接しないこととしてもよい。
前記オス側ハウジングは、金属製で、且つ、前記機器と熱的に接続され、前記放熱経路は、該放熱経路の末端がある前記オス側ハウジングと、前記オス側ハウジングの内側であって前記オス端子と対向し前記オス側ハウジングと熱的に密接するように設けられ、前記放熱経路の始端がある前記弾性部を一端に備えた伝熱部材と、からなり、該伝熱部材の前記弾性部は、前記オス側ハウジングと前記メス側ハウジングとが嵌合した場合、前記メス端子と熱的に弾性的に密接し、一方、前記オス側ハウジングと前記メス側ハウジングとが嵌合しない場合、前記メス端子と熱的に密接せず、前記伝熱部材の他端は、前記オス側ハウジングと熱的に密接することとしてもよい。
前記オス側ハウジングは、前記機器に固定されるフランジ部を備え、該フランジ部を介して、前記オス側ハウジングと前記機器が熱的に接続されてもよい。
前記伝熱部材は、前記オス側ハウジングの内面に嵌合方向に沿って設けられ前記オス側ハウジングに接触して熱的に密接するハウジング接触部と、該ハウジング接触部から前記オス端子側に突出し、前記オス側ハウジングと前記メス側ハウジングとを嵌合したときに、前記メス端子に弾性的に接触して熱的に密接する前記弾性部とからなり、前記弾性部は、前記ハウジング接触部の嵌合方向先端部から前記オス端子側に突出する支持部と、該支持部の前記オス端子側の端部から嵌合方向後方かつ前記オス端子側に斜めに延びる板状の板バネ部とからなり、前記オス側ハウジングと前記メス側ハウジングとを嵌合したときに、前記支持部は前記メス端子に接触せず、前記板バネ部のみが前記メス端子の底面に弾性的に接触することとしてもよい。
前記オス端子は、底部と該底部の両側から上方に延びる側壁部とからなり、前記メス端子は、略角筒状に形成されると共に、該メス端子内に前記オス端子を挿入した際に、前記オス端子の底部を前記メス端子の底面側に押し付けて挟持する挟持手段を備え、前記伝熱部材の前記弾性部は、前記オス側ハウジングと前記メス側ハウジングとが嵌合した場合、前記メス端子の底面に弾性的に接触して、熱的に密接するようにされてもよい。
前記側壁部の少なくとも先端部の前面、外側側面、上面、及び下面を覆うように絶縁部を設けると共に、前記オス端子の底面側に、前記オス側ハウジングから前記オス端子側に突出するように前記伝熱部材を設け、これら絶縁部と伝熱部材とで、前記オス端子への異物の接触を抑止するための接触抑止手段を構成してもよい。
前記伝熱部材は、前記オス端子の前記底部の幅とほぼ同じ幅に形成されてもよい。
前記絶縁部は、前記オス端子の先端から突出するように形成されてもよい。
前記接触抑止手段は、前記オス端子の上方の前記オス側ハウジングから前記オス端子側に突出する突起部をさらに備えてもよい。
前記オス端子と該オス端子の上方の前記オス側ハウジングとの間の距離が、前記オス端子への異物の接触を抑止する程度の距離となるようにされてもよい。
前記底部の先端部の中央部に、凹部を形成してもよい。
本発明によれば、オス側コネクタとメス側コネクタにおける挿抜性の低下を抑えつつ、通電部分で発生した熱を放熱する放熱経路をオス側コネクタ側に設けることができる。
本発明の一実施形態に係るコネクタを用いた電力ハーネスの斜視図である。 (a),(b)は、図1の電力ハーネスにおけるオス側コネクタとメス側コネクタの嵌合を説明する側面図である。 本発明の一実施形態に係るコネクタにおいて、オス側コネクタのオス側ハウジングの内部を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係るコネクタにおけるオス端子の斜視図である。 本発明の一実施形態に係るコネクタにおけるゴムキャップの装着を説明するための断面図である。 図3の6A−6A線断面図である。 図3の7A−7A線断面図である。 本発明の一実施形態に係るコネクタにおける伝熱部材を示す図であり、(a)は斜視図、(b)は側面図である。 本発明の一実施形態に係るコネクタにおいて、オス側コネクタとメス側コネクタとを嵌合させたときの断面斜視図である。 図9のB部拡大図である。 オス側コネクタとメス側コネクタとを嵌合させたときのメス端子と伝熱部材との接触状態を説明する図であり、(a)は斜視図、(b)は側面図である。 本発明の一変形例に係るコネクタにおける伝熱部材を示す図であり、(a)は斜視図、(b)は側面図、(c)はオス側コネクタとメス側コネクタとを嵌合させたときのメス端子と伝熱部材との接触状態を説明する斜視図である。 本発明の一変形例に係るコネクタにおける伝熱部材を示す図であり、(a)は斜視図、(b)は側面図、(c)はオス側コネクタとメス側コネクタとを嵌合させたときのメス端子と伝熱部材との接触状態を説明する斜視図である。 本発明の一変形例に係るコネクタにおける、オス側インナーハウジングの斜視図である。 本発明の一変形例に係るコネクタにおける、オス端子と機器側オス端子の斜視図である。
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面にしたがって説明する。
図1は、本実施形態に係るコネクタを備えた電力ハーネスの斜視図である。
図1に示すように、電力ハーネス1は、ケーブル22の少なくとも一端にコネクタ2を設けたものである。
コネクタ2は、図示しないモータ、インバータ、バッテリ等の機器に接続され、当該機器に接続されオス端子5(図3参照)とオス端子5を収容するオス側ハウジング13とを備えたオス側コネクタ3と、ケーブル22と電気的に接続されたメス端子6とメス端子6を収容するメス側ハウジング21とを備えたメス側コネクタ4とからなる。オス端子5とメス端子6は、例えば、銅または銅合金からなる。
電力ハーネス1は、例えば、有毒ガスの排出を低減でき、大幅な燃料低減効果のあるハイブリッド車(Hybrid Electric Vehicle;以下、HEVという)を駆動するモータとインバータ間の接続に用いられ、HEVのシステムによっては100A以上の大電流が通電されるものである。
メス側コネクタ4は、略直線状に配置された3個(3極)のメス端子6と、メス端子6を収容するメス側ハウジング21と、各メス端子6をメス側ハウジング21内に保持する図示しないメス側インナーハウジングとを備える。メス側ハウジング21は、アルミニウムなどの金属からなり、メス側インナーハウジングは絶縁性の樹脂からなる。
メス端子6は、メス側インナーハウジングに設けられた箱状のメス端子ボックス19内に収容される。メス端子ボックス19は、絶縁性の樹脂からなり、その前面にメス端子6の先端部を臨ませるメス端子開口部18が形成されている。また、メス端子ボックス19の底面には、後述する伝熱部材をガイドするための伝熱部材ガイド溝49が形成され、メス端子6の底面、より詳しくは、外側底面の一部がメス端子ボックス19から露出するようにされている。
メス端子6は、横断面視で略角筒状に形成され(図9参照)、その底面を延長した延長部にケーブル22を接続するためのケーブル接続部(図示せず)が形成される。メス端子6に接続されるケーブル22としては、耐熱性及び耐油性に優れたものを用いることが望ましく、例えば、銅やアルミニウムからなる中心導体の外周に、架橋ポリエチレンからなる絶縁層、シールド層、シース層を順次形成したものを用いるとよい。メス端子6の内部には、オス端子5を挿入した際に、オス端子5をメス端子6の底面側に押し付けて挟持する挟持手段が設けられる。挟持手段については後述する。
メス側ハウジング21には、オス側ハウジング13とメス側ハウジング21とを嵌合させる際に、オス側ハウジング13の側面に形成された突起からなるスライド軸10をガイドするためのスライド直線溝12が形成されている。また、メス側ハウジング21には、回動軸7を中心に回動自在に回動レバー8が設けられている。
回動レバー8には、図2(a)に示すように、回動レバー8を前方(図2(a)では左側)に回動させた解除位置にて、スライド直線溝12に挿入されたスライド軸10を収容し、その状態で、図2(b)に示すように、回動レバー8を後方(図2(b)では右側)に回動させて固定位置とした際に、スライド直線溝12との間でスライド軸10を固定するスライド湾曲溝11が形成されている。
つまり、回動レバー8を解除位置とした状態でオス側ハウジング13をメス側ハウジング21に挿入し、その状態で回動レバー8を固定位置に回動させることで、オス側ハウジング13をメス側ハウジング21に引きつけて、オス側ハウジング13とメス側ハウジング21とを嵌合させることができる。オス側ハウジング13とメス側ハウジング21とを嵌合させることにより、オス端子5とメス端子6が電気的に接続される。メス側ハウジング21には、回動レバー8を固定位置とした状態でロックするためのロック部9が設けられている。
メス側ハウジング21は、その内部に、オス側ハウジング13とメス側ハウジング21とを嵌合した際に、これら両ハウジング13,21間をシールする図示しないシール部材を備えており、オス側ハウジング13とメス側ハウジング21とを嵌合させた状態においては、コネクタ2は防水機能も発揮する。
次に、オス側コネクタ3について説明する。
オス側コネクタ3は、図1及び図3に示すように、少なくとも、略直線状に配置された3個(3極)のオス端子5と、各オス端子5を保持すると共にオス側ハウジング13内の所定の収納空間Aに収容されるオス側インナーハウジング14と、各オス端子5の先端部を臨ませるオス側ハウジング開口部15を形成し各オス端子5及びオス側インナーハウジング14を所定の収納空間Aに収容するオス側ハウジング13とを備える。
各オス端子5は、その先端をオス側ハウジング開口部15に臨ませる一方、その後端部が、円弧状でかつ機器側の突起部(図示せず)と係合する機器接続孔16が形成された板状の機器側オス端子17と接続されている(実際は、オス端子5と機器側オス端子17とは、同じ部材で形成され一体形成となっている、図4参照)。機器側オス端子17は、例えば、機器であるインバータなどに接続される。
オス端子5は、図4に示すように、底部24と底部24の両側から上方に延びる側壁部23とからなり、横断面視で略コの字状に形成される。これは、断面積、表面積を大きくする工夫であり、通電時の発熱軽減、通電時の熱発散性の向上に寄与し、さらには、オス端子5を保持するオス側インナーハウジング14の損傷、変形を抑止するという効果もある。側壁部23は、平面視で後述する挟持手段と接触を避ける位置にある。
側壁部23の前面23aは、底部24の前面24aより前方に位置しており、側壁部23の先端部は、底部24の前面24aより突出するように形成される。また、底部24の先端部24bの両端(両側)には、凹部25が形成されている。これにより、後述するゴムキャップが引っ掛け易くなっている。また、一対の側壁部23の間隔は、指が挿入できない程度である。
オス側ハウジング13は、アルミニウムなどの金属からなり、その内部空間は、所定の収納空間Aを形成している。なお、本実施形態において、所定の収納空間Aとは、オス側インナーハウジング14の機器側オス端子17側から、オス側ハウジング開口部15までの内部空間のことを示す。
オス側ハウジング13の機器側オス端子17に近い外周面には、機器に固定されるフランジ部27が形成される。フランジ部27の四隅には、電気・電子機器に取り付ける際に利用可能な取付孔28が形成されている。このフランジ部27を介して、オス側ハウジング13と機器とが熱的に接続されることとなる。
オス側インナーハウジング14は、絶縁性の樹脂からなり、金型内にインサート品(オス端子5及び機器側オス端子17)を装填した後、樹脂を注入してインサート品を溶融樹脂で包んで固化させ、一体化するインサート成形で製造されている。ここでは、オス側インナーハウジング14の全体がオス側ハウジング13に内蔵されている場合を説明するが、全体が内蔵されていないものであってもよい。
オス側インナーハウジング14には、振動吸収用の振動吸収マット44が貼付されている。これにより、オス側コネクタ3とメス側コネクタ4との嵌合状態が、がたつき難くなる。つまり、嵌合状態の安定性に寄与する。
次に、接触抑止手段について説明する。
オス端子5の側壁部23には、その前面23a、外側側面23b、上面23c、及び下面23d(図4参照)を覆うように、絶縁部としてのゴムキャップ26が装着される。このゴムキャップ26と、後述する伝熱部材50と突起部29とで、オス端子5に手、指などの異物が接触することを抑止する接触抑止手段が構成される。
ゴムキャップ26は、少なくとも、オス端子5の先端からオス側インナーハウジング14に向けて所定範囲を覆うようにされる。本実施形態では、オス端子5の先端からオス側インナーハウジング14に当接する範囲をゴムキャップ26で覆うようにしたが、ゴムキャップ26で覆う範囲はこれより短くてもよく、オス端子5の先端部を覆っていれば十分である場合もある。
ゴムキャップ26は、図5〜7に示すように、オス端子5と同様に長手方向に延びたキャップ本体部40と、キャップ本体部40の先端側に形成されオス端子5の先端部の全体を覆うポケット部41と、キャップ本体部40の後端部に形成されたリード線42とからなる。
側壁部23にゴムキャップ26を装着したとき、ゴムキャップ26の前面は、底部24の前面24aより突出するようにされる。突出させる距離は、指の形状などを考慮して適宜決定するとよい。これにより、オス端子5の底部24の前面24aを覆わなくても、オス端子5の底部24の前面24aに、手、指などの異物を接触し難くすることができる。
ゴムキャップ26をオス端子5に装着する際は、ゴムキャップ26のポケット部41をオス端子5の先端に覆い被せ、リード線42の端部を、オス側インナーハウジング14に形成された孔(図示せず)に通し、オス側インナーハウジング14の反対側からリード線42の端部を出す。そして、孔の反対側から出たリード線42の端部をさらに引っ張り、リード線42の所定箇所に形成された係止部43が孔の反対側より外に出たところで、リード線42を引っ張るのを止める。すると、オス端子5の先端部にゴムキャップ26が引っ張られた状態となる。オス側インナーハウジング14から突出した不要なリード線42の端部は、必要に応じてカットしてもよい。
オス端子5の上方(底部24の上面側)には、オス側ハウジング13からオス端子5側の収納空間Aに突出する突起部29が形成される。突起部29は、各オス端子5に対応して、オス側ハウジング13の内面に沿って、オス側インナーハウジング14からオス側ハウジング開口部15に向けて延びるように、オス側インナーハウジング14に設けられる。突起部29は断面視で略コの字状に形成され、その開放側がオス側ハウジング13で塞がれるように構成される。
突起部29は、そのオス端子5と対向する対向面39が、オス端子5の底部24と略平行となるように形成される。オス端子5と突起部29の対向面39との間は、成人の指を横にした状態であっても、侵入できない程度の距離、具体的には、5〜7mm程度離れるようにされる。
また、突起部29は、例えば、図6に示すように、その先端(オス側ハウジング開口部15側の端部の前面)が、オス端子5の先端(底部24の前面24a)とほぼ並ぶように形成されており、例えば、図3に示すように、その幅(正面視で左右方向の幅)は、オス端子5の幅とほぼ同じ幅に形成される。これにより、ゴムキャップ26が装着されていない部分のオス端子5に、オス端子5の上方(底部24の上面側)から、手、指などの異物が接触し難くなる。
次に、本発明の要部である放熱経路について説明する。
本実施形態に係るコネクタ2では、オス側コネクタ3に、オス端子5とメス端子6からの熱を、その末端より外部に、より詳しくは、機器に放熱するための放熱経路を形成している。本実施形態では、放熱経路の始端は、メス端子6を押圧するために弾性的に形成された弾性部52を設け、オス側ハウジング13とメス側ハウジング21とが嵌合した場合、メス端子6と熱的に弾性的に密接し、一方、オス側ハウジング13とメス側ハウジング21とが嵌合しない場合、メス端子6と熱的に密接しないことを特徴としている。
しかして、本実施形態における放熱経路は、オス側ハウジング13の内側であってオス端子5と対向して設けられる弾性部52を備えた伝熱部材50と、オス側ハウジング13とからなり、オス側ハウジング13に放熱経路の末端が位置し、伝熱部材50(弾性部52)に放熱経路の始端が位置している。
伝熱部材50は、伝熱部材50の一部であるオス側インナーハウジング14がオス側ハウジング13と熱的に密接するように設けられ、かつ、その弾性部52が、オス側ハウジング13とメス側ハウジング21とを嵌合したときに、メス端子6と熱的に弾性的に密接するように設けられる。なお、本実施形態においては、オス側インナーハウジング14を伝熱部材50の一部として機能させているが、この場合に限らず、例えば、オス側インナーハウジング14をオス側ハウジング13と熱的に密接させず、伝熱部材50を直接、オス側ハウジング13と熱的に密接するように設けるようにしても良い。
より具体的には、伝熱部材50は、図3に示すように、各オス端子5に対応して、オス端子5の底面側(底部24の下面側)のオス側ハウジング13の内面に沿って、オス側インナーハウジング14からオス側ハウジング開口部15に向けて延びるように、オス側インナーハウジング14に設けられる。伝熱部材50は、その先端(オス側ハウジング開口部15側の端部の前面)が、オス端子5の先端(底部24の前面24a)とほぼ並ぶように形成される。
伝熱部材50は、オス側ハウジング13の内面に嵌合方向に沿って設けられオス側ハウジング13に接触して熱的に密接するハウジング接触部51と、ハウジング接触部51から上方(オス端子5側)に突出し、オス側ハウジング13とメス側ハウジング21とを嵌合したときに、メス端子6の底面に弾性的に接触して熱的に密接する弾性部52とからなる。
伝熱部材50のハウジング接触部51は、断面視で略コの字状に形成され、その開放側がオス側ハウジング13で塞がれるように構成され、そのオス端子5と対向する対向面53が、オス端子5の底部24と略平行となるように形成される。また、ハウジング接触部51は、その幅(正面視で左右方向の幅)が、オス端子5の幅とほぼ同じ幅に形成される。
オス端子5とハウジング接触部51の対向面53との間は、オス端子5と対向面53との間に、成人の指を横にした状態であっても、侵入できない程度の距離(5〜7mm程度)離れるようにされる。これにより、ゴムキャップ26が装着されていない部分のオス端子5に、オス端子5の下方(底部24の下面側)から、手、指などの異物が接触し難くなる。つまり、伝熱部材50のハウジング接触部51は、突起部29と同様の役割を果たす。
伝熱部材50の弾性部52は、ハウジング接触部51の対向面53からオス端子5側に突出するように、ハウジング接触部51と一体に形成される。本実施形態では、正面視でハウジング接触部51の対向面53の中央部からオス端子5側に突出するように弾性部52を形成した。
図3および図8(a),(b)に示すように、伝熱部材50の弾性部52は、ハウジング接触部51の嵌合方向先端部(オス側ハウジング開口部15側の端部)からオス端子5側に突出する支持部52aと、支持部52aのオス端子5側の端部から嵌合方向後方かつオス端子5側に斜めに延びる板状の板バネ部52bとからなる。
支持部52aの上面(オス端子5側の面)と、板バネ部52bの上面(オス端子5側の面)とは、連続した平坦な斜面となるよう形成されており、オス側ハウジング13とメス側ハウジング21とを嵌合したときに、支持部52aはメス端子6に接触せず、板バネ部52bのみがメス端子6の底面に弾性的に接触するようにされている。
より具体的には、図8(b)に示すように、支持部52aの上方には、両ハウジング13,21を嵌合する際に支持部52aがメス端子6に接触しないようクリアランスdが設けられており、両ハウジング13,21を嵌合する際には、メス端子6の先端が、板バネ部52bの先端部(支持部52a側の端部)52cにて弾性部52に接触するようにされている。つまり、板バネ部52bの先端部52cより後方の上面が、メス端子6と接触する端子接触面(接触エリア)54となる。なお、図8(b)では、両ハウジング13,21を嵌合した際におけるメス端子6の底面の位置を破線で表している。
また、支持部52aの先端上部(図8(b)では左上側の部分)52dは面取りがなされ、丸みを帯びた形状とされている。
このように構成することで、メス端子6の底面(底壁)をオス端子5と伝熱部材50との間に挿入することが容易となり、オス側コネクタ3とメス側コネクタ4における挿抜性を向上することが可能となる。
なお、本実施形態においては、ハウジング接触部51は、オス側ハウジング13の内面に接触して熱的に密接しているが、上述したように、オス側インナーハウジング14が伝熱部材50の一部として機能しているような場合、オス側インナーハウジング14でもオス側ハウジング13と熱的に密接しているため、放熱経路を形成する上で、ハウジング接触部51でのオス側ハウジング13との密接は、必要条件ではない場合がある。
伝熱部材50は、高熱伝導絶縁材料からなる。高熱伝導絶縁材料としては、例えば、シリカフィラーを絶縁性の樹脂に混合したものが挙げられる。伝熱部材50は、オス側インナーハウジング14と一体に形成されてもよいし、別体としてオス側インナーハウジング14に取り付けるようにしてもよい。オス側インナーハウジング14も高熱伝導絶縁材料で形成するとよい。
図9に、オス側ハウジング13とメス側ハウジング21とを嵌合させたときの断面斜視図を、図10にそのB部拡大図を示す。また、図11(a),(b)にオス側ハウジング13とメス側ハウジング21とを嵌合させたときのメス端子6と伝熱部材50の接触状態を説明する図を示す。なお、図11(a),(b)では、メス端子6の上面(上壁)を省略すると共に、メス端子6の角部が、図9等とは相違し、角張った形状としデフォルメされている。(図12(c)、図13(c)も同様)。
図9〜11に示すように、オス側ハウジング13とメス側ハウジング21とを嵌合させると、伝熱部材50の弾性部52は、メス端子ボックス19の伝熱部材ガイド溝49に挿入され、その板バネ部52bの先端部52cがメス端子6の底面と接触し、板バネ部52bの後方が押し下げられつつ挿入される。これにより、板バネ部52bの上面(端子接触面54)が、露出したメス端子6の底面に弾性的に接触して、メス端子6と伝熱部材50とが熱的に密接する。
オス側ハウジング13には、突起部29と突起部29の間、および伝熱部材50と伝熱部材50の間で、所定の収納空間Aの内側に向かって突出しているガイド片36が形成されており、ガイド片36は、メス側コネクタ4内に形成されたガイド溝37に係合し、オス側ハウジング13とメス側ハウジング21とをスムーズに嵌合させることで、オス端子5とメス端子6とがスムーズに接続されるように構成されている。
また、メス端子6は、メス端子6の内側の底面部30に形成され、複数の凸部31を含むディンプル部33と、オス端子5の底部24をディンプル部33に向けて押圧するバネ部32とからなる挟持手段を備えている。凸部31は、オス端子5をメス端子6内に挿入した際に、ゴムキャップ26が底面部30と接触しないように、その高さが調節される。これにより、オス端子5をメス端子6内に挿入すると、オス端子5の底部24がバネ部32により凸部31に押し付けられ、オス端子5をメス端子6内に保持すると共に、オス端子5とメス端子6とが電気的に接続される。つまり、メス端子6の底面側がオス端子5とメス端子6の接触部分(通電部分)となる。
すなわち、コネクタ2では、オス側ハウジング13とメス側ハウジング21とを嵌合させると、メス端子6の底面側でオス端子5とメス端子6が接触すると共に、メス端子6の底面と伝熱部材50とが弾性的に接触する。これにより、オス側コネクタ3とメス側コネクタ4における挿抜性の低下を抑えつつ、オス端子5とメス端子6からの熱を、伝熱部材50を介してオス側ハウジング13に放熱する放熱経路を形成することが可能となる。
したがって、オス側ハウジング13のフランジ部27を機器に取り付けることで、オス側ハウジング13と機器とを熱的に密接させ、オス端子5とメス端子6からの熱を、伝熱部材50、オス側ハウジング13、フランジ部27を介して機器側に放熱することが可能となる。即ち、放熱経路の末端は、オス側ハウジング13の一部であるフランジ部27に位置していることになる。なお、オス端子5とメス端子6からオス側ハウジング13に伝熱された熱の一部は、従来のコネクタと同様に、メス側ハウジング21を介して外部に放熱されることになる。
本実施形態の作用を説明する。
本実施形態に係るコネクタ2では、オス側コネクタ3に、オス端子5とメス端子6からの熱を、オス側ハウジング13を介して機器側に放熱するための伝熱部材50を設けている。
そして、放熱経路を構成する伝熱部材50には、当該放熱経路の始端が位置しており、該放熱経路の始端がある伝熱部材50の一端(弾性部52)は、オス側ハウジング13とメス側ハウジング21とが嵌合した場合、メス端子6と熱的に弾性的に密接し、一方、オス側ハウジング13とメス側ハウジング21とが嵌合しない場合、メス端子6と熱的に密接しないという構成となっている。
これにより、オス側コネクタ3とメス側コネクタ4における挿抜性の低下を抑えつつ、オス端子5とメス端子6からの熱を、伝熱部材50を介してオス側ハウジング13に放熱する放熱経路を形成することが可能となる。
したがって、例えば、オス側コネクタ3を放熱機構や冷却機構を備える機器と接続する場合、コネクタ2の放熱性を大きく向上させることが可能となる。
また、コネクタ2では、伝熱部材50を、オス側ハウジング13と熱的に密接するように設けると共に、オス側ハウジング13とメス側ハウジング21とを嵌合したときに、メス端子6と熱的に弾性的に密接するように設けているため、オス側コネクタ3とメス側コネクタ4の挿抜性を確保しつつ、オス側ハウジング13とメス側ハウジング21とを嵌合させたときに、放熱経路を完成させることが可能となる。
さらに、コネクタ2では、伝熱部材50を、オス側ハウジング13とメス側ハウジング21とを嵌合させたときに、オス端子5との接触部分であるメス端子6の底面に弾性的に接触するように構成している。
これにより、特に発熱量の多いオス端子5とメス端子6の接触部分に直接伝熱部材50を接触させることが可能となるため、放熱経路における熱のパスを短くすることができ、オス端子5とメス端子6の接触部分で発生した熱を、効率よく放熱することが可能となる。
また、コネクタ2では、オス端子5の側壁部23の前面23a、外側側面23b、上面23c、及び下面23dを覆うゴムキャップ26と、オス端子5の底部24の下面側に設けた伝熱部材50と、底部24の上面側に設けた突起部29とで、接触抑止手段を構成している。
ゴムキャップ26の前面を底部24の前面24aより突出させることで、オス端子5の底部24の前面24aに手、指などの異物が接触してしまうことを抑止でき、伝熱部材50と突起部29により、底部24の上面や下面に異物が接触してしまうことを防止できる。
上記実施形態では、伝熱部材50として、正面視でハウジング接触部51の対向面53の中央部からオス端子5側に突出するように1つの弾性部52を形成したものを用いたが、図12(a)〜(c)に示すように、弾性部111を複数(図12では2つ)形成した伝熱部材110を用い、それぞれの板バネ部112をメス端子6の底面に弾性的に接触させるようにしてもよい。
また、図13(a)〜(c)に示すように、ハウジング接触部51の対向面53全体に弾性部113を形成した伝熱部材114を用い、弾性部113の板バネ部115をメス端子6の底面に弾性的に接触させるようにしてもよい。これにより、伝熱部材50とメス端子6との接触面積を大きくすることが可能となり、放熱性をより向上させることが可能となる。
また、上記実施形態では、ハウジング接触部51を略コの字状に形成したが、これに限られず、例えば、ハウジング接触部51を充実した略直方体状に形成してもよい。これにより、オス側ハウジング13と伝熱部材50の接触面積を大きくすることが可能となり、放熱性をより向上させることが可能となる。
上記実施形態では、伝熱部材50を高熱伝導絶縁材料で形成したが、これに限られず、例えば、メス端子6と接触する部分のみを高熱伝導絶縁材料で形成し、それ以外の部分を金属で形成するようにしてもよいし、金属からなる母材に高熱伝導絶縁材料を被覆して伝熱部材50を構成するようにしてもよい。この場合、メス端子6と金属との間で容量結合などが発生しないように、高熱伝導絶縁材料で形成する部分の厚さを適宜調整し、メス端子6と金属で形成される部分との距離を調整するようにすればよい。
また、上記実施形態では、絶縁部としてゴムキャップ26を用い、このゴムキャップ26でオス端子5の側壁部23を覆うようにしたが、図14に示すように、オス側インナーハウジング14と一体に形成されたカバー部45を絶縁部として用いるようにしてもよい。カバー部45は、オス側インナーハウジング14をインサート成形により形成する際に、同時に形成される。これにより、ゴムキャップ26を用いた場合の装着作業を無くすことができ、製造効率を向上させることができる。なお、カバー部45は、ゴムキャップ26と基本的に同じ形状に形成されるが、ゴムキャップ26のようなポケット部41は存在しない。
絶縁部としてオス側インナーハウジング14と一体に形成されたカバー部45を用いる場合、オス端子5の側壁部23の前面23aを所定の厚さの絶縁性の樹脂で覆うことができるので、図15に示すように、オス端子5の先端部において、底部24より側壁部23が突出しないようにオス端子5を形成することができる。さらに、底部24の前面24aの略中央部に凹部46を形成すると、さらにオス端子5の底部24に異物を触れ難くすることもできる。
また、上記実施形態では、オス端子5の上方に突起部29を設け、オス端子5の上方から異物が接触してしまうことを抑止したが、突起部29を省略し、オス端子5とオス端子5の上方のオス側ハウジング13との間の距離を、異物の接触を抑止する程度の距離となるように構成してもよい。
上記実施形態では、オス端子5およびメス端子6をそれぞれ3個備えた、所謂「三極型コネクタ」の場合を説明したが、これに限らず、例えば、オス端子5およびメス端子6をそれぞれ1個備えた、所謂「単極型コネクタ」に対しても適用することができる。
また、上記実施形態では、オス端子5を断面視で略コの字状に形成したが、別の形状であってもよい(例えば、直線状など)。
さらに、上記実施形態では、伝熱部材50と突起部29をオス側インナーハウジング14に設ける場合を説明したが、オス側ハウジング13側に設けるようにしてもよい。この場合、伝熱部材50と突起部29をオス側ハウジング13と一体に形成するようにしてもよいし、オス側ハウジング13と別体としてオス側ハウジング13に取り付けるようにしてもよい。
また、上記実施形態では、オス側ハウジング13とメス側ハウジング21との嵌合状態にかかわらず、伝熱部材50をオス側ハウジング13と熱的に密接させ、放熱経路の末端(終端)をオス側ハウジング13に位置させていたが、直接、機器に伝熱部材50(オス側インナーハウジング14)を熱的に密接させても良い。この場合、放熱経路の末端(終端)は、伝熱部材50(オス側インナーハウジング14)に位置することになる。
このように、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更を加え得ることは勿論である。
1 電力ハーネス
2 コネクタ
3 オス側コネクタ
4 メス側コネクタ
5 オス端子
6 メス端子
8 回動レバー
13 オス側ハウジング
14 オス側インナーハウジング
21 メス側ハウジング
22 電線
50 伝熱部材
52 弾性部

Claims (12)

  1. 機器に接続され、オス端子を収容するオス側ハウジングを備えたオス側コネクタと、ケーブルと電気的に接続されたメス端子を収容するメス側ハウジングを備えたメス側コネクタとからなり、前記オス側ハウジングと前記メス側ハウジングとを嵌合させることにより、前記オス端子と前記メス端子とを接続するコネクタにおいて、
    前記オス側コネクタに、前記オス端子と前記メス端子からの熱を、その末端より外部に放熱するための放熱経路を形成し、
    該放熱経路の始端は、前記メス端子を押圧するために弾性的に形成された弾性部を設け、前記オス側ハウジングと前記メス側ハウジングとが嵌合した場合、前記メス端子と熱的に弾性的に密接し、一方、前記オス側ハウジングと前記メス側ハウジングとが嵌合しない場合、前記メス端子と熱的に密接しないことを特徴とするコネクタ。
  2. 前記放熱経路は、前記オス側ハウジングの内側であって前記オス端子と対向して設けられ、前記放熱経路の始端がある前記弾性部を一端に備えた伝熱部材を含み、
    該伝熱部材の前記弾性部は、前記オス側ハウジングと前記メス側ハウジングとが嵌合した場合、前記メス端子と熱的に弾性的に密接し、一方、前記オス側ハウジングと前記メス側ハウジングとが嵌合しない場合、前記メス端子と熱的に密接しないことを特徴とする請求項1記載のコネクタ。
  3. 前記オス側ハウジングは、金属製で、且つ、前記機器と熱的に接続され、
    前記放熱経路は、該放熱経路の末端がある前記オス側ハウジングと、前記オス側ハウジングの内側であって前記オス端子と対向し前記オス側ハウジングと熱的に密接するように設けられ、前記放熱経路の始端がある前記弾性部を一端に備えた伝熱部材と、からなり、
    該伝熱部材の前記弾性部は、前記オス側ハウジングと前記メス側ハウジングとが嵌合した場合、前記メス端子と熱的に弾性的に密接し、一方、前記オス側ハウジングと前記メス側ハウジングとが嵌合しない場合、前記メス端子と熱的に密接せず、
    前記伝熱部材の他端は、前記オス側ハウジングと熱的に密接することを特徴とする請求項1記載のコネクタ。
  4. 前記オス側ハウジングは、前記機器に固定されるフランジ部を備え、該フランジ部を介して、前記オス側ハウジングと前記機器が熱的に接続される請求項3記載のコネクタ。
  5. 前記伝熱部材は、前記オス側ハウジングの内面に嵌合方向に沿って設けられ前記オス側ハウジングに接触して熱的に密接するハウジング接触部と、該ハウジング接触部から前記オス端子側に突出し、前記オス側ハウジングと前記メス側ハウジングとを嵌合したときに、前記メス端子に弾性的に接触して熱的に密接する前記弾性部とからなり、
    前記弾性部は、前記ハウジング接触部の嵌合方向先端部から前記オス端子側に突出する支持部と、該支持部の前記オス端子側の端部から嵌合方向後方かつ前記オス端子側に斜めに延びる板状の板バネ部とからなり、
    前記オス側ハウジングと前記メス側ハウジングとを嵌合したときに、前記支持部は前記メス端子に接触せず、前記板バネ部のみが前記メス端子の底面に弾性的に接触する請求項2〜4いずれかに記載のコネクタ。
  6. 前記オス端子は、底部と該底部の両側から上方に延びる側壁部とからなり、
    前記メス端子は、略角筒状に形成されると共に、該メス端子内に前記オス端子を挿入した際に、前記オス端子の底部を前記メス端子の底面側に押し付けて挟持する挟持手段を備え、
    前記伝熱部材の前記弾性部は、前記オス側ハウジングと前記メス側ハウジングとが嵌合した場合、前記メス端子の底面に弾性的に接触して、熱的に密接するようにされる請求項2〜5いずれかに記載のコネクタ。
  7. 前記側壁部の少なくとも先端部の前面、外側側面、上面、及び下面を覆うように絶縁部を設けると共に、前記オス端子の底面側に、前記オス側ハウジングから前記オス端子側に突出するように前記伝熱部材を設け、これら絶縁部と伝熱部材とで、前記オス端子への異物の接触を抑止するための接触抑止手段を構成する請求項6記載のコネクタ。
  8. 前記伝熱部材は、前記オス端子の前記底部の幅とほぼ同じ幅に形成される請求項7記載のコネクタ。
  9. 前記絶縁部は、前記オス端子の先端から突出するように形成される請求項7または8記載のコネクタ。
  10. 前記接触抑止手段は、前記オス端子の上方の前記オス側ハウジングから前記オス端子側に突出する突起部をさらに備える請求項7〜9いずれかに記載のコネクタ。
  11. 前記オス端子と該オス端子の上方の前記オス側ハウジングとの間の距離が、前記オス端子への異物の接触を抑止する程度の距離となるようにされる請求項7〜9いずれかに記載のコネクタ。
  12. 前記底部の先端部の中央部に、凹部を形成する請求項7〜11いずれかに記載のコネクタ。
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