JP2015225714A - コネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】ロック機構によりオス端子を変形させ接点を形成してメス端子との間の接触抵抗を低減できるコネクタを提供する。
【解決手段】オスハウジング４の上側に別体に配置された樹脂製の第１アーム１０と、オスハウジング４内に第１アーム１０に一体に弾性率の高い金属部材からなるロック端子１１とが移動可能に設けられる。第１アーム１０の先端に第１爪部１２が設けられ、樹脂製のメスハウジング５の上側に第１凹部１３が設けられる。第１アーム１０を挿入方向に移動させていくと、第１爪部１２が樹脂の弾性により第１凹部１３に係合して、ロック端子１１が固定される。弾性率の高いロック端子１１によりオス側接点部８が押圧されることで、メス側接点部９とロック端子１１先端部とに押し付けられたオス側接点部８が変形する。ロック端子１１を押し込んだ際に、メス側接点部９の両端が拡がらないように保持部１７の傾斜面によりメス側接点部９が保持される。
【選択図】図３

Description

本発明は、コネクタに関し、特に、オス・メス端子が接触し導通する接点構造を備えたコネクタに関するものである。

従来、車両に搭載されるＥＣＵ（電子制御ユニット）と車両信号あるいは外部電源との間の接続や、ＥＣＵ内部での信号や電源接続に複数の端子を有したコネクタが用いられている。このコネクタには、オス側およびメス側コネクタを結合する際、導電性を有するオス端子とメス端子とが嵌合し、両端子の接触部分が電気的に導通する接点を備えたコネクタ端子が多く用いられている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１では、これらのコネクタ端子の接点は、メス端子の対向するコンタクトばねがオス端子のコンタクトピンを挟持し、押圧力により接触することにより接点を形成する構造となっている。オス端子には、四角柱形状のコンタクトピンの先端にテーパ部が形成されている。一方、メス端子には、オス端子の挿入時にコンタクトピンの上面と下面とを挟持する一対の接触部がコンタクトばねに形成されている。このオス・メス端子を有する多ピン型のコネクタにおいて、オス・メス端子を嵌合接続させ、オス側およびメス側コネクタを結合している。

特開平８−１２４６３３号公報

ところで、ＥＣＵの信頼性を確保して効率よく動作させるためには、コネクタのオス端子とメス端子との間の接触抵抗を低減する必要がある。特に、ＥＣＵの電源端子やモータ出力端子等の大電流が流れる部分に使用されるコネクタは、発熱を抑えるために更に接触抵抗を小さくすることが要求される。
しかしながら、従来のコネクタ端子の接点構造においては、接触抵抗を小さくするために接点部分の形状変更等により接点に発生する挿抜荷重（押圧力）を増加させ、接触圧を大きくすることが行なわれている。

これにより、コネクタの接触信頼性は向上するが挿抜荷重が増加するため、車両に搭載されるＥＣＵの低挿入力の要求値を満足できない場合がある。したがって、コネクタの挿抜荷重を増加させずに接触抵抗を小さくして、コネクタ端子間の接触を確実に確保できるコネクタの接点構造が望まれている。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、ロック機構によりオス端子を変形させ接点を形成してメス端子との間の接触抵抗を低減できるコネクタを提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、コネクタにおいて、先端に略Ｖ字状に閉じるオス側接点部が形成されたオス端子がオスハウジングに収容されたオスコネクタと、先端が略Ｖ字状に開いて前記オス端子を挟持可能な一対の対向する面を有するメス側接点部が形成されたメス端子がメスハウジングに収容され、前記オスコネクタが挿入嵌合され電気的に接続されるメスコネクタと、を備え、前記オスコネクタは、前記オスハウジングの外側面から突出するとともに先端に爪部を設けたアームと、前記アームと一体に形成されて前記オスハウジングに収容され、先端が略Ｖ字状に閉じたロック端子とからなり、挿入方向に移動可能に設けられたロック機構を有し、前記オス側接点部は、前記アームを挿入方向に移動させ、前記爪部が前記メスハウジングの外側面の凹部に係合して固定されたときに、前記ロック端子により内側から押圧され前記メス側接点部に押し付けられて変形し、前記メス側接点部に接触していることを要旨とする。

上記構成によれば、ロック機構のアームを操作してロック端子を移動させることにより、オス端子の先端のオス側接点部がロック端子に押圧され、ロック端子とメス端子の先端のメス側接点部とに接触して接点が形成される。このとき、オス側接点部はロック端子によりメス側接点部に押し付けられて変形するため、オス端子はメス端子に密着して接触する。これにより、オス側・メス側接点部間の確実な接触を確保することができ、オス・メス端子間の接触抵抗の低減およびコネクタを搭載したＥＣＵの効率向上が可能になる。また、コネクタ嵌合時の挿抜力（特に、挿入力）を小さくでき、ＥＣＵの組付性を向上させることができる。さらに、端子間の接触抵抗が小さくなることで、従来コネクタを使用できなかった大電流が流れる部位にもコネクタを使用できるようになるため、ＥＣＵの小型化が可能になる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のコネクタにおいて、前記メス側接点部は、前記ロック端子を前記挿入方向に押し込むことにより挟持方向に拡がり、前記メスハウジングの開口部の内側に設けられた保持部の開口端に向かって幅が狭くなる傾斜面に当接し保持されることを要旨とする。

上記構成によれば、ロック端子を挿入方向に押し込みオス側接点部をメス側接点部に押し付けた際に、メスハウジング側に形成された保持部の傾斜面でメス側接点部を支えることにより、メス端子が挟持方向に拡がるのを抑えることができる。これにより、オス・メス端子を確実に嵌合接触させることができるため、オス・メス端子間の接触抵抗の低減およびコネクタを搭載したＥＣＵの効率向上が可能になる。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のコネクタにおいて、前記ロック端子は、前記オス端子よりも弾性率の高い部材により形成されていることを要旨とする。

上記構成によれば、ロック端子はオス端子よりも高硬度で弾性率の高い部材により形成されているため、ロック端子のばね弾性による押圧力によりオス端子を容易に変形させることができる。これにより、オス・メス端子を確実に嵌合接触させることができるため、オス・メス端子間の接触抵抗の低減およびコネクタを搭載したＥＣＵの効率向上が可能になる。

本発明によれば、ロック機構によりオス端子を変形させ接点を形成してメス端子との間の接触抵抗を低減できるコネクタを提供できる。

本発明の一実施形態に係るオス・メス端子を収容したコネクタの概略構成を示す図。 図１のコネクタのハウジング結合時のオス・メス端子の嵌合部分を正面から見た断面図。 図１のコネクタのハウジングロック時のオス・メス端子の嵌合部分を正面から見た断面図。

以下、本発明の実施形態について、図に基づいて具体的に説明する。
なお、以下の説明において、挟持方向とは図中、上下方向を指し、挿入方向とは図中、左右方向を指す。

図１は、本発明の一実施形態に係るオス・メス端子６，７を収容したコネクタ１の概略構成を示す図である。コネクタ１は、例えば車両に搭載されるＥＣＵ（電子制御ユニット）と各種センサの車両信号および外部電源との接続や、ＥＣＵ内部での信号および電源接続用として用いられる。

図１に示すように、コネクタ１は、一対のオスコネクタ２および相手側のメスコネクタ３により構成される。本実施形態のオスコネクタ２は、オス端子６と樹脂製のオスハウジング４とからなるワイヤーハーネス用コネクタであり、メスコネクタ３は、メス端子７と樹脂製のメスハウジング５とからなる基板用コネクタである。コネクタ端子は、それぞれオス端子６がオスコネクタ２のオスハウジング４内に保持され、メス端子７がメスコネクタ３のメスハウジング５内に保持されている。メスハウジング５に相手側のオスハウジング４が挿入嵌合され（図中、矢印方向）、オス端子６とオス端子６を挟持可能に配置されたメス端子７とが密着して接触する構造を有している。

オス端子６は、母材が銅系材料（例えば、銅または銅合金）からなる導電性部材の断面が長方形の角線により構成されている。オス端子６の一端側には、略Ｖ字状に閉じたオス側接点部８が形成されてオスハウジング４内に保持されている。一方、オス端子６の他端側（図中、右側のオスハウジング４の底面側）には、図示しない外部センサ等からの複数本の信号線を含むワイヤーハーネス２０が接続されている。

オスコネクタ２には、ロック機構が設けられ、オスハウジング４の上側の外側面から突出した樹脂製の第１アーム１０と第１アーム１０と一体に屈曲して形成されオスハウジング４内に収容されたロック端子１１とで構成されている。ロック機構は、挿入方向（図中、矢印方向）に移動可能に設けられている。ロック端子１１は、母材が高硬度で弾性率がオス端子６より高い金属部材が使用される。ロック端子１１は、先端部が略Ｖ字状に閉じて折り曲げられ、オス・メスコネクタ２，３を結合する際に、第１アーム１０を操作（図中、左方向）することにより、ロック端子１１の先端部が移動し、ばね弾性によりオス側接点部８に接触して押圧する。なお、オス端子６およびロック端子１１は、平板状部材をプレス加工により平角状またはタブ状（平刃形状）に形成されている。

メス端子７の一端側には、メスハウジング５の前方（図中、右側）の開口側に向って対向する一対（２枚）の板状のバネ片（以下、板バネという）からなるメス側接点部９が形成されて、メスハウジング５内に保持されている。２枚の板バネは、溶接により接合されている。挿入方向に対面するオス側接点部８と電気的に導通するメス側接点部９を含むメス端子７は、母材が銅系材料（例えば、銅または銅合金）からなる平板状の導電性部材により形成されている。折り曲げられてメスハウジング５から突出したメス端子７の他端側は上方（図中、矢印方向）へ延びて、基板１８に貫通して形成された、例えば長円形のスルーホール１９に挿入され、はんだ付けが行なわれて基板１８に固定されている。

以上のように、メス側接点部９、オス側接点部８、およびロック端子１１により形成される接点を設け、ロック端子１１とメス端子７との間に配置されたオス端子６を押圧することによりオス端子６が変形させられ、確実にメス端子７に接触させることができる。これにより、オス端子６とメス端子７との確実な嵌合接触を確保し、電気的に良好な導通状態とすることが可能になる。

次に、オスコネクタ２およびメスコネクタ３からなるコネクタ１の結合方法について説明する。
図２は、図１のコネクタ１のオス・メスハウジング４，５結合時のオス・メス端子６，７の嵌合部分を正面から見た断面図である。なお、正面とはコネクタ端子の嵌合部分が見える方向を指す。

図２に示すように、コネクタ端子は、嵌合部分としてオス端子６とメス端子７とが嵌合接触するする構造を有している。図２のコネクタ端子は、オスハウジング４をメスハウジング５に挿入してオス端子６とメス端子７とが嵌合接触している状態を示している。

オス端子６は、メス端子７に挿入して電気的に導通可能に接続される一端側が略Ｖ字状に閉じたオス側接点部８と、他端側がワイヤーハーネス２０の導体が接続されるワイヤーハーネス接続部２３とから構成されている。オス端子６は、母材が例えばアルミ系材料の角線により成形されている。オス端子６の相手側端子であるメス端子７は、一端側が略Ｖ字状に開いたメス側接点部９と、他端側が、図１を参照して、基板１８が接続される基板接続部２２とから構成されている。メス側接点部９は、一対の対向する面を有する板バネからなり、挿入されるオス端子６のオス側接点部８を上下方向に挟持する。メス端子７は、母材が銅系材料からなる平板がプレス加工されて形成されている。

また、樹脂製のオスハウジング４の下側の外側面には、先端に突起状の第２爪部１５を有してスナップフィット部がオスハウジング４に一体に形成された第２アーム１４が設けられている。樹脂製のメスハウジング５の下側には、切り欠かれた第２凹部１６が設けられている。オスハウジング４をメスハウジング５に挿入していくと、スナップフィット部の第２爪部１５が樹脂の弾性により第２凹部１６に係合されて、オス・メスハウジング４，５同士が固定され、挿入時の位置決めが行なわれる。このとき、オスハウジング４の上側の外側面に配置された第１アーム１０の先端の第１爪部１２は、メスハウジング５の開口端の上側縁部に弾性変形して当接した状態で保持されている。

次に、図３は、図１のコネクタ１のオス・メスハウジング４，５ロック時のオス・メス端子６，７の嵌合部分を正面から見た断面図である。
図３のコネクタ端子は、オスハウジング４をメスハウジング５に挿入後、オス端子６がロック端子１１に押圧されて、オス端子６とメス端子７とが嵌合接触している状態を示している。

図３に示すように、スナップフィット部が形成された樹脂製の第１アーム１０と、第１アーム１０と一体に形成されたロック端子１１とがオスハウジング４に移動可能に設けられている。第１アーム１０は、オスハウジング４の上側の外側面に別体に配置されている。ロック端子１１は、オス端子６よりも弾性率の高い金属部材から形成され、オスハウジング４内に収容されている。第１アーム１０の先端には突起状の第１爪部１２が設けられ、樹脂製のメスハウジング５の上側の外側面には、第１爪部１２を係合させて固定するために切り欠かれた第１凹部１３が設けられている。

第１アーム１０を挿入方向のメスハウジング５側に移動させていくと、スナップフィット部の第１爪部１２が樹脂の弾性により第１凹部１３に係合され、ロック端子１１が固定される。このとき、ロック端子１１の押圧力に対してメス側接点部９からの反力が発生して、オス・メスハウジング４，５同士がロックされる。そして、弾性率の高いロック端子１１によりオス側接点部８の内側が押圧されることで、メス側接点部９とロック端子１１先端部とに押し付けられたオス側接点部８が変形する。

また、ロック端子１１を押し込んだ際に、メス側接点部９の両端が挟持方向に拡がらないように、メスハウジング５の開口部の内側に形成された保持部１７の開口端に向かって幅が狭くなる傾斜面に当接し、メス側接点部９の上側の接点が保持される。メス側接点部９の下側の接点は、オスハウジング４の内側壁面に当接し保持される。

なお、コネクタ１（オス・メスコネクタ２，３）を外す際には、オスコネクタ２の上下外側の第１および第２アーム１０，１４のスナップフィット部を押下することで第１および第２凹部１３，１６および第１および第２爪部１２，１４の係合を開放することができる。

以上により、オス・メスコネクタ２，３を嵌合させロックさせることにより、ロック端子１１を押し込んでオス側接点部８を押圧し、ロック端子１１のばね弾性によりメス側接点部９に押し付けてオス側接点部８を変形させる。この結果、オス側接点部８およびメス側接点部９同士が確実に接触し、オス端子６とメス端子７とは電気的に導通可能に接続される。また、オス端子６およびメス端子７間の接触抵抗を小さくすることができ、コネクタ１を搭載したＥＣＵの効率向上が可能になる。

次に、上記のように構成された本発明の実施形態に係るコネクタ１の作用および効果について説明する。

上記実施形態によれば、オスハウジング４に保持されるオス端子６を有するオスコネクタ２と、メスハウジング５に保持されるメス端子７を有するメスコネクタ３とを備えたコネクタ１において、オスコネクタ２に移動可能にロック機構を設ける。オスハウジング４をメスハウジング５に挿入嵌合した後、ロック機構の第１アーム１０を挿入方向に操作して一体に設けられたロック端子１１を移動させ、オス・メスハウジング４，５同士をロックさせる。この結果、略Ｖ字状に閉じたロック端子１１の先端部は、オス端子６の先端の略Ｖ字状に閉じたオス側接点部８を押圧することにより内側から押し拡げるように作用する。このため、オス側接点部８がロック端子１１の先端部とメス端子７の先端の略Ｖ字状に開いたメス側接点部９とに押し付けられて接点が形成される。

このとき、オス側接点部８は、弾性力の高いロック端子１１に押圧されるとともにメス側接点部９に押し付けられて変形するため、オス端子６がメス端子７に密着して接触する。ロック端子１１を挿入方向に押し込んだ際に、メスハウジング５の開口部内側に設けた保持部１７の傾斜面でメス側接点部９を支えることにより、メス端子７が挟持方向に拡がるのを抑えることができる。ロック端子１１の押圧力に対してメス側接点部９からの反力が発生して、オス・メスハウジング４，５同士がロックされる。この結果、ロック端子１１はメス端子７の先端の略Ｖ字状に開いたメス側接点部９を外側から押し縮めるように作用する。また、ロック端子１１はオス端子６よりも高硬度で弾性率の高い金属部材で形成されているため、ロック端子１１が発生させる押圧力によりオス端子６を容易に変形させることが可能になる。

これにより、オス側接点部８およびメス側接点部９間の確実な接触状態を確保し、オス・メス端子６，７を確実に嵌合接続させることができるため、オス・メス端子６，７間の接触抵抗を低減させ、コネクタ１を搭載したＥＣＵの効率向上が可能になる。また、従来のコネクタのような端子の接点を押し付け接触させた状態で挿入する必要がないので、コネクタ１（オス・メスコネクタ２，３）嵌合時の挿抜力（特に、挿入力）を小さくでき、ＥＣＵの組付性も向上する。さらに、オス・メス端子６，７間の接触抵抗が小さくなることで、従来コネクタを使用できなかった大電流が流れる部位にもコネクタ１を使用できるため、ＥＣＵの小型化が可能になる。

以上のように、本発明の実施形態によれば、ロック機構によりオス端子を変形させ接点を形成してメス端子との間の接触抵抗を低減できるコネクタを提供できる。

以上、本発明に係る実施形態について説明したが、本発明はさらに他の形態で実施することも可能である。

上記実施形態では、コネクタ１において、オスコネクタ２側にロック機構を設けて。オス端子６とメス端子７とを嵌合して接続する場合を例示したが、これに限定されるものでなく、他の部品、例えば大電流を流す電源回路用コイルの端子等の圧入（プレスフィット）や溶接により電気的に接続する部位に適用してもよい。

上記実施形態では、オス端子６およびロック端子１１の先端に折り曲げにより略Ｖ字状の突起を設けるようにしたが、これに限定されるものでなく、相手側端子を押し拡げることができるくさび形状が形成されたものであればよい。

上記実施形態では、金属部材からなる断面が四角形状の角線を用いてロック端子１１を形成しオス端子６を押圧する場合を例示したが、これに限定されるものでなく、製造上安価な丸線を用いて先端を略Ｖ字状に閉じたロック端子１１を形成し、平板の略Ｖ字状に閉じたオス側接点部８を内側から押圧するようにしてもよい。

上記実施形態では、基板対ワイヤーハーネス接続のワイヤーハーネス用オスコネクタ２について例示したが、これに限定されるものでなく、オスコネクタ２は、例えばワイヤーハーネスが接続されるメス端子７を収容したワイヤーハーネス対ワイヤーハーネス接続の中継タイプのワイヤーハーネス用コネクタ、あるいは、基板同士を接続する基板用コネクタに適用してもよい。

また、上記実施形態では、基板用コネクタにメス端子７を収容したメスコネクタ３、ワイヤーハーネス用コネクタにオス端子６を収容したオスコネクタ２を用いた例を示したが、これに限定されるものでなく、基板用コネクタにオスコネクタ２、ワイヤーハーネス用コネクタにメスコネクタ３を用いた場合にも適用できる。

１：コネクタ、２：オスコネクタ、３：メスコネクタ、４：オスハウジング、
５：メスハウジング、６：オス端子、７：メス端子、８：オス側接点部、
９：メス側接点部、１０：第１アーム、１１：ロック端子、１２：第１爪部、
１３：第１凹部、１４：第２アーム、１５：第２爪部、１６：第２凹部、１７：保持部、１８：基板、１９：スルーホール、２０：ワイヤーハーネス、２２：基板接続部、
２３：ワイヤーハーネス接続部

Claims (3)

1. 先端に略Ｖ字状に閉じるオス側接点部が形成されたオス端子がオスハウジングに収容されたオスコネクタと、
   先端が略Ｖ字状に開いて前記オス端子を挟持可能な一対の対向する面を有するメス側接点部が形成されたメス端子がメスハウジングに収容され、前記オスコネクタが挿入嵌合され電気的に接続されるメスコネクタと、を備え、
   前記オスコネクタは、前記オスハウジングの外側面から突出するとともに先端に爪部を設けたアームと、前記アームと一体に形成されて前記オスハウジングに収容され、先端が略Ｖ字状に閉じたロック端子とからなり、挿入方向に移動可能に設けられたロック機構を有し、
   前記オス側接点部は、前記アームを前記挿入方向に移動させ、前記爪部が前記メスハウジングの外側面の凹部に係合して固定されたときに、前記ロック端子により内側から押圧され前記メス側接点部に押し付けられて変形し、前記メス側接点部に接触していることを特徴とするコネクタ。
2. 請求項１に記載のコネクタにおいて、
   前記メス側接点部は、前記ロック端子を前記挿入方向に押し込むことにより挟持方向に拡がり、前記メスハウジングの開口部の内側に設けられた保持部の開口端に向かって幅が狭くなる傾斜面に当接し保持されることを特徴とするコネクタ。
3. 請求項１または２に記載のコネクタにおいて、
   前記ロック端子は、前記オス端子よりも弾性率の高い部材により形成されていることを特徴とするコネクタ。

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