JP2016207254A - コネクタと端子金具の接続構造 - Google Patents

Abstract

【課題】ランスに急激な剪断力が作用した場合であっても、該剪断力に抗して端子金具の保持を継続し得るコネクタと端子金具の接続構造を提供する。
【解決手段】端子収容孔３の内壁から傾斜状に突設され、先端部４ｂに係止溝６が形成されていると共に、係止溝を介して先端部に下顎部７及び上顎部８を有する弾性変形可能なランス４と、雌端子金具２の上壁部１７に切欠形成され、下顎部が弾性的に嵌入した際に、前端孔縁２３ａが係止溝の垂直面６ａに係止されるランスホール２３と、を備え、上顎部側に、先端部９ｂが上顎部の先端面８ａよりも前方へ突出した突出部９を設ける一方、雌端子金具のランスホールの前方側に、雌端子金具に抜け出し方向へ所定値以上の力が作用してランスの先端部が折曲変形した際に、突出部の先端部が係止する係止孔２４を設けた。
【選択図】図７

Description

本発明は、例えば自動車内に配設されたワイヤーハーネスなどの接続に用いられるコネクタと端子金具の接続構造に関する。

従来のコネクタと端子金具の接続構造としては、以下の特許文献１に記載されているものが知られている。

前記コネクタは、図９に示すように、前記端子金具５１を収容する端子収容孔５２内に前記端子金具５１を係止するランス５３を有している。

このランス５３は、基端部５３ａを支点として先端部５３ｂ側が弾性変形可能になっていると共に、該先端部５３ｂの下部に形成された係止溝５４に前記端子金具５１のランスホール５５の前端孔縁５５ａを係止させることで、前記端子金具５１を前記端子収容孔５２内に保持するようになっている。

特開２００７−２２０３５４号公報

しかしながら、前記従来のコネクタと端子金具との接続構造においては、前記端子金具５１に、図１０の矢印で示すように抜け出し方向への大きな力が瞬間的に加わると、同図に示すように、前記ランス５３は、前記ランスホール５５の前端孔縁５５ａから前記係止溝５４の底面に大きな剪断力Ｆを受けて折曲点が座屈して、前記先端部５３ｂが前記端子収容孔５２の内方へ向かう縦断面へ字形状に折曲変形する場合がある。

このとき、前記係止溝５４の底面に前記ランスホール５５の前端孔縁５５ａからさらに剪断力Ｆが作用すると、前記折曲変形に伴って前記係止溝５４上部側の上顎部５３ｃが前記端子金具５１の上面を押圧することで、前記係止溝５４下部側の下顎部５３ｄが浮き上がり、これに伴い前記ランス５３の前記ランスホール５５に対する係り代が減少することで前記下顎部５３ｄに応力集中が生じてしまう。この結果、応力集中に伴って前記ランス５３が前記下顎部５３ｄから剪断破壊されてしまうおそれがある。これによって、前記係止溝５４の係止機能が損なわれ、前記端子金具５１を保持できなくなってしまうおそれがある。

本発明は、前記従来の技術的課題に鑑みて案出されたもので、ランスに急激な剪断力が作用した場合であっても、該剪断力に抗して端子金具の保持を継続し得るコネクタと端子金具の接続構造を提供することを目的としている。

本発明は、コネクタハウジングの端子収容孔の内壁から内方へ傾斜状に突設され、先端部に係止溝が形成されていると共に、該係止溝を介して前記先端部に上下一対の顎部を有する弾性変形可能なランスと、前記端子収容孔の一端開口から内部に挿入される端子金具の外壁に切欠形成され、前記ランスの一方の顎部が弾性的に嵌入した際に、前端孔縁が前記係止溝の底面に係止されるランスホールと、を備えたコネクタと端子金具の接続構造において、前記ランスの他方の顎部側に、先端部が前記他方の顎部の先端面よりも前方へ突出した突出部を設ける一方、前記端子金具の前記ランスホールよりも前方側の位置に、前記端子金具に対して抜け出し方向へ所定値以上の力が作用して前記ランスの先端部が折曲変形した際に、前記突出部の先端部が係止する係止部を設けたことを特徴としている。

本発明によれば、ランスに急激な剪断力が作用した場合であっても、該剪断力に抗して端子金具の保持を継続することができる。

本発明の実施形態に供されるコネクタハウジングを縦断面して示す斜視図である。 同コネクタハウジングのランスを示す拡大斜視図である。 本実施形態に供される雌端子金具の上方からみた斜視図である。 同雌端子金具の一部を断面して示す斜視図である。 コネクタハウジングに雌端子金具を接続した状態を示す縦断面図である。 コネクタハウジングと雌端子金具との接続状態を一部断面して示す斜視図である。 コネクタハウジングに接続された雌端子金具に、急激な抜け出し方向への力を作用させた状態を示す縦断面図である。 コネクタハウジングに接続された雌端子金具に、急激な抜け出し方向への力を作用させた状態を一部断面して示す斜視図である。 従来のコネクタハウジングと雌端子金具の接続構造を示す縦断面図である。 従来のコネクタハウジングに接続された雌端子金具に、急激な抜け出し方向への力を作用させた状態を示す縦断面図である。

以下、本発明に係るコネクタと端子金具の接続構造の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下に示す各実施形態では、このコネクタと端子金具の接続構造を、自動車の電気機器類に接続されるワイヤーハーネスを接続するコネクタと端子金具に適用したものを示している。

具体的に説明すれば、前記コネクタは、合成樹脂材によって一体に形成されたボックス状のコネクタハウジング１を備え、このコネクタハウジング１の内部に、図１に示すような端子収容孔３が複数形成されている。一方、前記端子金具は、前記コネクタハウジング１の端子収容孔３の軸方向の一方側から内部に挿通固定される複数の雌端子金具２によって構成されている。

前記コネクタハウジング１の前記端子収容孔３を画成する各部位は、平坦状の底壁１ａと、該底壁１ａの両側縁からほぼ垂直に立ち上がる一対の側壁１ｂ，１ｂと、該両側壁１ｂ，１ｂの上端縁を接続する上壁１ｃと、から主として構成されている。

前記端子収容孔３は、図１，図５及び図６に示すように、後端側の一端開口３ａから前端側の他端開口３ｂに亘って横断面ほぼ矩形状に形成されていると共に、前記一端開口３ａ側の底壁１ａ上面が平坦状に切り欠かれた切欠面３ｃとして形成され、この切欠面３ｃによって前記一端開口３ａ側の開口面積が比較的大きく形成されている。また、前記切欠面３ｃの先端縁から前記他端開口３ｂ側の所定位置までが上り傾斜状のテーパ面３ｄに形成されていると共に、該テーパ面３ｄよりも前記他端開口３ｂ側が平坦面３ｅに形成されている。

また、前記端子収容孔３の他端開口３ｂは、前記底壁１ａ、両側壁１ｂ，１ｂ、及び上壁１ｃの各先端部に形成された横断面ほぼ三角形状の凸部３ｆによって開口面積が小さく形成されていると共に、前記一端開口３ａ側に向かって上り傾斜状に形成された各凸部３ｆの傾斜面を介して、後述する雄端子金具の雄端子１８の先端部を前記端子収容孔３の内部へ案内するようになっている。

また、前記端子収容孔を構成する上壁１ｃ下面の長手方向ほぼ中央位置には、前記雌端子金具２を係止するランス４が設けられている。

このランス４は、前記コネクタハウジング１を樹脂成形する際に一体に形成されたもので、図１，図５及び図６に示すように、前記上壁１ｃの下面の巾方向のほぼ中央位置に形成された空間部５の内周壁から図１中の下方へ傾斜状に切り起こされると共に、該空間部５を介して上下方向へ弾性変形可能に形成されている。つまり、前記ランス４は、固定端である基端部４ａが前記上壁１ｃ下面の巾方向及び長手方向のほぼ中央位置に結合される一方、自由端である先端部４ｂが前記基端部４ａから前記他端開口３ｂに向かって下り傾斜状に形成されて、この先端部４ｂが基端部４ａを支点として前記空間部５を介して上下方向へ弾性変形するようになっている。

また、前記ランス４は、図１，図２，図５及び図６に示すように、その下面に前記基端部４ａから前記先端部４ｂ側へ向かって漸次下り傾斜状のガイド面４ｃが形成されている。このガイド面４ｃは、前記雌端子金具２が挿入された際に、前記ランス４の空間部５への弾性変形に伴って、該雌端子金具２の移動をガイドするようになっている。

さらに、前記ランス４の先端部４ｂには、図２中ほぼ逆Ｌ字形状に切り欠かれた段差状の係止溝６が形成されている。

前記係止溝６は、その底面が、図２中の上下方向に沿って立ち上がる垂直面６ａと、該垂直面６ａの上端縁から前記端子収容孔３の先端側に向かってほぼ水平に延出する水平面６ｂと、から構成され、前記垂直面６ａによって後述するランスホール２３の前端孔縁２３ａが係止されるようになっている。

また、前記係止溝６を形成したことにより、前記ランス４の先端部４ｂは、図１，図２，図５及び図６に示すように、一方の顎部である前記垂直面６ａ側の下顎部７と、他方の顎部である前記水平面６ｂ側の上顎部８と、に分岐形成されている。

前記下顎部７は、前記端子収容孔３の内方へ向かって突出した形に形成されており、前記垂直面６ａに前記ランスホール２３の前端孔縁２３ａが係止する際に、該ランスホール２３内に係入されるようになっている。

前記上顎部８は、前記端子収容孔３の長手方向に沿って延設されており、前記垂直面６ａに前記ランスホール２３の前端孔縁２３ａが係止した状態では、前記雌端子金具２の後述する上壁部１７の上面に一定の隙間をもって配置されるようになっている。また、前記上顎部８は、その先端面８ａが平坦面状に形成されていると共に、その上面８ｂが基端側から先端側に向かって下り傾斜状の傾斜面に形成されている。

そして、前記上顎部８の巾方向ほぼ中央位置には、前記ランス４の先端部４ｂ前方へ向かって突出する突出部９が一体に形成されている。すなわち、この突出部９は、図１，図２，図５及び図６に示すように、角柱状に形成され、基端部９ａの両側部が前記上顎部８に結合されていると共に、先端部９ｂが前記上顎部８の先端面８ａよりも所定長さ分だけ前方へ突出している。

また、前記突出部９は、その上面９ｃが基端部９ａから先端部９ｂに向かって前記上顎部８の上面８ｂよりも角度の小さな下り傾斜状に形成されており、前記上面９ｃが前記上顎部８の上面８ｂよりも一段高い段差形状となっている。

さらに、前記突出部９は、図５に示すように、その下面９ｄのうち基端部９ａ側の部位が、前記上顎部８の下面と同一平面となる水平面状に形成されて、前記係止溝６の水平面６ｂの一部を構成するようになっている。

前記先端部９ｂは、図１，図２，図５及び図６に示すように、基端部９ａ側から先端側に向かって先細り状に形成されていると共に、その先端面９ｅが、前記端子収容孔３の長手方向に対してほぼ直交する矩形状の平坦面に形成されている。

なお、前記コネクタハウジング１の上壁１ｃの先端面には、図１，図５及び図６に示すように、前記端子収容孔３とほぼ平行に切り欠かれ、前記コネクタハウジング１外部と前記空間部５とを連通させる連通孔１０が形成されている。この連通孔１０は、前記ランス４と前記雌端子金具２との接続を解除する図外の治具を挿入する治具挿入孔としての役割を有している。

また、前記上壁１ｃ下面の一端開口３ａ側の両側端縁には、図１に示すように、前記雌端子金具２の前記端子収容孔３への挿入時に後述する各スタビライザ２０，２０を挿通させる左右一対のガイド溝１１が長手方向に沿って切欠形成されている。

前記雌端子金具２は、図３〜図６に示すように、導電材である銅や銅合金などの金属プレートをプレス成形によって筒状に折曲形成したもので、前端側にほぼ箱型に形成され、相手方の端子金具の端子（本実施形態では図外の雄端子部材の後述する雄端子１８）との接続に供される端子本体１２と、該端子本体１２の後端側に結合部１３を介して一体に結合され、電線の端末に圧着して接続するバレル部１４と、を備えている。

前記端子本体１２は、前後方向に長い角筒状に形成されており、図４に示すように、前後に延出された底壁部１５と、該底壁部１５の両側縁からほぼ垂直に立ち上げられた両側壁部１６，１６と、該両側壁部１６，１６の上端縁を接続する上壁部１７と、を備え、これらの各壁部１５〜１７全体が外壁を構成している。

また、前記端子本体１２は、図３〜図６に示すように、前記各壁部１５〜１７によって画成された先端部に図外の雄端子部材の先端部に突出形成された細長い板状の雄端子１８（図５の一点鎖線参照）が挿通する開口部１２ａが形成されている。

前記底壁部１５は、前記端子本体１２のプレス成形時において、前記金属プレートの両側端部を重ね合わせることにより形成されている。すなわち、前記底壁部１５は、内側底壁部１５ａと、該内側底壁部１５ａの外側面に当接する外側底壁部１５ｂと、によって二重に形成されている。

前記内側底壁部１５ａの内側面には、図４〜図６に示すように、前記開口部１２ａから内部に挿入される前記雄端子１８が接触する左右一対の接触ビード１９ａ，１９ｂが長手方向に沿って細長くかつ平行に形成されている。この接触ビード１９ａ，１９ｂは、前記内側底壁部１５ａの外側からプレス機によって内側へ押圧して形成され、横断面がそれぞれほぼ円弧状に形成されている。

前記両側壁部１６，１６は、図３及び図４に示すように、それぞれ後端側に該両側壁部１６，１６の上端縁からさらに上方へ延設された左右一対のスタビライザ２０，２０が一体に形成されている。この各スタビライザ２０，２０は、前記上壁部１７の後端側を左右対称に切り開くことで、それぞれ外端面が対応する側壁部１６，１６の外端面と面一となるように形成されている。また、前記各スタビライザ２０，２０の中央位置には、補強リブ２０ａ，２０ａがプレス機によって押圧形成されている。

これにより、前記雌端子金具２は、前記各ガイド溝１１，１１と前記各スタビライザ２０，２０とが嵌合した状態で前記端子収容孔３へ挿入されるため、挿入に際する安定性が向上すると共に、上下逆挿入等の誤った挿入が抑制される。

なお、前記上壁部１７の切り開かれた個所が前記ランス４との接続に供されるランスホール２３となるが、具体的には後述する。

前記上壁部１７は、図３〜図６に示すように、前記底壁部１５とほぼ平行に形成されていると共に、その先端部に、前記端子本体１２の内部に向かって延出され、前記両接触ビード１９ａ，１９ｂと協働して前記雄端子１８を弾性的に挟持する接点ばね２１が一体に設けられている。

この接点ばね２１は、細長い板ばね状の金属プレートを湾曲させたもので、前記上壁部１７との結合部である基端部２１ａから前記上壁部１７に対して斜め下方に折り返されている。これにより、前記接点ばね２１に前記雄端子１８の挿入に際して押圧力が生じると、前記基端部２１ａが支点となって前記押圧力に抗する方向へばね力が発揮されるようになっている。

また、前記接点ばね２１は、図５に示すように、前記雄端子１８と当接する個所に前記開口部１２ａ側へ向かって突出する円弧状の突起部２２がプレス機により押圧形成されており、前記雄端子１８を前記開口部１２ａに挿入した際には、該突起部２２を介して前記雄端子１８に点接触するようになっている。

さらに、前記接点ばね２１の前記突起部２２よりも先端側の先端部２１ｂは、図４〜図６に示すように、斜め上方へさらに折り返されている。この先端部２１ｂは、前記接点ばね２１に対して過剰な押圧力が作用した際に、前記上壁部１７の下面と弾接してばね力を発揮させることで、前記接点ばね２１に過剰な弾性変形が生じるのを回避するようになっている。

また、前記上壁部１７の長手方向の後端側には、前述したように、前記各スタビライザ２０，２０の形成に際してランスホール２３が開口形成されている。このランスホール２３は、図３及び図４に示すように、平面視ほぼ矩形状に形成されており、前記ランス４を弾性的に嵌入可能となっていると共に、該ランス４の嵌入時において、前端孔縁２３ａが、前記係止溝６の垂直面６ａに係止されるようになっている。

そして、前記上壁部１７の前記ランスホール２３よりも前端側の部位には、図３〜図６に示すように、前記ランス４が座屈等により大きく折曲変形した場合に、該ランス４の突出部９が嵌入係止する係止部である係止孔２４が形成されている。

この係止孔２４は、前記上壁部１７の巾方向ほぼ中央位置に配設されていると共に、平面視ほぼ台形状に貫通形成されており、後端孔縁２４ａと、該後端孔縁２４ａと平行でかつ、前記後端孔縁２４ａの巾長さよりも長尺に形成された前端孔縁２４ｂと、該前端孔縁２４ｂから前記後端孔縁２４ａへ向かって漸次拡幅状に形成された一対の側端縁２４ｃ，２４ｃと、から構成されている。

また、前記係止孔２４の後端孔縁２４ａの外面側には、前記端子本体１２の内方へ向かう傾斜状、つまり、前記雌端子金具２の後端側から前端側に向かって漸次下り傾斜状の支持面２４ｄが形成されている。

さらに、前記前端孔縁２４ｂは、その巾長さが前記ランス４の突出部９の先端面９ｅの巾長さよりも僅かに長く設定されて、前記係止孔２４が前記突出部９を内部へ嵌入した際に、前記先端面９ｅに係止されるようになっている。

前記バレル部１４は、図３に示すように、前後に一対のＵ字形状のかしめ片１４ａ，１４ｂを有し、前側のかしめ片１４ａが図外の電線の芯線部分をかしめ固定するのに対して、後側のかしめ片１４ｂが電線の被覆部分をかしめ固定するようになっている。

なお、図５及び図６では、前記バレル部１４の各かしめ片１４ａ，１４ｂに電線の芯材や被覆部分をかしめによって接続された状態にはなっていないが、実際には、予め前記バレル部１４にかしめられた状態で前記雌端子金具２が前記端子収容孔３に挿入固定されるものである。
〔本実施形態の作用〕
本実施形態におけるコネクタと雌端子金具２との接続は、該雌端子金具２を前記端子収容孔３に対して挿入することにより行われる。

前記雌端子金具２の端子本体１２側を、前記端子収容孔３へ一端開口３ａから挿入してそのまま押し込むと、前記端子本体１２が前記両スタビライザ２０，２０と前記両ガイド溝１１，１１との嵌合によって安定した姿勢を保ちつつ、前記端子収容孔３内を摺動しながら先端側に向かって移動する。

続いて、前記端子本体１２の先端部が前記ランス４の基端部４ａ側のガイド面４ｃに到達すると、該ランス４の弾性力によって挿入抵抗が大きくなり、ここから更に前記雌端子金具２に押し込み力を加えると、前記端子本体１２が前記ランス４の弾性力に抗して該ランス４を前記空間部５内に弾性変形させつつ、さらに前記端子収容孔３の先端側へ移動する。

その後、前記ランスホール２３の前端孔縁２３ａが前記ランス４の係止溝６形成位置に到達すると、前記ランスホール２３内に前記ランス４の下顎部７が自身の下方への弾性復帰力によって嵌入する。この状態において、前記雌端子金具２に対する押し込み力を解除すると、前記ランスホール２３の前端孔縁２３ａが前記係止溝６の垂直面６ａに係止される。これによって、前記雌端子金具２は、抜け出し方向への移動が規制されて、前記コネクタと雌端子金具２との接続が完了する（図５及び図６参照）。

そして、本実施形態では、図７及び図８に示すように、前記雌端子金具２に矢印で示すように抜け出し方向へ所定以上の力が作用して、前記ランス４が折曲点から座屈することで大きく折曲変形すると、前記突出部９の先端部９ｂが前記係止孔２４の内部に嵌入され、前記先端面９ｅが前記係止孔２４の前端孔縁２４ｂを係止する。すなわち、前記ランス４は、折曲点が座屈によって大きく折曲変形した場合に、前記係止溝６の下顎部７側（前記垂直面６ａ）と、前記突出部９の先端面９ｅの２個所で前記雌端子金具２を係止することとなる。これにより、図７の矢印で示すように、前記ランス４が前記雌端子金具２から受ける剪断力Ｆを、前記係止溝６の垂直面６ａに作用するＦ１と、前記突出部９の先端面９ｅに作用するＦ２とに分散させることができることから、前記下顎部７の剪断破壊等のリスクを抑制して、前記雌端子金具２の保持を継続することができる。

また、本実施形態では、前記後端孔縁２４ａの上壁部１７外面側の部位に支持面２４ｄを設けたことから、前記ランス４の先端部４ｂが前記係止孔２４の内方へ向かって折曲（座屈）変形した際に、前記突出部９の下面９ｄが前記支持面２４ｄに支持されて、前記前端孔縁２４ｂと前記突出部９との高さ位置を合わせることにより、該突出部９の先端面９ｅによる前記前端孔縁２４ｂの係止をより確実に行うことができる。さらに、前記後端孔縁２４ａと前記突出部９の下面９ｄとの過度な干渉が抑制されることにより、該突出部９の破損等のリスクを低減することができる。

また、本実施形態では、前記係止孔２４の両側端縁２４ｃ，２４ｃが、前端側から後端側に向かって漸次拡幅状に形成されていることにより、前記後端孔縁２４ａ側の開口面積が増大している。これにより、前記折曲変形の際に前記ランス４が前記側壁１ｂ，１ｂ方向へ僅かに傾いたとしても、その傾きを前記後端孔縁２４ａ側の広い開口面積によって吸収できることから、問題なく前記突出部９を前記係止孔２４に嵌入させて、前記先端面９ｅによって前記前端孔縁２４ｂを係止することができる。

本発明は、前記実施形態の構成に限定されるものではなく、例えば、前記雌端子金具２を雄端子金具とすることも可能である。

また、本実施形態では、座屈時において前記突出部９に嵌入係止される係止部を、前記上壁部１７に貫通形成された前記係止孔２４として説明したが、例えば、前記上壁部１７の外面に凹状に形成された係止穴（凹部）であってもよい。

さらに、本実施形態では、前記ランス４に座屈が生じた場合を例として説明を行ったが、前記突出部９や係止孔２４の仕様を変更することで、前記ランス４が座屈するよりも前の変形段階で前記両者９，２４を係合させて、座屈そのものを回避することも可能である。

１…コネクタハウジング
２…雌端子金具（端子金具）
３…端子収容孔
３ａ…一端開口
３ｂ…他端開口
４…ランス
４ａ…基端部
４ｂ…先端部
６…係止溝
６ａ…垂直面（底面）
６ｂ…水平面（底面）
７…下顎部（一方の顎部）
８…上顎部（他方の顎部）
８ａ…先端面
９…突出部
９ａ…基端部
９ｂ…先端部
１２…端子本体
１５…底壁部（外壁）
１６…側壁部（外壁）
１７…上壁部（外壁）
２３…ランスホール
２３ａ…前端孔縁
２４…係止孔（係止部）
２４ａ…後端孔縁
２４ｂ…前端孔縁
２４ｃ…側端縁
２４ｄ…支持面

Claims (3)

1. コネクタハウジングの端子収容孔の内壁から内方へ傾斜状に突設され、先端部に係止溝が形成されていると共に、該係止溝を介して前記先端部に上下一対の顎部を有する弾性変形可能なランスと、
   前記端子収容孔の一端開口から内部に挿入される端子金具の外壁に切欠形成され、前記ランスの一方の顎部が弾性的に嵌入した際に、前端孔縁が前記係止溝の底面に係止されるランスホールと、
   を備えたコネクタと端子金具の接続構造において、
   前記ランスの他方の顎部側に、先端部が前記他方の顎部の先端面よりも前方へ突出した突出部を設ける一方、
   前記端子金具の前記ランスホールよりも前方側の位置に、前記端子金具に対して抜け出し方向へ所定値以上の力が作用して前記ランスの先端部が折曲変形した際に、前記突出部の先端部が係止する係止部を設けたことを特徴とするコネクタと端子金具の接続構造。
2. 前記係止部の後端側の外面に、前記端子金具の内方へ向かって傾斜状に形成され、前記ランスの先端部が折曲変形した際に、該先端部の下面を当接支持する支持面を形成したことを特徴とする請求項１に記載のコネクタと端子金具の接続構造。
3. 前記係止部を凹状又は孔状に形成すると共に、該係止部の両側端縁を、前記端子金具の前方側から後方側に向かって漸次拡幅状に形成したことを特徴とする請求項１または２に記載のコネクタと端子金具の接続構造。

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