JP2017004752A - コネクタ - Google Patents

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伸行 秋庭
Nobuyuki Akiba
伸行 秋庭
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Abstract

【課題】コネクタを構成する各部材をそれぞれの機能に適した材料で構成しながら、コネクタの小型化を図ること。【解決手段】コネクタ1は、並列配置された一対の端子10と、金属製とされ、一対の端子10の間に配されることで、一対の端子10の各々を一対の端子10が離れる方向に向かって付勢しながら一対の端子10と弾性接触する中継端子20と、中継端子20よりも電気抵抗が大きな金属製とされ、一対の端子10の各々にその外側から接触することで、一対の端子10の各々を中継端子20との間で挟持する挟持部材30と、挟持部材30を囲む形で挟持部材30を一対の端子10に対して位置決めするハウジング40と、を備える。【選択図】図1

Description

本明細書で開示される技術は、コネクタに関する。
従来、ハイブリッド自動車や電気自動車において、バッテリーからの給電を遮断するための電源回路遮断装置(サービスプラグ)として、例えば下記特許文献1に記載のものが知られている。この電源回路遮断装置の接続部分に用いられるコネクタは、U字状に形成されたメス端子を備えており、並列配置された一対のオス端子をその外側から一括して挟み込む形でこのメス端子が各オス端子に弾性接触することにより、メス端子が各オス端子と電気的に接続される構成とされる。この電源回路遮断装置では、メス端子が各オス端子と電気的に接続されることで、一対のオス端子の間が電気的に短絡される。
特開2012−59554号公報
しかしながら、上記特許文献1に開示されるコネクタでは、一対のオス端子をその外側からメス端子で挟み込むため、一対のオス端子の外側にそれぞれメス端子が配されるスペースを確保することが必要となり、コネクタの小型化を図り難い。
本明細書で開示される技術は、上記の課題に鑑みて創作されたものであって、コネクタを構成する各部材をそれぞれの機能に適した材料で構成しながら、コネクタの小型化を図ることを目的とする。
本明細書で開示される技術は、並列配置された一対の端子と、金属製とされ、前記一対の端子の間に配されることで、該一対の端子の各々を該一対の端子が離れる方向に向かって付勢しながら該一対の端子と弾性接触する中継端子と、前記中継端子よりも電気抵抗が大きな金属製とされ、前記一対の端子の各々にその外側から接触することで、該一対の端子の各々を前記中継端子との間で挟持する挟持部材と、前記挟持部材を囲む形で配され、前記一対の端子の間で前記中継端子を位置決めするハウジングと、を備えるコネクタに関する。
上記のコネクタでは、中継端子を一対の端子の間で各端子と弾性接触させるとともに挟持部材を各端子に対してその外側から接触させると、挟持部材よりも電気抵抗が小さな中継端子を介して一対の端子の間が導通する。一方、挟持部材は、各端子を中継端子との間で挟持することで各端子と中継端子との接点に接触圧を付与し、各端子と中継端子との間で良好な導通を確保するための機能を有するため、導電性に優れた材料を選択する必要がなく、材料の選択肢が中継端子と比べて広い。また、ハウジングは、挟持部材を囲む形で配されることで一対の端子の間で中継端子を位置決めする機能を有するため、例えば樹脂製とすることができる。このため、コネクタの部材コスト等を削減することができる。
さらに上記のコネクタでは、一対の端子の間の導通を図るための中継端子が一対の端子の間に配されるため、例えば一対の端子をその外側からメス端子で挟み込むことでメス端子を介して一対の端子の間を導通させる構成と比べて、コネクタの小型化を図ることができる。以上のように上記のコネクタでは、コネクタを構成する各部材をそれぞれの機能に適した材料で構成しながら、コネクタの小型化を図ることができる。
上記のコネクタにおいて、前記中継端子は、板状部材が曲げ加工されることでなっており、該中継端子が前記一対の端子の間に配されることで該一対の端子の各々に向かって膨出する形で該一対の端子と弾性接触する一対の接触部と、該中継端子の一部が前記接触部の前記一対の端子と弾性接触する側とは反対側に回り込む形で屈曲されることで該接触部の該反対側に近接する近接部と、を有してもよい。
この構成によると、中継端子が一対の端子の間に配されることで各端子と弾性接触する接触部が各端子側に向かって膨出することで、接触部が各端子と接触し易くなり、中継端子と一対の端子との間で良好な接続信頼性を確保することができる。その一方、一対の端子の間で中継端子の挿抜が多数回繰り返されると、接触部が各端子と多数回に亘って弾性接触されて押圧されることにより、接触部が各端子と弾性接触する側とは反対側に凹むように変形する虞がある。接触部がこのように変形すると、接触部が各端子と接触し難くなり、中継端子と一対の端子との間の接続信頼性が低下する虞がある。
これに対し上記の構成では、接触部が各端子と弾性接触する側とは反対側に凹もうとすると、接触部が上記反対側において近接部と干渉するため、接触部が上記反対側に凹むように変形することが抑制される。このため、一対の端子の間で中継端子の挿抜が多数回繰り返された場合であっても、中継端子と一対の端子との間で良好な接続信頼性を確保することができる。
上記のコネクタにおいて、前記中継端子は、前記一対の端子の上方から該一対の端子の間に挿入されるものであり、前記一対の接触部の各々から下方に伸びる一対の延在部を有するとともに、該一対の端子の間に配された状態で該一対の端子の間を側方から視たときに、前記一対の延在部が弧状又は先尖状となる形で連なっていてもよい。
この構成によると、接触部から下方に伸びる一対の延在部が弧状又は先尖状となる形で連なっていることで、中継端子が一対の端子の上方から一対の端子の間に挿入される際、延在部が一対の端子と衝突することが抑制される。このため、中継端子を一対の端子の間に挿入する際の作業性を向上させることができる。
上記のコネクタにおいて、前記中継端子は、前記一対の端子の上方から該一対の端子の間に挿入されるものであり、上下方向及び前記一対の端子の並列方向の両者と直交する前後方向における両側に、該前後方向に突出する突出部を夫々有し、前記中継端子は、前記一対の端子の上方から該一対の端子の間に挿入されるものであり、上下方向及び前記一対の端子の並列方向の両者と直交する前後方向における両側に、該前後方向に突出する突出部を夫々有してもよい。
この構成によると、挟持部材が中継端子を囲む形で配されることで、上下方向において各挟持部材側接触部が中継端子の各突出部と接触するため、上下方向において中継端子を位置決めすることができる。このため、中継端子について、上記位置決めするための構成を確保しながら、一対の端子の並列方向において各端子と弾性接触させるための部位を確保することができる。
上記のコネクタにおいて、前記ハウジングは、前記前後方向における両側に一対の係止部を有し、前記中継端子の前記突出部の各々は、前記一対の係止部に係止される被係止部とされるとともに、前記上下方向において前記挟持部材側接触部と前記係止部との間で挟持されてもよい。
この構成によると、中継端子の各突出部がハウジングの各係止部に係止されることで、各突出部が上下方向において挟持部材側接触部と係止部との間で挟持されるため、上下方向において中継端子をより確実に位置決めすることができる。
本明細書で開示される技術によれば、コネクタを構成する各部材をそれぞれの機能に適した材料で構成しながら、コネクタの小型化を図ることができる。
実施形態に係るコネクタの分解斜視図 中継端子の斜視図 中継端子を右方から視た側面図 中継端子を前方から視た正面図 シェルを前後方向に沿った断面で切断した断面図 コネクタの斜視図 コネクタを左右方向に沿った断面で切断した断面図 図7におけるVIII−VIII断面の断面構成を示す断面図
図面を参照して実施形態を説明する。例えばハイブリッド自動車や電気自動車におけるサービスプラグの接続部分に用いられるコネクタ1を例示する。なお、以下では、各図面の上側をコネクタ1の上方とし、図1、図2、図6の右下側、図4、図7の右側をそれぞれコネクタ1の右方とし、図1、図2、図6の左下側、図3、図5、図8の左側をそれぞれコネクタ1の前方として説明する。
本実施形態のコネクタ1は、図1に示すように、ロアケース4上に配置される一対の端子10と、一対の端子10の間に配される中継端子20と、一対の端子10及び中継端子20を囲む形で配されるシェル(挟持部材の一例)30と、シェル30を囲む形で配されるハウジング40と、ハウジング40を囲む形でロアケース4上に配置されるアッパーケース50と、を備え、各部材が上下方向に組み付けられてなる。
ロアケース4は、合成樹脂製とされ、平板状とされて一対の端子10がそれぞれ配置される配置部4Aと、配置部4A上に配置される一対の端子10間に挟持される間隔制御部4Bと、からなる。間隔制御部4Bは、配置部4Aの略中央部から突出するブロック状をなし、一対の端子10の間においてその下側部分で両端子10間に挟持されることで、一対の端子10の間隔を制御する。
一対の端子10は、図1に示すように、断面視略L字状に屈曲された金属製の平板状端子が左右方向に並列配置されてなる。一対の端子10は、ロアケース4の配置部4A上に固定されて配置された平板状の平板部10Aと、平板部10Aの一端部から略直角に立ち上がる平板状の立ち上がり部10Bと、から構成される。各端子10の立ち上がり部10Bは、その下側部分でロアケース4の間隔制御部4Bを挟持することで、その板面が互いに所定の間隔(間隔制御部4Bによって制御される間隔)を空けて略平行に対向している。
中継端子20は、導電性に優れた(電気抵抗が小さい)金属製材料を曲げ加工することで形成されており、ばね性を有している。中継端子20は、一対の端子10の立ち上がり部10Bの間に配されることで、左右方向において各立ち上がり部10Bを各立ち上がり部10Bが離れる方向に向かって付勢しながら各立ち上がり部10Bと弾性接触する。コネクタ1では、中継端子20が一対の端子10の上方から各立ち上がり部10Bの間に挿入されて各立ち上がり部10Bと弾性接触することで一対の端子10の間が導通し、中継端子20が各立ち上がり部10Bの間から抜かれることで一対の端子10の間が非導通となる。
中継端子20は、具体的には、その左右両側面の一部に設けられた接触部20A(図2参照)が各端子10の立ち上がり部10Bと弾性接触する。各接触部20Aは、図2に示すように、中継端子20の左右両側面のうち上下方向における略中央部において前後方向に亘って設けられており、外側に向かって、即ち、中継端子20が各立ち上がり部10Bの間に挿入された場合における各立ち上がり部10B側に向かってそれぞれ膨出している。
また、各接触部20Aには、図2及び図3に示すように、上下方向に伸びる4つのスリット20A1が左右方向に等間隔で設けられている。これにより、各接触部20Aは、左右方向に5つに分割されており、このように分割された各部分が、中継端子20が各立ち上がり部10Bの間に挿入された際における各立ち上がり部10Bとの接点20A2となっている。従って、各接触部20Aには、それぞれ5つの接点20A2が設けられている。各接点20A2は、各立ち上がり部10Bと平行する平坦面で構成される。
中継端子20の上側部分は、図2及び図4に示すように、各接触部20Aから上方に伸びる部分が裏側、即ち各接触部20Aの各接点20A2が設けられた側とは反対側に回り込む形でそれぞれ下方に屈曲されており、その先端部が各接触部20A側に向かって左右方向にさらに屈曲されて伸びることで、各接触部20Aの反対側において各接触部20Aとの間にわずかな隙間を空けて各接触部20Aと近接している(以下、この近接している部分を「近接部20B」と称する)。近接部20Bの前後両端部は、前後方向において中継端子20の他の部位よりも外側に突出する突出部(被係合部の一例)20B1となっている(図3参照)。
中継端子20の下側部分は、図2及び図4に示すように、各接触部20Aからそれぞれ下方に向かって伸びる延在部20Cとなっている。各延在部20Cは、前後方向から視て略U字状(弧状)となる形で連なっている。
シェル30は、中継端子20よりも電気抵抗が大きな金属製(例えば鉄製)とされ、略角筒状をなすとともに、中継端子20を囲む形で配される。シェル30は、各立ち上がり部10Bの間に中継端子20が挿入された状態で各立ち上がり部10Bにその外側から接触する形で配されることで、各立ち上がり部10Bを中継端子20との間で挟持する(図7参照)。なお、シェル30の前後両側面には、図1に示すように、下方に開口する凹状の切り欠き30Aがそれぞれ設けられている。なお、シェル30の前後両側面のうち切り欠き30Aの部位は、挟持部材側接触部の一例である。
ハウジング40は、合成樹脂製とされ、図1及び図7に示すように、下方に開口する肉厚な箱状をなしている。ハウジング40は、シェル30よりも一回り大きな大きさとされており、シェル30を囲む形で配され、一対の端子10の立ち上がり部10Bの間で中継端子20を位置決めする。
具体的には、ハウジング40の前後両側面には、図1及び図5に示すように、下側を自由端として上下方向に片持ち梁状に伸びる弾性変形可能な梁状部40Aがそれぞれ設けられている。各梁状部40Aの先端部には、図5に示すように、下方から上方に向かって内側に傾斜する傾斜面を有するとともに内側に爪状に曲がる爪部(係合部の一例)40A1が設けられている。ハウジング40は、各梁状部40Aの爪部40A1が中継端子20の各突出部20B1と係合することで、中継端子20を位置決めする。
アッパーケース50は、合成樹脂製とされ、上下方向に開口する略角筒状の筒状部50Aと、筒状部50Aの下端部からそれぞれ左右両側に平板状に伸びることで一対の端子10の平板部10Aの全体を覆う覆い部50Bと、からなる。筒状部50Aの内側には、ハウジング40がほぼ隙間無く収容される。覆い部50Bは、図7に示すように、ロアケース4の配置部4Aとの間で一対の端子10の平板部10Aを挟み込む形で、平板部10Aの上方に配される。
以上のような構成とされたコネクタ1の各部材は、例えば以下のような手順によって組み付けることができる。即ち、まず、各端子10の立ち上がり部10Bがアッパーケース50の筒状部50A内に収容されるように、各端子10が配置されたロアケース4に対してその上方からアッパーケース50を組み付ける。
次に、中継端子20とシェル30とハウジング40とを互いに組み付ける。具体的には、まず、中継端子20を囲む形で中継端子20の上方からシェル30を組み付ける。すると、シェル30に設けられた各切り欠き30A内に中継端子20の各突出部20B1が入り込み、各突出部20B1が各切り欠き30A内でシェル30と干渉する(図8参照)。これにより、中継端子20が上方に抜け止めされる。シェル30に組み付けられた中継端子20の左右両側には、シェル30の左右両側面との間に各端子10の立ち上がり部10Bを挿入可能な隙間が空いている。
次に、上記中継端子20が抜け止めされた状態のシェル30の上方から、その内側にシェル30が収容されるようにハウジング40を組み付ける。ハウジング40の内側にシェルを収容する途中の状態では、ハウジング40の各梁状部40Aの傾斜面が中継端子20の各突出部20B1と干渉して外側に弾性変形する。そして、ハウジング40の内側にさらにシェル30を収容させることで、各梁状部40Aの爪部40A1が各突出部20B1を乗り越えて弾性復帰し、中継端子20の各突出部20B1に対してその下側からハウジング40の各爪部40A1が係合される(図8参照)。
このように中継端子20の各突出部20B1にハウジング40の各爪部40A1が係合されることで、中継端子20が下方に抜け止めされるとともに、図8に示すように、中継端子20の各突出部20B1が、上下方向においてシェル30の前後両側面の一部(各切り欠き内の部位)とハウジング40の各爪部40A1との間に挟持される。その結果、中継端子20がシェル30の内側で上下方向において位置決めされる。以上により、中継端子20とシェル30とハウジング40とが互いに組み付けられる(以下、中継端子20とシェル30とハウジング40とが互いに組み付けられたものを「組み付け体」と称する)。
次に、各端子10の立ち上がり部10Bの間に組み付け体の中継端子20が挿入されるように、組み付け体をアッパーケース50の筒状部50Aの上方の開口から筒状部50A内に収容する。このとき、上述したように中継端子20の下側部分で一対の延在部20Cが略U字状に連なっていることから、各立ち上がり部10Bの間に中継端子20を挿入する際、中継端子20の下側部分が延在部20Cによって各立ち上がり部10Bの間に誘導され、延在部20Cが各立ち上がり部10Bと衝突することが抑制される。
各立ち上がり部10Bの間に中継端子20が挿入されると、図7に示すように、中継端子20の各接触部20Aが各端子10の立ち上がり部10Bによって内側に押圧され、その弾性復帰力によって各立ち上がり部10Bと弾性接触する。その結果、中継端子20を介して一対の端子10の間で良好な導通を図ることができる。なお、中継端子20の各接触部20Aが各立ち上がり部10Bと弾性接触した状態では、図7に示すように、中継端子20の各近接部20Bが各接触部20Aに対して各接点20A2が設けられた側とは反対側で干渉する。
以上の手順により、コネクタ1の各部材が組み付けられる。コネクタ1の各部材が組み付けられた状態では、図6に示すように、ロアケース4の配置部4Aとハウジング40の上面とアッパーケース50のみが外部に露出する状態とされる。
以上説明したように本実施形態のコネクタ1では、中継端子20を一対の端子10の立ち上がり部10Bの間で各立ち上がり部10Bと弾性接触させるとともにシェル30を各立ち上がり部10Bに対してその外側から接触させると、シェル30よりも電気抵抗が小さな中継端子20を介して一対の端子10の間が導通する。
一方、シェル30は、各立ち上がり部10Bを中継端子20との間で挟持することで各立ち上がり部10Bと中継端子20の各接触部20Aにおける各接点20A2に接触圧を付与し、各端子10と中継端子20との間で良好な導通を確保するための機能を有するため、導電性に優れた材料を選択する必要がなく、材料の選択肢が中継端子20と比べて広い。また、ハウジング40は、シェル30を囲む形で配されることで、コネクタ1の各部材が組み付けられた状態で各立ち上がり部10Bの間で中継端子20を位置決めする機能を有するため、例えば樹脂製とすることができる。このため、コネクタ1の部材コスト等を削減することができる。
さらに本実施形態のコネクタ1では、一対の端子10の間の導通を図るための中継端子20が一対の端子10の立ち上がり部10Bの間に配されるため、例えば各立ち上がり部をその外側からメス端子で挟み込むことでメス端子を介して一対の端子の間を導通させる構成と比べて、コネクタ1の小型化を図ることができる。以上のように本実施形態のコネクタ1では、コネクタ1を構成する各部材をそれぞれの機能に適した材料で構成しながら、コネクタ1の小型化を図ることができる。
ここで、本実施形態のコネクタ1では、各立ち上がり部10Bの間に中継端子20が挿入されることで、中継端子20の各接触部20Aが内側に押圧されるため、各立ち上がり部10Bの間で中継端子20の挿抜が多数回繰り返されると、各接点20A2が各立ち上がり部10Bと弾性接触する側とは反対側に凹むように変形する虞がある。
これに対し、本実施形態のコネクタ1では、上述したように、中継端子20の各接触部20Aが各立ち上がり部10Bと弾性接触した状態で、中継端子20の各近接部20Bが各接触部20Aと干渉するため、各接触部が上記反対側に凹むように変形することが抑制される。このため、各立ち上がり部10Bの間で中継端子20の挿抜が多数回繰り返された場合であっても、中継端子20と一対の端子10との間で良好な接続信頼性を確保することができる。
また、本実施形態のコネクタ1では、上述したように、各立ち上がり部10Bの間に中継端子20を挿入する際、延在部20Cが各立ち上がり部10Bと衝突することが抑制される。このため、中継端子20を各立ち上がり部10Bの間に挿入する際の作業性を向上させることができる。
また、本実施形態のコネクタ1では、中継端子20において、その左右両側に一対の端子10の立ち上がり部10Bと弾性接触するための接触部20Aを確保しながら、その前後両側に各立ち上がり部10Bの間で上下方向に位置決めするための突出部20B1を確保することができる。
また本実施形態に係るコネクタ1では、中継端子20の各接触部20Aに5つの接点20A2が設けられている。このため、例えば各接触部20Aに1つの接点が設けられている場合と比べて、各接点20A2における接触荷重を小さくしながら、各接点20A2における接触抵抗の総和を小さくすることができる。その結果、一対の端子10間の接続信頼性を確保しながら、各接点20A2における接触荷重の増加に起因して各接点20A2と各立ち上がり部10Bとの間に摩耗が発生することを抑制することができる。
上記の実施形態の変形例を以下に列挙する。
(1)上記の実施形態では、中継端子の各接触部に5つの接点が設けられた構成を例示したが、中継端子の各接触部に設けられる接点の数については限定されない。
(2)上記の実施形態以外にも、一対の端子の立ち上がり部の間で中継端子を上下方向に位置決めする構成については、適宜に変更可能である。
(3)上記の実施形態では、中継端子の各延在部が側面から視て略U字状(弧状)となる形で連なる構成を例示したが、例えば中継端子の各延在部が側面から視て逆三角形状(先尖状)となる形で連なっていてもよい。この場合であっても、各立ち上がり部の間に中継端子を挿入する際、延在部が各立ち上がり部と衝突することが抑制される。
以上、実施形態について詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
1…コネクタ
4…ロアケース
10…(一対の)端子
10A…平板部
10B…立ち上がり部
20…中継端子
20A…接触部
20A2…接点
20B…近接部
20B1…突出部
20C…延在部
30…シェル
30A…切欠き
40…ハウジング
40A…梁状部
40A1…爪部
50…アッパーケース

Claims (5)

  1. 並列配置された一対の端子と、
    金属製とされ、前記一対の端子の間に配されることで、該一対の端子の各々を該一対の端子が離れる方向に向かって付勢しながら該一対の端子と弾性接触する中継端子と、
    前記中継端子よりも電気抵抗が大きな金属製とされ、前記一対の端子の各々にその外側から接触することで、該一対の端子の各々を前記中継端子との間で挟持する挟持部材と、
    前記挟持部材を囲む形で配され、前記一対の端子の間で前記中継端子を位置決めするハウジングと、
    を備えるコネクタ。
  2. 前記中継端子は、板状部材が曲げ加工されることでなっており、該中継端子が前記一対の端子の間に配されることで該一対の端子の各々に向かって膨出する形で該一対の端子と弾性接触する一対の接触部と、該中継端子の一部が前記接触部の前記一対の端子と弾性接触する側とは反対側に回り込む形で屈曲されることで該接触部の該反対側に近接する近接部と、を有する、請求項1に記載のコネクタ。
  3. 前記中継端子は、前記一対の端子の上方から該一対の端子の間に挿入されるものであり、前記一対の接触部の各々から下方に伸びる一対の延在部を有するとともに、該一対の端子の間に配された状態で該一対の端子の間を側方から視たときに、前記一対の延在部が弧状又は先尖状となる形で連なっている、請求項2に記載のコネクタ。
  4. 前記中継端子は、前記一対の端子の上方から該一対の端子の間に挿入されるものであり、上下方向及び前記一対の端子の並列方向の両者と直交する前後方向における両側に、該前後方向に突出する突出部を夫々有し、
    前記挟持部材は、略筒状をなし、該挟持部材が前記中継端子を囲む形で配されることで、上下方向において前記中継端子の前記突出部の各々と接触する挟持部材側接触部を有する、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のコネクタ。
  5. 前記ハウジングは、前記前後方向における両側に一対の係合部を有し、
    前記中継端子の前記突出部の各々は、前記一対の係合部に係合される被係合部とされるとともに、前記上下方向において前記挟持部材側接触部と前記係合部との間で挟持される、請求項4に記載のコネクタ。
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