JP2019046760A - コネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】端子金具の摺動摩耗を抑制できるコネクタを提供することを目的とする。【解決手段】雌コネクタ１は、雄端子金具５２と電気的に接続される雌端子金具１１と、導電性を有する線材２１がコイル軸Ａに対して一方向に傾くように複数回巻回されたコイル状をなす一対の斜め巻きコイルスプリング２０Ａ、２０Ｂと、雌端子金具１１と一対の斜め巻きコイルスプリング２０Ａ、２０Ｂとを保持する雌ハウジング３０とを備える。第１の斜め巻きコイルスプリング２０Ａが、雌端子金具１１に対して平行となる姿勢で雌端子金具１１に当接して配され、第２の斜め巻きコイルスプリング２０Ｂが、雌端子金具１１に対して平行となる姿勢で、第１の斜め巻きコイルスプリング２０Ａとの間で雌端子金具１１を挟み付けて配され、雄端子金具５２と接続される。一対の斜め巻きコイルスプリング２０Ａ、２０Ｂは、互いに同じ向きに配置されている。【選択図】図３

Description

本明細書によって開示される技術は、コネクタに関する。

２つの導電部材を、線材を巻回軸に対して一方向に傾斜させて螺旋状に巻回したばね接触子（斜め巻きコイルスプリング）によって接続する技術が知られている（特許文献１参照）。

特開２００３−３０１２９４号公報

このような構成を、例えば車両用のコネクタに適用する場合、車両の振動が端子金具に伝わって、接点部と斜め巻きコイルスプリングとの接触部分が摺動し、端子が摩耗して抵抗が上昇したり、接続不良が発生したりするおそれがある。

本明細書によって開示されるコネクタは、相手端子と電気的に接続される端子金具と、導電性を有する線材が軸線に対して一方向に傾くように複数回巻回されたコイル状をなす一対の斜め巻きコイルスプリングと、前記端子金具と前記一対の斜め巻きコイルスプリングとを保持するコネクタハウジングとを備え、前記一対の斜め巻きコイルスプリングのうち一方が、前記端子金具に対して平行となる姿勢で前記端子金具に当接して配される第１の斜め巻きコイルスプリングであり、他方が、前記端子金具に対して平行となる姿勢で、前記第１の斜め巻きコイルスプリングとの間で前記端子金具を挟み付けて配され、前記相手端子と接続される第２の斜め巻きコイルスプリングであり、前記一対の斜め巻きコイルスプリングが、互いに同じ向きに配置されている。

上記の構成によれば、振動が端子金具に伝わり、端子金具が変位しようとした場合には、一対の斜め巻きコイルスプリングが端子金具に追従しようとして変形する。これにより、端子金具の斜め巻きコイルスプリングに対する接点の位置は変動しにくくなる。この結果、斜め巻きコイルスプリングの端子金具に対する摺動が抑制され、端子金具の摺動摩耗が抑制される。

上記の構成において、前記一対の斜め巻きコイルスプリングが、互いに同形状同寸法であっても構わない。このような構成によれば、摺動摩耗の抑制効果を最大限に発揮させることができる。

本明細書によって開示されるコネクタによれば、端子金具の摺動摩耗を抑制できる。

実施形態の雌コネクタが雄コネクタと嵌合した様子を示す側面図 実施形態の雌コネクタが雄コネクタと嵌合した様子を示す平面図 図２のＡ−Ａ線断面図 斜め巻きコイルスプリングの側面図 端子付き電線に振動が加えられていない状態を示す側面図 端子付き電線に振動が加えられた状態を示す側面図１ 端子付き電線に振動が加えられた状態を示す側面図２ 一般的なコイルスプリングの側面図

実施形態を、図１〜図８を参照しつつ説明する。本実施形態のコネクタは、車両に搭載される機器に設けられた雄コネクタ５１と嵌合される雌コネクタ１であって、端子付き電線１０および一対の斜め巻きコイルスプリング２０Ａ、２０Ｂと、これらを保持する雌ハウジング３０（コネクタハウジングに該当）とを備えている。以下、一対の斜め巻きコイルスプリング２０Ａ、２０Ｂを互いに区別して記載する場合には、一方を「第１の斜め巻きコイルスプリング２０Ａ」、他方を「第２の斜め巻きコイルスプリング２０Ｂ」と記載し、区別せず総称する場合には、「斜め巻きコイルスプリング２０」と記載する。

端子付き電線１０は、図３に示すように、雌端子金具１１（端子金具に該当）と、この雌端子金具１１に接続された電線１２とを備えている。電線１２は、導電性の芯線１３と、この芯線１３を被覆する絶縁被覆１４とを備える一般的な構成を有している。雌端子金具１１は、金属などの導電性材料により構成された平板状の部材であって、その一端部には、電線１２の一端部において絶縁被覆１４から露出された芯線１３が、例えば抵抗溶接によって接続されている。

斜め巻きコイルスプリング２０は、導電性の線材２１を複数回巻回させたコイル状をなしている。この斜め巻きコイルスプリング２０は、一般的なコイルスプリング１００とは異なり、線材２１がコイル軸Ａ（軸線に該当）に対して一方向に傾くように巻かれている。図８に示す一般的なコイルスプリング１００では、線材１０１の任意の点Ｐ１０１とそこから半周分離れた点Ｐ１０２とを結ぶ直線Ｌ１０１と、点Ｐ１０２とそこからさらに半周分離れた点Ｐ１０３とを結ぶ直線Ｌ１０２とが、コイル軸Ａ１００に対して反対方向に傾いている。これに対し、図４に示す斜め巻きコイルスプリング２０においては、線材２１の任意の点Ｐ１とそこから半周分離れた点Ｐ２とを結ぶ直線Ｌ１と、点Ｐ２とそこからさらに半周分離れた点Ｐ３とを結ぶ直線Ｌ２とが、コイル軸Ａに対して同じ方向に傾いている。

このような構成の斜め巻きコイルスプリング２０は、コイル軸Ａに対して垂直な方向に荷重をかけられると、巻線がコイル軸Ａに対してさらに傾斜するように倒れ込んで、ばねの高さ寸法（コイル軸Ａに垂直な方向の寸法）が小さくなるように変形する。

雌ハウジング３０は、図３に示すように、ハウジング本体３１と、ホルダ４１とを備えている。

ハウジング本体３１は、合成樹脂製のブロック状の部材であって、端子収容部３２と、電線挿通孔３８とを有している。端子収容部３２は、雌ハウジング３０の一面（端子挿入面３３）に平行な奥壁面３４と、この奥壁面３４から端子挿入面３３まで延びる周壁面とで区画される空間であって、端子挿入面３３に開口部３７を有している。周壁面は、第１周壁面３５と、第１周壁面３５と平行な第２周壁面３６とを有している。電線挿通孔３８は、奥壁面３４と、雌ハウジング３０において端子挿入面３３と平行な他面との間を貫通する孔である。雌端子金具１１と一対の斜め巻きコイルスプリング２０Ａ、２０Ｂとが端子収容部３２に収容され、ホルダ４１を介して雌ハウジング３０に保持されている。電線１２は、電線挿通孔３８に挿通されて雌ハウジング３０の外部に導出されている。ホルダ４１は、第１周壁面３５と当接する当接壁４２を備えている。

雌端子金具１１は、第１周壁面３５、第２周壁面３６および当接壁４２に対して平行に配置され、一対の斜め巻きコイルスプリング２０Ａ、２０Ｂに挟まれた状態で、ホルダ４１に保持されている。第１の斜め巻きコイルスプリング２０Ａは、当接壁４２と雌端子金具１１との間に、当接壁４２と雌端子金具１１との双方に当接して配置されている。第２の斜め巻きコイルスプリング２０Ｂは、雌端子金具１１と第２周壁面３６との間に、雌端子金具１１に当接し、第２周壁面３６との間に隙間を空けて配置されている。

２つの斜め巻きコイルスプリング２０Ａ、２０Ｂは、同じ向きに（コイル軸Ａの向き、および、線材２１のコイル軸Ａに対する傾きが同じ方向となるように）配置されている。

詳細には、図５に示すように、第１の斜め巻きコイルスプリング２０Ａは、コイル軸Ａが、奥壁面３４に対して垂直な方向（図５の左右方向）を向くように配置されているとともに、当接壁４２に当接する任意の点Ｐ１Ａとそこから半周分離れた点Ｐ２Ａ（雌端子金具１１に当接する点）とを結ぶ直線Ｌ１Ａが、当接壁４２から雌端子金具１１に向かうにしたがって、端子挿入面３３から奥壁面３４に近づくように（図５の左上から右下に向かって）傾斜している。また、第２の斜め巻きコイルスプリング２０Ｂは、コイル軸Ａが、奥壁面３４に対して垂直な方向（図５の左右方向）を向くように配置されているとともに、雌端子金具１１に当接する任意の点Ｐ１Ｂとそこから半周分離れた点Ｐ２Ｂとを結ぶ直線Ｌ１Ｂが、雌端子金具１１から第２周壁面３６に向かうにしたがって、端子挿入面３３から奥壁面３４に近づくように（図５の左上から右下に向かって）傾斜している。つまり、２つの斜め巻きコイルスプリング２０Ａ、２０Ｂは、ともに、コイル軸Ａが、奥壁面３４に対して垂直な方向を向くように配置されているとともに、線材２１が、コイル軸Ａに対して、当接壁４２から第２周壁面３６に向かうにしたがって端子挿入面３３から奥壁面３４に近づくように傾いている。

雄コネクタ５１は、図３に示すように、雄端子金具５２（相手端子に該当）と、この雄端子金具５２を保持する雄ハウジング５５とを備えている。

雄端子金具５２は、金属などの導電性材料により構成された部材であって、図３に示すように、雌端子金具１１と接続される平板状の端子接続部５３と、この端子接続部５３から連なり、機器（図示せず）に接続される機器接続部５４とを備えている。

雄ハウジング５５は、図３に示すように、端子保持壁５６と、この端子保持壁５６の周縁から延びる筒状のフード部５７とを備えており、フード部５７の内部に雌ハウジング３０を収容可能となっている。端子接続部５３は、端子保持壁５６を貫通してフード部５７の内部に配置されている。

雌コネクタ１が雄コネクタ５１と嵌合されていない状態では、第２の斜め巻きコイルスプリング２０Ｂと第２周壁面３６との隙間は、端子接続部５３の厚さ寸法よりもやや小さくなっている。

雌コネクタ１が雄コネクタ５１と嵌合されると、端子接続部５３が開口部３７から端子収容部３２の内部に進入し、第２の斜め巻きコイルスプリング２０Ｂと第２周壁面３６との隙間に入り込んで、奥壁面３４に向かって進んでいく。上記したように、第２の斜め巻きコイルスプリング２０Ｂは、コイル軸Ａが、奥壁面３４に対して垂直な方向（すなわち、端子挿入面３３から奥壁面３４に向かう方向）を向くように配置されているとともに、雌端子金具１１に当接する任意の点Ｐ１Ｂとそこから半周分離れた点Ｐ２Ｂとを結ぶ直線Ｌ１Ｂが、雌端子金具１１から第２周壁面３６に向かうにしたがって、端子挿入面３３から奥壁面３４に近づくように傾斜している。したがって、端子接続部５３が端子収容部３２の内部に進入すると、第２の斜め巻きコイルスプリング２０Ｂにおける上記の点Ｐ２Ｂに対して端子接続部５３が当接し（図５参照）、端子接続部５３が奥壁面３４に向かって進んでいくにつれて、点２Ｂに対して奥壁面３４に向かって押される力が働く。これによって第２の斜め巻きコイルスプリング２０Ｂは、巻線がコイル軸Ａに対してさらに傾斜するように倒れ込んで、ばねの高さ寸法（コイル軸Ａに垂直な方向の寸法）が小さくなるように変形する。これにより、端子接続部５３を低い挿入力でもって挿入することができる。

雌コネクタ１が雄コネクタ５１に対して正規嵌合された状態では、図３に示すように、端子接続部５３が第２周壁面３６に当接して配置され、第１の斜め巻きコイルスプリング２０Ａが、当接壁４２と雌端子金具１１とに挟まれ、第２の斜め巻きコイルスプリング２０Ｂが、雌端子金具１１と端子接続部５３とに挟まれた状態となる。端子接続部５３が挿入されたことによって、雌端子金具１１と２つの斜め巻きコイルスプリング２０Ａ、２０Ｂとは当接壁４２に向かって押圧され、２つの斜め巻きコイルスプリング２０Ａ、２０Ｂは、巻線がコイル軸Ａに対してさらに傾斜するように倒れ込んで、ばねの高さ寸法（コイル軸Ａに垂直な方向の寸法）が小さくなるように変形する。そして、２つの斜め巻きコイルスプリング２０Ａ、２０Ｂの弾性復元力によって、第２の斜め巻きコイルスプリング２０Ｂが雌端子金具１１と端子接続部５３とに一定の接圧でもって接触し、雌端子金具１１と雄端子金具５２とが電気的に接続される。

車両の走行に伴って電線１２が振動し、この振動が雌端子金具１１に伝わった場合には、２つの斜め巻きコイルスプリング２０Ａ、２０Ｂがこの振動に追従して変形する。

詳細には、電線１２の振動によって、雌端子金具１１に対して、奥壁面３４から端子挿入面３３に向かう方向（図６の太矢印方向）の力が働いた場合には、図６に示すように、第２の斜め巻きコイルスプリング２０Ｂにおける雌端子金具１１に当接する点Ｐ１Ｂが雌端子金具１１に追従しようとするため、第２の斜め巻きコイルスプリング２０Ｂは、コイル軸Ａに対しての傾斜が大きくなるように倒れ込む。一方、第１の斜め巻きコイルスプリング２０Ａにおける雌端子金具１１に当接する点Ｐ２Ａが雌端子金具１１に追従しようとするため、第１の斜め巻きコイルスプリング２０Ａは、コイル軸Ａに対して立ち上がるように変形しようとして踏ん張る。これにより、雌端子金具１１は、端子接続部５３に近づくように変位するが、雌端子金具１１の２つの斜め巻きコイルスプリング２０Ａ、２０Ｂに対する接点の位置は変動しにくい。

また、電線１２の振動によって、雌端子金具１１に対して、端子挿入面３３から奥壁面３４に向かう方向（図７の太矢印方向）の力が働いた場合には、図７に示すように、点Ｐ２Ａが雌端子金具１１に追従しようとするため、第１の斜め巻きコイルスプリング２０Ａは、コイル軸Ａに対しての傾斜が大きくなるように倒れ込む。一方、点Ｐ１Ｂが雌端子金具１１に追従しようとするため、第２の斜め巻きコイルスプリング２０Ｂは、コイル軸Ａに対して立ち上がるように変形しようとして踏ん張る。これにより、雌端子金具１１は、当接壁４２に近づくように変位するが、雌端子金具１１の２つの斜め巻きコイルスプリング２０Ａ、２０Ｂに対する接点の位置は変動しにくい。

このように、電線１２の振動に追従して雌端子金具１１が変位しようとすると、２つの斜め巻きコイルスプリング２０Ａ、２０Ｂが雌端子金具１１に追従しようとして変形する。これにより、雌端子金具１１の２つの斜め巻きコイルスプリング２０Ａ、２０Ｂに対する接点の位置は変動しにくくなる。この結果、２つの斜め巻きコイルスプリング２０Ａ、２０Ｂの雌端子金具１１に対する摺動が抑制され、雌端子金具１１の摺動摩耗が抑制される。このような摺動摩耗の抑制効果を最大限に発揮させるためには、一対の斜め巻きコイルスプリング２０Ａ、２０Ｂが互いに同じ形状、同じ大きさのスプリングであることが好ましく、少なくとも雌端子金具１１との間の摩擦係数が同等であることが好ましい。

以上のように本実施形態によれば、雌コネクタ１は、雄端子金具５２と電気的に接続される雌端子金具１１と、導電性を有する線材２１がコイル軸Ａに対して一方向に傾くように複数回巻回されたコイル状をなす一対の斜め巻きコイルスプリング２０Ａ、２０Ｂと、雌端子金具１１と一対の斜め巻きコイルスプリング２０Ａ、２０Ｂとを保持する雌ハウジング３０とを備える。一対の斜め巻きコイルスプリング２０Ａ、２０Ｂのうち一方が、雌端子金具１１に対して平行となる姿勢で雌端子金具１１に当接して配される第１の斜め巻きコイルスプリング２０Ａであり、他方が、雌端子金具１１に対して平行となる姿勢で、第１の斜め巻きコイルスプリング２０Ａとの間で雌端子金具１１を挟み付けて配され、雄端子金具５２と接続される第２の斜め巻きコイルスプリング２０Ｂである。一対の斜め巻きコイルスプリング２０Ａ、２０Ｂは、互いに同じ向きに配置されている。

上記の構成によれば、振動が雌端子金具１１に伝わり、雌端子金具１１が変位しようとした場合には、一対の斜め巻きコイルスプリング２０Ａ、２０Ｂが雌端子金具１１に追従しようとして変形する。これにより、雌端子金具１１の斜め巻きコイルスプリング２０Ａ、２０Ｂに対する接点の位置は変動しにくくなる。この結果、斜め巻きコイルスプリング２０Ａ、２０Ｂの雌端子金具１１に対する摺動が抑制され、雌端子金具１１の摺動摩耗が抑制される。

一対の斜め巻きコイルスプリング２０Ａ、２０Ｂは、互いに同形状同寸法である。このような構成によれば、摺動摩耗の抑制効果を最大限に発揮させることができる。

＜他の実施形態＞
本明細書によって開示される技術は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような種々の態様も含まれる。
（１）上記実施形態では、雄端子金具５２の端子接続部５３が、雌端子金具１１と平行に、斜め巻きコイルスプリング２０Ａ、２０Ｂのコイル軸Ａの延び方向に沿って挿入されるものを例示したが、例えば、コネクタハウジングが端子金具と平行な面に開口部を有しており、相手端子が端子金具に対して垂直方向に挿入されて斜め巻きコイルスプリングに接触するコネクタであっても構わない。

（２）上記実施形態では、一対の斜め巻きコイルスプリング２０Ａ、２０Ｂがホルダ４１に保持されていたが、一対の斜め巻きコイルスプリングがホルダを介さずハウジング本体に保持されていても構わない。

１…雌コネクタ（コネクタ）
１１…雌端子金具（端子金具）
２０…斜め巻きコイルスプリング
２０Ａ…第１の斜め巻きコイルスプリング
２０Ｂ…第２の斜め巻きコイルスプリング
２１…線材
３０…雌ハウジング（コネクタハウジング）
５２…雄端子金具（相手端子）
Ａ…コイル軸（軸線）

Claims (2)

1. 相手端子と電気的に接続される端子金具と、
   導電性を有する線材が軸線に対して一方向に傾くように複数回巻回されたコイル状をなす一対の斜め巻きコイルスプリングと、
   前記端子金具と前記一対の斜め巻きコイルスプリングとを保持するコネクタハウジングとを備え、
   前記一対の斜め巻きコイルスプリングのうち一方が、前記端子金具に対して平行となる姿勢で前記端子金具に当接して配される第１の斜め巻きコイルスプリングであり、他方が、前記端子金具に対して平行となる姿勢で、前記第１の斜め巻きコイルスプリングとの間で前記端子金具を挟み付けて配され、前記相手端子と接続される第２の斜め巻きコイルスプリングであり、
   前記一対の斜め巻きコイルスプリングが、互いに同じ向きに配置されているコネクタ。
2. 前記一対の斜め巻きコイルスプリングが、互いに同形状同寸法である、請求項１に記載のコネクタ。

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