JP2022110498A - 端子台 - Google Patents

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晋也 岩崎
Shinya Iwasaki
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    • H01R4/00Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
    • H01R4/28Clamped connections, spring connections
    • H01R4/48Clamped connections, spring connections utilising a spring, clip, or other resilient member
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
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Abstract

【課題】接点品質維持および不安定な結線作業の改善を実現することができる。【解決手段】端子台(1)は、収容部(21)と、電線を前記収容部に導く導入部(61)と、前記収容部に設けられ、所定の保持位置で前記電線を保持するとともに、前記電線と電気接続する弾性体(32)と、を備える端子台であって、前記導入部の内面には、当該導入部の開口部(22)における、前記保持位置に対応する対応位置にガイド溝(7)が設けられている。【選択図】図9

Description

本発明は、例えばPLCのCPUユニットや各種I/Oユニット等において、配線を接続するために使用される端子台に関する。
従来、電線の導線部を適切に接続保持することができる端子台が知られている。例えば、特許文献1には、電線挿入口への電線の挿入方向における傾斜面の寸法が、電線の絶縁被覆を除去する寸法に設定されている端子台部が開示されている。特許文献2には、カバー側電線挿入孔を形成するカバー側孔形成部から電極までの距離が電極に挿入される所定長の露出芯線(導線部)の長さより長くなるように端子台に取り付けられる端子台カバーが開示されている。
特開2000-243478号公報 特開2013-127969号公報
上述のような端子台において、電線が剛性のある単線あるいは棒端子を有する撚線である場合については、先端を電線挿入口に挿入するだけで安定した結線が実現できる。しかしながら、電線が剛性の弱い単線(細線)あるいは棒端子を有さない撚線である場合については、弾性体による電線の接続位置が不安定である。すなわち、弾性体による電線の接続位置が前後あるいは左右方向に偏ってしまう可能性がある。このような電線の接続位置の偏りにより、電線が適切に端子台に接続されない可能性があるといった問題がある。
本発明の一態様は、上記の問題点を鑑みてなされたものであり、その目的は、接点品質維持および不安定な結線作業の改善を実現することができる端子台を提供することにある。
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る端子台は、挿入される電線を収容する収容部と、前記電線を前記収容部に導く導入部と、前記収容部に設けられ、挿入された前記電線に対して、所定の保持位置で前記収容部の一方の壁面に対して押圧することで前記電線を保持するとともに、前記電線と電気接続する弾性体と、を備える端子台であって、前記導入部の内面には、当該導入部の開口部における、前記保持位置に対応する対応位置にガイド溝が設けられている。
上記構成によれば、端子台は、電線を保持位置に案内するガイド溝を備える。これにより、電線が細線である場合についても、電線を適切に端子台に挿入することができる。すなわち、端子台の接点品質維持を実現することができる。また、ガイド溝は、導入部の開口部に設けられるため、ユーザに電線を挿入する位置(対応位置)を示すことができる。そのため、電線を電線挿入口に挿入する結線作業を安定化させることができる。
また、前記ガイド溝は、前記対応位置から前記保持位置に向かって延伸してもよい。上記構成によれば、電線をガイド溝に沿って端子台に挿入することにより、電線を保持位置に向かって挿入することができる。すなわち、電線は、保持位置で確実に保持され得る。
また、前記ガイド溝の幅は、前記対応位置から前記保持位置に向かって漸次狭くなっていてもよい。上記構成によれば、開口部ではガイド溝の幅が広いので、電線を容易にガイド溝に挿入することができる。
また、前記ガイド溝の深さは、前記対応位置から前記保持位置に向かって漸次浅くなっていてもよい。上記構成によれば、開口部ではガイド溝は深く形成されているので、電線を容易にガイド溝に挿入することができる。
また、前記電線の挿入方向における前記ガイド溝の一端において、前記ガイド溝は、当該ガイド溝の底面と前記導入部の内面とを接続する段差である段差部を有していてもよい。
上記構成によれば、電線をガイド溝に沿って端子台に挿入する場合、電線の被覆部が段差部に突き当たる。これにより、被覆部が段差部より収容部側に侵入することを抑制できるので、被覆部が弾性体により保持されて電線と弾性体とが非導通になる状態を抑制することができる。また、電線の導線部の長さを適切に設定すれば、導線部の先端が弾性体により保持されることもない。そのため、導線部の先端が弾性体に保持される場合と比較し、導線部が弾性体による保持から外れるリスクも低くなる。従って、ガイド溝が段差部を有することにより、導線部における長さ方向の適切な位置で弾性体に保持されるように、電線を挿入することができる。
また、前記電線の挿入方向における前記ガイド溝の一端において、前記ガイド溝の底面と前記導入部の内面との境界部分が滑らかに連続していてもよい。上記構成によれば、ガイド溝が段差部を有する場合と比較し、電線をスムーズに端子台に挿入することができる。
また、前記ガイド溝の深さは、前記電線の挿入方向に直交する平面で切った断面において中央に向かうほど深くなっていてもよい。上記構成によれば、電線を保持位置の中央近傍にガイドしやすくすることができる。
本発明の一態様によれば、接点品質維持および不安定な結線作業の改善を実現することができる。
本発明の一実施形態に係るPLCシステムの前面図である。 端子台に電線が挿入されていない状態における、従来の端子台の前面図および断面図である。 端子台に電線が適切に挿入されている状態における、従来の端子台の前面図および断面図である。 端子台に電線が不適切に挿入されている状態の一例における、従来の端子台の前面図および断面図である。 端子台に電線が不適切に挿入されている状態の他の例における、従来の端子台の前面図および断面図である。 端子台に電線が不適切に挿入されている状態のさらに他の例における、従来の端子台の前面図である。 端子台に電線が不適切に挿入されている状態のさらに他の例における、弾性体と電線との位置関係を示す模式断面図である。 端子台に電線が不適切に挿入されている状態のさらに他の例における、弾性体の斜視図および前面図である。 本発明の一実施形態に係る端子台の断面図である。 上記端子台の前面図である。 上記端子台の斜視図である。 上記端子台の第1ガイド溝を拡大した拡大断面図である。 本発明の他の実施形態に係る端子台の断面図である。
以下、本発明の一側面に係る実施形態(以下、「本実施形態」とも表記する)を、図面に基づいて説明する。ただし、以下で説明する本実施形態は、あらゆる点において本発明の例示に過ぎない。本発明の範囲を逸脱することなく種々の改良や変形を行うことができることは言うまでもない。つまり、本発明の実施にあたって、実施形態に応じた具体的構成が適宜採用されてもよい。
§1 適用例
(端子台1の適用例)
図1に基づいて、本発明が適用される場面の一例について説明する。図1は、本発明の一実施形態に係るPLCシステム1000の前面図である。図1に示すように、PLCシステム1000は、CPUユニット1001および複数の各種I/Oユニット1002が接続された構成となっている。図1に示す一例においては、CPUユニット1001は1台の端子台1を備え、各種I/Oユニット1002はそれぞれ2台の端子台1を備える。なお、I/Oユニット1002は1台の端子台1を備えていてもよい。各端子台1は、絶縁性の筐体2と、筐体2の内部に設けられた複数の端子接続部3とを備える。PLCシステム1000は、端子台1に接続されるデバイスに対して所定の入出力制御を行う。
筐体2は、各々に端子接続部3を収容する複数の収容部21と、デバイスの端子が接続される側の壁面である正面壁2aとを有する。正面壁2aには、各収容部21の開口である複数の電線挿入口22と複数の治具挿入口23とが設けられている。図1に示す一例においては、端子台1が備える端子接続部3の個数は16である。すなわち、CPUユニット1001は端子台1を1台備えているため、該CPUユニット1001が備える端子接続部3の個数は16であり、各種I/Oユニット1002は端子台1を2台備えているため、該各種I/Oユニット1002が備える端子接続部3の個数は32である。端子台1が備える端子接続部3の個数についてはこれに限定されるものではない。各ユニットにおける端子台1には、端子接続部3の個数に対応する個数の電線挿入口22および治具挿入口23が設けられている。
電線挿入口22は、電線を挿入するための略円形の開口である。電線挿入口22には、端子台1に接続されるデバイスに応じて様々な電線径の電線が結線される。複数の電線挿入口22は、略同一の内径を有する。また、複数の電線挿入口22は、様々な電線径の電線(細線、太線、極太線の一部)が結線可能であるような内径を有する。なお、複数の電線挿入口22は、端子台1に接続されるデバイスに応じて異なる内径を有していてもよい。
治具挿入口23は、電線を挿入するとき、あるいは抜くときに治具を挿入するための略方形の開口である。治具としては、例えば、マイナスドライバを用いることができる。
なお、図1は、PLCシステム1000に設けられている端子台1の形態を示しているが、本実施形態の端子台1は、この形態に限定されるものではない。
(従来の端子台101の構成例)
図2~図8に基づいて、従来の端子台101の一例について説明する。なお、図2~図8においては簡単のため、1つの収容部21に対応する、端子台101の一部を示している。
図2は、端子台101に電線5が挿入されていない状態における、端子台101の前面図(図2の符号2A)および断面図(図2の符号2B)である。図3は、端子台101に電線5が適切に挿入されている状態における、端子台101の前面図(図3の符号3A)および断面図(図3の符号3B)である。図2および図3に示すように、端子台101は、筐体2と、端子接続部3とを備える。
筐体2は、正面壁2aと側壁2bと後面壁2cとを備える。また、筐体2の内部には収容部21が形成されている。正面壁2aには、筐体2の開口部として、電線挿入口22と、治具挿入口23とが設けられている。
以下、端子台101における、正面壁2aが位置する側を前方、その反対側を後方、前方に向かって左側を左方、右側を右方として説明する。また、正面壁2aにおける、治具挿入口23が位置する側を上方、その反対側を下方として説明する。
電線挿入口22に挿入される電線5は、電線5の被覆を途中まで剥がして露出させた所定長の導線部51(ストリップ部)と、被覆で覆われた被覆部52(非ストリップ部)とを備える。
筐体2は、電線通路部(導入部)61と、治具通路部62とを有する。電線通路部61は、電線挿入口22から収容部21まで延伸する通路である。電線通路部61は、電線挿入口22から挿入される電線5を後述する弾性体32に導くための通路である。電線通路部61と収容部21とは連続的に同じ材質で構成されていてもよい。電線5を適切に弾性体32に導くために、電線通路部61の、前後方向に直交する断面における断面積は、後方に向かうほど減少することが好ましい。また、様々な電線径の電線(細線、太線、極太線の一部)を結線可能とするために、電線通路部61の後方側の開口は、所定の電線径以上の内径を有することが好ましい。
治具通路部62は、治具挿入口23から収容部21まで延伸する通路である。治具通路部62は、治具挿入口23から挿入される治具を後述する弾性体32に導くための通路である。治具通路部62と収容部21とは連続的に同じ材質で構成されていてもよい。
端子接続部3は、端子電極部31と弾性体32とを備える。端子電極部31は、上方横板部31aと縦板部31bと下方横板部31cとから構成される。上方横板部31aは、側壁2bの上部と当接し、前後方向に延伸する。縦板部31bは、後面壁2cと当接し、上下方向に延伸する。下方横板部31cは、側壁2bの下部と当接し、前後方向に延伸する。端子電極部31は、導電体からなり、電線5の挿入時には、電線5と電気的に接続する。
弾性体32は、金属板から構成されたU字形状の板バネである。弾性体32は、例えば平板状の金属板における長さ方向中央部を屈曲させて形成される部材である。弾性体32の一端は、上方横板部31aに当接している。電線5が挿入されていないとき、弾性体32の他端は、下方横板部31cに当接している(図2の符号2B参照)。電線5が挿入されているとき、弾性体32の他端は、導線部51に接触し、導線部51に対して押圧する(図3の符号3B参照)。これにより、弾性体32は、電線5と電気的に接続する。また、弾性体32は、電線5を弾性体32と下方横板部31cとの間において保持する。なお、弾性体32の形状は、図2~図8に示される形状に限定されるものではない。
(電線5の挿入・抜き取り方法)
以下、端子台101に電線5を挿入する方法の一例について説明する。まず、治具挿入口23から治具を挿入する。治具は、治具通路部62を介して収容部21内に挿入される。治具は、弾性体32の他端と接触する。治具の先端が後面壁2cに接触するまで治具を収容部21内に挿入することで、弾性体32の他端は上方に押し上げられる。これにより、収容部21の下部に電線5を収容する空間が形成される。
次に、治具を治具挿入口23に挿入した状態で、電線挿入口22から電線5を挿入する。電線5は、電線通路部61を介して収容部21内に挿入される。電線5は、治具により収容部21内の下部に形成された空間に収容される。
次に、治具を治具挿入口23から抜く。これにより、弾性体32の他端は電線5を押圧する。すなわち、弾性体32は電線5を保持する。以上の操作により、電線5は端子台101に挿入される。
以下、端子台101から電線5を抜き取る方法の一例について説明する。まず、治具挿入口23から治具を挿入する。治具は、治具通路部62を介して収容部21内に挿入される。治具は、弾性体32の他端と接触する。治具の先端が後面壁2cに接触するまで治具を収容部21内に挿入することで、弾性体32の他端は上方に押し上げられる。これにより、電線5は弾性体32の保持から解放される。
次に、治具を治具挿入口23に挿入した状態で、電線挿入口22から電線5を抜き取る。次に、治具を治具挿入口23から抜く。以上の操作により、電線5は端子台101から抜き取られる。
なお、電線5がある程度の剛性を有している場合、治具を用いることなく電線5を電線挿入口22から収容部21に挿入してもよい。すなわち、電線5の剛性によって弾性体32を押し上げて保持状態としてもよい。
(電線5の挿入状態)
以下、図3を参照し、端子台101に電線5が適切に挿入されている状態を説明する。図3の符号3Aに示すように、電線5は、電線挿入口22における左右方向の中央近傍で挿入される。これにより、電線5は、弾性体32の保持位置側先端における左右方向の中央近傍(所定の保持位置P)で保持される。また、図3の符号3Bに示すように、電線5は、収容部21に所定の挿入距離だけ挿入される。これにより、電線5における導線部51の部分が弾性体32に保持され、導線部51と弾性体32および端子電極部31とが導通する。
電線挿入口22は、様々な電線径の電線が結線可能であるように設けられている。そのため、電線挿入口22の内径は、細線の電線径に対しては大きめに設けられることとなる。したがって、従来の端子台101では、電線5が細線である場合、弾性体32による電線5の接続位置が不安定となり、端子台101に電線5が不適切に挿入されている状態となる可能性がある。
図4は、端子台101に電線5が不適切に挿入されている状態の一例における、端子台101の前面図(図4の符号4A)および断面図(図4の符号4B)である。図5は、端子台101に電線5が不適切に挿入されている状態の他の例における、端子台101の前面図(図5の符号5A)および断面図(図5の符号5B)である。図6は、端子台101に電線5が不適切に挿入されている状態のさらに他の例における、端子台101の前面図である。図7は、端子台101に電線5が不適切に挿入されている状態のさらに他の例における、弾性体32と電線5との位置関係を示す模式断面図である。図8は、端子台101に電線5が不適切に挿入されている状態のさらに他の例における、弾性体32の斜視図(図8の符号8A)および前面図(図8の符号8B)である。以下、図4~図8を参照し、端子台101に電線5が不適切に挿入されている状態の具体例を説明する。
図4は、電線5が端子台101に挿入される挿入距離が図3に示す状態より長く、被覆部52が保持位置Pに位置している状態を示す。このような状態において、弾性体32は、被覆部52と接触し、導線部とは接触しない。そのため、電線5を端子台101に挿入する挿入距離が長すぎる場合、弾性体32は電線5と電気的に接続しなくなる。
図5は、電線5が端子台101に挿入される挿入距離が図3に示す状態より短く、導線部51の先端が保持位置Pに位置している状態を示す。このような状態において、弾性体32は、導線部51の先端を保持することになる。そのため、電線5を端子台101に挿入する挿入距離が短すぎる場合、導線部51が弾性体32による保持から外れるリスクが高くなる。
図6は、電線5が電線挿入口22における左端(図6の符号6A)あるいは右端(図6の符号6B)で挿入される状態を示す。以下、電線5が電線挿入口22における右端で挿入される場合について説明する。図7に示すように、このような状態において、電線5は、弾性体32の右端と下方横板部31cの右端との間において、弾性体32に保持される。図8に示すように、このような弾性体32による電線5の接続位置が右方向に偏ることにより、弾性体32は、左方向に撓んでしまう。そのため、電線5が弾性体32による保持から外れてしまう可能性がある。
以上のように、従来の端子台101では、電線5が細線である場合、端子台101に電線5が不適切に挿入され、電線5が断線しやすい状態となってしまう。一方、本実施形態に係る端子台1は、電線5を保持位置Pに案内する第1ガイド溝7(図9~図12参照)あるいは第2ガイド溝207(図13参照)を備える。これにより、電線5が細線である場合についても、電線5を適切に端子台1に挿入することができる。すなわち、端子台1の接点品質維持を実現することができる。
§2 構成例
〔実施形態1〕
(端子台1の構成例)
図9は、本発明の実施形態1に係る端子台1の断面図である。図10は、電線5が端子台1に挿入されている状態(図10の符号10A)および挿入されていない状態(図10の符号10B)における端子台1の前面図である。図11は、電線5が端子台1に挿入されている状態(図11の符号11A)および挿入されていない状態(図11の符号11B)における端子台1の斜視図である。図12は、電線5が端子台1に挿入されている状態(図12の符号12A)および挿入されていない状態(図12の符号12B)における端子台1の第1ガイド溝7を拡大した拡大断面図である。実施形態1に係る端子台1は、電線5を保持位置P(図3~図6参照)に案内する第1ガイド溝7を備える点で端子台101と相違する。
図9~図12に示すように、第1ガイド溝7は、電線通路部61に設けられる。具体的には、第1ガイド溝7は、電線通路部61の内面において、電線挿入口22における、保持位置Pに対応する対応位置P1に設けられる。また、第1ガイド溝7は、対応位置P1から保持位置Pに向かって前後方向に延伸する。図9~図12に示す一例においては、第1ガイド溝7は、対応位置P1から電線通路部61と収容部21との境界の手前まで延伸している。なお、第1ガイド溝7の延伸の長さは特に限定されるものではなく、対応位置P1から保持位置Pまでのいずれの位置まで延伸していてもよい。
第1ガイド溝7は、底面7aと側壁7bと段差部71とを有する。段差部71は、後方における(すなわち、電線5の挿入方向における)第1ガイド溝7の一端において、第1ガイド溝7の底面7aと電線通路部61の内面とを接続する段差である。
図9~図12に示す一例においては、第1ガイド溝7の、電線5の挿入方向に直交する平面で切った断面は、略台形状である。なお、当該断面はこれに限定されず、電線5が挿入しやすい形状であればよい。好ましくは、第1ガイド溝7の深さは、当該断面において、中央に向かうほど深くなっていればよい。すなわち、当該断面は、例えば半円状、あるいは逆三角形状等であればよい。これにより、電線5がどのような太さであっても、電線5を保持位置Pの左右方向中央近傍にガイドしやすくすることができる。
図10の符号10A、図11の符号11A、および図12の符号12Aに示すように、電線5が細線である場合、電線5は第1ガイド溝7に沿って端子台1に挿入される。これにより、電線5は、保持位置Pに向かって挿入される。すなわち、電線5は、保持位置Pで確実に保持され得る。また、第1ガイド溝7は、電線挿入口22に設けられるため、ユーザに電線5を挿入する位置(対応位置P1)を示すことができる。そのため、電線5を電線挿入口22に挿入する結線作業を安定化させることができる。さらに、電線5を第1ガイド溝7に沿って端子台1に挿入する場合、被覆部52が段差部71に突き当たる。これにより、被覆部52が段差部71より収容部21側に侵入することを抑制できるので、被覆部52が弾性体32により保持されて電線5と弾性体32とが非導通になる状態を抑制することができる。また、導線部51の長さを適切に設定すれば、導線部51の先端が弾性体32により保持されることもない。そのため、導線部51の先端が弾性体32に保持される場合と比較し、導線部51が弾性体32による保持から外れるリスクも低くなる。従って、第1ガイド溝7が段差部71を有することにより、導線部51における長さ方向の適切な位置で弾性体32に保持されるように、電線5を挿入することができる。
(変形例)
第1ガイド溝7の幅は、対応位置P1から保持位置Pに向かって漸次狭くなっていてもよい。これにより、電線挿入口22では第1ガイド溝7の幅が広いので、電線5を容易に第1ガイド溝7に挿入することができる。
第1ガイド溝7の深さは、対応位置P1から保持位置Pに向かって漸次浅くなっていてもよい。これにより、電線挿入口22では第1ガイド溝7は深く形成されているので、電線5を容易に第1ガイド溝7に挿入することができる。
〔実施形態2〕
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
(端子台201の構成例)
図13は、本発明の実施形態2に係る端子台201の断面図である。実施形態2に係る端子台201は、第1ガイド溝7の代わりに第2ガイド溝207を備える点で端子台1と相違する。
第2ガイド溝207は、段差部71を有さない点で第1ガイド溝7と相違する。すなわち、第2ガイド溝207は、電線5の挿入方向における第2ガイド溝207の一端において、第2ガイド溝207の底面207aと電線通路部61の内面との境界部分が滑らかに連続している。
第2ガイド溝207は、第1ガイド溝7と比較し、段差部71を有さないので、電線5をスムーズに端子台201に挿入することができる。なお、実施形態1では、被覆部52が保持位置Pまで侵入することを抑制するために段差部71を設けていた。これに対して、例えば導線部51の長さが、保持位置Pから、収容部21の挿入方向における突き当りまでの距離よりも長いことが想定されている場合、被覆部52が保持位置Pまで侵入することはない。よって、この場合には、段差部71をなくすことによって、電線5の収容部21への挿入をよりスムーズにすることを優先することができる。
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
1、101、201 端子台
2 筐体
5 電線
7 第1ガイド溝(ガイド溝)
21 収容部
22 電線挿入口(開口部)
32 弾性体
61 電線通路部(導入部)
71 段差部
207 第2ガイド溝(ガイド溝)
P 保持位置
P1 対応位置

Claims (7)

  1. 挿入される電線を収容する収容部と、
    前記電線を前記収容部に導く導入部と、
    前記収容部に設けられ、挿入された前記電線に対して、所定の保持位置で前記収容部の一方の壁面に対して押圧することで前記電線を保持するとともに、前記電線と電気接続する弾性体と、を備える端子台であって、
    前記導入部の内面には、当該導入部の開口部における、前記保持位置に対応する対応位置にガイド溝が設けられている端子台。
  2. 前記ガイド溝は、前記対応位置から前記保持位置に向かって延伸している請求項1に記載の端子台。
  3. 前記ガイド溝の幅は、前記対応位置から前記保持位置に向かって漸次狭くなっている請求項2に記載の端子台。
  4. 前記ガイド溝の深さは、前記対応位置から前記保持位置に向かって漸次浅くなっている請求項2または3に記載の端子台。
  5. 前記電線の挿入方向における前記ガイド溝の一端において、前記ガイド溝は、当該ガイド溝の底面と前記導入部の内面とを接続する段差である段差部を有している請求項1から4のいずれか1項に記載の端子台。
  6. 前記電線の挿入方向における前記ガイド溝の一端において、前記ガイド溝の底面と前記導入部の内面との境界部分が滑らかに連続している請求項1から4のいずれか1項に記載の端子台。
  7. 前記ガイド溝の深さは、前記電線の挿入方向に直交する平面で切った断面において中央に向かうほど深くなっている請求項1から6のいずれか1項に記載の端子台。
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