JP2024019779A - コネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】適正な組み付け性を確保することができるコネクタを提供すること。【解決手段】本実施形態に係るコネクタは、複数の孔部２４が形成された合成樹脂製のハウジング２０と、孔部２４の幅狭部２４Ａに圧入されてハウジング２０に保持される複数の端子３０と、を備え、端子３０は、端子圧入方向Ｚ２の上流側から下流側に向けて延出し、圧入動作に伴って孔部２４の幅狭部２４Ａの内壁２４Ａ１により弾性変形する弾性腕部３６Ａを有する。【選択図】図６

Description

本発明は、コネクタに関する。

一般に、合成樹脂製のハウジングと、このハウジングを貫通して形成された圧入孔に圧入された端子とを備えたコネクタが知られている（例えば、特許文献１参照）。この種のコネクタでは、圧入孔の内壁面と対向する端子の表裏面のいずれかの部位に係止突部が突設されているため、この係止突部が圧入孔の内壁面に挟持されることで端子の保持力を高めている。

特開２０１１－１１３８０１号公報

しかしながら、圧入孔と端子とのクリアランスを狭めているため、係止突部が突設された端子を圧入孔に圧入すると、ハウジングに大きな応力が作用する可能性がある。このため、ハウジングに端子を圧入する際の組み付け性の点で更なる改善の余地がある。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、適正な組み付け性を確保することができるコネクタを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係るコネクタは、複数の端子圧入孔が形成された合成樹脂製のハウジングと、端子圧入孔に圧入されてハウジングに保持される複数の端子と、を備え、端子は、圧入方向の上流側から下流側に向けて延出し、圧入動作に伴って端子圧入孔の内壁により弾性変形する弾性腕部を有する。

本発明に係るコネクタは、端子が圧入方向の上流側から下流側に向けて延出し、圧入動作に伴って端子圧入孔の内壁により弾性変形する弾性腕部を有する。このため、端子を端子圧入孔に圧入した際に、弾性腕部が圧入動作に伴って端子圧入孔の内壁により弾性変形することで、ハウジングに対する端子の保持力を高めつつ、ハウジングに大きな応力が作用することを抑制できる。この結果、コネクタの適正な組み付け性を確保することができる、という効果を奏する。

図１は、本実施形態に係るコネクタの概略構成を示す斜視図である。 図２は、図１のコネクタの分解斜視図である。 図３は、ハウジングと端子とを基板側から見た分解斜視図である。 図４は、端子の斜視図である。 図５は、端子の係止部を孔部に圧入した状態を示す部分拡大断面図である。 図６は、孔部に圧入された端子の係止部に対して離脱方向に力を加えた状態を示す部分拡大断面図である。 図７は、参考例に係るコネクタが有する端子の斜視図である。 図８は、図７の端子の係止部を孔部に圧入した状態を示す部分拡大断面図である。

以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。以下の説明では、互いに交差する第１方向、第２方向、及び、第３方向のうち、第１方向を「間口幅方向Ｘ」といい、第２方向を「奥行き方向Ｙ」といい、第３方向を「高さ方向Ｚ」という。ここでは、間口幅方向Ｘと奥行き方向Ｙと高さ方向Ｚとは、相互に直交する。高さ方向Ｚは、典型的には、後述する圧入部に対するペグの圧入方向に相当する。また、奥行き方向Ｙは、典型的には、後述する端子保持部に圧入される端子の圧入方向、端子保持部から離脱される端子の離脱方向に相当する。この場合、端子の圧入方向と端子の離脱方向とは、奥行き方向Ｙに沿って反対に向いている。以下の説明で用いる各方向は、特に断りのない限り、各部が相互に組み付けられた状態での方向として説明する。

図１は、本実施形態に係るコネクタの概略構成を示す斜視図である。図２は、図１のコネクタの分解斜視図である。図３は、ハウジングと端子とを基板側から見た分解斜視図である。

図１に示すコネクタ１０は、例えば、自動車等の車両に搭載される電子機器の基板１に実装される基板実装型のコネクタである。基板１は、例えば、プリント回路基板（PCB:Printed Circuit Board）である。基板１は、高さ方向Ｚが板厚方向、間口幅方向Ｘ及び奥行き方向Ｙが各辺の延在方向となるような略矩形板状に形成される。基板１は、エポキシ樹脂、ガラスエポキシ樹脂、紙エポキシ樹脂やセラミック等の絶縁性の材料からなる絶縁層に、銅等の導電性の材料によって配線パターン（プリントパターン）が印刷されることで当該配線パターンによって回路体が構成される。また、図２に示すように、基板１の表面１Ａには、コネクタ１０を固定するための一対のパッド２と、該コネクタ１０が電気的に接続される複数の導電部３とが設けられている。さらに、基板１には、該基板１を高さ方向Ｚに沿って貫通し、コネクタ１０を位置決めするための位置決め孔４が形成されている。

コネクタ１０は、基板１に電気的に接続されるものであり、相手側コネクタ（不図示）と基板１とを電気的に接続する接続機構を構成する。コネクタ１０は、ハウジング２０と、複数の端子３０と、ペグ（固定金具）４０とを備えて構成される。

ハウジング２０は、コネクタ１０の筐体を構成する。ハウジング２０は、絶縁性の合成樹脂材等を用いて形成されている。ハウジング２０は、軸線方向が高さ方向Ｚに沿う略矩形筒状に形成されたフード２１を有する。このフード２１は、高さ方向Ｚの一端が開口し、この開口した一端には、相手側コネクタ（不図示）が挿し込まれて装着される装着部２２が形成されている。

ハウジング２０は、図３に示すように、高さ方向Ｚの他端側に、端子保持部２３を備える。端子保持部２３には、フード２１内に対応する領域に当該端子保持部２３を高さ方向Ｚに貫通する複数の孔部（端子圧入孔）２４が形成されている。本実施形態では、複数の孔部２４が間口幅方向Ｘに沿って横並びに設けられ、これら横並びの孔部２４の列が奥行き方向Ｙに間隔をあけて２列設けられている。

端子３０は、それぞれ基板１と相手側コネクタとを電気的に接続する。複数の端子３０は、図３に示すように、間口幅方向Ｘに沿って横並びに配置され、これら横並びの端子３０の列が奥行き方向Ｙに間隔をあけて２列設けられている。そして、これら複数の端子３０は、フード２１の装着部２２と反対側（基板１（図２）側）から対応する孔部２４にそれぞれ圧入されることで孔部２４（端子保持部２３）に保持される。

端子３０は、それぞれ第一接続部３１と、第二接続部３２と、屈曲部３３と、係止部３４とを有し、銅等の導電性の金属によって一体に形成されている。端子３０は、屈曲部３３でＬ字形状に折り曲げられて屈曲した形状とされる。本実施形態では、第一接続部３１は高さ方向Ｚに沿って延在し、第二接続部３２は奥行き方向Ｙに沿って延在する。また、奥行き方向Ｙに隣り合う２列の端子３０は、背中合わせに配置され、各列の端子３０の第二接続部３２が相互に離間するように、それぞれ奥行き方向Ｙに沿って反対方向に延在する。

第一接続部３１は、端子３０の一端部である。第一接続部３１は、孔部２４を通じてフード２１内に露出して、装着部２２（フード２１）に装着された相手側コネクタの端子（不図示）と電気的に接続される。第二接続部３２は、端子３０の他端部である。第二接続部３２は、基板１の表面１Ａと略平行に延在し、基板１に設けられた導電部３に半田付けによって接続される。これにより、端子３０は、それぞれ基板１と電気的に接続される。屈曲部３３は、第一接続部３１と第二接続部３２との間に設けられ、第一接続部３１の延在方向と第二接続部３２の延在方向とが直交するように端子３０をＬ字形状に屈曲する。係止部３４は、第一接続部３１と屈曲部３３との間に設けられる。係止部３４は、第一接続部３１よりも幅広に形成されて、孔部２４の内壁と密着することで孔部２４（端子保持部２３）に保持される。係止部３４の具体的な構成については後述する。

また、ハウジング２０は、図１に示すように、間口幅方向Ｘの両側に位置する側壁２５を有し、これら側壁２５の外面にはそれぞれペグ４０が圧入される圧入部２６が一体に形成されている。この圧入部２６は、上端及び下端が開放した圧入溝に相当するもので、この圧入部２６には、図１に矢印Ｚ１で示すように、上端側から下端側（基板１側）に向けてペグ４０が圧入されている。すなわち、圧入部２６の上端側はペグ圧入方向Ｚ１の上流側となり、圧入部２６の下端側がペグ圧入方向Ｚ１の下流側となる。

ペグ４０は、図２に示すように、金属製の平板により構成された本体４１と、この本体４１の下端に形成された固定部４２と、本体４１の幅方向（本実施形態では奥行き方向Ｙに相当）の両端に形成された保持部４３とを備える。ここで、ペグ４０の下端は、圧入部２６に圧入する際の先端側、すなわちペグ圧入方向Ｚ１の下流側となる。ペグ４０は、圧入部２６に下端側の固定部４２から圧入されるため、固定部４２は、ペグ４０（本体４１）におけるペグ圧入方向Ｚ１の下流側に設けられ、保持部４３は、ペグ圧入方向Ｚ１の上流側に設けられている。固定部４２は、本体４１の下端を断面形状が略Ｕ字形状となるように上端側に折り返して形成されている。この固定部４２は、基板１のパッド２（図１）に対して半田付けによって固定される。

保持部４３は、本体４１における固定部４２とは反対側（上端側）の側面部に設けられている。本体４１の上端側は、固定部４２よりも幅方向に幅広に形成され、固定部４２よりも幅方向に沿って両側に突出している。この幅方向は、ペグ圧入方向Ｚ１と直交する方向であり、奥行き方向Ｙに相当する。保持部４３は、ペグ４０における幅方向の最も幅広な部分の両側端面にそれぞれ形成され、圧入部２６の対向する内壁を削って（変形させて）圧入保持される。

また、ハウジング２０は、図１に示すように、間口幅方向Ｘの両側に位置する側壁２５にそれぞれ連なり、上記した圧入部２６に圧入されたペグ４０の幅方向（奥行き方向Ｙ）の両側に延在する保護壁２７を有する。この保護壁２７は、ハウジング２０に保持された端子３０の第二接続部３２を保護する。

また、ハウジング２０は、図２および図３に示すように、保護壁２７における基板１との対向面２７Ａに、高さ方向Ｚに沿って突出する位置決め突部２００が形成されている。この位置決め突部２００は、基板１に設けられた位置決め孔４に挿入されて、基板１に対するハウジング２０の位置決めを行うことができる。

次に、端子３０の係止部３４について説明する。図４は、端子の斜視図である。図５は、端子の係止部を孔部に圧入した状態を示す部分拡大断面図である。図６は、孔部に圧入された端子の係止部に対して離脱方向に力を加えた状態を示す部分拡大断面図である。

端子３０は、上記したように、第一接続部３１と屈曲部３３との間に係止部３４を備える。この係止部３４が圧入された孔部２４の内壁に係止して保持される。ここで、矢印Ｚ２で示す係止部３４から第一接続部３１へと向かう方向を端子圧入方向（圧入方向）という。また、矢印Ｚ３で示す第一接続部３１から係止部３４へと向かう方向を端子離脱方向（離脱方向）という。この端子圧入方向Ｚ２と端子離脱方向Ｚ３とは、高さ方向Ｚに沿って延び、相互に反対を向いている。係止部３４は、図４に示すように、端子３０の端子圧入方向Ｚ２の上流側から下流側に向かって順に、第一係止部３５、第二係止部３６および肩部３７を備える。

第一係止部３５は、端子圧入方向Ｚ２の上流側から下流側に向けて次第に幅広となる傾斜面３５Ａを両側縁に備える。すなわち、第一係止部３５は、第一接続部３１に対して略三角形状に突出する形状となっている。第一係止部３５は、最大幅となった後、第一接続部３１と同等の幅となるまで下流側に向けて次第に幅を狭めて第二係止部３６に連なる。なお、幅とは、端子３０の長手方向に直交する方向における各部の長さをいい、本実施形態では、上記した間口幅方向Ｘに沿った方向の長さをいう。

第二係止部３６は、端子幅方向Ｘの両側に、端子圧入方向Ｚ２の上流側から下流側に向けて延びる一対の弾性腕部３６Ａと、これら一対の弾性腕部３６Ａの間にスリット３６Ｃを介して延在し、肩部３７に連なる支持部３６Ｂとを備える。各弾性腕部３６Ａは、端子圧入方向Ｚ２の上流側が固定端となり、下流側が自由端となっている。このため、端子３０の圧入動作に伴い、弾性腕部３６Ａの自由端側（下流側）は、孔部２４の内壁に当接することによって、支持部３６Ｂにそれぞれ接近するように弾性変形する。また、第二係止部３６は、各弾性腕部３６Ａにおける孔部２４の内壁に対向する側面に、内壁（外）側に向けて突出する突起部３６Ａ１を備える。この突起部３６Ａ１における第二係止部３６の最大幅は、第一係止部３５の最大幅よりも大きく形成されている。このため、突起部３６Ａ１は、孔部２４の内壁に食い込んで、端子３０を強固に係止する。

肩部３７は、第一接続部３１、第一係止部３５および第二係止部３６よりも幅広に形成されている。この肩部３７は、端子圧入方向Ｚ２の上流側縁部３７Ａ１が該端子圧入方向Ｚ２に対して略直角をなしている。この肩部３７は、端子３０が正規位置まで孔部２４に圧入されると、肩部３７の上流側縁部３７Ａが孔部２４の周縁と当接することによって、端子３０のそれ以上の圧入動作が規制されるようになっている。

上記した第一係止部３５、第二係止部３６および肩部３７は、端子圧入方向Ｚ２に沿った端子３０（係止部３４）の中心線Ｌに対して対称に形成されている。このため、特に、第二係止部３６の弾性腕部３６Ａは、端子圧入時に、孔部２４の内壁に当接することで同等に弾性変形することで、いずれか一方が偏って変形することが抑制される。

本実施形態では、端子保持部２３に形成された孔部２４は、図５に示すように、端子圧入方向Ｚ２の上流側に位置する幅狭部２４Ａと、幅狭部２４Ａよりも下流側に位置し、幅広に形成される幅広部２４Ｂとを備える。孔部２４に端子３０を組み付ける場合、第一接続部３１（図４）から端子３０を孔部２４に挿し込む。

この場合、端子３０の第一係止部３５は、孔部２４の幅狭部２４Ａよりも幅広の傾斜面３５Ａを備える。このため、この傾斜面３５Ａが、幅狭部２４Ａの内壁２４Ａ１を押し広げて変形させつつ、端子圧入方向Ｚ２に幅狭部２４Ａ内を進むことで、端子３０が幅狭部２４Ａに圧入される。

第一係止部３５がすべて幅狭部２４Ａに圧入されると、第二係止部３６が幅狭部２４Ａに進入する。この場合、第二係止部３６は第一係止部３５よりも幅広に形成されているが、第二係止部３６は、端子圧入方向Ｚ２の上流側から下流側に向けて延びる一対の弾性腕部３６Ａを備える。このため、この弾性腕部３６Ａは、圧入動作に伴って幅狭部２４Ａの内壁２４Ａ１と当接することにより、図５に矢印Ａ１に示すように、スリット３６Ｃ分だけ、弾性腕部３６Ａの自由端側が、それぞれ支持部３６Ｂに接近するように弾性変形する。これにより、端子圧入時における第二係止部３６の幅を小さくすることができるため、第二係止部３６と幅狭部２４Ａの内壁２４Ａ１との接触抵抗を減じることができ、端子３０をスムーズに孔部２４（幅狭部２４Ａ）に圧入することができる。さらに、端子圧入時に、端子３０からハウジング２０へ加わる応力を低減できるため、ハウジング２０に大きな応力が作用することを抑制できる。さらに、弾性腕部３６Ａは、端子圧入後の復元力によって、突起部３６Ａ１を幅狭部２４Ａの内壁２４Ａ１に押し付けるため、この突起部３６Ａ１が内壁２４Ａ１に食い込んで、端子３０を強固に係止する。従って、コネクタ１０の適正な組み付け性を確保することができる。

第二係止部３６がすべて幅狭部２４Ａに圧入されると、肩部３７の上流側縁部３７Ａが孔部２４の幅広部２４Ｂの上流側縁部２４Ｂ１と当接することによって、端子３０のそれ以上の圧入動作が規制される。

一方で、端子３０に対して、端子離脱方向Ｚ３に力がかかった場合、図６に矢印Ａ２で示すように、弾性腕部３６Ａの自由端側は、端子離脱方向Ｚ３への力によって、それぞれ支持部３６Ｂから離間するように弾性変形する。これにより弾性腕部３６Ａは、突起部３６Ａ１を幅狭部２４Ａの内壁２４Ａ１により強く押し付けるため、この突起部３６Ａ１と内壁２４Ａ１との係止により、端子３０がハウジング２０から離脱（抜ける）ことを防止できる。

以上、説明したように、本実施形態に係るコネクタ１０は、複数の孔部２４が形成された合成樹脂製のハウジング２０と、孔部２４の幅狭部２４Ａに圧入されてハウジング２０に保持される複数の端子３０と、を備える。端子３０は、端子圧入方向Ｚ２の上流側から下流側に向けて延出し、圧入動作に伴って幅狭部２４Ａの内壁２４Ａ１により弾性変形する弾性腕部３６Ａを有する。このため、弾性腕部３６Ａは、圧入動作に伴って幅狭部２４Ａの内壁２４Ａ１と当接することにより、弾性腕部３６Ａの自由端側が、それぞれ幅狭部２４Ａの内側に接近するように弾性変形する。これにより、端子圧入時における弾性腕部３６Ａの幅を小さくすることができるため、弾性腕部３６Ａと幅狭部２４Ａの内壁２４Ａ１との接触抵抗を減じることができ、端子３０をスムーズに孔部２４（幅狭部２４Ａ）に圧入することができる。さらに、端子圧入時に、端子３０からハウジング２０へ加わる応力を低減できるため、ハウジング２０に大きな応力が作用することを抑制できる。さらに、弾性腕部３６Ａは、端子圧入後の復元力によって、幅狭部２４Ａの内壁２４Ａ１に押し付けられるため、端子３０を強固に係止することができ、従って、コネクタ１０の適正な組み付け性を確保することができる。

また、本実施形態によれば、弾性腕部３６Ａは、端子圧入方向Ｚ２と反対の端子離脱方向Ｚ３に力がかかった場合に、幅狭部２４Ａの内壁２４Ａ１に係止する突起部３６Ａ１を有する。このため、弾性腕部３６Ａの自由端側は、端子離脱方向Ｚ３への力によって、それぞれ幅狭部２４Ａの内壁２４Ａ１に近づくように弾性変形する。これにより、弾性腕部３６Ａに設けられた突起部３６Ａ１は、幅狭部２４Ａの内壁２４Ａ１により強く押し付けられるため、この突起部３６Ａ１と内壁２４Ａ１との係止により、端子３０がハウジング２０から離脱（抜ける）ことを防止できる。

次に、参考例に係るコネクタについて説明する。この参考例に係るコネクタでは、上記したコネクタ１０と端子の形状が異なるため、ここでは端子について説明し、端子以外の部材については説明を省略する。図７は、参考例に係るコネクタが有する端子の斜視図である。図８は、図７の端子の係止部を孔部に圧入した状態を示す部分拡大断面図である。

参考例では、端子１３０は、図７に示すように、それぞれ第一接続部３１と、第二接続部３２と、屈曲部３３と、係止部１３４とを有する。ここで、第一接続部３１と、第二接続部３２と、屈曲部３３とは、上記した端子３０と同一の構成であるため説明を省略する。また、係止部１３４は、端子１３０の端子圧入方向Ｚ２の上流側から下流側に向かって順に、第一係止部３５、第二係止部１３６および肩部３７を備える。また、係止部１３４には、第一係止部３５から第二係止部１３６に亘って、端子圧入方向Ｚ２に長い長孔部１３８が形成されている。ここで、第一係止部３５および肩部３７は、上記した係止部３４と同一の構成であるため説明を省略する。

第二係止部１３６は、第一係止部３５よりも幅広に形成されるとともに、端子圧入方向Ｚ２の上流側から下流側に向けて次第に幅広となる傾斜面１３６Ａを両側縁に備える。また、長孔部１３８が第一係止部３５から第二係止部１３６に亘って形成されている。このため、図８に示すように、第一係止部３５および第二係止部１３６がすべて幅狭部２４Ａに進入すると、これら第一係止部３５および第二係止部１３６には、幅狭部２４Ａの内壁２４Ａ１から矢印Ｂ方向の力が作用して長孔部１３８が撓む。これにより、端子圧入時における第一係止部３５および第二係止部１３６の幅が狭くなることで、第一係止部３５および第二係止部１３６と幅狭部２４Ａの内壁２４Ａ１との接触抵抗を減じることができ、端子１３０をスムーズに孔部２４（幅狭部２４Ａ）に圧入することができる。

また、この参考例では、端子圧入時に、端子１３０からハウジング２０へ加わる応力を低減できるため、該ハウジング２０に大きな応力が作用することを抑制できる。さらに、第一係止部３５および第二係止部１３６は、端子圧入後の復元力によって、幅狭部２４Ａの内壁２４Ａ１に押し付けられるため、端子３０を強固に係止することができ、端子１３０がハウジング２０から離脱（抜ける）ことを十分に防止できる。

また、この参考例では、例えば、コネクタを基板に実装する際のリフロー熱等の温度変化によって生じる端子１３０の材料の膨張、収縮を長孔部１３８が吸収する。このため、周辺環境の温度変化による影響を受けにくくすることが可能となっている。

なお、本発明に係るコネクタは、上述した実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された範囲で種々の変更が可能である。本実施形態では、コネクタ１０は、基板に実装されるタイプのものを例示したが、ハウジング２０と、このハウジング２０の孔部２４に保持される端子３０とを備える構成であれば、基板実装型でなくてもよい。

また、本実施形態では、端子３０の第一係止部３５、第二係止部３６および肩部３７は、端子圧入方向Ｚ２に沿った端子３０（係止部３４）の中心線Ｌに対して対称に形成された構成を例示したが、これに限るものではなく、第一係止部３５、第二係止部３６および肩部３７のいずれか一つ、またはすべてが上記中心線Ｌに対して非対称としてもよい。

１ 基板
１０ コネクタ
２０ ハウジング
２４ 孔部（端子圧入孔）
２４Ａ 幅狭部
２４Ａ１ 内壁
３０ 端子
３１ 第一接続部
３２ 第二接続部
３４ 係止部
３５ 第一係止部
３６ 第二係止部
３６Ａ 弾性腕部
３６Ａ１ 突起部
３７ 肩部
Ｚ 高さ方向
Ｚ２ 端子圧入方向（圧入方向）
Ｚ３ 端子離脱方向（離脱方向）

Claims (2)

1. 複数の端子圧入孔が形成された合成樹脂製のハウジングと、
   前記端子圧入孔に圧入されて前記ハウジングに保持される複数の端子と、を備え、
   前記端子は、圧入方向の上流側から下流側に向けて延出し、圧入動作に伴って前記端子圧入孔の内壁により弾性変形する弾性腕部を有することを特徴とするコネクタ。
2. 前記弾性腕部は、前記圧入方向と反対の離脱方向に力がかかった場合に、前記端子圧入孔の内壁に係止する突起部を有することを特徴とする請求項１に記載のコネクタ。

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