JP4744977B2 - ケーブル接続用コンタクト及び当該コンタクトを用いたケーブル接続方法 - Google Patents

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本発明は、弾性変形可能な外被を備えたケーブルを圧接や圧着することによって導通可能とするためのコンタクトの構造に関するものである。
従来、弾性変形可能な外被を備えたケーブルを圧接や圧着することによって導通可能とする接続方法が用いられてきた。例えば、図8(a)に示すような鋭利なスリット部3を持った端子1に対して、ケーブル導体の外被を絶縁体によって覆って形成したケーブル2を圧入することで電気的に導通させる方法がある。図8(a)において、端子1の先端部分の幅はケーブルの直径よりも広く形成してあるが中央の溝部分はケーブル内部の芯線の直径よりも狭く形成してあり、この先端から溝までをテーパー面4として形成(場合によってはさらに刃物状に形成)しているため、ケーブルを圧入すると鋭利なテーパー面4によって絶縁体が破かれて、図8(b)に示すように、内部のケーブル導体と端子とが接触して導通状態となる。
図8に示すものの具体例として、1本の直径が0.127mmの芯線を7本使用して外被を含めた直径が0.5mm程度であるAWG28に相当するケーブルを使用する場合には、端子のスリット幅を0.18mm程度に形成している。また、溝にある程度の深さを設けることで、端子を挟持する部分に若干のバネ性を持たせている。
このような接続方法を採用したものとして、特許文献1と特許文献2が存在する。特許文献1は、電線と端子との圧接結線や圧着結線などの処理を行う電線処理装置における性能の安定性向上を図ることを目的とした電線処理装置用の電線ガイド5に関するものであり、この特許文献1では、図6に示すように、ケーブルの径よりも幅の狭いU字状の溝6を有する端子7に対して電線を圧接又は圧着することで結線を行っている。
また、特許文献2は、ケーブルが圧入されるスロット部8と相手側コンタクトが挿入されるバネ部9とを一体に形成し、このスロット部とバネ部が互いに挟持力を補完するようにしたフォーク型コンタクト10及びこのフォーク型コンタクト10を用いたコネクタに関するものであり、図7に示すように、スロット部8は、ケーブル内部の芯線の直径よりも狭い幅で形成するとともに上方に向けて広がるようなテーパー状のガイド部を設けて形成し、このテーパー部分でケーブルの絶縁体を破く構成となっている。
特開平06−096824号公報 実開平07−025576号公報
このような接続方法は、ケーブルの太さに合わせて端子サイズを適宜変更することで、様々な太さのケーブルに適用できるものであるが、1本の直径が0.025mmの芯線を7本使用したAWG42に相当する極細のケーブルを使用する場合には、以下に示すような幾つかの問題が生じてしまう。
先ず、図8に示す構成をAWG42相当のケーブルを使用する場合にそのまま適用しようとすると、スリット幅が0.05mm以下となってしまい、スリット形状の形成が非常に困難であるという問題がある。端子にスリットを形成する場合は金型を用いて行うが、スリット幅が狭いと金型の幅も狭くなるため金型の寿命が極端に短くなってしまい、結果、全体としての端子生産性も著しく低下してしまう。
また、図8に示す構成をAWG42相当のケーブルに適用すると、当然全体のサイズが小さくなるためスリット部分の端子幅は狭くなるし、狭ピッチ化や小型化を図る要請からスリット部に十分な端子長さを設けることが困難となる。結果、テーパー面4の長さも十分に確保できないため、テーパー面4によってケーブルの絶縁体を破りきれない恐れがある。
さらに、AWG42相当のケーブルは全体が薄肉となるため、端子に対して十分に押し込めない恐れがある。以上のような問題点が生じてしまうため、現状においてこのような極細ケーブルの接続を行う場合には、半田付けの手法を用いているが、時間がかかるため作業性が悪いという欠点があった。
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、極細ケーブルであっても確実に結線が可能であり、かつ、端子生産性を向上させたケーブル接続用コンタクト及び当該コンタクトを用いたケーブル接続方法を提供することを目的とするものである。
本発明の請求項は、導体からなる少なくとも1本以上の芯線を絶縁体で覆って形成したケーブルの芯線部分と圧着によって電気的接続を行うためのコンタクトであって、このコンタクトは、板状の金属部材の一端面の中央に開口部を形成するとともにこの開口部よりも深い位置を徐々に幅が狭くなる溝として形成したスリット部を有し、このスリット部を形成した両側を圧着端子とし、前記スリット部の左右の圧着端子には、先端に向かうに連れて中央側に傾斜したテーパー面を先端側面に形成し、この圧着端子の一方を手前側に他方を奥側に傾斜させることで互いの圧着端子の先端が重ならないように形成したことを特徴とするケーブル接続用コンタクトである。
本発明の請求項は、請求項に加えて、前記スリット部の開口部分の幅は、芯線の直径(芯線が複数本の場合には直径に該当する長さ)よりも広い幅となるように形成したことを特徴とするケーブル接続用コンタクトである。
本発明の請求項は、請求項1に加えて、前記スリット部の左右の圧着端子は、スリット部を設けた中央側に向かうに連れて徐々に厚さが薄くなるように表裏面のうち少なくとも一面にテーパー面を形成したことを特徴とするケーブル接続用コンタクトである。
本発明の請求項は、請求項に加えて、前記スリット部は、スリット幅を板厚×0.9以上の値となるように設定して形成するようにしたことを特徴とするケーブル接続用コンタクトである。
本発明の請求項は、請求項1又は2に加えて、前記スリット部の開口部分は、先端中央部分の2箇所から垂直方向に切れ込んだストレート部として形成したことを特徴とするケーブル接続用コンタクトである。
本発明の請求項は、請求項1又は2に加えて、前記スリット部の開口部分は、先端中央部分の2箇所から徐々に幅が広くなる方向に切れ込んだ傾斜部として形成したことを特徴とするケーブル接続用コンタクトである。
本発明の請求項は、導体からなる少なくとも1本以上の芯線を絶縁体で覆って形成したケーブルの芯線部分と圧着によって電気的接続を行うためのコンタクトであって、このコンタクトは、板状の金属部材の一端面の中央に開口部を形成するとともにこの開口部よりも深い位置を徐々に幅が狭くなる溝として形成したスリット部を有し、このスリット部を形成した両側を圧着端子とし、前記スリット部の左右の圧着端子には、先端に向かうに連れて中央側に傾斜したテーパー面を先端側面に形成し、この圧着端子の一方を手前側に他方を奥側に傾斜させることで互いの圧着端子の先端が重ならないように形成したケーブル接続用コンタクトを少なくとも1つ以上用いてなり、このケーブル接続用コンタクトの各スリット部に対してケーブルの芯線(又は、絶縁体で覆われたケーブル)を配置する第1の手順と、開口部はコンタクトの幅よりも広いが開口部よりも深い位置で徐々に幅が狭くなる傾斜を持った溝をコンタクトと同一間隔で並列に形成したパンチ部材を、前記コンタクトの上方から押し付けることにより、パンチ部材の溝の傾斜面とコンタクトの側面とを接触させてスリット部側に圧力を加えることで塑性変形によってスリット部を閉じさせる第2の手順とによって、ケーブルの絶縁体を破くとともに芯線とケーブル接続用コンタクトとの圧着接続を行うことを特徴とするケーブル接続方法である。
請求項記載の発明によれば、コンタクトは、板状の金属部材の一端面の中央に開口部を形成するとともにこの開口部よりも深い位置を徐々に幅が狭くなる溝として形成したスリット部を有し、このスリット部を形成した両側を圧着端子とし、この圧着端子の一方を手前側に他方を奥側に傾斜させることで互いの圧着端子の先端が重ならないように形成したので、前記スリット部にケーブルの芯線を配置した状態で両側のテーパー面に圧力が加わるとスリット部が閉じて塑性変形を起こし芯線との圧着接続が行われ、スリット部に挟まれた芯線とコンタクトとを確実に接続することが可能となる。
また、前記スリット部の左右の圧着端子には、先端に向かうに連れて中央側に傾斜したテーパー面を先端側面に形成したので、徐々に幅が狭くなる傾斜を持った溝からなるパンチ部材を用いた圧着接続を行うことができる。
請求項記載の発明によれば、スリット部の開口部分の幅は、芯線の直径(芯線が複数本の場合には直径に該当する長さ)よりも広い幅となるように形成したので、従来例と異なり、使用するケーブルとして極細のケーブルを使用したとしても、スリット幅を広く形成できるため金型の幅も広くなり、これによって金型の寿命が長くなるため、結果、全体としての端子生産性も向上する。
請求項記載の発明によれば、スリット部を設けた中央側に向かうに連れて徐々に厚さが薄くなるように表裏面のうち少なくとも一面にテーパー面を圧着端子に形成したことによって、スリット部の内側が尖った形状となるため、ケーブルが外被に覆われたままでもこの外被部分を破いて接続することが容易にでき、良好な接続を行うことが可能となり、また、芯線を露出させる工程が不要となる。
請求項記載の発明によれば、前記スリット部は、スリット幅を板厚×0.9以上の値となるように設定して形成するようにしたので、金型の強度が弱くなるのを防ぐことで、端子生産性が低下するのを防止することができる。
請求項記載の発明によれば、前記スリット部の開口部分は、先端中央部分の2箇所から垂直方向に切れ込んだストレート部として形成したので、このストレート部によって、スリット部が閉じるときに芯線がはみ出すのを防ぐことが出来る。
請求項記載の発明によれば、前記スリット部の開口部分は、先端中央部分の2箇所から徐々に幅が広くなる方向に切れ込んだ傾斜部として形成したので、この傾斜部によって、スリット部が閉じるときに芯線がはみ出すのを防ぐことが出来る。
請求項記載の発明によれば、ケーブル接続用コンタクトの各スリット部に対してケーブルの芯線(又は、絶縁体で覆われたケーブル)を配置する第1の手順と、開口部はコンタクトの幅よりも広いが開口部よりも深い位置で徐々に幅が狭くなる傾斜を持った溝をコンタクトと同一間隔で並列に形成したパンチ部材を、前記コンタクトの上方から押し付けることにより、パンチ部材の溝の傾斜面とコンタクトの側面とを接触させてスリット部側に圧力を加えることで塑性変形によってスリット部を閉じさせる第2の手順とによって、芯線とケーブル接続用コンタクトとの圧着接続を行うようにしたので、スリット部に挟まれた芯線とコンタクトとを確実に接続することが可能なケーブル接続方法を実現でき、また、複数本のケーブルを接続する場合であっても、パンチ部材を用いて一度に接続することが可能となるため、工程が簡略化され、作業性が向上する。
本発明によるケーブル接続用コンタクトは、導体からなる少なくとも1本以上の芯線を絶縁体で覆って形成したケーブルの芯線部分と圧着によって電気的接続を行うためのコンタクトであって、このコンタクトは、板状の金属部材の一端面の中央に開口部を形成するとともにこの開口部よりも深い位置を徐々に幅が狭くなる溝として形成したスリット部を有し、このスリット部を形成した両側を圧着端子とし、前記スリット部の左右の圧着端子には、先端に向かうに連れて中央側に傾斜したテーパー面を先端側面に形成し、この圧着端子の一方を手前側に他方を奥側に傾斜させることで互いの圧着端子の先端が重ならないように形成したことを特徴とするものである。以下、図面に基づいて説明を行う。
本発明の実施例について図1〜4に基づいて説明を行う。本発明によるケーブル接続用コンタクトは、極細のケーブルを使用する場合にも適用可能であることを特徴とするものであり、以下の説明においては、1本の直径が0.025mmの芯線を7本使用したAWG42に相当する極細ケーブルを使用する場合を例として説明を行う。
図1(a)に示すのは、本発明によるケーブル接続用コンタクト11、及び、このケーブル接続用コンタクト11の圧着接続に用いるパンチ部材12である。このケーブル接続用コンタクト11は、板厚0.1mm程度の端子の上部中央にスリット部13を設け、このスリット部13は、芯線15の直径(芯線が複数本の場合には直径に該当する長さ)よりも幅を広く形成する。例えば、1本の直径が0.025mmの芯線15を7本使用したケーブル16では、芯線15部分の直径に該当する長さが0.075mm程度となるが、このケーブル16に対応したコンタクトの場合には、スリット部13の幅を0.1mm程度に形成する。
上記の例では、板厚(0.1mm)とスリット部13の幅(0.1mm)は等倍に形成してあるが、この板厚とスリット幅との関係は金型形成の強度上の問題から設計範囲に限界があり、材質によっても若干の違いはあるが、板厚×0.9よりも小さい値でスリット幅を形成すると、金型の強度が弱くなってしまい、端子生産性が低下する原因となってしまう。よって、本発明では、板厚×0.9以上の値となるようにスリット幅を形成することが望ましい。
このスリット部13の形状をさらに説明すると、上部から垂直方向に切れ込んだストレート部14を有し、このストレート部14よりも深い位置でV字形状となるように形成してある。このようにして形成したスリット部13の両側を圧着端子18とし、この圧着端子18の上部側面をテーパー面17(又は円弧状に形成)として形成している。なお、図1(d)に示すように、側面から見たときに端子上部が徐々に細くなるように両面にテーパー面31を形成しているが、これはコンタクトを成型する金型からの引抜き易さを考慮して設けられたものである。
このようにして形成したコンタクト11は、図1(a)及び(b)に示すように、等間隔に配置されており、これらに対してコンタクト11と同一間隔に配置されたケーブル16の芯線15部分をそれぞれコンタクト11のスリット部13に対して差し込んで配置する。
また、図1(a)に示すパンチ部材12は、等間隔に配置された前記コンタクト11に対して押し付けて圧着接続を行うためのものであり、コンタクト11と同一間隔でV字状の溝19が形成されている。図1(a)に示すような配置状態で、コンタクト11の上側から押し付けて使用する。
以上のような構成において、等間隔に配置された前記コンタクト11のスリット部13にケーブル16の芯線15部分を差し込んだ状態で、前記パンチ部材12をコンタクト11の上側から押し付けると、先ず、各コンタクト11のテーパー面17が、パンチ部材12におけるV字状の溝19の内側に接触する。溝19は徐々に狭くなっているため、テーパー面17はこの溝19の壁面に押されることによって内側方向に力が加わる。さらにパンチ部材12を押し付け続けると、コンタクト11の先端部分に内側方向の力が加わり続け、結果、スリット部13が閉じる。このとき、内側に配置した芯線15は上方に持ち上がってスリット部13からはみ出そうとするが、先端側に形成しておいたストレート部14が芯線15のはみ出しを防止する働きをする。最終的に、コンタクト11の先端部分は、スリット部13の間に芯線15が挟まれた状態で塑性変形するため、パンチ部材12の押し付けを解除してもスリット部13が再度開くことはなくなり、これによって、コンタクト11とケーブル16の圧着接続が完了する。
前記実施例においては、コンタクト11部分の構成についてのみについて説明したが、この実施例2においては、図2及び図4に示すようなハウジング20内にコンタクト11を配置する場合の一例について説明を行う。
図2及び図4に示すように、ハウジング20には、複数のケーブル16を接続するための複数のコンタクト11が並列に配置されており、これらのコンタクト11は、図4に示すようにL字状に屈曲させた形状となっており、コンタクト11の先端部分をハウジング20の裏面から挿入することで設置され、屈曲させた他方側は基板等に接続するための基端部21としてハウジングの後方側に配置される。また、コンタクト11にケーブル16を配置する際に、これらの位置決めが容易なように、外被に覆われたケーブル部分を支えるためのケーブル支持部22と、芯線15を支えるための芯線支持部23とを設ける。
また、前記ハウジング20に接続するケーブル16は、図3に示すように、先端部分を覆っている絶縁体を剥がした状態で、予め必要とされる本数のケーブル16をコンタクト11の間隔と同一間隔に配置し、これらを粘着力のあるフィルム24等で保持しておく。
この図3に示す複数本のケーブル16のそれぞれの芯線15部分が、図2に示すハウジング20における芯線支持部23に配置され、かつ、ケーブル16の絶縁体で覆われた部分がケーブル支持部22に配置されるようにすることで、芯線15がコンタクト11のスリット部13の間に配置される。この状態で、図1に示すものと同様のパンチ部材12をコンタクト11の上方から押し付けることにより、コンタクト11とケーブル16の圧着接続が行われる。
このようにして、コンタクト11とケーブル16の圧着接続が完了した後に、ハウジング20に上蓋25を被せることで完成し、この後、ハウジング20から突出した基端部21部分を基板等に接続することとなる。なお、本実施例では、基端部21を設ける構成としたが、ハウジング20の形状とコンタクト11の形状を変えることで、全体をコネクタとして構成することも当然可能である。
前記実施例においては、図1(a)に示すように、コンタクト11のスリット部13の形状は、上部から垂直方向に切れ込んだストレート部14を有し、このストレート部14よりも深い位置でV字形状となるように形成した。しかし、本発明はこれに限られるものではなく、例えば、図5(a)に示すような形状のコンタクト26であってもよい。
この図5(a)に示すコンタクト26は、中央にスリット部27を形成してこのスリット部の両側を圧着端子30とするとともに、この圧着端子30の上部側面をテーパー面28として形成(又は円弧状に形成)したものであり、図1(a)に示したコンタクト11と同様に、スリット部27の深い位置はV字形状に形成してあるが、このV字形状に形成した部分の上部は、垂直方向に切れ込ませたストレート部として形成するのではなく、スリットの深さの中間点よりも上部の開口部分の方が狭くなるように傾斜を持った傾斜部29として形成している。
このような図5(a)に示すコンタクト26に対して、図1(a)と同様のパンチ部材12を上方から押し付けることにより、コンタクト26とケーブル16の圧着接続が行われる。しかし、この図5(a)のコンタクト26は内側がくの字型に形成されているため、場合によっては、圧着端子30の先端同士が接触したときのスプリングバックによって接続が不安定になる恐れがある。
そこで、図5(a)に示すコンタクト26において、左右の圧着端子30の一方を手前側に他方を奥側に傾斜させて、図5(b)に示すように、側面から見たときに互いの圧着端子30の先端が重ならないように形成する。このコンタクト26に対して、図1(a)と同様のパンチ部材12を上方から押し付けることにより、図5(c)に示すように、圧着端子30の先端同士が接触せずに重なった状態で芯線15を固定することになり、図1(a)の場合よりも強力に芯線15とコンタクト26との接続を行うことが出来る。
前記実施例においては、ケーブル16の先端部分の絶縁体を剥がして芯線15を露出させた状態で接続する場合について説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、絶縁体に覆われた状態であっても使用可能なものである。この場合、両側の圧着端子に対して、スリット部を設けた中央側に向かうに連れて徐々に厚さが薄くなるように表裏両面にテーパー面を形成することによって、ケーブル16の外被を破き易くなり、より良好な接続を行うことが可能となる。
なお、従来もコンタクトを塑性変形させて圧着接続によってケーブルと導通させる接続方法は存在したが、従来は板厚方向に屈曲させて接続するものであり、また、ペンチ等の工具を使って屈曲させるものであったため、広いスペースを必要とするとともに、工法を簡略化できないものであった。しかし、本発明のケーブル接続用コネクタは、比較的薄い板厚で形成したコンタクトの先端部分に中心に向かって圧力をかけることで、幅方向に屈曲させて接続するものであり、省スペース化を図れるとともに、図1に示すパンチ部材12を用いた簡略化された工法を採用することができ、この点で従来から存在する工法よりも優れている。
本発明によるケーブル接続用コンタクトの構成を示した模式図であり、(a)は、コンタクト11の形状及びパンチ部材12の形状を表した正面図、(b)は、コンタクト11にケーブル16を配置した場合の上面図、(c)は、パンチ部材12によって圧着接続を行ったコンタクト11の正面図、(d)は、(a)のコンタクト11の側面図である。 本発明によるケーブル接続用コンタクトを使用したハウジング20の構成を表した上面図である。 図2のハウジング20に対して使用する複数本のケーブル16を同一間隔に配置したものを表した上面図である。 図2のハウジング20にケーブル16を圧着接続した場合の側方断面図である。 (a)〜(c)は、本発明によるケーブル接続用コンタクトの他の構成を示した模式図である。 従来の圧着接続に用いるコンタクトを表した模式図である。 従来の圧着接続に用いるコンタクトを表した模式図である。 従来の圧接接続に用いるコンタクトを表した模式図である。
符号の説明
1…端子、2…ケーブル、3…スリット部、4…テーパー面、5…電線ガイド、6…溝、7…端子、8…スロット部、9…バネ部、10…フォーク型コンタクト、11…コンタクト、12…パンチ部材、13…スリット部13、14…ストレート部、15…芯線、16…ケーブル、17…テーパー面、18…圧着端子、19…溝、20…ハウジング、21…基端部、22…ケーブル支持部、23…芯線支持部、24…フィルム、25…上蓋、26…コンタクト、27…スリット部、28…テーパー面、29…傾斜部、30…圧着端子、31…テーパー面。

Claims (7)

  1. 導体からなる少なくとも1本以上の芯線を絶縁体で覆って形成したケーブルの芯線部分と圧着によって電気的接続を行うためのコンタクトであって、このコンタクトは、板状の金属部材の一端面の中央に開口部を形成するとともにこの開口部よりも深い位置を徐々に幅が狭くなる溝として形成したスリット部を有し、このスリット部を形成した両側を圧着端子とし、前記スリット部の左右の圧着端子には、先端に向かうに連れて中央側に傾斜したテーパー面を先端側面に形成し、この圧着端子の一方を手前側に他方を奥側に傾斜させることで互いの圧着端子の先端が重ならないように形成したことを特徴とするケーブル接続用コンタクト。
  2. 前記スリット部の開口部分の幅は、芯線の直径(芯線が複数本の場合には直径に該当する長さ)よりも広い幅となるように形成したことを特徴とする請求項記載のケーブル接続用コンタクト。
  3. 前記スリット部の左右の圧着端子は、スリット部を設けた中央側に向かうに連れて徐々に厚さが薄くなるように表裏面のうち少なくとも一面にテーパー面を形成したことを特徴とする請求項記載のケーブル接続用コンタクト。
  4. 前記スリット部は、スリット幅を板厚×0.9以上の値となるように設定して形成するようにしたことを特徴とする請求項記載のケーブル接続用コンタクト。
  5. 前記スリット部の開口部分は、先端中央部分の2箇所から垂直方向に切れ込んだストレート部として形成したことを特徴とする請求項1又は2記載のケーブル接続用コンタクト。
  6. 前記スリット部の開口部分は、先端中央部分の2箇所から徐々に幅が広くなる方向に切れ込んだ傾斜部として形成したことを特徴とする請求項1又は2記載のケーブル接続用コンタクト。
  7. 導体からなる少なくとも1本以上の芯線を絶縁体で覆って形成したケーブルの芯線部分と圧着によって電気的接続を行うためのコンタクトであって、このコンタクトは、板状の金属部材の一端面の中央に開口部を形成するとともにこの開口部よりも深い位置を徐々に幅が狭くなる溝として形成したスリット部を有し、このスリット部を形成した両側を圧着端子とし、前記スリット部の左右の圧着端子には、先端に向かうに連れて中央側に傾斜したテーパー面を先端側面に形成し、この圧着端子の一方を手前側に他方を奥側に傾斜させることで互いの圧着端子の先端が重ならないように形成したケーブル接続用コンタクトを少なくとも1つ以上用いてなり、このケーブル接続用コンタクトの各スリット部に対してケーブルの芯線(又は、絶縁体で覆われたケーブル)を配置する第1の手順と、開口部はコンタクトの幅よりも広いが開口部よりも深い位置で徐々に幅が狭くなる傾斜を持った溝をコンタクトと同一間隔で並列に形成したパンチ部材を、前記コンタクトの上方から押し付けることにより、パンチ部材の溝の傾斜面とコンタクトの側面とを接触させてスリット部側に圧力を加えることで塑性変形によってスリット部を閉じさせる第2の手順とによって、ケーブルの絶縁体を破くとともに芯線とケーブル接続用コンタクトとの圧着接続を行うことを特徴とするケーブル接続方法。
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