JP4895725B2 - 圧接コネクタ - Google Patents

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Description

本発明は、一端に電線圧接部が切り起こして形成され、他端に電気接触部を有する圧接端子がコネクタハウジングに保持されている圧接コネクタに関する。
圧接端子を有する圧接コネクタには、コネクタがメーカ側でサブアッセンブリされた後に出荷され、ユーザ側において電線を圧接端子に接続して使用されるものがある。このような圧接コネクタには、一般に、電気的接続の信頼性が高く、接続が容易である接続方法が求められている。電気的接続の信頼性を高めるには電線に不用意な外力が作用したときに、電線がコネクタから抜け出さないことが重要であり、接続の容易性を高めるには少ない工数で作業性良く電線と端子とを相互接続できることが重要である。
この種の圧接コネクタの一例としては、特許文献1に開示されているものが知られている。図11に示されるように、この圧接コネクタ60は、被覆電線67の芯線部と電気的に相互接続する電線圧接部61aが切り起こして形成された圧接端子61と、この圧接端子61を保持すると共に、圧接端子61の電線圧接部61aが位置する部分で開口部62aを有するコネクタハウジング62と、開口部62aに押し込まれることで互いに合体する一対の上下カバー64,65を有し、この一対の上下カバー64,65の間で被覆電線67を保持する電線ホルダ63と、を備えている。一対の上下カバー64,65の電線挿入側の端部において、各カバー64,65の対向面にはクランク状の段差部64a,65aが形成されており、上下カバー64,65の合体時に被覆電線67が段差部64a,65aによってクランク状に曲げられることで、電線ホルダ63から被覆電線67が不用意に抜け出さないようになっている。
特開2003−173827号公報
特許文献1に開示された圧接コネクタ60は、電線ホルダ63に電線67を挿入する側の電線挿入口66がクランク状の段差部64a,65aによって狭くなっているため、曲がり癖が付いている被覆電線67を挿入する際は、電線挿入端が段差部64a,65aに当接しないように、慎重な挿入作業が強いられていた。また、電線ホルダ63に対する被覆電線67の挿入を妨げないようにし、かつ、挿入された被覆電線67を確実に抜け止めするには、適用される電線サイズが制限されていた。外径が細い被覆電線(細径電線)、殊に外径が1mm以下の被覆電線では、圧接部での電線把持力が弱く、従来よりも更に強固に電線を把持できるコネクタが望まれていた。
上記問題点に鑑み、本発明は、電線ホルダの一対の上下カバーの間に被覆電線をスムーズに挿入することができ、しかも、細い被覆電線を確実に抜け止めすることができる圧接コネクタを提供することを目的とする。
上記問題を解決するため、請求項1に記載の圧接コネクタは、被覆電線と電気的に相互接続する電線圧接部が切り起こして形成された圧接端子と、該圧接端子を保持すると共に、該圧接端子の前記電線圧接部が位置する部分に開口部を有するコネクタハウジングと、前記開口部に装着されることにより互いに合体する一対の上下カバーを有し、該一対の上下カバーの間で挿入された前記被覆電線が保持され、前記下カバーには前記上カバーとの合体時に基端を支点として内向きに回動し、前記上カバーとの間で前記被覆電線を挟持する回動片が設けられている電線ホルダと、を備えたことを特徴とする。
請求項2の発明は、請求項1に記載の圧接コネクタにおいて、前記回動片が、前記下カバーの電線挿入側の端部に可撓性のヒンジ部を介して設けられたことを特徴とする。
請求項3の発明は、請求項1又は2記載の圧接コネクタにおいて、前記回動片の内面には突部が前記上カバーを向く方向に突設され、前記上カバーには、前記下カバーとの合体時に前記突部との間で前記被覆電線を挟持する受容溝が設けられたことを特徴とする。
請求項4の発明は、請求項3記載の圧接コネクタにおいて、前記受容溝の溝面の一部で、前記突部と対応する位置で凹部が設けられたことを特徴とする。
請求項5の発明は、請求項3又は4に記載の圧接コネクタにおいて、前記突部と前記受容溝とが、前記上下カバーの合体前に浅く噛み合っていることを特徴とする。
請求項6の発明は、請求項1〜5の何れか1項に記載の圧接コネクタにおいて、前記前記下カバーの電線挿入方向の奥側の端部に、前記一対の上下カバーの間に挿入された前記被覆電線を仮止めする一対の挟持片が突設されたことを特徴とする。
本願の請求項1記載の発明によれば、下カバーには上カバーとの合体時に基端を支点として内向きに回動し、上カバーとの間で被覆電線を挟持する回動片が設けられているから、一対の上下カバーの合体前で回動片が回動前の位置にあるときは、電線ホルダの電線挿入側が開放されて電線ホルダの電線挿入口から被覆電線をスムーズに挿入することができる。上下カバーの合体後で回動片が回動後の位置にあるときは、上カバーと回動片との間で被覆電線を狭持して抜け止めすることができる。このため、曲がり易く、挿入しづらい細い電線であってもスムーズに挿入することができ、しかも、回動片の電線押圧部分の寸法を支障がない限り大きく形成でき、細い電線を確実に抜け止めすることができる。
請求項2記載の発明によれば、回動片が可撓性のヒンジ部を介して下カバーの電線挿入側の端部に設けられているから、上下カバーの合体動作と連動して回動片を回動させることができる。また、構成部品の数を少なくすることができる。
請求項3記載の発明によれば、回動片の内面には突部が突設され、上カバーには突部との間で被覆電線を挟持する受容溝が設けられているから、電線ホルダに挿入された被覆電線は受容溝によって径方向に位置決めされ、回動片の突部は被覆電線を径方向に押圧する。したがって、回動片により電線の中心を押圧することができ、被覆電線をより確実に抜け止めすることができる。
請求項4記載の発明によれば、受容溝の溝面の一部に回動片の突部と対応する位置で凹部が設けられているから、上下カバーの合体時に被覆電線が突部により押圧されると、押圧された部分が凹部に逃げて、被覆電線が山状に湾曲した状態となる。このため、被覆電線の押圧された部分は、突部と凹部の両側のエッジ部分の3点で接触した状態となり、被覆電線の引っ掛かりが良くなり、電線の抜け止め性が高まる。
請求項5記載の発明によれば、回動片の突部と上カバーの受容溝とが、上下カバーの合体前に浅く噛み合っているから、電線ホルダの個々の電線挿入口に挿入された電線が横にはみ出すことが防止される。このため、コネクタと被覆電線との接続作業性が向上する。
請求項6記載の発明によれば、下カバーの電線挿入方向の奥側の端部に一対の挟持片が突設されているから、挿入された被覆電線の先端部が一対の挟持片によって挟持されることで、合体前の上下カバーの間で被覆電線を仮止めすることができ、作業中に被覆電線が不用意に電線ホルダから抜け出すことを防止することができる。これによっても、コネクタと被覆電線との接続作業性を向上することができる。
以下に本発明の実施の形態の具体例を図面を用いて詳細に説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付して重複した説明を省略する。図1及び図2は本発明に係る圧接コネクタの一実施形態を示す斜視図であり、図1は圧接コネクタをコネクタ嵌合部側から見た図、図2は圧接コネクタを電線挿入側からみた図である。
図示するように、本実施形態の圧接コネクタ1は、電源用電線や信号用電線、特に比較的細い電線(被覆電線)にコネクタを施工現場で取り付けて電線を装置等に接続するのに好適に使用されるものであり、具体的には製造ラインに取り付けられた図示しないセンサと計測器本体との接続などに使用されている。本コネクタ1は、一端に電気接触部6、他端にU字状の電線圧接部9が切り起こして形成された圧接端子2と、横一列に並ぶ4極の圧接端子2を保持すると共に、圧接端子2の電気接触部6が位置する側にコネクタ嵌合部12を有し、電線圧接部9が位置する部分でホルダ開口部14を有するコネクタハウジング3と、ホルダ開口部14に装着されることで互いに合体する一対の上下カバー20,21を有し、この上下カバー20,21の間で電線5を保持する電線ホルダ4と、この電線ホルダ4に保持されて圧接端子2に圧接する被覆電線5と、を備えている。
一般に、圧接コネクタのサイズは適用される電線サイズに対応して変わるものであるが、本実施形態の圧接コネクタ1は、例えば、外径が1mm以下の電線に適用可能なコネクタとして提供されることができる。
圧接端子2は、導電性基板からプレスにて所定形状に打ち抜かれた後、折り曲げることにより一体的に形成されている。一端には、図示しない相手側の雌コネクタの雌型端子と電気的に接続するタブ状の電気接触部6を有している。他端においては、スリット10aを形成するために圧接端子2の幅広の端部に切り込みを入れ、スリット10aの両側で一対の圧接刃10,10を備えるために電線圧接部9を上向きに垂直に折り曲げることによって形成されたU字状の電線圧接部9を有している。電気接触部6の根元側には、幅広の端子圧入部7(図8参照)が形成され、端子圧入部7に続いてストッパ部8(図8参照)が形成されている。端子圧入部7は、コネクタ嵌合部12の隔壁13に形成された圧入孔13a(図8参照)に圧入される部分として形成されている。ストッパ部8は、圧入される端子2を圧入方向に位置決めする部分として形成されている。電線ホルダ4に保持される電線5は、電線ホルダ4がコネクタハウジング3のホルダ開口部14にハンドツールなどを用いて圧接力に関係する所定の力で押し込まれることにより、一対の圧接刃10,10の間のスリット10a(図3)に上から圧接され、被覆部5aが切り裂かれて、露出した芯線部とスリット10aの内面とが電気的に接触するようになっている。
図3に示されるように、コネクタハウジング3は、成形性や耐熱性などに優れる樹脂材料から矩形枠状に樹脂成形されたものである。前側には開口内において圧接端子2の電気接触部6を前方へ突出させているコネクタ嵌合部12を有し、後側には開口内において圧接端子2の電線圧接部9を上方へ突出させているホルダ開口部14を有している。コネクタ嵌合部12には、相手側コネクタの対応するコネクタ嵌合部が嵌入される。ホルダ開口部14は、後述する電線ホルダ4が装着される部分であり、両側の側壁15内面(片側のみ図示する)には電線ホルダ4の係止フック35a(図6)に係合する係止爪16が設けられている。
4つの圧接端子2は、等ピッチで横一列に並んだ状態でコネクタハウジング3に配置されている。隣接する圧接端子2の幅広の電線圧接部9は、干渉しないように互い違いになっている。このように電線圧接部9が互い違いに配置されることで、隣接する圧接端子2を狭ピッチで配設することができ、コネクタを小型化することが可能となる。ホルダ開口部14で垂直に起立している電線圧接部9は、電線ホルダ4の下カバー21の底壁28に形成された孔部32を貫通して、電線ホルダ4に保持されている電線5と圧接するようになっている。
コネクタハウジング3の一側の外側壁15にはロックアーム17が一体に形成されている。ロックアーム17は、図示しない雌コネクタの壁部に形成された係合部に係合し、双方のコネクタのロック状態が保持されるようになっている。ロックを解除する場合は、ロックアーム17を基端を支点として内側に撓ませることで解除されるようになっている。
電線ホルダ4は、図4及び図5に示す下カバー21と、図6及び図7に示す上カバー20とから構成されている。上下のカバー20,21は、カバー20,21間に電線5が挿入される程度のクリアランスを有するように仮に組付けられた状態で、コネクタハウジング3のホルダ開口部14に仮固定される。カバー20,21間のクリアランスに電線挿入口22から電線5が挿入された後に、ホルダ開口部14にハンドツールなどを用いて押し込まれることでカバー20,21間のクリアランスがなくなり、上下のカバー20,21が完全に合体し本固定されるようになっている。すなわち、圧接コネクタ1は、電線ホルダ4に電線5を挿入する前は中間製品の状態であり、電線ホルダ4に電線5が挿入され、電線ホルダ4がコネクタハウジング3に本固定されることで、圧接コネクタ1は完成品となる。
図4及び図5に示されるように、下カバー21は、樹脂材料を構成材料としてブロック状に樹脂成形されたものであり、カバー本体23と、このカバー本体23の後壁面31に可撓性のヒンジ部25を介して連結された回動片24とから構成されている。
カバー本体23は、後方から挿入された電線5の端部を収容する4列の収容溝26が形成されている。各収容溝26の所定の位置には、圧接端子2の電線圧接部6を挿入させる孔部32が形成されている。カバー本体23の前壁面27には、収容溝26毎にハの字状をなす一対の狭持片27a,27aが前方に突出形成されている。一対の狭持片27a,27aの対向間隔は、根元側で広く先端側で狭くなっており、収容溝26に挿入された電線5は間隔の狭い先端側で狭持されるようになっている。挿入された電線5が一対の挟持片27a,27aによって挟持されることで、上下カバー20,21を完全に合体する前の状態で、電線5を電線ホルダ4に仮止めすることができ、作業中に電線5が不用意に電線ホルダ4から抜け出すことが防止されている。
カバー本体23の両側の外側面29には、上カバー20の内側面の図示しない孔部に係止される係止突部29aが設けられている。下カバー21の係止突部29aが、上カバー20の孔部に係止されることで上下カバー20,21の合体状態が保持されるようになっている。
回動片24は、収容溝26の電線挿入口22を覆わないようにやや下方に垂下した状態で、可撓性のヒンジ部25を介してカバー本体23の後壁面31に一体形成されている。回動片24が、ヒンジ部25を支点として内向きに回動することで、上カバー20との間で電線5が狭持されるようになっている。図8に示されるように、コネクタハウジング3に対する上下カバー20,21の仮固定状態において、回動片24が下方に垂下する寸法は、下カバー21の底壁28と対向するコネクタハウジング3の壁部18との対向間隔に応じて規定されている。図8の例では、回動片24の先端がコネクタハウジング3の壁部18と接触しないように設けられている。なお、回動片24の先端がコネクタハウジング3の壁部18と接触しても何ら問題はない。
回動片24の内面には、各電線5を押圧する位置で突部24aが上向に突設されている。突部24aの突出高さは任意であるが、突部24aによって電線5の挿入性が損なわれることはないから、外径が細い電線であっても抜け止めすることができる突出高さに設定することができる。図9には、コネクタハウジング3のホルダ開口部14に電線ホルダ4を仮固定した状態を電線挿入方向からみた図が示されている。図示されるように、突部24aと上カバー20に設けられた受容溝33とは浅く噛み合っている。これにより、仮固定状態の電線ホルダ4に挿入された電線5は、受容溝33の両側の側面により拘束され、横へはみ出さないようにもなっている。
また、回動片24は、上下カバー20,21の合体時に電線ホルダ4の電線挿入口22を覆わない退避位置から電線5を抜け止めする作用位置へ、ヒンジ部25を支点として内向きに回動するようになっているため(図10)、回動片24により押圧され狭持される電線5は電線ホルダ4の内側に引き込まれるようになり、これによって、電線5に不用意な張力が生じることが回避されるようになっている。
図6及び図7に示されるように、上カバー20には、下カバー21との合体時に回動片24と対向する位置に受容溝33が設けられている。上下カバー20,21の合体時に電線5が回動片24の突部24aによって上向きに押されると、電線5は受容溝33の溝面に拘束され、電線5が後退したり、電線ホルダ4から抜け出したりすることが防止されている。
また、受容溝33の内面には、回動片24の突部24aと対向する位置で凹部33aが形成されている。この凹部33aと回動片24の突部24aとの間に電線5が挟まれると、突部24aに押された電線部分が凹部33aに逃げる格好になり、電線5が山状に湾曲した状態で狭持される。このため、電線5の押圧された部分は、突部24aと凹部33aの両側のエッジ部分の3点で当接した状態となり、電線5が後方に抜けづらくなる。
上カバー20の内面には、圧接端子2の電線圧接部9の先端側を逃がす孔部34が形成されている。孔部34に電線圧接部9の先端側が逃げることで、コネクタハウジング3に対する電線ホルダ4の装着時に電線圧接部9と電線ホルダ4とが干渉することが防止されている。上カバー20の外側面35には、コネクタハウジング3のホルダ開口部14の側壁15の内面に設けられた係止爪16に係合する係止フック35aが設けられている。係止爪16に係止フック35aが係合することで、電線ホルダ4がコネクタハウジング3に係止され、電線ホルダ4の本固定状態が維持されるようになっている。
次に、本実施形態の圧接コネクタ1の組立方法について説明する。
圧接コネクタ1は、サブアッセンブリされた中間製品の状態でコネクタ製造メーカ側から出荷され、完成品の状態にアッセンブリされるユーザ側へ納入される。圧接コネクタ1のサブアッセンブリ状態は、図1に示すように、4極の圧接端子2が一列に配置された状態で保持されたコネクタハウジング3に、一対の上下カバー20,21からなる電線ホルダ4が仮固定された状態である。一対の上下カバー20,21は、カバー20,21間にクリアランスを有しており、このクリアランスの存在により電線5のスムーズな挿入が可能となる。このクリアランスは、後述する電線ホルダ4の本固定時になくなり、電線5が電線ホルダ4内で抜け止めされる。図8に示すように、電線ホルダ4とコネクタハウジング3との間にもクリアランスを存し、下カバー21に設けられた回動片24がクリアランスを利用して斜めに下向きに垂下している。このため、電線ホルダ4の電線挿入口22(図9)が開放され、電線挿入口22に対する電線5の挿入が妨げられないようになっている。
サブアッセンブリされた圧接コネクタ1は、ユーザ側でアッセンブリされて、完成品に組み立てられる。組み立ての際は、ユーザ側において圧接コネクタ1の使用形態に応じて選択される、所定の太さで任意の長さの電線5が準備される。準備される電線5には、例えば、図示しない電線リールに巻回された電線を任意の長さに切断されたものがそのまま用いられる。すなわち、電線5の圧接側の端部において絶縁被覆部を皮剥きして芯線部5aを露出させる、いわゆる電線端末処理が電線5に施されることなく、切断された電線5がそのまま用いられる。
圧接端子2の数に対応する複数本の電線5は、図8に示すように、ある程度曲がり癖が矯正された後、電線ホルダ4の後端開口、すなわち電線挿入口22(図9)の挿入端から奥側へ挿入される。挿入された電線5は、端部が下カバー21の前壁面27に突設された一対の狭持片27a,27aによって狭持されて仮止めされると共に、挿入された電線5の中間部分が電線圧接部9の一対の圧接刃10,10の入口側のテーパ部に位置した状態となる。この状態は、電線5が圧接端子2に圧接されていない状態である。
図10に示すように、電線5と端子2との圧接、及び回動片24による電線5の保持は、コネクタハウジング3に電線ホルダ4が本固定されることによりほぼ同時に行われる。すなわち、電線5が電線圧接部9のスリット10aに圧入され、回動片24が回動して電線5が固定され、圧接が終了する。電線5は回動片24で固定されるため、電線5に張力が作用した状態で圧接が進行して圧接不足が防止されるようになっている。電線ホルダ4の本固定は、プライヤなどのハンドツールを用いて行われる。ハンドツールには、少なくとも圧接端子2と電線5との圧接力に圧接端子2の極数を乗じた力が加えられ、電線ホルダ4がコネクタハウジング3のホルダ開口部14に押し込まれて本固定される。
電線5と端子2との圧接は、コネクタハウジング3に対する電線ホルダ4の押し込み動作と同時進行で行われる。すなわち、電線圧接部9の一対の圧接刃10,10のテーパ部に位置する電線5は、上カバー20の内壁面に押されることで被覆部5aが切り裂かれてスリット10aに圧入される。スリット10a内において、被覆部5aが切り裂かれて露出した芯線部がスリット10aの内面と電気的に接続する。スリット10aに圧入された電線5は、切り裂かれた被覆部5aがスリット10aに圧入されることで、電線挿入反対方向に後退しないように係止される。
圧入された電線5の係止は、被覆部5aが厚いものほど掛かり代が大きく、引っ掛かりが強いものとなる。逆に、細径電線のように被覆部5aの厚みが薄いものは、掛かり代が小さいため引っ掛かりが弱いものとなり、電線5に対する不用意な外力によって後方に引っ張られ、電線挿入反対方向に後退したり、電線ホルダ4から抜け出したりすることが心配される。しかし、本発明に係る回動片24により電線5が二次係止されることで、電線5の後退や抜け出しが防止されるようになっている。
回動片24による電線5の二次係止も、コネクタハウジング3に対する電線ホルダ4の押し込み動作と同時進行で行われる。すなわち、電線ホルダ4を押し込むと、下カバー21に垂設された回動片24がコネクタハウジング3の内壁面に当接しつつ上方に押し上げられ、ヒンジ部25を支点として回動し、上カバー20と回動片24の先端との間で電線5を挟持する。電線5は、回動片24の内面に突設された突部24aによって部分的に押圧され、反対側の部分が上カバー20の凹部33aに逃げた状態で山状に湾曲して保持される。したがって、電線5は、回動片24によって電線挿入反対方向に二次係止された状態となり、不用意な外力によって電線5が電線ホルダ4からの抜け出すことが防止されることとなる。
以上のように、本実施形態によれば、電線ホルダ4の一対の上下カバー20,21の合体動作と連動して回動し、電線5を狭持する回動片24が下カバー21に設けられているから、一対の上下カバー20,21の合体前は電線ホルダ4に電線5をスムーズに挿入することができ、一対の上下カバー20,21の合体後は上カバー20と回動片24との間で電線5を確実に抜け止めすることができる。曲がり易く、挿入しづらい細い電線であっても、同様にしてスムーズに挿入することができると共に、確実に抜け止めすることができる。
なお、本発明は上記実施形態に制限するものではなく、他の形態で実施することもできる。本実施形態では、圧接コネクタ1が細径電線の接続に好適するものとして記載されているが、外径が1mm以上の信号用の電線を接続するために用いることもでき、従来の圧接コネクタに比べてより強い力でこれらの電線を抜け止めすることができる。また、本実施形態では、回動片24がヒンジ部25を介して下カバー21に一体的に設けられているが、回動片24を回動軸を介して回動自在に軸支することも可能である。
本発明に係る圧接コネクタの一実施形態を示し、コネクタ嵌合部から見た斜視図である。 同じく圧接コネクタの一実施形態を示し、電線挿入側からみた斜視図である。 圧接コネクタのコネクタハウジングを示す斜視図である。 圧接コネクタの電線ホルダの下カバーを示す斜視図である。 図3に示す下カバーの平面図である。 圧接コネクタの電線ホルダの上カバーを示す斜視図である。 図5に示す上カバーの平面図である。 コネクタハウジングに電線ホルダが装着される前の状態を示す縦断面図である。 コネクタハウジングに電線ホルダが装着される前の状態を示す横断面図である。 コネクタハウジングに電線ホルダが装着された後の状態を示す断面図である。 圧接コネクタの従来の一例を示す縦断面図である
符号の説明
1 圧接コネクタ
2 圧接端子
3 コネクタハウジング
4 電線ホルダ
5 電線(被覆電線)
9 電線圧接部
14 ホルダ開口部
20 上カバー
21 下カバー
24 回動片
24a 突部
25 ヒンジ部
27a 狭持片
33 受容溝
33a 凹部

Claims (6)

  1. 被覆電線と電気的に相互接続する電線圧接部が切り起こして形成された圧接端子と、
    該圧接端子を保持すると共に、該圧接端子の前記電線圧接部が位置する部分に開口部を有するコネクタハウジングと、
    前記開口部に装着されることにより互いに合体する一対の上下カバーを有し、該一対の上下カバーの間で挿入された前記被覆電線が保持され、前記下カバーはカバー本体と該カバー本体の電線挿入側の端部に連結された回動片とを備え、該回動片は前記上カバーとの合体時に前記カバー本体の前記電線挿入側の端部を支点として内向きに回動し前記上カバーとの間で前記被覆電線を挟持するように設けられている電線ホルダと、
    を備えた圧接コネクタ。
  2. 前記回動片が、前記カバー本体前記電線挿入側の端部に可撓性のヒンジ部を介して設けられた請求項1記載の圧接コネクタ。
  3. 前記回動片の内面には突部が前記上カバーを向く方向に突設され、前記上カバーには、前記下カバーとの合体時に前記突部との間で前記被覆電線を挟持する受容溝が設けられた請求項1又は2記載の圧接コネクタ。
  4. 前記受容溝の溝面の一部で、前記突部と対応する位置で凹部が設けられた請求項3記載の圧接コネクタ。
  5. 前記突部と前記受容溝とが、前記上下カバーの合体前に浅く噛み合っている請求項3又は4記載の圧接コネクタ。
  6. 前記下カバーの電線挿入方向の奥側の端部に、前記一対の上下カバーの間に挿入された前記被覆電線を仮止めする一対の挟持片が突設された請求項1〜5の何れか1項に記載の圧接コネクタ。
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