JP5053062B2 - コネクタ - Google Patents

Description

本発明は、自動車等に搭載される各種機器の電機接続に使用されるコネクタに係り、コネクタハウジングとそのコネクタハウジングに圧入される端子からなり、ＰＣＢ（Printed Circuit Board）等に取り付けられるコネクタに関する。

従来より、金属の角線材からなる基板用端子を、コネクタハウジングに形成された端子保持孔に圧入して保持するコネクタの構造について種々のものが提案されている。

その様な構造において、基板用端子の端子保持能力を高めるために、例えば、基板用端子の略中央部分において幅方向に膨らませた係止部突起の形状を採用し、その基板用端子をコネクタハウジングに圧入する技術がある（例えば、特許文献１参照）。この技術によって、高い端子保持能力が実現されている。
特開２００５−３４００６８号公報

ところで、一般に基板用端子がコネクタハウジングに圧入されるときに生じる高い接触力によって、糸バリが発生してしまうという課題があった。糸バリは、基板用端子の表面に施されている錫メッキなどが、基板用端子の端子保持穴等への圧入のときに剥がれて生じる金属のバリをいう。

この糸バリは、回路や端子接続部などの電気接続経路において短絡やノイズを引き起こしかねず、上述の端子保持能力の実現とともに、糸バリによる短絡の防止が大きな課題となっていた。特許文献１に開示の技術は、端子保持能力の向上に主眼が置かれたものであり、糸バリの発生の対策についての技術を提案するものではない。

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、糸バリの発生低減及び発生した場合であっても回路に対する影響を最小限に食い止めることができるコネクタを実現することを目的とする。

本発明のある態様は、コネクタに関する。このコネクタは、コネクタハウジングと、該コネクタハウジングに保持される端子とを備えるコネクタであって、前記端子は、前記コネクタハウジングに圧入されて所定の状態に固定される圧入部と、当該圧入部より細い形状の電気接触部と、を備え、前記コネクタハウジングは、前記端子の圧入部が圧入されるとともに、前記圧入部を所定の保持力で保持することで前記端子を固定する端子保持部と、前記端子保持部の一部を構成し、前記端子の挿入方向の先端側に形成される保護壁と、前記保護壁に形成され、前記端子の先端側の電気接触部が挿通可能な端子挿通孔と、前記端子が前記端子保持部に圧入された状態で前記端子と前記端子保持部とによって形成した空間である収納部と、を備え、前記収納部は、前記端子の挿入方向に対して、垂直な面方向に形成され、前記保護壁は、前記収納部の一部を構成して前記保護壁は、前記収納部の一部を構成しており、前記収納部を構成する部分の前記圧入部と前記保護壁において、前記端子の前記圧入部の前記挿入方向側の面が、圧入状態において前記保護壁と当接せずにクリアランスを有している。
また、前記収納部の一部を構成する部分の前記保護壁では、前記端子の前記圧入部の前記挿入方向側の面と対向する領域で、前記端子の挿入方向に向かって斜めに狭くなるように形成されてもよい。
また、前記保護壁の端子挿通孔は、前記端子の前記電気接触部の前記端子の挿通方向に対して垂直の断面形状より大きい断面形状を有してもよい。

本発明によれば、糸バリの発生を低減できるとともに、発生した場合であっても回路に対する影響を最小限に食い止めることができるコネクタを実現できる。

つぎに、本発明を実施するための最良の形態（以下「実施形態」という）を、図面を参照して具体的に説明する。

図１は、本実施形態に係るコネクタ１０の斜視図である。また、図２は、コネクタ１０の五面図である。図示のように、コネクタ１０は、コネクタハウジング２０と基板用端子８０から構成されている。そして、図３は、コネクタハウジング２０の斜視図であり、図４は、コネクタハウジング２０の五面図であり、それぞれ図１及び図２から基板用端子８０を取り除いた図である。

なお、図２及び図４において、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は底面図、（ｄ）は右側面図、（ｅ）は背面図を示しており、左側面図は右側面図と同形状なので省略している。さらに、図５は図２に示したコネクタ１０のＣ−Ｃ断面図であり、図６は図２に示したＤ−Ｄ断面図である。なお、図５及び６において（ａ）は、基板用端子８０が挿入された状態を示し、（ｂ）は基板用端子８０が取り除かれた状態を示している。また、図１及び図３には、便宜的に座標軸（ＸＹＺ軸）を表示しており、その他の図においても、対応する構成要素の向き・配置はこの座標軸に対応して説明する。また、一部の図において、説明を明確にするために符号を適宜省略している。

まず、コネクタハウジング２０について説明する。
コネクタハウジング２０は、ガラス繊維を含んだ樹脂製であって、後述する端子保持孔５０に圧入された基板用端子８０を適切に固定する。そのため、コネクタハウジング２０は、上面部３２、底面部３３、左右の側面部３４，３５及び背面部３６により略直方体の形状をなし、図１において左下方向側にあたる前面側（Ｘ軸正方向側）に端子接続用開口３１を有している。そして、端子接続用開口３１には、所定の形状を有する雌コネクタ（図示せず）が挿入され、両コネクタ同士が嵌合して接続する。

そして、背面部３６には、側面部３４，３５及び底面部３３から延出して形成される二つの脚部３８が設けられるとともに、例えば図５に示すように、基板用端子８０が取り付けられる端子保持壁４０が設けられている。

より具体的に説明すると、端子保持壁４０には、基板用端子８０を取り付けるために５個の端子保持孔５０が、水平方向に並んで形成されている。端子保持孔５０の形状については、後述する。そして、図５や図６の断面図に示すように、基板用端子８０が端子保持孔５０に挿入され、基板用端子８０の端子保持部８３と、端子保持孔５０がほぼ一致する形状と嵌合することで、基板用端子８０が所望の位置に固定され保持される。基板用端子８０の形状について図７で後述する。

例えば図５や図６の断面図に示すように、基板用端子８０をコネクタハウジング２０に組み付けるには、基板用端子８０の端子基板側端部８１から、端子接続用開口３１に挿入し、さらに、端子保持孔５０に圧入する。そして、端子保持部８３の形状によって端子保持孔５０に保持される。このとき、背面部３６（端子保持孔５０）の後方に、本体線状部８０ａが所定長だけ突出する（後述の図１３参照）。そして、全ての基板用端子８０が端子保持孔５０に圧入された後、図６（ａ）に示すように、端子基板側端部８１が下を向いて、コネクタ１０が取り付けられるＰＣＢ側に向くように折り曲げられる。

つぎに、基板用端子８０について説明する。図７は、基板用端子８０の外観図であり、特に図７（ａ）は基板用端子８０の斜視図であり、図７（ｂ）は基板用端子８０の圧入部である端子保持部８３部分を拡大して示した平面図である。

基板用端子８０は、例えば黄銅等の銅合金を母材にして、表面には銅下地又はニッケル下地とする錫メッキが施されている。基板用端子８０は、図示のように、概略として断面矩形で所定長の線状に、また上面視で左右対称に形成されている。そして、端子保持壁４０の端子保持孔５０に挿入されたときに、所定の位置に保持されるように幅方向に２段に膨らんだ端子保持部８３が形成されている。なお、本図右上側（Ｘ軸負方向側）の端部を端子基板側端部８１といい、左下側（Ｘ軸正方向側）の端部を端子接続側端部８２という。また、基板用端子８０において、端子保持部８３が形成されていない線状の形状部分（基部）を本体線状部８０ａという。端子基板側端部８１が図示しないＰＣＢ基板に電気的に接続される電気接触部として機能する。

基板用端子８０では、本体線状部８０ａ及び端子保持部８３の両形状部分ともに高さ方向（Ｚ軸方向）には一定の厚さｔとなって、端子接続側端部８２及び端子保持部８３では、端部側が細くなる四角錐となっている。また、本体線状部８０ａは一定の幅Ｗ４の形状である。

そして幅方向（Ｙ軸方向）については、端子保持部８３が２段に広くなっている。つまり、端子保持部８３は、端子接続側端部８２側の第１端子保持部８４と端子基板側端部８１側の第２端子保持部８５から構成されており、第１端子保持部８４は幅Ｗ１、第２端子保持部８５は幅Ｗ２となっている。ここで、本体線状部８０ａの幅Ｗ４、第１端子保持部８４の幅Ｗ１、及び第２端子保持部８５の幅Ｗ２は、以下の関係を満たしている。
Ｗ４＜Ｗ２＜Ｗ１
また、第２端子保持部８５の端子基板側端部８１側の端面（第２保持部前面８９）は、後述する端子保持孔５０の第２保持孔側面５７に第２端子保持部８５が圧入されるときに、円滑に圧入できるように、面取り（８９ａ）されている。

つぎに、端子保持部８３が保持される端子保持孔５０の形状について説明する。
図８に図６の領域Ｆを拡大した図を示し、図９に図５の領域Ｅを拡大した図を示す。また、図１０（ａ）に図４の領域Ａを拡大した端子保持孔５０の正面図を示している。なお、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）の符号を一部省略して、厚さ方向の寸法を表記している。さらに、図１１に、基板用端子８０が挿入された状態の端子保持孔５０の正面図（図２（ａ）の領域Ｂの拡大図）及び背面図を示している。なお、図１１（ｂ）は、基板用端子８０が端子保持孔５０に挿入された後、端子接続側端部８２が折り曲げられていない状態を示している。さらにまた、図１２に端子保持孔５０に基板用端子８０が挿入された状態の断面の平面視の図を示し、図１３に断面の側面視の図を示している。

幅方向の形状について、主に図８を参照して説明する。図８（ａ）は基板用端子８０が挿入された状態を示し、図８（ｂ）は図８（ａ）の符号を一部省略して幅方向の寸法関係を見やすくした図であり、図８（ｃ）は基板用端子８０が取り除かれた状態（挿入前の状態）を示している。

端子保持孔５０は、図８（ｃ）において下側から、端子保持部８３の第１端子保持部８４が嵌る第１保持孔５１と、第２端子保持部８５が嵌る第２保持孔５２と、第２端子保持部８５近傍の本体線状部８０ａが当接せずに通過する第３保持孔５３と、本体線状部８０ａが当接せずに通過する第４保持孔５４とを備える。

第１保持孔５１は、図８（ａ）及び（ｂ）に示すように、第１端子保持部８４の幅Ｗ１より若干広い幅Ｖ１（Ｖ１＞Ｗ１）となっており、第１保持孔５１に第１端子保持部８４が挿入される。つまり、基板用端子８０が挿入されたときには図８（ａ）及び（ｂ）に示すように、端子保持孔５０の第１保持孔壁面５５と基板用端子８０の第１保持部側面８６との間に僅かにクリアランスが形成される。また、端子保持孔５０の第１保持孔底面５６と基板用端子８０の第１保持部前面８７とが僅かにクリアランスを形成して対向するように位置する。そして、第１保持孔５１の下側の端部は、基板用端子８０の挿入が円滑にできるように、テーパ状に外側に開いた形状となっている。

第２保持孔５２は、第１保持孔５１の第１保持孔底面５６から奥方向（上方向）へ延びるように幅Ｗ２より若干狭い幅Ｖ２（Ｖ２＜Ｗ２）となっており、第２保持孔５２に第２端子保持部８５が圧入される。つまり、基板用端子８０が挿入されたときには、領域Ｈにおいて第２保持孔５２の第２保持孔側面５７が基板用端子８０の第２保持部側面８８によって押し広げられる。なお、基板用端子８０の第２保持部側面８８が圧入された状態で、第２保持部側面８８と第２保持孔側面５７とは本来一致するが、図８（ａ）及び（ｂ）では破線で示すように、第２保持部側面８８が第２保持孔側面５７の外側に位置した状態、つまり押し広げられる前の状態で圧入状態を表記している。圧入の結果、基板用端子８０には第２保持部側面８８により所望も保持力が作用する。また、第２保持孔５２の第２保持孔底面５８は、図８（ｃ）に示すように奥方向に向けて幅が狭くなるように斜面で形成されている。そして第２保持孔底面５８と基板用端子８０の第２保持部前面８９とが、それら間にクリアランスを形成して、そのクリアランスは、次に説明する糸バリ収納部６５の一部を構成している。

第３保持孔５３は、第２保持孔底面５８から奥方向（上方向）へ延びるように幅Ｗ４より十分に広い幅Ｖ３（Ｖ２＞Ｖ３＞Ｗ４）で形成されている。したがって、図８（ａ）に示すように、第３保持孔５３の部分には、基板用端子８０が挿入されたときに、第２保持部前面８９、第２保持孔側面５７における第２保持部側面８８が圧入されてない部分、第２保持孔底面５８、第３保持孔底面６０、第３保持孔側面５９及び本体線状部８０ａの側面（ベース部側面９０）で、一定の容積を有する糸バリ収納部６５が形成される。後述するように、基板用端子８０と端子保持孔５０の形状（相対大きさ）によって、糸バリの発生を抑えているが、仮に発生した場合に、発生した糸バリをこの糸バリ収納部６５に収容する。また、図示のように、糸バリ収納部６５の手前側（図示で下側）が、斜めに形成された空間を有する形状となっている。この形状により、第２端子保持部８５が第２保持孔側面５７に圧入されたときに発生した糸バリが円滑に糸バリ収納部６５に収納される。

第４保持孔５４は、第３保持孔底面６０から奥方向（上方向）へ延びるようにして、幅Ｗ４より僅かに広い幅Ｖ４（Ｖ３＞Ｖ４＞Ｗ４）で形成されている。したがって、基板用端子８０が挿入されたとき、第４保持孔５４の第４保持孔側面６１と基板用端子８０のベース部側面９０とは、僅かに離間している。これによって、基板用端子８０が端子保持孔５０に圧入されるとき、この第４保持孔５４の部分では、糸バリは発生しない。また、仮に圧入作業の工程で、第４保持孔側面６１とベース部側面９０とが接触して糸バリが発生した場合でも、第３保持孔底面６０が保護壁として機能するため、発生した糸バリは外側開口６２側へ移動して外へ出ることなく、糸バリ収納部６５に収納される。

つづいて、高さ方向の形状について主に図９〜１１により説明する。端子保持孔５０において、第１〜第３保持孔５１〜５３に対応する部分の幅（厚さ）は、基板用端子８０の厚さｔと同一又は若干狭い幅ｓで、端子保持部８３の形状に合わせて形成されている。そしてさらに、基板用端子８０の本体線状部８０ａ部分の上下の各領域が、基板用端子８０の厚さｔより十分に広い幅ｕとなり、所定の容積を有する空間９１，９２（例えば、図９（ａ）や図１１（ａ）参照）を形成している。

したがって、基板用端子８０が端子保持孔５０に圧入されたとき、端子保持部８３の上面９５及び底面９６は、本体線状部８０ａより外側に膨らんだ部分（図１１（ａ）の領域Ｇ）のみで、端子保持孔５０の上面９３及び底面９４と接し、本体線状部８０ａ部分では接しない。なお、基板用端子８０の厚さｔが、端子保持孔５０において、第１〜第３保持孔５１〜５３に対応する部分の幅ｓより大きい場合（ｖ＞ｓの場合）には、この部分の接合状態は圧入状態となる。

また、第４保持孔５４の厚さは、厚さｔより若干広い幅ｖに形成されている。したがって、基板用端子８０が端子保持孔５０に挿入された状態では、本体線状部８０ａの上面９３及び底面９４と、第４保持孔５４の上面部６６及び下面部６７との間は、僅かに離間している。これにより、基板用端子８０の糸バリの発生を回避している。

以上、基板用端子８０と端子保持孔５０の圧入状態についてまとめると、つぎの通りである。

例えば図９（ａ）や図１１（ｂ）に示すように、第４保持孔５４と本体線状部８０ａとは、左右方向及び上下方向のいずれにおいても接触せず一定のクリアランスを有している。したがって、理論上は、糸バリは発生しない。また、仮に、製造上の誤差や圧入工程時の作業により糸バリが発生した場合であっても、側面部分で発生した糸バリは糸バリ収納部６５に収納され、上面部分及び下面部分で発生した糸バリは、基板用端子８０の上下の空間９１，９２に収納される。つまり、基板用端子８０の挿入方向に対して、垂直な面方向に形成される空間に糸バリが収納される。

このような構成により、第４保持孔５４の第３保持孔底面６０部分（より具体的には、第３保持孔底面６０から外側開口６２までの部材部分）が保護壁として機能するため、糸バリは、第３保持孔底面６０により基板用端子８０の圧入方向に移動して外側開口６２から排出されることがない。

また、第１端子保持部８４や第２端子保持部８５の圧入部において、糸バリが発生した場合であっても、コネクタハウジング２０の大きさ等に鑑みるとその長さは最大で２ｍｍ程度であり、この観点においても保護壁である第４保持孔側面６１から外へ出ることはない。その結果、コネクタハウジング２０の外側に露出している基板用端子８０同士を糸バリが短絡させることが無くなり、回路ショートによるダメージやノイズの発生を防止できる。

また、圧入状態にある基板用端子８０と端子保持孔５０とは、水平面では領域Ｇで接触又は圧入状態となる。また、垂直面では、領域Ｈで圧入状態となる。つまり、第１端子保持部８４及び第２端子保持部８５の側面部分及び上面及び下面部分（但し、本体線状部８０ａの上面及び下面部分を除く）で適正な保持力強度の固定される。したがって、オス端子である基板用端子８０と、図示しないメス端子の抜き差し時に発生する応力に抗して、基板用端子８０はコネクタハウジング２０に適正に保持される。

以上、本発明を実施形態をもとに説明した。この実施形態は例示であり、それらの各構成要素の組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

例えば、実施形態では、基板用端子８０と端子保持孔５０との圧入による固定は、第１及び第２の端子保持部８４、それらに対応する第１保持孔５１及び第２保持孔５２の２箇所でなされているが、当然３箇所以上で固定される構成であってもよい。また、糸バリ収納部６５は、基板用端子８０の挿入方向の先端部分のみの１箇所だけでなく、例えば、第１端子保持部８４や第２端子保持部８５が形成される部分に追加で形成されてもよい。

実施形態に係る、コネクタの斜視図である。 実施形態に係る、コネクタの五面図である。 実施形態に係る、コネクタハウジングの斜視図である。 実施形態に係る、コネクタハウジングの五面図である。 実施形態に係る、図２に示したコネクタのＣ−Ｃ断面図である。 実施形態に係る、図２に示したコネクタのＤ−Ｄ断面図である。 実施形態に係る、基板用端子の外観図である。 実施形態に係る、端子保持孔について図６の領域Ｆを拡大した図である。 実施形態に係る、端子保持孔について図５の領域Ｅを拡大した図である。 実施形態に係る、端子保持孔について図４の領域Ａを拡大した図である。 実施形態に係る、基板用端子が挿入された状態の端子保持孔の図である。 実施形態に係る、端子保持孔に基板用端子が挿入された状態の断面の平面視の図である。 実施形態に係る、端子保持孔に基板用端子が挿入された状態の断面の側面視の図である。

符号の説明

１０ コネクタ
２０ コネクタハウジング
３１ 端子接続用開口
４０ 端子保持壁
５０ 端子保持孔
５１ 第１保持孔
５２ 第２保持孔
５３ 第３保持孔
５４ 第４保持孔
５５ 第１保持孔壁面
５６ 第１保持孔底面
５７ 第２保持孔側面
５８ 第２保持孔底面
５９ 第３保持孔側面
６０ 第３保持孔底面
６１ 第４保持孔側面
６２ 外側開口
６３ 内側開口
６５ 糸バリ収納部
８０ 基板用端子
８０ａ 本体線状部（基部）
８１ 端子基板側端部
８２ 端子接続側端部
８３ 端子保持部
８４ 第１端子保持部
８５ 第２端子保持部
８６ 第１保持部側面
８７ 第１保持部前面
８８ 第２保持部側面
８９ 第２保持部前面
９０ ベース部側面

Claims (3)

1. コネクタハウジングと、該コネクタハウジングに保持される端子とを備えるコネクタで
   あって、
   前記端子は、
   前記コネクタハウジングに圧入されて所定の状態に固定される圧入部と、
   当該圧入部より細い形状の電気接触部と、
   を備え、
   前記コネクタハウジングは、
   前記端子の圧入部が圧入されるとともに、前記圧入部を所定の保持力で保持することで前記端子を固定する端子保持部と、
   前記端子保持部の一部を構成し、前記端子の挿入方向の先端側に形成される保護壁と、
   前記保護壁に形成され、前記端子の先端側の電気接触部が挿通可能な端子挿通孔と、
   前記端子が前記端子保持部に圧入された状態で前記端子と前記端子保持部とによって形成した空間である収納部と、
   を備え、
   前記収納部は、前記端子の挿入方向に対して、垂直な面方向に形成され、
   前記保護壁は、前記収納部の一部を構成しており、
   前記収納部を構成する部分の前記圧入部と前記保護壁において、前記端子の前記圧入部の前記挿入方向側の面が、圧入状態において前記保護壁と当接せずにクリアランスを有している
   ことを特徴とするコネクタ。
2. 前記収納部の一部を構成する部分の前記保護壁では、前記端子の前記圧入部の前記挿入方向側の面と対向する領域で、前記端子の挿入方向に向かって斜めに狭くなるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載のコネクタ。
3. 前記保護壁の端子挿通孔は、前記端子の前記電気接触部の前記端子の挿通方向に対して垂直の断面形状より大きい断面形状を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のコネクタ。

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