JP5588316B2 - 丸形端子付きコネクタ - Google Patents

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Description

本発明は、丸形端子付きコネクタに関するものである。
車両用などに使用される多くのコネクタは、従来一般に、例えば、特許文献1に示すように、コネクタハウジングに角形の端子挿入孔を形成し、各端子挿入孔に角形の電気接続部を前部に持つ角形端子を挿入した構成となっている。しかし、角形端子を用いる場合、端子挿入孔への挿入時の端子の軸線周りの方向性の確認が必要となるのであるが、コネクタの小型化に伴って端子の小型化を図ったとき、端子が小さくなるほど挿入時の端子の方向性を確認することが困難になってきている。
それに対し、円筒形状の電線接続部を持つ丸形端子を使用したコネクタの例が、例えば、特許文献2や特許文献3において示されている。この種のコネクタでは、丸形端子の円筒形状の電気接続部の後端にコネクタハウジング側のランスが係合するようにしてあり、方向性を気にせずに、端子を端子挿入孔に挿入できるようになっている。
特開2008−65985号公報 特開平5−258795号公報 特開2008−123913号公報
ところが、丸形端子を使用した場合でも、相手側コネクタの端子に対する方向性を確保する必要がある場合がある。例えば、相手側コネクタのオスタブ端子を丸形端子の電気接続部に受け入れて、電気接続部に内蔵した板バネで端子同士の接圧を確保するような場合、相手側コネクタのオスタブ端子に対して適正な向きとなるように、丸形端子をコネクタハウジングに組み付けておかなくてはならない。その他の場合でも、丸形端子の方向性を確保する必要がある場合が今後多く出てくる可能性がある。
しかし、端子が小型化した場合、方向性を確認しながらコネクタハウジングに端子を組み付けることは、角形端子に限らず丸形端子においても非常に困難である。
そこで、コネクタハウジングの端子挿入孔に端子を挿入する時点では、方向性を気にせずに端子を端子挿入孔に挿入することができ、端子を挿入完了した時点で、丸形端子ゆえの回転させやすさを利用して、自動的にランスの付勢力によって端子の方向性を修正できるようにしたい、という要請が出てきた。
本出願人は、そのような要請に応えるものとして、先に図5〜図7示すような丸形端子付きコネクタを開発した。
図5はコネクタの概略断面図、図6(a)は丸形端子の外観を示す斜視図、図6(b)はその要部の断面図、図7(a)〜(c)は、図5のC−C矢視断面図で、コネクタハウジングの円形の端子挿入孔に丸形端子を挿入し、ランスの作用によって丸形端子の回転方向の位置を修正し、その上でスペーサを本係止位置まで挿入することによって、丸形端子を適正な姿勢でランスとスペーサによって二重係止するまでの過程を示す断面図である。
図5に示すように、このコネクタは、前後方向に延びる端子挿入孔2を有したコネクタハウジング1と、該コネクタハウジング1の各端子挿入孔2に後方から挿入される端子20と、挿入された端子20を二次係止するスペーサ30と、からなる。コネクタハウジング1の各端子挿入孔2には、端子20が後方から端子挿入孔2の中に挿入されてきたときに端子20の後方への抜けを阻止(一次係止)する可撓性のランス3が設けられている。
端子挿入孔2は円形孔よりなり、端子20は、相手コネクタ側の端子と嵌合接続される電気接続部21を円筒形状とした丸形端子よりなる。
コネクタハウジング1には、端子挿入孔2の他に、外周面(本例では下面)から内部に向けてスペーサ挿入凹部35が設けられている。スペーサ30は、スペーサ挿入凹部35に対して端子20の挿入方向と交差する方向(本例では上方向)に挿入されており、スペーサ挿入凹部35に挿入された状態でコネクタハウジング1に本係止されることにより、端子20と係合して端子20の前後方向への移動を二次係止する役目を果たす。
図7に示すように、ランス3は、端子挿入孔2の内周の上側(端子挿入孔2の断面中心の真上)に設けられており、上下方向(端子挿入孔2の半径方向=図中矢印D方向)に撓み可能となっている。また、スペーサ30には端子挿通用の凹所(円弧状の切欠)31が設けられ、その凹所31の内底部に係合凸部33が設けられている。そして、係合凸部33の上端縁が、端子20に対する係合縁部33aとなっている。
一方、図6に示すように、丸形端子20は、前部に、相手コネクタのオス端子を受け入れる電気接続部としての円筒形状のボックス部21を有し、ボックス部21の後側に、コネクタハウジング1のランス3と係合すると共に係合過程においてランス3から外力を受けることで回転モーメントを発生する係合部25を有し、その更に後側に、電線の端末に接続される電線接続部(導体接続部26及び被覆接続部27)を有している。
丸形端子20の係合部25は、ボックス部21を構成する円筒周壁の対向二面を略同じ寸法だけ凹ませることで形成された係合凹部23と、係合凹部23が形成された位置に残る円筒周壁を短辺24bとし係合凹部23の内底壁23aを長辺24aとする断面略長方形の4つの角部24cを回転モーメント発生のための力を受ける作用点とした回転方向姿勢制御部24と、を有している。
係合凹部23は、ランス3の可動端の係合縁部3c及びスペーサ30の係合縁部33aが嵌まることで、丸形端子20の前後方向の移動を阻止するものとして設けられており、係合凹部23の内底壁23aが、最終的にスペーサ30の係合縁部33aによって回転方向の位置決めが行われる位置決め面となっている。
また、回転方向姿勢制御部24は、図7に示すように、ランス3の係合縁部3cが長方形断面の回転方向姿勢制御部24の角部24cに押圧接触した際の接触圧によって発生する回転モーメントにより、丸形端子20に回転方向姿勢制御のための回転を与えるものとして設けられている。
この場合、回転方向姿勢制御部24の断面は略長方形状になっており、その角部24cにランス3の係合縁部3cやスペーサ30の係合縁部33aが当たった際の当たり位置と丸形端子20の断面中心(回転方向姿勢制御部24の中心)との位置関係により、回転モーメントがどの方向に働くか決まる。
また、丸形端子20の回転方向姿勢制御部24の角部24cに当たるランス3の係合縁部3cには、回転モーメントの発生を助けるための、ランスの撓み方向(矢印D方向)に垂直な方向に対して傾斜した傾斜部3dが設けられている。
このコネクタを組み立てる場合は、スペーサ30を仮係止位置に保持した状態で、コネクタハウジング1の端子挿入孔2に後方から丸形端子20を挿入する。挿入すると、電気接続部21に押されてランス3が上方に撓み、突き当たりまで端子20を挿入すると、ランス3の係合縁部3cが回転方向姿勢制御部24の角部24cに弾性反力により押圧接触する。
そして、図7(a),(b)に示すように、ランス3の押圧接触荷重Eが回転方向姿勢制御部24の角部24cに作用することで、丸形端子20に矢印F方向の回転モーメントが発生し、丸形端子20の回転方向の姿勢が修正される。その際、ランス3の係合縁部3cに傾斜部3dが設けられていることにより、丸形端子20に回転モーメントが発生しやすくなる。
図7(b)のように、ある程度修正された状態で、次に、図7(c)の矢印Gのようにスペーサ30を上向きに挿入すると、スペーサ30がコネクタハウジング1に本係止されると共に、スペーサ30の係合縁部33aが回転方向姿勢制御部24の角部24cに当たることで、丸形端子20を所定の姿勢になるように最終的に回転させる。この状態で、丸形端子20の上側の係合凹部23にランス3が係合し、下側の係合凹部23にスペーサ30の係合縁部33aが係合し、丸形端子20がランス3とスペーサ30によって二重係止される。
ところで、本出願人が鋭意研究したところ、先に開発したコネクタにおいては、次のような解決すべき新たな課題があることが分かった。
即ち、コネクタハウジング1の端子挿入孔2の内径は、丸形端子20の円筒状の電気接続部21の外径よりも大きく形成されており、端子挿入孔2の内周面と丸形端子20の外周面との間にはある程度の隙間(ガタ)があるため、ランス3の丸形端子20への当たり方によっては、丸形端子20が端子挿入孔2の軸線方向に対して斜めにぶれてしまうことがある。
特に、ランス3の係合縁部3cに回転モーメントの発生を助けるための傾斜部3dが設けられている場合には、図8(a),(b)に示すように、ランス3の荷重Eが係合縁部3cの傾斜部3dから丸形端子20の係合部25に斜めの分力として作用するため、丸形端子20にぶれが生じやすく、場合によっては、図9に示すように、端子挿入孔2の内部において、丸形端子20が端子挿入孔2の軸線方向に対して斜めの姿勢となることがある。
このように丸形端子20の軸が端子挿入孔2の軸線方向からぶれると、丸形端子20が回転しにくくなり、姿勢制御性が悪くなることがわかった。
本発明は、上記事情を考慮し、端子挿入孔内での丸形端子のぶれを無くして、丸形端子の姿勢制御性の向上を図った丸形端子付きコネクタを提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、請求項1の発明の丸形端子付きコネクタは、前後方向に延び後方から端子が挿入される円形の端子挿入孔を有すると共に該端子挿入孔の内部に後方から挿入された端子を抜け止めする可撓性のランスを有するコネクタハウジングと、前部に、前記コネクタハウジングの円形の端子挿入孔に挿入されて位置決めされると共に前方から挿入されて来る相手コネクタ側の端子と嵌合接続される円筒状の電気接続部を有し、該電気接続部の後部に、前記ランスと係合すると共に該ランスが係合する過程において該ランスから受ける荷重により回転方向の位置決めのための回転モーメントを発生する係合部を有し、この係合部の更に後側に、電線の端末が接続される電線接続部を有する丸形端子と、からなる丸形端子付きコネクタであって、前記コネクタハウジングの端子挿入孔の内周面のうち、前記ランスが設けられた側と反対側の内周面に、前記端子挿入孔の軸線方向と平行に直線状に延びる凹溝が形成され、該凹溝の互いに平行な両開口縁が、前記円筒状の電気接続部の外周面に当たることで前記丸形端子を端子挿入孔の軸線方向に沿うように位置決めするガイド部として構成されていることを特徴としている。
請求項2の発明の丸形端子付きコネクタは、請求項1に記載の丸形端子付きコネクタであって、前記丸形端子の係合部が、前記電気接続部を構成する円筒周壁の対向二面を略同じ寸法だけ凹ませることで形成され且つ前記ランスが係合する係合凹部と、該係合凹部が形成された位置に残る前記円筒周壁を短辺とし且つ前記係合凹部の内底壁を長辺とする断面略長方形の4つの角部を回転モーメント発生のための力を受ける作用点とした回転方向姿勢制御部と、を有していることを特徴としている。
請求項3の発明の丸形端子付きコネクタは、請求項2に記載の丸形端子付きコネクタであって、前記丸形端子の回転方向姿勢制御部の角部に当たる前記ランスの係合縁部に、前記回転モーメントの発生を助けるための前記ランスの撓み方向に垂直な方向に対して傾斜した傾斜部が設けられていることを特徴としている。
請求項4の発明の丸形端子付きコネクタは、請求項2または3に記載の丸形端子付きコネクタであって、前記コネクタハウジングに、該コネクタハウジングの外周面から内部に向けてスペーサ挿入凹部が設けられると共に、該スペーサ挿入凹部に前記丸形端子の挿入方向と交差する方向にスペーサが挿入され、該スペーサは、前記スペーサ挿入凹部に挿入された状態で前記コネクタハウジングに本係止されることで、前記丸形端子の前記ランスと反対側に位置する係合凹部にスペーサの係合縁部を係合させて、前記丸形端子の前後方向への移動を二次係止することを特徴としている。
請求項1の発明によれば、端子挿入孔の内周面に、端子挿入孔の軸線方向と平行に直線状に延びる凹溝が形成され、この凹溝の互いに平行な両開口縁が、丸形端子の円筒状の電気接続部の外周面に当たることで丸形端子を端子挿入孔の軸線方向に沿うように位置決めするガイド部として構成されているので、そのガイド部として機能する凹溝の両開口縁の案内作用により、丸形端子の電気接続部よりも径の大きな端子挿入孔の内部においてランスの荷重により端子挿入孔の内周面に押し付けられる丸形端子を、斜めの姿勢にならないように端子挿入孔の軸線方向と平行に直線状に保持することができる。従って、ランスの荷重によって回転させられる際の丸形端子の回転軸がぶれるのを防いで安定させることができ、回転しやすくすることができて、丸形端子の回転方向の姿勢制御性を高めることができる。
請求項2の発明によれば、丸形端子の係合部に、ランスが係合する係合凹部と、断面略長方形の回転方向制御部とを設けているので、ランスの係合縁部が回転方向姿勢制御部の角部に当たってランスの弾性荷重がその角部に作用することで、丸形端子を姿勢制御のために回転させることができる。また、ランスの係合縁部が係合凹部に嵌まることで、丸形端子を抜け止めすることができる。
請求項3の発明によれば、ランスの係合縁部に傾斜部が設けられているので、ランスの荷重により丸形端子に回転モーメントを発生させやすくすることができる。また、ランスの係合縁部に傾斜部があることによって、丸形端子が端子挿入孔の内周面のうち、ランスのある側と反対側の内周面に真っ直ぐに押し付けられるのではなく、斜めの位置に向けて押し付けられることになるが、端子挿入孔の内周面のランスのある側と反対側には凹溝が設けられているので、この凹溝の開口縁に丸形端子の円筒状の電気接続部の外周面が当たることによって、凹溝の案内作用によって、丸形端子の姿勢をぶれずに端子挿入孔の軸線方向に沿って直線状に保持することができる。
請求項4の発明によれば、ランスとスペーサによって端子を二重に係止することができるので、より確実に端子を固定することができる。
本発明の実施形態の丸形端子付きコネクタの要部構成図で、(a)はコネクタハウジングを端子挿入孔の中心で切った水平断面図、(b)は端子挿入孔の内周面の要部構成を示す斜視図である。 図1(a)のA−A矢視断面図であり、断面V形の凹溝とランスの関係を示す図である。 実施形態の丸形端子付きコネクタの要部の側断面図である。 図3のB−B矢視断面図であり、(a)はランスからの荷重が作用し始めた初期の段階の断面図、(b)はランスからの荷重により丸形端子が回転した状態を示す断面図である。 先行開発した丸形端子付きコネクタの概略側断面図である。 図5の先行開発した丸形端子付きコネクタに使用されている丸形端子の構成図で、(a)は外観斜視図、(b)は係合部の断面図である。 図5の先行開発した丸形端子付きコネクタの要部の作用説明図で、(a)はコネクタハウジングの円形の端子挿入孔に丸形端子を挿入した状態を示す要部の断面図、(b)はランスの作用によって丸形端子の回転方向の位置が修正される途中の状態を示す要部の断面図、(c)はその上でスペーサを本係止位置まで挿入することによって、丸形端子を適正な姿勢でランスとスペーサによって二重係止した状態を示す要部の断面図である。 図5のC−C矢視断面図であり、(a)はランスからの荷重が作用し始めた初期の段階の断面図、(b)はランスからの荷重により丸形端子が回転した状態を示す断面図である。 図5の先行開発した丸形端子付きコネクタの課題を説明するために示す水平断面図である。
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図1は実施形態の丸形端子付きコネクタの要部構成図で、図1(a)はコネクタハウジングを端子挿入孔の中心で切った水平断面図、図1(b)は端子挿入孔の内周面の要部構成を示す斜視図、図2は図1(a)のA−A矢視断面図であり、断面V形の凹溝とランスの関係を示す図、図3は丸形端子付きコネクタの要部側断面図、図4は図3のB−B矢視断面図であり、図4(a)はランスからの荷重が作用し始めた初期の段階の断面図、図4(b)はランスからの荷重により丸形端子が回転した状態を示す断面図である。
このコネクタは、前後方向に延びる円形の端子挿入孔2を有したコネクタハウジング1と、該コネクタハウジング1の各端子挿入孔2に後方から挿入される丸形端子20と、挿入された端子20を二次係止するスペーサ30(係止部材)と、からなる。
丸形端子20の構成やスペーサ30の構成は、図6及び図7に示した先行開発品と同様であるので、説明は省略する。
コネクタハウジング1の各端子挿入孔2には、端子20が後方から端子挿入孔2の中に挿入されてきたときに端子20の後方への抜けを阻止(一次係止)する可撓性のランス3(係止部材)が設けられている。ランス3は、端子挿入孔2の内周の上側(端子挿入孔2の断面中心の真上)に設けられており、上下方向(端子挿入孔2の半径方向)に撓み可能となっている。丸形端子20の回転方向姿勢制御部24の角部24cに当たるランス3の係合縁部3cには、丸形端子20の回転モーメントの発生を助けるための、ランス3の撓み方向に垂直な方向に対して傾斜した傾斜部3dが設けられている。
また、コネクタハウジング1の円形の端子挿入孔2の内周面のうち、ランス3が設けられた側と反対側の内周面(内底面)には、端子挿入孔2の軸線方向と平行に直線状に全長に延びる断面V形の凹溝2aが形成されている。この凹溝2aの互いに平行な両開口縁2c,2cは、丸形端子20の円筒状の電気接続部21の外周面に当たることで、丸形端子20を端子挿入孔2の軸線方向に沿うように位置決めするガイド部として機能するようになっている。
このコネクタを組み立てる場合は、スペーサ30を仮係止位置に保持した状態で、コネクタハウジング1の端子挿入孔2に後方から丸形端子20を挿入する。挿入すると、電気接続部21に押されてランス3が上方に撓み、突き当たりまで端子20を挿入すると、ランス3の係合縁部3cが回転方向姿勢制御部24の角部24cに弾性反力により押圧接触する。
そして、ランス3の押圧接触荷重E(図7参照)が回転方向姿勢制御部24の角部24cに作用することで、丸形端子20に回転モーメントが発生し、丸形端子20の回転方向の姿勢が修正される。ある程度姿勢が修正された状態で、次にスペーサ30を上向きに挿入すると、スペーサ30がコネクタハウジング1に本係止されると共に、スペーサ30の係合縁部33a(図7参照)が回転方向姿勢制御部24の角部24cに当たることで、丸形端子20を所定の姿勢になるように回転させる。この状態で、丸形端子20の上側の係合凹部23にランス3が係合し、下側の係合凹部23にスペーサ30の係合縁部33aが係合し、丸形端子20がランス3とスペーサ30によって二重係止される。従って、確実に端子20を固定することができる。
この動作の際に、図4に示すように、ランス3は、斜めに傾いた姿勢の回転方向姿勢制御部24の上端の角部24cに当たって押圧荷重Eを加えることで、回転方向姿勢制御部24に矢印F方向の回転モーメントを発生させ、回転方向姿勢制御部24を水平方向に沿った姿勢に向けて制御する。
また、このコネクタの場合、図2及び図4に示すように、端子挿入孔2の内周面に、端子挿入孔2の軸線方向と平行に直線状に延びる凹溝2aが形成されており、その凹溝2aの互いに平行な両開口縁2cが、丸形端子20の円筒状の電気接続部21の外周面に当たることで丸形端子20を端子挿入孔2の軸線方向に沿うように位置決めするガイド部として構成されているので、そのガイド部として機能する凹溝2aの両開口縁2cの案内作用により、丸形端子20の電気接続部21よりも径の大きな端子挿入孔2の内部においてランス3の荷重により端子挿入孔2の内周面に押し付けられる丸形端子20を、軸が斜めの姿勢にならないように端子挿入孔2の軸線方向と平行に直線状に保持することができる。従って、ランス3の荷重によって回転させられる際の丸形端子20の回転軸がぶれるのを防いで安定させることができ、回転しやすくすることができて、丸形端子20の回転方向の姿勢制御性を高めることができる。
特に、ランス3の係合縁部3cに傾斜部3dが設けられている場合は、ランス3の荷重により丸形端子20に回転モーメントを発生させやすくすることはできるが、一方で、ランス3の係合縁部3cに傾斜部3dがあることによって、図8に示すように、丸形端子20が端子挿入孔2の内周面のうち、ランス3のある側と反対側の内周面に真っ直ぐに押し付けられるのではなく、斜めの位置に向けて押し付けられることになる。そうすると、図9に示すように、丸形端子20の軸が端子挿入孔2の軸線方向からぶれやすくなるが、このコネクタでは、図2及び図4に示すように、端子挿入孔2の内周面のランス3のある側と反対側に凹溝2aが設けられているので、その凹溝2aの開口縁2cに丸形端子20の円筒状の電気接続部21の外周面が当たることによって、凹溝2aの開口縁2cの案内作用によって、丸形端子20の姿勢をぶれずに端子挿入孔2の軸線方向に沿って直線状に保持することができ、丸形端子20を回転しやすく支持することができて、丸形端子20の回転方向の姿勢制御性を高めることができる。
なお、凹溝2aの断面は、凹溝2aの両開口縁2cが互いに平行な直線状になるものであれば、V字形に限らず、矩形にしてもよい。
1 コネクタハウジング
2 端子挿入孔
2a 凹溝
2c 開口縁
3 ランス(係止部材)
3c 係合縁部
3d 傾斜部
20 丸形端子
21 電気接続部
23 係合凹部
23a 内底壁
24 回転方向姿勢制御部
24a 長辺
24b 短辺
24c 角部
25 係合部
26 導体接続部(電線接続部)
27 被覆接続部(電線接続部)
30 スペーサ
35 スペーサ挿入凹部

Claims (4)

  1. 前後方向に延び後方から端子が挿入される円形の端子挿入孔を有すると共に該端子挿入孔の内部に後方から挿入された端子を抜け止めする可撓性のランスを有するコネクタハウジングと、
    前部に、前記コネクタハウジングの円形の端子挿入孔に挿入されて位置決めされると共に前方から挿入されて来る相手コネクタ側の端子と嵌合接続される円筒状の電気接続部を有し、該電気接続部の後部に、前記ランスと係合すると共に該ランスが係合する過程において該ランスから受ける荷重により回転方向の位置決めのための回転モーメントを発生する係合部を有し、この係合部の更に後側に、電線の端末が接続される電線接続部を有する丸形端子と、
    からなる丸形端子付きコネクタであって、
    前記コネクタハウジングの端子挿入孔の内周面のうち、前記ランスが設けられた側と反対側の内周面に、前記端子挿入孔の軸線方向と平行に直線状に延びる凹溝が形成され、該凹溝の互いに平行な両開口縁が、前記円筒状の電気接続部の外周面に当たることで前記丸形端子を端子挿入孔の軸線方向に沿うように位置決めするガイド部として構成されていることを特徴とする丸形端子付きコネクタ。
  2. 請求項1に記載の丸形端子付きコネクタであって、
    前記丸形端子の係合部が、前記電気接続部を構成する円筒周壁の対向二面を略同じ寸法だけ凹ませることで形成され且つ前記ランスが係合する係合凹部と、該係合凹部が形成された位置に残る前記円筒周壁を短辺とし且つ前記係合凹部の内底壁を長辺とする断面略長方形の4つの角部を回転モーメント発生のための力を受ける作用点とした回転方向姿勢制御部と、を有していることを特徴とする丸形端子付きコネクタ。
  3. 請求項2に記載の丸形端子付きコネクタであって、
    前記丸形端子の回転方向姿勢制御部の角部に当たる前記ランスの係合縁部に、前記回転モーメントの発生を助けるための前記ランスの撓み方向に垂直な方向に対して傾斜した傾斜部が設けられていることを特徴とする丸形端子付きコネクタ。
  4. 請求項2または3に記載の丸形端子付きコネクタであって、
    前記コネクタハウジングに、該コネクタハウジングの外周面から内部に向けてスペーサ挿入凹部が設けられると共に、該スペーサ挿入凹部に前記丸形端子の挿入方向と交差する方向にスペーサが挿入され、該スペーサは、前記スペーサ挿入凹部に挿入された状態で前記コネクタハウジングに本係止されることで、前記丸形端子の前記ランスと反対側に位置する係合凹部にスペーサの係合縁部を係合させて、前記丸形端子の前後方向への移動を二次係止することを特徴とする丸形端子付きコネクタ。
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