JP5811154B2 - 電気コネクタおよび短絡用端子の製造方法 - Google Patents

電気コネクタおよび短絡用端子の製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、他の電気コネクタとの電気的接続を検知するための短絡用端子を備えた電気コネクタおよび短絡用端子の製造方法に関するものである。
電気コネクタは、雄側と雌側とで、しっかり嵌合して電気信号を伝達することが重要である。特に、安全装置に使用される電気コネクタでは、不完全な嵌合状態により電気信号が伝達できないと、安全装置の作動に不具合が生じるため、電気的接続を検知する検知用端子と短絡用端子とを備えたものが知られている(例えば、特許文献1参照。)。
特許文献1に記載の「結合検知装置を備えたコネクタ」には、図22に示すように、一方のコネクタハウジング1に短絡用接触子3を装着し、他方のコネクタハウジング2に一対の結合検知用端子9,9’を設けて成る結合検知装置を備え、短絡用接触子3に弾性片3c,3c、および弾性片3c’,3c’を相対向して設け、双方のコネクタハウジング1、2が結合したときに、結合検知用端子9,9’を弾性片3c,3cおよび弾性片3c’,3c’間に挟持して接続を行うようにしたものである。
特開平8−190961号公報
電気コネクタは、雄側のハウジングを雌側のハウジングに嵌合させたときに、しっかりと嵌合させた状態でも、互いのクリアランスのために遊びが生じる。従って、雄側のハウジングと雌側のハウジングとで、左右方向や上下方向に互いにずれることで、がたつきが生じる。
このような場合に、特許文献1に記載の「結合検知装置を備えたコネクタ」では、短絡用接触子は覆板部3f、3fの係止突起3gにより接触子支持室に係止して固定されるため、がたつきにより結合検知用端子(検知用端子)が変位すると、結合検知用端子がずれた側の弾性片(短絡用端子)を押圧することで、弾性片が弾性変形するおそれがある。
弾性片の弾性変形が一時的なもので、弾性復帰により元の状態に戻れば問題はないが、弾性片が元の状態に戻らない塑性変形に至るような事態になれば、接触圧が低下してしまい、接触信頼性が低下してしまう。
そこで本発明は、検知用端子への接触圧を一定に保つことで、接触信頼性を向上させることが可能な電気コネクタを提供することを目的とする。
本発明は、他の電気コネクタと嵌合すると、前記他の電気コネクタの検知用端子に接触して短絡することで、前記他の電気コネクタとの電気的接続を検知する短絡用端子を備えた電気コネクタにおいて、前記短絡用端子は、前記他の電気コネクタと嵌合するハウジングに設けられ、前記他の電気コネクタとの嵌合の開始の際、弾性変位し、前記嵌合の完了の際、弾性復帰して前記他の電気コネクタとの係止を実現するロックアームに固定される固定部と、前記他の電気コネクタの検知用端子に接触して短絡させる一対の接触部、および前記一対の接触部が先端部に形成された二股に延びる腕部を有し、前記腕部で検知用端子を挟み込んで接触可能であり、前記ロックアームの弾性復帰の際、前記腕部で検知用端子に接触した後に摺動する短絡部と、前記短絡部の変位に応じて弾性変形する緩衝部とを備え、前記緩衝部は、一端が前記腕部の基端部に接続され、他端が前記腕部を含む仮想平面から起立して前記固定部に接続されていることを特徴とする。
本発明の電気コネクタによれば、他の電気コネクタの検知用端子に接触した状態の短絡部が変位しても、短絡部の変位に応じて弾性変形する緩衝部は、一端が腕部の基端部に接続され、他端が腕部を含む仮想平面から起立して前記固定部に接続しているので、短絡部が検知用端子を挟み込み短絡した状態のまま、その姿勢を維持することができる。
また、他の電気コネクタとの嵌合の開始の際、弾性変位し、嵌合の完了の際、弾性復帰して前記他の電気コネクタとの係止を実現するロックアームが弾性復帰する際に、短絡部が、腕部で検知用端子に接触した後に摺動するため、短絡用端子や検知用端子に汚れや腐食があっても、摩擦によって除去することができる。
前記短絡部は、前記検知用端子にそれぞれ接触する一対の接触部と、前記一対の接触部が先端部に形成された腕部とを備え、前記緩衝部は、前記腕部の基端部に形成されている。従って、一対の接触部が接触した検知用端子が大きく変位しても、緩衝部が、腕部の基端部に形成されているため、緩衝部の弾性変形の度合いを小さいものとすることができる。
前記腕部が、前記一対の接触部を、前記検知用端子の外側に挟持させると、一対の接触部の間で、検知用端子が変位すると、腕部を変位させることができるので、検知用端子の変位の幅を大きく確保することができる。
前記一対の接触部は、前記検知用端子を挟持する接触面が、前記腕部から直立する方向に形成されていると、検知用端子が、接触面に沿って腕部から直立する方向に変位しても、緩衝部が弾性変形することなく、接触面が検知用端子に接触した状態を維持することができる。
前記緩衝部を、一端が前記短絡部に接続され、他端が前記固定部に接続された板片により形成することにより、弾性変形しやすい緩衝部とすることができるので、検知用端子の変位に短絡部を追従させやすい。
本発明の電気コネクタの短絡用端子は、他の電気コネクタと嵌合すると、前記他の電気コネクタの検知用端子に接触して短絡することで、前記他の電気コネクタとの嵌合状態を検知するための短絡用端子の製造方法であって、一枚の金属板から、前記他の電気コネクタと嵌合するハウジングに設けられ、前記他の電気コネクタとの嵌合の開始の際、弾性変位し、前記嵌合の完了の際、弾性復帰して前記他の電気コネクタとの係止を実現するロックアームに固定される固定部と、前記他の電気コネクタの検知用端子に接触して短絡させる一対の接触部、および前記一対の接触部が先端部に形成された二股に延びる腕部を有し、前記腕部で検知用端子を挟み込んで接触可能であり、前記ロックアームの弾性復帰の際、前記腕部で検知用端子に接触した後に摺動する短絡部と、前記短絡部の変位に応じて弾性変形する緩衝部であって、一端が前記腕部の基端部に接続され、他端が前記固定部に接続される前記緩衝部とを打ち抜く工程と、前記接触部を前記腕部から引き起こして折り曲げ、前記接触部を引き起こした方向と反対となる方向に前記固定部を折り曲げて、前記緩衝部を前記腕部に対して起立させて、前記短絡用端子とする折り曲げ工程とを備えた短絡用端子の製造方法により、一枚の金属板から製造することができる。
本発明は、短絡部が検知用端子を短絡した状態のまま、その姿勢を維持することができるので、検知用端子への接触圧を一定に保つことができる。従って、本発明は、接触信頼性を向上させることが可能である。
本発明の実施の形態に係る電気コネクタ(雌側の電気コネクタ)と他の電気コネクタ(雄側の電気コネクタ)とを示す斜視図である。 図1に示す雌側の電気コネクタの正面図である。 図2に示す雌側の電気コネクタのA−A断面図である。 図2に示す雌側の電気コネクタのB−B断面図である。 図2に示す雌側の電気コネクタの短絡用端子の斜視図である。 図5に示す短絡用端子の側面図である。 図5に示す短絡用端子の平面図である。 図5に示す短絡用端子の製造方法を説明するための展開図である。 図1に示す雄側の電気コネクタを下側から見た斜視図である。 図1に示す雄側の電気コネクタの正面図である。 図10に示す雄側の電気コネクタのC−C断面図である。 図1に示す雌側の電気コネクタと雄側の電気コネクタとの嵌合動作を説明するための断面図であり、係止爪部の前側斜面と、ロックアーム部の突起部の前側斜面とが突き当たった状態の図である。 図12に示す雌側の電気コネクタと雄側の電気コネクタとのD−D断面図である。 図12に続く嵌合動作を説明するための断面図であり、係止爪部がロックアーム部を押し下げた状態の図である。 図14に示す雌側の電気コネクタと雄側の電気コネクタとのE−E断面図である。 図15に示す断面図の一部拡大図である。 図14に続く嵌合動作を説明するための断面図であり、係止爪部が突起部を越えて係止した状態の図である。 図17に示す雌側の電気コネクタと雄側の電気コネクタとのF−F断面図である。 図18に示す断面図の一部拡大図である。 図1に示す雌側の電気コネクタと雄側の電気コネクタとの嵌合状態の斜視図である。 図5に示す短絡用端子の緩衝部が弾性変形することで短絡部を変位させて、変位した検知用端子に追従する状態を表す平面図である。 従来の雌側の電気コネクタと雄側の電気コネクタと短絡用端子とを示す斜視図である。
本発明の実施の形態に係る電気コネクタを図面に基づいて説明する。なお、以下の説明においての「前後」という表現は、相手側に挿入する側を「前」とし、その反対方向を「後」として表現したものである。
図1に示す雌側の電気コネクタ100と雄側の電気コネクタ200とは、安全装置の一例である車両のエアバッグを始動させる電気配線に使用される。雌側の電気コネクタ100と雄側の電気コネクタ200は、それぞれ4本の信号用の接触端子を有するコネクタである。
まず、本実施の形態に係る電気コネクタである雌側の電気コネクタ100を、図1から図7に基づいて説明する。
図2から図4に示すように、雌側の電気コネクタ100は、相手側の電気コネクタ(他の電気コネクタ)となる雄側の電気コネクタ200と嵌合する雌側のハウジング110と、雄側の電気コネクタ200と電気的に接続をするための雌側接触端子120と、雄側の電気コネクタ200の後述する検知用端子と接触して、雄側の電気コネクタ200との電気的接続を検知する短絡用端子130とを備えている。
雌側のハウジング110は、直方体状の本体部111と、この本体部111の天面に形成された一対の案内部112と、嵌合状態のときに雄側の電気コネクタ200からの抜けを防止するためのロックアーム部113とを備えている。
本体部111には、雌側接触端子120を幅方向に沿って一列に4本並べて配置するための端子収容室111aが形成されている。
一対の案内部112は、ロックアーム部113を挟んで両側に、雄側の電気コネクタ200への挿抜方向に沿って、本体部111の前端部から後端部まで形成されている。
図3に示すように、ロックアーム部113は、前端部が本体部111に繋がり、本体部111との間に所定の隙間111bがあり、後端部は自由端とすることで、前端部を連結部として揺動するように形成されている。ロックアーム部113には、嵌合状態のときに、雄側の電気コネクタ200に係止する突起部113aが形成されている。また、ロックアーム部113には、後端部に、短絡用端子130を固定するための圧入孔113bが形成されている。
雌側接触端子120は、雄側の電気コネクタ200の雄側接触端子を挟み込むようにして接触する金属薄板により形成された板ばねである。雌側接触端子120は、雄側接触端子120の後端部で、本体部111からまっすぐ突出したケーブル140と連結される。
図5から図7に示すように、短絡用端子130は、1枚の金属板を打ち抜き、折り曲げ加工することで形成されている。短絡用端子130は、雌側のハウジング110に固定される固定部131と、検知用端子に接触して短絡させる短絡部132と、固定部131と短絡部132とを接続する緩衝部133とを備えている。短絡用端子130は、固定部131により雌側のハウジング110に固定されていることで、短絡部132が緩衝部133を軸中心として円弧を描くようにスイング可能に形成されている。
固定部131は、雌側のハウジング110のロックアーム部113に形成された圧入孔113bに挿入されて固定される。固定部131には、長さ方向に沿った側部に形成され、圧入孔113bの側壁にめり込ませて、抜けを防止する係止突起部131aと、圧入孔113bの側壁に突き当て、圧入深さを規制する一対の挿入規制部131bとが形成されている。
短絡部132は、雄側の電気コネクタ200の検知用端子にそれぞれ接触する一対の接触部132aと、一対の接触部132aが先端部に形成された腕部132bとを備えている。
接触部132aは、U字状に形成された腕部132bのそれぞれの先端部に、逆U字状に形成されている。接触部132aは、対向する接触面132cが腕部132bから直立する方向に形成されている。接触面132cは、検知用端子との良好な接触を図るために、ビード加工による対向側に膨らんだ円弧面に形成されている。
腕部132bは、検知用端子を弾性変形して挟持するために、接触部132aが形成されている先端部に向かうに従って、間隔が徐々に狭くなると共に、幅が徐々に狭くなる略U字状の金属板部材により形成されたばね部材である。腕部132bは、検知用端子と略平行に配置される。
緩衝部133は、短絡部132の変位に応じて弾性変形する板片である。緩衝部133は、一端が短絡部132の腕部132bの基端部(後端部)に接続されている。また、緩衝部133は、二股に延びる腕部132bを含む仮想平面Sから起立して、他端が固定部131に接続されている。つまり、緩衝部133は、仮想平面Sと平行で段違いに配置された固定部131と短絡部132の腕部132bの基端部とを鉛直方向に延びて連結している。また、緩衝部133と固定部131とは、二股に延びる腕部132bを平面視して、一対の腕部132bの中心位置に配置されている。緩衝部133と連結した固定部131の延びる方向は、一対の腕部132bが延びる方向と同一である。
以上のように構成された短絡用端子130の製造方法について、図面に基づいて説明する。
まず、弾力性を有する1枚の金属板の接触面132cに対応する位置に、ビード加工を施し、円弧面を形成する。次に、この金属板に、打ち抜き加工が施されることで得られた図8に示す金属板300に折曲げ加工を施す。
一対の接触部132aは、腕部132bのそれぞれの先端部から、互いが離れるように側方へ延びる金属板片301を上方(一側)に引き起こし、中空部を形成するようにU字状に、折り返すことで形成する。
固定部131を、金属板片301を引き起こした方向とは反対となる方向(他側)であって、緩衝部133に対して90度下方に折り曲げると共に、緩衝部133を、固定部131を折り曲げた方向とは反対となる方向であって、腕部132bに対して90度上方(一側)に折り曲げる。そうすることで、緩衝部133と固定部131とが略L字状に折り曲げられて、固定部131が緩衝部133に対して倒伏した状態となり、緩衝部133が腕部132bに対して起立した状態となる。このようにして、短絡用端子130を製造することができる。
次に、雄側の電気コネクタ200(他の電気コネクタ)について、図1および図9から図11に基づいて説明する。
雄側の電気コネクタ200は、雌側の電気コネクタ100と嵌合する雄側のハウジング210と、雌側の電気コネクタ100と電気的に接続をするための雄側接触端子220と、雌側の電気コネクタ100の短絡用端子130(図1参照)と接触して、雌側の電気コネクタ100との電気的接続を検知する検知用端子230とを備えている。
雄側のハウジング210は、矩形箱状に形成されている。雄側のハウジング210は、天面部211と、対向する側壁部212と、底壁部213と、奥壁部214とにより囲まれた嵌合孔215が形成されている。
天面部211の内側面には、端子支持部211aと、係止爪部211bとが形成されている。端子支持部211aには、検知用端子230が両方の側面に形成されている。係止爪部211bは、ロックアーム部113の突起部113aに引っ掛けるためのもので、嵌合孔215の開口部に形成されている。
雄側接触端子220は、図2に示す雌側接触端子120に対応させて、幅方向に沿って嵌合孔215に一列に4本並べて配置されている。雄側接触端子220は、嵌合孔215に針状の接触部221が突出して形成されていると共に、奥壁部214を貫通して逆L字状に延びる信号用基板端子部222が形成されている。
検知用端子230は、挿抜方向に沿って形成された端子支持部211aの先端部から基端部まで細長金属片による接触部231が形成されていると共に、奥壁部214を貫通して逆L字状に延びるピン状の検知用基板端子部232が形成されている。
次に、本実施の形態に係る雌側の電気コネクタ100と雄側の電気コネクタ200との嵌合動作および使用状態を図面に基づいて説明する。
まず、雌側の電気コネクタ100の前部を雄側の電気コネクタ200の嵌合孔215に合わせて進行させる。雌側のハウジング110を、雄側の電気コネクタ200の嵌合孔215に進行させると、雌側のハウジング110の案内部112が嵌合孔215の内壁に沿って奥側へ進行することで、嵌合孔215にまっすぐに挿入される。そして、雄側の電気コネクタ200の係止爪部211bの前側斜面が、ロックアーム部113の突起部113aの前側斜面に突き当たる。そして、雄側接触端子220は雌側接触端子120に接触し始める(図12および図13参照)。
係止爪部211bの前側斜面が、突起部113aの前側斜面に突き当たった状態から、更に雌側のハウジング110を進行させると、突起部113aが係止爪部211bの前側斜面に摺動しながら押され、ロックアーム部113が隙間111b側に押し下げられる(図14から図16参照)。この状態では、短絡用端子130は、ロックアーム部113が隙間111b側に押し下げられるため、それに合わせて検知用端子230の接触部231の下方に位置している。
係止爪部211bが突起部113aを越えると、ロックアーム部113が弾性復帰することで、係止爪部211bの後端面と突起部113aの後端面とが係合する。この係合により、雌側の電気コネクタ100が雄側の電気コネクタ200から抜け出ることを防止する。ロックアーム部113の弾性復帰により短絡用端子130が上昇して、短絡用端子130の短絡部132が端子支持部211aに形成された検知用端子230の接触部231に接触する。その際、短絡用端子130の接触面132cと、検知用端子230の接触部231とが摺動(所謂、ワイピング)することで、短絡用端子130や検知用端子230に汚れや腐食があっても、相互の摺動による摩擦によって除去されるので、接続の信頼性が著しく向上する。また、雄側接触端子220は雌側接触端子120への接触が完了する(図17から図20参照)。
ここで、雌側のハウジング110と、雄側のハウジング210の嵌合孔215との間の隙間によって、左右方向や上下方向に、雌側の電気コネクタ100が振れたり、雄側の電気コネクタ200が振れたりした場合を説明する。
雌側の電気コネクタ100または雄側の電気コネクタ200のいずれかが、相対的に上下方向(腕部132bを含む仮想平面Sに対して垂直の方向)にずれると、検知用端子230も同じ方向へ変位する。
検知用端子230を挟み込む短絡用端子130の接触部132aは、腕部132bから直立する方向に、接触面132cが形成されているため、検知用端子230が上下方向に変位しても、常に接触面132cを検知用端子230の接触部231に接触した状態を維持することができる。
次に、雌側の電気コネクタ100または雄側の電気コネクタ200のいずれかが、相対的に左右方向(仮想平面Sに沿った方向)にずれると、検知用端子230も同じ方向へ変位して、短絡用端子130に対して正常な位置から傾斜する(図21参照)。
短絡用端子130は、図3に示すように、固定部131が雌側のハウジング110のロックアーム部113に固定され、短絡部132が腕部132bの弾性により検知用端子230を挟持している。そのため、図21に示すように、緩衝部133が短絡部132の傾斜方向に応じてよじれる。このよじれにより短絡部132は、検知用端子を短絡した状態のまま弾性変形せずに、その姿勢を維持することができる。従って、短絡部132の接触部132aは、検知用端子230に対して接触圧を低下させることなく、接触を維持することができる。よって、短絡用端子130は、検知用端子230への接触圧を一定に保つことで、接触信頼性を向上させることが可能である。
緩衝部133が、腕部132bの基端部に形成されているため、一対の接触部132aが接触した検知用端子230が大きく変位しても、腕部132bの長さによって緩衝部133の弾性変形の度合いを小さいものとすることができる。従って、緩衝部133を弾性変形に耐えるような頑丈なものにする必要がないため、薄い金属片で形成することができる。
腕部132bが、一対の接触部132aを、検知用端子230の外側に挟持させているため、一対の接触部132aの間で、検知用端子230が変位すると、腕部132bが首を振るように変位させることができるので、検知用端子230の変位の幅を大きく確保することができる。
また、緩衝部133が、一端が短絡部132に接続され、他端が固定部131に接続された板片により形成されているため、弾性変形しやすい緩衝部とすることができるので、検知用端子230の変位に短絡部132を追従させやすい。
本発明は、電気信号を導通する電線の接続手段として、自動車産業、電気電子機器産業あるいは各種機械産業などの分野において広く利用される電気コネクタに好適である。特に、本発明は、安全装置に使用される電気コネクタに最適である。
100 雌側の電気コネクタ
110 雌側のハウジング
111 本体部
111a 端子収容室
111b 隙間
112 案内部
113 ロックアーム部
113a 突起部
113b 圧入孔
120 雌側接触端子
130 短絡用端子
131 固定部
131a 係止突起部
131b 挿入規制部
132 短絡部
132a 接触部
132b 腕部
132c 接触面
133 緩衝部
140 ケーブル
200 雄側の電気コネクタ
210 雄側のハウジング
211 天面部
211a 端子支持部
211b 係止爪部
212 側壁部
213 底壁部
214 奥壁部
215 嵌合孔
220 雄側接触端子
221 接触部
222 信号用基板端子部
230 検知用端子
231 接触部
232 検知用基板端子部
300 金属板
301 金属板片
S 仮想平面

Claims (5)

  1. 他の電気コネクタと嵌合すると、前記他の電気コネクタの検知用端子に接触して短絡することで、前記他の電気コネクタとの電気的接続を検知する短絡用端子を備えた電気コネクタにおいて、
    前記短絡用端子は、
    前記他の電気コネクタと嵌合するハウジングに設けられ、前記他の電気コネクタとの嵌合の開始の際、弾性変位し、前記嵌合の完了の際、弾性復帰して前記他の電気コネクタとの係止を実現するロックアームに固定される固定部と、
    前記他の電気コネクタの検知用端子に接触して短絡させる一対の接触部、および前記一対の接触部が先端部に形成された二股に延びる腕部を有し、前記腕部で検知用端子を挟み込んで接触可能であり、前記ロックアームの弾性復帰の際、前記腕部で検知用端子に接触した後に摺動する短絡部と、
    前記短絡部の変位に応じて弾性変形する緩衝部とを備え、
    前記緩衝部は、一端が前記腕部の基端部に接続され、他端が前記腕部を含む仮想平面から起立して前記固定部に接続されている電気コネクタ。
  2. 前記腕部が、前記一対の接触部を、前記検知用端子の外側に挟持させる請求項記載の電気コネクタ。
  3. 前記一対の接触部は、前記検知用端子を挟持する接触面が、前記腕部から直立する方向に形成されている請求項2記載の電気コネクタ。
  4. 前記緩衝部は、一端が前記短絡部に接続され、他端が前記固定部に接続された板片により形成された請求項1から3のいずれかの項に記載の電気コネクタ。
  5. 他の電気コネクタと嵌合すると、前記他の電気コネクタの検知用端子に接触して短絡することで、前記他の電気コネクタとの嵌合状態を検知するための短絡用端子の製造方法であって、
    一枚の金属板から、前記他の電気コネクタと嵌合するハウジングに設けられ、前記他の電気コネクタとの嵌合の開始の際、弾性変位し、前記嵌合の完了の際、弾性復帰して前記他の電気コネクタとの係止を実現するロックアームに固定される固定部と、前記他の電気コネクタの検知用端子に接触して短絡させる一対の接触部、および前記一対の接触部が先端部に形成された二股に延びる腕部を有し、前記腕部で検知用端子を挟み込んで接触可能であり、前記ロックアームの弾性復帰の際、前記腕部で検知用端子に接触した後に摺動する短絡部と、前記短絡部の変位に応じて弾性変形する緩衝部であって、一端が前記腕部の基端部に接続され、他端が前記固定部に接続される前記緩衝部とを打ち抜く工程と、
    前記接触部を前記腕部から引き起こして折り曲げ、前記接触部を引き起こした方向と反対となる方向に前記固定部を折り曲げて、前記緩衝部を前記腕部に対して起立させて、前記短絡用端子とする折り曲げ工程とを備えた短絡用端子の製造方法。
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