JP6019092B2 - 電線コネクタ - Google Patents

Description

本発明は、電線と配線基板との間の電気的な接続に使用される電線コネクタに係わり、特に芯線が撚り線である電線との接続に好適した電線コネクタに関する。

この種の電線コネクタは種々のタイプが開発され、その中でも芯線を撚り線とした電線に適用される電線コネクタが例えば、以下の特許文献１に開示されている。特許文献１の電線コネクタは、端子本体内に配置された端子板及びばね板を含み、電線の芯線は端子板とばね部材との間に挟持され、端子板に電気的に接続される。

特開平7-326400号公報

特許文献１の電線コネクタの場合、電線の芯線は撚り線であるためにばらけ易く、端子本体内に挿通された芯線を端子板上の所望の位置に導くことが困難となる。しかも、特許文献１では芯線のばらけを許容しているので（図３，４参照）、芯線と端子板との間での安定した電気的接続が担保されない。
更に、電線コネクタから電線が引き抜かれた後、芯線の先端はばらけた状態のままであるので、端子本体への芯線の再挿通には芯線の撚り直しが要求され、芯線の取り扱いが容易ではない。

本発明は上述の事情に基づいてなされたもので、その目的とするところは芯線が撚り線であっても、電線に対する安定した電気的な接続が担保され、芯線の取り扱いが容易となる電線コネクタを提供することにある。

上述の目的は、本発明の請求項１の電線コネクタによって達成され、該電線コネクタは、電気絶縁材料から形成された端子ホルダと、該端子ホルダに保持され、電線と配線基板との間を電気的に接続するにあたり、電線の芯線を挟持する開閉可能な電気接点を含む導電性の接続端子と、端子ホルダに設けられ、電気接点を開操作させる操作子とを備えている。

請求項１の端子ホルダは、ホルダ本体と、該ホルダ本体を一方向に貫通し、ホルダ本体の一端面に開口した電線挿入口及びホルダ本体の他端面に開口した窓を有し、電線の挿通を許容する通路と、ホルダ本体を一方向と直交する方向に貫通し、通路を電線挿入口側の第１挿通孔及び窓側の第２挿通孔とに分断するセンタボアとを含み、
一方、請求項１の電気接点は、センタボア内に配置された接点板と、該接点板の間にて通路軸線を挟んで配置され、接点板と協働して芯線を弾性的に挟持可能な挟持片と含む。

そして、請求項１の電線コネクタは、接点板が通路軸線に沿い第２挿通孔に向けて先細状にして延び、芯線の挿通を案内する断面円弧形状のガイド溝を有し、第２挿通孔が前記センタボアに連なり且つ窓に向けて先細状をなすテーパ孔部と、該テーパ孔部と窓との間を接続し、芯線が嵌合可能なストレート孔部とを有することに特徴付けられる。
上述の請求項１の電線コネクタによれば、操作子を介して接続端子の電気接点が開操作された状態で、電線の芯線が端子ホルダの前記通路に挿通され、芯線は第１挿通孔及び接点板のガイド溝を経て第２挿通孔のストレート孔部までに導かれる。

この際、ガイド溝が断面円弧形状で且つ先細状をなし、そして、第２挿通孔が上述のテーパ孔部とストレート孔部の組合せから形成されているので、ガイド溝は芯線のばらけを抑制しつつ芯線の先端を案内し、更に、第２挿通孔のテーパ孔部は芯線の先端にばらけが生じていても、ここでのばらけを纏めながらストレート孔部に導き、該ストレート孔部に嵌入させる。それ故、芯線の先端はその全周がストレート孔部にて拘束され、芯線における先端のばらけは回避される。

この後、操作子による開操作が解除されれば、芯線はガイド溝と挟持片との間にて弾性的に挟持されるので、芯線は接点板（ガイド溝）に面接触した状態で、芯線と接続端子との間の電気的な接続が達成され、この場合、芯線は電気接点と前記ストレート孔部との２箇所で支持される。
例えば、上述の第１挿通孔もまた、電線挿入口からセンタボアに向けて先細状をなすテーパ穴部と、テーパ穴部とセンタボアに開口する第１挿通孔の内端との間を接続し、芯線が嵌合可能なストレート穴部とを有することができる（請求項２）。

請求項２の電線コネクタによれば、第１挿通孔内に芯線を挿通する前に芯線の先端が多少、ばらけていても、ここでのばらけは芯線の先端がテーパ穴部を通過する過程で纏められ、この後、芯線はストレート穴部に嵌入しながらで、前述したようにガイド溝を経て第２挿通孔に導かれる。この場合、芯線は、ストレート穴部を加えた３箇所で支持される。
一方、前述の操作子は、該操作子とセンタボアの内周縁とを接続し、電気接点に向けて操作子の押し込みを可能にするヒンジと、操作子の押し込みに伴い、接点板と挟持片との間に食い込んで接点板と挟持片との間の間隔を拡開させる楔とを有する（請求項３）。この場合、ヒンジは、楔が接点板と挟持片との間に食い込む際に接点板を不動とし、該接点板ら挟持片を離間させるべく操作子の傾動を許容するヒンジ軸線を有しているのが好ましい（請求項４）。

請求項３の電線コネクタによれば、操作子の押し込み操作だけで、電気接点の開操作が行われる。そして、請求項４の電線コネクタによれば、電気接点の開操作に拘わらず、接点板が不動であるので、接点板のガイド溝は前述した通路軸線に対して所定の位置に維持される。
更に、ホルダ本体は、第１挿通孔を有する第１ホルダ半体と、第２挿通孔を有する第２ホルダ半体とから形成され、これら第１及び第２ホルダ半体が互いに組み合わされてセンタボアを規定するのが望ましい（請求項５）。

本発明の請求項１の電線コネクタは、電気接点における接点板のガイド溝と、テーパ孔部とストレート孔部とからなる第２挿通孔とを備えたことで、芯線が撚り線であっても、電線に対する安定した電気的な接続が担保されるとともに、芯線の取り扱いを容易にする。
なお、本発明の他の特徴については後述の説明から明らかとなる。

本発明の一実施形態に係る電気コネクタを示した斜視図である。 図１の電気コネクタの分解斜視図である。 図１の電気コネクタの縦断面図である。 図２の接続端子の端面図である。 図１の操作子を一部破断して示す端面図である。 図５の操作子が休止位置から押し込まれ状態を示す図である。 （Ａ）電線の挿通前の電気コネクタを示した水平縦断面図、（Ｂ）その横断面図である。 （Ａ）電線の挿通直前の電気コネクタを示した水平縦断面図、（Ｂ）その横断面図である。 （Ａ）電線の挿通後の電気コネクタを示した水平縦断面図、（Ｂ）その横断面図である。

図１を参照すれば、本発明の一実施形態に係る電線コネクタが示されている。この電線コネクタは電線Ｃとプリント配線基板（図示せず）との間の電気的な接続を中継するために使用され、長尺なブロック形状をなす端子ホルダ１０を備えている。この端子ホルダ１０は例えばプラスチック材料等の電気絶縁材料から形成されている。
端子ホルダ１０はホルダ本体１２を含み、本実施形態の場合、ホルダ本体１２はホルダ半体１４，１６を組み合わせて形成されている。

図２から明らかなようにホルダ半体１４からは一対のガイドアーム１８がホルダ半体１６に向けて互いに平行に延びている。一方、ホルダ半体１６からは一対の結合アーム２０がホルダ半体１４に向けて互いに平行に延び、その先端には係止爪２２がそれぞれ形成されている。
図２に示す状態からホルダ半体１４，１６が互いに近接する方向に移動されると、結合アーム２０は対応する側のガイドアーム１８上を案内され、その先端の係止爪２２がホルダ半体１４側の係合穴（図示せず）に嵌り込むことで、ホルダ半体１４，１６は互いに結合し、ホルダ本体１２を形成する。このようにして形成されたホルダ本体１２はその中央にセンタボア２４（図１参照）を有し、このセンタボア２４はホルダ半体１４，１６間にて形成され、図１でみてホルダ本体１２を上下方向に貫通する。ここで、上下方向とは、電線コネクタがプリント配線基板上に実装されたとき、プリント配線基板の基板面と直交する方向である。

また、ホルダ本体１２が形成されるとき、ホルダ本体１４，１６間にて導電性を有した接続端子２６が挟み込まれ、この接続端子２６の電気接点２８がセンタボア２４内に位置付けられる。図３から明らかなようにホルダ本体１２に接続端子２６が保持された状態にあるとき、接続端子２６はホルダ本体１２の底面から露出し、この露出面の一部がプリント配線基板との電気的な接続に使用される。なお、接続端子２６の詳細については後述する。

図３から明らかなようにホルダ本体１２内には一方向、即ち、その長手軸線（通路軸線）Ａ上に通路３０が形成されている。この通路３０はホルダ本体１２を貫通して延び、電線Ｃの芯線Ｓの挿通を許容する。ここで、本実施形態の場合、芯線Ｓは撚り線である。ホルダ本体１２は前述したセンタボア２４を有しているので、通路３０はセンタボア２４によって、ホルダ半体１４内の第１挿通孔３２と、ホルダ半体１６内の第２挿通孔３４とに分断されている。

第１挿通孔３２はホルダ本体１２の一端面に開口した電線挿入口３６と、センタボア２４に連なる内端との間にて２つの領域に区分されている。具体的には、第１挿通孔３２は電線挿入口３６からセンタボア２４に向けて先細状をなすテーパ穴部３８と、このテーパ穴部３８とセンタボア２４とを接続するストレート穴部４０とに区分されている。電線挿入口３６は電線Ｃの外径よりも十分に大きな内径を有するのに対し、ストレート穴部４０は長手軸線Ａに沿い芯線Ｓの直径にほぼ等しい一定の内径を有する。それ故、芯線Ｓがストレート穴部４０を通過する際、芯線Ｓはストレート穴部４０に嵌入した状態となる。

また、第２挿通孔３４はホルダ本体１２の他端面に開口した窓４２と、センタボア２４に連なる開口４４との間にて２つの領域に区分されている。即ち、第２挿通孔３４は開口４４から窓４２に向けて先細状をなすテーパ孔部４６と、このテーパ孔部４６と窓４２とを接続するストレート孔部４８とに区部されている。開口４４は電線挿入口３６の内径と電線Ｃの外径との間の内径を有し、ストレート孔部４８は前述のストレート穴部４０の内径と同一の内径を有する。

再度、図２を参照すれば、前述した接続端子２６は長手軸線Ａに沿う長尺な導電性のばねプレートから一体に成形されている。具体的には、接続端子２６は前述したようにホルダ本体１２の底面に露出するベース５０を有し、このベース５０にはその中央及びホルダ半体１６側の端部に一対ずつの側壁片５２，５４が設けられている。これら側壁片５２，５４はベース５０の対応する側の側縁からそれぞれ立ち上げられている。なお、側壁５２，５４は前述したホルダ本体１２を形成すべくホルダ半体１４，１６が組み合わされるとき、対応する側のホルダ半体の穴に差し込まれることで、そのホルダ半体と係合される。

ベース５０の一方の側縁に位置する側壁片５２，５４間には、前述した電気接点２８の一部を構成する接点板５６が設けられ、この接点板５６はベース５０の一部を切り起こすことで形成されている。なお、接点板５６は図３に示されるようにホルダ本体１２内にて第２挿通孔３４に隣接して位置付けられる。
詳しくは、接点板５６と長手軸線Ａとの間には所定の間隔が確保され、接点板５６は長手軸線Ａ側の面にガイド溝５８を有する。このガイド溝５８は長手軸線Ａに沿って延び断面円弧形状をなし、芯線Ｓの挿通を案内する。更に、ガイド溝５８は前述した第２挿通孔３４に向けて先細状に形成され、それ故、ガイド溝５８の溝幅は第２挿通孔３４に近付くに連れて徐々に減少されている。

更に詳しくは、ガイド溝５８は長手軸線Ａ上を中心とした曲率半径を有し、第２挿通孔３４に隣接したガイド溝５８の端での曲率半径は芯線Ｓの外径の１／２であるが、第１挿通孔３２側のガイド溝５８の端での曲率半径は芯線Ｓの外径の１／２よりも大である。
また、接点板５６の上縁はベース５０の一方の側縁側に折り返されたフランジ６０を形成している。

一方、ベース５０の他方の側縁に位置した側壁片５２には、接点板５６側の端縁に細長の挟持片６２が設けられており、この挟持片６２は電気接点２８の残部を構成する。挟持片６２は接点板５６に向けて斜めに延び、その先端は長手軸線Ａを横切り、図４に示されるように接点板５６の前記面との間に所定のギャップを存して位置付けられている。
ここで、挟持片６２における根元の幅は、長手軸線Ａに沿う接点板５６の長さよりも十分に短く、挟持片６２が接点板５６に比べ、その根元を中心にその復元力に抗して回動し易い、つまり、弾性変形し易いことに留意すべきである。

また、挟持片６２の上縁にもフランジ６４が設けられており、このフランジ６４の端縁は接点板５６のフランジ６０との間に長手軸線Ａに沿う一定幅のギャップＧを形成する。
前述した接点板５６及び挟持片６２からなる電気接点２８が図４に示す状態にあるとき、電気接点２８、即ち、挟持片６２は前述の通路３０を閉じた閉位置にある。
電気接点２８を閉位置から開作動させるため、一実施形態の端子ホルダは操作子６６を一体に有し、この操作子６６について以下に説明する。

操作子６６は矩形の押しボタン６８を備え、この押しボタン６８は図１及び図３から明らかなように電気接点２８を上方から覆うように配置され、前述のセンタボア２４内に侵入可能なサイズを有する。押しボタン６８からは支持アーム７０がセンタボア２４の内縁、具体的にはホルダ半体１４に向けて延び、この支持アーム７０はセルフヒンジ７２を介してホルダ半体１４に接続されている。

図３を参照すればより明らかなように、セルフヒンジ７２は支持アーム７０に比べて十分に薄い肉厚を有する。それ故、押しボタン６８が押圧されたとき、支持アーム７０はセルフヒンジ７２を中心に回動し、これにより、押しボタン６８が電気接点２８に向けて押し込まれる。
押しボタン６８の下面、即ち、電気接点２８と対向する面には楔７４が突出されている。この楔７４は断面でみて三角形状をなし、長手軸線Ａに沿って延びている。詳しくは、押しボタン６８が押圧されていないとき、図４に示されるように押しボタン６８はその楔７４の尖端が電気接点２８の前述したギャップＧの直上に位置した休止位置に位置付けられている。

更に、本実施形態の場合、楔７４は二等辺三角形でなく、不等辺三角形であることに留意すべきである。具体的には、楔７４の三角形状を規定する２つの辺のうち、電気接点２８の挟持片６２側に位置した一方の辺７４ａと楔７４の尖端を通過する押しボタン６８の縦断面とがなす角度は他方の辺７４ｂと縦断面とがなす角度に比べて大となっている。
押しボタン６８が前述の休止位置から押し込まれたとき、楔７４はギャップＧに侵入する。ここでの楔７４の侵入に伴い、電気接点２８にあっては、挟持片６２が根元を中心として接点板５６から離間する方向に復元力に抗して回動する。この結果、挟持片６２の尖端と接点板５６との間の間隔が拡開し、電気接点２８は閉位置から開位置に位置付けられる。

ここで、前述したように挟持片６２は接点板５６に比べて弾性変形し易いことから、電気接点２８が開操作される際、挟持片６２のみが弾性変形するだけで、接点板５６に弾性変形が生じることはなく、接点板５６は実質的に不動である。それ故、電気接点２８が開位置に位置付けられても、長手軸線Ａと接点板５６のガイド溝５８との位置関係が変化することはない。

また、本実施形態の場合、図５に示されるように前述のセルフヒンジ７２のヒンジ軸線７３は押しボタン６８の平坦な上面と平行ではなく、楔７４の傾斜面７４ｂ側の部位が下方となるように傾斜されている。つまり、図５でみて、ヒンジ軸線７３は右下がりにして傾斜されている。
このようにヒンジ軸線７３が傾斜されていれば、押しボタン６８が図６中の矢印Ｂで示すように押し込まれたとき、押しボタン６８は図６中の矢印Ｎで示すように傾動する。このような押しボタン６８の傾動及び前述した不等辺三角形の楔７４は互いに協働して、押しボタン６８の押し込みストロークＬに対して接点板５６と挟持片６２との間の拡開幅Ｗを大きく確保する。

次に、図７〜図９を参照しながら前述の電気コネクタと電線Ｃとの接続について説明する。なお、図７〜図９は端子ホルダを一体成形品として示している。
図７（Ａ），（Ｂ）は電気接点２８が閉位置にあって、電線Ｃの芯線Ｓが電気コネクタの端子ホルダ１０内に挿通される前の段階を示す。この場合、図７（Ｂ）に示されるように、押しボタン６８は閉位置にある電気接点２８の直上に配置されている。

図７に示す状態から押しボタン６８が押し込まれると、図８（Ａ），（Ｂ）に示されるように、電気接点２８は閉位置から開位置に位置付けられる。この時点で、電線Ｃを挿通させるための通路３０が開かれる。
そして、電気接点２８を開位置に保持した状態で、端子ホルダ１０の電線挿入口３６から電線Ｃの芯線Ｓが挿入されていき、挿入された芯線Ｓは第１挿通孔３２及び電気接点２８のガイド溝５８を経て第２挿通孔３４内までに導かれ、図９（Ａ）に示されるように芯線Ｓの先端は第２挿通孔３４内に位置付けられる。

この後、押しボタン６８による押し込みが解除されれば、押しボタン６８はそのボタンアーム７０の復元力により休止位置に復帰する一方、電気接点２８の挟持片６２もまた復元力により接点板５６に向けて復帰し、図９（Ｂ）に示されるように挟持片６２はガイド溝５８との間にて芯線Ｓを弾性的に挟持する。この時点で、電線Ｃと電気接点２８との間の電気的な接続が確立される。

本実施形態の場合、芯線Ｓは撚り線であるためにばらけ易い。しかしながら、端子ホルダ１０の第１挿通孔３２はその電線挿入口３６に連なる部位がテーパ穴部３８として形成されているため、たとえ芯線Ｓの先端がばらけていても、先端を第１挿通孔３２内に容易に挿通させることができる。
この後、芯線Ｓの先端がテーパ穴部３８内を更に進行する過程で、先端のばらけは絞り込まれていき、そして、芯線Ｓの先端が第１挿通孔３２のストレート穴部４０を通過する際、先端のばらけはストレート穴部４０の内周によって綺麗に纏められる。

それ故、芯線Ｓの先端がストレート穴部４０から抜け出しても、そのばらけは既に纏められているので、芯線Ｓの先端は接点板５６のガイド溝５８に円滑に導かれ、このガイド溝５８に案内された後、第２挿通孔３４内に更に導かれる。
ここで、前述したように電気接点２８が開位置にあっても、接点板５６、即ち、ガイド溝５８は芯線Ｓの挿通ラインを規定する長手軸線Ａに対して変位しないので、芯線Ｓの先端を安定して案内することができる。

この際、芯線Ｓはガイド溝５８に案内されない半周側にてばらける虞があるものの、第２挿通孔３４もまたその入口側の部位がテーパ孔部４６として形成されているので、芯線Ｓの先端は第２挿通孔３４内に円滑に導かれ、そして、先端が第２挿通孔３４のストレート孔部４８に位置付けられることで、先端のばらけはストレート孔部４８にて再度纏められ、解消される。

上述したように本実施形態の電気コネクタは芯線Ｓが撚り線であっても、端子ホルダ１０内への芯線Ｓの挿通が容易となり、芯線Ｓの取り扱い性に優れる。
また、電気接点２８にて、芯線Ｓはガイド溝５８に嵌り合った状態にあるので（図９（Ｂ）参照）、芯線Ｓと接点板５６（ガイド溝５８）との密着が良好となり、電線Ｃと電気接点２８との電気的な接続を安定させるうえでも好適する。

更に、本実施形態の場合、端子ホルダ１０内に挿通された芯線Ｓは、電気接点２８での支持に加えて、第１挿通孔３２のストレート穴部４０及び第２挿通孔３４のストレート孔部４８でも支持されることから、電気接点２８と芯線Ｓとの間の電気的な接続を維持するうえでも更に好適する。
最後に、本実施形態の電気コネクタの場合、前述の説明から既に明らかであるように、端子ホルダ１０からの芯線Ｓの引き抜き、また、その芯線Ｓの再挿通もまた容易であることは言うまでもない。

本発明は上述の一実施形態に制約されるものではなく、種々の変形が可能である。
例えば、端子ホルダ１０のホルダ本体１２は一体成形品として形成することも可能であるが、ホルダ半体１４，１６を別々に成形し、これらホルダ半体１４，１６を組合せてホルダ本体１２とする方が、ホルダ本体１２を容易に得ることができる。
また、端子ホルダ１０、接続端子２６、操作子６６の具体的な形状に関しては、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で変更可能であり、更に、本発明の電気コネクタは芯線が単線である電線にも同様に適用可能である。

１０ 端子ホルダ
１２ ホルダ本体
１４，１６ ホルダ半体
２４ センタボア
２８ 電気接点
３０ 通路
３２ 第１挿通孔
３４ 第２挿通孔
３８ テーパ穴部
４０ ストレート穴部
３６ 電線挿入口
４２ 窓
４６ テーパ孔部
４８ ストレート孔部
５６ 接点板（電気接点）
５８ ガイド溝
６２ 挟持片
６６ 操作子
６８ 押しボタン
７０ 支持アーム
７２ セルフヒンジ
７３ ヒンジ軸線
７４ 楔
Ａ 長手軸線（通路軸線）
電線 Ｃ
芯線 Ｓ

Claims (5)

1. 電気絶縁材料から形成された端子ホルダと、
   該端子ホルダに保持され、電線と配線基板との間を電気的に接続するにあたり、前記電線の芯線を挟持する開閉可能な電気接点を含む導電性の接続端子と、
   前記端子ホルダに設けられ、前記電気接点を開操作させる操作子と
   備えた電気コネクタであって、
   前記端子ホルダが、
   ホルダ本体と、
   前記ホルダ本体を一方向に貫通し、前記ホルダ本体の一端面に開口した電線挿入口及び前記ホルダ本体の他端面に開口した窓を有し、前記電線の挿通を許容する通路と、
   前記ホルダ本体を前記一方向と直交する方向に貫通し、前記通路を前記電線挿入口側の第１挿通孔及び前記窓側の第２挿通孔とに分断するセンタボアと
   を含み、
   前記電気接点が、
   前記センタボア内に配置された接点板と、
   前記接点板との間に前記通路軸線を挟んで配置され、前記接点板と協働して前記芯線を弾性的に挟持可能な挟持片と
   を含む、電線コネクタにおいて、
   前記接点板は、前記通路軸線に沿い前記第２挿通孔に向けて先細状にして延び、前記芯線の挿通を案内する断面円弧形状のガイド溝を有し、
   前記第２挿通孔は、
   前記センタボアに連なり且つ前記窓に向けて先細状をなすテーパ孔部と、
   該テーパ孔部と前記窓との間を接続し、前記芯線が嵌合可能なストレート孔部とを有する、
   ことを特徴とする電線コネクタ。
2. 前記第１挿通孔は、
   前記電線挿入口から前記センタボアに向けて先細状をなすテーパ穴部と、
   前記テーパ穴部と前記センタボアに開口する前記第１挿通孔の内端との間を接続し、前記芯線が嵌合可能なストレート穴部とを有する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の電線コネクタ。
3. 前記操作子は、該操作子と前記センタボアの内周縁とを接続し、前記電気接点に向けて前記操作子の押し込みを可能にするヒンジと、前記操作子の押し込みに伴い、前記接点板と前記挟持片との間に食い込んで前記接点板と前記挟持片との間の間隔を拡開させる楔とを有する、請求項１又は２に記載の電線コネクタ。
4. 前記ヒンジは、前記楔が前記接点板と前記挟持片との間に食い込む際に前記接点板を不動とし、該接点板から前記挟持片を離間させるべく前記操作子の傾動を許容するヒンジ軸線を有することを特徴とする請求項３に記載の電線コネクタ。
5. 前記ホルダ本体は、前記１挿通孔を有する第１ホルダ半体と、前記第２挿通孔を有する第２ホルダ半体とから形成され、これら第１及び第２ホルダ半体は互いに組み合わされて前記センタボアを規定することを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の電線コネクタ。

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