JP6190245B2 - 端子金具、及び、それを備える電気コネクタ - Google Patents

Description

本発明は、電気コネクタに用いられる端子金具に関し、特に圧着端子金具に関する。

従来から、プリント配線基板に代表される回路基板を、他の電気回路と接続するための電気コネクタとして、多数の端子を板状の周縁に沿って一列に備える回路基板と接続されるカードエッジ型のコネクタが知られている。カードエッジコネクタは、端子金具が回路基板に対して平行に移動することで、周縁に設けられるカード側端子と電気的に接続される。カードエッジコネクタには、通常、マス・ターミネーション（Mass Termination）と称される端子金具が用いられる。この端子金具は、電線を圧接により接続される。

カードエッジコネクタにおいて、用途によっては、電線を端子金具に圧着により接合したい要求がある。この要求に応える端子金具が特許文献１に提案されている。

特開２００６−１７９３６２号公報

特許文献１の端子金具は、低背が可能でかつ、振動および熱を有する環境においても確実に電気的接続を行うことができる、とされている。ところが、特許文献１の端子金具は、接続相手となる回路基板の導体領域と接触する部分がむき出しになっているので、電線の圧着を含めたハーネスの組立時に、接触部分を変形させてしまうおそれがある。
そこで本発明は、相手の導体部分との接触に到るまでは接触部が保護される端子金具を提供することを目的とする。

かかる目的のもとなされた本発明は、電線が圧着により接続される電気コネクタの端子金具であって、相手側の導体部分と電気的な接続を担うばね状部材である接触部と、電線を圧着により保持する電線保持部と、が一体的に形成されるインナーターミナルと、接触部を覆う保護位置と接触部を剥き出しにさせる退避位置とを往復移動可能に、インナーターミナルに係合されるシェルと、を備えることを特徴とする。
本発明の端子金具は、シェルが、接触部を覆う保護位置と接触部を剥き出しにさせる退避位置とを往復移動可能に設けられているので、ハーネスの組立時にはシェルを保護位置に移動させておき、コネクタハウジングに挿入するのに先立って、シェルを退避位置に移動させることができる。したがって、本発明の端子金具によれば、相手の導体部分との接触に到るまでは、外力が作用することによる変形から接触部分を保護できる。

本発明の端子金具の好ましい形態として、保護位置と退避位置の各々の位置に、インナーターミナルとシェルを互いに係止する係止機構を備えることができる。
この係止機構を設けることにより、シェルを保護位置又は退避位置のいずれかの位置に確実に保持できるので、不必要に、シェルが保護位置に移動したり、また、シェルが退避位置に移動したりするのを防ぐことができる。したがって、ハーネスの組立時には、シェルによって、インナーターミナルの電気的な接触部分を確実に保護することができる。また、端子金具がコネクタハウジングに挿入される際には、相手側の導体部分との電気的な接触を確実に確保することができる。

上記の好ましい形態において、係止機構は、シェルの外部から係止の解除操作ができることがより好ましい。コネクタハウジングに設けられるハウジングランスに、係止の解除操作をさせるようにすれば、端子金具をコネクタハウジングに挿入する過程でシェルを保護位置から退避位置に移動させ、また、端子金具をコネクタハウジングから抜き取る過程でシェルを退避位置から保護位置に移動させることができる。

本発明は、以上の構成を備える端子金具を保持するハウジングを備える電気コネクタを提供する。
このハウジングは、ハウジングランスを備え、ハウジングランスは、端子金具をハウジングに挿入する際に係止機構を解除することによりシェルを保護位置から退避位置に移動させるともに、端子金具をハウジングから抜き取る際に係止機構を解除することによりシェルを退避位置から保護位置に移動させる、ことが好ましい。

本発明の端子金具によれば、シェルが、接触部を覆う保護位置と接触部を剥き出しにさせる退避位置とを往復移動可能に設けられているので、ハーネスの組立時にはシェルを保護位置に移動させておき、コネクタハウジングに挿入するのに先立って、シェルを退避位置に移動させることができる。したがって、本発明の端子金具によれば、相手の導体部分との接触に到るまでは、外力が作用することによる変形から接触部分を保護できる。

本実施形態における端子金具を示し、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）は組み付けられた状態の斜視図である。 本実施形態における端子金具がハウジングに保持される過程を順に示す断面図である。 図２に引き続きハウジングに保持される過程を順に示す断面図である。 本実施形態における端子金具をハウジングから抜き取る過程を順に示す断面図である。 図４に引き続き端子金具をハウジングから抜き取る過程を順に示す断面図である。 本実施形態における端子金具を備える電気コネクタが、回路基板と電気的に接続される一例を示す図である。

以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
本実施形態に係る端子金具１は、図１に示すように、インナーターミナル１０とシェル２０の二つの要素からなる。
端子金具１は、通常は、図１（ｂ）に示すように、シェル２０がインナーターミナル１０の先端部を覆うことで接触子１３を保護するが、コネクタハウジング３０の端子キャビティ３１に挿入される過程で、シェル２０が退避して接触子１３の覆いが解除される。
以下、端子金具１の構成について説明した後に、コネクタハウジング３０に対する挿入及び抜き取りの手順について説明する。

［端子金具１］
端子金具１は、インナーターミナル１０が相手側の電気的な接点と接続されることで端子としての本来の機能を果たす一方、シェル２０はインナーターミナル１０の電気的な接点部分を保護する機能を果たす。なお、端子金具１において、シェル２０が配置される側を前、その反対側であって電線Ｗ（図２参照）が引き出される側を後という。

［インナーターミナル１０］
インナーターミナル１０は、タブ型の端子の一部を変形した構造を有しており、図１に示すように、端子本体部１１と電線保持部１６からなる。インナーターミナル１０は、導電性及び弾性に優れた銅又は銅合金からなる板材を打ち抜き及び曲げ加工を施すことで、一体に形成される。

端子本体部１１は、外観が直方体をなし、内部が空洞をなしており、上下方向ｙに対向する上壁１２，接触子１３と、上壁１２，接触子１３の一方の縁同士及び他方の縁同士を繋ぎ、幅方向ｘに対向する側壁１４，１５を備えている。上壁１２，接触子１３，側壁１４，側壁１５は、概ね偏平に形成されている。

上壁１２は、板状のばね１２ｄを備えている。ばね１２ｄは、幅方向の両端を切り欠くことで、上壁１２と同一平面上に形成されている。ばね１２ａは、切り欠かれた部分を除いて、後方に位置する支持端１２ｂにより上壁１２と連なっており、支持端１２ｂを基点として、上下方向ｙに撓むことができる。ばね１２ｄは、上向きに突出する係止突起１２ａを自由端１２ｃの近傍に備えている。

接触子１３は、後方が側壁１４と連なって支持端１３ｂをなすばね状の部材であり、支持端１３ｂを基点として、上下方向ｙに撓むことができる。接触子１３は、自由端１３ａの側がＵ字状に折り返されている。

側壁１４は、表裏を貫通する移動規制孔１４ａを備えている。移動規制孔１４ａは前後方向に所定の長さを有している。移動規制孔１４ａにはシェル２０が備えるストッパ２４ａが挿入されることで、インナーターミナル１０とシェル２０が相対的に前後方向に移動する範囲を規制する。なお、側壁１４に係止突起を設ける一方、シェル２０に係止孔を設けてもよい。また、もう一方の側壁１５に同様の係止孔を設けるとともに、シェル２０にも同様のストッパを設けることもできる。

電線保持部１６は、電線Ｗ（図２参照）を保持し、電線の被覆部分を保持する被覆保持部１６ａと、被覆が剥ぎ取られた芯線部分を保持する芯線保持部１６ｂと、を備えている。被覆保持部１６ａによりインナーターミナル１０と電線Ｗの機械的な接続を確保する一方、芯線保持部１６ｂによりインナーターミナル１０と電線Ｗの電気的な接続を確保する。

［シェル２０］
次に、シェル２０は、概ね端子本体部１１と相似の形態を有しており、内部に微小な隙間を空けて端子本体部１１を収容し、端子本体部１１、特に接触子１３を保護する。
シェル２０は、上下方向ｙに対向する上壁２２，下壁２３と、上壁２２，下壁２３の一方の縁同士及び他方の縁同士を繋ぎ、幅方向ｘに対向する側壁２４，２５を備えている。上壁２２，接触子１３，側壁２４，側壁２５は、概ね偏平に形成されている。
シェル２０は、上壁２２、下壁２３及び側壁２４，２５で周囲が取り囲まれる受容キャビティ２６を備えている。シェル２０がインナーターミナル１０に組み付けられると、インナーターミナル１０の端子本体部１１が受容キャビティ２６に挿入される。また、シェル２０は、端子本体部１１が挿入されるインナー挿入口２７を後端に備え、さらに、端子金具１がコネクタハウジング３０の所定位置に保持されると接触子１３が外部に突出する突出口２８を前端に備えている。

上壁２２は、各々が表裏を貫通し、前後方向に並ぶ２つの係止孔２２ａ，２２ｂを備えている。係止孔２２ａ，２２ｂには、シェル２０がインナーターミナル１０と組み付けられると、インナーターミナル１０のばね１２ａの係止突起１２ａが選択的に挿入される。詳しくは後述するが、端子金具１が初期状態にあるときには係止突起１２ａは係止孔２２ａに挿入され、端子金具１がコネクタハウジング３０の端子キャビティ３１に挿入が完了すると、それまで係止孔２２ａに挿入されていた係止突起１２ａは移動して係止孔２２ｂに挿入される。

側壁２４は、受容キャビティ２６に向けて突出するストッパ２４ａを備える。ストッパ２４ａは、インナーターミナル１０の移動規制孔１４ａの中に挿入され、移動規制孔１４ａの範囲内だけで移動が許可されることで、シェル２０とインナーターミナル１０の相対的な移動を規制する。

さて、インナーターミナル１０とシェル２０は、シェル２０のインナー挿入口２７にインナーターミナル１０を前端から挿入し、ストッパ２４ａが係止孔２２ａに挿入されるまでインナーターミナル１０を押し込む。これで、端子金具１は初期状態をなす。このとき、シェル２０のストッパ２４ａは、インナーターミナル１０の移動規制孔１４ａの前端側に位置している（図２（ａ）参照）。

［コネクタハウジング３０］
次に、端子金具１が保持されるコネクタハウジング３０について、図２を参照して説明する。
コネクタハウジング３０は端子金具１に対応する数の端子キャビティ３１を図２の紙面の奥行き方向に備える。図２はその中で１つの端子キャビティ３１を示している。端子キャビティ３１は、端子金具１の数に応じて設けられる。端子キャビティ３１は、上下方向ｙについては、上壁３２と下壁３３により区画され、幅方向ｘ（図２〜図５の紙面に対して垂直方向）については、図示を省略する一対の側壁により区画される。

コネクタハウジング３０は、端子キャビティ３１に対応してハウジングランス３５を備えている。ハウジングランス３５は、端子キャビティ３１に挿入される端子金具１を係止することで、端子金具１をコネクタハウジング３０から抜け出ないように保持する。また、ハウジングランス３５は、端子金具１が挿入される過程では、端子金具１に作用することで、インナーターミナル１０の前端を覆っていたシェル２０を退避させることで、接触子１３を露出させる。さらに、ハウジングランス３５は、端子金具１が抜き取られる過程では、端子金具１に作用することで、シェル２０がインナーターミナル１０の前端を覆うように移動させる。以上の動作を実現することを含めて、ハウジングランス３５は、以下の構成を添えている。

ハウジングランス３５は、上壁３２に支持端３５ｂを備え、その先端が挿入される端子金具１の前方を向くように形成されている。
ハウジングランス３５は、先端側に端子キャビティ３１の中心に向けて突出する係止突起３５ａを備えている。係止突起３５ａは、前方を向く係止面３５ｄを備えており、この係止面３５ｄが、係止突起３５ａは、少なくとも下端部分が、シェル２０に設けられる係止孔２２ａ，２２ｂに挿入可能な寸法を有している。なお、符号３５ａが指している面を先端面３５ａということがある。
また、ハウジングランス３５は、係止突起３５ａよりも先端側に解除作用つば３５ｃが形成されている。解除作用つば３５ｃは、端子金具１を端子キャビティ３１から抜き去るときに、後述する治具４０を突き当ててハウジングランス３５を上向きに撓ませることでハウジングランス３５による端子金具１の係止状態を解除するのに用いられる。

［挿入・抜き取りのプロセス］
以下、コネクタハウジング３０に端子金具１を挿入する手順を図２及び図３を参照して、また、コネクタハウジング３０に保持されている端子金具１を抜き取る手順を、図２〜図６を参照して説明する。

［挿入のプロセス］
図２（ａ）に示すように、端子金具１をコネクタハウジング３０の端子キャビティ３１に挿入する。この段階では端子金具１は初期状態にあり、インナーターミナル１０の係止突起１２ａはシェル２０の係止孔２２ａの中に挿入されているとともに、シェル２０のストッパ２４ａはインナーターミナル１０の移動規制孔１４ａの前端側に位置している。こうして、シェル２０は保護位置に移動する。
端子金具１を端子キャビティ３１の奥に向けて押し込むと、シェル２０の前端がハウジングランス３５の係止突起３５ａの後端側に突き当たり、さらに端子金具１を押し込むと、図２（ｂ）に示すように、ハウジングランス３５を押し上げる。よって、ハウジングランス３５は、下向きの弾性力を蓄える。

さらに端子金具１を押し込むと、ハウジングランス３５の係止突起３５ａは、シェル２０の係止孔２２ａと、係止孔２２ａと係止孔２２ｂの間の上壁２２と、を順に通過して、係止孔２２ｂに達し、インナーターミナル１０の係止突起１２ａに接触する。そうすると、図２（ｃ）に示すように、係止突起３５ａはハウジングランス３５の弾性力により係止突起１２ａは下向きに押し込まれ、シェル２０の係止孔２２ｂによる係止状態が解除される。このとき、係止突起１２ａを支持するインナーターミナル１０のばね１２は、上向きの弾性力を蓄える。

さらに端子金具１を押し込むと、シェル２０の係止孔２２ａによる係止状態が解除されており、かつ、ハウジングランス３５の係止突起３５ａがシェル２０の係止孔２２ａに挿入されているので、インナーターミナル１０とシェル２０は相対的な移動が可能とされる。しかし、シェル２０は、ハウジングランス３５の係止突起３５ａが係止孔２２ａに挿入されているために移動が拘束されている。したがって、インナーターミナル１０をさらに押し込むと、インナーターミナル１０だけが、図３（ａ）に示すように、ばね１２の係止突起１２ａがシェル２０の係止孔２２ｂに達する位置まで移動する。このとき、シェル２０のストッパ２４ａはインナーターミナル１０の移動規制孔１４ａの後端に位置する。このとき、シェル２０は退避位置に置かれており、接触子１３はシェル２０の外部に移動して剥き出しの状態になる。

さらに端子金具１を押し込むと、シェル２０のストッパ２４ａはインナーターミナル１０の移動規制孔１４ａの後端に接するので、図３（ｂ）に示すように、インナーターミナル１０とシェル２０は一緒になって、図示を省略する位置決めストッパに突き当たるまで、端子キャビティ３１の奥に移動する。一方で、ハウジングランス３５は、その係止面３５ｄが端子金具１の端子本体部１１よりも後方であって、かつ端子本体部１１とｙ方向において干渉する位置まで弾性が復帰する。したがって、端子金具１は、端子キャビティ３１の内部に位置決めされるとともに、不用意に抜け出ないように保持される。

端子金具１を奥まで押し込むと、図３（ｂ）に示すように、接触子１３がコネクタハウジング３０の外に露出する。この接触子１３は、例えば図６に示すように、コネクタハウジング３０を回路基板５０に対して傾斜させて配置すれば、回路基板５０の導電パターン５１と接触させることができる。ただし、これは端子金具１の適用の一例に過ぎない。

［抜き取りのプロセス］
次に、図４及び図５を参照して、保持されている端子金具１をコネクタハウジング３０から抜き取る際のプロセスを説明する。抜き取りには、棒状の冶具４０を用いる。シェル２０は退避位置に置かれている。
端子金具１を抜き取るときには、はじめに、図４（ａ），（ｂ）に示すように、冶具４０を端子本体部１１とハウジングランス３５の解除用つば３５ｃの間に挿入するとともに、解除用つば３５ｃを押し上げることで、ハウジングランス３５の係止面３５ｄと端子金具１の端子本体部１１とのｙ方向における干渉状態を解除する。係止面３５ｄと端子本体部１１との干渉状態を解除したままで、電線Ｗを後方に向けて徐々に引っ張ると、図４（ｃ）に示すように、ハウジングランス３５の係止突起３５ａは、シェル２０の上壁２２に接触しながら前方に向けて移動する。

電線Ｗを引っ張り続けると、図５（ａ）に示すように、係止突起３５ａが上壁２２の係止孔２２ａに挿入されるので、シェル２０は係止突起３５ａにより移動が拘束される。したがって、電線Ｗをさらに引っ張ると、インナーターミナル１０だけが電線Ｗとともに後方に移動する。インナーターミナル１０の係止突起１２ａは、図５（ｂ）に示すように、係止孔２２ｂから抜け出した後に、係止孔２２ａに達する。そうすると、係止突起１２ａが係止突起３５ａをわずかに押し上げる。また、このときには、シェル２０のストッパ２４ａは、インナーターミナル１０の移動規制孔１４ａの前端側に位置する。こうして、シェル２０は保護位置に戻る。

先端面（係止突起）３５ａは、係止孔２２ａと係止孔２２ｂの各々の前側の縁に対していわゆる順テーパになる。したがって、図５（ｂ）の状態からさらに電線Ｗを引っ張ると、係止突起３５ａは係止孔２２ａ及び係止孔２２ｂから順に容易に抜け出すことができるので、ハウジングランス３５によるシェル２０の係止が解除される。加えて、ストッパ２４ａが移動規制孔１４ａの前端に突き当たるので、図５（ｃ）に示すように、端子金具１は一体となって、ハウジングランス３５を通過する。こうして、端子金具１は、端子キャビティ３１から抜き取られる。

［効果］
以上説明した端子金具１によると、以下の効果を奏する。
端子金具１は、少なくとも、コネクタハウジング３０の端子キャビティ３１に挿入されるまでは、シェル２０により接触子１３が覆われているので、電線Ｗを接続する作業を含めて、接触子１３に不必要な外力が加わることがないので、接触子１３を変形から保護することができる。

端子金具１は、端子キャビティ３１に挿入されるまでは、保護位置に置かれているシェル２０により接触子１３が覆われているが、端子キャビティ３１の奥まで挿入する過程において、シェル２０を退避位置に移動させて接触子１３を露出させることができる。また、端子キャビティ３１に保持されている端子金具１を抜き取る過程においては、接触子１３を覆う保護位置までシェル２０を移動させることができる。このように、本実施形態によれば、格別の操作をすることなく、シェル２０による接触子１３の保護及びシェル２０の退避を行うことができるので、操作性に優れる端子金具１が提供される。

次に、端子金具１は、起伏のある接触子１３が滑らかな外形を有するシェル２０に覆われた状態で、コネクタハウジング３０に挿入できる。したがって、ファミリーシール（または、一括ゴム栓）と称される防水シールを、コネクタハウジング３０の端子金具１を挿入する側に設けることができるので、カードエッジコネクタの防水性を向上することができる。
これに対して、接触子１３がむき出しになっている端子金具の場合には、ファミリーシールに形成される電線挿通孔に、接触子１３を挿入しようとしても、接触子１３が変形してしまうので、ファミリーシールを用いることができない。

以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。
例えば、端子金具１を収容するコネクタハウジング３０は、シェル２０を保護位置と退避位置の間で往復移動させるのに必要なハウジングランスの機能を備えている限り、その形態は問われない。
また、インナーターミナル１０とシェル２０の形態もあくまで一例であり、保護位置と退避位置の間を往復移動して接触子を保護し、かつ、露出させることができる限り、他の形態を採用することを妨げない。

１ 端子金具
１０ インナーターミナル
１１ 端子本体部
１２ 上壁
１２ａ 係止突起
１２ｂ 支持端
１２ｃ 自由端
１２ｄ ばね
１３ 接触子
１３ａ 自由端
１３ｂ 支持端
１４，１５ 側壁
１４ａ 移動規制孔
１６ 電線保持部
１６ａ 被覆保持部
１６ｂ 芯線保持部
２０ シェル
２２ 上壁
２２ａ，２２ｂ 係止孔
２３ 下壁
２４，２５ 側壁
２４ａ ストッパ
２６ 受容キャビティ
２７ インナー挿入口
２８ 突出口
３０ コネクタハウジング
３１ 端子キャビティ
３２ 上壁
３３ 下壁
３５ ハウジングランス
３５ａ 係止突起
３５ｂ 支持端
３５ｃ 解除用つば
３５ｄ 係止面
３６ ストッパ
４０ 冶具
Ｗ 電線

Claims (4)

1. 電線が圧着により接続される電気コネクタの端子金具であって、
   相手側の導体部分と電気的な接続を担うばね状部材である接触部と、前記電線を圧着により保持する電線保持部と、が一体的に形成されるインナーターミナルと、
   前記接触部を覆う保護位置と前記接触部を剥き出しにさせる退避位置とを往復移動可能に、前記インナーターミナルに係合されるシェルと、
   を備えることを特徴とする端子金具。
2. 前記保護位置と前記退避位置の各々の位置に、
   前記インナーターミナルと前記シェルを互いに係止する係止機構を備える、
   請求項１に記載の端子金具。
3. 電線が圧着により接続される端子金具と、
   前記端子金具を保持するハウジングと、を備え、
   前記端子金具は、
   相手側の導体部分と電気的な接続を担うばね状部材である接触部と、前記電線を圧着により保持する電線保持部と、が一体的に形成されるインナーターミナルと、
   前記接触部を覆う保護位置と前記接触部を剥き出しにさせる退避位置とを往復移動可能に、前記インナーターミナルに係合されるシェルと、を備える、
   ことを特徴とする電気コネクタ。
4. 前記保護位置と前記退避位置の各々の位置に、前記インナーターミナルと前記シェルを互いに係止する係止機構を備え、
   前記ハウジングは、ハウジングランスを備え、
   前記ハウジングランスは、
   前記端子金具を前記ハウジングに挿入する際に前記係止機構を解除することにより前記シェルを前記保護位置から前記退避位置に移動させるともに、
   前記端子金具を前記ハウジングから抜き取る際に前記係止機構を解除することにより前記シェルを前記退避位置から前記保護位置に移動させる、
   請求項３に記載の電気コネクタ。

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