JP7095489B2

JP7095489B2 - コネクタ式スクリューレス端子台

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Publication number: JP7095489B2
Application number: JP2018158328A
Authority: JP
Inventors: 幹史團野; 剛加藤
Original assignee: Omron Corp
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 2018-08-27
Filing date: 2018-08-27
Publication date: 2022-07-05
Anticipated expiration: 2038-08-27
Also published as: JP2020035528A; WO2020044618A1; CN112514170A; CN112514170B

Description

本開示は、ピンコンタクトに対して接続可能なソケットコンタクトを備えるコネクタ式スクリューレス端子台に関する。

従来、回路基板への電気配線の接続にスクリューレス端子台が使用されている。スクリューレス端子台は、ねじが不要の端子台であり、電線の被覆をむいてダイレクトに結線・解除作業がワンタッチで行える。また、スクリューレス端子台には、回路基板用途のものがあり、回路基板に直接固定するタイプとコネクタで分離できるタイプとの二つがある。後者のソケットコンタクトを備えるスクリューレス端子台は、例えば特許文献１または２において開示がある。

特表２００９－５３１８１５号公報特開２００７－２５８０２８号公報

特許文献１または２に開示されたスクリューレス端子台（コネクタ）は、一方の端部に端子台を有し、他方の端部にソケットコンタクトを有している。端子台は挿入される電気配線を、ソケットコンタクトはピンコンタクトを、二つの接点端子で狭持するようになっている。

特許文献１または２に開示の構成では、端子台における一方の接点端子およびソケットコンタクトにおける一方の接点端子は、同一の接点部材のそれぞれの端部に形成されている。したがって、上記接点部材によって、端子台に挿入される電気配線とソケットコンタクトに挿入されるピンコンタクトとの電気導通が得られるようになっている。

一方、端子台における他方の接点端子は、電気配線を安定して保持できるようにバネ性の高い（バネ定数の大きい）板バネ部材（例えばＳＵＳバネ）とされている。また、ソケットコンタクトは、両方の接点端子とも、電気伝導性の高いバネ用銅材（例えばリン青銅）を使用することが一般的である。また、ソケットコンタクトにおける両方の接点端子は、同一の接点部材において形成されている。

ソケットコンタクトにおいて、接触信頼性を確保する（ピンコンタクトに対する十分な通電性を得る）ためには、両方の接点端子間において高い接触圧力を付与することが重要である。特許文献１または２に開示の構成においては、ソケットコンタクトの両方の接点端子をバネ用銅材としているが、バネ用銅材は電気伝導性の面では良好である一方、バネ性の面ではＳＵＳなどと比べて低く、接点端子間の接触圧力を高くすることが難しい。そして、ユーザのニーズによっては、より高い接触信頼性を得るために、接点端子間の接触圧力を高くしたソケットコンタクトが求められている。

尚、特許文献１には、追加部材を用いてソケットコンタクトの接点端子間の接触圧力を高くする構成も開示されているが、この構成では部材点数が増加するといった問題がある。

本開示は、上記課題に鑑みてなされたものであり、部材点数を増やすことなく、高い接触信頼性が得らえるソケットコンタクトを有するコネクタ式スクリューレス端子台を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本開示の第１の態様であるコネクタ式スクリューレス端子台は、一端にピンコンタクトに対して接続可能なソケットコンタクトを有し、他端にスクリューレス端子台を有しているコネクタ式スクリューレス端子台であって、前記スクリューレス端子台における一方の接点端子と、前記ソケットコンタクトにおける一方の接点端子とが、同一の接点部材のそれぞれの端部に形成されており、前記スクリューレス端子台における他方の接点端子は、前記一方の接点端子との間で電気配線を保持する板バネ部材の一端部に形成されており、前記板バネ部材の他端部は、前記ソケットコンタクト側に延長されており、前記ソケットコンタクトの他方の接点端子を形成していることを特徴としている。

また、本開示の第２の態様であるコネクタ式スクリューレス端子台は、一端にピンコンタクトに対して接続可能なソケットコンタクトを有し、他端にスクリューレス端子台を有しているコネクタ式スクリューレス端子台であって、前記スクリューレス端子台における一方の接点端子と、前記ソケットコンタクトにおける一方の接点端子とが、同一の接点部材のそれぞれの端部に形成されており、前記スクリューレス端子台における他方の接点端子は、前記一方の接点端子との間で電気配線を保持する板バネ部材の一端部に形成されており、前記板バネ部材の他端部は、前記ソケットコンタクト側に延長されており、前記ソケットコンタクトの他方の接点端子に対して外側からバネ圧を付与していることを特徴としている。

上記の構成によれば、スクリューレス端子台で必要となる板バネ部材を、ソケットコンタクト側でも接点端子間の接触圧力の付与に有効に利用でき、部材点数を増やすことなく、接触信頼性の高いソケットコンタクトを有するコネクタ式スクリューレス端子台を得ることができる。

また、上記コネクタ式スクリューレス端子台では、前記板バネ部材が、導電性を有している構成とすることができる。

上記の構成によれば、板バネ部材によってもソケットコンタクトとスクリューレス端子台との間の電気導通が得られるため、コネクタ式スクリューレス端子台における電気特性が向上する。

また、上記コネクタ式スクリューレス端子台では、前記接点部材の材料がバネ性銅材であり、前記板バネ部材の材料がＳＵＳである構成とすることができる。

上記の構成によれば、バネ性銅材である接点部材によって良好な導電性が得られ、ＳＵＳである板バネ部材によって接点端子間の接触圧力を高くすることができる。

また、上記コネクタ式スクリューレス端子台では、前記ソケットコンタクトを前記ピンコンタクトに接続させる時に、ユーザによって所定の操作を受けて可動する操作可動部材を有しており、前記ソケットコンタクトは、前記ピンコンタクトに対して接続された時に、前記ピンコンタクトを狭持する２つの接点端子を有しており、前記２つの接点端子の前記他方の接点端子は、前記板バネ部材によって前記一方の接点端子に圧接する方向に付勢力を受けており、前記他方の接点端子は、前記操作可動部材に接続されており、前記操作可動部材が前記所定の操作を受けた時には、前記操作可動部材に連動して移動し、前記２つの接点端子の端子間における接触圧力を低減させる構成とすることができる。

上記の構成によれば、コネクタ式スクリューレス端子台のソケットコンタクトをピンコンタクトに対して接続させる時に、ユーザが操作可動部材を操作することで、ピンコンタクトを狭持する２つの接点端子の端子間における接触圧力を低減させることができる。これにより、挿抜力を無くすか大幅に低減させた状態で、ソケットコンタクトをピンコンタクトに対して接続することができる。また、ソケットコンタクトとピンコンタクトとの接合後は、操作可動部材の操作を解除することで、２つの接点端子が高い接触圧力にてピンコンタクトを狭持し、高い接触信頼性を確保することができる。

本開示のコネクタ式スクリューレス端子台は、スクリューレス端子台で必要となる板バネ部材を、ソケットコンタクト側でも接点端子間の接触圧力の付与に有効に利用でき、部材点数を増やすことなく、接触信頼性の高いソケットコンタクトを有するコネクタ式スクリューレス端子台を得ることができるといった効果を奏する。

本開示の実施の形態に係るコネクタの斜視図である。本開示の実施の形態に係るコネクタにおけるピンコンタクトとソケットコンタクトとの嵌合箇所の断面図である。ソケット部品をプラグ部品に差し込んで嵌合させる時の嵌合動作を示す断面図であり、（ａ）は嵌合前のソケット部品とプラグ部品とが分離した状態、（ｂ）は嵌合動作途中の状態、（ｃ）は嵌合動作終了時の状態を示している。ソケット部品がプラグ部品に嵌合している状態でソケット部品の抜け落ちを防止するための保持機構を示す断面図である。本開示に係るコネクタの変形例を示す断面図である。

以下、本開示の一側面に係る実施の形態について、図面を参照して説明する。図１は、本実施の形態に係るコネクタ１０の斜視図である。図２は、コネクタ１０におけるピンコンタクト１０２とソケットコンタクト２１０との嵌合位置での断面図である。尚、図１では、コネクタ１０が４極の多極コネクタである場合を例示しているが、コネクタの極数は特に限定されるものではない。また、コネクタ１０は単極コネクタであってもよい。

コネクタ１０は、プラグ部品１００とソケット部品２００とによって構成されている。ソケット部品２００は、本発明の「コネクタ式スクリューレス端子台」の一例である。プラグ部品１００は、プラグ用ハウジング１０１とピンコンタクト１０２とによって構成されており、例えば、図示しない回路基板などに設けられるものである。プラグ部品１００では、プラグ用ハウジング１０１に形成された空間１０１ａ内にピンコンタクト１０２が収容され、ピンコンタクト１０２の一端（ソケットコンタクト２１０との接続側）が空間１０１ａ内で露出する。空間１０１ａは、少なくともソケット部品２００の挿入側が開口している。

ソケット部品２００は、その一端にソケットコンタクト２１０を有しており、他端にスクリューレス端子台２２０を有している。

さらに、ソケット部品２００の構成についてより詳細に説明する。ソケット部品２００は、大略的には、ソケット本体２０１とロックレバー２３０とによって構成されている。ロックレバー２３０は、ソケット本体２０１に設けられた支軸２０１ａ（図１参照）の周りで回動可能となるように、ソケット本体２０１に対して取り付けられている。ロックレバー２３０は、本発明の「操作可動部材」の一例である。

ソケット本体２０１は、図２に示すように、ソケットハウジング２０２、カバーハウジング２０３、接点部材２０４および板バネ部材２０５を具備して構成されている。すなわち、ソケット本体２０１は、ソケットハウジング２０２およびカバーハウジング２０３からなる筐体内に接点部材２０４および板バネ部材２０５を収容している。

接点部材２０４は、金属などの導電材にて形成されており、その一端がソケットコンタクト２１０における第１接点端子２０４ａとなり、他端がスクリューレス端子台２２０における第３接点端子２０４ｂとなる。尚、接点部材２０４には、バネ性を有すると共に、高い電気伝導性を有するバネ用銅材（例えば、リン青銅）を使用することが好ましい。
板バネ部材２０５は、バネ性の強い材料（例えばＳＵＳ）にて形成されており、その一端がソケットコンタクト２１０における第２接点端子２０５ａとなり、他端がスクリューレス端子台２２０における第４接点端子２０５ｃとなる。また、板バネ部材２０５における第２接点端子２０５ａの先端にはフック部２０５ｂが形成されている。

ソケット部品２００におけるソケットコンタクト２１０は、接点部材２０４の第１接点端子２０４ａと板バネ部材２０５の第２接点端子２０５ａとが対向配置されることによって構成される。すなわち、ソケット部品２００をプラグ部品１００に嵌合させ、ソケットコンタクト２１０における第１接点端子２０４ａと第２接点端子２０５ａとの間でピンコンタクト１０２が狭持されることにより、コネクタ１０の接続がなされる。尚、ソケットコンタクト２１０において、第２接点端子２０５ａは、板バネ部材２０５の弾性力により第１接点端子２０４ａに圧接するように付勢されている。また、第１接点端子２０４ａも板バネとされて、第２接点端子２０５ａに圧接するように付勢されていてもよい。

ソケット部品２００におけるスクリューレス端子台２２０は、接点部材２０４の第３接点端子２０４ｂと板バネ部材２０５の第４接点端子２０５ｃとが対向配置されることによって構成される。また、第４接点端子２０５ｃは、板バネ部材２０５の弾性力により第３接点端子２０４ｂに圧接するように付勢されている。また、ソケットハウジング２０２には、配線挿入孔２０２ａおよび結線解除補助孔２０２ｂが設けられている。配線挿入孔２０２ａは、スクリューレス端子台２２０に結線される配線（被覆を剥かれた電線や棒端子）を挿入する孔であり、配線挿入孔２０２ａから挿入した配線を第３接点端子２０４ｂと第４接点端子２０５ｃとの間で狭持することで結線される。結線解除補助孔２０２ｂは、結線の解除を行う時などに、ドライバーなどの工具を差し込み、第４接点端子２０５ｃを第３接点端子２０４ｂから離間させるための孔である。

また、上記説明では、板バネ部材２０５をＳＵＳとした場合を例示しているが、ソケットコンタクト２１０とスクリューレス端子台２２０との間の電気導通は接点部材２０４によって得られるため、板バネ部材２０５は導電性を有していなくてもよい。但し、板バネ部材２０５が導電性を有している場合には、接点部材２０４だけでなく、板バネ部材２０５によってもソケットコンタクト２１０とスクリューレス端子台２２０との間の電気導通が得られるため、ソケット部品２００における電気特性が向上し、好ましい。

ロックレバー２３０は、ソケット本体２０１の側面に設けられた支軸２０１ａ（図１参照）に係合溝２３１（図１参照）を係合させることで支軸２０１ａの周りで回動可能にソケット本体２０１に取り付けられる。ロックレバー２３０の一端部（図２における上方の端部）は、ユーザが力を加えるための操作部２３２となっている。ロックレバー２３０の他端部（図２における下方の端部）には係合突起部２３３が形成されており、係合突起部２３３は板バネ部材２０５のフック部２０５ｂに係合接続されている。このため、ロックレバー２３０は、板バネ部材２０５の弾性力により、図２に示す矢印Ａ１方向に付勢されている。

続いて、ソケット部品２００をプラグ部品１００に差し込んで嵌合させる時の嵌合動作について、図３（ａ）～（ｃ）を参照して説明する。図３（ａ）は、嵌合前のソケット部品２００とプラグ部品１００とが分離した状態を示している。

図３（ｂ）は、嵌合動作途中の状態を示しており、ユーザはソケット本体２０１とロックレバー２３０の操作部２３２とを挟むようにしてソケット部品２００を持つ。この時、操作部２３２に作用する力により、ロックレバー２３０は矢印Ａ２方向に回動する。ロックレバー２３０が矢印Ａ２方向に回動することで、板バネ部材２０５のフック部２０５ｂが係合突起部２３３に引っ張られ、接点部材２０４の第１接点端子２０４ａと板バネ部材２０５の第２接点端子２０５ａとの間が離間する。そして、第１接点端子２０４ａと第２接点端子２０５ａとの間が離間した状態で、ソケット部品２００をプラグ部品１００に差し込むことで、ピンコンタクト１０２と第１接点端子２０４ａおよび第２接点端子２０５ａとの間に生じる摩擦力を無くす（もしくは大幅に低減する）ことができる。すなわち、ソケット部品２００を極めて小さい挿抜力にてプラグ部品１００に差し込むことができる。

ソケット部品２００をプラグ部品１００に差し込んだ後は、ユーザが手を離すことで、図３（ｃ）に示すように、ロックレバー２３０は板バネ部材２０５の弾性力によって矢印Ａ１方向に回動する。これにより、ピンコンタクト１０２は第１接点端子２０４ａおよび第２接点端子２０５ａによって挟持される。この時、板バネ部材２０５の弾性力に加え、接点部材２０４の弾性力も合わさって、ピンコンタクト１０２と接点部材２０４との間に十分な接触圧力が生じて、ピンコンタクト１０２と接点部材２０４との間の適切な電気接続が得られる。また、ピンコンタクト１０２を第１接点端子２０４ａと第２接点端子２０５ａとの間で適切に保持することもできる。尚、ソケット部品２００をプラグ部品１００から抜き取る時は、差し込み時と逆の動作を行えばよい。

ロックレバー２３０に関しては、支軸２０１ａから操作部２３２の端部までの距離が、支軸２０１ａから係合突起部２３３の端部までの距離よりも長くなるように設定されることが好ましい。この場合、てこの原理により、操作部２３２の操作力を小さくして操作性を向上させながら、ピンコンタクト１０２に対する圧接力を大きくすることができる。

以上のように、本実施の形態に係るソケット部品２００は、板バネ部材２０５の一端部にスクリューレス端子台２２０において板バネ機能を有する第４接点端子２０５ｃを形成すると共に、板バネ部材２０５の他端部をソケットコンタクト２１０側に延長して、該他端部にソケットコンタクト２１０の第２接点端子２０５ａを形成している。これにより、スクリューレス端子台２２０で必要となる板バネ部材２０５を、ソケットコンタクト２１０側でも接点端子間の接触圧力の付与に有効に利用でき、部材点数を増やすことなく、高い接触信頼性が得らえるソケットコンタクト２１０を有するコネクタ１０を得ることができる。すなわち、高いバネ性を有する板バネ部材２０５によって、接点端子間の接触圧力を高くすることが容易であり、ソケットコンタクト２１０において高い接触信頼性を確保することができる。

尚、一般にソケットコンタクトにおける接点端子間の接触圧力を高くした場合、ソケットコンタクトとピンコンタクトとの嵌合が固くなり、コネクタの抜き差しが困難となる。これに対し、本実施の形態に係るコネクタ１０では、ソケットコンタクト２１０とピンコンタクト１０２との挿抜時に、ロックレバー２３０を操作することで接点端子間の接触圧力を低減させることができ、コネクタ１０の抜き差しも容易となる。

また、ロックレバー２３０およびプラグ部品１００には、ソケット部品２００がプラグ部品１００に嵌合している状態でソケット部品２００の抜け落ちを防止するための保持機構が設けられていてもよい。図４は、そのような保持機構の一構成例を示す断面図である。尚、図４に示す断面は、図２，３とは異なる箇所での断面であり、プラグ用ハウジング１０１に形成されている第１係合部１０３（図１参照）の形成箇所に対応する断面である。

図４に示すように、プラグ用ハウジング１０１におけるロックレバー２３０との対向面には第１係合部１０３が形成されている。一方、ロックレバー２３０には、支軸２０１ａに対する他端部（係合突起部２３３と同一側の端部）において、プラグ用ハウジング１０１との対向面に第２係合部２３４が形成されている。そして、ソケット部品２００がプラグ部品１００に嵌合されユーザが手を離した状態（図３（ｃ）に対応する状態）では、第１係合部１０３と第２係合部２３４とが係合することによって、ソケット部品２００の抜け落ちが防止できる。尚、ソケット部品２００をプラグ部品１００から抜き取る時は、ロックレバー２３０の操作により、第１係合部１０３と第２係合部２３４との係合が容易に解除できる。

また、上記説明では、コネクタ１０がソケット部品２００とプラグ部品１００とによって構成され、プラグ部品１００はプラグ用ハウジング１０１にピンコンタクト１０２を収容した構成となっている。しかしながら、ソケット部品２００の使用形態は、このようなプラグ部品１００と嵌合される形態に限定されるものではなく、ピンコンタクト１０２のみに対してソケットコンタクト２１０を嵌合させて使用することも可能である。

さらに、図５に本開示に係るコネクタ１０の変形例を示す。図５に示すコネクタ１０では、ソケットコンタクト２１０側において、同一の接点部材２０４に第１接点端子２０４ａと第２接点端子２０４ｃとが形成されている。そして、板バネ部材２０５の他端部は、第２接点端子２０４ｃに対して外側からバネ圧を付与する構成となっている。

この場合、接点部材２０４のみによっても、第１接点端子２０４ａと第２接点端子２０４ｃとの間に接触圧力は付与されるが、接点部材２０４のみでの接触圧力は低く設定されるものであり、板バネ部材２０５からのバネ圧が付与されることで十分な接触圧力が得られるものである。図５に示す構成においては、ロックレバー２３０を操作して、板バネ部材２０５の他端部を第２接点端子２０４ｃから離間させると、板バネ部材２０５によるバネ圧の付与が解除され、接点部材２０４のみの接触圧力となるため、ソケットコンタクト２１０側の接点端子間の接触圧力を低減することができる。これにより、ピンコンタクト１０２とソケットコンタクト２１０との抜き差しが行いやすいコネクタ１０を得ることができる。図５に示す構成では、ピンコンタクト１０２と直接接触する第１接点端子２０４ａおよび第２接点端子２０４ｃを共に電気伝導性の高いバネ用銅材とすることができ、ソケットコンタクト２１０において、より高い接触信頼性が得らえる。

今回開示した実施形態はすべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本開示の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

１０コネクタ
１００プラグ部品
１０１プラグ用ハウジング
１０２ピンコンタクト
１０３第１係合部
２００ソケット部品（コネクタ式スクリューレス端子台）
２０１ソケット本体
２０１ａ支軸
２０２ソケットハウジング
２０２ａ配線挿入孔
２０２ｂ結線解除補助孔
２０３カバーハウジング
２０４接点部材
２０４ａ第１接点端子（ソケットコンタクトにおける一方の接点端子）
２０４ｂ第３接点端子（スクリューレス端子台における一方の接点端子）
２０４ｃ第２接点端子（ソケットコンタクトにおける他方の接点端子）
２０５板バネ部材
２０５ａ第２接点端子（ソケットコンタクトにおける他方の接点端子）
２０５ｂフック部
２０５ｃ第４接点端子（スクリューレス端子台における他方の接点端子）
２１０ソケットコンタクト
２２０スクリューレス端子台
２３０ロックレバー（操作可動部材）
２３１係合溝
２３２操作部
２３３係合突起部
２３４第２係合部

Claims

一端にピンコンタクトに対して接続可能なソケットコンタクトを有し、他端にスクリューレス端子台を有しているコネクタ式スクリューレス端子台であって、
前記ソケットコンタクトは、前記ピンコンタクトを挟持する第１接点端子および第２接点端子を有しており、前記スクリューレス端子台は、結線される電気配線を挟持する第３接点端子および第４接点端子を有しており、
前記ソケットコンタクト側の端部に前記第１接点端子が形成され、前記スクリューレス端子台側の端部に前記第３接点端子が形成された接点部材と、
前記ソケットコンタクト側の端部に前記第２接点端子が形成され、前記スクリューレス端子台側の端部に前記第４接点端子が形成された板バネ部材と、
前記ソケットコンタクトを前記ピンコンタクトに接続させるときに、ユーザによって所定の操作を受けて可動する操作可動部材とを有しており、
前記第２接点端子は、前記板バネ部材の弾性力によって前記第１接点端子に圧接するように付勢されており、
前記第２接点端子は、前記操作可動部材に接続されており、前記操作可動部材が前記所定の操作を受けたときには、前記操作可動部材に連動して移動し、前記第１接点端子と前記第２接点端子との間における接触圧力を低減させることを特徴とするコネクタ式スクリューレス端子台。
一端にピンコンタクトに対して接続可能なソケットコンタクトを有し、他端にスクリューレス端子台を有しているコネクタ式スクリューレス端子台であって、
前記ソケットコンタクトは、前記ピンコンタクトを挟持する第１接点端子および第２接点端子を有しており、前記スクリューレス端子台は、結線される電気配線を挟持する第３接点端子および第４接点端子を有しており、
前記ソケットコンタクト側の端部に前記第１接点端子および第２接点端子が形成され、前記スクリューレス端子台側の端部に前記第３接点端子が形成された接点部材と、
前記ソケットコンタクト側の端部が前記第２接点端子に対して外側から接触しており、前記スクリューレス端子台側の端部に前記第４接点端子が形成された板バネ部材と、
前記ソケットコンタクトを前記ピンコンタクトに接続させるときに、ユーザによって所定の操作を受けて可動する操作可動部材とを有しており、
前記第２接点端子は、前記板バネ部材の弾性力によって前記第１接点端子に圧接する方向に付勢力を受けており、
前記板バネ部材における前記ソケットコンタクト側の端部は、前記操作可動部材に接続されており、前記操作可動部材が前記所定の操作を受けたときには、前記操作可動部材に連動して移動し、前記第１接点端子と前記第２接点端子との間における接触圧力を低減させることを特徴とするコネクタ式スクリューレス端子台。
請求項１または２に記載のコネクタ式スクリューレス端子台であって、
前記板バネ部材が、導電性を有していることを特徴とするコネクタ式スクリューレス端子台。
請求項１から３の何れか１項に記載のコネクタ式スクリューレス端子台であって、
前記接点部材の材料がバネ性銅材であり、前記板バネ部材の材料がＳＵＳであることを特徴とするコネクタ式スクリューレス端子台。