JP7386917B2 - コネクタ - Google Patents

Description

本願は、コネクタに関する。

車両の電装機器などに用いられる配線用のコネクタにおいては、省スペースの観点から配線の導入方向に対して直角方向にコネクタ端子が設けられているものがある。例えば、大きさが異なるＬ字型の複数の金属ターミナルが樹脂で覆われてインサート成形されたコネクタがある。このコネクタにおいては、複数の金属ターミナルはコネクタ端子側から見て少なくとも一部が重なって配置されている。

大きさが異なるＬ字型の複数の金属ターミナルを樹脂でインサート成形するときに、コネクタ端子となる金属ターミナルの一方の端部が下金型に挿入される。このとき、下金型に挿入される金属ターミナルの端部の長さにばらつきが生じると、樹脂から露出する部分のコネクタ端子の長さにばらつきが生じる。コネクタ端子の長さにばらつきがあると、コネクタの電気接続の信頼性が低下する。

このような問題に対処した従来のコネクタとして、コネクタ端子となる金属ターミナルの一方の端部に突出部を設けたコネクタが開示されている。このコネクタにおいては、金属ターミナルの一方の端部を下金型に挿入するときに、突出部を押さえて金属ターミナルを下金型に挿入している。このように構成されたコネクタにおいては、突出部を押さえて金属ターミナルを下金型に挿入しているので、下金型に挿入される金属ターミナルの端部の長さがばらつくことを防ぐことができる（例えば、特許文献１参照）。

特許第５１７２００６号公報

金属ターミナルの一方の端部が下金型に挿入された後は下金型の上に上金型が配置され、金型の間に樹脂が充填される。このようにしてコネクタはインサート成形される。従来のコネクタにおいては、下金型に挿入される金属ターミナルの端部の長さがばらつくことを防ぐことができる。しかしながら、樹脂が充填されるとき突出部は押さえられていないので、樹脂の充填に起因して下金型に挿入されている金属ターミナルが動いてしまう可能性がある。すなわち、従来のインサート成形で製造されるコネクタにおいては、樹脂の充填に起因してコネクタ端子の長さがばらつくという問題があった。

本願は、上述の課題を解決するためになされたもので、インサート成形で製造されるコネクタにおいて、コネクタ端子の長さにばらつきのないコネクタを提供することを目的とする。

本願のコネクタは、大きさが異なるＬ字型の複数の導電性ターミナルの屈曲部が樹脂で覆われたハウジング部と、導電性ターミナルの一方の端部が樹脂から露出されてコネクタ端子とされたコネクタ部とが一体成形されたコネクタである。そして、複数の導電性ターミナルは平面に沿って並んで配置されており、その平面をｙｚ平面とし、コネクタ端子が並んだ方向をｚ軸方向としたときに、コネクタ端子は、ｚ軸方向に間隔を空けて並んで配置されており、ハウジング部全体のｘ軸方向の幅は、コネクタ部からのｙ軸方向の距離にしたがって減少することなく増加している。

本願の一体成形されたコネクタにおいては、ハウジング部全体のｘ軸方向の幅がコネクタ部からのｙ軸方向の距離にしたがって減少することなく増加しているので、インサート成形で製造されるときにコネクタ端子の長さにばらつきが生じることを防ぐことができる。

実施の形態１に係るコネクタの外観図である。 実施の形態１に係るコネクタの側面図である。 実施の形態１に係るコネクタの断面図である。 実施の形態１に係るコネクタの製造工程を示す模式図である。 実施の形態１に係るコネクタの製造工程を示す模式図である。 実施の形態１に係る比較例のコネクタの外観図である。 実施の形態１に係る比較例のコネクタの側面図である。 実施の形態１に係る比較例のコネクタの断面図である。 実施の形態１に係る比較例のコネクタにおける上金型の断面図である。 実施の形態１に係る比較例のコネクタの製造工程を示す模式図である。 実施の形態１に係る比較例のコネクタの製造工程を示す模式図である。 実施の形態１に係るコネクタにおける上金型の断面図である。 実施の形態１に係るコネクタの製造工程を示す模式図である。 実施の形態１に係るコネクタの側面図である。 実施の形態２に係るコネクタの断面図である。 実施の形態３に係るコネクタの側面図である。 実施の形態３に係るコネクタの断面図である。 実施の形態４に係るコネクタの製造工程を示す模式図である。 実施の形態５に係るコネクタの製造工程を示す模式図である。

以下、本願を実施するための実施の形態に係るコネクタについて、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一符号は同一もしくは相当部分を示している。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係るコネクタの外観図である。本実施の形態のコネクタ１は、ハウジング部２とコネクタ部３とで構成されている。ハウジング部２とコネクタ部３とは、樹脂で一体成形されている。図２は、図１における矢印Ｐの方向から見たコネクタ１の側面図である。図２において、コネクタ１の内部に固定されている大きさが異なるＬ字型の３つの導電性ターミナル２１、２２、２３は破線で示されている。導電性ターミナル２１、２２、２３は、例えばリン青銅、真鍮などの銅合金を用いることができる。３つの導電性ターミナル２１、２２、２３は、ハウジング部２およびコネクタ部３の内部にインサート成形されている。Ｌ字型の３つの導電性ターミナル２１、２２、２３の屈曲部は、ハウジング部２の内部に位置する。コネクタ部３側の３つの導電性ターミナル２１、２２、２３の先端は、それぞれコネクタ端子２１ａ、２２ａ、２３ａとなっている。ハウジング部２側の３つの導電性ターミナル２１、２２、２３の端部は、図示していない配線側の導入部に接続されている。図３は、図２におけるＡ－Ａから見たコネクタ１の断面図である。図３に示すように、コネクタ部３の内部には開口部３ａが設けられている。コネクタ端子２１ａ、２２ａ、２３ａは、この開口部３ａの内部で樹脂から露出している。コネクタ部３において、コネクタ端子２１ａ、２２ａ、２３ａは、開口部３ａに挿入される外部の端子と電気的に接続される。

図２および図３からわかるように、３つの導電性ターミナル２１、２２、２３は、平面に沿って並んで配置されている。この平面をｙｚ平面とし、コネクタ端子２１ａ、２２ａ、２３ａが並んだ方向をｚ軸方向とする。そして、ｙｚ平面においてｚ軸方向と直交する方向をｙ軸方向とし、ｙ軸方向およびｚ軸方向と直交する方向をｘ軸方向とする。図２に示すように、コネクタ端子２１ａ、２２ａ、２３ａは、ｚ軸方向に間隔を空けて並んで配置されている。コネクタ端子２１ａ、２２ａ、２３ａの先端のｙ軸方向の位置は揃っている。導電性ターミナル２１、２２、２３は、それぞれコネクタ端子２１ａ、２２ａ、２３ａからｙ軸方向に延伸されており、ハウジング部２の内部の屈曲部で曲げられてｚ軸方向に延伸されている。

図１および図３に示すように、コネクタ部３から近い位置におけるハウジング部２のｘ軸方向の幅をＬ１、コネクタ部３から遠い位置におけるハウジング部２のｘ軸方向の幅をＬ２とする。本実施の形態のコネクタ１においては、Ｌ２がＬ１より大きくなっている。言い換えると、ハウジング部２のｘ軸方向の幅は、コネクタ部３からのｙ軸方向の距離にしたがって増加している。このように構成されたコネクタは、インサート成形で製造されるときにコネクタ端子の長さにばらつきを生じない。
以下、その理由についてインサート成形で製造されるコネクタの製造工程の説明に続いて、比較例のコネクタを用いて詳細に説明する。

図４および図５は、インサート成形で製造されるコネクタの製造工程を示す模式図である。図４に示すように、下金型５１の端子挿入部に導電性ターミナル２１、２２、２３の先端部が挿入される。導電性ターミナル２１、２２、２３の下金型５１の端子挿入部に挿入された部分がコネクタ端子２１ａ、２２ａ、２３ａとなる。次に、図５に示すように、下金型５１の上に上金型５２が配置される。インサート成形でコネクタを製造するときには、図５の矢印Ｑの方向から液状の成形樹脂が充填される。ここで、ハウジング部となる部分から成形樹脂が充填される理由は、寸法精度が要求されるコネクタ部に対応する位置の金型に成形樹脂の充填口を設けることができないためである。成形樹脂としては、例えば熱可塑性樹脂を用いることができる。

次に比較例のコネクタについて説明する。
図６は、本実施の形態に係る比較例のコネクタの外観図である。また、図７は、図６における矢印Ｐの方向から見たコネクタ１の側面図である。さらに、図８は、図７におけるＡ－Ａから見たコネクタ１の断面図である。図６および図８に示すように、比較例のコネクタ１においては、ハウジング部２のｘ軸方向の幅Ｌ１は、コネクタ部３からのｙ軸方向の距離によらず一定である。

図９は、インサート成形で比較例のコネクタを製造するときの図５におけるＢ－Ｂから見た上金型５２断面図である。図９に示すように、比較例のコネクタ１のハウジング部２となる上金型５２の空洞部の幅Ｌ１は、導電性ターミナル２１、２２、２３の並んだ方向に対して一定である。

金型に充填される液状の成型樹脂はその材料の粘性に起因して金型および導電性ターミナルに接触する部位では流動抵抗が高くなる。そのため、成形樹脂６１の充填速度は、金型および導電性ターミナルに接触する部位で遅くなり、充填される空間の断面積が大きいほど速くなる。

図１０は、比較例のコネクタの製造工程において、下金型５１と上金型５２との間に成形樹脂６１が充填される状態を示す模式図である。比較例のコネクタにおいて成形樹脂６１の充填速度は、下金型５１および上金型５２の近傍が最も遅く、導電性ターミナル２１、２２、２３の近傍が次に遅く、導電性ターミナル２１、２２、２３の間の空間が最も速くなる。その結果、図１０に示すように、導電性ターミナル２１と導電性ターミナル２２との間、および導電性ターミナル２２と導電性ターミナル２３との間の成形樹脂６１が他の部分の成形樹脂より速く充填される。このとき、導電性ターミナル２１の上側の成形樹脂６１ａよりも導電性ターミナル２１の下側の成形樹脂６１ｂの方が金型の奥まで先に充填される。そのため、導電性ターミナル２１には、図１０の矢印Ｃで示す方向に力が印加される。一方、導電性ターミナル２２の上側の成形樹脂と導電性ターミナル２２の下側の成形樹脂とはほぼ均等に充填されるので、導電性ターミナル２２には矢印Ｃで示す方向の力は印加されない。また、導電性ターミナル２３の下側の成形樹脂よりも導電性ターミナル２３の上側の成形樹脂の方が金型の奥まで先に充填されるので、導電性ターミナル２３には矢印Ｃで示す方向とは逆の方向の力が印加される。

図１１は、比較例のコネクタの製造工程において、成形樹脂６１が充填される状態を示す模式図である。図１１に示すように、比較例のコネクタの製造工程においては、導電性ターミナル２１に矢印Ｃで示す方向に力が印加される。この力は、導電性ターミナル２１の先端が下金型５１の端子挿入部から引き抜かれる方向に作用する。そのため、導電性ターミナル２１の先端が上方向にαだけ移動する可能性がある。その結果、コネクタ端子２１ａの長さがコネクタ端子２２ａ、２３ａよりもαだけ短くなる。すなわち、比較例のコネクタは、インサート成形で製造されるときにコネクタ端子の長さにばらつきが生じる。

次に、本実施の形態のコネクタの製造方法を説明する。図１２は、本実施の形態のコネクタの製造工程において、図５におけるＢ－Ｂから見た上金型５２断面図である。図１２に示すように、本実施の形態のコネクタのハウジング部２となる上金型５２の空洞部の幅は、導電性ターミナル２１、２２、２３の並んだ方向に対して変化している。下金型に接触する部分の上金型５２の空洞部の幅をＬ１とし、下金型から最も遠い位置の上金型５２の空洞部の幅をＬ２とすると、Ｌ２はＬ１より大きく設定されている。すなわち、上金型５２の空洞部の幅は、下金型から遠ざかるにしたがって大きくなっている。

図１３は、本実施の形態のコネクタの製造工程において、下金型５１と上金型５２との間に成形樹脂６１が充填される状態を示す模式図である。本実施の形態のコネクタの製造工程においては、上金型５２の空洞部の幅が下金型から遠ざかるにしたがって大きくなっているので、導電性ターミナル２１近傍の成形樹脂６１の充填速度が最も速く、導電性ターミナル２２近傍の成形樹脂６１の充填速度が次に速く、導電性ターミナル２３近傍の成形樹脂６１の充填速度が最も遅くなる。そのため、図１３に示すように、導電性ターミナル２１の上側の成形樹脂６１ａの方が導電性ターミナル２１の下側の成形樹脂６１ｂよりも金型の奥まで先に充填される。そのため、導電性ターミナル２１には、図１３の矢印Ｄで示す方向に力が印加される。この力は、導電性ターミナル２１の先端が下金型５１の端子挿入部に押し込まれる方向に作用する。そのため、導電性ターミナル２１の先端が上方向に移動することはない。そのため、コネクタ端子２１ａの長さがコネクタ端子２２ａ、２３ａよりも短くなることはない。すなわち、本実施の形態のコネクタは、インサート成形で製造されるときにコネクタ端子の長さにばらつきが生じない。

図１４は、本実施の形態のコネクタの側面図である。図１４において、コネクタ部３の部分は断面で示している。本実施の形態のコネクタ１においては、ハウジング部２のｘ軸方向の幅がコネクタ部３からのｙ軸方向の距離にしたがって増加しているので、インサート成形で製造されるときにコネクタ端子２１ａ、２２ａ、２３ａの長さｈにばらつきが生じることを防ぐことができる。

なお、本実施の形態のコネクタは３つの導電性ターミナルを備えているが、２つ以上の導電性ターミナルを備えていればよい。また、本実施の形態のコネクタにおいては、３つの導電性ターミナルがｙｚ平面上に並んで配置されている。３つの導電性ターミナルは、必ずしも１つの平面上に並んで配置されている必要はなく、１つの平面から多少ずれていてもよい。

実施の形態２．
実施の形態２に係るコネクタは、実施の形態１同様に、ハウジング部のｘ軸方向の幅がコネクタ部３からのｙ軸方向の距離にしたがって増加している。さらに、本実施の形態のコネクタは、ハウジング部のｘ軸方向の樹脂の厚さが規定されたものである。

図１５は、本実施の形態のコネクタの断面図である。図１５は、実施の形態１のコネクタにおける図３に相当する断面図である。導電性ターミナル２１と導電性ターミナル２２との間のハウジング部２のｘ軸方向の幅をＬ１０とし、導電性ターミナル２１が存在する部分のハウジング部２のｘ軸方向の幅をＬ２０とする。また、導電性ターミナル２１、２２、２３のｘ軸方向の幅をｔとする。本実施の形態のコネクタ１においては、Ｌ２０＞Ｌ１０＋ｔとなっている。つまり、ハウジング部２において、導電性ターミナルの幅を除いたｘ軸方向の成形樹脂の幅がコネクタ部３からのｙ軸方向の距離にしたがって増加している。言い換えると、本実施の形態のコネクタ１においては、ハウジング部２のｘ軸方向の成形樹脂の厚さがコネクタ部３からのｙ軸方向の距離にしたがって増加している。

このように構成されたコネクタにおいては、インサート成形で製造されるとき成形樹脂が充填される上金型の空間が下金型から遠ざかる距離にしたがって確実に増加しているので、成形樹脂の充填速度が下金型から遠ざかる距離にしたがって確実に増加する。そのため、実施の形態１の図１３に示した矢印Ｄの力が確実に印加されるので、インサート成形で製造されるときにコネクタ端子の長さにばらつきが生じることを確実に防ぐことができる。

実施の形態３．
実施の形態３に係るコネクタは、実施の形態１同様に、ハウジング部のｘ軸方向の幅がコネクタ部３からのｙ軸方向の距離にしたがって増加している。さらに、本実施の形態のコネクタは、ハウジング部のｘ軸方向の幅の増加量が規定されたものである。

図１６は、本実施の形態に係るコネクタ１の側面図である。図１６において、コネクタ１の内部に固定されている大きさが異なるＬ字型の３つの導電性ターミナル２１、２２、２３は破線で示されている。図１７は、図１６におけるＡ－Ａから見たコネクタ１の断面図である。図１６に示すように、ハウジング部２のｘ軸方向の幅が、コネクタ部３からのｙ軸方向の距離にしたがって段階的に増加している。言い換えると、ハウジング部２のｘ軸方向の幅が、コネクタ部３からのｙ軸方向の距離にしたがって不連続に増加している。本実施の形態のコネクタ１において、導電性ターミナル２３がｚ軸方向に延伸している部分のハウジング部２のｘ軸方向の幅をＬ１１、導電性ターミナル２２がｚ軸方向に延伸している部分のハウジング部２のｘ軸方向の幅をＬ１２、導電性ターミナル２１がｚ軸方向に延伸している部分のハウジング部２のｘ軸方向の幅をＬ１３とすると、Ｌ１１＜Ｌ１２＜Ｌ１３となっている。

このように構成されたコネクタにおいては、インサート成形で製造されるとき成形樹脂が充填される上金型の空間が下金型から遠ざかる距離にしたがって確実に増加するので、成形樹脂の充填速度が下金型から遠ざかる距離にしたがって確実に増加する。そのため、実施の形態１の図１３に示した矢印Ｄの力が確実に印加されるので、インサート成形で製造されるときにコネクタ端子の長さにばらつきが生じることを確実に防ぐことができる。

実施の形態４．
実施の形態４に係るコネクタは、実施の形態１同様に、ハウジング部のｘ軸方向の幅がコネクタ部３からのｙ軸方向の距離にしたがって増加している。本実施の形態のコネクタは、導電性ターミナルの形状が実施の形態１のコネクタと異なっている。

図１８は、本実施の形態に係るコネクタの製造工程を示す模式図である。図１８に示すように、下金型５１の端子挿入部に導電性ターミナル２１、２２、２３の先端部が挿入される。本実施の形態に係るコネクタにおいては、導電性ターミナル２１、２２、２３のコネクタ端子２１ａ、２２ａ、２３ａの根元に下金型５１と接触する接触部２１ｂ、２２ｂ、２３ｂをそれぞれ備えている。この接触部２１ｂ、２２ｂ、２３ｂの導電性ターミナル２１、２２、２３の先端部からの距離は、コネクタ端子２１ａ、２２ａ、２３ａの長さｈに等しい。また、この接触部２１ｂ、２２ｂ、２３ｂの幅は、コネクタ端子２１ａ、２２ａ、２３ａの幅よりも大きい。導電性ターミナル２１、２２、２３の先端部は、接触部２１ｂ、２２ｂ、２３ｂが下金型５１と接触するまで下金型５１の端子挿入部に挿入される。本実施の形態に係るコネクタの構成は、接触部を除いて実施の形態１のコネクタの構成と同様である。

本実施の形態のコネクタにおいても、実施の形態１の図１３に示した矢印Ｄの力が印加される。このとき、導電性ターミナルの接触部が下金型５１に接触しているので、導電性ターミナルの先端部が必要以上に端子挿入部に挿入されることを防ぐことができる。また、実施の形態１の図１３に示した矢印Ｄの力は接触部と金型との間に印加されるので、その力は導電性ターミナルの先端部には印加されない。そのため、導電性ターミナルの先端部が端子挿入部に接触した場合の変形を防ぐことができる。その結果、本実施の形態のコネクタにおいては、インサート成形で製造されるときにコネクタ端子の長さにばらつきが生じることを確実に防ぐことができると共に、コネクタ端子の変形を防ぐことができる。

インサート成形で製造された本実施の形態のコネクタにおいては、導電性ターミナル２１、２２、２３の接触部２１ｂ、２２ｂ、２３ｂは、樹脂に覆われることになる。したがって、本実施の形態のコネクタにおいては、導電性ターミナルの一方の端部の樹脂に覆われた部分の断面積は、樹脂から露出した部分のコネクタ端子の断面積よりも大きくなっている。

実施の形態５．
実施の形態５は、実施の形態１～４で説明したコネクタの製造方法に係るものである。本実施の形態に係るコネクタの製造方法は、実施の形態１の図４および図５で示した製造方法と同様である。図１９は、本実施の形態に係るコネクタの製造方法における最後の製造工程を示す模式図である。図１９は、コネクタのインサート成形が完了した後の下金型５１および上金型５２が開かれる方向を示している。なお、図１９には、製造されたコネクタ１も示されている。

一般に、上金型と下金型とは同軸方向に開閉される。本実施の形態のコネクタの製造方法においては、コネクタ部３の開口部３ａはｙ軸方向に開いているため、下金型５１はｙ軸方向、すなわち図１９における矢印Ｅの方向に開かれる。しかしながら、ハウジング部２のｘ軸方向の幅はコネクタ部３からのｙ軸方向の距離にしたがって増加しているので、上金型５２をｙ軸方向に開いた場合、上金型５２はアンダーカットとなる。アンダーカットとは、成形品を金型から取出すとき、そのままの状態では取り出せない形状のことを意味する。上金型５２がアンダーカットとなる場合、上金型５２からコネクタ１が離れない不具合を防ぐためにハウジング部２のｘ軸方向の幅を設定する必要がある。そのため、例えば、実施の形態１のコネクタにけるＬ１とＬ２との差を自由に設定することができない。

本実施の形態のコネクタの製造方法においては、上金型５２はｚ軸方向、すなわち図１９における矢印Ｆの方向に開かれる。このような製造方法を用いることで、Ｌ１とＬ２との差を自由に設定することができ、インサート成形で製造されるときにコネクタ端子の長さにばらつきが生じることを確実に防ぐことができる。

本願は、様々な例示的な実施の形態および実施例が記載されているが、１つまたは複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、および機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
したがって、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。

１ コネクタ、２ ハウジング部、３ コネクタ部、３ａ 開口部、２１、２２、２３ 導電性ターミナル、２１ａ、２２ａ、２３ａ コネクタ端子、２１ｂ、２２ｂ、２３ｂ 接触部、５１ 下金型、５２ 上金型、６１、６１ａ、６１ｂ 成形樹脂。

Claims (4)

1. 大きさが異なるＬ字型の複数の導電性ターミナルの屈曲部が樹脂で覆われたハウジング部と、前記導電性ターミナルの一方の端部が前記樹脂から露出されてコネクタ端子とされたコネクタ部とが一体成形されたコネクタであって、
   複数の前記導電性ターミナルは平面に沿って並んで配置されており、前記平面をｙｚ平面とし、前記コネクタ端子が並んだ方向をｚ軸方向としたときに、
   前記コネクタ端子は、ｚ軸方向に間隔を空けて並んで配置されており、
   前記ハウジング部全体のｘ軸方向の幅は、前記コネクタ部からのｙ軸方向の距離にしたがって減少することなく増加していることを特徴とするコネクタ。
2. 前記ハウジング部全体のｘ軸方向の幅は、前記コネクタ部からのｙ軸方向の距離にしたがって不連続に増加していることを特徴とする請求項１に記載のコネクタ。
3. 前記ハウジング部全体のｘ軸方向の前記樹脂の厚さは、前記コネクタ部からのｙ軸方向の距離にしたがって増加していることを特徴とする請求項１または２に記載のコネクタ。
4. 前記導電性ターミナルの一方の端部の前記樹脂に覆われた部分の断面積は、前記樹脂から露出した部分の前記コネクタ端子の断面積よりも大きいことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のコネクタ。

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