JP2020035642A - 電気接続コネクタ - Google Patents

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Abstract

【課題】ハウジングの開口部に挿入されたプレート部材と電気的に接続されるコイル部材の回転抑制を図ることができる電気接続コネクタを提供する。【解決手段】電気接続コネクタ10は、電気絶縁性のハウジング20と、ハウジング20にコイル巻軸A1とコイル穴軸A2とが互いに傾斜した状態で傾動方向Dに弾性変形可能に収容されたコイル部材30と、コイル部材30のコイル巻軸A1まわりの回転を規制するための回転規制部40と、を備え、回転規制部40は、プレート部材11による圧縮によって傾動方向Dに弾性変形する前の変形前状態のコイル部材30に係合する第1係合部41と、プレート部材11による圧縮によって傾動方向Dに弾性変形した変形状態のコイル部材30に係合する第2係合部42と、の両方を有する。【選択図】図2

Description

本発明は、電気接続コネクタに関する。
下記の特許文献1には、高電流を伝導するための高電流用挿入接続コネクタ(以下、単に「コネクタ」という。)が開示されている。このコネクタは、導電性のプレート部材を挿入出可能な開口部を有する電気絶縁性のハウジングと、このハウジングにプレート部材と接触可能に収容された電気接点部材としてのコイル部材と、を備えている。
コイル部材は、コイル巻軸とコイル穴軸とが互いに傾斜した状態でハウジングに収容されている。このコイル部材は、コイル巻軸方向から視たときにコイル巻線が楕円形をなすように構成されている。このようなコイル部材は、開口部に挿入されたプレート部材によって圧縮されたときに、塑性変形することなく傾動方向に弾性変形することによって高い復元力を得ることができる。
特許第5827329号公報
ところで、この種のコネクタでは、プレート部材が開口部に挿入されるとき、このプレート部材の表面とコイル部材の外周面との間の接触抵抗によって、コイル部材がコイル巻軸まわりに回転するという問題がある。このとき、コイル部材が回転すると、コイル部材がプレート部材から荷重を受けて圧縮されたときの圧縮挙動が変化するため好ましくない。
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、ハウジングの開口部に挿入されたプレート部材と電気的に接続されるコイル部材の回転抑制を図ることができる電気接続コネクタを提供しようとするものである。
本発明の一態様は、
導電性のプレート部材(11)に電気的に接続される電気接続コネクタ(10,110)であって、
上記プレート部材を挿入出方向(X)に挿入出可能な開口部(21)を有する電気絶縁性のハウジング(20)と、
上記ハウジングにコイル巻軸(A1)とコイル穴軸(A2)とが互いに傾斜した状態で傾動方向(D)に弾性変形可能に収容され、上記プレート部材と外周面(30a)において接触する電気接点部材としてのコイル部材(30)と、
上記プレート部材が上記ハウジングの上記開口部に挿入されるときの上記コイル部材の上記コイル巻軸まわりの回転を規制するための回転規制部(40)と、
を備え、
上記回転規制部は、上記プレート部材による圧縮によって上記傾動方向に弾性変形する前の変形前状態(C1)の上記コイル部材に係合する第1係合部(41)と、上記プレート部材による圧縮によって上記傾動方向に弾性変形した変形状態(C2)の上記コイル部材に係合する第2係合部(42)と、の少なくとも一方を有する、電気接続コネクタ(10,110)、
にある。
上記の電気接続コネクタにおいて、導電性のプレート部材は、電気絶縁性のハウジングの開口部に挿入されたときに電気接点部材としてのコイル部材の外周面に接触することによってこのコイル部材に電気的に接続される。
ここで、コイル部材は、コイル巻軸とコイル穴軸とが互いに傾斜した状態でハウジングに収容されている。このため、コイル部材は、その外周面にプレート部材が接触すると、このプレート部材によって圧縮されて傾動方向に弾性変形する。このとき、コイル部材は、塑性変形することなく弾性変形することで高い復元力を得ることができる。
回転規制部は、プレート部材がハウジングの上記開口部に挿入されるときのコイル部材のコイル巻軸まわりの回転を規制するためのものである。この回転規制部は、第1係合部と第2係合部との少なくとも一方を有する。
第1係合部は、プレート部材による圧縮によって傾動方向に弾性変形する前の変形前状態のコイル部材に係合する。この第1係合部によれば、プレート部材による圧縮初期のコイル部材のコイル巻軸まわりの回転を規制できる。
第2係合部は、プレート部材による圧縮によって傾動方向に弾性変形した変形状態のコイル部材に係合する。この第2係合部によれば、プレート部材による圧縮時のコイル部材のコイル巻軸まわりの回転を規制できる。
以上のごとく、上記態様によれば、ハウジングの開口部に挿入されたプレート部材と電気的に接続されるコイル部材の回転抑制を図ることができる電気接続コネクタを提供できる。
なお、特許請求の範囲及び課題を解決する手段に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
実施形態1の電気接続コネクタの全体構造を示す斜視図。 図1の電気接続コネクタの分解斜視図。 図2中のコイル部材の側面図。 図3のコイル部材をB方向から視た図。 図1のV-V線矢視断面図。 図1の電気接続コネクタの第1係合部がコイル部材の端部と係合した状態を示す側面図。 コイル部材のうち第1係合部によって規制される端部の形状を示す図。 図1のVIII-VIII線矢視断面図。 図5においてハウジングの開口部にプレート部材としてのバスバが挿入されたときの様子を示す断面図。 図6において第1係合部とコイル部材の端部との係合が解除された状態を示す側面図。 図8においてハウジングの開口部にプレート部材としてのバスバが挿入されたときの様子を示す断面図。 実施形態2の電気接続コネクタについて図5に対応した断面図。 実施形態2の電気接続コネクタについて図8に対応した断面図。
以下、電気接続コネクタに係る実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
なお、本明細書の図面では、特に断わらない限り、電気接続コネクタに対するバスバの挿入出方向である第1方向を矢印Xで示し、電気接続コネクタを構成するコイル部材のコイル巻軸が延在する第2方向を矢印Yで示し、第1方向X及び第2方向Yの両方に直交する第3方向を矢印Zで示すものとする。
(実施形態1)
図1に示されるように、コネクタ構造1は、電気接続コネクタ10と、導電性のプレート部材としてのバスバ11と、によって構成されている。特に図示しないものの、このコネクタ構造1は、電気自動車やハイブリッド自動車等に搭載され、電源と電池パックとを電気的に接続する構造などに典型的に使用される。
電気接続コネクタ(以下、単に「コネクタ」という。)10は、バスバ11に電気的に接続されるものであり、電気絶縁性のハウジング20と、電気接点部材としてのコイル部材30と、を備えている。このコネクタ10は、コイル部材30を利用した「コイルコネクタ」とも称呼される。
図1及び図2に示されるように、ハウジング20は、バスバ11を第1方向Xに挿入出可能な開口部21を有する。このため、バスバ11を第1方向Xにスライドさせることによって、開口部21に挿入したり挿出したりする挿入出操作が可能になる。このハウジング20は、1つのコイル部材30を収容した状態で、導電性のモジュール電極28と一体に組付けられる。
図2に示されるように、ハウジング20とモジュール電極28との組付けには、2つのカラー26と、2つの固定用のボルト27と、が使用される。ボルト27は、頭部27aと、頭部27aから延出した雄ねじ軸27bと、を有する。カラー26は、ボルト27の雄ねじ軸27bを挿入出可能な貫通穴26aを有しており、ハウジング20の第2方向Yの両端部のそれぞれに設けられた係合凹部25に係合する。また、モジュール電極28の第2方向Yの両側には、ボルト27の雄ねじ軸27bに螺合可能な雌ねじ穴28aが設けられている。
このため、ハウジング20の係合凹部25にカラー26を係合させ、且つこのカラー26の貫通穴26aにボルト27の雄ねじ軸27bを挿入してモジュール電極28の雌ねじ穴28aに螺合させることによって、ハウジング20とモジュール電極28とが互いに組付けられる。
ハウジング20には、バスバ11がハウジング20の開口部21に挿入されるときのコイル部材30のコイル巻軸A1まわりの回転を規制するための回転規制部40が設けられている。詳細については後述するが、この回転規制部40は、第1係合部41及び第2係合部42を有する。
図3に示されるように、コイル部材30は、棒状あるいは線状の導電材料が一方の端部31から他方の端部32までの間で螺旋状に等間隔に巻かれてなるコイルばね部材である。このコイル部材30は、ハウジング20にコイル巻軸A1とコイル穴軸A2とが互いに傾斜した状態で傾動方向Dに弾性変形可能に収容されている。このため、コイル部材30を図3中のB方向から視たとき、このコイル部材30は、長軸方向の寸法が長径d1であり短軸方向の寸法が短径d2である楕円形(図4参照)をなしている。
ここで、コイル部材30のコイル巻軸A1は、コイル部材30のコイル穴の中心部をこのコイル部材30の長手方向(第2方向Y)に延びる軸として定義される。これに対して、コイル部材30のコイル穴軸A2は、コイル巻軸A1に対して傾斜した軸であり、コイル部材30の1つのコイル巻き線が延在する平面の法線方向に延びる軸として、或いはコイル部材30の端部31の開口面の法線方向に延びる軸として定義される。
図3及び図4に示されるように、プレート部材であるバスバ11の片面11aは平坦面である。このため、コイル部材30は、バスバ11の片面11aと外周面30aにおいて接触して下向きの荷重を受けて圧縮される。バスバ11によるこのような圧縮によって、コイル部材30は変形前状態C1から傾動方向D(図1及び図3を参照)に弾性変形する。
なお、バスバ11として、両面が平坦面であるプレート部材は勿論、必要に応じて、片面11aのみが平坦面であるプレート部材を使用することもできる。
図5に示されるように、ハウジング20は、コイル部材30のための収容空間22において互いに近接するように第2方向Yに延在する2つの支持軸部23を備えている。一方の支持軸部23の先端部23aと他方の支持軸部23の先端部23aとの間には、コイル部材30のコイル穴に2つの支持軸部23を挿入して組付けるときに使用する空間23bが設けられている。このコイル部材30は、一端部側から一方の支持軸部23がコイル穴に挿入され、他端部側から他方の支持軸部23がコイル穴に挿入されことによって、第2方向Yの両側から支持されるようになっている。
なお、必要に応じて、1つの支持軸部23のみでコイル部材30を第2方向Yの片側から支持するようにしてもよい。
本実施形態では、各支持軸部23とモジュール電極28との間に、コイル部材30のコイル径を僅かに上回る隙間Sが形成されるように構成されている。本構成によれば、コイル部材30のコイル穴に2つの支持軸部23を挿入されてハウジング20とモジュール電極28とが互いに組付けられた状態で、コイル部材30のうち隙間Sに位置する部位が第3方向Zについて2つの支持軸部23とモジュール電極28とによって挟み込まれ、コイル部材30が所定位置に位置決めされるようになっている。
図6に示されるように、回転規制部40の第1係合部41は、ハウジング20のうちコイル部材30のための収容空間22に臨む第1内壁面20aによって構成されている。この第1係合部41は、バスバ11による圧縮によって傾動方向Dに弾性変形する前の変形前状態C1のコイル部材30に係合することによりこのコイル部材30のコイル巻軸A1まわりの回転を規制する機能を有する。
第1係合部41のこのような機能を達成するために、ハウジング20の第1内壁面20aは、コイル部材30の一方の端部31の被係合面33に係合する3つの係合面41a,41b,41cを有する。コイル部材30のコイル巻軸A1まわりの回転方向の動作は、被係合面33が3つの係合面41a,41b,41cに当接することによって邪魔されるようになっている。
図6及び図7に示されるように、コイル部材30の被係合面33には、4つの面33a,33b,33c,33dが含まれている。4つの面33a,33b,33cはいずれも、図7中の仮想線L1で示される領域に位置する面である。1つの面33aはコイル巻き線の一方の端面であり、残りの3つの面33b,33c,33dはいずれも端部31の側面である。そして、コイル部材30の被係合面33に対して、第1係合部41の3つの係合面41a,41b,41cによって仮想線L1に倣った形状が形成されている。
これにより、コイル部材30の変形前状態C1において、係合面41aは、被係合面33のうちの面33a或いは面33aのうちの角部に係合する。係合面41bは、被係合面33のうちの面33bに係合する。係合面41cは、被係合面33のうちの面33c及び面33dに係合する。
図8に示されるように、ハウジング20は、コイル部材30のための収容空間22を形成するとともに、第1方向Xについて互いに対向し且つ互いに平行に延在する2つの対向壁24を有する。2つの対向壁24の第1方向Xの間隔は、変形前状態C1のコイル部材30の長軸方向の寸法(図4中の長径d1)を若干上回るように構成されている。本構成によれば、コイル部材30を収容空間22に保持することができ、特にコイル部材30のコイル巻軸A1が第1方向Xに移動するような位置ズレを防ぐことができる。
回転規制部40の第2係合部42は、ハウジング20のうちコイル部材30のための収容空間22に臨む第2内壁面20bによって構成されている。この第2係合部42は、バスバ11による圧縮によって傾動方向Dに弾性変形した変形状態(後述の変形状態C2)のコイル部材30の外周面30aに係合することによりこのコイル部材30のコイル巻軸A1まわりの回転を規制する機能を有する。
第2係合部42のこのような機能を達成するために、ハウジング20の第2内壁面20bは、バスバ11によるコイル部材30の圧縮方向についてこのコイル部材30の外周面30aをバスバ11の反対側から受ける2つの傾斜面として構成されている。これら2つの傾斜面は、いずれも圧縮方向に対して傾斜し且つ第1方向Xについての互いの間隔が圧縮方向に向かうにつれて、即ちモジュール電極28に近づくにつれて漸減するように構成されている。本構成によれば、コイル部材30がバスバ11によって圧縮方向に圧縮されるほどに第2内壁面20bの2つの傾斜面に密着する。このため、このコイル部材30のコイル巻軸A1まわりの回転方向の動作が、傾斜面である2つの第2内壁面20bによって邪魔されるようになっている。
ハウジング20は、コイル部材30が変形前状態C1にあるとき、第1内壁面20aにおいてコイル部材30の被係合面33と係合し(図6参照)、且つ2つの第2内壁面20bにおけるコイル部材30の外周面30aとの係合を解除する(図8参照)ように構成されている。
一方で、ハウジング20は、コイル部材30が図9に示されるような変形状態C2にあるとき、第1内壁面20aにおけるコイル部材30の被係合面33との係合を解除し(図10参照)、且つ2つの第2内壁面20bにおいてコイル部材30の外周面30aと密着して係合する(図11参照)ように構成されている。
図10に示されるように、コイル部材30が変形前状態C1から変形状態C2まで傾動方向Dに弾性変形することによって、バスバ11によって圧縮される外周面30aに沿った仮想直線L2は図中の下方へと移動する。これにより、コイル部材30の被係合面33は、傾動方向Dに動くことによってハウジング20の第1内壁面20aとの係合が解除される。
上述のように、本実施形態では、バスバ11がハウジング20の開口部21に挿入される過程において、コイル部材30のコイル巻軸A1まわりの回転を規制する部位がハウジング20の第1内壁面20aから2つの第2内壁面20bへと切り替わる。これに対して、ハウジング20の開口部21からバスバ11を挿出するときには、コイル部材30のコイル巻軸A1まわりの回転を規制する部位がハウジング20の2つの第2内壁面20bから第1内壁面20aへと切り替わる。これにより、コイル部材30の傾動方向Dの弾性変形に追従した回転規制が可能になる。
次に、上述の実施形態1の作用効果について説明する。
上記のコネクタ10において、導電性のバスバ11は、電気絶縁性のハウジング20の開口部21に挿入されたときに電気接点部材としてのコイル部材30の外周面30aに接触することによってこのコイル部材30に電気的に接続される。
ここで、コイル部材30は、コイル巻軸A1とコイル穴軸A2とが互いに傾斜した状態でハウジング20に収容されている。このため、コイル部材30は、その外周面30aにバスバ11が接触すると、このバスバ11によって圧縮されて傾動方向Dに弾性変形する。このとき、コイル部材30は、塑性変形することなく弾性変形することで高い復元力を得ることができる。
回転規制部40は、バスバ11がハウジング20の開口部21に挿入されるときのコイル部材30のコイル巻軸A1まわりの回転を規制するためのものであり、第1係合部41と第2係合部42との両方を有する。
第1係合部41は、ハウジング20の第1内壁面20aによって構成されており、バスバ11による圧縮によって傾動方向Dに弾性変形する前の変形前状態C1のコイル部材30に係合する。この第1係合部41によれば、バスバ11による圧縮初期のコイル部材30のコイル巻軸A1まわりの回転を規制できる。
第2係合部42は、ハウジング20の第2内壁面20bによって構成されており、バスバ11による圧縮によって傾動方向Dに弾性変形した変形状態C2のコイル部材30に係合する。この第2係合部42によれば、バスバ11による圧縮時のコイル部材30のコイル巻軸A1まわりの回転を規制できる。
以上のごとく、実施形態1によれば、ハウジング20の開口部21に挿入されたバスバ11と電気的に接続されるコイル部材30の回転抑制を図ることができるコネクタ10を提供できる。
その結果、コイル部材30がバスバ11から荷重を受けて圧縮されたときの圧縮挙動が変化するのを防ぐことができる。
上記のコネクタ10によれば、回転規制部40が第1係合部41と第2係合部42との両方を有するため、コイル部材30のコイル巻軸Aまわりの回転規制を、第1係合部41と第2係合部42との協働によってバスバ11による圧縮初期から圧縮後期まで継続して行うことができる。
上記のコネクタ10によれば、回転規制部40がハウジング20の一部である内壁面20a,20bを利用して構成されているため、回転規制部40のために部品点数が増えるのを防ぐことができ構造を簡素化できる。
なお、上述の実施形態1に特に関連する変更例として、コイル部材30をハウジング20の2つの支持軸部23とモジュール電極28とによって挟み込んで位置決めする構造と、ハウジング20の2つの対向壁24を利用してコイル部材30を収容空間22に保持する構造の少なくとも一方が省略されている実施形態を採用することもできる。
以下、上述の実施形態1に関連する他の実施形態について図面を参照しつつ説明する。他の実施形態において、実施形態1の要素と同一の要素には同一の符号を付しており、当該同一の要素についての説明を省略する。
(実施形態2)
図12及び図13に示されるように、実施形態2のコネクタ110は、ハウジング20の2つの支持軸部23が省略されている点で、実施形態1のコネクタ10と相違している。このコネクタ110では、2つの支持軸部23が省略されているが、ハウジング20の2つの対向壁24を利用してコイル部材30を収容空間22に保持できる。
その他の構成は、実施形態1と同様である。
実施形態2のコネクタ110によれば、2つの支持軸部23を省略することによってハウジング20の内部構造を簡素化できる。
その他、実施形態1と同様の作用効果を奏する。
本発明は、上述の典型的な実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の応用や変更が考えられる。例えば、上述の実施形態を応用した次の各形態を実施することもできる。
上述の実施形態では、回転規制部40が第1係合部41と第2係合部42との両方を有する場合について例示したが、これに代えて、回転規制部40が第1係合部41と第2係合部42とのいずれか一方を有する構造を採用することもできる。
上述の実施形態では、ハウジング20の一部を利用して回転規制部40を構成する場合について例示したが、これに代えて、回転規制部40に相当する部位をハウジング20とは別部材によって構成された構造を採用することもできる。
上述の実施形態では、ハウジング20に収容されるコイル部材30の数が1つである場合について例示したが、これに代えて、ハウジング20に複数のコイル部材30が収容された構造を採用することもできる。
上述の実施形態では、電源と電池パックとを電気的に接続する構造に使用されるコネクタ構造1について例示したが、このコネクタ構造1をプレート部材とコネクタとを電気的に接続する各種のコネクタ構造に適用できることは勿論である。
10,110 電気接続コネクタ(コネクタ)
11 バスバ(プレート部材)
20 ハウジング
20a 第1内壁面(第1係合部)
20b 第2内壁面(第2係合部)
21 開口部
22 収容空間
30 コイル部材
30a 外周面
31 端部
33 被係合面
40 回転規制部
41 第1係合部
42 第2係合部
A1 コイル巻軸
A2 コイル穴軸
C1 変形前状態
C2 変形状態
D 傾動方向
X 第1方向(挿入出方向)

Claims (4)

  1. 導電性のプレート部材(11)に電気的に接続される電気接続コネクタ(10,110)であって、
    上記プレート部材を挿入出方向(X)に挿入出可能な開口部(21)を有する電気絶縁性のハウジング(20)と、
    上記ハウジングにコイル巻軸(A1)とコイル穴軸(A2)とが互いに傾斜した状態で傾動方向(D)に弾性変形可能に収容され、上記プレート部材と外周面(30a)において接触する電気接点部材としてのコイル部材(30)と、
    上記プレート部材が上記ハウジングの上記開口部に挿入されるときの上記コイル部材の上記コイル巻軸まわりの回転を規制するための回転規制部(40)と、
    を備え、
    上記回転規制部は、上記プレート部材による圧縮によって上記傾動方向に弾性変形する前の変形前状態(C1)の上記コイル部材に係合する第1係合部(41)と、上記プレート部材による圧縮によって上記傾動方向に弾性変形した変形状態(C2)の上記コイル部材に係合する第2係合部(42)と、の少なくとも一方を有する、電気接続コネクタ(10,110)。
  2. 上記回転規制部は、上記第1係合部と上記第2係合部との両方を有する、請求項1に記載の電気接続コネクタ。
  3. 上記第1係合部及び上記第2係合部はいずれも、上記ハウジングのうち上記コイル部材のための収容空間(22)に臨む内壁面(20a,20b)によって構成されており、
    上記第1係合部を構成する第1内壁面(20a)は、上記変形前状態の上記コイル部材の端部(31)の被係合面(33)に係合することによりこのコイル部材の回転を規制し、上記第2係合部を構成する第2内壁面(20b)は、上記変形状態の上記コイル部材の上記外周面に係合することによりこのコイル部材の回転を規制する、請求項2に記載の電気接続コネクタ。
  4. 上記ハウジングは、上記コイル部材が上記変形前状態にあるとき、上記第1内壁面において上記コイル部材の上記被係合面と係合し且つ上記第2内壁面における上記コイル部材の上記外周面との係合を解除する一方で、上記コイル部材が上記変形状態にあるとき、上記第1内壁面における上記コイル部材の上記被係合面との係合を解除し且つ上記第2内壁面おいて上記コイル部材の上記外周面と係合するように構成されている、請求項3に記載の電気接続コネクタ。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2017112031A (ja) * 2015-12-18 2017-06-22 株式会社オートネットワーク技術研究所 コネクタ
JP2018006243A (ja) * 2016-07-06 2018-01-11 株式会社オートネットワーク技術研究所 コネクタ

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