JP6314964B2 - コネクタ - Google Patents

Description

本発明は、基板に実装されるコネクタに関する。

車両などで使用されるコネクタは、様々な形態の振動を受ける。振動形態が異なる端子同士の接続に使用されるコネクタでは、異なる変位を有する端子間の相対的な位置ずれや端子間の摺動などを原因とする変形や破損を防ぐ必要がある。

例えば、特許文献１や特許文献２には、振動形態が異なる２つのオス端子、すなわち基板に固定されるオス端子と基板とは別の部材（電気機器など）に固定されるオス端子とを、連結ばねを用いたメス型接続端子で接続して、オス端子間の変位差を吸収して変形や破損を低減することができるコネクタが、開示されている。

特開２０１４−０１０９４９号公報 特開２０１５−１４６２８９号公報

しかしながら、上記特許文献に記載の従来のコネクタでは、オス端子間の変位差を吸収させる連結ばねを、２つのメス端子の最も距離が遠い側壁同士で連結させている。このため、従来のコネクタでは、メス端子とオス端子との嵌合状態を連結ばねの上方側から目視することを、難しくしている。また、従来のコネクタでは、オス端子の先端をメス端子の開口から連結ばねよりも上方側に突出させることを、難しくしている。よって、従来のコネクタは、オス端子同士の嵌合確認や端子の電気検査などが容易ではなかった。

近年、コネクタ以外の部品における振動吸収性能の向上により、オス端子間の変位差も減少しており、コネクタで吸収すべき端子間の変位差も小さくなっている。よって、従来のコネクタ構造のように、連結ばねを２つのメス端子の最も距離が遠い側壁同士で連結させなくとも、オス端子間の変位差を十分に吸収できると考えられる。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、端子間の変位を吸収することができ、かつ、端子同士の嵌合確認や端子の電気検査などを容易に行うことができるコネクタを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本開示における第１の発明は、メス型接続端子と、そのメス型接続端子を収容する上部が開口した略箱形状のハウジングとを備えたコネクタであって、メス型接続端子は、両端部を開口した略筒状の第１の側壁を有し、かつ、一方端部から第１のオス端子が挿入される第１のメス端子と、両端部を開口した略筒状の第２の側壁を有し、かつ、一方端部から第２のオス端子が挿入される第２のメス端子と、ハウジングの開口側となる他方端部において、第１のメス端子と第２のメス端子とを連結する連結ばねとを備え、連結ばねは、第１の側壁における第２の側壁と対向する面の他方端部から当該面に沿って延出する第１の延出部と、第２の側壁における第１の側壁と対向する面の他方端部から当該面に沿って延出する第２の延出部と、第１の延出部の先端と第２の延出部の先端とを接続し、かつ、上面視においてＳ字状である接続部と、を有し、上面視において、第１のメス端子および第２のメス端子の開口と重なることなく、第１のメス端子と第２のメス端子とを接続する、ことを特徴とする。

この第１の発明によるコネクタでは、メス型接続端子の連結ばねが、略筒状の２つのメス端子を、互いの最も距離が近い箇所で連結する。よって、連結ばねは、２つのメス端子（２つのオス端子）間の変位を吸収することができる。また、２つのメス端子の開口が連結ばねと重ならない（連結ばねで覆われない）。これにより、本コネクタでは、連結ばねの上方側からメス端子に挿入したオス端子を目視で確認できる。また、オス端子の先端をメス端子の開口から上方側に突出させることができる。よって、本コネクタでは、端子同士の嵌合確認や端子の電気検査などを容易に行うことができる。

以上述べたように、本発明のコネクタによれば、端子間の変位を吸収することができ、かつ、端子同士の嵌合確認や端子の電気検査などを容易に行うことができる。

（ａ）は本発明の一実施形態に係るコネクタを構成するメス型接続端子を概略的に示した外観斜視図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ線断面図 （ａ）は本発明の一実施形態に係るコネクタを構成するハウジングを概略的に示した外観斜視図、（ｂ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ線断面図 基板に実装してオス端子とメス型接続端子とを接続させた本実施形態に係るコネクタの断面図 本実施形態に係るコネクタにおける効果を説明する図

［概要］
本発明は、略平行に延びた２つのオス端子同士を繋ぐメス型接続端子を備えたコネクタである。メス型接続端子は、一方のオス端子を挿入する略筒状の一方のメス端子と、他方のオス端子を挿入する略筒状の他方のメス端子とを、連結ばねで連結する。連結ばねは、２つのメス端子の開口と重ならないように、互いの最も距離が近い箇所で連結する。これにより、連結ばねの上方側からメス端子に挿入したオス端子を目視で確認できる。よって、端子間の変位を吸収することができ、かつ、端子同士の嵌合確認などを容易に行うことができる。

以下、図面を参照しながら、発明を実施するための形態について詳細に説明する。

［コネクタの構成］
図１〜図３に示すように、本実施形態に係るコネクタ１は、メス型接続端子１０と、メス型接続端子１０を収容するハウジング２０とを、少なくとも含んで構成される。本コネクタ１は、基板５０の表面から延びた第１のオス端子３０と、基板５０のスルーホールを通じて基板５０の表面へ延びた第１のオス端子３０と略平行な第２のオス端子４０とを、電気的に接続する部品である。

第１のオス端子３０は、基板５０の表面に固定され、第２のオス端子４０は、基板５０の裏面側に配置される機器（パワーモジュールや電気機器など）に固定される。このため、第１のオス端子３０と第２のオス端子４０とは、振動形態が相違する。本実施形態に係るコネクタ１は、この第１のオス端子３０と第２のオス端子４０との間における振動形態の相違（変位差）によって生じる変形や破損を低減するために用いられる。

以下に、コネクタ１の各構成、および第１のオス端子３０、第２のオス端子４０について説明する。

・メス型接続端子１０
図１および図２で示すように、メス型接続端子１０は、導電性を有する金属部材などで形成される電気接続用の端子であり、第１のメス端子１１と、第２のメス端子１２と、連結ばね１３とで構成される。このメス型接続端子１０は、例えば金属板に切断および折り曲げを施すことにより、第１のメス端子１１と、第２のメス端子１２と、連結ばね１３とが、一体的に形成されている。

第１のメス端子１１は、一方端部１１ａに第１のオス端子３０が挿入される開口を有した、中空の略筒形状をしている。図１および図２の例では、断面が略方形である角筒形状の第１のメス端子１１を示している。第１のメス端子１１は、一方端部１１ａの開口側から角筒の中に第１のオス端子３０が挿入されることで、第１のオス端子３０と電気的に接続される。また、第１のメス端子１１の角筒の内部には、挿入される第１のオス端子３０に対して圧力負荷を与えて電気的接続状態を保持するための、圧接機構１１ｂ（例えば板ばねなど）が設けられている。第１のメス端子１１は、他方端部１１ｃにも開口を有しており、この他方端部１１ｃの開口を覆うことなく後述する連結ばね１３が接続されている。

第２のメス端子１２は、一方端部１２ａに第２のオス端子４０が挿入される開口を有した、中空の略筒形状をしている。図１および図２の例では、断面が略方形である角筒形状の第２のメス端子１２を示している。第２のメス端子１２は、一方端部１２ａの開口側から角筒の中に第２のオス端子４０が挿入されることで、第２のオス端子４０と電気的に接続される。また、第２のメス端子１２の角筒の内部には、挿入される第２のオス端子４０に対して圧力負荷を与えて電気的接続状態を保持するための、圧接機構１２ｂ（例えば板ばねなど）が設けられている。第２のメス端子１２は、他方端部１２ｃにも開口を有しており、この他方端部１２ｃの開口を覆うことなく後述する連結ばね１３が接続されている。

なお、本実施形態におけるメス型接続端子１０では、第１のメス端子１１と第２のメス端子１２とを同一形状としており、フールプルーフ対応がなされている。しかし、第１のオス端子３０が接続される接続部と、第２のオス端子４０が接続される接続部とを、明確に区別するように形成しても構わない。

連結ばね１３は、第１のメス端子１１と第２のメス端子１２とを繋ぐ弾性変形可能な部材である。この連結ばね１３は、第１の延出部１３ａと、第２の延出部１３ｂと、接続部１３ｃとで構成される。

図１および図２で示すように、第１の延出部１３ａは、第１のメス端子１１の第２のメス端子１２と対向する側壁の他方端部１１ｃから、その側壁面に沿って延出している。第２の延出部１３ｂは、第２のメス端子１２の第１のメス端子１１と対向する側壁の他方端部１２ｃから、その側壁面に沿って延出している。従って、第１の延出部１３ａと第２の延出部１３ｂとは、略平行に設けられている。

接続部１３ｃは、第１の延出部１３ａの先端と第２の延出部１３ｂの先端とを、第１のメス端子１１の開口および第２のメス端子１２の開口と重ならないように（開口が覆われないように）接続する、いわゆる梁である。この接続部１３ｃは、第１のメス端子１１と第２のメス端子１２とが独立して変位できるように、弱い力で弾性変形できる構成とされている。具体的には、図１に示すように、接続部１３ｃは、Ｓ字状に形成することでばね定数を小さくして、主に第１のオス端子３０および第２のオス端子４０の挿入方向に、容易に撓むことができるように構成される。

このように、連結ばね１３は、第１のメス端子１１の他方端部１１ｃの開口および第２のメス端子１２の他方端部１２ｃの開口に重なることなく（開口を覆うことなく）、第１のメス端子１１と第２のメス端子１２とを略平行に連結する。

メス型接続端子１０がハウジング２０に装着されると、第１のメス端子１１はハウジング２０に対して固定されるが、第２のメス端子１２はハウジング２０に固定かつ拘束されずに自由状態となるので、連結ばね１３は、第１の延出部１３ａとの接続端を固定端とする片持ち梁として機能する。

・ハウジング２０
ハウジング２０は、絶縁性を有する樹脂材料などで形成され、メス型接続端子１０を内部に収容する。図２および図３で理解されるように、ハウジング２０は、基板５０に接触する（基板と対向する）側となる底部（床板）２１と、この底部２１の周縁に接する４つの側壁２２とから構成される略箱形状の部品である。

底部２１には、第１のオス端子３０が挿通される挿通孔２１ａが設けられている。挿通孔２１ａは、第１のオス端子３０の外周径よりも大きな孔径を有し、第１のオス端子３０の挿入口には挿入方向に向かって開口面積が小さくなる順テーパーが付けられている。また、底部２１には、第２のオス端子４０が挿通される挿通孔２１ｂが設けられている。挿通孔２１ｂは、第２のオス端子４０の外周径よりも大きな孔径を有し、第２のオス端子４０の挿入口には挿入方向に向かって開口面積が小さくなる順テーパーが付けられている。この底部２１と反対側の上部には、メス型接続端子１０を挿入する開口部２３が形成されている。

ハウジング２０の内部には、メス型接続端子１０の第１のメス端子１１を収容する第１の収容部２０ａと、メス型接続端子１０の第２のメス端子１２を収容する第２の収容部２０ｂとに区分する、仕切り部２４が形成されている。

第１の収容部２０ａに収容されたメス型接続端子１０の第１のメス端子１１は、図示しない突起部を用いてハウジング２０内部の定まった位置に拘束され、かつ抜け止めが施される。

第２の収容部２０ｂに収容されたメス型接続端子１０の第２のメス端子１２は、一方端部１２ｂがハウジング２０の底部２１から離れており、その周囲には側壁２２および仕切り部２４との間に遊び空間が設けられている。また、第２のメス端子１２は、図示しない突起部を用いてハウジング２０内部の定まった位置に遊嵌され、かつ抜け止めが施される。つまり、第２のメス端子１２は、連結ばね１３を介して、第２の収容部２０ｂ内で宙吊り状態となる。

・第１のオス端子３０
第１のオス端子３０は、導電性を有する金属部材などで形成される電気接続用の端子である。第１のオス端子３０の一方端は、基板５０の所定の端子（箇所）に、例えばはんだ付けによって固定され、かつ電気的に接続される。第１のオス端子３０の他方端は、メス型接続端子１０の第１のメス端子１１と接続される。本実施形態で例示する第１のオス端子３０は、棒状の部材を、一方端側よりも他方端側の直線部分が長くなる位置で屈曲させた、略Ｌ字形状をしたオス型端子である（例えば、図３を参照）。なお、第１のオス端子３０の形状は、図示した略Ｌ字以外の形状であってもよい。

・第２のオス端子４０
第２のオス端子４０は、導電性を有する金属部材などで形成される電気接続用の端子である。第２のオス端子４０の一方端は、図示しない機器の所定の端子（箇所）に、固定されかつ電気的に接続される。この機器は、基板５０と機械的な拘束関係を有していない。従って、この機器と基板５０とを備える上位のデバイスが振動すれば、機器と基板５０とは振動形態が相違するので、第１のオス端子３０と第２のオス端子４０の振動形態も相違することになる。

以上の構成による本実施形態のコネクタ１は、第１のメス端子１１が振動を受けてハウジング２０と共に変位したとしても、第１のメス端子１１と連結ばね１３を介して連結された宙吊り状態にある第２のメス端子１２は、所定範囲の振動についてはハウジング２０に追従して変位しない。このように、第１のメス端子１１と第２のメス端子１２とは、相対的に独立して変位することができるので、第１のメス端子１１が固定される基板５０と、第２のメス端子１２が固定される機器との振動形態が異なっていたとしても、変形や破損を低減することができる。

また、以上の構成による本実施形態のコネクタ１は、連結ばね１３が、第１のメス端子１１の他方端部１１ｃの開口および第２のメス端子１２の他方端部１２ｃの開口と重なることなく（開口を覆うことなく）、第１のメス端子１１と第２のメス端子１２とを略平行に連結する。従って、図４（ａ）に示すように、コネクタ１を第１のオス端子３０および第２のオス端子４０と嵌合させた後に、ハウジング２０の開口部２３（コネクタ１の上方側）からハウジング２０の内部の状態を目視することができる。これにより、本実施形態のコネクタ１は、第１のメス端子１１と第１のオス端子３０との嵌合状態（接触状態）、および第２のメス端子１２と第２のオス端子４０との嵌合状態（接触状態）を、容易に確認することができる。

さらに、以上の構成による本実施形態のコネクタ１は、連結ばね１３が、第１のメス端子１１の他方端部１１ｃの開口および第２のメス端子１２の他方端部１２ｃの開口と重なることなく（開口を覆うことなく）、第１のメス端子１１と第２のメス端子１２とを略平行に連結する。従って、所定の寸法以上の長い第１のオス端子３０および第２のオス端子４０をコネクタ１と嵌合させることで、図４（ｂ）に示すように、第１のオス端子３０および第２のオス端子４０の先端部を、第１のメス端子１１および第２のメス端子１２の他方端部１１ｃおよび１２ｃから（またはコネクタ１の上面から）突出させることができる。これにより、本実施形態のコネクタ１は、嵌合後に第１のオス端子３０および第２のオス端子４０に直接触れることができ、電気検査などの確認を容易に実施することができる。

［実施形態の作用・効果］
以上のように、本発明の一実施形態に係るコネクタ１によれば、メス型接続端子１０の連結ばね１３が、第１のメス端子１１および第２のメス端子１２を、互いの最も距離が近い箇所で連結する。つまり、略角筒状の第１のメス端子１１および第２のメス端子１２を、互いに対向している最も距離が近い側壁同士で連結する。連結ばね１３は、第１のメス端子１１および第２のメス端子１２が対向するそれぞれの側壁の他方端部１１ｃおよび１２ｃから側壁面に沿って延出した第１の延出部１３ａの先端と第２の延出部１３ｂの先端とを、接続部１３ｃで接続する。よって、連結ばね１３は、第１のメス端子１１および第２のメス端子１２（第１のオス端子３０および第２のオス端子４０）間の変位を吸収することができる。

また、第１のメス端子１１および第２のメス端子１２の開口が連結ばね１３の接続部１３ｃと重ならない（接続部１３ｃで覆われない）。これにより、本コネクタ１では、連結ばね１３の上方側から第１のメス端子１１に挿入された第１のオス端子３０、および／または第２のメス端子１２に挿入された第２のオス端子４０を、目視で確認できる。また、第１のオス端子３０の先端を第１のメス端子１１の他方端部１１ｃよりも上方側に突出させることができ、および／または第２のオス端子４０の先端を第２のメス端子１２の他方端部１２ｃよりも上方側に突出させることができる。よって、本コネクタでは、端子同士の嵌合確認や端子の電気検査などを容易に行うことができるため、異常検出処理の信頼性が向上する。ひいては、車両の安心・安全性が向上する。

上記実施形態で例示した連結ばね１３は、接続部１３ｃをＳ字状にした弾性変形可能な構成とした。しかし、連結ばね１３の接続部１３ｃの形状は、弾性変形が可能であればＳ字状以外でも構わない。また、第１のオス端子３０と第２のオス端子４０との間における振動形態が相違しない場合には、弾性変形しない接続部１３ｃで第１のメス端子１１と第２のメス端子１２とを接続した連結ばね１３としてもよい。

本発明のコネクタは、端子間の変位を吸収することができ、かつ、端子同士の嵌合確認や端子の電気検査などを容易に行いたい場合などに利用可能である。

１ コネクタ
１０ メス型接続端子
１１、１２ メス端子
１１ａ、１２ａ 一方端部
１１ｂ、１２ｂ 圧接機構
１１ｃ、１２ｃ 他方端部
１３ 連結ばね
１３ａ、１３ｂ 延出部
１３ｃ 接続部
２０ ハウジング
２０ａ、２０ｂ 収容部
２１ 底部
２１ａ、２１ｂ 挿通孔
２２ 側壁
２３ 開口部
２４ 仕切り部
３０、４０ オス端子
５０ 基板

Claims (1)

1. メス型接続端子と、当該メス型接続端子を収容する上部が開口した略箱形状のハウジングとを備えたコネクタであって、
   前記メス型接続端子は、
   両端部を開口した略筒状の第１の側壁を有し、かつ、一方端部から第１のオス端子が挿入される第１のメス端子と、
   両端部を開口した略筒状の第２の側壁を有し、かつ、一方端部から第２のオス端子が挿入される第２のメス端子と、
   前記ハウジングの開口側となる他方端部において、前記第１のメス端子と前記第２のメス端子とを連結する連結ばねとを備え、
   前記連結ばねは、
   前記第１の側壁における前記第２の側壁と対向する面の前記他方端部から当該面に沿って延出する第１の延出部と、前記第２の側壁における前記第１の側壁と対向する面の前記他方端部から当該面に沿って延出する第２の延出部と、前記第１の延出部の先端と前記第２の延出部の先端とを接続し、かつ、上面視においてＳ字状である接続部と、を有し、
   上面視において、前記第１のメス端子および前記第２のメス端子の開口と重なることなく、前記第１のメス端子と前記第２のメス端子とを接続する、コネクタ。

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