JP7102134B2 - コネクタ - Google Patents

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Description

本発明は、セレーションが形成された端子をエナメル線等の電線に押し当てて端子と電線とを導通させる構造のコネクタに関する。
モータにはエナメル線等の電線を巻いたコイルが存在する。このため、そのコイルの電線と外部回路とを接続するコネクタが必要となる。このコネクタには、セレーションと呼ばれる凹凸部をつけた端子が用いられる。このコネクタは、端子の、セレーションが形成された面を電線に押し当てて電線の被覆を破ることによって、端子と電線を導通させる構造となっている。
特許文献１には、第１部材と第２部材とに分かれて役割分担された端子を用いたコネクタが開示されている。第１部材は、片持ち梁形状の弾性部材である。そして、この第１部材は、セレーションが形成されて電線に押し当てられる円弧状の接触面を有する。第２部材は、外部回路との接続部を有する部材であって、第１部材を電線に押し当てる。
特開平１１－３０７１４６号公報
上掲の特許文献１のコネクタの場合、弾性部材である第１部材の片持ち梁形状の先端部を第２部材で押す構造となっている。この構造の場合、第１部材を予め定められた太さの電線に対し適切な押圧力で押し当てることは可能である。しかしながら、この構造の場合、電線の太さに関し狭いレンジ内の太さの電線にしか、適切な押圧力で押し当てることは出来ない。すなわち、この構造の場合、太さの異なる電線ごとに異なる設計によるコネクタが必要となる。
本発明は、上記事情に鑑み、広いレンジの太さの電線に適用することが可能なコネクタを提供することを目的とする。
上記目的を達成する本発明のコネクタは、
キャビティを有し絶縁性材料で形成されたハウジングと、
ハウジングへの圧入を担う平板状の基部、およびその基部から延長して外力の影響を受けない状態で基部とともに一枚の平板を成し、電線に接する接触面に電線との接触を担うセレーションが形成されたセレーション部を備え、上記キャビティに収容される端子部材と、
上記キャビティに収容されてそのキャビティ内で弾性変形し、セレーション部の、接触面に対する背面を押圧する、ハウジングとは別体の弾性部材とを備えたことを特徴とする。

本発明のコネクタの場合、端子部材がセレーション部を有し、そのセレーション部の、セレーションが形成された接触面が電線に押し当てられる。そして弾性部材は、セレーション部の、接触面に対向する背面を押圧している。本発明のコネクタの場合、この構造により、太い電線ほど弾性部材が大きく変形して端子部材が電線に強く押し当てられる。したがって、本発明のコネクタの場合、１つの設計で広いレンジの太さの電線に適用することができる。
ここで、上記弾性部材が、
ハウジングの、キャビティを形成している内壁面に当接してハウジングから反力を受ける当接面を有する当接部と、
その当接部から折り返されて上記被押圧領域を弾性的に押圧する押圧部とを有し、
キャビティ内で弾性変形することでハウジングへの圧入なしにキャビティ内に嵌り込む構造とすることが好ましい。

この構造の弾性部材の場合、太さの異なる電線に対し押圧力を安定的に変化させることができる。
また、本発明のコネクタにおいて 上記弾性部材が、ハウジングのキャビティに収容されて端子部材を押圧した状態において、弾性部材の押圧部の、当接部から折り返された側の固定端から延びた先端側の自由端部が、当接部の、上記当接面に対する裏面である背面に当接することが好ましい。
押圧部の自由端部が端子部材に当接した状態とすることにより、自由端部が端子部材から離れた状態にある場合よりも、より大きな押圧力を得ることができる。
ここで、上記弾性部材は、端子部材に、電線が太径であるほど大きな押圧力を与えて端子部材と電線とを導通させる部材である。
本発明のコネクタによれば、広いレンジの太さの電線に適用することが可能なコネクタが実現する。
本発明の一実施形態としてのコネクタの斜視図である。 嵌合した状態にある本実施形態のコネクタおよび相手コネクタを示した斜視図である。 本実施形態のコネクタのハウジングの斜視図である。 本実施形態のコネクタの端子部材（Ａ）および弾性部材（Ｂ）の斜視図である。 本実施形態のコネクタの組立の過程を示した断面図である。 コイル巻線の直径ｗと弾性部材の押圧部の変位量ｄとの関係を示す模式図である。 弾性部材の各種変形例を示した模式図である。
以下、本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態としてのコネクタの斜視図である。
このコネクタ１は、ハウジング１０と、端子部材２０と、弾性部材３０とを備えている。
ハウジング１０は、例えば不図示のモータのハウジングの一部であって、絶縁性材料で形成されている。このハウジング１０には、柱状部１１が設けられている。この柱状部１１には、モータ内のコイル巻線４０（図５参照）の先端部４１が数回巻き付けられる。そのコイル巻線４０は、端子部材２０と導通する。詳細は後述する。
図２は、嵌合した状態にある本実施形態のコネクタおよび相手コネクタを示した斜視図である。
相手コネクタ２には、不図示の外部回路に接続されている電線５０の端部が接続されている。本実施形態のコネクタ１に相手コネクタ２が嵌合すると、不図示のモータのコイル巻線４０（図５参照）に外部回路から電力が供給される。
図３は、本実施形態のコネクタのハウジングの斜視図である。
また、図４は、本実施形態のコネクタの端子部材（Ａ）および弾性部材（Ｂ）の斜視図である。この図４では、分かり易さのため、端子部材２０および弾性部材３０を、図３に示すハウジング１０に対応する寸法よりも拡大して示している。また、この図４では、特徴部分があらわれるように、端子部材２０および弾性部材３０を、図３に示すハウジング１０に挿し込む向きとは上下逆向きに示している。
図３に示すように、ハウジング１０には、キャビティ１２が形成されている。このキャビティ１２は、第１室１２１と第２室１２２とに分かれている。第１室１２１には、図４（Ａ）に示す端子部材２０が挿し込まれる。また、第２室１２２には、図４（Ｂ）に示す弾性部材３０が挿し込まれる。
端子部材２０は、良導電性の金属製であり、図４（Ａ）にあらわれている接触面２１と、その背面２２を有する。接触面２１は、セレーション２３が形成されたセレーション領域２１１を有する。また、この端子部材２０は、ハウジング３０への圧入を担う圧入部２４および相手コネクタ２（図２参照）の端子（不図示）との電気的な接続を担う接続部２５が設けられている。
また、弾性部材３０は、例えば高弾性を有する金属製であり、当接部３１と押圧部３２とを有する。当接部３１は、ハウジング１０のキャビティ１２の第２室１２２を形成している内壁面（図５に示す上面１２４）に接して、ハウジング１０からの反力を受ける部分である。また、押圧部３２は、当接部３１から折り返されて、端子部材２０の背面２２を押圧する部分である。ここで、この押圧部３２は、端子部材２０の背面２２のうちの、接触面２１のセレーション領域２１１に対向する被押圧領域２２１を押圧する。
図５は、本実施形態のコネクタの組立の過程を示した断面図である。ただし、コイル巻線４０およびハウジング１０の柱状部１１については、断面図でなく模式図となっている。これは、ハウジング１０の柱状部１１にコイル巻線４０の先端部４１が巻き付けられている様子を示すためである。
図５（Ａ）には、端子部材２０を挿し込む前の状態のハウジング１０の断面が示されている。
端子部材２０が挿し込まれる前に、コイル巻線４０が、図５（Ａ）に示すように、ハウジング１０のキャビティ１２を区画している下面１２３に沿って配置される。そして、そのコイル巻線４０の先端部４１が、ハウジング１０の柱状部１１への巻付けにより終端処理がなされる。このコイル巻線４０は、本発明にいう電線の一例である。ここでは、このコイル巻線４０の直径を直径ｗとする。
この状態で、端子部材２０が、接触面２１をコイル巻線４０側に向けた姿勢で、図５（Ｂ）に示すように、ハウジング１０のキャビティ１２の第１室１２１に挿し込まれる。
次に、ハウジング１０のキャビティ１２の第２室１２２に、押圧部３２を端子部材２０側に向けた姿勢で、弾性部材３０が挿し込まれる。
すると、弾性部材３０の押圧部３２が、端子部材２０の背面２２の、セレーション領域２１１と対向する被押圧領域２２１に接して弾性変形する。図５（Ｃ）には、弾性変形した後の押圧部３２が実線で示されている。また、この図５（Ｃ）には、弾性変形する前の状態の押圧部３２が破線で示されている。この図５（Ｃ）には、押圧部３２の、弾性変形する前の状態からの弾性変形による変位量ｄが示されている。
この押圧部３２の弾性変形により、弾性部材３０の当接部３１が、ハウジング１０のキャビティ１２を区画している上面１２４から反力を受ける。そして、弾性部材３０の押圧部３２が、端子部材２０を、コイル巻線４０に向けて下方に押圧する。この押圧により、端子部材２０の接触面２１に形成されたセレーション２３がコイル巻線４０の被覆を突き破り、端子部材２０とコイル巻線４０とが導通する。
なお、弾性部材３０が第２室１２２に挿入されると、押圧部３２の、当接部３１から折り返された側の固定端から延びた先端側の自由端部３２１が、押圧部３１の、当接面３１１に対する裏面である背面３１２に当接する。この当接により、より大きな押圧力を得ることができ、端子部材２０がコイル巻線４０により強く押し当てられる。
ここで、端子部材２０には圧入部２４（図４（Ａ）参照）が設けられていて、ハウジング１０のキャビティ１２に圧入される。これにより、端子部材２０の、キャビティ１２からの抜けが防止される。一方、弾性部材３０には、端子部材２０における圧入部２４に相当する構造は設けられていない。ただし、この弾性部材３０は、キャビティ１２内で弾性変形することで、キャビティ１２内に強く嵌り込んでいる。これにより、弾性部材３０も、キャビティ１２からの抜けが防止される。
図６は、コイル巻線の直径ｗと弾性部材の押圧部の変位量ｄとの関係を示す模式図である。
一般的に、太いコイル巻線は細いコイル巻線より通電容量が大きいので、端子部材との接触界面において広い接触面積が必要である。接触面積を広げるには、端子部材の押圧力を強くしてコイル巻線の一部を潰すことが有効である。このため、太いコイル巻線の場合、端子部材の押圧力を上げることが必要となる。
ここで、本発明のコネクタ１の場合、図６に示すように、コイル巻線４０の直径ｗが大きい（コイル巻線４０が太い）ほど、弾性部材３０の押圧部３２の変位量ｄ（図５（Ｃ）参照）が大きい。すなわち、太いコイル巻線４０ほど、そのコイル巻線４０に、端子部材２０が強い押圧力で押し当てられる。
そこで、コイル巻線４０の直径ｗと弾性部材３０の押圧部３２の変位量ｄとの関係が適切な関係となるように、弾性部材３０等を設計しておく。そうすることにより、１つの設計によるコネクタ１を使って、広いレンジの直径のコイル巻線４０に対し、端子部材２０を適切な押圧力で押圧することが可能となる。
図７は、弾性部材の各種変形例を示した模式図である。
上述の実施形態における弾性部材３０の場合、押圧部３２は、当接部３１の延びた向きの一方の端部で折り返して片持ち梁形状に延びた形状を有している。
これに対し、図７（Ａ）に示す弾性部材３０の場合、当接部３１の延びる向きの前後の端部の各々で折り返した２つの押圧部３２が設けられている。
また、図７（Ｂ）に示す弾性部材３０の場合、当接部３１の一方の側面で折り返した押圧部３２が設けられている。すなわち、この弾性部材３０は、この図７（Ｂ）に示す形状のまま、紙面に垂直な向きに延びた弾性部材である。
さらに、また、図７（Ｃ）に示す弾性部材３０の場合、当接部３１の両側の側面それぞれで折り返した２つの押圧部３２が設けられている。すなわち、この弾性部材３０は、図７（Ｂ）の場合と同じく、この図７（Ｃ）に示す形状のまま、紙面に垂直な向きに延びた弾性部材である。
このように、図４（Ｂ）に示す形状の弾性部材３０に代えて、当接部３１と押圧部３２とを有する、様々な形状の弾性部材を採用し得る。
なお、端子部材２０についての変形例は、その図示を省略するが、端子部材２０についても様々な形状のものを採用することができる。例えば、上述の実施形態における端子部材２０の接続部２５は角柱形状であるが、この接続部２５は、例えば、円柱形状であってもよく、平板形状であってもよく、様々な形状のものが採用され得る。
以上の通り、本実施形態のコネクタは、１つの設計で、広いレンジの径のコイル巻線４０に適用することが可能である。
ここでは、モータのコイル巻線４０に繋がるコネクタ１について説明した。ただし、本発明は、モータのコイル巻線に接続されるコネクタに限られるものではない。本発明のコネクタは、端子にセレーションを形成しておいて、そのセレーションをエナメル線等の電線に押し当てて導通を図る様々な分野に適用するすることができる。
１ コネクタ
２ 相手コネクタ
１０ ハウジング
１１ 柱状部
１２ キャビティ
１２１ 第１室
１２２ 第２室
１２３ 下面
１２４ 上面
２０ 端子部材
２１ 接触面
２１１ セレーション領域
２２ 背面
２３ セレーション
２４ 圧接部
２５ 接続部
３０ 弾性部材
３１ 当接部
３２ 押圧部

Claims (4)

  1. キャビティを有し絶縁性材料で形成されたハウジングと、
    前記ハウジングへの圧入を担う平板状の基部、および該基部から延長して外力の影響を受けない状態で該基部とともに一枚の平板を成し、電線に接する接触面に電線との接触を担うセレーションが形成されたセレーション部を備え、前記キャビティに収容される端子部材と、
    前記キャビティに収容されて該キャビティ内で弾性変形し、前記セレーション部の、前記接触面に対する背面を押圧する、前記ハウジングとは別体の弾性部材とを備えたことを特徴とするコネクタ。
  2. 前記弾性部材が、
    前記ハウジングの、前記キャビティを形成している内壁面に当接して該ハウジングから反力を受ける当接面を有する当接部と、
    前記当接部から折り返されて前記セレーション部を弾性的に押圧する押圧部とを有し、
    前記キャビティ内で弾性変形することで前記ハウジングへの圧入なしに該キャビティ内に嵌り込むことを特徴とする請求項１に記載のコネクタ。
  3. 前記弾性部材が、前記キャビティに収容されて前記端子部材を押圧した状態において、前記押圧部の、前記当接部から折り返された側の固定端から延びた先端側の自由端部が、該当接部の、前記当接面に対する裏面である背面に当接することを特徴とする請求項２に記載のコネクタ。
  4. 前記弾性部材が、前記端子部材に、前記電線が太径であるほど大きな押圧力を与えて該端子部材と該電線とを導通させる部材であることを特徴とする請求項１から３のうちのいずれか１項に記載のコネクタ。
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