JP2007149517A - 端子接触圧測定方法およびその測定具 - Google Patents

Abstract

【課題】雌端子を破壊することなしに、コネクタの両端子の接触圧を直接測定することである。
【解決手段】圧電素子部１１ａを有する雄端子と相似形の挿入片１１を雌端子２０に挿入する。雌端子２０内のばね２１の押圧力を受けた挿入片１１の圧電素子部１１ａに、周波数を与えると、圧力が加わった前後で周波数が比例的に変化するため、その値を検出すると接触圧が直接的に測定可能となる。また、圧力が加わった前後でインピーダンスが比例的に変化するため、その値を検出してもよい。挿入片１１は、圧電素子部１１ａを剛性部１１ｂにより挟み込んで形成すると、磨耗劣化しにくくなり、耐久性が向上する。
【選択図】図２

Description

この発明は、互いに補完形状をなす、コネクタの雌端子に雄端子を挿入して接続した際の、その両端子の接触圧を測定する方法およびその測定を行う器具に関する。

図４に示すように、コネクタの雌端子２０に雄端子３０を挿入すると、その雌端子２０のばね２１の機能により、雄端子３０が図中矢印で示すように押圧され、所要の接触圧が与えられて接続が維持される。このとき、その接触圧が所要値でないと、接続不良が生じ、所要電力、所要信号の伝達がされない恐れがある。このため、コネクタの接触圧の正確な値を知る必要がある。

従来の接触圧の測定の方法としては、特許文献１に記載されているように、雌端子２０に雄端子３０を挿し入れるおよび引き抜く際に要する力、すなわち挿抜力を測定していた。そして、この挿抜力の大小とコネクタの接触圧の大小とがある程度の比例関係にあることから、コネクタの雌端子２０の接触圧を予測していた。

しかし、このような間接的な方法では、正確な両端子２０，３０の接触圧を測定することはできない。というのは、挿抜力と接触圧には相関関係はあるものの、雌端子２０のばね機能特性や両端子に施されためっきの摩擦特性等の種々の要因によって、その関係が一定に定まらないからである。

他方で、両端子２０，３０間の接触圧を正確に知るために、雌端子２０の挿入口周縁を切開してばね２１の部分をむき出し状態とし、これを直接押圧することで、接触圧を直接測定する方法が知られている。

しかし、この方法では、いちいち雌端子２０を破壊せねばならず、手間がかかり、さらに破壊により、接触圧の変化が生じる可能性があり、依然として測定精度に課題を残す。また、その破壊した雌端子２０が使用できないため資源の無駄が多く、コスト的負担も大きい。
特開２００２−１６４１４０号公報

そこで、この発明は、雌端子を破壊することなしに、両端子の接触圧を直接的に測定することをその課題とする。

上記課題を解決するために、この考案においては、互いに補完形状をなす雌端子と雄端子とからなるコネクタの雌端子に、圧電素子からなる圧電素子部を有する雄端子と相似形の挿入片を挿入し、その挿入に伴う圧電素子部にかかる圧力の変化を検出し、その検出値に基づき、コネクタの接触圧を測定することとしたのである。
なお、本願で言う圧電素子には、水晶発振子も含まれるものとする。

圧電素子部に圧力が加わると、圧力の大きさに比例的に電圧が変化する。そのため、この電圧の変化を検出すると、接触圧を直接的に測定することができる。そして、このように、接触圧を電気量に変換する電気的方法によると、接触圧を撓み量として検出する機械的方法に比べて、誤差修正等が少なく、より正確な測定が可能となる。

具体的には、圧電素子部に周波数を与えて振動させ、挿入片を雌端子に挿入する前後の周波数の変化を計測することにより圧力の変化を検出したり、挿入片を雌端子に挿入する前後の圧電素子部の２点間のインピーダンスを計測し、そのインピーダンスの変化により圧力の変化を検出したりするのが、簡易に計測可能であるため、便利であり、また、さらに正確を期することができる。
なお、圧電素子部に与える周波数としては、圧電素子部の持つ共振周波数を選択するのが効率的である。

ここで、圧電素子は一般的に耐摩耗性に劣るため、挿入片の耐久性を向上させるためには、圧電素子部を、耐摩耗性に優れた剛性部材からなる剛性部で上下から挟み込み、圧電素子の雌端子に対する接触面積を、簡易な構造でできる限り減じるのがよい。なお、剛性部には、金めっき等のめっきを施してさらに耐久性に優れたものとしてもよい。

この発明は、雄端子に模した圧電素子部を有する挿入片を雌端子に挿入した際の、圧電素子部の圧力変化を検出し、その検出値に基づき、雌端子の接触圧を測定することとしたので、雌端子を破壊することなく、端子の接触圧を正確に測定することができる。

以下、図面を参照しつつこの発明の実施形態について説明する。図１に示すように、この実施形態の端子接触圧測定具１０は、挿入片１１と、基部１２とからなる。

図示のように、挿入片１１は、全体として上述したコネクタの雄端子３０とほぼ相似形であり、圧電素子からなる圧電素子部１１ａを、剛板からなる剛性部１１ｂで挟み込んで形成されている。剛性部１１ｂの一方には、図示のように圧電素子部１１ａへと通じる配線孔１１ｃが設けられており、この配線孔１１ｃを通じて、後述するように、配線４０の両端が圧電素子部１１ａの２点にそれぞれつながれる。

また、図示のように、基部１２は挿入片の剛性部１１ｂと一体的に幅広に形成されており、後端にはねじ孔１２ａが設けられている。この基部１２は、ねじ孔１２ａを介して測定ロボットなどのアームにねじ止めされる。

この端子接触圧測定具１０は以上の構成であり、つぎにその作用を説明する。図２のように、内部に雄端子３０保持のためのばね２１を有するコネクタの雌端子２０に、挿入片１１を挿入すると、図中矢印で示すように、ばね２１に挿入片１１が押圧される。

挿入片１１がばね２１に押圧されると、圧電素子部１１ａ圧力が加えられる。この圧電素子部１１ａには、図示のように、配線孔１１ｃを通じて配線４０の両端がつながれており、圧力の変化を電気的に検出できるようになっている。

配線孔１１ｃから引き出された配線４０は、図３のように交流電源５０につながれ、交流電流が常時流されている。圧電素子部１１ａに圧力が加わると、配線４０の両端間のインピーダンス（いわゆる交流抵抗）が圧力に比例して変化するため、インピーダンス測定器６０で圧力が加えられた前後のインピーダンスを測定すると、接触圧の正確な値を知ることができる。

また、これに代えて、圧電素子部１１ａに所定の周波数（共振周波数付近が検出の効率上望ましい）を与えて圧電素子を振動させておき、圧電素子部１１ａに圧力が加わった前後の周波数の変化を周波数測定器で測定してもよく、この場合においても、周波数の変化量は圧力に比例するため、接触圧の正確な値を知ることができる。

（ａ）は端子接触圧測定具の平面図、（ｂ）はその側面図 雌端子に挿入片を挿入した状態を示す図 端子接触圧測定装置の回路図 雌端子に雄端子を挿入した状態を示す図

符号の説明

１０ 端子接触圧測定具
１１ 挿入片
１１ａ 圧電素子部
１１ｂ 剛性部
１１ｃ 配線孔
１２ 基部
１２ａ ねじ孔
２０ 雌端子
２１ 雌端子内のばね
３０ 雄端子
４０ 配線
５０ 交流電源
６０ インピーダンス測定器

Claims (6)

1. 互いに補完形状をなす雌端子２０と、雄端子３０とからなるコネクタの雌端子２０に、圧電素子からなる圧電素子部１１ａを有する雄端子３０と相似形の挿入片１１を挿入し、この挿入に伴う圧電素子部１１ａにかかる圧力の変化を検出し、この検出値に基づき、上記コネクタの接触圧を測定する端子接触圧測定方法。
2. 上記圧電素子部１１ａにかかる圧力の変化を、圧電素子部１１ａに周波数を与えて振動させ、挿入片１１を雌端子２０に挿入する前後の周波数を計測し、この周波数の変化により検出する請求項１に記載の端子接触圧測定方法。
3. 上記圧電素子部１１ａに与える周波数として、圧電素子部１１ａの持つ共振周波数を選択した請求項２に記載の端子接触圧測定方法。
4. 上記圧電素子部１１ａにかかる圧力の変化を、挿入片１１を雌端子２０に挿入する前後の圧電素子部１１ａの２点間のインピーダンスを計測し、このインピーダンスの変化により検出する請求項１に記載の端子接触圧測定方法。
5. 互いに補完形状をなす雌端子２０と雄端子３０とからなるコネクタの、雌端子２０に挿入する雄端子３０と相似形の挿入片１１を有し、この挿入片１１の一部または全部を圧電素子からなる圧電素子部１１ａとした端子接触圧測定具。
6. 上記挿入片１１を、圧電素子からなる圧電素子部１１ａと、圧電素子部１１ａを上下から挟み込む剛性部材からなる剛性部１１ｂとから形成した請求項５に記載の端子接触圧測定具。

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