JP2011124229A - 電気コネクタ内の端子用構造体 - Google Patents

Abstract

【課題】電気コネクタの端子への過大応力を防ぐための構造体を提供する。
【解決手段】端子用構造体１は、端子固定部分１０、端子弾性部分２０、および過大応力防止要素３０を有している。端子弾性部分２０は端子固定部分１０に対する弾性変形を可能にし、外力によって促される場合、端子固定部分１０に向かって曲がるように構成される。過大応力防止要素は、端子固定部分１０と端子弾性部分２０との間に設けられ、端子弾性部分２０の過度な曲げを抑制するように構成される。
【選択図】図５

Description

関連する出願の相互参照
本出願は、中国知識産権局に、2009年12月1日に出願した中国特許出願第200910258032.0号の利益を主張し、その開示を、参照することによって本明細書に組み込む。

本発明の背景
発明の分野
本発明は、電気コネクタの分野に関し、特に、電気コネクタの端子用構造体に関する。

関連技術の記載
先行技術において、電気コネクタ内で端子シートは、端子シート間の接続または接触のための締め付け力または保持力を一般的に提供することが知られている。一般的に、端子シートは、梁のような片持ち梁構造体を通常採用する。

図１ａおよび図１ｂを参照して、それらは、梁構造体の特徴を概略的に説明する。図１ａは、１つの固定端部を有する片持ち梁の基本的な力学的概略図を示し、同時に、一方の端部が外力Ｆを受けている片持ち梁の曲げモーメント分布図を示す。図１ａに示すように、梁の固定端部は、最大曲げモーメントＴに耐える。そして、図１ｂは、外力Ｆを受けている梁全体における連続的な応力分布を示し、この梁の固定端部は、最大応力に耐える。これらの図面から、梁構造体の力学的特徴に基づいて、梁の固定端部は、最大曲げモーメントに耐え、従って、梁全体の変形耐性および耐久応力限界は、梁の固定端部の耐久応力限界に依存する。

片持ち梁の上記の力学的原理によれば、（図２ａに図示するような）断面が一定の理想的な梁には、不均一な応力分布が存在し、言い換えると、この理想的な梁のある部分は、応力に耐えられない。電気コネクタにおいて、端子は、シート金属材料でできた単一ピースで作られているため、梁型端子シートの厚さは、通常変化しないままである。言い換えると、そのような端子シートの厚さを変えることによって、梁型端子シートへの応力分布を変化させることは実現不可能である。

更に、この梁の構成では、図２に示すように、そのような梁の幅を変えることによって、均一な応力分布を達成することができる。しかしながら、これは、梁の変形耐久性を向上させるに過ぎず、梁の応力特性を向上させるのには役立たない。同時に、電気コネクタにおいて梁型端子シートは、安定した電気接続を形成できる十分な接触領域を確保するように、特定の幅を有する必要がある。従って、梁の自由端部の幅を減少させることと、端子の有効接触領域を増加させることとの間には、矛盾が存在する。従って、電気コネクタ内のそのような梁の幅を変えることによって梁上の応力分布を向上させる、上記の方法を採用することも、実現不可能である。

本発明の要約
上記の不利益の少なくとも１つの要旨を克服または軽減するように、本発明を形成した。

従って、電気コネクタの端子への過大応力を防ぐための構造体を提供することが、本発明の目的である。

従って、構造がコンパクトであり、非常に効率的に材料を利用して低コストであり、かつ端子への応力の精密制御を可能にする、電気コネクタ内の端子用構造体を提供することが、本発明のもう１つの目的である。

従って、上記の構造体の端子を有する電気コネクタを提供することは、本発明のもう１つの更なる目的である。

本発明の１つの要旨に基づいて、電気コネクタ内の端子用構造体を提供する。構造体は：端子固定部分；端子固定部分から延在する端子弾性部分であって、端子固定部分に対する弾性変形を可能にし、かつ外力を受けた場合、端子固定部分に向かって曲がるように構成された端子弾性部分；および端子固定部分と端子弾性部分との間に設けられ、端子弾性部分の過度な曲げを抑制するように構成された過大応力防止要素を有して成る。本発明によれば、電気コネクタ内の上記の端子用構造体において、弾性変形するための端子弾性部分は、過大応力防止要素によって支持される弾性変形領域を有する。

本発明の好ましい実施形態に基づいて、端子弾性部分が、嵌合端子と係合する場合、過大応力防止要素は、端子弾性部分の変形した弾性変形領域を支持する。尚、図４および図５に図示するように、変形した弾性変形領域は、円弧断面を有する変形部分であってよい。

特に、端子弾性部分は：嵌合端子と接触するように構成された上側表面；および過大応力防止要素と接触するように構成された下側表面を有し； 過大応力防止要素は、端子弾性部分の下側表面と一致するように構成された支持表面を有する。更に、過大応力防止要素の支持表面は、端子弾性部分の変形した弾性変形領域を少なくとも支持する。好ましくは、支持表面は、変形した端子弾性部分の下側表面の曲率と一致する曲率を有する、湾曲した表面としての態様を有してよい。別の実施形態において、支持表面は、少なくとも１つの円弧縁部としての態様を有してよい。

本発明に基づく電気コネクタ内の端子用構造体は、金属材料で作られることが好ましい。

１つの好ましい実施形態において、過大応力防止要素を、スタンピング加工または打抜加工によって端子固定部分と一体化させてよい。もう１つの実施形態において、過大応力防止要素を、射出成形加工によって端子固定部分と一体化させてよい。更なる実施形態において、過大応力防止要素は、端子から独立した追加の要素であってよく、かつ端子固定部分と端子弾性部分との間に設けられる。

一方、本発明は、上記の端子用構造体を組み込む電気コネクタを更に含む。電気コネクタは：上記構造体を有する端子；および中に端子が設けられる絶縁ハウジングを有して成る。

図３ａを参照して、片持ち梁の構造体において、曲げられる梁の構造体に基づいて（例えば、外力を受けた場合、曲げられた梁は、ある曲率の湾曲表面を有する）、補助支持機構を、曲げられる梁の下方に設ける。補助支持機構は、曲げられる梁の湾曲表面と一致する湾曲表面を有する。外力が作用した場合、曲げられた梁は、支持機構の一致湾曲表面で全面が支持される。図３ｂに示すように、梁構造体の力学的原理に基づいて（固定端部および自由端部を含む）梁全体にて均一な応力分布を形成するように、曲げられた梁が、支持機構の湾曲した表面によって十分に支持される。従って、片持ち梁に対して、最大変形耐性および増加した耐久応力限界を達成する。

上記から明らかなように、本発明の電気コネクタ内の端子用構造体は、少なくとも以下の利益を有する：上記の片持ち梁の構成原理に基づいて、過大応力防止要素が、構造体に組み込まれる。外力を受けた場合、過大応力防止要素によって、電気コネクタ内の端子用構造体の曲げられた端子弾性部分全体で、端子上における均一な応力分布を達成できる。過大応力防止要素の支援がある場合、先行技術の端子弾性部分と同じ大きさを有する端子弾性部分は、より大きな変形およびより大きな外力に耐えることができる。

更に、本発明の電気コネクタ内の端子用構造体は、過大応力防止性能を達成するように電気コネクタに組み込まれてよい。更に、本発明に基づく端子用構造体は、構造がコンパクトであり、高効率に材料を利用して低コストであり、かつ端子への応力の精密な制御を可能にする。

本発明のこれらおよび／または他の要旨および利点は、添付図面と関連して挙げられる実施形態の以下の説明から明らかになり、より容易に理解されるであろう。

図１ａおよび図１ｂはそれぞれ、片持ち梁の力学的原理を説明する概略図であり、図１ｂは曲げられた梁全体における応力分布状態を示す。 図２ａおよび図２ｂはそれぞれ、先行技術における梁上の均一な応力分布の解決方法を示す概略図である。 図３ａおよび図３ｂはそれぞれ、本発明の構成原理を示す概略図であり、図３ｂは、本発明の構造体を採用する梁上の応力分布状態を示す。 図４は、本発明の好ましい実施形態に基づく電気コネクタ内の端子用構造体を示す概略図であり、応力を加える前および加えた後の端子用構造体の状態を説明する。 図５は、本発明の好ましい実施形態に基づく電気コネクタ内の端子用構造体を示す拡大概略図であり、応力を加えた後の端子用構造体の状態を主に説明する。

発明の好ましい実施形態の詳細な説明
本開示の例示的な実施形態を、添付図面を参照して下記にて詳細に説明する。添付図面において、同様の参照番号は同様の要素を意味する。しかしながら、本開示を多くの種々の形態での態様を有してよく、本明細書で説明される実施形態に限定するように解釈されるべきではなく；むしろ、本開示が完全かつ完璧になるように、ならびに当業者に本開示の概念を十分に伝えるために、これらの実施形態を提供する。

より容易に理解するために、以下は、実施例として、電気コネクタ内の端子用構造体を挙げることによる、本発明に関する詳細な説明および図示である。電気コネクタは、絶縁ハウジング、および絶縁ハウジング内に設けられ、電気接続するように構成された端子を主に有して成ることが好ましい。端子は、嵌合電気コネクタの嵌合端子と嵌合する、スプライシング部を有する。電気コネクタ内の端子用構造体は、主に端子のスプライシング部上で用いられる。

図４および図５は、本発明の好ましい実施形態に基づく電気コネクタの一部をそれぞれ示す。特に、図４は、本発明に基づく電気コネクタ内の端子用構造体の一部であって、特に、応力を加える前および加えた後の端子用構造体の状態のものを主に示し；図５は、応力を加えた後の端子用構造体の状態にある、電気コネクタ内の端子用構造体の一部を主に示す。より容易に説明するために、図４および図５において数字１は、本発明に基づく、電気コネクタ内の端子および端子用構造体の双方を表し；数字２は、電気コネクタと係合する嵌合電気コネクタおよび嵌合電気コネクタの端子（即ち外部端子）の双方を表し；ならびに数字３は、電気コネクタの絶縁ハウジングおよび絶縁ハウジングの側方壁を表し、電気コネクタおよび嵌合電気コネクタを互いに係合させる場合、嵌合電気コネクタの端子は、絶縁ハウジングの側方壁と協働して、電気コネクタ内の端子用構造体に外力を作用させる。更に、好ましい実施形態によれば、電気コネクタの端子は、メス端子としての態様を有し、電気コネクタと係合する嵌合電気コネクタの端子は、オス端子としての態様を有する。

図４および図５に図示するように、本発明は、電気コネクタ内の端子用構造体１を提供する。電気コネクタ内の端子用構造体１は、端子固定部分１０；端子固定部分１０から延在する端子弾性部分２０、および過大応力防止要素３０を有して成る。端子弾性部分２０は、端子固定部分１０に対する弾性変形を可能にする。端子弾性部分２０は、外力によって促される場合、端子固定部分１０に向かって曲がるように構成される。過大応力防止要素３０は、端子固定部分１０および端子弾性部分２０との間に設けられ、端子弾性部分２０の過度な曲げを抑制するように構成される。特に、端子固定部分１０および端子弾性部分２０は、単一ピースで形成され、それらは、良好な導電性を有する金属材料で作られる。隅部は、端子固定部分１０と端子弾性部分２０との間に形成される。外力が作用しない場合、下方に形成された端子弾性部分２０は、絶縁ハウジング３の側方壁と接触することが好ましい。

弾性変形するための端子弾性部分２０は、外力の適用時、弾性変形領域２０１を有する。過大応力防止要素３０は、弾性変形領域２０１を少なくとも支持するように設けられる。端子固定部分１０の付近にある、端子弾性部分２０の弾性変形領域２０１は、最大変形箇所Ｒを有する。最大変形箇所Ｒの位置は、材料力学の常套の方法によって得られてよい。本発明によれば、過大応力防止要素３０は、端子弾性部分２０の弾性変形領域２０１を少なくとも支持する。当然、過大応力防止要素３０は、最大変形箇所Ｒを必然的に支持し、その結果、この箇所の局限応力値は効果的に増加し、その結果、端子弾性部２０の許容変形値は増加する。図４に示すように、好ましい実施形態によれば、端子弾性部分２０を、外部端子２と係合させる場合、即ち、外部端子２からの力の作用を受けて、端子弾性部分２０が変形する場合、過大応力防止要素３０は、端子弾性部分２０の最大変形箇所Ｒだけでなく、端子弾性部分２０の変形した弾性変形領域２０１も支持する。従って、上記の梁構造体の構成原理と併せて、端子弾性部分２０の変形した弾性変形領域２０１を支持する過大応力防止要素３０を採用することによって、端子弾性部分２０の変形した弾性変形領域２０１への応力は均一になる。従って、過大応力防止要素３０の支援によって、長さが同じ端子弾性部分２０は、最大変形耐性の向上および耐久応力限界の増大を達成する。

更に、図５に示すように、端子弾性部分２０は、外部端子２と嵌合する上側表面２０Ａ、および上側表面２０Ａに対向する下側表面２０Ｂを有する。更に、過大応力防止要素３０は、下側表面２０Ｂと一致する支持表面３０Ａを有する。図４および図５に示すように、変形した弾性変形領域２０１が、円弧形断面を有する領域２０１であってよいことは、言及するに値する。好ましい実施形態によれば、端子弾性部分２０が平坦である場合、過大応力防止要素３０の支持表面３０Ａは、変形した端子弾性部分２０の下側表面の曲率と一致する曲率を有する滑らかに湾曲した表面としての態様を有することが好ましい。従って、変形した端子弾性部分２０は、過度応力防止要素３０の支持表面３０Ａと十分に接触する。上記構造を採用することによって、端子弾性部分２０への応力は、より精密に制御される。特に、１つの好ましい実施形態において、過大応力防止要素３０の支持表面３０Ａは、変形した端子弾性部分２０の弾性変形領域２０１を少なくとも支持する。好ましくは、過大応力防止要素３０の支持表面３０Ａは、変形した端子弾性部分２０の下側表面２０Ｂの曲率と一致する曲率を有する完全な湾曲表面である。あるいは、もう１つの好ましい実施形態において、支持表面３０Ａは、少なくとも１つの円弧縁部としての態様を有してよい。例えば、過大応力防止要素３０が、端子固定部分１０にスタンピング加工を適用することによって形成される場合、過大応力防止要素３０の支持表面３０Ａは、端子固定部分１０の双方の側方から延在する円弧縁部としての態様を有する。

本発明に基づいて、電気コネクタ内の端子用構造体１の過度応力防止要素３０を、端子固定部分１０と端子弾性部分２０との間に、任意の適当な方法で形成してよい。例えば、１つの実施形態において、過大応力防止要素３０を、スタンピング加工によって端子固定部分１０と一体化させてよい。あるいは、もう１つの好ましい実施形態において、過大応力防止要素３０を、射出成形加工によって端子固定部分１０と一体化させてよい。更に、過大応力防止要素３０は、端子固定部分１０と端子弾性部分２０との間に設けられた追加の要素であってよい。

本発明によれば、電気コネクタに用いられる端子１用構造体は、梁構造体の力学的原理に基づいて構成されている。更に、端子用構造体は、構造のコンパクトさ、高効率な材料利用、低コストおよび端子用構造体への応力の精密な制御という利点を有する。

一方、本発明に基づいて、端子用構造体を採用する端子は、変形させられた場合、均一に分布した状態の応力を有する。従って、端子弾性部分２０の局限応力値および許容変形値を効率的に増加させる。更に、本発明に基づく端子用構造体を採用する端子は、コンパクトな構造、高効率な材料利用、低コスト、および端子用構造体への応力の精密な制御の面で有利である。

複数の例示的な実施形態を図示し、説明してきたが、開示の原理および概念、請求項にて規定される範囲およびそれらと同等のものから逸脱することなく、これらの実施形態において、種々の変更または改良を行なってよいことは、当業者にとって当然であろう。

Claims (12)

1. 電気コネクタ内の端子用構造体であって：
   端子固定部分；
   端子固定部分から延在する端子弾性部分であって、該端子固定部分に対する弾性変形を可能にして、外力の適用時、該端子固定部分に向かって曲がるように構成された端子弾性部分；および
   該端子固定部分と該端子弾性部分との間に設けられ、該端子弾性部分の過度な曲げを抑制するために構成された、過大応力防止要素
   を有して成る構造体。
2. 弾性変形するための該端子弾性部分は、該過大応力防止要素によって支持される弾性変形領域を有する、請求項１に記載の構造体。
3. 該端子弾性部分が嵌合端子と係合する場合、該過大応力防止要素は、該端子弾性部分の変形した弾性変形領域を支持する、請求項１に記載の構造体。
4. 該端子弾性部分は：
   嵌合端子と接触するように構成された上側表面；および
   該過大応力防止要素と接触するように構成された下側表面；
   を有し、
   該過大応力防止要素が、該下側表面と一致するように構成された支持表面を有する、請求項３に記載の構造体。
5. 該過大応力防止要素の該支持表面は、該端子弾性部分の変形した弾性変形領域を少なくとも支持する、請求項４に記載の構造体。
6. 該支持表面は、該変形した端子弾性部分の該下側表面の曲率と一致する曲率を有する湾曲した表面としての態様を有する、請求項４に記載の構造体。
7. 該支持表面は、少なくとも１つの円弧縁部としての態様を有する、請求項４に記載の構造体。
8. 構造体は、金属材料で作られている、請求項１に記載の構造体。
9. 該過大応力防止要素は、スタンピング加工によって該端子固定部分と一体化している、請求項１に記載の構造体。
10. 該過大応力防止要素は、射出成形加工によって該端子固定部分と一体化している、請求項１に記載の構造体。
11. 該過大応力防止要素は、該端子から独立した追加の要素であって、該端子固定部分と該端子弾性部分との間に設けられる、請求項１に記載の構造体。
12. 請求項１〜１１のいずれか１つに記載の構造体を有する端子；および
    中に該端子が設けられる絶縁ハウジング
    を有して成る電気コネクタ。

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