JP5900544B2

JP5900544B2 - コネクタ端子

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Publication number: JP5900544B2
Application number: JP2014138061A
Authority: JP
Inventors: 遠藤　隆吉; 隆吉遠藤; 雄彦大菅; 正哉牟田; 誠治佐々木
Original assignee: Dai Ichi Seiko Co Ltd
Current assignee: I Pex Inc
Priority date: 2014-07-03
Filing date: 2014-07-03
Publication date: 2016-04-06
Anticipated expiration: 2034-07-03
Also published as: JP2016015293A

Description

本発明は、自動車等に搭載される各種機器の電気接続に使用されるコネクタ端子に関する。

端子表面に端子部を有する基板が嵌合されるコネクタとして、例えば特許文献１に記載のコネクタが知られている。図１８に示すように、このコネクタ１００は、互いに嵌合可能に形成された基板側ハウジング１０１と電線側ハウジング１０２とから構成されている。基板側ハウジング１０１には、端部表面に端子部１０４を有する基板１０３が設けられている。電線側ハウジング１０２には、端子部１０４に接触可能な端子金具１０５が設けられている。

端子金具１０５は、導電性板材を折り曲げて形成されており、その後端部には電線Ｗを接続可能な電線接続部１１１が設けられている。この電線接続部１１１の前方には、中空状の接続部１１６が形成されており、その接続部１１６の内側に、全体として回曲するように折り曲げられた弾性接触片１０９が設けられている。基板側ハウジング１０１の奥壁部１０６には、前方に向かって押圧部１０７が突設されている。押圧部１０７の先端内側には、端子金具１０５の弾性接触片１０９を押圧する案内面１０８が設けられている。

このコネクタ１００では、基板側ハウジング１０１の内側に、電線側ハウジング１０２を挿入するようにして嵌合操作を開始すると、図１９に示すように、基板１０３が基板挿入口１１２から電線側ハウジング１０２の内側に進入し、次に押圧部１０７が押圧部挿入口１１３から押圧部挿入空間１１４内に挿入される。そして、基板１０３が基板挿入口１１２の奥側に進入するとともに、図２０に示すように、案内面１０８が押圧受部１１５を押圧することで、弾性接触片１０９を基板１０３側に弾性変形させ、所定の位置まで嵌合操作が進行するとコネクタ１００の組み付けが完了する。このとき、押圧部１０７が弾性接触片１０９の第１屈曲部１１７を基板１０３側に押圧することで、弾性接触片１０９が接触位置に至り、接点部１１８が端子部１０４に接触する。

ところで、上記コネクタ１００の弾性接触片１０９は、１枚の導電性板材を折り曲げることによって端子金具５の一部として形成されており、電線接続部１１１および接続部１１６と一体になっている。そのため、弾性接触片１０９と電線接続部１１１および接続部１１６とが同一の材料とならざるを得ないが、弾性接触片１０９は弾性変形することにより基板１０３との高い接触信頼性が要求される。そのため、弾性接触片１０９に合わせて端子金具１０５全体の材質が決定されるため、コストが高くなってしまう。

特許第３６６９２６８号公報

上記課題を解決するためには、弾性接触片１０９と電線接続部１１１および接続部１１６とをそれぞれ別々の導電性板材により形成し、これらの導電性板材からなる２部品を一体化することが考えられる。２部品の一体化には、かしめや溶接等の様々な方法があるが、これらの２つの導電性板材からなる部品を接触させて固定する場合、平面同士が面接触することになるため、接触の信頼性が乏しいものとなる。

そこで、本発明においては、第１端子部品と第２端子部品とを固定するに際し、接触信頼性を向上したコネクタ端子を提供することを目的とする。

本発明のコネクタ端子は、導電性金属板を曲げ加工することにより形成された第１端子部品と、導電性金属板を曲げ加工することにより形成され、第１端子部品に固定されることにより導通接続される第２端子部品とを含み、第１端子部品または第２端子部品のうち、いずれかの固定される部分に、第２端子部品または第１端子部品に臨む突出部を有するものである。本発明のコネクタ端子によれば、第１端子部品と第２端子部品との接触部が、第１端子部品の表面と第２端子部品の表面との面接触ではなく、突出部による点接触となる。

第１端子部品と第２端子部品との信頼性の高い接触を実現するためには、金属対金属の接触を保つことが重要である。金属同士の接触自体は、真の接点（金属表面の微細な突起同士）によって行われており、接触抵抗値を下げるためにはこの真の接点を増やすことが必要である。真の接点を増やすには、接触荷重を高くして、高密着させることが必要となる。面接触よりも点接触の方が全体の接触面積が小さくなるため、単位面積当たりの接触荷重が高くなり、真の接点を稼げるため、有効接触面積は点接触の方が高くなる。すなわち、本発明のコネクタ端子では、第１端子部品と第２端子部品とが突出部による点接触となるため、単位面積当たりの接触荷重が高くなり、接触信頼性が高くなる。

本発明によれば、第１端子部品と第２端子部品との接触部が、第１端子部品の表面と第２端子部品の表面との面接触ではなく、突出部による点接触となるため、接触の信頼性が向上する。

本発明の実施の形態におけるコネクタの組み立て斜視図である。図１の側断面図である。図１のコネクタを分解した状態の側断面図である。図３の電線側コネクタハウジングを示す側断面図である。図３のＡ部拡大図である。図３の端子本体を示す斜視図である。図３の端子本体の鞘状部を示す側断面図である。図７の突出部の拡大断面図である。図３のばね片を示す斜視図である。図６の端子本体を形成する金属板を示す斜視図である。図１０のＢ部拡大図である。端子本体への組み込み前のばね片の状態を示す斜視図である。金属板の上にばね片を重ねて配置した状態を示す斜視図である。コネクタ端子の組み立ての様子を示す斜視図である。図１４の状態からキャリアをカットした状態を示す斜視図である。コネクタ端子のコネクタハウジングへの組み付け操作開始の様子を示す側断面図である。コネクタ端子のコネクタハウジングへの組み付け操作途中の様子を示す側断面図である。コネクタ端子のコネクタハウジングへの組み付け操作完了の様子を示す側断面図である。コネクタへの基板の組み付け操作開始の様子を示す側断面図である。コネクタへの基板の組み付け操作完了の様子を示す側断面図である。従来のコネクタの両ハウジングを嵌合する前の側断面図である。図１８の両ハウジングの嵌合操作の様子を示す側断面図である。図１８の両ハウジングの嵌合操作を完了したときの側断面図である。

図１は本発明の実施の形態におけるコネクタの組み立て斜視図、図２は図１の側断面図、図３は図１のコネクタを分解した状態の側断面図、図４は図３の電線側コネクタハウジングを示す側断面図、図５は図３のＡ部拡大図、図６は図３の端子本体を示す斜視図、図７は図３の端子本体の鞘状部を示す断面図、図８は図７の突出部の拡大断面図、図９は図３のばね片を示す斜視図、図１０は図６の端子本体を形成する金属板を示す斜視図、図１１は図１０のＢ部拡大図である。

図１および図２に示すように、本発明の実施の形態におけるコネクタ１は、端部表面に端子部Ｔを有する基板Ｂが嵌合される、いわゆるカードエッジコネクタである。基板Ｂは、ハウジングＨに保持されている。コネクタ１は、コネクタハウジング２内に、基板Ｂの端子部Ｔが接触するコネクタ端子３が収容されたものである。コネクタ端子３には、電線Ｃが接続される。

図３〜図５に示すように、コネクタハウジング２は、基板Ｂの嵌合側が開口されてハウジングＨが嵌合されるフード部２０と、フード部２０に接続され、ハウジングＨに保持された基板Ｂが嵌合される嵌合部２１と、コネクタ端子３が収容される端子収容室２２とを有する。嵌合部２１は、端子収容室２２に隣接して形成されている。また、嵌合部２１を挟んでコネクタハウジング２のフード部２０の反対側には、端子収容室２２へコネクタ端子３を挿入するための端子挿入口２３が形成されている。

コネクタ端子３は、図６に示す第１端子部品としての端子本体４と、図９に示す第２端子部品としてのばね片５とから構成される。端子本体４は、コネクタ端子３の挿入方向の前方（ハウジングＨ側）が開口（図６に示す開口部４０）されている。ばね片５は、コネクタ端子３の挿入方向の前方を開口部５０として折り返された形状である。ばね片５は、この開口部５０が端子本体４の開口（開口部４０）に臨んで端子本体４内に収容される。なお、以下の説明において、コネクタハウジング２の端子収容室２２に対するコネクタ端子３の挿入方向（図３に示す矢線Ｘ方向）を「前」とし、その反対方向を「後」として表現する。

コネクタ端子３は、端子挿入口２３から端子収容室２２内に挿入されて収容される。なお、複数のコネクタ端子３は、嵌合部２１を上下に挟んで対向するように収容されており、かつ、コネクタハウジング２に上下２段に分かれて千鳥状となるよう収容されている。コネクタハウジング２における端子収容室２２内には、このコネクタ端子３の前方に、端子収容室２２内に挿入される端子本体４のばね片５の開口部５０に向かって突出した突起部２４を有する。突起部２４の先端は、嵌合部２１から遠い側が端子挿入口２３に近くなるように斜めに形成された斜面２４ａとなっている。また、端子収容室２２と嵌合部２１との間には、ばね片５の一部が嵌合部２１に突出可能な突出用開口２５が形成されている。

端子本体４は、図１０に示すように打ち抜かれた導電性の良好な金属板４ａを曲げ加工することにより形成されたものである。なお、図１０には１つの端子本体４を構成する部分のみ示しているが、実際には複数の端子本体４を構成する部分が、その両端部のキャリア６ａ，６ｂによって繋げられた状態となっている。図６に示すように、端子本体４は、ばね片５が収容される鞘状部４１と、電線Ｃを圧着固定するための結束部４２とを有する。結束部４２は、電線Ｃの外部絶縁体の外周を保持する外被かしめ部４２ａと、電線Ｃを保持して鞘状部４１と導通接続する導体かしめ部４２ｂとにより構成されている。

また、鞘状部４１の前方には、ばね片５を鞘状部４１内に固定して鞘状部４１と導通接続する通電接続部４３を有する。通電接続部４３は、ばね片５に臨む突出部４４ａと、端子本体４の側面を切り欠いて形成されたかしめ片４４ｂとから構成されている。かしめ片４４ｂは、ばね片５の直線部５３（図１３参照。）に対して、両側から挟み込むように折り曲げて、かしめるためのものである（図１４参照。）。ばね片５は、端子本体４の突出部４４ａとかしめ片４４ｂとの間に、かしめにより固定される。一方、鞘状部４１の後方には、ばね片５の折り返された部分の後退を規制する受け部４５を有する。受け部４５は、端子本体４の側面を切り欠いて、内側へ略直角に折り曲げることにより形成されている。また、鞘状部４１の通電接続部４３の対面側には、ばね片５が突出用開口２５を通じて嵌合部２１に突出可能な位置に開口部４６が形成されている。

なお、本実施形態における突出部４４ａは、金属板４ａに打ち出し加工することにより形成している。また、突出部４４ａは、端子本体４ではなく、ばね片５に備えた構成としても良い。要するに、ばね片５または端子本体４のうち、いずれかの固定される部分に、端子本体４、または、ばね片５に臨む突出部４４ａを有する構成とすれば良い。なお、端子本体４とばね片５との固定は、かしめ以外の方法、例えば溶接等の方法により行うことも可能である。

図９に示すように、ばね片５は、コネクタ端子３の前方を開口部５０として折り返された形状であり、この折り返された部分はコネクタ端子３の後方に向かって凸曲面状に形成された曲面部５１となっている。また、通電接続部４３によって端子本体４に固定される一端部５ａと反対側の端部５ｂには、摺接部５２が形成されている。摺接部５２は、端子収容室２２内にコネクタ端子３が挿入される際に突起部２４を滑る状態で接触するように、ばね片５の内側に向かって凸曲面状に形成されている。

また、ばね片５は、通電接続部４３によって端子本体４に固定される部分は、端子本体４に沿うように直線部５３となっている。また、直線部５３には、前述のようにかしめ片４４ｂを両側から挟み込むように折り曲げてかしめる際に、かしめ片４４ｂによる挟み込み位置を規制するための規制部５３ａが設けられている。規制部５３ａは、直線部５３に幅広の部分を設けて、かしめ片４４ｂに対応する凹状の切欠きを形成したものである。また、端子本体４に固定される一端部５ａと折り返された部分である曲面部５１との間には、端子本体４から離れるように屈曲部５４が形成されている。さらに、曲面部５１と摺接部５２との間には、ばね片５の外側に向かって凸曲面状の接点部５５が形成されている。

上記コネクタ端子３は、以下の手順により形成される。図１２は端子本体４への組み込み前のばね片５の状態を示す斜視図、図１３は金属板４ａの上にばね片５を重ねて配置した状態を示す斜視図、図１４はコネクタ端子３の組み立ての様子を示す斜視図、図１５は図１４の状態からキャリアをカットした状態を示す斜視図である。

ばね片５は、導電性の良好な金属板を打ち抜いて、事前に図１２に示す状態に曲げ加工される。なお、前述の端子本体４と同様、図１２には１つのばね片５を構成する部分のみ示しているが、実際には複数のばね片５を構成する部分が、キャリア７によって繋げられた状態となっている。そして、この図１２に示す状態のばね片５を図１０に示す金属板４ａ上に重ねた後（図１３参照。）、端子本体４の各部を折り曲げて、キャリア６ａ，６ｂ，７に繋がったままのコネクタ端子３を形成する（図１４参照。）。このとき、ばね片５の規制部５３ａは、かしめ片４４ｂの折り曲げの際のガイドとして機能するとともに、かしめ片４４ｂは、ばね片５の規制部５３ａによってその位置が規制される。したがって、端子本体４上に重ねられたばね片５の位置が正しい位置に規制され、かしめによってばね片５が端子本体に対して正しい位置で固定される。その後、キャリア６ａ，６ｂ，７をカットする。

これにより、図１５に示すように、ばね片５と端子本体４とが一体化されたコネクタ端子３が得られる。このコネクタ端子３では、ばね片５のかしめ位置が端子本体４の開口部４０の近くにあるので、ばね片５の組み付け作業性が良く、ばね片５を組み込んだ後にばね片５のキャリアをカットすることが可能である。また、このコネクタ端子３では、ばね片５と端子本体４との接触部が、ばね片５の表面と端子本体４の表面との面接触ではなく、突出部４４ａの先端部による点接触となるため、接触の信頼性が向上している。

次に、上記構成のコネクタ端子３のコネクタハウジング２の組み付けについて説明する。図１６Ａはコネクタ端子３のコネクタハウジング２への組み付け操作開始の様子を示す側断面図、図１６Ｂは組み付け操作途中の様子を示す側断面図、図１６Ｃは組み付け操作完了の様子を示す側断面図である。

コネクタ端子３を、コネクタハウジング２の端子挿入口２３から端子収容室２２内に挿入すると、図１６Ａに示すように、コネクタハウジング２の突起部２４が、コネクタ端子３の挿入方向の前方の開口部４０からコネクタ端子３内に進入し、突起部２４の先端がコネクタ端子３内のばね片５の開口部５０に対峙する。この状態からコネクタ端子３を押し進めると、図１６Ｂに示すように、ばね片５の摺接部５２がコネクタハウジング２の突起部２４の先端の斜面２４ａに接触し、この斜面２４ａに沿って嵌合部２１側へ押されていく。

これにより、ばね片５の接点部５５が、端子収容室２２から突出用開口２５を通じて嵌合部２１に押し出されていく。そして、図１６Ｃに示すように、ばね片５の摺接部５２が突起部２４の先端の斜面２４ａの下端を超えて、突起部２４の下面２４ｂに達すると、突出用開口２５を通じて嵌合部２１に押し出されて突出したばね片５の接点部５５が、嵌合部２１に嵌合される基板Ｂの端子部Ｔに接触可能となる。

次に、上記のように構成されたコネクタ１への基板Ｂの組み付けについて説明する。図１７Ａはコネクタ１への基板Ｂの組み付け操作開始の様子を示す側断面図、図１７Ｂは組み付け操作完了の様子を示す側断面図である。

上記のようにコネクタ端子３が収容されたコネクタ１のフード部２０に対し、基板Ｂが保持されたハウジングＨを嵌合すると、図１７Ａに示すように、基板Ｂがコネクタハウジング２の嵌合部２１内に進入し、突出用開口２５を通じて嵌合部２１に押し出されて突出したばね片５の接点部５５が、図１７Ｂに示すように、基板Ｂの端子部Ｔに接触する。

すなわち、本実施形態におけるコネクタ端子３は、コネクタハウジング２の端子挿入口２３から端子収容室２２内に挿入した際、ばね片５の接点部５５が、端子収容室２２から突出用開口２５を通じて嵌合部２１に押し出されて突出し、嵌合部２１に嵌合される基板Ｂの端子部Ｔに接触可能となり、嵌合部２１に基板Ｂが嵌合された際には基板Ｂの端子部Ｔに接触するようになるため、端子本体４内にばね片５を格納する空間のみを確保すれば、コネクタハウジング２の突起部２４を挿入する空間がその内側に確保されることになり、コネクタ端子３およびこれを収容するコネクタ１のサイズを小さくすることができる。

上記のように、本実施形態におけるコネクタ１では、基板Ｂがコネクタハウジング２の嵌合部２１内に嵌合されると、突出用開口２５を通じて嵌合部２１に突出したばね片５の接点部５５が突出用開口２５側に押されることにより、ばね片５の曲面部５１が弾性変形するため、その復元力によりばね片５の接点部５５と基板Ｂの端子部Ｔとの高い接触荷重を得ることができる。このとき、ばね片５の内部応力は、接点部５５と曲面部５１と屈曲部５４との３箇所に分散されるので、ばね片５の塑性変形が抑制され、コネクタ端子３の耐久性が向上する。なお、屈曲部５４がない場合、端子本体４の内面に直線部５３が密着するため、ばね片５の内部応力が接点部５５と曲面部５１との２箇所に集中することになり、屈曲部５４がある場合と比べて最大応力値が大きくなる。

また、基板Ｂがコネクタハウジング２の嵌合部２１内に嵌合される際、ばね片５は図１７Ａに示す状態から図１７Ｂに示す状態へ接点部５５が嵌合部２１から端子収容室２２側へ、すなわち突出用開口２５側に押される。これにより、ばね片５の折り返された部分である曲面部５１は端子挿入口２３側へ後退しようとするが、本実施形態におけるコネクタ端子３では鞘状部４１の後方に有する受け部４５によって、このばね片５の曲面部５１の後退が規制されている。そのため、基板Ｂの嵌合により、ばね片５の端部５ｂと摺接部５２とが嵌合部２１内に引きずり込まれて座屈変形することが防止され、コネクタ端子３の接続信頼性が向上している。

本発明は、自動車等に搭載される各種機器の電気接続に使用されるコネクタ端子およびコネクタとして有用である。

Ｂ基板
Ｔ端子部
Ｈハウジング
Ｃ電線
１コネクタ
２コネクタハウジング
３コネクタ端子
４端子本体（第１端子部品）
４ａ金属板
５ばね片（第２端子部品）
６ａ，６ｂ，７キャリア
２０フード部
２１嵌合部
２２端子収容室
２３端子挿入口
２４突起部
２５突出用開口
４０開口部
４１鞘状部
４２結束部
４２ａ外被かしめ部
４２ｂ導体かしめ部
４３通電接続部
４４ａ突出部
４４ｂかしめ片
４５受け部
４６開口部
５０開口部
５１曲面部
５２摺接部
５３直線部
５３ａ規制部
５４屈曲部
５５接点部

Claims

導電性金属板からなる第１端子部品と、
導電性金属板からなり、前記第１端子部品に対してかしめによって固定されることにより導通接続される第２端子部品であり、前記第１端子部品に固定される部分が前記第１端子部品に沿うように直線部となっている第２端子部品とを含み、
前記第１端子部品は、前記第２端子部品の直線部を両側から挟み込んでかしめられるかしめ片を有するものであり、
前記第２端子部品は、前記直線部に幅広の部分を設けて前記かしめ片に対応する凹状の切欠きであって凹状の底面と両側面とが直交する切欠きを形成し、前記かしめ片による挟み込み位置を規制する規制部を有するものであり、
前記第１端子部品または前記第２端子部品のうち、いずれかの固定される部分に、前記第２端子部品または前記第１端子部品に臨む突出部を有するコネクタ端子。
前記第１端子部品は、前記第２端子部品が収容される鞘状部が形成されたものである請求項１記載のコネクタ端子。
前記第２端子部品は、前記鞘状部内に収容されるばね片である請求項２記載のコネクタ端子。