JP5414317B2 - 低挿入力コネクタ - Google Patents

Description

本発明は、接続端子どうしの摩擦抵抗ゼロでオス側コネクタをメス側コネクタに挿入できる低挿入力コネクタに関する。

〈従来の典型的なコネクタ〉
図８は従来の典型的なコネクタを示す縦断面図で、（ａ）は嵌合前、（ｂ）は嵌合後である。図８（ａ）において、オス側コネクタ１０’のオス端子１０’Ｔがメス側コネクタ２０’の挿入孔に挿入され、さらに進むと、そのオス端子１０’Ｔがメス側コネクタ２０’のメス端子２０’Ｔと接触して電気的に接続され、図８（ｂ）のように嵌合完了する。
この場合、メス端子２０’Ｔの上には導電材料から成る弾性接触片２０’Ｓが形成されているので、オス端子１０’Ｔは弾性接触片２０’Ｓの圧接力および摩擦抵抗に抗して進むこととなり、オス側コネクタ１０とメス側コネクタ２０’を嵌合させるのには、大きな挿入力を必要とした。そこで挿入力を小さくできるコネクタが望まれていた。

〈特許文献１記載の低挿入力コネクタ〉
そこで挿入力を小さくできるコネクタの１つとして特許文献１記載のコネクタが開発された。特許文献１記載のコネクタは、可動接触片を有する受接続端子が内部に固定されると共に、表面に部分的に凹部を有する制動部材が挿入方向に摺動自在に内設された第１のハウジングと、挿込接続端子が内蔵されると共に、舌片状の解除部が内設された第２のハウジングとを備えて成るもので、挿入前には、可動接触片の自由端が制動部材によって押され、ばね力が弱められて挿入抵抗を低減されており、完全に挿入した状態で、制動部材が解除部により内方へ押され、可動接触片の自由端が制動部材の凹部内に嵌入することになり自由端が開放され、可動接触片がばね力を発揮して挿込接続端子の挿入部を圧接するようになっている。

〈特許文献１記載のコネクタの欠点〉
しかしながら、上記のコネクタの問題は、可動接触片の自由端を制動部材によって押して可動接触片のばね力を弱めておくようにしているため、多極化するほど制動部材の挿入力が高くなることであり、またこのようにするためには内部構造が複雑化して従来製品と比べて高コスト化することである。
この問題点を解決したコネクタとしては、本出願人の先行発明に係る特許文献２に示すものがある。

〈特許文献２記載の低挿入力コネクタ〉
特許文献２記載の発明は、オス側コネクタとメス側コネクタとの挿入嵌合時に挿入力を低減させることができると共に確実に弾性接触させることができるようにするもので、そのためにメスコネクタのオス端子の露払い役としてメスコネクタの内部に挿入補助リブを設け、オスコネクタハウジングの挿入時に挿入補助リブが弾性接触部の先端を内壁から離す方向に押さえてオス端子が弾性接触部に接触しないようにし、完全に挿入した後は挿入補助リブが弾性接触片を解放してメスコネクタのオス端子が弾性接触部と接触するようにしている。

特開平１−２３９７８０号公報 特開２０００−２０８２１６号公報

〈特許文献２記載のコネクタの欠点〉
特許文献１のコネクタと比べると改善されてはいるものの、オスコネクタとメスコネクタとの挿入嵌合時に挿入補助リブが弾性接触部の先端を押さえながら進むので、程度の差はあるが摩擦抵抗が生じることに変わりはなく、やはりある程度の挿入力は必要としており、摩擦抵抗ゼロのものではなかった。したがって、多極化するほど挿入力は高くなる傾向にあった。

〈本発明の目的〉
本発明は、このような問題点に着目してなされたものであり、オスコネクタとメスコネクタとの挿入嵌合時における接続端子どうしの「摩擦抵抗をゼロ」にすることで、オス端子の接触部をメス端子の弾性接触片に確実に弾性接触させることができる低挿入力コネクタを提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、低挿入力コネクタの第１の発明は、弾性接触片を備えた第１端子を内部に有する第１コネクタハウジングと、前記弾性接触片に接触して前記第１端子と電気的に接続される第２端子を内部に有する第２コネクタハウジングと、を備えたコネクタであって、第２コネクタハウジングに貫通穴を設け、前記第２端子を前記弾性接触片側に押圧するスペーサを前記貫通穴に第１の位置から第２の位置に移動可能に配設し、かつ前記スペーサは前記第１の位置では前記第２端子を押圧せず、前記第２の位置で前記第２端子を押圧する低挿入力コネクタにおいて、
前記第１コネクタハウジングが弾性接触片を備えた前記第１端子を内部に複数個有し、かつ前記第２コネクタハウジングが前記第２端子を前記第１端子に対応して内部に複数個有し、
前記スペーサの側部に係止部片を設け、前記第２コネクタハウジングの前記貫通穴の内壁に前記係止部片と係合する対向係止部片を設け、
さらに、係合爪を先端近傍に有する係止部材を前記スペーサの外周面の下部に設け、前記第１コネクタと前記第２コネクタとが嵌合して前記スペーサが前記貫通穴内へ押し込められたとき、前記係止部材の前記係合爪が前記第１コネクタの前記第１端子側の対応部位に係合して、前記スペーサが前記第１端子から離脱しないようにしたことを特徴としている。

第２の発明は、第１の発明の低挿入力コネクタにおいて、前記スペーサの前記係止部片が前記第２コネクタハウジングの前記対向係止部片と係合した状態で前記スペーサと前記第２コネクタハウジングとは面が同一（ツライチ）となることを特徴としている。

第１の発明によれば、第１コネクタハウジングと第２コネクタハウジングとを嵌合させるときはスペーサが第１の位置にあるのでオスコネクタとメスコネクタとの挿入嵌合時における接続端子どうしの「摩擦抵抗をゼロ」にでき、嵌合完了後にスペーサを第２の位置に移動させることで完全挿入状態では第１端子と第２端子を確実に接触させることができるようになる。

さらに、第１の発明によれば、嵌合完了後にそれぞれのスペーサを順次押圧すればよいのでスペーサを押圧する押圧力は１個のスペーサの軽い押圧力ですむ。

さらに、第１の発明によれば、押圧したときにスペーサの側部の係止部片が第２コネクタハウジングの貫通穴の内壁の対向係止部片と係合するので、接点部どうしの強くかつ安定した押圧力（接圧）を確保することができる。

第２の発明によれば、スペーサの係止部片が第２コネクタハウジングの対向係止部片と係合した状態でスペーサと第２コネクタハウジングとは面が同一となるので、スペーサを設けたにもかかわらず、外形の大きさは従来のコネクタと変わらないものとなる。

本発明に係る低挿入力コネクタのオス側コネクタとメス側コネクタをそれぞれ表す図で、（ａ）は嵌合前、（ｂ）は嵌合直後、（ｃ）は嵌合完了の各斜視図である。 図１（ａ）の嵌合前の低挿入力コネクタをスペーサを通る嵌合方向に切った縦断面図である。 図１のスペーサの拡大斜視図である。 図１（ｂ）の嵌合直後の低挿入力コネクタを表す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は低挿入力コネクタをスペーサを通る嵌合方向に切った縦断面図である。 図１（ｂ）の嵌合直後の低挿入力コネクタからオス側とメス側の各ハウジングを除去したスペーサと端子との関係を示した図で、（ａ）は斜視図、（ｂ）は正面図である。 図１（ｃ）の嵌合完了の低挿入力コネクタを表す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は低挿入力コネクタをスペーサを通る嵌合方向に切った縦断面図である。 図１（ｃ）の嵌合完了の低挿入力コネクタからオス側とメス側の各ハウジングを除去したスペーサと端子との関係を示した図で、（ａ）は斜視図、（ｂ）は正面図である。 従来のコネクタを表す縦断面図で、（ａ）は嵌合前、（ｂ）は嵌合後である。

〈本発明の低挿入力コネクタ〉
本発明に係る低挿入力コネクタの実施形態について、図１−図７を用いて説明する。

〈オス側コネクタ１０の構成〉
図１および図２において、本発明に係る低挿入力コネクタのオス側コネクタ１０は、図２に示すように、メス側コネクタ２０の先端部を収納する空間を内部に有する概略直方体形状のハウジングで、メス側コネクタ２０と嵌合する側面だけ開放された形状のハウジング１０Ｈ（図１）を有している。その内部空間内にはオス端子１０Ｔ（図２）を水平に配設し、オス端子１０Ｔの後端は外部からの電線Ｗ１と電気的・機械的に接続されている。
また、オス側コネクタハウジング１０Ｈの内部空間の上側および下側には、嵌合時のメス側コネクタハウジング２０Ｈの上側および下側に形成されたロック孔２０Ｒ（図１（ａ）、図２）と係合するロック突起１０Ｒ（図２）が内側に突出形成されている。
そして、オス側コネクタ１０のハウジング１０Ｈの上方にハウジングの厚みを貫通する貫通穴１０Ｋ（図２）が形成され、この貫通穴１０Ｋに後述の本発明に係るスペーサ３０を嵌め込んでいる。

〈オス側コネクタ２０の構成〉
一方、メス側コネクタ２０も内部に空間を有する概略直方体形状のハウジングであって、オス側コネクタ１０と嵌合する側面と上面だけ開放された形状のハウジング２０Ｈ（図１）を有している。その内部空間内にメス端子２０Ｔ（図１、図２）を水平に配設し、メス端子２０Ｔの後端は外部からの電線Ｗ２と電気的・機械的に接続されている。メス側コネクタ２０のハウジング２０Ｈの大きさはオス側コネクタ１０のハウジング１０Ｈの内部空間に嵌合する大きさとなっている。
メス端子２０Ｔの上には導電材料から成る弾性接触片２０Ｓ（図１、図２）が形成されており、嵌合完了時にはオス端子１０Ｔが弾性接触片２０Ｓの圧接力でオス端子１０Ｔとメス端子２０Ｔの確実な接触が確保されることとなる。
メス側コネクタ２０のハウジングの上方には大きな開放口２０Ｋ（図１）が形成してあり、オス側コネクタ１０とメス側コネクタ２０の嵌合時にスペーサ３０がこの開放口２０Ｋに入り込むことができるようになっている。
メス側コネクタハウジング２０Ｈには嵌合時のロック突起１０Ｒの位置する部位にロック孔２０Ｒ（図１（ａ）、図２）が形成されている。

《ロック突起１０Ｒとロック孔２０Ｒの形状》
なお、オス側コネクタ１０とメス側コネクタ２０の嵌合が嵌め殺しの場合は図２に示したようにロック突起１０Ｒとロック孔２０Ｒとは断面矩形とするのがよいが、オス側コネクタ１０とメス側コネクタ２０の離脱が予定される場合は、オス側コネクタ１０とメス側コネクタ２０の離脱が可能となるようにロック突起１０Ｒとロック孔２０Ｒの離脱時に互いに接する面にテーパ（斜面）を形成しておくのがよい。

〈スペーサ３０の形状〉
本発明に係るスペーサ３０について図３を用いて詳述する。
図３において、スペーサ３０は、オス側コネクタハウジング１０Ｈ（図２）の貫通穴１０Ｋ（図２）の中にガタなく嵌め込まれることができるように貫通穴１０Ｋの内側形状とほぼ同じ形状の円筒形状をしており、その下底には押圧部材３０Ｄが嵌め込まれている。この押圧部材３０Ｄはスペーサ３０が押し込まれたときオス端子１０Ｔ（図２）を下方に押圧する。
スペーサ３０の円筒部分の外周には上から順に上部、中部、下部にそれぞれ第１の係合爪３０Ｆ１、第２の係合爪３０Ｆ２、第３の係合爪３０Ｆ３が形成されている。
以下、第１の係合爪３０Ｆ１、第２の係合爪３０Ｆ２、第３の係合爪３０Ｆ３について順に形状と機能について説明する。

《第１の係合爪》
図３において、スペーサ３０の外周面の上部の一箇所とその直径の反対側外周面の上部の箇所とにそれぞれ凹部溝３０Ｍ１が上下方向に形成されている。そして、爪が外側に向く係合爪３０Ｆ１を先端近傍に有する係止部材３０Ｂ１がその凹部溝３０Ｍ１内に沿って上方に向けて立設されている。
一方、スペーサ３０が貫通穴１０Ｋ（図２）内に押し込められたときこの係合爪３０Ｆ１と係合する係合孔１０Ｆ１（図示なし）が貫通穴１０Ｋ内に形成されている。
スペーサ３０が貫通穴１０Ｋ内に押し込められたとき係合爪３０Ｆ１が係合孔１０Ｆ１に係合して上昇しないようにしている。

《第２の係合爪》
図３において、スペーサ３０の外周面の中部の一箇所とその直径の反対側外周面の中部の箇所とにそれぞれ凹部溝３０Ｍ２が上下方向に形成されている。そして、爪が外側に向く係合爪３０Ｆ２を先端近傍に有する係止部材３０Ｂ２がその凹部溝３０Ｍ２内に沿って下方に向けて立設されている。
一方、スペーサ３０の下方部分３０Ｕだけ貫通穴１０Ｋ内に挿入してスペーサ３０の頭部３０Ｈを露出させた状態でスペーサ３０を貫通穴１０Ｋ内に装着するために、スペーサ３０の頭部３０Ｈを露出させた状態でその係合爪３０Ｆ２と係合する係合孔１０Ｆ２（図示なし）が貫通穴１０Ｋ内に形成されている。
スペーサ３０の下方部分３０Ｕが貫通穴１０Ｋ内に挿入されたとき係合爪３０Ｆ２が係合孔１０Ｆ２に係合してスペーサ３０が貫通穴１０Ｋの中へ押し込められる方向には動けるが、逆方向（上方）へはロックが掛ってスペーサ３０が貫通穴１０Ｋから外れないようにしている。

《第３の係合爪》
図３において、爪が内側に向く係合爪３０Ｆ３を先端近傍に有する係止部材３０Ｂ３がスペーサ３０の外周面の下部の一箇所とその直径の反対側外周面の下部の箇所からそれぞれ下方に向けて立設されている。係合爪３０Ｆ３は、オス側コネクタ１０とメス側コネクタ２０とが嵌合してスペーサ３０が貫通穴１０Ｋ内へ押し込められたとき、メス側コネクタ２０のメス端子２０Ｔ側の対応部位２０Ｆ３（図７）に係合して、スペーサ３０がメス端子２０Ｔから離脱しないようにしている。

《スペーサ３０のオス側コネクタ１０への取り付け》
スペーサ３０をオス側コネクタ１０の貫通穴１０Ｋ（図２）に挿入して、軽く押さえて第１の位置（図１（ｂ）、図４、図５）にすると、第２の係止部３０Ｆ２（図３）が貫通穴１０Ｋの係合孔１０Ｆ２（図示なし）に係合して逆方向（上方）へはロックが掛ってスペーサ３０が貫通穴１０Ｋから外れ（抜け）ないようになり、スペーサ３０は頭部３０Ｈ（図３）の露出した状態でオス側コネクタ１０へ取り付けられる（図１（ａ））。この第１の位置では、スペーサ３０はオス端子１０Ｔを押圧していない。したがってオス端子１０Ｔはメス端子２０Ｔの直上に位置しているが、非接触状態にある。

《スペーサ３０の下方への移動》
そして、図１（ａ）のオス側コネクタ１０をメス側コネクタ２０に単に嵌合しただけでは、まだ図１（ｂ）のような状態（頭部が露出した状態）であり、したがって、スペーサ３０はオス端子１０Ｔを押圧していないため、非接触状態にある。
そこで、スペーサ３０の頭部３０Ｈを貫通穴１０Ｋ（図２）に挿入してスペーサ３０を下方へ移動させると、スペーサ３０は図１（ｃ）のようにオス側コネクタ１０のハウジングと面が同一（ツライチ）となる第２の位置（図６、図７）で止まる。このとき、第１の係止部３０Ｆ１が機能してスペーサ３０が上昇できないようになり、第３の係止部３０Ｆ３が機能してスペーサ３０がメス端子２０Ｔの対応部位２０Ｆ３（図７）と係止する。
この第２の位置では、スペーサ３０はオス端子１０Ｔをメス端子２０Ｔ側に押圧し、オス端子１０Ｔは弾性接触片２０Ｓを介してメス端子２０Ｔと電気的・機械的に接触状態となる。

〈本発明の低挿入力コネクタの嵌合動作〉
以上のようなスペーサ３０を備えた本発明のコネクタが低挿入力となる嵌合動作について説明する。

《嵌合前》
嵌合前は、オス側コネクタ１０のスペーサ３０は頭部３０Ｈが貫通穴１０Ｋから突出した第１の位置（図１（ａ）、図２）にあり、この状態でオス側コネクタ１０のハウジング１０Ｈがメス側コネクタ２０のハウジング２０Ｈに接近する。

《嵌合後１》
オス側コネクタ１０のハウジング１０Ｈがメス側コネクタ２０のハウジング２０Ｈに嵌め込まれて進んでいくとき、スペーサ３０は第１の位置（図１（ｂ））にあるので、オス端子１０Ｔはメス端子２０Ｔの直上まで「接触抵抗ゼロ」の状態で接近する。このように、オス端子１０Ｔはメス端子２０Ｔ側の弾性接触片２０Ｓの圧接力および摩擦抵抗を一切受けないので、オス側コネクタ１０とメス側コネクタ２０の嵌合動作は低挿入力で行われることができる。
図４および図５はこの状態を示している。図４および図５において、スペーサ３０が貫通穴１０Ｋにその頭部３０Ｈが貫通穴１０Ｋから露出した第１の位置にあり、スペーサ３０はオス端子１０Ｔを押圧していない。したがってオス端子１０Ｔはメス端子２０Ｔの直上に非接触状態にある。

《嵌合後２》
この第１の位置からスペーサ３０の頭部３０Ｈを貫通穴１０Ｋに押し込めると、スペーサ３０はオス側コネクタ１０のハウジングと面が同一となる第２の位置に到達してロックされる。図６および図７はこの状態を示している。図６および図７において、スペーサ３０が第２の位置にあり、係合爪３０Ｆ３はメス側コネクタ２０のメス端子２０Ｔ側の所定部位２０Ｆ３に係合し、押圧部材３０Ｄはオス端子１０Ｔを押圧している。これにより、オス端子１０Ｔは弾性接触片２０Ｓを介してメス端子２０Ｔと接触状態となり、オス端子１０Ｔとメス端子２０Ｔは確実な接触が確保される。
以上のように、本発明によれば、オス側コネクタ１０とメス側コネクタ２０の嵌合時にはオス端子１０Ｔは弾性接触片２０Ｓおよびメス端子２０Ｔと「接触抵抗ゼロ」で嵌合するので嵌合は低挿入力で行われ、嵌合後、スペーサ３０を押し込めることでオス端子１０Ｔとメス端子２０Ｔは確実な接触が確保されることとなる。
図１では１対の端子を備えたコネクタの例を示したが、本発明によれば多極化しても端子どうしの摩擦抵抗はゼロなので、多極化すればするほど挿入力が増加した従来製品と比べて、本発明の効果は著しい。

１０ オス側コネクタ
１０Ｈ オス側コネクタハウジング
１０Ｋ 貫通穴
１０Ｒ ロック突起
１０Ｔ オス端子
２０ メス側コネクタ
２０Ｆ３ 係止対応部位
２０Ｈ メス側コネクタハウジング
２０Ｋ 開放口
２０Ｒ ロック孔
２０Ｓ 弾性接触片
２０Ｔ メス端子
３０ スペーサ
３０Ｆ１ 第１の係合爪
３０Ｂ１ 係止部材
３０Ｍ１ 凹部溝
３０Ｆ２ 第２の係合爪
３０Ｂ２ 係止部材
３０Ｍ２ 凹部溝
３０Ｆ３ 第３の係合爪
３０Ｂ３ 係止部材
３０Ｈ スペーサ頭部
３０Ｕ スペーサ下方部分
Ｗ１、Ｗ２ 電線

Claims (2)

1. 弾性接触片を備えた第１端子を内部に有する第１コネクタハウジングと、前記弾性接触片に接触して前記第１端子と電気的に接続される第２端子を内部に有する第２コネクタハウジングと、を備えたコネクタであって、第２コネクタハウジングに貫通穴を設け、前記第２端子を前記弾性接触片側に押圧するスペーサを前記貫通穴に第１の位置から第２の位置に移動可能に配設し、かつ前記スペーサは前記第１の位置では前記第２端子を押圧せず、前記第２の位置で前記第２端子を押圧する低挿入力コネクタにおいて、
   前記第１コネクタハウジングが弾性接触片を備えた前記第１端子を内部に複数個有し、かつ前記第２コネクタハウジングが前記第２端子を前記第１端子に対応して内部に複数個有し、
   前記スペーサの側部に係止部片を設け、前記第２コネクタハウジングの前記貫通穴の内壁に前記係止部片と係合する対向係止部片を設け、
   さらに、係合爪を先端近傍に有する係止部材を前記スペーサの外周面の下部に設け、前記第１コネクタと前記第２コネクタとが嵌合して前記スペーサが前記貫通穴内へ押し込められたとき、前記係止部材の前記係合爪が前記第１コネクタの前記第１端子側の対応部位に係合して、前記スペーサが前記第１端子から離脱しないようにしたことを特徴とする低挿入力コネクタ。
2. 前記スペーサの前記係止部片が前記第２コネクタハウジングの前記対向係止部片と係合した状態で前記スペーサと前記第２コネクタハウジングとは面が同一（ツライチ）となることを特徴とする請求項１記載の低挿入力コネクタ。

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