JP2016207253A - コネクタと端子金具の接続構造 - Google Patents

Abstract

【課題】端子金具の挿入時における挿入抵抗を増大させることなく、端子金具に対する保持性を増加させ得るコネクタと端子金具の接続構造を提供する。
【解決手段】コネクタハウジング１の端子収容孔３の内壁から内方へ傾斜状に突設され、先端部４ｂに係止溝６が形成されたランス４と、端子金具２の上壁部１６に切欠形成され、ランスの先端部が弾性的に嵌入した際に、前端側の孔縁２２ａが係止溝の垂直面６ａに係止可能なランスホール２２と、を備え、係止溝の底面の一部に突起部７を設ける一方、前端側の孔縁に突起部が嵌入係止する切り欠き凹部２３を設けた。
【選択図】図６

Description

本発明は、例えば自動車内に配設されたワイヤーハーネスなどの接続に用いられるコネクタと端子金具の接続構造に関する。

従来のコネクタと端子金具の接続構造としては、以下の特許文献１に記載されているものが知られている。

前記コネクタは、前記端子金具を収容する端子収容孔内に前記端子金具を係止するランスを有している。このランスは、基端部を支点として先端部側が空間部を介して弾性変形可能となっていると共に、先端部に形成された係止溝の底面（係止面）に前記端子金具のランスホールの前端孔縁を係止することで、前記端子金具を前記端子収容孔内に保持するようになっている。

また、前記ランスは、その上面が前記端子金具を摺動案内するガイド面として形成されていると共に、上部先端部側に肉盛部が形成されている。この肉盛部は、前記端子金具が前記端子収容孔内から抜け出し方向へ移動した場合に前記ランスホールの前端孔縁から前記係止溝へ作用する剪断力に対する広い剪断面積を確保するようになっている。

これによって、前記ランスは、前記係止溝の底面で前記ランスホールの前端孔縁から受ける剪断力に対する剪断強度が向上して、前記コネクタに端子金具を接続した状態において、該端子金具に対して高い保持力を発揮できるようになっている。

特開２０１２−４９０８１号公報

しかしながら、前記従来のランスは、前記肉盛部によって前記ガイド面の上面位置が高くなってしまうことから、前記端子収容孔へ前記端子金具を挿入する際の該端子金具との間の摺動抵抗が大きくなってしまう。すなわち、前記肉盛部を設けたことにより、前記端子金具が前記ランスを前記端子収容孔の空間部内へ大きく弾性変形させなければならないことから、前記肉盛部は、端子挿入時における挿入抵抗を増大させる要因となっていた。

本発明は、前記従来の技術的課題に鑑みて案出されたもので、端子金具の挿入時における挿入抵抗を増大させることなく、ランスの剪断強度を向上させて端子金具に対する保持力を増加させ得るコネクタと端子金具の接続構造を提供することを目的としている。

本発明は、コネクタハウジングの端子収容孔の内壁から内方へ傾斜状に突設され、先端部に係止溝が形成されたランスと、端子金具の外壁に切欠形成され、前記ランスの先端部が弾性的に嵌入した際に、前端側の孔縁が前記係止溝の底面に係止可能なランスホールと、を備え、前記ランスは、前記係止溝の底面の一部に突起部が設けられている一方、前記ランスホールは、前記前端側の孔縁に、前記突起部が嵌入係止する切り欠き凹部が設けられていることを特徴としている。

本発明によれば、端子金具の挿入時における挿入抵抗を増大させることなく、ランスの剪断強度を向上させて端子金具に対する保持力を増加させることができる。

本発明の実施形態に供されるコネクタハウジングを縦断面して示す斜視図である。 同コネクタハウジングのランスを示す拡大斜視図である。 本実施形態に供される雌端子金具の上方からみた斜視図である。 同雌端子金具の一部を断面して示す斜視図である。 コネクタハウジングに雌端子金具を接続した状態を示す縦断面図である。 雌端子金具とコネクタハウジングとの接続状態を一部断面して示す斜視図である。 図６の要部拡大図である。 本実施形態のランスの剪断面に作用する剪断力及びその方向を示す断面図である。

以下、本発明に係るコネクタと端子金具の接続構造の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下に示す各実施形態では、このコネクタと端子金具の接続構造を、自動車の電気機器類に接続されるワイヤーハーネスを接続するコネクタと端子金具に適用したものを示している。

具体的に説明すれば、前記コネクタは、合成樹脂材によって一体に形成されたボックス状のコネクタハウジング１を備え、このコネクタハウジング１の内部に、図１に示すような端子収容孔３が複数形成されている。一方、前記端子金具は、前記コネクタハウジング１の端子収容孔３の軸方向の一方側から内部に挿通固定される複数の雌端子金具２によって構成されている。

前記コネクタハウジング１は、前記端子収容孔３を画成する壁部として、平坦状の底壁１ａと、該底壁１ａの両側縁からほぼ垂直に立ち上がる一対の側壁１ｂ，１ｂと、該両側壁１ｂ，１ｂの上端縁を接続する上壁１ｃと、を備えている。

前記端子収容孔３は、図１，図５及び図６に示すように、後端側の一端開口３ａから前端側の他端開口３ｂに亘って横断面ほぼ矩形状に形成されていると共に、前記一端開口３ａ側の底壁１ａ上面が平坦状に切り欠かれた切欠面３ｃとして形成され、この切欠面３ｃによって前記一端開口３ａ側の開口面積が比較的大きく形成されている。また、前記切欠面３ｃの先端縁から前記他端開口３ｂ側の所定位置までが上り傾斜状のテーパ面３ｄに形成されていると共に、該テーパ面３ｄよりも前記他端開口３ｂ側が平坦面３ｅに形成されている。

また、前記端子収容孔３の他端開口３ｂは、前記各壁部１ａ〜１ｃの各先端部に形成された横断面ほぼ三角形状の凸部３ｆによって開口面積が小さく形成されていると共に、前記一端開口３ａ側に向かって上り傾斜状に形成された各凸部３ｆの傾斜面を介して、後述する雄端子金具の雄端子１７の先端部を前記端子収容孔３の内部へ案内するようになっている。

また、前記端子収容孔を構成する上壁１ｃ下面の長手方向ほぼ中央位置には、前記雌端子金具２を係止するランス４が設けられている。

このランス４は、前記コネクタハウジング１を樹脂成形する際に一体に形成されたもので、図１，図５及び図６に示すように、前記上壁１ｃの下面の巾方向のほぼ中央位置に形成された空間部５の内周壁から図１中の下方へ傾斜状に切り起こされると共に、該空間部５を介して上下方向へ弾性変形可能に形成されている。つまり、前記ランス４は、固定端である基端部４ａが前記上壁１ｃ下面の巾方向及び長手方向のほぼ中央位置に結合される一方、自由端である先端部４ｂが前記基端部４ａから前記他端開口３ｂに向かって下り傾斜状に形成されて、この先端部４ｂが基端部４ａを支点として前記空間部５を介して上下方向へ弾性変形するようになっている。

また、前記ランス４は、図１，図２，図５〜図７に示すように、その下面に前記基端部４ａから前記先端部４ｂ側へ向かって漸次下り傾斜状のガイド面４ｃが形成されている。このガイド面４ｃは、前記雌端子金具２が挿入された際に、前記ランス４の空間部５への弾性変形に伴って、該雌端子金具２の移動をガイドするようになっている。

さらに、前記ランス４の先端部４ｂは、先端縁に図２中ほぼ逆Ｌ字形状に切り欠かれた段差状の係止溝６が形成されている。

この係止溝６は、その底面が、図２中の上下方向に沿って立ち上がる垂直面６ａと、該垂直面６ａの上端縁から前記端子収容孔３の先端側に向かってほぼ水平に延出する水平面６ｂと、から構成され、前記垂直面６ａによって後述するランスホール２２の前端側の孔縁２２ａが係止されるようになっている。また、前記垂直面６ａは、その下端側が上端側に比べて前記他端開口３ｂ側へ向かって僅かに突出しており、この突出部が前記ランスホール２２の前端側の孔縁２２ａとの係止時における前記ランス４の前記空間部５方向への移動を制限することで、意図しない係止解除を抑制するようになっている。

そして、前記係止溝６の底面の一部には、前記端子収容孔３の先端側に向かって突出する角柱状の突起部７が一体に形成されている。この突起部７は、前記垂直面６ａと水平面６ｂとに跨って設けられ、断面ほぼ矩形状に形成されていると共に、その巾長さが前記係止溝６の巾長さよりも短く形成されて、該係止溝６の巾方向の中央位置に配置されている。したがって、前記突起部７の両側部には、前記係止溝６が残存している。

また、前記突起部７は、その先端面７ａが前記係止溝６の水平面６ｂの先端縁付近まで延設されていると共に、両側面７ｂ，７ｂが前記先端面７ａに対してほぼ垂直となるように形成されている。さらに、前記先端面７ａは、上端側から下端側に向かって前記端子収容孔３の他端開口３ｂ側へ傾斜する傾斜状に形成されている。

また、前記突起部７の形成に伴って、前記ランス４には、その先端部４ｂの先端面４ｄの下部と前記突起部７の先端面７ａの上部との間に、第２の係止溝８が形成されている。この第２の係止溝８は、底面８ａが前記突起部７の先端面７ａの巾方向ほぼ全域に亘って延出形成され、後述する切り欠き凹部２３の内底縁２３ａに係止されるようになっている。

なお、前記コネクタハウジング１の上壁１ｃの先端面には、図１，図５及び図６に示すように、前記端子収容孔３とほぼ平行に切り欠かれ、前記コネクタハウジング１外部と前記空間部５とを連通させる連通孔９が形成されている。この連通孔９は、前記ランス４と前記雌端子金具２との接続を解除する図外の治具を挿入する治具挿入孔としての役割を有している。

また、前記上壁１ｃ下面の一端開口３ａ側の両側端縁には、図１及び図６に示すように、前記雌端子金具２の前記端子収容孔３への挿入時に後述する各スタビライザ１９，１９を挿通させる左右一対のガイド溝１０が長手方向に沿って切欠形成されている。

前記雌端子金具２は、図３〜図６に示すように、導電材である銅や銅合金などの金属プレートをプレス成形によって筒状に折曲形成されており、前端側にほぼ箱型に形成され、相手方の端子金具の端子（本実施形態では図外の雄端子部材の後述する雄端子１７）との接続に供される端子本体１１と、該端子本体１１の後端側に結合部１２を介して一体に結合され、電線の端末に圧着して接続するバレル部１３と、を備えている。

前記端子本体１１は、前後方向に長い角筒状に形成されており、図４に示すように、前後に延出された底壁部１４と、該底壁部１４の両側縁からほぼ垂直に立ち上げられた両側壁部１５，１５と、該両側壁部１５，１５の上端縁を接続する上壁部１６と、を備え、これらの各壁部１４〜１６全体が外壁を構成している。

また、前記端子本体１１は、図３〜図６に示すように、前記各壁部１４〜１６によって画成された先端部に図外の雄端子部材の先端部に突出形成された細長い板状の雄端子１７（図５の一点鎖線参照）が挿通する開口部１１ａが形成されている。

前記底壁部１４は、前記端子本体１１のプレス成形時において、前記金属プレートの両側端部を重ね合わせることにより形成されている。すなわち、前記底壁部１４は、内側底壁部１４ａと、該内側底壁部１４ａの外側面に当接する外側底壁部１４ｂと、によって二重に形成されている。

前記内側底壁部１４ａの内側面には、図４〜図６に示すように、前記開口部１１ａから内部に挿入される前記雄端子１７が接触する左右一対の接触ビード１８ａ，１８ｂが長手方向に沿って細長くかつ平行に形成されている。この接触ビード１８ａ，１８ｂは、前記内側底壁部１４ａの外側からプレス機によって内側へ押圧して形成され、横断面がそれぞれほぼ円弧状に形成されている。

前記両側壁部１５，１５は、図４及び図５に示すように、それぞれ後端側に該両側壁部１５，１５の上端縁からさらに上方へ延設された左右一対のスタビライザ１９，１９が一体に形成されている。この各スタビライザ１９，１９は、前記上壁部１６の後端側を左右対称に切り開くことで、それぞれ外端面が対応する側壁部１５，１５の外端面と面一となるように形成されている。また、前記各スタビライザ１９，１９の中央位置には、補強リブ１９ａ，１９ａがプレス機によって押圧形成されている。

これにより、前記雌端子金具２は、前記各ガイド溝１０，１０と前記各スタビライザ１９，１９とが嵌合した状態で前記端子収容孔３へ挿入されるため、挿入に際する安定性が向上すると共に、上下逆挿入等の誤った挿入が抑制される。

なお、前記上壁部１６の切り開かれた個所が前記ランス４との接続に供されるランスホール２２となるが、具体的には後述する。

前記上壁部１６は、図３〜図６に示すように、前記底壁部１４とほぼ平行に形成されていると共に、その先端部に、前記端子本体１１の内部に向かって延出され、前記両接触ビード１８ａ，１８ｂと協働して前記雄端子１７を弾性的に挟持する接点ばね２０が一体に設けられている。

この接点ばね２０は、細長い板ばね状の金属プレートを湾曲させたもので、前記上壁部１６との結合部である基端部２０ａから前記上壁部１６に対して斜め下方に折り返されている。これにより、前記接点ばね２０に前記雄端子１７の挿入に際して押圧力が生じると、前記基端部２０ａが支点となって前記押圧力に抗する方向へばね力が発揮されるようになっている。

また、前記接点ばね２０は、図５に示すように、前記雄端子１７と当接する個所に前記開口部１１ａ側へ向かって突出する円弧状の突起部２１がプレス機により押圧形成されており、前記雄端子１７を前記開口部１１ａに挿入した際には、該突起部２１を介して前記雄端子１７に点接触するようになっている。

さらに、前記接点ばね２０の前記突起部２１よりも先端側の先端部２０ｂは、図４〜図６に示すように、斜め上方へさらに折り返されている。この先端部２０ｂは、前記接点ばね２０に対して過剰な押圧力が作用した際に、前記上壁部１６の下面と弾接してばね力を発揮させることで、前記接点ばね２０に過剰な弾性変形が生じるのを回避するようになっている。

また、前記上壁部１６の長手方向の後端側には、前述したように、前記各スタビライザ１９，１９の形成に際してランスホール２２が開口形成されている。このランスホール２２は、図３〜図７に示すように、平面視ほぼ矩形状に形成されており、前記ランス４を弾性的に嵌入可能となっていると共に、該ランス４の嵌入時において、前端側の孔縁２２ａが、前記係止溝６の垂直面６ａに係止されるようになっている。

そして、前記ランスホール２２の前端側の孔縁２２ａには、前記突起部７に対応するように平面視ほぼ矩形状の切り欠き凹部２３が形成されている。

この切り欠き凹部２３は、図３，図４，図６〜図８に示すように、前記ランスホール２２の前端側孔縁２２ａの巾方向ほぼ中央位置に形成されている。また、前記切り欠き凹部２３は、前記端子収容孔３の軸方向にほぼ直交するように形成された内底縁２３ａと、該内底縁２３ａの両端部からほぼ垂直に立ち上がった一対の側縁２３ｂ，２３ｂと、を有している。

さらに、前記切り欠き凹部２３は、図８に示すように、その溝深さＤが前記第２の係止溝８の底面８ａと前記係止溝６の垂直面６ａとの間の距離Ｈ１とほぼ同一の大きさとなるように形成されていると共に、その溝巾Ｗが、前記突起部７の両側面７ｂ，７ｂ間の距離Ｈ２とほぼ同一の大きさとなるように形成され、前記切り欠き凹部２３の内側に前記突起部７が微小隙間を介して嵌入可能になっている。

さらに、前記切り欠き凹部２３の先端角部には、図３，図４及び図６〜図８に示すように、それぞれ平面視ほぼ円弧状のアール部２３ｃが形成されている。

前記バレル部１３は、図３〜図６に示すように、前後に一対のＵ字形状のかしめ片１３ａ，１３ｂを有し、前側のかしめ片１３ａが図外の電線の芯線部分をかしめ固定するのに対して、後側のかしめ片１３ｂが電線の被覆部分をかしめ固定するようになっている。

なお、図５及び図６では、前記バレル部１３の各かしめ片１３ａ，１３ｂに電線の芯材や被覆部分をかしめによって接続された状態にはなっていないが、実際には、予め前記バレル部１３にかしめられた状態で前記雌端子金具２が前記端子収容孔３に挿入固定されるものである。
〔本実施形態の作用〕
本実施形態におけるコネクタと雌端子金具２との接続は、該雌端子金具２を前記端子収容孔３に対して挿入することにより行われる。

前記雌端子金具２の端子本体１１側を、前記端子収容孔３へ一端開口３ａから挿入してそのまま押し込むと、前記端子本体１１が前記両スタビライザ１９，１９と前記両ガイド溝１０，１０との嵌合によって安定した姿勢を保ちつつ、前記端子収容孔３内を摺動しながら先端側に向かって移動する。

続いて、前記端子本体１１の先端部が前記ランス４の基端部４ａ側のガイド面４ｃに到達すると、該ランス４の弾性力によって挿入抵抗が向上するものの、ここから更に前記雌端子金具２に押し込み力を加えると、前記端子本体１１が前記ランス４の弾性力に抗して該ランス４を前記空間部５内に弾性変形させつつ、さらに前記端子収容孔３の先端側へ移動する。

その後、前記ランスホール２２の前端側の孔縁２２ａが前記ランス４の係止溝６形成位置に到達すると、前記ランスホール２２内に前記ランス４の先端部４ｂ側が自身の下方への弾性復帰力によって嵌入するとほぼ同時に、前記切り欠き凹部２３内に前記突起部７が嵌入する。この状態において、前記雌端子金具２に対する押し込み力を解除すると、前記ランスホール２２の前端側の孔縁２２ａの両側部が前記係止溝６の垂直面６ａに係止されると同時に、前記切り欠き凹部２３の内底縁２３ａが前記第２の係止溝８の底面８ａに係止される。これによって、前記雌端子金具２は、抜け出し方向への移動が規制されて、前記コネクタと雌端子金具２との接続が完了する（図５〜図７参照）。

そして、本実施形態では、前記ランス４のガイド面４ｃ側ではなく、前記係止溝６の底面に前記突起部７を設けたことから、前記端子収容孔３へ前記雌端子金具２を挿入して前記ガイド面４ｃを通過させる際の挿入抵抗が増大しない。このため、前記雌端子金具２へ大きな挿入力を付与することなく、スムーズに挿入作業を行うことができる。

また、本実施形態においては、前記電線に対して前記バレル部１３から引き抜く方向への力がかかると、図５に示すように、前記ランス４の前記雌端子金具２との接触部位に対して、該雌端子金具２の抜け出し方向から角度θだけ傾斜した方向に剪断力Ｆが作用する。本実施形態では、前記ランス４に前記突起部７を設けたことで、図８に示すように、前記ランス４の剪断力Ｆを受ける断面積（剪断面積）を前記突起部７の断面積分だけ増加できることから、前記ランス４の剪断剛性を向上させて、剪断力Ｆによる剪断破壊等を抑制することができる。

しかも、本実施形態では、前記ランスホール２２に前記ランス４を嵌入させた場合における接触面積が、前記突起部７及び切り欠き凹部２３を有さない構造のものと比べて、前記切り欠き凹部２３の両側縁２３ｂ，２３ｂの表面積分だけ増大されていることから、これによっても前記ランス４が受ける剪断力Ｆの影響を低減することができる。

また、本実施形態では、前述したように、前記ランスホール２２の前端側の孔縁２２ａが前記係止溝６の垂直面６ａに係止されると同時に、前記切り欠き凹部２３の内底縁２３ａが前記第２の係止溝８の底面８ａに係止されることとなる。したがって、前記ランス４に形成された２つの係止溝６，８によって前記雌端子金具２を二重に係止することができることから、該雌端子金具２に対する保持力をより一層向上させることができる。

さらに、本実施形態では、前記切り欠き凹部２３を前記ランスホール２２の前端側の孔縁２２ａの巾方向ほぼ中央位置に形成すると共に、前記突起部７を前記係止溝６の垂直面６ａの巾方向ほぼ中央位置に形成したことから、前記突起部７が前記切り欠き凹部２３の内底縁２３ａから剪断力Ｆを受けた際に、図８の矢印で示すように、図中の左右方向に均等に力を分散させることができるので、剪断力Ｆに対する強度をさらに高くすることができる。

また、前記コネクタと雌端子金具２との接続状態において、前記突起部７を前記切り欠き凹部２３に嵌入させるように形成したことから、前記雌端子金具２の左右方向（前記コネクタハウジング１の両側壁１ｂ，１ｂ方向）への振動を抑制することができる。

さらに、本実施形態では、前記切り欠き凹部２３の先端角部にアール部２３ｃを設けたことから、前記突起部７の前記切り欠き凹部２３と干渉することによる破損のリスクを低減できると共に、前記突起部７を前記各アール部２３ｃによってガイドしつつ前記切り欠き凹部２３内へスムーズに嵌入することができる。

本発明は、前記実施形態の構成に限定されるものではなく、例えば、前記雌端子金具２を雄端子金具とすることも可能である。

また、本実施形態では、前記切り欠き凹部２３の内底縁２３ａを前記第２の係止溝８の底面８ａによって係止するものとして説明したが、これを省略して、前記突起部７の先端面７ａによって前記切り欠き凹部２３の内底縁２３ａを係止することもできる。

さらに、本実施形態では、前記突起部７の断面形状及び前記切り欠き凹部２３の正面視形状をほぼ矩形状であるとして説明したが、形状に限定はなく、例えばそれぞれほぼ台形状に形成してもよい。

前記実施形態から把握される前記請求項以外の発明の技術的思想について以下に説明する。
〔請求項ａ〕
前記切り欠き凹部の先端角部に、それぞれアール部を形成したことを特徴とする請求項１または２に記載のコネクタと端子金具の接続構造。

１…コネクタハウジング
２…雌端子金具
３…端子収容孔
４…ランス
４ｂ…先端部
６…係止溝
６ａ…垂直面（底面）
６ｂ…水平面（底面）
７…突起部
７ａ…先端面
７ｂ…側面
８…第２の係止溝
８ａ…底面
１１…端子本体
１４…底壁部（外壁）
１５…側壁部（外壁）
１６…上壁部（外壁）
２２…ランスホール
２２ａ…前端側の孔縁
２３…切り欠き凹部
２３ａ…内底縁
２３ｂ…側縁
２３ｃ…アール部

Claims (2)

1. コネクタハウジングの端子収容孔の内壁から内方へ傾斜状に突設され、先端部に係止溝が形成されたランスと、
   端子金具の外壁に切欠形成され、前記ランスの先端部が弾性的に嵌入した際に、前端側の孔縁が前記係止溝の底面に係止可能なランスホールと、
   を備え、
   前記ランスは、前記係止溝の底面の一部に突起部が設けられている一方、
   前記ランスホールは、前記前端側の孔縁に、前記突起部が嵌入係止する切り欠き凹部が設けられていることを特徴とするコネクタと端子金具の接続構造。
2. 前記突起部の先端面に、前記切り欠き凹部の内底縁を係止する第２の係止溝を形成した特徴とする請求項１に記載のコネクタと端子金具の接続構造。

Images