JP2000516030A - 電気的端子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 特に自動車用に使用される電気的端子は、電線接合部に電気的に接続される本体部分を含む。本体部分は、入口端、出口端、及びそれらの間に内部チャンバーを含む。本体部分は更に、ブレード部材を電線接合部と電気的に接触させて保持するために、少なくとも３つのばね部材を内部チャンバーに有する。ばね部材は本体部分と一体であり、内部チャンバーへ後方内側に向かって伸びる。

Description

【発明の詳細な説明】 電気的端子 技術分野 本出願は電気コネクタシステムに関し、より詳細にはコネクタシステム用の改 善された雌の端子に関する。 発明の背景 電気コネクタシステムはワイヤーハーネス等の幅広いアプリケーションに使用 される。ワイヤーハーネスは車両の電気成分を各々の制御や電源に相互接続する ために使用される大きな電線の束である。一般に、コネクタシステムは雄のブレ ード部材と雌の端子、及びコネクタを含む。 雄のブレード部材と雌の端子は各々電線をつかみ、電線を電気的に相互接続す るために係合する。ブレードと端子は係合コネクタ内で保たれる。ハーネスの環 境がそれらに損傷を与えるかもしれない腐食性の化学薬品、飛行物体、及び高温 物を含むので、コネクタがブレードと端子を保護する。 雌の端子は電気的に接続される電線接合部をもち、典型的に箱状に折られた４ つの側壁を有する。電線接合部は電線の上に圧着される。従来の雌の端子はその 箱内に突出する１つか２つの柔軟なばね部材を有し、箱の壁と一体的に形成され る。ばね部材は１つかそれ以上のピボ ット点を有し、ブレード部材を挿入すると同時に、ばね部材が曲がって、箱内に ブレード部材が入れるようになり、その中でブレード部材を保持する。 従来の雌の端子は例えば自動車用に使用される場合には幾つかの制限を有して いる。自動車用では、車両の電気系が必要であること及び限られた空間であるこ とから、端子ができる限り小型軽量なもので５アンペアまでの電流を伝える必要 がある。 更に、多数のブレードと端子が通常別のコネクタによって保持される。要素を 係合させるために、それらの各々のコネクタを適切に接合しなければならない。 １つの雄ブレードが雌端子に入るために必要な挿入力は、コネクタによって保持 されるブレードの数が増えるにつれて比例して増大する。できる限り組立を容易 にするための努力において、端子が低い挿入力を持つことが望ましい。 近接して複数の端子を有することは、端子間の電気的干渉を許すことになる。 これは１つの端子からの信号がキャパシタンス、または電磁結合、あるいはその 両方のために別の端子に漏れる時に発生する。その結果、信号の完全さが低下し 、それは望ましくない雑音もしくは静電気によって証明されている。 したがって、当業界で必要とされているものは、小さな端子で適切な電流容量 を示す改良された雌端子である。端子は雄ブレード部材の低い挿入力しか必要と せず、 電気干渉を最小にする丈夫なデザインのものであるべきである。 発明の要約 端子、特に自動車用に使用される端子は、電線接合部に電気的に接続される本 体部分を含む。本体部分は入口端と出口端、及びそれらの間に内部チャンバーを 有する。更に本体部分は電線接合部で端子内にブレード部材を保持するために、 内部チャンバー内に少なくとも３つのばね部材を有する。ばね部材は本体部分と 一体であり、内部チャンバー内を後方内側に向かって伸びる。少なくとも３つの ばね部材を使用することによって、小さな端子内の電流容量を増大させる。 前述の発明は発明を実施するための以下の最良の実施態様の詳細な説明及び添付 図面から明らかになるであろう。 図面の簡単な説明 図１は本発明の雌端子の一態様の透視図である。 図２は図１の雌端子の正面図である。 図３は雌端子の図１の線３に沿った左側の図である。 図４は図１の雌端子の上面図である。 図５は図１の雌端子を形成するためのシートメタルブランクの上面図である。 これらの図は例示的なものであって、本発明の全般的に 幅広い範囲を制限するものではない。 発明を実施するための最良の実施態様 図１において、雌端子１０は雄ブレード部材１２と機能的に結合される。雌端 子１０は電線接合部１４と本体部分１６を含む。 電線接合部はベース１８、第１の１組の電線タブ２０、及び第２の１組の電線 タブ２２を含む。電線タブ２０、２２はベース１８から伸び、開放された形に初 期設定される。閉じた場合、タブは業界で公知のように、電導性ワイヤー（図示 せず）をベース１８と電気的に接触させて保持するために作用する。 本体部分１６は好ましくは箱形であり、一体的な第１、第２、第３及び第４の 壁２４、２６、２８、３０によって形成される。第１と第２の壁２４、２６は実 質的に並行に、互いに間隔をあけて配置される。第３と第４の壁２８、３０は実 質的に並行に、これらの壁２８、３０が第１と第２の壁２４、２６と共に隣接す るように互いに間隔をあけて配置される。壁２４、２６、２８、３０が内部チャ ンバー３２を限定する。 更に、本体部分１６は入口端３４、向かい合った出口端３６、縦軸Ｌ、及び中 心線Ｃ_Bを含む。縦軸Ｌは入口端３４から出口端３６の方向に伸びる。本体の中 心線Ｃ_Bは第３と第４の壁２８、３０の幅の中間点に沿って配置される。 図２と図３において、第２の壁２６は電線接合部１４のベース１８に隣接し、 一体成形される。第１と第２の壁２４、２６は各々接触表面３８、４０を含む。 接触表面３８、４０は内部チャンバー３２へと突出し、縦軸Ｌに沿って伸びる。 表面３８と４０は好ましくは単一の尾根形状の部材である。 図１と図４において、第３と第４の壁２８、３０は各々それらと共に一体的に 形成される２つのばね部材を含む。ばね部材は後方に向かって伸び、本体部分１ ６の内部チャンバー３２内へと伸びるように曲げられる。 ばね部材４２、４４は本体部分１６の入口端３２の近傍の第１の縦の位置Ｌ₁ から伸びる。ばね部材４６と４８は本体部分１６の入口端３２と出口端３４の間 の第２の縦の位置Ｌ２から伸びる。第３の壁ばね部材４２、４４、及び第４の壁 ばね部材４６、４８は互いに対して伸び、それらの間に通路５０を形成する。ば ね部材４２で図示されるように、各ばね部材は１つのピボット点Ｐを有する。 図５において、各ばね部材４２、４４、４６、４８は各々ばね部材の幅の中間 に沿って配置される中心線Ｃ₄₂、Ｃ₄₄、Ｃ₄₆、Ｃ₄₈を含む。各ばね部材はその中 心線が本体部分の中心線Ｃ_Bから間隔をおいて配置されるように形成される。第 ３の壁ばね部材４２、４４は中心線Ｃ_Bに対して向かい合った方向に中心を外し て配置される。第４の壁ばね部材４６、４８は中心線Ｃ_Bに対して向かい 合った方向に中心を外して配置される。図３において、第３の壁ばね部材４２、 ４４は第４の壁ばね部材４６、４８に対して逆方向に中心を外して配置される。 図２において、各々のばね部材は更に各ばね部材の自由端に配置される先端５ ２を含む。先端５２はメッキで形成される。先端はブレード部材を挿入する時の ヘルツ応力を最小にするために、ドーム型に形成されることが好ましい。メッキ は金等の貴金属あるいは準貴金属で作ることが推奨される。 図２において、ばね部材は文字Ｗで表わされる幅を有し、それは先細りになっ ている。他の態様では、幅は先細りになっていなくてもよい。図２において、ば ね部材は文字ｔで表わされる厚みを有する。厚みは長さに沿って変化してもよい 。幅と厚みの変形は、操作中の信号の劣化を減少させるために、キャパシタンス 及び／もしくはインピーダンスを変更するように設計される。 次に端子の使用について説明する。図１と図４において、ブレード部材１２は 、端子１０の入口端３４に挿入されると同時に、ばね部材４２、４６と接触する 。ばね部材４２、４６はブレード部材１２の通路５０内に配置され、一端で固定 されるので、ブレード部材１２はばね部材４２、４６を各々第３と第４の壁に向 かって曲げさせる。ばね部材は曲げられて、本体部分を形成すると同時に、ばね 部材が本体部分の中で弾力的に一方に片寄らされる。ばね部材はそれらのピボッ ト点Ｐを中心にして 旋回する。ブレード部材１２が更に通路５０内へと挿入されると、ブレード部材 １２はばね部材４４、４８と接触する。これらのばね部材４６、４８も各々第３ と第４の壁２８、３０に向かって曲がる。 ばね部材４２、４４、４６、４８は、先端５２（図２と図４に図示）が第３の 壁２８及び第４の壁３０と抵触してそれらの曲げを制限するように形成される。 完全に挿入されると同時に、ばね部材はブレード部材１２に対して垂直の力を発 揮し、こうしてブレード部材１２を端子１０内に保持する。ブレード部材１２は 接触表面３８、４０（図４に図示）及び先端５２と接触し、ブレード部材が本体 部分１６とベース１８を介して電線接合部１４に電気的に接続される。このよう に、操作に際して、電流もしくは信号を端子の電線（図示せず）からブレード部 材の電線（図示せず）へと伝えることができる。ブレード部材を取り外すと同時 に、ばね部材はそれらの元の位置に戻る。 端子を適切に作用させるためには、適切な材料の選択及び端子とブレードの外 形が適切であること必要である。全ての寸法及び幾何学的外形は経験的に決定さ れてきた。本発明の主要な利点は、０．６３５ｍｍの端子が５アンペアまでの電 流を伝えることができることである。これはばね部材の数によって達成される。 ２つ以上のばね部材を割り当てることによって、電流を小さな量に分けることが できる。その結果、電流を伝えるために必要 なばね部材の断面積が減少し、こうして小さな端子を可能にする。本体部分の断 面積のサイズがより大きな電流容量を可能にする。電流容量はばね部材の先端を 選択的にメッキすることによっても増大される。電流をばね部材と壁間で分割し た結果、熱と負荷が分配され、それが端子を故障させるかもしれない端子上の応 力緩和と熱点を減少させる。 本発明の別の利点はばね部材を中心線を外して配置することによって信号ノイ ズを減少させ、ばね部材の幅と厚みを変化させることができることである。信号 路を分割することによって、キャパシタンス及び／もしくはインピーダンスを減 少させることができ、それはノイズを減少させるであろう。 端子の別の利点は、それが低い挿入力しか必要とせず、ブレード部材に対して 充分高い垂直の力を維持してブレード部材を保持することである。挿入力と垂直 力はばね部材の外形による。ばね部材はブレードを電線接合部と電気的に接続す るために充分な垂直の力をブレード部材に対して発揮する。この電気接続が電流 を雄ブレードと端子電線間に流すようにする。充分高い垂直の力を持つことで、 更に低い接触圧において形成され、電流路をさえぎるように作用する湿気や酸化 物の薄膜蓄積の機会を減少させる助けをする。加えて、垂直の力が減少するにつ れて、端子の振動に対する感度が上昇し、それによってブレードがはずれること があり、それによって電流 路がさまたげられる、あるいは少なくとも雑音の多い回路を生じさせることにな る。 本発明の別の利点は耐久性があることである。耐久性デザインは、ブレード部 材の初期の挿入と同時には先端に接触できないようにばね部材を形成すると共に 、ばね部材をその環境から保護する４つの壁を持つことによって一部達成される 。ばね部材は入口端において後方に伸び、収束するので、ブレード部材を直接通 路に挿入する必要がなく、ばね部材が先端を損傷することなく、ブレード部材を 通路へと導くであろう。 更に、端子は優れた反復性を有し、それはばね部材の疲労を生じさせることな く、雄ブレードが多数のサイクルで挿入されることを意味する。雄ブレード部材 を取り外すと同時に、ばね部材はその初期状態に戻ることが解るであろう。ばね 部材が実質的に損傷を受けずに初期状態に戻る能力は、端子の外形及び端子のた めに使用される材料によって得られる。外形及び材料が端子のデザインを弾性限 度内にあるようにし、それによってばね部材の初期位置への復帰を可能にする。 特に、ばね部材が曲がると同時に壁と接触するようにばね部材を形成することで 、壁がばね部材の外方への動きを止める。これによって、ばね部材を損傷させ、 それによって端子を無用のものにし得るであろうばね部材の過剰応力を防止する 。 本出願の端子は、それが端子用に選択される材料及び接触表面のために充分電 気的に作用するので、更に好都 合である。接触表面はブレードから電線接合部への電流路を直接的にし、妨害さ れないようにする。隣接する壁間の継ぎ目における材料強化により、ブレード部 材が所望の壁と接触するのを防止することができる。このように、接触表面の使 用が、ブレード部材と本体部分間の電気接続を保証する働きをする。更に、接触 表面は、ばね部材が特定の位置においてブレード部材と接触するように、ブレー ド部材を位置決めする。選択された位置がブレード部材に対してばね部材が最大 の垂直の力を発揮できるようにする。この位置決めは丸いブレード部材の場合に 特に重要である。なぜならブレード部材の形状のために、ブレード部材が適切に 位置決めされていないと、信号電波の偏向が少なく、したがってそれは垂直力を 減少させるからである。 ここに開示した態様に対して様々な修正を行えることが理解されるであろう。 例えば、端子は本体部分と電線接合部を含む成分等の、１つ以上の部品を使用し て製造されてもよい。あるいは、接触表面は２つ以上の実質的に並列した尾根で 形成されてもよい。端子は接触表面なしで作られてもよい。 更に、本発明のばね部材はヒューズ、金属フレット、プリント回路基板コネク タ、もしくは他の電流支持部材を保持するためにも使用できる。種々の材料も利 用でき、挿入力及び取外し力は材料の選択に応じて変化してよい。ばね部材の数 は３つ、あるいは４つ以上に変化して よい。加えて、ばね部材の位置は他の壁まで動いてもよく、あるいはばね部材が ずらされた縦の位置にあるように、部材の縦の位置を変えることができる。これ は雄ブレードが２つの代わりに、一度に１つのばね部材とだけ接触するので、挿 入力を減少させるかもしれない。更に、先端の代わりに、各ばね部材の自由端を 曲げてもよい。 更に、デザインにロッキング機構を組み込むことができる。例えば、第１と第 ２と第３の壁が重なり合う部分を持つように形成されるように、壁を修正しても よい。重なり合いは端子本体部分を広げにくく、あるいは開きにくくするであろ う。したがって、上記の説明は制限的なものであると解釈すべきではなく、単に 好適態様の例示であると解釈すべきである。当業者であれば、添付されたクレー ムの範囲及び精神内の他の修正を構想するであろう。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ハイド、ジョージ イー. アメリカ合衆国 46806 インディアナ州 フォート ウェイン イーストウェイ ドライブ 3816 (72)発明者 ポーグ、ヴォン アール. アメリカ合衆国 46750 インディアナ州 ハンティントン ダブリュー．ラモント ロード 510

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．雄部材と機能的に結合される端子であって、 前記端子は、 電線接合部と、 内部チャンバーを限定し、前記電線接合部に電気的に接続する本体部分とを備 え、前記本体部分は、 入口端と、 間隔を置いて反対側に配置される出口端と、 様々な位置において前記本体部分から一体的に形成される少なくとも３つの 柔軟なばね部材とを含み、前記ばね部材は前記内部チャンバーへと後方内側に向 いて伸び、そこで弾力的に一方に偏っており、端子の前記入口端への前記雄部材 の挿入と同時に、ばね部材は前記ブレードが入るように曲がり、完全に雄部材を 挿入すると同時に、前記ばね部材は前記雄部材に対して充分な力を発揮して、前 記電線接合部と電気的に接触するように雄部材を前記内部チャンバーに保持する ようになることを特徴とする端子。 ２．本体部分が４つのばね部材を含み、前記ばね部材の２つが１つの壁から伸 び、残りのばね部材が向かい合った壁から他方のばね部材と嵌合して伸びること を特徴とする請求項１に記載の端子。 ３．本体部分は、ばね部材を含む壁の幅の中間点に配置され縦に伸びる中心線 を含み、ばね部材は２つのばね 部材の中心線が前記本体部分の中心線から第１の方向に間隔をあけて配置され、 残りのばね部材の中心線が前記本体部分の中心線から第２の方向に間隔をあけて 配置されるように、中心線を有することを特徴とする請求項２に記載の端子。 ４．ばね部材が更に自由端にメッキされた先端を含む請求項１に記載の端子。 ５．前記先端が貴金属でメッキされる請求項４に記載の端子。 ６．前記先端が準貴金属でメッキされる請求項４に記載の端子。 ７．ばね部材が自由端にメッキされた先端をさらに含む請求項２に記載の端子 。 ８．前記先端が貴金属でメッキされる請求項７に記載の端子。 ９．前記先端が準貴金属でメッキされる請求項７に記載の端子。 １０．雄部材と機能的に結合される端子であって、 前記端子は、 電線接合部と、 ４つの一体的な壁によって形成される本体部分とを備え、前記壁は内部チャン バーを限定し、前記電線接合部に電気的に接続され、 前記本体部分は、 入口端と、 間隔を置いて反対側に配置される出口端と、 ４つの柔軟なばね部材とを含み、 前記ばね部材の２つが１つの壁から伸び、残りのばね部材が向かい合った壁か ら他方のばね部材に向かって伸び、前記ばね部材は様々な位置において前記本体 部分から一体的に形成され、前記ばね部材は前記内部チャンバーへ後方内側に向 いて伸び、そこで弾力的に一方に偏らされ、端子の前記入口端への前記雄部材の 挿入と同時に、ばね部材は前記ブレードが入るように曲がり、完全に雄部材が挿 入されると同時に、前記ばね部材が前記雄部材に対して充分な力を発揮して、前 記電線接合部と電気的に接触するように雄部材を前記内部チャンバーに保持する ようになることを特徴とする端子。 １１．本体部分が、ばね部材を含む壁の幅の中間点に配置され縦に伸びる中心 線を含み、ばね部材は２つのばね部材の中心線が前記本体部分の中心線から第１ の方向に間隔をあけて配置され、残りのばね部材の中心線が前記本体部分の中心 線から第２の方向に間隔をあけて配置されるように、中心線を有することを特徴 とする請求項１０に記載の端子。 １２．ばね部材が自由端にメッキされた先端をさらに含む請求項１０に記載の 端子。 １３．前記先端が貴金属でメッキされる請求項１２に記載の端子。 １４．前記先端が準貴金属でメッキされる請求項１２ に記載の端子。 １５．前記向かい合ったばね部材が第１の縦の位置と第２の縦の位置において 始まる請求項１１に記載の端子。 １６．前記ばね部材がずらされた縦の位置にある請求項１１に記載の端子。