JP2014143023A - メス型端子及びコネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】安定した電気的接続を確保することのできることのできるコネクタ用端子を提供する。
【解決手段】コネクタ用端子は、筒状の端子本体部２１と、弾性接触子４とを有するメス型端子２である。端子本体部２１は、筒状のオス型端子収容部２２を有する。弾性接触子４は、オス型端子収容部２２の内周面に装着され、中心軸が内周面の周方向に延びるらせん状であり、周方向に移動自在に装着されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、メス型端子及びコネクタに関し、特に安定した電気的接続を確保することのできるメス型端子及びコネクタに関する。

従来より、電気自動車の充電用コネクタ等に使用される端子に関するものとして、例えば、特許文献１等に開示されるコネクタが知られている。

特許文献１に記載された発明において、雌端子には雄端子のタブを挿入するための接続孔を有している。この接続孔内に収容される接点部材は、所定の形状に打ち抜いた金属板材を略円筒状に曲げ加工したものであり、前後両端の周方向に延びる帯板状の支持部と、両支持部の間に前後方向に差し渡された複数の弾性接触片とからなる。各弾性接触片は、径方向内側へ膨出するように湾曲されており、複数の弾性接触片は周方向に並列配置されている。この複数の弾性接触片の内面によって構成される円の内径は、接点部材の前後方向におけるほぼ中央位置において最も小さくなっている。

この特許文献１の雌端子に雄端子のタブが挿入されると、径方向内側へ湾曲した弾性接触片と雄端子のタブとが接触することにより雄端子と雌端子との電気的接続が得られる。

特開２００７−２６７０５公報

ここで、電気自動車用の急速充電コネクタ等に使用される端子では、非常に多くの挿入・引き抜きが行われることが想定されるため、メス型端子内の弾性接触子は、繰り返し挿抜試験で所定の耐久性を満たさなければならない。上述した特許文献１に開示されている端子構造では、オス型端子の挿入方向、すなわちメス型端子の接続孔の軸方向に強い荷重でオス型端子が挿入された場合、弾性接触片の中央部の湾曲が大きくなる。この過剰に湾曲した弾性接触片にオス型端子のタブが挿入されると、弾性接触片に不必要に大きな負荷がかかって弾性接触片が劣化する。その結果、弾性接触片のタブに対する圧力（接触圧）が低下して、オス型端子とメス型端子との間の接続が不安定になるおそれがある。

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、オス型端子の挿入・引き抜きが繰り返し行われた場合であっても、弾性接触子に過剰な力がかかることを防ぎ、安定した電気的接続を確保することのできるメス型端子及びコネクタを提供することを目的とする。

上記課題を解決し、目的を達成するため、本発明に係るメス型端子は、筒状の端子本体部と、弾性接触子とを有するメス型端子であって、前記端子本体部は、筒状のオス型端子収容部を有し、前記弾性接触子は、前記オス型端子収容部の内周面に装着され、中心軸が前記内周面の周方向に延びるらせん状であり、周方向に移動自在に装着されていることを特徴とする。

また、前記オス型端子収容部は、前記弾性接触子が前記オス型端子収容部の軸方向の移動を制限する位置規制部を有するように構成されていてもよい。

そして、本発明に係るコネクタは、上記のメス型端子と、前記メス型端子のオス型端子収容部に挿入される円柱状のオス型端子とを備えたことを特徴とする。

本発明によれば、オス端子の挿入・引き抜きが繰り返し行われたとしても、弾性接触子の機能の低下を防止することができ、端子間の電気的接続の安定性を向上させることが可能となる。

本発明の第１の実施形態に係るコネクタの全体構成を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係るコネクタのメス型端子及び弾性接触子を示した斜視図である。 本発明の第１の実施形態に係るコネクタのメス型端子及び弾性接触子を示した断面図である。 本発明の第１の実施形態に係るコネクタのメス型端子及び弾性接触子を示した断面図である。 本発明の第１の実施形態に係るコネクタの弾性接触子を展開した図である。 本発明の第１の実施形態に係るコネクタのメス型端子及びオス型端子を示した断面図である。 本発明の他の例に係るコネクタの弾性接触子を示した展開図及び側面図である。

［第１の実施形態］
次に、本発明の実施形態に係るコネクタ用端子について、図面に基づいて説明する。図１は、コネクタ１の全体構成を示す図である。
本実施形態に係るコネクタ１は、図１に示すように、それぞれ電線２３、３３に接続されたメス型端子２及びオス型端子３を備えている。オス型端子３は、基端部３２から突出した接続部３１を有し、メス型端子２は、金属性の本体部２１にオス型端子３の接続部３１を収容するオス型端子収容部２２を有する。メス型端子２のオス型端子収容部２２内には後述する弾性接触子４が設けられており、オス型端子３がメス型端子２に挿入されると、オス型端子３の接続部３１とメス型端子２の弾性接触子４とが接触して、オス型端子３とメス型端子２とが電気的に接続される。

図２は、メス型端子２と、メス型端子２内に設けられる弾性接触子４とを分離して表した斜視図である。図３は、メス型端子２のオス型端子収容部２２を示した断面図であり、図４は、図３のＡ−Ａ’線でメス型端子２のオス型端子収容部２２を切断して矢印方向に見た状態を示す断面図である。
図２乃至図４に示すように、メス型端子２のオス型端子収容部２２は、オス型端子３の接続部３１が挿入可能な円筒状に形成される。メス型端子２のオス型端子収容部２２の内部には、オス型端子３の接続部３１と接し、電気的に導通する弾性接触子４が設けられている。また、弾性接触子４は本体部２１を介して電線２３から引き出された導体２４に電気的に接続され、オス型端子３とメス型端子２との間を電気的に接続する。

図５（ａ）は、メス型端子２のオス型端子収容部２２内に設けられる弾性接触子４を示した展開図であり、図５（ｂ）は、展開した弾性接触子４を側面から見た状態を示す側面図である。
図５（ａ）に示すように、弾性接触子４は、１枚のリボン状の薄板をらせん状に折り返した形状を有する。図５（ａ）に示す例では、リボン状の薄板は中心軸Ｘを取り巻くように５回折り返される。図５（ａ）に示す弾性接触子４のうち、らせんの中心軸Ｘの手前にある部分は、紙面垂直方向に浮き上がるように湾曲しており、らせんの中心軸Ｘの後ろにある部分は、紙面奥方向に沈むように湾曲している。そのため、展開された弾性接触子４を側面から見ると、図５（ｂ）に示すように、中心軸Ｘを中心に交互に中心軸Ｘから離れるように湾曲している。弾性接触子４は、上述のように形成されたリボン状の薄板を中心軸Ｘが円を描くように折り曲げて、両端部４１を接着することにより構成される。

図２は、実際の弾性接触子４の形状を示しており、図３及び図４は、弾性接触子４がメス型端子２のオス型端子収容部２２内部に装着された状態をそれぞれ示している。
弾性接触子４のリボン状の薄板の中心軸Ｘは、図４に示すオス型端子収容部２２の周方向に沿って円を描くように折り曲げられる。そして、リボン状の薄板の両端部４１を接続して弾性接触子４が構成されている。このような弾性接触子４をオス型端子収容部２２内に装着した場合、薄板の湾曲した箇所は、オス型端子収容部２２の内側面と、中心とに向かって交互に突出する。図４に示すように、ある断面では弾性接触子４を構成する薄板の一部が本体部２１に接触し、薄板の他の部分がオス型端子収容部２２の中心（径方向内側）に向かって突出している。

ここで、円筒状の本体部２１の両端が折り返されることにより、弾性接触子４がオス型端子収容部２２の軸方向に移動することを制限する位置規制部２５が設けられる。図３では、位置規制部２５のうち弾性接触子４と突き当たっている箇所を示しているが、この位置規制部２５は、本体部２１の端部を全て折り返すように設けられている。本体部２１の両端の径を、弾性接触子４の薄板が折り返された箇所がとる径よりも小さくすることにより、弾性接触子４が図４の断面の周方向に回転することは可能だが、オス型端子収容部２２の軸方向の移動を抑制することのできる位置規制部２５を形成することができる。

次に、このように構成されたコネクタ１の使用時における効果について説明する。図６は、コネクタ１のメス型端子２及びオス型端子３の接続部３１を示した断面図である。図６（ａ）〜（ｃ）は、メス型端子２内に設けられた弾性接触子４のうち折り返された薄板の２箇所の断面を表すような断面図である。

図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、オス型端子３が挿入され始めると、オス型端子３の接続部３１は、弾性接触子４の薄板のうちオス型端子収容部２２の内側へと湾曲した山に当たる。このとき、図６（ｂ）に示すように、オス型端子３の接続部３１が弾性接触子４の湾曲した山の部分まで挿入されると接続部３１の向きが調整され、接続部３１とオス型端子収容部２２との軸が一致する。図６（ｃ）に示すように、さらにオス型端子３が挿入されると、接続部３１と弾性接触子４とが確実に接触する。その結果、オス型端子３の接続部３１と、メス型端子２の弾性接触子４との間が電気的に接続される。

ここで、オス型端子３が繰り返し挿入・引き抜きが行われる場合、オス型端子３の軸がオス型端子収容部２２の軸とずれた状態で挿入されることがある。このとき、薄板が折り返されて形成された弾性接触子４は、本体部２１との接点Ｆを中心に回転し、弾性接触子４が薄板の折り返し部分が、力をいなすように動く。そのため、オス型端子３の軸がオス型端子収容部２２の軸とずれた状態で挿入されても弾性接触子４にかかる力が分散され、弾性接触子４の一部分に強い荷重がかかることを防ぎ、弾性接触子４の劣化を抑制することができる。その結果、弾性接触子４は適切な接触圧でオス型端子３の接続部３１と接し、メス型端子２とオス型端子３との間の電気的接続を常に安定的に確保することができる。

また、弾性接触子４は、オス型端子３の軸とオス型端子収容部２２の軸とがずれた際に、上述のように、力をいなしつつオス型端子３の軸の向きを調整するとともに、３方向からオス型端子３の接続部３１に当接して、オス型端子３の位置をオス型端子収容部２２の中心へと導く。本実施の形態の弾性接触子４をもちいることにより、オス型端子３の挿入時において、調心の柔軟性を向上させることも可能である。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、弾性接触子４は、１枚のリボン状の薄板を折り返して形成するものとして説明したが、弾性接触子の構造はこれに限られない。図７（ａ）は、メス型端子２のオス型端子収容部２２内に設けられる弾性接触子４の他の例を示した展開図であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）に示す弾性接触子４を側面から見た状態を示す側面図である。

図７（ａ）に示すように、弾性接触子４は、１枚のリボン状の薄板で構成されている。図５の例で薄板が折り返されていた箇所は、図７に示す例ではひとつながりの板として形成されている。図７（ａ）に示す弾性接触子４も、らせんの中心軸Ｘの手前にある部分は、紙面垂直方向に浮き上がるように湾曲しており、らせんの中心軸Ｘの後ろにある部分は、紙面奥方向に沈むように湾曲している。そのため、展開された弾性接触子４を側面から見ると、図７（ｂ）に示すように、中心軸Ｘを中心に交互に中心軸Ｘから離れるように湾曲している。弾性接触子４は、上述のように形成されたリボン状の薄板を中心軸Ｘが円を描くように折り曲げて、両端部４１を接着することにより構成することもできる。

１・・・コネクタ、 ２・・・メス型端子、 ３・・・オス型端子、 ４・・・弾性接触子、 ２１・・・本体部、 ２２・・・オス型端子収容部、 ２３・・・電線、 ２４・・・導体、 ２５・・・位置規制部、 ３１・・・接続部、 ３２・・・基端部、 ３３・・・電線。

Claims (3)

1. 筒状の端子本体部と、弾性接触子とを有するメス型端子であって、
   前記端子本体部は、筒状のオス型端子収容部を有し、
   前記弾性接触子は、前記オス型端子収容部の内周面に装着され、中心軸が前記内周面の周方向に延びるらせん状であり、周方向に移動自在に装着されている
   ことを特徴とするメス型端子。
2. 前記オス型端子収容部は、前記弾性接触子が前記オス型端子収容部の軸方向の移動を制限する位置規制部を有することを特徴とする請求項１記載のメス型端子。
3. 請求項１又は２に記載のメス型端子と、
   前記メス型端子のオス型端子収容部に挿入される円柱状のオス型端子とを備えたことを特徴とするコネクタ。

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