JP2014232576A - 多接点型雌端子 - Google Patents

Abstract

【課題】多接点構造において端子の温度上昇を抑えられるとともに端子挿入力を低減できる多接点型雌端子を提供する。【解決手段】平板状の雄端子が挿入接続される端子接続部１２の基端側に片持ち支持されて雄端子の挿入方向先端側に延びその先端側に設けられた接触部２２において雄端子の平板面に弾性接触する弾性接触片２０が雄端子の挿入方向と直交する幅方向に間隔をおいて複数形成され、複数の弾性接触片２０の各接触部２２が雄端子の平板面にそれぞれ接触することによって多接点が形成され、幅方向に並ぶ複数の弾性接触片２０のうちの一の弾性接触片２０と他の一の弾性接触片２０の接触部２２の位置が雄端子の挿入方向において異なっている多接点型雌端子１０。【選択図】図１

Description

本発明は、多接点型雌端子に関し、さらに詳しくは、平板状の雄端子の平板面の複数箇所で接触する複数の弾性接触片を有する多接点型雌端子に関するものである。

従来より、複数の弾性接触片を有し、複数の弾性接触片により雄端子と複数箇所で接触する多接点型雌端子が知られている（特許文献１）。特許文献１では、打ち抜き加工により複数の弾性接触片を形成する際にスリットの幅を大きくすることから、弾性接触片の数を確保するため、一端側に片持ち支持される第１の弾性接触片と第１の弾性接触片の間に他端側より折り返された第２の弾性接触片を配置する構成となっている。

特開２０１３−４４５２号公報

特許文献１の構成では、電線接続部から一端側に片持ち支持される第１の弾性接触片の雄端子との接触部までの距離に対し、電線接続部から他端側より折り返された第２の弾性接触片の雄端子との接触部までの距離が長すぎるため、第１の弾性接触片に電気が集中して端子の温度上昇が生じやすい。この種の多接点型雌端子は大電流を流す端子で用いられることがあり、大電流端子においては特に端子の温度上昇が生じやすいことから、問題となりやすい。

また、端子の温度上昇を抑えるには、接触抵抗を低くすることが求められる。接触抵抗を低くするには、多接点構造とすることに加え、接触荷重を高くすることが好ましい。しかし、接触荷重を高くすると、端子の挿入力が高くなる。

本発明の解決しようとする課題は、多接点構造において端子の温度上昇を抑えられるとともに端子挿入力を低減できる多接点型雌端子を提供することにある。

上記課題を解決するため本発明に係る多接点型雌端子は、平板状の雄端子が挿入接続される端子接続部と電線端末の電線導体が接続される電線接続部とを有し、前記端子接続部には、前記雄端子が挿入される開口部を有する先端側と反対側の基端側に片持ち支持されて前記雄端子の挿入方向先端側に延びその先端側に設けられた接触部において雄端子の平板面に弾性接触する弾性接触片が前記雄端子の挿入方向と直交する幅方向に間隔をおいて複数形成され、前記複数の弾性接触片の各接触部が前記雄端子の平板面にそれぞれ接触することによって多接点が形成され、前記幅方向に並ぶ複数の弾性接触片のうちの一の弾性接触片と他の一の弾性接触片の接触部の位置が前記雄端子の挿入方向において異なっていることを要旨とするものである。

この場合、前記幅方向に並ぶ複数の弾性接触片のうちの一の弾性接触片と他の一の弾性接触片の基端からの長さが異なることによって、これらの接触部の位置が前記雄端子の挿入方向において異なっていることが好ましい。

さらに、前記幅方向の中央を通る中心線に対して対称となる位置にある両弾性接触片の基端からの長さが同じであることが好ましい。

そして、前記幅方向に並ぶ複数の弾性接触片のうち両外側に配置される弾性接触片よりも内側にある弾性接触片が両外側に配置される弾性接触片よりも基端からの長さが短いとよい。

あるいは、前記幅方向に並ぶ複数の弾性接触片が内側にある弾性接触片よりも基端からの長さが短くてもよい。

また、前記幅方向の中央を通る中心線に対して対称となる位置にある各弾性接触片の基端からの長さが異なっていてもよい。

そして、前記幅方向に並ぶ複数の弾性接触片のうち基端からの長さがより短い弾性接触片の幅寸法がより小さいことが好ましい。

また、前記幅方向に並ぶ複数の弾性接触片が、前記雄端子の板厚方向の両側にそれぞれ配設されていることが好ましい。

本発明に係る多接点型雌端子によれば、雄端子の平板面にそれぞれ接触することによって多接点を形成する複数の弾性接触片が、いずれも端子接続部の基端側に片持ち支持されて雄端子の挿入方向先端側に延びており、先端側から折り返されるものを含んでいないため、弾性接触片間で電線接続部から弾性接触片の接触部までの距離の差が小さい。これにより、一部の弾性接触片に電気が集中するおそれがなく、端子の温度上昇を抑えることができる。

また、幅方向に並ぶ複数の弾性接触片のうちの一の弾性接触片と他の一の弾性接触片の接触部の位置が雄端子の挿入方向において異なっているので、接触部の位置が異なる弾性接触片間で雄端子の挿入時に各接触部にかかる雄端子からの荷重が最大となる時がずれる。端子挿入力は各弾性接触片の接触部にかかる雄端子からの荷重を合計した荷重により表されることから、これにより全体として端子挿入力が低減する。

さらに、接触部の位置が端子接続部の基端により近い位置にある弾性接触片は、基端から接触部までの長さがより短いため、接触部にかかる雄端子からの荷重がより大きくなるものの、基端から接触部までの長さがより長い弾性接触片よりも雄端子に後から接触し、その接触部が雄端子の平板面を摺動する距離はより短くなるため、その接触部の摩耗量を低減でき、その接触部における接続信頼性を維持できる。

この際、幅方向に並ぶ複数の弾性接触片のうちの一の弾性接触片と他の一の弾性接触片の基端からの長さが異なることによってこれらの接触部の位置が雄端子の挿入方向において異なっており、幅方向の中央を通る中心線に対して対称となる位置にある両弾性接触片の基端からの長さが同じであると、雄端子の挿入時においてモーメントの発生が抑えられる。これにより、雄端子の挿入がスムーズに行われる。

そして、幅方向に並ぶ複数の弾性接触片のうち両外側に配置される弾性接触片よりも内側にある弾性接触片が基端からの長さが短いと、雄端子の挿入初期に、両外側に配置される弾性接触片が雄端子の先端と接触するので、雄端子の軸線を中心とする回転方向のずれに対して雄端子の挿入初期に雄端子の位置決めをすることができる。

そして、幅方向に並ぶ複数の弾性接触片のうち基端からの長さがより短い弾性接触片の幅寸法がより小さい、つまり、長さの影響で接触部にかかる雄端子からの荷重のより大きい弾性接触片の幅寸法を相対的に小さくし、長さの影響で接触部にかかる雄端子からの荷重のより小さい弾性接触片の幅寸法を相対的に大きくすることで、雄端子への接触面積は維持したまま、雄端子からの荷重のより大きい弾性接触片にかかる荷重を下げ、雄端子からの荷重のより小さい弾性接触片にかかる荷重を上げて、全体の端子挿入力を低減することができる。

本発明の一実施形態に係る多接点型雌端子の斜視図である。 本発明の一実施形態に係る多接点型雌端子の平面図である。 図２におけるＡ−Ａ線断面図である。 多接点型雌端子に雄端子を挿入する挿入過程を示した状態図である。 他の実施形態に係る多接点型雌端子の平面図である。 他の実施形態に係る多接点型雌端子の平面図である。 一例として挙げられる多接点型雌端子の平面図である。

次に、本発明の実施形態について詳細に説明する。

図１〜図３に示すように、本発明の一実施形態に係る多接点型雌端子１０は、平板状の雄端子が挿入接続される端子接続部１２と、電線端末の電線導体が接続される電線接続部１４と、を有している。なお、以下の説明において、上下左右前後は、図１に示す方向をいうものとする。

端子接続部１２は、平板状の雄端子が挿入される挿入口となる開口部１２ａを先端側に有し、雄端子の挿入方向両端が開口する角筒状の外形をしている。端子接続部１２の左右面には相対する一対の側壁１６ａ，１６ｂを有し、上下面には相対する一対の側壁１８ａ，１８ｂを有する。上下方向に相対する一対の側壁１８ａ，１８ｂのそれぞれには、基端側に片持ち支持されて雄端子の挿入方向先端側に延びる複数の弾性接触片２０が切り欠き形成されている。幅方向に隣接する弾性接触片２０間には隙間が設けられており、弾性接触片２０の片持ち支持される基端を起点にして複数の弾性接触片２０は互いに別個独立に上下方向に撓み変形する。

上面側の各弾性接触片２０はその基端を起点にして下方に向かって傾斜し、その先端が端子接続部１２の内部に向かっている。その先端は上方に折り返されており、その湾曲面が弾性接触片２０の最下部となり、雄端子の平板面（上面）と接触する接触部２２となる。同様に、下面側の各弾性接触片２０はその基端を起点にして上方に向かって傾斜し、その先端が端子接続部１２の内部に向かっている。その先端は下方に折り返されており、その湾曲面が弾性接触片２０の最上部となり、雄端子の平板面（下面）と接触する接触部２２となる。

上下方向では上面側の各弾性接触片２０と下面側の各弾性接触片２０とがそれぞれ相対しており、上面側の各弾性接触片２０と下面側の各弾性接触片２０との間を通り左右方向および前後方向に延びる平面を対称面として上面側の各弾性接触片２０と下面側の各弾性接触片２０とが面対称に配置されている。平板状の雄端子は、相対する上面側の弾性接触片２０と下面側の弾性接触片２０との間に挿入される。よって、相対する上面側の弾性接触片２０と下面側の弾性接触片２０の離間距離は、平板状の雄端子の板厚寸法よりも小さく設定されている。

幅方向に並ぶ複数の弾性接触片２０のうち両外側に配置される弾性接触片２０（２０ａ）よりも内側に配置される弾性接触片２０（２０ｂ）が両外側に配置される弾性接触片２０（２０ａ）よりも基端からの長さが短くなっており、基端からの長さが異なることによって弾性接触片２０の接触部２２の位置が雄端子の挿入方向において異なっている。また、幅方向に並ぶ複数の弾性接触片２０は、幅方向の中央を通る中心線（図２に示すＡ−Ａ線）に対して対称となる位置にある両弾性接触片２０の基端からの長さが同じになっている。

このような形状の端子接続部１２には、平板状の雄端子が挿入接続される。まず、図４（ａ）に示すように、雄端子５０の先端が端子接続部１２の先端側開口部１２ａから侵入する。次いで、図４（ｂ）に示すように、雄端子５０の先端が弾性接触片２０に接触する。この際、幅方向の両外側に配置される弾性接触片２０（２０ａ）のほうが基端からの長さが長いため、雄端子５０の先端は幅方向の内側に配置される弾性接触片２０（２０ｂ）よりも先に幅方向の両外側に配置される弾性接触片２０（２０ａ）に接触する。次いで、図４（ｃ）に示すように、幅方向の両外側に配置される弾性接触片２０（２０ａ）の上下対によって雄端子５０が弾性的に挟まれて保持されるとともに、幅方向の内側に配置される弾性接触片２０（２０ｂ）に雄端子５０の先端が接触する。次いで、図４（ｄ）に示すように、幅方向の両外側および内側に配置される弾性接触片２０（２０ｂ）の上下対によって雄端子５０が弾性的に挟まれて保持される。

雄端子５０の先端には先端側から基端側に向かって漸次厚みが厚くなるように傾斜する傾斜面５０ａが形成されている。雄端子５０の挿入動作が進むにつれて、弾性接触片２０の接触部２２が雄端子５０の傾斜面５０ａに接触し、その傾斜面５０ａを上り、傾斜面５０ａから平滑面５０ｂに移行する。傾斜面５０ａに接触後、傾斜面５０ａを上るにつれ、雄端子５０から接触部２２にかかる荷重が徐々に上昇し、弾性接触片２０の接触部２２が傾斜面５０ａから平滑面５０ｂに移行するときに雄端子５０から接触部２２にかかる荷重が最大となる。この場合において、上述するように、雄端子５０の先端が接触する時が、幅方向の両外側に配置される弾性接触片２０（２０ａ）と幅方向の内側に配置される弾性接触片２０（２０ｂ）とでずれているので、雄端子５０から接触部２２にかかる荷重が最大となる時も、これらの弾性接触片２０間でずれる。端子挿入力は各弾性接触片２０の接触部２２にかかる雄端子５０からの荷重を合計した荷重により表されることから、これにより全体として端子挿入力が低減する。

これに対し、図７に示すように、幅方向に並ぶ複数の弾性接触片６０のすべてが基端からの長さが同じであり、弾性接触片６０の接触部６２の位置が雄端子の挿入方向において同じである場合には、雄端子の先端が接触する時が、幅方向に並ぶ複数の弾性接触片６０のすべてで同じとなり、雄端子から接触部６２にかかる荷重が最大となる時も、これらの弾性接触片６０間で同じとなる。端子挿入力は各弾性接触片６０の接触部６２にかかる雄端子からの荷重を合計した荷重により表されることから、本発明の多接点型雌端子と比べて全体として端子挿入力は高くなる。

本実施形態に係る多接点型雌端子１０において、接触部２２の位置を決定する際には、先に雄端子５０と接触する接触部２２にかかる荷重のピークを過ぎてから次に接触する接触部２２が雄端子５０と接触するようにすることが好ましい。この観点から、先に雄端子５０に接触する接触部２２と次に雄端子５０に接触する接触部２２との間の長さ（雄端子５０の挿入方向の長さ）が、少なくとも、雄端子５０の傾斜面５０ａの長さ（雄端子５０の挿入方向の長さ）よりも長いことが好ましい。より好ましくは、雄端子５０の傾斜面５０ａの長さの２倍以上の長さである。２倍以上の長さとすれば、荷重のピーク時を確実に分散することができる。

本実施形態に係る多接点型雌端子１０においては、雄端子５０の平板面にそれぞれ接触することによって多接点を形成する複数の弾性接触片２０が、いずれも端子接続部１２の基端側に片持ち支持されて雄端子５０の挿入方向先端側に延びており、先端側から折り返されるものを含んでいないため、弾性接触片２０間で電線接続部１４から弾性接触片２０の接触部２２までの距離の差が小さい。これにより、一部の弾性接触片２０に電気が集中するおそれがなく、端子の温度上昇を抑えることができる。

このとき、接触部２２の位置が端子接続部１２の基端により近い位置にある弾性接触片２０は、基端から接触部２２までの長さがより短いため、接触部２２にかかる雄端子５０からの荷重がより大きくなるものの、基端から接触部２２までの長さがより長い弾性接触片２０よりも雄端子５０に後から接触し、その接触部２２が雄端子５０の平板面を摺動する距離はより短くなるため、その接触部２２の摩耗量を低減でき、その接触部２２における接続信頼性を維持できる。

また、本実施形態に係る多接点型雌端子１０においては、幅方向の中央を通る中心線に対して対称となる位置にある両弾性接触片２０の基端からの長さが同じであるため、雄端子５０の挿入時においてモーメントの発生が抑えられる。これにより、雄端子５０の挿入がスムーズに行われる。

また、幅方向に並ぶ複数の弾性接触片２０のうち両外側に配置される弾性接触片２０（２０ａ）よりも内側に配置される弾性接触片２０（２０ｂ）が両外側に配置される弾性接触片２０（２０ａ）よりも基端からの長さが短いため、雄端子５０の挿入初期に、両外側に配置される弾性接触片２０（２０ａ）が雄端子５０の先端と接触するので、雄端子５０の軸線を中心とする回転方向のずれに対して雄端子５０の挿入初期に雄端子５０の位置決めをすることができる。また、雄端子５０の挿入時に雄端子５０により長く接触する弾性接触片２０が両外側に離れるので、幅方向の中央部分に力が集中せず、端子挿入力の分散効果を高くすることができる。

次に、他の実施形態に係る多接点型雌端子について説明する。

図５に示す多接点型雌端子３０は、図１に示す多接点型雌端子１０と比較して、幅方向に並ぶ弾性接触片３２間の相対長さが異なるものであり、これ以外の点については図１に示す多接点型雌端子１０と同様であるため、同様の構成については説明を省略する。

図５に示す多接点型雌端子３０において、幅方向に並ぶ複数の弾性接触片３２は、最も左側に配置されるものから順に基端からの長さが短くなっており、最も右側に配置されるものが最も短くなっている。また、幅方向に並ぶ複数の弾性接触片３２は、幅方向の中央を通る中心線（図５に示すＢ−Ｂ線）に対して対称となる位置にある両弾性接触片３２の基端からの長さが異なっている。

また、図６に示す多接点型雌端子４０は、図１に示す多接点型雌端子１０と比較して、幅方向に並ぶ弾性接触片４２の幅寸法が異なるものであり、これ以外の点については図１に示す多接点型雌端子１０と同様であるため、同様の構成については説明を省略する。

図６に示す多接点型雌端子４０では、図１に示す多接点型雌端子１０と比べて、幅方向に並ぶ複数の弾性接触片４２のうち基端からの長さがより短い（幅方向内側の）弾性接触片４２（４２ｂ）の幅寸法が相対的に小さく、より長い（幅方向両外側の）弾性接触片４２（４２ａ）の幅寸法が相対的に大きくされている。

基端からの長さが短い弾性接触片４２（４２ｂ）ほど、接触部２２にかかる雄端子５０からの荷重は大きくなる。すると、図１に示す多接点型雌端子１０においては、基端からの長さが短い幅方向の内側に配置される弾性接触片２０（２０ｂ）の接触部２２が雄端子５０の傾斜面５０ａを乗り上げるときにかかる最大荷重のほうが、基端からの長さが長い幅方向の両外側に配置される弾性接触片２０（２０ａ）の接触部２２にかかる最大荷重よりも大きくなる。その一方で、弾性接触片２０の幅寸法が小さいほど、接触部２２にかかる雄端子５０からの荷重は小さくなる。

つまり、長さの影響で接触部２２にかかる雄端子５０からの荷重のより大きい弾性接触片の幅寸法を相対的に小さくし、長さの影響で接触部２２にかかる雄端子５０からの荷重のより小さい弾性接触片の幅寸法を相対的に大きくすることで、雄端子５０からの荷重のより大きい弾性接触片にかかる荷重を下げ、雄端子５０からの荷重のより小さい弾性接触片にかかる荷重を上げて、図１に示す多接点型雌端子１０と比べて全体の端子挿入力をより低減することができる。

なお、図１に示す多接点型雌端子１０と同じ外幅に端子接続部１２が構成されていれば、その中で弾性接触片の幅寸法を変更しても、複数の弾性接触片の接触部２２が雄端子５０に接触する合計の接触面積は維持される。また、複数の弾性接触片の数を変更しなければ、接触部２２の数も維持される。

多接点型雌端子は、導電性を有し、プレス加工や打ち抜き加工等が可能な種々の金属材料、例えば、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金などを用いて形成することができる。多接点型雌端子は、例えば金属平板をプレス打ち抜き加工して所定の展開形状とし、これを折り曲げ加工等することにより形成することができる。多接点型雌端子の表面には、その一部または全部に金属めっきが施されていてもよい。接触部には、金属めっきが施されていることが好ましい。めっき金属としては、金、銀、錫などを挙げることができる。

以上、本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。

例えば、図１に示す多接点型雌端子１０では、幅方向の両外側に配置される弾性接触片２０（２０ａ）よりも内側に配置される弾性接触片２０（２０ｂ）のほうが基端からの長さが短くなっているが、幅方向の両外側に配置される弾性接触片のほうが内側に配置される弾性接触片よりも基端からの長さが短くなっていてもよい。

この場合には、雄端子の挿入後に、両外側に配置される弾性接触片が雄端子の先端側で雄端子と接触するので、雄端子の挿入後における雄端子の軸線を中心とする回転方向のずれ（雄端子のこじり）を抑えることができる。また、基端からの長さがより短く接触部にかかる雄端子からの荷重がより大きい弾性接触片が両外側に分散配置されているので、幅方向の中央部分に力が集中せず、端子挿入力の分散効果を高くすることができる。

また、図１に示す多接点型雌端子１０では、幅方向に並ぶ複数の弾性接触片２０は、基端からの長さが異なる２種類の弾性接触片２０で構成されているが、基端からの長さが異なる３種類以上の弾性接触片で構成されていてもよい。

１０ 多接点型雌端子
１２ 端子接続部
１４ 電線接続部
２０ 弾性接触片
２２ 接触部
５０ 雄端子

Claims (8)

1. 平板状の雄端子が挿入接続される端子接続部と電線端末の電線導体が接続される電線接続部とを有し、
   前記端子接続部には、前記雄端子が挿入される開口部を有する先端側と反対側の基端側に片持ち支持されて前記雄端子の挿入方向先端側に延びその先端側に設けられた接触部において雄端子の平板面に弾性接触する弾性接触片が前記雄端子の挿入方向と直交する幅方向に間隔をおいて複数形成され、
   前記複数の弾性接触片の各接触部が前記雄端子の平板面にそれぞれ接触することによって多接点が形成され、
   前記幅方向に並ぶ複数の弾性接触片のうちの一の弾性接触片と他の一の弾性接触片の接触部の位置が前記雄端子の挿入方向において異なっていることを特徴とする多接点型雌端子。
2. 前記幅方向に並ぶ複数の弾性接触片のうちの一の弾性接触片と他の一の弾性接触片の基端からの長さが異なることによって、これらの接触部の位置が前記雄端子の挿入方向において異なっていることを特徴とする請求項１に記載の多接点型雌端子。
3. 前記幅方向の中央を通る中心線に対して対称となる位置にある両弾性接触片の基端からの長さが同じであることを特徴とする請求項２に記載の多接点型雌端子。
4. 前記幅方向に並ぶ複数の弾性接触片のうち両外側に配置される弾性接触片よりも内側にある弾性接触片が両外側に配置される弾性接触片よりも基端からの長さが短いことを特徴とする請求項３に記載の多接点型雌端子。
5. 前記幅方向に並ぶ複数の弾性接触片のうち両外側に配置される弾性接触片が内側にある弾性接触片よりも基端からの長さが短いことを特徴とする請求項３に記載の多接点型雌端子。
6. 前記幅方向の中央を通る中心線に対して対称となる位置にある各弾性接触片の基端からの長さが異なることを特徴とする請求項２に記載の多接点型雌端子。
7. 前記幅方向に並ぶ複数の弾性接触片のうち基端からの長さがより短い弾性接触片の幅寸法がより小さいことを特徴とする請求項２から６のいずれか１項に記載の多接点型雌端子。
8. 前記幅方向に並ぶ複数の弾性接触片が、前記雄端子の板厚方向の両側にそれぞれ配設されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の多接点型雌端子。

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