JP2014238974A

JP2014238974A - 雌端子

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Publication number: JP2014238974A
Application number: JP2013120964A
Authority: JP
Inventors: 公貴大久保; Kimitaka Okubo; 修平安藤; Shuhei Ando
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2013-06-07
Filing date: 2013-06-07
Publication date: 2014-12-18
Anticipated expiration: 2033-06-07
Also published as: US9484641B2; WO2014196620A1; DE112014002717T5; US20160087351A1; DE112014002717B4; JP6053613B2

Abstract

【課題】雄端子を挿入するときの摩擦抵抗を減らすことができ、それにより、挿入荷重を小さくすることができると共に、接点部の摩耗を減らすことのできる雌端子を提供する。【解決手段】この雌端子１００の筒状の接点ホルダ１１１の内部には、前方からピン状の雄端子が挿入される筒状の接点部材１２０が収容されている。接点部材１２０は、前側と後側の保持リング１２１、１２２に両端が保持された多数の金属線材１２５ａからなる径可変部１２５を有しており、前側保持リング１２２と一体回転する回動リング１３０を回して径可変部１２５に捻りを加えることで、多数の金属線材１２５ａで双曲面を形成して、金属線材を雄端子に圧接させる。【選択図】図２

Description

本発明は、前方からピン状の雄端子が挿入される雌端子に関するものである。

特許文献１に、径方向に弾性を有する接点部材を備えた雌端子の例が記載されている。図９及び図１０に示すように、この雌端子１０は、円筒状のスリーブ２０と、その内部に挿入される円筒状の接点部材３０とを有する。円筒状のスリーブ２０の軸線方向の両端には、周方向に間隔をおいて複数の係合部２１が配列されている。また、円筒状の接点部材３０は、軸線方向に延在する複数のコンタクトストリップ（接点用の細帯板）３１を備えると共に、軸線方向の両端に、周方向に間隔をおいて配列された複数の係合部３２を備えている。

円筒状の接点部材３０は、両端の係合部３２を捻れた位置関係で、円筒状のスリーブ２０の両端の係合部２１に係合させることにより、捻れた状態に保持された複数のコンタクトストリップ３１の集合体により双曲面を形成している。そして、円筒状の接点部材３０により構成される双曲面の内方に凸に湾曲した部分を、径方向に弾性を備えるバネ部として、雌端子１０が構成されている。この雌端子１０に図示しない雄端子を挿入すると、雄端子に押されて接点部材３０が弾性変形しながら、雄端子に接触荷重を加え、雄端子と雌端子の電気的接続が成立する。

特許第４２０９７７５号公報

ところで、上述した雌端子の場合、雄端子が挿入される前に、最初から接点部材が予め双曲面状に固定的に形成されているので、接点部材によるバネ荷重を受けながら、雄端子を雌端子に挿入する必要がある。従って、バネ荷重が摩擦抵抗となり、挿入荷重が高くなってしまうという問題がある。また、摩擦抵抗を受けながら挿入することから、雄端子と雌端子の接点部が摩耗しやすいという問題もある。

そこで、本発明の目的は、上記課題を解消することに係り、雄端子を挿入するときの摩擦抵抗を減らすことができ、それにより、挿入荷重を小さくすることができると共に、接点部の摩耗を減らすことのできる雌端子を提供することにある。

本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）前部に筒状の接点ホルダを有する端子本体と、
前記筒状の接点ホルダの内部に収容され、前方からピン状の雄端子が挿入される筒状の接点部材と、
前記筒状の接点ホルダに回動可能に装着された回動リングと、を備え、
前記筒状の接点部材が、両端に配された一対の保持リングと、該一対の保持リングで両端が保持され、初期状態において前記雄端子の外径よりも内径が大きく設定され、前記一対の保持リングが相対的に逆方向に捻られることで、前記雄端子の外径よりも内径が小さく収縮する径可変部と、からなり、
前記筒状の接点部材が前記筒状の接点ホルダの内部に収容された状態で、前記両端の保持リングのうちの一方の前記保持リングが前記筒状の接点ホルダに回転不能に固定され、他方の前記保持リングが前記筒状の接点ホルダに対して回転可能且つ前記回動リングに対し一体回転するように固定されていることを特徴とする雌端子。

（２）前記径可変部として、各両端が前記保持リングに固定された状態で周方向に間隔をおいて配列され、前記筒状の接点部材の軸線方向に平行に延在する初期状態から、前記一対の保持リングが相対的に逆方向に捻られることで、全体で双曲面を構成する多数の金属線材が設けられていることを特徴とする上記（１）に記載の雌端子。

（３）前記雄端子が前記筒状の接点部材に挿入されて電気的に接続されたときに、前記回動リングと前記筒状の接点ホルダとの回転位置を固定する固定機構が設けられていることを特徴とする上記（１）又は（２）に記載の雌端子。

（４）前記固定機構は、前記筒状の接点ホルダの周面に設けられた係止突起と、前記回動リングの周面に設けられ前記係止突起を収容して回転方向の動きを規制する係止溝とを有することを特徴とする上記（３）に記載の雌端子。

上記（１）の構成の雌端子によれば、初期状態において、円筒状の接点部材の径可変部の内径が、接点部材の内部に挿入される雄端子の外径よりも大きく設定されているので、接点部材との間に隙間を確保した状態で、雄端子を雌端子の筒状の接点部材の内部に挿入することができる。従って、ほとんど接点部材との間に摩擦抵抗を生じずに、雄端子を雌端子に挿入することができ、挿入抵抗を低くすることができると共に、接点部の摩耗を減らすことができる。また、雄端子の挿入後に回動リングを回動させ、接点部材の他方の保持リングを一方の保持リングに対して捻ることにより、接点部材の径可変部を縮径させることができるので、径可変部の内周を雄端子の外周に圧接させることができ、電気的に安定した雌端子と雄端子の接続状態を成立させることができる。

上記（２）の構成の雌端子によれば、両端の保持リングを相対的に捻ることで、多数の金属線材を双曲面上に位置させることができるので、双曲面の最小内径部分で雄端子の外周に多数の金属線材を圧接させることができる。従って、全周に多数の接点（金属線材と雄端子の接触点）が存在することになり、雄端子と雌端子との間に安定した接触状態を得ることができ、接点部の温度上昇の低減を図ることができる。また、捻りの角度によって双曲面の湾曲度合いを変えることができるので、雄端子に対する接触荷重を変えることができ、接触抵抗の管理が容易にできる。

上記（３）の構成によれば、雄端子と雌端子との電気的接続状態を安定に保持することができる。

上記（４）の構成によれば、簡単な構成で雄端子と雌端子との電気的接続状態を安定に保持することができる。

本発明によれば、雌端子を構成する筒状の接点部材に雄端子を挿入するとき、接点部材と雄端子との間に隙間を確保できるので、挿入時の摩擦抵抗を減らすことができる。従って、挿入荷重を小さくすることができると共に、接点部の摩耗を減らすことができる。また、雄端子の挿入後に回動リングを回動させるだけで、接点部材の径可変部を縮径させて、接点部材を雄端子に圧接させることができ、雌端子と雄端子を電気接続させることができる。

以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態（以下、「実施形態」という。）を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。

図１は本発明の実施形態の雌端子の構成を示す斜視図である。図２は図１の雌端子を縦方向に沿った断面で半割りした状態を示す斜視図で、図２（ａ）は接点部材に捻りを加えていない初期状態を示す図、図２（ｂ）は接点部材に捻りを加えて径可変部を双曲面状に変形させた状態を示す図である。図３は図１の雌端子に使用する接点部材の構成を示す斜視図で、図３（ａ）は接点部材に捻りを加えていない初期状態を示す図、図３（ｂ）は接点部材に捻りを加えて径可変部を双曲面状に変形させた状態を示す図である。図４は図１の雌端子の側断面図で、図４（ａ）は接点部材に捻りを加えていない初期状態を示す図、図４（ｂ）は接点部材に捻りを加えて径可変部を双曲面状に変形させた状態を示す図である。図５は図１の雌端子と嵌合する雄端子の先端部の構成を示す側面図である。図６は図１の雌端子に雄端子を挿入した状態を示す側断面図で、図６（ａ）は接点部材に捻りを加えていない初期状態を示す図、図６（ｂ）は接点部材に捻りを加えて径可変部を双曲面状に変形させた状態を示す図である。図７（ａ）は回動リングが固定機構により接点ホルダに固定される前の状態の斜視図、図７（ｂ）は回動リングが固定機構により接点ホルダに固定された後の状態の斜視図である。図８（ａ）は固定機構の固定前の状態の平面図、図８（ｂ）は固定機構の固定後の状態の平面図である。図９は従来の雌端子の組み立て前の状態を示す構成図である。図１０は従来の雌端子の構成図である。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１は実施形態の雌端子の構成を示す斜視図、図２は雌端子を縦方向に沿った断面で半割りした状態を示す斜視図、図３は雌端子に使用する接点部材の構成を示す斜視図、図４は雌端子の側断面図、図５は雌端子と嵌合する雄端子の先端部の構成を示す側面図、図６は雌端子に雄端子を挿入した状態を示す側断面図、図７（ａ）は回動リングが固定機構により接点ホルダに固定される前の状態の斜視図、図７（ｂ）は回動リングが固定機構により接点ホルダに固定された後の状態の斜視図、図８（ａ）は固定機構の固定前の状態の平面図、図８（ｂ）は固定機構の固定後の状態の平面図である。なお、図２、図３、図４、図６の各図の（ａ）は接点部材に捻りを加えていない初期状態を示す図、（ｂ）は接点部材に捻りを加えて径可変部を双曲面状に変形させた状態を示す図である。

図１及び図２に示すように、実施形態の雌端子１００は、前部に筒状の接点ホルダ１１１を有し後部に電線加締部１１７を有する端子本体１１０と、端子本体１１０の筒状の接点ホルダ１１１の内部に収容されて、前方からピン状の雄端子が挿入される筒状の接点部材１２０と、筒状の接点ホルダ１１１の前端に回動可能に装着された回動リング１３０と、を備えている。端子本体１１０と接点部材１２０と回動リング１３０は、全て金属製のものであるが、回動リング１３０は、必ずしも金属で構成されていなくてもよく、樹脂などの非導電材で構成されていてもよい。

図２〜図４に示すように、筒状の接点部材１２０は、両端に配された一対の保持リング１２１、１２２と、これら一対の保持リング１２１、１２２で両端が保持されて、図４（ａ）に示すように、初期状態において図５に示すピン状の雄端子２００の外径Ｄよりも内径ｄ１が大きく設定され、図４（ｂ）に示すように、一対の保持リング１２１、１２２が相対的に逆方向に捻られることで、雄端子の外径Ｄよりも内径が小さく収縮する径可変部１２５と、を備えている。

この径可変部１２５は、軸線方向に沿って延在し且つ周方向に一定間隔をもって配列された多数の金属線材（例えば金属ワイヤ）１２５ａの集合体によって構成されている。これら金属線材１２５ａは、各両端が保持リング１２１、１２２に固定された状態で周方向に一定間隔をおいて配列されており、図３（ａ）及び図４（ａ）に示すように、接点部材１２０の軸線方向に平行に延在する初期状態から、図３（ｂ）及び図４（ｂ）に示すように、一対の保持リング１２１、１２２が相対的に逆方向に捻られることで、全体で双曲面Ｓを構成することができるようになっている。

保持リング１２１、１２２は、細帯板を円形に丸めたもので、図３に示すように、周方向の１カ所に僅かな隙間１２１ｃ、１２２ｃ（後側の保持リング１２１側の隙間１２１ｃについては、図３に図示されていないが、前側の保持リング１２２側の隙間１２２ｃと同様に設けられている）があいている。これら保持リング１２１、１２２は、自然状態において外径が、接点ホルダ１１１の内径よりも僅かに大きく形成されており、弾性的に縮径させながら接点ホルダ１１１の内部に収容されている。そして、縮径を解除することにより、その弾性反力で保持リング１２１、１２２の外周が接点ホルダ１１１の内周１１２に圧接しており、それにより、接点部材１２０と端子本体１１０とが電気的に導通した状態に保たれている。なお、接点ホルダ１１１内に収容されている保持リング１２１、１２２の内径は、雄端子２００の外径Ｄよりも当然大きく設定されている。

図２及び図４に示すように、後側の保持リング１２１は、接点ホルダ１１１に設けられた回転止めリブ１１６が保持リング１２１に形成された隙間１２１ｃに入り込むことで、接点ホルダ１１１の内部に回転不能に且つ軸方向に移動可能に収容保持されている。接点ホルダ１１１に設けられた回転止めリブ１１６は、接点部材１２０が軸方向に縮長した際にも隙間１２１ｃ内に入り込んだ状態に維持されるような、軸方向長さに設定されている。接点ホルダ１１１のリブ１１６が、保持リング１２１の隙間１２１ｃに入り込むことで、保持リング１２１は、回転不能に且つ軸方向に移動可能になっている。また、前側の保持リング１２２は、接点ホルダ１１１に対して回転可能に収容されている。

回動リング１３０は、図２及び図４に示すように、外周側円筒壁１３１と、内周側円筒壁１３２と、外周側円筒壁１３１と内周側円筒壁１３２と繋ぐ端壁１３３と、を有しており、筒状の接点ホルダ１１１の前端凸部１１３が外周側円筒壁１３１と内周側円筒壁１３２との間に挿入された状態で、外周側円筒壁１３１の環状爪１３４が接点ホルダ１１１の前端凸部１１３の後側段部に係合することで、抜け止めされた状態で接点ホルダ１１１の前端に回動可能に装着されている。

接点部材１２０の前側の保持リング１２２は、この回動リング１３０の内周側円筒壁１３２に形成した係合部１３５に、前端に突設した係合突片１２２ａを係合させることで、回動リング１３０と一緒に回動するようになっている。

次に作用を説明する。
図２（ａ）及び図４（ａ）に示すように、回動リング１３０を回動させていない初期状態においては、接点部材１２０の径可変部１２５の内径ｄ１が、接点部材１２０の内部に挿入される雄端子２００の外径Ｄよりも大きく設定されている。従ってその状態で、図６（ａ）に示すように、雄端子２００を雌端子１００の内部に挿入することで、接点部材１２０との間に隙間を確保した状態で、雄端子２００を雌端子１００の接点部材１２０の内部に挿入することができる。その結果、ほとんど接点部材１２０との間に摩擦抵抗を生じずに、雄端子２００を雌端子１００に挿入することができ、挿入抵抗を低くすることができると共に、接点部の摩耗を減らすことができる。

雄端子２００を雌端子１００に挿入したら、図２（ｂ）の矢印Ｒ１で示すように、回動リング１３０を回動させる。そうすると、接点部材１２０の前側保持リング１２２が一緒に回動し、図３（ｂ）に示すように、前側の保持リング１２２が後側の保持リング１２１に対して矢印Ｒ１で示す方向に捻られることにより、接点部材１２０の後端側は、回転止めリブ１１６と隙間１２１ｃの作用で、後側の保持リング１２１により回転を規制された状態で軸方向前方に移動し、接点部材１２０の径可変部１２５が縮径する。即ち、両端の保持リング１２１、１２２が相対的に捻られることで、多数の金属線材１２５ａで構成される径可変部１２５が双曲面状に変形し、図４（ｂ）及び図６（ｂ）に示すように、径可変部１２５が、双曲面の最小内径ｄ２（＜Ｄ）の部分で雄端子２００の外周に圧接する。

このように、多数の金属線材１２５ａが雄端子２００の外周に圧接することになるので、電気的に安定した雌端子１００と雄端子２００の接続状態が成立する。また、全周に多数の接点が存在することになるので、接点部の温度上昇の低減を図ることができる。また、回動リング１３０の回動角度により、径可変部１２５の捻りの角度を変えて、雄端子２００に対する金属線材１２５ａの接触荷重を変えることができるので、接触抵抗の管理が容易にできる。

なお、多数の金属線材１２５ａが雄端子２００の外周に圧接した状態で、回動リング１３０は、接点ホルダ１１１に対する回転位置が固定される。回動リング１３０の回転位置を固定する構成としては、回転位置での位置を固定できるものであればよく、摩擦係合構造、凸部と凹部との嵌合構造、ロック爪による係止構造等を採用することができる。

回動リング１３０の回転位置を固定する構成としては、例えば図７及び図８に示す固定機構１５０を採用することができる。

図７及び図８に示すように、接点ホルダ１１１の周面には半径方向外方に突出した円柱状の係止突起１５１が設けられ、回動リング１３０の周面には軸方向の溝１５２ａと周方向の溝１５２ｂとからなるＬ字状の係止溝１５２が形成されている。固定機構１５０は、係止突起１５１と係止溝１５２とで構成されている。回動リング１３０は、接点ホルダ１１１に装着されるに際し、接点ホルダ１１１の係止突起１５１が軸方向の溝１５２ａの開口端から挿入されて軸方向の最奥部に達した状態で、接点ホルダ１１１に回転可能に装着されて軸方向の位置が固定される。

回動リング１３０と接点ホルダ１１１との相対回転により、係止突起１５１は、周方向の溝１５２ｂ内を移動するようになっている。係止溝１５２の最奥部の手前には、弾性係止部１５５が設けられている。弾性係止部１５５は、係止溝１５２内に両持ち梁状に湾曲して張り出したものである。係止突起１５１は、係止溝１５２内において弾性係止部１５５が当接により弾性変形することで、圧接状態で弾性係止部１５５を乗り越えることができる。弾性係止部１５５を乗り越えて係止溝１５２の最奥部に達した係止突起１５１は、係止溝１５２の閉塞端によりそれ以上の移動を規制され、弾性係止部１５５により逆方向の移動を規制される。これにより回動リング１３０は接点ホルダ１１１に対する回転位置が固定される。

このように、係止突起１５１と係止溝１５２とにより回動リング１３０と接点ホルダ１１１との回転位置が固定されることで、接点部材１２０の径可変部１２５の縮径状態が保持され、金属線材１２５ａと雄端子２００との電気的接続が安定に保持される。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。

例えば、上記実施形態では、金属線材１２５ａが金属ワイヤであるが、金属線材１２５ａが弾性の高い金属ストリップ（細帯板）で構成されていてもよい。

ここで、上述した本発明に係る雌端子の実施形態の特徴をそれぞれ以下［１］〜［４］に簡潔に纏めて列記する。

［１］前部に筒状の接点ホルダ（１１１）を有する端子本体（１１０）と、
前記筒状の接点ホルダ（１１１）の内部に収容され、前方からピン状の雄端子（２００）が挿入される筒状の接点部材（１２０）と、
前記筒状の接点ホルダ（１１１）に回動可能に装着された回動リング（１３０）と、を備え、
前記筒状の接点部材（１２０）が、両端に配された一対の保持リング（１２１、１２２）と、該一対の保持リング（１２１、１２２）で両端が保持され、初期状態において前記雄端子（２００）の外径（Ｄ）よりも内径（ｄ１）が大きく設定され、前記一対の保持リング（１２１、１２２）が相対的に逆方向に捻られることで、前記雄端子（２００）の外径（Ｄ）よりも内径（ｄ２）が小さく収縮する径可変部（１２５）と、からなり、
前記筒状の接点部材（１２０）が前記筒状の接点ホルダ（１１１）の内部に収容された状態で、前記両端の保持リング（１２１、１２２）のうちの一方の前記保持リング（１２１）が前記筒状の接点ホルダ（１１１）に回転不能に固定され、他方の前記保持リング（１２２）が前記筒状の接点ホルダ（１１１）に対して回転可能且つ前記回動リング（１３０）に対し一体回転するように固定されていることを特徴とする雌端子（１００）。

［２］前記径可変部（１２５）として、各両端が前記保持リング（１２１、１２２）に固定された状態で周方向に間隔をおいて配列され、前記筒状の接点部材（１２０）の軸線方向に平行に延在する初期状態から、前記一対の保持リング（１２１、１２２）が相対的に逆方向に捻られることで、全体で双曲面（Ｓ）を構成する多数の金属線材（１２５ａ）が設けられていることを特徴とする上記［１］に記載の雌端子（１００）。

［３］前記雄端子（２００）が前記筒状の接点部材（１２０）に挿入されて電気的に接続されたときに、前記回動リング（１３０）と前記筒状の接点ホルダ（１１１）との回転位置を固定する固定機構（１５０）が設けられていることを特徴とする上記［１］又は［２］に記載の雌端子（１００）。

［４］前記固定機構（１５０）は、前記筒状の接点ホルダ（１１１）の周面に設けられた係止突起（１５１）と、前記回動リング（１３０）の周面に設けられ前記係止突起（１５１）を収容して回転方向の動きを規制する係止溝（１５２）とを有することを特徴とする上記［３］に記載の雌端子（１００）。

１００雌端子
１１０端子本体
１１１接点ホルダ
１１７電線加締部
１２０接点部材
１２１保持リング
１２２保持リング
１２５径可変部
１２５ａ金属線材
１３０回動リング
１５０固定機構
１５１係止突起
１５２係止溝
２００雄端子
Ｄ雄端子の外径
ｄ１径可変部の初期状態の時の内径
ｄ２径可変部の縮径時の内径

Claims

前部に筒状の接点ホルダを有する端子本体と、
前記筒状の接点ホルダの内部に収容され、前方からピン状の雄端子が挿入される筒状の接点部材と、
前記筒状の接点ホルダに回動可能に装着された回動リングと、を備え、
前記筒状の接点部材が、両端に配された一対の保持リングと、該一対の保持リングで両端が保持され、初期状態において前記雄端子の外径よりも内径が大きく設定され、前記一対の保持リングが相対的に逆方向に捻られることで、前記雄端子の外径よりも内径が小さく収縮する径可変部と、からなり、
前記筒状の接点部材が前記筒状の接点ホルダの内部に収容された状態で、前記両端の保持リングのうちの一方の前記保持リングが前記筒状の接点ホルダに回転不能に固定され、他方の前記保持リングが前記筒状の接点ホルダに対して回転可能且つ前記回動リングに対し一体回転するように固定されていることを特徴とする雌端子。
前記径可変部として、各両端が前記保持リングに固定された状態で周方向に間隔をおいて配列され、前記筒状の接点部材の軸線方向に平行に延在する初期状態から、前記一対の保持リングが相対的に逆方向に捻られることで、全体で双曲面を構成する多数の金属線材が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の雌端子。
前記雄端子が前記筒状の接点部材に挿入されて電気的に接続されたときに、前記回動リングと前記筒状の接点ホルダとの回転位置を固定する固定機構が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の雌端子。
前記固定機構は、前記筒状の接点ホルダの周面に設けられた係止突起と、前記回動リングの周面に設けられ前記係止突起を収容して回転方向の動きを規制する係止溝とを有することを特徴とする請求項３に記載の雌端子。