JP2015159092A

JP2015159092A - 接続端子

Info

Publication number: JP2015159092A
Application number: JP2014034491A
Authority: JP
Inventors: 直樹 ▲高▼村; Naoki Takamura
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2014-02-25
Filing date: 2014-02-25
Publication date: 2015-09-03
Also published as: DE102015203324A1; US9461432B2; US20150244132A1

Abstract

【課題】箱開きが生じず、接続信頼性を向上させることのできる接続端子を提供する。【解決手段】接続端子１１は、底板部３３の一端側に接続バネ部３７が一体に設けられる端子本体１３と、底板部３３の一端側の端子幅方向の両側縁部から立体造形によって一体に成形されて接続バネ部３７を覆う箱部２１と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、接続端子に関する。

例えば自動車の電装品に使用される接続端子には、箱型雌端子がある（特許文献１等参照）。図８に示すように、この箱型雌端子（以下、単に「接続端子」と称す。）５０１は、１枚の金属板からの打ち抜き加工及び折り曲げ加工により、端子接続部を構成する弾性舌片５０３と、その周囲を囲む箱型の周壁５０５とが一体に形成されている。弾性舌片５０３は、箱型の周壁５０５の一方の開口端（上端）側から周壁内に折り返され、他方の開口端（下端）付近に自由端を有するように形成される。この接続端子５０１は、弾性舌片５０３と周壁５０５の正面壁５０７との間に矢印Ｐ方向から第一の雄端子５０９が挿入され、弾性舌片５０３と周壁５０５の背面壁５１１との間に矢印Ｑ方向から第二の雄端子５１３が挿入されて、雄端子同士を接続する中継端子として使用される。

ところが、このような構造の接続端子５０１の端子接続部は、一枚の金属板から構成されているため、周壁５０５は周方向の一部に必ず金属板の端縁の合わせ目５１５ができ、この合わせ目５１５で周壁５０５は不連続となる。このため周壁５０５の強度が低く、雄端子５０９及び雄端子５１３が挿入された際、特に雄端子５０９及び雄端子５１３がこじられたとき等に、周壁５０５の合わせ目５１５が開く方向に変形（箱開き）して、本来の接触圧を保持できなくなる可能性があった。

そこで、この接続端子５０１では、周壁５０５の合わせ目５１５を構成する正面壁５０７の端縁に、付け根より先端部の方が幅が広い係止突片５１７を形成し、側面壁５１９の端縁に、係止突片５１７が嵌め込まれる形の中広の切欠部５２１を形成している。これにより、係止突片５１７が切欠部５２１に嵌め込まれ、周壁５０５の変形が防止されている。

特開２０００−２４３４９８号公報

しかしながら、上記した従来の接続端子５０１は、金属板に形成した係止突片５１７が、側面壁５１９に形成された中広の切欠部５２１に嵌め込まれているため、接続端子５０１が極小化すると、係止突片５１７の成立が困難になる。即ち、金属板が薄厚となることにより、係止突片５１７と切欠部５２１の嵌め合いが外れやすくなる。係止突片５１７と切欠部５２１の嵌め合いが外れれば、雄端子５０９及び雄端子５１３の挿入時の反力で箱部が開き、端子接続部の接続信頼性が低下する可能性がある。

本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、その目的は、箱開きが生じず、接続信頼性を向上させることのできる接続端子を提供することにある。

本発明に係る上記目的は、下記構成により達成される。
（１）底板部の一端側に接続バネ部が一体に設けられ、他端側に導体接続部が一体に設けられる端子本体と、前記底板部の一端側の端子幅方向の両側縁部から立体造形によって一体に成形されて前記接続バネ部を覆う箱部と、を備えることを特徴とする接続端子。

上記（１）の構成の接続端子によれば、端子本体は、底板部の一端側に、接続バネ部が一体に形成される。この端子本体は、１枚の金属板からの打ち抜き加工及び折り曲げ加工により形成できる。
立体造形によって成形された箱部は、金属板からなる底板部との接続部が溶融して接合される。
底板部の端子幅方向の両側縁部から立体造形によって成形された箱部は、接続バネ部を覆う筒形状に形成される。つまり、相手端子が挿入される端子接続部は断面形状が継ぎ目のない閉じた環状となる。この箱部は、内方に相手端子が挿入されると、接続バネ部が、相手端子によって弾性変形される。相手端子は、弾性変形した接続バネ部の反力によって箱部を内側から押圧することとなる。箱部は、継ぎ目が無いため、この反力によって箱開きすることがない。
また、例えば粉末焼結積層造形法等の立体造形によれば、現状技術においても±０．１ｍｍの成形精度を実現できる。このため、一般的な打ち抜き加工及び折り曲げ加工によっては形成が困難であった小さな接続端子も形成でき、接続端子の更なる極小化が可能となる。

（２）上記（１）の構成の接続端子であって、前記端子本体が、立体造形によって成形されることを特徴とする接続端子。

上記（２）の構成の接続端子によれば、底板部、接続バネ部、及び導体接続部からなる端子本体が、立体造形によって一体に形成される。即ち、接続端子は、端子本体及び箱部の全ての構成部位が、立体造形によって成形される。立体造形によって全てが成形される接続端子では、打ち抜き加工及び折り曲げ加工や、これらの加工によって成形した部材の供給管理が不要となる。その結果、製造工程の簡素化が可能となる。

（３）上記（２）の構成の接続端子であって、前記底板部と前記接続バネ部とが、異なる金属材料から成形されることを特徴とする接続端子。

上記（３）の構成の接続端子によれば、例えば粉末焼結積層造形法等の立体造形によって端子本体を成形する際、粉末材料としての金属材料を底板部と接続バネ部とで変えることにより、接続バネ部を特にバネ性に優れた部位に成形できる。これにより、単一素材で各部位が形成される一般の接続端子に比べ、接続バネ部の接続性能や、導体接続部の接続性能等を高めることができる。

本発明に係る接続端子によれば、箱開きが生じず、接続信頼性を向上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。

本発明の一実施形態に係る接続端子の斜視図である。図１に示した端子本体の斜視図である。箱部の成形過程を表した製造工程図である。（ａ）は箱部における側板部の成形途中の製造工程図、（ｂ）は側板部の成形が完了した製造工程図、（ｃ）は箱部における天板部の成形が完了した製造工程図である。図１に示した接続端子に、相手端子が挿入される直前の斜視図である。打ち抜き加工及び折り曲げ加工によって成形された合わせ目を有する箱部に相手端子が挿入された比較例に係る接続端子の正面図である。立体造形によって成形された継ぎ目の無い箱部に相手端子が挿入された本実施形態に係る接続端子の正面図である。従来の箱部を有する接続端子を雄端子と共に表した斜視図である。

以下、本発明に係る実施形態を図面を参照して説明する。
本発明の一実施形態に係る接続端子１１は、導電性金属からなり、例えばコネクタハウジング（図示略）に装着されて使用される。接続端子１１は、図１に示すように、先端側から箱部２１、導体圧着部２５、絶縁被覆圧着部２７が連設される。箱部２１は、雄端子（相手端子）１９のタブ状電気接触部２９を受け入れて雄端子１９と導通接続される端子接続部である。つまり、本実施形態の接続端子１１は、雌端子である。

箱部２１の後端部に設けられたランス係止部２３は、接続端子１１がコネクタハウジングの端子収容室に進入した際、コネクタハウジングに形成されたランスに後方から係止される。これにより、接続端子１１は、端子収容室からの後抜けが規制される。なお、箱部２１には、スペーサ当接部（図示略）が設けられてもよい。スペーサ当接部には、コネクタハウジングにスペーサ（図示略）が装着されると、スペーサに形成される二次係止部が当接される。

導体圧着部２５は、絶縁被覆が除去された電線（図示せず）の導体に圧着される。導体圧着部２５には、鋸歯状の刻み部となるセレーション３１が形成される。セレーション３１は、導体に食い込んだ際、導体表面に酸化によって形成された酸化被膜を除去することができる。絶縁被覆圧着部２７は、電線が絶縁被覆の外周から圧着される。これら導体圧着部２５及び絶縁被覆圧着部２７により接続端子１１は、電線に固定される。

ところで、本実施形態に係る接続端子１１は、端子本体１３と箱部２１とに大別することができる。
端子本体１３は、図２に示すように、底板部３３の両側縁部３５に沿う方向の一端側（図中左方側）の上面に接続バネ部３７が一体に設けられている。接続バネ部３７は、先端部３９が自由端となり、基端部４１が底板部３３と一体に形成されている。接続バネ部３７には、インデント４３が突設されている。接続バネ部３７は、インデント４３を介して雄端子１９と接触することで、絶縁性粉体等が介在することによる電気抵抗の上昇が抑制されて、電気的に接触し続けることができる。なお、本発明の接続バネ部は、端子本体と別体に形成された後、箱部内に組付ける構成とすることもできる。

端子本体１３の他端側（図中右方側）には、導体接続部４５が一体に形成されて設けられている。本実施形態の導体接続部４５は、上記の導体圧着部２５と絶縁被覆圧着部２７とで構成されている。なお、導体接続部４５は、接続端子１１が、配線基板等に実装されるものである場合には、リード部として形成されてもよい。端子本体１３は、１枚の金属板からの打ち抜き加工及び折り曲げ加工により形成できる。なお、端子本体１３は、金属板から形成された底板部３３に、接続バネ部３７と導体接続部４５とが立体造形によって一体に成形されることで形成されるものであってもよい。

本実施形態の箱部２１は、底板部３３の両側縁部３５から一体となって立体造形によって起立して成形される一対の側板部１５と、一対の側板部１５のそれぞれの上端縁部を立体造形によって相互に接続して一体に成形される天板部１７と、を有する。

ここで、立体造形としては、例えば、粉末焼結積層造形法を用いることができる。粉末焼結積層造形法は、材料粉末にバインダを塗布し付着積層する粉末固着積層法と異なり、金属・樹脂粉末をレーザー熱源により逐次溶融・焼結し、積層することで所望の形状を成形する。光造形法を始めとするその他の積層造形法のほとんどが成形材料を限定するのに対し、粉末焼結積層造形法は、樹脂材料から金属やセラミックスまで様々な成形材料を成形できる。

粉末焼結積層造形法は、成形室において、図３に示すように、レーザー熱源により金属粉末４７を溶かしながら積層していく。成形室は、加熱用のＩＲヒーターが設けられる。粉末焼結積層造形法では、レーザー照射４９により溶融した材料が既成層との融着直後に急激に冷却されると、層間に大きな内部応力が発生する。そこで、ＩＲヒーターにより、成形環境温度を成形材料の融点近くまで上昇させておくことで、急激な冷却を抑制し、内部応力の発生を防止することができる。また、成形室は、燃焼や酸化を防止するために窒素雰囲気となる。

ヘッド５１に搭載されるレーザーとしては、ＣＯ₂レーザーやＹＡＧレーザーが用いられる。この他、ヘッド５１には、材料供給用ノズル５３が設けられる。ヘッド５１は、３ＤＣＡＤデータに基づき動作制御される。このヘッド５１は、工作機械の主軸と同様、同時多軸制御される。また、粉末焼結積層造形法では、レーザー照射量や材料供給量等が、常に監視しながら制御されることで、造形面の形状に左右されない精密なピッチの金属層が生成可能となっている。

粉末焼結積層造形法では、高額な専用合金ではなく一般産業用粉体金属を利用したハイブリッド造形も可能である。基材（端子本体１３）から全てを造形するだけではなく、端子本体１３に箱部２１を追加造形することができる。勿論、接続端子１１の全てを立体造形することもできる。その際、基材（端子本体１３）は、平面には限定されない。追加造形される基材（端子本体１３）の表面は、三次元自由曲面であってもよい。即ち、接続バネ部３７等が既に形成されていてもよい。

粉末焼結積層造形法では、例えば、チタン、ステンレス、ニッケル合金、インコネル（登録商標）、アルミニウム、銅、錫等の金属が使用できる。この他、エンジニアリング・プラスチック、セラミックス、砂等、用途に合わせた材料の選択が可能となる。

また、金属粒子を用いて金属造形物を製造する立体造形として、例えば、限定された領域に、複数の金属または金属合金粒子と、過酸化物を含む粒子混合物を堆積させるステップと、未加工部を形成するためにバインダ系を前記粒子混合物の所定のエリアに選択的にインクジェット方式で噴出するステップとを含む３次元金属物体の製造方法（特開２００５−１２０４７５号公報等参照）を用いることもできる。

本実施形態に係る接続端子１１では、上記の粉末焼結積層造形法によって、図４（ａ）、（ｂ）に示すようにして底板部３３の両側縁部３５に一対の側板部１５が成形された後、図４（ｃ）に示す天板部１７が成形される。即ち、天板部１７は、一対の側板部１５のそれぞれの上端縁部５５を立体造形によって相互に接続して一対の側板部１５と一体に成形される。

また、本実施形態に係る接続端子１１は、端子本体１３が、立体造形によって成形されてもよい。この場合、接続端子１１は、端子本体１３と箱部２１の全てが立体造形によって成形されることになる。
このように、接続端子１１の端子本体１３が立体造形によって成形される構成の場合、底板部３３と、接続バネ部３７と、導体接続部４５とは、それぞれ異なる金属から成形することが可能となる。

次に、上記の構成を有する接続端子１１の作用を説明する。
本実施形態に係る接続端子１１では、端子本体１３は、底板部３３の一端側の上面に、接続バネ部３７が一体に形成される。この端子本体１３は、１枚の金属板からの打ち抜き加工及び折り曲げ加工により形成できる。このように端子本体１３が金属板からの打ち抜き加工及び折り曲げ加工により形成されたものである場合には、接続端子１１は、追加造形（所謂ハイブリッド造形）となる。

粉末焼結積層造形法等の立体造形によって成形された箱部２１は、金属板からなる底板部３３との接続部が溶融して接合される。箱部２１における側板部１５と天板部１７の立体造形で使用される金属材料は、底板部３３と同じものとなる。

なお、立体造形によって成形された造形部位となる箱部２１の側板部１５及び天板部１７は、端子本体１３と殆ど同色になる。また、箱部２１は、後加工を施せば、追加造形部位を肉眼では区別することのできないほど高精度な一体造形物とすることができる。

図６に示す比較例のように、打ち抜き加工及び折り曲げ加工によって成形された箱部２１Ａは、天板部が上下に重ね合わされ、継ぎ目のある構造となる。このような箱部２１Ａを備えた接続端子の場合、箱部２１Ａの内方に雄端子１９が挿入されると、接続バネ部３７は、雄端子１９によって弾性変形される。雄端子１９は、弾性変形した接続バネ部３７の反力によって箱部２１Ａを内側から押圧することとなり、箱部２１Ａはこの反力によって継ぎ目が離れ、箱開きする可能性がある。

一方、図７に示すように、底板部３３の端子幅方向の両側縁部３５から立体造形によって成形された接続端子１１の箱部２１は、接続バネ部３７を覆う四角筒形状に形成される。つまり、雄端子１９が挿入される端子接続部である箱部２１は、断面形状が継ぎ目のない閉じた矩形環状となる。この箱部２１は、内方に雄端子１９が挿入されると、接続バネ部３７が、雄端子１９によって弾性変形される。雄端子１９は、弾性変形した接続バネ部３７の反力によって箱部２１を内側から押圧することとなる。箱部２１は、継ぎ目が無いため、この反力によって箱開きすることがない。

また、上述の粉末焼結積層造形法等の立体造形によれば、現状技術においても±０．１ｍｍの成形精度を実現できる。このため、一般的な打ち抜き加工及び折り曲げ加工によっては形成が困難であった小さな接続端子１１も形成でき、接続端子１１の更なる極小化が可能となる。

また、本実施形態に係る接続端子１１では、底板部３３、接続バネ部３７、及び導体接続部４５からなる端子本体１３を立体造形によって一体に形成することもできる。この場合、接続端子１１は、端子本体１３、側板部１５及び底板部３３の全ての構成部位が、立体造形によって成形される。立体造形によって全てが成形される接続端子１１では、打ち抜き加工及び折り曲げ加工や、これらの加工によって成形した部材の供給管理が不要となり、製造工程の簡素化が可能となる。

また、本実施形態に係る接続端子１１では、例えば粉末焼結積層造形法等の立体造形によって端子本体１３を成形する際、粉末材料としての金属材料を底板部３３と接続バネ部３７とで変えることにより、接続バネ部３７を特にバネ性に優れた部位に成形できる。
接続バネ部３７に、良好なバネ性を発現させる粉末材料としては、例えばリン青銅やベリリウム銅等が挙げられる。この場合、他の部位である箱部２１や導体接続部４５には、例えば黄銅等を使用することができる。これにより、単一素材で各部位が形成される一般の接続端子１１に比べ、接続バネ部３７の接続性能や、導体接続部４５の圧着性能（導体接続部４５が圧着部の場合）等を高めることができる。

従って、本実施形態に係る接続端子１１によれば、端子接続部である箱部２１の箱開きが生じず、接続信頼性を向上させることができる。

ここで、上述した本発明に係る接続端子の実施形態の特徴をそれぞれ以下に簡潔に纏めて列記する。
［１］底板部３３の一端側に接続バネ部３７が一体に設けられ、他端側に導体接続部４５が一体に設けられる端子本体１３と、
前記底板部３３の一端側の端子幅方向の両側縁部３５から立体造形によって一体に成形されて前記接続バネ部３７を覆う箱部２１と、
を備えることを特徴とする接続端子１１。
［２］上記［１］に記載の接続端子１１であって、
前記端子本体１３が、立体造形によって成形されることを特徴とする接続端子１１。
［３］上記［２］に記載の接続端子１１であって、
前記底板部３３と前記接続バネ部３７とが、異なる金属材料から成形されることを特徴とする接続端子１１。

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、上記実施形態の接続端子１１では、接続バネ部３７を覆う箱部２１が四角筒形状に形成されているが、円筒形状等の種々の形状を採りうることは勿論である。
また、本実施形態の導体接続部４５は、それぞれ一対の拡開した圧着片からなる導体圧着部２５と絶縁被覆圧着部２７とで構成されているが、例えば配線基板やバスバーに半田付けされるリード部として構成されてもよい。

１１…接続端子
１３…端子本体
１５…側板部
１７…天板部
２１…箱部
３３…底板部
３５…両側縁部
３７…接続バネ部
４５…導体接続部
５５…上端縁部

Claims

底板部の一端側に接続バネ部が一体に設けられ、他端側に導体接続部が一体に設けられる端子本体と、
前記底板部の一端側の端子幅方向の両側縁部から立体造形によって一体に成形されて前記接続バネ部を覆う箱部と、
を備えることを特徴とする接続端子。
請求項１に記載の接続端子であって、
前記端子本体が、立体造形によって成形されることを特徴とする接続端子。
請求項２に記載の接続端子であって、
前記底板部と前記接続バネ部とが、異なる金属材料から成形されることを特徴とする接続端子。