JP2015207388A - 雌型コンタクト及び電源用コネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】振動等により力が加わったとしても雄型コンタクトとの接触部分が動いて擦れあわないようにし、擦れに起因する接触不良の発生を解消する。【解決手段】曲げ加工された板材よりなる雌型コンタクト１００は、雄型コンタクトを受容するソケット部３０と、電線が接続される端子部４０と、ソケット部３０と端子部４０とを繋ぐ中間部５０とよりなる。中間部５０は断面Ｕ字状をなすＵ字部５１と、Ｕ字部５１のＵ字の一端側における幅方向側縁から９０?曲げ部５２を介してＵ字の外側に延長された延長部５３とを有し、延長部５３の先端がソケット部３０に連結され、Ｕ字の他端が端子部４０に連結されている。Ｕ字部５１及び延長部５３の幅はいずれもソケット部３０における雄型コンタクトと接触するばね片３４の幅より小とされる。【選択図】図１

Description

この発明は電源用のコネクタに関し、特に電源用コネクタ内に配設される雌型コンタクトの構造に関する。

図１２Ａは特許文献１に記載されている二次電池の端子構造及び隣接する二次電池を接続するバスバーの構造を示したものである。二次電池１０は電極群を内部に収容する本体１１と、正電極端子及び負電極端子と、プレート１２とを備えて構成されている。図１２Ａでは正電極端子１３の断面構造を示しており、正電極端子１３はコネクタ部１４と正電極板１５とを備えて構成されている。

コネクタ部１４はコネクタ本体１４ａと、コネクタ本体１４ａの上部に形成された開口１４ｂと、開口１４ｂの側面部に設けられた爪部１４ｃとを備えて構成されている。正電極板１５はプレート１２に設けられた開口１２ａを介してコネクタ本体１４ａの開口１４ｂ内に突出されている。負電極端子も図１２Ａに示した正電極端子１３と同様の構成を有するものとなっている。

バスバー２０は本体２１を介して所定距離離れた両端に相手コネクタ部２２がそれぞれ設けられた構成とされ、本体２１と、相手コネクタ部２２と、相手コネクタ部２２の下部に設けられた開口２３と、導電体２４と、開口２３内の導電体２４が折返しされた部分である折返部２５と、折返部２５と対向する開口２３の内面部に設けられた凸部２６と、コネクタ部１４の爪部１４ｃに対応する位置に設けられた凹部２７とを備えて構成されている。

図１２Ｂは二次電池１０にバスバー２０が接続された状態を示したものであり、バスバー２０の両端の相手コネクタ部２２は隣り合う二次電池の正電極端子及び負電極端子の各コネクタ部１４の開口１４ｂにそれぞれ挿入される。図１２Ｂは図１２Ａと同様、正電極端子１３側を示している。

正電極端子１３の正電極板１５の先端部は相手コネクタ部２２の折返部２５及び凸部２６に接触し、爪部１４ｃが相手コネクタ部２２の凹部２７に嵌り込んで接続が完了した状態となる。

特開２０１０−６１９６２号公報

ところで、電気コネクタの接続においては一般に一方のコネクタは雄型コンタクトを備え、他方のコネクタは雄型コンタクトを受容する雌型コンタクトを備え、それら雄型コンタクトと雌型コンタクトの嵌合、接触によって電気的接続が行われるものとなっており、雌型コンタクト側には接触圧を発生させるためのばね接点（ばね片）が一般に設けられている。上述したバスバー２０と二次電池１０の接続構造においても、二次電池１０のコネクタ部１４は雄型コンタクトを備え、バスバー２０の相手コネクタ部２２は雌型コンタクトを備えており、雌型コンタクトには折返部２５によってばね接点が構成されている。

一方、このような雄型コンタクトと雌型コンタクトのばね接点が接触している状態で振動等が加わると、雄型コンタクトと雌型コンタクトの互いに接触している部分が相対的に動き、これにより接触不良が発生するといったことが問題視されている。これは雄型コンタクトと雌型コンタクトの接触部分が動いて擦れあうことにより接触部分のめっきがはがれてしまうことに起因し、めっきはがれにより接触部分が腐食して接触抵抗が増大し、接触不良の発生に至る。図１２に示した二次電池１０のコネクタ部１４とバスバー２０の相手コネクタ部２２の接続構造においてもこのような問題は発生しうる。

この発明の目的はこの問題に鑑み、雄型コンタクトと接触導通される雌型コンタクトにおいて、振動等により、雄型コンタクトとの接触部分を動かそうとする力が作用したとしても、その力が接触部分に伝わりにくいようにし、よって接触部分の動きを抑制でき、接触信頼性を高めることができるようにした雌型コンタクトを提供することにあり、さらにその雌型コンタクトを具備する電源用コネクタを提供することにある。

請求項１の発明によれば、曲げ加工された板材よりなる雌型コンタクトは、相手方の雄型コンタクトを受容するソケット部と、電線が接続される端子部と、ソケット部と端子部とを繋ぐ中間部とよりなり、中間部は断面Ｕ字状をなすＵ字部と、Ｕ字部のＵ字の一端側における幅方向側縁から９０°曲げ部を介してＵ字の外側に延長された延長部とを有し、延長部の先端がソケット部に連結され、Ｕ字の他端が端子部に連結されており、Ｕ字部及び延長部の幅はいずれもソケット部における雄型コンタクトと接触するばね片の幅より小とされる。

請求項２の発明では請求項１の発明において、Ｕ字部は互いに平行な第１、第２平面と、曲げ部を介して第１、第２平面と連結された第３平面とよりなるものとされる。

請求項３の発明では請求項１の発明において、Ｕ字部は互いに平行な第１、第２平面と、第１、第２平面を繋ぐ半円筒面とよりなるものとされる。

請求項４の発明では請求項２又は３の発明において、直交３軸をＸ，Ｙ，Ｚとし、ソケット部に対する雄型コンタクトの挿入方向をＸ方向、ばね片の幅方向をＺ方向とする時、延長部の板面はＸ−Ｚ面とされ、第１、第２平面はＹ−Ｚ面とされる。

請求項５の発明によれば、電源用コネクタは請求項１乃至４記載のいずれかの雌型コンタクトを具備するものとされる。

この発明による雌型コンタクトによれば、振動等により力が加わっても中間部がその力を吸収することができ、雄型コンタクトとの接触部分に力が伝わりにくいようにすることができる。従って、接触部分の動きを抑制することができるため、接触部分が擦れあうことにより接触不良が発生するといった問題を解消することができ、接触信頼性に優れた雌型コンタクトを得ることができる。

Ａはこの発明による雌型コンタクトの一実施例を示す斜視図、ＢはＡに示した雌型コンタクトを別の方向から見た斜視図。 図１Ａに示した雌型コンタクトをさらに別の方向から見た斜視図。 図１Ａに示した雌型コンタクトの断面斜視図。 図１ＢのＣ−Ｃ線拡大断面図。 図１Ａに示した雌型コンタクトの展開図。 図１Ａに示した雌型コンタクトを備えるハーネス側の電源用コネクタと筐体に設けられた相手方の電源用コネクタを示す斜視図。 図６におけるハーネス側の電源用コネクタの拡大断面図。 図６に示した電源用コネクタが互いに接続された状態を示す斜視図。 Ａはハーネス側の電源用コネクタの雌型コンタクトと筐体側の電源用コネクタの雄型コンタクトの嵌合前の状態を示す斜視図、ＢはＡに示した雌型コンタクトと雄型コンタクトの嵌合状態を示す斜視図。 Ａは図９Ａに示した雌型コンタクトと雄型コンタクトの嵌合前の状態の拡大断面図、Ｂは図９Ｂに示した雌型コンタクトと雄型コンタクトの嵌合状態の拡大断面図。 この発明による雌型コンタクトの他の実施例を示す斜視図。 Ａは電源用コネクタの従来例として二次電池とバスバーのコネクタ部の構造を示した断面図、ＢはＡに示したコネクタ部が接続された状態を示す断面図。

この発明の実施形態を図面を参照して実施例により説明する。

図１〜４はこの発明による雌型コンタクトの一実施例の形状を示したものであり、この雌型コンタクト１００は電源用コネクタに配設されるものとなっている。雌型コンタクト１００は板材が曲げ加工されて形成されており、大電流に対応すべく、板材は高導電性の純銅系材料からなり、その板厚は厚い。また、表面には銀めっきが施されている。

雌型コンタクト１００は相手方の雄型コンタクトを受容するソケット部３０と、電線が接続される端子部４０と、ソケット部３０と端子部４０とを繋ぐ中間部５０とよりなる。

ソケット部３０は角筒形状をなす外殻部３１と、外殻部３１の一端側（前端側）をスリット状の開口３２を残して塞ぐ一対の前方曲げ片３３と、一対のばね片３４と、一対の補助ばね片３５とを備えている。

一対のばね片３４は板材が角筒形状をなすように折り曲げられてなる外殻部３１における板材の端面同士の合わせ部３１ａの後端側部分から外殻部３１の内面側にそれぞれ曲げ返されて形成されており、ばね片３４は曲げ返された基部３４ａと、基部３４ａから前方曲げ片３３に向かって延伸された延伸部３４ｂとよりなる。延伸部３４ｂの先端側には、「くの字状（ｄｏｇ ｌｅｇ）」に折り曲げられ、かつ二股に分岐されて接点部３４ｃが形成されている。なお、基部３４ａに続く外殻部３１の側面３１ｂには合わせ部３１ａの端面から切り欠き３１ｃがそれぞれ設けられており、この切り欠き３１ｃがある分、一対のばね片３４はそれぞれその長さが延長され、つまり橈みうる部分が増やされた形状となっている。

一対の補助ばね片３５は外殻部３１の側面３１ｂの前端側から外殻部３１の内面側にそれぞれ曲げ返され、外殻部３１の後端側に向かって延長されて形成されており、先端には曲げ部３５ａが形成されている。上述した前方曲げ片３３はこれら補助ばね片３５より前方に位置されている。補助ばね片３５の幅はばね片３４の延伸部３４ｂの幅と等しくされており、かつ一対の補助ばね片３５は一対のばね片３４と対応する位置に位置され、先端の曲げ部３５ａがばね片３４の延伸部３４ｂの裏側の面（接点部３４ｃが突出している側の面と反対側の面）と接触するように設けられている。このような補助ばね片３５を有することによりばね片３４の接触圧が増大されるものとなっている。

ばね片３４の表側の面（接点部３４ｃが突出している側の面）と対向する外殻部３１の側面３１ｄには内面側に突出されて直線状をなすダボ３６が形成されている。また、この側面３１ｄの前端にもダボ３７が外面側に突出して形成されている。

次に、中間部５０の形状について説明する。

中間部５０は断面Ｕ字状をなすＵ字部５１と、Ｕ字部５１のＵ字の一端側における幅方向側縁から９０°曲げ部５２を介してＵ字の外側に延長された延長部５３とを備えている。Ｕ字部５１はこの例では互いに平行な第１平面５１ａ、第２平面５１ｂと、９０°曲げ部５１ｃ，５１ｄを介して第１平面５１ａ、第２平面５１ｂと連結された第３平面５１ｅとによって構成されている。なお、Ｕ字部５１の９０°曲げ部５２が設けられている一端側は他端側と比べて幅狭とされており、この例では第３平面５１ｅのほぼ中央で幅が切り替わるものとなっている。

上記のような形状を有する中間部５０は、延長部５３の先端がソケット部３０の外殻部３１の一方の側面３１ｄと同一平面上に位置して側面３１ｄの後端に連結されており、Ｕ字部５１の幅広となっている他端は端子部４０に連結されている。この例ではＵ字部５１の他端は９０°曲げ部５４を介して端子部４０に連結されている。

端子部４０は断面Ｌ字状をなし、Ｌ字の一辺をなす第１板部４１とＬ字の他辺をなす第２板部４２とよりなる。第１板部４１はＵ字部５１の第３平面５１ｅと平行とされ、第２板部４２は外殻部３１の側面３１ｂ，３１ｄと平行とされている。Ｕ字部５１は９０°曲げ部５４を介して第１板部４１に連結されている。

ここで、直交３軸をＸ，Ｙ，Ｚとする。相手方の雄型コンタクトはソケット部３０の前端の開口３２からソケット部３０に挿入され、この雄型コンタクトの挿入方向をＸ方向、ばね片３４の幅方向をＺ方向とすると、延長部５３の板面はＸ−Ｚ面となる。また、Ｕ字部５１の第１、第２平面５１ａ，５１ｂはＹ−Ｚ面であり、第３平面５１ｅはＸ−Ｙ面となる。即ち、中間部５０はこの例では直交３平面を有し、９０°曲げ部を介して直交３平面が順次連結された形状となっている。

雄型コンタクトと接触するばね片３４はこの例では一対設けられており、また上述したように、ばね片３４は外殻部３１から曲げ返された基部３４ａと延伸部３４ｂとよりなるため、図４中に示したように基部３４ａのＺ方向の幅をＷ_１とした時、ばねとして機能し、雄型コンタクトに接触圧を与える一対のばね片３４の実効的な幅は２×Ｗ_１となる。

これに対し、延長部５３及びＵ字部５１の延伸方向と直交する方向の幅は以下とされる。即ち、延長部５３のＺ方向の幅を図２中に示したようにＷ_２とし、Ｕ字部５１の幅狭部分、幅広部分の各幅を図１Ｂ中に示したようにＷ_３，Ｗ_４とした時、これらＷ_２，Ｗ_３，Ｗ_４はいずれも２×Ｗ_１より小とされる。

中間部５０はこのように構成されているため、ばね性を有し、Ｘ，Ｙ，Ｚ３軸のいずれの方向の力が加わっても撓みうるものとなっており、Ｙ方向の力に対して撓む延長部５３の幅Ｗ_２及びＸ方向、Ｚ方向の力に対して撓むＵ字部５１の幅Ｗ_３，Ｗ_４はいずれもソケット部３０のばね片３４の幅２×Ｗ_１より小さいため、ばね片３４の接点部３４ｃを動かそうとする力が直交３軸のいずれの方向に加わっても、その力を吸収することができる。よって、振動等が加わったとしても接点部３４ｃの動きを抑制することができ、雄型コンタクトとの擦れに起因して接触抵抗が増大し、接触不良が発生するといった問題を回避することができる。

図５は雌型コンタクト１００の展開図を示したものであり、上述した主要各部をなす部分には同一符号を付してある。なお、ダボ３６，３７の図示は省略している。

図６は雌型コンタクト１００を内部に具備する電源用コネクタ２００と、電源用コネクタ２００が接続される相手方の電源用コネクタ３００を示したものである。電源用コネクタ２００は詳細図示は省略しているが、ハーネスに取り付けられ、相手方の電源用コネクタ３００は筐体４００に取り付けられている。これら電源用コネクタ２００，３００は車載用とされる。

図６中、３１０は電源用コネクタ３００が具備する雄型コンタクトを示す。筐体４００には一対のフック４１０及び一対のねじ穴４２０が設けられており、これらフック４１０及びねじ穴４２０は電源用コネクタ２００を電源用コネクタ３００に接続する際に引っ掛け、ボルト止めにそれぞれ使用される。電源用コネクタ２００には筐体４００の一対のねじ穴４２０に対応して貫通穴２１０が設けられている。

図７は電源用コネクタ２００の内部構造を示したものであり、雌型コンタクト１００は図７に示したように電源用コネクタ２００の内部に収容固定されている。図７中、６０はハウジング本体を示し、７０はサブハウジングを示す。８０はケーブル押さえを示し、９０はカバーを示す。また、１１０はレバーを示し、１２０，１３０はそれぞれシールゴムを示す。１４０はケーブルを示し、１５０はケーブル固定部材を示す。

ケーブル１４０はハウジング本体６０とケーブル押さえ８０とに挟まれて強固に固定されており、先端の絶縁被覆が除去されて取り出された芯線１４１は雌型コンタクト１００の端子部４０に接続されている。端子部４０と芯線１４１の接続は例えば超音波溶着によって行われる。

図８は電源用コネクタ２００と３００が接続された状態を示したものである。図８中、５００は電源用コネクタ２００を筐体４００に固定するためのボルトを示す。なお、レバー１１０は図６に示した状態から回転されて引き上げられた状態となっている。

図９及び図１０は電源用コネクタ２００の雌型コンタクト１００と相手方の電源用コネクタ３００の雄型コンタクト３１０とが嵌合される様子をそれぞれ示したものであり、図９Ａ，図１０Ａは嵌合前の状態を示し、図９Ｂ，図１０Ｂは嵌合状態を示す。雄型コンタクト３１０は板材よりなり、平板状をなす。板材は例えば純銅板とされ、表面には銀めっきが施されている。

雌型コンタクト１００の接点部３４ｃとダボ３６の間の隙間は雄型コンタクト３１０の厚さより狭くされており、雄型コンタクト３１０がこの隙間に挿入されると、一対のバネ片３４が変位し、またバネ片３４の変位に伴い、一対の補助バネ片３５が変位し、これにより雄型コンタクト３１０と雌型コンタクト１００とが所要の接触圧をもって互いに接触、導通される。

図９Ｂ，図１０Ｂに示した嵌合状態では、雄型コンタクト３１０の基端が固定端となり、また雌型コンタクト１００側においては端子部４０側が固定端となり、つまり図９Ｂ，図１０Ｂに示した状態では両端固定でその間が自由度をもつ系とみなすことができる。従って、振動等が加わると、この系に力が作用することになるが、前述したようにこの例では雌型コンタクト１００の中間部５０が系に作用する力を吸収するため、接点部３４ｃに、つまり雄型コンタクト３１０と雌型コンタクト１００の接触部分に力が伝わりにくくなり、よって接触部分の動きを抑制することができる。

図１１はこの発明による雌型コンタクトの他の実施例の形状を示したものであり、この例では図１に示した雌型コンタクト１００と中間部のＵ字部の形状が異なるものとなっている。

この図１１に示した雌型コンタクト１００’のＵ字部５１’は互いに平行な第１平面５１ａ、第２平面５１ｂと、第１平面５１ａ、第２平面５１ｂを繋ぐ半円筒面５１ｆとによって構成されている。図１に示した形状のＵ字部５１に替えてこのような形状を有するＵ字部５１’とすることもできる。この例においても直交３軸のいずれの方向に力が加わっても、中間部５０はその力を吸収することができる。

なお、中間部５０は振動が加わって作用する力に限らず、例えば環境温度変化等によって生じる力も吸収することができ、その点で長期に渡って接触安定性、信頼性を確保することができる。

上述した雌型コンタクト１００，１００’は電源用コネクタに用いることを前提としており、大電流に対応すべく、断面積を極力大きくする必要があるため、中間部５０において力を吸収するためのばね性の確保は必要最少限にとどめる必要があり、その点も考慮して幅Ｗ_２，Ｗ_３，Ｗ_４を選定することになる。

１０ 二次電池 １１ 本体
１２ プレート １２ａ 開口
１３ 正電極端子 １４ コネクタ部
１４ａ コネクタ本体 １４ｂ 開口
１４ｃ 爪部 １５ 正電極板
２０ バスバー ２１ 本体
２２ 相手コネクタ部 ２３ 開口
２４ 導電体 ２５ 折返部
２６ 凸部 ２７ 凹部
３０ ソケット部 ３１ 外殻部
３１ａ 合わせ部 ３１ｂ 側面
３１ｃ 切り欠き ３１ｄ 側面
３２ 開口 ３３ 前方曲げ片
３４ ばね片 ３４ａ 基部
３４ｂ 延伸部 ３４ｃ 接点部
３５ 補助ばね片 ３５ａ 曲げ部
３６，３７ ダボ ４０ 端子部
４１ 第１板部 ４２ 第２板部
５０ 中間部 ５１，５１’ Ｕ字部
５１ａ 第１平面 ５１ｂ 第２平面
５１ｃ，５１ｄ ９０°曲げ部 ５１ｅ 第３平面
５１ｆ 半円筒面 ５２ ９０°曲げ部
５３ 延長部 ５４ ９０°曲げ部
６０ ハウジング本体 ７０ サブハウジング
８０ ケーブル押さえ ９０ カバー
１００，１００’ 雌型コンタクト １１０ レバー
１２０，１３０ シールゴム １４０ ケーブル
１４１ 芯線 １５０ ケーブル固定部材
２００ 電源用コネクタ ２１０ 貫通穴
３００ 電源用コネクタ ３１０ 雄型コンタクト
４００ 筐体 ４１０ フック
４２０ ねじ穴 ５００ ボルト

Claims (5)

1. 曲げ加工された板材よりなる雌型コンタクトであって、
   相手方の雄型コンタクトを受容するソケット部と、電線が接続される端子部と、前記ソケット部と前記端子部とを繋ぐ中間部とよりなり、
   前記中間部は断面Ｕ字状をなすＵ字部と、前記Ｕ字部のＵ字の一端側における幅方向側縁から９０°曲げ部を介して前記Ｕ字の外側に延長された延長部とを有し、前記延長部の先端が前記ソケット部に連結され、前記Ｕ字の他端が前記端子部に連結されており、
   前記Ｕ字部及び前記延長部の幅はいずれも前記ソケット部における前記雄型コンタクトと接触するばね片の幅より小とされていることを特徴とする雌型コンタクト。
2. 請求項１記載の雌型コンタクトにおいて、
   前記Ｕ字部は互いに平行な第１、第２平面と、曲げ部を介して前記第１、第２平面と連結された第３平面とよりなることを特徴とする雌型コンタクト。
3. 請求項１記載の雌型コンタクトにおいて、
   前記Ｕ字部は互いに平行な第１、第２平面と、前記第１、第２平面を繋ぐ半円筒面とよりなることを特徴とする雌型コンタクト。
4. 請求項２又は３記載の雌型コンタクトにおいて、
   直交３軸をＸ，Ｙ，Ｚとし、前記ソケット部に対する前記雄型コンタクトの挿入方向をＸ方向、前記ばね片の幅方向をＺ方向とする時、前記延長部の板面はＸ−Ｚ面とされ、前記第１、第２平面はＹ−Ｚ面とされていることを特徴とする雌型コンタクト。
5. 請求項１乃至４記載のいずれかの雌型コンタクトを具備することを特徴とする電源用コネクタ。

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