JP2016046194A - メス端子金具 - Google Patents

Abstract

【課題】 端子金具の小型化に伴って薄くならざるを得ない金属板材であっても、オス端子との係合状態を確実に維持する高い弾性率を得ることができるメス端子金具を得る。【解決手段】 オス端子の挿入を受け入れる中空筒状のボックス部と、ボックス部の内部にオス端子が挿入された際にこのオス端子と接触する弾性接触片とを備えたメス端子金具であって、弾性接触片は、オス端子に当接される突設部位を含む外形に切断された金属板材から構成され、この突設部位を前記オス端子に当接してボックス部壁面の対向壁面方向へ付勢するようにボックス部内に配したものである。【選択図】 図２

Description

本発明は、ピン状のオス端子が挿入されるメス側の端子金具に関し、例えば、自動車用コネクタに用いられるメス側の端子金具に関するものである。

ワイヤハーネスの接続等に用いられる自動車用コネクタは、高速走行中に不具合が生じると、運転者、同乗者、及び周囲の者の命に対しても危険が及ぶことが想定されるため、高い信頼性が要求されている。具体的には、パソコンや家電の接続端子（一般端子）と比べて、大きい接触力が確実に維持できる構造が求められている。

そのため、自動車用コネクタは、所望の大きさの接触力が維持できるように設計されており、例えば、オス端子とメス端子との接触力が、一般端子と比べて、１０倍程度の大きさになるように設計されている。このような端子金具については、筒状のボックス部の内部に板バネを配した端子金具が既に提案されている（例えば、特許文献１を参照）。

より詳しく説明すると、図６は従来の自動車用コネクタのメス側の端子金具の概要を示す説明図であり、ａ図は斜視図、ｂ図はａ図の部分破断部を含む斜視図、ｃ図は側面図である。図７は図６の端子金具のオス端子との係合を示す説明図であり、ａ図は正面図、ｂ図は断面図である。図６及び図７に示す通り、メス端子金具６０は、金具の前端部に中空角筒状のボックス部６１が形成されている。このボックス部６１は、底壁６２と上壁６４と左右両側壁６３とから構成され、その前端部には、オス端子７０が挿入される開口６７が形成されている。

ボックス部６１の後端側には、底壁６２及び両側壁６３から延設された電線接続部６９が形成されている。また、ボックス部６１の底壁６２の上面側には、開口６７にオス端子７０が挿入されたときに、上壁６４との間でオス端子７０を挟持する弾性接触片（弾性接触バネ）６５が設けられている。尚、上壁６４の中央部には長手方向に沿ってボックス部６１内部に突設された接触台６６が形成されており、弾性接触片６５と共にオス端子７０を挟持する。

この弾性接触片６５は、底壁６２の前端に延設された帯板状のバネ片（略同一幅寸法の帯板状のバネ片）を、その基端部で上方に折り返し且つその先端を後方側に向けて折り曲げ、後方に延びるバネ片を、その長さ方向の中間部が上壁６４に向けて凸状に膨らむようにへの字状に屈曲させ、自由端（先端）を底壁６２の上面にスライド可能に接触させた構成になっている。

この端子金具６０に対して、オス端子７０を挿入すると、への字状に屈曲した弾性接触片６５の頂部にオス端子７０が当接することにより、弾性接触片６５が下方に弾性変位する。そして、端子金具６０に挿入されたオス端子７０は、弾性変位した弾性接触片６５の弾性力により上壁６４に向けて付勢され、弾性接触片６５と上壁６４の接触台６６とで挟持される。これにより、オス端子７０と端子金具６０の電気的接続が図られる。

特開平８−３０６４２０号公報

近年、端子金具の小型化が進んでいる。小型化されるメス側の端子金具においては、ボックス部を始めとする多くの構成部位は金属板材を折り曲げて加工されるため、折り曲げ加工前の金属板材の厚みを薄くせざるを得ず、尚且つ、オス端子との係合状態を確実に維持するためにボックス部内に配置される弾性接触片については、高い弾性率を必要とする。

本発明は、端子金具の小型化に伴って薄くならざるを得ない金属板材であっても、オス端子との係合状態を確実に維持する高い弾性率を得ることができるメス端子金具を得ることを目的とする。

請求項１に記載された発明に係るメス端子金具は、オス端子の挿入を受け入れる中空筒状のボックス部と、ボックス部の内部にオス端子が挿入された際にこのオス端子と接触する弾性接触片とを備えたメス端子金具であって、
前記弾性接触片は、前記オス端子に当接される突設部位を含む外形に切断された金属板材から構成され、この突設部位を前記オス端子に当接してボックス部壁面の対向壁面方向へ付勢するようにボックス部内に配したものであることを特徴とするものである。

請求項２に記載された発明に係るメス端子金具は、請求項１に記載の弾性接触片が、２重以上に並設された状態でオス端子に当接してボックス部壁面の対向壁面方向へ付勢するようにボックス部内に配したものであることを特徴とするものである。

請求項３に記載された発明に係るメス端子金具は、請求項１又は２に記載の弾性接触片とボックス部とが、一枚の金属板材から前記ボックス部と突設部位とを一体に含む外形に切断された展開板材を曲折させて得られたものであることを特徴とするものである。

請求項４に記載された発明に係るメス端子金具は、請求項１〜３の何れか１項に記載の弾性接触片に対向するボックス部の壁面に、ボックス部内側に突設された接触台を備え、前記弾性接触片と接触台とでオス端子を挟持することを特徴とするものである。

請求項５に記載された発明に係るメス端子金具は、請求項４に記載の接触台が、前記弾性接触片に対向するボックス部の壁面に穿設された平行なスリット間の壁面をボックス部内側方向に打ち出し形成されたものであることを特徴とするものである。

本発明は、端子金具の小型化に伴って薄くならざるを得ない金属板材であっても、オス端子との係合状態を確実に維持する高い弾性率を得ることができるという効果がある。

本発明のメス端子金具の一実施例の構成を説明する説明図であり、ａ図は平面図、ｂ図は正面図、ｃ図は底面図、ｄ図は断面図、ｅ図はＡ−Ａ断面図、ｆ図は左側面図、ｇ図はＢ−Ｂ断面図である。 図１のメス端子金具の説明図であり、ａ図は斜視図、ｂ図はａ図の長手方向断面図の一方、ｃ図はａ図の長手方向断面図の他方である。 図１のメス端子金具の展開外形図である。 図１のメス端子金具とこれに挿入されるオス端子との断面図である。 本発明のメス端子金具の別の実施例の構成を説明する斜視図及び断面図である。 従来の自動車用コネクタのメス側の端子金具の概要を示す説明図であり、ａ図は斜視図、ｂ図はａ図の部分破断部を含む斜視図、ｃ図は側面図である。 図６の端子金具のオス端子との係合を示す説明図であり、ａ図は正面図、ｂ図は断面図である。

本発明においては、オス端子の挿入を受け入れる中空筒状のボックス部と、ボックス部の内部にオス端子が挿入された際にこのオス端子と接触する弾性接触片とを備えたメス端子金具であって、弾性接触片はオス端子に当接される突設部位を含む外形に切断された金属板材から構成され、この突設部位をオス端子に当接してボックス部壁面の対向壁面方向へ付勢するようにボックス部内に配したものである。これにより、端子金具の小型化に伴って薄くならざるを得ない金属板材であっても、弾性接触片にオス端子との係合状態を確実に維持する高い弾性率を得ることができる。

即ち、本発明のメス端子金具は、オス端子の挿入を受け入れる中空筒状のボックス部と、ボックス部の内部にオス端子が挿入された際にこのオス端子と接触する弾性接触片とを備える。オス端子は中空筒状のボックス部に挿入されるとボックス部内で弾性接触片と当接すると共に弾性接触片によってボックス部内の対向壁面方向に付勢され、弾性接触片と対向壁面とでオス端子が確実に挟持される。

本発明のボックス部としては、中空筒状であればよい。例えば、底壁と上壁と左右両側壁とから構成された断面が四角形の中空角筒型を始めとして、断面が他の多角形の中空角筒型、円筒型、楕円筒型をも含む。ボックス部の先端部はオス端子が挿入される開口部が形成されており、後端部には電線の端部を接続する電線接続部が形成される。

尚、中空筒状を構成する壁面については、周囲の空間と隔絶する完全な筒状を構成する必要がなく、例えば、側方から内部の状態が確認できるように一部を切欠いたり、弾性接触片の動作を規制するように筒状の側壁の一部を内部に折曲げた部分が存在してもよい。電気的な絶縁は端子金具の外周を覆う外装コネクタで行われるからである。

また、本発明の弾性接触片としては、ボックス部の内部にオス端子が挿入された際にこのオス端子と接触し、当接してボックス部壁面の対向壁面方向へ付勢するものであればよく、具体的には、少なくともオス端子に当接される突設部位を含む外形に金属板材を切断して、この切断された外形中の突設部位の切断された外面をオス端子に当接してボックス部壁面の対向壁面方向へ付勢するように配置されたものであればよい。これにより、弾性接触片は金属板材の切断外面の突設部位がオス端子に当接して対向方向に付勢するため、薄い金属板材であっても、その薄さに殆ど関係なく、切断された外形の形状等によって弾性率が決定される。

更に具体的には、弾性接触片としては、オス端子に当接してオス端子をボックス部壁面の対向壁面方向に付勢するものであればよく、当接される部位と弾性を付勢する部位とは相違する部材を組み合わせて行っても、同じ部材上で行ってもよいが、同じ部材上で達成させる方がコンパクトとなる利点がある。そこで好ましくは、良好に付勢する外形の一例としては略Ｖ字形状とする。即ち、金属板材を略Ｖ字形状に切断し、Ｖ字の最下点を突設部位として、オス端子に当接して付勢し、この弾性接触片とボックス部壁面の対向壁面とでオス端子を挟持するように配置すればよい。オス端子が弾性接触片とボックス部壁面の対向壁面とで挟持されるため、確実な電気的接続が行われ、弾性接触片の弾性率を高くすることができるため、この電気的接続を確実に維持することができる。

この弾性接触片は、金属板材から切り出された１枚の素材でオス端子に当接するように配置することはできるが、より好ましくは、複数枚を並設した状態でオス端子に当接するように配置する。例えば、略Ｗ字形状に金属板材を切断した後にＷの中心線で折曲げて略Ｖ字形状とすることにより、２重に並設された状態でオス端子に当接してボックス部壁面の対向壁面方向へ付勢するようにボックス部内に配することができ、それ以上の枚数に並設させることもできる。これにより、金属板材が薄くても、複数枚を並設させることにより厚みを持たせた状態として、配置させることができる。

本発明の弾性接触片は、ボックス部とは個別に作製してボックス部内に配置することも可能ではある。しかしながら、この場合には、カシメ加工や溶接加工等の弾性接触片とボックス部とを接続する加工を行う必要がある。そこで、好ましくは、弾性接触片とボックス部とは一つの展開板材として同じ金属板材を切断して得たものを曲折して製造する。これにより、曲折加工作業のみで端子金具を得ることができる。即ち、好ましい態様としては、弾性接触片とボックス部とが、一枚の金属板材から前記ボックス部と突設部位とを一体に含む外形に切断された展開板材を曲折させて得られたものである。

本発明のメス端子金具は、この端子金具の外周を覆う外装コネクタの内部に装着して用いる。そのため、オス端子は外装コネクタに装着されたメス端子金具のボックス部の中心線近傍に導かれるのが好ましい。もし、オス端子がメス端子金具のボックス部の一壁面に沿って導かれる場合には、外装コネクタとボックス部の一壁面との取付け位置を厳密に調整しなければ、オス端子の挿入が阻害されることが想定されるためである。

よって、好ましい態様としては、弾性接触片に対向するボックス部の壁面に、ボックス部内側に突設された接触台を備え、前記弾性接触片と接触台とでオス端子を挟持する。これにより、オス端子を外装コネクタに装着されたメス端子金具の中心線上に容易に導くように設定することが可能となる。

この接触台としては、弾性接触片と同様に、ボックス部とは個別に作製してボックス部内に配置することも可能ではある。しかしながら、この場合には、カシメ加工や溶接加工等の接触台とボックス部とを接続する加工を行う必要があり、加工性に問題がある。そこで、好ましい態様としては、接触台が弾性接触片に対向するボックス部の壁面に穿設された平行なスリット間の壁面をボックス部内側方向に打ち出し形成されたものである。これにより、曲折加工に伴わせるプレス加工作業で端子金具を得ることができる。

図１は本発明のメス端子金具の一実施例の構成を説明する説明図であり、ａ図は平面図、ｂ図は正面図、ｃ図は底面図、ｄ図は断面図、ｅ図はＡ−Ａ断面図、ｆ図は左側面図、ｇ図はＢ−Ｂ断面図である。図２は図１のメス端子金具の説明図であり、ａ図は斜視図、ｂ図はａ図の長手方向断面図の一方、ｃ図はａ図の長手方向断面図の他方である。図３は図１のメス端子金具の展開外形図である。図４は図１のメス端子金具とこれに挿入されるオス端子との断面図である。

図１〜図４に示す通り、本実施例のメス端子金具１０は、銅合金等の金属製導電性部材により構成されている。このメス端子金具１０は、端子金具の外周を覆う外装コネクタの内部に装着して用いられ、例えば、自動車用接続コネクタのコネクタハウジング（図示せず）内に挿嵌され、自動車用コネクタとして用いられる。

メス端子金具１０の前端部には、棒状のオス端子４０が開口１７から挿入される中空角筒状のボックス部１１が形成されており、後端部には、電線の端部を接続する電線接続部１９が形成されている。電線接続部１９は、電線の末端部分を圧着する２つのカシメ部１９ａ、ｂが設けられている。このうち、後端側に位置する後カシメ部１９ｂは、電線の被覆を圧着する。また前方側に位置する前カシメ部１９ａには、内側に３本の係止溝１９ｃが形成されている。これら２つのカシメ部１９ａ、ｂにより、電線内部の芯線を確実に圧着することができる。

中空角筒状のボックス部１１の内部には、前方の開口１７から挿入されたオス端子４０の側部と接触する弾性接触片１５が設けられている。より具体的には、ボックス部１１は、底壁１２と、底壁１２と相対向している上壁１４と、底壁１２の両側部から立設する左右両側壁１３とを備え、その前端部には、開口上片１７ａで上方を規定したオス端子４０が挿入される開口１７が形成されている。ボックス部１１内部の上壁１４の内面側には弾性接触片１５が設けられている。

中空角筒状のボックス部１１の上壁１４は、前方及び後方の２つの上壁１４で構成され、その中央部が開放された状態となっている。各々の上壁１４は両側壁１３から展延された２重となっており、後方で下層の上壁１４から弾性接触片１５が展延されている。また、両側壁１３の中央部は上壁１４の開放に伴って中央部の高さが高くなっており、この高くなった側壁１３が図示しないコネクタハウジングとの挿嵌の際に位置合わせの指標となる。

また、両側壁１３の中央位置には、略Ｕ字状のスリットで囲まれた壁面をボックス部内に曲折した曲折片１８が形成されている。この曲折片１８は、ボックス部１１内の弾性接触片１５の動きを規制するものであり、オス端子４０がボックス部１１の開口から挿入された場合に、弾性接触片１５に当接するが、必要以上に弾性接触片１５が上方に持ち上がらないようにこの曲折片１８で規制する。

また、底壁１２には、底壁の基底位置よりもボックス部１１の内側に立上った接触台１６が形成されている。この接触台１６は、オス端子４０が挿入された際に、オス端子４０をボックス部１１の底壁１２の面よりも持ち上げてボックス部１１の中心軸に近い位置に導いた上で、弾性接触片１５と接触台１６との間でオス端子４０の対向する両側部を挟持する。これにより、オス端子４０を外装コネクタに装着されたメス端子金具１０の中心線近傍に容易に導くことが可能となる。

後方で下層の上壁１４から展延された弾性接触片１５は、略Ｖ字状の外形であり、２枚を並設させた状態に配置されている。即ち、図３に示す通り、均等な厚さの金属板材を略Ｗ字形状に金属板材を切断して展開状態の弾性接触片２５を得た後に、Ｗの中心線で折曲げて並設された略Ｖ字形状とし、Ｖ字の最下点を突設部位として、ボックス部１１の内部に配置されたものである。

即ち、本メス端子金具１０では、金属板材の平面を上下に折り曲げて板バネを構成するのではなく、金属板材をバネとして機能する外形（本実施例では略Ｖ字状、略Ｗ字状）に切断し、切断された外形のバネとして機能する突設部位を挟持するオス端子に当接できるように配置したものである。これにより、従来はバネとして機能させるための厚みが必要であった弾性接触片を薄い金属板材であっても、オス端子との係合状態を確実に維持する高い弾性率を得ることができる。

尚、本実施例の弾性接触片２５の弾性率は、弾性接触片が切断された金属板材の切断外面の突設部位がオス端子に当接して対向方向に付勢するため、薄い金属板材であっても、その薄さに殆ど関係なく、切断された金属板材の切断形状等によって弾性率が決定される。即ち、本実施例では、略Ｖ字状の弾性接触片２５の最下点からその上部のＶ字の溝までの切断外形の厚みを薄くすれば弾性率は低くなり、厚くすれば弾性率は高くなる。また、本実施例の弾性接触片２５は２重に並設させて配置したが、１枚のみであれば２枚よりも弾性率は低くなり、３枚並設させれば２枚よりも弾性率は高くなる。

さて、図３に示す通り、本実施例のメス端子金具１０は１枚の展開板材２０によって形成されている。即ち、１枚の展開板材２０には、展開状態の底壁２２と、その両側部に展開状態の側壁２３の各々が配置され、各々の側壁２３には展開状態の上壁２４が形成され、これらが展開状態のボックス部２１となっている。また、展延状態の底壁２２と、展延状態の両側壁２３の後方には展開状態の電線接続部２９が延設されている。

また、展開状態の底壁２２には、プレス加工前の接触台２６として、長手方向の中央部に平行なスリットが穿設されており、このスリット間の壁面がボックス部内側方向に打ち出し形成されて接触台１６となる。更に、展開状態の側壁の各々中央位置には、プレス加工前の曲折片２８として略Ｕ字状のスリットが穿設されており、略Ｕ字状のスリットで囲まれた壁面をボックス部内に曲折することにより曲折片１８となる。また、一方の側壁には、その先端部にボックス部１１の開口１７の上方位置を規定する開口上片１７ａとなる展開状態の開口上片２７ａが展延されている。

更に、展開状態の上壁２４の内、後方で下層となる上壁２４には展開状態の弾性接触片２５が延設されている。この弾性接触片２５は、前述の通り、Ｗ字形状に金属板材を切断されており、Ｗの中心線で折曲げて並設された略Ｖ字形状とし、Ｖ字の最下点を突設部位として、ボックス部１１の内部に配置されるものである。

さて、本実施例のメス端子金具１０の製造工程の一例としては、図３の展開板材２０について、先ずプレス加工前の接触台２６とプレス加工前の曲折片２８とをプレス加工して、接触台１６と曲折片１８とを形成する。この際に、展開状態の電線接続部２９のプレス加工前の係止溝２９ｃ位置に係止溝１９ｃを形成させる。次に、展開状態の弾性接触片２５のＷの中心線で折曲げて並設された略Ｖ字形状として、更に、後方で下層となる上壁２４との展延箇所を折り曲げて、曲折片１８の位置に弾性接触片１５のＶ字状の突設部位を２重にして配する。

次に、展開状態のボックス部２１の展開状態の底壁２２と、展開状態の側壁２３と、展開状態の上壁２４とを折曲げ、展開状態の開口上片２７ａを折曲げてボックス部１１を形成する。この際に、展開状態の電線接続部２９を円弧状に折曲げて、メス端子金具１０を得る。以上のように、曲折加工及びこの曲折加工に伴わせるプレス加工による工程で本メス端子金具１０を得ることができる。

図５は本発明のメス端子金具の別の実施例の構成を説明する斜視図及び断面図である。図に示す通り、本実施例のメス端子金具５０も、図１に示したメス端子金具１０と同様に１枚の金属板材を曲折加工及びこの曲折加工に伴わせるプレス加工による工程で製造されている。本実施例のメス端子金具５０は図１に示したメス端子金具１０と比較して、弾性接触片５５の展延箇所が一方の側壁の前方から折り曲げられた点で相違する。

具体的には、本実施例のメス端子金具５０も、前端部には、棒状のオス端子が開口５７から挿入される中空角筒状のボックス部５１が形成されており、後端部には、３本の係止溝５９ｃを備えた電線の端部を接続する電線接続部５９が形成されている。中空角筒状のボックス部５１は、底壁５２と、底壁５２と相対向している上壁５４と、底壁５２の両側部から立設する左右両側壁５３とを備える。

中空角筒状のボックス部５１の上壁１４は、前方及び後方の２つの上壁５４で構成され、その中央部が開放された状態となっている。各々の上壁５４は両側壁５３から展延された２重となっている。また、両側壁５３の中央位置には、略Ｕ字状のスリットで囲まれた壁面をボックス部内に曲折された曲折片５８が形成されている。この曲折片５８は、ボックス部５１内の弾性接触片５５の動きを規制する。また、底壁５２には、底壁の基底位置よりもボックス部５１の内側に立上った接触台５６が形成されている。

さて、本実施例における弾性接触片５５は、一方の側壁の前方から折り曲げられて形成されている。即ち、本実施例における弾性接触片５５は、図１に示したメス端子金具１０における開口上片１７ａに相当する位置で弾性接触片５５が展延されているものである。

１０ 、５０ …メス端子金具、
１１ 、５１ …ボックス部、
１２ 、５２ …底壁、
１３ 、５３ …側壁、
１４ 、５４ …上壁、
１５ 、５５ …弾性接触片、
１６ 、５６ …接触台、
１７ 、５７ …開口、
１７ａ …開口上片、
１８ 、５８ …曲折片、
１９ 、５９ …電線接続部、
１９ａ …カシメ部、
１９ｂ …カシメ部、
１９ｃ、５９ｃ…係止溝、
２０ …展開板材、
２１ …展開状態のボックス部、
２２ …展開状態の底壁、
２３ …展開状態の側壁、
２４ …展開状態の上壁、
２５ …展開状態の弾性接触片、
２６ …プレス加工前の接触台、
２７ａ…展開状態の開口上片、
２８ …プレス加工前の曲折片、
２９ …展開状態の電線接続部、
２９ｃ…プレス加工前の係止溝、
４０ …オス端子、

Claims (5)

1. オス端子の挿入を受け入れる中空筒状のボックス部と、ボックス部の内部にオス端子が挿入された際にこのオス端子と接触する弾性接触片とを備えたメス端子金具であって、
   前記弾性接触片は、前記オス端子に当接される突設部位を含む外形に切断された金属板材から構成され、この突設部位を前記オス端子に当接してボックス部壁面の対向壁面方向へ付勢するようにボックス部内に配したものであることを特徴とするメス端子金具。
2. 前記弾性接触片が、２重以上に並設された状態でオス端子に当接してボックス部壁面の対向壁面方向へ付勢するようにボックス部内に配したものであることを特徴とする請求項２に記載の請求項１に記載のメス端子金具。
3. 前記弾性接触片とボックス部とが、一枚の金属板材から前記ボックス部と突設部位とを一体に含む外形に切断された展開板材を曲折させて得られたものであることを特徴とする請求項１又は２に記載のメス端子金具。
4. 前記弾性接触片に対向するボックス部の壁面に、ボックス部内側に突設された接触台を備え、前記弾性接触片と接触台とでオス端子を挟持することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のメス端子金具。
5. 前記接触台が、前記弾性接触片に対向するボックス部の壁面に穿設された平行なスリット間の壁面をボックス部内側方向に打ち出し形成されたものであることを特徴とする請求項４に記載のメス端子金具。
   

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