JP2016139527A - 雌型端子、雌型端子の加工方法及びコネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】接点コンタクトの破損を抑制できるとともに、キャップ等の新たな部品点数の増加、作業工数の増加を抑制できる雌型端子。【解決手段】嵌合状態にある棒状の雄型端子の周面に対して所定の範囲に亘って重なり合う、両端に環状の連結部３１、３２と、前記両端の連結部３１、３２間に弾性接点部とを備える接点コンタクト３０を収容するための筒状の本体１０を有する雌型端子１において、接点コンタクト３０は本体１０の内周壁に形成された溝部に収まり、連結部３１、３２の内径は内周壁の内径に比べて大きく、溝部の内径に比べて小さく、内周壁の溝部は、本体１０の周面２００に凸状に張り出し、溝部と内周壁との内径の差は、周面２００と張出部１０６との外径の差にほぼ等しい。【選択図】図１

Description

本発明は、接点コンタクトが収容された雌型端子、雌型端子の加工方法及びコネクタに関する。

大電流用の雌型端子として、特許文献１記載の技術が知られている。この技術に開示されているところによると、雌型端子の本体内に接点コンタクトを収容した後、本体の導入口に合成樹脂製のキャップを装着し、本体の導入口を幅広化可能とすることによって、挿入時の擦れによる対応する雄型端子の表面に施されたメッキの剥がれ、また挿入時のこじりによる本体内に収容された接点コンタクトの破損、さらには雌型端子の組立作業の困難性等の問題は解決するものとしている。
しかし、接点コンタクトとは別に合成樹脂製のキャップ部品も準備し、雌型端子の本体内に接点コンタクトを収容したのちに、本体の導入口をキャップで塞ぐこの方式は、新たな部品点数の増加に加えて作業工数の増加をも招くものである。

特開２０００−９１０１３号公報

本発明は、上記した問題点に鑑みてなされたものであり、接点コンタクトの破損を抑制できるとともに、キャップ等の新たな部品点数の増加、作業工数の増加を抑制できる雌型端子、雌型端子の加工方法及びコネクタの提供を目的とする。

本発明に係る雌型端子は、（１）嵌合状態にある棒状の雄型端子の周面に対して所定の範囲に亘って重なり合う、両端に環状の連結部と、前記両端の連結部間に弾性接点部とを備える接点コンタクトを収容するための筒状の本体を有する雌型端子において、
前記接点コンタクトは前記本体の内周壁に形成された溝部に収まり、前記連結部の内径は前記内周壁の内径に比べて大きく、前記溝部の内径に比べて小さいところに特徴を有するものである。

この発明によれば、接点コンタクトは雌型端子の本体内側に形成された溝部に収容される構成である。連結部の内径は溝部の内径に比べて小さく、また内周壁の内径に比べて大きい。これにより、連結部は内周壁と溝部との間に形成される段差面で軸方向の動きが規制されるので、キャップ等の新たな部品点数の増加を伴わない雌型端子が得られる。

この発明によれば、接点コンタクトの連結部の内径は内周壁の内径に比べて大きいので、連結部の全体が溝部に沈み、挿入過程にある雄型端子の先端が連結部に干渉するおそれはない。これにより、接点コンタクトの破損、雄型端子のメッキの剥がれが抑制される雌型端子が得られる。

接点コンタクトは前後端に所定の幅を有する連結部と、この連結部の間に複数個の弾性変形可能な弾性接点部を備えている。接点コンタクトは前後両端に備わる環状の連結部を節として、この間に内外方向に弾性変形可能な弾性接点部が備わる構成である。負荷のない定常状態で弾性接点部の中央部は内向きに湾曲し、最も内側にある弾性接点部の内径は
連結部の内径よりも小さく、雄型端子の直径に比べてもその大きさは小さい。対応する雄型端子は嵌合状態で筒状の接点コンタクトの中にあり、嵌合状態で雄型端子は内向きに湾曲する弾性接点部に当接する。これにより、弾性接点部は付勢力を伴った状態で雄型端子の周面に弾接する。

好ましくは、本発明に係る雌型端子は、（２）前記内周壁の溝部は、前記本体の周面に凸状に張り出し、前記溝部と前記内周壁との内径の差は、前記周面と前記張出部との外径の差にほぼ等しいところに特徴を有するものである。

この発明によれば、本体の内周壁に形成された溝部は周面で凸部となって表れる。すなわち、本体の溝部が形成された部分は、その範囲に亘り溝部の深さ相当だけ壁面が外に押し出された状態である。

本発明に係る雌型端子は、（３）前記接点コンタクトと前記溝部の内周壁との間にキーとキー溝とからなる係止構造が備わるところに特徴を有する（２）記載のものである。

この発明によれば、接点コンタクトは、溝部内周壁で係止される。これにより、接点コンタクトの回転が抑制される雌型端子が得られる。

本発明に係る雌型端子の加工方法は、（４）前記内周壁の前記溝部を形成するプレスによる加工方法であって、前記プレスによって前記内周壁に前記溝部が形成されるとともに、前記周面に前記張出部が形成されるところに特徴を有する方法である。

この発明によれば、溝部のプレス加工による押し込み量相当が、反プレス面側全体に凸部として表れる。これにより、プレスによる板材の潰し加工部が生じないので、プレス荷重が小さくでき、プレス型の磨耗、変形が抑制される雌型端子の加工方法が得られる。

図１は、本発明の実施形態に係る雌型端子の分解斜視図である。 図２は、同雌型端子の接点コンタクトの外観側面図である。 図３は、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。 図４は、接点コンタクトが装着された状態の雌型端子の断面図である。 図５は、図４のＶ−Ｖ線に沿った雌型端子の断面図である。 図６は、本発明の実施形態に係る雌型端子がハウジングに組み付けられたコネクタであって、（１）は断面図であり、（２）は外観斜視図である。 図７は、本発明の実施形態に係る雌型端子と対応する雄型端子とが嵌合する状態を示す透視図である。 図８は、本発明の実施形態に係る雌型端子の溝部のプレス加工方法の工程図である。（１）はプレス初期、（２）はプレス後期である。 図９は、本発明の第２実施形態に係る雌型端子の接点コンタクトの係止状態が示される溝部であって、（１）は軸方向の断面図であり、（２）は軸方向に直交する方向の断面図である。 図１０は、本発明の第３実施形態に係る雌型端子の接点コンタクトの係止状態が示される溝部の断面図である。

本発明の実施形態について図面にしたがって説明する。図１は、本発明の実施形態に係る雌型端子の分解斜視図である。図２は、同雌型端子の接点コンタクトの外観側面図である。図３は、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。図４は、接点コンタクトが装着された状態の雌型端子の断面図である。図５は、図４のＶ−Ｖ線に沿った雌型端子の
断面図である。説明中の方向指示は図面の方向指示定義に従う。

〈雌型端子〉本発明の雌型端子１は、図１に示されるように、対応する雄型端子が挿入される筒状の本体１０とその後方に電線に接続する端子接続部２０とを備えている。雌型端子１は導電性のよい銅合金の圧延材料から展開形状の型抜きののち、所定の加工工程を経て完成形状に成形される。

雌型端子１の本体１０は、図１、図２に示されるように、筒状体で、前方に開口された挿入口１１を備え、挿入口１１と同じ内径で連なる内周壁１００が後方に続く。内周壁１００には、溝部１２が形成されていて、溝部１２の前方は前壁１１０、後方は後壁１２０に区画されている。

雌型端子１の溝部１２には、図１に示されるように、図示しない対応する雄型端子に電気的に接続するための接点コンタクト３０が組み付けられる。

溝部１２は、図３、図４に示されるように、内周壁１００に一様に形成されており、内周壁１００に比べて一段沈んだ位置に底面１５を備えている。底面１５と前壁１１０、及び底面１５と後壁１２０との間には、図３に示されるように、段差面１３、１４が内周壁１００に沿って環状に形成されている。溝部１２は、図４に示されるように、収容された接点コンタクト３０の軸方向の動きを規制するために、前方の段差面１３は接点コンタクト３０の前縁に当接可能な位置にあり、後方の段差面１４は接点コンタクト３０の後縁に当接可能な位置にある。

本体１０の挿入口１１は、図３に示されるように、環状にテーパー面１０５が形成されている。テーパー面１０５により挿入口１１の最も前方の間口は内周壁１００の内径に比べて拡径されている。これにより挿入初期、図示しない雄型端子の先頭部は、テーパー面１０５に誘われるので、軸のブレが修正され直進方向への挿入が保証される。

挿入口１１の後方は、図１、図３に示されるように、筒状の内周壁１００の前壁１１０に連なる。前壁１１０の内径は、図示しない雄型端子が干渉することなく挿入できるだけの大きさを備えている。前壁１１０の後方は、段差面１３を境にして溝部１２に連なる。溝部１２の底面１５は環状に延びて内周壁１００を構成する。

溝部１２の内径は、図３に示されるように、前壁１１０の内径に比べて大きく、ここに接点コンタクト３０が収容される。

溝部１２の後方は、図１、図３に示されるように、内周壁１００の後壁１２０に連なる。後壁１２０の内径は、前壁１１０の内径とほぼ同じ大きさである。このように雌型端子１の本体１０の内周壁１００は前壁１１０、溝部１２、後壁１２０で構成されている。

雌型端子１の本体１０の周面２００は、図１、図３に示されるように、円形筒状であって、溝部１２の外側に当る部分が周りの周面２００に比べて一段張り出した張出部１０６を備えている。張り出し部１０６の張り出し量は、溝部１２の内周壁１００の段差面１３、１４の高さにほぼ等しい。溝部１２は、銅合金の圧延材料の押し出し加工で成形されるが、本体１０の全体に亘って内周壁１００は、ほぼ一様な厚さで構成されている。

雌型端子１は、図１に示されるように、本体１０の後方に電線に電機的機械的に接続するための接続部２０を備えている。接続部２０はＵ字状に開く接続片を備え、電線の導体部はここでかしめられて接続する。

〈接点コンタクト〉接点コンタクト３０は、図示しない対応する雄型端子と、雌型端子１との電気的接続の中継的機能を担うものであって、全体が導電性の金属で構成されている。接点コンタクト３０は、信頼性耐久性を考慮して表面は一般的には金メッキで保護されている。

接点コンタクト３０は、図２に示されるように、前後両端に環状に延びる連結部３１、３２が連なり、この前後両端に備わる連結部３１、３２の間に弾性的に内外へ変位可能な弾性接点部３３が等間隔で備わっている。弾性接点部３３は、嵌合方向に延びる前後両端が連結部３１、３２に繋がる細長い矩形片である。

弾性接点部３３は、図２に示されるように、両端が連結部３１、３２で固定されたレバーである。弾性接点部３３は、基端部が最も幅が広く、中央部ほど最も幅が狭くなり、この最も狭くなった中央部に図示しない対応雄型端子に電機的に接触する接点部３５が形成されている。

接点部３５は、図２に示されるように、内向きに切り起こされている。接点部３５にかかる外向きの負荷により、弾性接点部３３は外向きに弾性的に変位する。環状に等間隔で備わる接点部３５を順に結んでできる仮の円の直径は、連結部３１、３２の内径よりも小さく、また図示しない対応する雄型端子の直径に比べても小さく形成されている。

接点コンタクト３０は、図１、図４に示されるように、溝部１２に組み込まれる。接点コンタクト３０の前側の連結部３１、３２は溝部１２の前端に組み込まれ、後側の連結部３１、３２は溝部１２の後端に組み込まれる。組み込まれた状態で、前側の連結部３１の前縁は、前壁１１０の段差面１３で規制され、後側の連結部３２の後縁は、後壁１２０の段差面１４で規制される。このような段差面１３、１４による前後の規制によって、接点コンタクト３０は、軸方向（前後方向）の動きが規制されることとなる。

接点コンタクト３０は、図４、図５に示されるように、連結部３１、３２の全体が溝部１２に嵌り込み、連結部３１、３２は前壁１１０の陰になり、挿入口１１の前方からは見えない状態である。すなわち、図示しない対応する雄型端子は挿入過程で連結部３１、３２に干渉するおそれはない。

接点コンタクト３０の弾性接点部３３は、図５に示されるように、内向きに切り起こされているので、弾性接点部３３の接点部３５は挿入口１１から見たとき前壁１１０の内側に位置している。環状に等間隔で備わる弾性接点部３３の接点部３５を結んだ仮の円の内径は、図示しない対応する雄型端子の直径に比べて小さい。これにより、挿入された雄型端子は、挿入過程で連結部３１、３２に干渉することなく、弾性接点部３３の接点部３５に電気的機械的に接続することができる。このときの接続は、付勢力をともなう弾接である。

また、本体１０の挿入口１１は、図３に示されるように、テーパー面１０５で構成されているので、図示しない対応する雄型端子は、軸心からのずれを修正しながら嵌合位置まで進むことができる。

〈雌型端子のハウジング組み付け〉ハウジング５０に組み付けられた雌型端子１について、図面にしたがって説明する。図６は、本発明の実施形態に係る雌型端子がハウジングに組み付けられたコネクタであって、（１）は断面図であり、（２）は外観斜視図である。図７は、本発明の実施形態に係る雌型端子と対応する雄型端子とが嵌合する状態を示す透視図である。

大電流用コネクタＣは、図６に示されるように、非導電性の合成樹脂製のハウジング５０と、導電性の雌型端子１とを備えている。ハウジング５０は、合成樹脂の射出成形品であって、筒状の本体５１と箱状の基部５２とを備えている。

ハウジング５０は、図６に示されるように、雌型端子１を収容するための収容室５５、図示しない雄型端子が挿抜される為の開口部５６を備えている。開口部５６は収容室５５に連通している。雌型端子１の接続部２０は、電線に接続する場合、あるいは回路基板Ｐの配線ターミナルに接続する場合などいくつかの態様がある。図６には、回路基板Ｐの配線ターミナルに接続する構成が示されている。

雌型端子１は、図６に示されるように、上下方向に軸方向をそろえてハウジング５０に組み付けられ、ハウジング５０の上面に開口部５６が形成されている。接続部２０は、ハウジング５０の後端側で９０度向きを変えて回路基板Ｐと平行に延びている。

回路基板Ｐは、放熱性を考慮してアルミニューム合金基板が使用される場合がある。アルミニューム合金基板の場合絶縁層を介して配線パターンが形成されるのが一般的である。雌型端子１の接続部２０と回路基板Ｐの配線ターミナルとの間はネジとナットで固定されてもよい。

複数個の雌型端子１が、図６の（２）に示されるように、一つのハウジングに備わる場合がある。このような態様としては、複数個の雌型端子１が一列状に並ぶ場合、複数列に並ぶ場合がある。

雌型端子１と雄型端子３２０とは、図７に示されるように、正規位置で嵌合する。雄型端子３２０は、雌型端子１の挿入口１１から本体１０内部に挿入される。挿入口１１のテーパー面１０５により、雄型端子３２０の先頭部は軸心からのずれを修正しながら進む。先頭部が挿入口１１を通過するあたりから、雌型端子１の軸方向（上下方向）と、雄型端子３２０の軸方向とはほぼ一致する。雌型端子１の前壁１１０の内径と雄型端子３２０の外径とのクリアランスにより、多少のがたつきをともなう場合もあるが、雄型端子３２０は雌型端子１に対して比較的スムーズに挿入される。

雄型端子３２０の先頭部が接点コンタクト３０に係りはじめる。連結部３１、３２は溝部１２に全体が嵌り込み、内周壁１００より内側に張り出す部分はないので、雄型端子３２０は、連結部３１、３２と干渉するところがなく、この部分で擦れなどが生じることはない。

先頭部が、弾性接点部３３あたりに係りはじめると、内向きに切り起こされた弾性接点部３３の一部に当接し始める。環状に備わる弾性接点部３３を、ほぼ一様に外向きに押し広げながら、雄型端子３２０は雌型端子１の本体１０奥部へと進入する。先頭部が弾性接点部３３の接点部３５に係るところで最も大きく弾性接点部３３は外向きに変位する。以後正規嵌合位置においてもこの最大変位状態が保持される。

弾性接点部３３は弾性的に変位し、変位量に応じた付勢力を雄型端子３２０に与える。これにより、雄型端子３２０には挿入過程で付勢力が係り初め挿入量とともに次第に大きくなり、接点部３５を通過したところから最も大きな付勢力が加わることとなる。雄型端子３２０の正規嵌合位置においては、この最大の付勢力が加わる。

〈溝部の加工方法〉溝部１２の加工方法について、図面にしたがって説明する。図８は、本発明の実施形態に係る雌型端子の溝部のプレス加工方法の工程図である。（１）はプレス初期、（２）はプレス後期である。

雌型端子１は、図８に示されるように、銅合金の圧延材料Ｂから成形される。溝部１２は、圧延材料Ｂを曲げ加工する前の板材段階で成形される。板材上面に溝部１２を形成するように、上型Ｕ、下型Ｄがセットされた状態で圧延材料Ｂを所定の位置に置く。

溝部１２は、図８に示されるように、溝部１２の境界部分を一部分せん断する要領で形成される。そうすることで、溝部１２が形成された面の反対面には、凸部が形成されることとなる。溝部１２の深さにほぼ相当する量が凸部の高さになる。このように溝部１２を成形することで、圧延材料Ｂの厚みは、溝部１２の部分も溝部１２以外の部分もほぼ同じ厚みを備えることができる。

また、プレス面にのみ溝部１２を形成し反対面は平坦のままである通常おこなわれるプレス成形による溝部１２の形成に比べて、本溝部形成方法は、せん断方式なのでプレスに比べて小さな力で形成することができる。

本溝部形成方法は、せん断方式なので上型Ｕと下型Ｄともにプレス型のような大きなものは要せず、小型で足りる。上型Ｕと下型Ｄは溝部１２の境界をせん断するように加工され、組み合わされる。上型Ｕを押し下げることで、上型Ｕの溝部形成範囲にあたる部分の圧延材料Ｂは下方に押し下げられる。このとき上型Ｕと下型Ｄとの境界は圧延材料Ｂをその境界線を挟んで上下方向へせん断するように力が作用している。

せん断力により圧延材料Ｂは境界線で上下方向にずれ始める。ずれ量は、せん断力によって制御する。すなわち、溝部１２の深さはせん断力によって制御されうる。

〈効果〉本実施形態に係る雌型端子１は、本体５１の内周壁１００に形成された溝部１２に接点コンタクト３０を収容する構造であるので、キャップ等の別部材を構成に加えることなく、接点コンタクト３０を組み付けることができる、

本実施形態に係る雌型端子１は、溝部１２が前後の段差面１３、１４で区画されている。これにより、溝部１２に収容される接点コンタクト３０の前後方向への動きが抑制された雌型端子１が得られる。

本実施形態に係る雌型端子１は、溝部１２の深さに接点コンタクト３０の連結部３１、３２が全て嵌り込む構成である。これにより、挿入時対応する雄型端子が連結部３１、３２に干渉しないので、雄型端子のメッキの剥がれや、変形、傷等のおそれがない雌型端子が得られる。

本実施形態に係る雌型端子１の加工方法は、溝部１２がせん断方式で形成される。これにより、金型の小型化が可能、プレスマシーンの小型化が可能、型の磨耗が減じられる等の効率的な溝部１２の加工方法が得られる。

本実施形態に係る雌型端子１は、本体１０の挿入口１１にテーパー面１０５が形成されている。これにより、雄型端子が比較的スムーズに挿入可能な雌型端子１が得られる。

本実施形態に係る雌型端子１は、非導電性のキャップ等の別部材を用いていないので、安定した接触性能、一定の有効嵌合長を備えた雌型端子１が得られる。

〈他の実施形態〉本発明は、本実施形態に限定的に解釈されるものではない。発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。別の実施形態について図面にしたがって説明する。図９は、本発明の第２実施形態に係る雌型端子の接点コンタクトの係止状態が
示される溝部であって、（１）は軸方向の断面図であり、（２）は軸方向に直交する方向の断面図である。図１０は、本発明の第３実施形態に係る雌型端子の接点コンタクトの係止状態が示される溝部の断面図である。

第２実施形態に係る雌型端子１は、溝部１２に収容される接点コンタクト３０が軸方向の回転を規制するための規制部１２ａを備えている。これにより、接点コンタクト３０の回転が抑制された雌型端子１が得られる。

第３実施形態に係る雌型端子１は、溝部１２に収容された接点コンタクト３０の弾性接点部３３を保護するためのリブ１２ｂが溝部１２の底面１５に備わる。これにより、不用意な外力に対する接点コンタクトの保護が可能な雌型端子１が得られる。

このような変形を加えた場合でも概ね上記した効果が得られる。

１ 雌型端子
１０ 本体
１１ 挿入口
１２ 溝部
１３、１４ 段差面
１５ 底面
１００ 内周壁
１１０ 前壁
１２０ 後壁
２００ 周面
３０ 接点コンタクト
３１、３２ 連結部
３３ 弾性接点部
３５ 接点部
５０ ハウジング

Claims (4)

1. 嵌合状態にある棒状の雄型端子の周面に対して所定の範囲に亘って重なり合う、両端に環状の連結部と、前記両端の連結部間に弾性接点部とを備える接点コンタクトを収容するための筒状の本体を有する雌型端子において、
   前記接点コンタクトは前記本体の内周壁に形成された溝部に収まり、前記連結部の内径は前記内周壁の内径に比べて大きく、前記溝部の内径に比べて小さいところに特徴を有する雌型端子。
2. 前記内周壁の溝部は、前記本体の周面に凸状に張り出し、前記溝部と前記内周壁との内径の差は、前記周面と前記張出部との外径の差にほぼ等しいところに特徴を有する雌型端子。
3. 前記接点コンタクトと前記溝部の内周壁との間にキーとキー溝とからなる係止構造が備わるところに特徴を有する請求項２記載の雌型端子。
4. 前記内周壁の前記溝部を形成するプレスによる加工方法であって、前記プレスによって前記内周壁に前記溝部が形成されるとともに、前記周面に前記張出部が形成されるところに特徴を有する加工方法。

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