JP2018156771A - Female terminal - Google Patents
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Abstract
Description
本明細書によって開示される技術は、雌端子に関する。 The technique disclosed by this specification is related with a female terminal.
従来、EV等の充電用コネクタで使用される雌端子の一例として、特開2011−228061号(下記特許文献1)に記載の雌端子が知られている。この雌端子は、前後方向に長い形状をなしており、中実で円柱状をなす雌側本体部と、雌側本体部から前方に突出した複数(通常4つないし6つ)の接触片と、雌側本体部の外周面に周設されたフランジ部と、雌側本体部から後方に突出するバレル部とを備えて構成されている。 Conventionally, as an example of a female terminal used in a charging connector such as an EV, a female terminal described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-228061 (the following Patent Document 1) is known. The female terminal has a shape that is long in the front-rear direction, and is a solid and cylindrical female main body, and a plurality (usually four to six) of contact pieces protruding forward from the female main body. The flange portion is provided around the outer peripheral surface of the female-side main body portion, and the barrel portion protrudes rearward from the female-side main body portion.
雌端子の母材となるロッド材として、一般的に銅合金製のものが用いられている。このロッド材に対して切削加工を施すことで、雌端子は製造されている。さらに、切削加工された雌端子に対して、銀等でめっき加工処理が施されている。 In general, a copper alloy is used as a rod material as a base material of the female terminal. The female terminal is manufactured by cutting the rod material. Further, the cut female terminal is plated with silver or the like.
一方、雌端子と嵌合される雄端子は、前後方向に長い形状をなしており、棒状をなす雄側本体部と、雄側本体部の外周面に周設されたフランジ部と、雄側本体部から後方に突出するバレル部とを備えて構成されている。 On the other hand, the male terminal fitted to the female terminal has a long shape in the front-rear direction, a male-side main body portion that forms a rod shape, a flange portion that is provided around the outer peripheral surface of the male-side main body portion, and a male side And a barrel portion projecting rearward from the main body portion.
雄端子と雌端子が嵌合されると、雌端子の複数の接触片に、雄端子の棒状をなす本体部が挟み込まれ、雄端子の本体部に対して弾性的に接触する。これによって、雄端子と雌端子は電気的に導通する。雄端子と雌端子との嵌合時に通電させると、雄端子と雌端子との端子接触部に接触抵抗が生じるため、端子接触部では発熱が生じることとなる。 When the male terminal and the female terminal are fitted, the main body portion that forms the rod shape of the male terminal is sandwiched between the plurality of contact pieces of the female terminal, and elastically contacts the main body portion of the male terminal. As a result, the male terminal and the female terminal are electrically connected. When energization is performed when the male terminal and the female terminal are fitted, contact resistance is generated at the terminal contact portion between the male terminal and the female terminal, and thus heat is generated at the terminal contact portion.
近年、充電速度のさらなる高速化が切望されており、通電時、端子に対してより大きな電流を流すことが求められている。上記のような構造の雌端子に対してこのような大きな電流を流すと、雄端子と雌端子との端子接触部で大きな発熱が生じることとなる。このような端子接触部での発熱を押さえるためには、雄端子と雌端子との接触抵抗を低く抑える必要がある。雄端子と雌端子との接触抵抗を低く抑えるには、雌端子の接触片の数を増やすことで、雄端子と雌端子との端子接点部の数を増やすことが考えられる。 In recent years, a further increase in charging speed has been eagerly desired, and a larger current is required to flow through the terminals when energized. When such a large current flows through the female terminal having the above structure, a large amount of heat is generated at the terminal contact portion between the male terminal and the female terminal. In order to suppress such heat generation at the terminal contact portion, it is necessary to keep the contact resistance between the male terminal and the female terminal low. In order to keep the contact resistance between the male terminal and the female terminal low, it is conceivable to increase the number of terminal contact portions between the male terminal and the female terminal by increasing the number of contact pieces of the female terminal.
しかし、雌端子の接触片の数を増やすと、雌端子の形状が複雑となるため、雌端子の切削加工のコストが増加するという問題がある。特に、充電コネクタの雌端子の径は規格で定められており、規格に適合する径の範囲内で、雌端子の接触片の数を6つより多く設けられるように加工する場合、雌端子の切削加工に多大なコストがかかっていた。 However, when the number of contact pieces of the female terminal is increased, the shape of the female terminal becomes complicated, so that there is a problem that the cost of cutting the female terminal increases. In particular, the diameter of the female terminal of the charging connector is determined by the standard. When processing so that the number of contact pieces of the female terminal is more than six within the diameter range that conforms to the standard, Cutting was expensive.
本明細書で開示される雌端子は、棒状をなす雄側本体部を有する雄端子と嵌合される雌端子であって、前後方向に長い形状をなしており、中実で円柱状をなす雌側本体部と、快削元素を添加した銅合金製の母材からなり、前記雌側本体部から前方に突出し、前記雄端子の前記雄側本体部と弾性的に接触する8つの弾性接触片と、前記弾性接触片の前記雄端子と接触する側の表面上に形成された銀メッキ層と、前記雌側本体部から後方に突出する雌側電線接続部とを備える。
このような構成とすると、雌端子の弾性接触片に母材として快削元素を添加した銅合金を用いるため、快削元素を添加しない銅合金と比べて、雌端子の弾性接触片を加工する際の被削性を向上させることができる。これにより、雌端子の切削加工コストを抑えつつも、雌端子に8つの弾性接触片を設けることができる。さらに、雄端子と雌端子の接点の数が8つとなるため、雄端子と雌端子間の接触抵抗を低く抑えることができる。
The female terminal disclosed in this specification is a female terminal fitted to a male terminal having a male main body portion that has a rod shape, has a long shape in the front-rear direction, and is solid and cylindrical. Eight elastic contacts comprising a female-side main body and a copper alloy base material added with a free-cutting element, protruding forward from the female-side main body and elastically contacting the male-side main body of the male terminal A piece, a silver plating layer formed on the surface of the elastic contact piece on the side in contact with the male terminal, and a female electric wire connecting portion protruding rearward from the female main body.
With such a configuration, the elastic contact piece of the female terminal is processed as compared with the copper alloy to which the free cutting element is not added because the copper alloy with the free cutting element added is used as the base material for the elastic contact piece of the female terminal. Machinability at the time can be improved. Accordingly, eight elastic contact pieces can be provided on the female terminal while suppressing the cutting cost of the female terminal. Furthermore, since the number of contacts between the male terminal and the female terminal is eight, the contact resistance between the male terminal and the female terminal can be kept low.
また、前記快削元素としてテルルを使用することとしても良い。
このような構成とすると、銅に快削元素の一つであるテルルを一定量添加するので、快削元素を含まない銅合金と比較して、雌端子の弾性接触片を加工する際の被削性を向上させることができる。
Further, tellurium may be used as the free-cutting element.
With such a configuration, a certain amount of tellurium, which is one of the free-cutting elements, is added to copper, so that compared to a copper alloy that does not contain free-cutting elements, the coverage when processing the elastic contact piece of the female terminal is increased. The machinability can be improved.
また、前記銀メッキ層の銀メッキ硬度は、75ビッカース硬さ以上であり、且つ85ビッカース硬さ以下であることとしても良い。
このような構成とすると、通常用いられる銀メッキの硬度である120ビッカース硬さの時の銀メッキ層と比較して、銀メッキ層は柔らかくなるため、弾性接触片と雄側本体部との間の接触面積は大きくなる。これにより、弾性接触片と雄側本体部との間の接触抵抗を低く抑えることができる。また、弾性接触片と雄側本体部との間の接触面積を、120ビッカース硬さの時の弾性接触片と雄側本体部との間の接触面積と同等の接触面積にする場合、弾性接触片と雄側本体部との間の接触荷重は、銀メッキ硬度が120ビッカース硬さの時と比べて低くなる。従って、雄側本体部を弾性接触片へ挿入する際の挿入力を抑えることができる。
The silver plating hardness of the silver plating layer may be 75 Vickers hardness or more and 85 Vickers hardness or less.
With such a configuration, the silver plating layer is softer than the silver plating layer at 120 Vickers hardness, which is the hardness of silver plating that is usually used, and therefore between the elastic contact piece and the male main body. The contact area becomes larger. Thereby, the contact resistance between an elastic contact piece and a male side main-body part can be restrained low. Further, when the contact area between the elastic contact piece and the male side main body portion is equal to the contact area between the elastic contact piece and the male side main body portion at 120 Vickers hardness, the elastic contact The contact load between the piece and the male main body is lower than when the silver plating hardness is 120 Vickers hardness. Therefore, it is possible to suppress the insertion force when the male main body is inserted into the elastic contact piece.
本明細書に開示される雌端子によれば、雌端子の切削加工コストを抑えつつ、雄端子と雌端子との間の接触抵抗を低く抑えることができる。 According to the female terminal disclosed in the present specification, it is possible to reduce the contact resistance between the male terminal and the female terminal while suppressing the cutting cost of the female terminal.
<実施形態>
図1から図12を参照して実施形態を説明する。
<Embodiment>
The embodiment will be described with reference to FIGS.
本実施形態の雌端子10は、例えば、電気自動車やハイブリッド自動車等の車両に備えられたバッテリーを充電するための充電コネクタに使用される。雌端子10は、テルル銅合金製の棒材を切削加工して作られており、雌側本体部11と、8つの弾性接触片13と、雌側電線接続部16とを備えている。さらに、加工された雌端子10に対して、銀メッキ処理が施されている。ここで、テルル銅合金は、純銅に対して、快削元素の一つであるテルル(Te)を0.3%以上2.0%以下の割合で添加して作られた高銅合金である。快削元素とは、金属に添加することで金属の被削性を向上させる元素のことである。快削元素は、テルルの他に、硫黄(S)、鉛(Pb)、セレン(Se)、リン(P)、窒素(N)等が知られている。テルル銅合金は、快削元素を含まない銅合金と比べて、被削性が優れている。被削性とは、一般的に、切削抵抗、使用工具の寿命、切削仕上げ面粗さ、切削屑の処理性等により評価される特性である。テルル銅合金の導電率は、純銅と同等である。以降の説明では、雌端子10の雄端子30との嵌合方向を前方とする。
The
雌側本体部11は、前後方向に長い形状をなしており、中実で円柱状をなしている。さらに、雌側本体部11の後端部には、円環状の雌側フランジ部12が周設されている。雌側フランジ部12は、図示しないものの、雌コネクタハウジングに雌端子10を挿入する時に雌端子10が前方に抜け落ちないようにするための前方抜け防止の役割を果たしている。また、図示しないものの、雌コネクタハウジングに挿入された雌端子10が後方に抜け落ちないようにするための後方抜け防止の役割を果たしている。後方抜けは、図示しないものの、雌コネクタハウジングに取り付けられるリテーナにより、後方から雌側フランジ部12を押さえることで、防止することができる。
The female side
弾性接触片13は、雌側本体部11の周方向に等間隔に8つ配され、且つ、前方に突出して設けられている。弾性接触片13は、接触片基端部14と接触片先端部15とを備えている。隣接する接触片先端部15の間には、小スリット17が入れられている。また、隣接する接触片基端部14の間には、大スリット18が入れられている。大スリット18は、泥水等が弾性接触片13の内部に浸入した際に、泥水を外に排出させる役割を果たしている。接触片先端部15の内面は、前方に向かうほど径方向外側に向かって内径が大きくなるように、テーパー状に加工されている。これにより、接触片先端部15は、後述する雄端子30の雄側本体部31を雌端子10の弾性接触片13の内部に挿入する際のガイドの役割を果たしている。
Eight
弾性接触片13の銀メッキ下地面19には、銀メッキ処理が施されている。これにより、銀メッキ下地面19には銀メッキ層20が形成されている。銀メッキ層20の硬度は、75ビッカース硬さ以上であり、且つ85ビッカース硬さ以下となっている。
The silver
雌側電線接続部16は、クローズドバレル形状をなしており、後方が円筒状に開口している。雌側電線接続部16の外径は、雌側フランジ部12の外径よりも小さく加工されている。雌側電線接続部16には、図示しない電線の芯線が、圧着により接続されている。これにより、雌端子10と電線とは電気的に導通している。
The female-side electric
雄端子30は、銅合金製の棒材を切削加工して作られており、雄側本体部31と、雄側電線接続部33とを備えている。
The
雄側本体部31は、棒状をなしている。雄側本体部31の外径は、雌端子10の8つの接触片先端部15の最小内径R1よりも大きく加工されている。これにより、雄端子30と雌端子10が嵌合されると、雄側本体部31と雌端子10の8つの接触片先端部15とは弾性的に接触する。また、雄側本体部31の後端部には、円環状の雄側フランジ部32が周設されている。雄側フランジ部32は、図示しないものの、雄コネクタハウジングに雄端子30を挿入時に雄端子30が前方に抜け落ちないようにするための前方抜け防止の役割を果たしている。また、図示しないものの、雄コネクタハウジングに挿入された雄端子30が後方に抜け落ちないようにするための後方抜け防止の役割を果たしている。
The male side
雄側電線接続部33は、クローズドバレル形状をなしており、後方が円筒状に開口している。雄側電線接続部33の外径は、雄側フランジ部32の外径よりも小さく加工されている。雄側電線接続部33には、図示しない電線の芯線が、圧着により接続されている。これにより、雄端子30と電線とは電気的に導通している。
The male electric
次に、本実施形態の作用について説明する。 Next, the operation of this embodiment will be described.
テルル銅合金製の棒材を切削加工し、雌側本体部11及び雌側フランジ部12を設ける。次に、棒材の後方部を円筒状に繰り抜き加工して、雌側電線接続部16を設ける。次に、8つの弾性接触片13を設けるため、先ず、棒材の前方部を円筒状にくり抜き加工する。続いて、棒材の先端部の内面を、前方に向かうほど径方向外側に向かって内径が大きくなるように、テーパー状に加工する。続いて、周方向に等間隔で8つの大スリット18を入れ、接触片基端部14を形成する。続いて、大スリット18と同じ間隔で、棒材の先端部に8つの小スリット17を入れ、接触片先端部15を形成する。これにより、8つの弾性接触片13が形成される。続いて、雄側本体部31の外径と同じ径のドリルを弾性接触片13の内部に入れて、弾性接触片13とドリルとを弾性的に接触させる。これにより、弾性接触片13の内面は加工され、銀メッキ下地面19が形成される。雄側本体部31を弾性接触片13に挿入すると、雄側本体部31と銀メッキ下地面19とは面接触する。続いて、銀メッキ下地面19に銀メッキ処理を施す。以上のようにして、雌端子10は作られている。雌端子10は快削元素の一つであるテルルを添加した銅合金製の棒材を母材として使用しているので、快削元素を添加しない銅合金製の棒材を使用した場合と比較して、切削時間を短縮することができる。一般的に接触片の数が増えるに従って棒材の加工時間は増加するが、テルル銅合金の棒材を雌端子10の母材として使用することで、従来の6つの接触片を切削加工するのに要する時間と同等の時間で、8つの弾性接触片13を切削加工することができるようになる。
A tellurium copper alloy bar is cut to provide the female
雌端子10の弾性接触片13の銀メッキ下地面19に、硬度が75ビッカース硬さ以上であり、且つ85ビッカース硬さ以下の銀メッキ処理を施す。これにより、銀メッキ下地面19に銀メッキ層20が形成される。そして、雄端子30の雄側本体部31を雌端子10の8つの弾性接触片13の内部空間に挿入する。雄側本体部31は、雌端子10の弾性接触片13に弾性的に押さえられる。この時、銀メッキ層20は、弾性接触片13の銀メッキ下地面19と雄側本体部31との間に挟まれることで、弾性接触片13に押しつぶされる。これにより、銀メッキ層20と雄側本体部31とは、接触面積S1で接触する。一方、銀メッキ硬度が120ビッカース硬さの従来の銀メッキ層20aを弾性接触片13aの銀メッキ下地面19a上に設けた場合、銀メッキの硬度が75ビッカース硬さ以上であり、且つ85ビッカース硬さ以下の銀メッキ層20に比べて、銀メッキ層20aは弾性接触片13aに押しつぶされにくくなる。そのため、従来の銀メッキ層20aと雄側本体部31との間の接触面積S1aは、銀メッキ層20と雄側本体部31との間の接触面積S1に比べて小さくなる。従って、硬度が75ビッカース硬さ以上であり、且つ85ビッカース硬さ以下の銀メッキを用いることで、弾性接触片13と雄側本体部31との間の接触面積を大きくすることができる。また、接触面積S1を、従来の銀メッキ層20aを用いた場合の接触面積S1aと同等の接触面積とする場合、従来の銀メッキ層20aを用いた場合の弾性接触片13aの接触荷重よりも少ない接触荷重で、従来の接触面積S1aと同等の接触面積を得ることができる。これにより、雄側本体部31の雌端子10の弾性接触片13への挿入力を抑えることができる。
The silver
以上のように本実施形態によれば、雌端子10の弾性接触片13に母材として快削元素の一つであるテルルを添加した銅合金を用いるため、テルルを添加しない銅合金と比べて、雌端子10の弾性接触片13を加工する際の被削性を向上させることができる。これにより、雌端子10の切削加工コストを抑えつつも、雌端子10に8つの弾性接触片13を設けることができる。さらに、雄端子10と雌端子30の接点の数が8つとなるため、雄端子30と雌端子10との間の接触抵抗を低く抑えることができる。
As described above, according to this embodiment, since the copper alloy to which tellurium, which is one of the free-cutting elements, is used as the base material for the
また、通常用いられる銀メッキの硬度である120ビッカース硬さの時の銀メッキ層20aと比較して、銀メッキ層20は柔らかくなるため、弾性接触片13と雄側本体部31との間の接触面積S1は大きくなる。これにより、弾性接触片13と雄側本体部31との間の接触抵抗を低く抑えることができる。また、弾性接触片13と雄側本体部31との間の接触面積S1を、銀メッキの硬度が120ビッカース硬さの時の弾性接触片13aと雄側本体部31との間の接触面積S1aと同等の接触面積にする場合、弾性接触片13と雄側本体部31との間の接触荷重は、銀メッキ硬度が120ビッカース硬さの時と比べて低くなる。従って、雄側本体部31を弾性接触片13へ挿入する際の挿入力を抑えることができる。
Moreover, since the
<他の実施形態>
本明細書によって開示される技術は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような種々の態様も含まれる。
(1)上記実施形態では、快削元素としてテルルを添加していたが、テルル以外の快削元素を添加することとしても良い。例えば、硫黄、鉛、セレン、リン、窒素のいずれか一つを添加することとしても良いし、又は複数の快削元素を組み合わせて添加することとしても良い。
(2)上記実施形態では、テルルを純銅に対して添加していたが、銅合金に対して添加することとしても良い。例えば、黄銅、青銅等の銅合金に対して添加することとしても良い。
(3)上記実施形態では、テルルを0.3%以上2.0%以下の割合で純銅に対して添加していたが、添加割合はいくつでも良い。
(4)上記実施形態では、銀メッキの硬度は75ビッカース硬さ以上であり、且つ85ビッカース硬さ以下としていたが、それ以外の硬度であっても良い。
<Other embodiments>
The technology disclosed in the present specification is not limited to the embodiments described with reference to the above description and drawings, and includes, for example, the following various aspects.
(1) In the above embodiment, tellurium is added as a free-cutting element. However, free-cutting elements other than tellurium may be added. For example, any one of sulfur, lead, selenium, phosphorus, and nitrogen may be added, or a plurality of free-cutting elements may be added in combination.
(2) In the above embodiment, tellurium is added to pure copper, but it may be added to a copper alloy. For example, it is good also as adding with respect to copper alloys, such as brass and bronze.
(3) In the above embodiment, tellurium is added to pure copper at a ratio of 0.3% or more and 2.0% or less, but any addition ratio may be used.
(4) In the above embodiment, the hardness of silver plating is 75 Vickers hardness or more and 85 Vickers hardness or less, but other hardness may be used.
10…雌端子
11…雌側本体部
12…雌側フランジ部
13、13a…弾性接触片
14…接触片基端部
15…接触片先端部
16…雌側電線接続部
17…小スリット
18…大スリット
19、19a…銀メッキ下地面
20、20a…銀メッキ層
30…雄端子
31…雄側本体部
32…雄側フランジ部
33…雄側電線接続部
R1…弾性接触片の先端部の最小内径
S1、S1a…接触面積
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前後方向に長い形状をなしており、中実で円柱状をなす雌側本体部と、
快削元素を添加した銅合金製の母材からなり、前記雌側本体部から前方に突出し、前記雄端子の前記雄側本体部と弾性的に接触する8つの弾性接触片と、
前記弾性接触片の前記雄端子と接触する側の表面上に形成された銀メッキ層と、
前記雌側本体部から後方に突出する雌側電線接続部とを備える雌端子。 It is a female terminal fitted with a male terminal having a male-side main body that forms a rod shape,
It has a long shape in the front-rear direction, a solid and cylindrical female main body,
It consists of a base material made of a copper alloy to which a free-cutting element is added, protrudes forward from the female-side main body, and eight elastic contact pieces that elastically contact the male-side main body of the male terminal;
A silver plating layer formed on the surface of the elastic contact piece in contact with the male terminal;
A female terminal comprising a female electric wire connecting portion protruding rearward from the female main body.
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