JP2018170188A

JP2018170188A - 雌端子

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Publication number: JP2018170188A
Application number: JP2017067266A
Authority: JP
Inventors: 潤一椋野; Junichi Mukuno
Original assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd; AutoNetworks Technologies Ltd; Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd; AutoNetworks Technologies Ltd; Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2017-03-30
Filing date: 2017-03-30
Publication date: 2018-11-01
Anticipated expiration: 2037-03-30
Also published as: CN110462939B; US10998659B2; JP6760177B2; US20210104833A1; CN110462939A; WO2018180368A1

Abstract

【課題】雌端子の板厚を厚くすることなく、雌端子の発熱を抑制する。
【解決手段】雄端子６０と嵌合され、且つ電線４０が接続される雌端子１０であって、雄端子６０が挿入され、前後方向に開口する箱状の雌側本体部１２と、雄端子６０に対して、雌側本体部１２の天井壁１４から雌側本体部１２の内方に向かって接圧を付与する接圧付与部１６と、雌側本体部１２の底壁２４から突出し、雄端子６０と接する底壁接点部２６とを備え、電線４０の導体部が、底壁２４と雄端子６０とが接する面の背面２８に溶接により取り付けられている。
【選択図】図５

Description

本明細書によって開示される技術は、雌端子に関する。

従来の雌端子の一例として、特許第３４１５１４１号（下記特許文献１）に記載の雌端子金具が知られている。この雌端子金具は、前後に開口する略箱型をなす雌側本体部と、電線の端末に圧着接続可能なバレル部とを前後に繋げた構成となっている。雌側本体部の内部には、ピン状の雄端子金具と弾性的に接触する弾性接触片が備えられている。

雄端子金具を、雌端子金具の雌側本体部の内部に挿入すると、雄端子金具は雌端子金具の弾性接触片と弾性的に接触し、雄端子金具と雌端子金具とは電気的に導通する。これにより、雄端子金具と雌端子金具とが接する雄端子接点部においては接触抵抗が生じる。また、電線の芯線をバレル部に圧着接続すると、雌端子金具と電線とは電気的に導通する。これにより、バレル部と芯線とが接する芯線接点部においては接触抵抗が生じる。さらに、雄端子接点部と芯線接点部の間においては、雌端子金具の導体抵抗が生じる。従って、雌端子金具に通電させると、これらの抵抗によって雌端子金具は発熱する。

特許第３４１５１４１号公報

しかしながら、雌端子金具に流す電流が大きくなるに従って、雌端子金具の発熱量は増加し、雌端子金具の発熱量に比例して雌端子金具の導体抵抗も増加する。そのため、大電流を流す機器においては、雌端子金具の発熱を抑える必要がある。一般的に、発熱を抑えるために雌端子金具の板厚を厚くすることで、雌端子金具の導体抵抗を減らしている。そのため、板厚が厚くなることによる雌端子金具の加工費や材料費等のコストの増加及び端子重量の増加という問題があった。

本明細書で開示される雌端子は、雄端子と嵌合され、且つ電線が接続される雌端子であって、前記雄端子が挿入され、前後方向に開口する箱状の雌側本体部と、前記雄端子に対して、前記雌側本体部の天井壁から前記雌側本体部の内方に向かって接圧を付与する接圧付与部と、前記雌側本体部の底壁から突出し、前記雄端子と接する底壁接点部とを備え、前記電線の導体部が、前記底壁と前記雄端子とが接する面の反対側となる背面に溶接により取り付けられている。
このような構成にすると、雄端子と雌端子との接点部から、雌端子と電線との接点部までの長さが、底壁の板厚の厚さと略等しくなる。従って、雌端子に通電させた際、雌端子の導体抵抗により生じる発熱を抑制することができる。また、雄端子と雌端子との接点部で生じる接触抵抗により生じた熱を、電線の導体部へ放熱させ易くすることができる。

また、前記底壁の前端部から下方に突出する第一位置決め板と、前記底壁の後端部から後方に向かって突出し、板状をなす後方板部と、前記後方板部の両側端部から下方に突出する一対の第二位置決め板とを備えることとしても良い。
このような構成にすると、雌端子に設けられた第一位置決め板及び一対の第二位置決め板は、例えば雌コネクタハウジングに雌端子が挿入された際、雌コネクタハウジング内部の前壁、側壁及び底壁に当接するため、それぞれ３つの板が位置決めの役割を果たすこととなる。

また、前記接圧付与部は、前記天井壁の後端部から前記雌側本体部の前端部に向けて前方に延びて形成され、前記天井壁から前記雌側本体部の内方に突出しており、前記雌側本体部内への前記雄端子の挿入方向と交差する方向に複数の弾性接触片が並べられた構成とされていることとしても良い。
このような構成とすると、弾性接触片が雌端子と一体となっているため、別体とするのに比べて加工コストを低減することができる。

また、前記接圧付与部は、前記雌側本体部とは別体とされていることとしても良い。
このような構成にすると、接圧付与部を別体部品としているので、接圧付与部の材質や板厚を変更することで、雄端子への接圧の変更を容易にすることができる。

本明細書に開示される雌端子によれば、雌端子の板厚を厚くすることなく、雌端子の発熱を抑制することができる。

実施形態１における雌端子の正面図雌端子の平面図雌端子の背面図雌端子の左側面図雄端子と雌端子との勘合後におけるＡ−Ａ断面図実施形態２における断面図

＜実施形態１＞
図１から図５を参照して実施形態１を説明する。
本実施形態の雌端子１０は、例えばハイブリッド自動車や電気自動車におけるインバータとモータとの間の接続に用いられるものである。雌端子１０は、０．６ｍｍ程度の厚さの銅板金を打ち抜き加工及び曲げ加工することにより形成されている。雌端子１０は図示しない雌コネクタハウジングの内部に挿入される。雌端子１０は、図５に示すように、箱状の雌側本体部１２と、雌側本体部１２の底壁２４の反対側の面となる底壁背面２８に取り付けられた編組線４０とを備えている。さらに、雌端子１０には、図示しない雌コネクタハウジングに雌端子１０が挿入された際の位置決めの役割を果たす、第一位置決め板３６及び一対の第二位置決め板３８が備えられている。一方、雌端子１０と嵌合される雄端子６０は、板状をなす雄側本体部６２を備えている。雄端子６０は図示しない雄コネクタハウジングの内部に挿入される。以降の説明では、雄端子６０との嵌合方向を前方、雌端子１０の底壁２４から天井壁１４に向かう方向を上方とする。

箱状の雌側本体部１２は、前後方向に開口している。雌側本体部１２の内部の上方にある天井壁１４は、雄側本体部６２に接圧を付与する接圧付与部１６を備えている。

接圧付与部１６は、天井壁１４の後端部から雌側本体部１２の前端部に向けて前方に延びて形成されている。さらに、接圧付与部１６は、図４に示すように、雌側本体部１２への雄端子６０の挿入方向と交差する方向に、等間隔に４つ設けられた弾性接触片１８によって構成されている。

雌側本体部１２の天井壁１４の中央付近には、過度撓み防止部２２が設けられている。過度撓み防止部２２は、天井壁１４の一部を切り込むことで切り込み片を設け、さらに切り込み片を雌側本体部１２の上方から内方に向けて押し出すことで形成されている。これは、雄端子６０が雌側本体部１２に挿入され、雄側本体部６２と弾性接触片１８とが弾性的に接触すると、弾性接触片１８は上方に押されて動くこととなるが、弾性接触片１８が一定以上動くと過度撓み防止部２２に当たり、弾性接触片１８はこれ以上、上方に動かなくなる。これによって、弾性接触片１８が過度に撓むことで、弾性接触片１８が塑性変形することを防止している。

雌側本体部１２の底壁２４には、雄側本体部６２と接する底壁接点部２６が設けられている。底壁接点部２６は、図４に示すように、４つの弾性接触片１８のうち両端の弾性接触片１８に対応する位置に、底壁２４から上方に突出する形で、ビード状に形成されている。また、それぞれの底壁接点部２６には、前後方向に２つの山が形成されている。それぞれの山の頂点が、雄側本体部６２との接点となる。

底壁２４の前端部にあたる底壁前端部３０から下方に向けて、板状をなす第一位置決め板３６が突出して形成されている。また、底壁２４の後端部にあたる底壁後端部３２から後方に向けて、板状をなす後方板部３４が突出して形成されている。さらに後方板部３４の両側端部から下方に向けて、一対の第二位置決め板３８が突出して形成されている。

雌端子１０の底壁背面２８に、編組線４０の導体部が抵抗溶接により接続されている。これにより、雌端子１０と編組線４０とは、底壁背面２８と編組線４０との間の導体接点部４２を介して電気的に導通している。

次に、本実施形態の作用について説明する。

図示しないものの、雌端子１０を雌コネクタハウジングの内部に挿入すると、雌コネクタハウジングの内部の側壁に雌端子１０の一対の第二位置決め板３８が当たる。また、雌コネクタハウジング内部の底壁に雌端子１０の第一位置決め板３６及び一対の第二位置決め板３８が当たる。さらに、雌端子１０の第一位置決め板３６が雌コネクタハウジングの内部に設けられた前壁に当たり、雌端子１０は前止まりされる。このようにして、雌端子１０の雌コネクタハウジング内での位置が定まる。

雄コネクタハウジングと雌コネクタハウジングを嵌合させると、図５に示すように、雄端子６０の雄側本体部６２に、雌端子１０の弾性接触片１８が弾性的に押さえつけられる。これにより、雄側本体部６２と弾性接触片１８とは、接触片接点部２０を介して弾性的に接触する。また、雄側本体部６２が弾性接触片１８に弾性的に押さえつけられることで、雄側本体部６２は雌端子１０の底壁２４に押し当てられる。これにより、雄側本体部６２と雌端子１０の底壁２４とは、底壁接点部２６を介して接触する。ここで、雄端子６０と雌端子１０との接点部から、導体接点部４２の間の合成抵抗Ｒは、抵抗Ｒ１及び抵抗Ｒ２を用いて、以下のように表される。
抵抗Ｒ＝（Ｒ１／／Ｒ２）＋導体接点部４２の接触抵抗
抵抗Ｒ１＝接触片接点部２０の接触抵抗＋接触片接点部２０から導体接点部４２の間の導体抵抗Ｒｃ１
抵抗Ｒ２＝底壁接点部２６の接触抵抗＋底壁接点部２６から導体接点部４２の間の導体抵抗Ｒｃ２
雌端子１０に通電させると、抵抗Ｒにより発熱が生じる。
一般的に、導体抵抗は導体断面積に反比例し、導体長さに比例する。ここで、導体抵抗Ｒｃ２を決める導体長さは、低壁接点部２６から導体接点部４２までの長さとなるので、雌端子１０の板厚０．６ｍｍと略等しくなる。また、導体抵抗Ｒｃ２を決める導体断面積は底壁２４の面積となる。一方、導体抵抗Ｒｃ１を決める断面積は部位によって異なるが、例えば、接圧付与部１６の断面積は底壁２４の面積より小さくなる。また、接圧付与部１６の長さは、雌端子１０の板厚よりも長いことから、導体抵抗Ｒｃ１は導体抵抗Ｒｃ２よりも大きくなる。従って、接触片接点部２０から導体接点部４２の間を流れる電流より、底壁接点部２６から導体接点部４２の間を流れる電流の方が大きくなるため、底壁接点部２６から導体接点部４２の間の導体抵抗Ｒｃ２における発熱が問題となる。しかし、上述の通り、導体抵抗Ｒｃ２を決める導体長さは雌端子１０の板厚０．６ｍｍ分の長さであり、導体断面積は底壁２４の面積であるため、導体抵抗Ｒｃ２での発熱を抑制できる。このように、従来の雌端子では、導体抵抗を下げるために雌端子の板厚を厚くする必要があったが、雌端子１０では、板厚を薄くする程、導体抵抗Ｒｃ２を小さくすることができる。また、雄端子６０と雌端子１０との接点となる底壁接点部２６の接触抵抗により発熱が生じるが、生じた熱は０．６ｍｍの板厚の底壁２４を通って、底壁背面２８に接続された編組線４０の後方の導体部に伝わっていく。従って、底壁接点部２６の接触抵抗による発熱を抑制できる。同様に、導体接点部４２の接触抵抗により発熱が生じるが、生じた熱は編組線４０の後方の導体部に伝わっていくため、導体接点部４２の接触抵抗による発熱も抑制できる。以上より、雌端子１０の発熱を抑制することができる。

以上のように本実施形態によれば、雄端子６０と雌端子１０との接点部２６から、雌端子１０と編組線４０との導体接点部４２までの長さが、底壁２４の板厚の厚さと略等しくなる。従って、雌端子１０に通電させた際、雌端子１０の導体抵抗により生じる発熱を抑制することができる。また、雄端子６０と雌端子１０との接点部から雌端子１０と編組線４０との導体接点部４２までの距離が底壁２４の板厚の厚さ分となるため、雄端子と雌端子との接点部で生じる接触抵抗により生じた熱を、編組線４０の導体部へ放熱させ易くすることができる。

また、雌端子１０に設けられた第一位置決め板３６板及び一対の第二位置決め板３８は、例えば図示しない雌コネクタハウジングに雌端子１０が挿入された際、それぞれ３つの板が位置決めの役割を果たすこととなる。

また、接圧付与部１６が雌端子１０と一体となっているため、別体とするのに比べて加工コストを低減することができる。

＜実施形態２＞
次に、接圧付与部の構造を変更した実施形態２について、図６を参照して説明する。
実施形態１では、雌側本体部１２と接圧付与部１６は一体となっているが、本実施形態の雌端子３１０では、雌側本体部３１２と接圧付与部３１６は別体となっている。接圧付与部３１６は、０．５ｍｍ程度の厚さのステンレス鋼板を打ち抜き加工及び曲げ加工することにより形成されている。

雌側本体部３１２の天井壁３１４は、前端保持部３４４と後端保持部３４６とを備えている。前端保持部３４４は、天井壁３１４の前端部を雌側本体部３１２の内方に向かって折り曲げることで形成されている。後端保持部３４６は、天井壁３１４の後端部を雌側本体部３１２の内方に向かって折り曲げることで形成されている。

接圧付与部３１６は、板状をなす前端保持板３１７及び後端保持板３１９と、前端保持版３１７と後端保持板３１９との間に谷状をなすばね部３１８とを有している。接圧付与部３１６の前端保持版３１７は前端保持部３４４の内部に収められ、また、後端保持版３１９は後端保持部３４６の内部に収められている。これにより、接圧付与部３１６は、雌側本体部３１２に保持されている。接圧付与部３１６のばね部３１８には、図示しないものの、嵌合される雄端子３６０の雄側本体部３６２の挿入方向と交差する方向に、等間隔に３つのスリットが入れられている。これにより、雄側本体部３６２が雌側本体部３１２に挿入されると、雄側本体部３１２とばね部３１８は、４つの接点を介して弾性的に接触する。

その他の部位については、実施形態１と同様のため、説明を省略する。
以上のように本実施形態によれば、接圧付与部３１６を別体部品としているので、接圧付与部３１６の材質や板厚を変更することで、雄端子３６０への接圧の変更を容易にすることができる。

＜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１では、雌側本体部１２の母材として、０．６ｍｍ程度の厚さの銅板金を用いたが、板金の厚さ及び材質は何でも良い。
（２）上記実施形態２では、接圧付与部３１６の母材として、０．５ｍｍ程度の厚さのステンレス鋼板を用いたが、板金の厚さ及び材質は何でも良い。
（３）上記実施形態１では、弾性接触片１８の数は４つとしたが、弾性接触片１８の数はいくつでも良い。
（４）上記実施形態１では、雌端子１０に接続される電線として編組線４０を用いたが、電線であれば何でも良い。例えば、芯線を絶縁材からなる被覆で覆った被覆電線を用いても良い。
（５）上記実施形態１では、底壁接点部２６を、底壁２４から上方に突出する形で、ビード状に形成したが、形状は何でも良い。例えば、エンボス状に形成しても良い。
（６）上記実勢形態１では、雌側本体部１２に編組線４０を抵抗溶接により溶接していたが、溶接方法は何でも良い。例えば、超音波溶接、レーザー溶接、又は電子ビーム溶接等により溶接しても良い。

１０…雌端子
１２…雌側本体部
１４…天井壁
１６…接圧付与部
１８…弾性接触片
２０…接触片接点部
２２…過度撓み防止部
２４…底壁
２６…底壁接点部
２８…底壁背面
３０…底壁前端部
３２…底壁後端部
３４…後方板部
３６…第一位置決め板
３８…第二位置決め板
４０…編組線（電線）
４２…導体接点部
６０…雄端子
６２…雄側本体部
３１０…雌端子
３１２…雌側本体部
３１４…天井壁
３１６…接圧付与部
３１７…前端保持板
３１８…ばね部
３１９…後端保持板
３４４…前端保持部
３４６…後端保持部
３６０…雄端子
３６２…雄側本体部

Claims

雄端子と嵌合され、且つ電線が接続される雌端子であって、
前記雄端子が挿入され、前後方向に開口する箱状の雌側本体部と、
前記雄端子に対して、前記雌側本体部の天井壁から前記雌側本体部の内方に向かって接圧を付与する接圧付与部と、
前記雌側本体部の底壁から突出し、前記雄端子と接する底壁接点部とを備え、
前記電線の導体部が、前記底壁と前記雄端子とが接する面の反対側となる背面に溶接により取り付けられていることを特徴とする雌端子。
前記底壁の前端部から下方に突出する第一位置決め板と、
前記底壁の後端部から後方に向かって突出し、板状をなす後方板部と、
前記後方板部の両側端部から下方に突出する一対の第二位置決め板とを備えることを特徴とする請求項１に記載の雌端子。
前記接圧付与部は、前記天井壁の後端部から前記雌側本体部の前端部に向けて前方に延びて形成され、前記天井壁から前記雌側本体部の内方に突出しており、前記雌側本体部内への前記雄端子の挿入方向と交差する方向に複数の弾性接触片が並べられた構成とされていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の雌端子。
前記接圧付与部は、前記雌側本体部とは別体とされていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の雌端子。