JP2018174076A - 端子金具 - Google Patents

Abstract

【課題】相手側端子と端子金具の接点部とを強固に密着させることと、相手側端子を端子金具に挿入する際の使用感を向上することと、を両立可能な端子金具の提供。【解決手段】端子金具１は、相手側端子４０が挿入される筒状部１０と、接点部３０と、を備える。接点部は、弾性変形可能な片持ち梁形状を有し、凸部３７と、接点部の撓み向きに自由端が動くことを規制する規制部３４と、を有する。相手側端子の挿入時、相手側端子が接点部の固定端と凸部との間に当接する第１状態、及び、相手側端子が凸部上の特定位置Ｐまで進む第２状態では、規制部が自由端の動きを規制せず、相手側端子が特定位置Ｐを超えて凸部を乗り越えるまでの第３状態では、規制部が自由端の動きを規制しながら接点部が撓み向きに変形し、相手側端子が凸部を乗り越えた後の第４状態では、凸部が相手側端子に押圧接触した状態が維持される。【選択図】図２

Description

本発明は、相手側端子が挿入される筒状部と、前記筒状部の内部に設けられた接点部と、を備えた端子金具、に関する。

従来から、相手側端子（例えば、オス端子）が挿入される筒状部と、その筒状部の内部に設けられた接点部と、を備えた端子金具（例えば、メス端子）が提案されている。具体的には、従来の端子金具の一つは、筒状部の中空部分に収容された片持ち梁上の接点部と、筒状部の内壁面から中空部分に向けて突出した突起と、を有している。この従来の端子金具は、筒状部に挿入された相手側端子に押圧された接点部がある程度湾曲したとき、接点部が突起に押し当てられ、それ以上の湾曲が規制されるようになっている。このように接点部の湾曲が規制された状態にて相手側端子が筒状部に圧入されることにより、接点部と相手側端子とが強固に密着する。その結果、端子金具と相手側端子との間の良好な電気的接続を長期間に亘って維持できるようになっている（例えば、特許文献１を参照）。

特開２００２−３７３７２２号公報 特開２００２−１８４４９９号公報 特開２０１２−０３８５５３号公報

上述した従来の端子金具は、接点部の動きを突起によって規制することにより、接点部と相手側端子とを強固に密着させるようになっている。ところが、この端子金具の構造上、接点部が突起に押し当てられる前は、片持ち梁状の接点部の曲げ弾性に応じた力が相手側端子に及び、接点部が突起に押し当てられた後は、接点部の曲げが実質的に禁止されるため、接点部の曲げ弾性に応じた力に比べて非常に大きな力が相手側端子に及ぶことになる。換言すると、接点部が突起に接触する前後において、相手側端子に及ぶ力が急激に大きく変化することになる。

このように、従来の端子金具では、接点部の湾曲を突起が規制することによって接点部と相手側端子とを強固に密着させることができる反面、相手側端子を筒状部に挿入する途中において相手側端子に及ぶ力が急激に大きくなることになる。端子金具の使用感を向上する観点等から、相手側端子に及ぶ力が急激に変化することは望ましくない。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、相手側端子と端子金具の接点部とを強固に密着させることと、相手側端子を端子金具に挿入する際の使用感を向上することと、を両立可能な端子金具、を提供することにある。

前述した目的を達成するために、本発明に係る端子金具は、下記（１）および（２）を特徴としている。
（１）
相手側端子が挿入される筒状部と、前記筒状部の内部に設けられた接点部と、を備えた端子金具であって、
前記接点部は、
固定端と自由端とを有する片持ち梁状の形状を有し、前記筒状部に挿入された前記相手側端子を前記筒状部の内壁面に押し付ける向きに付勢するように弾性変形可能であり、
前記固定端と前記自由端との間の所定の位置において前記向きに突出した凸部と、前記向きとは逆向きに前記自由端が動くことを規制する規制部と、を有し、
前記相手側端子が前記筒状部に挿入されるとき、
前記相手側端子が前記接点部の前記固定端と前記凸部との間の箇所に当接しながら前記凸部へ近付く第１状態、及び、前記相手側端子が前記凸部に当接しながら前記凸部上の特定位置まで進む第２状態では、前記規制部が前記自由端の動きを規制せず、
前記相手側端子が前記特定位置を超えて前記凸部に当接しながら前記凸部を乗り越えるまでの第３状態では、前記規制部が前記自由端の動きを規制し、前記凸部が前記相手側端子に押圧接触すると共に前記接点部が前記向きとは逆向きに変形し、
前記相手側端子が前記凸部を乗り越えた後の第４状態では、前記凸部が前記相手側端子に押圧接触した状態が維持される、ように構成された、
端子金具であること。
（２）
上記（１）に記載の端子金具において、
前記規制部が、
前記接点部の撓み方向に交差する向きに前記接点部から延びる延出形状を有し、前記筒状部の壁面と係合することによって前記自由端の動きを規制する、
端子金具であること。

上記（１）の構成の端子金具によれば、相手側端子が端子金具の筒状体に挿入されるとき、第１状態、第２状態、第３状態および第４状態をこの順に経て、相手側端子の挿入が完了する。第１状態においては、接点部の動きは規制されないため、相手側端子には、片持ち梁状の形状に起因する弾性力が及ぶことになる。第２状態においては、接点部の動きが規制されない状態にて相手側端子が凸部に乗り上げようとするため、第１状態よりも僅かに大きな力が相手側端子に及ぶことになる。そして、第３状態においては、規制部によって接点部の動き（固定端を中心とした撓み）が規制され、第２状態よりも更に大きな力が相手側端子に及ぶことになる。なお、第４状態においては、相手側端子が既に接点部を乗り越えているため、第３状態よりも若干小さい力が相手側端子に及ぶことになる。

よって、本構成の端子金具によれば、第１状態〜第３状態を経るにつれて、相手側端子に及ぶ力が徐々に大きくなる。更に、第４状態において、規制部が接点部の動きを規制した状態にて接点部が相手側端子を押圧した状態を維持できる。

したがって、本構成の端子金具は、相手側端子と端子金具の接点部とを強固に密着させることと、相手側端子を端子金具に挿入する際の使用感を向上することと、を両立可能である。

上記（２）の構成の端子金具によれば、接点部から延びる延出部分を筒状部の壁面と係合させることにより、単純な構造によって接点部の自由端の動きを規制できる。更に、延出部分の形状、筒状部の壁面の係合位置等を適宜設計することにおり、上記（１）のような機能を有する端子金具を実現できる。

本発明によれば、相手側端子と端子金具の接点部とを強固に密着させることと、相手側端子を端子金具に挿入する際の使用感を向上することと、を両立可能な端子金具を提供できる。

以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態（以下「実施形態」という。）を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。

図１は、本発明の実施形態に係る端子金具（メス端子）の斜視図である。 図２は、筒状部の一部断面を含む端子金具の斜視図である。 図３は、端子金具の筒状部の断面図であり、図３（ａ）は相手側端子（オス端子）の非挿入状態を示し、図３（ｂ）は相手側端子の挿入完了状態を示す。 図４は、相手側端子の端子金具への挿入過程を説明するための図であり、図４（ａ）は相手側端子の先端当接部が接点部の平板部の途中位置に当接している状態を示し、図４（ｂ）は相手側端子の先端当接部が接点部の凸部に当接開始した状態を示し、図４（ｃ）は相手側端子の先端当接部が接点部の凸部の途中位置に当接し且つ補助バネ部が窓の下縁面に当接開始した状態を示し、図４（ｄ）は相手側端子の先端当接部が接点部の凸部の頂点に達した状態を示す。 図５は、相手側端子の端子金具への挿入過程において、相手側端子が接点部に与える力を説明するための図である。 図６は、相手側端子の端子金具への挿入過程における、相手側端子の挿入量に対する接触力Ｆ１及び挿入力Ｆ２の推移の一例を示すグラフである。

＜実施形態＞
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係る端子金具１（以下「メス端子」ともいう。）について説明する。

図１〜図３に示すように、メス端子１は、平板状の相手側端子４０（以下「オス端子」ともいう。図３（ｂ）を参照）が挿入される筒状部１０と、筒状部１０の後側に連続して形成されると共に電線が圧着されるバレル部２０と、筒状部１０の内部に形成されると共に挿入されたオス端子４０を押圧する接点部３０と、を備える。メス端子１は、本例では、１枚の金属板に対して、プレス加工、及び曲げ加工等を加えることで形成されている。以下、説明の便宜上、図１に示すように、「前後方向」、「幅方向」、「上下方向」、「前」、「後」、「上」、及び「下」を定義する。「前後方向」、「幅方向」及び「上下方向」は、互いに直交している。

筒状部１０は、本例では、前後方向に延びる角筒状の形状を有する。筒状部１０は、底壁部１１と、底壁部１１の幅方向両端部から連続して上側へそれぞれ起立する一対の側壁部１２と、一対の側壁部１２の上端部から連続して幅方向内側へそれぞれ延びる一対の上壁部１３と、を備える。一対の上壁部１３の幅方向内側の端面同士は接触しており、この結果、一対の上壁部１３が筒状部１０の上壁を構成している。

なお、筒状部１０の上壁は、幅方向一方側の側壁部１２の上端部から連続して幅方向他方側へ延びる１枚の上壁部のみによって構成されてもよいし、その１枚の上壁部の上に、幅方向他方側の側壁部１２の上端部から連続して幅方向一方側へ延びる他の１枚の上壁部が積層されることによって構成されていてもよい。

各上壁部１３には、前後方向に延びる凹凸部１４（外壁面における凹部であり内壁面における凸部）が形成されている（図１及び図３を参照）。各凹凸部１４の内壁面の下側端面は、オス端子４０の上面４１が当接するオス端子当接面１７として機能する（図３（ｂ）を参照）。各側壁部１２の所定位置には、貫通孔である窓１５が形成されている。各窓１５には、後述する補助バネ部３４がそれぞれ挿通され、各窓１５の下縁面は、接点部３０が変形した際に補助バネ部３４が当接する補助バネ当接面１６として機能する（図３（ｂ）を参照）。

バレル部２０は、筒状部１０の後端の後側に隣接配置された一対の芯線加締め片２１と、一対の芯線加締め片２１の後側に隣接配置された一対の被覆加締め片２２と、を備える。一対の芯線加締め片２１は、メス端子１に接続される電線の先端部における被覆を除去して露出した芯線を加締め固定する部分である。一対の被覆加締め片２２は、メス端子１に接続される電線の先端部における被覆を加締め固定する部分である。

図２及び図３に示すように、接点部３０は、筒状部１０の底壁部１１の前端から連続して上後方へ屈曲する部分である固定端３１から、固定端３１より後側に位置する自由端３２まで延びる片持ち梁状の主バネ部３３と、主バネ部３３の自由端３２から連続して幅方向両外側に延びる一対の補助バネ部３４と、からなる板バネである。図３（ｂ）に示すように、接点部３０は、筒状部１０に挿入されたオス端子４０の上面４１をオス端子当接面１７に向けて上向きに押圧するように弾性変形可能となっている。

主バネ部３３は、固定端３１から後側（且つ若干上側）へ延びる平板状の平板部３５と、自由端３２から前側（且つ若干上側）へ延びる平板状の平板部３６と、平板部３５及び平板部３６を前後方向に連結すると共に上側に突出する（上に凸の）曲面形状の凸部３７と、からなる。接点部３０のうちで凸部３７の頂部が最も上側に位置している。従って、図３（ｂ）に示すように、オス端子４０の挿入完了状態において、接点部３０は、凸部３７（の頂部）のみがオス端子４０の下面４２（平面）を上向きに押圧することで、オス端子４０の上面４１をオス端子当接面１７に向けて上向きに押圧する。平板部３５と凸部３７との境界部、及び、平板部３６と凸部３７との境界部は、滑らかな（下に凸の）曲面で接続されている。

図１及び図２に示すように、各補助バネ部３４（の幅方向外側端部）は、筒状部１０の対応する側壁部１２の窓１５にそれぞれ挿通されている。補助バネ部３４は、オス端子４０の非挿入状態では、図３（ａ）に示すように、窓１５の外縁の何れにも当接していない。一方、補助バネ部３４は、オス端子４０の挿入完了状態では、図３（ｂ）に示すように、接点部３０の変形によって、窓１５の下縁（即ち、補助バネ当接面１６）に当接し、補助バネ当接面１６を下向きに押圧している。以下、図３（ｂ）に示すように、オス端子４０の下面４２の先端側（後側）の端部を、特に「先端当接部４３」と呼ぶ。オス端子４０の先端当接部４３は、オス端子４０のメス端子１への挿入時に、オス端子４０が接点部３０に最初に接触する部分である。

次に、図４〜図６を参照しながら、オス端子４０をメス端子１の筒状部１０に挿入する際の動作について説明する。オス端子４０の挿入過程において、オス端子４０は、その上面４１をオス端子当接面１７に常に当接（擦動）させながら移動していく。図５に示すように、オス端子４０の挿入過程において、オス端子４０（より正確には、先端当接部４３）が接点部３０に対して与える押圧力Ｆは、下向きの力（接触力）Ｆ１と、挿入方向（後向き）の力（挿入力）Ｆ２と、に分けて考えることができる。

接触力Ｆ１は、片持ち梁状の主バネ３３の変形に起因するバネ力（復元力）ｆ１と、補助バネ当接面１６に当接した後の補助バネ部３４の変形に起因するバネ力（復元力）ｆ２と、に基づいて発生する力である。接触力Ｆ１と、バネ力ｆ１と、バネ力ｆ２と、の関係は、図６に詳述されている。挿入力Ｆ２は、オス端子４０（より具体的には、先端当接部４３）が接点部３０を擦動する際の摩擦力に基づいて発生する力である。

図６は、オス端子４０の挿入量に対する接触力Ｆ１及び挿入力Ｆ２の推移の一例を示す。オス端子４０の挿入量（以下、単に「挿入量」ともいう。）とは、オス端子４０の先端がメス端子１の筒状部１０の前端に一致する状態からのオス端子４０の後側への移動距離を指す。図４（ａ）〜（ｄ）は、図６の値ａ〜ｄにそれぞれ対応している。以下、説明の便宜上、オス端子４０の上面４１とオス端子当接面１７との間の擦動抵抗は無視するものとする。

オス端子４０のメス端子１への挿入を開始した後、挿入量が値ｓに達するまでは、オス端子４０は接点部３０に当接していないので、接触力Ｆ１及び挿入力Ｆ２は共にゼロで推移する。挿入量が値ｓに達すると、オス端子４０の先端当接部４３が、接点部３０の平板部３５の前後方向の途中の所定位置に当接開始することで、接点部３０が（下向きの）変形を開始する。

挿入量が値ｓから増大していく過程では、先ず、図４（ａ）に示すように、先端当接部４３が平板部３５上を擦動していく。挿入量が値ｓから増大するにつれて、接点部３０の（下向きの）変形量がゼロから増大していくことで、バネ力ｆ１及び摩擦力がゼロから増大していく。これに伴い、接触力Ｆ１及び挿入力Ｆ２がゼロから所定の勾配でそれぞれ増大していく。このような先端当接部４３の平板部３５上の擦動は、挿入量が値ｂに達するまで続く。この段階では、補助バネ部３４が補助バネ当接面１６に当接していないので、バネ力ｆ２は発生していない。

図４（ｂ）に示すように、挿入量が値ｂに達すると、先端当接部４３が接点部３０の凸部３７に当接開始する。従って、挿入量が値ｂに達した後は、先端当接部４３は凸部３７上を擦動していく。挿入量が値ｂから増大するにつれて、接点部３０の（下向きの）変形量が更に増大していくことで、バネ力ｆ１及び摩擦力が増大していく。

ただし、オス端子４０の挿入方向（即ち、前後方向）に対する凸部３７の傾斜角度は、平板部３５の傾斜角度より大きい。このため、挿入量が値ｂから増大していく過程では、挿入量が値ｂに達する前の段階と比べて、摩擦力の増加勾配が大きくなることに起因して、挿入力Ｆ２の増加勾配が大きくなる。接触力Ｆ１は、挿入量が値ｂに達する前の段階と略同一の増加勾配で増加していく。この段階でも、補助バネ部３４が補助バネ当接面１６に当接していないので、バネ力ｆ２は発生していない。このように、補助バネ部３４が補助バネ当接面１６に当接していない状態にて先端当接部４３が凸部３７上を擦動していく過程は、挿入量が値ｂから値ｃに達するまで続く。

図４（ｃ）に示すように、挿入量が値ｃに達すると、補助バネ部３４が補助バネ当接面１６に当接開始する。このときに先端当接部４３が当接している接点部３０上の位置は、特定位置Ｐとも称呼される。従って、挿入量が値ｃに達した後は、バネ力ｆ２が発生開始する。従って、挿入量が値ｃから増大するにつれて、接点部３０の（下向きの）変形量が更に増大していくことで、バネ力ｆ１及び摩擦力の増大に加えて、バネ力ｆ２もゼロから増大していく。このため、挿入量が値ｃから増大していく過程では、挿入量が値ｃに達する前の段階と比べて、バネ力ｆ２が発生したことに起因して、接触力Ｆ１及び挿入力Ｆ２の双方の増加勾配が増加する。

このように、補助バネ部３４が補助バネ当接面１６に当接した状態にて先端当接部４３が凸部３７上を更に擦動していく過程において、図４（ｄ）に示すように、挿入量が値ｄに達すると、先端当接部４３が凸部３７の頂部に達する。従って、挿入量が値ｄに達した後は、オス端子４０の下面４２が凸部３７の頂部を擦動するようになり、接点部３０の変形量は一定で推移する。このため、バネ力ｆ１，ｆ２も一定で推移するので、接触力Ｆ１は一定で推移する。また、挿入力Ｆ２は、オス端子４０の接点部３０への接触箇所が先端当接部４３から下面４２（平面）に移行することに起因して僅かに減少した後、一定で推移する。

以上、本発明の実施形態に係るメス端子１によれば、オス端子４０のメス端子１の筒状部１０への挿入過程において、先ず、オス端子４０の先端当接部４３が凸部３７に接触開始し、その後、補助バネ部３４が補助バネ当接面１６に当接開始する。従って、先端当接部４３の凸部３７への接触開始に起因する挿入力Ｆ２の増加勾配の増加タイミング（図６の値ｂを参照）と、補助バネ部３４の補助バネ当接面１６への当接開始に起因する挿入力Ｆ２の増加勾配の増加タイミング（図６の値ｃを参照）と、が異なる。従って、オス端子４０の挿入過程において挿入力Ｆ２を急激に増大させることなく、十分に大きい接触力Ｆ１を確保することができる。また、これにより、オス端子４０をメス端子１に挿入する際の使用感を向上できる。

＜他の態様＞
なお、本発明は上記各実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用できる。例えば、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。

例えば、上記実施形態では、補助バネ部３４が接点部３０の自由端３２から延出するようになっている。しかし、補助バネ部３４は、上述したように接点部３０の撓みを規制する機能を有する限り、接点部３０の固定端３１と自由端３２との間の箇所から延出するように設けられてもよい。

ここで、上述した本発明に係る端子金具の実施形態の特徴をそれぞれ以下（１），（２）に簡潔に纏めて列記する。
（１）
相手側端子（４０）が挿入される筒状部（１０）と、前記筒状部の内部に設けられた接点部（３０）と、を備えた端子金具（１）であって、
前記接点部（３０）は、
固定端（３１）と自由端（３２）とを有する片持ち梁状の形状を有し、前記筒状部に挿入された前記相手側端子（４０）を前記筒状部の内壁面に押し付ける向きに付勢するように弾性変形可能であり、
前記固定端と前記自由端との間の所定の位置において前記向きに突出した凸部（３７）と、前記向きとは逆向きに前記自由端が動くことを規制する規制部（３４）と、を有し、
前記相手側端子（４０）が前記筒状部（１０）に挿入されるとき、
前記相手側端子が前記接点部の前記固定端（３１）と前記凸部（３７）との間の箇所に当接しながら前記凸部へ近付く第１状態（図４ａ）、及び、前記相手側端子が前記凸部に当接しながら前記凸部上の特定位置（Ｐ）まで進む第２状態（図４ｂ）では、前記規制部（３４）が前記自由端（３２）の動きを規制せず、
前記相手側端子（４０）が前記特定位置（Ｐ）を超えて前記凸部に当接しながら前記凸部を乗り越えるまでの第３状態（図４ｃ）では、前記規制部（３４）が前記自由端の動きを規制し、前記凸部が前記相手側端子に押圧接触すると共に前記接点部が前記向きとは逆向きに変形し、
前記相手側端子が前記凸部を乗り越えた後の第４状態（図４ｄ）では、前記凸部が前記相手側端子に押圧接触した状態が維持される、ように構成された、
端子金具。
（２）
上記（１）に記載の端子金具において、
前記規制部（３４）が、
前記接点部（３０）の撓み方向に交差する向きに前記接点部から延びる延出形状を有し、前記筒状部の壁面と係合することによって前記自由端の動きを規制する、
端子金具。

１ メス端子（端子金具）
１０ 筒状部
３０ 接点部
３１ 固定端
３２ 自由端
３４ 補助バネ部（規制部）
３７ 凸部
４０ オス端子（相手側端子）
Ｐ 特定位置

Claims (2)

1. 相手側端子が挿入される筒状部と、前記筒状部の内部に設けられた接点部と、を備えた端子金具であって、
   前記接点部は、
   固定端と自由端とを有する片持ち梁状の形状を有し、前記筒状部に挿入された前記相手側端子を前記筒状部の内壁面に押し付ける向きに付勢するように弾性変形可能であり、
   前記固定端と前記自由端との間の所定の位置において前記向きに突出した凸部と、前記向きとは逆向きに前記自由端が動くことを規制する規制部と、を有し、
   前記相手側端子が前記筒状部に挿入されるとき、
   前記相手側端子が前記接点部の前記固定端と前記凸部との間の箇所に当接しながら前記凸部へ近付く第１状態、及び、前記相手側端子が前記凸部に当接しながら前記凸部上の特定位置まで進む第２状態では、前記規制部が前記自由端の動きを規制せず、
   前記相手側端子が前記特定位置を超えて前記凸部に当接しながら前記凸部を乗り越えるまでの第３状態では、前記規制部が前記自由端の動きを規制し、前記凸部が前記相手側端子に押圧接触すると共に前記接点部が前記向きとは逆向きに変形し、
   前記相手側端子が前記凸部を乗り越えた後の第４状態では、前記凸部が前記相手側端子に押圧接触した状態が維持される、ように構成された、
   端子金具。
2. 請求項１に記載の端子金具において、
   前記規制部が、
   前記接点部の撓み方向に交差する向きに前記接点部から延びる延出形状を有し、前記筒状部の壁面と係合することによって前記自由端の動きを規制する、
   端子金具。
   
   

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