JP2020161374A - 斜め巻きコイルばね、コネクタ及び電気接続装置 - Google Patents

Abstract

【課題】各端子との間の接触抵抗を低減できる斜め巻きコイルばねを提供する。【解決手段】斜め巻きコイルばね４０の各コイル５０は、コイル軸Ａ１が延びるコイル軸方向から視た正面視形状が四角形状に形成されている。各コイル５０は、第１辺５１と、第１辺５１の第１端部に上端部が接続され、コイル軸Ａ１に対して傾斜した状態で延びる第２辺５２と、第２辺５２の下端部に第１端部が接続される第３辺５３と、第３辺５３の第２端部に下端部が接続され、コイル軸Ａ１に対して傾斜した状態で延びる第４辺５４とを有する。第２辺５２と第４辺５４とはコイル軸Ａ１に対して互いに同じ角度で傾斜して形成されており、第２辺５２と第４辺５４とは互いに同じ長さに形成されている。【選択図】図６

Description

本開示は、斜め巻きコイルばね、コネクタ及び電気接続装置に関するものである。

一対のコネクタを互いに組み付けることで該各コネクタに備えた端子同士を電気的に接続する電気接続装置において、各端子の平面同士を対向させ、その平面間に圧縮状態で介在された斜め巻きコイルばねを通じて各端子間の電気的導通を図る接続構造が知られている（例えば、特許文献１，２参照）。ここで、従来の斜め巻きコイルばねは、導電性のばね材からなる素線をそのコイル軸に対して傾斜させて螺旋状に巻回し、その巻回面が円形状に形成されたコイルばねである。このような斜め巻きコイルばねを用いた接続構造では、各端子と斜め巻きコイルばねとを互いに多点で接触させることができるため、接点数を多く確保することができ、各端子と斜め巻きコイルばねとの間の接触抵抗を低くすることができる。

特開２０１７−１１２０３１号公報 特開２０１８−１０８２６号公報

ところが、各端子に流れる電流の大電流化に伴い、各端子と斜め巻きコイルばねとの間の接触抵抗の更なる低減が求められている。例えば、従来の斜め巻きコイルばねは、その巻回面が円形状に形成されているため、端子との接点が点接触となっている。このため、従来の接続構造では、斜め巻きコイルばねと端子との各接点における接触面積が小さくなっており、この点において、なお改善の余地を残すものとなっていた。

本発明は上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、各端子と斜め巻きコイルばねとの間の接触抵抗を低減できる斜め巻きコイルばね、コネクタ及び電気接続装置を提供することにある。

本開示の斜め巻きコイルばねは、複数のコイルがコイル軸に対して傾斜した状態で前記コイル軸に沿って連設された構造を有し、平面状の第１接触面を有する第１端子と平面状の第２接触面を有する第２端子との間に介在して設けられ、前記第１接触面と前記第２接触面とに接触される斜め巻きコイルばねであって、前記各コイルは、前記コイル軸が延びるコイル軸方向から視た正面視形状が四角形状に形成されており、前記各コイルは、前記第１接触面に接触される第１辺と、前記第１辺の第１端部に上端部が接続され、前記コイル軸に対して傾斜した状態で延びる第２辺と、前記第２辺の下端部に第１端部が接続され、前記第２接触面に接触される第３辺と、前記第３辺の第２端部に下端部が接続され、前記コイル軸に対して傾斜した状態で延びる第４辺とを有し、前記第２辺と前記第４辺とは前記コイル軸に対して互いに同じ角度で傾斜して形成されており、前記第２辺と前記第４辺とは互いに同じ長さに形成されている。

本開示の斜め巻きコイルばねによれば、各端子との間の接触抵抗を低減できるという効果を奏する。

一実施形態の電気接続装置を示す概略断面図。 一実施形態の電気接続装置を示す概略断面図。 一実施形態の斜め巻きコイルばねの圧縮状態を示す概略正面図。 一実施形態の斜め巻きコイルばねを示す概略斜視図。 一実施形態の斜め巻きコイルばねを示す概略斜視図。 一実施形態の斜め巻きコイルばねを示す概略側面図。 一実施形態の斜め巻きコイルばねを示す概略平面図。 比較例の斜め巻きコイルばねを示す概略斜視図。 比較例の斜め巻きコイルばねを示す概略平面図。 比較例の斜め巻きコイルばねを示す概略側面図。 比較例の斜め巻きコイルばねの圧縮状態を示す概略正面図。

［本開示の実施形態の詳細］
本開示の電気接続装置の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。各図面では、説明の便宜上、構成の一部を誇張又は簡略化して示す場合がある。また、各部分の寸法比率については各図面で異なる場合がある。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

図１に示す電気接続装置１０は、例えば、電気自動車やハイブリッド車等の車両の高圧電源用のワイヤハーネスにおける接続部位に用いられる。例えば、電気接続装置１０は、車両のＰＣＵ（Power Control Unit）とモータとの接続部位に用いられる。電気接続装置１０は、互いに組み付けられる第１コネクタ２０及び第２コネクタ３０を有している。

なお、図面では、第２コネクタ３０に対する第１コネクタ２０の組付方向を矢印Ｄで示している。以下の説明では、便宜上、矢印Ｄで示した組付方向を組付方向Ｄと称する。なお、組付方向Ｄは、第２コネクタ３０に対する第１コネクタ２０の相対的な組付方向を示しているものであって、第２コネクタ３０を固定側として限定しているわけではなく、固定側とした第１コネクタ２０に向かって第２コネクタ３０を組み付ける構成であってもよい。また、各図面中のＸＹＺ軸におけるＸ軸は電気接続装置１０の前後方向を表し、Ｙ軸はＸ軸と直交する電気接続装置１０の幅方向を表し、Ｚ軸はＸＹ平面に対して直交する電気接続装置１０の高さ方向を表している。以下の説明では、便宜上、Ｘ軸に沿って延びる方向を前後方向Ｘと称し、Ｙ軸に沿って延びる方向を幅方向Ｙと称し、Ｚ軸に沿って延びる方向を高さ方向Ｚと称する。

電気接続装置１０は、第１コネクタ２０の第１端子２１の第１接触面２２Ａと第２コネクタ３０の第２端子３１の第２接触面３２Ａの互いの平面同士が対向配置され、その平面間に設けられた斜め巻きコイルばね４０を介して第１端子２１と第２端子３１との電気的導通が図られる接続構造をなしている。

まず、第２コネクタ３０の構造について説明する。
第２コネクタ３０は、導電性を有する第２端子３１と、第２端子３１を保持する合成樹脂製のハウジング３５とを有している。

第２端子３１は、板状をなしている。第２端子３１は、例えば、前後方向Ｘの一端部が略直角に屈曲されている。本実施形態の第２端子３１は、幅方向Ｙに延びる接点部３２と、接点部３２の前後方向Ｘの一端部から高さ方向Ｚに沿って下方に延びる延出部３３とを有している。本実施形態の第２端子３１は、Ｌ字形のバスバである。第２端子３１は、例えば、接点部３２と延出部３３とが連続して一体に形成された単一部品である。第２端子３１の材料としては、例えば、銅系やアルミニウム系などの金属材料を用いることができる。第２端子３１は、例えば、金属板材をプレス加工して形成することができる。

接点部３２は、例えば、幅方向Ｙの寸法が前後方向Ｘの全長にわたって略等しく設定された平板状に形成されている。接点部３２の上面が第１コネクタ２０側との第２接触面３２Ａとなっている。第２接触面３２Ａは、平面状に形成されている。延出部３３の下端部には、例えば、板厚方向（ここでは、前後方向Ｘ）に貫通する接続用孔３３Ｘが形成されている。接続用孔３３Ｘ、例えば、図示しない他の端子と接続するための孔である。

ハウジング３５は、例えば、直方体状に形成されている。ハウジング３５の上面には、例えば、ハウジング３５の上面から高さ方向Ｚの上側に突出して形成された受け台３６が形成されている。受け台３６の上面に第２端子３１の接点部３２が設けられている。

第２コネクタ３０では、例えば、第２端子３１がハウジング３５に一体化されている。例えば、第２端子３１は、インサート成形などにより、ハウジング３５に対して一体的に装着されている。本実施形態の第２端子３１は、接点部３２が受け台３６上に載置され、延出部３３がハウジング３５を高さ方向Ｚに貫通し、その延出部３３の下端部がハウジング３５の下面から下方に突出した形態でハウジング３５に一体的に装着されている。このとき、接続用孔３３Ｘは、ハウジング３５の下面から突出した延出部３３の下端部に形成されている。

次に、第１コネクタ２０の構造について説明する。
第１コネクタ２０は、導電性を有する第１端子２１と、第１端子２１の下面に配された斜め巻きコイルばね４０と、第１端子２１及び斜め巻きコイルばね４０を保持する合成樹脂製のハウジング２５とを有している。

第１端子２１は、板状をなしている。第１端子２１は、例えば、前後方向Ｘの一端部が略直角に屈曲されている。本実施形態の第１端子２１は、前後方向Ｘに延びる接点部２２と、接点部２２の前後方向Ｘの一端部から高さ方向Ｚに沿って上方に延びる延出部２３とを有している。本実施形態の第１端子２１は、Ｌ字形のバスバである。第１端子２１は、例えば、接点部２２と延出部２３とが連続して一体に形成された単一部品である。第１端子２１の材料としては、例えば、銅系やアルミニウム系などの金属材料を用いることができる。第１端子２１は、例えば、金属板材をプレス加工して形成することができる。

接点部２２は、例えば、前後方向Ｘの寸法が斜め巻きコイルばね４０のコイル軸Ａ１の延びる方向の寸法よりも長く設定されている。接点部２２は、例えば、幅方向Ｙの寸法が前後方向Ｘの全長にわたって略等しく設定された平板状に形成されている。接点部２２の下面が第２コネクタ３０側との第１接触面２２Ａとなっている。第１接触面２２Ａは、平面状に形成されている。延出部２３の上端部には、板厚方向（ここでは、前後方向Ｘ）に貫通する接続用孔２３Ｘが形成されている。接続用孔２３Ｘは、例えば、図示しない他の端子と接続するための孔である。延出部２３の長さ方向（ここでは、高さ方向Ｚ）の中央部には、板厚方向に貫通する係止孔２３Ｙが形成されている。

斜め巻きコイルばね４０は、例えば、第１端子２１の第１接触面２２Ａの下方に配置されている。斜め巻きコイルばね４０は、導電性のばね材からなる素線をそのコイル軸（巻回軸）Ａ１に対して傾斜させて螺旋状に複数回巻回させたコイル状をなしている。斜め巻きコイルばね４０は、コイルばねの１巻きに相当するコイル５０を複数個有している。斜め巻きコイルばね４０は、複数のコイル５０がコイル軸Ａ１に対して傾斜した状態でコイル軸Ａ１に沿って連設された構造を有している。斜め巻きコイルばね４０では、一般的なコイルばねとは異なり、各コイル５０の巻回面がコイル軸Ａ１に対して斜めとなっている。

図２に示すように、斜め巻きコイルばね４０は、コイル軸Ａ１に対して垂直な方向（ここでは、高さ方向Ｚ）に荷重をかけられると、各コイル５０の巻回面がコイル軸Ａ１に対してさらに傾斜した状態に倒れ込んで、高さ方向Ｚの寸法が小さくなるように弾性変形する。なお、斜め巻きコイルばね４０は、高さ方向Ｚにおける変位量を変化させても、ばね荷重があまり変化しない非線形領域を有している。

ここで、本明細書では、斜め巻きコイルばね４０において弾性変形（圧縮）の可能な方向、つまりコイル軸Ａ１に直交する方向であって、かつ第１接触面２２Ａと第２接触面３２Ａとの対向方向に沿って延びる方向を、斜め巻きコイルばね４０の高さ方向と称する。本実施形態では、斜め巻きコイルばね４０の高さ方向が電気接続装置１０の高さ方向Ｚと一致している。このため、以下の説明では、斜め巻きコイルばね４０の高さ方向を単に「高さ方向Ｚ」とも称する。

図３に示すように、斜め巻きコイルばね４０は、コイル軸Ａ１が延びるコイル軸方向から視た各コイル５０の正面視形状が四角形状に形成されている。各コイル５０の詳細な構造については後述する。

図１に示すように、斜め巻きコイルばね４０は、そのコイル軸Ａ１が第１接触面２２Ａに対して略平行になる姿勢で配置されている。本実施形態の斜め巻きコイルばね４０は、そのコイル軸Ａ１が前後方向Ｘに沿って延びるように配置されている。このため、本実施形態の斜め巻きコイルばね４０のコイル軸Ａ１が延びるコイル軸方向は、前後方向Ｘと一致している。斜め巻きコイルばね４０の両端部４１は、例えば、第１端子２１に固定されている。斜め巻きコイルばね４０の両端部４１はそれぞれ、例えば、斜め巻きコイルばね４０のコイル５０を構成する線材の端部から前後方向Ｘに延出されるとともに、第１端子２１の第１接触面２２Ａに向かって延出されている。両端部４１の延出先端は、例えば溶接によって、第１端子２１の第１接触面２２Ａに固定されている。このとき、両端部４１は、例えば、斜め巻きコイルばね４０の変形時に、第１端子２１に固定された部分による引張力が働かない程度の冗長部分を有した状態で、第１端子２１の第１接触面２２Ａに固定されている。但し、両端部４１は、斜め巻きコイルばね４０がそのコイル軸Ａ１が第１接触面２２Ａに対して略平行になる姿勢（つまり、正規位置）を保持できなくなるほど冗長部分を長くする必要はない。

斜め巻きコイルばね４０の材料としては、例えば、銅、銅合金やニッケル合金を用いることができる。銅合金としては、例えば、ベリリウム銅、ジルコニウム銅やリン青銅などを用いることができる。斜め巻きコイルばね４０としては、ばね性に優れた材料（例えば、ステンレス鋼）からなる基材の表面にめっき層を形成したものを用いることもできる。めっき層の材料としては、銅、銀、金、ニッケル、チタンなどを用いることができる。

次に、ハウジング２５の構造について説明する。
ハウジング２５は、例えば、上下に分割された上分割体２５Ａ及び下分割体２５Ｂを有している。ハウジング２５は、上分割体２５Ａと下分割体２５Ｂとを組み合わせることによって構成されている。

上分割体２５Ａは、例えば、断面視においてＬ字形をなすブロック状に形成されている。本実施形態の上分割体２５Ａは、図中右端部に、高さ方向Ｚに沿って上方に突出して形成される突出部２６を有している。上分割体２５Ａの下面の中央部には、第１端子２１の接点部２２が装着される装着溝２５Ｘが形成されている。装着溝２５Ｘの前後方向Ｘの一端部（ここでは、図中右端部）には、第１端子２１の延出部２３をハウジング２５の外部に導出させる導出部２５Ｙが設けられている。導出部２５Ｙは、突出部２６を高さ方向Ｚに貫通するように形成されている。導出部２５Ｙの内部には、第１端子２１の延出部２３が挿通されている。延出部２３の接続用孔２３Ｘは、突出部２６の上面から上方に突出した延出部２３の上端部に形成されている。導出部２５Ｙの内部には、例えば、ランス２７が設けられている。ランス２７は、延出部２３の係止孔２３Ｙに嵌まり込んで係止することにより、延出部２３を上分割体２５Ａに係止している。これにより、第１端子２１が上分割体２５Ａに保持されている。

下分割体２５Ｂには、第２コネクタ３０の第２端子３１の進入を許容する開口部２５Ｚが形成されている。開口部２５Ｚは、例えば、第２コネクタ３０の受け台３６及びその受け台３６に載置された第２端子３１が進入可能な大きさに形成されている。開口部２５Ｚは、例えば、第１端子２１の斜め巻きコイルばね４０が配されている位置に設けられている。開口部２５Ｚの前後方向Ｘの寸法は、例えば、斜め巻きコイルばね４０の両端部４１を除いた前後方向Ｘの寸法と略同じ寸法に設定されている。開口部２５Ｚは、斜め巻きコイルばね４０を下側に露出可能に形成されている。

下分割体２５Ｂの上面には、例えば、第１端子２１の接点部２２の前後方向Ｘにおける両端部を載置する載置面２８が形成されている。載置面２８は、例えば、前後方向Ｘにおいて開口部２５Ｚの前後に設けられている。載置面２８は、上分割体２５Ａとの間に接点部２２を挟み込むことで、接点部２２を固定している。

図２に示すように、第１コネクタ２０と第２コネクタ３０とが互いに組み付けられた状態では、ハウジング３５の受け台３６及びその受け台３６に載置された第２端子３１がハウジング２５の開口部２５Ｚ内に進入している。第１端子２１と第２端子３１とは、平面状をなす第１接触面２２Ａと平面状をなす第２接触面３２Ａとが、互いに平行な状態で、かつ高さ方向Ｚに向かい合った状態で、それら第１接触面２２Ａ及び第２接触面３２Ａ同士が互いに接近するように設けられている。このとき、斜め巻きコイルばね４０は、第１端子２１の第１接触面２２Ａと第２端子３１の第２接触面３２Ａとの間に、高さ方向Ｚに弾性変形（圧縮）された状態で介在されるようになっている。すなわち、斜め巻きコイルばね４０は、第１端子２１の第１接触面２２Ａと第２端子３１の第２接触面３２Ａの双方と接触される。これにより、斜め巻きコイルばね４０を通じて第１端子２１と第２端子３１との間の電気的導通が図れるようになっている。このとき、第１端子２１と第２端子３１は、斜め巻きコイルばね４０と互いに多点で接触することで、接点数を多く確保することができ、斜め巻きコイルばね４０と第１端子２１及び第２端子３１との間の接触抵抗を低くすることができる。

なお、第１コネクタ２０と第２コネクタ３０との組み付け時に、第１端子２１と第２端子３１との高さ方向Ｚの間隔（つまり、対向距離）が狭くなるにつれて、斜め巻きコイルばね４０の各コイル５０の巻回面がコイル軸Ａ１に対してさらに倒れてその傾斜角がきつくなる。この過程で斜め巻きコイルばね４０の多数の接点がコイル軸方向に移動する、所謂ワイピングがなされる。これにより、斜め巻きコイルばね４０と第１端子２１及び第２端子３１との間の異物除去がなされるようになっている。

次に、図４〜図７に従って、斜め巻きコイルばね４０の構造について詳述する。ここでは、斜め巻きコイルばね４０の各コイル５０の構造について詳述する。なお、図５は、斜め巻きコイルばね４０の各コイル５０の巻き方を分かりやすくするために、隣り合うコイル５０のピッチを広げて示したものである。

図４及び図５に示すように、斜め巻きコイルばね４０は、導電性を有する線材をコイル軸Ａ１に対して傾斜させて螺旋状に複数回巻回することで形成されており、全体としてコイル軸Ａ１に沿った直線状に形成されている。斜め巻きコイルばね４０は、複数のコイル５０がコイル軸Ａ１に対して傾斜した状態でコイル軸Ａ１に沿って連設されて構成されている。

ここで、本明細書では、コイル軸Ａ１の延びるコイル軸方向と高さ方向Ｚとの双方に直交する方向を、斜め巻きコイルばね４０の幅方向と称する。本実施形態では、斜め巻きコイルばね４０の幅方向が電気接続装置１０の幅方向Ｙと一致している。このため、以下の説明では、斜め巻きコイルばね４０の幅方向を単に「幅方向Ｙ」とも称する。また、以下の説明では、便宜上、前後方向Ｘにおける図中右側を前側と称し、前後方向Ｘにおける図中左側を後側と称する。また、本明細書において、斜め巻きコイルばね４０を高さ方向Ｚから視ることを「平面視」と称し、斜め巻きコイルばね４０を高さ方向Ｚから視た形状を「平面形状」と称する。本明細書において、斜め巻きコイルばね４０を幅方向Ｙから視ることを「側面視」と称し、斜め巻きコイルばね４０を幅方向Ｙから視た形状を「側面視形状」と称する。

各コイル５０は、コイル軸方向から視た正面視形状が四角形状に形成されている。各コイル５０は、四角形を構成する４つの辺、つまり第１辺５１と第２辺５２と第３辺５３と第４辺５４とを有し、それら第１辺５１と第２辺５２と第３辺５３と第４辺５４とが連続して接続されて構成されている。各コイル５０では、第１辺５１の第１端部が第２辺５２の上端部に接続され、第２辺５２の下端部が第３辺５３の第１端部に接続され、第３辺５３の第２端部が第４辺５４の下端部に接続されている。そして、第４辺５４の上端部が隣り合うコイル５０の第１辺５１の第２端部に接続されている。

ここで、各コイル５０では、第２辺５２の上端部と第４辺５４の上端部とが高さ方向Ｚにおいて同じ位置に設けられており、第２辺５２の下端部と第４辺５４の下端部とが高さ方向Ｚにおいて同じ位置に設けられている。第２辺５２の上端部と第４辺５４の上端部とは、第１接触面２２Ａ（図１参照）と平行な１つの平面（ここでは、ＸＹ平面）上に形成されている。第２辺５２の下端部と第４辺５４の下端部とは、第１接触面２２Ａと平行な１つの平面（ここでは、ＸＹ平面）上に形成されている。また、各コイル５０では、第１辺５１の第１端部と第３辺５３の第１端部とが幅方向Ｙにおいて同じ位置に設けられており、第１辺５１の第２端部と第３辺５３の第２端部とが幅方向Ｙにおいて同じ位置に設けられている。第１辺５１の第１端部と第３辺５３の第１端部とは、第１接触面２２Ａ（図１参照）と直交する１つの平面（ここでは、ＸＺ平面）上に形成されている。第１辺５１の第３端部と第３辺５３の第３端部とは、第１接触面２２Ａ（図１参照）と直交する１つの平面（ここでは、ＸＺ平面）上に形成されている。

図５に示すように、第１辺５１は、第１方向Ｄ１に沿って延びるように形成されている。第１辺５１は、例えば、第１接触面２２Ａ（図１参照）と平行なＸＹ平面上において第１方向Ｄ１に沿って延びるように形成されている。第１辺５１は、例えば、第１接触面２２Ａ（図１参照）に平行に延びるように形成されている。第１辺５１は、例えば、第１方向Ｄ１に沿って直線状に延びるように形成されている。第１辺５１は、例えば、図１に示した第１端子２１の第１接触面２２Ａが接触される接触辺である。

図７に示すように、第１辺５１は、平面視において、コイル軸Ａ１と直交する直交軸Ａ２に対して所定の傾斜角度θ１で傾斜した状態で、第４辺５４の上端部から第２辺５２の上端部に向かって延びるように形成されている。第１辺５１は、平面視において、第４辺５４の上端部と接続される第２端部から第２辺５２の上端部と接続される第１端部に向かうに連れて、前後方向Ｘの前側に進むように傾斜して形成されている。すなわち、第１辺５１は、幅方向Ｙの手前側（図中下側）から幅方向Ｙの奥側（図中上側）に向かうに連れて、前後方向Ｘの前側に進むように傾斜して形成されている。このため、第１辺５１の第１端部（つまり、幅方向Ｙの奥側端部）は、第１辺５１の第２端部（つまり、幅方向Ｙの手前側端部）よりも前後方向Ｘの前側に位置している。ここで、第１辺５１の傾斜角度θ１は、平面視において（ＸＹ平面において）、第１辺５１が延びる第１方向Ｄ１と直交軸Ａ２とがなす角度において、鋭角の角度である。換言すると、第１方向Ｄ１は、ＸＹ平面において、直交軸Ａ２に対して９０度未満である傾斜角度θ１だけ傾いて延びる方向である。

図５に示すように、第２辺５２は、第１辺５１の第１端部から第２方向Ｄ２に沿って立ち下がるように形成されている。第２辺５２は、例えば、ＸＹ平面と直交するＸＺ平面上において第２方向Ｄ２に沿って延びるように形成されている。第２辺５２は、例えば、図１に示した第１端子２１の第１接触面２２Ａと第２端子３１の第２接触面３２Ａとの間で第２方向Ｄ２に沿って延びるように形成されている。第２辺５２は、例えば、第２方向Ｄ２に沿って直線状に延びるように形成されている。

図６に示すように、第２辺５２は、側面視において、コイル軸Ａ１に対して所定の傾斜角度θ２で傾斜した状態で、第１辺５１の第１端部から立ち下がるように形成されている。第２辺５２は、例えば、第１辺５１と接続される上端部から下端部に向かうに連れて、前後方向Ｘの後側に進むように傾斜して形成されている。このため、第２辺５２の下端部は、第２辺５２の上端部よりも前後方向Ｘの後側に位置している。ここで、第２辺５２の傾斜角度θ２は、側面視において（ＸＺ平面において）、第２辺５２が延びる第２方向Ｄ２とコイル軸Ａ１とがなす角度において、鋭角の角度である。換言すると、第２方向Ｄ２は、ＸＺ平面において、コイル軸Ａ１に対して９０度未満である傾斜角度θ２だけ傾いて延びる方向である。

図５に示すように、第３辺５３は、第２辺５２の下端部から第３方向Ｄ３に沿って延びるように形成されている。第３辺５３は、例えば、第１接触面２２Ａ（図１参照）と平行なＸＹ平面上において第３方向Ｄ３に延びるように形成されている。第３辺５３は、例えば、第１接触面２２Ａ（図１参照）に平行に延びるように形成されている。第３辺５３は、例えば、第３方向Ｄ３に沿って直線状に延びるように形成されている。第３辺５３は、例えば、図１に示した第２端子３１の第２接触面３２Ａに接触される接触辺である。

図７に示すように、第３辺５３は、平面視において、直交軸Ａ２に対して所定の傾斜角度θ３で傾斜した状態で、第２辺５２の下端部から第４辺５４の上端部に向かって延びるように形成されている。第３辺５３は、平面視において、第２辺５２の下端部と接続される第１端部から第４辺５４の下端部と接続される第２端部に向かうに連れて、前後方向Ｘの前側に進むように傾斜して形成されている。第３辺５３は、幅方向Ｙの奥側（図中上側）から幅方向Ｙの手前側（図中下側）に向かうに連れて、前後方向Ｘの前側に進むように傾斜して形成されている。すなわち、第３辺５３は、平面視において、第１辺５１と交差する方向に延びるように形成されている。このとき、第３辺５３の第２端部（つまり、幅方向Ｙの手前側端部）は、第３辺５３の第１端部（幅方向Ｙの奥側端部）よりも前後方向Ｘの前側に位置している。ここで、第３辺５３の傾斜角度θ３は、平面視において（ＸＹ平面において）、第３辺５３が延びる第３方向Ｄ３と直交軸Ａ２とがなす角度において、鋭角の角度である。換言すると、第３方向Ｄ３は、ＸＹ平面において、直交軸Ａ２に対して９０度未満である傾斜角度θ３だけ傾いて延びる方向である。

図５に示すように、第４辺５４は、第３辺５３の第２端部から第４方向Ｄ４に沿って立ち上がるように形成されている。第４辺５４は、例えば、ＸＹ平面と直交するＸＺ平面上において第４方向Ｄ４に沿って延びるように形成されている。第４辺５４は、例えば、図１に示した第１端子２１の第１接触面２２Ａと第２端子３１の第２接触面３２Ａとの間で第４方向Ｄ４に沿って延びるように形成されている。第４辺５４は、例えば、第４方向Ｄ４に沿って直線状に延びるように形成されている。

図６に示すように、第４辺５４は、側面視において、コイル軸Ａ１に対して所定の傾斜角度θ４で傾斜した状態で、第３辺５３の第２端部から立ち上がるように形成されている。第４辺５４は、例えば、第３辺５３と接続される下端部から上端部に向かうに連れて、前後方向Ｘの前側に進むように傾斜して形成されている。このため、第４辺５４の上端部は、第４辺５４の下端部よりも前後方向Ｘの前側に位置している。そして、第４辺５４の上端部は、隣り合うコイル５０の第１辺５１の第２端部に接続されている。具体的には、第４辺５４の上端部は、前後方向Ｘの前側において隣り合うコイル５０の第１辺５１の第２端部に接続されている。ここで、第４辺５４の傾斜角度θ４は、側面視において（ＸＺ平面において）、第４辺５４が延びる第４方向Ｄ４とコイル軸Ａ１とがなす角度において、鋭角の角度である。換言すると、第４方向Ｄ４は、ＸＺ平面において、コイル軸Ａ１に対して９０度未満である傾斜角度θ４だけ傾いて延びる方向である。

なお、斜め巻きコイルばね４０の高さ方向（ここでは、高さ方向Ｚ）は、コイル軸Ａ１と直交する方向であって、かつ第１辺５１及び第３辺５３の延びる方向と直交する方向であるとも言える。

本実施形態の斜め巻きコイルばね４０では、第２辺５２の傾斜角度θ２と第４辺５４の傾斜角度θ４とが同じ角度になるように設定されている。すなわち、第２辺５２と第４辺５４とは、コイル軸Ａ１に対して互いに同じ角度で傾斜して形成されている。このため、斜め巻きコイルばね４０を幅方向Ｙから視た側面視において、第２辺５２と第４辺５４とは、互いに平行に延びるように形成されている。また、第２辺５２の長さと第４辺５４の長さとが互いに同じ長さになるように設定されている。具体的には、第２辺５２の下端部から上端部までの長さと第４辺５４の下端部から上端部までの長さとが同じ長さになるように設定されている。なお、本明細書において、「互いに同じ角度」とは、製造ばらつき等によって、僅かに角度がずれる場合も含む。また、本明細書において、「互いに同じ長さ」とは、製造ばらつきによって、僅かに長さがずれる場合も含む。

図７に示すように、本実施形態の斜め巻きコイルばね４０では、高さ方向Ｚから視た平面視において、第１辺５１と第３辺５３とが互いに交差する方向に延びるように形成されている。すなわち、第１方向Ｄ１と第３方向Ｄ３とは、平面視において、互いに交差する方向に設定されている。さらに、斜め巻きコイルばね４０では、平面視において、第２辺５２の中点を通る直交軸Ａ２を中心線Ｃ１としたときに、第１辺５１と第３辺５３とが中心線Ｃ１を中心として線対称形状となるように形成されている。すなわち、第１辺５１と第３辺５３とは、平面視において、直交軸Ａ２と平行に延び、かつ第２辺５２の中点を通る中心線Ｃ１を中心として線対称形状となるように形成されている。このとき、斜め巻きコイルばね４０では、第１辺５１の傾斜角度θ１と第３辺５３の傾斜角度θ３とが同じ角度に設定されている。また、本実施形態の斜め巻きコイルばね４０では、第１辺５１の長さと第３辺５３の長さとが同じ長さになるように設定されている。なお、本明細書において、「線対称形状」とは、製造ばらつき等によって、僅かに線対称形状にならない場合も含む。

次に、電気接続装置１０の作用について説明する。
図１に示すように、第１コネクタ２０と第２コネクタ３０とが組み付けられる前の状態では、第１コネクタ２０において、斜め巻きコイルばね４０の両端部４１が溶接等によって第１端子２１に固定されている。このとき、斜め巻きコイルばね４０は、そのコイル軸Ａ１が第１端子２１の接点部２２の第１接触面２２Ａに対して略平行に沿う姿勢で第１端子２１に保持されている。また、第１端子２１は、ハウジング２５内に収容されている。具体的には、第１端子２１の延出部２３の係止孔２３Ｙにランス２７が係止され、接点部２２の前後方向Ｘの両端部が下分割体２５Ｂの載置面２８と上分割体２５Ａとの間に挟まれることで、第１端子２１がハウジング２５内に固定されている。

第２コネクタ３０に対して第１コネクタ２０を組み付ける際には、まず、第１コネクタ２０と第２コネクタ３０とを相対的に近づけて、ハウジング３５の受け台３６及びその受け台３６上に載置された第２端子３１をハウジング２５の開口部２５Ｚに進入させる。続いて、第１端子２１の接点部２２の第１接触面２２Ａを斜め巻きコイルばね４０の外周部、具体的には斜め巻きコイルばね４０の第１辺５１（図４〜図７参照）の下面に接触させる。この接触状態から第１接触面２２Ａと第２接触面３２Ａとをさらに接近させるように、第１コネクタ２０と第２コネクタ３０とを相対的にさらに近接させると、第２端子３１からの押圧力が斜め巻きコイルばね４０にかかる。これにより、コイル軸Ａ１に垂直な高さ方向Ｚから斜め巻きコイルばね４０に対して荷重（圧縮荷重）がかかる。すると、図２に示すように、斜め巻きコイルばね４０は、自身の弾発力に抗して巻回面をコイル軸Ａ１に対してさらに倒れ込ませるように弾性変形する。これにより、第１接触面２２Ａと第２接触面３２Ａとの間に、斜め巻きコイルばね４０が高さ方向Ｚに圧縮された状態で介在される。

このとき、本実施形態の斜め巻きコイルばね４０では、図６に示すように、各コイル５０の第２辺５２の傾斜角度θ２と第４辺５４の傾斜角度θ４とを同じ角度とし、第２辺５２と第４辺５４とを同じ長さに設定した。これにより、コイル軸Ａ１と垂直な高さ方向Ｚから斜め巻きコイルばね４０に対して荷重がかかったときに、斜め巻きコイルばね４０に捻れが生じることを抑制できる。この点について、比較例の斜め巻きコイルばねを参照しつつ以下に詳述する。

まず、図８に従って、比較例の斜め巻きコイルばね７０の構造について説明する。この斜め巻きコイルばね７０は、巻回面が四角形状に形成されているが、本実施形態の斜め巻きコイルばね４０とは巻き方が異なっている。比較例の斜め巻きコイルばね７０は、例えば、巻回面が円形状をなす従来の斜め巻きコイルばねと同様の巻き方をしたものである。以下では、斜め巻きコイルばね４０との相違点を中心にして斜め巻きコイルばね７０の構造について以下に説明する。

図８に示すように、斜め巻きコイルばね７０は、導電性を有する線材をコイル軸Ａ３に対して傾斜させて螺旋状に複数回巻回することで形成されており、全体としてコイル軸Ａ３に沿った直線状に形成されている。斜め巻きコイルばね７０は、複数のコイル８０がコイル軸Ａ３に対して傾斜した状態でコイル軸Ａ３に沿って連設されて構成されている。

各コイル８０は、コイル軸Ａ３の延びるコイル軸方向から視た正面視形状が四角形状に形成されている。各コイル８０は、四角形を構成する４つの辺、つまり第１辺８１と第２辺８２と第３辺８３と第４辺８４とを有し、それら第１辺８１と第２辺８２と第３辺８３と第４辺８４とが連続して接続されて構成されている。各コイル８０では、第１辺８１の第１端部が第２辺８２の上端部に接続され、第２辺８２の下端部が第３辺８３の第１端部に接続され、第３辺８３の第２端部が第４辺８４の下端部に接続されている。そして、第４辺８４の上端部が隣り合うコイル８０の第１辺８１の第２端部に接続されている。

ここで、各コイル８０では、第２辺８２の上端部と第４辺８４の上端部とが高さ方向Ｚにおいて同じ位置に設けられており、第２辺８２の下端部と第４辺８４の下端部とが高さ方向Ｚにおいて同じ位置に設けられている。また、各コイル８０では、第１辺８１の第１端部と第３辺８３の第１端部とが幅方向Ｙにおいて同じ位置に設けられており、第１辺８１の第２端部と第３辺８３の第２端部とが幅方向Ｙにおいて同じ位置に設けられている。

図９に示すように、第１辺８１は、斜め巻きコイルばね７０を高さ方向Ｚから視た平面視において、コイル軸Ａ３と直交する直交軸Ａ４と平行に延びるように形成されている。第３辺８３は、平面視において、直交軸Ａ４と平行に延びるように形成されている。このため、斜め巻きコイルばね７０では、平面視において、第１辺８１と第３辺８３とが平行に延びるように形成されている。

図１０に示すように、第２辺８２は、斜め巻きコイルばね７０を幅方向Ｙから視た側面視において、コイル軸Ａ３に対して所定の傾斜角度θ１２で傾斜した状態で、第１辺８１の第１端部から立ち下がるように形成されている。第２辺８２は、例えば、第１辺８１と接続される上端部から下端部に向かうに連れて、前後方向Ｘの後側に進むように傾斜して形成されている。第４辺８４は、コイル軸Ａ３に対して所定の傾斜角度θ１４で傾斜した状態で、第３辺８３の第２端部から立ち上がるように形成されている。第４辺８４は、例えば、第３辺８３と接続される下端部から上端部に向かうに連れて、前後方向Ｘの前側に進むように傾斜して形成されている。

ここで、比較例の斜め巻きコイルばね７０では、第２辺８２の傾斜角度θ１２と第４辺８４の傾斜角度θ１４とが異なる角度に設定されている。具体的には、第２辺８２の傾斜角度θ１２は、第４辺８４の傾斜角度θ１４よりも大きく形成されている。また、斜め巻きコイルばね７０では、第２辺８２の長さと第４辺８４の長さとが異なる長さに設定されている。具体的には、第２辺８２の長さは、第４辺８４の長さよりも短く設定されている。このような構造では、斜め巻きコイルばね７０の高さ方向Ｚの圧縮荷重に対する強度（圧縮強度）が第２辺８２と第４辺８４とで異なる。斜め巻きコイルばね７０では、第２辺８２における高さ方向Ｚの圧縮荷重に対する強度が、第４辺８４における高さ方向Ｚの圧縮荷重に対する強度よりも大きくなる。このような強度差に起因して、比較例の斜め巻きコイルばね７０では、高さ方向Ｚから圧縮荷重がかかった際に捻れ（ひねり）が生じやすい。すなわち、図１１に示すように、比較例の斜め巻きコイルばね７０では、第１接触面２２Ａと第２接触面３２Ａとの間に介在した状態で高さ方向Ｚから圧縮荷重がかかると、第１接触面２２Ａと第２接触面３２Ａとの間において正面視形状である四角形状に傾きや歪みが生じやすい。このような傾きや歪みが生じると、第１辺８１及び第３辺８３が第１接触面２２Ａ及び第２接触面３２Ａに対して平行な状態を維持できなくなる。これにより、第１辺８１の一端部のみが第１接触面２２Ａに接触し、第３辺８３の一端部のみが第２接触面３２Ａに接触することになる。このため、第１接触面２２Ａと第２接触面３２Ａとの間で斜め巻きコイルばね７０を高さ方向Ｚに圧縮させた場合には、第１接触面２２Ａと第１辺８１との接点が点接触となり、第２接触面３２Ａと第３辺８３との接点が点接触となってしまう。すなわち、比較例の斜め巻きコイルばね７０を用いた接続構造では、巻回面が円形状に形成された従来の斜め巻きコイルばねを用いた接続構造と同様に、斜め巻きコイルばね７０と第１端子２１及び第２端子３１との各接点における接触面積が小さくなってしまう。

これに対し、本実施形態の斜め巻きコイルばね４０では、図６に示すように、第２辺５２と第４辺５４とをコイル軸Ａ１に対して互いに同じ角度で傾斜するように形成し、第２辺５２と第４辺５４とを同じ長さに設定した。これにより、比較例の斜め巻きコイルばね７０に比べて、第２辺５２における高さ方向Ｚの圧縮荷重に対する強度と第４辺５４における高さ方向Ｚの圧縮荷重に対する強度との強度差を小さくすることができる。したがって、本実施形態の斜め巻きコイルばね４０では、高さ方向Ｚから圧縮荷重がかかった際に、各コイル５０に捻れ（ひねり）が生じることを抑制できる。すなわち、図３に示すように、斜め巻きコイルばね４０では、第１接触面２２Ａと第２接触面３２Ａとの間に介在した状態で高さ方向Ｚから圧縮荷重がかかった場合に、第１接触面２２Ａと第２接触面３２Ａとの間において正面視形状である四角形状に傾きや歪みが発生することを抑制できる。これにより、斜め巻きコイルばね４０では、第１辺５１及び第３辺５３が第１接触面２２Ａ及び第２接触面３２Ａに対して平行な状態を維持することができる。このため、第１接触面２２Ａと第２接触面３２Ａとの間で斜め巻きコイルばね４０を高さ方向Ｚに圧縮させた場合には、第１接触面２２Ａと第１辺５１とを線接触させることができ、第２接触面３２Ａと第３辺５３とを線接触させることができる。

次に、本実施形態の作用効果を説明する。
（１）各コイル５０を構成する４つの辺のうち高さ方向Ｚに延びる第２辺５２と第４辺５４とをコイル軸Ａ１に対して互いに同じ角度で傾斜するように形成し、第２辺５２と第４辺５４とを同じ長さに設定した。この構成によれば、斜め巻きコイルばね４０に対して高さ方向Ｚから圧縮荷重がかかった際に、各コイル５０に捻れ（ひねり）が生じることを抑制することができる。これにより、第１接触面２２Ａと第２接触面３２Ａとの間で斜め巻きコイルばね４０を高さ方向Ｚに圧縮させた場合に、第１接触面２２Ａと第１辺５１とを線接触させることができ、第２接触面３２Ａと第３辺５３とを線接触させることができる。したがって、斜め巻きコイルばね４０を用いた接続構造では、比較例の斜め巻きコイルばね７０や従来の斜め巻きコイルばねを用いた接続構造に比べて、第１接触面２２Ａ及び第２接触面３２Ａとの接触面積を増大させることができる。この結果、斜め巻きコイルばね４０と第１端子２１及び第２端子３１との間の接触抵抗を好適に低減することができる。

（２）各コイル５０では、高さ方向Ｚから視た平面視において、第１辺５１と第３辺５３とを互いに交差する方向に延びるように形成した。このような構造によれば、第１辺８１と第３辺８３とが平面視において平行に延びるように形成された比較例の斜め巻きコイルばね７０と比べて、コイル５０における対称性を向上させることができる。このため、斜め巻きコイルばね４０に対して高さ方向Ｚから圧縮荷重がかかった際に、各コイル５０に捻れが生じることを好適に抑制することができる。

（３）さらに、各コイル５０では、高さ方向Ｚから視た平面視において、第２辺５２の中点を通る直交軸Ａ２を中心線Ｃ１としたときに、第１辺５１と第３辺５３とを、中心線Ｃ１を中心として線対称形状となるように形成した。これにより、コイル５０における対称性をより向上させることができる。このため、斜め巻きコイルばね４０に対して高さ方向Ｚから圧縮荷重がかかった際に、各コイル５０に捻れが生じることをより好適に抑制することができる。

（他の実施形態）
上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

・上記実施形態の斜め巻きコイルばね４０において、第１接触面２２Ａと接触される第１辺５１を曲面状に形成するようにしてもよい。例えば、第１辺５１を、上方、つまり第１接触面２２Ａに向かって突出する曲面状に形成するようにしてもよい。例えば、第１辺５１を、幅方向Ｙに所定の曲率半径を持つように形成し、正面視において円弧状に形成してもよい。

・上記実施形態の斜め巻きコイルばね４０において、第２接触面３２Ａと接触される第３辺５３を曲面状に形成するようにしてもよい。例えば、第３辺５３を、下方、つまり第２接触面３２Ａに向かって突出する曲面状に形成するようにしてもよい。例えば、第３辺５３を、幅方向Ｙに所定の曲率半径を持つように形成し、正面視において円弧状に形成してもよい。

・上記実施形態では、斜め巻きコイルばね４０の両端部４１を、溶接によって第１端子２１に固定したが、例えば、ハンダ付け等の他の方法により第１端子２１に固定してもよい。

・上記実施形態では、斜め巻きコイルばね４０を第１端子２１に固定したが、斜め巻きコイルばね４０をハウジング２５に固定するようにしてもよい。
・上記実施形態では、斜め巻きコイルばね４０を、そのコイル軸Ａ１が電気接続装置１０の前後方向Ｘに延びるように配置したが、その配置姿勢は特に限定されない。例えば、斜め巻きコイルばね４０を、そのコイル軸Ａ１が電気接続装置１０の幅方向Ｙに延びるように配置してもよい。

・上記実施形態における第１コネクタ２０の構造は特に限定されない。上記実施形態では、第１端子２１をＬ字状に形成したが、第１端子２１の形状は特に限定されない。例えば、延出部２３を省略し、第１端子２１を直線状に延びる形状に変更してもよい。また、上記実施形態では、ハウジング２５を、上分割体２５Ａと下分割体２５Ｂとを組み合わせる構成としたが、ハウジング２５の構造は特に限定されない。例えば、第１端子２１及び斜め巻きコイルばね４０を保持することのできる構造を有していれば、ハウジング２５の構造は特に限定されない。例えば、ハウジング２５を単一部品で構成するようにしてもよい。

・上記実施形態における第２コネクタ３０の構造は特に限定されない。上記実施形態では、第２端子３１をＬ字状に形成したが、第２端子３１の形状は特に限定されない。例えば、延出部３３を省略し、第２端子３１を直線状に延びる形状に変更してもよい。また、第２端子３１を保持することのできる構造を有していれば、ハウジング３５の構造は特に限定されない。例えば、受け台３６の形状を適宜変更してもよい。

１０ 電気接続装置
２０ 第１コネクタ
２１ 第１端子
２２Ａ 第１接触面
２５ ハウジング
３０ 第２コネクタ
３１ 第２端子
３２Ａ 第２接触面
３５ ハウジング
４０ 斜め巻きコイルばね
５０ コイル
５１ 第１辺
５２ 第２辺
５３ 第３辺
５４ 第４辺
Ａ１ コイル軸
Ａ２ 直交軸
Ｃ１ 中心線
θ１〜θ４ 傾斜角度

Claims (5)

1. 複数のコイルがコイル軸に対して傾斜した状態で前記コイル軸に沿って連設された構造を有し、平面状の第１接触面を有する第１端子と平面状の第２接触面を有する第２端子との間に介在して設けられ、前記第１接触面と前記第２接触面とに接触される斜め巻きコイルばねであって、
   前記各コイルは、前記コイル軸が延びるコイル軸方向から視た正面視形状が四角形状に形成されており、
   前記各コイルは、前記第１接触面に接触される第１辺と、前記第１辺の第１端部に上端部が接続され、前記コイル軸に対して傾斜した状態で延びる第２辺と、前記第２辺の下端部に第１端部が接続され、前記第２接触面に接触される第３辺と、前記第３辺の第２端部に下端部が接続され、前記コイル軸に対して傾斜した状態で延びる第４辺とを有し、
   前記第２辺と前記第４辺とは前記コイル軸に対して互いに同じ角度で傾斜して形成されており、前記第２辺と前記第４辺とは互いに同じ長さに形成されている斜め巻きコイルばね。
2. 前記コイル軸と直交する方向であって、かつ前記第１辺及び前記第３辺が延びる方向と直交する方向を高さ方向としたときに、
   前記第１辺は、前記高さ方向から視た平面視において、前記コイル軸と直交する直交軸に対して傾斜した状態で延びるように形成されており、
   前記第３辺は、前記高さ方向から視た平面視において、前記直交軸に対して傾斜し、かつ前記第１辺と交差する方向に延びるように形成されている請求項１に記載の斜め巻きコイルばね。
3. 前記第１辺と前記第３辺とは、前記高さ方向から視た平面視において、前記直交軸と平行に延び、かつ前記第２辺の中点を通る中心線を中心として線対称形状となるように形成されている請求項２に記載の斜め巻きコイルばね。
4. 前記第１端子と、
   請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の斜め巻きコイルばねと、
   前記第１端子及び前記斜め巻きコイルばねを保持するハウジングと、を有するコネクタ。
5. 請求項４に記載のコネクタからなる第１コネクタと、
   前記第２端子を有し、前記第１コネクタに組み付けられる第２コネクタと、を有する電気接続装置。