JP2023043737A - 端子ばねの保持構造 - Google Patents

Abstract

【課題】加工コストを抑えつつ、高い接続信頼性を得ることが可能な端子ばねの保持構造を提供する。【解決手段】端子ばねの保持構造において、導電金属板からプレス加工により筒状に形成された接続端子１０と、接続端子１０の一方の開口端部１１ａの外周面に突設された外周フランジ４０と、導電性を有するコイルスプリングが環状に曲げられて両端部が接合された環状端子ばね３０と、接続端子１０の一方の開口端部１１ａに固定されて外周フランジ４０との間で接続端子１０の外周に装着された環状端子ばね３０の軸方向の移動を規制する絶縁キャップ２０と、を備える。環状端子ばね３０の外周部は、外周フランジ４０の先端面４３及び絶縁キャップ２０の外周面に沿って外方へ突出する。【選択図】図１

Description

本発明は、端子ばねの保持構造に関する。

電気自動車やハイブリッド車等の電動自動車に使用される高圧コネクタは、メスコネクタとオスコネクタとに分けられる。オスコネクタ及びメスコネクタには、通電と抜き挿しを可能とするオス端子及びメス端子がそれぞれ収容されており、これらオス端子とメス端子とは、端子ばねを介して電気的に接続される。より具体的には、オスコネクタには棒状のオス端子が収容される。メスコネクタには筒状のメス端子が収容される。

特許文献１には、一対の導体のいずれか一方の導体の中空部分（メス端子）に他方の導体の小径部分（オス端子）を嵌合させてばね接触子を介して通電する接触子装置が開示されている。このばね接触子は、素線を巻回軸に対して傾斜させて螺旋状に巻回し、両端部を接合した環状のばね接触子（環状端子ばね）として形成されている。そして、環状のばね接触子は、いずれか一方の嵌合面の周方向に沿って形成された溝に嵌め込まれて収容保持されている。

特開２００８－２０４６３４号公報

しかしながら、上記特許文献１の接触子装置では、環状のばね接触子を保持するための溝を嵌合面に切削加工しなければならず、加工コストの上昇を招いている。また、小径部分（オス端子）の外周面に設けられた溝に環状のばね接触子（環状端子ばね）を嵌め込む際には、環状のばね接触子を拡径させた後に溝に装着する作業が発生し、ばね接触子に不所望な変形等が生じる可能性があった。

本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、その目的は、加工コストを抑えつつ、高い接続信頼性を得ることが可能な端子ばねの保持構造を提供することにある。

本発明に係る上記目的は、下記構成により達成される。
導電金属板からプレス加工により筒状に形成された導電部材と、前記導電部材の一方の開口端部の外周面に突設されたばね規制突部と、導電性を有するコイルスプリングが環状に曲げられて両端部が接合された環状端子ばねと、前記導電部材の一方の開口端部に固定されて前記ばね規制突部との間で前記導電部材の外周に装着された前記環状端子ばねの軸方向の移動を規制する絶縁キャップと、を備え、前記環状端子ばねの外周部が、前記ばね規制突部の先端面及び前記絶縁キャップの外周面に沿って外方へ突出する、ことを特徴とする端子ばねの保持構造。

本発明によれば、加工コストを抑えつつ、高い接続信頼性を得ることが可能な端子ばねの保持構造を提供できる。

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、本発明の第１実施形態に係る端子ばねの保持構造を有する筒状の導電部材としての接続端子を示す図であって、環状端子ばねが接続端子に装着される前の状態の斜視図である。 図２は、図１に示した環状端子ばねが接続端子に装着された状態の要部斜視図である。 図３は、図２に示した接続端子と相手側接続端子との嵌合状態を示す要部拡大断面図である。 図４は、本発明の第２実施形態に係る端子ばねの保持構造を有する筒状の導電部材としての接続端子を示す図であって、環状端子ばねが接続端子に装着される前の状態の斜視図である。

以下、本発明に係る実施形態を、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る端子ばねの保持構造を有する筒状の導電部材としての接続端子１０を示す図であって、環状端子ばね３０が接続端子１０に装着される前の状態の斜視図である。図２は、図１に示した環状端子ばね３０が接続端子１０に装着された状態の要部斜視図である。図３は、図２に示した接続端子１０と相手側接続端子５０との嵌合状態を示す要部拡大断面図である。

図１及び図２に示すように、本発明の第１実施形態に係る端子ばねの保持構造は、導電部材である接続端子１０と、絶縁キャップ２０と、環状端子ばね３０と、外周フランジ（ばね規制突部）４０とを備えている。
接続端子１０は、円筒状に形成された端子接続部１１と、導体接続部１３とを備えて構成されている。
接続端子１０は、良好な導電性を有する導電金属板（銅、銅合金、アルミ、アルミ合金等）を抜き加工や曲げ加工等によってプレス加工することにより、これら円筒状の端子接続部１１と導体接続部１３とが一体となって成形されたオス端子である。

端子接続部１１の他方の開口端部１１ｂに延設された導体接続部１３は、方形板状に形成されてボルト・ナット等により導体（バスバー、ＬＡ端子等）と電気的に接続される。なお、導体接続部１３は、電線の導体端末に圧着接続したり、加締め接続したり種々の接続手段を用いることができる。

端子接続部１１の一方の開口端部１１ａの外周面には、図１に示すように、ばね規制突部としての外周フランジ４０が突設されている。外周フランジ４０は、一方の開口端部１１ａの外周面に沿って周方向へ延びる円環状に形成されたフランジ部であり、矩形状断面を有する。そこで、外周フランジ４０の前面４１は、一方の開口端部１１ａの外周面と直交する円環状面とされ、外周フランジ４０の先端面４３は、一方の開口端部１１ａの外周面と平行な円筒状面とされている。

接続端子１０と外周フランジ４０とは、合成樹脂材料からなる外周フランジ４０に接続端子１０をインサート成形することで一体に構成されている。
なお、合成樹脂製の外周フランジ４０に代えて導電金属製の外周フランジを形成し、一方の開口端部１１ａの外周面に溶接等により固定してもよい。この場合、外周フランジが導電金属製となることで、環状端子ばね３０は、端子接続部１１（接続端子１０）の外周面と外周フランジ４０の前面４１とが導通経路となる。そこで、環状端子ばね３０と端子接続部１１（接続端子１０）との接触部の接触抵抗を低減でき、安定して低い電気抵抗を保つことができる。

絶縁キャップ２０は、一方の開口端部１１ａが嵌挿される円柱状の嵌合凹部２２を有する有底円筒状に形成されている。嵌合凹部２２は、端子接続部１１の外径より若干小さい内径を有している。一方の開口端部１１ａが嵌合凹部２２に圧入された絶縁キャップ２０は、一方の開口端部１１ａに圧入固定される。絶縁キャップ２０は、電気絶縁性を有する合成樹脂から形成されており、接続端子１０の先端部に固定されることで、接続端子１０における触指防止機能を有している。

環状端子ばね３０は、円環状に形成されており、内周部が端子接続部１１の外径より小さい内径を有し、外周部が外周フランジ４０の外径よりも大きい外径を有している。この環状端子ばね３０は、バネ鋼等の導電性及び弾性を有する金属材料から形成された線条体を螺旋状に巻回したコイルスプリングからなり、このコイルスプリングが円環状に曲げられて線条体の両端が溶接等により接合されている。

絶縁キャップ２０は、環状端子ばね３０が一方の開口端部１１ａに嵌装された状態で、前方より端子接続部１１（接続端子１０）の一方の開口端部１１ａに被せられる。すると、一方の開口端部１１ａが嵌合凹部２２に圧入されるので、絶縁キャップ２０は端子接続部１１の一方の開口端部１１ａに固定される。

一方の開口端部１１ａに固定された絶縁キャップ２０は、外周フランジ４０の前面４１に対向する開口端面２１が、外周フランジ４０の前面４１との間に環状端子ばね３０を挟持する。この際、環状端子ばね３０は、拡径することなく一方の開口端部１１ａに保持される。

図２に示すように、一方の開口端部１１ａに保持された環状端子ばね３０は、内周部が一方の開口端部１１ａの外周面に支持され（図３参照）、外周部が外周フランジ４０の先端面４３及び絶縁キャップ２０の外周面に沿って径方向外方へ突出する。

次に、上記構成の接続端子１０と相手側接続端子５０との嵌合動作を説明する。
図３に示すように、相手側接続端子５０の電気接触部５１は、円柱形状の嵌合空間であり、端子接続部１１の外径よりも大きく、且つ、環状端子ばね３０の外周部の外径よりも小さい内径を有している。

オス端子である接続端子１０の一方の開口端部１１ａが、メス端子である相手側接続端子５０の電気接触部５１内に挿入されると、一方の開口端部１１ａに保持されている環状端子ばね３０が、弾性変形しながら電気接触部５１の内周面に接触する。これにより、環状端子ばね３０を介して接続端子１０の端子接続部１１と、相手側接続端子５０とが電気的に接続される。

したがって、本第１実施形態に係る端子ばねの保持構造によれば、筒状の導電部材としての接続端子１０が導電金属板からプレス加工により形成されると共に、環状端子ばね３０を保持するための溝を切削加工する必要がなくなる。そこで、接続端子１０は、加工コストを削減することができる。

また、環状端子ばね３０は、接続端子１０の外周面に突設された外周フランジ４０の前面４１と絶縁キャップ２０との間に挟持される。そこで、環状端子ばね３０を端子接続部１１に取付ける際には、環状端子ばね３０を拡径させて装着する作業が発生しないため、環状端子ばね３０に不所望な変形等が生じ難くなる。その結果、環状端子ばね３０は、相手側接続端子５０との接続信頼性を高めることができる。

また、本第１実施形態に係る端子ばねの保持構造によれば、端子接続部１１（接続端子１０）の一方の開口端部１１ａを嵌合凹部２２に圧入固定して絶縁キャップ２０が一方の開口端部１１ａに被せられることにより、外周フランジ４０の前面４１と絶縁キャップ２０の開口端面２１との間に環状端子ばね３０を挟んで一方の開口端部１１ａに保持できる。そこで、環状端子ばね３０を拡径させることなく、環状端子ばね３０を端子接続部１１（接続端子１０）の一方の開口端部１１ａに容易に取り付けることができる。

また、絶縁キャップ２０は、端子接続部１１（接続端子１０）の一方の開口端部１１ａに、前方より嵌合凹部２２を圧入するのみで固定が完了する。そこで、絶縁キャップ２０は、環状端子ばね３０を端子接続部１１（接続端子１０）に取り付ける際の自動化を容易にすることができる。

従って、本第１実施形態に係る端子ばねの保持構造によれば、加工コストを抑えつつ、高い接続信頼性を得ることが可能な端子ばねの保持構造を有する接続端子１０を構成することができる。

図４は、本発明の第２実施形態に係る端子ばねの保持構造を有する筒状の導電部材としての接続端子１０Ａを示す図であって、環状端子ばね３０が接続端子１０Ａに装着される前の状態の斜視図である。なお、上記第１実施形態における接続端子１０の構成部材と同様の本第２実施形態における接続端子１０Ａの構成部材については、同符号を付して詳細な説明を省略する。

図４に示すように、本第２実施形態に係る端子ばねの保持構造は、導電部材である接続端子１０Ａと、絶縁キャップ２０と、環状端子ばね３０と、複数の切り起こし片（ばね規制突部）６０とを備えている。
接続端子１０Ａは、円筒状に形成された端子接続部１１と、導体接続部１３とを備えて構成されている。
接続端子１０Ａは、上記接続端子１０と同様に、良好な導電性を有する導電金属板（銅、銅合金、アルミ、アルミ合金等）を抜き加工や曲げ加工等によってプレス加工することにより、これら円筒状の端子接続部１１と導体接続部１３とが一体となって成形されたオス端子である。

端子接続部１１の一方の開口端部１１ａの外周面には、図４に示すように、ばね規制突部としての複数の切り起こし片６０が突設されている。複数の切り起こし片６０は、端子接続部１１（接続端子１０Ａ）の周方向に沿って所定間隔の突起列を成すように設けられている。

切り起こし片６０は、端子接続部１１（接続端子１０Ａ）の外周面から外方へ立ち上がるように矩形状に切り起こし形成されている。また、切り起こし片６０は、端子接続部１１（接続端子１０Ａ）の外周面に対して垂直に切り起こし形成されている。これにより、切り起こし片６０には、一方の開口端部１１ａの外周面と直交する前面６１と、一方の開口端部１１ａの外周面と平行な先端面６３とが形成される。切り起こし片６０の高さは、環状端子ばね３０の巻回径ｄよりも小さい。これら切り起こし片６０は、例えば端子接続部１１（接続端子１０Ａ）を構成する導電金属板を筒状に形成するプレス加工の際に形成される。

そこで、一方の開口端部１１ａに固定された絶縁キャップ２０は、切り起こし片６０前面６１に対向する開口端面２１が、切り起こし片６０前面６１との間に環状端子ばね３０を挟持する。この際、環状端子ばね３０は、拡径することなく一方の開口端部１１ａに保持される。

一方の開口端部１１ａに保持された環状端子ばね３０は、内周部が一方の開口端部１１ａの外周面に支持され、外周部が切り起こし片６０の先端面６３及び絶縁キャップ２０の外周面に沿って径方向外方へ突出する。

そして、オス端子である接続端子１０Ａの一方の開口端部１１ａが、メス端子である相手側接続端子５０の電気接触部５１内に挿入されると、一方の開口端部１１ａに保持されている環状端子ばね３０が、弾性変形しながら電気接触部５１の内周面に接触する。これにより、環状端子ばね３０を介して接続端子１０Ａの端子接続部１１と、相手側接続端子５０とが電気的に接続される。

したがって、本第２実施形態に係る端子ばねの保持構造によれば、上記第１実施形態に係る端子ばねの保持構造と同様に、加工コストを抑えつつ、高い接続信頼性を得ることが可能な端子ばねの保持構造を有する接続端子１０Ａを構成することができる。
また、端子接続部１１（接続端子１０Ａ）には、導電金属板を筒状に形成するプレス加工の際に切り起こし形成することにより、環状端子ばね３０を保持するためのばね規制突部としての複数の切り起こし片６０を設けることができる。そこで、部品点数を抑えつつ、環状端子ばね３０を良好に保持させて高い接続信頼性を得ることができる。
さらに、ばね規制突部が導電金属製の端子接続部１１（接続端子１０Ａ）の一部で形成されることで、環状端子ばね３０は、端子接続部１１（接続端子１０Ａ）の外周面と切り起こし片６０の前面６１とが導通経路となる。そこで、環状端子ばね３０と端子接続部１１（接続端子１０Ａ）との接触部の接触抵抗を低減でき、安定して低い電気抵抗を保つことができる。

ここで、上述した本発明に係る端子ばねの保持構造の実施形態の特徴をそれぞれ以下［１］～［４］に簡潔に纏めて列記する。
［１］ 導電金属板からプレス加工により筒状に形成された導電部材（接続端子１０，１０Ａ）と、前記導電部材の一方の開口端部（１１ａ）の外周面に突設されたばね規制突部（外周フランジ４０、切り起こし片６０）と、
導電性を有するコイルスプリングが環状に曲げられて両端部が接合された環状端子ばね（３０）と、
前記導電部材の一方の開口端部に固定されて前記ばね規制突部との間で前記導電部材の外周に装着された前記環状端子ばねの軸方向の移動を規制する絶縁キャップ（２０）と、
を備え、
前記環状端子ばねの外周部が、前記ばね規制突部の先端面（４３，６３）及び前記絶縁キャップの外周面に沿って外方へ突出する、
ことを特徴とする端子ばねの保持構造。

上記［１］の構成の端子ばねの保持構造によれば、筒状の導電部材（接続端子１０，１０Ａ）が導電金属板からプレス加工により形成されると共に、環状端子ばね（３０）を保持するための溝を切削加工する必要がなくなる。そこで、導電部材は、加工コストを削減することができる。
また、環状端子ばねは、導電部材の一方の開口端部（１１ａ）の外周面に突設されたばね規制突部（外周フランジ４０、切り起こし片６０）と絶縁キャップ（２０）との間に挟持される。そこで、環状端子ばねを導電部材に取付ける際には、環状端子ばねを拡径させて装着する作業が発生しないため、環状端子ばねに不所望な変形等が生じ難くなる。その結果、環状端子ばねは、相手側接続端子（５０）との接続信頼性を高めることができる。
［２］ 前記ばね規制突部は、前記導電部材（接続端子１０）の外周面に突設された外周フランジ（４０）とされ、
前記絶縁キャップ（２０）は、前記導電部材の一方の開口端部（１１ａ）に被せられる、
ことを特徴とする上記［１］に記載の端子ばねの保持構造。

上記［２］の構成の端子ばねの保持構造によれば、絶縁キャップ（２０）が一方の開口端部（１１ａ）に被せられることにより、外周フランジ（４０）の前面（４１）と絶縁キャップの開口端面（２１）との間に環状端子ばね（３０）を挟んで一方の開口端部に保持できる。そこで、環状端子ばねを拡径させることなく、環状端子ばねを導電部材（接続端子１０）の一方の開口端部に容易に取り付けることができる。

［３］ 前記ばね規制突部は、前記導電部材（接続端子１０Ａ）の外周面から外方へ立ち上がるように切り起こし形成された複数の切り起こし片（６０）とされ、
前記絶縁キャップ（２０）は、前記導電部材の一方の開口端部（１１ａ）に被せられる、
ことを特徴とする上記［１］に記載の端子ばねの保持構造。

上記［３］の構成の端子ばねの保持構造によれば、導電部材（接続端子１０Ａ）には、導電金属板を筒状に形成するプレス加工の際に切り起こし形成することにより、環状端子ばね（３０）を保持するための複数の切り起こし片（６０）を設けることができる。そこで、部品点数を抑えつつ、環状端子ばねを良好に保持させて高い接続信頼性を得ることができる。

［４］ 前記導電部材が、相手側接続端子（５０）に嵌合されて電気的に接続される筒状の接続端子（１０，１０Ａ）である、
ことを特徴とする上記［１］～［３］のいずれか一つに記載の端子ばねの保持構造。

上記［４］の構成の端子ばねの保持構造によれば、加工コストを抑えつつ、高い接続信頼性を得ることが可能な端子ばねの保持構造を有する接続端子（１０，１０Ａ）を構成することができる。

尚、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、上記実施形態においては、絶縁キャップ２０が一方の開口端部１１ａに圧入固定される場合について説明したが、これに限定されるものではない。絶縁キャップは、ロック突起及びロック穴等により構成されたロック機構によって、一方の開口端部１１ａに固定される構成とすることもできる。

１０…接続端子（導電部材）
１１ａ…一方の開口端部
２０…絶縁キャップ
２１…開口端面
３０…環状端子ばね
４０…外周フランジ（ばね規制突部）
４１…前面
４３…先端面

Claims (4)

1. 導電金属板からプレス加工により筒状に形成された導電部材と、前記導電部材の一方の開口端部の外周面に突設されたばね規制突部と、
   導電性を有するコイルスプリングが環状に曲げられて両端部が接合された環状端子ばねと、
   前記導電部材の一方の開口端部に固定されて前記ばね規制突部との間で前記導電部材の外周に装着された前記環状端子ばねの軸方向の移動を規制する絶縁キャップと、
   を備え、
   前記環状端子ばねの外周部が、前記ばね規制突部の先端面及び前記絶縁キャップの外周面に沿って外方へ突出する、
   ことを特徴とする端子ばねの保持構造。
2. 前記ばね規制突部は、前記導電部材の外周面に突設された外周フランジとされ、
   前記絶縁キャップは、前記導電部材の一方の開口端部に被せられる、
   ことを特徴とする請求項１に記載の端子ばねの保持構造。
3. 前記ばね規制突部は、前記導電部材の外周面から外方へ立ち上がるように切り起こし形成された複数の切り起こし片とされ、
   前記絶縁キャップは、前記導電部材の一方の開口端部に被せられる、
   ことを特徴とする請求項１に記載の端子ばねの保持構造。
4. 前記導電部材が、相手側接続端子に嵌合されて電気的に接続される筒状の接続端子である、
   ことを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載の端子ばねの保持構造。

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