JP2023181879A - 端子構造 - Google Patents

Abstract

【課題】環状バネ導体を製作する際の溶接や半田付け等の接合作業を不要とする。【解決手段】メス端子の内周に押圧接触してメス端子とオス端子２０を導通させる環状バネ導体３０を、コイルスプリング（バネ部材３０Ａ）を円環状に湾曲させて構成する。オス端子２０の外周に後付けで保持リング４０を嵌合固定し、保持リング４０に設けた係止部５１に、円環状に湾曲させたコイルスプリングの周方向の両端部３１、３１を係止する。【選択図】図３

Description

本発明は、主にハイブリッド車や電気自動車等の高圧コネクタに用いられる端子構造に関する。

高圧コネクタに用いられる端子構造の例として、特許文献１に記載のものが知られている。この端子構造は、筒状のメス端子と、メス端子の嵌合孔に嵌合される柱状のオス端子と、メス端子とオス端子の嵌合面間に介在される環状バネ導体と、を有するものである。この端子構造では、環状バネ導体としてリング状のコイルスプリングを使用し、メス端子とオス端子の嵌合面の一方に形成された環状溝に環状バネ導体を収容している。そして、両端子が嵌合された際に、環状溝に収容されたコイルスプリングが、自身の弾性反発力により両端子に押圧接触することで、両端子間を導通させるようになっている。

特許第６４７１００１号公報

ところで、上述の従来の端子構造において、環状バネ導体として使用されているリング状のコイルスプリングは、直線状の形態で製作されたコイルスプリングを、円環状に湾曲させた上で、周方向の両端を突き合わせて精密に溶接や半田付けなどで接合することにより構成されている。したがって、この精密を要する接合作業に手間がかかる上に、製作工程で二酸化炭素を発生する等の改善すべき点があった。

また、リング状のコイルスプリングを環状溝に配置する際には、コイルスプリングのリング内径が広がるようコイルリングを変形させながら組付ける必要があり、この組付けによって接合部分に破損や変形を生じたりして、組付け不良が発生する可能性があった。組付け不良が発生すると、端子接続の際の導通不良に繋がるおそれがある。

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、環状バネ導体を製作する際の溶接や半田付け等の接合作業を無くすことができると共に、簡単に、環状の形態を保ちながら、環状バネ導体をオス端子またはメス端子に不良を生じることなく組付けることのできて、電気接続の信頼性向上が図れる端子構造を提供することにある。

前述した目的を達成するために、本発明に係る端子構造は、下記を特徴としている。

軸線方向に沿って嵌合孔が形成された筒状のメス端子と、
前記メス端子の嵌合孔に嵌合される柱状のオス端子と、
前記メス端子と前記オス端子の嵌合面の間に圧縮状態で介在され、メス端子とオス端子の嵌合面に押圧接触することで、前記メス端子と前記オス端子を相互に導通させる環状バネ導体と、
前記メス端子の嵌合孔の内周または前記オス端子の外周の一方に後付けで嵌合固定される保持リングと、
を有し、
前記環状バネ導体は、直線状の形態への復元性を有するバネ部材を環状に湾曲させたものであり、
前記保持リングには係止部が設けられ、該係止部に、前記バネ部材の周方向の端部が係止されている、端子構造。

本発明によれば、環状バネ導体を構成するために環状に湾曲させたバネ部材の周方向の端部を、保持リングに形成した係止部に係止させることにより、環状バネ導体を安定した形態で端子に簡単に組付けることができる。したがって、溶接や半田付けなどでバネ部材の端部同士を接合する必要がなく、接合作業にかかる手間を減らせると共に、二酸化炭素の発生に関しての改善効果を得ることができる。また、接合部分を持たないので、接合部分が破損したり変形したりして組付け不良を生じる心配がなく、電気接続の信頼性向上が図れる。

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、本発明の一実施形態に係る端子構造を含むコネクタ装置の分解斜視図である。 図２は、コネクタ装置におけるオス側コネクタの構成を示す分解斜視図である。 図３は、オス側コネクタの組立状態の構成を示す斜視図である。 図４は、図３のＡ矢視要部拡大図である。 図５は、オス側コネクタの作用説明図である。

本発明に関する具体的な実施形態について、各図を参照しながら以下に説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る端子構造を含むコネクタ装置の分解斜視図である。

本実施形態の端子構造は、図１に示すコネクタ装置１に組み込まれている。このコネクタ装置１は、主に高圧コネクタに使用されるもので、メス側コネクタの主要部としてハウジングＨに組み込まれたメス端子１０と、オス側コネクタ２とを備えている。オス側コネクタ２は、オス端子２０を有している。

メス端子１０は、有底円筒状のもので、図１には示されていないが、軸線方向Ｘ（コネクタ嵌合方向）に沿って形成された円形断面の嵌合孔を有している。オス端子２０は、軸線方向Ｘに沿って移動することでメス端子１０の嵌合孔に嵌合される円柱ロッド形状の部品である。このオス端子２０には、メス端子１０とオス端子２０の嵌合面の間に介在される環状バネ導体３０と、環状バネ導体３０を保持する保持リング４０と、が装着されている。メス端子１０およびオス端子２０は、例えば、銅または銅合金等の導電性金属材料により形成されている。

環状バネ導体３０は、メス端子１０とオス端子２０の嵌合面の間に圧縮状態で介在され、メス端子１０とオス端子２０の嵌合面に押圧接触することで、メス端子１０とオス端子２０を相互に導通させるものである。

図２は、本実施形態のコネクタ装置におけるオス側コネクタの構成を示す分解斜視図、図３は、オス側コネクタの組立状態の構成を示す斜視図、図４は、図３のＡ矢視要部拡大図である。

図２～図４に示すように、ここで使用されている環状バネ導体３０は、導電性及び弾性を有する金属線条体を螺旋状に巻回したコイルスプリングを円環状に湾曲させて丸めたものである。コイルスプリングは、直線状の形態への復元性を有するバネ部材である。このコイルスプリングからなるバネ部材３０Ａは、円環状に湾曲された状態でも、周方向の両端部３１、３１が、溶接や半田付けなどで互いに接合されておらず、自由端として開放されている。但し、保持リング４０の係止部に係止させやすくするため、端末形状処理（例えばフック形状にするなど）が施されていてもよい。

オス端子２０の外周に後付けで装着された保持リング４０は、オス端子２０をメス端子１０の嵌合孔に嵌合した際に嵌合孔の入口を塞ぐキャップの機能を併せ持つものであり、金属や樹脂などで構成されている。この保持リング４０は、オス端子２０の基端部の外周に、軸線方向Ｘおよび周方向に動かないように嵌合固定されている。この保持リング４０のオス端子２０の先端側の端面４０ａの周方向の１箇所には、係止突片５０が突設されている。この係止突片５０の周方向の両側部には、対称形状の係止フック（係止部）５１が形成されている。周方向の両側部の係止フック５１は、それぞれ前方から後方に向けて延びるカギ形をなしている。

環状バネ導体３０を構成するために円環状に湾曲させたコイルスプリング（バネ部材３０Ａ）の周方向の両端部３１、３１は、保持リング４０の係止突片５０の周方向の両側部に設けた係止フック５１にそれぞれ係止されている。

図５は、オス側コネクタ２の作用説明図である。
図４および図５に示すように、係止フック５１は、コイルスプリング（バネ部材３０Ａ）の軸線方向の動き（図５中矢印Ｆ２で示す動き）を規制するための前端バー５１ａ（移動規制部）を有している。また、係止フック５１は、コイルスプリング（バネ部材３０Ａ）が直線状の形態に戻ろうとする復元力（図５中矢印Ｆ１で示す力）を規制するための側端バー５１ｂ（復元力規制部）を有している。前端バー５１ａは、係止突片５０の先端から周方向外方に延びており、側端バー５１ｂは、前端バー５１ａの先端から直角に曲がって後方に延びている。

また、側端バー５１ｂの後端からは後端バー５１ｃが、前端バー５１ａと平行に周方向内方に直角に曲がって短く延びている。更に、後端バー５１ｃとの係止突片５０の基端部との間には、コイルスプリング（バネ部材３０Ａ）の周方向の端部３１を、前端バー５１ａと側端バー５１ｂと後端バー５１ｃとで囲まれた係止空所５１ｄに挿入することのできる隙間５１ｅが確保されている。

なお、図３に示すように、係止フック５１とオス端子２０の外周との間には、環状バネ導体３０の組付けが容易な程度に隙間が確保されている。また、図５に示すように、組付け状態の環状バネ導体３０の最外径は、保持リング４０の最外径よりも大きくなるように設定されている。

また、保持リング４０を、肉厚円筒状のリング本体と、板金等で製作した板体リングとに分けて製作し、係止突片５０を有した板体リングをリング本体の外周に嵌合固定することで、保持リング４０を構成するようにすることもできる。

次に、コネクタ装置１の組み立てについて説明する。
まず、オス端子２０に保持リング４０（キャップ）を組付ける。次に保持リング４０の組付け後に、環状バネ導体３０をオス端子２０の外周に組付ける。即ち、環状バネ導体３０を構成するコイルスプリング（バネ部材３０Ａ）を、オス端子２０の外周に湾曲させながら巻き付ける。そして、巻き付けながら、コイルスプリング（バネ部材３０Ａ）の周方向の両端部３１、３１を、係止突片５０の２つの係止フック５１にそれぞれ引っ掛けて係止させる。

これにより、コイルスプリング３０Ａで構成された環状バネ導体３０が、一定の円環状の形態を保ちながらオス端子２０に装着されて、オス側コネクタ２が完成する。この状態で、環状バネ導体３０は、側端バー５１ｂによって直線状の形態に復元しないよう規制され、また、前端バー５１ａによって軸方向に位置ずれしないように規制されている。よって、このオス側コネクタ２をメスコネクタのメス端子１０に嵌合することによって、コネクタ装置の電気接続を成立させることができる。

以上説明したように、本実施形態の端子構造によれば、環状バネ導体３０を構成するために円環状に湾曲させたバネ部材３０Ａ（コイルスプリング）の周方向の端部３１を、保持リング４０に形成した係止フック５１に係止させるだけで、環状バネ導体３０を安定した形態でオス端子２０に簡単に組付けることができる。

したがって、溶接や半田付けなどでバネ部材３０Ａの端部同士を接合する必要がなく、接合作業にかかる手間を減らせると共に、二酸化炭素の発生に関しての改善効果を得ることができる。また、接合部分を持たないので、接合部分が破損したり変形したりして組付け不良を生じる心配がなく、電気接続の信頼性向上が図れる。

また、本端子構造によれば、コネクタ装置の嵌合時に、コイルスプリングよりなる環状バネ導体３０を潰すように圧縮させることができるので、接触面積の増大により、電気接続の信頼性および性能をより高めることができる。

なお、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、コイルスプリングよりなる環状バネ導体３０の両端部３１、３１を係止する係止部として、カギ形の係止フック５１を形成した場合を示したが、係止フック５１の代わりに、係止突片５０に２つの係止孔を形成し、それぞれの係止孔に、環状バネ導体３０の両端部３１、３１を挿入係止させるようにしてもよい。この場合、環状バネ導体３０を回転させるようにしながら両端部３１、３１を係止孔に挿入する必要が生じるものの、係止フック５１の場合と比較して、環状バネ導体３０が外れにくくなる。逆に、係止フック５１を用いた場合には、環状バネ導体３０を回転させることなく両端部３１、３１を係止フック５１に係止することができるので、作業性が向上する。

また、係止突片５０を２本突設し、各係止突片５０を係止部として、それら係止部に環状バネ導体３０の両端部３１、３１を引っ掛けて係止してもよい。

また、円環状の環状バネ導体３０を、周方向に複数（例えば、半周ずつの２つ）に分割して構成してもよい。即ち、複数のコイルスプリングを直列に配列し、これら複数のコイルスプリングを湾曲させた際の周方向の各端部を、保持リング４０に周方向に離間して配した複数の係止部（例えば、係止フック５１）にそれぞれ係止させてもよい。

また、環状バネ導体３０を構成するバネ部材３０Ａとしては、コイルスプリングの使用が最適であるが、それ以外のバネ部材を使用してもよい。

また、上記実施形態では、保持リング４０や環状バネ導体３０を、オス端子２０に装着する場合を示したが、メス端子の嵌合孔の内周側に後付けで装着してもよい。

ここで、上述した本発明の実施形態に係る端子構造の特徴をそれぞれ以下［１］～［５］に簡潔に纏めて列記する。
［１］ 軸線方向（Ｘ）に沿って嵌合孔が形成された筒状のメス端子（１０）と、
前記メス端子（１０）の嵌合孔に嵌合される柱状のオス端子（２０）と、
前記メス端子（１０）と前記オス端子（２０）の嵌合面の間に圧縮状態で介在され、前記メス端子（１０）と前記オス端子（２０）の嵌合面に押圧接触することで、前記メス端子（１０）と前記オス端子（２０）を相互に導通させる環状バネ導体（３０）と、
前記メス端子（１０）の嵌合孔の内周または前記オス端子（２０）の外周の一方に後付けで嵌合固定される保持リング（４０）と、
を有し、
前記環状バネ導体（３０）は、直線状の形態への復元性を有するバネ部材（３０Ａ）を環状に湾曲させたものであり、
前記保持リング（４０）には係止部（５１）が設けられ、該係止部（５１）に、前記バネ部材（３０Ａ）の周方向の端部（３１）が係止されている、
端子構造。

上記［１］の構成によれば、環状バネ導体（３０）を構成するために円環状に湾曲させたバネ部材（３０Ａ）の周方向の端部（３１）を、保持リング（４０）に形成した係止部（５１）に係止させるだけで、環状バネ導体（３０）を安定した形態でオス端子（２０）に簡単に組付けることができる。したがって、溶接や半田付けなどでバネ部材（３０Ａ）の端部（３１）同士を接合する必要がなく、接合作業にかかる手間を減らせると共に、二酸化炭素の発生に関しての改善効果を得ることができる。また、接合部分を持たないので、接合部分が破損したり変形したりして組付け不良を生じる心配がなく、電気接続の信頼性向上が図れる。

［２］ 前記環状バネ導体（３０）は、
前記直線状の形態への復元性を有するバネ部材（３０Ａ）として、導電性及び弾性を有する金属線条体を螺旋状に巻回したコイルスプリングを用いて、該コイルスプリングを円環状に湾曲させたものであり、
前記環状バネ導体（３０）を構成するために円環状に湾曲させた前記コイルスプリング（３０Ａ）の周方向の端部（３１）が前記保持リング（４０）の係止部（５１）に係止されている、
上記［１］に記載の端子構造。

上記［２］の構成によれば、環状バネ導体（３０）を構成するために円環状に湾曲させたコイルスプリング３０Ａの周方向の端部（３１）を、保持リング（４０）に形成した係止フック（５１）に係止させるだけで、環状バネ導体（３０）を安定した形態でオス端子（２０）に簡単に組付けることができる。また、コイルスプリング３０Ａよりなる環状バネ導体（３０）を潰すように圧縮させることができるので、接触面積の増大により電気接続の信頼性および性能をより高めることができる。

［３］ 前記係止部（５１）は、前記コイルスプリング（３０Ａ）が直線状の形態に戻る方向への復元力を規制するための復元力規制部（５１ｂ）を備えている、
上記［２］に記載の端子構造。

上記［３］の構成によれば、係止部（５１）に設けた復元力規制部（５１ｂ）の働きにより、コイルスプリング（３０Ａ）を安定した円環状の形態に保っておくことができる。

［４］ 前記係止部（５１）は、更に、前記コイルスプリング（３０Ａ）の軸線方向（Ｘ）の動きを規制するための移動規制部（５１ａ）を備えている、
上記［３］に記載の端子構造。

上記［４］の構成によれば、係止部（５１）に設けた移動規制部（５１ａ）の働きにより、コイルスプリング（３０Ａ）を安定した軸線方向位置に保っておくことができる。

［５］ 前記係止部は、前記保持リング（４０）の軸線方向の端面に突設された突片と、該突片に形成された係止孔と、を有しており、
前記係止孔に、前記コイルスプリング（３０Ａ）の周方向の端部（３１）が挿入されている、
上記［２］に記載の端子構造。

上記［５］の構成によれば、保持リング（４０）に形成した係止孔にコイルスプリング（３０Ａ）の周方向の端部（３１）を挿入係止させるだけで、コイルスプリング（３０Ａ）によって環状バネ導体（３０）を構成しながらオス端子（２０）に組付けることができる。

１ コネクタ装置
２ オス側コネクタ
１０ メス端子
２０ オス端子
３０ 環状バネ導体
３０Ａ コイルスプリング（バネ部材）
３１ 端部
４０ 保持リング
５０ 係止突片（係止部）
５１ 係止フック（係止部）
５１ａ 前端バー（移動規制部）
５１ｂ 側端バー（復元規制部）
Ｘ 軸線方向

Claims (5)

1. 軸線方向に沿って嵌合孔が形成された筒状のメス端子と、
   前記メス端子の嵌合孔に嵌合される柱状のオス端子と、
   前記メス端子と前記オス端子の嵌合面の間に圧縮状態で介在され、メス端子とオス端子の嵌合面に押圧接触することで、前記メス端子と前記オス端子を相互に導通させる環状バネ導体と、
   前記メス端子の嵌合孔の内周または前記オス端子の外周の一方に後付けで嵌合固定される保持リングと、
   を有し、
   前記環状バネ導体は、直線状の形態への復元性を有するバネ部材を環状に湾曲させたものであり、
   前記保持リングには係止部が設けられ、該係止部に、前記バネ部材の周方向の端部が係止されている、
   端子構造。
2. 前記環状バネ導体は、
   前記直線状の形態への復元性を有するバネ部材として、導電性及び弾性を有する金属線条体を螺旋状に巻回したコイルスプリングを用いて、該コイルスプリングを円環状に湾曲させたものであり、
   前記環状バネ導体を構成するために円環状に湾曲させた前記コイルスプリングの周方向の端部が前記保持リングの係止部に係止されている、
   請求項１に記載の端子構造。
3. 前記係止部は、前記コイルスプリングが直線状の形態に戻る方向への復元力を規制するための復元力規制部を備えている、
   請求項２に記載の端子構造。
4. 前記係止部は、更に、前記コイルスプリングの軸線方向の動きを規制するための移動規制部を備えている、
   請求項３に記載の端子構造。
5. 前記係止部は、前記保持リングの軸線方向の端面に突設された突片と、該突片に形成された係止孔と、を有しており、
   前記係止孔に、前記コイルスプリングの周方向の端部が挿入係止されている、
   請求項２に記載の端子構造。

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