JP3784450B2 - リセプタクル型端子 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電気端子、特に平坦なタブ状の雄型端子と接続されるリセプタクル（雌）型端子に関する。斯るリセプタクル型端子は、比較的大電流を流す電流路、例えば電源ラインの接続に使用されることが多い。
【０００２】
【従来の技術とその課題】
対向する接触面を有する非対称端子は既に周知であり、広く応用されている。ここで、一方の接触面は略硬質（非弾性）のベース（基部）であり、他方は弾性部材であって、このベースから離間しており、相手タブ端子が両接触面間に挿入されると、両端子を弾性的に接触又は接続する。
【０００３】
この場合、タブ端子の一面はタブの厚さに無関係にリセプタクル型端子に対して常時特定位置となる。異なる厚さの複数のタブを使用する場合に、各タブ端子が所定ピッチに配列可能であるので、斯る特徴ないし機能を使用することは好ましい。
【０００４】
異なる厚さのタブと接続されるリセプタクル型端子は通常寸法が異なる。リセプタクル型端子が対称形状であれば、即ち箱状のボディから対向する一対の片持ち梁状ビームのコンタクトアームが延出していると、隣接する端子の箱状ボディの外縁は、寸法が異なる端子の場合には同一面とはならない。これは二次ロック（ダブルロック）部材を端子ボディの後方に挿入して、端子をハウジングのキャビティ内に確実に保持する必要がある場合には問題となる。その理由は、一般に二次ロック部材は共通部材であって、一列状の全てのリセプタクル型端子の後方に押込まれるので、端子のレベルが異なると確実にロックできないためである。
【０００５】
従って、コネクタハウジングの特定位置に例えば二次ロック面を有し、異なる厚さのタブ端子と接触可能なリセプタクル型端子の提供が望ましい。
【０００６】
多くの用途では、端子は大きな電流容量を有し、相手端子との接続時の嵌合力が低いリセプタクル型端子が必要となる。更に、リセプタクル型端子は、例えば車両用等の厳しい用途であっても、その寿命中に機械的且つ熱的強度が強い必要がある。また、リセプタクル型端子はできる限り小型且つ安価である必要がある。
【０００７】
従って、本発明の１つの目的は、大電流容量を有し、相手タブ端子との嵌合力が低く、且つコネクタハウジング内で揃った基準面を有する小型且つ安価なリセプタクル型端子を提供することである。
【０００８】
本発明の他の目的は、車両に要求される機械的且つ熱的要件を満足する強度を有する低嵌合力且つ大電流容量のリセプタクル型端子を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述した従来のリセプタクル型端子の課題を解決すると共に上述の目的を実現するために、本発明によるリセプタクル型端子は、相手タブ端子と接触する略箱状の接触部及び相手導体との接続部を有し、前記接触部は該接触部の後端の接続近傍から前記のタブ挿入端に延びる片持ち梁状の上下コンタクトアームを有し、前記接触部の側壁には前記上下コンタクトアームに連結されたサポートビームが形成され、前記上コンタクトアームは前記タブ挿入端近傍に接触面を有するリセプタブル型端子において、前記下コンタクトアームは、前記タブ挿入端で前記接触部の内方且つ後方へカールして形成されるカール部を有し、前記上コンタクトアームの前記接触面と、前記下コンタクトアームの前記カール部の接触面とは、お互いに対抗すると共に所定の空隙で離間している。また、前記上下コンタクトアームはそれぞれスロットにより分割されている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明のリセプタクル型端子の好適実施形態を詳細に説明する。
【００１１】
先ず、図１及び図２を参照して説明する。本発明のリセプタクル型端子２（以下単に端子２という場合もある）は内部コンタクトボディ４と外部弾性ボディ６とを具える。端子２は導体接続部８と接触（コンタクト）部１０とを有する。導体接続部８はワイヤ導体を圧着（かしめ）接続する従来構成である。接触部１０はタブ受容キャビティ１２を有し、そこに相手タブ端子（図示せず）を受けて相互に電気的接触を行う。
【００１２】
内部コンタクトボディ４の接触部１０は基（ベース又は底）壁１４、その両側縁から起立する両側壁１６及び上（又は頂）壁１８を有し、キャビティ１２を包囲する箱（ボックス）状構造である。この接触部１０は、接続部８に取付けられる接続端２０とタブ挿入端２２間に延びる。
【００１３】
次に図６、図７及び図８を参照して説明する。図６乃至図８は、夫々端子２の内部コンタクトボディ４の底面図、その矢印７方向の側面図、及びその矢印８方向の上面図である。
【００１４】
内部コンタクトボディ４の基壁１４は、接続端２０近傍からタブ挿入端２２に向けて軸方向に延びる片持ち梁状コンタクトアームを有する。これらは基壁１４上で反対方向且つ後向きにカールしており、自由端２６は基壁１４上に離間している。このカール部はコンタクトアーム２４の接触部２８を形成し、挿入されるタブ端子に対して弾性的にバイアスされた弧状の下接触面３０を有する。また、この折り返された接触部２８は、タブ端子をコンタクトキャビティ１２内に挿入する際の円滑なタブ用ガイドとしても作用する。基壁１４に沿って延びる１対のコンタクトアーム２４はタブ挿入端２２から接続端２０の近傍までスロット３２により分離され、別個独立してコンタクト３０の移動を可能にすると共に可撓性を付与する。
【００１５】
また、上壁１８は接続端２０の近傍からタブ挿入端２２に延びる片持ち梁状コンタクトアーム３４を有する。コンタクトアーム３４の自由端３６近傍且つ下接触面３０の対向部を下方に曲げて相手タブ端子に対して弾性バイアスする上接触面３８を形成する。対向する上下接触面３０，３８は空隙ｇにより離間しており、この空隙ｇはその間に挿入されるタブ端子の厚さ以下である。この上壁１８に沿って延びるコンタクトアーム３４も１対形成されており、両者は図８に最もよく示す如くスロット３９により接続端２０近傍から自由端３６まで相互に離間している。このスロット３９は金属板の折曲げによる継目４２と位置合せされている。尚、継目４２は必要に応じて溶接その他の方法により相互に確実に連結してもよいこと勿論である。上コンタクトアーム３４はスロット３９により別個に移動可能であると共に可撓性が増強されることとなる。
【００１６】
両側壁１６は下サポートビーム４０と上サポートビーム４２を具える。各サポートビーム４０，４２は接続端２０近傍からタブ挿入端２２近傍に延びている。両サポートビーム４０，４２は相互にスロット４４により分離されて両サポートビーム４０，４２が独立して弾性的に移動することを可能にする。各側壁１６の下サポートビーム４０は直角コーナー部４６を介してタブ挿入端２２の近傍でコンタクトアーム２４に取付けられ、コンタクトアーム２４の弾性力を増加する。しかし、下サポートビーム４０はスロット４８により基壁１４から分離されている。このスロット４８は直角ブリッジ部４６から接続端２０近傍へ延びており、コンタクトアーム２４が弾性バイアスされたとき、その柔軟性を大きくする。側壁１６のサポートビーム４０の直角ブリッジ部４６は、コンタクト部２８の延長前にコンタクトアーム２４に取付けられ、コンタクト部２８が、コンタクトアーム２４の弾性バイアスに加えて、弾性バイアスすることを可能にする。従って、後者は接点又は下コンタクト面３０の弾性運動を強化する。
【００１７】
上コンタクトアーム３４は、その自由端３６において直角ブリッジ部５０を介して側壁弾性ビーム４２に同様に取付けられている。側壁弾性ビーム４２は自由端３６の近傍から接続端２０の近傍まで延びるスロット５２によりコンタクトアーム３４から分離されており、これによりコンタクトアーム３４に可撓性を付与する。上コンタクトアーム３４は必要に応じて弾性サポートビーム４０，４２の相対長及び幅（硬度）を変えることにより下サポートアームと異なる可撓性を付与してもよい。
【００１８】
一般論として、大電流容量にするには、端子の嵌合力が上昇し且つ必要とする接触点も増加する。接触又は接続抵抗によるジュール熱に起因する端子の温度上昇が一般に端子の電流容量を制限する。ここで、熱の大半は接触（続）抵抗により生じる。しかし、接触抵抗を低減すると種々の問題が生じる。これら諸問題の１つは、相手端子との嵌合力が増加することであり、他の１つは端子のコンタクトアームの可撓性が低下することである。後者は一般に相手タブの材料厚さのバラツキが接圧を大きく左右して実用に供しなくなるという問題を伴うことを意味する。これらの問題を克服するには、コンタクトアームの可撓性を大きくすると共に挿入力（嵌合力）を低減する手段が必要である。
【００１９】
しかし、本発明のリセプタクル型端子によると、対向する接触面３８，３０間に間隙ｇを設けることにより嵌合力を低減している。また、高接圧は側壁のサポートビーム４０，４２によりコンタクトアーム２４，３４に特別のサポートを与えると共にスロット４８，５２による可撓性の付与により実現している。
【００２０】
端子２はコネクタハウジングのキャビティ内に位置して使用するものであって、タブ端子を有する相手コネクタと嵌合して使用されるものである。相手コネクタは一般に列状に配置される多数のタブコンタクトを有する。タブコンタクトの各列は所定ピッチ（標準ピッチ）で離間している。コネクタによっては、搬送したい電流の大きさによって異なる幅のタブを有し、幅が広ければ電流容量もそれだけ大きくなる。
【００２１】
一列のタブは例えば幅の小さい６個のタブと、幅の大きい１個のタブとを有する。これらタブ端子は全て同じ金属板を打抜き折曲げ加工して作られる。換言すると、１枚の金属板上に６個の小さいタブと１個の大きい（広い）タブ端子を並べて打抜き、１組として形成する。これらタブ端子を相手コネクタハウジングに組み立てる効果的な手法は、予めモールドされたコネクタハウジングの貫通孔にこれらタブ端子を打込む（スティッチング）ことである。ここで、孔とタブ端子との締りばめ（摩擦干渉）によりタブ端子をハウジングに保持する。この製造方法はハウジングにタブ端子をオーバーモールドするよりも製造コストは安価になるという利点がある。また、この製造方法の他の利点は、タブ端子をハウジングに十分な強度で保持できることである。これは、特に機械的及び熱的に厳しい条件の場合に有効である。異なる寸法のタブ端子を所定ピッチで列状にアライメントするには、相手コネクタと嵌合するために、コネクタのリセプタクル型端子の接触面３８，３０を正しく位置決めする必要がある。コンタクトの電流容量が大きくなり可撓性が低下したために嵌合力が増加する場合には、この精度は特に要求され、また位置と厚さのバラツキに対し一層敏感となる。
【００２２】
更に、タブ端子と嵌合する従来のリセプタクル型端子にあっては、タブ端子の幅が異なると外形寸法も異なりリセプタクルコネクタの複雑さが増加する。その理由は、キャビティ寸法を変えるのみならず、寸法が異なることにより外縁（エッジ）が相互に一致しなくなるので、前述の如く二次ロック機構を使用する場合に問題となる。
【００２３】
リセプタクル型端子の箱状部の後端に形成された肩に、可動バー又はプレート状の二次ロック機構を使用することが一般的である。本発明の実施形態にあっては、箱状接触部１０の接続端２０が後述する二次ロック部材を受けるための肩として作用する。従って、接続端２０の如き二次ロック肩に上縁５６を設け、二次ロック肩のコーナを形成し、コネクタハウジング１２に取付けられた他のリセプタクル端子のコーナとアライメントすることが有効である。ここで、いくつかの端子は異なる幅のタブ端子と嵌合する。
【００２４】
上述の目的は、本発明のリセプタクル型端子２にあっては次のようにして実現している。即ち、端子２を非対称に形成する。上コンタクトアーム３４は略平板状であり、二次ロック肩２０のエッジを定めるコーナ部５６から延びている。上下コンタクトアーム自体は従来の片持ち梁弾性コンタクトアームに比べると比較的硬いが、コンタクトアーム２４，３４とスロット４８，５２により分離された弾性サポートビーム４０，４２により可撓性を付与し、相手タブ端子の厚さのバラツキを調整する十分な可撓性を有し且つ大電流容量及び低挿入力（嵌合力）を保証している。このように比較的硬質とすることにより、接触面３８はコーナ５６に対して基準コンタクト面として作用する。また、これは対向する接触面３０の位置に関係なく常に同じ位置となる。
【００２５】
もし好ましければ、上コンタクトアーム３４の可撓性を下コンタクトアーム２４よりも低下させ、接触面３８のバイアス（偏奇）を異なる寸法のコンタクト（端子）に対して同様にすることも可能である。この場合には、タブ端子の厚さの大きなバラツキを、より大きな可撓性の下コンタクトアーム２４により吸収する。上コンタクトアーム３４はある程度の可撓性を有し、端子の所望寿命中の特定の機械的且つ熱的衝撃下での信頼性を維持するようにする。
【００２６】
異なる厚さのタブ端子を収容可能にするために、端子の外形寸法を変更したり、基準接触面３８の位置に影響を及ぼすことなく、従って、このリセプタクル型端子を収容するコネクタハウジングの設計を変更することなく、接触部２８の折り返し曲げ方を加減することにより間隙ｇを極めて容易に変更することが可能である。これは本発明のリセプタクル型端子２の利点の１つである。
【００２７】
図９及び図１０によく示す如く、外部弾性ボディ６は、ステンレス鋼板を打抜き折曲げ加工により形成され、内部コンタクトボディ４の接触部１０の周囲に配置された矩形箱状体である。従って、外部弾性ボディ６もまた底壁６０、両側壁６４及び上壁６２を有し、夫々内部コンタクトボディ４の対応する底壁、側壁及び上壁に接して配置される。
【００２８】
外部弾性ボディ６は側壁６４から延出するタブ６６により内部コンタクトボディ４に固定される。この固定は、タブ６６を内部コンタクトボディ４の接続部８の近傍の側壁１６にかしめることにより行う。更に、底壁６０から切り起こされたタブ６６は、内部コンタクトボディ４の基（底）壁１４の切り欠き６８に押込まれている。よって、外部弾性ボディ６は内部コンタクトボディ４の接続部８の近傍に固定され、且つ内部コンタクトボディ４のタブ挿入端２２を少し超えて延び、これにより内部コンタクトボディ４の接触部１０全体を実質的に包囲する。外部弾性ボディ６のタブ挿入端２２において、壁６４，６２，６０の外端縁部は、内側に折曲げられ、タブ端子のコネクタハウジングのキャビティ内への挿入を容易にするために、タブ挿入端に丸味を帯びさせる。外部弾性ボディ６の底及び上壁６０，６２は内部コンタクトボディ４のコンタクトアーム２４，３４から所定の空隙が設けられ、これらコンタクトアームが外方へバイアス可能にする。斯る構成は相手タブ端子との嵌合時に特に必要である。
【００２９】
外部弾性ボディ６の上壁６２は斜め上方へ突出する１対の弾性片持ち梁状ロックランス７０を具え、コネクタハウジングのキャビティの肩に対してロックする。これらロックランス７０は円弧状の変形（エンボス）７２により補強しており、更にロック面７６に沿って剪断タブ７４を有し、ハウジングの保持肩に対して力を分散させ、その破損の危険を低減する。
【００３０】
更に、外部弾性ボディ６は側壁６４の面に極性付け（ポーラライゼーション）用突起７８を有し、且つコネクタハウジングのキャビティ内に端子を正しい方向とする作用をする。外部弾性ボディ６を折曲げると、継目８０を生じるが（図１参照）、これは延長部７８を有する側壁６４と当接する。この継目８０は溶接８２で閉じるが、他の手段により固定してもよい。ロックランス７２の位置と、その補強構造により、端子２はハウジングのキャビティからの大きな力に耐えることが可能である。
【００３１】
内部コンタクトボディ４の下コンタクトアーム２４の接触部２８は、高接圧を得ると共に可撓性及びタブ挿入のガイド性を高めるのみならず、自由端２６は接触部３０の近傍にあり且つ底壁１４から離間しているために多くの材料を必要としないという利点を有する。更に、接触部２８の折返しにより、端子の他の部分の外形寸法を変更することなく、タブ端子の異なる厚さに対して容易に変更調節可能である。即ち、端子のスタンピング用ダイ（金型）を少し変更するのみでよい。尚、上述したこと全ては、コンタクトの信頼性を増加する可撓性を有する基準コンタクト３８を保持したままで実現される。
【００３２】
次に、図１１及び図１２を参照して本発明のリセプタクル型端子の他の実施形態を説明する。尚、これらの図中の参照符号は最初の実施形態において使用したものと関連する。この実施形態において、リセプタクル型端子１０２はコンタクトボディ１０４と、そのコンタクト部１１０上に配置される外部弾性ボディ１０６とを有する。内部コンタクトボディ１０４は、リセプタクル部１１０において底壁１１４、両側壁１１６及び上壁１１８を含み、上述した如く箱状構造をなす。底壁１１４はカール部を介して前方に延び、上述した如くコンタクトアーム１２４として作用する。このカール部１２４の反対側には、カールしたコンタクトアーム１２４上の接触面１３０と対向して位置する接触面１３８がある。
【００３３】
片持ち梁状の補助コンタクトアーム１８０が底壁１１４から延び、その自由端は上壁１１８の近傍に配置される。補助コンタクトアーム１８０は、相手タブ端子（図示せず）の挿入方向に対してカールしたコンタクトアーム１２４の後方であり、その上に接触面１８２が形成される。上壁１１８はスリット１８４により分割され、対向する接触面１３８が上壁１１８の前方部１８６上にあり、後方部１８８を定める。後方部１８８は補助コンタクトアーム１８０の自由端１９０の略反対側に配置されている。必要あれば、突起１９２が上壁１１８の後方部１８８に形成され、相手端子と係合する。
【００３４】
安定化のために、これら突起１９２は補助コンタクトアーム１８２から離間して、合計７個の接点が得られるようにする。この７個の接点の中には、前端における１対のコンタクトアーム１２４と上壁１１８の前方部１８６の対向する接触面１３８間の４個の接点と、補助コンタクトアーム１８０及び離間する２個の突起１９２による３個の接点を含む。この実施形態によると、挿入される相手タブ端子との接触が一層安定化するという利点を有する。また、付加された接点により、相手コンタクトとの間の導電特性を改善すると共に接点が千鳥状に配置されているので挿入力を低減するという利点をも有する。
【００３５】
以上、本発明のリセプタクル型端子の好適実施形態を詳細に説明した。しかし、本発明は斯る特定実施形態のみに限定されるべきではなく、本発明を逸脱することなく、特定用途に応じて適宜変形変更が可能であること勿論である。
【００３６】
【発明の効果】
上述の説明から理解される如く、本発明のリセプタクル型端子は、低挿入力且つ高接圧であり且つ基準面を有すると共に安価に製造可能である。更に、基準コンタクトは大きな可撓性を有し、熱的且つ機械的安定性を有する。また、異なる（又は大きなバラツキを有する）厚さのタブ端子に対して容易に適合でき且つ材料を有効活用可能である。弾性外部ボディは内部ボディを効果的に保護すると共にハウジングのキャビティ内に安定確実に着座させることができ、しかも保持力が極めて高いという実用上の顕著な効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明によるリセプタクル型端子の好適例の上面図。
【図２】 図１のリセプタクル型端子の線２−２に沿う断面図。
【図３】 図１のリセプタクル型端子の矢印３方向から見た正面図。
【図４】 図２のリセプタクル型端子の線４−４に沿う断面図。
【図５】 図２のリセプタクル型端子の線５−５に沿う断面図。
【図６】 図１のリセプタクル型端子の底面図。
【図７】 図６のリセプタクル型端子の内部ボディの矢印７方向から見た図。
【図８】 図７のリセプタクル型端子の内部ボディの矢印８方向から見た上面図。
【図９】 図１のリセプタクル型端子の外部ボディの側面図。
【図１０】 図９の外部ボディの矢印１０方向から見た上面図。
【図１１】 本発明によるリセプタクル型端子の他の例の一部断面した側面図。
【図１２】 図１１に示すリセプタクル型端子の正面図。
【符号の説明】
２，１０２ リセプタクル型端子
４，１０４ 内部コンタクトボディ
６，１０６ 外部コンタクトボディ
８，１０８ 接続部
１０，１１０ 接触部
２４，１２４ 下コンタクトアーム
３４ 上コンタクトアーム
４０，４２ サポートビーム
１４，１１４ 下（底）壁
１６，１１６ 側壁
１８，１１８ 上壁
１８０ 補助コンタクトアーム
１３８ 突起

Claims (2)

1. 相手タブ端子と接触する略箱状の接触部及び相手導体との接続部を有し、
   前記接触部は該接触部の後端の接続近傍から前記のタブ挿入端に延びる片持ち梁状の上下コンタクトアームを有し、前記接触部の側壁には前記上下コンタクトアームに連結されたサポートビームが形成され、
   前記上コンタクトアームは前記タブ挿入端近傍に接触面を有するリセプタブル型端子において、
   前記下コンタクトアームは、前記タブ挿入端で前記接触部の内方且つ後方へカールして形成されるカール部を有し、
   前記上コンタクトアームの前記接触面と、前記下コンタクトアームの前記カール部の接触面とは、互いに対向すると共に所定の空隙で離間していることを特徴とするリセプタクル型端子。
2. 前記上下コンタクトアームはそれぞれスロットにより分割されていることを特徴とする請求項１のリセプタクル型端子。

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