JP4836149B2 - 導体板と端子金具の接続構造及びコネクタ - Google Patents

Description

この発明は、電気配線用の導体板と端子金具の接続構造と、その接続構造を備えたコネクタに関する。

電気電子機器又は装置の電気配線を行うとき、多数の金属線材の束を樹脂被覆した電線を電気配線として使用するのが一般的であるが、大電流を流す用途においては、配線自体の抵抗分が大きく、電力損失の増加が問題となっていた。そこで、配線自体の抵抗分を低減する手段として、断面が略矩形の平角線や銅等の金属板を打ち抜いた導体板を電気配線として使用し、配線断面における導体部分の占積率を高めることによって配線の抵抗分を低減する方法が使用される場合がある。

従来、略矩形の断面を有する電気配線用の導体に中継コネクタ等の端子金具を接続する構造として、例えば、特許文献１に開示されているように、フラットケーブルの導体部分と端子金具を接続するための構造であって、端子金具に設けたベース部とベース部の側縁から折り返し状に延出された導電部の間にフラットケーブルの導体部分を挟み、溶接によって導通可能に固着されたものがあった。この接続構造は、溶接部に生じる発熱を上記ベース部等によって分散させ、相手側端子金具と嵌合する接触部が高温状態になりにくくすることによって該接触部表面の変質を抑制し、相手側端子金具との良好な電気的な導通を確保するものである。

また、特許文献２には、所定形状に打ち抜いた金属板材から形成され、略平板状の端子本体と電線圧着部との間に設けられた略平板状の連結部を備えたアース端子金具であって、連結部には両側縁から一対に延出された第１の補強板が設けられ、連結部に端子本体の一部を折り曲げた第２の補強板を重ね合わせ、さらに第１の補強板を折り曲げて、連結部と第１の補強板の間に第２の補強板を挟み、第２の補強板が連結部から離間しないように固定した接続構造が開示されている。

従来、導体板と端子金具の接続は、図６に示すように、電気配線用の導体板１０と雄側端子金具１２をかしめ加工によって接続する構造が用いられていた。この接続構造は、雄側端子金具１２の端子金具側接続部１６が、導体板１０の導体板側接続部２６を包むようにかしめる構造である。導体板側接続部２６は、その長手方向と直交する断面が略矩形で、金属板の表裏面は、雄側端子金具１２が当接する略平坦な面に形成されている。

雄側端子金具１２は、例えば、薄い金属板から打ち抜かれた１枚の形成片を曲げ加工等することによって形成され、先端側には、図示しない相手側の雌側端子金具に嵌合する挿入部１８が設けられている。挿入部１８の円筒状部分には、壁面の一部を斜め後方に向けて切り起こして形成された係止片１８ａが設けられている。

この接続構造のかしめ加工は、図７に示すように、一対のかしめ片１６ｃの２つの先端１６ｃが、導体板側接続部２６の表面に食い込んで、かしめられる。このとき、一対のかしめ片１６ｃの各先端１６ｃは、導体板側接続部２６の表面を滑りながら導体板側接続部２６表面を塑性変形させて、左右に広がる角度に食い込む。従って、かしめ加工後の状態は、図７（ｃ）に示すように、かしめ片１６ｃは、導体側接続部１４の表面の浅いところに留まってしまう。
特開２００１−２５０６０９号公報 特開２００４−８７１３９号公報

特許文献１の端子金具とフラットケーブルとの接続構造は、溶接を前提としたものである。従って、相手側端子金具と嵌合する接触部にその発熱が伝わらないように発熱を防ぐ必要があるとともに、端子金具と導電部分とは、良好な接合状態を得るために溶接部分を十分発熱させなければならない。このことから、この互いに相反する溶接条件を良好に満たした接続構造は容易には得られないものである。また、端子金具及びフラットケーブルの各接続部分の表面状態（汚れ、酸化等）の管理や、溶接装置及び溶接用電極のメンテナンス等も非常に煩雑で面倒であった。

また、特許文献２のアース端子金具が有する、第１の補強板をかしめることにより第２の補強板を連結部上面に固定する構造は、第２の補強板と連結部とをある程度の強度で固定することはできるが、第２の補強板と連結部との接触部分を低抵抗に電気的接続させるということについては考慮されていない。従って、上述した大電流を流す略矩形の断面を有する導体と中継コネクタ等の端子金具との間で、低抵抗に電気接続させなければならない用途には不十分な接続構造であった。

また、従来の導体板と端子金具の接続構造のかしめ加工は、図７（ｃ）に示すように、かしめ片１６ｃは、導体側接続部１４の表面の浅いところに留まってしまうので、充分な接触状態が得られず、接触抵抗が高く、特に大電流を流す装置の接続構造には適用できないものであった。

さらに、大電流を流す略矩形断面の導体を使用して電気配線を分岐させる場合においても、上記と同様の理由から、それに適した接続構造の分岐用コネクタを実現することができなかった。

この発明は、上記背景技術に鑑みて成されたもので、簡単な作業で組み立てることができ、良好な機械的及び電気的接続状態を実現することが可能な導体板と端子金具の接続構造、及びその接続構造を有したコネクタを提供することを目的とする。

この発明は、電気的接点を構成する端子金具と、端部に前記端子金具が取り付けられる電気配線用の導体板とから成り、前記端子金具には前記導体板に接続する端子金具側接続部が設けられ、前記導体板には前記端子金具側接続部が固定される導体板側接続部が設けられ、前記端子金具側接続部と前記導体板側接続部とを互いに接続固定して成る接続構造であって、前記端子金具側接続部は、前記導体板側接続部の一方の面が当接する底板と、前記底板から左右に延設され、前記導体板側接続部の両側端面及び他方の面を覆う一対のかしめ片とを備え、前記導体板側接続部の一方の面には、前記一対のかしめ片の先端部が内面に当接可能に開口し断面がＶ字状の凹部が形成され、前記導体板側接続部と前記端子金具側接続部とを接続する際、前記一対のかしめ片の先端部が前記凹部内に係止されかしめられ、前記一対のかしめ片が前記凹部のＶ字形の頂点の方向に食い込んで前記導体板側接続部が塑性変形し、前記導体板側接続部の内側に前記一対のかしめ片が広がって固定されて成る導体板と端子金具の接続構造である。

またこの発明は、電気的接点を構成する複数の端子金具と、端部に前記端子金具が取り付けられる複数の接続部が設けられた電気配線用の導体板とから成り、前記端子金具には前記導体板に接続する端子金具側接続部が設けられ、前記導体板には前記端子金具側接続部が固定される導体板側接続部が設けられ、前記端子金具側接続部と前記導体板側接続部とを互いに接続固定して成るコネクタであって、前記端子金具側接続部は、前記導体板側接続部の一方の面が当接する底板と、前記底板から左右に延設され、前記導体板側接続部の両側端面及び他方の面を覆う一対のかしめ片とを備え、前記導体板側接続部の一方の面には、前記一対のかしめ片の先端部が内面に当接可能に開口し断面がＶ字状の凹部が形成され、前記導体板側接続部と前記端子金具側接続部とを接続する際、前記一対のかしめ片の先端部が前記凹部内に係止されかしめられ、前記一対のかしめ片が前記凹部のＶ字形の頂点の方向に食い込んで前記導体板側接続部が塑性変形し、前記導体板側接続部の内側に前記一対のかしめ片が広がって固定されて成るコネクタである。

前記導体板側接続部の一方に雄側端子金具が取り付けられ、前記導体板側接続部の他方には雌側端子金具が取り付けられ、前記雄側端子金具と前記雌側端子金具の一方が複数設けられ、前記導体板は分岐した電気配線を形成するものである。

この発明の導体板と端子金具の接続構造によれば、かしめ片の先端部が導体側接続部に深く食い込み、導体板側接続部と端子金具側接続部との接続が確実となり、さらに接触面積が増えるので、両接続部間の機械的な接続強度が向上するとともに、接触抵抗の小さい良好な電気的接続状態を得ることができる。

また、この発明の導体板と端子金具の接続構造の組み立てにおいては、溶接装置のような特別な設備が不要で、端子金具に電線を圧着する一般的な圧着ペンチやその他の圧着装置等をそのまま利用することができる。また、溶接のように端子金具が高温状態になるおそれがないので、相手側端子金具に嵌合する接触部表面が酸化する等の導通阻害要因は生じない。

さらに、本発明のコネクタは、複数の配線側接続部が延設された導体板を有し、各配線側接続部に対し、端子金具が上記の接続構造で接続されているので、機械的に強く固定され、かつ電気的にも低抵抗で電気配線の接続や分岐等を行うことができる。

以下、この発明の導体板と端子金具の接続構造の一実施形態について、図１〜図３に基づいて説明する。本実施形態は、電気配線用の導体板１０と雄側端子金具１２をかしめ加工によって接続した構造であり、図１は、かしめ加工を行う前の状態を、図２は、かしめ加工を行った後の状態を示している。

導体板１０は、図１に示すように、銅板等の電気伝導性に優れた金属板を一体に打ち抜いて製作され、終端に導体板側接続部１４が延設されている。導体板側接続部１４は、その長手方向と直交する断面が略矩形で、金属板の一方の面である下面は、後述する雄側端子金具１２の底板１６ａに当接する略平坦な面に形成されている。導体板側接続部１４の他方の面である上面には、中央部分に長手方向と直交する断面が略Ｖ字状で導体板側接続部１４の長手方向に沿って形成された凹部１４ａが設けられている。

雄側端子金具１２は、例えば、薄い金属板から打ち抜かれた１枚の形成片を曲げ加工等することによって形成されている。先端側には、図示しない相手側の雌側端子金具に嵌合する挿入部１８が設けられ、挿入部１８は形成片を円筒状に丸め、その端部を半球状に塞いだ形状を有している。そして、挿入部１８の円筒状部分には、壁面の一部を斜め後方に向けて切り起こして形成された係止片１８ａが複数設けられている。係止片１８ａは、雄側端子金具１２が図示しないコネクタハウジングの端子収納キャビティ内に所定の位置まで挿入されると、その先端部１８ｂが端子収納キャビティ内に設けられた係止部に突き当たって、雄側端子金具１２を抜け止めするものである。

一方、雄側端子金具１２の後端側には、導体板側接続部１４が取り付けられる端子金具側接続部１６が設けられている。端子金具側接続部１６は、導体板側接続部１４の下面が当接する底板１６ａと、底板１６ａの左右から導体板側接続部１４の両側端面に沿って略直角方向に立設し、互いに対向する一対のかしめ片１６ｂとを備えている。

ここで、導体板側接続部１４と端子金具側接続部１６との相対的な関係について説明する。端子金具側接続部１６の底板１６ａの端子挿入方向長さは、導体板側接続部１４の長手方向長さよりも長い平坦部分を備えている。また、かしめ片１６ｂの端子挿入方向長さは、導体板側接続部１４の凹部１４ａの長さよりもやや短めに設定されている。また、かしめ片１６ｂの付け根から先端までの長さは、後述するかしめ加工後の状態で、導体板側接続部１４の側面及び上面をちょうど覆うことができる程度の長さに設定されている。

次に、端子金具側接続部１６と導体板側接続部１４のかしめ加工について説明する。かしめ加工は、端子金具側接続部１６内に導体板側接続部１４を配置し、端子金具側接続部１６を外側から包むようにして行う。かしめ加工には、例えば図３に示すような、公知の圧着ペンチやその他のかしめ加工治具２０等を用いる。

先ず、かしめ加工治具２０の下歯２２に形成された凸型２２ａ先端の支持面２２ｂに、端子金具側接続部１６の底板１６ａを下向きにして載置する。次に、上歯２４を下歯２２に噛み合せるように移動させる。すると、一対のかしめ片１６ｂは、先端１６ｃ及びその外側面が凹型２４ａ内側の曲面状の誘導面２４ｂ沿って摺動して塑性変形する。さらに、先端１６ｃが凹型２４ａに沿って湾曲し、その最深部を経て尖鋭部２４ｃに向かってさらに湾曲し、導体板側接続部１４の上面中央部に向かって湾曲しながら塑性変形する。

一対のかしめ片１６ｃの２つの先端１６ｃは、導体板側接続部１４の上面達すると、凹部１４ａに係止されて、Ｖ字形の頂点の方向に食い込んで内側に広がり始める。そして、図２（ａ）（ｂ）に示すように、導体板側接続部１４を塑性変形させ、十分に深くまで食い込んだところでかしめ加工が完了する。

導体板１０及び導体板側接続部１６は、導電率が高く比較的軟らかい銅等の素材が適している。一方、雄端子金具１２は、相手側端子金具に抜き差しされることから、構造体としての所定の強度を維持する必要があるため、比較的硬い特殊銅合金と呼ばれる素材等などが用いられている。従って、比較的硬い素材でできたかしめ片１６は、図３（ｃ）に示すように、軟らかい素材の導体側接続部１４中に深く食い込むことができる。

以上説明したように、本実施形態の導体板と端子金具の接続構造によれば、電気配線用の導体板１０の導体板側接続部１４の上面に凹部１４ａが設けられ、導体板側接続部１４と端子金具側接続部１６とをかしめ加工により接続するとき、端子金具側接続部１６が導体板側接続部１４の周囲を覆い、さらに一対のかしめ片１６ｂの各先端１６ｃが凹部１４ａ内に係止されてかしめ固定されるので、かしめ片１６ｂの先端１６ｃが導体板側接続部１４に深く食い込み、導体板側接続部１４と端子金具側接続部１６との接触面積が増える。従って、両接続部１４，１６の機械的な接続強度が向上するとともに、接触抵抗の小さい良好な電気的接続状態を得ることができる。

また、本実施形態の導体板と端子金具の接続構造は、一般的な圧着ペンチやその他の圧着装置等の治具をそのまま利用することができる。また、溶接のように端子金具が高温状態になることがないので、相手側端子金具に嵌合する接触部表面が酸化する等の導通阻害要因は生じない。

次に、この発明の導体板と端子金具の接続構造を適用したコネクタの一実施形態である分岐用コネクタ３０について、図４、図５に基づいて説明する。なお、上述した導体板と端子金具の接続構造の実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

分岐用コネクタ３０は、図４に示すように、２つの雄側端子金具１２と、１つの雌側端子金具３２と、これらの端子金具１２，３２が取り付けられる３つの接続部を有する電気配線手段であるＹ字形の導体板３６とで構成されている。そして、２つの雄側端子金具１２は、導体板３６のＹ字の分岐側の２つの終端に、１つの雌側端子金具３２は、Ｙ字の集約側の１つの終端に、上述した実施形態にかかる導体板と端子金具の接続構造により取り付けられている。すなわち、この分岐用コネクタ３０は、雌側端子金具３２が取り付けられた導体体３６の一端に流れ込む電流を２つの経路に分岐させ、雄側端子金具１２が取り付けられた２つの終端から分岐電流を流出させる働きをする。

導体板３６は、図５（ａ）に示すように、銅板等の電気伝導性に優れた金属板を一体に打ち抜いて製作された略Ｙ字形の電気配線手段であって、３つの終端に導体板側接続部３４ａ，３４ｂ，３４ｃが延設されている。導体板側接続部３４ａ，３４ｂ，３４ｃは、長手方向と直交する断面が略矩形で、下面は後述する雄側端子金具１２の底板１６ａに当接する略平坦な面であって、上面中央部分には、長手方向と直交する断面が略Ｖ字状で導体板側接続部１４の延設方向に形成された凹部１４ａが各々設けられている。

雌側端子金具３２は、図５（ｂ）に示すように、例えば、上記雄側端子金具１２と同様に、薄い金属板から打ち抜かれた１枚の形成片を曲げ加工等することによって形成されている。先端側には、図示しない相手側の雄側端子金具に嵌合する挿入受部３８が設けられ、挿入受部３８は形成片を円筒状に丸め、その端部が開口した形状を有している。そして、挿入受部３８の円筒状部分には、壁面の一部を斜め後方に向けて切り起こして形成された係止片３６ａが複数設けられている。係止片３８ａは、雌側端子金具３２が図示しないコネクタハウジングの端子収納キャビティ内に所定の位置まで挿入されると、その先端部３８ｂが端子収納キャビティ内に設けられた係止部に突き当たって、雌側端子金具３２を抜け止めするものである。

一方、雌側端子金具３２の後端側には、上記雄側端子金具１２と同一の構造であって、導体板側接続部３４ｃに取り付けられる端子金具側接続部１６が設けられている。端子金具側接続部１６は、導体板側接続部１４の下面が当接する底板１６ａと、底板１６ａの左右から略直角方向に立設して互いに対向する一対のかしめ片１６ｂとを備えている。

次に、導体板側接続部３４ａ，３４ｂ，３４ｃと、各接続部に取り付けられる端子金具の端子金具側接続部１６との相対的な関係について説明する。端子金具側接続部１６の底板１６ａの端子挿入方向長さは、導体板側接続部３４ａ，３４ｂ，３４ｃの延設方向長さよりも長い平坦部分を備えている。また、かしめ片１６ｂの端子挿入方向長さは、導体板側接続部３４ａ，３４ｂ，３４ｃの凹部１４ａの長さよりもやや短めに設定されている。かしめ片１６ｂの付け根から先端までの長さは、後述するかしめ加工後の状態で、導体板側接続部３４ａ，３４ｂ，３４ｃの側面及び上面をちょうど覆うことができる程度の長さに設定されている。

各端子金具側接続部１６と導体板側接続部３４ａ，３４ｂ，３４ｃのかしめ加工は、上述の端子金具側接続部１６と導体板側接続部１４のかしめ加工と同様であるので説明を省略する。

以上説明したように、本実施形態の分岐用コネクタ３０によれば、３つの導体板側接続部３４ａ，３４ｂ，３４ｃが延設された導体板３６を備え、各配線側接続部３４ａ，３４ｂ，３４ｃに対し、雄側と雌側を含む複数の端子金具１２，３２が上記の接続構造で接続されているので、各接続部は機械的に強く接続され、かつ電気的にも低抵抗に電気配線の分岐を行うことができる。また、導体板３６の厚みを厚くするなどして変形しにくい形状にし、さらに絶縁が必要な導電部分だけを部分的に樹脂コーティング等すれば、導体板３６等の導電部分全体を収納する樹脂ケース等を製作する必要がなく、簡単で安価な分岐用コネクタを提供することができる。

なお、この発明の導体板と端子金具の接続構造、及び分岐用コネクタは、上記実施形態に限定されるものではなく、導体板の素材は、比較的導電率が高く、所定の構造強度を備えたものであればよく、銅、真鍮、りん青銅、その他の銅合金等や一般に電気配線に使用される金属素材の中から適宜選択すればよい。また、端子金具の素材は、導体板の素材よりも硬い素材であればよく、導電率も高い素材が好ましい。さらに、導体板及び端子金具表面の酸化防止用メッキ処理等の表面処理の有無等については特に問わない。

また、導体板及び導体板側接続部は、板状に一体に形成されたものであればよく、打ち抜き、切り出しなどの製造方法は問わない。また、導体板側端子接続部の断面形状は、厳密な矩形である必要はなく、例えば、角部にバリ取り等が施された略楕円形の断面等であってもよい。

また、導体板側端子接続部上面に設けられた凹部は、断面Ｖ字の形状に限定されるものではなく、かしめ加工時に一対のかしめ片の先端を係止し、かしめ片の先端が良好に食い込むことができる形状及び寸法であれば、コの字形、台形その他の断面形状であってもよく、深さや幅寸法についても自由に設定することができる。

また、端子金具は、挿入部、挿入受部、係止部等の形状は任意であり、本発明に係る端子側金具側接続部の形態を備えるものであればよい。

さらに、この発明のコネクタにおいては、導体板に１つ以上の雌側端子金具と１つ以上の雄側端子金具が取り付けられたものであればよく、使用される電気・電子機器の構造や電気配線のレイアウトに合わせて自由に設定することができる。

この発明の導体板と端子金具の接続構造の一実施形態のかしめ加工前の状態を示す平面図（ａ）、Ａ−Ａ断面図（ｂ）である。 本実施形態接続構造のかしめ加工後の状態を示す平面図（ａ）、Ａ−Ａ断面図（ｂ）、Ａ−Ａ断面の拡大図（ｃ）である。 本実施形態のかしめ加工に用いるかしめ加工用治具の構造を示す斜視図である。 この発明のコネクタの一実施形態を示す平面図である 本実施形態のコネクタを構成する導体板の平面図（ａ）、雌側端子金具の平面図（ｂ）である。 従来の一般的な導体板と端子金具の接続構造のかしめ加工前の状態を示す平面図（ａ）、Ａ−Ａ断面図（ｂ）である。 従来の一般的な導体板と端子金具の接続構造のかしめ加工後の状態を示す平面図（ａ）、Ａ−Ａ断面図（ｂ）、Ａ−Ａ断面の拡大図（ｃ）である。

符号の説明

１０ 導体板
１２ 雄側端子金具
１４ 導体側接続部
１４ａ 凹部
１６ 端子金具側接続部
１６ａ 底板
１６ｂ かしめ片
１６ｃ 先端
３０ 分岐用コネクタ
３２ 雌側端子金具
３４ａ，３４ｂ，３４ｃ 導体板側接続部
３６ 導体板

Claims (3)

1. 電気的接点を構成する端子金具と、端部に前記端子金具が取り付けられる電気配線用の導体板とから成り、前記端子金具には前記導体板に接続する端子金具側接続部が設けられ、前記導体板には前記端子金具側接続部が固定される導体板側接続部が設けられ、前記端子金具側接続部と前記導体板側接続部とを互いに接続固定して成る接続構造において、
   前記端子金具側接続部は、前記導体板側接続部の一方の面が当接する底板と、前記底板から左右に延設され、前記導体板側接続部の両側端面及び他方の面を覆う一対のかしめ片とを備え、
   前記導体板側接続部の一方の面には、前記一対のかしめ片の先端部が内面に当接可能に開口し断面がＶ字状の凹部が形成され、
   前記導体板側接続部と前記端子金具側接続部とを接続する際、前記一対のかしめ片の先端部が前記凹部内に係止されてかしめられ、前記一対のかしめ片が前記凹部のＶ字形の頂点の方向に食い込んで前記導体板側接続部が塑性変形し、前記導体板側接続部の内側に前記一対のかしめ片が広がって固定されることを特徴とする導体板と端子金具の接続構造。
2. 電気的接点を構成する複数の端子金具と、端部に前記端子金具が取り付けられる複数の接続部が設けられた電気配線用の導体板とから成り、前記端子金具には前記導体板に接続する端子金具側接続部が設けられ、前記導体板には前記端子金具側接続部が固定される導体板側接続部が設けられ、前記端子金具側接続部と前記導体板側接続部とを互いに接続固定して成るコネクタにおいて、
   前記端子金具側接続部は、前記導体板側接続部の一方の面が当接する底板と、前記底板から左右に延設され、前記導体板側接続部の両側端面及び他方の面を覆う一対のかしめ片とを備え、
   前記導体板側接続部の一方の面には、前記一対のかしめ片の先端部が内面に当接可能に開口し断面がＶ字状の凹部が形成され、
   前記導体板側接続部と前記端子金具側接続部とを接続する際、前記一対のかしめ片の先端部が前記凹部内に係止されてかしめられ、前記一対のかしめ片が前記凹部のＶ字形の頂点の方向に食い込んで前記導体板側接続部が塑性変形し、前記導体板側接続部の内側に前記一対のかしめ片が広がって固定されることを特徴とするコネクタ。
3. 前記導体板側接続部の一方に雄側端子金具が取り付けられ、前記導体板側接続部の他方には雌側端子金具が取り付けられ、前記雄側端子金具と前記雌側端子金具の一方が複数設けられ、前記導体板は、分岐した電気配線を形成する請求項２記載のコネクタ。

Images