JP5354294B2

JP5354294B2 - 雌端子金具

Info

Publication number: JP5354294B2
Application number: JP2010064192A
Authority: JP
Inventors: 明典 ▲高▼田
Original assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Current assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Priority date: 2010-03-19
Filing date: 2010-03-19
Publication date: 2013-11-27
Anticipated expiration: 2030-03-19
Also published as: JP2011198617A

Description

本発明は、雌端子金具に関する。

従来、雌端子金具の一例として、特許文献１に記載のものが知られている。この雌端子金具は、棒状の先端部を有する雄端子を挟持するために先端に向かって対向する間隔が狭まるように形成された弾性接触片を有している。弾性接触片は筒状の絶縁体に保持されており、絶縁体内には、雄端子が挿入された際に弾性接触片が変形して内側の間隔を広げることが可能な空間が設けられている。雄端子が弾性接触片の間に挿入され、弾性接触片の先端に挟持されることで端子間接続が図られる。雄端子が摺動する弾性接触片の表面には、耐摩耗性を付与するためにメッキ等による表面処理が施されている。

特開２００４−１３９７９７号公報

このような構成を電気自動車用の充電コネクタの雌端子金具に適用しようとすると、雄端子が弾性接触片の先端に摺動しながら繰り返し挿抜されるために、雄端子及び弾性接触片に施されたメッキ層が磨耗しやすいという問題点があった。この問題点の一因としては、雄端子を挟持する接点部位が弾性接触片の先端に設けられることによって、弾性接触片に対する雄端子の摺動距離が長いことが挙げられる。

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、雄端子との摺動によるメッキ等の表面処理層の磨耗を防止することが可能な雌端子金具を提供することを目的とする。

本発明は電線に接続される筒状の端子本体と、前記端子本体内に保持され、挿入された雄端子金具に外周から接触する弾性接触片と、を備える雌端子金具であって、前記弾性接触片は、前記端子本体の内壁に沿って延びて前記端子本体内に挿入された前記雄端子金具との間に位置する端子囲壁部と、前記端子囲壁部の奥端に設けた折り返し部から前記雄端子金具の挿入側に向かって延出し前記雄端子金具が当接可能な突き当て部と、を備え、前記端子本体には、前記雄端子金具の先端が前記突き当て部に当接したときに前記弾性接触片の前記折り返し部を支持することで前記端子囲壁部を前記端子本体の軸中心側へと倒れこませて前記雄端子金具の外周に弾性的に接触させる弾性片支持部が設けられていることに特徴を有する。

このような構成によれば、端子本体内に挿入された雄端子金具の先端が弾性接触片の突き当て部に押し当てられることで、弾性接触片の端子囲壁部が端子本体の軸中心側へと倒れ込んでその先端部分が雄端子金具の外周に当接するから、雄端子金具は弾性接触片にほとんど摺動することなく端子囲壁部を介して端子間接続を行うことができる。このように雄端子金具を雌端子金具に摺動させずに電気的接続を行う構成とすることで、雄端子金具との摺動部位に形成されたメッキ等の表面処理層が磨耗するのを抑制することができる。これにより、従来の例えばメッキ等の表面処理層の磨耗を考慮して表面処理層の厚さを厚くする必要がなくなるから、メッキ等の使用量を削減し、材料費低減を図ることが可能である。また、本発明の雌端子金具の構成は、突き当て式接触端子と接続する雌端子金具の構成と似ているが、端子間接続は端子の先端を介するのではなく、端子囲壁部の先端部分が雄端子金具の外周に当接することによってなされるため、例えば触手対策として雄端子の先端に樹脂キャップなどが装着されている場合にも適用が可能である。

前記弾性接触片は筒状をなし、雄端子金具の挿入側から周方向に分割するスリットが少なくとも２つ切り込み形成されていることが望ましい。スリットを設けることで、端子囲壁部をより内側へと撓み易くすることが可能である。これにより剛性が高い材料も適用可能となるから、材料の選択幅を広げることができる。また、弾性接触片がスリットにより複数に分割され、独立した複数のパーツから構成されることで、筒状に一体形成されるよりも、成形を容易にし、製造コストを削減することが可能である。

前記折り返し部の前記端子本体側には、前記弾性片支持部に摺動する円弧面からなる摺動部が形成されていることが望ましい。雄端子金具の先端が弾性接触片の突き当て部に当接したときに、弾性片支持部に対して摺動する折り返し部に端子本体側に円弧面をなす摺動部を設けることで、その摺動がスムーズなものとなり、端子囲壁部を端子本体の軸中心側へと倒れこませやすくすることができる。一例を挙げると、弾性片支持部が角形状を有し、これに摺動する折り返し部にも角形状がある場合、互いに角形状が引っ掛かり折り返し部の摺動が妨げられる虞がある。しかしながら、少なくとも折り返し部の弾性片支持部との摺動部分を円弧面とすれば、弾性片支持部及びその周辺の端子本体の角部に折り返し部がはまり込むことを防止することができるのである。

本発明によれば、雄端子との摺動によるメッキ等の表面処理層の磨耗を防止することが可能な雌端子金具を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る給電コネクタと受電側コネクタの嵌合前の断面図雄端子金具が挿入される前の雌端子金具の断面図図２のＡ−Ａ断面図雌端子金具を構成する弾性接触片の平面図複数の弾性接触片を組み立てた状態の側面図図４の上面図雄端子金具が挿入された状態の雌端子金具の断面図雌端子金具に雄端子金具が電気的に接続された状態の断面図給電コネクタと受電側コネクタの嵌合後の断面図

＜実施形態＞
本発明の一実施形態を図１ないし図９によって説明する。
本実施形態における雌端子金具１０は、図１に示すように、電気自動車等に電気を供給するための給電装置を構成する給電コネクタ３０に適用したものであって、車両に固定された受電側コネクタ４０には、雌端子金具１０に対応した雄端子金具５０が配設されている。以下、それぞれ給電コネクタ３０と受電側コネクタ４０との嵌合面側を前側、給電コネクタ３０の電線３５側及び受電側コネクタ４０の電線４３側を後側として説明する。

受電側コネクタ４０は、円筒状に形成されたコネクタハウジング４１の内部に雌端子金具１０に接続する複数の雄端子金具５０を収容した構成をなしている。コネクタハウジング４１には、給電コネクタ３０との嵌合面側に開口し、後述する給電コネクタ３０の雌端子金具１０を収容した端子収容室３３を個別に挿入可能なフード部４２が形成されている。フード部４２には雄端子金具５０の丸ピン形状をなす接触軸部５１が突設され、接触軸部５１の後端には電線４３が接続されている。なお、接触軸部５１の表面には、銀（合金）メッキが施されている。

給電コネクタ３０は、受電側コネクタ４０と同様に円筒状に形成されたコネクタハウジング３１の内部に複数の雌端子金具１０を収容した構成をなしている。コネクタハウジング３１には、受電側コネクタ４０との嵌合面側に開口するフード部３２が形成されており、フード部３２内には、雌端子金具１０を個別に収容する円筒状の端子収容室３３が突設されている。雌端子金具１０はリテーナ３４に一括保持された状態でコネクタハウジング３１の端子収容室３３にそれぞれ後方から収容される。

端子収容室３３は、図１及び図２に示すようにその前面に端子挿入口３３Ａが開口され、内部は雌端子金具１０を収容できるように中空状に形成されている。端子挿入口３３Ａには、雄端子金具５０の接触軸部５１の外径よりもやや大きい内径をなす端子挿入口３３Ａの後端部に向けて縮径するテーパ形状が施されている。このように接触軸部５１の挿入側となる端子挿入口３３Ａの前端部の内径を大きく形成することで、接触軸部５１を端子収容室３３に挿入しやすい構成としている。

雌端子金具１０は、図２に示すように、その後端に電線３５を圧着して接続する円筒状の端子本体１１と、端子本体１１内に収容される弾性接触片２０と、から構成される。雌端子金具１０は、図３に示すように、端子収容室３３に対して端子本体１１と弾性接触片２０とが同心円状に配されている。

端子本体１１は、銅合金等の導電金属材製であって、図２に示すように、前面を開口し、その内部を中空とした円筒状に形成されている。端子本体１１の内径は、その内壁に沿って配される弾性接触片２０を収容し、かつ弾性接触片２０よりも軸中心側に雄端子金具５０を挿入可能となる大きさとされている。電線３５に接続された基端部側の底面は弾性接触片２０との摺動面となる弾性片支持部１４とされており、端子本体１１の開口部１２には、保持キャップ１５が装着されている。

保持キャップ１５は、端子本体１１内に雄端子金具５０を挿通可能なリング状をなしており、その内径寸法は端子収容室３３の端子挿入口３３Ａと略同等とされている。保持キャップ１５が端子本体１１に装着されることで、弾性接触片２０が端子本体１１から抜け出ないような構成となっている。

次に、弾性接触片２０について説明する。弾性接触片２０は、銅等の導電性金属からなり、その表面には銀（合金）メッキが施されている。図２及び図３に示すように、弾性接触片２０は４枚を円筒状に組み合わせた状態で端子本体１１内に収容されている。各弾性接触片２０は、図４に示すように、端子本体１１の内壁に沿って延出する端子囲壁部２１と、端子囲壁部２１の後端に位置し端子本体１１の弾性片支持部１４に当接する折り返し部２２と、折り返し部２２から端子囲壁部２１を折り返すようにして前方へ延出する突き当て部２３とから構成される。端子囲壁部２１は、端子本体１１の内壁に沿うように円弧状に湾曲した板状をなしており、その幅は前方がやや狭くなるように形成されている。この幅寸法により、４枚の弾性接触片２０を円筒状に組み立てた際には、図５に示すように、弾性接触片２０間における前方にやや広い間隔となるスリット状の隙間が生じる。

さて、折り返し部２２には、端子本体１１側に配される側面がなだらかな円弧面となる摺動部２２Ａが形成されている。折り返し部２２の幅寸法は、端子囲壁部２１側の端部から突き当て部２３の先端に向かって先細となるように設定されている。折り返し部２２によって端子囲壁部２１から折り返された突き当て部２３は、端子囲壁部２１と同様に、外側に向かって湾曲した板状をなし、先細となった先端には端子本体１１に挿入された雄端子金具５０の接触軸部５１に当接する当接面２３Ａが形成されている。突き当て部２３は端子囲壁部２１から離間するように斜め前方に向かって延出しており、４枚の弾性接触片２０を組み合わせた際には、図６に示すように、各当接面２３Ａが互いに環状をなすように軸中心側に配される。

各弾性接触片２０を組み合わせると、図５及び図６に示すように全体として円筒状をなし、その内径は雄端子金具５０の接触軸部５１の外径よりもやや大きくなる。加えて、各当接面２３Ａがなす環状の外径は接触軸部５１の先端部の外径と略一致し、接触軸部５１が押し当てられると、その先端部に対して各当接面２３Ａが偏りなく当接するようになっている。

続いて、雌端子金具１０の組立て手順について説明する。
まず、４枚の弾性接触片２０を図５及び図６のように筒状に組み合わせ、折り返し部２２側から端子本体１１に収容する。続いて、保持キャップ１５を開口部１２に装着することで、端子本体１１に収容された弾性接触片２０を保持するとともにその移動を制限することができる。こうして組み立てられた複数の雌端子金具１０は、リテーナ３４に一括保持された上で給電コネクタ３０のコネクタハウジング３１の端子収容室３３に後方から収容される。

次に、本実施形態における作用について説明する。
給電コネクタ３０を受電側コネクタ４０に嵌合するに際して、雄端子金具５０の接触軸部５１は端子挿入口３３Ａから端子収容室３３内に挿入される。具体的には、図７に示すように、雄端子金具５０の接触軸５１は端子挿入口３３Ａ及び保持キャップ１５を介して、雌端子金具１０の開口部１２から挿入される。この際、接触軸５１はその外周に配された弾性接触片２０に接することなく、突き当て部２３の当接面２３Ａに当接する位置まで進入する。接触軸５１が端子本体１１内にさらに進入し、接触軸５１の先端部が当接面２３Ａに押し当てられると、弾性接触片２０が撓み変形しつつ、端子本体１１の弾性片支持部１４に当接した折り返し部２２の摺動部２２Ａが、軸中心から遠ざかる方向へと摺動する。これと同時に、端子囲壁部２１が軸中心側へと倒れ込み、当該端子囲壁部２１の開口部１２側の内側面が接触軸部５１の外周に弾性的に圧接するようになる。この状態において、給電コネクタ３０と受電側コネクタ４０との嵌合が完了し、両端子間の電気的接続が確立する（図９参照）。

なお、給電コネクタ３０と受電側コネクタ４０との嵌合を解除するに際して、雄端子金具５０の接触軸部５１が雌端子金具１０から引き抜かれる。すると、接触軸部５１により押圧されていた当接面２３Ａに力が加わらなくなるから、軸中心から遠ざかる方向に変位した折り返し部２２が弾性復帰するとともに、接触軸部５１に圧接していた端子囲壁部２１も元の自然状態へと弾性復帰する。このように、弾性接触片２０は繰り返し挿抜される雄端子金具５０に対応可能な構成となっている。

以上説明したように、本実施形態によれば、端子本体１１内に挿入された雄端子金具５０の接触軸部５１の先端が弾性接触片２０の突き当て部２３の当接面２３Ａに押し当てられることで、弾性接触片２０の端子囲壁部２１が端子本体１１の軸中心側へと倒れ込んで端子囲壁部２１の内側面が接触軸部５１の外周に圧接する。これにより、雄端子金具５０は弾性接触片２０にほとんど摺動することなく圧接した端子囲壁部２１を介して端子間を電気的に接続することができる。よって、摺動部位における雄端子金具５０の接触軸部５１と弾性接触片２０の銀（合金）メッキ層が磨耗するのを防止することができる。これにより、従来の例えばメッキ層が磨耗するのを考慮してメッキの被覆厚を厚くしていた場合と比較して、その被覆厚を厚くする必要がないから、使用するメッキ量を削減し、材料費削減を図ることが可能である。また、本実施形態の端子間接続形態は、雄端子金具５０の接触軸部５１の先端を介するのではなく、弾性接触片２０の端子囲壁部２１が接触軸部５１の外側部に圧接することによるため、例えば触手対策として接触軸部５１の先端に樹脂キャップなどが装着されている場合にも適用が可能である。

また、４枚の弾性接触片２０を用いて端子本体１１内において円筒状を構成することで、例えば筒状に一体形成された弾性接触片２０を用いるよりも、成形性を向上させることができる。また、複数の弾性接触片２０により構成すれば、上記一体型に用いる材料よりも剛性の高い材料を用いることが可能となり、材料の選択幅を広げることができる。

また、弾性片支持部１４に摺動する折り返し部２２の摺動部２２Ａを円弧面とすることで、端子本体１１内の角部に摺動部２２Ａが引っ掛かることなく、弾性接触片をより円滑に撓み変形させることができる。

なお、円筒状に組み合わせた状態で端子本体１１内に収容された各弾性接触片２０は前部（保持キャップ１５寄りの部位）において、後部（折り返し部２２寄りの部位）よりも幅寸法が狭く設定されており、結果として隣り合う弾性接触片２０の前部における間隔がやや広くなりスリット状の隙間が生じている。この生じた隙間により、各弾性接触片２０が弾性変形する際に隣り合う弾性接触片２０がその側部の前部において互いに摺動するのを防止することができる。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。

（１）上記一実施形態において、端子本体１１は円筒状をなしていたが、これに限られず、例えば角筒状をなしていてもよい。また、弾性接触片２０も全体として円筒状をなしていたが、これに限られず角筒状や対向して配される平板状に形成されていてもよい。このような構成とすれば、嵌合相手の雄端子金具５０が例えば角柱状をなしている場合や平板状のタブをなしている場合にも適用可能である。

（２）上記一実施形態において、弾性接触片２０を４枚用いて、端子本体１１内に円筒状に組み合わせていた状態で保持されていたが、これに限られず、例えば一対の半割体から構成されていてもよい。また、弾性接触片２０を筒状に一体形成し、端子囲壁部２１のみに複数のスリットを切り込み形成し、突き当て部２３はリング状に連なる態様をなしていてもよい。このような構成とすれば、複数の弾性接触片２０を用いるよりも、端子本体１１内における弾性接触片２０の保持安定性を向上させることができる。

（３）上記一実施形態において、雌端子金具１０は、車両等に電気を供給するための給電コネクタ３０に適用されていたが、これに限られず、例えば電気ソケットやシールドコネクタ等の同軸コネクタに用いられていてもよい。ピン型の接触軸部５１を有する雄端子金具５０を繰り返し挿抜するコネクタに適用すれば、上記一実施形態と同様に摺動部位におけるメッキ層の磨耗を防止する等の効果が期待できる。

１０…雌端子金具
１１…端子本体
１２…開口部
１４…弾性片支持部
１５…保持キャップ
２０…弾性接触片
２１…端子囲壁部
２２…折り返し部
２３…突き当て部
３０…給電コネクタ
３３…端子収容室
４０…受電側コネクタ
５０…雄端子金具
５１…接触軸部

Claims

電線に接続される筒状の端子本体と、
前記端子本体内に保持され、挿入された雄端子金具に外周から接触する弾性接触片と、を備える雌端子金具であって、
前記弾性接触片は、前記端子本体の内壁に沿って延びて前記端子本体内に挿入された前記雄端子金具との間に位置する端子囲壁部と、前記端子囲壁部の奥端に設けた折り返し部から前記雄端子金具の挿入側に向かって延出し前記雄端子金具が当接可能な突き当て部と、を備え、
前記端子本体には、前記雄端子金具の先端が前記突き当て部に当接したときに前記弾性接触片の前記折り返し部を支持することで前記端子囲壁部を前記端子本体の軸中心側へと倒れこませて前記雄端子金具の外周に弾性的に接触させる弾性片支持部が設けられていることを特徴とする雌端子金具。
前記弾性接触片は筒状をなし、雄端子金具の挿入側から周方向に分割するスリットが少なくとも２つ切り込み形成されていることを特徴とする請求項１に記載の雌端子金具。
前記折り返し部の前記端子本体側には、前記弾性片支持部に摺動する円弧面からなる摺動部が形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の雌端子金具。