JP5561551B2

JP5561551B2 - 雌側端子金具

Info

Publication number: JP5561551B2
Application number: JP2010274966A
Authority: JP
Inventors: 翔平三井
Original assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Current assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Priority date: 2010-12-09
Filing date: 2010-12-09
Publication date: 2014-07-30
Anticipated expiration: 2030-12-09
Also published as: JP2012124072A

Description

本発明は、雌側端子金具に関する。

従来より、相手の雄側端子金具と接続可能な雌側端子金具が知られている（例えば特許文献１）。この雌側端子金具は筒状の接続部を備え、接続部の内部には、相手側の雄タブに対して弾性的に接触する弾性接触片が設けられている。弾性接触片は、接続部の底板に接触する支点部から前方に向かって、少しずつ底板から離れるように延び、その先端寄りの部分が、雄タブに対して接触する接点部となっている。この弾性接触片が、接続部に挿入された雄タブに対して弾性的に接触した状態となることで、所定の接触圧が確保され、接続信頼性が高められている。

特許第４０７８５６４号公報

上記のような構成の雌側端子金具では、雄タブを接続部に挿入する際、その挿入力は、弾性接触片の撓み量の増加に伴って弾性接触片の弾発力が増加するのに従い大きくなる。したがって、最終的に十分な接触圧を確保しようとすると、挿入力は大きくなりやすく、挿入力を小さくしようとすると、十分な接触圧を確保することが難しいという問題がある。

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、接続信頼性を低下させることなく、挿入力の低減を図ることが可能な雌側端子金具を提供することを目的とする。

本発明の雌側端子金具は、筒状の接続部を備え、この接続部の内部に、相手側の雄タブに対して弾性的に接触する弾性接触片が設けられた雌側端子金具であって、前記弾性接触片は、自然状態で前記接続部の底板に接する第１支点部を有し、前記第１支点部から前記雄タブに接触する接点部にかけては、前記底板側に凸の弧状をなし、前記接点部が前記雄タブに接触して前記弾性接触片が弾性撓みするのに伴い、前記第１支点部よりも前記接点部に近い部分が前記底板に接して第２支点部となるものである。

ここで、弾性接触片の接点部と支点部（底板に接する部分）との間の長さ寸法が小さいほど、同じ撓み量で大きな弾発力を生ずる。したがって、本発明によれば、弾性接触片が弾性撓みし始めた当初は、接点部と支点部（第１支点部）との間の長さ寸法が大きいので、弾性接触片の弾発力は小さく、相手側端子との接続が完了したときには、接点部と支点部（第２支点部）との間の長さ寸法が小さくなって、弾発力は大きくなる。これにより、雄タブの挿入力を小さく抑えつつ、最終的には十分な接触圧を確保することができ、もって接続信頼性を低下させることなく、挿入力の低減を図ることができる。

また、前記弾性接触片は、前記底板に沿って前方に延びる片持ち状をなし、前記雄タブは、前記接続部に対して前方から挿入されるようになっており、前記弾性接触片のうち前記第１支点部の後側の部分は、前記底板から浮いた形状をなしているものとしてもよい。

本発明によれば、接続信頼性を低下させることなく、挿入力の低減を図ることが可能な雌側端子金具を提供することができる。

本実施形態にかかる雌側端子金具の一部拡大断面図雌端子金具の展開図雄タブが弾性接触片に当たり始めた状態を示す雌端子金具の一部拡大断面図弾性接触片が撓んで支点部が移動した状態を示す雌端子金具の一部拡大断面図雄側端子金具との接続が完了した状態を示す雌端子金具の一部拡大断面図従来型の雌側端子金具の一部拡大断面図別型の雌側端子金具の一部拡大断面図各型の雌側端子金具について撓み量と弾発力との関係を概略的に示したグラフ

＜実施形態＞
以下、本発明を具体化した一実施形態について、図１〜図８を参照しつつ詳細に説明する。
本実施形態における雌側端子金具１０は、図示しない電線の端末に接続され、相手の雄側端子金具２０と接続するものであり、雄側端子金具２０に設けられた雄タブ２１と連結する。以下、各構成部材において、図１における左側（雄側端子金具２０が接続される側）を前方とし、その反対側を後方、また上側を上方、下側を下方として説明する。

雌側端子金具１０は、伝導性の板材をプレスする事によって、図２に示すように、帯状片３１に対して所定の間隔で連結された端子形成板材３２を形成し、この端子形成板材３２を曲げ加工、切り起こし加工、叩き出し加工等して雌側端子金具１０を形成したのちに、各雌側端子金具１０を帯状片３１から切り離すことで形成される。

雌側端子金具１０は、雄タブ２１が挿入される筒状の接続部１１を備え、この接続部１１の内部に、雄タブ２１に対して弾性的に接触する弾性接触片１２が設けられたものである。雌側端子金具１０は、全体として前後方向に細長い形状をなし、接続部１１の後方には、電線の端末に接続されるバレル部が備えられ、バレル部は、電線の被覆をかしめつけるインシュレーションバレルと、電線の芯線をかしめつけるワイヤバレルとを備えている。なお、図２の展開図には、端子形成板材３２が曲げ加工等された後に、インシュレーションバレルとワイヤバレルとをそれぞれ構成するインシュレーションバレル構成部３３およびワイヤバレル構成部３４を示した。

接続部１１は、前後方向に細長く延びる角筒状をなし、詳しくは、底板１１Ａと、底板１１Ａの幅方向両端縁から上方へ起立した一対の側板１１Ｂと、一対の側板１１Ｂの一方の上端から他方の上端に向けて曲げ形成され、底板１１Ａに対して略平行に配された天板１１Ｃとを備えている。この接続部１１内には、前方に設けられたタブ挿通孔１３から雄タブ２１が挿入される。なお、雄タブ２１の先端部２２は、先端に向かって少しずつ厚さ寸法（上下方向の寸法）が小さくなる形状をなしている。

天板１１Ｃには、弾性接触片１２とは反対側から雄タブ２１に接触する接触部１４が形成されている。接触部１４は、天板１１Ｃを部分的に内側（下側）へ叩き出すことによって形成され、前後方向に長い形状をなしている（図２参照）。接触部１４は、天板１１Ｃのうち前端寄りの部分に形成され、その略全体は底板１１Ａと平行をなしている。雄側端子金具２０と雌側端子金具１０とが正規に接続した状態では、雄タブ２１の先端部２２は接触部１４の後端位置に至り、接触部１４の略全体が雄タブ２１に接触する（図５参照）。

接続部１１内には、雄タブ２１に弾性的に接触する弾性接触片１２が設けられている。弾性接触片１２は、底板１１Ａに沿って前方に延びる片持ち状をなし、上下方向に弾性変形可能となっている。弾性接触片１２の先端寄りの部分は、雄タブ２１に接触する接点部１５とされている。接点部１５は、エンボス加工によって上方に膨出形成されてなり、弾性接触片１２の自然状態においては、接点部１５と接触部１４との間隔は、雄タブ２１の厚さ寸法より若干小さい寸法に設定されている。接点部１５は、図２の展開図に示すように、平面視すると前後方向に長い形状をなし、前端側が幅狭となっている。また、接点部１５を側方から見た断面形状は、前側部分よりも後側部分の傾斜がきつい山形状をなしている。

弾性接触片１２は、自然状態で接続部１１の底板１１Ａに接する第１支点部１６を有している。第１支点部１６は、接触部１４よりも後方にずれて位置している。弾性接触片１２は、第１支点部１６を下側にして、第１支点部１６の前方および後方に連続して延びる緩い弧状に曲げ形成されている。これにより、第１支点部１６から接点部１５にかけては、底板１１Ａ側に凸の緩い弧状をなし、また、第１支点部１６の後側の部分（接点部１５とは反対側の部分）は、底板１１Ａから浮いた状態になっている。なお、この底板１１Ａからの浮き上がり量は、接点部１５の底板１１Ａからの浮き上がり量よりも小さい。

そして、接点部１５が雄タブ２１に接触して弾性接触片１２が弾性撓みするのに伴い、第１支点部１６よりも前側の部分（接点部１５に近い部分）が底板１１Ａに接して第２支点部１７となる（このような支点部の移動については後ほど詳しく説明する）。なお、図２の展開図には、曲げ加工等された後に弾性接触片１２を構成する接触片構成部３５を示した。接触片構成部３５は、全体として前後方向に細長く、前端部分は後端部分よりも幅狭とされている。

接続部１１の底板１１Ａには、弾性接触片１２の下方への撓みを許容する撓み許容窓１８が開放されている。撓み許容窓１８は、底板１１Ａのうち弾性接触片１２の先端部の下方に対応する位置に形成され、弾性接触片１２が下方に弾性撓みしたときに、先端部がこの撓み許容窓１８に嵌まり込むことで、弾性接触片１２の弾性撓み量を大きくしている。

次に、雌側端子金具１０と雄側端子金具２０との接続動作について、図８のグラフを参照しつつ説明する。なお、図８のグラフは、弾性接触片の撓み量（接点部１５の下方への変位量）に対する、弾性接触片の弾発力（接点部１５が雄タブ２１を上方に押す力）を、ＣＡＥ（Computer Aided Engineering）により解析したものであり、Ｘ軸が弾性接触片の撓み量を示し、Ｙ軸が弾性接触片の弾発力を示している。また、図８のグラフには、本実施形態の雌側端子金具１０の弾性接触片１２の弾発力Ｒ１（実線で示した）と、これとの比較のために後ほど説明する、従来型の雌側端子金具４０の弾性接触片４１の弾発力Ｒ２（点線で示した）と、別型の雌側端子金具５０の弾性接触片５１の弾発力Ｒ３（一点鎖線で示した）とを示している。

雌側端子金具１０と雄側端子金具２０とを接続する際、雄側端子金具２０の雄タブ２１を、雌側端子金具１０の接続部１１に対して前方から挿入すると、雄タブ２１は、雌側端子金具１０のタブ挿通孔１３を通り、その先端部２２が弾性接触片１２の前端と接触部１４の前端との間に至ってこれらに当接する（図３参照）。このとき、弾性接触片１２は未だ自然状態にあり、弾性接触片１２の撓み量および弾発力はゼロである（図８のグラフでは原点）。

そして、両端子金具１０，２０の接続動作を進めると、雄タブ２１の先端が、接続部１１の接触部１４と弾性接触片１２の接点部１５との間に割り込み、それに伴って弾性接触片１２が下方へ弾性撓みする。また、弾性接触片１２のうち底板１１Ａに接触する部分が、図４に示すように、第１支点部１６から前方へ少しずつ広がり、弾性接触片１２と底板１１Ａとの接触面積が、次第に増加する。そして、弾性接触片１２の撓み量が所定量（本実施形態では０．１２ｍｍ程度）になると、接触部分はそれ以上の広がりは見せずに止まる。このときの接触部分の前端部が第２支点部１７となる。この間、弾発力はほぼ一定の割合で増加する。

さらに両端子金具１０，２０の接続動作を進めると、雄タブ２１の先端部２２が接点部１５を乗り越え、その後方部分が接点部１５と接触部１４との間に挟持された状態になり、両端子金具１０，２０が正規の接続状態になる（図５参照）。このとき、弾性接触片１２の先端部が、撓み許容窓１８に入った状態になり、また、弾性接触片１２の第２支点部１７が、弾性接触片１２を１点で支持するのに近似した状態になる。すなわち、それまでは第１支点部１６から第２支点部１７の間にわたる面で弾性接触片１２を支持した状態にあったのが、弾性接触片１２を支持する支持力が第２支点部１７側に偏って作用するようになり、やがて第２支点部１７に支持力が集中した状態になる。この間、弾発力は、それまでよりも大きな割合で急増する。

次に、上記のように構成された本実施形態の作用および効果について説明する。
本実施形態の雌側端子金具１０は、筒状の接続部１１を備え、この接続部１１の内部に、相手側の雄タブ２１に対して弾性的に接触する弾性接触片１２が設けられた雌側端子金具１０であって、弾性接触片１２は、自然状態で接続部１１の底板１１Ａに接する第１支点部１６を有し、第１支点部１６から雄タブ２１に接触する接点部１５にかけては、底板１１Ａ側に凸の緩い弧状をなし、接点部１５が雄タブ２１に接触して弾性接触片１２が弾性撓みするのに伴い、第１支点部１６よりも接点部１５に近い部分が底板１１Ａに接して第２支点部１７となるものである。
また、弾性接触片１２は、第１支点部１６の後側部分が、底板１１Ａから浮いた形状をなしている。

ここで、弾性接触片４１の第１支点部４２が移動しない従来型の雌側端子金具４０と、弾性接触片５１の後側部分が底板１１Ａに密着している別型の雌側端子金具５０とについて、弾性接触片の撓み量に対する弾性接触片の弾発力をＣＡＥにより解析し、本実施形態の雌側端子金具１０（以後、新型の雌側端子金具１０と称する）と比較してみる。

まず、従来型の雌側端子金具４０および別型の雌側端子金具５０の構造について説明する。従来型の雌側端子金具４０および別型の雌側端子金具５０は、新型の雌側端子金具１０と比較して、弾性接触片４１，５１の曲げ加工の仕方が相違するのみで、他の構成は同一である。従来型の雌側端子金具４０および別型の雌側端子金具５０の弾性接触片４１，５１は、新型の雌側端子金具１０の弾性接触片１２と同一の接触片構成部３５を曲げ加工したものであり、新型の雌側端子金具１０の弾性接触片１２と同様、底板１１Ａに沿って前方に延びる片持ち状をなし、上下方向に弾性変形可能とされている。そして、弾性接触片４１，５１の先端寄りの部分は、雄タブ２１に接触する接点部１５とされている。

従来型の雌側端子金具４０の弾性接触片４１は、第１支点部４２が底板１１Ａに点接触した形態をなし、第１支点部４２から前方に向かって斜め上方にまっすぐに延びている。弾性接触片４１の第１支点部４２は、新型の雌側端子金具１０の第１支点部１６よりも若干前側に位置している。

別型の雌側端子金具５０の弾性接触片５１は、その後側部分の全体が底板１１Ａに接触した形態（新型の雌側端子金具１０において第１支点部１６の後方の浮き上がりを無くした形態）をなし、この接触部分の全体が、自然状態で底板１１Ａに接触している第１支点部５２である。弾性接触片５１の第１支点部５２は、新型の雌側端子金具１０の第１支点部１６と同じ位置から後方に広がる部分である。弾性接触片５１は、第１支点部５２から前方に向かって緩い弧状をなして延びている。

従来型の雌側端子金具４０の弾性接触片４１は、雄タブ２１の挿入当初からその挿入動作が完了するまで、第１支点部４２のみを支点として弾性撓みし、その撓み量に対してほぼ一定の割合で弾発力が増加する。

また、別型の雌側端子金具５０は、雄タブ２１の挿入当初から、雄タブ２１が接点部１５を乗り越えるまで（撓み量が０．１５ｍｍ程度になるまで）、弾性接触片５１の底板１１Ａとの接触部分が、第１支点部５２から前方へ広がってその接触面積が増え、その後、底板１１Ａとの接触部分の前端部（第２支点部）が、弾性接触片５１を１点で支持するのに近似した状態になる。

次に、３タイプの雌側端子金具１０，４０，５０について、弾性接触片１２，４１，５１の弾発力を比較してみる。
まず、撓み量が０．１４ｍｍ程度になるまでの間、すなわち雄タブ２１の挿入動作がほぼ完了するまでの間は、新型の弾性接触片１２の弾発力が、従来型の弾性接触片４１の弾発力よりも小さく抑えられている。そして、撓み量が０．１４ｍｍ程度を超えたときには、新型の弾性接触片１２の弾発力が、従来型の弾性接触片４１の弾発力よりも大きくなり、雄タブ２１の挿入動作が完了したとき（撓み量が０．１５ｍｍ程度のとき）には、従来型の弾性接触片４１よりも大きな弾発力を発揮している。すなわち、新型の雌側端子金具１０は、雄タブ２１の挿入力を従来型の雌側端子金具４０よりも小さく抑えることができる上に、最終的な雄タブ２１との接触圧は、従来型の雌側端子金具４０の接触圧よりも大きくすることができる。したがって、雄タブ２１の挿入力を小さく抑えつつ、最終的には十分な接触圧を確保することができ、もって接続信頼性を低下させることなく、挿入力の低減を図ることができる。

また、別型の雌側端子金具５０は、雄タブ２１の挿入動作がほぼ完了するまでの間は、従来型の雌側端子金具４０よりも弾発力を小さく（半分程度に）抑えることができ、最終的には、従来型の雌側端子金具４０より若干小さいけれどもそれに近い程度の接触圧を得ることができる。したがって、雄タブ２１の挿入力を小さく抑えつつも、最終的にはそれに比して大きな接触圧を確保することができる。

そして、新型の雌側端子金具１０は、弾性接触片１２のうち第１支点部１６の後側部分が底板１１Ａから浮いた形状をなしているので、別型の雌側端子金具５０と同様の特性（挿入力は小さく、最終的な接触圧はそれに比して大きいという特性）を有しつつ、別型の雌側端子金具５０よりも格段に大きい接触圧を得ることができる。

１０，４０，５０…雌側端子金具
１１…接続部
１１Ａ…底板
１２，４１，５１…弾性接触片
１５…接点部
１６，４２，５２…第１支点部
１７…第２支点部
２１…雄タブ

Claims

筒状の接続部を備え、この接続部の内部に、相手側の雄タブに対して弾性的に接触する弾性接触片が設けられた雌側端子金具であって、
前記弾性接触片は、自然状態で前記接続部の底板に接する第１支点部を有し、前記第１支点部から前記雄タブに接触する接点部にかけては、前記底板側に凸の弧状をなし、前記接点部が前記雄タブに接触して前記弾性接触片が弾性撓みするのに伴い、前記第１支点部よりも前記接点部に近い部分が前記底板に接して第２支点部となる雌側端子金具。
前記弾性接触片は、前記底板に沿って前方に延びる片持ち状をなし、前記雄タブは、前記接続部に対して前方から挿入されるようになっており、前記弾性接触片のうち前記第１支点部の後側の部分は、前記底板から浮いた形状をなしている請求項１に記載の雌側端子金具。