JP5704404B2 - ピン端子 - Google Patents

Description

本発明は、感電防止用のキャップを設けたピン端子に関する。

例えば充電用コネクタに適用されるピン端子では、ピン端子の先端部に絶縁材である合成樹脂製のキャップを装着することで、大電流の通電時等における感電を防止する手段が講じられている。
従来、簡単な構造の防止手段の一例として、下記特許文献１に記載されたものが知られている。このものは、キャップが前面を閉鎖した筒形に形成される一方、ピン端子の先端部に縮径された装着部が形成され、キャップが装着部の外周に圧入されて固定された構造となっている。

特開２０００−１５００４０号公報（第７図）

上記のように充電用コネクタに適用されたピン端子では、相手のソケット端子に対して頻繁に挿抜されるような使い方をされるため、キャップの保持力が問題となる。
ここで、キャップの素材である合成樹脂は熱膨張率が金属よりも高く、そのため上記のように、キャップがピン端子の装着部に外嵌されたものでは、高温雰囲気に晒される等でキャップが熱膨張すると、内径が拡大することで装着部に対する緩みができ、すなわち保持力に劣る結果を招くこととなるため、その改良が切望されていた。
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、その目的は、簡単な構造に留めながらもキャップの保持力を高めるところにある。

本発明は、丸ピン形状をなす金属製の端子本体の先端部に、合成樹脂製のキャップが装着されたピン端子であって、前記端子本体の先端面には、全周に亘って切れ目のない連続した周壁を有する装着孔が穿設されている一方、前記キャップの後面には、前記装着孔内に圧入される圧入部が突出形成されているところに特徴を有する。

キャップの後面の圧入部が、端子本体の先端面の装着孔内に圧入されることで、キャップが端子本体の先端面を覆って固定される。キャップが熱膨張すると、圧入部の外径が大きくなるが、一方の装着孔は、切れ目のない連続した周壁を有していて、膨らんだりする余地が無くて一定の内径を維持しているから、圧入部がその外径を増すことに伴ってむしろ圧着具合が増し、結果保持力も増加することとなる。
すなわち、簡単な構造に留めたままでキャップの端子本体に対する保持力が高められる。

また、以下のような構成としてもよい。
（１）前記装着孔の周面には食い込み突条が周方向に沿って形成されている。圧入に伴い、周方向に沿って形成された食い込み突条が圧入部の外周に食い込み、キャップの抜け方向の引っ掛かりとなることによって、保持力がより高められる。

（２）前記装着孔の周面には雌ねじが切られており、同雌ねじの山部が前記食い込み突条を構成している。圧入部の長い距離範囲に亘って抜け方向の引っ掛かりができるから、保持力がさらに高められる。雌ねじ自体は、タップ等を利用して簡単に形成することができる。

（３）前記キャップの前記圧入部の外周には、空気逃がし用の縦溝が全長に亘って形成されている。
装着孔の奥に空気が密閉されてこれが熱膨張すると、圧入部すなわちキャップに対して抜け方向の力が作用することが懸念されるが、膨張した空気は縦溝を通って外部に逃がされるために、抜け方向に力が作用することは回避される。結果、間接的に保持力が高められる。

（４）前記キャップが略円錐台状に形成され、このキャップがその最大径よりも大きい径を有する前記端子本体の先端面の中心に装着されるようになっており、かつ、前記端子本体の先端角部には、先端側が前記キャップの最大径よりも小さい径を持った先細りのテーパ面が形成されている。
キャップの外面から端子本体の先端部のテーパ面に亘って、引っ掛かりのない先細りの誘い込み部が形成され、ピン端子を相手のソケット端子に挿入するに際して、その挿入力の低下を図ることができる。

本発明のピン端子によれば、簡単な構造に留めながらもキャップの端子本体に対する保持力を高めることができる。

本発明の実施形態１に係るピン端子の組み付け前の状態の平面図 同縦断面図 端子本体の正面図 キャップの圧入部分の構造を示す断面図 キャップが圧入された状態の断面図 組み付け完了後のピン端子の平面図 実施形態２に係るピン端子の組み付け前の状態の側面図 同平断面図 キャップの背面図 キャップの図７のＸ−Ｘ線断面図 キャップの圧入部分の構造を示す断面図 キャップが圧入された状態の断面図 図１２のＹ−Ｙ線断面図

＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を図１ないし図６によって説明する。
本実施形態のピン端子ＰＴは、車両の充電用コネクタの一方を構成する車両側コネクタに装着され、相手の電源側コネクタが嵌合されることに伴い同電源側コネクタに装着されたソケット端子（図示せず）と嵌合接続されるようになっている。

ピン端子ＰＴは、図１及び図２に示すように、端子本体１０と、その先端に装着されるキャップ３０とから構成されている。
端子本体１０は、銅、銅合金等の金属製の丸棒を素材とし、圧造、切削等の工程を経て全体として細長い丸ピン形状に形成され、最終形状へと形成された後、表面に銀メッキが施されている。

端子本体１０は、中央長さ位置から少し後方に寄った位置にフランジ１１が形成され、同フランジ１１の後側が、電線と接続される電線接続部１２に、前側が相手のソケット端子と接続される端子接続部２０となっている。なお、フランジ１１は、ピン端子ＰＴを車両側コネクタのハウジングにおける端子収容室に装着する場合の位置決め等として利用される。

電線接続部１２は、後部側が少し縮径された段付き状に形成され、縮径部には後面に開口した中心孔１４が形成されることによって、クローズドバレル１３が形成されている。電線における端末処理により露出された芯線の端末が、上記のクローズドバレル１３の中心孔１４に挿通され、かしめ圧着されることによって、電線の端末に端子本体１０すなわちピン端子ＰＴが接続されるようになっている。
クローズドバレル１３の中心孔１４における奥側の内面には、図示２個の水抜き孔１５がクローズドバレル１３の外面に開口して形成されている。

端子接続部２０は、上記した電線接続部１２よりも小径で全長に亘って等径の丸ピン状に形成されている。この端子接続部２０は、一部既述したように、相手のソケット端子における筒形接続部内に緊密に挿入されることで、電気的な接続が取られるようになっている。

端子接続部２０の先端面には、キャップ３０が装着されるようになっている。そのため、端子接続部２０の先端面の中心には、装着孔であるねじ孔２１が形成されている。ねじ孔２１は詳細には、図４に示すように、所定深さの下孔２２がドリル等で切削されて形成されたのち、同下孔２２の内周面に対して雌ねじ２３がタップ等により切られることで形成されている。ねじ孔２１の開口縁には、先広がりとなったガイド面２５が全周に亘って形成されている。
また、この端子接続部２０の先端角部には、前方に向けて次第に小径となった、いわゆる先細りとなったテーパ面２７が形成されている。

キャップ３０は合成樹脂製であって、同じく図４に詳細に示すように、端子本体１０の端子接続部２０の外径Ａよりも少し小さい外径ａを持った厚肉の円盤部３１の前面に、同円盤部３１の外径ａに等しい最大径を有する円錐台部３２が同心に連設された形状である。なお、円盤部３１の後端角部には、後方に向けて次第に小径となったテーパ面３３が形成され、このテーパ面３３の後縁の径ｂは、端子接続部２０の先端角部に形成されたテーパ面２７の先端縁の径Ｂとほぼ等しい寸法となっている。

キャップ３０における円盤部３１の後面の中心には、端子本体１０の端子接続部２０の先端面に形成されたねじ孔２１内に圧入可能な、丸棒状をなす圧入部３５が一体に突出形成されている。この圧入部３５は、ねじ孔２１における雌ねじ２３が切られた深さ位置まで圧入可能な長さ寸法を有している。
圧入部３５の突出端には、ガイド用に小径部３６が傾斜部３７を介して形成されている。

本実施形態は上記のような構造であって、ピン端子ＰＴを組み付けるに当たっては、図４の矢線に示すように、キャップ３０の圧入部３５が、端子本体１０の端子接続部２０の先端面のねじ孔２１内に圧入される。圧入部３５は、突出端の小径部３６がねじ孔２１の開口縁のガイド面２５に当たって芯出しされつつ、比較的小抵抗で圧入され、図５に示すように、キャップ３０の円盤部３１の後面が端子接続部２０の先端面に当たったところで圧入が停止される。これにより、図６に示すように、ピン端子ＰＴの組み付けが完了する。

組み付けが完了したピン端子ＰＴでは、キャップ３０の圧入完了時には、図５に示すように、圧入部３５の突出端が、ねじ孔２１における雌ねじ２３の奥端が形成された位置まで達している。
また、キャップ３０の円盤部３１における後端角部のテーパ面３３の後縁が、これと同径である端子接続部２０の先端角部のテーパ面２７の先端縁と突き合った状態となる。
これにより、ピン端子ＰＴの先端部分の外周は、キャップ３０の円錐台部３２の外周、円盤部３１の外周、キャップ３０側のテーパ面３３、及び端子本体１０の端子接続部２０側のテーパ面２７が連続して連なり、これにより、途中で引っ掛かりの無い概ね先細りとなった誘い込み部４０が形成されることになる。

ピン端子ＰＴは、既述した要領により電線の端末に接続され、車両側コネクタのハウジングに装着されて待ち受け状態にある。充電時には、外部電源に接続された電源側コネクタが車両側コネクタに対して嵌合され、ピン端子ＰＴが電源側コネクタに装着された相手のソケット端子に挿入されて接続されることで、給電路等が形成される。充電が完了した場合等は電源側コネクタが引き抜かれ、ピン端子ＰＴがソケット端子から抜かれる。このとき給電構造によっては、ピン端子ＰＴに大電流が流れた状態にあるが、ピン端子ＰＴの先端には絶縁材からなるキャップ３０が装着されているから、触れることで感電することが未然に防止される。

一方、ピン端子ＰＴは、充電作業が行われる度に相手のソケット端子に挿抜され、特にピン端子ＰＴが引き抜かれる際には、ソケット端子における筒形接続部の内周との間の摩擦力を受けて、キャップ３０に対して端子本体１０から外れる方向の力が作用する。しかしながらこの実施形態では、キャップ３０の装着構造において、キャップ３０の後面に突出形成された圧入部３５が、端子本体１０の端子接続部２０の先端面に形成されたねじ孔２１の内部に圧入されているから、キャップ３０の外れる方向の力に抗した高い保持力が得られる。

詳細には、ピン端子ＰＴは、大電流が流れまた配設位置の関係から高温に晒されやすいという事情がある。ここで、キャップ３０の素材である合成樹脂は、端子本体１０の素材である金属よりも熱膨張率が高いために、仮にキャップが端子本体の先端に設けられた装着部に外嵌されて圧入された構造であると、キャップの方がより熱膨張して内径が拡大することにより、装着部に対する緩みができる。それに対して本実施形態では、キャップ３０が熱膨張すると圧入部３５の外径が大きくなり、それに伴い圧入部３５の外周がねじ孔２１の内周に向けてより密着するようになる。

ここで、端子本体が、金属製の帯材を幅方向に回曲して円筒形に形成され、その先端の中空内に、キャップ３０の後面の圧入部３５が圧入された構造であると、上記のように圧入部３５が熱膨張して外径が大きくなった場合に、帯材の突き合わされた両側縁が離れつつ中空も広がってしまい、密着性が得られない。
それに対して本実施形態では、装着孔であるねじ孔２１が、中実材である端子本体１０の端子接続部２０の先端面を切削することで形成され、言い換えると、ねじ孔２１は切れ目の無い連続した周壁を有する構造であるから、圧入部３５が熱膨張で膨らんだ場合も、ねじ孔２１側は膨らんだりする余地が無くて一定の内径を維持しているから、圧入部３５が上記のように外径を増した場合には、確実に圧着具合が増し、結果保持力も増加することになる。

それに加え、ねじ孔２１の内周には雌ねじ２３が切られていて、キャップ３０の圧入部３５がねじ孔２１に圧入されることに伴い、圧入部３５のほぼ全長に亘って雌ねじ２３の山部２４が食い込み、言い換える圧入部３５の長い距離範囲に亘って抜け方向の引っ掛かりができるから、保持力がさらに高められる。
すなわち、キャップ３０については圧入部３５を突出形成しただけであり、一方端子本体１０側では、装着孔としてねじ孔２１を形成しただけの簡単な構造に留めながらも、キャップ３０の端子本体１０に対する保持力を大幅に高めることができる。

また、ピン端子ＰＴの先端構造として、キャップ３０の外面から端子本体１０における端子接続部２０の先端部のテーパ面２７に亘って、引っ掛かりのない先細りの誘い込み部４０が形成された構造となっているから、ピン端子ＰＴを相手のソケット端子の筒形接続部に挿入するに際してスムーズに挿入でき、すなわち挿入力の低下を図ることができる。

＜実施形態２＞
次に、本発明の実施形態２を図７ないし図１３によって説明する。
この実施形態２では、キャップ３０Ａの構造に変更が加えられている。すなわち、キャップ３０Ａの圧入部３５の外周には、長さ方向に沿った図示２本の空気逃がし用の縦溝４５が、１８０度間隔を開けて形成されている。

詳細には、各縦溝４５は、圧入部３５の突出端面からその基端部側に延び、さらに円盤部３１の後面に沿ってその外周縁に開口するようにして形成されている。また、縦溝４５は、圧入部３５が端子本体１０の端子接続部２０における先端面のねじ孔２１に圧入された場合に、縦溝４５の溝底と、雌ねじ２３の山部２４の頂上との間に一定の隙間ができる程度の深さ寸法を有している。
その他の構造については、上記実施形態１と同様であって、実施形態１と同一機能を有する部材、部位については、同一符号を付すことによって説明を簡略化し、または省略する。

上記の実施形態１では、キャップ３０の圧入部３５がねじ孔２１に圧入された場合に、図５に参照して示すように、ねじ孔２１の奥に空気が密閉される構造であるため、ピン端子ＰＴが高温に晒された場合に同空気が熱膨張すると、圧入部３５すなわちキャップ３０に対して抜け方向の力が作用することが懸念される。
それに対して本実施形態のピン端子ＰＴ１は、キャップ３０Ａの外周に２本の縦溝４５が形成されているから、仮に空気が膨張したとしても、図１２に示すように、同空気は縦溝４５を通って外部に逃がされることで、キャップ３０Ａに対して抜け方向に力が作用することは回避され、間接的ではあるがキャップ３０Ａの保持力がさらに高められる。

＜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）上記実施形態では、装着孔の内周に食い込み突条を形成するのに、螺旋形の雌ねじを切って対応したのであるが、円周溝を複数条間隔を開けて形成するようにしてもよい。また、１本の円周溝を形成するだけでもよい。
（２）装着孔の内周に食い込み突条を形成することは割愛してもよく、そのようなものも本発明の技術的範囲に含まれる。
（３）実施形態２において、キャップの圧入部に形成する縦溝の本数は１本でもよく、また３本以上であってもよい。

（４）端子本体が金属製の帯材を幅方向に回曲して円筒形に形成され、その先端の中空内を装着孔としてキャップの後面の圧入部を圧入する構造のものであっても、突き合わされた帯材の側縁同士を溶接で固定する等、要は装着孔が、広がる余地が無いように切れ目の無い周壁を全周に亘って備えた構造となっていればよい。
（５）上記実施形態では、充電用コネクタに適用されるピン端子を例示したが、他の用途に用いられるピン端子全般に、本発明は同様に適用することができる。

ＰＴ，ＰＴ１…ピン端子
１０…端子本体
２０…端子接続部
２１…ねじ孔
２３…雌ねじ
２４…山部（食い込み突条）
２７…テーパ面
３０…キャップ
３２…円錐台部
３５…圧入部
４０…誘い込み部
４５…縦溝

Claims (5)

1. 丸ピン形状をなす金属製の端子本体の先端部に、合成樹脂製のキャップが装着されたピン端子であって、
   前記端子本体の先端面には、全周に亘って切れ目のない連続した周壁を有する装着孔が穿設されている一方、前記キャップの後面には、前記装着孔内に圧入される圧入部が突出形成されていることを特徴とするピン端子。
2. 前記装着孔の周面には食い込み突条が周方向に沿って形成されていることを特徴とする請求項１記載のピン端子。
3. 前記装着孔の周面には雌ねじが切られており、同雌ねじの山部が前記食い込み突条を構成していることを特徴とする請求項２記載のピン端子。
4. 前記キャップの前記圧入部の外周には、空気逃がし用の縦溝が全長に亘って形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載のピン端子。
5. 前記キャップが略円錐台状に形成され、このキャップがその最大径よりも大きい径を有する前記端子本体の先端面の中心に装着されるようになっており、かつ、前記端子本体の先端角部には、先端側が前記キャップの最大径よりも小さい径を持った先細りのテーパ面が形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載のピン端子。

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