JP6210965B2 - 雌端子 - Google Patents

Description

本発明は、雌端子に関する。

従来、電気自動車やハイブリッドカー等の自動車には、複数の電気機器が搭載されている。これらの電気機器には、大電流用の複数の電線がコネクタを介して接続されている。この種のコネクタは、棒状の雄端子と、雄端子が挿入される雌端子とをそれぞれハウジングに収容して構成される。雌端子には、雄端子が挿入される円筒状の端子本体と、この端子本体に収容され、雄端子に接点圧を付与する円筒状の弾性接点部材とを有するものが知られている（特許文献１参照）。

弾性接点部材は、雄端子の挿入方向に伸びるスリットに仕切られた複数の接点部材をそれぞれ内側（雄端子側）に湾曲させて形成される。弾性接点部材の軸方向の移動は、端子本体に形成されたストッパにより制限される。端子本体に挿入された弾性接点部材は、端子本体の挿入口に円環状のキャップを冠着させることで、キャップの内周面とストッパとの間に保持される。

特開２０００−９１０１３号公報

ところで、この種の弾性接点部材は、キャップとストッパとの間に保持されているから、雄端子が挿入された場合、接点部材が径方向に弾性変形して接点圧が生じる。しかし、この接点部材は、軸方向に伸長変形できないから、例えば、大電流用の大径の雄端子を挿入するときに、挿入負荷が大きくなるという問題がある。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、雄端子の挿入負荷を低減することを課題とする。

上記課題を解決する本発明の雌端子は、円筒部を有する導電性の端子本体と、円筒部内に装着され、相手方の雄端子が挿入される円筒状の弾性接点部材とを備え、弾性接点部材は、雄端子の挿入方向に伸びるスリットに仕切られた複数の接点部材を雄端子側に湾曲させて形成され、雄端子が挿入される前端部が端子本体に溶接され、後端部が、自由端とされていることを特徴とする。

このように、弾性接点部材の後端部は、自由端であるから、雄端子に押し付けられた接点部材は、湾曲部分が拡がる方向に弾性変形するとともに、雄端子の挿入方向にも伸長変形する。すなわち、弾性接点部材の弾性変形を大きくすることができる。その結果、雄端子は、小さな力で接点部材を弾性変形させることができるから、挿入負荷を低減することができる。

また、弾性接点部材の前端部を端子本体に溶接しているから、弾性接点部材と端子本体との導通信頼性が向上する。

この場合において、弾性接点部材は、前端部から放射状に突出する複数の突片を設け、各突片をそれぞれ端子本体の前端面に溶接する構成を採用することができる。これによれば、弾性接点部材は、雄端子の挿入方向と交差する方向（例えば直交する方向）に端子本体との接続部を形成することができ、弾性接点部材の保持力を高めることができる。

また、端子本体の前端面には、複数の突片がそれぞれ溶接される複数の溝部を形成した構成を採用することができる。これによれば、各突片をそれぞれ溝部に位置付けることで、端子本体に対して弾性接点部材が位置決めされるから、弾性接点部材の接続作業が容易になる。また、溝部は、突片を収容可能に形成することで、外部の衝撃等から突片の接続部を保護することができる。

本発明によれば、雄端子の挿入負荷を低減することができる。

本発明が適用される雌端子を組み立てた状態の斜視図である。 本発明が適用される雌端子の端子本体を展開した図である。 本発明が適用される弾性接点部材の斜視図である。 本発明が適用される雌端子の縦断面図である。 図１の雌端子をプレス加工で丸める前の斜視図である。 他の実施形態の弾性接点部材を端子本体に組み付けた状態を示す斜視図である。

以下、本発明が適用される雌端子の一実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態の雌端子は、電気自動車やハイブリッドカー等に搭載される２つの電気機器にそれぞれ接続された大電流用の電線を接続するためのコネクタに使用されるものであり、各電線の端末に接続され、図示しない樹脂製のハウジング等に保持されて構成される。しかし、本発明の雌端子は、この例に限定されるものではなく、電線間を接続する種々のコネクタ等に適用することができる。

図１に示すように、本実施形態の雌端子１１は、相手方の図示しない棒状の雄端子が挿入される円筒部１３を有する導電性の端子本体１５と、端子本体１５に挿入された雄端子に所定の接点圧を付与する円筒状の弾性接点部材１７とを備えて構成される。端子本体１５と弾性接点部材１７は、それぞれ金属製の平らな板材をプレス加工して円筒状に丸めて形成される。この雌端子１１には、図示しない電線の端末が接続されるようになっている。なお、以下の説明では、雄端子側を前方として説明する。

端子本体１５は、前方から順に、円筒部１３、連結部１９、加締部２１が形成される。円筒部１３は、円筒状の弾性接点部材１７の最大外径よりも僅かに小さい内径を有して形成される。円筒部１３の軸方向の奥行きは、後述するように雄端子が挿入されたときの弾性接点部材１７の伸長を考慮して、弾性接点部材１７の全長よりも長く設定されている。

連結部１９は、図示しない電線の端末から露出された導体が圧着や溶接等で接続されるようになっている。加締部２１は、電線の端末の絶縁外皮を包み込むように折り曲げられ、電線を端子本体１５に圧着固定するようになっている。

図２は、端子本体１５を丸める前の平板状に展開された状態を示す。端子本体１５には、矩形状の円筒部１３の前端面２３を切り欠いた複数の溝部２５が幅方向に所定の間隔で設けられる。溝部２５の溝深さはいずれも同じである。円筒部１３には、幅方向（プレス加工後の周方向）に沿って、外周面側に突出する帯状の凸部２７が形成される。凸部２７は、図示しないハウジングに雌端子１１を位置決めする機能を有している。円筒部１３の幅方向の互いに対応する両側面は、図１に示すように、円筒状に丸められた状態で互いに対向させて配置されるようになっている。

連結部１９は、円筒部１３の幅寸法よりも小さな幅寸法に設定され、軸方向にテーパ状に延在して形成される。加締部２１は、円筒部１３の幅寸法よりも大きな幅寸法に設定されている。

図３は、弾性接点部材１７を丸める前の展開された状態を示す。弾性接点部材１７は、全体として矩形状に形成される。この弾性接点部材１７は、雄端子の挿入方向に伸びるスリット２９に仕切られた複数の矩形状の接点部材３１が、雄端子の挿入方向と略平行に延在して設けられる。各接点部材３１は、雄端子側、つまり、丸めた後の内側（図３の上方）に湾曲するように持ち上げて形成され、幅方向（丸めた後の周方向）に伸びる前端部３３及び後端部３５によって両端側が互いに連なって形成される。

弾性接点部材１７の幅方向の互いに対応する両側面は、円筒状に丸められた状態で互いに対向させて配置される。円筒状に丸められた弾性接点部材１７は、前端部３３及び後端部３５の外径が弾性接点部材１７の最大外径となる。この弾性接点部材１７は、図３のように展開された状態の縦横の寸法が、それぞれ、図２のように展開された端子本体１５の円筒部１３の縦横の寸法よりも小さく設定され、円筒状に丸められた状態で、端子本体１５の円筒部１３に収容可能になっている。

前端部３３には、前方に突出する複数の板状の突片３７が設けられる。各突片３７は、それぞれ前方に対してほぼ直角に折り曲げられてＬ字状に形成される。図１に示すように、円筒状に丸められて円筒部１３に収容された弾性接点部材１７は、折り曲げられた各突片３７の先端部３９が放射状に延出され、各先端部３９がそれぞれ溝部２５の溝底に当接可能になっている。ここで、溝部２５は、突片３７の幅寸法よりも僅かに大きな溝幅を有し、突片３７の厚みよりも大きな溝深さを有している。

なお、突片３７は、本実施形態のように折り曲げることなく、前端部３３から垂直に突出させて設けることもできる。また、突片３７は、直角以外の角度で折り曲げることも可能であるが、この場合、溝部２５は、突片３７が当接するように、突片３７の折り曲げ角度に対応する傾斜面を溝底に形成する。

図４に示すように、円筒部１３に収容された弾性接点部材１７は、前端部３３の各突片３７（先端部３９）が、溝部２５に溶接される一方、後端部３５が自由端となっている。すなわち、弾性接点部材１７は、前端部３３のみが円筒部１３に固定され、後端部３５がフリーとなり、円筒部１３の内部を軸方向に移動可能になっている。

このようにして構成される雌端子１１は、円筒部１３に雄端子が挿入されると、弾性接点部材１７の湾曲した各接点部材３１が雄端子に押されて径方向に拡がるように弾性変形し、かつ、自由端となる後端部３５が軸方向に伸長変形する。すなわち、弾性接点部材１７は、弾性変形を大きくなるから、雄端子の挿入量に応じて柔軟に変形する。したがって、弾性接点部材１７は、雄端子を挿抜する際の負荷を軽減することができるとともに、雄端子との確実な接触を図ることができる。なお、円筒部１３には、後端部３５の伸長を所定量に制限するストッパを設けてもよい。

また、本実施形態の弾性接点部材１７は、前端部３３が円筒部１３と接続されており、この接続部（接合部）が、弾性接点部材１７と端子本体１５との導通経路になるから、弾性接点部材１７と端子本体１５との導通信頼性を高めることができる。

更に、円筒部１３や弾性接点部材１７には、部品の導通性の向上や防錆対策等を目的としてめっきが施されているが、弾性接点部材１７は、円筒部１３と接続されているから、雄端子の挿抜や振動が伝播されても、円筒部１３の内周面との間で、大きな摩擦が生じることがなく、めっき剥がれを防ぐことができる。したがって、本実施形態によれば、弾性接点部材１７と端子本体１５との導通信頼性を効果的に高めることができ、大電流用として好適な雌端子を提供することができる。

また、本実施形態では、弾性接点部材１７の前端部３３が円筒部１３に固定されているから、弾性接点部材１７を円筒部１３に保持するためのキャップや円筒部１３の内周面から突出するストッパが不要になる。これにより、構造が簡単になり、製造コストを削減できる。

また、本実施形態の弾性接点部材１７は、放射状に突出した突片３９を円筒部１３の前端面２３に重ねて接合することで、接合部を雄端子の挿入方向とほぼ直交する方向に形成することができる。これにより、雄端子の挿入時に接合部にかかる応力を小さくすることができるから、接合部の損傷を防ぎ、弾性接点部材１７の剥がれを防止できる。

次に、本実施形態の雌端子１１の組立て方法の一例を説明する。まず、図２、３のように平板状に展開された端子本体１５、弾性接点部材１７をそれぞれ用意する。ただし、弾性接点部材１７は、各接点部材３１がそれぞれ湾曲されるとともに、突片３７がＬ字状に折り曲げられている。

続いて、図５に示すように、端子本体１５の上面（内周面となる面）に弾性接点部材１７を載置する。このとき、弾性接点部材１７は、各突片３７がそれぞれ端子本体１５の溝部２５に位置付けられ、各接点部材３１が端子本体１５と反対側に湾曲するように配置する。そして、各突片３７の先端部３９をそれぞれ溝部２５の溝底に当接させて溶接（例えば、スポット溶接）することにより、先端部３９を溝底に取り付ける。

続いて、弾性接点部材１７が取り付けられた端子本体１５の円筒部１３をプレス加工して、弾性接点部材１７を包み込むように円筒状に丸める。すなわち、弾性接点部材１７は円筒部１３とともに円筒状に加工される。これにより、弾性接点部材１７が収容された雌端子１１が形成される（図１）。

本実施形態では、端子本体１５の円筒部１３に弾性接点部材１７を取り付けた状態で端子本体１５を丸めているから、円筒部１３と弾性接点部材１７を同時に丸めることができる。そのため、弾性接点部材１７を単独で丸める工程とそのためのプレス金型が不要になり、製造コストを削減できる。

また、本実施形態では、弾性接点部材１７の突片３７を円筒部１３の前端面２３である溝部２５に取り付けているから、例えば円筒部１３の内周面に取り付ける場合と比べて、円筒部１３を丸めたときの接合部にかかる応力を少なくすることができ、弾性接点部材１７の剥がれを確実に防ぐことができる。

また、本実施形態の弾性接点部材１７は、円筒部１３の前端面２３に形成される複数の溝部２５にそれぞれ突片３７を位置付けることで、円筒部１３の所定位置に弾性接点部材１７を位置合わせして溶接することができるから、溶接する際の作業効率を高めることができる。また、各突片３７は、溝部２５に収容されているから、外力を直接受けることがなく、突片３７の接合部を保護することができる。

以上、本発明の実施形態を図面により詳述してきたが、上記の実施形態は本発明の例示にしか過ぎないものであり、請求項に記載された範囲内において変更・変形することが可能である。

例えば、図６に示すように、弾性接点部材１７の前端部３３と後端部３５にそれぞれ複数の突起部４１を設けることもできる。突起部４１の突起高さは、接点部３１の最大高さよりも低い高さに設定する。これによれば、円筒部１３に挿入された雄端子を円筒部１３の入口側と奥側の２箇所でそれぞれ周方向から突起部４１を当接させて支持することができるから、雄端子の振れを抑制することができる。

１１ 雌端子
１３ 円筒部
１５ 端子本体
１７ 弾性接点部材
２３ 前端面
２５ 溝部
２９ スリット
３１ 接点部
３３ 前端部
３５ 後端部
３７ 突片
３９ 先端部

Claims (1)

1. 円筒部を有する導電性の端子本体と、前記円筒部内に装着され、相手方の雄端子が挿入される円筒状の弾性接点部材とを備え、
   前記弾性接点部材は、前記雄端子の挿入方向に伸びるスリットに仕切られた複数の接点部材を前記雄端子側に湾曲させて形成され、前記雄端子が挿入される前端部が前記端子本体に溶接され、後端部が自由端とされ、
   さらに、前記弾性接点部材は、前記前端部から放射状に突出する複数の突片が設けられ、前記各突片は、それぞれ前記端子本体の前端面に溶接され、
   前記端子本体の前記前端面には、前記複数の突片がそれぞれ溶接される複数の溝部が形成されている雌端子。

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