JP6247558B2

JP6247558B2 - 接続端子

Info

Publication number: JP6247558B2
Application number: JP2014028469A
Authority: JP
Inventors: 大沼　雅則; 雅則大沼
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2014-02-18
Filing date: 2014-02-18
Publication date: 2017-12-13
Anticipated expiration: 2034-02-18
Also published as: JP2015153687A

Description

本発明は、接続端子に関する。詳細には、雄型端子のタブ状の接続部に接続される弾性変形可能な弾性片に設けられた接点部を有する雌型の接続端子に関する。

従来、接続端子としては、相手端子の接続部に向けて付勢力を有する弾性片と、この弾性片から相手端子の接続部側に向けて突設され弾性片の付勢力により相手端子の接続部の表面に接触される接点部とを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

この接続端子では、相手端子の接続部がタブ状に形成され、弾性片が箱状の本体部内に設けられており、相手端子の接続部を本体部内に挿入することによって、接点部が弾性片の付勢力によって相手端子の接続部に接触され、相手端子と接続端子とが電気的に接続される。

特開２００８−２１０７５５号公報

ところで、上記特許文献１のような接続端子では、接点部と相手端子の接続部との接触抵抗を低減させるために、相手端子の接続部に対する接点部の接触面積を大きくすることが効果的であるとされていた。

この接点部の接触面積を大きくさせるためには、相手端子の接続部に対する接点部の接触荷重を向上させたり、接点部を大型にしたりすることが考えられるが、弾性片に付勢力を付与するバネ構造を複雑化する必要があったり、接続端子を大型化させたりする必要があった。

そこで、この発明は、大型化を抑制し、簡易な構造で接触抵抗を低減することができる接続端子の提供を目的としている。

ここで、本発明者は、接点部を流れる電流が、接触面積に対して平均的に流れるわけではなく、流れやすいところと流れにくいところがあることを見出した。特に、接点部を流れる電流は、接点部を単一円形状としたときの接触において、外周部分に電流が集中するということを見出した。そこで、本発明は、以下に示す構成を特徴とする。

請求項１記載の発明は、相手端子の接続部に向けて付勢力を有する弾性片と、この弾性片から前記相手端子の接続部側に向けて突設され前記弾性片の付勢力により前記相手端子の接続部の表面に接触される接点部とを備えた接続端子であって、前記接点部は、半球状に形成され、中央部が前記相手端子の接続部から離れる方向に向けて突設された円形状の中空部と、この中空部の外周に形成された環状の環状接触部とを有することを特徴とする。

この接続端子では、接点部が、半球状に形成され、中央部が相手端子の接続部から離れる方向に向けて突設された円形状の中空部と、この中空部の外周に形成された環状の環状接触部とを有するので、接点部の大型化を抑制して中空部の外周に位置する環状接触部に電流を流しやすくすることができる。

このため、弾性片に付勢力を付与するバネ構造の複雑化を伴うことがないと共に、接続端子を大型化させることなく、接点部と相手端子の接続部との接触抵抗を低減することができる。

従って、このような接続端子では、接点部が簡易な構造の中空部と環状接触部とを有することにより、大型化を抑制し、簡易な構造で接触抵抗を低減することができる。

本発明によれば、大型化を抑制し、簡易な構造で接触抵抗を低減することができる接続端子を提供することができるという効果を奏する。

本発明の実施の形態に係る接続端子の断面図である。（ａ）は本発明の実施の形態に係る接続端子の弾性片の斜視図である。（ｂ）は図２（ａ）の側面図である。（ａ）は図２（ｂ）のＸ−Ｘ断面図である。（ｂ）は図３（ａ）の正面図である。（ａ）は従来例の接点部の断面図である。（ｂ）は図４（ａ）の正面図である。数１の数値を示す模式図である。接点部を単一円形としたときの模式図である。接点部の厚み比ｔ／ａに対する導電率比の変化を示す図である。

図１〜図７を用いて本発明の実施の形態に係る接続端子について説明する。

本実施の形態に係る接続端子１は、相手端子３の接続部５に向けて付勢力を有する弾性片７と、この弾性片７から相手端子３の接続部５側に向けて突設され弾性片７の付勢力により相手端子３の接続部５の表面に接触される接点部９とを備えている。

そして、接点部９は、半球状に形成され、中央部が相手端子３の接続部５から離れる方向に向けて突設された円形状の中空部１１と、この中空部１１の外周に形成された環状の環状接触部１３とを有する。

図１〜図３に示すように、接続端子１は、箱状の電気接続部１５を有する雌型端子からなり、電源や機器などに接続された電線（不図示）の端末部、或いは電源や機器などに配置された回路基板（不図示）などに電気的に接続される。

この接続端子１の電気接続部１５には、接続端子１と同様に電源や機器などに接続されたタブ状の接続部５を有する雄型端子からなる相手端子３の接続部５が挿入され、接続端子１と相手端子３とが電気的に接続される。このような接続端子１の電気接続部１５内には、弾性片７が設けられている。

弾性片７は、電気接続部１５の上壁部を内部側に向けて折り曲げ加工することによって設けられている。この弾性片７は、電気接続部１５内に挿入された相手端子３の接続部５に対して、相手端子３の接続部５側に向けて所定の付勢力を有する。

このような弾性片７は、接点部９が設けられ、電気接続部１５内に相手端子３の接続部５を挿入することにより、接点部９を相手端子３の接続部５に向けて所定の接触荷重となるように付勢させ、接点部９と相手端子３の接続部５とを接触させる。

接点部９は、弾性片７の幅方向の中央部を電気接続部１５内に挿入された相手端子３の接続部５側（電気接続部１５の下壁部側）に向けて半球状に突設され、円形状の中空部１１と、環状の環状接触部１３とを有する。

中空部１１は、半球状の接点部９の中央部を相手端子３の接続部５から離れる方向（電気接続部１５の上壁部方向）に向けて突設され、相手端子３の接続部５側の面が中空となるように円形状に形成されている。この中空部１１の外周部分は、環状の環状接触部１３となっている。

環状接触部１３は、相手端子３の接続部５側の面に形成され、円形状の中空部１１の外周部分となっており、環状に形成されている。この環状接触部１３は、電気接続部１５内に挿入された相手端子３の接続部５の表面に対して、弾性片７の付勢力によって接触され、接続端子１と相手端子３とを電気的に接続する。

ここで、接触抵抗は、以下の理論式によって得ることができる。

Ｒｃ＝（ρ／Ｄ）＋（ρ／２ｎａ）
ここで、Ｒｃは接触抵抗であり、ρは金属の体積抵抗率であり、図５に示すように、Ｄはみかけの接触面径であり、２ａは真実接触面径であり、ｎは真実接触面の数である。

この理論式から明らかなように、接触抵抗（Ｒｃ）を下げるためには、みかけの接触面径（Ｄ）、真実接触面径（２ａ）、真実接触面の数（ｎ）のうち少なくともいずれか１つを大きくする必要がある。

このことから、真実接触面径（２ａ）と真実接触面の数（ｎ）とを大きくするように的確に設計することは非常に困難であるので、みかけの接触面径（Ｄ）を大きくするように設計することが有効である。

このため、図３，図４に示すように、接点部９における環状接触部１３の外径、すなわちみかけの接触面径Ｄ１は、従来のように中空部１１や環状接触部１３を有していない半球状の接点部９ａにおける円形状接触部１３ａの外径であるみかけの接触面径Ｄ２より大きく設定されている。

一方、接点部９における電流の流れを検証するために、図６に示すようなモデルでみかけの接触面積に対する集中抵抗（導電率比）の挙動を検証した。

その結果を図７に示す。なお、横軸は、通電領域の幅ｔを接触半径ａで割った値で、縦軸は、全面が通電領域である場合の接触抵抗との導電率比（接触抵抗比の逆数）を示す。

この図７から明らかなように、接触部の外周から約２０％の接触領域において、接触抵抗全体の約９０％が定義されている。このため、接点部を流れる電流は、接点部の外周部分を支配的に流れていることがわかる。

従って、実際に電流が流れる部分は、流れやすい外周部分のように、ごく一部のみであり、接点部９の接触面積を無駄に大きくしても、あまり効果的ではない。

このようなことから、接続端子１の接点部９では、中空部１１の外周部分を環状接触部１３とすることにより、みかけの接触面径Ｄを大きくすることができると共に、環状接触部１３に電流を流しやすくすることができ、接点部９と相手端子３の接続部５との接触抵抗を低減することができる。加えて、接点部９が無駄に大型化することがなく、接続端子１の大型化を抑制することができる。

このような接続端子１では、接点部９が、半球状に形成され、中央部が相手端子３の接続部５から離れる方向に向けて突設された円形状の中空部１１と、この中空部１１の外周に形成された環状の環状接触部１３とを有するので、接点部９の大型化を抑制して中空部１１の外周に位置する環状接触部１３に電流を流しやすくすることができる。

このため、弾性片７に付勢力を付与するバネ構造の複雑化を伴うことがないと共に、接続端子１を大型化させることなく、接点部９と相手端子３の接続部５との接触抵抗を低減することができる。

従って、このような接続端子１では、接点部９が簡易な構造の中空部１１と環状接触部１３とを有することにより、大型化を抑制し、簡易な構造で接触抵抗を低減することができる。

なお、本発明の実施の形態に係る接続端子では、接点部が半球状に形成され、中空部が円形状に形成されているが、これに限らず、例えば、接点部を四角柱状に形成し、中空部を四角形状に形成させ、この外周部分を環状接触部とするなど、みかけの接触面径を大きくし、電流が流れる傾向を利用できる形状であれば、接点部の形状はどのようなものであってもよい。

１…接続端子
３…相手端子
５…接続部
７…弾性片
９…接点部
１１…中空部
１３…環状接触部

Claims

相手端子の接続部に向けて付勢力を有する弾性片と、この弾性片から前記相手端子の接続部側に向けて突設され前記弾性片の付勢力により前記相手端子の接続部の表面に接触される接点部とを備えた接続端子であって、
前記接点部は、半球状に形成され、中央部が前記相手端子の接続部から離れる方向に向けて突設された円形状の中空部と、この中空部の外周に形成された環状の環状接触部とを有することを特徴とする接続端子。