JP6311939B2 - 雌端子の製造方法、及び、雌端子 - Google Patents

雌端子の製造方法、及び、雌端子 Download PDF

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Description

雌端子に関する。
従来、電気自動車等に用いられるコネクタの雌端子として、筒状に形成された筒部と弾性接触片とを備え、筒部の内側において弾性接触片が相手側端子に弾性接触するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載のコネクタ端子（雌端子）は一枚の金属板をプレス加工することによって形成されたものであり、弾性接触片はＵ字形状に折り返されることによって弾性が付与されている。
特開平４−１４７５８０号公報
ところで、筒部の板厚を厚くすると電気抵抗が小さくなるので導電率が向上する上、温度が上昇し難くなるので温度上昇性能が向上する。しかしながら、厚さが均一の金属板から雌端子を形成する場合は、筒部の板厚を厚くするために金属板の板厚を厚くすると弾性接触片が大型化し、それにより雌端子の体格が大きくなってしまう。
筒部の板厚に比べて弾性接触片の板厚を薄くすると、導電率や温度上昇性能を向上させつつ雌端子の体格を小さくすることができる。弾性接触片の板厚を薄くする方法としては、雌端子として成形される前の金属板において弾性接触片として成形される部分をプレス加工によって薄くする方法が考えられる。しかしながら、プレス加工によって弾性接触片の板厚を薄くすると弾性接触片の強度が低下してしまう虞がある。
本明細書では、弾性接触片の強度の低下を抑制しつつ弾性接触片を薄くする技術を開示する。
本明細書で開示する雌端子の製造方法は、金属板を筒状に曲げてなる筒部と、前記筒部から前記筒部の軸方向に延出して前記筒部の内側に折り返されており、前記筒部の内側において相手側端子に弾性接触する弾性接触片と、を備える雌端子の製造方法であって、前記金属板より板厚が薄い金属部材を前記金属板に接合する接合工程と、前記金属板に接合された前記金属部材を曲げて前記弾性接触片として成形する成形工程と、を含む。
金属板より板厚が薄い長板状の金属部材を金属板に接合し、その金属部材を曲げて弾性接触片として成形すると、厚さが均一の一枚の金属板から雌端子を形成する場合であって当該金属板において弾性接触片として成形される部分をプレス加工によって薄くし、その薄くした部分を曲げて弾性接触片として成形する場合に比べ、弾性接触片の強度の低下を抑制できる。
よって上記の製造方法によると、弾性接触片の強度の低下を抑制しつつ弾性接触片を薄くすることができる。
また、前記接合工程において、溶接によって前記金属部材を前記金属板に接合してもよい。
一般に溶接は低コストであるので、金属部材を溶接によって金属板に接合すると、弾性接触片の強度の低下を抑制しつつ弾性接触片を薄くするためのコストを低減できる。
また、前記接合工程において、かしめによって前記金属部材を前記金属板に接合してもよい。
一般にかしめは低コストであるので、金属部材をかしめによって金属板に接合すると、弾性接触片の強度の低下を抑制しつつ弾性接触片を薄くするためのコストを低減できる。
また、前記接合工程の前に、前記金属板において前記金属部材が接合される部分をプレスして板厚を薄くするプレス工程を含んでもよい。
例えば金属部材が接合される部分の板厚を薄くせず、金属板において筒部の外面となる面に金属部材を接合したとすると、金属部材の板厚の分だけ雌端子の体格が大きくなってしまう。また、金属板において筒部の内面となる面に金属部材を接合すると、弾性接触片と相手側端子との間隔を確保するために筒部の内径を大きくしなければならず、やはり雌端子の体格が大きくなってしまう。
上記の製造方法によると、金属板において金属部材が接合される部分をプレスして板厚を薄くするので、雌端子の体格が大きくなってしまうことを抑制できる。
また、前記接合工程において、前記金属板の面のうち前記筒部の外面となる面に前記金属部材を接合してもよい。
金属板において筒部の内面となる面に金属部材を接合すると、弾性接触片と相手側端子との間隔を確保するために筒部の内径を大きくしなければならず、それにより雌端子の体格が大きくなってしまう。筒部の外面となる面に金属部材を接合すると、筒部の内径を大きくしなくてよいので、内面となる面に接合する場合に比べて雌端子の体格が大きくなってしまうことを抑制できる。
また、金型を用いて平板状の金属を打ち抜くことによって前記金属板を形成する打ち抜き工程を含み、前記接合工程において、前記金型に設けられている接合装置を用いて前記金属部材を前記金属板に接合してもよい。
上記の製造方法によると、打ち抜き工程と接合工程とを金型内で行うことができるので、雌端子の生産性を向上させることができる。
また、本明細書で開示する雌端子は、金属板を筒状に折り曲げてなる筒部と、前記筒部に接合されている弾性接触片であって、前記筒部から前記筒部の軸方向に延出して前記筒部の内側に折り返されており、前記筒部の内側において相手側端子に弾性接触する弾性接触片と、を備え、前記弾性接触片の板厚が前記筒部の板厚より薄い。
上記の雌端子によると、弾性接触片の強度の低下を抑制しつつ弾性接触片を薄くすることができる。
本明細書で開示する雌端子の製造方法、及び、雌端子によれば、弾性接触片の強度の低下を抑制しつつ弾性接触片を薄くすることができる。
実施形態１に係る多接点型端子の側面図 多接点型端子を前側から見た正面図 多接点型端子の図２に示すＡ−Ａ線の断面図 実施形態２に係る多接点型端子の断面図 多接点型端子の側面図 他の実施形態に係る多接点型端子の断面図
＜実施形態１＞
実施形態１を図１ないし図３によって説明する。以降の説明において前後方向とは図１に示す前後方向を基準とする。
先ず、図１及び図２を参照して、実施形態１に係る雌端子としての多接点型端子１の概略について説明する。多接点型端子１は電気自動車やハイブリッド自動車等の電力供給線等に用いられる大電流端子である。
多接点型端子１は７角筒状をなす角筒部１１と７つの板ばね１２とを有しており、図示しない丸棒状の雄端子が前側から挿入される。雄端子が挿入されると角筒部１１の内側において７つの板ばね１２が雄端子の外周面に弾性接触し、雄端子と多接点型端子１とが電気的に導通する。角筒部１１は筒部の一例である。板ばね１２は弾性接触片の一例である。また、雄端子は相手側端子の一例である。
（１）多接点型端子の構成
図１に示すように、多接点型端子１は本体部２０と電線接続部２２とが繋ぎ部２１を介して前後に連なった形態をなしている。
本体部２０は前述した角筒部１１と７つの板ばね１２とを備えている。７つの板ばね１２は溶接によって角筒部１１に接合されたものである。
角筒部１１は金属板を曲げ加工することによって７角筒状に形成されている。図示されていないが、角筒部１１の曲げ方向における一端側には当該一端側から曲げ方向に延出しているロ字形状の係止片が形成されている。一方、角筒部１１の曲げ方向における他端側には外側に向けて突出している係止凸部が切り起こし形成されている。角筒部１１は７角筒状に折り曲げられた後、外側に向けて突出している係止凸部に係止片を外側から被せるようにやや屈曲させつつ外嵌させることによって開き止めされている。
７つの板ばね１２は角筒部１１の各側壁１１Ａの前側の開口縁部から前方（角筒部１１の軸方向前側）に向けて延出している。図３に示すように、板ばね１２は前方に向けて延出した後、角筒部１１の内側にＵ字状に折り返されている。板ばね１２において内側に折り返された部分は後側に向けて斜め内側に延びるとともに、先端部が斜め外側に向けて延びるように屈曲した形状とされている。板ばね１２において内側に最も膨出した部分（屈曲部分）は雄端子に接触する接点部とされている。
７つの板ばね１２は、長さ、幅、屈曲形状等、全て同形状に形成されている。また、各板ばね１２の幅は各側壁の幅より小さく設定されている。
前述したように板ばね１２は角筒部１１に溶接によって接合されている。具体的には、図３に示すように、角筒部１１の前側の開口縁部は角筒部１１の他の部分に比べて外面が概ね板ばね１２の板厚に相当する分だけ内面側に低くなる薄肉部１１Ｂとされている。そして、その薄肉部１１Ｂの外面に板ばね１２がレーザ溶接によって接合されている。
また、図３に示すように、板ばね１２の板厚は角筒部１１の板厚（言い換えると金属板の板厚）より薄くなっている。ここで角筒部１１の板厚とは、角筒部１１において最も板厚が厚い部分の板厚のことをいうものとする。具体的には、角筒部１１において薄肉部１１Ｂ以外の部分の板厚は薄肉部１１Ｂの板厚より厚いので、薄肉部１１Ｂ以外の部分が最も板厚が厚い部分である。つまり、本実施形態では板ばね１２の板厚は角筒部１１における薄肉部１１Ｂ以外の部分の板厚より薄くなっている。
図１に示すように、角筒部１１の前側の開口縁部において隣り合う板ばね１２の間には前方に向けて延びる拡張部１１Ｃが設けられている。拡張部１１Ｃの板厚は薄肉部１１Ｂの板厚と同じである。角筒部１１はこれらの拡張部１１Ｃにおいて曲げ方向に折り曲げられて７角筒状とされている。図１に示すように板ばね１２の前端は拡張部１１Ｃの前端より後方に位置している。
繋ぎ部２１は角筒部１１の７つの側壁１１Ａのうち連続する３つの側壁１１Ａの後端縁から後方に向けて延出されている。
電線接続部２２は繋ぎ部２１の後端縁から後方に向けて延出されている。電線接続部２２には図示しない電線が溶着される。
（２）多接点型端子の製造工程
多接点型端子１の製造工程では、先ず、厚さが均一の平板状の金属が金型を用いて打ち抜かれることによって角筒部１１の形状に応じた金属板が形成される（打ち抜き工程）
次に、打ち抜き工程によって形成された金属板において、角筒部１１の前側の開口縁部に相当する部分がプレス装置によって薄くされ、前述した薄肉部１１Ｂが形成される（プレス工程）。
次に、プレス工程によって形成された薄肉部１１Ｂの外面に、板ばね１２として成形される前の長板状の金属部材がレーザ溶接装置によって金属板にレーザ溶接される（接合工程）。これにより金属板に金属部材が接合される。レーザ溶接装置は接合装置の一例である。
なお、前述したプレス工程で用いられるプレス装置、及び、接合工程で用いられるレーザ溶接装置は、打ち抜き工程で用いられる金型に組み込まれていてもよい。その場合は、金型に平板状の金属と金属部材とがセットされ、平板状の金属が金型によって打ち抜かれて金属板が形成される。そして、その金属板において角筒部１１の前側の開口縁部に相当する部分が、金型内に設けられているプレス装置によって薄くされ、その後に、金型内に設けられているレーザ溶接装置によって金属部材が金属板にレーザ溶接される。
次に、接合工程によって接合された金属部材がプレス装置によって曲げ加工され、板ばね１２として成形される（成形工程）。
次に、金属板において繋ぎ部２１に相当する部分がプレス装置によって曲げ加工されて繋ぎ部２１として成形されるとともに、拡張部１１Ｃに相当する位置でプレス装置によって金属板が曲げ方向に折り曲げ加工されて角筒部１１として成形される（筒部成形工程）。
（３）実施形態の効果
以上説明した実施形態１に係る多接点型端子１の製造方法によると、金属板より板厚が薄い金属部材を金属板に接合し、その金属部材を曲げて板ばね１２として成形するので、厚さが均一の一枚の金属板から多接点型端子を形成する場合であって当該金属板において板ばねとして成形される部分をプレス加工によって薄くし、その薄くした部分を曲げて板ばねとして成形する場合に比べ、板ばね１２の強度の低下を抑制できる。よって実施形態１に係る製造方法によると、板ばね１２の強度の低下を抑制しつつ板ばね１２を薄くすることができる。
更に、実施形態１に係る製造方法によると、接合工程において金属部材を金属板にレーザ溶接するので、異形材を用いる場合に比べ、板ばね１２の強度の低下を抑制しつつ板ばね１２を薄くするためのコストを低減できる。以下、具体的に説明する。
板ばね１２の強度の低下を抑制しつつ板ばね１２を薄くする方法としては、板ばね１２と角筒部１１とを一枚の金属板から成形する方法であって、その金属板として、板ばね１２として成形される部分の板厚が予め薄くなっている異形材を用いる方法も考えられる。ここでいう異形材とは、板ばね１２として成形される部分を切削したり、あるいは板ばね１２として成形される部分の板厚が薄くなるように金型を用いて鋳造したりすることにより、板ばね１２として成形される部分をプレス加工によらず薄くしたものである。
一般にレーザ溶接によって金属部材を金属板に接合するコストは異形材を用いる場合のコストに比べて低い。このため、レーザ溶接によって金属部材を金属板に接合すると、異形材を用いる場合に比べ、板ばね１２の強度の低下を抑制しつつ板ばね１２を薄くするためのコストを低減できる。
更に、実施形態１に係る製造方法によると、接合工程の前に金属板に薄肉部１１Ｂを形成するプレス工程を含む。例えば薄肉部１１Ｂを形成せず、金属板において角筒部１１の外面となる面に金属部材を接合したとすると、金属部材の板厚の分だけ多接点型端子１の体格が大きくなってしまう。また、金属板において角筒部１１の内面となる面に金属部材を接合したとすると、板ばね１２と相手側端子との間隔を確保するために筒部の内径を大きくしなければならず、やはり多接点型端子１の体格が大きくなってしまう。薄肉部１１Ｂを形成すると、多接点型端子１の体格が大きくなってしまうことを抑制できる。
更に、実施形態１に係る製造方法によると、接合工程において、金属板の面のうち角筒部１１の外面となる面に金属部材を接合する。金属板において角筒部１１の内面となる面に金属部材を接合すると、板ばね１２と相手側端子との間隔を確保するために角筒部１１の内径を大きくしなければならず、それにより多接点型端子１の体格が大きくなってしまう。角筒部１１の外面となる面に金属部材を接合すると、角筒部１１の内径を大きくしなくてよいので、内面となる面に接合する場合に比べて多接点型端子１の体格が大きくなってしまうことを抑制できる。
更に、実施形態１に係る製造方法によると、打ち抜き工程と接合工程とを金型内で行うことができるので、雌端子の生産性を向上させることができる。
また、実施形態１に係る多接点型端子１によると、板ばね１２の強度の低下を抑制しつつ板ばね１２を薄くすることができる。
＜実施形態２＞
次に、実施形態２を図４ないし図５によって説明する。
実施形態２に係る多接点型端子２０１は、レーザ溶接ではなく、かしめによって板ばね１２が角筒部１１に接合されている。
図４に示すように、実施形態２に係る金属板の薄肉部１１Ｂには板厚方向に貫通する円形の貫通穴１１Ｄが形成されている。そして、図４に示すように、実施形態２に係る接合工程では板ばね１２として成形される長板状の金属部材において貫通穴１１Ｄに対応する位置がプレス装置によって外面側から円形状にプレスされる（図５参照）。
図４に示すように、プレス装置によって金属部材がプレスされると金属部材の肉が薄肉部１１Ｂの貫通穴１１Ｄに入り込み、入り込んだ肉によって貫通穴１１Ｄの内側から薄肉部１１Ｂがかしめられる。これにより金属部材が金属板に接合される。
実施形態２はその他の点において実施形態１と実質的に同一である。
以上説明した実施形態２に係る多接点型端子２０１によると、かしめによって金属部材を金属板に接合する。一般にかしめによって金属部材を金属板に接合するコストは異形材を用いる場合のコストに比べて低い。このため、かしめによって金属部材を金属板に接合すると、異形材を用いる場合に比べ、板ばね１２の強度の低下を抑制しつつ板ばね１２を薄くするためのコストを低減できる。
＜他の実施形態＞
本明細書によって開示される技術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明細書によって開示される技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施形態１では金属板に薄肉部１１Ｂを形成し、その薄肉部１１Ｂに金属部材を接合する場合を例に説明した。これに対し、図６に示す多接点型端子３０１のように、金属板に薄肉部１１Ｂを形成せずに金属部材を接合してもよい。実施形態２についても同様である。
（２）上記実施形態１ではレーザ溶接によって金属部材を金属板に接合する場合を例に説明した。しかしながら、溶接はレーザ溶接に限られるものではなく、任意の方法によって溶接することができる。
また、実施形態１では溶接によって金属部材を金属板に接合する場合を例に説明したが、半田付けやロウ付けなどの公知の技術によって接合してもよいし、圧着によって接合してもよいし、導電性の接着剤によって接合してもよい。ただし、異形材を用いる場合に比べて製造コストを低減できる方法であることが望ましい。
（３）上記実施形態２では金属板に貫通穴１１Ｄが形成されており、金属部材の肉を金属板の貫通穴１１Ｄに入り込ませることによってかしめる場合を例に説明した。これとは逆に、金属部材に貫通穴が形成されており、金属板の肉を金属部材の貫通穴に入り込ませることによってかしめてもよい。
また、かしめの方法は実施形態２に記載した方法に限られるものではなく、任意の方法によってかしめることができる。
（４）上記実施形態では金属板において角筒部１１の外面となる面に金属部材を接合する場合を例に説明した。これに対し、金属板において角筒部１１の内面となる面に金属部材を接合してもよい。
（５）上記実施形態では雌端子として７つの弾性接触片を備える多接点型端子を例に説明したが、弾性接触片の数は７つに限定されるものではなく、適宜に選択可能である。
１・・・多接点型端子（雌端子）、１１・・・角筒部（筒部）、１２・・・板ばね（弾性接触片）、２０１・・・多接点型端子（雌端子）、３０１・・・多接点型端子（雌端子）

Claims (7)

  1. 金属板を筒状に曲げてなる筒部と、
    前記筒部から前記筒部の軸方向に延出して前記筒部の内側に折り返されており、前記筒部の内側において相手側端子に弾性接触する弾性接触片と、
    を備える雌端子の製造方法であって、
    前記金属板より板厚が薄い金属部材を前記金属板に接合する接合工程と、
    前記金属板に接合された前記金属部材を曲げて前記弾性接触片として成形する成形工程と、
    を含む、雌端子の製造方法。
  2. 前記接合工程において、溶接によって前記金属部材を前記金属板に接合する、請求項１に記載の雌端子の製造方法。
  3. 前記接合工程において、かしめによって前記金属部材を前記金属板に接合する、請求項１に記載の雌端子の製造方法。
  4. 前記接合工程の前に、前記金属板において前記金属部材が接合される部分をプレスして板厚を薄くするプレス工程を含む、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の雌端子の製造方法。
  5. 前記接合工程において、前記金属板の面のうち前記筒部の外面となる面に前記金属部材を接合する、請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の雌端子の製造方法。
  6. 金型を用いて平板状の金属を打ち抜くことによって前記金属板を形成する打ち抜き工程を含み、
    前記接合工程において、前記金型に設けられている接合装置を用いて前記金属部材を前記金属板に接合する、請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の雌端子の製造方法。
  7. 筒部と、
    前記筒部に接合されている弾性接触片であって、前記筒部から前記筒部の軸方向に延出して前記筒部の内側に折り返されており、前記筒部の内側において相手側端子に弾性接触する弾性接触片と、
    を備え、
    前記弾性接触片の板厚が前記筒部の板厚より薄い、雌端子。
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