JP6724868B2 - 大電流用端子およびコネクタ - Google Patents

Description

本明細書によって開示される技術は、大電流用端子およびコネクタに関する。

従来、大電流用端子の一例として、特表２０１３−５３５７７７号公報（下記特許文献１）に記載の高電流用挿入接続コネクタが知られている。このコネクタは、相手方挿入接続用コネクタと、この相手方挿入接続用コネクタが挿入される導電材料製のハウジングとを備えて構成されている。相手方挿入接続用コネクタは、平板状のバスバーとされている。一方、ハウジングの内部には導電材料製のコイルばねと取付部材とが配設されている。取付部材は、コイルばねの軸心に通されてコイルばねを保持するスピゴットを有し、このスピゴットにコイルばねを通した状態でハウジングの内部に挿入されている。

特表２０１３−５３５７７７号公報

上記の高電流用挿入接続コネクタにおいて相手方挿入接続用コネクタのサイズが変更になった場合、相手側挿入接続用コネクタが挿入されるハウジングの形状を変更しなければならない。また、ハウジングの内部に配設される取付部材の形状についても変更しなければならず、相手方挿入接続用コネクタのサイズを容易に変更することはできなかった。このため、上記の高電流用挿入接続コネクタをさらなる大電流用途に適用することは容易とはいえなかった。

本明細書によって開示される大電流用端子は、雄側接触面を有する雄端子と、雌側接触面を有する雌端子と、前記雄側接触面に接触する雄側接点部、および前記雌側接触面に接触する雌側接点部を有し、前記雄端子と前記雌端子を導通可能に接続するコイルばねと、前記雄側接点部を露出させる雄側開口部、および前記雌側接点部を露出させる雌側開口部を有し、前記コイルばねを保持したばねホルダと、を備えた大電流用端子であって、前記雌側接触面を前記雌側開口部に向けた状態で前記雄側接触面を前記雌側接触面に対向させつつ前記雄側開口部に配することで、前記コイルばねが両接触面の対向方向に圧縮され、前記コイルばねの圧縮に伴って前記雌側開口部が前記雌側接触面に近づくように前記ばねホルダが移動可能とされている構成とした。

このような構成によると、雄端子の雄側接触面と雌端子の雌側接触面とによってコイルばねが両接触面の対向方向に圧縮されて挟持されることで両端子が導通可能に接続される。このとき、ばねホルダは、雌側開口部が雌側接触面に近づくように移動する。このようにすると、例えば雄端子のサイズを大きくしてコイルばねの圧縮量が大きくなっても、コイルばねの圧縮に伴ってばねホルダが移動することになるため、ばねホルダの形状を変更しなくてもよい。

一方、例えば雌端子のサイズを大きくした場合には、雌側接触面とばねホルダの間でコイルばねを圧縮させればよいため、ばねホルダの形状を変更しなくてもよい。同様に、コイルばねのサイズを大きくした場合にも、雌側接触面とばねホルダの間でコイルばねを圧縮させればよいため、ばねホルダの形状を変更しなくてもよい。したがって、大電流用端子において雌雄両端子とコイルばねのサイズを容易に変更することができる。

本明細書によって開示される大電流用端子は、以下の構成としてもよい。
前記コイルばねは、前記雄側接点部とこれに連なる前記雌側接点部とを接続する弧状の連結部を有し、側面視において前記連結部が軸心に対して傾いた姿勢とされており、前記雄端子は、前記雄側開口部の一端から他端に向けて前記コイルばねの軸心と平行に挿入されるものとされ、側面視において前記雄側接触面を基準面とした前記連結部の傾斜角は、前記雄側開口部の一端側において鋭角とされ、他端側において鈍角とされている構成としてもよい。

このような構成によると、連結部の傾斜角が雄側開口部の一端側において鋭角とされているため、雄端子を雄側開口部の一端から他端に向けて挿入する際に、連結部が倒れるようにコイルばねが変形することになる。したがって、雄端子を低挿入力で挿入することができる。これとは逆に、雄端子を雄側開口部の他端から一端に向けて離脱させようとすると、連結部が立ち上がろうとして踏ん張るため、雄側接点部の雄側接触面に対する垂直抗力が大きくなり、摩擦力が大きくなる。したがって、雄端子が高い保持力でコイルばねに接続され、コイルばねから離脱しにくくなる。

また、本明細書によって開示されるコネクタは、上記の大電流用端子と、前記雌端子が保持される雌端子保持部、および前記雄端子が内部に挿入される雄端子挿入部を有するハウジングと、を備えたコネクタであって、前記雌端子は平板状のバスバーとされ、前記ばねホルダは、前記雌端子の両側縁部に対して前記雌側接触面とは反対側から引っ掛かる一対の保持部を有し、前記一対の保持部によって前記雌端子に保持されている構成としてもよい。

このような構成によると、雌端子保持部に雌端子を保持させておき、雌端子に対してばねホルダを装着すると、一対の保持部によってばねホルダが雌端子に保持される。次に、雄端子を雄端子挿入部の内部に挿入すると、雌雄両端子がコイルばねを介して導通可能に接続される。

本明細書によって開示される大電流用端子によれば、雌雄両端子とコイルばねのサイズを容易に変更することができる。

雄端子を挿入する前のコネクタの斜視図 雄端子を挿入した後のコネクタの斜視図 雄端子を挿入した後のコネクタの正面図 雄端子を挿入した後のコネクタの平面図 図３のＡ−Ａ線で切断した断面図であって、雄端子を挿入する前のコネクタを示した断面図 図３のＡ−Ａ線で切断した断面図であって、雄端子を挿入した後のコネクタを示した断面図 図４のＢ−Ｂ線で切断した断面図であって、雄端子を挿入する前のコネクタを示した断面図 図４のＢ−Ｂ線で切断した断面図であって、雄端子を挿入した後のコネクタを示した断面図 図４のＣ−Ｃ線断面図

＜実施形態＞
実施形態を図１から図９の図面を参照しながら説明する。本実施形態のコネクタ１０は、図２に示すように、合成樹脂製のハウジング２０と、ハウジング２０に保持された大電流用端子３０と、を備えて構成されている。大電流用端子３０は、図６に示すように、合成樹脂製のばねホルダ４０と、ばねホルダ４０に保持された複数のコイルばね７０と、複数のコイルばね７０を介して導通可能に接続された雄端子５０および雌端子６０とを備えて構成されている。

雄端子５０は、図９に示すように、コイルばね７０を介して雌端子６０に接続される端子側接続部５１と、例えば機器に設けられた機器側端子に接続される機器側接続部５２とを備え、端子側接続部５１と機器側接続部５２がＬ字状に連結された構成とされている。端子側接続部５１は平板状のバスバーとされている。一方、機器側接続部５２は、図３に示すように、機器側端子にボルトで接続するためのボルト孔５３を有している。

雌端子６０は、図９に示すように、コイルばね７０を介して雄端子５０に接続される端子側接続部６１と、電線Ｗの芯線Ｗ１に接続された電線側接続部６２とを備え、端子側接続部６１と電線側接続部６２が段差を介して階段状に連結された構成とされている。端子側接続部６１は平板状のバスバーとされている。一方、電線側接続部６２には、電線Ｗの芯線Ｗ１が抵抗溶接等によって接続されている。

ハウジング２０は、雌端子６０が内部に挿入される雌端子挿入部２１と、雄端子５０が内部に挿入される雄端子挿入部２２とを有し、雌端子挿入部２１は、上側当接部２３と、下側当接部２４と、雌端子保持部２５とを備えて構成されている。図９に示すように、下側当接部２４は、雌端子６０に下方から当接し、上側当接部２３は、雌端子６０に上方から当接している。上側当接部２３は、図７に示すように、幅方向に間隔を空けて一対設けられている。一対の上側当接部２３の間に雌端子保持部２５が設けられている。雌端子保持部２５は片持ち状をなすランスとされ、雌端子６０の端子側接続部６１に設けられたランスホールに嵌まり込んで係止するようになっている。これにより、雌端子６０の端子側接続部６１は、一対の上側当接部２３と下側当接部２４とによって上下方向に位置決めされた状態で雌端子保持部２５により抜け止めされている。

図７に示すように、ばねホルダ４０は、雌端子６０の端子側接続部６１に装着されている。雄端子挿入部２２は、ハウジング２０の内部において、ばねホルダ４０の下方に設けられている。雄端子挿入部２２の上下方向の寸法は、図８に示すように、雄端子５０の端子側接続部５１の板厚の２倍弱の寸法とされている。このため、端子側接続部５１の板厚が１．５倍程度に大きくなってもハウジング２０の形状を変更しなくてもよい。

図６に示すように、コイルばね７０は、雌端子６０の端子側接続部６１の下面である雌側接触面６４に接触する雌側接点部７１と、雄端子５０の端子側接続部５１の上面である雄側接触面５４に接触する雄側接点部７２と、雄側接点部７２とこれに連なる雌側接点部７１とを接続する弧状の連結部７３とを有している。すなわち、コイルばね７０は、側面視において連結部７３が軸心に対して傾いた姿勢とされた斜め巻きコイルばねとされている。

ばねホルダ４０は、図７に示すように、一対のコイルばね７０を支持する底壁４１と、底壁４１の両側縁から上方に立ち上がる一対の側壁４２と、一方の側壁４２の上縁から他方の側壁４２の上縁に向けて板厚分突出した一対の保持部４３とを備えて構成されている。一対の側壁４２の離間距離は、雌端子６０の端子側接続部６１の幅寸法とほぼ同じかこれよりやや大きめとされている。したがって、ばねホルダ４０を雌端子６０の端子側接続部６１に装着すると、一対の保持部４３が端子側接続部６１の両側縁部に上方から引っ掛かることで、ばねホルダ４０が一対の保持部４３によって端子側接続部６１に保持される。

底壁４１は、コイルばね７０の雄側接点部７２を露出させる雄側開口部４４と、コイルばね７０の雌側接点部７１を露出させる雌側開口部４５とを有している。雄側開口部４４は、底壁４１の一部を下方に膨出させたコイル収容部４６の下端に開口されている。一方、雌側開口部４５は、コイル収容部４６の上端部に連結された底壁４１の開口部とされている。したがって、コイルばね７０の雄側接点部７２は雄側開口部４４から下方に突出して外部に露出し、雌側接点部７１は雌側開口部４５から上方に突出して外部に露出している。図７においては雌側接点部７１が雌端子６０の雌側接触面６４に接触しているものの、必ずしも接触している必要はない。なお、底壁４１および一対の側壁４２の前縁には、雌端子６０の端子側接続部６１の前端部を覆って保護する保護壁４８が設けられている。

雄端子５０の端子側接続部５１がハウジング２０の雄端子挿入部２２の内部に前方から挿入されると、雄側接触面５４が雄側開口部４４に配されるとともに、雌側接触面６４が雌側開口部４５を向いた状態となって雄側接触面５４と雌側接触面６４が対向する。この結果、雄端子５０の雄側接触面５４がコイルばね７０の雄側接点部７２に弾性的に接触し、コイルばね７０が上下方向（雄側接触面５４と雌側接触面６４が対向する方向）に圧縮され、コイルばね７０が雄端子５０の雄側接触面５４と雌端子６０の雌側接触面６４との間に挟持される。

ばねホルダ４０のコイル収容部４６は、コイルばね７０の軸方向における両端開口から内部に進入した一対のばね受け突起４７を有している。コイルばね７０の雄側接点部７２が雌側接点部７１に近づくと、雄側接点部７２の内面がばね受け突起４７を上方に変位させる。これにより、図８に示すように、ばねホルダ４０の一対の保持部４３は、雌端子６０の端子側接続部６１の上面から上方に離間し、雌側開口部４５が雌側接触面６４に近づくようにばねホルダ４０が移動する。

図８の状態では、雌端子６０の端子側接続部６１は、底壁４１と保持部４３の間における真ん中に位置している。したがって、端子側接続部６１と底壁４１の間に形成されるクリアランスと、端子側接続部６１と一対の保持部４３との間に形成されるクリアランスとは、ほぼ同じになる。このことは、例えば雄端子５０の板厚が大きくなることに起因してばねホルダ４０が上方に変位しても、前記クリアランスの範囲内でばねホルダ４０の変位が許容されることを意味している。したがって、雄端子５０のサイズが変更になってもばねホルダ４０の形状を変更しなくてもよいことになる。また、コイルばね７０が変形することで電線Ｗから入力された振動を吸収することができる。さらに、コイルばね７０を用いたことで雌雄両端子５０、６０の捻回による接点変動に追従することができる。

図５に示すように、雄端子５０は、雄端子挿入部２２の内部に、雄側開口部４４の一端（図５の図示左端）から他端（図５の図示右端）に向けて挿入される。言い換えると、雄端子５０は、雄端子挿入部２２の前方からコイルばね７０の軸心と平行に挿入されるものとされている。側面視において雌側接触面６４を基準面として連結部７３の傾斜角は、雌側開口部４５の一端側において鈍角とされ、他端側において鋭角とされている。したがって、雄端子５０を雄端子挿入部２２の前方から挿入する際には、連結部７３が倒れて雄側接点部７２が上方に変位するため、雄端子５０の低挿入力化が可能になる。

一方、雄端子５０が雄端子挿入部２２の内部に挿入された状態では、図６に示すように、側面視において雄側接触面５４を基準面とした連結部７３の傾斜角は、雄側開口部４４の一端側において鋭角とされ、他端側において鈍角とされている。この状態において雄端子５０が雄端子挿入部２２から離脱しようとすると、連結部７３が立ち上がろうとして踏ん張るため、雄側接点部７２の雄側接触面５４に対する垂直抗力が大きくなり、摩擦力が大きくなる。したがって、雄端子５０が高い保持力でコイルばね７０に接続され、コイルばね７０から離脱しにくくなる。もって、雄端子５０とコイルばね７０が高い接続信頼性で導通可能に接続される。また、両接点部７１、７２間を流れる電流が一対の連結部７３に分流されるため、並列回路となって電気抵抗が低下し、電気抵抗の増加に伴う発熱を抑制することができる。したがって、大電流に対応することが可能になる。

以上のように本実施形態では、雄端子５０の雄側接触面５４と雌端子６０の雌側接触面６４とによってコイルばね７０が両接触面５４、６４の対向方向に圧縮されて挟持されることで両端子５０、６０が導通可能に接続される。このとき、ばねホルダ４０は、雌側開口部４５が雌側接触面６４に近づくように移動する。このようにすると、例えば雄端子のサイズを大きくしてコイルばね７０の圧縮量が大きくなっても、コイルばね７０の圧縮に伴ってばねホルダ４０が移動することになるため、ばねホルダ４０の形状を変更しなくてもよい。

一方、例えば雌端子のサイズを大きくした場合には、雌側接触面６４とばねホルダ４０の間でコイルばね７０を圧縮させればよいため、ばねホルダ４０の形状を変更しなくてもよい。同様に、コイルばねのサイズを大きくした場合にも、雌側接触面６４とばねホルダ４０の間でコイルばね７０を圧縮させればよいため、ばねホルダ４０の形状を変更しなくてもよい。したがって、大電流用端子３０において雌雄両端子５０、６０とコイルばね７０のサイズを容易に変更することができる。

コイルばね７０は、雄側接点部７２とこれに連なる雌側接点部７１とを接続する弧状の連結部７３を有し、側面視において連結部７３が軸心に対して傾いた姿勢とされており、雄端子５０は、雄側開口部４４の一端から他端に向けてコイルばね７０の軸心と平行に挿入されるものとされ、側面視において雄側接触面５４を基準面とした連結部７３の傾斜角は、雄側開口部４４の一端側において鋭角とされ、他端側において鈍角とされている構成としてもよい。

このような構成によると、連結部７３の傾斜角が雄側開口部４４の一端側において鋭角とされているため、雄端子５０を雄側開口部４４の一端から他端に向けて挿入する際に、連結部７３が倒れるようにコイルばね７０が変形することになる。したがって、雄端子５０を低挿入力で挿入することができる。これとは逆に、雄端子５０を雄側開口部４４の他端から一端に向けて離脱させようとすると、連結部７３が立ち上がろうとして踏ん張るため、雄側接点部７２の雄側接触面５４に対する垂直抗力が大きくなり、摩擦力が大きくなる。したがって、雄端子５０が高い保持力でコイルばね７０に接続され、コイルばね７０から離脱しにくくなる。

また、本明細書によって開示されるコネクタ１０は、上記の大電流用端子３０と、雌端子６０が保持される雌端子保持部２５、および雄端子５０が内部に挿入される雄端子挿入部２２を有するハウジング２０と、を備えたコネクタ１０であって、雌端子６０は平板状のバスバーとされ、ばねホルダ４０は、雌端子６０の両側縁部に対して雌側接触面６４とは反対側から引っ掛かる一対の保持部４３を有し、一対の保持部４３によって雌端子６０に保持されている構成としてもよい。

このような構成によると、雌端子保持部２５に雌端子６０を保持させておき、雌端子６０に対してばねホルダ４０を装着すると、一対の保持部４３によってばねホルダ４０が雌端子６０に保持される。次に、雄端子５０を雄端子挿入部２２の内部に挿入すると、雌雄両端子５０、６０がコイルばね７０を介して導通可能に接続される。

＜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、例えば次のような種々の態様も含まれる。
（１）上記実施形態では雄端子５０が雄側開口部４４の一端から他端に向けてコイルばね７０の軸心と平行に挿入されるものを例示したが、雄端子５０が雄側開口部４４の下方からコイルばね７０に接触して接続されるものとしてもよい。

（２）上記実施形態では巻回面が軸心に対して斜めとされた斜め巻きコイルばねを例示しているものの、巻回面が軸心に対してほぼ垂直とされたコイルばねを用いてもよい。

（３）上記実施形態では雄端子５０が機器側端子に接続されたものを例示しているものの、雄端子が電線に接続されたものとしてもよい。この場合、雄端子６０が保持された雄ハウジングをハウジング２０に嵌合させることで雌雄両端子５０、６０を接続してもよい。

１０…コネクタ
２０…ハウジング
２２…雄端子挿入部
２５…雌端子保持部
３０…大電流用端子
４０…ばねホルダ
４３…保持部
４４…雄側開口部
４５…雌側開口部
５０…雄端子
５４…雄側接触面
６０…雌端子
６４…雌側接触面
７０…コイルばね
７１…雌側接点部
７２…雄側接点部
７３…連結部

Claims (3)

1. 雄側接触面を有する雄端子と、
   雌側接触面を有する雌端子と、
   前記雄側接触面に接触する雄側接点部、および前記雌側接触面に接触する雌側接点部を有し、前記雄端子と前記雌端子を導通可能に接続するコイルばねと、
   前記雄側接点部を露出させる雄側開口部、および前記雌側接点部を露出させる雌側開口部を有し、前記コイルばねを保持したばねホルダと、を備えた大電流用端子であって、
   前記雌側接触面を前記雌側開口部に向けた状態で前記雄側接触面を前記雌側接触面に対向させつつ前記雄側開口部に配することで、前記コイルばねが両接触面の対向方向に圧縮され、前記コイルばねの圧縮に伴って前記雌側開口部が前記雌側接触面に近づくように前記ばねホルダが移動可能とされている大電流用端子。
2. 前記コイルばねは、前記雄側接点部とこれに連なる前記雌側接点部とを接続する弧状の連結部を有し、側面視において前記連結部が軸心に対して傾いた姿勢とされており、
   前記雄端子は、前記雄側開口部の一端から他端に向けて前記コイルばねの軸心と平行に挿入されるものとされ、側面視において前記雄側接触面を基準面とした前記連結部の傾斜角は、前記雄側開口部の一端側において鋭角とされ、他端側において鈍角とされている請求項１に記載の大電流用端子。
3. 請求項１または請求項２に記載の大電流用端子と、
   前記雌端子が保持される雌端子保持部、および前記雄端子が内部に挿入される雄端子挿入部を有するハウジングと、を備えたコネクタであって、
   前記雌端子は平板状のバスバーとされ、前記ばねホルダは、前記雌端子の両側縁部に対して前記雌側接触面とは反対側から引っ掛かる一対の保持部を有し、前記一対の保持部によって前記雌端子に保持されているコネクタ。

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