JP7401570B2

JP7401570B2 - 接続端子

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Publication number: JP7401570B2
Application number: JP2022005555A
Authority: JP
Inventors: 孝裕松尾
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2022-01-18
Filing date: 2022-01-18
Publication date: 2023-12-19
Anticipated expiration: 2042-01-18
Also published as: JP2023104522A; WO2023140031A1

Description

本発明は、接続端子に関する。

従来、接続端子としては、電線が電気的に接続される電線接続部と、電線接続部と一体に設けられ相手端子と電気的に接続される電気接続部とを備えたものが知られている（特許文献１参照）。この接続端子では、電線接続部に、電線が超音波接合によって電気的に接続される。

このような接続端子では、電気接続部が、複数の屈曲部で屈曲されて筒状に形成され相手端子を挿入可能な箱部を有する。箱部は、複数の屈曲部で屈曲されて筒状に形成された状態で、開く可能性がある部分に、レーザースポット溶接を施すことによってその形状が保持される。

特開平１１－３４５６４５号公報

ところで、上記特許文献１のような接続端子では、箱部の複数の屈曲部に対して、箱部の他の部分より厚みを薄くした薄肉部が屈曲部に沿って連続して設けられている。屈曲部に薄肉部、いわゆる線打ちを設けることにより、箱部に対して、折り曲げ加工が施し易くなり、加工性が向上する。

しかしながら、屈曲部に薄肉部を設けると、箱部において、屈曲部の強度が低下する。このため、電線接続部において、電線を超音波接合させると、超音波の振動によって、箱部に破損が生じることがあった。加えて、箱部に対する溶接の接合材や方法によっては、超音波接合に対する強度が不足する可能性があった。このため、強度を満足するために、溶接の接合材や方法を変更することで、高コスト化していた。

本発明は、このような従来技術が有する課題に鑑みてなされたものである。そして本発明の目的は、箱部の加工性を向上でき、超音波接合に対する耐久性を向上することができる接続端子を提供することにある。

本実施形態に係る接続端子は、電線が超音波接合によって電気的に接続される電線接続部と、前記電線接続部と一体に設けられ相手端子と電気的に接続される電気接続部とを備え、前記電気接続部は、複数の屈曲部で屈曲されて筒状に形成され前記相手端子を挿入可能な箱部を有し、複数の前記屈曲部には、前記箱部の他の部分より厚みを薄くした薄肉部が設けられ、複数の前記薄肉部のうち少なくとも１つは、前記屈曲部に沿って複数配置されている。

本発明によれば、箱部の加工性を向上でき、超音波接合に対する耐久性を向上することができる接続端子を提供することができる。

本実施形態に係る接続端子の斜視図である。本実施形態に係る接続端子を展開したときの平面図である。本実施形態に係る接続端子の電線接続部に電線を超音波接合したときに箱部の幅方向一側に向けて振動が発生したときの模式図である。本実施形態に係る接続端子の電線接続部に電線を超音波接合したときに箱部の幅方向他側に向けて振動が発生したときの模式図である。

以下、図面を用いて本実施形態に係る接続端子について詳細に説明する。なお、図面の寸法比率は説明の都合上誇張されており、実際の比率と異なる場合がある。

本実施形態に係る接続端子１は、不図示であるが、例えば、ハウジングに収容され、コネクタを構成する。コネクタは、相手ハウジングに相手端子が収容された相手コネクタと嵌合される。コネクタと相手コネクタとが嵌合することにより、接続端子１と相手端子とが電気的に接続される。

不図示であるが、相手端子は、例えば、電源や機器などに電気的に接続された電線の端末部に、圧着などによって電線に電気的に接続されている。相手端子には、コネクタと相手コネクタとの嵌合方向に沿って延出されたタブ状の相手接続部が設けられている。相手端子は、コネクタと相手コネクタとが嵌合することにより、相手接続部が接続端子１の電気接続部５に挿入され、接続端子１と電気的に接続される。

図１～図４に示すように、接続端子１は、導電性材料からなる１枚の板材に対して、打ち抜き加工や折り曲げ加工などを施すことによって形成されている。接続端子１は、電線接続部３と、電気接続部５とを備えている。

電線接続部３は、被覆圧着部７と、芯線圧着部９とを備えている。

被覆圧着部７は、一対の加締め片からなる。被覆圧着部７は、例えば、電源や機器などに電気的に接続された電線（不図示）の端末部において、電線の被覆部を加締める。被覆圧着部７を電線の被覆部に加締めることにより、接続端子１が電線に固定される。

芯線圧着部９は、電気接続部５と被覆圧着部７との間に設けられた一対の圧着片からなる。芯線圧着部９の内面には、電線の芯線部に形成された酸化被膜を破壊するセレーション１１が複数形成されている。芯線圧着部９は、電線の端末部において、電線の被覆部から露出された芯線部が、超音波接合によって圧着される。芯線圧着部９を電線の芯線部に圧着させることにより、接続端子１が電線に電気的に接続される。

電気接続部５は、箱部１３と、ばね部１５とを備えている。

箱部１３は、第１壁部１７と第２壁部１９と第３壁部２１と第４壁部２３と第５壁部２５とが連続する一部材で形成され、複数の屈曲部２７で折り曲げ加工を施すことにより、四角形の筒状に形成されている。なお、以下では、第１壁部１７と第２壁部１９と第３壁部２１と第４壁部２３と第５壁部２５との位置関係について、本実施形態における一例として説明するが、これに限るものではない。

第１壁部１７は、箱部１３の高さ方向において、上側に配置される上壁となっている。第１壁部１７は、幅方向の一側が屈曲部２７を介して第３壁部２１と連結され、幅方向の他側が何も設けられておらず、開放されている。第１壁部１７の幅方向他側には、固定突起２９が幅方向外側に向けて突出して形成されている。第１壁部１７には、ばね部１５の過度な変形を規制する規制突起３１が箱部１３の内部に向けて突出して形成されている。

第２壁部１９は、箱部１３の高さ方向において、下側に配置される底壁となっている。第２壁部１９は、幅方向の一側が屈曲部２７を介して第３壁部２１と連結され、幅方向の他側が屈曲部２７を介して第４壁部２３と連結されている。第２壁部１９には、相手端子のタブ状の相手接続部と接触する接触突起３３が箱部１３の内部に向けて突出して形成されている。

第３壁部２１は、箱部１３の幅方向において、一側に配置される側壁となっている。第３壁部２１は、箱部１３の高さ方向（第３壁部２１における幅方向）の一側が屈曲部２７を介して第１壁部１７と連結され、箱部１３の高さ方向（第３壁部２１における幅方向）の他側が屈曲部２７を介して第２壁部１９と連結されている。第３壁部２１には、ばね部１５との干渉を避ける回避凹部３５が板厚を薄くするように凹まされて形成されている。第３壁部２１には、防止突起３７が箱部１３の外部に向けて突出して形成されている。防止突起３７は、接続端子１がコネクタのハウジングに誤った姿勢で挿入されるときに、ハウジングと干渉し、ハウジングに対する接続端子１の誤挿入を防止する。

第４壁部２３は、箱部１３の幅方向において、他側に配置される側壁となっている。第４壁部２３は、箱部１３の高さ方向（第４壁部２３における幅方向）の一側が屈曲部２７を介して第２壁部１９と連結され、箱部１３の高さ方向（第４壁部２３における幅方向）の他側が屈曲部２７を介して第５壁部２５と連結されている。第４壁部２３には、ばね部１５との干渉を避ける回避凹部３５が板厚を薄くするように凹まされて形成されている。

第５壁部２５は、箱部１３の高さ方向において、上側に配置され、第１壁部１７の上側に重ね合わされて配置される重ね上壁となっている。第５壁部２５は、幅方向の一側が屈曲部２７を介して第４壁部２３と連結され、幅方向の他側が何も設けられておらず、開放されている。第５壁部２５の屈曲部２７には、固定孔部３９が第４壁部２３と第５壁部２５とを貫通して形成されている。固定孔部３９には、折り曲げ加工によって箱部１３を形成した状態で、固定突起２９が挿入され、箱部１３の形状を保持する。なお、箱部１３を折り曲げ加工によって形成した後に、第５壁部２５と第１壁部１７との間を、スポット溶接などによって、溶接して固定してもよい。

このような箱部１３には、長さ方向の一側の端部に電線接続部３が連結され、長さ方向の他側の端部にばね部１５が連結されている。詳細には、第２壁部１９と第３壁部２１と第４壁部２３との長さ方向の端部には、電線接続部３が連続する一部材で形成されている。第１壁部１７の長さ方向の端部には、ばね部１５が連続する一部材で形成されている。

ばね部１５は、箱部１３の第１壁部１７に対して、長さ方向の電線接続部３と反対側の端部に連結されている。ばね部１５は、第１壁部１７との間に設けられたばね屈曲部４１を介して箱部１３の内部に向けて折り曲げられ、箱部１３の内部に弾性変形可能に配置される。ばね部１５には、他の部分より幅が広く形成され、箱部１３の内部に向けて突出された接点部４３が形成されている。接点部４３は、箱部１３の内部おいて、第３壁部２１及び第４壁部２３の回避凹部３５，３５に配置され、ばね部１５の弾性変形による第３壁部２１及び第４壁部２３との干渉が防止される。

このようなばね部１５は、コネクタと相手コネクタとが嵌合すると、箱部１３に挿入された相手端子のタブ状の相手接続部と接点部４３とが接触し、弾性変形される。弾性変形されたばね部１５は、復元しようとする付勢力によって接点部４３を相手接続部に接触させ、接続端子１と相手端子とが電気的に接続される。このとき、ばね部１５が過剰に変形しようとすると、規制突起３１と当接して過剰な変形が防止され、接点部４３と相手接続部との接触が保持される。また、箱部１３に挿入された相手接続部には、接触突起３３が接触され、接続端子１と相手端子との電気的な接続信頼性を保持することができる。

このような接続端子１において、箱部１３の複数の屈曲部２７には、折り曲げ加工を施し易くするために、箱部１３の他の部分より厚みを薄くした薄肉部４５が設けられている。薄肉部４５は、屈曲部２７に対して、いわゆる線打ちによって形成される。薄肉部４５は、例えば、箱部１３の他の部分より半分の厚さとなるように形成されている。このように屈曲部２７に薄肉部４５を設けることにより、屈曲部２７の強度が低下し、折り曲げ加工を施し易くなり、加工性を向上することができる。なお、薄肉部４５の厚さは、箱部１３の強度や加工性を考慮し、適宜設定することができる。

ところで、接続端子１において、電線接続部３には、電線の芯線部が超音波接合による圧着によって接続される。超音波接合では、接合時に、微小な振動が高速で発生する。超音波接合による振動は、接続端子１の長さ方向において、電線接続部３と反対側に位置する電気接続部５の箱部１３に大きな影響を与える。超音波接合における振動は、電線の芯線部と電線接続部３の芯線圧着部９とを安定して圧着させるために、箱部１３の幅方向に向けて発生される。このとき、図３，図４の実線で示すように、重ね合わされて配置される第１壁部１７と第５壁部２５とは、幅方向の片側が開放されているので、超音波接合の振動による第３壁部２１と第４壁部２３との変形が大きくなる。なお、図３の実線で示すように、第１壁部１７の上側に位置する第５壁部２５が第１壁部１７から離れる方向に振動が加わると、第３壁部２１と第４壁部２３との変形が大きくなる。一方、図４の実線で示すように、第５壁部２５が第１壁部１７に近づく方向に振動が加わると、第３壁部２１と第４壁部２３との変形が小さくなる。

ここで、従来では、薄肉部４５が、屈曲部２７に沿って連続して形成され、屈曲部２７の長さ方向の全域に設けられていた。このように薄肉部４５を設けると、屈曲部２７が長さ方向の全域で箱部１３の他の部分より強度が低下している。このため、超音波接合による振動の影響によって、屈曲部２７を起点として破損が発生することがあった。そこで、薄肉部４５は、屈曲部２７において、超音波接合による振動に対する耐久性を向上するように配置されている。

図２に示すように、薄肉部４５は、屈曲部２７において、屈曲部２７に沿って所定の間隔を有して複数配置されている。屈曲部２７に沿って複数配置された薄肉部４５は、所定の間隔で線打ちによって形成される。薄肉部４５を屈曲部２７に沿って複数配置することにより、屈曲部２７の強度が高くなる。このため、屈曲部２７において、超音波接合に対する耐久性を向上させることができる。なお、屈曲部２７における複数の薄肉部４５の所定の間隔は、用いる材料、材料の厚さ、薄肉部４５の厚さ、箱部１３の長さ、箱部１３の幅などを考慮し、加工性と耐久性とを備えるように適宜設定することができる。

このような薄肉部４５は、電線接続部３と反対側に位置する箱部１３の端部４７から所定の長さを有して離間して配置されている。薄肉部４５を箱部１３の端部４７から離間して配置することにより、屈曲部２７の強度が高くなる。このため、屈曲部２７において、超音波接合に対する耐久性を向上させることができる。特に、箱部１３の電線接続部３と反対側の端部４７は、電線接続部３から遠く離れて開放されているので、超音波接合による振動の影響が大きい。このため、箱部１３の電線接続部３と反対側の端部４７から薄肉部４５を離間して配置することにより、箱部１３の電線接続部３と反対側の端部４７の強度を高め、超音波接合による振動に対する耐久性を効果的に向上させることができる。なお、薄肉部４５が離間する箱部１３の端部は、電線接続部３と反対側の端部４７に限らず、電線接続部３側の端部であってもよい。また、薄肉部４５の箱部１３の端部から離間する所定の長さは、用いる材料、材料の厚さ、薄肉部４５の厚さ、箱部１３の長さ、箱部１３の幅などを考慮し、加工性と耐久性とを備えるように適宜設定することができる。

ここで、屈曲部２７に沿って複数配置された薄肉部４５は、複数の屈曲部２７のうち少なくともばね部１５が連結されたばね屈曲部４１を有する第１壁部１７の屈曲部２７に配置されていることが好ましい。ばね部１５に連結された第１壁部１７の屈曲部２７に配置された薄肉部４５を屈曲部２７に沿って複数配置することにより、ばね部１５に対する超音波接合の振動による影響を抑えることができる。このため、ばね部１５における破損を抑制することができ、接続端子１の電気的な接続信頼性を保持することができる。なお、例えば、ばね部１５が第２壁部１９に連結されている場合には、少なくとも第２壁部１９の屈曲部２７，２７に配置された薄肉部４５，４５を、屈曲部２７に沿って複数配置すればよい。

また、箱部１３を構成する第１壁部１７及び第５壁部２５は、幅方向の一側にのみ屈曲部２７が設けられて第３壁部２１及び第４壁部２３に連結されており、幅方向の他側が開放されている。このため、箱部１３では、超音波接合による振動が加わったときに、第１壁部１７及び第５壁部２５の開放された幅方向の他側が、連結された部分に比べて大きく振動する。特に、第１壁部１７には、ばね部１５が連結されている。そこで、少なくとも第１壁部１７の連結された部分である幅方向の一側の屈曲部２７に、屈曲部２７に沿って複数配置された薄肉部４５を配置することが好ましい。第１壁部１７の連結された部分の屈曲部２７に、屈曲部２７に沿って複数配置された薄肉部４５を配置することにより、第１壁部１７の連結された部分の強度が高くなる。このため、第１壁部１７の開放された部分の超音波接合による振動を抑制することができ、箱部１３の耐久性を向上することができる。加えて、ばね部１５に対する超音波接合の振動による影響を抑え、接続端子１の電気的な接続信頼性を保持することができる。なお、第５壁部２５の屈曲部２７に配置された薄肉部４５も、屈曲部２７に沿って複数配置されている。第５壁部２５の連結された部分の屈曲部２７に、屈曲部２７に沿って複数配置された薄肉部４５を配置することにより、第５壁部２５の連結された部分の強度が高くなる。このため、第５壁部２５の開放された部分の超音波接合による振動を抑制することができ、箱部１３の耐久性を向上することができる。

さらに、第１壁部１７及び第５壁部２５への超音波接合による振動の伝播は、幅方向の両側に第３壁部２１及び第４壁部２３が連結された第２壁部１９の屈曲部２７，２７が基点となる。そこで、振動の伝播の基点となる第２壁部１９の幅方向の両側の屈曲部２７，２７に、屈曲部２７に沿って複数配置された薄肉部４５を配置することが好ましい。第２壁部１９の屈曲部２７，２７に、屈曲部２７に沿って複数配置された薄肉部４５を配置することにより、第２壁部１９の屈曲部２７，２７の強度が高くなる。このため、幅方向の片側が開放された第１壁部１７及び第５壁部２５への超音波接合による振動の伝播を抑えることができ、箱部１３の耐久性を向上することができる。

このような接続端子１では、電線が超音波接合によって電気的に接続される電線接続部３と、電線接続部３と一体に設けられ相手端子と電気的に接続される電気接続部５とを備えている。また、電気接続部５は、複数の屈曲部２７で屈曲されて筒状に形成され相手端子を挿入可能な箱部１３を有する。さらに、複数の屈曲部２７には、箱部１３の他の部分より厚みを薄くした薄肉部４５が設けられている。そして、複数の薄肉部４５のうち少なくとも１つは、屈曲部２７に沿って複数配置されている。

複数の屈曲部２７のうち屈曲部２７に沿って複数配置された薄肉部４５が配置された屈曲部２７では、強度を高めることができる。このため、屈曲部２７に薄肉部４５を設けて加工性を向上させつつ、超音波接合に対する耐久性を向上させ、超音波接合による箱部１３の破損を抑制することができる。加えて、箱部１３に溶接を施す場合であっても、箱部１３に対する溶接の安価な接合材や簡易な方法を適用することができ、低コスト化することができる。

従って、このような接続端子１では、箱部１３の加工性を向上でき、超音波接合に対する耐久性を向上することができる。

また、薄肉部４５は、箱部１３の端部４７から離間して配置されている。このため、超音波接合による振動の影響が大きい箱部１３の端部４７の強度を高め、超音波接合に対する耐久性を効果的に向上させることができる。

さらに、電気接続部５は、箱部１３の内部に弾性変形可能に配置され相手端子に接触されるばね部１５を有する。また、ばね部１５は、箱部１３の端部と連結され、ばね屈曲部４１で箱部１３の内部に向けて屈曲されている。そして、屈曲部２７に沿って複数配置された薄肉部４５は、箱部１３において、ばね屈曲部４１が設けられた壁部としての第１壁部１７の屈曲部２７に配置されている。このため、ばね部１５が連結された第１壁部１７の屈曲部２７の強度を高め、ばね部１５に対する超音波接合の影響を抑えることができ、電気的な接続信頼性を保持することができる。

また、箱部１３は、幅方向の一側に屈曲部２７が設けられ、幅方向の他側が開放された開放壁部としての第１壁部１７を有する。さらに、第１壁部１７には、ばね屈曲部４１が設けられている。そして、屈曲部２７に沿って複数配置された薄肉部４５は、第１壁部１７の屈曲部２７に配置されている。このため、第１壁部１７の連結された部分の強度を高め、第１壁部１７の開放された部分への超音波接合の影響を抑えることができ、箱部１３の耐久性を向上することができる。加えて、ばね部１５に対する超音波接合の振動による影響を抑え、電気的な接続信頼性を保持することができる。

また、箱部１３は、幅方向の両側に屈曲部２７，２７がそれぞれ設けられた連結壁部としての第２壁部１９を有する。そして、屈曲部２７に沿って複数配置された薄肉部４５は、第２壁部１９のそれぞれの屈曲部２７，２７に配置されている。このため、超音波接合による振動の伝播の基点となる第２壁部１９の屈曲部２７，２７の強度を高め、箱部１３の開放された部分への超音波接合による振動の伝播を抑えることができ、箱部１３の耐久性を向上することができる。

以上、本実施形態を説明したが、本実施形態はこれらに限定されるものではなく、本実施形態の要旨の範囲内で種々の変形が可能である。

例えば、本実施形態に係る接続端子では、コネクタと相手コネクタとの嵌合によって、相手端子に電気的に接続されているが、これに限らず、接続端子と相手端子とを直接的に電気的に接続させてもよい。

また、箱部は、四角形の筒状に形成されているが、これに限らず、六角形の筒状などのように他の多角形の筒状など、箱部の筒状の形状はどのようなものであってもよい。

さらに、本実施形態においては、複数の屈曲部の全てに、屈曲部に沿って複数配置された薄肉部が配置されているが、これに限るものではない。例えば、第１壁部の屈曲部のみ、或いは第２壁部の屈曲部のみに、箱部の端部から離間された薄肉部を配置してもよい。

また、薄肉部は、箱部の電線接続部と反対側の端部に限らず、箱部の電線接続部側の端部から離間して配置してもよい。

１接続端子
３電線接続部
５電気接続部
１３箱部
１５ばね部
１７第１壁部（開放壁部）
１９第２壁部（連結壁部）
２７屈曲部
４１ばね屈曲部
４５薄肉部
４７箱部の端部

Claims

電線が超音波接合によって電気的に接続される電線接続部と、
前記電線接続部と一体に設けられ相手端子と電気的に接続される電気接続部と、
を備え、
前記電気接続部は、複数の屈曲部で屈曲されて筒状に形成され前記相手端子を挿入可能な箱部を有し、
複数の前記屈曲部には、前記箱部の他の部分より厚みを薄くした薄肉部が設けられ、
複数の前記薄肉部のうち少なくとも１つは、前記屈曲部に沿って複数配置されている接続端子。
前記薄肉部は、前記箱部の端部から離間して配置されている請求項１に記載の接続端子。
前記電気接続部は、前記箱部の内部に弾性変形可能に配置され前記相手端子に接触されるばね部を有し、
前記ばね部は、前記箱部の端部と連結され、ばね屈曲部で前記箱部の内部に向けて屈曲され、
前記屈曲部に沿って複数配置された前記薄肉部は、前記箱部において、前記ばね屈曲部が設けられた壁部の前記屈曲部に配置されている請求項１又は２に記載の接続端子。
前記箱部は、幅方向の一側に前記屈曲部が設けられ、幅方向の他側が開放された開放壁部を有し、
前記開放壁部には、前記ばね屈曲部が設けられ、
前記屈曲部に沿って複数配置された前記薄肉部は、前記開放壁部の前記屈曲部に配置されている請求項３に記載の接続端子。
前記箱部は、幅方向の両側に前記屈曲部がそれぞれ設けられた連結壁部を有し、
前記屈曲部に沿って複数配置された前記薄肉部は、前記連結壁部のそれぞれの前記屈曲部に配置されている請求項１から４のいずれか１項に記載の接続端子。