JP2008103152A - ソケット端子 - Google Patents

Abstract

【課題】外ばね形式のソケット端子において品質を安定させる。
【解決手段】スリーブ部５３の外周に嵌着されるＯ型リング６５には、４本の押圧片６７が９０度間隔を開けて形成され、同押圧片６７は、軸方向の手前側を向きかつ斜め内方を向いた片持ち梁状に叩き出し形成される。Ｏ型リング６５がスリーブ部５３の外周に嵌合された場合、各押圧片６７が、各フィンガ６１を個別に内方に向けて押圧する。全フィンガ６１に対して押圧力が作用することで、スリーブ部５３は全周にわたってほぼ均一に押圧力を受け、スリーブ部５３（フィンガ６１）と丸ピン２２との間の接触面積・接触圧力が、全周にわたってほぼ一定に維持される。これは、製品（ソケット端子５０）が変わっても同様であるから、結果すべての製品にわたってばらつきのない一定の品質を確保することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、外ばね形式のソケット端子に関する。

動力電線のような大容量の電線の接続部分に設けられるコネクタ端子の一例として、ピン端子とソケット端子とからなるものが挙げられ、さらにソケット端子には、内部にルーバが嵌着されたルーバ形式のものと、外ばね形式のものとが知られている。
この外ばね形式のソケット端子は、電線の端末に接続される電線接続部の前方に、相手のピン端子の丸ピンが嵌合されるスリーブ部が連設され、同スリーブ部に、環形をなす外ばねリングが嵌着された構造である。より具体的には、スリーブ部は、開口縁から切り込まれたスリットが複数本所定角度間隔を開けて形成されることで、スリットの間に同数のフィンガが片持ち状に形成された構造となっており、外ばねリングの弾力でスリーブ部が窄められ、内部に挿通された丸ピンの外周にフィンガが弾性的に押し付けられることで、両端子間の電気的接続が取られるようになっている。この種の外ばね形式のソケット端子は、特許文献１に記載されている。
特開平１０−２７０１１０号公報

上記した外ばねリングは、弾性を有する帯材を端縁同士を突き合わせるように円形に回曲してなる、いわゆるＣ型のものが一般に使用されるが、スリーブ部ともども真円に形成することは難しい。そのため、外ばねリングがスリーブ部の外周に嵌められたとしても、全周にわたって均一に押圧する訳にはいかず、特にフィンガの数が多くなると、押圧されないフィンガが出てくるおそれがある。その上、製品ごとに押圧する箇所が異なる可能性が大きい。言い換えると、スリーブ部（フィンガ）と丸ピンとの間の接触面積・接触圧力、ひいては接触抵抗値が周方向において不均一となり、それも製品ごとに不均一の形態が異なって、品質が安定しないという問題があった。
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、その目的は、外ばね形式のソケット端子において品質を安定させるところにある。

上記の目的を達成するための手段として、請求項１の発明は、相手のピン端子と嵌合接続されるソケット端子であって、前記ピン端子の丸ピンが挿入可能で、かつ複数のスリットが所定角度間隔を開けて開口縁から切り込み形成されることにより前記スリットの間に同数のフィンガが設けられたスリーブ部と、環形をなして前記スリーブ部の外周に嵌合されることにより同スリーブ部を縮径付勢する外ばねリングとを備えたものにおいて、前記外ばねリングの内周面には、前記各フィンガを個別に押圧することが可能な押圧部が突設されている構成としたところに特徴を有する。

請求項２の発明は、請求項１に記載のものにおいて、前記押圧部が、切り起こしまたは切り出しによって形成された梁状片であるところに特徴を有する。
請求項３の発明は、請求項１または請求項２に記載のものにおいて、前記外ばねリングが、無端状のＯ型であるところに特徴を有する。
請求項４の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のものにおいて、前記フィンガの外周面には、前記押圧部が嵌る位置決め凹部が形成されているところに特徴を有する。

＜請求項１の発明＞
外ばねリングがスリーブ部の外周に嵌合された場合、同外ばねリングの内周の押圧部が、各フィンガを個別に内方に向けて押圧する。全フィンガに対して押圧力が作用することで、言い換えるとスリーブ部は全周にわたってほぼ均一に押圧力を受け、結果、スリーブ部（フィンガ）と丸ピンとの間の接触面積・接触圧力が、全周にわたってほぼ一定に維持される。これは、製品が変わっても同様である。すなわち、すべての製品にわたってばらつきのない一定の品質を確保することができる。
＜請求項２の発明＞
各フィンガは梁状片で押圧されることから、フィンガに加わる押圧力は、いわゆる「梁の計算」によって求めることができる。ひいては、接触圧力等を簡単にかつ正確に求めることができる。

＜請求項３の発明＞
外ばねリングが無端状のＯ型であると、自ずから開き防止されるから、全周にわたって均一な押圧力を作用させるに当たって、より有効となる。
なお、Ｏ型リングはスリーブ部の前方から嵌め込まれる必要があるが、押圧部が梁状片である場合は、同梁状片がスリーブ部の前方から進入しても同スリーブ部の先端に引っ掛からないような向きに形成されていれば、Ｏ型リングに適用することが可能である。
＜請求項４の発明＞
外ばねリングは、各押圧部が対応するフィンガの位置決め凹部に嵌った状態でスリーブ部の外周に装着される。外ばねリングの回り止めがなされることで、各押圧部が個別に対応するフィンガを押圧する機能を、確実に発揮させることができる。

以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を図１ないし図４に基づいて説明する。
この実施形態では、例えばハイブリッド車において、モータとインバータ装置との間に配線される動力電線に介設されたコネクタに適用した場合を例示している。
同コネクタは、図１に示すように、モータに接続された電線３０Ｘの端末に設けられた雄コネクタ１０と、インバータ装置に接続された電線３０Ｙの端末に設けられた雌コネクタ４０とから構成されている。なお以下では、各コネクタ１０，４０について、嵌合面側を前方として説明する。

先に雄コネクタ１０について説明すると、雄コネクタ１０は、雄ハウジング１１内に３本のピン端子２０を収容して構成されている。
雄ハウジング１１は合成樹脂製であって、横長の長円形断面をなすブロック状に形成されており、前端の外周にはフランジ１２が形成されている。雄ハウジング１１内には、ピン端子２０が挿入される前後方向を向いた３本のキャビティ１４が、横方向に一定のピッチで並んで形成されている。

このピン端子２０は、銅合金により鍛造等で形成され、さらに銀、錫等のメッキが施されている。ピン端子２０は、円柱状の本体部２１の前面に丸ピン２２が同心に突設され、同丸ピン２２の先端面は面取りされている。本体部２１の後面の中心には、電線接続孔２４が形成されているとともに、本体部２１の前半側の外周面には、係止溝２５が全周にわたって形成されている。

雄ハウジング１１内のキャビティ１４は基本的には円形孔であって、後端側（図１の左側）から順次に、大径の入口１５、ピン端子２０の本体部２１が収容される収容室１６、仕切壁１７を挟んで、後記する相手の雌ハウジング４１のタワー部４３が嵌合される嵌合凹部１８が形成されている。収容室１６の底面にはランス１９が形成されているとともに、仕切壁１７には、ピン端子２０の丸ピン２２が挿通される挿通孔１７Ａが開口されている。

そして、ピン端子２０の本体部２１の電線接続孔２４内に、電線３０Ｘの端末の露出された芯線３１が挿入され、その外周がかしめられることで圧着される。このような電線３０Ｘの端末に接続されたピン端子２０が、雄ハウジング１１の対応するキャビティ１４内に後面の入口１５から挿入され、本体部２１の前面段差部が仕切壁１７に当たる正規位置まで挿入されたところで、ランス１９が係止溝２５に弾性的に係止することで抜け止めされ、このとき丸ピン２２が、仕切壁１７の挿通孔１７Ａを通って嵌合凹部１８内に突出するようになっている。
なお、キャビティ１４の入口１５は、ホルダ３３で抜け止めされた個別のゴム栓３４によってシールされるとともに、フランジ１２には、複数のボルト挿通孔１２Ａが所定の箇所に形成されている。

次に、雌コネクタ４０を説明する。雌コネクタ４０は、雌ハウジング４１内に、上記の各ピン端子２０と接続される３本のソケット端子５０を収容して構成されている。
雌ハウジング４１は同じく合成樹脂製であって、横長の長円形断面のブロック状をなすハウジング本体４１Ａを備え、同ハウジング本体４１Ａの前端の外周には、雄ハウジング１１のフランジ１２と突き合わされるフランジ４２が形成され、同フランジ４２には、雄ハウジング１１側のフランジ１２のボルト挿通孔１２Ａと整合するボルト挿通孔４２Ａが形成されている。

また、ハウジング本体４１Ａの前面には、雄ハウジング１１の嵌合凹部１８内にそれぞれ嵌合可能なほぼ円柱状をなす３本のタワー部４３が、左右方向に並んで突設されている。雌ハウジング４１の内部には、ハウジング本体４１Ａの後面から各タワー部４３の前端に達する３本のキャビティ４４が横方向に並んで形成されている。各キャビティ４４内には、後記するソケット端子５０が後方から挿入されるようになっており、キャビティ１４の後端側に大径の入口４５が形成されているとともに、ほぼ中央深さ位置の底面に、ランス４９が形成されている。また、各キャビティ４４の前壁４６には、雄ハウジング１１に収容されたピン端子２０の丸ピン２２が挿入される端子挿入口４７が開口されている。

続いて、ソケット端子５０を詳細に説明する。ソケット端子５０は、図２に示すように、端子本体５１と、外ばねリング６５とから構成されている。
端子本体５１は、上記したピン端子２０と同様に、銅合金により鍛造、切削等で形成され、さらに銀、錫等のメッキが施されている。端子本体５１は、円柱状の基部５２の前面に、これより小径の円筒形をなすスリーブ部５３が同心に連設された形状である。基部５２の後面の中心には、電線接続孔５４が形成されているとともに、基部５２の前半側の外周面には、係止溝５５が全周にわたって形成されている。

スリーブ部５３は全体としては、ピン端子２０の丸ピン２２がほぼ緊密に挿入される円筒形をなし、その外周面における先端部と、同先端部から所定寸法奥に入った位置とにおいて、外ばねリング６５の位置決め用の突条５７が全周にわたって形成されている。前側の突条５７の前面外周縁には、ガイド用に面取り部５８が形成されている。
このスリーブ部５３には、図示４本のスリット６０が、９０度間隔を開けて前縁から同スリーブ部５３の全長にわたって切り込まれ、各スリット６０の間に４枚の片持ち状のフィンガ６１が設けられた形状となっている。

一方、上記したスリーブ部５３を弾性的に縮径付勢するべく同スリーブ部５３の外周に嵌着される外ばねリング６５が備えられている。この外ばねリング６５は、ステンレス鋼板等の金属製の帯状をなす板ばねが、長さ方向の両端縁同士を突き合わせて円形に回曲され、同突き合わせ部を溶接することにより無端状の環形に形成されている。以下、同外ばねリング６５をＯ型リング６５という。
このＯ型リング６５は、スリーブ部５３の外径寸法よりも少し大きい内径寸法を有し、また、スリーブ部５３の外周に設けられた前後の突条５７の間で挟持される幅寸法を有している。

さて、このＯ型リング６５には、内周側に突出した４本の押圧片６７が９０度間隔を開けて形成されている。押圧片６７は詳細には、同Ｏ型リング６５における幅方向の中央部分を外面側から叩き出すことによって、前方（図２の手前側）の斜め内方を向いた傾斜した片持ち梁状に形成されており、各押圧片６７の突出端の内接円の径が、スリーブ部５３の外径よりも少し小さくなるように形成されている。

本実施形態のソケット端子５０は、以下のようにして使用される。
ソケット端子５０は、図２に示すように、端子本体５１と、Ｏ型リング６５とが別体として形成され、スリーブ部５３の先端側が窄んだ状態とされ、かつＯ型リング６５が、各押圧片６７が各フィンガ６１の幅方向の中央部に対応する回動姿勢を取った状態において、同Ｏ型リング６５が、同図の矢線に示すように、スリーブ部５３の外周に対して前方から嵌められる。Ｏ型リング６５は、押圧片６７が前側の突条５７の面取り部５８に当たって撓み変形しつつ押し込まれ、押し込み方向の先端縁が後側の突条５７に当たったところで、図３に示すように、スリーブ部５３が復元しつつＯ型リング６５が前後の突条５７の間に嵌った状態で装着される。このようにＯ型リング６５が装着されると、図４にも示すように、各押圧片６７のばね力により各フィンガ６１がそれぞれ内方に押圧された状態となる。また、押圧片６７の先端がフィンガ６１の外面に食い込むように押し付けられることで、Ｏ型リング６５が軸線回りに回動することが規制される。

そして、図１に参照して示すように、端子本体５１における基部５２の後面の電線接続孔５４内に、インバータ装置側の電線３０Ｙの端末の露出された芯線３１が挿入され、その外周がかしめられることで圧着される。このようにＯ型リング６５が装着された状態で電線３０Ｙの端末に接続されたソケット端子５０が、雌ハウジング４１の対応するキャビティ４４内に後面の入口４５から挿入され、スリーブ部５３の先端が前壁４６に当たる正規位置まで挿入されたところで、ランス４９が係止溝５５に弾性的に係止することにより抜け止めされて収容される。同様に、キャビティ４４の入口４５は、ホルダ３３で抜け止めされた個別のゴム栓３４によってシールされる。

このように、雌ハウジング４１内にソケット端子５０を収容してなる雌コネクタ４０が、既述したように、雄ハウジング１１内にピン端子２０を収容した雄コネクタ１０に対して嵌合される。具体的には、雌ハウジング４１のタワー部４３が、雄ハウジング１１の嵌合凹部１８内に嵌合され、両ハウジング１１，４１のフランジ１２，４２同士が突き当たったところで嵌合が停止される。
この間に、ピン端子２０の丸ピン２２が、タワー部４３の前壁４６の端子挿入口４７を通ってキャビティ４４内に進入し、同キャビティ４４内に収容されている対応するソケット端子５０のスリーブ部５３内に前方から進入する。ピン端子２０は、各フィンガ６１の内面に摺接して、フィンガ６１を開きかつＯ型リング６５の押圧片６７を弾性変形させつつ押し込まれ、上記のように両コネクタ１０，４０の嵌合動作が停止したときには、Ｏ型リング６５の押圧片６７の復元弾力を受けてスリーブ部５３が窄められ、各フィンガ６１の内面が丸ピン２２の外周面に押し付けられることで、対応するピン端子２０とソケット端子５０間での電気的接続が取られる。

なお、両コネクタ１０，４０は、互いに突き当てられたフランジ１２，４２同士を、ボルト挿通孔１２Ａ，４２Ａに通したボルトとナットで締結することにより、正規の嵌合状態に保持される。また、両コネクタ１０，４０が嵌合状態に保持されたら、両側の電線３０Ｘ，３０Ｙと、嵌合された両コネクタ１０，４０の外側に、シールド用に編組線を被せておくとよい。

以上のように本実施形態のソケット端子５０では、Ｏ型リング６５がスリーブ部５３の外周に嵌合された場合、Ｏ型リング６５に設けられた押圧片６７が、各フィンガ６１を個別に内方に向けて押圧する。全フィンガ６１に対して押圧力が作用することで、言い換えるとスリーブ部５３は全周にわたってほぼ均一に押圧力を受け、結果、スリーブ部５３（フィンガ６１）と丸ピン２２との間の接触面積・接触圧力が、全周にわたってほぼ一定に維持される。これは、製品（ソケット端子５０）が変わっても同様である。すなわち、すべての製品にわたってばらつきのない一定の品質を確保することができる。

また各フィンガ６１は片持ち梁状の押圧片６７で押圧されることから、フィンガ６１に加わる押圧力は、いわゆる「梁の計算」によって求めることができ、ひいては接触圧力等を簡単にかつ正確に求めることができる。
しかも、無端状のＯ型リング６５であるから、自ずから開き防止がなされ、全周にわたって均一な押圧力を作用させるに当たってより有効となる。

なお、実施形態１の変形例として、図５に示すように、スリーブ部５３における各フィンガ６１の外周面の所定位置、すなわちＯ型リング６５の押圧片６７が押圧する位置に、同押圧片６７の先端が嵌る位置決め凹部６３を設けるようにしてもよい。これにより、Ｏ型リング６５が、スリーブ部５３の軸線回りに回動することがより確実に規制される。

＜実施形態２＞
次に、本発明の実施形態２を図６及び図７によって説明する。この実施形態２は、上記実施形態１のＯ型リング６５に対して、押圧片の形状に変更を加えたものである。
すなわち、実施形態２の押圧片６８は、外面側からの叩き出しによりＯ型リング６５Ａの軸線に沿った向きで形成されているのは同じであるが、長さ方向の中央部が内方に膨出した両持ち梁状に形成されている。各押圧片６８における膨出部６９の先端の内接円の径が、スリーブ部５３の外径よりも少し小さくなるように形成されている。

このＯ型リング６５Ａが、実施形態１と同様に、スリーブ部５３の前方から嵌着され、図７に示すように正規に嵌着されると、各押圧片６８のばね力により各フィンガ６１がそれぞれ内方に押圧された状態となる。
実施形態１と同様に、各押圧片６８が、対応するフィンガ６１を個別に内方に向けて押圧することで、スリーブ部５３は全周にわたってほぼ均一に押圧力を受け、スリーブ部５３（フィンガ６１）と丸ピン２２との間の接触面積・接触圧力が、全周にわたってほぼ一定に維持され、ひいてはすべての製品（ソケット端子５０）にわたってばらつきのない一定の品質を確保できる。また各フィンガ６１に加わる押圧力は、同様に「梁の計算」によって求められ、ひいては接触圧力等が簡単にかつ正確に求められる。

＜実施形態３＞
図８及び図９は本発明の実施形態３を示す。この実施形態３の外ばねリング７０は、上記実施形態１，２に示した外ばねリング６５，６５Ａが無端状のＯ型リングであるのに対して、Ｃ型の外ばねリング７０となっている（以下、Ｃ型リング７０という）。
同Ｃ型リング７０は、ステンレス鋼板等の金属製の帯状をなす板ばね７１が、長さ方向の両端縁７２同士を突き合わせるように円形に回曲された形状となっており、スリーブ部５３の外径寸法よりも少し大きい内径寸法を有し、また、スリーブ部５３の外周に設けられた前後の突条５７の間で挟持される幅寸法を有している。

このＣ型リング７０にも、内周側に突出した４本の押圧片７４が９０度間隔を開けて形成されている。押圧片７４は、同じように叩き出しによって形成されているが、まず同Ｃ型リング７０の周方向に沿った姿勢で、かつ平面から見た反時計回り方向の前端側が斜め内方を向いた片持ち梁状に形成されており、各押圧片７４の突出端の内接円の径が、スリーブ部５３の外径よりも少し小さくなるように形成されている。

このような形状のＣ型リング７０は、弾性的に開かれつつ、前後の突条５７の間の位置において、スリーブ部５３の外周に対して径方向の外側から嵌められ、さらに正面（図９の手前側）から見て反時計回り方向に回動されつつ、各押圧片７４の突出端が各フィンガ６１の幅方向の中央部に来るような回動姿勢を取って装着される。これにより、各押圧片７４のばね力により各フィンガ６１がそれぞれ内方に押圧された状態となる。

実施形態３のＣ型リング７０を使用した場合も、各押圧片７４が、対応するフィンガ６１を個別に内方に向けて押圧することで、スリーブ部５３は全周にわたってほぼ均一に押圧力を受け、スリーブ部５３（フィンガ６１）と丸ピン２２との間の接触面積・接触圧力が、全周にわたってほぼ一定に維持され、ひいてはすべての製品（ソケット端子５０）にわたってばらつきのない一定の品質を確保できる。また各フィンガ６１に加わる押圧力は、同様に「梁の計算」によって求められ、ひいては接触圧力等が簡単にかつ正確に求められる。

＜実施形態４＞
図１０及び図１１は、本発明の実施形態４を示す。この実施形態４は、上記実施形態３の変形例とも言うべきものであって、実施形態４の押圧片７６は、外面側からの叩き出しによりＣ型リング７０Ａの周方向に沿った向きで形成されているのは同じであるが、長さ方向の中央部が内方に膨出した両持ち梁状に形成されている。各押圧片７６における膨出部７７の先端の内接円の径が、スリーブ部５３の外径よりも少し小さくなるように形成されている。

このＣ型リング７０が、実施形態３と同様に、前後の突条５７の間の位置において、スリーブ部５３の外周に対して径方向の外側から嵌められ、さらに、各押圧片７６の膨出部７７の先端が各フィンガ６１の幅方向の中央部に来るような回動姿勢を取って装着される。これにより、各押圧片７４のばね力により各フィンガ６１がそれぞれ内方に押圧された状態となる。
実施形態３と同様の作用効果を得ることができる。

＜他の実施形態＞
本発明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発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
（１）実施形態１，２に例示した外ばねリングは、スリーブ部に装着が可能であれば、Ｃ型リングとしてもよい。
（２）実施形態２ないし４においても、スリーブ部（フィンガ）の外周面に、外ばねリングの押圧片が嵌る位置決め凹部を設けることで、外ばねリングの回り止めを施すようにしてもよい。

（３）上記実施形態では、ソケット端子の端子本体を鍛造、切削で形成した場合を例示したが、同端子本体を金属板をプレス加工して形成するようにしてもよい。
（４）スリットすなわちフィンガの数は、上記実施形態に例示した４本に限らず、それ以外の複数本であってもよい。
（５）上記実施形態では、ワイヤ−ワイヤのコネクタに適用した場合を例示したが、雄雌いずれか一方のコネクタが機器のケースと一体的に設けられた機器直結型のものにも、本発明は同様に適用すること可能である。

本発明の実施形態１に係る雌雄のコネクタの嵌合状態を示す断面図 ソケット端子のＣ型リング装着前の斜視図 ソケット端子のＣ型リング装着後の斜視図 その拡大断面図 実施形態１の変形例に係る斜視図 本発明の実施形態２に係るＯ型リングの斜視図 Ｏ型リングが装着されたソケット端子の斜視図 実施形態３に係るＣ型リングの斜視図 Ｃ型リングが装着されたソケット端子の斜視図 実施形態４に係るＣ型リングの斜視図 Ｃ型リングが装着されたソケット端子の斜視図

符号の説明

２０…ピン端子
２２…丸ピン
５０…ソケット端子
５１…端子本体
５３…スリーブ部
６０…スリット
６１…フィンガ
６３…位置決め凹部
６５，６５Ａ…Ｏ型リング（外ばねリング）
６７，６８…押圧片（押圧部）
７０，７０Ａ…Ｃ型リング（外ばねリング）
７４，７６…押圧片（押圧部）

Claims (4)

1. 相手のピン端子と嵌合接続されるソケット端子であって、
   前記ピン端子の丸ピンが挿入可能で、かつ複数のスリットが所定角度間隔を開けて開口縁から切り込み形成されることにより前記スリットの間に同数のフィンガが設けられたスリーブ部と、
   環形をなして前記スリーブ部の外周に嵌合されることにより同スリーブ部を縮径付勢する外ばねリングとを備えたものにおいて、
   前記外ばねリングの内周面には、前記各フィンガを個別に押圧することが可能な押圧部が突設されていることを特徴とするソケット端子。
2. 前記押圧部が、切り起こしまたは切り出しによって形成された梁状片であることを特徴とする請求項１記載のソケット端子。
3. 前記外ばねリングが、無端状のＯ型であることを特徴とする請求項１または請求項２記載のソケット端子。
4. 前記フィンガの外周面には、前記押圧部が嵌る位置決め凹部が形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のソケット端子。

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