JP4548190B2 - 端子金具 - Google Patents

Description

本発明は、端子金具に関する。

端子金具のうち特許文献１に記載のものは、前方からタブを挿入可能な筒状の本体部を備え、この本体部内に、側方から見て略山形の弾性接触片を配して構成されている。弾性接触片の両端は自由端部とされ、この自由端部には本体部の基板の内面に向けて突部が突設されている。本体部内にタブが挿入されると、弾性接触片が弾性撓みして、突部が基板の内面を摺動するようになっている。
実開平６−９０６９号公報

ところで、上記の場合には、弾性接触片にタブが当たり始めたときからタブの挿入動作が完了するまでの間に、弾性接触片の突部と基板の内面との接触位置が長さ方向に大きく位置ずれし、そのため、弾性接触片への反力も大きく変動するという事情があった。このように反力の変動値が大きいと、安定したバネ特性を得難くなり、繰り返しの使用によって弾性接触片の劣化を促進する嫌いがあった。

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、弾性接触片が所定のバネ特性を維持できるようにすることを目的とする。

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、タブを挿入可能な筒状の本体部を備え、この本体部内に、同本体部の基板の前端部から後方へ向けて延出する弾性接触片が撓み変形可能に配設されており、前記弾性接触片が、前記タブに対する接点部を有し、かつこの接点部を頂上としてそこから自由端へ向けて次第に前記基板側に近づくように真直ぐ延出する後傾部を有する形態とされ、前記基板には、前記本体部内に突出する側面視アール状の受け部が形成され、前記弾性接触片が撓み変形したときに、前記受け部の頂上と前記後傾部とが定位置で線接触状もしくは点接触状に摺接す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、前記受け部は、叩き出しによって湾曲状に形成されてい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、前記受け部は、前記基板において幅方向に離間して複数設けられているところに特徴を有する。

＜請求項１の発明＞
本体部内にタブを挿入すると、弾性接触片が弾性撓みする。このとき、弾性接触片の後傾部と本体部の基板に形成された受け部の頂上とが定位置で線接触状もしくは点接触状に摺接するから、タブの挿入前後で、弾性接触片の反力の変動値を低く抑えることができる。
つまり、片持ち梁が変形する場合に成立する関係式に基づいて本発明を考察するに、接点部の接点位置を概ね不動の固定端とみなし、弾性接触片の自由端領域を片持ち梁とみなし、弾性接触片のうち接点部の接点位置から受け部と摺接する位置までの範囲に沿った沿線長さをＳ、この沿線長さＳを水平軸に投影したときの投影長さをＬとすると、弾性接触片への反力Ｐ（自由端の撓み）は、次式
反力Ｐ＝変位量σ×縦弾性係数Ｅ×断面二次モーメントＩ×（３／ＳＬ２）
によって近似的に算出することが可能となる。
ここで、タブの挿入動作に伴って弾性接触片が弾性撓みすると、沿線長さＳはタブの挿入前よりも小さくなるが、投影長さＬは、受け部が定位置に設定されていることに起因し、タブの挿入前後で一定値に保たれる。したがって、タブの挿入前後で反力Ｐを差し引くと、Ｌ２分に関しては相殺されて零になるから、Ｌ２分が大きく変動する従来の場合に比べ、反力Ｐの変動値を低く抑えることができるわけである。その結果、弾性接触片が反復使用におかれても所定のバネ特性を維持できるようになる。

＜請求項２の発明＞
受け部が叩き出しによって湾曲状に形成されているから、製造が容易となる。
＜請求項３の発明＞
受け部が基板において幅方向に離間して複数設けられているから、弾性接触片の自由端領域が複数の受け部によって幅方向にバランスよく支持されることになる。

本発明の一実施形態を図１ないし図８によって説明する。本実施形態の端子金具１０は、所定形状に打ち抜いた金属板材に曲げ加工、叩き出し加工等を施して形成された、いわゆる雌型端子金具であり、全体として前後方向に細長く、その略前半部分が本体部２０となっているとともに、略後半部分がオープンバレル状の電線接続部６０となっており、電線接続部６０には図示しない電線の端末部が圧着により導通可能に接続されている。

本体部２０は、前後方向に開放された角筒状をなし、図４に示すように、前後方向に細長い底板２１（本発明の基板に相当）と、底板２１の左右両側縁における略前半部分からほぼ直角に立ち上げられた一対の側板２２Ａ，２２Ｂと、左側板２２Ａの立ち上げ端における全領域から底板２１と略平行に右側板２２Ｂ側へ架け渡される天板２３とから構成されている。天板２３の延出端縁（右端縁）の前端部、後端部、及びその中間部は右側板２２Ｂの上端に上から当接されており、天板２３の延出端縁のうち右側板２２Ｂの上端縁に当接していない前後２つの領域からは、図５に示すように、右側板２２Ｂの内面に沿って（重なるように）下方へ延出する前後２つの係止板２４Ａ，２４Ｂが形成されている。前部係止板２４Ａは全体として略方形をなし、その下端縁は本体部２０のほぼ中央高さに位置している。後部係止板２４Ｂは全体として略方形をなし、その下端縁は本体部２０における低い位置に配されている。一方、左側板２２Ａには、前部係止板２４Ａの下端縁と対応する略方形の前部係止孔２５Ａと、後部係止板２４Ｂの下縁縁と対応する略方形の後部係止孔２５Ｂが貫通して形成されている。

底板２１には、その全幅領域に亘って略方形に開口するランス孔２６が形成されている。左右両側板２２Ａ，２２Ｂの下端縁は、図３に示すように、ランス孔２６の開口領域に臨む形態となっている。そして、右側板２２Ｂには、ランス孔２６との対応領域を内側（幅方向中央）へ膨出させて叩き出すことにより侵入規制部２７が形成されている。侵入規制部２７は、側方から見ると略方形状をなし、下方から見ると略台形状をなしている。

ランス孔２６の開口前端縁には、図３に示すように、コネクタハウジング側のランス（図示せず）を係止するための抜止め部２８が形成されている。抜止め部２８は、ランス孔２６の開口前端縁２６Ａを叩き出すことにより形成されている。また、抜止め部２８は、本体部２０に対して幅方向（左右方向）において左方へ偏心した位置に配されており、この抜止め部２８と後述する弾性接触片３０とが幅方向において同心の配置となっている。

底板２１には、ランス孔２６よりも後方位置に、下方からの叩き出しにより受け部２９が突出して形成されている。受け部２９は、後部係止孔２５Ｂの孔縁から右方へ幅方向に延出する突条をなし、その上面（内面）が側方から見るとアール状の湾曲面となっている。そして、受け部２９は、図１に示すように側方から見ると、後部係止孔２５Ｂを通して視認可能となっている。また、受け部２９は、本体部２０に対して幅方向において左方へ偏心した位置に配されており、この受け部２９と弾性接触片３０とが幅方向において同心の配置となっている。かかる受け部２９には、弾性接触片３０の自由端領域が幅方向に線接触状態で摺接可能となっている。

本体部２０内には弾性接触片３０が収容されている。この弾性接触片３０は、図６に示すように、底板２１の前端から折り返し状に後方へ向けて片持ち状に延出し、前後方向に細長い形態となっている。詳しくは、弾性接触片３０は、底板２１の前端に連なる略半円弧状の回曲部３１と、この回曲部３１から後方へ延出する延出部３２Ａ，３２Ｂとからなる。そして、延出部３２Ａ，３２Ｂは、側方から見ると略山形に屈曲して形成され、回曲部３１と連なる位置から斜め上後方へほぼ真直ぐ延出する前傾部３２Ａと、前傾部３２Ａの後端から斜め下後方へほぼ真直ぐ延出する後傾部３２Ｂとからなり、これらが緩やかな勾配をもって配置されている。弾性接触片３０が撓み変形していない自由状態にあるときには、弾性接触片３０の自由端（後傾部３２Ｂの後端）は底板２１の上面に対して非接触位置に浮いて配され、つまり、弾性接触片３０はその前端部において片持ち支持状態となっている。また、弾性接触片３０は、回曲部３１を支点として上下方向に撓み変形可能となっており、下方へ弾性撓みしたときには、弾性接触片３０の自由端領域（後傾部３２Ｂ）が後退するとともに底板２１の上面に突設された受け部２９と摺接するようになっている。そして、弾性接触片３０の撓み動作が完了したときには、弾性接触片３０の自由端領域が受け部２９の頂上に当接することで、弾性接触片３０が前後両端側において支持された状態となる。

回曲部３１と前傾部３２Ａとはランス孔２６よりも前方位置に配され、前傾部３２Ａの後端（つまり最も高い部分）には、上方への叩き出しによりドーム状をなす接点部３３が形成されている。後傾部３２Ｂは、ランス孔２６の開口前端縁２６Ａから後部係止板２４Ｂの下端縁に至る領域に亘っており、後傾部３２Ｂの前端部は、侵入規制部２７と対応する高さに配されている。また、弾性接触片３０の幅寸法については、回曲部３１と前傾部３２Ａとがほぼ同じ幅寸法とされ、後傾部３２Ｂの前端部と後端部とが、前傾部３２Ａとほぼ同じ幅寸法とされ、後傾部３２Ｂの前後両端部を除いた領域は、前傾部３２Ａよりも幅狭となった括れ部３２Ｅとされる。

また、弾性接触片３０の左右両側縁部には、図５に示すように、前後一対ずつの突起３４Ａ，３４Ｂが幅方向外側へ面一状に張り出すようにして形成されている。このうち前部突起３４Ａは、左右対称形をなし、接点部３３の近傍、詳しくは接点部３３よりも僅かに前方の位置に配されている。この前部突起３４Ａは、前後方向において前部係止板２４Ａの下端縁及び前部係止孔２５Ａと対応するように位置し、弾性接触片３０が弾性撓みしていない自由状態にあるときには、右側の前部突起３４Ａの上面が前部係止板２４Ａの下端縁よりも少し下方の非接触位置にあるとともに、左側の前部突起３４Ａの上面が前部係止孔２５Ａの開口上端縁よりも少し下方の非接触位置にある。一方、後部突起３４Ｂは、同じく左右対称形をなし、弾性接触片３０の自由端（後端）に配されている。この後部突起３４Ｂは、前後方向において後部係止板２４Ｂの下端縁及び後部係止孔２５Ｂと対応するよう位置し、弾性接触片３０が弾性撓みしていない自由状態にあるときには、右側の後部突起３４Ｂの上面が後部係止板２４Ｂの下端縁よりも少し下方の非接触位置にあるとともに、左側の後部突起３４Ｂの上面が後部係止孔２５Ｂの開口上端縁よりも少し下方の非接触位置にある。

弾性接触片３０は、本体部２０及びランスに対し幅方向において左側へ偏心した位置に配されている。弾性接触片３０の幅方向中心は、抜止め部２８の幅方向中心と合致している。また、図３に示すように、下方からランス孔２６を見ると、弾性接触片３０の後傾部３２Ｂの前端側領域がその全幅に亘って露出している。さらに、天板２３には下方への叩き出しによりタブ受け部３５が形成されているが、このタブ受け部３５の幅方向中心も弾性接触片３０と同心となっている。この弾性接触片３０の上面とタブ受け部３５の下面との間は、前方から本体部２０内に挿入されたタブ４０を進入させるためのタブ進入空間３６となっている。

次に、本実施形態の作用を説明する。まず、図示しないコネクタハウジングに対して後方から端子金具１０を挿入する。端子金具１０が正規位置まで挿入されると、ランスの先端突起がランス孔２６に進入して抜止め部２８に対して後方から係止し、もって端子金具１０が抜止め状態に保持される。この状態で、前方から本体部２０内にタブ４０を挿入すると、タブ４０は、図６の（Ｂ）に示すように、タブ進入空間３６内にて接点部３３と当接し、この接点部３３とタブ受け部３５との間で弾性的に挟み付けられる。また、タブ４０が接点部３３に当接すると、弾性接触片３０の自由端領域（後傾部３２Ｂ）が傾倒して受け部２９の頂上に当接し、弾性接触片３０が前後両端側にて支持される。さらにタブ４０を進入させると、接点部３３がタブ４０に押しやられて下方へ変位するとともに、弾性接触片３０の自由端領域が受け部２９の頂上を摺接状態で回動ないし後退する。その後、タブ４０が正規位置まで挿入されると、図６の（Ｃ）に示すように、弾性接触片３０の自由端領域が概ね水平姿勢をとり、タブ４０と端子金具１０とが弾性接触片３０の弾性復元力によって導通可能に接続される。

さて次に、受け部２９との当接に伴う弾性接触片３０の反力Ｐがタブ４０の挿入前後でどれほど変化するかについて考察する。ここで、反力Ｐは、片持ち梁が変形する場合に成立する次式を利用して算出する。
反力Ｐ＝変位量σ×縦弾性係数Ｅ×断面二次モーメントＩ×（３／ＳＬ^２）
なお、この関係式は、片持ち梁の自由端における撓みを算出するための式であって、本実施形態と正確に対応するものではないが、反力Ｐの値を簡易的に知るうえでは有効なため、これを利用するものである。

すなわち、上記した関係式を本実施形態に適用するべく、接点部３３の接点位置を概ね不動の固定端とみなし、弾性接触片３０の自由端領域を片持ち梁とみなすと、関係式中Ｓは、弾性接触片３０のうち接点部３３の接点位置から自由端領域が受け部２９と摺接する位置までの範囲に沿った沿線長さとみることができ、Ｌは、その沿線長さＳを水平軸上に投影した投影長さとみることができる。

例えば、図７に示すように、タブ４０の挿入前で弾性接触片３０が自然状態にあるときに、弾性接触片３０の自由端領域が水平軸に対して４５°の勾配をもって傾いているケースを仮設すると、投影長さＬが１に対して沿線長さＳが√２となり、よって、３／ＳＬ^２は、３／√２となる。そののち、弾性接触片３０が弾性撓みして弾性接触片３０の自由端領域が略水平姿勢をとると、投影長さＬは１のまま変わらないが、沿線長さＳが１に減退することになり、よって、３／ＳＬ^２は、３／１となる。この場合に、変位量σ、縦弾性係数Ｅ、断面二次モーメントＩは、タブ４０の挿入前後で一定値で変わらないから、反力Ｐの変化量は、３／ＳＬ^２の変化量（３／１−３／√２）に依存することになる。

これに対し、図８の参考図に示すように、弾性接触片３０の自由端に下方へ向けて突出する突部３９を折り曲げ形成し、弾性接触片３０が弾性撓みすることで、この突部３９が底板２１における平坦な上面に摺接可能となっているものを比較例として、上記仮設をあてはめる。すると、タブ４０の挿入前で弾性接触片３０が自然状態にあるときには、上記同様、３／ＳＬ^２は、３／√２となるが、タブ４０の挿入後に弾性接触片３０の自由端領域が略水平姿勢をとると、投影長さＬが√２に、沿線長さＳも√２に、それぞれ増加し、よって、３／ＳＬ^２は、３／２√２となる。したがって、反力Ｐの変化量は、３／ＳＬ^２の変化量（３／２√２−３／√２）に依存することになる。

この結果、反力Ｐの変化量は、比較例よりも本実施形態のほうで低く抑えられることがわかる。つまるところ、本実施形態の場合には、受け部２９が弾性接触片３０の自由端領域と定位置で線接触状に摺接することにより、投影長さＬが弾性接触片３０が弾性撓みする前後で変動せず、これが、投影長さＬの変動を伴う比較例よりも、反力Ｐの変化量を小さくできる要因となっている。
以上のように本実施形態によれば、反力Ｐの変動値を低く抑えることにより、弾性接触片３０が反復使用にさらされても所定のバネ特性を維持できるようになっている。

＜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）上記実施形態においては、頂上部が弾性接触片の前傾部側に形成されていたが、本発明によれば、頂上部が弾性接触片の前傾部と後傾部との境界部分に形成されていてもよく、あるいは後傾部側に形成されていてもよい。
（２）上記実施形態においては、受け部が底板において幅方向に一条延出して形成されていたが、本発明によれば、受け部が底板において幅方向に離間して複数配設されていてもよい。この場合、複数の受け部は、弾性接触片の自由端領域の全幅に亘る範囲に設けられているとよい。これによれば、弾性接触片が弾性撓みしたときに、弾性接触片の自由端領域が複数の受け部によって幅方向にバランスよく支持されることになる。

（３）上記実施形態によれば、弾性接触片が弾性撓みしていない自由状態にあるときに、弾性接触片の自由端領域が受け部と非接触状態で配されていたが、本発明によれば、弾性接触片が自由状態にあるときに、弾性接触片の自由端領域が受け部の頂上と当接していてもよい。
（４）上記実施形態においては、受け部が弾性接触片の自由端領域に対して線接触状に摺接可能となっていたが、本発明によれば、受け部が弾性接触片の自由端領域に対して点接触状に摺接可能となっていてもよい。
（５）上記実施形態においては、弾性接触片が底板の前端部に接続され、受け部が底板に形成されていたが、本発明によれば、弾性接触片が天板の前端部に接続され、受け部が天板に形成されていてもよい。

本実施形態の端子金具の側面図 端子金具の平面図 端子金具の底面図 端子金具の正面図 本体部の横断面図 （Ａ）本体部の側断面図 （Ｂ）タブが接点部との当接を開始したときの側断面図 （Ｃ）タブが正規位置まで挿入されたときの側断面図 （Ａ）本体部の側断面図 （Ｂ）その反力の変化量を説明するための図 （Ａ）比較例の本体部の側断面図 （Ｂ）その反力の変化量を説明するための図

符号の説明

１０…端子金具
２０…本体部
２１…底板（基板）
２３…天板
２９…受け部
３０…弾性接触片
３２Ａ…前傾部
３２Ｂ…後傾部（自由端領域）
３３…接点部
３５…タブ受け部
４０…タブ

Claims (3)

1. タブを挿入可能な筒状の本体部を備え、この本体部内に、同本体部の基板の前端部から後方へ向けて延出する弾性接触片が撓み変形可能に配設されており、
   前記弾性接触片が、前記タブに対する接点部を有し、かつこの接点部を頂上としてそこから自由端へ向けて次第に前記基板側に近づくように真直ぐ延出する後傾部を有する形態とされ、
   前記基板には、前記本体部内に突出する側面視アール状の受け部が形成され、
   前記弾性接触片が撓み変形したときに、前記受け部の頂上と前記後傾部とが定位置で線接触状もしくは点接触状に摺接することを特徴とする端子金具。
2. 前記受け部は、叩き出しによって湾曲状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の端子金具。
3. 前記受け部は、前記基板において幅方向に離間して複数設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の端子金具。

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