JP4823844B2 - ソケット端子 - Google Patents

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、同スリーブ部に外ばね部材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いる一方、外ばね部材は、弾性を有する帯材（板ばね）を円形に回曲してなる、いわゆるＣ型の外ばねリングが使用される。そして、外ばねリングをスリーブ部の外周に装着することにより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

ところで上記した外ばねリングは、無端状すなわちＯ型が理想的ではあるが、スリーブ部に外嵌することが難しいという事情があるため、上記のようにＣ型のものが一般に使用される。しかるにこのＣ型のものは、帯材の端縁同士の間にやむを得ず隙間ができるため、スリーブ部に外嵌されてばね力（弾縮力）を作用させる場合に、上記の隙間の位置と対応した箇所ではばね力が作用せず、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・接触圧力が不足する部分ができ、その結果、同部分で接触抵抗値が増大するという問題がある。
また、外ばねリングのばね力を変更する場合には、素材となる板ばねの板厚や板幅を変更せねばならないため、それだけ他種類の成型用金型が必要となり、ひいては製造コストの上昇を招くという不具合があった。
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、スリーブ部の全周にわたって均一にばね力を作用させることができ、かつばね力の変更にも簡単に対応できるようにするところにある。

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って縮径可能なスリーブ部と、この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部材とを備えたものにおいて、前記外ばね部材が、ばね素線を前記スリーブ部の外径寸法よりも小さい内径寸法で螺旋巻きしたコイルばねであるとともに、前記スリーブ部が、円柱状の基部の前面に連設された形態で鍛造、切削により形成され、かつ、前記スリーブ部の先端部と同先端部から所定寸法奥に入った途中位置とに位置決め用の突条が全周にわたって形成されており、前記コイルばねが前後の前記突条の間に装着されている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、当該ソケット端子が、前記基部に電線の端末が接続された形態でコネクタハウジングのキャビティに収容されるものであって、前記基部の外周面には、前記キャビティに設けられたランスが弾性的に係止して抜け止めする係止溝が全周にわたって形成されているところに特徴を有する。

＜請求項１の発明＞
外ばね部材をコイルばねとしたから、スリーブ部の外周に嵌合された場合に、同スリーブ部の全周にわたって均一にばね力を作用させることができる。また、ばね力を変更する場合は、ピッチすなわち巻き数を変えるだけで比較的簡単に対応することができる。

＜実施形態＞
以下、本発明の一実施形態を図１ないし図３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、本発明の外ばね部材であるコイルばね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、コイルばね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コイルばね６５が備えられている。このコイルばね６５は、丸鋼線等のばね素線６６が螺旋状に粗巻きされて形成されており、スリーブ部５３における前後の突条５７の間隔にほぼ等しいコイル長を有し、また、スリーブ部５３の外径寸法よりも少し小さい内径寸法を有している。

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。
同ソケット端子５０は、図２に示すように、端子本体５１と、コイルばね６５とが別体として形成され、スリット６０の間隔を狭めつつスリーブ部５３の先端側が窄んだ状態から、コイルばね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。コイルばね６５は、前側の突条５７の面取り部５８に当たって心合わせされつつ前側の突条５７を乗り越えて押し込まれ、押し込み方向の前面側が後側の突条５７に当たったところで、スリーブ部５３が復元しつつコイルばね６５が前後の突条５７の間に嵌った状態で装着される。このようにコイルばね６５が装着されると、同コイルばね６５の縮径弾力によって、スリーブ部５３を構成する全フィンガ６１が内方に押圧された状態となる。

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。このようにコイルばね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で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を開きかつコイルばね６５を拡径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、コイルばね６５の復元弾縮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、スリーブ部５３を縮径付勢する外ばね部材をコイルばね６５としたから、スリーブ部５３の外周に嵌合された場合に、同スリーブ部５３の全周にわたって均一にばね力を作用させることができる。その結果、スリーブ部５３における各フィンガ６１と、丸ピン２２との間の接触面積・接触圧力をほぼ均一に大きく取ることができ、接触抵抗値が増大する箇所ができることを回避できる。しかも、上記作用効果は、各製品（ソケット端子５０）について同様に得られるから、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、コイルばね６５からスリーブ部５３に作用させるばね力を変更する場合は、コイルばね６５のピッチすなわち巻き数を変えるだけで対応でき、設備費の負担等を招くことなく安価に対応することが可能である。

＜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）コイルばねの素材となるばね素線は、平鋼線等の異形断面の線材であってもよい。
（２）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。
（３）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。

本発明の一実施形態に係る雌雄のコネクタの嵌合状態を示す断面図 ソケット端子のコイルばね装着前の斜視図 ソケット端子のコイルばね装着後の斜視図

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
６５…コイルばね（外ばね部材）
６６…ばね素線

Claims (2)

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って縮径可能なスリーブ部と、
   この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部材とを備えたものにおいて、
   前記外ばね部材が、ばね素線を前記スリーブ部の外径寸法よりも小さい内径寸法で螺旋巻きしたコイルばねであるとともに、
   前記スリーブ部が、円柱状の基部の前面に連設された形態で鍛造、切削により形成され、かつ、前記スリーブ部の先端部と同先端部から所定寸法奥に入った途中位置とに位置決め用の突条が全周にわたって形成されており、
   前記コイルばねが前後の前記突条の間に装着されていることを特徴とするソケット端子。
2. 当該ソケット端子が、前記基部に電線の端末が接続された形態でコネクタハウジングのキャビティに収容されるものであって、前記基部の外周面には、前記キャビティに設けられたランスが弾性的に係止して抜け止めする係止溝が全周にわたって形成されていることを特徴とする請求項１記載のソケット端子。

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