JP6086244B2 - 多接点型端子 - Google Patents

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Description

本発明は、多接点型端子に関する。
電気自動車等に用いられる大電流用の接続端子として、多数の接点で端子を接触させ、接触抵抗を低減して発熱量を低く抑えることが可能な、多接点型端子が知られている。
多接点型端子の一例として、例えば特許文献1に記載された端子が知られている。この端子は、平板状の雄タブに対して複数の弾性接触片を接触させるものである。複数の弾性接触片は、扁平な四角筒状をなす基部の天井板および底板の前端縁から前方側に向けて対向するように、かつ、片持ち状に延出して設けられている。これらの弾性接触片は、別体のカバーにより覆われ、保護されている。
また、多接点型端子の他の例として、例えば特許文献2に記載された端子が知られている。この端子は、断面円形の棒状をなす丸ピンの外周面に対して、複数の弾性接触片を接触させるものである。複数の弾性接触片は、円筒状をなす筒部の前端縁から前方側に向けて片持ち状に延出して設けられている。
特開2012−164486号公報 特開2012−227090号公報
ところで、上記した特許文献1の多接点型端子においては、雄タブと弾性接触片とは線接触する構成であるから、雄タブが対向する弾性接触片の間に正規の嵌合姿勢から傾いて挿入された場合、雄タブが弾性接触片に対して局所的に強く押し付けられる箇所があったり、逆に、雄タブと弾性接触片とが部分的に接触不良となる箇所が生じる虞がある。またこのように雄タブが弾性接触片に対して局所的に強く押し付けられる場合には、弾性接触片のめっきが摩耗により剥がれ易くなり、耐久性を損ねるという問題がある。
一方、特許文献2に示す丸ピン用の多接点型端子では、複数の弾性接触片は丸ピンの外周面に沿う形状とされている。これらの弾性接触片は、円筒状の部材にスリットを入れて絞り加工を行うことにより製造されるので、寸法精度が出し難く、製造が難しいという問題がある。
さらに、いずれの多接点型端子においても、弾性接触片を保護するカバーを設ける際には、部品点数が増加するとともに構造が複雑になり、組み立て作業が煩雑になるという問題がある。
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、相手側端子に対して複数の弾性接触片を接触させる多接点型端子において、部品点数が少なく、簡易な構成で容易に製造可能であり、かつ、表面のめっきが剥がれ難く耐久性に優れる多接点型端子を提供することを目的とする。
上記課題を解決するためになされた本発明は、偶数の側壁を備える多角筒状の角筒部と、前記角筒部の各前記側壁の一端縁から延出されるとともに折り返され、前記角筒部の内側において丸棒状の相手側端子の外周面に対して弾性接触される複数の片持ち状の弾性接触片と、が一体的に設けられている多接点型端子であって、前記複数の弾性接触片は同寸法かつ同形状とされるとともに、前記相手側端子との嵌合方向において異なる位置に配されているところに特徴を有する。
本発明の多接点型端子によれば、弾性接触片は角筒部の内側において相手側端子と接続される構成であるから、角筒部が弾性接触片を保護するカバーの役割を果たす。しかも、弾性接触片と角筒部とは一体とされているから、部品点数を少なくすることができる。
また、本発明の多接点型端子は曲げ加工により製造可能であるから、従来の丸ピン用の多接点型端子のように絞り加工を行う必要がなく、容易に製造可能である。また、曲げ加工は寸法管理も容易であるから、接触圧の調整が容易であり、表面のめっきが剥がれ難い多接点型端子とすることができる。
また、複数の弾性接触片は、相手側端子に対して長さ方向、すなわち、嵌合方向の異なる位置において接触することとなるため、相手側端子と傾いて嵌合されることが防止される。すなわち、相手側端子と正規の姿勢で嵌合されることとなるから、弾性接触片が局所的に相手側端子に強く擦りつけられることがなく、めっきがより剥がれ難くなる。
本発明の多接点型端子は、以下の構成を備えてもよい。
筒部に、弾性接触片の基端部に隣接して弾性接触片の延出方向に沿って延出された拡張部を設ける構成としてもよい。
このような構成とすると、弾性接触片の基端部は拡張部により剛性が高まるから、相手側端子が挿入される際に、弾性接触片の基端部が相手側端子に押圧されて変形すること防止される。
また、弾性接触片は、角筒部の側壁のうち相手側端子との嵌合方向の前端縁から延出されるとともに折り返し部により後方側に向けて折り返され、拡張部は、折り返し部よりも前方側まで延出される構成としてもよい。
このような構成とすると、多接点型端子の前方側から相手側端子や機器が突き当てられた場合でも、前方側に延出された拡張部によって折り返し部が保護される。従って、弾性接触片の変形を防止することができる。
さらに、角筒部は、板状部材角筒状に折り曲げられるとともに、前記板状部材の端縁同士固定されることにより形成されている構成としてもよい。このような構成とすると、多接点型端子を容易に製造することができる。
本発明によれば、部品点数が少なく、簡易な構成で容易に製造可能であって、かつ、表面のめっきが剥がれ難く耐久性に優れる多接点型端子が得られる。
参考例の多接点型端子の斜視図 同じく多接点型端子の断面図 同じく多接点型端子を相手側端子と嵌合させた状態の断面図 実施形態2の多接点型端子の斜視図 同じく多接点型端子の断面図 同じく多接点型端子を相手側端子と嵌合させた状態の断面図 多接点型端子の正面図 多接点型端子の一部展開図
参考例
以下、参考例について、図1ないし図3を参照しつつ詳細に説明する。
参考例の多接点型端子は、電気自動車やハイブリッド自動車等の電力供給線等に用いられる大電流端子である。多接点型端子は、図1に示すように、丸棒状の相手側の雄端子10を内部に嵌合可能な雌端子20であって、雄端子10の外周面に、雌端子20に設けられた複数の弾性接触片30を接触させる構成のものである。以下、各構成部材において、相手側端子との接続方向を前方とし、また、図2の上側を上方、下側を下方として説明する。
雄端子10は、銅合金等の導電性に優れた金属材料により形成され、その一端は図示しない電線に接続され、他端側が丸棒状の接続部11とされている。接続部11の先端部には、やや縮径された案内面11Aが形成されている(図3参照)。
雌端子20は、銅合金等の導電性に優れた金属板を所定形状にプレス加工することによって形成され、図1および図2に示すように、電線38に接続される電線接続部21と、雄端子10の接続部11に接続する本体部23とが、繋ぎ部22を介して前後に連なった形態をなしている。
本体部23は、略七角筒状をなす角筒部25と、角筒部25の前方側の端縁から前方に向けて一体的に延出されるとともに、内側に向けて折り返された7つの弾性接触片30とを有してなる。
角筒部25は、平坦な金属板を断面略七角形状に曲げ加工することで略七角筒状に形成され、その曲げ方向の端縁同士を突き合わせるとともに係止部26により係止することで、開き止めされている。係止部26は、角筒部25の曲げ方向における一端側から延出して設けられたロ字形状の係止片27と、他端側の外面に突出するように切り起こし形成された係止凸部28とから構成されている。角筒部25は、七角筒状に折り曲げられた後、外側に向けて突出している係止凸部28に係止片27を外側から被せるように、やや屈曲させつつ外嵌させることにより、開き止めがなされる構成とされている。
角筒部25の略七角筒状の各側壁の中央よりやや後方側には、内側に向けて突出する規制突部29が切り起こし形成されている(図2参照)。これらの規制突部29は、弾性接触片30の過度な変形を規制するものである。7つの規制突部29は、前後方向における同位置に配置されている。
ここで、略七角筒状の角筒部25の各側壁を、係止片26が設けられた側壁から順に25A,25B,25C,25D,25E,25F,25Gとすると、繋ぎ部22は、25C,25D,25Eの後端縁から後方に向けて延出されている。また、側壁25B,25Fの後端縁からは、後方に向けて補強部24が延出形成されている。繋ぎ部22と補強部24とは、一体に形成されている。
一方、7つの弾性接触片30は、角筒部25の各側壁25A〜25Gの前端縁から前方側に向けて延出されるとともに、前後方向における同位置(折り返し部31とする)において角筒部25の内側に折り返されてなる。弾性接触片30は、図2に示すように、折り返し部31によって内側に向けて折り返された後、先端側(後方側)に向けて斜め内側に延びるとともに、先端部が斜め外側に向けて延びるように屈曲した形状とされている。弾性接触片30のうち内側に最も膨出した部分(屈曲部分)は、雄端子10の接続部11に点接触する接点部32とされている。接点部32は、角筒部25内において、規制突部29よりも後方側に位置するように設定されている。また弾性接触片30の先端部33は、角筒部25の後端より前方側に位置するように寸法が設定されている。
さらに、各弾性接触片30の幅寸法は、各側壁25A〜25Gの幅寸法よりも小さく設定されている。
7つの弾性接触片30は、長さ寸法、幅寸法、屈曲形状等、全て同形状に形成されている。
角筒部25の前端縁のうち隣り合う弾性接触片30の各延出部(基端部)の間には、前方側に向けて延びる拡張部34が設けられている。角筒部25は、これら拡張部34において前後方向に沿って折り曲げられ、略七角筒状とされている。なお、プレス成形前の角筒部25の曲げ方向における両端縁には、拡張部34の半分の幅を有する端部拡張部34Aが設けられており、プレス成形によって端部拡張部34A同士を突き合わせることにより、他の拡張部34と同等幅の拡張部34を形成できるように構成されている。
上述した弾性接触片30の折り返し部31は、これら拡張部34の前端より後方側に位置するように設定されている(図2参照)。
電線接続部21は繋ぎ部22の後端縁から後方に向けて延出されてなり、載置部35と、載置部35の両側縁部から斜め上方に向けて延びる一対のバレル部36とから構成されている。
参考例の雌端子20は上記構成であって、次に、雌端子20の製造方法について説明する。
まず、所定形状に打ち抜かれた金属板の、弾性接触片30に相当する部分を曲げ加工(プレス加工)することにより、弾性接触片30を所定形状とする。そして、電線接続部21および繋ぎ部22を曲げ加工するとともに、拡張部34に相当する位置において前後方向に沿って折り曲げて角筒部25を形成し、折り曲げ方向における一端側に形成された係止凸部28に対して外側から係止片27を屈曲させつつ被せるように係止して開き止めする。これにより、図1に示す所定形状の雌端子20が得られる。
次に、雄端子10と雌端子20との接続動作および作用効果について説明する。
まず、電線38を電線接続部21にかしめて接続した雌端子20内に雄端子10の接続部11を挿入すると、接続部11は、全ての弾性接触片30を外側に向けて弾性変形させつつ、7つの接点部32の間に割って入る。この時、隣り合う弾性接触片30の間には角筒部25から延出された拡張部34が設けられており、各弾性接触片30の基端部は、これらの拡張部34により剛性が付与されているので、接続部11の挿入に伴い、弾性接触片30の基端部が持ち上がって角筒部25の奥方(後方側)に押し込まれることが防止される。
また、弾性接触片30は奇数(7つ)とされており、角筒部25の径方向における一の弾性接触片30の対称軸上には他の弾性接触片30が配されていないので、接続部11は、一の弾性接触片30により、その弾性接触片30と対向する角部(拡張部34)に向けて押圧される。このような作用が7つのすべての弾性接触片30において働くと、結局、接続部11は7つの方向全てに均等な接触圧で押圧されることとなり、その結果、雄端子10は、挿入方向が傾くことなく(こじれることなく)、本体部23の奥方に挿入される。
接続部11の挿入が進み、角筒部25内の正規位置まで挿入されると、接続部11は、弾性接触片30の各接点部32により弾性的に挟持される。これにより、雄雌の端子10,20間が電気的に接続される(図3参照)。このとき、7つの接点部32は各弾性接触片30の前後方向における同位置に設けられており、しかも、接続部11に対して7つの方向すべてにおいて均等な接触圧で押圧しているから、接続部11は本体部23の中央に安定的に保持される。
このように、本参考例の雌端子20によれば、弾性接触片30は一体に設けられた角筒部25の内部に配置されているので、弾性接触片30を保護するカバーを別体で設ける必要がなく、部品点数が少なくてすむ。また、拡張部34の先端は弾性接触片30の折り返し部31より前方側まで延びているので、雌端子20の前方側から機器や相手側端子が嵌合方向とは異なる方向から当てられた場合でも、弾性接触片30の折り返し部31を保護し、変形を防ぐことができる。
また、雌端子20は一枚の金属板を曲げ加工することにより形成されており、折り曲げ方向の端部同士を係止部26により係止する簡単な構成であるので、容易に製造可能である。さらに、曲げ加工は寸法管理が容易であるから、接触圧の調整が容易であり、表面のめっきが剥がれ難い多接点型端子とすることができる。
<実施形態2>
次に、実施形態2について、図4ないし図8を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下において実施形態1と同様の構成には同一符号を付すこととし、重複する説明を省略する。
本実施形態の雌端子40は、図4および図5に示すように、電線38に接続される電線接続部41と、雄端子10の接続部11に接続される本体部43とが、繋ぎ部42を介して前後に連なった形態をなしている。
本体部43は、略八角筒状をなす角筒部45と、角筒部45の前方側の端縁から前方に向けて延出されるとともに内側に折り返された8つの弾性接触片50とを有してなる。
角筒部45は、図8に示すような展開形状に打ち抜かれた平坦な金属板を、プレス成型機により断面略八角形状に曲げ加工することで、略八角筒状に形成されている(図7参照)。その曲げ方向の両端縁は、一端側から延出して設けられた係止片47と、他端側に外側に向けて突設された係止凸部48とからなる係止部46により互いに係止され、開き止めされている。
以下、略八角筒状の角筒部45の8つの各側壁を、係止片47が設けられた側壁から順に45A,45B,45C,45D,45E,45F,45G,45Hとして説明する。
本実施形態において角筒部45は、図8に示すように、前後方向の長さが異なる2種類の側壁から構成されている。具体的には、側壁45A,45C,45E,45Gは第1側壁451であり、側壁45B,45D,45F,45Hは、第1側壁451より前後方向の長さが長い第2側壁452である。第1側壁451および第2側壁452の幅寸法(図8における上下方向の寸法)は、同等とされている。角筒部45は、これら第1側壁451および第2側壁452が、それらの後端位置を同一直線上に揃えた状態で交互に配置されることにより、展開状態において略櫛形に形成されている。
角筒部45の各側壁45A〜45Hの中央付近には、内側に向けて突出する規制突部49が切り起こし形成されている(図5参照)。すなわち、第1側壁451(側壁45A,45C,45E,45G)に形成された第1規制突部491は、第2側壁452(側壁45B,45D,45F,45H)に形成された第2規制突部492よりも後方側に設けられており、互いに前後方向にずれて配置されている(図8参照)。
一方、8つの弾性接触片50は、図8に示す展開状態において、角筒部45の各側壁45A〜45Hの前端縁から前方側に向けて延出形成されている。弾性接触片50の幅寸法は、第1側壁451および第2側壁452の幅寸法の約1/2とされており、各側壁45A〜45Hの幅方向における中央部から延出されている。
8つの弾性接触片50は、前後方向の長さ寸法および幅寸法が、全て同寸法とされている。すなわち、第1側壁451(側壁45A,45C,45E,45G)から延出された第1弾性接触片501は、第2側壁452(側壁45B,45D,45F,45H)から延出された第2弾性接触片502より後方側にずれて配置されている。
角筒部45の前端縁のうち、図8に示す展開状態において隣り合う弾性接触片50(第1弾性接触片501および第2弾性接触片502)の各延出部(基端部)間には、前方側に向けて延びる拡張部54(全7つ)が設けられている。これら7つの拡張部54の前端縁は、全て同一線上に配置されている。より詳細には、一の拡張部54とその隣の弾性接触片50との間に設けられるスリット55の長さは、拡張部54の両側で異なっており、第1側壁451側に位置する第1スリット551の長さは、第2側壁452側に位置する第2スリット552の長さよりも長くなっている。このようにスリット55の長さが異なることで、第1弾性接触片501および第2弾性接触片502が前後方向において異なる位置に配置されるようになっている。
なお、展開状態における角筒部45の、曲げ方向の両側縁の前端縁には、拡張部54は設けられていない。代わりに、一方側は、係止片47が角筒部45(側壁45A)より前方側に延出形成されることにより、この係止片47が、組み立て状態において拡張部54と同様の作用を呈するようになっている。なお、係止片47の前端縁は、拡張部54の前端縁より後方側に配置されている。また、係止片47の幅寸法は、拡張部54の幅寸法よりも大きく設定されている。
角筒部45は、これら拡張部54において前後方向に沿って折り曲げられ(図8の点線)、略八角筒状とされる(図7参照)。
弾性接触片50は、図5に示すように、各側壁45A〜45Hからの延出基端部から前方側に所定距離Lを隔てた位置において、角筒部45の内側に向けて折り返されてなる(折り返し部51とする)。すなわち、第1弾性接触片501の折り返し部511と第2弾性接触片502の折り返し部512とは、前後方向にずれて配置されている。これら折り返し部51は、拡張部54の前端より後方側に位置するように設定されている。
弾性接触片50は、図5に示すように、折り返し部51によって内側に向けて折り返された後、先端側(後方側)に向けて斜め内側に延びるとともに、先端部が斜め外側に向けて延びるように屈曲した形状とされており、内側に最も膨出した部分が、雄端子10の接続部11に点接触する接点部52とされている。
8つの各弾性接触片50の屈曲形状は、全て同形状とされている。すなわち、第1弾性接触片501の第1接点部521は、第2弾性接触片502の第2接点部522よりも後方側に配置されている。また、これらの各接点部52は、各弾性接触片50の各規制突部49よりも後方側に位置するように設定されている。さらに、各弾性接触片50の先端部(後方側の端部)は、角筒部45の後端より前方側に位置するように設定されている。
また、側壁45C,45D,45Eの後端縁からは、繋ぎ部42が延出されているとともに、繋ぎ部42の後端縁からは、平板状の電線接続部41が後方に向けて延出形成されている(図4参照)。繋ぎ部42と電線接続部41とは同幅とされている。電線38は、電線接続部41に対して溶着されるようになっている。
このように電線38を電線接続部41に対して溶着する構成とした場合には、実施形態1のように圧着させる構成と比較して、多接点型端子の板厚を薄くすることができる。また、板厚が薄くなることにより、弾性接触片50の折り返し部51の曲率R(曲率半径をrとした場合の1/rで定義される値)を大きくすることが可能となり、多接点型端子の小型化を図ることができる。
本実施形態の雌端子40は上記構成であって、次に、雄端子10と雌端子40との接続動作および作用効果について説明する。
電線38に接続された雌端子40に雄端子10の接続部11を挿入すると、接続部11は、全ての弾性接触片50を外側に向けて弾性変位させつつ、まず、第2接点部522の間に割って入る。この時接続部11は、主に、互いに直交する2本の対称軸A2(図7参照)上に配された4つの第2接点部522により弾性的に挟持された状態となる。
さらに接続部11を奥方に挿入すると、接続部11は、第1接点部521の間に割って入る。そして接続部11が角筒部45内の正規位置まで挿入されると、接続部11の先端側は、互いに直交する2本の対称軸A1(図7参照)上に配された4つの第1接点部521によって挟持された状態となる。これにより、雄雌の端子10,40間が電気的に接続される。なお、対称軸A1とA2とは、図7に示すように、周方向に45度ずれた位置に配されている。
すなわち、接続部11は、先端側(後方側)が4つの第1接点部521により挟持されるとともに、基端側(前方側)が、第1接点部から45度ずれた個所にある4つの第2接点部522により挟持された状態となる。
このように本実施形態の雌端子40によれば、上記実施形態1と同様の作用効果に加え、以下の作用効果が得られる。すなわち、雄端子10の接続部11を、その先端側においては第1接点部521により挟持するとともに、基端側においては第2接点部522により挟持しているから、前後方向の異なる位置において、かつ、周方向の異なる位置において、本体部43内に保持することができる。しかも、弾性接触片50は全て同寸法かつ同形状とされているので、全ての接点部52において、雄端子10に対する接触圧を均等にすることができる。すなわち、両端子間の傾き(こじり)が発生し難くなるから、端子表面のめっきがより剥がれ難く、耐久性に優れる多接点型端子を提供することができる。
また、雄端子10の接続部11を雌端子40に挿入する際、接点部52間に割って入る際に最も挿入抵抗が大きくなるが、本実施形態の雌端子40によれば、8つの接点部52が前後方向に分散されて配置されているから、挿入抵抗が小さくなり、接続時の作業性が向上する。
さらに、本実施形態のように角筒部45を偶数の多角形状とした場合には、弾性接触片50が角筒部45の径方向において対向した状態となるので、奇数の多角形状とする場合と比較して接点部52間の距離の管理が容易となり、より製造し易くなる。
<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る。
(1)上記実施形態では、弾性接触片30、50は、角筒部25、45の前端縁から延出する構成としたが、後端縁から延出し、前方に向けて折り返す構成としてもよい。
(2)上記実施形態では、雌端子20、40の角筒部25、45は、その折り曲げ方向の端縁同士を係止部26、46により開き止めする構成としたが、必ずしもこのような構成でなくてもよく、例えば溶接等により開き止めしてもよい。
(3)上記実施形態では、一の弾性接触片30、50の基端部に隣接して設ける拡張部34、54を、隣り合う弾性接触片30、50の拡張部34、54と兼用して、互いに隣り合う弾性接触片30、50の間にひとつずつ設ける構成としたが、各弾性接触片30、50毎に設ける構成、すなわち、互いに隣り合う弾性接触片30、50の間に2つずつ設ける構成としてもよい。
(4)また、拡張部34,54は必ずしも設けなくてもよく、省略することもできる。
(5)上記実施形態では、角筒部25、45の複数の側壁の全てから弾性接触片30、50を延出する構成としたが、選択した側壁のみから延出する構成としてもよい。
(6)上記参考例では略七角筒状、また、上記実施形態2では略八角筒状の角筒部25、45を示したが、角筒部は四角筒以上の偶数の多角筒状であればよい。
(7)上記参考例では、各接点部32を前後方向における同位置に設け、実施形態2では各接点部52を前後方向における2箇所に設ける構成を示したが、前後方向における3箇所以上に設ける構成としてもよい。

10…雄端子(相手側端子)
20、40…雌端子(多接点型端子)
25、45…角筒部
25A〜25G,45A〜45H…側壁
26、46…係止部
27、47…係止片
28、48…係止凸部
30、50…弾性係止片
31、51…折り返し部
34、54…拡張部

Claims (4)

  1. 偶数の側壁を備える多角筒状の角筒部と、
    前記角筒部の各前記側壁の一端縁から延出されるとともに折り返され、前記角筒部の内側において丸棒状の相手側端子の外周面に対して弾性接触される複数の片持ち状の弾性接触片と、が一体的に設けられている多接点型端子であって、
    前記複数の弾性接触片は同寸法かつ同形状とされるとともに、前記相手側端子との嵌合方向において異なる位置に配されている多接点型端子。
  2. 前記角筒部には、前記弾性接触片の基端部に隣接して前記弾性接触片の延出方向に沿って延出された拡張部が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の多接点型端子。
  3. 前記弾性接触片は、前記角筒部の側壁のうち前記相手側端子との嵌合方向の前端縁から延出されるとともに折り返し部により後方側に向けて折り返されており、前記拡張部は、前記折り返し部よりも前方側まで延出されていることを特徴とする請求項2に記載の多接点型端子。
  4. 前記角筒部は、板状部材角筒状に折り曲げられるとともに、前記板状部材の端縁同士固定されることにより形成されている請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載の多接点型端子。
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