JP6222039B2

JP6222039B2 - 雌端子

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Publication number: JP6222039B2
Application number: JP2014219204A
Authority: JP
Inventors: 雅文宇野; 知一柏田
Original assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Current assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Priority date: 2014-10-28
Filing date: 2014-10-28
Publication date: 2017-11-01
Anticipated expiration: 2034-10-28
Also published as: JP2016085911A

Description

本明細書によって開示される技術は、雄端子に接続される雌端子に関する。

従来、相手方端子に接続される雌型端子金具として、例えば実開平６−９０６９号公報（下記特許文献１）に記載のものが知られている。この雌型端子金具は、基板と側壁と上板とからなる箱形状の電気接触部と、この電気接触部の内部に配された弾性接触片とを備えて構成されている。弾性接触片は、基板の前縁から後方に折り返すことで片持ち状に形成されている。また、弾性接触片は側方から見て山形をなし、山形の頂点部で相手方端子に対して線接触するようになっている。

しかしながら、上記の雌型端子金具では、相手方端子および雌型端子金具の少なくとも一方が相手方端子の電気接触部内への挿入方向を軸として相対的に捻回すると、弾性接触片と相手方端子との接触状態が線接触から点接触へと変化し、接触面積が急激に変化してしまう。そこで、特開平８−２５０１７４号公報（下記特許文献２）に記載の雌端子金具のように、弾性接触片における相手方端子との接点部をエンボス状とすることで、捻回時における接触面積の急激な変化をなくす方法も考えられる。

実開平６−９０６９号公報特開平８−２５０１７４号公報

ところが、この方法によると、相手方端子の先端が接点部に正面から突き当たり、接点部の表面に施されためっきに過度な応力がかかるため、繰り返し挿抜を行うとめっき摩耗が発生し、接点不良が生じるおそれがある。

本明細書によって開示される雌端子は、複数の周壁によって筒状に構成され、雄端子が前方から嵌合する嵌合部と、この嵌合部内に配されて前記雄端子に弾性的に接触する弾性片と、を備え、この弾性片は、前記周壁から後方に延出され、前記雄端子の挿入方向における断面形状が直線状をなし、かつ、前記挿入方向と直交する方向における断面形状が直線状をなすフラット部と、このフラット部の後端から後方に延出され、前記雄端子との接触面積が後方に向けて徐々に小さくなる徐変部と、この徐変部の後端から後方に延出され、前記雄端子の挿入方向における断面形状が直線状をなし、かつ、前記挿入方向と直交する方向における断面形状が弧状をなす円筒部と、この円筒部の後端から後方に延出され、前記雄端子の挿入方向における断面形状が弧状をなし、かつ、前記挿入方向と直交する方向における断面形状が弧状をなす接点部と、を有し、前記フラット部、前記徐変部、および前記円筒部における前記雄端子との接触面は、前記挿入方向と直交する方向から見ると直線状に連なる形態とされ、前記接点部は、前記円筒部における前記雄端子との接触面と面一をなす面を超えない領域に配されている構成とした。

このような構成によると、嵌合部内に挿入された雄端子は、弾性片に摺接しながら進入し、接点部の頂点において点接触する。ここで、雄端子が徐変部を通過する過程では雄端子との接触面積が徐々に小さくなるため、弾性片と雄端子の接触状態が線接触もしくは面接触から点接触へ緩やかに移行する。この間、雄端子との接触面積の減少に加えて弾性片の変位量が増加することに伴って接触圧力が増加するため、接続状態が安定することになる。

また、フラット部、徐変部、および円筒部における雄端子との接触面は、挿入方向と直交する方向から見ると直線状に連なる形態としたから、雄端子の先端が接点部に正面から突き当たって接点部にかかる応力が増大することはない。つまり、雄端子は徐変部から接点部へ移行する際に接点部に乗り上げることで応力が増大することはない。したがって、接点部の表面にめっきが形成されている場合に、繰り返し挿抜を行ったとしてもめっき摩耗を抑制でき、接点不良を防ぐことが可能になる。

本明細書によって開示される雌端子として、以下の構成としてもよい。
前記徐変部は、前記雄端子の挿入方向における断面形状が直線状をなし、かつ、前記雄端子の挿入方向と直交する方向における断面が円弧状をなし、前記徐変部における前記雄端子との接触面は、前方に向かうほど曲率半径が大きくなり、かつ、後方に向かうほど周方向の長さが長くなる構成としてもよい。
このような構成によると、フラット部から後方に連なる平面状の板材をプレス加工によって円弧状に成形することで徐変部を作ることができる。このプレス加工方法の一例を具体的に説明すると、まず、プレス加工前の状態で等幅の板材を曲げ加工することによって円弧状に成形する。すると、円弧状の成形部は曲率半径が大きいほど幅寸法が大きくなり、曲率半径が小さいほど幅寸法が小さくなる。次に、外周打ち抜き加工を行うことによって円弧状の成形部を等幅に仕上げ、徐変部を成形する。すると、徐変部は曲率半径が大きいほど（前方に向かうほど）周方向の長さが短くなり、曲率半径が小さいほど（後方に向かうほど）周方向の長さが長くなる。

前記接点部は球形状をなし、前記雄端子の挿入方向における曲率半径と前記挿入方向と直交する方向における曲率半径とが同じである構成としてもよい。
このような構成によると、接点部を球形状に成形するにあたって、複雑な形状をした徐変部の直後に接点部を設けるよりも、単純な形状をした円筒部の直後に接点部を設けるほうが成形しやすく、接点部付近の寸法を定量的に管理しやすくなる。このような寸法管理の一例として、例えば雄端子と点接触する接点部の頂点とこれに対向する対向部とのクリアランスを管理することが挙げられる。また、接点部を球形状にすることのメリットは、雄端子と接する位置が１点に定まり、クリアランスを画像検査によって検査することが可能になる等、検査が容易になることが挙げられる。

本明細書によって開示される技術によれば、雄端子が接点部に乗り上げて応力が増大することを防止できる。

実施形態における雌端子を示す斜視図雌端子の平面図図２におけるＡ−Ａ線断面図であって、雄端子が徐変部に当接した状態を示した断面図図３の状態から雄端子がさらに進入して接点部に当接した状態を示した断面図雌端子の側面図図５におけるＢ−Ｂ線断面図フラット部の前後方向中央部を幅方向に横切る位置で切断した断面図徐変部の前後方向中央部を幅方向に横切る位置で切断した断面図円筒部の前後方向中央部を幅方向に横切る位置で切断した断面図接点部の頂点を幅方向に横切る位置で切断した断面図弾性片を示す斜視図

＜実施形態＞
実施形態を図１から図１１の図面を参照しながら説明する。本実施形態における雌端子１０は、図１から図４に示すように、雄端子１に電気的に接続されるようになっている。以下の説明においては、図２における左方を前方とし、図２における右方を後方とする。また、上下方向については図３を基準とする。

雄端子１は、金属板材を所定の形状にプレス加工したものである。図４に示すように、雄端子１は細長い板状をなす雄タブ２を有し、雄タブ２における雌端子１０との接触面３は平面である。また、雄タブ２の接触面３の先端部分はテーパ面４として構成されている。

雌端子１０は、図１に示すように、雄端子１が前方から嵌合する嵌合部２０と、この嵌合部２０内に配されて雄端子１に弾性的に接触する弾性片３０と、嵌合部２０の後方に配されて電線に電気的に接続される電線接続部５０とを備えて構成されている。なお、弾性片３０は、複数の第１弾性片３１と、複数の第２弾性片３２とからなる。また、電線接続部５０は平板状をなし、電線の芯線が抵抗溶接によって固着される。

嵌合部２０は、前後方向に開口する略角筒状をなしている。嵌合部２０には、雄端子１の雄タブ２が前方から挿入される。嵌合部２０は、複数の周壁を角筒状に構成したものであって、これらの周壁は、底壁２１と、底壁２１の両側縁から上方に立ち上がる一対の側壁２２と、底壁２１に対向する天井壁２３とを備えて構成されている。

天井壁２３は、一対の側壁２２の上端縁から他方の側壁２２に向かって略直角に折り曲げられて形成されている。天井壁２３の端縁には係止部２４が突出して形成されており、この係止部２４が他方の側壁２２に形成された係止孔２５の内部に挿通されている。他方の側壁２２は、係止孔２５の高さで直角に曲げられて天井壁２３の上面に重ねられている。これにより、嵌合部２０が角筒状に保持されている。

底壁２１の前端縁には、第１基端部２６が突出して形成されている。この第１基端部２６は、底壁２１の前端縁から嵌合部２０の内方に（後方に）折り返された形状をなしている。図５に示すように、第１基端部２６は、嵌合部２０の前端縁から前方にやや突出している。

図６に示すように、折り返された第１基端部２６の端縁には、雄端子１の挿入方向と交差する方向に間隔を空けて並ぶ図示３つの第１弾性片３１が嵌合部２０の内方に（後方に）延出して形成されている。図５に示すように、第１弾性片３１は側方から見て第１基端部２６から片持ち状をなして直線状に延出されている。この第１弾性片３１の延出端部に第１接点部３３が形成され、この第１接点部３３が雄端子１と弾性的に接触する。第１接点部３３には、例えば銀めっきが施されている。図１５に示すように、底壁２１には、第１弾性片３１が過度に撓んで塑性変形することを防止する第１過度撓み防止部２８が設けられている。

図６に示すように、各第１弾性片３１の前後方向の長さ寸法は同じとされている。また、各第１弾性片３１の幅方向（雄端子１の挿入方向と直交する方向）の寸法は同じとされている。また、隣り合う一対の第１弾性片３１の間隔は、いずれも同じとされている。したがって、複数の第１弾性片３１は、嵌合部２０における幅方向のほぼ全域に亘って等しい間隔を空けて配されている。

天井壁２３の前端縁には、第２基端部２７が突出して形成されている。この第２基端部２７は、天井壁２３の前端縁から嵌合部２０の内方に（後方に）折り返された形状をなしている。図５に示すように、第２基端部２７は嵌合部２０の前端縁から前方にやや突出している。なお、第２基端部２７は、第１基端部２６と同様の形状、大きさとされているため、図示しないで文章のみで説明する場合がある。

折り返された第２基端部２７の端縁には、雄端子１の挿入方向と交差する方向に間隔を空けて並ぶ図示３つの第２弾性片３２が嵌合部２０の内方に（後方に）延出して形成されている。図５に示すように、第２弾性片３２は側方から見て第２基端部２７から片持ち状をなして直線状に延出されている。この第２弾性片３２の延出端部に第２接点部３４形成され、この第２接点部３４が雄端子１と弾性的に接触する。第２接点部３４には、例えば銀めっきが施されている。図５に示すように、天井壁２３には、第２弾性片３２が過度に撓んで塑性変形することを防止する第２過度撓み防止部２９が設けられている。

第２弾性片３２は、第１弾性片３１と同様の形状、大きさとされているため、以下においては図示しないで文章のみで説明する場合がある。各第２弾性片３２の前後方向の長さ寸法は同じとされている。また、各第２弾性片３２の幅方向（雄端子１の挿入方向と直交する方向）の寸法は同じとされている。また、隣り合う一対の第２弾性片３２の間隔は、いずれも同じとされている。したがって、複数の第２弾性片３２は、嵌合部２０における幅方向のほぼ全域に亘って等しい間隔を空けて配されている。

第１基端部２６および第１弾性片３１と、第２基端部２７および第２弾性片３２とは、上下対称に形成されている。これにより、第１弾性片３１の第１接点部３３と第２弾性片３２の第２接点部３４とは、それぞれ上下方向に対向して配されている。

第１弾性片３１は、図１１に示すように、第１基端部２６の端縁から平面状をなして後方に延出された第１フラット部３５と、この第１フラット部３５の後端３５Ｒから後方に延出された第１徐変部３７と、この第１徐変部３７の後端３７Ｒから後方に延出された第１円筒部３９と、この第１円筒部３９の後端３９Ｒから後方に延出された第１接点部３３とを有する構成とされている。

同様に、第２弾性片３２は、第２基端部２７の端縁から平面状をなして後方に延出された第２フラット部３６と、この第２フラット部３６の後端３６Ｒから後方に延出された第２徐変部３８と、この第２徐変部３８の後端３８Ｒから後方に延出された第２円筒部４０と、この第２円筒部４０の後端４０Ｒから後方に延出された第２接点部３４とを有する構成とされている。

フラット部３５、３６は、図７に示すように、雄端子１との接触面３５Ａ、３６Ａがいずれもフラット形状（平面状）とされている。フラット部３５、３６は、雄端子１の挿入方向における断面形状が直線状をなし、かつ、挿入方向と直交する方向における断面形状が直線状をなしている。したがって、雄端子１が嵌合部２０内に嵌合するに際してフラット部３５、３６に接触するとした場合、雄端子１は線接触もしくは面接触状態でフラット部３５、３６の接触面３５Ａ、３６Ａに摺接することになる。

徐変部３７、３８は、図８に示すように、雄端子１の挿入方向における断面形状が直線状をなし、かつ、雄端子１の挿入方向と直交する方向における断面が円弧状をなしている。また、徐変部３７、３８における雄端子１との接触面３７Ａ、３８Ａは、前方に向かうほど曲率半径が大きくなり、かつ、後方に向かうほど周方向の長さが長くなるものとされている。すなわち、徐変部３７、３８のうち前端側の曲率半径をＲとし、後端側の曲率半径をｒとしたときに、Ｒ＞ｒとなっている。同様に、徐変部３７、３８の後端側の周方向の長さをＣとし、前端側の周方向の長さをｃとしたときに、Ｃ＞ｃとなっている。徐変部３７、３８によると、雄端子１との接触面積が後方に向けて徐々に小さくなり、雄端子１との接触状態が線接触もしくは面接触状態から点接触状態へ移行する。

ここで、徐変部３７、３８をプレス加工によって成形する方法について簡単に説明する。まず、フラット部３５、３６から後方に連なる平面状の板材を、フラット部３５、３６よりも幅広となるように準備しておく。次に、この幅広部分を曲げ加工し、幅広部分の前側ほど曲率半径が大きくなるように成形する。すると、曲率半径が大きいほど幅寸法が大きくなり、曲率半径が小さいほど幅寸法が小さくなる。次に、曲げ加工された部分に外周打ち抜き加工を行うことによって等幅に仕上げ、徐変部３７、３８とする。このようにすると、曲率半径が大きいほど（前方に向かうほど）周方向の長さが短くなり、曲率半径が小さいほど（後方に向かうほど）周方向の長さが長くなる。

円筒部３９、４０は、図９に示すように、雄端子１の挿入方向における断面形状が直線状をなし、かつ、挿入方向と直交する方向における断面形状が円弧状をなしている。このため、雄端子１は、円筒部３９、４０の接触面３９Ａ、４０Ａに点接触状態で摺接することになる。また、フラット部３５、３６、徐変部３７、３８、および円筒部３９、４０における雄端子１との接触面３５Ａ〜４０Ａは、図３に示すように、雄端子１の挿入方向と直交する方向から見ると直線状に連なる形態とされている。

接点部３３、３４は球形状をなし、雄端子１の挿入方向における曲率半径と挿入方向と直交する方向における曲率半径とが同じとされている。また、接点部３３、３４は、図５に示すように、円筒部３９、４０における雄端子１との接触面３９Ａ、４０Ａと面一をなす面３９Ｂ、４０Ｂを超えない領域に配されている。したがって、雄端子１を嵌合部２０に嵌合させると、雄端子１の接触面３は、徐変部３７、３８の接触面３７Ａ、３８Ａに接触して摺接を開始し、円筒部３９、４０の接触面３９Ａ、４０Ａを摺接した後、段差なく接点部３３、３４に移行し、接点部３３、３４の接触面３３Ａ、３４Ａに摺接しながら、頂点３３Ｔ、３４Ｔに至る。したがって、各接点部３３、３４にかかる応力が増大して各接点部３３、３４の表面に形成された銀めっきが摩耗することを抑制できる。

なお、雄端子１が嵌合部２０内への雄端子１の挿入方向を軸として捻回した場合には、雄端子１と各接点部３３、３４の接点位置は、各頂点３３Ｔ、３４Ｔから時計回り方向もしくは反時計回り方向にずれることになるものの、接触状態は点接触のままである。すなわち、雄端子１は、捻回動作の前後において各接点部３３、３４に対して同じように点接触状態を保持しているため、雄端子１と各接点部３３、３４の接触状態が急激に変化することはなく、いずれの接触箇所においても十分な接触圧力が確保されている。

以上のように本実施形態では、嵌合部２０内に挿入された雄端子１は、弾性片３１、３２に摺接しながら進入し、挿入が完了すると接点部３３、３４の頂点３３Ｔ、３４Ｔにおいて点接触する。ここで、雄端子１が徐変部３７、３８を通過する過程では雄端子１との接触面積が徐々に小さくなるため、弾性片３１、３２と雄端子１の接触状態が線接触もしくは面接触から点接触へ緩やかに移行する。この間、雄端子１との接触面積の減少に加えて弾性片３１、３２の変位量が増加することに伴って接触圧力が増加するため、接続状態が安定することになる。

また、フラット部３５、３６、徐変部３７、３８、および円筒部３９、４０における雄端子１との接触面３５Ａ〜４０Ａは、挿入方向と直交する方向から見ると直線状に連なる形態としたから、雄端子１の先端が接点部３３、３４に正面から突き当たって接点部３３、３４にかかる応力が増大することはない。つまり、雄端子１は徐変部３７、３８から接点部３３、３４へ移行する際に接点部３３、３４に乗り上げることで応力が増大することはない。したがって、接点部３３、３４の表面にめっきが形成されている場合に、繰り返し挿抜を行ったとしてもめっき摩耗を抑制でき、接点不良を防ぐことが可能になる。

徐変部３７、３８は、雄端子１の挿入方向における断面形状が直線状をなし、かつ、雄端子１の挿入方向と直交する方向における断面が円弧状をなし、徐変部３７、３８における雄端子１との接触面３７Ａ、３８Ａは、前方に向かうほど曲率半径が大きくなり、かつ、後方に向かうほど周方向の長さが長くなる構成としてもよい。
このような構成によると、フラット部３５、３６から後方に連なる平面状の板材をプレス加工によって円弧状に成形することで徐変部３７、３８を作ることができる。このプレス加工方法の一例を具体的に説明すると、まず、プレス加工前の状態で等幅の板材を曲げ加工することによって円弧状に成形する。すると、円弧状の成形部は曲率半径が大きいほど幅寸法が大きくなり、曲率半径が小さいほど幅寸法が小さくなる。次に、外周打ち抜き加工を行うことによって円弧状の成形部を等幅に仕上げ、徐変部３７、３８を成形する。すると、徐変部３７、３８は曲率半径が大きいほど（前方に向かうほど）周方向の長さが短くなり、曲率半径が小さいほど（後方に向かうほど）周方向の長さが長くなる。

接点部３３、３４は球形状をなし、雄端子１の挿入方向における曲率半径と挿入方向と直交する方向における曲率半径とが同じである構成としてもよい。
このような構成によると、接点部３３、３４を球形状に成形するにあたって、複雑な形状をした徐変部３７、３８の直後に接点部３３、３４を設けるよりも、単純な形状をした円筒部３９、４０の直後に接点部３３、３４を設けるほうが成形しやすく、接点部３３、３４付近の寸法を定量的に管理しやすくなる。このような寸法管理の一例として、例えば雄端子１と点接触する第１接点部３３の頂点３３Ｔとこれに対向する対向部（第２接点部３４の頂点３４Ｔ）とのクリアランスを管理することが挙げられる。また、接点部３３、３４を球形状にすることのメリットは、雄端子１と接する位置が１点に定まり、クリアランスを画像検査によって検査することが可能になる等、検査が容易になることが挙げられる。

＜他の実施形態＞
本明細書によって開示される技術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、例えば次のような種々の態様も含まれる。
（１）上記実施形態では徐変部３７、３８の形状を曲率半径と周方向の長さによって特定しているものの、雄端子１との接触面積が後方に向けて徐々に小さくなるものであれば、徐変部を他の形態としてもよい。

（２）上記実施形態では雄端子１が徐変部３７、３８に最初に接触しているものの、雄端子１がフラット部３５、３６に最初に接触するものでもよい。

（３）上記実施形態では接点部３３、３４が球形状、すなわち雄端子１との接触縁が円弧状とされているものの、雄端子１との接触縁が弧状をなすものであればよく、円弧状以外のものでもよい。

１…雄端子
１０…雌端子
２０…嵌合部
２１…底壁（周壁）
２３…天井壁（周壁）
３０…弾性片
３１…第１弾性片
３２…第２弾性片
３３…第１接点部
３３Ａ…接触面
３４…第２接点部
３４Ａ…接触面
３５…第１フラット部
３５Ａ…接触面
３５Ｒ…後端
３６…第２フラット部
３６Ａ…接触面
３６Ｒ…後端
３７…第１徐変部
３７Ａ…接触面
３７Ｒ…後端
３８…第２徐変部
３８Ａ…接触面
３８Ｒ…後端
３９…円筒部
３９Ａ…接触面
３９Ｂ…面一をなす面
３９Ｒ…後端
４０…第２円筒部
４０Ａ…接触面
４０Ｂ…面一をなす面
４０Ｒ…後端

Claims

複数の周壁によって筒状に構成され、雄端子が前方から嵌合する嵌合部と、
この嵌合部内に配されて前記雄端子に弾性的に接触する弾性片と、を備え、
この弾性片は、
前記周壁から後方に延出され、前記雄端子の挿入方向における断面形状が直線状をなし、かつ、前記挿入方向と直交する方向における断面形状が直線状をなすフラット部と、
このフラット部の後端から後方に延出され、前記雄端子との接触面積が後方に向けて徐々に小さくなる徐変部と、
この徐変部の後端から後方に延出され、前記雄端子の挿入方向における断面形状が直線状をなし、かつ、前記挿入方向と直交する方向における断面形状が弧状をなす円筒部と、
この円筒部の後端から後方に延出され、前記雄端子の挿入方向における断面形状が弧状をなし、かつ、前記挿入方向と直交する方向における断面形状が弧状をなす接点部と、を有し、
前記フラット部、前記徐変部、および前記円筒部における前記雄端子との接触面は、前記挿入方向と直交する方向から見ると直線状に連なる形態とされ、
前記接点部は、前記円筒部における前記雄端子との接触面と面一をなす面を超えない領域に配されている雌端子。
前記徐変部は、前記雄端子の挿入方向における断面形状が直線状をなし、かつ、前記雄端子の挿入方向と直交する方向における断面が円弧状をなし、前記徐変部における前記雄端子との接触面は、前方に向かうほど曲率半径が大きくなり、かつ、後方に向かうほど周方向の長さが長くなる請求項１に記載の雌端子。
前記接点部は球形状をなし、前記雄端子の挿入方向における曲率半径と前記挿入方向と直交する方向における曲率半径とが同じである請求項１または請求項２に記載の雌端子。