JP6418183B2 - ねじなし端子台の製造方法 - Google Patents

Description

本発明はねじなし端子台に関する。

従来、電線を端子台に接続する際に、ねじを使わずに電線を固定することができるねじなし端子台が知られている。

例えば、特許文献１には、電線を固定するための接圧バネと、リリースボタンとを備えるねじなし端子が開示されている。特許文献１に記載のねじなし端子は、ドライバーを用いてリリースボタンを押圧することで、リリースボタンが接圧バネを押圧し、電線の抜き差しを可能としている。

特開２０００−２５１９６８号公報（２０００年９月１４日公開）

しかしながら、特許文献１に記載のねじなし端子は、電線の抜き差しに作業者の両手を必要とする。具体的には、作業者は、電線を抜き差しする場合に、一方の手にドライバーを持ち、他方の手で電線を持つ。そして、作業者は、ドライバーでリリースボタンを押圧し、押圧した状態を維持しながら、電線の抜き差しを行う。そして、リリースボタンの押圧を解除し、作業が終了する。このように、特許文献１に記載のねじなし端子では、電線の抜き差し行うために、作業者は両手を同時に使用する必要があり、作業が行いづらく、また煩雑である。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、電線の抜き差し作業が行いやすいねじなし端子台を実現することにある。

上記の課題を解決するために、本発明のねじなし端子台は、電線が挿入される電線挿入口が形成され、内部に電線収容空間を有する、樹脂で構成された筺体と、前記電線挿入口から挿入された電線に接触し、所定の押圧方向の力を前記電線に加えることで、前記電線の抜けを防止する弾性体とを備えたねじなし端子台であって、前記筺体には、前記弾性体と接触し、前記弾性体を前記電線収容空間から離すように変形させる棒状の治具を挿入するための治具挿入口が形成されており、前記治具挿入口から前記治具を挿入したときの、前記治具の軸を含み前記所定の押圧方向に平行な平面で切った断面において、前記治具の前記電線挿入口側と前記筺体との接触点を点Ａとし、前記治具の前記弾性体側と前記筺体との接触点を点Ｂとするとき、前記治具の軸と、点Ａと点Ｂとを結ぶ直線とのなす鋭角が４５°以下である。

治具は、弾性体から力を受け、点Ａを支点として回転しようとするが、点Ｂで筺体に接触するため、点Ｂにおいて筺体に力を加えることになる。ここで、上記の構成によれば、点Ａを含み、治具の軸方向に垂直な面を面Ｘとするとき、面Ｘと点Ｂとの距離を長くすることができる。これにより、点Ｂにおいて筺体が治具から受ける力を抑制することができ、点Ｂにおける筺体の歪みや変形を抑えることができる。その結果、ねじなし端子台は、点Ａ、点Ｂ、及び弾性体と治具との接触点で安定して治具を支持することができ、電線の抜き差し作業が行いやすくなる。

なお、本発明のねじなし端子台は、上記の筐体および弾性体を備えていればよく、その形態として様々なものが含まれる。例えば、リレー、リレーソケット、温調機器、電源機器などの機器の入出力部が、上記の筺体および弾性体を有する場合、当該機器の入出力部は本発明のねじなし端子台に含まれる。

また、本発明のねじなし端子台において、前記治具を前記治具挿入口から挿入したとき、前記弾性体は、前記治具に対して３０Ｎ以下の力を加えることが好ましい。

上記の構成によれば、治具を治具挿入口から差し込み、弾性体を変形させやすくなる。

また、本発明のねじなし端子台は、前記治具を前記治具挿入口から挿入したときの、前記治具と前記弾性体との接触点を点Ｃとし、点Ａを含み、前記治具の軸に垂直な面を面Ｘとするとき、面Ｘと点Ｂとの距離ｂと、面Ｘと点Ｃとの距離ｃとが、ｃ／ｂ≦７／３を満たすことが好ましい。

上記の構成によれば、点Ｂにおける筺体が治具から受ける圧力を、筺体を構成する樹脂の圧縮強度以下に抑えることができ、点Ｂにおける筺体の歪みや変形をより一層抑えることができる。その結果、ねじなし端子台は、より安定して治具を支持することができる。

また、本発明のねじなし端子台は、電線が挿入される電線挿入口が形成され、樹脂で構成された筺体と、前記電線挿入口から挿入された電線に接触し、所定の押圧方向の力を前記電線に加えることで、前記電線の抜けを防止する弾性体とを備えたねじなし端子台であって、前記筺体には、前記弾性体と接触し、前記弾性体を前記電線から離すように変形させる棒状の治具を挿入するための治具挿入口が形成されており、前記治具挿入口から前記治具を挿入したときの、前記治具の軸を含み前記所定の押圧方向に平行な平面で切った断面において、前記治具の前記電線挿入口側と前記筺体との接触点を点Ａとし、前記治具の前記弾性体側と前記筺体との接触点を点Ｂとし、前記治具と前記弾性体との接触点を点Ｃとし、点Ａを含み、前記治具の軸に垂直な面を面Ｘとするとき、面Ｘと点Ｂとの距離ｂと、面Ｘと点Ｃとの距離ｃと、前記治具が前記弾性体から受ける力Ｆｃ（Ｎ）、ｃ／ｂ≦７０／Ｆｃを満たすことを特徴とする。

上記の構成によれば、点Ｂにおける筺体が治具から受ける圧力を、筺体を構成する樹脂の圧縮強度以下に抑えることができ、点Ｂにおける筺体の歪みや変形を抑えることができる。その結果、ねじなし端子台は、より安定して治具を支持することができる。その結果、ねじなし端子台は、点Ａ、点Ｂ、及び弾性体と治具との接触点で安定して治具を支持することができ、電線の抜き差し作業が行いやすくなる。

また、本発明のねじなし端子台において、前記筺体は、前記治具の外周面に対応する曲率を有する曲面を有し、前記点Ｂは前記曲面内に位置することが好ましい。

上記の構成によれば、筺体の点Ｂにおける治具からの圧力を低くすることができ、点Ｂにおける筺体の歪みや変形をより一層抑えることができる。その結果、ねじなし端子台は、より安定して治具を支持することができる。

本発明は、電線の抜き差し作業が行いやすいねじなし端子台を実現することができるという効果を奏する。

本発明の実施形態に係るねじなし端子台の概略を示す斜視図である。 電線が挿入されていない状態の、図１に示すねじなし端子台の断面図である。 電線が挿入されている状態の、図１に示すねじなし端子台の断面図である。 治具が挿入されている状態の、図１に示すねじなし端子台の断面図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照し、詳細に説明する。
図１は、本実施形態に係るねじなし端子台１の概略を示す斜視図である。図１に示されるように、ねじなし端子台１は、電線を挿入するための電線挿入口２４と、電線を抜き差しする際に、治具を挿入するための治具挿入口２３とが形成された筺体２を備えている。図１に示されるように、本実施形態に係るねじなし端子台１は、四対の電線挿入口２４および治具挿入口２３を備えているが、電線挿入口２４および治具挿入口２３の個数についてはこれに限定されるものではない。

なお、図１は、他の部品と分離されているねじなし端子台１の形態を示しているが、本発明のねじなし端子台は、この形態に限定されるものではない。例えば、リレー、リレーソケット、温調機器、電源機器などの機器の入出力部として当該機器に組み込まれている端子台も、本発明のねじなし端子台に含まれる。

図２〜４は、一対の電線挿入口２４および治具挿入口２３を含む面で切ったときのねじなし端子台１の断面図である。図２は、ねじなし端子台１に電線５が挿入されていない状態を示しており、図３は、ねじなし端子台１に電線５が挿入されている状態を示している。図４は、電線５を抜き差しするために、ねじなし端子台１に対して治具６を挿入している状態を示している。なお、以下では説明の便宜上、電線５の挿入方向を下方、電線５を抜く方向を上方と呼ぶ。

ねじなし端子台１は、筺体２内に形成された収容部２１に、端子座３および接圧バネ４を備えている。

筺体２は、樹脂（例えば、変性ＰＰＥ（ポリフェニレンエーテル）、ＰＡ６６（ポリアミド６６）など）で形成され、上述したように、治具挿入口２３と、電線挿入口２４とが形成されている。

治具挿入口２３は、収容部２１と連通しており、図４に示すように、電線５を抜き差しする際に、棒状の治具６を挿入するための穴である。治具６として、例えば、マイナスドライバ等を用いることができる。

電線挿入口２４は、収容部２１と連通しており、筺体２の収容部２１内へと電線５を挿入するための穴である。筺体２内の収容部２１において、電線挿入口２４の下方の空間は、電線挿入口２４から電線５が挿入されたときに、電線５が収容される電線収容空間２１ｃとなっている。

端子座３は、導電体からなり、電線５の挿入時には、電線５と電気的に接続する。端子座３は、断面が略コの字型であり、収容部２１の底面２１ａおよび側面２１ｂに当接するように配置されている。

接圧バネ４は、板バネで構成された弾性体であり、図３に示すように電線５の挿入時には、付勢力により電線５を端子座３へと押圧する。本実施形態では、接圧バネ４の先端部４ａが電線５に接触し、先端部４ａが電線５に対して押圧方向ａに力Ｆａを加える。これにより、電線挿入口２４から挿入された電線５は、端子座３と接圧バネ４との間に挟持され、抜け止めされる。

なお、接圧バネ４の形状は、図２〜４に限定されるものではない。例えば、接圧バネ４の先端付近に屈曲部を有し、当該屈曲部が電線５に接触し、押圧方向ａに力Ｆａを加えてもよい。

本実施形態に係るねじなし端子台１は、治具６の挿入時に、作業者が治具６を支持していなくても、ねじなし端子台１自身が治具６を支持することができる。この点について、図４を参照し説明する。

作業者が、治具挿入口２３から収容部２１内へと治具６を挿入すると、治具６の先端が接圧バネ４と接触する。そして作業者は、接圧バネ４を電線５（電線５が挿入されていない場合は電線収容空間２１ｃ）から離すように、接圧バネ４を撓ませながら（変形させながら）、収容部２１の底面２１ａと当接する端子座３と接触するまで治具６を挿入する。この状態で作業者が治具６から手を離すと、治具６は、接圧バネ４の付勢力により傾動する。このとき、治具６は、接圧バネ４と、筺体２における治具挿入口２３の壁面の２点との３点においてねじなし端子台１に接触し、支持される。

具体的には、棒状の治具６の軸を含み、かつ、接圧バネ４の押圧方向ａに平行な平面できった図４に示す断面において、治具６は、筺体２における治具挿入口２３の周囲の壁のうちの、電線挿入口２４側の壁２３ａ上の点Ａと、接圧バネ４側の壁２３ｂ上の点Ｂと、接圧バネ４の点Ｃとに接触する。つまり、治具６は、電線挿入口２４側において点Ａで、接圧バネ４側において点Ｂで、筺体２と接触する。

本発明者は、治具６が上記３点で支持される際に、筺体２と治具６との接触点において、樹脂で構成された筺体２が治具６から過大な力を受け、筺体２に歪みや変形が生じることで、治具６の支持が不安定になることを初めて見出し、本発明を発明するに至った。

具体的には、上記３点による治具６の支持の安定性を高めるために、点Ａと点Ｂとを結ぶ直線と、棒状の治具６の軸とのなす鋭角が４５°以下、好ましくは４０°以下となるように、筺体２における治具挿入口２３の周囲の壁２３ａ，２３ｂの形状を設計している。

図４で示されるように、治具６が治具挿入口２３に挿入されると、接圧バネ４は、治具６に対して上記の押圧方向ａと略同じ方向（つまり、電線５に向けた方向）に向けた力Ｆｃを加える。一方、治具６の電線挿入口２４側の面が点Ａにおいて筺体２と接触するため、治具６は、点Ａを支点として回転しようとする。しかしながら、治具６の接圧バネ４側の面が点Ｂで筺体２と接触しているため、治具６の点Ｃに印加される力Ｆｃにより、治具６は、点Ｂにおいて筺体２に対して力Ｆｂを与えることになる。ここで、筺体２は樹脂で構成されている。そのため、当該樹脂の圧縮強度よりも大きい圧力が点Ｂに加わると歪みや変形が生じやすくなる。当該歪みや変形が生じると、点Ａ、点Ｂ及び点Ｃによる治具６の支持が不安定となり、治具６がねじなし端子台１から外れやすくなる。そのため、電線５の抜き差し作業の間、治具６から手を放すことができず、作業が行いづらく、また煩雑となる。

しかしながら、本実施形態では、上記のように、点Ａと点Ｂとを結ぶ直線と棒状の治具６の軸とのなす鋭角が４５°以下、好ましくは４０°以下となるように筺体２の形状を設計している。これにより、点Ａを含み、治具６の軸方向に垂直な面を面Ｘとするとき、面Ｘと点Ｂとの距離（つまり、点Ｂから面Ｘに下した垂線の長さ）を長くすることができる。ここで、点Ｂにおいて筺体２（壁２３ｂ）に加わる力Ｆｂは、面Ｘと点Ｂとの距離ｂおよび面Ｘと点Ｃとの距離ｃ（つまり、点Ｃから面Ｘに下した垂線の長さ）から、Ｆｂ＝Ｆｃ×（ｃ／ｂ）で概算することができる。そのため、面Ｘと点Ｂとの距離ｂを長くすることで、点Ｂにおいて筺体２を押下する力Ｆｂを抑制することができる。これにより、点Ｂにおける筺体２の歪みや変形を抑えることができ、ねじなし端子台１は、点Ａ、点Ｂ及び点Ｃで安定して治具６を支持することができる。その結果、電線５の抜き差し作業の間、治具６から手を放すことができ、作業が行いやすくなる。

例えば、治具６として軸径２．５ｍｍのマイナスドライバを使用し、接圧バネ４から治具６に与える力Ｆｃを３０Ｎ以下とし、面Ｘと点Ｃとの距離ｃを５．８ｍｍとする。また、筺体２を構成する樹脂として一般的な変性ＰＰＥ（ポリフェニレンエーテル）やＰＡ６６（ポリアミド６６）を用いた場合、圧縮強度は７０〜９０ＭＰａである。このとき、筺体２の点Ｂに加わる力Ｆｂ（Ｎ）は、大きく見積もって、３０×（５．８／ｂ）となる。力Ｆｂが１ｍｍ^２に加わるとすると、点Ｂにおける圧力（ＭＰａ）は３０×（５．８／ｂ）となる。当該圧力を、筺体２を構成する樹脂の圧縮強度以下にするためには、３０×（５．８／ｂ）≦７０を満たす必要があり、ｂ≧２．５となる。このとき、点Ａと点Ｂとを結ぶ直線と治具６の軸とのなす角度θは、θ≦ａｔａｎ（治具６の軸径２．５／ｂの最小値２．５）≒４５°となる。よって、点Ａと点Ｂとを結ぶ直線と棒状の治具６の軸とのなす鋭角を４５°以下とすることで、点Ｂに加わる圧力を、筺体２を構成する樹脂の圧縮強度以下にすることができる。

また、別の例として、治具６として軸径２．５ｍｍのマイナスドライバを使用し、接圧バネ４から治具６に与える力Ｆｃを２７Ｎ以下とし、面Ｘと点Ｃとの距離ｃを７．７ｍｍとする。このとき、筺体２の点Ｂに加わる力Ｆｂ（Ｎ）は、大きく見積もって、２７×（７．７／ｂ）となる。力Ｆｂが１ｍｍ^２に加わるとすると、点Ｂにおける圧力（ＭＰａ）は２７×（７．７／ｂ）となる。当該圧力を、筺体２を構成する樹脂の圧縮強度以下にするためには、２７×（７．７／ｂ）≦７０を満たす必要があり、ｂ≧３．０となる。このとき、点Ａと点Ｂとを結ぶ直線と治具６の軸とのなす角度θは、θ≦ａｔａｎ（治具６の軸径２．５／ｂの最小値３．０）≒４０°となる。よって、点Ａと点Ｂとを結ぶ直線と棒状の治具６の軸とのなす鋭角を４０°以下とすることで、点Ｂに加わる圧力を、筺体２を構成する樹脂の圧縮強度以下にすることができる。

このように、本実施形態では、点Ｂにおける圧力を、筺体２を構成する樹脂の圧縮強度以下にするように、ねじなし端子台１の各部を設定している。すなわち、本発明に係る実施形態は、点Ａを含み、治具６の軸方向に垂直な面Ｘと点Ｂとの距離ｂと、面Ｘと点Ｃとの距離ｃと、接圧バネ４から治具６に与える力Ｆｃとが、（Ｆｃ×（ｃ／ｂ））≦７０を満たすように設計していることを特徴としているともいえる。ここで、力Ｆｃは、治具６の抜き差しを考慮して、３０Ｎ以下にすることが好ましい。そのため、ｃ／ｂ≦７０／３０とすることが好ましい。

また、筺体２は、点Ｂの周囲において、治具６の外周面の曲率を有する曲面を有することが好ましい。これにより、点Ｂは当該曲面内に位置することとなる。その結果、点Ｂよりも広い面積である曲面全体で、治具６からの力を受けることになり、点Ｂにおける圧力を低くすることができる。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

１ 端子台
２ 筺体
３ 端子座
４ 接圧バネ（弾性体）
５ 電線
６ 治具
２１ｃ 電線収容空間
２３ 治具挿入口
２４ 電線挿入口

Claims (5)

1. 電線が挿入される電線挿入口が形成され、内部に電線収容空間を有する、樹脂で構成された筺体と、
   前記電線挿入口から挿入された電線に接触し、所定の押圧方向の力を前記電線に加えることで、前記電線の抜けを防止する弾性体とを備えたねじなし端子台の製造方法であって、
   前記筺体には、前記弾性体と接触し、前記弾性体を前記電線収容空間から離すように変形させる棒状の治具を挿入するための治具挿入口が形成されており、
   前記治具挿入口から前記治具を挿入したときの、前記治具の軸を含み前記所定の押圧方向に平行な平面で切った断面において、前記治具の前記電線挿入口側と前記筺体との接触点を点Ａとし、前記治具の前記弾性体側と前記筺体との接触点を点Ｂとし、
   前記治具の軸径をＤ（ｍｍ）とし、
   前記治具を前記治具挿入口から挿入したとき、前記弾性体が前記治具に対して加える力の大きさをＦｃ（Ｎ）とし、
   前記治具を前記治具挿入口から挿入したときの、前記治具と前記弾性体との接触点を点Ｃとし、点Ａを含み、前記治具の軸に垂直な面を面Ｘとするとき、面Ｘと点Ｂとの距離をｂ（ｍｍ）とし、前記面Ｘと前記点Ｃとの距離をｃ（ｍｍ）とし、
   前記筺体を構成する樹脂の圧縮強度をＳ（ＭＰａ）とし、
   前記治具から前記点Ｂに加える力をＦｂ（Ｎ）とし、
   Ｆｂ＝Ｆｃ×（ｃ／ｂ）≦Ｓで表される式のうち、Ｆｃ、ｃ、及びＳを決めたときのｂの最小値をｂｍｉｎとし、
   前記治具の軸と、点Ａと点Ｂとを結ぶ直線とのなす鋭角の角度をθとすると、
   θ＝ａｔａｎ（Ｄ／ｂｍｉｎ）≦４５°とすることを特徴とするねじなし端子台の製造方法。
2. 前記筺体の圧縮強度は７０ＭＰａ以上９０ＭＰａ以下であり、
   前記治具を前記治具挿入口から挿入したとき、前記弾性体は、前記治具に対して３０Ｎ以下の力を加えることを特徴とする請求項１に記載のねじなし端子台の製造方法。
3. 前記ｂと前記ｃとは、ｃ／ｂ≦７／３を満たすことを特徴とする請求項２に記載のねじなし端子台の製造方法。
4. 前記筺体の圧縮強度は７０ＭＰａ以上９０ＭＰａ以下であり、
   前記ｂと、前記ｃと、前記Ｆｃとは、ｃ／ｂ≦７０／Ｆｃを満たすことを特徴とする請求項１又は２に記載のねじなし端子台の製造方法。
5. 前記筺体は、前記治具の外周面の曲率を有する曲面を有し、前記点Ｂは前記曲面内に位置することを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載のねじなし端子台の製造方法。

Images