JP6034755B2 - 端子構造 - Google Patents

Description

本発明は、端子構造に関する。

従来の大電流用の端子構造として、例えば、筒状端子（ばねコンタクト）を親ケース（雌端子本体）に封入した電気ソケット（雌型端子）が知られている（例えば、特許文献１参照）。
図１２の（ａ）に示すように、この種の端子構造では、雌端子５０１に封入されるバネ（ばねコネクタ）５０３が、相手側の雄端子５０５の外径より小さな最内径を収縮部５０７に持つように設計される。
図１２の（ｂ），（ｃ）に示すように、雌端子５０１は、雄端子５０５が挿入されると、バネ５０３の収縮部５０７が拡径方向に変形する。
図１２の（ｃ）に示すように、この端子構造によれば、雄端子挿入時に生じるバネ５０３の弾性変形によって接触荷重を得て、電気的に安定した接触を確保している。

米国特許第４，７３４，０６３号明細書

しかしながら、上記した従来の端子構造は、図１２の（ｃ），（ｄ）に示したように、バネ５０３の接触荷重を受けながら雄端子５０５を雌端子５０１の挿入可能深さの最後まで挿入しなければならない。このため、収縮部５０７におけるバネ荷重が摩擦抵抗となり、雄端子５０５の挿入力が増大する。また、この際、同時に収縮部５０７における接点部５０９と、雄端子外面における挿入方向に沿う雄側摺接部５１１とが摩耗する。そして、より安定した電気的接触を確保するために接触荷重を高くしようとすると、雌端子５０１の挿入力がより高くなってしまうという問題があった。

本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、その目的は、端子挿入力を軽減することができる端子構造を提供することにある。

本発明に係る上記目的は、下記構成により達成される。
（１） 雄型端子の雄型端子本体部と、端子挿入方向に延在する複数の凸条と複数の凹溝とで前記雄型端子本体部の外周面に形成される凹凸部と、雌型端子の筒状の雌型端子本体部と、前記凸条に対応して設けられた複数の板ばね片が、前記雄型端子本体部と前記雌型端子本体部の少なくとも何れか一方の移動による相対移動によって前記凹溝と対向する位置から前記凸条と対向する位置に移動されて前記凸条と弾性接触するように前記雌型端子本体部に収容されたばねコンタクトと、を備えることを特徴とする端子構造。

上記（１）の構成の端子構造によれば、雄型端子は、雄型端子本体部の凸条が、ばねコンタクトの板ばね片に接触しない位置で雌型端子本体部に挿入される。そこで、雄型端子にはバネ荷重による摩擦抵抗が生じない。また、雄型端子の外周面における接点部や、挿入方向に沿う雄側摺接部に摩耗が生じない。
そして、挿入可能深さの最後まで雌型端子本体部に挿入された雄型端子本体部は、凹凸部の凸条がばねコンタクトの板ばね片と対向する位置まで雌型端子本体部に対して相対移動される。この移動の際、凸条は、板ばね片を押圧して弾性変形させる。雄型端子は、雄型端子本体部の凸条がばねコンタクトの板ばね片と対向した位置で移動が停止され、雌型端子との嵌合及び接続が完了する。

（２） 上記（１）の構成の端子構造であって、前記凹凸部が、円柱状に形成された前記雄型端子本体部の円周方向に前記凸条と凹溝を交互に配置して形成され、前記板ばね片が、円筒状に形成された前記雌型端子本体部に収容される円筒状の前記ばねコンタクトの円周方向に前記凸条に対応した間隔で形成されていることを特徴とする端子構造。

上記（２）の構成の端子構造によれば、円柱状の雄型端子本体部が、円筒状の雌型端子本体部の内方に挿入される。凹凸部及び板ばね片が、挿入中心の周りに配設され、端子構造のコンパクト化が可能となる。また、雄型端子と雌型端子は、挿入完了の後、挿入中心回りの回転操作により、凸条と板ばね片が簡単に位置あわせ可能となる。

（３） 上記（１）の構成の端子構造であって、前記凹凸部が、短冊板状に形成された前記雄型端子本体部の一方の面に前記凸条と凹溝を交互に配置して形成され、前記板ばね片が、四角筒状に形成された前記雌型端子本体部に収容される矩形板状の前記ばねコンタクトの端子挿入方向に直交する方向に前記凸条に対応した間隔で形成されていることを特徴とする端子構造。

上記（３）の構成の端子構造によれば、短冊板状の雄型端子本体部が、四角筒状の雌型端子本体部の内方に挿入される。凸条、凹溝及び板ばね片が、端子挿入方向に直交する平面方向に配設され、端子構造の低背化が可能となる。また、雄型端子と雌型端子は、挿入完了の後、端子挿入方向に直交し且つ雄型端子本体部の一方の面に沿う方向のスライド操作により、凸条と板ばね片が簡単に位置あわせ可能となる。

本発明に係る端子構造によれば、端子挿入力を軽減することができる。

以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態（以下、「実施形態」という。）を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。

本発明の第１実施形態に係る端子構造を備えた雄型端子及び雌型端子の嵌合途中状態の斜視図である。 図１に示した雄型端子及び雌型端子の平面図である。 （ａ）は図１に示した雄型端子の分解斜視図、（ｂ）は図１に示した雄型端子の正面図である。 （ａ）は図１に示した雌型端子の斜視図、（ｂ）は（ａ）に示した雌型端子の正面図である。 図４に示した雌型端子の分解斜視図である。 （ａ）は端子接続完了前の図２のＡ−Ａ位置の断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ部の拡大図である。 （ａ）は端子接続完了後の図２のＡ−Ａ位置の断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＢ部の拡大図である。 ストッパ手段を説明するための斜視図である。 （ａ）は本発明の第２実施形態に係る端子構造を備えた雄型端子及び雌型端子の接続完了前の平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。 （ａ）は図９に示した雄型端子を凹凸部と反対側から見た斜視図、（ｂ）は（ａ）の雄型端子を凹凸部の側から見た斜図である。 （ａ）は図９に示した雄型端子及び雌型端子の接続完了後の平面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。 （ａ）〜（ｄ）は従来の端子構造における雄型端子と雌型端子の挿入完了まで過程を表した動作説明図である。

以下、本発明に係る実施形態を図面を参照して説明する。
本発明の第１実施形態に係る端子構造は、図１に示す雄型端子１１と雌型端子１３に適用される。
本第１実施形態の雄型端子１１は、導電性金属板を円筒状に丸めて円柱状に形成された雄型端子本体部１５を有する。図３に示すように、雄型端子本体部１５の外周面には、端子挿入方向に延在する複数の凸条１９と複数の凹溝２１とで凹凸部１７が形成される。凹凸部１７は、円柱状に形成された雄型端子本体部１５の円周方向に、凸条１９と凹溝２１を交互に配置して形成されている。
雄型端子本体部１５の挿入方向後端側には、電線導体（図示略）に圧着される一対の加締片２７，２７が開いた状態に連設されている。加締片２７は、電線導体に加締め固定される。なお、本明細書中、それぞれの端子は、挿入側を「前」、その反対側を「後」として説明する。

本第１実施形態の雌型端子１３は、図４に示すように、導電性金属板を円筒状に丸めて円筒状に形成された雌型端子本体部２３を有する。
雌型端子本体部２３の挿入方向後端側には、電線導体に圧着される一対の加締片２９，２９が開いた状態に連設されている。加締片２９，２９は、電線導体に加締め固定される。

雌型端子本体部２３には、図５に示すように、円筒状のばねコンタクト３７が収容される。ばねコンタクト３７は、導電性及びバネ性を有する方形の金属（例えばリン青銅等）板から、多数の弓なり状の板ばね片３９を連結部４０，４０によって連結した形状に打ち抜き形成され、これを円筒状に丸めて構成されている。複数の板ばね片３９は、円周方向に凸条１９に対応した間隔で、且つ凹溝２１の溝幅よりもそれぞれ狭いばね幅で形成されている。
このようにして形成されたばねコンタクト３７は、雌型端子本体部２３に挿入された後、雌型端子本体部２３の先端にキャップ３１が取り付けられ、雌型端子本体部２３内に保持される。樹脂製のキャップ３１は、係止爪３３（図５参照）が雌型端子本体部２３の先端外周に突設されたリング状の係止凸部３５（図５参照）に係止されて、雌型端子本体部２３の先端に固定される。
雌型端子本体部２３に収容されたばねコンタクト３７の板ばね片３９は、雄型端子本体部１５と雌型端子本体部２３の少なくとも何れか一方の回転による相対回転によって、ばね幅よりも広い溝幅を有する凹溝２１と対向する位置から凸条１９と対向する位置に相対移動されて凸条１９と弾性接触する。

次に、上記第１実施形態に係る端子構造の作用を説明する。
上記第１実施形態に係る端子構造によれば、図６（ａ）に示すように、雄型端子１１は、雄型端子本体部１５の凸条１９が、ばねコンタクト３７の板ばね片３９に接触しない位置で雌型端子本体部２３に挿入される。即ち、雄型端子１１は、板ばね片３９のばね幅よりも広い溝幅を有する凹溝２１にそれぞればねコンタクト３７の板ばね片３９を受け入れながら挿入が進められる。そこで、雄型端子１１の挿入時にはバネ荷重による摩擦抵抗が生じない。また、雄型端子１１の外周面における接点部や、挿入方向に沿う雄側摺接部に摩耗が生じない。
このようにして、雌型端子本体部２３との間に殆ど摩擦抵抗を生じさせない雄型端子１１は、挿入が従来構造に比べ低挿入力でなされる。

そして、挿入可能深さの最後まで雌型端子本体部２３に挿入された雄型端子１１は、図７に示すように、凹凸部１７の凸条１９がばねコンタクト３７の板ばね片３９と対向する位置まで雌型端子本体部２３に対して相対移動（相対回転）される。この移動の際、凸条１９は、板ばね片３９を半径方向外方へ押圧して弾性変形させる。
雄型端子１１は、雄型端子本体部１５の凸条１９がばねコンタクト３７の板ばね片３９と対向した位置で移動が停止され、雌型端子１３との嵌合及び接続が完了する。

雄型端子本体部１５の凸条１９には、弾性復元力によって圧することでばねコンタクト３７の板ばね片３９が圧接される。雄型端子１１は、このときの接続操作力が最大となる。この際の接続操作力は大きくなるが、移動距離は、凸条１９と凹溝２１のピッチ距離となって小さく、雄型端子１１の挿入可能深さまでの距離よりも小さい。そのため、挿入操作力は小さくなる。

そして、本第１実施形態に係る端子構造では、円柱状の雄型端子本体部１５が、円筒状の雌型端子本体部２３の内方に挿入される。凹凸部１７及び板ばね片３９が、挿入中心の周りに配設され、端子構造のコンパクト化が可能となる。また、雄型端子１１と雌型端子１３は、挿入完了の後、挿入中心回りの回転操作により、凸条１９と板ばね片３９が簡単に位置あわせ可能となる。

なお、雄型端子１１と雌型端子１３とには、回転操作時の操作範囲を規制するストッパ手段を設けることができる。
図８に示すように、ストッパ手段は、例えば、雌型端子本体部２３の先端に取付けるキャップ３１の先端面に突設した円柱状の係合突起３４と、雄型端子本体部１５に装着したフランジ部材４１貫設した係合長孔４２とによって構成できる。係合突起３４は、端子挿入嵌合時に係合長孔４２に挿入され、凸条１９が板ばね片３９に一致した回転位置で、係合長孔４２の終端部に当接して雄型端子１１に対する回転を規制する。この他、ストッパ手段は、雄型端子１１が収容される雄ハウジング（図示略）と、雌型端子１３が収容される雌ハウジング（図示略）に設けるものであってもよい。
従って、上記第１実施形態に係る端子構造によれば、雄型端子１１と雌型端子１３の端子挿入力を軽減することができる。

次に、本発明の第２実施形態に係る端子構造を説明する。
本発明の第２実施形態に係る端子構造は、図９に示す雄型端子４７と雌型端子４９に適用される。
本第２実施形態の雄型端子４７は、図１０に示すように、導電性金属板をプレス成形して短冊板状に形成された雄型端子本体部５３を有する。
図１０（ｂ）に示すように、雄型端子本体部５３の一方の面である下面には、端子挿入方向に延在する複数の凸条５１と複数の凹溝５７とで凹凸部５５が形成される。凹凸部５５は、短冊板状に形成された雄型端子本体部５３の幅方向の凸条５１と凹溝５７を交互に配設して形成されている。
図１０（ａ）に示すように、雄型端子本体部５３の他方の面である上面には、一対の押圧凸条６３が、端子挿入方向に沿って突設されている。
雄型端子本体部５３の挿入方向後端側には、電線導体（図示略）に溶接される導体固定部５４が連設されている。導体固定部５４は、電線導体に溶接固定される。

本第２実施形態の雌型端子４９は、図９に示すように、導電性金属板を四角筒状に折り曲げて偏平な四角筒状に形成された雌型端子本体部５９を有する。四角筒状の雌型端子本体部５９は、内方が高さの低い平たい空間となる。雌型端子本体部５９の幅寸法（図９の左右方向寸法）は、雄型端子本体部５３の幅寸法よりも大きく形成されている。これにより、雄型端子本体部５３は、雌型端子本体部５９の内方において、幅方向にスライド可能となっている。
雌型端子本体部５９の挿入方向後端側には、電線導体にボルト固定される丸型固定部６０が連設されている。丸型固定部６０は、貫通穴に挿通されたボルト（図示せず）によって電線導体にボルト固定される。

雌型端子本体部５９の内方底部には、図９（ｂ）に示すように、矩形板状のばねコンタクト６５が収容される。ばねコンタクト６５は、導電性及びバネ性を有する方形の金属（例えばリン青銅等）板から、Ｌ字状先端部６９を有して斜めに曲げられた多数の板ばね片６７を連結部６８によって連結した形状に打ち抜き形成されて構成されている。複数の板ばね片６７は、雄型端子本体部５３のスライド方向（幅方向）に立ち上がるように傾斜して形成され、Ｌ字状先端部６９が、図９（ｂ）に示すように、幅方向に凸条５１に対応した間隔で、且つ凹溝５７の溝幅よりもそれぞれ狭い折り曲げ幅で形成されている。このようにして形成されたばねコンタクト６５は、雌型端子本体部５９に挿入される。

雌型端子本体部５９の天井側には、一対の平行な押圧突起７１が雄型端子本体部５３の押圧凸条６３に対応して形成されている。押圧突起７１と押圧凸条６３とは、雄型端子４７が接続完了方向に幅方向へスライドされたときに一致する。雄型端子４７は、押圧突起７１に押圧凸条６３が押圧されることで、ばねコンタクト６５の板ばね片６７に凸条５１が押圧される。
雌型端子本体部５９に挿入されたばねコンタクト６５の板ばね片６７は、雄型端子本体部５３と雌型端子本体部５９の少なくとも何れか一方の移動による相対移動によって、Ｌ字状先端部６９の折り曲げ幅よりも広い溝幅を有する凹溝５７と対向する位置から凸条５１と対向する位置に相対移動されて凸条５１と弾性接触する。

次に、上記第２実施形態に係る端子構造の作用を説明する。
上記第２実施形態に係る端子構造によれば、図９に示すように、雄型端子４７は、雄型端子本体部５３の凸条５１が、ばねコンタクト６５の板ばね片６７に接触しない位置で雌型端子本体部５９に挿入される。即ち、雄型端子４７は、Ｌ字状先端部６９の折り曲げ幅よりも広い溝幅を有する凹溝５７にそれぞれ板ばね片６７のＬ字状先端部６９を受け入れながら挿入が進められる。そこで、雄型端子４７にはバネ荷重による摩擦抵抗が生じない。また、雄型端子４７の外周面における接点部や、挿入方向に沿う雄側摺接部に摩耗が生じない。
このようにして、雌型端子本体部５９との間に殆ど摩擦抵抗を生じさせない雄型端子４７は、挿入が従来構造に比べ低挿入力でなされる。

そして、挿入可能深さの最後まで雌型端子本体部５９に挿入された雄型端子４７は、図１１に示すように、凹凸部５５の凸条５１がばねコンタクト６５の板ばね片６７と対向する位置まで雌型端子本体部５９に対して直線的に相対移動される。この移動の際、凸条５１は、板ばね片６７を下方へ押圧して弾性変形させる。
雄型端子４７は、雄型端子本体部５３の凸条５１がばねコンタクト６５の板ばね片６７におけるＬ字状先端部６９と対向した位置で移動が停止され、雌型端子４９との嵌合及び接続が完了する。

雄型端子本体部５３の凸条５１には、弾性復元力によって圧することでばねコンタクト３７の板ばね片６７が圧接される。雄型端子４７は、このときの接続操作力が最大となる。この際の接続操作力は大きくなるが、移動距離は、凸条５１と凹溝５７のピッチ距離となって小さく、雄型端子４７の挿入可能深さまでの距離よりも小さい。そのため、挿入操作力は小さくなる。また、雄型端子４７は、押圧突起７１に押圧凸条６３が押圧されることで、ばねコンタクト６５の板ばね片６７に凸条５１が圧接され、板ばね片６７の弾性反発力により垂直抗力が増大してスライド抵抗（各摺動部の摩擦抵抗）が増えるので、雌型端子４９との嵌合接続状態（図１１参照）が維持される。

そして、本第２実施形態に係る端子構造では、短冊板状の雄型端子本体部５３が、四角筒状の雌型端子本体部５９の内方に挿入される。凸条５１、凹溝５７及び板ばね片６７が、端子挿入方向に直交する平面方向に配設され、端子構造の低背化が可能となる。また、雄型端子４７と雌型端子４９は、挿入完了の後、端子挿入方向に直交し且つ雄型端子本体部５３の下面に沿う方向のスライド操作により、凸条５１と板ばね片６７が簡単に位置あわせ可能となる。

なお、雌型端子４９は、凸条５１が板ばね片６７に一致した移動位置で、雄型端子本体部５３の側端が雌型端子本体部５９の内側壁に当接して雌型端子４９に対する移動を規制することができる。

従って、上記第２実施形態に係る端子構造によれば、雄型端子４７と雌型端子４９の端子挿入力を軽減することができる。
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。

１１…雄型端子
１３…雌型端子
１５…雄型端子本体部
１７…凹凸部
１９…凸条
２１…凹溝
２３…雌型端子本体部
３７…ばねコンタクト
３９…板ばね片

Claims (3)

1. 雄型端子の雄型端子本体部と、
   端子挿入方向に延在する複数の凸条と複数の凹溝とで前記雄型端子本体部の外周面に形成される凹凸部と、
   雌型端子の筒状の雌型端子本体部と、
   前記凸条に対応して設けられた複数の板ばね片が、前記雄型端子本体部と前記雌型端子本体部の少なくとも何れか一方の移動による相対移動によって前記凹溝と対向する位置から前記凸条と対向する位置に移動されて前記凸条と弾性接触するように前記雌型端子本体部に収容されたばねコンタクトと、
   を備えることを特徴とする端子構造。
2. 前記凹凸部が、円柱状に形成された前記雄型端子本体部の円周方向に前記凸条と凹溝を交互に配置して形成され、
   前記板ばね片が、円筒状に形成された前記雌型端子本体部に収容される円筒状の前記ばねコンタクトの円周方向に前記凸条に対応した間隔で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の端子構造。
3. 前記凹凸部が、短冊板状に形成された前記雄型端子本体部の一方の面に前記凸条と凹溝を交互に配置して形成され、前記板ばね片が、四角筒状に形成された前記雌型端子本体部に収容される矩形板状の前記ばねコンタクトの端子挿入方向に直交する方向に前記凸条に対応した間隔で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の端子構造。

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