JP2007157525A - 多点接触型電気接続端子 - Google Patents

Abstract

【課題】雄端子を挿入する際に挿入し易く、軸心ずれが生じにくく、公差範囲を大きくとれて製造し易く、製造コストの低減が図れる多点接触型電気接続端子を提供する。
【解決手段】棒状の雄端子２と、この雄端子２が挿入される挿入口３及びこれと連続する収容空間４を有する雌端子５と、その収容空間４内に組み込まれ、上記雄端子２の外周面に接触する複数のバネ片６を有する接触バネ部材７とを備えた多点接触型電気接続端子１であって、上記接触バネ部材７のバネ片６は挿入口３側から収容空間４奥側に向って延出された片持ちバネ構造であり、バネ片６の内周面及び上記雄端子２の外周面が挿入方向に漸次縮径したテーパー状に形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、多点接触型電気接続端子に関し、特に大電流を必要とする装置に適した多点接触型電気接続端子に関するものである。

近年、有害ガスの排出を低減でき、大幅な燃費低減効果のあるハイブリッド電気自動車（Hybrid Electric Vehicle、以下ＨＥＶという。）が注目されている。このＨＥＶにおいては、これを駆動するモータとインバータとの間の接続に電気接続端子（コネクタ）が使われており、この電気接続端子にはＨＥＶのシステムによっては１００Ａ以上の大電流が通電される。

電気接続端子においては、大電流を通電する場合、できるだけ多くの接触点を設けることで接触抵抗を低減でき、導体の発熱を低減できるため、多点接点構造（多点接触型）の電気接続端子が用いられる（例えば、特許文献１参照）。図７は従来の多点接触型電気接続端子の雌端子を示す断面斜視図、図８は雌端子と雄端子の嵌合状態を示す断面斜視図である。

これらの図において、１Ａは多点接触型電気接続端子であり、この電気接続端子は、棒状の雄端子２と、この雄端子２が挿入される挿入口３及びこれと連続する収容空間４を有する雌端子５と、その収容空間４内に組み込まれ、上記雄端子２の外周面に接触する複数のバネ片１６を有する接触バネ部材１７とを備えている。雌端子２は、挿入口３及び収容空間４を形成した雌端子通電部８と、この雌端子通電部８の後端に設けられた機器側接続部９とを有している。

上記接触バネ部材１７は、円筒状で長手方向（軸方向）の中央部が鼓状に縮径されており、長手方向の両端部に雌端子通電部８における収容空間４の内周面４ａに接触する接点部１５を有する両持ちバネ構造とされている。また、接触バネ部材１７には、長手方向に長いスリット１８を両端部を除く周面に適宜間隔で設けることにより、バネ性（弾発性）を有する内側に湾曲した複数のバネ片１６が形成されている。

特許３４２４７９６号公報

このように構成された従来の多点接触型電気接続端子１Ａに使用されている両持ちバネ構造の接触バネ部材１７においては、図６に示すように、雄端子２を挿入した際の変位に対するバネの接触力が大きい。そのため、接触力を制御するために厳しい製造公差が要求されることになり、加工ないし製造が難しく、加工費ないし製造コストが多くかかるという問題がある。

また、雄端子２を挿入する際に軸心ずれ（中心軸のずれ）が生じ易く、軸心ずれが生じると、円周上での接触抵抗に偏りが生じてしまうため、軸心ずれが生じないように厳しい公差管理が必要となる。この対策としては、接触力を大きくし、偏りが生じたとしても充分な接触力が得られる設計をする必要があると共に、接触バネ部材１７を固定する雌端子通電部８とのガタを最小限にするといった対策が必要となる。更に、接触力を大きくすると、雄端子２を雌端子５に挿入する際の力が大きくなって雄端子２を挿入しにくくなり、また、上記ガタを制御するために公差を厳しくする必要が生じるため、加工費ないし製造コストの増大を招いてしまう。

本発明は、上述した従来の技術が有する課題を解消すべくなされたものであり、雄端子を挿入する際に挿入し易く、軸心ずれが生じにくく、公差範囲を大きくとれて製造し易く、製造コストの低減が図れる多点接触型電気接続端子を提供することを目的とする。

本発明のうち、請求項１に係る発明は、棒状の雄端子と、この雄端子が挿入される挿入口及びこれと連続する収容空間を有する雌端子と、その収容空間内に組み込まれ、上記雄端子の外周面に接触する複数のバネ片を有する接触バネ部材とを備えた多点接触型電気接続端子であって、上記接触バネ部材のバネ片は挿入口側から収容空間奥側に向って延出された片持ちバネ構造であり、バネ片の内周面及び上記雄端子の外周面が挿入方向に漸次縮径したテーパー状に形成されていることを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の多点接触型電気接続端子において、上記接触バネ部材が、上記収容空間に嵌合された筒状の基部と、この基部の挿入口側端部において内側に断面Ｕ字状に折り返された折り返し部と、この折り返し部から収容空間奥側に延出されると共に周方向に複数に分割されたバネ片とを有していることを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項１に記載の多点接触型電気接続端子において、上記バネ片及び雄端子のテーパー状の傾きが嵌合時に一致するように形成されていることを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項１に記載の多点接触型電気接続端子において、上記雄端子の先端部には絶縁キャップが設けられていることを特徴とする。

請求項５に係る発明は、請求項１に記載の多点接触型電気接続端子において、上記バネ片には雄端子の外周面に接触する複数の凸部が設けられていることを特徴とする。

請求項１に係る発明によれば、棒状の雄端子と、この雄端子が挿入される挿入口及びこれと連続する収容空間を有する雌端子と、その収容空間内に組み込まれ、上記雄端子の外周面に接触する複数のバネ片を有する接触バネ部材とを備えた多点接触型電気接続端子であって、上記接触バネ部材のバネ片は挿入口側から収容空間奥側に向って延出された片持ちバネ構造であり、バネ片の内周面及び上記雄端子の外周面が挿入方向に漸次縮径したテーパー状に形成されているため、雄端子を挿入する際に挿入し易く、両端子の軸心が挿入と同時に一致し、軸心ずれが生じにくく、公差範囲を大きくとれて製造し易く、製造コストの低減が図れる。

請求項２に係る発明によれば、上記接触バネ部材が、上記収容空間に嵌合された筒状の基部と、この基部の挿入口側端部において内側に断面Ｕ字状に折り返された折り返し部と、この折り返し部から収容空間奥側に延出されると共に周方向に複数に分割されたバネ片とを有しているため、雄端子を挿入する際に挿入し易く、軸心ずれを生じにくく、公差範囲を大きくとれて製造し易く、製造コストの低減が図れる。

請求項３に係る発明によれば、上記バネ片及び雄端子のテーパー状の傾きが嵌合時に一致するように形成されているため、端子同士の接触面積を多く確保でき、これにより接触抵抗が低減し、大電流通電時の発熱を低減することができる。

請求項４に係る発明によれば、上記雄端子の先端部には絶縁キャップが設けられているため、雄端子の先端部と接触バネ部材との部分的接触による通電を抑制できると共にバネ部のみでの通電を確保できる。

請求項５に係る発明によれば、上記バネ片には雄端子の外周面に接触する複数の凸部が設けられているため、端子同士の安定した接触が得られる。

以下に、本発明を実施するための最良の形態を添付図面に基いて詳述する。図１は本発明の実施の形態である多点接触型電気接続端子の構成を概略的に示す断面図、図２は図１の多点接触型電気接続端子の雌端子を示す断面斜視図、図３は雄端子を示す断面斜視図、図４は雌端子と雄端子の嵌合状態を示す断面斜視図である。

これらの図において、１は大電流を必要とする装置に適した多点接触型電気接続端子であり、この電気接続端子１は、棒状の雄端子２と、この雄端子２が挿入される挿入口３及びこれと連続する収容空間４を有する雌端子５と、その収容空間４内に組み込まれ、上記雄端子２の外周面に接触する複数のバネ片６を有する接触バネ部材７とを備えている。上記接触バネ部材７のバネ片６は挿入口３側から収容空間４奥側に向って延出された片持ちバネ構造であり、バネ片６の内周面及び上記雄端子２の外周面が挿入方向に漸次縮径したテーパー状に形成されている。

上記雌端子５は、挿入口３及び収容空間４を形成した雌端子通電部８と、この雌端子通電部８の後端に設けられた機器側接続部９とを有している。上記雌端子５の外周は、図示しない絶縁部材で覆われている。上記収容空間４の奥部は閉じており、奥壁１０を有している。

上記接触バネ部材７は、上記収容空間４に嵌合される筒状の基部７ａと、この基部７ａの挿入口３側端部において内側に断面Ｕ字状に折り返された折り返し部７ｂと、この折り返し部７ｂから収容空間４奥側に延出されると共に周方向に複数に分割されたバネ片６とを有している。周方向に隣接するバネ片６間には切れ目（スリット）１１が設けられ、各切れ目１１の幅を固定端側（図２の左側）から自由端側（図２の右側）に向って漸次大きくして各バネ片６の幅を固定端側から自由端側に向って漸次小さくすることにより、バネ片６が入口側から奥側に向って漸次縮径した裁頭円錐状に形成されている。接触バネ部材７の材質としては、導電性及び弾力性（バネ性）の優れた例えば銅合金などが好ましい。

上記接触バネ部材７の基部７ａの外周面が雌端子通電部８における収容空間４の内周面４ａに嵌合することにより、接触バネ部材７をガタつかないように安定して取付固定することができる。接触バネ部材７が挿入口３から引き抜けないようにするために、挿入口３には接触バネ部材７が挿入口３の方向へ移動しないように規制する内向きのフランジ部１２が形成されていることが好ましい。

上記バネ片６及び雄端子２のテーパー状の傾きは、図４に示すように嵌合時に一致するように形成されている。すなわち、バネ片６の傾き（傾斜角度）と雄端子２のテーパー部２ａの傾き（傾斜角度）は略同じに設定（設計）されており、バネ片６の変位による吸収作用により最終的嵌合時にそれぞれの傾きが一致する、更に詳しくは雄端子２のテーパー部２ａに対応して各バネ片６が雄端子２のテーパー部２ａと同じ角度に変位して全面接触で接触するように構成されている。

上記雄端子２は、雌端子５に挿入されるテーパー部２ａと、このテーパー部２ａの後端部に設けられ、図示しないケーブル導体を接続するためのケーブル導体接続部２ｂとを有している。上記雄端子２の先端部には、該先端部の接触バネ部材７に対する部分的接触を防止すると共にバネ部（接触バネ部材）のみでの通電を確保できるために絶縁キャップ１３が設けられていることが好ましい。絶縁キャップ１３の形状としては、例えば円錐状、裁頭円錐状、凸面状等が好ましい。

以上の構成からなる多点接触型電気接続端子１によれば、上記接触バネ部材７のバネ片６が挿入口３側から収容空間４奥側に向って延出された片持ちバネ構造であり、バネ片６の内周面及び上記雄端子２の外周面が挿入方向に漸次縮径したテーパー状に形成されているため、雄端子２を挿入する際に挿入し易く、両端子２，５の軸心が挿入と同時に一致し、軸心ずれが生じにくく、公差範囲を大きくとれて製造し易く、製造コストの低減が図れる。

すなわち、雄端子２がテーパー状であり、雌端子５の接触バネ部材７のバネ片６もテーパー状であるため、例えば、紙コップを重ねた時にどちらも同じテーパー状であれば軸心が自動的に一致するのと同じ原理で、雄端子２の挿入時に自動的に芯出しが行われ、雄端子２の軸心と雌端子５の軸心を自動的に一致させることができる。したがって、円周上での接触抵抗に偏りが生じにくいため、公差管理が容易である。

接触バネ部材７が片持ちバネとされているため、図６からも解るように、バネ設計領域におけるバネの接触力に対する変位量すなわち製造公差ｄｂを両持ちバネの製造公差ｄａに比して大きくすることができ、製造精度が許容され、加工ないし製造の容易化が図れると共に、加工費ないし製造コストの低減が図れる。

また、接触バネ部材７のバネ片６が片持ちバネ構造で、且つ長手方向にテーパー状になっているため、同じくテーパー状の雄端子２を挿入するときに、徐々に変位量が大きくなる。これにより、徐々に接触力がかかるため、両持ちバネ構造のものと異なり、雄端子２を挿入する場合に、容易に挿入することができ、しかも、引っ掛からずに円滑に挿入することができ、操作性の向上が図れる。

上記接触バネ部材７が、上記収容空間４に嵌合された筒状の基部７ａと、この基部７ａの挿入口３側端部において内側に断面Ｕ字状に折り返された折り返し部７ｂと、この折り返し部７ｂから収容空間４奥側に延出されると共に周方向に複数に分割されたバネ片６とを有しているため、雄端子２を挿入する際に挿入し易く、軸心ずれを生じにくく、公差範囲を大きくとれて製造し易く、製造コストの低減が図れる。

特に、上記接触バネ部材７は、バネ片６の基端部（固定端側）を折り返し部７ｂを介して支持する筒状の基部７ａを有しているため、雌端子５の雌端子通電部８における収容空間４の内周面４ａに安定した状態に嵌合固定することができる。また、筒状の基部７ａがバネ片６の長さよりも長く形成されているため、バネ片６の自由端側が上記収容空間４の奥壁１０に接触するのを防止することができ、バネ片６の動きを阻害するおそれがなく、耐久性及び信頼性の向上が図れる。

上記バネ片６及び雄端子２のテーパー状の傾きが嵌合時に一致するように形成されているため、端子２，５同士の接触面積を多く確保でき、これにより接触抵抗が低減し、大電流通電時の発熱を低減することができる。また、上記雄端子２の先端部には絶縁キャップ１３が設けられているため、雄端子２の先端部と接触バネ部材７との部分的接触による通電を防止できると共にバネ部のみでの通電を確保できる。

図５は接触バネ部材のバネ片の変形例を示す斜視図である。すなわち、接触バネ部材７のバネ片６には雄端子２の外周面に接触する複数の凸部１４が設けられている。この接触バネ部材７を使用した多点接触型電気接続端子１によれば、上記バネ片６に雄端子２の外周面に接触する複数の凸部１４が設けられているため、端子２，５同士の安定した接触が得られる。

以上、本発明の実施の形態ないし実施例を図面により詳述してきたが、本発明は前記実施の形態ないし実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲での種々の設計変更が可能である。

本発明の実施の形態である多点接触型電気接続端子の構成を概略的に示す断面図である。 図１の多点接触型電気接続端子の雌端子を示す断面斜視図である。 雄端子を示す断面斜視図である。 雌端子と雄端子の嵌合状態を示す断面斜視図である。 接触バネ部材のバネ片の変形例を示す斜視図である。 （ａ）は両持ちバネと片持ちバネの特性を示すグラフ、（ｂ）は片持ちバネを示す概略的断面図、（ｃ）は両持ちバネを示す概略的断面図である。 従来の多点接触型電気接続端子の雌端子を示す断面斜視図である。 雌端子と雄端子の嵌合状態を示す断面斜視図である。

符号の説明

１ 多点接触型電気接続端子
２ 雄端子
３ 挿入口
４ 収容空間
５ 雌端子
６ バネ片
７ 接触バネ部材
７ａ 基部
７ｂ 折り返し部
１３ 絶縁キャップ
１４ 凸部

Claims (5)

1. 棒状の雄端子と、この雄端子が挿入される挿入口及びこれと連続する収容空間を有する雌端子と、その収容空間内に組み込まれ、上記雄端子の外周面に接触する複数のバネ片を有する接触バネ部材とを備えた多点接触型電気接続端子であって、上記接触バネ部材のバネ片は挿入口側から収容空間奥側に向って延出された片持ちバネ構造であり、バネ片の内周面及び上記雄端子の外周面が挿入方向に漸次縮径したテーパー状に形成されていることを特徴とする多点接触型電気接続端子。
2. 上記接触バネ部材は、上記収容空間に嵌合された筒状の基部と、この基部の挿入口側端部において内側に断面Ｕ字状に折り返された折り返し部と、この折り返し部から収容空間奥側に延出されると共に周方向に複数に分割されたバネ片とを有していることを特徴とする請求項１に記載の多点接触型電気接続端子。
3. 上記バネ片及び雄端子のテーパー状の傾きが嵌合時に一致するように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の多点接触型電気接続端子。
4. 上記雄端子の先端部には絶縁キャップが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の多点接触型電気接続端子。
5. 上記バネ片には雄端子の外周面に接触する複数の凸部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の多点接触型電気接続端子。

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