(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献1に記載の雌端子のバネ接点部材(弾性接触板)は、雄端子に接触するアーチ状部分と、雄端子が挿入される開口に向かってアーチ状部分の端部から延設され、雌端子本体部の内面に接触する延設片と、を備える。このような雌端子では、延設片の一方の面の全面が、雌端子本体部の内面に接触していることが望ましい。しかしながら、上述の切断加工により弾性接触板を形成すると、切断加工時の応力により、延設片の先端のみが、雌端子本体部の内面に接触する場合がある。この場合、雄端子を雌端子に挿入すると、雌端子本体部の内面に対する弾性接触板の接触部分の位置又は面積が、雄端子の挿入に従って変化するため、雄端子を保持する圧力が不安定になる。結果として、適切な圧力で雄端子を保持することが難しくなる。また、切断加工時の応力のばらつきにより、弾性接触板の端部の形状、接触位置、面積等がばらつき、製品間で特性のばらつきが発生してしまう。
【0005】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、適切な圧力で雄端子を保持することができる雌端子及び雌端子の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の第1の観点に係る雌端子は、
導電性の筒状の本体部と、
該本体部の内部に支持され、雄端子が挿入される一方の開口から他方の開口に向けて延出した弾性を有する導電性の弾性接触板と、を備え、
前記弾性接触板は、
前記本体部の
内側の底板部に対向し、該
底板部から離間している第一の部分と、
前記第一の部分の前記他方の開口側に配置され、前記
底板部に接触する第1接触部と、
前記第1接触部から前記他方の開口に向けてアーチ状に延出する第二の部分と、
前記第二の部分の前記他方の開口側に配置され、前記
底板部に接触する第2接触部と、を備え、
前記本体部は、前記第1接触部及び前記第2接触部が前記
底板部に摺動可能に、前記弾性接触板を支持し、
前記第一の部分は
、前記第二の部分より薄
く前記雄端子の挿入時に前記底板部に非接触となるように、前記底板部と対向する面に窪みを備え、
前記第1接触部は、前記第一の部分と前記第二の部分との間の屈曲部の凸面であり前記底板部と線接触する第1接触面を備える。
【0008】
前記アーチ状に延出した前記第二の部分の頂点近傍の両側に突設された2つの羽根をさらに備え、
前記本体部には、前記突設された2つの羽根を受容する孔が設けられていてもよい。
【0009】
前記本体部の前記一方の開口付近に設けられ、前記第一の部分の前記
底板部と対向しない面を該
底板部の方向に押止する突部をさらに備えてもよい。
【0010】
本発明の第2の観点に係る雌端子の製造方法は、
導電性の平板状の板状部と該板状部の一辺に延設された導電性の平板状の帯状部とを備える基板を用意する工程と、
前記基板の前記帯状部の一部を
減厚させて窪みとなるように薄くし薄板部を形成する工程と、
前記薄板部の端のうち前記帯状部の先端側の端近傍を山折りする工程と、
前記帯状部の前記山折りした部分より先端側の部分をアーチ状に成形する工程と、
前記薄板部の前記窪みが前記板状部に対向するように、前記帯状部を折り曲げ、前記山折りした部分と前記アーチ
状に成形した部分の端とを前記板状部に当接させる工程と、
前記帯状部の前記板状部に当接させた部分が前記板状部上を摺動可能に、前記帯状部を前記板状部に支持させる工程と、
前記帯状部を包含するように、前記板状部を筒状に成形する工程と、
前記帯状部と前記筒状に成形された前記板状部との接続部分を切断する工程と、
を備える。
【0011】
本発明の第3の観点に係る雌端子の製造方法は、
導電性の筒状の本体部を製造する工程と、
弾性接触板であって、前記弾性接触板の片面
において板厚の一部が欠如している
薄板部分と、
前記片面において凸面を構成するように前記
薄板部分の端から屈曲している屈曲部分と、該屈曲部分からアーチ状に延出するアーチ状部分と、を備える導電性の弾性接触板を製造する工程と、
前記
弾性接触板の
前記片面が前記筒状の本体部の一方の開口付近で該本体部の
内側の底板部に対向するように、前記屈曲部分の凸面と前記アーチ状部分の端とを前記
底板部に接触させる工程と、
前記
底板部に接触させた部分が前記
底板部上を摺動可能に、該弾性接触板を前記本体部に支持させる工程と、
を備える。
【発明の効果】
【0012】
本発明の第1の観点によれば、弾性接触板の第一の部分は、本体部の内面から離間し、第1接触部及び第2接触部は、本体部の内面に接触する。このため、雄端子が挿入されているか否かに関わらず、本体部の内面に対する弾性接触板の接触部分を第1接触部及び第2接触部のみとして、当該接触部分の位置又は面積を変化しないようにすることができる。これにより、雄端子を保持する圧力を安定化させることができ、結果として、適切な圧力で雄端子を保持することができる。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、本発明の実施の形態に係る雌端子及び雌端子の製造方法を、図面を参照して説明する。
【0015】
本実施の形態に係る雌端子は、例えば、自動車部品用のピン型雌コネクタの端子として用いられるものである。本実施の形態に係る雌端子1は、
図1に示すように、本体部10と、かしめ部Kと、バネ接点部材20とを備える。
【0016】
本体部10は、
図1及び
図2(a)に示すように、雄端子が挿入される開口Aを備え、底板部11と天板部12と側板部13、14とからなる角筒状に形成されている。本体部10は、銅、銅合金等の導電性の素材から形成されている。このため、雄端子が開口Aから挿入されると、雄端子と雌端子1とは電気的に接続される。
【0017】
底板部11には、
図2(b)に示すように、バネ接点部材20が配置されている。
【0018】
天板部12は、底板部11に向けて凸形状に成形されている。開口Aから挿入された雄端子は、底板部11に配置されているバネ接点部材20と天板部12とで挟持される。
【0019】
側板部13、14の開口A付近には、
図2(a)、(b)に示すように、突部L1、L2がそれぞれ設けられている。突部L1、L2は、バネ接点部材20の後述する第一の部分21を、底板部11に向けて押止する。突部L1、L2は、筒状の本体部10内部への雄端子の挿入を妨げない大きさに形成され、側板部13、14からそれぞれ対向方向に突設している。
【0020】
側板部13、14には、
図3(a)、(b)に示すように、孔Hがそれぞれ設けられている。孔Hは、バネ接点部材20の後述する第二の部分23が備える羽根Gを受け入れ、バネ接点部材20を揺動可能に支持する。羽根Gは、幅(
図3中左右方向の長さ)が、孔Hの幅(
図3中左右方向の長さ)よりもわずかに小さく形成されている。
【0021】
かしめ部Kは、
図1に示すように、導体かしめ部31と被覆固定部32とを備える。導体かしめ部31は、かしめにより、絶縁被覆線の芯線の先端部に圧着され、電気的に接続される。被覆固定部32は、かしめにより、絶縁被覆線の端部を押さえて、引き抜き力から導体かしめ部31と芯線との接続を保護する。かしめ部Kと本体部10とが一体に形成されていることから、導体かしめ部31に圧着された芯線と本体部10に挿入された雄端子とが電気的に接続される。
【0022】
バネ接点部材20は、銅、銅合金等からなる弾性と導電性を有する板材から形成された板バネ部材であり、
図2(b)に示すように、開口Aから開口Bに向けて延在し、本体部10に挿入された雄端子を押圧すると共に電気的に接触する。ここで開口Bは、本体部10に設けられた、開口Aと対向する側の開口である。
【0023】
バネ接点部材20は、
図4に示すように、第一の部分21と、第1接触部22と、第二の部分23と、第2接触部24と、第三の部分25とを備える。
【0024】
第一の部分21は、
図2(b)に示すように、バネ接点部材20の開口A付近に配置される部分である。第一の部分21は、底板部11に対向する部分が除去された形状を有し、他の部分よりも薄く形成され、底板部11と突部L1、L2との間に位置し、且つ、底板部11から離間している。
【0025】
第1接触部22は、第一の部分21に連続し、底板部11に接触する。第1接触部22は、底板部11と接触する部分が、このバネ接点部材20の長軸に沿って湾曲しており、長軸に垂直なライン(突部L1、L2が対向するライン)で、滑動可能に底板部11に線接触する。
【0026】
第二の部分23は、第1接触部22に連続し、第1接触部22から、天板部12に向けてアーチ状に形成されている。第二の部分23の頂点付近には、
図4に示すように、その両側に羽根Gが突設されている。羽根Gは、
図3に示すように、本体部10の側板部13、14に設けられている孔Hに受容される。羽根Gは、その幅が孔Hの幅よりわずかに小さく形成されており、雄端子の挿抜方向へのバネ接点部材20の移動を規制する。
【0027】
図2(b)に戻り、第2接触部24は、第二の部分23の開口B側の端に位置し、天板部12に向けて屈曲することにより形成された屈曲部分であり、底板部11に接触し、第二の部分23を支持する。第2接触部24は、底板部11と接触する部分が、バネ接点部材20の長軸に沿って湾曲しており、長軸に垂直なラインで、滑動可能に底板部11に線接触する。
【0028】
第三の部分25は、第2接触部24に連続し、第二の部分23と同じ厚みを有し、底板部11からはね上がるような形状に形成されることで底板部11から離間している。
【0029】
次に、雌端子1に雄端子が挿入される際の各部材の動きについて、
図5(a)〜(c)を用いて説明する。
【0030】
図5(a)に示すように、雄端子2が本体部10の開口Aから挿入され、
図5(b)に示すように、バネ接点部材20の第二の部分23に当接すると、第二の部分23が底板部11に向けて撓み始める。雄端子2が進むと、
図5(c)に示すように、第二の部分23の撓みが最大となる。
図3に示すように、第二の部分23の頂点付近に突設されている羽根Gが、側板部13、14の孔Hに受容されているため、第二の部分23は、その頂点近傍が雄端子2の挿入方向に移動することなく、
図5中下方向にのみ移動し、底板部11に向かって撓む。また、
図5(a)〜(c)に示すように、第二の部分23が撓む際に、第1接触部22と第2接触部24とは互いに離れる方向に底板部11上を滑動する。
【0031】
この間、第一の部分21は底板部11から離間しており、第二の部分23が撓んでも、第一の部分21が底板部11に接触して、第1接触部22や第二の部分23に応力をかけることはない。このため、
図6(a)に示すように、バネ接点部材20のばね定数はほぼ一定を維持する。
【0032】
また、
図5(a)〜(c)に示すように、第一の部分21の天板部12と対向する面が側板部13、14の突部L1、L2によって押止される。このため、雄端子が、バネ接点部材20の先端に接触して、第一の部分21が天板部12に向かって立ち上がることを防止する。
【0033】
また、雄端子2を抜き取る際には、雄端子2の先端部が第二の部分23の頂上付近まで移動すると、バネ接点部材20の弾性回復により、第二の部分23が天板部12に向けて戻り始め、雄端子2がバネ接点部材20から離間すると、第二の部分23が初期位置に戻る。この際、第1接触部22と第2接触部24は互いに接近する方向に底板部11上を滑動する。
【0034】
以上、説明したように、本実施の形態に係る雌端子1によれば、バネ接点部材20は、第1接触部22と第2接触部24とで、底板部11に接触し、その先端部分、即ち、第一の部分21は、底板部11には接触しない。換言すると、バネ接点部材20内で雌端子1の本体部10の内面に接触する部分と接触面積が、雄端子2の挿入の前後で変化しない。また、第一の部分21の形状や長さによっても変化しない。このため、雄端子2を保持する圧力を安定化させることができ、結果として、適切な圧力で雄端子2を保持することができる。
【0035】
図7(a)に示す比較例に係る雌端子1Aでは、バネ接点部材20の先端部が底板部11に接触する(接触点C1)。そして、第一の部分21と第二の部分23との境界部分が底板部11から離れており、当該境界部分と底板部11との間に隙間が形成されている。この比較例に係る雌端子1Aに雄端子2が挿入された場合、
図7(b)に示すように、バネ接点部材20内で雌端子1Aの底板部11の上面(本体部10の内面)に接触する部分が、雄端子2の挿入の前後で変化したり(接触点C2)、
図7(c)に示すように、接触面積が変化したりするおそれがある(接触面C3)。また、
図6(b)に示すように、バネ接点部材20のばね定数は一定とはならない。このため、雄端子2を保持する圧力が不安定になるおそれがある。
【0036】
これに対して、本実施の形態に係る
図5に示す雌端子1では、バネ接点部材20の先端部が底板部11に接触している比較例のバネ接点部材20と比較して、雄端子2を保持する圧力を安定化させることができ、結果として、適切な圧力で雄端子2を保持することができる。また、適切な電気的接触を維持することができ、雌端子1毎のばらつきを抑えることができる。さらには、本実施の形態では、比較例のように、雄端子2を保持する圧力が低すぎて、接触の信頼性を低下させたり、逆に、雄端子2を保持する圧力が高すぎて、雄端子2の雌端子1への挿入に要する挿入力が増加したりすることを防止できる。
また、本実施形態に係るバネ接点部材20は、第1接触部22と第2接触部24とで本体部10に接触する。比較例に係る雌端子1Aと異なり、接触部分と面積は、バネ接点部材20の押圧力の影響を受けない。このため、個々の雌端子1での電気的特性の変動が小さく、また、雌端子1間の特性のばらつきも小さい。従って、安定した電気的特性を得ることができる。
【0037】
次に、本実施の形態に係る雌端子1の製造方法について、
図8〜
図10を参照しつつ、説明する。
【0038】
本実施の形態に係る雌端子1の製造方法は、一枚の基板を所定の形状にカット及び成型したもの(
図8)を成形する工程と、
図9に示すように、成形された基板1’の一部を切除して雌端子1を成形する工程と、を有する。
【0039】
本製造方法では、まず、銅、銅合金等からなる導電性を有した平板状の基板をカットして、雌端子1用の基板1’を用意する。雌端子1を構成する基板1’は、本体部10用の板状部100と、板状部100の一辺に延設されたバネ接点部材20用の帯状部200とを備える形状に形成されている。
ここで、板状部100及び帯状部200は、銅、銅合金等からなる導電性を有した平板状の部材である。
【0040】
雌端子1を構成する基板1’を用意したら、用意した基板1’をプレス台にセットし、
図10(a)に示すような形状にプレス加工する。具体的には、板状部100と帯状部200との境界付近に溝G1を形成し、帯状部200上に溝G2、薄板部210、第1山折り部220、アーチ状部230、第2山折り部240を形成する。
【0041】
なお、本製造方法に従って基板1’を加工すると、最終的に、板状部100は本体部10に、帯状部200はバネ接点部材20に、薄板部210は第一の部分21に、第1山折り部220は第1接触部22に、アーチ状部230は第二の部分23に、第2山折り部240は第2接触部24に成る。
【0042】
ここで、溝G1は、例えば、板状部100と帯状部200との境界付近であって、基板1’をセットしたプレス台に対向する面(下面)にプレス加工によって形成される。溝G2は、溝G1が形成される面と反対側の面(上面)であって、溝G1から帯状部200の先端側に向けて所定間隔離れた部分に形成される。
【0043】
薄板部210は、溝G2から帯状部200の先端側の所定区間において、帯状部200の上面を押圧して窪ませることにより減厚して(薄くして)形成される部分である。
【0044】
第1山折り部220は、薄板部210の先端側を山折りする(上面が凸面を形成するように屈曲させる)ことにより形成される部分である。なお、ここで第1山折り部220は、その表面が滑らかに湾曲している。
【0045】
アーチ状部230は、第1山折り部220から帯状部200をアーチ状に成形する(下面が凸面を形成するように湾曲させる)ことにより形成される部分である。
【0046】
第2山折り部240は、アーチ状部230の先端側の部分を山折りすることにより形成される。また、第1山折り部220と第2山折り部240は、その高さが同程度となるように形成される。
【0047】
基板1’を
図10(a)に示す形状にプレス加工したら、続いて、
図10(b)に示すように、溝G1と溝G2との中点R付近を中心に、中点Rから先端側の部分を上面方向に回転させ、溝G1と溝G2とを重ね、板状部100に、薄板部210、第1山折り部220、アーチ状部230、及び第2山折り部240を対向させる。そして、第1山折り部220と第2山折り部240とを、板状部100に当接させる。
【0048】
基板1’を
図10(b)に示す形状に加工したら、続いて、
図10(c)に示すように、回転させた帯状部200を内包するように板状部100を筒状に形成する。このとき形成された板状部100の形状は任意であり、例えば角筒状であってもよいし、円筒状であってもよい。本実施の形態においては、板状部100は角筒状に形成されるものとし、底板部11、天板部12、側板部13、14を構成するように形成されるものとする。
【0049】
また、このとき、第1山折り部220と第2山折り部240とが、当接する板状部100上を摺動可能なように、帯状部200を板状部100に支持させる。帯状部200を板状部100に支持させる方法は任意である。例えば、基板1’をカットする時点で、アーチ状部230の両側に羽根が突設するようにカットし、板状部100の側板部13、14上の羽根に対向する部分に、羽根を受容するための孔を設けておき、板状部100を筒状に形成する際に、羽根を孔に受容させるという方法がある。
【0050】
図10(c)に示すように、板状部100を筒状に形成したら、
図9に示すように、パンチP及びダイDを用いて、帯状部200の開口Aから突出した部分Eを切り落とす。このとき、開口A付近に溝G1、G2が位置しているため、切り落としに必要な力が小さく済み、薄板部210が変形しにくい。また、薄板部210が変形したとしても、薄板部210と板状部100とが離間して配置されているため、薄板部210が底板部11に接触しにくくなっている。このため、
図7(a)に示すように、開口A付近にバネ接点部材20の支点(接触点C1)が形成されず、バネ接点部材20の第一の部分21と第二の部分23との境界部分が浮き、当該境界部分と底板部11との間に隙間が生じない。
図9及び
図10(c)に示すように、バネ接点部材20は、開口A側において第1山折り部220(第1接触部22)が支点となり、本体部10に雄端子2が挿入されバネ接点部材20が撓んでも、撓む過程においてばね定数が変化しないため、端子の接触圧力が一定となる。したがって、本製造方法で製造した雌端子1は、製品間での端子の接触圧力のばらつきを小さくすることができ、ばらつきが予め定められた公差の範囲内に納めやすい。
【0051】
図9に示すように、基板1’をダイDに設置し、パンチPで突出した部分Eを切り落としたら、最後に、キャリアCを切り落として、雌端子1が完成する。
【0052】
この製造方法によれば、ほぼ完成段階まで、1枚の基板を加工するだけで雌端子1を製造することができる。また、最後の切断工程では、切断部分の寸法、形状等に誤差の発生が避けられないが、上述したように、第一の部分21が薄板化され底板部11から離間しているので、仮に誤差が発生したとしても、完成した雌端子1の特性には影響を与えない。
【0053】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲での種々の変更が可能である。
【0054】
また、本実施の形態においては、第二の部分23の頂点付近で羽根Gが突出し、突出した羽根Gを側板部13、14に設けられている孔Hが受容することにより、本体部10がバネ接点部材20を支持することを説明したが、バネ接点部材20を支持する方法はこれに限られない。
例えば、第二の部分23の頂点付近以外の箇所で羽根Gが突出するように構成してもよい。この場合、側板部13、14に設けられている孔Hは、雄端子2が挿入され第二の部分23が撓む過程で描かれる羽根Gの軌跡を包含する形状に形成するのが望ましい。
【0055】
また、本実施の形態においては、バネ接点部材20が底板部11に配置されると説明したが、バネ接点部材20が天板部12、側板部13、14に配置されるように構成してもよい。
【0056】
また、本実施の形態においては、第1接触部22および第2接触部24の底板部11に対向する面の形状が湾曲形状であると説明したが、これらの接触部が、底板部11に滑動可能に接触すれば、湾曲形状に限られず、例えばエッジ形状であってもよい。また、線接触に限定されず、点接触でも、面接触でもよい。
【0057】
また、突部L1、L2は、側板部13、14をプレス加工することに設けられてもいいし、側板部13、14上に突状の部材を圧着等によって固定することで設けられてもよい。
【0058】
(変形例)
本実施の形態では、板状部100と帯状部200とを一体形成した基板1’から雌端子1を製造する方法を説明したが、本体部10とバネ接点部材20とを別個に製造し、それらを組み合わせることで雌端子1を製造してもよい。
【0059】
この場合、まず、
図11(a)に示すように、筒状の本体部10を製造する。次に、片面の一部が欠如している板状部210A(薄板部)と、凸面を構成するように板状部分の端から屈曲している屈曲部分220A(第1山折り部)と、屈曲部分220Aからアーチ状に形成されたアーチ状部分230Aと、を備えるバネ接点部材20を製造する。
【0060】
次に、
図11(b)に示すように、板状部210Aの一部が欠如している片面が、筒状の本体部10の一方の開口A付近で本体部10の底板部11の上面(本体部10の内面)に対向するように、屈曲部分220Aの凸面とアーチ状部分230Aの端240Aとを底板部11の上面に接触させる。最後に、バネ接点部材20の底板部11に接触させた屈曲部分220A及び端240Aが底板部11上を摺動可能なように、バネ接点部材20を本体部10に支持させる。
【0061】
この変形例に係る製造方法によれば、
図7に示す比較例とは異なり、バネ接点部材20の先端部のみが底板部11に接触する雌端子1が成形されてしまうことを防止しやすくなる。しかしながら、製造コスト等の観点からは、一枚の基板から雌端子1を形成する上記実施形態の方が好ましい。
【0062】
本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施形態及び変形が可能とされるものである。上述した実施形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。