(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】
上記端子の複数の接触片は、金属製棒材を鍛造することによって長手方向に沿った溝部を内壁に有する筒状体を作製した後、当該筒状体の外壁を切削除去してスリットを形成することにより設けられる。このため、端子の製造工程が複雑となり、製造コストが増大するという問題がある。
【0005】
本発明が解決しようとする課題は、製造コストを低減することができる端子及びその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
[1]本発明に係る端子の製造方法は、相手方端子と接触する接触部をそれぞれ有し、間隔をあけて周方向に沿って配列された複数の接続片を備えた端子の製造方法であって、板状部材に切断加工をすることで、基部と、前記基部の一方端からそれぞれ延出する複数の前記接続片と、を備えた加工体を形成する第1の工程と、前記加工体を筒状に加工する第2の工程と、穴部を有する本体部材を形成する第3の工程と、前記基部を前記穴部に挿入する第4の工程と、を備えたことを特徴とする。
【0007】
[2]上記発明において、前記第1の工程は、前記接続片にプレス加工をすることで、前記接続片の先端に設けられた前記接触部を突状に折り曲げることを含んでもよい。
【0008】
[3]上記発明において、前記基部は、前記接続片同士を連結する連結部と、突起を有し前記基部の他方端から延出する第1の挿入片と、係止突起を有し前記他方端から延出する第2の挿入片と、を備え、前記第1の工程は、前記基部にプレス加工をすることで、前記突起を前記第1の挿入片に形成すると共に、前記係止突起を前記第2の挿入片に形成することを含み、前記第3の工程は、前記穴部の内壁に段差を形成することを含み、前記第4の工程は、前記係止突起を前記段差に係止させると共に、前記突起を前記内壁に当接させてもよい。
【0009】
[4]上記発明において、前記第2の工程は、筒状に加工された前記加工体の表面に第1のめっき層を形成することを含み、前記第3の工程は、前記本体部材の表面に第2のめっき層を形成することを含んでおり、前記第1のめっき層は、前記第2のめっき層に対して相対的に硬くてもよい。
【0010】
[5]本発明に係る端子は、相手方端子と接触する接触部をそれぞれ有し、間隔をあけて周方向に沿って配列された複数の接続片を備えた端子であって、前記端子接続部は、段差が形成された穴部を有する本体部材と、前記穴部に挿入された基部、及び、前記基部の一方端からそれぞれ延出する複数の前記接続片を有する接続部材と、を備え、前記基部は、前記段差に係止する係止突起を有し、前記基部の他方端から延出する第1の挿入片と、前記穴部の内壁に接触する突起を有し、前記他方端から延出する第2の挿入片と、を備えたことを特徴とする。
【0011】
[6]上記発明において、前記接続部材を構成する材料のヤング率は、前記本体部を構成する材料のヤング率に対して相対的に大きくてもよい。
【0012】
[7]上記発明において、前記接続部材の表面に第1のめっき層が形成されると共に、前記本体部材の表面に、第2のめっき層が形成され、前記第1のめっき層は、前記第2のめっき層と比較して相対的に硬くてもよい。
【発明の効果】
【0013】
本発明によれば、板状部材に切断加工をすることにより形成した加工体を筒状に加工し、基部を本体部材の穴部に挿入することにより端子を製造するため、当該端子の製造工程を簡易化し、製造コストを低減することができる。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【0016】
図1は本実施形態における端子を示す斜視図であり、
図2は本実施形態における端子の本体部材を示す断面図であり、
図3(A)及び
図3(B)は本発明の実施形態における端子の接続部材をそれぞれ示す斜視図及び断面図であり、
図4は
図3(A)のIV方向矢視図である。
【0017】
本実施形態における端子1は、例えば、電気自動車の車両側に搭載される充電用コネクタに用いられる端子(雌端子)であり、
図1に示すように、実装時において電線4と接続される電線接続部11と、相手方端子5と接続される端子接続部12と、を備えている。具体的な構成としては、端子1は2つの部材(本体部材2、及び当該本体部材2に取り付けられた接続部材3)から構成されている。なお、本実施形態における相手方端子5は、
図1に示すように、端子1の端子接続部12に挿入可能な円柱形状を有している。
【0018】
本体部材2は、
図2に示すように、中心軸Aを中心として回転対称となるような断面形状を有しており、接続部材3が取り付けられる接続片取付部21と、実装時に電線4(
図1参照)が取り付けられる電線取付部22と、を備えている。本体部材2は、全体として一体的に形成されており、当該本体部材2を構成する材料としては、純銅、黄銅等の銅合金、アルミニウム、ステンレス等の金属材料を例示することができる。なお、本体部材2の表面に各種のめっき処理を施して、本体部材2の表面にめっき層24を形成してもよい。
【0019】
このめっき層24は、後述する接続部材3のめっき層37と比較して柔らかいことが好ましく、80〜110Hv程度の硬度を有している。こうしためっき層24の具体例としては、例えば、厚さ5〜10μm程度の軟質の銀(Ag)めっき層を挙げることができる。このように、本体部材2のめっき層24を接続部材3のめっき層37と比較して柔らかくすることで、電線4を本体部材2の電線取付部22と圧着した際に良好な電気的接続を確保することができる。本実施形態におけるめっき層24が、本発明における第2のめっき層の一例に相当する。
【0020】
接続片取付部21には、穴部210が形成されており、当該穴部210は内径R1の小径部211と、内径R1よりも大きい内径R2(R2>R1)の大径部212と、を有している。小径部211は大径部212における
図2中−Y方向側に設けられており、当該小径部211と大径部212との境界における内壁には、それらの内径の違いによって段差215が全周に亘って形成されている。穴部210には、後述の接続部材3が挿入されて固定される。小径部211の端部にはテーパ形状213が全周に亘って形成されており、このテーパ形状213の存在により、接続部材3を接続片取付部21に取り付ける際の挿入操作が容易となる。本実施形態における穴部210が本発明の穴部の一例に相当する。
【0021】
電線取付部22には、電線4の導体部の径に応じた所定の内径を有する穴部220が形成されており、当該穴部220の端部にはテーパ形状214が全周に亘って形成されている。端子1の実装時には、穴部220の内部に電線4の導体部を挿入し、電線取付部22を外周から加締めて圧着することにより、当該導体部と電線取付部22との導通が図られる。テーパ形状214の存在により、電線4を電線取付部22に取り付ける際の挿入操作が容易となる。
【0022】
電線取付部22に取り付けられる電線4としては、銅やアルミニウム等の金属材料から構成される複数の細線を撚って形成された撚線や単線等を例示することができる。本実施形態では、隔壁23によって電線取付部22が接続片取付部21と空間的に仕切られており、これにより、端子1の実装後に外部から電線4に水等が侵入することを抑制することができる。
【0023】
接続部材3は、
図3(A)に示すように、全体として略円筒状に形成されており、基部36と、当該基部36に設けられた第1の接続片32及び第2の接続片33と、を備えている。本実施形態において、基部36は、第1及び第2の接続片32、33同士を連結する連結部31と、当該連結部31に設けられた第1の挿入片34及び第2の挿入片35と、を有している。
【0024】
第1及び第2の接続片32、33は、基部36から相手方端子5側(
図3(A)中の−Y方向側)にそれぞれ延出するように設けられている。一方、第1及び第2の挿入片34、35は、基部36の連結部31から電線4側(
図3(A)中の+Y方向側)にそれぞれ延出するように設けられている。本実施形態では、連結部31は、周方向D(
図4参照)に沿って略一定の幅を有している。また、接続部材3の内側には、相手方端子5が挿入されるための挿入空間30が形成されている。
【0025】
接続部材3を構成する材料としては、本体部材2を構成する材料のヤング率に対して相対的に高いヤング率を有する金属材料が好ましい。このような材料としては、マグネシウム入り銅合金(好適にはMSP−1)、ベリリウム銅、リン青銅等を例示することができる。本実施形態において、基部36と第1及び第2の接続片32、33とは一体的に形成されている。なお、接続部材3の表面に各種のめっき処理を施して、接続部材3の表面にめっき層37を形成してもよい。
【0026】
このめっき層37は、上述の本体部材2のめっき層24と比較して硬いことが好ましく、150〜180Hv程度の硬度を有している。こうしためっき層37の具体例としては、例えば、厚さ5〜10μm程度の硬質の銀(Ag)めっき層を挙げることができる。このように、接続部材3のめっき層37を本体部材2のめっき層24と比較して硬くすることで、相手方端子5の挿抜が繰り返される接続片32、33に優れた耐摩耗性を確保することができる。本実施形態におけるめっき層37が、本発明における第1のめっき層の一例に相当する。
なお、第1及び第2の接続片32、33の先端のめっき層37の表面に、このめっき層37と同材料からなる金属層を更に積層してもよい。こうした金属層の具体例としては、例えば、厚さ40〜50μmの硬質の銀(Ag)層を挙げることができる。
【0027】
本実施形態における接続部材3では、
図4に示すように、第1の接続片32及び第2の接続片33が挿入空間30の周方向Dに沿って実質的に等間隔で配置されていると共に、当該周方向Dに沿って第1の接続片32及び第2の接続片33が交互に配置されている。これにより、相手方端子5を挿入空間30に挿入する際に、当該相手方端子5及び挿入空間30の中心軸を合わせる作業が容易となる。本実施形態では第1の接続片32及び第2の接続片33が、互いに略等しい幅(周方向Dに沿った幅)を有しているが、特にこれに限定されず、第1及び第2の接続片32、33が互いに異なる幅を有していてもよい。
【0028】
なお、本実施形態では、合計4つの第1の接続片32及び合計4つの第2の接続片33が基部36の連結部31にそれぞれ設けられているが、連結部31に設けられる第1の接続片32及び第2の接続片33の数は特に上記に限定されない。また、連結部31に設けられる第1及び第2の接続片32、33の配置も特に上記に限定されない。なお、端子1を相手方端子5と接続する際の位置合わせ(中心軸合わせ)精度の向上及び接続信頼性の向上を図る観点から、第1及び第2の接続片32、33は、本実施形態のようにそれぞれ4つずつ連結部31に設けられることが好ましい。
【0029】
第1の接続片32の先端には、
図3(B)に示すように、当該第1の接続片32が突状に折り曲げられて形成された第1の接触部321が設けられている。この第1の接触部321において、第1の接続片32は接続部材3の中心軸Cに最も接近しており(
図4参照)、相手方端子5との接続時には当該相手方端子5の側部に第1の接触部321が接触して電気的接続が図られる。
【0030】
同様に、第2の接続片33の先端にも、
図3(B)に示すように、当該第2の接続片33が突状に折り曲げられて形成された第2の接触部331が設けられており、この第2の接触部331において、当該第2の接続片33は接続部材3の中心軸Cに最も接近している(
図4参照)。相手方端子5との接続時には当該相手方端子5の側部に第2の接触部331が接触して電気的接続が図られる。
【0031】
なお、第1及び第2の接触部321、331の形態は特に上記に限定されない。例えば、第1及び第2の接続片32、33の先端をU字状に内側に折り曲げて第1及び第2の接触部321、331をそれぞれ形成してもよい。また、例えば、第1及び第2の接続片32、33の先端に、内側に向かって突出する突起や肉厚部を設けることにより、第1及び第2の接触部321、331をそれぞれ形成してもよい。
【0032】
本実施形態では、
図3(B)に示すように、第1の接触部321は、第2の接触部331に対して相対的に接続部材3の先端側(
図3(B)中の−Y方向側)に位置している。また、接続部材3の中心軸C方向に沿った第1の接続片32の長さL1は、接続部材3の中心軸Cに沿った接続部材3の長さL2に対して相対的に長くなっている。本実施形態では、第1及び第2の接続片32、33の基端の位置(中心軸C方向に沿った位置)は略等しいため、当該第1の接続片32の先端部は、第2の接続片33の先端部に対して相対的に先端側(
図3(B)中の−Y方向側)に位置している。これにより、端子1を相手方端子5と接続する際の位置合わせ(中心軸合わせ)が容易になると共に、相手方端子5を挿入空間30に挿入する際に必要となる押圧力を低減することができる。
【0033】
また、第1の接触部321は、
図4に示すように、第2の接触部331に対して相対的に接続部材3の中心軸C側に位置している。すなわち、第1の接触部321に接触する仮想円W1の径は、第2の接触部331に接触する仮想円W2の径に対して相対的に小さくなっている。これらの仮想円W1、W2の径は、何れも相手方端子5の径R5(
図1参照)よりも小さくなっている。このため、端子1が相手方端子5と接続される際は、第1及び第2の接続片32、33の先端部は、当該相手方端子5によって径方向の外側に向かってそれぞれ押し広げられ、これにより当該相手方端子5は第1及び第2の接続片32、33によって弾性挟持される。
【0034】
第1の挿入片34は、
図3(A)又は
図3(B)に示すように、図中の+Y方向に向かって連結部31から延出しており、本実施形態では2つの第1の挿入片34が接続部材3に設けられている。それら2つの第1の挿入片34は、接続部材3の中心軸Cを介して互いに対向するように配置されている。なお、接続部材3に設けられる第1の挿入片34の数は、特に限定されない。例えば、接続部材3の周方向に沿って略等間隔に配置された3つ又は4つの第1の挿入片34を設けてもよい。
【0035】
第1の挿入片34の先端部の外面には、係止突起341が設けられている。接続部材3を本体部材2に取り付ける際、この係止突起341は本体部材2における小径部211と大径部212との間の段差215(
図2参照)に係止する。従って、係止突起341を除く接続部材3の径R3は本体部材2の小径部211の径R1以下(R3≦R1)となっていると共に、当該係止突起341における接続部材3の径R4は本体部材2の小径部211の径R1より大きく、且つ、大径部212の径R2以下となっている(R1<R4≦R2)。また、接続部材3の中心軸Cに沿った係止突起341の幅は、本体部材2の大径部212の幅以下となっている。なお、係止突起341を除く接続部材3の径R3は、接続部材3を本体部材2に取り付けた際の安定性向上の観点から、接続部材3が本体部材2の小径部211に挿入可能な程度に径R1の大きさに近いことが好ましい。
【0036】
第2の挿入片35は、第1の挿入片34同士の間に3つずつ周方向Dに沿って略等間隔で配置されている。第2の挿入片35の幅は、第1の挿入片34の幅に対して相対的に小さくなっていると共に、接続部材3の中心軸Cに沿った第2の挿入片35の長さは、第1の挿入片34の長さに対して相対的に小さくなっている。なお、第1の挿入片34同士の間に設けられる第2の挿入片35の数は特に上記に限定されない。
【0037】
第2の挿入片35の先端部には、
図3(A)に示すように、接続部材3の径方向外側に向かって突出する突起351が設けられている。この突起351は、接続部材3が本体部材2に取り付けられた際、本体部材2の小径部211の内壁に当接するように配置されている。本実施形態では、1つの第2の挿入片35に対して1つの突起351が設けられているが、第2の挿入片35に設けられる突起351の数は特に限定されない。
【0038】
また、本実施形態では、第1及び第2の挿入片34、35及び上述の第1及び第2の接続片32、33は、接続部材3の中心軸Cに沿って略一定の幅をそれぞれ有しているが、特にこれに限定されない。例えば、第1及び第2の挿入片34、35又は第1及び第2の接続片32、33が、中心軸Cに沿って不均一な幅を有していてもよい。
【0039】
次に、本実施形態における端子1の製造方法について説明する。
図5(A)〜
図5(D)は、本実施形態における端子の製造工程をそれぞれ示す斜視図である。
【0040】
まず、
図5(A)に示すように、接続部材3を構成するための金属材料からなる板状部材に対して打ち抜きによる切断加工を施し、第1の接続片32に対応する第1片形状611、第2の接続片33に対応する第2片形状612、第1の挿入片34に対応する第3片形状613及び第2の挿入片35に対応する第4片形状614がそれぞれ設けられた板状かつ平坦状の第1加工体61を形成する。なお、板状部材に対する切断加工は、特に打ち抜きに限定されず、例えば切り抜き等であってもよい。
【0041】
次いで、
図5(B)に示すように、第1加工体61に対してプレス加工を施し、第2加工体62を形成する。具体的には、平坦状の第1片形状611及び第2片形状612をプレス加工して、第1片形状611の先端に、突状に折り曲げられた第1の接触部321を形成すると共に、第2片形状612の先端に、突状に折り曲げられた第2の接触部331を形成する。また、平坦状の第3片形状613及び第4片形状614をプレス加工して、第3片形状613の先端には係止突起341を設けると共に、第4片形状614の先端には突起351設け、基部36を形成する。本実施形態における第2加工体62が本発明の加工体の一例に相当する。
【0042】
続いて、
図5(C)に示すように、係止突起341を除く部分が所定の径R3とるよう板状の第2加工体62を円筒状に加工することにより、接続部材3を形成する。また、接続部材3の表面にめっき層37を形成する場合には、円筒状に曲げ加工された第2加工体62に対してめっき処理を施す。また、接触部321、331のめっき層37の表面に更に金属層を積層する場合には、めっき層37の表面に部分的にスプレー塗布等を施す。
【0043】
また、特に図示しないが、接続部材3の形成と並行して、本体部材2を形成する。具体的には、本体部材2を構成するための金属材料からなる棒状部材を切削加工することにより、穴部210を有する接続片取付部21と穴部220を有する電線取付部22とを備える本体部材2を形成する。また、本体部材2の表面にめっき層24を形成する場合には、棒状部材を切削加工することで形成された本体部材2に対してめっき処理を施す。
なお、この本体部材2を形成するタイミングは、後述する本体部材2と接続部材3とを相互に取付ける工程よりも前であれば特に限定されない。
【0044】
次いで、
図5(D)に示すように、本体部材2と接続部材3とを相互に取り付ける。具体的には、本体部材2の中心軸Aと接続部材3の中心軸Cとを相互に一致させるように本体部材2及び接続部材3を配置する。そして、第1の挿入片34の係止突起341が本体部材2の段差215(
図2参照)に係止するまで、接続部材3の基部36を本体部材2の接続片取付部21の穴部210に挿入する。これにより、本体部材2と接続部材3とは相互に固定され、本実施形態における端子1を製造することができる。
【0045】
次に、本実施形態における端子1及びその製造方法の作用について説明する。
【0046】
本実施形態の端子1は、板状部材に切断加工(打ち抜き)及びプレス加工をすることにより形成した第2加工体62を円筒状に加工して接続部材3を形成する。そして、当該接続部材3を本体部材2の穴部210に挿入することにより製造される。これにより、相手方端子5と接続するための第1及び第2の接続片32、33等を容易に形成することができる。このため、切削工程等により端子全体を製造する場合に比べ、端子1の製造工程を簡易化することが可能となり、製造コストを低減することができる。
【0047】
また、本実施形態では、接続部材3における連結部31の幅を周方向Dに沿って略一定とすることができるため、第2加工体62を円筒状に加工する際の加工精度の向上を図ることができる。
【0048】
また、本実施形態における端子1の接続部材3を構成する材料のヤング率は、本体部材2を構成する材料のヤング率に対して相対的に大きくなっている。このため、第1及び第2の接続片32、33に適度な弾性を付与することにより端子1と相手方端子5との良好な弾性接触による電気的接続を可能としつつ、接続部材3よりも電気的特性に優れた材料で本体部材2を構成することができる。
【0049】
また、本実施形態における端子1の接続部材3の表面に形成されためっき層37は、本体部材2の表面に形成されためっき層24と比較して相対的に硬くなっている。このため、相手方端子5の挿抜が繰り返される接続片32、33の表面に形成されためっき層37は、優れた耐摩耗性の確保を可能としつつ、電線取付部22の表面に形成されためっき層24は、電線圧着時の良好な電気的接続の確保を可能とすることができる。
【0050】
そして本実施形態では、本体部材2と接続部材3とにそれぞれ別々にめっき処理を施した後、別々に形成された本体部材2と接続部材3を組み合わせることで端子1を形成するので、マスキング部材の貼り付けや剥離等の追加の工程を伴うことなく、2種類のめっき層24、37を容易に形成することができる。また、マスキング作業に伴うめっき層の損傷も抑制することができる。
【0051】
また、本実施形態では、第1の挿入片34に形成された係止突起341は本体部材2の段差215に係止していると共に、第2の挿入片35に形成された突起351が本体部材2の穴部210の内壁に当接している。このため、接続部材3と本体部材2とを相互に強固に固定できると共に、接続部材3と本体部材2との間の電気的接続を確実に図り、当該接続部材3と本体部材2との間の電気的抵抗値の増大を抑制することができる。
【0052】
なお、以上に説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。