特許 6576979 端子接続構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6576979

(24)【登録日】2019年8月30日

(45)【発行日】2019年9月18日

(54)【発明の名称】端子接続構造

(51)【国際特許分類】

   H01R 13/11 20060101AFI20190909BHJP

【ＦＩ】

   H01R13/11 301Z

【請求項の数】2

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2017-140600(P2017-140600)

(22)【出願日】2017年7月20日

(65)【公開番号】特開2019-21559(P2019-21559A)

(43)【公開日】2019年2月7日

【審査請求日】2018年11月19日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006895

【氏名又は名称】矢崎総業株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001771

【氏名又は名称】特許業務法人虎ノ門知的財産事務所

(72)【発明者】

【氏名】吉岡 利和

(72)【発明者】

【氏名】田中 泰弘

(72)【発明者】

【氏名】中野 暁斗

【審査官】 杉山 健一

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−１６５３０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−０２２１７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−０１１９６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０２５９８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０４０６８９１７（ＵＳ，Ａ）

【文献】 米国特許第０３４０６３７６（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｒ １３／１０−１３／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

円柱状又は円筒状の雄型接続体を有する雄端子金具と、
前記雄型接続体が軸線方向に挿入される円柱状の内部空間が設けられた雌型接続体、及び、電線の導電部が電気的に接続される電線接続体を有する雌端子金具と、
前記内部空間への収容完了後の前記雄型接続体と前記雌端子金具との間に介在し、前記雄型接続体と前記雌端子金具との間で保持力を発生させる保持構造体と、
を備え、
前記保持構造体は、前記雌型接続体の筒軸方向に沿って２つの領域に区画された前記内部空間の一方の領域で前記雄型接続体と前記雌型接続体との間に配置され、かつ、前記雄型接続体と前記雌型接続体との間での接点となる２つの第１保持体と、区画された前記内部空間の他方の領域で前記雄型接続体と前記雌型接続体との間に配置され、かつ、前記雄型接続体と前記雌型接続体との間での接点となる２つの第２保持体と、前記内部空間の前記一方の領域に配置され、前記雄型接続体と前記雌端子金具との間での接点となる弾性変形可能な第３保持体と、を備え、
それぞれの前記第１保持体とそれぞれの前記第２保持体と前記第３保持体は、前記筒軸方向で、それぞれの前記第１保持体、それぞれの前記第２保持体、前記第３保持体の順に配置し、
それぞれの前記第１保持体は、前記雌型接続体の挿入口となる一方の開口側で前記雌型接続体の内周面から突出させると共に、前記一方の開口側で、かつ、前記内部空間の前記一方の領域を前記内部空間の軸周りに更に二分割したそれぞれの領域に各々配置し、
それぞれの前記第２保持体は、前記雌型接続体の他方の開口側で前記雌型接続体の内周面から突出させると共に、前記他方の開口側で、かつ、前記内部空間の前記他方の領域を前記内部空間の軸周りに更に二分割したそれぞれの領域に各々配置し、
前記第３保持体は、前記第１保持体及び前記第２保持体よりも前記電線接続体側で前記雌端子金具から突出させると共に、前記筒軸方向に見て、前記内部空間の軸周りでそれぞれの前記第１保持体の間に位置させるように配置することを特徴とした端子接続構造。

【請求項2】

前記第１保持体と前記第２保持体は、接点となる凸曲面を有することを特徴とした請求項１に記載の端子接続構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、端子接続構造に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、雌雄それぞれの端子金具を物理的且つ電気的に接続させる端子接続構造が知られている。ここで示す端子接続構造は、雄端子金具が雌端子金具に収容完了位置まで挿入された際の相互間の接続を担うものである。その端子接続構造については、例えば、下記の特許文献１に開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１１−１０８５９５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、この種の端子接続構造には、雌雄それぞれの端子金具を物理的且つ電気的に接続させる機能と、接続された雌雄それぞれの端子金具の間での保持力を発生させる機能と、が求められる。しかしながら、従来の端子接続構造は、保持力を増加させれば、雌雄それぞれの端子金具の間での挿入力も増加してしまい、その挿入力を低減させれば、保持力が減少してしまう、という二律背反の関係にある。

【0005】

そこで、本発明は、挿入力を低く抑えつつ保持力を確保することが可能な端子接続構造を提供することを、その目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成する為、本発明は、円柱状又は円筒状の雄型接続体を有する雄端子金具と、前記雄型接続体が軸線方向に挿入される円柱状の内部空間が設けられた雌型接続体、及び、電線の導電部が電気的に接続される電線接続体を有する雌端子金具と、前記内部空間への収容完了後の前記雄型接続体と前記雌端子金具との間に介在し、前記雄型接続体と前記雌端子金具との間で保持力を発生させる保持構造体と、を備え、前記保持構造体は、前記雌型接続体の筒軸方向に沿って２つの領域に区画された前記内部空間の一方の領域で前記雄型接続体と前記雌型接続体との間に配置され、かつ、前記雄型接続体と前記雌型接続体との間での接点となる２つの第１保持体と、区画された前記内部空間の他方の領域で前記雄型接続体と前記雌型接続体との間に配置され、かつ、前記雄型接続体と前記雌型接続体との間での接点となる２つの第２保持体と、前記内部空間の前記一方の領域に配置され、前記雄型接続体と前記雌端子金具との間での接点となる弾性変形可能な第３保持体と、を備え、それぞれの前記第１保持体とそれぞれの前記第２保持体と前記第３保持体は、前記筒軸方向で、それぞれの前記第１保持体、それぞれの前記第２保持体、前記第３保持体の順に配置し、それぞれの前記第１保持体は、前記雌型接続体の挿入口となる一方の開口側で前記雌型接続体の内周面から突出させると共に、前記一方の開口側で、かつ、前記内部空間の前記一方の領域を前記内部空間の軸周りに更に二分割したそれぞれの領域に各々配置し、それぞれの前記第２保持体は、前記雌型接続体の他方の開口側で前記雌型接続体の内周面から突出させると共に、前記他方の開口側で、かつ、前記内部空間の前記他方の領域を前記内部空間の軸周りに更に二分割したそれぞれの領域に各々配置し、前記第３保持体は、前記第１保持体及び前記第２保持体よりも前記電線接続体側で前記雌端子金具から突出させると共に、前記筒軸方向に見て、前記内部空間の軸周りでそれぞれの前記第１保持体の間に位置させるように配置することを特徴としている。

【0008】

ここで、前記第１保持体と前記第２保持体は、接点となる凸曲面を有することが望ましい。

【発明の効果】

【0009】

本発明に係る端子接続構造は、２つの第１保持体と２つの第２保持体と第３保持体のそれぞれの配置によって、雄型接続体を雌型接続体に挿入する際の挿入力を低く抑えつつ、雄型接続体の雌型接続体への収容が完了しているときの雄型接続体と雌端子金具との間の保持力を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、実施形態の端子接続構造を示す斜視図であって、雄端子金具と雌端子金具の接続前の状態を表している。

【図2】図２は、実施形態の端子接続構造を示す斜視図であって、雄端子金具と雌端子金具の接続後の状態を表している。

【図3】図３は、雌端子金具の正面図である。

【図4】図４は、図３のＸ１−Ｘ１線断面図である。

【図5】図５は、図３のＸ２−Ｘ２線断面図である。

【図6】図６は、雄型接続体の雌型接続体への収容完了状態の一例を示す断面図である。

【図7】図７は、雄型接続体の雌型接続体への収容完了状態の一例を示す断面図である。

【図8】図８は、雄型接続体の雌型接続体への収容完了状態の一例を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下に、本発明に係る端子接続構造の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。

【0012】

［実施形態］
本発明に係る端子接続構造の実施形態の１つを図１から図８に基づいて説明する。

【0013】

図１から図５の符号１は、本実施形態の端子接続構造を示す。この端子接続構造１は、下記の雄端子金具１０と雌端子金具２０との接続に関わるものである。この端子接続構造１は、その雄端子金具１０と雌端子金具２０との間で保持力を発生させる保持構造体３０を備えている。

【0014】

雄端子金具１０は、金属等の導電性材料で成形されている。例えば、この雄端子金具１０は、導電性の金属板を母材とし、切断や折り曲げ等のプレス加工を施して成形される。雄端子金具１０は、プレス加工の他に、切削加工等の別の方法で成形してもよい。この雄端子金具１０は、雄型接続体１１と電線接続体１２と連結体１３とを有する（図１及び図２）。

【0015】

雄型接続体１１は、円柱状又は円筒状に形成されたものである。雄端子金具１０においては、この雄型接続体１１の軸線方向が雌端子金具２０に対する挿抜方向となる。

【0016】

電線接続体１２は、電線の導電部（図示略）が電気的に接続される部位である。その接続は、例えば、加締め等の圧着加工によるもの、溶接によるもの、半田付けによるものなど、如何様なものであってもよい。この例示では、板状の母材を折り曲げ加工してＵ字状の電線接続体１２を形成している。その電線接続体１２は、互いに対向している２つのバレル片部１２ａを有しており、それぞれのバレル片部１２ａを導電部としての電線の芯線に巻き付けて、その導電部に圧着させることで、この導電部に対して物理的且つ電気的に接続させる。

【0017】

連結体１３は、雄型接続体１１と電線接続体１２との間に介在させた部位であり、これらを連結させる。

【0018】

雌端子金具２０は、金属等の導電性材料で成形されている。例えば、この雌端子金具２０は、導電性の金属板を母材とし、切断や折り曲げ等のプレス加工を施して成形される。雌端子金具２０は、プレス加工の他に、切削加工等の別の方法で成形してもよい。この雌端子金具２０は、雌型接続体２１と電線接続体２２と連結体２３とを有する（図１及び図２）。

【0019】

雌型接続体２１は、その外形については問わないが、円柱状又は円筒状に成形された雄型接続体１１に合わせて、円筒状に成形されている。雌型接続体２１は、その筒軸方向における両端を開口させている。一端の開口（以下、「第１開口」という。）２１ａは、雄型接続体１１の挿入口（雄端子挿入口）として利用されると共に、雄型接続体１１を抜き取る際の抜去口（雄端子抜去口）としても利用される。この例示では、第１開口２１ａから挿入された雄型接続体１１を他端の開口（以下、「第２開口」という。）２１ｂから突出させる。この雌型接続体２１は、雄型接続体１１が軸線方向に挿入され且つ収容される円柱状の内部空間２１ｃを有する。

【0020】

電線接続体２２は、電線の導電部（図示略）が電気的に接続される部位である。その接続は、例えば、加締め等の圧着加工によるもの、溶接によるもの、半田付けによるものなど、如何様なものであってもよい。この例示では、板状の母材を折り曲げ加工してＵ字状の電線接続体２２を形成している。その電線接続体２２は、互いに対向している２つのバレル片部２２ａを有しており、それぞれのバレル片部２２ａを導電部としての電線の芯線に巻き付けて、その導電部に圧着させることで、この導電部に対して物理的且つ電気的に接続させる。

【0021】

連結体２３は、雌型接続体２１と電線接続体２２との間に介在させた部位であり、これらを連結させる。

【0022】

保持構造体３０は、内部空間２１ｃへの収容完了後の雄型接続体１１と雌端子金具２０との間に介在し、その雄型接続体１１と雌端子金具２０との間で保持力を発生させるように構成する。また、この保持構造体３０は、雄型接続体１１と雌端子金具２０との間での電気的な接続を担うものでもある。

【0023】

この保持構造体３０は、２つの第１保持体３１と２つの第２保持体３２と１つの第３保持体３３とを備えている（図３から図５）。その第１保持体３１と第２保持体３２と第３保持体３３は、雄型接続体１１に設けてもよく、雌端子金具２０に設けてもよい。ここでは、雌端子金具２０に設けた場合について例示する。

【0024】

第１保持体３１は、雌型接続体２１の筒軸方向に沿って２つの領域Ａ１，Ａ２（図３）に区画された内部空間２１ｃの一方の領域において、雄型接続体１１と雌型接続体２１との間に配置される。この第１保持体３１は、雄型接続体１１と雌型接続体２１の相互間での保持状態を作り出すものであると共に、雄型接続体１１と雌型接続体２１との間での接点となるものでもある。ここでは、それぞれの第１保持体３１を領域Ａ１に配置している。具体的には、その領域Ａ１を更に二分割したそれぞれの領域Ａ１ａ，Ａ１ｂに、それぞれの第１保持体３１を各々配置している。また、それぞれの第１保持体３１は、雌型接続体２１の一方の開口側に配置する。ここでは、雄型接続体１１の挿入口となる第１開口２１ａ側に、それぞれの第１保持体３１を配置している。

【0025】

この例示の第１保持体３１は、領域Ａ１における第１開口２１ａ側で雌型接続体２１の内周面２１ｄから突出させている。この第１保持体３１は、その内周面２１ｄから膨出させた膨出体として形成されており、雄型接続体１１に対する接点となる凸曲面を有している。ここでは、球面状の膨出体を第１保持体３１として利用している。尚、第１保持体３１の形状は、必ずしも凸曲面である必要はなく、自らの機能を発揮し得るものであれば、凸曲面以外の形状を成すものであってもよい。

【0026】

第２保持体３２は、区画された内部空間２１ｃの他方の領域において、雄型接続体１１と雌型接続体２１との間に配置される。この第２保持体３２は、第１保持体３１と同じように、雄型接続体１１と雌型接続体２１の相互間での保持状態を作り出すものであると共に、雄型接続体１１と雌型接続体２１との間での接点となるものでもある。ここでは、それぞれの第２保持体３２を領域Ａ２に配置している。具体的には、その領域Ａ２を更に二分割したそれぞれの領域Ａ２ａ，Ａ２ｂに、それぞれの第２保持体３２を各々配置している（図３）。また、それぞれの第２保持体３２は、雌型接続体２１の他方の開口側に配置する。ここでは、第２開口２１ｂ側に、それぞれの第２保持体３２を配置している。

【0027】

この例示の第２保持体３２は、領域Ａ２における第２開口２１ｂ側で雌型接続体２１の内周面２１ｄから突出させている。この第２保持体３２は、第１保持体３１と同じように、その内周面２１ｄから膨出させた膨出体として形成されており、雄型接続体１１に対する接点となる凸曲面を有している。ここでは、球面状の膨出体を第２保持体３２として利用している。

【0028】

第３保持体３３は、第２保持体３２に対して雌型接続体２１の筒軸方向で第１保持体３１とは逆側に配置する。この例示の第３保持体３３は、第１保持体３１及び第２保持体３２よりも電線接続体２２側に配置されている。更に、この第３保持体３３は、雌型接続体２１の筒軸方向に見て、それぞれの第１保持体３１の間に位置させるように配置する。この第３保持体３３は、雄型接続体１１と雌端子金具２０の相互間での保持状態を作り出すものであると共に、雄型接続体１１と雌端子金具２０との間での接点となるものでもある。

【0029】

この例示の第３保持体３３は、第１保持体３１及び第２保持体３２よりも電線接続体２２側において、雌端子金具２０から突出させる。ここでは、雌型接続体２１の内周面２１ｄにおける第２開口２１ｂ側から連結体２３に渡って第３保持体３３が設けられている。この第３保持体３３は、第１保持体３１や第２保持体３２と同じように、雄型接続体１１に向けて膨出させた膨出体として形成してもよい。この場合には、雄型接続体１１に対する接点となる凸曲面を第３保持体３３が有しており、球面状の膨出体を第３保持体３３として利用することができる。また、第３保持体３３は、雌端子金具２０のプレス成形に際して形成された片持ちの片体を根元側から折り曲げたものであってもよい。この例示では、その片体状の第３保持体３３が設けられている。この片体状の第３保持体３３は、その根元を起点とする弾性を有しており、雄型接続体１１によって弾性変形させられた際に、その反力に伴う押圧力を雄型接続体１１に作用させることができる。つまり、この片体状の第３保持体３３は、雄型接続体１１と雌端子金具２０との間での保持力の向上に寄与するものとなる。

【0030】

この端子接続構造１においては、雄型接続体１１の先端が第１開口２１ａから雌型接続体２１の内部空間２１ｃへと挿入し始めた際に、その雄型接続体１１が２つの第１保持体３１に接触すると共に支持される。この状態は、雄型接続体１１が２つの第２保持体３２に接触するまで続く。よって、雄型接続体１１に作用する摩擦抵抗は、雄型接続体１１が２つの第２保持体３２に接触するまで、２つの第１保持体３１との間で発生することになる。従って、この端子接続構造１においては、雄型接続体１１が２つの第２保持体３２に接触するまで、摩擦抵抗が小さいので、低い挿入力で雄型接続体１１を雌型接続体２１に挿入することができる。特に、この例示では、第１保持体３１が凸曲面で雄型接続体１１に接触しているので、摩擦抵抗の更なる減少が図れ、より低い挿入力で雄型接続体１１を雌型接続体２１に挿入することができる。

【0031】

この端子接続構造１においては、雄型接続体１１の雌型接続体２１への挿入工程の最終段階で、雄型接続体１１が２つの第２保持体３２に接触し、しかる後、雄型接続体１１が第３保持体３３に接触する（図６）。つまり、この端子接続構造１においては、雄型接続体１１の雌型接続体２１への挿入工程の最終段階で、雄型接続体１１に作用する摩擦抵抗が大きくなる。従って、この端子接続構造１においては、低い挿入力での雄型接続体１１の挿入作業が可能になっている。一方、この端子接続構造１においては、雄型接続体１１の雌型接続体２１への収容が完了すると、雄型接続体１１が２つの第１保持体３１と２つの第２保持体３２と１つの第３保持体３３とに接触すると共に支持される。よって、この端子接続構造１においては、雄型接続体１１の雌型接続体２１への収容が完了したときに、雄型接続体１１と雌端子金具２０との間の保持力が増加することになる。更に、この例示の端子接続構造１においては、弾性変形した第３保持体３３から雄型接続体１１に反力（押圧力）が作用しているので、より大きな保持力を発生させることができる。

【0032】

尚、雄型接続体１１は、２つの第２保持体３２に接触するまで、２つの第１保持体３１で支持されつつ傾倒し、雌型接続体２１の内周面２１ｄに先端も接触したり、内部空間２１ｃの周縁等に第１開口２１ａ側も接触したりしてしまう可能性がある。しかしながら、この端子接続構造１においては、その雄型接続体１１の接触箇所の増加に伴う摩擦抵抗の増加代は微々たるものであり、雄型接続体１１が２つの第２保持体３２に接触するまで、低い挿入力で雄型接続体１１を雌型接続体２１に挿入していくことが可能である。

【0033】

図７は、領域Ａ１側の内周面２１ｄに向けて先端が傾倒した場合の雄型接続体１１の収容完了状態を表している。この場合には、例えば、内周面２１ｄを摺動してきた雄型接続体１１が第３保持体３３を押動し、この第３保持体３３を弾性変形させることによって、その第３保持体３３から雄型接続体１１に反力（押圧力）が作用している。故に、この場合には、図６の例示よりも雄型接続体１１の挿入量が少ないが、２つの第１保持体３１と２つの第２保持体３２と１つの第３保持体３３とで雄型接続体１１が保持されている。

【0034】

また、図８は、領域Ａ２側の内周面２１ｄに向けて先端が傾倒した場合、又は、図６の収容完了位置から更に雄型接続体１１が押し込まれた場合の雄型接続体１１の収容完了状態を表している。これらの場合には、例えば、雄型接続体１１が第３保持体３３を押動して弾性変形させることによって、その第３保持体３３から雄型接続体１１に反力（押圧力）が作用している。故に、これらの場合には、図６の例示よりも雄型接続体１１の挿入量が多いが、２つの第１保持体３１と２つの第２保持体３２と１つの第３保持体３３とで雄型接続体１１が保持されている。但し、これらの場合には、第３保持体３３からの反力で雄型接続体１１が傾倒状態になっている。

【0035】

以上示したように、本実施形態の端子接続構造１は、雄型接続体１１を雌型接続体２１に挿入する際の挿入力を低く抑えつつ、雄型接続体１１の雌型接続体２１への収容が完了しているときの雄型接続体１１と雌端子金具２０との間の保持力を確保することができる。

【0036】

ここで、保持構造体３０を雄型接続体１１に設ける場合には、雄型接続体１１の先端側から順に、２つの第１保持体３１と２つの第２保持体３２と１つの第３保持体３３とを配置すればよい。これらの配置に際しては、雌型接続体２１と同じように雄型接続体１１を軸線方向に沿って４つの領域に分割し、それぞれの領域に先の例示と同じように２つの第１保持体３１と２つの第２保持体３２と１つの第３保持体３３とを振り分ければよい。端子接続構造１は、このように構成しても、先の例示と同様の効果を得ることができる。

【0037】

また、この端子接続構造１は、雄端子金具１０と雌端子金具２０の内の少なくとも一方に、雄型接続体１１と雌型接続体２１との間の接続作業方向に力を作用させる弾性部材（図示略）を設けてもよい。この端子接続構造１においては、その弾性部材からの力によって、雄型接続体１１の挿入力の更なる低減が可能になると共に、雄型接続体１１と雌端子金具２０との間の保持力の更なる増加が可能になる。また、この端子接続構造１においては、雄端子金具１０と雌端子金具２０の電気的導通確保に必要な接触荷重を、第１保持体３１と第２保持体３２と第３保持体３３に発生させることができる。

【符号の説明】

【0038】

１ 端子接続構造
１０ 雄端子金具
１１ 雄型接続体
２０ 雌端子金具
２１ 雌型接続体
２２ 電線接続体
２１ａ 第１開口
２１ｂ 第２開口
２１ｃ 内部空間
２１ｄ 内周面
３０ 保持構造体
３１ 第１保持体
３２ 第２保持体
３３ 第３保持体
Ａ１，Ａ１ａ，Ａ１ｂ，Ａ２，Ａ２ａ，Ａ２ｂ 領域

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】