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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024085024
(43)【公開日】2024-06-26
(54)【発明の名称】ソケット端子
(51)【国際特許分類】
   H01R 4/01 20060101AFI20240619BHJP
   H01R 13/11 20060101ALI20240619BHJP
【FI】
H01R4/01
H01R13/11 301D
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022199334
(22)【出願日】2022-12-14
(71)【出願人】
【識別番号】395011665
【氏名又は名称】株式会社オートネットワーク技術研究所
(71)【出願人】
【識別番号】000183406
【氏名又は名称】住友電装株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】000002130
【氏名又は名称】住友電気工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100088672
【弁理士】
【氏名又は名称】吉竹 英俊
(74)【代理人】
【識別番号】100088845
【弁理士】
【氏名又は名称】有田 貴弘
(74)【代理人】
【識別番号】100117662
【弁理士】
【氏名又は名称】竹下 明男
(74)【代理人】
【識別番号】100103229
【弁理士】
【氏名又は名称】福市 朋弘
(72)【発明者】
【氏名】北岡 賢一
(72)【発明者】
【氏名】林 昭宏
(72)【発明者】
【氏名】橋本 大輔
(72)【発明者】
【氏名】舘 健太郎
【テーマコード(参考)】
5E085
【Fターム(参考)】
5E085BB12
5E085BB13
5E085BB15
5E085CC03
5E085DD01
5E085DD03
5E085DD07
5E085EE13
5E085EE24
5E085GG35
5E085JJ01
5E085JJ21
(57)【要約】
【課題】ピン端子とソケット端子との高い接続信頼性を得つつ、接続作業を容易に行えるようにすることを目的とする。
【解決手段】ソケット端子20は、ピン端子10が接続されるソケット端子であって、筒状基部42と、筒状基部の周方向に並ぶ複数のバネ接触片44とを有する筒部と、筒部に外嵌めされた付勢部材50と、を備え、複数のバネ接触片の各々は、筒状基部から筒状基部の軸方向に沿って延びると共に、筒状基部の径方向に弾性変形可能であり、付勢部材は、複数のバネ接触片のそれぞれを内周側に付勢して複数のバネ接触片のそれぞれからピン端子に対する接触圧を付与し、付勢部材は、温度上昇により、接触圧を高めるように形態記憶されている形状記憶合金によって構成されている。
【選択図】図5
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ピン端子が接続されるソケット端子であって、
筒状基部と、前記筒状基部の周方向に並ぶ複数のバネ接触片とを有する筒部と、
前記筒部に外嵌めされた付勢部材と、
を備え、
前記複数のバネ接触片の各々は、前記筒状基部から前記筒状基部の軸方向に沿って延びると共に、前記筒状基部の径方向に弾性変形可能であり、
前記付勢部材は、前記複数のバネ接触片のそれぞれを内周側に付勢して前記複数のバネ接触片のそれぞれから前記ピン端子に対する接触圧を付与し、
前記付勢部材は、温度上昇により、前記接触圧を高めるように形態記憶されている形状記憶合金によって構成されている、ソケット端子。
【請求項2】
請求項1に記載のソケット端子であって、
前記筒状基部は、円筒形状に形成されている、ソケット端子。
【請求項3】
請求項2に記載のソケット端子であって、
前記複数のバネ接触片のそれぞれの内周部は、前記筒状基部の中心軸に沿った方向で見て外周側に凸となる弧状接触部を含む、ソケット端子。
【請求項4】
請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のソケット端子であって、
前記複数のバネ接触片のうち隣合う2つの前記バネ接触片の間にスリットが存在し、
前記付勢部材が、前記スリットの隙間を狭める方向に、前記複数のバネ接触片のそれぞれを付勢している、ソケット端子。
【請求項5】
請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のソケット端子であって、
前記付勢部材は、前記複数のバネ接触片を外周から包囲する包囲部と、前記筒部にかしめ固定されたかしめ固定部とを有する、ソケット端子。
【請求項6】
請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のソケット端子であって、
前記付勢部材は、前記複数のバネ接触片のそれぞれの延在方向中央よりも先端側の部分に接触して前記複数のバネ接触片のそれぞれを内周側に付勢する、ソケット端子。
【請求項7】
請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のソケット端子であって、
前記複数のバネ接触片の各々は、それぞれの延在方向中央よりも先端側の位置で前記ピン端子に接触可能である、ソケット端子。
【請求項8】
請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のソケット端子であって、
前記バネ接触片は、前記筒状基部から延出する基端側領域と、前記基端側領域から前記筒状基部から遠ざかる側に延出する先端側領域とを含み、
前記筒状基部の中心軸に対する前記先端側領域の傾斜角度が、前記筒状基部の中心軸に対する前記基端側領域の傾斜角度よりも小さく、
前記先端側領域の少なくとも一部が前記ピン端子に接触可能である、ソケット端子。
【請求項9】
請求項8に記載のソケット端子であって、
前記付勢部材が前記先端側領域に接して、前記複数のバネ接触片のそれぞれを内周側に付勢している、ソケット端子。
【請求項10】
請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のソケット端子であって、
前記付勢部材は、Ni-Ti合金又はNi-Ti-Cu合金である、ソケット端子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、ソケット端子に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献1は、相手のピン端子と嵌合可能な筒部を備えるソケット端子を開示している。特許文献1には、ソケット端子の筒部は、基部と、基部から筒部の軸方向に延びると共に筒部の周方向に間隔を空けて並んで設けられてなり、且つ筒部の径方向に弾性撓み可能な複数のフィンガとからなることと、筒部のうちフィンガが形成された領域の外周には、フィンガを筒部の径方向内方に縮径するように付勢する外ばねリングが嵌着されることとが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2009-054374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、ピン端子とソケット端子との接続箇所において、耐振動性及び接点発熱抑制のために、接触箇所の接触圧を高めることが要請されることが考えられる。しかしながら、接触圧を高めると、接続のために要する力が大きくなり、接続作業性が悪くなる可能性がある。
【0005】
そこで、本開示は、ピン端子とソケット端子との高い接続信頼性を得つつ、接続作業を容易に行えるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示のソケット端子は、ピン端子が接続されるソケット端子であって、筒状基部と、前記筒状基部の周方向に並ぶ複数のバネ接触片とを有する筒部と、前記筒部に外嵌めされた付勢部材と、を備え、前記複数のバネ接触片の各々は、前記筒状基部から前記筒状基部の軸方向に沿って延びると共に、前記筒状基部の径方向に弾性変形可能であり、前記付勢部材は、前記複数のバネ接触片のそれぞれを内周側に付勢して前記複数のバネ接触片のそれぞれから前記ピン端子に対する接触圧を付与し、前記付勢部材は、温度上昇により、前記接触圧を高めるように形態記憶されている形状記憶合金によって構成されている、ソケット端子である。
【発明の効果】
【0007】
本開示によれば、ピン端子とソケット端子との高い接続信頼性を得つつ、接続作業を容易に行える。
【図面の簡単な説明】
【0008】
図1図1は実施形態に係るソケット端子を示す斜視図である。
図2図2は実施形態に係るソケット端子を示す斜視図である。
図3図3はソケット端子を示す分解斜視図である。
図4図4図1のIV-IV線断面図である。
図5図5図1のV-V線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
[本開示の実施形態の説明]
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。
【0010】
本開示のソケット端子は、次の通りである。
【0011】
(1)ピン端子が接続されるソケット端子であって、筒状基部と、前記筒状基部の周方向に並ぶ複数のバネ接触片とを有する筒部と、前記筒部に外嵌めされた付勢部材と、を備え、前記複数のバネ接触片の各々は、前記筒状基部から前記筒状基部の軸方向に沿って延びると共に、前記筒状基部の径方向に弾性変形可能であり、前記付勢部材は、前記複数のバネ接触片のそれぞれを内周側に付勢して前記複数のバネ接触片のそれぞれから前記ピン端子に対する接触圧を付与し、前記付勢部材は、温度上昇により、前記接触圧を高めるように形態記憶されている形状記憶合金によって構成されている、ソケット端子である。
【0012】
このソケット端子によると、温度上昇前の状態でピン端子を筒部に挿入接続することで、当該接続作業を容易に行える。また、接続後の温度上昇により、バネ接触片とピン端子との接触圧が高まるため、高い接続信頼性を得ることができる。また、バネ接触片は、筒状基部の周方向に沿って並びピン端子の外周を囲む。このため、ピン端子と筒部との接続箇所等で生じた熱が付勢部材に伝わり易い。これにより、接触圧が効果的に高まり、より高い接続信頼性を得ることができる。
【0013】
(2)(1)のソケット端子であって、前記筒状基部は、円筒形状に形成されていてもよい。
【0014】
これにより、加工が容易な丸棒状のピン端子の接続に適した形状とすることができる。
【0015】
(3)(2)のソケット端子であって、前記複数のバネ接触片のそれぞれの内周部は、前記筒状基部の中心軸に沿った方向で見て外周側に凸となる弧状接触部を含んでもよい。
【0016】
これにより、ピン端子に対する弧状接触部の接触面積を大きくすることができ、ピン端子とバネ接触片との接続信頼性が向上する。また、ピン端子の熱が付勢部材に効果的に伝わる。
【0017】
(4)(1)から(3)のいずれか1つのソケット端子であって、前記複数のバネ接触片のうち隣合う2つの前記バネ接触片の間にスリットが存在し、前記付勢部材が、前記スリットの隙間を狭める方向に、前記複数のバネ接触片のそれぞれを付勢してもよい。
【0018】
この場合、温度上昇による付勢部材の付勢状態で、スリットを狭めた状態で、複数のバネ接触片がピン端子に接触することができる。これにより、ピン端子の全周のうちなるべく多くの部分が、バネ接触片に接触することができ、ピン端子とバネ接触片との接続信頼性が向上すると共に、ピン端子の熱が付勢力に効果的に伝わる。
【0019】
(5)(1)から(4)のいずれか1つのソケット端子であって、前記付勢部材は、前記複数のバネ接触片を外周から包囲する包囲部と、前記筒部にかしめ固定されたかしめ固定部とを有してもよい。
【0020】
これにより、加熱前の付勢力が小さい状態で、筒部に対する付勢部材のずれ又は脱落が抑制される。
【0021】
(6)(1)から(5)のいずれか1つのソケット端子であって、前記付勢部材は、前記複数のバネ接触片のそれぞれの延在方向中央よりも先端側の部分に接触して前記複数のバネ接触片のそれぞれを内周側に付勢してもよい。
【0022】
この場合、バネ接触片の基端部から離れた位置でバネ接触片を付勢することで、付勢部材がバネ接触片の基端側を付勢する場合よりも、ピン端子の付勢力を大きくできる。
【0023】
(7)(1)から(6)のいずれか1つのソケット端子であって、前記複数のバネ接触片の各々は、それぞれの延在方向中央よりも先端側の位置で前記ピン端子に接触可能であってもよい。
【0024】
この場合、バネ接触片のうちピン端子に接する部分を大きく変位させることができる。これにより、バネ接触片の僅かな変形でピン端子に対する接触状態を調整し易い。
【0025】
(8)(1)から(7)のいずれか1つのソケット端子であって、前記バネ接触片は、前記筒状基部から延出する基端側領域と、前記基端側領域から前記筒状基部から遠ざかる側に延出する先端側領域とを含み、前記筒状基部の中心軸に対する前記先端側領域の傾斜角度が、前記筒状基部の中心軸に対する前記基端側領域の傾斜角度よりも小さく、前記先端側領域の少なくとも一部が前記ピン端子に接触可能であってもよい。
【0026】
この場合、傾斜角度が小さい先端側領域を、ピン端子になるべく大きい接触面積で又はピン端子のなるべく近くに配置し易い。これにより、ピン端子で生じた熱が筒部を介して効果的に付勢部材に伝わる。
【0027】
(9)(8)のソケット端子であって、前記付勢部材が前記先端側領域に接して、前記複数のバネ接触片のそれぞれを内周側に付勢していてもよい。
【0028】
この場合、発熱箇所近くに付勢部材を配置でき、先端側領域に接する付勢部材に熱が効果的に伝わり、付勢部材が効果的に接触圧を生じさせることができる。
【0029】
(10)(1)から(7)のいずれか1つのソケット端子であって、前記付勢部材は、Ni-Ti合金又はNi-Ti-Cu合金であってもよい。
【0030】
これにより、温度上昇に伴い、形状記憶によって付勢部材を元の形状に戻すことができると共に、弾性係数を大きくしてバネ接触片とピン端子との接触圧を高めることができる。
【0031】
[本開示の実施形態の詳細]
本開示のソケット端子の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本開示はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【0032】
[実施形態]
以下、実施形態に係るソケット端子について説明する。図1及び図2はソケット端子20を示す斜視図である。図3はソケット端子20を示す分解斜視図である。図4図1のIV-IV線断面図である。図5図1のV-V線断面図である。図1図4及び図5において、ピン端子10が2点鎖線で示されている。
【0033】
ソケット端子20には、ピン端子10が接続される。例えば、ソケット端子20は、バスバ又は電線等の電気伝送媒体を介して第1電気機器に接続される。ピン端子10は、バスバ又は電線等の電気伝送媒体を介して第2電気機器に接続される。ピン端子10がソケット端子20に接続されることで、第1電気機器と第2電気機器とが電気的に接続される。
【0034】
ソケット端子20とピン端子10とは、電力線を接続するための端子の組合せであってもよい。例えば、ソケット端子20が電源18に接続され、ピン端子10が負荷19に接続される(図4参照)。ピン端子10がソケット端子20に接続されることで、電源18と負荷19とが電気的に接続される。この場合、ソケット端子20とピン端子10との接触箇所には、負荷19を動作させるのに見合った電流が流れる。負荷19の種類、例えば、負荷19がモータ等である場合には、当該接触箇所には大電流が流れる。
【0035】
ソケット端子20は、筒部40と、付勢部材50とを備える。ソケット端子20は、樹脂製のハウジングH内に収容された状態で、ピン端子10と接続されてもよい(図2参照)。
【0036】
本実施形態では、筒部40は、端子本体30の一部である。端子本体30は、例えば、1枚の金属板をプレス加工することによって形成される。端子本体30は、電流経路となる部分であるため、付勢部材50よりも導電性に優れた金属によって形成されることが好ましい。端子本体30は、例えば、銅板又は銅合金板によって形成される。端子本体30の表面には、錫メッキ等のメッキが施されていてもよい。
【0037】
端子本体30は、筒部40と、電線接続部32とを備える。筒部40と電線接続部32とは、直線状に連なっている。筒部40と電線接続部32とは曲って連なっていてもよい。
【0038】
電線接続部32には、電線Wの端部に露出する芯線部が圧着接続される。電線接続部は、電線Wの端部の丸端子がネジ止等によって接続される構成であってもよい。電線接続部は、電線の端部が溶接、はんだ付等によって接続される構成であってもよい。
【0039】
ソケット端子にバスバ等が接続される場合には、ソケット端子は、電線接続部に代えて、当該バスバをネジ止又は溶接等によって接続可能なバスバ接続部を備えていてもよい。ソケット端子と電気伝送媒体とが端子接続される場合には、ソケット端子は、電線接続部に代えて、端子接続部を有していてもよい。
【0040】
筒部40は、筒状基部42と、複数のバネ接触片44とを有する。
【0041】
筒状基部42は、筒状に形成されている。筒状基部42は、例えば、円筒形状、より具体的には、軸方向の長さ寸法が外径よりも小さい短円筒形状に形成されている。筒状基部42は、例えば、金属板の帯状部分を、両端が突合うように円形に塑性変形させることによって形成されている。筒状基部42を構成する帯状部分の中間部に上記電線接続部32に連なっている。
【0042】
筒状基部が円筒形状であることは必須ではない。筒状基部42は、楕円筒状であってもよく、三角形筒状、四角形筒状等の多角形筒状であってもよい。
【0043】
複数のバネ接触片44は、筒状基部42の周方向に並んでいる。本実施形態では、筒部40は、3つのバネ接触片44を有する。筒部は、2つ又は4つ以上のバネ接触片を有していてもよい。
【0044】
複数のバネ接触片44は、筒状基部42から当該筒状基部42の軸方向に沿って延びている。複数のバネ接触片44は、筒状基部42の軸方向に対して平行である必要は無い。複数のバネ接触片44は、複数のバネ接触片44で囲まれた空間内にピン端子10を挿入保持できる範囲内で、筒状基部42の軸方向に沿って延びていればよい。
【0045】
また、バネ接触片44は、筒状基部42の径方向に弾性変形可能である。ここでは、バネ接触片44の基端部は、筒状基部42のうち電線接続部32とは反対側の端部に連なっている。バネ接触片44は、筒状基部42の径方向厚みが、筒状基部42の周方向の幅よりも小さい板状である。バネ接触片44は、筒状基部42との連結箇所を支持箇所として、筒状基部42の径方向に沿って内外に弾性変形することができる。
【0046】
また、複数のバネ接触片44の間にスリットSが存在している。複数のバネ接触片44は、スリットSの幅を変更しつつ、内外に弾性変形することができる。
【0047】
スリットSは、筒状基部42の中心軸に沿った方向において等幅であってもよいし、不均一幅であってもよい。本実施形態では、バネ接触片44の基端側から先端側に向うに連れて、スリットSの幅が徐々に小さくなる。これにより、後述する弧状接触部44F間の隙間をなるべく小さくできる。
【0048】
上記ピン端子10は、丸棒状である。ピン端子10の先端部は、先端側に向って徐々に細くなる形状、例えば、半球状であってもよい。ピン端子10のうち径が変動する先端部よりも基端側の部分は、同径部分が連続する胴部である。ピン端子10は、例えば、銅又は銅合金の本体にメッキが施された部材であってもよい。
【0049】
筒状基部42の内径は、ピン端子10の外径よりも大きい。複数のバネ接触片44のうち筒状基部42の中心軸(図5参照)に最も近い箇所を結ぶ仮想円の直径は、ピン端子10の外径よりも小さい。
【0050】
ピン端子10が筒部40の先端側から当該筒部40に挿入されると、ピン端子10の先端部が複数のバネ接触片44の内周部に接触する。すると、複数のバネ接触片44が外周側に弾性変形する。ピン端子10とソケット端子20との接続完了状態では、ピン端子10の胴部がバネ接触片44の内周部に接触した状態となっている。端子10、20の接続状態では、複数のバネ接触片44が元の形状に戻ろうとする弾性力によって、当該複数のバネ接触片44がピン端子10に付勢される。
【0051】
複数のバネ接触片44は、その延在方向中央寄りも先端側の位置で、ピン端子10に接触可能である。ここでは、複数のバネ接触片44のそれぞれの内周部は、筒状基部42の中心軸Xに沿った方向で見て外周側に凸となる弧状接触部44Fを含む。本実施形態では、バネ接触片44は、中心軸Xに沿った方向で見ると当該中心軸Xを曲率中心とする弧状をなしている。このため、バネ接触片44の内周面は、中心軸Xに沿った方向で見ると当該中心軸Xを曲率中心とする弧状をなしている。バネ接触片44の先端側に、中心軸Xに最も近い弧状縁が形成されており、当該弧状縁が弧状接触部44Fである。バネ接触片44のうち弧状接触部44Fよりも基端側の部分がピン端子10に接触してもよい。
【0052】
バネ接触片44は、基端側領域R1と、先端側領域R2とを含む(図4参照)。基端側領域R1は、筒状基部42から筒部40の先端側に延出する領域部分である。先端側領域R2は、基端側領域R1から筒状基部42から遠ざかる側、つまり、筒部40のさらに先端側に延出する領域部分である。
【0053】
中心軸Xに対する先端側領域R2の傾斜角度θ2は、中心軸Xに対する基端側領域R1の傾斜角度θ1よりも小さい。つまり、先端側領域R2は、基端側領域R1よりも中心軸Xに対して平行姿勢に近い。これにより、基端側領域R1によって、先端側領域R2をピン端子10に近い内周側位置に配置することができる。そして、基端側領域R1によって、当該基端側領域R1の内周面のうちのなるべく多くの領域を、ピン端子10に接触させるか、ピン端子10にごく近い位置に配置することができる。
【0054】
付勢部材50は、上記筒部40に外嵌めされている。付勢部材50は、複数のバネ接触片44を内周側に付勢し、ピン端子10に対する接触圧を付与する。つまり、バネ接触片44は、自己の弾性力による付勢力と、付勢部材50による付勢力とによって、ピン端子10に押付けられる。
【0055】
より具体的には、付勢部材50は、包囲部52と、かしめ固定部58とを有する。付勢部材50は、例えば、1枚の金属板をプレス加工等することによって形成される。
【0056】
包囲部52は、複数のバネ接触片44を外周から包囲するように配置される。より具体的には、包囲部52は、半円筒状の中間部52aと、当該中間部52aの両端から延出する延長部52bとを有する。延長部52bは、中間部52aから出た部分で徐々に幅狭になる形状であり、ここでは、台形板状に形成されている。
【0057】
中間部52aの両端部に延長部52bが連なり、中間部52a及び2つの延長部52bによって、環状の包囲部52が形成されている。
【0058】
中間部52a及び2つの延長部52bのそれぞれに部分突部52pが形成されている。部分突部52pは、例えば、包囲部52の内周側に半球状に突出する部分である。複数の部分突部52pは、上記複数のバネ接触片44に外周側から接触可能な位置に形成されている。複数の部分突部52pが、複数のバネ接触片44の外周部に1対1の対応関係で接することができる。
【0059】
上記複数の部分突部52pの内周側の頂部を結ぶ仮想円の内径は、複数のバネ接触片44のうち包囲部52が装着される部分の最外周部を通過する仮想円の外径よりも小さい。このため、包囲部52が複数のバネ接触片44にされた状態では、包囲部52は初期状態よりも広がるように弾性的に変形した状態となっている。包囲部52が元の形状に戻ろうとする弾性力によって、複数のバネ接触片44が内周側に押されている。付勢部材50の付勢方向は、上記スリットSの隙間を狭める方向に、複数のバネ接触片44を付勢する方向である。
【0060】
なお、上記部分突部52pが形成されていることは必須ではない。
【0061】
付勢部材50は、バネ接触片44の延在中央寄りも先端側の部分に接触して複数のバネ接触片44を内周側に付勢する。ここでは、包囲部52は、複数のバネ接触片44のうち先端側領域R2の外周側に位置している。包囲部52は、当該各先端側領域R2の外周面に接して、複数のバネ接触片44を内周側に付勢している。このため、先端側領域R2とピン端子10との接触箇所で生じた熱が包囲部52に効果的に伝わる。
【0062】
かしめ固定部58は、筒部40にかしめ固定された部分である。本実施形態では、包囲部52から1つのバネ接触片44の基端部に向けてかしめ固定部58が延出している。
【0063】
より具体的には、包囲部52の中間部52aからかしめ固定部58が延出している。かしめ固定部58は、1つのバネ接触片44の外周面に沿って延びて当該バネ接触片44の基端部に達する。かしめ固定部58の先端部に、両側に延出する抱持片58aを有する抱持部58bを有する。当該一対の抱持片58aがバネ接触片44の基端部の両側面を通り内周側に面するように曲げられて、かしめ固定部58がバネ接触片44にかしめ固定されている。バネ接触片44のうち抱持片58aよりも先端側に側方に突出する突片44aが形成されていてもよい。当該突片44aは、抱持片58aがバネ接触片44の先端側に位置ずれことを規制することができる。かしめ固定部は、筒状基部にかしめ固定されてもよい。
【0064】
抱持部58bと包囲部52とは、抱持部58bから中間部52aに向って延びる中央連結片59aと、抱持部58bから中間部52aの両端に向って延びる一対の側部連結片59bとによって連結されている。中央連結片59aと一対の側部連結片59bとの間には、開口が形成されている。これにより、付勢部材50の熱容量を小さくして、付勢部材50の温度を効果的に上昇させることができる。
【0065】
付勢部材50は、温度上昇により、バネ接触片44とピン端子10との接触圧を高めるように形態記憶されている形状記憶合金によって構成されている。
【0066】
接触圧が高まる前の温度は、例えば、ピン端子10をソケット端子20に接続する作業がなされる温度であり、例えば、常温に属する温度である。常温は、例えば、摂氏25度±15度である。以下、温度について言及がある場合、摂氏温度による温度である。
【0067】
接触圧が高まる温度は、ピン端子10をソケット端子20に接続する作業がなされる温度よりも高い温度である。接触圧が高まる温度は、例えば、常温を超える温度であってもよい。接触圧が高まる温度は、例えば、本ソケット端子20の使用環境温度に、ジュール熱等による加熱の影響が加味された温度であってもよい。接触圧が高まる温度は、例えば、50度以上の温度であってもよい。
【0068】
つまり、付勢部材50は、25度±15度の温度範囲から50度以上への温度上昇により、接触圧を高めるように形態記憶されていてもよい。
【0069】
形態記憶は、温度上昇により、形状変化して又は物性値が変化することで、前記接触圧を高めるように形態記憶されていればよい。
【0070】
例えば、付勢部材50の複数のバネ接触片44のうち最も内周側に位置する部分を結ぶ仮想円を最小仮想円とする。ここでは、複数の部分突部52pの内周側の頂部を結ぶ仮想円が最小仮想円である。接触圧が高まる前の温度における最小仮想円の直径よりも、接触圧が高まった後における最小仮想円の直径が小さくなるように形状記憶されていることが考えられる。つまり、温度上昇によって、最小仮想円が小さくなるように、包囲部52が形状記憶されている。
【0071】
また、例えば、付勢部材50は、温度上昇によって物性値の一例である弾性係数が大きくなって、バネ荷重を高めることができるように、形態記憶されていてもよい。
【0072】
形状記憶合金は、例えば、Ni-Ti合金又はNi-Ti-Cu合金であってもよい。Ni-Ti合金又はNi-Ti-Cu合金であれば、25度±15度の温度範囲から50度以上に温度変化することで、形状変化し、さらに、弾性係数を高めるように、形態記憶することができる。これにより、温度上昇によって、付勢部材50がバネ接触片44を内周側に付勢する力を高めることができる。
【0073】
なお、形状記憶合金は、Ni-Ti合金又はNi-Ti-Cu合金以外の合金であってもよい。
【0074】
ソケット端子20の挙動について説明する。
【0075】
初期状態において筒部40の外周に付勢部材50が装着されている。なお、温度上昇前(例えば、常温)であれば、付勢部材50の最小仮想円の直径が大きくなるように開いていることが考えられる。このため、付勢部材50は筒部40の外周に容易に装着され得る。
【0076】
図1に示すように、ピン端子10が筒部40内にその先端側から挿入接続される。すると、ピン端子10の先端部が複数のバネ接触片44のうち最も内周側に位置する部分、ここでは、先端側領域R2の内周部における弧状接触部44Fに接する。複数のバネ接触片44の間に、ピン端子10を挿入可能な空間が形成されるように、複数のバネ接触片44が外周側に押し広げられる。この際、バネ接触片44の弧状接触部44Fには、バネ接触片44自体のバネ荷重による付勢力F1と、付勢部材50のバネ荷重による付勢力F2が作用している(図5参照)。よって、ピン端子10の挿入作業時においては、バネ接触片44とピン端子10との間には、付勢力F1と付勢力F2との合力による接触圧が作用している。このため、バネ接触片44とピン端子10との間には、付勢力F1と付勢力F2との合力に比例する摩擦力が作用する。
【0077】
付勢力F2は、温度上昇後の付勢力F3よりは小さい。このため、ピン端子10を接続するために要する力を小さくできる。また、接続作業時に接触圧を小さくすることによって、ピン端子10及びバネ接触片44のめっき摩耗を抑制できる。これにより、ピン端子10及びバネ接触片44との接続状態において、酸化防止、耐食防止といっためっきの機能が発揮され、高い接続信頼性が得られる。
【0078】
なお、ピン端子10の挿入作業が終った状態においても、常温であれば、ピン端子10とバネ接触片44との間には、付勢力F1と付勢力F2との合力による接触圧が作用している。
【0079】
ソケット端子20が電気回路の中継接続箇所として用いられる場合、ソケット端子20及びピン端子10の一方に電源18が電気的に接続され、他方に負荷19が電気的に接続されていると考えることができる。このため、電流がソケット端子20とピン端子10とに流れる。
【0080】
電流がソケット端子20とピン端子10とに流れると、ジュール熱によってソケット端子20及びピン端子10が温度上昇する。ソケット端子20とピン端子10との接触箇所ではジュール熱によって温度上昇し易いことも考えられる。ソケット端子20及びピン端子10の熱が付勢部材50に伝わり、付勢部材50も温度上昇する。これにより、付勢部材50は記憶された形状に変形し、又は、付勢部材50の弾性係数等の物性値が変えられ、付勢部材50によるバネ荷重が高くなる。すると、付勢部材50による付勢力F3が、上記付勢力F2よりも大きくなる。このため、ピン端子10及びバネ接触片44との間の接触圧も大きくなる。これにより、振動条件下においても、ソケット端子20とピン端子10とが安定して接触した状態に保たれる。また、ソケット端子20とピン端子10との電気抵抗が低下し、当該接触箇所において過大に発熱することが抑制される。
【0081】
例えば、本ソケット端子20が電源回路又は高圧が印加される回路に適用される場合には、ジュール熱による発熱が期待される。高圧とは、例えば、60V以上であり、より好ましくは、90V以上である。
【0082】
もっとも、本ソケット端子20は、信号回路又は低圧が印加される回路に適用されてもよい。
【0083】
付勢部材50の温度上昇は、ソケット端子20及びピン端子10におけるジュール熱以外の熱によってもたらされてもよい。例えば、ソケット端子20周りの制御機器、駆動回路の熱、内燃機関の熱又はバッテリーの熱によって、付勢部材50が温度上昇してもよい。
【0084】
以上のように構成されたソケット端子20によると、付勢部材50は、複数のバネ接触片44を内周側に付勢してピン端子10に対する接触圧を付与する。また、付勢部材50は、温度上昇により、接触圧を高めるように形態記憶されている形状記憶合金によって構成されている。このため、温度上昇前の状態でピン端子を筒部40に挿入接続することで、比較的小さい接触圧条件で接続作業を容易に行える。これにより、低い挿入力で、接続作業性を容易に行える。また、接続時におけるソケット端子20とピン端子10とのめっき摩耗が抑制される。このため、ソケット端子20とピン端子10との接続状態で、めっきの機能が発揮され、両者の接続信頼性が確保される。
【0085】
また、接続後の温度上昇により、バネ接触片44とピン端子10との接触圧が高まるため、高い接続信頼性を得ることができる。また、複数のバネ接触片44は、筒状基部42の周方向に沿って並びピン端子10の外周を囲む。このため、ピン端子10と筒部40との接続箇所等で生じた熱が、周方向に並ぶバネ接触片44を介して付勢部材50に伝わり易い。これにより、接触圧が効果的に高まり、より高い接続信頼性を得ることができる。
【0086】
また、常温に戻ると、ソケット端子20とピン端子10との接触圧が相対的に低い状態に戻るため、ソケット端子20に対するピン端子10の挿脱を伴うメンテナンスが容易に実施され得る。
【0087】
例えば、耐振動性及び接点における発熱抑制のために、端子のバネ荷重を高くすることが想定される。この場合、接続のために要する力が大きくなり、接続作業性が悪化する可能性がある。接続作業性を高めるために、てこの原理を利用したレバーを組込んだり、ボルトの締付け力を利用したりする構成が考えられる。これらの場合、重量化、大型化及び複雑化する可能性がある。
【0088】
本ソケット端子20によると、重量化、大型化及び大型化を抑制しつつ、接続作業の容易化及び接続信頼性の向上が可能となる。なお、ソケット端子20において、上記レバー又はボルトを利用した接続構造が適用されてもよい。
【0089】
また、筒状基部42が円筒状に形成されており、複数のバネ接触片44が当該筒状基部42によって周方向に並ぶように配置されると、加工が容易な丸棒状のピン端子10の接続に適した形状とすることができる。
【0090】
また、バネ接触片44の内周部が、中心軸Xに沿った方向で見て外周側に凸となる弧状接触部44Fを含めば、ピン端子10に対する弧状接触部の接触面積を大きくすることができる。これにより、ピン端子とバネ接触片との接続信頼性が向上する。また、ピン端子10からバネ接触片44を介して付勢部材50に熱が伝わり易くなり、付勢部材50が効果的に温度上昇できる。
【0091】
また、付勢部材50が、スリットSの隙間を狭める方向に、複数のバネ接触片44を付勢しているため、バネ接触片44は、スリットSを利用して円滑に内外周側に弾性変形でき、かつ、付勢部材50がバネ接触片44を付勢している状態で、スリットSを狭めた状態で、複数のバネ接触片44がピン端子10に接触することができる。これにより、ピン端子10の全周のうちなるべく多くの部分が、バネ接触片44に接触することができる。これにより、ピン端子10とバネ接触片44との接続信頼性が向上する。また、スリットSを狭めることで、ピン端子10からバネ接触片44を介して付勢部材50に熱が伝わり易くなり、付勢部材50が効果的に温度上昇できる。
【0092】
また、付勢部材50は、筒部40にかしめ固定されたかしめ固定部58を有するため、加熱前の状態で包囲部52の付勢力が比較的小さい状態でも、筒部40に対する付勢部材50のずれ又は脱落が抑制される。
【0093】
また、付勢部材50は、バネ接触片44の延在中央寄りも先端側の部分に接触して複数のバネ接触片44を内周側に付勢する。このため、付勢部材がバネ接触片の基端側を付勢する場合よりも、ピン端子10の付勢力を大きくできる。
【0094】
また、複数のバネ接触片44は、その延在方向中央寄りも先端側の位置で、ピン端子10に接触可能である。ここでは、バネ接触片44の先端側に弧状接触部44Fが位置する。バネ接触片44は、基端を中心として揺動するように弾性変形する。このため、ピン端子に対する接触部がバネ接触片の基端寄りに位置する場合と比較して、バネ接触片44のうちピン端子10に接する弧状接触部44Fを大きく変位させることができる。これにより、バネ接触片44の僅かな変形で、ピン端子10に対する接触状態を調整し易い。
【0095】
また、バネ接触片44は、基端側領域R1と先端側領域R2とを含み、先端側領域R2の傾斜角度θ2が、基端側領域R1の傾斜角度θ1よりも小さい。先端側領域R2の少なくとも一部がピン端子10に接触している。このため、傾斜角度θ1が小さい先端側領域R2を、ピン端子10になるべく大きい接触面積で接触させることができ、又は、先端側領域R2をピン端子10の外周面になるべく近く位置に配置し易い。これにより、ピン端子10で生じた熱が筒部40を介して効果的に付勢部材50に伝わる。これにより、付勢部材50による付勢力を高めやすい。
【0096】
また、付勢部材50が先端側領域R2に接して、複数のバネ接触片44を内周側に付勢している。このため、先端側領域R2に接する付勢部材50に熱が効果的に伝わり、付勢部材50が効果的に接触圧を生じさせることができる。
【0097】
また、付勢部材50がNi-Ti合金又はNi-Ti-Cu合金であれば、温度上昇時に、形状記憶により元の形状に戻すことができると共に、弾性係数を大きくしてソケット端子20とピン端子10との接触圧を高めることができる。
【0098】
なお、上記実施形態及び各変形例で説明した各構成は、相互に矛盾しない限り適宜組合わせることができる。
【符号の説明】
【0099】
10 ピン端子
18 電源
19 負荷
20 ソケット端子
30 端子本体
32 電線接続部
40 筒部
42 筒状基部
44 バネ接触片
44F 弧状接触部
44a 突片
50 付勢部材
52 包囲部
52a 中間部
52b 延長部
52p 部分突部
58 かしめ固定部
58a 抱持片
58b 抱持部
59a 中央連結片
59b 側部連結片
F1、F2、F3 付勢力
H ハウジング
R1 基端側領域
R2 先端側領域
S スリット
W 電線
X 中心軸
θ1 基端側領域の傾斜角度
θ2 先端側領域の傾斜角度
図1
図2
図3
図4
図5