JP2006172877A - 端子金具 - Google Patents

Abstract

【課題】 振動環境下でも端子金具の接続信頼性を確保する。
【解決手段】 雄タブ３１を備えた雄端子金具３０と、受け部１６との間に雄タブ３１を挿入して弾性的に挟持する接触片１７を備えた雌端子金具１０とからなる。雄タブ３１と受け部１６の両表面に形成されたメッキ層５１が互いに当接し合うことで双方の接続がとられる。受け部１６の表面には、雄タブ３１側に向けて突出する段差部５２が形成され、受け部１６のメッキ層５１は、ほぼ一定層厚で被着されるとともに段差部５２と対応する段差部分を雄タブ３１側のメッキ層５１に当接可能な接続部５３となし、かつ、このメッキ層５１の層厚が、段差部５２の突出寸法よりも大きく設定されている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、端子金具に関するものである。

一般的に、雄端子金具は、その先端部に雄タブを突出させた構造とされ、雌端子金具は、先端部に箱部を備えてこの箱部内に後方へ折り返した弾性接触片を設けた構造とされる（例えば、以下の特許文献１を参照）。雌端子金具の箱部内には雄端子金具の雄タブが差し込まれ、差し込まれた雄タブは、弾性接触片とこれに対向する天井壁との間に弾性的に挟持された状態で双方と電気的に接続する。ここで、端子金具の接触信頼性を高めるため、黄銅系材料や銅合金系材料からなる端子母材の表面には錫等によるメッキ層が形成されており、このメッキ層を介して雌雄の両端子金具の接続がとられるようになっている。
特開平４−１１５４７５号公報

ところで、自動車のエンジンルームのように振動を受ける環境下で使用されるコネクタでは、雌雄の両端子金具間が摺動磨耗してメッキが剥がれ落ちる問題があった。すなわち、両端子金具が接続状態にあるときに、コネクタが振動環境下に晒されると、雄タブと天井壁との間は、両者が雄タブの挿入方向に沿った長い範囲で接触しているため、振動によって両者が擦れ合うことにより、接触面全体のメッキが削り取られる事態が起こり得た。そうすると、メッキ層下の端子母材が露出して端子母材間で当接し合うこととなり、接続信頼性が損なわれる懸念があった。

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、振動環境下での端子金具の接続信頼性を確保することを目的とする。

上記の目的を達成するための手段として、請求項１の発明は、雄タブを備えた雄端子金具と、前記雄タブの挿入方向に沿って形成された受け部とこの受け部との間に前記雄タブを挿入して弾性的に挟持する接触片とを備えた雌端子金具とからなり、前記雄タブと前記受け部の両表面に形成されたメッキ層が互いに当接し合うことで双方の接続がとられる端子金具であって、前記雄タブと前記受け部の両表面のうちの少なくともいずれか一方には、他方に向けて突出する段差部が形成され、前記一方のメッキ層は、ほぼ一定層厚で被着されるとともに前記段差部と対応する部分を前記他方のメッキ層に対する接続部となし、かつ、このメッキ層の層厚が、前記段差部の突出寸法よりも大きく設定されている構成としたところに特徴を有する。

請求項２の発明は、雄タブを備えた雄端子金具と、前記雄タブの挿入方向に沿って形成された受け部とこの受け部との間に前記雄タブを挿入して弾性的に挟持する接触片とを備えた雌端子金具とからなり、前記雄タブと前記接触片の両表面に形成されたメッキ層が互いに当接し合うことで双方の接続がとられる端子金具であって、前記雄タブと前記接触片の両表面のうちの少なくともいずれか一方には、他方に向けて突出する段差部が形成され、前記一方のメッキ層は、ほぼ一定層厚で被着されるとともに前記段差部と対応する部分を前記他方のメッキ層に当接可能な接続部となし、かつ、このメッキ層の層厚が、前記段差部の突出寸法よりも大きく設定されている構成としたところに特徴を有する。

請求項３の発明は、請求項１または請求項２に記載のものにおいて、前記接続部は、前記雄タブの挿入方向の前後位置に間隔をあけて複数配置されているところに特徴を有する。

請求項４の発明は、請求項１または請求項２に記載のものにおいて、前記接続部は、前記雄タブの挿入方向に沿って複数並んで延出するとともに、このうちの少なくとも２つが、互いの突出寸法を異にして構成されているところに特徴を有する。

請求項５の発明は、請求項１または請求項２に記載のものにおいて、前記接続部は、階段状に突出する凸部として構成されているところに特徴を有する。

請求項６の発明は、請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のものにおいて、前記他方のメッキ層には、雌雄の両端子金具が接続状態にあるときに、前記接続部を嵌め入れる凹部が形成され、この凹部の底面に前記接続部が当接可能とされているところに特徴を有する。

＜請求項１の発明＞
雌雄の両端子金具が接続状態にあるときに、雄タブと受け部とは、接続部を介して互いに当接し合う。その後、振動環境下で摺動が生じると、接続部が磨耗によって削り取られる事態が起こり得るが、本発明の場合には、メッキ層の層厚が段差部の突出寸法よりも大きく設定されているから、仮に接続部が削り取られたとしても、段差部を露出させることなく、削り取られたあとに残るメッキ層を新たな接続部として機能させることができる。つまり、磨耗によって当初の接続部が消失しても、この接続部に代わって、新たな接続部があらわれるような構成となっているから、振動環境下にあってもメッキ層による信頼性の高い接続状況を実現できる。

＜請求項２の発明＞
雌雄の両端子金具が接続状態にあるときに、雄タブと接触片とは、接続部を介して互いに当接し合う。その後、振動環境下で摺動が生じると、接続部が磨耗によって削り取られる事態が起こり得るが、本発明の場合には、メッキ層の層厚が段差部の突出寸法よりも大きく設定されているから、仮に接続部が削り取られたとしても、段差部を露出させることなく、削り取られたあとに残るメッキ層を新たな接続部として機能させることができる。つまり、磨耗によって当初の接続部が消失しても、この接続部に代わって、新たな接続部があらわれるような構成となっているから、振動環境下にあってもメッキ層による信頼性の高い接続状況を実現できる。

＜請求項３の発明＞
接続部が雄タブの挿入方向の前後位置に間隔をあけて複数配置されているから、雄タブが接触片と受け部との間にバランスよく挟持される。

＜請求項４の発明＞
接続部が雄タブの挿入方向に沿って複数並んで配置されているから、雄タブの挿入フィーリングが良好となる。また、複数の接続部のうちの少なくとも２つが互いの突出寸法を異にして構成されているから、メッキ層の磨耗の進行に従って、他方のメッキ層に対する接点数を増大させることができる。

＜請求項５の発明＞
接続部が階段状に突出する凸部として構成されているから、メッキ層の磨耗の進行に従って、突出寸法の大きな端面から順に、他方のメッキ層に対する接続部を構成することができる。

＜請求項６の発明＞
他方のメッキ層には接続部を嵌め入れる凹部が形成され、凹部の底面に接続部を当接可能としているから、両端子金具が接続状態にあるときに、凹部と接続部とが凹凸状に噛み合うことで、雄タブの遊動を規制することができる。

＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を図１ないし図５によって説明する。本実施形態は、雌端子金具１０と雄端子金具３０とによって構成されている。雌雄の両端子金具１０，３０は、それぞれ、雌雄の両コネクタハウジング（図示せず）内に収容されており、両コネクタハウジングの嵌合操作に伴って互いに接続されるようになっている。

雄端子金具３０は、導電性板材を折り曲げて形成されており、その前端部に前方へ突出する雄タブ３１を備えて構成されている。雄タブ３１は、やや幅広でかつ扁平状に形成されており、その先端周りには雌端子金具１０への挿入動作を案内するテーパ面３１Ａが切り欠きやプレス加工により形成されている。
雌端子金具１０は、同じく導電性板材を折り曲げて形成されており、図１及び図２に示すように、その前端部に雄タブ３１を挿入可能な箱部１１を備え、かつ、その後端部に電線Ｗを固定可能な電線接続部１２を備えている。電線接続部１２は、前方に位置して電線Ｗの芯線部分をかしめ付けるワイヤバレル１２Ａと、後方に位置して電線Ｗの被覆部分をかしめ付けるインシュレーションバレル１２Ｂとからなる。

箱部１１は、前後方向に細長い略角筒状に形成され、底板１３と、底板１３の両端から立ち上げられた左右一対の側板１４と、両側板１４の上端から内向きに折り曲げられて上下に重ねられた一対の天井板１５とから構成されている。両天井板１５のうち下側に配置された天井板１５には、雄タブ３１との対応する部分に、受け部１６が叩き出しにより形成されている。この受け部１６は、図４に示すように、前後方向に沿って延出する平坦面を備えた台形状に形成されている。もっとも、受け部１６は、図５に示すように、前後方向に並んで延出する複数条（図示する場合は２条）のビード１６Ａによって構成されていても構わない。

箱部１１内には、図１及び図２に示すように、底板１３の前端から後方へ山形状に折り返された接触片１７が配置されている。接触片１７は、上下方向に弾性撓みし得るように形成され、山の頂上に設けられた接点部１８と受け部１６との間で雄タブ３１を挟持した状態で同雄タブ３１と電気的に接続可能とされている。接触片１７のうち接点部１８よりも後方領域は補助バネ部１９とされ、補助バネ部１９は、雄タブ３１の挿入時に、底板１３の上面と当接して雄タブ３１に対する接触荷重を加勢するようになっている。底板１３の前後方向略中央には、接点部１８に向けて切り起こされたストッパー２０が形成されている。ストッパー２０は、接触片１７の過度撓みを防止するためのものである。

さて、雌雄の両端子金具１０，３０は、図３の（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、黄銅性の端子母材５０の表面全体に亘って錫によるメッキ層５１を形成して構成されている。端子母材５０のうち受け部１６と対応する部分には、周囲の面よりも一段突出する段差部５２が形成されている。段差部５２は、側面視すると前後方向に沿って平坦な略台形状に形成され、受け部１６側にあっては前後二位置に間隔をあけて二つ配置されるとともに、雄タブ３１側にあっては一つ配置されている。メッキ層５１は、段差部５２からその周囲の面にかけてほぼ一定層厚Ｌ１で被着されている。段差部５２に被着されたメッキ層５１は、段差部５２にならって同段差部５２と相似の略台形状に形成され、対面する相手側に対して面当り状態で当接可能な接続部５３として構成されている。

雄タブ３１側の接続部５３は、雄タブ３１が箱部１１内に正規深さで挿入されたときに、受け部１６側の二つの接続部５３間に嵌まり込む態様で形成されている。また、接触片１７の接点部１８は、受け部１６側の二つの接続部５３の中間位置に対して、雄タブ３１の挿入空間を挟んだ対称位置に配置されている。したがって、雄タブ３１は、受け部１６と接触片１７との間にバランスよく挟持されることとなる。なお、図面上の接続部５３は、作図の便宜上、実際のサイズよりも誇張して描かれている。

メッキ層５１の層厚Ｌ１は、約１〜２μｍであって、端子母材５０の段差部５２の突出寸法Ｌ２よりも大きく設定してある（つまり、Ｌ１＞Ｌ２の関係が成立する）。したがって、接続部５３の周囲面５３Ｒが段差部５２の突出端面５２Ａより高位面となるため、仮に接続部５３が削り取られても、端子母材５０が露出することはなく、削り取られたあとに残るメッキ層５１が新たな接続部として機能するようになっている。

なお、本実施形態の段差部５２はプレス加工によって端子母材５０の厚み方向へ底上げした状態で突出して形成されているが、その突出寸法が小さいことを考慮すると、段差部５２は、プレス加工に代わって、端子母材５０の表面に鋼球を吹き付けるブラスト加工によって形成されても構わない。ブラスト加工の場合には、段差部５２が端子母材５０の表面に多数形成されることとなる。また、メッキ層５１は、段差部５２の形成後、両端子金具１０，３０の全体をメッキ用の電解質溶液中に浸漬させてメッキ処理を行うことによって形成されるので、全体に亘ってほぼ一定層厚Ｌ１を有することとなる。

ここで、図２に示すように、雄タブ３１が箱部１１内に正規深さで挿入されると、雄タブ３１と受け部１６とは、両接続部５３の表面を互いに当接し合うことで緊密に接続される。この状態から、コネクタが振動環境下におかれると、両接続部５３は、接続状態を保持しつつも、振動に伴って互いに擦り合い、磨耗によってその突出量を経時的に減退させてゆく。その後、両接続部５３が完全に削り取られた状態では、図３の（Ｂ）に示すように、端子母材５０の段差部５２を被覆しつつ同一高さ位置に連続する平坦なメッキ面５５が削成され、今度はこのメッキ面５５を介して、雄タブ３１と受け部１６とが互いに当接し合うこととなる。

このように本実施形態では、振動によって雄タブ３１と受け部１６の両接続部５３が削り取られたとしても、端子母材５０の段差部５２を露出させることなく、削り取られたあとに残るメッキ層５１を新たな接続部として機能させることができる。したがって、振動環境下にあっても、メッキ層５１による接続状況を担保することができ、接続信頼性を高めることができる。なお、雄タブ３１と受け部１６との間は、振動に伴って弾性撓みし得る接触片１７と違って、振動を吸収し難い接続構造となっている。したがって、振動に起因する磨耗によりメッキ層５１が削り取られて端子母財５０が露出する事態を招き易いので、かかる接続部５３を設けることでメッキ層５１による接続状況を確保できる意義は大きいといえる。

また、接続部５３が雄タブ３１の挿入方向の前後位置に間隔をあけて二つ配置されているから、雄タブ３１が箱部１１内にて上下方向に傾くことなくバランスよく保持される。さらに、接続部５３が削り取られる前の状態では、受け部１６と雄タブ３１の両接続部５３が凹凸状に噛み合うような構成となっているから、雄タブ３１の前後方向の遊動を規制することができる。

＜実施形態２＞
次に、本発明の実施形態２を図６によって説明する。実施形態２では、接続部５３が多段に構成されるとともに接続部５３と係合する接続相手が凹部５６として構成されている点で実施形態１とは異なっているが、その他は、実施形態１と同様であるので、構造上の同一部位には同一符号を付し、重複する説明は省略する。

実施形態２の受け部１６に形成された接続部５３は、突出端側に配置された第１接続部５３Ａと、第１接続部５３Ａよりも一回り大きく形成されて基端側に配置された第２接続部５３Ｂとからなり、段違いとなった２つの端面５３Ｅ，５３Ｆを備えて階段状に突出する凸部として構成されている。第１接続部５３Ａと第２接続部５３Ｂは、いずれも雄タブ３１の挿入方向に沿って平坦な台形状に形成されている。また、この接続部５３は、雄タブ３１の挿入方向の前後二位置に間隔をあけて配置されている。
接続部５３の内側には、これと相似の多段に構成された段差部（図示せず）が埋設されている。この多段に構成された段差部は、その突出寸法がメッキ層５１の層厚よりも小さく設定されており、仮に第１接続部５３Ａと第２接続部５３Ｂの双方が磨耗によって削り取られたとしても、表面に露出しないようになっている。

雄タブ３１には、かかる接続部５３と対応する凹部５６が形成されている。凹部５６は、磨耗する前の状態で、雄タブ３１の厚み方向途中に段付面５６Ａを備えるとともに、段付面５６Ａとそれに対向する第２接続部５３の端面５３Ｅとの間に隙間Ｌ３を有し、かつ、その底面に第１接続部５３の端面５３Ｆを当接させている。この隙間Ｌ３は、凹部５６の周囲面５６Ｂとそれに対向する受け部１６の表面１６Ｅとの間の隙間Ｌ４よりも小さく設定されている（つまり、Ｌ４＞Ｌ３の関係が成立する）。

実施形態２によれば、振動に起因する磨耗によって第１接続部５３Ａが削り取られた場合に、第２接続部５３Ｂの端面５３Ｅが凹部５６の段付面５６Ａと当接するようになっている。この第２接続部５３Ｂの端面５３Ｅが凹部５６の段付面５６Ａと当接した状態では受け部１６の表面１６Ｅと凹部５６の周囲面５６Ｂとは非接触とされるが、磨耗の進行によってさらに第２接続部５３Ｂが削り取られた場合には、受け部１６の端面１６Ｅが凹部５６の周囲面５６Ｂと当接するようになっている。したがって、メッキ層５１の磨耗の進行に従って、接続部５３がその突出端側から順次削り取られても、新たなメッキ面があらわれるようになっているから、メッキ層５１による接続状況を常に形成することができる。また、接続部５３が削り取られる前には、接続部５３と凹部５６とが凹凸状に噛み合うことにより、雄タブ３１の前後方向の遊動を規制することができる。

＜実施形態３＞
図７は、本発明の実施形態３を示す。実施形態３では、雄タブ３１に前後方向に沿って延出する接続部５３が形成されている点で、上記実施形態１及び実施形態２とは異なっている。

つまり、実施形態３の接続部５３は、やや幅広で扁平な雄タブ３１の上面（受け部１６と対向する面）に、前後方向つまり雄タブ３１の長さ方向に沿って複数条（図示する場合は６条）が並んで延出して形成されている。そして、この複数の接続部５３は、互いの突出寸法を異にしており、雄タブ３１の幅方向両端から中心に向かって少しずつ高さ寸法を低くして構成されている。各接続部５３は、断面方形状でかつコーナー部分が少し丸みを帯びて形成されている。各接続部５３の内側には、各接続部５３と対応する形態の段差部（図示せず）が埋設されている。段差部５２は、その突出寸法がメッキ層５１の層厚よりも小さく設定されており、仮に各接続部５３が磨耗によって全て削り取られたとしても、表面に露出しないようになっている。なお、接続部５３と対向する受け部（図示せず）側の接続面は、同一高さ位置に連続する平坦面とされている。

実施形態３によれば、接続部５３が雄タブ３１の挿入方向に沿って複数並列して配置されているから、雄タブ３１の挿入フィーリングが良好となる。また、この複数の接続部５３が互いの突出寸法を異にして構成されているから、メッキ層５１の磨耗の進行に従って、受け部に対する接点数を増大させることができる。

＜実施形態４＞
図８は、本発明の実施形態４を示す。実施形態４では、接続部５３が接触片１７側に設けられている点で、上記実施形態１乃至実施形態３とは異なっている。
すなわち、実施形態４の接続部５３は、上記実施形態１における接触片１７の接点部１８に相当する部分にこの接点部１８に代わって配置されている。接続部５３は、前後方向に平坦な台形状をなし、雄タブ３１の下面に向けて突出して形成されている。また、接続部５３の内側にはこの接続部５３と相似の段差部（図示せず）が埋設されている。段差部の突出寸法は、メッキ層５１の層厚よりも小さく設定されており、この点で上記接点部１８とは構造を異にしている。

実施形態４によれば、振動によって接触片１７の接続部５３が削り取られたとしても、端子母材５０の段差部を露出させることなく、削り取られたあとに残るメッキ層５１を新たな接続部として機能させることができる。したがって、振動環境下にあっても、メッキ層５１による接続状況を担保することができ、接続信頼性を高めることができる。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
（１）上記実施形態では、雌端子金具が前端側に箱部を有する形態で構成されていたが、本発明において、雌端子金具は、平板状の受け部の前後方向に沿った両側縁から一対の接触片を内向きにハート型をなすよう回曲して形成したファストン端子として構成されてもよい。
（２）上記実施形態では、錫によってメッキ層を形成していたが、本発明によれば、錫以外の材料、例えば金によってメッキ層を形成しても構わない。
（３）上記実施形態１では、接続部は受け部と雄タブの両方に設けられていたが、本発明においては、接続部は受け部と雄タブのいずれか一方に設けられているだけでも構わない。また、上記実施形態２では、接続部は受け部に設けられていたが、本発明においては、接続部は雄タブに設けられても構わない。さらに、実施形態３では、接続部は雄タブに設けられていたが、本発明においては、接続部は受け部に設けられても構わない。
（４）実施形態２では、接続部と凹部とが多段に構成されていたが、本発明にうおいては、接続部と凹部とが多段に構成されていなくてもよい。
（５）実施形態３では、複数の接続部の突出寸法をそれぞれに異ならせていたが、本発明においては、このうちの少なくとも２つの突出寸法を異ならせて構成されていればよい。
（６）実施形態４では、接続部は接触片のみに設けられていたが、本発明においては、接続部は接触片に加えて受け部と雄タブとにも設けられるとよく、その場合には、上記実施形態１乃至実施形態３を適用することができる。

本発明の実施形態１において雌雄両端子金具が接続する前の一部破断側面図 雌雄両端子金具が接続したときの一部破断側面図 （Ａ）接続部が形成された部分の拡大側断面図 （Ｂ）接続部が削り取られたあとに残る部分の拡大側断面図 受け部の斜視図 他の例における受け部の斜視図 実施形態２において雌雄両端子金具が接続したときの要部拡大側断面図 実施形態３における雄タブの要部拡大斜視図 実施形態４において雌雄両端子金具が接続したときの要部拡大側断面図

符号の説明

Ｗ…電線
１０…雌端子金具
１３…底板
１４…側板
１５…天井板
１６…受け部
１７…接触片
３１…雄タブ
５３…接続部

Claims (6)

1. 雄タブを備えた雄端子金具と、
   前記雄タブの挿入方向に沿って形成された受け部とこの受け部との間に前記雄タブを挿入して弾性的に挟持する接触片とを備えた雌端子金具とからなり、
   前記雄タブと前記受け部の両表面に形成されたメッキ層が互いに当接し合うことで双方の接続がとられる端子金具であって、
   前記雄タブと前記受け部の両表面のうちの少なくともいずれか一方には、他方に向けて突出する段差部が形成され、
   前記一方のメッキ層は、ほぼ一定層厚で被着されるとともに前記段差部と対応する部分を前記他方のメッキ層に当接可能な接続部となし、かつ、このメッキ層の層厚が、前記段差部の突出寸法よりも大きく設定されていることを特徴とする端子金具。
2. 雄タブを備えた雄端子金具と、
   前記雄タブの挿入方向に沿って形成された受け部とこの受け部との間に前記雄タブを挿入して弾性的に挟持する接触片とを備えた雌端子金具とからなり、
   前記雄タブと前記接触片の両表面に形成されたメッキ層が互いに当接し合うことで双方の接続がとられる端子金具であって、
   前記雄タブと前記接触片の両表面のうちの少なくともいずれか一方には、他方に向けて突出する段差部が形成され、
   前記一方のメッキ層は、ほぼ一定層厚で被着されるとともに前記段差部と対応する部分を前記他方のメッキ層に当接可能な接続部となし、かつ、このメッキ層の層厚が、前記段差部の突出寸法よりも大きく設定されていることを特徴とする端子金具。
3. 前記接続部は、前記雄タブの挿入方向の前後位置に間隔をあけて複数配置されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の端子金具。
4. 前記接続部は、前記雄タブの挿入方向に沿って複数並んで延出するとともに、このうちの少なくとも２つが、互いの突出寸法を異にして構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の端子金具。
5. 前記接続部は、階段状に突出した凸部として構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の端子金具。
6. 前記他方のメッキ層には、雌雄の両端子金具が接続状態にあるときに、前記接続部を嵌め入れる凹部が形成され、この凹部の底面に前記接続部が当接可能とされていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の端子金具。

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