(57)【要約】【課題】本発明は、コンセントの刃受およびその製造方法において、材料コストを抑制でき、かつ、電気導通を確保できる接触圧を確保して多数回の挿抜に対して繰り返し耐用性を有するものとする。【解決手段】刃受１は、導電率性の銅合金のバネ性を有する板材から曲げ加工によって一体的に製造され、２つの刃受バネ２と、各刃受バネ２を支持する支持部３と、支持部３に連続した接続端子部４とを備えている。刃受１は、４箇所の曲げ部ａ１〜ａ４の稜線に沿って凹部を有し、その凹部にメッキ材５が充填されている。刃受バネ２は、栓刃９に圧力を及ぼした状態で栓刃９を挟持する。栓刃９の挿入に基づく力Ｆａ，Ｆｂの作用により、曲げ部ａ１，ａ２の外側の稜線部分では圧縮応力が発生する。その圧縮応力発生部に充填されたメッキ材５が圧縮応力に対する抗力を発生して刃受１の強度と剛性を向上させるので、その分、銅合金板材を薄くでき、また耐久性が向上する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラグの栓刃が挿入され、該栓刃と導通状態となるコンセントの刃受において、
前記刃受は、栓刃がコンセントに挿入されたときに当該栓刃に圧力を及ぼした状態で接触する導電性の板材で成り、かつ、栓刃の挿入時に該栓刃から負荷を受ける部位に凹部を有し、前記凹部にメッキ材を充填した構造とされていることを特徴とするコンセントの刃受。
【請求項２】
前記刃受は、コンセントへの栓刃の挿抜時に曲げ角度が変化する曲げ部を有し、
前記凹部は、栓刃の挿入時に前記曲げ部における圧縮応力が発生する位置にあり、
前記凹部内のメッキ材は、圧縮の負荷を受けることを特徴とする請求項１に記載のコンセントの刃受。
【請求項３】
前記凹部内のメッキ材は、そのヤング率が前記刃受の板材のヤング率よりも高いことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のコンセントの刃受。
【請求項４】
前記刃受の板材は銅合金であり、
前記凹部内のメッキ材は、Ｎｉ系メッキによることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のコンセントの刃受。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載のコンセントの刃受の製造方法であって、
銅合金の板材より刃受を展開した形状を形成するパンチ工程と、
前記パンチ工程によって形成された板材に立体曲げ加工を行い、かつ、その立体曲げ加工時に、メッキ材を充填するための凹部を形成して前記刃受の立体形状を形成する立体曲げ凹部形成工程と、
前記立体曲げ凹部形成工程によって形成された凹部に部分メッキを行う部分メッキ工程と、を備えることを特徴とするコンセントの刃受の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラグの栓刃が挿入されるコンセントの刃受およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、一般的なコンセントの刃受は、プラグの栓刃に接触して保持するための接触圧を確保し、栓刃との間の電気的な接触抵抗を減らして電気導通を確保するために、バネ性と高導電率性とを有する銅合金の板材を用いて構成されている。接触抵抗の低減は接触圧によって行われる。接触圧の確保と向上のために、例えば、板材の立体構造によって機械的強度を補強し、断面二次モーメントを増大することが行われる。他の方法として、コンセントとは用途が異なるが接触圧を確保して電気導通を確保する点で共通する電気回路部品間の接続用コネクタにおいて、メッキによる方法が提案されている。例えば、嵌合型コネクタの雌端子におけるバネ片のバネ性に寄与する湾曲部の内側のみに硬質メッキを施してバネ片の反発力を向上させ、接触圧の向上によって接触抵抗を小さくするコネクタが知られている（例えば、特許文献１参照）。同様に、バネ性に寄与する部分に、高硬度でバネ性に富む材料による硬質メッキ層を形成して、材料によらずに容易に高い反発力を得ることができる、とされる雌端子を備えたコネクタが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−７１５５２号公報
【特許文献２】特開２０００−１２１３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述したような立体構造によって機械的強度や断面二次モーメントを増大して接触圧を向上する方法においては、導電板材としての銅合金の使用量抑制に反するものであり、コスト削減に対する阻害要因となる。また、上述した特許文献１や特許文献２に示されるような硬質メッキによる接触圧の向上においては、その効果が、ひとえに、メッキ層を構成するメッキ材の物性に依存しているので、その効果や設計の自由度が大きく制限される。また、これらの特許文献１，２に記載された方法が適用されるコネクタは、多数回の挿抜が想定されてはいない。
【０００５】
本発明は、上記課題を解消するものであって、簡単な構成により、材料コストを抑制でき、かつ、電気導通を確保する接触圧を確保できて多数回の挿抜に対して繰り返し耐用性を有するコンセントの刃受およびそ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】
上記課題を達成するために、本発明のコンセントの刃受は、プラグの栓刃が挿入され、該栓刃と導通状態となる刃受を有したコンセントの刃受において、刃受は、栓刃がコンセントに挿入されたときに当該栓刃に圧力を及ぼした状態で接触する導電性の板材で成り、かつ、栓刃の挿入時に該栓刃から負荷を受ける部位に凹部を有し、凹部にメッキ材を充填した構造とされていることを特徴とする。
【０００７】
このコンセントの刃受において、刃受は、コンセントへの栓刃の挿抜時に曲げ角度が変化する曲げ部を有し、凹部は、栓刃の挿入時に曲げ部における圧縮応力が発生する位置にあり、凹部内のメッキ材は、圧縮の負荷を受けるようにしてもよい。
【０００８】
このコンセントの刃受において、凹部内のメッキ材は、そのヤング率が刃受の板材のヤング率よりも高いことが好ましい。
【０００９】
このコンセントの刃受において、刃受の板材は銅合金であり、凹部内のメッキ材は、Ｎｉ系メッキによることが好ましい。
【００１０】
本発明のコンセントの刃受の製造方法は、上記のいずれかのコンセントの刃受の製造方法であって、銅合金の板材より刃受を展開した形状を形成するパンチ工程と、前記パンチ工程によって形成された板材に立体曲げ加工を行い、かつ、その立体曲げ加工時に、メッキ材を充填するための凹部を形成して刃受の立体形状を形成する立体曲げ凹部形成工程と、立体曲げ凹部形成工程によって形成された凹部に部分メッキを行う部分メッキ工程と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のコンセントの刃受およびその製造方法によれば、刃受の凹部にメッキ材を充填するので刃受材の使用量を増やさずメッキ材を限定的に使用して低コスト化が図られ、さらに、凹部内メッキ材による構造強化によって接触圧と繰り返し耐性を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】（ａ）は本発明の一実施形態に係るコンセントの刃受についての斜視図、（ｂ）は（ａ）のＡ部断面の端面斜視図、（ｃ）は（ａ）のＢ部断面の端面斜視図。
【図２】（ａ）は同刃受に栓刃を挿入した状態の斜視図、（ｂ）は（ａ）のＣ部の斜視図、（ｃ）は（ｂ）においてメッキ材を図示していない状態の斜視図。
【図３】（ａ）は同刃受の変形例の斜視図、（ｂ）は（ａ）のＤ部の斜視図、（ｃ）は（ｂ）においてメッキ材を図示していない状態の斜視図。
【図４】（ａ）は同刃受の他の変形例の斜視図、（ｂ）は同刃受のさらに他の変形例の斜視図。
【図５】（ａ）は同刃受のさらに他の変形例の斜視図、（ｂ）は同変形例に栓刃を挿入した状態の斜視図、（ｃ）はＥ部詳細図。
【図６】一実施形態に係るコンセントの刃受の製造方法を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施形態に係るコンセントの刃受およびその製造方法について、図面を参照して説明する。図１、図２は、コンセントの刃受１を示す。刃受１は、図１（ａ）に示すように、プラグの栓刃９が挿入されることにより、栓刃９を挟持する。刃受１は、高導電率性の銅合金のバネ性を有する板材から曲げ加工によって一体的に製造され、２つの刃受バネ２と、各刃受バネ２を支持する支持部３と、支持部３に連続した接続端子部４とを備えている。刃受１は、板材を曲げ加工した部位である４箇所の曲げ部ａ１〜ａ４の稜線に沿って凹部（凹部５ａ、図２（ｃ）参照）を有し、その凹部にメッキ材５を充填した構造とされている。刃受バネ２は、栓刃９を挟持するように互いに対向配置されており、その先端部は栓刃９の挿入を案内するように互いに離反している。
【００１４】
両刃受バネ２の間隔は栓刃９の挿入方向ｘに沿って変化し、刃受バネ２は互いに接近した後、再度離反して、それぞれ支持部３につながっている。支持部３の刃受バネ２側とは反対側の端部は自由端になっている。各支持部３は、刃受バネ２とは別の経路で挿入方向ｘとは逆方向に向かう延出部を有し、各延出部が接続端子部４につながって、各部が一体となっている。接続端子部４は、支持部３を介して各刃受バネ２を接続する構造体であり、また、外部電力線に接続するための端子部である。栓刃９が挿入されていない状態で、刃受バネ２の相互の最接近位置の間隙は、栓刃９の厚さよりも狭い。栓刃９は、刃受バネ２からの接圧に抗して刃受バネ２を押し広げつつ、刃受バネ２の間隙に挿入される。刃受バネ２は、その間隙に挿入される栓刃９に圧力を及ぼした状態で接触して両側から圧力を加えて、これを挟持する。
【００１５】
支持部３の自由端は、栓刃９が刃受バネ２に挿入されると、図１（ｂ）（ｃ）に示すように、外向きに押し広げられる力Ｆａを受けて破線で示すように広がる変形をする。この力Ｆａは、栓刃９が刃受バネ２を広げる力Ｆｂに基づく。力Ｆａ，Ｆｂの作用により、曲げ部ａ１，ａ２の内側では引っ張り応力が発生し、外側の稜線部分では圧縮応力が発生する。刃受バネ２の曲げ部ａ３，ａ４、および曲げ部ｂ１，ｂ２においては、栓刃９を挿入する際の摩擦抵抗などの複合的な影響によって刃受バネ２に複雑な変形が発生する。最終的に、刃受１が栓刃９を挟持した状態では、曲げ部ａ３，ａ４においても、曲げ部ａ１，ａ２と同様に、内側では引っ張り応力が発生し、外側の稜線部分では圧縮応力が発生する。メッキ材５は、このような刃受バネ２の曲げ部ａ１〜ａ４の外側における稜線に沿って充填されている。
【００１６】
図２（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、刃受１が栓刃９を挟持した状態において、凹部５ａ内のメッキ材５は、圧縮の負荷Ｆを受ける。凹部５ａが形成されてメッキ材５が充填されている部分は、栓刃９の挿抜時に曲げ角度が変化する曲げ部分であり、凹部５ａは、栓刃９の挿入時に圧縮応力が発生する位置にある。この凹部５ａは、曲げ部の稜線に沿って溝状に形成されている。図２（ｂ）（ｃ）に例示した曲げ部ａ１は、支持部３と接続端子部４とが互いに９０°方向に曲げられた曲げ部であり、矢印Ｒで示すように曲げ角度が広がることにより、稜線部分に圧縮応力が発生する。凹部５ａ内のメッキ材５は、圧縮応力による負荷Ｆを受けると、負荷Ｆに対抗する抗力Ｎを発生する。このメッキ材５からの抗力Ｎによって、支持部３の広がり変形が抑制される。何れの部分のメッキ材５も、曲げ部ａ１におけるメッキ材５と同様に圧縮応力に対して抗力Ｎを発生し、各メッキ材５の作用により、刃受１の全体の変形に対する剛性が向上する。
【００１７】
メッキ材５を充填する位置は、より一般的に栓刃の挿入時に負荷を受ける部位であれば、刃受１の変形に対する剛性向上の効果が得られる。このような部位は、栓刃９の挿抜に応じて応力の発生具合が変化し、圧縮応力と引っ張り応力とが複合して発生する。メッキ材５は筋交（すじかい）の機能を有し、凹部５ａに充填した構造によって、その効果がより発揮される。メッキ材５は、そのヤング率が刃受１の板材のヤング率よりも高いことが好ましい。メッキ材５は、そのヤング率が刃受１の板材のヤング率よりも高いことにより、負荷Ｆに対抗する抗力Ｎを確実に発生できる。また、密着性、コスト、強度等の点から、刃受１の板材が銅合金であり、凹部５ａ内のメッキ材５がＮｉ系メッキによることが好ましい。Ｎｉ系メッキ材は、銅合金より安価であり、また、剛性の高い（ヤング率や弾性限が大きい）メッキとすることができる。従って、刃受１を高ヤング率、高強度のＮｉ系メッキによって補強することにより、構造設計の自由度を向上でき、また、銅合金板を薄くしたり、銅合金板の使用面積を減らしたりして省材料化を実現できる。
【００１８】
本発明のコンセントの刃受１によれば、凹部５ａに充填したメッキ材５によって剛性を向上できるので、銅合金板材の厚さや立体構造等による剛性確保への依存度を緩和でき、設計自由度の向上と、銅合金板材の材料削減を図ることができる。また、メッキ材５の充填は、凹部５ａだけに局所的に行えばよいので、材料コストを抑えられる。刃受１によれば、刃受材の使用量を増やさず、かつ、メッキ材を限定的に使用して、低コスト化が図られ、さらに、凹部内メッキ材による構造強化によって接触圧を確保でき、多数回の挿抜に対して繰り返し耐用性を有する刃受を実現できる。この刃受１は、メッキ材による構造強化であるので、コンセントの部品点数を増加させることがなく、従来の刃受に代えて容易に置き換えることができる。
【００１９】
図３（ａ）（ｂ）（ｃ）は、上述の刃受１の変形例を示す。この刃受１は、凹部５ａが溝状ではなく稜線に沿って並べた複数の円形とされている。このような凹部５ａに充填したメッキ材５による効果は、上述と同様である。
【００２０】
図４（ａ）（ｂ）は、上述の図１に示した刃受１の他の変形例を示す。これらの刃受１は、接続端子部４が刃受バネ２の真下に設けられたものである。図４（ａ）の刃受１は、溝状の凹部５ａにメッキ材５が充填され、図４（ｂ）の刃受１は、円形状の凹部５ａにメッキ材５が充填されている。これらの図のいずれの刃受１も、メッキ材５を充填した位置は、主に圧縮応力が発生する稜線位置であり、メッキ材５によって刃受１の剛性が強化されている。
【００２１】
図５（ａ）（ｂ）（ｃ）は、上述の図１に示した刃受１のさらに他の変形例を示す。この刃受１は、接続端子部４が、その主面を栓刃９の挿入方向に平行として刃受バネ２の側方に設けられたものである。メッキ材５は、支持部３と接続端子部４の互いの谷折り部に凹部を設けて充填されている。図示したメッキ材５の位置以外に他の曲げ部においてメッキ材が充填されているが図示は省略されている。谷折り部のメッキ材５は、Ｅ部詳細に示すように、栓刃９の挿入に伴って支持部３と接続端子部４とが矢印Ｒ方向に傾動することにより圧縮応力を受ける位置に充填されており、栓刃９に対する接圧増加に寄与する。
【００２２】
図６は一実施形態に係るコンセントの刃受の製造方法を示す。この製造方法は、上述の図１乃至図５に示した刃受１を製造する方法であり、パンチ工程（Ｓ１）と、立体曲げ凹部形成工程（Ｓ２）と、部分メッキ工程（Ｓ３）と、切断工程（Ｓ４）と、を備えている。これらの工程は、帯状の板材に対して行われる。板材は、例えば、厚さが０．４ｍｍから０．８ｍｍ程度の銅合金である。
【００２３】
パンチ工程（Ｓ１）は、帯状の板材より刃受バネ２、支持部３、および接続端子部４を含む刃受１を展開した形状をパンチによる型抜きによって形成する工程である。具体的には、図１（ａ）、図４（ａ）、および図５（ａ）等に示した刃受１を展開した形状が、帯状の板材に保持された状態で作り込まれる。
【００２４】
立体曲げ凹部形成工程（Ｓ２）は、パンチ工程（Ｓ１）によって形状が形成された板材に立体曲げ加工を行い、その立体曲げ加工時に、メッキ材５を充填するための凹部５ａを形成して刃受１の立体形状を形成する工程である。凹部５ａは、山折り曲げ部や谷折り曲げ部を形成する曲げ加工用の金型に、溝状凹部を形成するための筋状突起や、円形凹部列を形成するための突起列を備えた金型を用いて形成される。この立体曲げ凹部形成工程（Ｓ２）は、パンチ工程（Ｓ１）と共に互いに連続してプレス順送金型を用いて行われる。なお、最後の切断工程（Ｓ４）は、刃受１をソケット枠体に組み込むために帯状の板材に保持された各刃受１を板材から切断して個別化する工程であり、例えば、ソケット枠体に刃受１を組み込む工程の中で、プレス金型等を用いて行われる。
【００２５】
部分メッキ工程（Ｓ３）は、立体曲げ凹部形成工程（Ｓ２）によって形成された凹部５ａに部分メッキを行ってメッキ材５を充填する工程である。部分メッキは、立体形状を形成した帯状の板材に沿って配置された部分メッキ用の各種の装置を用いて、板材の走行中または停止中に行われる。これらの装置は、洗浄液、メッキ液、乾燥用または吹き飛ばし用エア等を噴出する噴出ノズルや、それらの液体や気体を回収する吸入ノズルなどを個々に備えた、機能別の装置である。部分メッキ装置は、機能別の装置群から構成されている。メッキ液噴出ノズルは、溝状の凹部５ａや円形凹部列の凹部５ａに対して、局所的にメッキ液を供給して、効率的に部分メッキを行う。各ノズルと帯状の板材との間の相対的な姿勢（位置や角度）は、板材を保持して走行させる装置や、ノズルを保持している装置による姿勢調整によって調整される。
【００２６】
メッキ厚は、例えば、２０μｍから５０μｍであり、厚い場合は、１００μｍとすることもできる。凹部５ａにおけるメッキ厚は、例えば、板厚の２５％程度に行えばよい。また、凹部５ａからメッキ材５が突出しないことが好ましい。これは、刃受１をソケット枠体に組み込む際に、ソケット枠体との干渉を避けて、寸法精度良くスムーズに組み込んだり、ソケット枠体内での刃受１の動作を妨げないようにしたりするためである。銅合金の刃受１に用いるメッキ材は、Ｎｉ系メッキによるものが好ましい。Ｎｉ系メッキ（Ｎｉ−Ｐ，Ｎｉ−Ｗ等の合金メッキを含む）は、高ヤング率、高強度とすることができるので、剛性を上げて接圧を確保する補強材としてのメッキ材の必要厚さを抑制することが可能となる。Ｎｉ系メッキによると、メッキ材料のコストの抑制が期待でき、かつ、刃受バネ２の形状設計の自由度が向上する。また、Ｎｉ系メッキは高速厚付けが可能であり、この点でもコスト低減に有効である。
【００２７】
上述の各工程は、一般に、それぞれ単独または複数の要素工程から成り、プレス順送金型および部分メッキ装置を用いる一般的な製造方法に従って、各要素工程が並列してまたは直列して実施される。従って、図６のフローチャートに示した工程の流れは、全体概要を示すものであり、各工程は複合して実施される。本発明のコンセントの刃受の製造方法によれば、プレス工程は、従来の工程における曲げ部形成用の金型に凹部５ａを形成するための突起を追加するだけで構成できる。従って、順送金型プレス加工による製造工程に容易に追加することができ、金型のステージが増える程度で、工程設計上も大きな変化なく生産移行できる。また、凹部５ａへのメッキ材充填は板材の走行中または停止中に行うことができるので、順送金型プレス加工による製造工程に、整合性良く組み込むことができ、一環製造工程を構築して、刃受１を効率良く製造することができる。また、本製造方法によれば、銅合金板材の厚さを減らすことにより、刃受の銅材コストを低減できることに加えて、プレス装置におけるプレス負荷を減らすことができる。
【００２８】
（実施例）厚さ０．６ｍｍの銅合金（Ｃｕ−０．１５ｗｔ％Ｓｎ合金１／２Ｈ）板を用いて、５．０ｍｍ幅の刃受バネ２を有する上述の図１（ａ）に示した構成の刃受を製造した。この実施例において、栓刃９に対する接圧が確保されていることが確認され、定格通電の正常な使用状態が確認された。この実施例の銅素材の使用量は約６．０ｇであった。
【００２９】
（比較例）厚さ０．８ｍｍの銅合金（Ｃｕ−０．１５ｗｔ％Ｓｎ合金１／２Ｈ）板を用いて、上述の実施例と同様の形状であって、凹部５ａおよびメッキ材５を備えてない構成の刃受を、比較例として製造した。この比較例において、実施例と同じ条件で栓刃９に対する接圧が確保されていることが確認され、定格通電の正常な使用状態が確認された。この比較例の銅素材の使用量は約８．０ｇであった。これにより、本発明の刃受１による銅素材削減効果が確認された。
【００３０】
なお、本発明は、上記構成に限られることなく種々の変形が可能である。例えば、上述した各実施形態の構成を互いに組み合わせた構成とすることができる。
【符号の説明】
【００３１】
１    刃受
５    メッキ材
５ａ    凹部
９    栓刃
ａ１〜ａ４    曲げ部
Ｆ    負荷
【図１】
2014154312.tif 000003
【図２】
2014154312.tif 000004
【図３】
2014154312.tif 000005
【図４】
2014154312.tif 000006
【図５】
2014154312.tif 000007
【図６】
2014154312.tif 000008