(57)【要約】【課題】雌端子の切削加工コストを抑えつつ、雄端子と雌端子との接触抵抗を低く抑える。【解決手段】棒状をなす雄側本体部３１を有する雄端子３０と嵌合される雌端子１０であって、前後方向に長い形状をなしており、中実で円柱状をなす雌側本体部１１と、快削元素の一つであるテルルを添加した銅合金製の母材からなり、雌側本体部１１から前方に突出し、雄端子３０の雄側本体部３１と弾性的に接触する８つの弾性接触片１３と、弾性接触片１３の雄端子３０と接触する側の表面上に形成された銀メッキ層と、雌側本体部１１から後方に突出する雌側電線接続部１６とを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
棒状をなす雄側本体部を有する雄端子と嵌合される雌端子であって、
前後方向に長い形状をなしており、中実で円柱状をなす雌側本体部と、
快削元素を添加した銅合金製の母材からなり、前記雌側本体部から前方に突出し、前記雄端子の前記雄側本体部と弾性的に接触する８つの弾性接触片と、
前記弾性接触片の前記雄端子と接触する側の表面上に形成された銀メッキ層と、
前記雌側本体部から後方に突出する雌側電線接続部とを備える雌端子。
【請求項２】
前記快削元素としてテルルを使用することを特徴とする請求項１記載の雌端子。
【請求項３】
前記銀メッキ層の銀メッキ硬度は、７５ビッカース硬さ以上であり、且つ８５ビッカース硬さ以下であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の雌端子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書によって開示される技術は、雌端子に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＥＶ等の充電用コネクタで使用される雌端子の一例として、特開２０１１−２２８０６１号（下記特許文献１）に記載の雌端子が知られている。この雌端子は、前後方向に長い形状をなしており、中実で円柱状をなす雌側本体部と、雌側本体部から前方に突出した複数（通常４つないし６つ）の接触片と、雌側本体部の外周面に周設されたフランジ部と、雌側本体部から後方に突出するバレル部とを備えて構成されている。
【０００３】
雌端子の母材となるロッド材として、一般的に銅合金製のものが用いられている。このロッド材に対して切削加工を施すことで、雌端子は製造されている。さらに、切削加工された雌端子に対して、銀等でめっき加工処理が施されている。
【０００４】
一方、雌端子と嵌合される雄端子は、前後方向に長い形状をなしており、棒状をなす雄側本体部と、雄側本体部の外周面に周設されたフランジ部と、雄側本体部から後方に突出するバレル部とを備えて構成されている。
【０００５】
雄端子と雌端子が嵌合されると、雌端子の複数の接触片に、雄端子の棒状をなす本体部が挟み込まれ、雄端子の本体部に対して弾性的に接触する。これによって、雄端子と雌端子は電気的に導通する。雄端子と雌端子との嵌合時に通電させると、雄端子と雌端子との端子接触部に接触抵抗が生じるため、端子接触部では発熱が生じることとなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−２２８０６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
近年、充電速度のさらなる高速化が切望されており、通電時、端子に対してより大きな電流を流すことが求められている。上記のような構造の雌端子に対してこのような大きな電流を流すと、雄端子と雌端子との端子接触部で大きな発熱が生じることとなる。このような端子接触部での発熱を押さえるためには、雄端子と雌端子との接触抵抗を低く抑える必要がある。雄端子と雌端子との接触抵抗を低く抑えるには、雌端子の接触片の数を増やすことで、雄端子と雌端子との端子接点部の数を増やすことが考えられる。
【０００８】
しかし、雌端子の接触片の数を増やすと、雌端子の形状が複雑となるため、雌端子の切削加工のコストが増加するという問題がある。特に、充電コネクタの雌端子の径は規格で定められており、規格に適合する径の範囲内で、雌端子の接触片の数を６つより多く設けられるように加工する場合、雌端子の切削加工に多大なコストがかかっていた。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本明細書で開示される雌端子は、棒状をなす雄側本体部を有する雄端子と嵌合される雌端子であって、前後方向に長い形状をなしており、中実で円柱状をなす雌側本体部と、快削元素を添加した銅合金製の母材からなり、前記雌側本体部から前方に突出し、前記雄端子の前記雄側本体部と弾性的に接触する８つの弾性接触片と、前記弾性接触片の前記雄端子と接触する側の表面上に形成された銀メッキ層と、前記雌側本体部から後方に突出する雌側電線接続部とを備える。
このような構成とすると、雌端子の弾性接触片に母材として快削元素を添加した銅合金を用いるため、快削元素を添加しない銅合金と比べて、雌端子の弾性接触片を加工する際の被削性を向上させることができる。これにより、雌端子の切削加工コストを抑えつつも、雌端子に８つの弾性接触片を設けることができる。さらに、雄端子と雌端子の接点の数が８つとなるため、雄端子と雌端子間の接触抵抗を低く抑えることができる。
【００１０】
また、前記快削元素としてテルルを使用することとしても良い。
このような構成とすると、銅に快削元素の一つであるテルルを一定量添加するので、快削元素を含まない銅合金と比較して、雌端子の弾性接触片を加工する際の被削性を向上させることができる。
【００１１】
また、前記銀メッキ層の銀メッキ硬度は、７５ビッカース硬さ以上であり、且つ８５ビッカース硬さ以下であることとしても良い。
このような構成とすると、通常用いられる銀メッキの硬度である１２０ビッカース硬さの時の銀メッキ層と比較して、銀メッキ層は柔らかくなるため、弾性接触片と雄側本体部との間の接触面積は大きくなる。これにより、弾性接触片と雄側本体部との間の接触抵抗を低く抑えることができる。また、弾性接触片と雄側本体部との間の接触面積を、１２０ビッカース硬さの時の弾性接触片と雄側本体部との間の接触面積と同等の接触面積にする場合、弾性接触片と雄側本体部との間の接触荷重は、銀メッキ硬度が１２０ビッカース硬さの時と比べて低くなる。従って、雄側本体部を弾性接触片へ挿入する際の挿入力を抑えることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本明細書に開示される雌端子によれば、雌端子の切削加工コストを抑えつつ、雄端子と雌端子との間の接触抵抗を低く抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】雌端子の前方斜視図
【図２】雌端子の後方斜視図
【図３】雌端子の正面図
【図４】雌端子の左側面図
【図５】雌端子の右側面図
【図６】図３におけるＡ−Ａ断面図
【図７】図３におけるＢ−Ｂ断面図
【図８】雄端子と雌端子の嵌合時の斜視図
【図９】雄端子と雌端子の嵌合時の正面図
【図１０】雄端子と雌端子の嵌合時の左側面図
【図１１】図９におけるＣ−Ｃ断面図
【図１２】図９におけるＤ−Ｄ断面図
【図１３】図１２における雄端子と雌端子との接点の拡大図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
＜実施形態＞
図１から図１２を参照して実施形態を説明する。
【００１５】
本実施形態の雌端子１０は、例えば、電気自動車やハイブリッド自動車等の車両に備えられたバッテリーを充電するための充電コネクタに使用される。雌端子１０は、テルル銅合金製の棒材を切削加工して作られており、雌側本体部１１と、８つの弾性接触片１３と、雌側電線接続部１６とを備えている。さらに、加工された雌端子１０に対して、銀メッキ処理が施されている。ここで、テルル銅合金は、純銅に対して、快削元素の一つであるテルル（Ｔｅ）を０．３％以上２．０％以下の割合で添加して作られた高銅合金である。快削元素とは、金属に添加することで金属の被削性を向上させる元素のことである。快削元素は、テルルの他に、硫黄（Ｓ）、鉛（Ｐｂ）、セレン（Ｓｅ）、リン（Ｐ）、窒素（Ｎ）等が知られている。テルル銅合金は、快削元素を含まない銅合金と比べて、被削性が優れている。被削性とは、一般的に、切削抵抗、使用工具の寿命、切削仕上げ面粗さ、切削屑の処理性等により評価される特性である。テルル銅合金の導電率は、純銅と同等である。以降の説明では、雌端子１０の雄端子３０との嵌合方向を前方とする。
【００１６】
雌側本体部１１は、前後方向に長い形状をなしており、中実で円柱状をなしている。さらに、雌側本体部１１の後端部には、円環状の雌側フランジ部１２が周設されている。雌側フランジ部１２は、図示しないものの、雌コネクタハウジングに雌端子１０を挿入する時に雌端子１０が前方に抜け落ちないようにするための前方抜け防止の役割を果たしている。また、図示しないものの、雌コネクタハウジングに挿入された雌端子１０が後方に抜け落ちないようにするための後方抜け防止の役割を果たしている。後方抜けは、図示しないものの、雌コネクタハウジングに取り付けられるリテーナにより、後方から雌側フランジ部１２を押さえることで、防止することができる。
【００１７】
弾性接触片１３は、雌側本体部１１の周方向に等間隔に８つ配され、且つ、前方に突出して設けられている。弾性接触片１３は、接触片基端部１４と接触片先端部１５とを備えている。隣接する接触片先端部１５の間には、小スリット１７が入れられている。また、隣接する接触片基端部１４の間には、大スリット１８が入れられている。大スリット１８は、泥水等が弾性接触片１３の内部に浸入した際に、泥水を外に排出させる役割を果たしている。接触片先端部１５の内面は、前方に向かうほど径方向外側に向かって内径が大きくなるように、テーパー状に加工されている。これにより、接触片先端部１５は、後述する雄端子３０の雄側本体部３１を雌端子１０の弾性接触片１３の内部に挿入する際のガイドの役割を果たしている。
【００１８】
弾性接触片１３の銀メッキ下地面１９には、銀メッキ処理が施されている。これにより、銀メッキ下地面１９には銀メッキ層２０が形成されている。銀メッキ層２０の硬度は、７５ビッカース硬さ以上であり、且つ８５ビッカース硬さ以下となっている。
【００１９】
雌側電線接続部１６は、クローズドバレル形状をなしており、後方が円筒状に開口している。雌側電線接続部１６の外径は、雌側フランジ部１２の外径よりも小さく加工されている。雌側電線接続部１６には、図示しない電線の芯線が、圧着により接続されている。これにより、雌端子１０と電線とは電気的に導通している。
【００２０】
雄端子３０は、銅合金製の棒材を切削加工して作られており、雄側本体部３１と、雄側電線接続部３３とを備えている。
【００２１】
雄側本体部３１は、棒状をなしている。雄側本体部３１の外径は、雌端子１０の８つの接触片先端部１５の最小内径Ｒ１よりも大きく加工されている。これにより、雄端子３０と雌端子１０が嵌合されると、雄側本体部３１と雌端子１０の８つの接触片先端部１５とは弾性的に接触する。また、雄側本体部３１の後端部には、円環状の雄側フランジ部３２が周設されている。雄側フランジ部３２は、図示しないものの、雄コネクタハウジングに雄端子３０を挿入時に雄端子３０が前方に抜け落ちないようにするための前方抜け防止の役割を果たしている。また、図示しないものの、雄コネクタハウジングに挿入された雄端子３０が後方に抜け落ちないようにするための後方抜け防止の役割を果たしている。
【００２２】
雄側電線接続部３３は、クローズドバレル形状をなしており、後方が円筒状に開口している。雄側電線接続部３３の外径は、雄側フランジ部３２の外径よりも小さく加工されている。雄側電線接続部３３には、図示しない電線の芯線が、圧着により接続されている。これにより、雄端子３０と電線とは電気的に導通している。
【００２３】
次に、本実施形態の作用について説明する。
【００２４】
テルル銅合金製の棒材を切削加工し、雌側本体部１１及び雌側フランジ部１２を設ける。次に、棒材の後方部を円筒状に繰り抜き加工して、雌側電線接続部１６を設ける。次に、８つの弾性接触片１３を設けるため、先ず、棒材の前方部を円筒状にくり抜き加工する。続いて、棒材の先端部の内面を、前方に向かうほど径方向外側に向かって内径が大きくなるように、テーパー状に加工する。続いて、周方向に等間隔で８つの大スリット１８を入れ、接触片基端部１４を形成する。続いて、大スリット１８と同じ間隔で、棒材の先端部に８つの小スリット１７を入れ、接触片先端部１５を形成する。これにより、８つの弾性接触片１３が形成される。続いて、雄側本体部３１の外径と同じ径のドリルを弾性接触片１３の内部に入れて、弾性接触片１３とドリルとを弾性的に接触させる。これにより、弾性接触片１３の内面は加工され、銀メッキ下地面１９が形成される。雄側本体部３１を弾性接触片１３に挿入すると、雄側本体部３１と銀メッキ下地面１９とは面接触する。続いて、銀メッキ下地面１９に銀メッキ処理を施す。以上のようにして、雌端子１０は作られている。雌端子１０は快削元素の一つであるテルルを添加した銅合金製の棒材を母材として使用しているので、快削元素を添加しない銅合金製の棒材を使用した場合と比較して、切削時間を短縮することができる。一般的に接触片の数が増えるに従って棒材の加工時間は増加するが、テルル銅合金の棒材を雌端子１０の母材として使用することで、従来の６つの接触片を切削加工するのに要する時間と同等の時間で、８つの弾性接触片１３を切削加工することができるようになる。
【００２５】
雌端子１０の弾性接触片１３の銀メッキ下地面１９に、硬度が７５ビッカース硬さ以上であり、且つ８５ビッカース硬さ以下の銀メッキ処理を施す。これにより、銀メッキ下地面１９に銀メッキ層２０が形成される。そして、雄端子３０の雄側本体部３１を雌端子１０の８つの弾性接触片１３の内部空間に挿入する。雄側本体部３１は、雌端子１０の弾性接触片１３に弾性的に押さえられる。この時、銀メッキ層２０は、弾性接触片１３の銀メッキ下地面１９と雄側本体部３１との間に挟まれることで、弾性接触片１３に押しつぶされる。これにより、銀メッキ層２０と雄側本体部３１とは、接触面積Ｓ１で接触する。一方、銀メッキ硬度が１２０ビッカース硬さの従来の銀メッキ層２０ａを弾性接触片１３ａの銀メッキ下地面１９ａ上に設けた場合、銀メッキの硬度が７５ビッカース硬さ以上であり、且つ８５ビッカース硬さ以下の銀メッキ層２０に比べて、銀メッキ層２０ａは弾性接触片１３ａに押しつぶされにくくなる。そのため、従来の銀メッキ層２０ａと雄側本体部３１との間の接触面積Ｓ１ａは、銀メッキ層２０と雄側本体部３１との間の接触面積Ｓ１に比べて小さくなる。従って、硬度が７５ビッカース硬さ以上であり、且つ８５ビッカース硬さ以下の銀メッキを用いることで、弾性接触片１３と雄側本体部３１との間の接触面積を大きくすることができる。また、接触面積Ｓ１を、従来の銀メッキ層２０ａを用いた場合の接触面積Ｓ１ａと同等の接触面積とする場合、従来の銀メッキ層２０ａを用いた場合の弾性接触片１３ａの接触荷重よりも少ない接触荷重で、従来の接触面積Ｓ１ａと同等の接触面積を得ることができる。これにより、雄側本体部３１の雌端子１０の弾性接触片１３への挿入力を抑えることができる。
【００２６】
以上のように本実施形態によれば、雌端子１０の弾性接触片１３に母材として快削元素の一つであるテルルを添加した銅合金を用いるため、テルルを添加しない銅合金と比べて、雌端子１０の弾性接触片１３を加工する際の被削性を向上させることができる。これにより、雌端子１０の切削加工コストを抑えつつも、雌端子１０に８つの弾性接触片１３を設けることができる。さらに、雄端子１０と雌端子３０の接点の数が８つとなるため、雄端子３０と雌端子１０との間の接触抵抗を低く抑えることができる。
【００２７】
また、通常用いられる銀メッキの硬度である１２０ビッカース硬さの時の銀メッキ層２０ａと比較して、銀メッキ層２０は柔らかくなるため、弾性接触片１３と雄側本体部３１との間の接触面積Ｓ１は大きくなる。これにより、弾性接触片１３と雄側本体部３１との間の接触抵抗を低く抑えることができる。また、弾性接触片１３と雄側本体部３１との間の接触面積Ｓ１を、銀メッキの硬度が１２０ビッカース硬さの時の弾性接触片１３aと雄側本体部３１との間の接触面積Ｓ１ａと同等の接触面積にする場合、弾性接触片１３と雄側本体部３１との間の接触荷重は、銀メッキ硬度が１２０ビッカース硬さの時と比べて低くなる。従って、雄側本体部３１を弾性接触片１３へ挿入する際の挿入力を抑えることができる。
【００２８】
＜他の実施形態＞
本明細書によって開示される技術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、例えば次のような種々の態様も含まれる。
（１）上記実施形態では、快削元素としてテルルを添加していたが、テルル以外の快削元素を添加することとしても良い。例えば、硫黄、鉛、セレン、リン、窒素のいずれか一つを添加することとしても良いし、又は複数の快削元素を組み合わせて添加することとしても良い。
（２）上記実施形態では、テルルを純銅に対して添加していたが、銅合金に対して添加することとしても良い。例えば、黄銅、青銅等の銅合金に対して添加することとしても良い。
（３）上記実施形態では、テルルを０．３％以上２．０％以下の割合で純銅に対して添加していたが、添加割合はいくつでも良い。
（４）上記実施形態では、銀メッキの硬度は７５ビッカース硬さ以上であり、且つ８５ビッカース硬さ以下としていたが、それ以外の硬度であっても良い。
【符号の説明】
【００２９】
１０…雌端子
１１…雌側本体部
１２…雌側フランジ部
１３、１３ａ…弾性接触片
１４…接触片基端部
１５…接触片先端部
１６…雌側電線接続部
１７…小スリット
１８…大スリット
１９、１９ａ…銀メッキ下地面
２０、２０ａ…銀メッキ層
３０…雄端子
３１…雄側本体部
３２…雄側フランジ部
３３…雄側電線接続部
Ｒ１…弾性接触片の先端部の最小内径
Ｓ１、Ｓ１ａ…接触面積
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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