(57)【要約】【課題】嵌合部内に挿入される雄タブの挿入力を低減する。【解決手段】弾性接触片１３の接点部１４は、雄タブ２０との接触初期に雄タブ２０と接触する緩斜面部１４Ｆと、これ以降に雄タブ２０と接触する急斜面部１４Ｒとを備える。緩斜面部１４Ｆ及び急斜面部１４Ｒにおいては、一定の関係式が成り立つように構成されていることから、嵌合部１１内に挿入される雄タブ２０の操作力Ｆが一気にピーク値になることを防止しつつ、雄タブ２０との間に必要な接触圧を確保することができるようになっている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
雄タブを嵌合可能な嵌合部と、この嵌合部内に配され、後方へ向けて撓み可能に折り返された弾性接触片と、この弾性接触片の表面側に突設され、前記雄タブを弾性的に接触可能な接点部とを備えてなる雌型端子金具であって、
前記接点部は、複数種の勾配をもった傾斜面によって形成されており、且つ、
前記雄タブを前記嵌合部内に挿入する際に、その挿入力がピーク値となる前に、前記接点部に対する前記雄タブの接触角δＬと、雌雄の両端子金具の接触面の摩擦係数μとの間に、９０°＞δＬ≧９０°―ｔａｎ−１［（３−５μ）／（５＋３μ）］の関係が成り立つように構成されていることを特徴とする雌型端子金具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、雌型端子金具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、雌型端子金具は、図５及び図６に示すように、雄型端子金具の雄タブ１を挿入可能とする嵌合部２を有するとともに、この嵌合部２内に雄タブ１と接触する撓み可能な弾性接触片３を設けて構成されている。そして、弾性接触片３の上面には、バネ接点４が略半球面状に膨出形成されており、このバネ接点４と、嵌合部２の内周面における固定接点５との間に雄タブ１を挿入して弾性的に接触させることにより、雌型端子金具に固着されたハーネスと、雄型端子金具に固着されたハーネスとを電気的に接続するようにしている。この種の技術は、以下の特許文献１に開示されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−１５５８０８公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記両接点４，５間の間隔は、雄タブ１の厚みよりも所定量だけ小さな値に設定されているため、両接点４，５間に雄タブ１が挿入されるにともない、バネ接点４が撓み変形してその接点反力が一気に急上昇するとともに、雄タブ１の挿入直後には、嵌合部２に対する雄タブ１の挿入力が急上昇してピーク値に達するようになっている。そうすると、雌雄の両端子を接続させる際に大きな操作力が必要とされるため、作業者に負担がかかることとなる。
一方、雄タブ１とバネ接点４との接触圧を一定レベル以上に設定しないと、両端子の接続信頼性を維持することができないという事情もある。
【０００５】
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、両端子の接続信頼性を損なうことなく、嵌合部内に雄タブを挿入する際の挿入力を低減することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
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、雄タブを嵌合可能な嵌合部と、この嵌合部内に配され、後方へ向けて撓み可能に折り返された弾性接触片と、この弾性接触片の表面側に突設され、前記雄タブを弾性的に接触可能な接点部とを備えてなる雌型端子金具であって、前記接点部は、複数種の勾配をもった傾斜面によって形成されており、且つ、前記雄タブを前記嵌合部内に挿入する際に、その挿入力がピーク値となる前に、前記接点部に対する前記雄タブの接触角δＬと、雌雄の両端子金具の接触面の摩擦係数μとの間に、９０°＞δＬ≧９０°―ｔａｎ−１［（３−５μ）／（５＋３μ）］の関係が成り立つように構成されているところに特徴を有する。
【０００７】
【発明の作用及び効果】
＜請求項１の発明＞
雄型端子金具の雄タブは、弾性接触片における接点部と当接しつつ嵌合部内を奥側へ進入して挿入完了位置に至る。この場合において本発明では、雄タブを嵌合部内に挿入する際に、その挿入力がピーク値となる前に、接点部に対する雄タブの接触角δＬと、両端子金具の接触面の摩擦係数μとの間に、９０°＞δＬ≧９０°―ｔａｎ−１［（３−５μ）／（５＋３μ）］の関係が成り立つように構成されていることから、嵌合部内に挿入される雄タブの操作力が一気にピーク値になることを防止しつつ、雄タブとの間に必要な接圧を確保することができる。また、接点部が複数種の勾配をもった傾斜面によって形成されていることことから、雄タブが接点部と当り始める接触初期位置から必要な接圧を確保可能な接触完了位置に至る間の接触ストロークをバネ反力が小さい状態で長く設定することが可能となる。そうすると、雄タブの挿入力を１箇所に集中させることなく広範囲に分散させることが可能となり、その結果、雄タブの挿入力のピーク値をより一層低減させて作業負担を軽減できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図１ないし図４に基づいて説明する。
本実施形態に係る雌型端子金具１０は、図１に示すように、その前端部に雄タブ２０を挿入可能な角筒状の嵌合部１１を形成しており、この嵌合部１１の天井壁の内側面が、雄タブ２０に対する受け部１２とされるとともに、嵌合部１１の底壁の前端縁から後方へ向けて撓み可能に折り返された弾性接触片１３が、同嵌合部１１内に配されている。一方、相手側となる雄タブ２０は、雄端子金具の先端側に設けられ、その先端部の上下各面は、テーパ状の誘導斜面２０Ａとなっている。
【０００９】
弾性接触片１３の上面（表面）には、雄タブ２０に対する接点部１４が、エンボス加工によって膨出形成されており、弾性撓み片１３が撓み変形していない状態では、接点部１４と受け部１２との間隙のうち最も接近している位置での間隔は、雄タブ２０の厚さ寸法よりも少し小さい寸法に設定されている。
【００１０】
接点部１４は、図２に示すように、平面視すると、前後方向に縦長となっており、且つその後端から前端に向かうに従って幅狭に窄まるように形成されている。また、接点部は、側面視すると複数種の勾配をもって傾斜しており、その傾斜角度は、一定でなく傾斜途中で変更されている。本実施形態の接点部１４は、その前半部が傾斜の緩い緩斜面部１４Ｆとなっており、その後半部が傾斜のきつい急斜面部１４Ｒとなっている。即ち、水平軸に対する緩斜面部１４Ｆの傾斜角αは、水平軸に対する急斜面部１４Ｒの傾斜角βよりも少し小さくなるように設定されている。
【００１１】
嵌合部１１内に挿入された雄タブ２０は、まず緩斜面部１４Ｆと当接し、緩斜面部１４Ｆを通過した後、急傾斜部１４Ｒと当接する。この間、弾性接触片１３は、撓み変形しつつ下方へ傾倒し、その弾性復元力に起因して雄タブ２０の挿入操作に抗する挿入抵抗（以下、挿入力Ｆ）を発生させる。雄タブ２０が挿入完了位置に達したときには、弾性接触片１３は、その復元力により所定の接触圧でもって受け部１２との間に雄タブ２０を弾性保持する。
【００１２】
ここで、本発明においては、雄タブ２０を嵌合部１１内に挿入して雌雄の両端子金具を接続させる際、その雄タブ２０の挿入力がピーク値となる前に、接点部１４に対する雄タブの接触角δＬと、両端子の接触面の摩擦係数μとの間に、９０°＞δＬ≧９０°―ｔａｎ−１［（３−５μ）／（５＋３μ）］の関係が成り立つように構成されている。
すなわち、図３に示すように、雄タブ２０を嵌合部１１内に挿入して両端子間に挿入力Ｆを作用させると、雄タブ２０と接点部１４における接点との間には、挿入力Ｆに対応する垂直抗力（雄タブ２０を押し戻そうとして接点の法線方向に作用する反力）Ｒと、この垂直抗力Ｒに対応して接点の接線方向に作用する摩擦力μＲと、この接点を押し下げようとする接点反力ＰＬとが発生し、これらの間には、以下の釣り合い方程式が成立する。
Ｆ＝μ・Ｒ・ｃｏｓφＬ＋Ｒ・ｓｉｎφＬ  …  （１）
Ｒ・ｃｏｓφＬ＝ＰＬ＋μ・Ｒ・ｓｉｎφＬ  …  （２）
【００１３】
上記式（１）（２）において、φＬは、雄タブ２０との接点における接点部１４の傾斜角、つまり雄タブ２０の挿入方向と接線方向とがなす角を示している。雄タブ２０の挿入方向と法線方向とによって決定される雄タブ２０に対する接点部１４の接触角δＬと、傾斜角φＬとの間には、下記式（３）に示す関係がある。
δＬ＝９０°―φＬ  …  （３）
釣り合い方程式（１）（２）から、垂直抗力Ｒを消去すると、下記の関係式（４）が求められる。
Ｆ＝［（μ＋ｔａｎφＬ）／（１―μ・ｔａｎφＬ）］ＰＬ  …  （４）
この関係式（４）から、接点反力ＰＬが同一である場合には、嵌合部１１に対する雄タブ２０の挿入力Ｆが、摩擦係数μと傾斜角φＬとに依存して変化することがわかる。
【００１４】
そして、雄タブ２０の挿入力Ｆを小さくして作業者に負担をかけることなく、接点反力ＰＬを充分に高い値に保持して両端子の接続信頼性を確保し得るようにするため、種々実験を行ったところ、挿入力Ｆと、接点反力ＰＬとの間に以下の条件式（５）を満足する場合に、作業者に負担をかけることなく、両端子の接続信頼性を確保することができることが確認された。
０＜Ｆ≦０．６ＰＬ  …  （５）
式（４）と式（５）とから以下の関係式（６）が導かれる。
０＜（μ＋ｔａｎφＬ）／（１―μ・ｔａｎφＬ）≦０．６  …  （６）
これを変形すると下記式（７）となる。
０＜ｔａｎφＬ≦（３−５μ）／（５＋３μ）  …  （７）
式（７）のφＬに、式（３）を代入して式（７）を変形すると、以下の関係式（８）が得られる。
９０°＞δＬ≧９０°―ｔａｎ−１［（３−５μ）／（５＋３μ）］  …  （８）
【００１５】
したがって、雄タブ２０を嵌合部１１内に挿入して両端子を接続する際に、その挿入力Ｆがピーク値となる前に、接点部１４に対する雄タブ２０の接触角δＬと、両端子の接触面の摩擦係数μとの間に、式（８）に示す関係、即ち、９０°＞δＬ≧９０°―ｔａｎ−１［（３−５μ）／（５＋３μ）］の関係が成り立つように構成することにより、雄タブ２０の挿入力Ｆを接点反力ＰＬの６０％以下に抑えて、作業者に負担をかけることなく両端子の接続信頼性を確保することができる。
【００１６】
次に、本実施形態の作用効果を、接点部が略半球面状に膨出形成された従来例（図５及び図６参照）に相当する比較例１と、接点部が縦長で且つ１種類の勾配、つまり一定の傾斜角をもって膨出形成された比較例２と、夫々、対照しつつ、図４に示すグラフに基づいて説明する。なお、図４は、雄タブ２０が接点部と最初に当接する接触初期位置から嵌合部１１内に挿入されるストローク量を横軸にとり、その挿入量に応じて変化する雄タブ２０の挿入力Ｆを縦軸にとったグラフである。摩擦係数μは、各例とも０．１３５に設定してあり、また、雄タブ２０が嵌合部１１内に完全に挿入された接触完了位置における接点部の高さ位置は、各例とも同じとして、雄タブ２０の挿入力Ｆが最終的に一定値に維持されるようにしてある。雄タブ２０挿入前の状態で、比較例２の接点部は、傾斜角を９°に設定し、本実施形態の接点部１４は、緩斜面部１４Ｆの傾斜角αを５°、急斜面部１４Ｒの傾斜角βを７°に設定してある。
【００１７】
まず、本実施形態と比較例１とを比較検討する。本実施形態の接点部１４は、上記したように、関係式（８）を充足することにより、作業者に負担をかけることなく両端子の接続信頼性を確保することができる一方、比較例１に係る接点部は、関係式（８）を充足できず、雄タブ２０の挿入力Ｆを有効に低減させることができない。その結果、図４に示すように、本実施形態に係る雄タブ２０の挿入力Ｆのピーク値は、約７．３Ｎ程度となり、比較例１に係る雄タブ２０の挿入力Ｆのピーク値（約９Ｎ程度）に対して約１８．９％減少させることが可能となる。
【００１８】
続いて、本実施形態と比較例２とを比較検討する。本実施形態の接点部１４は、急斜面部１４Ｒと緩斜面部１４Ｆとを備え、複数の勾配をもった傾斜面によって構成されているため、接点部１４の勾配が１種類しかない引用例２と比較すると、雄タブ２０が接点部１４と当り始める接触初期位置から必要な接圧を確保可能な接触完了位置に至る間の接触ストロークをバネ反力が小さい状態で長く設定することが可能となっている。そうすると、雄タブ２０の挿入力を狭い範囲に集中させることなく広範囲に分散させることが可能となり、その結果、雄タブ２０の挿入力のピーク値をより一層低減させて作業負担を軽減できる。即ち、本実施形態では、図４に示すように、比較例２よりも接触ストローク（グラフでは挿入量に相当）が長くなるため、接触初期位置から接触完了位置に至る間の雄タブの挿入力の積算値が一定である場合には、挿入力Ｆのピーク値を比較例２よりも低くすることが可能となる。
【００１９】
＜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。
【００２０】
（１）挿入力Ｆを接点反力ＰＬの５０％以下に抑えるようにしてもよい。そのためには、０＜Ｆ≦０．６ＰＬの条件式を満足する必要があり、この条件式に基づいて上記式（６）〜（８）に対応させると、
９０°＞δＬ≧９０°―ｔａｎ−１［（１−２μ）／（２＋μ）］
の関係式が得られる。即ち、嵌合部内に挿入される雄タブの挿入力がピーク値となる前に、接点部に対する雄タブの接触角δＬと、両端子の接触面の摩擦抵抗μとの間に、９０°＞δＬ≧９０°―ｔａｎ−１［（１−２μ）／（２＋μ）］の関係が成り立つように構成することにより、挿入力Ｆを接点反力の５０％以下に抑え、作用負担をより軽減しつつ、両端子の接続信頼性を充分に確保できるようになる。
【００２１】
（２）接点部は、緩斜面部と急斜面部とからのみによって構成される態様に限らず、２種以上多数の勾配をもった傾斜面によって形成されていても構わない。
（３）嵌合部内に弾性接触片を対向状に配し、両弾性接触片の接点部間にて雄タブを弾性的に挟持する態様であっても構わない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る雌型端子金具に雄タブが挿入される過程を示す説明図
【図２】嵌合部の横断面図
【図３】雄タブ挿入時の応力の作用状態を示す説明図
【図４】雄タブの挿入量と挿入力との対応関係を示すグラフ
【図５】従来例における雄タブの挿入過程を示す説明図
【図６】従来例における嵌合部の横断面図
【符号の説明】
１０…雌型端子金具
１１…嵌合部
１３…弾性接触片
１４…接点部
１４Ｆ…緩斜面部
１４Ｒ…急斜面部
２０…雄タブ
【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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