(57)【要約】【課題】接点当接形式のコネクタにおいて簡単な構造で以て大電流用途に適用できるようにする。【解決手段】コネクタ１０は、相手端子５１に設けられた板状接点部５３がその板厚方向に沿って進入可能な開口部４１が設けられたハウジング３０と、相手端子５１の板状接点部５３と対向した姿勢でかつ長さ方向の一部を開口部４１に臨ませた形態でハウジング３０に収容されたバスバー１１と、バスバー１１における開口部４１に臨んだ部分１６の外周に装着された導電性を有するリング状の斜め巻きコイルばね２０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】
相手端子に設けられた板状接点部がその板厚方向に沿って進入可能な開口部が設けられたハウジングと、
前記相手端子の前記板状接点部と対向した姿勢でかつ長さ方向の一部を前記開口部に臨ませた形態で前記ハウジングに収容されたバスバーと、
前記バスバーにおける前記開口部に臨んだ部分の外周に装着された導電性を有するリング状の斜め巻きコイルばねと、
を備えたコネクタ。
【請求項２】
前記バスバーの一端が前記斜め巻きコイルばねを装着する装着端となっている一方、前記バスバーの他端が、他のバスバーや電線等の導電体との接続端となっており、前記バスバーの前記装着端の角部には丸みが付けられている請求項１に記載のコネクタ。
【請求項３】
前記バスバーにおける前記開口部に臨んだ部分には、前記斜め巻きコイルばねが同バスバーの長さ方向に移動することを規制する位置決め部が設けられている請求項１または請求項２に記載のコネクタ。
【請求項４】
前記位置決め部が、前記バスバーの側縁に形成された切り欠きである請求項３に記載のコネクタ。
【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コネクタに関し、特に対向する接点同士を当接させることで電気的接続を採る形式のコネクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のコネクタの一例として、下記特許文献１に記載された給電装置が知られている。このものは、雌側ジャンクション内に、固定の内側端板と可動の外側端板とが対向して配されて、両端板の間にコイルばねが装着されるとともに、外側端板には板ばね部材が設けられ、この板ばね部材は、外側端板から外方に突出した一端側が折り曲げられることで、弾性変形が容易な斜め姿勢をなす雌側接点が形成されている。そして、相手の雄側ジャンクションが接近すると、同雄側ジャンクションに設けられた雄側接点が雌側接点に突き当って、コイルばねを弾縮しながら外側端板を押し込み、かつ雌側接点自身を弾性変形させつつ接触し、電気的接続が採られるようになっている。特に、雌雄の接点間のワイピング効果が期待される構造である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２７４２９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら上記先行技術のものは、以下のような理由で大電流用途には適用し辛い。すなわち先行技術では、板ばね部材の他端にコード線が接続されて、コイルばねの内部を通ったのち雌側ジャンクションの外部に引き出された構造であるため、コード線の電線径に制限があって大電流用途には適さない。また、大電流用途の場合には、板ばね部材の板厚を大きくする必要があるが、それだけ板ばね部材の一端側の雌側接点の剛性が高くなり、自由に弾性変形できなくなるためである。
本明細書によって開示される技術は、上記のような事情に基づいて完成されたものであって、その目的は、接点当接形式のコネクタにおいて簡単な構造で以て大電流用途に適用できるようにするところにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本明細書によって開示されるコネクタは、相手端子に設けられた板状接点部がその板厚方向に沿って進入可能な開口部が設けられたハウジングと、前記相手端子の前記板状接点部と対向した姿勢でかつ長さ方向の一部を前記開口部に臨ませた形態で前記ハウジングに収容されたバスバーと、前記バスバーにおける前記開口部に臨んだ部分の外周に装着された導電性を有するリング状の斜め巻きコイルばねと、を備えた構成である。
【０００６】
相手端子の板状接点部がハウジングの開口部を通ってバスバーに接近すると、バスバーに装着されたリング状の斜め巻コネクタばねにおける板状接点部と対向する側の略半周の部分が、バスバーと板状接点部との間で径方向に挟持され、すなわち同略半周分の斜め巻きコイルばねが傾斜度合いを変えつつ押し潰されるように弾性変形し、その復元弾力でバスバーと相手の板状接点部とに接触することにより、バスバーと相手端子との間の電気的接続が採られる。
上記の導電構造を構築するに当たり、バスバーの板厚や、さらには同バスバーに接続される導電体である他のバスバーの板厚、あるいは電線の電線径に制限を受けることが無いから、大容量用途にも適用することができる。先行技術のものと比較して構造が簡単にまとまり、特に斜め巻きコイルばねを配設するに当たっては、バスバーの外周に装着するだけで良いから、組付作業性にも優れたものとなる。
【０００７】
また、以下のような構成としてもよい。
前記バスバーの一端が前記斜め巻きコイルばねを装着する装着端となっている一方、前記バスバーの他端が、他のバスバーや電線等の導電体との接続端となっており、前記バスバーの前記装着端の角部には丸みが付けられている。
斜め巻きコイルばねは、バスバーにおける導電体が接続された側とは反対の一端側から嵌められて装着され、特に装着端の角部には丸みが付けられているために、引っ掛かりなくよりスムーズに装着できる。
【０００８】
前記バスバーにおける前記開口部に臨んだ部分には、前記斜め巻きコイルばねが同バスバーの長さ方向に移動することを規制する位置決め部が設けられている。
斜め巻きコイルばねを、バスバー上の正規の装着位置に確実に装着できる。
【０００９】
前記位置決め部が、前記バスバーの側縁に形成された切り欠きである。
切り欠きを形成するといった簡単な構造で斜め巻きコイルばねの位置決めができ、また、バスバー製造時の材料取りにも優れる。
【発明の効果】
【００１０】
本明細書によって開示される技術によれば、接点当接形式のコネクタにおいて簡単な構造で以て大電流用途に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態に係るコネクタの嵌合前の状態を示す正面視縦断面図
【図２】同側面視縦断面図
【図３】図１のIII−III線断面図
【図４】コネクタの嵌合完了状態を示す正面視縦断面図
【図５】同側面視縦断面図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
＜実施形態＞
実施形態を図１ないし図５に基づいて説明する。本実施形態では、電気自動車やハイブリッド車に装備されるＰＣＵ（Power Control Unit）とモータ間の給電装置に適用した場合を例示しており、図１に示すように、互いに嵌合されるＰＣＵ側コネクタ１０（以下、コネクタ１０）と、モータ側コネクタ５０（以下、相手コネクタ５０）とを備えている。
【００１３】
先に相手コネクタ５０を説明する。相手コネクタ５０は、図１及び図２に示すように、Ｌ型バスバーからなる相手端子５１と、同相手端子５１が装着された相手ハウジング５５とを備えて構成されている。相手端子５１は例えば銅板製であって、帯状の端子本体５２の上端に、板状接点部５３が直角に屈曲形成された形状である。端子本体５２の下端部には、他のバスバー（図示せず）と接続するための接続用孔５４が形成されている。
【００１４】
相手ハウジング５５は、いわゆる端子台として機能するものであって、合成樹脂材により概ねブロック状に形成され、上面における左端寄りの位置に、受け台５６が突出形成されている。
上記の相手端子５１は、インサート成形により相手ハウジング５５に一体的に装着されており、詳細には、板状接点部５３が受け台５６上に載置され、端子本体５２が相手ハウジング５５を下方に貫通してその下端部が同相手ハウジング５５の下面から突出した形態で装着されている。
この相手ハウジング５５が、図示しないモータケースに対し、その上面から突出した形態で装着されている。
【００１５】
コネクタ１０について説明する。コネクタ１０は、同じく図１及び図２に示すように、バスバー１１と、バスバー１１に装着されたリング状の斜め巻きコイルばね２０と、バスバー１１並びに斜め巻きコイルばね２０が装着されたハウジング３０とから構成されている。
【００１６】
バスバー１１は、銅板製の帯材を略中央長さ位置で直角曲げすることにより、両辺が概ね等長のＬ字形に形成され、一辺（縦向きの辺）側が、他のバスバー（図示せず）と接続される導電体接続部１２となっているとともに、他辺（横向きの辺）側が、相手端子５１と接続される端子接続部１５となっている。
導電体接続部１２の先端部には、他のバスバー（図示せず；導電体の一例）と接続するための接続用孔１３が形成されているとともに、略中央長さ位置には係止孔１４が形成されている。
【００１７】
バスバー１１の端子接続部１５における先端部寄りの位置に設定された装着部１６には、リング状の斜め巻きコイルばね２０が装着されている。
斜め巻きコイルばね２０は、導電性に優れた金属線を螺旋巻してコイル部２１が形成されるが、図２に示すように、一般のコイルばねとは違って、各コイル２２の巻回面がコイル部２１の軸線に対して予め傾斜するように巻かれることでコイル部２１が形成されており、このコイル部２１がリング状に回曲されて両端が溶接等により接続されることで、当該リング状の斜め巻きコイルばね２０が形成されている。
【００１８】
この斜め巻きコイルばね２０は、コイル部２１に対して同コイル部２１を径方向に挟むような荷重が加えられると、各コイル２２の巻回面がコイル部２１の軸線に対してさらに傾斜した状態に倒れて、コイル部２１の高さ寸法（コイル部２１の軸線方向と垂直な方向での寸法）が小さくなるように圧縮される。特に、荷重／撓み特性について、コイル部２１の変位量（コイル部２１の高さの変位量）が変化しても、ばね荷重の変化が小さく留められる領域を有する非線形特性を示す。
【００１９】
上記したバスバー１１の端子接続部１５における装着部１６には、図３に示すように、両側縁に所定長さの切り欠き１７が形成され、装着部１６自身は幅狭とされている。上記の切り欠き１７が、斜め巻きコイルばね２０が嵌められた際に、同斜め巻きコイルばね２０が端子接続部１５上を長さ方向に沿って移動することを規制する位置決め部として機能する。また、バスバー１１の端子接続部１５の先端の両角部には、丸み１８が付けられている。
【００２０】
続いて、ハウジング３０について説明する。ハウジング３０は合成樹脂製であって、図１及び図２に示すように、上ハウジング３１Ｕと下ハウジング３１Ｌとを一体的に結合することで形成されている。
上ハウジング３１Ｕは、右端部に突出部３２が立ち上がり形成された正面視Ｌ字形をなすブロック状に形成されている。上ハウジング３１Ｕの下面には、上記したバスバー１１の端子接続部１５が装着される装着溝３３が形成されている。
【００２１】
上ハウジング３１Ｕの下面に形成された装着溝３３の天井面における左端部寄りの位置、詳細には、図３に示すように、装着溝３３に収容されたバスバー１１の端子接続部１５における装着部１６と対向する位置には、後記するように、端子接続部１５の装着部１６に装着された斜め巻きコイルばね２０における上側の半周部分（上半周部２５Ｕ）が収容される収容凹部３４が形成されている。
【００２２】
上ハウジング３１Ｕの下面の装着溝３３の右端部には、バスバー１１の導電体接続部１２が挿通される挿通溝３６が、突出部３２内を上方に向けて貫通するようにして形成されている。挿通溝３６は、その下端部の所定高さ領域が、導電体接続部１２の板厚にほぼ等しい狭間隔に形成されている一方、それより上方位置は広間隔に形成されている。挿通溝３６の広間隔領域の一方（図１の左側）の壁面には、導電体接続部１２に形成された係止孔１４に弾性的に係止するランス３８が形成されている。
【００２３】
下ハウジング３１Ｌは比較的扁平なブロック状をなし、その上面における左端部寄りの広い領域に亘って、深い凹部４０が形成されている。この凹部４０の底壁には、上記した相手ハウジング５５の受け台５６並びに同受け台５６に載置された相手端子５１の板状接点部５３（端子本体５２の上端部を含む）が進入可能な開口部４１が形成されている。開口部４１の左右両端縁には、ガイド壁４２が立ち上がり形成されている。
【００２４】
本実施形態は上記した構造であって、続いてその作用を説明する。
コネクタ１０は、以下のようにして組み付けられる。まず、バスバー１１の端子接続部１５における装着部１６に、リング状の斜め巻きコイルばね２０が装着される。斜め巻きコイルばね２０は端子接続部１５の先端側から嵌装され、装着部１６の切り欠き１７に嵌ったところで装着が完了する。このとき斜め巻きコイルばね２０は、図２に示すように、長円形の環状をなして端子接続部１５における幅狭の装着部１６の回りに装着された形態を採る。
【００２５】
このように斜め巻きコイルばね２０が装着されたバスバー１１の導電体接続部１２が、上ハウジング３１Ｕに形成された挿通溝３６に下方から挿通される。導電体接続部１２が挿通溝３６に沿って所定量押し上げられると、図１に示すように、ランス３８が係止孔１４に弾性的に係止することで落下止めがなされ、このとき水平姿勢の端子接続部１５が装着溝３３内の中央幅位置に装着され、併せて斜め巻きコイルばね２０の上半周部２５Ｕが収容凹部３４に収容される。
【００２６】
次に、上ハウジング３１Ｕの下面に下ハウジング３１Ｌの上面が重ねられて結合される。このとき、図１に示すように、下ハウジング３１Ｌの上面における凹部４０の左右の側縁部が、バスバー１１の端子接続部１５の左右両端部を受けるように位置するとともに、端子接続部１５の装着部１６に装着された斜め巻きコイルばね２０の下側の半周部分（下半周部２５Ｌ）が、凹部４０内の上部位置に入って開口部４１の上方に臨んだ状態となる。
【００２７】
このように組み付けられたコネクタ１０がＰＣＵケースに装着され、バスバー１１の導電体接続部１２における上ハウジング３１Ｕの突出部３２の上面から突出した突出端に、ＰＣＵに配された他のバスバーが接続される。一方、相手コネクタ５０はモータケースに装着され、相手端子５１における端子本体５２の下端部が、モータに配されたバスバーと接続される。
初期状態では、コネクタ１０と相手コネクタ５０とが、図１および図２に示すように、所定距離離間した状態で上下に対向している。
【００２８】
上記の初期状態から例えばＰＣＵがモータに対して接近され、それに伴いコネクタ１０が相手コネクタ５０に対して嵌合されると、相手コネクタ５０に設けられた相手端子５１の板状接点部５３が、コネクタ１０におけるハウジング３０の開口部４１を通って凹部４０内に進入し、バスバー１１の端子接続部１５における装着部１６に装着された斜め巻きコイルばね２０の下半周部２５Ｌに次第に接近してついには押圧する。
【００２９】
相手コネクタ５０が所定量接近し、すなわち両コネクタ１０，５０が正規量嵌合されると、図４及び図５に示すように、端子接続部１５の装着部１６に装着された斜め巻きコイルばね２０の下半周部２５Ｌ（主に直線部）が、端子接続部１５の装着部１６と、相手端子５１の板状接点部５３とで上下方向に挟持され、すなわち斜め巻きコイルばね２０の下半周部２５Ｌが、各コイル２２がさらに傾斜しつつ押し潰されるように弾性変形し、その復元弾力でバスバー１１の装着部１６と、相手端子５１の板状接点部５３とに接触することにより、コネクタ１０のバスバー１１と、相手コネクタ５０の相手端子５１との間の電気的接続が採られる。
【００３０】
ここでより詳細には、バスバー１１の端子接続部１５（装着部１６）と、相手端子５１の板状接点部５３とが、（コイル部２１の）高さ方向に弾縮されて復元弾力を備えた斜め巻きコイルばね２０の下半周部２５Ｌを介して接続された形態となっている。斜め巻きコイルばね２０は、上記したように、荷重／撓みの非線形特性を備えているから、相手コネクタ５０の相対的な進出量等に誤差があって、斜め巻きコイルばね２０の下半周部２５Ｌの変形量に誤差が出たとしても、荷重すなわち復元弾力がさほど変化せず、安定した接触圧を受けて導電性に優れたものとなる。
【００３１】
また、斜め巻きコイルばね２０の下半周部２５Ｌが、バスバー１１の端子接続部１５（装着部１６）と、相手端子５１の板状接点部５３とに接触する場合には、実際には下半周部２５Ｌを構成する各コイル２２ごとに接触することになり、すなわち多点で接触することになるから、接触抵抗が低減されてこれも導電性の向上に寄与し得る。
【００３２】
両コネクタ１０，５０の嵌合と離脱とに伴い、斜め巻きコイルばね２０の下半周部２５Ｌが高さ方向に弾縮された形態（図５参照）と、自然状態に戻った形態（図２参照）とを交互に採ることになるが、この際、斜め巻きコイルばね２０の下半周部２５Ｌにおける各コイル２２の接触点が、バスバー１１の端子接続部１５（装着部１６）上、または相手端子５１の板状接点部５３上で、擦れながら摺動若しくは回動することから、いわゆるワイピング効果が得られ、接触点に付着した異物を除去して、接触抵抗を低減することができる。
【００３３】
以上のように本実施形態では、コネクタ１０と相手コネクタ５０との間で電気的接続を図る場合に、コネクタ１０に装備されたバスバー１１の端子接続部１５と、相手コネクタ５０に装備された相手金具５１の板状接点部５３とを、介在された斜め巻きコイルばね２０（下半周部２５Ｌ）を弾縮しつつ突き合わせる構造を採っている。この構造であると、コネクタ１０に装備されるバスバー１１の板厚や、同バスバー１１に接続される他のバスバーの板厚等に制限を受けることが無いから、大容量用途にも適用することができる。
【００３４】
コネクタ１０は、バスバー１１、リング状の斜め巻きコイルばね２０、及び２ピースのハウジング３０（上ハウジング３１Ｕと下ハウジング３１Ｌ）、といった少ない部品点数で構成されている。また、コネクタ１０を組み付けるに当たっても、バスバー１１にリング状の斜め巻きコイルばね２０を装着したのち、同バスバー１１を上下のハウジング３１Ｕ，３１Ｌで挟むようにしてハウジング３０内に装着するだけでよく、組付工程も簡単に留められる。以て、コネクタ１０を安価に製造することが可能となる。
【００３５】
斜め巻きコイルばね２０を配設するに当たっては、リング状の斜め巻きコイルばね２０をバスバー１１の端子接続部１５の先端から外嵌するだけでよく、しかも、端子接続部１５の先端の角部には丸み１８が付けられているために、引っ掛かりなくスムーズに嵌めることが可能であり、斜め巻きコイルばね２０の配設作業、ひいてはコネクタ１０の組付作業を能率良く行うことができる。
【００３６】
バスバー１１の端子接続部１５における装着部１６には、両側縁に切り欠き１７が形成されていて、リング状の斜め巻きコイルばね２０は、切り欠き１７に嵌った状態で装着部１６の回りに装着されている。これにより、斜め巻きコイルばね２０の装着位置が、端子接続部１５の長さ方向にずれることのないように位置決めされ、結果、常に斜め巻きコイルばね２０の下半周部２５Ｌを、バスバー１１の装着部１６と相手端子５１の板状接点部５３との間で正確に挟圧することができる。
【００３７】
＜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、例えば次のような実施形態も技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施形態では、コネクタに装備されたバスバーに接続される導電体として他のバスバーを例示したが、電線であってもよい。電線についても電線径に制限を受けることがなく、大電流用途を実現できる。
（２）リング状の斜め巻きコイルばねがバスバーの長さ方向に移動することを規制するための位置決め部としては、上記実施形態に例示したバスバーの両側縁に切り欠きを形成した構造に限らず、逆に両側縁に長さ方向に間隔を開けて一対の突部を形成した構造であってもよい。
（３）斜め巻きコイルばねの位置決め部は必ずしも必要ではなく、位置決め部を備えないものも技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００３８】
１０…ＰＣＵ側コネクタ（コネクタ）
１１…バスバー
１２…導電体接続部
１５…端子接続部
１６…装着部
１７…切り欠き
１８…丸み
２０…斜め巻きコイルばね
２５Ｌ…下半周部
３０…ハウジング
４１…開口部
５１…相手端子
５３…板状接点部
【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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