JPH02223164A - 電気コンタクトターミナル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電気コンタクトターミナル、特にスタンプ及び
成型により作られ電線圧着（クリンプ）部を有する電気
接触用端子に関する。

〔従来技術とその問題点〕

電源又は信号分配（又は配電）システムの形成に際し、
システムの各種部材又は部品間の相互接続を行う必要が
ある。この相互接続は１以上の電気コンタクトターミナ
ルを有する電気コネクタにより行うのが一般的である。

コネクタシステムの主要要件は、１０年乃至２０年の長
期にわたり高信頼性であり且つ安定していることである
。多くの集積回路（ＩＣ）システムでは、システム内で
の電圧降下が５％未満でなければならない。従って、各
接続では全電圧降下のご（一部でなければならず、コネ
クタの電圧降下（ｍＶ）は最小であり、そのシステムの
寿命中一定値にとどまることを要する。

技術の進歩につれて、バルク抵抗、コンストリクジョン
抵抗及び圧着抵抗を含むシステムが許容する全成端（接
続）抵抗は低下しており、多くのシステムでは全成端抵
抗は約１０ｍΩ以下である。

従って、各接続点での電圧降下が極めて低いコンタクト
部材、特に電源用コンタクト部材を設計する必要がある
。この設計要件に合致するために、コンタクト部材のバ
ルク抵抗を可能な限り低下させ、コンタクト部材の接触
点又はビーム間の抵抗である「コンストリクジョン抵抗
」を下げ、低抵抗且つ安定なワイヤ（電線）へのターミ
ネーション（接続）を行う必要がある。

電源コンタクト部材の嵌合部の設計に際し、複数の平行
電流路を形成する複数のばね（弾性）コンタクトを使用
して全コンタクト部材の電圧降下を低減するのが好まし
い。従って、コンタクトに選定した材料は高導電率であ
ると共に機械的強度に優れ十分な張力を有し、ビームが
小断面積で形成でき低ストレスリラクセーションを有し
なければならない。これにより、コンタクトビームはコ
ンタクトの寿命期間中十分な強度を有し続けるようにす
る必要がある。

米国特許第２．７０４．３５８号公報は固体状（ソリッ
ド）バレル部、トランジション部及びコンタクト部を有
する電源システム用の従来のコンタクトを開示している
。コンタクト部とバレル部間のトランジション部で使用
される材料の幅は狭い。従って、このコンタクト部を流
れる電流は狭いトランジション部から大きいボディ及び
コンタクト部に流入し、トランジション部の抵抗を増加
して温度上昇を生じる。コンタクトターミナルのトラン
ジション部の極めて小さい断面積は過熱するので実質的
にヒユーズとして機能する。従って、ターミナルの全体
にわたり本質的に一定断面積のコンタクトターミナル又
はコンタクト部を得ることが望ましい。

米国特許第２．５３５．０１３号公報は成型部材の継ぎ
目を溶接することにより作った固体バレル部を有する圧
着可能な電源コンタクトターミナルを有するコネクタを
開示する。また、固体バレルターミナルは周知の機械加
工により作ってもよい。継ぎ目を溶接したバレルはブレ
ード型コンタクト部又はターミナルを有する如きターミ
ナル部に好適であり、ワイヤをコンタクト部にボルト締
めされる。

しかし、継ぎ目溶接型バレルはコンブライアントビーム
を有する通常のコンタクト部には適しない。

高電気及び熱伝導性材料の溶接に必要な高温により、フ
レキシブルなビームコンタクト部の金属を軟化又はアニ
ーリングしてビームの弾性を奪い且つ強度を低下する。

従って、継ぎ目の溶接又は接合を必要とせず、また継ぎ
目に別の固体筒状部材をあてがうことなく本質的に固体
部材として作用する圧着可能なバレルコネクタ手段を見
つけることが望まれていた。

〔発明の目的〕

従って、本発明の目的の１つはシステムの寿命中安定し
ておりしかも低抵抗である電源システム用電気コネクタ
を得ることである。

本発明の他の目的は打抜き形成されるが固体バレル部材
と実質的に等価な構造のターミナルを提供することであ
る。

本発明の更に他の目的はコンタクトの全長にわたり実質
的に一定の断面積を有するコンタクトターミナルを提供
することである。

本発明の今１つの目的は通電用に複数の接触路を有する
電気ターミナルを提供することである。

本発明の別の目的は実質的に開放した継ぎ目のない電気
ターミナル部材を提供することである。

本発明の更に別の目的は圧着可能なバレル部を有する電
気コンタクトターミナルを製造する為の安価な方法を提
供することである。

〔発明の概要〕

本発明は−様な板厚の一枚の金属板を打抜き成型して形
成される電気コンタクトターミナルであって、中空のボ
ディ部、前方に突出するコンタクト部、対向する第１及
び第２トランジシヨン（連結）部及びバレル部を有する
。第１及び第２トランジシラン部は中空ポジデイ部の側
部から共に同じ方向に突出する。バレル部は第１及び第
２バレル部を含み、夫々第１及び第２トランジション部
から後方に突出する。第１バレル部は第２バレル部内に
入れ子にされ、第１バレル部の継ぎ目が第２バレル部の
継ぎ目と異なる直径方向に位置し、第２バレル部の連続
部分が第１バレル部の継ぎ目に位置するようにする。バ
レル部をワイヤに圧着した後、バレル部は連続した角度
ボディをシミュレートし、第１及び第２トランジション
部は過熱を伴うことなくターミナルからワイヤへの電流
の伝導性を改良する。

本発明の好適実施例によると、コンタクト部は中空ボデ
ィ部から前方へ延びる複数の片持ち梁状ばねコンタクト
ビームを具えている。中空ボディ部は略矩形の断面を有
する。ボディ部の断面は円形、楕円形、三角形その他の
多角形等任意形状で良い。

本発明は更に、−様な厚さの金属板を打抜き成型してタ
ーミナルを形成する方法をも開示する。

〔実施例〕

第１図乃至第７図を参照するに、電気コンタクトターミ
ナル１０は第１ボディ部１２、トランジションボディ部
３４及びバレル部４８を具えている。本発明を説明する
為に、ターミナル部１０のボディ部１２は矩形状断面を
有する。ターミナル部は種々異なる形状をとり得ること
及び中空ボディ部は例えば筒状、楕円状、三角形、矩形
その他の多角形状でよいことに注目されたい。

第１部１２は、第１図及び第４図に最も良く示す如く、
第１及び第２主側部１４．１６及び副側部１８゜２０よ
り成る。複数の離間した第１及び第２片持ち粱コンタク
トアーム即ちビーム２２．２４は夫々第１及び第２主側
部１４．１６から前方に突出する。第４図乃至第６図に
良く示す如く、副側部２０は２つの部分側部１９．２１
から形成され、夫々軸端２６．２８の部分１９．２１に
沿って継ぎ目２３で出合う。好適実施例では、端縁２６
．２８は相互にロッキングする相補タブ部材３０及びス
ロット部材３２を含み、端縁２６゜２８を互いに保持す
る。コネクタ１０は本発明によるコンタクトターミナル
の典型例であること及び第１部分の継ぎ目は他の手段に
より保持してもよく或いは全く保持しな（ても良いこと
が理解できよう。

トランジション部３４は夫々第１及び第２主側部１４、
１６から後方に突出する第１及び第２トランジシヨン部
３６．４２を有する。第４図に良く示す如く、トランジ
ション部３６．４２は夫々内方に向けられた辺３８．４
０及び４４．４６を有する。第１及び第２トランジシヨ
ン部３６．４２は幅がコンタクトビーム２２２４のベー
スに沿って延びる断面積と略等しい。このコンタクトビ
ーム２２．２４は主側部１４．１６に沿って夫々トラン
ジション部３６．４２から突出する。加工形成されたタ
ーミナルの第１及び第２トランジシヨン部３６．４２は
第２図及び第３図に示す如くスペース３９．４３により
相互に離間している。

バレル部４８は第１及び第２バレル部５０．５６より成
る。組立てられたターミナル１０で、第１バレル部５０
は第２バレル部５６に入れ子され、第１バレル部５０の
接合端５２．５４により形成される継ぎ目５３は第２バ
レル部５Ｇに接合端５８．６０により形成される継ぎ目
５９と実質的に逆の直径方向に位置する。２個のバレル
部５０．５６の継ぎ目５３．５９が組立てられたバレル
部４８の反対位置に来るようにすることにより、二重（
ダブル）バレル部４８は圧着されるとき実質的に固体バ
レルとして機能するようになる。

第２図及び第３図に示す如く、導体ワイヤ７０をバレル
４８に挿入加圧して圧着すると、外側即ち第２バレル部
５６の継ぎ目５９と基本的に位置合わせされている内側
固体バレル部５０と第２バレル５６の対応する端縁５Ｂ
、　６０は下方に押し下げられ、内側バレル部５０は十
分にプラスチック変形されるが最初の形状に復帰しよう
とするスプリングバックに対抗する。内側バレル５０の
コールドウェルド（冷間溶接）とプラスチック変形及び
ワイヤとバレル５０間のコールドウェルドは外方への移
動に抗し、外側バレル５６の接合端縁５Ｂ、　６０に対
する外方への力を実質的に除去するので、接合端縁５８
．６０が圧着された位置にとどまるようにする。米国特
許第２、５３５．０１３号公報は第３図に示す圧着方法
を開示する。第３図は本発明のターミナルの断面図であ
り、内部に多数の撚り線を有するワイヤ７０に成端（接
続）されている。

本発明のターミナルは種々のワイヤ寸法に対して使用で
きる。一般に、コンタクトターミナルの断面積を選定し
て、ターミナルと接続されるワイヤとが同じ熱特性を有
するようにするのが好ましい。第２図及び第３図から判
る如く、外側バレル５６の接合端縁５８．６０により形
成される継ぎ目５９は基本的に圧着部の略中心に位置合
わせされ、且つ圧着の中心部がバレル４８の水平軸より
好ましくは下方にプラスチック変形される。これにより
、ワイヤ撚り線７２は８字状の２つの部分６４．６６に
強制的に押し込まれる。この圧着力は第１又は内側ワイ
ヤバレル部５０とワイヤ撚り線７２間に冷間溶接を生じ
させ、これは更にワイヤバレル４８をその圧着位置に保
持するのを助ける。本発明によると、外側バレル５６の
継ぎ目５９が圧着部の略中夫に位置合わせされ、継ぎ目
で冷間溶接される量を最大とするのが好ましい。さもな
いと、外側バレル５６の接合端縁５８．６０に不当なス
トレスを生じて外側に拡大される。米国特許第２．５３
５．０１３号に示された圧着はねじ加工した固体又は継
ぎ目を溶接した成型部材等の単一の環状リングと共に使
用されるよう設計されている。バレルが圧着されると、
十分な圧力が加わり、外表面にはプラスチック変形が生
じて実質的にその位置にロックされ、圧着バレルの機能
に影響を及ぼす程のストレス発散がない。

この［ロッキング］は今まで固体リングのみで実現でき
た。しかし、本発明によると、内側の継ぎ目付きリング
は単一層の固体リングと同様のプラスチック変形を生じ
、よって内側リングは外側リングが継ぎ目の周りに冷間
溶接により閉じた状態に保持されている限りストレス発
散を生じない。

前述した通り、第１図に示す如きコンブライアント（弾
性）ビームを有する電気コンタクトターミナルは、高い
熱伝導容量の重金属ターミナルボディは継ぎ目から熱を
放射するので、外側継ぎ目に沿って半田付は又は溶接す
るのが困難である。

よってフレキシブル性を有する片持ち梁ビームをその金
属を軟化又はアニーリングする十分な温度にすると、ビ
ームの柔軟性を損ない且つその機能を失うこととなる。

電流に並列通路を保証する為に、内側バレル部５０及び
外側バレル部５６間にワイヤ７２と内側バレル部５０間
のと同様の低抵抗があることが重要である。

従って、内側及び外側バレル部材５０．５６の全面が物
理的且つ電気的に接触状態を維持し、バレル部４８の内
側及び外側部５０．５６によりトランジション部３６．
４２からコンタクト領域２２．２４へ等しい抵抗を有す
ることが重要である。電気（流）は最も低抵抗部分を流
れるので、両トランジション部３６４２への代替電流路
が実質的に等しい電流路を提供する。各バレル表面間に
良好な係合を保証する１つの方法は、第４図及び第５図
に示す如く、相互に接触するバレル部５０．５６の少な
（とも一方の表面に複数の凹凸（セレーション）５７を
設けることである。凹凸５７は外側バレル部５６には軸
方向に走らせ、バレル部５０．５６間に複数の接触面を
生じさせることが好ましい。更に、内側バレル部５０の
内面にも凹凸５１を形成し、バレル部５０にワイヤ撚り
線７２の良好な冷間溶接を保証してもよい。製造を容易
にする為に、凹凸５７は外側バレル５６の内面に形成す
るのが好ましい。

外側バレル５６が内側バレル５０と良好な機械的且つ電
気的係合を保証する別の方法は、溶接やコンタクトの残
りの部分に損傷を生じることのない別の手段により外側
バレルの端縁を相互に保持する手段を設けることである
。第８図に示す如く、電気コンタクトターミナル部材の
別の実施例１１０は外側バレル部５６の端縁１５８．１
６０にキ一部材１６１及び鳩尾スロット１６３を含み、
両者を連結して外側バレル５６がターミナル１１０の寿
命中に開放しないように確実に保持する。

再度、コンタクトの材料は電気及び熱良伝導体であるの
で、ターミナルは半田接合部から熱を放射してしまい、
ワイヤとターミナルを保持する手段として半田付けを使
用することは不可能である。

更に、外側バレルが内側バレルとロッキング係合で確実
に接触する為に、このロッキング構成もターミナルを圧
着工具内に位置合わせする必要性も排除する。その理由
は、第２図及び第３図に示す如く、圧着部の正確に中央
部に位置させる必要のある潜在的に開放する継ぎ目が存
在しない為である。

また、本発明は電流に対する並列コンタクト（接触）路
が設けられ、電流をワイヤ７０から内側バレル部５０及
び第１トランジション部３６を流すか、或いは外側バレ
ル部５６及び第２トランジシタン部４２を流して夫々第
１又は第２コンタクトアーム２２゜２４へ導くようにす
る。従って、本発明は従来例の如きヒユーズ状のトラン
ジション部を有しない。

第４図乃至第７図は第１図に示す本発明の電気コンタク
トターミナルの製造工程を示す。コネクタｌＯは連続し
たメタルストリップ（金属片）から製造するのが好まし
く、第４図に示す複数のターミナルブランク８０が金属
片を打抜いて形成される。

このブランク８０は図示せずもキャリアストリップに沿
って相互に離間して設けられる。ターミナルＩＯはブラ
ンク８０を先ず最初に第１即ち内側ワイヤバレル部５０
がリング（環状）になり、第２即ち外側バレル部５６が
Ｕ字状になるように加工する（第５図参照）。次に、部
分的に成型されたターミナルブランク８０をロール又は
成型（折曲げ加工）して中空ボディ部１２とし、ターミ
ナル１０の主側部１９゜２１の端縁２６．２８が位置合
わせされて副側部２０を形成し、これに伴って形成され
る内側バレル部５０が開放状態のＵ字状外側バレル部５
６内に収められる。

次に、外側バレル部５６を閉じ、第１図に示す本発明の
ターミナルｌＯを形成する。

この種の電源用コンタクトの製造に際し、使用する材料
の必要要件は高導電率を有すると共に、低ストレス解放
性及び片持ち梁状ビームのコンタクト部に十分な法線方
向の力を生じるものである。

ブレード（刃）形のターミナル部材に好適なのは純粋な
銅であるが、成型部材は真ちゅう製でもよく、フレキシ
ブル部を宵し、長時間にわたりストレスを解放してター
ミナルが流すことのできる電流量が低下するものはター
ミナル部材として不適当である。純銅のストレス解放特
性はターミナルの寿命中に最大５０％もノーマルフォー
スを低減することがある。従って、高導電性及び良好な
機械特性を有する材料を使用するのが好ましい。この材
料としては小さい断面が形成できる十分に高張力のもの
が好ましく、また長時間にわたりストレス解放特性の極
めて低いことを必要とする。好適な材料としてはイリノ
イ州イーストアルドンのオリツブラス社製０ｌｉｎ　ｅ
−１５１の如き銅合金がある。

このＣ−１５１は純銅の８５乃至９５％の高導電率を有
すると共に引張り強度等の極めて優れた機械的特性を保
有し、しかもストレス解放特性が低いので、コンタクト
の寿命中圧着状態が維持される。しかし、材料片は必ず
しも単一の金属又は合金で製造する必要はない。ターミ
ナルは溶接された２種の金属板の打抜き片を用い、例え
ばコンブライアントビーム部と残りの部分を２種の金属
で製造してもよい。

本発明は電源用コネクタに好適な電気コンタクトターミ
ナルが得られる。このターミナルは複数のコンタクトビ
ームを有し、コンタクト部、ワイヤに圧着されるバレル
部及び少なくとも２個のトランジション部を有する部分
の抵抗を低減するようにする。これにより、少なくとも
２つの並列導電路が形成され、電流をコンタクトに分配
し、従来のターミナルの「ヒユーズ効果」を防止するよ
うにする。

本発明の電気コンタクトターミナルはコンブライアント
ビーム間に受けられる箱状又は刃状部材の如き相補ター
ミナル部材と嵌合するか、複数の片持ち梁状ビームを受
ける箱状部材と嵌合することを意図している。

以上、本発明の電気コンタクトターミナルをその好適実
施例に基づき詳細に説明したが、本発明の要旨を逸脱す
ることなく種々の変形変更が可能であり、しかも用途に
応じて種々の形態が可能である。即ち、本発明の電気コ
ンタクトターミナルの圧着用バレル部を二重構造とし、
各接合部（継ぎ目）を相互にずらせ、例えば直径方向の
反対側とすることを最大の特徴とする。例えば第１バレ
ル部と第２バレル部を並列（横）でなく前後（縦）関係
とし、一方をリング状に形成した後、Ｕ字状の他方のバ
レルに折曲げ重ねて二重構造としてもよい。

〔発明の効果〕

上述の説明から理解される如く、本発明の電気コンタク
トターミナルは比較的薄い金属板を用いてバレル部を二
重構造とし且つ継ぎ目を互いに直径方向に反対方向とす
ることにより、十分な強度を有する圧着バレル溶接する
ことなく簡単且つ安価に得られる。両バレルの重ね合わ
せ部分には複数の凹凸を形成して接触面を多くして電流
の倚りを最小にし、大電流容量を確保する。更にコンタ
クトアームを上下アームを相互にずらせて指組状とする
ことにより、バスバー等の板状又はブレード状接触子に
十分な接触を確保することが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電気コンタクトターミナルの好適実施
例の斜視図、 第２図はバレル部にワイヤの撚り線が挿入された第１図
の電気コンタクトターミナルのバレル部の一部断面図、 第３図は第２図のワイヤバレル部を圧着した図、第４図
乃至第７図は第１図に示す電気コンタクトターミナルの
製造工程図、 第８図は本発明の電気コンタクトターミナルの別の実施
例の斜視図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）金属板を折曲げ略筒状に形成した内側バレル部と
   、 金属板を折曲げ上記内側バレル部の外側に少なくとも複
   数の領域で接触して略筒状に形成された外側バレル部と を有するワイヤ接続用バレルを具え、上記第１バレル部
   の接合縁及び上記第２バレル部の接合縁を上記バレルの
   略反対位置に形成することを特徴とする電気コンタクト
   ターミナル。