专利名称：阴端子及阳端子结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及大电流通过用的电气端子结构，尤其涉及插入并连接阳端子件的连接件阴端子结构及所插入的阳端子结构。
背景技术：
现在，能降低有害气体的排出，具有大幅度地降低燃料费用效果的混合动力电气车辆(HEV-Hydrid Electric Vehicle)受到人们极大的关注。驱动HEV的电机及变换器间的连接通过连接器进行连接，利用HEV系统进行100A以上的大电流通电。随着汽车的电气控制技术的进步，连接器虽然广泛用于汽车中，但能满足大电流通电要求的连接器很少。作为能满足大电流通电要求的连接器所使用的端子，有例如如图11所示的平板状的阳端子和图12所示的阴端子。
如图11所示，阳端子50用一块细长的板材形成，其一端形成为与另外的电气设备连接的电线连接部51，其另一端形成为与阴端子连接的插入接触部52。在电线连接部51上形成有用于将阳端子50用螺栓连接固定在其它设备上的设备连接孔53。阳端子50的尺寸为例如宽度95mm，厚度1.2mm。
如图12所示，阴端子60由固定阳端子50进行电气连接的端子通电部61和铆接电线的电线固紧部62构成，是用板材经折弯加工制成。在端子通电部61内设有将阳端子50固定在内部的板簧63。
如图13所示，当将阳端子50插入到阴端子60中时，阳端子50的插入接触部52被板簧63挤压在端子通电部61中予以固定，实现电气连接。
图11-图13所示的阳端子50和阴端子60使用例如导电率高的材料铜制成。最好，即使在铜材料中，也要通过使用导电率高的材料来尽可能抑制通电时的发热。
然而，由于端子材料的导电率和强度的关系存在折衷选择关系，若使用导电率高的材料，则所制成的端子强度有降低的倾向。例如，若使用导电率为90％以上的铜形成端子时，则不能得到所要求的强度。因此，有必要对端子材料的导电率作某种程度的牺牲，而使用确保了强度的材料来制成端子。
另外，除了要考虑材料的导电性和强度的关系外，由于在阴端子60上还设有板簧63，因而还必须考虑形成板簧63的端子材料应为具有弹力的材料。
现在，虽然不存在这样的导电率、强度、弹力全都具有优良的特性的材料，但作为解决方案，具有分别形成阴端子的板簧和端子通电部，将具有高导电性的通电部和具有高弹簧特性、高强度的板簧予以组合的结构的阴端子。
作为本发明的端子结构的现有技术文献有如下一些涉及阴端子结构有专利文献1-日本特开平11-233182号公报。
专利文献2-日本特开2005-56792号公报。
涉及阳端子结构的有专利文献3-日本特许第二878429号公报。
专利文献4-日本特许第二983590号公报。
专利文献5-日本实公平7-51739号公报。
然而，在将这样的阴端子作为汽车用端子使用时，存在以下问题。
汽车用端子有时被暴露在高温状态(150℃)下，在这样的环境中，当形成端子的材料的应力缓和特性大时，有时阴端子的盒部(端子通电部61)便张开。例如，已折弯成90°的板材向与弯曲方向相反的方向折返，使板张开到100°左右。
端子盒子一张开，弹簧部和端子盒部间的距离(阳端子插入部分的空间)则增大。这时，由于加在弹簧部的位移量变小，即，由于弹簧部夹住阳端子的接触力变弱，因而，通过阳端子50所连接的电气设备则不能满足预定特性的要求。
因此，考虑到高温时端子的张开，就需要在常温时将弹簧的接触力设定得更高来形成阴端子，从而使其即使在高温时出现端子盒部张开的情况，也能得到预定的特性。当提高接触力地形成弹簧部时，为了将阳端子插入到阴端子中则要增大所必要的力(端子插入力)，存在阳端子难于插入的问题。
另一方面，由于图11的阳端子50是一个平板形状，因其表面积小而散热性不佳。因此，存在的问题是大电流通电时端子的温度上升，对连接器的树脂外壳及周边设备造成影响。
另外，为了改善散热性，也有将阳端子做成方形内部为空心的结构，以加大端子的表面积及截面积。但是，在使用了空心方形结构的阳端子的场合，虽然能改善通电时的散热，但就与变换器等设备一侧的连接而言，则难于进行与一般使用的总线的连接。这是因为，当进行总线的连接时，在系统的结构上，有时将设备侧的端子折弯成L字形使用。这时，要将方形构造的端子折弯成L字形来使用时，由于产生裂纹等是非常困难的，并不能解决上述问题。
根据上述阴端子和阳端子的现有技术的情况，需要解决上述问题。
发明内容
因此，本发明的一个目的在于解决上述问题，提供一种阴端子结构，它无需加大阳端子的端子插入力，即使在高温下也能保持弹簧固定阳端子的接触力。
同时，本发明的另一个目的在于解决上述问题，提供一种阳端子结构，它在大电流通电时的散热性优良，具有能满足与设备的连接要求的结构。
为了实现上述目的，本发明的第一方案的与阳端子连接使用的阴端子结构，具有以高导电性材料做成框体、可让阳端子插入的端子通电部，和设置于该端子通电部内、固定阳端子用的弹簧部，其特征是，使用强度比上述高导电性材料高的材料以覆盖上述端子通电部的方式设置有端子盒，并将上述弹簧部与该端子盒做成一体。
本发明的第二方案的阴端子结构的特征是，在上述端子盒的一面上形成开口部并在该开口部上形成固定爪部，在与形成有开口部的面接触的上述端子通电部的面上，形成与上述固定爪部卡合的卡合凹部，将上述固定爪部向凹部折弯，从而将端子盒和端子通电部相互固定。
本发明的第三方案的阴端子结构的特征是，上述端子通电部和上述端子盒分别做成将一块板材折弯成断面为矩形，端子通电部和端子盒的各连接缝设置成为相对的面。
为了实现上述目的，本发明的第四方案的与阴端子连接使用的阳端子结构，其一端具有与电线连接的电线连接部，其另一端具有做成框状的插入到阴端子中的插入接触部，其特征是，将上述插入接触部的平板状材料的横截面做成コ字形。
本发明的第五方案的阳端子结构的特征是，上述插入接触部做成コ字形，其底板与阴端子的内框宽度大致相同，突出于该底板两侧的突起片的高度与上述阴端子的内框高度大致相同。
本发明的第六方案的阳端子结构的特征是，在上述突起片的插入接触部的后端竖立形成与容纳上述插入接触部的连接器的外壳卡合的止挡片。
本发明的第七方案的阳端子结构的特征是，在上述插入接触部的插入前端部形成尖细的楔形部。
根据本发明，能够发挥在不加大阳端子的插入力的情况下，在高温时也能保持弹簧部固定阳端子的接触力的优良效果。
根据本发明，还能够发挥在大电流通电时的散热性好，能满足与设备连接要求之类的优良效果。
图1是表示本发明的阴端子结构的优选实施例的立体图。
图2是表示图1的阴端子的纵剖立体图。
图3是表示图1的阴端子的俯视立体图。
图4是表示图1的阴端子的横剖立体图。
图5是表示无氧铜和SUS的应力缓和特性图。
图6是表示本发明的阳端子结构的优选实施例的立体图。
图7是表示将图6的阳端子插入到现有的阴端子的状态的立体图。
图8是表示将图6的阳端子插入到现有的阴端子的状态的剖视立体图。
图9(a)是将图6的三个阳端子并列配置的断面图。
图9(b)是将三个现有的平板状的阳端子并列配置的断面图。
图10是表示图1的阴端子和插入了图6的阳端子的连接状态的剖视立体图。
图11是表示现有的阳端子的立体图。
图12是表示现有的阴端子的立体图。
图13是表示将图11的阳端子插入到图12的阴端子中的状态的剖视立体图。
具体实施例方式
下面，根据附图对本发明的优选实施例进行详细说明。
图1-图4是表示了本发明的阴端子的优选实施例的图，图1是立体图，图2是纵剖立体图，图3是俯视立体图，图4是横剖立体图。
如图1-图4所示，阴端子30具有以高导电性材料做成框体的可插入阳端子10的端子通电部31。在该端子通电部31内具有固定被插入的阳端子的弹簧部33。阴端子30的特征是使用比高导电性材料强度高的材料以覆盖端子通电部31的方式设置端子盒32，并将弹簧部33与该端子盒32做成一体。
端子通电部31做成断面为大致矩形，端子盒32也做成断面大致为矩形以便与端子通电部31嵌合。端子盒32的一面(图中的上面)的一部分做成从阳端子插入侧向端子通电部内伸出，其伸出去的端子盒32的一部分弯曲到通电部31内而形成板簧状的弹簧部33。弹簧33与在端子通电部31的底面(图中、下面)上形成的凸部35接触，通过将从阳端子插入侧插入的阳端子10夹压到凸部35上，从而成为将阳端子固定到端子端电部31内的结构。
在端子盒32的上面34形成有开口部36。在开口部36上形成有用于固定端子通电部31的固定爪部37。另外，在与形成了开口部36的面接触的端子通电部31的面(图中的上面)上，形成有与固定爪卡合的卡合凹部38。就阴端子来说，当将固定爪部37弯曲到端子通电部31一侧(阴端子内侧)时，固定爪部37则与卡合凹部38卡合，端子盒32和端子通电部31便相互固定。
因此，可以构成由不同的金属板材分别制成的端子通电部31和端子盒32总是固定在一定的位置，端子通电部31不会从端子盒32中拔出的稳定的阴端子30。
端子通电部31将高导电性材料的板材进行折弯加工，并与电线铆接部39做成一体。电线铆接部39由高导电性材料制成，是通过铆接电线而将电线与阴端子固定在一起的部分。
端子盒32将一块板材折弯加工成断面为大致矩形而成，并做成使连接缝位于与形成了开口部36的面34相对的面41上(图中、下面)。另外，端子通电部31也将一块板材折弯加工成断面大致为矩形而成，端子通电部31的连接缝43做成使其位于与端子盒32的连接缝42相对的面(图中、上面)。
通过将端子通电部31的连接缝43和端子盒32的连接缝42做成使其成为相对面，并将端子通电部31嵌合固定在端子盒32内，从而在将阳端子10插入到端子通电部31内时，使其对于承受从端子通电部31的内侧引起的撬动力变得更加牢固。
现有的阴端子60由于仅由一块板材形成的端子通电部31构成，在具有连接缝的情况下，当因阳端子的插入而对端子通电部61施加撬动力时，端子通电部61从连接缝处变形。即，由于撬动端子通电部61的力，致使连接缝处的板材相互间离开而不能保持框体。因此，对于本实例的阴端子结构来说，通过将连接缝配置在相对面上，则能保持框体。
作为形成端子通电部31及电线铆接部39的高导电性材料，优选导电率为60％IACS以上的材料，更优选导电率为93％IACS以上的材料。
本实施例中，作为高导电率材料使用了导电率为97％IACS的无氧铜。另外，端子盒32使用了应力缓和特性优异的SUS形成。
在此，图5表示无氧铜和SUS的各应力缓和特性。图5的应力缓和特性是将SUS的板材和无氧铜的板材暴露在加热到150℃的环境中，测定板材随加热时间而变化的应力缓和率的特性。
如图5所示可知，根据无氧铜的特性曲线71，无氧铜在150℃温度下其应力缓和率一直上升；与此相反，根据SUS的特性曲线72，SUS即使在150℃温度下长期保持，其应力缓和率也几乎没有变化。因此，根据图5的曲线使用SUS形成的端子盒32在高温(150℃)下，其形状几乎没有变化。
采用本实施例的阴端子结构，通过以覆盖用高导电性材料制成的端子通电部31的方式设置由应力缓和特性小的SUS材料制成的端子盒32，即使阴端子30暴露在高温环境下，端子盒的折弯成90°的部分的角度也不会张开到超过90°，端子盒32也不会变形，可保持断面大致为矩形的形状。因此，与端子盒32做成一体的弹簧部33不会与通电端子部31发生偏离(挤压端子通电部的力较弱)，可以用弹簧部33保持对阳端子的接触力。
也就是说，本实施例的阴端子30通过以高导电率材料制成端子通电部31，可以降低因大电流通电引起的发热；同时，通过用端子盒32覆盖该端子通电部31并将弹簧部33与端子盒32做成一体，可以保持稳定的大电流通电。
另外，由于没有必要进行考虑到高温时的弹簧部33的弹簧弹力降低的设计，因而可以减小接触力，也可以降低将阳端子10插入到阴端子30中时所需要的力(端子插入力)。
下面，接着说明插入上述实施例的阴端子30中的本发明的阳端子结构。
图6是表示本发明的阳端子结构的优选实施例的立体图。
如图6所示，阳端子10由细长的板材制成，其一端具有与电线(电气设备)连接的电线连接部11，其另一端具有插入到阴端子中的插入接触部12。本实施例的阳端子70的特征是，其插入接触部12做成将平板状的板材的横截面做成コ字形。
电线连接部11和插入接触部12由一块板材构成，电线连接部11做成平板状。在电线连接部11上形成有用于与变换器等设备电气连接并用螺栓连接固定在设备上的设备连接孔13。
其另一端即插入接触部(コ字状部)12由与电线连接部11相同的做成平板状的底板14和突出于底板14两侧的突起片15、15构成，两突起片15、15通过将形成底板14的板材折弯成大致直角而成。
插入接触部12的插入前端部16做成尖细的楔状，具体的是，将底板14及两突起片15、15的前端在板厚方向做成楔状，通过将前端做成楔状，可减小将其插入阴端子60(参照图12)时的插入力。
插入接触部(コ字状部)12优选做成底板14与阴端子的内框大致相同，并且两突起15、15的高度与阴端子60的内框的高度大致相同，通过将底板14的宽度及突起片15、15的高度做成与阴端子60的内框大致相等，可以稳定地固定阳端子10而使其不会在阴端子60内晃动。
另外，在突起片15的插入接触部后端(插入接触部的电线接触部一侧)竖立地形成有与容纳阳端子的连接器外壳卡合的止档片17。
图7和图8是表示将本实施例的阳端子10插入到现有的阴端子60中的状态的图。
如图7及图8所示，当将阳端子10以止档片17为下侧插入到现有的阴端子60的端子通电部61内时，底板14便被弹簧部63夹压到端子通电部61上并予以固定。
若采用本实施例的阳端子结构，通过将阳端子10的插入接触部12的横断面做成コ字状，与宽度及厚度(板材的厚度)相同的平板状的阳端子比较，可以增大断面积和表面积。因此，由于增大阳端子10的断面积，可以减小端子的电阻，可以减小通电时的发热。另外，通过增大阳端子10的表面积，则可以改善对通电时所发的热的散热性。因此，即使对阳端子10进行大电流通电，也可以减小端子的温升，可以抑制对具有阳端子10的连接器的外壳的树脂的损坏及对配置在阳端子周围设备的影响。
阳端子用于例如，HEV的电动机和变换器的连接，并将阳端子的电线连接部连接到变换器一侧。这时，如图9(a)所示，变换器和电动机由于是进行三相通电，因而将三个端子并列配置。本实施例的阳端子10由于将插入连接部12做成断面为コ字形，因而，与图9(b)所示的将以相同的厚度(图中为t)做成平板状的阳端子50三个并列配置的情况比较，可以缩短端子宽度方向的距离(图中，d＜f)。这是因为，由于在断面积相同的情况下，与做成平板状的阳端子50比较，其端子宽度减小(图中，b＜e)，因而，在将三个阳端子10并列配置的情况下，阳端子10的宽度b和端子间距离c的合计减小了的缘故。因此，通过减小端子的宽度b，可以使将三个阳端子10并列配置而成的大电流通电用的连接器小型化。
虽然通过将平板状的阳端子的宽度做得与断面为コ字形的阳端子10的宽度相等而将厚度加大，可将断面积做成与断面为コ字形的阳端子10相同，但这种情况的阳端子的厚度变得非常大。通常，对于阳端子来说，为了防止在端子的表面产生氧化膜而得到稳定的电接触，要对端子表面进行电镀。但是，对由厚板材制成的阳端子进行电镀是困难的。例如，对于与本实施例的阳端子10具有相同宽度13mm和断面31.2mm2的阳端子，当做成平板状时，端子(板材)的厚度则为2.4mm。对于这种厚度为2.4mm的板材进行电镀的现状是在技术上是非常困难的。本实施例的阳端子10由于使用厚度薄的板材将宽度做得较窄，因而，可以进行用于防止氧化膜的电镀。
另外，由于将阳端子10的电线连接部13做成平板状，因而，可以很容易地对电线接触部13进行折弯加工，例如，即使因与阳端子10连接的设备侧的位置关系而需将阳端子10做成L字形时，也能很容易地满足要求。
图10是表示将本实施例的图6的阳端子插入到上述实施例的图1的阴端子30中并连接起来的状态的剖视立体图。如图10所示，阳端子10的插入接触部12插入到阴端子30的端子通电部31中，并用弹簧部33将其固定在端子通电部33处。另外，虽未图示，但将阳端子10容纳在连接器的外壳中，止挡片17与连接器卡合固定。本实施例的阳端子10与阴端子30连接的端子连接结构如上所述，其散热性高，并且即使在高温环境中也能保持端子之间的接触力，实现稳定的电气连接。
可以认为，如上所述的本发明的实施例不限定于这些实施例，可以是其它类似的种种实施方式。
权利要求
1.一种与阳端子连接使用的阴端子结构，具有以高导电性材料做成框体、可让阳端子插入的端子通电部，和设置于该端子通电部内、固定阳端子用的弹簧部，其特征在于使用强度比上述高导电性材料高的材料以覆盖上述端子通电部的方式设置有端子盒，并将上述弹簧部与该端子盒做成一体。
2.根据权利要求1所述的阴端子结构，其特征在于在上述端子盒的一面上形成开口部并在该开口部上形成固定爪部，在与形成有开口部的面接触的上述端子通电部的面上，形成与上述固定爪部卡合的卡合凹部，将上述固定爪部向凹部折弯，从而将端子盒和端子通电部相互固定。
3.根据权利要求1或2所述的阴端子结构，其特征在于上述端子通电部和上述端子盒分别做成将一块板材折弯成断面为矩形，端子通电部和端子盒的各连接缝设置成为相对的面。
4.一种与阴端子连接使用的阳端子结构，其一端具有与电线连接的电线连接部，其另一端具有做成框状的插入到阴端子中的插入接触部，其特征在于将上述插入接触部的平板状材料的横截面做成コ字形。
5.根据权利要求4所述的阳端子结构，其特征在于上述插入接触部做成コ字形，其底板与阴端子的内框宽度大致相同，突出于该底板两侧的突起片的高度与上述阴端子的内框高度大致相同。
6.根据权利要求4所述的阳端子结构，其特征在于在上述突起片的插入接触部的后端竖立形成与容纳上述插入接触部的连接器的外壳卡合的止挡片。
7.根据权利要求4-6中任何一项所述的阳端子结构，其特征在于在上述插入接触部的插入前端部形成尖细的楔形部。
全文摘要
本发明的目的在于提供一种无需加大阳端子的插入力，在高温下也能保持弹簧部固定阳端子的接触力的阴端子结构及在大电流通电时的散热性优良的阳端子结构。阴端子结构具有以高导电性材料做成框体、可让阳端子(10)插入的端子通电部(31)，和设置于该端子通电部内、固定阳端子(10)用的弹簧部，使用强度比上述高导电性材料高的材料以覆盖上述端子通电部(31)的方式设置有端子盒(32)，并将上述弹簧部(33)与该端子盒(32)做成一体。本发明的阳端子结构是，其一端具有与电线连接的电线连接部(13)，其另一端具有做成框状的插入到阴端子中的插入接触部(12)，将上述插入接触部(12)的平板状材料的横截面做成コ字形。
文档编号H01R13/15GK1992442SQ20061016290
公开日2007年7月4日 申请日期2006年11月29日 优先权日2005年12月28日
发明者冈太一, 中岛研治, 竹原秀明, 清水道晃, 伊藤伸二, 鹫见亨 申请人:日立电线株式会社