(57)【要約】【課題】アーク放電の発生を抑制するためにコンタクトに抵抗体を接続しても、全体が大型、複雑化せず、相手側のコンタクトの移動経路に沿った抵抗体の長さを短縮できるコンタクトの接触構造を提供する。【解決手段】第１コンタクトに活線接触する前に第２コンタクトが接触する抵抗体を、弾性材料で形成し、抵抗体の接離接触位置に第２コンタクトが接離する過程で、接触面積と接触圧を変化させて、両者の間の接触抵抗を急激に変化させ、抵抗体の接離接触位置での電位を、第２コンタクトの接触後は、第１コンタクトの電位に、第２コンタクトが離反する直前には、第２コンタクトの電位にそれぞれ近づけ、第２コンタクトとの間のアーク放電の発生を防止する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
前後方向に進退移動して第１コンタクトに接離する第２コンタクトの移動経路に、第１コンタクトと第１コンタクトに電気接続する抵抗体の接触面が臨み、
第２コンタクトは、前方への移動により前記抵抗体の接触面の接離接触位置で接触した後に、第１コンタクトに接触して第１コンタクトと活線接続し、後方への移動により第１コンタクトから離反した後に前記抵抗体の接触面の接離接触位置で離反し、
抵抗体の第１コンタクトとの電気接続位置と前記接離接触位置間の抵抗値を、第２コンタクトと前記接離接触位置間のアーク放電の発生を抑止するのに充分な高い抵抗値としたコンタクトの接触構造であって、
抵抗体を弾性材料で形成し、第２コンタクトが抵抗体に接触する間に、第２コンタクトの接触部に押し込まれる抵抗体の接触面の受圧部が前記接触部を包囲し、前記接触部に弾性接触することを特徴とするコンタクトの接触構造。
【請求項２】
抵抗体を、導電性フィラーが分散して充填された導電性ゴムで形成することを特徴とする請求項１に記載のコンタクトの接触構造。
【請求項３】
前記導電性ゴムは、多数の気泡を有する発泡ゴムであることを特徴とする請求項２に記載のコンタクトの接触構造。
【請求項４】
抵抗体を、前記抵抗体の接触面に沿って、第２コンタクトの移動経路と直交する方向に１又は複数の貫通孔を穿設した導電性ゴムで形成することを特徴とする請求項２に記載のコンタクトの接触構造。
【請求項５】
導電性ゴムに穿設した複数の貫通孔は、前方の貫通孔の内径が後方の貫通孔の内径より小径であることを特徴とする請求項４に記載のコンタクトの接触構造。
【請求項６】
前記複数の貫通孔の少なくともいずれかの貫通孔に、縦弾性係数が導電性ゴムより低い絶縁弾性体を充填したことを特徴とする請求項５に記載のコンタクトの接触構造。
【請求項７】
第２コンタクトの接触部の前端を湾曲面とし、前端の湾曲面が抵抗体の接触面の受圧部を押し込むことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のコンタクトの接触構造。
【請求項８】
抵抗体の接触面が、前方に向かって第２コンタクトの移動経路の方向に傾斜して臨むように、抵抗体を前記移動経路に沿って位置決めし、第２コンタクトの前方への移動で、抵抗体への押圧力を増大させたことを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載のコンタクトの接触構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、互いに活線接続する一対のコンタクト間のコンタクトの接触構造に関し、更に詳しくは、接離する一対のコンタクト間に高い電気エネルギーが発生するコンタクトの接触構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
高電圧、高電流の電力を送電する電力線などを活線接続する電気コネクタは、接続先の相手側コネクタに挿抜する際に、近接する一対のコンタクト間に高い電気エネルギーが蓄積され、その間でアーク放電が発生する。このようなアーク放電は、誘導性負荷に接続する一方のコネクタを、電力線に接続する他方のコネクタから引き抜く際に生じる誘導起電力によっても発生する。
【０００３】
アーク放電は、電気コネクタのコンタクトが溶損する等、劣化を早める原因となるので、一対のコンタクト間に蓄積される電気エネルギー自体を低下させて、アーク放電の発生を抑止している。ここで、一対のコンタクト間に蓄えられる電気エネルギーは、一対のコンタクト間の電圧及び電流に比例するので、従来、特許文献１、特許文献２に記載のコンタクトの接触構造では、一対のコンタクトが分離する際のコンタクト間の電圧を低下させてアーク放電の発生を防止している。
【０００４】
例えば、特許文献１に記載のコンタクトの接触構造１００は、図１０に示すように、コンタクト１０１と、コンタクト１０１より電気抵抗率ρの高い抵抗体１０２を、相手側コネクタのコンタクト１０３が移動する移動経路に沿って連設し、コンタクト１０１に接続位置から最も離れ、抵抗体１０２の抵抗値が最も高くなる抵抗体１０２の先端１０２ａを、コンタクト１０３が接離する接離位置として、接離位置１０２ａとコンタクト１０３間の電圧をアーク放電に至らない電圧としてアーク放電の発生を防止している。
【０００５】
また、特許文献２に記載のコンタクトの接触構造１２０は、図１１に示すように、抵抗体１２１を相手側のコンタクト１２２の挿入経路に沿ったＸ方向の先端に向かって横断面積が徐々に小さくなる円錐形として、コンタクト１２３からのＸ方向の長さを短縮させた抵抗体１２１の先端の接離位置で、相手側のコンタクト１２２間の電圧をアーク放電に至らない電圧として、アーク放電の発生を防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭６３−８６２８１号公報
【特許文献２】特開２０１７−０１０８２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
これらの従来のコンタクトの接触構造１００、１２０に示すように、相手側のコンタクト１０３、１２２がコンタクト１０１、１２３に活線接続する前に接触する抵抗体１０２、１２１は、金属、フェライト、セラミック樹脂等の硬質な材料で形成されているので、相手側のコンタクト１０３、１２２と点接触若しくは線接触し、両者の間に埃塵等の絶縁異物が介在していると、相手側のコンタクト１０３、１２２が抵抗体１０２、１２１の接触面に摺動接触している間に、接触抵抗が急激に変化してノイズが発生したり、瞬断が生じてその間にアーク放電が発生する恐れがある。
【０００８】
また、相手側のコンタクト１０３、１２２が接離する接離位置とコンタクト１０１、１２３に接続する接続位置間の抵抗体１０２、１２１の抵抗値は、接離位置と接続位置間の長さに比例するので、接離位置で電圧を最大に降下させるためには、抵抗体１０２、１２１の接離位置と接続位置を、相手側のコンタクト１０３、１２２の移動経路に沿った両端とする必要があり、構造上の制約が生じていた。
【０００９】
また、特許文献１のコンタクトの接触構造１００は、相手側のコンタクト１０３の移動経路に沿ったコンタクト１０１の先端側に高抵抗の抵抗体１０２を接続する必要があり、全体が大型化するとともに、コンタクト１０３の挿抜方向のストロークが長くなるという問題があった。
【００１０】
特に抵抗体１０２を電気抵抗率ρが高い導電材料で形成したコンタクトの接触構造１００は、抵抗体１０２の接離位置となる先端１０２ａまでの抵抗値がコンタクト１０１との接続位置からの距離に比例するので、先端１０２ａでアーク放電が発生しない電圧まで降下させる抵抗値とするには、抵抗体１０２をコンタクト１０３の移動方向に沿って一定以上の長さとする必要があった。
【００１１】
そこで、特許文献２のコンタクトの接触構造１２０では、コンタクト１２３との接続位置から先端の接離位置までの抵抗体１２１の抵抗値が、Ｘ方向に直交する抵抗体１２１の横断面積に反比例することに着目し、抵抗体１２１を先端側のＸ方向に向かって横断面積が徐々に小さくなる円錐形として、抵抗体１２１のコンタクト１２３との接続位置から先端間での長さを短縮している。しかしながら、このコンタクトの接触構造１２０でも、コンタクトの接触構造１２０の全体が大型化するという問題を本質的に解決することはできず、更に、抵抗体１２１の形状が複雑になるという新たな問題が生じた。
【００１２】
本発明は、このような従来の問題点を考慮してなされたものであり、コンタクトに接続する抵抗体に、相手側のコンタクトが摺動接触している間に、ノイズやアーク放電が発生しないコンタクトの接触構造を提供することを目的とする。
【００１３】
また、アーク放電の発生を抑制するためにコンタクトに抵抗体を接続しても、全体が大型、複雑化せず、相手側のコンタクトの移動経路に沿った抵抗体の長さを短縮できるコンタクトの接触構造を提供することを目的とする。
【００１４】
また、アーク放電を抑制するための抵抗体のコンタクトとの接続位置や相手側のコンタクトとの接離位置が、相手側のコンタクトの移動経路に沿った両端に制約されないコンタクトの接触構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上述の目的を達成するため、請求項１に記載のコンタクトの接触構造は、前後方向に進退移動して第１コンタクトに接離する第２コンタクトの移動経路に、第１コンタクトと第１コンタクトに電気接続する抵抗体の接触面が臨み、第２コンタクトは、前方への移動により抵抗体の接触面の接離接触位置で接触した後に、第１コンタクトに接触して第１コンタクトと活線接続し、後方への移動により第１コンタクトから離反した後に抵抗体の接触面の接離接触位置で離反し、抵抗体の第１コンタクトとの電気接続位置と接離接触位置間の抵抗値を、第２コンタクトと接離接触位置間のアーク放電の発生を抑止するのに充分な高い抵抗値としたコンタクトの接触構造であって、
抵抗体を弾性材料で形成し、第２コンタクトが抵抗体に接触する間に、第２コンタクトの接触部に押し込まれる抵抗体の接触面の受圧部が接触部を包囲し、接触部に弾性接触することを特徴とする。
【００１６】
第２コンタクトが抵抗体の接離接触位置で接触する過程では、第２コンタクトの接触部に押し込まれる抵抗体の受圧部が接触部を包囲するので、面接触する両者の接触面積と両者の接触圧が増加するので、両者の間の接触抵抗は急激に低下する。従って、第２コンタクトが抵抗体に接触した後は、抵抗体の接離接触位置と抵抗体の第１コンタクトとの電気接続位置間の抵抗値が急激に低下し、第２コンタクトの電位に近づいていた抵抗体の接触位置の電位は急激に第１コンタクトの電位に近づく。
【００１７】
第２コンタクトが抵抗体の接離接触位置から離反する過程では、第２コンタクトの接触部と接触部に押し込まれる抵抗体の受圧部間の接触面積と両者間の接触圧が減少するので、両者の間の接触抵抗は急激に上昇する。従って、第２コンタクトが抵抗体から離反する直前には、抵抗体の接離接触位置と抵抗体の第１コンタクトとの電気接続位置間の抵抗値が急激に上昇し、第１コンタクトの電位に近づいていた抵抗体の接触位置の電位は急激に第２コンタクトの電位に近づく。
【００１８】
また、第２コンタクトの移動経路に沿って進退移動する第２コンタクトの接触部が抵抗体の接触面に摺動接触している間は、第２コンタクトの接触部に抵抗体の受圧部が面接触で弾性接触するので、その間に絶縁異物が介在していても、瞬断せず、瞬断によるノイズが発生しない。
【００１９】
請求項２に記載のコンタクトの接触構造は、抵抗体を、導電性フィラーが分散して充填された導電性ゴムで形成することを特徴とする。
【００２０】
抵抗体の電気抵抗率をρ、第２コンタクトとの接触位置と電気接続位置間の長さをｄ、第２コンタクトとの接触位置と電気接続位置を結ぶ直線に直交する抵抗体の横断面積をＳとして、第２コンタクトとの接触位置と第１コンタクトとの電気接続位置間の抵抗体の抵抗値Ｒは、
Ｒ＝ρ・ｄ／Ｓ  ・・・（１）式
で表され、第２コンタクトにより押圧される前の抵抗体は、単位体積あたりに充填される導電性フィラーが少なく、電気抵抗率ρが高いので、接離接触位置と電気接続位置間の長さｄや抵抗体の横断面積Ｓに関わらず、接離接触位置と第１コンタクトとの電気接続位置間の抵抗体の抵抗値Ｒを、第２コンタクトと接離接触位置間のアーク放電の発生を抑止するのに充分な高い抵抗値とすることができる。
【００２１】
第２コンタクトが抵抗体に接触する間は、第２コンタクトの接触部により抵抗体が押圧されて圧縮され、単位体積あたりに充填される導電性フィラーが増加し、電気抵抗率ρが低下するので、押圧力を増加させて第２コンタクトが第１コンタクトに接離する際の抵抗体の抵抗値を低下させ、抵抗体の接触位置での電位を第１コンタクトの電位に近づけることができる。
【００２２】
請求項３に記載のコンタクトの接触構造は、導電性ゴムが多数の気泡を有する発泡ゴムであることを特徴とする。
【００２３】
抵抗体は、多数の気泡を有するので、同一数の導電性フィラーに対して第２コンタクトに押圧されることによる体積変化率が大きく、押圧されない自由状態から一定の押圧力で押圧されるまでの抵抗体の抵抗値が大きく変化する。
【００２４】
請求項４に記載のコンタクトの接触構造は、抵抗体を、前記抵抗体の接触面に沿って、第２コンタクトの移動経路と直交する方向に１又は複数の貫通孔を穿設した導電性ゴムで形成することを特徴とする。
【００２５】
抵抗体は、前記抵抗体の接触面に沿って、第２コンタクトの移動経路と直交する方向の１又は複数の貫通孔を有するので、同一量の導電性フィラーに対して第２コンタクトに押圧されることによる体積変化率が大きく、押圧されない自由状態から一定の押圧力で押圧されるまでの抵抗体の抵抗値が大きく変化する。
【００２６】
また、第２コンタクトの接触部が抵抗体を圧縮することにより、貫通孔の内面間が接触して新たな導電路が形成されるので、抵抗体の抵抗値がより低下する。
【００２７】
請求項５に記載のコンタクトの接触構造は、導電性ゴムに穿設した複数の貫通孔が、前方の貫通孔の内径が後方の貫通孔の内径より小径であることを特徴とする。
【００２８】
第２コンタクトの接触位置が前方に移動するほど、第２コンタクトの接触部と抵抗体の受圧部の間の接触圧が大きくなり、両者の間の接触抵抗が低下するので、第２コンタクトが第１コンタクトに接離する際の抵抗体の抵抗値を低下させ、抵抗体の接触位置での電位を第１コンタクトの電位に近づけることができる。
【００２９】
請求項６に記載のコンタクトの接触構造は、複数の貫通孔の少なくともいずれかの貫通孔に、縦弾性係数が導電性ゴムより低い絶縁弾性体を充填したことを特徴とする。
【００３０】
貫通孔に、縦弾性係数が導電性ゴムより低い絶縁弾性体が充填されるので、第２コンタクトの接触部が、貫通孔が穿設された抵抗体の部位を押圧しても大きく変形しない。
【００３１】
請求項７に記載のコンタクトの接触構造は、第２コンタクトの接触部の前端を湾曲面とし、前端の湾曲面が抵抗体の接触面の受圧部を押し込むことを特徴とする。
【００３２】
第２コンタクトの接触部の湾曲面となった前端は、弾性材料で形成した抵抗体の接触面を削ることなく、抵抗体の接触面の受圧部によって包囲され、受圧部と弾性接触する。
【００３３】
第２コンタクトの接触部が、抵抗体の接離接触位置で抵抗体の接触面と接離する際に、抵抗体の受圧部によって包囲される第２コンタクトの接触部の前端は、湾曲面となっているので、第２コンタクトと抵抗体間の接触面積は、急激に変化し、抵抗体の第１コンタクトとの電気接続位置と接離接触位置間の抵抗値は大きく変化する。
【００３４】
請求項８に記載のコンタクトの接触構造は、抵抗体の接触面が、前方に向かって第２コンタクトの移動経路の方向に傾斜して臨むように、抵抗体を移動経路に沿って位置決めし、第２コンタクトの前方への移動で、抵抗体への押圧力を増大させたことを特徴とする。
【００３５】
第２コンタクトが抵抗体の接触面の接離接触位置に接触する位置から前方へ移動すると、抵抗体が徐々に圧縮され、第２コンタクトとの接触位置と第１コンタクトとの電気接続位置間の抵抗体の抵抗値は、徐々に低下する。
【発明の効果】
【００３６】
請求項１の発明によれば、第２コンタクトと抵抗体が接離する過程で、両者の間の接触抵抗が急激に変化するので、第２コンタクトが接離する抵抗体の接離接触位置での電位を、第２コンタクトの接触後は、第１コンタクトの電位に、第２コンタクトが離反する直前には、第２コンタクトの電位にそれぞれ近づけ、アーク放電の発生を防止できる。
【００３７】
また、第２コンタクトの接触部が接触する抵抗体の接触面の形状を第２コンタクトの移動経路に沿って変えて、両者間の接触面積や接触圧を任意に変化させることができるので、第２コンタクトの進退移動に伴う抵抗体の抵抗値の変化を所望の傾きに調整できる。
【００３８】
第２コンタクトの接触部が抵抗体の接触面に摺動接触している間に、その間に絶縁異物が介在していても、瞬断せず、瞬断によるノイズが発生しない。
【００３９】
請求項２の発明によれば、抵抗体の接離接触位置や第１コンタクトとの電気接続位置に関わらず、第２コンタクトが抵抗体に接離する接離接触位置で、アーク放電の発生を抑止できる。
【００４０】
特に、接離接触位置と第１コンタクトとの電気接続位置間の抵抗体の抵抗値Ｒを、接離接触位置と電気接続位置間の長さｄに関わらず、高抵抗値とすることができるので、第２コンタクトの移動経路に沿った両端を接離接触位置と電気接続位置とする必要がなく、第２コンタクトの移動経路に沿った抵抗体の長さを短縮でき、第１コンタクトに接離するための第２コンタクトの進退移動ストロークを短縮できる。
【００４１】
また、第２コンタクトが抵抗体に接触した後は、抵抗体を押圧することにより、抵抗体の電気抵抗率ρが低下するので、第２コンタクトが第１コンタクトに接離する際の抵抗体との接触位置での電位を第１コンタクトの電位に近づけることができる。
【００４２】
また、第２コンタクトの移動経路に沿って、第２コンタクトによる抵抗体への押圧力をを変えて、抵抗体の電気抵抗率ρを任意に変化させることができるので、第２コンタクトの進退移動に伴う抵抗体の抵抗値の変化を押圧力の変化から所望の傾きに調整できる。
【００４３】
請求項３又は請求項４の発明によれば、第２コンタクトの接触部から受ける押圧力に応じて抵抗体の抵抗値をより大きく変化させることができるので、抵抗体の第２コンタクトが接触する接触位置と第１コンタクトに接続する電気接続位置間の抵抗値を、第２コンタクトが接離する接離接触位置では、第２コンタクトと接離接触位置間のアーク放電の発生を抑止するのに充分な高い抵抗値に、第２コンタクトが第１コンタクトに接離する際の接触位置では、接触位置での電位を第１コンタクトの電位に近づける低い抵抗値に調整しやすい。
【００４４】
請求項５の発明によれば、第２コンタクトの接触位置が前方に移動するほど、第２コンタクトと抵抗体間の接触抵抗が低下するので、第２コンタクトが第１コンタクトに接離する際の抵抗体との接触位置での電位を第１コンタクトの電位に近づけることができる。
【００４５】
請求項６の発明によれば、貫通孔に絶縁弾性体が充填されるので、貫通孔がつぶれて周囲の抵抗体が大きく変形することがなく、第２コンタクトの接触部から押圧力を受けても抵抗体が破断したり破損することがない。
【００４６】
請求項７の発明によれば、抵抗体の接触面に接触する第２コンタクトの接触部の前端が湾曲面となっているので、抵抗体の接触面が削られて破損することがない。
【００４７】
また、第２コンタクトの接触部が抵抗体の接離接触位置で抵抗体の接触面に接触した後に、抵抗体の接触位置と電気接続位置間の抵抗値を、第２コンタクトと接離接触位置間のアーク放電の発生を抑止するのに充分な高い抵抗値から大きく低下させることができる。
【００４８】
請求項８の発明によれば、第２コンタクトを、抵抗体に接触させた後、第１コンタクトに接触させる前方へ移動させると、抵抗体の電気抵抗率ρが徐々に低下するので、第２コンタクトが第１コンタクトに接離する際の抵抗体との接触位置での電位を第１コンタクトの電位に近づけることができる。。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】プラグ１０がソケット２から離反している位置（Ａ）にある本発明の一実施の形態に係るコンタクトの接触構造１の縦断面図である。
【図２】プラグピン１１の接触部１１ａがソケット２の抵抗体４の接離接触位置４Ａ１に近接している位置（Ｂ）にあるコンタクトの接触構造１の縦断面図である。
【図３】位置（Ｂ）の前方（図中左方）の位置（Ｃ）で、プラグピン１１の接触部１１ａが接触面４Ａに接触しているコンタクトの接触構造１の縦断面図である。
【図４】位置（Ｃ）の前方の位置（Ｄ）で、プラグピンの接触部１１ａがソケットコンタクト３に近接している状態を示すコンタクトの接触構造１の縦断面図である。
【図５】位置（Ｄ）の前方の位置（Ｅ）で、プラグピンの接触部１１ａとソケットコンタクト３が活線接続しているコンタクトの接触構造１の縦断面図である。
【図６】抵抗体４の接離接触位置４Ａ１に接触するプラグピンの接触部１１ａを拡大して示し、（ａ）は、プラグピンの接触部１１ａが、抵抗体４の接離接触位置４Ａ１に接触している状態を、（ｂ）は、プラグピンの接触部１１ａが、抵抗体４の接離接触位置４Ａ１からわずかに前方（図中左方）に移動し、抵抗体４の受圧部４Ｂに包囲されている状態を、それぞれ示す要部拡大断面図である。
【図７】プラグ１０のプラグピン１１をソケット２へ挿入する過程での、挿入方向の移動距離と、抵抗体４のプラグピン１１が接触する接触位置とソケットコンタクト３との電気接続位置４Ｃ間の抵抗値Ｒとの関係を示すグラフである。
【図８】プラグ１０のプラグピン１１をソケット２から抜き出す過程での、抜去方向の移動距離と、抵抗体４のプラグピン１１が接触する接触位置とソケットコンタクト３との電気接続位置４Ｃ間の抵抗値Ｒとの関係を示すグラフである。
【図９】本発明の第２実施の形態に係るコンタクトの接触構造２０の縦断面図である。
【図１０】従来のコンタクトの接触構造１００の側面図である。
【図１１】従来のコンタクトの接触構造１２０を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００５０】
以下、本発明の一実施の形態に係るコンタクトの接触構造１を、図１乃至図８を用いて説明する。コンタクトの接触構造１は、本発明の第２コンタクトであるプラグピン１１が本発明の第１コンタクトであるソケットコンタクト３に接離する構造であり、本明細書では、プラグ１０のプラグピン１１をソケット２のソケットコンタクト３に向かって移動させる接続方向を前方と、ソケットコンタクト３との活線接続位置から引き出して移動させる離反方向を後方と、図１に図示する上下方向を上下方向として各部を説明する。
【００５１】
プラグピン１１とソケットコンタクト３は、図示しない直流電源電力線の端末に接続する雄コネクタとなるプラグ１０と、直流電源電力線による電力の供給を受けて動作する負荷に接続する雌コネクタとなるソケット２にそれぞれ備えられ、プラグ１０のプラグピン１１を、後述する前後方向の移動経路Ｐに沿って前方へ挿入し、プラグピン１１と移動経路Ｐに臨むソケットコンタクト３とを活線接続することにより、例えば４８Ｖ、２Ａの９６Ｗの電力が直流電源電力線から負荷へ供給される。
【００５２】
図示するように、プラグ１０は、直流電源電力線の高圧側と低圧側の端末にそれぞれ接続する一対のプラグピン１１（＋）、１１（−）と、一対のプラグピン１１を平行に突出させて支持する絶縁ハウジング１３とを備えている。ここでは、プラグピン１１は、鉄、ステンレス、真鍮などの金属製ピンの前端（左端）の接触部１１ａを切削加工して半球面１２としたもので、硬質の導電性材料であれば、燐青銅、黄銅等の銅合金等の他の金属材料を用いてもよく、また、プレス加工で所望の形状に加工するものであってもよい。
【００５３】
ソケット２は、図示しないプラグ挿入孔により、一対のプラグピン１１（＋）、１１（−）をそれぞれ前後方向の移動経路Ｐに沿って進退自在に案内する図示しない絶縁ケースと、活線接触部３Ａを移動経路Ｐに臨ませて絶縁ケースに位置決め固定され、それぞれ図示しない負荷の高圧側と低圧側の電源端子に接続された一対のソケットコンタクト３（＋）、３（−）と、活線接触部３Ａの後方で接触面４Ａを移動経路Ｐに臨ませて絶縁ケースに位置決め固定された一対の抵抗体４、４とを備えている。
【００５４】
一対のソケットコンタクト３（＋）、３（−）は、それぞれ燐青銅、黄銅等の銅合金の金属板をプレス加工して、二股の板バネ片が一体に形成されたＵ字状に形成され、移動経路Ｐの前方で二股の板バネ片が後方に向かって突出するように絶縁ケースに固定されることにより、二股の板バネ片の各内側にくの字状に折り曲げられた活線接触部３Ａが移動経路Ｐを挟んで上下方向で対向している。二股の板バネ片の活線接触部３Ａ、３Ａ間の間隔は、プラグピン１１の接触部１１ａの外径より短く、従って、図５に示すように、プラグピン１１が移動経路Ｐに沿ってソケットコンタクト３の位置まで前方に挿入されると、活線接触部３Ａ、３Ａがプラグピン１１の接触部１１ａに弾性接触し、一対のプラグピン１１（＋）、１１（−）と一対のソケットコンタクト３（＋）、３（−）がそれぞれ活線接続する。
【００５５】
ソケットコンタクト３の後方に絶縁ケースに固定された抵抗体４は、移動経路Ｐに臨ませた抵抗体４の接触面４Ａが、前方が移動経路Ｐの方向である内側に移動経路Ｐに対して所定角度αで傾斜するように絶縁ケースに位置決め固定される。移動経路Ｐに対して抵抗体４の接触面４Ａを角度αで傾斜させることにより、図２、図６に示すように移動経路Ｐに沿って進退自在に移動するプラグピン１１の接触部１１ａは、接触面４Ａの後方寄りの接離接触位置４Ａ１で抵抗体４に接離する。
【００５６】
抵抗体４は、ソケットコンタクト３と等電位となるソケットコンタクト３との電気接続位置４Ｃと接離接触位置４Ａ１間の抵抗値が、プラグピン１１と接離接触位置４Ａ１間でアーク放電が発生しない程度に高くなる電気抵抗率ρの導電性を有する弾性材料によって直方体板状に形成される。弾性材料で形成される抵抗体４は、プラグピン１１の接触部１１ａが抵抗体４の接触面４Ａを押圧し、硬質の接触部１１ａにより押し込まれた接触面４Ａの受圧部４Ｂが、図６に示すように、接触部１１ａの少なくとも一部を包囲し、接触部１１ａによる押圧力が増加するほど、受圧部４Ｂとの接触面積が増加する程度の弾性があればよく、一例としてヤング率Ｅが１００ＭＰａ以下の導電性ゴムで構成する。
【００５７】
ここでは、更に、プラグピン１１の接触部１１ａによる抵抗体４への押圧力が増加すると、抵抗体４の電気抵抗率ρが低下するように、シリコーンゴム、ＥＰＤＭ（エチレン・プロピレン・ジエンゴム）、天然ゴム等のゴムに、カーボンブラック、金属粉末、導電性細線材等の導電性フィラーを分散して充填した導電性ゴムで抵抗体４を形成する。
【００５８】
これにより、抵抗体４がプラグピン１１の接触部１１ａから押圧力を受け、圧縮されることによりその体積が変化しても、充填される導電性フィラーの数は変化しないので、抵抗体４への押圧力を変化させて、抵抗体４の電気抵抗率ρをより大きく変化させることができる。
【００５９】
本実施の形態のコンタクトの接触構造１では、プラグピン１１の接触部１１ａが、接離接触位置４Ａ１で接離する際とソケットコンタクト３に接離する際にそれぞれアーク放電が発生しないように、接触位置４Ｐが接離接触位置４Ａ１であるとき（図２のＢの状態）に、最大の抵抗Ｒとなって接離接触位置４Ａ１でのソケットコンタクト３との電位差が最大となり、ソケットコンタクト３の活線接触部３Ａにプラグピン１１の接触部１１ａが接離する接触位置４Ｐが接触面４Ａの前端であるとき（図４のＤの状態）に、最小の抵抗Ｒとなり、接触面４Ａの前端でのソケットコンタクト３との電位差が最小となように、抵抗Ｒを変化させる。
【００６０】
ここで、抵抗体４のプラグピン１１との接触位置４Ｐと電気接続位置４Ｃ間の抵抗値Ｒは、抵抗体４の電気抵抗率をρ、接触位置４Ｐと電気接続位置４Ｃ間の距離をｄ、接触位置４Ｐと電気接続位置４Ｃを結ぶ直線に直交する抵抗体４の横断面積をＳとして、
Ｒ＝ρ・ｄ／Ｓ  ・・・（１）式
で表されるので、接触位置４Ｐの前方への移動距離に応じて抵抗体４の電気抵抗率ρを低下させ、接触位置４Ｐと電気接続位置４Ｃ間の抵抗値Ｒを、接触位置４Ｐが接離接触位置４Ａ１であるときに最大と、接触位置４Ｐが接触面４Ａの前端であるときに最小としている。
【００６１】
すなわち、抵抗体４の接触面４Ａを、移動経路Ｐに対して前方に向かって内側に角度αで傾斜させて、接触位置４Ｐが接離接触位置４Ａ１であるときに、プラグピン１１の接触部１１ａから受ける押圧力を最小として抵抗体４の電気抵抗率ρを最大とし、接離接触位置４Ａ１と電気接続位置４Ｃ間の抵抗値Ｒを最大値とする一方、接触位置４Ｐが前方に移動し、接触面４Ａの前端であるときに、プラグピン１１の接触部１１ａから受ける押圧力を最大として、抵抗体４の電気抵抗率ρを最小とし、接触面４Ａの前端と電気接続位置４Ｃ間の抵抗値Ｒを最小値とする。
【００６２】
プラグピン１１との接触位置４Ｐと電気接続位置４Ｃ間の抵抗値Ｒは、プラグピン１１の接触部１１ａによる抵抗体４への押圧力に応じて抵抗体４の電気抵抗率ρを変化させて任意の抵抗値Ｒに調整できるので、例えば、プラグ１０に接続する直流電源電力線の電力に応じて、プラグピン１１の接触部１１ａが接離する接離接触位置４Ａ１で、プラグピン１１とアーク放電が発生しない電圧とする抵抗値Ｒと、また、プラグピン１１の接触部１１ａがソケットコンタクト３に接離する接触面４Ａの前端の電圧を、プラグピン１１の接触部１１ａとソケットコンタクト３間にアーク放電が発生しない電圧とする抵抗値Ｒとに、それぞれ調整できる。
【００６３】
この接触位置４Ｐと電気接続位置４Ｃ間の抵抗値Ｒの調整は、（１）式の電気抵抗率ρを抵抗体４への押圧力を変化させて行うので、接触位置４Ｐと電気接続位置４Ｃ間の距離ｄに依存しない。つまり、ソケットコンタクト３と抵抗体４との電気接続位置４Ｃを、抵抗体４の任意の位置とすることができ、ソケット２内の配線位置や接続位置が拘束されない。しかしながら、抵抗体４の接触面４Ａの前端を電気接続位置４Ｃとすれば、接触位置４Ｐと電気接続位置４Ｃ間の距離ｄも、接触位置４Ｐが接離接触位置４Ａ１から前方に移動するに従って小さくなるので、（１）式の電気抵抗率ρとともに距離ｄも変化させて、抵抗値Ｒがより大幅に変化するように調整することもできる。
【００６４】
上述のように構成されたコンタクトの接触構造１の作用を、プラグ１０をプラグピン１１の移動経路Ｐに沿って前後方向に挿抜する過程に沿って説明する。プラグピン１１の接触部１１ａが、ソケット２から離反する位置（Ａ）（図１）から、ソケット２側の抵抗体４の接触面４Ａの接離接触位置４Ａ１に近接する位置（Ｂ）（図２）まで前方に移動する間は、抵抗体４は、圧縮されない自由状態であるので、電気抵抗率ρが高く、プラグピン１１の接触部１１ａが最も接近する接離接触位置に近接していても、抵抗体４の接離接触位置４Ａ１と電気接続位置４Ｃ間の抵抗値Ｒは、図７に示すように、数ｋΩと高い抵抗値となっている。従って、プラグピン１１の接触部１１ａと近接する抵抗体４の接離接触位置４Ａ１との間に電気エネルギーが蓄積されても、接離接触位置４Ａ１の電位は、プラグピン１１の接触部１１ａの電位に近く、その間にアーク放電を発生させる程度の高い電気エネルギーは蓄積されない。
【００６５】
プラグピン１１の接触部１１ａが、接離接触位置４Ａ１に近接する位置（Ｂ）から接離接触位置４Ａ１に接する際には、図６（ａ）に示すように、接触部１１ａの先端が半球状の湾曲面１２となっているので、その先端で弾性材料から形成される抵抗体４の接触面４Ａを削り破損させることない。更に、プラグピン１１を前方へ挿入すると、湾曲面１２となった接触部１１ａの先端が、接離接触位置４Ａ１から前方の接触面４Ａを抵抗体４の厚さ方向に押し込み、図６（ｂ）に示すように、押し込まれた抵抗体４の受圧部４Ｂが接触部１１ａを包囲する。この過程で、プラグピン１１の接触部１１ａと抵抗体４の受圧部４Ｂ間の接触面積は急激に増加し、両者間の接触圧も増加するので、接触抵抗が急激に減少し、また、抵抗体４が圧縮されることによって電気抵抗率ρも低下するので、図７に示すように、数ｋΩと高い抵抗値であった接離接触位置４Ａ１と電気接続位置４Ｃ間の抵抗値Ｒは、接触位置４Ｐが接離接触位置４Ａ１から前方に移動すると急激に減少する。
【００６６】
更に、プラグピン１１を前方に挿入し、プラグピン１１の接触部１１ａが抵抗体４の接触面４Ａに沿って前方に摺動し、接離接触位置４Ａ１の前方の接触面４Ａに接触している位置（Ｃ）（図３）では、接触面４Ａが移動経路Ｐの方向に傾斜しているので、抵抗体４は更に圧縮され、電気抵抗率ρが徐々に低下することにより、図７に示すように、接触位置４Ｐと電気接続位置４Ｃ間の抵抗値Ｒは徐々に低下する。
【００６７】
また、プラグピン１１の接触部１１ａが、接触面４Ａの接離接触位置４Ａ１から前端の位置の間で摺動接触している間は、接触部１１ａと抵抗体４の受圧部４Ｂが面接触で弾性接触しているので、接触面４Ａに絶縁異物が付着していても、他の多数の接触位置で両者間が接触しているので、瞬断や瞬断によるノイズが発生しない。
【００６８】
更に、プラグピン１１を前方に挿入し、プラグピン１１の接触部１１ａが、ソケットコンタクト３の活線接触部３Ａに近接する位置（Ｄ）（図４）では、プラグピン１１の接触部１１ａは、接触面４Ａに接触し、抵抗体４の受圧部４Ｂとの接触面積が増加し、接触抵抗が更に低下するとともに、抵抗体４が更に圧縮されて電気抵抗率ρが低下し、接触面４Ａの前端の接触位置４Ｐと電気接続位置４Ｃ間の抵抗値Ｒは、数Ωまで低下する。その結果、プラグピン１１に接触面４Ａの前端で接触する数Ωの抵抗の抵抗体４を介して接続するソケットコンタクト３の活線接触部３Ａの電位は、プラグピン１１の電位に接近し、両者が近接してもその間にアーク放電が発生することはない。
【００６９】
活線接触部３Ａに近接するプラグピン１１の接触部１１ａが、活線接触部３Ａに接する位置（Ｅ）（図５）では、プラグピン１１とソケットコンタクト３は活線接続し、プラグピン１１が接触する接触面４Ａの前端位置と電気接続位置４Ｃ間の抵抗値Ｒは、並列にプラグピン１１による抵抗が接続されることにより、図７に示すように、活線接続した瞬間に急激に低下する。
【００７０】
また、プラグピン１１の接触部１１ａが活線接触部３Ａに接する位置（Ｅ）（図５）から、プラグピン１１を後方へ引き抜いて、活線接触部３Ａから接触部１１ａが離反する瞬間は、抵抗体４に並列に接続されていたプラグピン１１による抵抗がなくなるので、接触面４Ａの前端位置と電気接続位置４Ｃ間の抵抗値Ｒは、図８に示すように、数Ωまで急激に上昇する。このとき、プラグピン１１の接触部１１ａが、位置（Ｄ）（図４）で、ソケットコンタクト３の活線接触部３Ａに近接しても、抵抗体４の抵抗値が数Ωであるので、ソケットコンタクト３の活線接触部３Ａの電位は、プラグピン１１の電位に近く、その間にアーク放電は発生しない。
【００７１】
プラグピン１１の接触部１１ａを、抵抗体４の接触面４Ａに沿って摺動させながら、位置（Ｄ）（図４）から位置（Ｃ）（図３）を経て後方へ引き抜く過程では、プラグピン１１による抵抗体４への押圧力が徐々に低下するので、抵抗体４の電気抵抗率ρは徐々に上昇し、図８に示すように、接触位置４Ｐと電気接続位置４Ｃ間の抵抗値Ｒは徐々に上昇する。
【００７２】
プラグピン１１の接触部１１ａが、接離接触位置４Ａ１で抵抗体４の接触面４Ａから離反する際には、プラグピン１１の接触部１１ａと抵抗体４の受圧部４Ｂ間の接触面積は急激に減少するとともに、両者の接触圧も低下するので、接触抵抗が急激に増加し、また、抵抗体４が伸張することによって電気抵抗率ρも上昇するので、図８に示すように接離接触位置４Ａ１と電気接続位置４Ｃ間の抵抗値Ｒは、数ｋΩと高い抵抗値に急激に上昇する。その結果、プラグピン１１の接触部１１ａが、接離接触位置４Ａ１に近接する位置（Ｂ）から後方のソケット２に離反する位置（Ａ）（図１）まで移動する間に、抵抗体４の接離接触位置４Ａ１での電位は、プラグピン１１の接触部１１ａの電位に近づき、アーク放電が発生することなく、プラグピン１１をソケットコンタクト３から切り離すことができる。
【００７３】
本実施の形態では、抵抗体４を、抵抗体４への押圧力の増加で電気抵抗率ρが低下するように、ゴムに導電性フィラーを分散して充填した導電性ゴムで形成しているが、導電性フィラーを充填するゴムを多数の気泡を有する発泡ゴムとしてもよい。発泡ゴムは、プラグピン１１に押圧されることによる体積変化率が気泡を有しないゴムに比べて大きくなり、充填する導電性フィラーが同一数である抵抗体４の電気抵抗率ρをより大きく変化する。そのため、プラグピン１１による押圧力に応じた抵抗体４の接触位置４Ｐと電気接続位置４Ｃ間の抵抗値Ｒの変化を拡大させることができる。
【００７４】
また、抵抗体は、導電性フィラーが分散して充填された導電性ゴムに１又は複数の貫通孔を穿設して形成してもよい。以下、複数の貫通孔２１が穿設された導電性ゴムを抵抗体２２とした本発明の第２実施の形態に係るコンタクトの接触構造２０を図９を用いて説明する。第１実施の形態と同一若しくは同様に作用するコンタクトの接触構造２０の各部の構成については、同一の番号を用いてその説明を省略する。
【００７５】
図９に示すように、直方体状の導電性ゴムからなる抵抗体２２に、抵抗体２２の接触面２２Ａに沿った図示する紙面に直交する方向に複数の貫通孔２１が穿設されている。これにより、プラグピン１１の接触部１１ａが抵抗体２２を押圧すると、貫通孔２１が圧縮されることによって抵抗体２２が大きく圧縮され、電気抵抗率ρが大きく低下する。加えて、貫通孔２１が圧縮されて、貫通孔２１で対向する内壁面間が接触して並列の新たな導電路が形成されるので、プラグピン１１による押圧力の変化による接触位置４Ｐと電気接続位置４Ｃ間の抵抗値Ｒの変化率は更に拡大する。従って、接触位置４Ｐと電気接続位置４Ｃ間の抵抗値Ｒの変化率を任意に調整できるので、プラグピン１１の接触部１１ａが接離する接離接触位置４Ａ１で、プラグピン１１とアーク放電が発生しない電圧とする抵抗値Ｒと、また、プラグピン１１の接触部１１ａがソケットコンタクト３に接離する接触面４Ａの前端の電圧を、プラグピン１１の接触部１１ａとソケットコンタクト３間にアーク放電が発生しない電圧とする抵抗値Ｒとに、それぞれ容易に調整できる。
【００７６】
また、抵抗体２２に穿設された複数の貫通孔２１は、その内径が後方から前方に向かって順次小径となる大きさとなっている。これにより、貫通孔２１の内径が小径となるほど、プラグピン１１の接触部１１ａと抵抗体２２の受圧部４Ｂ間の接触圧が上昇し、その間の接触抵抗が低下する。従って、接触抵抗を加えた接触位置４Ｐと電気接続位置４Ｃ間の抵抗値Ｒは、接触位置４Ｐが前方に移動するほど低下し、貫通孔２１の内径を変えることによっても接触位置４Ｐと電気接続位置４Ｃ間の抵抗値Ｒの変化率を調整できる。
【００７７】
尚、内径を大径とした貫通孔２１の周囲では、抵抗体２２が薄肉となり、伸縮させることによって破損の恐れがある場合には、貫通孔２１に抵抗体２２を形成する導電性ゴムより縦弾性係数が低いシリコンゴム等の絶縁弾性体を充填して、貫通孔２１の周囲を補強してもよい。
【００７８】
上述の各実施の形態では、抵抗体４の接触面４Ａをプラグピン１１の移動経路Ｐに対して傾斜させて、プラグピン１１の移動経路Ｐに沿った移動で抵抗体４への押圧力を変化させているが、抵抗体４の接触面４Ａに弾性接触するプラグピンの１１側の接触部１１ａの接触面の形状をプラグピン１１の移動経路Ｐに沿って変化させるものであってもよい。
【００７９】
また、ソケット１の一対のソケットコンタクト３（＋）、３（−）の後方にそれぞれ抵抗体４、４が取り付けられているが、少なくともいずれかのソケットコンタクト３の活線接触部３Ａの後方に、ソケットコンタクト３に向かって挿入されるプラグピン１１が先に接触する抵抗体４が位置決めして取り付けられていればよい。
【００８０】
また、抵抗体４は、同一材料で一体に形成しているが、移動経路Ｐに沿ったプラグピン１１の移動位置に応じて、抵抗体４の接触位置４Ｐと電気接続位置４Ｃ間の抵抗値Ｒを所望の変化率で変化させるために、形状が異なる複数の抵抗体や異なる材料から形成した複数の抵抗体を移動経路Ｐに沿って接続することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
アーク放電が発生する恐れのあるコンタクト間を活線接続するコンタクトの接触構造にに適している。
【符号の説明】
【００８２】
１    コンタクトの接触構造
２    ソケット
３    ソケットコンタクト（第１コンタクト）
３Ａ  活線接触部
４    抵抗体
４Ａ  接触面
４Ａ１  接離接触位置
４Ｂ  受圧部
４Ｃ  電気接続位置
１０  プラグ
１１  プラグピン（第２コンタクト）
１１ａ  接触部
１２  湾曲面
【図１】
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【図２】
2020057489.tif 000004
【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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