(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
相嵌合する雄雌コネクタのいずれか一方に、弾性変形により生じる反発力を利用してコネクタ離脱時の速度を速める高速度コネクタ離脱手段を設け，
コネクタ嵌合の操作の際に前記反発力を生じさせない構造にした
ことを特徴とするコネクタの耐アーク構造。
【請求項２】
コネクタハウジングと、
コネクタ離脱の操作の際に前記コネクタハウジングに対して前記コネクタ離脱の方向にスライドするスライダと、
前記コネクタハウジングと前記スライダとの間に介在し、該スライダがスライドすると弾性変形して反発力が生じる弾性部材と、
を備えて相嵌合する雄雌コネクタのいずれか一方を構成し，
コネクタ嵌合の操作の際に前記反発力を生じさせない構造にした
ことを特徴とするコネクタの耐アーク構造。
【請求項３】
請求項２に記載のコネクタの耐アーク構造において，
前記コネクタハウジングには、後面が前記弾性部材により付勢される前記スライダに対するストッパとして機能するとともに、コネクタ嵌合時の当接面として機能するハウジング凸部を設け、
前記スライダには、該スライダの中間に形成され、その前面が前記ハウジング凸部の後面と当接するスライダ凸部を設け、
たことを特徴とするコネクタの耐アーク構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１  】
【発明の属する技術分野】
本発明は、反発力を利用してコネクタ離脱時の速度を速めるようにしたコネクタの耐アーク構造に関する。
【０００２  】
【従来の技術】
以下、自動車を例に挙げて説明する。
自動車用電源電圧を現行の自動車用電源より高圧にすると、負荷電流の減少によって電気配線に使用する電線の小径化が可能になる。その結果、ワイヤハーネスの重量を減らすことができ、その他にも、電源の使用効率改善等の様々な利点が期待できる。従って、自動車用電源電圧を現行のＤＣ１２Ｖ（実効電圧：１４Ｖ）からＤＣ３６Ｖ（実効電圧：４２Ｖ）に高圧化することの実現可能性について検討が行われている。
【０００３  】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、自動車用電源電圧を現行のＤＣ１２ＶからＤＣ３６Ｖに高圧化すると、電気接続用のコネクタにおいて次のような問題点が生じる。すなわち、電圧印加状態（電源システムＯＮ状態）でコネクタの挿入・離脱を行うと、現行の自動車用電源の時よりもエネルギーの大きなアークが発生し、そのアークによって端子が破損するという問題点が生じる。
【０００４  】
このような問題点の対策案としては、コネクタにおけるコネクタハウジングの両側に磁石を設け、その磁石の磁力を利用してアーク発生時の影響を緩和させる技術報告がなされている。しかしながら、大幅なコストアップ、大型化、重量増等の問題点があり、また、多極コネクタの場合には、磁石から離れた部位での効果に疑問が残る。
【０００５  】
尚、本願発明者は、実験等により次のような事実を得ている。その一つ目としては、図９のグラフから分かるように、電圧が高くなると小電流でもアークが発生するという事実を得ている。また、二つ目としては、コネクタの離脱時にアークが発生し易いという事実を得ている。さらに、三つ目としては、図１０のグラフから分かるように、コネクタの離脱時の速度（テストスピード）が遅いほど影響（ダメージ）が大きくなるという事実を得ている（アーク放電の継続時間が長くなるため）。
【０００６  】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされるもので、アーク発生時の影響を最小にすることが可能なコネクタの耐アーク構造を提供することを課題とする。
【０００７】
上記課題を解決するためなされた請求項１記載の本発明のコネクタの耐アーク構造は、相嵌合する雄雌コネクタのいずれか一方に、弾性変形により生じる反発力を利用してコネクタ離脱時の速度を速める高速度コネクタ離脱手段を設け，コネクタ嵌合の操作の際に前記反発力を生じさせない構造にしたことを特徴としている。
【０００８】
請求項２記載の本発明のコネクタの耐アーク構造は、コネクタハウジングと、コネクタ離脱の操作の際に前記コネクタハウジングに対して前記コネクタ離脱の方向にスライドするスライダと、前記コネクタハウジングと前記スライダとの間に介在し、該スライダがスライドすると弾性変形して反発力が生じる弾性部材と、を備えて相嵌合する雄雌コネクタのいずれか一方を構成し，コネクタ嵌合の操作の際に前記反発力を生じさせない構造にしたことを特徴としている。
【０００９】
請求項３記載の本発明のコネクタの耐アーク構造は、請求項２に記載のコネクタの耐アーク構造において，前記コネクタハウジングに、後面が前記弾性部材により付勢される前記スライダに対するストッパとして機能するとともに、コネクタ嵌合時の当接面として機能するハウジング凸部を設け、前記スライダに、該スライダの中間に形成され、その前面が前記ハウジング凸部の後面と当接するスライダ凸部を設けたことを特徴としている。
【００１０】
請求項１に記載された本発明によれば、高速度コネクタ離脱手段を設けてコネクタ離脱時の速度を速め、コネクタ嵌合の操作の際に反発力を生じさせない構造になっていることから、アーク放電の継続時間が短くなり、影響が最小に抑えられる。
【００１１】
請求項２に記載された本発明によれば、スライダをスライドさせた際の弾性部材の弾性変形により生じる反発力を利用して、コネクタ離脱時の速度を速めることができ、コネクタ嵌合の操作の際に反発力を生じさせない構造になっていることから、アーク放電の継続時間が短くなり、影響が最小に抑えられる。
【００１２】
請求項３に記載された本発明によれば、スライダをスライドさせた際の弾性部材の弾性変形により生じる反発力を利用して、コネクタ離脱時の速度を速めることができ、アーク放電の継続時間が短くなり、影響が最小に抑えられる。
【００１３  】
尚、本発明の詳細な作用については、次の発明の実施の形態の項で述べる。
【００１４  】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明のコネクタの耐アーク構造の一実施の形態を示す断面図である。
【００１５  】
図１において、引用符号１は例えば自動車の高圧回路上に設けられた電気接続用のコネクタを示している。そのコネクタ１は、相嵌合する雄コネクタ２と雌コネクタ３とを備えて構成されている。また、コネクタ１には、コネクタ離脱の際の速度を速め、アークによる影響を最小に抑えるようにした高速度コネクタ離脱手段４が設けられている。
【００１６  】
上記雄コネクタ２は、複数（一つでも可）の雄端子５と、合成樹脂製のコネクタハウジング６とを有している。また、上記雌コネクタ３は、複数（一つでも可）の雌端子７と、合成樹脂製のコネクタハウジング８とを有している。尚、本明細書において、雄端子を有するものを雄コネクタ、雌端子を有するものを雌コネクタと定義する。
【００１７  】
先ず、上記各構成について詳細に説明する。
【００１８  】
上記雄端子５は、既知構成のものであって、電気接触部と、電線９を圧着し接続する電線接続部とを有している。電気接触部は、その前部が棒状に形成されており、雌端子７の後述する弾性接触片に接触するようになっている。電気接触部の後部は、上記コネクタハウジング６の後述する係止突起（ランス）に係止されるようになっている。
【００１９  】
上記コネクタハウジング６は、コネクタ嵌合時に雌コネクタ３が挿入され嵌合しあう嵌合部１０と、雄端子５が上下二段に複数収容配置される端子収容室１１とを有している。嵌合部１０には、上記コネクタハウジング８に対しての図示しないロック手段が設けられている。また、嵌合部１０の上部には、上記高速度コネクタ離脱手段４を構成するハウジング凸部１２が設けられている。尚、高速度コネクタ離脱手段４については後述する。
【００２０  】
端子収容室１１は、コネクタハウジング６の前後方向にのびる空間として形成されており、嵌合部１０の奥壁に開口する雄端子導出口がこれに連通するようになっている。また、端子収容室１１には、コネクタハウジング６の後端に開口する雄端子挿入口が連通するようになっている。図１中において、雄端子挿入口からは電線９が導出されている。端子収容室１１内には、雄端子５の抜けを規制する係止突起（ランス）が形成されている。端子収容室１１に雄端子５が収容されると、嵌合部１０内には、雄端子５の棒状部分の電気接触部が突出するようになっている。
【００２１  】
上記高速度コネクタ離脱手段４は、本形態において、雄コネクタ２に設けられている。その高速度コネクタ離脱手段４は、弾性変形により生じる反発力を利用してコネクタ離脱時の速度を速めるようにしたものであって、上記ハウジング凸部１２と、スライダ１３と、弾性部材としてのコイルスプリング１４とを有して構成されている。
【００２２  】
ハウジング凸部１２の前面には、コイルスプリング１４の一端が固定されている。また、ハウジング凸部１２の後面は、コイルスプリング１４により付勢されるスライダ１３に対するストッパとして機能するとともに、コネクタ嵌合時の当接面として機能するようになっている。尚、ハウジング凸部１２は、上記機能を有するのであれば、その位置と形状を限定しないものとする。
【００２３  】
スライダ１３は、コネクタハウジング６の外側に装着されており、コネクタ離脱の操作の際にコネクタハウジング６に対してそのコネクタ離脱の方向にスライドするように形成されている。本形態においては、前面及び後面が解放された略矩形筒状ケースのように形成されている。
【００２４  】
スライダ１３の内側上部には、スライダ第一凸部１５とスライダ第二凸部１６とが所定の間隔を有して形成されている。スライダ第一凸部１５は、スライダ１３の前端に形成されており、その後面には、コイルスプリング１４の他端が固定されている。また、スライダ第二凸部１６は、スライダ１３の中間に形成されており、その前面がハウジング凸部１２の後面と当接するようになっている。
【００２５  】
尚、スライダ第一凸部１５及びスライダ第二凸部１６の配置は、ハウジング凸部１２の位置とコイルスプリング１４の反発力を考慮することによって決定するものとする。また、形状はハウジング凸部１２に合わせることとし、特に限定しないものとする。
【００２６  】
スライダ１３の外側には、特に図示しないが操作時の手の滑りを防止する滑り止めが形成されている。
【００２７  】
コイルスプリング１４は、上述の如く、コネクタハウジング６とスライダ１３との間に介在しており、スライダ１３がコネクタ離脱の方向にスライドすると弾性変形（圧縮）して反発力が生じるようになっている。コイルスプリング１４の反発力に関しては後述する。尚、コイルスプリング１４と同じ機能をするのであれば、板バネやゴム等の他の弾性部材を用いてもよいものとする。
【００２８  】
上記雌端子７は、既知構成のものであって、例えば略箱形の電気接触部と、電線９を圧着し接続する電線接続部とを有して構成されている。その電気接触部は、例えば前端が開口し、内部には弾性接触片が形成されている。電気接触部の後部は、上記コネクタハウジング８の後述する係止突起（ランス）に係止されるようになっている。
【００２９  】
上記コネクタハウジング８は略矩形状であって、その内部には、上下二段に配置された複数の端子収容室１７が形成されている。その端子収容室１７は、コネクタハウジング８の前後方向にのびる空間として形成されており、コネクタハウジング８の前端に開口する雄端子挿入口がこれに連通するようになっている。また、端子収容室１７には、コネクタハウジング８の後端に開口する雌端子挿入口が連通するようになっている。図１中において、雌端子挿入口からは電線９が導出されている。端子収容室１７内には、雌端子７の抜けを規制する係止突起（ランス）が形成されている。
【００３０  】
尚、コネクタハウジング８には、雄コネクタ２のコネクタハウジング６に設けられた図示しないロック手段に対応するロック手段が設けられている。
【００３１  】
次に、上記構成に基づいて、雄コネクタ２と雌コネクタ３とによるコネクタ嵌合及びコネクタ離脱の操作に係る作用を説明する。
【００３２  】
図２はコネクタ嵌合の途中の状態を示す断面図、図３はコネクタ嵌合の状態を示す断面図、図４はコネクタ離脱の開始直後の状態を示す断面図、図５はコネクタ離脱の途中の状態を示す断面図、図６はコネクタ離脱の状態を示す断面図である。
【００３３  】
〈コネクタ嵌合の操作に係る作用〉図１に示される如く、雄コネクタ２及び雌コネクタ３を配置する。この時、雌コネクタ３を、操作する者の一方の手で押さえる。また、スライダ１３の外側を他方の手で押さえる。
【００３４  】
この状態から、操作する者の他方の手を矢線Ａ方向に移動させると、スライダ１３のスライダ第二凸部１６がハウジング凸部１２に当接して、雄コネクタ２が矢線Ａ方向に移動する。
【００３５  】
そして、コネクタハウジング６の嵌合部１０内に雌コネクタ３が入り込み、各雄端子５及び各雌端子７が一対一で接触し合うと、雄コネクタ２及び雌コネクタ３が図２に示される如く初期嵌合状態になる。
【００３６  】
尚、矢線Ａ方向の移動においては、スライダ１３がコネクタハウジング６に対してスライドしないことから、コイルスプリング１４の弾性変形はない。
【００３７  】
上記初期嵌合状態から、端子嵌合力（端子間接圧）よりも大きな力で更に矢線Ａ方向に押し込むと、図３に示される如く、コネクタ嵌合の操作が完了する。この時、コネクタハウジング６の嵌合部１０内に雌コネクタ３が完全に入り込み、各雄端子５及び各雌端子７が接続される。
【００３８  】
〈コネクタ離脱の操作に係る作用〉図３において、雌コネクタ３を、操作する者の一方の手で押さえる。また、スライダ１３の外側を他方の手で押さえる。この状態から、操作する者の他方の手を矢線Ｂ方向（コネクタ離脱の方向）に移動させると、端子嵌合力の方がコイルスプリング１４の反発力よりも大きいために、雄コネクタ２が矢線Ｂ方向に移動せず、スライダ１３のみがコネクタハウジング６に対して矢線Ｂ方向にスライドする。すなわち、コイルスプリング１４が弾性変形し、スライダ１３のみがコネクタハウジング６に対して矢線Ｂ方向にスライドする。
【００３９  】
そして、図４に示される如く、コイルスプリング１４が圧縮されて十分に弾性変形すると、矢線Ｂ方向の離脱力が端子嵌合力よりも大きくなり、図５に示される如く、雄コネクタ２が雌コネクタ３から離脱し始める。この時、端子嵌合力が移動に伴って徐々に低下する。
【００４０  】
その後、各雄端子５及び各雌端子７が離れる瞬間、若しくは、コイルスプリング１４の反発力が端子嵌合力よりも大きくなると、その反発力が雄コネクタ２に作用し、各雄端子５及び各雌端子７が離れる瞬間の離脱スピードが一定以上のスピードになって、図６に示される如くコネクタ離脱が完了する。
【００４１  】
尚、以上の過程（コネクタ離脱）における移動距離と離脱力の相関は、図７に示されるようになる。ここで、端子離脱点Ｐからの距離Ｌ（図８参照）がｘの範囲内にある場合には、アークが発生することを示している。本発明によれば、図８に示される如く、コイルスプリング１４（図１参照）の反発力によって、雄端子５と雌端子７との間の距離Ｌが上記ｘよりも大きいｙ（図７参照）となる。
【００４２  】
以上、高速度コネクタ離脱手段４を設けたことにより、コネクタ離脱時の速度を速めることができる。従って、アーク放電の継続時間を短くし、アークによる影響を最小に抑えることができる。また、コネクタ嵌合の操作の際にコイルスプリング１４の反発力を生じさせない構造であることから、コネクタ嵌合に係る操作性を損なわないようにすることができる。
【００４３  】
尚、例えばゆっくりと上記矢線Ｂ方向に移動させる外し方（従来ではアークが発生し端子に挿抜不能となるような損傷を与えかねない外し方）をした場合でも、コネクタ離脱の瞬間に上記反発力が作用して、一定以上の離脱スピードを確保することができるのはいうまでもない。
【００４４  】
その他、本発明は本発明の主旨を変えない範囲で種々変更実施可能なことは勿論である。すなわち、高速度コネクタ離脱手段４を雌コネクタ３に設けてもよいものとする。
【００４５】
以上説明したように、請求項１に記載された本発明によれば、高速度コネクタ離脱手段を設けたことにより、コネクタ離脱時の速度を速めることができ、コネクタ嵌合の操作の際に反発力を生じさせない構造になっていることから、アークによる影響を最小に抑えることができる。
【００４６】
請求項２に記載された本発明によれば、コネクタハウジングとスライダと弾性部材とを備えて相嵌合する雄雌コネクタのいずれか一方を構成したことにより、コネクタ離脱時の速度を速めることができ、コネクタ嵌合の操作の際に反発力を生じさせない構造になっていることから、アーク放電の継続時間を短くし、アークによる影響を最小に抑えることができる。
【００４７】
請求項３に記載された本発明によれば、コネクタハウジングとスライダと弾性部材とを備えて相嵌合する雄雌コネクタのいずれか一方を構成したことにより、コネクタ離脱時の速度を速めることができ、アーク放電の継続時間を短くし、アークによる影響を最小に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるコネクタの耐アーク構造の一実施の形態を示す断面図である。
【図２】コネクタ嵌合の途中の状態を示す断面図である。
【図３】コネクタ嵌合の状態を示す断面図である。
【図４】コネクタ離脱の開始直後の状態を示す断面図である。
【図５】コネクタ離脱の途中の状態を示す断面図である。
【図６】コネクタ離脱の状態を示す断面図である。
【図７】コネクタ離脱の操作に係る移動距離と離脱力の相関を示す図である。
【図８】端子離脱点からの離脱の距離とアークが発生する距離とに関する説明図である。
【図９】電圧と電流の相関によりアーク放電発生領域を示す図である。
【図１０】テストスピードと継続時間の相関を示す図である。
【符号の説明】
１  コネクタ
２  雄コネクタ
３  雌コネクタ
４  高速度コネクタ離脱手段
５  雄端子
６  コネクタハウジング
７  雌端子
８  コネクタハウジング
９  電線
１０  嵌合部
１１  端子収容室
１２  ハウジング凸部
１３  スライダ
１４  コイルスプリング（弾性部材）
１５  スライダ第一凸部
１６  スライダ第二凸部
１７  端子収容室
【図１】
0004526002.tif 000002
【図２】
0004526002.tif 000003
【図３】
0004526002.tif 000004
【図４】
0004526002.tif 000005
【図５】
0004526002.tif 000006
【図６】
0004526002.tif 000007
【図７】
0004526002.tif 000008
【図８】
0004526002.tif 000009
【図９】
0004526002.tif 000010
【図１０】
0004526002.tif 000011