(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電線側の第１コネクタ部材と、機器の筐体に取り付けられ前記第１コネクタ部材に嵌め合わされる第２コネクタ部材とを備え、前記第１コネクタ部材と前記第２コネクタ部材を嵌め合わせることにより雌雄端子が嵌合して電気的に結合される電気接続コネクタであって、
前記筐体側または前記電線側の少なくとも一方であって、前記雌端子の周囲付近の絶縁ハウジングの外壁に、前記外壁と密着する放熱用の筒状の金属部品が設けられ、前記筒状の金属部品は延長されて前記外壁付近に導出されて板状の放熱面を形成していることを特徴とする電気接続コネクタ。
【請求項２】
前記金属部品の前記放熱面が、前記第２コネクタ部材側の前記筐体表面に密着していることを特徴とする請求項１に記載の電気接続コネクタ。
【請求項３】
前記金属部品の前記放熱面が、前記絶縁ハウジングの固定構造により、前記筐体表面に密着されていることを特徴とする請求項２に記載の電気接続コネクタ。
【請求項４】
前記金属部品の前記放熱面が、電磁ノイズシールドのための金属板に対して伝熱接続されていることを特徴とする請求項１に記載の電気接続コネクタ。
【請求項５】
前記金属部品の筒状部分の壁面には金属バネ部が設けられていて、前記金属バネ部の弾性力によって、前記絶縁ハウジングの周囲に前記金属部品が密着されることを特徴とする請求項１に記載の電気接続コネクタ。
【請求項６】
前記雌端子の周囲付近の前記絶縁ハウジングに密着する前記金属部品の筒状部分が波形に形成されており、前記金属部品の前記筒状部分が前記絶縁ハウジングに対して密着されていることを特徴とする請求項１に記載の電気接続コネクタ。
【請求項７】
弾力を有する吸熱シートが、前記雌端子の周囲と前記雌端子を囲む前記絶縁ハウジングの内壁の間と、前記雌端子を囲む前記絶縁ハウジングの外壁と前記筒状の金属部品との間の、少なくとも一方に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の電気接続コネクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気接続コネクタに関し、特に電線側の第１コネクタ部材と機器の筐体側の第２コネクタ部材とを嵌め合わせることにより雌雄端子が嵌合して電気的に結合され、雌雄端子で発生する熱による温度上昇を防げる電気接続コネクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
大電流を流すための電気接続コネクタにおいてどれだけ電流を沢山流すことができるかどうかを決める技術的要因の一つとしては、通電による温度上昇が挙げられる。
【０００３】
電流と導体抵抗によって発生するジュール熱により、コネクタが温度上昇した結果、電線やコネクタの絶縁物などが耐えられる上限温度に達した時点で、そのコネクタの許容電流が決まってしまう。
【０００４】
大電流コネクタは、その安全性を確保するために、電流が流れる端子は絶縁ハウジングにより二重に取り囲まれており、かつ水濡れを防止するために防水ゴムシールまで備えている。絶縁ハウジングと防水ゴムシールの材質は、伝熱性が低く空気の流通まで遮断しているので熱の逃げ道がなく、主に熱は電線を伝って外に出るのみである。
【０００５】
電線はとても良い熱の導出部材であるが、電線はコネクタの外では絶縁物で覆われておりあくまで丸い棒状なので、温度上昇を低く抑えるには、太い電線と大きなコネクタを使って表面積を増やし、大気への放熱を増やす必要がある。
【０００６】
しかし、その排反事象として電気接続コネクタの重量の増加、占有スペースの増加、そしてコストアップなどが生じるので、電気接続コネクタを製造する際の効率が悪くなる。
【０００７】
また、通電による温度上昇は、雌雄端子の接触部分において主に発生するので、コネクタ全体が大型でも、雌雄端子周辺の一部分が急激に温度上昇し、いわゆる熱溜まり（ホットスポット）が発生する。このため、コネクタが全体としては充分な電気容量を持っているにも関わらず、一部分の温度がその周辺の絶縁物の耐熱温度の上限に達した時点で、コネクタの電流容量が制限されてしまうか、絶縁物の耐用寿命が短くなる。
【０００８】
そこで、コネクタの奥深いところから、熱を効率的にコネクタの外部に導出することが望まれており、これまでも多くの対策事例が提案されている。
【０００９】
例えば、ヒートパイプなどの熱拡散体がコネクタに設置されていることが示されている（例えば、特許文献１参照）。
【００１０】
また、コネクタは電磁ノイズを防止するために、外壁は金属シェルで覆われており、広い面積が空間に露出しているので、ここまで熱を導出すれば、空気への放熱や輻射の効率が良くなることが開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【００１１】
さらに、電気機器の外殻筐体に熱を伝達して、防水性も確保することが開示されている（例えば、特許文献３参照）。
【特許文献１】特開２００３−１５７９２７号公報
【特許文献２】特開平４−２３０９７３号公報
【特許文献３】特開２０００−２２３２０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ところが、特許文献１では、コネクタのどの部分から熱を取り出すと良いかなどは示されておらず、取り出した熱は空中に放散するのみであるため、コネクタから大きく突き出した放熱フィンなどが必要になる。
【００１３】
特許文献２では、発熱の元である端子と電磁シールドとの間には、前述したように電気絶縁物が幾重にも存在しており、電気絶縁物は概ね熱の伝導も悪いから、熱は容易に外壁の金属シェルに届かない。このため、コネクタが穏やかな温度上昇に対しては全体的に充分な放熱容量を持ちながら、急激な発熱には追いつけず、局部的な熱溜まり（ホットスポット）がコネクタ内にできてしまう。局部的な熱溜まりができると、全体的には熱的に余裕のある設計であるのに、一部の熱溜まりのためにコネクタの寿命が短くなる現象が生じてしまう。
【００１４】
また大電流コネクタを取り付ける電気部品や電子部品は、モーターやインバータ、発電機といった大型装置では、その筐体の質量が大きく、概ね金属で作られているので、筐体に熱を逃がすことができる。よってどこかに伝熱経路を造ることができれば、放熱効果が大きいことが予想されるが、絶縁や防水性能を低下させずに熱だけを導出することが課題となる。
【００１５】
特許文献３では、雌雄端子の接点に発生する熱が、どのように電気機器の外殻に伝達するかは示されておらず、雄端子を支える絶縁物を介する以外にはない。
【００１６】
そこで、本発明は上記課題を解消するために、温度上昇を抑えて、小型であっても大電流を流すことができる電気接続コネクタ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】
【００１７】
上記課題を解消するために、本発明の電気接続コネクタは、電線側の第１コネクタ部材と、機器の筐体に取り付けられ前記第１コネクタ部材に嵌め合わされる第２コネクタ部材とを備え、前記第１コネクタ部材と前記第２コネクタ部材を嵌め合わせることにより雌雄端子が嵌合して電気的に結合される電気接続コネクタであって、
前記筐体側または前記電線側の少なくとも一方であって、前記雌端子の周囲付近の絶縁ハウジングの外壁に、前記外壁と密着する放熱用の筒状の金属部品が設けられ、前記筒状の金属部品は延長されて前記外壁付近に導出されて板状の放熱面を形成していることを特徴とする。
【００１８】
本発明の電気接続コネクタは、好ましくは前記金属部品の前記放熱面が、前記第２コネクタ部材側の前記筐体表面に密着していることを特徴とする。
【００１９】
本発明の電気接続コネクタは、好ましくは前記金属部品の前記放熱面が、前記絶縁ハウジングの固定構造により、前記筐体表面に密着されていることを特徴とする。
【００２０】
本発明の電気接続コネクタは、好ましくは前記金属部品の前記放熱面が、電磁ノイズシールドのための金属板に対して伝熱接続されていることを特徴とする。
【００２１】
本発明の電気接続コネクタは、好ましくは前記金属部品の筒状部分の壁面には金属バネ部が設けられていて、前記金属バネ部の弾性力によって、前記絶縁ハウジングの周囲に前記金属部品が密着されることを特徴とする。
【００２２】
本発明の電気接続コネクタは、好ましくは前記雌端子の周囲付近の前記絶縁ハウジングに密着する前記金属部品の筒状部分が波形に形成されており、前記金属部品の前記筒状部分が前記絶縁ハウジングに対して密着されていることを特徴とする。
【００２３】
本発明の電気接続コネクタは、好ましくは弾力を有する吸熱シートが、前記雌端子の周囲と前記雌端子を囲む前記絶縁ハウジングの内壁の間と、前記雌端子を囲む前記絶縁ハウジングの外壁と前記筒状の金属部品との間の、少なくとも一方に設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の請求項１の電気接続コネクタによれば、筐体側または電線側の少なくとも一方であって、雌端子の周囲付近の絶縁ハウジングの外壁に、外壁と密着する放熱用の筒状の金属部品が設けられ、金属部品は延長されて外壁付近に導出されて板状の放熱面を形成しているので、温度上昇を抑えて、小型であっても大電流を流すことができる。
【００２５】
本発明の請求項２の電気接続コネクタによれば、金属部品の放熱面が、第２コネクタ側の筐体表面に密着しているので、温度上昇を抑えて、小型であっても大電流を流すことができる。
【００２６】
本発明の請求項３の電気接続コネクタによれば、温度上昇を抑えて、小型であっても大電流を流すことができる。
【００２７】
本発明の請求項４の電気接続コネクタによれば、金属部品の放熱面が、電磁ノイズシールドのための金属板に対して伝熱接続されているので、さらに温度上昇を抑えて、小型であっても大電流を流すことができる。
【００２８】
本発明の請求項５の電気接続コネクタによれば、金属部品の筒状部分の壁面には金属バネ部が設けられていて、金属バネ部の弾性力によって、絶縁ハウジングの周囲に金属部品が密着されるので、さらに温度上昇を抑えて、小型であっても大電流を流すことができる。
【００２９】
本発明の請求項６の電気接続コネクタによれば、雌端子の周囲付近の絶縁ハウジングに密着する金属部品の筒状部分が波形に形成されており、金属部品の筒状部分が絶縁ハウジングに対して密着されているので、さらに温度上昇を抑えて、小型であっても大電流を流すことができる。
【００３０】
本発明の請求項７の電気接続コネクタによれば、弾力を有する吸熱シートが、雌端子の周囲と雌端子を囲む絶縁ハウジングの内壁の間と、雌端子を囲む絶縁ハウジングの外壁と筒状の金属部品との間の、少なくとも一方に設けられているので、さらに温度上昇を抑えて、小型であっても大電流を流すことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、図面を参照して、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。
【００３２】
図１は、本発明の電気接続コネクタの好ましい実施形態を示す平面図である。図２は、図１の電気接続コネクタのＢ−Ｂ線における断面図である。図３は、図１の電気接続コネクタのＣ―Ｃ線における断面図である。
【００３３】
図１は、電気接続コネクタ１を示し、特に伝熱のための金属部品１００と電磁シールド外殻２５３を上から見ており、この金属部品１００の放熱面１１は電気接続コネクタ１と電気機器の筐体の間に挟まる。金属部品１００は、アルミニウム、銅などの良導体またはそれらの合金などで形成される。図１では、防水シールとしての防水ゴムパッキン９８が当接する面部分を破線で示している。図１では、３本の電線２０１，２０２，２０３と、電気接続コネクタ１と、複数本の固定ボルト１０１と、金属部品の放熱面１１が表示されている。３本の電線２０１，２０２，２０３は、電源側に接続されている電源供給用の電線である。
【００３４】
図１ないし図３の例では、電気接続コネクタ１は３極の雌雄端子２１，２２，２３を有し、図１に破線で示す３つの並んだ穴が金属部品の筒状部分４０であり、金属部品の筒状部分４０は吸熱部分である。３つの金属部品の筒状部分４０の中には、絶縁ハウジング１０が収納されており、絶縁ハウジング１０内には雌雄端子２１，２２，２３が収納されている。
【００３５】
図２と図３を参照して、電気接続コネクタ１の構造例を説明する。
【００３６】
図２に示すように、電気接続コネクタ１は、電気機器外殻筐体３０に配置されており、３極の雌雄端子２１，２２，２３と、３極の雌雄端子２１，２２，２３を取り囲む絶縁ハウジング１０を示している。雌雄端子２１は雌端子２１Ａと雄端子２１Ｂを有し、雌雄端子２２は雌端子２２Ａと雄端子２２Ｂを有し、雌雄端子２３は雌端子２３Ａと雄端子２３Ｂを有している。
【００３７】
図２の例では、電源側の雌端子２１Ａ，２２Ａ，２３Ａは、第１コネクタ部材の一例であり、電源側に対して電線２０１，２０２，２０３を介して電気的かつ機械的に接続されている。電線２０１，２０２，２０３は、電磁シールド導体２５０と、ケーブルの絶縁被覆２５１により被覆されている。
【００３８】
電気機器側の雄端子２１Ｂ，２２Ｂ，２３Ｂは、第２コネクタ部材の一例であり、それぞれ延長部２５を有しており、延長部２５は、電気機器の筐体内側１８０で、コイルなどの通電部品に対してネジ締めなどで電気的に接続されている。
【００３９】
各雄端子２１Ｂ，２２Ｂ，２３Ｂは、１極ずつ絶縁ハウジング１０の絶縁隔壁１２により仕切られてソケット２６の中に直立している。絶縁隔壁１２は絶縁ハウジング１０の一部である。絶縁ハウジング１０は、雌端子側絶縁ハウジング１０Ａと、雄端子側絶縁ハウジング１０Ｂと、絶縁隔壁１２を有している。
【００４０】
図２と図３に示すように、各雄端子２１Ｂ，２２Ｂ，２３Ｂの延長部２５と反対の端部は、それぞれ雌端子２１Ａ，２２Ａ，２３Ａに対して電気的かつ機械的に接続する接続部分２９であり、接続部分２９は絶縁物でできたソケット２６に対して圧入やインサート成形によって、所定の位置に固定されている。各雄端子２１Ｂ，２２Ｂ，２３Ｂの延長部２５は、電気機器内の配線に対してネジにより締結するためのネジ穴１８８を有している。
【００４１】
図２と図３に示すように、雄端子を含むソケット２６は、モーター、インバータなどの電気機器外殻筐体３０に埋め込まれるようにして取り付けられ、雄端子には雌端子を含むプラグコネクタが嵌め合わされる。
【００４２】
図２と図３に示すように、各雌端子２１Ａ，２２Ａ，２３Ａは、各雄端子２１Ｂ，２２Ｂ，２３Ｂを囲むようにして嵌め合い接触部１６０により嵌め合わされ、各雌端子２１Ａ，２２Ａ，２３Ａは、接触バネ（図示せず）の圧力で、各雄端子２１Ｂ，２２Ｂ，２３Ｂに対して電気的に接続されている。雌雄端子２１，２２，２３の全周囲が、プラグ状の絶縁ハウジング１０の雌端子側絶縁ハウジング１０Ａと雄端子側絶縁ハウジング１０Ｂと絶縁隔壁１２により覆われていて、雌雄端子２１，２２，２３は雄端子を直立させているソケット２６にぴったり嵌まる。
【００４３】
図２と図３に示すように、プラグ状の絶縁ハウジング１０の直近の周囲は、伝熱性を有する金属部品１００により覆うことにより、雌雄端子２１，２２，２３で発生する熱を最も効率良く吸収することができる。この金属部品１００は、雌雄端子２１，２２，２３の嵌め合い接触部１６０で発生する熱の吸熱手段である。金属部品１００の筒状部分４０は、各雄端子２１Ｂ，２２Ｂ，２３Ｂの周囲に位置され、雌端子の周囲を取り巻く絶縁ハウジング１０に埋め込まれている。金属部品１００の筒状部分４０は、円筒形状や四角や多角形断面を有する筒であっても良い。
【００４４】
金属部品１００の外側は、さらに絶縁被覆することも推奨できる。絶縁被覆することにより、雌端子２１Ａ，２２Ａ，２３Ａとの沿面距離が長くなって安全性が高まるが、放熱や吸熱には影響がない。
【００４５】
金属部品１００の筒状部分４０は延長されることにより、モーターの筐体とプラグコネクタに挟まれる面の間の金属部品１００は、放熱面１１として電気接続コネクタ１の外まで導出されている。金属部品１００の放熱面１１の途中は、防水シールである防水ゴムパッキン９８，９８により両面がはさまれているから、電気接続コネクタ１やモーターの筐体内部に水が侵入することはない。防水ゴムパッキン９８は例えばシリコンゴムである。図２に示すように、絶縁隔壁１２と電線２０１，２０２，２０３との間には、それぞれ防水ゴム栓９９が配置されているので、水が外部から雌雄端子２１，２２，２３に入らない。
【００４６】
図１ないし図３に示すように、電気接続コネクタ１は電磁シールド外殻２５３に収納されており、電磁シールド外殻２５３に設けられた固定ボルト１０１を用いて、電気接続コネクタ１はモーターのような電気機器外殻筐体３０に直接ネジ締めで固定されている。つまり、金属部品１００は、電磁シールド外殻２５３と、電気機器外殻筐体３０に挟まれるようにしてネジにより共締めされている。電磁シールド外殻２５３は、アルミニウム、鉄、銅、銅合金などのダイカストや鍛造品、プレス加工品である。
【００４７】
図２と図３に示すように、電気接続コネクタ１の電磁シールド外殻２５３と金属部品１００の間と、電気機器外殻筐体３０との間が、固定ボルト１０１を用いて強固に固定されることにより、これらを熱的に接触させて伝熱面積を確保できる。金属部品１００の放熱面１１の一部は、電気接続コネクタ１の外部の空気に触れるところまで延長できるから、空気中への熱の直接放散も可能である。通常のコネクタ構造では熱伝導率の低い絶縁物で密封されているが、本発明の実施形態では、雌雄端子２１，２２，２３の熱の放出のために、吸熱板である金属部品１００を設置して、放熱面１１を延長して形成することにより、複数の放熱手段ができる。雄端子側の絶縁ソケット２６にも同様な吸熱手段を設けることができる。
【００４８】
図２に示すハウジング係止金具３３は、ソケット型の電気接続コネクタ１を電気機器外殻筐体３０の穴に埋め込む時に、ワンタッチで電気機器外殻筐体３０の穴に挿入できて抜け落ちないようにすることができる。ハウジング係止金具３３は、同時に雄端子２１Ｂ、２２Ｂ、２３Ｂを通じてソケット２６の絶縁ハウジング１０に伝わった熱を、電気機器外殻筐体３０に伝達する役目も兼ねる。これにより、雄端子２１Ｂ、２２Ｂ、２３Ｂから熱が伝わって、電気接続コネクタ１の絶縁物や電気機器の内部温度が上昇するのを防止できる。
【００４９】
次に、図４ないし図６を参照して、金属部品１００の形状例を説明する。
【００５０】
図４は、金属部品１００の平面図であり、図５は図４のＨ方向から見た金属部品１００の側面図であり、図６は図４のＪ方向から見た金属部品１００の側面図である。
【００５１】
図４の板状の金属部品１００は、３つの締結部分１１８を有しており、これらの締結部分１１８には図１と図６に示すように固定ボルト１０１が挿入される。図４に示すように、金属部品１００は放熱面１１を有しており、この放熱面１１の中央付近には、３つの金属部品の筒状部分（筒状の金属部品ともいう）４０が設けられている。
【００５２】
３つの金属部品の筒状部分４０は、電気接続コネクタ１のホットスポットに挿入される伝熱部品あるいは吸熱部品である。３つの筒状の金属部品４０は、矩形断面を有し、各金属部品の筒状部分４０の中には、図２に示すようにそれぞれ雌端子を収納している絶縁ハウジング１０が収納されている。なお、３つの金属部品の筒状部分４０を用いずに、３極の雌雄端子２１，２２，２３と絶縁ハウジング１０は、まとめて大きな筒状金属部材で覆うこともできる。
【００５３】
図５と図６に示すように、３つの金属部品の筒状部分４０は、それぞれスリット部４１により幾つかに分割されており、スリット部４１の間に形成される金属バネ部４２は、例えば弓状に内部に張り出している。金属バネ部４２は、その弾力により絶縁ハウジング１０に密着する。単に、金属部品の筒状部分４０に対して絶縁ハウジング１０を圧入した構造であっても、確実な密着による伝熱面積が得られる。
【００５４】
３つの金属部品の筒状部分４０が、単に絶縁ハウジング１０内にインサート成形によって埋め込まれた場合でも、電気接続コネクタ１を長期使用環境の中では、発熱と冷却の繰り返しによって、金属部品１００の表面と絶縁ハウジング１０の絶縁物が剥離して熱の伝達効率が低下するおそれがある。しかし、本発明の実施形態では、金属部品４０はスリット部４１と金属バネ部４２のバネ弾力を備える構造であるので、スリット部４１が絶縁物に食い込むようにインサート成形されることから、剥離を防止でき信頼性が高く、スリット部４１の数を増せば伝熱面積も増やすことができる。
【００５５】
図６では、金属部品１００の放熱面１１と電気機器外殻筐体３０の間と、金属部品１００と電磁シールド外殻２５３の間の伝熱接触部分３６をも示している。
【００５６】
図７は、本発明の別の実施形態を示しており、３つの金属部品の筒状部分４０がプレス加工などにより波打ち型に形成されており、波打ち形状部分４４を有している。この場合にも、金属部品の筒状部分４０は、図２の雌端子の周囲の絶縁ハウジング１０と金属部品の筒状部分４０との間の伝熱接触面の密着を確実にして、接触面積を増やすことができる。金属部品の筒状部分４０は、絶縁ハウジング１０を圧入して組み立てた場合であっても、インサート成形による場合であっても、伝熱効率を上げて信頼性を増すことができる。
【００５７】
図８は、吸熱シート５１，５２が使用されている例を示している。
【００５８】
図８の吸熱シート５１，５２は、弾力性のある吸熱絶縁シートとも呼ばれており、好ましくは雌端子２１Ａ，２２Ａ，２３Ａと雄端子側絶縁ハウジング１０Ｂの間に挿入される。
【００５９】
図８に例示するように、吸熱シート５１が、雌端子２１Ａ，２２Ａ，２３Ａの周囲と雌端子を囲む絶縁ハウジング１０Ｂの内壁の間に設けられ、吸熱シート５２が雌端子を囲む絶縁ハウジング１０Ｂの外壁と筒状の金属部品４０との間に設けられている。しかし、吸熱シート５１，５２の少なくとも一方または両方を設けることができる。
【００６０】
図３の雌雄端子２１，２２，２３の接続部分２９は通電により発熱する部分であるが、図８に示す吸熱シート５１，５２は、この雌雄端子２１，２２，２３と、それらの周囲の絶縁ハウジング１０の雌端子側絶縁ハウジング１０Ａおよび雄端子側絶縁ハウジング１０Ｂとの間の熱伝導を確実に行う。
【００６１】
雌雄端子２１，２２，２３の表面温度は、部分的に１５０℃以上に達するから、絶縁ハウジング１０の材質は、ポリエステルやポリイミド（ナイロン）、芳香族ナイロン、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）などの耐熱性のエンジニアリング樹脂で作られるのが通常である。雌雄端子２１，２２，２３が絶縁ハウジング１０内に空間を空けているよりも、密着していた方が熱伝達は良い。雌端子２１Ａ，２２Ａ，２３Ａは、雄端子２１Ｂ，２２Ｂ，２３Ｂに対して密着しなければならないから、絶縁ハウジング１０に対しては自由度を持っている必要があり、適当な弾性力を持つバネ片で押さえておく程度が良い。
【００６２】
そこで、雌端子２１Ａ，２２Ａ，２３Ａを絶縁ハウジング１０Ｂに係止するために、絶縁ハウジング１０Ｂに設けられた図４ないし図６に示すバネ片（金属バネ部４２）を用いて、雌端子２１Ａ，２２Ａ，２３Ａは絶縁ハウジング１０Ｂの内壁に軽く押し付ける。または、絶縁ハウジング１０Ｂの内壁には、金属製の比較的柔らかい図７に示すような波打ったバネ片（波打ち形状部分４４）を挿入しておくことが、効果的である。柔らかい弾性物質が絶縁ハウジング１０Ｂの内壁面と雌端子の間に設けられると、伝熱面積を最も大きくすることができる。この柔らかい弾性物質は、望ましくはシリコンゴム系材料、アクリルゴム系材料、ポリエステルエラストマー系材料などにより形成される。
【００６３】
バネ片や弾性物質は、雄端子と絶縁ハウジングにその寸法軸のズレや傾きが生じた時に、雄端子に密着している雌端子と絶縁ハウジングの間のコジリ応力や寸法のズレを吸収して、雌雄端子の電気的接続を損なうことなく、雄端子は雌端子になじんで端子と絶縁ハウジングの伝熱面積を確保することができる。
【００６４】
この弾性物質を絶縁ハウジング１０の外壁と筒状の金属部品４０の内壁の間に設けることは、有効であり、絶縁ハウジング１０から筒状の金属部品４０への伝熱面積を増大できる。
【００６５】
筒状の金属部品４０の壁が、波打ち形状やスリットが設けられたすだれ状になっていると、その表面積が増えてさらに弾性物質の効果が増す。アクリルゴム系の弾性物質は、弾性のみならず粘着性をも有するので、さらに絶縁ハウジング１０と金属部品１００の密着性を確実にすることができる。
【００６６】
図９（Ａ）と図９（Ｂ）に示すのは、金属部品１００の放熱面１１に付与された波打ち形状部分１１Ｒや菊座金のような形状部分１１Ｓである。金属部品１００の放熱面１１に対して波打ち形状部分１１Ｒや菊座金のような形状部分１１Ｓを付与することにより、金属部品１００と電気機器外殻筐体３０や、電磁シールド外殻２５３との間の密着を確保することができる。また、波打ち形状部分１１Ｒや菊座金のような形状部分１１Ｓには、弾力があるシリコンゴムや粘着力があるアクリルゴムなどのシートを挟むことも有効である。金属部品１００の板状の放熱面１１の全体に、エンボス加工を施したり、スリットを入れてバネ片形状に成形したりすることも有効である。
【００６７】
図１０に示すのは本発明のさらに別の実施形態を示している。
【００６８】
図１０の実施形態の金属部品の筒状部分（筒状の金属部品）４０は、図１ないし図３の実施形態の金属部品の筒状部分（筒状の金属部品）４０と同様である。
【００６９】
図１０に示すように、金属部品１００の延長された放熱面１１が、コネクタの電磁シールド外殻２５３に届く面まで延長されているので、コネクタの電磁シールド外殻２５３（アルミニウム、銅、およびそれらの合金のプレス加工、ダイカスト、鍛造品）に対して積極的に放熱する。この構造の場合には、コネクタの防水パッキン７７が１つですむ効果もある。
【００７０】
本発明の実施形態の電気接続コネクタは、例えば電気自動車などの大電流回路に使われる電気接続コネクタとして用いることができ、雌雄端子の接続部分が電流によって発熱し、電気接続コネクタの絶縁材料などで決まる耐熱上限温度で、その通電電流も決まる。従って、金属部品１００の放熱面１１のような放熱板によって電気接続コネクタ１の温度上昇を抑えることにより、小さなコネクタ１であっても大電流を流すことができ、自動車などの車両の空間を有効利用でき、重量を低減して電気自動車の性能向上に寄与できる。
【００７１】
電気接続コネクタ１の雌雄端子２１，２２，２３で発生する熱が、積極的に電気接続コネクタ１の外部に導出できることにより、電気接続コネクタ１の温度上昇を防ぎ、小型の雌雄端子を有する電気接続コネクタ１および電線２０１，２０２，２０３を使用しても、より多くの電流を流すことができる。
【００７２】
本発明の実施形態の電気接続コネクタ１は、発熱する雌雄端子２１，２２，２３から吸熱する吸熱手段としての図８に示す吸熱シート５１，５２と、吸熱シート５１，５２から電気接続コネクタ１の外部へ熱を放出する放熱手段と、防水性と絶縁性を確保する手段を有し、これらの手段を全て備えているのが望ましい。
（１）絶縁を確保しつつ有効に吸熱する手段
通電による発熱は、主に雌雄端子の通電接点部分と、電線と端子のカシメ接続部分（雌雄端子の接続部分２９）で発生し、雌雄端子の表面に伝わってくるが、通常は雌端子が雄端子の外にあるから、雌端子の表面からその外側を覆う直近の絶縁ハウジング１０に伝達される。
【００７３】
雌端子には絶縁物無しで直接金属などが接触することはできないので、最も雌端子に近い絶縁壁の外側周辺に伝熱体を設けることが最良の策となる。そこで、雌端子を覆う絶縁ハウジング１０の周囲に吸熱面を持つように、絶縁ハウジング１０を取り囲んで密着するように金属部品の筒状部分４０を設けることが、最良の技術手段と言える。
【００７４】
電気接続コネクタ１内には、通常複数の雌雄端子が並んで備えられているが、複数の雌雄端子をひとまとめに取り囲む筒状の金属部品でも、一定の効果が得られるが、図示例のように雌雄端子を一つ一つ絶縁壁部で取り囲んだ方が、より吸熱効果が高くなり望ましい。
【００７５】
金属部品の筒状部分４０は円筒でも矩形筒でも構わないが、金属部品の筒状部分４０と雌雄端子２１，２２，２３の表面との間に充分に安全な厚みの絶縁壁を設けることは言うまでもないので、伝熱性の低い絶縁物を通して吸熱するには、雌雄端子に向かい合う広い面積や、絶縁壁と密着しているできるだけ広い面積を設けることが必要になる。
【００７６】
雌雄端子２１，２２，２３の表面の熱は、伝熱や輻射によって絶縁物の厚みを通り抜けて金属部品１００に伝わるが、伝熱面積をできるだけ多くすれば、絶縁物を通してでも充分な熱の伝達が得られる。
【００７７】
そのためには、図４ないし図６に示すように、金属部品の円筒部分４０にスリット部４１を設けて、その間の金属をプレス加工で弓形のバネ片（金属バネ部４２）に成形されていることが必要になる。バネ片の弾力によって、金属部品の円筒部分が絶縁壁に密着することができる。
【００７８】
また、図７に示すように、円筒部分を波形に成形して、その表面積を増大させて、かつ波形の弾力で絶縁壁に密着させることも有効な手段である。その場合には、絶縁壁も金属部品の筒状部分４０に対応する形で波形にして、より接触面積を増やすことが望ましい。
【００７９】
さらに吸熱効果を高める方法としては、図２の雌雄端子２１，２２，２３と絶縁壁の接触面積を大きくする。雌雄端子２１，２２，２３は絶縁ハウジング１０に収納されているときに、図８に示すように、雌端子２１Ａ，２２Ａ，２３Ａが、雌端子側絶縁ハウジング１０Ａから抜けないようにするために、端子係止爪（電気接続コネクタの通常の用語では、ランスと呼ばれている）８５によって係止されている。このランスは、通常カンチレバー（片持ち梁）の形状をしており、弾力のある材質であるために、雌端子２１Ａ，２２Ａ，２３Ａが絶縁ハウジングに挿入されるときに、その弾力で撓んで雌端子を通過させ、雌端子が所定の位置に挿入された時に、弾力で戻って雌端子の係止突起に引っ掛かって雌端子を係止するようになっている。
【００８０】
そのランスが弾力で戻る範囲を少し大きくして、雌端子を少し押し付ける程度に強く戻るようにしておけば、雌端子を常に絶縁ハウジングの中のランスとは反対側の絶縁壁に押し付けておくことができる。それだけでも、雌端子と絶縁壁が隙間を持っているよりは遙かに多くの熱を絶縁壁に伝達できるが、さらに端子が押し付けられる絶縁壁の表面には、図８に示す弾力のある吸熱シート５１，５２を貼り付けておくことが望ましい。弾力ある吸熱シート５１，５２は、雌端子の形に沿って密着する面積を増やすことができる。
【００８１】
アクリルゴム、シリコンゴム、ポリエステルエラストマーなどのシートは、弾力ある吸熱シートの材質としてこの目的に適している。この吸熱シートは、絶縁壁と、金属部分の筒状部分４０との接触を助けることもできる。金属部分の筒状部分４０にバネ形状部分を成形するか、又は波形部分を成形した上に、さらに弾力のある吸熱シートを間に挟んで接触面積を増やすことができる。吸熱シートを用いて、単純な筒だけの金属部品を用いることも可能である。
（２）電気接続コネクタ１の防水性の確保手段
金属部品１００は筒状部分４０から延長されており、一対の防水シール部品（図２の防水ゴムパッキン９８，９８）に両面を挟まれた部分を通り抜けて、電気接続コネクタの外壁付近に導出される。電気接続コネクタ１の絶縁ハウジング１０の中に金属部品を埋め込んでしまうインサート成形によって、電気接続コネクタ１の絶縁ハウジング１０を製作すれば、防水シートは通常のコネクタ同様に片面でも良い。あるいは防水シールの内側にも、電気機器の筐体の一部が覗いているから、防水シートの内側で筐体の表面に伝熱する面積を確保しても良い。これらいずれかの手段を用いることにより、コネクタの防水性能が確保される。
（３）放熱手段
伝熱用の金属部品１００は、電気接続コネクタ１の外へ導出して、空気中への放熱面１１を設けても良いし、モーター等の電気機器の筐体に接触する放熱面１１を設けることができる。さらに、電気接続コネクタ１に電磁ノイズシールドのための金属外殻（図２に示す電磁シールド外殻２５３と電磁シールド導体２５０）が設けられている場合は、その金属外殻に伝熱する接触面を、導出された金属部品１００に設けても良い。この場合も、金属部品１００の筐体に接触する部分を、波形形状や菊座形状に成形しておくことが望ましい。それによって、熱膨張や応力緩和により締め付けが緩んでも、確実に金属部品１００と電気機器の筐体との伝熱接続が保たれる。弾力を有するシートを挟むこともより有効な手段である。
【００８２】
電気接続コネクタ１は、通常雌雄端子２１，２２，２３の嵌め合いが外力で不用意に外れないようにするために、カンチレバーの弾力によるロック手段や、ねじで電気接続コネクタを電気機器の筐体に締め付けるような固定手段が備わっている。ねじで留める場合には、ネジ締め部分に放熱用の金属部品１００が挟まるように設置すれば、電気機器の筐体がコネクタ１の電磁ノイズシールド（図２に示す電磁シールド外殻２５３と電磁シールド導体２５０）の一方、または両方に接触させることができる。
【００８３】
電気接続コネクタのロック手段により、ワンタッチで固定する電気接続コネクタの場合でも、金属部品１００の放熱部分を波形やバネ片の形に成形しておくことで、ロックのガタツキや隙間があっても、金属部品と電気機器の筐体、あるいは電磁シールドとの間の伝熱接触面積が確保される。
【００８４】
通常電線やコネクタを大きくして放熱面積を増すのでコストアップになっていたが、本発明の実施形態では、電気接続コネクタ１の内外を熱的に接続する金属部品１００を設けたことで、電線２０１，２０２，２０３への伝熱に加えて、もう一つの伝熱経路を設けることができるとともに、放熱面積も増やせるので、電気接続コネクタ１や電線２０１，２０２，２０３が小型なのにも関わらず、大きな電流を流しても温度上昇が抑えられ、電気接続コネクタ１の小型化と軽量化が図れ、大電流を流すための電気接続コネクタが実現できる。
【００８５】
本発明の実施形態の電気接続コネクタの使用方法は、従来のコネクタと同じで余分な手間は必要とせず、電気接続コネクタの嵌め合いや電気的結合や、防水と絶縁性に影響を与えることがない。電気接続コネクタの使用方法に影響を与えないので、電気接続コネクタの製作には、従来以上の精度を要求されることもなく、金属部品が１つ増えるだけのコストによって、高い放熱性、電気的結合性、防水性と絶縁性を得ることができる。
【００８６】
金属部品１００は、発熱する雌雄端子２１，２２，２３の極めて近傍に筒型の吸熱部分（金属部品の筒状部分４０）を持つので、ホットスポットのごく近傍に伝熱体を差し込むことができ、雌雄端子２１，２２，２３との間に介在するのは絶縁ハウジング１０の隔壁一枚である。よって、電気接続コネクタ１全体は、小型でもホットスポットの解消によって、電気接続コネクタ１の電流容量を確保できる。
【００８７】
そして、金属部品の筒状部分４０にはスリットを設けてバネ片を成形したので、インサート成形した場合には、スリットに絶縁樹脂が噛み込むので、樹脂と金属が強固にかみ合って隙間が空くことがないし、インサート成形によらず、後から金属部品１００を絶縁ハウジング１０にはめ込む場合でも、バネ片の弾力により絶縁ハウジング１０と金属部品の筒状部分４０が密着するので伝熱効率が良い。
【００８８】
金属部品の筒状部分４０を波形に成形し、接触面積を増やすことも同様に伝熱効率を上げる効果がある。このように波形にすることで、金属部品１００を絶縁ハウジング１０にインサート成形で埋め込んだ場合でも、後から絶縁ハウジング１０に金属部品１００をはめ込む場合でも、効果を発揮する。
【００８９】
電気接続コネクタ１は、発熱と冷却を繰り返しながら、その熱応力によって金属部品１００と絶縁ハウジング１０の間に歪みが発生して隙間が開いて伝熱性が損なわれることは容易に予想される。しかし、スリットやバネ片や波形の成形は、金属部品１００と絶縁ハウジング１０の間の強固な密着を確保して、かつその弾力によって熱応力を吸収することができるので、電気接続コネクタ１全体の長期信頼性が向上する。
【００９０】
放熱部分（金属部品１００の放熱面１１）もバネ片や波形に成形することで、空気や電気機器外殻筐体３０や、あるいは電気接続コネクタ１の電磁シールド外殻２５３に伝熱するときの効率を向上させ、かつ電気接続コネクタ１全体の長期信頼性が向上する。
【００９１】
従って、本発明の実施形態の電気接続コネクタ１は、従来のコネクタに比べてホットスポットの温度を低減する効果がある。
【００９２】
ところで、本発明は、上記実施形態に限定されず種々の変形例を採用できる。
【００９３】
例えば、図示例では、３極の雌雄端子の例を示しているが、１極、２極あるいは４極以上の雌雄端子であっても本発明は適用できる。
【００９４】
図２と図３の実施形態では、雌端子２１Ａ，２２Ａ，２３Ａは、第１コネクタ部材の一例であり、電源側に対して電線２０１，２０２，２０３を介して電気的に接続されている。雄端子２１Ｂ，２２Ｂ，２３Ｂは、第２コネクタ部材の一例であり、電気機器の筐体側に配置されている。しかし、これに限らず、逆に、電源側の第１コネクタ部材は、雄端子であり、機器側の第２コネクタ部材は雌端子であっても良い。
【００９５】
また、本発明の実施形態では、外壁と密着する放熱用の筒状の金属部品（金属部品の筒状部分）４０は、機器筐体側または電線側の少なくとも一方又は両方において、雌端子の周囲付近の絶縁ハウジングの外壁に、外壁と密着するように設けることができる。この筒状の金属部品（金属部品の筒状部分）４０は、延長されることにより外壁付近に導出されて板状の放熱面１１を形成している。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】本発明の電気接続コネクタの好ましい実施形態を示す平面図である。
【図２】図１の電気接続コネクタのＢ−Ｂ線における断面図である。
【図３】図１の電気接続コネクタのＣ―Ｃ線における断面図である。
【図４】金属部品の平面図である。
【図５】図４のＨ方向から見た金属部品の側面図である。
【図６】図４のＪ方向から見た金属部品の側面図である。
【図７】本発明の別の実施形態を示す図である。
【図８】吸熱シートが使用されている例を示す図である。
【図９】金属部品の放熱面に付与された波打ち形状部分や菊座金のような形状部分を示す図である。
【図１０】本発明のさらに別の実施形態を示す図である。
【符号の説明】
【００９７】
１        電気接続コネクタ
１０      絶縁ハウジング
１０Ａ    雌端子側絶縁ハウジング
１０Ｂ    雄端子側絶縁ハウジング
１１      金属部品の放熱面
２１      雌雄端子
２２      雌雄端子
２３      雌雄端子
２１Ａ    雌端子（第１コネクタ部材）
２２Ａ    雌端子（第１コネクタ部材）
２３Ａ    雌端子（第１コネクタ部材）
２１Ｂ    雄端子（第２コネクタ部材）
２２Ｂ    雄端子（第２コネクタ部材）
２３Ｂ    雄端子（第２コネクタ部材）
２５      雄端子の延長部
２６      ソケット
３０      電気機器外殻筐体
３３      ハウジング係止金具
３６      伝熱接触部分
４０      金属部品の筒状部分（筒状の金属部品）
４１      スリット部
４２      金属バネ部
５１      吸熱シート
５２      吸熱シート
９８      防水ゴムパッキン
９９      防水ゴム栓
１００    金属部品
１０１    固定ボルト
１１８    締結部分
２０１    電線（電源側）
２０２    電線（電源側）
２０３    電線（電源側）
２５３      電磁シールド外殻
【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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【図６】
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【図７】
0004398948.tif 000008
【図８】
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【図９】
0004398948.tif 000010
【図１０】
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