(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
相手方の端子と嵌合して電気を導通するための端子と、この端子を収容するためのハウジングと、前記端子と電気的に接続され、かつ、当該端子と相手方の端子とが離脱するときにその相手方端子と接触して当該相手方端子と前記端子とを電気的に接続する位置に設けられるアーク抑止体とを備え、このアーク抑止体は、当該アーク抑止体と前記相手方端子とが離れる時に発生するアーク放電の量が前記端子と前記相手方端子とが離れる時に発生するアーク放電の量よりも小さい、１０μｍ以上２００μｍ以下の厚みをもつ導電性金属箔であることを特徴とする低アーク性コネクタ。
【請求項２】
請求項１記載の低アーク性コネクタにおいて、前記端子は雌型端子であり、前記アーク抑止体は前記雌型端子の前方で相手方の雄型端子と接触するように設けられていることを特徴とする低アーク性コネクタ。
【請求項３】
請求項２記載の低アーク性コネクタにおいて、前記アーク抑止体は前記雌型端子の前端に接触する状態でハウジングに保持されていることを特徴とする低アーク性コネクタ。
【請求項４】
請求項２または３記載の低アーク性コネクタにおいて、前記相手方端子は雄型端子であり、この雄型端子が挿通可能な開口部が前記導電性金属箔に設けられ、その挿通の際に当該雄型端子が前記導電性金属箔の開口部内周縁と接触するように当該開口部の形状が設定されていることを特徴とする低アーク性コネクタ。
【請求項５】
請求項１記載の低アーク性コネクタにおいて、前記導電性金属箔に、前記相手方の端子に対して互いに異なる位置で接触する複数の接触部が設けられていることを特徴とする低アーク性コネクタ。
【請求項６】
請求項５記載の低アーク性コネクタにおいて、前記端子は雌型端子であり、前記導電性金属箔に相手方の雄型端子の断面よりも大きい基本形状をもつ開口部が設けられるとともに、この開口部の内周縁から内方に複数の接触用突起が突出し、これらの接触用突起が前記相手方の雄型端子と接触するように構成されていることを特徴とする低アーク性コネクタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動車用ワイヤーハーネスなどに有用なコネクタ及びこのコネクタに利用するための端子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車等に用いられるコネクタは、当該自動車等の保守・点検のため、数ヶ月〜数年に１度程度の頻度で外される場合がある。しかし、コネクタの端子同士が離れる瞬間に当該端子間にアーク放電が発生するおそれがある。特に近年はバッテリー電圧の高圧化のため、かなり大きなアークがとぶおそれがあり、これに起因して端子を傷めることが考えられる。例えば雄型端子は、通常、棒状又は板状の形状を有しており、雌型端子への挿入を容易にするためにその先端部は若干尖った形状となっているが、前記の着脱及びそれに伴うアーク放電の発生の繰り返しによって、尖っていた先端部は溶融し、根元方向に若干移動して冷えて固まるため、先端部は丸くなりかつ膨出してくる。すなわち、端子が著しく変形する虞があり、これによる接触不良や、最悪の場合には雌型端子に挿入すること自体できなくなる虞がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の様な事情に着目してなされたものであって、その目的は、端子離脱時におけるアーク放電の発生を有効に抑え、そのアーク放電に起因する相手方端子の変形や破損を抑止することができるコネクタを提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための手段として、本発明は、相手方の端子と嵌合して電気を導通するための端子と、この端子を収容するためのハウジングと、前記端子と電気的に接続され、かつ、当該端子と相手方の端子とが離脱するときにその相手方端子と接触して当該相手方端子と前記端子とを電気的に接続する位置に設けられるアーク抑止体とを備え、このアーク抑止体は、当該アーク抑止体と前記相手方端子とが離れる時に発生するアーク放電の量が前記端子と前記相手方端子とが離れる時に発生するアーク放電の量よりも小さい、１０μｍ以上２００μｍ以下の厚みをもつ導電性金属箔であることを特徴とする低アーク性コネクタである。
【０００５】
この構成によれば、前記端子と相手方端子とが離脱しても、両端子間の電気的接続がアーク抑止体を媒介として維持されるため、両端子間にアークが発生するおそれがない。その後、前記相手方端子がアーク抑止体から離れる際にこれらの間でアークが発生する可能性はあるが、そのアーク抑止体は１０μｍ以上２００μｍ以下の厚みをもつ導電性金属箔であって、この導電性金属箔と前記相手方端子との間におけるアーク放電量は端子同士が離間する時に発生するアーク放電量よりも軽微であるため、前記端子がアーク放電によって変形または損傷することが有効に抑止される。
【０００８】
本発明において、前記端子は雌型端子であり、前記導電性金属箔は相手方の雄型端子に接触するように設けられているものが、より好適である。この構成によれば、特にアーク放電による変形が生じ易い相手方の雄型端子を有効に保護することができる。この場合には、前記アーク抑止体を前記雌型端子の前方で相手方の雄型端子と接触するように設けられている構成とすればよい。
【０００９】
より具体的に、前記アーク抑止体が前記雌型端子の前端に接触する状態でハウジングに保持されている構成とすれば、特に接続用導体を用いることなくアーク抑止体と雌型端子との電気的接続を確実に行うことができるとともに、前記雌型端子から離脱する相手方の雄型端子に確実にアーク抑止体を接触させることができる。
【００１０】
前記アーク抑止体として導電性金属箔を用いる場合、前記相手方端子は雄型端子であり、この雄型端子が挿通可能な開口部が前記導電性金属箔に設けられ、その挿通の際に当該雄型端子が前記導電性金属箔の開口部内周縁と接触するように当該開口部の形状が設定されている構成とすれば、当該開口部の内周縁を利用して導電性金属箔と相手方の雄型端子とをより確実に接触させることができる。
【００１１】
前記導電性金属箔には、前記相手方の端子に対して互いに異なる位置で接触する複数の接触部が設けられていることが好ましい。この構成によれば、仮にアーク放電によって一部の接触部が損失したとしても、残りの接触部によって良好なアーク放電防止効果を維持することができる。
【００１２】
その具体的構造として、前記端子が雌型端子の場合は、例えば、前記導電性金属箔に相手方の雄型端子の断面よりも大きい基本形状をもつ開口部が設けられるとともに、この開口部の内周縁から内方に複数の接触用突起が突出し、これらの接触用突起が前記相手方の雄型端子と接触するように構成されている構成とすればよい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図１〜図５に基づいて説明する。
【００１４】
図１及び図２は、本発明に係る低アーク性コネクタである雌型コネクタ２と、これに結合される雄型コネクタ１とを示している。
【００１５】
雄型コネクタ１は、複数の雄型端子（相手方端子）３と、これらの雄型端子３を収容するハウジング７ａとを備えている。各雄型端子３は、その前部に略板状の雄型電気接触部（雄タブ）５を有する一方、後部が電線８ａの端末に電気的に接続され、その雄タブ５はハウジング７ａの正面から前方に向けて突出している。
【００１６】
これに対して雌型コネクタ２は、複数の雌型端子４と、これらの雌型端子４を収容するハウジング７ｂとを備えている。各雌型端子４は、その前部に前記雄型電気接触部５が嵌合可能な雌型電気接触部６を有する一方、後部が電線８ｂの端末に電気的に接続されている。前記ハウジング７ｂには正面に開口する開口部１０が形成され、この開口部１０を通じて前記雄タブ５がハウジング７ｂ内の雌型電気接触部６と接触できるようになっている。
【００１７】
前記雌型電気接触部６は、図２に示すように後ろ向きに折り返されてバネ状に弾性変形可能な舌片６ａと、この舌片６ａと対向する板状片６ｂとで構成され、ハウジング７ｂ内に挿入された雄タブ５を挟持するようにして当該雄タブ５と接触する（以下、雌型電気接触部６を単に挟持部と称する場合がある）。このような雄型コネクタ１及び雌型コネクタ２を嵌合させると、雄型端子３と雌型端子４とが電気的に接続され、コネクタ間に電気が導通される。
【００１８】
ところで、その嵌合状態から雄型端子３と雌型端子４とを離脱させると、雄タブ５と挟持部６との間にアーク放電が発生して、雄タブ５や挟持部６を損傷する虞がある。そこで本発明では、雄型端子３と雌型端子４との間に導電性金属箔９を介在させ、雄タブ５と挟持部６とが離脱した直後も前記雄タブ５と導電性金属箔９との接触によってコネクタ間の通電を維持することにより、雄タブ５と挟持部６との間にアーク放電が発生するのを防止するようにしている。より具体的には、雌型コネクタ２において、導電性金属箔９をハウジング７ｂの正面壁（前端壁）１１の裏側に貼り付けると共に、この金属箔９の裏面に雌型端子４の前端を押し当てている。これによって金属箔９の剥離を防止すると共に、金属箔９と雌型端子４とを電気的に接続している。
【００１９】
前記導電性金属箔９には、正面壁１１の開口部１０に対応する部位に、雄タブ５の断面形状よりも若干小さな開口部１２が形成されている。この開口部１２の形状は雄タブ５の断面形状よりも若干小さく、この開口部１２に雄タブ５が挿通される際に雄タブ５と導電性金属箔９の開口部１２の内縁部分とが電気的に接触するようになっている。
【００２０】
このような雌型コネクタ２によれば、雄タブ５と挟持部６とが相互離脱した直後も、図３に示すように雄タブ５と挟持部６よりも前方に配設された導電性金属箔９との接触により当該金属箔９を介して端子３，４間で電気が導通され続けるため、雄タブ５と挟持部６との間でアーク放電が発生する虞がない。その後、図４に示すように雄タブ５が金属箔９から離れる瞬間には、これら雄タブ５と金属箔９との間にアーク１６が発生する可能性があるが、金属箔９は挟持部６に比べて厚みが非常に薄いものであるため、前記アーク１６が発生しても金属蒸気の供給がすぐにストップすることにより前記アーク１６も直ちに消滅する。すなわち、端子間にアーク１６が生ずる場合に比べてその発生度合いは極めて軽微であり、雄タブ５の損傷が防がれる。
【００２１】
本発明において、金属箔９の具体的な形状（特に正面形状）や配設場所は問わず、雄タブ５と挟持部６とが離脱するときに金属箔９が両端子と接触するものであればよい。
【００２２】
例えば、前記金属箔９の開口部１２の形状としては、図５（ａ）に示すように雄タブ５の外周全体と略同じ（又は若干小さい）形状であってもよい。この例では、雄タブ５の外周全体に亘って雄タブ５と金属箔９とを線接触させることが可能である。開口部１２が雄タブ５の断面に比べてかなり小さい場合には、雄タブ５の挿入によって開口部１２が雄タブ５の進行方向に大きく撓み、雄タブ５と金属箔９とは面接触することになる。
【００２３】
また、開口部１２の基本形状を、図５（ｂ）及び図５（ｃ）に示すように雄タブ５の外周より若干大きい形状（図例では、略方形状）とし、かつ、この基本形状から内方に向けて１個以上の突起状の接触部（図の例では、４個の接触用突起１３ａまたは４個の接触用突起１３ｂ）を突出させてこれら接触用突起１３ａ，１３ｂが雄タブ５と点接触または線接触するようにしてもよい。また、接触用突起１３ａ、１３ｂの突出量が十分大きくて雄タブ５の挿入に伴い接触用突起１３ａ、１３ｂが雄タブ５の進行方向に大きく撓むことにより、雄タブ５と金属箔９の接触用突起１３ａ、１３ｂとが面接触する構成であっても良い。
【００２４】
さらに前記開口部１２に代えて図５（ｄ）に示すように雄タブ５の下半部が摺接する凹部１４を金属箔９に形成してもよく、あるいは図５（ｅ）に示すようなスリット１５を設けてもよい。このスリット１５の幅は、雄タブ５が挿入可能でかつその挿入の際に金属箔９と雄タブ５とが接触（面接触）するように設定すればよい。
【００２５】
その中でも、例えば前記図５（ｂ）（ｃ）に接触用突起１３ａ，１３ｂとして示されるように、金属箔９に前記相手方の端子に対して互いに異なる位置で接触する複数の接触部が設けられている構成が好ましい。この構成によれば、雄タブ５と金属箔９におけるいずれかの接触部との間にアーク放電が発生して当該接触部が蒸発（欠損）しても、他の部分は雄タブ５と接触可能な状態で残存するため、複数回に亘ってアーク抑止効果を享受することが可能となる。
【００２６】
金属箔９の外周形状も特に問わず、種々設定が可能である。
【００２７】
金属箔９の配設場所についても、この金属箔９が雌型端子４と電気的に接続可能でかつ両端子３，４の離脱時に雄型端子３との接触を維持できる範囲で設定可能であり、必ずしも雌型コネクタ２のハウジング７ｂの正面壁１１の裏側に貼り付ける必要はない。例えば、正面壁１１の表側に金属箔９を貼り付けてもよい。
【００２８】
さらに金属箔９は、雌型コネクタ２に代えて雄型コネクタ１に配設してもよいし、両コネクタ１，２に配設してもよい。両コネクタ１，２に金属箔９を配設する場合、両金属箔９がそれぞれ相手方コネクタの端子と接触するものでもよいし、金属箔同士が接触するものであってもよい。すなわち、雄型端子３と雌型端子４とが離脱するときに、金属箔同士が接触していれば、この金属箔を介して両端子間に電気を導通することができ、雄型端子３及び雌型端子４間でのアークの発生を防止できる。
【００２９】
金属箔は薄いほどアークの発生量を低減できる。そのため、金属箔の厚みは、例えば、２００μｍ以下、好ましくは１００μｍ以下、さらに好ましくは５０μｍ以下である。一方、金属箔の厚みが薄すぎると、金属箔の強度が低下する。そのため、金属箔の厚みは、例えば、１０μｍ以上、好ましくは２０μｍ以上、さらに好ましくは３０μｍ以上である。
【００３０】
金属箔の種類としては、端子が離脱しても端子間にアークを発生させない程度の導電性を有する限り特に限定されないが、通常、端子と同程度の導電性を有する金属箔が使用できる。好ましい金属箔には、銅箔が含まれる。
【００３１】
雄タブ５の形状には、板状の他、棒状などの種々の形状が採用できる。また挟持部６の形状には、前記雄タブ５と電気的に接触可能な種々の形状が採用できる。
【００３２】
このコネクタによれば、金属箔を利用することによって端子間のアークの発生を防止しているため、高電圧（例えば、４２Ｖ程度の高電圧）を印加した状態でコネクタを取り外しても、端子が変形する虞がない。そのため、自動車用のワイヤーハーネスなどに有利に使用でき、保守、整備のためにコネクタを取り外しても、端子の変形を防止できる。
【００３３】
本発明の実施の形態とは別の形態を図６及び図７に示す。
【００３４】
図示の雌型コネクタ２は、本発明に係る低アーク性コネクタに相当するもので、雌型端子２０と、これを保持するハウジング本体３０と、リテーナ４０と、本発明の特徴であるアーク抑止体５０とを備えている。
【００３５】
雌型端子２０は、図例では単一の金属板で構成され、相手方の雄型端子３と嵌合する電気接触部２２と、電線Ｄに圧着されるバレル部２４とを一体に有する。電気接触部２２は、前記雄型端子３の雄タブ５を受け入れる箱型状をなし、その底壁には被係止孔２６が板厚方向に貫設されている。
【００３６】
電気接触部２２の天壁には、この天壁から下方に膨出する板状片２７が形成され、底壁には当該底壁の前端から後ろ向きに折り返された舌片２８が形成されている。そして、この舌片２８の下方への撓み変形を伴いながら当該舌片２８と前記板状片２７との間に雄タブ５が挿入されることにより、当該雄タブ５が前記舌片２８と板状片２７との間に弾性的に挟持される状態（端子同士の嵌合状態）となり、これによって雄型端子３と雌型端子４とが電気的に接続され、コネクタ間に電気が導通されるようになっている。
【００３７】
ハウジング本体３０は、合成樹脂等の絶縁材料で一体成形されており、筒状の端子収容部３２と、これを外側から覆うフード３４とを有している。前記端子収容部３２の底壁からは斜め上方にランス３５が延び、その先端に係止突起３６が設けられている。この係止突起３６は、ランス３５の撓み変形を伴いながら前記雌型端子２０の被係止孔２６と係合し、この雌型端子２０を端子収容部３２内に係止する。
【００３８】
リテーナ４０は、ハウジング本体３０と同様に絶縁材料からなり、このハウジング本体３０とともにコネクタハウジングを構成する。このリテーナ４０は、筒状をなし、前記端子収容部３２の外側にその前方から嵌められることにより、前記端子収容部３２のランス３５を当該ランス３５が内側に撓んだ位置（図７（ａ）（ｂ）に示す位置）に拘束し、このランス３５による雌型端子２０の抜け止め作用を強化する役割を担う。
【００３９】
アーク抑止体５０は、この実施の形態ではブロック状に成形され、前記端子収容室３２の底壁前端部にセットされる基部５２と、この基部５２から立ち上がる接触部５４とを一体に有している。そして、このアーク抑止体５０が前記端子収容部３２内における雌型端子２０の前端（詳しくは舌片２８の前端面）に対して前方から接触する状態で、当該端子収容部３２に前記リテーナ４０が外嵌されることにより、前記アーク抑止体５０の接触部５４が雌型端子２０よりも前方の位置で相手方の雄型端子３の雄タブ５の下面に接触する位置にアーク抑止体５０が保持されるようになっている。
【００４０】
このアーク抑止体５０の具体的な構造としては、その表面（少なくとも雄型端子３から最後に離れる部分の表面）が導電性の高い金属（例えばＮｉ，Ｓｎ，Ａｇ，Ａｕ，Ｃｕ，Ｆｅ）で構成され、かつその表面に多数の微小な凹凸をもつものが好ましい。具体的には、前記金属を比較的高い多孔率で発泡させたもの（導電性発泡金属）や、導電性の高い金属からなる多数本の繊維を集合させて所定の形状に成形したもの（導電性金属ウール）が好適である。いずれの場合も、表面に形成された微小な凸部が相手方の雄型端子３から最後に離れるために、アーク放電が有効に抑止されることとなる。
【００４１】
その具体的な作用をより詳細に説明すると、図７（ａ）に示すような本嵌合位置から雄型端子３を引き抜く際、まず当該雄型端子３と雌型端子２０とが互いに離れる。しかしながら、この時点で雄型端子３はアーク抑止体５０と接触しており、かつ、このアーク抑止体５０の接触部５４が雄タブ５の下面に接触しているため、当該アーク抑止体５０を媒介として両端子３，２０間の電気的導通は維持される。よって、この時点で両端子３，２０間にアーク放電は発生しない。
【００４２】
次に、前記雄タブ５はアーク抑止体５０の接触部５４から離れることになるが、当該アーク抑止体５０の表面には多数の微小な凹凸が存在し、その微小な凸部が雄タブ５から最後に離れることになるため、両者間にアーク放電が生じたとしてもそのアーク継続に必要な金属蒸気の供給は瞬時に絶たれることとなる。従って、当該アーク放電の継続に起因する雄タブ５の変形や損傷を有効に抑止することが可能となる。
【００４３】
なお、このアーク抑止体５０の具体的な形状は問わず、コネクタの仕様に応じて適宜設計すればよい。材質にもよるが、前記図１に示した導電性金属箔９と同様に開口部の形成が可能なものであれば、当該開口部を形成してその内側に相手方端子が挿通される構成としてもよい。
【００４４】
また、前記アーク抑止体５０の他の形態としては、例えば前記図６及び図７に示すような形状（基部５２及び接触部５４をもつ形状）の母体を合成樹脂等の絶縁材料で形成し、その表面（少なくとも接触部５４が雄型端子３から最後に離れる部分の表面）に金属めっき等で導電膜を施したものが挙げられる。この場合も、導電膜が薄いために、その導電膜と相手方端子との間でアーク放電が発生してもその継続に必要な金属蒸気の供給が瞬時に絶たれることとなり、当該アークに起因する相手方端子の変形や損傷を有効に抑止することができる。
【００４５】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、アーク抑止体として１０μｍ以上２００μｍ以下の厚みをもつ導電性金属箔を具備することにより、このアーク抑止体と相手方の端子との間にアークが発生しても金属蒸気の供給をすぐにストップさせて前記アークを直ちに消滅させることができる。従って、端子同士の離脱時に生ずるアークを抑制して端子の変形や損傷を有効に抑止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態にかかる低アーク性コネクタが相手方のコネクタと嵌合した状態を示す断面斜視図である。
【図２】  図１に示すコネクタの端子同士の嵌合状態を示す断面正面図である。
【図３】  図２に示す端子同士が互いに離脱し始めた状態を示す断面正面図である。
【図４】  図２に示す端子同士が完全に離脱した状態を示す断面正面図である。
【図５】  （ａ）〜（ｅ）は前記低アーク性コネクタに設けられる導電性金属箔の形状例を示す正面図である。
【図６】  本発明の実施の形態とは別の形態にかかる低アーク性コネクタの分解斜視図である。
【図７】  （ａ）は図６のコネクタにおいて相手方端子が本嵌合している状態を示す断面正面図、（ｂ）は当該相手方端子がコネクタ内のアーク抑止体から離れる瞬間を示す断面正面図である。
【符号の説明】
２  雌型コネクタ（低アーク性コネクタ）
３  雄型端子（相手方端子）
４，２０  雌型端子（低アーク性コネクタの端子）
７ｂ  ハウジング
９  導電性金属箔
１２  開口部
１３ａ，１３ｂ  接触用突起（接触部）
３０  ハウジング本体
４０  リテーナ
５０  アーク抑止体
５４  接触部
【図１】
0003910457.tif 000002
【図２】
0003910457.tif 000003
【図３】
0003910457.tif 000004
【図４】
0003910457.tif 000005
【図５】
0003910457.tif 000006
【図６】
0003910457.tif 000007
【図７】
0003910457.tif 000008