CN106299784A - 触头的接触结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种触头的接触结构，能够与接触或分离的一对触头之间积蓄的电能的大小无关地，通过简单的结构可靠地防止产生电弧放电。使用电阻率比第一触头高的材料形成沿着第二触头的移动路径与第一触头连续的中间接触体，该中间接触体形成为与移动路径正交的横截面的截面面积在移动路径的分离方向上逐渐减小的形状。中间接触体的电阻值和从与第一触头相连接的基端起的距离成正比而大幅度增加，因此，能够以基端至前端的较短的长度实现高电阻值，从而在中间接触体的前端附近分离的第二触头间不会产生电弧放电。

Description

触头的接触结构

技术领域

本发明涉及一种分别与电气回路带电连接的一对触头之间的触头的接触结构，具体涉及一种接触或分离的一对触头之间产生高电能的触头的接触结构。

背景技术

对传输高电压、大电流电力的电线等进行带电连接的电连接器在所连接的连接对象侧连接器被拔出时，由于在保持接触的一对触头之间积蓄了高电能，因此，其间有时会发生电弧放电现象。在将与感性负载连接的一方连接器从与电线连接的另一方连接器拔出时所产生的感应电动势也会导致上述电弧放电现象。

电弧放电导致电连接器的触头熔融损坏等加速劣化，因此以往大致通过两种方法来采取对策。第一方法是日本特开2010-56055号公报(专利文献1)所公开的方法，在与一对触头的相对方向正交的方向上配置永久磁体等而施加磁场，通过洛伦兹力使电弧的方向偏转而防止由电弧放电引起的触头的损伤。

另外，第二方法是降低在一对触头之间积蓄的电能本身而不产生电弧放电的方法。在一对触头之间积蓄的电能与一对触头之间的电压和电流成正比，因此在日本特开昭63-86281号公报(专利文献2)、日本实开平4-2467号公报(专利文献3)中，通过降低一对触头分离时触头之间的电压来防止产生电弧放电。

即，如图6所示，在专利文献2所记载的触头的接触结构100中，将触头101和电阻率ρ比触头101高的电阻体102沿着连接对象侧连接器的触头103移动的移动路径连结设置，在另一方触头103被从移动路径拔出而分离时，在电阻值最高的电阻体102的前端102a使触头103分离，使两者之间的电压成为不会导致电弧放电的电压从而防止发生电弧放电现象。

另外，在专利文献3所记载的触头的接触结构110中，如图7所示，触头112沿着连接对象侧连接器的触头114移动的移动路径朝分离方向(在图中右侧)移动时其电阻值增加，如该图的(b)所示，连接对象侧连接器的触头114在该图的(a)所示完全插入的状态下被从移动路径拔出时，触头114接近的触头112的前端112a的部分成为最高电阻，使触头112的电位大幅度下降，从而使其前端112a与触头114之间的电压成为不会导致电弧放电的电压。

专利文献1：日本特开2010-56055号公报

专利文献2：日本特开昭63-86281号公报

专利文献3：日本实开平4-2467号公报

发明内容

在专利文献1示出的第一方法中，在与一对触头的相对方向正交的方向上配置永久磁体等而产生磁场，因此该结构复杂且使触头的接触结构大型化，并且不能防止产生电弧放电本身，所以，由电弧放电引起的电磁噪声对负载等电回路带来不良影响，其并非根本性的解决手段。

另外，在第二方法的触头的接触结构100中，在拔出另一方触头103时，经由电阻率ρ高的电阻体102与触头101分离，因此，由于电阻体102的电阻值而使电阻体102的前端102a的电压下降。在此，如图8所示，电阻体102的电阻值和从与触头101之间的连接位置x0起的距离成正比，因此，在电阻体102的前端102a的位置x1上电阻值最大。然而，由于在触头101、103之间施加的电压、在触头101、103之间流动的电流，即使在电阻体102的前端102a电阻体102的电阻值为最大值，也无法在电阻体102中使电位充分下降，从而可能导致产生电弧放电现象。

在这种情况下，可以考虑以电阻率ρ更高的导电材料来形成电阻体102，但是，如果使用高电阻值的电阻体102，那么，在连接对象侧连接器的触头103的接触位置从触头101移动至电阻体102的瞬间，电阻体102成为与空气同样的绝缘体，接近的触头101、103之间的电能导致电弧放电。因而，触头103的接触位置从连接位置x0至预定的距离之前，无法使电阻体102的电阻值大幅上升，所以，通过改变导电材料并不能解决问题。

对此，可以考虑通过延长电阻体102的连接位置x0至前端位置x1的长度来增加前端102a的电阻值，但是，由于电阻值只是与分离方向的距离成正比地增加而已，所以，电阻体102的电阻值的上限受到限制，在分离方向上延长还导致触头的接触结构的大型化。

另外，在专利文献3所记载的触头的接触结构110中，触头102沿着移动路径向分离方向(在图中右侧)移动时电阻值增加，但是，触头102中使用的导电材料的电阻率ρ因各导电材料而为固有值，因此，要在向分离方向(在图中右侧)移动时增加每单位长度的电阻值，就需要准备多种电阻率ρ逐渐变大的导电材料并在分离方向上连续配置，因此并不具备可实用性。

本发明是考虑上述现有技术存在的问题而完成的，目的在于提供一种触头的接触结构，能够与接触或分离的一对触头之间积蓄的电能大小无关地，通过简单的结构可靠地防止产生电弧放电。

为了达到上述目的，权利要求1所记载的触头的接触结构为这样一种触头的接触结构，即，相互电连接的第一触头和电阻率比第一触头高的中间接触体沿着与第一触头接触或分离的第二触头的移动路径连续地露出，沿着移动路径从第一触头朝分离方向移动的第二触头在从第一触头分离并与中间接触体接触后从中间接触体分离，其特征在于，中间接触体形成为下述形状，即，在与第一触头电连接的基端至分离方向的前端的至少任意一个区间内，与移动路径正交的横截面的截面面积在分离方向上逐渐减小。

从与第一触头进行电连接的基端至与第二触头的接触位置的中间接触体的电阻值与从基端至与第二触头的接触位置的沿移动路径的距离成正比，和与移动路径正交的中间接触体的横截面的截面面积成反比。中间接触体的横截面的截面面积至少在一部分区间内在分离方向上逐渐减小，因此，中间接触体的电阻值在上述区间与从基端起的距离成正比而大幅度增加。

因而，即使将中间接触体在第二触头的接触位置在基端附近的情况下设为低电阻，并且将从基端至前端的距离设为短距离，在第二触头的接触位置处于前端的情况下也会成为极高的电阻值，在任一个接触位置附近均不会积蓄可导致产生电弧放电程度的电能。

权利要求2所记载的触头的接触结构的特征在于，中间接触体的从上述基端至分离方向的上述前端的形状围绕中空的移动路径的轴形成为截头圆锥形，将截头圆锥形的前端位置设为下述位置，即，因第一触头与第二触头之间的电压以及第一触头与第二触头之间接触时流动的电流而在中间接触体与第二触头之间积蓄的能量小于会导致电弧放电的能量的位置。

当将中间接触体的电阻率设为ρ、将圆锥形的基端的半径设为b₂、中空的移动路径为圆筒形而将其半径设为b₁、将基端至圆锥形的倾斜面与移动路径的轴交叉的交叉位置的沿分离方向的距离设为a₂时，基端至朝分离方向分离距离x后的位置的中间接触体的电阻值Rx可以用下式表示，

$R_x=\frac{\mathrm{\ρ}}{\mathrm{\π}}\·\frac{-a_2}{2b_2{b}_1}\left(ln\right|\frac{-\frac{b_2}{a_2}x+b_2-b_1}{-\frac{b_2}{a_2}x+b_2+b_1}|-ln|\frac{b_2-b_1}{b_2+b_1}\left|\right)$ ····式(1)

在第二触头的接触位置为中间接触体的基端附近时缓慢地上升，随着接触位置接近圆锥形的前端而急剧上升，从基端起的距离x为a₂(b₂-b₁)/b₂的移动路径开口的位置a₁处变为无限大。

由式(1)计算出的中间接触体的电阻值R引起电压下降，据此，在中间接触体与第二触头之间积蓄的能量小于会导致电弧放电的能量的距离x的位置上切断圆锥形而形成截头圆锥形的前端，由此能够可靠地防止产生电弧放电。

权利要求3所记载的触头的接触结构的特征在于，中间接触体由铁素体形成，该铁素体的电阻率比由金属或合金构成的第一触头高。

铁素体的电阻率比一般用作触头的材料的金属、合金的电阻率高，因此与沿移动路径的距离相应地上升的电阻值的梯度变得更大。

权利要求4所记载的触头的接触结构的特征在于，第二触头由基端接触部和保护接触部构成，上述基端接触部由金属或合金构成，上述保护接触部由铁素体构成并从基端接触部突出设置在靠近上述分离方向的周围，上述保护接触部在移动路径的露出中间接触体的位置范围内与中间接触体进行接触，并且，基端接触部在移动路径的露出第一触头的位置与第一触头接触。

第二触头的由铁素体构成的保护接触部与由铁素体构成的中间接触体接触，因此，第二触头沿着移动路径移动时不会因与中间接触体之间的接触而产生磨损。

权利要求5所记载的触头的接触结构的特征在于，中间接触体由陶瓷树脂形成，该陶瓷树脂的电阻率比由金属或合金构成的第一触头高。

中间接触体由电阻率比第一触头高的陶瓷树脂形成，因此与沿着移动路径的距离相应地上升的电阻值的梯度变得更大。

权利要求6所记载的触头的接触结构的特征在于，中间接触体由导电性树脂形成，该导电性树脂的电阻率比由金属或合金构成的第一触头高。

中间接触体由电阻率比第一触头高的导电性树脂形成，因此与沿着移动路径的距离相应地上升的电阻值的梯度变得更大。

权利要求7所记载的触头的接触结构的特征在于，第二触头为设置于公连接器的插销，第一触头为插座触头，该插座触头设置于与上述公连接器嵌合连接的母连接器并面朝对上述插销的插拔进行引导的插头插入孔。

即使在公连接器的插销与母连接器的插座触头之间积蓄高电能，在插销的插拔时也不会产生电弧放电。

根据权利要求1的发明，将中间接触体形成为至少在一部分区间内横截面的截面面积在分离方向上逐渐减小的形状，由此，在第二触头从第一触头或中间接触体的前端分离的任一瞬间，均不会产生电弧放电。

特别是，即使缩短从中间接触体的基端至前端的沿移动路径的长度，也能够可靠地防止产生电弧放电，因此触头的接触结构的整体不会变得大型化。

根据权利要求2的发明，能够将从中间接触体的基端至前端的沿移动路径的长度设为不会产生电弧放电的最短的长度。

根据权利要求3的发明，能够进一步缩短中间接触体的沿移动路径的长度，防止产生电弧放电。

另外，与由碳系的电阻材料形成的情况下的中间接触体相比，第二触头所接触的接触面牢固且不易磨损，即使第二触头反复进行滑动接触也不会导致滑动劣化。

根据权利要求4的发明，即使将铁素体用于中间接触体，与铁素体接触的第二触头也不会磨损。

根据权利要求5或权利要求6的发明，使用可注塑成型的陶瓷树脂或导电性树脂来形成中间接触体，因此，即使是与移动路径正交的横截面的截面面积在分离方向上逐渐减小的复杂的形状也能够容易地成型。

根据权利要求7的发明，对输送高电压、大电流电力的电线等进行带电连接的由公连接器与母连接器构成的电连接器中不会产生电弧放电。

附图说明

图1是本发明的一个实施方式的触头的接触结构1的纵截面图。

图2是表示第二触头3的接触位置(x)与中间接触体4的电阻值Rx的关系的曲线图。

图3是第二实施方式的触头的接触结构10的纵截面图。

图4是第三实施方式的触头的接触结构20的纵截面图。

图5是第四实施方式的触头的接触结构30的纵截面图。

图6是现有技术的触头的接触结构100的侧视图。

图7是表示现有技术的触头的接触结构110的纵截面图，其中，(a)表示连接对象侧的触头114被完全插入后的状态，(b)表示从移动路径拔出连接对象侧的触头114后的状态。

图8是表示触头的接触结构100的连接对象侧连接器的触头103的移动量x和电阻体102的电阻值的变化的曲线图。

附图标记说明

1：触头的接触结构(第一实施方式)；2：插座触头(第一触头)；2a：圆筒接触部；2b：环状连接部；2c：连结部；3：插销(第二触头)；3a：球体部；4：中间接触体；5：插头穿通孔(移动路径)；10：触头的接触结构(第二实施方式)；20：触头的接触结构(第三实施方式)；22：第一触头；23：第二触头；24：中间接触体；25：移动路径；30：触头的接触结构(第四实施方式)。

具体实施方式

以下，使用图1和图2说明本发明的一个实施方式的触头的接触结构1。触头的接触结构1为使作为第二触头的插销3与作为第一触头的插座触头2接触而进行电连接的结构。在本说明书中，将第二触头3朝第一触头2移动的图1的左方向设为接触方向、从与第一触头2之间的接触位置分离而移动的图1的右方向设为分离方向、接触方向设为基端侧、分离方向设为前端侧，对各部分进行说明。另外，对于本说明书所记载的各实施方式，对具有与触头的接触结构1相同或同样作用的结构赋予相同的附图标记并省略其详细说明。

在与电线的终端相连接的成为母连接器的连接器插座上设置插座触头2，在与接受通过电线供给的电力而进行动作的负载相连接的成为公连接器的连接器插头上设置插销3，通过将连接器插头与连接器插座嵌合连接从而使插座触头2和插销3相互接触，例如400V、2A的800W电力从电线经由插座触头2和插销3被提供给负载。

如图1所示，在连接器插座上连结设置有中间接触体4，中间接触体4在插座触头2的分离方向上形成为圆锥形状。插座触头2和中间接触体4绕同一中心轴而形成，插头穿通孔5沿着该中心轴(X轴)以连通的方式贯穿设置。插头穿通孔5形成在沿接触方向和分离方向的X方向上，其内径2b1具有大致与向插头穿通孔5插拔的插销3的外径相同或稍短的长度。因而，插销3以插头穿通孔5作为移动路径，插座触头2和中间接触体4与连续的插头穿通孔5的内壁面进行滑动接触，同时，插销3被引导进行接触方向和分离方向的移动。

插座触头2的圆筒接触部2a和环状连接部2b由磷青铜、黄铜等铜合金一体地形成，环状连接部2b在圆筒接触部2a的前端与圆筒接触部2a正交。环状连接部2b的外径为2b₂，与圆锥形状的中间接触体4的基端的外径相等。环状连接部2b的前端面由导电性粘接剂等固着于相同形状的相对的中间接触体4的基端面，插座触头2与中间接触体4的基端电连接。

中间接触体4呈在基端的外径为2b₂、分离方向(X方向)的高度为a₂的圆锥形中内径为2b₁的插头穿通孔5沿中心轴贯穿设置而成的圆锥形状，中间接触体4由铁素体形成，铁素体具有比由铜合金形成的插座触头2充分高的电阻率ρ。铁素体是使用玻璃使铁、镁、锌等导电粒子进行结合而成的烧结体，通过调整导电粒子与玻璃的掺量比，可以得到1Ωcm至800Ωcm左右的范围内的电阻率ρ。因而，如后文中所述，通过改变铁素体的电阻率ρ，可以在1倍至800倍的范围内任意地调整中间接触体4的电阻值R，其中，中间接触体4的电阻值R与自基端(x＝0)起X方向的距离x相应地上升。另外，通过使用作为烧结体的铁素体来形成中间接触体4，由此，即使插销3进行滑动接触也不会磨损，即使反复进行滑动接触也不会导致滑动劣化。

关于具有上述结构的触头的接触结构1，说明与插销3的接触位置(x)相应地变化的插座触头2与插销3之间的电阻值。在此，形成触头2、3的金属或合金的电阻率ρ一般为几μΩcm，而如上所述，铁素体的电阻率ρ较高，为其10⁶至10⁸倍，相对于中间接触体4的电阻值R，由两导电性材料构成的插座触头2与插销3的电阻值较为微小，并且，插座触头2和中间接触体4之间的连接电阻以及中间接触体4和插销3之间的接触电阻与插销3的接触位置(x)无关地大致为固定值，因此，在本说明书中，忽视这些电阻值，将中间接触体4的电阻值R视为插座触头2与插销3之间的电阻值而进行说明。

插座触头2与插销3之间的中间接触体4的电阻值R和连接插座触头2的基端(x＝0)至插销3的接触位置xp的、沿插销3的移动路径的X方向的距离x成正比，和与X方向正交的横截面的截面面积S成反比，将中间接触体4的电阻率设为ρ，用下式表示。

R＝x/S

中间接触体4形成为绕圆锥形的中心轴即X轴贯穿设置插头穿通孔5而成的圆锥形状，因此，与X方向正交的横截面的截面面积S根据X方向的距离x不同而不同，从基端分离距离x后的位置上的横截面面积Sx如图1所示，基端的半径为b₂、插头穿通孔5的半径为b₁、从基端起的圆锥形状的高度(X方向的长度)为a₂，由此，可以用下式表示。

Sx＝π·(b₂－b₂·x/a₂)²－π·b₁ ²

因而，该位置上的微小幅度Δx的中间接触体4的电阻值ΔR可以用下式表示，

ΔR＝ρ·Δx/Sx＝ρ·Δx/π·{(b₂－b₂·x/a₂)²－b₁ ²}

关于从基端(x＝0)分离距离x后的插销3的接触位置xp的中间接触体4的电阻值Rx，如果将圆锥的梯度-b₂/a₂设为k，则可以用下式表示，

$R_x=\frac{\mathrm{\ρ}}{\mathrm{\π}}{\∫}_o^x\left(\frac{1}{{(kx+b_2)}^2-{b_1}^2}\right)dx$ ····式(2)

因此，将其进行积分而得到下式。

$R_x=\frac{\mathrm{\ρ}}{\mathrm{\π}}\·\frac{-a_2}{2b_2{b}_1}\left(ln\right|\frac{-\frac{b_2}{a_2}x+b_2-b_1}{-\frac{b_2}{a_2}x+b_2+b_1}|-\ln |\frac{b_2-b_1}{b_2+b_1}\left|\right)$ ····式(1)

根据式(1)，如果插销3的接触位置xp在与插座触头2相连接的基端(x＝0)，则x为0(以下，将从基端起沿X方向的距离为a₁、a₂、a₃的位置称为a₁、a₂、a₃)，因此，中间接触体4的电阻值Rx为0，随着从基端向分离方向分离而缓慢地上升，电阻值Rx在从基端起的距离x为a₂(b₂-b₁)/b₂的位置的中间接触体4的前端a₁为无限大。

图2是表示在使用电阻率ρ为0.03Ωm的铁素体来形成中间接触体4并将圆锥形状的基端的半径b₂设为3mm、将圆锥形状的高度(X方向的长度)a₂设为5mm的情况下，使用式(1)对从基端起的距离x与从基端至距离x的中间接触体4的电阻R的关系进行计算所得出的计算结果的曲线图。在此，为了使计算更容易，假设未形成有插头穿通孔5而将其半径b₁设为0。

如该图所示，在插销3的接触位置xp从与插座触头2相连接的基端起向分离方向移动4mm左右距离的过程中，中间接触体4的电阻R为22Ω以下，即使在插销3与插座触头2之间积蓄了大电能，由于插销3与插座触头2经由低电阻的中间接触体4进行电连接，因此，也不会在它们之间产生电弧放电。另外，当插销3的接触位置xp接近中间接触体4的前端时中间接触体4的电阻Rx急剧上升，例如，在从基端起的距离x为4.9mm的接触位置xp上为260Ω，在插销3与中间接触体4分离时，在中间接触体4的前端(从基端起的距离x为5mm)理论上为无限大。因而，在插销3与插座触头2之间的电连接被切断的瞬间，由于间隔有高电阻值的中间接触体4，中间接触体4的前端与插销3之间的电压大幅下降，因此，其间不会产生诸如可导致电弧放电的电能。

根据上述第一实施方式的触头的接触结构1，例如，仅通过采用沿移动路径5的长度为5mm左右的较短的中间接触体4，就能够使中间接触体4的电阻R从几Ω变化至接近无限大。特别是，如图2所示，在插销3与插座触头2分离4mm左右之前，所间隔的中间接触体4为低电阻值，中间接触体4成为绝缘体，接近的插销3与插座触头2之间不会产生电弧放电，另一方面，在插销3的接触位置Xp从基端分离4mm后向中间接触体4的前端仅移动1mm的过程中，中间接触体4的电阻Rx上升至无限大，因此，即使在插销3从中间接触体4的前端分离的瞬间，其间也不会产生电弧放电。

这样，在插销3被从中间接触体4的前端a₁拔出时，即，在插销3与插座触头2之间的电连接被切断时，中间接触体4的电阻Rx随着插销3向分离方向移动而上升至无限大之后，中间接触体4与插销3分离而绝缘。因而，插销3与插座触头2之间的电阻值从几Ω连续地变化至无限大，所以，不会产生急剧的电流变化，在触头2、3中不产生电磁噪声，即使连接的电气回路包含电感也不会产生感应电压。

在上述触头的接触结构1中，在中间接触体4的前端a1使与沿移动路径的方向(X方向)正交的横截面的截面面积收敛为0，使中间接触体4的电阻R上升至无限大，另一方面，在插头穿通孔5的开口处，中间接触体4面对锐角，因此，得不到充分的强度，在向插头穿通孔5插入插销3时插销3与其抵接而有可能导致破损。在图3示出的第二实施方式的触头的接触结构10中，为了解决上述触头的接触结构1所存在的问题，在不会产生电弧放电的位置上将圆锥状的中间接触体4的前端部分裁断而形成为截头圆锥形。

如上所述，如果将连接器插头连接到连接器插座而从电线向负载供给400V、2A的800W电力，则在插座触头2与插销3被切断的瞬间，其间将产生400V、2A的电能。在此，如果在插销3分离时中间接触体3的前端与插销3之间不产生电弧放电的电能上限例如为15V、2A，则可通过将中间接触体4的前端处的中间接触体4的电阻值Rx设为(400-15)V/2A＝192.5Ω以上，来防止产生电弧放电。

在中间接触体4的侧面如触头的接触结构1那样为圆锥形的倾斜面的情况下，距离x与从基端分离距离x后的接触位置Xp上的中间接触体4的电阻值Rx之间的关系可由下式得到，

$R_x=\frac{\mathrm{\ρ}}{\mathrm{\π}}\·\frac{-a_2}{2b_2{b}_1}\left(ln\right|\frac{-\frac{b_2}{a_2}x+b_2-b_1}{-\frac{b_2}{a_2}x+b_2+b_1}|-\ln |\frac{b_2-b_1}{b_2+b_1}\left|\right)$ ····式(1)

因此，将式(1)的电阻值Rx设为192.5Ω，求出从中间接触体4的基端至前端的距离x，将该距离x的位置作为截头圆锥形的中间接触体4的前端的位置a₃，能够防止产生电弧放电。

可以通过改变式(1)中的电阻率ρ、基端的半径b₂、插头穿通孔5的半径b₁、从基端起的圆锥形高度(X方向的长度)a₂的各变量中的任意一个或两个以上来任意地调整中间接触体4的截头圆锥形的前端位置a₃。

图4是表示第三实施方式的触头的接触结构20的纵截面图，在第三实施方式中，形成为立方体的中间接触体24的平面24a朝分离方向并向底面的移动路径25的方向倾斜，由此，与移动路径25正交的中间接触体24的横截面面积在分离方向上逐渐减小。在该触头的接触结构20中，第一触头22形成为长方体状，第二触头23由对第一触头22的底面侧施力的板簧片形成。

第一触头22和在其分离方向上与第一触头22一体地电连接的中间接触体24的各底面在同一面上连续形成，第二触头23一边沿着各底面弹性接触一边向接触方向和分离方向滑动。也就是说，第一触头22和中间接触体24的连续的底面的沿接触方向和分离方向的路径成为第二触头23的移动路径25。

如图4所示，将基端的高度设为b₂、基端至倾斜面24a与移动路径25相交的位置的长度设为a₂、与未图示的纸面正交的方向的纵深设为L，中间接触体24的从基端分离距离x后的位置处的与X方向正交的横截面的截面面积Sx可以用下式表示。

Sx＝L·(b₂-b₂·x/a₂)

因而，该位置上的微小幅度Δx的中间接触体4的电阻值ΔR可以用下式表示。

ΔR＝ρ·Δx/Sx＝ρ·Δx/L·(b₂-b₂·x/a₂)

关于从基端(x＝0)分离距离x后的第二触头23的接触位置xp的中间接触体4的电阻值Rx，如果将圆锥的梯度-b₂/a₂设为k，则可以用下述式(3)表示。

$R_x=\frac{\mathrm{\ρ}}{L}{\∫}_o^x\frac{1}{b_2-\frac{b_2}{a_2}x}dx$ ····式(3)

将其进行积分，可以得到下述式(4)。

$R_x=\frac{\mathrm{\ρ}\·a_2}{L\·b_2}\left(\log \frac{a_2}{a_2-x}\right)$ ····式(4)

根据式(4)，如果第二触头23的接触位置xp在与第一触头22相连接的基端(x＝0)，则x为0，因此，中间接触体4的电阻值Rx为0，随着从基端向分离方向进行移动，与上述第一、第二实施方式相比，电阻值Rx缓慢地上升，并在中间接触体24的前端a₁变成最大值。另外，将在中间接触体24的前端a₁不会产生电弧放电的阈值的中间接触体24的电阻值Rx代入式(4)，从而还能够求出中间接触体24的沿移动路径25的最小长度。

在上述各实施方式中，为了防止由第二触头3、23滑动接触而引起的磨损，使用作为烧结体的铁素体来形成中间接触体4、24，但是，与铁素体滑动接触的第二触头3、23侧有可能磨损而劣化。图5是解决该问题的第四实施方式的触头的接触结构30的截面图。关于作为第二触头的插销3，与第二实施方式的触头的接触结构10相比，如图所示，由铜合金构成的触头主体的基端侧形成为球体部3a，与插头穿通孔5内接的铁素体制的环状接触部3b卷绕在与插头穿通孔5内接的球体部3a的圆周周围。另外，插座触头2的圆筒接触部2a与环状连接部2b的连结部2c形成为向上述插销3的基端侧露出的球体部3a抵接而与球面接触的凹曲面。

因而，在插销3在插头穿通孔5内与中间接触体4滑动接触的过程中，铁素体制的环状接触部3b进行接触，当将插销3向接触方向插入插头穿通孔5内以使其与插座触头2抵接时，由铜合金构成的触头主体的球体部3a与插座触头2的连结部2c进行接触。因而，在插销3与插座触头2之间进行接触的过程中，由于其间不存在较高电阻率ρ的铁素体，因此，不会产生电力损失，插销3与插座触头2进行电连接。另外，在插销3与插座触头2进行接触之前，铁素体的中间接触体4与环状接触部3b进行滑动接触，因此均不会磨损。

另外，在上述各实施方式中，说明了中间接触体4、24从基端至前端连续配置，与移动路径5、25正交的中间接触体4、24的横截面的截面面积在分离方向上逐渐减小的形状。也可以形成为下述形状，即，在基端至前端的至少一部分区间中，与移动路径正交的截面面积逐渐减小。然而，中间接触体4、24的沿移动路径的形状需要形成为可满足下述要求的形状，即：在基端至横截面面积为最小的位置的中间接触体4、24的电阻值Rx引起电压下降的情况下，与上述成为最小的位置相比，在前端侧的接触位置xp不会产生电弧放电。

此外，在使用作为烧结体的铁素体来形成中间接触体4、24的情况下，与移动路径正交的横截面的截面面积S在分离方向上逐渐减小的形状的加工有时会比较困难，因此，如果是能够实施本发明的电阻率ρ的导电材料，则也可以使用陶瓷树脂来形成期望的中间接触体4、24。在此，陶瓷树脂是指将PPS(聚苯硫醚)等热塑性树脂与硼化钛等导电性陶瓷粉粒带以预定比率进行混合而得到的树脂或将热塑性树脂与绝缘性陶瓷细粒子与任意的导电性填料以预定比率进行混合而得到的树脂，是为确保热塑性树脂在注塑成形中具备充分的成形性并确保成型品具有导电性进行组合而成的树脂。例如，在日本特开2003-34751号公报记载的比较例1中，可通过适当降低硼化钛(TiB2)的掺量比来得到上述陶瓷树脂。此外，陶瓷树脂的组合物并不限于热塑性树脂和导电性陶瓷细粒子，也可以根据需要添加玻璃纤维等纤维以及其它添加物。

另外，如果是能够同样实施本发明的电阻率ρ的导电材料，则也可以使用低电阻导电性树脂等不同的成形材料来成形复杂形状的中间接触体4、24。在此，能够实施本发明的电阻率ρ是指，能够在触头的接触结构的部分配置的中间接触体的大小，能够利用通过中间接触体的电阻率ρ计算出的基端至前端处的电阻值Rx来可靠地防止在中间接触体的基端附近与前端产生电弧放电的范围内的电阻率ρ。

另外，在上述实施方式中，以由连接器插头和连接器插座构成的电连接器所具备的触头的接触结构为例进行了说明。除了电连接器以外，如果是第一触头和第二触头沿固定的移动路径向接触方向和分离方向进行移动并与第一触头接触或分离的结构，则本发明还能够应用于继电器、开关所使用的触头的接触结构。

工业可利用性

本发明适用于对可能产生电弧放电的触头之间进行带电连接的触头的接触结构。

Claims (7)

1.一种触头的接触结构，相互电连接的第一触头和电阻率比第一触头高的中间接触体沿着与第一触头接触或分离的第二触头的移动路径连续地露出，沿着移动路径从第一触头朝分离方向移动的第二触头在从第一触头分离并与中间接触体接触后从中间接触体分离，所述触头的接触结构的特征在于，

中间接触体形成为下述形状，即，在与第一触头电连接的基端至分离方向的前端的至少任意一个区间内，与移动路径正交的横截面的截面面积在分离方向上逐渐减小。

2.根据权利要求1所述的触头的接触结构，其特征在于，

中间接触体的从所述基端至分离方向的所述前端的形状围绕中空的移动路径的轴形成为截头圆锥形，将截头圆锥形的前端位置设为下述位置，即，因第一触头与第二触头之间的电压以及第一触头与第二触头之间接触时流动的电流而在所述中间接触体与第二触头之间积蓄的能量小于会导致电弧放电的能量的位置。

3.根据权利要求1或2的任一项所述的触头的接触结构，其特征在于，

中间接触体由铁素体形成，该铁素体的电阻率比由金属或合金构成的第一触头高。

4.根据权利要求3所述的触头的接触结构，其特征在于，

第二触头由基端接触部和保护接触部构成，所述基端接触部由金属或合金构成，所述保护接触部由铁素体构成并从基端接触部突出设置在靠近所述分离方向的周围，所述保护接触部在移动路径的露出中间接触体的位置范围内与中间接触体进行接触，并且，基端接触部在移动路径的露出第一触头的位置与第一触头接触。

5.根据权利要求1或2的任一项所述的触头的接触结构，其特征在于，

中间接触体由陶瓷树脂形成，该陶瓷树脂的电阻率比由金属或合金构成的第一触头高。

6.根据权利要求1或2的任一项所述的触头的接触结构，其特征在于，

中间接触体由导电性树脂形成，该导电性树脂的电阻率比由金属或合金构成的第一触头高。

7.根据权利要求1至6中的任一项所述的触头的接触结构，其特征在于，

第二触头为设置于公连接器的插销，第一触头为插座触头，该插座触头设置于与所述公连接器嵌合连接的母连接器并面朝对所述插销的插拔进行引导的插头插入孔。