JP2002063966A - コネクタ及び電気接続構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 放電による端子の溶損と車両火災の発生を防
止する。 【解決手段】 コネクタは、オス型端子１２をオスハウ
ジング１１の内部に内蔵した第１部材としてのオスコネ
クタ１０と、メス型端子２２をメスハウジング２１の内
部に内蔵した第２部材としてのメスコネクタ２０とから
なる。オスハウジング１１の内側の両側端には、オス型
端子１２の先端部を両側から挟み込むように一対の永久
磁石１４ａ，１４ｂが装着されている。この永久磁石１
４ａ，１４ｂの磁場Ｍにより、アーク放電Ａの軌跡がロ
ーレンツ力によって曲げられて伸びるため、放電による
端子の溶損と車両火災の発生とを防止することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば自動車用
配線システムに適用される、大電力負荷に接続されるハ
ーネスの接続部やヒューズブロックの接続部等に適用可
能なコネクタ及び電気接続構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、この種の電気接続構造として
自動車用ワイヤハーネスのコネクタを使用したものが知
られている。コネクタは、そのオス端子、メス端子とも
に銅又銅合金の板状体をプレス加工したものを使用し、
通常はその表面にスズメッキ等が施される。また、電気
自動車用のコネクタ端子には、一部銀メッキを施してい
るものも知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】近年、環境問題や燃費
向上の要求から、自動車用機器は機械制御から電動制御
に変わりつつある。例えばパワーステアリングは、従
来、エンジンの回転数で動力を発生していたが、電気的
に動力を発生する、いわゆる電動パワステも開発されて
いる。このため、現在最大で数ワット程度の電気的負荷
が、将来は数キロワットにも及ぶと見込まれている。ま
た、これと同時に電力供給の効率化という観点から、車
輌の電源電圧を現在の１４Ｖから４２Ｖに昇圧すること
も考えられている。

【０００４】このような昇圧された電源から大電力を供
給された負荷が動作中に、ユーザがその負荷につながる
ハーネスのコネクタを離脱又は挿入すると、オス端子と
メス端子の先端部でアーク放電が発生し、そのエネルギ
ーでコネクタ端子が溶損したり、放電花火が継続するこ
とにより車両火災に至ることが想定される。

【０００５】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされたもので、コネクタのアーク発生を防止し
て、端子部の溶損、放電による車両火災の発生を防止す
ることができるコネクタ及び電気接続構造を提供するこ
とを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明のコネクタは、内
部にオス型端子を内蔵した第１の部材と、内部にメス型
端子を内蔵した第２の部材とを備え、前記第１の部材と
第２の部材とが嵌合されることによって前記オス型端子
とメス型端子とが電気的に接続されるコネクタであっ
て、前記第１及び第２の部材の少なくとも一方に、前記
オス型端子及びメス型端子に対して両端子の挿入方向と
直交する方向の磁場を供給する磁石が内蔵されているこ
とを特徴とする。

【０００７】また、本発明の電気接続構造は、電気的に
接続されるオス型端子及びメス型端子と、これらオス型
端子及びメス型端子に両端子の挿入方向と直交する方向
の磁場を与える磁石とを備えたことを特徴とする。

【０００８】本発明によれば、オス型端子とメス型端子
に対して、磁石によって両端子の挿入方向と直交する方
向の磁場を供給するようにしているので、両端子の嵌合
に際して両端子間に生じたアーク放電は、ローレンツ力
によってその軌跡を曲げられる。この結果、アーク放電
の軌跡を長くすることできるので、放電の影響を抑制す
ることができる。なお、両端子に磁場を供給するための
磁石は、永久磁石でも良いし、電磁石でも良い。

【０００９】また、本発明に係るコネクタ及び電気接続
構造の他の実施形態においては、前記両端子間を移動す
る電子が前記磁場によって力を受ける方向に前記オス型
端子又はメス型端子と併設されて該端子と電気的に接続
されたダミー端子が更に設けられる。このような構成で
あると、両端子間を移動する電子が磁場によって力を受
ける方向にダミー端子が併設されているので、アーク放
電は、ダミー端子で受けられることになり、この結果、
正規の端子が放電の影響を受けるのを防止することがで
きる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、添付の図面に基づき、本発
明の好ましい実施の形態について説明する。図１は、本
発明の第１の実施例に係るコネクタの概略構造を示す図
で、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は側面図である。
このコネクタは、オス型端子１２をオスハウジング１１
の内部に内蔵した第１部材としてのオスコネクタ１０
と、メス型端子２２をメスハウジング２１の内部に内蔵
した第２部材としてのメスコネクタ２０とからなる。オ
ス型端子１２は、メス型端子２２に挿入可能な幅、長さ
及び厚さを有する例えば銅、黄銅等の金属の板状体から
なり、先端接続部１２１と、この先端接続部１２１の基
端部に形成された、電線１３の導線先端部１３１を固定
する導線固定部１２２及び電線１３の被覆部１３２を固
定する被覆固定部１２３とを備える。オスハウジング１
１の内側の両側端には、オス型端子１２の先端部を両側
から挟み込むように一対の永久磁石１４ａ，１４ｂが装
着されている。

【００１１】一方、メス型端子２２は、例えば銅、黄銅
等の金属の板状体からなり、先端部を側方から中央内側
に向けて湾曲させてその内側に向かう縁部でオス型端子
１２の先端接続部１２１と接触するように形成された先
端接続部２２１と、この先端接続部２２１の基端部に形
成された、電線２３の導線先端部２３１を固定する導線
固定部２２２及び電線２３の被覆部２３２を固定する被
覆固定部２２３とを備えている。

【００１２】この構成によれば、メスコネクタ２０をオ
スコネクタ１０から引き抜いたり、メスコネクタ２０を
オスコネクタ１０に挿入したりする際に、オス型端子１
２とメス型端子２２とが近接して、同図（ｂ）に示すよ
うに、両端子１２，２２間でアーク放電Ａを生じること
がある。この場合、両端子１２，２２には、それらの挿
入方向と直交する方向の、永久磁石１４ａ，１４ｂによ
る磁場Ｍが形成されているので、アーク放電Ａは、ロー
レンツ力によってその軌跡を曲げられ、軌跡が延びるこ
とにより両端子１２，２２での放電による溶損を防止す
ることができる。

【００１３】図２は、磁場の大きさと放電継続時間及び
端子の溶損度合いとの関係を示したグラフである。この
図から明らかなように、磁石なしの場合、放電継続時
間、端子の溶損共に大きいが、両端子１２，２２に供給
する磁場の磁束密度を小（４００Ｇ）、中（７００
Ｇ）、大（１０００Ｇ）と徐々に大きくしていくと、放
電継続時間、端子の溶損共に減少し、放電時間で数十分
の一、端子の溶損で数分の一に減少させることができ
た。

【００１４】図３は、本発明の第２の実施例に係るコネ
クタを示す斜視図である。この実施例のコネクタも、先
の実施例と同様、オスコネクタ３０と、このオスコネク
タ３０と嵌合するメスコネクタ４０とを有する。オスコ
ネクタ３０は、オスハウジング３１と、このオスハウジ
ング３１の内部に収容されたオス型連端子３２とを備え
る。オス型連端子３２は、図４に平面図を示したよう
に、櫛歯状に形成された絶縁ベース３２１の各櫛歯３２
２の部分に蒸着、印刷、メッキ、貼付等により互いに分
離された複数の導電体３２３を形成したものである。こ
の導電体３２３の基端部にワイヤハーネス３３が半田付
けされている。なお、この例では、オス型連端子３２が
上下に２段配置されている。そして、オスハウジング３
１の両側壁には、オス型連端子３２を両側から挟み込む
ように一対の永久磁石３４ａ，３４ｂが内蔵されてい
る。

【００１５】一方のメスコネクタ４０は、従来と同様の
もので、メスハウジング４１と、このメスハウジング４
１内に収容される、オス型連端子３２の各櫛歯の部分３
２２が挿入される図示しないメス型端子とを備える。メ
ス型端子の基端部はワイヤハーネス４２と、例えばかし
め等の方法によって接続されている。オスコネクタ３０
とメスコネクタ４０とは、嵌合状体において、ハウジン
グ３１，４１にそれぞれ形成されたスナップ係合部３
５，４３によって互いに係合され、抜けが防止される。
この実施例においても、オスコネクタ３０とメスコネク
タ４０との着脱時に、オス型連端子３２の先端とメス型
端子の先端との間に生じるアーク放電の軌道を、永久磁
石３４ａ，３４ｂの磁場によって曲げることにより放電
継続時間を延ばし、これにより放電による端子の溶損を
防止することができる。

【００１６】図５は、図３に示したメスコネクタ４０同
士を連結コネクタ５０を介して接続する第３の実施例を
示す斜視図である。連結コネクタ５０は、両端でメスコ
ネクタ４０を収容する連結ハウジング５１と、この連結
ハウジング５１の内部に収容されたオス型連端子５２と
を備える。オス型連端子５２は、図６に示すように、両
端に櫛歯５２１を形成してなる絶縁ベース５２２と、こ
の絶縁ベース５２２の各櫛歯５２１の部分に蒸着、印
刷、メッキ、貼付等により設けられた導電体５２３とを
備える。オス型連端子５２は上下に２段設けられてい
る。連結ハウジング５１の内側の両側壁には、オス型連
端子５２を両側から挟み込むように一対の永久磁石５３
ａ，５３ｂが内蔵されている。連結ハウジング５１に
は、連結コネクタ５０がメスコネクタ４０と結合された
状態で、メスハウジング４１に形成されたスナップ係合
部４３と係合されるスナップ係合部５４が形成されてい
る。

【００１７】この実施例でも、先の実施例と同様に端子
間に生じるアーク放電が磁場によって曲げられるので放
電による影響を抑制することができる。

【００１８】図７は、本発明の第４の実施例に係るコネ
クタの斜視図である。オスコネクタ６０は、図４に示し
たのと同様のオス型連端子３２が内蔵されたオスハウジ
ング６１の内側の上下の壁部に一対の永久磁石６２ａ，
６２ｂを内蔵し、オス型連端子３２に上下から磁場を供
給するようにしたものである。その他の構成は、図３と
同様であるため、詳しい説明は省略する。この実施例で
は、アーク放電が水平方向に曲げられる。この場合も、
上記と同様にアークの軌跡が延びることにより、放電に
よる影響を抑制することができる。

【００１９】図８は、本発明の第５の実施例に係るコネ
クタの概略構造を示す図で、同図（ａ）は平面図、同図
（ｂ）は側面図である。このコネクタは、同図（ｂ）に
示すように、図１に示したコネクタ構造におけるメスコ
ネクタ２０に対応するメスコネクタ８０のメスハウジン
グ８１内のメス型端子２２の下側にダミー端子８２を併
設したものである。ダミー端子８２は、先端部８２１が
メス型端子２２の先端接続部２２１と同形状で、基端部
８２２がメス型端子２２と電気的及び物理的に結合され
ている。

【００２０】この構成によれば、メスコネクタ８０をオ
スコネクタ７０のオスハウジング７１から引き抜いた
り、メスコネクタ８０をオスハウジング７１に挿入した
りする際に、オス型端子１２とメス型端子２２とが近接
して、同図（ｂ）に示すように、両端子１２，２２間で
アーク放電Ａを生じた場合、両端子１２，２２には、そ
れらの挿入方向と直交する左右方向に、永久磁石１４
ａ，１４ｂによる磁場Ｍが形成されているので、アーク
放電Ａは、ローレンツ力によってその軌跡を曲げられ、
ダミー端子８２に吸収される。このように放電の軌跡を
長くし、更にダミー端子８２にアークを移動させること
で正規の端子１２，２２での放電による溶損を防止する
ことができる。

【００２１】なお、上記の実施例では、メス型端子２２
からオス型端子１２へと電流が流れ、磁場Ｍの向きが、
図８（ｂ）の紙面の表側から裏側へと向かう方向である
ため、ダミー端子８２は、メス型端子２２の図中下側に
併設した。アークＡの電子が衝突する側が最も破損し易
いことを考慮すると、この例のように電流の流れの方向
に対して上流側（図８の例ではメス型端子２２側）にダ
ミー端子８２を配置するのが望ましいが、逆（上記の例
ではオス型端子１２側）でも構わない。この場合、アー
クＡの出発点がダミー端子８２側に移動することにな
る。また、ダミー端子８２は、磁場Ｍによってアーク放
電Ａが力を受けて曲げられる側に配置される。従って、
磁場Ｍの向きが図示の例とは逆の場合には、ダミー端子
８２は、図８（ｂ）におけるメス型端子２２の上側に配
置されることになる。永久磁石１４ａ，１４ｂは、端子
１２，２２間で放電Ａが発生する箇所に最も強い磁場が
かかるようにセットするのが望ましい。

【００２２】図９は、本発明の第６の実施例に係るコネ
クタを示す斜視図である。この実施例のコネクタも、図
３に示した実施例と同様、オスコネクタ９０と、このオ
スコネクタ９０と嵌合するメスコネクタ１００とを有す
る。オスコネクタ９０のオスハウジング９１の内部に
は、図４に平面図を示したように、ワイヤハーネス３３
を基端部に半田付けしたオス型連端子３２が内蔵されて
いる。但し、図３の実施例では、オス型連端子３２が上
下２段設けられていたが、この実施例では、上の１段分
しか設けられていない。ハウジング９１の両側壁には、
オス型連端子３２を両側から挟み込むように一対の永久
磁石３４ａ，３４ｂが内蔵されている。

【００２３】一方のメスコネクタ１００は、メスコネク
タ１０１内に、オス型連端子３２の各櫛歯３２２の部分
が挿入されるメス型端子２２と、このメス型端子２２の
下段に併設されてメス型端子２２と電気的に接続された
ダミー端子８２とを備え、メス型端子２２の基端部がワ
イヤハーネス４２と、例えばかしめ等の方法によって接
続されている。この実施例においても、オスコネクタ９
０とメスコネクタ１００との着脱時に、オス型連端子３
２の先端とメス型端子２２の先端との間に生じるアーク
放電の軌道を、永久磁石３４ａ，３４ｂの磁場によって
曲げると共に、ダミー端子８２にアーク放電を移動させ
ることにより放電による端子３２，２２の溶損を防止す
ることができる。

【００２４】図１０は、図９に示したメスコネクタ１０
０同士を連結コネクタ１１０を介して接続する第７の実
施例を示す斜視図である。この実施例においても、連結
ハウジング１１１の内部に、図６に示すような、両端が
オス型端子のオス型連端子５２が内蔵されている。但
し、図５の実施例では、オス型連端子５２が上下２段設
けられていたが、この実施例では、上の１段分しか設け
られていない。ハウジング１１１の両側壁には、オス型
連端子５２を両側から挟み込むように一対の永久磁石５
３ａ，５３ｂが内蔵されている。

【００２５】この実施例でも、先の実施例と同様に端子
５２，２２間に生じるアーク放電が磁場によって曲げら
れてダミー端子８２側に移動するので端子５２，２２間
の放電による影響を抑制することができる。

【００２６】図１１は、本発明の第８の実施例に係るコ
ネクタの概略構造を示す図で、同図（ａ）は平面図、同
図（ｂ）は側面図である。このコネクタは、オス型端子
１２をオスハウジング１４１の内部に内蔵した第１部材
としてのオスコネクタ１４０と、メス型端子２２をメス
ハウジング１５１の内部に内蔵した第２部材としてのメ
スコネクタ１５０とからなる。オス型端子１２は、第１
の実施例のものと同様に構成されている。オスハウジン
グ１４１の内側の上下端には、オス型端子１２の先端接
続部１２１を上下から挟み込むように一対の永久磁石１
４２ａ，１４２ｂが装着されている。

【００２７】一方、メス型端子２２は、第１の実施例の
ものと同様に構成されている。メス型端子２２には、同
図（ａ）中、オス型端子１２に向かって右手側にダミー
端子８２が併設されている。ダミー端子８２は、先端接
続部８２１がメス型端子２２と同形状で、基端部８２２
がメス型端子２２と電気的及び物理的に結合されてい
る。

【００２８】この実施例によれば、両端子１２，２２に
は、それらの挿入方向と直交する上下方向に、永久磁石
１４２ａ，１４２による磁場Ｍが形成されているので、
アーク放電Ａは、ローレンツ力によってその軌跡を曲げ
られ、ダミー端子８２に吸収されるので、先の実施例と
同様、正規の端子１２，２２間での放電による溶損を防
止することができる。

【００２９】図１２は、上記実施例のオス型端子１２及
びメス型端子２２を複数設けた本発明の第９の実施例に
係るコネクタの斜視図である。この実施例のコネクタ
は、図１１に示したのと同様のオス型端子１２がオスハ
ウジング１６１内に複数内蔵されたオスコネクタ１６０
と、図１１に示したメス型端子２２及びダミー端子８２
がメスハウジング１７１内に複数内蔵されたメスコネク
タ１７０とからなる。オスハウジング１６１の内側の上
下の壁部には、一対の永久磁石１６２ａ，１６２ｂが内
蔵され、これにより端子１２に上下から磁場を供給する
ようにしている。また、メスコネクタ１７０のメスハウ
ジング１７１には、メス型端子２２とダミー端子８２と
が、水平方向に交互で、且つ上下に配置されている。オ
ス型端子１２は、メス型端子２２にのみ対向するように
配置されている。その他の構成は、図９と同様であるた
め、図９と同一符号を付して詳しい説明は省略する。

【００３０】なお、上述した実施例では、アーク放電の
軌跡を伸長させる手段として永久磁石を使用した例につ
いて述べたが、電磁石を使用して端子先端に磁場を供給
するようにしても良い。磁石は、磁場の強度を適切に設
定すれば、上述したような一対の磁石とせずに１つの磁
石のみとすることもできる。更に本発明は、上述したコ
ネクタだけでなく、例えばヒューズブロックとヒューズ
の接続部等、大電力負荷に接続される全ての電気接続構
造に適用可能である。

【００３１】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、オス
型端子とメス型端子に対して、磁石によって両端子の挿
入方向と直交する方向の磁場を供給するようにしている
ので、両端子の嵌合に際して両端子間に生じたアーク放
電は、ローレンツ力によってその軌跡を曲げられて長く
することできるので、端子の溶損及び放電による車両火
災の発生防止を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施例に係るコネクタを示す
平面図及び側面図である。

【図２】 同コネクタにおける磁場の強さと放電継続時
間及び端子の溶損度合いとの関係を示すグラフである。

【図３】 本発明の第２の実施例に係るコネクタを示す
斜視図である。

【図４】 同コネクタに内蔵されるオス型連端子を示す
平面図である。

【図５】 本発明の第３の実施例に係るコネクタを示す
斜視図である。

【図６】 同コネクタに内蔵されるオス型連端子を示す
平面図である。

【図７】 本発明の第４の実施例に係るコネクタを示す
斜視図である。

【図８】 本発明の第５の実施例に係るコネクタを示す
平面図及び側面図である。

【図９】 本発明の第６の実施例に係るコネクタを示す
斜視図である。

【図１０】 本発明の第７の実施例に係るコネクタを示
す斜視図である。

【図１１】 本発明の第８の実施例に係るコネクタを示
す平面図及び側面図である。

【図１２】 本発明の第９の実施例に係るコネクタを示
す斜視図である。

【符号の説明】

１０，３０，６０，７０，９０，１４０，１６０…オス
コネクタ、１１，３１，６１，７１，９１，１４１，１
６１…オスハウジング、１２…オス型端子、１４ａ，１
４ｂ，３４ａ，３４ｂ，５３ａ，５３ｂ，６２ａ，６２
ｂ，１４２ａ，１４２ｂ，１６２ａ，１６２ｂ…永久磁
石、２０，４０，８０，１００，１５０，１７０…メス
コネクタ、２１，４１，８１，１０１，１５１，１７１
…メスハウジング、２２…メス型端子、３２，５２…オ
ス型連端子、５０，１１０…連結コネクタ、５１，１１
１…連結ハウジング、８２…ダミー端子。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5E021 FA02 FA05 FA11 FB07 FB20 FC16 KA03 MA40 MB20 5E087 EE02 EE06 EE11 EE14 FF02 FF13 HH01 PP08 QQ04 RR34 5G355 AA03 BA01 BA11 5G375 AA02 BA26 BB81 CA02 CA19 CC07 CD17 DA36 DB16

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部にオス型端子を内蔵した第１の部材
   と、 内部にメス型端子を内蔵した第２の部材とを備え、 前記第１の部材と第２の部材とが嵌合されることによっ
   て前記オス型端子とメス型端子とが電気的に接続される
   コネクタであって、 前記第１及び第２の部材の少なくとも一方に、前記オス
   型端子及びメス型端子に対して両端子の挿入方向と直交
   する方向の磁場を供給する磁石が内蔵されていることを
   特徴とするコネクタ。
2. 【請求項２】 前記両端子間を移動する電子が前記磁場
   によって力を受ける方向に前記オス型端子又はメス型端
   子と併設されて該端子と電気的に接続されたダミー端子
   を更に設けてなることを特徴とする請求項１記載のコネ
   クタ。
3. 【請求項３】 前記ダミー端子は、前記オス型端子及び
   メス型端子のうち電流が流れる方向の上流側に配置され
   た端子に併設されていることを特徴とする請求項２記載
   のコネクタ。
4. 【請求項４】 前記第１の部材又は第２の部材に前記オ
   ス型端子又はメス型端子を両側から挟み込むように一対
   の永久磁石が内蔵されていることを特徴とする請求項１
   〜３のいずれか１項記載のコネクタ。
5. 【請求項５】 前記第１の部材又は第２の部材に前記オ
   ス型端子又はメス型端子を両側から挟み込むように一対
   の電磁石が内蔵されていることを特徴とする請求項１〜
   ３のいずれか１項記載のコネクタ。
6. 【請求項６】 電気的に接続されるオス型端子及びメス
   型端子と、 これらオス型端子及びメス型端子に両端子の挿入方向と
   直交する方向の磁場を与える磁石とを備えたことを特徴
   とする電気接続構造。
7. 【請求項７】 前記両端子間を移動する電子が前記磁場
   によって力を受ける方向に前記オス型端子又はメス型端
   子と併設されて該端子と電気的に接続されたダミー端子
   を更に備えたことを特徴とする請求項６記載の電気接続
   構造。