JP2002134198A - オス型端子及びそれを用いたコネクタ並びに電気接続構造 - 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１と、このオス
型端子１が挿入されるメス型端子２とからなる。オス型
端子１は、メス型端子２に挿入可能な幅、長さ及び厚さ
を有するベース板３と、このベース板３の例えば上面に
形成された導電体４とを備える。ベース板３は、板状の
磁性体コア９の周りを絶縁体１０で被覆してなるもので
ある。磁性体コア９は、強磁性体からなり板厚方向に磁
化されている。導電体４は、銀、銀合金等からなり、ベ
ース板３の少なくとも片面に蒸着、メッキ、印刷等の方
法により形成され、放電の勢いで瞬時に剥離可能なもの
である。端子間に生ずるアークは、磁性体コア９からの
磁界によって曲げられ、導電体４の先端が剥離すること
により、放電エネルギーが吸収される。

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
能なオス型端子及びこれを用いたコネクタ並びに電気接
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、現在最大で数百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、その他の電気的接続部
のアーク発生による影響を軽減して、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オス型
端子及びそれを用いたコネクタ並びに電気接続構造を提
供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明のオス型端子は、
磁化された磁性体コアの周りを絶縁体で覆ってなるベー
ス板と、このベース板上に配置されてその一部が放電に
よって瞬時に剥離されるように形成された導電体とを備
えたことを特徴とする。

【０００７】また、本発明のコネクタは、上述したオス
型端子を複数一体化して連端子としたことを特徴とす
る。更に、本発明の電気接続構造は、上述したオス型端
子を電流の流れの上流側に配置すると共に、前記オス型
端子と接続されるメス型端子を電流の流れの下流側に配
置し、前記両端子を接続してなるものである。

【０００８】本発明の他の電気的接続構造は、磁化され
た磁性体コアの周りを絶縁体で覆ってなるベース板と、
このベース板上に配置されてその一部が放電によって瞬
時に剥離されるように形成された導電体とを備え、メス
型端子と接続されるものであり、例えばヒューズブロッ
ク、ジャンクションブロック等である。

【０００９】本発明によれば、ベース板の磁化された磁
性体コアから発生する磁界によって、端子の挿脱時に端
子間に発生するアーク放電がローレンツ力を受けてその
軌跡を曲げられると共に、放電エネルギーによって導電
体の一部が瞬時に剥離する。このため、放電エネルギー
を極端に低減することができる。通常、互いに接触する
両端子が所定の距離だけ離れると放電を終了するが、本
発明によれば、放電発生後にアークが曲げられる点及び
導電体の一部が剥離する点により、アークの距離を瞬時
に稼ぐことができ、放電継続時間を短縮して放電エネル
ギーを低減することができる。

【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端子を示す斜視図で
あり、図２は、その一部を断面で示す側面図である。こ
のコネクタは、オス型端子１と、このオス型端子１が挿
入されるメス型端子２とからなる。オス型端子１は、メ
ス型端子２に挿入可能な幅、長さ及び厚さを有するベー
ス板３と、このベース板３の例えば上面に形成された導
電体４と、この導電体４の基端部に貼付、はんだ付け等
により固定された電線接続導体５とにより構成されてい
る。電線接続導体５の基端部には、電線６の導線先端部
を固定する導線固定部７及び電線６の被覆部を固定する
被覆固定部８が形成されている。

【００１１】ベース板３は、図２にその一部断面を示す
ように、板状の磁性体コア９の周りを絶縁体１０で被覆
してなるものである。磁性体コア９は、例えばフェライ
ト、サマリウムコバルト、鋼板等の強磁性体からなり、
図３（ａ）にその拡大断面を示すように、板厚方向に磁
化されている。絶縁体１０としては、融点が高い（例え
ば２０００℃以上）セラミック、ホーロー、窒化アルミ
等の高耐熱材料を用いることが望ましい。導電体４は、
銀、銀合金等からなり、ベース板３の少なくとも片面に
蒸着、メッキ、印刷等の方法により形成され、放電の勢
いで瞬時に剥離可能なものである。

【００１２】一方、メス型端子２は、従来と同様の構成
となっており、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先端部でオス型端子１の導電体
４と接触する接触部１２を形成した導電板１１からな
る。この導電板１１の基端部にも、オス型端子１と同様
に電線１３の導線先端部を固定する導線固定部１４及び
電線１３の被覆部を固定する被覆固定部１５が形成され
ている。

【００１３】この構成によれば、図２（ａ）に示すよう
に、オス型端子１がメス型端子２に挿入されている状態
では、オス型端子１の導電体４とメス型端子２の接触部
１２とが接触して導通状態を保っている。図２（ｂ）に
示すように、オス型端子１をメス型端子２から引き抜く
過程で、メス型端子２の接触部１２が、オス型端子１の
導電体４の先端部まで移動して、接触部１２と導電体４
とが離れる瞬間に、図２（ｃ）に示すように、導電体４
と接触部１２との間にアーク放電が生じるが、このと
き、図３（ｂ）に示すように、アークの延びようとする
方向に対して直交する磁界が、磁性体コア９によって与
えられているので、ローレンツ力によってアーク放電の
経路が曲げられ、アーク放電の長さを増大させる。ま
た、放電によって導電体４の先端部が瞬時に剥離するの
で、これによってもアークの長さが増大する。これによ
り、放電継続時間を極端に短くすることができる。

【００１４】図４は、磁性体コア９にフェライトを使用
すると共に、絶縁体１０にセラミックを使用し、その上
に銀の導電体４を印刷したオス型端子と従来のオス型端
子とを使用して、メス型端子の溶損具合と放電継続時間
とを調べた実験結果を示す。図示のように、従来のオス
型端子を使用した場合に比べ、本実施例のオス型端子を
使用した場合には、放電継続時間が１／２０以下とな
り、メス型端子の溶損もほぼゼロであった。また、オス
型端子の導電体４は、僅かに剥離するものの、無通電状
態で再び嵌合すれば、導通が復活する。

【００１５】なお、アーク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、上述したオス型端子１は、
電流の流れの方向に対して上流側に配置するのが望まし
い。

【００１６】図５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は、ハ
ウジング３１と、このハウジング３１と嵌合するメスコ
ネクタ３２とを有する。ハウジング３１の内部には、図
６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３４が内蔵されている。
このオス型連端子３４は、櫛歯状に形成されたベース板
３５の各櫛歯の部分に蒸着、印刷、メッキ、貼付等によ
り導電体２６を放電によって剥離可能に形成したもので
ある。ベース板３５は、図示しない矩形板状の磁化され
た複数の磁性体コアを絶縁体で覆ったものである。

【００１７】一方のメスコネクタ３２は、従来と同様の
もので、オス型連端子３４の各櫛歯の部分が挿入される
図示しないメス型端子を備え、このメス型端子の基端部
がワイヤハーネス３７と、例えばかしめ等の方法によっ
て接続されている。ハウジング３１とメスコネクタ３２
とは、嵌合状態でスナップ係合部３８，３９が互いに係
合して抜けが防止される。この実施例においても、ハウ
ジング３１とメスコネクタ３２との着脱時に、オス型連
端子３４に埋め込まれた磁性体コアからの磁界によるア
ークの軌跡の長大化と、オス型連端子３４の導電体３４
の先端部が放電によって剥離することにより、放電継続
時間を短縮することができ、端子の溶損及び火災防止を
図ることができる。

【００１８】図７は、図５に示したメスコネクタ３２同
士をハウジング４１を介して接続する第３の実施例を示
す斜視図である。この実施例では、ハウジング４１の内
部に図８に示すような、両端がオス型端子のオス型連端
子４２が内蔵されている。オス型連端子４２は、両端が
櫛歯状に形成されたベース板４３と、このベース板４３
の各櫛歯部分に蒸着、印刷、メッキ、貼付等により設け
られた導電体４４とを備える。ベース板４３は、図示し
ない矩形板状の複数の磁化された磁性体コアを絶縁体で
覆っている点は、先の実施例と同様である。オス型連端
子４２は上下に２段設けられている。

【００１９】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界によって曲げられると共
に、導電体４４が放電により剥離することにより、放電
継続時間を短く抑えることができ、放電による影響を抑
制することができる。

【００２０】図９は、本発明の更に他の実施例を示す図
である。同図（ａ）は、オス型端子５１を構成するベー
ス板５２の両面に蒸着、印刷、メッキ等の方法により導
電体５３，５４を形成した例である。ベース板５２
は、、磁性体コア５５と、これを覆う絶縁体５６とによ
り構成されている。この例は、図６及び図８に示したオ
ス型連端子を製造するのに特に適している。また、同図
（ｂ）は、オス型端子６１を構成するベース板６２の上
面に形成された導電体６３の先端部６４を細く、二本に
分岐させた形状としたことにより、放電によってより剥
離し易くなるという効果を奏する。

【００２１】上述した各実施例は、極めて簡単な構造で
あり、コストアップを最小限に抑えられ、従来のメス型
端子やメスコネクタをそのまま使用することができると
いうメリットがある。なお、本発明は、上述したコネク
タだけでなく、例えば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。

【００２２】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、ベー
ス板の磁化された磁性体コアから発生する磁界によっ
て、端子の挿脱時に端子間に発生するアーク放電がロー
レンツ力を受けてその軌跡を曲げられると共に、放電エ
ネルギーによって導電体の一部が瞬時に剥離するので、
アークの距離を瞬時に稼ぐことができ、放電継続時間を
短縮して放電エネルギーを低減することができるという
効果を奏する。

【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端子の
斜視図である。

【図２】 同コネクタ端子の一部を断面で示した側面図
である。

【図３】 同コネクタ端子の一部を拡大して示す断面図
及び平面図である。

【図４】 同コネクタ端子と従来のコネクタ端子の放電
継続時間及び端子の溶損具合を示すグラフである。

【図５】 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３の実施例に係るコネクタを示す
斜視図である。

【図８】 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９】 本発明の更に他の実施例を示す一部を断面で
示した側面図及び平面図である。

【符号の説明】

１，５１，６１…オス型端子、２…メス型端子、３，３
４，４２，５２，６２…ベース板、４，３６，４４，５
３，５４，６３…導電体、９，５５…磁性体コア、１
０，５６…絶縁体、３１，４１…ハウジング、３２…メ
スコネクタ。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁化された磁性体コアの周りを絶縁体で
   覆ってなるベース板と、 このベース板上に配置されてその一部が放電によって瞬
   時に剥離されるように形成された導電体とを備えたこと
   を特徴とするオス型端子。
2. 【請求項２】 請求項１記載の複数のオス型端子を一体
   化して連端子としたコネクタ。
3. 【請求項３】 請求項１記載のオス型端子を電流の流れ
   の上流側に配置すると共に、前記オス型端子と接続され
   るメス型端子を電流の流れの下流側に配置し、前記両端
   子を接続してなる電気接続構造。
4. 【請求項４】 磁化された磁性体コアの周りを絶縁体で
   覆ってなるベース板と、 このベース板上に配置されてその一部が放電によって瞬
   時に剥離されるように形成された導電体とを備え、メス
   型端子と接続される電気接続構造。