JP2003249317A - コネクタ及び電気接続構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コネクタ接続端子の溶損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。 【解決手段】 配線接続用コネクタ１０は、第１コネク
タ２０と第２コネクタ３０とからなる。第１コネクタ２
０の第１コネクタハウジング２１には、複数の端子収容
孔２２が形成され、電線２４の先端に圧着された第１接
続端子２５が収容されている。端子収容孔２２の間のハ
ウジングフレーム部分には、矩形状の永久磁石２８が内
蔵されている。第２コネクタ３０の第２コネクタハウジ
ング３１には、電線３４の先端に圧着された第２接続端
子３５が端子収容孔３２に収容されている。第２コネク
タハウジング３１の上部の外壁には、係止爪２６と係合
する係止部３６が形成されている。第１及び第２接続端
子２５，３５間に発生するアーク放電は、これら接続端
子２５，３５の挿入方向に対して直交する方向に磁界を
生じるように配置された永久磁石２８により軌跡が曲げ
られるため、接続端子の溶損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】本発明は、自動車等に用いら
れている配線システムにおいて、大電力負荷に接続され
るハーネスの電気接続部やヒューズブロックの電気接続
部等に適用可能なコネクタ及び電気接続構造に関し、特
に挿抜時の放電によるコネクタ接続端子の溶損や放電花
火による車輌火災等を防止することができるコネクタ及
び電気接続構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、社会全体の急速な電子化に伴い、
例えば従来は単なる「移動」だけを目的としていた輸送
手段のうちの１つである自動車にも快適性や利便性等が
求められるようになり、コンピュータによる中央制御シ
ステムの下で、カーナビゲーション装置や電子制御式サ
スペンション装置のような種々の電子制御部品が搭載さ
れるようになってきた。一方、このような快適性や利便
性の追求のみならず、いわゆる自動車の排気ガス問題等
に端を発した世界的環境問題等に関連して自動車用機器
は、必要的に機械的制御から電気的制御に移り変わるよ
うになってきた。例えば、パワーステアリング装置の動
力は、従来はエンジンの回転力から得ていたが、最近で
は電気的に動力を発生するような電動パワーステアリン
グ装置を搭載し、いわゆる環境に優しいクリーンな電気
エネルギーをより多く利用しようとする試みがなされて
いる。このような自動車用機器の多電子化に伴い、例え
ば、現在自動車に使用されている最大で数百ワット
（Ｗ）程度の自動車用機器の電気的負荷が、近い将来５
〜６キロワット（ｋＷ）にまで及ぶものとなるとされ、
同時に電力供給を効率良く行わなければならないため、
車輌電源電圧を現在の１４ボルト（Ｖ）から４２ボルト
に昇圧しようとする動きが起こり始めている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな大電力負荷となる自動車用機器が動作中に、その機
器と機器とを繋ぐワイヤハーネスのコネクタを抜いたり
挿したりすると、いわゆるアーク放電が発生し、そのエ
ネルギーでコネクタの接続端子が溶損するだけではな
く、放電火花が継続して起こることにより、極端な場
合、車輌火災等が発生する可能性も否定できない。この
原因の１つとしては、コネクタとコネクタの接続端子同
士が接触するかしないかの位置関係が長く続くというこ
とが挙げられる。また、コネクタが未結合や半嵌合状態
のまま走行すると、走行時の振動により、コネクタの第
１接続端子と第２接続端子とが互いに接触・非接触を間
欠的に繰り返すチャタリングが発生する。この場合に
も、アーク放電が継続的に発生するという問題がある。

【０００４】本発明は、このような事情を鑑みてなされ
たもので、コネクタ挿抜時のアーク放電によるコネクタ
接続端子の溶損や放電火花の継続による車輌火災等を防
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。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明に係るコネクタ
は、複数の第１接続端子を内部で支持する第１コネクタ
ハウジングを有する第１コネクタと、前記複数の第１接
続端子と接続される複数の第２接続端子を内部で支持す
る第２コネクタハウジングを有する第２コネクタとを備
えたコネクタであって、前記第１コネクタハウジング又
は第２コネクタハウジングに少なくとも１つの磁性部材
を内設し、前記磁性部材は、前記第１及び第２コネクタ
の完全嵌合時から完全離脱時までの間又は完全離脱時か
ら完全嵌合時までの間、前記第１及び第２接続端子の挿
入方向と直交する方向に磁界を生成し、且つ前記複数の
第１接続端子の先端部間又は前記複数の第２接続端子の
先端部間に挟まれるように配置されていることを特徴と
する。

【０００６】本発明に係る電気接続構造は、複数の第１
接続端子を内部で支持する第１部材と、前記複数の第１
接続端子と接続される複数の第２接続端子を内部で支持
する第２部材とを備えた電気接続構造であって、前記第
１部材又は第２部材に少なくとも１つの磁性部材を内設
し、前記磁性部材は、前記第１及び第２部材の完全嵌合
時から完全離脱時までの間又は完全離脱時から完全嵌合
時までの間、前記第１及び第２接続端子の挿入方向と直
交する方向に磁界を生成し、且つ前記複数の第１接続端
子の先端部間又は前記複数の第２接続端子の先端部間に
挟まれるように配置されていることを特徴とする。

【０００７】本発明によれば、第１又は第２コネクタハ
ウジングに、例えば永久磁石を少なくとも１つ内設し、
この永久磁石が第１及び第２コネクタ（以下、「両コネ
クタ」と略記）の完全嵌合時から完全離脱時までの間又
は完全離脱時から完全嵌合時までの間、第１及び第２接
続端子（以下、「両接続端子」と略記）の挿入方向と直
交する方向に磁界を生成するように配置されているコネ
クタを実現している。このため、内設された磁性部材に
よる磁界の作用により、ローレンツ力が作用してコネク
タ挿抜時のアーク放電の電子を曲げてアーク放電の軌跡
を長くすることができ、両接続端子への影響を最小限に
止めることができる。これにより、接続端子の溶損や放
電火花による車輌火災等の被害を少なくすることが期待
できる。また、磁性部材が複数の第１又は第２接続端子
間に配置されているため、コネクタハウジングに配置す
る磁性部材の数を削減することができると共に、コネク
タハウジングの小型化を促進することができ、結果的に
コネクタの小型化を図ることができる。

【０００８】なお、磁性部材は、両接続端子間で、両コ
ネクタの完全嵌合時から完全離脱時までの間又は完全離
脱時から完全嵌合時までの間に放電が発生する箇所に最
も強い磁力がかかるように、第１又は第２コネクタハウ
ジングに内設され配置されていることが好ましい。この
ように配置されれば、アーク放電に対する最大限の効果
が期待できるからである。

【０００９】また、磁性部材配置位置を挟んで対向する
位置に配列された複数の第１又は第２接続端子は、磁性
部材を挟んで互いに対称（例えば、接続端子の上面又は
下面同士が対向するような状態）となるように第１又は
第２コネクタハウジングに配置されていることが好まし
い。

【００１０】なお、磁性部材が磁石である場合は、永久
磁石又は電磁石であることが好ましい。

【００１１】また、第１コネクタハウジング又は第２コ
ネクタハウジングに、複数の第１又は第２接続端子の先
端部を挟むように配置され、両コネクタの完全嵌合時か
ら完全離脱時までの間又は完全離脱時から完全嵌合時ま
での間、両接続端子に磁性部材で生成された磁界を集中
させるためのヨークを備えるようにしても良い。このよ
うにすれば、磁性部材が生成する磁界の磁束のコネクタ
ハウジングからの漏れを少なくし、両接続端子に磁界を
集中させてアーク放電の影響を更に抑えることができ
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照して、本
発明の実施の形態を説明する。図１は、この発明の一実
施形態に係る配線接続用コネクタを示す斜視図、図２
は、同配線接続用コネクタの第１コネクタを示す正面
図、図３は、両コネクタの半嵌合時の状態を示す縦断面
図である。この例の配線接続用コネクタ１０は、例えば
垂直方向に２段で大電力負荷への接続用端子を配置した
第１コネクタ（プラグコネクタ）２０と第２コネクタ
（レセプタクルコネクタ）３０とから構成される。

【００１３】第１コネクタ２０は、次のように構成され
ている。即ち、合成樹脂等を成形してなる第１コネクタ
ハウジング２１には、コネクタ嵌合方向に延びる複数の
端子収容孔２２が第１コネクタハウジング２１の垂直方
向に２段で形成され、これら端子収容孔２２に大電力負
荷の接続用のハーネス（図示せず）から分岐された電線
２４の先端に圧着された第１接続端子２５が収容されて
いる。また、これら端子収容孔２２の間のハウジングフ
レーム部分には、磁性部材（この例では、矩形状の永久
磁石２８）が内蔵されている。この永久磁石２８は、例
えば第１及び第２接続端子２５，３５間でアーク放電が
発生する箇所に最も強い磁力がかかるような位置に配設
されていることが好ましく、例えば図１中上方向がＳ極
で、下方向がＮ極となるようにハウジングフレーム部分
に内設されている。また、第１コネクタハウジング２１
の図１中上方向の外壁には、弾性係止片を備える係止爪
２６が形成されている。

【００１４】一方、第２コネクタ３０は、次のように構
成されている。即ち、合成樹脂等を成形してなる第２コ
ネクタハウジング３１には、第１コネクタ２０の第１接
続端子２５に対応して、大電力負荷の接続用のハーネス
（図示せず）から分岐された電線３４の先端に圧着され
た第２接続端子３５が、第２コネクタハウジング３１の
垂直方向に２段で形成され、且つコネクタ嵌合方向に延
びる複数の端子収容孔３２にそれぞれ収容されている。
第２コネクタハウジング３１の図１中上方向の外壁に
は、両コネクタ２０，３０の完全嵌合時に第１コネクタ
ハウジング２１に形成された係止爪２６と係合して両コ
ネクタ２０，３０を係止固定するための係止部３６が形
成されている（これは、係止爪２６と共に配線接続用コ
ネクタ１０のロック機構を構成する。）。

【００１５】このように構成された配線接続用コネクタ
１０によれば、第１コネクタ２０と第２コネクタ３０と
の嵌合時／離脱時には、図３に示すように、第１コネク
タハウジング２１に配設された永久磁石２８により、両
接続端子２５，３５の嵌合方向に対して直交する方向に
生成された磁界Ｔの作用によりローレンツ力が発生す
る。このため、例えば図４中に放物線αで描くように両
接続端子２５，３５間に発生したアークの電子が曲げら
れて、アーク放電の軌跡が両接続端子２５，３５の直線
距離よりも大きく離れて描かれるため、アーク放電の両
接続端子２５，３５への破壊的影響を低減することが可
能となり、接続端子の溶損を効果的に防止することがで
きる。これは、永久磁石２８を設けていない配線接続用
コネクタの場合、通常、両接続端子がそれぞれ所定の距
離を離れることでアーク放電は終了するものであるが、
この例の配線接続用コネクタ１０のように、第１コネク
タハウジング２１に永久磁石２８を設けることで、その
所定の距離を両接続端子２５，３５同士の接触から非接
触、又は非接触から接触への瞬間に瞬時にかせぐことが
できるからである。

【００１６】第１コネクタハウジング２１に永久磁石２
８を設けた場合とそうでない場合のアークによる影響の
違いは、図５のグラフから見て取れる。即ち、本発明の
出願人の実験によれば、永久磁石２８を設けなかった場
合の放電持続時間がｔ、端子の溶損度合いがｕとなった
結果に対して、永久磁石２８を設けた場合は放電持続時
間で約１／１６以下、端子の溶損で約１／１０以下にす
ることができた。なお、この違いは永久磁石２８の磁力
の調整や配設位置の変更等により変化するため、更に良
好な結果を得ることも可能である。

【００１７】また、接続端子２５（３５）の配置態様に
よっても永久磁石２８による効果は変化するため、例え
ば図６に示すように、接続端子２５（３５）を永久磁石
２８に対して対称な状態（例えば、接続端子２５ａと２
５ｂとの板面が対向するような状態）となるように配置
しても良い。このようにすれば、接続端子２５ａ，２５
ｂを更に永久磁石２８に近づけることができるので、接
続端子２５ａ，２５ｂにより強い磁界を作用させること
ができ、アーク放電の接続端子２５（３５）への破壊的
影響を更に低減することが可能となり、接続端子の溶損
を効果的に防止することが可能となる。

【００１８】なお、この例では第１コネクタハウジング
２１に永久磁石２８を配設したが、図７に示すように、
反対に第２コネクタハウジング３１に永久磁石２８を配
設するようにしても良い。また、磁性部材として永久磁
石２８を用いたが、例えば電磁石等を用いることも可能
である。

【００１９】図８は、この発明の他の実施形態に係る配
線接続用コネクタを示す斜視図、図９は、同配線接続用
コネクタの第１コネクタに生成される磁界を示す模式正
面図である。この例の配線接続用コネクタ１０´は、例
えば垂直方向に２段で大電力負荷への接続用端子を配置
した第１コネクタ（プラグコネクタ）２０´と第２コネ
クタ（レセプタクルコネクタ）３０´とから構成され
る。

【００２０】第１コネクタ２０´は、次のように構成さ
れている。即ち、合成樹脂等を成形してなる第１コネク
タハウジング２１´には、コネクタ嵌合方向に延びる複
数の端子収容孔２２´が第１コネクタハウジング２１´
の垂直方向に２段で形成され、これら端子収容孔２２´
に大電力負荷の図示しない接続用のハーネスから分岐さ
れた電線２４´の先端に圧着された第１接続端子２５´
が収容されている。また、これら端子収容孔２２´の間
のハウジングフレーム部分には、磁性部材（この例では
矩形状の永久磁石２８´）が内蔵されている。この永久
磁石２８´は、例えば第１及び第２接続端子２５´，３
５´間でアーク放電が発生する箇所に最も強い磁力がか
かるような位置に配設されていることが好ましく、例え
ば図８中上方向がＳ極で、下方向がＮ極となるようにハ
ウジングフレーム部分に内設されている。また、第１コ
ネクタハウジング２１´の図８中上下に位置する外壁に
は、ヨーク５０を係合するための係合凹部５２がそれぞ
れ形成されている。ヨーク５０は、第１コネクタハウジ
ング２１´の前面の外周縁に沿う環状部分５５と、この
環状部分５５の上下の部分から環状部分５５に対して直
角に延びる係合片５１とからなるコの字状の強磁性体で
ある。第１コネクタハウジング２１´の係合凹部５２に
ヨーク５０の係合片５１が係合して係合片５１の係合穴
５４に係合凹部５２の係合突起５３が嵌合することによ
りヨーク５０が第１コネクタハウジング２１´に取り付
けられる構造となっている。ヨーク５０は、その係合片
５１が第１接続端子２５´を挟んで永久磁石２８´で生
成される磁界Ｔを、図９に示すように第１接続端子２５
´に集中させるように配置されている。また、第１コネ
クタハウジング２１´の図８中Ａ方向の外壁には、弾性
係止片を備える係止爪２６´が形成されている。

【００２１】一方、第２コネクタ３０´は、次のように
構成されている。即ち、合成樹脂等を成形してなる第２
コネクタハウジング３１´には、第１コネクタ２０´の
第１接続端子２５´に対応して、大電力負荷の図示しな
い接続用のハーネスから分岐された電線３４´の先端に
圧着された第２接続端子３５´が、第２コネクタハウジ
ング３１´の垂直方向に２段で形成され、且つコネクタ
嵌合方向に延びる複数の端子収容孔３２´にそれぞれ収
容されている。第２コネクタハウジング３１´の図８中
Ａ方向の外壁には、両コネクタ２０´，３０´と係合し
て両コネクタ２０´，３０´を係止固定するための係止
部３６´が形成されている（これは、係止爪２６´と共
に配線接続用コネクタ１０´のロック機構を構成す
る）。

【００２２】このように構成された配線接続用コネクタ
１０´によれば、第１コネクタ２０´と第２コネクタ３
０´との嵌合時／離脱時には、第１コネクタハウジング
２１´に配設された永久磁石２８´及びヨーク５０によ
り、両接続端子２５´，３５´の嵌合方向に対して直交
する方向に集中するように生成された磁界Ｔの作用によ
りローレンツ力が発生し、上述したように両接続端子２
５´，３５´間に発生したアークの電子が曲げられて、
アーク放電の軌跡が両接続端子２５´，３５´の直線距
離よりも大きく離れて描かれる。このため、アーク放電
の両接続端子２５´，３５´への破壊的影響を低減する
ことが可能となり、接続端子の溶損を更に効果的に防止
することが可能となる。なお、この例でも第１コネクタ
ハウジング２１´に永久磁石２８´を配設したが、反対
に第２コネクタハウジング３１´に永久磁石２８´を配
設するようにしても良く、また、永久磁石２８´の他
に、例えば電磁石等を用いることもできる。

【００２３】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、第
１又は第２コネクタハウジングに、例えば永久磁石を少
なくとも１つ内設し、この永久磁石が両コネクタの完全
嵌合時から完全離脱時までの間又は完全離脱時から完全
嵌合時までの間、両接続端子の挿入方向と直交する方向
に磁界を生成するように配置されているコネクタを実現
している。このため、内設された磁性部材による磁界の
作用により、ローレンツ力が作用してコネクタ挿抜時の
アーク放電の電子を曲げてアーク放電の軌跡を長くする
ことができ、両接続端子への影響を最小限に止めること
ができる。これにより、接続端子の溶損や放電火花によ
る車輌火災等の被害を少なくすることが期待できる。ま
た、磁性部材が複数の第１又は第２接続端子間に配置さ
れているため、コネクタハウジングに配置する磁性部材
の数を削減することができると共に、コネクタハウジン
グの小型化を促進することができ、結果的にコネクタの
小型化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の一実施形態に係る配線接続用コネ
クタを示す斜視図である。

【図２】 同配線接続用コネクタの第１コネクタを示す
正面図である。

【図３】 同配線接続用コネクタの両コネクタの半嵌合
時の状態を示す縦断面図である。

【図４】 両接続端子間に発生するアーク放電の軌跡を
説明するための図である。

【図５】 放電持続時間と端子の溶損度合いとの関係を
示すグラフである。

【図６】 同配線接続用コネクタの他の第１コネクタを
示す正面図である。

【図７】 同配線接続用コネクタの他の両コネクタの半
嵌合時の状態を示す縦断面図である。

【図８】 この発明の他の実施形態に係る配線接続用コ
ネクタを示す斜視図である。

【図９】 同配線接続用コネクタの第１コネクタに生成
される磁界を示す模式正面図である。

【符号の説明】

１０，１０´…配線接続用コネクタ、２０，２０´…第
１コネクタ、２１，２１´…第１コネクタハウジング、
３０，３０´…第２コネクタ、３１，３１´…第２コネ
クタハウジング、２２，２２´，３２，３２´…端子収
容孔、２４，２４´，３４，３４´…電線、２５，２５
´…第１接続端子、３５，３５´…第２接続端子、２
８，２８´…永久磁石、５０…ヨーク、５１…係合片、
５２…係合凹部、５３…係合突起、５４…係合穴、５５
…環状部分。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の第１接続端子を内部で支持する第
   １コネクタハウジングを有する第１コネクタと、 前記複数の第１接続端子と接続される複数の第２接続端
   子を内部で支持する第２コネクタハウジングを有する第
   ２コネクタとを備えたコネクタであって、 前記第１コネクタハウジング又は第２コネクタハウジン
   グに少なくとも１つの磁性部材を内設し、 前記磁性部材は、前記第１及び第２コネクタの完全嵌合
   時から完全離脱時までの間又は完全離脱時から完全嵌合
   時までの間、前記第１及び第２接続端子の挿入方向と直
   交する方向に磁界を生成し、且つ前記複数の第１接続端
   子の先端部間又は前記複数の第２接続端子の先端部間に
   挟まれるように配置されていることを特徴とするコネク
   タ。
2. 【請求項２】 前記磁性部材配置位置を挟んで対向する
   位置に配列された前記複数の第１又は第２接続端子は、
   前記磁性部材を挟んで互いに対称となるように前記第１
   又は第２コネクタハウジングに配置されていることを特
   徴とする請求項１記載のコネクタ。
3. 【請求項３】 前記磁性部材は、磁石であることを特徴
   とする請求項１又は２記載のコネクタ。
4. 【請求項４】 前記磁石は、永久磁石であることを特徴
   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】 前記磁石は、電磁石であることを特徴と
   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】 前記第１コネクタハウジング又は第２コ
   ネクタハウジングに、前記複数の第１又は第２接続端子
   の先端部を挟むように配置され、前記第１及び第２コネ
   クタの完全嵌合時から完全離脱時までの間又は完全離脱
   時から完全嵌合時までの間、前記第１及び第２接続端子
   に前記磁性部材で生成された磁界を集中させるためのヨ
   ークを備えたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか
   １項記載のコネクタ。
7. 【請求項７】 複数の第１接続端子を内部で支持する第
   １部材と、 前記複数の第１接続端子と接続される複数の第２接続端
   子を内部で支持する第２部材とを備えた電気接続構造で
   あって、 前記第１部材又は第２部材に少なくとも１つの磁性部材
   を内設し、 前記磁性部材は、前記第１及び第２部材の完全嵌合時か
   ら完全離脱時までの間又は完全離脱時から完全嵌合時ま
   での間、前記第１及び第２接続端子の挿入方向と直交す
   る方向に磁界を生成し、且つ前記複数の第１接続端子の
   先端部間又は前記複数の第２接続端子の先端部間に挟ま
   れるように配置されていることを特徴とする電気接続構
   造。
8. 【請求項８】 前記第１部材又は第２部材に、前記複数
   の第１又は第２接続端子の先端部を挟むように配置さ
   れ、前記第１及び第２部材の完全嵌合時から完全離脱時
   までの間又は完全離脱時から完全嵌合時までの間、前記
   第１及び第２接続端子に前記磁性部材で生成された磁界
   を集中させるためのヨークを備えたことを特徴とする請
   求項７記載の電気接続構造。