JP4234521B2 - 電源遮断コネクタ - Google Patents

Description

本発明は、電気機器や自動車の電気配線等に用いられる電源遮断コネクタの端子構造に関するものである。

電気機器や自動車等に搭載された電子機器に電気配線を施す際、結線部分においてコネクタが用いられている。コネクタ１の例として図６に示すように、金属からなる雄型端子２と雌型端子３を組み合わせたものである。雄型端子２は棒状又は板状の形状をなしたタブ部８を有し、雌型端子３の嵌合部４への抜き挿しができるようになっている。

雌型端子３は雄型端子２の先端部を受け入れる嵌合部４と嵌合部４に挿し入れられた雄型端子２を保持するために平板を折り返してなる舌片状のバネ接点５を有している。そして、雄型端子２が嵌合部４に挿し入れられた状態では、雄型端子２のタブ部８が弾性変形したバネ接点５に押圧される。このとき、接圧が発生してタブ部８及びバネ接点５の嵌入状態が保たれるようになっている。この状態で、雄型端子２と雌型端子３とが電気的に導通する。

電気機器や自動車等に搭載された電子機器に施された電気配線のコネクタ１において、電気機器や電子機器の保守点検等をする場合は雄型端子２と雌型端子３との電気的接続を解除するために、嵌合部４に挿し入れられた雄型端子２を抜かなければならない。

これは、作業者の安全面や電装品へのダメージを考慮し、雄型端子２と雌型端子３との電気的接続を解除することで電子機器を電源回路から遮断した状態で作業に当たらなければならないためである。そのため、嵌合部４に挿し入れられた雄型端子２を抜くときは、通常の場合はコネクタ１に電圧がかかった状態で行うことになる。

ここでコネクタ１に加わる電圧が高い場合には雄型端子２と雌型端子３が離れる瞬間に端子間にアーク放電が発生する。特にコネクタ１が自動車に用いられる場合には、電源の高電圧化に伴い、より大きなアーク放電が発生するようになっている。さらに、コネクタ１に加わる電圧によっては、雄型端子２を雌型端子３に挿し込む際にもアーク放電が発生する場合もある。

アーク放電により、雄型端子２と雌型端子３の金属部分が損傷を受け、接触不良を起こす原因となるため、特許文献１のように雄型端子２または雌型端子３のどちらかの先端部に細端子を設け、両端子が互いに離脱する際に、該細端子が両端子の解離直後において相手方の端子と導通状態を維持させることにより、アーク放電の発生を抑えるようにしている。

特開２００２−２７０２６８号公報

しかしながら、特許文献１において用いられる細端子は、微小なので加工が難しく、雄型端子２の抜き挿し時に変形しやすい。さらに、雄型端子２を抜くときに細端子と雌型端子３との間でアーク放電が起き、細端子にも汚れや付着物が堆積する。さらに、これに伴い細端子自体も熔損していくので、使用続けるうちに細端子の機能が低下していくという問題がある。

その他、一般的なコネクタについても言えることであるが、嵌合部４における雄型端子２と雌型端子３との電気的な接続は、それぞれの端子の金属同士が面で接触しているので、雄型端子２の抜き挿しにおいて抵抗が大きい。そのため、端子の金属が雄型端子２の抜き挿しを繰り返すにつれて徐々に磨耗していき、接続不良を起こすという問題があった。

本発明の目的は、かかる問題を解消することができ、雄型端子２と雌型端子３の抜き挿し時に雄型端子２と雌型端子３間で直接アーク放電が発生せず、また、雄型端子２の抜き挿し抵抗が小さく、抜き差しを繰り返しても、接続不良を起こしにくいコネクタ１の実現を目的とする。

本発明は、請求項１、請求項２の発明からなる。
請求項１の発明に係るコネクタは、タブ部を備えた雄型端子と雌型端子からなる電源遮断コネクタであって、前記雌型端子は、前記タブ部を抜き差しする嵌合部と、前記タブ部を両側から挟み込むように前記嵌合部の入り口端部の両端に配置され、前記嵌合部外方に向かって曲面を有する回転体と、前記嵌合部に形成された前記回転体を固定する軸受部と、前記雄型端子の抜き挿し方向と平行な方向に配置され、かつ前記嵌合部の前記回転体より奥に配置され前記タブ部を両側から挟み込むように配置される複数の第二の回転体と、複数の前記第二の回転体を固定する軸受部と、前記嵌合部の前記回転体より奥に配置される接点と、を備え、前記雄型端子と前記雌型端子との電気的な接続は、常に前記回転体および前記第二の回転体のみを介して行われることにより、前記雌型端子から前記雄型端子を抜く際、前記回転体と前記タブ部が最後に離れ、前記回転体の硬度を前記第二の回転体の硬度より高くし、前記回転体にある曲面により、アーク放電の発生を抑制することにより、前記雌型端子の損傷を防ぐことを特徴とする。

請求項２の発明に係るコネクタは、前記雌型端子とバスバーとが一体になっていることを特徴とする。

本発明は以下のような効果がある。
まず、請求項１に係るコネクタ１は、雄型端子２と雌型端子３とが電気的に接続された状態において、雄型端子２と雌型端子３は回転体６を介して接触している。そのため、雄型端子２の抜き挿し抵抗を小さくすることができる。また、雄型端子２の抜き挿しを繰り返しても、雄型端子２と回転体６とが接触する部分はその度毎に異なるので、回転体６の磨耗を少なくすることができ、良好な電気的接続を保つことができる。

また、雄型端子２と雌型端子３との電気的な接続は、常に回転体６を介して行なわれているので、雄型端子２を抜いて雄型端子２と雌型端子３が離れる瞬間においては、アーク放電が回転体６と雄型端子２との間のみで起こることになる。回転体６は曲面をなしているので、アーク放電が発生しても、その衝撃を点又は線で受け止めるため、回転体６の損傷が起こりにくい。このようにアーク放電の衝撃を回転体６が受け止めるため、雄型端子２と雌型端子３の金属部分の損傷を防ぐことができる。

また、コネクタ１は、前記複数の回転体６のうちの一部の回転体６の硬度は他の回転体６の硬度よりも高い。そのため、雄型端子２を抜いていく際、雄型端子２と雌型端子３が離れる直前に最後まで接触している回転体６の硬度を高くしておけば、アーク放電による雄型端子２と雌型端子３の金属部分の損傷を一層少なくすることができる。

請求項２に係るコネクタ１は、端子２，３とバスバー９とが一体となっているため、上記効果に加えて、必要部品点数を削減することができる。

本発明に係るコネクタ１の実施形態を図１及び図２を参照しながら具体的に説明する。
本発明に係るコネクタ１も図１のように、図６の従来技術に係るコネクタ１と同様、金属からなる雄型端子２と雌型端子３を組み合わせたものである。雄型端子２は棒状又は板状の形状のタブ部８を有し、雌型端子３の嵌合部４への抜き挿しができるようになっている。

本発明に係るコネクタ１の特徴は、雄型端子２と雌型端子３相互の電気的接続は導電性を有する複数の回転体６を介して行ない、また、これにより、雄型端子２と雌型端子３の相対運動を確保できるようにしていることにある。図１を参照しながらこれを説明する。

本形態では、雌型端子３の嵌合部４の内壁に雄型端子２の抜き挿し方向において、板状又は棒状の形状をなすタブ部８を両側から回転体６でもって挟むことができるように嵌合部４の入り口付近に複数の軸受部７を設け、回転体６を収納している。雄型端子２を雌型端子３の嵌合部４に挿し入れ始めると、各回転体６は点接触又は線接触でもって、雄型端子２と接触し、雌型端子３と雄型端子２とが電気的に接続される。回転体６は雄型端子２の進行を助けるように、そのタブ部８を両側から挟んでいるため、雄型端子２と雌型端子３とが抵抗の少ない円滑な相対運動が確保される。

回転体６は曲面体を基本としており、雄型端子２と点接触又は線接触をする。回転体６の具体的な形態は例えば、図２のように球体（図２ Ａ））、楕円体（図２ Ｂ））、截頭円錐（図２ Ｃ））、円柱（図２ Ｄ））、円錐を重ねたもの（図２ Ｅ）、 Ｆ））が例として挙げられる。以上の形態のように、回転体６は雄型端子２と接触する部分が曲面体を基本としたものとなっているので強度を高くすることができ、雄型端子２の嵌合部４への抜き挿しを繰り返しても磨耗しにくい。

さらに、回転体６は曲面をなしているので、雄型端子２との間でアーク放電が発生しても、その衝撃を点又は線で受け止めるため、回転体６の損傷が起こりにくい。その結果として、雄型端子２と雌型端子３の金属部分の損傷を防ぐことができる。

また、雄型端子２の抜き挿しを繰り返しても、雄型端子２と回転体６とが接触する部分はその度毎に異なるので、回転体６の磨耗を少なくすることができ、良好な電気的接続を保つことができる。

以上の回転体６は表面が導電性を持つものであれば何でも良いため、回転体６の材料は金属ばかりでなく、プラスチックなどの表面に金属メッキしたもの等も適用することができる。

軸受部７は、回転体６を自在に回転できるように保持できるものであれば何でも良い。たとえば、図３に示したように、回転体６と軸受部７とが接する部分において、回転体６の頂部を軸受部７となる孔に保持するもの（図３ Ａ））、回転体６の頂部に設けられた突起を軸受部７となる孔に差し込んで保持するもの（図３ Ｂ））そして、回転体６を貫く軸の両端を軸受部７となる孔で保持するもの（図３ Ｃ））、回転体６の頂部に設けられた凹部に軸受部７となる突起を挿し込むものがある（図３ Ｄ））。さらに、コスト低減のため、軸受部７は図１（ｃ）のように雌型端子３と軸受部７とが一体的になった金属板を打ち抜き成型するものでも良い。ここで、回転体６の回転を良好にするため、軸受部７に導電性のグリスを盛っても良い。

なお、図１のような、雄型端子２と雌型端子３のみの組み合わせからなるコネクタ１ばかりでなく、図４のようなバスバー９と端子２，３とが一体になったコネクタ１であっても良い。このコネクタ１では、端子２，３とバスバー９とが一体となっているため、必要部品点数を削減することができる。バスバー９と端子２，３とが一体になったコネクタは、図１（ｃ）の端子の場合と同様に、一枚の金属板を打ち抜き成型するものであっても良い。

さらに、図１及び図４の形態のコネクタ１では、嵌合部４の入り口付近のみに雄型端子２のタブ部８を両側から回転体６でもって挟むように２つだけの回転体６を設けていたがこれに限られることはない。すなわち、図５のように、雄型雌型端子３の嵌合部４の両側面側の内壁に、雄型端子２の抜き挿し方向と平行な方向に複数の軸受部７を設け、回転体６を収納するようにしてもよい。これによれば、雄型端子２のタブ部８の案内を多数の回転体６でもって行なうようになるため、雄型端子２の抜き挿しがより円滑になる。

この形態において、複数の回転体６のうちの一部の回転体６の硬度を、他の回転体６の硬度よりも高くすることも可能である。例えば、図５に示すように、雌型端子３の嵌合部４の入り口側に位置した回転体６ａの硬度を他の回転体６の硬度よりも高くする。この位置の回転体６ａは、嵌合部４の内壁に雄型端子２の抜き挿し方向と平行な方向に並べられた回転体６の中で、雄型端子２を嵌合部４に差し込んでいく際に最初に雄型端子２と接触するものであり、また、抜いていく際に最後まで雄型端子２と接触しているものである。

この位置の回転体６ａは、雄型端子２の嵌合部４への抜き挿しにおいて唯一、雄型端子２との間でアーク放電が発生する回転体６である。したがって、この回転体６ａの硬度さえ他の回転体６の硬度よりも高くしておけば、アーク放電による回転体６ａの損傷を一層軽減させることができる。

本発明では、回転体６の存在のため雄型端子２と雌型端子３の円滑な相対運動が確保されるという効果があるが、挿し入れた雄型端子２が嵌合部４から抜けやすい場合には、図１又は図４のようにバネ接点５を設けて雄型端子２を軽くロックできるようにしてもよい。

本発明に係るコネクタである。（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ‘における断面図であり、（ｃ）は雌型端子の分解展開図である。 本発明に係るコネクタの回転体を示す図である。 本発明に係るコネクタの回転体と軸受部の関係を示した断面図である。 本発明の別の形態に係るコネクタである。（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ‘における断面図である。 本発明のさらに別の形態に係るコネクタである。（ａ）は斜視図であり、 （ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ‘における断面図である。 従来技術に係るコネクタの斜視図である。

符号の説明

１ コネクタ
２ 雄型端子
３ 雌型端子
４ 嵌合部
５ バネ接点
６ 回転体
６ａ 回転体
７ 軸受部
８ タブ部
９ バスバー

Claims (2)

1. タブ部を備えた雄型端子と雌型端子からなる電源遮断コネクタであって、
   前記雌型端子は、前記タブ部を抜き差しする嵌合部と、
   前記タブ部を両側から挟み込むように前記嵌合部の入り口端部の両端に配置され、前記嵌合部外方に向かって曲面を有する回転体と、前記嵌合部に形成された前記回転体を固定する軸受部と、
   前記雄型端子の抜き挿し方向と平行な方向に配置され、かつ前記嵌合部の前記回転体より奥に配置され前記タブ部を両側から挟み込むように配置される複数の第二の回転体と、
   複数の前記第二の回転体を固定する軸受部と、
   前記嵌合部の前記回転体より奥に配置される接点と、を備え、
   前記雄型端子と前記雌型端子との電気的な接続は、常に前記回転体および前記第二の回転体のみを介して行われることにより、
   前記雌型端子から前記雄型端子を抜く際、前記回転体と前記タブ部が最後に離れ、前記回転体の硬度を前記第二の回転体の硬度より高くし、前記回転体にある曲面により、アーク放電の発生を抑制することにより、前記雌型端子の損傷を防ぐことを特徴とするコネクタ。
2. 前記雌型端子とバスバーとが一体になっていることを特徴とする請求項１に記載のコネクタ。

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