JP2003059564A

JP2003059564A - 電気接続用端子対

Info

Publication number: JP2003059564A
Application number: JP2001251638A
Authority: JP
Inventors: Hiroki Hirai; 宏樹平井; Takashi Ota; 孝士太田; Ryoji Tsuji; 良次辻
Original assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd; AutoNetworks Technologies Ltd; Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd; AutoNetworks Technologies Ltd; Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2001-08-22
Filing date: 2001-08-22
Publication date: 2003-02-28

Abstract

(57)【要約】【課題】簡単な構成で、端子離脱時におけるアークの
発生を有効に抑止する。【解決手段】互いに嵌合する雄端子１０と雌端子３０
において、両端子を離脱させる際にアーク放電が発生す
るのを抑止するための構造であって、雄端子１０の例え
ばタブ１４の先端に、絶縁層１６ａ及び導電層１６ｂが
順に積層された静電容量形成部１６が形成されたもの。
両端子１０，３０が完全に嵌合した状態では雌端子３０
がタブ１４の表面に直接接触する一方、両端子１０，３
０が相互離脱する際には、雌端子３０が静電容量形成部
１６の導電層１６ｂとタブ１４の表面に同時接触する状
態を経てから導電層１６ｂにのみ接触する状態に移行す
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、電線やケーブル等
を電気的に相互接続するための電気接続用端子対に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、電気接続用の端子が組み込まれ
たコネクタは、相互に着脱されることを前提としてお
り、例えば自動車コネクタの場合、その保守・点検のた
め、数ヶ月〜数年に１度程度の頻度で切り離されること
が多い。ここで、前記端子は、一般に雄雌嵌合するよう
に構成されており、その嵌合状態で端子間での電気的導
通が行われ、当該嵌合状態から端子同士を離脱させるこ
とにより、電気的導通が遮断される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記のように端子同士
が相互離脱する際、電気的導通が即時的に遮断されるこ
とにより、端子間でアーク放電が発生するおそれがあ
る。特に近年は、バッテリー電圧の高圧化が検討されて
おり、このような使用電圧の上昇により比較的大きなア
ーク放電が生ずるおそれがある。

【０００４】このようなアーク放電は、コネクタ安全性
確保の障害となるのみならず、端子を傷める要因ともな
り得る。特に雄端子は、雌端子への挿入のために先端部
が若干尖った形状となっており、相手方雌端子との着脱
及びそれに伴うアーク放電の繰り返しによって前記先端
部が変形しやすく、これにより、接触不良や、最悪の場
合には雌端子に挿入すること自体できなくなるおそれも
ある。

【０００５】かかる事態を回避するには、予め当該端子
への給電を遮断しておいてから端子同士を離脱させるよ
うにすればよいが、このような給電の遮断は必ず行われ
るとは限らず、当該遮断を忘れたまま誤って端子同士を
離脱させると上述のようなアーク放電が発生してしまう
結果となる。

【０００６】本発明はこのような事情に鑑み、簡単な構
成で、端子同士の離脱時に発生するアーク放電を有効に
抑止することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記のような端子間のア
ーク放電は、これらの端子と並列に、適当な静電容量を
もったコンデンサを接続しておくことにより、有効に抑
止することが可能である。例えば、端子の接点同士の離
脱速度を100mm／minとした場合、図６に示すように、端
子対と並列に配された静電容量が大きくなるにつれてア
ーク放電の継続時間が短縮され、静電容量を800μＦ以
上にするとほとんどアークが発生しないことが実験によ
り確かめられている。

【０００８】しかしながら、実際に前記端子対と並列に
コンデンサを接続することはきわめて困難であり、仮に
実現できたとしても構成は著しく複雑となって実用性は
非常に低い。

【０００９】そこで本発明者らは、実用に適した簡素な
構造で前記回路を構築すべく鋭意研究を重ね、その結
果、本発明に想到した。すなわち、本発明は、導体から
なる第１の端子と、導体からなり、前記第１の端子と嵌
合可能な第２の端子とを含み、両端子が嵌合した状態で
両端子間が電気的に導通される電気接続用端子対におい
て、前記第１の端子に、導電層と、この導電層と端子本
体との間に介在して両者を絶縁する絶縁層とを有する静
電容量形成部が局所的に設けられるとともに、前記第１
の端子と第２の端子とが完全に嵌合した状態では第２の
端子が前記静電容量形成部以外の第１の端子の本体部分
に接触し、前記第１の端子と第２の端子とが相互離脱す
る際には、第２の端子がまず前記導電層と第１の端子の
本体部分との双方に同時接触してから前記導電層にのみ
接触する状態に移行するように前記静電容量形成部の位
置が設定されているものである。

【００１０】この構成によれば、端子同士が離脱する
際、まず、第２の端子が第１の端子の本体部分と静電容
量形成部の導電層とに同時接触することにより、事実
上、端子同士の接点と並列に、前記静電容量形成部にお
ける絶縁層の厚みに相当する静電容量をもったコンデン
サが接続された状態となる。従って、その後に前記第２
の端子が第１の端子の端子本体から離れて導電層にのみ
接触する状態に移行する際に、当該第１の端子の端子本
体と第２の端子との間にアーク放電が発生することが前
記静電容量の存在によって有効に抑止される。このよう
にして第２の端子が前記導電層にのみ接触する状態に移
行した段階で、端子間の導通は遮断されているので、そ
の後はアーク放電発生のおそれなく両端子を安全に完全
離脱させることができる。

【００１１】前記静電容量形成部が設けられる第１の端
子は、雌端子よりも形状が単純な雄端子であることがよ
り好ましい。すなわち、前記第１の端子を雄端子、前記
第２の端子を雌端子とすれば、前記第１の端子の先端部
分にこれを覆うように前記静電容量形成部を形成するこ
とにより、簡単な構造で前記アーク放電抑止効果を得る
ことができる。

【００１２】前記第２の端子が第１の端子の端子本体と
静電容量形成部の導電層とに同時接触できるようにする
には、例えば、前記第２の端子に形成された撓み可能な
ばね片の表面に前記第１の端子と接触するための隆起接
点が形成され、両端子が離脱する際に前記隆起接点の頂
部が第１の端子の本体部分に接触すると同時に当該隆起
接点の頂部以外の部分が前記導電層に接触する構成にす
ればよい。この構成によれば、端子同士の離脱時に第２
の端子の隆起接点が第１の端子の本体部分から導電層上
に乗り上げる際に、当該隆起接点が前記第１の端子の本
体部分と導電層との双方に接触する状態を確実に形成す
ることが可能である。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。

【００１４】図１及び図２において、第１の端子である
雄端子１０が絶縁ハウジング２０の端子収容室２２に組
み込まれてコネクタＣ１を構成する一方、第２の端子で
ある雌端子３０が絶縁ハウジング４０の端子収容室４２
に組み込まれてコネクタＣ２を構成している。そして、
雄端子１０と雌端子３０とが図１に示すように完全に嵌
合した状態で、両端子１０，３０間が電気的に導通され
るようになっている。

【００１５】雄端子１０は、基部１２と、この基部１２
から前方に突出するタブ１４とを一体に有し、基部１２
の後端に電線端末が例えば圧着にて接続される図略の電
線接続部が形成されている。基部１２の底壁には貫通孔
１２ａが形成され、これに絶縁ハウジング２０側のラン
ス２４が係合することにより、絶縁ハウジング２０の端
子収容室２２内に雄端子１０の基部１２が固定されると
ともに、同ハウジング２０に形成されたフード２６内に
前記タブ１４が突出した状態となっている。

【００１６】一方、雌端子３０は、基部３２と、この基
部３２の前端に形成された箱型の電気接触部３４とを一
体に有している。基部３２の後端には、電線端末が例え
ば圧着にて接続される図略の電線接続部が形成され、電
気接触部３４の底壁には貫通孔３４ａが形成されてい
る。そして、この貫通孔３４ａに絶縁ハウジング４０側
のランス４４が係合することにより、絶縁ハウジング４
０の端子収容室４２内に雌端子３０が固定された状態と
なっている。

【００１７】電気接触部３４内では、その底壁から後方
へ折り返されたばね片３５が存在しており、このばね片
３５の上面に上向きに隆起する隆起接点３５ａが形成さ
れるとともに、この隆起接点３５ａと対向するように、
電気接触部３４の天壁３６に下向きに隆起する隆起接点
３６ａが形成されている。そして、この電気接触部３４
内に前記雄端子１０のタブ１４がばね片３５を下向きに
撓ませながら当該ばね片３５と天壁３６との間に割り込
むように挿入され、図１に示すように同タブ１４の長手
方向中間部分に対して前記隆起接点３５ａ，３６ａの頂
部が上下両側から接触することにより、雄端子１０と雌
端子３０との電気的導通が確保されるようになってい
る。

【００１８】さらに、この端子対１０，３０の特徴とし
て、前記タブ１４の先端部、すなわち、図１に示す完全
嵌合状態で前記隆起接点３５ａ，３６ａよりも前方に位
置する部分には、当該部分のタブ表面を表裏両面にわた
って覆う静電容量形成部１６が形成されている。

【００１９】この静電容量形成部１６は、図３（ａ）
（ｂ）に示すように、タブ１４の表面上に形成された絶
縁層１６ａと、この絶縁層１６ａの上に積層された導電
層１６ｂとからなり、この導電層１６ｂとタブ１４とは
前記絶縁層１６ａの介在によって互いに電気的に絶縁さ
れた状態となっている。

【００２０】ここで、絶縁層１６ａは、導電層１６ｂと
タブ１４との間にアーク抑制用の静電容量を形成できる
ものであればよく、例えば、金属蒸着層［Ａｌ₂Ｏ₃（ア
ルマイト）層、ＳｉＯ₂層、Ｓｉ₃Ｎ₄層、ＴｉＯ₂層な
ど］や、黒色処理層（ＣｕＯ層）、クロメート処理層な
どの金属系絶縁層、絶縁性樹脂などの樹脂系絶縁層が好
適である。

【００２１】また前記絶縁性樹脂は溶媒と共に塗料（ペ
イント系塗料、エナメル系塗料、ワニス系塗料など）と
し、種々のコーティング方法（スプレーコーティング、
ディッピングなど）によって端子に塗布し、必要に応じ
て焼き付け処理してもよい。さらに絶縁性樹脂は粉末塗
装してもよく、フィルム成形後、端子に貼り付けてもよ
い。

【００２２】絶縁層１６ａの厚みも適宜設定可能である
が、一般には、０．５〜５００μｍ程度、好ましくは５
〜５０μｍ程度がよい。

【００２３】また絶縁層の電気抵抗は、一般には１×１
０¹⁶Ω以上とされるが、実質的にアークを抑止し得る静
電容量（例えば前記図６に示す場合では200μＦ以上の
静電容量）を形成できる範囲で設定が可能であり、厳密
な絶縁性は必ずしも要求されない。

【００２４】一方、導電層１６ｂの形成領域は、前記絶
縁層１６ａとほぼ同等でよく、当該絶縁層１６ａによっ
てタブ１４から絶縁され、かつ、後述のように前記隆起
接点３５ａ，３６ａがタブ１４の表面と導電層１６ｂと
に同時接触する状態が形成され得る領域であればよい。

【００２５】導電層１６ｂの好適な材質としては、例え
ば、導電性金属（Ｓｎ、Ｎｉ、Ａｌなど）のめっき層、
導電性ポリマー層（アルカリ金属をドープしたポリアニ
リン層など）が挙げられる。金属めっきとしては、比較
的容易に絶縁層上に金属層を形成できる無電解めっきが
より好ましいが、この無電解めっきでは十分な強度が得
られにくい場合があるので、その場合には当該無電解め
っき層の表面をさらに他のめっき法（電解めっき法、溶
融めっき法）によって被覆してもよい。

【００２６】導電層１６ｂの厚みも適宜設定可能である
が、端子同士の円滑な着脱を確保するには薄膜（例え
ば、厚み５００μｍ以下、好ましくは１００μｍ以下、
さらに好ましくは３５μｍ以下）であることが好まし
い。

【００２７】次に、この端子対１０，３０の作用を図１
〜図４、さらには図５（ａ）〜（ｃ）の模式回路図を参
照しながら説明する。

【００２８】まず、図１に示した完全嵌合状態では、雄
端子１０におけるタブ１４の長手方向中間部と、雌端子
３０における電気接触部３４の両隆起接点３５ａ，３６
ａの頂部とが直接接触しており、通常の端子対と同様、
両端子１０，３０の電気的導通が確保される。その一
方、静電容量形成部１６では、タブ１４と導電層１６ｂ
との間に絶縁層１６ａが介在しているため、図５（ａ）
に示すように、導電層１６ｂはタブ１４及び雌端子３０
のいずれにも導通していない。

【００２９】この状態から、コネクタＣ１，Ｃ２の切り
離し操作、すなわち端子対１０，３０同士を離脱させる
操作を行うと、タブ１４に対して両隆起接点３５ａ，３
６ａがタブ１４の先端側へ相対的に移動する。そして、
その移動過程において、まず、図３（ａ）に示すような
状態、すなわち、両隆起接点３５ａ，３６ａの頂部がタ
ブ１４に接触しながら、当該隆起接点３５ａ，３６ａの
先端部から少し外れた麓の部分が導電層１６ｂに接触す
る状態、換言すれば、両隆起接点３５ａ，３６ａがタブ
１４の表面（端子本体表面）と静電容量形成部１６の導
電層１６ｂの双方に同時に接触する状態が形成される。
この状態は、図５（ｂ）に示すように、電気接触部３４
に対し、タブ１４の本体部分と並列に静電容量形成部１
６が接続された状態をまさしく意味する。

【００３０】この状態からさらに両隆起接点３５ａ，３
６ａがタブ先端側へ移動すると、図３（ｂ）に示すよう
に、両隆起接点３５ａ，３６ａの先端がタブ１４の表面
から離れて導電層１６ｂ上に乗り上げた状態となる。こ
のとき、両隆起接点３５ａ，３６ａ及び導電層１６ｂと
タブ１４との間に介在する絶縁層１６ａによって所定の
静電容量が形成されているので、タブ１４の表面から両
隆起接点３５ａ，３６ａが離れるときに両者間にアーク
放電が発生することが有効に抑止され、これに起因する
端子の損傷等が防がれる。

【００３１】その後、図４に示すように両隆起接点３５
ａ，３６ａは導電層１６ｂとも離れて両端子１０，３０
は完全に相互離脱する状態となるが、この時点では既に
端子１０，３０間での電気的導通は遮断されているの
で、両隆起接点３５ａ，３６ａと導電層１６ｂとの間で
アーク放電が発生するおそれはない。

【００３２】従って、ここに示した端子構造によれば、
タブ１４の先端に絶縁層１６ａ及び導電層１６ｂからな
る静電容量形成部１６を形成するだけの簡単な構成で、
端子１０，３０同士が離脱する際のアーク発生を有効に
抑止することができる。

【００３３】なお、図示の雌端子３０では、電気接触部
３４におけるばね片３５と天壁３６との双方に隆起接点
３５ａ，３６ａが形成されているが、かかる導通用の接
点はいずれか一方にのみ設けられていてもよい。その場
合、タブ１４では前記接点に対応する片面のみ静電容量
形成部１６を形成すればよい。

【００３４】また、前記静電容量形成部１６は、雄端子
に代えて雌端子に形成してもよい。例えば、前記図１等
に示した雌端子３０において、その電気接触部３４に、
図示のような隆起接点３５ａ，３６ａに加え、表面に絶
縁層１６ａ及び導電層１６ｂが施されたアーク抑止用接
点を前記隆起接点３５ａ，３６ｂから外れた位置に設
け、当該隆起接点３５ａ，３６ａからタブ１４が離れる
前に当該タブ１４が前記アーク抑止用接点に接触するよ
うに構成しても、前記と同様のアーク抑止効果を得るこ
とが可能である。

【００３５】

【発明の効果】以上のように本発明は、互いに嵌合する
第１の端子及び第２の端子において、第１の端子に局所
的に絶縁層及び導電層をもつ静電容量形成部を形成し、
両端子の完全嵌合状態では第２の端子が前記静電容量形
成部以外の第１の端子の本体部分に接触し、前記第１の
端子と第２の端子とが相互離脱する際には、第２の端子
がまず前記導電層と第１の端子の本体部分との双方に同
時接触してから前記導電層にのみ接触する状態に移行す
るようにしたものであるので、第１の端子に静電容量形
成部を形成するだけの簡単な構成で、端子同士の離脱時
に発生するアーク放電を有効に抑止することができる効
果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態にかかる端子対の完全嵌合
状態を示す断面図である。

【図２】前記端子対における雌端子の隆起接点が雄端子
のタブ表面と静電容量形成部の導電層の双方に同時接触
する状態を示す断面図である。

【図３】（ａ）は図２の要部拡大図、（ｂ）は前記隆起
接点が雄端子のタブ表面から離れて静電容量形成部の導
電層に乗り上げた状態を示す断面図である。

【図４】前記雌端子と雄端子とが完全に離脱した状態を
示す断面側面図である。

【図５】（ａ）〜（ｃ）は前記端子対の電気的作用を示
した模式回路図である。

【図６】端子対と並列に接続されるコンデンサの静電容
量と端子間に発生するアーク放電の継続時間との関係を
示すグラフである。

【符号の説明】

１０雄端子１４タブ１６静電容量形成部１６ａ絶縁層１６ｂ導電層３０雌端子３４電気接触部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０２Ｇ 15/08 Ｈ０２Ｇ 15/08 Ｚ (72)発明者平井宏樹愛知県名古屋市南区菊住１丁目７番10号株式会社オートネットワーク技術研究所内 (72)発明者太田孝士愛知県名古屋市南区菊住１丁目７番10号株式会社オートネットワーク技術研究所内 (72)発明者辻良次愛知県名古屋市南区菊住１丁目７番10号株式会社オートネットワーク技術研究所内Ｆターム(参考） 5E021 FA01 FB07 FC07 FC38 JA08 MA09 5G355 AA03 BA01 BA11 5G375 AA02 CA02 CA19 DB16

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】導体からなる第１の端子と、導体からな
り、前記第１の端子と嵌合可能な第２の端子とを含み、
両端子が嵌合した状態で両端子間が電気的に導通される
電気接続用端子対において、前記第１の端子に、導電層
と、この導電層と端子本体との間に介在して両者を絶縁
する絶縁層とを有する静電容量形成部が局所的に設けら
れるとともに、前記第１の端子と第２の端子とが完全に
嵌合した状態では第２の端子が前記静電容量形成部以外
の第１の端子の本体部分に接触し、前記第１の端子と第
２の端子とが相互離脱する際には、第２の端子がまず前
記導電層と第１の端子の本体部分との双方に同時接触し
てから前記導電層にのみ接触する状態に移行するように
前記静電容量形成部の位置が設定されていることを特徴
とする電気接続用端子対。
【請求項２】請求項１記載の電気接続用端子対におい
て、前記第１の端子が雄端子で前記第２の端子が雌端子
であり、前記第１の端子の先端部分にこれを覆うように
前記静電容量形成部が形成されていることを特徴とする
電気接続用端子対。
【請求項３】請求項１または２記載の電気接続用端子
対において、前記第２の端子に形成された撓み可能なば
ね片の表面に前記第１の端子と接触するための隆起接点
が形成され、両端子が離脱する際に前記隆起接点の頂部
が第１の端子の本体部分に接触すると同時に当該隆起接
点の頂部以外の部分が前記導電層に接触するように構成
されていることを特徴とする電気接続用端子対。