JP4083777B2 - 低アーク性端子を含む端子対 - Google Patents

Description

本発明は自動車用ワイヤーハーネスなどに有用なコネクタに利用するための端子対に関するものである。

自動車等に用いられるコネクタは、当該自動車等の保守・点検のため、数ヶ月〜数年に１度程度の頻度で外される場合がある。しかし、コネクタの端子同士が離れる瞬間に当該端子間に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のため、かなり大きなアークがとぶおそれがあり、これに起因して端子を傷めることが考えられる。例えば雄端子は、通常、棒状又は板状の形状を有しており、雌端子への挿入を容易にするためにその先端部は若干尖った形状となっているが、前記の着脱及びそれに伴うアーク放電の発生の繰り返しによって、尖っていた先端部は溶融し、根元方向に若干移動して冷えて固まるため、先端部は丸くなりかつ膨出してくる。すなわち、端子が著しく変形する虞があり、これによる接触不良や、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虞がある。

本発明は上記の様な事情に着目してなされたものであって、その目的は、端子離脱時におけるアーク放電の発生を有効に抑え、そのアーク放電に起因する変形や破損を抑止することができる端子対を提供することにある。

本発明者らは、前記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、雄端子が雌端子から離脱するときに最後に離れる部分（例えば先端部）の少なくとも外側部分を絶縁体で構成してその表面を導電層で被覆するようにすると、この導電層から前記雌端子が離れる直前まで端子間で電気を導通可能であり、かつ、端子が離れる際には前記導電層の内側にある絶縁体によってアークの発生量を著しく低減でき、端子の変形を抑制できることを見出し、本発明を完成した。

本発明は、雌端子と、この雌端子と嵌合することによって当該雌端子と通電可能な雄端子とからなる端子対であって、前記雄端子は、全体が導体で構成された端子本体部分と、この雄端子のうち前記雌端子から離脱するときに最後に離れる部位である最終接触部を含む領域の少なくとも外側部分を構成する絶縁体と、この絶縁体の表面を覆い、かつ前記端子本体部分と電気的につながる導電層とを有していて、この導電層が前記最終接触部で前記雌端子と最後に離れるように構成されている低アーク性端子であり、前記雌端子は、前記雄端子と完全に嵌合した状態で、前記導電層が設けられていない前記端子本体部分に直接接触する電気接触部と、この電気接触部よりも先端側の位置で前記雄端子と接触し、かつ、両端子が離脱する際に前記電気接触部よりも後に前記雄端子の最終接触部で前記導電層から離れるアーク放電用接触部とを有するものである。

この構成によれば、端子嵌合状態での当該端子間の導通は、雄端子の導電層を通じてではなくそれ以外の端子本体部分（全体が導体で構成された部分）と雌端子の電気接触部との間で直接行われるので、雌端子が導電層にのみ接触して接続が行われる場合よりも信頼性が高まる。

また、雌端子のうち雄端子の最終接触部で導電層から離れることによりアーク放電が行われる接触部が電気接触部とは別の部位のアーク放電用接触部であるため、当該電気接触部を有効に保護して端子対の寿命を延ばし、また端子間の接続信頼性をより高めることができる。

より具体的には、前記雌端子の前端部に、前端が撓み変形可能なアーク放電用ばね接触片が形成され、このアーク放電用ばね接触片の前端が撓み変形した状態で前記雄端子の導電層に接触するように構成されているものが、好適である。この構成によれば、アーク放電を雌端子の本体部分よりも前方に離れた位置で行わせることができ、当該雌端子の保護をより確実に行うことができるとともに、前記アーク放電用ばね接触片の弾性変形による弾発力を利用して当該ばね接触片と導電層との接触をより確実にすることができる。

以上のように本発明は、端子対を構成する雄端子の最終接触部の少なくとも外側部分を絶縁体で構成し、さらにその表面を端子本体部分と電気的につながる導電層で被覆したものであるため、端子間にアークが発生してもそのアークの発生量を著しく低減でき、端子の変形を抑制できる。また、端子嵌合状態での当該端子間の導通は、導電層を通じてではなくそれ以外の端子本体部分（全体が導体で構成された部分）と雌端子の電気接触部との間で直接行われるので、雌端子が導電層にのみ接触して接続が行われる場合よりも信頼性が高まる。しかも、アーク放電が行われるアーク放電用接触部が前記電気接触部とは別の部位であるため、当該電気接触部を有効に保護して端子対の寿命を延ばし、また端子間の接続信頼性をより高めることができる。

以下、本発明に係る端子対に関して、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は本発明の端子を説明するための概略側面図であり、図２は雄端子の部分拡大断面図であり、図３は雄端子と雌端子との嵌合状態を示す部分拡大断面図であり、図４は雄端子と雌端子とが離脱するときの拡大断面図である。

図１（ａ）に示すように、雄端子１は、端子本体を構成する箱型部１ｂと、この箱型部１ｂから前方に延出する雄型電気接触部（雄タブ）１ａとを有し、その端子本体全体が例えば銅系金属といった高い導電性を有する材料で形成されており、この雄端子１は樹脂製のハウジング３と共に、雄型コネクタを形成している。一方、雌端子２は、箱型部２ｂを有し、その内側に接触用バネ片２ａと、このバネ片２ａと対向して前記雄タブ１ｂを挟持可能な第２の接触片２ａ’とが形成されており、この雌端子２も、前記雄端子１と同様に、樹脂製のハウジング４に収容され、雌型コネクタを形成している。そして、図１（ｂ）及び図３に示すように両端子１，２を嵌合することによって前記雄タブ１ａと前記接触用バネ片２ａ及び第２接触片２ａ’からなる雌型電気接触部２Ａとが互いに接触し、その接触によって端子１，２間での電気的導通が行われる。

ところで、このように嵌合している雄端子１と雌端子２とを離脱すると、雄タブ１ａと雌型接触部２Ａ間にアークが発生する虞がある。例えば、図４に示すように、雄端子１を雌端子２から後方に離脱させようとするとき、まず雄タブ１ａと接触用バネ片２ａとが離れ、次いで雄タブ１ａと第２接触片２ａ’とが離れる。そして雄端子１と雌端子２とが最終的に離れるとき、すなわち図４の例では雄タブ１ａと第２接触片２ａ’とが離れるとき、両端子間にアークが発生して、両端子を損傷する虞がある。

そこでこの端子対では、雄端子１において、端子が離脱するときに最後に離れる部分（以下、最終接触部と称する場合がある）１ｅを含む領域を絶縁層１ｃで被覆しており（図２、図４参照）、さらに、この絶縁層１ｃを、雄端子１の本体部分（導体部分）と電気的に接続される導電層（この例では、導電性金属層）１ｄによって被覆している。このように最終接触部１ｅを絶縁層１ｃ及び導電層１ｄで被覆すると、雌端子２から雄端子１が離れる直前までは導電層１ｄを媒介として雌端子２と雄端子１とを通電できると共に、両端子１，２が離れる時にアークが発生した場合には、前記導電層１ｄの内側に位置する絶縁層１ｃによってアークの発生量を著しく低減でき、雄端子１及び雌端子２の変形を抑制できる。

アーク低減の理由及び端子変形を抑制できる理由としては次のことが考えられる。

［第１の理由］
従来のように裸の端子間で一旦アークが発生すると、タブから次々と金属蒸気が供給されるため、さらにアークが強くなるのに対して、端子（図では雄タブ１ａ）が絶縁層で被覆されていると、タブ母体からの金属蒸気が遮断される。従って、金属蒸気の供給源はタブ母体に比べて厚みの小さな導電層だけに限られ、金属蒸気の供給がすぐにストップしてアークが小さくなる。

［第２の理由］
裸の端子間で一旦アークが発生すると、アークによってタブが溶融して変形するのに対して、端子が絶縁層及び導電層で被覆されていると、アークが発生しても損傷は表面の導電層にとどめられ、絶縁層より内側のタブ母体の形状は保持されるため、良好な嵌合性能を維持できる。

なお、絶縁層１ｃは少なくとも前記最終接触部１ｅに形成されていればよく、その具体的な形成部位は特に限定されない。ただし、嵌合状態で相手方の端子と接触する部分のうち、少なくとも一部には絶縁層を形成しないのが望ましい。例えば、図３に示す例では、雄端子１と雌端子２とがしっかりと嵌合した状態において、雄タブ１ａは接触用バネ片２ａ及び第２接触片２ａ’と接触している（以下、雄端子１ａのうち、接触用バネ片２ａとの接触部を接触部１ｆと称し、第２接触片２ａ’との接触部を接触部１ｆ’と称する）。そして前記接触部１ｆ、１ｆ’のうちの一部（図３の例では、接触部１ｆの全領域、及び接触部１ｆ’のうち根元側の領域）には絶縁層１ｃが形成されていない。嵌合状態での接触部に絶縁層１ｃを形成しないことにより、雄端子１は雌端子２と直接又は導電層１ｄを挟んで接触可能であり、嵌合状態での導電性を低下させる虞がない。

また前記絶縁層１ｃは、通常、前記最終接触部１ｅを含む所定の領域に形成されているが、少なくとも以下の領域に形成されているのが好ましい。

最終接触部１ｅから距離１mm以内の領域
好ましくは最終接触部１ｅから距離３mm以内の領域
さらに好ましくは最終接触部１ｅから５mm以内の領域
前記領域を絶縁層１ｃで被覆することにより、アークが絶縁層１ｃを超えて直接端子１に走るのを確実に防止できる。

なお雄端子１の場合、通常、先端部１ｇ又はその近傍（図の例では、部位１ｅ）が最終接触部になることが多い。そのため、雄端子１ａに絶縁層を形成する場合には、先端部１ｇから根元方向に向けて長さ１mm以上、好ましくは長さ３mm以上の領域を絶縁層１ｃで被覆するのが簡便である。

絶縁層１ｃの種類はアークを低減できる限り特に限定されないが、例えば、金属蒸着層［Ａｌ_２Ｏ_３（アルマイト）層、ＳｉＯ_２層、Ｓｉ_３Ｎ_４層、ＴｉＯ_２層など］、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挙げられる。

なお前記金属層は、必ずしも蒸着等によって形成する必要はなく、金属めっきによる方法、金属箔化した後に端子に貼り付ける方法等により形成してもよい。

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。

絶縁層１ｃの厚みは、通常、０．５〜５００μｍ程度、好ましくは５〜５０μｍ程度である。

また絶縁層の電気抵抗は、通常、１×１０^１６Ω以上であるが、タブに用いる金属（銅系金属）よりも電気抵抗が高ければ、アークを低減できる。すなわち絶縁層はアークを低減できる限り若干電気を通してもよく、その場合絶縁層の電気抵抗は、例えば、１Ω以上、好ましくは２０Ω以上である。

一方、導電層１ｄは前記絶縁層１ｃを被覆している限り形成部位は特に限定されないが、導電層１ｄを端子１と確実に電気的に接続するためには、通常、絶縁層１ｃの表面のみならず、絶縁層１ｃの外縁部から少なくとも長さ０．１mm（好ましくは、少なくとも長さ１mm）の領域を被覆するのがより好ましい。また、端子１（又はタブ１ａ）全体を導電層１ｄで被覆してもよいが、全体を被覆しない場合は、導電層１ｄによる被覆領域は、通常、前記絶縁層１ｃの外縁部から長さ３mm以内程度が好適である。

導電層の種類としては、例えば、導電性金属（Ｓｎ、Ｎｉ、Ａｌ、Ａｇ、Ａｕ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）などが挙げられる。なお、金属めっきによって金属層を形成する場合、無電解めっきでは金属層の強度が弱い場合がある。そのため、無電解めっきする場合には、そ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。

導電層は薄膜（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）であるのが好ましい。導電層の厚みが薄いほど、アークが発生したときの金属蒸気の供給量を低減でき、アークの発生量自体を低減できる。なお導電層は、通常、０．０１μｍ以上、好ましくは０．１μｍ以上である。

絶縁層１ｃと導電層１ｄとの組合わせは特に限定されず、絶縁層１ｃの表面を導電層１ｄで直接被覆可能な組合わせのみならず、絶縁層１ｃの表面を導電層１ｄで直接被覆できない組合わせであってもよい。直接被覆できない場合は、絶縁層１ｃと導電層１ｄとの間に中間層を介在させて、絶縁層１ｃを導電層１ｄで被覆する。以下、組合わせについて例示する。

［絶縁層１ｃの表面を導電層１ｄで直接被覆可能な組合わせ］
絶縁層１ｃ：樹脂系絶縁層（エナメル層など）
導電層１ｄ：導電性樹脂層
［中間層を介在させる組合わせ］
絶縁層１ｃ：黒色処理層、クロメート処理層、樹脂系絶縁層（エナメル層など）など
導電層１ｄ：導電性金属のめっき層（電解めっき層など）
前記中間層としては、無電解めっき層（例えば、Ｎｉ、Ｓｎ、Ａｌなどの無電解めっき層）が挙げられる。

なお、絶縁層及び導電層は、雄端子に代えて雌端子に形成してもよく、雄端子及び雌端子の両方に形成してもよい。例えば、上記図示の例において雌端子に導電層を形成する場合、第２接触片２ａ’が最終接触部２ｅを有するため、この部位２ｅを含む領域に絶縁層及び導電層を形成してもよい。なお端子の形状によっては、バネ片２ａが最終接触部を有する場合もある。その場合は、バネ片２ａに絶縁層及び導電層を形成してもよい。

本発明の端子は、最終接触部が絶縁層で被覆されているため、たとえアークが発生してもすぐに消失し、アークによる損傷は導電層で止まり、端子自体は損傷しない。そして導電層の一部が損傷して絶縁層が露出しても、残存している導電層部分で通電し（すなわち別の箇所からアークがとび）かつそのアークを低減できるため、導電層が略完全に剥離するまでは複数回（例えば、３〜２００回程度）繰り返して使用できる。そのため、この端子を例えば自動車用のワイヤーハーネスに使用すると、高電圧が負荷されているにも拘わらず、保守、整備程度の取り外しでは導電層が略完全に剥離する可能性が低く、有利である。

前記雄端子１は、それ全体を単一の材料で一体に形成することも可能であるが、例えば前記図１に示すように雄タブ１ａの先端側特定部位の限られた領域のみに絶縁層１ｃを局所的に施すには、予め面倒なマスキング処理をしておく手間が必要となる。また、当該絶縁層１ｃの上に良好な導電層１ｄ（めっき層）を施すには、当該絶縁層１ｃの表面をエッチング処理することがきわめて好ましいが、全体が一体に形成された雄端子１に絶縁層１ｃが設けられている場合、当該雄端子１の本体部分は腐食させずに絶縁層１ｃの表面のみを十分にエッチング処理することは非常に難しい。

そこで、本発明にかかる端子においては、例えば図５に示す雄端子１のように、端子本体部１２と端子先端部１１とを各々別々に製造してから両者を合体させるようにすることが、より好ましい。

図示の端子本体部１２は、通常の端子と同様に単一の金属板で構成されているが、その前端には端子先端部嵌合用の電気接触部１２ｂが形成されている。この電気接触部１２ｂは、図例では偏平な矩形状の断面を有し、その両側面には係止孔１２ｄが形成されている。

一方、端子先端部１１は、前記雄タブ１ａに相当する形状のタブ部１１ａを有し、このタブ部１１ａの後端面中央から後方に嵌合部１１ｂが突出するとともに、同後端面の左右両側部から後方に被係止腕１１ｃが延び、両被係止腕１１ｃの後端外側面に被係止突起１１ｄが形成されている。嵌合部１１ｂ及び被係止腕１１ｃは前記電気接触部１２ｂ内にほぼ隙間なく嵌入される厚み寸法を有しており、その嵌入状態で図６に示すように前記各被係止突起１１ｄが電気接触部１２ｂの係止孔１２ｄに嵌まり込むことにより、端子先端部１１が端子本体部１２の前側に係止されて雄端子１全体が組み上げられるようになっている。

ここで、前記端子先端部１１は、図６に示すように、絶縁材料からなる母体の表面に導電層１ｄが設けられた構成となっており、例えば当該母体を一体成形した後、その表面をエッチング処理してからその上に導電層１ｄを形成することにより、（マスキング処理をすることなく）簡単に製造することが可能となっている。

前記母体を構成する材料は、耐熱性の高いものが好ましく、アルミナや窒化アルミニウム等のセラミック系材料、エポキシ系やフェノール系等の熱硬化性樹脂、ＰＥＥＫ、ＰＰＳ等の熱可塑性樹脂が好適である。金属めっきとしては、上述と同様、例えば銅やニッケルによる無電解めっきや、当該無電解めっきとスズ等による電解めっきまたは溶融めっきとの組み合わせを採用することができる。また、当該金属めっきに代え、蒸着、導電性塗料の塗布、金属箔や導電性フィルムの貼着、金属コーティングや焼き付け、等の手段をとることも可能である。

前記導電性塗料としては、例えばグリースやオイル等の比較的粘度の高い媒体にＣｕ，Ａｌ，Ａｇ，Ａｕといった金属粉体を混入させたものが、好適である。その他、流動性を有する導電材料として、室温近傍で液相をなす金属（例えばＨｇ，Ｋ，Ｃｓ）や、電解性水溶液（例えば塩化ニッケル、塩化コバルト、塩化マンガンの水溶液）を絶縁材料からなる母体の表面に塗布するようにしてもよい。塗布後の端子使用時にも流動性を保ち得る塗料を塗布するようにすれば、仮に端子先端部でアーク放電が発生してそのアーク放電発生部分の塗料が飛んでしまっても、その欠損個所を補うように当該個所に対して周囲から塗料が流れ込むため、長期にわたって良好なアーク防止効果を維持することが期待できる。

また、前記母体は必ずしも全体が絶縁材料で成形されていなくてもよく、例えばアルミニウムや銅からなる母体の表面に酸化皮膜を形成して絶縁層を構築するようにしてもよい。その他、樹脂コーティングやエナメルの焼き付けといった手段をとることも可能である。ただし、前記のように端子先端部１１の母体全体を絶縁材料で成形するようにすると、何らかの要因で絶縁層が破断されてしまうといったおそれがなく、より確実にアーク抑止機能を維持することができるとともに、改めて絶縁層を形成する必要がなくなり、工数を削減できる利点が得られる。

また、本発明にかかる端子は、前記のようなタブ状のものに限られず、その具体的な形状及び構造は種々設定が可能である。その一例として、図７及び図８は、円筒状の電気接触面をもつ雄端子１及び雌端子２を示したものである。

図において、雄端子１は端子先端部１１と端子本体部１２とに分割されている。

端子先端部１１は、円柱状の電気接触部１１ｆと、この電気接触部１１ｆから後方に延びる小径の連結軸１１ｅとを一体に有し、電気接触部１１ｆの先端１１ｇは先尖り状（円錐台状）に形成されている。

端子本体部１２は、円筒状の電気接触部１２ｅを有し、その後方に連結軸バレル１２ｆ及び電線バレル１２ｇを有している。電気接触部１２ｅは、前記連結軸１１ｅが挿入可能な内径と、前記電気接触部１１ｆの外径に等しい外径とを有し、この電気接触部１２ｅに前側から挿入された連結軸１１ｅが前記連結軸バレル１２ｆによって把持されることにより、端子本体部１２と端子先端部１１とが一体化されるとともに、前記電線バレル１２ｇによって電線が保持された状態で当該電線と雄端子１とが電気的に接続されるようになっている。

雌端子２は、前記電気接触部１１ｆ，１２ｅが隙間なく嵌入される円筒状の電気接触部２ｄを有し、その後方に導線バレル２ｆ及びインシュレーションバレル２ｇが形成されている。

このような構造においても、前記端子先端部１１の母体の少なくとも表面部分を絶縁材料で構成し、その外側に導電層を形成することにより、前記と同様のアーク抑止効果を得ることができる。すなわち、電気接触部１１ｆ，１２ｅが電気接触部２ｄに嵌入されている完全嵌合状態から離脱する際、薄い導電層が形成された電気接触部１１ｆの先端部分が最後に電気接触部２ｄから離れるようにすることにより、その離れた瞬間に発生するアークを有効に抑止して雄端子１を保護することができる。

前記端子先端部１１の成形方法は、母体を成形してからその表面に導電層を配するものに限られない。例えば、図２１（ａ）に示すように、導電層を構成する筒体（一般には薄肉の金属筒）１５の内側にアルミナや窒化ケイ素といったセラミックの粉末１６を充填しておき、これをプレスによる延伸等で端子本体部の目標形状（例えば図２１（ｂ）に示すような形状）に成形し、かつ、当該セラミック粉末１６を焼結して前記筒体１５と一体化させることによっても、絶縁材料製の母体の表面に導電層をもつ端子先端部を簡単に製造することが可能である。かかる成形法は、前記絶縁材料として、セラミックの他、ナイロンＡＢＳ等の合成樹脂を用いる場合にも適用が可能である。

なお、前記雄端子１における端子先端部１１と端子本体部１２との連結構造は図示のものに限られない。例えば図９に示すように、端子先端部１１の連結軸１１ｅの外周面に凹部１１ｈを形成しておき、この凹部１１ｈに対して端子本体部１２の円筒状電気接触部１２ｅの外周壁から内側へ係止爪１２ｈを食い込ませるようにしてもよい。

前記図７及び図８と同様にして雄端子１を端子先端部１３と端子本体部１４とに分割した別の例を図１０〜図２０に示す。

ここに開示する雄端子１は、図１０〜図１３に示すように、その端子先端部１３が合成樹脂等の絶縁材料により母体が一体成形され、その表面にめっき等による導電層１ｄが設けられたものであり、略直方体状の頭部１３ａと、この頭部１３ａから後方に延びる嵌入部１３ｂとを一体に有する全体形状を有し、嵌入部１３ｂの断面形状は頭部１３ａの断面形状よりも一回り小さくなっている。さらに、頭部１３ａの後半部から嵌入部１３ｂにかけて、その上面には、軸方向に延びる凹溝１３ｃが形成されている。

端子本体部１４は、高い導電性をもつ金属板を折り曲げることにより全体が形成されたもので、箱状に形成された本体部分１４ａから前方に筒状（図例では略角筒状）の電気接触部１４ｂが延び、この電気接触部１４ｂ内に前記端子先端部１３の嵌入部１３ｂが嵌入された状態で固定されている。詳しくは、当該嵌入部１３ｂの後部底面に凹部１３ｄが形成される一方、電気接触部１４ｂの底壁後部に上方に突出する係止爪１４ｄが形成され、この係止爪１４ｄが前記凹部１３ｄに嵌まり込むことにより端子先端部１４が端子本体部１３に係止されるようになっている。

さらに、前記電気接触部１４ｂの底壁からは前記端子先端部１３の頭部１３ａを下から支持するための舌片１４ｔが延長される一方、同電気接触部１４ｂの天壁からは前方にばね接触片１４ｃが延長されている。このばね接触片１４ｃの前端部は撓み変形（弾性変形）可能であり、当該先端部下面には下方に突出する接点用突起１４ｐが形成されている。そして、この電気接触部１４ｂ内に前記端子先端部１３の嵌入部１３ｂが嵌入される際にこの端子先端部１３の凹溝１３ｃ内に前記ばね接触片１４ｃが侵入し、かつ、このばね接触片１４ｃの先端部が上方に撓み変形した状態で当該先端部に設けられた接点用突起１４ｃが凹溝１３ｃの前部底面上の導電層１ｄに圧接するように構成されている。

端子本体部１４は、その本体部分１４ａよりも後方の位置に導線バレル１４ｅ及びインシュレーションバレル１４ｆを順に有している。導線バレル１４ｅは、絶縁電線３０の先端に露出した中心導線３１を抱き込むように当該中心導線３１と圧着され、これにより当該中心導線３１と端子本体部１４とが電気的に接続される。インシュレーションバレル１４ｆは、前記中心導線３１よりも後方の位置で絶縁電線３０の絶縁被覆３２を抱き込むように保持する。

この雄端子１と対をなす雌端子２を図１４〜図１６に示す。この雌端子２は、前記雄端子１の端子本体部１４と同様、高い導電性をもつ金属板を折り曲げることにより全体が形成されたもので、箱状の電気接続部２０と、その後方に形成された導線バレル２ｅ及びインシュレーションバレル２ｆとを一体に有している。これら導線バレル２ｅ及びインシュレーションバレル２ｆは、前記雄端子１の導線バレル１４ｅ及びインシュレーションバレル１４ｆと同様、接続すべき絶縁電線４０の中心導線４１及び絶縁被覆４２をそれぞれ抱き込むように保持するものである。

前記電気接続部２０には、前記雄端子１に対する電気接触部として、電気接続部２０の天壁下面に軸方向に延びる突条２１が形成される一方、底壁前端から上側に略１８０°曲げ返されたばね接触片２２が形成され、このばね接触片２２の後端部（撓み可能な自由端部）の上面に接点用突起２２ａが突設されている。そして、この接点用突起２２ａと前記突条２１とで上下から挟まれるようにしながら前記雄端子１が電気接続部２０内に嵌入されるようになっている。

さらに、この雌端子２の特徴として、前記電気接続部２０の左右側壁から前方にアーク放電用接触部である固定接触片２４及びばね接触片２６が延びている。

固定接触片２４は、電気接触部２０の左側側壁からそのまま前方に延長されたもので、その前端には内側に突出する接点用突出部２４ａが形成されている。ばね接触片２６は、その上下及び前側がスリット２５で囲まれ、かつ、前端部が若干内側寄りに傾斜されており、当該前端部が左右方向に撓み変形可能となっている。さらに、前記スリット２５よりも前側の金属板部分は外向きに略１８０°折り返され、前記ばね接触片２６を外側から保護する保護板部２７を形成している。そして、前記ばね接触片２６と固定接触片２４とで前記雄端子１が左右両側から挟み込まれるようになっている。

次に、この端子対の作用を説明する。

まず、図１７及び図１８に示すように両端子１，２同士が完全に嵌合された状態では、雌端子２の電気接続部２０におけるばね接触片２２が下方に撓み変形した状態で当該ばね接触片２２の接点用突起２２ａと突条２１とで雄端子１の電気接触部１４が上下から挟み込まれ、前記ばね接触片２２の弾発力によってその接点用突起２２ａと突条２１とがそれぞれ電気接触部１４の底壁及び天壁に圧接している。この圧接部分を通じて端子１，２間の電気的導通が確保される。

なお、雄端子１においては、端子本体部１４のばね接触片１４ｃが撓み変形しながらその弾発力で当該ばね接触片１４ｃの接点用突起１４ｐが端子先端部１３の表面の導電層１ｄに圧接しているため、この圧接によって当該導電層１ｄと端子本体部１４との導通も確保されている。また、図示の端子本体部１４においては、端子先端部１３との電気的導通を確保するためのばね接触片１４ｃと、端子先端部１３を機械的に係止するための係止部（係止爪１４ｄ）とが別部位となっており、前記ばね接触部１４ｃに強度的負担がかからないので、その変形等を抑制して接続信頼性を高めることが可能となっている。

次に、この完全嵌合状態から端子１，２同士の離脱作業が開始されると、まず、突条２１と電気接触部１４の天壁との接触が解除され（図１９）、次いで、電気接触部１４における舌片１４ｔとばね接触片２２の接点用突起２２ａとの接触も解除されるが、その時点でもまだ、雌端子２の固定接触片２４及びばね接触片２６と端子先端部頭部１３ａの表面に設けられた導電層１ｄとの接触は保たれており、かつ、この導電層１ｄと端子本体部１４との導通が確保されているので、前記の接触が解除された接点同士の間にアーク放電は発生しない。

そして、前記固定接触片２４及びばね接触片２６と導電層１ｄとが離れる瞬間（図２０）に、その導電層１ｄと固定接触片２４またはばね接触片２６との間にアーク放電が発生する可能性があるが、前記導電層１ｄは金属めっき等で構成された極めて薄い膜であるため、前記アーク放電が生じたとしても軽微であり、端子は有効に保護される。しかも、前記導電層１ｄに端子本体部１４が接触する部位は、当該端子本体部１４に後端がつながっているばね接触片１４ｃの前端部に形成された接点用突起１４ｐであり、この接触部位と前記導電層１ｄが雌端子２から最後に離れる部位（先端部）との距離が短いので、前記雌端子２と離れる直前に導電層１ｄを電流が流れる径路が短く、当該電流による発熱が有効に抑止される。

以上示した構造のように、アーク放電を雌端子２における正規の電気接触部（図例では突条２１及びばね接触片２２）とは別のアーク放電用接触部（図例では固定接触片２４及びばね接触片２６）で発生させるようにすれば、前記正規の電気接触部をアークから有効に保護することができ、端子間の接続信頼性をより高めることが可能になる。

以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。

実施例１
図１〜４の雄コネクタ及び雌コネクタを形成した。ただし、絶縁層としてポリイミド層（厚み＝１０μｍ、電気抵抗＝１×１０^１６Ω以上）を、中間層（図示せず）として無電解めっきしたＮｉ層を、導電層として電解めっきしたＳｎ層（厚み＝１０μｍ）を形成した。

雄コネクタ１及び雌コネクタ２を接続し、４２Ｖの電圧を負荷した状態で、雌コネクタ２から雄コネクタ１を抜いた。アークの放電時間は正確な計測ができない程短く、約０．１秒程度であった。放電後、雄端子の先端の導電層は若干破壊していたが、端子形状自体には異常は認められなかった。

比較例１
導電層、中間層及び絶縁層を形成しない以外は、実施例１と同様にした。

実施例１と同様にしてアークの放電時間を調べたところ、約１秒であった。放電後、雄端子の先端は丸くなっていた。

本発明の端子及びコネクタの概略側面図である。 図１の雄端子の部分拡大断面図である。 図１の雄端子及び雌端子の嵌合状態を示す部分拡大断面図である。 雄端子と雌端子とが離脱する状態を示す部分拡大断面図である。 端子本体部と先端部とが別々に製造される雄端子の例を示す分解斜視図である。 図５の雄端子の組み上げ状態を示す一部断面平面図である。 円筒状の電気接触面をもつ雄端子の例を示す分解斜視図である。 図７の雄端子とこれに嵌合される雌端子とを示す斜視図である。 端子本体部への端子先端部の係止構造例を示す一部断面正面図である。 端子本体部と先端部とが別々に製造される雄端子とこれに嵌合される雌端子の他の例を示す分解斜視図である。 図１０に示す雄端子の端子本体部と先端部とが合体された状態を示す斜視図である。 図１１に示す雄端子の断面正面図である。 図１１に示す雄端子の断面平面図である。 図１０に示す雌端子を前方から見た斜視図である。 図１４に示す雌端子の断面正面図である。 図１４に示す雌端子の断面平面図である。 図１０に示す端子対の完全嵌合状態を示す断面正面図である。 前記端子対の完全嵌合状態を示す断面平面図である。 前記端子対の離脱作業が開始された状態を示す断面正面図である。 前記端子対が完全に離脱される直前の状態を示す断面平面図である。 （ａ）は雄端子の端子本体部を製造するにあたって筒体の内側にセラミック粉末を充填した状態を示す断面図、（ｂ）はその充填物を端子本体部の目標形状に変形した状態を示す断面図である。

符号の説明

１ 雄端子
１ｃ 絶縁層
１ｄ 導電層
１ｅ，２ｅ 最終接触部
１ｆ 先端部
１１，１３ 端子先端部
１２，１４ 端子本体部
１４ｃ ばね接触片（ばね接触部）
１４ｄ 係止爪（係止部）
１５ 筒体
１６ セラミック粉末
２ 雌端子
２１ 突条（電気接触部）
２２ａ 接点用突起（電気接触部）
２４ 固定接触片（アーク放電用接触部）
２６ ばね接触片（アーク放電用接触部）
３，４ ハウジング

Claims (2)

1. 雌端子と、この雌端子と嵌合することによって当該雌端子と通電可能な雄端子とからなる端子対であって、
   前記雄端子は、全体が導体で構成された端子本体部分と、この雄端子のうち前記雌端子から離脱するときに最後に離れる部位である最終接触部を含む領域の少なくとも外側部分を構成する絶縁体と、この絶縁体の表面を覆い、かつ前記端子本体部分と電気的につながる導電層とを有していて、この導電層が前記最終接触部で前記雌端子と最後に離れるように構成されている低アーク性端子であり、
   前記雌端子は、前記雄端子と完全に嵌合した状態で、前記導電層が設けられていない前記端子本体部分に直接接触する電気接触部と、この電気接触部よりも先端側の位置で前記雄端子と接触し、かつ、両端子が離脱する際に前記電気接触部よりも後に前記雄端子の最終接触部で前記導電層から離れるアーク放電用接触部とを有することを特徴とする低アーク性端子を含む端子対。
2. 請求項１記載の低アーク性端子を含む端子対において、前記雌端子の前端部に、前端が撓み変形可能なアーク放電用ばね接触片が形成され、このばね接触片の前端が撓み変形した状態で前記雄端子の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低アーク性端子を含む端子対。
   

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