JP4890983B2

JP4890983B2 - コネクタ及びコネクタユニット

Info

Publication number: JP4890983B2
Application number: JP2006195481A
Authority: JP
Inventors: 貴哉近藤
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2006-07-18
Filing date: 2006-07-18
Publication date: 2012-03-07
Anticipated expiration: 2026-07-18
Also published as: JP2008027604A

Description

本発明は、端子に塗布したアーク発生防止剤を保持することが可能なコネクタ及びコネクタユニットに関する。

自動車には多くの電子機器が搭載されており、電子機器はワイヤハーネスを介して、自動車や他の電子機器と接続されている。ワイヤハーネスと電子機器とは、それぞれが備えたコネクタ同士が嵌合することにより接続され、ワイヤハーネスは電子機器に電力や制御信号等を伝達する。

嵌合して電気的に接続しているコネクタ同士が外されると、接触していたコネクタの端子同士は離れる。この際、コネクタに加わる電圧が高い場合は、端子同士が離れる瞬間に端子同士の間でアーク放電が発生する。このアーク放電により、端子は溶解して形状が変化し、端子間の接触不良を引き起こす虞がある。またコネクタの挿抜を繰り返すことにより、アーク放電による端子の形状が著しく変形し、挿抜不能の状態になる虞もある。特に自動車においては、電源の高電圧化により、アーク放電による端子への影響は甚大である。

この種の問題を解決するために、様々なコネクタが用いられてきた（例えば特許文献１参照）。この種のコネクタは、互いに嵌合可能な相手方コネクタの相手方端子と接触して電気的に接続する端子と、アーク抑止体とを備えている。アーク抑止体は、導電性物質よりなり、前記端子と電気的に接続されている。アーク抑止体は、接触していた前記端子と相手方端子とが離れた時に、相手方端子と接触して、前記端子と相手方端子を電気的に接続する位置に設けられている。

アーク抑止体と端子とを備えたコネクタと、相手方端子を備えた相手方コネクタとが嵌合している場合、前記端子と相手方端子とは接触し電気的に接続されている。前記コネクタと相手方コネクタとが外されると、前記端子と相手方端子とが離れる。アーク抑止体は、前記端子が相手方端子から離れた後も相手方端子と接触を続け、コネクタ間の電気的な接続を維持する。これにより、アーク抑止体は、前記端子と相手方端子との間で起こり得るアーク放電を抑制する。最後に電気的接続が切断されるアーク抑止体と相手方端子との間では、アーク放電が起こり得る。しかし、アーク抑止体は端子と比較して非常に薄く金属供給が直ちに停止するため、アーク放電はすぐに消滅する。アーク放電によりアーク抑止体の一部は溶損するが、相手方端子の損傷は少ない。
特開２００３−２４９３０２

前述した特許文献１等に記載されたコネクタは、アーク抑止体を備えていた。このため、コネクタの構造が複雑になり生産コストが高くなる傾向があった。またアーク抑止体の相手方端子との接触部は、アーク放電が起こると容易に溶損し、溶損した接触部はアーク抑止体として機能しなくなっていた。

したがって、本発明の目的は、簡単な構造の、繰り返し挿抜可能なアーク発生を防止できるコネクタ及びコネクタユニットを提供することにある。

前記課題を解決し目的を達成するために、請求項１に記載の本発明のコネクタは、互いに嵌合可能な相手方コネクタの相手方端子と接触して電気的に接続する端子を備えたコネクタにおいて、前記端子の前記相手方端子との接触部に微細な凹凸が設けられ、前記凹凸に絶縁性のグリースまたは油状物質から構成されるアーク発生防止剤が塗布され、かつ、該凹凸により該アーク発生防止剤が保持されていることを特徴としている。

請求項２に記載の本発明のコネクタユニットは、請求項１に記載のコネクタと、前記コネクタに嵌合可能な相手方コネクタとを備えたことを特徴としている。

請求項１に記載した本発明のコネクタによれば、端子の接触部に微細な凹凸を設け、凹凸にアーク発生防止剤を塗布している。このため、塗布されたアーク発生防止剤は、接触部の凹凸により効果的に保持され、他部へ流出しにくい。

請求項２に記載した本発明のコネクタユニットによれば、端子の接触部に微細な凹凸を設け、凹凸にアーク発生防止剤を塗布している。このため、塗布されたアーク発生防止剤は、接触部の凹凸により効果的に保持され、他部へ流出しにくい。

以上説明したように、請求項１に記載の本発明は、端子の接触部に微細な凹凸を設け、凹凸にアーク発生防止剤を塗布している。このため、塗布されたアーク発生防止剤は、接触部の凹凸により効果的に保持され、他部へ流出しにくい。したがって、簡単な構造でありながら、繰り返される挿抜作業においても、アーク発生防止剤により接触部間でのアーク放電を抑制することができる。またアーク放電が発生しても、接触部はアーク発生防止剤で覆われているため、直接アークに触れることはなく、アーク放電による溶損は少ない。したがって、アーク放電による端子の溶損を抑制することができる。

また、端子の接触部に微細な凹凸を設けているため、接触部間の接触面積が小さい。つまり、アーク放電が発生しても、金属供給は少なく、アーク放電を低減することができる。したがって、アーク放電による端子の溶損を抑制することができる。

請求項２に記載の本発明は、端子の接触部に微細な凹凸を設け、凹凸にアーク発生防止剤を塗布している。このため、塗布されたアーク発生防止剤は、接触部の凹凸により効果的に保持され、他部へ流出しにくい。したがって、簡単な構造でありながら、繰り返される挿抜作業においても、アーク発生防止剤により接触部間でのアーク放電を抑制することができる。またアーク放電が発生しても、接触部はグリースで覆われているため、直接アークに触れることはなく、アーク放電による溶損は少ない。したがって、アーク放電による端子の溶損を抑制することができる。

以下、本発明の一実施形態にかかるコネクタユニットを、図１ないし図５を参照して説明する。本発明の一実施形態にかかるコネクタユニット１は、図１に示すように、コネクタ２と、コネクタ２に嵌合可能な相手方コネクタ１７と、を備えている。コネクタ２は、ハウジング３と、端子９とを備えている。相手方コネクタ１７は、相手方ハウジング１８と、相手方端子２６とを備えている。

ハウジング３は、絶縁性の合成樹脂からなり、図１に示すように、筒状に成形されている。ハウジング３は、開口部の一方にはハウジング収容室４を備え、相手方ハウジング１８を収容する。開口部の他方には端子収容室８を備え、端子９を収容する。ハウジング収容室４の上壁５の内面６には、係合受け部としてのロック穴７が設けられている。ロック穴７は、上壁５の内面６から凹に形成され、上壁５を貫通していない。ロック穴７は、後述する相手方ハウジング１８の係合突起２５と係合可能である。

端子９は、導電性の板金等からなり、図１に示すように、ハウジング３の端子収容室８に収容されている。端子９は、電線１５と接続される電線接続部１０と、相手方端子２６と接触する接触部１２と、を備えている。電線接続部１０は、複数のかしめ片１１を備えている。かしめ片１１は、電線１５の端末をかしめ、電線１５の芯線１６と電気的に接続する。

接触部１２は、略棒状に形成され、図１に示すように、嵌合する相手方コネクタ１７に対向する方向に、ハウジング収容室４内に突出して設けられている。接触部１２は、ハウジング３と相手方ハウジング１８とが嵌合すると、図３ないし図５に示すように、相手方端子２６の接触部２９と接触し、端子９と相手方端子２６とは電気的に接続する。接触部１２の表面には、図２に示すように、微細な凹凸１３が設けられている。

凹凸１３の凹みは、直径１μｍ〜５００μｍ程度の丸形に形成されている。凹凸１３は、凹凸形状を持つロールによる圧延により、端子成形前の板金時等に形成する。凹凸１３は、端子成形時に、表面が凹凸である金型によるプレスにより形成してもよい。また凹凸１３は、端子成形後に、セラミック、ガラスや金属等のショット材を用いたショットピーニングにより形成してもよい。凹凸１３には、アーク発生防止剤として後述する構成のアーク発生を防止するグリースが塗布され、図１及び２に示すように、グリース層１４が形成されている。グリースは、ディップコーティングにより凹凸１３に塗布する。グリースは、刷毛等の塗布具により直接塗布してもよい。

相手方ハウジング１８は、図１に示すように、絶縁性の合成樹脂からなる。相手方ハウジング１８は、端子収容室１９とロックアーム２１とを備えている。端子収容室１９は、筒状に成形され、相手方端子２６を収容する。

ロックアーム２１は、図１に示すように、端子収容室１９の上壁２０に平行な壁２３と、上壁２０と壁２３とを連結する連結壁２２と、を一体に備え、側面から見て倒立Ｌ字状に形成されている。ロックアーム２１は、可撓性を有している。ロックアーム２１は、壁２３の外面２４から凸に、係合部としての係合突起２５を備えている。相手方ハウジング１８がハウジング収容室４に収容されると、ロックアーム２１の壁２３の外面２４と、ハウジング収容室４の上壁５の内面６とが接し、係合突起２５とロック穴７とは係合する。

相手方端子２６は、導電性の板金等からなり、図１に示すように、電線１５と接続される電線接続部２７と、端子９と接触する接触部２９と、を備えている。電線接続部２７は、複数のかしめ片２８を備えている。かしめ片２８は電線１５の端末をかしめ、電線１５の芯線１６と電気的に接続する。

接触部２９は、略箱状に形成され、図１に示すように、嵌合するコネクタ２に対向する方向に開口している。接触部２９は、内側の上面には板状接触片３０が設けられており、内側の下面には弾性接触片３１が設けられている。接触部２９は、ハウジング３と相手方ハウジング１８とが嵌合すると、図５に示すように、板状接触片３０と弾性接触片３１とが端子９の接触部１２を挟持し、端子９と相手方端子２６とは電気的に接続する。接触部２９の表面には、図２に示すように、微細な凹凸３２が設けられている。凹凸３２は、端子９の接触部１２に設けられた凹凸１３と同様であるので、詳細な説明は省略する。

アーク発生防止剤としてのグリースは、後述する基油、増ちょう剤、添加物から構成される。構成比としては、基油が９５〜７０重量％、増ちょう剤と添加剤が５〜３０重量％である。増ちょう剤の割合を増加させると、アーク発生はより防止できる一方、グリースの体積抵抗率が増大し通電性が低下する。増ちょう剤は１５重量％以下、添加剤は１０重量％以下がよい。また、グリースのちょう度が比較的高いものや、基油の粘度が比較的低いものは、凹凸１３、３２に塗布した際に、他部に流出しにくく外観の損害や埃等の付着を防ぐことが可能である。

基油は、鉱物油系では、パラフィン系鉱物油、ナフテン系鉱物油がアーク発生をより防止できる。合成油系では、ポリオールエステル油、ポリアルキレングリコール油、ジエステル油、次いでポリ−α−オレフィン油、最後にジフェニルエーテル油がアーク発生をより防止できる。以上の基油から、一種または二種以上が選択可能である。同種の基油の場合には、粘度が低い方がアーク発生をより防止できる。これは、粘度が低いと糸引き性即ち追従性がなく接触部への塗れ性に優れるため、十分なグリース層が形成されるためである。

増ちょう剤は、有機化ベントナイト、カルシウム複合石けん、次いでウレア化合物、リチウム石けん、カルシウム石けん、アルミニウム石けんがアーク発生をより防止できる。。以上の増ちょう剤から、一種又は二種以上が選択可能である。有機化ベントナイトを含むグリースは、粒子形状によっては通電しないこともあるが、粒状にして基油に添加すると通電性が向上する。

添加剤は、酸化防止剤、帯電防止剤、増粘剤から、一種又は二種以上が選択可能である。帯電防止剤としては、非イオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、アニオン系とカチオン系との混合界面活性剤から、一種又は二種以上が選択可能である。

本実施形態では、アーク発生を防止するグリースとして以上のような構成のグリースを用いる。なお、前記グリースは絶縁性である。凹凸１３、３２に絶縁性のグリースを塗布しても、図５に示すように、接触部１２、２９同士が直接接触している場合、又は図４に示すように、接触部１２、２９同士が薄いグリース層１４、３３を介して接触している場合は、通電可能である。

前述した構成のコネクタ２と相手方コネクタ１７とを嵌合させる際には、まず、図１に示すように、コネクタ２のハウジング収容室４に、相手方コネクタ１７の相手方ハウジング１８を侵入させる。この時、端子９の略棒状の接触部１２は、図３に示すように、相手方端子２６の略箱状の接触部２９に徐々に侵入する。

相手方ハウジング１８は、図１に示すように、ロックアーム２１の壁２３の外面２４と、ハウジング収容室４の上壁５の内面６とを接触させ、ハウジング収容室４に侵入する。壁２３の外面２４に設けられた係合突起２５が上壁５と接すると、壁２４は、連結壁２２と離れた側が、端子収容室１９に接近する方向に弾性変形する。相手方ハウジング１８は、係合突起２５の上面と上壁５の内面６とを接しながら、ハウジング収容室４に侵入する。係合突起２５がロック穴７に到達すると、係合突起２５とロック穴７とは係合する。同時に、ロックアーム２１の弾性復元力により、壁２３の外面２４と上壁５の内面６とが互いに接し、ハウジング３と相手方ハウジング１８とは嵌合する。

前述したハウジング３と相手方ハウジング１８との嵌合と並行して、端子９と相手方端子２６とが互いに接近する。端子９の接触部１２は、図３に示すように、相手方端子２６の接触部２９にさらに侵入する。

続いて、図４に示すように、端子９の接触部１２と相手方端子２６の接触部２９とが接触する前に、接触部１２、２９のグリース層１４、３３同士が互いに接近し、接触する。接触部１２と接触部２９とには表面に凹凸１３、３２を設け、アーク発生を防止するグリースを塗布している。塗布されたグリースは絶縁性であるが、接触部１２、２９同士が薄いグリース層１４、３３を介して接触している部分においては、通電可能である。よってグリース層１４、３３が接触する時に、アーク放電が発生する可能性がある。しかし接続部１２、２９の表面はアーク発生を防止するグリースで覆われており、アーク放電による端子９及び相手方端子２６の溶損を抑制できる。

最後に、図５に示すように、接触部１２、２９同士が互いに接触する。接触部１２は、接触部２９の弾性接触片３１を下方向に弾性変形させる。接触部１２は、板状接触片３０と弾性接触片３１とに挟持され、端子９と相手方端子２６とは接触する。

コネクタ２と相手方コネクタ１７とを外す際には、ロックアーム２１の壁２３の、連結壁２４と離れた側を、相手方コネクタ１７の端子収容室１９に接近する方向に弾性変形させる。すると、係合突起２５とロック穴７の係合が外れる。この状態でハウジング３と相手方ハウジング１８とを互いに逆方向に引っ張ることにより、ハウジング３と相手方ハウジング１８とを外すことができる。

前述したハウジング３と相手方ハウジング１８とが外れるのと並行して、端子９の接触部１２は、相手方端子２６の接触部２９から徐々に抜け出す。続いて、図４に示すように、接触部１２と接触部２９とが離れ、接触部２９の弾性接触片３１は弾性復元力により上方向に復元する。一方グリース層１４、３３同士は互いに接触を維持する。この段階では、グリース層１４、３３の通電性のため、電気的な接続は維持される。

最後に、図３に示すように、端子９の接触部１２のグリース層１４と相手方端子２５の接触部２９のグリース層３３とが離れ、端子９と相手方端子２５とは離れる。接触部１２と接触部２９とには表面に凹凸１３、３２を設け、アーク発生を防止するグリースを塗布している。塗布したグリースは絶縁性であるが、接触部１２、２９同士が薄いグリース層１４、３３を介して接触している部分においては、通電可能である。よってグリース層１４、３３が離れる時に、アーク放電が発生する可能性がある。しかし接触部１２、２９の表面はアーク発生を防止するグリースで覆われており、アーク放電による端子９及び相手方端子２６の溶損を抑制できる。

本実施形態によれば、端子９の接触部１２及び相手方端子２６の接触部２９に微細な凹凸１３、３２を設け、アーク発生防止剤を塗布している。このため、塗布されたアーク発生防止剤は、接触部１２、２６の凹凸１３、３２により効果的に保持され、他部へ流出しにくい。したがって、簡単な構造でありながら、繰り返される挿抜作業においても、アーク発生防止剤により接触部１２、２６間でのアーク放電を抑制することができる。またアーク放電が発生しても、接触部１２、２９はアーク発生防止剤で覆われているため、直接アークに触れることはなく、アーク放電による溶損は少ない。したがって、アーク放電による端子９及び相手方端子１２の溶損を抑制することができる。

また、端子９の接触部１２及び相手方端子２６の接触部２９に微細な凹凸１３、３２を設けているため、接触部１２、２９間の接触面積が小さい。つまり、アーク放電が発生しても、金属供給は少なく、アーク放電を低減することができる。したがって、アーク放電による端子９及び相手方端子２６の溶損を抑制することができる。

本実施形態においては、アーク発生防止剤として、前述のような構成のアーク発生を防止するグリースを用いていた。しかしながら、本発明では、前記グリース以外の油状物質を塗布してもよい。油状物質とは、鉱物油類（例えば、パラフィン系鉱物油、ナフテン系鉱物油等）、合成油類（例えば、ポリオールエステル油、ポリアルキレングリコール油、ジエステル油、ポリ−α−オレフィン油、ジフェニルエーテル油等）、動物油類、植物油類等が挙げられる。以上から、一種または二種以上を配合したものでもよいし、これらに前述の添加剤を添加したものでもよい。さらに前述の増ちょう剤を添加したものでもよい。塗布された油状物質は、端子９、２６に設けられた凹凸１３、３２で油層を形成し、凹凸１３、３２により効果的に保持される。

また本実施形態においては、コネクタ２の端子９の接触部１２と、相手方コネクタ１７の相手方端子２６との接触部２９との両方に、微細な凹凸１３、３２を設けアーク発生を防止するグリースを塗布していた。しかしながら、本発明では、コネクタ２の端子９の接触部１２と、相手方コネクタ１７の相手方端子２６との接触部２９との少なくともいずれか一方に、凹凸を設け前記グリースを塗布すればよい。

例えば、端子９の接触部１２のみに、凹凸１３を設けアーク発生を防止するグリースを塗布する。端子９と相手方端子２６とが互いに接近すると、端子９の接触部１２のグリース層１４と、相手方端子２６の接触部２９とが互いに接近し、接触する。端子９の接触部１２のグリース層１４により、接触部１２、２９間でのアーク放電を抑制することができる。またアーク放電が発生しても、端子９の接触部１２はグリースで覆われているため、直接アークに触れることはなく、端子９の接触部１２のアーク放電による溶損は少ない。

本発明の一実施形態にかかるコネクタユニットの断面図である。図１に示されたコネクタユニットを構成するコネクタの端子の接触部の凹凸及び相手方コネクタの相手方端子の接触部の凹凸を拡大して示す断面図である。図１に示されたコネクタと相手方コネクタとが接近し、端子及び相手方端子が接近している状態を拡大して示す断面図である。図１に示されたコネクタと相手方コネクタとが接近し、端子及び相手方端子が接近し接触部のグリース層が接触している状態を拡大して示す断面図である。図１に示されたコネクタと相手方コネクタとが接近し、端子及び相手方端子が接触している状態を拡大して示す断面図である。

符号の説明

１コネクタユニット
２コネクタ
３ハウジング
９端子
１２接触部（端子）
１３凹凸（端子）
１４グリース層（端子）
１７相手方コネクタ
１８相手方ハウジング
２６相手方端子
２９接触部（相手方端子）
３２凹凸（相手方端子）
３３グリース層（相手方端子）

Claims

互いに嵌合可能な相手方コネクタの相手方端子と接触して電気的に接続する端子を備えたコネクタにおいて、
前記端子の前記相手方端子との接触部に微細な凹凸が設けられ、
前記凹凸に絶縁性のグリースまたは油状物質から構成されるアーク発生防止剤が塗布され、かつ、
該凹凸により該アーク発生防止剤が保持されていることを特徴とするコネクタ。
請求項１に記載のコネクタと、前記コネクタに嵌合可能な相手方コネクタとを備えたことを特徴とするコネクタユニット。