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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】特開2017-162698(P2017-162698A)
(43)【公開日】2017年9月14日
(54)【発明の名称】コンタクトの接触構造
(51)【国際特許分類】
H01R 13/03 20060101AFI20170818BHJP
H01R 13/66 20060101ALI20170818BHJP
【ＦＩ】
H01R13/03 Z
H01R13/66
【審査請求】有
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
【全頁数】13
(21)【出願番号】特願2016-46489(P2016-46489)
(22)【出願日】2016年3月10日
(71)【出願人】
【識別番号】000102500
【氏名又は名称】ＳＭＫ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100095636
【弁理士】
【氏名又は名称】早崎 修
(72)【発明者】
【氏名】江尻 孝一郎
(72)【発明者】
【氏名】近藤 晴彦
(72)【発明者】
【氏名】阿部 梨恵
【テーマコード（参考）】
5E021
【Ｆターム（参考）】
5E021FA03
5E021FA14
5E021FA16
5E021FB07
5E021FB21
5E021FC13
5E021FC19
5E021MA02
5E021MA40
5E021MB03
(57)【要約】
【課題】全体を大形化せず、簡単な構成で、確実にアーク放電を抑制するコンタクトの接触構造を提供する。【解決手段】第１コンタクトは、プラグコンタクトが接離位置と活線接続位置の間で進退移動する間に、第１接点が第２コンタクトに接触する第１分岐片と、第２接点が活線接続位置で第２コンタクトに接触する第２分岐片とを備え、接離位置で接触する第１コンタクトの第１接点と第２コンタクトの接触部の少なくともいずれかの接触面が酸化皮膜で覆われる。プラグコンタクトとソケットコンタクトが接離する接離位置で、その間に絶縁物である酸化皮膜が介在するので、アーク放電が抑制される。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１コンタクトと第２コンタクトの一方のプラグコンタクトが他方のソケットコンタクトに対して進退移動経路に沿って前後方向に進退移動し、プラグコンタクトが、ソケットコンタクトに接離する接離位置とその前方のソケットコンタクトと活線接続する活線接続位置との間で、ソケットコンタクトに接触しながら進退移動するコンタクトの接触構造であって、
第１コンタクトは、基端部と、基端部に一体に連設され、前記プラグコンタクトが接離位置と活線接続位置の間で進退移動する間に、第１接点が第２コンタクトに接触する第１分岐片と、基端部に一体に連設され、第２接点が活線接続位置で第２コンタクトに接触する第２分岐片とを備え、
接離位置で対向する第１コンタクトの第１接点と第２コンタクトの接触部の少なくともいずれかの接触面が、酸化皮膜で覆われることを特徴とするコンタクトの接触構造。
第１コンタクトは、基端部と、基端部に一体に連設され、前記プラグコンタクトが接離位置と活線接続位置の間で進退移動する間に、第１接点が第２コンタクトに接触する第１分岐片と、基端部に一体に連設され、第２接点が活線接続位置で第２コンタクトに接触する第２分岐片とを備え、
接離位置で対向する第１コンタクトの第１接点と第２コンタクトの接触部の少なくともいずれかの接触面が、酸化皮膜で覆われることを特徴とするコンタクトの接触構造。
【請求項2】
前記第１コンタクトの第１接点と前記第２コンタクトの接触部の少なくともいずれかの接触面に弁金属からなる金属薄板が固着され、前記接触面が弁金属の表面に形成される不動態被膜で覆われることを特徴とする請求項１に記載のコンタクトの接触構造。
【請求項3】
第１分岐片と第２分岐片は、基端部から後方に片持ち支持された同一断面形状の板バネ片で形成され、第２コンタクトの接触部に接触して撓む第１接点の撓み量は、活線接続位置で第２コンタクトに接触して撓む第２接点の撓み量より短いことを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれか１項に記載のコンタクトの接触構造。
【請求項4】
第１接点は、前記進退移動経路に沿って第２接点の後方に形成されることを特徴とする請求項３に記載のコンタクトの接触構造。
【請求項5】
第１接点と第２接点は、前後方向の同一位置で前記進退移動経路に臨み、前記第２コンタクトの接触部は、周囲から前方に突設して形成することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のコンタクトの接触構造。
【請求項6】
第１分岐片と第２分岐片は、それぞれ基端部に前後方向と交差する方向に片持ち支持された板バネ片で形成されることを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれか１項に記載のコンタクトの接触構造。
【請求項7】
外力を受けない自由状態で、第１接点は、前記進退移動経路に沿って第２接点の後方に形成されることを特徴とする請求項６に記載のコンタクトの接触構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、活線接続する一対のコンタクト間のコンタクトの接触構造に関し、更に詳しくは、接離する一対のコンタクト間に高い電気エネルギーが発生するコンタクトの接触構造に関する。
【背景技術】
【0002】
高電圧、高電流の電力を送電する電力線などを活線接続する電気コネクタは、接続されている相手側コネクタを挿抜する際に、近接する一対のコンタクト間に高い電気エネルギーが蓄積され、その間でアーク放電が発生する。このようなアーク放電は、誘導性負荷に接続する一方のコネクタを、電力線に接続する他方のコネクタから引き抜く際に生じる誘導起電力によっても発生する。
【0003】
アーク放電は、電気コネクタのコンタクトが溶損する等、劣化を早める原因となるので、一対のコンタクト間に蓄積される電気エネルギー自体を低下させてアーク放電を発生させないようにしている。一対のコンタクト間に蓄えられる電気エネルギーは、一対のコンタクト間の電圧及び電流に比例するので、特開昭６３−８６２８１号公報（特許文献１）や実公平６−４１３７０号公報（特許文献２）では、一対のコンタクトが接離する瞬間のコンタクト間の電圧を低下させてアーク放電の発生を防止している。
【0004】
このうち、特許文献１に記載のコンタクトの接触構造は、一方のコンタクトに電気抵抗率ρが高い抵抗体を、相手側コンタクトが移動する進退移動経路に沿って連設し、相手側コンタクトが進退移動経路から引き出されて分離する際に、抵抗値が高い抵抗体の先端で相手側コンタクトを分離し、両者間の電圧をアーク放電に至らない電圧としてアーク放電の発生を防止している。
【0005】
また、特許文献２に記載のコンタクトの接触構造１００は、図９に示すように、直線状に進退移動する一方のコンタクト１０１に活線接続する他方のコンタクト１０２が細長帯状の２本の接触片１０２Ａ、１０２Ｂで構成されている。接触片１０２Ａは接触片１０２Ｂより高い電気抵抗率の導電金属材料で形成され、２本の接触片１０２Ａ、１０２Ｂは、相手側のコンタクト１０１の進退移動経路を挟んで上下に平行に配置され、接触片１０２Ａの前端を接触片１０２Ｂに加締めて一体のコンタクト１０２を形成している。
【0006】
相手側のコンタクト１０１に上方から接触する接触片１０２Ａの第１接点１０３は、下方から接触する接触片１０２Ｂの第２接点１０４より進退移動経路に沿った後方（図中右上方）に位置している。
【0007】
これにより、相手側のコンタクト１０１がコンタクト１０２に接離する接離位置の付近では、電気抵抗率が高い導電金属材料で形成され、抵抗値が高い接触片１０２Ａの第１接点１０３が相手側のコンタクト１０１に近接するので、両者間の電圧がアーク放電に至らない電圧となってアーク放電が発生しにくい。
【0008】
コンタクト１０１が接離位置とその前方の活線接続位置の間で進退移動する間は、接触片１０２Ａが常にコンタクト１０１に接触しているので、瞬断によるアーク放電は発生せず、活線接続位置では、接触片１０２Ｂの第２接点１０４が接触するので、コンタクト１０１に、接触片１０２Ａに加えて抵抗値が低い接触片１０２Ｂが並列接続し、低抵抗値のコンタクト１０２とコンタクト１０１が活線接続する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0009】
【特許文献1】特開昭６３−８６２８１号公報
【特許文献2】実公平６−４１３５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
特許文献１に示されるコンタクトの接触構造は、一方のコンタクトに電気抵抗率ρが高い抵抗体を、相手側コンタクトが移動する進退移動経路に沿って連設するが、抵抗体の長さが短いと、その先端で十分に電位を降下させることができず、アーク放電の発生を確実に防止するには、抵抗体の進退移動経路に沿った長さを伸ばす必要があり、コンタクトの接触構造の全体が大型化する。
【0011】
また、特許文献２に記載のコンタクトの接触構造１００は、異なる導電金属材料からなる２本の接触片１０２Ａ、１０２Ｂを個別に製造し、各前端を加締めて一体化する工程を要する。
【0012】
また、接触片１０２Ａは、前端が接触片１０２Ｂに加締められるだけで、全体が片持ち支持されるので、自由端側の第１接点１０３を確実に位置決めすることができず、相手側のコンタクト１０１が進退する進退移動経路との間隔が一定とならず、コンタクト１０１との接離や接離するタイミングが不安定となっていた。
【0013】
更に、このコンタクトの接触構造１００でも、接触片１０２Ａを形成する導電金属材料によっては、第１接点１０３とコンタクト１０１間の電位を十分に低下させることができず、接触片１０２Ａの抵抗値を大きくするために進退移動経路に沿った長さを伸ばすこととなるので、コンタクトの接触構造１００の全体が大型化するという問題があった。
【0014】
本発明は、このような従来の問題点を考慮してなされたものであり、従来、全体を大形化せず、簡単な構成で、確実にアーク放電を抑制するコンタクトの接触構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0015】
上述の目的を達成するため、請求項１に記載のコンタクトの接触構造は、第１コンタクトと第２コンタクトの一方のプラグコンタクトが他方のソケットコンタクトに対して進退移動経路に沿って前後方向に進退移動し、プラグコンタクトが、ソケットコンタクトに接離する接離位置とその前方のソケットコンタクトと活線接続する活線接続位置との間で、ソケットコンタクトに接触しながら進退移動するコンタクトの接触構造であって、第１コンタクトは、基端部と、基端部に一体に連設され、プラグコンタクトが接離位置と活線接続位置の間で進退移動する間に、第１接点が第２コンタクトに接触する第１分岐片と、基端部に一体に連設され、第２接点が活線接続位置で第２コンタクトに接触する第２分岐片とを備え、接離位置で対向する第１コンタクトの第１接点と第２コンタクトの接触部の少なくともいずれかの接触面が、酸化皮膜で覆われることを特徴とする。
【0016】
プラグコンタクトがソケットコンタクトに接離する接離位置で対向する第１コンタクトの第１接点と第２コンタクトの接触部の間に高い接触抵抗の酸化皮膜が介在し、アーク放電が発生する程度の電気エネルギーが蓄積されにくい。
【0017】
プラグコンタクトが接離位置とその前方の活線接続位置の間で進退移動する間は、第１分岐片の第１接点が第２コンタクトに接触し、第１コンタクトと第２コンタクトは連続して電気接続する。
【0018】
活線接続位置では、酸化皮膜で覆われていない第２分岐片の第２接点が第２コンタクトに接触するので、低接触抵抗で第１コンタクトと第２コンタクト間が活線接続する。
【0019】
酸化被膜を介した第１コンタクトと第２コンタクト間の高い接触抵抗は、第１分岐片の大きさや長さに依存しないので、第１分岐片を短小化でき、また、第１分岐片の第１接点と第２分岐片の第２接点は、独立して第２コンタクトに接触するので、平行に配置して第１コンタクトの全体を小型化できる。
【0020】
請求項２に記載のコンタクトの接触構造は、第１コンタクトの第１接点と第２コンタクトの接触部の少なくともいずれかの接触面に弁金属からなる金属薄板が固着され、接触面が弁金属の表面に形成される不動態被膜で覆われることを特徴とする。
【0021】
第１コンタクトと第２コンタクトが接離する接離位置で、その接触面に高い接触抵抗の不動態皮膜が介在し、アーク放電が発生する程度の電気エネルギーが蓄積されにくい。
【0022】
弁金属からなる金属薄板は、空気に触れて自然にその表面に不動態被膜を形成するので、第１接点若しくは第２コンタクトの接触部の少なくとも一方に金属薄板を固着するだけで、接触面に酸化皮膜である不動態被膜が形成され、また、不動態被膜に発生する熱エネルギーは、固着された第１分岐片若しくは第２コンタクトに熱伝導して放出される。
【0023】
請求項３に記載のコンタクトの接触構造は、第１分岐片と第２分岐片は、基端部から後方に片持ち支持された同一断面形状の板バネ片で形成され、第２コンタクトの接触部に接触して撓む第１接点の撓み量は、活線接続位置で第２コンタクトに接触して撓む第２接点の撓み量より短いことを特徴とする。
【0024】
第１分岐片と第２分岐片は、同一材料で同一断面形状で形成されるので、両者の曲げ強さＥＩは等しく、第１接点と第２接点のそれぞれ第２コンタクトと接触して撓む際の接触圧Ｐは、撓み量δに比例し、基端部からの距離ｌの３乗に反比例する。第１接点の撓み量は第２接点の撓み量より短いので、第１接点と第２接点の基端部からの距離を考慮しなければ、第１接点と第２コンタクトの接触部は、比較的低い接触圧で弾性接触し、第２接点と第２コンタクトは、高い接触圧で弾性接触する。
【0025】
請求項４に記載のコンタクトの接触構造は、第１接点が、進退移動経路に沿って第２接点の後方に形成されることを特徴とする。
【0026】
第１接点の基端部からの距離は、第２接点の基端部からの距離より長いので、第１接点は第２接点に比べて低い接触圧で第２コンタクトに弾性接触する。
【0027】
請求項５に記載のコンタクトの接触構造は、第１接点と第２接点は、前後方向の同一位置で進退移動経路に臨み、第２コンタクトの接触部は、周囲から前方に突設して形成することを特徴とする。
【0028】
第１接点と第２接点が進退移動経路に沿って前後方向の同一位置にあっても、接離位置で第１接点と第２コンタクトの接触部が接離する。
【0029】
請求項６に記載のコンタクトの接触構造は、第１分岐片と第２分岐片は、それぞれ基端部に前後方向と交差する方向に片持ち支持された板バネ片で形成されることを特徴とする。
【0030】
第１コンタクトの長手方向に対して公差する方向で第２コンタクトが前後方向に相対移動する。
【0031】
請求項７に記載のコンタクトの接触構造は、外力を受けない自由状態で、第１接点は、進退移動経路に沿って第２接点の後方に形成されることを特徴とする。
【0032】
第１接点は、第２コンタクトが相対移動する進退移動経路に沿って第２接点の後方に形成されるので、後方接触位置で第２コンタクトに接離する瞬間の第１接点の撓み量は極めて小さく、第１接点と第２コンタクトの接触部は、低い接触圧で弾性接触する。
【発明の効果】
【0033】
請求項１の発明によれば、第１コンタクトと第２コンタクトが接離する接離位置で、第１分岐片の電気抵抗率に依存しない高い接触抵抗の酸化被膜が介在するので、第１コンタクトを大形化せずに、第２コンタクトと第１分岐片間の電圧を低下させ、アーク放電の発生を抑制できる。
【0034】
また、接離位置で対向する第１接点と第２コンタクトの接触部の少なくとも一方の接触面を酸化皮膜で覆うだけの簡単な構成で、第１コンタクトと第２コンタクトが接離する瞬間に高い接触抵抗を介在させることができる。
【0035】
請求項２の発明によれば、弁金属からなる金属薄板は、空気に触れて自然にその表面に不動態被膜を形成するので、第１接点若しくは第２コンタクトの接触部の少なくとも一方の接触面に金属薄板を固着するだけの簡単な加工で不動態被膜を形成できる。
【0036】
不動態被膜で覆われた第１接点若しくは第２コンタクトの接触部は、耐食性を有する。
【0037】
請求項３の発明によれば、第２コンタクトと接触して撓む第１接点の撓み量と第２接点の撓み量を調整するだけで、プラグコンタクトが接離位置と活線接続位置の間で進退移動する間の第１コンタクトと第２コンタクトの接触抵抗を高抵抗値に、安定して活線接続する活線接続位置で接触抵抗を低抵抗値とすることができる。
【0038】
請求項４の発明によれば、第１接点の位置を第２接点の後方の位置とするだけで、プラグコンタクトが接離位置と活線接続位置の間で進退移動する間の第１コンタクトと第２コンタクトの接触抵抗を高抵抗値に、安定して活線接続する活線接続位置で接触抵抗を低抵抗値とすることができる。
【0039】
請求項５の発明によれば、第１分岐片と第２分岐片を同一長さとして、第１コンタクトの前後方向の長さを短縮させても、第１コンタクトと第２コンタクトが接離する接離位置で、少なくとも一方が酸化皮膜で覆われた第１接点と第２コンタクトの接触部を対向させることができる。
【0040】
請求項６の発明によれば、第２コンタクトの相対移動方向に対して、第１分岐片と第２分岐片を交差する方向に配置するので、第１コンタクトを相対移動方向に対して薄型化できる。
【0041】
請求項７の発明によれば、第１分岐片の第１接点を第２分岐片の第２接点より後方に配置するだけで、第１コンタクトと第２コンタクトが接離する接離位置で高い接触抵抗値とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【0042】
【図1】本発明の一実施の形態に係るコンタクトの接触構造１のプラグコンタクト２を有するプラグ２０とソケットコンタクト３を有するソケット３０とを絶縁ケース２１、３２の上蓋を省略して示す斜視図である。
【図2】プラグコンタクト２が、ソケットコンタクト３に対して前後方向に進退移動する状態を示す要部平面図である。
【図3】プラグコンタクト２の接離位置で、ソケットコンタクト３の第１分岐片５がプラグコンタクト２の接触部８に接離する状態を示す要部断面図である。
【図4】プラグコンタクト２の活線接続位置で、ソケットコンタクト３の第２分岐片６とプラグコンタクト２が活線接続する状態を示す要部断面図である。
【図8】コンタクトの接触構造６０のプラグコンタクト６１の接離位置で、プラグコンタクト６１とソケットコンタクト６２が接離する状態を示す要部側面図である。
【図9】従来のコンタクトの接触構造１００を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0043】
以下、本発明の一実施の形態に係るコンタクトの接触構造１を、図１乃至図４を用いて説明する。コンタクトの接触構造１は、第１コンタクトであるソケットコンタクト３に第２コンタクトでるプラグコンタクト２が接触して活線接続する構造であり、本明細書では、プラグコンタクト２をソケットコンタクト３へ接触させる移動方向を前方と、ソケットコンタクト３との接触位置から離反させる移動方向を後方と、図１に図示する上下方向を上下方向として各部を説明する。
【0044】
プラグコンタクト２は、直流電源電力線１０の高圧側電力線１０＋の端末に接続し、接地側電力線１０−の端末に接続する接地側プラグコンタクト２−と互いに絶縁して平行にプラグ２０に取り付けられている。また、ソケットコンタクト３は、直流電源電力線１０による電力の供給を受けて動作する負荷の高圧側に接続し、負荷の接地側に接続する接地側ソケットコンタクト３−と互いに絶縁して平行に雌ソケット３０に取り付けられている。ソケット３０の絶縁ケース３２には、一対のプラグコンタクト２と接地側プラグコンタクト２−をそれぞれ前後方向に進退自在に案内するプラグ挿入孔３１、３１が後面に開口して形成され、一対のプラグコンタクト２と接地側プラグコンタクト２−とを、それぞれプラグ挿入孔３１＋、３１−に臨むソケットコンタクト３と接地側ソケットコンタクト３−に接触させることにより、例えば４８Ｖ、２Ａの９６Ｗの電力が直流電源電力線１０から負荷へ供給される。一対のプラグコンタクト２と接地側プラグコンタクト２−間には直流電源が印加され、接地側プラグコンタクト２−とソケットコンタクト３に高圧側の電圧が印加されるので、ここでは、活線接続するプラグコンタクト２とソケットコンタクト３の接触構造１について説明する。
【0045】
ソケット３０の絶縁ケース３２には、燐青銅、黄銅等の銅合金の金属板をプレス加工して形成される接地側ソケットコンタクト３−とソケットコンタクト３とが互いに絶縁して後前方向に沿って取り付けられている。ソケットコンタクト３は、図２に示すように、前方の基端部４に、それぞれ細長帯状の板バネ片となった第１分岐片５と第２分岐片６とが後方に向かって一体に連設されている。
【0046】
第１分岐片５は、プラグ挿入孔３１の開口の近傍の後端で斜め上方に向かってＵ字状に折り返され、折り返された自由端側の端部を、プラグ挿入孔３１内に臨ませた第１接点５ａとしている。また、第２分岐片６は、プラグ挿入孔３１に沿って第１分岐片５の側方に平行に配置され、第１接点５ａの近傍の後端で斜め上方に向かってＵ字状に折り返して形成され、折り返された自由端側の端部を、プラグ挿入孔３１に臨ませた第２接点６ａとしている。従って、第２分岐片６の第２接点６ａは、第１分岐片５の第１接点５ａの前方でプラグ挿入孔３１内に臨んでいる。
【0047】
第１接点５ａの上面には、弁金属であるステンレス鋼で形成された金属薄板７が半田付けして固着されている。ステンレスは、空気に触れるとステンレスに含有されるクロムが酸化し、その表面に３酸化クロム（Ｃｒ２Ｏ３）からなる酸化皮膜の一種である不動態被膜が形成されるので、ステンレス鋼から形成される金属薄板７からなる第１接点５ａの表面に数ｎｍの厚みの不動態被膜７ａが形成される。３酸化クロム（Ｃｒ２Ｏ３）は絶縁物であるので、１ｍｍ２の接触面積あたりで厚み方向に数百ＭΩの電気抵抗となる。その結果、摺動接触する第１接点５ａとプラグコンタクト２との間に数ｎｍの厚みの不動態被膜７ａが形成されるだけで、その間に数Ω乃至数十Ωの接触抵抗が発生する。
【0048】
プラグ２０の絶縁ケース２１に取り付けられるプラグコンタクト２は、燐青銅、黄銅等の銅合金の金属板をプレス加工して、図２に示すように、第１分岐片５の第１接点５ａと第２分岐片６の第２接点６ａのいずれにも摺動接触するように、前後方向に直交する横幅が幅広となった平刃型に形成されている。このプラグコンタクト２をプラグ挿入孔３１内で前後方向に移動させると、図３に示す接離位置において、プラグコンタクト２と表面が不動態被膜７ａで覆われた第１接点５ａが接離する。
【0049】
本実施の形態では、接離位置で第１接点５ａに対向するプラグコンタクト２の下面の接触部８にも、アルマイトの金属薄板９が半田付け、溶接などにより固着され、接触部８の接触面が酸化皮膜９ａで覆われている。アルマイトは、アルミニウムに陽極酸化処理を行ってその表面に酸化アルミニウムの酸化皮膜を形成してなるもので、酸化アルミニウムの酸化皮膜自体は薄肉であるが絶縁物であるので、第１接点５ａとの接触抵抗は数Ω乃至数十Ωとなる。
【0050】
プラグ２０とソケット３０の接続過程と引き抜き過程では、プラグコンタクト２の接離位置で、一定の電位差Ｖが生じているプラグコンタクト２の接触部８とソケットコンタクト３の第１接点５ａ間が接離する瞬間があり、離反する瞬間の両者の接触面間の電位差をＶ、両者に流れる電流をＩとして、両者の間に蓄積される電気エネルギーＥ（Ｅ＝∫Ｖ・Ｉｄｔ）が一定の境界値を超えると、その間にアーク放電が発生する。本実施の形態に係るプラグ２０とソケット３０の接続では、電位差Ｖが２５Ｖ、電流Ｉが２Ａを超える場合にアーク放電が発生するが、本実施の形態によれば、第１接点５ａの表面に不動態被膜７ａが、プラグコンタクト２の接触部８の表面に酸化皮膜９ａがそれぞれ形成されているので、酸化皮膜７ａ、９ａの数Ω乃至数十Ωの抵抗でプラグコンタクト２とソケットコンタクト３間の電位が低下する。その結果、接離する瞬間の両者の間の電位Ｖが低下し、アーク放電を効果的に抑制できる。
【0051】
プラグコンタクト２がプラグ挿入孔３１内の接離位置と図４に示す活線接続位置の間で移動する間、第１接点５ａはプラグコンタクト２の下面を摺動接触し、不動態被膜７ａと酸化皮膜９ａによる高い接触抵抗でプラグコンタクト２とソケットコンタクト３が瞬断することなく接続している。
【0052】
プラグコンタクト２を、プラグ挿入孔３１内の図４に示す活線接続位置まで前方へ挿入すると、第２分岐片６の第２接点６ａがプラグコンタクト２の下面に低接触抵抗で弾性接触し、プラグコンタクト２にソケットコンタクト３の第１分岐片５と第２分岐片６とが並列接続する。その結果、プラグコンタクト２の活線接続位置では、プラグコンタクト２とソケットコンタクト２間での電圧低下や電力損失が少なく、相互に活線接続する。
【0053】
プラグコンタクト２の接触部８とソケットコンタクト３の第１接点５ａが接触している間には、不動態被膜７ａと酸化皮膜９ａの部分の高い抵抗値で接触部分が発熱するが、いずれも薄肉で微小な金属薄板７、９の表面に形成されるので、熱伝導によってプラグコンタクト２若しくはソケットコンタクト３の第１分岐片５側に放熱される。
【0054】
図５は、本発明の第２実施の形態に係るコンタクトの接触構造４０を示すもので、上述の実施の形態に比べて、プラグコンタクト２が接離位置と活線接続位置の間で進退移動する間の両者の接触抵抗を活線接続位置の接触抵抗より高くしたものである。コンタクトの接触構造４０は、ソケットコンタクト４１の形状を除いて第１実施の形態に係るコンタクトの接触構造１と同一であるので、図５において、同一若しくは同様に作用する構成については同一の番号を付してその詳細な説明は省略する。
【0055】
ソケットコンタクト４１は、同図に示すように、燐青銅板をプレス加工した形成された基端部４２と基端部４２から後方に向かって二股に分岐する横断面形状が同一の細長帯状の第１分岐片４３と第２分岐片４４とからなり、それぞれ、先端側の上面の第１接点４３ａと第２接点４４ａが下方からプラグ挿入孔３１内に突出するように、基端部４２から後方に向かって斜め上方に傾斜して片持ち支持されている。また、第１接点４３ａの上面には、第１実施の形態と同様に、３酸化クロム（Ｃｒ２Ｏ３）からなる不動態被膜７ａが形成されている。
【0056】
第１分岐片４３は、第２分岐片４３より長く、従って第１接点４３ａは、第２接点４４ａの後方でプラグ挿入孔３１内に突出するので、プラグ挿入孔３１に沿って前後方向に移動するプラグコンタクト２の接離位置で第１接点４３ａがプラグコンタクト２の接触部８に対向する。
【0057】
また、外力を受けない自由状態で、基端部４２に片持ち支持される第１分岐片４３の傾斜は第２分岐片４４の傾斜より緩く、従ってプラグ挿入孔３１内に突出している第１接点４３ａは、第２接点４４ａより下方の位置となっている。その結果、接離位置と活線接続位置の間で進退移動するプラグコンタクト２に第１接点４３ａが弾性接触して撓む撓み量δ１より、活線接続位置で第２接点４４ａがプラグコンタクト２に弾性接触して撓む撓み量δ２が大きくなっている。
【0058】
ここで、片持ちされた支持片の材料の縦弾性係数をＥ、支持片の中立軸についての断面二次モーメントをＩ、固定端から自由端までの距離をｌとして、自由端が加重Ｐを受けたときの撓み量δは、δ＝Ｐ・ｌ３／３・Ｅ・Ｉで表され、これを加重Ｐについて変形すれば、Ｐ＝３・δ・Ｅ・Ｉ／ｌ３で表される。加重Ｐは、片持ち支持される分岐片の接点とプラグコンタクト２間の接触圧を表すので、上式は、分岐片の接点の接触圧が、弾性接触する撓み量δに比例し、接点の基端部４２からの距離ｌの３乗に反比例することを示している。
【0059】
本実施の形態において、プラグコンタクト２に弾性接触する第１分岐片４３の第１接点４３ａの接触圧Ｐ１と活線接続位置でプラグコンタクト２に弾性接触する第２分岐片４４の第２接点４４ａの接触圧Ｐ２を比較すると、第１分岐片４３と第２分岐片４４は、同一材料で同一断面形状で形成されるので、両者の曲げ強さＥＩは等しく、第１接点４３ａの撓み量δ１より第２接点４４ａの撓み量δ２が大きく、基端部４２からの第１接点４３ａまでの距離は、第２接点４４ａまでの距離より長いので、第１接点４３ａの接触圧Ｐ１は、第２接点４４ａの接触圧Ｐ２より低い。接触圧Ｐが低下すれば、接触抵抗値が増大することが知られているので、第１接点４３ａとプラグコンタクト２の接触部８との間の酸化皮膜７ａ、９ａの有無にかかわらず、プラグコンタクト２が接離位置と活線接続位置の間を進退移動する間の第１接点４３ａとプラグコンタクト２の接触部８間の接触抵抗値は、活線接続位置で接触する第２接点４４ａとプラグコンタクト２間の接触抵抗値より高い。これにより、プラグコンタクト２が接離位置と活線接続位置の間を進退移動する間にソケットコンタクト３との間に瞬断があっても、その間にアーク放電を発生させる大きな電気エネルギーは発生せず、一方、活線接続位置では、プラグコンタクト２とソケットコンタクト３間の接触抵抗値が低下するので、接続による電力損失を低下させることができる。
【0060】
上述の第１実施の形態では、プラグコンタクト２の接離位置で、ソケットコンタクト３の第１分岐片５の第１接点５ａを接離させるために、プラグコンタクト２の前後方向の移動方向に沿って第１接点５ａを第２分岐片６の第２接点６ａの後方に露出させているが、図６に示すコンタクトの接触構造５０に示すように、プラグコンタクト５１側の接触部５５の形状を変えて、接離位置で第１接点５ａが接離するようにしてもよい。図６においても、第１実施の形態と同一若しくは同様に作用する構成については同一の番号を付してその詳細な説明は省略する。
【0061】
図６に示すコンタクトの接触構造５０では、ソケットコンタクト５２の基端部５３に片持ち支持される一対の分岐片のうち、不動態被膜７ａで第１接点５４ａが覆われる第１分岐片５４を、第２分岐片６の側方で第２分岐片６と同一長さに形成し、第１接点５４ａと第２接点６ａをプラグ挿入孔３１内の前後方向の同一位置に臨ませる。
【0062】
一方、プラグ挿入孔３１内でプラグコンタクト５１が前後方向に進退移動する際に、第１接点５４ａが摺動接触するプラグコンタクト５１の一側は、第２接点６ａが摺動接触する他側より前方に向かって突出し、その突出部の下面に酸化皮膜９ａで覆われた接触部５５が形成される。その結果、プラグコンタクト５１の接離位置で第１接点５４ａが接触部５５に対向し、プラグ挿入孔３１内で接離位置と活線接続位置の間で進退移動する間は、第１接点５４ａが接触部５５に摺動接触し、活線接続位置で第２接点６ａがプラグコンタクト５１の下面に弾性接触する。
【0063】
この第３実施の形態に係るコンタクトの接触構造５０によれば、二股の分岐片６、５４を有するソケットコンタクト５２の前後方向に沿った長さを短縮し、ソケット３０を小型化しても、プラグコンタクト５１の接離位置で不動態被膜７ａで覆われる第１接点５４ａを対向させることができる。
【0064】
上述の各実施の形態では、プラグコンタクト２、５１の前後方向の進退移動方向に沿ってソケットコンタクト３、４１、５２の二股の第１分岐片５、４３、５４と第２分岐片６、４４を片持ち支持しているが、図７、図８に示すコンタクトの接触構造６０のように、プラグコンタクト６１の進退移動方向に対して交差する方向にソケットコンタクト６２の第１分岐片６３と第２分岐片６４を片持ち支持しすることもできる。
【0065】
これらの図中、プラグコンタクト６１の進退移動する前後方向は、上下方向であり、ソケットコンタクト６２の第１分岐片６３は、基端部６５に斜め下方に、第２分岐片６４は、基端部６５に水平にそれぞれ片持ち支持されている。従って、不動態被膜７ａで覆われた第１分岐片６３の自由端側の下面に形成される第１接点６３ａは、第２分岐片６４の自由端側の下面に形成される第２接点６４ａより、プラグコンタクト６１の進退移動経路に沿った下方に突出している。
【0066】
また、プラグコンタクト６１は、自由状態で第１接点６３ａと第２接点６４ａが突出する位置を、進退移動経路とし、第１接点６３ａを鉛直方向（上下方向）に投影させたプラグコンタクト６１の上面の位置が、酸化皮膜９ａで覆われた接触部６６となっている。その結果、プラグコンタクト６１の接離位置で第１接点６３ａが接触部６６に接離し、第１接点６３ａと接触部６６は酸化皮膜７ａ、９ａを介して接離するので、その瞬間にアーク放電は発生しない。また、この瞬間に、第１接点６３ａの撓み量は０若しくは極めて微小であるので、第１接点６３ａと接触部６６間の接触圧は極めて低く、より高い接触抵抗値で両者が接離する。
【0067】
プラグコンタクト６１が接離位置と活線接続位置で進退移動する間は、第１接点６３ａが常に接触部６６に弾性接触しているので、プラグコンタクト６１とソケットコンタクト６２間の瞬断がない。プラグコンタクト６１の活線接続位置では、第２接点６４ａがプラグコンタクト６１の上面に弾性接触し、プラグコンタクト６１とソケットコンタクト６２が低接続損失で活線接続する。
【0068】
上述の各実施の形態では、ソケットコンタクト側に二股に分岐する第１分岐片と第２分岐片を一体に備えた例で説明したが、プラグ挿入孔内を進退移動するプラグコンタクト側が基端部と基端部に片持ち支持される第１分岐片及び第２分岐片を一体に備えるものであってもよい。
【0069】
また、第１分岐片と第２分岐片は、基端部に一体に支持されるものであれば、必ずしも片持ち支持されるものである必要はなく、更に、基端部に３片以上の分岐片が一体に支持されていてもよい。
【0070】
また、接離位置で対向する第１接点と接触部のいずれの接触面も、酸化皮膜７ａ、９ａで覆っているが、接離するプラグコンタクト２とソケットコンタクト３間の電圧を充分に低下させることができれば、いずれか一方の接触面のみに酸化皮膜７ａ、９ａを形成してもよい。
【0071】
一方、酸化皮膜７ａ、９ａによる接触抵抗値を更に増加させる必要がある場合には、パシベート処理を行って酸化皮膜７ａ、９ａの膜厚を増加させることもできる。
【0072】
更に、不動態被膜７ａは、弁金属のステンレス鋼で金属薄板７を形成して、その表面に不動態被膜７ａを形成しているが、金属薄板７は、不動態被膜が形成されるＮｉ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ａｌ、Ｍｏのいずれか若しくはその合金で形成してもよく、酸化皮膜は、上述の不動態被膜に限らず、希硫酸などを用いた電気分解の陽極酸化処理を施してアルミニウムの表面に形成する酸化アルミニウムの酸化被膜であってもよい。
【0073】
上述の実施の形態では、第１分岐片である金属薄板５を、ソケットコンタクト３が離反するプラグコンタクト２の先端位置のソケットコンタクト３が摺動接触する接触面側に接続したが、摺動方向に沿ってプラグコンタクト２の先端に接続してもよい。
【0074】
また、金属薄板７、９の板厚は、プラグコンタクトの進退移動を損なわなければ任意であり、例えば、金属箔で形成してもよく、金属薄板７、９の固着は、電気的及び機械的に第１分岐片やコンタクトの接触部の表面に接続できれば、半田接続の他、溶接など他の接続方法であってもよい。
【0075】
また、活線接続位置で接触する第２接点と相手側のコンタクトの表面には、腐食を防ぎ、より接触抵抗値を低下させる為の金メッキなどのメッキで覆ってもよい。
【0076】
また、上記実施の形態は、直流電力を活線接続するプラグ２０のプラグコンタクト２とソケット３０のソケットコンタクト３の接触構造であるが、活線接続する一組のコンタクトは、プラグとソケットからなる電気コネクタ以外に、リレー、スイッチに用いられるコンタクトの接触構造にも適用できる。
【産業上の利用可能性】
【0077】
アーク放電が発生する恐れのあるコンタクト間を活線接続するコンタクトの接触構造にに適している。
【符号の説明】
【0078】
１、５０、６０ コンタクトの接触構造２、５１、６１ プラグコンタクト（第２コンタクト）
８、５５、６６ 接触部
３、４１、５２、６２ ソケットコンタクト（第１コンタクト）
５、４３、５４、６３ 第１分岐片
５ａ、４３ａ、５４ａ、６３ａ 第１接点
６、４４、６４ 第２分岐片
６ａ、４４ａ、６４ａ 第２接点
７ａ 不動態被膜
９ａ 酸化皮膜