特開 2023-160462 電気コネクタ

(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】P2023160462

(43)【公開日】2023-11-02

(54)【発明の名称】電気コネクタ

(51)【国際特許分類】

   H01R 13/533 20060101AFI20231026BHJP

   H01R 13/11 20060101ALN20231026BHJP

   H01R 13/42 20060101ALN20231026BHJP

【ＦＩ】

H01R13/533 B

H01R13/11 A

H01R13/42 H

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022070861

(22)【出願日】2022-04-22

(71)【出願人】

【識別番号】390033318

【氏名又は名称】日本圧着端子製造株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100106002

【弁理士】

【氏名又は名称】正林 真之

(74)【代理人】

【識別番号】100145713

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 竜太

(72)【発明者】

【氏名】辻本 将輝

【テーマコード（参考）】

5E087

【Ｆターム（参考）】

5E087EE02

5E087EE07

5E087FF05

5E087FF08

5E087FF13

5E087GG08

5E087GG16

5E087MM05

5E087RR34

(57)【要約】

【課題】端子間に発生するアーク放電を防止する電気コネクタを提供する。
【解決手段】嵌合自在な一組のコネクタで構成した電気コネクタであって、オスコネクタ１０は、一対の雄端子３・３を保持するオスハウジング１を備え、メスコネクタ２０は、一対の雌端子４・４を保持するメスハウジング２を備える。オスハウジング１は、メスハウジング２に設けたヘッダ２１と嵌合自在な接続開口１１を有し、メスハウジング２は、雄端子３が挿通自在な挿通開口２１ｈを有する。シャッタ５は、挿通開口２１ｈを封鎖自在な一対のシャッタ部５１ｓと、シャッタ５の変位を規定する従動子５１ｂを有する。オスハウジング１は、従動子５１ｂを案内するカム溝１１ｄを有する。メスコネクタ２０をオスコネクタ１０から引き抜くと、雌端子４と雄端子３の接続が物理的に解除され、シャッタ５が挿通開口２１ｈを瞬時に閉鎖する。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

互いに電気的に接続可能な一組の端子をそれぞれ有し、嵌合自在な一組のコネクタで構成した電気コネクタであって、
これらの端子が離間したときに、端子間に発生するアーク放電を遮断するシャッタを備えている、電気コネクタ。

【請求項2】

前記シャッタは、一組のコネクタが嵌合する方向と略直交する方向に可動できる、請求項１記載の電気コネクタ。

【請求項3】

一組のコネクタが嵌合した状態では、前記シャッタが開き、
一組のコネクタの嵌合を解除した状態では、前記シャッタが閉じている、請求項１又は２記載の電気コネクタ。

【請求項4】

雄端子を有するオスコネクタと雌端子を有するメスコネクタが嵌合自在な電気コネクタであって、
前記メスコネクタは、前記雄端子と前記雌端子が離間したときに、端子間に発生するアーク放電を遮断する開閉自在なシャッタを備えている、電気コネクタ。

【請求項5】

前記オスコネクタと前記メスコネクタが嵌合していないときは、前記シャッタを閉じる方向に力を付勢するばね部材を更に備えている、請求項４記載の電気コネクタ。

【請求項6】

前記オスコネクタは、一対の前記雄端子を保持するオスハウジングを備え、
前記メスコネクタは、一対の前記雌端子を保持するメスハウジングを備え、
前記オスハウジングは、前記メスハウジングに設けたヘッダと嵌合自在な接続開口を有し、
前記メスハウジングは、前記雄端子が挿通自在な一対の挿通開口を有し、
前記シャッタは、
前記挿通開口を封鎖自在な一対のシャッタ部と、
前記シャッタの変位を規定する従動子と、を有し、
オスハウジングは、前記従動子を案内するカム溝を有している、請求項４又は５記載の電気コネクタ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電気コネクタに関する。特に、活線状態において、相手側コネクタから当該コネクタを抜去するときに、離間した一組のコンタクト間に発生するアーク放電を遮断する機構を備える電気コネクタの構造に関する。

【背景技術】

【0002】

比較的高圧の電流が流れる一組のコンタクトの接続を解除するときに、離間した一組のコンタクト間にアーク放電が発生することが知られている。アーク放電が発生することで、コンタクトを支持するハウジングが溶融し、ハウジングが損傷すると共に、絶縁性物質がコンタクトに付着することで、コンタクトの導電性が劣化するという不具合があった。

【0003】

従来技術による電気コネクタは、このような不具合があったことから、オスコンタクトとメスコンタクトの間で発生するアーク放電を最小化する電気コネクタが開示されている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０２１－７１０５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

図１２は、従来技術によるメスコンタクトの構成を示す斜視図である。なお、本願の図１２は、特許文献１の図６に相当している。

【0006】

図１２を参照すると、従来技術によるメスコンタクト（以下、雌端子という）９は、先端部側に形成したコンタクト接続部９１、基端部側に形成した結線部９３、及び、コンタクト接続部９１と結線部９３の間に形成した本体部９２を備えている。

【0007】

図１２を参照すると、コンタクト接続部９１は、四角筒状に形成している。コンタクト接続部９１には、四角柱状の雄端子（図示せず）を導入できる。結線部９３は、被覆電線の導線をコンダクタバレル９３ｂにより圧着している。本体部９２は、図示しないハウジングのキャビティに保持される。本体部９２には、抜け止め用の一対のランス９２ｒ・９２ｒを設けている。

【0008】

図１２を参照すると、雌端子９は、コンタクト接続部９１の先端縁から本体部９２の中間に至るまで第１スリット９１ｓを底面壁に設けている。又、雌端子９は、コンタクト接続部９１の先端縁から本体部９２の基端縁に至るまで第２スリット９２ｓを上面壁に設けている。

【0009】

図１２を参照すると、コンタクト接続部９１は、第１スリット９１ｓ及び第２スリット９２ｓで分離した一対の対向壁９１ｗ・９１ｗを有している。又、コンタクト接続部９１は、一組のスリットで分離した一対の対向壁９２ｗ・９２ｗを有している。これらの対向壁９１ｗ及び９２ｗは、四角柱の雄端子をコンタクト接続部９１の内部に挿入したときに、こじりを緩和するオープンエントリを構成している。

【0010】

図１２を参照すると、雌端子９は、コンタクト接続部９１から本体部９２に連続すると共に内部に向かって屈曲した一対一組のアーク放電接点９１１・９１１を形成している。これらのアーク放電接点９１１・９１１は、四角柱の雄端子を本体部９２の内部に挿入したときに、雄端子を押圧する力を付勢している。

【0011】

又、図１２を参照すると、雌端子９は、本体部からコンタクト接続部９１に向かって片持ち状に延出した一対の挟持アームを有し、これらの挟持アームは、内部に向かって屈曲した一対の主接点９２１・９２１を有している。

【0012】

図１２を参照すると、従来技術による雌端子９は、活線状態において雌端子９から雄端子を引き抜くと、主接点９２１からアーク放電すること無く、犠牲接点となるアーク放電接点９１１からアーク放電するので、主接点９２１の接触面の劣化を抑制できる、としている。

【0013】

しかしながら、従来技術による雌端子９は、アーク放電自体を抑制する構造では無いため、アーク放電に起因するハウジングの損傷及び嵌合相手の端子の劣化を抑制することが容易でないという問題がある。

【0014】

活線状態において、相手側コネクタから当該コネクタを抜去するときに、離間した一組の端子間に発生するアーク放電を防止する電気コネクタが求められている。そして、以上のことが本発明の課題といってよい。

【0015】

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、離間した一組の端子間に発生するアーク放電を防止する電気コネクタ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】

【0016】

本発明者は、一方のコネクタと他方のコネクタが嵌合するときは、シャッタが開くことで一方の端子と他方の端子が電気的に接続し、一方のコネクタから他方のコネクタを引き抜いたときは、シャッタが閉じるシャッタ開閉機構を設けることで、離間した一組の端子間に発生するアーク放電を防止できると考え、これにより、以下のような新たな電気コネクタを発明するに至った。

【0017】

（１）本発明による電気コネクタは、互いに電気的に接続可能な一組の端子をそれぞれ有し、嵌合自在な一組のコネクタで構成した電気コネクタであって、これらの端子が離間したときに、端子間に発生するアーク放電を遮断するシャッタを備えている。

【0018】

（２）前記シャッタは、一組のコネクタが嵌合する方向と略直交する方向に可動できることが好ましい。

【0019】

（３）本発明による電気コネクタは、一組のコネクタが嵌合した状態では、前記シャッタが開き、一組のコネクタの嵌合を解除した状態では、前記シャッタが閉じている。

【0020】

（４）本発明による電気コネクタは、雄端子を有するオスコネクタと雌端子を有するメスコネクタが嵌合自在な電気コネクタであって、前記メスコネクタは、前記雄端子と前記雌端子が離間したときに、端子間に発生するアーク放電を遮断する開閉自在なシャッタを備えている。

【0021】

（５）前記オスコネクタと前記メスコネクタが嵌合していないときは、前記シャッタを閉じる方向に力を付勢するばね部材を更に備えていることが好ましい。

【0022】

（６）前記オスコネクタは、一対の前記雄端子を保持するオスハウジングを備え、前記メスコネクタは、一対の前記雌端子を保持するメスハウジングを備え、前記オスハウジングは、前記メスハウジングに設けたヘッダと嵌合自在な接続開口を有し、前記メスハウジングは、前記雄端子が挿通自在な一対の挿通開口を有し、前記シャッタは、前記挿通開口を封鎖自在な一対のシャッタ部と、前記シャッタの変位を規定する従動子と、を有し、オスハウジングは、前記従動子を案内するカム溝を有している。

【発明の効果】

【0023】

本発明による電気コネクタは、互いに電気的に接続可能な一組の端子が離間したときに、端子間に発生するアーク放電を遮断（消弧）するシャッタを備えているので、アーク放電に起因するハウジングの損傷及び嵌合相手の端子の劣化を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】本発明の一実施形態による電気コネクタの構成を示す斜視図であり、一方のコネクタに他方のコネクタを挿入した状態図である。

【図2】前記実施形態による電気コネクタの構成を示す斜視図であり、一方のコネクタに対して他方のコネクタが嵌合する前の状態図である。

【図3】前記実施形態による電気コネクタの構成を示す斜視図であり、一方のコネクタに対して他方のコネクタが嵌合する前の状態を図２と異なる方向から観ている。

【図4】前記実施形態による電気コネクタの構成を示す斜視分解組立図である。

【図5】前記実施形態による電気コネクタに備わる雌端子の構成を示す斜視図である。

【図6】前記実施形態による電気コネクタに備わるシャッタの構成を示す斜視図である。

【図7】前記実施形態による電気コネクタを構成するメスコネクタの構成を示す正面図であり、シャッタが閉じた状態図である。

【図8】前記実施形態による電気コネクタを構成するメスコネクタの構成を示す正面図であり、シャッタが開いた状態図である。

【図9】前記実施形態による電気コネクタを構成するオスコネクタの構成を示す斜視図であり、一部を断面図で示している。

【図10】前記実施形態による電気コネクタを構成するオスコネクタの構成を示す斜視図であり、シャッタの移動手順を示す軌跡図である。

【図11】前記実施形態による電気コネクタの状態変化を示す縦断面図であり、図１１（Ａ）は、シャッタに備わる従動子がカム溝の始端に位置した状態図、図１１（Ｂ）は、図１１（Ａ）に示した状態から、シャッタが最上段に移動した状態図、図１１（Ｃ）は、図１１（Ｂ）に示した状態から、オスコネクタとメスコネクタが嵌合した状態図、図１１（Ｄ）は、図１１（Ｃ）に示した状態から、オスコネクタに対してメスコネクタを引き抜く途中の状態図、図１１（Ｅ）は、図１１（Ｄ）に示した状態からオスコネクタに対してメスコネクタを更に引き抜いて、シャッタが最下段に移動した状態図である。なお、図１１の左欄は、雄端子及び雌端子の縦断面図を示し、図１１の右欄は、従動子の縦断面図を示している。

【図12】従来技術によるメスコンタクトの構成を示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

以下、図面を参照して本発明を実施するための形態を説明する。

【0026】

［電気コネクタの構成］
（全体構成）
図１から図４を参照すると、本発明による電気コネクタは、互いに嵌合自在なオスコネクタ１０とメスコネクタ２０で構成している。オスコネクタ１０は、オスハウジング１と一対の四角棒状のオスコンタクト（以下、雄端子という）３・３を備えている。メスコネクタ２０は、メスハウジング２と一対のメスコンタクト（以下、雌端子という）３・３を備えている。

【0027】

図２又は図３を参照すると、オスハウジング１は、一対の雄端子３・３を保持している。図４又は図１１を参照すると、メスハウジング２は、一対の雌端子４・４を内部に保持している。図２から図４を参照すると、メスハウジング２は、ヘッダ２１を前部に設けている。オスハウジング１は、ヘッダ２１と嵌合自在な接続開口１１を有している（図２又は図４参照）。

【0028】

図２から図４を参照して、オスハウジング１の接続開口１１に向かって、メスハウジング２のヘッダ２１を挿入することで、オスコネクタ１０とメスコネクタ２０を嵌合できる。図１１を参照すると、オスコネクタ１０をメスコネクタ２０に挿入する状態では、一対の雄端子３・３は、一対の雌端子４・４と対向する位置に配置されている。

【0029】

図３又は図８を参照すると、メスハウジング２は、雄端子３が挿通自在な一対の挿通開口２１ｈを開口している。後述するシャッタ５が挿通開口２１ｈを閉鎖していない状態では、雄端子３は、挿通開口２１ｈに進入でき、雄端子３は、雌端子４と電気的に接続できる（図１１（Ｃ）参照）。

【0030】

図４又は図６を参照すると、メスコネクタ２０は、シャッタ５と一対のＷ字状のばね部材６・６を備えている。シャッタ５は、メスハウジング２の内部に配置されている。シャッタ５は、一組のコネクタ１０・２０が嵌合する方向と略直交する方向に可動できる。

【0031】

図７又は図８を参照すると、ばね部材６は、メスハウジング２の内部に配置されている。一対のばね部材６・６は、シャッタ５の両端部と連結している。オスコネクタ１０とメスコネクタ２０が嵌合していないときは、一対のばね部材６・６は、シャッタ５を閉じる方向に力を付勢している。

【0032】

（雌端子の構成）
次に、実施形態による雌端子４の構成を説明する。図４又は図５を参照すると、箱状の端子接続部４１と結線部４２で構成している。端子接続部４１は、その内部に雄端子３を導入できる。結線部４２は、被覆電線Ｗの端末を圧着接続により結線している。

【0033】

図４又は図５を参照すると、端子接続部４１は、一対の挟持アーム４１ａ・４１ａとランス４１ｒを有している。一対の挟持アーム４１ａ・４１ａは、端子接続部４１の両側面から内部に向かって片持ち状に屈曲している。端子接続部４１の内部に雄端子３が導入されると、一対の挟持アーム４１ａ・４１ａは、雄端子３を挟持できる。

【0034】

図５を参照すると、ランス４１ｒは、端子接続部４１の天板に形成されている。ランス４１ｒは、メスハウジング２の内部に形成した係止部（図示せず）に係止することで、メスハウジング２から雌端子４を抜け止めできる。

【0035】

図５を参照すると、結線部４２は、コンダクタバレル４２ｃとインシュレーションバレル４２ｉを有している。コンダクタバレル４２ｃは、被覆電線Ｗの導線を圧着している。インシュレーションバレル４２ｉは、被覆部の外周側から被覆電線Ｗを圧着している。被覆電線Ｗ付き雌端子４は、端子接続部４１を先頭に、キャビティ２１ｃに導入されている（図１参照）。

【0036】

（シャッタの構成）
次に、実施形態によるシャッタ５の構成を説明する。図６を参照すると、シャッタ５は、絶縁性を有する合成樹脂からなることが好ましい。絶縁性を有する合成樹脂を成形して、所望の形状を有するシャッタ５を得ることができる。

【0037】

図６を参照すると、シャッタ５は、一対のアーム５１・５１と連結部５２を有している。一対のアーム５１・５１は、所定の間隔を設けて対向配置している。連結部５２は、一対のアーム５１・５１の基端部を連結している。

【0038】

又、図６を参照すると、シャッタ５は、平坦面を有する一対のシャッタ部５１ｓ・５１ｓを先端部側に設けている。一組のコネクタ１０・２０の嵌合を解除した状態では、これらのシャッタ部５１ｓ・５１ｓは、一対の挿通開口２１ｈ・２１ｈを封鎖している（図７参照）。シャッタ部５１ｓの背面側には、ばね部材６の中央部が係合するばね係合部５１１を設けている。

【0039】

更に、図６を参照すると、シャッタ５は、一対の円柱状の従動子５１ｂ・５１ｂを有している。一対の従動子５１ｂ・５１ｂは、シャッタ部５１ｓの前方に延出している。又、一対の従動子５１ｂ・５１ｂは、それらの軸方向に対向配置されている。一対の従動子５１ｂ・５１ｂがオスハウジング１の内部の隔壁１１ｗに形成したカム溝１１ｄに案内されることで（図９参照）、シャッタ５を一組のコネクタ１０・２０が嵌合する方向と略直交する方向に可動できる。

【0040】

（オスハウジングの内部構成）
次に、オスハウジング１の内部構成を説明する。図４又は図９を参照すると、オスハウジング１は、内部を区画する一対の隔壁１１ｗ・１１ｗを内部に形成している。メスハウジング２をオスハウジング１に挿入すると、一対の隔壁１１ｗ・１１ｗの外側に一対の従動子５１ｂ・５１ｂ導入できる（図６参照）。メスハウジング２をオスハウジング１に挿入すると、一対の隔壁１１ｗ・１１ｗの間に、メスハウジング２に形成した中央壁２１ｗを導入できる（図３参照）。

【0041】

図４又は図９を参照して、メスハウジング２をオスハウジング１に挿入すると、一対の従動子５１ｂ・５１ｂをカム溝１１ｄに導入できる。カム溝１１ｄは、従動子５１ｂを案内する傾斜部１１１と平坦部１１２を有している（図９参照）。

【0042】

（ばね部材の構成）
次に、実施形態によるばね部材６の構成を説明する。図４又は図７及び図８を参照して、ばね部材６は、弾性変形可能な金属製の線条体からなることが好ましい。ばね部材６を幅方向に圧縮すると、初期の状態に復帰できる。

【0043】

図７に示した状態から、一対のシャッタ部５１ｓ・５１ｓ（図６参照）が上昇すると、ばね部材６は、メスハウジング２の内壁に形成された逆Ｖ字状のスロットに保持されているので、幅方向に圧縮され、その反力として、一対のシャッタ部５１ｓ・５１ｓを押す力を付勢している。

【0044】

［電気コネクタの作用］
次に、実施形態による電気コネクタの動作を説明しながら、電気コネクタの作用及び効果を説明する。

【0045】

図９から図１１を参照して、図１１（Ａ）に示すように、メスコネクタ２０をオスコネクタ１０に挿入する直前の状態では、シャッタ５に備わる従動子５１ｂがカム溝１１ｄの始端に位置している。図１１（Ａ）に示した状態から、メスコネクタ２０をオスコネクタ１０に更に挿入すると、従動子５１ｂは、傾斜部１１１に沿って案内される（図１０の丸囲み数「１」参照）。

【0046】

図１１（Ｂ）に示すように、従動子５１ｂが傾斜部１１１を上りきった状態では、シャッタ５は、メスコネクタ２０とオスコネクタ１０が嵌合する方向と略直交する方向に移動している。つまり、シャッタ５は、雄端子３を雌端子４に接続可能に開いている。この場合、ばね部材６は、シャッタ５に押されて、メスハウジング２の内部で最上段に位置している（図８参照）。

【0047】

図１１（Ｂ）に示した状態から、メスコネクタ２０をオスコネクタ１０に更に挿入すると、従動子５１ｂは、平坦部１１２に沿って案内される（図１０の丸囲み数「２」参照）。そして、雄端子３を雌端子４に接続できる。従動子５１ｂが平坦部１１２を進行中は、従動子５１ｂを引き返すことも可能であり、図１１（Ａ）に示した状態に戻ることもできいる。

【0048】

図１１（Ｂ）に示した状態から、メスコネクタ２０がオスコネクタ１０と完全に嵌合すると、シャッタ５は、ばね部材６に付勢されているので、従動子５１ｂは、平坦部１１２の終端から落下し、図１１（Ｃ）に示すように、停止壁に当接する（図１０の丸囲み数「３」参照）。

【0049】

図１１（Ｃ）に示した状態では、シャッタ部５１ｓの下端縁は（図６参照）、雄端子３に近接しているが雄端子３には当接していない。これにより、シャッタ部５１ｓが雄端子３に当接することなく、オスコネクタ１０からメスコネクタ２０を容易に引き抜くことができる。

【0050】

図１１（Ｃ）に示した状態から、メスコネクタ２０をオスコネクタ１０から引き抜くと、従動子５１ｂは、図１１（Ｄ）に示した状態から図１１（Ｅ）に示した状態に移動する。言い換えれば、従動子５１ｂは、図１０の丸囲み数「４」から図１０の丸囲み数「５」に移動する。そして、従動子５１ｂは、図１１（Ａ）に示した初期の状態に復帰できる。このように、従動子５１ｂは、部分的に不可逆の軌跡を進行する。

【0051】

図１１（Ｅ）に示した状態から、メスコネクタ２０をオスコネクタ１０から引き抜くと、雌端子４と雄端子３の接続が物理的に解除され、シャッタ５が挿通開口２１ｈを瞬時に閉鎖するので、雌端子４と雄端子３間に発生するアーク放電を遮断（消弧）できる。これにより、実施形態による電気コネクタは、アーク放電に起因するハウジングの損傷及び嵌合相手の端子の劣化を防止できる。

【0052】

実施形態による電気コネクタは、メスコネクタ２０をオスコネクタ１０に嵌合するときは、メスコネクタ２０をオスコネクタ１０に挿入するだけで、シャッタ５が開き、メスコネクタ２０とオスコネクタ１０を嵌合できる。

【0053】

本発明による電気コネクタは、シャッタ５をメスコネクタ側に設け、シャッタ５の動作を規定するカム溝をオスコネクタ側に設けた実施形態を開示したが、シャッタ５の動作を規定するカム溝をメスコネクタ側に設け、カム溝に案内される従動子をオスコネクタ側に設けることもできる。

【0054】

実施形態による電気コネクタは、電線対基板用の電気コネクタに適合可能な実施形態を開示している。図３を参照にすると、オスコネクタ１０は、プリント基板（図示せず）に位置決めするための位置決めピン１１ｐをオスハウジング１の底面から突出している。

【0055】

本発明による電気コネクタは、電線対電線用の電気コネクタに応用でき、基板対基板用の電気コネクタに応用できる。

【符号の説明】

【0056】

１ オスハウジング
２ メスハウジング
３ 雄端子
４ 雌端子
５ シャッタ
６・６ 一対のばね部材
１０ オスコネクタ
２０ メスコネクタ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】