バットコンタクト式コネクタ
【課題】接点と固定側端子とを導電可能に接続する手段として、可撓軟銅線よりも耐久性・取り付け性に優れた手段を適用したバットコンタクト式コネクタを提供する。
【解決手段】メス側電極１０は、メス側接点１１を先端部に保持し、インシュレータ３０の孔内を軸方向に進退するスリーブ１３と、スリーブ１３を先端方向に付勢するバネ１９と、スリーブ１３の内孔に先端部が挿入されて、後端部において電路３６と接続されている芯金１７とを有する。芯金１７の外面には、スリーブ１３の内孔に押し当てられるように接触する、径方向の弾性を有する弾性導電部材２０が装着されている。コネクタのオンオフの繰り返しにおけるスリーブ１３の軸方向の進退時には、弾性導電部材２０がスリーブ１３の内面に接触しながら摺動する。弾性導電部材２０はスリーブ１３の内面に弾性を持って接触しているので、両者間に安定な導通が得られ、耐久性が向上する。
【解決手段】メス側電極１０は、メス側接点１１を先端部に保持し、インシュレータ３０の孔内を軸方向に進退するスリーブ１３と、スリーブ１３を先端方向に付勢するバネ１９と、スリーブ１３の内孔に先端部が挿入されて、後端部において電路３６と接続されている芯金１７とを有する。芯金１７の外面には、スリーブ１３の内孔に押し当てられるように接触する、径方向の弾性を有する弾性導電部材２０が装着されている。コネクタのオンオフの繰り返しにおけるスリーブ１３の軸方向の進退時には、弾性導電部材２０がスリーブ１３の内面に接触しながら摺動する。弾性導電部材２０はスリーブ１３の内面に弾性を持って接触しているので、両者間に安定な導通が得られ、耐久性が向上する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バットコンタクト式（接点同士を対向させて突き当てる方式）のコネクタに関する。特には、耐久性を向上させた大電流回路用のバットコンタクト式コネクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的なバットコンタクト式のコネクタにおいては、プラグなどに設けられたオス側電極の接点と、レセプタクルなどに設けられたメス側電極の接点とが必要な接点圧で突き当てられて、電極同士が導通される。必要な接点圧を得るために、一般的には、メス側電極の接点はバネで弾性支持されて、オス側電極の接点に向かって付勢されている。このようなコネクタにおいては、プラグとレセプタクル間の電流回路を形成するため、メス側電極の接点とレセプタクル側電路とが可撓性の導電部材（軟銅線など）で接続されたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図９は、可撓性導電部材を使用したメス側電極の構造の一例を示す側断面図である。
メス側電極２１０は、インシュレータ２３０に形成された内孔に進退可能に配置されている。同電極２１０は、オス側電極の接点と接する接点２１１と、同接点２１１が取り付けられている可動接点台２１２と、レセプタクル側の電路に接続する固定端子部２３６と、を有する。可動接点台２１２はバネ２１７により、先端方向（オス側電極方向）に付勢されている。また、可動接点台２１２と固定端子部２３６とは可撓性導電部材２２０により導通可能に接続されている。大電流回路用の場合、可撓性導電部材２２０として可撓軟銅線を使用するのが一般的である。
【０００４】
バットコンタクト式で、かつ、大電流回路用のコネクタに可撓軟銅線を使用した場合、以下の問題が生じる。
（１）コネクタのオン−オフ動作時には、接点２１１が取り付けられている可動接点台２１２がインシュレータ２３０の内孔をスライドし、これに伴って、図９に示すように、可撓軟銅線２２０が屈曲・伸長する。このオン−オフ動作を繰り返すと、可撓軟銅線２２０は繰り返し屈曲・伸長運動することとなり、可撓軟銅線２２０の一部が加工硬化を起こす。するとその反力により可動接点台２１２の戻り力を弱めたり、接点同士が正対せず温度上昇を引き起こすおそれがある。
（２）また、屈曲・伸長運動の繰り返しによる加工硬化により、可撓軟銅線２２０の一部断線や全面断線を起こしやすく、耐久寿命は１万回程度である。
（３）耐久寿命を延ばすには、可撓軟銅線２２０の径を大きくすることや長さを長くすることが必要になり、コネクタの小型化を図り難い。
（４）可撓軟銅線２２０を可動接点台２１２や固定端子部２３６に接続する方法として、カシメ方法やスポット溶接が挙げられるが、これらの作業は熟練度を要し、作業効率が悪くコストアップにつながる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特公昭５５−２６５９４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって、接点と固定側端子とを導電可能に接続する手段として、可撓軟銅線よりも耐久性・取り付け性に優れた手段を適用したバットコンタクト式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】
【０００７】
本発明のバットコンタクト式コネクタは、 インシュレータに形成された孔の中を進退するとともに、先端部に接点を有するメス側電極、及び、 該メス側電極の接点（メス側接点）に押し当てられる接点を有するオス側電極、を備えるバットコンタクト式コネクタであって、 前記メス側電極が、 前記メス側接点を先端部に保持し、前記インシュレータの孔の中を軸方向に進退する筒状のスリーブと、 該スリーブを先端方向に付勢するバネと、 前記スリーブの内孔に先端部が挿入されており、後端部において電路と接続されている芯金と、 該芯金の外面に装着された、前記スリーブの内孔に押し当てられるように接触する、径方向の弾性を有する弾性導電部材と、を具備することを特徴とする。
【０００８】
本発明のバットコンタクト式コネクタにおいては、メス側接点及びスリーブが弾性導電部材を介して芯金と導通している。そして、コネクタのオンオフの繰り返し時には、スリーブが軸方向に進退するが、この際弾性導電部材がスリーブの内面に接触しながら摺動する。弾性導電部材はスリーブ内面に押し当てられるように弾性を持って接触しているので、両者間に安定な導通が得られ、従来方式のバットコンタクト式コネクタにおける可撓軟銅線を使用した場合に比べて、耐久性が向上する。また、弾性導電部材は芯金に嵌め込むことによって簡単に芯金に装着できる。
【０００９】
なお、弾性導電部材をスリーブの内面に装着し、同部材の内面（径方向内側）で芯金と接触させることもできるが、弾性導電部材は、その外面（径方向外側）でスリーブの内面に接触する方が好ましい。というのは、弾性導電部材をスリーブの内面に装着し、同部材の内面（径方向内側）で芯金と接触させる場合、弾性導電部材をスリーブの内面で保持するので、スリーブの保持部分の最低肉厚を確保する必要がある。そして、スリーブの外側にバネを外嵌するので、外径が大きくなる傾向がある。さらに、弾性導電部材をスリーブ内に圧入するための専用治具が必要になり、作業に熟練度を要したり、作業効率が悪くなるなどの問題が生じる。
【００１０】
本発明においては、 前記弾性導電部材が、所定の長さを有するＣリング状のバンドであって、軸方向中央部に径方向外側に膨らんだ胴部を有することが好ましい。
この場合、弾性導電部材が中間胴部の弾性潰れによって、芯金の外面とスリーブの内孔との間に突っ張るように接触するので、両者間に安定な導通を与えることができる。
【００１１】
または、 前記弾性導電部材を、中空断面を有するリング状のコイルバネとすることもできる。
この場合も、リング状コイルバネがリング断面の弾性潰れによって、芯金の外面とスリーブの内孔との間に突っ張るように接触するので、両者間に安定な導通を与えることができる。
【００１２】
本発明においては、 前記スリーブを付勢するバネが高導電性材質で作製され、 該スリーブ付勢バネの先端が、前記スリーブ先端に当接するとともに、後端が電路に当接し、これにより、前記接点から前記スリーブ及びスリーブ付勢バネを通って前記電路に至る第２の導通回路が形成されている。
【００１３】
本発明によれば、接点からスリーブ及びスリーブ付勢バネを通って電路に至る分流回路と、接点からスリーブ、弾性導電部材及び芯金を通って電路に至る分流回路とが形成される。これにより、全体回路を複数の部分回路に分けることができるので、各部分回路での温度上昇を防ぐことができる。
【００１４】
本発明においては、 コネクタオン時において、 前記スリーブ内孔の先端面と前記芯金の先端面との間にギャップｇ１が存在し、 前記スリーブの後端と前記電路との間にギャップｇ２が存在することが好ましい。
【００１５】
このようなギャップを設けることにより、スリーブや芯金に公差外の寸法誤差が生じても、オス側電極の正規のストローク寸法を確保できる。
【００１６】
さらに、本発明においては、 コネクタオフ時において、 前記弾性導電部材と前記スリーブとの接触面と、前記スリーブの後端面との間に所定の距離Ｌが存在することが好ましい。
弾性導電部材とスリーブとの接触面と、スリーブの後端面との間に所定の距離が存在するとは、言い換えれば、コネクタオフ時にもスリーブと弾性導電部材とが接触していることである。これにより、主回路が不用意に遮断された場合、接点間には放電（スパーク）が発生するが、コンタクトバンドとスリーブとは導通したままであるので両者間にスパークが発生しない。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように、本発明及びその好ましい実施形態においては以下の効果を得られる。
（１）弾性導電部材はスリーブ内面方向に弾性を持って接触しているので、両者間に安定な導通が得られ、可撓軟銅線を使用した場合に比べて耐久性が向上する。一例として、１０万回の摺動試験を満足する耐久性を得られる。
（２）弾性導電部材は芯金に嵌め込むことによって簡単に芯金に装着できる。
（３）全体回路を２個の分流回路に分けることができるので、各回路での温度上昇を防ぐことができる。
（４）可動接点台の後端面と芯金の先端面間、及び、スリーブの後端と固定端子部との間にギャップを持たせることにより、各部材間の接触抵抗を安定化できる。
（５）コネクタオフ時にも、スリーブとコンタクトバンドとを接触させて両者を常に同電位にすることにより、不用意な回路遮断があっても両電極の接点間にのみスパークが発生し、スリーブと芯金間にはスパークが発生しない。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るバットコンタクト式コネクタのメス側電極の構造を示す側断面図であり、図１（Ａ）はコネクタオン時、図１（Ｂ）はコネクタオフ時を示す。
【図２】図１のメス側電極の構造を示す分解斜視図である。
【図３】図１のメス側電極の芯金の構造を示す側面図である。
【図４】コンタクトバンドの構造を示す図であり、図４（Ａ）は正面図、図４（Ｂ）は側面図、図４（Ｃ）は金属薄板の平面図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係るバットコンタクト式コネクタのメス側電極の構造を示す側断面図であり、図１（Ａ）はコネクタオン時、図１（Ｂ）はコネクタオフ時を示す。
【図６】図５のメス側電極の構造を示す分解斜視図である。
【図７】図５のメス側電極の芯金の構造を示す分解斜視図である。
【図８】本発明の第３の実施の形態に係るバットコンタクト式コネクタのレセプタクルの正面図である。
【図９】従来のレセプタクルのメス側電極の構造の一例を示す側断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１〜図４を参照して、本発明の第１の実施の形態に係るバットコンタクト式コネクタについて説明する。
コネクタは、レセプタクルとこのレセプタクルに差し込むプラグとからなり、メス側電極がレセプタクルに設けられており、オス側電極がプラグに設けられている。以降、レセプタクルに設けられたメス側電極について説明する。
【００２０】
レセプタクル１は、図２に示すように、４本のメス側電極１０と、これらの電極を支持するインシュレータ３０と、電極１０及びインシュレータ３０を収容するケーシング（図示されず）を有する。プラグは、結合時に、レセプタクル１の各電極１０と突き合わされて導電可能に接触する４本のオス側電極と、これらの電極を支持するインシュレータと、電極及びインシュレータを収容するとともに、レセプタクルのケーシングとバヨネット式に連結するケーシングを有する。なお、コネクタオン時に両電極の接点間に必要な接点圧を得るために、プラグのオス側電極はレセプタクルに対して所定のストロークだけ差し込まれる。言い換えれば、オス側電極が所定のストロークだけ差し込まれないと、レセプタクルとプラグとのバヨネット連結が不可能である。
【００２１】
メス側電極１０について説明する。
メス側電極１０は、図１に示すように、先端側（オス側電極側）に接点１１が取り付けられた可動接点台１２と、先端側端部に可動接点台１２が保持されたスリーブ１３と、芯金１７とを有する。スリーブ１３は、バネ１９により先端方向に付勢されている。また、芯金１７の外面とスリーブ１３の内面との間には、弾性導電部材２０が介装されている。これらは、インシュレータ３０に収容されている。
【００２２】
インシュレータ３０は、前側インシュレータ３１と後側インシュレータ３２とからなる。
前側インシュレータ３１には、この例では、４個の平行な孔３４が開けられている。各孔３４は、先端側の小径孔３４ａと、同孔と同軸上の大径孔３４ｂとを有する。小径孔３４ａと大径孔３４ｂとの間には、段部３４ｃが形成されている。この段部３４ｃは、メス側電極１０の抜け止めとなる。
後側インシュレータ３２の、前側インシュレータ３１の内孔３４の奥側端面に当たる部分には、電路に接続する固定端子部３６が設けられている。
【００２３】
可動接点台１２は、導電性材料（例えば、銅又は銅合金製）で作製された、短い円柱状の部材である。可動接端台１２の先端面には、円盤状の接点１１（例えば、銀製）が固定されている。
【００２４】
スリーブ１３は、導電性材料（例えば、銅又は銅合金製）で作製された筒状の部材である。図１に示すように、スリーブ１３の先端面には、外側に張り出すフランジ１４と、スリーブ内孔内に張り出す段部１５が形成されている。この段部１５が可動接端台１２の側面に噛み合って、可動接点台１２とスリーブ１３とが固定されている。スリーブ１３の内面は、段部１４から後端に向かって真っすぐに延びており、後端部は拡径したテーパ面となっている。スリーブ１３は、前側インシュレータ３１の内孔３４の大径孔部３４ｂ内に、接点１１を先端側にして収容されている。
【００２５】
芯金１７は、導電性材料（例えば、銅又は銅合金製）で作製された棒状部材である。芯金１７は、固定端子部３６の端面に立設されており、先端方向へ突き出してスリーブ１３の内孔に挿入されている。芯金１７は、図３に示すように、固定端子部３６側の基部１７ａと、先端側の先端部１７ｂと、両部の間の中央部１７ｃとを有する。中央部１７ｃの径は、基部１７ａと先端部１７ｂの径よりも小さい。この中央部１７ｃには、弾性導電部材２０が装着されている。
【００２６】
弾性導電部材２０は、図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、帯状の金属薄板（例えば、ベリリウム銅の薄板を金メッキしたもの）で作製されたＣリング状のバンド（コンタクトバンドという）からなる。コンタクトバンド２０は、短い筒状の両端部２１と、その中間の外方向に膨らんだ中間胴部２２とを有する。中間胴部２２は、図４（Ｂ）に示すように、長さ方向に延びる細長の金属片２２ａ（ルーバー）と細長の孔２２ｂとが交互に並んだもので、細長金属片２２ａが径方向に円弧状に湾曲するように塑性変形している。これにより、中間胴部２２には弾性機能が付与される。図４（Ａ）に示すように、コンタクトバンド２０の両側縁間には空間２３が開いている。
【００２７】
このようなコンタクトバンド２０は、一例として、図４（Ｃ）に示すように、帯状の金属薄板４０の中間部に細長の孔４１を打ち抜いて形成し、中間部に残された細長の金属片４２を外方向（径方向）に湾曲するように塑性変形させた後、Ｃリング状に加工することにより作製される。
【００２８】
コンタクトバンド２０は、両側縁間の空間２３（図４（Ａ）参照）に芯金１７の中央部１７ｃを通して嵌め込むことによって、弾性によって芯金１７の中央部１７ｃに装着される。中央部１７ｃの径は、その先端側及び後端側の先端部１７ｂや基部１７ａの径よりも小さいので、コンタクトバンド２０は前後方向に移動しないように保持される。図１に示すように、コンタクトバンド２０の中間胴部２２の外面は、スリーブ１３の内孔に接している。この際、中間胴部２２の細長金属薄板片２２ａは、弾性潰れによって、スリーブ１３の内孔との間に突っ張るように接触している。
【００２９】
なお、この例では、中間胴部２２が外方向に膨らんだコンタクトバンド２０を芯金１７に装着し、中間胴部２２の外面（径方向外側の面）をスリーブ１３の内面に接触させた。一方で、中間胴部が内方向に膨らんだ形状のコンタクトバンドをスリーブの内孔に装着し、中間胴部の内面（径方向内側の面）を芯金の外面に接触することも可能である。しかしながら、本発明の実施形態のもの（芯金外面装着式）の方が、コネクタの小型化及び弾性導電部材２０の取付容易性などの点で有利である。
【００３０】
バネ１９は、導電性材料（例えば、燐青銅製）で作製され、スリーブ１３の周囲の、スリーブ１３のフランジ１４と固定端子部３６との間に外嵌されている。そして、スリーブ１３を先端方向に付勢している。図１（Ｂ）に示すコネクタオフ時には、スリーブ１３はバネ１９により先端方向に付勢されて、フランジ１４が前側インシュレータ３１の内孔３４に形成された段部３４ｃに当接する。この際、接点１１は前側インシュレータ３１の内孔３４の小径孔部３４ａ内に突き出している。
【００３１】
図１（Ａ）を参照して、コネクタオン時の状態を説明する。
プラグがレセプタクルに差し込まれると、両者のケーシングがバヨネットカップリングにより連結し、プラグのオス側電極１１０がレセプタクルの前側インシュレータ３１の小径孔部３４ａから大径孔部３４ｂに所定のストロークＳだけ差し込まれる。すると、オス側電極１１０の先端の接点１１１とメス側電極１０の先端の接点１１が接触するとともに、メス側電極１０の接点１１（可動接点台１２、スリーブ１３）は大径孔部３４ｂ内を後端方向に押し込まれる。メス側電極１０の接点１１はバネ１９で先端方向に付勢されているので、これにより、オス側電極１１０の接点１１１とメス側電極１０の接点１１との接点圧が確保される。また、芯金１７に装着されているコンタクトバンド２０の中間胴部２２の外面は、スリーブ１３の内孔の長さ方向のほぼ中央で接している。
【００３２】
この状態では、図１（Ａ）に示すように、２つの分流回路Ｉ１、Ｉ２が形成される。一つの分流回路Ｉ１は、オス側電極の接点１１１から、メス側電極１０の接点１１、可動接点台１２、スリーブ１３及びバネ１９を介して固定端子部３６へ向かう回路である。もう一方の回路Ｉ２は、オス側電極の接点１１１から、メス側電極１０の接点１１、可動接点台１２、スリーブ１３、コンタクトバンド２０及び芯金１７を介して固定端子部３６へ向かう回路である。つまり、主流回路電流Ｉ＝分流回路Ｉ１+分流回路Ｉ２となる。
【００３３】
このように主流回路を２個の分流回路に分けたことにより、１個の電流回路を小型化でき、温度上昇を抑えることができる。
【００３４】
なお、各分流回路の比率としては、Ｉ１を１０〜４０％、Ｉ２を９０〜６０％、特には、Ｉ１≒Ｉ／３、Ｉ２≒２Ｉ／３とすることが好ましい。これは、以下の理由による。
分流回路Ｉ１の経路となるバネ１９は、スリーブ１３を付勢することが主目的であるので、バネ１９の径及び反発力は抜き差しに適するように設定されており、通電性に重点をおいていない。そのため、必然的に、弾性導電部材を経由する分流回路Ｉ２が主となり、分流回路Ｉ１は副となり、分流回路Ｉ２の方が多く電流が流れる。
分流比は、例えば、バネ１９の線径、中心径、巻き数から概略の抵抗値を推定し、電密度から電流値を決定することができる。
【００３５】
さらに、コネクタオン時においては、図１（Ａ）に示すように、芯金１７の先端部の端面と可動接点台１２の後端面（スリーブ１３の内孔の先端面）との間にギャップｇ１が存在し、スリーブ１３の後端と固定端子部３６との間にギャップｇ２が存在する。これは、以下に説明するように、安定した接触抵抗を得るためのものである。
このようなギャップが存在しない場合、例えば、接点１１から、可動接点台１２及び芯金１７を介して固定端子部３６に向かう分流回路や、接点１１から、可動接点台１２及びスリーブ１３を介して固定端子部３６に向かう分流回路が形成される。このように、第３の分流回路が形成されると、回路の小型化の点では好ましいが以下の問題点を生じる。
【００３６】
（１）スリーブ１３の長手方向の寸法が公差外のプラスになった場合、ギャップｇ２がなくなり、スリーブ１３の後端面が固定端子部３６に当接する。すると、メス側接点１１を有するスリーブ１３が後方へ移動できなくなる。つまり、オス側電極１１０が所定のストロークＳだけ差し込まれなくなる場合があり、プラグとレセプタクルのバヨネット連結が不十分となる。
（２）芯金１７の長手方向の寸法が公差外プラスになった場合、ギャップｇ１がなくなり、可動接点台１２の後端面と芯金１７の先端面とが当接する。すると、（１）と同様に、スリーブ１３が後方へ移動できなくなる場合があり、バヨネット連結が不十分となる。
（３）上記（１）、（２）のケースにおいては、各部材間に接触抵抗値が存在する。つまり、ギャップｇ１、ｇ２が存在する場合と存在しない場合とでは、全体としての接触抵抗値が大きく変動し、接触抵抗の安定性に問題を生じる。また、経年的な安定性にも問題が生じる。
以上のような理由により、ギャップｇ１、ｇ２を設けることが好ましい。
【００３７】
次に、図１（Ｂ）を参照してオフ時の状態について説明する。
前述のように、コネクタオフ時には、スリーブ１３はバネ１９により先端方向に付勢されて、フランジ１４が前側インシュレータ３１の内孔３４に形成された段部３４ｃに当接している。このとき、接点１１は前側インシュレータ３１の内孔３４の小径孔部３４ａ内に突き出している。また、芯金１７に装着したコンタクトバンド２０の中間胴部２２の外面は、スリーブ１３の内孔部に当接している。
【００３８】
この状態において、コンタクトバンド２０の中間胴部２２の長手方向中央部（最も外側に張り出した部分）と、スリーブ１３の後端との間には、距離Ｌが存在する。つまり、コンタクトバンド２０とスリーブ１３とが導通状態（同電位）にある。これは以下の理由による。
プラグを不用意にレセプタクルから引き抜くと、両者の接点間に放電（スパーク）が発生するが、コンタクトバンド２０とスリーブ１３とは導通したままであるので両者間にスパークは発生しない。つまり、不用意な回路遮断が生じても、電極には影響を及ぼさない。なお、両接点はスパークに耐えられる構造を有しているため、このようなスパークが発生しても接点の耐久性などに問題は生じない。
【００３９】
コネクタのオンオフ動作を繰り返すと、スリーブ１３の内面と芯金１７に装着されたコンタクトバンド２０の中間胴部２２の外面とは、摺動を繰り返す。この際、前述のように、中間胴部２２はスリーブ１３の内孔に対して突っ張るように接触しているため、常に安定な接触状態が保たれており、繰り返し摺動に対しても安定な接触状態を維持できる。
【００４０】
コンタクトバンド２０に潤滑材（シリコーングリス）を塗布して摺動させる耐久試験によれば、１０万回の摺動に耐える耐久性が得られることがわかった。なお、１０万回の実験後は、コンタクトバンド２０の表面が黒色化していたが、アルコール洗浄後はコンタクトバンド２０の摩耗や劣化は観察されなかった。
【００４１】
以上説明したように、本発明においては以下の効果を得られる。
（１）コンタクトバンド２０を使用することにより、繰り返し摺動に対して安定した耐久性を得られる。
（２）コンタクトバンド２０は弾性により簡単に芯金に装着できる。
（３）全体回路を２個の分流回路に分けることができるので、各回路での温度上昇を防ぐことができる。
（４）可動接点台１２の後端面と芯金１７の先端面間、及び、スリーブ１３の後端と固定端子部３６との間にそれぞれギャップｇ１、ｇ２を持たせることにより、各部材間の接触抵抗を安定化できる。
（５）コネクタオフ時にも、スリーブ１３とコンタクトバンド２０とを接触させて両者を常に同電位にすることにより、不用意な回路遮断時に両電極の接点間にのみスパークが発生し、スリーブ１３と弾性導電部材２０間にはスパークが発生しない。
【００４２】
次に、図５〜図７を参照して、本発明の第２の実施の形態に係るバットコンタクト式コネクタを説明する。
この形態においては、コンタクトバンド２０に変えて、中空断面を有するリング状コイルバネ７０を使用する。これに伴って、第１の形態とは芯金６７の構造が異なる。図５、図６に示すように、接点１１、可動接点台１２、スリーブ１３、バネ１９、インシュレータ３０、固定端子部３６の構造・作用は、図１のバットコンタクト式コネクタと同じである。
【００４３】
この例のリング状コイルバネ７０は、斜め巻きされたコイルバネである。通常のバネは荷重を巻き方向（長さ方向）から受けるが、このコイルバネ７０は、荷重を巻きの径方向から受ける。そして、通常の使用範囲内の撓み率に対して、スプリング力がほとんど変化しない。つまり、安定した接点圧を得ることができる。
【００４４】
芯金６７は、第１の例と同様に、導電性材料（例えば、銅又は銅合金製）で作製された棒状部材であり、図５、図６に示すように、固定端子部３６の端面に立設されており、先端方向へ突き出してスリーブ１３の内孔に挿入されている。図７に示すように、芯金６７は、固定端子部３６側の基部６７と、先端側の先端部６７ｂとを有し、両部間には、軸方向に並んだ２列の凹部６７ｃが形成されている。各凹部６７ｃにコイルバネ７０が嵌め込まれる。コイルバネ７０間には、スペーサ７１（例えば、アルミニウムまたは銅合金製）が介されている。
【００４５】
この芯金１７に装着されたコイルバネ７０は、図５に示すように、リング断面の弾性潰れによって、芯金６７の外面とスリーブ１３の内面との間に突っ張るように接触している。なお、コイルバネ７０は、芯金６７の先端から嵌め込むことにより、簡単に装着できる。
【００４６】
なお、第１の実施の形態と同様に、可動接点台１２の後端面と芯金６７の先端面間、及び、スリーブ１３の後端と固定端子部３６との間にはギャップが存在する。また、コネクタオフ時には、後側のコイルバネ７０とスリーブ１３後端面との間に距離が存在し、スリーブ１３とコイルバネ７０とを接触させて両者を常に同電位に保持している。
【００４７】
この態様においても、第１の態様と同様の効果が得られる。さらに、コンタクトバンド２０に変えてコイルバネ７０を使用することにより、より耐久性を向上させることが可能である。ただし、コイルバネ７０の方が高価であるため、コンタクトバンド式に比べてコストアップする問題がある。
【００４８】
次に、図８を参照して本発明の第３の実施の形態に係るバットコンタクト式コネクタについて説明する。
上記第１、第２の実施の形態のコネクタは電力供給用に使用されるものであったが、電力供給と信号伝達とを行うコネクタに適用することもできる。つまり、図８に示すように、レセプタクル８１のインシュレータ８２に、メス側電極１０（図１、図５参照）が収容されるとともに、オス・メス嵌合式のコネクタである信号伝達用の電極８３を収容することもできる。
【符号の説明】
【００４９】
１ コネクタ
１０ メス側電極 １１ 接点
１２ 可動接点台 １３ スリーブ
１４ フランジ １５ 段部
１７ 芯金 １７ａ 基部
１７ｂ 先端部 １７ｃ 中央部
１９ バネ
２０ 弾性導電部材（コンタクトバンド） ２１ 端部
２２ 胴部 ２２ａ 金属片（ルーバー）
２２ｂ 細長の孔
３０ インシュレータ ３１ 前側インシュレータ
３２ 後側インシュレータ ３４ａ 小径孔
３４ｂ 大径孔 ３４ｃ 段部
３６ 固定端子部
４０ 金属薄板 ４１ 細長の孔
４２ 細長の金属片
６７ 芯金 ７０ コイルバネ（斜め巻きコイルスプリング）
７１ スペーサ ８１ レセプタクル
８２ インシュレータ ８３ 信号伝達用電極
１１０ オス側電極 １１１ オス側接点
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バットコンタクト式（接点同士を対向させて突き当てる方式）のコネクタに関する。特には、耐久性を向上させた大電流回路用のバットコンタクト式コネクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的なバットコンタクト式のコネクタにおいては、プラグなどに設けられたオス側電極の接点と、レセプタクルなどに設けられたメス側電極の接点とが必要な接点圧で突き当てられて、電極同士が導通される。必要な接点圧を得るために、一般的には、メス側電極の接点はバネで弾性支持されて、オス側電極の接点に向かって付勢されている。このようなコネクタにおいては、プラグとレセプタクル間の電流回路を形成するため、メス側電極の接点とレセプタクル側電路とが可撓性の導電部材（軟銅線など）で接続されたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図９は、可撓性導電部材を使用したメス側電極の構造の一例を示す側断面図である。
メス側電極２１０は、インシュレータ２３０に形成された内孔に進退可能に配置されている。同電極２１０は、オス側電極の接点と接する接点２１１と、同接点２１１が取り付けられている可動接点台２１２と、レセプタクル側の電路に接続する固定端子部２３６と、を有する。可動接点台２１２はバネ２１７により、先端方向（オス側電極方向）に付勢されている。また、可動接点台２１２と固定端子部２３６とは可撓性導電部材２２０により導通可能に接続されている。大電流回路用の場合、可撓性導電部材２２０として可撓軟銅線を使用するのが一般的である。
【０００４】
バットコンタクト式で、かつ、大電流回路用のコネクタに可撓軟銅線を使用した場合、以下の問題が生じる。
（１）コネクタのオン−オフ動作時には、接点２１１が取り付けられている可動接点台２１２がインシュレータ２３０の内孔をスライドし、これに伴って、図９に示すように、可撓軟銅線２２０が屈曲・伸長する。このオン−オフ動作を繰り返すと、可撓軟銅線２２０は繰り返し屈曲・伸長運動することとなり、可撓軟銅線２２０の一部が加工硬化を起こす。するとその反力により可動接点台２１２の戻り力を弱めたり、接点同士が正対せず温度上昇を引き起こすおそれがある。
（２）また、屈曲・伸長運動の繰り返しによる加工硬化により、可撓軟銅線２２０の一部断線や全面断線を起こしやすく、耐久寿命は１万回程度である。
（３）耐久寿命を延ばすには、可撓軟銅線２２０の径を大きくすることや長さを長くすることが必要になり、コネクタの小型化を図り難い。
（４）可撓軟銅線２２０を可動接点台２１２や固定端子部２３６に接続する方法として、カシメ方法やスポット溶接が挙げられるが、これらの作業は熟練度を要し、作業効率が悪くコストアップにつながる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特公昭５５−２６５９４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって、接点と固定側端子とを導電可能に接続する手段として、可撓軟銅線よりも耐久性・取り付け性に優れた手段を適用したバットコンタクト式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】
【０００７】
本発明のバットコンタクト式コネクタは、 インシュレータに形成された孔の中を進退するとともに、先端部に接点を有するメス側電極、及び、 該メス側電極の接点（メス側接点）に押し当てられる接点を有するオス側電極、を備えるバットコンタクト式コネクタであって、 前記メス側電極が、 前記メス側接点を先端部に保持し、前記インシュレータの孔の中を軸方向に進退する筒状のスリーブと、 該スリーブを先端方向に付勢するバネと、 前記スリーブの内孔に先端部が挿入されており、後端部において電路と接続されている芯金と、 該芯金の外面に装着された、前記スリーブの内孔に押し当てられるように接触する、径方向の弾性を有する弾性導電部材と、を具備することを特徴とする。
【０００８】
本発明のバットコンタクト式コネクタにおいては、メス側接点及びスリーブが弾性導電部材を介して芯金と導通している。そして、コネクタのオンオフの繰り返し時には、スリーブが軸方向に進退するが、この際弾性導電部材がスリーブの内面に接触しながら摺動する。弾性導電部材はスリーブ内面に押し当てられるように弾性を持って接触しているので、両者間に安定な導通が得られ、従来方式のバットコンタクト式コネクタにおける可撓軟銅線を使用した場合に比べて、耐久性が向上する。また、弾性導電部材は芯金に嵌め込むことによって簡単に芯金に装着できる。
【０００９】
なお、弾性導電部材をスリーブの内面に装着し、同部材の内面（径方向内側）で芯金と接触させることもできるが、弾性導電部材は、その外面（径方向外側）でスリーブの内面に接触する方が好ましい。というのは、弾性導電部材をスリーブの内面に装着し、同部材の内面（径方向内側）で芯金と接触させる場合、弾性導電部材をスリーブの内面で保持するので、スリーブの保持部分の最低肉厚を確保する必要がある。そして、スリーブの外側にバネを外嵌するので、外径が大きくなる傾向がある。さらに、弾性導電部材をスリーブ内に圧入するための専用治具が必要になり、作業に熟練度を要したり、作業効率が悪くなるなどの問題が生じる。
【００１０】
本発明においては、 前記弾性導電部材が、所定の長さを有するＣリング状のバンドであって、軸方向中央部に径方向外側に膨らんだ胴部を有することが好ましい。
この場合、弾性導電部材が中間胴部の弾性潰れによって、芯金の外面とスリーブの内孔との間に突っ張るように接触するので、両者間に安定な導通を与えることができる。
【００１１】
または、 前記弾性導電部材を、中空断面を有するリング状のコイルバネとすることもできる。
この場合も、リング状コイルバネがリング断面の弾性潰れによって、芯金の外面とスリーブの内孔との間に突っ張るように接触するので、両者間に安定な導通を与えることができる。
【００１２】
本発明においては、 前記スリーブを付勢するバネが高導電性材質で作製され、 該スリーブ付勢バネの先端が、前記スリーブ先端に当接するとともに、後端が電路に当接し、これにより、前記接点から前記スリーブ及びスリーブ付勢バネを通って前記電路に至る第２の導通回路が形成されている。
【００１３】
本発明によれば、接点からスリーブ及びスリーブ付勢バネを通って電路に至る分流回路と、接点からスリーブ、弾性導電部材及び芯金を通って電路に至る分流回路とが形成される。これにより、全体回路を複数の部分回路に分けることができるので、各部分回路での温度上昇を防ぐことができる。
【００１４】
本発明においては、 コネクタオン時において、 前記スリーブ内孔の先端面と前記芯金の先端面との間にギャップｇ１が存在し、 前記スリーブの後端と前記電路との間にギャップｇ２が存在することが好ましい。
【００１５】
このようなギャップを設けることにより、スリーブや芯金に公差外の寸法誤差が生じても、オス側電極の正規のストローク寸法を確保できる。
【００１６】
さらに、本発明においては、 コネクタオフ時において、 前記弾性導電部材と前記スリーブとの接触面と、前記スリーブの後端面との間に所定の距離Ｌが存在することが好ましい。
弾性導電部材とスリーブとの接触面と、スリーブの後端面との間に所定の距離が存在するとは、言い換えれば、コネクタオフ時にもスリーブと弾性導電部材とが接触していることである。これにより、主回路が不用意に遮断された場合、接点間には放電（スパーク）が発生するが、コンタクトバンドとスリーブとは導通したままであるので両者間にスパークが発生しない。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように、本発明及びその好ましい実施形態においては以下の効果を得られる。
（１）弾性導電部材はスリーブ内面方向に弾性を持って接触しているので、両者間に安定な導通が得られ、可撓軟銅線を使用した場合に比べて耐久性が向上する。一例として、１０万回の摺動試験を満足する耐久性を得られる。
（２）弾性導電部材は芯金に嵌め込むことによって簡単に芯金に装着できる。
（３）全体回路を２個の分流回路に分けることができるので、各回路での温度上昇を防ぐことができる。
（４）可動接点台の後端面と芯金の先端面間、及び、スリーブの後端と固定端子部との間にギャップを持たせることにより、各部材間の接触抵抗を安定化できる。
（５）コネクタオフ時にも、スリーブとコンタクトバンドとを接触させて両者を常に同電位にすることにより、不用意な回路遮断があっても両電極の接点間にのみスパークが発生し、スリーブと芯金間にはスパークが発生しない。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るバットコンタクト式コネクタのメス側電極の構造を示す側断面図であり、図１（Ａ）はコネクタオン時、図１（Ｂ）はコネクタオフ時を示す。
【図２】図１のメス側電極の構造を示す分解斜視図である。
【図３】図１のメス側電極の芯金の構造を示す側面図である。
【図４】コンタクトバンドの構造を示す図であり、図４（Ａ）は正面図、図４（Ｂ）は側面図、図４（Ｃ）は金属薄板の平面図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係るバットコンタクト式コネクタのメス側電極の構造を示す側断面図であり、図１（Ａ）はコネクタオン時、図１（Ｂ）はコネクタオフ時を示す。
【図６】図５のメス側電極の構造を示す分解斜視図である。
【図７】図５のメス側電極の芯金の構造を示す分解斜視図である。
【図８】本発明の第３の実施の形態に係るバットコンタクト式コネクタのレセプタクルの正面図である。
【図９】従来のレセプタクルのメス側電極の構造の一例を示す側断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１〜図４を参照して、本発明の第１の実施の形態に係るバットコンタクト式コネクタについて説明する。
コネクタは、レセプタクルとこのレセプタクルに差し込むプラグとからなり、メス側電極がレセプタクルに設けられており、オス側電極がプラグに設けられている。以降、レセプタクルに設けられたメス側電極について説明する。
【００２０】
レセプタクル１は、図２に示すように、４本のメス側電極１０と、これらの電極を支持するインシュレータ３０と、電極１０及びインシュレータ３０を収容するケーシング（図示されず）を有する。プラグは、結合時に、レセプタクル１の各電極１０と突き合わされて導電可能に接触する４本のオス側電極と、これらの電極を支持するインシュレータと、電極及びインシュレータを収容するとともに、レセプタクルのケーシングとバヨネット式に連結するケーシングを有する。なお、コネクタオン時に両電極の接点間に必要な接点圧を得るために、プラグのオス側電極はレセプタクルに対して所定のストロークだけ差し込まれる。言い換えれば、オス側電極が所定のストロークだけ差し込まれないと、レセプタクルとプラグとのバヨネット連結が不可能である。
【００２１】
メス側電極１０について説明する。
メス側電極１０は、図１に示すように、先端側（オス側電極側）に接点１１が取り付けられた可動接点台１２と、先端側端部に可動接点台１２が保持されたスリーブ１３と、芯金１７とを有する。スリーブ１３は、バネ１９により先端方向に付勢されている。また、芯金１７の外面とスリーブ１３の内面との間には、弾性導電部材２０が介装されている。これらは、インシュレータ３０に収容されている。
【００２２】
インシュレータ３０は、前側インシュレータ３１と後側インシュレータ３２とからなる。
前側インシュレータ３１には、この例では、４個の平行な孔３４が開けられている。各孔３４は、先端側の小径孔３４ａと、同孔と同軸上の大径孔３４ｂとを有する。小径孔３４ａと大径孔３４ｂとの間には、段部３４ｃが形成されている。この段部３４ｃは、メス側電極１０の抜け止めとなる。
後側インシュレータ３２の、前側インシュレータ３１の内孔３４の奥側端面に当たる部分には、電路に接続する固定端子部３６が設けられている。
【００２３】
可動接点台１２は、導電性材料（例えば、銅又は銅合金製）で作製された、短い円柱状の部材である。可動接端台１２の先端面には、円盤状の接点１１（例えば、銀製）が固定されている。
【００２４】
スリーブ１３は、導電性材料（例えば、銅又は銅合金製）で作製された筒状の部材である。図１に示すように、スリーブ１３の先端面には、外側に張り出すフランジ１４と、スリーブ内孔内に張り出す段部１５が形成されている。この段部１５が可動接端台１２の側面に噛み合って、可動接点台１２とスリーブ１３とが固定されている。スリーブ１３の内面は、段部１４から後端に向かって真っすぐに延びており、後端部は拡径したテーパ面となっている。スリーブ１３は、前側インシュレータ３１の内孔３４の大径孔部３４ｂ内に、接点１１を先端側にして収容されている。
【００２５】
芯金１７は、導電性材料（例えば、銅又は銅合金製）で作製された棒状部材である。芯金１７は、固定端子部３６の端面に立設されており、先端方向へ突き出してスリーブ１３の内孔に挿入されている。芯金１７は、図３に示すように、固定端子部３６側の基部１７ａと、先端側の先端部１７ｂと、両部の間の中央部１７ｃとを有する。中央部１７ｃの径は、基部１７ａと先端部１７ｂの径よりも小さい。この中央部１７ｃには、弾性導電部材２０が装着されている。
【００２６】
弾性導電部材２０は、図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、帯状の金属薄板（例えば、ベリリウム銅の薄板を金メッキしたもの）で作製されたＣリング状のバンド（コンタクトバンドという）からなる。コンタクトバンド２０は、短い筒状の両端部２１と、その中間の外方向に膨らんだ中間胴部２２とを有する。中間胴部２２は、図４（Ｂ）に示すように、長さ方向に延びる細長の金属片２２ａ（ルーバー）と細長の孔２２ｂとが交互に並んだもので、細長金属片２２ａが径方向に円弧状に湾曲するように塑性変形している。これにより、中間胴部２２には弾性機能が付与される。図４（Ａ）に示すように、コンタクトバンド２０の両側縁間には空間２３が開いている。
【００２７】
このようなコンタクトバンド２０は、一例として、図４（Ｃ）に示すように、帯状の金属薄板４０の中間部に細長の孔４１を打ち抜いて形成し、中間部に残された細長の金属片４２を外方向（径方向）に湾曲するように塑性変形させた後、Ｃリング状に加工することにより作製される。
【００２８】
コンタクトバンド２０は、両側縁間の空間２３（図４（Ａ）参照）に芯金１７の中央部１７ｃを通して嵌め込むことによって、弾性によって芯金１７の中央部１７ｃに装着される。中央部１７ｃの径は、その先端側及び後端側の先端部１７ｂや基部１７ａの径よりも小さいので、コンタクトバンド２０は前後方向に移動しないように保持される。図１に示すように、コンタクトバンド２０の中間胴部２２の外面は、スリーブ１３の内孔に接している。この際、中間胴部２２の細長金属薄板片２２ａは、弾性潰れによって、スリーブ１３の内孔との間に突っ張るように接触している。
【００２９】
なお、この例では、中間胴部２２が外方向に膨らんだコンタクトバンド２０を芯金１７に装着し、中間胴部２２の外面（径方向外側の面）をスリーブ１３の内面に接触させた。一方で、中間胴部が内方向に膨らんだ形状のコンタクトバンドをスリーブの内孔に装着し、中間胴部の内面（径方向内側の面）を芯金の外面に接触することも可能である。しかしながら、本発明の実施形態のもの（芯金外面装着式）の方が、コネクタの小型化及び弾性導電部材２０の取付容易性などの点で有利である。
【００３０】
バネ１９は、導電性材料（例えば、燐青銅製）で作製され、スリーブ１３の周囲の、スリーブ１３のフランジ１４と固定端子部３６との間に外嵌されている。そして、スリーブ１３を先端方向に付勢している。図１（Ｂ）に示すコネクタオフ時には、スリーブ１３はバネ１９により先端方向に付勢されて、フランジ１４が前側インシュレータ３１の内孔３４に形成された段部３４ｃに当接する。この際、接点１１は前側インシュレータ３１の内孔３４の小径孔部３４ａ内に突き出している。
【００３１】
図１（Ａ）を参照して、コネクタオン時の状態を説明する。
プラグがレセプタクルに差し込まれると、両者のケーシングがバヨネットカップリングにより連結し、プラグのオス側電極１１０がレセプタクルの前側インシュレータ３１の小径孔部３４ａから大径孔部３４ｂに所定のストロークＳだけ差し込まれる。すると、オス側電極１１０の先端の接点１１１とメス側電極１０の先端の接点１１が接触するとともに、メス側電極１０の接点１１（可動接点台１２、スリーブ１３）は大径孔部３４ｂ内を後端方向に押し込まれる。メス側電極１０の接点１１はバネ１９で先端方向に付勢されているので、これにより、オス側電極１１０の接点１１１とメス側電極１０の接点１１との接点圧が確保される。また、芯金１７に装着されているコンタクトバンド２０の中間胴部２２の外面は、スリーブ１３の内孔の長さ方向のほぼ中央で接している。
【００３２】
この状態では、図１（Ａ）に示すように、２つの分流回路Ｉ１、Ｉ２が形成される。一つの分流回路Ｉ１は、オス側電極の接点１１１から、メス側電極１０の接点１１、可動接点台１２、スリーブ１３及びバネ１９を介して固定端子部３６へ向かう回路である。もう一方の回路Ｉ２は、オス側電極の接点１１１から、メス側電極１０の接点１１、可動接点台１２、スリーブ１３、コンタクトバンド２０及び芯金１７を介して固定端子部３６へ向かう回路である。つまり、主流回路電流Ｉ＝分流回路Ｉ１+分流回路Ｉ２となる。
【００３３】
このように主流回路を２個の分流回路に分けたことにより、１個の電流回路を小型化でき、温度上昇を抑えることができる。
【００３４】
なお、各分流回路の比率としては、Ｉ１を１０〜４０％、Ｉ２を９０〜６０％、特には、Ｉ１≒Ｉ／３、Ｉ２≒２Ｉ／３とすることが好ましい。これは、以下の理由による。
分流回路Ｉ１の経路となるバネ１９は、スリーブ１３を付勢することが主目的であるので、バネ１９の径及び反発力は抜き差しに適するように設定されており、通電性に重点をおいていない。そのため、必然的に、弾性導電部材を経由する分流回路Ｉ２が主となり、分流回路Ｉ１は副となり、分流回路Ｉ２の方が多く電流が流れる。
分流比は、例えば、バネ１９の線径、中心径、巻き数から概略の抵抗値を推定し、電密度から電流値を決定することができる。
【００３５】
さらに、コネクタオン時においては、図１（Ａ）に示すように、芯金１７の先端部の端面と可動接点台１２の後端面（スリーブ１３の内孔の先端面）との間にギャップｇ１が存在し、スリーブ１３の後端と固定端子部３６との間にギャップｇ２が存在する。これは、以下に説明するように、安定した接触抵抗を得るためのものである。
このようなギャップが存在しない場合、例えば、接点１１から、可動接点台１２及び芯金１７を介して固定端子部３６に向かう分流回路や、接点１１から、可動接点台１２及びスリーブ１３を介して固定端子部３６に向かう分流回路が形成される。このように、第３の分流回路が形成されると、回路の小型化の点では好ましいが以下の問題点を生じる。
【００３６】
（１）スリーブ１３の長手方向の寸法が公差外のプラスになった場合、ギャップｇ２がなくなり、スリーブ１３の後端面が固定端子部３６に当接する。すると、メス側接点１１を有するスリーブ１３が後方へ移動できなくなる。つまり、オス側電極１１０が所定のストロークＳだけ差し込まれなくなる場合があり、プラグとレセプタクルのバヨネット連結が不十分となる。
（２）芯金１７の長手方向の寸法が公差外プラスになった場合、ギャップｇ１がなくなり、可動接点台１２の後端面と芯金１７の先端面とが当接する。すると、（１）と同様に、スリーブ１３が後方へ移動できなくなる場合があり、バヨネット連結が不十分となる。
（３）上記（１）、（２）のケースにおいては、各部材間に接触抵抗値が存在する。つまり、ギャップｇ１、ｇ２が存在する場合と存在しない場合とでは、全体としての接触抵抗値が大きく変動し、接触抵抗の安定性に問題を生じる。また、経年的な安定性にも問題が生じる。
以上のような理由により、ギャップｇ１、ｇ２を設けることが好ましい。
【００３７】
次に、図１（Ｂ）を参照してオフ時の状態について説明する。
前述のように、コネクタオフ時には、スリーブ１３はバネ１９により先端方向に付勢されて、フランジ１４が前側インシュレータ３１の内孔３４に形成された段部３４ｃに当接している。このとき、接点１１は前側インシュレータ３１の内孔３４の小径孔部３４ａ内に突き出している。また、芯金１７に装着したコンタクトバンド２０の中間胴部２２の外面は、スリーブ１３の内孔部に当接している。
【００３８】
この状態において、コンタクトバンド２０の中間胴部２２の長手方向中央部（最も外側に張り出した部分）と、スリーブ１３の後端との間には、距離Ｌが存在する。つまり、コンタクトバンド２０とスリーブ１３とが導通状態（同電位）にある。これは以下の理由による。
プラグを不用意にレセプタクルから引き抜くと、両者の接点間に放電（スパーク）が発生するが、コンタクトバンド２０とスリーブ１３とは導通したままであるので両者間にスパークは発生しない。つまり、不用意な回路遮断が生じても、電極には影響を及ぼさない。なお、両接点はスパークに耐えられる構造を有しているため、このようなスパークが発生しても接点の耐久性などに問題は生じない。
【００３９】
コネクタのオンオフ動作を繰り返すと、スリーブ１３の内面と芯金１７に装着されたコンタクトバンド２０の中間胴部２２の外面とは、摺動を繰り返す。この際、前述のように、中間胴部２２はスリーブ１３の内孔に対して突っ張るように接触しているため、常に安定な接触状態が保たれており、繰り返し摺動に対しても安定な接触状態を維持できる。
【００４０】
コンタクトバンド２０に潤滑材（シリコーングリス）を塗布して摺動させる耐久試験によれば、１０万回の摺動に耐える耐久性が得られることがわかった。なお、１０万回の実験後は、コンタクトバンド２０の表面が黒色化していたが、アルコール洗浄後はコンタクトバンド２０の摩耗や劣化は観察されなかった。
【００４１】
以上説明したように、本発明においては以下の効果を得られる。
（１）コンタクトバンド２０を使用することにより、繰り返し摺動に対して安定した耐久性を得られる。
（２）コンタクトバンド２０は弾性により簡単に芯金に装着できる。
（３）全体回路を２個の分流回路に分けることができるので、各回路での温度上昇を防ぐことができる。
（４）可動接点台１２の後端面と芯金１７の先端面間、及び、スリーブ１３の後端と固定端子部３６との間にそれぞれギャップｇ１、ｇ２を持たせることにより、各部材間の接触抵抗を安定化できる。
（５）コネクタオフ時にも、スリーブ１３とコンタクトバンド２０とを接触させて両者を常に同電位にすることにより、不用意な回路遮断時に両電極の接点間にのみスパークが発生し、スリーブ１３と弾性導電部材２０間にはスパークが発生しない。
【００４２】
次に、図５〜図７を参照して、本発明の第２の実施の形態に係るバットコンタクト式コネクタを説明する。
この形態においては、コンタクトバンド２０に変えて、中空断面を有するリング状コイルバネ７０を使用する。これに伴って、第１の形態とは芯金６７の構造が異なる。図５、図６に示すように、接点１１、可動接点台１２、スリーブ１３、バネ１９、インシュレータ３０、固定端子部３６の構造・作用は、図１のバットコンタクト式コネクタと同じである。
【００４３】
この例のリング状コイルバネ７０は、斜め巻きされたコイルバネである。通常のバネは荷重を巻き方向（長さ方向）から受けるが、このコイルバネ７０は、荷重を巻きの径方向から受ける。そして、通常の使用範囲内の撓み率に対して、スプリング力がほとんど変化しない。つまり、安定した接点圧を得ることができる。
【００４４】
芯金６７は、第１の例と同様に、導電性材料（例えば、銅又は銅合金製）で作製された棒状部材であり、図５、図６に示すように、固定端子部３６の端面に立設されており、先端方向へ突き出してスリーブ１３の内孔に挿入されている。図７に示すように、芯金６７は、固定端子部３６側の基部６７と、先端側の先端部６７ｂとを有し、両部間には、軸方向に並んだ２列の凹部６７ｃが形成されている。各凹部６７ｃにコイルバネ７０が嵌め込まれる。コイルバネ７０間には、スペーサ７１（例えば、アルミニウムまたは銅合金製）が介されている。
【００４５】
この芯金１７に装着されたコイルバネ７０は、図５に示すように、リング断面の弾性潰れによって、芯金６７の外面とスリーブ１３の内面との間に突っ張るように接触している。なお、コイルバネ７０は、芯金６７の先端から嵌め込むことにより、簡単に装着できる。
【００４６】
なお、第１の実施の形態と同様に、可動接点台１２の後端面と芯金６７の先端面間、及び、スリーブ１３の後端と固定端子部３６との間にはギャップが存在する。また、コネクタオフ時には、後側のコイルバネ７０とスリーブ１３後端面との間に距離が存在し、スリーブ１３とコイルバネ７０とを接触させて両者を常に同電位に保持している。
【００４７】
この態様においても、第１の態様と同様の効果が得られる。さらに、コンタクトバンド２０に変えてコイルバネ７０を使用することにより、より耐久性を向上させることが可能である。ただし、コイルバネ７０の方が高価であるため、コンタクトバンド式に比べてコストアップする問題がある。
【００４８】
次に、図８を参照して本発明の第３の実施の形態に係るバットコンタクト式コネクタについて説明する。
上記第１、第２の実施の形態のコネクタは電力供給用に使用されるものであったが、電力供給と信号伝達とを行うコネクタに適用することもできる。つまり、図８に示すように、レセプタクル８１のインシュレータ８２に、メス側電極１０（図１、図５参照）が収容されるとともに、オス・メス嵌合式のコネクタである信号伝達用の電極８３を収容することもできる。
【符号の説明】
【００４９】
１ コネクタ
１０ メス側電極 １１ 接点
１２ 可動接点台 １３ スリーブ
１４ フランジ １５ 段部
１７ 芯金 １７ａ 基部
１７ｂ 先端部 １７ｃ 中央部
１９ バネ
２０ 弾性導電部材（コンタクトバンド） ２１ 端部
２２ 胴部 ２２ａ 金属片（ルーバー）
２２ｂ 細長の孔
３０ インシュレータ ３１ 前側インシュレータ
３２ 後側インシュレータ ３４ａ 小径孔
３４ｂ 大径孔 ３４ｃ 段部
３６ 固定端子部
４０ 金属薄板 ４１ 細長の孔
４２ 細長の金属片
６７ 芯金 ７０ コイルバネ（斜め巻きコイルスプリング）
７１ スペーサ ８１ レセプタクル
８２ インシュレータ ８３ 信号伝達用電極
１１０ オス側電極 １１１ オス側接点
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インシュレータに形成された孔の中を進退するとともに、先端部に接点を有するメス側電極、及び、
該メス側電極の接点（メス側接点）に押し当てられる接点を有するオス側電極、
を備えるバットコンタクト式コネクタであって、
前記メス側電極が、
前記メス側接点を先端部に保持し、前記インシュレータの孔の中を軸方向に進退する筒状のスリーブと、
該スリーブを先端方向に付勢するバネと、
前記スリーブの内孔に先端部が挿入されており、後端部において電路と接続されている芯金と、
該芯金の外面に装着された、前記スリーブの内孔に押し当てられるように接触する、径方向の弾性を有する弾性導電部材と、
を具備することを特徴とするバットコンタクト式コネクタ。
【請求項２】
前記弾性導電部材が、所定の長さを有するＣリング状のバンドであって、軸方向中央部に径方向外側に膨らんだ胴部を有することを特徴とする請求項１に記載のバットコンタクト式コネクタ。
【請求項３】
前記弾性導電部材が、中空断面を有するリング状のコイルバネであることを特徴とする請求項１に記載のバットコンタクト用コネクタ。
【請求項４】
前記スリーブを付勢するバネが高導電性材質で作製され、
該スリーブ付勢バネの先端が、前記スリーブ先端に当接するとともに、後端が電路に当接し、これにより、前記接点から前記スリーブ及びスリーブ付勢バネを通って前記電路に至る第２の導通回路が形成され、
該第２の導通回路が、分流比が回路全体の１０〜４０％の分流回路を形成することを特徴とする請求項１、２又は３に記載のバットコンタクト式コネクタ。
【請求項５】
コネクタオン時において、
前記スリーブ内孔の先端面と前記芯金の先端面との間にギャップｇ１が存在し、
前記スリーブの後端と前記電路との間にギャップｇ２が存在することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のバットコンタクト用コネクタ。
【請求項６】
コネクタオフ時において、
前記弾性導電部材と前記スリーブとの接触面と、前記スリーブの後端面との間に所定の距離Ｌが存在することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のバットコンタクト用コネクタ。
【請求項１】
インシュレータに形成された孔の中を進退するとともに、先端部に接点を有するメス側電極、及び、
該メス側電極の接点（メス側接点）に押し当てられる接点を有するオス側電極、
を備えるバットコンタクト式コネクタであって、
前記メス側電極が、
前記メス側接点を先端部に保持し、前記インシュレータの孔の中を軸方向に進退する筒状のスリーブと、
該スリーブを先端方向に付勢するバネと、
前記スリーブの内孔に先端部が挿入されており、後端部において電路と接続されている芯金と、
該芯金の外面に装着された、前記スリーブの内孔に押し当てられるように接触する、径方向の弾性を有する弾性導電部材と、
を具備することを特徴とするバットコンタクト式コネクタ。
【請求項２】
前記弾性導電部材が、所定の長さを有するＣリング状のバンドであって、軸方向中央部に径方向外側に膨らんだ胴部を有することを特徴とする請求項１に記載のバットコンタクト式コネクタ。
【請求項３】
前記弾性導電部材が、中空断面を有するリング状のコイルバネであることを特徴とする請求項１に記載のバットコンタクト用コネクタ。
【請求項４】
前記スリーブを付勢するバネが高導電性材質で作製され、
該スリーブ付勢バネの先端が、前記スリーブ先端に当接するとともに、後端が電路に当接し、これにより、前記接点から前記スリーブ及びスリーブ付勢バネを通って前記電路に至る第２の導通回路が形成され、
該第２の導通回路が、分流比が回路全体の１０〜４０％の分流回路を形成することを特徴とする請求項１、２又は３に記載のバットコンタクト式コネクタ。
【請求項５】
コネクタオン時において、
前記スリーブ内孔の先端面と前記芯金の先端面との間にギャップｇ１が存在し、
前記スリーブの後端と前記電路との間にギャップｇ２が存在することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のバットコンタクト用コネクタ。
【請求項６】
コネクタオフ時において、
前記弾性導電部材と前記スリーブとの接触面と、前記スリーブの後端面との間に所定の距離Ｌが存在することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のバットコンタクト用コネクタ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−２３２５９（Ｐ２０１１−２３２５９Ａ）
【公開日】平成２３年２月３日（２０１１．２．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１６８４８４（Ｐ２００９−１６８４８４）
【出願日】平成２１年７月１７日（２００９．７．１７）
【出願人】（０００１４５１８３）株式会社七星科学研究所 (14)
【公開日】平成２３年２月３日（２０１１．２．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月１７日（２００９．７．１７）
【出願人】（０００１４５１８３）株式会社七星科学研究所 (14)
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