JP2003257542A

JP2003257542A - 防爆コネクタ

Info

Publication number: JP2003257542A
Application number: JP2002059434A
Authority: JP
Inventors: Sui Nakagawa; 祟中川
Original assignee: Polymatech Co Ltd
Current assignee: Polymatech Co Ltd
Priority date: 2002-03-05
Filing date: 2002-03-05
Publication date: 2003-09-12

Abstract

(57)【要約】【課題】電気的接続を行なう圧接タイプのゴムコネクタ
において、弾性導電コネクタ部の接触面に放電が生じて
も可燃性ガスの発火を回避でき、安全性が高く安価で容
易な構造の防爆コネクタ【解決手段】電極間の電気的接続をおこなう圧接タイプ
の弾性導電コネクタ部の外周面を、絶縁性のゴム状弾性
側周部がカバーし、弾性導電コネクタ部の上下端が、弾
性側周部の上下端より窪んでいる防爆コネクタ、絶縁性
のゴム状弾性体からなる弾性側周部が、弾性導電コネク
タ部の特に上下端の接触面を密閉してある防爆コネク
タ、弾性導電コネクタ部に含有される導電材料が、高導
電率を示すように配向されている防爆コネクタおよび弾
性導電コネクタ部に導電材料を配向させてある導電材料
の均一分散した高い導電率の弾性導電コネクタ部

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子機器、電動機
器等の電極、基板、回路等の電気的接続に用いられるコ
ネクタの防爆構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】可燃性ガスを検知、検出するための電子
機器の内部にも、電極、基板、回路等があり、これらを
金属導線やコイルスプリング等のコネクタによって電気
的に接続している。これら電子機器の内部は可燃性ガス
雰囲気になり、電子機器内部の放電により可燃性ガスが
点火爆発するおそれがあるために、種々の防爆構造がと
られている。

【０００３】電子機器の防爆構造としては、電子機器内
部の可燃性ガスが爆発しても電子機器が破壊しない耐圧
防爆型のもの、電流を小さく規制し、放電しても可燃性
ガスが発火しない本質安全防爆型のもの、機器内に窒素
ガス等の不活性ガスを充満させて内部を高い圧力に保つ
ことにより外部の可燃性ガスの侵入を遮断する内圧防爆
型のもの等が知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ガスセ
ンサーやガス検針用端末等は、どの防爆構造でも問題点
があった。耐圧防爆型は、構造上高い強度が必要なこと
から、大型の機器となり、小型化が難しかった。本質安
全防爆型は、ソケット、プラグまたはケーシング等が静
電気を帯びると、これらの接近時に発火の原因となる放
電が起こる危険性があり、安全性が不十分であった。

【０００５】内圧防爆型は、電子機器内部の不活性ガス
の圧力を高く保つことが要求される。しかしながら小型
化が可能であるため、従来のガスセンサーやガス検針用
端末等の可燃性ガスを検知、検出する電子機器の防爆構
造として多く用いられてきた。しかし、電子機器の熱膨
張や熱収縮等により機器のシーリング性が損なわれ、内
部に可燃性ガスが流入し、内部の放電によって可燃性ガ
スが発火する恐れがあり、安全性の高い防爆構造ではな
かった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するものであって、電極、基板、回路等と弾性導電コ
ネクタ部の接触面の外周を絶縁性のゴム状弾性体で覆
い、弾性導電コネクタ部の接触面を密閉することで、弾
性導電コネクタ部の接触面に放電が生じても可燃性ガス
の発火を回避しようとするものであって、安全性が高く
安価で容易な構造の防爆コネクタを提供するものであ
る。

【０００７】すなわち、電極間の電気的接続をおこなう
圧接タイプの弾性導電コネクタ部の外周面を、絶縁性の
ゴム状弾性側周部がカバーしており、弾性導電コネクタ
部の上下端が、弾性側周部の上下端より窪んでいる防爆
コネクタである。本発明は、絶縁性のゴム状弾性体から
なる弾性側周部が、弾性導電コネクタ部の特に上下端の
接触面を密閉することで、弾性導電コネクタ部の接触面
に放電が生じても可燃性ガスの発火を回避できる防爆コ
ネクタである。

【０００８】さらに、弾性導電コネクタ部に含有される
導電材料が、高導電率を示すように配向されている防爆
コネクタである。本発明は、弾性導電コネクタ部に導電
材料を配向させることで、導電材料の均一分散した高い
導電率の弾性導電コネクタ部を形成することができ、さ
らに電流の集中も防げ、弾性導電コネクタ部の接触面に
放電が生じ難くなる。

【０００９】さらに、導電材料が、磁性を示す導電材料
である防爆コネクタである。本発明は、磁性を示す導電
材料を用いることで、磁場を用いた導電材料の配向の形
成が容易になる。本発明によれば、電極、基板間の電気
的接続時に防爆コネクタが圧縮された状態で組み付けら
れるので、防爆コネクタの持つ弾性によって、電極、基
板等とコネクタ導電部との密着性が良好であり、火花発
生の原因である接触不良も低減することが出来る。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の防爆コネクタを、
図に従い詳細に説明する。本発明の防爆コネクタの代表
的な例を、図１に示す。電極間の電気的接続をおこなう
圧接タイプのゴムコネクタであって、導電材料を含有す
るゴム状弾性体からなる柱状の弾性導電コネクタ部２の
外周面を、絶縁性のゴム状弾性側周部３がカバーしてお
り、弾性導電コネクタ部の上下端が、弾性側周部の上下
端より窪んでいる。

【００１１】本発明の防爆コネクタ１は、図３に示すよ
うに組み付けられ、対向する基板７の電極８とガス検知
器９の電極端子１０との電気的導通をとるための弾性導
電コネクタ部２とその外周面に一体化しているシーリン
グ性を持つ弾性側周部３からなる。本発明の防爆コネク
タ１は、絶縁性のゴム状弾性体からなる弾性側周部が、
弾性導電コネクタ部２の窪んだ上下の接触面を密閉する
ことで、弾性導電コネクタ部の接触面に放電が生じても
可燃性ガスの発火を回避できる防爆コネクタである。弾
性側周部によって火花を遮断し、漏洩ガスへの引火を防
ぐ構造となっている。

【００１２】本発明の防爆コネクタは、ガス検知器等の
端子の形状等に応じて、図５のような一つの防爆コネク
タ３中に複数の弾性導電コネクタ部２を持つ形状や、図
６に示すように弾性側周部３の上下端を曲面にしてもよ
い。

【００１３】本発明の防爆コネクタは、図７に示すよう
に、弾性導電コネクタ部に含有される導電材料が、配向
しているとよい。磁性粒子１３、金属細線１４、炭素繊
維１５が配向し、導通経路を形成している。本発明の防
爆コネクタの導通経路を形成する導電材料は、カーボン
や金属等の粒子、繊維、細線等を用いることもできる
が、磁性導電体であることがより好ましい。磁性導電体
は、磁性を示す導電体であれば全て含まれ、磁性金属粒
子でも磁性金属複合体でも炭素繊維でもかまわない。

【００１４】本発明の防爆コネクタの弾性導電コネクタ
部または密閉性を持つ絶縁性の弾性側周部に用いられる
絶縁性ゴム状弾性体としては、シリコーンゴム、天然ゴ
ム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、１,２−ポリブ
タジエン、スチレン-ブタジエンゴム、クロロプレンゴ
ム、ニトリルゴム、ブチルゴム、エチレン-プロピレン
ゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、アクリルゴム、
エピクロルヒドリンゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴム、
スチレン系熱可塑性エラストマー、オレフィン系熱可塑
性エラストマー、エステル系熱可塑性エラストマー、塩
化ビニル系熱可塑性エラストマー、アミド系熱可塑性エ
ラストマー、ウレタン系熱可塑性エラストマー、イオン
架橋系熱可塑性エラストマー等が挙げられる。

【００１５】なかでも電気絶縁性、耐候性の良好な材料
であるシリコーンゴム、ブチルゴム、エチレン-プロピ
レンゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴム等が好ましい。さ
らにはブチルゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴムは気体を
透過し難いので好ましい。特に、弾性導電コネクタ部
を、磁性を示す導電材料を磁場配向することで形成する
場合には、液状ゴム材料であるシリコーンゴム、ウレタ
ンゴム、ポリイソブチルゴム等を用いることが好まし
い。また、弾性導電コネクタ部と密閉性を持つ絶縁性の
弾性側周部とで、使用されるゴム状弾性体の種類がこと
なる組成を取ることも可能である。

【００１６】本発明の導電材料には、電気的接続を図る
導電コネクタとしての用途から、低電気抵抗のものを用
いる。好ましくは接触抵抗で１Ω以下がよく、例えば、
カーボンや金属等による粒子、繊維、細線状等の導電媒
体が用いられる。具体的には、低電気抵抗である金、
銀、白金、アルミニウム、ニッケル、銅、鉄、パラジウ
ム、コバルト、クロム等の金属類やステンレス等の合金
類からなる粉末または細線、これらの金属、樹脂、ある
いはセラミック等に腐食防止や接触抵抗値の低減のため
に表面を金、銀、白金等で被覆した粉末または細線等を
用いることができる。

【００１７】さらに、弾性導電コネクタ部を、磁性を示
す導電材料の磁場配向により形成する場合に用いられる
磁性導電体として、好ましくはニッケル、コバルト、鉄
またはそれらを多く含む合金あるいは、導電性の良い金
属またはカーボンを磁性導電体でメッキしたもの、ある
いは逆に磁性を示す導電材料に導電性の良い金属又はカ
ーボンを表面処理したものを用いることもできる。

【００１８】本発明の防爆コネクタの製造方法は、既知
のコネクタ製造方法の全てを用いることが可能である。
具体的には、金属細線をゴム状弾性体中に埋設、ゴム状
弾性体中に導電材料を高充填、強磁性を示す導電材料の
磁場配向等により得られた弾性導電コネクタ部を金型に
挿入し、インサート成形により周壁面に密閉性を持つ絶
縁性の弾性側周部を形成する。あるいは強磁性を示す導
電材料を磁場配向することで、弾性導電コネクタ部と密
閉性を持つ絶縁性の弾性側周部を一度に成形することに
より防爆コネクタを得ることができる。なかでも、強磁
性を示す導電材料を磁場配向することで、弾性導電コネ
クタ部と密閉性を持つ絶縁性の弾性側周部を一度に成形
する場合には必要な工程が少なく、容易に高精度の防爆
コネクタを得ることができるため望ましい。

【００１９】弾性導電コネクタ部を、磁性を示す導電材
料の磁場配向にて形成した場合、磁性を示す導電材料を
液状未硬化のゴム状弾性体に配合し、目的に応じた導電
コネクタの形状、例えば円柱状、角柱状等の形状に成形
できるよう作製した成形用金型に注型し、該所望の個所
に磁力を与えて磁性を示す導電材料を磁場配向させて導
通経路を特定させた後に、ゴム状弾性体を硬化すること
により、弾性導電コネクタ部と弾性側周部を一回の成形
工程で一体成形することができる。弾性導電コネクタ部
を、複数の導線が貫通している場合や磁性を示す導電材
料の磁場配向にて形成した場合、その性格上、金属線や
コイルスプリングに比べ弾性導電コネクタ部と回路等と
の接触点が多点に分散されるため、火花発生の恐れを少
なくすることができる。

【００２０】本発明の防爆コネクタの具体的な形態は、
上下、もしくは左右より対向する電極同士の導通がと
れ、火花発生による引火爆発の危険性を低減できれば良
く、形状、レイアウトは設計上便宜な構成を選ぶことが
できる。

【００２１】

【実施例１】図１(１)に本実施例の防爆コネクタの斜視
図を、（２）にＡ−Ａ’縦断面図を示す。図３に実装例
を示す。液状未硬化のシリコーンゴム１００ｇに対し
て、表面を銀メッキで被覆した平均粒径５０μｍのニッ
ケル粒子を２０ｇ加えて攪拌・脱泡を行ない、液状シリ
コーンゴム中に銀メッキで被覆したニッケル粒子を混合
した材料６を、図２のように、非磁性体であるアルミニ
ウムに弾性導電コネクタ部を形成する部位に強磁性体で
ある鉄芯１４を埋設してなる金型（下型）４に注入し
て、もう一方の金型（上型）５を用いて上下金型を閉じ
あわせた後、磁場を作用させて表面を銀メッキで被覆し
たニッケル粒子を磁場配向させて導通路を形成させてシ
リコーンゴムを硬化させ、弾性導電コネクタ部２とシー
リング性を持つ絶縁性の側周部３からなる防爆コネクタ
１を得た。

【００２２】

【実施例２】液状未硬化のウレタンゴム１００ｇに対し
て、表面を銀メッキで被覆した平均粒径５０μｍのニッ
ケル粒子を２０ｇ加えて攪拌・脱泡を行ない、液状ウレ
タンゴム中に銀メッキで被覆したニッケル粒子を混合し
た材料６を、図２のように、非磁性体であるアルミニウ
ムに弾性導電コネクタ部を形成する部位に強磁性体であ
る鉄芯１４を埋設してなる金型（下型）４に注入して、
もう一方の金型（上型）５を用いて上下金型を閉じあわ
せた後、磁場を作用させて表面を銀メッキで被覆したニ
ッケル粒子を磁場配向させて導通路を形成させウレタン
ゴムを硬化させ、弾性導電コネクタ部２とシーリング性
を持つ絶縁性の側周部３からなる防爆コネクタ１を得
た。

【００２３】防爆コネクタ１の実装例を図３に示す。防
爆コネクタ１はガス検知器９の端子１０と基板７上に設
けられた回路８とで圧縮されることにより、弾性導電コ
ネクタ部２が圧縮されて端子１０と回路８の間で導通が
行なわれる。このような接続方法をとることで、図４に
示すように、端子１０と回路８間で接触不良のため火花
１１が発生したとしても、シーリング性を持つ絶縁性の
弾性側周部３が可燃性ガス１２を遮断しているため、可
燃性ガス１２が発火する恐れを回避することが可能であ
る。

【００２４】

【発明の効果】本発明は、電極、基板、回路等と弾性導
電コネクタ部の接触面の外周を絶縁性のゴム状弾性体で
覆い、弾性導電コネクタ部の接触面を窪ませて密閉した
ことで、弾性導電コネクタ部の接触面に放電が生じても
可燃性ガスの発火を回避するものであって、安全性が高
く安価で容易な構造の防爆コネクタである。

【００２５】本発明は、弾性導電コネクタ部に導電材料
を配向させることで、導電材料が均一分散した弾性導電
コネクタ部よりも高い導電率の弾性導電コネクタ部を形
成することができ、さらに電流の集中も防げ、弾性導電
コネクタ部の接触面に放電が生じ難くなる。本発明は、
導電材料に磁性を示す導電材料を用いることで、磁場を
用いた導電材料の配向の形成が容易になる。

【００２６】本発明によれば、電極、基板間の電気的接
続時に防爆コネクタは圧縮された状態で組み付けられる
ので、防爆コネクタの持つ弾性によって、電極、基板等
とコネクタ導電部との密着性が良好であり、火花発生の
原因である接触不良も低減することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の防爆コネクタの斜視図(１)とＡ−Ａ’
縦断面図(２)

【図２】本発明の防爆コネクタの製造方法の概念図

【図３】本発明の防爆コネクタの実装例の概念図

【図４】実装中に火花が発生した際の概念図

【図５】本発明の防爆コネクタの実施態様２

【図６】本発明の別な防爆コネクタの縦断面図

【図７】本発明の弾性導電コネクタ部の拡大縦断面図

【符号の説明】

１防爆コネクタ２弾性導電コネクタ部３弾性側周部４下型５上型６導電材料７基盤８回路９ガス検知器１０端子１１火花１２可燃性ガス１３磁性粒子１４金属細線１５炭素繊維１６鉄芯

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電極間の電気的接続を行なう圧接タイプの
弾性導電コネクタ部の外周面を、絶縁性のゴム状弾性側
周部がカバーしており、弾性導電コネクタ部の上下端
が、弾性側周部の上下端より窪んでいることを特徴とす
る防爆コネクタ。
【請求項２】弾性導電コネクタ部に含有される導電材料
が、高導電率を示すように配向されていることを特徴と
する請求項１に記載の防爆コネクタ。
【請求項３】導電材料が、磁性を示す導電材料であるこ
とを特徴とする請求項１あるいは請求項２に記載の防爆
コネクタ。