JP2006107863A - コネクタ構造およびコネクタ接続異常検出装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 雄端子2の摺接面7を抵抗値R〔Ω〕の摺接面7aと抵抗値0〔Ω〕の摺接面7bとに差別化し、監視回路13によって雄端子2と雌端子3との間の電気抵抗を反映した電気的な特性、例えば、プル・ダウン抵抗14の両端の電位差を測定する。雄端子2と雌端子3との嵌合が完全な状態にあるときは基部側の摺接面7bが雌端子3と接続して抵抗値が0〔Ω〕となる一方、雄端子2と雌端子3との嵌合が不完全な状態(半挿しの状態)にあるときは先端側の摺接面7aが雌端子3と接続して抵抗値がR〔Ω〕となり、また、完全な未嵌合状態では抵抗値が∞〔Ω〕となるので、プル・ダウン抵抗14の両端の電位差を測定することで、雄端子2と雌端子3との嵌合状態が的確に検知される。
【選択図】図2
Description
このような構成を適用した場合、仮に、雄端子と雌端子の機械的な嵌合が不十分であって両者が離脱する寸前の状態であっても、雄端子と雌端子とが僅かにでも接触して電気的な接続が確保されていれば、接続状態は正常なものとして判定されてしまう。従って、出荷後の装置に作用する振動等によって導通不良等の障害を生じることを防止するのが難しい。
しかし、短絡用の接続端子と装置側の端子とが僅かにでも接触して電気的な接続が確保されていれば各構成要素に対応する抵抗は短絡されてしまうので、前述した不完全結合検知機構の場合と同様、出荷後の装置に作用する振動等によって導通不良等の障害を生じることを防止するのが難しいといった問題が残る。
また、雄端子2が雌端子3から完全に抜けてしまっている未嵌合状態では、雄端子2と雌端子3との間の電気的な接続は解消されるので、雄端子2と雌端子3との間の電気抵抗Rcは∞〔Ω〕となる(但し、0<R<∞)。
具体的には、摺接面7aの電気抵抗R〔Ω〕が、ソケット5側に接続された装置の作動を停止させるに十分な大きさとなるように、摺接面7aの表面処理を調整する。
この場合、監視回路を併用して雄端子2と雌端子3との嵌合が完全な状態にあるのか不完全な状態にあるのか或いは未嵌合状態にあるのかを判定するといったことはせず、不完全な嵌合状態と未嵌合状態とを識別する必要はないのでは、電気抵抗R〔Ω〕は∞〔Ω〕としても差し支えない。
従って、摺接面7aに抵抗調整のための表面処理を施す必要は必ずしもなく、これに代えて、絶縁物の被覆やコーティング等の手法を適用することが可能であり、コネクタ1の製造コストの低減化に有効である。
従って、雄端子2と雌端子3とが未嵌合となっている場合と同様、ソケット5側に接続された電気部品や装置は非作動の状態となるので、装置の工場出荷時における動作確認の段階で電気部品や装置の非作動を以ってソコネクタ1の半挿しや未嵌合の異常を検知することが可能であり、雄端子2と雌端子3を図2に示されるような完全嵌合状態に直してから装置を出荷することができるので、出荷後の装置に作用する振動等による導通不良等の障害を未然に防止することができるようになる。
具体的には、左右両端に位置する雄端子2と雌端子3の組、つまり、雄端子(2L)と雌端子(3L)および雄端子(2R)と雌端子(3R)について摺接面7aと摺接面7bの抵抗を差別化した図2の構造を適用すれば十分であり、他の雄端子2については摺接面7全体を通じて0〔Ω〕仕様の抵抗としてしまっても構わない。雄端子(2L)と雌端子(3L)および雄端子(2R)と雌端子(3R)とが完全に嵌合した状態で別の雄端子2と雌端子3の組に不完全嵌合や未嵌合の状態が発生するとは考え難いからである。
同じ理由により、ソケット5の中央部に位置する雄端子(2C)と雌端子(3C)のみに対して図2のような構造を適用し、他の雄端子2と雌端子3の組を通常の構造とすることも可能である。
また、図3に例示されるように雄端子2と雌端子3が半挿しとなった状態では、雄端子2の先端側の摺接面7aと雌端子3の先端の接触子6とが接続し、雄端子2と雌端子3との間の電気抵抗はRc〔Ω〕となる。この場合、コネクタ1の抵抗成分は図7(b)に示される通りRc〔Ω〕であるから、電源ユニット9からの出力電圧Vp〔V〕は、Ra〔Ω〕のプル・ダウン抵抗14とコネクタ1の抵抗成分Rc〔Ω〕とに分圧され、監視回路13として機能するプル・ダウン抵抗14からの出力Voutは、Vout=Vp×Ra/(Ra+Rc)となる(但しRc=R〔Ω〕,段落番号0038参照)。
更に、雄端子2と雌端子3が電気的に全く接続しない未嵌合の状態では、雄端子2と雌端子3とは絶縁状態となるから、プル・ダウン抵抗14からの出力Voutは、Vout=0となる。
雄端子2,雌端子3の構造については既に述べたものと同様であるので、同一の符号を付すにとどめ、詳細な説明は省略する。
補助端子16は雄端子2と平行に基板4側に固設され、補助端子16自体が有する弾性復帰力を以って雌端子3の外側面に摺接しているので、図9および図10に示される通り、雄端子2と雌端子3とが完全に嵌合した状態においても、また、雄端子2と雌端子3とが不完全に嵌合した状態(半挿しの状態)においても、補助端子16と雌端子3との間の電気的な接触が確保される。補助端子16と雌端子3との間の電気抵抗は実質的に0〔Ω〕である。但し、補助端子16は雄端子2よりも挿抜方向において短めに形成されているので、雄端子2の先端が雌端子3と全く嵌合しない未嵌合の状態で補助端子16と雌端子3とが電気的に接触することはない。
2 雄端子
3 雌端子
3a 接触子
4 基板
5 ソケット
6 接触子
7 摺接面
7a 雄端子における先端側の摺接面
7b 雄端子における基部側の摺接面
8 コネクタ接続異常検出装置
9 電源ユニット
10 制御用基板
11 電源回路
12 制御回路
13 監視回路
14 プル・ダウン抵抗
15 コネクタ
16 補助端子
17 コネクタ接続異常検出装置
18 摺接面
18a 雌端子における先端側の摺接面
18b 雌端子における基部側の摺接面
19 接触子
Claims (9)
- 雄端子と雌端子を備えたコネクタ構造であって、前記雄端子と前記雌端子との嵌合が完全な状態にあるときに前記雄端子と前記雌端子との間の電気抵抗が最小となる一方、前記雄端子と前記雌端子との嵌合が不完全な状態で維持されると、前記雄端子と前記雌端子との間の電気抵抗が、前記最小の電気抵抗よりも大きくなるように、少なくとも、前記雄端子における前記雌端子との摺接面もしくは前記雌端子における前記雄端子との摺接面の材質が、前記雄端子と前記雌端子との間の相対的な挿抜方向において差別化されていることを特徴としたコネクタ構造。
- 前記雌端子の先端には前記雄端子に摺接する接触子が形成される一方、前記雄端子には前記接触子と摺接する摺接面が形成され、前記雄端子における先端側の摺接面の電気抵抗が基部側の摺接面の電気抵抗よりも大きくなるように、該雄端子における摺接面の材質が差別化されていることを特徴とした請求項1記載のコネクタ構造。
- 前記雄端子の先端には前記雌端子に摺接する接触子が形成される一方、前記雌端子には前記接触子と摺接する摺接面が形成され、前記雌端子における先端側の摺接面の電気抵抗が基部側の摺接面の電気抵抗よりも大きくなるように、該雌端子における摺接面の材質が差別化されていることを特徴とした請求項1記載のコネクタ構造。
- 前記雄端子と前記雌端子との嵌合が不完全な状態で維持されると、前記雄端子と前記雌端子との間の電気抵抗が、前記雄端子と前記雌端子を介して電力もしくは電気信号を伝達する装置の作動を停止させるに十分な大きさとなるように、前記摺接面の材質が差別化されていることを特徴とした請求項1,請求項2,請求項3の何れか一項に記載のコネクタ構造。
- 前記雄端子と前記雌端子との嵌合が不完全な状態で維持されると、前記雄端子と前記雌端子との間の電気抵抗が、無限大を除く予め定められた範囲の値となるように、前記摺接面の材質が差別化されていることを特徴とした請求項1,請求項2,請求項3,請求項4の何れか一項に記載のコネクタ構造。
- 請求項1,請求項2,請求項3,請求項4,請求項5の何れか一項に記載のコネクタ構造に、前記雄端子と前記雌端子との間の電気抵抗を反映した電気的な特性を測定し、この電気的な特性に基いて、少なくとも、前記雄端子と前記雌端子との嵌合が完全な状態にあるのか不完全な状態にあるのかを検知する監視回路を併設したことを特徴とするコネクタ接続異常検出装置。
- 請求項5記載のコネクタ構造に、前記雄端子と前記雌端子との間の電気抵抗を反映した電気的な特性を測定し、この電気的な特性に基いて、前記雄端子と前記雌端子との嵌合が完全な状態にあるのか不完全な状態にあるのか或いは未嵌合状態にあるのかを検知する監視回路を併設したことを特徴とするコネクタ接続異常検出装置。
- 請求項1,請求項2,請求項3,請求項4,請求項5の何れか一項に記載のコネクタ構造において、前記雄端子と前記雌端子との挿抜過程を通じて前記雌端子と定常的な接触状態を維持する補助端子を前記雄端子の側に設け、前記雄端子と前記補助端子との間の電気抵抗を反映した電気的な特性を測定し、この電気的な特性に基いて、少なくとも、前記雄端子と前記雌端子との嵌合が完全な状態にあるのか不完全な状態にあるのかを検知する監視回路を併設したことを特徴とするコネクタ接続異常検出装置。
- 請求項5記載のコネクタ構造において、前記雄端子と前記雌端子との挿抜過程を通じて前記雌端子と定常的な接触状態を維持する補助端子を前記雄端子の側に設け、前記雄端子と前記補助端子との間の電気抵抗を反映した電気的な特性を測定し、この電気的な特性に基いて、前記雄端子と前記雌端子との嵌合が完全な状態にあるのか不完全な状態にあるのか或いは未嵌合状態にあるのかを検知する監視回路を併設したことを特徴とするコネクタ接続異常検出装置。
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