JP2009054547A - コネクタプラグ - Google Patents

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Abstract

【課題】発熱を抑制し信頼性の向上したコネクタプラグを提供する。
【解決手段】コネクタプラグは、プラグハウジング12と、プラグハウジングの先端部に進退自在に取り付けられたヘッドターミナル20と、プラグハウジング内に設けられ電源コードに電気的に接続された固定ターミナル22と、プラグハウジング内で、ヘッドターミナルと固定ターミナルとの間に配置されるヒューズ管26と、ヒューズ管と固定ターミナルとの間に設けられた接続部材28と、を有している。接続部材は、ヒューズ管と固定ターミナルとの間に配置され、ヘッドターミナルをプラグハウジングの先端部から外方へ付勢するバネ部28aと、バネ部のヒューズ管側の端から延出し、直線的にあるいは湾曲して延びているとともに、電源コードに電気的に接続された導通部28bとを有している。
【選択図】 図4

Description

この発明は、過電流保護回路としてヒューズを備えたコネクタプラグに関し、例えば、自動車用のシガーライターソケットに嵌合接続され、車載用のボータブル機器に電源を供給するカーバッテリープラグに利用されるコネクタプラグに関する。
近年、ナビゲーション機器、携帯型のDVD駆動装置、通信機器など、車載を目的とした電子機器が多数商品化され、同時に、これら電子機器への電源供給用として、車のシガーライターソケットから電源を取り出すカーバッテリープラグが広く利用されている。
従来のコネクタプラグであるカーバッテリープラグは、シガーライターソケットからの過電流保護の為、シガーライターソケットの電源端子と接触するヘッドターミナルと内部の固定ターミナルとの間にヒューズ管を介在させている(例えば、特許文献1参照)。
従来のカーバッテリープラグは、円筒状のプラグハウジングと、プラグハウジングの先端部に進退自在に設けられたヘッドターミナルと、プラグハウジング内に設けられた固定ターミナルと、を備えている。固定ターミナルはプラグハウジング内に配設された回路基板を通して、電源コードの電源側リード線に電気的に接続されている。
プラグハウジング内において、ヘッドターミナルと固定ターミナルとの間には、導電性バネ部とヒューズ管とが直列に配置された状態で取り付けられている。導電性バネ部は圧縮され、ヘッドターミナルをプラグハウジングの先端部から突出させる方向へ付勢する。これにより、ヘッドターミナルは、導電性バネ部、ヒューズ管、固定ターミナルを介して、電源コードと電気的に接続され、この間のヒューズ管によって過電流保護回路が形成されている。
このように構成されたカーバッテリープラグを、車のシガーライターソケットに差し込むと、ヘッドターミナルがコネクタソケット内底面に露出する電源端子に当接しながら、導電性バネ部が圧縮することにより後退する。これにより、シガーライターソケットの電源端子は、カーバッテリープラグによって電源コードの電源側リード線に接続される。
このとき、電源端子に過電流が流れると、ヒューズ管のヒューズが溶断し、車載用の電子機器側に過電流が流れることがない。ヒューズの溶断したヒューズ管は、プラグハウジングから取外して交換することができる。
特開平10−64632号公報
上述した従来のカーバッテリープラグにおいて、シガーライターソケットの電源端子側から供給された電流は、ヘッドターミナル、導電性バネ部、固定ターミナルを通って流れる。そのため、車載用電子機器のバッテリ充電などを行うと、導電性バネ部に大量の電流が流れ、その際、バネ部が発熱し高温になる場合がある。この場合、カーバッテリープラグ全体が熱くなり、使用者に不信感を与えるとともに、バネ部周囲の構成要素に悪影響を与えることも考えられる。
この発明は、以上の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、発熱を抑制し信頼性の向上したコネクタプラグを提供することにある。
この発明の態様に係るコネクタプラグは、電源コードに取り付けられたプラグハウジングと、前記プラグハウジングの先端部に進退自在に取り付けられたヘッドターミナルと、前記プラグハウジング内に設けられ前記電源コードに電気的に接続された固定ターミナルと、前記プラグハウジング内で、前記ヘッドターミナルと固定ターミナルとの間に配置されるヒューズ管と、コイルバネ状に巻回されたバネ部であって、前記ヒューズ管と固定ターミナルとの間に配置され、前記ヒューズ管を前記ヘッドターミナルに向けて付勢するとともに前記ヒューズ管と前記固定ターミナルとを電気的に接続するバネ部と、前記バネ部の前記ヒューズ管側の端から延出し、直線的にあるいは湾曲して延びているとともに、前記電源コードに電気的に接続された導通部とを有する接続部材と、を備えている。
この発明の態様によれば、接続部材を流れる電流をバネ部と導通部とに分散することにより、バネ部での発熱を抑制し信頼性の向上したコネクタプラグを提供することができる。
以下、図面を参照しながら、この発明のコネクタプラグをカーバッテリープラグに適用した実施形態について詳細に説明する。
図1はカーバッテリープラグ10の外観を示す斜視図、図2はカーバッテリープラグ10の分解斜視図、図3はカーバッテリープラグ10の内部構造を示す平面図である。図1および図2に示すように、カーバッテリープラグ10は、絶縁性の合成樹脂で成形したプラグハウジング12を備え、このプラグハウジングは、図示しない電子機器、例えば、携帯可能なDVD駆動装置15から延出した電源コード17の延出端に取り付けられている。
プラグハウジング12は、その長手方向に沿って2分割した上部ハウジング12aと下部ハウジング12bとを嵌め合せて構成されている。これら2つのハウジング12a、12bは、ハウジングの周縁部に形成された図示しない係合爪を互いに係合させるとともに、後述する絶縁キャップを双方のハウジングにねじ込むことにより、互いに組み合わされている。プラグハウジング12内には、種々の構成部品を収容する空隙が形成されている。
プラグハウジング12の中央より先端側は、円筒形状の挿入部14aとして形成され、後端側は、挿入部よりも広い幅に形成され、ユーザが把持するためのグリップ部14bをなしている。挿入部14aは、シガーライターソケット50(図3参照)の内径よりわずかに小さい外径に形成され、シガーライターソケットに挿入可能となっている。
挿入部14aの先端部外周にはねじ部16が形成されている。このねじ部16に絶縁キャップ18が外側から着脱自在にねじ込まれ、挿入部14aの先端を覆っているとともに、上部ハウジング12aと下部ハウジング12bとを互いに結合している。絶縁キャップ18は、絶縁性の合成樹脂により有底の円筒状に形成されている。絶縁キャップ18の底壁には透孔19が形成され、この透孔は、挿入部14aと同軸的にかつ挿入部の先端に位置している。
図2、図3、および図4に示すように、プラグハウジング12内には、ヘッドターミナル20、固定ターミナル22が取り付けられたプリント回路基板(以下、PCBと称する)24、ヒューズ管26、接続部材28、アースコンタクト30等が設けられている。
ヘッドターミナル20は、導電性金属材料により円筒形に成形され、その先端部は閉塞され、他端部に円形のフランジ20aが形成されている。このヘッドターミナル20は、絶縁キャップ18の内側から透孔19に挿通され、絶縁キャップ内に進退自在に収容されている。ヘッドターミナル20の先端部は透孔19を通して前方に突出しているとともに、フランジ20aにより絶縁キャップ18からの抜けが防止されている。
プラグハウジング12のグリップ部14b内には、PCB24が収容されている。PCB24は、その周囲の輪郭が下部ハウジング12bの内側面に沿う形状に形成されている。PCB24は、下部ハウジング12bの内面に形成された図示しない位置決めボス等により、所定位置に位置決めされた状態で配置されている。
図2、図3、および図5に示すように、PCB24の一方の表面、例えば、上面24aには、複数の電子部品32が実装されている。PCB24の背面24bには配線パターン24cが形成され、電子部品32が電気的に接続されている。また、PCB24の上面24aには、電源コード17の電源側リード線17a、アース側リード線17b、アースコンタクト30、固定ターミナル22が取り付けられている。
電源コード17の端末は、絶縁性合成ゴムで形成されたコードブッシュ17cによって覆われ、コードブッシュ17cのフランジ部17dが、上部ハウジング12aと下部ハウジング12bの後端に固定されている。この端末から引き出された電源側リード線17aとアース側リード線17bは、PCB24の背面24b側でそれぞれ図示しない電源パターンとアースパターンに半田接続されている。
固定ターミナル22は、例えば、銅板により形成されたほぼ矩形状の導電性板であり、PCB24の上面24aにほぼ垂直に立設されている。固定ターミナル22は、その一部がPCB24を貫通して、背面24b側で電源パターンに半田付けされることによりPCB24に固着されている。従って、固定ターミナル22は、電源パターンを介して電源側リード線17aと電気的に接続されている。また、固定ターミナル22は、プラグハウジング12内において、挿入部14aの基端部内に位置し、ヘッドターミナル20と隙間を置いて対向している。
後述するように、固定ターミナル22はバネ部のばね受けとして機能し、挿入部14の先端側からバネ部の付勢力を受ける。しかし、図5に示すように、固定ターミナル22は、上部ハウジング12aの内面にほぼ垂直に立設された支持片34によって背面側が支持され、後方への倒れ込みが防止されている。
図1、図2、図3、および図5に示すように、アースコンタクト30は、導電性と弾性を有する帯状の金属板をほぼU字形状に折り曲げて形成されている。すなわち、アースコンタクト30は、基部30aとこの基部30aの両側から前方(先端方向)に伸びた一対の板バネ状の接触片部30bとを有している。基部30aは、PCB24の上面24a上で、固定ターミナル22の後方に垂直に立設されている。基部30aは、その一部がPCB24を貫通して、背面24b側でアースパターンに半田付けされることによりPCB24に固着されている。従って、アースコンタクト30は、アースパターンを介してアース側リード線17bに電気的に接続されている。
一対の接触片部30bは、それぞれ側方に膨出するように円弧状に折り曲げられ、プラグハウジング12の挿入部14aの両側に設けられた窓孔36から外側に突出している。窓孔36から突出した両接触片部30b間の幅は、シガーライターソケット50の内径よりもやや広く形成されている。接触片部30bの先端は、挿入部14a内に挿入され、挿入部の内面と弾性的に係合して保持されている。カーバッテリープラグ10の挿入部14aをシガーライターソケット50に挿入すると、接触片部30bがシガーライターソケット内面のアース端子と弾性的に接触する。
図2ないし図4に示すように、プラグハウジング12の挿入部14a内において、ヘッドターミナル20と固定ターミナル22との間には、ヒューズ管26および接続部材28が直列に配置されている。すなわち、ヒューズ管26は、円筒状に形成され、その両端部に端子部26aが設けられている。挿入部14aの内面には、それぞれ挿入部の軸方向に沿って延びた複数のガイドリブ38が形成されている。ヒューズ管26は、ガイドリブ38により、挿入部14aのほぼ中心軸上に位置決めされているとともに、挿入部の軸方向に沿って移動可能に保持されている。そして、ヒューズ管26の先端側の端子部26aは、ヘッドターミナル20の後端に接触している。
接続部材28は、図6に示すように、コイルバネ状に巻回されたバネ部28a、およびバネ部のヒューズ管26側の巻端から延出し、バネ部と平行にかつ直線的に延びた導通部28bとを有している。バネ部28aおよび導通部28bは、導電性金属、例えば、銅からなる共通の線材を成形して一体に形成されている
図2ないし図5に示すように、接続部材28のバネ部28aは、ヒューズ管26と固定ターミナル22との間にヒューズ管26と直列に配置され、先端側の巻端はヒューズ管の端子部26aに当接し、後端側の巻端は固定ターミナル22に当接している。これにより、バネ部28aは、ヒューズ管26を介して、ヘッドターミナル20を挿入部14aの先端から外方へ突出する方向に付勢するとともに、ヒューズ管26と固定ターミナル22とを電気的に接続している。従って、ヘッドターミナル20は、ヒューズ管26、バネ部28a、固定ターミナル22、およびPCB24の電源パターンを介して、電源側リード線17aと電気的に接続されている。
接続部材28の導通部28bは、バネ部28aのヒューズ管26側の巻端から径方向に延出した後、直角に折り曲げられ、バネ部の軸と平行にかつ直線的に延出している。導通部28bは、バネ部28aを越えて後方に延びている。また、導通部28bの直線状の延出部は、PCB24の背面24b側と隙間を置いて対向して延びている。
導通部28bの延出端は、ハーネス40を介してPCB24の電源パターンに電気的に接続されている。従って、ヘッドターミナル20は、ヒューズ管26、接続部材28の導通部28b、ハーネス40、およびPCB24の電源パターンを介して、電源側リード線17aと電気的に接続されている。
PCB24の側縁部には透孔42が形成されている。ハーネス40は、導通部28bの後端に半田接続された一端とPCB24の電源パターンに半田接続された他端とを有している。そして、ハーネス40は、導通部28bからPCB24の透孔42を通してPCBの上面24a側に延び、更に、PCBの側縁の外側を回してPCBの背面24b側に引き回され、電源パターンに半田付けされている。
このように、ハーネス40を、PCB24の透孔42を通して、PCBの背面および上面側に引き回すことにより、バネ部28aの伸縮に応じて導通部28bが前後方向に移動した場合でも、ハーネス40と電源パターンとの接続部に作用する負荷を低減し、断線を防止することが可能となる。
また、ハーネス40は、バネ部28aを越えて延出した導通部28bの延出端に接続されているため、バネ部の伸縮動作時に、ハーネス40がバネ部に挟み込まれることがない。そのため、バネ部28aの安定した動作が維持されるとともに、ハーネス40の断線等が防止される。
図5に示すように、PCB24の背面24bにおいて、接続部材28の導通部28bに隣接した領域は、絶縁シート44により覆われている。絶縁シート44は、PCB42と導通部28bとの間に位置し、PCBの配線パターンと導通部28bとの短絡を防止している。
以上のように構成されたカーバッテリープラグ10によれば、プラグハウジング12の挿入部14aをシガーライターソケット50に挿入すると、アースコンタクト30の接触片部30bが、シガーライターソケット内側面のアース端子に弾性的に接触する。同時に、挿入部14aの先端から進退自在に突出したヘッドターミナル20が、シガーライターソケット50の内底面に設けられた電源端子52に弾性的に接触する(図3参照)。これにより、電源端子52は、ヘッドターミナル20、ヒューズ管26、接続部材28、固定ターミナル22、ハーネス40、PCB24の電源パターンを経由して、電源コード13の電源側リード線13aに電気的に接続される。
この際、挿入部14aをシガーライターソケット50に挿入することにより、ヘッドターミナル20は電源端子52に押されて挿入部12a内に押し込まれる。そして、ヘッドターミナル20によりヒューズ管26がその軸方向に沿って移動し、バネ部28aを押圧し圧縮する。これにより、バネ部28aは付勢力を発生し、ヒューズ管26を介してヘッドターミナル20を電源端子52に弾性的に押し付ける。従って、ヘッドターミナル20を電源端子52に確実に接触させることができる。同時に、ヘッドターミナル20、ヒューズ管26、バネ部28a、および固定ターミナル22を互いに十分に接触させ、これらを確実に電気的に接続することができる。
電源端子52から供給される電流は、ヘッドターミナル20、ヒューズ管26、接続部材28、固定ターミナル22、ハーネス40、PCB24の電源パターン、電源コード13の電源側リード線13aを通してDVD駆動装置15に供給される。接続部材28を流れる際、電流は、バネ部28aを流れる電流と、導通部28bを流れる電流とに分散される。ここで、導通部28bはほぼ直線状であり、コイル状に巻回されているバネ部28aに比較して、その長さが短く、電気抵抗も小さい。そのため、導通部28bにはバネ部28aよりも多くの電流が流れる。バネ部28aを流れる電流と導通部28bを流れる電流との比は、例えば、1:3となる。これにより、バネ部28aを流れる電流は、導通部28bを持たない場合に比較して約1/4となり、その結果、バネ部28aの発熱が抑制される。
一方、電源端子52に過電流が流れると、ヒューズ管16のヒューズが溶断し、電源コード13に接続されたDVD駆動装置15などを保護することができる。ヒューズが溶断した場合、絶縁キャップ18をプラグハウジング12の挿入部14aから取外し、ヘッドターミナル20と共にヒューズ管26を取出することにより、容易に、ヒユーズ管26を交換することができる。
以上のように、本実施形態に係るカーバッテリープラグによれば、ヒューズ管と固定ターミナルとの間に配設された接続部材をコイルバネ状のバネ部と、直線状の導通部とで形成することにより、接続部材を流れる電流をバネ部と導通部とに分散し、バネ部を流れる電流を低減することができる。これにより、比較的大きな電流を供給する場合でも、バネ部の発熱を抑制することができ、プラグハウジング全体の温度上昇を抑えることができる。従って、使用者に不信感を与えることがなく、信頼性の向上したコネクタプラグが得られる。
なお、本発明は実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
例えば、各構成部材の材料、形状等は、上述した実施形態に限定されることなく、必要に応じて変更可能である。前述した実施形態において、接続部材は、同一の線材を成形してバネ部および導通部を一体に形成する構成としたが、図7に示すように、バネ部28aと導通部28bとを別々の線材で形成し、これらを溶接等によって連結する構成としてもよい。この場合、導通部28bは、バネ部28aを形成する線材の導電率と同一かあるいは高い導電率を有する材料により形成してもよい。また、導通部28bを、バネ部28bよりも径の大きな線材により形成してもよい。いずれの場合でも、バネ部を流れる電流をより低減し、バネ部の発熱を一層抑制することが可能となる。
更に、接続部材のバネ部は、少なくとも、ヒューズ管およびヘッドターミナルを付勢する機能を備えていればよい。そのため、バネ部は、導電性材料に限らず、絶縁材料で形成してもよい。この場合、供給された電流は、接続部材の導通部のみを通って流れ、バネ部の発熱は一層確実に防止される。また、この場合、固定ターミナルは、電源コードに電気的に接続されている必要はなく、バネ部のばね受けのみとして機能すればよい。
接続部材の導通部は、直線状に延びた形状に限らず、PCB24の背面と平行な平面内で湾曲あるいは部分的に屈曲した形状としてもよい。
前述した実施形態では、コネクタプラグがカーバッテリープラグである例について説明したが、ヒューズ管16を過電流保護回路部品として用い、このヒューズ管を交換できる構成のプラグであれば、本発明を適用することができる。コネクタプラグが接続される電子機器は、DVD駆動装置に限らず、種々の電子機器に適用可能である。
図1は、この発明の実施形態に係るカーバッテリープラグを示す斜視図。 図2は、前記カーバッテリープラグを示す分解斜視図。 図3は、前記カーバッテリープラグの内部構造を示す平面図。 図4は、前記カーバッテリープラグの縦断面図。 図5は、前記カーバッテリープラグ内に配設されたプリント回路基板、接続部材、アースコンタクトを示す斜視図。 図6は、前記接続部材を拡大して示す斜視図。 図7は、他の実施形態に係る接続部材を拡大して示す斜視図。
符号の説明
10…カーバッテリープラグ、12…プラグハウジング、12a…上部ハウジング、
12b…下部ハウジング、14a…挿入部、14b…グリップ部、17…電源コード、
18…絶縁キャップ、20…ヘッドターミナル、22…固定ターミナル、
24…プリント回路基板、26…ヒューズ管、28…接続部材、28a…バネ部、
28b…導通部、30…アースコンタクト、40…ハーネス、
50…シガーライターソケット

Claims (11)

  1. 電源コードに取り付けられたプラグハウジングと、
    前記プラグハウジングの先端部に進退自在に取り付けられたヘッドターミナルと、
    前記プラグハウジング内に設けられ前記電源コードに電気的に接続された固定ターミナルと、
    前記プラグハウジング内で、前記ヘッドターミナルと固定ターミナルとの間に配置されるヒューズ管と、
    コイルバネ状に巻回されたバネ部であって、前記ヒューズ管と固定ターミナルとの間に配置され、前記ヒューズ管を前記ヘッドターミナルに向けて付勢するとともに前記ヒューズ管と前記固定ターミナルとを電気的に接続するバネ部と、前記バネ部の前記ヒューズ管側の端から延出し、直線的にあるいは湾曲して延びているとともに、前記電源コードに電気的に接続された導通部とを有する接続部材と、
    を備えたコネクタプラグ。
  2. 前記接続部材のバネ部および導通部は、共通の線材により一体に成形されている請求項1に記載のコネクタプラグ。
  3. 前記導通部は、前記バネ部を形成する線材の導電率と同一かあるいは高い導電率を有する材料により形成され、前記バネ部に固定されている請求項1に記載のコネクタプラグ。
  4. 前記導通部は、前記バネ部の前記ヒューズ管側の端から径方向に延出した後、前記バネ部の軸と平行にかつ直線的に延出している請求項1に記載のコネクタプラグ。
  5. 前記プラグハウジング内に配設され前記電源コードに接続されたプリント回路基板を備え、前記固定ターミナルは前記プリント回路基板上に取り付けられ、前記導通部はハーネスを通して前記プリント回路基板に電気的に接続されている請求項1に記載のコネクタプラグ。
  6. 前記固定ターミナルは導電性プレートで形成され、前記プリント回路基板上に固定されているとともに前記プリント配線基板のパターンに電気的に接続されている請求項5に記載のコネクタプラグ。
  7. 前記導通部は、前記プリント回路基板の一方の表面と隙間を置いて対向し、
    前記プリント回路基板は透孔を有し、
    前記ハーネスは、前記導通部に接続された一端部と前記プリント回路基板の前記一方の表面側でプリント回路基板に接続された他端部とを有し、前記導通部から前記プリント回路基板の透孔を通してプリント回路基板の他方の表面側に伸び、更に、プリント回路基板の側縁の外側を回って前記他端部まで引き回されている請求項5に記載のコネクタプラグ。
  8. 前記プリント回路基板と前記導通部との間に位置し、前記プリント回路基板の前記一方の表面を覆った絶縁シートを備えている請求項7に記載のコネクタプラグ。
  9. 当該コネクタプラグは、シガーライターソケットに嵌合接続するカーバッテリープラグである請求項1ないし8のいずれか1項に記載のコネクタプラグ。
  10. 電源コードに取り付けられたプラグハウジングと、
    前記プラグハウジングの先端部に進退自在に取り付けられたヘッドターミナルと、
    前記プラグハウジング内に前記ヘッドターミナルと対向して設けられ固定のばね受けと、
    前記プラグハウジング内で、前記ヘッドターミナルとばね受けとの間に配置されるヒューズ管と、
    コイルバネ状に巻回されたバネ部であって、前記ヒューズ管とばね受けとの間に配置され、前記ヒューズ管を介して前記ヘッドターミナルを前記プラグハウジングの先端部から外方へ付勢するバネ部と、およびバネ部の前記ヒューズ側の端から延出し、直線的にあるいは湾曲して延びているとともに、前記電源コードに電気的に接続された導通部とを有する接続部材と、
    を備えたコネクタプラグ。
  11. 前記バネ部は絶縁材料で形成されている請求項10に記載のコネクタプラグ。
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