JP2012059704A - プラグイン・コネクタ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 プラグイン・ユニット及び組合わせ用プラグイン・ユニットから構成される直線式プラグイン・コネクタユニット及び角度付きプラグイン・コネクタユニットに対し、簡単な方法で使用可能とされるタイプのプラグイン・ユニットを提供する。
【解決手段】 組合わせ用プラグイン・ユニット（１１）の差込み方式での収容のためにハウジング壁に開口部（１５３）を有するハウジング（１５０）を設けたプラグイン・ユニット（１１２）において、立方体ハウジング（１５０）は、一方のハウジング部（１８１）がケーブルブッシング（１５１）を含み、他方のハウジング部（１８２）がプラグイン開口部（１５３）を含むようにして、長手方向中央面（１７９）に垂直に且つ長手方向延出部に対し４５度の角度を有する平面（１８０）で分割され、他方のハウジング部（１８２）が上記一方のハウジング部（１８１）に対して回転可能とされるように装着される。
【選択図】 図７

Description

本発明は、請求項１の前段に記載するプラグイン・ユニットに関する。

このタイプのプラグイン・ユニットは、組合わせ用プラグイン・ユニットに対する収容が、プラグイン・ユニットのケーブルブッシングに対して垂直若しくは直線状に行われるように構成され設計される。これにより、設計のみならず構造的にもかなりの費用をもたらすことになるが、これは、それぞれのタイプのプラグイン・ユニットが個別に設計され製造されなければならないからである。

本発明の目的は、プラグイン・ユニット及び組合わせ用プラグイン・ユニットから構成される直線式プラグインコネクタ・ユニットとともに、角度付きプラグインコネクタ・ユニットの双方に対して簡単な方法で使用可能とされる上述したタイプのプラグイン・ユニットを提供することである。

この目的を達成するために請求項１に示される特徴が上述したタイプのプラグイン・ユニットに付与される。

本発明による対策は、４５度の角度で分割されることにより２つのハウジング部を作成するプラグイン・ユニットのハウジングが、角度付きプラグイン・ユニット及び直接式プラグイン・ユニットの双方を製造することができることを確実にし、それ故に、組合わせ用プラグイン・ユニットがプラグイン・ユニットに差込み方式で直角に若しくはケーブルブッシングに対して直線的延出部として結合され得る。このためには、２つのハウジングのいずれか一方を他方のハウジング部に対して回転させることが必要なだけである。

請求項２による特徴に基づいて、ブレード接点は、ブッシングに隣接する長手方向エッジの１つ若しくは該ブッシングから離れて対向する横（断）エッジを備えた組合わせ用プラグイン・ユニットを収容する開口部に対して回転される。このようにして、ブレード接点（刃状接触）は常に一方のハウジング部内の同一位置を維持することができる。

請求項３による特徴は、ブレード接点を固定する更なる手段と、一方のハウジング部内の所定位置の接点保護を設ける。請求項４による特徴は、２つのハウジング部が１つに結合されるとき結合プロセスのための案内を行う。

請求項５における特徴の１つにしたがって、２つのハウジング部が好ましい方法で１つに結合され得る。

ハウジング分割の更なる好都合な設計及び用途は、請求項６の特徴にしたがって、ロッキング装置がプラグイン・ユニット及び組合わせ用プラグイン・ユニットの動作中の差込み式接続を構成するよう設けられるときにもたらされる。

請求項７の特徴によると、プラグイン・ユニットは単極（単一ポール）装置として構成されることが好ましい。

更なる例示としての実施の形態によると、プラグイン・ユニットはまた、請求項８の特徴による単極（マルチポール）装置であってもよい。請求項９及び／又は請求項１０の特徴によると、プラグイン・ユニットと組合わせ用プラグイン・ユニットとのハウジング部の対応する実施形態が提供される。

本発明はさらに、上述したプラグイン・ユニットの１つととともに、個々のプラグイン・ユニットに差込み方式で嵌合する組合わせ用プラグイン・ユニットを含むプラグインコネクタ装置にも関する。

発明の更なる詳細は、以下の説明で理解され得るが、該発明は図面に描画される例示としての実施形態に基づいてより詳細に述べられ説明される。図面は以下の通りである。

図１は、本発明の１つの好ましい例示としての実施形態による、プラグイン・コネクタ装置の第２の（メス）プラグイン・ユニットとともに、第１の（オス）プラグイン・ユニットを示す斜視図である。 図２は、図１に示される第１のプラグイン・ユニットにおけるラインＩＩ−ＩＩに沿った破断図である。 図３は、図１に示される第１のプラグイン・ユニットにおけるラインＩＩＩ−ＩＩＩに沿った破断図である。 図４は、２つのプラグイン・ユニットにおける圧力嵌めプラグイン接続のための駆動機構を示すために第２のプラグイン・ユニットを示す破断斜視図である。 図５は、図１に図示された本発明の好ましい例示としての実施形態によるプラグイン・コネクタ装置の第１及び第２のそれぞれのプラグイン・ユニットを接続する導電性プラグイン・プロセスにおける接続直前の接続ステップを示す斜視図である。 図６は、図５におけるラインＶＩ−ＶＩに沿った破断図であり、第１及び第２のプラグイン・ユニットの完全にプラグ接続された状態にあることを示す図である。 図７（Ａ）及び図７（Ｂ）はそれぞれ、２部構造（ツーパート）のハウジングを有する第２のプラグイン・ユニットの第２の例示としての実施形態の２つの改良型を示す斜視図である。 図８（Ａ）及び図８（Ｂ）はそれぞれ、第２の例示としての実施の形態による第２のプラグイン・ユニットのハウジングの２つの部分の一方を示す斜視図である。 図９（Ａ）及び図９（Ｂ）はそれぞれ、図７（Ａ）及び図７（Ｂ）と同様であるが多極の実施形態の第２のプラグイン・ユニットの第３の実施形態の２つの改良型を示す斜視図である。 図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）はそれぞれ、第３の例示としての実施形態による第２のプラグイン・ユニットのハウジングの２つの部分のそれぞれ一方を示す斜視図である。 図１１は、図９（Ａ）及び図９（Ｂ）に示される第２のプラグイン・ユニットの１つとの導電性プラグイン接続のための多極の実施形態における第１のプラグイン・ユニットを示す図である。

種々の例示としての実施形態による図面に図示されるように、電気プラグイン・コネクタ装置１０、１１０、２１０は、例えば電動モータ車両の場合のように、高い送出電力、即ち特定の高電力密度のプラグイン接続に対して特別に設計される。

図１、図２及び図３は、第２の（オス）プラグイン・ユニット１２（図１、図４）及び１１２（図７、図８）と共に用いる、図１、図５及び図６によるプラグイン・コネクタ装置１０と、図７及び図８によるプラグイン・コネクタ装置１１０の双方において使用可能な第１（メス）プラグイン・ユニット１１を示す。

第１のプラグイン・ユニット１１は、いかなる材料からも形成される開口ハウジング１３を有し、該ハウジングは、導電性材料から構成され、若しくは電磁シールディングが設計の一部である場合に導電層が備えられ、これにより、前面Ａから見えるハウジング体１４はＵ字形状を有し、固定したコンポーネント上のスルーホールに取り付けのための外ねじ突起１５が一体に設けられている。ハウジング体１４はベース（基板）１６を有し、該ベースの２つの対向する長さ方向側面のそれぞれに、同一の垂直方向に突出する壁部１７、１８が一体部分として突出する。平行壁部１７、１８はともにベース１６に面し、台形若しくは三角形状の貫通開口１９、及び、該貫通開口１９の上に外側から続く凹部２１、２２が備えられる。双方の壁部１７、１８とは反対側の、ベース１６の下側には外ネジ突起１５が一体的に備えられる。

例えばプラスチックから形成され、貫通開口１９の形状を有するラッチング要素２３、２４は貫通開口１９に導入される。それぞれのラッチング要素２３、２４のベース領域２５は貫通開口１９内でラッチ式に保持され、中空溝２６によってその厚さは薄くなり、フィルム状のヒンジを形成し、故にベース領域２５上の三角形領域２７が弾性復元方式で変形され得るように支持される。それぞれのラッチング要素２３、２４の頂点領域において、ラッチングカム２８はハウジング体１４の内部を示すように成形される。

ハウジング体１４内に、導電性材料から形成されるメス接点配列体３５を収容する電気絶縁材料体３０が配置され、ハウジング体１４の双方の壁部１７、１８の基本的長さ方向（長手方向）領域にかけて位置され、これら壁部間の中央に配置され、故に電気絶縁材料体がベース１６、外ねじ突起１５、及びベース１６と接触するゴムシール２０に配置されるカットアウト（切欠き）３１、３２、３３を貫通する。上記電気絶縁材料体の端部が壁部１７、１８から離れて対向する状態で、該電気絶縁材料体が基本的に外ねじ突起１５の環状端と一直線上に終端する。この絶縁材料体３０はカットアウト３１から３３に貫通して壁部１７、１８間にスライドされ、外ねじ突起１５及びシール２０との間にラッチ式に保持されることもある。

図示された例示としての実施形態で使用されるメス接点配列体３５は、間隔をおいて隣り合わせに配置され多数の金属ばね接点（接触）３６から成る２つのパケット(束）から構成される。例示としての実施形態における平坦な金属板から同様に切断されるように構成されるばね接点３６は、それぞれ２つの平行な弾性変形可能な脚部３７を有し、これら脚部がそれらの間にＵ字形状の受け入れスロット４４を有し、スルーボアホール３９が設けられたベース３８に支持される。スルーボアホール３９によって、互いに隣接して配列され個々に接点３６’がそれぞれ設けられるばね接点３６が管状金属キャリア４０上に整列され、互いに密接するようにパケット内に一列に並べられることによって装着される。他端４３が外ねじピンとして構成されるホルダ４１の一端はばね接点３６の２つのパケット間の中心で管状キャリア４０に固定して支持される。接点配列体３５を絶縁材料体３０の下部領域内に案内する環状カラー４７は、両端４２、４３間に一体的に設けられる。絶縁材料体３０内の接点配列体３５のロッキングを容易にするロッキングフック４６は、環状キャリア４０上のばね接点３６の２つの隣接したパケット間に装着される。

図１、及び図４から図６は、一つの好ましい例示としての実施形態による第２の（オス）プラグイン・ユニット１２を示し、これは、第１の（メス）プラグイン・ユニット１１を収容するために側壁又は端壁上にプラグイン開口部５３が設けられた略立方形のハウジング５０を有する。第２の端面上で、ハウジング５０は、例えば第２の（オス）電気接点配列体５５を収容するために、ねじ込み式接続方式の形態でブッシング５１及びケーブル・ストレイン・リリーフ・デバイス(cable strain relief device)５２が備えられ、これは露出されたケーブル端に接続できたり接続されていたり、例示としての実施形態においてブレード接点（刃状接触）５６の形状に構成される。

ハウジング５０は、いかなる材料からも構成され得る中空体４９を有し、該ハウジングは、電磁シールディングが設計の一部である場合に導電性材料から構成されたり、導電性材料層が設けられ、上記ハウジング体は導電性材料から構成される場合、詳細に示されていない絶縁材料とともに整列され、２つの対向する長さ方向の側壁５８、５９と、端壁６０上にカットアウト６１、６２、６３を有し、端壁６０はギアホイール６４、６５、６６が回転可能に挿入される長さ方向の双方の側壁５８、５９を接続する。カットアウト６１、６２、６３は、関連がある壁に組み込まれるベアリングシェル（軸受用外板）として構成されるのが好都合である。例示としての実施形態において、ギアホイール６４、６５、６６は、ハウジング体４９の内部を示す歯状リム６４’、６５’、６５’を有するクラウン歯車として構成される。出力駆動ギアホイールともなる双方の対向する平行配列されたギアホイール６４、６５は、入力駆動ギアホイール６６よりも大径の歯状リムを有し、入力駆動ギアホイール６６は端面側に配置されその歯状リムが１つのギアホイール６４と他のギアホイール６５とに係合し、それ故、入力駆動ギアホイール６６が方向Ｄ（又はその反対方向）に移動されるという条件で、双方の同一の出力駆動ギアホイール６４、６５が矢示Ｂ及びＣに示す反対方向に回転するよう構成される。このようにして、ギアホイール６４、６５、６６は減速ギアを構成する。

軸方向に移動可能な入力駆動ギアホイール６６は、その外側にツールレセプタクル（工具受容部）６９を有し、それによって、入力駆動ギアホイール６６は、一方向（矢示Ｄ）又は他の方向（矢示Ｄの反対）に特別なツールを用いて回転され得ることが有利である。それぞれのディスク表面６８が外向きである出力駆動ギアホイール６４、６５は、同一構成の湾曲したカムトラック６８をそれぞれ有する。湾曲したトラック６７は、図１、図５及び図６に基づいて後述されるように、第１の（メス）プラグイン・ユニット１１のハウジング体１４におけるラッチング要素２３、２４のラッチングカム２８の収容を容易にする。湾曲したトラック６７はアクセス領域７１を有し、ギアホイール６４、６５の初期回転位置において、側壁５８、５９の長さ方向（長手方向）エッジから現れる溝７２と位置合わせされる。上記アクセス領域に隣接した領域７３は、いくらか急勾配の領域７４の手前において比較的緩斜面を有する。湾曲したトラック６７は、リミットストップ(停止用制限）として機能する直線領域７５に終端する。このようにして、ギアホイール６４、６５はダブル・ファンクションとして機能する。

双方のプラグイン・ユニット１１、１２に関して先の設計説明から理解されるように、プラグイン・ユニット１１、１２は、入れあったり重ねあったりすることによってプラグイン・コネクタ装置１０を形成するために結合されることができ、これにより、この結合と圧力ばめ保持はロッキング装置４５によって実施され、これは第１のプラグイン・ユニット１１及び第２のプラグイン・ユニット１２上のコンポーネント２３、２４、２８及び６４、６５、６７をそれぞれ相互貫入させることによって構成される。

初期状態が双方のプラグイン・ユニット１１及び１２のプラグイン接続プロセスに対して描画される図１から進行すると、たとえば第１の（メス）ブラグイン・ユニット１１が固定して保持される図５による第１のステップにおいて、第２の（オス）プラグイン・ユニット１２が前者の２つの壁部１７、１８間で絶縁材料体３０上でハウジング体５０の開放側５３とともに移動される。このような状況において、ギアホイール６４、６５が備えられた上記２つの長さ方向（長手方向）側壁５８、５９は、壁部１７、１８内のそれぞれのラッチングカム２８が湾曲したトラック６７に隣接する適切な位置にあった直線アクセス領域７１内に側壁溝７２を通って移動し、絶縁材料体３０及び個々の壁部１７、１８間の空間に挿入される。これに関連して、ラッチングカム２８は湾曲したトラック６７のベースに接触し弾性的に初期応力（予応力）が付与される。図５に示されるこの予備のプラグイン状態において、ばね接点３６の前方の自由端がハウジング体４９の入口領域内にまだあって、そのためブレード接点５６とまだ接触状態にはない。

これら２つの導電接続をもたらすために、即ち、好ましくは特別なツールを用いて双方のプラグイン・ユニット１１、１２間のプラグイン・プロセスを完成するために、第２のプラグイン・ユニット１２上の入力駆動ギアホイール６６は、対応する方向Ｄにおいてツール・レセプタクル６９を介して回転される。その結果、湾曲したトラック６７内のラッチングカム２８の動作ロッキング案内に基づいて、第２の（オス）プラグイン・ユニット１２の第１の（メス）プラグイン・ユニットに向かう更なるプラグイン動作が、湾曲したトラック６７内を案内されるラッチングカム２８が湾曲したトラック６７の直線端７５と接触するまで、行われることになる。湾曲したトラック６７の形状により、平面内に突出された一種のバヨネット・ロッキングが対応する圧力ばめの最終ロッキング状態において達成される。この位置で、絶縁材料体３０内のスロット配列体(構造）３４を該絶縁材料体まで貫通するブレード接点５６は、バネ接点３６の２つのパケット（束）の間に、若しくは弾性的に初期応力が付加されるそれらの接点３６’上に、完全に保持される。

プラグイン接続の最終状態において、接触における電磁シールディングは、導電材料から構成されるか、若しくは該導電材料から成る層を用いる、双方のプラグイン・ユニット１１、１２及びシール２０のハウジング体１４、４９の材料ベースの構成によって達成される。

プラグイン接続は、反対の方法で、即ち反対に回転する入力駆動ギアホイール６６によって、対応して解除され、その結果、電気ブレード接点５６及び電気ばね接点３６との電気接触を解除することになる。

第２の（オス）プラグイン・ユニット１２が、ケーブルブッシング５１と、第１の（メス）プラグイン・ユニット１１に対するプラグイン開口部５３との角度が直角であるように、描画された好ましい例示としての実施形態の場合において記載されるとき、第２の（オス）プラグイン・ユニット１２はまた、直線式に構成され、それ故プラグイン・コネクタ装置１０が直角ではなく直線配列されるように設けられてもよいことは明白である。

図７及び図８は、第２の（オス）プラグイン・ユニット１１２の更なる（第２の）例示としての実施形態を示し、一側面が開放されている直方体ハウジング１５０のボディ１４９が、２つのハウジング部１８１、１８２が４５度の角度で分割されて形成されるようにして２つの部分にて構成される。ハウジング体１４９の分割面１８０はその中央の縦方向面１７９上で垂直であり、２つのコーナーエッジ間の４５度の対角線上にある。ハウジング部がどのように結合されるかによって、ケーブル収容ブッシング１５１の方向とプラグイン方向、即ち第１の（メス）プラグイン・ユニット及び組合わせ用プラグイン・ユニット１１用のプラグイン開口部１５３の方向は、図７（Ａ）に示すように、互いに垂直となるか、若しくは図７（Ｂ）に示されるように直線状に、即ち１８０度の配置となる。

図８（Ａ）によると、ハウジング部１８１にはブッシング１５１が設けられ、図示されないブレード接点５６が収容される接点保護としてその中央内部領域にフレーム部１８３を有する。フレーム部１８３はまた、図８（Ｂ）に描画されフレーム部１８３の対応する案内溝１８４とプラグイン開口部１５３を有する第２のハウジング部１８２を案内して収容を容易にする。そのため、矩形のブレード接点５６は、その長さ方向エッジ（図７（Ａ））及び前方の自由正面エッジ（図７（Ｂ））のいずれかを備えたプラグイン開口部１５３と対向する。

図示されていないギアホイール６４、６５に対するカットアウト１６１、１６２はそれ相応に示され、ベアリングシェルの形状を呈している。入力駆動ギアホイール用のカットアウトは、前側１６０（図７（Ａ））、及びカットアウト１６１、１６２間の縦方向側１５８（図７（Ｂ））のいずれかに設けられる。

図９及び図１０は、多極（マルチポール）・プラグイン・コネクタ装置２１０用の第２の（オス）プラグイン・ユニット２１２の更なる（第３の）例示としての実施形態を示す。この多極の第２のプラグイン・ユニット２１２は、本質的に、単極（単一ポール）の第２のプラグイン・ユニット１２の横方向列を作成することによって形成され、それにより、上記図に描画される多極の第２のプラグイン・ユニット２１２は、図７及び図８に従って複数の（この例では３つの）第２のプラグイン・ユニット１１２の列を作成することによって形成される。すなわち、単極（単一ポール）装置として設計された第２のプラグイン・ユニット１１２の場合と同様に、この多極の第２のプラグイン・ユニット２１２は、４５度の角度で分割面２８０に沿ってそのハウジング体２４９で２つのハウジング部２８１、２８２に分離され、その方法としては、図９（Ａ）及び図９（Ｂ）にしたがって、ケーブルブッシング２５１の方向、及び挿入方向即ち第１の（メス）プラグイン・ユニット２１１及び組合わせ用プラグイン・ユニット（図１１）が互いに垂直に配置されているか、又は直線式に（１８０度の角度で）配置されているかに関する選択が存在する。

図１１は、多極の第１のプラグイン・ユニット２１１を示し、これは本質的に複数の第１の（メス）プラグイン・ユニット１１、好ましくは壁部のない共通のベースプレート(基板）２８６に基づいている。多極の第１のプラグイン・ユニット２１１は、上記の多極の第２のプラグイン・ユニット２１２のための組合わせ用プラグイン・ユニットである。

１１２ 第２のプラグイン・ユニット
１５０ ハウジング
１５１ ケーブルブッシング
１５３ 開口部
１８１、１８２ ハウジング部

Claims (11)

1. 電気接点配列体（５５）を収容するとともに、電気接点配列体（５５）を完成するためのケーブルブッシング（１５１、１５２）とを備え、ハウジング壁に組合わせ用プラグイン・ユニット（１１、２１１）を差し込み収容するための開口部（１５３、２５３）を有するハウジング（１５０、２５０）を備えるプラグイン・ユニット（１１２、２１２）であって、
   好ましくは、一方のハウジング部（１８１、２８１）がケーブルブッシング（１５１、２５１）を含み、他方のハウジング部（１８２、２８２）がプラグイン開口部（１５３、２５３）を有するように、立方体のハウジング（１５０、２５０）が、長手方向中央面（１７９、２７９）に対し垂直に、且つ、長手方向の延出部に対して４５度の角度となる平面（１８０、２８０）により分割され、これにより前記他方のハウジング部（１８２、２８２）が前記一方のハウジング部（１８１、２８１）に対して回転され得るように取り付けられる、
   プラグイン・ユニット（１１２、２１２）。
2. 電気接点配列（５５）は、長手方向及び横断方向において分割面（１８０、２８０）を超えて延出するようにして長手方向中央において１つのハウジング部（１８１、２８１）内に支持されるブレード接点（５６）を有する、請求項１に記載のプラグイン・ユニット。
3. ブレード接点（５６）が内部に収容されるフレーム要素（１８３、２８３）が、一方のハウジング部（１８１、２８１）内の中央に長手方向に配列される、請求項２に記載のプラグイン・ユニット。
4. 他方のハウジング部（１８２、２８２）の内側壁及び長手方向中央において、溝（１８４、２８４）がフレーム要素（１８３、２８３）を案内し受け容れるように互いに垂直に配設される、請求項３に記載のプラグイン・ユニット。
5. 前記２つのハウジング部（１８１、１８２；２８１、２８２）が形状嵌合方法、圧力嵌合方法、若しくは材料嵌合方法で結合される、前記請求項の１つに記載のプラグイン・ユニット。
6. ロッキング装置（４５）のディスク状若しくはギアホイール形状の出力駆動要素（６４、６５）に対するベアリングシェル（１６１、１６２）は、前記ベアリングシェルが分割面（１８０）に対し左右対称になるように、分割されたハウジング（１５０）の２つのハウジング部（１８１、１８２）の互いに対向する長手方向の側壁（１５８、１５９）に組み込まれる、前記請求項の１つに記載のプラグイン・ユニット。
7. 前記プラグイン・ユニット（１１２）が単極装置である、請求項１から請求項６の１つに記載にプラグイン・ユニット。
8. 前記プラグイン・ユニット（２１２）が例えば３つの極を有する多極装置である、請求項１から請求項５の１項に記載のプラグイン・ユニット。
9. 前記一方のハウジング部（２８１）が、多数のブッシング（２５１）と、電極の数に対応するブレード接点（５６）のためのフレーム部（２８３）とを有する、請求項８に記載のプラグイン・ユニット。
10. 差込み方式でプラグイン・ユニット（２１２）に接続可能な組合わせ用プラグイン・ユニット（２１１）が、電極の数に一致する多数の組合わせ用電気的接点配列体（２３５）を有する基板（２８６）を有する、請求項８又は請求項９に記載のプラグイン・ユニット。
11. 請求項１、請求項７、及び、必要に応じ請求項２から請求項６のいずれかに記載の単極のプラグイン・ユニット（１１２）を含み、若しくは、請求項８、及び、必要に応じ請求項９及び／又は請求項１０に記載の多極のプラグイン・ユニット（２１２）を含み、さらに、差込み方式でプラグイン・ユニット（１１２、２１２）に嵌合する単極又は多極の組合わせ用プラグイン・ユニット（１１、２１１）を有する、プラグイン・コネクタ装置（１１０、２１０）。

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