JP2014154556A - 小型のアクチュエータを有するバネ接続部材を備えた電気的な接続デバイス、および複数の当該バネのコンタクトを備えた多極コネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】アクチュエータが設けられたバネ型の接続部材を備えた小型の電気的な接続デバイスの提供
【解決手段】電気的な接続デバイス１０は、平行な長手方向のシート２３を有する絶縁体２０を備える。各シートは、バネ端子３１を有する接続部材３０と、バネ３２に対向するカム形状を有するアクチュエータピン４０とを収容し、対応するシート内にアクチュエータピンをスライドさせてバネ端子を開閉させる。バネは、湾曲した下部３４を有するリング形状のバネである。後部の上向部３５は、アクチュエータピンのカム形状の突起、および、少なくとも１つの電気的な導体を受け入れるスロット３７を有する上部３６と係合可能である。アクチュエータピンには、２つの横方向の壁で区切られた中空のシートが設けられる。バネが最大限に外反する状態、すなわち、バネ端子が閉じて中身がない状態にて、中空のシートは、リング形状のバネの上向するレッグ３５を受け入れる。
【選択図】図１

Description

本発明は、バネ接続部材を備えた電気的な接続デバイスに関し、特に、１つ以上の電気的な導体を接続するための小型のアクチュエータを備えた電気的な接続端子に関する。

特に、本発明の他の実施形態を排除しないのであれば、電気的な接続部材は、オス（プラグ）またはメス（ソケット）のいずれかの電気的な接続部材の形状となる。

特に、当該電気的な接続デバイスは、多極の接続デバイスの絶縁体に収容されるのに適していてもよい。多極の接続デバイスとは、例えば、複数のストランド（柔軟性のある導体）を備えたタイプ、または、単一のワイヤタイプ（柔軟性がない、または柔軟性があり、捲縮されたフェルール端子によって製作されている）のいずれかの電気的な導体を接続するための電気的なコネクタである。

引張バネの作用を用いて１つ以上の電気的な導体を接続するのに好適な電気的な接続部材および電気的な接続端子は、公知である。

当該部材用の引張バネの最も一般的な形状のうちの１つは、ＤＥ ２７０６４８２（Ｗａｇｏ）に開示されている。特に、ＤＥ２７０６４８２では、引張バネは、リング状に形成された弾性的な材料のストリップから製作されている。

ＤＥ １０２００７００９０８２（ＩＬＭＥ）には、バネのコンタクトを備えたこれらの接続デバイスの進歩が開示されている。現在、当該進歩によって、スライディングピンの形状を有するアクチュエータを備えたそれぞれの端子が提供されている。

スライディングピンは、引張バネを開閉させる動作を行う。続いて、スライディングピンは、導体とコンタクトとの間の電気的な接続を実現するための接続端子を締めるための工具（例えば、スロット形状の先端を備えたスクリュードライバ）を用いることなく、導体と端子とを接続させ、または、導体を端子から引き離す動作を行う。従って、当該工具は、その後の任意の再開放にのみ必要とされる。

この発明は、配線作業を作業者（すなわち、作業者の訓練レベルおよび専門技能）に依存しないものとした。

ＩＴ ＭＩ２０１２０Ａ００００１９７４（ＩＬＭＥ）は、未公開ではあるが、上述の発明のさらなる進歩が開示されている。バネ接続部材のアクチュエータには、例えば、金属プローブを挿入して電気的な計測を行うことを可能とするために、長手方向の溝が設けられている。

上述のＤＥ ２７０６４８２において参照されたバネの一般的なリング形状に基づけば、従来技術のバネのコンタクトおよびアクチュエータを備えた電気的な接続デバイスは、横方向の寸法を規定する場合に非常に不便である。

バネのいわゆる「レッグ」に作用することによってバネ端子を開閉させる、前方にカム形状を備えたアクチュエータピンは、接続部材が「開放」の位置に存在する時に、必然的にバネ自身の後方に横方向の寸法を有する。当該寸法により、例えば、多極の小型の端子ブロック、または多極の電気的なコネクタにおいて、隣接する平行な例に実装可能なアクチュエータを備えたバネ接続部材の密度が限定される。

多極のデバイスにおいて、アクチュエータを備えたこうした電気的なバネ接続部材が高密度にコンタクトされることを防止するために、多極の端子ブロックまたは多極コネクタの絶縁体内の関連するスロットに対して、一定の横方向の寸法が必要とされる。

特に、例えば多極コネクタの挿入が、それぞれの保護ハウジングの有用な内部のサイズによって、コネクタの最大のサイズにより制限される場合に、一定の横方向の寸法が必要とされる。

従来技術におけるアクチュエータピンの別の実施形態では、従来的な形状からの変更がない一方で、バネの後部において横方向の寸法が失われている。

このため、従来技術におけるアクチュエータピンの別の実施形態では、アクチュエータピン自体に、全体的なより広い幅が提供される。当該幅は、側面においてバネを取り囲んでいる。しかし、当該幅によって、アクチュエータピンの横方向の寸法が必然的に増加するために、アクチュエータを備えたこうした電気的なバネ型の接続部材に対して、さらに広い幅方向の寸法がもたらされる。

従って、並行して配置されたこうした接続部材間に要求され得るピッチが増加するために、既存の多極の接続デバイスにおいて、こうした接続デバイスを使用することは不便となる。

異なるバネのデザインに基づくアクチュエータを備えた、別のバネ型の接続部材は、ＤＥ １０１４４３２４（ＥＰ １２９４０５３）（Ｈａｒｔｉｎｇ）に開示されている。当該接続部材は、スリーブ形状のバネ部材を備えている。

この技術は、よりコンパクトなものであるが、次の重大な不利益を抱えている。

（１）アクチュエータピンのサイズが小さいために、端子を締めるための工具（例えば、スロット形状の先端を備えたスクリュードライバ）が必要となる。

（２）この技術は、ストランド型の柔軟性のある導体に対してのみ適している。このため、ソリッドまたはストランド型の、絶縁が施された捲縮されたフェルール（電気盤用のワイヤハーネスの製造者に非常に評価された解決手段である）によって製作された導体または単極の導体に対しては適していない。これらの導体は、固定された電気機器の設置における配線のために、なお広く普及している。

それゆえ、本発明の目的は、上述の先行技術の不利益を取り除くことにある。特に、本発明の目的は、上述のＤＥ １０２００７００９０８２のアクチュエータが設けられた、ＤＥ ２７０６４８２に開示されたバネ型の接続部材を備えた電気的な接続デバイスを提供することにある。

当該接続デバイスの形状は、小型である。これにより、デバイスの横方向の寸法を減少させることができる。また、リング形状のバネを有する多極コネクタを使用した場合と同様に、接続部材の密度を増加させることができる。

本発明の別の目的は、柔軟性のある導体および柔軟性のない導体の両方に対して適しており、かつ、２つ以上の導体を収容することにも適した、こうした電気的な接続デバイスを提供することである。

本発明のさらなる目的な、容易かつ経済的に製作可能なこうした電気的な接続デバイスを提供することである。

本発明に係る電気的な接続デバイスは、独立請求項１に記載の特徴点を有している。本発明の有益な実施形態は、従属請求項において示されている。

基本的には、本発明に係る電気的な接続デバイスは、バネ型の接続部材およびアクチュエータを収容するハウジングを備えている。当該接続デバイスは、接続部材の引張バネの新たな形状を提供する。

特に、当該デバイスは、リング形状のバネ（ケージとしても公知である）のいわゆる「レッグ」という限定された部分において、新たな形状を提供する。レッグは、セミサークルにおいて湾曲した下部によって構成された真性のバネとして作用する閉じた部分に対するレバーアームとして作用する。

上述の「レッグ」の部分は、側面に適切に対称なテーパが施され、対応するアクチュエータピンの形状は、鏡像のように窪みが付けられている。これにより、バネ型の接続部材が、完全に閉じた端子の位置に存在する（かつ、ケージのバネが最大限に伸張している）場合には、引張バネの上述のテーパが施された後部が、完全に包み込まれる。

このため、公知の技術と比較して、アクチュエータピンの横方向の全体の寸法は、有益に低減され、閉じた端子の位置（最大限の横方向の位置）において０となる。

従って、アクチュエータを備えた電気的な接続部材を、例えば、より多くの隣接した列、および共に近接したコンタクトが見込まれる、小型の多極の端子ブロックまたは高密度な多極コネクタに収容することが可能となる。

特に、多極コネクタを使用するために、アクチュエータを有するバネ型の接続部材において、最大の横方向の占有面積を維持することができる。当該専有面積は、アクチュエータを有していないバネ型の接続部材を備えた同様の多極コネクタにおいて要求されているものと等しい。

従って、アクチュエータを有していない既存の多極のバネ型コネクタと同一の係合インタフェース（それゆえ、同一のコンタクト密度）が、アクチュエータを有するバネ型のコネクタのバージョンにおいても維持される。

本発明のさらなる特徴点は、以下の詳細な説明からさらに明白となるであろう。当該詳細な説明は、単なる例示的な参照であり、それゆえ非限定的な実施形態である。当該実施形態は、以下の添付図面に示されている。

本発明に係る電気的な接続デバイスの不等角投影図である。 図１の分解組立図における、平面ＩＩ−ＩＩでの断面図である。 本発明に係る接続デバイスのバネ型の電気的な接続部材およびアクチュエータピンの分解図を示す等角投影図である。 組み立てられた状態における図３ａの部材を示す図であり、閉じた端子の位置、空洞、導体のない状態、および、アクチュエータピンの部分的な断面（ハッチングが施された領域）が作用している状態を示す図である。 図３ａに対して、反対側からのアクチュエータピンの等角投影図である。 図２と同様の断面図であり、図３ｂと同様に、閉じた端子、空洞、および導体のない状態を示す図である。 図４ａの断面の等角投影図である。 図４ａと同様に、配線の様々な段階および可能な再開放の一連の流れに対応する様々な構成における電気的な接続デバイスを示す図であり、特に、完全に引き出されたアクチュエータピンに関連する開放された端子の位置を示す図である。 図４ｂと同様に、配線の様々な段階および可能な再開放の一連の流れに対応する様々な構成における電気的な接続デバイスを示す図であり、特に、完全に引き出されたアクチュエータピンに関連する開放された端子の位置を示す図である。 図４ａと同様に、配線の様々な段階および可能な再開放の一連の流れに対応する様々な構成における電気的な接続デバイスを示す図であり、特に、完全に引き出されたアクチュエータピン、および、対応するハウジングのシートに挿入された導体に関連する開放された端子の位置を示す図である。 図４ｂと同様に、配線の様々な段階および可能な再開放の一連の流れに対応する様々な構成における電気的な接続デバイスを示す図であり、特に、完全に引き出されたアクチュエータピン、および、対応するハウジングのシートに挿入された導体に関連する開放された端子の位置を示す図である。 図４ａと同様に、配線の様々な段階および可能な再開放の一連の流れに対応する様々な構成における電気的な接続デバイスを示す図であり、特に、配線およびシートに挿入されたおよびアクチュエータピンに関連する閉じた端子の位置を示す図である。 図４ｂと同様に、配線の様々な段階および可能な再開放の一連の流れに対応する様々な構成における電気的な接続デバイスを示す図であり、特に、配線およびシートに挿入されたアクチュエータピンに関連する閉じた端子の位置を示す図である。 図４ａと同様に、配線の様々な段階および可能な再開放の一連の流れに対応する様々な構成における電気的な接続デバイスを示す図であり、特に、アクチュエータピンの横方向のシートに挿入されたスクリュードライバの先端に関連して、図７ａと同様に閉じた端子の位置を示す図である。 図４ｂと同様に、配線の様々な段階および可能な再開放の一連の流れに対応する様々な構成における電気的な接続デバイスを示す図であり、特に、アクチュエータピンの横方向のシートに挿入されたスクリュードライバの先端に関連して、図７ｂと同様に閉じた端子の位置を示す図である。 図４ａと同様に、配線の様々な段階および可能な再開放の一連の流れに対応する様々な構成における電気的な接続デバイスを示す図であり、特に、スクリュードライバの先端および引き出された導体によって持ち上げられたアクチュエータピンに関連する開放された端子の位置を示す図である。 図４ｂと同様に、配線の様々な段階および可能な再開放の一連の流れに対応する様々な構成における電気的な接続デバイスを示す図であり、特に、スクリュードライバの先端および引き出された導体によって持ち上げられたアクチュエータピンに関連する開放された端子の位置を示す図である。 図４ａと同様の断面図であり、上述の各図に示された接続部材およびアクチュエータピンが設けられた多極コネクタを例示する図である。

図１〜図９には、本発明に係る電気的な接続部材の例示的な実施形態が示されている。図１〜図９の全体を通じて、当該接続部材には、部材番号１０が割り当てられている。

当該接続部材は、ベース２１およびカバー２２から成る電気絶縁体２０を備えている。ベース２１およびカバー２２が組み立てられた場合（図４〜図９の場合）には、ベース２１およびカバー２２は、長手方向の平行な２つのシートを規定する。

また、ベース２１およびカバー２２は、電気的な接続部材３０およびアクチュエータピン４０をそれぞれ収容するように設けられた上方向の開口２３および２４を規定する。電気的な接続部材３０およびアクチュエータピン４０は、前述のＤＥ １０２００７００９０８２と同様に形成されているが、その変更点については以下に説明する。

接続部材３０は、リング形状の引張バネ３２（ケージとしても公知である）を備えた端子３１を有している。本実施形態の例では、ピン形状のオスの電気的なコンタクト部材３３は、絶縁体２０から下方向に突き出る。他方、電気的なコンタクト部材３３は、メス型のソケットを有していてもよい。

引張バネ３２は、ＤＥ ２７０６４８２に記載されているように、「ｐｅｒ ｓｅ」として公知である。引張バネ３２は、まさに閉じたリング構造を有する板バネである。引張バネ３２の下部は、実質的にセミサークル３４において湾曲している。セミサークル３４は、まさにバネとして作用する。

「レッグ」３５と称される背面の上向部、およびスロット３７を有する上部３６は、接続部材３０の上部の突起３８、またはレッグ３５に対向するバネの一部を収容する。これにより、外部の圧力によってバネが伸縮し、端子の開閉が可能となる。

アクチュエータピン４０は、垂直に長手方向に伸びた角柱状の形状を有している。アクチュエータピン４０は、バネ３２を動作させ、端子を開閉させるために、個別のシート２４内においてスライド可能である。

特に、アクチュエータピン４０は、下部において、カム型の前面形状を有している。カム型の前面形状は、端子を開閉させるために当該バネ３２に干渉するように設けられた突起部４１を有している。また、アクチュエータピン４０は、端子が閉じており、導体がない状態において、バネ３２の当該レッグ３５を収容するために設けられた窪み４２を有している。

また、アクチュエータピン４０は、上部のシート４３を提供している。上部のシート４３は、端子を再開放するためのスロット形状の先端５０を有するスクリュードライバ（特に、図７および図８を参照のこと）等の手動式の工具のためのものである。上部のシート４３は、実質的には、上述のＤＥ １０２００７００９０８２と同様のものである。

また、アクチュエータピン４０は、バネ３２の向きに対向している長手方向の開口４４を提供している。上述の未公表の特許出願ＭＩ２０１２Ａ００１９７４に記載されているように、開口４４は、電気的な計測を行うための検査器具のプローブが挿入できるように設けられている。

ＤＥ １０２００７００９０８２に記載された接続デバイスと比較して、本発明に係る接続デバイスの実質的な相違点は、アクチュエータピン４０に形成された前述の窪み４２が、２つの対向する垂直な壁４５（図３ｃに最もよく図示されている）によって区切られたピンの厚みにおける陥凹したシートである点である。

当該相違点により、デバイスの内部の横方向の寸法が低減し、このため、多極の端子ブロックまたはコネクタの場合に、接続部材の密度を増加させることができる。

また、バネ３２の上向しているレッグ部３５は、テーパまたは溝が設けられたそれぞれの側面３９を露わにしている。このため、図４ａおよび４ｂに示されているように、端子が閉じられ、静止しており、導体がない状態において、レッグ３５は、対応するアクチュエータピン４０の中空のシート４２にはめ込まれる。

このような静止した状態において、レッグ３５をアクチュエータピン４０の中空のシート４２のバネ３２に完全にフィットさせるために、アクチュエータピン４０の下部には、バネを完全に外反させるためのウィンドウ４６が設けられている。

図５〜図９により、本発明に係る電気的な接続デバイスの動作が簡単に説明されている。当該動作は、上述のＤＥ １０２００７００９０８２に記載および例示された動作と完全に同一である。

図５において、デバイスの端子は開放された状態であり、導体はない。また、アクチュエータピン４０は、ハウジングのシート２４から引き出され、リング形状のバネ３２は、アクチュエータのカム形状の突起４１によって圧縮されている。

これにより、図６に示されているように、上部のスロット３７は、電気的な導体６０を容易に受け入れることができる。図６、および以降の図面には、柔軟性のない導体６０が示されている。しかしながら、電気的な接続部材３０は、柔軟性のある導体、または、多数の導体をも受け入れることができることは明らかである。

図７には、端子が閉じた状態における電気的な接続デバイスが示されている。アクチュエータピン４０は、格納可能であるようにシート２４に挿入されている。また、導体６０は、バネ端子によって留められている。

図８は、図７と同様の図である。図８には、アクチュエータピン４０の側面のスロット４３に挿入された、スロット状の端部を有するスクリュードライバ５０の先端が示されている。

図９に示されるように、絶縁体２０のカバー２２の開放された上縁を利用することにより、スクリュードライバ５０の下方向の回転が生じ、アクチュエータピン４０が持ち上げられる。

カム形状の突起部４１は、バネ３２を圧縮させる。このため、対応する接続の開放、および、引き出し可能な導体６０の取り出しが行われる。

図１０は、コネクタの絶縁体のそれぞれのシートに格納可能であるように挿入されたアクチュエータピン４０を有する、３つの接続列を備えた多極コネクタ１００の例を示す図である。バネの端子は閉じており（中身がなく、配線がない）、リング形状のバネ３２の後部のレッグ３５の位置は、最大限に外反している状態である。

バネの後部のレッグ、および、アクチュエータピン４０に形成されたレッグに対応する中空のシート４２にテーパを施し、かつ、これらのシートの下部にウィンドウ４６が設けられることにより、アクチュエータピン４０の全体の幅は相殺される。

このため、バネの最大の外反の点を通過する平面によって横方向に区切られたアクチュエータピンは、０の厚みを有する。このように、静止した位置（中身がない閉じた端子）において、完全に外反したバネは、アクチュエータに形成された対応する空洞に取り込まれる。

従って、組み立てられた状態における横方向の寸法を最小限に抑制し、接続デバイスにこのようなバネ型の接続部材を高密度に提供し、または、横方向の寸法の増加が要求されることなく、既存のデバイスのバネ型の接続素子にアクチュエータを設けることが可能となる。

特に、図１０に示された例では、先行技術のバネ型のコンタクトおよびアクチュエータピン（特に、ＤＥ １０２００７００９０８２に記載されたコンタクトおよびアクチュエータピン）を用いることによっては、電気的なコンタクトの３つの列に対して、コネクタのボディの方向の横方向の寸法を同一にすることは不可能であったろう。

上述のように、本発明の利点は明白である。しかしながら、本発明は上述の特定の実施形態の記載および添付図面の例示のみに限定されない。添付の特許請求の範囲によって定められる範囲から逸脱することなく、当業者の理解力の範囲内において、多数の細部の変更が本発明に行われてもよい。

Claims (8)

1. 少なくとも一対の平行な長手方向のシート（２３，２４）を有する電気絶縁体（２０）を備えており、
   上記シート（２３，２４）のそれぞれは、バネ端子（３１）を有する接続部材（３０）、および、バネ（３２）に対向したカム形状を有するアクチュエータピン（４０）を収容するように設けられており、対応する上記シート（２３，２４）内において上記アクチュエータピン（４０）をスライドさせることによって、上記バネ端子（３１）を開閉させ、
   当該バネ（３２）は、湾曲した下部（３４）を有するリング形状のバネであり、
   レッグ（３５）形状の後部の上向部は、上記アクチュエータピン（４０）の当該カム形状の突起（４１）、および、少なくとも１つの電気的な導体（６０）を受け入れるように設けられたスロット（３７）を有する上部（３６）と係合可能であり、
   当該アクチュエータピン（４０）には、２つの横方向の壁（４５）によって区切られた中空のシート（４２）が設けられており、
   上記バネ（３２）が最大限に外反している状態の場合、すなわち、上記バネ端子（３１）が閉じていて中身がない場合に、上記中空のシート（４２）は、当該リング形状のバネ（３２）の当該上向しているレッグ（３５）を受け入れるように設けられており、
   上記バネ（３２）の当該上向しているレッグ（３５）は、アクチュエータピン（４０）の当該中空のシート（４２）に収容されるために、テーパが施された側面（３９）を有していることを特徴とする電気的な接続デバイス（１０）。
2. 当該アクチュエータピン（４０）の幅は、当該バネ端子（３１）の幅以下であることを特徴とする請求項１に記載の電気的な接続デバイス（１０）。
3. 上記アクチュエータピン（４０）の当該中空のシート（４２）の下部には、ウィンドウ（４６）が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の電気的な接続デバイス（１０）。
4. 当該アクチュエータピン（４０）は、スクリュードライバ等の工具の先端を挿入するための側面のシート（４３）を有していることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の電気的な接続デバイス（１０）。
5. 当該アクチュエータピン（４０）は、当該バネ（３２）に沿った方向を向いた長手方向の開口（４４）を有しており、
   上記長手方向の開口（４４）は、電気的な計測に用いられる検査器具のプローブが挿入可能であるように設けられていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の電気的な接続デバイス（１０）。
6. 当該電気絶縁体（２０）は、ベース（２１）およびカバー（２２）を備えていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の電気的な接続デバイス（１０）。
7. 上記導体（６０）の少なくとも１つは、柔軟性がある、または柔軟性がないことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の電気的な接続デバイス（１０）。
8. 多極の電気的なコネクタ（１００）であって、
   複数の電気的な接続部材（３０）を内蔵しており、
   上記電気的な接続部材（３０）は、バネ端子（３１，３２）、および、当該多極の電気的なコネクタ（１００）の絶縁体のそれぞれのハウジングシートの内部に傾斜して挿入されたアクチュエータピン（４０）を有しており、
   請求項１から７のいずれか１項に記載の電気的な接続デバイス（１０）の機構を有していることを特徴とする多極の電気的なコネクタ（１００）。

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