JP2016157603A - Dc connector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、直流電流を流すシステムに用いる直流コネクタに関するものである。 The present invention relates to a DC connector used in a system for passing a DC current.
近年、太陽光発電や電気自動車の利用によって直流で大電流を流すシステムが増加している。太陽光発電の装置を蓄電池に接続したり、電気自動車を給電装置に接続したりするために、直流コネクタを使用する。給電をおこなう際に直流コネクタで装置間を接続する。給電が終了すると、直流コネクタを取り外す。 In recent years, systems that allow a large current to flow in a direct current are increasing due to the use of solar power generation and electric vehicles. A DC connector is used to connect the photovoltaic power generation device to the storage battery or to connect the electric vehicle to the power supply device. Connect devices with a DC connector when supplying power. When the power supply is finished, remove the DC connector.
大電流が流れている状態で直流コネクタを取り外すと、アークが発生する。アークによる感電事故を防ぐための手段を設けておく必要がある。特に直流大電流を流すシステムが増えることで、素人が取り扱う機会も増えるため、感電事故の防止手段の重要性は高い。 If the DC connector is removed while a large current is flowing, an arc is generated. It is necessary to provide a means for preventing an electric shock accident due to an arc. In particular, an increase in the number of systems through which a large direct current flows increases the opportunities for amateurs to handle, so the importance of means for preventing electric shock accidents is high.
そこで、直流コネクタを取り外すときに、必ず電流が流れていない状態になるように回路等を構築することが考えられる。アークが発生せず、感電事故も無くなる。しかし、回路等が故障すると、直流コネクタを取り外すときに電流が流れ、アークが発生する恐れがある。 Therefore, it is conceivable to construct a circuit or the like so that no current flows when the DC connector is removed. No arcing and no electric shock. However, when a circuit or the like breaks down, a current flows when the DC connector is removed, and an arc may occur.
特許文献1には、ローレンツ力を利用したアークの消弧方法が開示されている。ローレンツ力によってアークが曲げられ、端子間の短絡を防止している。しかし、アークが長くなると、直流コネクタを取り外したときにアークに触れる確率が高くなり、感電する恐れがある。 Patent Document 1 discloses an arc extinguishing method using Lorentz force. The arc is bent by the Lorentz force to prevent a short circuit between the terminals. However, if the arc becomes long, the probability of touching the arc when the DC connector is removed increases, and there is a risk of electric shock.
本発明の目的は、感電事故を防止する安全な直流コネクタを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a safe DC connector that prevents an electric shock accident.
本発明の直流コネクタは、第1ハウジングと、前記第1ハウジング内に配置された第1接触子と、前記第1ハウジングに嵌め合わされる第2ハウジングと、前記第2ハウジング内に配置され、第1ハウジングと第2ハウジングが嵌め合わされた際に、第1接触子に接続される第2接触子と、前記第1接触子と第2接触子の間に発生するアークを横切る磁界を発生する磁石と、前記磁石の配置された第1または第2ハウジングの内壁に取り付けられ、第1接触子と第2接触子の間に発生するアークを消弧させるための複数の板体を備え、第1接触子と第2接触子の接続方向における長さがアークよりも長いアーク消弧部と、前記第1接触子および第2接触子にそれぞれ接続された外部導電部材とを備える。 A DC connector according to the present invention includes a first housing, a first contact disposed in the first housing, a second housing fitted to the first housing, a second housing disposed in the second housing, When the first housing and the second housing are fitted together, a second contact connected to the first contact, and a magnet that generates a magnetic field across an arc generated between the first contact and the second contact And a plurality of plates attached to the inner wall of the first or second housing in which the magnet is disposed, and for extinguishing an arc generated between the first contact and the second contact, An arc extinguishing portion having a length in the connecting direction of the contact and the second contact that is longer than that of the arc, and an external conductive member connected to the first contact and the second contact, respectively.
第1ハウジングと第2ハウジングが嵌め合わされると、接触子同士が接続され、電流を流すことができる。電流が流れている状態で接触子を外すと、接触子間にアークが発生する。アークは磁石で発生した磁界を横切るため、ローレンツ力が働き、アーク消弧部の表面をアークが沿うことになる。アークが引き延ばされたりして、消弧する。 When the first housing and the second housing are fitted together, the contacts are connected to each other and current can flow. If the contacts are removed while current is flowing, an arc is generated between the contacts. Since the arc crosses the magnetic field generated by the magnet, the Lorentz force acts and the arc follows the surface of the arc extinguishing part. The arc is stretched or extinguished.
前記磁石の磁界によるローレンツ力によってアークが曲げられる方向に複数の板体が設けられている。板体によってアーク消弧部の表面の長さが長くなっている。 A plurality of plates are provided in a direction in which the arc is bent by the Lorentz force generated by the magnetic field of the magnet. The length of the surface of the arc extinguishing part is increased by the plate.
前記第1接触子と第2接触子が複数である。前記第1接触子と第2接触子が接続された際に、磁石が第1接触子同士の間または第2接触子同士の間に配置される。 There are a plurality of the first contacts and the second contacts. When the first contact and the second contact are connected, a magnet is disposed between the first contacts or between the second contacts.
本発明によると、磁石の磁界によってアークが曲がる方向にアーク消弧部を備えており、かつアーク消弧部の長さがアークよりも長いため、アークがアーク消弧部で消弧させることができ、感電事故を防止できる。アークが必ずアーク消弧部に沿うように接触子を配置するため、アークを消弧させやすい。アーク消弧部を複数の板体で構成することで、アーク消弧部が小型化される。 According to the present invention, the arc is extinguished in the direction in which the arc is bent by the magnetic field of the magnet, and the length of the arc extinguishing part is longer than the arc, so that the arc can be extinguished by the arc extinguishing part. Can prevent an electric shock accident. Since the contact is arranged so that the arc always follows the arc extinguishing part, it is easy to extinguish the arc. By configuring the arc extinguishing part with a plurality of plates, the arc extinguishing part is reduced in size.
本発明の直流コネクタについて図面を使用して説明する。 The DC connector of the present invention will be described with reference to the drawings.
[実施形態1]
図1、2および3に示す本発明の直流コネクタ10は、第1ハウジング12、第2ハウジング14、第1ハウジング12内の第1接触子16、第2ハウジング14内の第2接触子18、磁石20および磁石20と同側のハウジング14に配置されたアーク消弧部22を備える。
[Embodiment 1]
The
第1ハウジング12と第2ハウジング14は2つの筒体をつなぎ合わせた形状になっている。各ハウジング12、14は、所望の形状になるように複数の部品を接続して構成しても良い。各ハウジング12、14は、樹脂等の絶縁体で構成される。
The
図4と5に示されるように、第1ハウジング12と第2ハウジング14は互いに嵌め合わされる。第1ハウジング12の内面に第2ハウジング14の外面が接するように嵌め合わされる。第1ハウジング12と第2ハウジング14は、互いに嵌め合わされるのであれば、形状および内面側の位置関係は任意である。第2ハウジング14の内面に第1ハウジング12の外面が接するように嵌め合わされることも可能である。
As shown in FIGS. 4 and 5, the
第1ハウジング12に凸部24、第2ハウジング14に凸部24が入り込む枠26を備えても良い。ハウジング12、14同士を嵌め合わせるときに、凸部24を押し下げる。第1ハウジング12と第2ハウジング14が嵌め合わされたとき、凸部24が枠26に入り込み、第1ハウジング12が第2ハウジング14に固定される。ハウジング12、14を固定することで、不測の脱落を防止する。互いのハウジング12、14を分離するときは、凸部24を押して枠26から外した後、互いのハウジング12、14を離れる方向に引き離す。
The
ハウジング12、14の位置決めをするために、第1ハウジング12の内面に凹部28、第2ハウジング14の外面に凸部30を設けても良い。凸部30が凹部28を通過する。ハウジング12、14を間違えた方向に嵌め合わせることは無く、接触子16、18の接続ミスを防止できる。
In order to position the
第1接触子16が第1ハウジング12の内方に配置され、第2接触子18が第2ハウジング14の内方に配置される。各接触子16、18はネジなどによってハウジング12、14の内方に固定される。
The
本実施形態では第1接触子16が雄型端子、第2接触子18が雌型端子になっている。第1接触子16は1枚の金属板である。第2接触子18は2枚の金属板が間隔をあけて対向しており、先端付近で互いに近づくように凹部36が形成され、凹部36同士で接触している。ハウジング12、14同士が嵌め合わされると、第2接触子18の2枚の金属板の間に第1の接触子16が入り、第1接触子16と第2接触子18の凹部36が接触する。第2接触子18の先端にスリット38を設けて複数に分割しておくことで第2接触子18の柔軟性が高くなり、第1接触子16が第2接触子18に入りやすくなる。
In the present embodiment, the
なお、第1ハウジング12と第2ハウジング14が嵌め合わされたときに、第1接触子16と第2接触子18が接続されるのであれば、各接触子16、18の形状は任意である。ブロックコネクタなどを本願に適用することも可能である。
In addition, if the
各接触子16、18はハウジング12、14内でケーブル32などの外部導電部材に接続されている。第1接触子16と第2接触子18が接続されることで、第1接触子16と第2接触子18の間に電流を流すことができる。流れる電流は直流である。図2などでは、各接触子16、18とケーブル32との接続手段としてネジ34を示しているが、はんだ付けなどの他の接続手段であっても良い。また、外部導電部材はケーブル32だけでなく、プリント配線基板や金属板等の任意の導電部材が含まれ、接続方法はネジ34を含む任意の方法が可能である。
Each
第1ハウジング12および第2ハウジング14の内部に段差44を設け、各接触子16、18を90°に2回折り曲げて、段差44に各接触子16、18が段差44に沿うようにしても良い。接触子16、18を外すときに、接触子16、18に対して開口40、42の方に力がかかっても、段差44に接触子16、18が引っかかる。接触子16、18がハウジング12、14から外れにくくなる。
A
第2ハウジング14の内面にアーク消弧部22が取り付けられる。アーク消弧部22は第2ハウジング14の開口40から内方に向けて取り付けられる。第1接触子16と第2接触子18が外される際にアークが発生すると、その間にアーク消弧部22を介することになる。なお、アーク消弧部22はどちらのハウジング12、14に取り付けられても良い。
An
アーク消弧部22には絶縁性・耐熱性を有する材料が用いられる。たとえば、熱硬化性樹脂、耐熱性を有する熱可塑性樹脂、セラミック等を使用する。アーク消弧部22がアークによって高温になっても破損しにくくなっている。
The
アーク消弧部22は複数の板体23を並べた構造であり、アークが板体23の表面を伝う。アークがアーク消弧部22の板体23で伸ばされる。また、アーク消弧部22でアークが冷却され、アーク抵抗が高くなる。アークが維持できなくなり、アークが消弧する。板体23はアークに加えられる磁界の方向に対して垂直方向を向いている。また、第1接触子16と第2接触子18の接続方向に、板体23が並んでいる。
The
第1接触子16と第2接触子18の接続方向において、アーク消弧部22の長さを、アークの長さよりも長くする。このアーク消弧部22の長さは、アーク消弧部22の表面の長さである。アーク消弧部22が複数の板体23を備えるため、板体23の表面に沿った長さの分だけ長くなる。アークの長さは、アーク消弧部22を設計するときに、第1接触子16と第2接触子18に流れる電流によって求める。
In the connecting direction of the
アーク消弧部22の長さがアークの長さよりも長いため、第1ハウジング12から第2ハウジング14が外れた際、アークの消弧を完了させることができる。複数の板体23によってアーク消弧部22が小型になり、直流コネクタ10を小型にすることができる。
Since the length of the
また、第1ハウジング12の開口42よりも内方に第1接触子16の先端が位置するようにする。第1接触子16が人体等に接触しにくくなる。
In addition, the tip of the
本実施形態では、第1接触子16と第2接触子18が接続されたとき、磁石20が第2接触子18同士の間であり且つ中心に配置されている。また、接触子16、18の形状によっては、第1接触子16の間であり且つ中心に配置されても良い。いずれの接触子間であっても中心に限定されることは無い。
In the present embodiment, when the
図6(a)のように磁石20から磁界Eが発生する。接触子16、18間にアークが発生したときに、アークは磁界Eを横切ることになる。電流の向きおよび磁界Eによって、図6(b)の矢印で示すように、所定の方向にローレンツ力(フレミングの左手の法則)が発生する。ローレンツ力によってアークが曲げられる。磁界Eに対して垂直方向にアーク消弧部22が配置されており、アークは板体23の方向に曲げられる。アークが必ずアーク消弧部22に達するための磁界Eを発する磁石20を利用する。
A magnetic field E is generated from the
磁石20によって磁界Eの方向は一定であり、各接触子16、18に流れる電流の方向によってローレンツ力の方向が180°異なる。そのため、アーク消弧部22は180°対向させる。接触子16、18の接続および外すときに、アーク消弧部22の間を第1接触子16が通過する。
The direction of the magnetic field E is constant by the
以上のように、ローレンツ力でアークが曲げられる方向に複数の板体23を有するアーク消弧部22を備えるため、アークを消弧しやすくなっている。複数の板体23によってアークの距離を長くすることができるため、直流コネクタ10をコンパクトにすることができる。
As described above, since the
[実施形態2]
磁石20を配置する位置は実施形態1で説明した位置に限定されない。図7(a)のように、ハウジング14の外周に磁石20を配置しても良い。磁石20が固定できるように、ハウジング12、14の形状を適宜変更する。また、磁石20の数も1つに限定されず、図7(b)のように2つにすることも可能である。磁石20を複数にした場合、磁石20同士の磁界の方向を揃える。
[Embodiment 2]
The position where the
[実施形態3]
ローレンツ力の方向にアーク消弧部22が配置されれば、磁石20の磁極の位置およびアーク消弧部22の位置は限定されない。図8の磁石20の磁極のように、図6の磁石20の磁極に対して90°異なれば、アーク消弧部22の取り付け位置も90°異なる。
[Embodiment 3]
If the
図9のように、ハウジング14の内壁を一周するように板体23を設けたアーク消弧部22であっても良い。アークがどの方向に曲げられても良い構造である。
As shown in FIG. 9, an
[実施形態4]
実施形態1では第1接触子16と第2接触子18はそれぞれ2本であり、第1接触子16の長さを異ならせても良い。接触子16、18同士の接続および外すタイミングに時差が生じる。接続時の接触抵抗および外すときのアークが同時に生じず、接続が容易になり、電磁干渉の誘発が低減する。
[Embodiment 4]
In the first embodiment, there are two
[実施形態5]
各接触子16、18は2本であったが、本数は任意である。またそれに伴い、ハウジング12,14の形状も任意に変更される。各接触端子が複数であれば、第1接触子16と第2接触子18が接続された際に、磁石20が第1接触子16同士の間または第2接触子18同士の間に配置することができる。接触子16、18を外すときにアークが発生した場合に、磁界Eがアークを横切るようにする。
[Embodiment 5]
Each
各接触子16、18が複数になった場合、第1接触子16同士の長さを異ならせることが可能である。また、第2接触子18同士の長さを異ならせることも可能である。第1接触子16同士および第2接触子18同士の両方の長さを異ならせても良い。接触子16、18の接続および外すタイミングを異ならせる。また、接触子16、18の本数に応じて、磁石20、アーク消弧部22の数も任意に変更される。
When there are a plurality of
[実施形態6]
図10の直流コネクタ90の第2接触子92のように、スリット38によって分割された部分94、96の長さを異ならせることも可能である。第1接触子16が第2接触子18に入りやすくなる。また、2本の第2接触子92は、互いに遠い方の部分96を長くすることで、アークの発生はその部分になる。一方の第2接触子92でアークが生じても他方の第2接触子92へ遠い場所で生じるため、電磁干渉などの影響を小さくできる。
[Embodiment 6]
Like the
その他、本発明は、その主旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づき種々の改良、修正、変更を加えた態様で実施できるものである。 In addition, the present invention can be carried out in a mode in which various improvements, modifications, and changes are added based on the knowledge of those skilled in the art without departing from the spirit of the present invention.
10、90:直流コネクタ
12:第1ハウジング
14:第2ハウジング
16:第1接触子
18、92:第2接触子
20:磁石
22:アーク消弧部
23:板体
24:第1ハウジングの凸部
26:枠
28:第1ハウジングの凹部
30;第2ハウジングの凸部
32:ネジ
34:ケーブル
36:第2電極の凹部
38:スリット
40、42:開口
44:段差
94、96:第2接触子の分割された部分
10, 90: DC connector 12: 1st housing 14: 2nd housing 16:
Claims (4)
前記第1ハウジング内に配置された第1接触子と、
前記第1ハウジングに嵌め合わされる第2ハウジングと、
前記第2ハウジング内に配置され、第1ハウジングと第2ハウジングが嵌め合わされた際に、第1接触子に接続される第2接触子と、
前記第1接触子と第2接触子の間に発生するアークを横切る磁界を発生する磁石と、
前記磁石の配置された第1または第2ハウジングの内壁に取り付けられ、第1接触子と第2接触子の間に発生するアークを消弧させるための複数の板体を備え、第1接触子と第2接触子の接続方向における長さがアークよりも長いアーク消弧部と、
を備えた直流コネクタ。 A first housing;
A first contact disposed in the first housing;
A second housing fitted into the first housing;
A second contact disposed in the second housing and connected to the first contact when the first housing and the second housing are fitted together;
A magnet for generating a magnetic field across an arc generated between the first contact and the second contact;
A first contactor comprising a plurality of plates attached to the inner wall of the first or second housing where the magnet is disposed and for extinguishing an arc generated between the first contactor and the second contactor. And an arc extinguishing part whose length in the connecting direction of the second contactor is longer than the arc
DC connector with
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