JP2022547590A - 急速接続式電気コネクタシステム - Google Patents

Abstract

電気コネクタシステム１０は、プラグ５０を有するコネクタ２０を備える。シュラウド５４が、プラグ５０の一部分を覆って延在し、プラグに対して結合される。導電性ソケット１４が、コネクタのプラグ５０を受けるように構成される。ソケット１４は、外面上に形成された溝７２を備える。シュラウドは、ソケット内にコネクタ２０を固定するために溝７２に係合するように構成されたロック部分７０を有するバネフィンガを備える。カラー８０が、導電性ソケット１４上に滑動可能に取り付けられ、ソケット溝７２の近傍のロック位置とロック解除位置との間で滑動するように構成される。カラー８０は、ソケット内にコネクタをロックするためにフィンガロック部分７０を溝７２に係合された状態に保持するように、ロック位置においてコネクタシュラウド５４のバネフィンガ５８に係合するようにさらに構成される。

Description

［関連出願の相互参照］
本願は、２０１９年９月１２日に出願された米国特許出願第１６／５６８，６８３号（係属中）に基づく優先権を主張する。この特許出願の開示は、参照により本明細書に組み込まれる。

本発明は、一般的には電気システムに関し、詳細には例えば航空機環境などにおいて電力信号及び電力の送達を取り扱うためのシステムに関する。

例えば航空機などの構造体において電気信号及び特に電力信号を供給するために、複数の様々な解決策が提供されてきた。例えば、ターミナルブロックがしばしば使用される。かようなターミナルブロックは、複数の端子を提供するが、コネクタは、しばしばこれらのターミナルブロックに対してボルト締めされなければならない。さらに、かかるターミナルブロックは、“活性化している（hot）”すなわち“通電している（live）”接触子表面を露出させており、これがアーク発生又は他の問題を被る場合がある。さらに、かかる構成は、電源端子の接続及び接続解除において多大な時間のかかる接地ステップを必要とする。他の構成では、共に螺着されるコネクタ要素を使用したコネクタが使用される場合がある。しかし、かかる構成は、ターミナルブロック構成ではあまり使用されず、マルチプルコンタクトアセンブリ向けに再構成することが困難である。

また、航空機環境におけるかかる電力送達システムは、過酷な環境にさらされるため、電気接続に危険を及ぼし得る運動応力及び振動応力に対処することが可能になるように構造上におけるロバスト性を有さなければならない。また、かかるシステムは、他のコネクタ又は他の端子の近傍に位置することによるアーク発生の可能の問題にも対応しなければならない。さらに、かかるターミナルブロック又は機器接続部は、要素及び腐食性液体に対して露出されることにも対処しなければならない。

したがって、効率的かつロバスト性の高い電気接続の実現に関するこの技術分野では、例えば航空機環境においてロバストな電力信号送達を実現するなどの多数のニーズが依然として存在する。

本明細書に組み込まれその一部を構成する添付の図面は、本発明の実施形態を示し、上記に示した本発明の一般的説明及び以下に示す詳細な説明と共に本発明を説明する役割を果たす。

米国特許第９３８５４４９号明細書

本発明による電気接続システムの一実施形態の斜視図である。 図１の実施形態における電気接続システムのコネクタを示す斜視図である。 本発明による電気接続システムの一実施形態の分解斜視図である。 本発明による電気接続システムの一実施形態のモジュール要素の内部斜視図である。 本発明による図３のモジュール要素の一部分の分解斜視図である。 本発明による図３のモジュール要素のコネクタ構成要素の斜視図である。 本発明による図４Ａのコネクタ構成要素の線４Ｂ－４Ｂに沿った断面図である。 本発明による図３のモジュール要素の一部分の断面図である。 本発明による電気コネクタの一実施形態のシュラウド要素の断面図である。 本発明による電気コネクタの一実施形態のシュラウド要素の断面図である。 本発明による電気接続システムの一実施形態のコネクタ及びソケットの相互連係部の斜視図である。 本発明による電気接続システムの一実施形態のコネクタ及びソケットの相互連係部の斜視図である。 本発明による電気接続システムの一実施形態のコネクタ及びソケットの相互連係部の断面図である。 本発明による電気接続システムの一実施形態のコネクタ及びソケットの相互連係部の断面図である。

図１は、本発明の実施形態による急速接続式電気コネクタシステム／アセンブリ１０を示す。このシステム１０は、全電力系統内において例えば電力ケーブルなどの電気ケーブル同士を迅速に接続及び接続解除することを可能にする。本発明は、航空機電力システムに関して特定の適用性を有するが、他のシステム及び構造に対しても使用可能である。

システム１０は、１つ又は複数の電気ソケット１４を各々が備える複数のモジュール１２を備える。ソケット１４は、電力ケーブル及びコネクタを受け、本明細書において説明されるようなコネクタを固定するように構成される。モジュール１２及びそれらのそれぞれのソケット１４は、例えばベース構造部１６上などに共に組み込まれ、本明細書において説明されるようなベース構造部に対して適切に固定され得る。複数のモジュール１２が、ベース構造部１６上に横並びにスタックされてもよく、システム１０は、１つ又は複数のモジュールを備え得る。モジュール１２の各々が、所望の接続のための１つ又は複数のセットのソケット１４を備え得る。一般的には、例えば図３に示すように、コネクタが、このモジュール全体で、モジュールの一方の端部上の一方のソケット１４からモジュールの他方の端部上の対応するソケット１４にかけて設けられる。例えば美観などに関するシステムの完成を目的として、及びさらにはシステム１０を取り付けるための例えばねじ又はボルトなどの機構のためのアクセスエリアを設けるために、図１及び図２に示すように、このシステムは、システム１０のブロックアセンブリを形成するためにベース１６にさらに結合しモジュール１２を封ずる１つ又は複数のエンドキャップ構造部１８を組み込み得る。実施形態は、３つの独立したモジュール１２を有するブロックアセンブリ／システム１０を示すが、より多数又はより少数のモジュール１２が使用されてもよく、ベース構造部１６は、適切にサイズ設定されてもよい。そのため、本システムは、顧客の仕様要件及びコネクタ要件ごとに所望の個数のモジュールを用いて変更を加える、及び所望の個数のモジュールを追加することが可能である。本明細書において論じるように、モジュール１２の各々が、電気ソケット１４及び内部機構を、ならびに本明細書において説明されるようなシステム１０に関してコネクタ及びケーブルをロック及びロック解除するための機構を組み込む。

図１Ａは、複数のコネクタ２０が個々のソケット１４にプラグインされた、本発明のアセンブリ１０を示す。図１Ａに示すように、個々のコネクタ２０が、それぞれのケーブル２１に対して圧着又は他の方法で結合されて、コネクタ２０、ソケット１４、及びシステム１０を経由してシステムの他方の側のソケット１４、コネクタ２０、及びケーブル２１に至る電気的連続性が実現され得る。

モジュール１２は、図１Ａに示すように、モジュール１２を介した電気接続を実現するために、及びコネクタ２０の中の１つ又は複数とそれぞれのケーブル２１とをモジュール１２内で固定するために、本明細書において説明されるようなソケット１４及び他の機構を収容する。これを目的として、各モジュール１２は、例えばポリアミドイミド（ＰＡＩ）材料（例えばトーロン：Torlon（登録商標）））などの、適切なプラスチック又は他の絶縁材料から形成され得る本体３０を備える。本体３０は、個々のソケット１４を封入し、これらのソケット１４は、モジュール全体で電気的連続性を与えるために、モジュール全体で端部から端部にわたる連続電気構造部の一部として形成され得る。例えば、図４Ａ及び図４Ｃを参照すると、各モジュール１２に組み込まれ得る４つのソケットブロックとして共に形成されたソケット構造部１４が図示される。図４Ａに示すように、ソケット１４は、ペア１４ａ、１４ｂで構成され、これらのペア１４ａ、１４ｂは、ソケットアセンブリを形成するように中間セクション３２を介して端部間において共に結合される。ソケット１４の内部構造は、ソケット対の各々における電気的連続性をもたらすものであり、導電性要素３４及び適切なボルト構造体３６を介して共に結合され得る。図４Ａ及び図４Ｂに示すように、ボルト構造体又は他の固定構造体が、ソケット中間セクション３２の各々及び導電性構造部を貫通して延在して、ソケット同士を共に固定し、一体の及び導電性の４つのソケットブロックを形成する。次いで、図２及び図４Ｃに示すように、このブロックは各モジュール本体３０内に包囲され得る又は封入され得る。導電性要素３４は、例えば電気グレードの銅又は電気グレードのアルミニウムなどの適切な材料から形成され得る。ソケット１４及び中間セクション３２は、例えば電気グレードの銅又は電気グレードのアルミニウムなどの適切な導電性金属から形成され得る。コネクタ２０及びケーブル２１をソケット１４の各々にプラグインすることにより、所望に応じた他のそれぞれのソケット１４、コネクタ２０、及びケーブル２１に対するこのモジュール全体で電気的連続性が実現される（図１Ａを参照）。

再び図２を参照すると、システム１０内にモジュール１２を固定するために、本発明の一実施形態は、図示するように蟻継を利用し得る。具体的には、モジュール１２及びベース構造部１６の各々が、例えばダブテール４０（dovetail）又はダブテールを受ける溝４２など、蟻継の片一方を備える。図２に示すように、モジュール１２はダブテール４０を有し、ベース構造部１６は成形された溝４２を有して示される。しかし、モジュール１２を固定するために逆の構成を利用してもよい。より具体的には、モジュール１２及びそれらのそれぞれのダブテール４０が各々、ベース構造部１６中の受け溝４２内に摺入される。１つ又は複数のロック構造部４４が、ベース構造部１６中に適切に形成された溝４６内に摺入し、ベース構造部１６内にモジュールを固定するようにモジュールのダブテール４０の各々に係合する。図２に示すように、ロック構造部４４は、ベース構造部１６中の適切な溝４６に摺入され、モジュールの各々と係合状態におかれる。次いで、ロック構造部４４を固定し、さらにベース構造部１６内にモジュール１２を固定するために、エンドキャップ構造部１８が定位置に配置され得る。ベース構造部１６及びエンドキャップ構造部１８は、システム１０の用途に応じて、例えば適切な航空機構造体などの構造体に対してシステム１０を取り付けるために適切なボルト穴、スナップ嵌め機構、又は他の構造部を有して形成され得る。

図４Ｃを参照すると、ソケット１４が中に形成されたモジュール１２の断面図が示される。図４Ｃ及び図１に示すように、ソケット１４は、各モジュール１２の本体３０内に配置され、図４Ｂに示すような４つのソケットブロックが、モジュール１２内に包囲されるか又は他の様式で固定されて、ソケット１４及び他のハードウェアの移動を防止する。ボルト３６及びロックワッシャ３８が、導電性構造部３４と共にソケットアセンブリを保持する。次いで、これらのソケットアセンブリが、本体３０に固定される。例えば、導電性構造部３４中に形成された溝（図示しない）が、本体要素３０又は他の本体もしくはフィラーブロック中の対応するキー（図示しない）に対合して、これらのソケットアセンブリを本体３０内の定位置に保持し得る。本明細書においてさらに論じるように、本体３０の内部構造もまた、各ソケットの近傍に表面を形成し、これらの表面は、ソケット内にコネクタをロック及びロック解除するための機構の一部として機能する。

したがって、コネクタ２０、中間セクション３２、及び導電性構造部３４を備えるソケットアセンブリは、共に結合されることにより図示するようなコネクタの導電性ブロック又はモジュール１２を形成する。モジュール１２のコネクタの各々は、別のモジュールに電気的に結合される。このようにすることで、給電器のための個々の電力ケーブルが、前方－後方間接続、前方間接続（又は後方間接続）のために、モジュール１２内において共に結合され得る。さらに、様々な電力ケーブル構成体に対応することができる。１つの前方ケーブル－１つの後方ケーブル構成（モジュールの各側に１つのケーブル）、及び１つの前方ケーブル－２つの後方ケーブル構成（又はその逆）であってもよい。さらに、１つの前方ケーブル－別の前方ケーブル構成（又は逆に後方におけるそれら）であってもよい。最後に、すべてのソケットが、コネクタシステムの各側に２つのケーブルが配置される構成で使用されてもよい。

本発明の別の実施形態によれば、システム１０は、システム１０内におけるコネクタ２０及びケーブル２１の固定及び除去を行うための迅速な接続及び接続解除を実現する。これを目的として、図３及び図４を参照すると、システム１０にプラグインされた各コネクタ２０は、ソケット１４にプラグインされるピン部分もしくはプラグ部分又はプラグ５０と、ケーブル２１に連係するクリンプ部分又は連係部分５２とを組み込み得る。このクリンプ部分５２は、ケーブルへの結合のために、特許文献１に示されるような様々な構造部を組み込み得る。コネクタ２０は、ケーブル２１の導体又はワイヤに連係する。本発明の一特徴によれば、各コネクタ２０は、プラグ５０を含むコネクタ２０の部分を覆う絶縁コネクタシュラウド５４を備える。絶縁シュラウド５４は、例えば本明細書において挙げられるようなＰＡＩなどの、適切な絶縁性プラスチック材料から形成され得る。図４を参照すると、シュラウド５４は、コネクタ２０の一部分に連係するためのベース５６（図５Ａ、図５Ｂを参照）と、プラグ５０を覆うためにベースから延在する複数のバネフィンガ５８とを備える。本発明の一特徴によれば、シュラウド５４は、ソケット１４に係合し、ソケット１４にコネクタ２０をロックするように構成される。より具体的には、図４を参照すると、ソケット１４は、コネクタ２０のプラグ５０を受けるための適切な開口６４を有するプラグ受け部分６２を有する本体構造部６０を備える。

図７Ａ及び図７Ｂを参照すると、シュラウド５４及び特にバネフィンガ５８は、コネクタ２０及びプラグ５０がソケットにプラグインされたときにソケット１４のプラグ受け部分６２上に重なるように寸法設定される。シュラウド５４は、ソケット１４に対してコネクタ２０及びプラグ５０をロックする。これを目的として、図７Ａ及び図７Ｂを参照すると、バネフィンガ５８の各々は、バネフィンガ５８及びシュラウド５４に対して径方向内方に突出するフランジ部分７０を組み込む。図７Ａ及び図７Ｂに示すように、フランジ部分７０は、シュラウド５４の周囲において周方向にばね付勢されたフランジ構造部を共に形成する。さらに具体的には、図７Ａに示すように、シュラウド５４のバネフィンガは、フランジ部分７０がシュラウド内部の周囲に延在する周方向フランジ構造部を効果的に形成するように、シュラウドの周囲に周方向に延在する。このフランジ部分７０及び集合フランジ構造部は、ソケット１４の本体６０の周囲に形成された溝７２に係合する。図４を参照すると、溝７２は、ソケット１４の一方の端部の方に向かってプラグ受け部分６２の奥に位置決めされる。これを目的として、シュラウド５４のフランジ部分７０は、バネフィンガ５８の端部に位置決めされる。このようにすることで、シュラウド５４及びコネクタ２０は、プラグ５０がソケットのプラグ受け部分６２内に固定的に保持された状態で、ソケット１４上に固定される。

図７Ｂを参照すると、バネフィンガは、コネクタプラグがソケット内に挿入されると、ソケット本体から径方向に離れるように及び特にピン受け部分から離れるように撓曲し、それによってシュラウド５４及び特にバネフィンガ５８上のロック部分７０は、ソケット１４のプラグ受け部分６２上に嵌着することが可能となる。図７Ｂに示すように、バネフィンガ５８は、ロック部分７０がプラグ受け部分６２の外面上に載置された状態で撓曲されて図示される。コネクタ２０及び特にプラグ５０が、ソケット１４内へとさらに挿入されると、バネフィンガ５８のばね付勢力下において、ロック部分７０は径方向内方へと撓曲し、それによりロック部分７０を溝内へと押し込んで溝７２に係合させる。図７Ａ及び図７Ｂで分かるように、ソケット１４のプラグ受け部分６２は、ソケット１４ａ、１４ｂの対内にプラグを位置合わせするための複数の位置合わせ表面７８を有する。ある形状及びタイプのプラグ５０とプラグ受け部分６２とが図示されるが、本発明は、本発明の特徴を利用し得るタイプのコネクタ構造部に限定されない。さらに、追加の導電性構造部又はインサートが、ケーブル２１とシステム１０との間のロバスト性の高い電気接続を確保するために、プラグ受け部分内に又はプラグと共に使用されてもよい。図示するように、ソケット１４ａ、１４ｂの対及び中間セクション３２を形成する構造部は、一体構造部として形成されてもよく、複数のかかる一体構造部が、図４Ａ～図４Ｃに示すように共にスタックされ締め具により共に保持されることによって、本発明によるモジュールを形成してもよい。

本発明の別の特徴によれば、システムは、導電性ソケット１４上に滑動可能に取り付けられるカラーを備えることが可能である。このカラーは、ソケット溝７２の近傍のロック位置とソケット溝から離れたロック解除位置との間で滑動するように構成される。さらに具体的には、カラー８０は、図７Ａではロック位置において示され、図７Ｂではロック解除位置において示される。図７Ａにおいて示すように、ロック位置では、カラー８０は、バネフィンガ５８に係合することにより、及び特にコネクタシュラウドのロック部分７０に係合することにより、フィンガロック部分を溝７２に対して係合状態に保持して、ソケット内にシュラウド及びコネクタ２０をロックするようにさらに構成される。特に、カラー８０は、リッジ８２などの何らかの部分を備え、この部分は、ロック部分７０が溝７２内にロックされた状態に留まるように、ロック部分７０及び溝７２の一部の上に重なり、ロック部分７０及びバネフィンガ５８がソケット１４上で起き上がるのを防止する。このようにすることで、図７Ａに示すように、バネフィンガ５８は、ソケット１４から径方向に離れるように撓曲することはできなくなる。このようにすることで、コネクタ２０及びコネクタプラグ５０は、ソケット内にプラグインされた状態に維持される。

次いでコネクタ２０を除去するために、カラーは、ソケット溝７２から概ね離れたロック解除位置へと移動されるように構成される。これにより、フィンガの端部及びロック部分７０は解放されて、フィンガ５８はソケットから完全に離れるように撓曲し得る。次いで、ロック部分７０は、プラグ５０及びシュラウド５４を備えるコネクタがソケット１４から除去され得るように、溝７２外へと移動され得る。コネクタシュラウド及びコネクタのロック及びロック解除を行うための係合及び係合解除を目的として、ロック部分７０は、溝７２のそれぞれの角度をつけられた表面８６に対して相補的である角度をつけられた表面８４を備え得る。このようにすることで、コネクタが図７Ｂの矢印８７で示されるようにソケットから離れるように後方に退かれたときに、ロック部分７０は、相補的な角度をつけられた表面８４及び８６の相互作用により上方へ及び溝７２外へと滑動することになる。次いで、コネクタプラグ５０は、ソケット１４からアンプラグされ除去され得る。ソケット１４に対するコネクタ２０の連結においては、コネクタプラグ５０は、ロック部分７０が滑動し溝７２内に入り込むように、バネフィンガがプラグ受け部分６２上を移動するような状態で、ソケット開口６４内へとプラグインされる。

本発明の別の態様によれば、図７Ａに示すように、カラー８０は、溝７２に向かって又はそのロック位置に向かって付勢される。これを目的として、ばね機構９０又は他の付勢要素が、溝７２に向かって及び図７Ａに示すようなロック位置へとカラーを前方に付勢するようにカラー８０に対して作用して、バネフィンガ５８を係合させ得る。このばね機構は、カラーを付勢するために、カラーとソケット１４又は中間セクション３２の一部分との間で作用する。次いで、コネクタ及びコネクタシュラウド５４をロック解除するために、カラーは、ばね機構９０又は他の付勢要素の付勢力に対抗してソケット溝７２から離れるようにロック解除位置へと移動されなければならない。これを目的として、本発明の別の態様では、ロック位置からロック解除位置へとカラーを移動させるためにカラー８０に対して作用するための機構が使用される。具体的には、この機構は、カラーに対して作用するときに、図７Ｂに示すように及び矢印９１で示すようにロック解除位置に向かってカラーを滑動させる。このようにすることで、バネフィンガ５８及び特にそのロック部分７０は、コネクタ及びシュラウド５４の除去を行うために、径方向外方へと及びソケット溝７２から離れるように撓曲する。

最初にコネクタがソケット内にプラグインされると、カラー８０は、図７Ａに示すようにロック位置に向かって付勢される。この位置において、バネフィンガ及び特にロック部分７０は、カラー８０が溝の一部分を妨げることにより、径方向内方へ及び溝７２内へ撓曲するのを防止される。図７Ｂに示すように外方に撓曲されたフィンガは、コネクタプラグが、ソケット内にプラグインされそれにより図７Ｂに示すようにロック解除位置に向かってカラー８０を後方へと押すことにより、カラーに係合する。同時に、ロック部分７０は溝７２に係合する。次いで、カラー８０が溝を露出するのに十分な距離だけ後方へと押されると、バネフィンガ５８は、ロック部分７０が溝７２内に摺入する状態で径方向内方へと撓曲する。このとき、カラーは、シュラウドによりロック解除位置へと押されなくなる。ばね機構９０の付勢力下において、カラー８０は、図７Ａに示すようなロック位置へとシュラウドのバネフィンガ５８上を前方に再び滑動し得る。次いで、図示するように、カラーは、シュラウドのバネフィンガ５８上を滑動し得ることにより、バネフィンガ５８をロックする。

図４を参照すると、カラーを移動するための機構の一実施形態が示される。この図示する実施形態は、相互連係するピニオンギア１００及びラックギア１０２の形態である。より具体的には、図示する実施形態では、ピニオンギア１００は、カラー８０に組み込まれる。カラーは、図示するようにロック位置とロック解除位置との間で滑動又は並進移動するだけではなくソケット１４に対して回転するように、モジュール本体３０内に構成され位置決めされる。さらに、カラー８０が回転することにより、カラーは、この機構の操作下においてソケット１４上で滑動又は並進移動される。さらに具体的には、ラックギア１０２の上下への並進移動は、ピニオンギア１００及びカラー８０に対して作用し、このピニオンギアを介してカラー８０を回転させる。この回転が、カラー８０をロック位置からロック解除位置へと移動させる。

図３及び図４～図４Ｃに示すように、個々のソケット１４は、本体又はハウジング３０内に収容されて個々のモジュール１２を形成する。各ソケットは、そのソケットに関連付けられソケットに対して滑動可能に取り付けられたそれぞれのカラー８０を備える。各カラーは、それぞれのピニオンギア１００を備える。ピニオンギアは、カラー８０の少なくとも一部の周囲に周方向に位置決めされた複数のギア歯１１０として実現される。さらに、図６Ｂに示すように、カラー８０は、歯１１０に隣接する１つ又は複数のカム表面１１２を備える。本明細書において説明されるように、歯１１０及びカム表面１１２は、歯１１０及び表面１１２に係合するためにカラーの近傍においてモジュール１２の本体３０内に形成された相補的カム表面１１４と協働する。これらの相互連係するピニオンギア１００、ラックギア１０２、歯１１０、及びカム表面１１２、１１４は、共に機能することにより、ロック位置とロック解除位置との間でカラーを移動させるための機構を形成する。

本発明の一実施形態では、カラー上のカム表面１１２に加えて、歯１１０が、カム又はカム表面を形成するようにさらに構成される。具体的には、図４及び図６Ａを参照すると、カラー８０上の歯１１０は、カラーの周囲において周方向に漸減する及びピニオンギア１００を形成するそれぞれ異なる長さを有する。図４及び特に図６Ａに示すように、より長い歯１１０からより短い歯へと漸減することにより、カム表面を形成する。カム表面１１２及びギア歯カム表面は、カラー８０の周縁部に沿って延在する。ピニオンギア１００のギア歯１１０及びそれにより形成されたカム表面は、モジュール中に形成された１つ又は複数の相補的カム表面１１４に係合するように、モジュール本体３０中に位置決めされる。それにより、カラーカム表面１１２及びピニオンギア１００は、カラーを移動させるように共に作用する。特に、電気コネクタシステム及び要素を収容する本体３０の一部分において、相補的カム表面１１４は、図６Ａに示すようにカラーの前方においてソケット１４の周囲に形成されて、カラーのそれぞれのカム表面１１２及びギア歯１１０に当接してもよい。

図６Ａ～図６Ｂに示すように、ピニオンギア歯１１０に係合するために、ラックギア１０２は係合歯１１６をさらに備える。図６Ａ及び図６Ｂは、本発明によるラックギア１０２の並進移動と、ピニオンギア１００及びカラー８０との係合及びそれらの回転とを示す。ラックギア１０２が並進移動され、ピニオンギア１００及び歯１１０に係合することにより、カラー８０は回転される。この回転により、カラー８０のカム表面１１２及び歯１１０のカム表面は、モジュール１２の本体３０中に形成されたそれぞれのモジュールカム表面１１４に対接して滑動される。個々のカム表面が、それらの長さ方向に沿って傾斜した表面を形成し、これらの傾斜表面は、カラーの周方向に沿って、及び図６Ａで矢印１２０により示すようなカラー８０の長手方向に傾斜される。そのため、カラー８０の回転と、モジュールのカム表面１１４に対するカム表面１１２及び歯１１０の係合とによって、コネクタソケット１４に対してモジュール１２中のカラー８０が長手方向に並進移動される。図７Ａ及び図７Ｂに示すように、これにより、カラーは、図７Ａに示すようなロック位置から図７Ｂに示すようなロック解除位置へとソケット１４上を長手方向に移動する。このようにすることで、シュラウド５４は、論じたようにソケット１４からコネクタ及びプラグを除去するためにロック解除され得る。

図３を参照すると、個々のソケット及び滑動可能なカラー要素は、本体３０内に、ならびに電気コネクタシステムの個々の要素を支持するための適切な空洞部及びその中の構造体の中に収容される。既述のように、一実施形態では、モジュールの本体３０は、個々のカラー８０の近傍に相補的カム表面１１４を形成及び位置決めするように構成及び形成され、それによりカム表面は、カラーに対して作用することが可能となる。理解されるように、モジュール本体３０は、図１に示すような完全なモジュールを形成するために、図４Ａ～図４Ｃに示すようにソケット構造部を受けるように成形又は他の方法で製造され得る。図３に示すように、モジュール１２は、４つのソケットと、カラーをロック位置とロック解除位置との間で移動させるための様々な機構要素（例えばカム表面１１４）とを組み込み得る。適切な空間が、ソケット及びカラー、様々なピニオンギア及びラックギア、ならびに付勢要素９０、１２６を支持するために、モジュール本体３０中に形成される。具体的には、図３に示すように、ラックギア１０２は上下に並進移動されるような様式で支持される。これを目的として、ラックギア１０２の各々が、ピン１２２の形態で図示される係合部分を備え、これらの係合部分は、下方へ押されることにより、ラックギア１０２を並進移動させ、ピニオンギア１００及びカラー８０をソケット１４上で回転させ得る。図３を参照すると、本発明の一実施形態では、一対のソケット１４が、モジュール１２の両側に位置決めされたラックギア１０２を組み込み得る。これを目的として、図３に示すように、これらの両ラックギア１０２の並進移動は、ある特定のソケット対に関してそれぞれのピニオンギア及びカラーを逆方向へと回転させる。そのため、カム表面１１４は、それらのそれぞれの傾斜表面同士が、モジュールのソケット１４対内において相互に対して逆方向に延在するように構成される。同様に、モジュールの対向側において、ソケットは、カラー８０同士が逆方向に回転する状態で対として同様に配置され得る。すなわち、一方のカラーが、ラックギア１０２の係合に基づき時計回り方向に回転し、他方のカラーは、対向側のラックギア１０２との係合に基づき反時計回り方向に回転する。

本発明の他の特徴によれば、図３に示すように、ラックギア１０２の各々は、ばね要素などの適切な付勢要素１２６で付勢され得る。特に、ラックギア１０２の各々は、付勢要素１２６がラックギアに対して作用するようにこの付勢要素に係合する適切な部分１２８をさらに備える。モジュール本体は、ラックギア部分１２８と位置合わせ状態において付勢要素１２６を収容し得る。図３及び図４に示すような付勢要素は、ラックギア１０２の各々を上方位置へと付勢し得る。これを目的として、付勢要素は、部分１２８に対して作用するためにモジュール１２の本体の内部の適切な表面又は部分と、垂直方向に上方へとこの部分を付勢するためのラックギア１０２との間に位置決めされる。その結果として、これにより、カラー及びピニオンギアは、カラーが開示したようなロック位置へ移動され得るようにある特定の方向へと回転するように付勢される。次いで、ボタン部分１２２の操作により、カラー８０を回転させる機構を作動させるように付勢要素１２６が下方に押し下げられる。このようにすることで、付勢要素１２６は、ロック位置へとカラー８０を移動させるように付勢要素９０と協働する。

カラーに対して作用する本発明の機構は、カラーを回転させる作用と、ソケットに沿ってカラーを並進移動させることによりカラーをロック位置からロック解除位置へと移動させる作用との両方を含む、多機能的なものである。したがって、ボタン部分を下方に押す際のラックギア１０２に対する作用は、付勢要素９０及び付勢要素１２６の両方の力に対抗して働くことにより、カラーを回転させ、図７Ｂに示すようなロック解除位置へとカラーを並進移動させる。ボタン部分１２２を放すと、付勢要素９０及び１２６は、再び作用して、カラー８０がロック位置へ戻るように回転されるのを確保する。すなわち、付勢要素１２６は、ラックギア１０２を並進移動させてカラーを回転させるように動作し、一方で付勢要素９０は、カラーが図７Ａのロック位置へと移動して戻り得るように、カラー８０及びその上のカム表面をモジュール本体の相補的カム表面に対して並進移動させ、それによりカラー８０を回転させるためのさらなる力を印加するように動作する。当然ながら、本発明は、静止状態にあるカラーをロック位置へと付勢するための付勢力を印加するために、付勢要素９０、１２６の一方のみを使用してもよい。

図１～図３に示すような本発明の一態様によれば、ラックギアのボタン部分１２２は、本体３０内に位置してもよい。このようにすることで、あるツールを使用して、ボタン部分１２２に係合させ、本体３０内へと下方にこれらのボタン部分１２２を駆動することにより、ラックギア１０２を並進移動させることが必要となり得る。本発明の代替的な一実施形態では、ピン部分１２２のあるセクションが、ツールを使用せずに手作業によってより容易に操作されるように、モジュール１２の各々の本体３０の上方に延在している。

したがって、本発明のこの動作によれば、シュラウド５４が、カラー８０を図７Ｂに示すようなロック解除位置へと押し戻すようにカラー８０に対して作用する状態で、コネクタ及びコネクタプラグは導電性ソケット１４内へとプラグインされ得る。コネクタを完全に挿入するか、又は少なくともロック部分７０が溝７２に係合され得るのに十分なだけプラグ５０を挿入すると、カラー８０は、付勢要素９０及び１２６の付勢力下においてロック位置へと戻るように回転自在及び滑動自在になり得る。したがって、コネクタをプラグインし、本発明の電気コネクタシステム１０内にコネクタをロックするためには、人間がモジュールのソケット内にコネクタをプラグインすることのみが必要となる。ロックカラー８０の回転移動及び並進移動は、コネクタ及び関連付けられたシュラウドに対する力により自動的に生じる。ロックされると、コネクタは、ソケット１４内にコネクタプラグ５０を保持するシュラウドの働きにより、除去することができない。しかし、コネクタをアンプラグしたいときには、ボタン部分１２２の中の１つ又は複数が操作されて、ラックギアを駆動しピニオンギアを回転させることにより、１つ又は複数のカラー８０の回転及びその後の並進移動が実現され得る。ロック解除位置へと移動されると、カラーは、ロック部分７０及び溝７２から離れ、シュラウド５４のバネフィンガ５８は、再び撓曲自在となり、それによりロック部分７０は溝７２から摺脱し得る。これにより、コネクタのプラグは、コネクタの除去のためのソケットからアンプラグされることが可能となる。したがって、本発明は、コネクタがモジュール１２内にプラグインされたときにコネクタに対して望ましいロック機構を提供する。

本発明の別の特徴によれば、シュラウド５４は、コネクタ２０に対して除去可能及び交換可能である。すなわち、このシュラウドは、コネクタ全体又はケーブルの他の端部付属品を切除又は終端形成する必要性を伴わずに交換できる。これを目的として、シュラウドは、コネクタから除去し新規のシュラウドを設置するために切除又は破壊され得るプラスチック材料から形成され得る。このシュラウドは、破壊されたシュラウドと一体のままに留まる要素で固定され、新規のシュラウドが、同一のコネクタ２０上に容易に設置され得る。図４及び図５Ａを参照すると、シュラウドアセンブリは、シュラウド５４と、コネクタ２０に係合するためにシュラウド内に挿入されるコードロック要素５５とを備える。さらに具体的には、シュラウド５４は、シュラウドを囲み開口５９を通りアクセスされるコード通路５７を備える。コネクタ２０は、シュラウド通路５７と一致するようにコネクタ２０上に位置決めされる対応する溝６１を有する。この通路は、例えばシュラウドのベース５６中に位置決めされてもよい。シュラウドは、コネクタ上に配置されてもよく、コード通路が溝の上に重なるようにプラグ５０の端部に当接する。理解されるように、シュラウド及びコネクタは、これらが図４に示すように一体化された場合に通路が溝の上に重なるように、形成され例えば直径などにおいて寸法設定され得る。図５Ａ及び図５Ｂに示すように、次いで、コードロック要素が、開口５９を通り通路５７に摺入され、この過程において通路を囲み溝６１に係合するように送られ得る。通路５７及び溝６１は、コードロック要素５５に重畳し、共に同時にこのコードロック要素５５に係合する。次いで、これにより、シュラウドがコネクタに対して固定される。好ましくは、コードロック要素５５は、シュラウドを固定するために通路及び溝の大半を囲むように寸法設定される。一実施形態では、コードロック要素は、図５Ａに示すように通路内に押し込まれ、次いで通路５７を完全に囲むと開口５９の近傍にて折られ得る。このようにすることで、シュラウドが固定される。次いで、コネクタに影響を及ぼすことなくシュラウドが後に切断又は破断されると、新規のシュラウドが、同一の様式で定位置に配置され得る。

本発明の代替的な実施形態では、シュラウドプラグが、任意の使用されていないソケットに嵌入するために使用され得る。かかるプラグは、本明細書において説明されるシュラウド５４の構造及び特徴を備えるが、コネクタと結合されるのではなく、プラグの形態をとる。このプラグは、既述のようなコネクタシュラウドと同様にロック及びロック解除される。

本発明の１つ又は複数の実施形態を説明することにより本発明を示したが、またその実施形態をかなり詳細に説明したが、これは、添付の特許請求の範囲をかような詳細に対して制限する又はいかなる意味においても限定するように意図したものではない。本明細書において図示され説明されたモータ取付けアセンブリ１０の様々な特徴は、単独で又は任意の組合せで使用され得る。さらなる利点及び修正が、当業者には容易に明らかになろう。したがって、本発明は、そのより広範な意味において、具体的詳細、代表的な装置及び方法、ならびに図示及び説明された例に対して限定されない。したがって、本発明の全般的なコンセプトの範囲又は趣旨から逸脱することなく、かかる詳細からの逸脱が可能である。

１０ 急速接続式電気コネクタシステム／アセンブリ、ブロックアセンブリ／システム、モータ取付けアセンブリ、システム
１２ モジュール
１４ 電気ソケット、導電性ソケット、ソケット構造部、コネクタソケット
１４ａ ソケット
１４ｂ ソケット
１６ ベース構造部、ベース
１８ エンドキャップ構造部
２０ コネクタ
２１ ケーブル
３０ 本体、モジュール本体、ハウジング、本体要素
３２ 中間セクション、ソケット中間セクション
３４ 導電性要素、導電性構造部
３６ ボルト構造体、ボルト
３８ ロックワッシャ
４０ ダブテール
４２ 溝、受け溝
４４ ロック構造部
４６ 溝
５０ プラグ、コネクタプラグ
５２ クリンプ部分、連係部分
５４ 絶縁コネクタシュラウド
５５ コードロック要素
５６ ベース
５７ コード通路、シュラウド通路、通路
５８ バネフィンガ
５９ 開口
６０ 本体構造部、本体
６１ 溝
６２ プラグ受け部分
６４ 開口、ソケット開口
７０ フランジ部分、ロック部分
７２ 溝、ソケット溝
７８ 位置合わせ表面
８０ カラー、ロックカラー
８２ リッジ
８４ 角度をつけられた表面
８６ 角度をつけられた表面
９０ ばね機構、付勢要素
１００ ピニオンギア
１０２ ラックギア
１１０ ギア歯、ピニオンギア歯、歯
１１２ カム表面、カラーカム表面
１１４ 相補的カム表面、モジュールカム表面、カム表面
１１６ 係合歯
１２２ ピン、ピン部分、ボタン部分
１２６ 付勢要素
１２８ 適切な部分、部分、ラックギア部分

Claims (19)

1. プラグを含んでいるコネクタと、
   前記プラグの少なくとも一部分を覆って延在していると共に前記プラグに結合されているシュラウドと、
   前記コネクタの前記プラグを受容するように構成されている導電性ソケットであって、前記導電性ソケットの外面に形成されている溝を含んでいる前記導電性ソケットと、
   を備えている電気コネクタシステムであって、
   前記シュラウドが、少なくとも１つのバネフィンガを含んでおり、前記バネフィンガが、前記導電性ソケットに前記コネクタを固定するために前記溝に係合するように構成されているロック部分を有している、前記電気コネクタシステムにおいて、
   前記電気コネクタシステムが、前記導電性ソケットに滑動可能に取り付けられているカラーであって、前記導電性ソケットの前記溝の近傍のロック位置とロック解除位置との間において滑動するように構成されている前記カラーを備えており、
   前記カラーが、前記シュラウドの少なくとも１つの前記バネフィンガを前記ロック位置に係止するように構成されており、これにより、前記導電性ソケットに前記コネクタをロックするために、前記バネフィンガの前記ロック部分が前記溝に係合された状態が保持される、電気コネクタシステム。
2. 少なくとも１つの前記バネフィンガが、前記コネクタの前記プラグが前記導電性ソケットに挿入された場合に、前記導電性ソケットから径方向に離隔するように撓曲し、前記バネフィンガが、前記プラグが前記導電性ソケットにさらに挿入された場合に、前記ロック部分を前記溝に押し込むように径方向内方に撓曲し、前記カラーが、前記コネクタを前記導電性ソケットにロックするために前記バネフィンガの前記ロック部分を前記溝に保持する、請求項１に記載の電気コネクタシステム。
3. 前記電気コネクタシステムが、ロック部分を具備する複数のバネフィンガを備えており、前記バネフィンガが、前記ロック部分を前記溝に押し込むように撓曲する、請求項２に記載の電気コネクタシステム。
4. 前記バネフィンガの前記ロック部分同士が共に、前記導電性ソケットに対して前記コネクタをロックするために、前記コネクタの周囲にフランジ構造部を形成する、請求項３に記載の電気コネクタシステム。
5. 前記電気コネクタシステムが、前記ロック位置と前記ロック解除位置との間において前記カラーを移動させるように前記カラーに作用する機構を備えている、請求項１に記載の電気コネクタシステム。
6. 前記機構が、相互連係するピニオンギア及びラックギアを含んでおり、前記カラーが、前記ロック位置と前記ロック解除位置との間において移動するように前記導電性ソケットに対して回転するように構成されており、前記ラックギア及び前記ピニオンギアの少なくとも一方が、前記ラックギアと前記ピニオンギアとが相互連係する場合に前記カラーを回転させるように、前記カラーと結合されている、請求項５に記載の電気コネクタシステム。
7. 前記ピニオンギアが、前記カラーに組み込まれており、前記ラックギアの並進移動によって、前記ピニオンギアを介して前記カラーが回転され、これにより、前記カラーが前記ロック位置と前記ロック解除位置との間において移動される、請求項６に記載の電気コネクタシステム。
8. 前記機構が、前記カラーの近傍に位置決めされたカム表面を含んでおり、前記カラーが、相補的カム表面を含んでおり、前記機構が、前記ロック位置と前記ロック解除位置との間において前記カラーを移動させるために、前記カラーを回転させ、前記カラーの前記相補的カム表面を前記機構の前記カム表面に対向するように動作する、請求項５に記載の電気コネクタシステム。
9. 前記機構が、前記カラーの近傍に位置決めされたカム表面を含んでおり、前記カラーが、相補的カム表面を含んでおり、前記ピニオンギアを介した前記カラーの回転によって、前記ロック位置と前記ロック解除位置との間において前記カラーを移動させるために、前記カラーの前記相補的カム表面が、前記機構の前記カム表面に対向される、請求項７に記載の電気コネクタシステム。
10. 前記電気コネクタシステムが、前記カラーを前記導電性ソケット上で前記ロック位置に向けて滑動させるように付勢するために、前記カラーに作用するように構成されている付勢要素を備えている、請求項１に記載の電気コネクタシステム。
11. 前記電気コネクタシステムが、前記ラックギアを所定の方向に並進移動させるために付勢すると共に前記カラーを回転させるために、前記ラックギアに作用するように構成されている付勢要素を備えている、請求項７に記載の電気コネクタシステム。
12. コネクタを受容するようにそれぞれ構成されている複数の導電性ソケットを含んでいるモジュールと、
    少なくとも１つの前記導電性ソケットにプラグインされるプラグとロック部分とを含んでいるコネクタと、
    を備えている電気コネクタシステムであって、
    前記モジュールの少なくとも１つの前記導電性ソケットが、前記導電性ソケットの外面に形成された溝を含んでおり、前記溝が、前記コネクタの前記ロック部分を受容するように構成されており、
    前記電気コネクタシステムが、前記導電性ソケットに滑動可能に取り付けられているカラーであって、前記導電性ソケットの前記溝の近傍のロック位置とロック解除位置との間において滑動するように構成されているカラーを備えており、
    前記カラーが、前記コネクタを前記導電性ソケットにロックするために、前記コネクタの前記ロック部分を前記ロック位置に係止させるように構成されている、電気コネクタシステム。
13. 前記電気コネクタシステムが、前記プラグの少なくとも一部分を覆って延在していると共に前記プラグに結合されているシュラウドを備えており、前記シュラウドが、少なくとも１つのバネフィンガを含んでおり、前記バネフィンガが、前記コネクタを前記導電性ソケットに固定するために前記溝に係合するように構成されているロック部分を有している、請求項１２に記載の電気コネクタシステム。
14. 少なくとも１つの前記バネフィンガが、前記コネクタの前記プラグが前記導電性ソケットに挿入された場合に、前記導電性ソケットから径方向に離隔するように撓曲し、前記バネフィンガが、前記プラグが前記導電性ソケットにさらに挿入された場合に、前記ロック部分を前記溝に押し込むように径方向内方に撓曲し、前記カラーが、前記コネクタを前記導電性ソケットにロックするために前記バネフィンガの前記ロック部分を前記溝に保持する、請求項１３に記載の電気コネクタシステム。
15. 前記電気コネクタシステムが、ロック部分を具備する複数のバネフィンガを備えており、前記バネフィンガが、前記ロック部分を前記溝に押し込むように撓曲する、請求項１３に記載の電気コネクタシステム。
16. 前記電気コネクタシステムが、相互連係するピニオンギア及びラックギアを備えており、前記カラーが、前記ロック位置と前記ロック解除位置との間において移動するように前記導電性ソケットに対して回転するように構成されており、前記ピニオンギアが、前記ラックギアと前記ピニオンギアとが相互連係する場合に前記カラーを回転させるように、前記カラーと結合されている、請求項１２に記載の電気コネクタシステム。
17. 前記モジュールが、前記カラーの近傍に位置決めされたカム表面を含んでおり、前記カラーが、相補的カム表面を含んでおり、前記ピニオンギアは、前記ロック位置と前記ロック解除位置との間において前記カラーを移動させるために、前記カラーを回転させ、前記カラーの前記相補的カム表面を前記モジュールの前記カム表面に対向させるように動作する、請求項１６に記載の電気コネクタシステム。
18. 前記電気コネクタシステムが、前記カラーを前記導電性ソケット上で前記ロック位置に向けて滑動させるように付勢するために、前記カラーに作用するように構成されている付勢要素を備えている、請求項１２に記載の電気コネクタシステム。
19. 前記電気コネクタシステムが、前記ラックギアを所定の方向に並進移動させるために付勢すると共に前記カラーを回転させるために、前記ラックギアに作用するように構成されている付勢要素を備えている、請求項１６に記載の電気コネクタシステム。

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