JP2022548673A

JP2022548673A - 電気プラグコネクタ

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Publication number: JP2022548673A
Application number: JP2022517311A
Authority: JP
Inventors: ユッツベルンハルト
Original assignee: ノイトリーク・アクティエンゲゼルシャフト
Priority date: 2019-09-17
Filing date: 2020-09-11
Publication date: 2022-11-21
Anticipated expiration: 2040-09-11
Also published as: MX2022002909A; AT523019B1; CN114424409A; US20220376430A1; KR20220057580A; WO2021052625A1; JP7389896B2; BR112022004292A2; AU2020350051A1; US12095199B2; CN114424409B; AT523019A1; CA3153044A1; EP4032152A1

Abstract

本発明は、互いに当接する平坦な接触面（１４、３０）で互いにシールするように接続された２つのハウジング部材（１、３）を含む電気プラグコネクタに関する。第１ハウジング部材（３）は、その接触面（３０）に、対向するハウジング部材（１）に位置合わせされた環状シールエッジ（３３）を装備している。第２ハウジング部材（１）は、その接触面（１４）に、シールエッジ（３３）に対応する環状シール（２１）を装備している。ハウジング部材（１、３）は、シール（２１）とシールエッジ（３３）の半径方向外側の複数の箇所で互いに分離不能に接続されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、請求項１の前提部による、互いに当接する平坦な接触面で互いにシールするように接続された２つのハウジング部材を含む電気プラグコネクタに関する。

特に、機器、制御パネル等に組み込むために設けられた、シャーシソケットとも呼ばれる、特に組込みプラグコネクタの両ハウジング部材は、通常、組み込む過程で互いに固く接続される。これは、固定ねじによって行われ、組込みプラグコネクタは、機器の壁、制御パネル等に固定され、同時に外部に見えるフランジプレートも接続フランジと一緒にハウジングに固定される。必要に応じて、別の部材、特にシールも、フランジプレートと接続フランジとの間に固定される。このような複雑な構造と組立てを伴う組込みプラグコネクタの実施例は、中国実用新案第２０５８２８７８０号明細書に開示されている。

特開２０１７－１９１６４３号公報は、２つの部分からなるハウジングを有し、互いに接着されたハウジング部材の間にシールが挿入されている、自動車用充電プラグを開示している。シールは、ハウジング部材の環状部分が互いに挿入されて形成されたハウジング部材のシール面の間に、ブッシュ状の平坦なシールリングとして着座するが、シール効果を確実にするには、組立時に正確に位置決めするために少なからぬ努力を必要とする。一方のハウジング部材は、実質的にポット形に形成されており、第２のハウジング部材は、組み付けフランジを備えている。

さらに、例えば米国特許出願公開第２００２／０９３８３０号明細書により自動車分野のランプソケット用に、又は独国特許出願公開１０２０１３２２４２９６号明細書により電気プラグ装置の分野で、ハウジング部材同士を超音波溶接で接続することが知られている。

中国実用新案第２０５８２８７８０号明細書特開２０１７－１９１６４３号公報米国特許出願公開第２００２／０９３８３０号明細書独国特許出願公開１０２０１３２２４２９６号明細書

本発明の課題は、先行技術の欠点を克服し、取り扱いが容易で、わずかな部材で簡単かつ迅速に組み付けられる最適な密閉型プラグコネクタをなす装置を提供することであった。

上記の課題は、特許請求の範囲に記載された装置及び方法によって解決される。

このために、本発明による装置は、第１ハウジング部材がその接触面に、対向するハウジング部材に位置合わせされた環状シールエッジを装備し、第２ハウジング部材がその接触面に、シールエッジに対応する環状シールを装備し、これらのハウジング部材は、シールとシールエッジの半径方向外側の複数の箇所で互いに分離不能に接続されていることを特徴とする。シールエッジとシールの組み合わせにより、所望の最適なシール効果が得られ、両ハウジング部材を接続することにより、最初から１つの製品のように取り扱い、組み付け、必要に応じて再び分解することもできる個別部材が得られる。

好ましくはこの場合に、一方のハウジング部材には、シール又はシールエッジに対して同軸に配置され、互いに周方向に離間して隆起したリブが形成され、対向するハウジング部材には、対応する箇所に対応する寸法の凹部が形成されている。これらの構造により、接続される両ハウジング部材を、接触面の平面内で互いに対して正確に位置合わせすることが可能になる。

本発明の特に有利な実施形態によれば、ハウジング部材の接続は、リブと凹部の領域でも同時に作成されている。この領域では、幾何学的な条件に基づいて、特に良好な材料接触も与えられており、これは、接着であれ他の種類の接続であれ、両ハウジング部材の接続の作成を大いに助長する。

ハウジング部材の接続が超音波溶接で作成されている実施形態は、特に好都合で安全である。

プラグコネクタ、特に組込みプラグコネクタにとって特に有利な実施形態は、第１ハウジング部材がポット形に形成され、シールのある端面とは反対側の底部は、接点要素を通すための貫通孔を備えていることである。これにより、様々な種類の良好に絶縁された組込みプラグコネクタ、プラグコネクタの雄部材を作成することができる。

このような種類のプラグコネクタは、好ましくは第１ハウジング部材の別途製造された底部を備えて構成され、底部は、環状接続領域に沿って第１ハウジング部材の周壁と接続されている。

ここでも、第１ハウジング部材の底部が超音波溶接によって第１ハウジング部材の壁と全面的に接続されていると、特に迅速かつ安全な接続方式が可能である。

プラグ接続、特にシャーシソケットの雌部材を作製するために、簡単で迅速な解決策は、第１ハウジング部材が、電気接点要素の受容孔を備えた接点支持体が挿入されて固定されている受容開口部を形成する周壁を有することを特徴とする。

好ましくは、接点支持体は、周壁の端面に載ってこれと接続されているカラー部を有する。好ましくは超音波溶接によって全面的な接続が実現されている。

本発明による別の有利な実施形態は、一方のハウジング部材の内部にロック機構が配置されており、ロック解除要素が他方のハウジング部材の貫通開口部を通って外側に突出していることを特徴とする。

一方のハウジング部材の環状シールは、貫通開口部を備えた半径方向拡張部で貫通開口部も取り囲み、ハウジング部材のシールエッジが半径方向拡張部で貫通開口部の領域を包含することによって、環状シールは、さらにシーリングを高めるためにこの貫通開口部にも適合している。

プラグコネクタのシーリングをさらに最適化するために、好ましくは、本発明に従って、シールに、一方のハウジング部材の組付け孔又は外周縁部の領域に達する別のシール要素が形成されている。

本発明によるプラグコネクタは、有利には組込みプラグコネクタとして、第１ハウジング部材が組込みプラグコネクタのハウジングとして設計され、第２ハウジング部材がこの組込みプラグコネクタのフランジプレートとして設計され、少なくとも１つの挿入口と、機器の壁、制御パネル又はこれに類するものに固定するための少なくとも１つの組付け孔とを備えているように構成されている。

好ましくは最適なシーリング効果を得るために、フランジプレートとして設計された第２ハウジング部材内でその第１ハウジング部材に面する背面に、挿入口の周囲の少なくとも１つの環状シールと、組付け孔に対する好ましくは一体成形されたシール要素、及び／又は縁部領域に沿って周方向に延びて第１ハウジング部材に向かって突出する外周シールとが挿入されている。

好ましくは、シール構成の一体成形された要素は、少なくとも１つの半径方向に延びる接続片を介して、シールエッジと協働する環状シールと一体的に結合するように設計されている。

本発明をより良く理解するために、以下の図面に基づいて詳細に説明する。

図は、それぞれ著しく簡略化された模式的表現で示されている。

本発明による組込みプラグコネクタの分解斜視図である。シール構成を挿入した図１の組込みプラグコネクタのフランジプレート背面斜視図である。図１の組込みプラグの縦断面図である。本発明によるソケットの分解図である。図４のソケットの縦断面図である。

最初に確認しておくと、記載された異なる実施形態において、同じ部材には同じ参照符号又は同じ部材名称を付す。この場合、説明全体に含まれている開示内容は、同じ参照符号又は同じ部材名称を有する同じ部材に準用できるものとする。説明の中で選択された位置を表す言葉、例えば上、下、横なども、直接説明及び表示された図を基準としており、これらの位置を表す言葉は、位置が変化した場合には新しい位置に準用されるものとする。

図１には、本発明によるプラグコネクタの第１の実施形態が、組込みプラグコネクタの形態で、即ち機器、制御パネル等に組み込むために設けられたプラグ接続の雄部材の形態で示されている。この組込みプラグは、基本的に、機器の外側から内側に向かって数えて、フランジプレート１、シール２、ハウジング３、及び電気接点４から構成されている。

フランジプレート１は、相補的なプラグコネクタに対する挿入口１１と、組付け孔１２を有し、組み込まれた状態で固定手段、好ましくは固定ねじが、これらの組付け孔１２を通じて、機器、制御パネル等の壁に固定される。

組み込まれた状態で機器の壁などに面し、必要に応じてそれらに完全に当接するフランジプレート１の背面（図２参照）には、シール構成２が存在する。このシール構成２は、好ましくはフランジプレート１の背面の凹部に挿入されるか、その中に鋳込まれている。フランジプレート１の背面は、実質的に平坦な接触面１４を含み、組み立てられた状態でハウジング３がこれに当接する。このとき接触面１４は、フランジプレート１の長手方向軸線に対して実質的に垂直に向けられている。

シール構成２は、挿入口１１を環状に取り囲む少なくとも１つの環状シール２１を有する。有利には、組込みプラグコネクタの縁部領域をシールするために、フランジプレート１の外縁部１３に続く外周シール２２が設けられている。このシーリング効果を最適化するために、任意選択で、外周シール２２の縁部又はエッジにシールリップ２５を形成することができる。この場合、シール２１は、同様に平坦な接触面１４に対して平行な平面構成でフランジプレート１に当接している。

特に好ましくは、機械的耐性を高めるために、環状シール２１と外周シール２２は、半径方向ウェブ２３によって互いに接続されている。シール２１と、外周シール２２と、半径方向ウェブ２３は、好ましくは一体的に設計されている。代替として、シール構成２は、シール２１に形成された別のシール要素、特にフランジプレート１の組付け孔１２の領域に対するシール要素２４を有することができる。

接点ピン４に対する貫通孔３１を備えたハウジング３は、フランジプレート１の背面に面する前面側に接続フランジ３２を有し、その前面側には、フランジプレート１の背面に、特にその接触面１４に当接するための実質的に平坦な接触面３０がある。この接触面３０も、フランジプレート１の接触面１４に対して平行に、ハウジング３の長手方向軸線に対して実質的に垂直に向けられている。接続フランジ３２の接触面３０には、環状シールエッジ３３が存在して、シール２１に位置合わせされ、ハウジング３の挿入口３４を環状に取り囲み、組込みプラグコネクタを組み立てた状態でシール２１内に圧入される。シールエッジ３３とシール２１は、周長、幅及び位置の点で対応するように配置されている。

実質的に平坦な接触面１４、３０の間では、シール構成２全体も、同様に実質的に平面的形態で存在し、接触面１４、３０と同様にハウジング３とフロントパネル１の長手方向軸線に対して実質的に垂直に向けられている。

接続フランジ３２の前面側には、シール２１とシールエッジ３３の半径方向外側の複数の箇所で、凹部３５が、好ましくは切片の形態で短い溝が加工されている。組み立てた状態で対応する箇所に、フランジプレート１の背面は、対応して形成された対応する寸法のリブ１５を有しており、これらのリブ１５は、フランジプレート１とハウジング３がそれらの接触面１４、３０で互いに当接すると、溝に突入係合する。理想的には、フランジプレート１とハウジング３は、これらの凹部３５とリブ１５の領域で、好ましくは超音波溶接によって、あるいは接着又は類似の方法で互いに分離不能に接続されている。

図１及び図３に示すハウジング３は、ポット形に形成されており、挿入口３４と接続フランジ３２を備えた端面では、接点ピン４を通すための貫通孔３１を備えた底部３６が、ハウジング３を閉じている。この底部３６は、好ましくは最初に別個に製造される部材であり、環状接続領域に沿ってハウジング３の周壁３７と接続されている。ここでも超音波溶接が用いられることが好ましい。もちろん壁３７と底部３６を一体的に設計することも可能である。

図４及び図５は、本発明による別の実施形態、即ちシャーシソケットとも呼ばれる雌の組込みプラグコネクタを示している。ハウジング３の周壁３７の内部に接点支持体５が挿入されており、この接点支持体５は、挿入口１１及び３４の方向からの電気接点４と、相補的なプラグコネクタの接点ピンとのための受容孔５１を有する。好ましくは、接点支持体５の後端部には、周方向のカラー部５２が設けられており、このカラー部５２により、接点支持体５は、周壁３７の後端面３８に載ってこれと接続されている。ここでも好ましくは、全面的な接続のために再び超音波溶接が用いられる。ハウジング３内の接点支持体５の正確な位置合わせを確保するために、ハウジング３の背面には、ピン４０が配置されている。カラー部５２には、接点支持体５が挿入されたときにピン４０が突入係合する切欠き部５３が加工されていて、組込みプラグコネクタの中心軸周りの正確な位置決めを確保する。

ロック機構６は、組み立てた状態でハウジング３の内部に配置されるように接点支持体５に設けられて、接点支持体５と接続されている。ロック解除要素６１は、必要に応じてプラグ接続を再び取り外すことができるように設けられており、これは、利用者が操作できるようにフランジプレート１の前面側に突出していなければならない。その際に、周壁３７は、ロック解除要素６１を収容するために半径方向外側に拡張されており、挿入口３４は、ロック解除要素６１がハウジング３の前面側に突出するための半径方向切欠き部３９を有する。フランジプレート１も、ロック解除要素６１のための貫通開口部１６を有しており、シール２１も、半径方向拡張部２６を備えており、その中にロック解除要素６１のための貫通開口部２７が、切欠き部３９及びフランジプレート１の貫通開口部１６と一直線になるように配置されている。

以上の実施形態は可能な実施態様を示すものであり、この箇所で注記すると、本発明は、特別に図示された本発明の実施態様に制限されておらず、むしろ個々の実施態様を互いに種々組み合わせることが可能であり、この変形可能性は、本発明による技術的行為に関する教示に基づき、当該技術分野に従事する当業者の能力の範囲内にある。

保護の範囲は、請求項によって規定されている。しかしながら、請求項を解釈するために詳細な説明と図面が援用される。図示及び説明された種々の実施例に基づく個別の特徴又は特徴の組合せは、それ自体で独自の発明による解決をなすことができる。独自の発明による解決の根底にある課題は、詳細な説明から読み取ることができる。

本発明の説明において値の範囲に関するすべての指示は、当該範囲内のすべての任意の部分範囲を含むものと理解すべきである。例えば、１～１０という指示には、下限１を起点として上限１０に至るまでのすべての部分範囲が含まれていると理解すべきである。即ち、すべての部分範囲は、例えば１～１．７、又は３．２～８．１、又は５．５～１０のように、下限の１又はそれ以上から始まって上限の１０又はそれ以下で終わる。

最後に形式的に指摘しておくと、構造を理解しやすくするために、部材は、一部縮尺通りではなく、及び／又は拡大して、及び／又は縮小して表現された。

１フランジプレート
２シール構成
３ハウジング
４接点／接点ピン
５接点支持体インサート
６ロック機構
１１挿入口
１２組付け孔
１３外縁部
１４接触面
１５リブ
１６貫通開口部
２１シール
２２外周シール
２３ウェブ
２４シール要素
２５シールリップ
２６半径方向拡張部
２７貫通開口部
３０接触面
３１貫通孔
３２接続フランジ
３３シールエッジ
３４挿入口
３５凹部
３６底部
３７壁
３８後端面
３９切欠き部
４０ピン
５１受容孔
５２カラー部
５３切欠き部
６１ロック解除要素

本発明は、請求項１の前提部による、電気接点要素と、互いに当接する平坦な接触面で互いにシールするように接続された２つのハウジング部材とを含む電気プラグコネクタに関する。

特開２０１７－１９１６４３号公報は、２つの部分からなるハウジングを有し、互いに接着されたハウジング部材の間にシールが挿入されている、自動車用充電プラグを開示している。シールは、ハウジング部材の環状部分が互いに挿入されて形成されたハウジング部材のシール面の間に、ブッシュ状の平坦なシールリングとして着座するが、シール効果を確実にするには、組立時に正確に位置決めするために少なからぬ努力を必要とする。一方のハウジング部材は、実質的にポット形に形成されており、第２のハウジング部材は、組み付けフランジを備えている。
欧州特許出願公開第１４５０４４５号明細書は、ハウジングが互いに接続された２つのハウジング部材からなる、プラグソケットの形態のプラグコネクタ構成を開示している。このようなプラグソケットの一実施形態は、ハウジング部材の長手方向軸線に対して実質的に垂直に向けられた、２つの互いに当接する平坦な接触面を有する。接触面の間には、接点要素のための開口部の外側で周方向に延びるシールビードを有する板状シールが収容されている。シールは、接触面よりもわずかに小さく、ハウジング部材は、シールの半径方向外側で超音波溶接により接続されている。
台湾特許出願公開第２０２０１０１９４号公報は、超音波溶接によって互いに分離不能に接続された２つのハウジング部材からなる、電子機器用の防水ハウジングを開示している。一方のハウジング部材は、周方向カラー部を有し、これは第２のハウジング部材の平坦な周方向接触面に載る。その間に、溶接材料が受容される。ハウジング部材の互いに挿入された円筒形壁の間には、環状にシールが配置されている。
欧州特許出願公開第３４９００７７号明細書で開示されている装置の一部である電気コネクタは、２つのハウジング部材を使用して組み立てられている。他のプラグコネクタとの接続を密封するために、シールが設けられている。このシールの部分領域は、可能な実施形態によれば、溶接プロセスによって接続することもできるハウジング部材の間に配置されている。
独国実用新案第２０２０１８１０５１４７号明細書には、ポット形の第１ハウジング部材と、扁平キャップ形の第２ハウジング部材から組み立てられた、充電器の防水ハウジングが記載されている。接点は、超音波溶接によって第１ハウジング部分と接続された扁平キャップを通って外側に導出されている。
台湾実用新案第５８３６３７号公報には、組込みプラグコネクタの例が開示されており、シールは存在するが、プラグコネクタのハウジングの組付け孔の領域も含む、相補的なプラグコネクタのためのロック構成はない。シールは、フランジプレートとコネクタハウジングとの間に挿入されている。

さらに、例えば米国特許出願公開第２００２／０９３８３０号明細書により自動車分野のランプソケット用に、又は独国特許出願公開１０２０１３２２４２９６号明細書により電気プラグ装置の分野で、ハウジング部材同士を超音波溶接で接続することが知られている。米国特許５６８１４０９号明細書には、超音波溶接によるプラグハウジングの２つのハウジング部材の接続が開示されており、ハウジング部材は、シールを介さずに結合されている。

中国実用新案第２０５８２８７８０号明細書特開２０１７－１９１６４３号公報米国特許出願公開第２００２／０９３８３０号明細書独国特許出願公開１０２０１３２２４２９６号明細書欧州特許出願公開第１４５０４４５号明細書台湾特許出願公開第２０２０１０１９４号公報欧州特許出願公開第３４９００７７号明細書独国実用新案第２０２０１８１０５１４７号明細書台湾実用新案第５８３６３７号公報米国特許５６８１４０９号明細書

このために、本発明による装置は、第１ハウジング部材がその接触面上に、対向するハウジング部材に位置合わせされた環状シールエッジを装備し、第２ハウジング部材がその接触面に、シールエッジに対応する環状シールを装備し、これらのハウジング部材は、シールとシールエッジの半径方向外側の複数の箇所で互いに分離不能に接続されていることを特徴とする。シールエッジとシールの組み合わせにより、所望の最適なシール効果が得られ、両ハウジング部材を接続することにより、最初から１つの製品のように取り扱い、組み付け、必要に応じて再び分解することもできる個別部材が得られる。

Claims

互いに当接する平坦な接触面（１４、３０）で互いにシールするように接続された２つのハウジング部材（１、３）を含み、前記接触面は、ハウジング部材（１、３）の長手方向軸線に対して実質的に垂直に向けられている、電気プラグコネクタであって、
第１ハウジング部材（３）は、その接触面（３０）に、対向するハウジング部材（１）に位置合わせされた環状シールエッジ（３３）を装備し、
第２ハウジング部材（１）は、その接触面（１４）に、シールエッジ（３３）に対応する環状シール（２１）を装備し、
ハウジング部材（１、３）は、シール（２１）とシールエッジ（３３）の半径方向外側の複数の箇所で互いに分離不能に接続されている、ことを特徴とする電気プラグコネクタ。
一方のハウジング部材（１）には、シール（２１）又はシールエッジ（３３）に対して同軸に配置され、互いに周方向に離間して隆起したリブ（１５）が形成され、
対向するハウジング部材（３）には、対応する箇所に対応する寸法の凹部（３５）が形成されている、ことを特徴とする、請求項１に記載のプラグコネクタ。
ハウジング部材（１、３）の接続は、リブ（１５）と凹部（３５）の領域で作成されていることを特徴とする、請求項２に記載のプラグコネクタ。
ハウジング部材（１、３）の接続は、超音波溶接によって作成されていることを特徴とする、請求項１～３のいずれか一項に記載のプラグコネクタ。
第１ハウジング部材（３）は、ポット形に形成され、
端面とは反対側の底部（３６）は、接点要素（４）を通すための貫通孔（３１）を備えている、ことを特徴とする、請求項１～４のいずれか一項に記載のプラグコネクタ。
第１ハウジング部材（３）の底部（３６）は、環状接続領域に沿って第１ハウジング部材（３）の周壁（３７）と接続されている、別個に製造された部材であることを特徴とする、請求項５に記載のプラグコネクタ。
第１ハウジング部材（３）の底部（３６）は、超音波溶接によって第１ハウジング部材（３）の壁（３７）と全面的に接続されていることを特徴とする、請求項６に記載のプラグコネクタ。
第１ハウジング部材（３）は、電気接点要素（４）の受容孔（５１）を備えた接点支持体（５）が挿入されて固定されている受容開口部を形成する周壁（３７）を有することを特徴とする、請求項１～４のいずれか一項に記載のプラグコネクタ。
接点支持体（５）は、周壁（３７）の端面（３８）に載って、これと好ましくは超音波溶接によって全面的に接続されている、周方向に延びるカラー部（５２）を有することを特徴とする、請求項８に記載のプラグコネクタ。
一方のハウジング部材（３）の内部にロック機構（６）が配置されており、
ロック解除要素（６１）は、他方のハウジング部材（１）の貫通開口部（１６）を通って外側に突出している、ことを特徴とする、請求項１～９のいずれか一項に記載のプラグコネクタ。
シール（２１）は、貫通開口部（２７）を備えた半径方向拡張部（２６）で貫通開口部（１６）も取り囲み、
ハウジング部材のシールエッジ（３３）は、半径方向拡張部で貫通開口部（１６、３９）を包含している、ことを特徴とする、請求項１０に記載のプラグコネクタ。
シール（２１）に、一方のハウジング部材（１）の組付け孔（１２）又は外周縁部（１３）の領域に達する別のシール要素（２２、２４）が形成されていることを特徴とする、請求項１～１１のいずれか一項に記載のプラグコネクタ。
第１ハウジング部材（３）は、組込みプラグコネクタのハウジングとして設計され、
第２ハウジング部材（１）は、この組込みプラグコネクタのフランジプレートとして設計され、少なくとも１つの挿入口（１１）と、機器の壁、制御パネル又はこれに類するものに固定するための少なくとも１つの組付け孔（１２）とを備えている、ことを特徴とする、請求項１～１２のいずれか一項に記載のプラグコネクタ。
フランジプレートとして設計された第２ハウジング部材（１）内で、その第１ハウジング部材（３）に面する背面に、シール構成（２）が挿入され、
シール構成（２）は、挿入口（１１）の周囲の少なくとも１つの環状シール（２１）と、組付け孔（１２）に対する好ましくは一体成形されたシール要素（２２、２４）、及び／又は縁部領域に沿って周方向に延びて第１ハウジング部材（３）に向かって突出する外周シール（２２）とを有する、ことを特徴とする、請求項１３に記載のプラグコネクタ。
シール構成（２）の一体成形された要素（２２、２５、２５）は、少なくとも１つの半径方向に延びる接続片（２３）を介して、シールエッジ（３３）と協働する環状シール（２１）と一体的に結合するように設計されていることを特徴とする、請求項１２～１４のいずれか一項に記載のプラグコネクタ。