JP5731614B2 - 自動車分野において高圧電流を伝送するための接続装置 - Google Patents

Description

本発明は、少なくとも１つの第１の接続要素と、少なくとも１つの第２の接続要素と、少なくとも１つのシールドハウジング部と、固定手段とを含む、自動車分野において高圧電流を伝送するための接続装置に関する。この接続装置において、第１の接続要素は、第１の絶縁ハウジング部を有する少なくとも１つのハウジング配置構造であって、第１の絶縁ハウジング部はケーブルの内部導体に電気的に接続される少なくとも１つの第１の接触要素を備える、少なくとも１つのハウジング配置構造と、ケーブルのシールドに接続されるシールド配置構造とを有し、シールド配置構造は、シールド部によりシールドハウジング部に接続され、第２の接続要素は、第２の絶縁ハウジング部を有する少なくとも１つの第２のハウジング配置構造であって、第２の絶縁ハウジング部は電流線要素に接続される少なくとも１つの第２の接触要素を備える、少なくとも１つの第２のハウジング配置構造を有し、制御電流回路を形成するための弱電流接触配置構造が設けられる。

電流および／または高圧電流を伝送するための多数の接続装置が、電気工学および電子工学の分野から公知である。ハイブリッド自動車、電気自動車、および燃料電池自動車の開発により、高圧電流も自動車分野においてかつてないほど重要な役割を果たしている。したがって、この種の電圧供給システムの活電部との直接的および間接的な接触を防止する特定の保護対策を講じることが必要である。その結果、（特許文献１）は、パイロットラインまたはインターロックラインと呼ばれる低電圧回路を有するモニタリングシステムを設けたものを開示している。電圧供給システムでは、低電圧回路が閉じられ、これが制御要素によって検知された場合のみ接続が可能になる。ここで、低電圧回路は、特に、それ自体公知である接触プラグ要素によって閉じられる。さらに、互いに接続される接続要素間のラッチを確実にすることを目的とするラッチ手段も公知である。特に、制御回路を設け、ラッチ手段を用いて接続するには、取り付けに高い費用が必要であり、接続される接続要素は、互いに対して正確な向きで配置されなければならない。これは、特に、自動化製造プロセスを特徴とする自動車産業において不利であり、高いコストがかかる。

独国特許出願公開第１０ ２００７ ０３８ ９９０Ａ１号明細書

したがって、本発明の目的は、単純化した取り付けにもかかわらず、前述の保護対策が考慮され、製造のコスト効率が高いという旨を踏まえて、自動車分野において高圧電流を伝送するための接続装置を改良することである。

上記目的は、弱電流接触配置構造がリング接触要素と２つのスプリング接触要素とを有することにより達成される。このようにして、制御回路の接触要素は、もはや互いに対して正確に向きを合わせる必要がなく、これにより取り付けが大幅に単純化される。特に有利な実施形態は、リング接触要素が、衝撃保護手段の外径から半径方向に距離ｄで衝撃保護手段に挿入されることによりもたらされる。第１に、結果として、接続装置用の第１の接続要素の製造が特に単純化されると同時に、第２に、この方法により、接続装置の２つの接続要素間のラッチを確実にすることができる。リング接触要素へのスプリング接触要素のさらに的確なラッチを確実にするために、リング接触要素が溝を有すると有利である。

有利には、それぞれのスプリング接触要素は、規定した接触を確立するために、リング接触要素の方向に向けられた接触領域を有する。

有利には、第１の絶縁ハウジング部はプラスチックから製造することができ、例えば、ねじなどの取り外し可能な固定手段により、シールドハウジング部に接続することができる。同様に、第２の絶縁ハウジング部もプラスチックから製造することができ、例えば、ねじなどの取り外し可能な固定手段により、シールドハウジング部に接続することができる。

取り付けをさらに簡単にするために、第１の接触要素がソケットの形態をとり、第２の接触要素がピンの形態であると有利である。ここで、第１の接触要素は、確実な接触接続を実現するために、電流スプリング要素を有することができる。

特に有利には、スプリング接触要素は、ハウジング部内に移動可能な態様で配置され、未装着の状態ではハウジング表面に対して凹設されるように配置され、装着した状態ではハウジング表面に対して突出するように配置される。これにより、スプリング接触要素は、装着した状態でのみ接触位置に移動するため、未装着の状態において環境から保護されることが確実となる。

第１の接触要素と第２の接触要素との間の接触を確実するために、弱電流回路が閉じられる前に、第１の接触要素と第２の接触要素との間の距離は、リング接触要素と２つのスプリング接触要素との間の距離よりも少なくとも１ｍｍ短くなっている。

本発明は、図面を参照して下記にさらに詳細に説明される。

本発明による接続装置の分解斜視図を示す。 未接続状態の第１および第２の接続要素の領域における、図１の接続装置の断面図を示す。 接触接続状態の第１および第２の接続要素の領域における、図１の接続装置の断面図を示す。 スプリング接触要素の詳細図を示す。

図１は、自動車分野において高圧電流を伝送する、本発明による接続装置２の分解斜視図を示している。この例示的な実施形態では、接続装置２は、ピン−ソケット接続の形態のプラグ接続器として設計されているが、他のタイプの接続器も本発明の範囲内で可能であることは明らかである。さらに、図１は、２つの第１の接続要素４と２つの第２の接続要素６とを有する接続装置２を示している。どちらも、一方が他方内で係合し、ここではねじとして設計された固定手段８、１０により、シールドハウジング部１２に固定されている。

第１の接続要素４は、ここで高圧電流ケーブル１４に接続される。このために、内部導体１６が第１の接触要素１８に接続される。この第１の接触要素１８は、ソケット状の丸い接点として設計されている。さらに、第１の接続要素４は、第１の絶縁ハウジング部２０を有する。この第１の絶縁ハウジング部２０は、公知のように、ケーブル１４の方に向けられた側にキャップ要素２２および封止要素２４を有する。この例示的な実施形態では、プラスチックから製造された第１の絶縁ハウジング部２０は穴２６を有する。ねじ８は、この穴２６を貫通して、シールドハウジング部１２の対応するねじ穴と係合することができる。シールド３０に接続されるシールド配置構造２８も設けられている。この例示的な実施形態では、シールド配置構造２８は、本発明に基づいて、スプリング式接触要素３６を備えるシールドスリーブ３４として設計されたシールド部３２を有する。結果として、シールドスリーブ３４が、予圧がかかった状態でシールドハウジング部１２に常に押し当てられることにより、接続要素４も、同様に予圧がかかった状態で保持されることから、高い機能信頼性とともにシールドが確実に最適化される。圧着スリーブ３８により、シールド配置構造２８が完全なものとなり、ケーブルのシールド圧着も確実となる。第１の接触要素１８は、衝撃保護手段３９がさらに設けられる。この衝撃保護手段３９は、嵌合手段を用いて取り付ける際に、誤った接続を防止するために異なる色とすることができる。さらに、第１の絶縁ハウジング部２０はまた、誤った取り付けを防止するように、シールドハウジング部１２の対応する凹部と相互に係合する、幾何学的突起の形態の嵌合手段を有することができる。第２の接続要素６は、シールドハウジング部１２において高圧電流ケーブルとは反対の側に設けられる。前記第２の接続要素は、第２の絶縁ハウジング部４２を実質的に有する。前記第２の接続要素および第２の絶縁ハウジング部は、ここで、連結片４４によって互いに連結されている。ここで、電流線要素として設計された第２の接触要素４６が、公知の態様で、第２の絶縁ハウジング部４２内に設けられている。ここでもまた、第２の接続要素６は、ねじ１０が貫通する穴４８を有し、ねじ１０は、対応するねじ穴５０と係合する。図３に示す弱電流接触配置構造５３の一部であるリング接触要素５２は、ここでそれぞれの衝撃保護手段３９に挿入される。弱電流接触配置構造５３は、制御路（これ以上図示していない）により、高電流が第１の接続要素４および第２の接続要素６にわたって流れる前に、第１の接続要素４の接続装置が、第２の接続要素６を用いて完全にかつ確実に形成されるのを保証することを目的としている。

図２は、第２の接触要素４６を有する第２の接続要素６の断面図を示している。第２の接触要素は、第１の接続要素４（ここではこれ以上示していない）の第１の接触要素１８と接触している。ここで、第１の接触要素１８は、公知のように、電流スプリング要素５４を有し、この電流スプリング要素５４により、電流接続が確実に形成される。衝撃保護手段３９も示されており、リング接触要素５２は、衝撃保護手段３９の外径から半径方向に距離ｄで衝撃保護手段３９に挿入されている。

さらに、第２の絶縁ハウジング部４２内に配置され、スプリング接触要素６０、６２がそれぞれ配置された２つのハウジング５６、５８が示されている。ハウジング５６、５８は、絶縁ハウジング部４２にすでに取り付けられているので、リング接触要素５２と接触するためのスプリング接触要素６０、６２は突出している。

ここで図３は、接触接続され、ラッチ式に係合された状態にある２つの接触要素１８、４６を示している。ここで、スプリング接触要素６０、６２は、リング接触要素５２と接触しており、その結果として、制御回路が形成されている。さらに、電流スプリング要素５４は、第２の接触要素４６と十分に接触している。第１の接触要素１８と第２の接触要素４６との互いの接触を確実にするために、前記接触要素１８、４６間の距離は、リング接触要素５２と２つのスプリング接触要素６０、６２との間の距離よりも１ｍｍ短くなっている。したがって、第１および第２の接触要素が、弱電流接触接続部を導く。この構成により、リング接触要素５２もまた、ここで、スプリング接触要素６０、６２とラッチ式に係合する。リング接触要素５２は、さらにいっそう的確にラッチ式に係合するための溝（これ以上図示していない）をさらに有することができる。

図４は、スプリング接触要素６０を有する、未装着状態のハウジング部５６の断面図を示している。スプリング接触要素６０は、ハウジング部５６に完全に収容されるため、運搬時の損傷から保護される。ここで、スプリング接触要素６０はまた、特に、例えば、リング接触要素５２の溝と係合できる、特別に設計された接触領域６４を有する。ハウジング部５６が第２の絶縁ハウジング部４２内に配置されると、スプリング接触要素６０が移動する。これにより、スプリング接触要素６０は、ハウジング部５６のハウジング表面に対して突出するように配置される。

２ 接続装置
４ 第１の接続要素
６ 第２の接続要素
８ 固定手段
１０ 固定手段
１２ シールドハウジング部
１４ ケーブル
１６ 内部導体
１８ 第１の接触要素
２０ 第１の絶縁ハウジング部
２２ キャップ要素
２４ 封止要素
２６ 穴
２８ シールド配置構造
３０ シールド
３２ シールド部
３４ シールドスリーブ
３６ スプリング式接触要素
３８ 圧着スリーブ
３９ 衝撃保護手段
４１ 第２のハウジング配置構造
４２ 第２の絶縁ハウジング部
４４ 連結片
４６ 第２の接触要素
４８ 穴
５０ ねじ穴
５２ リング接触要素
５３ 弱電流接触配置構造
５４ 電流スプリング要素
５６ ハウジング部
５８ ハウジング部
６０ スプリング接触要素
６２ スプリング接触要素
６４ 接触領域
ｄ 距離

Claims (9)

1. 少なくとも１つの第１の接続要素（４）と、少なくとも１つの第２の接続要素（６）と、少なくとも１つのシールドハウジング部（１２）と、固定手段（８、１０）とを有する、自動車分野において高圧電流を伝送する接続装置であって、前記第１の接続要素（４）は、第１の絶縁ハウジング部（２０）を有する少なくとも１つのハウジング配置構造であって、前記第１の絶縁ハウジング部（２０）はケーブル（１４）の内部導体（１６）に電気的に接続される少なくとも１つの第１の接触要素（１８）を備える、少なくとも１つのハウジング配置構造と、前記ケーブル（１４）のシールド（３０）に接続されるシールド配置構造（２８）とを有し、前記シールド配置構造（２８）は、シールド部（３２）により前記シールドハウジング部（１２）に接続され、前記第２の接続要素（６）は、第２の絶縁ハウジング部（４２）を有する少なくとも１つの第２のハウジング配置構造（４１）であって、前記第２の絶縁ハウジング部（４２）は電流線要素に接続される少なくとも１つの第２の接触要素（４６）を備える、少なくとも１つの第２のハウジング配置構造（４１）を有し、制御回路を形成するための弱電流接触配置構造が設けられる接続装置において、前記弱電流接触配置構造（５３）は、リング接触要素（５２）と２つのスプリング接触要素（６０、６２）とを有し、
   前記リング接触要素（５２）は、衝撃保護手段（３９）の外径から半径方向に距離ｄで前記衝撃保護手段（３９）に挿入されている、ことを特徴とする接続装置。
2. 前記リング接触要素（５２）は溝を有することを特徴とする、請求項１に記載の接続装置。
3. 前記それぞれのスプリング接触要素（６０、６２）は、前記リング接触要素（５２）の方向に向けられた接触領域（６４）を有することを特徴とする、請求項１または２に記載の接続装置。
4. 前記第１の絶縁ハウジング部（２０）はプラスチックから製造されていると共に取り外し可能な固定手段（８）により前記シールドハウジング部（１２）に連結され、前記取り外し可能な固定手段（８）がねじである場合を含むことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の接続装置。
5. 前記第２の絶縁ハウジング部（４２）はプラスチックから製造されていると共に取り外し可能な固定手段（１０）により前記シールドハウジング部（１２）に連結され、前記取り外し可能な固定手段（１０）がねじである場合を含むことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の接続装置。
6. 前記第１の接触要素（１８）はソケットの形態をとり、前記第２の接触要素（４６）はピンの形態をとることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の接続装置。
7. 前記第１の接触要素（１８）は、電流スプリング要素（５４）を有することを特徴とする、請求項６に記載の接続装置。
8. 前記スプリング接触要素（６０、６２）は、ハウジング部（５６、５８）内に移動可能な態様で配置され、未装着の状態ではハウジング表面に対して凹設されるように配置され、装着した状態では前記ハウジングの表面に対して突出するように配置されることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の接続装置。
9. 前記第１の接触要素（１８）と前記第２の接触要素（４６）との間の距離は、前記リング接触要素（５２）と前記２つのスプリング接触要素（６０、６２）との間の距離よりも少なくとも１ｍｍ短いことを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の接続装置。