JP5762129B2 - 半嵌合防止コネクタ - Google Patents
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Description
図6は特許文献1記載の給電コネクタを示す縦断面図である。
図6において、給電側コネクタ100は、筒状ケース100Cと、筒状ケース100Cの前半部に摺動可能に装着され、後端をハンドル100Hに押圧されることでコイルバネ100Sの反発力に抗して前進し、内部に複数の端子を収容したコネクタ本体100Mと、筒状ケース100Cの後半部の横長孔に挿着したピン100P2で軸支されたハンドル100Hと、中間部が筒状ケース100C内でレバー軸100P1により枢着され、先端がハンドル100Hの軸孔と共に筒状ケース100Cの横長孔に挿着したピン100P2で軸支されたレバー100Lと、コネクタ本体100Mが相手側コネクタと嵌合した状態でレバー100Lの回動を阻止するリリースレバー101とを備えて成り、レバー100Lをハンドル100H側に握り込むとレバー軸100P1を中心にレバー100Lの作用側先端が反時計方向に回動してコネクタ本体100Mを相手側コネクタ方向に前進させ、相手側コネクタと嵌合させるものである。
嵌合が完了したとき、リリースレバー101の先端に形成された係止突部101Kが、図6(1)の拡大図で示すように、レバー100Lの作用部の先端に形成された係止段部100Kと係合して、レバー100Lはリリースレバー101によりロックされる。
給電コネクタ100を嵌合操作する際に、通常はレバー100Lを握り込むことで嵌合ができるようになっているが、レバー100Lを握ったとき相手側コネクタ200との嵌合操作中に両コネクタハウジング間で干渉摩擦が発生することがある。例えば、図6の丸A内に示すコネクタハウジング100C1と相手側のコネクタハウジング200C1との干渉摩擦や、丸B内に示すコネクタハウジング100C2と相手側のコネクタハウジング200C2との干渉摩擦などである。このような干渉摩擦が生じると、レバー100Lを握りきらない状態でレバー100Lが止まってしまい、そうすると図6(1)の拡大図で示すリリースレバー101の先端の係止突部101Kがレバー100Lの係止段部100Kと係合する状態にならずに、図6(2)の拡大図で示すリリースレバー101の先端の係止突部101Kがレバー100Lの係止段部100Kと半係合する状態が発生する。このような半係合状態では、コネクタのパワー端子100Tと相手側コネクタのパワー端子200Tは互いに接続された状態(図6の丸C参照)であるが、レバー100Lが半係合状態で止まっているため、レバー100Lがロックされていない。このため、何らかの衝撃が加わると、リリースレバー101の先端の係止突部101Kとレバー100Lの係止段部100Kとの半係合状態から係合が外れて元の位置に戻ってしまうことが起こりうる。そうすると、コネクタのパワー端子100Tと相手側コネクタのパワー端子200Tが互いに接続された状態(すなわち、充電中の状態)から端子同士が外れてしまうので、パワー端子100Tと相手側パワー端子200Tの端子嵌合も外れてしまい、外れる際に端子間にアーク放電が起こり、端子が損傷する恐れがあった。
(1) 筒状ケースと、前記筒状ケースの前半部に摺動可能に内装されてパワー端子と信号端子を内蔵するコネクタ本体と、前記筒状ケースの後半部に回動可能に装着されたレバーと、前記レバーを握り込んで前記コネクタ本体が相手側コネクタと嵌合状態で前記コネクタ又は前記レバーの戻りを防止する係止片と係合する係合片を有するリリースレバーと、を備えてなる半嵌合防止コネクタにおいて、前記リリースレバーにロック孔を設け、プランジャを有しかつ前記プランジャが前記ロック孔に対向するように電磁コイルを前記筒状ケースに設け、前記プランジャの押圧動作によって充電を開始させるマイクロスイッチを前記筒状ケースに設け、前記信号端子同士の接続により前記電磁コイルが励磁され、前記コネクタ本体と相手側コネクタとの完全嵌合状態で、前記プランジャが前記ロック孔に進入して前記リリースレバーをロックすると同時に前記ロック孔から飛び出した前記プランジャの先端部が前記マイクロスイッチをオンとすることが可能であると共に、半嵌合状態では前記プランジャは前記ロック孔に進入できないように前記リリースレバーが揺動可能であること。
(2) 前記電磁コイルは充電が完了した際に励磁が解除されて前記リリースレバーが操作可能となること。
(3) 前記リリースレバーから分岐してロックアームを設け、前記ロックアームに前記ロック孔を形成したこと。
上記(2)の発明によれば、誤動作防止のための電磁コイルを半嵌合防止の手段としても用いることができるようになる。
上記(3)の発明によれば、ロックアームを任意の形状・長さに選ぶことで電磁コイルのレイアウトの自由度が向上する。
次に、本発明に係る半嵌合防止コネクタについて図1に基づいて説明する。
図1は本発明に係る半嵌合防止コネクタを説明する図で、図1(A)は嵌合前の半嵌合防止コネクタの正面図、図1(B)は完全嵌合時の半嵌合防止コネクタの要部の縦断面図、図1(C)は図1(B)におけるマイクロスイッチ近傍の正面図である。図1において、半嵌合防止コネクタ10は、自動車に搭載のバッテリの受電側コネクタと嵌合する給電側コネクタで、筒状ケース10Cとコネクタ本体10Mとレバー10Lとハンドル10Hとリリースレバー11とを備えて成る。以下、筒状ケース10Cとコネクタ本体10Mとレバー10Lとハンドル10Hとリリースレバー11について図1に基づいて説明する。
筒状ケース10Cは、その前半部にコネクタ本体10M(図1(A))を摺動可能に内装し、その後半部の横長孔に挿着したピン10P2(図1(B))でハンドル10Hを軸支し、さらに、レバー10Lの中間部をレバー軸10P1(図1(B))により枢着している。
コネクタ本体10Mは内部に複数のパワー端子10T1(図1(B))と複数の通信端子10T2(図1(B))を収容して成り、筒状ケース10Cの前半部に摺動可能に内装されている。コネクタ本体10Mはコイルスプリング10Sの反発力で常時後方(反嵌合方向)へ付勢されているが、ハンドル10Hによってコネクタ本体10Mの後端をコイルスプリング10Sの反発力に抗して押圧することで筒状ケース10Cの中を嵌合方向へ前進する。
レバー10Lはその中間部が筒状ケース10Cの後半部にレバー軸10P1により枢着され、その先端は二股状に分岐したレバー支持片10LR、10LL(図2参照)になっており、レバー支持片10LR、10LLはハンドル10Hの側壁に設けた軸孔と筒状ケース10Cの内壁に設けた横長孔に挿着したピン10P2(図1(B))に軸支されている(図2で詳述)。
ハンドル10Hは、くの字形状をした管状の長尺体で、その先端は樋状になっており(図2参照)、この樋状の内部に大小複数本の電線ケーブルWを挿通し、電線ケーブルWのそれぞれの先端はコネクタ本体10M内のパワー端子10T1や通信端子10T2に接続されている。
ハンドル10Hは筒状ケース10Cの後半部の横長孔に挿着したピン10P2でレバー10Lの先端部と共に筒状ケース10Cに軸支している。そして、ハンドル10Hの側面には、三角形部材から成る係止片10X(図1(C))が設けられており、この係止片10Xは、コネクタ同士が完全嵌合した状態で、リリースレバー11(図1(B))の作用アーム11X(図1(B))の先端に形成された係止爪XK(図1(C))と係合するようにしている。
したがって、レバー10Lをハンドル10H側に握り込むとレバー軸10P1を中心にレバー10Lの先端が図で反時計方向に回動して、ハンドル10Hが前進し、前進するハンドル10Hがコネクタ本体10Mの後端を押圧し、コネクタ本体10Mはコイルスプリング10Sの反発力に抗して筒状ケース10Cの中を前進し、相手側コネクタ(受電側コネクタ)と嵌合するようになる。
リリースレバー11は、レバー10Lを握り込むことでコネクタ本体10Mが相手側コネクタと嵌合状態となり、その後、レバー10Lの戻りを阻止するためのものである。
リリースレバー11は図1(B)に示すように、コネクタ本体10Mの軸方向にのびる作用アーム11Xと筒状ケース10Cの後方外部に突出する操作アーム11Yと、両アームの中間から真下に延びるロックアーム11Zとにより略T字状に形成されて成り、これらのアームの中間部がハンドル10Hの上方において筒状ケース10Cに介装したピン10P3により回動自在に保持されている。
次ぎに、これらの作用アーム11Xと操作アーム11Yとロックアーム11Zについて説明する。
作用アーム11Xの先端には下向きの係止爪XKが形成されており、作用アーム11Xは筒状ケース10Cの内壁に設けたコイルスプリングにより図で下方に常時付勢されている。ハンドル10Hの前進に伴ってハンドル10Hの側面に設けられた係止片10Xも前進し、最終的にコネクタ同士が完全嵌合した状態で、係止片10Xは作用アーム11Xの係止爪XKと係合し、これ以後、リリースレバー11はハンドル10Hの後退を阻止する。ハンドル10Hを後退させるには次ぎに述べる操作アーム11Yを押し下げることとなる。
《操作アーム11Y》
操作アーム11Yは筒状ケース10Cの後方から外部に突出しており、操作アーム11Yを押し下げると、リリースレバー11の作用アーム11Xが時計方向に旋回してハンドル10Hとのロックから解除される。
《ロックアーム11Z》
ロックアーム11Zは下端部にロック孔11H(図1(C))を有している。
完全嵌合状態ではロックアーム11Zのロック孔11Hは電磁コイル13のプランジャ13P(図2参照)の進路上に位置しているが、半嵌合状態ではロックアーム11Zは正常位置より若干傾斜しており、そのロック孔11Hは電磁コイル13のプランジャ13P(図2参照)の進路上から変位している。
また、電磁コイル13の励磁は、給電側コネクタと受電側コネクタの信号端子同士の接続により嵌合がされたと給電側のシステムで判断された際に開始される。
そこで、完全嵌合状態では電磁コイル13の励磁によりプランジャ13Pが電磁コイル13から飛び出してこのロック孔11Hに進入することでロックアーム11Zの回動がロックされる。したがって、給電中に誤ってリリースレバー11の操作アーム11Yを押し下げてロックを解除しようとしても、電磁コイル13のプランジャ13Pによりロックアーム11Zがロックされているので、作用アーム11Xが動くことが出来ず、したがってハンドル10Hおよびレバー10Lもロック状態に維持されているので、給電時の離脱は確実に防止される。
また、充電終了と同時に電磁コイル13が消磁されるとプランジャ13Pがコイルスプリング13Fの弾発力により瞬間的に後退してロックアーム11Zのロックが解除される。
また、半嵌合状態では電磁コイル13の励磁によりプランジャ13Pが電磁コイル13から飛び出してもロック孔11Hに進入できず、ロックアーム11Zはロックされない。
なお、ロックアーム11Zを設けずに、リリースレバー11のいずれかの部位にロック孔11Hを設けるようにしても良いが、このようにロックアーム11Zを設けると、そのロックアーム11Zを任意の形状・長さに選ぶことで電磁コイル13のレイアウトの自由度が向上する。
本発明によるとプランジャ13Pの先端にマイクロスイッチ14(図2参照)を設置したことを特徴としている。このマイクロスイッチ14の取り付け構造とその機能について図2〜図4に基づいて説明する、
図2は筒状ケース10Cの後半部の軸方向を横切る直角な面で切った縦断面図で、マイクロスイッチ14が設置される前提となる電磁コイル13についてまず図2に基づいて説明する。
図2において、この筒状ケース10Cの中には、レバー10Lの先端部で二股状に分岐して形成されたレバー支持片10LR、10LLがハンドル10Hの側壁に設けた軸孔10Nと筒状ケース10Cの内壁に突設したボス10B1の横長孔10Vに挿着したピン10P2に軸支されている。
《1次ロック》
レバー10Lの握り操作によりハンドル10Hが前進し、ハンドル10Hはこの部位では縦断面で樋状をしており、内部に多数の電線ケーブルW、Wを収容してコネクタ本体10Mまで通している。ハンドル10Hの前進によってコネクタ本体10Mも前方へ押され、最終的に受電側コネクタ20と嵌合させると共に、リリースレバー11がハンドル10Hをロックし、したがってまたレバー10Lをロックする(1次ロック)。
《2次ロック》
リリースレバー11のロックアーム11Zが下方に延びてその下端部にロック孔11Hを有し、このロック孔11Hと対向して電磁コイル13が筒状ケース10Cに設けられ、完全嵌合状態で電磁コイル13が励磁されたときにプランジャ13Pが電磁コイル13から伸びてロック孔11Hに挿入しロックアーム11Zをロックする(2次ロック)。また、充電が完了した際に電磁コイル13の励磁を解除することで、リリースレバー11が操作可能となり、誤動作防止のための電磁コイル13を半嵌合防止の手段としても用いることができるようになる。
半嵌合状態で電磁コイル13が励磁されても、プランジャ13Pの動作線上にロックアーム11Zのロック孔11Hが位置しないので、プランジャ13Pは伸びてロック孔11Hに挿入できず、したがってロックアーム11Zはロックされない。
そして、本発明によりマイクロスイッチ14がプランジャ13Pの先端に位置するように筒状ケース10Cに取り付けられている。電磁コイル13が励磁されてプランジャ13Pがロックアーム11Zのロック孔11Hから飛び出した状態で、プランジャ13Pの先端がマイクロスイッチ14のレバー14Lを押圧するようになっている。レバー14Lを押圧すると、可動接点14Cが押されてマイクロスイッチ14がオンとなり、充電開始するようになる。
そこで、給電側コネクタと受電側コネクタの信号端子同士の接続により嵌合がなされたと給電側のシステムが判断したら電磁コイル13が励磁され、プランジャ13Pがロックアーム11Zのロック孔11Hから飛び出し、マイクロスイッチ14のレバー14Lを押圧し、可動接点14Cが押されてマイクロスイッチ14がオンとなり、これによって充電を開始している。
次ぎに、本発明が採用したマイクロスイッチ14の動作について、図3〜図5に基づいて説明する。図3(A)はマイクロスイッチが動作する前の状態の斜視図、図3(B)は図3(A)のマイクロスイッチ近傍の一部断面平面図で、図4(A)は完全嵌合状態で本発明にマイクロスイッチが動作した状態の斜視図、図4(B)は図4(A)のマイクロスイッチ近傍の一部断面平面図である。
レバー10Lをさらに握り込んで、コネクタ同士が完全嵌合(本嵌合)すると
図4(A)および(B)のように、ロックアーム11Zのロック孔11Hは電磁コイル13のプランジャ13Pの動作線上に達しているため、信号端子同士の接続で電磁コイル13が励磁されると、プランジャ13Pはロックアーム11Zのロック孔11Hの中に進入しかつそこから飛び出してマイクロスイッチ14のレバー14Lを押圧し、可動接点14Cが押されてマイクロスイッチ14がオンとなり、充電が開始される。
従来は、コネクタ間の信号端子同士の接続により嵌合がなされたと給電側のシステムで判断された際に電磁コイルを励磁すると共に充電を開始していたので、これだと図6(2)で説明したようにレバーが握り込まれていない半嵌合状態で充電が開始されるので、その後のパワー端子同士の離反により、アーク放電が発生する不都合が生じた。
ところが、本発明によれば、コネクタ間の信号端子同士の接続により嵌合がなされたと給電側のシステムが判断して電磁コイル13を励磁しても、充電はまだ開始しない。そして充電開始するのは、電磁コイル13の励磁でプランジャ13Pがマイクロスイッチ14のレバー14Lを押圧したときである。プランジャ13Pがマイクロスイッチ14のレバー14Lを押圧したということは、コネクタ同士が完全嵌合状態にあってロックアーム11Zがロックされたからであり(コネクタ同士が半嵌合状態ではロックアーム11Zのロック孔11Hはプランジャ13Pの進路上から変位しているため、ロックアーム11Zはロックされない。)、ロックアーム11Zがロックされているので端子同士が離反することはなく、したがってアーク放電は起こり得ない。
図5(A)は半嵌合状態で本発明に係るマイクロスイッチが動作した場合の斜視図、図5(B)は図5(A)のマイクロスイッチ近傍の一部断面平面図である。レバー10Lが握り込まれてもまだ不十分なときは給電コネクタが半嵌合状態であり、図5(A)および(B)に示すように、ロックアーム11Zは完全嵌合位置(図5(A)および(B)の11Z参照)から変位しており、したがってそのロック孔11Hは電磁コイル13のプランジャ13Pの動作線上にないため、電磁コイル13が励磁されてプランジャ13Pが動作してもロックアーム11Zのロック孔11Hの周縁にぶつかり、ロック孔11Hの中には進入できない。 したがってマイクロスイッチ14のレバー14Lが可動接点14Cに接触せず、充電回路はオフのままであり、充電は開始されない。
そこで何らかの衝撃が加わって嵌合が外れても、元々充電していないので端子間にアーク放電は発生し得ない。
以上のように、本発明によると、電磁コイル13が励磁されてプランジャ13が動作したとき、完全嵌合状態では、プランジャ13がロック孔11Hに進入し、マイクロスイッチ14のレバー14Lを押圧して、充電を開始する。充電中はロックアーム11Zがロックされているので衝撃が加わってもパワー端子同士が離反することはなく、したがってアーク放電は発生しない。また、半嵌合状態では、プランジャ13がロック孔11Hに進入できないので、プランジャ13Pがマイクロスイッチ14のレバー14Lを押圧できず、したがってマイクロスイッチ14はオフのままであり、充電開始しない。
したがって、衝撃が加わって半嵌合のパワー端子同士が離反しても、充電電流が元々流れていないので、アーク放電は発生しない。
このように、本発明によると、完全嵌合および半嵌合のいずれの場合にも端子間にアーク放電は起こらず、端子が損傷する恐れはなくなる。
また、充電が完了した際に電磁コイルの励磁を解除することでリリースレバーが操作可能となり、誤動作防止のための電磁コイルを半嵌合防止の手段としても用いることができるようになる。
また、リリースレバーから分岐してロックアームを設け、そのロックアームを任意の形状・長さに選ぶことで電磁コイルのレイアウトの自由度が向上する。
10B1、10B2:ボス
10C:筒状ケース
10H:ハンドル
10L:レバー
10LR、10LL:レバー支持片
10M:コネクタ本体
10N:軸孔
10P1:レバー軸
10P2:ピン
10S:コイルスプリング
10T1:パワー端子
10T2:通信端子
10V:横長孔
10X:係止片
11:リリースレバー
11H:ロック孔
11X:作用アーム
11Y:操作アーム
11Z:ロックアーム
13:電磁コイル
13F:コイルスプリング
13P:プランジャ
14:マイクロスイッチ
14C:可動接点
14L:レバー
W:電線ケーブル
Claims (3)
- 筒状ケースと、前記筒状ケースの前半部に摺動可能に内装されてパワー端子と信号端子を内蔵するコネクタ本体と、前記筒状ケースの後半部に回動可能に装着されたレバーと、前記レバーを握り込んで前記コネクタ本体が相手側コネクタと嵌合状態で前記コネクタ又は前記レバーの戻りを防止する係止片と係合する係合片を有するリリースレバーと、を備えてなる半嵌合防止コネクタにおいて、
前記リリースレバーにロック孔を設け、プランジャを有しかつ前記プランジャが前記ロック孔に対向するように電磁コイルを前記筒状ケースに設け、前記プランジャの押圧動作によって充電を開始させるマイクロスイッチを前記筒状ケースに設け、
前記信号端子同士の接続により前記電磁コイルが励磁され、
前記コネクタ本体と相手側コネクタとの完全嵌合状態で、前記プランジャが前記ロック孔に進入して前記リリースレバーをロックすると同時に前記ロック孔から飛び出した前記プランジャの先端部が前記マイクロスイッチをオンとすることが可能であると共に、半嵌合状態では前記プランジャは前記ロック孔に進入できないように前記リリースレバーが揺動可能であることを特徴とする半嵌合防止コネクタ。 - 前記電磁コイルは充電が完了した際に励磁が解除されて前記リリースレバーが操作可能となることを特徴とする請求項1記載の半嵌合防止コネクタ。
- 前記リリースレバーから分岐してロックアームを設け、前記ロックアームに前記ロック孔を形成したことを特徴とする請求項1又は記載の半嵌合防止コネクタ。
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