JP5934779B2 - 挿入型コネクタ - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の前文に定義されているように、電気絶縁材料からなるハウジングと、導電材料からなり、ハウジング内に配置された少なくとも１つの第１の接触形成部材を有し、ハウジングは、相補的挿入型コネクタへの挿入による接続のために設計された挿入端と、導電ケーブルへの電気的及び機械的接続のために設計されたケーブル端とを有し、少なくとも１つの第１の接触形成部材は、挿入端に隣接した自由端を有する挿入型コネクタ、特に、充電コネクタ又はハイカレントコネクタに関する。

電流を伝送するための挿入型ハイカレントコネクタが特許文献１により公知である。このコネクタは、導電材料からなり、ケーブルに機械的及び電気的に接続されるように設計されるとともに、導電材料から作成された対となる挿入型コネクタを挿入するための開放端を有するハウジングを有する。また、接触面との電気接触を形成するように、また、ハウジングと、このハウジングに差し込まれる、対となる挿入型コネクタとの間に接触形成圧力を生成するように、ハウジング内に配置及び形成された接触形成部材も設けられている。接触形成部材は、少なくとも１つの環状のヘリカルばねを有する。

独国実用新案第２０２０１００１０８２７号明細書

本発明の基礎となる目的は、挿入型コネクタ内で互いに対して移動することができる接触が可能であるという趣旨で、上記の種類の挿入型コネクタを改良することである。

本発明によれば、この目的は、請求項１に記載されている特徴を有する上記の種類の挿入型コネクタにより達成される。本発明の有利な実施形態がその他の請求項に記載されている。

本発明によれば、上記の種類の挿入型コネクタに、導電材料からなり且つハウジング内に配置されるべき第１の接触形成部材への導電性接続部を有する少なくとも１つの第２の接触形成部材が設けられ、第１の接触形成部材は、第１のブレード状部を有し、第２の接触形成部材は、第２のブレード状部を有し、第２の接触形成部材は、挿入型コネクタのケーブル端に隣接し、導電ケーブルへの電気接続のために設計された端部を有し、２つの接触形成部材のブレード状部は、２つのブレード状部に対して垂直な方向で、且つオーバーラップする領域において、ブレード状部が少なくとも部分的にオーバーラップし、且つ互いから予め決められた距離にあるように、互いに平行に、且つ、互いに面するように配置され、互いに面する２つのブレード状部間のオーバーラップする領域において、第１の接触形成部材の第２の接触形成部材への導電接続のために、導電性で且つ弾性の材料からなる少なくとも１つのヘリカルばねが設けられ、ヘリカルばねは、第１のブレード状部に少なくとも１つの第１の接触面にて加えられる第１の接触形成圧力により第１の接触形成部材と電気接触し、且つ、第２ブレード状部に少なくとも１つの第２の接触面にて加えられる第２の接触形成圧力により第２の接触形成部材と電気接触する。

これは、第１の接触形成部材がハウジング及び第２の接触形成部材に対して移動させることができ、この移動が行われるとき、２つの接触形成部材間の電気接触がなければ不都合な影響を受けないという利点を有する。このことは、高電流、例えば、１００アンペア〜４００アンペア以上の強さの電流の電送に特に適する電気接触のポイントを形成し、また、同時に、移動可能な第１の接触形成部材により、挿入型コネクタの電気接触における電撃に対する保護手段も設けることができる。

高い接触形成圧力により生成される特に良好な電気接触が、斜角で巻かれた巻きを有するヘリカルばねにより達成される。

巻回軸に直交する断面が環形状のヘリカルばねを生成することにより、特に多数の接触面が、挿入型コネクタの電気特性の向上と共に得られる。

接触面に加えられる接触形成圧力の特に均一な分布は、環状ヘリカルばねの第１の半径方向外側部の少なくとも一部が第１のブレード状部と電気的及び機械的接触するように、且つ、環状ヘリカルばねの、第１の半径方向外側部に対向する第２の半径方向外側部の少なくとも一部が第２のブレード状部と電気的及び機械的接触するように、２つのブレード状部の間のオーバーラップする領域に環状ヘリカルばねを配置することで達成される。

ヘリカルばねと接触形成部材のブレード状部との間の特に多数の接触面が、オーバーラップする領域にて得られる。これは、環状ヘリカルばねは、ヘリカルばねにより形成される環状部内の空間に、ヘリカルばねに対するその境界においてヘリカルばねの巻回軸（長手方向軸）に対して平行である領域を規定し、ヘリカルばねは、この規定された領域の少なくとも一部が、オーバーラップする領域において、ブレード状部の間に且つブレード状部に対して平行に配置されるように、当該領域に対応する巻回軸がブレード状部の相対移動方向と直交する状態で配置されるという事実による。

第１の接触形成部材へのヘリカルばねの特に良好な機械的固定は、ヘリカルばねを、ヘリカルばねの環状部内の領域が第１の接触形成部材の表面に部分的に巻き付くように配置することにより達成される。

相応する挿入型コネクタの電気特性の向上とともに接触形成圧力のさらなる増大は、接触形成部材のブレード状部間の距離をヘリカルばねの外径よりも小さくし、ヘリカルばねの巻きをヘリカルばねの長手方向軸に対して傾けることにより達成される。

本発明を、図面を参照しつつ以下に詳細に説明する。

本発明による挿入型コネクタの好ましい実施形態の、接触形成部材が引き込まれた状態の斜視図である。 図１に示した挿入型コネクタの、接触形成部材が完全に引き出された状態の斜視図である。 図１に示した挿入型コネクタの部分切取斜視図である。 図１に示した挿入型コネクタの、第１の接触形成部材が第２の引き出された位置にある状態を示す。 図１に示した挿入型コネクタの、第１の接触形成部材が第１の引き込まれた位置にある状態を示す。

図１〜図５に示されている本発明による挿入型コネクタの好ましい実施形態は、挿入端１２及びケーブル端１４を有するハウジング１０を備える。カバー１６は、挿入端１２にて、ハウジング１０上に設けられる。挿入端１２は、本発明による挿入型コネクタと相補的挿入型コネクタとの間に少なくとも１つの電気接触が形成されるべきときに、相補的挿入型コネクタ（図示せず）への挿入による、又は言い換えれば互いの差し込みによる接続のために設計されている。この目的のために、図３に示すように、ハウジング１０内に、第１の接触形成部材１８及び第２の接触形成部材２０を含む、導電材料にて作成された、少なくとも１対の接触形成部材が設けられている。図面の明瞭化のために、これらの接触形成部材１８，２０の１対のみが図３に示されているが、例示的な実施形態は、実際には、このような対を７つ有する。同様に、図面の明瞭化のために、ハウジング１０内の接触形成部材１８，２０の取り付け及びガイド部が、図面のいずれにも示されていない。第１の接触形成部材１８は、挿入端１２に隣接する自由端２２を有する。自由端２２の端面上には、自由端２２の端面を完全に覆う、電気絶縁性材料から作成された端部キャップ２４が配置されている。

任意の所定の対における第１の接触形成部材１８は、ハウジング１０及び第２の接触形成部材２０に対して、図１及び図５に示す第１の位置と、図２及び図４に示す第２の位置との間で移動可能である。第２の接触形成部材２０は、ハウジング１０に対する固定位置に配置されている。図面の明瞭化のために、第１の接触形成部材１８を移動させるための機構は図面に示されていない。第１の位置において、第１の接触形成部材１８は、ハウジング１０及びカバー１６により画成された空間に引き込まれている。第２の位置において、第１の接触形成部材１８は、カバー１６内の所定の開口２６を通してハウジング１０から突出し、挿入端１２に向かう方向に、カバー１６及びハウジング１０を超えて突出している。

こうして、第１の位置においては、本発明による挿入型コネクタが相補的挿入型コネクタに挿入されておらず、従って、挿入端１２が自由にアクセスされることができる場合、第１の接触形成部材１８による操作者への不都合な電撃が保護される。挿入端１２には、電気絶縁カバー１６及び電気絶縁されたハウジング１０が、露出されている端部キャップ２４とともにあるだけである。従って、本発明による挿入型コネクタが差し込まれていない状態のときでも、操作者に導電ポイントでの第１の接触形成部材１８との不都合な接触による危険を何ら生じさせることなしに、第１の接触形成部材１８に電圧を印加することができる。

本発明による挿入型コネクタを相補的挿入型コネクタに差し込むと、第１の接触形成部材１８は、第１の位置から第２の位置にカバー１６を通って突出し、こうして、各対の第１の接触形成部材１８が、相補的挿入型コネクタ内で、対応する接触形成部材と電気的に接触する。反対に、本発明による挿入型コネクタと相補的挿入型コネクタとが再び引き離される前に、第１の接触形成部材１８は、第２の位置から第１の位置に、再び引き戻される。本発明による挿入型コネクタが相補的挿入型コネクタに完全に挿入された場合にのみ、第１の接触形成部材１８が第１の位置から第２の位置に移動することを可能にする適切な第１の固定機構が、好ましくは、設けられる。また、第１の接触形成部材１８が第１の位置にあるのではない限り、本発明による挿入型コネクタと相補的挿入型コネクタとが互いから引き抜かれることを防止する第２の固定機構が設けられることが好ましい。

本発明による挿入型コネクタは、そのケーブル端１４にて、少なくとも１つの導電ケーブルに接続されている。図３から図５に示すように、第１の接触形成部材１８の移動をケーブル端１４から、すなわちケーブルから切り離すために、移動可能な第１の接触形成部材１８の各々に対して、ハウジング１０に固定されたそれぞれの第２の接触形成部材２０が設けられている。図面の明瞭化のために、図３〜図５では、第１の接触形成部材１８及び第２の接触形成部材２０の１対のみが示されている。

対を形成している第１の接触形成部材１８及び第２の接触形成部材２０は、各々、ブレード状の形態であり、各対の第１の接触形成部材１８と第２の接触形成部材２０とは、第１の接触形成部材１８及び第２の接触形成部材２０のそれぞれの幅広の側部２８が互いに隣接するように、互いに平行に配置されている。また、導電性で且つ弾性の材料から作成された少なくとも１つのヘリカルばね３２が、１対の第１の接触形成部材１８及び第２の接触形成部材２０を形成しているブレード状の接触形成部材１８，２０の間のオーバーラップ領域３０（図４及び図５）に、配置されている。オーバーラップ領域３０におけるヘリカルばね３２の直径、及び、オーバーラップ領域３０におけるブレード状の接触形成部材１８，２０の間の距離、すなわち、１対の第１及び第２の接触形成部材１８，２０の幅広の側部２８の間の距離は、ヘリカルばね３２の螺旋のそれぞれの巻きが、第１の半径方向外側部により第１の接触形成部材１８を押圧し、また、第１の半径方向外側部に対向する第２の半径方向外側部により第２の接触形成部材２０に押圧するように選択され、そして、これにより、ヘリカルばね３２の巻きとそれぞれの接触形成部材１８，２０との間に、接触面との電気接触が接触形成圧力により生じるポイントを形成する。接触形成圧力は、ヘリカルばね３２の巻きが、ヘリカルばね３２の長手方向軸に対するそれぞれの停止位置から偏る、すなわち、ヘリカルばね３２の長手方向軸に対して傾くという事実により設定される。これは、第１の接触形成部材１８及び第２の接触形成部材２０の対を形成しているブレード状の接触形成部材１８，２０間の距離を、ヘリカルばね３２の外径よりも小さくすることにより達成される。

ヘリカルばね３２は、第１の接触形成部材１８に留め付けられており、これは、ヘリカルばね３２が第１の接触形成部材１８とともに移動することを意味する。従って、第１の接触形成部材１８が移動するとき、ヘリカルばね３２の巻きが第２の接触形成部材２０に沿って擦れ、それにより、２つの接触形成部材１８，２０間の十分な電気接続を維持する。

第２の接触形成部材２０の各々が、端子端面３４を有する自由端を有する。この自由端は、本発明による挿入型コネクタのケーブル端１４に隣接している。端子端面３４は、例えば、本発明による挿入型コネクタに接続されるべきケーブルのコア又は導電体との電気接触を形成するために用いられる。

ヘリカルばね３２は、好ましくは環形状からなり、その環状部内に空間領域を規定している。この領域は、対象となる地点、及び、ヘリカルばね３２に対するそれ自体の境界において、ヘリカルばね３２の長手方向軸に対して平行に位置合わせされる。ヘリカルばね３２は、環形状により、原理上、２つの対向する軸方向端部を有するトーラスを、空間に形成する。本発明によれば、ヘリカルばね３２は、図３に見られるように、一方の軸方向端部における巻きにより第１の接触形成部材１８に当接し、且つ、他方の、対向する軸方向端部における巻きにより第２の接触形成部材２０に当接するように、２つの接触形成部材１８，２０間のオーバーラップ領域３０に配置される。すなわち、接触形成部材１８，２０のいずれもが、環状のヘリカルばね３２の環状部内の領域を通り抜けず、そのかわりに、ヘリカルばね３２と接触形成部材１８，２０との間の電気接触の形成が、環状のヘリカルばね３２の軸方向端部にて生じる。これにより、ヘリカルばね３２は、第１の接触形成部材１８にしっかりと留め付けられることができ、また、第２の接触形成部材２０に対する第１の接触形成部材１８の移動が生じても、滑らず且つ捩れないように固定される。これもまた図３に見られるように、ヘリカルばね３２の環状部内に取り囲まれた領域は、第１の接触形成部材１８に部分的に巻き付いている。これは、第１の接触形成部材１８の位置におけるヘリカルばね３２の固定をさらに補助するだけでなく、接触形成部材１８，２０間のヘリカルばね３２の環形状の変形を防止する。

環状のヘリカルばね３２は、図４及び図５において断面で示されているため、ヘリカルばね３２の全体は見られない。環状部、より厳密には、環状部内に規定された領域が、第１の接触形成部材１８に、第１の接触形成部材１８のブレード状部の幅狭の側部に巻き付いている。図４及び図５に示した例示的な図において、４つのヘリカルばね３２が設けられている。しかし、例えば、１つ、２つ、３つ、５つ、又は６つなど、その他の任意の個数のヘリカルばねを、対の接触形成部材１８，２０のオーバーラップ領域３０に設けることも可能である。

Claims (4)

1. 挿入型コネクタ、特に、充電コネクタ又はハイカレントコネクタであって、電気絶縁材料からなるハウジングと、導電材料からなり且つ前記ハウジング内に配置された少なくとも１つの第１の接触形成部材とを有し、前記ハウジングは、相補的挿入型コネクタへの挿入により接続されるように設計された挿入端と、導電ケーブルへの電気的及び機械的接続のために設計されたケーブル端とを有し、前記少なくとも１つの第１の接触形成部材は、前記挿入端に隣接した自由端を有する挿入型コネクタにおいて、
   導電材料からなり且つ前記第１の接触形成部材への導電接続部を有する少なくとも１つの第２の接触形成部材が前記ハウジング内に配置され、
   前記第１の接触形成部材は、第１のブレード状部を有し、
   前記第２の接触形成部材は、第２のブレード状部を有し、
   前記第２の接触形成部材は、前記挿入型コネクタの前記ケーブル端に隣接し、前記導電ケーブルに電気接続するように設計された端部を有し、
   前記２つの接触形成部材の前記ブレード状部は、前記２つのブレード状部に対して垂直な方向で且つオーバーラップする領域において、前記ブレード状部が少なくとも部分的にオーバーラップし、且つ互いから予め決められた距離にあるように、互いに平行に、且つ、互いに面するように配置され、
   互いに面する前記２つのブレード状部の間の前記オーバーラップする領域において、前記第１の接触形成部材の前記第２の接触形成部材への導電接続のために、導電性で且つ弾性の材料からなる少なくとも１つのヘリカルばねが設けられ、
   前記ヘリカルばねは、前記第１のブレード状部に少なくとも１つの第１の接触面にて加えられる第１の接触形成圧力により前記第１の接触形成部材と電気接触し、且つ、前記第２ブレード状部に少なくとも１つの第２の接触面にて加えられる第２の接触形成圧力により前記第２の接触形成部材と電気接触し、
   前記ヘリカルばねは、巻回軸に直交する断面が環形状からなり、
   前記環状ヘリカルばねは、前記ヘリカルばねにより形成される環状部内の空間に、前記ヘリカルばねに対するその境界において前記ヘリカルばねの巻回軸に対して平行な領域を規定し、
   前記ヘリカルばねは、規定された前記領域の少なくとも一部が、前記オーバーラップする領域において、前記ブレード状部の間に且つ前記ブレード状部に対して平行に配置されるように、当該領域に対応する巻回軸が前記ブレード状部の相対移動方向と直交する状態で配置され、
   前記ヘリカルばねは、前記環状部内の領域が前記第１の接触形成部材の表面に部分的に巻き付くように配置されていることを特徴とする挿入型コネクタ。
2. 請求項１に記載の挿入型コネクタにおいて、
   前記ヘリカルばねは、斜角で巻かれた巻きを有することを特徴とする挿入型コネクタ。
3. 請求項１又は請求項２に記載の挿入型コネクタにおいて、
   前記環状ヘリカルばねは、前記オーバーラップする領域において、前記環状ヘリカルばねの第１の半径方向外側部の少なくとも一部が前記第１のブレード状部と電気的及び機械的接触するように、且つ、前記環状ヘリカルばねの、前記第１の半径方向外側部に対向する第２の半径方向外側部の少なくとも一部が前記第２のブレード状部と電気的及び機械的接触するように、前記２つのブレード状部の間に配置されていることを特徴とする挿入型コネクタ。
4. 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の挿入型コネクタにおいて、
   前記２つの接触形成部材のそれぞれに設けられた前記ブレード状部間の距離は、前記ヘリカルばねの外径よりも小さいことを特徴とする挿入型コネクタ。

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