JP6161974B2 - コネクタ - Google Patents

Description

本発明は、コネクタに関する。

一般的に電気機器は、電源等より電力の供給を受け動作するものであり、電源より電力の供給を受ける際には、通常コネクタを介し電源より電気機器へ電力が供給される。この際用いられるコネクタは、特許文献１、２に開示されているように、凸状の雄型タイプのコネクタと、凹状の雌型タイプのコネクタを嵌合することにより、電気的に接続を行うものである。

一方、近年では、地球温暖化等に対する対策の一つとして、ローカルエリアにおける送電においても、電圧変換や送電等における電力損失が少なく、ケーブルの太さも太くする必要のない、直流で高電圧の電力の供給が検討されている。特に、サーバ等の情報機器においては、大量に電力を消費するためこのような電力供給が望ましいものとされている。

ところで、電気機器に供給される電力に関しては、電圧が高いと人体に影響を及ぼす場合や、電子部品の動作に影響を与える場合がある。

このような高電圧の電力をサーバ等の情報機器に用いる場合、装置の設置やメンテナンスの際においては、人により作業が行われるため、電気的接続がされている部分であるコネクタは通常の交流の商用電源に用いられるコネクタとは異なるものとする必要がある。

特開平５−８２２０８号公報 特開２００３−３１３０１号公報 特開２０１２−１０４４４８号公報

また、スイッチを組み込んだ構成のコネクタでは、電源から供給される電圧が１００Ｖ以上の場合、または、高電圧で直流である場合、現在使用されているスイッチをそのまま用いることはできない。例えば、電源から供給される電力が直流４００Ｖの場合では、現在の交流１００Ｖに用いられているスイッチでは、十分な安全性や信頼性が確保されていないため、そのまま使用することは危険である。

よって、本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、高電圧の電力を安全に供給することが可能なコネクタを提供することを目的とするものである。

本実施の形態の一観点によれば、他のコネクタと接続される接続端子が設けられているコネクタであって、固定接点と、可動板部の一方の端部に設けられた可動接点と、前記可動板部を可動させる絶縁体により形成されているカードと、前記カードを可動させるボタンと、を有し、前記接続端子と前記可動接点とは接続されており、前記他のコネクタにおける他の接続端子と前記コネクタにおける前記接続端子とを接触させた状態で、前記他のコネクタにより前記ボタンに接触させて可動させることにより、前記カードを介し前記可動板部を可動させ、前記固定接点と前記可動接点とを接触させるものであって、前記ボタンは、前記他のコネクタと接触するボタン接触部と、前記カードの接触部と接触する内壁部とを備え、前記内壁部は前記ボタン接触部に対し、前記他のコネクタの挿抜方向から離れる方向に設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、現状の商用電源の電圧よりも高い電圧の電源、または、直流電源に対応したコネクタであって、これらの電源からの電力を安全に供給することが可能なコネクタを提供することができる。

本実施の形態に用いられるジャックコネクタの斜視図 本実施の形態に用いられるジャックコネクタの上面図 本実施の形態に用いられるジャックコネクタの側面図 本実施の形態に用いられるジャックコネクタの正面図 本実施の形態におけるプラグコネクタの斜視図 本実施の形態におけるプラグコネクタの上面図 本実施の形態におけるプラグコネクタの側面図 本実施の形態におけるプラグコネクタの正面図 本実施の形態におけるプラグコネクタの断面図 本実施の形態におけるプラグコネクタおよびジャックコネクタの断面図 本実施の形態におけるプラグコネクタおよびジャックコネクタの断面斜視図 スイッチ部の斜視図 スイッチ部の構造図（オフ状態） スイッチ部の構造図（オン状態） 本実施の形態におけるコネクタの接続方向の工程図（１） 本実施の形態におけるコネクタの接続方向の工程図（２） 本実施の形態におけるコネクタの接続方向の工程図（３） 本実施の形態におけるコネクタの接続方向の工程図（４）

本発明を実施するための形態について、以下に説明する。尚、同じ部材等については、同一の符号を付して説明を省略する。

（コネクタの構造）
本実施の形態におけるコネクタの構造について説明する。本実施の形態におけるコネクタは、図１から図４に示される他のコネクタであるジャックコネクタと接続されるものであって、図５から図９に示される構造のプラグコネクタに相当するコネクタである。尚、本実施の形態においては、図１から図４に示されるジャックコネクタと、図５から図９に示されるプラグコネクタに相当するコネクタとをあわせてコネクタと記載する場合もある。また、図１０は、ジャックコネクタ及びプラグコネクタの断面図であり、図１１は、この断面を含む斜視図である。

最初に、図１から図４に基づきジャックコネクタ１００について説明する。尚、図１は、ジャックコネクタ１００の斜視図であり、図２は上面図であり、図３は側面図であり、図４は正面図である。このジャックコネクタ１００は、全体がジャック筐体部１１０により形成されており、接触面１１１には、後述するプラグコネクタ２００におけるプラグ端子が入り込むジャック開口部１２１、１２２、１２３が設けられており、各々のジャック開口部１２１、１２２、１２３の内部には、各々のプラグ端子と接続される不図示のジャック端子が設けられている。また、ジャック開口部１２１、１２２、１２３が設けられている接触面１１１と反対側には、電力を供給するための電源ケーブル１３０が接続されている。また、ジャックコネクタ１００には、後述するプラグコネクタ２００との嵌合状態を維持するための突起部１４１が設けられており、更には、突起部１４１の位置を上下させるための押下部１４２が設けられている。

次に、図５から図９に基づきプラグコネクタ２００について説明する。尚、図５は、プラグコネクタ２００の斜視図であり、図６は上面図であり、図７は側面図であり、図８は正面図であり、図９は断面図である。このプラグコネクタ２００は、プラグ筐体部２１０のプラグコネクタ開口部２１１に設けられたプラグ端子２２１、２２２、２２３を有している。各々のプラグ端子２２１、２２２、２２３は、ジャックコネクタ１００のジャック開口部１２１、１２２、１２３の内部に設けられたジャック端子と接続されるものである。即ち、プラグ端子２２１は、ジャックコネクタ１００のジャック開口部１２１の内部に設けられたジャック端子と接続され、プラグ端子２２２は、ジャックコネクタ１００のジャック開口部１２２の内部に設けられたジャック端子と接続され、プラグ端子２２３は、ジャックコネクタ１００のジャック開口部１２３の内部に設けられたジャック端子と接続される。

プラグコネクタ２００には、プラグコネクタ開口部２１１が形成されている側とは反対側のプラグ筐体部２１０の外側に、金属端子２３１、２３２、２３３が設けられている。尚、プラグ端子２２１はＧＮＤ端子であり、プラグ端子２２２、２２３よりも長く形成されており、金属端子２３１と接続されている。

また、図９に示されるように、本実施の形態におけるプラグコネクタ２００は、プラグ筐体部２１０の内部に、スイッチ部３００を有している。このスイッチ部３００には、プラグ端子２２２、２２３及び金属端子２３２、２３３が接続されている。スイッチ部３００におけるスイッチが閉じることにより、プラグ端子２２２と金属端子２３２とが電気的に接続され、同様に、プラグ端子２２３と金属端子２３３とが電気的に接続される。

プラグコネクタ２００には、ジャックコネクタ１００に設けられた突起部１４１が入り込むことのできる開口部２４１が設けられている。ジャックコネクタ１００とプラグコネクタ２００とが嵌合して、スイッチ部３００が閉じている状態においては、ジャックコネクタ１００に設けられた突起部１４１が、プラグコネクタ２００における開口部２４１に入り込み、突起部１４１が開口部２４１からはずれない状態となり、ジャックコネクタ１００とプラグコネクタ２００との電気的な接続が維持される。

尚、プラグコネクタ２００よりジャックコネクタ１００をはずす際には、ジャックコネクタ１００に設けられた押下部１４２を押して、突起部１４１をプラグコネクタ２００の開口部２４１よりも下の位置に下げて、プラグコネクタ２００とジャックコネクタ１００とを離すことにより、はずすことができる。

（スイッチ部）
次に、プラグコネクタ２００内に設けられているスイッチ部３００について説明する。本実施の形態におけるコネクタのスイッチ部３００は、電力の供給の制御を行なうためのスイッチであって、電源スイッチとも称される。図１２にスイッチ部３００の外形の斜視図を示し、図１３にスイッチ部３００の内部構造図を示す。

図１３に示されるように、スイッチ部３００は、固定部３１０における固定接点３１１と可動部３２０における可動接点３２１とが接触するか否かにより、電源の供給のオン、オフの制御を行なうことができるものである。

固定部３１０は、全体が金属等の導電性材料により形成されており、可動部３２０における可動接点３２１と接触する固定接点３１１が、固定バネ３１２の一方の端部に設けられている構造のものである。尚、固定バネ３１２は、銅又は銅を含む合金等からなる金属板等を折曲げることにより形成されており、固定接点３１１は銀と銅の合金により形成されている。固定バネ３１２の他方の端部はベースブロック３３０におけるベースブロック本体部３３１において固定されるとともに、固定バネ３１２の中程において固定部支持部３３２において支持され固定されている。

可動部３２０は、全体が金属等の導電性材料により形成されており、固定部３１０における固定接点３１１と接触する可動接点３２１が、可動板部３２２の一方の端部に設けられ、可動板部３２２の他方の端部と可動バネ３２３の一方の端部とが接続された構造のものである。尚、可動板部３２２及び可動バネ３２３は、銅又は銅を含む合金等からなる金属板等を折曲げることにより形成されており、可動接点３２１は銀と銅の合金により形成されている。可動バネ３２３の他方の端部はベースブロック３３０におけるベースブロック本体部３３１において固定されているが、可動バネ３２３は金属板等を折曲げることにより形成されているものであるため柔軟性を有しており、可動板部３２２の一方の端部に設けられた可動接点３２１を上下方向に動かすことが可能である。また、ベースブロック３３０には、固定バネ３１２の他方が接続されている部分と、可動バネ３２３の他方が接続されている部分との間には、難燃性の樹脂材料等からなる絶縁壁３３３が設けられており、可動バネ３２３は、他方の端部より絶縁壁３３３の周囲の一部を回り込むような形状で曲げられている。

可動部３２０における可動板部３２２の一方の面となる上面は、カード３４０における第１の接触部となる上部接触部３４１と接触しており、可動板部３２２の他方の面となる下面は、カード３４０における第２の接触部となる下部接触部３４２と接触している。この状態において、カード３４０を、回転軸３４３を中心に回転させることにより、可動板部３２２が上部接触部３４１または下部接触部３４２と接触した状態で力が加わり、可動接点３２１を上下方向に移動させることができる。尚、上部接触部３４１及び下部接触部３４２は、可動板部３２２において摺動するものであるため、摩擦抵抗を低減させるために上部接触部３４１及び下部接触部３４２の表面には、フッ素樹脂等により形成された表面層を設けてもよい。

尚、固定部３１０及び可動部３２０は、ベースブロック３３０とスイッチ部ケース３５０に囲まれた領域の内部に設置されており、カード３４０は、スイッチ部ケース３５０に設けられたスイッチ部開口部３５１より外部に飛び出した形状の突起部３４４と、ベースブロック３３０とスイッチ部ケース３５０に囲まれた領域の内部に位置するカード本体部３４５とを有している。従って、スイッチ部３００においては、上部接触部３４１または下部接触部３４２は、ベースブロック３３０とスイッチ部ケース３５０に囲まれた領域の内部に設けられている。また、カード３４０、ベースブロック３３０及びスイッチ部ケース３５０は樹脂材料等からなる絶縁体材料により形成されている。

スイッチ部ケース３５０の外部には、回転軸３４３を中心にカード３４０を回転させるために、押下されるボタン３６０が設けられており、カード３４０は、カード３４０における突起部３４４の上部に設けられた接触部３４４ａにおいて、ボタン３６０の内壁部３６１と接触している。尚、接触部３４４ａは、内壁部３６１の表面を摺動するものであるため、摩擦抵抗を低減させるために内壁部３６１の表面には、フッ素樹脂等により形成された表面層を設けてもよい。また、スイッチ部ケース３５０の外部には、一方の端部がスイッチ部ケース３５０に接続され、他方の端部がボタン３６０に接続された開離バネ３７０が設けられている。

（スイッチ部におけるオン、オフ動作）
後述するように、スイッチ部３００において、スイッチをオンにする場合には、ジャックコネクタ１００に設けられた突起部１４１が、プラグコネクタ２００における開口部２４１に入り込む状態まで、ジャックコネクタ１００がプラグコネクタ２００を挿入する。これにより、ジャックコネクタ１００の接触面１１１により、ボタン３６０が押され、ボタン３６０の内壁部３６１において接触部３４４ａが接触しているカード３４０が回転軸３４３を中心に回転し、上部接触部３４１を介し可動部３２０における可動板部３２２に下方向に力が加えられ、可動接点３２１と固定接点３１１とが接触する。この状態を図１４に示す。これにより、可動接点３２１と固定接点３１１との接触が維持され、電源から電力が供給される。

また、スイッチ部３００において、スイッチをオフにする場合には、後述するように、プラグコネクタ２００とジャックコネクタ１００とが離れることにより、ボタン３６０を押している力がなくなるため、開離バネ３７０の弾性及び可動バネ３２３の弾性による復元力により、ボタン３６０がオフの状態に戻る。即ち、図１３に示されるように、ボタン３６０の内壁部３６１において接触部３４１が接触しているカード３４０が回転軸３４３を中心に回転し、下部接触部３４２を介し可動部３２０における可動板部３２２に上方向に力が加わる。このように可動板部３２２に加えられた上方向の力により可動接点３２１と固定接点３１１との接触を離すことができ、電源からの電力の供給を停止することができる。この際、可動接点３２１と固定接点３１１との間でアークが発生する場合があるため、磁界の力によりアークを飛ばすことができるように、可動接点３２１と固定接点３１１との接触位置の近傍には、アークの発生する方向に対して略垂直方向の磁界を発生させる永久磁石３８０が設けられている。

また、スイッチ部３００では、ベースブロック３３０において、固定バネ３１２の他方が接続されている部分と、可動バネ３２３の他方が接続されている部分との間には、絶縁壁３３３が設けられている。これにより、固定部３１０と可動部３２０との熱による溶解等が進行した場合においても、固定部３１０の溶解された部分と、可動部３２０の溶解された部分とが絶縁壁３３３により分離される。よって、固定部３１０と可動部３２０とが溶解し、くっついた状態のまま電流が流れ続けてしまうことを防ぐことができる。

尚、スイッチ部３００では、ゴミ等がベースブロック３３０とケース３５０に囲まれた領域に侵入した場合には、固定接点３１１と可動接点３２１との間でショートまたは接触不良となる場合等がある。従って、スイッチ部３００がオフの状態においては、ベースブロック３３０とケース３５０に囲まれた領域へのゴミ等の侵入を防ぐため、ケース３５０における開口部３５１を塞ぐようにカード３４０のカード本体部３４５の上面が接触して押し当てられるように形成されている。これにより、スイッチ部３００がオフ状態において、開口部３５１からケース３５０の内部にゴミ等が侵入することを防ぐことができる。

また、スイッチ部３００がオンの状態においては、ベースブロック３３０とケース３５０に囲まれた領域へのゴミ等の侵入を防ぐため、ケース３５０における開口部３５１近傍に設けられた壁部３５２と、ボタン３６０に設けられたコの字状の端部３６２が設けられている。スイッチ部３００がオン状態においては、ケース３５０における壁部３５２をボタン３６０に設けられたコの字状の端部３６２が覆うように形成されており、壁部３５２と端部３６２により塞ぐことができる。これにより、スイッチ部３００がオン状態において、開口部３５１からケース３５０の内部にゴミ等が侵入することを防ぐことができる。

（コネクタの接続方法）
次に、本実施の形態におけるコネクタの接続方法について説明する。具体的には、図１０及び図１１に示されるように、ジャックコネクタ１００とプラグコネクタ２００とが離れている状態から、ジャックコネクタ１００とプラグコネクタ２００とが嵌合し、電気的に接続される状態となるまでを図１５から図１８に基づき順に説明する。尚、下記においては、ジャック端子１５３とプラグ端子２２３とが接続される場合について説明するが、プラグ端子２２２と、このプラグ端子２２２に対応するジャックコネクタ１００に設けられたジャック端子も同様に接続され、プラグ端子２２１と、ジャック端子１５１も同様に接続される。

最初に、図１５に示されるように、プラグコネクタ２００におけるプラグコネクタ開口部２１１に、ジャックコネクタ１００の接触面１１１が形成されている部分を挿入する。これにより、ジャックコネクタ１００のジャック開口部１２１の内部に設けられたジャック端子１５１と、プラグコネクタ２００におけるＧＮＤ端子となる長く形成されているプラグ端子２２１とが接触する。

次に、図１６に示されるように、更に、プラグコネクタ２００におけるプラグコネクタ開口部２１１に、ジャックコネクタ１００の接触面１１１が形成されている部分を挿入する。これにより、ジャックコネクタ１００のジャック開口部１２３の内部に設けられたジャック端子１５３とプラグコネクタ２００におけるプラグ端子２２３とが接触する。しかしながら、この状態においては、スイッチ部３００は閉じていない、即ち、スイッチ部３００における固定接点３１１と可動接点３２１とが接触していないため、プラグコネクタ２００の金属端子２３２、２３３等には、電力は供給されてはいない。

次に、図１７に示されるように、更に、プラグコネクタ２００におけるプラグコネクタ開口部２１１に、ジャックコネクタ１００の接触面１１１が形成されている部分を挿入する。これにより、ボタン３６０におけるボタン接触部３６３とジャックコネクタ１００における接触面１１１とが接触し、ジャックコネクタ１００における接触面１１１により、ボタン接触部３６３が押され、ボタン３６０が移動する。尚、この状態においては、スイッチ部３００における固定接点３１１に可動接点３２１が近づいている状態になるものの、固定接点３１１と可動接点３２１とは接触していないため、スイッチ部３００は閉じていない。よって、プラグコネクタ２００の金属端子２３２、２３３等には、電力は供給されてはいない。

次に、図１８に示されるように、プラグコネクタ２００におけるプラグコネクタ開口部２１１に、ジャックコネクタ１００の接触面１１１が形成されている部分が略完全に入るまで挿入する。これにより、更に、ジャックコネクタ１００における接触面１１１により、ボタン３６０におけるボタン接触部３６３が押され、ボタン３６０が移動し、スイッチ部３００における固定接点３１１と可動接点３２１とが接触する。これにより、ジャックコネクタ１００とプラグコネクタ２００とが電気的に接続される。即ち、ジャックコネクタ１００のジャック開口部１２３の内部に設けられたジャック端子１５３と、プラグコネクタ２００における金属端子２３３とが、プラグコネクタ２００におけるプラグ端子２２３、可動接点３２１及び固定接点３１１を介し電気的に接続される。これにより、ジャックコネクタ１００の側より、プラグコネクタ２００の金属端子２３２、２３３等に電力が供給される。

この際、ジャックコネクタ１００に設けられた突起部１４１が、プラグコネクタ２００における開口部２４１に入り込み、突起部１４１が開口部２４１より抜けない状態となっており、電気的な接続が維持される。

また、プラグコネクタ２００よりジャックコネクタ１００をはずす際には、ジャックコネクタ１００における押下部１４２を押して突起部１４１を下げてプラグコネクタ２００における開口部２４１から出た状態で、上記と逆の工程を行う。

以上、本発明の実施に係る形態について説明したが、上記内容は、発明の内容を限定するものではない。

１００ ジャックコネクタ
１１０ ジャック筐体部
１１１ 接触面
１２１ ジャック開口部
１２２ ジャック開口部
１２３ ジャック開口部
１３０ 電源ケーブル
１４１ 突起部
１４２ 押下部
１５１ ジャック端子
１５３ ジャック端子
２００ プラグコネクタ
２１０ プラグ筐体部
２２１ プラグ端子
２２２ プラグ端子
２２３ プラグ端子
２３１ 金属端子
２３２ 金属端子
２３３ 金属端子
２４１ 開口部
３００ スイッチ部
３１０ 固定部
３１１ 固定接点
３１２ 固定バネ
３２０ 可動部
３２１ 可動接点
３２２ 可動板部
３２３ 可動バネ
３３０ ベースブロック
３３１ ベースブロック本体部
３３２ 固定部支持部
３３３ 絶縁壁
３４０ カード
３４１ 上部接触部（第１の接触部）
３４２ 下部接触部（第２の接触部）
３４３ 回転軸
３４４ 突起部
３４４ａ 接触部
３４５ カード本体部
３５０ スイッチ部ケース
３５１ スイッチ部開口部
３５２ 壁部
３６０ ボタン
３６１ 内壁部
３６２ 端部
３６３ ボタン接触部
３７０ 開離バネ
３８０ 永久磁石

Claims (6)

1. 他のコネクタと接続される接続端子が設けられているコネクタであって、
   固定接点と、
   可動板部の一方の端部に設けられた可動接点と、
   前記可動板部を可動させる絶縁体により形成されているカードと、
   前記カードを可動させるボタンと、
   を有し、
   前記接続端子と前記可動接点とは接続されており、
   前記他のコネクタにおける他の接続端子と前記コネクタにおける前記接続端子とを接触させた状態で、前記他のコネクタにより前記ボタンに接触させて可動させることにより、前記カードを介し前記可動板部を可動させ、前記固定接点と前記可動接点とを接触させるものであって、
   前記ボタンは、前記他のコネクタと接触するボタン接触部と、前記カードの接触部と接触する内壁部とを備え、
   前記内壁部は前記ボタン接触部に対し、前記他のコネクタの挿抜方向から離れる方向に設けられていることを特徴とするコネクタ。
2. 前記固定接点に前記可動接点が接触している状態における前記ボタン接触部から前記ボタンの内壁部と接触している前記カードの接触部までの距離は、前記固定接点に前記可動接点が接触していない状態における前記ボタン接触部から前記ボタンの内壁部と接触している前記カードの接触部までの距離よりも、長いことを特徴とする請求項１に記載のコネクタ。
3. 前記固定接点及び前記可動接点は、各々複数設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載のコネクタ。
4. 前記他のコネクタにおける筐体部に設けられている突起部に対応した開口部が設けられており、
   前記固定接点と前記可動接点とが接触している状態においては、前記コネクタに設けられた前記開口部に前記他のコネクタに設けられた前記突起部が入り込むものであることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のコネクタ。
5. 前記コネクタは、プラグコネクタであって、
   前記接続端子は、プラグ端子であって、
   前記他のコネクタは、ジャックコネクタであって、
   前記他の接続端子は、ジャック端子であることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のコネクタ。
6. 請求項１から５のいずれかに記載のコネクタと、
   前記他のコネクタと、
   を有することを特徴とするコネクタ。

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