JP6289851B2 - 差し込みコネクタ並びに差し込み式接続部材 - Google Patents

Description

本発明は、複数の電気的なコンタクトエレメントの間の電気的接続を形成するための差し込みコネクタと、このような形式の差し込みコネクタを備えた差し込み式接続部材とに関する。

車両の駆動装置として働く電気モータを備えた電気自動車若しくはハイブリッド自動車では、電気モータは、例えばコンバータ及びバッテリを含み得る負荷回路に接続されなければならない。電気的な接続を形成するためには、負荷回路のケーブルに接続されていて、電気モータ若しくはハイブリッドモータのインターフェース若しくはソケットに差し込まれる差し込みコネクタ若しくはコネクタを使用することができる。

このような高電流の差し込み接続部を、例えば保守整備目的で開放する際には、通常、電気的コンタクトを中断する前に、電荷を放出させて、差し込み接続部が無電圧であることが保証されなければならない。これにより、差し込み接続部の開放後の事故を防止するべきである。

本発明の課題は、負荷コンタクト用の簡単に構成されかつ安全な差し込みコネクタ並びに差し込み接続部材を提供することである。

この課題を解決するために本発明の構成では、差し込みコネクタが、ロック位置と解除位置との間で運動可能なロックエレメントを含み、該ロックエレメントは、前記掛止エレメントが前記閉鎖位置から前記開放位置へと運動する際に、前記掛止エレメントを中間位置でロックして運動阻止するようにした。また、前記課題を解決するために本発明の構成では、差し込み式接続部材が、前記差し込みコネクタと、電気的な駆動モータにおける相補的な差し込みコネクタとを含んでいるようにした。

本発明の１つの構成は、複数の電気的なコンタクトエレメントの間の電気的接続を形成するための差し込みコネクタに関する。差し込みコネクタ若しくはコネクタは、車両の負荷回路の一部となり得る車両のケーブル若しくはワイヤーハーネスに接続することができる。ケーブルには、高電流若しくは負荷電流を通すように構成されている複数の電気的なラインが位置することができる。例えばケーブルは、３相交流を通すことができる。各ラインは、コンタクトエレメント（例えばピン）に接続することができる。

本発明の構成によれば、差し込みコネクタは、コンタクトエレメントを収容するケーシングを含み、該ケーシングは、相補的な差し込みコネクタの相補的なケーシング内に差し込まれるように形成されていて、このように差し込むことにより、前記差し込みコネクタの前記ケーシングにおける前記コンタクトエレメントは、前記相補的なケーシングにおける前記コンタクトエレメントに接続される。例えば、この差し込みコネクタは、車両の負荷回路に接続すべき電気的機器のインターフェースに差し込むことができる。この場合、差し込みコネクタのコンタクトエレメント（例えばピン）は、インターフェースの適当な相補的なコンタクトエレメント（例えばピン受容部）に差し込まれる。

さらに、この差し込みコネクタは、前記ケーシングに連結されていて、開放位置と閉鎖位置との間で運動することができる掛止エレメントを含み、前記開放位置では、前記ケーシングにおける前記コンタクトエレメントと、前記相補的なケーシングにおける前記コンタクトエレメントとが互いに分離されていて、前記閉鎖位置では、前記ケーシングにおける前記コンタクトエレメントと、前記相補的なケーシングにおける前記コンタクトエレメントとが互いに接続されている。掛止エレメントは例えば、ケーシングにおける回転軸線を中心として回動することができるレバーであって良い。前記掛止エレメントは、前記差し込みコネクタの差し込み方向に対して横方向で運動可能なスライドエレメントであっても良い。

差し込みコネクタはさらに、ロック位置と解除位置との間で運動可能なロックエレメント若しくはロックバーを含む。該ロックエレメントは、前記掛止エレメントが閉鎖位置から開放位置へと運動する際に、前記掛止エレメントを中間位置でロックするように構成されている。ロックエレメントがロック位置にある限りは、掛止エレメントは開放位置の方向でさらに動くことはできない。ロックエレメントがまず、解除位置に移行されなければならず、これには付加的な時間を要する。このようにして、差し込みコネクタをインターフェースから解離するのに必要な総合的な時間を延長することができ、これにより場合によっては存在する電荷を良好に放出することができる。これにより差し込み式接続部材を開放するためにかかる時間は延長され、例えば全体で５秒程度となり得る。

本発明の構成によれば、前記ロックエレメントは前記掛止エレメントに取り付けられており、前記掛止エレメントに対して相対的に前記ロック位置と前記解除位置との間で摺動可能である。これにより、延長された開放時間を要する差し込みコネクタを設けたい場合、掛止エレメントを変更するだけで良い。例えばケーシング、ケーブル接続部、又はコンタクトエレメントのような、差し込みコネクタの別の構成部分を変更する必要はない。これにより、付加的な構成としてのロックエレメントを備えた差し込みコネクタを形成することができる。

本発明の構成によれば、前記ロックエレメントを前記ロック位置と前記解除位置との間で手動で動かすことができる。例えばロックエレメントは掛止エレメントの側方に取り付けることができるので、ロックエレメントの側面は外方に向けられている。差し込みコネクタを解除したい者は、掛止レバー又は掛止スライダを中間位置に動かしてから、例えば指でロックエレメントの側面を把持し、ロックエレメントを解除位置へとスライドさせる必要がある。その後、掛止レバー又は掛止スライダを完全に開放位置へ動かすことができる。このようにして操作安全性への要求は満たされる。

ロックエレメントは、掛止エレメントの（例えば反対側の）２つの面に設けることができる。これにより必要時には、システムの二重化（倍増化）により開放時間を延長させることができる。

本発明の構成によれば、前記ロックエレメントは、前記掛止エレメントに取り付けられたスライダを含む。例えば、ロックエレメントは、掛止エレメントに設けられた開口部で摺動させることができ、ロックエレメントは掛止エレメントにおいて溝によってガイドされている。

本発明の構成によれば、前記ロックエレメントは、前記ロック位置及び前記解除位置で、前記掛止エレメントに係止している。例えばロックエレメントは１つの突起を有していて、掛止エレメントは複数の凹部を有することができ、これらの凹部は、前記突起が、ロック位置及び解除位置でそれぞれ、ロックエレメントを掛止エレメントに保持するように設けられている。ロックエレメントはさらに力をかけることなくしては各位置から動くことはできない。

本発明の構成によれば、差し込みコネクタのケーシングは、前記ロックエレメントに設けられたピンがロック位置で当接するストッパを有している。ロックエレメントがロック位置から解除位置へと動かされると、ピンはストッパの側方を通過することができる。このストッパは、例えば、差し込みコネクタのケーシングの側方に取り付けることができ、例えば外方に向かって突出している。

本発明の構成によれば、差し込みコネクタのケーシングはガイドエレメントを有しており、該ガイドエレメントは、前記掛止エレメントが前記開放位置から前記閉鎖位置へと運動する際に、前記ロックエレメントのピンを受容し、前記ロックエレメントを前記ロック位置に動かす。ガイドエレメントも、差し込みコネクタのケーシングの側方に設けることができ、例えば外方に向かって突出している。このようにして、差し込み式接続部材の閉鎖時には、ロックエレメントは自動的にロック位置へと戻される。差し込み式接続部材の閉鎖のために付加的な操作時間も不要である。

本発明の構成によれば、前記掛止エレメントは溝を有しており、該溝は、前記相補的なケーシングに設けられた突出部若しくはピンを受容するように形成されており、これにより、前記掛止エレメントが前記開放位置から前記閉鎖位置へと運動する際に、前記ケーシングと前記相補的なケーシングとが互いに引き合わされるようになっている。掛止エレメントは、掛止エレメントの運動を、コンタクトエレメントの接続又は分離のための差し込み方向での運動に変換することができるレバーとして働くことができる。

相補的なケーシングに設けられた突起が中間位置で溝内に位置している場合、差し込みコネクタは、差し込みコネクタが中間位置で外れないように構成されている。

本発明の構成によれば、差し込みコネクタは、少なくとも１つの負荷コンタクトを有しており、該負荷コンタクトは中間位置で、相補的な負荷コンタクトに電気的にコンタクトされている。さらに、差し込みコネクタは、セーフティコンタクトを有しており、該セーフティコンタクトは中間位置で、相補的なセーフティコンタクトから電気的に分離されている。セーフティコンタクトは、掛止エレメントが閉鎖位置から中間位置へと運動する際に、相補的なセーフティコンタクトから分離される。このようにして、セーフティコンタクトの分離を検出する制御により、電気的機器（例えば電気モータ）が非作動にされ、これにより、ロックエレメントが解除される間に、電荷を負荷コンタクトを介して放出させることができる。

要するに、ロックエレメントによって、掛止レバー又は掛止スライダの開放行程を所定の位置（即ち中間位置）でロックすることができる。差し込みコネクタはこの位置で引き抜くことはできない。差し込み式接続部材における２つのセーフティコンタクトを含む制御回路によって、この位置で、差し込み式接続部材を通る負荷電流若しくは主電流は遮断される。主電流の残留電荷は、ロックの継続期間中に、ロックエレメントから流出することができる。掛止レバー又は掛止スライダのロックは、ロックエレメントの開放により解除される。その後、差し込み式接続部材を開放することができる。

本発明の別の構成は、ケーブルと車両の電気的な駆動モータとの間の電気的接続を形成するための差し込み式接続部材に関する。車両とは例えば、乗用車、トラック又はバスであって良い。

本発明の構成によれば、上述したように又は後述するように、この差し込み式接続部材は差し込みコネクタ（例えばコネクタ）を含んでいる。さらに、この差し込み式接続部材は、電気的な駆動モータに設けられた相補的な差し込みコネクタ（例えばインターフェース）を含んでいる。

以下に、本発明の実施例を添付の図面につき詳しく説明する。

本発明の構成による差し込み式接続部材を閉鎖位置で示した図である。 ロックエレメントがロックされた状態で、図１の差し込み式接続部材を中間位置で示した図である。 ロックエレメントが解除された状態で、図１の差し込み式接続部材を中間位置で示した図である。 図１の差し込み式接続部材を開放位置で示した図である。 図１の差し込み式接続部材を閉鎖運動時の中間位置で示した図である。 本発明の別の構成による差し込み式接続部材を閉鎖位置で示した図である。 ロックエレメントがロックされた状態で、図６の差し込み式接続部材を中間位置で示した図である。 ロックエレメントが解除された状態で、図６の差し込み式接続部材を中間位置で示した図である。 図６の差し込み式接続部材を開放位置で示した図である。 図６の差し込み式接続部材を閉鎖運動時の中間位置で示した図である。

基本的に、同じ部分又は類似の部分には同じ符号が付与されている。

図１には差し込み式接続部材１０の縦断面図が示されており、この差し込み式接続部材１０は、差し込みコネクタ若しくはコネクタ１２と、インターフェース１４、即ち相補的な差し込みコネクタ１４とを含んでいる。差し込みコネクタ１２はケーシング１６を有しており、このケーシング１６はケーブルの端部を収容することができ、このケーブルのラインはコンタクトエレメント１８に電気的に接続されている。インターフェース１４もケーシング２０を有しており、該ケーシング２０のカラー２２には、差し込みコネクタ１２を差し込むことができる。インターフェース１４のケーシング２０には、コンタクトエレメント１８に差し込み可能である別のコンタクトエレメント２４が配置されている。例えばコンタクトエレメント２４はピンであり、コンタクトエレメント１８はピン受容部である。

さらに差し込みコネクタ１２は、掛止レバー２８の形の掛止エレメント２６を有している。掛止レバー２８は、回転軸線３０を中心として閉鎖位置と開放位置との間で旋回可能である。掛止レバー２８は溝３２を有しており、この溝は、インターフェース１４のカラー２２に設けられたピン若しくは突起３４を収容することができる。掛止レバー２８が開放位置と閉鎖位置との間で運動する際に、掛止レバー２８の旋回運動は溝３２とピン３４とによって、差し込み式接続部材１０の差し込み方向への直線運動に変換される。

図１では掛止レバー２８は閉鎖位置で示されており、閉鎖位置では、ピン３４は溝３２の端部に位置している。コンタクトエレメント１８とコンタクトエレメント２４とは互いに差し込まれていて、互いに電気的に接続されている。従って差し込み式接続部材１０は完全に閉じられている。

さらに差し込みコネクタ１２は、掛止エレメント２６にロックエレメント３６を有している。ロックエレメント３６は、掛止レバー２８に設けられた開口部３８に収容されていて、軸線３０に関して半径方向でロック位置と解除位置との間で手動で摺動させることができるスライダである。

図１では、ロックエレメント３６がロック位置で示されている。

差し込みコネクタ１２のケーシング１６には、側方でロックエレメント３６から突出しているピン４２のためのガイドゲート４０が側方に位置している。ガイドゲート４０はガイドエレメント４４とストッパ４６とを含む。

図１に示されているように、ガイドエレメント４４は、掛止エレメント２８の閉鎖位置で、ロックエレメント３６がロック位置から解除位置へと動くことを阻止している。

図２には、掛止エレメント２６が、図１に示された閉鎖位置から手動で中間位置へと動かされた後の差し込み式接続部材１０が示されている。矢印で略示された、掛止レバー２８の開放過程は、ロックエレメント３６による掛止レバー２８のロック即ち運動阻止により停止される。このような停止は、ロックエレメント３６のピン４２がストッパ４６に当接することにより起こる。ストッパ４６の端面はこの場合、回転軸線３０に対して半径方向で延びている。

ロックエレメント３６は２つの突起４８を有しており、これらの突起４８は、掛止エレメント２６に設けられた２つの凹部５０でロックエレメント３６を保持するので、ロックエレメント３６が自動的に解除位置へと滑っていくことはない。

コンタクトエレメント１８若しくはコンタクトエレメント２４はそれぞれ１つのセーフティコンタクト１８ａ，２４ａと、それぞれ負荷コンタクト１８ｂ，２４ｂとを有している。中間位置では、負荷コンタクト１８ｂ，２４ｂ間の電気的接続はまだ存在しているが、セーフティコンタクト１８ａ，２４ａ間の電気的接続は既に分離されている。セーフティコンタクト１８ａ，２４ａを介した制御回路によって、この位置で、負荷コンタクト１８ｂ，２４ｂを通る負荷電流が遮断される。従って、負荷電流の残留電荷は、ロックエレメント３６によるロックの継続期間中に流出することができる。

図３には、ロックエレメント３６が矢印の方向で解除位置へとスライドされた状態が示されている。このためには、ロックエレメント３６には相応の力を加えて、これにより突起４８を凹部５０から出さなければならない。解除位置では、突起４８は、ロックエレメント３６がロック位置に戻る方向で滑るのを阻止するために別の凹部５２内に位置している。

ロックエレメント３６のピン４２は今や、ストッパ４６の側方に沿って動くことができる。掛止レバー２８のロックは、ロックエレメント３６の開放により解除される。今や掛止レバー２８は、開放位置における終端ストッパに到るまでさらに開放される。

図４には差し込み式接続部材１０が開放位置で示されている。コンタクトエレメント１８，２４は互いに分離されている。差し込みコネクタ１２はインターフェース１４から引き抜かれている。

ロックエレメント３６は、掛止レバー２８の開放位置で、ストッパ４６に結合されていて、回転軸線３０に関して周方向で延びている支持面５４上に支持されている。このようにしてロックエレメント３６がロック位置へとスライドすることがないようになっている。

図４に矢印で示されているように、掛止レバー２８は開放位置から再び閉鎖位置へと戻り運動することができる。この場合、インターフェース１４のピン３４が溝３２内に係合し、差し込みコネクタ１２をインターフェース１４の方向で押すので、コンタクトエレメント１８，２４は互いに接続される。

図５では差し込み式接続部材１０が再び中間位置で示されている。ガイドエレメント４４は、掛止レバー２８の閉鎖時に、ピン４２がガイドエレメント４４の下方を滑動し、回転軸線３０の方に押されるように、回転軸線３０の周りで湾曲されている。この場合、回転軸線３０からガイドエレメント４４の間隔は周方向で短くなる。従って、ロックエレメント３６は自動的にガイドエレメント４４によって閉じられる。

図６には、差し込み式接続部材１０の縦断面図が示されている。この図では、差し込みコネクタ１２は、図１〜図５に示されたものとは、掛止スライダ２８´の形の掛止エレメント２６を有している点で異なっている。

インターフェース１４は図１〜図５に示したものと同様に構成することができる。差し込みコネクタ１２は単に、掛止エレメント２６及びガイドゲート４０と溝３２の点で異なっている。

図６〜図１０に示された、掛止スライダ２８´を備えた差し込み式接続部材１０は、掛止エレメント２６とロックエレメント３６が、図１〜図５と同じ位置で示されている。

掛止スライダ２８´は、差し込み方向に対して横方向で、閉鎖位置と開放位置との間で旋回可能である。掛止スライダ２８´が開放位置と閉鎖位置との間で運動する際に、掛止スライダ２８´の運動は溝３２とピン３４とによって、差し込み式接続部材１０の差し込み方向への直線運動に変換される。

図６では、掛止スライダ２８´は閉鎖位置で示されていて、この位置ではピン３４が溝３２の端部に位置しており、ロックエレメント３６はロック位置にある。

図７では、差し込み式接続部材１０の掛止スライダ２８´は中間位置で示されている。開放過程は、ロックエレメント３６がストッパ４６に当接して、掛止スライダ２８´がロックされることにより停止される。ストッパ４６の端面はこの場合、掛止スライダ２８´の運動方向に対してほぼ直交方向で延びている。

図２につき説明したのと同様に、中間位置では負荷電流は遮断される。

図８には、ロックエレメント３６が矢印の方向で解除位置へとスライドされた状態が示されている。掛止スライダ２８´のロックは、ロックエレメント３６の開放により解除される。今や掛止スライダ２８´は、終端ストッパに到るまでさらに開放させることができる。

図９に示されているように、今や差し込み式接続部材１０は完全に開放されて、引き抜くことができる。ロックエレメント３６は、ストッパ４６に結合されていて、掛止スライダ２８´の運動方向に対してほぼ平行に延びている支持面５４上に支持されている。

図１０に示されているように、ガイドエレメント４４は、掛止スライダ２８´の閉鎖時に、ピン４２がガイドエレメント４４の下方を滑動し、ロック位置に向かって押されるような形状を有している。ガイドエレメント４４の第１の区分はこのために、掛止スライダ２８´の運動方向に対して傾斜して配置されている。

補足すると、「含む」という語句は、別のエレメント又はステップを排除するものではなく、「１つの」の記載は複数を排除するものではない。さらに補足すると、上記実施例のいずれか１つを参照して記載された特徴又はステップは、上記実施例の別の実施例の別の特徴又はステップと組み合わせて使用することができる。特許請求の範囲における符号は限定的なものではない。

１０ 差し込み式接続部材、 １２ 差し込みコネクタ、 １４ インターフェース、 １６ ケーシング、 １８ コンタクトエレメント、 ２０ ケーシング、 ２２ カラー、 ２４ コンタクトエレメント、 １８ａ，２４ａ セーフティコンタクト、 １８ｂ，２４ｂ 負荷コンタクト、 ２６ 掛止エレメント、 ２８ 掛止レバー、 ２８´ 掛止スライダ、 ３０ 回転軸線、 ３２ 溝、 ３４ ピン、 ３６ ロックエレメント、 ３８ 開口部、 ４０ ガイドゲート、 ４２ ピン、 ４４ ガイドエレメント、 ４６ ストッパ、 ４８ 突起、 ５０ 凹部、 ５２ 凹部、 ５４ 支持面

Claims (11)

1. 複数の電気的なコンタクトエレメント（１８，２４）間の電気的接続を形成する差し込みコネクタ（１２）であって、
   前記コンタクトエレメント（１８）を収容するケーシング（１６）を含み、該ケーシング（１６）は、相補的な差し込みコネクタ（１４）の相補的なケーシング（２０）内に差し込まれるように形成されていて、このように差し込むことにより、前記差し込みコネクタ（１２）の前記ケーシング（１６）における前記コンタクトエレメント（１８）は、前記相補的なケーシング（２０）における前記コンタクトエレメント（２４）に接続され、
   前記ケーシング（１６）に連結されていて、開放位置と閉鎖位置との間で運動することができる掛止エレメント（２６）を含み、前記開放位置では、前記ケーシング（１６）における前記コンタクトエレメント（１８）と、前記相補的なケーシング（２０）における前記コンタクトエレメント（２４）とが互いに分離されていて、前記閉鎖位置では、前記ケーシング（１６）における前記コンタクトエレメント（１８）と、前記相補的なケーシング（２０）における前記コンタクトエレメント（２４）とが互いに接続されている、
   差し込みコネクタ（１２）において、
   ロック位置と解除位置との間で運動可能なロックエレメント（３６）を含み、
   該ロックエレメント（３６）は、前記掛止エレメント（２６）が前記閉鎖位置から前記開放位置へと運動する際に、前記掛止エレメント（２６）を中間位置でロックするものであり、
   前記ケーシング（１６）はガイドエレメント（４４）を有しており、該ガイドエレメント（４４）は、前記掛止エレメント（２６）が前記開放位置から前記閉鎖位置へと運動する際に、前記ロックエレメント（３６）のピン（４２）を受け止めて、前記ロックエレメント（３６）を前記ロック位置へと動かすことを特徴とする、差し込みコネクタ。
2. 前記ロックエレメント（３６）は前記掛止エレメント（２６）に取り付けられており、前記掛止エレメント（２６）に対して相対的に前記ロック位置と前記解除位置との間で摺動可能である、請求項１記載の差し込みコネクタ。
3. 前記ロックエレメント（３６）を、前記ロック位置と前記解除位置との間で手動で動かすことができる、請求項１又は２記載の差し込みコネクタ。
4. 前記ロックエレメント（３６）は、前記掛止エレメント（２６）に取り付けられたスライダを含む、請求項１から３までのいずれか１項記載の差し込みコネクタ。
5. 前記ロックエレメント（３６）は前記ロック位置及び／又は前記解除位置で、前記掛止エレメント（２６）に係止している、請求項１から４までのいずれか１項記載の差し込みコネクタ。
6. 前記ケーシング（１６）は、前記ロックエレメント（３６）に設けられたピン（４２）がロック位置で当接するストッパ（４６）を有している、請求項１から５までのいずれか１項記載の差し込みコネクタ。
7. 前記掛止エレメント（２６）は溝（３２）を有しており、該溝は、前記相補的なケーシング（２０）に設けられた突出部（３４）を受容するように形成されており、これにより、前記掛止エレメント（２６）が前記開放位置から前記閉鎖位置へと運動する際に、前記ケーシング（１６）と前記相補的なケーシング（２０）とが互いに引き合わされるようになっている、請求項１から６までのいずれか１項記載の差し込みコネクタ。
8. 前記掛止エレメント（２６）は、前記ケーシング（１６）における回転軸線（３０）を中心として回動するレバー（２８）を含む、請求項１から７までのいずれか１項記載の差し込みコネクタ。
9. 前記掛止エレメント（２６）は、前記差し込みコネクタ（１２）の差し込み方向に対して横方向で運動可能なスライドエレメント（２８´）を含む、請求項１から７までのいずれか１項記載の差し込みコネクタ。
10. 少なくとも１つの負荷コンタクト（１８ｂ）を有していて、該負荷コンタクトは中間位置で、相補的な負荷コンタクト（２４ｂ）に電気的にコンタクトされており、
    セーフティコンタクト（１８ａ）を有していて、該セーフティコンタクトは中間位置で、相補的なセーフティコンタクト（２４ａ）から電気的に分離されている、請求項１から９までのいずれか１項記載の差し込みコネクタ。
11. ケーブルと、車両の電気駆動モータとの間の電気的な接続を形成する差し込み式接続部材（１０）であって、
    請求項１から１０までのいずれか１項記載の差し込みコネクタ（１２）と、電気的な駆動モータにおける相補的な差し込みコネクタ（１４）とを含んでいることを特徴とする、差し込み式接続部材。

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