TWI384704B - 插入式連接器、接收式連接器及連接器單元 - Google Patents

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Description

插入式連接器、接收式連接器及連接器單元
本發明一般係關於插入式連接器、接收式連接器及連接器單元。更明確言之，本發明係關於一種插入式連接器、接收器連接器及用於供應電力之一連接器單元。
此專利申請案係基於並要求申請於2008年7月30日的日本專利申請案第2008-196922號及申請於2008年9月29日的日本專利申請案第2008-251497號之優先權，該兩個申請案的完整內容係以引用方式併入本文。
藉由從一電源接收電力之一供應來操作一電氣裝置係一般實務。當該電氣裝置從該電源接收該電力之供應時，該電力一般係經由一連接器單元從該電源向該電氣裝置供應。
如日本特許公開專利申請公告案第5-82208號及日本特許公開專利申請公告案第2003-31301號中所說明，在此一連接器單元中，一凸出形狀的插入式連接器與一凹陷形狀的接收式連接器係彼此接合用於電連接。
另一方面，作為針對全球暖化或類似情況之一措施，即使在一局部區域中的電力傳輸中，已建議供應高電壓及直流電力，藉此可使得在一變壓器中或因電力傳輸引起的電力損失較低而無需較粗之電纜。特定言之，在一資訊裝置(例如一伺服器)中，因為耗電量大故需要此種電力供應。
若該電壓較高，則向該電氣裝置供應之電力可能影響人體或電子組件之操作。
在將高電壓電力用於該資訊裝置(例如該伺服器)之情況下，當安裝該裝置時或在維護之時，是由人來實行操作。因此，需要使用與一習知交流電商用電源所使用之連接器單元不同之連接器單元，來作為用於進行電連接之一連接器單元。
因此，本發明之具體實施例可提供一種新穎而有用的插入式連接器、接收式連接器及連接器單元，其解決上述問題之一或多個問題。
更明確言之，本發明之具體實施例可提供一種可藉以安全地供應高電壓電力之插入式連接器、接收式連接器及連接器單元。
本發明之另一態樣可以係提供一種連接至一接收式連接器之插入式連接器，該接收式連接器經組態為將一電源與從該電源接收一電力供應之一電氣裝置電連接，該插入式連接器係連接至該電氣裝置，該插入式連接器包括：兩個電源插頭端子，其係由一導體製成，該導體經組態為接收該電力供應；以及一控制插頭端子，其經組態為於一插入方向上伸出與縮回；其中該接收式連接器係連接至該電源；該接收式連接器包括兩個電源插座端子，其對應於該等電源插頭端子；以及一控制插座端子，其對應於該控制插頭端子；該控制插座端子包括連接至該兩個電源插座端子之兩個控制開關；該電源經組態為經由該兩個控制開關從該等電源插座端子供應電力；且藉由在兩個電源插頭端子與該兩個電源插座端子彼此接合之一狀態中，在該控制插座端子中使該控制插頭端子伸出於該插入方向上而連接該兩個控制開關之接點，以向該電氣裝置供應該電力。
本發明之另一態樣可以係提供一種連接至一插入式連接器之接收式連接器，該插入式連接器經組態為將一電源與從該電源接收一電力供應之一電氣裝置電連接，該插入式連接器係連接至該電氣裝置，該插入式連接器包括兩個電源插頭端子，其係由一導體製成，該導體經組態為接收該電力供應；以及一控制插頭端子，其經組態為於一插入方向上伸出與縮回；該接收式連接器係連接至該電源，該接收式連接器包括：兩個電源插座端子，其係對應於該等電源插頭端子；以及一控制插座端子，其係對應於該控制插頭端子；其中該控制插座端子包括連接至該兩個電源插座端子之兩個控制開關；該電源經組態為經由該兩個控制開關從該等電源插座端子供應電力；且藉由在兩個電源插頭端子與該兩個電源插座端子彼此接合之一狀態中，在該控制插座端子中使該控制插頭端子伸出於該插入方向上而連接該兩個控制開關之接點，以向該電氣裝置供應該電力。
本發明之另一態樣可以係提供一種連接器單元，其經組態為將一電源與從該電源接收一電力供應之一電氣裝置電連接，該連接器單元包括：一插入式連接器，其係連接至該電氣裝置；以及一接收式連接器，其係連接至該電源；其中該插入式連接器包括兩個電源插頭端子，其係由一導體製成，該導體經組態為接收該電力供應；以及一控制插頭端子，其經組態為於一插入方向上伸出與縮回；該接收式連接器包括兩個電源插座端子，其係對應於該等電源插頭端子；以及一控制插座端子，其係對應於該控制插頭端子；以及該控制插座端子包括連接至該兩個電源插座端子之兩個控制開關；該電源經組態為經由該兩個控制開關從該等電源插座端子供應電力；且藉由在兩個電源插頭端子與該兩個電源插座端子彼此接合之一狀態中，在該控制插座端子中使該控制插頭端子伸出於該插入方向上而連接該兩個控制開關之接點，以向該電氣裝置供應該電力。
下面參考本發明之具體實施例之圖1至圖18來進行說明。
[第一具體實施例]
說明本發明之一第一具體實施例之一插入式連接器、一接收式連接器及一連接器單元。
(插入式連接器、接收式連接器及連接器單元之結構)
圖1中顯示本發明之第一具體實施例之插入式連接器、接收式連接器及連接器單元之結構。
本發明之第一具體實施例之連接器單元包括一插入式連接器10與一接收式連接器20。
該插入式連接器10係連接至一資訊裝置40(例如一伺服器)。該插入式連接器10包括兩個電源插頭端子11與12、一控制插頭端子13及一接地插頭端子14。該控制插頭端子13可以係在該插入式連接器10之一插入方向上縮回。
另一方面，該接收式連接器20係連接至一經組態為供應該電力之高電壓電源50。該接收式連接器20包括對應於該等電源插頭端子11與12之電源插座端子21與22、對應於該控制插頭端子13之一控制插座端子23及對應於該接地插頭端子14之一接地插座端子24。
此外，該接收式連接器20包括兩個控制開關31與32。
該等控制開關31及32包括板形開關或類似者。藉由推動該等控制開關31及32，其接點接觸而電流流動。在此範例中，一絕緣板式彈簧33係在該等控制開關31及32之正上方。
該控制開關31之一端係連接至該高電壓電源50之一正輸出。該控制開關31之另一端係連接至該電源插座端子21。另一方面，該控制開關32之一端係連接至該高電壓電源50之一負輸出。該控制開關32之另一端係連接至該電源插座端子22。
在該兩個控制開關31及32中，藉由其中在該插入式連接器10與該接收式連接器20係彼此接合之一狀態中在該插入方向上伸出該插入式連接器10之控制插頭端子13來經由該絕緣板式彈簧33連接該兩個控制開關31與32之接點。
因此，藉由連接該等控制開關31與32之接點，向在該接收式連接器20中的電源插座端子21及22供應電力。此外，經由該插入式連接器10之電源插頭端子11及12向該資訊裝置40(例如一伺服器)供應該電力。
因此，在本發明之具體實施例之連接器單元中，該等控制開關31及32係連接至該等電源插座端子21及22。在高於48V之一高電壓(更明確言之，等於或高於200V之一高電壓)的直流電力之一情況下，可能因該接點而對人體造成危險。因此，藉由將該等控制開關31及32連接至該等電源插座端子21及22，控制來自該等電源插座端子21及22的電力之供應以進一步提高安全性。
在本發明之具體實施例中，該控制插座端子23並不限於具有一在該控制插座端子13係伸出之一狀態中接合該控制插頭端子13的結構。該控制插頭端子23之一結構可以係其中在內部包括一基於因該控制插頭端子13的伸出與縮回所導致之一動態力來控制開啟與關閉的控制開關或類似者。
(連接器單元之結構)
接下來，參考圖2至圖5來說明本發明之具體實施例之一連接器之一結構及一連接方法。
圖2(a)係本發明之具體實施例之插入式連接器10的一透視圖。圖2(b)係本發明之具體實施例之接收式連接器20之一主體的一透視圖。
圖3(a)係其中該控制插頭端子13係在本發明之具體實施例之插入式連接器10中縮回之一狀態之一內部結構的一透視圖。圖3(b)係其中該控制插頭端子13係在本發明之具體實施例之插入式連接器10中伸出之一狀態之一內部結構的一透視圖。
圖4(a)係本發明之具體實施例之接收式連接器20的一俯視圖。圖4(b)係本發明之具體實施例之接收式連接器20的一側視圖。圖4(c)係本發明之具體實施例之接收式連接器20的一後表面圖。
圖5(a)係本發明之具體實施例之接收式連接器20的一內部結構圖。圖5(b)係該接收式連接器20之控制開關31及32之附近的一展開圖。
圖2(a)所示之插入式連接器10具有約30mm之寬度W1、約30mm之長度D1及約16mm之高度H1。400VDC之一DC(direct current；直流電)電源電纜15係連接至該插入式連接器10。該等電源插頭端子11與12、該控制插頭端子13及由金屬製成之接地插頭端子14係提供於該插入式連接器10之其中一與該電纜15所連接之一側相對的側。該電源插頭端子11與12之長度A約為17mm。該接地插頭端子14之長度B約為19mm。
在插入於該接收式連接器20中後，本發明之具體實施例之插入式連接器10隨即處於圖3(a)中所示之一狀態中。此後，藉由推動一推鈕16，伸出該控制插頭端子13而令一鉸鏈17旋轉。因此，一鎖定端子18在垂直於該插入方向之一方向上突伸以形成圖3(b)中所示之一狀態。
另一方面，如圖2(b)及圖4中所示，本發明之具體實施例之接收式連接器20具有一其中該插入式連接器10的主體之一部分係與該接收式連接器20接合之結構。
該接收式連接器20包括該等電源插座端子21與22、該接地插座端子24及該控制插座端子23。該等電源插座端子21與22經組態為連接至該等電源插頭端子11與12。該接地插座端子24經組態為連接至該接地插頭端子14。該控制插座端子23經組態為在其中該控制插頭端子13係伸出之一狀態中連接至該控制插頭端子13。
在該接收式連接器20的主體之一後表面處提供連接至一下述PDU(電力分配單元)之一主體的一端子。更明確言之，在該接收式連接器20之主體之後表面處提供電力端子21A及22A與一接地端子24A。該電力端子21A係經由該控制開關31連接至該電源插座端子21。該電力端子22A係經由該控制開關32連接至該電源插座端子22。該接地端子24A係連接至該接地插座端子24。
圖4中所示之接收式連接器20具有約56mm之寬度W2、約40mm之長度D2及約40.5mm之高度H2。
圖5(a)及圖5(b)顯示該接收式連接器20之內部結構。該兩個控制開關31及32係提供於該接收式連接器20的控制插座端子23之內部。在將提供於該兩個控制開關31與32上方的絕緣板式彈簧33從一上部部分推動以便為彎曲時，該兩個控制開關31與32的接點接觸且藉此一電流流動。
由於該流動電流係400VDC，因此，該接收式連接器10的控制插頭端子13之頭端將該兩個控制開關31及32直接推動以至於該等接點接觸會有危險。因此，在此範例中，該兩個控制開關31與32的接點經由該絕緣板式彈簧33而接觸。在此範例中，用於防止電弧作用之永久磁體25A及25B係提供於該等控制開關31及32的接點之附近。
接下來，參考圖6至圖8來說明本發明之具體實施例之插入式連接器10與接收式連接器20之一連接方法。圖6至圖8係用於說明本發明之第一具體實施例之插入式連接器10與接收式連接器20之連接方法的第一至第三圖。圖6至圖8之每一者顯示一斷面之一示意性結構。
圖6顯示在該插入式連接器10與該接收式連接器20係彼此連接之前的一狀態。在圖6所示之一狀態中，該插入式連接器10之電源插頭端子11並非連接至該電源插座端子21。
同樣，圖1中所示的電源插頭端子12與該電源插座端子22並非彼此連接。該接地插頭端子14與該接地插座端子24並非彼此連接。此外，該控制插頭端子13係縮回。經組態為伸出與縮回該控制插頭端子13之推鈕16突伸。
另一方面，在該接收式連接器20中，該控制開關31與該電源插座端子21係彼此連接。更明確言之，該控制開關31包括一板式彈簧部分35與接點36及37。該接點36係連接至該電源插座端子21。該板式彈簧部分35係由一金屬板式彈簧形成。該接點37係經由該板式彈簧部分35連接至該電源50。
同樣，圖1中所示的電源插頭端子12係連接至該電源插座端子22。該控制開關32係連接至該電源50。此外，當從該絕緣板式彈簧33之一上部部分施加一力時，提供於該等控制開關31及32上方之絕緣板式彈簧33係變形，從而將該力傳遞至該等控制開關31及32。
接下來，圖7中顯示其中該插入式連接器10係插入於該接收式連接器20中之一狀態。在此狀態中，該接收式連接器10之電源插座端子21與電源插頭端子11係彼此接合。
同樣，圖1中所示的電源插頭端子12與電源插座端子22係彼此接合。該接地插頭端子14與該接地插座端子24係彼此接合。在此狀態中，該控制插頭端子13係保持縮回，而經組態為伸出與縮回該控制插頭端子13之推鈕16係保持突伸。因此，該接收式連接器20之控制開關31之接點37與接點36並非連接。同樣，未顯示的控制開關32之接點39與接點38並非連接。
圖8中顯示其中該插入式連接器10係插入於該接收式連接器20中而該控制插頭端子13伸出之一狀態。
更明確言之，藉由推動該推鈕16，該控制插頭端子13伸出，而該控制插頭端子13的頭端將該絕緣板式彈簧33推動以使該板式彈簧33彎曲。由於該絕緣板式彈簧33之彎曲，該控制開關31之板式彈簧部分35係彎曲，以將該控制開關31的接點37與接點36連接。
藉由連接該控制開關31的接點37與接點36，向該電源插座端子21供應來自圖1中所示的電源50之電力。同樣，向圖1中所示的電源插座端子22供應該電力。因此，經由連接至該等電源插座端子21及22的電源插頭端子11及12從該電源50向連接至該插入式連接器10的資訊裝置40(例如，圖1中所示之一伺服器)供應該電力。
接下來，參考圖9來說明該控制開關31之接點36及37與該控制開關32之接點38及39。
如圖5所示，該永久磁體25A係提供於該控制開關31的接點36及37之附近。該永久磁體25B係提供於該控制開關32的接點38及39之附近。
參考圖9(a)，在該控制開關31中的直線指示當該等接點36與37係連接時該電流流動之方向。在該控制開關32中的直線指示當該等接點38與39係連接時該電流流動之方向。在此連接狀態中，從該電源50供應之電流流經該等控制開關31及32且係供應至該資訊裝置40(例如該伺服器)。
在此，當該控制插頭端子13係縮回時，該控制開關31之接點36及37及該控制開關32之接點38及39係斷開而使得該電流之流動停止。此刻，在該等接點36與37之間及在該等接點38與39之間產生電弧作用(電弧電流)。
在此情況下，藉由在該等接點36及37的附近提供該永久磁體25A，如圖9(b)所示，由於該永久磁體25A而產生由一虛線指示之磁通量。藉此，基於夫來明(Fleming)左手規則產生一勞倫茲力(Lorentz force)。因此，如圖9(a)所示，如圖9(a)中的數值參考91所示該電弧作用係偏轉以致將其去除。
此外，藉由在該等接點38及39的附近提供該永久磁體25B，如圖9(c)所示，由於該永久磁體25B而產生由一虛線指示之磁通量。藉此，基於夫來明左手規則產生另一勞倫茲力。因此，如圖9(a)所示，如圖9(a)中的數值參考92所示該電弧作用係偏轉以便將其去除。
因此，該電力之供應立即受到阻擋，而因此可以實現更高的安全性。
在上述範例中，說明其中一使用兩個永久磁體25A及25B之情況。然而，本發明並不限於此範例。例如，如圖9(d)所示，可使用由兩個永久磁體25A與25B形成之一單一永久磁體25。
接下來，參考圖10及圖11來說明該控制插頭端子13及該鎖定端子18之功能。
圖10(a)係其中該控制插頭端子13係在本發明之具體實施例之插入式連接器10中縮回之一狀態的一透視圖。圖10(b)係其中該插入式連接器10與該接收式連接器20係彼此接合而該控制插頭端子13係縮回之一狀態的一透視圖。
圖11(a)係其中該控制插頭端子13係在本發明之具體實施例之插入式連接器10中伸出之一狀態的一透視圖。圖11(b)係其中該插入式連接器10與該接收式連接器20係彼此接合而該控制插頭端子13係伸出之一狀態的一透視圖。
如圖10(a)所示，在其中該控制插頭端子13係縮回之狀態中的長度C1為10mm。如圖11(a)所示，在其中該控制插頭端子13係伸出之狀態中的長度C2為14.5mm。
如圖10(b)中所示，在該接收式連接器20中形成對應於該突伸鎖定端子18之一凹陷部分29。如圖11(b)中所示，在該凹陷部分29中，當該鎖定端子18突伸時，無法中斷該插入式連接器10與該接收式連接器20之連接。
在本發明之上述具體實施例中，藉由使用該推鈕16，在該插入方向上伸出該控制插頭端子13而該鎖定端子18突伸。然而，本發明並不限於此結構。可使用可在該插入方向上移動之一滑動開關或類似者來替代該推鈕16，以便可在該插入方向上伸出該控制插頭端子13而該鎖定端子18可突伸。
因此，僅在其中該控制插頭端子13係伸出之狀態中從該等電源插座端子21及22供應該電力。此係由於需要防止在該插入式連接器10並非連接至該接收式連接器20時向該接收式連接器20之電源插座端子21及22施加400VDC之高電壓。
換言之，若在該插入式連接器10並非連接至該接收式連接器20時向該接收式連接器20之電源插座端子21及22施加400VDC之高電壓，則可能發生以下問題。即，當人錯誤地觸碰該等電源插座端子21及22或經由一驅動器、一金屬件、一切割導線或類似者接觸到該等電源插座端子21及22時，人體可能受到傷害。因此，需要防止此一問題發生。
因此，依據本發明之具體實施例之連接器單元，當在其中該插入式連接器10的電源插頭端子11及12係與該接收式連接器20的電源插座端子21及22接合之一狀態中推動該控制插頭端子13時，一電流經由提供於該等控制插座端子23處的控制開關流動。因此，經由該等電源插座端子21及22與該插入式連接器10之電源插頭端子11及12向該資訊裝置40供應電力。
(電力供應系統)
接下來，說明使用本發明之具體實施例之連接器單元的一電力供應系統之一結構。
圖12係使用本發明之第一具體實施例之連接器單元的電源供應系統之一結構視圖。
在此電力供應系統中，從商業電源70供應之一AC(alternate current；交流電)100V或AC 200V的電壓係輸入至該高電壓電源50，以便藉由該高電壓電源50之一AC/DC轉換器51轉換為DC 400V。可將直流電能儲存於一電池或類似者中。因此，藉由提供一備份電池52，可以在一電力中斷或類似者之一情況下容易地回應。
本發明之具體實施例之接收式連接器20係經由一電源電纜連接至該高電壓電源50，以從該接收式連接器20供應來自該高電壓電源50之400VDC的電力。
另一方面，本發明之具體實施例之插入式連接器10係經由該電源電纜15連接至該資訊裝置40(例如一伺服器)。藉由將該插入式連接器10與該接收式連接器20電連接，從該高電壓電源50向該資訊裝置40(例如該伺服器)供應該電力。
此外，在該資訊裝置40(例如該伺服器)中提供一DC/DC轉換器41。該DC/DC轉換器41經組態為將400VDC轉換為具有一低電壓之一DC輸出，藉此可操作一電子組件(例如CPU 42)。
在上述電力供應系統中，存在若干優點。例如，由於僅需要一次從該商業電源70的AC至該DC之轉換，因此電力損失較小。此外，無需關注具有一高電壓直流電400VDC的導線之寬度。由於該直流電，因此可以將電能儲存於該電池52中，而且可以在來自該商業電源70的供應因一電力中斷而停止時容易地回應。
接下來，參考圖13說明使用本發明之具體實施例之連接器單元的一PDU(電力分配單元)。
在此，圖13係使用本發明之第一具體實施例之連接器單元的PDU之透視圖。
從圖12中所示的高電壓電源供應之400VDC的電力係在一段時間中輸入至其分配板70，以向每一PDU 30分配電力。在每一PDU 30中提供本發明之具體實施例之複數個接收式連接器20。可以經由每一接收式連接器20來供應400VDC之電力。
另一方面，複數個該等資訊裝置40(例如伺服器)係安裝於一伺服器機架45中。經組態為從該電源接收一電力供應之插入式連接器10係經由該等DC電源電纜15連接至對應的資訊裝置40(例如該等伺服器)。藉由將該等插入式連接器10電連接至提供於該PDU 30中的接收式連接器20，可供應400VDC之電力。
此外，在上述範例中，說明400VDC之情況。但是，只要該電流係一直流電(DC)，便可使用該插入式連接器、該接收式連接器及該連接器單元。在DC之情況下，與AC不同，不存在任何頻率，故其對於人而言係安全的。
從對人體的影響之觀點來看，一般使用等於或小於48V之一電壓作為一直流電壓。此係由於若該電壓係等於或小於48V則幾乎不存在因電擊所導致之任何影響。若該電壓係高於48V，則對人體的影響較大，而明確言之，等於或高於200V之電壓係危險的。
在此具體實施例之插入式連接器、接收式連接器及連接器單元中，藉由不同於習知技術之一結構來提高安全性。因此，提高在高於48V的電壓(尤其係高於200V之電壓)之情況下的安全性，而因此，此具體實施例之接收式連接器及連接器單元係有效。
[第二具體實施例]
本發明之第二具體實施例主要係關於該插入式連接器。更明確言之，在本發明之第四具體實施例中，如下所述，藉由一滑動開關來實行該控制插頭之伸出與縮回。
圖14顯示本發明之第四具體實施例之插入式連接器之一結構。更明確言之，圖14(a)係其中一控制插頭端子113係縮回之一狀態中的一插入式連接器110之一透視圖。圖14(b)係其中該控制插頭端子113係伸出之一狀態中的插入式連接器110之一透視圖。
該插入式連接器110包括用於接收該電力的供應之兩個電源插頭端子111與112、該控制插頭端子113、一接地插頭端子114、一滑動開關116及一鎖定端子108。
藉由在該控制插頭端子113之插入方向上將該滑動開關116從圖14(a)中所示的縮回狀態滑動至圖14(b)中所示的伸出狀態來伸出該控制插頭端子113。
接下來，參考圖15及圖16，說明在其中此具體實施例之插入式連接器110中伸出該控制插頭端子113之一情況。藉由伸出該控制插頭端子113，將提供於該接收式連接器的控制插座端子處之一開關的一接點(未顯示)從斷開改變為閉合。
圖15(a)係該控制插頭端子113為縮回之一狀態的一內部結構圖。圖15(b)係該控制插頭端子113為縮回之狀態的一內部透視圖。圖15(c)係介於該控制插頭端子113縮回與該控制插頭端子113伸出之間的一中間狀態之一內部結構圖。圖15(d)係介於該控制插頭端子113縮回與該控制插頭端子113伸出之間的中間狀態之一內部透視圖。圖15(e)係該控制插頭端子113為伸出之狀態的一內部結構圖。圖15(f)係該控制插頭端子113為伸出之狀態的一內部透視圖。圖16係圖15(b)之一部分展開圖。
如圖15(a)及圖15(b)中所示，在該滑動開關116中，在該插入式連接器110的內部提供一U形部分117。該控制插頭端子113經由一控制插頭端子連桿118而伸出。
此外，在該插入式連接器110的內部提供一線圈彈簧119。該線圈彈簧119係連接至一傳動部分120之一端。該傳動部分120經組態為傳動該線圈彈簧119之伸張與壓縮。該傳動部分120之另一端係連接至一控制插頭端子連桿118之一凸輪軸121，使該傳動部分120之端部分可在該控制插頭端子連桿118處旋轉，並可在一凸輪溝槽122中移動該凸輪軸121。
此外，一滑動軸123係提供於該控制插頭端子連桿118中，以在一滑動溝槽124中移動。此外，該控制插頭端子連桿118之一頭端部分125係插入於提供於該控制插頭端子113中之一緩衝溝槽126中，以在該緩衝溝槽126中移動。
在該控制插頭端子113為縮回之狀態中，該滑動開關116與該控制插頭端子連桿118係定位於圖15中之左側。該凸輪軸121係定位於該凸輪溝槽122中之最左側且接觸到該U形部分117之左側之內部部分壁面。此外，該控制插頭端子連桿118之滑動軸123定位於該滑動溝槽124中之左側。該頭端部分125接觸到該緩衝溝槽126之左端。此時，該線圈彈簧119係略微壓縮。
此後，該滑動開關116處於該插入方向(圖15中的右方向)上移動以便處於圖15(c)及圖15(d)中所示之中間狀態。在此中間狀態中，該滑動開關116之一移動方向係垂直於該線圈彈簧119之伸張與壓縮方向。
在此中間狀態中，該滑動開關116定位於圖15中的實質上中心部分。在該控制插頭端子連桿118中，該凸輪軸121係藉由在該U形部分117的左側處之內部部分壁面推動至該右側，而移動至在該凸輪溝槽122中之右側並到達在該凸輪溝槽122中之中心部分。
此時，儘管該控制插頭端子連桿118之頭端部分125移動至右側，但因為該頭端部分125在該緩衝溝槽126中移動而保持該控制插頭端子113之縮回狀態。在此縮回狀態中，該頭端部分125接觸到該緩衝溝槽126之右端。此外，在與圖15(a)及圖15(b)所示的位置相比較之此縮回狀態中，該線圈彈簧119受到更多壓縮，因此由於該線圈彈簧119之恢復力而將該傳動部分120向上推動之力變得較強。
此後，藉由進一步在該插入方向(圖15中的右方向)上移動該滑動開關116，從而因該線圈彈簧119之恢復力而到達圖15(e)及圖15(f)中所示之位置。
換言之，由於令該線圈彈簧119伸張之恢復力，使該凸輪軸121經由該傳動部分120在該凸輪溝槽122中於圖15中的右方向上移動。因此，經由該控制插頭端子連桿118之頭端部分125而推動該緩衝溝槽126之右端，使該控制插頭端子113在該插入方向上伸出。
在此伸出狀態中，該滑動開關116及該控制插頭端子連桿118移動至圖15中的右側。此外，該凸輪軸121移動至在該凸輪溝槽122中之最右側並接觸到該U形部分117之右側之內部部分壁面。此外，該控制插頭端子連桿118之滑動軸123定位於該滑動溝槽124中之右側。該頭端部分125接觸到該緩衝溝槽126之右端。此時，該線圈彈簧119與該中間狀態相比係略微伸張。
因此，可以在該插入方向上伸出該控制插頭端子113。由於該控制插頭端子113係因該線圈彈簧119之恢復力(即，藉此令該線圈彈簧119伸張之力)而在該插入方向上從該中間狀態伸出，因此這會在短時間內發生。
接下來，參考圖17，說明在此具體實施例之插入式連接器110中縮回該控制插頭端子113之一情況。藉由縮回該控制插頭端子113，將提供於該接收式連接器的控制插座端子處之一開關的一接點(未顯示)從閉合改變為斷開。
圖17(a)係該控制插頭端子113為伸出之一狀態的一內部結構圖。圖17(b)係該控制插頭端子113為伸出之狀態的一內部透視圖。圖17(c)係介於該控制插頭端子113伸出與該控制插頭端子113縮回之間的一中間狀態之一內部結構圖。圖17(d)係介於該控制插頭端子113伸出與該控制插頭端子113縮回之間的中間狀態之一內部透視圖。圖17(e)係該控制插頭端子113為縮回之狀態的一內部結構圖。圖17(f)係該控制插頭端子113為縮回之狀態的一內部透視圖。
如圖17(a)及圖17(b)所示，在該控制插頭端子113為伸出之狀態中，該滑動開關116及該控制插頭端子連桿118定位於圖17中之右側。
該凸輪軸121係定位於該凸輪溝槽122中之最右側且接觸到該U形部分117之右側之內部部分壁面。此外，該控制插頭端子連桿118之滑動軸123定位於該滑動溝槽124中之右側。一頭端部分125接觸到該緩衝溝槽126之右端。此時，該線圈彈簧119係略微壓縮。
此後，該滑動開關116係在牽拉方向(圖17中的左方向)上移動以便到達圖17(c)及圖17(d)中所示之中間狀態。在此中間狀態中，該滑動開關116之一移動方向係垂直於該線圈彈簧119之伸張與壓縮方向。
在此中間狀態中，該滑動開關116定位於圖17中的實質上中心部分中。在該控制插頭端子連桿118中，該凸輪軸121係藉由在該U形部分117的右側處之內部部分壁面推動至左側，以便移動至該凸輪溝槽122中之左側並到達在該凸輪溝槽122中之中心部分。
此時，儘管該控制插頭端子連桿118之頭端部分125移動至左側，但因為該頭端部分125在該緩衝溝槽126中移動而保持該控制插頭端子113之伸出狀態。在此伸出狀態中，該頭端部分125接觸到該緩衝溝槽126之右端。此外，在與圖17(a)及圖17(b)所示的位置相比較之此伸出狀態中，該線圈彈簧119受到更多壓縮，因此由於該線圈彈簧119之恢復力而將該傳動部分120向上推動之力變得較強。
此後，藉由進一步在該牽拉方向(圖17中的左方向)上移動該滑動開關116，從而因該線圈彈簧119之恢復力而達到圖17(e)及圖17(f)中所示之位置。
換言之，由於令該線圈彈簧119伸張之恢復力，使該凸輪軸121經由該傳動部分120在該凸輪溝槽122中於圖17中的左方向上移動。因此，經由該控制插頭端子連桿118之頭端部分125而推動該緩衝溝槽126之左端，使該控制插頭端子113在該插入方向上縮回。
在此縮回狀態中，該滑動開關116及該控制插頭端子連桿118移動至圖17中的左側。此外，該凸輪軸121移動至在該凸輪溝槽122中之最左側並接觸到該U形部分117之左側之內部部分壁面。此外，該控制插頭端子連桿118之滑動軸123定位於該滑動溝槽124中之左側。該頭端部分125接觸到該緩衝溝槽126之左端。此時，該線圈彈簧119與該中間狀態相比係略微伸張。
因此，可以在該插入方向上縮回該控制插頭端子113。由於因該線圈彈簧119之恢復力(即，該線圈彈簧119藉此伸張之力)而使得該控制插頭端子113在該插入方向上從該中間狀態縮回，因此這會在短時間內進行。
同時，在不提供該線圈彈簧119之情況下，僅藉由一人之一手指之力來使得該控制插頭端子113在該插入方向上縮回與伸出。由於用於縮回或伸出之速度取決於人而不同，因此該速度可能較慢。
由於用於縮回或伸出之速度較慢，因此可在藉由該控制插頭端子113連接的接收式連接器之一接點(未顯示)處產生電弧作用或顫動。此類電弧作用或顫動可損壞該接收式連接器或連接至該插入式連接器之一裝置的接點。
在此具體實施例之接收式連接器110中，該控制插頭端子113可以係在一短時間內縮回或伸出。因此，可防止產生上面提到之電弧作用或顫動。因此，可以防止該接收式連接器或連接至該插入式連接器的裝置之接點受損壞。
接下來，參考圖18說明該具體實施例之插入式連接器之一機構。
圖18(a)係其中該控制插頭端子113係縮回的狀態中之一插入式連接器的一部分斷面圖。圖18(b)係其中該控制插頭端子113係處於該中間狀態中的狀態中之插入式連接器的一部分斷面圖。圖18(c)係其中該控制插頭端子113係伸出的狀態中之插入式連接器的一部分斷面圖。
該滑動開關116係移動至圖18(a)中的左側以藉由該U形部分117的右側之內部部分壁面將該凸輪軸121推動至該左側。因此，將該凸輪軸121移動至在該凸輪溝槽122中的左側，以將該控制插頭端子連桿118移動至該左側。
此時，藉由該凸輪軸121經由該傳動部分120來壓縮該線圈彈簧119。在一線圈彈簧支架127中容納此具體實施例之插入式連接器110之線圈彈簧119。在不接觸該傳動部分120之一側處的該線圈彈簧119之一端係固定於該線圈彈簧支架127之內部。此外，藉由該插入式連接器110之外殼及一旋轉軸128來以可旋轉方式支撐該線圈彈簧支架127。
因此，形成圖18(b)所示之中間狀態。在此狀態中，該線圈彈簧119受壓縮而在該伸出方向上的恢復力較大。
此後，進一步將該滑動開關116移動至該左側，而藉由該線圈彈簧119之恢復力來向上推動該傳動部分120，以使該凸輪軸121移動至在該凸輪溝槽122中之左側。因此，經由該控制插頭端子連桿118之頭端部分125在該左方向上移動該控制插頭端子113。換言之，該控制插頭端子113係在該插入方向上伸出以形成圖18(c)中所示之伸出狀態。
因此，可以在一短時間內推動該控制插頭端子113。
同樣，在欲縮回該控制插頭端子113之一情況下，可以因該線圈彈簧119之恢復力而從該中間狀態縮回該控制插頭端子113。因此，可以在一短時間內縮回該控制插頭端子113。
在上述範例中，藉由使用一藉此令該線圈彈簧119從該壓縮狀態伸張之恢復力，來縮回該控制插頭端子113。但是，藉由使用該凸輪溝槽122之一結構或類似者，來使用藉此令該線圈彈簧119從該伸張狀態受壓縮之恢復力，而可實行該控制插頭端子113之伸出與縮回。
此外，儘管在上述範例中使用該線圈彈簧119，但只要可實行相同動作，便可使用任何彈性部件。
此外，可使用此具體實施例之插入式連接器來替代該第一具體實施例之插入式連接器。例如，可將此具體實施例之插入式連接器與該第一具體實施例之接收式連接器組合，而可形成該連接器單元。
依據本發明之具體實施例，可以提供一種插入式連接器、接收式連接器及連接器單元可藉以安全地供應高電壓電力。
本文提及的所有範例和條件語句主要係旨在僅用於教導目的，以幫助讀者理解本發明及發明者為推進技術所提出的概念，並解釋為不限於此類明確提及的範例和條件，在本說明書中此類範例之組織亦與本發明的優劣性之一顯示無關。雖然已詳細說明本發明之具體實施例，但是應瞭解可對本發明進行各種變更、替換及修改，而不會脫離本發明之精神及範疇。
10．．．插入式連接器
11．．．電源插頭端子
12．．．電源插頭端子
13．．．控制插頭端子
14．．．接地插頭端子
15．．．DC電源電纜
16．．．推鈕
17．．．鉸鏈
18．．．鎖定端子
20．．．接收式連接器
21．．．電源插座端子
21A．．．電力端子
22．．．電源插座端子
22A．．．電源插座端子
23．．．控制插座端子
24．．．接地插座端子
24A．．．接地端子
25．．．永久磁體
25A．．．永久磁體
25B．．．永久磁體
29．．．凹陷部分
30．．．PDU(電力分配單元)
31．．．控制開關
32．．．控制開關
33．．．絕緣板式彈簧
35．．．板式彈簧部分
36．．．控制開關31之接點
37．．．控制開關31之接點
38．．．控制開關32之接點
39．．．控制開關32之接點
40．．．資訊裝置
41．．．DC/DC轉換器
42．．．CPU
45．．．伺服器機架
50．．．高電壓電源
51．．．AC/DC轉換器
52．．．備份電池
70．．．商業電源
91．．．電弧作用
92．．．電弧作用
108．．．鎖定端子
110．．．插入式連接器
111．．．電源插頭端子
112．．．電源插頭端子
113．．．控制插頭端子
114．．．接地插頭端子
116．．．滑動開關
117．．．U形部分
118．．．控制插頭端子連桿
119．．．線圈彈簧
120．．．傳動部分
121．．．凸輪軸
122．．．凸輪溝槽
123．．．滑動軸
124．．．滑動溝槽
125．．．控制插頭端子連桿118之一頭端部分
126．．．緩衝溝槽
127．．．線圈彈簧支架
128．．．旋轉軸
圖1係本發明之一第一具體實施例之一連接器單元的一結構視圖；
圖2(a)、(b)係本發明之第一具體實施例之連接器單元的一透視圖；
圖3(a)、(b)係本發明之第一具體實施例之一插入式連接器之一內部結構圖；
圖4(a)至(c)係本發明之第一具體實施例之一接收式連接器的一結構圖；
圖5(a)、(b)係本發明之第一具體實施例之一插入式連接器之一內部結構的一透視圖；
圖6係用於說明本發明之第一具體實施例之連接器單元之一連接方法的一第一圖；
圖7係用於說明本發明之第一具體實施例之連接器單元之連接方法的一第二圖；
圖8係用於說明本發明之第一具體實施例之連接器單元之連接方法的一第三圖；
圖9(a)至(d)係用於說明本發明之第一具體實施例之連接器單元之連接方法的第四圖；
圖10(a)、(b)係其中本發明之第一具體實施例之連接器單元之一控制插頭端子係縮回之一狀態的一透視圖；
圖11(a)、(b)係其中本發明之第一具體實施例之連接器單元之控制插頭端子係伸出之一狀態的一透視圖；
圖12係使用本發明之第一具體實施例之連接器單元的一電源供應系統之一結構視圖；
圖13係使用本發明之第一具體實施例之連接器單元的一PDU(電力分配單元)之一透視圖；
圖14(a)、(b)係本發明之一第二具體實施例之一插入式連接器之一內部結構的一透視圖；
圖15(a)至(f)係用以說明其中本發明之第二具體實施例之一插入式連接器之一控制插頭端子係伸出之一情況的一圖；
圖16係本發明之第二具體實施例之插入式連接器之一內部結構的一透視圖；
圖17(a)至(f)係用以說明其中本發明之第二具體實施例之插入式連接器之控制插頭端子係縮回之一情況的一圖；以及
圖18(a)至(c)係本發明之第二具體實施例之插入式連接器之內部結構的一部分斷面圖。
10．．．插入式連接器
11．．．電源插頭端子
12．．．電源插頭端子
13．．．控制插頭端子
14．．．接地插頭端子
15．．．DC電源電纜
20．．．接收式連接器
21．．．電源插座端子
22．．．電源插座端子
23．．．控制插座端子
24．．．接地插座端子
31．．．控制開關
32．．．控制開關
33．．．絕緣板式彈簧
40．．．資訊裝置
50．．．高電壓電源

Claims (28)

  1. 一種插入式連接器，其係連接至一接收式連接器，該接收式連接器經組態為將一電源與從該電源接收一電力供應之一電氣裝置電連接，該插入式連接器係連接至該電氣裝置，該插入式連接器包含：兩個電源插頭端子，其係由一導體製成，該導體經組態為接收該電力供應；以及一控制插頭端子，其經組態為於一插入方向上伸出與縮回；其中該接收式連接器係連接至該電源；該接收式連接器包括兩個電源插座端子，其係對應於該等電源插頭端子；以及一控制插座端子，其係對應於該控制插頭端子；該控制插座端子包括連接至該兩個電源插座端子之兩個控制開關；該電源經組態為經由該兩個控制開關從該等電源插座端子供應電力；且藉由在兩個電源插頭端子與該兩個電源插座端子彼此接合之一狀態中，在該控制插座端子中使該控制插頭端子於該插入方向上伸出而連接該兩個控制開關之接點，以向該電氣裝置供應該電力。
  2. 如請求項1之插入式連接器，其中在該控制插頭端子之該插入方向上的伸出與縮回係藉由一滑動開關與一推鈕開關而實行。
  3. 如請求項1之插入式連接器，其進一步包含：一滑動開關，其經組態為經由一控制插頭端子連桿在該控制插頭端子之該插入方向上實行該伸出與縮回；以及一可伸張且可壓縮的線圈彈簧；其中該插入式連接器係處於一中間狀態中，在此狀態中該滑動開關之一移動方向係垂直於該線圈彈簧之一伸張與壓縮方向；且該線圈彈簧係藉由移動該滑動開關而伸張與壓縮。
  4. 如請求項3之插入式連接器，其中在該中間狀態之情況下，該線圈彈簧係處於一伸張狀態中或一壓縮狀態中；且該控制插頭端子藉由該線圈彈簧之一恢復力而經由該控制插頭端子連桿在該插入方向上從該中間狀態伸出。
  5. 如請求項3之插入式連接器，其中在該中間狀態之該情況下，該線圈彈簧係處於一伸張狀態中或一壓縮狀態中；且該控制插頭端子藉由該線圈彈簧之一恢復力而經由該控制插頭端子連桿在該插入方向上從該中間狀態縮回。
  6. 如請求項1之插入式連接器，其進一步包含：一鎖定端子，其經組態為對應於該控制插頭端子在該插入方向上的該伸出與縮回，而在垂直於該插入方向之一方向上突伸；其中該鎖定端子藉由在該插入方向上伸出該插頭端子而在垂直於該插入方向之該方向上突伸；該接收式連接器包括一具有對應於該突伸鎖定端子之一組態的凹陷部分；且藉由在該插入式連接器與該接收式連接器彼此接合之一狀態中伸出該控制插頭端子，使該鎖定端子在垂直於該插入方向之該方向上接合至該接收式連接器之該凹陷部分內，以保持該插入式連接器與該接收式連接器之一接合狀態。
  7. 如請求項1之插入式連接器，其進一步包含：一接地插頭端子；其中該接收式連接器包括對應於該接地插頭端子之一接地插座端子；且在該插入式連接器與該接收式連接器彼此接合之該接合狀態中，該接地插頭端子與該接地插座端子係彼此接合。
  8. 如請求項1之插入式連接器，其中從該電源供應之該電力係直流電。
  9. 如請求項1之插入式連接器，其中從該電源供應之該電力之一電壓係高於48V。
  10. 一種接收式連接器，其係連接至一插入式連接器，該插入式連接器經組態為將一電源與從該電源接收一電力供應之一電氣裝置電連接，該插入式連接器係連接至該電氣裝置，該插入式連接器包括兩個電源插頭端子，其係由一導體製成，該導體經組態為接收該電力供應；以及一控制插頭端子，其經組態為於一插入方向上伸出與縮回；該接收式連接器係連接至該電源，該接收式連接器包括：兩個電源插座端子，其係對應於該等電源插頭端子；以及一控制插座端子，其係對應於該控制插頭端子；其中該控制插座端子包括連接至該兩個電源插座端子之兩個控制開關；該電源經組態為經由該兩個控制開關從該等電源插座端子供應電力；且藉由在兩個電源插頭端子與該兩個電源插座端子彼此接合之一狀態中，在該控制插座端子中使該控制插頭端子伸出於該插入方向上而連接該兩個控制開關之接點，以向該電氣裝置供應該電力。
  11. 如請求項10之接收式連接器，其中該控制開關係一金屬板式彈簧開關。
  12. 如請求項11之接收式連接器，其中，在該接收式連接器中，在該兩個控制開關與該控制插頭端子之間提供一絕緣彈簧；且該絕緣彈簧藉由在該插入方向上插入該控制插頭端子而彎曲，以使該等控制開關之該等接點經由該絕緣彈簧而連接。
  13. 如請求項10之接收式連接器，其中在該等控制開關之每一者之該接點之附近提供一永久磁體；且該永久磁體經組態為去除在將該對應控制開關之該接點對外部切斷時產生的電弧作用，以切斷來自該電源之該電力供應。
  14. 如請求項10之接收式連接器，其中該插入式連接器進一步包括一接地插頭端子；該接收式連接器包括對應於該接地插頭端子之一接地插座端子；且在該插入式連接器與該接收式連接器係此接合之接合狀態中，該接地插頭端子與該接地插座端子係彼此接合。
  15. 如請求項10之接收式連接器，其中從該電源供應之該電力係直流電。
  16. 如請求項10之接收式連接器，其中從該電源供應之該電力之一電壓係高於48V。
  17. 一種連接器單元，其經組態為將一電源與從該電源接收一電力供應之一電氣裝置電連接，該連接器單元包含：一插入式連接器，其係連接至該電氣裝置；以及一接收式連接器，其係連接至該電源；其中該插入式連接器包括兩個電源插頭端子，其係由一導體製成，該導體經組態為接收該電力供應；以及一控制插頭端子，其經組態為於一插入方向上伸出與縮回；該接收式連接器包括兩個電源插座端子，其係對應於該等電源插頭端子；以及一控制插座端子，其係對應於該控制插頭端子；該控制插座端子包括連接至該兩個電源插座端子之兩個控制開關；該電源經組態為經由該兩個控制開關從該等電源插座端子供應電力；且藉由在兩個電源插頭端子與該兩個電源插座端子彼此接合之一狀態中，在該控制插座端子中將該控制插頭端子伸出於該插入方向上而連接該兩個控制開關之接點，以向該電氣裝置供應該電力。
  18. 如請求項17之連接器單元，其中該控制開關係一金屬板式彈簧開關。
  19. 如請求項17之連接器單元，其中，在該接收式連接器中，在該兩個控制開關與該控制插頭端子之間提供一絕緣彈簧；且該絕緣彈簧藉由在該插入方向上插入該控制插頭端子而彎曲，以使該等控制開關之該等接點經由該絕緣彈簧而連接。
  20. 如請求項17之連接器單元，其中在該等控制開關之每一者之該接點之附近提供一永久磁體；且該永久磁體經組態為去除在將該對應控制開關之該接點對外部切斷時產生的電弧作用，以切斷來自該電源之該電力供應。
  21. 如請求項17之連接器單元，其中在該控制插頭端子之該插入方向上的伸出與縮回係藉由一滑動開關或一推鈕開關而實行。
  22. 如請求項17之連接器單元，其中該插入式連接器進一步包括一滑動開關，其經組態為經由一控制插頭端子連桿而在該控制插頭端子之該插入方向上實行該伸出與縮回；以及一可伸張且可壓縮的線圈彈簧；其中該插入式連接器係處於一中間狀態中，在此狀態中該滑動開關之一移動方向係垂直於該線圈彈簧之一伸張與壓縮方向；且該線圈彈簧係藉由移動該滑動開關而伸張與壓縮。
  23. 如請求項22之連接器單元，其中在該中間狀態之情況下，該線圈彈簧係處於一伸張狀態中或一壓縮狀態中；且該控制插頭端子藉由該線圈彈簧之一恢復力而經由該控制插頭端子連桿在該插入方向上從該中間狀態伸出。
  24. 如請求項22之連接器單元，其中在該中間狀態之該情況下，該線圈彈簧係處於一伸張狀態中或一壓縮狀態中；以及該控制插頭端子藉由該線圈彈簧之一恢復力而經由該控制插頭端子連桿在該插入方向上從該中間狀態縮回。
  25. 如請求項17之連接器單元，其中該插入式連接器進一步包括一鎖定端子，該鎖定端子經組態為對應於該控制插頭端子在該插入方向上的該伸出與縮回而在垂直於該插入方向之一方向上突伸；該鎖定端子藉由在該插入方向上伸出該插頭端子而在垂直於該插入方向之該方向上突伸；該接收式連接器包括一具有對應於該突伸鎖定端子之一組態的凹陷部分；且藉由在該插入式連接器與該接收式連接器彼此接合之一狀態中伸出該控制插頭端子，使該鎖定端子在垂直於該插入方向之該方向上接合至該接收式連接器之該凹陷部分內，以保持該插入式連接器與該接收式連接器之一接合狀態。
  26. 如請求項17之連接器單元，其中該插入式連接器進一步包括一接地插頭端子；該接收式連接器包括對應於該接地插頭端子之一接地插座端子；且在該插入式連接器與該接收式連接器彼此接合之該接合狀態中，該接地插頭端子與該接地插座端子係彼此接合。
  27. 如請求項17之連接器單元，其中從該電源供應之該電力係直流電。
  28. 如請求項17之連接器單元，其中從該電源供應之該電力之一電壓係高於48V。
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