(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記着脱ロックは、一方にツメ状部を他方に円形状の凸部を有し、中央部に回転軸を有し、回転可能な状態で前記雌コネクタに固定されており、前記雄コネクタが、前記雌コネクタに嵌入することにより、前記雄コネクタの本体が前記円形状の凸部を押し、前記着脱ロックが回転することにより、前記ツメ状部が、前記雄コネクタの本体に接合し、前記雄コネクタと前記雌コネクタとの接合が固定されるものであることを特徴とする請求項1または2に記載の雌コネクタ。
電源と前記電源から電力の供給を受ける電子機器とを電気的に接続するための一方のコネクタと接続される他方のコネクタが複数設けられている電力供給ユニットにおいて、
前記他方のコネクタは、前記一方のコネクタとの接合を固定するための着脱ロックと、制御スイッチと、接合スイッチを有しており、
前記他方のコネクタと前記一方のコネクタを嵌合することにより、前記一方のコネクタの嵌合動作に伴って前記着脱ロックが動き、前記一方のコネクタと前記他方のコネクタとの接合が固定され、
前記一方のコネクタと前記他方のコネクタの嵌合状態において前記接合スイッチを押下することにより、前記制御スイッチの接点が接続され、前記他方のコネクタ及び前記一方のコネクタを介し、前記電源から電力が前記電子機器に供給されると同時に、前記接合スイッチによって前記着脱ロックが固定されるものであることを特徴とする電力供給ユニット。
前記着脱ロックは、一方にツメ状部を他方に円形状の凸部を有し、中央部に回転軸を有し、回転可能な状態で前記他方のコネクタに固定されており、前記一方のコネクタが、前記他方のコネクタに嵌入することにより、前記一方のコネクタの本体が前記円形状の凸部を押し、前記着脱ロックが回転することにより、前記ツメ状部が、前記一方のコネクタの本体に接合し、前記一方のコネクタと前記他方のコネクタとの接合が固定されるものであることを特徴とする請求項7または8に記載の電力供給ユニット。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明は、上記点に鑑みてなされたものであり、特に、高電圧の電力を安全に供給することが可能な雌コネクタ及び電力供給ユニットを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
また、本発明は、電源と前記電源から電力の供給を受ける電子機器とを電気的に接続するための雄コネクタと接続される雌コネクタにおいて、前記雌コネクタは、前記雄コネクタとの接合を固定するための着脱ロックと、制御スイッチと、接合スイッチを有しており、前記雌コネクタと前記雄コネクタを嵌合することにより、
前記雄コネクタの嵌合動作に伴って前記着脱ロックが動き、前記雄コネクタと前記雌コネクタとの接合が固定され、
前記雄コネクタと前記雌コネクタの嵌合状態において前記接合スイッチを押下することにより、前記制御スイッチの接点が接続され、前記雌コネクタ及び前記雄コネクタを介し、前記電源から電力が前記電子機器に供給されると同時に、
前記接合スイッチによって前記着脱ロックが固定されるものであることを特徴とする。
【0009】
また、本発明は、電源と前記電源から電力の供給を受ける電子機器とを電気的に接続するための一方のコネクタと接続される他方のコネクタが複数設けられている電力供給ユニットにおいて、前記他方のコネクタは、前記一方のコネクタとの接合を固定するための着脱ロックと、制御スイッチと、接合スイッチを有しており、前記他方のコネクタと前記一方のコネクタを嵌合することにより、
前記一方のコネクタの嵌合動作に伴って前記着脱ロックが動き、前記一方のコネクタと前記他方のコネクタとの接合が固定され、
前記一方のコネクタと前記他方のコネクタの嵌合状態において前記接合スイッチを押下することにより、前記制御スイッチの接点が接続され、前記他方のコネクタ及び前記一方のコネクタを介し、前記電源から電力が前記電子機器に供給されると同時に、
前記接合スイッチによって前記着脱ロックが固定されるものであることを特徴とする。
また、前記一方のコネクタは雄コネクタであって、前記他方のコネクタは雌コネクタであることを特徴とする。
【0010】
また、本発明は、前記制御スイッチは、金属からなる板バネ状のスイッチであることを特徴とする。
【0011】
また、本発明は、前記着脱ロックは、一方にツメ状部を他方に円形状の凸部を有し、中央部に回転軸を有し回転可能な状態で、前記雌コネクタに固定されており、前記雄コネクタが、前記雌コネクタに嵌入することにより、前記雄コネクタの本体が前記円形状の凸部を押し、前記着脱ロックが回転することにより、前記ツメ状部が、前記雄コネクタの本体に接合し、前記雄コネクタと前記雌コネクタとの接合が固定されるものであることを特徴とする。
【0012】
また、本発明は、前記雄コネクタには接地用プラグ端子が設けられており、前記雌コネクタには、前記接地用プラグ端子に対応した接地用ジャック端子が設けられおり、前記雌コネクタと雄コネクタとが嵌合した状態においては、前記接地用プラグ端子と前記接地用ジャック端子とは嵌合した状態にあることを特徴とする。
【0013】
また、本発明は、前記電源より供給される電力は、直流であることを特徴とする。
【0014】
また、本発明は、前記電源より供給される電力の電圧は、48Vを超える電圧であることを特徴とする。
【発明の効果】
【0015】
本発明によれば、高電圧の電力を安全に供給することが可能な雌コネクタ及び電力供給ユニットを提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【0017】
〔第1の実施の形態〕
(コネクタの全体)
本実施の形態における雄コネクタ、雌コネクタ及びコネクタについて説明する。
【0018】
図1に、本実施の形態における雄コネクタ、雌コネクタ及びコネクタの構成の概要を示す。
【0019】
本実施の形態におけるコネクタは、雄コネクタ10と雌コネクタ20から構成されている。雄コネクタ10は、電源ケーブル15を介し、サーバ等の情報機器40に接続されており、電力の供給を受けるための2本の電力用プラグ端子11、12、アースのための接地用プラグ端子13を有している。
【0020】
一方、雌コネクタ20は電力を供給するための高圧電源50に接続されている。雌コネクタ20には、電力用プラグ端子11、12に対応している電力用ジャック端子21、22、接地用プラグ端子13に対応している接地用ジャック端子23を有している。
【0021】
また、雌コネクタ20には、2つの制御スイッチ31、32が設けられている。この制御スイッチ31、32は、板バネ状のスイッチ等により構成されており、接点が接触することにより電流が流れる。
【0022】
この制御スイッチ31、32の接点を接続するための接合スイッチ90が設けられており、接合スイッチ90を押下することにより、制御スイッチ31、32における接点が接続される構成となっている。
【0023】
制御スイッチ31の一方の端子は、高圧電源50の正の出力に接続されており、他方の端子は、電力用ジャック端子21に接続されている。また、制御スイッチ32の一方の端子は、高圧電源50の負の出力に接続されており、他方の端子は、電力用ジャック端子22に接続されている。
【0024】
制御スイッチ31、32の接点が接続されることにより、雌コネクタ20における電力用ジャック端子21、22に電力が供給され、更には、雄コネクタ10における電力用プラグ端子11、12を介し、サーバ等の情報機器40に電力が供給される。
【0025】
本実施の形態におけるコネクタでは、電力用ジャック端子21、22の各々に、制御スイッチ31、32が接続されているが、これは48V超える電圧、更には200V以上の電圧である高電圧の直流電力の場合では、接触することにより人体に与える危険が極めて高いため、電力用ジャック端子21、22の双方に制御スイッチ31、32を設け接続することにより、電力用ジャック端子21、22の双方からの電力供給を制御し、安全性をより一層高めている。
【0026】
(雌コネクタ)
次に、
図2に基づき本実施の形態における雌コネクタの構造について説明する。
図2(a)は、本実施の形態における雌コネクタ20の上面図であり、
図2(b)は、
図2(a)において矢印Aから見た一部が透過した正面図であり、
図2(c)は、
図2(a)において矢印Bから見た一部が透過した側面図である。
【0027】
本実施の形態における雌コネクタ20は、後述する雄コネクタ10が嵌入することができるように凹部25が形成されており、この凹部25の底面の下に電力用ジャック端子21、22、接地用ジャック端子23が設けられている。前述したように、制御スイッチ31の一方の端子は高圧電源50の正の出力に接続されており、他方の端子は、電力用ジャック端子21に接続されている。また、制御スイッチ32の一方の端子は、高圧電源50の負の出力に接続されており、他方の端子は、電力用ジャック端子22に接続されている。
【0028】
また、雌コネクタ20の凹部25の側面には、
着脱ロック80が設けられている。この
着脱ロック80は、一方にツメ状部81を有し、他方に円形状の凸部82を有している。
着脱ロック80は、その中央部において回転軸83が設けられており、雌コネクタ20の本体と回転軸を介し接合されている。これにより、
着脱ロック80は回転軸83を中心に回転可能な構成となっている。また、回転軸83の回りには、巻バネ84が設けられており、雄コネクタ10が雌コネクタ20の凹部25に嵌入されていない状態では、円形状の凸部82が雌コネクタ20の凹部25の側面に出っ張った状態となる。また、
着脱ロック80の他方には、円形の凸部82とともに、後述するストッパー部85が設けられている。このストッパー部85は、回転軸83と略平行に伸びたL字状の突起部により構成されている。
【0029】
(雄コネクタ)
次に、
図3に基づき本実施の形態における雄コネクタ10について説明する。
図3(a)は、本実施の形態における雄コネクタ10の底面図、
図3(b)は、本実施の形態における雄コネクタ10の正面図、
図3(c)は、本実施の形態における雄コネクタ10の上面図である。
【0030】
本実施の形態における雄コネクタ10は、フランジ16側に、電力用プラグ端子11、12と、接地用プラグ端子13を有している。雄コネクタ10の本体は、電源ケーブル15と接続されており、差込方向に沿って本体の一部が除去された構造のロック引っ掛け部17が設けられている。フランジ16は、後述する雌コネクタ20の
着脱ロック80を回転させる機能及び雌コネクタ20と雄コネクタ10を固定する際に用いられるのみならず、人が雌コネクタ20より雄コネクタ10を抜き差しする際の人体との絶縁状態を高める機能も有している。
【0031】
尚、本実施の形態における雄コネクタ10のロック引っ掛け部17は上述の構造に限られるものではなく、
図3(d)、
図3(e)に示すように、フランジ16近傍の本体の一部が除去された構造のロック引っ掛け部17であってもよい。尚、
図3(d)は、このような構造の雄コネクタ10の正面図であり、
図3(e)は、雄コネクタ10の側面図である。
【0032】
又、本実施の形態においては、電力用プラグ端子11、12、接地用プラグ端子13は円筒状の構成のものであるが、ブレード(刃)型ものであってもよい。
【0033】
(コネクタの接合)
次に、
図4に基づき、雄コネクタ10と雌コネクタ20とが嵌合した状態について説明する。
図4は、
図2に示す雌コネクタ20と
図3に示す雄コネクタ10とが嵌合した状態において一部が透過した側面図である。
【0034】
雄コネクタ10が雌コネクタ20と嵌合することにより、電力用プラグ端子12(11)は、電力用ジャック端子22(21)に各々嵌合し、接地用プラグ端子13は、
接地用ジャック端子23に嵌合する。また、雄コネクタ10が雌コネクタ20と嵌合することにより、雄コネクタ10のフランジ16の側面が、雌コネクタ20に設けられた着脱ロック80の円形状の凸部82と接触しこの部分を押す。円形状の凸部82が押された力により、着脱ロック80は破線で示した状態から実線で示した状態に回転軸83を中心に回転し、着脱ロック80のツメ状部81が、雄コネクタ10のロック引っ掛け部17が形成されている領域のフランジ16を固定する。これにより、雄コネクタ10と雌コネクタ20の嵌合状態を維持することが可能である。尚、この状態では、着脱ロック80は回転軸83を中心に回転可能であり、雌コネクタ20より雄コネクタ10を引く抜くことが可能である。この際、巻バネ84により着脱ロック80は、元の雌コネクタ20に雄コネクタ10が差し込まれる前の状態に戻る。
【0035】
又、この状態では、雄コネクタ10の電力用プラグ端子12(11)は、雌コネクタ20の電力用ジャック端子22(21)に嵌合しているものの、電力用ジャック端子22(21)と接続されている制御スイッチ32(31)の接点は開いた状態のままであるため、電源からの電力は、電力用ジャック端子22(21)及び電力用プラグ端子12(11)には供給されてはいない。
【0036】
次に、
図5に基づき電力を供給するための接合スイッチ90について説明する。
図5は、本実施の形態における雌コネクタ20の接合スイッチ90の構造を示すものであり、
図5(a)は、本実施の形態の雄コネクタ10が雌コネクタ20に嵌合される前であって、接合スイッチ90が押される前の状態において、接合スイッチ90の一部を透過した側面図であり、
図5(b)は、
図5(a)における矢印Cから見た接合スイッチ90の一部を透過した正面図である。また、
図5(c)は、本実施の形態の雄コネクタ10が雌コネクタ20に嵌合され、接合スイッチ90が押された状態において、接合スイッチ90の一部を透過した側面図であり、
図5(d)は、
図5(c)における矢印Cから見た接合スイッチ90の一部を透過した正面図である。
【0037】
接合スイッチ90は、押しボタンスイッチ等により形成されており、一度押すと押し込まれてオン状態となり、再び押すと元に戻りオフ状態となる構成のものである。
【0038】
図5(a)、(b)に示すように、接合スイッチ90は、制御スイッチ32(31)を押すための接点押下軸91と、着脱ロック80のストッパー部85が移動可能な切り欠き部92と、接合スイッチ90が押された状態で着脱ロック80のストッパー部85を固定するストッパー固定部93と、押された状態から復帰するための巻バネ94と、接合スイッチ90を押す度に回転し、交互にオン、オフ状態とするノック回転部95から構成されている。この状態では、接合スイッチ90は押されていないため、制御スイッチ32(31)の接点は、開いた状態であり接続されていない。
【0039】
このような雌コネクタ20の凹部
25に雄コネクタ10を嵌合することにより、
図4に示すように、雄コネクタ10のフランジ16により着脱ロック80の円形状の凸部8
2が押され、
着脱ロック80は、回転軸83を中心に回転する。この回転により、
着脱ロック80のストッパー部85は、接合スイッチ90における切り欠き部92を通ることが可能である。
【0040】
この後、
図5(c)、(d)に示すように、雌コネクタ20の凹部25に雄コネクタ10が嵌合されている状態において、接合スイッチ90を押す。この接合スイッチ90を押すことにより、押された力で、板バネスイッチである制御スイッチ32が撓み、接点が閉じた状態となり接続される。これにより、
高圧電源50からの電力が、電力用ジャック端子22(21)及び電力用プラグ端子12(11)を介し供給される。
【0041】
一方、雌コネクタ20の凹部25に雄コネクタ10を嵌合させることにより、前述のとおり、
図4に示すように、着脱ロック80は回転し、
着脱ロック80のツメ状部81は雄コネクタ10のフランジ16に引っかかった状態となっている。この状態で、接合スイッチ90を押すことにより、着脱ロック80のストッパー部85は、接合スイッチ90のストッパー固定部93により固定され、着脱ロック80は、回転軸83を中心とした回転をすることができない状態となる。
【0042】
このような着脱ロック80が回転できない状態では、雌コネクタ20の着脱ロック80のツメ状部81は、雄コネクタ10のフランジ16に引っかかり、雌コネクタ20より雄コネクタ10を引き抜くことができず、雌コネクタ20と雄コネクタ10との嵌合状態は維持される。
【0043】
尚、本実施の形態における接合スイッチ90は、再び押すことにより、ノック回転部95が回転し、巻バネ94の力により、元の伸びた状態に戻る。この状態では、着脱ロック80のストッパー部85は移動可能であり、雄コネクタ10と雌コネクタ20の嵌合は外すことができる。
【0044】
(電力供給システム)
次に、本実施の形態におけるコネクタを用いた電力供給システムの構成を説明する。
【0045】
図6は、本実施の形態におけるコネクタを用いた電力供給システムの構成を示すものである。
【0046】
この電力供給システムは、商用電源70より供給されるAC100V又はAC200Vの電力を高圧電源50に入力し、高圧電源50におけるAC/DC変換器51により、AC100V又はAC200VをDC400Vに変換する。直流電力は、バッテリー等により蓄電することが可能であるため、バックアップ用にバッテリー52を設けることにより、停電等の場合においても容易に対応することが可能である。高圧電源50には電源ケーブルを介し、本実施の形態における雌コネクタ20が接続されており、高圧電源50からの400VDCの電力は、雌コネクタ20より供給される。
【0047】
一方、本実施の形態における雄コネクタ10は、サーバ等の情報機器40と電源ケーブル15を介し接続されており、雌コネクタ20と雄コネクタ10とを電気的に接続することにより、高圧電源50からの電力が、サーバ等の情報機器40に供給される。
【0048】
また、サーバ等の情報機器40内には、400VDCをCPU42等の電子部品の動作が可能な低電圧のDC出力に変換するDC/DC変換器41が設けられている。
【0049】
このような、電力供給システムでは、商用電源70からのACからDCへの変換が一回で済むため電力損失が少ないこと、高電圧な直流である400VDCでは、導線等の太さを気にする必要があまりないこと、直流であることからバッテリー52に蓄えることが可能であり、商用電源70の供給が停電等により停止した場合においても、対応しやすいこと等の利点を有している。
【0050】
次に、
図7に基づき、本実施の形態におけるコネクタを用いたPDU(パワー・ディストリビューション・ユニット)について説明する。
【0051】
図6に示される高圧電源50より供給される400VDCは、一旦、分電盤170に入力し、各々のPDU(パワー・ディストリビューション・ユニット)30に電力が分配される。各々のPDU30には、本実施の形態における雌コネクタ20が複数設けられており、各々の雌コネクタ20を介し400VDCの電力を供給することが可能である。一方、サーバラック45には、複数のサーバ等の情報機器40が収納されており、各々のサーバ等の情報機器40には、電源供給を受けるための雄コネクタ10が電源ケーブル15を介し接続されている。雄コネクタ10は、PDU30に設けられた雌コネクタ20と電気的に接続することにより、400VDCの電力が供給されるように構成されている。
【0052】
〔第2の実施の形態〕
第2の実施の形態は、雄コネクタに着脱ロックを回転させる着脱ピンを設けた構成のものである。
【0053】
具体的に、
図8に基づき本実施の形態における雄コネクタ110について説明する。
図8(a)は、本実施の形態における雄コネクタ110の底面図、
図8(b)は、本実施の形態における雄コネクタ110の正面図、
図8(c)は、本実施の形態における雄コネクタ110の上面図である。
【0054】
本実施の形態における雄コネクタ110は、フランジ116側に、電力用プラグ端子111、112と、接地用プラグ端子113と、脱着ピン114を有している。雄コネクタ110の本体は、電源ケーブル115と接続されており、差込方向に沿って本体の一部が除去された構造のロック引っ掛け部117が設けられている。フランジ116は、後述する雌コネクタ120の
着脱ロック180により雄コネクタ110固定する際に用いられるのみならず、人が雌コネクタ120より雄コネクタ110を抜き差しする際の人体との絶縁状態を高める機能も有している。
【0055】
尚、本実施の形態における雄コネクタ110は上述のものに限られるものではなく、
図8(d)に示すように、電力用プラグ端子111、112、接地用プラグ端子113、脱着ピン114の間に突起部119を設けることにより、電極間の沿面距離を増やすことができる。また、この突起部119は溝であっても良い。
【0056】
更に、本実施の形態においては、電力用プラグ端子111、112、接地用プラグ端子113は円筒状の構成のものであるが、ブレード(刃)型ものであってもよい。また、電力用プラグ端子111、112は逆に挿入することを防止するため異なる大きさにより形成してもよい。
【0057】
次に、本実施の形態における雄コネクタ110と雌コネクタ120とが嵌合された状態について
図9に基づき説明する。
図9は、
図8に示す雄コネクタ110とこの雄コネクタ110に対応する雌コネクタ120とが嵌合された状態における一部が透過した側面図である。
【0058】
雄コネクタ110が雌コネクタ120と嵌合することにより、電力用プラグ端子112(111)は、電力用ジャック端子122(121)に各々嵌合し、接地用プラグ端子113は、
接地用ジャック端子123に嵌合する。また、雄コネクタ110が雌コネクタ120と嵌合することにより、雄コネクタ110の脱着ピン114が、雌コネクタ120に設けられた着脱ロック180の円形状の凸部182と接触しこの部分を押す。円形状の凸部182が押されることにより、着脱ロック180は破線で示した状態から実線で示した状態に回転軸183を中心に回転し、着脱ロック180のツメ状部181が、雄コネクタ110のロック引っ掛け部117が形成されている領域のフランジ116を固定する。これにより、雄コネクタ110と雌コネクタ120の嵌合状態を維持することが可能である。尚、この状態では、着脱ロック180は回転軸183を中心に回転可能であり、雌コネクタ120より雄コネクタ110を引く抜くことが可能である。この際、巻バネ184により着脱ロック180は、元の雌コネクタ120に雄コネクタ110が差し込まれる前の状態に戻る。
【0059】
又、この状態では、雄コネクタ110の電力用プラグ端子112(111)は、雌コネクタ120の電力用ジャック端子122(121)に嵌合しているものの、電力用ジャック端子122(121)と接続されている制御スイッチ132(131)の接点は開いた状態のままであるため、電源からの電力は、電力用ジャック端子122(121)及び電力用プラグ端子112(111)には供給されてはいない。
【0060】
上記以外の事項に関しては、第1の実施の形態と同様である。
【0061】
尚、上記説明においては、400VDCの場合について詳しく説明したが、本発明の実施の形態として記載されている雄コネクタ、雌コネクタ及びコネクタは直流(DC)であれば、用いることが可能である。特に、直流の場合はACと異なり、人体に安全な周波数というのも存在しないからである。
【0062】
また、人体における影響の観点から直流電圧としては、通常は48V以下の電圧が用いられている。これは、通常48V以下であれば、感電により人体に与える影響が殆どないためであり、このことから、48Vを超える電圧の場合、人体に与える影響は大きく、特に、200V以上の電圧は危険である。
【0063】
本発明の実施の形態における雄コネクタ、雌コネクタ及びコネクタは、安全性を高めた構成であることから、48Vを超える電圧、更には、200V以上の電圧に特に顕著な効果を発揮するものである。即ち、本実施の形態における雄コネクタ、雌コネクタ及びコネクタは、従来とは異なる構成により安全性を高めているため、48Vを超える電圧、更には、200V以上の電圧についても安全性が高められているため、特に、顕著な効果を発揮するものである。
【0064】
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。