特許 6635522 電気差込コネクタ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6635522

(24)【登録日】2019年12月27日

(45)【発行日】2020年1月29日

(54)【発明の名称】電気差込コネクタ装置

(51)【国際特許分類】

   H01R 13/64 20060101AFI20200120BHJP

   H01R 13/703 20060101ALI20200120BHJP

【ＦＩ】

   H01R13/64

   H01R13/703

【請求項の数】3

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2017-518824(P2017-518824)

(86)(22)【出願日】2015年10月6日

(65)【公表番号】特表2017-531294(P2017-531294A)

(43)【公表日】2017年10月19日

(86)【国際出願番号】EP2015073044

(87)【国際公開番号】WO2016055474

(87)【国際公開日】20160414

【審査請求日】2018年6月11日

(31)【優先権主張番号】102014015027.5

(32)【優先日】2014年10月9日

(33)【優先権主張国】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】507400756

【氏名又は名称】コスタール・コンタクト・ジステーメ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング

(74)【代理人】

【識別番号】100069556

【弁理士】

【氏名又は名称】江崎 光史

(74)【代理人】

【識別番号】100111486

【弁理士】

【氏名又は名称】鍛冶澤 實

(74)【代理人】

【識別番号】100173521

【弁理士】

【氏名又は名称】篠原 淳司

(74)【代理人】

【識別番号】100191835

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 真介

(74)【代理人】

【識別番号】100153419

【弁理士】

【氏名又は名称】清田 栄章

(72)【発明者】

【氏名】シェーラー・トーマス

(72)【発明者】

【氏名】ビューテ・ライナー

(72)【発明者】

【氏名】スプナー・ペトル

(72)【発明者】

【氏名】ケツリーク・イジー

(72)【発明者】

【氏名】レオポルド・ヴォイチェフ

【審査官】 高橋 裕一

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−２１６２２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０２−０５０９８２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平０４−０５６０８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０８０５６６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｒ１３／５６−１３／７２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

接続可能な第１コネクタ部材（１′）と第２コネクタ部材（２）とを有する電気差込コネクタ装置であって、前記第１コネクタ部材（１′）が、第１差込接触要素（１２）を有し、前記第２コネクタ部材（２）が、第２差込接触要素（１３）を有し、
前記電気差込コネクタ装置が、１つの電気接続検出装置を有し、この電気接続検出装置が、これらのコネクタ部材（１′，２）を接続したときに、少なくとも１つのばね接点（４ａ′）と１つの接触ストリップ（５）とを電気接続し、
前記第１コネクタ部材（１）側のばね接点（４ａ′）を成形された少なくとも１つの接触ばね部（３ａ′）が、前記電気接続検出装置に属し、
前記第２コネクタ部材（２）側の１つの接触ストリップ（５）が、前記電気接続検出装置に属し、当該接触ストリップ（５ａ，５ｂ）が、前記第２コネクタ部材（２）の隔壁を貫通されている当該電気差込コネクタ装置において、
前記第２コネクタ部材（２）が、電気絶縁性の突出部（６）を有し、この突出部（６）が、当該複数のコネクタ部材（１′，２）の差し込み方向に上がり勾配になっているガイド傾斜面（７）を形成していること、
少なくとも１つの前記ばね接点（４ａ′）が、前記複数のコネクタ部材（１′，２）差し込み接続時に前記ガイド傾斜面（７）に沿って誘導され、当該差し込み工程の終了時に前記突出部（６）の後で前記少なくとも１つの接触ストリップ（５）に当接すること、
金属製の１つの接触ばね要素（３′）が、２つの接触ばね部（３ａ′，３ｂ′）を一体的に有すること、及び
２つの接触ばね部（３ａ′，３ｂ′）が、ｕ字形湾曲部（９）を介して互いに結合されていて、一方の接触ばね部（３ａ′）のばね接点（４ａ′）が、前記第２コネクタ部材（２）の接触ストリップ（５）に当接可能であり、他方の接触ばね部（３ｂ′）のばね接点（４ｂ′）が、前記第１コネクタ部材（１）に属している接触ピン（１０）に当接していることを特徴とする電気差込コネクタ装置。

【請求項2】

前記突出部（６）は、当該複数のコネクタ部材（１，２）の差し込み接続方向に、前記上がり勾配になっているガイド傾斜面（７）に続いて、下り勾配になっている領域（１８）を有し、この下り勾配になっている領域（１８）は、前記ガイド傾斜面（７）よりも短いことを特徴とする請求項１に記載の電気差込コネクタ装置。

【請求項3】

前記ばね接点（４ａ′，４ｂ′）は、湾曲され、特に半円形状の横断面を有することを特徴とする請求項１に記載の電気差込コネクタ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、接続可能な第１コネクタ部材と第２コネクタ部材とを有する電気差込コネクタ装置に関する。当該第１コネクタ部材が、第１差込接触要素を有し、当該第２コネクタ部材が、第２差込接触要素を有する。当該電気差込コネクタ装置が、電気接続検出装置（電気接続確認装置）を有する。当該電気接続検出装置が、これらのコネクタ部材を接続したときに、少なくとも１つの接触ばね部と１つの接触ストリップとを電気接続する。この場合、ばね接点を成形された少なくとも１つの接触ばね部が、当該電気接続検出装置の当該第１コネクタ部材側に設けられていて、この場合に、少なくとも１つの接触ストリップが、当該電気接続検出装置の当該第２コネクタ部材側に設けられている。当該接触ストリップが、当該第２コネクタ部材の隔壁を貫通されている。

【背景技術】

【0002】

このような差込コネクタが、独国特許出願公開第１９６００５４２号明細書から公知である。この場合、第１コネクタ部材が、短絡接触検知装置を有する。この短絡接触検知装置は、当該差込コネクタの差し込み接続後に、第２コネクタ部材の２つの接続検出端子を互いに電気接続する。

【0003】

電気差込コネクタ装置のこれらのコネクタ部材が、第１差込接触要素と第２差込接触要素とを規則にしたがって有する。これらのコネクタ部材の差し込み接続後に、これらの差込接触要素を通じて、負荷電流又は有効信号が、これらの差込接触要素に接続されているケーブル間で伝送される。さらに、多くの差込コネクタ装置は、電気接続検出装置をさらに有する。

【0004】

電気接続検出装置には、複数のコネクタ部材が正確に且つ完全に差し込み接続されたときに、正確に実行された差し込み接続を示す電気信号を生成するという機能がある。当該信号は、これらのコネクタ部材のケーブルに通電する電流を制御するために使用されてもよい。その結果、例えば、これらのコネクタ部材が、通電なしに互いに接続され得る。

【0005】

多極式の差込コネクタ装置の場合、他で必要とされない差込接触要素が、接続検出装置として使用され得る。しかしながら、特に、差し込み工程が、完全に終了され、全ての差込接触要素の確実な接続が保証される前に、軸方向に差し込み接続された差込コネクタが、特定の差し込み長さを常に有し、当該接続検出装置の複数の接点が互いに接触し、信号を生成し得るために、このことは、不利な特性を引き起こす。

【0006】

安全性の理由から、及び、接続時のスパークを回避するため、他の全ての電気接触が既に確立されているときに初めて、当該接続検出装置の接触が、当該複数のコネクタ部材の接続時に終了することが望ましい。当該差し込み接続の中断を可能な限り早く信号で知らせ、場合によっては差込接触要素の通電なしの分離を可能にするため、当該複数のコネクタ部材の分離時に、当該接続検出装置の接触が、最初に分離されなければならない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】独国特許出願公開第１９６００５４２号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

それ故に、本発明の課題は、差し込み接続可能な複数のコネクタ部材と、上記の要件を簡単に且つ低コストで確実に満たす電気接続検出装置とを有する電気差込コネクタを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

この課題は、前記第２コネクタ部材が、電気絶縁性の突出部を有し、この突出部が、当該複数のコネクタ部材の差し込み方向に上がり勾配になっているガイド傾斜面を形成していること、少なくとも１つの前記ばね接点が、前記複数のコネクタ部材差し込み接続時に前記ガイド傾斜面に沿って誘導され、当該差し込み工程の終了時に前記突出部の後で前記少なくとも１つの接触ストリップに当接することによって解決される。

【0010】

したがって、本発明によれば、ランプ状の突出部が設けられている。少なくとも１つのばね接点が、当該複数のコネクタ部材の差し込み接続時に当該ランプ状の突出部にわたって誘導される。以下で説明するように、これによって、当該接続検出接点の非常に早く且つ位置正確な接続と分離とが達成され得る。この場合、当該接続検出接点の電気接続状態が、当該複数のコネクタ部材の相互の正確な位置決めに敏感に依存するように、当該差込コネクタ装置が、簡単に構成され得る。これによって、不完全に実行された差し込み接続が、高い信頼性で認識される。

【0011】

以下に、本発明の好適な２つの実施の形態を図面に基づいて示し、詳しく説明する。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】第１の差込コネクタ装置の断面を示す。

【図2】一部を拡大して示された第１の差込コネクタ装置の差込コネクタ部分の３つの段階の接続を示す。

【図3】一部を拡大して示された第１の差込コネクタ装置の差込コネクタ部分の３つの段階の接続を示す。

【図4】一部を拡大して示された第１の差込コネクタ装置の差込コネクタ部分の３つの段階の接続を示す。

【図5】第２の差込コネクタ装置の断面を示す。

【図6】一部を拡大して示された第２の差込コネクタ装置の差込コネクタ部分の３つの段階の接続を示す。

【図7】一部を拡大して示された第２の差込コネクタ装置の差込コネクタ部分の３つの段階の接続を示す。

【図8】一部を拡大して示された第２の差込コネクタ装置の差込コネクタ部分の３つの段階の接続を示す。

【図9】第１の差込コネクタ装置の接続検出端子部材を示す。

【図10】第２の差込コネクタ装置の接続検出端子部材を示す。

【発明を実施するための形態】

【0013】

図１には、特に自動車において有効に使用され得る電気差込コネクタ装置が示されている。当該差込コネクタ装置は、互いに接続される２つのコネクタ部材１，２から構成されている。これらのコネクタ部材１，２は、接続可能なソケット状の第１差込接触要素１２と、プラグ状の第２差込接触要素１３とを有する。これらの差込接触要素１２，１３は、特に高い電圧及び／又は高い負荷電流向けに構成され得る。

【0014】

その前方に配置されたラジアルシール１５を有するブッシング１４が、第１コネクタ部材１で見て取れる。図示されていない接続ケーブルが、このブッシング１４を通じて第１コネクタ部材１の内部に挿入される。当該接続ケーブルの線心が、第１差込接触要素１２に電気接続する。同様に、第２コネクタ部材２から引き出された第２差込接触要素１３の終端部が、電気ケーブルに接続するために使用される。差込接触要素１２，１３の電気接続の構成は、本発明の説明にとって重要でなく、それ故に図面に示されていない。当該電気接続は、例えば圧着接続、ねじ接続又は差込接続として既知の方法で実行され得る。

【0015】

多くの用途にとって、差込コネクタ装置の機械的で且つ電気的な接続状態を正確に確認し得ることが重要である。当該接続状態に関する情報が、例えば、差込コネクタ装置のコネクタ部材１２，１３に通電する電流を、電気制御可能なスイッチ素子によって電流を出力又は遮断するために使用され得る。

【0016】

このため、僅かな応答ヒステリシスを有する電気接続検出装置が有益である。すなわち、当該電気接続検出装置は、差し込み接続が完全に確立された場合に初めて、すなわち電気接続が保証された場合に初めて、確立された接続のことを信号で知らせ、当該差し込み接続が切断された場合に、完全な差し込み接続がもはや存在しないことを、接続信号の消失によって可能な限り早く認識可能にする。

【0017】

本発明の差込コネクタ装置の構成が、図１〜４に示されている。この場合、図２〜４はそれぞれ、図１において円で囲まれた範囲を示す。図２には、接触ばね部３ａの一部が見て取れる。この接触ばね部３ａは、その終端部に湾曲されたばね接点４ａを形成している。当該湾曲されたばね接点４ａの凸状に形成された側面が、第２コネクタ部材２に属する接触ストリップ５ａに当接している。

【0018】

接触ばね部３ａは、図９に投影表示されて接触ばね要素３の一部である。この接触ばね要素３は、互いに平行に配置された２つの接触ばね部３ａ，３ｂを形成している。これらの接触ばね部３ａ，３ｂは、結合部１６を介して一体的に結合されている。係合ばね１７が、この結合部１６に打ち出し成形されている。この係合ばね１７は、接触ばね要素３を第１コネクタ部材１に固定するために設けられている。

【0019】

当該完全に金属から成る接触ばね要素３は、本発明にしたがって構成された接続検出装置の一部として短絡ブリッジの機能を担う。２つのコネクタ部材１，２が、機械接続されると、この短絡ブリッジが、第２コネクタ部材２に配置された金属製の２つの接触ストリップ５ａ，５ｂを互いに電気接続する。図１〜４の側面では、それぞれただ１つの接触ばね部３ａと１つの接触ストリップ５ａとが見て取れる。しかし、この接触ばね部３ａとこの接触ストリップ５ａとの機能の説明は、図１〜４に示されていない接触ばね部３ｂと付随する接触ストリップ５ｂとにも同様に当てはまる。

【0020】

図２は、コネクタ部材１，２の接続時の最終位置を示す。この最終位置では、接触ばね部３ａが、接触ストリップ５ａに当接し、電気接続が、この接触ストリップ５ａに対して確立する。このことは、接触ばね部３ｂと接触ストリップ５ｂとに対して同様に成立するので、接触ばね要素３は、当該接触ストリップ５ａ，５ｂを第２コネクタ部材２で電気的にブリッジする。これらの接触ストリップ５ａ，５ｂの電気接続は、これらの接触ストリップ５ａ，５ｂに接続されているここで詳しく説明されていない電子装置によって容易に把握され、制御又は監視の目的のために使用され得る。

【0021】

コネクタ部材１，２の先行する２つの段階が、図３及び４によって明確に示されている。当該両コネクタ部材１，２を結合する第１段階（図３）では、円で囲まれた部分のばね接点４ａが、絶縁材料から成る突出部６上に当たる。この突出部６は、差し込み方向に上がり勾配になっている端部としてガイド傾斜面７を形成している。このばね接点４ａが、このガイド傾斜面７に沿ってこの突出部６を上るように摺動する。これによって、接触ばね部３ａが、コネクタ部材１，２の差し込み方向に対して直角方向に緊張される。ばね接点４ａが、図４に示されたガイド傾斜面７の最高地点を超え、緩やかな下り勾配になっている領域１８を通過した後に、図２に示されたように、この突出部６の後に嵌合し、接触ストリップ５ａに当接する。

【0022】

ばね接点４ａ，４ｂと接触ストリップ５ａ，５ｂとの間の機械的で且つ電気的な結合が、前方に設置された突出部６によって非常に早く実行され、機械的に予め緊張された接触ばね部３ａ，３ｂによってほぼ急激に実行されることが、本発明の構成で特に有益である。

【0023】

好ましくは、ばね接点４ａ，４ｂを接触ストリップ５ａ，５ｂに電気接続し得る位置が正確に規定されているように、当該ばね接点４ａ，４ｂのための比較的小さい当接面８が、当該接触ストリップ５ａ，５ｂに設けられ得る。このため、接触ストリップ５ａ，５ｂを包囲している絶縁材料が、小さい面積の当接面８だけを、ばね接点４ａ，４ｂを電気接続し得る接触窓として露出させることが特に提唱され得る。これによって、両コネクタ部材１，２が、第１差込接触要素１２と第２差込接触要素１３とをも互いに正確に位置決めしている当該両コネクタ部材１，２の接続最終位置に非常に正確に存在するときだけ、接続検出装置が、接続信号を生成することが保証されている。

【0024】

図２にさらに示されているように、接触ばね部３ａが、そのばね接点４ａの上方の位置に反り返った湾曲部を有する。これによって、当該接触ばね部が、突出部６の領域１８に密接して当接する。コネクタ部材１，２の接続方向に下り勾配になっている領域１８が、反対方向の移動時に、対応する上がり勾配になっている領域を形成する。その結果、コネクタ部材１，２の分離移動時に、ばね接点４ａが、短い変位後に接触ストリップ５ａから既に離される。したがって、コネクタ部材１，２の分離が、当該接続検出装置によって早く認識される、すなわち特に、第１差込接触要素１２と第２差込接触要素１３との間の電気接続が遮断される前に認識される。

【0025】

本発明の差込コネクタ装置の同様に好適な別の構成が、図５〜８に示されている。この第２の構成は、当該接続検出装置の電気接触要素の構成に起因して、上記の第１の構成と相違する。

【0026】

ここでは、これらの接触要素は、接触ストリップ５ａ，５ｂを第２コネクタ部材２にブリッジさせる短絡ブリッジを第１コネクタ部材１に形成するのではなくて、コネクタ部材１，２を正確に接続するときに、追加の電気接続が、第１コネクタ部材１と第２コネクタ部材２との間で実行される。電気回路装置が、何処に配置されているのか、どんな電気回路装置が、当該接続検出装置の信号を使用するのか、及び、この電気回路装置が、どんな機能を提供するのかに応じて、接続検出装置の上記の構成又は下記の構成が非常に有益に使用可能である。

【0027】

当該第２の実施の形態の接続検出装置が、個別部品として図１０に示されている。図９による接触配置とは違って、ここでは、接続検出のために、平行な接触ストリップ５ａ，５ｂが、第２コネクタ部材２に互いに接続されるのではなくて、この代わりに、第１コネクタ部材１の接触ピン１０が、第２コネクタ部材２の接触ストリップ５に電気接続される。図１０に示された接触配置は、例えば多極式又は冗長に作用する接続検出装置を構成するために、１つの差込コネクタ装置内で複式に使用してもよい。

【0028】

接触ピン１０と接触ストリップ５との間の電気接続が、２つの接触ばね部３ａ′，３ｂ′を一体的に互いに結合させるｕ字形湾曲部９を有する接触ばね要素３′を介して実行される。これらの接触ばね部３ａ′，３ｂ′は、それらの外側端部にそれぞれ１つのばね接点４ａ′，４ｂ′を形成している。

【0029】

図５に示されているように、ばね接点４ｂ′が、第１コネクタ部材１′に配置された接触ピン１０に当接している。これによって、この接触ピン１０は、接触ばね要素３′に電気接続されている。ばね接点４ａ′及び接触ストリップ５とは違って、ばね接点４ｂ′は、接触ピン１０へ向かって移動するのではなくて、したがってこの接触ピン１０と一緒に、固定されている電気接続部を構成している。第１コネクタ部材１から導き出されている接続ケーブルが、この接触ピン１０のクリンプ部１１に固定され得る。

【0030】

基本的に、接触ピン１０は、接触ばね要素３′と一体的に構成され得る。しかし、この接触ばね要素３′は、経費をかけて製造し、取り付けなければならない比較的複雑な対象物に付設される。また、接触ばね要素３′と接触ピン１０とのために相違する材料を選択するという選択肢を考慮する必要がない。この理由から、ここで図示されているように、接触ピン１０をばね接点４ｂ′を介して電気接続することが有益である。

【0031】

ばね接点４ａ′は、第１の実施の形態と全く同じに、ここでも、両コネクタ部材１′，２の差し込み接続時に突出部６に沿って誘導され、この突出部６の後で接触ストリップ５に当接する。これによって、当該接続検出装置の電気接続が閉じられている。図６〜８に示された接続段階の構成及び推移は、図２〜４に基づいて既に説明された推移と完全に一致するので、この点に関するさらなる説明は省略され得る。

【符号の説明】

【0032】

１，１′ （第１）コネクタ部材、差込コネクタ部材
２ （第２）コネクタ部材、差込コネクタ部材
３，３′ 接触ばね要素
３ａ，３ｂ，３ａ′，３ｂ′ 接触ばね部
４ａ，４ｂ，４ａ′，４ｂ′ ばね接点
５，５ａ，５ｂ 接触ストリップ
６ 突出部
７ ガイド傾斜面
８ 当接面
９ ｕ字形湾曲部
１０ 接触ピン
１１ クリンプ部
１２ 第１差込接触要素
１３ 第２差込接触要素
１４ ブッシング
１５ ラジアルシール
１６ 結合部
１７ 係合ばね
１８ 下り勾配になっている領域

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】