特許 7138114 螺着のための大電流接触体を有する大電流コネクタ

(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】

(24)【登録日】2022-09-07

(45)【発行日】2022-09-15

(54)【発明の名称】螺着のための大電流接触体を有する大電流コネクタ

(51)【国際特許分類】

   H01R 4/56 20060101AFI20220908BHJP

   H01R 13/533 20060101ALI20220908BHJP

【ＦＩ】

H01R4/56

H01R13/533 A

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2019547399

(86)(22)【出願日】2018-03-02

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2020-04-02

(86)【国際出願番号】 EP2018055223

(87)【国際公開番号】W WO2018158451

(87)【国際公開日】2018-09-07

【審査請求日】2021-02-19

(31)【優先権主張番号】102017104326.8

(32)【優先日】2017-03-02

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】599092192

【氏名又は名称】アンフェノル－テュッヘル・エレクトロニクス・ゲーエムベーハー

(74)【代理人】

【識別番号】100106091

【弁理士】

【氏名又は名称】松村 直都

(74)【代理人】

【識別番号】100079038

【弁理士】

【氏名又は名称】渡邉 彰

(74)【代理人】

【識別番号】100060874

【氏名又は名称】岸本 瑛之助

(72)【発明者】

【氏名】シムラ ダヴィド

(72)【発明者】

【氏名】ラインヴァルト ハンスユルゲン

【審査官】山下 寿信

(56)【参考文献】

【文献】特開２００４－０７２１００（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００８／０１１３５５２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２００２－２７０２５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０２７９１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１１／１５８８０９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特表２０１１－５１５７８８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｒ ４／５６

Ｈ０１Ｒ １３／５３３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

少なくとも３つの大電流接触体（１０）を有する大電流コネクタ（１）であって、前記各大電流接触体（１０）が、１つの大電流接触面（１１）と、大電流ケーブル（２）を接続するための１つの大電流ケーブル接続エリア（１２）とを備えており、前記大電流接触体（１０）が、相手側大電流コネクタの各大電流接触体（１０）を接続するためのネジ穴（１３）を備えており、
前記大電流接触体（１０）は、それぞれ少なくとも一部分が、実質的に当該大電流コネクタ（１）に位置する絶縁体（３）によって囲まれており、該絶縁体（３）が、分離された少なくとも３つの前記大電流接触体（１０）を絶縁しており、
前記大電流コネクタ（１）がシールド接触体（４０）を備えており、当該シールド接触体が、前記大電流接触体（１０）の長手方向の全長にわたって前記大電流接触体（１０）を実質的に完全に包囲しているとともに、前記相手側大電流コネクタの相手側シールド接触面との接触のための少なくとも１つのシールド接触面（４１）と、大電流ケーブル（２）のシールド部、好ましくは複数のシールド部を接続するためのシールド端子とを備えており、
前記シールド接触体（４０）が、前記絶縁体（３）を半径方向から包囲しているとともに、複数の突起部（４２）によって前記絶縁体（３）を支持している、大電流コネクタ（１）。

【請求項2】

前記大電流接触面（１１）が、前記各大電流接触体（１０）の長手方向に対して垂直となっている前記各大電流接触体（１０）の端面である、請求項１に記載の大電流コネクタ（１）。

【請求項3】

前記各ネジ穴（１３）が、前記各大電流接触面（１１）に対して垂直に延びているとともに、前記各大電流接触面（１１）と交差している、請求項１または２に記載の大電流コネクタ（１）。

【請求項4】

前記各ネジ穴（１３）の長手方向の軸線が、前記各大電流接触面（１１）の中心に合うように配置されている、請求項１～３のいずれか１項に記載の大電流コネクタ（１）。

【請求項5】

前記大電流接触体（１０）に、それぞれの前記各大電流接触面（１１）に対して垂直な少なくとも１つの大電流サブ接触面（１４）が形成されている、請求項１～４のいずれか１項に記載の大電流コネクタ（１）。

【請求項6】

各大電流接触体（１０）が、周囲に設けられた環状の凹部（１５）を備えており、該凹部には、それぞれ前記絶縁体（３）が、該絶縁体（３）に対して前記大電流接触体（１０）を固定するために密に係合し、前記大電流接触体（１０）が、それぞれ少なくとも１つの大電流サブ接触面（１４）とともに、絶縁体（３）から長手軸線の方向に部分的に突出しており、前記大電流サブ接触面（１４）が、それぞれ凹部（１５）を起点として前記各大電流接触面（１１）の方向に形成されている、請求項５に記載の大電流コネクタ（１）。

【請求項7】

前記シールド接触体（４０）が、それぞれ、前記大電流ケーブル（２）を前記シールド接触体（４０）へガイドするケーブル貫通部において、大電流ケーブル（２）とシールド接触体（４０）の間に配置される少なくとも１つのシール要素（４３）を備えており、その結果、前記絶縁体（３）の内部空間へ通じる前記シールド接触体（４０）の内部空間が、少なくとも１つのシール要素（４３）と、前記絶縁体（３）が密に係合する前記大電流接触体（１０）の前記凹部（１５）との間の部分で周囲の環境に対して密閉されている、請求項６に記載の大電流コネクタ（１）。

【請求項8】

前記シールド接触体（４０）の周囲に、シールド薄板（５）が嵌め入れられる環状の溝が形成されており、その結果、該シールド薄板（５）が前記シールド接触体（４０）の少なくとも一部を半径方向に包囲している、請求項１～７のいずれか１項に記載の大電流コネクタ（１）。

【請求項9】

前記大電流接触体（１０）が実質的に直方体状である、請求項１～８のいずれか１項に記載の大電流コネクタ（１）。

【請求項10】

前記大電流ケーブル（２）が、前記大電流ケーブル接続エリア（１２）において前記大電流接触体（１０）に溶接されており、好ましくは超音波溶接法によって溶接されている、請求項１～９のいずれか１項に記載の大電流コネクタ（１）。

【請求項11】

前記ネジ穴（１３）が実施的に有底穴である、請求項１～１０のいずれか１項に記載の大電流コネクタ（１）。

【請求項12】

当該大電流コネクタ（１）が３００Ａ～３０００Ａの許容電流を有しており、および／または当該大電流コネクタ（１）が１２５℃～２５０℃の許容温度を有している、請求項１～１１のいずれか１項に記載の大電流コネクタ（１）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、大電流を伝送するための大電流コネクタに関するものである。

【背景技術】

【0002】

大電流技術の分野においては、３００Ａ・３０００Ａの電流を流す必要があり、これにより、特にケーブルの接続箇所で高熱が発生する。特にケーブルカップリングまたはケーブルコネクタにおける伝送されるべき大電流に関連する熱の発生は、しばしばケーブル火災のリスクを伴うケーブルの破損に至ることがある。大電流に適したケーブル接続を行うために、大電流ケーブルコネクタは非常に堅牢で低接触抵抗になるように設計されているが、他のケーブルコネクタテクノロジーの従来の方法では、通常、不十分である。 ケーブルが、たとえばねじ込み接続またははんだ付け接続によって接触体に接続されている場合、大電流の負荷時に、高熱と電気腐食によって、接続が解除される。さらに、プラグとソケットとの間、または従来の接続方法による大電流コネクタと相手側の大電流コネクタの間の接触体には、経時的な経年変化の影響により増加する高い接触抵抗が存在する。従来のコネクタは、通常、弾性的接触要素と共に動作し、当該接触要素の弾性は、電流および電流によって引き起こされる高温のために低下する。このような弾性の低下によって、弾性接触要素は、十分かつ規定どおりに各コネクタに接触せず、その結果、大きな接触抵抗および／またはアークが発生する。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

したがって、本発明の基礎となる目的は、上述した欠点を克服し、組み立てが容易で製造コストが安価な大電流コネクタを提供することにある。 本発明のさらなる目的は、大電流および高温において、大電流コネクタの大電流接触体と相手側大電流コネクタの大電流接触体との間の確実かつ安定した接続を形成することである。

【課題を解決するための手段】

【0004】

当該目的は、請求項１による特徴の組合せにより達成される。

【0005】

本発明によれば、少なくとも３つの大電流接触体を有する大電流コネクタが提案される。各大電流接触体は、１つの大電流接触面と、大電流ケーブルを接続するための１つの大電流ケーブル接続エリアとを備えている。また、各大電流接触体には、相手側大電流コネクタの１つの相手側大電流接触体に各大電流接触体を接続するための１つのネジ穴が形成されている。相手側大電流コネクタは、各大電流接触体のために、相手側大電流接触体を備えている。相手側大電流接触体には、ネジ穴が小穴形状および／または貫通穴形状に形成されており、その結果、大電流接触体の大電流接触面は、接続ネジによって大電流接触体の大電流接触面に押し付けられ、大電流接触体と相手側大電流接触帯との間の導電接続が確立される。

【0006】

本発明の有利な実施形態によれば、大電流接触面は、各大電流接触体の長手方向に対して垂直となっている各大電流接触体の端面である。

【0007】

さらに、それぞれのネジ穴が各大電流接触面に垂直となるように延び、各大電流接触面と交差している実施形態が有利である。

【0008】

さらに有利な実施形態では、それぞれのネジ穴の軸線は、それぞれの大電流接触面の中心に配置される。ネジ穴の長手方向の軸線が各大電流接触面の中心に配置されることで、接続ボルト、ネジ穴、および相手側大電流接触面によって加えられる圧力が大電流接触面に均一に分散され、相手側大電流接触面と大電流接触面との均等な面圧による最適な接触が実現される。各大電流接触体ごとに、１つのネジ穴によって、最適な面圧および各大電流接触体と各相手側大電流接触体との間の最適な接触が実現可能である。

【0009】

さらなる有利な改良形態では、各大電流接触体には、それぞれの大電流接触面に対して垂直に配置された少なくとも１つの大電流サブ接触面が形成されている。大電流サブ接触面は、大電流接触体における各相手側大電流接触体の方向付けに加えて、大電流接触体における相手側大電流接触体との有効な接触エリアの拡大とに寄与する。接触エリアを拡大するために、相手側大電流接触体は、少なくとも大電流サブ接触面まで大電流接触体を包囲している。

【0010】

有利な一実施形態において、各大電流接触体は、それぞれの少なくとも一部分が、実質的に大電流コネクタ内に位置する絶縁体によって包囲されている。絶縁体は、大電流接触体が互いに接触することがないように、少なくとも３つの大電流接触体を互いに絶縁している。絶縁体は、好ましくは、上側と下側の２つの部分で形成され、絶縁体の内部の内部空間を周囲の環境から密閉する。大電流接触体の相互の絶縁は、内部空間における分離ウェブ若しくは位置決めウェブ、あるいは内部空間を満たす発泡体によって得られる。分離ウェブまたは位置決めウェブは絶縁体によって形成される。

【0011】

有利な別の一実施形態では、大電流接触体は、周囲に設けられた環状の凹部を備えており、当該各凹部には、それぞれ絶縁体に対して大電流接触体が固定されるように、絶縁体が密に係合する。シール効果は、さらなる凹部および/または追加のシール要素、あるいはラビリンスシールなどのシール構造によって改善可能である。大電流接触体は、それぞれ少なくとも１つの大電流サブ接触面とともに、絶縁体から長手軸線の方向に部分的に突出している。また、大電流サブ接触面は、それぞれ凹部を起点として、各大電流接触面の方向に形成されている。

【0012】

別の有利な一実施形態においては、大電流コネクタは、シールド接触体を備えている。シールド接触体は、大電流接触体の長手方向の全長にわたって大電流接触体を実質的に完全に包囲しており、大電流接触体の大電流接触面および大電流サブ接触面の一部がシールド接触体から突出している。シールド接触体は、相手側大電流コネクタ側の相手側シールド接触面と接触する少なくとも１つのシールド接触面と、大電流ケーブルのシールド部を接続するためのシールド端子とを備えている。好ましくは、大電流ケーブルの複数のシールド部は、シールド端子において接続可能である。

【0013】

シールド接触体は、有利な実施形態において、絶縁体を半径方向から包囲しているとともに、複数の突起部によって絶縁体を支持しており、その結果、絶縁体は、その位置において、シールド接触体に対して固定されている。また、ケーブル貫通部およびケーブル引張負荷軽減部が形成されたシールド接触体の第１の部分と、絶縁体との間に実質的に密な合流部が形成されている。

【0014】

有利な実施形態では、大電流ケーブルがシールド接触体内に案内されるケーブル貫通部における大電流ケーブルとシールド接触体の間に少なくとも１つのシール要素が配置されるか、またはシールド接触体が少なくとも１つのシール要素を備えている。シール要素は、特に絶縁体の内部空間に通じるシールド接触体の内部空間、特に第１の部分の内部空間が密封されるとともに、少なくとも１つのシール要素と絶縁体が密に係合する大電流接触体の凹部との間に、内部が周囲に対して密閉された内部空間が生じるように配置される。シールド接触体の一部と絶縁体の内部空間を密封することによって、大電流ケーブル接続箇所が、湿気と腐食の可能性から保護される。

【0015】

さらに、有利な発展形態では、シールド接触体の周囲に、シールド薄板が嵌め入れられる環状の溝が形成されており、その結果、シールド薄板は、シールド接触体の少なくとも一部を半径方向に取り囲んでいる。シールド薄板は、好ましくは導電性の材料で形成されているとともに、１つのケーブルシールドまたは複数のケーブルシールドと電気的に接触している。シールド薄板は、シールド接触体の反対側のケーブルを完全にサポートし、シール機能を備えている。

【0016】

大電流接触体の有利な実施形態では、大電流接触体は実質的に直方体状である。大電流ケーブル接続面は、大電流接触体において溝状の凹部によって形成されており、当該凹部は、大電流接触面とは反対側において形成された背面から大電流接触面の方向へ延在しており、その形状は、固定のために設けられた大電流ケーブルの形状に対応している。

【0017】

また、追加的な有利な実施形態は、大電流ケーブルが大電流ケーブル接触面において大電流接触体に溶接されるように構成されている。好ましくは、大電流ケーブルは、超音波溶接法によって大電流接触体と溶接されている。

【0018】

１つの実施形態においては、ネジ穴が雌ネジを有する有底穴として形成されており、これにより、内部空間が密閉されるとともに、湿気、液体、塵埃または空気が大電流接触体を通して絶縁体の内部の内部空間への侵入が防止される。

【0019】

大電流コネクタの別の有利な形態は、大電流コネクタが３００Ａ～３０００Ａの許容電流を有しており、および／または大電流コネクタが１２５℃～２５０℃の許容温度を有しているように構成されていることである。

【0020】

開示された上述の特徴は、技術的に可能であり、互いに矛盾しない限り、適宜組み合わせることが可能である。

【0021】

本発明の他の有利な実施形態は、従属請求項において特徴付けられ、あるいは、以下において、図面に基づく本発明の好ましい実施形態の説明と共に詳細に示される。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】大電流コネクタの斜視図である。

【図2】大電流コネクタの異なる方向から見た斜視図である。

【図3】大電流コネクタの平面図である。

【図4】大電流コネクタの正面図である。

【図5】大電流コネクタの垂直断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

図面は例示的な概略図です。 図中の同一の参照番号は、同一の機能的および/または構造的特徴を示す。

【0024】

図１は、等角の空間表現で大電流コネクタ１を示しており、大電流接触体１０の３つの大電流接触面１１がシールド接触体４０から突出している。大電流サブ接触面１４は、２部材からなる絶縁体３から大電流接触面１１まで延在している。大電流接触面１１の中央または中心には、それぞれ１つのネジ穴１３が形成されており、当該ネジ穴１３にそれぞれネジを螺着可能である。絶縁体３は、その周囲がシールド接触体４０によって完全に包囲されており、シールド接触体４０は、その大電流接触面側の端部において、周囲に形成されたシールド接触面４１を備えている。大電流接触面とは反対側の端部分では、シールド薄板５が、シールド接触体４０に配置されているとともに、シールド接触体４０の溝へ圧入されている。シールド薄板５は、大電流ケーブル２まで延びており、大電流ケーブル２の少なくとも一部を取り囲んでいる。

【0025】

図２は、大電流コネクタ１を、図１とは異なる方向から見た状態で図示しており、その結果、大電流接触面１１を見て取ることができない。

【0026】

図３は、図１および図２に図示されている大電流コネクタ１の平面図である。大電流接触面１１が同一平面上に位置するように、大電流接触体１０が同一方向を向いて整列されている。

【0027】

図１から図３と同様の大電流コネクタ１を示す図４には、絶縁体３の分割面が明確に示されており、絶縁体３は上側と下側とに分割されている。また、図４には、絶縁体３をシールド接触体４０内で支持する突起４２がより明確に示されている。突起４２の支持により、絶縁体３の上側と下側が互いに押圧され、絶縁体３を密封して固定する作用が増強される。

【0028】

図５は、大電流コネクタ１の長手方向軸線に沿った大電流コネクタ１の断面を示しており、大電流接触体１０が中央で分割されて示されている。断面図によって、特に、大電流接触体１０の周囲を包囲する凹部１５を有する大電流接触体１０の形状が示されている。また、絶縁体３が、凹部１５へ係合し、これにより、絶縁体３の内部空間が密閉されるとともに大電流接触体１０が固定されていることがわかる。大電流ケーブル２は、シールド接触体の一部を通ってガイドされるとともに、ケーブル引張負荷軽減部を用いて固定および負荷軽減される。ケーブル引張負荷軽減部によれば、それぞれリングシールとして形成された２つのシール要素４３のうち１つのケーブルがシールド接触体４０に対してシールされ、その結果、シールド接触体４０の一部および絶縁体３の内部空間が、周囲に対してシールされているとともに、実質的に塵埃粒子または湿気が侵入することが防止される。

【0029】

本発明は、その構成において、上述の好ましい実施形態に限定されるものではない。むしろ、基本的に異なる態様の実施においても図示の解決手段を使用する多くの態様が考えられる。例えば、大電流接触面は、複数のネジ穴または１つの雄ネジを備えることが可能である。

【符号の説明】

【0030】

１ 大電流コネクタ
２ 大電流ケーブル
３ 絶縁体
５ シールド薄板
１０ 大電流接触体
１１ 大電流接触面
１２ 大電流ケーブル接続エリア
１３ ネジ穴
１４ 大電流サブ接触面
１５ 凹部
４０ シールド接触体
４１ シールド接触面
４２ 突起部
４３ シール要素

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】