特許 7546551 高電力コネクタ及び関連の組立方法

(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】2024-08-29

(45)【発行日】2024-09-06

(54)【発明の名称】高電力コネクタ及び関連の組立方法

(51)【国際特許分類】

   H01R 13/74 20060101AFI20240830BHJP

   H05K 7/12 20060101ALI20240830BHJP

   H01R 13/52 20060101ALI20240830BHJP

   H01R 43/00 20060101ALI20240830BHJP

   H02G 3/16 20060101ALN20240830BHJP

【ＦＩ】

H01R13/74 J

H05K7/12 D

H01R13/74 A

H01R13/52 301H

H01R43/00 B

H02G3/16

【請求項の数】 14

(21)【出願番号】P 2021514407

(86)(22)【出願日】2019-09-11

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-02-07

(86)【国際出願番号】 IB2019057640

(87)【国際公開番号】W WO2020053775

(87)【国際公開日】2020-03-19

【審査請求日】2022-09-08

(31)【優先権主張番号】102018000008577

(32)【優先日】2018-09-13

(33)【優先権主張国・地域又は機関】IT

(73)【特許権者】

【識別番号】505005038

【氏名又は名称】メタ システム エス．ピー．エー．

【氏名又は名称原語表記】ＭＥＴＡ ＳＹＳＴＥＭ Ｓ．Ｐ．Ａ．

(74)【代理人】

【識別番号】100091683

【弁理士】

【氏名又は名称】▲吉▼川 俊雄

(74)【代理人】

【識別番号】100179316

【弁理士】

【氏名又は名称】市川 寛奈

(72)【発明者】

【氏名】ラサグニ，チェーザレ

【審査官】高橋 裕一

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１８／０１５１２７４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１４－２２００４５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｒ１３／７３－１３／７４

Ｈ０５Ｋ ７／１２

Ｈ０１Ｒ１３／４０－１３／５３３

Ｈ０１Ｒ４３／００－４３／０２

Ｈ０２Ｇ ３／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

コンテナ（Ｂ）、前記コンテナ（Ｂ）の内側に収容される少なくとも１つのパワーエレクトロニクス回路（Ｃ）、及び前記コンテナ（Ｂ）を閉鎖するための少なくとも１つのカバー（Ｄ）を含む、パワーエレクトロニクス装置（Ａ）に設置可能な高電力コネクタ（１）であって、
コネクタ（１）は実質的に細長構造の少なくとも１つの導電要素（２）を含み、前記導電要素（２）は、前記パワーエレクトロニクス回路（Ｃ）に電気的に接続可能な第１の端部と、少なくとも１つの電気接続端子（３）が設けられた第２の端部とが提供され、前記導電要素（２）は、前記カバー（Ｄ）に作られた貫通開口（Ｅ）の内側に挿入可能であり、端子（３）は外向きに向いており、前記コネクタ（１）は少なくとも１つのロック要素（４）を含み、前記ロック要素（４）は、前記導電要素（２）と結合でき、前記カバー（Ｄ）が前記コンテナ（Ｂ）に固定した状態で前記カバー（Ｄ）の外面に固定可能な電気絶縁材料で作られており、
前記コネクタ（１）は、前記導電要素（２）と前記ロック要素（４）との間に結合手段を含み、
前記結合手段は、多角形構造の外側横方向外形が設けられた前記導電要素（２）の少なくとも１つの部分と、多角形構造の内側横方向外形が設けられた前記ロック要素（４）の筐体シート（５）の内面の少なくとも１つの部分とを含み、前記外側横方向外形及び前記内側横方向外形は相互に補完され、前記ロック要素（４）の前記カバー（Ｄ）への固定にあたって、位置調整できるよう前記ロック要素（４）と前記導電要素（２）とは回転可能に結合され、
前記ロック要素（４）は、前記カバー（Ｄ）に対する固定手段（９，１０）を含み、
前記固定手段（９，１０）は、前記ロック要素（４）の外面から突出し、少なくとも１つの固定穴（１０）が設けられた、少なくとも１つの部分（９）を含み、前記固定穴（１０）は、ねじ等によって固定するために、前記カバー（Ｄ）の各々の穴（Ｆ）で位置付け可能であり、
前記固定穴（１０）はスロット形状であることを特徴とする、コネクタ（１）。

【請求項2】

前記結合手段は、前記導電要素（２）の縦軸に対して、前記導電要素（２）と前記ロック要素（４）との間で回転する結合手段を含むことを特徴とする、請求項１に記載のコネクタ（１）。

【請求項3】

前記ロック要素（４）は、前記ロック要素（４）が前記カバー（Ｄ）の前記外面に固定されるとき、前記導電要素（２）の前記第２の端部を少なくとも部分的に収容するように適応する少なくとも１つの筐体シート（５）を備えることを特徴とする、請求項１～２のいずれか１項に記載のコネクタ（１）。

【請求項4】

前記ロック要素（４）は前記筐体シート（５）に対するアクセス開口（６）が設けられた部分を含むことを特徴とする、請求項３に記載のコネクタ（１）。

【請求項5】

前記アクセス開口（６）が設けられた前記部分は、前記カバー（Ｄ）の前記貫通開口（Ｅ）の内側に少なくとも部分的に挿入可能であることを特徴とする、請求項４に記載のコネクタ（１）。

【請求項6】

前記ロック要素（４）は、前記ロック要素（４）が前記カバー（Ｄ）の前記外面に固定されるとき、前記導電要素（２）の前記端子（３）の少なくとも１つの出口開口（７）を含むことを特徴とする、請求項１～５のいずれか１項に記載のコネクタ（１）。

【請求項7】

前記コネクタ（１）は密閉手段（１１，１２）を含むことを特徴とする、請求項１～６のいずれか１項に記載のコネクタ（１）。

【請求項8】

前記密閉手段（１１，１２）は、前記導電要素（２）の外面と、前記ロック要素（４）の筐体シート（５）の内面との間に介在する少なくとも第１のガスケット（１１）を含むことを特徴とする、請求項７に記載のコネクタ（１）。

【請求項9】

前記密閉手段（１１，１２）は少なくとも第２のガスケット（１２）を含み、前記第２のガスケット（１２）は、前記ロック要素（４）の少なくとも１つの伸張部に沿って配置され、前記ロック要素（４）が前記カバー（Ｄ）に固定されるとき、前記ロック要素（４）の外面と、前記カバー（Ｄ）の前記貫通開口（Ｅ）の内面との間に介在するように適応することを特徴とする、請求項７または８に記載のコネクタ（１）。

【請求項10】

前記導電要素（２）は金属材料から作られることを特徴とする、請求項１～９のいずれか１項に記載のコネクタ（１）。

【請求項11】

前記ロック要素（４）はポリマー材料から作られることを特徴とする、請求項１～１０のいずれか１項に記載のコネクタ（１）。

【請求項12】

請求項１～１１のいずれか１項に記載の高電力コネクタ（１）の組立方法であって、前記組立方法は、少なくとも、
－前記導電要素（２）の前記第１の端部を前記パワーエレクトロニクス回路（Ｃ）に接続するステップと、
－前記カバー（Ｄ）を前記コンテナ（Ｂ）上に位置付けるステップであって、前記導電要素（２）の前記第２の端部は前記カバー（Ｄ）の前記貫通開口（Ｅ）の内側に挿入される、位置付けるステップと、
－前記ロック要素（４）を前記貫通開口（Ｅ）に位置付けるステップであって、前記導電要素（２）の前記第２の端部は前記ロック要素の筐体シート（５）の内側に配置され、前記端子（３）は前記ロック要素の出口開口（７）から突出する、位置付けるステップと、
－前記ロック要素（４）を前記カバー（Ｄ）の前記外面に固定するステップと、
を含むことを特徴とする、方法。

【請求項13】

前記接続するステップは、前記導電要素（２）の前記第１の端部を、前記パワーエレクトロニクス装置（Ａ）の少なくとも１つの支持部に固定するステップを含むことを特徴とする、請求項１２に記載の方法。

【請求項14】

車両用のパワーエレクトロニクス装置（Ａ）であって、コンテナ（Ｂ）、前記コンテナ（Ｂ）の内側に収容される少なくとも１つのパワーエレクトロニクス回路（Ｃ）、及び少なくとも１つの貫通開口（Ｅ）が設けられた前記コンテナ（Ｂ）の少なくとも１つの閉鎖カバー（Ｄ）を含み、
前記パワーエレクトロニクス装置（Ａ）は、請求項１～１１のいずれか１項に記載の少なくとも１つの高電力コネクタ（１）を含み、前記導電要素（２）の前記第１の端部は前記パワーエレクトロニクス回路（Ｃ）に電気的に接続され、前記第２の端部は、前記カバー（Ｄ）に作られた前記貫通開口（Ｅ）の内側に挿入され、前記端子（３）は外向きに向いており、前記ロック要素（４）は前記導電要素（２）に結合され、前記カバー（Ｄ）の前記外面に固定されることを特徴とする、パワーエレクトロニクス装置（Ａ）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、具体的には、ＤＣ－ＤＣコンバータ、充電器等の外部コネクタとして使用可能な高電力コネクタと、関連の組立方法とに関する。

【背景技術】

【0002】

外側からアクセス可能である高電力コネクタが設けられた電力装置を製造する必要性は既知である。

【0003】

例えば、自動車分野で、具体的には、ＯＢＣ（車載充電器）の充電装置またはＤＣ－ＤＣコンバータ等の、入力電圧／電流を適切な出力電圧／電流に変換するために、電気自動車またはハイブリッド車の車内に設置された電動装置の生産に関連する必要性を感じる。

【0004】

係るパワーエレクトロニクス装置は、概して、適切なコンテナの内側に収容される１つ以上のプリント回路から成る１つ以上のパワーエレクトロニクスボードまたは電子制御盤を含む。特別なカバーを使用して、コンテナを密封する。

【0005】

係る装置に関して、外側からアクセス可能であり、カバーに配置される高電力コネクタを製造する必要性は既知である。

【0006】

しかしながら、これらのコネクタの位置付け及び電気接続は複雑である。

【0007】

実際に、コネクタの既知の種類は、概して、カバーに固定され、コンテナを閉鎖するためにカバー自体を固定した後、コネクタを内部の電子機器に接続する必要がある。

【0008】

この目的のために、コンテナに作られるアクセス開口を適切にする必要がある、または関連の電流を考慮すると、この種類の用途に良好ではない長い配線を使用する必要がある。

【0009】

これは、組立動作及び電気接続動作を複雑にする。

【0010】

さらに、コンテナには、適切なアクセス開口及び関連の閉鎖手段（例えば、ドア）を設ける必要がある。したがって、コンテナ自体をより複雑にすると、必然的に、生産コストが高くなる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

本発明の主な目的は、組立動作及び電気接続動作を簡略化することを可能にする高電力コネクタ及び関連の組立方法を考案することである。

【0012】

本発明の別の目的は、使用するのに簡単な、合理的な、容易な、効率的な、低価格の解決策で実現可能な範囲内で、先行技術の前述の欠点を克服することを可能にする高電力コネクタ及び関連の組立方法を考案することである。

【課題を解決するための手段】

【0013】

上記に記載した目的は、請求項１に記載の本発明の高電力コネクタによって達成される。

【0014】

本発明の他の特徴及び利点は、添付の図面の図で、例証的な例によって示され、その例に限定されない、高電力コネクタ及び関連の組立方法の好ましいが非排他的な実施形態の説明からより明らかになる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明に従ったコネクタの組立方法の様々なステップを示す。

【図2】本発明に従ったコネクタの組立方法の様々なステップを示す。

【図3】本発明に従ったコネクタの組立方法の様々なステップを示す。

【図4】本発明に従ったコネクタの組立方法の様々なステップを示す。

【図5】本発明に従ったコネクタの組立方法の様々なステップを示す。

【図6】本発明に従ったコネクタの組立方法の様々なステップを示す。

【図7】本発明に従ったコネクタが設けられた電子装置を概略的に示す。

【発明を実施するための形態】

【0016】

特に、これらの図に関して、符号１は、全体的に、具体的には電力装置に設置可能な高電力コネクタを示す。

【0017】

例えば、本発明に従ったコネクタ１は、自動車分野で使用できる、具体的には、ＯＢＣ（車載充電器）の充電装置またはＤＣ－ＤＣコンバータ等の電気自動車またはハイブリッド車の車内に設置された電動装置の生産に関連して使用できる。

【0018】

概して、図７に例として概略的に示されるように、コネクタ１はパワーエレクトロニクス装置Ａで使用でき、パワーエレクトロニクス装置Ａは、コンテナＢ、コンテナＢの内側に収容される少なくとも１つのパワーエレクトロニクス回路Ｃ、及びコンテナＢを閉鎖するための少なくとも１つのカバーＤを含む。

【0019】

利点をもたらすように、コネクタ１は実質的に細長構造の少なくとも１つの導電要素２を含み、少なくとも１つの導電要素２は、パワーエレクトロニクス回路Ｃに電気的に接続可能な第１の端部と、少なくとも１つの電気接続端子３が設けられた第２の端部とが提供されている。好ましくは、導電要素２は金属材料から作られている。

【0020】

具体的には、導電要素２は、カバーＤに作られた貫通開口Ｅの内側に挿入可能である。挿入された後、端子３は外向きに向いており、したがって、追加コネクタに接続するためにアクセス可能である。

【0021】

利点をもたらすように、さらに、コネクタ１は、電気絶縁材料から作られた少なくとも１つのロック要素４を含み、ロック要素４は導電要素２と結合でき、カバーＤの外面に固定可能である。

【0022】

したがって、ロック要素４は、簡単に及び速く、導電要素２をカバー上に効果的にロックすることを可能にする。

【0023】

好ましくは、ロック要素４はポリマー材料から作られている。

【0024】

図に示される好ましい実施形態に従って、コネクタ１は、導電要素２とロック要素４との間の結合手段を含む。

【0025】

具体的には、結合手段は、導電要素自体の縦軸に対して、導電要素２とロック要素４との間で回転する結合手段から成る。

【0026】

したがって、ロック要素４をカバーＤに固定した後、導電要素２は、また、回転してロックされる。

【0027】

図に示される好ましい実施形態を参照すると、ロック要素４は、ロック要素４がカバーＤの外面に固定されるとき、導電要素２の第２の端部を少なくとも部分的に収容するように適応する少なくとも１つの筐体シート５（図５に見える）を含む。

【0028】

具体的には、ロック要素４は、筐体シート５にアクセスするためのアクセス開口６が設けられた部分を含み、アクセス開口６を通して、導電要素２の第２の端部を挿入できる。

【0029】

好都合に、図に示される好ましい実施形態を参照すると、アクセス開口６が設けられた部分は、カバーＤの貫通開口Ｅの内側に少なくとも部分的に挿入可能であり、調整するためのものである。

【0030】

さらに、ロック要素４は、ロック要素自体がカバーＤの外面に固定されるとき、導電要素２の端子３の少なくとも１つの出口開口７を含む。

【0031】

図に示される特に可能な実施形態に関して、ロック要素４は本体８を含み、本体８は、一端にアクセス開口６と、反対端に出口開口７とが設けられた実質的に円筒管状構造を有する。

【0032】

具体的には、出口開口７が設けられたロック要素４の本体の端は、外側に向かって減少する直径を有する断面を含む実質的に円筒構造を有する。この構成では、出口開口７が設けられた端及び端子３は、対応するコネクタを接続するように設計された取付具を構成する。

【0033】

しかしながら、ロック要素４の様々な実施形態を無視できない。実際に、ロック要素４の形状は、カバーＤの貫通開口Ｅの特定の形状または端子３に接続される特定のコネクタの特定の形状に従って適応及び修正できる。

【0034】

好ましくは、導電要素２とロック要素４との間の結合手段は、多角形結合手段によって構成される。

【0035】

具体的には、図に示される特定の実施形態を参照すると、結合手段は、多角形構造の外側横方向外形が設けられた導電要素２の一部を含む。さらに、結合手段は、多角形構造の内側横方向外形が設けられたロック要素４の筐体シート５の内面の一部を含む。

【0036】

導電要素２の外側横方向外形及び筐体シート５の内側横方向外形は相互に補完し、導電要素２で回転してロック要素４をロックするために調整するように結合可能である。具体的には、図に示されるように、これらの外形は六角形であり得る。しかしながら、様々な構造を無視できない。

【0037】

ロック要素４は、また、カバーＤに対する固定手段９，１０を含む。

【0038】

好ましくは、係る固定手段９，１０は、ロック要素４の外面から突出する少なくとも１つの部分９を含み、ロック要素４の表面には、少なくとも１つの固定穴１０が設けられている。

【0039】

固定孔１０は、ねじ等によって固定するために、カバーＤの各々の穴Ｆにおいて位置づけ可能である。

【0040】

図に示される好ましい実施形態を参照すると、固定手段９，１０は、ロック要素４の本体から突出し、相互に反対側にある側方フィン９の対を含む。側方フィン９の両方には、各々の固定孔１０が設けられている。

【0041】

好都合に、固定孔１０はスロットから成る。

【0042】

好ましくは、これらのスロット１０は曲線である。

【0043】

このように、カバーＤへのロック要素４の位置付け及び導電要素２との結合に続いて、スロット１０がカバーＤの穴Ｆの完全に中心にない場合でさえも、ロック要素自体を固定することが可能である。

【0044】

利点をもたらすように、コネクタ１は密閉手段１１，１２を含み、密閉手段１１，１２は、導電要素２とロック要素４との間の完全な密閉と、ロック要素４とカバーＤとの間の完全な密閉とを確実にするように適応する。

【0045】

具体的には、密閉手段１１，１２は、導電要素２の外面と、ロック要素４の筐体シート５の内面との間に介在する少なくとも第１のガスケット１１を含む。

【0046】

好ましくは、図に示されるように、第１のガスケット１１は、端子３に近接して、導電要素２の円筒部に形成された関連の円形シートの内側に位置付けられるＯリングから成る。

【0047】

図６に示されるように、ロック要素４を導電要素２の第２の端部に挿入した後に、第１のガスケット１１は出口開口７に近接して位置付けられる。

【0048】

さらに、密閉手段１１，１２は、少なくとも、ロック要素４の本体の少なくとも１つの伸張部に沿って配置される第２のガスケット１２を含む。

【0049】

図６に示されるように、第２のガスケット１２は、ロック要素４がカバーＤに固定されるとき、ロック要素自体の外面と、カバーＤの貫通開口Ｅの内面との間に介在するように適応する。

【0050】

本発明に従った高電力コネクタ１を組み立てるための方法は下記に説明される。

【0051】

まず、図１に概略的に示されるように、本方法は、導電要素２の第１の端部をパワーエレクトロニクス回路Ｃに接続することを提供する。

【0052】

好ましくは、この接続は、導電要素２の第１の端部を、パワーエレクトロニクス装置Ａの少なくとも１つの適切な支持部に固定することを提供する。

【0053】

具体的には、導電要素２の第１の端部は、プリント回路ＰＣＢに、電子装置Ａの適切なフレームまたはバスバーに直接固定できる。

【0054】

続いて、概略的に図２に示されるように、本方法は、カバーＤをコンテナＢ上に位置付けることと、導電要素２の第２の端部をカバーＤの貫通開口Ｅの内側に位置付けることとを提供する。

【0055】

次に、カバーＤは、コンテナＢに固定され、電子機器を含む区画を閉鎖する。

【0056】

続いて、図３、図４、及び図５に示されるように、ロック要素４は貫通開口Ｅに位置付けられ、導電要素２の第２の端部はロック要素４の筐体シート５の内側に配置され、端子３はロック要素自体の出口開口７から突出する。

【0057】

具体的には、ロック要素４の側方フィン９のスロット１０をカバーＤの各々の穴Ｆに合わせて整列することによって、ロック要素４の位置付けを実行する必要がある。

【0058】

最終的に、本方法は、ロック要素４をカバーＤの外面に固定することを提供する。

【0059】

この固定により、スロット１０に挿入されるねじまたは同様のねじ手段によって実行され、カバーＤの穴Ｆの内側にロックできる。

【0060】

本発明に従った電子装置Ａは、具体的には、自動車分野で使用でき、電気自動車またはハイブリッド車の車内に設置されたパワーエレクトロニクス装置から成る。

【0061】

例えば、電子デバイスＡは、ＯＢＣ（車載充電器）の充電装置またはＤＣ－ＤＣコンバータから成り得る。

【0062】

電子装置Ａは、コンテナＢ、コンテナＢの内側に収容される少なくとも１つのパワーエレクトロニクス回路Ｃ、及びコンテナＢを閉鎖するための少なくとも１つのカバーＤを含む。

【0063】

利点をもたらすように、電子装置Ａは、上記に説明したコネクタ１と同様に少なくとも１つの高電力コネクタ１を含む。

【0064】

具体的には、導電要素２の第１の端部はパワーエレクトロニクス回路Ｃに電気的に接続され、導電要素２の第２の端部はカバーＤに作られた貫通開口Ｅの内側に挿入され、端子３は外側に向いている。

【0065】

さらに、ロック要素４は導電要素２に結合され、カバーＤの外面に固定される。

【0066】

実際には、説明される本発明は意図された目的を達成していることが確認されている。

【0067】

具体的には、本発明に従ったコネクタは、組立動作及び電気接続動作をかなり簡略化することを可能にする事実を強調する。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】