JP6054600B2

JP6054600B2 - コネクタ

Info

Publication number: JP6054600B2
Application number: JP2011176408A
Authority: JP
Inventors: 承錫白; 桐生　幸一; 幸一桐生; 柚場　誉嗣; 誉嗣柚場; 大栄岩本; 昭夫中村
Original assignee: Fujitsu Component Ltd
Current assignee: Fujitsu Component Ltd
Priority date: 2011-08-11
Filing date: 2011-08-11
Publication date: 2016-12-27
Anticipated expiration: 2031-08-11
Also published as: CN102957062B; US20130040502A1; CN102957062A; JP2013041694A; US8573993B2

Description

本発明は、コネクタに関する。

一般的に電気機器は、電源等より電力の供給を受け動作するものであり、電源より電力の供給を受ける際には、通常コネクタを介し電源より電気機器へ電力が供給される。この際用いられるコネクタは、特許文献１、２に開示されているように、凸状の雄型タイプのコネクタと、凹状の雌型タイプのコネクタを嵌合することにより、電気的に接続を行うものである。

一方、近年では、地球温暖化等に対する対策の一つとして、ローカルエリアにおける送電においても、電圧変換や送電等における電力損失が少なく、ケーブルの太さも太くする必要のない、直流で高電圧の電力の供給が検討されている。特に、サーバ等の情報機器においては、大量に電力を消費するためこのような電力供給が望ましいものとされている。

ところで、電気機器に供給される電力に関しては、電圧が高いと人体に影響を及ぼす場合や、電子部品の動作に影響を与える場合がある。このような高電圧の電力をサーバ等の情報機器に用いる場合、装置の設置やメンテナンスの際においては、人により作業が行われるため、電気的接続がされている部分であるコネクタは通常の交流の商用電源に用いられるコネクタとは異なるものとする必要がある。

特開平５−８２２０８号公報特開２００３−３１３０１号公報

また、スイッチを組み込んだ構成のコネクタでは、電源から供給される電圧が１００Ｖ以上の場合、または、高電圧で直流である場合、現在使用されているスイッチをそのまま用いることはできない。例えば、電源から供給される電力が直流４００Ｖの場合では、現在の交流１００Ｖに用いられているスイッチでは、十分な安全性や信頼性が確保されていないため、そのまま使用することは危険である。

よって、本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、高電圧の電力を安全に供給することが可能なコネクタを提供することを目的とするものである。

本発明は、一方のコネクタと他方のコネクタとを嵌合することにより電気的に接続されるコネクタにおいて、前記一方のコネクタは一方の接触端子を有し、前記他方のコネクタは、前記一方の接触端子に接触する他方の接触端子と、前記他方の接触端子と接続されている可動部と、前記可動部と接触可能な固定部とを有するスイッチ部と、前記他方のコネクタへの前記一方のコネクタの嵌合により前記一方のコネクタにより押されて前記可動部に向けて移動し、前記可動部を押して前記可動部を前記固定部に接触させる可動端子と、を有し、前記一方のコネクタと前記他方のコネクタとを嵌合する際には、前記一方の接触端子と前記他方の接触端子とが接触した後、前記可動端子が前記固定部と前記可動部とを接触させるものであって、前記一方のコネクタは、複数の前記一方の接触端子を有し、前記他方のコネクタは、複数の前記一方の接触端子に対応して設けられた複数の前記他方の接触端子を有しており、複数の前記他方の接触端子のうち、少なくとも１つにはスイッチ部が設けられていないことを特徴とする。

また、本発明は、前記一方のコネクタはプラグコネクタであり、前記他方のコネクタはジャックコネクタであることを特徴とする。

また、本発明は、前記一方のコネクタは、複数の前記一方の接触端子を有し、前記他方のコネクタは、複数の前記一方の接触端子に対応して設けられた複数の前記他方の接触端子を有しており、前記スイッチ部は、前記他方の接触端子のうち対応する１の他方の接触端子に接続されているものであることを特徴とする。

また、本発明は、前記一方のコネクタは、複数の前記一方の接触端子を有し、前記他方のコネクタは、複数の前記一方の接触端子に対応して設けられた複数の前記他方の接触端子を有し、前記スイッチ部を２以上有しており、各々の前記スイッチ部は、対応する前記他方の接触端子に各々接続されているものであることを特徴とする。

また、本発明は、前記一方のコネクタと前記他方のコネクタとを嵌合する際には、前記一方の接触端子と前記他方の接触端子とが接触した後、前記スイッチ部における前記固定部と前記可動部とが接触するものであることを特徴とする。

また、本発明は、前記他方の接触端子と前記可動部とは接続されているものであることを特徴とする。

また、本発明は、一方のコネクタと他方のコネクタとを嵌合することにより電気的に接続されるコネクタにおいて、前記一方のコネクタは一方の接触端子を有し、前記他方のコネクタは前記一方の接触端子に接触する他方の接触端子と、前記他方の接触端子に接続されているスイッチ部とを有し、前記スイッチ部は固定部と可動部とを有しており、前記一方のコネクタと前記他方のコネクタとを嵌合することにより、前記他方のコネクタに設けられた可動端子が前記一方のコネクタの端部と接触し、前記可動端子が移動して前記可動端子を介し前記可動部を押して変形させることにより、前記可動部と前記固定部とが接触するものであって、前記他方のコネクタには、２つの凸状部を有するフックを有しており、前記一方のコネクタには、一方の凸状部に対応する溝部が形成されており、前記可動端子には、他方の凸状部に対応する爪部が形成されており、前記一方のコネクタと前記他方のコネクタとが嵌合している状態において、前記溝部に前記一方の凸状部が入り込んでおり、前記可動端子の前記爪部に前記他方の凸状部が引っ掛かることにより、前記可動端子が固定されるものであることを特徴とする。

また、本発明は、前記溝部より前記一方の凸状部がはずれる際には、前記他方の凸状部が前記爪部よりはずれるものであることを特徴とする。

また、本発明は、前記可動部はバネ部を有しており、前記他方の凸状部が前記爪部よりはずれる際には、前記バネ部の復元力により、前記可動端子が、前記一方のコネクタの側に押され、前記可動部と前記固定部とが離れるものであることを特徴とする。

本発明によれば、現状の商用電源の電圧よりも高い電圧の電源、または、直流電源に対応したコネクタであって、これらの電源からの電力を安全に供給することが可能なコネクタを提供することができる。

第１の実施の形態におけるコネクタの斜視図第１の実施の形態におけるコネクタの側面図第１の実施の形態におけるコネクタの上面図第１の実施の形態におけるコネクタが嵌合されている状態の斜視図第１の実施の形態におけるコネクタが嵌合されている状態の側面図第１の実施の形態におけるプラグコネクタの正面図第１の実施の形態におけるプラグコネクタの上面図第１の実施の形態におけるプラグコネクタの側面図第１の実施の形態におけるプラグコネクタの裏面図第１の実施の形態におけるプラグコネクタの断面図第１の実施の形態におけるプラグコネクタの斜視図（１）第１の実施の形態におけるプラグコネクタの斜視図（２）第１の実施の形態におけるプラグコネクタの斜視図（３）第１の実施の形態におけるジャックコネクタの斜視図（１）第１の実施の形態におけるジャックコネクタの斜視図（２）第１の実施の形態におけるジャックコネクタの分解図第１の実施の形態におけるジャックコネクタの正面図第１の実施の形態におけるジャックコネクタの上面図第１の実施の形態におけるジャックコネクタの側面図第１の実施の形態におけるジャックコネクタの裏面図第１の実施の形態におけるコネクタの嵌合方法の説明図（１）第１の実施の形態におけるコネクタの嵌合方法の説明図（２）第１の実施の形態におけるコネクタの嵌合方法の説明図（３）第１の実施の形態におけるコネクタの嵌合方法の説明図（４）第１の実施の形態におけるコネクタの嵌合方法の説明図（５）第１の実施の形態におけるコネクタの嵌合方法の説明図（６）第１の実施の形態における他のコネクタの説明図第２の実施の形態におけるコネクタの説明図第２の実施の形態における他のコネクタの説明図

本発明を実施するための形態について、以下に説明する。尚、同じ部材等については、同一の符号を付して説明を省略する。

〔第１の実施の形態〕
（コネクタの構造）
第１の実施の形態におけるコネクタの構造について説明する。本実施の形態におけるコネクタは、図１から図３に示されるプラグコネクタ１００とジャックコネクタ２００からなるものである。

プラグコネクタ１００は、筐体部分が絶縁体で形成されており、内部に金属等の導電性材料により形成された３つのプラグ電極端子１１１、１１２、１１３を有しており、これらのプラグ電極端子１１１、１１２、１１３は不図示の電源ケーブルが接続されている。プラグコネクタ１００は、プラグコネクタ接続部１２０がジャックコネクタ２００の内部に入り込むことにより嵌合し接続される。プラグコネクタ１００に設けられるプラグ電極端子１１１、１１２、１１３は、プラグコネクタ接続部１２０の反対側に露出するように形成されている。尚、本実施の形態における説明では、一例として、プラグ電極端子１１１は電源のプラスに、プラグ電極端子１１２は電源のＧＮＤ（接地電位）に、プラグ電極端子１１３は電源のマイナスに接続されているものとする。

ジャックコネクタ２００は、筐体部分が絶縁体で形成されており、プラグコネクタ１００のプラグコネクタ接続部１２０が挿入される凹状部２０１を有している。また、ジャックコネクタ２００は、ジャック電極端子２１１、２１２、スイッチ部２２０を有しており、ジャック電極端子２１１、２１２、スイッチ部２２０の一部は、プリント基板２６０に接続されている。スイッチ部２２０は可動部２２２と固定部２２１とを有しており、固定部２２１がプリント基板２６０と接続され、可動部２２２がジャックコネクタ２００と接続されている。尚、スイッチ部２２０は、ジャックコネクタ２００とプラグコネクタ１００とが嵌合していない状態では、可動部２２２と固定部２２１とは接触していないため、スイッチが開いた状態となっている。

本実施の形態におけるコネクタでは、前述のとおり、図４及び図５に示されるように、プラグコネクタ１００のプラグコネクタ接続部１２０が、ジャックコネクタ２００の凹状部２０１に入り込み嵌合することにより接続されるものである。この際、スイッチ部２２０における可動部２２２と固定部２２１とが接触し電気的に接続され、スイッチが閉じた状態となる。尚、図１は本実施の形態におけるコネクタのジャックコネクタとプラグコネクタが嵌合していない状態における斜視図であり、図２は側面図であり、図３は上面図である。また、図４は本実施の形態におけるコネクタのジャックコネクタとプラグコネクタが嵌合している状態における斜視図であり、図５は側面図である。

（プラグコネクタ）
次に、図６から図１３に基づき、本実施の形態におけるプラグコネクタ１００について説明する。本実施の形態におけるプラグコネクタ１００は、前述のとおり、内部に金属等の導電性材料により形成された３つのプラグ電極端子１１１、１１２、１１３を有している。ジャックコネクタ２００と接続される側となるプラグコネクタ接続部１２０側の内部には穴部１２１が設けられており、穴部１２１の内部にはプラグ接触端子１３１、１３２、１３３が設けられている。プラグコネクタ１００の内部において、プラグ接触端子１３１、１３２、１３３と、プラグ電極端子１１１、１１２、１１３とが各々接続されている。即ち、プラグ電極端子１１１とプラグ接触端子１３１とが接続されており、プラグ電極端子１１２とプラグ接触端子１３２とが接続されており、プラグ電極端子１１３とプラグ接触端子１３３とが接続されている。

また、プラグコネクタ１００のプラグコネクタ接続部１２０の表面には、後述するジャックコネクタ２００と嵌合している状態において、容易にはずれてしまうことがないように溝部１２２が設けられている。尚、図６はプラグコネクタの正面図であり、図７は上面図であり、図８は側面図であり、図９は裏面図であり、図１０は、図９において一点鎖線９Ａ−９Ｂにおいて切断した断面図であり、図１１は正面側から見た斜視図であり、図１２は背面側から見た斜視図であり、図１３は裏面側から見た斜視図である。

（ジャックコネクタ）
次に、図１４から図２０に基づき、本実施の形態におけるジャックコネクタ２００について説明する。本実施の形態におけるジャックコネクタ２００は、絶縁体により形成された筐体部２３０を有しており、プラグコネクタ１００のプラグコネクタ接続部１２０が挿入される凹状部２０１が形成されている。ジャック電極端子２１１、２１２、スイッチ部２２０は筐体部２３０の所定の位置に設置されている。ジャック電極端子２１１は、筐体部２３０における凹状部２０１の内部に延びるジャック接触端子２１１ａとプリント基板２６０と接続されるジャック接続端子２１１ｂとを有している。同様に、ジャック電極端子２１２は、筐体部２３０における凹状部２０１の内部に延びるジャック接触端子２１２ａとプリント基板２６０と接続されるジャック接続端子２１２ｂとを有している。

前述のとおり、スイッチ部２２０は固定部２２１と可動部２２２とを有しており、固定部２２１は、可動部２２２と接触する接触部を含むバネ部２２１ａとプリント基板２６０と接続される固定部接続端子２２１ｂとを有しており、可動部２２２は、筐体部２３０における凹状部２０１の内部に延びるジャック接触端子２２２ａと、固定部２２１と接触する接触部２２２ｂと、バネ部２２２ｃとを有している。

また、筐体部２３０には、可動部２２２を変形させるための可動端子２４０が設けられている。可動端子２４０は、可動部２２２側に可動部２２２を押し変形させるための先端部２４１を有しており、また、プラグコネクタ１００とジャックコネクタ２００とが嵌合している状態において固定部２２１と可動部２２２との電気的な接続を維持するため位置を固定する爪部２４２を有しており、更に、プラグコネクタ１００側にプラグコネクタ１００と接触する接触部２４３を有している。

また、本実施の形態におけるジャックコネクタ２００では、フック２３１が設けられており、フック２３１は金属等のバネ性を有する材料により形成されており、２つの凸状部２３１ａ及び２３１ｂが設けられている。凸状部２３１ａはジャックコネクタ２００とプラグコネクタ１００との嵌合状態を維持するためのものであり、凸状部２３１ｂは、固定部２２１と可動部２２２とが接触している状態における可動端子２４０の位置を保持するためのものである。本実施の形態においては、フック２３１は、プラグコネクタ１００と接続される側のフック２３１の端部２３１ｃが筐体部２３０に固定されており、端部２３１ｃが固定された状態でフック部２３１を変形させることが可能である。

本実施の形態では、フック２３１の端部２３１ｃは、凸状部２３１ａの側に形成されている。即ち、フック２３１は、端部２３１ｃより、凸状部２３１ａ、凸状部２３１ｂの順に形成されている。尚、図１４はプラグコネクタの正面側から見た斜視図であり、図１５は背面側から見た斜視図であり、図１６は分解図である。また、図１７は、スイッチ部２２０において固定部２２１と可動部２２２とが接触している状態における正面図であり、図１８は上面図であり、図１９は側面図であり、図２０は裏面図である。

（接続方法）
次に、本実施の形態におけるコネクタの嵌合方法、即ち、本実施の形態におけるプラグコネクタ１００とジャックコネクタ２００との接続方法について説明する。

最初に、図２１に示すように、プラグコネクタ１００とジャックコネクタ２００とが嵌合していない状態では、スイッチ部２２０における固定部２２１と可動部２２２とは接触していない。

次に、図２２及び図２３に示すように、プラグコネクタ１００とジャックコネクタ２００とを嵌合させると、プラグコネクタ１００におけるプラグコネクタ接続部１２０の先端部分が可動端子２４０の接触部２４３と接触し、可動端子２４０をジャックコネクタ２００の奥に押し込む。これにより、可動端子２４０の先端部２４１が可動部２２２を押し、可動部２２２の接触部２２２ｂが固定部２２１のバネ部２２１ａの接触部となる部分に接触する。これにより、固定部２２１と可動部２２２とが接触し、電気的に接続される。尚、プラグコネクタ１００とジャックコネクタ２００とを嵌合させる際には、固定部２２１と可動部２２２とが接触する前には、プラグコネクタ１００におけるプラグ接触端子１３１とジャックコネクタ２００におけるジャック電極端子２１１のジャック接触端子２１１ａとが接触し電気的に接続されており、同様に、プラグコネクタ１００におけるプラグ接触端子１３２とジャックコネクタ２００におけるジャック電極端子２１２のジャック接触端子２１２ａとが接触し電気的に接続されている。また、プラグコネクタ１００におけるプラグ接触端子１３３とジャックコネクタ２００における可動部２２２のジャック接触端子２２２ａとは接触しているが、可動部２２２と固定部２２１とが接触していないため、プラグコネクタ１００のプラグ接触端子１３３とジャックコネクタ２００の固定部２２１とは電気的に接続されておらず電力は供給されない。

よって、プラグコネクタ１００におけるプラグコネクタ接続部１２０の先端部分が可動端子２４０の接触部２４３が押され、可動端子２４０の先端部２４１が可動部２２２を押して変形させることにより、固定部２２１と可動部２２２とを接触させる。これにより、プラグコネクタ１００のプラグ接触端子１３３とジャックコネクタ２００の固定部２２１とは電気的に接続され電力が供給される。図２２はこの状態における上面図であり、図２３は図２２における一点鎖線２２Ａ−２２Ｂにおいて切断した断面図であり、図２４は一点鎖線２２Ｃ−２２Ｄにおいて切断した断面図である。

この状態では、プラグコネクタ１００の溝部１２２にフック２３１の凸状部２３１ａが入り込み、可動端子２４０の爪部２４２はフック２３１の凸状部２３１ｂに引っ掛かった状態となっており、可動端子２４０は所定の位置に固定され、可動端子２４０は、プラグコネクタ１００側に移動することなく、スイッチ部２２０における固定部２２１と可動部２２２との接触状態が保たれる。尚、プラグコネクタ１００は溝部１２２にフック２３１の凸状部２３１ａが入り込んでいる状態の範囲において固定される。即ち、プラグコネクタ１００がジャックコネクタ２００より離れても、スイッチ部２２０における固定部２２１と可動部２２２との接触状態が保たれる。図２５は、図２３と同じ断面において、プラグコネクタ１００がジャックコネクタ２００から少し移動した状態を示す断面図であり、図２６は、この断面図の要部拡大図である。

また、ジャックコネクタ２００よりプラグコネクタ１００を取り外すことにより、フック２３１の凸状部２３１ａがプラグコネクタ１００の溝部１２２の内部からはずれ、プラグコネクタ１００がフック２３１の凸状部２３１ａを外側に押す。これにより、端部２３１ｃにおいて固定されているフック２３１は曲げられ、フック２３１の凸状部２３１ｂに引っ掛かった状態となっていた可動端子２４０の爪部２４２がはずれ、可動端子２４０は、スイッチ部２２０の可動部２２２におけるバネ部２２２ｃの復元力により、可動端子２４０は、プラグコネクタ１００側に移動し、可動部２２２と固定部２２１との接触が離れ、スイッチ部２２０はスイッチが開いた状態となり電力の供給が遮断される。

本実施の形態におけるコネクタでは、電力の供給のオンオフの制御は、プラグコネクタ１００におけるプラグ接触端子１３３とジャックコネクタ２００におけるジャック接触端子２２２ａとの間で行なわれるのではなく、スイッチ部２２０における可動部２２２と固定部２２１との間で行なわれる。よって、プラグコネクタ１００におけるプラグ接触端子１３３とジャックコネクタ２００におけるジャック接触端子２２２ａとの間等でアークが発生することはなく、コネクタの寿命及び信頼性を高めることができる。また、固定部２２１に可動部２２２が接触している状態から可動部２２２が離れる際には、バネ部２２２ｃの復元力の強い力によるものであるため、迅速に離すことができ、たとえこの間でアークが発生したとしてもアークが発生している時間は極めて短く、固定部２２１及び可動部２２２においてアークによるダメージは極めて少ない。

尚、上記においては、プラグ電極端子１１３と接続される側にスイッチ部２２０を設けた構成について説明したが、図２７に示すように、プラグ電極端子１１１と接続される側に、スイッチ部２２０と同様の固定部２２６と可動部２２７を有するスイッチ部２２５を設けた構成としたものであってもよい。

〔第２の実施の形態〕
次に、第２の実施の形態について説明する。本実施の形態は、図２８に示すように、プラグ電極端子１１３と接続される側に、固定部２２１及び可動部２２２を有するスイッチ部２２０を設け、かつ、プラグ電極端子１１１と接続される側に、固定部２２６及び可動部２２７を有するスイッチ部２２５を設けた構成のものである。これにより、電力の供給のオンオフの制御をプラス側とマイナス側で略同時に行なうことができる。

この場合、図２９に示すように、スイッチ部２２０における可動部２２２とスイッチ部２２５における可動部２２７とを同時に押すことのできる一体化された可動端子２４０ａを設けることにより、部品点数を削減することができ低コスト化することが可能である。

尚、上記以外の内容については、第１の実施の形態と同様である。

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。

１００プラグコネクタ
１１１プラグ電極端子
１１２プラグ電極端子
１１３プラグ電極端子
１２０プラグコネクタ接続部
１２１穴部
１２２溝部
１３１プラグ接触端子
１３２プラグ接触端子
１３３プラグ接触端子
２００ジャックコネクタ
２１１ジャック電極端子
２１１ａジャック接触端子
２１１ｂジャック接続端子
２１２ジャック電極端子
２１２ａジャック接触端子
２１２ｂジャック接続端子
２２０スイッチ部
２２１固定部
２２１ａバネ部
２２１ｂ固定部接続端子
２２２可動部
２２２ａジャック接触端子
２２２ｂ接触部
２２２ｃバネ部
２３０筐体部
２３１フック
２３１ａ凸状部
２３１ｂ凸状部
２３１ｃ端部
２４０可動端子
２４１先端部
２４２爪部
２４３接触部
２６０プリント基板

Claims

一方のコネクタと他方のコネクタとを嵌合することにより電気的に接続されるコネクタにおいて、
前記一方のコネクタは一方の接触端子を有し、
前記他方のコネクタは前記一方の接触端子に接触する他方の接触端子と、前記他方の接触端子に接続されているスイッチ部とを有し、
前記スイッチ部は固定部と可動部とを有しており、
前記一方のコネクタと前記他方のコネクタとを嵌合することにより、前記他方のコネクタに設けられた可動端子が前記一方のコネクタの端部と接触し、前記可動端子が移動して前記可動端子を介し前記可動部を押して変形させることにより、前記可動部と前記固定部とが接触するものであって、
前記他方のコネクタには、２つの凸状部を有するフックを有しており、
前記一方のコネクタには、一方の凸状部に対応する溝部が形成されており、
前記可動端子には、他方の凸状部に対応する爪部が形成されており、
前記一方のコネクタと前記他方のコネクタとが嵌合している状態において、前記溝部に前記一方の凸状部が入り込んでおり、前記可動端子の前記爪部に前記他方の凸状部が引っ掛かることにより、前記可動端子が固定されるものであることを特徴とするコネクタ。
前記溝部より前記一方の凸状部がはずれる際には、前記他方の凸状部が前記爪部よりはずれるものであることを特徴とする請求項１に記載のコネクタ。
前記可動部はバネ部を有しており、
前記他方の凸状部が前記爪部よりはずれる際には、前記バネ部の復元力により、前記可動端子が、前記一方のコネクタの側に押され、前記可動部と前記固定部とが離れるものであることを特徴とする請求項１または２に記載のコネクタ。
一方のコネクタと他方のコネクタとの嵌合により電気的に接続されるコネクタにおいて、
前記一方のコネクタは一方の接触端子を有し、
前記他方のコネクタは、
前記一方の接触端子と電気的に接触する他方の接触端子と、
前記他方の接触端子と接続されている可動部と、前記可動部と接触可能な固定部とを有するスイッチ部と、
爪部を有するとともに、前記他方のコネクタに前記一方のコネクタを嵌合する際に前記一方のコネクタに押されて移動し、前記可動部を押して前記可動部を前記固定部に接触させる可動端子と、
前記一方のコネクタと前記他方のコネクタとが嵌合している際に前記爪部に接触し、前記可動部を押す位置から前記可動部を押している状態が解除される位置への前記可動端子の移動を規制するフックと、
を有することを特徴とするコネクタ。
前記フックは凸状部を更に有し、
前記一方のコネクタを前記他方のコネクタからはずす際に、前記凸状部が前記一方のコネクタによって押されて前記フックが移動し、前記フックと前記爪部との接触が解除されることを特徴とする請求項４に記載のコネクタ。
前記フックが前記爪部よりはずれると、前記可動部のバネ性により前記可動端子が前記一方のコネクタの側に押され、前記可動部と前記固定部とが離れることを特徴とする請求項４または５に記載のコネクタ。