JP6630551B2

JP6630551B2 - コネクタ

Info

Publication number: JP6630551B2
Application number: JP2015230421A
Authority: JP
Inventors: 三木　昭彦; 昭彦三木; 大輔池田; 豊芦田
Original assignee: Hioki EE Corp
Current assignee: Hioki EE Corp
Priority date: 2015-11-26
Filing date: 2015-11-26
Publication date: 2020-01-15
Anticipated expiration: 2035-11-26
Also published as: JP2017096830A

Description

本発明は、コネクタに関する。特に、測定機にセンサ等のケーブルを接続するコネクタの構造に関する。

フレキシブルセンサを測定機本体と接続して測定対象の電流、電圧等の電気特性を測定することができるデジタルマルチメータが知られている。このデジタルマルチメータとして、測定機本体に設けられているクランプ測定部を被測定電線にクランプして測定を行うことができるとともに、被測定電線にフレキシブルセンサを巻回して、そのフレキシブルセンサのケーブルを測定機にコネクタを介して接続して測定を行うことができるクランプセンサがある。このようなフレキシブルセンサを接続して測定を行うクランプセンサとしては、たとえば特許文献１に示すものがある。

図９は、このような特許文献１に示されるクランプテスタ１００とそれに接続されるフレキシブルセンサ２００と、テストリード３００との外観を示す図である。図９に示すように、クランプテスタ１００の本体部１０１は、測定した電流値等を表示することができる表示部１０２、コイルが内蔵されているクランプ部１０３、センサのプラグが挿入されるレセプタクル１１０を備えている。フレキシブルセンサ２００は、フレキシブルセンサコイル２０１と、フレキシブルセンサケーブル２０２と、プラグ２１０とを備えている。テストリード３００としては、極性を赤と黒で表示された２本を用いる。

ＵＳ２０１１／００１２５８９

このようなクランプテスタ１００を用いた測定方法を説明する。
第一の測定は、クランプテスタ１００のクランプ部１０３のコイルを用いた測定である。このときは、クランプ部１０３で被測定対象の電線を挟んで（クランプ部１０３のコイル内に被測定対象電線を入れて）電流電圧等を測定する。
第二の測定は、被測定対象の電線が複数まとまって配線されていたり、一カ所に集められていて、クランプ部１０３を用いて一つの被測定対象の電線を挟んで測定できない場合に、フレキシブルセンサ２００を用いて測定する場合である。このようなときは、フレキシブルセンサ２００のフレキシブルセンサコイル部２０１を被測定対象の電線に巻き付けて、フレシキブルセンサケーブル２０２端のプラグ２１０をクランプテスタ１００のレセプタクル１１０に挿入して、測定を行う。
さらに、第三の測定は、電気機器の導体端子に現れるような電流電圧等を測定する場合であって、テストリード３００を用いて測定する場合である。この場合には、テストリード３００の測定端部（プローブ端）を測定対象の導体端子等に接続し、テストリードのプラグ３３０をクランプテスタ１００のレセプタクル１１０に挿入して測定をする。

クランプテスタ本体部１０１のレセプタクル１１０は、図１０に示されるように、第一の端子１３１、第二の端子１３２、第三の端子１３３が並列に設けられている。なお、ここでは、第一の端子、第二の端子、第三の端子は、雄型のコンタクトピンとする。第二の端子１３２は、共通端子（ＣＯＭ端子）として用いられ、第一の端子１３１は、フレキシブルセンサ２００、第三の端子１３３は、テストリード３００を用いた測定に用いられる。第一の端子１３１は、第二の端子１３２、第三の端子１３３よりその径が小さくなっており、また、第一端子１３１に対応するプラグ２１０の挿入孔は、他の端子より径が小さいものとなっている。

フレシキブルセンサ２００を用いて測定を行うときは、第一の端子１３１、第二の端子１３２にフレキシブルセンサ２００が接続される形態で測定を行う。このため、従来のフレキシブルセンサケーブル２０２の端部は、一体型のプラグ２１０となって、クランプテスタ１００のレセプタクル１１０の第一の端子１３１、第二の端子１３２にプラグ２１０を挿入して接続可能なコネクタ構造となっている。

一方、テストリード３００を用いて測定を行う場合には、レセプタクル１１０の第二の端子１３２、第三の端子１３３に２本のテストリードのそれぞれのプラグ３３０を挿入して測定を行う。テストリード３００と、第二の端子１３２、第三の端子１３３とは、挿入するコネクタの端子が間違わないようその極性を赤と黒に色分けされている。
テストリード３００を用いて測定するとき、クランプテスタ１００の第一の端子１３１の挿入孔は使用されないため、開口されているが、クランプテスタ１００は、被測定対象が高電圧状態で使用する場合があるため、感電防止等の安全の観点から、第一の端子１３１に人が触れにくい構造となっている。すなわち、第一の端子１３１のプラグの挿入孔を他の端子のものより狭くし、また、第一の端子１３１のコンタクトピンの径が第二の端子１３２、第三の端子１３３より小さいものとしている。

このような、図９、図１０の従来のクランプテスタ１００のコネクタ構造では、テストリード３００が赤と黒に色分けされていたとしても、テストリード３００のプラグ３３０をクランプテスタ１００の第二の端子１３２、第三の端子１３３に逆に挿入してしまう可能性ある。その場合には、測定する直流電流電圧の極性が反転する問題がある。
また、フレキシブルセンサ２００が接続される第一の端子１３１は、第二の端子１３２および第三の端子１３３より、径が小さいものとなっているので、端子内部で使用する金具であるコンタクトピン、およびフレキシブルセンサケーブルの一体プラグ内で使用する金具（コンタクト）の種類が増えるため、製造コストが増加する問題がある。

本発明は、測定装置に用いられるコネクタ内部で使用する金具およびプラグ内部で使用する金具を同一規格のものを使用して、製造コストを抑えるとともに、テストリードを接続したときに、極性を間違えて、プラグをコネクタに接続するおそれをなくすることを目的とする。

本発明は、測定機に設けられたレセプタクルと、レセプタクルの開口部に挿入可能な少なくとも２つのプラグとを有するコネクタであって、レセプタクルの開口部は、配列された少なくとも３本のコンタクトピンを備え、開口部は、中央が桿状であり両端が円弧状の開口であって、その開口部の３本のコンタクトピンのうち、隣り合う２本のコンタクトピンの間の位置に台状の突起からなる台状部が設けられ、台状部を挟む２本のコンタクトピンとは別の他のコンタクトピンとの間の開口部には、挿入されるプラグの挿入方向を規制する開口部に対して突き出た凸部が、コンタクトピンと同一方向に設けられ、プラグの一つは、２本のテストリード線がまとめられてレセプタクルの開口部に挿入可能な形状であって、凸部を挟む２本のコンタクトピンが挿入されるコンタクト孔が形成され、プラグの他の一つは、レセプタクルの開口部に挿入される形状の枠体内にレセプタクルの３本のコンタトクピンが挿入される３つのコンタクト孔が形成され、３つのコンタクト孔のうち、測定に使用しないコンタクト孔には、配線が施されず、プラグの挿入方向を規制する凸部の形状に対応する凹部と台状部に対応する凹部が前記枠体に設けられている
ことを特徴とする。

なお、レセプタクルの１本のコンタクトピンは、他のコンタクトピンの位置より奥まった位置に設けられていることができる。

また、２本のテストリードがまとめられたプラグの挿入方向の横方向に、レセプタクルの１本のコンタクトピンのある位置の開口部を外部から覆う絶縁性膜が設けられていることができる。

なお、測定機は、クランプテスタであって、プラグの一つは、被測定電線に巻き付けるフレキシブルセンサのプラグであることができる。

測定機のレセプタクルで使用する金具およびプラグで使用する金具は同一規格のものを統一して使用するので、製造コストを抑えることができる。また、テストリードを接続したときに、極性を間違えて、プラグをコネクタに接続するおそれがなくなる。

本発明の一実施の形態を示す図であり、クランプセンサ、フレキシブルセンサ、テストリードを示している。本発明の一実施の形態のクランプセンサのレセプタクルとフレキシブルセンサケーブルのプラグ、テストリードのプラグの形態とその挿入接続を説明する図である。図２で示したレセプタクルとフレキシブルセンサケーブルのプラグとの挿入接続を反対方向から見た図である。クランプテスタのレセプタクルをプラグ挿入方向から見た図である。フレキシブルセンサケーブルのプラグを示す斜視図である。テストリードのプラグを示す斜視図である。本発明でレセプタクルとフレシキブルセンサケーブルのプラグとが挿入して電気接続がされていることを説明する図である。テストリードのプラグの別の実施の形態を示す図である。従来のクランプセンサ、フレキシブルセンサ、テストリードを説明する図である。従来のクランプセンサのコネクタ部をプラグの挿入方向から見た図である。

以下図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の一実施の形態を示すもので、クランプテスタ１００、フレキシブルセンサ２００、テストリード３００を俯瞰的に示したものである。この実施の形態の特徴は、クランプセンサのレセプタクル１１０、フレキシブルセンサのプラグ２１０、テストリードのプラグ３１０からなるコネクタの構造にある。

図２は、クランプセンサ１００のレセプタクル１１０、フレキシブルセンサ２００のプラグ２１０、テストリード３００のプラグ３１０の形態とその挿入関係を示す斜視図であり、図３は、クランプセンサのレセプタクル１１０とフレキシブルセンサのプラグ２１０とを図２とは逆の視点から見た図である。また、図４は、クランプセンサのレセプタクル１１０をプラグの挿入方向から見た図であり、図５は、フレキシブルセンサのプラグ２１０の斜視図、図６は、テストリードのプラグ３１０の斜視図、図７は、フレキシブルセンサのプラグ２１０をレセプタクル１１０に挿入したときの断面を表したもので、レセプタクルのコンタクトピン１１１〜１１３とプラグのコンタクト孔２１１〜２１３との挿入接続関係を説明する図である。

次に、本実施の形態によるクランプテスタ１００のレセプタクル１１０を説明する。
レセプタクル１１０は、クランプテスタ１００の本体部１０１のクランプ部（クランプコイル）１０３の反対の下端に設けられている。フレキシブルセンサ２００、テストリード３００のプラグが挿入されるレセプタクル１１０の開口部は、フレキシブルセンサのプラグ２１０とテストリードのプラグ３１０とが共に挿入可能な形状となっている。すなわち、第一のコンタクトピン（第一の端子に相当）１１１、第二のコンタクトピン（第二の端子に相当）１１２、第三のコンタクトピン（第三の端子に相当）１１３が、等間隔で配列されて設けられており、開口部は、クランプテスタの表示部１０２が設けられた面を上面とするとき、これらのコンタクトピン１１１〜１１３を中心とする左右に拡がった桿状の形態で、左右の端部は円弧状となっている。また、第二のコンタクトピン１１２と第三のコンタクトピン１１３の中間の下部には、フレキシブルセンサのプラグ２１０、テストリードのプラグ３１０の双方の挿入方向を規制する凸部１１４が設けられている。さらに、第一のコンタクトピン１１１と第二のコンタクトピン１１２との間には、第一のコンタクトピンと第二のコンタクトピンを中心とする円弧（プラグのコンタクト孔まわりの筒部の外周円弧に対応する）を隣り合わせて、その円弧の途中をつないだ形状に、上下に裾野が弧となって上および下から突起する台状部１１５、１１６が設けられている。これは、第一のコンタクトピン１１１と第二のコンタクトピン１１２について、そのピンを中心とする円筒状のコンタクト孔が並んで配列されて、その接触する面を繋いだ形である。

フレキシブルセンサのプラグ２１０は、図２、図３、図５に示されている。フレキシブルセンサのプラグ２１０は、フレキシブルセンサケーブル２０２の先端に設けられ、その先端は、レセプタクル１１０の開口部に嵌まる形状となっており、また、レセプタクル１１０のコンタクトピン１１１〜１１３が挿入される３つのコンタクト孔２１１、２１２、２１３が設けられている。そして、第一のコンタクトピン１１１と第二のコンタクトピン１１２との間に設けられた台状部１１５、１１６が嵌まる凹状部が設けられている。また、第二のコンタクトピンと第三のコンタクトピンとの間に設けられている挿入方向を規制する凸部に対応する凹部２１４が設けられている。また、それぞれのコンタクト孔には、コンタクトピンと接続されるコンタクト用金具（コンタクト金属板）が設けられている。

テストリードのプラグ３１０は、図２、図６に示されている。赤色と黒色に塗り分けられた２本のテストリードを纏めてクランプセンサ１００のレセプタクル１１０の開口部に挿入する偏平な形状となっており、第二のコンタクトピン１１２と第三のコンタクトピン１１３が挿入されるコンタクト孔３１２、３１３が並んで設けられている。また、その偏平な面の一方にレセプタクル１１０への挿入方向を規制する凸部１１４に対応する凹部３１４が設けられている。テストリード３００のプラグ３１０の左右は、レセプタクルの開口部の第一のコンタクトピン１１１と第二のコンタクトピン１１２との間の円弧の裾野をもつ台状部１１５、１１６の曲面および第三のコンタクトピン側の円弧に沿って挿入される形状に形成されている。
このテストリード３００のプラグ３１０の外形状は、レセプタクル１１０の第二のコンタクトピン１１２と第三のコンタクトピン１１３に接続されるように開口部の一部に挿入される形状であって、挿入時には、第一のコンタクトピンまわりの開口部分は、開口された状態となっている。

図７には、レセプタクル１１０にフレキシブルセンサ２００のプラグ２１０を挿入したときの接続関係および、コンタクトピン１１１〜１１３とコンタクト孔２１１〜２１３の挿入嵌合関係を断面で示している。ここで、レセプタクルの第一のコンタクトピン１１１の位置が第二のコンタクトピン１１２および第三のコンタクトピン１１３の位置より奥まった位置にある。これは、第二のコンタクトピン１１２と第三のコンタクトピン１１３にテストリード３００を接続して測定を行っている場合に、第一のコンタクトピン１１１に操作者の指等が触れないようにするためである。また、図７に示すように第三のコンタクトピン１１３が挿入された第三のコンタクト孔２１３には、配線が施されていない。フレキシブルセンサ２００を用いるときは、第三のコンタクトピン１１３を用いないので配線は施されていない。しかし、フレキシブルセンサのプラグ２１０は、第一のコンタクトピン１１１から第三のコンタクトピン１１３をすべて挿入されるように、フレキシブルセンサ２００のプラグ２１０の外形形状は、レセプタクル１１０の開口部に対応する形状となって、開口部全体に挿入される形状となっている。

図８は、テストリードのプラグの別の実施の形態を示すものである。図８に示すプラグ３１０は、プラグの左側、すなわち、レセプタクルの第一のコンタクトピン１１１が設けられた孔に対応する位置に、レセプタクル１１０に挿入したときに、この孔を覆う柔軟性のある絶縁性襞３１５が設けられている。これにより、テストリード３００を用いて測定を行うときに、第一のコンタクトピン１１１に接触したりするリスクを少なくすることができる。この場合は、接触の危険が減少するので、第一のコンタクトピン１１１の位置を奥まった位置ではなく、第二のコンタクトピン１１２、第三のコンタクトピン１１３と同様の位置に設けてもよい。

以上の構成により、本発明は、レセプタクルの第一のコンタクトピン１１１、第二のコンタクトピン１１２、第三のコンタクトピン１１３を同一の径および長さのピン金具（金属）で構成することができ、また、フレキシブルセンサのプラグのコンタクト孔で用いるコンタクト用金具（金属板）金属も同一規格のものを用いることが可能であるため、製造コストを低減することが可能となる効果がある。

また、テストリードは、２本のテストリードを纏めてプラグで一体としてクランプセンサに挿入できるようにして、レセプタクルに、プラグがその極性を間違って挿入しないように挿入方向を規制する凸部を設けたため、テストリードの極性を逆に挿入してしまうことがない。

なお、レセプタクルのコンタクトピンとしては、３本を設けた例で説明したが、３本に限定されるものではない。また、プラグとして２種類の例で説明したが、２種に限定されることはなく、３つ以上のプラグが挿入可能なレセプタクルも可能である。
また、レセプタクルのコンタクトピンは、オス型のコンタクトピン、プラグのコンタクト孔は、メス型のコンタクト孔として図示して説明しているが、レセプタクルのコンタクトピンは、プラグのオス型のピンと対応するメス型のコンタクトピンとしてもよい。この場合には、プラグ側がオス型のピン金具を用い、レセプタクル側はメス型のコンタクト金具を使用されるが、コンタクト用金具（金属板）が同一規格のものが使用されることは共通である。

さらに、第一のコンタクトピン、第二のコンタクトピン、第三のコンタクトピンの位置も、第一のコンタクトピンが第二のコンタクトピンと第三のコンタクトピンの中間に設けることも可能である。この場合には、テストリードのプラグは、第一のコンタクトピンが挿入可能であるコンタクト孔を設けて配線で施さずに、テストリードのプラグの外形をレセプタクルの開口部の形状に対応させて開口全体に挿入されるものとする。
また、挿入方向を規制する凹部、凸部は、図面は、断面が矩形のものとしたが、凹部の断面をＶ状の溝、凸部を対応する山形にしてもよい。また、レセプタクルの台状部がなくてもよく、さらに、コンタクトピンの間隔、コンタクト孔の間隔は、等距離でなくてもよい。

１００クランプテスタ
２００フレキシブルセンサ
３００テストリード
１１０レセプタクル
１１１、１１２、１１３コンタクトピン
１１４凸部
１１５、１１６台状部
２０１フレキシブルセンサコイル
２０２フレキシブルセンサケーブル
２１０プラグ
２１１、２１２、２１３コンタクト孔
２１４凹部
３１０プラグ
３１２、３１３コンタクト孔
３１４凹部
３１５襞

Claims

測定機に設けられたレセプタクルと、前記レセプタクルの開口部に挿入可能な少なくとも２つのプラグとを有するコネクタであって、
前記レセプタクルの開口部は、配列された少なくとも３本のコンタクトピンを備え、
前記開口部は、中央が桿状であり両端が円弧状の開口であって、その開口部の３本のコンタクトピンのうち、隣り合う２本のコンタクトピンの間の位置に台状の突起からなる台状部が設けられ、前記台状部を挟む２本のコンタクトピンとは別の他のコンタクトピンとの間の開口部には、挿入されるプラグの挿入方向を規制する開口部に対して突き出た凸部が、前記コンタクトピンと同一方向に設けられ、
前記プラグの一つは、２本のテストリード線がまとめられて前記レセプタクルの開口部に挿入可能な形状であって、前記凸部を挟む２本のコンタクトピンが挿入されるコンタクト孔が形成され、
前記プラグの他の一つは、前記レセプタクルの開口部に挿入される形状の枠体内に前記レセプタクルの３本のコンタトクピンが挿入される３つのコンタクト孔が形成され、前記３つのコンタクト孔のうち、測定に使用しないコンタクト孔には、配線が施されず、前記プラグの挿入方向を規制する凸部の形状に対応する凹部と前記台状部に対応する凹部が前記枠体に設けられている
ことを特徴とするコネクタ。
請求項１に記載のコネクタであって、
前記レセプタクルの１本のコンタクトピンは、他のコンタクトピンの位置より奥まった位置に設けられている
ことを特徴とするコネクタ。
請求項２に記載のコネクタであって、
前記２本のテストリードがまとめられたプラグの挿入方向の横方向に、前記レセプタクルの前記１本のコンタクトピンのある位置の開口部を外部から覆う絶縁性膜が設けられている
ことを特徴とするコネクタ。
請求項１から３のいずれか１項に記載のコネクタであって、
前記測定機は、クランプテスタであって、
前記３つのコンタクト孔が形成されたプラグは、被測定電線に巻き付けるフレキシブルセンサのプラグである
ことを特徴とするコネクタ。