JP6676297B2 - バネ接続部材と小型のアクチュエータとを備える電気的な接続デバイス、および複数の当該バネのコンタクトを備える多極プラグコネクタ - Google Patents

Description

本発明は、バネ接続部材を備える電気的な接続デバイスに関し、特に、小型のアクチュエータを備える、１つ以上の電気的な導体を接続するための電気的な接続端子に関する。特に、本発明の他の実施形態を排除しないのであれば、当該電気的な接続部材は、オス（プラグ）またはメス（ソケット）の電気的なコンタクトの部材の形状である。

特に、上記電気的な接続デバイスは、多極の接続デバイスの絶縁体に収容されるのに適していてもよい。当該多極の接続デバイスは、例えば、複数のストランド（柔軟性のある導体）を有するタイプ、または、単一のワイヤタイプ（柔軟性がない、または、柔軟性はあるが捲縮されたフェルール端子によって製作されている）の何れかの電気的な導体を接続するための電気的なプラグコネクタである。

引張バネの作用を用いて１つ以上の電気的な導体を接続するのに好適な、電気的な接続部材および電気的な接続端子は、当該技術分野において公知である。

上記部材用の引張バネの最も一般的な形状のうちの１つは、ＤＥ ２７０６４８２（Ｗａｇｏ）に記載されている。特に、ＤＥ２７０６４８２では、引張バネは、リング状に形成された弾性材料のストリップから出発して実現されている。

ＤＥ １０２００７００９０８２（ＩＬＭＥ）には、バネのコンタクトを有するそのような接続デバイスの進歩が記載されている。ＤＥ １０２００７００９０８２では、各端子について、スライディングピンの形状を有するアクチュエータの存在が予見されている。当該スライディングピンは、引張バネを開閉させる動作を行う。続いて、スライディングピンは、導体とコンタクトとの間の電気的な接続を行うための接続端子を締めるための工具（例えば、末端に溝があるネジのための平らな先端を備えたスクリュードライバ）を用いることなく、導体と端子とを接続させ、または、導体を端子から引き離す動作を行う。このような工具は、その後の可能な再開放にのみ必要となる。この発明は、配線作業を、作業者（すなわち、作業者の訓練および技能のレベル）に依存しないものとした。

ＩＴ ＭＩ２０１２０Ａ００００１９７４（ＩＬＭＥ）は、本願の優先日において未公開ではある（今は、２０１５年３月２６日にＩＴ １．４１４．６３６として特許権が付与されている）が、上述の発明のさらなる進歩を記載している。ここでは、バネ接続部材のアクチュエータには、例えば、金属プローブを挿入して電気的な計測を行うことを可能とするために、長手方向の溝が設けられている。

ＥＰ １５５５７２３は、導体（７）が電気的に接続されている接続部（３１）を備えるコンタクト部（３）と、取付けレッグ（１１）を有する環状の取付けバネ（１）と、固定位置において閉リングを形成するためのラッチング（１５）およびロッキング対（１６）と、上記取付けバネ用の作動部材と、上記取付けバネ（１）を取り囲んで構造ユニットを形成する金属枠（２）とを備えるネジなし端子を開示している。

上述のＤＥ ２７０６４８２において言及されているバネの典型的なリング形状に基づけば、従来技術のバネのコンタクトおよびアクチュエータを備えた電気的な接続用デバイスは、横方向の寸法を規定するのに非常に不便である。バネのいわゆる「レッグ」に作用する、取付けユニットのバネを開閉させる、カム形状を前方に備えたアクチュエータピンは、接続部材が「開放」の位置に存在する時に、必然的に、バネ自体の後方において横方向の寸法を有する。当該寸法は、例えば、多極の小型の端子ブロック、または多極の電気的なプラグコネクタにおいて、隣接する平行な列に実装可能なアクチュエータを備えた上記バネ接続部材の密度が限界を決める。

多極の端子ブロックまたは多極のプラグコネクタの絶縁体における対応するスロットのために、実際、相当の横方向の寸法が必要である。これにより、例えば、アクチュエータを備えたこうしたバネを搭載した電気的な接続部材が高密度にコンタクトされることが防止される。特に、例えば多極のプラグコネクタが、それぞれの保護ハウジングの有用な内部のサイズによって、その最大のサイズに制限される場合に、相当の横方向の寸法が必要である。

従来技術におけるアクチュエータピンの別の実施形態では、バネの後部において横方向の寸法が失われているが、先行技術の従来的な形状と比べて後者の形状が変更されたことによるものではない。この実施形態では、アクチュエータピン自体の全体的なより広い幅を見越している。当該幅は、側面においてバネを取り囲んでいる。しかし、当該幅によって、アクチュエータピンの横方向の寸法が必然的に増加するために、バネアクチュエータを備えたこうした電気的な接続部材に備えられた接続デバイスに対して、さらに広い幅方向の寸法がもたらされる。従って、並行に配置された接続部材間に必要とされ得るピッチが増加するために、既存の多極の接続デバイスにおいて、こうした接続部材を使用することは不便となる。

別のバネのデザインに基づくアクチュエータを備えた別のバネ接続部材が、ＤＥ １０１４４３２４（ＥＰ １２９４０５３）（Ｈａｒｔｉｎｇ）に記載されている。当該接続部材は、スリーブ型のバネ部材を備えている。この技術は、よりコンパクトなものであるが、次の重大な不利益を抱えている：（１）アクチュエータピンの寸法が小さいために、留め具を閉めるための工具（例えば、末端に溝があるネジのための平らな先端を備えたスクリュードライバ）がやはり必要となる。（２）この技術は、ストランド型の柔軟性のある導体に対してのみ適しているため、ソリッドまたはストランド型の、捲縮されたフェルール（配電パネル用のワイヤハーネスの製造者に高く評価された解決手段である）によって製作された導体または単極のワイヤに適していない。これらの使用は、固定された電気機器の配線のために、多くの国において、なお広く普及している。

それゆえ、本発明の目的は、上述の先行技術の不利益を取り除くことである。特に、本発明の目的は、上述のＤＥ １０２００７００９０８２において予見された小型形状のアクチュエータが設けられた、ＤＥ ２７０６４８２に記載されたバネ接続部材を備えた電気的な接続デバイスを提供することである。これにより、デバイスの横方向の寸法を減少させることができる。また、リング形状のバネを有するバネ接続部材によって提供される全ての利点を保持しながら、多極のプラグコネクタを同様に使用した場合に接続部材の密度を増加させることができる。

本発明の別の目的は、柔軟性のある導体および柔軟性のない導体の両方に適しており、且つ、２つ以上の導体を収容することに適した、こうした電気的な接続デバイスを提供することである。

本発明の別の目的は、アクチュエータピンの幅がバネ接続部材および対応する端子の幅より大きくない、上述のタイプの電気的な接続デバイスを提供することである。

本発明のさらなる目的は、製作が簡単で且つ経済的であるこうした電気的な接続デバイスを提供することである。

本発明に係る電気的な接続デバイスは、独立請求項１に記載の特徴点を有している。

本発明の有利な実施形態は、従属請求項において示されている。

基本的には、バネ接続部材およびアクチュエータを収容するボディを備えている本発明に係る電気的な接続デバイスは、接続部材の引張バネの新たな形状を提供する。特に、当該デバイスは、バネのリング（「ケージ」ともいう）のいわゆる「レッグ」の限定された部分において、新たな形状を提供する。レッグは、セミサークルにおいて湾曲した下部によって構成された真正のバネとして作用する部分の閉鎖のためのレバーアームとして作用する。

アクチュエータピンは、少なくとも１つのテーパが施された側面および残りのリブ部を備えるカム形状を有している。バネのレッグ様の上向する後部は、当該アクチュエータピンの少なくとも１つのリブ部を、留め具が閉じていて中身がないバネの最大引張の状態において収容するのに適した対応する溝を有している。

このため、公知の技術と比較して、アクチュエータピンの横方向の全体の寸法は、有益に低減され、「閉じている留め具」の位置（横方向の大きさが最大である位置）において０となる。

従って、アクチュエータを備えたそのような電気的なバネ接続部材を、例えば、より多くの共に隣接して近接したコンタクトの列が見込まれる、小型の多極の端子または高密度な多極のプラグコネクタに収容することが可能である。

特に、多極のプラグコネクタにおいて使用するために、アクチュエータを有するバネ接続部材の最大の横方向の大きさを維持することができる。当該大きさは、アクチュエータを有していないバネ接続デバイスを備える同様の多極のプラグコネクタにおいて要求されるものと等しい。従って、アクチュエータを有していない既存の多極のバネ留め具プラグコネクタと同一の係合インタフェース（それゆえ、同一のコンタクト密度）を、アクチュエータピンを有するバネ留め具型の当該プラグコネクタにおいて維持することができる。

本発明のさらなる特徴点は、以下の詳細な説明によってより明白となるであろう。当該詳細な説明は、単なる例示的な参照であり、それゆえ非限定的な実施形態である。当該実施形態は、以下の添付図面に示されている。

本発明に係る電気的な接続デバイスの不等角投影による分解組立図である。 図１の分解組立図における平面ＩＩ−ＩＩに沿った断面図である。 本発明に係る接続デバイスの電気的な接続のためのバネ留め具部材およびアクチュエータピンの分解組立図を示す等角投影図である。 導体がなく中身がない閉じている留め具の位置における、組み立てられた状態における図３ａの部材を示す図である。 図３ａに対して反対側から見たアクチュエータピン単独の等角投影図である。 図２と同様の断面図であり、図３ｂと同様に、導体がなく、中身がない閉じている留め具を有する組み立てられた電気的な接続デバイスを示す図である。 図４ａの断面の不等角投影図である。 図４ａと同様に、配線の様々な段階および可能な再開放の一連の流れに対応する様々な構成における電気的な接続デバイスを示す図であり、特に、完全に引張されたアクチュエータピンに関連する開放された留め具の位置における図である。 図４ｂと同様に、配線の様々な段階および可能な再開放の一連の流れに対応する様々な構成における電気的な接続デバイスを示す図であり、特に、完全に引張されたアクチュエータピンに関連する開放された留め具の位置における図である。 図４ａと同様に、配線の様々な段階および可能な再開放の一連の流れに対応する様々な構成における電気的な接続デバイスを示す図であり、特に、完全に引張されたアクチュエータピン、および、対応するハウジングシートに挿入された導体に関連する開放された留め具の位置における図である。 図４ｂと同様に、配線の様々な段階および可能な再開放の一連の流れに対応する様々な構成における電気的な接続デバイスを示す図であり、特に、完全に引張されたアクチュエータピン、および、対応するハウジングシートに挿入された導体に関連する開放された留め具の位置における図である。 図４ａと同様に、配線の様々な段階および可能な再開放の一連の流れに対応する様々な構成における電気的な接続デバイスを示す図であり、特に、シートに挿入されたワイヤおよびアクチュエータピンに関連する閉じている留め具の位置における図である。 図４ｂと同様に、配線の様々な段階および可能な再開放の一連の流れに対応する様々な構成における電気的な接続デバイスを示す図であり、特に、シートに挿入されたワイヤおよびアクチュエータピンに関連する閉じている留め具の位置における図である。 図４ａと同様に、配線の様々な段階および可能な再開放の一連の流れに対応する様々な構成における電気的な接続デバイスを示す図であり、特に、アクチュエータピンの横方向のスロットに挿入されたスクリュードライバの先端に関連した、図７ａと同様に閉じている留め具の位置における図である。 図４ｂと同様に、配線の様々な段階および可能な再開放の一連の流れに対応する様々な構成における電気的な接続デバイスを示す図であり、特に、アクチュエータピンの横方向のスロットに挿入されたスクリュードライバの先端に関連した、図７ｂと同様に閉じている留め具の位置における図である。 図４ａと同様に、配線の様々な段階および可能な再開放の一連の流れに対応する様々な構成における電気的な接続デバイスを示す図であり、特に、スクリュードライバの先端および引き出された導体によって持ち上げられたアクチュエータピンに関連する開放された留め具の位置における図である。 図４ｂと同様に、配線の様々な段階および可能な再開放の一連の流れに対応する様々な構成における電気的な接続デバイスを示す図であり、特に、スクリュードライバの先端および引き出された導体によって持ち上げられたアクチュエータピンに関連する開放された留め具の位置における図である。 図４ａと同様の断面図であり、上述の各図に示された接続部材およびアクチュエータピンが設けられた多極のプラグコネクタを例示する図である。

図１〜図９には、本発明に係る電気的な接続部材の例示的な実施形態が示されている。図１〜図９の全体を通じて、電気的な接続部材は部材番号１０で表されている。電気的な接続部材１０は、ベース２１およびカバー２２によって構成される絶縁体２０を備えている。ベース２１およびカバー２２が組み立てられると（図４〜図９）、ベース２１およびカバー２２は、長手方向の平行な２つのシートを規定する。また、ベース２１およびカバー２２は、それぞれ、電気的な接続部材３０およびアクチュエータピン４０を収容するように設けられた上方向の開口２３および２４を規定する。電気的な接続部材３０およびアクチュエータピン４０は、前述の文献ＤＥ １０２００７００９０８２の記載と同様に形成されているが、変更点については以下に説明する。

接続部材３０は、環状の引張バネ（「ケージ形状」ともいう）３２を備えた第１端子３１を有している。環状の引張バネ３２は第１端子３１に固定されている。本例では、オスの電気的なコンタクトピン３３の部材は、絶縁体２０から下方向に突き出ている。あるいは、電気的なコンタクト部材３３は、メスのソケット型であってもよい。

引張バネ３２自体は、ＤＥ ２７０６４８２に記載されているように公知である。引張バネ３２は、まさに閉じたループ構造を有する板バネである。引張バネ３２の下部は、実質的に、真正のバネとして作用するセミサークル３４において湾曲している。引張バネ３２の位置は、端子３１の後部であり（それは、上記湾曲したエルボー形状の下部３４とも連続しており、上記湾曲した下部３４から上向している）、「レッグ」３５と称される。上部３６は、接続部材３０の上部の突起３８、またはレッグ３５に対向するバネの部分の上部の突起３８を収容するスロットまたは開口３７を有している。これにより、外部の圧力によってバネが屈曲し、留め具の開閉が可能となる。

アクチュエータピン４０は、垂直に長手方向に伸びた角柱状の形状を有している。アクチュエータピン４０は、バネ３２を動作させ、留め具を開閉させるために、個別のシート２４においてスライド可能である。特に、アクチュエータピン４０は、下部において、カム型の前面形状を有している。カム型の前面形状は、留め具を開閉させるために当該バネ３２に干渉するように設けられた突起部４１を有している。また、アクチュエータピン４０は、留め具が閉じており、導体がない状態において、バネ３２の当該レッグ３５を収容するために設けられた窪み４２を有している。

また、アクチュエータピン４０は、実質的には上述の文献ＤＥ １０２００７００９０８２に記載されているように、上部の横方向のシート４３を提供している。上部のシート４３は、留め具を再開放するための、末端に溝があるネジのための平らな先端を備えたスクリュードライバ５０（特に、図７および図８を参照のこと）等の手動式の工具のためのものである。

また、上述の特許出願ＭＩ２０１２Ａ００１９７４（２０１５年３月２６日にＩＴ１４１４６３６として特許権が付与されている）に記載されているように、アクチュエータピン４０は、バネ３３の向きに対向している長手方向の溝４４を提供している。溝４４は、電気的な計測を行うための検査器具のプローブが挿入できるように設けられている。

文献ＤＥ １０２００７００９０８２に記載されている接続デバイスに対する、本発明に係る接続デバイスの実質的な相違点は、アクチュエータピン４０に形成された上記窪み４２と対応してアクチュエータピン４０の横側の２つのテーパまたは凹み４５が設けられ、中間のリブ部（好ましくは中心）４６によって連結されており（図３ｃに最良のものが記載されている）、バネ３２のレッグ様の上向部３５は対応するウィンドウまたは溝３９を有しており、図４ａおよび４ｂに示されているように、留め具が閉じられ、静止しており、導体がない状態において、上記アクチュエータのリブ部４６を受け入れるよう設けられている点である。当該相違点により、デバイスの内部の横方向の大きさが低減し、このため、多極の端子ブロックまたはプラグコネクタの場合に、接続部材の密度を増加させることができる。この静止した状態において、バネのウィンドウ３９内へアクチュエータ４６のリブ部を収容し、また、当該アクチュエータの対応するテーパが施された側面４５内へ固体部３９’（ウィンドウ３９を範囲を定める）を収容することによって、バネが完全に伸張する。

別の実施形態によれば、テーパが施された側面４５のみが、アクチュエータおよび残りのリブ部４６において要求され得る。この場合、留め具が閉じられ、静止しており、導体がない状態において補完する、バネにおける対応する横側の溝３９および固体部３９’が、バネを完全に伸張させる。

図５〜図９により、本発明に係る電気的な接続デバイスの動作が簡潔に説明されている。当該動作は、上述の文献ＤＥ １０２００７００９０８２に記載および例示された動作と完全に同一である。

図５において、デバイスは、留め具が開放され、導体がない状態にある。また、アクチュエータピン４０は、ハウジングシート２４から完全に引き出され、バネのリング３２は、アクチュエータのカム形状の突起４１によって圧縮されている。これにより、図６に示されているように、バネの上部のスロットまたは開口３７は、電気的な導体６０をすぐに受け入れることができる。図６および以降の図面には、柔軟性のない導体６０が示されている。しかしながら、電気的な接続部材３０が、柔軟性のある導体、または、多数の導体をも同様に受け入れることができることは明らかである。

図７は、留め具が閉じている状態における電気的な接続デバイスを示す。図７において、アクチュエータピン４０は、シート２４に格納可能に挿入されている。すなわち、アクチュエータピン４０は、シート２４から突き出ていない。また、導体６０は、バネ留め具によって留められている。

図８は、図７と同様の図である。図８には、アクチュエータピン４０の側面のスロット４３に挿入された、末端に溝があるネジのための平らな先端を備えたスクリュードライバ５０の先端が示されている。

図９に示されるように、絶縁体２０のカバー２２の適切に溝に嵌め込まれた上縁にてこを利用することによって、スクリュードライバ５０の下方向の回転が行われ、アクチュエータピン４０が持ち上げられる。カム形状の突起部４１は、バネ３２を圧縮させる。このため、対応する接続の開放、および、引き出し可能な導体６０の取り出しが行われる。

図１０は、プラグコネクタの絶縁体のそれぞれのシートに格納可能であるように挿入された（すなわち、当該シートから突き出ていない）アクチュエータピン４０を有する、３つのコンタクトの列を備えた多極のプラグコネクタ１００の例を示す横断面図である。バネ留め具は閉じており（中身がなく、ワイヤがない）、リング形状のバネ３２の後部のレッグ部３５は、最大限に伸張している状態である。アクチュエータピンのテーパ４５、および、バネの後部の上向するレッグ部３５に設けられた対応するウィンドウ３９におかげで、アクチュエータピン４０の横方向の寸法（大きさ）は０になる。そのため、バネの最大の伸長の点を通過する平面から横方向に切断した上記アクチュエータピンは、厚みが０となる。このように、静止した位置（中身がない閉じている留め具）において、完全に伸長したバネは、アクチュエータピンに形成された対応する空洞に取り込まれる。従って、組み立てられた状態における横方向の寸法（大きさ）を最小限に抑制し、接続デバイスにこのようなバネ接続部材を高密度において提供する、または、横方向の寸法の増加が要求されることなく、既存のデバイスのバネ接続部材にアクチュエータを設けることが可能となる。

特に、図１０に示された例では、先行技術のバネコンタクトおよびアクチュエータピン（特に、ＤＥ １０２００７００９０８２に記載されたバネコンタクトおよびアクチュエータピン）を採用することによっては、同じ横方向の寸法で、プラグコネクタのボディにおいて、電気的なコンタクトを３つの列にすることは不可能であったろう。

上述のように、本発明の利点は明白である。しかしながら、本発明は、添付図面に記載および説明された特定の実施形態に限定されない。本発明は、添付の特許請求の範囲によって定められる発明の範囲から逸脱することなく、当業者の理解力の範囲内において、細部の多数の変更がなされ得る。

Claims (9)

1. 少なくとも一対の平行な長手方向のシート（２３，２４）を有する電気絶縁体（２０）を備えており、
   上記シート（２３，２４）のそれぞれは、
   固定されたバネ（３２）を有する端子（３１）および電気的なコンタクト部材（３３）を備える電気的な接続部材（３０）、および、
   対応する上記シート（２４）内へスライドさせることによって上記端子（３１）を開閉させるための上記端子（３１）の上記バネ（３２）に対向したカム形状を有するアクチュエータピン（４０）
   を収容するように設けられており、
   上記バネ（３２）は、
   真正のバネとして働く湾曲したエルボー形状の下部（３４）、
   上記湾曲した下部（３４）から上向するレッグ（３５）の形状であり、且つ、上記アクチュエータピン（４０）の上記カム形状の突起部（４１）と係合可能である後部（３５）、および、
   少なくとも１つの電気的な導体（６０）を受け入れるように設けられたスロット（３７）を有する上部（３６）、
   を有するリング形状のバネであり、
   上記バネ（３２）に対向した上記アクチュエータピン（４０）の上記カム形状は、凹みが施された側面（４５）および残りのリブ部（４６）を少なくとも有しており、
   上記バネ（３２）のレッグ（３５）の形状における上記後部の上向部は、上記バネの最大の伸張状態、すなわち上記端子（３１）が導体なしに閉じていて中身がない場合において、上記アクチュエータピン（４０）の少なくとも１つのリブ部（４６）を収容する、対応する溝（３９）を有している、電気的な接続デバイス（１０）。
2. 上記アクチュエータピン（４０）の両側は、中間のリブ部（４６）によって範囲が定められているテーパ（４５）を有しており、上記バネ（３２）のレッグ（３５）の形状において上記後部の上向部に備えられた上記溝（３９）は、上記アクチュエータピン（４０）の上記中間のリブ部（４６）を収容するのに適したウィンドウである、請求項１に記載の電気的な接続デバイス（１０）。
3. 中間のリブ部（４６）は、上記アクチュエータピン（４０）の中心に備えられている、請求項２に記載の電気的な接続デバイス（１０）。
4. 上記アクチュエータピン（４０）の幅は、バネ端子を備える上記接続部材（３０）の幅を超えない、請求項１〜３の何れか１項に記載の電気的な接続デバイス（１０）。
5. 上記アクチュエータピン（４０）は、スクリュードライバの先端を挿入するための側面のシート（４３）を有している、請求項１〜４の何れか１項に記載の電気的な接続デバイス（１０）。
6. 上記アクチュエータピン（４０）は、上記バネ（３２）に沿った方向を向いた長手方向の開口（４４）を有しており、
   上記長手方向の開口（４４）は、電気的な計測に用いられる検査器具のプローブが挿入可能であるように設けられている、請求項１〜５の何れか１項に記載の電気的な接続デバイス（１０）。
7. 上記電気絶縁体（２０）は、ベース（２１）およびカバー（２２）を備えている、請求項１〜６の何れか１項に記載の電気的な接続デバイス（１０）。
8. 上記少なくとも１つの導体（６０）は、柔軟性があるもの、または柔軟性がないものである、請求項１〜７の何れか１項に記載の電気的な接続デバイス（１０）。
9. 多極の電気的なプラグコネクタ（１００）であって、
   端子（３１）および上記端子に固定されたバネ（３２）を有する複数の電気的な接続部材（３０）、および、
   当該プラグコネクタ（１００）の絶縁体のそれぞれのハウジングシート（２３，２４）の内部に上記ハウジングシートから突き出ないように挿入されているアクチュエータピン（４０）を有しており、
   請求項１〜８の何れか１項に記載の電気的な接続デバイス（１０）の機構を有している、多極の電気的なプラグコネクタ（１００）。

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