コネクタ装置、及び雄コネクタ
【課題】高電圧の電源を供給するためのコネクタ装置を提供する。
【解決手段】雄コネクタ10と雌コネクタ20からなるコネクタ装置であって、雄コネクタ10は制御用プラグ端子13、スライドスイッチ16、リターンボタン18及び弾性部材82を有し、雌コネクタ20は制御用ジャック端子23を有しており、制御用ジャック端子23には、制御スイッチ31、32が設けられており、制御用プラグ端子13を差込方向に伸すことにより、制御スイッチ31、32の接点が接続され、電源50から電子機器40に電力が供給されるものであって、制御用プラグ端子13が伸びた状態で、リターンボタン18を押下することにより、制御用プラグ端子13を介して弾性部材82が変形し、弾性部材82の復元力により制御用プラグ端子13が差込方向に対し縮むものであることを特徴とする。
【解決手段】雄コネクタ10と雌コネクタ20からなるコネクタ装置であって、雄コネクタ10は制御用プラグ端子13、スライドスイッチ16、リターンボタン18及び弾性部材82を有し、雌コネクタ20は制御用ジャック端子23を有しており、制御用ジャック端子23には、制御スイッチ31、32が設けられており、制御用プラグ端子13を差込方向に伸すことにより、制御スイッチ31、32の接点が接続され、電源50から電子機器40に電力が供給されるものであって、制御用プラグ端子13が伸びた状態で、リターンボタン18を押下することにより、制御用プラグ端子13を介して弾性部材82が変形し、弾性部材82の復元力により制御用プラグ端子13が差込方向に対し縮むものであることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電力を供給するために用いられるコネクタ装置、及び雄コネクタに関する。
【背景技術】
【0002】
一般的に電気機器は、電源より電力の供給を受け動作する。このように、電源より電力の供給を受ける際には、通常コネクタ装置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装置は、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。
【0003】
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。
【0004】
このように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。
【0005】
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においては、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装置は通常の交流の商用電源に用いられるものとは異なるものとする必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開平5−82208号公報
【特許文献2】特開2003−31301号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明は、上記点に鑑みてなされたものであり、特に、高電圧の電力を安全に供給することが可能なコネクタ装置、及び雄コネクタを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明は、電源と前記電源から電力の供給を受ける電子機器とを電気的に接続するための雄コネクタと雌コネクタからなるコネクタ装置であって、
前記雄コネクタは、前記電子機器に接続されており、前記電力供給を受けるための導体からなる2本の電力用プラグ端子と、1本の制御用プラグ端子と、前記制御用プラグ端子の差込方向の伸縮を行うためのスライドスイッチと、前記スライドスイッチの開口部から前記差込方向に垂直に突出するリターンボタンと、前記リターンボタンを突出方向に付勢する付勢手段と、ねじりコイルバネと、を有し、
前記雌コネクタは、前記電源に接続されており、前記2本の電力用プラグ端子の各々に対応する2つの電力用ジャック端子と、前記制御用プラグ端子に対応する制御用ジャック端子を有しており、
前記制御用ジャック端子には、制御スイッチが設けられており、
前記2本の電力用プラグ端子と前記2つの電力用ジャック端子を嵌合した状態において、前記制御用ジャック端子に前記制御用プラグ端子を差込方向に伸すことにより、前記制御スイッチの接点が接続され、前記電子機器に電力が供給されるものであって、
前記制御用プラグ端子が伸びた状態で、前記リターンボタンを押下することにより、前記制御用プラグ端子を介して前記ねじりコイルバネが撓み、前記ねじりコイルバネの復元力により前記制御用プラグ端子が前記差込方向に対し縮むものであることを特徴とする。
【0009】
また、本発明は、電源と、前記電源から電力の供給を受ける電子機器とを電気的に接続するための雌コネクタと接続される雄コネクタであって、
前記雄コネクタは、前記電子機器に接続されており、前記電力供給を受けるための導体からなる2本の電力用プラグ端子と、1本の制御用プラグ端子と、前記制御用プラグ端子の差込方向の伸縮を行うためのスライドスイッチと、前記スライドスイッチの開口部から前記差込方向に垂直に突出するリターンボタンと、前記リターンボタンを突出方向に付勢する付勢手段と、ねじりコイルバネと、を有し、
前記雌コネクタは、前記電源に接続されており、前記2本の電力用プラグ端子の各々に対応する2つの電力用ジャック端子と、前記制御用プラグ端子に対応する制御用ジャック端子を有しており、
前記制御用ジャック端子には、制御スイッチが設けられており、
前記2本の電力用プラグ端子と前記2つの電力用ジャック端子を嵌合した状態において、前記制御用ジャック端子に前記制御用プラグ端子を差込方向に伸すことにより、前記制御スイッチの接点が接続され、前記電子機器に電力が供給されるものであって、
前記制御用プラグ端子が伸びた状態で、前記リターンボタンを押下することにより、前記制御用プラグ端子を介して前記ねじりコイルバネが撓み、前記ねじりコイルバネの復元力により前記制御用プラグ端子が前記差込方向に対し縮むものであることを特徴とする。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、高電圧の電力を安全に供給することが可能なコネクタ装置、及び雄コネクタを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】第1の実施の形態におけるコネクタ装置の構成図である。
【図2】第1の実施の形態における雄コネクタの外観の斜視図である。
【図3】第1の実施の形態における雄コネクタの制御用プラグ端子を伸縮する場合の説明図である。
【図4】第1の実施の形態における雄コネクタの内部構造の斜視図である。
【図5】第1の実施の形態における雌コネクタの外観図である。
【図6】第1の実施の形態における雌コネクタの内部構造図である。
【図7】第1の実施の形態におけるコネクタ装置の接続方法の説明図(1)である。
【図8】第1の実施の形態におけるコネクタ装置の接続方法の説明図(2)である。
【図9】第1の実施の形態におけるコネクタ装置の接続方法の説明図(3)である。
【図10】第1の実施の形態におけるコネクタ装置の接続方法の説明図(4)である。
【図11】第1の実施の形態におけるコネクタ装置の接続方法の説明図(5)である。
【図12】第1の実施の形態におけるコネクタ装置の接続方法の説明図(6)である。
【図13】第1の実施の形態におけるコネクタ装置の接続方法の説明図(7)である。
【図14】第1の実施の形態における雌コネクタのスイッチ部分の構成概略図である。
【図15】第1の実施の形態におけるコネクタ装置を用いた電源供給システムの構成図である。
【図16】第1の実施の形態におけるコネクタ装置を用いたPDUの斜視図である。
【図17】第2の実施の形態におけるコネクタ装置の構成図である。
【図18】第2の実施の形態における雌コネクタの内部構造図である。
【図19】第3の実施の形態におけるコネクタ装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
〔第1の実施の形態〕
第1の実施の形態におけるコネクタ装置、雄コネクタ及び雌コネクタについて説明する。
【0013】
(コネクタ装置、雄コネクタ及び雌コネクタの構成)
図1に、本実施の形態におけるコネクタ装置、雄コネクタ及び雌コネクタの構成の概要を示す。
【0014】
本実施の形態におけるコネクタ装置は、雄コネクタ10と雌コネクタ20から構成されている。雄コネクタ10は、サーバ等の情報機器40に接続されており、電力の供給を受けるための2本の電力用プラグ端子11、12、制御用プラグ端子13、アースのための接地用プラグ端子14を有している。制御用プラグ端子13は、雄コネクタ10の差込方向に伸縮させることが可能な構成となっている。
【0015】
一方、雌コネクタ20は電力を供給するための高圧電源50に接続されている。雌コネクタ20には、電力用プラグ端子11、12に対応している電力用ジャック端子21、22、制御用プラグ端子13に対応している制御用ジャック端子23、接地用プラグ端子14に対応している接地用ジャック端子24を有している。
【0016】
また、雌コネクタ20には、2つの制御スイッチ31、32が設けられている。この制御スイッチ31、32は、板バネ状のスイッチ等により構成されており、これを押下することにより接点が接触し電流が流れる構成のスイッチである。尚、本実施の形態では、制御スイッチ31、32の直上に絶縁体の板バネ33が設けられている。
【0017】
制御スイッチ31の一方の端子は、高圧電源50の正の出力に接続されており、他方の端子は、電力用ジャック端子21に接続されている。また、制御スイッチ32の一方の端子は、高圧電源50の負の出力に接続されており、他方の端子は、電力用ジャック端子22に接続されている。
【0018】
この2つの制御スイッチ31、32は、雄コネクタ10と雌コネクタ20とを嵌合させた状態において、雄コネクタ10の制御用プラグ端子13を差込方向に伸すことにより、絶縁体の板バネ33を介し、2つの制御スイッチ31、32の接点が接続される構成のものである。
【0019】
このように、制御スイッチ31、32の接点が接続されることにより、雌コネクタ20における電力用ジャック端子21、22に電力が供給され、更には、雄コネクタ10における電力用プラグ端子11、12を介し、サーバ等の情報機器40に電力が供給される。
【0020】
本実施の形態におけるコネクタ装置では、電力用ジャック端子21、22の各々に、制御スイッチ31、32が接続されているが、これは48V超える電圧、更には200V以上の電圧である高電圧の直流電力の場合では、接触により人体に与える危険が極めて高いため、電力用ジャック端子21、22の双方に制御スイッチ31、32を接続することにより、電力用ジャック端子21、22の双方からの電力供給を制御し、安全性をより一層高めている。
【0021】
尚、本発明では、制御用ジャック端子23とは、制御用プラグ端子13の伸縮により力学的な力によりオン、オフが制御される制御スイッチ等を内部に含む構成のものも含まれる。
【0022】
(雄コネクタの構造)
次に、図2から図4に基づき、本実施の形態における雄コネクタの具体的な構造について説明する。
【0023】
図2に、本実施の形態の雄コネクタの構成を示す。図2(a)は、制御用プラグ端子13が縮んでいる状態の雄コネクタ10の斜視図であり、図2(b)は、制御用プラグ端子13が伸びている状態の雄コネクタ10の斜視図である。図2(c)は、制御用プラグ端子13が伸びている状態であってリターンボタン18が押下された状態の雄コネクタ10の斜視図である。
【0024】
本実施の形態における雄コネクタ10は、電力の供給を受けるための2本の電力用プラグ端子11、12、制御用プラグ端子13、アースのための接地用プラグ端子14、スライドスイッチ16、ロック端子17、リターンボタン18を有している。リターンボタン18は、スライドスイッチ16の開口部から差込方向と垂直方向に突出しており、不図示の付勢手段により突出方向に付勢されている。
【0025】
図2(a)に示す状態から、図2(b)に示す状態に、スライドスイッチ16を制御用プラグ端子13の差込方向にスライドさせることにより、制御用プラグ端子13が伸びるとともに、ロック端子17が突出する構成のものである。また、図2(b)に示す状態から、図2(c)に示す状態に、リターンボタン18を押下することにより、制御用プラグ端子13が差込方向と垂直に移動する構成のものである。
【0026】
尚、本実施の形態においては、スライドスイッチ16を用いて差込方向に制御用プラグ端子13を伸縮させるとともにロック端子17の突出させるものであるが、スライドスイッチ16に代えて、差込方向と垂直に移動可能な押ボタン等を用いて、差込方向に制御用プラグ端子13を伸縮させるとともにロック端子17の突出を行う構成であっても良い。
【0027】
次に、図3、図4に基づき本実施の形態に係る雄コネクタ10において、制御用プラグ端子13を伸す場合について説明する。尚、制御用プラグ端子13を伸すことにより、雌コネクタ20における制御用ジャック端子23に設けられた制御スイッチ31、32の接点が開いた状態から閉じた状態となる。
【0028】
図3(a)は、制御用プラグ端子13が縮んでいる状態における内部構造図であり、図3(b)は、制御用プラグ端子13が縮んでいる状態における内部斜視図である。図3(c)は、制御用プラグ端子13が伸びている状態であってリターンボタン18が押下される前の状態における内部構造図であり、図3(d)は、制御用プラグ端子13が伸びている状態であってリターンボタン18が押下される前の状態における内部斜視図である。図3(e)は、制御用プラグ端子13が伸びている状態であってリターンボタン18が押下されたときの状態における内部構造図であり、図3(f)は、制御用プラグ端子13が伸びている状態であってリターンボタン18が押下されたときの状態における内部斜視図である。また、図4は、図3(f)の部分的拡大図である。
【0029】
図3(a)、(b)に示すように、スライドスイッチ16は、リターンボタン18を介し、制御用プラグ端子13が伸びる構成のものである。制御用プラグ端子13には、コイルバネ81が接続されており、コイルバネ81は若干縮んだ状態にある。コイルバネ81の復元力により、制御用プラグ端子13を介して、リターンボタン18が突出方向に付勢されている。尚、本実施の形態では、制御用プラグ端子13とリターンボタン18とが一体的に形成されている。
【0030】
また、雄コネクタ10の内部には、ねじりコイルバネ82が設けられており、このねじりコイルバネ82は、一端82aが雄コネクタ10の筐体に回転可能な状態で支持されており、他端がカム軸83と回転可能な状態で接続されている。このカム軸83は、カム溝84内を移動可能な構成となっており、スライドスイッチ16の筒状部85内に挿通されている。
【0031】
制御用プラグ端子13が縮んでいる状態では、図面上、スライドスイッチ16は左側に位置しており、カム軸83はカム溝84内の最も左側に位置しており、筒状部85の左側の内部壁面において接している。この際、ねじりコイルバネ82は自然状態よりも若干閉脚した(撓んだ)状態にある。
【0032】
この後、スライドスイッチ16を差込方向に対し差込む方向(右方向)に移動させると、リターンボタン18により制御用プラグ端子13が右側に押され右方向に移動すると共に、筒状部85によりカム軸83が右側に押されカム溝84内を右方向に移動する。これに伴い、ねじりコイルバネ82が更に閉脚した(撓んだ)状態となる。ねじりコイルバネ82の復元力は、カム軸83がカム溝84内の最も右側に移動する直前に最も強くなる。カム軸83がカム溝84内の最も右側に移動すると、ねじりコイルバネ82が復元し(開脚し)、図3(c)、(d)に示す状態となる。
【0033】
この状態では、図面上、スライドスイッチ16は右側に移動しており、制御用プラグ端子13も右側に移動している。また、カム軸83は、カム溝84内の最も右側に移動しており、筒状部85の右側の内部壁面において接している。この際、ねじりコイルバネ82は、自然状態よりも若干閉脚した(撓んだ)状態となっている。
【0034】
このようにして、制御用プラグ端子13を差込方向に伸すことができる。これは、ねじりコイルバネ82の復元力に抗して行われるものである。
【0035】
次に、図3、図4に基づき本実施の形態に係る雄コネクタ10において、制御用プラグ端子13を縮ませる場合について説明する。尚、制御用プラグ端子13が縮んだ状態では、雌コネクタ20における制御用ジャック端子23に設けられた制御スイッチ31、32の接点が閉じた状態から開いた状態となる。
【0036】
図3(c)、(d)に示すように、制御用プラグ端子13が伸びている状態では、図面上、スライドスイッチ16は右側に位置しており、制御用プラグ端子13も右側に位置している。カム軸83は、カム溝84内の最も右側に位置して、筒状部85の右側の内部壁面において接している。この際、ねじりコイルバネ82は自然状態よりも若干閉脚した(撓んだ)状態にある。
【0037】
この後、リターンボタン18を押下することにより、図3(e)、(f)に示す状態となる。
【0038】
この状態では、図面上、制御用プラグ端子13は、伸びた状態のまま、リターンボタン18により上側に押され上方向に移動する。この際、制御用プラグ端子13の側面により、カム軸83が上側に押され、カム溝84内で上方向に移動する。この状態では、ねじりコイルバネ82は、図3(c)、(d)に示す状態よりも更に閉脚した(撓んだ)状態となっており、ねじりコイルバネ82の復元力が強くなっている。
【0039】
この後、ねじりコイルバネ82が開脚する復元力により、図面上、カム溝84内をカム軸83が左方向に移動し、図3(a)、(b)に示す状態となる。
【0040】
即ち、ねじりコイルバネ82が開脚する復元力により、図面上、カム溝84内をカム軸83が左方向に移動し、これにより、スライドスイッチ16の筒状部85の左側の内壁面が押され、リターンボタン18を介して制御用プラグ端子13が差込方向に対し縮むのである。
【0041】
この状態では、図面上、スライドスイッチ16は左側に移動しており、制御用プラグ端子13も左側に移動している。また、カム軸83は、カム溝84内の最も左側に移動しており、筒状部85の左側の内部壁面において接している。この際、ねじりコイルバネ82は、図3(c)(d)に示す状態よりも開脚した状態となっている。
【0042】
このようにして、制御用プラグ端子13を差込方向に対し縮ませることができる。これは、ねじりコイルバネ82の復元力、即ち、ねじりコイルバネ82の開脚する力により、制御用プラグ端子13が差込方向に対し縮ませるものであるため、短時間に行われる。
【0043】
ところで、このようなねじりコイルバネ82を有しない構成の場合、人の指の力のみで、制御用プラグ端子13を差込方向に縮めるが、人によって縮める速度が異なり、遅くなる場合がある。
【0044】
このような場合、制御用プラグ端子13の縮める速度が遅いことに起因し、この制御用プラグ端子13により接続される雌コネクタ20の接点において、アークが発生したりチャタリングが発生したりする。このようなアークの発生やチャタリングの発生は、雌コネクタ20の接点を破損させたり、雄コネクタ10に接続されている機器を破損させたりするおそれがある。
【0045】
本実施の形態における雄コネクタ10においては、短時間に制御用プラグ端子13を縮めることができるため、このようなアークの発生やチャタリングの発生を防ぐことができ、雌コネクタ20の接点の破損や、雄コネクタ10に接続されている機器の破壊を防止することが可能となる。
【0046】
尚、本実施の形態では、ねじりコイルバネ82が閉脚している(撓んでいる)状態から開脚する方向に働く復元力を利用して、制御用プラグ端子13を伸縮させるものについて説明したが、カム溝84の構造等を変えることにより、ねじりコイルバネ82が開脚している(撓んでいる)状態から閉脚する復元力を利用して、同様に制御用プラグ端子13の伸縮を行うことも可能である。また、本実施の形態では、ねじりコイルバネ82を用いたが、同様の作用が得られる弾性体であれば、どのような構成のものでもよい。
【0047】
(雌コネクタの構造)
次に、図5、図6に基づき、本実施の形態における雌コネクタ20の具体的な構造について説明する。図5(a)は、本実施の形態における雌コネクタ20の外観の斜視図であり、図5(b)は、本実施の形態における雌コネクタ20の外観の上面図である。図6(a)は、本実施の形態における雌コネクタ20の内部構造の斜視図であり、図6(b)は、本実施の形態における雌コネクタ20の内部構造を側面から見た一部断面図であり、図6(c)は、本実施の形態における雌コネクタ20の内部構造を正面から見た一部断面図である。
【0048】
一方、図5に示すように、本実施の形態における雌コネクタ20は、雄コネクタ10の本体の一部が嵌入する構成のものである。雌コネクタ20には、電力用プラグ端子11、12と接続される電力用ジャック端子21、22、接地用プラグ端子14に接続される接地用ジャック端子24、制御用プラグ端子13が伸びた状態で接続される制御用ジャック端子23、突出したロック端子17に対応する形状の凹部29が設けられている。ロック端子17が突出している状態では、凹部29により、雄コネクタ10と雌コネクタ20との接合が外れることはない。
【0049】
図6は、雌コネクタ20の内部構造図である。雌コネクタ20の制御用ジャック端子23は、内部において2つの制御スイッチ31、32が設けられており、この2つの制御スイッチ31、32の上部に設けられた絶縁体の板バネ33が上部より押されて撓み変形することにより、2つの制御スイッチ31、32の接点が接触し、電流が流れる構成となっている。この際流れる電流は、400VDCであることから、雄コネクタ10の制御用プラグ端子13の先端が直接2つの制御スイッチ31、32を押下し、接点を接触させることは危険であるため、絶縁体の板バネ33を介し2つの制御スイッチ31、32の接点を接触させる構成としている。尚、本実施の形態では、制御スイッチ31、32の接点近傍には、アーク防止用の永久磁石25A、25Bが設けられている。
【0050】
(コネクタ装置の接続方法)
次に、図7から図13に基づき、本実施の形態における雄コネクタ10と雌コネクタ20の接続方法について説明する。図7から図10は、雄コネクタ10と雌コネクタ20の接続方法の説明図であり、正面から見た概略構成を示す。図11から図13は、雄コネクタ10と雌コネクタ20の接続方法の説明図であり、側面から見た概略構成を示す。尚、図11から図13において、図面を見やすくするため、電力用プラグ端子11、12及び接地用プラグ端子14等を省略して図示してある。
【0051】
最初に、図7及び図11に、雄コネクタ10と雌コネクタ20とが接続される前の状態を示す。この状態では、雄コネクタ10の電力用プラグ端子11と電力用ジャック端子21とは接続されていない。同様に、電力用プラグ端子12と電力用ジャック端子22も接続されておらず、接地用プラグ端子14と接地用ジャック端子24も接続されていない。また、制御用プラグ端子13は縮んだ状態となっており、制御用プラグ端子13の伸縮させるためのスライドスイッチ16が差込む方向(下方向)に移動される前の状態となっている。制御用プラグ端子13の先端には、差込方向に垂直に突出する段部19が設けられている。
【0052】
一方、雌コネクタ20は、制御スイッチ31と電力用ジャック端子21とが接続されている。具体的には、制御スイッチ31は、板バネ部35と接点36、37により構成されており、接点36は電力用ジャック端子21と接続されており、板バネ部35は金属の板バネ状に形成されており、接点37は板バネ部35を介し電源50と接続されている。同様に、図1に示される制御スイッチ32は電力用ジャック端子22と接続されており、制御スイッチ32は、電源50と接続されている。また、制御スイッチ31、32の上部に設けられている絶縁体の板バネ33は、絶縁体の板バネ33の上部より力が加わることにより撓み変形し、その力が制御スイッチ31、32に伝達される構成となっている。板バネ33には、差込方向と平行に突出する突出部331が設けられている。
【0053】
次に、図8及び図12に、雄コネクタ10が雌コネクタ20に差し込まれた状態を示す。この状態では、雄コネクタ10の電力用プラグ端子11と電力用ジャック端子21とは嵌合している。同様に、電力用プラグ端子12と電力用ジャック端子22も嵌合しており、接地用プラグ端子14と接地用ジャック端子24も嵌合している。尚、この状態では、制御用プラグ端子13は、縮んだ状態のままであり、制御用プラグ端子13の伸縮させるためのスライドスイッチ16は、差込む方向(下方向)に移動される前の状態のままである。よって、雌コネクタ20の制御スイッチ31の接点36と接点37は接続されていない。同様に、制御スイッチ32の接点38と接点39も接続されていない。
【0054】
次に、図9及び図13に、雄コネクタ10が雌コネクタ20に差し込まれた状態において、制御用プラグ端子13が伸びた状態を示す。
【0055】
具体的には、スライドスイッチ16を差込む方向(下方向)に移動させることにより、制御用プラグ端子13が伸び、制御用プラグ端子13の先端が突出部331を押して絶縁体の板バネ33を撓ませ変形させる。これにより、制御スイッチ31の接点36と接点37とが接続される。同様に、制御スイッチ32の接点38と接点39とも接続される。
【0056】
制御スイッチ31の接点36と接点37が接続されることにより、図1に示す電源50からの電力は、電力用ジャック端子21に供給され、同様に、図1に示される電力用ジャック端子22にも電力が供給される。これにより、電力用ジャック端子21、22と接続されている電力用プラグ端子11、12を介し、雄コネクタ10に接続されている図1に示すサーバ等の電気機器40に電源50からの電力が供給される。
【0057】
雄コネクタ10を雌コネクタ20から離脱させる際には、先ず、リターンボタン18を押下する。そうすると、図10に示すように、制御用プラグ端子13が伸びた状態のまま差込方向に垂直に移動して突出部331から外れる。これにより、板バネ33が復元して、制御スイッチ31における板バネ部35が弾性復元し、接点36と接点37との接続が解除される。同様に、制御スイッチ32の接点38と接点39との接続も解除される。
【0058】
このように、本実施の形態によれば、板バネ33の弾性復元力により短時間に制御用プラグ端子13を縮ませることができるため、アークの発生やチャタリングの発生を防ぐことができ、雌コネクタ20の接点の破損や、雄コネクタ10に接続されている機器の破壊を防止することが可能となる。
【0059】
次に、図14に基づき、制御スイッチ31の接点36、37及び、制御スイッチ32の接点38、39について説明する。図6に示したように、制御スイッチ31の接点36、37の近傍には永久磁石25Aが設けられており、同様に、制御スイッチ32の接点38、39の近傍には永久磁石25Bが設けられている。
【0060】
図14(a)に示すように、制御スイッチ31における直線矢印は、接点36、37が接続された場合に流れる電流の向きを示し、制御スイッチ32における直線矢印は、接点38、39が接続された場合に流れる電流の向きを示す。この状態では、電源50から供給される電流は、制御スイッチ31及び制御スイッチ32を流れて、サーバ等の情報機器40に供給される。ここで、制御用プラグ端子13を縮めると、制御スイッチ31の接点36、37及び、制御スイッチ32の接点38、39が離れて電流の流れがとまる。この瞬間に、接点36と接点37の間、及び接点38と接点39の間にアーク(アーク電流)が発生することがある。
【0061】
これに対し、接点36と接点37の近傍に永久磁石25Aを設けることにより、図14(b)に示すように、永久磁石25Aにより、破線矢印に示すように磁束が発生し、フレミングの左手の法則に基づきローレンツ力が作用し、図14(a)に示すようにアークは符号91に示すように偏向されて、吹き飛ばされる。また、接点38と接点39の近傍に永久磁石25Bを設けることにより、図14(c)に示すように、永久磁石25Bにより、破線矢印に示すように磁束が発生し、フレミングの左手の法則に基づきローレンツ力が作用し、図14(a)に示すようにアークは符号92に示すように偏向されて、吹き飛ばされる。これにより、速やかに電力の供給が遮断される。此により、より高い安全性を得ることができる。以上は、永久磁石25A、25Bの二つの永久磁石を用いる場合について説明したが、図14(d)に示すように、永久磁石25A、25Bの二つの永久磁石を一つにした永久磁石25を用いても良い。
【0062】
以上より、本実施の形態におけるコネクタ装置は、雄コネクタ10の電力用プラグ端子11、12が、雌コネクタ20の電力用ジャック端子21、22に嵌合された状態において、制御用プラグ端子13を伸すことにより、制御用ジャック端子23に設けられた制御スイッチを介して電流が流れ、電力用ジャック端子21、22及び、雄コネクタ10のプラグ端子11、12を介し、情報機器40に電力が供給されるものである。
【0063】
このように、制御用プラグ端子13が伸びた状態においてのみ、電力用ジャック端子21、22より電力が供給されるように構成されているのは、雌コネクタ20に雄コネクタ10が接続されていない状態において、電力用ジャック端子21、22に400VDCの高電圧が印加されることを防止するためである。即ち、雌コネクタ20に雄コネクタ10が接合されていない状態において、雌コネクタ20の電力用ジャック端子21、22に400VDCの高電圧が印加されていると、電力用ジャック端子21、22に人が不注意に接触した場合や、電力用ジャック端子21、22よりドライバ、金属片又は切れかけ導線等を介し人が接触した場合において、人体に危険が及ぶ場合があり、このような事態を防ぐためである。
【0064】
(電力供給システム)
次に、本実施の形態におけるコネクタ装置を用いた電力供給システムの構成を説明する。
【0065】
図15は、本実施の形態におけるコネクタ装置を用いた電力供給システムの構成を示すものである。
【0066】
この電力供給システムは、商用電源70より供給されるAC100V又はAC200Vの電力を高圧電源50に入力し、高圧電源50におけるAC/DC変換器51により、AC100V又はAC200VをDC400Vに変換する。直流電力は、バッテリー等により蓄電することが可能であるため、バックアップ用にバッテリー52を設けることにより、停電等の場合においても容易に対応することが可能である。高圧電源50には電源ケーブルを介し、本実施の形態における雌コネクタ20が接続されており、高圧電源50からの400VDCの電力は、雌コネクタ20より供給される。
【0067】
一方、本実施の形態における雄コネクタ10は、サーバ等の情報機器40と電源ケーブル15を介し接続されており、雌コネクタ20と雄コネクタ10とを電気的に接続することにより、高圧電源50からの電力が、サーバ等の情報機器40に供給される。
【0068】
また、サーバ等の情報機器40内には、400VDCをCPU42等の電子部品の動作が可能な低電圧のDC出力に変換するDC/DC変換器41が設けられている。
【0069】
このような、電力供給システムでは、商用電源70からのACからDCへの変換が一回で済むため電力損失が少ないこと、高電圧な直流である400VDCでは、導線等の太さを気にする必要があまりないこと、直流であることからバッテリー52に蓄えることが可能であり、商用電源70の供給が停電等により停止した場合においても、対応しやすいこと等の利点を有している。
【0070】
次に、図16に基づき、本実施の形態におけるコネクタ装置を用いたPDU(パワー・ディストリビューション・ユニット)について説明する。
【0071】
図15に示される高圧電源50より供給される400VDCは、一旦、分電盤70に入力し、各々のPDU(パワー・ディストリビューション・ユニット)30に電力が分配される。各々のPDU30には、本実施の形態における雌コネクタ20が複数設けられており、各々の雌コネクタ20を介し400VDCの電力を供給することが可能である。一方、サーバラック45には、複数のサーバ等の情報機器40が収納されており、各々のサーバ等の情報機器40には、電源供給を受けるための雄コネクタ10が電源ケーブル15を介し接続されている。雄コネクタ10は、PDU30に設けられた雌コネクタ20と電気的に接続することにより、400VDCの電力が供給されるように構成されている。
【0072】
尚、上記説明においては、400VDCの場合について詳しく説明したが、本発明の実施の形態として記載されているコネクタ装置、雄コネクタ及び雌コネクタは直流(DC)であれば、用いることが可能である。特に、直流の場合はACと異なり、人体に安全な周波数というのも存在しないからである。
【0073】
また、人体における影響の観点から直流電圧としては、通常は48V以下の電圧が用いられている。これは、通常48V以下であれば、感電により人体に与える影響が殆どないためであり、このことから、48Vを超える電圧の場合、人体に与える影響は大きく、特に、200V以上の電圧は危険である。
【0074】
本発明の実施の形態におけるコネクタ装置、雄コネクタ及び雌コネクタは、安全性を高めた構成であることから、48Vを超える電圧、更には、200V以上の電圧に特に顕著な効果を発揮するものである。即ち、本実施の形態におけるコネクタ装置、雄コネクタ及び雌コネクタは、従来とは異なる構成により安全性を高めているため、48Vを超える電圧、更には、200V以上の電圧についても安全性が高められているため、特に、顕著な効果を発揮するものである。
【0075】
〔第2の実施の形態〕
次に、第2の実施の形態におけるコネクタ装置、雄コネクタ及び雌コネクタについて説明する。図17に、本実施の形態におけるコネクタ装置、雄コネクタ及び雌コネクタの構成の概要を示す。尚、図17において、図1から図16と同一構成については同一符号を付して説明を省略する。
【0076】
本実施の形態におけるコネクタ装置は、雄コネクタ10と雌コネクタ120から構成されている。雌コネクタ120は電力を供給するための高圧電源50に接続されている。雌コネクタ120には、電力用プラグ端子11、12に対応している電力用ジャック端子21、22、制御用プラグ端子13に対応している制御用ジャック端子23、接地用プラグ端子14に対応している接地用ジャック端子24を有している。
【0077】
また、雌コネクタ120には、一つのコイル132と2つのリレー接点133、134からなるリレー131が設けられており、コイル132に電流を流すことにより、リレー接点133、134が閉じて各々が接続される。このリレー接点133、134は、コイル132に電流が流れていない状態では、ともに開いた状態となり接続されることはない。
【0078】
リレー接点133の一方は、高圧電源50の正の出力に接続されており、他方は、電力用ジャック端子21に接続されている。また、リレー接点134の一方は、高圧電源50の負の出力に接続されており、他方は、電力用ジャック端子22に接続されている。
【0079】
雌コネクタ120はリレー131を駆動するためのリレー電源60が接続されている。即ち、リレー131のコイル132の一方の端子とリレー電源60の一方の端子が接続されており、コイル132の他方の端子とリレー電源60の他方の端子は、それぞれ制御スイッチ137に接続されている。
【0080】
この制御スイッチ137は、雄コネクタ10と雌コネクタ120とを嵌合させた状態で、雄コネクタ10の制御用プラグ端子13を差込方向に伸すことにより、電気的に接続されるものである。
【0081】
このように、制御スイッチ137が電気的に接続されることにより、リレー131におけるコイル132にリレー電源60からの電流が流れ、リレー接点133、134がそれぞれ閉じ、雌コネクタ120における電力用ジャック端子21、22に電力が供給され、更には、雄コネクタ10における電力用プラグ端子11、12を介し、サーバ等の情報機器40に電力が供給される。
【0082】
本実施の形態におけるコネクタ装置においては、電力用ジャック端子21、22の各々に、リレー131のリレー接点133、134が接続されているが、これは48V超える電圧、更には200V以上の電圧である高電圧の直流電力の場合では、接触により人体に与える危険が極めて高いため、電力用ジャック端子21、22の双方にリレー接点133、134を接続することにより、電力用ジャック端子21、22の双方への電力の供給を制御することにより、安全性をより一層高めている。
【0083】
尚、本実施の形態では、リレー131は雌コネクタ120の本体の内部に設けた構成であるが、外部に設けた構成とすることも可能である。
【0084】
図18に、本実施の形態における雌コネクタの内部構造を示す。尚、図18において、図1から図16と同一構成については同一符号を付して説明を省略する。
【0085】
本実施の形態における雌コネクタ120には、電力用ジャック端子21、22、接地用ジャック端子24が設けられている。制御用プラグ端子13に対応する制御用ジャック端子23となる部分には、絶縁体の板バネ33を介して、制御スイッチ137として板バネ状のスイッチが設けられている。この制御スイッチ137は、接点36と接点37とが接続される構成のスイッチと、接点38と接点39とが接続される構成のスイッチとの2つのスイッチにより構成されている。また、アーク防止のため、接点36、37の近傍には永久磁石25Aが、接点38、39の近傍には永久磁石25Bが設けられている。接点37と接点39とは電気的に接続されており、接点36は、図20に示すリレー電源60に接続されており、接点38は、図20に示すリレー131のコイル132と接続されている。
【0086】
絶縁体の板バネ33は、雄コネクタ10の制御用プラグ端子13が伸びた状態では、撓むことにより板バネ状のスイッチの接点36と接点37とが接続され、同時に板バネ状のスイッチの接点38と接点39とが接続される。これにより、接点36と接点38とは電気的に接続され、リレー電源60から電力が供給され、リレー131のコイル132に電流が流れ、リレー接点133、134が接続され、電力用ジャック端子21及び22を介し、高圧電源50から電力が供給される。
【0087】
尚、本実施の形態におけるコネクタ装置は、第1の実施の形態に記載されている電力供給システムに使用することが可能である。
【0088】
〔第3の実施の形態〕
次に、第3の実施の形態におけるコネクタ装置、雄コネクタ及び雌コネクタについて説明する。図19に、本実施の形態におけるコネクタ装置、雄コネクタ及び雌コネクタの構成の概要を示す。尚、図19において、図1から図16と同一構成については同一符号を付して説明を省略する。また、雌コネクタ220の内部構造は、図18と略同一構造であるので、図示を省略する。
【0089】
本実施の形態におけるコネクタ装置は、雄コネクタ10と雌コネクタ220から構成されている。雌コネクタ220は電力を供給するための高圧電源50に接続されている。雌コネクタ220には、電力用プラグ端子11、12に対応している電力用ジャック端子21、22、制御用プラグ端子13に対応している制御用ジャック端子23、接地用プラグ端子14に対応している接地用ジャック端子24を有している。
【0090】
また、雌コネクタ220には、2つのリレー231、232が設けられており、リレー231は、コイル233と、このコイル233に電流を流すことにより閉じて接続されるリレー接点234が設けられている。このリレー接点234は、コイル233に電流が流れていない状態では、開いた状態となり接続されることはない。また、リレー232には、コイル235と、このコイル235に電流を流すことにより閉じて接続されるリレー接点236が設けられている。このリレー接点236は、コイル235に電流が流れていない状態では、開いた状態となり接続されることはない。
【0091】
リレー接点234の一方は、高圧電源50の正の出力に接続されており、他方は、電力用ジャック端子21に接続されている。また、リレー接点236の一方は、高圧電源50の負の出力に接続されており、他方は、電力用ジャック端子22に接続されている。
【0092】
雌コネクタ220はリレー231、232を駆動するためのリレー電源60に接続されている。具体的には、リレー231におけるコイル233の一方の端子と、リレー232におけるコイル235の一方の端子とが接続されており、リレー231におけるコイル233とリレー232におけるコイル235とは直列に接続された構成となっている。また、コイル233の他方の端子とリレー電源60の一方の端子が接続されており、コイル235の他方の端子とリレー電源60の他方の端子とは、それぞれ制御スイッチ137に接続されている。
【0093】
この制御スイッチ137は、雄コネクタ10と雌コネクタ220とを嵌合させた状態において、雄コネクタ10の制御用プラグ端子13を差込方向に伸すことにより、接点が接続されるものである。
【0094】
このように、制御スイッチ137の接点が接続されることにより、リレー231、232におけるコイル233、325にリレー電源60からの電流が流れ、リレー接点234、326がそれぞれ閉じ、雌コネクタ220における電力用ジャック端子21、22に電力が供給され、更には、雄コネクタにおける電力用プラグ端子11、12を介し、サーバ等の情報機器40に電力が供給される。
【0095】
本実施の形態におけるコネクタ装置では、電力用ジャック端子21、22の各々に、リレー231、232のリレー接点234、326が接続されているが、これは48V超える電圧、更には200V以上の電圧である高電圧の直流電力の場合では、接触により人体に与える危険が高いため、電力用ジャック端子21、22の双方にリレー接点234、326を接続することにより、電力用ジャック端子21、22の双方からの電力供給を制御し、安全性をより一層高めている。
【0096】
尚、本実施の形態では、リレー231、232は雌コネクタ220の本体の内部に設けた構成であるが、外部に設けた構成とすることも可能である。
【0097】
尚、本実施の形態におけるコネクタ装置は、第1の実施の形態に記載されている電力供給システムに使用することが可能である。
【0098】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施形態に種々の変形及び変更を加えることができる。
【符号の説明】
【0099】
10 雄コネクタ
11 電力用プラグ端子(+)
12 電力用プラグ端子(−)
13 制御用プラグ端子
14 接地用プラグ端子
15 電源ケーブル
16 スライドスイッチ
18 リターンボタン
20 雌コネクタ
21 電力用ジャック端子(+)
22 電力用ジャック端子(−)
23 制御用ジャック端子
24 接地用ジャック端子
25、25A、25B 永久磁石
31 制御スイッチ
32 制御スイッチ
33 絶縁体の板バネ
40 サーバ等の情報機器
50 高圧電源
81 コイルバネ(付勢手段)
82 ねじりコイルバネ(弾性部材)
【技術分野】
【0001】
本発明は、電力を供給するために用いられるコネクタ装置、及び雄コネクタに関する。
【背景技術】
【0002】
一般的に電気機器は、電源より電力の供給を受け動作する。このように、電源より電力の供給を受ける際には、通常コネクタ装置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装置は、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。
【0003】
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。
【0004】
このように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。
【0005】
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においては、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装置は通常の交流の商用電源に用いられるものとは異なるものとする必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開平5−82208号公報
【特許文献2】特開2003−31301号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明は、上記点に鑑みてなされたものであり、特に、高電圧の電力を安全に供給することが可能なコネクタ装置、及び雄コネクタを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明は、電源と前記電源から電力の供給を受ける電子機器とを電気的に接続するための雄コネクタと雌コネクタからなるコネクタ装置であって、
前記雄コネクタは、前記電子機器に接続されており、前記電力供給を受けるための導体からなる2本の電力用プラグ端子と、1本の制御用プラグ端子と、前記制御用プラグ端子の差込方向の伸縮を行うためのスライドスイッチと、前記スライドスイッチの開口部から前記差込方向に垂直に突出するリターンボタンと、前記リターンボタンを突出方向に付勢する付勢手段と、ねじりコイルバネと、を有し、
前記雌コネクタは、前記電源に接続されており、前記2本の電力用プラグ端子の各々に対応する2つの電力用ジャック端子と、前記制御用プラグ端子に対応する制御用ジャック端子を有しており、
前記制御用ジャック端子には、制御スイッチが設けられており、
前記2本の電力用プラグ端子と前記2つの電力用ジャック端子を嵌合した状態において、前記制御用ジャック端子に前記制御用プラグ端子を差込方向に伸すことにより、前記制御スイッチの接点が接続され、前記電子機器に電力が供給されるものであって、
前記制御用プラグ端子が伸びた状態で、前記リターンボタンを押下することにより、前記制御用プラグ端子を介して前記ねじりコイルバネが撓み、前記ねじりコイルバネの復元力により前記制御用プラグ端子が前記差込方向に対し縮むものであることを特徴とする。
【0009】
また、本発明は、電源と、前記電源から電力の供給を受ける電子機器とを電気的に接続するための雌コネクタと接続される雄コネクタであって、
前記雄コネクタは、前記電子機器に接続されており、前記電力供給を受けるための導体からなる2本の電力用プラグ端子と、1本の制御用プラグ端子と、前記制御用プラグ端子の差込方向の伸縮を行うためのスライドスイッチと、前記スライドスイッチの開口部から前記差込方向に垂直に突出するリターンボタンと、前記リターンボタンを突出方向に付勢する付勢手段と、ねじりコイルバネと、を有し、
前記雌コネクタは、前記電源に接続されており、前記2本の電力用プラグ端子の各々に対応する2つの電力用ジャック端子と、前記制御用プラグ端子に対応する制御用ジャック端子を有しており、
前記制御用ジャック端子には、制御スイッチが設けられており、
前記2本の電力用プラグ端子と前記2つの電力用ジャック端子を嵌合した状態において、前記制御用ジャック端子に前記制御用プラグ端子を差込方向に伸すことにより、前記制御スイッチの接点が接続され、前記電子機器に電力が供給されるものであって、
前記制御用プラグ端子が伸びた状態で、前記リターンボタンを押下することにより、前記制御用プラグ端子を介して前記ねじりコイルバネが撓み、前記ねじりコイルバネの復元力により前記制御用プラグ端子が前記差込方向に対し縮むものであることを特徴とする。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、高電圧の電力を安全に供給することが可能なコネクタ装置、及び雄コネクタを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】第1の実施の形態におけるコネクタ装置の構成図である。
【図2】第1の実施の形態における雄コネクタの外観の斜視図である。
【図3】第1の実施の形態における雄コネクタの制御用プラグ端子を伸縮する場合の説明図である。
【図4】第1の実施の形態における雄コネクタの内部構造の斜視図である。
【図5】第1の実施の形態における雌コネクタの外観図である。
【図6】第1の実施の形態における雌コネクタの内部構造図である。
【図7】第1の実施の形態におけるコネクタ装置の接続方法の説明図(1)である。
【図8】第1の実施の形態におけるコネクタ装置の接続方法の説明図(2)である。
【図9】第1の実施の形態におけるコネクタ装置の接続方法の説明図(3)である。
【図10】第1の実施の形態におけるコネクタ装置の接続方法の説明図(4)である。
【図11】第1の実施の形態におけるコネクタ装置の接続方法の説明図(5)である。
【図12】第1の実施の形態におけるコネクタ装置の接続方法の説明図(6)である。
【図13】第1の実施の形態におけるコネクタ装置の接続方法の説明図(7)である。
【図14】第1の実施の形態における雌コネクタのスイッチ部分の構成概略図である。
【図15】第1の実施の形態におけるコネクタ装置を用いた電源供給システムの構成図である。
【図16】第1の実施の形態におけるコネクタ装置を用いたPDUの斜視図である。
【図17】第2の実施の形態におけるコネクタ装置の構成図である。
【図18】第2の実施の形態における雌コネクタの内部構造図である。
【図19】第3の実施の形態におけるコネクタ装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
〔第1の実施の形態〕
第1の実施の形態におけるコネクタ装置、雄コネクタ及び雌コネクタについて説明する。
【0013】
(コネクタ装置、雄コネクタ及び雌コネクタの構成)
図1に、本実施の形態におけるコネクタ装置、雄コネクタ及び雌コネクタの構成の概要を示す。
【0014】
本実施の形態におけるコネクタ装置は、雄コネクタ10と雌コネクタ20から構成されている。雄コネクタ10は、サーバ等の情報機器40に接続されており、電力の供給を受けるための2本の電力用プラグ端子11、12、制御用プラグ端子13、アースのための接地用プラグ端子14を有している。制御用プラグ端子13は、雄コネクタ10の差込方向に伸縮させることが可能な構成となっている。
【0015】
一方、雌コネクタ20は電力を供給するための高圧電源50に接続されている。雌コネクタ20には、電力用プラグ端子11、12に対応している電力用ジャック端子21、22、制御用プラグ端子13に対応している制御用ジャック端子23、接地用プラグ端子14に対応している接地用ジャック端子24を有している。
【0016】
また、雌コネクタ20には、2つの制御スイッチ31、32が設けられている。この制御スイッチ31、32は、板バネ状のスイッチ等により構成されており、これを押下することにより接点が接触し電流が流れる構成のスイッチである。尚、本実施の形態では、制御スイッチ31、32の直上に絶縁体の板バネ33が設けられている。
【0017】
制御スイッチ31の一方の端子は、高圧電源50の正の出力に接続されており、他方の端子は、電力用ジャック端子21に接続されている。また、制御スイッチ32の一方の端子は、高圧電源50の負の出力に接続されており、他方の端子は、電力用ジャック端子22に接続されている。
【0018】
この2つの制御スイッチ31、32は、雄コネクタ10と雌コネクタ20とを嵌合させた状態において、雄コネクタ10の制御用プラグ端子13を差込方向に伸すことにより、絶縁体の板バネ33を介し、2つの制御スイッチ31、32の接点が接続される構成のものである。
【0019】
このように、制御スイッチ31、32の接点が接続されることにより、雌コネクタ20における電力用ジャック端子21、22に電力が供給され、更には、雄コネクタ10における電力用プラグ端子11、12を介し、サーバ等の情報機器40に電力が供給される。
【0020】
本実施の形態におけるコネクタ装置では、電力用ジャック端子21、22の各々に、制御スイッチ31、32が接続されているが、これは48V超える電圧、更には200V以上の電圧である高電圧の直流電力の場合では、接触により人体に与える危険が極めて高いため、電力用ジャック端子21、22の双方に制御スイッチ31、32を接続することにより、電力用ジャック端子21、22の双方からの電力供給を制御し、安全性をより一層高めている。
【0021】
尚、本発明では、制御用ジャック端子23とは、制御用プラグ端子13の伸縮により力学的な力によりオン、オフが制御される制御スイッチ等を内部に含む構成のものも含まれる。
【0022】
(雄コネクタの構造)
次に、図2から図4に基づき、本実施の形態における雄コネクタの具体的な構造について説明する。
【0023】
図2に、本実施の形態の雄コネクタの構成を示す。図2(a)は、制御用プラグ端子13が縮んでいる状態の雄コネクタ10の斜視図であり、図2(b)は、制御用プラグ端子13が伸びている状態の雄コネクタ10の斜視図である。図2(c)は、制御用プラグ端子13が伸びている状態であってリターンボタン18が押下された状態の雄コネクタ10の斜視図である。
【0024】
本実施の形態における雄コネクタ10は、電力の供給を受けるための2本の電力用プラグ端子11、12、制御用プラグ端子13、アースのための接地用プラグ端子14、スライドスイッチ16、ロック端子17、リターンボタン18を有している。リターンボタン18は、スライドスイッチ16の開口部から差込方向と垂直方向に突出しており、不図示の付勢手段により突出方向に付勢されている。
【0025】
図2(a)に示す状態から、図2(b)に示す状態に、スライドスイッチ16を制御用プラグ端子13の差込方向にスライドさせることにより、制御用プラグ端子13が伸びるとともに、ロック端子17が突出する構成のものである。また、図2(b)に示す状態から、図2(c)に示す状態に、リターンボタン18を押下することにより、制御用プラグ端子13が差込方向と垂直に移動する構成のものである。
【0026】
尚、本実施の形態においては、スライドスイッチ16を用いて差込方向に制御用プラグ端子13を伸縮させるとともにロック端子17の突出させるものであるが、スライドスイッチ16に代えて、差込方向と垂直に移動可能な押ボタン等を用いて、差込方向に制御用プラグ端子13を伸縮させるとともにロック端子17の突出を行う構成であっても良い。
【0027】
次に、図3、図4に基づき本実施の形態に係る雄コネクタ10において、制御用プラグ端子13を伸す場合について説明する。尚、制御用プラグ端子13を伸すことにより、雌コネクタ20における制御用ジャック端子23に設けられた制御スイッチ31、32の接点が開いた状態から閉じた状態となる。
【0028】
図3(a)は、制御用プラグ端子13が縮んでいる状態における内部構造図であり、図3(b)は、制御用プラグ端子13が縮んでいる状態における内部斜視図である。図3(c)は、制御用プラグ端子13が伸びている状態であってリターンボタン18が押下される前の状態における内部構造図であり、図3(d)は、制御用プラグ端子13が伸びている状態であってリターンボタン18が押下される前の状態における内部斜視図である。図3(e)は、制御用プラグ端子13が伸びている状態であってリターンボタン18が押下されたときの状態における内部構造図であり、図3(f)は、制御用プラグ端子13が伸びている状態であってリターンボタン18が押下されたときの状態における内部斜視図である。また、図4は、図3(f)の部分的拡大図である。
【0029】
図3(a)、(b)に示すように、スライドスイッチ16は、リターンボタン18を介し、制御用プラグ端子13が伸びる構成のものである。制御用プラグ端子13には、コイルバネ81が接続されており、コイルバネ81は若干縮んだ状態にある。コイルバネ81の復元力により、制御用プラグ端子13を介して、リターンボタン18が突出方向に付勢されている。尚、本実施の形態では、制御用プラグ端子13とリターンボタン18とが一体的に形成されている。
【0030】
また、雄コネクタ10の内部には、ねじりコイルバネ82が設けられており、このねじりコイルバネ82は、一端82aが雄コネクタ10の筐体に回転可能な状態で支持されており、他端がカム軸83と回転可能な状態で接続されている。このカム軸83は、カム溝84内を移動可能な構成となっており、スライドスイッチ16の筒状部85内に挿通されている。
【0031】
制御用プラグ端子13が縮んでいる状態では、図面上、スライドスイッチ16は左側に位置しており、カム軸83はカム溝84内の最も左側に位置しており、筒状部85の左側の内部壁面において接している。この際、ねじりコイルバネ82は自然状態よりも若干閉脚した(撓んだ)状態にある。
【0032】
この後、スライドスイッチ16を差込方向に対し差込む方向(右方向)に移動させると、リターンボタン18により制御用プラグ端子13が右側に押され右方向に移動すると共に、筒状部85によりカム軸83が右側に押されカム溝84内を右方向に移動する。これに伴い、ねじりコイルバネ82が更に閉脚した(撓んだ)状態となる。ねじりコイルバネ82の復元力は、カム軸83がカム溝84内の最も右側に移動する直前に最も強くなる。カム軸83がカム溝84内の最も右側に移動すると、ねじりコイルバネ82が復元し(開脚し)、図3(c)、(d)に示す状態となる。
【0033】
この状態では、図面上、スライドスイッチ16は右側に移動しており、制御用プラグ端子13も右側に移動している。また、カム軸83は、カム溝84内の最も右側に移動しており、筒状部85の右側の内部壁面において接している。この際、ねじりコイルバネ82は、自然状態よりも若干閉脚した(撓んだ)状態となっている。
【0034】
このようにして、制御用プラグ端子13を差込方向に伸すことができる。これは、ねじりコイルバネ82の復元力に抗して行われるものである。
【0035】
次に、図3、図4に基づき本実施の形態に係る雄コネクタ10において、制御用プラグ端子13を縮ませる場合について説明する。尚、制御用プラグ端子13が縮んだ状態では、雌コネクタ20における制御用ジャック端子23に設けられた制御スイッチ31、32の接点が閉じた状態から開いた状態となる。
【0036】
図3(c)、(d)に示すように、制御用プラグ端子13が伸びている状態では、図面上、スライドスイッチ16は右側に位置しており、制御用プラグ端子13も右側に位置している。カム軸83は、カム溝84内の最も右側に位置して、筒状部85の右側の内部壁面において接している。この際、ねじりコイルバネ82は自然状態よりも若干閉脚した(撓んだ)状態にある。
【0037】
この後、リターンボタン18を押下することにより、図3(e)、(f)に示す状態となる。
【0038】
この状態では、図面上、制御用プラグ端子13は、伸びた状態のまま、リターンボタン18により上側に押され上方向に移動する。この際、制御用プラグ端子13の側面により、カム軸83が上側に押され、カム溝84内で上方向に移動する。この状態では、ねじりコイルバネ82は、図3(c)、(d)に示す状態よりも更に閉脚した(撓んだ)状態となっており、ねじりコイルバネ82の復元力が強くなっている。
【0039】
この後、ねじりコイルバネ82が開脚する復元力により、図面上、カム溝84内をカム軸83が左方向に移動し、図3(a)、(b)に示す状態となる。
【0040】
即ち、ねじりコイルバネ82が開脚する復元力により、図面上、カム溝84内をカム軸83が左方向に移動し、これにより、スライドスイッチ16の筒状部85の左側の内壁面が押され、リターンボタン18を介して制御用プラグ端子13が差込方向に対し縮むのである。
【0041】
この状態では、図面上、スライドスイッチ16は左側に移動しており、制御用プラグ端子13も左側に移動している。また、カム軸83は、カム溝84内の最も左側に移動しており、筒状部85の左側の内部壁面において接している。この際、ねじりコイルバネ82は、図3(c)(d)に示す状態よりも開脚した状態となっている。
【0042】
このようにして、制御用プラグ端子13を差込方向に対し縮ませることができる。これは、ねじりコイルバネ82の復元力、即ち、ねじりコイルバネ82の開脚する力により、制御用プラグ端子13が差込方向に対し縮ませるものであるため、短時間に行われる。
【0043】
ところで、このようなねじりコイルバネ82を有しない構成の場合、人の指の力のみで、制御用プラグ端子13を差込方向に縮めるが、人によって縮める速度が異なり、遅くなる場合がある。
【0044】
このような場合、制御用プラグ端子13の縮める速度が遅いことに起因し、この制御用プラグ端子13により接続される雌コネクタ20の接点において、アークが発生したりチャタリングが発生したりする。このようなアークの発生やチャタリングの発生は、雌コネクタ20の接点を破損させたり、雄コネクタ10に接続されている機器を破損させたりするおそれがある。
【0045】
本実施の形態における雄コネクタ10においては、短時間に制御用プラグ端子13を縮めることができるため、このようなアークの発生やチャタリングの発生を防ぐことができ、雌コネクタ20の接点の破損や、雄コネクタ10に接続されている機器の破壊を防止することが可能となる。
【0046】
尚、本実施の形態では、ねじりコイルバネ82が閉脚している(撓んでいる)状態から開脚する方向に働く復元力を利用して、制御用プラグ端子13を伸縮させるものについて説明したが、カム溝84の構造等を変えることにより、ねじりコイルバネ82が開脚している(撓んでいる)状態から閉脚する復元力を利用して、同様に制御用プラグ端子13の伸縮を行うことも可能である。また、本実施の形態では、ねじりコイルバネ82を用いたが、同様の作用が得られる弾性体であれば、どのような構成のものでもよい。
【0047】
(雌コネクタの構造)
次に、図5、図6に基づき、本実施の形態における雌コネクタ20の具体的な構造について説明する。図5(a)は、本実施の形態における雌コネクタ20の外観の斜視図であり、図5(b)は、本実施の形態における雌コネクタ20の外観の上面図である。図6(a)は、本実施の形態における雌コネクタ20の内部構造の斜視図であり、図6(b)は、本実施の形態における雌コネクタ20の内部構造を側面から見た一部断面図であり、図6(c)は、本実施の形態における雌コネクタ20の内部構造を正面から見た一部断面図である。
【0048】
一方、図5に示すように、本実施の形態における雌コネクタ20は、雄コネクタ10の本体の一部が嵌入する構成のものである。雌コネクタ20には、電力用プラグ端子11、12と接続される電力用ジャック端子21、22、接地用プラグ端子14に接続される接地用ジャック端子24、制御用プラグ端子13が伸びた状態で接続される制御用ジャック端子23、突出したロック端子17に対応する形状の凹部29が設けられている。ロック端子17が突出している状態では、凹部29により、雄コネクタ10と雌コネクタ20との接合が外れることはない。
【0049】
図6は、雌コネクタ20の内部構造図である。雌コネクタ20の制御用ジャック端子23は、内部において2つの制御スイッチ31、32が設けられており、この2つの制御スイッチ31、32の上部に設けられた絶縁体の板バネ33が上部より押されて撓み変形することにより、2つの制御スイッチ31、32の接点が接触し、電流が流れる構成となっている。この際流れる電流は、400VDCであることから、雄コネクタ10の制御用プラグ端子13の先端が直接2つの制御スイッチ31、32を押下し、接点を接触させることは危険であるため、絶縁体の板バネ33を介し2つの制御スイッチ31、32の接点を接触させる構成としている。尚、本実施の形態では、制御スイッチ31、32の接点近傍には、アーク防止用の永久磁石25A、25Bが設けられている。
【0050】
(コネクタ装置の接続方法)
次に、図7から図13に基づき、本実施の形態における雄コネクタ10と雌コネクタ20の接続方法について説明する。図7から図10は、雄コネクタ10と雌コネクタ20の接続方法の説明図であり、正面から見た概略構成を示す。図11から図13は、雄コネクタ10と雌コネクタ20の接続方法の説明図であり、側面から見た概略構成を示す。尚、図11から図13において、図面を見やすくするため、電力用プラグ端子11、12及び接地用プラグ端子14等を省略して図示してある。
【0051】
最初に、図7及び図11に、雄コネクタ10と雌コネクタ20とが接続される前の状態を示す。この状態では、雄コネクタ10の電力用プラグ端子11と電力用ジャック端子21とは接続されていない。同様に、電力用プラグ端子12と電力用ジャック端子22も接続されておらず、接地用プラグ端子14と接地用ジャック端子24も接続されていない。また、制御用プラグ端子13は縮んだ状態となっており、制御用プラグ端子13の伸縮させるためのスライドスイッチ16が差込む方向(下方向)に移動される前の状態となっている。制御用プラグ端子13の先端には、差込方向に垂直に突出する段部19が設けられている。
【0052】
一方、雌コネクタ20は、制御スイッチ31と電力用ジャック端子21とが接続されている。具体的には、制御スイッチ31は、板バネ部35と接点36、37により構成されており、接点36は電力用ジャック端子21と接続されており、板バネ部35は金属の板バネ状に形成されており、接点37は板バネ部35を介し電源50と接続されている。同様に、図1に示される制御スイッチ32は電力用ジャック端子22と接続されており、制御スイッチ32は、電源50と接続されている。また、制御スイッチ31、32の上部に設けられている絶縁体の板バネ33は、絶縁体の板バネ33の上部より力が加わることにより撓み変形し、その力が制御スイッチ31、32に伝達される構成となっている。板バネ33には、差込方向と平行に突出する突出部331が設けられている。
【0053】
次に、図8及び図12に、雄コネクタ10が雌コネクタ20に差し込まれた状態を示す。この状態では、雄コネクタ10の電力用プラグ端子11と電力用ジャック端子21とは嵌合している。同様に、電力用プラグ端子12と電力用ジャック端子22も嵌合しており、接地用プラグ端子14と接地用ジャック端子24も嵌合している。尚、この状態では、制御用プラグ端子13は、縮んだ状態のままであり、制御用プラグ端子13の伸縮させるためのスライドスイッチ16は、差込む方向(下方向)に移動される前の状態のままである。よって、雌コネクタ20の制御スイッチ31の接点36と接点37は接続されていない。同様に、制御スイッチ32の接点38と接点39も接続されていない。
【0054】
次に、図9及び図13に、雄コネクタ10が雌コネクタ20に差し込まれた状態において、制御用プラグ端子13が伸びた状態を示す。
【0055】
具体的には、スライドスイッチ16を差込む方向(下方向)に移動させることにより、制御用プラグ端子13が伸び、制御用プラグ端子13の先端が突出部331を押して絶縁体の板バネ33を撓ませ変形させる。これにより、制御スイッチ31の接点36と接点37とが接続される。同様に、制御スイッチ32の接点38と接点39とも接続される。
【0056】
制御スイッチ31の接点36と接点37が接続されることにより、図1に示す電源50からの電力は、電力用ジャック端子21に供給され、同様に、図1に示される電力用ジャック端子22にも電力が供給される。これにより、電力用ジャック端子21、22と接続されている電力用プラグ端子11、12を介し、雄コネクタ10に接続されている図1に示すサーバ等の電気機器40に電源50からの電力が供給される。
【0057】
雄コネクタ10を雌コネクタ20から離脱させる際には、先ず、リターンボタン18を押下する。そうすると、図10に示すように、制御用プラグ端子13が伸びた状態のまま差込方向に垂直に移動して突出部331から外れる。これにより、板バネ33が復元して、制御スイッチ31における板バネ部35が弾性復元し、接点36と接点37との接続が解除される。同様に、制御スイッチ32の接点38と接点39との接続も解除される。
【0058】
このように、本実施の形態によれば、板バネ33の弾性復元力により短時間に制御用プラグ端子13を縮ませることができるため、アークの発生やチャタリングの発生を防ぐことができ、雌コネクタ20の接点の破損や、雄コネクタ10に接続されている機器の破壊を防止することが可能となる。
【0059】
次に、図14に基づき、制御スイッチ31の接点36、37及び、制御スイッチ32の接点38、39について説明する。図6に示したように、制御スイッチ31の接点36、37の近傍には永久磁石25Aが設けられており、同様に、制御スイッチ32の接点38、39の近傍には永久磁石25Bが設けられている。
【0060】
図14(a)に示すように、制御スイッチ31における直線矢印は、接点36、37が接続された場合に流れる電流の向きを示し、制御スイッチ32における直線矢印は、接点38、39が接続された場合に流れる電流の向きを示す。この状態では、電源50から供給される電流は、制御スイッチ31及び制御スイッチ32を流れて、サーバ等の情報機器40に供給される。ここで、制御用プラグ端子13を縮めると、制御スイッチ31の接点36、37及び、制御スイッチ32の接点38、39が離れて電流の流れがとまる。この瞬間に、接点36と接点37の間、及び接点38と接点39の間にアーク(アーク電流)が発生することがある。
【0061】
これに対し、接点36と接点37の近傍に永久磁石25Aを設けることにより、図14(b)に示すように、永久磁石25Aにより、破線矢印に示すように磁束が発生し、フレミングの左手の法則に基づきローレンツ力が作用し、図14(a)に示すようにアークは符号91に示すように偏向されて、吹き飛ばされる。また、接点38と接点39の近傍に永久磁石25Bを設けることにより、図14(c)に示すように、永久磁石25Bにより、破線矢印に示すように磁束が発生し、フレミングの左手の法則に基づきローレンツ力が作用し、図14(a)に示すようにアークは符号92に示すように偏向されて、吹き飛ばされる。これにより、速やかに電力の供給が遮断される。此により、より高い安全性を得ることができる。以上は、永久磁石25A、25Bの二つの永久磁石を用いる場合について説明したが、図14(d)に示すように、永久磁石25A、25Bの二つの永久磁石を一つにした永久磁石25を用いても良い。
【0062】
以上より、本実施の形態におけるコネクタ装置は、雄コネクタ10の電力用プラグ端子11、12が、雌コネクタ20の電力用ジャック端子21、22に嵌合された状態において、制御用プラグ端子13を伸すことにより、制御用ジャック端子23に設けられた制御スイッチを介して電流が流れ、電力用ジャック端子21、22及び、雄コネクタ10のプラグ端子11、12を介し、情報機器40に電力が供給されるものである。
【0063】
このように、制御用プラグ端子13が伸びた状態においてのみ、電力用ジャック端子21、22より電力が供給されるように構成されているのは、雌コネクタ20に雄コネクタ10が接続されていない状態において、電力用ジャック端子21、22に400VDCの高電圧が印加されることを防止するためである。即ち、雌コネクタ20に雄コネクタ10が接合されていない状態において、雌コネクタ20の電力用ジャック端子21、22に400VDCの高電圧が印加されていると、電力用ジャック端子21、22に人が不注意に接触した場合や、電力用ジャック端子21、22よりドライバ、金属片又は切れかけ導線等を介し人が接触した場合において、人体に危険が及ぶ場合があり、このような事態を防ぐためである。
【0064】
(電力供給システム)
次に、本実施の形態におけるコネクタ装置を用いた電力供給システムの構成を説明する。
【0065】
図15は、本実施の形態におけるコネクタ装置を用いた電力供給システムの構成を示すものである。
【0066】
この電力供給システムは、商用電源70より供給されるAC100V又はAC200Vの電力を高圧電源50に入力し、高圧電源50におけるAC/DC変換器51により、AC100V又はAC200VをDC400Vに変換する。直流電力は、バッテリー等により蓄電することが可能であるため、バックアップ用にバッテリー52を設けることにより、停電等の場合においても容易に対応することが可能である。高圧電源50には電源ケーブルを介し、本実施の形態における雌コネクタ20が接続されており、高圧電源50からの400VDCの電力は、雌コネクタ20より供給される。
【0067】
一方、本実施の形態における雄コネクタ10は、サーバ等の情報機器40と電源ケーブル15を介し接続されており、雌コネクタ20と雄コネクタ10とを電気的に接続することにより、高圧電源50からの電力が、サーバ等の情報機器40に供給される。
【0068】
また、サーバ等の情報機器40内には、400VDCをCPU42等の電子部品の動作が可能な低電圧のDC出力に変換するDC/DC変換器41が設けられている。
【0069】
このような、電力供給システムでは、商用電源70からのACからDCへの変換が一回で済むため電力損失が少ないこと、高電圧な直流である400VDCでは、導線等の太さを気にする必要があまりないこと、直流であることからバッテリー52に蓄えることが可能であり、商用電源70の供給が停電等により停止した場合においても、対応しやすいこと等の利点を有している。
【0070】
次に、図16に基づき、本実施の形態におけるコネクタ装置を用いたPDU(パワー・ディストリビューション・ユニット)について説明する。
【0071】
図15に示される高圧電源50より供給される400VDCは、一旦、分電盤70に入力し、各々のPDU(パワー・ディストリビューション・ユニット)30に電力が分配される。各々のPDU30には、本実施の形態における雌コネクタ20が複数設けられており、各々の雌コネクタ20を介し400VDCの電力を供給することが可能である。一方、サーバラック45には、複数のサーバ等の情報機器40が収納されており、各々のサーバ等の情報機器40には、電源供給を受けるための雄コネクタ10が電源ケーブル15を介し接続されている。雄コネクタ10は、PDU30に設けられた雌コネクタ20と電気的に接続することにより、400VDCの電力が供給されるように構成されている。
【0072】
尚、上記説明においては、400VDCの場合について詳しく説明したが、本発明の実施の形態として記載されているコネクタ装置、雄コネクタ及び雌コネクタは直流(DC)であれば、用いることが可能である。特に、直流の場合はACと異なり、人体に安全な周波数というのも存在しないからである。
【0073】
また、人体における影響の観点から直流電圧としては、通常は48V以下の電圧が用いられている。これは、通常48V以下であれば、感電により人体に与える影響が殆どないためであり、このことから、48Vを超える電圧の場合、人体に与える影響は大きく、特に、200V以上の電圧は危険である。
【0074】
本発明の実施の形態におけるコネクタ装置、雄コネクタ及び雌コネクタは、安全性を高めた構成であることから、48Vを超える電圧、更には、200V以上の電圧に特に顕著な効果を発揮するものである。即ち、本実施の形態におけるコネクタ装置、雄コネクタ及び雌コネクタは、従来とは異なる構成により安全性を高めているため、48Vを超える電圧、更には、200V以上の電圧についても安全性が高められているため、特に、顕著な効果を発揮するものである。
【0075】
〔第2の実施の形態〕
次に、第2の実施の形態におけるコネクタ装置、雄コネクタ及び雌コネクタについて説明する。図17に、本実施の形態におけるコネクタ装置、雄コネクタ及び雌コネクタの構成の概要を示す。尚、図17において、図1から図16と同一構成については同一符号を付して説明を省略する。
【0076】
本実施の形態におけるコネクタ装置は、雄コネクタ10と雌コネクタ120から構成されている。雌コネクタ120は電力を供給するための高圧電源50に接続されている。雌コネクタ120には、電力用プラグ端子11、12に対応している電力用ジャック端子21、22、制御用プラグ端子13に対応している制御用ジャック端子23、接地用プラグ端子14に対応している接地用ジャック端子24を有している。
【0077】
また、雌コネクタ120には、一つのコイル132と2つのリレー接点133、134からなるリレー131が設けられており、コイル132に電流を流すことにより、リレー接点133、134が閉じて各々が接続される。このリレー接点133、134は、コイル132に電流が流れていない状態では、ともに開いた状態となり接続されることはない。
【0078】
リレー接点133の一方は、高圧電源50の正の出力に接続されており、他方は、電力用ジャック端子21に接続されている。また、リレー接点134の一方は、高圧電源50の負の出力に接続されており、他方は、電力用ジャック端子22に接続されている。
【0079】
雌コネクタ120はリレー131を駆動するためのリレー電源60が接続されている。即ち、リレー131のコイル132の一方の端子とリレー電源60の一方の端子が接続されており、コイル132の他方の端子とリレー電源60の他方の端子は、それぞれ制御スイッチ137に接続されている。
【0080】
この制御スイッチ137は、雄コネクタ10と雌コネクタ120とを嵌合させた状態で、雄コネクタ10の制御用プラグ端子13を差込方向に伸すことにより、電気的に接続されるものである。
【0081】
このように、制御スイッチ137が電気的に接続されることにより、リレー131におけるコイル132にリレー電源60からの電流が流れ、リレー接点133、134がそれぞれ閉じ、雌コネクタ120における電力用ジャック端子21、22に電力が供給され、更には、雄コネクタ10における電力用プラグ端子11、12を介し、サーバ等の情報機器40に電力が供給される。
【0082】
本実施の形態におけるコネクタ装置においては、電力用ジャック端子21、22の各々に、リレー131のリレー接点133、134が接続されているが、これは48V超える電圧、更には200V以上の電圧である高電圧の直流電力の場合では、接触により人体に与える危険が極めて高いため、電力用ジャック端子21、22の双方にリレー接点133、134を接続することにより、電力用ジャック端子21、22の双方への電力の供給を制御することにより、安全性をより一層高めている。
【0083】
尚、本実施の形態では、リレー131は雌コネクタ120の本体の内部に設けた構成であるが、外部に設けた構成とすることも可能である。
【0084】
図18に、本実施の形態における雌コネクタの内部構造を示す。尚、図18において、図1から図16と同一構成については同一符号を付して説明を省略する。
【0085】
本実施の形態における雌コネクタ120には、電力用ジャック端子21、22、接地用ジャック端子24が設けられている。制御用プラグ端子13に対応する制御用ジャック端子23となる部分には、絶縁体の板バネ33を介して、制御スイッチ137として板バネ状のスイッチが設けられている。この制御スイッチ137は、接点36と接点37とが接続される構成のスイッチと、接点38と接点39とが接続される構成のスイッチとの2つのスイッチにより構成されている。また、アーク防止のため、接点36、37の近傍には永久磁石25Aが、接点38、39の近傍には永久磁石25Bが設けられている。接点37と接点39とは電気的に接続されており、接点36は、図20に示すリレー電源60に接続されており、接点38は、図20に示すリレー131のコイル132と接続されている。
【0086】
絶縁体の板バネ33は、雄コネクタ10の制御用プラグ端子13が伸びた状態では、撓むことにより板バネ状のスイッチの接点36と接点37とが接続され、同時に板バネ状のスイッチの接点38と接点39とが接続される。これにより、接点36と接点38とは電気的に接続され、リレー電源60から電力が供給され、リレー131のコイル132に電流が流れ、リレー接点133、134が接続され、電力用ジャック端子21及び22を介し、高圧電源50から電力が供給される。
【0087】
尚、本実施の形態におけるコネクタ装置は、第1の実施の形態に記載されている電力供給システムに使用することが可能である。
【0088】
〔第3の実施の形態〕
次に、第3の実施の形態におけるコネクタ装置、雄コネクタ及び雌コネクタについて説明する。図19に、本実施の形態におけるコネクタ装置、雄コネクタ及び雌コネクタの構成の概要を示す。尚、図19において、図1から図16と同一構成については同一符号を付して説明を省略する。また、雌コネクタ220の内部構造は、図18と略同一構造であるので、図示を省略する。
【0089】
本実施の形態におけるコネクタ装置は、雄コネクタ10と雌コネクタ220から構成されている。雌コネクタ220は電力を供給するための高圧電源50に接続されている。雌コネクタ220には、電力用プラグ端子11、12に対応している電力用ジャック端子21、22、制御用プラグ端子13に対応している制御用ジャック端子23、接地用プラグ端子14に対応している接地用ジャック端子24を有している。
【0090】
また、雌コネクタ220には、2つのリレー231、232が設けられており、リレー231は、コイル233と、このコイル233に電流を流すことにより閉じて接続されるリレー接点234が設けられている。このリレー接点234は、コイル233に電流が流れていない状態では、開いた状態となり接続されることはない。また、リレー232には、コイル235と、このコイル235に電流を流すことにより閉じて接続されるリレー接点236が設けられている。このリレー接点236は、コイル235に電流が流れていない状態では、開いた状態となり接続されることはない。
【0091】
リレー接点234の一方は、高圧電源50の正の出力に接続されており、他方は、電力用ジャック端子21に接続されている。また、リレー接点236の一方は、高圧電源50の負の出力に接続されており、他方は、電力用ジャック端子22に接続されている。
【0092】
雌コネクタ220はリレー231、232を駆動するためのリレー電源60に接続されている。具体的には、リレー231におけるコイル233の一方の端子と、リレー232におけるコイル235の一方の端子とが接続されており、リレー231におけるコイル233とリレー232におけるコイル235とは直列に接続された構成となっている。また、コイル233の他方の端子とリレー電源60の一方の端子が接続されており、コイル235の他方の端子とリレー電源60の他方の端子とは、それぞれ制御スイッチ137に接続されている。
【0093】
この制御スイッチ137は、雄コネクタ10と雌コネクタ220とを嵌合させた状態において、雄コネクタ10の制御用プラグ端子13を差込方向に伸すことにより、接点が接続されるものである。
【0094】
このように、制御スイッチ137の接点が接続されることにより、リレー231、232におけるコイル233、325にリレー電源60からの電流が流れ、リレー接点234、326がそれぞれ閉じ、雌コネクタ220における電力用ジャック端子21、22に電力が供給され、更には、雄コネクタにおける電力用プラグ端子11、12を介し、サーバ等の情報機器40に電力が供給される。
【0095】
本実施の形態におけるコネクタ装置では、電力用ジャック端子21、22の各々に、リレー231、232のリレー接点234、326が接続されているが、これは48V超える電圧、更には200V以上の電圧である高電圧の直流電力の場合では、接触により人体に与える危険が高いため、電力用ジャック端子21、22の双方にリレー接点234、326を接続することにより、電力用ジャック端子21、22の双方からの電力供給を制御し、安全性をより一層高めている。
【0096】
尚、本実施の形態では、リレー231、232は雌コネクタ220の本体の内部に設けた構成であるが、外部に設けた構成とすることも可能である。
【0097】
尚、本実施の形態におけるコネクタ装置は、第1の実施の形態に記載されている電力供給システムに使用することが可能である。
【0098】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施形態に種々の変形及び変更を加えることができる。
【符号の説明】
【0099】
10 雄コネクタ
11 電力用プラグ端子(+)
12 電力用プラグ端子(−)
13 制御用プラグ端子
14 接地用プラグ端子
15 電源ケーブル
16 スライドスイッチ
18 リターンボタン
20 雌コネクタ
21 電力用ジャック端子(+)
22 電力用ジャック端子(−)
23 制御用ジャック端子
24 接地用ジャック端子
25、25A、25B 永久磁石
31 制御スイッチ
32 制御スイッチ
33 絶縁体の板バネ
40 サーバ等の情報機器
50 高圧電源
81 コイルバネ(付勢手段)
82 ねじりコイルバネ(弾性部材)
【特許請求の範囲】
【請求項1】
電源と前記電源から電力の供給を受ける電子機器とを電気的に接続するための雄コネクタと雌コネクタからなるコネクタ装置であって、
前記雄コネクタは、前記電子機器に接続されており、前記電力供給を受けるための導体からなる2本の電力用プラグ端子と、1本の制御用プラグ端子と、前記制御用プラグ端子の差込方向の伸縮を行うためのスライドスイッチと、前記スライドスイッチの開口部から前記差込方向に垂直に突出するリターンボタンと、前記リターンボタンを突出方向に付勢する付勢手段と、弾性部材と、を有し、
前記雌コネクタは、前記電源に接続されており、前記2本の電力用プラグ端子の各々に対応する2つの電力用ジャック端子と、前記制御用プラグ端子に対応する制御用ジャック端子を有しており、
前記制御用ジャック端子には、制御スイッチが設けられており、
前記2本の電力用プラグ端子と前記2つの電力用ジャック端子を嵌合した状態において、前記制御用ジャック端子に前記制御用プラグ端子を差込方向に伸すことにより、前記制御スイッチの接点が接続され、前記電子機器に電力が供給されるものであって、
前記制御用プラグ端子が伸びた状態で、前記リターンボタンを押下することにより、前記制御用プラグ端子を介して前記弾性部材が変形し、前記弾性部材の復元力により前記制御用プラグ端子が前記差込方向に対し縮むものであることを特徴とするコネクタ装置。
【請求項2】
前記雌コネクタにおいて、前記制御スイッチは金属からなる板バネ状のスイッチであって、前記制御スイッチと前記制御用プラグ端子との間には前記差込方向と平行に突出する突出部を有する絶縁体バネが設けられており、
前記2本の電力用プラグ端子と前記2つの電力用ジャック端子を嵌合した状態で、前記制御用プラグ端子を差込方向に伸すことにより、前記制御用プラグ端子が前記突出部を押して前記絶縁体バネが撓み、前記絶縁体バネを介し、前記制御スイッチの接点が接続され、
前記雄コネクタと前記雌コネクタとを嵌合した状態であって前記制御用プラグ端子が伸びて前記突出部を押した状態で、前記リターンボタンを押下することにより、前記制御用プラグ端子が前記差込方向と垂直に移動して前記突出部から外れ、前記絶縁体バネが弾性復元し、前記制御スイッチの接点が切断されることを特徴とする請求項1に記載のコネクタ装置。
【請求項3】
前記雄コネクタには接地用プラグ端子が設けられており、
前記雌コネクタには、前記接地用プラグ端子に対応した接地用ジャック端子が設けられおり、
前記雌コネクタと雄コネクタとが嵌合した状態においては、前記接地用プラグ端子と前記接地用ジャック端子とは嵌合した状態にあることを特徴とする請求項1又は2に記載のコネクタ装置。
【請求項4】
前記電源より供給される電力は、直流であることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のコネクタ装置。
【請求項5】
前記電源より供給される電力の電圧は、48Vを超える電圧であることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載のコネクタ装置。
【請求項6】
電源と、前記電源から電力の供給を受ける電子機器とを電気的に接続するための雌コネクタと接続される雄コネクタであって、
前記雄コネクタは、前記電子機器に接続されており、前記電力供給を受けるための導体からなる2本の電力用プラグ端子と、1本の制御用プラグ端子と、前記制御用プラグ端子の差込方向の伸縮を行うためのスライドスイッチと、前記スライドスイッチの開口部から前記差込方向に垂直に突出するリターンボタンと、前記リターンボタンを突出方向に付勢する付勢手段と、弾性部材と、を有し、
前記雌コネクタは、前記電源に接続されており、前記2本の電力用プラグ端子の各々に対応する2つの電力用ジャック端子と、前記制御用プラグ端子に対応する制御用ジャック端子を有しており、
前記制御用ジャック端子には、制御スイッチが設けられており、
前記2本の電力用プラグ端子と前記2つの電力用ジャック端子を嵌合した状態において、前記制御用ジャック端子に前記制御用プラグ端子を差込方向に伸すことにより、前記制御スイッチの接点が接続され、前記電子機器に電力が供給されるものであって、
前記制御用プラグ端子が伸びた状態で、前記リターンボタンを押下することにより、前記制御用プラグ端子を介して前記弾性部材が変形し、前記弾性部材の復元力により前記制御用プラグ端子が前記差込方向に対し縮むものであることを特徴とする雄コネクタ。
【請求項7】
前記雌コネクタにおいて、前記制御スイッチは金属からなる板バネ状のスイッチであって、前記制御スイッチと前記制御用プラグ端子との間には前記差込方向と平行に突出する突出部を有する絶縁体バネが設けられており、
前記2本の電力用プラグ端子と前記2つの電力用ジャック端子を嵌合した状態で、前記制御用プラグ端子を差込方向に伸すことにより、前記制御用プラグ端子が前記突出部を押して前記絶縁体バネが撓み、前記絶縁体バネを介し、前記制御スイッチの接点が接続され、
前記雄コネクタと前記雌コネクタとを嵌合した状態であって前記制御用プラグ端子が伸びて前記突出部を押した状態で、前記リターンボタンを押下することにより、前記制御用プラグ端子が前記差込方向と垂直に移動して前記突出部から外れ、前記絶縁体バネが弾性復元し、前記制御スイッチの接点が切断されることを特徴とする請求項6に記載の雄コネクタ。
【請求項8】
前記雄コネクタには接地用プラグ端子が設けられており、
前記雌コネクタには、前記接地用プラグ端子に対応した接地用ジャック端子が設けられおり、
前記雌コネクタと雄コネクタとが嵌合した状態においては、前記接地用プラグ端子と、前記接地用ジャック端子とが嵌合した状態にあることを特徴とする請求項6又は7に記載の雄コネクタ。
【請求項9】
前記電源より供給される電力は、直流であることを特徴とする請求項6から8のいずれかに記載の雄コネクタ。
【請求項10】
前記電源より供給される電力の電圧は、48Vを超える電圧であることを特徴とする請求項6から9のいずれかに記載の雄コネクタ。
【請求項1】
電源と前記電源から電力の供給を受ける電子機器とを電気的に接続するための雄コネクタと雌コネクタからなるコネクタ装置であって、
前記雄コネクタは、前記電子機器に接続されており、前記電力供給を受けるための導体からなる2本の電力用プラグ端子と、1本の制御用プラグ端子と、前記制御用プラグ端子の差込方向の伸縮を行うためのスライドスイッチと、前記スライドスイッチの開口部から前記差込方向に垂直に突出するリターンボタンと、前記リターンボタンを突出方向に付勢する付勢手段と、弾性部材と、を有し、
前記雌コネクタは、前記電源に接続されており、前記2本の電力用プラグ端子の各々に対応する2つの電力用ジャック端子と、前記制御用プラグ端子に対応する制御用ジャック端子を有しており、
前記制御用ジャック端子には、制御スイッチが設けられており、
前記2本の電力用プラグ端子と前記2つの電力用ジャック端子を嵌合した状態において、前記制御用ジャック端子に前記制御用プラグ端子を差込方向に伸すことにより、前記制御スイッチの接点が接続され、前記電子機器に電力が供給されるものであって、
前記制御用プラグ端子が伸びた状態で、前記リターンボタンを押下することにより、前記制御用プラグ端子を介して前記弾性部材が変形し、前記弾性部材の復元力により前記制御用プラグ端子が前記差込方向に対し縮むものであることを特徴とするコネクタ装置。
【請求項2】
前記雌コネクタにおいて、前記制御スイッチは金属からなる板バネ状のスイッチであって、前記制御スイッチと前記制御用プラグ端子との間には前記差込方向と平行に突出する突出部を有する絶縁体バネが設けられており、
前記2本の電力用プラグ端子と前記2つの電力用ジャック端子を嵌合した状態で、前記制御用プラグ端子を差込方向に伸すことにより、前記制御用プラグ端子が前記突出部を押して前記絶縁体バネが撓み、前記絶縁体バネを介し、前記制御スイッチの接点が接続され、
前記雄コネクタと前記雌コネクタとを嵌合した状態であって前記制御用プラグ端子が伸びて前記突出部を押した状態で、前記リターンボタンを押下することにより、前記制御用プラグ端子が前記差込方向と垂直に移動して前記突出部から外れ、前記絶縁体バネが弾性復元し、前記制御スイッチの接点が切断されることを特徴とする請求項1に記載のコネクタ装置。
【請求項3】
前記雄コネクタには接地用プラグ端子が設けられており、
前記雌コネクタには、前記接地用プラグ端子に対応した接地用ジャック端子が設けられおり、
前記雌コネクタと雄コネクタとが嵌合した状態においては、前記接地用プラグ端子と前記接地用ジャック端子とは嵌合した状態にあることを特徴とする請求項1又は2に記載のコネクタ装置。
【請求項4】
前記電源より供給される電力は、直流であることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のコネクタ装置。
【請求項5】
前記電源より供給される電力の電圧は、48Vを超える電圧であることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載のコネクタ装置。
【請求項6】
電源と、前記電源から電力の供給を受ける電子機器とを電気的に接続するための雌コネクタと接続される雄コネクタであって、
前記雄コネクタは、前記電子機器に接続されており、前記電力供給を受けるための導体からなる2本の電力用プラグ端子と、1本の制御用プラグ端子と、前記制御用プラグ端子の差込方向の伸縮を行うためのスライドスイッチと、前記スライドスイッチの開口部から前記差込方向に垂直に突出するリターンボタンと、前記リターンボタンを突出方向に付勢する付勢手段と、弾性部材と、を有し、
前記雌コネクタは、前記電源に接続されており、前記2本の電力用プラグ端子の各々に対応する2つの電力用ジャック端子と、前記制御用プラグ端子に対応する制御用ジャック端子を有しており、
前記制御用ジャック端子には、制御スイッチが設けられており、
前記2本の電力用プラグ端子と前記2つの電力用ジャック端子を嵌合した状態において、前記制御用ジャック端子に前記制御用プラグ端子を差込方向に伸すことにより、前記制御スイッチの接点が接続され、前記電子機器に電力が供給されるものであって、
前記制御用プラグ端子が伸びた状態で、前記リターンボタンを押下することにより、前記制御用プラグ端子を介して前記弾性部材が変形し、前記弾性部材の復元力により前記制御用プラグ端子が前記差込方向に対し縮むものであることを特徴とする雄コネクタ。
【請求項7】
前記雌コネクタにおいて、前記制御スイッチは金属からなる板バネ状のスイッチであって、前記制御スイッチと前記制御用プラグ端子との間には前記差込方向と平行に突出する突出部を有する絶縁体バネが設けられており、
前記2本の電力用プラグ端子と前記2つの電力用ジャック端子を嵌合した状態で、前記制御用プラグ端子を差込方向に伸すことにより、前記制御用プラグ端子が前記突出部を押して前記絶縁体バネが撓み、前記絶縁体バネを介し、前記制御スイッチの接点が接続され、
前記雄コネクタと前記雌コネクタとを嵌合した状態であって前記制御用プラグ端子が伸びて前記突出部を押した状態で、前記リターンボタンを押下することにより、前記制御用プラグ端子が前記差込方向と垂直に移動して前記突出部から外れ、前記絶縁体バネが弾性復元し、前記制御スイッチの接点が切断されることを特徴とする請求項6に記載の雄コネクタ。
【請求項8】
前記雄コネクタには接地用プラグ端子が設けられており、
前記雌コネクタには、前記接地用プラグ端子に対応した接地用ジャック端子が設けられおり、
前記雌コネクタと雄コネクタとが嵌合した状態においては、前記接地用プラグ端子と、前記接地用ジャック端子とが嵌合した状態にあることを特徴とする請求項6又は7に記載の雄コネクタ。
【請求項9】
前記電源より供給される電力は、直流であることを特徴とする請求項6から8のいずれかに記載の雄コネクタ。
【請求項10】
前記電源より供給される電力の電圧は、48Vを超える電圧であることを特徴とする請求項6から9のいずれかに記載の雄コネクタ。
【図1】
【図2】
【図4】
【図5】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図17】
【図18】
【図19】
【図3】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図16】
【図2】
【図4】
【図5】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図17】
【図18】
【図19】
【図3】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図16】
【公開番号】特開2011−108397(P2011−108397A)
【公開日】平成23年6月2日(2011.6.2)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−259774(P2009−259774)
【出願日】平成21年11月13日(2009.11.13)
【出願人】(501398606)富士通コンポーネント株式会社 (848)
【出願人】(593063161)株式会社NTTファシリティーズ (475)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成23年6月2日(2011.6.2)
【国際特許分類】
【出願日】平成21年11月13日(2009.11.13)
【出願人】(501398606)富士通コンポーネント株式会社 (848)
【出願人】(593063161)株式会社NTTファシリティーズ (475)
【Fターム(参考)】
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