説明

導電板用コネクタ組立体

板取付け縁部と板取付け縁部から延びる第1の表面および第2の表面とで形成された導電板(104、118)と嵌合するコネクタ組立体(100)は、板取付け縁部で板に取り付けるためのアライメントハウジング(120)を備える。アライメントハウジングは、内部に受容室(126)を画定する。コネクタ組立体はまた、内部にコンタクト(124)が保持されたプラグハウジング(122)を備える。プラグハウジングは、コンタクトが導電板の第1の表面および第2の表面と摺動可能に係合するように、受容室内に収容される。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は一般に電気コネクタに関し、より詳細には導電板に連結する電気コネクタに関する。
【背景技術】
【0002】
ある種の電気システムは、1または複数の導電板を含む。例えば、燃料電池技術では、積層配置された多数の導電板を利用する。これらのシステムでは、動作中に個々の導電板の電圧を監視することが望ましい場合がある。したがって、診断、試験、および監視の目的で、導電板を外部機器に電気的に接続することが望ましい。そうした構造によって、電気コネクタに対する新たな要求が生じている。しかしながら、導電板に対して信頼性の高い電気的かつ機械的接続を確立することは、困難であることがわかっている。
【0003】
例えば、そのような目的で使用される電気コネクタは、導電板への取り付けが容易なように嵌合力を小さくするべきであるが、導電板に取り付けられたときには機械的に安定している必要があり、また使用中に導電板から分離しやすいものであってはならない。コネクタはまた、所望の電気的接続および機械的安定性を提供しながら、必要に応じてまたは所望により、導電板に確実に係合され、または導電板から分離されるべきである。周知のコネクタは、これらの目的に適していない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
積層された電気部品を有する燃料電池などのシステムでは、システム全体の寸法を縮小する傾向がある。そのような寸法縮小を実現するためには、隣接する導電板同士の間隔を狭めるか、板厚を薄くし、またはその両方を実行する。本発明は、そのように間隔を狭め、または板厚を薄くした導電板に強固に結合できる信頼性の高いコネクタを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上記課題を解決するために、本願では、導電板と嵌合するコネクタ組立体を提供する。この導電板は、板取付け縁部と、この板取付け縁部から延びる第1の表面および第2の表面とを備える。コネクタ組立体は、板取付け縁部で導電板を取り付けるためのアライメントハウジングを備え、このアライメントハウジングは、内部に受容室を画定する。コネクタ組立体はまた、内部にコンタクトが保持されたプラグハウジングを備える。プラグハウジングは、コンタクトが導電板の第1の表面および第2の表面と摺動可能に係合するように、受容室内に収容される。
【0006】
次に、添付の図面を参照して本発明を例示する。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】例示的実施形態によって形成された電気システム用コネクタ組立体の斜視図である。
【図2】図1に示すコネクタ組立体用コンタクトの斜視図である。
【図3】図2に示すコンタクトの側面図である。
【図4】図1に示すコネクタ組立体用プラグハウジングの斜視図である。
【図5】図1に示すコネクタ組立体用アライメントハウジングの分解斜視図である。
【図6】コネクタ組立体の分解斜視図であり、コネクタ組立体の組立工程の初期段階を示す。
【図7】コネクタ組立体の分解斜視図であり、コネクタ組立体の組立工程の別の段階を示す。
【図8】組み立てた状態のコネクタ組立体の正面図である。
【図9】組み立てた状態のコネクタ組立体の背面図である。
【図10】複数のコネクタ組立体を含む例示的な電気システムの部分斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
図1は、電気システム102用のコネクタ組立体100の斜視図であり、コネクタ組立体100は例示的実施形態によって形成されている。コネクタ組立体100を使用することにより、電気システム102内の導電板104への機械的かつ電気的接続を確実に確立することができる。またそのようなシステム内でコネクタ組立体100が使用される場合には、周知のコネクタに関する前述の課題や問題点が克服される。図示する実施形態において、電気システム102は、自己支持型の複数の導電板104を有する燃料電池と接続される監視システムであり、各導電板104にコネクタ組立体100が取り付けられる。1つの導電板104および対応するコネクタ組立体100のみを図1に示すが、複数の導電板104を仮想線で示す。燃料電池の特定の要件に応じて、導電板104の数を任意に設定可能であることが理解される。
【0009】
図1に示す実施形態では、コネクタ組立体100を使用して、連結リンク110を介して燃料電池を監視装置108と連結させる。次に連結リンク110は、監視モジュール112に接続され、監視モジュール112は、コネクタ組立体100および連結リンク110を通じて燃料電池から伝送される信号を処理する。監視モジュール112は、電圧監視、診断試験などの機能を提供することができる。監視装置108、連結リンク110、および監視モジュール112を図1に概略的に示す。監視モジュール112を使用して、監視、試験、および/または診断の目的で、燃料電池の動作を監視することができる。コネクタ組立体100について、本願では、燃料電池を監視モジュールと接続させるという文脈で説明しかつ図示する。但し、本発明の利益は、コネクタ組立体100の他の用途にももたらされ、監視モジュールは、コネクタ組立体100の利益を実現できる1つの例示的な装置にすぎないことが企図されている。例えば、コネクタ組立体100は、他の電子機器と相互に接続することができ、またコネクタ組立体100は、電流を流すために使用することができる。したがって、本明細書に述べる説明は、例示のみを目的とし、いかなる特定の最終用途または適用分野を何ら限定するものではない。
【0010】
燃料電池は公知のユニットであり、改質天然ガスなどの気体燃料を空気と反応させて公知の方法で電力を発生させる。燃料電池は、複数の導電板104を備え、また導電板104はそれぞれ、第1の表面114と第2の表面116とを含む。導電板104は、ステンレス鋼などの導電材料から製作される。なお、各導電板104は、溶接接合された2つの板部分を含んでもよい。導電板104は、厚さ2ミリメートル未満の薄型のステンレス鋼板とすることができる。もしくは、薄型でない導電板を使用することもでき、また従来の金属材料ではなく、公知の導電性ポリマー材料またはポリマー組成物などの複合材料から作製された導電板を使用することもできる。
【0011】
燃料電池内の各導電板104は、所定の公称厚さTを有する。また、複数の導電板104は、導電板104間で所定の公称間隔値Sになるように積層して配置される。厚さTと間隔値Sの合計は、導電板104に対する公称ピッチ値Pと呼ばれることがある。すなわち、複数の導電板104の積層体は、1つの導電板104の縁部からその導電板104の厚さTを横切って隣接する導電板104の縁部まで、導電板104の平面に直交する方向に測定される寸法Pが繰り返すように設計される。理論的には、設計パラメータに従って、導電板104は、燃料電池積層体内で一定の距離Pで繰り返し配置される。実際には、導電板104の板厚さTおよび間隔Sにはそれぞれ製造公差があり、実際のピッチ寸法Pは、燃料電池内の任意の2つの隣接する導電板104に対する板厚さTと公称間隔値Sの合計の公称値から幾分外れる可能性がある。
【0012】
例示的実施形態では、導電板104は、コネクタ組立体100を取り付ける板コンタクト部を画定する直立したタブを含むことができる。それによって、コネクタ組立体100は、監視モジュール112と導電板104との相互接続を許可し、動作中に燃料電池の対応する導電板104上の電圧を監視する。なお、図に示すように、直立したタブを備える板コンタクト118を、導電板104のそれぞれに取り付けることができる。導電板104と同様に、板コンタクト118は、第1の表面114と第2の表面116とを含む。もしくは、導電板104が、直立したタブと板コンタクト部とを画定する一体構造を有するようにしてもよい。
【0013】
前述のように、個々のコネクタ組立体100は、積層体内の導電板104のそれぞれに接続される。導電板104とコネクタ組立体100とを1対1で対応させることによって、コネクタ組立体100を導電板104に固定することができる。その結果、導電板104同士の相対位置(すなわち、隣接する導電板間の寸法P)が変動しうる場合でも、それぞれの導電板104に対する各コネクタ組立体100の位置決めが正確に行われる。したがって、導電板104の公称ピッチ間隔Pのいくらかのずれにもかかわらず、導電板104とコネクタ組立体100との間で信頼性が高くかつしっかりした機械的かつ電気的接続を確立することができる。代替実施形態では、コネクタ組立体100がまとめて嵌合するようにコネクタ組立体100を設計することができ、このコネクタ組立体100は積層体内の複数の導電板104に接続される。
【0014】
コネクタ組立体100は、アライメントハウジング120と、プラグハウジング122と、コンタクト124とを含む。アライメントハウジング120は、導電板104に強固に結合される。なお、以下により詳述するように、アライメントハウジング120を板コンタクト118に強固に結合させてもよい。プラグハウジング122は、アライメントハウジング120とは別個に設けられ、組立中に、アライメントハウジング120の受容室126内に収容される。アライメントハウジング120が導電板104に、より詳細には板コンタクト118に一旦結合されると、プラグハウジング122は容易に取り付けられる。プラグハウジング122は、コンタクト124と板コンタクト118とを強固に係合しつつ、経済的に作製することができる。さらに、プラグハウジング122は、システム102の部品修理または部品交換のために、容易に取り外すことができる。プラグハウジング122は、着脱可能にアライメントハウジング120に結合される。アライメントハウジング120は、プラグハウジング122が受容室126内に収容されたときに、導電板104に対するプラグハウジング122の向きを定める。コンタクト124は、プラグハウジング122のコンタクト室128内に収容される。コンタクト124は、プラグハウジング122に着脱可能に結合される。プラグハウジング122は、コンタクト124がコンタクト室128内に収容されたときに、導電板104に対するコンタクト124の向きを定める。コンタクト124は、図1に示す圧着処理、はんだ付け処理、圧接処理、ポーク・イン・ワイヤ処理などによって、ワイヤ130に終端される。ワイヤ130は、連結リンク110の一部を形成することができる。
【0015】
図2は、コネクタ組立体100(図1に示す)用のコンタクト124の斜視図である。コンタクト124は、本体部150と、本体部150から下方へ延びる中央コンタクト梁152と、中央コンタクト梁152の両側に本体部150から延びる第1および第2の外側コンタクト梁154とを備える。中央コンタクト梁152および外側コンタクト梁154は、板コンタクト118(図1に示す)上へ渡されまたは移動されかつ収容されるように構成される。以下にさらに詳述するように、板コンタクト118上へ渡されると、中央コンタクト梁152は、板コンタクト118の第2の表面116(図1に示す)と係合する。また外側コンタクト梁154は、第2の表面116とは反対側に位置する板コンタクト118の第1の表面114(図1に示す)と係合する。コンタクト124はまた、通常、中央コンタクト梁152の反対側で本体部150から上方へ延びるワイヤ終端部156を備える。もしくは、ワイヤ終端部156は、本体部150および/または中央コンタクト梁152とは異なる向きを有してもよい。ワイヤ終端部156は、ワイヤ130(図1に示す)との電気的接続を提供する。図示の実施形態では、ワイヤ終端部156は、ワイヤ130に終端するためのワイヤ・バレルであり、このワイヤ・バレルをワイヤ130に圧着することによって終端する。但し、はんだ付け処理、圧接処理、ポーク・イン・ワイヤ処理などの、ワイヤ・バレル以外の機構を用いる代替のワイヤ終端方法としてもよい。本体部150と、コンタクト梁152および154と、ワイヤ終端部156とを含むコンタクト124は、周知の製造工程および技法に従って、導電材料を使用した打ち抜き、形成、かつめっき処理がなされる。
【0016】
本体部150は、例示的実施形態では概ね平面的かつ矩形状であり、コンタクト取付け縁部160と、ワイヤ連結縁部162と、コンタクト取付け縁部160とワイヤ連結縁部162との間に延びる側縁部164とを備える。ワイヤ終端部156は、本体部150のワイヤ連結縁部162から延びる。本体部150は、本体部150を貫通する複数の開口部166を備える。開口部166は、開口部166内に受容されたランス(lances)または梁168を有し、ランス168は、本体部150の平面から外方へ延びる。ランス168は、コネクタ組立体100の組立後、プラグハウジング122(図1に示す)内にコンタクト124を保持するために使用される。
【0017】
外側コンタクト梁154は、コンタクト取付け縁部160から延び、中央コンタクト梁152が外側コンタクト梁154間に位置するように、中央コンタクト梁152から横方向に離間している。一実施形態では、各外側コンタクト梁154は、1対のコンタクト梁を有する。コンタクト梁154は、本体部150に対して斜めに延び、板コンタクト118の片側と係合する丸みをつけたコンタクト面170を有する。コンタクト124が取り付けられると、コンタクト面170は板コンタクト118をワイプし、また梁154が板コンタクト118に係合して曲がると、梁154の斜角により、板コンタクト118に対して規定の接触力が発生する。
【0018】
中央コンタクト梁152はまた、本体部150に対して斜めに延び、板コンタクト118の表面と係合する丸みをつけたコンタクト面172を有する。コンタクト124が取り付けられると、コンタクト面172は板コンタクト118をワイプし、また中央コンタクト梁152が板コンタクト118に係合して曲げられると、中央コンタクト梁152の斜角により、板コンタクト118に対して規定の接触力が発生する。
例示的実施形態では、中央コンタクト梁152および外側コンタクト梁154は、コンタクト取付け縁部160に沿って互いに反対の方向に傾斜している。したがって、外側コンタクト梁154のコンタクト面170と中央コンタクト梁152のコンタクト面172は、互いに反対の方向を向き、また梁152と梁154は、板コンタクト118の上に挿入されると、反対の方向に曲げられる。したがって、中央コンタクト梁152、外側コンタクト梁154が異なる方向に傾斜していることによって、中央コンタクト梁152、外側コンタクト梁154が曲げられたとき、反対の方向に接触垂直力が得られる。中央コンタクト梁152、外側コンタクト梁154の寸法および幾何形状は、コンタクト124と板コンタクト118とを機械的かつ電気的に接続するのに十分な接触垂直力をもたらすように設計される。したがって、コンタクト124は、クリップとして板コンタクト118上に取り付けられ、また外側コンタクト梁154のペアが中央コンタクト梁152に対して横にずれているため、ある程度は、安定した自己保持性をもつ。さらに、複数のコンタクト梁154、152によって与えられる複数のコンタクト面170、172により、接点が豊富となり、コンタクト124が板コンタクト118上に取り付けられたとき、板コンタクト118への十分な電気的接続が確保される。5つのコンタクト梁(1つの中央コンタクト梁152および4つの外側コンタクト梁154)を図2に示すが、代替実施形態では、より多いまたはより少ないコンタクト梁を設けることもできることが理解される。
【0019】
図3はコンタクト124の側面図であり、中央コンタクト梁152および外側コンタクト梁154の例示的な向きを示している。中央コンタクト梁152および外側コンタクト梁154はそれぞれ、湾曲した輪郭を有する。中央コンタクト梁152は、本体部150から矢印Aで示す第1の方向に傾斜し、次いで、中央コンタクト梁152が本体部150の本体中心線174を横切るように、矢印Bで示す反対の方向に再び傾斜する。なお、中央コンタクト梁152が、コンタクト面172の近傍で本体中心線174を横切るようにしてもよい。中央コンタクト梁152のコンタクト面172と中央コンタクト梁152の末端部との間の部分は、矢印Cで示すように、本体中心線174から離れるように傾斜してもよい。中央コンタクト梁152のコンタクト面172と中央コンタクト梁152の末端部との間の部分は、コンタクト124と板コンタクト118(図1に示す)との嵌合中に、板コンタクト118と係合するための傾斜を画定することができる。
【0020】
外側コンタクト梁154は、本体部150から、中央コンタクト梁152が傾斜する方向とは反対の方向に傾斜する。この方向を矢印Dで示す。次いで、外側コンタクト梁154は、外側コンタクト梁154が本体部150の本体中心線174を横切るように、矢印Eで示す反対の方向に再び傾斜する。なお、外側コンタクト梁154が、コンタクト面170の近傍で本体中心線174を横切るようにしてもよい。外側コンタクト梁154のコンタクト面170と外側コンタクト梁154の末端部との間の部分は、矢印Fで示すように、本体中心線174から離れるように傾斜することができる。梁154のうちのコンタクト面170と外側コンタクト梁154の末端部との間の部分は、コンタクト124と板コンタクト118(図1に示す)との嵌合中に、板コンタクト118と係合するための傾斜を画定することができる。
【0021】
ランス168は、本体部150の平面から外方へ延びる。コンタクト124をプラグハウジング122(図1に示す)に挿入する間、ランス168を内方へ、通常は本体部150側へ曲げることができる。
【0022】
図4は、コネクタ組立体100(図1に示す)用のプラグハウジング122の斜視図である。プラグハウジング122は、ある距離だけ互いに離間して対向する側面180、182を備える。なお、この距離は、導電板104のピッチP(図1に示す)にほぼ等しくすることができる。別法として、この距離は、ピッチPのほぼ2倍とすることもできる。一部の代替実施形態では、この距離は、ピッチPより短くすることもできる。プラグハウジング122は、プラグハウジング122の底部で側面180、182間に延びる板嵌合面184と、プラグハウジング122の上部(通常は板嵌合面184の反対側)で側面180、182間に延びるコンタクト嵌合面186とを備える。プラグハウジング122は、板嵌合面184およびコンタクト嵌合面186の両端で側面180、182間に延びる末端縁部188をさらに備える。側面180、182、嵌合面184、186、および末端縁部188によって、コンタクト124(図1〜図3に示す)用のコンタクト室128が包囲される。
【0023】
プラグハウジング122の一方の側面180はスロット192を含み、他方の側面182は絶縁突起(図示せず)を含む。この絶縁突起は、導電板104が積層されたとき、スロット内に嵌まり込むように、スロット192と同様の形状に形成されかつ寸法設定される。
プラグハウジング122は、板嵌合面184から下方へ、板嵌合面184から離れる方向に突き出す中央フランジ194および外側フランジ196を備える。中央フランジ194は、側面180で板嵌合面184から延び、外側フランジは、側面182で板嵌合面184から延びる。フランジ194、196は、それぞれ中央コンタクト梁152および外側コンタクト梁154(図2〜図3に示す)に重なり、かつそれらを絶縁するように向きが定められる。例えば、フランジ194は、コンタクト梁152が積層体内で隣接する導電板104(図1に示す)に接触しないように向きが定められ、これにより燃料電池の短絡を防ぐ。同様に、フランジ196は、外側コンタクト梁154が積層体内で隣接する導電板104に接触しないように向きが定められる。
【0024】
取付けアーム198は、プラグハウジング122の末端縁部188から外方へ、末端縁部188から離れる方向に突き出す。なお、複数の取付けアーム198が、それぞれ異なる長さを有するものであってもよい。長さを変えることで、アライメントハウジング120内にプラグハウジング122を嵌合するためにキーイング機能が発揮され、その結果、アライメントハウジング120内でプラグハウジング122の向きが正確に位置決めされて、隣接するコンタクト124の起こりうる短絡を防止することができる。取付けアーム198は、以下にさらに詳述するように、アライメントハウジング120とスナップ係合してアライメントハウジング120内にプラグハウジング122を保持する切込み200を含む。
【0025】
プラグハウジング122は、コンタクト嵌合面186から上方へ、コンタクト嵌合面186から離れる方向に突き出す絶縁タブ202を含む。絶縁タブ202は、上縁部206から絶縁タブ202の長さに沿って延びるスロット204を含む。スロット204は、絶縁タブ202の側縁部208間でほぼ中心に位置決めされる。絶縁タブ202は、ワイヤ終端部156(図2〜図3に示す)を積層体内の隣接するワイヤ終端部から絶縁するために設けられる。コンタクト124がコンタクト室128内に取り付けられたとき、ワイヤ終端部156の一部分がスロット204内に収容される。スロット204は、コネクタ組立体100のハンドリング中および使用中にワイヤ終端部156が動かず安定するように作用することができる。絶縁タブ202はまた、上縁部206の近傍で側縁部208から延びる肩部210を含む。なお、肩部210は、プラグハウジング122を取り付けたりまたはアライメントハウジング120から取り外したりするための取付け/取外し工具によって係合させることができる。
【0026】
図5は、コネクタ組立体100(図1に示す)用のアライメントハウジング120の分解斜視図である。アライメントハウジング120は、第1のハウジング部230と第2のハウジング部232とを含むツーピース部材である。ハウジング部230、232は、実質的に同様の寸法および形状を有し、アライメントハウジング120を形成するように互いに結合される。組立てられると、第1のハウジング部230によってアライメントハウジング120の第1の側面234が画定され、第2のハウジング部232によってアライメントハウジング120の第2の側面236が画定される。側面234、236は、アライメントハウジング120が導電板104(図1に示す)の積層に干渉しないように選択された距離だけ互いに離隔される。なお、この距離は、導電板104のピッチPと実質上等しくすることができる。代替実施形態では、この距離は、ピッチPのほぼ2倍とすることができ、またはピッチPより短くすることもできる。
【0027】
第1のハウジング部230は、第1の側面234とは反対側に内面238を備える。板嵌合面240は、第1のハウジング部230の底部で、側面234と内面238との間に延びる。プラグ嵌合面242は、第1のハウジング部230の上部で、第1の側面234と内面238との間に延びる。第1のハウジング部230は、両方の端部で第1の側面234と内面238との間に延びる末端縁部244をさらに含む。第1のハウジング部230には、開口部246が設けられている。開口部246はプラグ嵌合面242から延び、かつ末端縁部244から離れて、末端縁部244間のほぼ中心に位置決めされる。アライメントハウジング120が導電板104(図1に示す)に嵌合されると、開口部246は導電板104へのアクセスを提供する。
【0028】
第2のハウジング部232は、第2の側面236の反対側に内面248を含む。板嵌合面250は、第2のハウジング部232の底部で、側面236と内面248との間に延びる。プラグ嵌合面252は、第2のハウジング部232の上部で、第2の側面236と内面248との間に延びる。第2のハウジング部232は、両方の端部で第2の側面236と内面248との間に延びる末端縁部254をさらに含む。第2のハウジング部232には開口部256が設けられている。開口部256はプラグ嵌合面252から延び、かつ末端縁部254から離れて、末端縁部254間のほぼ中心に位置決めされる。アライメントハウジング120が導電板104に嵌合されると、開口部256は導電板104へのアクセスを提供する。
【0029】
例示的実施形態では、アライメントハウジング部230、232は、ハウジング部230、232を合わせて結合させるために使用される機能を含む。なお、第1のハウジング部230は、内面238から延びるダウエルピン258を備えることができる。ダウエルピン258は、円筒形とすることができるが、他の形状としてもよい。第2のハウジング部232は、ダウエルピン258を受容するためのレセプタクル260を備えることができる。ダウエルピン258は、摩擦によりまたは圧入によってレセプタクル260内に固定することができる。もしくは、ハウジング部230、232の両方が、ダウエルピン258とレセプタクル260とを備えることもできる。他の代替実施形態では、ダウエルピン258およびレセプタクル260の代わりに、またはダウエルピン258およびレセプタクル260に加えて、他の保持または結合機能を使用することができる。第1のハウジング部230と第2のハウジング部232とが接合されると、内面238、248の間に、プラグハウジング122およびコンタクト124(図1に示す)用の受容室126(図1および図7に示す)が画定される。アライメントハウジング部230、232は、受容室126内に延びかつプラグハウジング122の取付けアーム198(図4に示す)と相互作用するプラグ取付けタブ264を含むことができる。なお、アライメントハウジング部230、232は、末端縁部244、254の一方または両方に切込み266を含むことができる。切込み266は、アライメントハウジング120および導電板104の組立中に、適切な向きを視覚的に示すことができる。切込み266は、アライメントハウジング120用の取付け/取外し工具を位置決めしかつ/または補助するために使用してもよい。アライメントハウジング部230、232は、内面238、248から延びる内壁268を備えることができる。壁268は、板コンタクト118(図1に示す)と係合し、かつ、例えば2つのダウエルピン258および対応するレセプタクル260によって、組立中に板コンタクト118に対するアライメントハウジング120の向きを定める。
【0030】
図6はコネクタ組立体100の分解斜視図であり、コネクタ組立体100の組立工程の初期段階を示す。図示の実施形態では、導電板104は板コンタクト118を備える。板コンタクト118は導電板104とは別に設けることができ、かつ、溶接またははんだ付け処理などの周知の取付け法を使用して、連結部300に沿って導電板104に板コンタクト118を取り付けることができる。前述のように、一旦組立られると、板コンタクト118は、導電板104の取付け縁部302から持ち上げられ、アライメントハウジング120、プラグハウジング122、およびコンタクト124を受け入れるためのタブを画定する。図示の実施形態では、アライメントハウジング120は、取付け縁部302の上部に取り付けられる。但し、代替実施形態では、アライメントハウジング120の少なくとも一部分が導電板104の表面に沿うなど、取付け縁部302より下に位置決めハウジング120が延在することもできる。さらに前述したように、導電板104が単に、コンタクト124との係合用タブを画定する板コンタクト部を備えるように、板コンタクト118を導電板104と一体形成することができる。代替実施形態では、取付け縁部302から上方へ延びるタブを有するのではなく、板コンタクト118の上面を導電板104の取付け縁部302と同じ高さとすることができ、コンタクト124は、取付け縁部302より下で板コンタクト118と係合することができる。同様に、板コンタクト118を、導電板104の取付け縁部302に対して奥まった位置に配置してもよい。なお、板コンタクト118および導電板104の厚さを等しくしてもよい。
【0031】
図示の実施形態では、板コンタクト118は、その中を貫通する板孔304を含む。初期組立ステップでは、アライメントハウジング120が板コンタクト118に取り付けられる。例えば、矢印Gで示す嵌合方向のように、第1のハウジング部230のダウエルピン258を板孔304の中へ挿入することによって、第1のハウジング部230が、板コンタクト118に取り付けられる。ダウエルピン258を第2のハウジング部232内のレセプタクル260へ挿入することによって、第2のハウジング部232が、第1のハウジング部230および板コンタクト118に取り付けられる。第2のハウジング部232は、矢印Hで示す嵌合方向に沿って嵌合される。ダウエルピン258を板孔304の中へ挿入することによって、アライメントハウジング120を板コンタクト118に強固に結合することができる。図示の実施形態では、4つのダウエルピン258および4つの対応するレセプタクル260が設けられているが、板孔304は2つのみであり、4つのダウエルピン258のうちの2つが板孔304内に収容される。もしくは、ダウエルピン258、レセプタクル260、および板孔304の数を増減してもよい。
【0032】
コネクタ組立体100の別の初期組立ステップでは、コンタクト124とプラグハウジング122とが嵌合される。コンタクト124は、矢印Iで示す挿入方向のように、コンタクト嵌合面186を通ってコンタクト室128に挿入される。コンタクト124は、中央コンタクト梁152がプラグハウジング122のスロット204内に嵌合するように挿入される。ワイヤ130は、コンタクト124から延在する。
【0033】
図7はコネクタ組立体100の分解斜視図であり、コネクタ組立体100の組立工程の別の段階を示す。図7に示すように、アライメントハウジング120は、板コンタクト118に取り付けられ、コンタクト124は、プラグハウジング122に挿入される。板コンタクト118の一部分は、第1のハウジング部230および第2のハウジング部232内の開口部246、256を通じてアクセス可能である。板嵌合面240、250は、導電板104の取付け縁部302と係合する。
【0034】
図7にさらに示すように、コンタクト124は、中央コンタクト梁152が中央フランジ194と位置決めされ、かつ外側コンタクト梁154が外側フランジ196と位置決めされるように、プラグハウジング122内に位置決めされる。なお、中央コンタクト梁152のコンタクト面172は中央フランジ194と係合し、外側コンタクト梁154のコンタクト面170は外側フランジ196と係合する。ワイヤ終端部156は、コンタクト嵌合面186から絶縁タブ202に沿って上方へ延びる。
【0035】
プラグハウジング122とアライメントハウジング120との嵌合中、プラグハウジング122は、矢印Jで示すと挿入方向に沿って挿入されている。プラグハウジング122の取付けアーム198は、アライメントハウジング120のプラグ取付けタブ264と係合して、アライメントハウジング120内にプラグハウジング122を保持する。プラグハウジング122とアライメントハウジング120との嵌合中、コンタクト梁152、154は、板コンタクト118と係合する。異なる実施形態では、コンタクト124をコンタクト室128に挿入する前に、プラグハウジング122を受容室126に挿入することができる。または、プラグハウジング122およびコンタクト124が板コンタクト118に接続された後に、アライメントハウジング120を板コンタクト118に固定することもできる。
【0036】
図8は、組み立てた状態のコネクタ組立体100の正面図を示す。図9は、組み立てた状態のコネクタ組立体100の背面図である。図8に示すように、外側コンタクト梁154および中央フランジ194は、板コンタクト118の第1の表面114に沿って延び、かつそれと係合する。外側コンタクト梁154は、板コンタクト118によって曲げられ、それによって板コンタクト118の第1の表面114上に垂直力を発生させる。図9に示すように、中央コンタクト梁152および外側フランジ196は、板コンタクト118の第2の表面116と係合する。中央コンタクト梁152は、板コンタクト118によって曲げられ、それによって板コンタクト118の第2の表面116上に垂直力を発生させる。中央コンタクト梁152によって発生する垂直力は、外側コンタクト梁154によって発生する垂直力と概ね反対方向であり、これらの反対方向の接触垂直力によって、コンタクト124を板コンタクト118に強固に係合することができる。
【0037】
図9にさらに示すように、プラグハウジング122は、その中を貫通する窓310を備える。コンタクト124のランス168は、窓310内に延びて、プラグハウジング122内にコンタクト124を固定する。コンタクト124は、ランス168を押し込みかつコンタクト124を上方へ引っ張ることによって、プラグハウジング122から取り外すことができる。ワイヤ130はコンタクト124から延在する。
【0038】
図10は、複数のコネクタ組立体100を含む例示的な電気システム102の部分斜視図である。図示の実施形態では、4つのコネクタ組立体100が示されている。コネクタ組立体100は2列に配置される。隣接する導電板104に結合されたコネクタ組立体100は、互い違いに配置され、またはオフセット配置される。こうしたオフセット配置により、導電板104同士の間隔をより密にすることができる。例えば、図示の実施形態では、導電板104のピッチPは、対応するコネクタ組立体100の厚さより小さい。このように、より多くの導電板104およびより多くのコネクタ組立体100を、所与の空間内に収めることができる。代替実施形態では、積層をさらに密にし、または組立をより容易にするために、3列以上のコネクタ組立体100を設けることもできる。
【0039】
なお、コネクタ組立体100、特にアライメントハウジング120は、導電板104を積層する前に、それぞれの導電板104に結合される。したがって、ハウジング部を合わせて収めるのに十分な空間が提供される。導電板104が積層された後、隣接するコネクタ組立体100は、互いに隣接して位置決めされる。なお、積層体の間隔により、コネクタ組立体100を互いに接触させることができる。例示的実施形態では、アライメントハウジング120およびプラグハウジング122を絶縁性として、隣接するコネクタ組立体100の導電部品同士が接触しないようにし、これによりシステム102の短絡を防ぐ。例えば、プラグハウジング122は、コンタクト124の本体を完全に囲む。絶縁タブ202は、ワイヤ終端部156を積層体内で隣接するワイヤ終端部156から絶縁するように設けられる。中央フランジ194は、中央コンタクト梁152を隣接する中央コンタクト梁152(図2に示す)から絶縁するように設けられる。外側フランジ196は、外側コンタクト梁154を隣接する外側コンタクト梁154から絶縁するように設けられる。
【0040】
したがって、前述の問題を回避しながら導電板を外部機器に確実に接続するコネクタ組立体100が提供される。よって、例えば既存のコネクタ・システムには適合しない燃料電池積層体とともに使用される、高信頼性かつ長期使用可能なコンタクト・システムが提供される。また、燃料電池の導電板104に対して反対方向の垂直力を発生させる余分のコンタクト梁152、154を備えるコンタクト124が提供される。コンタクト梁152、154によって、コンタクト124と導電板104とが機械的かつ電気的に確実に接続される。したがって、導電板104への優れた電気的かつ機械的接続が提供される。アライメントハウジング120は、導電板104に強固に結合され、またプラグハウジング122は、アライメントハウジング120とは別に設けられ、かつアライメントハウジング120の内に収容される。コンタクト124は、プラグハウジング122内に収容され、かつ導電板104と係合するように向きが定められる。プラグハウジング122のフランジ194および196は、隣接するコンタクト124が積層体内で互いに短絡しないようにする。
【0041】
本発明について、様々な特定の実施形態によって説明してきたが、本発明は、特許請求の範囲の精神および範囲内で、修正を加えて実施できることが当業者には理解されよう。
【符号の説明】
【0042】
100 コネクタ組立体
104 導電板
114 第1の表面
116 第2の表面
118 板コンタクト(導電板)
120 アライメントハウジング
122 プラグハウジング
124 コンタクト
126 受容室
130 ワイヤ
152 中央コンタクト梁(第1のコンタクト梁)
154 第1および第2の外側コンタクト梁(第2のコンタクト梁)
156 ワイヤ終端部
186 コンタクト嵌合面(プラグハウジングの表面)
194 中央フランジ(絶縁フランジ)
196 外側フランジ(絶縁フランジ)
198 取付けアーム
202 絶縁タブ(絶縁部材)
230 第1のハウジング部
232 第2のハウジング部
258 ダウエルピン
260 レセプタクル(開口部)
304 板孔(板開口部)

【特許請求の範囲】
【請求項1】
板取付け縁部と前記板取付け縁部から延びる第1の表面(114)および第2の表面(116)とを有する導電板(104、118)と嵌合するコネクタ組立体(100)であって、
内部に受容室(126)を画定し、前記板取付け縁部で前記導電板に取り付けるためのアライメントハウジング(120)と、
内部にコンタクト(124)が保持されたプラグハウジング(122)であって、前記コンタクトが前記導電板の前記第1の表面および前記第2の表面と摺動可能に係合するように、前記受容室内に収容されるプラグハウジングとを備えることを特徴とする、コネクタ組立体。
【請求項2】
前記プラグハウジング(122)が、前記アライメントハウジング(120)に、着脱可能に結合される、請求項1に記載のコネクタ組立体。
【請求項3】
前記アライメントハウジング(120)が、第1のハウジング部(230)と第2のハウジング部(232)とを備える、請求項1に記載のコネクタ組立体。
【請求項4】
前記アライメントハウジング(120)が、第1のハウジング部(230)と第2のハウジング部(232)とを備え、
前記第1のハウジング部が、前記第1のハウジング部から延びるダウエルピン(258)を有し、
前記第2のハウジング部(232)が、前記ダウエルピンと位置決めされかつ前記第1のハウジング部と前記第2のハウジング部との嵌合中に前記ダウエルピンを収容する開口部(260)を前記第2のハウジング内に有し、
前記導電板(118)が、前記導電板の中を貫通する板開口部(304)を有し、
前記ダウエルピンが、前記板開口部を貫通して、前記アライメントハウジングを前記導電板に保持する、請求項1に記載のコネクタ組立体。
【請求項5】
前記プラグハウジング(122)が、前記プラグハウジングの表面(186)から延びる絶縁部材(202)を備え、
前記絶縁部材が、前記コンタクト(124)の一部分に沿って延びる、請求項1に記載のコネクタ組立体。
【請求項6】
前記プラグハウジング(122)が、前記プラグハウジングの両側から延びる取付けアーム(198)を備え、
前記取付けアームが、前記アライメントハウジング(120)とスナップ係合する、請求項1に記載のコネクタ組立体。
【請求項7】
前記コンタクト(124)が、第1のコンタクト梁(152)と第2のコンタクト梁(154)とを含み、前記第1のコンタクト梁および前記第2のコンタクト梁が、前記板取付け縁部の近傍で、前記導電板の対向する表面(114、116)と、係合するように構成される、請求項1に記載のコネクタ組立体。
【請求項8】
前記コンタクトが、ワイヤ(130)に直接結合するように構成されたワイヤ終端部(156)を備え、
前記プラグハウジング(122)が、前記プラグハウジングの表面から延びる絶縁タブ(202)を備え、
前記絶縁タブが、前記ワイヤ終端部に沿って延びる、請求項1に記載のコネクタ組立体。
【請求項9】
前記プラグハウジング(122)が、前記プラグハウジングの表面から延びる少なくとも1つの絶縁フランジ(194、196)を備え、
各絶縁フランジが、前記第1のコンタクト梁および前記第2のコンタクト梁のうちの1つに沿って延びる、請求項7に記載のコネクタ組立体。
【請求項10】
前記コンタクト(124)が、前記プラグハウジング(122)に、着脱可能に結合される、請求項1に記載のコネクタ組立体。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【公表番号】特表2010−509712(P2010−509712A)
【公表日】平成22年3月25日(2010.3.25)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−535296(P2009−535296)
【出願日】平成19年10月30日(2007.10.30)
【国際出願番号】PCT/US2007/022914
【国際公開番号】WO2008/057338
【国際公開日】平成20年5月15日(2008.5.15)
【出願人】(399132320)タイコ・エレクトロニクス・コーポレイション (234)
【氏名又は名称原語表記】Tyco Electronics Corporation
【Fターム(参考)】