JPH0325871A - 水冷式高電流接続プラグーコネクタ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、相互に回転できるようにされるプラグソケッ
ト成分とこのプラグソケット成分に保合するプラグピン
成分とを備える、特に自動溶接設備のための水冷式高電
流接続プラグ−コネクタに関する。

［従来の技術］ 上記のようなプラグ−コネクタ装置は、特に自動車工業
で車体製造に用いられるものである場合、その占有スペ
ースが大きくなってはならない。又それらは有用性が高
いこと、即ちコネクタの頻繁な差込みが可能であり、そ
して迅速な條理ができるものでなければならない。頻繁
な差込みを可能にサるためには、差込み及び切岨しの際
に生じるコンタクト要素の摩擦力がコンタクト面に大き
な負荷を掛けることがないようにしなければならない。

即ち、差込み頻度が高い限り、ピン表面全体に掛かる差
込み及び切離し力が過大になってはならない。しかし又
、実際の川例では普通短かい反転期間に高い７Ｎ流強度
が掛かるので、特にコンタクト要素のコンタクト面が均
等でなく、そしてその一定でないコンタクト要素に高い
周波数の電流が流された場合それらコンタクト要素はコ
ンタクトピンの接触点に大きな負荷が掛かり、この結果
、弾性コンタクト要素をもったプラグ−コネクタ装置は
過熱し、従って損傷されることになる。

それらの理由から、従来のブラグー］ネクタ装置は、特
に高負荷に耐えられるよう水冷式にされた場合でも、上
述のような必要な諸条件を充分満足するものではない。

コンタクトピンの表面全体に掛かる差込み及び切離し力
が大き過ぎて許容差込み頻度を低くするか、あるいは又
コンタクト要素が高負荷に対し不安定で電流が流れると
き位首がはずれ、この結果プラグ−コネクタの過熱と破
損をもたらす。

史に水冷設備を備えた従来のプラグ−コネクタは、その
電流一水流の結合システムの全体を切離さないと設ｄを
行えず、このため設置作業時間が長くかかる。

それらの理山により、高電圧の場合、電極ホルダー変換
システム（接続′Ｖｔ置）を備えてプラグ−コネクタ装
賀の背後に溶接変圧器を胃ぎ、ブラグー〕ネクタ装置に
比較的低い一次７Ｍ流を流すようにすることが行われて
いる。しかしこの方法ではロボットシステムによってロ
ボットアーム上の溶接変圧器を同時に動かさなければな
らない。

重始が重く従ってＥ』ホットに掛かる負荷が大きくなる
上に、そのような問題の解決方法は又各電極ホルダーに
変圧器を備えなければならないからコストが高くなる。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は、高電流を低′ｉ！ｉ圧で且つ弾性コンタクト
が所定位置から外れる危険なしに伝達することができ、
そして溶接変圧器を機能上の支障なしにプラグ−コネク
タ装ｄの前部に設置することができるような前記型式の
接続プラグ−コネクタ装置を提供するものである。

［課題を解決するための千段１ 士記課題を解決する本発明の高電流接続プラグ−コネク
タ装置は、プラグソケット成分の中に複数個の弾竹コン
タクトリンググループが軸方向に逐次的に設置され、そ
の各グループが、ブラグソケッ）一成分の内血に弾性的
に接触するコンタクト面をもった少なくとも１個のスロ
ット付き外側ソケットコンタクトリングと、差込まれた
プラグピン成分に対して弾性的に接触するコンタクト面
をもった少なくとも１個のスロット付き内側ソケットコ
ンタクトリングとを含み、各コンタクトリンググループ
の前記外側ソケットコンタクトリングと内側ソケットコ
ンタクトリングとが相！ｌに調節または嵌合するテーパ
付き」ンタクト面を備えることを特徴とする。電流を並
列に通すように働く上記複数個のコンタクトリンググル
ープは溶接に必要な高い二次電流の伝達を可能にする。

そのことのためにコンタクト力を高める必要はなく、従
って許容できない高いコンタクト血負荷が掛かることも
なくなる。この結果、？ＩＮ％Ｅサージが生じるときに
コンタクトが所定位費から外れる危険なしに差込み及び
切離し力を低いレベルに保つことができる。

各コンタクトリンググループのコンタクトリング間に予
め選択された所定のコンタクト力を与えるためソケット
成分内に置かれたそれらコンタクトリンググループに少
なくとも１個のバネ要素を備えることが非常に有効であ
ることが知られた。

そのようなバネ要素は、差込まれた各グループのコンタ
クトリングに、テーパ付きコンタクト面と只に更に適切
なコンタクト力を与える。

コンタクトリンググループの堅固な装架を簡単な方式で
行うために、コンタクトリンググループの軸方向動きを
限定ずる減径されたンヶット肩部をソケット成分に備え
ることが有利である。

使用中に回される水冷式高電流接続プラグ−コネクタ装
置の場合、テーパ付きプラグピン戒分に対し延在して接
触嵌合する内側コンタクトリングを用いるのがよい。

非常に頻繁な差込みが行われるｎ電流接続プラグ−コネ
クタ装詔の場合、ブラグピン成分に対して一連の異なる
内径の内側コンタクトリングを付与し，その各内径をテ
ーパ付きプラグピン成分の対応のステップの外径に合わ
せるようにするのが有利である。ステップがｎ個、従っ
てコンタクトリンググループがｎ個ある場合、差込み又
は切離しの際各プラグピン成分はその面の１／ｎにしか
摩擦負荷を受けない。従って比較的単純な方式で所公の
高頻ｒ！１差込み性能を備えることができる。

この点について強張すべきこととして、分解、即ち接続
装置及び電流と水のコネクションからのコネクタブノグ
の機械的切離しを行うことなくコンタクト要素の設置を
行うことができ、そしてその設置は簡単且つ迅速に行う
ことができる。プラグ装四に摩耗が生じる場合の操作寿
命を長くするため、ａ！擦し易いピン成分に取付け容易
な小さい称呼直径の内側コンタクトリングを用いるのが
よい。

史に他の利点として本発明のプラグ−コネクタ装置は、
コンタクトリングを交換することにより全ての使用条件
に適応できる。

［実施例］ 本発明の一層の詳細を表示する添付図面に基づく以下の
記述から本発明の史に他の詳細、利点、及び特徴が明ら
かになろう。

図面にボすように本発明の高電流接続プラグ−コネクタ
装置は！ラグソケット成分１とこれに係合１るプラグピ
ン成分２とによって構成される。

プラグピン成分２が円筒形とされる第１図の実琉例は、
良成分１．２が相互に回転できるようにしなければなら
ない用例に適している。プラグソケット成分１の中に軸
方内に複数個のコンタクトリンググループ３が逐次的に
設置される。第１図から第３図までの実施例において各
コンタクトリンググループ３は、プラグソケット成分１
の内面に対して弾性的に接触するコンタクト面５をもっ
たスロット付き外側ソケット」ンタクトリング４と、差
込まれたプラグピン成分２に対して弾性的に接触するコ
ンタクト向７をもったスＯツ１・付き内側ソケットコン
タクトリング６とで構或ざれる。それぞれの実施例にお
いて各コンタクトリンググループ３の内側ソケットコン
タクトリング６と外側ソケットコンタクトリング４とは
相互にぴったり嵌合するコンタクトｔｒｒｉ　８と９を
有する。又全での実施例においてソケット成分１の内部
にソケット肩部１０が備えられる。このソケット眉部１
０は直径が減じられ、コンタクトリンググループ３の軸
方向動きを規制する。ソケット成分１内にコンタクトリ
ンググループ３を堅＜装架するため、ソケット成分１内
に設けた環状溝１２の中に嵌込まれる少なくともＩＩＪ
の保持リング１１が備えられる。

プラグピン成分２がプラグソケット成分１に対して動く
ことができ、そして内側ソケットコンタクトリング６が
ＰＪａ形のプラグピン成分２に嵌合するように設計され
ている第１図の実施例と異なり、第２図、第３図、第４
図、及び第５図の実施例ではプラグピン成分２の形状が
非内筒形にされる。高頻度の差込みが要求される場合、
第２図に示されるように、プラグ−コネクタ装置のプラ
グピン成分２には、直径の異なる一連の内側ソケットコ
ンタクトリング６をもったコンタクトリンググループ３
が付与される。それら内側リング６はそれぞれ、テーパ
状にステップを付けられたプラグピン成分２のそれぞれ
のステップ１３の外径に嵌合するようにされる。差込み
頻度が高い場合プラグーフネクタ装ｄは又、第３図に后
されるように、そのプラグピン成分２を円錐台形にして
もよい。この場合、そのようなプラグピン成分２のテー
パ付き外径にぴったり嵌合する一連の異なる内径をもっ
た内側ソケットコンタクトリング６が適用される。

図向に示されるように全ての実施例のプラグピン成分２
は、コンタクト面１４から延出する円筒形の案内区域１
５を備える。この案内ｌ８域は又、水″ａｌｌｉ水プラ
グ−コネクタの設置スペースにもなる。

第１図、第２図、第３図、及び第１１図と第１２図に示
されるように、外側ソケットコンタクトリング４は通常
、プラグソケット成分１の内面に対して弾性的に接触で
きるようにするスロット１７をもった大型の回転成分の
形にされる。

第６図から第８図までは、プラグピン成分２がプラグソ
ケット成分１内の各コンタクトリンググループ３のコン
タクトリング４．６の中へ差込まれていってソケット成
分１と接続される様子を示す。第６図に示されるように
内側ソケットコンタクトリング６は最初外側ソケットコ
ンタクトリング４から浮上った状態になっている。プラ
グピン成分２が内側ソケットコンタクトリング６内に差
込まれていくとそのリング６は一緒に引きずられ、その
外面１８が外側ソケットコンタクトリング４の対向′ｃ
ｔｒＪ１９に接触する。そこで内側リング６は、テーパ
付きコンタクト面８と９の間の遊隙（第１図、第２図、
第３図では誇張して示されている）が殆んど無くなるま
で拡張ざれる。そこでプラグピン成分２から電流が内側
ソケットコンタクトリング６及びテーパ付きコンタクト
曲８と９を通って外側ソケットコンタクトリング４へ、
そしてここからプラグソケット成分１へ流れることがで
き、又史には場合によって面１８と対向向１９を通って
隣接の外側ソケットコンタクトリング４へ、そしてここ
からプラグソケット成分１へ流れることもできる。プラ
グピン成分２がプラグソケット成分１に対して完全に差
込まれた状態における電流導通区域の数は備えられるコ
ンタクトリンググルー７３の数だけ多くなる。

第４図は、各内側ソケットコンタクトリング６に２個の
外側ソケットコンタクトリング４が当てられる実施例を
示す。従ってこの実施例では各コンタクトリンググルー
プ３が１個の内側ソケットコンタクトリング６と２鱗の
外側ソケットコンタクトリング４とで構成される。各コ
ンタクトリンググループ３は、プラグソケット成分１内
に設けられた環状溝に嵌合する弾性ワツシャ２０によっ
てプラグソケット成分１の中に設定される。各コンタク
トリンググループ３のコンタクトリングは、弾性ワッシ
ャ２０又はソケット躬部１０に支承される２つの波形弾
性リング２１により所定伶置に保持され、これによって
プラグピン成分２の外面又はプラグソケット成分１の内
面に対し位置決めされる。第４図から解るように各内側
ソケッ１−コンククトリング６は２つのテーパ付きコン
タクト面８を有し、これら血に対して外側ソケットコン
タクトリング４の対応するテーパの付いたコンタクト面
９が接触寸る。

ブラグどン成分２の外面に対する内側ソケットコンタク
トリング６の押圧力を大きくするため、第４図の実施例
Ｕ〕内側ソケットコンタクトリング６は、これを半径方
向にプラグピン成分２の外面の方へ押圧する弾性リング
２２を付与される。第４図の実施例では弾性リング２２
は内側ソケットコンタクトリング６の外如に当てられる
。

第１１は、内側ソケットコンタクトリング６が、軸心に
平衡に延在しそして側部に開いた溝２３を備え、この溝
の中に弾性リング２２が嵌込まれる実施例を示す。

第５図と第１０図は、各コンタクトリンググループ３の
外側ソケットコンタクトリング４が、第１７図と第１８
図により詳細に示されるようにストリップ縁から外方へ
打出されたタング２５を備える板金スリトップ２４で作
られる実施例を示す。

それらタング２５はテーパ付きコンタクト而９を形成し
、これらコンタクト面に内側ソケットコンタクトリング
６の対応するテーパ付きコンタクト面８が弾性的に接触
する。各タング２５はストリップ縁の両側方向へ交互に
打出され、折曲げられる。従って各内側ソケットコンタ
クトリング６は２つのテーパ付きコンタクト面８．８′
を有し、これら面に対して折曲げタング２５が弾性的に
接触する。

全ての実施例においてプラグソケット成分１とプラグピ
ン成分２は中心ボア２６を１ａえ、ｌラグ接続が行われ
た−後そのボア２６によって冷却水を流し、電極ホルダ
ー等の区域に生じた熱を除去することができる。図面に
は示していないが、当該技術で周知のシール装置によっ
て緘封が行われる。

【図面の簡単な説明】

第１図は円筒形のプラグピン成分をもったプラグ−コネ
クタ装置の軸方向断面図、 第２図はテーパ状にステップの付いたプラグピン成分を
もったプラグ−コネクタ装耐の軸方向断面図、 第３図は円錐台形のプラグピン成分をもったプラグ−コ
ネクタ装置の軸方向断面図、 第４図は第３図の実施例の変化形の軸方『４断ｍ１図、 第５図は第３図の実施例の史に他の変化形の軸方向断面
図、 第６図と第８図は同じ実施例であるが、異なる結合段階
における軸方向断面図、 第７図は第８図の■−Ｖｌ線にお（プる断而図、第９図
は他の変化形実施例の軸方向断面図、第１０図は史に他
の変化形実施例の軸方向Ｉｍｉ図、 弟１１図と第１２図は外側ソケットコンタクトリングの
軸方向断面図と正面図、 第１３図と第１４図は内側ソケットコンタクトリングの
軸方向断面図と正面図、 第１５図と第１６図は第１図と第９図に示される弾性リ
ングの軸方向断面図と正面図、第１７図と第１８図は第
５図と第１０図に示される変化形ソケットコンタクトリ
ングの軸方向断而図と正面図、 第１９図は第４図に示される波形弾性リングの軸方向断
面図である。 １・・・！ラグソケット成分、２・・・プラグピン成分
、３・・・コンタクトリンググループ、４・・・外側コ
ンタクトリング、６・・・内側コンタクトリング、８，
８′，９・・・コンタクト面、１１・・・保持リング、
１３・・・ステップ、１５・・・案内区域、２０・・・
ワッシャ、２１・・・波形リング、２２・・・弾竹リン
グ、２４・・・板金ストリップ、２５・・・タング、２
６・・・中心ボア。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）相互に回転できるようにされるプラグソケット成
   分（１）とこのプラグソケット成分内に嵌合するプラグ
   ピン成分（２）とを備える、特に自動溶接設備のための
   水冷式高電流接続プラグ−コネクタ装置において、複数
   個のコンタクトリンググループ（３）が前記プラグソケ
   ット成分（１）の中に軸方向に逐次的に設置され、前記
   コンタクトリンググループ（３）が各々、前記プラグソ
   ケット成分（１）の内面に弾性的に接触するコンタクト
   面（５）を有する少なくとも１個のスロット付き外側ソ
   ケットコンタクトリング（４）、及び差込まれた前記プ
   ラグピン成分（２）に弾性的に接触するコンタクト面（
   ７）を有する少なくとも１個のスロット付き内側ソケッ
   トコンタクトリング（６）を含み、前記各コンタクトリ
   ンググループ（３）の前記外側ソケットコンタクトリン
   グ（４）と内側ソケットコンタクトリング（６）とが相
   互に嵌合するテーパ付きコンタクト面（８、８′、９）
   を備える如きプラグ−コネクタ装置。（２）前記プラグ
   ソケット成分（１）内に設置される前記コンタクトリン
   ググループ（３）が、プラグの差込みが行われたとき前
   記各グループ（３）の両コンタクトリング（４、６）に
   作用してそのテーパ付きコンタクト面（８、８′、９）
   を弾性的に嵌合させる少なくとも１個のバネ要素（２１
   ）を備える、請求項１記載のプラグ−コネクタ装置。（
   ３）前記プラグソケット成分（１）の中に、前記コンタ
   クトリンググループ（３）の軸方向動きを規制する減径
   されたソケット肩部（１０）が備えられる、請求項１又
   は２記載のプラグ−コネクタ装置。 （４）使用中に前記プラグソケット成分（１）に対する
   前記プラグピン成分（２）の動きが生じる場合、円筒形
   のプラグピン成分（２）に嵌合する設計の内側ソケット
   コンタクトリング（６）が用いられる、請求項１から３
   までのいずれか１項に記載のプラグ−コネクタ装置（第
   １図）。 （５）差込みが高頻度に行われる用途の場合、異なる内
   径の一連の内側ソケットコンタクトリング（６）をもっ
   たコンタクトリンググループ（３）が前記プラグピン成
   分（２）に対して付与され、その各内側リング（６）の
   内径が、テーパ状にステップを付けたプラグピン成分（
   ２）のそれぞれのステップ（１３）の外径に嵌合するよ
   うにされた、請求項１から３までのいずれか１項に記載
   のプラグ−コネクタ装置（第２図）。 （６）差込みが高頻度で且つ最小の差込み力で行われる
   用途の場合、異なる内径の一連の内側ソケットコンタク
   トリング（６）が前記プラグピン成分（２）に対して付
   与され、そのピン成分がテーパ付き外径を有する円錐台
   形状とされ、前記各内側リング（６）の内径がそのピン
   成分のテーパ付き外径に嵌合するようにされた、請求項
   １から３までのいずれか１項に記載のプラグ−コネクタ
   装置（第３図）。 （７）前記プラグピン成分（２）がこれのコンタクト面
   の区域を超えて延出する円筒形案内区域（１５）を備え
   、この案内区域が、前記プラグソケット成分（１）の前
   記ソケット肩部（１０）に隣接する対応の凹部（１６）
   に嵌合する、請求項１から６までのいずれか１項に記載
   のプラグ−コネクタ装置。 （８）前記プラグソケット成分（１）の中に、前記コン
   タクトリンググループ（３）の位置を固定する少なくと
   も１個の弾性ワッシャ（１１）が備えられ、前記ソケッ
   ト成分（１）に設けられた環状溝（１２）内に固定され
   る、請求項１から７までのいずれか１項に記載のプラグ
   −コネクタ装置。（９）前記各コンタクトリンググルー
   プ（３）の前記外側ソケットコンタクトリング（４）が
   、ストリップ（２４）の縁に対向する打出しタング（２
   ５）をもつた板金のストリップ（２４）で作られ、それ
   らタング（２５）は該コンタクトリング（４）の平面か
   ら小さな角度で折曲げられ、そして前記内側ソケットコ
   ンタクトリング（６）のテーパ付きコンタクト面（８、
   ８′）に支承される、請求項１から８までのいずれか１
   項に記載のプラグ−コネクタ装置。 （１０）前記タング（２５）が前記ストリップ縁の両側
   部において交互にある角度をもつて打出し折曲げられ、
   前記内側ソケットコンタクトリング（６）が２つのテー
   パ付きコンタクト面（８、８′）を備え、前記折曲げタ
   ング（２５）が前記内側ソケットコンタクトリング（６
   ）のそれら２つのテーパ付きコンタクト面（８、８′）
   によつて弾性的に支承される、請求項９記載のプラグ−
   コネクタ装置。 （１１）前記コンタクトリンググループ（３）が各各、
   １個のスロット付き内側ソケットコンタクトリング（６
   ）と２個のスロット付き外側ソケットコンタクトリング
   （４）を含み、この外側ソケットコンタクトリング（４
   ）のテーパ付きコンタクト面（９）が前記内側ソケット
   コンタクトリング（６）の対応のテーパ付きコンタクト
   面（８）に対して接触する、請求項１から１０までのい
   ずれか１項に記載のプラグ−コネクタ装置。 （１２）前記コンタクトリンググループ（３）が各各、
   これに対して軸方向に作用して所定位置に保持し、且つ
   その対向するテーパ付きコンタクト面（８、９）をぴつ
   たり接合させる少なくとも１個のバネ（２１）を備える
   、請求項１１記載のプラグ−コネクタ装置。 （１３）前記バネが波形弾性リング（２１）で形成され
   る、請求項１２記載のプラグ−コネクタ装置。（１４）
   前記各コンタクトリンググループ（３）のリングがそれ
   ぞれ前記バネ（２１）を２つの弾性ワッシャ（２０）の
   間に挟むことにより固定され、そしてそれらワッシャが
   前記プラグソケット成分（１）に設けた環状溝に挿入さ
   れて固定される、請求項１３記載のプラグ−コネクタ装
   置。 （１５）それぞれ２個の前記波形弾性リング（２１）が
   逐次的な２個の前記弾性ワッシャ（２０）の間に挟まれ
   、前記弾性リング（２１）は、これらの間に置かれた前
   記コンタクトリンググループ（３）のリング（４、６）
   を相互に対向する位置に保持し、且つそれらリングをそ
   のテーパ付きコンタクト面（８、９）により前記プラグ
   ピン成分（２）上の所定位置に保持する、請求項１２か
   ら１４までのいずれか１項に記載のプラグ−コネクタ装
   置（１６）前記各内側ソケットコンタクトリング（６が
   、これに半径方向に前記プラグピン成分（２）の表面の
   方向へ作用する弾性リング（２２）を備える、請求項１
   から１５までのいずれか１項に記載のプラグ−コネクタ
   装置。 （１７）前記弾性リング（２２）が前記内側ソケットコ
   ンタクトリング（６）の外側に置かれる、請求項１６記
   載のプラグ−コネクタ装置（第４図）。（１８）前記内
   側ソケットコンタクトリング（６）が、これの一方の側
   部に開き且つその軸心と平行に延在する溝（２３）を有
   し、この溝に前記弾性リング（２２）を受入する、請求
   項１６記載のプラグ−コネクタ装置（第９図）。