(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
−電源供給回路に接続された少なくとも２つの第１電気接点（１２０、１２１）と、２つの前記第１電気接点と共に移動するように拘束された第１磁性部（１３）とを備え、前記第１磁性部（１３）が、前記第１電気接点（１２０、１２１）がソケット（１）の内部に格納される第１位置と、前記第１電気接点（１２０、１２１）がソケット（１）の外側にある第２位置との間で磁気効果によって移動可能である、ソケット（１）と、
−前記ソケットに嵌合するように意図され、２つの前記第１電気接点（１２０、１２１）が前記ソケット（１）の外側にあるときに電気的に接続するように意図された少なくとも２つの第２電気接点（２２０、２２１）と、磁気効果によって前記第１磁性部（１３）をその第２位置に移動させ、前記第１電気接点（１２０、１２１）を前記ソケットの外側に向かって駆動させるために、プラグが前記ソケットに嵌合されたときに前記第１磁性部（１３）に対向するように配置された第２磁性部（２３）とを備えるプラグ（２）と、
を有する電気コネクタアセンブリであって、
−前記アセンブリは、２つの磁性部の間を流れる磁束を測定するように構成された磁束測定センサ（３）と、前記磁束測定センサから生じる磁束データを受け取り、第１閾値（Ｓ１）に対する磁束の変動レベルを監視する第１手段を含み、前記プラグが前記ソケットから分離されたときに制御信号（ＳＩＧ）を生成するように構成された処理ユニット（５）とを備える検出手段と、
−前記検出手段と協働して、前記処理ユニットから生じる制御信号（ＳＩＧ）が受信されたときに、前記電源供給回路を切断するように構成された切断手段（８）とを含む。
【請求項２】
前記処理ユニット（５）は、第２閾値（Ｓ２）に対する磁束のレベルを監視する第２手段を含むことを特徴とする、
請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項３】
前記処理ユニット（５）は、前記第１手段によって生成された検出信号（ＳＩＧ_Ｄ１）と前記第２手段によって生成された検出信号（ＳＩＧ_Ｄ２）との間に、論理ＯＲ演算を適用するように構成された処理論理回路（７）を含むことを特徴とする、
請求項２に記載のアセンブリ。
【請求項４】
前記切断手段（８）は、前記電源供給回路（１５）に接続された電気機械リレーを含むことを特徴とする、
請求項１〜３のいずれか１項に記載のアセンブリ。
【請求項５】
前記第１磁性部及び／又は前記第２磁性部は、少なくとも１つの永久磁石（１３０）を含むことを特徴とする、
請求項１〜４のいずれか１項に記載のアセンブリ。
【請求項６】
前記磁束測定センサ（３）は、前記永久磁石（１３０）によって生成される磁界の線に沿った回路内に配置されることを特徴とする、
請求項５に記載のアセンブリ。
【請求項７】
前記磁束測定センサ（３）に向ける目的で前記磁束を流すように、前記永久磁石（１３０）に対して配置された強磁性部品（４）を含むことを特徴とする、
請求項６に記載のアセンブリ。
【請求項８】
前記ソケット（１）はハウジングを含み、前記ハウジング内に収容された電子回路基板を含み、前記電子回路基板は前記処理ユニット（５）及び前記磁束測定センサ（３）を含むことを特徴とする、
請求項７に記載のアセンブリ。
【請求項９】
前記永久磁石（１３０）及び前記強磁性部品（４）は、前記ソケットの前記ハウジング（１０）内に収容されることを特徴とする、
請求項８に記載のアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気コネクタアセンブリに関する。電気コネクタアセンブリは、ソケットと、該ソケットに嵌合するように意図された電気プラグとを備える。プラグとソケットとの接続は磁気効果によって達成される。
【背景技術】
【０００２】
国際公開第２０１２／０３２２３０号は、ソケットと、該ソケットに嵌合するように意図された電気プラグとを含む電気コネクタアセンブリを記載している。プラグは、ソケットの２つの電気接点に電気的に接続するための２つの電気トラックを含む。２つの電気接点は、接続される機器が使用されていないときに該接点へのアクセスを防止するために、ソケット内の格納位置とソケット外の位置との間の移動の特殊性を示す。プラグをソケットに近づけると、プラグに組み込まれた永久磁石と、ソケット内に収容され、電気接点に
しっかりと接続された可動磁気素子とを含む磁気制御手段により、電気接点がソケットからの引き出され、それらの電気トラックとの接続を可能にする。プラグがソケットから切り離されると、機械的なばねシステムが可動機構をソケットの内部に戻す。この分離段階の間、プラグとソケットとの間を流れる電流は、１０ｍｓまで持続できる電気アークを形成する。ここで、これらの電気アークは消耗し、プラグとソケットとの間の電気的接続の領域を著しく視覚的に損傷する傾向がある。
【０００３】
米国特許第４１５６２６５号明細書は、電球がソケットから外されたときに電気回路が切断される解決策を提供する。この解決策は、ソケットに対する電球の機械的な動きによって制御されるリードマイクロスイッチを用いることにある。しかしながら、この解決策は、プラグの引き抜きが軸方向であってもよいし、ソケットに対して旋回することによって達成されてもよい、同じ動作に必ずしも従わない、上記のような電気コネクタアセンブリには適していない。
【０００４】
特開２００７−７３３７３号公報には、プラグとソケットとを接合したときに励磁される電磁石を用いた接続方法が記載されている。停電が発生した場合、電磁石はもはや励磁されなくなり、電磁石がもはや励磁されないので、プラグは自動的にソケットから切り離される。電流が再確立されると、機器には電力が供給されなくなり、短絡の危険が回避される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２０１２／０３２２３０号
【特許文献２】米国特許第４１５６２６５号明細書
【特許文献３】特開２００７−７３３７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、プラグが分離されたときに、電気接続領域への損傷を制限又は完全に回避し、ソケットに対するプラグの引き抜き角に関係なくこれを達成するために、ソケット及びプラグを含む電気コネクタアセンブリに適した解決策を提供することである。本発明の解決策は、電気接点が磁気効果によってソケットから引き出される、磁気的に結合された電気コネクタアセンブリに特に適している。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的は、以下の構成を備える電気コネクタアセンブリにより達成される。
−電源供給回路に接続された少なくとも２つの第１電気接点と、２つの前記第１電気接点と共に移動するように拘束された第１磁性部とを備え、前記第１磁性部が、前記第１電気接点がソケットの内部に格納される第１位置と、前記第１電気接点がソケットの外側にある第２位置との間で磁気効果によって移動可能である、ソケットと、
−前記ソケットに嵌合するように意図され、２つの前記第１電気接点が前記ソケットの外側にあるときに電気的に接続するように意図された少なくとも２つの第２電気接点と、磁気効果によって前記第１磁性部をその第２位置に移動させ、前記第１電気接点を前記ソケットの外側に向かって駆動させるために、プラグが前記ソケットに嵌合されたときに前記第１磁性部に対向するように配置された第２磁性部とを備えるプラグと、
−２つの磁性部の間を流れる磁束を測定するように構成された磁束測定センサと、前記磁束センサから生じる磁束データを受け取り、前記プラグが前記ソケットから分離されたときに制御信号を生成するように構成された処理ユニットとを備える検出手段と、
−前記検出手段と協働して、前記処理ユニットから生じる制御信号が受信されたときに、前記電源供給回路を切断するように構成された切断手段とを含む。
【０００８】
一特徴によれば、前記処理ユニットは、第１閾値に対する磁束の変動レベルを監視する第１手段を含む。
【０００９】
他の特徴によれば、前記処理ユニットは、第２閾値に対する磁束のレベルを監視する第２手段を含む。他の特徴によれば、前記処理ユニットは、前記第１監視手段によって生成された検出信号と前記第２監視手段によって生成された検出信号との間に、論理ＯＲ演算を適用するように構成された処理論理回路を含む。
【００１０】
他の特徴によれば、前記切断手段は、前記電源供給回路に接続された電気機械リレーを含む。
【００１１】
他の特徴によれば、前記ソケットはハウジングを含み、前記アセンブリは、前記ハウジング内に収容された電子回路基板を含み、前記電子回路基板は前記処理ユニット及び前記測定センサを含む。
【００１２】
他の特徴によれば、前記第１磁性部及び／又は前記第２磁性部は、少なくとも１つの永久磁石を含む。
【００１３】
他の特徴によれば、前記測定センサは、前記永久磁石によって生成される磁界の線に沿って前記回路内に配置される。
【００１４】
他の特徴によれば、前記アセンブリは、前記測定センサに向ける目的で前記磁束を流すように、前記永久磁石に対して配置された強磁性部品を含む。前記強磁性部品は、例えば、前記永久磁石に直接接触して配置される。前記永久磁石及び前記強磁性部品は、例えば、前記ソケットの前記ハウジング内に収容され、前記測定センサがこのハウジングに取り付けられる。
【００１５】
他の特徴及び利点は、添付の図面に関して与えられた以下の詳細な説明において明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１Ａ】プラグがソケットから分離されている、本発明の電気コネクタアセンブリの構造の一例を示している。
【図１Ｂ】プラグがソケットに嵌合されている、本発明の電気コネクタアセンブリの構造の一例を示している。
【図２】用いられる磁気アセンブリによって生成された磁束の測定原理を示している。
【図３Ａ】本発明のアセンブリにおいて用いられる処理回路の２つの変形例を模式的に示している。
【図３Ｂ】本発明のアセンブリにおいて用いられる処理回路の２つの変形例を模式的に示している。
【図４】本発明において用いられている検出原理を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
添付図面を参照すると、本発明の電気コネクタアセンブリは、ソケット１と、ソケット１に嵌合するように意図された電気プラグ２とを備える。
【００１８】
ソケット１は、例えば壁に埋め込まれるように意図されたプラスチックハウジング１０を含む。ソケット１は、電気プラグが嵌合可能な前面１１を有している。ソケットはまた、２つの第１電気接点１２０、１２１が固定された可動支持体１２を備える。２つの第１電気接点１２０、１２１は、導電線（図示せず）を介して電源供給回路１５に接続されている。ソケット１はまた、可動支持体１２と一体的に移動し、磁気効果によって第１位置と第２位置との間を移動するように配置された、第１磁性部１３を備えている。ソケットのハウジング１０の内部に配置され、例えばソケットのハウジング１０と可動支持体１２に固定されたばね１４は、引き出しに必要な磁気効果がもはや十分でないときに、第１磁性部１３をその第１位置に戻すように配置される。第１磁性部１３の第１位置では、第１電気接点１２０、１２１はソケット１内に格納され、第１磁性部１３の第２位置では、第１電気接点１２０、１２１はその前面１１を貫通してソケット１の外側にある。その第２位置では、支持体１２及び磁性部１３によって形成された可動アセンブリは、例えばハウジング１０の一部に対して当接する。
【００１９】
電気プラグ２は、ソケット１の前面１１に当接する前面２１を有するハウジング２０を備え、ソケット１と電気プラグ２との間の接合面Ｐ（添付図において垂直方向に画定される）を画定する。プラグ２はさらに、ソケット１の２つの第１電気接点１２０、１２１と電気的に接触するように意図されている、例えば、その前面２１と面一の２つの電気トラックである、２つの第２電気接点２２０、２２１を備えている。また、プラグ２をソケット１に近づけて第１電気接点１２０、１２１を引き出すときに、第１磁性部１３を引き付けるように意図されている第２磁性部２３を含む。好ましくは、２つの電気トラックは円形であり、同心円状に配置されている。
【００２０】
第１磁性部及び／又は第２磁性部は、２つの磁性部の間に磁束を発生させるために、少なくとも１つの永久磁石を含む。
【００２１】
従って、欧州特許第２６２８２１３号明細書、欧州特許第２６６７４５９号明細書等に記載されているような種々の磁気構造を想定することができる。しかしながら、これらは本出願の主題の一部を構成するものではなく、本発明は、プラグがソケットに取り付けられたときに第１磁性部と第２磁性部との間に最大の磁束が存在するように準備され、プラグがソケットから離れるときに減少しさえすれば、どのような構造にも適用できることを理解されたい。添付の図面を参照すると、第１磁性部１３は例えばリング状永久磁石１３０を含み、第２磁性部２３はリング状永久磁石２３０を含む。永久磁石１３０及び強磁部品２３０は、プラグ２をソケット１に近づけたときに同軸上に位置する。プラグ２がソケット１に面するとき、永久磁石１３０及び永久磁石２０３は、それぞれが接合面に平行なエアギャップ面を有するように配置される。
【００２２】
このような電気コネクタアセンブリでは、本発明は、プラグがソケットから分離されたときに電気接続領域に電気アークが出現するのを防ぐことを目的とする。この分離を迅速に検出する必要がある。
【００２３】
これを達成するために、電気コネクタアセンブリは、
−ソケットに対するプラグの分離を検出するための手段と、
−プラグがソケットから分離されているときに電源供給回路を切断するための手段８と、
を備える。
【００２４】
これらの手段は、例えば、ソケット１のハウジング１０内に収容された電子回路基板上に製造される。
【００２５】
より具体的には、検出手段は、プラグとソケットとの間に存在する磁束を測定するためのセンサ３を含み、磁束は、プラグ２がソケット１に取り付けられたときに最大であり、プラグ２とソケット１との間の距離が大きくなるにつれて減少する。磁束センサ３は、磁束及びその変化を最もよく検出するように適切に配置される。好ましくは、測定センサ３は、２つの磁性部１３、２３の間に存在する磁力線Ｌが横切る回路上に配置される。
【００２６】
好ましくは、測定センサ３はソケット１に取り付けられる。測定センサ３は、例えば、ソケットのハウジング１０の外側に取り付けられる。
【００２７】
有利には、検出手段は、ソケット内に配置された永久磁石から生じる磁束を測定センサ３の方向に導くように構成された強磁性材料からなる部品４を含むことができる。図２は、強磁性部品４を用いて磁束を流す原理と、この磁束を検出するためのセンサ３の位置を概略的に示している。この強磁性部品４の使用は、磁石によって出力された磁束を導き、それにより、より一定であり、検出されるのに十分高い強度を有する磁束をセンサ３に提供することを可能にする。この部品４は高い比透磁率を示し、それによって良好な磁束チャネリング（flux-channeling）能力を提供する。さらに、この強磁性部品と空気との間の透磁率の大きな差異は、強磁性部品４上の磁束出力面に対して極めて垂直な磁束線を得る結果となる。
【００２８】
有利には、強磁性部４はソケット１内に収容される。該部品は、例えば、リング形状をとる。該部品は、例えば、そのエアギャップ表面に対向する永久磁石１３０の面に取り付けられる。
【００２９】
図３Ａに示される第１変形例では、検出手段は、磁束測定センサ３から生じるアナログ測定データを受け取るように意図された少なくとも１つの入力と、処理ユニット５が切断制御信号ＳＩＧを生成することができる少なくとも１つの出力とを含む処理ユニット５を有する。処理ユニット５は、特に、測定された磁束の変化を監視する手段を含む。磁束の変化が閾値Ｓ１を下回ると、処理ユニット５は、切断手段８のための切断制御信号ＳＩＧを生成するように構成される。監視手段は、磁束の曲線の導関数を計算することによって磁束の変化を決定するための手段５０と、この切断制御信号ＳＩＧを決定するために、計算された導関数と閾値Ｓ１とを入力として受け取るコンパレータ５１とを含む。監視手段は、例えば、個別部品の電子回路の形態で製造される。変形例として、監視手段は、測定データをデジタル処理するマイクロコントローラを含むことができる。
【００３０】
図３Ｂに示す第２変形例では、検出手段はまた、磁束測定センサ３から生じるアナログ測定データを受け取るように意図された少なくとも１つの入力と、処理ユニット５が切断制御信号ＳＩＧを生成することができる少なくとも１つの出力とを含む処理ユニット５を有する。この処理ユニット５は、第１変形例に関連して上述したような磁束の変化を監視するための第１手段と、磁束のレベルを監視するための第２手段とを備えている。これらの第２監視手段は、例えば、測定センサ３から生じる磁束測定データと、比較に必要な閾値Ｓ２とを入力として受け取るコンパレータ６１を含む。磁束レベルが閾値Ｓ２を下回ると、監視手段は検出信号ＳＩＧ_Ｄ２を生成する。この変形例によれば、処理ユニット５は、第１監視手段から生じる第１検出信号ＳＩＧ_Ｄ１及び／又は第２監視手段から生じる第２検出信号ＳＩＧ_Ｄ２を受信するように構成された処理論理回路７を含む。処理論理回路７は、第１検出信号ＳＩＧ_Ｄ１及び／又は第２検出信号ＳＩＧ_Ｄ２が受信されたときに、切断手段のための切断制御信号ＳＩＧを生成するための論理ＯＲ演算を実施する。
【００３１】
具体的には、切断手段８は、処理ユニット５から生じる切断制御信号ＳＩＧを受信すると制御される。それらは、例えば、ソケットの電気接点に接続されている電源供給回路と直列に接続される電気機械リレーを含む。有利には、それらは、電気機械リレーの巻線と並列に接続されたフライバックダイオードと、電気機械リレーの反応時間を改善するためにフライバックダイオードと直列に接続された抵抗器とを含むこともできる。切断手段、特に電気機械リレーは、例えば、ソケットのハウジング（１０）内に収容された電子回路基板上に製造される。この電子回路基板は、上述した検出手段を収容するものと同一であってもよい。電源供給回路１５は、例えば、電気機械リレーに接続された２つの端子を含む。
【００３２】
図４に示す曲線は、磁束の変化のレベルと磁束レベルの変化の両方による分離の検出を示している。切断制御信号ＳＩＧは、磁束レベルが閾値Ｓ２を下回ったとき、及び／又は、磁束の変化が閾値Ｓ１を下回ったときに、高状態に遷移することが分かる。
【００３３】
本発明の解決策には、多くの利点がある。
−使用される手段の単純さと信頼性；
−使用される手段のコンパクトさ、ソケットのハウジング内に容易に収容されることが要求される単純な電子回路基板；
−プラグの引き抜き角度に関係なく、プラグのソケットからの分離を検出する可能性。
【図１Ａ】
0006785834.tif 000002
【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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