JP5395629B2 - コネクタ装置、及び雄コネクタ - Google Patents

Description

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。

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。

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。

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。

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。

特開平５−８２２０８号公報 特開２００３−３１３０１号公報

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。

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。

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。

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。

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。 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。 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。 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。 第１の実施の形態における雌コネクタの外観図である。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。

〔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。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

（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。

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。

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。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

〔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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

〔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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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）

Claims (10)

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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。