DE102016100052A1

DE102016100052A1 - Kontakt kontaktierende struktur

Info

Publication number: DE102016100052A1
Application number: DE102016100052.3A
Authority: DE
Inventors: Toshihiro Amei
Original assignee: SMK Corp
Current assignee: SMK Corp
Priority date: 2015-06-24
Filing date: 2016-01-04
Publication date: 2016-12-29
Also published as: JP2017010826A; JP6418079B2; US20160379779A1; CN106299784B; CN106299784A; US9704677B2

Abstract

Es wird eine Kontakt kontaktierende Struktur bereitgestellt, die zuverlässig die Entwicklung einer Bogenentladung in einer einfachen Konfiguration ungeachtet der Größe elektrischer Energie verhindert, die sich zwischen einem Kontaktpaar angesammelt hat, das verbunden und getrennt wird. Ein Zwischenkontaktkörper, der kontinuierlich mit einem ersten Kontakt entlang eines Bewegungspfades eines zweiten Kontaktes angeordnet ist, ist aus einem Material mit einem höheren elektrischen spezifischen Widerstand gebildet als der erste Kontakt, in einer Form derart, dass der Querschnittsbereich eines Querschnitts senkrecht zu dem Bewegungspfad graduell in einer Trennrichtung entlang des Bewegungspfades abnimmt.

Description

Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kontakt kontaktierende Struktur zwischen einem Kontaktpaar jeweils für eine Hot-Line-Verbindung mit elektrischen Schaltungen und insbesondere eine Kontakt kontaktierende Struktur, bei der hohe elektrische Energie zwischen einem Kontaktpaar erzeugt wird, die verbunden und getrennt werden.
Hintergrund
Ein elektrischer Verbinder, der für eine Hot-Line-Verbindung elektrischer Stromleitungen und Ähnlichem zum Übertragen von elektrischer Hochspannungs-, Hochstromleistung verwendet wird, kann eine Bogenentladung zwischen einem Kontaktpaar verursachen, wenn der andere Verbinder, mit dem der elektrische Verbinder verbunden ist, gezogen wird, aufgrund einer hohen elektrischen Energie, die sich zwischen den Kontakten angesammelt hat, die sich gegenseitig kontaktieren. Eine derartige Bogenentladung kann ebenfalls durch eine induzierte elektromotorische Kraft erzeugt werden, die erzeugt wird, wenn ein Verbinder, der mit einer induktiven Last verbunden ist, aus dem anderen Verbinder gezogen wird, der mit einer elektrischen Stromleitung verbunden ist.
Eine Bogenentladung ist eine Ursache einer Beschleunigung in einer Verschlechterung, wie beispielsweise eine Erosion der Kontakte eines elektrischen Verbinders. Das Problem ist durch im Wesentlichen zwei Verfahren behandelt worden. Das erste Verfahren, wie in JP-A-2010-56055 (Patentdokument 1) offenbart, ist auf ein Verhindern des Schadens an den Kontakten aufgrund einer Bogenentladung durch Installieren eines Permanentmagneten und Ähnlichem in einer Richtung senkrecht zu der entgegengesetzten Richtung eines Kontaktpaars gerichtet, um ein magnetisches Feld anzuwenden und die Richtung eines Bogens durch eine Lorentz-Kraft abzulenken.
Das zweite Verfahren ist gestaltet, um die Entwicklung einer Bogenentladung durch Vermindern der elektrischen Energie zu verhindern, die sich zwischen einem Kontaktpaar angesammelt hat. Die elektrische Energie, die zwischen einem Kontaktpaar gespeichert wird, ist proportional zu der Spannung und dem Strom zwischen dem Kontaktpaar. Daher wird in JP-A-63-86281 (Patentdokument 2) oder JP-UM-4-2467 (Patentdokument 3) die Spannung zwischen einem Kontaktpaar zu der Zeit einer Trennung der Kontakte vermindert, um die Entwicklung einer Bogenentladung zu verhindern.
Insbesondere werden in einer Kontakt kontaktierenden Struktur 100, die in Patentdokument 2 wie in 6 dargestellt beschrieben ist, ein Kontakt 101 und ein Widerstand 102 mit einem höheren spezifischen elektrischen Widerstand ρ als der Kontakt 101 kontinuierlich entlang eines Bewegungspfades angeordnet, entlang dem sich ein Kontakt 103 des Gegenstückverbinders bewegt. Wenn der andere Kontakt 103 entlang des Bewegungspfades für eine Trennung gezogen wird, wird der Kontakt 103 an einem distalen Ende 102a des Widerstandes 102 getrennt, bei dem der spezifische Widerstandswert am höchsten ist, so dass die Spannung dazwischen keine Bogenentladung verursachende Spannung erreicht, wodurch die Entwicklung einer Bogenentladung verhindert wird.
In einer Kontakt kontaktierenden Struktur 110, die in Patentdokument 3 beschrieben ist, wie in 7A und 7B dargestellt, wird ein Kontakt 112 mit einem anwachsenden Widerstandswert in einer Trennrichtung (zur Rechten in der Figur) entlang des Bewegungspfades eines Gegenstückkontaktes 114 bereitgestellt. Wenn daher der Gegenstückkontakt 114 entlang des Bewegungspfades von seinem vollständig eingesetzten Zustand, der in 7A gezeigt ist, in den Zustand aus 7B gezogen wird, weist ein distaler Endabschnitt 112a des Kontaktes 112, zu dem der Kontakt 114 nahegelegen ist, den höchsten Widerstand auf, wodurch ein großer Potentialabfall in dem Kontakt 112 verursacht wird, der die Entwicklung einer Bogenentladung verursachenden Spannung zwischen dem distalen Ende 112a und dem Kontakt 114 verhindert.
Zusammenfassung
Technisches Problem
In dem ersten Verfahren gemäß Patentdokument 1 wird ein Magnetfeld durch Anordnen eines Permanentmagneten oder Ähnlichem in einer Richtung senkrecht zu der entgegengesetzten Richtung eines Kontaktpaars erzeugt. Demgemäß ist die Struktur komplex und die Größe der Kontakt kontaktierenden Struktur ist erhöht. Zusätzlich verhindert das Verfahren nicht die Entwicklung der Bogenentladung als solcher, so dass ein elektromagnetisches Rauschen aufgrund einer Bogenentladung nachteilig eine elektronische Schaltung betreffen kann, wie beispielsweise eine Last, wodurch verfehlt wird, eine grundsätzliche Lösung bereitzustellen.
In der Kontakt kontaktierenden Struktur 100 gemäß dem zweiten Verfahren wird, wenn der andere Kontakt 103 gezogen wird, der Kontakt 103 von dem Kontakt 101 über den Widerstand 102 mit einem hohen elektrischen spezifischen Widerstand ρ getrennt, so dass die Spannung des distalen Endes 102a des Widerstandes 102 um den Widerstandswert des Widerstandes 102 abfällt. Wie in 8 gezeigt, ist, da der Widerstandswert des Widerstandes 102 proportional zu dem Abstand von einer Position x0 einer Verbindung mit dem Kontakt 101 ist, der Widerstandswert an einem Maximum an einer Position x1 an dem distalen Ende 102a des Widerstandes 102. Jedoch kann in Abhängigkeit der Spannung, die zwischen den Kontakten 101 und 103 angelegt ist oder des Stromes, der zwischen den Kontakten 101 und 103 fließt, kein ausreichender Potentialabfall durch den Widerstand 102 verursacht werden, sogar wenn der Widerstandswert des Widerstandes 102 an dem distalen Ende 102a des Widerstandes 102 maximiert wird, was in der Entwicklung einer Bogenentladung resultiert.
In diesem Fall kann es möglich sein, den Widerstand 102 aus einem leitfähigen Material mit einem sogar höheren elektrischen spezifischen Widerstand ρ zu bilden. Wenn jedoch der Widerstand 102 eines hohen Widerstandswertes verwendet wird, kann in dem Moment der Kontaktposition des Kontaktes 103 des Gegenstückverbinders, der sich von dem Kontakt 101 zu dem Widerstand 102 bewegt, eine Bogenentladung durch die elektrische Energie zwischen den Kontakten 101 und 103 verursacht werden, die zueinander nahegelegen sind, mit dem Widerstand 102, der einen Isolator ähnlich zu Luft bereitstellt. Demgemäß kann der Widerstandswert des Widerstandes 102 nicht weitgehend erhöht werden, bevor die Kontaktposition des Kontaktes 103 einen vorbestimmten Abstand von der verbundenen Position x0 erreicht. Daher stellt eine Änderung in einem leitfähigen Material keine Lösung bereit.
Der Widerstandswert des distalen Ende 102a kann durch Erweitern der Länge des Widerstandes 102 zwischen der verbundenen Position x0 und der distalen Endposition x1 erhöht werden. Jedoch würde in diesem Fall der Widerstandswert sich einfach im Verhältnis zu dem Abstand entlang der Trennrichtung erhöhen und es gibt eine Grenze für die Obergrenze des Widerstandswertes des Widerstandes 102. Zusätzlich resultiert eine Erweiterung in der Trennrichtung in einem Anwachsen in der Größe der Kontakt kontaktierenden Struktur.
In der Kontakt kontaktierenden Struktur 110, die in Patentdokument 3 beschrieben ist, wird der Widerstandswert erhöht, wenn der Kontakt 102 in der Trennrichtung (zur Rechten in der Figur) entlang des Bewegungspfades bewegt wird. Da der spezifische elektrische Widerstand ρ des leitfähigen Materials, das für den Kontakt 102 verwendet wird, ein inhärenter Wert des leitfähigen Materials ist, ist es notwendig, um den Widerstandswert je Einheitslänge mit anwachsendem Abstand in der Trennrichtung (zur Rechten in der Figur) zu erhöhen, mehrere Arten leitfähigen Materials mit graduell anwachsendem elektrischem spezifischem Widerstand ρ zu erzeugen und das Material in der Trennrichtung kontinuierlich anzuordnen. Dies ist jedoch nicht praktisch.
Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht derartiger Probleme gemacht und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kontakt kontaktierende Struktur bereitzustellen, die zuverlässig die Entwicklung einer Bogenentladung in einer einfachen Struktur ungeachtet der Größe einer elektrischen Energie verhindert, die sich zwischen einem Kontaktpaar angesammelt hat, das verbunden und getrennt wird.
Lösung der Aufgabe
Um die Aufgabe zu lösen, umfasst eine Kontakt kontaktierende Struktur gemäß einem ersten Aspekt einen ersten Kontakt; einen zweiten Kontakt; und einen Zwischenkontaktkörper, der elektrisch mit dem ersten Kontakt verbunden ist, der einen höheren elektrischen spezifischen Widerstand als der erste Kontakt aufweist und der kontinuierlich entlang eines Bewegungspfades des zweiten Kontakts für eine Verbindung mit oder eine Trennung von dem ersten Kontakt freigelegt ist. Der zweite Kontakt ist konfiguriert, um sich von dem Zwischenkontaktkörper nach einem Kontaktieren des ersten Kontaktes und dann des Zwischenkontaktkörpers zu trennen, wenn dieser von dem ersten Kontakt in einer Trennrichtung entlang des Bewegungspfades bewegt wird; und der Zwischenkontaktkörper weist eine Form derart auf, dass ein Querschnittsbereich eines Querschnitts senkrecht zu dem Bewegungspfad graduell in der Trennrichtung zumindest in einem Abschnitt zwischen einem proximalen Ende, das elektrisch mit dem ersten Kontakt verbunden ist und einem distalen Ende in der Trennrichtung abnimmt.
Der Widerstandswert des Zwischenkontaktkörpers von dem proximalen Ende, das elektrisch mit dem ersten Kontakt verbunden ist, und der Kontaktposition mit dem zweiten Kontakt ist proportional zu dem Abstand von dem proximalen Ende zu der Kontaktposition mit dem zweiten Kontakt entlang des Bewegungspfades und ist umgekehrt proportional zu dem Querschnittsbereich des Querschnitts des Zwischenkontaktkörpers senkrecht zu dem Bewegungspfad. Da der Querschnittsbereich des Querschnitts des Zwischenkontaktkörpers graduell in der Trennrichtung zumindest in einem Teilabschnitt abnimmt, erhöht sich der Widerstandswert des Zwischenkontaktkörpers weiter, als dieser proportional zu dem Abstand von dem proximalen Ende in jenem Abschnitt ist.
Demgemäß weist der Zwischenkontaktkörper einen niedrigen Widerstand auf, wenn die Kontaktposition des zweiten Kontaktes um das proximale Ende herum liegt, während ein extrem hoher Widerstandswert erhalten wird, wenn die Kontaktposition des zweiten Kontaktes an dem distalen Ende liegt, sogar wenn der Abstand von dem proximalen Ende zu dem distalen Ende verringert wird. Daher wird keine elektrische Energie, die eine Bogenentladung verursachen würde, um eine beliebige Kontaktposition herum angesammelt.
In einer Kontakt kontaktierenden Struktur gemäß einem zweiten Aspekt kann der Zwischenkontaktkörper eine kegelstumpfartige, konische Form zwischen dem proximalen Ende und dem distalen Ende in der Trennrichtung mit um die Achse des Bewegungspfades aufweisen, die hohl ist und das distale Ende der kegelstumpfartigen, konischen Form kann an einer Position angeordnet sein, bei der eine Energie, die sich zwischen dem Zwischenkontaktkörper und dem zweiten Kontakt durch eine Spannung zwischen dem ersten Kontakt und dem zweiten Kontakt und einen Strom angesammelt hat, der zwischen dem ersten Kontakt und dem zweiten Kontakt fließt, wenn der erste Kontakt und der zweite Kontakt sich gegenseitig kontaktieren, niedriger als eine Energie ist, die eine Bogenentladung verursacht.
Wenn der spezifische elektrische Widerstand des Zwischenkontaktkörpers ρ beträgt, der Radius an dem proximalen Ende der kegelstumpfartigen Form b₂ ist, der Radius des Bewegungspfades des Hohlraumes, unter der Annahme der Hohlraum ist zylindrisch, b₁ ist und der Abstand entlang der Trennrichtung von dem proximalen Ende zu einer Schnittposition, bei der die geneigte Oberfläche der konischen Form die Achse des Bewegungspfades schneidet, a₂ ist, wird der Widerstandswert des Zwischenkontaktkörpers Rx an einer Position, die räumlich getrennt von dem proximalen Ende um einen Abstand x in der Trennrichtung ist, durch
ausgedrückt.
Daher erhöht sich der Widerstandswert graduell, wenn die Kontaktposition des zweiten Kontaktes um das proximale Ende des Zwischenkontaktkörpers herum liegt, erhöht sich drastisch, wenn die Kontaktposition das distale Ende der konischen Form erreicht und wird unendlich an der Position a₁, bei der der Bewegungspfad geöffnet wird, bei der der Abstand x von dem proximalen Ende a₂(b₂ – b₁)/b₂ beträgt.
Durch Schneiden der konischen Form in ein kegelstumpfartiges, konisches distales Ende an der Position eines Abstandes x, bei der Energie, die sich zwischen dem Zwischenkontaktkörper und dem zweiten Kontakt angesammelt hat, niedriger als die Energie ist, die eine Bogenentladung erzeugt, basierend auf dem Spannungsabfall durch den Widerstandswert des Zwischenkontaktkörpers R, der gemäß einem Ausdruck (1) berechnet wird, kann die Entwicklung einer Bogenentladung zuverlässig verhindert werden.
In einer Kontakt kontaktierenden Struktur gemäß einem dritten Aspekt kann der Zwischenkontaktkörper aus einem Ferrit gebildet sein, das einen höheren elektrischen spezifischen Widerstand als der erste Kontakt aufweist, der ein Metall oder eine Legierung umfasst.
Der elektrische spezifische Widerstand von Ferrit ist höher als der elektrische spezifische Widerstand von Metall oder einer Legierung, die typischerweise als Kontaktmaterial verwendet wird, so dass der Gradient des Widerstandswertes, der gemäß dem Abstand entlang des Bewegungspfades erhöht wird, erhöht werden kann.
In einer Kontakt kontaktierenden Struktur gemäß einem vierten Aspekt kann der zweite Kontakt einen proximalen Endkontaktabschnitt umfassen, der ein Metall oder eine Legierung umfasst und einen Schutzkontaktabschnitt, der ferngelegen von dem proximalen Endkontaktabschnitt in der Trennrichtung und in einer herausragenden Weise um den zweiten Kontakt angeordnet ist, wobei der Schutzkontaktabschnitt ein Ferrit umfasst und der Schutzkontaktabschnitt den Zwischenkontaktkörper an einer Position entlang des Bewegungspfades kontaktieren kann, an der der Zwischenkontaktkörper freigelegt ist und der proximale Endkontaktabschnitt kann den ersten Kontakt an einer Position entlang des Bewegungspfades kontaktieren, an der der erste Kontakt freigelegt ist.
Da der Schutzkontaktabschnitt des zweiten Kontaktes, der aus Ferrit gebildet ist, den Zwischenkontaktkörper kontaktiert, der aus Ferrit gebildet ist, wird der zweite Kontakt nicht durch einen Kontakt mit dem Zwischenkontaktkörper abgenutzt, wenn sich dieser entlang des Bewegungspfades bewegt.
In einer Kontakt kontaktierenden Struktur gemäß einem fünften Aspekt kann der Zwischenkontaktkörper aus einem keramischen Harz mit einem höheren elektrischen spezifischen Widerstand als der erste Kontakt gebildet sein, der ein Metall oder eine Legierung umfasst.
Da der Zwischenkontaktkörper aus einem keramischen Harz mit einem höheren elektrischen spezifischen Widerstand als der erste Kontakt gebildet ist, kann der Gradient des Widerstandswertes, der sich gemäß dem Abstand entlang des Bewegungspfades erhöht, erhöht werden.
In einer Kontakt kontaktierenden Struktur gemäß einem sechsten Aspekt kann der Zwischenkontaktkörper aus einem leitfähigen Harz mit einem höheren spezifischen elektrischen Widerstand als der erste Kontakt gebildet sein, der ein Metall oder eine Legierung umfasst.
Da der Zwischenkontaktkörper aus einem leitfähigen Harz mit einem höheren elektrischen spezifischen Widerstand als der erste Kontakt gebildet ist, kann der Gradient des Widerstandswertes, der sich gemäß dem Abstand des Bewegungspfades erhöht, erhöht werden.
In einer Kontakt kontaktierenden Struktur gemäß einem siebten Aspekt kann der zweite Kontakt ein Steckstift sein, der an einem männlichen Verbinder bereitgestellt ist und der erste Kontakt kann ein Buchsenkontakt sein, der an einem weiblichen Verbinder bereitgestellt ist, der konfiguriert ist, passend mit dem männlichen Verbinder zu verbinden und der einem Steckeinsatzloch gegenüberliegt, das einen Einsatz und eine Entfernung des Steckstiftes führt.
Sogar falls eine hohe elektrische Energie zwischen dem Steckstift des männlichen Verbinders und dem Buchsenkontakt des weiblichen Verbinders gespeichert ist, wird keine Bogenentladung verursacht, wenn der Steckstift eingesetzt oder entfernt wird.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung kann durch einfaches Bereitstellen des Zwischenkontaktkörpers mit einer Form derart, dass der Querschnittsbereich des Querschnitts graduell in der Trennrichtung in zumindest einem Teilabschnitt des Zwischenkontaktkörpers abnimmt, eine Einstellung durchgeführt werden, durch die die Entwicklung einer Bogenentladung zu jedem Moment des Trennens des zweiten Kontakts von dem ersten Kontakt oder dem distalen Ende des Zwischenkontaktkörpers verhindert wird.
Insbesondere kann die Entwicklung einer Bogenentladung zuverlässig verhindert werden, sogar wenn die Länge des Zwischenkontaktkörpers von dem proximalen Ende zu dessen distalem Ende entlang des Bewegungspfades verringert ist, so dass sich die Größe der Kontakt kontaktierenden Struktur als Ganzes nicht erhöht.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung kann die Länge des Zwischenkontaktkörpers von dem proximalen Ende zu dessen distalem Ende entlang des Bewegungspfades minimiert werden, ohne eine Bogenentladung zu verursachen.
Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung kann die Länge des Zwischenkontaktkörpers entlang des Bewegungspfades sogar weiter verringert werden, wodurch die Entwicklung einer Bogenentladung verhindert werden kann.
Verglichen mit dem Zwischenkontaktkörper, der aus einem Kohlenstoff-basierten Widerstandsmaterial gebildet ist, ist die Kontaktfläche, die der zweite Kontakt kontaktiert, stark und wird nicht leicht abgenutzt und es wird keine Gleitverschlechterung verursacht, sogar falls der zweite Kontakt wiederholt gleitend kontaktiert wird.
Gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung wird der zweite Kontakt, der Ferrit kontaktiert, nicht abgenutzt, sogar wenn Ferrit für den Zwischenkontaktkörper verwendet wird.
Gemäß einem fünften oder sechsten Aspekt der Erfindung ist der Zwischenkontaktkörper aus einem keramischen Harz oder leitfähigem Harz gebildet, das ein Spritzgießen ermöglicht, wodurch sogar eine komplizierte Form leicht derart gegossen werden kann, dass sich der Querschnittsbereich des Querschnitts senkrecht zu dem Bewegungspfad graduell in der Trennrichtung verringert.
Gemäß einem siebten Aspekt der Erfindung wird keine Bogenentladung zwischen den elektrischen Verbindern verursacht, die den männlichen Verbinder und den weiblichen Verbinder für eine Hot-Line-Verbindung von elektrischen Stromleitungen und Ähnlichem für eine elektrische Hochspannungs-Hochstromleistungsübertragung umfassen.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Längsquerschnittsansicht einer Kontakt kontaktierenden Struktur gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
2 ist ein Graph, der eine Beziehung zwischen der Kontaktposition (x) eines zweiten Kontaktes 3 und dem Widerstandswert Rx mit einem Zwischenkontaktkörper 4 anzeigt;
3 ist eine Längsquerschnittsansicht einer Kontakt kontaktierenden Struktur 10 gemäß einer zweiten Ausführungsform;
4 ist eine Längsquerschnittsansicht einer Kontakt kontaktierenden Struktur 20 gemäß einer dritten Ausführungsform;
5 ist eine Längsquerschnittsansicht einer Kontakt kontaktierenden Struktur 30 gemäß einer vierten Ausführungsform;
6 ist eine Seitenansicht einer typischen Kontakt kontaktierenden Struktur 100;
7A ist eine Längsquerschnittsansicht einer typischen Kontakt kontaktierenden Struktur 110, in einem Zustand, bei dem ein Gegenstückkontakt 114 vollständig eingesetzt ist;
7B ist eine Längsquerschnittsansicht der typischen Kontakt kontaktierenden Struktur 110 in einem Zustand, bei dem ein Gegenstückkontakt 114 entlang des Bewegungspfades gezogen worden ist; und
8 ist ein Graph, der einen Betrag einer Bewegung x des Kontaktes 103 des Gegenstückverbinders der Kontakt kontaktierenden Struktur 100 und Änderungen in dem Widerstandswert eines Widerstandes 102 anzeigt.
Beschreibung von Ausführungsformen
Im Folgenden wird eine Kontakt kontaktierende Struktur 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung in Bezug auf 1 und 2 beschrieben. Die Kontakt kontaktierende Struktur 1 ist derart strukturiert, dass ein Steckstift 3, der ein zweiter Kontakt ist, mit einem Buchsenkontakt 2 kontaktiert wird, der ein erster Kontakt ist, um eine elektrische Verbindung zu erhalten. In der vorliegenden Beschreibung werden die unterschiedlichen Abschnitte in Bezug auf eine Kontaktrichtung beschrieben, in der der zweite Kontakt 3 zu dem ersten Kontakt 2 bewegt wird, d.h. zur linken in 1; eine Trennrichtung, in der der zweite Kontakt 3 von dem ersten Kontakt 2 weg bewegt wird, d.h. zu der rechten in 1; eine proximale Endseite als in der Kontaktrichtung liegend; und eine distale Endseite als in der Trennrichtung liegend. Durch die Ausführungsformen hindurch, die in der vorliegenden Beschreibung beschrieben werden, werden Konfigurationen, die ähnlich zu der Kontakt kontaktierenden Struktur 1 sind oder ähnlich wirken, mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet und ihre detaillierte Beschreibung wird ausgelassen.
Der Buchsenkontakt 2 ist mit einer Verbinderbuchse gepasst, die einen weiblichen Verbinder bereitstellt, der mit einem elektrischen Stromleitungsanschluss verbunden ist. Der Steckstift 3 ist mit einem Verbinderstecker gepasst, der einen männlichen Verbinder bereitstellt, der mit einer Last verbunden ist, die durch ein Versorgt-Werden mit elektrischer Leistung über die elektrische Stromleitung arbeitet. Zum Beispiel wird über dem Buchsenkontakt 2 und den Steckstift 3, die durch passendes Verbinden des Verbindersteckers mit der Verbinderbuchse kontaktiert werden, 400 V und 2 A oder 800 W an elektrischer Leistung über die elektrische Stromleitung zu der Last zugeführt.
Wie in 1 gezeigt, ist dort kontinuierlich mit der Verbinderbuchse ein Zwischenkontaktkörper 4 mit einer konischen Form in der Trennrichtung des Buchsenkontakts 2 angeordnet. Der Buchsenkontakt 2 und der Zwischenkontaktkörper 4 sind um die gleiche zentrale Achse herum gebildet, mit einem Steckeinsatzloch 5, das eine Kommunikation entlang der zentralen Achse (X-Achse) bereitstellt. Das Steckeinsatzloch 5 ist entlang einer X-Richtung entlang der Kontaktrichtung und der Trennrichtung mit einem Innendurchmesser 2b ₁ gebildet, der im Wesentlichen der gleiche wie oder etwas kleiner als ein Außendurchmesser des Steckstifts 3 ist, der in das Steckeinsatzloch 5 eingesetzt oder aus diesem herausgezogen wird. Demgemäß wird der Steckstift 3 geführt, um sich in der Kontaktrichtung und der Trennrichtung entlang des Bewegungspfades des Steckeinsatzloches 5 zu bewegen, während gleitend innere Wandflächen des Steckeinsatzlochs 5 kontaktiert werden, in denen der Buchsenkontakt 2 und der Zwischenkontaktkörper 4 kontinuierlich sind.
Der Buchsenkontakt 2 umfasst einen zylindrischen Kontaktabschnitt 2a und einen Ringverbindungsabschnitt 2b, der orthogonal den zylindrischen Kontaktabschnitt 2a an dem distalen Ende des zylindrischen Kontaktabschnitts 2a schneidet. Der zylindrische Kontaktabschnitt 2a und der Ringverbindungsabschnitt 2b können integral aus einer Kupferlegierung gebildet sein, wie zum Beispiel Phosphorbronze oder Messing. Der Ringverbindungsabschnitt 2b weist einen Außendurchmesser 2b ₂ auf, der gleich dem Außendurchmesser an dem proximalen Ende des konischen Zwischenkontaktkörpers 4 ist. Eine distale Endfläche des Ringverbindungsabschnitts 2b ist sicher an der entgegengesetzten, proximalen Endfläche des Zwischenkontaktkörpers 4 der gleichen Form mit leitfähigem Kleber oder ähnlichem befestigt. Daher sind der Buchsenkontakt 2 und das proximale Ende des Zwischenkontaktkörpers 4 elektrisch verbunden.
Der Zwischenkontaktkörper 4 weist eine konische Form mit einem Außendurchmesser des proximalen Endes von 2b ₂ und eine Trennrichtungshöhe (X-Richtung) von a₂ mit einem Steckeinsatzloch 5 mit dem Innendurchmesser von 2b ₁ auf, das entlang dessen zentraler Achse gebildet ist. Der Zwischenkontaktkörper 4 ist aus Ferrit mit einem ausreichend höheren elektrischen spezifischen Widerstand ρ als der Steckkontakt 2 gebildet, der aus einer Kupferlegierung gebildet ist. Ferrit ist ein gesintertes Material, das leitende Partikel aus Eisen, Magnesium, Zink und ähnlichem umfasst, die durch Glas gebunden sind. Durch Einstellen des Zusammensetzungsverhältnisses der leitfähigen Partikel und des Glases kann ein gewünschter elektrischer spezifischer Widerstand ρ in der Breite auf der Größenordung von 1 Ωcm bis 800 Ωcm erhalten werden. Demgemäß kann, wie später beschrieben wird, durch Ändern des elektrischen spezifischen Widerstandes ρ von Ferrit der Widerstandswert R des Zwischenkontaktkörpers 4, der sich gemäß den Abstand x von dem proximalen Ende (x = 0) in der X-Richtung erhöht, wie gewünscht in einem Bereich von ein- bis 800-mal eingestellt werden. Weiter kann durch Verwenden des gesinterten Materials von Ferrit eine Abnutzung des Zwischenkontaktkörpers 4 verhindert werden, wenn der Steckstift 3 gleitend mit diesem kontaktiert wird, so dass eine Gleitverschlechterung aufgrund von wiederholtem Gleitkontakt verhindert werden kann.
In Bezug auf die Kontakt kontaktierende Struktur 1, die wie oben konfiguriert ist, wird der Widerstandswert zwischen dem Buchsenkontakt 2 und dem Steckstift 3, der sich gemäß der Kontaktposition (x) des Steckstifts 3 ändert, beschrieben. Typischerweise weist das Metall oder die Legierung, die zum Bilden der Kontakte 2 und 3 verwendet wird, den elektrischen spezifischen Widerstand ρ von mehreren µΩcm auf. Im Gegensatz weist, wie oben beschrieben, Ferrit den elektrischen spezifischen Widerstand ρ auf, der um einen Faktor von 10⁶ bis 10⁸ höher ist. Daher sind die Widerstandswerte des Buchsenkontakts 2 und des Steckstifts 3, die beide leitfähiges Material umfassen, sehr klein im Vergleich mit dem Widerstandswert R des Zwischenkontaktkörpers 4. Zusätzlich sind der Verbindungswiderstand zwischen dem Buchsenkontakt 2 und dem Zwischenkontaktkörper 4 und der Kontaktwiderstand zwischen dem Zwischenkontaktkörper 4 und dem Steckstift 3 im Wesentlichen konstant ungeachtet der Kontaktposition (x) des Steckstiftes 3. Demgemäß werden in der vorliegenden Beschreibung diese Widerstandswerte außer Acht gelassen und der Widerstandswert R des Zwischenkontaktkörpers 4 wird als der Widerstandswert zwischen dem Buchsenkontakt 2 und dem Steckstift 3 zum Zwecke der Beschreibung betrachtet.
Der Widerstandswert R des Zwischenkontaktkörpers 4 zwischen dem Buchsenkontakt 2 und dem Steckstift 3 ist proportional zu dem Abstand x in der X-Richtung entlang des Bewegungspfades des Steckstiftes 3 von dem proximalen Ende (x = 0), der mit dem Buchsenkontakt 2 verbunden ist, zu einer Kontaktposition xp des Steckstiftes 3 und ist umgekehrt proportional zu dem Querschnittsbereich S eines Querschnitts senkrecht zu der X-Richtung derart, dass, wenn der Zwischenkontaktkörper 4 den elektrischen spezifischen Widerstand ρ aufweist, R = x/S.
Der Zwischenkontaktkörper 4 weist die konische Form mit dem Steckeinsatzloch 5 auf, das um die X-Achse gebildet ist, die die zentrale Achse des Konus ist, wobei sich der Querschnittsbereich S des Querschnitts zu der X-Richtung in Abhängigkeit des Abstandes in der X-Richtung ändert. Der Querschnittsbereich Sx an einer Position, die von dem proximalen Ende um den Abstand x räumlich getrennt ist, wird ausgedrückt durch Sx = π·(b₂ – b₂·x/a₂)² – π·b₁ ², wobei b₂ der Radius an dem proximalen Ende ist, b₁ der Radius des Steckeinsatzlochs 5 ist und a₂ die Höhe der konischen Form von dem proximalen Ende (X-Richtungslänge) ist, wie dargestellt in 1.
Demgemäß wird der Widerstandswert ΔR des Zwischenkontaktkörpers 4 mit einer infinitesimalen Breite Δx an jener Position ausgedrückt durch ΔR = ρ·Δx/Sx = ρ·Δx/π·{(b₂ – b₂·x/a₂)² – b₁ ²}.
Wenn der Gradient –b₂/a₂ des Konus k beträgt, wird der Widerstandswert Rx des Zwischenkontaktkörpers 4 von dem proximalen Ende (x = 0) zu der Kontaktposition xp des Steckstiftes 3 an dem Abstand x ausgedrückt durch:
Daher erzielt ein Integrieren des Ausdrucks
Nach dem Ausdruck (1) ist, wenn die Kontaktposition xp des Steckstiftes 3 an dem proximalen Ende (x = 0) und verbunden mit dem Buchsenkontakt 2 ist, da x 0 ist (hiernach werden Positionen an Abständen a₁, a₂ und a₃ von dem proximalen Ende entlang der X-Richtung als a₁, a₂ und a₃ bezeichnet), der Widerstandswert Rx des Zwischenkontaktkörpers 4 gleich 0. Der Widerstandswert erhöht sich graduell entlang der Trennrichtung weg von dem proximalen Ende und der Widerstandswert Rx wird unendlich an dem distalen Ende a₁ des Zwischenkontaktkörpers 4, bei dem der Abstand x von dem proximalen Ende a₂(b₂ – b₁)/b₂ ist.
2 ist ein Graph, der das Ergebnis einer Berechnung der Beziehung zwischen dem Abstand x von dem proximalen Ende und dem Widerstand R des Zwischenkontaktkörpers 4 von dem proximalen Ende zu dem Abstand x unter Verwendung von Ausdruck (1) zeigt, bei dem der Zwischenkontaktkörper 4 aus Ferrit mit einem elektrischen spezifischen Widerstand ρ von 0,03 Ωm gebildet ist, die konische Form den Radius b₂ von 3 mm an dessen proximalem Ende aufweist und die konische Form die Höhe (Länge in der X-Richtung) a₂ von 5 mm aufweist. Zur Erleichterung einer Berechnung wird angenommen, dass das Steckeinsatzloch 5 nicht gebildet ist, so dass der Radius b₁ 0 ist.
Wie in dem Graph dargestellt, ist, solange der Steckstift 3 um näherungsweise 4 mm in der Trennrichtung von dem proximalen Ende, an dem die Kontaktposition xp des Steckstiftes mit dem Buchenkontakt 2 verbunden ist, der Widerstand R des Zwischenkontaktkörpers 4 nicht mehr als 22 Ω. Falls daher sogar große elektrische Energie zwischen dem Steckstift 3 und dem Buchsenkontakt 2 angesammelt ist, wird keine Bogenentladung zwischen dem Steckstift 3 und dem Buchsenkontakt 2 verursacht, da diese elektrisch über den Niederwiderstands-Zwischenkontaktkörper 4 verbunden sind. Wenn sich die Kontaktposition xp des Steckstiftes 3 dem distalen Ende des Zwischenkontaktkörpers 4 nähert, wächst der Widerstand des Zwischenkontaktkörpers 4 drastisch an. Zum Beispiel ist an der Kontaktposition xp mit einem Abstand x von 4,9 mm von dem proximalen Ende der Widerstand 260 Ω. An dem distalen Ende des Zwischenkontaktkörpers 4, an dem der Zwischenkontaktkörper 4 und der Steckstift 3 getrennt sind (Abstand x von dem proximalen Ende beträgt 5 mm), wird der Widerstand theoretisch unendlich. Demgemäß gibt es in dem Moment einer elektrischen Trennung des Steckstiftes 3 und des Buchsenkontaktes 2 keine elektrische Energie, die eine Bogenentladung zwischen dem distalen Ende des Zwischenkontaktkörpers 4 und dem Steckstift 3 verursachen würde, aufgrund des Vorliegens des Hochwiderstandswert-Zwischenkontaktkörpers 4, der weitgehend die Spannung zwischen dem distalen Ende des Zwischenkontaktkörpers 4 und dem Steckstift 3 vermindert.
Gemäß der Kontakt kontaktierenden Struktur 1 der ersten Ausführungsform kann der Widerstand R des Zwischenkontaktkörpers 4 von mehreren Ω bis zu nahe Unendlichkeit durch einfaches Verwenden des kurzen Zwischenkontaktkörpers 4 mit der Länge entlang des Bewegungspfades 5 auf der Größenordnung von beispielsweise 5 mm verändert werden. Insbesondere weist, wie in 2 dargestellt, bis der Steckstift 3 und der Buchsenkontakt 2 um näherungsweise 4 mm getrennt sind, der dazwischen liegende Zwischenkontaktkörper 4 niedrige Widerstandswerte auf, so dass keine Bogenentladung zwischen dem Steckstift 3 und dem Buchsenkontakt 2 verursacht wird, die sich einander mit dem Zwischenkontaktkörper 4 annähern, der einen Isolator bereitstellt. In der Zwischenzeit erhöht sich, nachdem die Kontaktposition xp des Steckstiftes 3 das proximale Ende um 4 mm verlassen hat und sich lediglich um 1 mm zu dem distalen Ende des Zwischenkontaktkörpers 4 bewegt, der Widerstand Rx des Zwischenkontaktkörpers 4 zur Unendlichkeit. Demgemäß wird keine Bogenentladung zwischen Steckstift 3 und dem distalen Ende des Zwischenkontaktkörpers 4 verursacht, sogar in dem Moment von deren Trennung.
Wenn daher der Steckstift 3 aus distalen Ende a₁ des Zwischenkontaktkörpers 4 gezogen wird, d.h. wenn der Steckstift 3 und der Buchsenkontakt 2 elektrisch getrennt werden, erhöht sich der Widerstand Rx des Zwischenkontaktkörpers 4 zur Unendlichkeit, wenn der Steckstift 3 entlang der Trennrichtung 3 bewegt wird und dann werden der Zwischenkontaktkörper 4 und der Steckstift 3 getrennt und isoliert. Demgemäß verändert sich der Widerstandswert zwischen dem Steckstift 3 und dem Buchsenkontakt 2 kontinuierlich von mehreren Ω bis zur Unendlichkeit, so dass es keine drastische Stromänderung gibt, kein elektromagnetisches Rauschen zwischen den Kontakten 2 und 3 erzeugt wird und keine Induktionsspannung verursacht wird, sogar wenn die verbundene Schaltung eine Induktanz umfasst.
In der Kontakt kontaktierenden Struktur 1 ist der Widerstand R des Zwischenkontaktkörpers 4 zur Unendlichkeit durch Konvergieren des Querschnittsbereichs des Querschnitts senkrecht zu der Richtung (X-Richtung) auf Null an dem distalen Ende a₁ des Zwischenkontaktkörpers 4 entlang des Bewegungspfades erhöht. In der Zwischenzeit kann, da der Zwischenkontaktkörper 4 einen spitzen Winkel an der Öffnung des Steckeinsatzloches 5 mit der resultierenden Abnahme in einer Stärke aufweist, der Steckstift 3, wenn dieser in das Steckeinsatzloch 5 eingesetzt wird, an dem Zwischenkontaktkörper aufsetzen und diesen beschädigen. 3 zeigt eine Kontakt kontaktierende Struktur 10 gemäß einer zweiten Ausführungsform, die das Problem der Kontakt kontaktierenden Struktur 1 durch Abschneiden des distalen Endabschnitts des konischen Zwischenkontaktkörpers 4 in eine kegelstumpfförmige konische Form an der Position löst, bei der keine Bogenentladung verursacht wird.
Wie oben beschrieben, wird, wenn der Verbinderstift mit der Verbinderbuchse verbunden wird und 400 V und 2 A oder 800 W an elektrischer Leistung zu der Last über die elektrische Stromleitung zugeführt wird, 400 V und 2 A an elektrischer Energie zwischen dem Buchsenkontakt 2 und dem Steckstift 3 im Moment ihrer Trennung erzeugt. Wenn die Obergrenze elektrischer Energie, die keine Bogenentladung zwischen dem distalen Ende und dem Zwischenkontaktkörper 4 erzeugen würde, von dem der Steckstift 3 getrennt wird und der Steckstift 3 15 V und 2 A aufweist, kann zum Beispiel die Entwicklung einer Bogenentladung durch Einstellen des Widerstandswertes Rx des Zwischenkontaktkörpers 4 an dem distalen Ende des Zwischenkontaktkörpers 4 auf (400 – 15) V/2 A = 192,5 Ω oder mehr verhindert werden.
Wenn die Seitenfläche des Zwischenkontaktkörpers 4 eine konisch geneigte Fläche wie in der Kontakt kontaktierenden Struktur 1 ist, wird die Beziehung zwischen dem Abstand x und dem Widerstandswert Rx des Zwischenkontaktkörpers 4 an der Kontaktposition Xp, die räumlich getrennt von dem proximalen Ende durch einen Abstand x ist, erhalten durch
Daher kann die Entwicklung einer Bogenentladung durch Bestimmen des Abstandes x von dem proximalen Ende zu dem distalen Ende des Zwischenkontaktkörpers 4 für den Widerstandswert Rx von Ausdruck (1) von 192,5 Ω bestimmt werden und Einstellen der Position des Abstandes x als die Position a₃ des distalen Endes des kegelstumpfförmigen konischen Zwischenkontaktkörpers 4.
Die Position a₃ des distalen Endes der kegelstumpfförmigen konischen Form des Zwischenkontaktkörpers 4 kann wie gewünscht durch Verändern einer oder mehrerer der Variablen in Ausdruck (1) eingestellt werden, d.h. des spezifischen elektrischen Widerstandes ρ, des Radius b₂ des proximalen Endes, des Radius b₁ des Steckeinsatzlochs 5, und der Höhe a₂ der konischen Form von dem proximalen Ende (Länge in der X-Richtung).
4 ist eine Längsquerschnittsansicht einer Kontakt kontaktierenden Struktur 20 gemäß einer dritten Ausführungsform, bei der eine Ebene 24a eines kubischen Zwischenkontaktkörpers 24 in der Trennrichtung zu einem Bewegungspfad 25 auf der Bodenfläche geneigt ist, wodurch der Querschnittsbereich des Zwischenkontaktkörpers 4 senkrecht zu dem Bewegungspfad 25 graduell in der Trennrichtung vermindert wird. In der Kontakt kontaktierenden Struktur 20 weist ein erster Kontakt 22 eine kubische Form auf und ein zweiter Kontakt 23 ist durch ein Platten-Feder-Stück gebildet, das zu der Bodenfläche des ersten Kontaktes vorgespannt ist.
Die Bodenflächen des ersten Kontakts 22 und des Zwischenkontaktkörpers 24, der integral elektrisch mit diesem in der Trennrichtung verbunden sind, sind in der gleichen Ebene kontinuierlich, so dass der zweite Kontakt 23 in der Kontaktrichtung und der Trennrichtung gleiten kann, während sich dieser entlang den Bodenflächen in einer elastisch kontaktierenden Weise bewegt. Der Pfad entlang der Kontaktrichtung und der Trennrichtung auf den kontinuierlichen Bodenflächen des ersten Kontakts 22 und des Zwischenkontaktkörpers 24 stellt nämlich einen Bewegungspfad 25 für den zweiten Kontakt 23 dar.
Wie in 4 gezeigt, wird der Querschnittsbereich Sx des Querschnitts senkrecht zu der X-Richtung an einer Position, die von dem proximalen Ende des Zwischenkontaktkörpers 24 durch den Abstand x räumlich getrennt ist, ausgedrückt durch Sx = L·(b₂ – b₂·x/a₂), wobei b₂ die Höhe des proximalen Endes ist, a₂ die Länge von dem proximalen Ende zu einer Position ist, bei der die geneigte Oberfläche 24a und der Bewegungspfad 25 sich einander schneiden und L die Tiefe (nicht gezeigt) in der Richtung senkrecht zu dem Zeichnungsblatt ist.
Demgemäß wird der Widerstandswert ΔR des Zwischenkontaktkörpers 4 in einer infinitesimalen Breite ΔX an jener Position ausgedrückt durch ΔP = ρ·Δx/Sx = ρ·Δx/L·(b₂ – b₂·x/a₂).
Wenn der Gradient –b₂/a₂ des Konus k ist, wird der Widerstandswert Rx des Zwischenkontaktkörpers 4 von dem proximalen Ende (x = 0) zu der Kontaktposition xp des zweiten Kontakts 23 bei einem Abstand x ausgedrückt durch:
Demgemäß erreicht ein Integrieren
Aus Ausdruck (4) ist an dem proximalen Ende (x = 0), bei dem die Kontaktposition xp des zweiten Kontaktes 23 mit dem ersten Kontakt 22 verbunden ist, x gleich 0, so dass der Widerstandswert Rx des Zwischenkontaktkörpers 4 0 ist. Der Widerstandswert erhöht sich gradueller als in der ersten oder zweiten Ausführungsform entlang der Trennrichtung von dem proximalen Ende und der Widerstandswert Rx ist an einem Maximum an dem distalen Ende a₁ des Zwischenkontaktkörpers 24. Die Minimumlänge des Zwischenkontaktkörpers 24 entlang des Bewegungspfades 25 kann ebenfalls durch Substituieren in Ausdruck (4) des Widerstandswertes Rx des Zwischenkontaktkörpers 24 als ein Grenzwert bestimmt werden, so dass keine Bogenentladung an dem distalen Ende a₁ des Zwischenkontaktkörpers 24 verursacht wird.
In den vorangehenden Ausführungen wird, um eine Abnutzung aufgrund des Gleitkontaktes des zweiten Kontaktes 3 oder 23 zu verhindern, der Zwischenkontaktkörper 4 oder 24 aus Ferrit gebildet, das ein gesintertes Material ist. Als ein Ergebnis können der zweite Kontakt 3 oder 23, die gleitend das Ferrit kontaktieren, abgenutzt und verschlechtert werden. 5 ist eine Querschnittsansicht einer Kontakt kontaktierenden Struktur 30 gemäß einer vierten Ausführungsform zum Lösen des Problems. Wie dargestellt, umfasst im Vergleich mit der Kontakt kontaktierenden Struktur gemäß der zweiten Ausführungsform der Steckstift 3 als der zweite Kontakt einen Kontaktkörper, der eine Kupferlegierung mit einem sphärischen Abschnitt 3a umfasst, der an der proximalen Endseite angeordnet ist. Ein Ferritringkontaktabschnitt 3b, der intern das Steckeinsatzloch 5 kontaktiert, ist um den Umfang des sphärischen Abschnitts 3a gewunden, der innerhalb des Steckeinsatzlochs 5 angeordnet ist. Der Buchsenkontakt 2 umfasst einen Verbindungsabschnitt 2c zwischen dem zylindrischen Kontaktabschnitt 2a und dem Ringverbindungsabschnitt 2b, der eine aussparungsgekrümmte Fläche aufweist, die konfiguriert ist, die sphärische Fläche des sphärischen Abschnitts 3a aufzusetzen und diese zu kontaktieren, die an der proximalen Endseite des Steckstifts 3 freigelegt ist.
Demgemäß erzeugt, solange der Steckstift 3 gleitend den Zwischenkontaktkörper 4 in dem Steckeinsatzloch 5 kontaktiert, der Ferritringkontaktabschnitt 3b einen Kontakt. Wenn der Steckstift 3 in das Steckeinsatzloch 5 in der Kontaktrichtung eingesetzt wird, bis der Steckstift an dem Buchsenkontakt 2 aufsetzt, kontaktiert der sphärische Abschnitt 3a des Kontaktkörpers, der eine Kupferlegierung umfasst, den Verbindungsabschnitt 2c des Buchsenkontakts. Wenn daher der Steckstift 3 und der Buchsenkontakt 2 kontaktiert werden, gibt es kein dazwischen liegendes Ferrit mit dem relativ hohen elektrischen spezifischen Widerstand ρ, wodurch der Steckstift 3 und der Buchsenkotakt 2 elektrisch ohne Leistungsverlust verbunden werden. Bis der Steckstift 3 den Buchsenkontakt 2 kontaktiert, sind der Ferritzwischenkontaktkörper 4 und der Ringkontaktabschnitt 3b in gleitendem Kontakt zueinander, so dass keiner von diesen abgenutzt wird.
Die vorangehenden Ausführungsformen sind unter Bezug auf die Form des Zwischenkontaktkörpers 4 oder 24 beschrieben worden, so dass der Querschnittsbereich des Querschnitts des Zwischenkontaktkörpers 4 oder 24 senkrecht zu den Bewegungspfaden 5 und 25 graduell kontinuierlich von dem proximalen Ende zu dem distalen Ende in der Trennrichtung abnimmt. Jedoch kann die Form derart sein, dass der Querschnittsbereich senkrecht zu dem Bewegungspfad graduell senkrecht in zumindest einem Teilabschnitt zwischen dem proximalen Ende zu dem distalen Ende abnimmt. Nichtsdestotrotz braucht die Form des Zwischenkontaktkörpers 4 oder 24 entlang des Bewegungspfades derart sein, dass keine Bogenentladung durch einen Spannungsabfall durch den Widerstandswert Rx des Zwischenkontaktkörpers 4 oder 24 von dem proximalen Ende zu der Position erzeugt wird, bei der der Querschnittsbereich an einem Minimum ist, an der Kontaktposition xp zu der distalen Endseite in Bezug auf die minimierende Position.
Wenn der Zwischenkontaktkörper 4 oder 24 aus Ferrit gebildet ist, das ein gesintertes Material ist, kann es schwierig sein, eine Verarbeitung zum Erhalten der Form derart durchzuführen, dass der Querschnittsbereich S des Querschnitts senkrecht zu dem Bewegungspfad graduell in der Trennrichtung abnimmt. In diesem Fall kann der gewünschte Zwischenkontaktkörper 4 oder 24 durch Verwenden eines keramischen Harzes gebildet werden, solange dieses leitfähiges Material mit einem spezifischen elektrischen Widerstand ρ ist, so dass die vorliegende Offenbarung implementiert werden kann. Das keramische Harz hierin bezieht sich auf eine Mischung von thermoplastischem Harz, wie zum Beispiel Polyphenylensulfid (PPS) und einem leitfähigen keramischen körnigen Material, wie zum Beispiel Titanborid, bei einem vorbestimmten Verhältnis oder eine Mischung aus einem thermoplastischen Harz, einem isolierenden keramischen körnigen Material und einem beliebigen leitfähigen Füller bei einem vorbestimmten Verhältnis, das eine ausreichende Schmelzbarkeit während einem Spritzgießen eines thermoplastischen Harzes sicherstellen kann und das eine Zusammensetzung derart aufweist, dass resultierende gegossene Produkt eine elektrische Leitfähigkeit aufweist. Derartiges keramisches Harz kann zum Beispiel durch Vermindern des Zusammensetzungsverhältnisses von Titanborid (TiB2) erhalten werden, wie in dem ersten Vergleichsbeispiel in JP-A-2003-34751 erforderlich. Die Zusammensetzung des keramischen Harzes ist nicht auf das thermoplastische Harz und das leitfähige keramische körnige Material begrenzt und Fasern, wie zum Beispiel Glasfasern oder andere Additive, können wie erforderlich hinzugefügt werden.
In ähnlicher Weise kann der Zwischenkontaktkörper 4 oder 24 einer komplexen Form durch Verwenden eines unterschiedlichen Schmelzmaterials gegossen werden, wie zum Beispiel ein leitendes Harz mit einem niedrigen Widerstand, solange dieses ein leitfähiges Material mit einem elektrischen spezifischen Widerstand ρ derart ist, dass die vorliegende Erfindung implementiert werden kann. Der elektrische spezifische Widerstand ρ, so dass die vorliegende Erfindung implementiert werden kann, betrifft den elektrischen spezifischen Widerstand ρ in einem Bereich derart, dass die Entwicklung einer Bogenentladung um das proximale Ende des Zwischenkontaktkörpers und das distale Ende von diesem zuverlässig mit einer Größe des Zwischenkontaktkörpers verhindert werden kann, der an dem Kontakt kontaktierenden Strukturabschnitt angeordnet werden kann und mit dem Widerstandswert Rx von dem proximalen Ende zu dem distalen Ende, der gemäß dem elektrischen spezifischen Widerstand ρ des Zwischenkontaktkörpers berechnet wird.
Während die Ausführungsformen in Bezug auf die Kontakt kontaktierende Struktur beschrieben worden sind, die in einem elektrischen Verbinder mit einem Verbinderstecker und einer Verbinderbuchse bereitgestellt ist, kann eine Ausführungsform auf eine andere Kontakt kontaktierende Struktur als jene eines elektrischen Verbinders angewendet werden, wie zum Beispiel jene eines Relais oder eines Schalters, solange die Struktur einen ersten Kontakt und einen zweiten Kontakt umfasst, die in einer Kontaktrichtung und einer Trennrichtung entlang eines konstanten Bewegungspfades bewegt werden, um den ersten Kontakt zu verbinden oder zu trennen.
Die vorliegende Erfindung kann geeignet auf eine Kontakt kontaktierende Struktur für eine Hot-Line-Verbindung von Kontakten angewendet werden, die potentiell eine Bogenentladung verursachen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2010-56055 A [0003]
JP 63-86281 A [0004]
JP 4-2467 [0004]
JP 2003-34751 A [0078]

Claims

Kontakt kontaktierende Struktur, mit: einem ersten Kontakt; einem zweiten Kontakt; und einem Zwischenkontaktkörper, der elektrisch mit dem ersten Kontakt verbunden ist, der einen höheren elektrischen spezifischen Widerstand als der erste Kontakt aufweist und der kontinuierlich entlang eines Bewegungspfades des zweiten Kontakts für eine Verbindung mit oder einer Trennung von dem ersten Kontakt freigelegt ist, wobei der zweite Kontakt konfiguriert ist, sich von dem Zwischenkontaktkörper nach einem Kontaktieren des ersten Kontaktes und dann des Zwischenkontaktkörpers zu trennen, wenn dieser von dem ersten Kontakt in einer Trennrichtung entlang des Bewegungspfades bewegt wird; und der Zwischenkontaktkörper eine Form derart aufweist, dass ein Querschnittsbereich eines Querschnitts senkrecht zu dem Bewegungspfad graduell in der Trennrichtung zumindest in einem Abschnitt zwischen einem proximalen Ende, das elektrisch mit dem ersten Kontakt verbunden ist und einem distalen Ende in der Trennrichtung abnimmt.
Kontakt kontaktierende Struktur nach Anspruch 1, wobei der Zwischenkontaktkörper eine kegelstumpfartige, konische Form zwischen dem proximalen Ende und dem distalen Ende in der Trennrichtung mit um die Achse des Bewegungspfades aufweist, die hohl ist, und das distale Ende der kegelstumpfartigen, konischen Form ist an einer Position angeordnet, bei der eine Energie, die sich zwischen dem Zwischenkontaktkörper und dem zweiten Kontakt durch eine Spannung zwischen dem ersten Kontakt und dem zweiten Kontakt und einen Strom angesammelt hat, der zwischen dem ersten Kontakt und dem zweiten Kontakt fließt, wenn der erste Kontakt und der zweite Kontakt sich gegenseitig kontaktieren, niedriger als eine Energie ist, die eine Bogenentladung verursacht.
Kontakt kontaktierende Struktur nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Zwischenkontaktkörper aus einem Ferrit gebildet ist, das einen höheren elektrischen spezifischen Widerstand als der erste Kontakt aufweist, der ein Metall oder eine Legierung umfasst.
Kontakt kontaktierende Struktur nach Anspruch 3, wobei der zweite Kontakt einen proximalen Endkontaktabschnitt umfasst, der ein Metall oder eine Legierung umfasst, und einen Schutzkontaktabschnitt, der ferngelegen von dem proximalen Endkontaktabschnitt in der Trennrichtung und in einer herausragenden Weise um den zweiten Kontakt angeordnet ist, wobei der Schutzkontaktabschnitt ein Ferrit umfasst, und der Schutzkontaktabschnitt den Zwischenkontaktkörper an einer Position entlang des Bewegungspfades kontaktiert, an der der Zwischenkontaktkörper freigelegt ist und der proximale Endkontaktabschnitt den ersten Kontakt an einer Position entlang des Bewegungspfades kontaktiert, an der der erste Kontakt freigelegt ist.
Kontakt kontaktierende Struktur nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Zwischenkontaktkörper aus einem keramischen Harz mit einem höheren elektrischen spezifischen Widerstand als der erste Kontakt gebildet ist, der ein Metall oder eine Legierung umfasst.
Kontakt kontaktierende Struktur nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Zwischenkontaktkörper aus einem keramischen Harz mit einem höheren elektrischen spezifischen Widerstand als der erste Kontakt gebildet ist, der ein Metall oder eine Legierung umfasst.
Kontakt kontaktierende Struktur nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der zweite Kontakt ein Steckstift ist, der an einem männlichen Verbinder bereitgestellt ist und der erste Kontakt ein Buchsenkontakt ist, der an einem weiblichen Verbinder bereitgestellt ist, der konfiguriert ist, passend mit dem männlichen Verbinder zu verbinden und der einem Steckeinsatzloch gegenüberliegt, das einen Einsatz und eine Entfernung des Steckstiftes führt.