-
Technisches Gebiet
-
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Steckverbindung und insbesondere auf eine Hochstromsteckverbindung und eine Buchse dafür, die das Befestigen mittels eines elastischen elektrischen Leiters erreicht.
-
Hintergrund
-
Wenn eine Steckverbindung verwendet wird, um hohen elektrischen Strom zu übertragen, ist Sicherheit ein vorrangiges Anliegen und ein springender Punkt zum Bewerten der Qualität der Steckverbindung. Um die elektrische Verbindung schnell herzustellen, werden nicht Schrauben verwendet, sondern die Verbindung wird durch Einstecken hergestellt.
-
Eine Hochstromsteckverbindung zum Übertragen eines hohen elektrischen Stroms von zum Beispiel 100 bis 400 Ampere oder höher kann in Elektrofahrzeugen, Hybridfahrzeugen mit Öl und Elektrizität oder anderen Geräten, die einen hohen Strom erfordern, verwendet werden. Die herkömmliche Hochstromsteckverbindung enthält zum Beispiel ein Gehäuse und eine Kontaktzunge, die als ein Stecker dient, der in das Gehäuse eingeführt und in ihm angeordnet wird. Das Gehäuse und die Kontaktzunge bestehen aus einem leitfähigen Material und sind mit einem Kabel verbunden, um den Strom zu übertragen.
-
Es ist erforderlich, dass die Hochstromsteckverbindung eine kleine Größe aufweist, während sie einen zuverlässigen elektrischen Kontakt zwischen dem Gehäuse und dem Stecker herstellt. Zudem sollte der elektrische Strom sogar unter Schütteln oder Vibrationen einer Maschine gut übertragen werden, ohne Abrieb oder Abnutzung von Kontaktpunkten zu bewirken.
-
Soweit haben jedoch keine Hochstromsteckverbindungen die oben genannte Anforderung richtig erfüllt. In Hinblick darauf befasste sich der vorliegende Erfinder, um das obige Problem zu lösen, mit verwandter Technologie und stellte eine angemessene und effektive Lösung in der vorliegenden Offenbarung bereit.
-
US 3 074 046 A offenbart eine Steckverbindung, bei welcher Einführöffnungen, die zur Aufnahme kegelförmiger elektrisch leitender Stifte dienen, mit gewundenen elastischen elektrischen Leitern mit kegelförmiger Gestalt ausgestattet sind.
-
US 4 105 280 A offenbart einen Hochstrom-Steckverbinder, mit einer innen zylinderförmig ausgebildeten Buchse, die durch eine Feder vorgespannt in einen Sockel eingeführt ist. Durch einen kegelförmig ausgebildeten Kontaktstift wird die Buchse im eingeführten Zustand zwischen dem Stift und den Sockel festgeklemmt.
-
Zusammenfassung
-
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Hochstromsteckverbindung und eine Buchse dafür zu schaffen, wobei ein leitfähiges Element durch einen elastischen elektrischen Leiter fest befestigt wird, um eine sichere, zuverlässige und verbesserte Verbindungs- und Kontaktqualität bereitzustellen.
-
Dementsprechend stellt die vorliegende Erfindung gemäß Anspruch 1 eine Hochstromsteckverbindung bereit, die einen ersten Verbinder, einen elastischen elektrischen Leiter und einen zweiten Verbinder umfasst. Der erste Verbinder umfasst eine Einführöffnung. Der elastische elektrische Leiter umfasst einen elastischen Körper- und einen Einführraum, der in dem elastischen Körper gebildet ist. Der zweite Verbinder enthält ein leitfähiges Element, das in den Einführraum eingeführt ist. Das leitfähige Element ist durch den elastischen elektrischen Leiter mit dem ersten Verbinder elektrisch verbunden und ist in der Einführöffnung befestigt.
-
Der elastische Körper umfasst eine äußere Umfangsoberfläche, eine innere Umfangsoberfläche gegenüber der äußeren Umfangsoberfläche und eine Achse, die koaxial mit der äußeren Umfangsoberfläche und der inneren Umfangsoberfläche ist.
-
Die äußere Umfangsoberfläche oder die innere Umfangsoberfläche ist in Bezug auf die Achse geneigt.
-
Gemäß einer Ausführungsform ist die äußere Umfangsoberfläche in Kontakt mit einer Wandoberfläche der Einführöffnung und die innere Umfangsoberfläche ist in Kontakt mit einer Oberfläche des leitfähigen Elements.
-
Erfindungsgemäß hat die Einführöffnung eine kegelförmige Gestalt und der elastische elektrische Leiter hat eine kegelförmige Gestalt, die der kegelförmigen Einführöffhung entspricht.
-
Gemäß einer Ausführungsform hat der Einführraum eine zylinderförmige Gestalt und das leitfähige Element hat eine zylinderförmige Gestalt, die dem zylinderförmigen Einführraum entspricht.
-
Gemäß einer Ausführungsform umfasst der elastische elektrische Leiter ferner ein geschlossenes Ende an einem Ende des elastischen Körpers und einen Eingriffsabschnitt an einer äußeren Kante des anderen Endes des elastischen Körpers gegenüber dem geschlossenen Ende.
-
Gemäß einer Ausführungsform umfasst der erste Verbinder eine Vertiefung, die dem Eingriffsabschnitt entspricht, so dass der elastische elektrische Leiter in der Einführöffnung positioniert wird.
-
Die vorliegende Erfindung stellt ferner eine Buchse bereit, der eine Einführöffnung und einen elastischen elektrischen Leiter umfasst. Der elastische elektrische Leiter umfasst einen elastischen Körper, einen Einführraum innerhalb des elastischen Körpers und eine Achse der Einführöffnung, die koaxial mit dem Einführraum ist, wobei der elastische Körper eine äußere Umfangsoberfläche und eine innere Umfangsoberfläche gegenüber der äußeren Umfangsoberfläche umfasst und die äußere Umfangsoberfläche oder die innere Umfangsoberfläche in Bezug auf die Achse geneigt ist.
-
Die vorliegende Erfindung weist ferner die folgenden Vorteile auf. Die vorliegende Erfindung nutzt den elastischen elektrischen Leiter, der die Spirale aufweist. Wegen des elastischen Dehnens und der Gestaltanpassung des elastischen elektrischen Leiters berühren die äußeren Umfangsoberfläche und die innere Umfangsoberfläche jeweils eng die Einführöffnung des ersten Verbinders und das leitfähige Element des zweiten Verbinders, um eine sichere und zuverlässige Verbindung zu erreichen.
-
Der elastische elektrische Leiter der vorliegenden Erfindung weist eine stabile Struktur mit einer niedrigen Toleranz auf, stellt eine große Kontaktfläche bereit und kann leicht hergestellt werden. Falls der Verbinder Abrieb aufweist oder abgenutzt ist, kann die sichere Verbindung zwischen dem ersten Verbinder und dem zweiten Verbinder immer noch gewährleistet werden. Darüber hinaus kann der elastische elektrische Leiter eine Verschiebung oder Abweichung verhindern und einen korrekten Einführwinkel gewährleisten, um dadurch einen schlechten elektrischen Kontakt zu vermeiden.
-
Figurenliste
-
Die Offenbarung wird aus der genauen Beschreibung vollständiger verstanden werden und die hier unten gegebenen Zeichnungen sind nur zur Darstellung und beschränken somit nicht die Offenbarung, wobei
- 1 eine perspektivische Ansicht ist, die eine Hochstromsteckverbindung der vorliegenden Erfindung zeigt;
- 2 eine perspektivische Ansicht ist, die einen elastischen elektrischen Leiter gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
- 3 eine Querschnittsansicht ist, die den elastischen elektrischen Leiter zeigt;
- 4 eine teilweise Querschnittsansicht ist, die einen nicht verbundenen Zustand gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
- 5 eine Querschnittsansicht ist, die einen Einführvorgang gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
- 6 eine weitere Querschnittsansicht ist, die einen Einführvorgang gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
- 7 eine teilweise Querschnittsansicht ist, die einen Einführvorgang gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
- 8 eine teilweise Querschnittsansicht gemäß einer dritten Ausführungsform, die nicht der vorliegenden Erfindung entspricht;
- 9 eine teilweise Querschnittsansicht gemäß einer vierten Ausführungsform, die nicht der vorliegenden Erfindung entspricht und
- 10 eine schematische Ansicht ist, die den elastischen elektrischen Leiter gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
-
Genaue Beschreibung
-
Genaue Beschreibungen und technische Inhalte der vorliegenden Erfindung sind unten in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen dargestellt. Es ist jedoch selbstverständlich, dass die hier offenbarten Beschreibungen und beigefügten Zeichnungen lediglich darstellend und beispielhaft sind und nicht dafür bestimmt sind, den Umfang der vorliegenden Erfindung einzuschränken.
-
Bezugnehmend auf 1 bis 4 stellt die vorliegende Erfindung eine Hochstromsteckverbindung bereit, die einen ersten Verbinder 100, einen elastischen elektrischen Leiter 150 und einen zweiten Verbinder 200 umfasst. Gemäß der ersten Ausführungsfonn, die in den Zeichnungen gezeigt ist, ist der erste Verbinder 100 und der zweite Verbinder 200 jeweils ein säulenförmiger Verbinder, der mit einem Kabel (nicht dargestellt) elektrisch verbunden ist. Mittels einer Verbindung zwischen dem ersten Verbinder 100 und dem zweiten Verbinder 200 können Ströme von 100 bis 400 Ampère oder höher übertragen werden. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diesen bestimmten Typ oder den äußeren Entwurf des ersten Verbinders 100 und des zweiten Verbinders 200 in dieser Ausführungsform beschränkt.
-
Der erste Verbinder 100 ist zum Beispiel eine Buchse. Der erste Verbinder 100 umfasst eine Einführöffnung 110. Der elastische elektrische Leiter 150 ist in der Einführöffnung 110 untergebracht. Der elastische elektrische Leiter 150 umfasst einen elastischen Körper 160, einen Einführraum 170, der innerhalb des elastischen Körpers 160 gebildet ist, und mehrere Spalte 180, die auf dem elastischen Körper 160 gebildet sind. Der zweite Verbinder 200 ist zum Beispiel ein Stecker. Der zweite Verbinder 200 umfasst ein leitfähiges Element 210, das in den Einführraum 170 eingeführt wird. Das leitfähige Element 210 ist durch den elastischen elektrischen Leiter 150 mit dem ersten Verbinder 100 elektrisch verbunden und ist durch die dehnbare Konfiguration der Spalte 180 in der Einführöffnung 110 befestigt.
-
Bezugnehmend auf 2, 3 und 10 bestehen die Einführöffnung 110, das leitfähige Element 210 und der elastische elektrische Leiter 150 aus einem leitfähigen Material wie Kupfer, Eisen oder einer Legierung davon. Der elastische Körper 160 umfasst ferner eine äußere Umfangsoberfläche 152, eine innere Umfangsoberfläche 154 gegenüber der äußeren Umfangsoberfläche 152 und eine Achse 156, die koaxial mit der äußeren Umfangsoberfläche 152 und der inneren Umfangsoberfläche 154 ist. In der vorliegenden Ausführungsform ist die äußere Umfangsoberfläche 152 in Bezug auf die Achse 156 geneigt und die innere Umfangsoberfläche 154 ist parallel zu der Achse 156.
-
Mit anderen Worten, die Einführöffnung 110 des ersten Verbinders 100 hat eine kegelförmige Gestalt und der elastische elektrische Leiter 150 hat eine kegelförmige Gestalt, die der kegelförmigen Einführöffnung 110 entspricht. Der Einführraum 170 des elastischen elektrischen Leiters 150 hat eine zylinderförmige Gestalt und das leitfähige Element 210 hat eine zylinderförmige Gestalt, die dem zylinderförmigen Einführraum 170 entspricht.
-
In der Ausführungsform, die in 8 und 9 gezeigt ist und nicht der vorliegenden Erfindung entspricht, ist die innere Umfangsoberfläche 154 in Bezug auf die Achse 156 geneigt und die äußere Umfangsoberfläche 152 ist parallel zu der Achse 156. Mit anderen Worten, die Einführöffnung 110 des ersten Verbinders 100 hat eine zylinderförmige Gestalt und der elastische elektrische Leiter 150 hat eine zylinderförmige Gestalt, die der zylinderförmigen Einführöffnung 110 entspricht. Der Einführraum 170 des elastischen elektrischen Leiters 150 hat eine kegelförmige Gestalt und das leitfähige Element 210 hat eine kegelförmige Gestalt, die dem kegelförmigen Einführraum 170 entspricht.
-
Jeder Spalt 180 durchdringt bevorzugt die äußere Umfangsoberfläche 152 und die innere Umfangsoberfläche 154 und die Spalten 180 sind verbunden, um eine Spirale S zu bilden, so dass der elastische elektrische Leiter 150 eine zylinderförmige Spiralfeder, eine kegelförmige Spiralfeder oder eine andere geeignete Spiralfeder sein kann.
-
Bezugnehmend auf 5 und 6 ist dann, wenn der elastische elektrische Leiter 150 in die Einführöffnung 110 des ersten Verbinders 100 eingeführt wird, der elastische elektrische Leiter 150 kürzer als die Einführöffnung 110. An diesem Punkt ist die äußere Umfangsoberfläche 152 des elastischen elektrischen Leiters 150 in Kontakt mit einer Wandoberfläche der Einführöffnung 110 und die innere Umfangsoberfläche 154 ist in Kontakt mit einer ringförmigen Oberfläche des leitfähigen Elements 210. Wenn das leitfähige Element 210 des zweiten Verbinders 200 in der Einführöffnung 110 des ersten Verbinders 100 eingeführt wird und einen Boden des elastischen elektrischen Leiters 150 drückt, wird jeder Spalt 180 größer.
-
Nämlich wird der kegelförmige elastische elektrische Leiter 150 gemäß der ersten Ausführungsform durch das leitfähige Element 210 gedrückt, um sich elastisch zu dehnen, und als eine Folge wird jeder Spalt 180 größer. Da der elastische elektrische Leiter 150 Elastizität aufweist und seine Gestalt der Einführöffnung 110 entspricht, berührt die äußere Umfangsoberfläche 152 eng die Wandoberfläche der Einführöffnung 110 und die innere Umfangsoberfläche klemmt zur gleichen Zeit fest das leitfähige Element 210. Auf diese Weise kann die vorliegende Erfindung eine überlegene Verbindung zwischen dem ersten Verbinder 100 und dem zweiten Verbinder 200 erreichen und kann dadurch eine sichere, zuverlässige und stabile Verbindungsqualität bereitstellen.
-
Bitte beziehen Sie sich auf 7, die eine teilweise Querschnittsansicht gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. In dieser Ausführungsform umfasst der elastische elektrische Leiter 150 ferner ein geschlossenes Ende 162 an einem Ende des elastischen Körpers 160 und einen Eingriffsabschnitt 164 an einer äußeren Kante des anderen Endes des elastischen Körpers 160 gegenüber dem geschlossenen Ende 162. Der erste Verbinder 100 umfasst eine Vertiefung 112, die dem Eingriffsabschnitt 164 entspricht, so dass der elastische elektrische Leiter 150 in die Einführöffnung 110 positioniert ist. Wie in 7 gezeigt, ist der Eingriffsabschnitt 164 zum Beispiel ein Flansch, so dass ein Ende des elastischen elektrischen Leiters 150 an einer vorderen Kante der Einführöffnung 110 positioniert werden kann. Als eine Folge wird dann, wenn das leitfähige Element 210 in den elastischen elektrischen Leiter 150 eingeführt wird, verhindert, dass ein Ende des elastischen Körpers 160 in Richtung eines Bodens der Einführöffnung 110 gedrückt wird, um den Klemmeffekt zu beeinträchtigen, dass der elastische elektrische Leiter 150 das leitfähige Element 210 klemmt und die Wandoberfläche der Einführöffnung 110 berührt.
-
Bitte beziehen Sie sich auf 8, die eine teilweise Querschnittsansicht gemäß der dritten Ausführungsform darstellt. Diese Ausführungsform ist von der oben genannten Ausführungsform dadurch verschieden, dass die dritte Ausführungsform eine andere Konfiguration für den festen Klemmeffekt aufweist. Die Einführöffnung 110 des ersten Verbinders 100 hat eine zylinderförmige Gestalt und der elastische elektrische Leiter 150 hat eine zylinderförmige Gestalt. Das leitfähige Element 210 hat eine kegelförmige Gestalt und der Einführraum 170 hat eine kegelförmige Gestalt. Wenn das leitfähige Element 210 in die Einführöffnung 110 des elastischen elektrischen Leiters 150 eingeführt wird, dehnt sich der elastische Körper 160 elastisch, wenn er durch das leitfähige Element 210 gedrückt wird. Das zylinderförmige leitfähige Element 210 bewegt sich in den entsprechenden Einführraum 170, so dass die innere Umfangsoberfläche 154 des elastischen elektrischen Leiters 150 fest klemmt und das leitfähige Element 210 berührt, und die äußere Umfangsoberfläche 152 berührt auch die Wandoberfläche der Einführöffnung 110.
-
Darüber hinaus umfasst der elastische elektrische Leiter 150 einen Kontaktabschnitt 190 zwischen jeweils zwei benachbarten Spalten 180. In der ersten Ausführungsform wird bevorzugt, dass die Dicke von jedem Kontaktabschnitt 190 allmählich in Richtung des Bodens der Einführöffnung 110 abnimmt. In der Ausführungsform, die in 8 gezeigt ist, wird jedoch bevorzugt, dass die Dicke von jedem Kontaktabschnitt 190 allmählich in Richtung des Bodens der Einführöffnung 110 zunimmt, und ein Querschnitt von jedem Kontaktabschnitt 190 ist bevorzugt in einer rechteckigen Gestalt. In der Ausführungsform, die in 9 gezeigt ist, ist ein Querschnitt von jedem Kontaktabschnitt 190 jedoch bevorzugt in einer kreisförmigen Gestalt und die Gestalt des Querschnitts von jedem Kontaktabschnitt 190 kann gemäß dem Typ des elastischen Körpers 160 variieren.
-
Bezugnehmend auf 1 bis 10 wird eine Buchse 100 für die Verwendung mit einem Stecker 200 bereitgestellt, der ein leitfähiges Element 210 aufweist. Die Buchse 100 enthält eine Einführöffnung 110 und einen elastischen elektrischen Verbinder 150. Der elastische elektrische Leiter 150 ist in der Einführöffnung 110 untergebracht. Der elastische elektrische Leiter 150 weist einen elastischen Körper 160, einen Einführraum 170 innerhalb des elastischen Körpers 160 und eine Achse 156, die koaxial mit der Einführöffnung 110 und dem Einführraum 170 ist, auf.
-
Der elastische Körper 160 umfasst eine äußere Umfangsoberfläche 152 und eine innere Umfangsoberfläche 154 gegenüber der äußeren Umfangsoberfläche 152 und die äußere Umfangsoberfläche 152 und die innere Umfangsoberfläche 154 sind koaxial mit der Achse 156. Die äußere Umfangsoberfläche 152 oder die innere Umfangsoberfläche 154 ist in Bezug auf die Achse 156 geneigt. In der Ausführungsform, die in 4 bis 7 gezeigt ist, hat die Einführöffnung 110 eine kegelförmige Gestalt, die äußere Umfangsoberfläche 152 des elastischen elektrischen Leiters 150 bildet eine kegelförmige Gestalt, die dem kegelförmigen Einführöffnung 110 entspricht, und der Einführraum 170 hat eine zylinderförmige Gestalt, um das Einführen des zylinderförmigen leitfähigen Elements 210 zu erleichtern. In der Ausführungsform, die in 8 und 9 gezeigt ist, hat die Einführöffnung 110 jedoch eine zylinderförmige Gestalt, die äußere Umfangsoberfläche 152 des elastischen elektrischen Leiters 150 hat eine zylinderförmige Gestalt, die dem zylinderförmigen Einführöffnung 110 entspricht, und der Einführraum 170 hat eine kegelförmige Gestalt, um das Einführen des kegelförmigen leitfähigen Elements 210 zu erleichtern.
-
Andere Einzelheiten, die die Struktur der Buchse 100 und die Verbindung zwischen der Buchse 100 und dem Stecker 200 betreffen, sind in der oben genannten Ausführungsform beschrieben, so dass eine genaue Beschreibung hier der Kürze halber ausgelassen ist.
-
Es ist selbstverständlich, dass die obigen Beschreibungen lediglich die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind und nicht dafür bestimmt sind, den Umfang der vorliegenden Erfindung zu beschränken. Äquivalente Änderungen und Abwandlungen, die im Geist der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden, werden so betrachtet, dass sie innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung fallen.
