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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Anschluß und eine Anschlußkopplung insbesondere für eine elektrische Verbindung in einer Hochspannungsanwendung, wie beispielsweise einem Kraftfahrzeug, auf eine Verwendung des Anschlusses bzw. Kontakts, beispielsweise für ein Anschlußpaar, für einen Verbinder oder dgl., für ein Kraftfahrzeug, für einen Verbindungs- oder Anschlußkasten, für eine Unterbrechervorrichtung und dgl., oder in einem Motor, welche(r) wenigstens einen oben erwähnten Anschluß beinhalten(t).
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In einigen Fällen wird ein Verbinder, welcher für ein Kraftfahrzeug oder dgl. dient, mit einer Frequenz von einmal in einigen Monaten bis in einigen Jahren für eine Wartung und Überprüfung des Kraftfahrzeugs entfernt. Es besteht jedoch eine Gefahr, daß eine Lichtbogenentladung zwischen Anschlüssen bzw. Kontakten des Verbinders in einem Moment erzeugt bzw. generiert wird, in welchem Anschlüsse dieser Verbinder getrennt werden. Insbesondere ist seit kurzem eine Batteriespannung nicht mehr auf ein konventionelles Niveau von etwa 12 V Gleichspannung (DC) beschränkt und ein Erfordernis bzw. eine Nachfrage nach einer höheren Spannung, wie beispielsweise 36 V DC, liegt vermehrt vor, und es besteht daher eine Gefahr, daß ein bedeutend bzw. beträchtlich großer Bogen bzw. Lichtbogen erzeugt wird. In einem derartigen Fall kann ein Fall vorliegen, daß der Anschluß bzw. Kontakt aufgrund dieses Phänomens beschädigt wird. Beispielsweise weist ein Vater- bzw. Steckeranschluß üblicherweise eine stangenartige oder eine plattenartige Form auf und ein distaler Endabschnitt davon weist eine etwas zugespitzte Form auf, um das Einsetzen des aufzunehmenden Steckeranschlusses in einen Mutter- bzw. Buchsenanschluß zu erleichtern. Aufgrund der Wiederholung des oben erwähnten Eingriffs und einer Entfernung des Anschlusses und der Erzeugung einer Lichtbogenentladung, welche auf den Eingriff und eine Entfernung des Anschlusses folgt, wird der ursprünglich bzw. ausgehend zugespitzte, distale Endabschnitt geschmolzen, wird leicht zu einem proximalen Abschnitt bewegt und wird durch ein Abkühlen verfestigt, und es wird somit der distale Endabschnitt abgerundet und aufgeweitet. Es besteht daher eine Möglichkeit, daß der Anschluß beträchtlich deformiert wird. Dementsprechend besteht eine Gefahr, welche Anlaß zu einem Kontaktfehler und in einem schlimmsten Fall bewirkt, daß der Steckeranschluß nicht in den Buchsenanschluß eingesetzt werden kann; siehe beispielsweise japanische Patentveröffentlichung Nr.
JP 2001-266985 A und japanische Patentveröffentlichung Nr.
JP 2001-266986 A .
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Patentdokument
DE 698 14 657 beschreibt eine Kupferlegierung und insbesondere eine Kupferlegierung, die besonders gut für elektrische und elektronische Zwischenverbindungskomponenten und für Schaltzwecke mit Einschluss eines Hochtempaturschaltens geeignet ist (vgl. Seite 2, Absatz [0001]).
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Patentdokument
GB 2,111,306 beschreibt eine Kupferlegierung für elektrische Schaltkontakte mit einer chemischen Zusammensetzung von 0,025 bis 0,04% an Phosphor, 0,05 bis 0,15% an Eisen und 99,8% oder mehr an Kupfer mit in dem Kupfer kristallisiertem Eisenphosphid (vgl. beispielsweise die Zusammenfassung).
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Patentdokument
US 4,337,089 beschreibt Kupfer-Nickel-Zinn-Legierungen für Leitermaterialien, welche aus einem Ausgangsmaterial hergestellt werden, welches 0,5 bis 3,0 Gew.-% Ni, 0,3 bis 0,9 Gew.-% Sn, 0,01 bis 0,2 Gew.-% P und 0 bis 0,35 Gew.-% von mindestens einem von Mn und Si enthält, wobei der Rest Cu ist (vgl. beispielsweise die Zusammenfassung).
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Herkömmlicherweise wurde Messing, welches eine auf Cu-Zn basierende Legierung ist, als ein Basismaterial für einen Anschluß bzw. Kontakt verwendet und dieses Basismaterial enthält ungefähr 35 Massen-% Zn (Siedepunkt: 907°C). Weiter gibt es einen Fall, daß ein Anschluß für Leitungen zum Übertragen und Empfangen von elektrischen Signalen reines Kupfer als ein Basismaterial davon benutzt, obwohl der Anschluß nicht als ein Verbinder dient.
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Dementsprechend ist es das der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Problem, einen Anschluß, beispielsweise für ein Anschlußpaar zur Verfügung zu stellen, welcher wirksam die Erzeugung einer Lichtbogenentladung unterdrücken kann, selbst wenn eine zwischen den Anschlüssen angelegte Spannung erhöht wird.
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Dieses Problem wird durch die in den Ansprüchen gekennzeichneten Ausführungsformen gelöst.
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Die vorliegende Erfindung stellt einen Anschluß, eine Verwendung davon, insbesondere für eine Anschlußkopplung bzw. ein Anschlußpaar, einen Verbinder, einen Anschlußkasten, eine Unterbrechervorrichtung oder dgl., zur Verfügung, welche(r) mit wenigstens einem Anschluß für ein Kraftfahrzeug versehen ist, und einen Anschluß für einen Motor, welcher mit wenigstens einem erfindungsgemäßen Anschluß versehen ist, welcher wirksam die Erzeugung einer Lichtbogenentladung unterdrücken kann, selbst wenn eine zwischen den Anschlüssen angelegte Spannung erhöht wird.
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Der lichtbogenbeständige Anschluß der vorliegenden Erfindung kann in geeigneter Weise in einem Verbinder für ein Kraftfahrzeug, einem Anschluß- oder Verbindungskasten, einer Unterbrechervorrichtung und einem Motor, welcher mit einem Verbinderabschnitt versehen ist, und dgl. verwendet werden.
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Insbesondere liegt das Wesen eines lichtbogenbeständigen Anschlusses gemäß der vorliegenden Erfindung darin, daß ein Basismaterial eines elektrischen Kontaktabschnitts aus einem auf Metall basierenden Material ausgebildet ist, welches P zu nicht mehr als 0,06 Massen-%, wenigstens eine Art eines Metalls, ausgewählt aus einer Gruppe, bestehend aus Cu, Ni und Sn, und unvermeidbare Verunreinigungen umfasst, wobei eine Oberfläche des Basismaterials des elektrischen Kontaktabschnitts mit wenigstens einer Art eines Metalls plattiert ist, ausgewählt aus einer Gruppe, bestehend aus Sn, Ni, Au und Ag, und wenn ein Abschnitt des Anschlusses, welcher sich in Kontakt mit einem elektrischen Kontaktabschnitt eines anderen Anschlusses befindet, wenn der Anschluß tatsächlich in Eingriff mit einem anderen Anschluß steht, als ein Hauptkontaktabschnitt definiert ist, und ein Abschnitt des Anschlusses, welcher zuletzt von dem elektrischen Kontaktabschnitt des anderen Anschlusses getrennt wird, wenn der Anschluß von dem anderen Anschluß getrennt wird, als ein abschließender Kontaktabschnitt definiert ist, die Dicke der Plattierung des abschließenden Kontaktabschnitts und der Umgebung davon geringer als die Dicke der Plattierung des Hauptkontaktabschnitts ist oder der abschließende Kontaktabschnitt und die Umgebung davon keine Plattierung aufweisen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann das auf Metall basierende Material aus P zu nicht mehr als 0,06 Massen-%, Sn zu nicht mehr als 6 Massen-%, 0% ausgenommen, Cu und unvermeidbaren Verunreinigungen bestehen. Alternativ kann das auf Metall basierende Material aus P zu nicht mehr als 0,05 Massen-%, Sn zu nicht mehr als 0,9 Massen-%, 0% ausgenommen, Ni zu nicht mehr als 1 Massen-%, 0% ausgenommen, Cu und unvermeidbaren Verunreinigungen bestehen.
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In noch einer anderen bevorzugten Ausführungsform besteht das auf einem Metall basierende Material aus P zu nicht mehr als 0,06 Massen-%, wenigstens einer Art von Metall, ausgewählt aus einer Gruppe, bestehend aus Fe, W, Ag, Al, Mo und Au, zu insgesamt nicht mehr als 0,6 Massen-%, 0% ausgenommen, wenigstens einer Art von Metall, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Cu, Ni und Sn, und unvermeidbaren Verunreinigungen. Insbesondere kann das auf Metall basierende Material aus P zu nicht mehr als 0,06 Massen-%, Fe zu nicht mehr als 0,4 Massen-%, 0% ausgenommen, wenigstens einer Art von Metall, ausgewählt aus einer Gruppe, bestehend aus Cu, Ni und Sn, und unvermeidbaren Verunreinigungen bestehen. Noch bevorzugter kann das auf Metall basierende Material aus P zu 0,025 bis 0,04 Massen-%, Fe zu 0,05 bis 0,15 Massen-%, Sn zu 1,8 bis 2,2 Massen-%, Cu und unvermeidbaren Verunreinigungen bestehen. Alternativ kann ein auf Metall basierendes Material verwendet werden, das aus P zu nicht mehr als 0,06 Massen-%, Ag zu nicht mehr als 0,6 Massen-%, 0% ausgenommen, Cu und unvermeidbaren Verunreinigungen besteht.
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Eine weitere Ausführungsform wird durch ein auf Metall basierendes Material repräsentiert, das aus P zu 0,05 Massen-%, Sn zu nicht mehr als 1,7 Massen-%, 0% ausgenommen, Fe zu nicht mehr als 0,15 Massen-%, 0% ausgenommen, Zn zu nicht mehr als 0,1 Massen-%, 0% ausgenommen, Cu und unvermeidbaren Verunreinigungen besteht. Noch eine andere Ausführungsform ist ein auf Metall basierendes Material, das aus P zu nicht mehr als 0,03 Massen-%, C zu nicht mehr als 0,05 Massen-%, 0% ausgenommen, Si zu nicht mehr als 1,5 Massen-%, 0% ausgenommen, Mn zu nicht mehr als 2,0 Massen-%, 0% ausgenommen, S zu nicht mehr als 0,03 Massen-%, 0% ausgenommen, Cr zu nicht mehr als 1,5 Massen-%, 0% ausgenommen, Fe zu nicht mehr als 0,4 Massen-%, 0% ausgenommen, Ni und unvermeidbaren Verunreinigungen besteht.
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In einer anderen speziellen Ausführungsform besteht das auf Metall basierende Material aus P zu nicht mehr als 0,06 Massen-%, Be zu nicht mehr als 2 Massen-%, 0% ausgenommen, Cu und unvermeidbaren Verunreinigungen. In noch einer anderen spezifischen Ausführungsform besteht das auf Metall basierende Material aus P zu nicht mehr als 0,045 Massen-%, C zu nicht mehr als 0,08 Massen-%, Si zu nicht mehr als 1,00 Massen-%, Mn nicht mehr als 2,00 Massen-%, S zu nicht mehr als 0,030 Massen-%, Ni zu 8,00 bis 10,50 Massen-%, Cr zu 18,00 bis 20,00 Massen-%, Fe und unvermeidbaren Verunreinigungen.
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Darüber hinaus liegt insbesondere das Wesen eines lichtbogenbeständigen Anschlusses gemäß der vorliegenden Erfindung darin, daß ein Basismaterial eines elektrischen Kontaktabschnitts davon aus einem auf Metall basierenden Material gebildet ist, welches nicht weniger als 80 Massen-%, vorzugsweise nicht weniger als 95 Massen-%, noch bevorzugter nicht weniger als 99 Massen-%, eines Metalls enthält, welches einen Siedepunkt von nicht weniger als 1000°C aufweist, wobei eine Oberfläche des Basismaterials des elektrischen Kontaktabschnitts mit wenigstens einer Art eines Metalls plattiert ist, ausgewählt aus einer Gruppe, bestehend aus Sn, Ni, Au und Ag, und wenn ein Abschnitt des Anschlusses, welcher sich in Kontakt mit einem elektrischen Kontaktabschnitt eines anderen Anschlusses befindet, wenn der Anschluß tatsächlich in Eingriff mit einem anderen Anschluß steht, als ein Hauptkontaktabschnitt definiert ist, und ein Abschnitt des Anschlusses, welcher zuletzt von dem elektrischen Kontaktabschnitt des anderen Anschlusses getrennt wird, wenn der Anschluß von dem anderen Anschluß getrennt wird, als ein abschließender Kontaktabschnitt definiert ist, die Dicke der Plattierung des abschließenden Kontaktabschnitts und der Umgebung davon geringer als die Dicke der Plattierung des Hauptkontaktabschnitts ist oder der abschließende Kontaktabschnitt und die Umgebung davon keine Plattierung aufweisen, wobei der lichtbogenbeständige Anschluß fähig ist, eine Lichtbogenentladung bei einem Trennen des Anschlusses unter Bedingungen zu unterdrücken, worin eine Spannung zwischen dem lichtbogenbeständigen Anschluß und einem zweiten Anschluß unmittelbar nach einer Trennung davon 20 V bis 60 V Gleichspannung (DC), vorzugsweise 36 V bis 60 V DC, beträgt, und ein Strom zwischen den Anschlüssen während eines Kontakts 6 A bis 30 A beträgt.
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Im Zuge der vorliegenden Erfindung wurde gefunden, daß in Bezug auf einen Anschluß bei einer Verwendung eines niedrigen Stroms, wie beispielsweise eines konventionellen Anschlusses für eine Verwendung bei einer Signalübertragung oder eines Anschlusses bei einer Verwendung mittlerer Spannung, wie beispielsweise eines Anschlusses bei einer Verwendung mit 12 V DC, ein Unterschied in einer Lichtbogenbeständigkeit überhaupt nicht zwischen dem Anschluß, dessen Basismetall aus Messing gebildet ist, und dem Anschluß gefunden wird, dessen Basismetall aus einem auf Metall basierenden Material gebildet ist, welches nicht weniger als 80 Massen-% eines Metalls enthält, welches einen Siedepunkt von nicht weniger als 1000°C (Material mit hohem Siedepunkt) enthält. Im Gegensatz dazu wird, wenn eine hohe Spannung an die Anschlüsse angelegt wird, die Lichtbogenentladung in dem Anschluß erzeugt, dessen Basismetall aus Messing hergestellt ist, während die Lichtbogenentladung beträchtlich in dem Anschluß unterdrückt werden kann, dessen Basismetall ein auf Metall basierendes Material ist, welches nicht weniger als 80 Massen-%, vorzugsweise nicht weniger als 95 Massen-%, noch bevorzugter nicht weniger als 99 Massen-% eines Metalls enthält, das einen Siedepunkt von nicht weniger als 1000°C (Material mit hohem Siedepunkt) aufweist. wenn dieses Phänomen in größerem Detail analysiert wurde, wurde gefunden, daß, wenn eine Rate einer Metallkomponente, welche einen hohen Siedepunkt aufweist, in dem Basismetall hoch ist, der Anschluß eine exzellente Lichtbogenbeständigkeit im Vergleich zu dem Anschluß, dessen Basismetall aus Messing hergestellt ist, ausschließlich zum Zeitpunkt eines Anlegens einer hohen Spannung aufweist.
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Das Metall, welches einen Siedepunkt von nicht weniger als 1000°C aufweist, ist vorzugsweise eines, welches ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Cu, Ni, Sn, Fe, Ag, Al, Au und Pt, bevorzugter Cu, Ni und Sn, und noch bevorzugter Cu und Ni.
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In dieser Beschreibung bedeutet eine Spannung eine Gleichspannung (DC). Noch weiter nimmt die Spannung zwischen Anschlüssen bzw. Kontakten unmittelbar nach einer Trennung einen wert gleich derjenigen einer Batteriespannung an, wenn der Anschluß oder der Verbinder in einem Kraftfahrzeug angewandt wird. Dann wird beispielsweise erkannt, daß die Beschreibung ”36 V DC” eine Breite von etwa ±1 V aufweist.
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Der lichtbogenbeständige Verbinderanschluß gemäß der vorliegenden Erfindung wird vorzugsweise in einer Anwendung verwendet, in welcher eine Spannung zwischen Anschlüssen unmittelbar nach einer Trennung (auch nachfolgend einfach als ”Spannung zwischen Anschlüssen” bezeichnet) 36 V bis 60 V DC bzw. Gleichspannung beträgt und ein Strom zwischen Anschlüssen zu der Zeit eines Kontakts (nachfolgend auch einfach als ”Strom zwischen Anschlüssen” bezeichnet) 6 A bis 30 A beträgt. Spezifisch in der Anwendung mit derartigen Spannungs- und Strombereichen kann, während der konventionelle bzw. bekannte Verbinderanschluß eine Lichtbogenentladung erzeugt, die Lichtbogenentladung durch die Anwendung der vorliegenden Erfindung unterdrückt werden. Unter den oben erwähnten Bereichen einer Spannung zwischen Anschlüssen und eines Stroms zwischen Anschlüssen sind die bevorzugteren praktischen Bereiche, daß die Spannung zwischen Anschlüssen unmittelbar nach einer Trennung 36 V DC oder 42 V DC beträgt und der Strom zwischen Anschlüssen zu dem Zeitpunkt eines Kontakts 10 A bis 30 A beträgt. Hier ist die Trennungsgeschwindigkeit des Anschlusses nicht besonders beschränkt. Beispielsweise ist es möglich, sicher die Lichtbogenentladung zu unterdrücken, solange die Trenngeschwindigkeit der Anschlüsse in einen Bereich von etwa 30 bis 600 mm/min, insbesondere etwa 40 bis 550 mm/min fällt.
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Der Verbinderanschluß gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Anschluß, welcher Elektrizität durch ein Kontaktieren eines anderen Anschlusses zuführt, und das Basismaterial des elektrischen Kontaktabschnitts ist aus einem auf Metall basierenden Material ausgebildet, welches nachfolgend in größerem Detail beschrieben wird. Es ist auch eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, daß der Verbinderanschluß der vorliegenden Erfindung ein Anschluß ist, welcher Elektrizität bei einem Kontaktieren eines anderen Anschlusses liefert, und wobei ein Abstand bzw. Bereich davon, welcher wenigstens teilweise von dem elektrischen Kontaktabschnitt eines anderen Anschlusses getrennt ist, wenn der Anschluß von einem anderen Anschluß getrennt wird, als ein endgültiger bzw. abschließender Kontaktabschnitt angenommen wird, wobei wenigstens der abschließende Kontaktabschnitt aus auf Metall basierenden Materialien gebildet ist, welche nachfolgend beschrieben sind.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beinhaltet das auf Metall basierende Material insgesamt nicht weniger als 80 Massen-% von wenigstens einer Art eines Metalls, ausgewählt aus einer Gruppe, bestehend aus Cu, Ni und Sn, und in welchem ein Gehalt einer Komponente, welche einen Siedepunkt von weniger als 2000°C aufweist, nicht mehr als 1,5 Massen-%, insbesondere nicht mehr als 0,4 Massen-%, noch bevorzugter nicht mehr als 0,15 Massen-% beträgt. Der Grund liegt darin, daß die Komponente, welche einen Siedepunkt von weniger als 2000°C aufweist, anfällig ist, daß sie leicht aufgrund der Hitze verdampft wird, welche durch eine hohe Spannung und einen hohen Strom erzeugt wird, und eine Lichtbogenentladung bewirken kann. Dementsprechend ist es bevorzugt, einen Gehalt einer derartigen Komponente auf einen Wert einzustellen bzw. festzulegen, welcher nicht geringer als eine festgelegte Menge ist. Die Komponente, welche einen Siedepunkt von weniger als 2000°C aufweist, ist wenigstens eine Art einer Komponente, welche ausgewählt ist aus einer Gruppe, bestehend aus Zn, Mg, Pb und P. Es ist weiter bevorzugt, daß ein Rest des auf Metall basierenden Materials wenigstens eine Art eines Metalls ist, ausgewählt aus einer Gruppe, bestehend aus Fe, W, Ag, Al, Mo und Au. Eine Gruppe dieser Metalle zeigt die exzellente Lichtbogenbeständigkeit nahe einer Gruppe, bestehend aus Cu, Ni und Sn, und es ist daher zugelassen, daß sie als Komponenten des auf Metall basierenden Materials mit einer festgelegten Menge enthalten sind.
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Ein bevorzugtes Anschluß-Basismaterial ist wie folgt: Das Anschluß-Basismaterial ist ein Basismaterial, in welchem ein Gesamtgehalt an Zn und P 0 bis 0,40 Massen-%, insbesondere 0 bis 0,15 Massen-%, beträgt, ein Gesamtgehalt an Fe, W, Ag, Al, insbesondere Fe, 0 bis 10 Massen-%, insbesondere 0 bis 5 Massen-%, noch bevorzugter 0 bis 0,2 Massen-% beträgt, und der Rest von Cu, Sn und/oder Ni und unvermeidbaren Verunreinigungen gebildet wird. Insbesondere kann das Anschluß-Basismaterial aus einem Basismaterial gebildet sein, in welchem ein Gehalt an Cu nicht weniger als 90 Massen-% beträgt und ein Gesamtgehalt an Zn und P nicht mehr als 0,40 Massen-%, beinhaltend 0 Massen-%, beträgt. Vorzugsweise ist das Anschluß-Basismaterial aus einem Basismaterial gebildet, in welchem nicht nur ein Gehalt an Cu nicht weniger als 90 Massen-% beträgt und ein Gesamtgehalt an Zn und P nicht mehr als 0,40 Massen-%, beinhaltend 0 Massen-%, beträgt, sondern auch ein Gesamtgehalt an Komponenten, welche einen Siedepunkt von weniger als 1000°C aufweisen, nicht mehr als 0,40 Massen-% (beinhaltend 0 Massen-%) beträgt. Noch bevorzugter ist das Anschluß-Basis- material aus einem Basismaterial gebildet, in welchem nicht nur ein Gehalt an Cu nicht weniger als 90 Massen-% beträgt und ein Gesamtgehalt an Zn und P nicht mehr als 0,40 Massen-%, beinhaltend 0 Massen-%, beträgt, sondern auch ein Gesamtgehalt an Komponenten (mit Ausnahme von Ag, Al), welche einen Siedepunkt von geringer als einen Siedepunkt von Sn aufweisen, nicht mehr als 0,40 Massen-%, beinhaltend 0 Massen-%, beträgt. Beispielsweise ist ein Basismaterial, welches 1,8 bis 2,2 Massen-% Sn, 0,05 bis 0,12 Massen-% Fe, 0,025 bis 0, 40 Massen-% P und den Rest Cu enthält, bevorzugt. Es ist insbesondere geeignet, daß dieses speziell bevorzugte Anschluß-Basismaterial in der Anwendung verwendet wird, wenn die Spannung zwischen Anschlüssen 36 V DC einnimmt und der Strom zwischen Anschlüssen 7 A bis 30 A annimmt.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Basismaterial des elektrischen Kontaktabschnitts aus dem auf Metall basierenden Material hergestellt, welches nicht weniger als 80 Massen-% Cu aufweist, und ist eine Oberfläche des elektrischen Kontaktabschnitts mit Metall, wie beispielsweise Sn, Ni, Au oder Ag beschichtet bzw. plattiert. Weiter ist es unter Annahme eines Abschnitts des Anschlusses, welcher sich in Kontakt mit einem elektrischen Kontaktabschnitt eines anderen Anschlusses befindet, wenn der Anschluß tatsächlich in Eingriff mit einem anderen Anschluß steht, als ein Hauptkontaktabschnitt und eines Abschnitts des Anschlusses, welcher zuletzt von dem elektrischen Kontaktabschnitt des anderen Anschlusses getrennt wird, wenn der Anschluß von dem anderen Anschluß getrennt wird, als ein endgültiger Kontaktabschnitt bevorzugt, daß die Dicke der Plattierung bzw. Beschichtung auf dem abschließenden Kontaktabschnitt und der Nähe bzw. Umgebung davon geringer (beinhaltend keine Plattierung) als die Dicke der Plattierung des Hauptkontaktabschnitts ist.
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Gemäß der Erfindung wird weiter die Verwendung eines lichtbogenbeständigen Anschlusses gemäß der Erfindung oder einer bevorzugten Ausführungsform davon für eine Anwendung, insbesondere eine Anwendung in einem Kraftfahrzeug zur Verfügung gestellt, in welcher eine Spannung zwischen dem lichtbogenbeständigen Anschluß und einem zusammenpassenden bzw. abgestimmten Anschluß unmittelbar nach einer Trennung in dem Bereich von etwa 36 V bis 60 V Gleichspannung (DC) liegt und/oder ein Strom zwischen den Anschlüssen zum Zeitpunkt des Kontakts in dem Bereich von etwa 6 A bis 30 A liegt.
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Gemäß der Erfindung wird weiter die Verwendung eines lichtbogenbeständigen Anschlusses gemäß der Erfindung oder einer bevorzugten Ausführungsform davon für einen Verbinder für ein Kraftfahrzeug zur Verfügung gestellt, umfassend einen Anschlußkasten für ein Kraftfahrzeug und/oder eine Unterbrechervorrichtung für ein Kraftfahrzeug, welche(r) wenigstens einen lichtbogenbeständigen Anschluß gemäß der Erfindung oder einer bevorzugten Ausführungsform davon umfaßt bzw. umfassen.
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Weiter wird gemäß der Erfindung die Verwendung eines lichtbogenbeständigen Anschlusses gemäß der Erfindung oder einer bevorzugten Ausführungsform davon für einen Motor zur Verfügung gestellt, welcher einen Verbinderabschnitt für eine Verbindung mit einer externen Schaltung aufweist, worin der Verbinderabschnitt wenigstens einen lichtbogenständigen Anschluß gemäß der Erfindung oder einer bevorzugten Ausführungsform davon aufweist.
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Die vorliegende Erfindung wird weiter in der nachfolgenden detaillierten Beschreibung beschrieben, in welcher auch die festgehaltene Vielzahl von Zeichnungen anhand von nicht beschränkenden Beispielen von bestimmten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung Bezug genommen wird, in welchen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente in den verschiedenen Ansichten der Zeichnungen repräsentieren, und worin:
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1 eine schematische perspektivische Ansicht ist, welche ein Beispiel eines Anschlusses bzw. Kontakts der vorliegenden Erfindung zeigt.
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2 eine schematische Seitenansicht ist, wobei ein Teil des Anschlusses weggebrochen ist, welcher in der oben erwähnten 1 gezeigt ist.
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3 eine schematische Seitenansicht ist, wobei ein Teil weggebrochen ist, welche einen einpassenden Eingriffszustand eines Anschlusses zeigt, welcher in 2 gezeigt ist.
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4 eine schematische perspektivische Ansicht ist, welche ein anderes Beispiel des Anschlusses der vorliegenden Erfindung zeigt.
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5 eine schematische perspektivische Ansicht ist, welche ein Beispiel einer Verwendung der vorliegenden Erfindung als einen Verbinder zeigt.
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6 eine schematische perspektivische Ansicht ist, welche ein Beispiel einer Verwendung der vorliegenden Erfindung als einen elektrischen Anschlußkasten zeigt.
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7 eine schematische perspektivische Ansicht ist, welche ein anderes Beispiel des Anschlusses der vorliegenden Erfindung zeigt.
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8 eine teilweise vergrößerte Querschnittsansicht ist, welche noch ein anderes Beispiel des Anschlusses der vorliegenden Erfindung zeigt.
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9 ein Schaltungsdiagramm einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.
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10 Oszilloskopwellenformen zeigt, welche ein Resultat eines experimentellen Beispiels zeigen.
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11 Oszilloskopwellenformen zeigt, welche ein anderes Resultat eines experimentellen Beispiels anzeigen.
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12 eine teilweise vergrößerte perspektivische Ansicht ist, welche einen Batterieanschluß der vorliegenden Erfindung illustriert.
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13 eine schematische perspektivische Ansicht zum Illustrieren eines Modus ist, in welchem der Anschluß der vorliegenden Erfindung auf einen Verbinderabschnitt angewandt wird, welcher an einem Motor vorgesehen ist.
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14 ein Graph ist, welcher einen Bereich zeigt, in welchem die vorliegende Erfindung anwendbar ist.
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15 ein Graph ist, welcher ein Resultat eines experimentellen Beispiels 1 zeigt.
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16 ein Graph ist, welcher ein Resultat eines experimentellen Beispiels 2 zeigt.
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17 ein Graph ist, welcher ein Resultat eines experimentellen Beispiels 3 zeigt.
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Das auf Metall basierende Material, welches das oben erwähnte Basismaterial oder den oben erwähnten abschließenden bzw. endgültigen Kontaktabschnitt ausbildet, wird erläutert. Es ist bevorzugt, daß das oben erwähnte, auf Metall basierende Material wenigstens eine Art eines Metalls, wie beispielsweise Cu, Ni und Sn, als eine Hauptkomponente enthält. Dies deshalb, da Cu, Ni und Sn eine exzellente Lichtbogenbeständigkeit bzw. -Widerstandsfähigkeit aufweisen. Darüber hinaus kann beispielsweise unter Berücksichtigung der Stärke bzw. Festigkeit, der Witterungsbeständigkeit, der Bearbeitbarkeit oder dgl. des Anschlusses bzw. Kontakts das oben erwähnte, auf Metall basierende Material Komponenten verschieden von Cu, Ni und Sn enthalten. Vom Standpunkt der Lichtbogenbeständigkeit ist es bevorzugt, eine Menge dieser Komponenten auf einen Wert zu unterdrücken bzw. herabzusetzen, welcher nicht mehr als eine festgelegte Menge beträgt. Darüber hinaus ist wenigstens eine Art eines Metalls, wie beispielsweise Fe, W, Ag, Al, Mo oder Au, ein Metall, welches eine exzellente bzw. sehr gute Lichtbogenbeständigkeit im Vergleich zu Cu, Ni und Sn zeigt, und daher ist für diese Metalle erlaubt, daß sie in dem auf Metall basierenden Material mit bzw. bis zu einer festgelegten Menge enthalten sind. Darüber hinaus ist in dem oben erwähnten, auf Metall basierenden Material eine Menge bzw. ein Gehalt von Komponenten, welche einen Siedepunkt von weniger als 1000°C aufweisen, und bevorzugter ein Gehalt von Komponenten, welche einen Siede- bzw. Kochpunkt von weniger als 2000°C aufweisen, nicht mehr als 1,5 Massen-%. Die Komponenten, welche einen Siedepunkt von weniger als 2000°C aufweisen, sind nicht auf metallische bzw. Metallkomponenten beschränkt. Beispielsweise können Nicht-Metalle, wie P, als die Komponente genannt werden, welche einen Siedepunkt von weniger als 2000°C aufweisen, neben einem Metall, wie beispielsweise Mg, Pb, Zn. Da erachtet wird, daß die Komponenten, welche einen Siedepunkt von weniger als 2000°C aufweisen, wahrscheinlich leicht aufgrund der Erzeugung von Hitze verdampft werden, welche der Anwendung bzw. dem Anlegen einer hohen Spannung oder eines hohen Stroms zugeschrieben wird, und ein Grund einer Lichtbogen-Entladung werden, wird somit ein Gehalt der Komponenten, welche einen Siedepunkt von weniger als 2000°C aufweisen, in dem auf Metall basierenden Material auf nicht mehr als 1,5 Massen-%, vorzugsweise nicht mehr als 0,4 Massen-% und noch bevorzugter auf nicht mehr als 0,15 Massen-%, eingestellt bzw. festgelegt. Unter den Komponenten, welche einen Siedepunkt von weniger als 2000°C aufweisen, können Zn und P in einem auf Metall basierenden Material enthalten sein, welches Cu als eine Hauptkomponente enthält, obwohl eine Menge an Zn und P gering ist. Beispielsweise kann, da Zink mit Kupfer legiert wird und einen Effekt aufweist, die Festigkeit der Legierung zu erhöhen, ein Fall vorliegen, daß eine geringe Menge an Zink in dem auf Metall basierenden Material enthalten ist. Darüber hinaus ist Phosphor ein Rest von Phosphor, welcher zum Zeitpunkt eines Deoxidierens von Sauerstoff zugegeben wird, welcher in Kupfer enthalten ist. Wenn ein Gehalt an Zn und P erhöht wird, wird jedoch die Lichtbogenbeständigkeit herabgesetzt, und es ist daher wünschenswert, daß eine Gesamtmenge von Zn und P nicht mehr als 0,4 Massen-% und vorzugsweise nicht mehr als 0,15 Massen-% beträgt.
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Betreffend Siedepunkte von entsprechenden Komponenten gemäß der vorliegenden Erfindung werden Siedepunkte herangezogen, welche in Kagaku Binran (vierte Ausgabe, 8.4 Vapor Pressure of pure substances, Tabelle 8.26, Seite 118 bis Seite 121, Basic Chapter II, 4. Ausgabe, herausgegeben von Nihon Kagaku Kyokai) herangezogen. Beispielsweise können W (Siedepunkt: 5927°C), Mo (Siedepunkt: 4804°C), Au (Siedepunkt: 2966°C), Fe (Siedepunkt: 2735°C), Ni (Siedepunkt: 2732°C), Cu (Siedepunkt: 2595°C), Sn (Siedepunkt: 2270°C), Ag (Siedepunkt: 2212°C), Al (Siedepunkt: 2056°C), Pb (Siedepunkt: 1744°C), Mg (Siedepunkt: 1107°C), Zn (Siedepunkt: 907°C), P (Siedepunkt: 208,3°C), Cr (Siedepunkt: 2842°C), Mn (Siedepunkt: 2151°C), Si (Siedepunkt: 2287°C) und dgl. herangezogen werden.
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Si, Fe, Zn, Cr, Mn, Ni, Be und dgl. können die Feder- bzw. Elastizitätseigenschaften des Anschlusses verstärken. Insbesondere bei der Verwendung des auf Metall basierenden Materials, welches aus der Kombination von Si und Ni gebildet ist, ist es möglich, einen Anschluß zu erhalten, welcher hohe Federcharakteristika bzw. -eigenschaften aufweist. Darüber hinaus ist das oben erwähnte, auf Metall basierende Material, in welchem der Gehalt an P nicht mehr als 0,045 Massen-% beträgt, der Gehalt an C nicht mehr als 0,08 Massen-% beträgt, der Gehalt an Si nicht mehr als 1,00 Massen-% beträgt, der Gehalt an Mn nicht mehr als 2,00 Massen-% beträgt, der Gehalt an S nicht mehr als 0,030 Massen-% beträgt, der Gehalt an Ni 8,00 bis 10,50 Massen-% beträgt, der Gehalt an Cr 18,00 bis 20,00 Massen-% beträgt und der Rest von Fe und unvermeidbaren Verunreinigungen gebildet ist, ein sogenanntes SUS 304 (enthaltend Fe als eine Hauptkomponente) und daher zeigt dieses auf Metall basierende Material eine exzellente Lichtbogenbeständigkeit. Um die Leitfähigkeit in Betracht zu ziehen, ist es jedoch bevorzugt, das auf Metall basierende Material zu verwenden, welches Cu als eine Hauptkomponente enthält.
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Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, worin gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen, ist 14 ein Graph bzw. Diagramm, welcher(s) den Zusammenhang zwischen einer Spannung, welche zwischen Anschlüssen angelegt wird, unmittelbar nachdem ein Anschlußpaar getrennt wird (nachfolgend einfach als eine ”Spannung zwischen Anschlüssen” bezeichnet), und einem Strom erläutert, welcher zwischen Anschlüssen fließt, wenn das Anschlußpaar in Kontakt miteinander gebracht wird (nachfolgend einfach als ”Strom zwischen Anschlüssen” bezeichnet). Dann zeigt eine Kurve A in 14 eine Grenze an, um zu bestimmen, ob eine große Lichtbogenentladung (Bogenentladung, welche eine Energie von nicht weniger als 15 J aufweist) erzeugt wird oder nicht, wenn Messing als das Basismaterial des elektrischen Kontaktabschnitts verwendet wird. Darüber hinaus zeigt eine Kurve B in 14 eine Grenze an, um zu bestimmen, ob eine große Lichtbogenentladung (Bogenentladung, welche eine Energie von nicht weniger als 15 J aufweist) erzeugt wird oder nicht, wenn das Basismaterial des elektrischen Kontaktabschnitts aus dem auf Metall basierenden Material hergestellt wird, welches nicht weniger als 80 Massen-% von wenigstens einer Art eines Metalls enthält, wie beispielsweise Cu, Ni oder Sn, und nicht mehr als 1,5 Massen-% von Komponenten enthält, welche einen Siedepunkt von nicht weniger als 2000°C aufweisen. Dementsprechend kann, wenn die Spannung zwischen Anschlüssen und der Strom zwischen Anschlüssen in einem Bereich betrieben werden, welcher durch die Kurve A und die Kurve B in 14 eingeschlossen ist, obwohl eine große Lichtbogenentladung erzeugt wird, wenn Messing als das Basismaterial verwendet wird, die Lichtbogenentladung beträchtlich unterdrückt bzw. herabgesetzt werden, wenn das oben erwähnte, auf Metall basierende Material als das Basismaterial verwendet wird. Hier wird an einer Niedrigstrom/Niedrigspannungs-Seite, wie von der Kurve A in 14 betrachtet, eine Lichtbogenentladung kaum unabhängig von der Verwendung von Messing und dem oben erwähnten, auf Metall basierenden Material als das Basismaterial erzeugt, während an einer Hochstrom/Hochspannungs-Seite, wie von der Kurve B in 14 betrachtet, obwohl das oben erwähnte, auf Metall basierende Material einen geringeren Wert in Bezug auf Energiemenge eines Lichtbogens davon als Messing zeigt, unabhängig von Messing oder dem oben erwähnten, auf Metall basierenden Material eine große Lichtbogenentladung erzeugt bzw. generiert wird, welche einen großen Schaden sowohl an Messing als auch an dem oben erwähnten, auf Metall basierenden Material erzeugt.
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1 ist eine schematische, perspektivische Ansicht, welche einen Vater- bzw. Steckeranschluß und einen Mutter- bzw. Buchsenanschluß für einen Kraftfahrzeugverbinder als ein Beispiel der vorliegenden Erfindung zeigt, 2 ist eine schematische Seitenansicht des Anschlusses aus 1, wobei ein Teil des Anschlusses weggebrochen ist, und 3 ist eine schematische Seitenansicht des Anschlusses aus 2, wobei ein Teil des Anschlusses weggebrochen ist, in einem eingepaßten Eingriffszustand.
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Wie in 1 und 3 gezeigt, beinhaltet ein aufzunehmender Anschluß bzw. Steckeranschluß 10 einen im wesentlichen box- bzw. kastenförmigen Abschnitt 11, welcher einen Anschlußkörper darstellt, und einen aufzunehmenden bzw. steckerartigen elektrischen Kontaktabschnitt (aufzunehmender bzw. Vater-Flachstecker) 12, welcher sich in der Vorwärtsrichtung von dem kastenförmigen Abschnitt 11 erstreckt. Der Steckeranschluß 10 stellt einen steckerartigen Verbinder gemeinsam mit einem aus Harz hergestellten Gehäuse (in der Zeichnung nicht gezeigt) dar. Andererseits beinhaltet ein aufnehmender Stecker bzw. Buchsenstecker 20 einen box- bzw. kastenförmigen Abschnitt 21, worin eine Kontaktfedernase 22a und eine zweite Kontaktnase 22b, welche im wesentlichen zu der Federnase 22a in einer gegenüberliegenden Weise gerichtet ist und fähig ist, den oben erwähnten aufzunehmenden Flachstecker bzw. Dorn 12 einzuschließen, im Inneren des kastenförmigen Abschnitts 21 ausgebildet sind. Der Buchsenanschluß 20 ist auch wenigstens teilweise in einem aus Harz hergestellten Gehäuse (in der Zeichnung nicht gezeigt) auf dieselbe Weise wie der oben erwähnte Steckeranschluß 10 aufgenommen, wodurch er einen buchsenartigen Verbinder darstellt bzw. ausbildet. Dann werden, wie in 3 gezeigt, durch ein Bringen von beiden Anschlüssen 10, 20 in einen einpassenden Eingriff, der oben erwähnte, aufzunehmende Flachstecker 12 und der buchsenartige, elektrische Kontaktabschnitt 22, welcher die oben erwähnte Kontaktfedernase bzw. den Kontaktfedervorsprung 22a und die zweite Kontaktnase bzw. -erhebung 22b beinhaltet, im wesentlichen in Kontakt miteinander gebracht und ein elektrisch leitender bzw. leitfähiger Zustand wird zwischen beiden Anschlüssen 10, 20 durch einen derartigen Kontakt erhalten.
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Hier wird, wenn der konventionelle Steckeranschluß 10 und der Buchsenanschluß 20, in welchem ein Basismaterial von elektrischen Abschnitten davon aus Messing hergestellt ist, bei der Anwendung getrennt werden, wenn die Spannung zwischen Anschlüssen nicht weniger als etwa 36 V beträgt und der Strom zwischen Anschlüssen nicht weniger als etwa 6 A beträgt, eine Lichtbogenentladung zwischen dem aufzunehmenden Flachstecker 12 und dem buchsenartigen Kontaktabschnitt 22 erzeugt bzw. generiert. D. h., wenn der aufzunehmende Anschluß 10 unmittelbar vor einem Entfernen in einer rückwärtigen Richtung von dem Buchsenanschluß 20 steht, werden zuerst der aufzunehmende Flachstecker 12 und die Kontaktfedernase 22a getrennt und nachfolgend werden der aufzunehmende Flachstecker 12 und die zweite Kontaktnase 22b getrennt. Dann besteht, wenn der Steckeranschluß 10 und der Buchsenanschluß 20 schließlich getrennt werden, d. h. wenn der aufzunehmende Flachstecker 12 und die zweite Kontaktnase 22b in dem in 1 und 3 gezeigten Beispiel getrennt werden, eine Gefahr, daß eine Lichtbogenentladung zwischen beiden Anschlüssen erzeugt wird, wodurch beide Anschlüsse beschädigt werden.
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In der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das Basismaterial des oben erwähnten aufzunehmenden Flachsteckers 12 und des buchsenartigen Kontaktabschnitts 22 aus irgendeinem der oben erwähnten, speziellen, auf Metall basierenden Materialien hergestellt. Dementsprechend zeigen selbst bei der Anwendung, in welcher die Spannung zwischen Anschlüssen vorzugsweise etwa 36 V bis 60 V einnimmt und/oder der Strom zwischen Anschlüssen etwa 6 A bis 30 A annimmt, der aufzunehmende Flachstecker 12 und der buchsenartige Kontaktabschnitt 22 eine exzellente Lichtbogenbeständigkeit. Weiter ist es in der bevorzugten. Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nicht immer notwendig, den gesamten elektrischen Kontaktabschnitt unter Verwendung des oben erwähnten, auf Metall basierenden Materials auszubilden. Der oben erwähnte, abschließende Kontaktabschnitt kann aus einem der oben erwähnten, auf Metall basierenden Materialien ausgebildet sein, welche in der vorliegenden Erfindung verwendet werden. D. h., es ist wahrscheinlich, daß eine Lichtbogenentladung leicht an dem Abschnitt erzeugt wird, welcher zuletzt getrennt wird, wenn der Anschluß getrennt wird (abschließender Kontaktabschnitt), und es ist daher ausreichend, daß wenigstens der oben erwähnte, abschließende Kontaktabschnitt aus dem oben erwähnten, auf Metall basierenden Material ausgebildet ist.
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7 ist eine schematische perspektivische Zusammenbauansicht, welche ein Beispiel von derartigen Anschlüssen zeigt. D. h. in diesem illustrierten Beispiel ist ein elektrischer Kontaktabschnitt eines Steckeranschlusses 70 aus zwei Teilen ausgebildet, beinhaltend ein an einer distalen Endseite vorgesehenes Teil 71a und ein an einer rückwärtigen Endseite vorgesehenes Teil 71b, worin das an der rückwärtigen Endseite vorgesehene Teil 71b integral oder einstückig mit einem im wesentlichen kastenförmigen Abschnitt 11 ausgebildet ist. In diesem Beispiel weist das oben erwähnte, an der rückwärtigen Endseite vorgesehene Teil 71b eine ungefähr zylindrische Form auf, ein Abschnitt des oben erwähnten, an der distalen Endseite vorgesehenen Teils 71a ist wenigstens teilweise in das zylindrische Teil 71b eingepaßt, und das zylindrische Teil 71b ist aufgespreizt, wodurch der Steckeranschluß 70 zusammengebaut werden kann. In einem derartigen Anschluß, welcher eine Vielzahl von Teilen aufweist, kann ein Teil, welches den abschließenden Kontaktabschnitt aufweist (das an der distalen Endseite vorgesehene Teil 71a in diesem Beispiel) aus dem oben erwähnten, auf Metall basierenden Material ausgebildet sein und andere Teile können unter Verwendung von anderem Material (beispielsweise Messing oder dgl.) ausgebildet sein. Hier ist die Anzahl der Teile nicht auf zwei beschränkt und kann auf drei oder mehr festgelegt werden. Darüber hinaus ist ein Verfahren zum Anschließen bzw. Verbinden von Teilen nicht auf ein Aufweiten bzw. Aufspreizen bzw. Abdichten beschränkt und verschiedene andere, bekannte Mittel, wie beispielsweise ein Löten, Schweißen, Biegen, Falten und dgl., können angewandt bzw. eingesetzt werden.
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Die Form des lichtbogenbeständigen Anschlusses ist nicht besonders beschränkt und der Anschluß kann Formen aufweisen, welche üblicherweise verwendet werden. 4 ist eine schematische, perspektivische Ansicht, welche ein Anschlußpaar aufweist, welches Formen unterschiedlich von dem in 1 bis 3 gezeigten Beispiel aufweist. D. h., obwohl das in 4 gezeigte Beispiel dieselbe oder eine ähnliche Konfiguration im Vergleich zu dem Beispiel, welches in den oben erwähnten 1 bis 3 gezeigt ist, im Hinblick auf den Steckeranschluß 10 aufweist, unterscheidet sich das in 4 gezeigte Beispiel von dem in 1 bis 3 gezeigten Beispiel im Hinblick auf einen Punkt, daß ein Buchsenanschluß 30 aus im wesentlichen halbzylindrischen, elastischen bzw. rückstellfähigen Kontaktnasen bzw. -erhebungen 32a und einer zweiten Kontaktnase 32b gebildet ist, welche im wesentlichen zu den rückstellfähigen Nasen 32a in einer gegenüberliegenden Weise gerichtet ist und fähig ist, den oben erwähnten aufzunehmenden Flachstecker 12 einzuschließen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es unabhängig von der Form des Anschlusses möglich, die Lichtbogenbeständigkeit dadurch zu erhöhen, indem das Basismaterial des elektrischen Kontaktabschnitts unter Verwendung des oben erwähnten, auf Metall basierenden Materials ausgebildet wird.
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Darüber hinaus kann eine Oberfläche des Basismaterials des elektrischen Kontaktabschnitts des lichtbogenbeständigen Anschlusses gemäß der vorliegenden Erfindung wenigstens teilweise mit wenigstens einer Art eines Metalls, wie beispielsweise Sn, Ni, Au oder Ag, plattiert bzw. beschichtet sein, da der Korrosionswiderstand durch ein Anwenden bzw. Aufbringen einer Plattierung auf wenigstens einem Teil des elektrischen Kontaktabschnitts verbessert werden kann und die leitfähigen Kontakteigenschaften (Kontaktbereich) des elektrischen Kontaktabschnitts vorzugsweise verbessert werden können, wenn eine Plattierungsschicht weich ist. Andererseits zeigt gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung das Basismaterial des elektrischen Kontaktabschnitts oder des abschließenden Kontaktabschnitts per se eine exzellente Lichtbogenbeständigkeit und daher können, wenn ein Plattieren auf einem derartigen Abschnitt angewandt bzw. eine Plattierung aufgebracht wird, die Merkmale des Basismaterials oder dgl. nicht maximal ausgenützt werden.
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Dementsprechend ist es bevorzugt, eine dünne Plattierung oder keine Plattierung an einem Abschnitt, an welchem eine Lichtbogenentladung wahrscheinlich erzeugt wird (Abschnitt, welcher zuletzt getrennt wird, wenn die Anschlüsse getrennt werden (abschließender bzw. endgültiger Kontaktabschnitt)) und der Umgebung davon anzubringen. Dann wird in Bezug auf einen Abschnitt verschieden von dem oben erwähnten abschließenden Kontaktabschnitt und der Umgebung bzw. Nähe davon, wenn der Abschnitt im wesentlichen in Kontakt mit einem Gegenstück eines elektrischen Kontaktabschnitts zum Zeitpunkt eines hauptsächlichen Einpaßeingriffs gebracht wird, eine Plattierung, welche vorzugsweise eine wesentlich größere Dicke als die Dicke des oben erwähnten abschließenden Kontaktabschnitts aufweist, vorzugsweise auf diesen Hauptkontaktabschnitt aufgebracht.
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Beispielsweise wird, wenn eine derartige Plattierung, welche eine Dicke davon ändert, an den aufzunehmenden Flachstecker (aufzunehmenden, elektrischen Kontaktabschnitt) 12 aufgebracht bzw. angewandt wird, welcher in der oben erwähnten 1 bis 4 verwendet wird, eine schematische Querschnittsansicht erhalten, welche in 8 gezeigt ist. D. h., in diesem aufzunehmenden Flachstecker 12 ist, da der abschließende Kontaktabschnitt 14 in der Nähe des distalen Endabschnitts 13 angeordnet ist, eine dünne Plattierung 17 wenigstens teilweise in der Nähe bzw. Umgebung des distalen Endabschnitts 13 aufgebracht. Darüber hinaus ist in diesem aufzunehmenden Flachstecker 12 eine dicke Plattierung bzw. Beschichtung 18 auf dem Hauptkontaktabschnitt 15 aufgebracht. In diesem Beispiel ist die dicke Plattierung 18 wenigstens teilweise an dem Abschnitt bzw. Bereich verschieden von der Nähe bzw. Umgebung des oben erwähnten distalen Endabschnitts 13, beinhaltend eine proximale Seite 16, aufgebracht. Obwohl die Erläuterung im Detail in Bezug auf eine Plattierung basierend auf dem illustrierten Beispiel nachfolgend gemacht wird, gilt dasselbe auch für einen anderen Anschluß.
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Der dünne Plattierungsabschnitt 17 (oder der Nicht-Plattierungsabschnitt) beinhaltet vorzugsweise im wesentlichen den abschließenden Kontaktabschnitt 14 und kann bis zu einer Größe bzw. einem Ausmaß ausgebildet werden, daß der Abschnitt nicht wesentlich die Lichtbogenbeständigkeit des Basismaterials beeinträchtigt. Es ist bevorzugt, daß der dünne Plattierungsabschnitt 17 oder der Nicht-Plattierungsabschnitt wenigstens folgende Regionen bzw. Bereiche beinhaltet:
eine Region innerhalb eines Abstands von 1 mm von dem abschließenden Kontaktabschnitt 14;
vorzugsweise eine Region innerhalb eines Abstands von etwa 3 mm von dem abschließenden Kontaktabschnitt 14; oder
noch bevorzugter eine Region innerhalb eines Abstands von etwa 5 mm von dem abschließenden Kontaktabschnitt 14.
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Andererseits ist es vom Blickpunkt der Korrosionsbeständigkeit und dgl. bevorzugt, den dünnen Plattierung- bzw. Beschichtungsabschnitt 17 {oder den Nicht-Beschichtungsabschnitt) zu reduzieren, und der dünne Plattierungsabschnitt 17 (oder der Nicht-Plattierungsabschnitt) kann beispielsweise innerhalb folgender Bereiche eingestellt bzw. festgelegt werden:
eine Region innerhalb eines Abstands von etwa 10 mm von dem abschließenden Kontaktabschnitt 14; vorzugsweise
eine Region innerhalb eines Abstands von etwa 8 mm von dem abschließenden Kontaktabschnitt 14; oder
noch bevorzugter eine Region innerhalb eines Abstands von etwa 5 mm von dem abschließenden Kontaktabschnitt 14.
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Hier bilden in Bezug auf den aufzunehmenden Steckeranschluß der distale Endabschnitt 13 oder die Nähe bzw. Umgebung davon üblicherweise den abschließenden Kontaktabschnitt 14 in vielen Fällen. Dementsprechend ist es günstig, die dünne Plattierung (oder die Nicht-Plattierung) innerhalb einer Länge von etwa 8 bis 10 mm, vorzugsweise innerhalb einer Länge von etwa 5 bis 8 mm und noch bevorzugter innerhalb einer Länge von etwa 3 bis 5 mm in der Richtung zu dem proximalen Ende von dem distalen Endabschnitt einzustellen bzw. festzulegen.
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Ein Metall für die oben erwähnte Plattierung bzw. Beschichtung kann aus einem Bereich ausgewählt werden, welcher nicht wesentlich die Lichtbogenbeständigkeit des elektrischen Kontaktabschnitts beeinträchtigt und verschiedene, konventionellerweise verwendete Plattierungen können aufgebracht werden. D. h., solange die Lichtbogenbeständigkeit praktisch nicht beeinträchtigt wird, kann eine Plattierung unter Verwendung von Metall aufgebracht werden, welche die geringere bzw. schlechtere Lichtbogenbeständigkeit als das Metall zeigt, welches das Basismaterial ausbildet bzw. darstellt. Es ist jedoch bevorzugt, das Metall aus Cu, Sn, Ni, Au, Ag und dgl. auszuwählen. Durch ein Auswählen dieser Metalle für eine Plattierung kann ein Risiko reduziert werden, daß die Lichtbogenbeständigkeit abgesenkt bzw. verringert wird.
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Obwohl Sn und Ni eine schlechtere Lichtbogenbeständigkeit im Vergleich zu Cu in einem engen Sinn zeigen, wird die Lichtbogenbeständigkeit des elektrischen Kontaktabschnitts nicht wesentlich reduziert.
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Eine Plattierungsdicke des dünnen Plattierungsabschnitts (oder Nicht-Plattierungsabschnitts) beträgt beispielsweise etwa 0 bis 0,5 μm, vorzugsweise etwa 0 bis 0,3 μm und noch bevorzugter etwa 0 bis 0,2 μm. Obwohl eine Beschichtungsdicke des dicken Beschichtungsabschnitts nicht speziell beschränkt ist, vorausgesetzt, daß die Plattierungsdicke größer als die Plattierungsdicke des oben erwähnten dünnen Plattierungsabschnitts ist, beträgt die Plattierungsdicke des dicken Plattierungsabschnitts beispielsweise nicht weniger als 1 μPm, vorzugsweise nicht weniger als 2 μm und noch bevorzugter nicht weniger als etwa 3 μm. Hier beträgt die Plattierungsdicke gewöhnlich nicht mehr als etwa 5 μm und beträgt nicht mehr als etwa 3 μm in vielen Fällen. Obwohl ein Verfahren, welches die dünne Plattierung auf die Nähe bzw. Umgebung des abschließenden Kontaktabschnitts und die dicke Plattierung auf den Hauptkontaktabschnitt aufbringt bzw. anwendet, nicht speziell beschränkt ist, werden beispielsweise ein Verfahren, welches eine Plattierung bzw. Beschichtung in zwei Stufen, ein Verfahren, welches getrennt den abschließenden Kontaktabschnitt und den Hauptkontaktabschnitt herstellt und getrennte Plattierungen auf diese Kontaktabschnitte aufbringt und danach diese Kontaktabschnitte verbindet, und dgl. genannt.
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Die lichtbogenbeständigen Anschlüsse gemäß den bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können beispielsweise als eine lichtbogenbeständige Kopplung bzw. ein lichtbogenbeständiges Paar verwendet werden, worin entsprechende lichtbogenbeständige Anschlüsse einen Steckeranschluß und einen Buchsenanschluß darstellen. Darüber hinaus ist der lichtbogenbeständige Anschluß gemäß den bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beispielsweise auf einen Verbinder oder dgl. für ein Kraftfahrzeug bzw. Automobil, wie beispielsweise einen Verbinder für ein Kraftfahrzeug oder einen elektrischen Anschlußkasten (Verbindungskasten oder dgl.), oder eine Unterbrechervorrichtung, welche mit einem Verbinderabschnitt versehen ist, oder auf ein Relais oder einen Motor anwendbar, welcher(s) mit einem Verbinderabschnitt für ein Verbinden mit einem externen Schalter versehen ist. Hier kann der Verbinderabschnitt für eine Verbindung mit der externen Schaltung in einem Körper des Relais oder des Motor aufgenommen sein.
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5 ist eine schematische, perspektivische Ansicht, welche ein Beispiel des Verbinders, umfassend den Anschluß der vorliegenden Erfindung, zeigt. D. h., in dem Inneren von einem Verbinder 19 ist ein Steckeranschluß aufgenommen, welcher einen oder mehrere, vorzugsweise eine Vielzahl von (zwei in diesem Beispiel) aufzunehmenden Flachsteckern bzw. Dornen (steckerartige, elektrische Kontaktabschnitte) 12 beinhaltet. Andererseits ist in dem Inneren von einem anderen Verbinder 29 ein Buchsenanschluß wenigstens teilweise aufgenommen, welcher eine oder mehrere, vorzugsweise eine Vielzahl von buchsenartigen, elektrischen Kontaktabschnitten beinhaltet, welche mit den oben erwähnten, aufzunehmenden Flachsteckern 12 durch ein Einpassen in Eingriff stehen. Dann werden gemeinsam mit dem Einpaßeingriff der Anschlüsse die Verbinder 19, 29 miteinander durch ein Einpassen in Eingriff gebracht. Auch in derartigen Verbindern ist es durch ein Anwenden des Anschlusses gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auf wenigstens einen (vorzugsweise beide) des Steckeranschlusses und des Buchsenanschlusses möglich, einen günstigen Effekt, einen Lichtbogen unterdrücken, zu erhalten.
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6 ist eine schematische, perspektivische Ansicht, welche ein Beispiel eines elektrischen Verbindungs- bzw. Anschlußkastens, umfassend einen Anschluß gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, zeigt. Der elektrische Anschlußkasten 80 dieses Beispiels nimmt wenigstens teilweise einen Sammelschienen-Verdrahtungsabschnitt darin auf und beinhaltet zur selben Zeit eine Vielzahl von (drei in diesem Beispiel) Verbinderabschnitten bzw. -bereichen 81, welche im wesentlichen in Kontakt mit dem Sammelschienen-Verdrahtungsabschnitt gelangen und zu der Außenseite freigelegt sind bzw. freiliegen. In jedem Verbinderabschnitt 81 ist ein Anschluß, welcher von dem Sammelschienen-Verdrahtungsabschnitt vorragt, wenigstens teilweise im Inneren einer Haube bzw. Abdeckung 82 aufgenommen, welche an einem Gehäuse des elektrischen Anschlußkastens 80 ausgebildet ist. Auch in einem derartigen elektrischen Anschlußkasten ist es durch ein Anwenden des Anschlusses gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auf wenigstens einen (vorzugsweise beide) der Anschlüsse der Verbinderabschnitte 81 und einen Anschluß eines Verbinders 91 möglich, einen günstigen Effekt einer Lichtbogenunterdrückung zu erhalten. 12 ist eine schematische, perspektivische Ansicht, welche einen Fall illustriert, in welchem der lichtbogenbeständige Anschluß der vorliegenden Erfindung als Anschlüsse für eine Batterie verwendet wird. Durch ein Anwenden des Anschlusses gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auf wenigstens einen (vorzugsweise beide) eines Anschlusses 92 für eine Verwendung eines Batterieanschlusses und eines Elektrodenanschlusses 90 einer Batterie BT ist es möglich, einen günstigen Effekt einer Lichtbogenunterdrückung zu erhalten.
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13 ist eine schematische, perspektivische Ansicht zum Illustrieren eines Falls, in welchem der lichtbogenbeständige Anschluß gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auf einen Motor angewandt wird, welcher einen Verbinderabschnitt 110 für eine Verbindung bzw. einen Anschluß mit einer externen Schaltung aufweist. Der Verbinderabschnitt 110 für eine Verbindung mit einer externen Schaltung ist derart konfiguriert, daß der Verbinderabschnitt 110 in einem Motorkörper 112 aufgenommen ist. Es ist möglich, den lichtbogenbeständigen Anschluß der vorliegenden Erfindung als einen Anschluß 111 des Verbinderabschnitts 110 zu verwenden.
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Die vorliegende Erfindung wird spezifischer unter Bezugnahme auf Beispiele erläutert.
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Vorbereitung eines Anschlusses und eines Anschlußmodells
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Als Material des Basismaterials des elektrischen Kontaktabschnitts werden die auf Metall basierenden Materialien verwendet, welche in Tabelle 1 bis Tabelle 3 gezeigt sind, und rundstangenartige Anschlußmodelle, welche einen Durchmesser von 2 mm bis 2,6 mm aufweisen, oder Anschlußkopplungen bzw. -paare des TS2.3-Typs, welche in
1 gezeigt sind, werden vorbereitet bzw. hergestellt. Im Fall von Anschlußpaaren des TS2.3-Typs wird eine Sn-Plattierung bzw. -beschichtung, welche eine Dicke von etwa 1 μm aufweist, auf einer Oberfläche eines elektrischen Kontaktabschnitts von jedem Anschluß aufgebracht. Die auf Metall basierenden Materialien, welche aus einer einzigen Komponente gebildet sind, sind in Tabelle 1 gezeigt, und die auf Metall basierenden Materialien, welche als eine Legierung gebildet sind, sind in Tabelle 2 und Tabelle 3 gezeigt. TABELLE 1
| Auf Metall basierendes Material | Komponente | Siedepunkt (C) |
| Material 1 | reines Cu | 2595 |
| Material 2 | reines Ni | 2732 |
| Material 3 | reines Sn | 2270 |
| Material 4 | reines Fe | 2735 |
| Material 5 | reines W | 5927 |
| Material 6 | reines Ag | 2212 |
| Material 7 | reines Al | 2056 |
| Material 8 | reines Mo | 4804 |
| Material 9 | reines Au | 2966 |
| Material 10 | reines Zn | 907 |
| Material 11 | reines Mg | 1107 |
| Material 12 | reines Pb | 1744 |
TABELLE 3
| Komp. | Zusammensetzung des auf Metall basierenden Materials
(Massen-%) |
| | Material 21 | Material 22 | Material 23 | Material 24 | Material 25 |
| Cu | Rest | Rest | 0,015 | 65 | Rest |
| Ni | - | - | 75,6 | - | - |
| Sn | - | - | - | - | - |
| Fe | - | - | 7,7 | | 2,1 |
| Ag | - | - | - | - | - |
| Al | - | - | 0,3 | - | - |
| Zn | - | - | - | 35 | 2 |
| P | 0,06 | 0,08 | 0,006 | - | 0,03 |
| Cr | - | - | 15,4 | - | - |
| C | - | - | 0,045 | - | - |
| Si | - | - | 0,2 | - | - |
| Mn | - | - | 0,3 | - | - |
| S | - | - | 0,002 | - | - |
| Be | - | - | - | - | - |
| Bem. | - | - | Rest:
Ti und dgl. | Messing | - |
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Lichtbogenentladungs-Widerstandsfähigkeit
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Unter Verwendung der oben erwähnten, rundstangenartigen Anschlußmodelle oder der Anschlüsse vom TS2.3-Typ wird das Vorhandensein und das Nicht-Vorhandensein der Erzeugung einer Lichtbogenentladung mit einer Schaltung bzw. einem Schaltkreis bestätigt, welche(r) in 9 gezeigt ist. D. h., der Steckeranschluß 10 und der Buchsenanschluß 20 werden in Kontakt miteinander (einpassender Eingriff) gebracht, diese Anschlüsse sind mit einer Batterie 100 zu verbinden, ein variabler Widerstand 101 wird zwischen die Batterie 100 und beide Anschlüsse eingesetzt, und eine elektrische Strommenge, welche in der Schaltung fließt, wird regel- bzw. steuerbar gemacht. Die elektrische Strommenge, welche in dem Schaltkreis fließt, kann durch Einsetzen eines Neben- bzw. Nebenschlußwiderstands (Standard: 50 mV/50 A) zwischen der Batterie 100 und beide Anschlüsse 10, 20 und durch ein Montieren eines Oszilloskops 102 parallel zu dem Nebenwiderstand gemessen werden. Darüber hinaus kann die Spannung zwischen Anschlüssen durch ein Anordnen eines Oszilloskops 103 parallel zu beiden Anschlüssen 10, 20 gemessen werden.
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Beispiel 1
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Dann wird, indem ein Wert eines elektrischen Stroms durch ein Ändern eines Widerstandswerts des oben erwähnten, variablen Widerstands geändert wird, während Batterien von 12 V, 24 V und 36 V als die Batterie 100 verwendet werden, der TS2.3-Typ-Anschluß (oder das im wesentlichen rundstangenartige Anschlußmodell) mit einer Trenngeschwindigkeit (100 mm/min) getrennt, und das Vorhandensein oder das Nicht-Vorhandensein der Erzeugung einer Lichtbogenentladung wird basierend auf Wellenformen an den oben erwähnten Oszilloskopen 102, 103 und mit bloßen Augen oder durch einen geeigneten Detektor bestimmt. Darüber hinaus wird durch ein Integrieren eines Produkts einer Spannung und eines Stroms über die Zeit die durch den Lichtbogen erzeugte Energie erhalten, welche durch die Lichtbogenentladung erzeugt wird. Hier ist, wenn die Oszilloskopwellenformen quadratische Wellenformen werden, die Zeit unterhalb einer meßbaren, unteren Grenze und daher wird, selbst wenn ein geringer Blitz beobachtet wird, die Energie als 0 J behandelt. Darüber hinaus beschädigt der geringe Blitz den Anschluß nicht wesentlich und er wird daher in das Nicht-Vorhandensein einer Lichtbogenentladung klassifiziert.
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Ein Resultat des experimentellen Beispiels ist in Tabelle 4 gezeigt. Darüber hinaus sind als typische Oszilloskopwellenformen ein Beispiel (
10), in welchem das Material
13 unter Bedingungen einer Spannung zwischen den Anschlüssen von 24 V und dem Strom zwischen den Anschlüssen von 30 A getrennt wird, und ein Beispiel (
11), in welchem das Material 24 (Messing) unter Bedingungen der Spannung zwischen den Anschlüssen von 24 V und dem Strom zwischen den Anschlüssen von 30 A getrennt wird, beispielhaft dargestellt bzw. angegeben. In dem in
10 gezeigten Beispiel ist, da die Lichtbogenentladung nicht erzeugt wird, (d. h. Zeit = 0), die Lichtbogenenergie auch 0 J. In dem in
11 gezeigten Beispiel beträgt durch ein Integrieren des Produkts von Spannung und Strom mit der Lichtbogenentladungs-Erzeugungszeit t, die Lichtbogen-Energiemenge 32 J.
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Wie dies klar aus Tabelle 4 A verständlich ist, wird, wenn die Spannung zwischen den Anschlüssen weniger als etwa 20 V (etwa 12 V) beträgt, unabhängig von der Art der Anschlußmaterialien, die Lichtbogenentladung nicht erkannt bzw. festgestellt. Dann ist, wenn die Spannung zwischen Anschlüssen etwa 20 V übersteigt (insbesondere, wenn die Spannung zwischen den Anschlüssen nicht weniger als etwa 36 V beträgt), verständlich, daß selbst unter der Bedingung, daß die Lichtbogenentladung erzeugt bzw. generiert wird, wenn Messing (Material 24) verwendet wird, die Lichtbogenentladung unterdrückt bzw. verhindert werden kann, wenn die auf Metall basierenden Materialien 1 bis 3, 13 bis 15 verwendet werden. Das Resultat der Spannung zwischen den Anschlüssen von etwa 36 V und des Stroms zwischen den Anschlüssen von etwa 10 A in Tabelle 4 A zeigt an, daß, je größer ein Gehalt an Cu, Sn, Ni oder dgl. (je kleiner ein Gehalt an Zn) ist, die Lichtbogenentladung unterdrückt werden kann. Es wird angenommen, daß der Grund, daß der Anschluß der vorliegenden Erfindung eine exzellente Lichtbogenbeständigkeit zeigt, insbesondere darin liegt, daß der Gehalt an Cu, Sn, Ni oder dgl. hoch ist.
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Ein Resultat des experimentellen Beispiels ist in Tabelle 4B und
15 gezeigt. In
15 werden 98% Cu (Materialien 13–15) und reines Kupfer (Material 1) als „im wesentlichen reines Kupfer” und damit mit einem einzigen allgemeinen Begriff bezeichnet (dasselbe gilt für die nachfolgende Beschreibung). Darüber hinaus sind als typische Oszilloskopwellenform ein Beispiel (
10), in welchem das Material 13 unter Bedingungen einer Spannung zwischen den Anschlüssen von 24 V und dem Strom zwischen den Anschlüssen von 30 A getrennt wird, und ein Beispiel (
11), in welchem das Material 24 (Messing) unter Bedingungen der Spannung zwischen den Anschlüssen von 24 V und dem Strom zwischen den Anschlüssen von 30 A getrennt wird, beispielhaft dargestellt. In dem in
10 gezeigten Beispiel ist, da die Lichtbogenentladung nicht erzeugt wird (d. h. Zeit = 0), die Lichtbogenenergie auch 0 J. In dem in
11 gezeigten Beispiel beträgt durch ein Integrieren des Produkts der Spannung und des Stroms mit der Lichtbogenentladungs-Erzeugungszeit t die Lichtbogenmenge 32 J.
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Wie dies klar aus Tabelle 4B verständlich ist, wird, wenn die Spannung zwischen Anschlüssen weniger als etwa 20 V (etwa 12 V) beträgt, unabhängig von der Art der Anschlußmaterialien die Lichtbogenentladung nicht festgestellt. Dann kann, wenn die Spannung zwischen Anschlüssen etwa 20 V übersteigt (insbesondere, wenn die Spannung zwischen den Anschlüssen nicht weniger als 36 V beträgt), wie dies klar aus 15 verständlich ist, wenn das im wesentlichen reine Cu, Sn, reines Ni oder dgl. als das Material des elektrischen Kontaktabschnitts verwendet wird, die Lichtbogenentladung selbst unter der Bedingung unterdrückt werden, in welcher die Lichtbogenentladung erzeugt wird, wenn Messing als das Material des elektrischen Kontaktabschnitts verwendet wird. Das Resultat der Spannung zwischen den Anschlüssen von 36 V und 10 A in Tabelle 4B zeigt an, daß, je größer ein Gehalt an Cu, Sn, Ni oder dgl. (je kleiner ein Gehalt an Zn, P oder dgl.) ist, die Lichtbogenentladung unterdrückt wird. Der Grund, daß der Anschluß der vorliegenden Erfindung eine exzellente Lichtbogen-Widerstandsfähigkeit aufweist, ist, daß ein Gehalt an Cu, Sn, Ni oder dgl. hoch ist.
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Beispiel 2
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Das Experiment wird unter denselben Bedingungen wie das experimentelle Beispiel 1 mit der Ausnahme durchgeführt, daß die Trenngeschwindigkeit des Anschlusses (oder Anschlußmodells) ausreichend langsamer (50 mm/min) gemacht wird als die Trenngeschwindigkeit in dem experimentellen Beispiel 1.
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Ein Resultat ist in Tabelle 5 gezeigt. TABELLE 5
| Spannung zwischen Anschlüssen (V) | Strom zwischen Anschlüssen (A) | Vorhandensein oder Nicht-Vorhandensein von Lichtbogenentladung (Energie) |
| | | Material 24 | Material 13 |
| | | Messing | ca. 98% Cu |
| 24 | 5 | nicht vorhanden (0 J) | nicht vorhanden (0 J) |
| 24 | 10 | vorhanden (30 J) | nicht vorhanden (0 J) |
| 24 | 20 | vorhanden (45 J) | nicht vorhanden (0 J) |
| 24 | 30 | vorhanden * | nicht vorhanden (0 J) |
| 36 | 2 | nicht vorhanden (0 J) | nicht vorhanden (0 J) |
| 36 | 5 | nicht vorhanden (0 J) | nicht vorhanden (0 J) |
| 36 | 10 | vorhanden (73 J) | nicht vorhanden (0 J) |
| 36 | 20 | vorhanden * | nicht vorhanden (0 J) |
| 36 | 30 | vorhanden * | nicht vorhanden (0 J) |
* Obwohl ein Experiment nicht durchgeführt ist, wird 5 ein Fachmann erkennen, daß ein Lichtbogen basierend auf einem Resultat auf einer Seite eines niedrigen Stroms erzeugt bzw. generiert wird.
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Das Experiment wird unter denselben Bedingungen wie das experimentelle Beispiel 1 durchgeführt, mit der Ausnahme, daß die Trenngeschwindigkeit des Anschlusses (oder Anschlußmodells) ausreichend schneller (500 mm/min) als die Trenngeschwindigkeit in dem experimentellen Beispiel 1 gemacht wird.
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Ein Resultat ist in Tabelle 6 und in
16 gezeigt. TABELLE 6
| Spannung zwischen Anschlüssen (V) | Strom zwischen Anschlüssen (A) | Vorhandensein oder Nicht-Vorhandensein von Lichtbogenentladung (Energie) |
| | | Material 24 | Material 13 |
| | | Messing | ca. 98% Cu |
| 24 | 5 | nicht vorhanden (0 J) | nicht vorhanden (0 J) |
| 24 | 10 | nicht vorhanden (0 J) | nicht vorhanden (0 J) |
| 24 | 20 | vorhanden (32 J) | nicht vorhanden (0 J) |
| 24 | 30 | vorhanden * | nicht vorhanden (0 J) |
| 36 | 2 | nicht vorhanden (0 J) | nicht vorhanden (0 J) |
| 36 | 5 | nicht vorhanden (0 J) | nicht vorhanden (0 J) |
| 36 | 10 | vorhanden (28 J) | nicht vorhanden (0 J) |
| 36 | 20 | vorhanden * | nicht vorhanden (0 J) |
| 36 | 30 | vorhanden * | nicht vorhanden (0 J) |
* obwohl ein Experiment nicht durchgeführt ist, wird ein Fachmann erkennen, daß ein Lichtbogen basierend auf einem Resultat auf einer Seite eines niedrigen Stroms erzeugt bzw. generiert wird.
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Wie dies klar aus Tabelle 5 und 6 verständlich ist, ist es mit der Verwendung des Materials 13 innerhalb eines Bereichs, in welchem die Spannung zwischen den Anschlüssen 36 V bis 60 V annimmt und der Strom zwischen den Anschlüssen 6 A bis 30 A annimmt, unabhängig von dem Fall, in welchem die Trenngeschwindigkeit des Anschlusses groß bzw. schnell (500 mm/min) ist, und dem Fall, in welchem die Trenngeschwindigkeit des Anschlusses gering (50 mm/min) ist, möglich, die Lichtbogenentladung zu unterdrücken. Hier ist, wie dies klar aus Tabelle 5 verständlich ist, wenn die Trenngeschwindigkeit gering ist, obwohl ein Bereich bzw. eine Region (24 V, 10 A) existiert, in dem etwa 98% Kupfer besser sind als Messing in Bezug auf die Lichtbogenbeständigkeit an einer Seite einer niedrigeren Spannung/niedrigeren Stroms, der Bereich, auf welchen die vorliegende Erfindung anwendbar ist, auf die Seite von hoher Spannung (36 V bis 60 V)/hohem Strom (6 A bis 30 A) eingestellt bzw. festgelegt, um die Lichtbogenentladung zu unterdrücken, ohne durch die Trenngeschwindigkeit beschränkt zu sein.
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Beispiel 4
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Das Experiment betreffend die Lichtbogenwiderstandsfähigkeit wird unter denselben Bedingungen wie das experimentelle Beispiel 1 mit der Ausnahme durchgeführt, daß die Batterie 100 mit 36 V verwendet wird. Als die Basismaterialien des Anschlusses oder des Anschlußmodells werden die auf Metall basierenden Materialien 1 bis 25 verwendet. Die Lichtbogenbeständigkeit wird basierend darauf überprüft, ob eine Lichtbogenentladung erzeugt wird oder 5 nicht, wenn die Anschlüsse voneinander getrennt werden.
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Ein Resultat ist in Tabelle 7 A und 7 B gezeigt. Hier wird das Experiment an den Materialien 13 bis 16 unter Verwendung des TS2.3-Typs eines Anschlusses verwendet.
Auswertungskriterium:
gut: eine Lichtbogenentladung wird nicht erzeugt.
x: eine Lichtbogenentladung wird erzeugt. TABELLE 7A
| Basismaterial des Anschlusses | Strom zwischen Anschlüssen (Spannung zwischen Anschlüssen: 36 V) | Bemerkungen |
| | 10 A | 20 A | 30 A | Hauptkomponente, Komponente geringer Menge |
| Material 1 | gut | gut | gut | Cu |
| Material 2 | gut | gut | gut | Ni |
| Material 3 | gut | gut | gut | Sn |
| Material 4 | gut | gut | x (48 J) | Fe |
| Material 5 | gut | gut | x (51 J) | W |
| Material 6 | - | gut | x (183 J) | Ag |
| Material 7 | gut | gut | x | Al |
| Material 8 | gut | gut | x (321 J) | Mo |
| Material 9 | - | gut | x (13 J) | Au |
| Material 10 | x | x | x | Zn |
| Material 11 | x (37 J) | x (90 J) | x (46 J) | Mg |
| Material 12 | x (6 J) | x (6 J) | x (14 J) | Pb |
| Material 13 | gut | gut | gut | ca. 98% Cu |
TABELLE 7A (Fortsetzung)
| Basismaterial des Anschlusses | Strom zwischen Anschlüssen (Spannung zwischen Anschlüssen: 36 V) | Bemerkungen |
| | 10 A | 20 A | 30 A | Hauptkomponente, Komponente geringer Menge |
| Material 14 | gut | gut | gut | ca. 98% Cu |
| Material 15 | gut | gut | gut | ca. 98% Cu |
| Material 16 | gut | gut | gut | ca. 94% Cu |
| Material 17 | gut | gut | gut | ca. 95% Ni |
| Material 18 | - | gut | gut | ca. 99% Cu |
| Material 19 | gut | gut | gut | ca. 70% Fe |
| Material 20 | - | gut | gut | Cu/Be |
| Material 21 | - | gut | gut | P: 0,06% |
| Material 22 | - | gut | x | P: 0,08% |
| Material 23 | gut | gut | x | ca. 76% Ni |
| Material 24 | x | x | x | ca. 65% Cu |
| Material 25 | x | x | x | ca. 96% |
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Aus Tabelle 7A und 7B ist verständlich, daß, wenn das Basismaterial aus einem Metall in einer einzigen Form, wie beispielsweise Cu, Ni und Sn, hergestellt wird, und die Spannung zwischen den Anschlüssen auf 36 V festgelegt wird und der Strom zwischen den Anschlüssen auf 10 A bis 30 A eingestellt wird, die Lichtbogenentladung nicht erzeugt wird und die Basismaterialien des Anschlusses eine gute Lichtbogenbeständigkeit aufweisen. Darüber hinaus erzeugen alle von Mg, Pb, Zn, welche Komponenten sind, welche einen Siedepunkt von weniger als 2000°C aufweisen, eine Lichtbogenentladung, wenn der Strom zwischen den Anschlüssen 10 A beträgt, und diese Metalle zeigen daher eine schlechte Lichtbogenbeständigkeit. Da Fe, W, Ag, Al, Mo, Au und dgl. nicht eine Lichtbogenentladung erzeugen, bis der Strom zwischen den Anschlüssen 20 A beträgt, ist es daher vernünftig bzw. angemessen zu sagen, daß sie zu einer Gruppe von Metallen gehören, welche eine relativ gute Lichtbogenbeständigkeit aufweisen.
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Alle der Materialien 13–21 sind Beispiele von auf Metall basierenden Materialien (von welchen die Materialien 13–18 80 Massen-% von Cu oder Ni enthalten und von welchem eine Komponente, welche einen Siedepunkt von weniger als 2000°C aufweist, nicht mehr als 1,5 Massen-% beträgt), welche eine außergewöhnlich exzellente Lichtbogenentladungs-Beständigkeit zeigen bzw. aufweisen. Aus einem derartigen Resultat ist verständlich, daß die lichtbogenbeständigen Anschlüsse der vorliegenden Erfindung eine exzellente Lichtbogenentladungs-Beständigkeit bzw. -Widerstandsfähigkeit aufweisen. Insbesondere ist es, da die Materialien 13–16 Sn enthalten, möglich, die Anschlüsse zu erhalten, welche auch exzellent in der Festigkeit bzw. Stärke sind. Das Material 19 ist ein Beispiel, welches ein sogenanntes SUS304 verwendet, und es ist für Fachleute verständlich, daß das Beispiel eine exzellente Lichtbogenbeständigkeit zeigt.
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Darüber hinaus ist das Material 21 ein Beispiel, welches 0,06 Massen-% von Phosphor aufweist bzw. enthält und die günstige Lichtbogenbeständigkeit bei dem Strom zwischen den Anschlüssen von 30 A zeigt. Das Material 22, welches 0,08 Massen-% an Phosphor enthält, senkt jedoch die Lichtbogenbeständigkeit davon bei dem Strom zwischen den Anschlüssen von 30 A ab. Unter Berücksichtigung des Resultats ist verständlich, daß ein Gehalt an Phosphor in dem auf Metall basierenden Material weniger als 0,08 Massen-%, und vorzugsweise nicht mehr als 0,06 Massen-% beträgt.
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Als der Grund, daß die Lichtbogenbeständigkeit des Materials 23 abgesenkt bzw. verringert wird, wenn der Strom zwischen den Anschlüssen 30 A beträgt, wird erachtet, daß ein Gehalt an Fe, welches die Komponente darstellt, welche zu der zweiten Gruppe gehört, hoch ist (7,7 Massen-%). Messing (Material 24), welches allgemein als das Material für einen Verbinderanschluß verwendet wurde, erzeugt eine Lichtbogenentladung, wenn der Strom zwischen den Anschlüssen in einen Bereich von 10 A bis 30 A in der Hochspannungs-Anwendung von 36 V fällt, und es ist daher verständlich bzw. davon auszugehen, daß Messing nicht in einer derartigen Anwendung verwendet werden kann. Darüber hinaus ist das Material 25 ein Beispiel, in welchem eine Gesamtmenge an Zn und P, welche Komponenten darstellen, welche einen Siedepunkt von weniger als 2000°C aufweisen, und welche einen negativen bzw. nachteiligen Einfluß auf die Lichtbogenbeständigkeit ausüben, etwa 2 Massen-% beträgt. Da eine Lichtbogenentladung erzeugt wird, wenn der Strom zwischen den Anschlüssen in einen Bereich von 10 A bis 30 A fällt, ist zu verstehen, daß es bevorzugt ist, eine Menge der Komponenten, welche einen Siedepunkt von weniger als 2000°C aufweisen, auf einen Wert von nicht mehr als eine festgelegte Menge einzustellen.
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Beispiel 5
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Der Einfluß, welchen die Form des Anschlusses auf die Erzeugung einer Lichtbogenentladung ausübt, wird unter Verwendung von rundstangenartigen Anschlußmodellen und von TS2.3-Typ-Anschlüssen studiert bzw. untersucht. Als die auf Metall basierenden Materialien werden das Material 14 und das Material 24 verwendet. Ein Resultat des experimentellen Beispiels ist in der Tabelle 8 und Tabelle 9 gezeigt. TABELLE 8
| Material 14 | Spannung zwischen Anschlüssen |
| | 20 A | 30 A | 40 A |
| TS2.3-Typ-Anschluß | nicht vorhanden (0 J) | nicht vorhanden (0 J) | vorhanden (53 J) |
| rundstangenartiger Anschluß | nicht vorhanden (0 J) | nicht vorhanden (0 J) | vorhanden (151 J) |
Spannung zwischen Anschlüssen: 36 V
Anschluß-Trenngeschwindigkeit: 100 mm/min
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Wie dies klar aus Tabelle 8 verständlich ist, wird in beiden Fällen des TS2.3-Typ-Anschlusses und des rundstangenartigen Anschlusses eine Lichtbogenentladung nicht erzeugt, bis der Strom zwischen den Anschlüssen 30 A erreicht, und die Lichtbogenentladung wird erzeugt, wenn der Strom zwischen den Anschlüssen 40 A erreicht. Aus diesen Resultaten ist verständlich, daß gemäß der vorliegenden Erfindung unabhängig von der Form des Anschlusses, d. h. der vom TS2.3-Typ oder der Form des rundstangenartigen Anschlusses, die Lichtbogenentladung solange unterdrückt werden kann, als der Strom zwischen den Anschlüssen in einen Bereich von 30 A fällt. TABELLE 9
| Material 24 | Spannung zwischen Anschlüssen |
| | 5 A | 7 A | 10 A |
| TS2.3-Typ-Anschluß | nicht vorhanden (0 J) | vorhanden (33 J) | vorhanden (52 J) |
| rundstangenartiger Anschluß | nicht vorhanden (0 J) | vorhanden (19 J) | vorhanden (34 J) |
Spannung zwischen Anschlüssen: 36 V
Anschluß-Trenngeschwindigkeit: 100 mm/min
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Das Material 24 ist ein Fall, in welchem Messing verwendet wird, welches anfällig ist, leicht eine Lichtbogenentladung zu erzeugen. Die Lichtbogenentladung wird nicht erzeugt, bis der Strom zwischen den Anschlüssen 5 A erreicht, während die Lichtbogenentladung erzeugt wird, wenn der Strom zwischen den Anschlüssen in einen Bereich von 7 A bis 10 A fällt. Auch aus diesen Resultaten wird bestätigt, daß der Einfluß, den die Form des Anschlusses, wie beispielsweise die Form des rundstangenartigen Anschlusses oder die Form des Anschlusses vom TS2.3-Typ auf die Erzeugung einer Lichtbogenentladung ausübt, gering ist.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dient der lichtbogenbeständige Anschluß gemäß der Erfindung oder eine bevorzugte Ausführungsform davon für eine Verwendung und wird in einer Anwendung implementiert, insbesondere in einen Kraftfahrzeugsektor, in welcher eine Spannung zwischen dem lichtbogenbeständigen Anschluß und einen zusammenpassenden bzw. abgestimmten Anschluß bei oder unmittelbar nach einer Trennung in dem Bereich von etwa 36 V bis 60 V DC und/oder einem Strom zwischen den Anschlüssen zum Zeitpunkt eines Kontakts oder bei der Trennung in dem Bereich von etwa 6 A bis 30 A liegt.
