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Diese
Erfindung betrifft einen Verbinder zur Verwendung in einem Kabelbaum
eines Kraftfahrzeugs und einen Anschluss zur Verwendung in einem solchen
Verbinder, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Anschlusses.
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Es
ist eine übliche
Praxis, Verbinder, die in einem Kraftfahrzeug oder dergleichen verwendet werden,
alle paar Monate oder alle paar Jahre zur Wartung und Überprüfung voneinander
zu trennen. Es ist sehr wahrscheinlich, dass bei einem Trennen der
Anschlüsse
der Verbinder ein Lichtbogen auftreten kann, wenn der Anschluss
eines der Verbinder aus einem entsprechenden Anschluss des entgegengesetzten
Verbinders herausgezogen wird. Insbesondere kann davon ausgegangen
werden, dass ein beträchtlich
starker Lichtbogen entladen wird, wenn man die letzte Entwicklung
der Technologie betrachtet, bei der eine höhere Quellenspannung von einer Batterie
eines Kraftfahrzeugs geliefert wird. Somit ist es hochwahrscheinlich,
dass die Anschlüsse
aufgrund des Auftretens einer derart starken Lichtbogenentladung
beschädigt
werden.
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Üblicherweise
hat ein Steckeranschluss eine stabartige oder plattenartige Form
mit einem abgeschrägten
vorderen Ende, um das Einführen
in einen Buchsenanschluss zu erleichtern. Jedes Mal, wenn der Steckeranschluss
von dem Buchsenanschluss getrennt und hiermit in Eingriff gebracht
wird, tritt eine Lichtbogenentladung auf. Ein wiederholtes in Eingriff bringen
und Lösen
bewirkt, dass das sich verjüngende
vordere Ende des Steckeranschlusses aufgrund wiederholter Lichtbogenentladungen
aufschmilzt. Der aufgeschmolzene Teil des Steckeranschlusses kühlt sich
ab, um auszuhärten,
begleitet von einer leichten Verschiebung des geschmolzenen Teils
in Richtung des Basisendes. Im Ergebnis verschwindet das sich verjüngende vordere
Ende des Steckeranschlusses, begleitet von einer Durchmesserzunahme.
Mit anderen Worten, es ist wahrscheinlich, dass der Anschluss aufgrund
des Aufschmelzens durch wiederholte Lichtbogenentladungen verformt
wird, was zu einem Kontaktfehler mit dem Buchsenanschluss oder im
schlimmsten Fall zu einer Schwierigkeit oder Unmöglichkeit des Einführens in
den Buchsenanschluss führen
kann.
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Die
US-A-4,747,783 ,
von der die vorliegende Erfindung ausgeht, zeigt einen Widerstandsstift
für einen
Kartenverbinder einer gedruckten Schaltkreiskarte, wobei der Widerstandsstift
an seinem distalen Ende aus einem leitfähigen Kernteil aufgebaut ist,
gefolgt von einer isolierenden Schicht und einer Widerstandsschicht.
Sowohl die isolierende Schicht als auch die Widerstandsschicht sind
auf das distale Ende des leitfähigen
Stifts in laminierter Weise aufgebracht, d. h. übereinander. Sie erstrecken
sich von dem distalen Spitzenende des leitfähigen Stifts über eine
bestimmte Länge
hiervon und beide enden zwischen dem distalen und dem proximalen
Ende des leitfähigen
Stifts in einer gemeinsamen Ebene, die senkrecht zur Längsachse
des leitfähigen
Stifts ist. Mittels eines derartigen Aufbaus sollen Funken und damit
einhergehendes Hochfrequenzrauschen beim Einführen oder Entfernen des Stifts
unterdrückt
werden. Da Stromstöße beim
Einführen
oder Entfernen unterdrückt
werden sollen, macht dies notwendig, dass die Widerstandsschicht
dort keinen elektrischen Kontakt mit dem leitfähigen Stift hat. Diese „schwimmende" Anordnung der Widerstandsschicht
behindert jedoch einen elektrischen Kontakt zwischen Stecker- und
Buchsenkontakt für
den Fall, dass ein elektrischer Kontakt bereits vom Spitzenende
des Steckerverbinderstifts gemacht wird.
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Es
ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Anschluss, einen Verbinder
hiermit und ein Verfahren zu Herstellung des Anschlusses zu schaffen,
die frei von den obigen Nachteilen sind.
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Die
Lösung
dieser Aufgabe erfolgt durch einen Anschluss gemäß Anspruch 1, ein Anschlusspaar
gemäß Anspruch
10, einen Verbinder gemäß Anspruch
13 und ein Verfahren zur Herstellung des Anschlusses gemäß Anspruch
14, wobei die jeweiligen Unteransprüche vorteilhafte Weiterbildungen zum
Inhalt haben.
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Gemäß der Erfindung
ist die elektrisch leitfähige
Schicht elektrisch mit dem Hauptkörper des Anschlusses verbunden,
der aus elektrisch leitfähigem Material
ist. Eine solche elektrische Verbindung erfolgt beispielsweise durch
Verlängern
der elektrisch leitfähigen
Schicht über
die isolierende Schicht hinaus derart, dass der verlängerte Abschnitt
direkt auf dem Hauptkörper
ausgebildet ist. Eine andere Maßnahme
für einen
elektrischen Kontakt zwischen der elektrisch leitfähigen Schicht
und dem Anschluss oder Stift ist, dass ein elastisch verformbarer
Federkontaktabschnitt mit dem Leiterabschnitt in Eingriff bringbar
ist und in Kontakt mit der leitfähigen
Schicht an dem Leiterabschnitt ist.
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Mit
einer solchen Anordnung wird ein elektrischer Kontakt zwischen den
Stecker- und Buchsenanschlüssen
sicher gestellt, wobei gleichzeitig Lichtbögen zwischen Stecker- und Buchsenanschlüssen bei
einer Kontaktunterbrechung unterdrückt werden.
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Diese
und weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben
sich besser beim Lesen der nachfolgenden detaillierten Beschreibung und
aus der beigefügten
Zeichnung, in der:
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1A und 1B Seitenansichten
sind, die schematisch einen Steckeranschluss und einen Buchsenanschluss
gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigen;
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2 eine
vergrößerte Schnittteildarstellung des
Steckeranschlusses der 1A und 1B ist;
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3 eine
vergrößerte Schnittteildarstellung eines
Zustands ist, in dem der Steckeranschluss und der Buchsenanschluss
der 1A und 1B in Eingriff
sind;
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4 eine
vergrößerte Schnittteildarstellung ist,
die einen Zustand zeigt, in welchem der Steckeranschluss und der
Buchsenanschluss der 1A und 1B dabei
sind, sich voneinander zu trennen;
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5 eine
auseinandergezogene perspektivische Darstellung eines Steckeranschlusses
gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist, wobei ein Anschlusshauptkörper und
ein Anschlussleiterabschnitt unabhängig hergestellt sind;
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6 eine
Schnittteilansicht ist, die in Draufsicht einen zusammengebauten
Zustand des Steckeranschlusses von 5 zeigt;
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7 eine
auseinandergezogene perspektivische Darstellung eines Steckeranschlusses
mit einem zylindrischen elektrischen Kontaktteil gemäß einer
dritten Ausführungsform
der Erfindung ist;
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8 eine
perspektivische Darstellung ist, die einen Zustand zeigt, in welchem
der Steckeranschluss von 7 in Eingriff mit einem Buchsenanschluss
gebracht wird;
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9 eine
Schnittteilansicht ist, die in Draufsicht einen Zustand zeigt, in
dem ein Anschlusshauptkörper
eines abgeänderten
Steckeranschlusses in Eingriff mit einem Anschlussleiterabschnitt
bei der dritten Ausführungsform
gebracht wird;
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10 eine
auseinandergezogene perspektivische Ansicht eines Steckeranschlusses
und eines Buchsenanschlusses gemäß einer
vierten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist, wobei der Steckeranschluss aus einem
Anschlusshauptkörper und
einem Anschlussleiterabschnitt aufgebaut ist;
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11 eine
perspektivische Ansicht ist, die einen Zustand zeigt, in dem der
Anschlusshauptkörper
und der Anschlussleiterabschnitt des Steckeranschlusses von 10 in
Eingriff sind,
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12 eine
Schnittseitenansicht des Steckeranschlusses von 11 ist;
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13 eine
Schnittdraufsicht auf den Steckeranschluss von 11 ist;
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14 eine
perspektivische Ansicht des Buchsenanschlusses von 10 von
vorne her gesehen ist;
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15 eine
Schnittseitendarstellung des Buchsenanschlusses von 14 ist;
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16 eine
Schnittdraufsicht auf den Buchsenanschluss von 14 ist;
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17 eine
Schnittseitendarstellung ist, die einen Zustand zeigt, in dem das
Paar aus Steckeranschluss und Buchsenanschluss von 10 in
einem vollständigen
Eingriffszustand ist;
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18 eine
Schnittdraufsicht auf einen Zustand ist, in dem das Anschlusspaar
in einem vollständigen
Eingriffszustand ist;
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19 eine
Schnittseitendarstellung ist, die eine Zustand zeigt, in dem das
Anschlusspaar dabei ist, sich voneinander zu trennen; und
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20 eine
Schnittseitenansicht, die einen Schnittzustand zeigt, unmittelbar
bevor das Anschlusspaar in einen vollständig getrennten Zustand gebracht
wird.
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Ein
Anschluss und ein Verbinder gemäß der Erfindung
werden im Detail unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben.
Beschrieben wird zunächst
ein Anschluss gemäß der Erfindung.
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Wie
in 1A gezeigt enthält der Steckeranschluss 1 ein
schachtelartiges Teil 1b, das einen Hauptkörper des
Anschlusses bildet und ein männliches
elektrisches Kontaktteil (Steckerzunge) 1a, das sich axial
von dem schachtelartigen Teil 1b nach vorne erstreckt.
Die Gesamtheit des Anschlusshauptkörpers ist aus einem Material
mit hoher Leitfähigkeit, beispielsweise
einem Kupfermetall. Der Steckeranschluss 1 und ein Gehäuse 3 aus
einem Kunstharz, das den Steckeranschluss 1 aufzunehmen
vermag, bilden einen Steckerverbinder.
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Ein
Buchsenanschluss 2 enthält
ein schachtelartiges Teil 2b. Eine Kontaktfeder 2a und
ein zweites Kontaktteil 2a' sind
in dem schachtelartigen Teil 2b derart aufgenommen, dass
das zweite Kontaktteil 2a' der
Kontaktfeder 2a gegenüberliegt,
um bei einem Eingriff von Steckeranschluss 1 und Buchsenanschluss 2 die
Steckerzunge 1b zwischen sich einzuschließen. Ähnlich zum
Steckeranschluss 1 ist der Buchsenanschluss 2 in
einem Gehäuse 4 als
Kunstharz aufgenommen. Der Buchsenanschluss 2 und das Gehäuse 4 bilden
einen Buchsenverbinder.
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Gemäß den 1B und 3 ermöglicht ein
Eingriff der Anschlüsse 1 und 2,
dass die Steckerzunge 1a in Kontakt mit einem weiblichen
elektrischen Kontaktteil 2a gelangt, das die Kontaktfeder 2a und
das zweite Kontaktteil 2a' enthält, so dass
die Anschlüsse 1 und 2 elektrisch
verbindbar sind.
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Wenn
der Steckeranschluss 1, der so in Eingriff mit dem Buchsenanschluss 2 gebracht
ist, hieraus herausgezogen wird, besteht die Wahrscheinlichkeit,
dass ein Lichtbogen an und/oder um einen Kontaktabschnitt herum
zwischen der Steckerzunge 1a und dem weiblichen Kontaktteil 2A entladen
wird. Beispielsweise wird gemäß 4,
wenn der Steckeranschluss 1 aus dem Buchsenanschluss 2 axial nach
hinten herausgezogen wird, die Steckerzunge 1a zuerst von
der Kontaktfeder 2a gelöst
und dann von dem zweiten Kontaktteil 2a' gelöst. In einer Endstufe der Trennung,
d. h., an einer Stufe der Entfernung der Steckerzunge 2a' gemäß 4 wird
ein Lichtbogen bei oder um einen Kontaktabschnitt herum zwischen
dem Steckeranschluss 1 und dem Buchsenanschluss 2 entladen,
wobei die Wahrscheinlichkeit besteht, dass die Anschlüsse 1 und 2 beschädigt werden.
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Gemäß der Erfindung
ist der Steckeranschluss 1 so aufgebaut, dass eine isolierende
Schicht 1c (vergleiche 2 und 4)
an einem äußeren Bereich
des Steckeranschlusses 1 einschließlich eines distalen Endteils 1e (nachfolgend
auch als „Endkontaktteil 1e" bezeichnet) ausgebildet
ist, das einem Teil des Steckeranschlusses 1 in Kontakt
mit dem Buchsenanschluss 2 bei der Endstufe der Trennung entspricht.
Weiterhin ist der Steckeranschluss 1 so aufgebaut, dass
eine leitfähige
Schicht 1b die Gesamtheit der isolierenden Schicht 1c bedeckt.
Die leiffähige
Schicht 1d ist elektrisch mit einem Primärteil (leitfähigen Teil)
des Steckeranschlusses 1 verbunden. Eine Abdeckung des
Endkontaktteils 1e mit der isolierenden Schicht 1c und
der leitfähigen Schicht 1d gemäß obiger
Erläuterung
ermöglicht
es, dass der Steckeranschluss 1 mit dem Buchsenanschluss 2 über den
leitfähigen
Film 1d elektrisch verbindbar bleibt, bis der Steckeranschluss 1 vollständig vom
Buchsenanschluss 2 getrennt ist. Auch in dem Fall, wo ein
Lichtbogen beim Trennen des Steckeranschlusses 1 vom Buchsenanschluss 2 entladen
wird, senkt die isolierende Schicht 1c, die an der Innenseite
der leitfähigen
Schicht 1d ausgebildet ist, effektiv die Größe des entladenen
Lichtbogens, um damit sicher eine Verformung des Steckeranschlusses 1 und des
Buchsenanschlusses 2 zu unterdrücken.
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Die
vorliegende Erfindung wirkt aufgrund der folgenden Gründe in Richtung
Unterdrückung
einer Lichtbogenentladung und Verformung von Anschlüssen.
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[Erster Grund]
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Bei
der herkömmlichen
Anordnung, bei der der Steckeranschluss nicht mit einer isolierenden Schicht
und einer leitfähigen
Schicht versehen ist, wird, sobald eine Lichtbogenentladung zum
Zeitpunkt des Trennens der Anschlüsse ausgelöst wird, Metalldampf sukzessive
von dem Zungenanteil des Anschlusses her erzeugt. Im Ergebnis wird
die Lichtbogenentladung gefördert.
Andererseits wird bei der erfindungsgemäßen Anordnung, da der Steckeranschluss 1 (Steckerzunge 1a in
den 1A bis 4) mit der isolierenden Schicht
bedeckt ist, die Erzeugung von Metalldampf vom Primärteil der
Zunge durch die isolierende Schicht unterbunden. Selbst wenn folglich
Metalldampf erzeugt wird, wird eine Versorgungsquelle mit derartigem
Metalldampf auf die leitfähige
Schicht begrenzt, die eine geringere Dicke im Vergleich zum Primärteil der
Zunge hat. Folglich wird die Emission von Metalldampf schließlich von
der isolierenden Schichtunterbunden, so dass die Größe der Lichtbogenentladung
verringert wird.
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[Zweiter Grund]
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Bei
der herkömmlichen
Anordnung, bei der der Steckeranschluss nicht mit der isolierenden Schicht
und der leitfähigen
Schicht versehen ist, ist, sobald ein Lichtbogen entladen wird,
die Wahrscheinlichkeit vorhanden, dass der Zungenteil des Steckeranschlusses
von dem Lichtbogen verformt wird. Andererseits ist bei der erfindungsgemäßen Anordnung,
wo der Steckeranschluss mit der isolierenden Schicht und der leitfähigen Schicht
bedeckt ist, selbst wenn der Lichtbogen entladen wird, ein Schaden
auf die äußere Oberfläche der
leitfähigen
Schicht begrenzt. Da es weniger wahrscheinlicher ist, dass der Primärteil der
Zunge verformt wird, da der Primärteil
der Zunge an der Innenseite der isolierenden Schicht liegt, wird
eine wünschenswerte
Anlage der Anschlüsse
beibehalten.
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Die
isolierende Schicht 1c kann bevorzugt zumindest am Endkontaktteil 1c ausgebildet
sein. Eine Stelle zur Ausbildung der isolierenden Schicht 1c am
Endkontakt 1e des Steckeranschlusses 1 ist nicht
auf die dargestellte begrenzt. Jedoch ist es bevorzugt, keine isolierende
Schicht von einem bestimmten Teil des Steckeranschlusses 1 auszubilden,
der in Kontakt mit dem Buchsenanschluss 2 während eines
Eingriffs gebracht wird. Beispielsweise ist gemäß 3 die Steckerzunge 1a in
Kontakt mit der Kontaktfeder 2a und dem zweiten Kontaktteil 2a' in einem sicheren
Eingriffszustand von Steckeranschluss 1 und Buchsenanschluss 2.
Teile des Steckeranschlusses 1a, die in Kontakt mit der
Kontaktfeder 2a und dem zweiten Kontaktteil 2a' gebracht werden,
sind entsprechend als „Kontaktteil 1f' und „Kontaktteil 1f''' bezeichnet.
In diesem Zustand ist die isolierende Schicht 1c nicht
an den Kontaktteilen 1f und 1f' ausgebildet (gesamter Bereich
von Kontaktteil 1f und Basisbereich des Kontaktteils 1f' in 3).
Somit ermöglicht
eine Nicht-Ausbildung der isolierenden Schicht 1c an einem
gewissen Teil des Steckeranschlusses 1, der in Kontakt
mit dem Buchsenanschluss 2 bei einem Eingriff gebracht
wird, dass der Steckeranschluss 1 in direktem Kontakt mit
dem Buchsenanschluss 2 oder in indirektem Kontakt hiermit über die
leitfähige
Schicht 1d gebracht wird. Somit besteht keine Wahrscheinlichkeit,
dass die Leitfähigkeit
der Verinder bei einem Eingriff der Anschlüsse gesenkt wird.
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Die
isolierende Schicht 1c ist für gewöhnlich an einen bestimmten
Bereich einschließlich
des Endkontaktteils 1e des Steckeranschlusses 1 ausgebildet.
Es ist bevorzugt, die isolierende Schicht 1c im folgenden
Bereich auszubilden:
- a) Bedecken eines axial äußersten
Endabschnitts des äußersten
Kontaktteils 1e +1 mm;
- b) bevorzugter, Bedecken eines axial vordersten Endteils des
Endkontaktteils 1e + 3 mm;
- c) noch bevorzugter, Bedecken eines axial vordersten Endteils
des Endkontaktteils 1e + 5 mm.
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Die
Ausbildung der isolierenden Schicht 1c in obigem Bereich
ermöglicht
es, sicher eine Lichtbogenentladung um den Anschluss über die
isolierende Schicht 1c hinaus zu verhindern.
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Üblicherweise
bildet im Fall des Steckeranschlusses 1 ein distales Ende 1g oder
deren Nahbereich (in 2 das Teil 18) den
Endkontaktteil. Angesichts hiervon ist es für den Fall, wo die isolierende Schicht
an der Steckerzunge 1a ausgebildet wird, vorstellbar, die
isolierende Schicht 1c mit einer axialen Länge von
1 mm oder länger
auszubilden, bevorzugt 3 mm oder länger ausgehend vom distalen
Ende 2g.
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Das
Material zur Ausbildung der isolierenden Schicht 1c unterliegt
kleinen Einschränkungen,
so lange das Material wirksam ist dahingehend, eine Lichtbogenentladung
so niedrig wie möglich
zu machen. Die isolierende Schicht 1c enthält Schichten, die
mit metallischer Abscheidung bearbeitet wurden, beispielsweise eine
Al2O3-Schicht (Alumit),
eine SiO2-Schicht, eine Si3N4-Schicht, eine TiO2-Schicht, metallisch
isolierende Schichten wie Schichten mit einer Schwarzfarbbeschichtung
(CiO-Schicht), Schichten, die mit Chromat bearbeitet sind und harzartige
Isolierschichten aus isolierenden Harzen.
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Die
metallische Schicht muss nicht notwendigerweise durch Dampfabscheidung
gebildet werden und kann durch Metallplatierung, Anheften eines dünnen Metallfilms
am Anschluss oder entsprechende Äquivalente
gebildet sein.
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Die
Harzisolierschicht kann durch Aufbringen eines Überzugsmittels (Farbbeschichtung, Emaillierungsbeschichtung,
Lackbeschichtung etc.) gebildet sein, wobei ein isolierendes Harz
in einem Lösungsmittel
gelöst
auf den Anschluss verschiedenen Beschichtungstechniken folgend aufgebracht wird
(einschließlich
Sprühbeschichtung
und Tauchen). Ein Ausbackvorgang kann hinzugefügt werden, wenn dies notwendig
sein sollte. Alternativ kann das isolierende Harz in Pulverform
aufgebracht werden oder ein isolierender Film kann an dem Anschluss
angeklebt werden.
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Üblicherweise
liegt die Dicke der isolierenden Schicht 1c zwischen 0,5
bis 500 μm,
bevorzugt zwischen 5 bis 50 μm.
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Üblicherweise
hat die isolierende Schicht 1c einen elektrischen Widerstand
von 1 × 1016 Ω oder mehr.
Die Bereitstellung einer isolierenden Schicht mit einem elektrischen
Widerstand der größer als
ein Metall (Silbermetall) ist, welches einen Zungenteil des Anschlusses
bildet, ermöglicht
eine Verringerung der Lichtbogenentladung. Mit anderen Worten, die isolierende
Schicht kann bis zu einem gewissen Betrag elektrisch leitfähig sein.
Angesichts hiervon kann der elektrische Widerstand die isolierende
Schicht beispielsweise 1 Ω oder
mehr, bevorzugt 20 Ω oder mehr
sein.
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Eine
Stelle zur Ausbildung der leitfähigen Schicht 1d ist
nicht besonders eingeschränkt,
so lange die leitfähige
Schicht 1d die isolierende Schicht 1c bedeckt. Üblicherweise
ist es bevorzugt, die leitfähige
Schicht 1d über
einen Bereich hinweg zu bilden, der zumindest 0,1 mm in axialer
Länge (bevorzugt wenigstens
1 mm in axialer Länge)
von einer äußersten
(am weitesten stromaufwärts
liegenden) Endposition in Anschlusseinführrichtung her zu bedecken, um
sicher zu stellen, dass die leitfähige Schicht 1d elektrisch
mit dem Anschluss 1 verbindbar ist.
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Die
Gesamtheit des Steckeranschlusses 1 (oder der Steckerzunge 1a)
kann mit der leitfähigen Schicht 1d bedeckt
sein. Für
den Fall, dass die Gesamtheit des Steckeranschlusses 1 (oder
der Steckerzunge 1a) nicht mit der leiffähigen Schicht 1d bedeckt
ist, kann die leitfähige
Schicht 1d bevorzugt über
einen Bereich hinweg ausgebildet sein, der 3 mm in Axiallänge maximal
von der am weitesten stromaufwärts
liegenden Endposition der isolierenden Schicht 1c in Anschlusseinführrichtung
bedeckt.
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Die
leitfähige
Schicht kann eine Schicht sein, die mit einem leitfähigen Metall
platiert ist, beispielsweise Sn, Ni, Al, Ag oder Au oder kann eine
leitfähige Polymerschicht
sein, beispielsweise eine Polyanilinschicht, die mit einem Alkalimetall
dotiert ist.
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Für den Fall,
dass eine metallische Schicht gebildet wird, in dem ein Metall aufplatiert
wird, ist der Fall möglich,
dass die sich ergebende metallische Schicht eine geringere Festigkeit
an einem Abschnitt hat, wo elektroloses Platieren durchgeführt wird.
Angesichts dieses Nachteils kann es für den Fall, wo elektroloses
Platieren durchgeführt wird,
bevorzugt sein, die äußerste Schicht
durch ein anderes Platierungsverfahren zu platieren (elektrolytisches
Platieren, Heißtauchen
oder dergleichen).
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Die
leitfähige
Schicht kann bevorzugt ein Dünnfilm
sein (beispielsweise mit einer Dicke von 500 μm oder weniger, bevorzugt 100 μm oder weniger).
Je geringer die Dicke der leitfähigen
Schicht ist, um so mehr kann die Menge an Metalldampf, die im Ergebnis
hiervon bei einer Lichtbogenentladung emittiert wird, gesenkt werden.
Damit kann die Menge an Lichtbogenentladung selbst verringert werden. Die
leitfähige
Schicht hat für
gewöhnlich
eine Dicke von 0,01 μm
oder mehr, bevorzugt 0,1 μm
oder mehr.
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Die
Kombination der isolierenden Schicht 1c und der leitfähigen Schicht 1d ist
nicht auf das oben erwähnte
Beispiel beschränkt.
Nicht nur die Anordnung, bei der die leitfähige Schicht 1d direkt
die isolierende Schicht 1c bedeckt, sondern auch die Anordnung,
bei der die leitfähige
Schicht 1d indirekt die isolierende Schicht 1c bedeckt,
ist anwendbar. Für den
Fall einer indirekten Abdeckung ist eine Zwischenschicht zwischen
der isolierenden Schicht 1c und der leitfähigen Schicht 1d angeordnet,
so dass die isolierende Schicht 1c indirekt mit de leitfähigen Schicht 1d bedeckt
ist. Nachfolgend werden beispielhafte Kombinationen beschrieben.
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[Beispiel einer Kombination aus direktem
Abdecken]
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- isolierende Schicht 1c: eine isolierende Harzschicht (beispielsweise
eine Emailschicht), und
- leitfähige
Schicht 1d: eine leitfähige
Harzschicht.
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[Beispiel einer Kombination aus indirekter
Abdeckung mit einer Zwischenschicht]
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isolierende
Schicht 1c: eine Schicht, die mit einer Schwarzfarbenbeschichtung
bearbeitet ist, eine Schicht, die mit Chromat behandelt ist oder
eine isolierende Harzschicht (beispielsweise Emailschicht),
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- leitfähige
Schicht d: eine Schicht, die mit leitfähigem Metall platiert ist (beispielsweise
eine Schicht, die durch elektrolytisches Platieren gebildet ist),
und
- Zwischenschicht: eine Schicht, gebildet durch elektroloses Platieren
(elektroloses Platieren mit Ni, Sn, Al, etc.).
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Eine
isolierende Schicht und eine leitfähige Schicht können auf
dem Buchsenanschluss ausgebildet sein oder alternativ sowohl auf
dem Steckeranschluss als auch dem Buchsenanschluss. Beispielsweise
in dem Fall, wo eine leitfähige
Schicht auf dem Buchsenanschluss in den Darstellungen der 1A bis 4 ausgebildet
ist, kann das zweite Kontaktteil 2a' einem Endkontaktteil 2e des
Buchsenanschlusses 2 entsprechen, das dem Endkontaktteil 1e des Steckeranschlusses 1 entspricht.
In einem solchen Fall können
eine isolierende Schicht und eine leitfähige Schicht auf einem Bereich
einschließlich
des Endkontaktteils 2e ausgebildet sein. Es gibt den Fall, dass
die Kontaktfeder 2a dem Endkontaktteil 1e entsprechen
kann. In einem solchen Fall kann die Kontaktfeder 2a mit
einer isolierenden Schicht und einer leitfähigen Schicht versehen sein.
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Da
gemäß der Erfindung
das Endkontaktteil mit der isolierenden Schicht bedeckt ist, verschwindet
jegliche Lichtbogenentladung, selbst wenn sie auftritt, unmittelbar.
Somit sind die Schäden
aufgrund der Lichtbogenentladung innerhalb eines Bereichs begrenzt,
wo die leitfähige
Schicht ausgebildet ist und ein Anschluss wird vor Schäden geschützt. Selbst
wenn ein Teil der leitfähigen
Schicht beschädigt
oder zerbrochen wird, was zu einem Freilegen der isolierenden Schicht
führen
kann, ist der Anschluss eine bestimmte Anzahl mal verwendbar (z.
B. 3 bis 200 mal), bis die leitfähige
Schicht annähernd vollständig abgeschält ist,
da der verbleibende Teil der leitfähigen Schicht den Anschluss
elektrisch leitfähig
macht, während
eine Lichtbogenentladung hiervon unterbunden ist. Wenn ein so aufgebauter
Anschluss verwendet wird, beispielsweise in einem Verbinder eines
Kabelbaums für
ein Kraftfahrzeug, ist es wenig wahrscheinlich, dass die leitfähige Schicht vollständig beim
Lösen der
Anschlüsse
für Wartung und
Reparatur eines Kraftfahrzeugs abgeschält wird, selbst wenn eine hohe
Spannung am Kabelbaum anliegt.
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Der
Steckeranschluss 1 kann einstückig aus einem einzelnen Material
gebildet sein. In einem solchen Fall ist jedoch ein Maskierungsprozess
notwendig, um die isolierende Schicht 1c teilweise auf
einem begrenzten Bereich, beispielsweise dem vorderen End teil der
Steckerzunge 1a auszubilden, wie in 1 gezeigt.
Weiterhin ist es vorteilhaft, die Oberfläche der isolierenden Schicht 1c zu ätzen, um
ein wünschenswerte
leitfähige
Schicht (platierte Schicht) 1d auf der isolierenden Schicht 1c zu
bilden. In einem Fall jedoch, wo die isolierende Schicht 1c auf
dem einstückig
gebildeten einteiligen Steckeranschluss 1 angeordnet ist,
ist es jedoch sehr schwierig, die Oberfläche der isolierenden Schicht 1c zu ätzen, ohne
den Hauptteil des Steckeranschlusses 1 anzugreifen.
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Angesichts
hiervon ist es vorteilhaft, einen Steckeranschluss zweiteilig zu
bilden, wie in 5 gezeigt, und zwar derart,
dass ein Anschlusshauptkörper
und ein Anschlussleiterabschnitt, die unabhängig vorgesehen sind, zusammengebaut
werden.
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Eine
zweite Ausführungsform
der Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die 5 bis 7 beschrieben.
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In 5 ist
der Steckeranschluss 101 durch den Anschlusshauptkörper 112 und
den Anschlussleiterabschnitt 111 gebildet. Der Anschlusshauptkörper 112 ist
aus einer einzelnen metallischen Platte ähnlich einem bekannten Anschluss
mit der Ausnahme gebildet, dass ein elektrischer Kontaktteil 112b an einem
frontalen Ende hiervon für
einen Eingriff mit dem Anschlussleiterabschnitt 111 ausgebildet
ist. Der elektrische Kontaktteil 112b hat eine flache rechteckförmige Öffnung im
Querschnitt und ist mit Eingriffsöffnungen 112d an jeweils
entgegengesetzten Seitenabschnitten versehen.
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Der
Anschlussleiterabschnitt enthält
einen Zungenabschnitt 111a, der der Steckerzunge 1a des Anschlusses 1 der
ersten Ausführungsform
entspricht. Ein Eingriffsabschnitt 111b erstreckt sich
von einem Zwischenabschnitt an einer Hinterwand des Zungenabschnittes 111a nach
hinten. Eingriffsarme 111c erstrecken sich von seitlichen
Enden der hinteren Wand des Zungenabschnittes 111a parallel
zu entgegengesetzten Seitenwänden
des Eingriffsabschnittes 111b nach hinten. Ein Vorsprung 111d ist
an einer Außenseite
eines rückwärtigen Endes
eines Eingriffsarms 111c (111c) ausgebildet. Der
Eingriffsabschnitt 111b und der Eingriffsarm 111c haben jeweils
eine derartige Dicke (Höhe),
dass sie in die Öffnung
des elektrischen Kontaktteils 112b passen. Ein gleitendes
Einführen
des Eingriffsabschnittes 111b in die Öffnung des elektrischen Kontaktteils 112b in
einem Zustand, wo die Vorsprünge 111d in Eingriff
mit den entsprechenden Eingriffsöffnungen 112d des
elektrischen Kontaktteils 112b gemäß 6 sind,
ermöglicht
einen Eingriff des Anschlussleiterabschnittes 111 an einem
vorderen Abschnitt des Anschlusshauptkörpers 112, so dass
der Steckeranschluss 101 insgesamt zusammengebaut ist.
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Gemäß 6 ist
eine elektrisch leitfähige Schicht 101d an
einer Oberfläche
eines Hauptteils des Anschlussleiterabschnittes 111 bestehend
aus isolierendem Material ausgebildet. Der Anschlussleiterabschnitt 111 wird
beispielsweise durch einteiliges Gießen des Primärteils und
durch Ätzen
der Oberfläche
hiervon zur Ausbildung der leitfähigen
Schicht 101d hergestellt. Auf diese Weise kann der Anschlussieiterabschnitt 111 auf
vereinfachte Weise ohne einen Maskierungsprozess hergestellt werden.
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Es
ist bevorzugt, für
den Primärteil
des Anschlussleiterabschnittes 111 ein Material mit hoher Hitzebeständigkeit
zu verwenden, beispielsweise ein Keramikmaterial einschließlich Aluminiumoxid
und Aluminiumnitrid, thermisch härtende
Harze, einschließlich
Epoxyharze und Phenolharze einschließlich Polyetheretherketon (PEEK)
und Polyphenylensulfid (PPS). Die metallische Platierung kann ähnlich zur
ersten Ausführungsform
elektroloses Platieren mit Kupfer und Nickel oder eine Kombination
aus elektrolosem Platieren mit elektrolytischem Platieren oder Heißtauchen
mit Zinn oder dergleichen enthalten. Alternativ kann anstelle der
Metallplatierung eine Dampfabscheidung, eine Beschichtung mit einer
leitfähigen
Schicht, das Anheften eines Metallfilms oder eines leitfähigen Films,
eine metallische Beschichtung, ein Aufbacken oder sein Äquivalent
verwendbar sein.
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Der
Primärteil
des Anschlussleiterabschnittes 111 muss nicht notwendigerweise
ein einzeln gegossenes Teil aus isolierendem Material sein. Als
abgewandelte Form kann eine isolierende Schicht gebildet werden
durch Ausbilden eines Oxidfilms auf der Oberfläche des Primärteils aus
z. B. Aluminium oder Kupfer. Alternative Mittel wie eine Harzbeschichtung
oder eine Emailaufbackung können
anwendbar sein. Ein Gießen
der Gesamtheit des Primärteils
des Anschlussleiterabschnittes 111 aus isolierendem Material
wie oben erwähnt
ermöglicht
die Bereitstellung eines lichtbogenfreien Anschlusses 101 ohne
die Möglichkeit
eines Bruchs oder eines Schadens der isolierenden Schicht.
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Diese
Anordnung ist vorteilhaft bei der Verringerung der Anzahl von Prozessen
zur Herstellung des Anschlusses 101, da diese Anordnung
die Notwendigkeit einer unabhängigen
Ausbildung einer Isolierschicht beseitigt.
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Der
Anschluss gemäß der Erfindung
ist nicht auf einen mit zungenartiger Formgebung beschränkt. Eine
Vielzahl von Modifikationen und Abwandlungen mit unterschiedlichen
Konfigurationen und Aufbauten ist möglich. Die 7 und 8 zeigen
eine dritte Ausführungsform
der Erfindung, bei der ein Steckeranschluss 201 und ein
Buchsenanschluss 202 jeweils einen zylindrischen elektrischen
Kontakt haben.
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Gemäß 7 ist
der Steckeranschluss 201 in einen Anschlussleiterabschnitt 211 und
einen Anschlusshauptkörper 212 unterteilt.
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Der
Anschlussleiterabschnitt 211 ist gebildet durch einstückiges Bilden
eines zylindrischen elektrischen Kontaktteils 211f und
eines Verbindungsschaft 211e, der sich vom elektrischen
Kontaktteil 211f nach hinten erstreckt und kleineren Durchmesser
als der elektrische Kontaktteil 211f hat. Ein Leiterende 211g des
elektrischen Kontaktteils 211f ist in Form eines Kegelstumpfes
verjüngt.
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Der
Anschlusshauptkörper 212 enthält einen zylindrischen
elektrischen Kontaktteil 212e und einen Verbindungsschaft 212f in
Form einer Hülse
und ein Kabelgehäuse 212g in
Form einer Hülse.
Das elektrische Kontaktteil 212e hat einen derartigen Innendurchmesser,
das es passend den Verbindungsschaft 211e einführen kann
und einen Außendurchmesser
im Wesentlichen gleich dem Außenmesser des
elektrischen Kontaktteils 211f. Ein passgenaues Einführen des
Verbindungsschaft 211e axial in einen hohlen Abschnitt
des elektrischen Kontaktteils 212e in Richtung des Kabelgehäuses 212g ermöglicht die einstöckige Verbindung
des Anschlusshauptkörpers 212 mit
dem Anschlussleiterabschnitt 211. Wenn in diesem Zustand
ein Draht (nicht gezeigt) sicher in dem Kabelgehäuse 212g gehalten
wird, ist der Draht elektrisch mit dem Steckeranschluss verbindbar.
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Wie
in 8 gezeigt, enthält der Buchsenanschluss 202 einen
zylindrischen elektrischen Kontaktteil 202d, in welchen
die elektrischen Kontaktteile 211f, 212e passend einfuhrbar
sind. Ein Leitergehäuse 202f und
ein Isolatorgehäuse 202g sind
in dieser Reihenfolge am Buchsenanschluss am stromabwärtigen Ende
in Anschlusseinführrichtung
angeordnet, wie durch den Pfeil in 8 gezeigt.
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Der
Aufbau eines Oberflächenbereichs
zumindest eines Primärteils
des Anschlussleiterabschnittes 211 aus einem isolierenden
Material und das Ausbilden einer leitfähigen Schicht über dem
isolierenden Bereich ermöglicht
die Bereitstellung einer Lichtbogenentladungsunterdrückungsfunktion
am Buchsenanschluss 202 auf ähnliche Weise wie am Steckeranschluss 201.
Insbesondere wenn die elektrischen Kontaktteile 211f, 212e vom
elektrischen Kontaktteil 202d getrennt werden, entspricht
das Leiter-ende 211g des elektrischen Kontaktteils 211f mit der
dünnen
leiffähigen
Schicht einem Endkontaktteil, welches in Kontakt mit dem elektrischen
Kontaktteil 202d an der Endstufe der Trennung gebracht
wird. Da das Leiterende 211g die sich verjüngende Kegelstumpfform
hat, wird eine Lichtbogenentladung, die zum Zeitpunkt der Trennung
möglicherweise
erzeugt wird, wirksam unterdrückt,
so dass der Steckeranschluss 201 vor Bruch oder Schäden aufgrund
der Lichtbogenentladung geschützt
ist.
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Der
Verbindungsaufbau des Anschlussleiterabschnittes 211 und
des Anschlusshauptkörpers 212 ist
nicht auf die Darstellung von 7 beschränkt. Als
abgewandelte Anordnung kann gemäß 9 ein vertieftes
Teil 211h in einem Außenumfang
des Verbindungsschaftes 211e des Anschlussleiterabschnittes 211 ausgebildet
sein und ein Eingriffsteil 212h, das in der äußeren Umfangswand
des zylindrischen elektrischen Kontaktteils 212e des Anschlusshauptkörpers 212 ausgebildet
ist, kann im Presssitz in die Vertiefung 211h eingeführt werden.
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Eine
vierte Ausführungsform
der Erfindung wird unter Bezugnahme auf die 10 bis 20 beschrieben.
Die vierte Ausführungsform
ist ähnlich zur
zweiten Ausführungsform
und der dritten Ausführungsform
dahingehend, dass ein Steckeranschluss 301 in einen Anschlussleiterabschnitt 313 und
einen Anschlusshauptkörper 314 unterteilt
ist.
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Gemäß den 10 bis 13 ist
der Steckeranschluss 301 so aufgebaut, dass ein Primärteil eines
Anschlussleiterabschnittes 313 einstückig aus einem isolierenden
Material, beispielsweise einem Kunstharz gegossen ist und eine leitfähige Schicht 301d ist auf
der isolierenden Oberfläche
des Primärteils
durch Platieren oder ein Äquivalent
hiervon ausgebildet.
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Ein
Kopfabschnitt 313a mit einer im Wesentlichen rechteckförmigen flächenparallelen
Form und ein Eingriffsabschnitt 313b, der sich vom Kopfabschnitt 413a aus
nach hinten erstreckt, sind einstückig gegossen, um die Gesamtgestalt
des Anschlussleiterabschnittes 313 zu bilden. Der Oberflächenbereich
des Eingriffsabschnittes 313b ist im Schnitt gesehen kleiner
als derjenige des Kopfabschnittes 313a. Ein sich axial
erstreckender vertiefter Abschnitt 313c ist in der hinteren
Hälfte
der Oberfläche
des Kopfabschnittes 313a in Richtung Eingriffsabschnitt 313b ausgebildet.
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Der
Anschlusshauptkörper 314 ist
gebildet durch Biegen einer Metallplatte mit hoher Leitfähigkeit
in eine bestimmte Form. Ein zylindrisches (in 10 im
Wesentlichen prismenförmiges)
elektrisches Kontaktteil 314b erstreckt sich von einem schachtelförmigen Hauptteil 314a aus
nach vorne und der Eingriffsabschnitt 313b des Anschlussleiterabschnittes 313 ist
fest in dem elektrischen Kontaktteil 314b gehalten. Genauer
gesagt, ein vertiefter Abschnitt 313d (siehe 12)
ist in einem hinteren Teil einer Bodenfläche des Eingriffsabschnittes 313b ausgebildet
und ein sich nach oben und hinten erstreckendes Eingriffsteil 314d ist
an einem hinteren Teil einer Bodenwand des elektrischen Kontaktteils 314b ausgebildet.
Ein Passsitz des Eingriffsteils 314d im vertieften Abschnitt 313d ermöglicht einen
Eingriff des Anschlussleiterabschnittes 314 mit dem Anschlusshauptkörper 313.
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Wie
in 12 gezeigt, erstreckt sich ein zungenartiges Teil 314t entlang
der Bodenwand des elektrischen Kontaktteils 314b, um den
Kopfabschnitt 313a des Anschlussleiterabschnittes 313 von
unten zu stützen.
Ein Federkontaktteil 314c erstreckt sich von einer oberen
Wand des elektrischen Kontaktteils 314b nach vorne. Ein
Vorderende des Federkontaktteils 314c ist flexibel (elastisch
verformbar) und ein Vorsprung (Kontakt) 314p erstreckt
sich von einer unteren Fläche
des Leiterendes des elektrischen Kontaktteils 314b nach
unten. Wenn der Eingriffsabschnitt 313b des Anschlussleiterabschnittes 313 in das
elektrische Kontaktteil 314b eingeführt wird, gelangt das Federkontaktteil 314c in
Gleitkontakt mit dem vertieften Abschnitt 313c des Anschlussleiterabschnittes 313 und
der Vorsprung (Kontakt) 314p, der am Leiterende des Feder kontaktteils 314c ausgebildet
ist, gelangt in Druckkontakt mit der leitfähigen Schicht 301d,
die auf dem Leiterteil an der Bodenfläche des vertieften Abschnittes 313c in
einem Zustand, in welchem das Leiterende des Federkontaktteils 314c nach
oben verformt wird.
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Der
Anschlusshauptkörper 314 ist
mit einem Leitergehäuse 314e und
einem Isolatorgehäuse 314f in
dieser Reihenfolge hinterhalb des Hauptteils 314a versehen.
Das Leitergehäuse 314e hat
eine Form, dass ein mittiger Leiterdraht 331 (siehe 11),
der von einem freien Ende eines isolierenden Drahtes 330 freiliegt,
gecrimpt wird. Damit sind der mittige Leiterdraht 331 und
der Anschlusshauptkörper 314 elektrisch
verbunden. Das Isolatorgehäuse 314f hat eine
derartige Form, dass ein isolierendes Teil 332 des isolierenden
Drahtes 330 hinterhalb des mittigen Leiterdrahtes 331 gecrimpt
wird.
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Nachfolgend
wird der Buchsenanschluss 302, der mit dem Steckeranschluss 301 in
Eingriff bringbar ist, unter Bezug auf die 14 bis 16 beschrieben.
Der Buchsenanschluss 302 wird durch Biegen einer Metallplatte
mit hoher Leitfähigkeit
in eine gewisse Form auf ähnliche
Weise wie der Anschlusshauptkörper 314 des
Steckeranschlusses 301 gebildet. Der Buchsenanschluss 302 ist
so gebildet, dass ein schachtelförmiges
elektrisches Kontaktteil 320, ein Leitergehäuse 302e und
ein Isolatorgehäuse 302f,
die nach hinten in dieser Reihenfolge vom elektrischen Kontaktteil 320 aus
gebildet sind, einstückig
gebildet sind. Das Leitergehäuse 302e und
das Isolatorgehäuse 302f haben
eine derartige Form, dass ein mittiger Leiterdraht 341 bzw.
ein isolierendes Teil 342 eines isolierenden Drahtes 340 gecrimpt
werden. Das elektrische Kontaktteil 320 ist mit einem Vorsprung 321 (siehe 15)
versehen, der sich axial an einer unteren Oberfläche einer Oberwand hiervon
erstreckt. Der Vorsprung 321 dient als ein elektrisches
Kontaktteil gegenüber
dem Steckeranschluss 301. Ein im Wesentlichen U-förmiges Federkontaktteil 322 ist
an einem Leiterende der Bodenwand des elektrischen Kontaktteils 320 ausgebildet,
wobei ein freies Ende nach hinten gerichtet ist. Ein Vorsprung (Kontakt) 322a ist
in der oberen Fläche
eines rückwärtigen Endabschnittes
(verformbarer freier Endabschnitt) des Federkontaktteils 322 gebildet.
Der Steckeranschluss 302 wird in das elektrische Kontaktteil 320 derart
eingeführt,
das der Steckeranschluss 301 in Druckkontakt mit dem Vorsprung 322a und
dem Vorsprung 321 gebracht wird.
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Weiterhin
hat der Buchsenanschluss 302 das Merkmal, dass ein festes
Kontaktteil 324 und ein Federkontaktteil 326 sich
entsprechend von gegenüberliegenden
Seitenwänden
des elektrischen Kontaktteils 320 nach vorne erstrecken,
um einen Kontaktabschnitt zum Freigeben eines erzeugten Lichtbogens
zu bilden. Das feste Kontaktteil erstreckt sich von der linken Seitenwand
des elektrischen Kontaktteils 320 nach vorne und ist an
einem Vorderende hiervon mit einem inneren Vorsprung 324a versehen. Ein
Schlitzteil 325 umschließt einen oberen Abschnitt,
einen unteren Abschnitt und ein Teil eines vorderen Abschnittes
des Federkontaktteils 326: Ein Vorderende des Federkontaktteils 326 ist
leicht nach innen derart gekippt, dass das vordere Ende seitlich flexibel
ist. Der vordere halbe Abschnitt des Schlitzteils 325 aus
einer metallischen Platte ist um ungefähr 180 Grad nach hinten gebogen
und bildet einen Schutzplattenabschnitt 327, um das Federkontaktteil 326 vor
einer äußeren Kraft
zu schützen.
Das Federkontaktteil 326 und das feste Kontaktteil 324 führen den
Steckeranschluss 301 in seitlichen Richtungen sicher nach
innen.
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Nachfolgend
wird die Arbeitsweise des Steckeranschlusses und des Buchsenanschlusses
als Paar in der vierten Ausführungsform
unter Bezugnahme auf die 17 bis 20 beschrieben.
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Wie
in den 17 und 18 gezeigt,
ist das Federkontaktteil 322 des elektrischen Kontaktteils 320 des
Buchsenanschlusses 302 in einem Zustand nach unten verformbar
in welchem der Steckeranschluss 301 und der Buchsenanschluss 302 vollständig im
Eingriff sind. In diesem Zustand halten der Vorsprung 322a des
Federkontakthalters 322 und der Vorsprung 321 das
elektrische Kontaktteil 314 des Steckeranschlusses 401 vertikal
sicher fest. Insbesondere sind der Vorsprung 322a und der
Vorsprung 321 in Druckkontakt mit der Bodenwand bzw. der
oberen Wand des elektrischen Kontaktteils 314 aufgrund
einer elastischen Kraft des Federkontaktteils 322. Somit
sind die Anschlüsse 301 und 302 über den
Druckkontaktabschnitt des elektrischen Kontaktteils 314 elektrisch
verbindbar.
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Der
Steckeranschluss 301 ist so aufgebaut, dass der Vorsprung 314p des
Federkontaktteils 314c in Druckkontakt mit der leitfähigen Schicht 301d gebracht
wird, die auf der Oberfläche
des Anschlussleiterabschnittes 313 ausgebildet ist, was
aufgrund einer elastischen Kraft des Kontaktfederteils 314c des Anschlusshauptkörpers 314 gegenüber der
leitfähigen
Schicht 301d erfolgt. Somit sind die leitfähige Schicht 301d und
der Anschlusshauptkörper 314 durch
den Druckkontakt des Kontaktfederteils 314c gegen die leitfähige Schicht 301d elektrisch
verbindbar. In dem Anschlusshauptkörper 414 gemäß den 17 und 18 sind
das Federkontaktteil 414c, welches zum Sicherstellen einer
elektrischen Verbindung mit dem Anschlussleiterabschnitt 313 ausgelegt
ist und der Eingriffsabschnitt (Eingriffsteil 314b), der
zum mechanischen Eingriff mit dem Anschlussleiterabschnitt 313 ausgelegt
ist, unabhängig
ausgebildet. Da bei dieser Anordnung das Kontaktfederteil 314c frei
von einer mechanischen Belastung ist, kann eine elektrische Verbindung
des Steckeranschlusses und des Buchsenanschlusses sicher gestellt
werden, wobei eine Verformung des Kontaktfederteils 314c unterdrückt ist.
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Wenn
nachfolgend die Anschlüsse 301 und 302 voneinander
getrennt werden, wird zuerst der Kontakt des Vorsprungs 321 mit
der oberen Wand des elektrischen Kontaktteils 314 aufgehoben
(siehe 19) und dann wird der Kontakt
des zungenartigen Teils 314t des elektrischen Kontaktteils 314 mit dem
Vorsprung 322a des Federkontaktteils 322 aufgehoben.
In diesem Zustand sind das feste Kontaktteil 324 und das
Federkontaktteil 326 des Buchsenanschlusses 302 nach
wie vor im Kontaktzustand mit der leitfähigen Schicht 301d,
der auf der Oberfläche des
Anschlussleiterabschnittes 313a ausgebildet ist und die
elektrische Verbindung der leitfähigen Schicht 301d mit
dem Anschlusshauptkörper 314 ist sichergestellt.
Folglich besteht keine Wahrscheinlichkeit, dass eine Lichtbogenentladung
zu dem Zeitpunkt erfolgt, wo die oben genannten Bauteile aus den
jeweiligen Kontaktzuständen
freigegeben werden.
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Es
verbleibt eine Wahrscheinlichkeit, dass ein Lichtbogen entladen
werden kann, wenn das feste Kontaktteil 324 oder das Kontaktfederteil 326 von der
leitfähigen
Schicht 301d gelöst
werden (siehe 20). Da jedoch die leitfähige Schicht 301d ein extrem
dünner
Film ist, der aus platiertem Metall oder dergleichen ist, ist eine
Lichtbogenentladung, selbst wenn sie auftritt, unerheblich und die
Anschlüsse werden
wirksam vor Schäden
aufgrund der Lichtbogenentladung geschützt. Weiterhin ist der Anschlusshauptkörper 314 in
Kontakt mit der leitfähigen
Schicht 301d am Vorsprung 314p (Kontaktstelle),
die am vorderen Ende des Federkontaktteils 314c ausgebildet ist
und das Federkontaktteil 314c ist über das rückwärtige Ende hiervon mit dem
Anschlusshauptkörper 314 verbunden.
Da der Abstand zwischen der Kontaktstelle und einer Stelle (Leiterende)
der leitfähigen Schicht 301b des
Steckeranschlusses 301, der in der Endstufe der Trennung
vom Buchsenanschluss 302 getrennt wird, kurz ist, ist ein
elektrischer Pfad der leitfähigen
Schicht 301d, entlang dem ein Strom fließt, unmittelbar
bevor der Steckeranschluss 301 vom Buchsenanschluss 302 getrennt
wird, kurz, so dass wirksam ein Erhitzungszustand der Anschlüsse aufgrund
eines Stromflusses unterdrückt
wird.
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In
der obigen Anordnung wird ein Lichtbogen über einen Kontaktabschnitt
(in 14 das feste Kontaktteil 324 und das
Federkontaktteil 326), der unabhängig vom elektrischen Kontaktabschnitt
vorgesehen ist (in 15 der Vorsprung 321 und
das Federkontaktteil 322) entladen. Mit dieser Anordnung wird
der elektrische Kontaktabschnitt des Buchsenanschlusses 302 wirksam
vor Schäden
aufgrund einer Lichtbogenentladung geschützt, so dass mit Sicherheit
eine elektrische Verbindung mit dem Steckeranschluss 301 bereitgestellt
wird.
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Nachfolgend
wird ein Beispiel zur Herstellung des Anschlusses der 1 bis 4 gemäß der ersten
Ausführungsform
der Erfindung beschrieben. Es sei festzuhalten, dass die Erfindung
nicht auf das unten erwähnte
Beispiel (die Beispiele) begrenzt ist und in verschiedener Weise
ausgeführt
werden kann, ohne vom Wesen der wichtigen Eigenschaften hiervon
abzuweichen, da der Umfang der Erfindung durch die beigefügten Ansprüche definiert
ist und nicht durch die voranstehende Beschreibung, wobei alle Änderungen
innerhalb der Grenzen und Rahmen der Ansprüche oder Äquivalente zu solchen Grenzen und
Ansprüchen
fallen somit von den Ansprüchen umfasst
sein sollen.
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[Beispiel 1]
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Ein
Steckeranschluss 1 und ein Buchsenanschluss 2 gemäß den 1 bis 4 wurden
hergestellt. Eine isolierende Schicht (Dicke = 10 μm, elektrischer
Widerstand = 1 × 1016 Ω oder
größer) wurde aus
Polyimid hergestellt. Eine Zwischenschicht (nicht gezeigt) wurde
gebildet, in dem eine Nickelplatte einer elektrolosen Platierung
unterwor fen wurde. Eine leitfähige
Schicht (Dicke = 10 μm)
wurde gebildet, in dem eine Zinnplatte einer elektrolytischen Platierung unterworfen
wurde.
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Der
Steckeranschluss 1 und der Buchsenanschluss 2 mit
der Anordnung gemäß den 1 bis 4 wurden
verbunden und dann wurde der Steckeranschluss 1 vom Buchsenanschluss 2 in
einem Zustand getrennt, wo eine Spannung von 42V angelegt blieb.
Die Zeitdauer einer Lichtbogenentladung war extrem kurz, und zwar
derart, dass ein genauer Wert unmessbar war. Es wurde jedoch verifiziert, dass
die Zeitdauer der Lichtbogenentladung ungefähr 0,1 Sekunden betrug. Nach
der Lichtbogenentladung verblieb das äußere Erscheinungsbild des Steckeranschlusses
unverändert,
obgleich die leitfähige Schicht
am Leiterende des Steckeranschlusses leicht beschädigt war.
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[Vergleichsbeispiel 1]
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Dieses
Experiment wurde auf ähnliche
Weise wie im Beispiel 1 durchgeführt,
mit der Ausnahme, dass eine leitfähige Schicht und eine Zwischenschicht
und eine isolierende Schicht nicht ausgebildet waren.
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Die
Zeitdauer einer Lichtbogenentladung wurde auf ähnliche Weise wie in Beispiel
1 gemessen. Es wurde verifiziert, dass die Zeitdauer der Lichtbogenentladung
ungefähr
eine Sekunde betrug. Nach der Lichtbogenentladung war das Leiterende des
Steckeranschlusses abgerundet.
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Es
wurde somit verifiziert, dass die Erfindung vorteilhaft dahingehend
ist, eine Verformung und Beschädigung
von Anschlüssen
wirksam zu unterdrücken,
in dem das Auftreten einer Lichtbogenentladung beim Trennen der
Anschlüsse
unterdrückt
wird.
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Um
die Erfindung zusammenzufassen, wird ein erfindungsgemäßer Lichtbogenentladungsunterdrückender
Anschluss in elektrisch leitfähigem
Zustand mit einem Gegenanschluss gebracht, in dem Eingriff mit dem
Gegenanschluss erfolgt. Der Anschluss weist einen Bereich mit wenigstens
einem Kontaktteil mit dem Gegenanschluss auf, wenn der Anschluss
von dem Gegenanschluss getrennt wird, sowie Mittel zum Verhin dern,
dass der Anschluss durch die Lichtbogenentladung beschädigt wird,
die im dem Bereich auftreten kann.
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Um
zu verhindern, dass der Anschluss durch die Lichtbogenentladung
beschädigt
wird, ist vorteilhafter Weise vorgesehen, dass der Bereich mit einem
isolierenden Abschnitt ausgebildet ist und der leitfähige Abschnitt
auf einer Oberfläche
des isolierenden Abschnitts ausgebildet ist, wobei derleitfähige Bereich
elektrisch mit dem Gegenanschluss verbindbar ist.
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Der
isolierende Abschnitt kann bevorzugt an wenigstens einem äußeren Abschnitt
des Anschlusses ausgebildet sein, einschließlich eines Bereichs entsprechend
wenigstens dem Kontaktteil des Anschlusses, der in Kontakt mit dem
Gegenanschluss an einer Endstufe des Trennens der Anschlüsse gebracht
wird. Die leitfähige
Schicht kann bevorzugt an einer oberen Fläche des isolierenden Teils
ausgebildet sein, um elektrisch mit einem Hauptkörper des Anschlusses verbindbar
zu sein. Die leitfähige Schicht
ist an einer derartigen Stelle ausgebildet, dass sie von dem Gegenanschluss
der Endstufe der Trennung gelöst
wird.
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Der
lichtbogenentladungsunterdrückende Anschluss
kann aus einem einstückigen
Teil gebildet sein. Bevorzugt kann der Anschluss ein zweistückiges Teil
sein, das so aufgebaut ist, dass ein Anschlussleiterabschnitt mit
einem Anschlusshauptkörper
verbunden wird, der aus einem leitfähigen Bauteil an einem Vorderende
des Anschlusshauptkörpers gebildet
ist. In diesem Fall kann bevorzugt der Anschlussleiterabschnitt
ein Primärteil
enthalten mit einer Oberfläche,
die aus einem isolierenden Material ist, wobei eine leitfähige Schicht
auf der Oberfläche des
Primärteils
ausgebildet sein kann, um elektrisch mit dem Anschlusshauptkörper verbunden
zu sein. Da bei dieser Anordnung der Anschluss durch den Anschlusshauptkörper aus
einem leitfähigen
Teil und dem Anschlussleiterabschnitt mit einem isolierenden Teil
gebildet ist, können
Teile zum Bilden des Anschlusses (insbesondere des Anschlusshauptkörpers) in
Massenherstellung produziert werden und die Herstellung ist erleichtert.
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Bei
der obigen Anordnung ist es möglich,
die Gesamtheit des Primärteils
des Anschlussleiterabschnittes aus einem isolierenden Material zu
gießen. Diese
Anordnung ist vorteilhaft dahingehend, dass die Haltbarkeit des
isolierenden Abschnittes im Vergleich zu einem Fall verbessert ist,
wo ein dünner
isolierender Film auf der Oberfläche
des Primärteils
ausgebildet wird, so dass eine Lichtbogenunterdrückungsfunktion aufgrund des
Vorhandenseins des isolierenden Abschnittes sicher beibehalten wird.
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Mit
Blick auf eine Verbindung zwischen der leitfähigen Schicht des Anschlussleiterabschnittes und
des Anschlusshauptkörpers
kann es bevorzugt sein, dass ein elastisch verformbarer Federkontaktabschnitt
am Anschlusshauptkörper
derart ausgebildet ist, dass er in Druckkontakt mit der leitfähigen Schicht
des Anschlussleiterabschnittes in einem elastisch verformten Zustand
gebracht wird.
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Bei
dieser Anordnung kann der Federkontaktabschnitt sicher die leitfähige Schicht
des Anschlussleiterabschnittes kontaktieren, in dem aufgrund der
elastischen Verformung des Federkontaktabschnittes eine Vorspannkraft
verwendet wird. Somit kann die Verbindung der leitfähigen Schicht
des Anschlussleiterabschnittes und des Anschlusshauptkörpers sichergestellt
werden.
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Je
dünner
die leitfähige
Schicht ist, um so höher
ist der elektrische Widerstand. Wenn daher ein Abstand zwischen
einer Kontaktposition des Federkontaktabschnittes mit der leitfähigen Schicht
und einer Position, an. der die leitfähige Schicht von dem Gegenanschluss
an einer Endstufe der Trennung gelöst wird, lang ist, besteht
die Wahrscheinlichkeit, dass ein Strom in der leitfähigen Schicht
zwischen diesen Positionen fließt,
was zu einem Erhitzungszustand der Anschlüsse führen kann. Angesichts hiervon
ist es bevorzugt, den Anschluss so zu konfigurieren, dass der Federkontaktabschnitt
ein rückwärtiges Ende
hat, das mit dem Anschlusshauptkörper
verbunden ist und ein vorderes Ende hat, welches als elastisch verformbares
freies Ende ausge-staltet ist und das Vorderende wird in Kontakt
mit der leitfähigen
Schicht des Anschlussleiterabschnittes in einen Zustand gebracht,
bei dem das Vorderende elastisch verformt wird.
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Bei
dieser Anordnung kann die Kontaktposition des Federkontaktabschnittes
mit der leitfähigen Schicht
des Anschlussleiterabschnittes näher
an eine Position (üblicher
Weise eine vorderste Endposition) gebracht werden, wo eine Lichtbogenentladung
an der leitfähigen
Schicht wahrscheinlich ist. Somit kann ein Erhitzungszustand zwischen der
leitfähigen
Schicht zwischen den oben genannten Positionen wirksam unterdrückt werden.
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Es
kann bevorzugt sein, den Anschluss derart aufzubauen, dass der Anschlusshauptkörper mit einem
Eingriffsabschnitt versehen ist, der mit dem Anschlussleiterabschnitt
in Eingriff bringbar ist, wobei der Federkontaktabschnitt an einer
Position unabhängig
vom Eingriffsabschnitt ausgebildet ist. Somit sind eine mechanische
Verbindungsstelle (Eingriffsabschnitt) zur mechanischen Verbindung
des Anschlusshauptkörpers
mit dem Anschlussleiterabschnitt und eine elektrische Verbindungsstelle
(Federkontaktabschnitt) unabhängig
voneinander vorhanden. Mit dieser Anordnung können der Anschlusshauptkörper und
der Anschlussleiterabschnitt sicher verbunden werden, wobei eine
mechanische Belastung am Federkontaktabschnitt verringert und eine
Verformung hiervon unterdrückt
ist.
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Bei
einem erfindungsgemäßen lichtbogenentladungsunterdrückenden
Anschluss, der in elektrisch verbindbarem Zustand mit einem Gegenanschluss
durch Eingriff mit dem Gegenanschluss bringbar ist, kann bevorzugt
zumindest ein Teil eines Kontaktabschnittes des Anschlusses in Kontakt
mit dem Gegenanschluss bei einem Eingriff mit dem Gegenanschluss
einen nicht Ausbildungsbereich der isolierenden Schicht enthalten,
um den Anschluss in direktem Kontakt mit dem Gegenanschluss oder
indirektem Kontakt mit dem Gegenanschluss über die leitfähige Schicht
zu bringen.
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Bevorzugt
ist bei der obigen Anordnung die leitfähige Schicht aus einem Dünnfilm gemacht.
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Weiterhin
enthält
ein Paar von Anschlüssen gemäß der Erfindung
einen lichtbogenentladungsunterdrückenden Steckeranschluss und
einen Buchsenanschluss (Gegenanschluss), der mit dem Steckeranschluss
in Eingriff bringbar ist. Das Anschlusspaar ist so aufgebaut, dass
ein elektrischer Kontaktteil des Buchsenanschlusses in Kontakt mit
einem freiliegenden Abschnitt (einem Nichtausbildungsbereich einer
leitfähigen
Schicht) am Hauptkörper
des Steckeranschlusses in einen Zustand gelangt, bei dem der Steckeranschluss
und der Buchsenanschluss in einem vollständigen Eingriffszustand sind.
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Bei
dieser Anordnung erfolgt eine elektrische Verbindung zwischen den
Anschlüssen
in einem Eingriffszustand durch direkten Kontakt des Anschlusshauptkörpers am
Steckeranschluss mit dem Buchsenanschluss (für den Fall, dass die Gesamtheit
des Steckeranschlusses aus einem leiffähigen Material gebildet ist)
und nicht durch die leitfähige
Schicht. Diese Anordnung ist vorteilhaft, um eine elektrische Verbindung
im Vergleich zu einem Fall mit Sicherheit durchzuführen, wo
der Buchsenanschluss allein mit der leitfähigen Schicht kontaktiert.
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Bei
der obigen Anordnung ist es bevorzugt, dass der Buchsenanschluss
mit einem Kontaktabschnitt versehen ist, der in Kontakt mit dem
Steckeranschluss an einer vorderen Position vom elektrischen Kontaktteil
in Anschlusstrennrichtung bringbar ist, wobei der Kontaktabschnitt
an einer derartigen Position angeordnet ist, dass der Kontaktabschnitt von
der leitfähigen
Schicht des Steckeranschlusses getrennt wird, nachdem der elektrische
Kontaktteil hiervon getrennt worden ist, wenn der Steckeranschluss
außer
Eingriff mit dem Buchsenanschluss gebracht wird, um eine Lichtbogenentladung
zu unterdrücken.
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Da
bei der obigen Anordnung der Kontaktabschnitt, an dem eine Lichtbogenentladung
erzeugt werden kann und der elektrische Kontaktteil unabhängig voneinander
vorgesehen sind, kann die Lebensdauer des Anschlusspaares verlängert werden, wobei
der elektrische Kontaktteil wirksam geschützt ist. Diese Anordnung liefert
eine sichere elektrische Verbindung zwischen den Anschlüssen.
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Genauer
gesagt ist es bevorzugt, wenn ein Federkontaktteil am Vorderende
des Buchsenanschlusses ausgebildet ist, wobei das Federkontaktteil ein
elastisch verformbares Vorderende hat und das Vorderende des Federkontaktteils
so ausgestaltet ist, dass es in Kontakt der leitfähigen Schicht
des Steckeranschlusses in einem Zustand bringbar ist, dass das Vorderende
des Federkontaktteils elastisch verformt wird.
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Mit
dieser Anordnung kann eine Lichtbogenentladung an einer Position
vorderhalb entfernt von dem Buchsenanschlusshauptkörper durchgeführt werden.
Diese Anordnung ist vorteilhaft dahingehend, dass der Buchsenanschluss
sicher geschützt werden
kann und dass der Kontakt zwischen dem Federkontaktteil und der
leitfähigen
Schicht sicher gestellt werden kann, in dem eine elektrische Kraft aufgrund
einer elastischen Verformung des Federkontaktteils für die Lichtbogenentladung
verwendet wird.
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Weiterhin
weist ein Verbinder gemäß der Erfindung
den Lichtbogenentladungsunterdrückenden Anschluss
gemäß obiger
Beschreibung und ein Gehäuse
zur Aufnahme des Anschlusses hierin auf.
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Weiterhin
weist ein erfindungsgemäßes Verfahren
zur Herstellung eines Lichtbogenentladungsunterdrückenden
Anschlusses, der im elektrisch verbindbaren Zustand bringbar ist,
in dem er mit einem Gegenanschluss in Eingriff bringbar ist, die
folgenden Schritte auf: Herstellen eines Anschlusshauptkörpers aus
leitfähigem
Material; Herstellen eines Anschlussleiterabschnittes mit einem
Primärteil,
wobei wenigstens eine Oberfläche
hiervon aus einem isolierenden Material und einer leitfähigen Schicht
ist, die auf der Oberfläche
des Primärteils
ausgebildet ist; und Verbinden des Anschlussleiterabschnittes mit
dem Anschlusshauptkörper
an einem Vorderende des Hauptkörpers
derart, dass die leitfähige
Schicht elektrisch mit dem Hauptkörper verbunden wird.
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Mit
dem obigen Verfahren werden der Anschlusshauptkörper aus leitfähigem Material
und der Anschlussleiterabschnitt, der ein isolierendes Material
enthält,
unabhängig
hergestellt und dann werden der Anschlusshauptkörper und der Anschlussleiterabschnitt
miteinander zusammengefügt,
um die Gesamtheit des Anschlusses zusammenzubauen. Diese Anordnung
ermöglicht
eine Maskenherstellung der jeweiligen Teile ohne Probleme. Folglich
ist im Vergleich zu einem Verfahren, bei dem eine isolierende Schicht
und eine leitfähige
Schicht auf einen bestimmten Bereich auf einem Leiterabschnitt eines Anschlusses,
der einstöckig
gegossen ist, ausgebildet werden, der Herstellungsprozess vereinfacht
und die Produktivität
kann merklich verbessert werden.
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Für den Fall,
dass ein leitfähiger
Film durch Ätzen
der Oberfläche
eines isolierenden Abschnittes gebildet wird, ist es sehr wahrscheinlich,
dass der Anschlusshauptkörper,
der nicht mit dem isolierenden Abschnitt versehen ist, durch den Ätzprozess
angegriffen wird, wenn die Gesamtheit des Anschlusses einstöckig gegossen
ist. Angesichts hiervon enthält bei
obigem Verfahren der Schritt der Herstellung des Anschlussleiter abschnittes
bevorzugt einen Schritt der Herstellung des Primärteils des Anschlussleiterabschnittes
und einen Schritt des Ätzens
der Oberfläche
des Primärteils,
um einen leitfähigen
Film auszubilden. Dann kann der so gebildete Anschlussleiterabschnitt
mit dem Anschlusshauptkörper
verbunden werden. Diese Anordnung erleichtert den Ätzprozess,
der zur Ausbildung eines leitfähigen
Films notwendig ist, ohne den Anschlusshauptkörper zu beeinflussen.
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Bevorzugt
ist der Primärteil
des Anschlussleiterabschnittes einstückig aus isolierendem Material
gegossen. Diese Anordnung beseitigt einen zusätzlichen Schritt des Ausbildens
einer isolierenden Schicht, was den Herstellungsprozess weiter vereinfacht.
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Diese
Anmeldung basiert auf den Patentanmeldungen
2000-361799 ,
2001-225614 und
2001-31027 , angemeldet in Japan;
auf den dortigen Inhalt wird vollinhaltlich Bezug genommen.
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Obgleich
die vorliegende Erfindung vollständig
anhand von Beispielen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung
beschrieben wurde, versteht sich, dass verschiedene Änderungen
und Abwandlungen dem Fachmann auf diesem Gebiet geläufig sind.
Solange nicht derartige Änderungen
und Abwandlungen vom Umfang der Erfindung abweichen, seien sie als
hierin enthalten zu betrachten,