JP2017152365A - 自動車用シガーライター及び電源コンセントのためのコンパクト保護装置 - Google Patents

Abstract

【課題】自動車用電源コンセント及び／又は自動車用シガーライターソケットのためにコンパクトな過電流保護装置を提供すること。
【解決手段】ヒューズ部材８が、伝導要素とソケットウェル１との間で直列に電気的に接続し、コンパクトな一体型過電流保護を提供する自動車用電源コンセント、自動車用シガーライターソケットで、ヒューズ部材８と、ソケットウェル１の先端部に配置された絶縁体３、ヒューズ部材８、絶縁コネクタハウジング１１、第１の電気端子１３及び第２の電気端子１２をユニットとして共に保持する。電気コンセントには、一体型過剰温度保護、限界温度で軟化する熱可塑性絶縁ディスク７と当たるバネ加圧型リーフバネ６を備える一体型過剰温度保護が設けられ、リーフバネ６が熱可塑性絶縁ディスクを貫通して電気供給部を短絡させることを可能にする。
【選択図】図１

Description

本発明は、電源コンセント及びシガーライターコンセントに関し、特に、自動車の用途で使用される電源コンセント、シガーライターコンセント及びレセプタクル又はソケットに関する。より具体的に、本発明は、自動車用シガーライターソケット及び電源コンセントのためのコンパクト保護装置に関し、過熱状態及び過電流状態に対する保護を提供する。

自動車設計のトレンドは、より多くの電力を必要とする電子装置であって、自動車内の電源コンセント又はシガーライターソケットからより高い電流を引き込む、電子装置の使用を高めている。

２つの公知の問題が生じている。１つの問題は、過電流、すなわち過度の電力消費又はプラグインデバイスでの短絡に起因する過度の電流の引き込みである。別の問題は、大電流と、改造用アクセサリプラグであって、それらを通じて引き込まれる電流を処理することができない、アクセサリプラグのしばしば乏しい品質と、に起因する過熱である。

これまでは、過電流保護は、車両ヒューズボックス内に据え付けられたヒューズを使用することによって提供されてきた。このヒューズは、車両オペレータがアクセス可能であり、多くの場合、このような車両オペレータは、特に電気的な内容に不慣れであり、切れたヒューズを誤ったタイプのヒューズ、例えば適切な過電流保護を提供しないより高電流のヒューズと交換する可能性があり、これにより、過度の電流の引き込みにつながり、この電流が、車両配線及び／又はアクセサリ装置を損傷させ、最悪の場合、火事又は怪我を引き起こす可能性がある。

過剰温度又は過熱保護は、概して第２のバイメタル要素に加えて、バイメタルサーモスタット要素を提供することによって、自動車のシガーライターに提供されてきており、バイメタルサーモスタット要素は、シガーライターが点火温度まで加熱されたときに電流からシガーライターを切り離す。一般的に、追加的なバイメタルサーモスタット要素は、過度の加熱に応答し、車両内におけるシガーライターソケットへの電力を短絡させ、これが、続いて車両ヒューズボックスに設けられたヒューズを切る。車両シガーライターのためのこのような過剰温度保護は、発熱が速い場合には適切に動作するが、発熱が極めて遅い電源コンセントとしてシガーライターが使用されるときにはシガーライターのために適切に動作しない。このようなケースでは、追加的なバイメタル要素が、短絡保護を提供しない。

シガーライターコンセントとして備えられない自動車の電源コンセントに対して、一般的に、過剰温度保護は提供されていない。

本発明の目的は、自動車用電源コンセント及び／又は自動車用シガーライターソケットのためにコンパクトな過電流保護装置を提供することである。本発明によれば、過電流保護装置は、電源コンセント／シガーライターソケット内でコンパクトに設置される。

さらに、本発明の目的は、自動車用電源コンセント／シガーライターソケットであって、コンセント内にプラグ接続される電子装置のために且つシガーライターのソケットのためにシガーライターコンセントとして備えられない電源コンセントの双方に効果的な過剰温度保護を提供する、自動車用電源コンセント／シガーライターソケットを提供することである。

過電流保護は、プリント回路基板（ＰＣＢ）に取り付けられた高速作用表面実装ヒューズを用いて好ましくは実施され、このヒューズは、シガーライターコンセント又は電源コンセント内に統合されている。これは、ソケット内に又はソケット上にヒューズを取り付けるための他の公知の利用可能な解決法がより従来型の機械的組立体に頼るので、優れていると思われる。

本発明による過電流保護は、コンパクトなサイズであり、わずか数ミリメートルだけ、特に約１．６ミリメートルだけ既存の製品の全長を増大させる。これは、製品サイズが大きくなることへの影響を最小化させることに関して優れており、他の利用可能な解決法と比較すると既存の製造プロセスとの適合性を最大化させる。

表面実装技術（ＳＭＴ）を使用する表面実装ヒューズは、サイズが小さく、シガーライターコンセント又は電源コンセントの後部又は先端部においてコネクタハウジング内に又はコネクタハウジングに隣接して包囲される。従って、ヒューズ自体は、他の利用可能な解決法と異なって損傷又は不正加工に対して保護される。加えて、表面実装ヒューズがコネクタハウジング内に又はコネクタハウジングの近くに包囲且つ収容されるので、ヒューズが切れるときにアーク放電及び溶融に起因するいかなる影響も当該空間で制限される。

コンセント／ソケット内での表面実装ヒューズの定格は、製造業者によってカスタマイズ可能である。好ましい定格は、コンセント統合型ヒューズが通常使用中に切れないことである。ヒューズは、電流がコンセントに対してその特定の定格を超えたときにのみ切れ、ヒューズが切れると、ヒューズは、車両ヒューズボックス内のヒューズよりも速く作用する。従って、コンセントの過電流保護は、保証され、不慣れなユーザーによって不適切なサイズのヒューズで不正加工されるか又は不適切なヒューズと交換される可能性のある車両側のヒューズから独立している。

過剰温度保護は、バネ付勢された電気的且つ熱的伝導装置、例えば金属リーフバネ及び熱可塑性ディスクを使用して好ましくは実施される。リーフバネは、車両ＤＣ電源供給部の正極側に接続された通常正極側であるソケットの中央電気接点と電気的且つ機械的に接続されている。リーフバネは、熱可塑性ディスク上にバネ加圧された２つの横断接触脚部を好ましくは有し、熱可塑性ディスクは、ソケットの負極側の接点として作用する金属ソケットの底部に載っている。過熱の場合には、プラスチックディスクは、軟化して溶融し、熱ヒューズとして作用する。リーフバネ脚部は、熱可塑性ディスクの厚さを貫通し、金属ソケットに短絡する。短絡は、過電流保護をさらに始動させ、過電流保護は、製造業者の好みに応じて、本発明によるコンセント統合型ヒューズによって提供されるか、又はコンセント一体型ヒューズが設けられない場合、従来の場合の自動車用ヒューズ／回路ブレーカーボックス内に設けられた車両側ヒューズ（又は他の回路遮断器、例えば回路ブレーカー）によって提供することができる。

上述したコンセント統合型ヒューズの利点は、過剰温度保護の場合にも適用される。すなわち、本発明によるソケットに、過剰温度保護、例えば好ましい実施形態では熱可塑性ディスクを通って短絡させるリーフバネが設けられ、且つコンセント統合型ヒューズも設けられる場合、熱可塑性ディスクを通るコンセント／ソケット金属シェルへのリーフバネの短絡は、統合型ヒューズを切り、それにより過剰温度保護を提供する。コンセント統合型ヒューズが、ソケット／コンセントの負極リターン側に設けられるので、過剰温度に起因して熱可塑性ディスクを貫通するリーフバネによって短絡がなされると、短絡がコンセント統合型ヒューズも切る。

熱可塑性ディスクの材料は、その融点が通常使用の最大環境温度よりも高く且つ要求される最大保護温度よりも低いように、選択される。リーフバネは、短絡を引き起こすために、熱可塑性ディスクが軟化及び溶融後に貫通されたときに金属ソケットと適切に接触するように構成されるべきである。金属リーフバネ及び熱可塑性ディスクは、ソケット／コンセントの金属シェルの内部に収容される。リーフバネは、中央リベットの頂部に近く且つ中央リベットと機械的且つ電気的に接触するように位置決めされるべきであり、且つソケットシェルから絶縁されるべきである。熱源、すなわちアクセサリプラグからリーフバネの熱伝導は、一般的に熱源から離れるソケットの後方側で設置される熱ヒューズに頼る任意の他の利用可能な解決法よりも速く且つ効果的である。これらの利用可能な解決法とは対照的に、リーフバネがソケットの内部に且つ熱源に近く配置されるので、過剰温度保護は、これらの従来技術の構成よりも速い。従来技術の構成の顕著な欠点は、熱ヒューズがソケットの後方に設置されるので、熱ヒューズが熱源に近くないことである。

一側面によれば、本発明は、電気プラグをスライド可能に収容するための導電性を有するソケットウェルであって、中央孔を有する横断先端部を有する、ソケットウェルと、電気供給部への接続のための少なくとも２つの電気端子を有するソケットウェルの横断先端部に隣接する絶縁コネクタハウジングと、中央締結具に連結される電気端子の１つ目、及びソケットウェルの横断先端部に隣接する導電要素で終端する電気端子の２つ目と、ソケットウェルの横断先端部と導電要素との間に設けられたヒューズ部材であって、ヒューズ部材が、導電要素とソケットウェルとの間で直列に電気的に接続し、ヒューズ部材が、第２の電気端子とソケットウェルとの間の導電経路を提供する、ヒューズ部材と、を備える電気コンセントであって、ソケットウェル内でソケットウェルの先端部に配置された絶縁体であって、中央締結具が、ソケットウェル、絶縁体、ヒューズ部材、絶縁コネクタハウジング、第１の電気端子及び第２の電気端子をユニットとして共に保持する、絶縁体をさらに備え、ソケットウェル内に収容される電気プラグのそれぞれの接点と電気的に接触するために、中央締結具の基端部が、前記ソケットウェルから絶縁された第１の電気接点を提供し、ソケットウェルが、第２の電気接点を提供し、ヒューズ部材が、電気コンセントのための一体型過電流保護を提供する、電気コンセントを備える。

好ましい一実施形態では、ヒューズ部材が、第１の導電側及び第２の導電側を有する絶縁部材と、第１の導電側及び第２の導電側と直列に接続するヒューズ要素と、を備え、第１の導電側及び第２の導電側が、ソケットウェル及び導電要素とそれぞれ電気的に接触し、導電要素が、平坦導電要素を備えている。

好ましくは、絶縁部材がプリント回路基板（ＰＣＢ）であり、ヒューズ要素が表面実装技術（ＳＭＴ）である。

好ましい一実施形態では、電気コンセントが、一体型過剰温度保護も用いる。

別の側面によれば、本発明は、電気プラグをスライド可能に収容するための伝導性を有するソケットウェルであって、中央孔を有する横断先端部を有する、ソケットウェルと、電気供給部に接続するための少なくとも２つの電気端子を有するソケットウェルの横断先端部に隣接する絶縁コネクタハウジングと、中央締結具に連結される前記電気端子の１つ目、及びソケットウェルと電気的に接触する前記電気端子の２つ目と、を備える電気コンセントであって、ソケットウェル内でソケットウェルの先端部に配置された絶縁体であって、中央締結具が、ソケットウェル、絶縁体、絶縁コネクタハウジング、第１の電気端子及び第２の電気端子をユニットとして共に保持する、絶縁体をさらに備え、ソケットウェル内に収容された電気プラグのそれぞれの接点と電気的に接触するために、中央締結具の基端部が、前記ソケットウェルから絶縁された第１の電気接点を提供し、ソケットウェルが、第２の電気接点を提供し、ソケットウェルの先端部にある熱可塑性絶縁ディスクであって、ソケットウェル内の絶縁体とソケットウェルの横断先端部との間に取り付けられ、且つ熱可塑性絶縁ディスクの中央孔を通って配置された中央締結具によって所定位置に保持された、熱可塑性絶縁ディスクと、中央締結具に電気的且つ機械的に接続されたバネ加圧型部材であって、中央締結具によって絶縁体内の所定位置に保持された、バネ加圧型部材と、をさらに備え、バネ加圧型部材が、熱可塑性絶縁ディスクに対して付勢され、熱可塑性絶縁ディスクが、電気コンセントの使用の通常温度範囲よりも高く且つ限界最大温度よりも低い融点を有し、それにより、熱可塑性絶縁ディスクが、最大温度で軟化し、熱可塑性絶縁ディスクに対して付勢されたバネ加圧型部材が、熱可塑性絶縁ディスクを通る導電経路を形成し、且つソケットウェルの横断先端部と電気的に係合し、それにより、電源供給部を短絡させて回路遮断を引き起こし、これにより過剰温度保護を提供する、電気コンセントを備える。

好ましい一実施形態では、バネ加圧型部材が、第１の横断アーム及び第２の横断アームと、ディスクが限界最大温度で軟化したときに熱可塑性ディスクを貫通するために熱可塑性ディスクに向けられた直角端部と、を有するリーフバネを備えており、直角端部が、熱可塑性ディスクが軟化したときにソケットウェルの横断先端部と電気的に係合するための接触点を有し、さらに、リーフバネが、中央締結具による電気的且つ機械的な係合のための中央孔を有する。

さらに好ましい一実施形態では、電気コンセントが、一体型過電流保護も用い、回路遮断が、一体型ヒューズ部材による。

本発明の他の目的、特徴及び利点は、以下の詳細な説明から明らかになるであろう。

本発明は、図面を参照して以下の詳細な説明でより詳細に説明される。

本発明を実施するシガーライターソケットの断面図を示す。本発明は、上述したようにシガーライターコンセントとして備えられない電源コンセントで使用することができ、この電源コンセントは、同様の構成を有するが、シガーライターコンセントで使用される所定の要素、すなわち熱シールド及びバイメタルサーモスタットを含まない。 シガーライターソケットでのみ使用される構成要素、すなわち熱シールド及びバイメタルサーモスタットを排除する点を除いて同様である電源コンセントに適用可能である本発明を使用するシガーライターコンセントの分解斜視図を示す。 ここでは表面実装技術（ＳＭＴ）ヒューズとして示されるソケット／コンセント統合型ヒューズを含むプリント回路基板（ＰＣＢ）の断面図を示す。 リーフバネ及び熱可塑性ディスクと、プリント回路基板上に設置された直列接続型過電流保護統合型ヒューズと、によって提供される過剰温度保護を示すソケットの電気配線の概略図を示す。 ソケット／コンセントの斜視図を示す。 概してライターソケットの実施形態でのみ使用される熱シールドを示す。 ソケット金属シェルを示す。 ソケット／コンセントの後方に設けられた絶縁電気コネクタハウジングを示す。 電気端子の一方、概して負極側の端子を示す。 他方の電気端子、概して正極側の端子を示す。 プリント回路基板をより詳細に示す斜視図である。 ヒューズを示す、プリント回路基板の他側を示す斜視図である。 ライターソケットの実施形態で使用され、ライターソケットではない電源コンセントでは使用されないバイメタルサーモスタットを示す。 過剰温度保護装置、すなわち金属リーフバネと、提供される場合の図１０のバイメタルサーモスタットと、の間で使用される金属スペーサ／ワッシャを示す。 バネ付勢された係合状態で過剰温度保護リーフバネが当接する熱可塑性ディスクを示す。 金属リーフバネが載っている断熱器であって、リーフバネと、ライターソケットの実施形態ではバイメタルサーモスタットと、を金属ソケットから電気的に隔離する、断熱器を示す。 断熱器のチャネル内に取り付けられた過剰温度保護リーフバネを示す。 正極側の電気端子、特に正極側の端子のアイレット内に収容された中央締結リベットであって、ソケット／コンセントの全ての要素を共に固定するために正極側の端子にリベット打ちされ、収容された電気プラグのバネ加圧された正極側の端子のための電気的接触面を提供する、中央締結リベットを示す。

本発明の他の目的、特徴及び利点は、以下の詳細な説明から明らかになるであろう。

ここで図１を参照すると、この図は、本発明のコンセント／ソケット／レセプタクルの断面図を示している。図１は、シガーライターソケットで使用される、本発明の過剰温度／過電流保護特徴部を示しているが、シガーライターソケットとして通常使用されない電源コンセントは、本質的に同じであり、ただし、以下で説明するように、概して２つの要素、すなわち熱シールド及びバイメタルサーモスタットを排除している。

本発明による過電流及び過剰温度保護を有するソケット／コンセントは、導電材料、概して錆防止面でめっきされたスチールから作られたソケットシェル１を含んでいるが、ソケットシェル１には、特にシガーライターソケットの場合に適切な温度予防対策を提供する任意の導電金属が、使用することができる。図２を参照すると、図２は、コンセント／ソケット／レセプタクルの分解図を示している。

金属ソケット１は、概して車両の負極側の電気供給部に接続されている。金属ソケットは、シガーライターソケットの場合には熱シールド２によって取り囲まれている。熱シールドは、錆防止のためにめっきされた概して金属から作られ、且つ概して金属ソケットと電気的に係合し、従って車両の電気供給部の負極側と接続もされている。

金属ソケット１内の中央には、内部絶縁体３、概してシガーライターソケットの場合には耐熱又は耐火絶縁体が取り付けられている。絶縁体３は、中央締結具、例えばリベット９が通過する中央孔を有している。また、中央リベット９は、コンセント／ソケットの全ての他の構成要素を通過し、且つ金属ソケット及び熱シールドから内部絶縁体３によって絶縁されているが、本明細書でより詳細に説明する金属リーフバネ６と、金属スペーサ５と、シガーライターソケットの実施形態で使用されるバイメタルサーモスタット４と、と電気的に係合している。加えて、中央リベット９は、負極側の端子１２を通過しているが、負極側の端子１２には電気的に接続されておらず、負極側の端子１２は、絶縁コネクタハウジング１１の開口部を通過する端子突起１２Ａを有している。アイレット１３Ａを有する正極側の端子１３が、コネクタハウジング１１に取り付けられ、且つ負極側の端子１２から絶縁されている。アイレット１３Ａは、中央リベット９の先端を収容し、中央リベット９は、コンセント／ソケットの全ての構成要素を共に固定するために、正極側の端子１３のアイレットを通じてリベット打ちされている。

本発明は、新規の過電流及び／又は過剰温度保護を提供する。

過電流保護を提供するために、ヒューズ部材、好ましくは一体型ヒューズを有するプリント回路基板（ＰＣＢ）８が、負極側の端子１２と、シガーライターソケットの実施形態の場合に設けられる場合には熱シールドの先端部もしくは底端部、又は金属ソケット１と、の間に配置されている。ソケット／コンセントに、シガーライターに供給する能力が提供されない場合には、プリント回路基板８が、負極側の端子１２と金属ソケット１の先端部との間に配置される。

図２Ａに示すように、プリント回路基板８は、プリント回路基板のそれぞれの表面に伝導トレース８Ｂ及び８Ｃを含む絶縁プリント回路基板を備えている。加えて、一方の表面トレース８Ｂをヒューズ８Ｄに接続する導電性ビア８Ａが、設けられ、ヒューズ８Ｄは、ＰＣＢの他側で表面トレース８Ｃに接続されている。従って、ヒューズ８Ｄは、コンセント／ソケットの負極リターンに接続されている。好ましくは、ヒューズは、表面実装技術（ＳＭＴ）である。ヒューズは、過電流が生じたときに車両ヒューズボックス内のヒューズよりも早く切れる高速作用ヒューズとして好ましくは選択される。

加えて、以下で説明するように、過剰温度状態が生じ且つ本発明の新規の過剰温度保護装置がソケット／コンセントを短絡させるために動作するときには、ヒューズ８Ｄは、それがコンセント／ソケットの負極リターン供給部に接続されるので、切れて過剰温度保護を提供する。従って、ヒューズ８Ｄが、車両ヒューズボックス内のヒューズよりも迅速に動作すると仮定すれば、統合型ヒューズ８Ｄを切る、本発明によるソケット内に提供された過剰温度保護装置の組み合わせによって過剰温度保護が提供される。しかしながら、同じコンセントに、本発明による過剰温度保護装置及び過電流保護装置双方を提供することは、必須ではない。一方の保護装置のみが、設計仕様に応じて使用することができる。例えば、本発明によるヒューズのみが使用され、従って、過電流保護のみを提供してもよい。あるいは、過剰温度保護装置のみが使用されてもよく、この場合、搭載された車両ヒューズが、本発明によるソケット過剰温度保護装置が動作するときに、過剰温度保護を提供するために使用される。

過剰温度保護は、金属リーフバネ６によって好ましくは提供され、金属リーフバネ６は、金属ソケット１内の熱可塑性ディスク７の上方で内部絶縁体３のチャネル内で絶縁されるように取り付けられている。図１に示すように、リーフバネ６には、その先端６Ａ（図１４）が熱可塑性ディスク７に対して付勢されるように付勢する内部バネが設けられている。熱可塑性ディスクは、プラスチックから好ましくは作られ、このプラスチックは、通常の環境温度では軟化しないが、保護されるべき最大温度よりもいくらか低い温度でのみ軟化し始める。ディスクは、およそ１７０℃の融点を有するＰＯＭ（アセタール）からなってもよい。ソケットが、過剰温度状態に近づくと、リーフバネの先端６Ａであって、リーフバネの金属の厚さと比較して表面積が減少された、すなわち、熱可塑性物質を貫通するためにいくらかとがるように又は鋭利となるように作られた、先端６Ａは、熱可塑性ディスクを貫通し、車両の電気供給部の負極側と接続された金属ソケットウェル１の底部と電気的に係合する。リーフバネ６が、中央リベット９及び正極端子１３によって電気供給部の正極側に接続されるので、車両の電気供給部は、短絡され、プリント回路基板上のヒューズ８Ｄを切り（又はヒューズ８Ｄが設けられていない場合には搭載された車両ヒューズを切り）、それにより過剰温度保護を提供する。過剰温度保護が動作する適切な温度範囲は、約１７０℃〜１８０℃である。

これは、図２Ｂの電気的ダイアグラムによって概略的に示してある。

図２では、熱可塑性ディスク７は、金属ソケット１のスケールからいくらか拡大して示してある。熱可塑性ディスク７は、熱可塑性ディスク７が金属ソケットの底部に設置されるような外径を有し、且つ金属ソケットの内径に隙間嵌めを提供する外径を有している。

ＳＭＴヒューズ８Ｄを含むプリント回路基板８は、熱シールドが使用される場合のシガーライターソケットの実施形態では、熱シールドの下方に配置されており、ソケットがシガーライターソケットではないか又は熱シールドを有しない場合には、金属ソケット１の下方に配置されている。

プリント回路基板８の他側では、負極端子１２が配置されている。負極端子１２は、ディスクのような平坦部分１２Ｃと、端子端部１２Ａと、を有している。平坦部分１２Ｃは、プリント回路基板上でのトレースの１つと電気的に接触している。特に、平坦部分１２Ｃは、プリント回路基板８上のトレース８Ｃと接触し、従って、ＳＭＴヒューズ８Ｄと直列に電気的に接続している。ＳＭＴヒューズは、電気的ビア８Ａと直列に接続し、電気的ビア８Ａは、続いて、ＰＣＢの他側の電気的トレース８Ｂに接続されている。

示される実施形態の電気的トレース８Ｃは、負極側の端子１２と電気的に接触し、電気的トレース８Ｂは、設けられるのであれば熱シールド２と又は金属ソケット１と電気的に接触している。従って、ヒューズ８Ｄは、金属ソケット及び負極側の端子１２と直列な関係にあり、車両の電気供給部のリターン側にある。

過剰温度状態の有無にかかわらず過電流状態の場合、ヒューズ８Ｄは切れる。ヒューズは、車両ヒューズボックス内のヒューズよりも速い作用を提供するように選択され、且つ最大通電容量を提供するようなサイズとされる。

過剰温度状態の場合には、上述したように、金属リーフバネが、軟化した熱可塑性ディスク７を貫通することによって短絡を提供し、従って、後に過電流状態を引き起こす短絡を引き起こし、これにより、設けられるのであればヒューズ８Ｄを、又は車両に搭載されたヒューズを切る。

従って、本発明は、好ましい実施形態では、過電流保護及び過剰温度保護双方を提供する。しかしながら、双方の保護手段が、仕様に応じて必ずしも使用されないことは、当業者には明らかである。例えば、本発明には、金属リーフバネ６及び熱可塑性ディスク７によって提供される過剰温度保護機構ではなく過電流保護ヒューズ機構のみが提供することができる。過電流ヒューズ保護のみを使用するこのような一実施形態は、概してすでにバイメタルサーモスタットの形態の過剰温度保護を使用しているシガーライターソケットに特に適用可能であり、バイメタルサーモスタットは、シガーライターが点火温度に達するときに電気的シガーライターコンセントで達成される通常温度よりも高い過剰温度状態の場合にコンセントを短絡させるように構成される。

逆に、所定の状況では、過剰温度保護機構、すなわち好ましい実施形態の金属リーフバネ６及び熱可塑性ディスク７のみを提供し、且つ統合型ヒューズを提供せずに、単に車両ヒューズボックスのヒューズに頼り、これにより、過剰温度状態の場合にリーフバネ６が熱可塑性ディスク７を通じて金属ソケット１に短絡するときに過剰温度保護を提供することが望ましいこともある。

しかしながら、本発明の好ましい実施形態は、説明したように、一体型過電流保護ヒューズと、一体型過剰温度保護と、を提供する。これは、シガーライターレセプタクルとして使用されない電源コンセントでの使用に特に適している。これは、本発明が、過剰温度保護リーフバネ６及び熱可塑性ディスク７と、統合型ヒューズ８Ｄと、の組み合わせを通じて比較的速く作用する過剰温度保護機構を提供するためである。

図３は、金属ソケットシェル１と、外部熱シールド２と、絶縁電気端子コネクタ１１と、を示す、組み立てられた電源コンセント／シガーライターソケットを示す。

図４は、ライターソケットの実施形態で使用されてもよい熱シールド２を示す。図５は、金属ソケット１をより詳細に示す。金属ソケット１は、内側に付勢されたランス１Ａを含み、ランス１Ａは、プラグ又はライターがソケットから脱落することなくソケット内で効果的に保持されるように、ソケット内での機械的係合時にシガーライター又はアクセサリプラグを保持するように構成されている。これらランスは、挿入されたライターの負極側とのより確かな電気的接触も提供する。概して、挿入された電気的アクセサリプラグとの負極側の接点は、ソケット１の内壁と係合する、公知のアクセサリプラグ上のバネ加圧された接点によって提供される。

加えて、ソケットシェル１の両側の開口部１Ｂは、バイメタルサーモスタット４のクリップ４Ａと向かい合って設けられ、これにより、ライターを解放するためにクリップが加熱作用に起因して膨張したときに、サーモスタットクリップ４Ａの径方向の移動を提供する。ライターに電圧を加えることができない電源コンセントの場合には、開口部１Ｂは、排除することができる。

図６は、電気コネクタハウジング絶縁体１１を示す。

図７は、負極側の端子１２を示す。特に、端子端部１２Ａが、絶縁体１１の開口部１１Ａ内に収容され、絶縁体１１上の突出部１１Ｂが、端子１２の開口部１２Ｂを通じて収容されることによって負極端子１２を位置決めするように構成される。端子１２は、上述したように、ヒューズ要素８Ｄを有するＰＣＢ８と接触するための平坦ディスクのような部分１２Ｃを有する。

端子端部１２Ａは、概して負極側の車両電気供給部に接続される。

図８は、正極側の端子１３を示す。アイレット１３Ａは、絶縁体１１の中央開口部１１Ｃを通じて収容されるように構成され、且つ中央リベット９を収容する。端子端部１３Ｂは、概して車両電気供給部の正極側に接続される。

図９及び図９Ａは、ヒューズ８Ｄを含むＰＣＢを示す。ＰＣＢ８は、一側にトレース８Ｂを、他側にトレース８Ｃを含む。トレース８Ｂは、図９及び図９Ａでは見ることができない導電性ビア８Ａを通じてヒューズ８Ｄに電気的に接続され、ヒューズ８Ｄは、続いて電気的トレース８Ｃに電気的に接続される。トレース８Ｃは、負極側の電気端子１２と電気的に接触している。トレース８Ｂは、ソケットウェル１及び／又は設けられる場合には熱シールド２と電気的に接触している。

図１０は、ソケットがシガーライターレセプタクルである場合に設けられるバイメタルサーモスタット４を示す。

図１１は、好ましい実施形態では過剰温度保護リーフバネ６とバイメタルサーモスタット４との間に設けられた金属スペーサ５を示す。スペーサ５は、リーフバネ６とバイメタルサーモスタットとの間の干渉を防止するため、且つ２つのパーツの間の電気的／熱的接続を容易にするために設けられている。スペーサは、排除することができ、さらにライターソケットでない実施形態では必須ではない。

図１２は、ソケットウェル１の底部に設置された熱可塑性ディスク７を示し、熱的保護リーフバネ６が熱可塑性ディスク７に当る。

図１３は、設けられる場合にはリーフバネ６及びサーモスタット４のためのチャネル３Ａが設けられた内部絶縁体３を示す。

図１４は、内部絶縁体３のチャネル３Ａ内に位置するリーフバネ６を示す。

最後に、図１５は、ソケット／コンセントの全ての要素を共に保持するために使用される中央締結具、例えばリベット９を示す。リベット９は、車両電気供給部の正極側にも接続され、そのヘッド９Ａが、コンセント内にプラグ接続される電気／電子装置の電気的アクセサリプラグのバネ加圧された接点への電気的な接触を提供するために使用される。

統合型ヒューズ８Ｄが切れるか又は熱的保護装置６／７が動作すると、電気コンセントが新たなものに交換される。

本発明が、本発明の特別な実施形態に関して説明されたが、多くの他の修正及び変更並びに他の使用が、当業者には明らかである。従って、本発明は、本明細書の特定の開示によって限定されず、添付の特許請求の範囲のみによって限定されることが好ましい。

１ ソケットウェル、２ 熱シールド、３ 絶縁体、４ バイメタルサーモスタット、４Ａ クリップ、５ 導電スペーサ、６ リーフバネ、６Ａ 直角端部、７ 熱可塑性絶縁ディスク、８ ヒューズ部材、８Ａ 電気的ビア、８Ｂ 第１の導電トレース、８Ｃ 第２の導電トレース、８Ｄ ヒューズ要素、９ 中央締結具、１１ 絶縁コネクタハウジング、１２ 第２の電気端子、１２Ｃ 伝導要素、１３ 第１の電気端子

Claims (30)

1. 電気プラグをスライド可能に収容するための伝導性を有するソケットウェルであって、中央孔を有する横断先端部を有する、ソケットウェルと、
   電気供給部への接続のための少なくとも２つの電気端子を有する前記ソケットウェルの前記横断先端部に隣接する絶縁コネクタハウジングと、
   中央締結具に連結される前記電気端子の１つ目、及び前記ソケットウェルの前記横断先端部に隣接する伝導要素で終端する前記電気端子の２つ目と、
   前記ソケットウェルの前記横断先端部と前記伝導要素との間に設けられたヒューズ部材であって、前記ヒューズ部材が、前記伝導要素と前記ソケットウェルとの間で直列に電気的に接続し、前記ヒューズ部材が、前記第２の電気端子と前記ソケットウェルとの間の導電経路を提供する、ヒューズ部材と、
   を備える電気コンセントであって、
   前記ソケットウェル内で前記ソケットウェルの前記横断先端部に配置された絶縁体であって、前記中央締結具が、前記ソケットウェル、前記絶縁体、前記ヒューズ部材、前記絶縁コネクタハウジング、第１の電気端子及び第２の電気端子をユニットとして共に保持する、絶縁体をさらに備え、
   前記ソケットウェル内に収容される前記電気プラグのそれぞれの接点と電気的に接触するために、前記中央締結具の基端部が、前記ソケットウェルから絶縁された第１の電気接点を提供し、前記ソケットウェルが、第２の電気接点を提供し、
   前記ヒューズ部材が、前記電気コンセントのための一体型過電流保護を提供することを特徴とする電気コンセント。
2. 前記ヒューズ部材が、第１の導電側及び第２の導電側を有する絶縁部材と、前記第１の導電側及び前記第２の導電側と直列に接続するヒューズ要素と、を備え、前記第１の導電側及び前記第２の導電側が、前記ソケットウェル及び前記第２の電気端子の前記伝導要素とそれぞれ電気的に接触し、前記伝導要素が、平坦伝導要素を備えていることを特徴とする請求項１に記載の電気コンセント。
3. 前記絶縁部材が、回路基板を備え、前記第１の導電側及び前記第２の導電側が、前記回路基板のそれぞれの側に配置された第１の導電トレース及び第２の導電トレースを備え、前記ヒューズ要素が、前記回路基板に取り付けられていることを特徴とする請求項２に記載の電気コンセント。
4. 前記回路基板が、プリント回路基板からなり、前記ヒューズ要素が、前記プリント回路基板に取り付けられた表面実装技術（ＳＭＴ）ヒューズを備えていることを特徴とする請求項３に記載の電気コンセント。
5. 前記第１の導電トレース及び前記第２の導電トレースを接続する、前記プリント回路基板を通って形成された電気的ビアをさらに備えていることを特徴とする請求項４に記載の電気コンセント。
6. 前記第１の電気端子が、ＤＣ電圧供給部の正極側に接続され、前記第２の電気端子が、前記ＤＣ電圧供給部の負極側に接続され、それにより、前記ヒューズ部材が、前記ＤＣ電圧供給部への負極リターン側に直列に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の電気コンセント。
7. 前記ＤＣ電圧供給部が、自動車の電気供給部であり、前記電気コンセントが、自動車の電源レセプタクルを備えていることを特徴とする請求項６に記載の電気コンセント。
8. 前記電気コンセントに過剰温度保護機構をさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の電気コンセント。
9. 前記過剰温度保護機構が、前記ソケットウェルの前記横断先端部にある熱可塑性絶縁ディスクであって、前記ソケットウェル内の前記絶縁体と前記ソケットウェルの前記横断先端部との間に取り付けられ、且つ前記熱可塑性絶縁ディスクの中央孔を通って配置された前記中央締結具によって所定位置に保持された、熱可塑性絶縁ディスクを備え、前記中央締結具に電気的且つ機械的に接続されたバネ加圧型部材であって、前記中央締結具によって前記絶縁体内に所定位置に保持された、バネ加圧型部材をさらに備え、前記バネ加圧型部材が、前記熱可塑性絶縁ディスクに対して付勢され、前記熱可塑性絶縁ディスクが、前記電気コンセントの使用の通常温度範囲よりも高く且つ限界最大温度よりも低い融点を有し、それにより、前記熱可塑性絶縁ディスクが、前記限界最大温度で軟化し、前記熱可塑性絶縁ディスクに対して付勢された前記バネ加圧型部材が、前記熱可塑性絶縁ディスクを通って導電経路を形成し、前記ソケットウェルの前記横断先端部と電気的に係合し、それにより、過剰温度保護を提供するために前記電気供給部を短絡させて前記ヒューズ部材を切ることを特徴とする請求項８に記載の電気コンセント。
10. 前記バネ加圧型部材が、第１の横断アーム及び第２の横断アームと、前記熱可塑性絶縁ディスクが前記限界最大温度で軟化したときに前記熱可塑性絶縁ディスクを貫通するために前記熱可塑性絶縁ディスクに向けられた直角端部と、を有するリーフバネを備え、前記直角端部が、前記熱可塑性絶縁ディスクが軟化したときに前記ソケットウェルの前記横断先端部と電気的に係合するための接触点を有し、
    さらに、前記リーフバネが、前記中央締結具によって電気的且つ機械的に係合するための中央孔を有することを特徴とする請求項９に記載の電気コンセント。
11. 過熱電気プラグからの熱が、前記中央締結具から前記リーフバネに伝達し、それにより、前記リーフバネが、温度上昇することと、前記限界最大温度に達したときに前記熱可塑性絶縁ディスクを貫通することと、を可能にすることを特徴とする請求項１０に記載の電気コンセント。
12. 前記電気プラグと係合するための少なくとも２つのクリップを有するバイメタルサーモスタット係合装置をさらに備え、
    前記電気プラグが、シガーライターを備え、前記バイメタルサーモスタットが、前記中央締結具によって電気的且つ機械的に係合され、前記バイメタルサーモスタットのクリップが、前記シガーライターの点火温度に達したときに前記クリップとの電気的且つ機械的な係合から前記シガーライターを解放するために径方向外側に移動することを特徴とする請求項１０に記載の電気コンセント。
13. 前記バイメタルサーモスタットと前記リーフバネとの間の導電スペーサをさらに備えていることを特徴とする請求項１２に記載の電気コンセント。
14. 前記ヒューズ部材が、不正加工防止機能を有することを特徴とする請求項１に記載の電気コンセント。
15. 電気プラグをスライド可能に収容するための伝導性を有するソケットウェルであって、中央孔を有する横断先端部を有する、ソケットウェルと、
    電気供給部に接続するための少なくとも２つの電気端子を有する前記ソケットウェルの前記横断先端部に隣接する絶縁コネクタハウジングと、
    中央締結具に連結される前記電気端子の１つ目、及び前記ソケットウェルと電気的に接触する前記電気端子の２つ目と、
    を備える電気コンセントであって、
    前記ソケットウェル内で前記ソケットウェルの前記横断先端部に配置された絶縁体であって、前記中央締結具が、前記ソケットウェル、前記絶縁体、前記絶縁コネクタハウジング、第１の電気端子及び第２の電気端子をユニットとして共に保持する、絶縁体をさらに備え、
    前記ソケットウェル内に収容される前記電気プラグのそれぞれの接点と電気的に接触するために、前記中央締結具の基端部が、前記ソケットウェルから絶縁された第１の電気接点を提供し、前記ソケットウェルが、第２の電気接点を提供し、
    前記ソケットウェルの前記横断先端部にある熱可塑性絶縁ディスクであって、前記ソケットウェル内の前記絶縁体と前記ソケットウェルの前記横断先端部との間に取り付けられ、且つ前記熱可塑性絶縁ディスクの中央孔を通って配置された前記中央締結具によって所定位置に保持された、熱可塑性絶縁ディスクと、前記中央締結具に電気的且つ機械的に接続されたバネ加圧型部材であって、前記中央締結具によって前記絶縁体内の所定位置に保持された、バネ加圧型部材と、をさらに備え、前記バネ加圧型部材が、前記熱可塑性絶縁ディスクに対して付勢され、前記熱可塑性絶縁ディスクが、前記電気コンセントの使用の通常温度範囲よりも高く且つ限界最大温度よりも低い融点を有し、それにより、前記熱可塑性絶縁ディスクが、前記限界最大温度で軟化し、前記熱可塑性絶縁ディスクに対して付勢された前記バネ加圧型要素が、前記熱可塑性絶縁ディスクを通って導電経路を形成し、且つ前記ソケットウェルの前記横断先端部と電気的に係合し、それにより、前記電気供給部を短絡させて回路遮断を引き起こし、これにより過剰温度保護を提供することを特徴とする電気コンセント。
16. 前記バネ加圧型部材が、第１の横断アーム及び第２の横断アームと、前記熱可塑性絶縁ディスクが前記限界最大温度で軟化したときに前記熱可塑性絶縁ディスクを貫通するために前記熱可塑性絶縁ディスクに向けられた直角端部と、を有するリーフバネを備えており、前記直角端部が、前記熱可塑性絶縁ディスクが軟化したときに前記ソケットウェルの前記横断先端部と電気的に係合するための接触点を有し、
    さらに、前記リーフバネが、前記中央締結具による電気的且つ機械的な係合のための中央孔を有することを特徴とする請求項１５に記載の電気コンセント。
17. 過熱電気プラグからの熱が、前記中央締結具から前記リーフバネへ伝達し、それにより、前記リーフバネが、前記限界最大温度に達したときに前記熱可塑性絶縁ディスクを貫通することを可能にすることを特徴とする請求項１６に記載の電気コンセント。
18. 前記電気プラグと係合するための少なくとも２つのクリップを有するバイメタルサーモスタット係合装置をさらに備え、
    前記電気プラグが、シガーライターを備え、前記バイメタルサーモスタットが、前記中央締結具によって電気的且つ機械的に係合され、前記バイメタルサーモスタットのクリップが、前記シガーライターの点火温度に達したときに、前記クリップとの電気的且つ機械的な係合から前記シガーライターを解放するために径方向外側に移動することを特徴とする請求項１６に記載の電気コンセント。
19. 前記バイメタルサーモスタットと前記リーフバネとの間の導電スペーサをさらに備えていることを特徴とする請求項１８に記載の電気コンセント。
20. 前記電気コンセント内に配置された過電流保護機構をさらに備えていることを特徴とする請求項１５に記載の電気コンセント。
21. 前記過電流保護機構が、前記ソケットウェルの前記横断先端部と前記第２の電気端子との間に設けられたヒューズ部材を備え、前記ヒューズ部材が、過剰温度保護を提供するために切れる前記ヒューズを備えていることを特徴とする請求項２０に記載の電気コンセント。
22. 前記ヒューズ部材が、第１の導電側及び第２の導電側を有する絶縁部材と、前記第１の導電側及び前記第２の導電側と直列に接続するヒューズ要素と、を備え、前記第１の導電側及び前記第２の導電側が、前記ソケットウェル及び前記第２の電気端子とそれぞれ電気的に接触していることを特徴とする請求項２１に記載の電気コンセント。
23. 前記絶縁部材が、回路基板を備え、前記第１の導電側及び前記第２の導電側が、前記回路基板のそれぞれの側に配置された第１の導電トレース及び第２の導電トレースを備え、前記ヒューズ要素が、前記回路基板に取り付けられていることを特徴とする請求項２２に記載の電気コンセント。
24. 前記回路基板が、プリント回路基板からなり、前記ヒューズ要素が、前記プリント回路基板に取り付けられた表面実装技術（ＳＭＴ）ヒューズを備えていることを特徴とする請求項２３に記載の電気コンセント。
25. 前記第１の導電トレース及び前記第２の導電トレースを接続する、前記プリント回路基板を通って形成された電気的ビアをさらに備えていることを特徴とする請求項２４に記載の電気コンセント。
26. 前記第１の電気端子が、ＤＣ電圧供給部の正極側に接続され、前記第２の電気端子が、前記ＤＣ電圧供給部の負極側に接続され、それにより、前記ヒューズ部材が、前記ＤＣ電圧供給部への負極リターン側に直列に接続されていることを特徴とする請求項２１に記載の電気コンセント。
27. 前記ＤＣ電圧供給部が、自動車の電源供給部であり、前記電気コンセントが、自動車の電源レセプタクルを備えていることを特徴とする請求項２６に記載の電気コンセント。
28. 前記第２の電気端子が、前記ヒューズ部材の前記第１の導電側及び前記第２の導電側の一方と電気的に接触する平坦伝導要素を有していることを特徴とする請求項２２に記載の電気コンセント。
29. 前記ソケットウェルを取り囲む熱シールドをさらに備えていることを特徴とする請求項１５に記載の電気コンセント。
30. 前記回路遮断が、車両に取り付けられたヒューズボックス内のヒューズによることを特徴とする請求項１５に記載の電気コンセント。

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