特許 6989715 高電力用途用のばね作動式電気コネクター

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6989715

(24)【登録日】2021年12月6日

(45)【発行日】2022年1月5日

(54)【発明の名称】高電力用途用のばね作動式電気コネクター

(51)【国際特許分類】

   H01R 13/05 20060101AFI20211220BHJP

   H01R 13/187 20060101ALI20211220BHJP

   H01R 13/24 20060101ALI20211220BHJP

【ＦＩ】

   H01R13/05 Z

   H01R13/187 Z

   H01R13/24

【請求項の数】81

【全頁数】34

(21)【出願番号】特願2020-567738(P2020-567738)

(86)(22)【出願日】2018年2月26日

(65)【公表番号】特表2021-515378(P2021-515378A)

(43)【公表日】2021年6月17日

(86)【国際出願番号】US2018019787

(87)【国際公開番号】WO2019164536

(87)【国際公開日】20190829

【審査請求日】2020年8月25日

(73)【特許権者】

【識別番号】521427715

【氏名又は名称】ロイヤル プレシジョン プロダクツ，エルエルシー

(74)【代理人】

【識別番号】110000659

【氏名又は名称】特許業務法人広江アソシエイツ特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】パブロヴィッチ，スロボダン

(72)【発明者】

【氏名】ゼイダーン，モハマド

【審査官】 山下 寿信

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１０−１５４５４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１８−０２２６４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６０−０６５４８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−２６２１４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−２７５３３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−３４８８３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１５／０２８０３８１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許第０５６６４９７２（ＵＳ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１３／０２１０２９２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１２／０１２９４０７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１３／００４０５０５（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｒ １３／０５

Ｈ０１Ｒ １３／１５−１３／１８７

Ｈ０１Ｒ １３／２４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ばね作動式電気コネクターアセンブリーであって、
第１の材料から形成された第１の導電性コネクターであって、前記第１のコネクターの開いた第１の端部から内向きに延びる内部レシーバを画定する側壁配設を有し、前記側壁配設が、第１の側壁であって（ｉ）開口と、（ｉｉ）前記第１の側壁の第１の部分から前記開口の範囲を横切って延びる第１の接点ビームとを有する、第１の側壁を有し、かつ前記第１の接点ビームが、前記第１の側壁の外表面の内側で終端する自由端を含む、第１の導電性コネクターと、
第２の材料から形成され、第１のばねアームを有する、内部ばね部材と、を備え、
前記ばね部材が前記第１のコネクターの前記内部レシーバの中へと挿入されるときに、前記ばね部材の前記第１のばねアームが、前記第１のコネクターの前記第１の接点ビームに外向きの力を加えるように構成される、ばね作動式電気コネクターアセンブリー。

【請求項2】

前記第１のコネクターの前記側壁配設が、第２の側壁であって（ｉ）第２の開口と、（ｉｉ）前記第２の側壁の第１の部分から、前記第２の開口の範囲を横切って延びる第２の接点ビームとを有する第２の側壁を含み、前記第２の接点ビームが前記第２の側壁の外表面の内側で終端する自由端を含む、請求項１に記載のばね作動式電気コネクターアセンブリー。

【請求項3】

前記第１の側壁および前記第２の側壁が、前記内部レシーバの周りに対向する位置関係で配設される、請求項２に記載のばね作動式電気コネクターアセンブリー。

【請求項4】

前記第１の側壁および前記第２の側壁が、互いに実質的に垂直に配設される、請求項２に記載のばね作動式電気コネクターアセンブリー。

【請求項5】

前記第１の接点ビームが、厚さおよび幅を有し、前記厚さおよび幅が、各接点ビームの電流輸送負荷を決定する、請求項１に記載のばね作動式電気コネクターアセンブリー。

【請求項6】

前記第１の接点ビームが、前記第１の側壁の前記第１の部分からある角度で延び、かつ前記第１の接点ビームが、前記第１の側壁の前記第１の部分の外表面と鈍角を形成する外表面を有する、請求項１に記載のばね作動式電気コネクターアセンブリー。

【請求項7】

前記ばね部材が、第２のばねアームを含み、かつ前記第２のばねアームおよび前記第１のばねアームが、互いに実質的に垂直に配設される、請求項１に記載のばね作動式電気コネクターアセンブリー。

【請求項8】

前記ばね部材が、第２のばねアームを含み、前記第２のばねアームおよび前記第１のばねアームが、前記内部レシーバの周りに対向する位置関係で配設される、請求項１に記載のばね作動式電気コネクターアセンブリー。

【請求項9】

前記第１のばねアームによって加えられる前記外向きの力が、前記第１の接点ビームの前記自由端に加えられる、請求項１に記載のばね作動式電気コネクターアセンブリー。

【請求項10】

前記第１の接点ビームが、前記自由端に隣接する曲線状部分を含み、
前記ばね部材が、前記第１のコネクターの前記内部レシーバの中へと挿入されるときに、前記第１の接点ビームの前記自由端が、前記第１のばねアームの平面状の表面に隣接して配置される、請求項１に記載のばね作動式電気コネクターアセンブリー。

【請求項11】

前記第１の接点ビームに前記第１のばねアームによって加えられる前記外向きの力が、ばね作動式電気コネクターアセンブリーによって経験される高温による熱膨張によって増加する、請求項１に記載のばね作動式電気コネクターアセンブリー。

【請求項12】

前記第１の接点ビームに前記第１のばねアームによって加えられる前記外向きの力が、前記ばね作動式電気コネクターアセンブリーによって経験される熱サイクルに起因して残留材料記憶によって増加する、請求項１に記載のばね作動式電気コネクターアセンブリー。

【請求項13】

前記第１のコネクターが複数の接点ビームを含み、かつ前記ばね部材が複数のばねアームを含み、
前記接点ビームの数が、前記ばねアームの数と等しい、請求項１に記載のばね作動式電気コネクターアセンブリー。

【請求項14】

高温にさらされたとき、前記ばね部材が前記第１のコネクターより速く膨張し、それにより、前記ばね部材の前記第１のばねアームが前記外向きの力を前記第１のコネクターの前記第１の接点ビームに加える、請求項１に記載のばね作動式電気コネクターアセンブリー。

【請求項15】

前記内部レシーバの断面形状が円形である、請求項１〜１４のいずれか１項に記載のばね作動式電気コネクターアセンブリー。

【請求項16】

前記内部レシーバの断面形状が正方形である、請求項１〜１４のいずれか１項に記載のばね作動式電気コネクターアセンブリー。

【請求項17】

前記第１のコネクターの前記第１の材料が銅である、請求項１〜１４のいずれか１項に記載のばね作動式電気コネクターアセンブリー。

【請求項18】

前記ばね部材の前記第２の材料がばね鋼である、請求項１〜１４のいずれか１項に記載のばね作動式電気コネクターアセンブリー。

【請求項19】

前記第１のコネクターの前記第１の接点ビームが、別の材料であらかじめメッキされた銅から形成される、請求項１〜１４のいずれか１項に記載のばね作動式電気コネクターアセンブリー。

【請求項20】

接続位置を画定するために、前記第１のコネクターおよび前記ばね部材の両方の範囲を受容するように寸法決めされたレセプタクルを有する第２の導電性コネクターをさらに備える、請求項１〜１４のいずれか１項に記載のばね作動式電気コネクターアセンブリー。

【請求項21】

前記コネクターアセンブリーが前記接続位置にあるとき、前記第１のばねアームによって前記第１のコネクターの前記第１の接点ビームに加えられる前記外向きの力が、前記第１の接点ビームの範囲を前記第２のコネクターの前記レセプタクルの内表面との係合へと変位させる、請求項２０に記載のばね作動式電気コネクターアセンブリー。

【請求項22】

前記コネクターアセンブリーが前記接続位置にあり、かつ高温環境にさらされるとき、前記第１のコネクターによって前記第２のコネクターに加えられる前記外向きの力が増加する、請求項２０に記載のばね作動式電気コネクターアセンブリー。

【請求項23】

前記コネクターアセンブリーが、前記接続位置において３６０度のコンプライアンスを有する、請求項２０に記載のばね作動式電気コネクターアセンブリー。

【請求項24】

前記第１の接点ビームを露出する一方、前記第１のコネクターの相当な範囲を取り囲む非導電性シュラウドをさらに備える、請求項１〜１４のいずれか１項に記載のばね作動式電気コネクターアセンブリー。

【請求項25】

前記第１のコネクターが、車両内の電気回路に接続される、請求項１〜１４のいずれか１項に記載のばね作動式電気コネクターアセンブリー。

【請求項26】

前記第１のコネクターが、産業機械内の電気回路に接続される、請求項１〜１４のいずれか１項に記載のばね作動式電気コネクターアセンブリー。

【請求項27】

前記コネクターアセンブリーが、前記接続位置にあるとき、前記コネクターアセンブリーが、電流引き込みデバイスを配電回路に機械的および電気的に結合する、請求項２０に記載のばね作動式電気コネクターアセンブリー。

【請求項28】

前記コネクターアセンブリーが前記接続位置にあり、車両内のクラス５環境で高温にさらされるとき、前記第２のコネクターに前記第１のコネクターによって加えられる前記外向きの力が増加する、請求項２０に記載のばね作動式電気コネクターアセンブリー。

【請求項29】

前記第１のコネクターおよび前記第２のコネクターのうちの少なくとも１つが、バスバーへのコネクターである、請求項２０に記載のばね作動式電気コネクターアセンブリー。

【請求項30】

ばね作動式電気コネクターアセンブリーであって、
第１の材料から形成された第１の導電性コネクターであって、レシーバを画定するように配設された複数の細長い接点ビームを有する第１のコネクターと、
第２の材料から形成された内部ばね部材であって、複数のばねアームを有するばね部材と、を備え、
前記ばね部材が前記第１の導電性コネクターの前記レシーバの中へと挿入されるとき、前記複数のばねアームの第１のばねアームが、前記コネクターアセンブリーの動作中に、前記複数の細長い接点ビームの第１の細長い接点ビームに付勢力を提供するように構成される、ばね作動式電気コネクターアセンブリー。

【請求項31】

前記複数の細長い接点ビームが、前記第１のコネクターに３６０度のコンプライアンスを提供する、請求項３０に記載のばね作動式電気コネクターアセンブリー。

【請求項32】

前記複数の細長い接点ビームの前記第１の細長い接点ビームが、前記レシーバの第１の側に配置され、かつ前記複数の細長い接点ビームの第２の細長い接点ビームが、前記レシーバの前記第１の側の反対側にある前記レシーバの第２の側に配置される、請求項３０に記載のばね作動式電気コネクターアセンブリー。

【請求項33】

前記複数の細長い接点ビームのうちの前記第１の細長い接点ビームが、前記レシーバの第１の側に配置され、かつ前記複数の細長い接点ビームのうちの第２の細長い接点ビームが、前記レシーバの前記第１の側に実質的に垂直な前記レシーバの第２の側に配置される、請求項３０に記載のばね作動式電気コネクターアセンブリー。

【請求項34】

前記第１のコネクターが側壁を含み、前記複数の細長い接点ビームのうちの前記第１の細長い接点ビームが、前記側壁からある角度で外向きに延びる、請求項３０に記載のばね作動式電気コネクターアセンブリー。

【請求項35】

前記第１の導電性コネクターが、第１の側壁を有する側壁配設を有し、前記複数の細長い接点ビームのうちの前記第１の細長い接点ビームが、前記第１の側壁の第１の部分から、前記第１の側壁に形成された開口の範囲を横切って延びる、請求項３０に記載のばね作動式電気コネクターアセンブリー。

【請求項36】

前記第１の細長い接点ビームが、前記第１の側壁の外表面の内側で終端する自由端を含む、請求項３５に記載のばね作動式電気コネクターアセンブリー。

【請求項37】

前記複数のばねアームのうちの前記第１のばねアームが、前記第１のコネクターの前記レシーバの第１の側に配置されるように構成され、前記複数のばねアームのうちの第２のばねアームが、前記レシーバの前記第１の側に実質的に垂直である前記レシーバの第２の側に配置されるように構成される、請求項３０に記載のばね作動式電気コネクターアセンブリー。

【請求項38】

前記第１のばねアームによって加えられる前記付勢力が、前記第１の細長い接点ビームの自由端に加えられる、請求項３０に記載のばね作動式電気コネクターアセンブリー。

【請求項39】

前記第１の細長い接点ビームが、前記第１の細長い接点ビームの平面状の表面と自由端との間に配置される曲線状部分を含み、
前記ばね部材が前記第１のコネクターの前記レシーバの中へと挿入されるとき、前記第１の細長い接点ビームの前記自由端が、前記第１のばねアームの平面状の表面に隣接して配置される、請求項３０に記載のばね作動式電気コネクターアセンブリー。

【請求項40】

前記第１の細長い接点ビームに前記第１のばねアームによって加えられる前記付勢力が、前記ばね作動式電気コネクターアセンブリーによって経験される高温に起因する熱膨張によって増加する、請求項３０に記載のばね作動式電気コネクターアセンブリー。

【請求項41】

前記第１の細長い接点ビームに前記第１のばねアームによって加えられる前記付勢力が、前記ばね作動式電気コネクターアセンブリーによって経験される熱サイクルに起因する残留材料記憶によって増加する、請求項３０に記載のばね作動式電気コネクターアセンブリー。

【請求項42】

前記ばね部材が、前記第１のコネクターの熱膨張係数（ＣＴＥ）より大きいＣＴＥを有し、
前記ばね作動式電気コネクターアセンブリーが高温動作環境にさらされるとき、前記付勢力が増加する、請求項３０に記載のばね作動式電気コネクターアセンブリー。

【請求項43】

前記第２の材料が、前記第１の材料のヤング率より大きいヤング率を有する、請求項３０に記載のばね作動式電気コネクターアセンブリー。

【請求項44】

前記複数のばねアームのうちの前記第１のばねアームが、前記第１のコネクターの前記レシーバの第１の側に配置されるように構成され、かつ前記複数のばねアームのうちの第２のばねアームが、前記レシーバの前記第１の側の反対側にある前記レシーバの第２の側に配置されるように構成される、請求項３０に記載のばね作動式電気コネクターアセンブリー。

【請求項45】

前記ばね部材の前記第１の材料が銅であり、かつ第２の材料がばね鋼である、請求項３０〜４４のいずれか１項に記載のばね作動式電気コネクターアセンブリー。

【請求項46】

接続位置を画定するために、前記第１のコネクターおよび前記ばね部材の両方の範囲を受容するように寸法決めされたレセプタクルを有する第２の導電性コネクターをさらに備える、請求項３０〜４３のいずれか１項に記載のばね作動式電気コネクターアセンブリー。

【請求項47】

前記コネクターアセンブリーが前記接続位置にあるとき、前記第１のばねアームによって前記第１のコネクターの前記第１の細長い接点ビームに加えられる前記付勢力が、前記第１の細長い接点ビームの範囲を前記第２のコネクターの前記レセプタクルの内表面との係合へと変位させる、請求項４６に記載のばね作動式電気コネクターアセンブリー。

【請求項48】

前記接続位置で、前記複数のばねアームのうちの前記第１のばねアームが、前記複数の細長い接点ビームのうちの前記第１の細長い接点ビームに前記付勢力を加えて、前記第１の細長い接点ビームの範囲を前記第２のコネクターの前記レセプタクルの内表面との係合へと変位させ、かつ前記複数のばねアームのうちの第２のばねアームが、前記複数の細長い接点ビームのうちの第２の細長い接点ビームに第２の付勢力を加えて、前記第２の細長い接点ビームの範囲を前記第２のコネクターの前記内側レセプタクル表面との係合へと変位させ、前記付勢力が、前記第２の付勢力とは異なる方向に向けられている、請求項４６に記載のばね作動式電気コネクターアセンブリー。

【請求項49】

前記コネクターアセンブリーが前記接続位置にあり、かつ高温環境にさらされるとき、前記第１のコネクターによって前記第２のコネクターに加えられる前記付勢力が増加する、請求項４６に記載のばね作動式電気コネクターアセンブリー。

【請求項50】

前記第１のコネクターの範囲および前記ばね部材の範囲は、前記第１のコネクターおよび前記ばね部材が前記レセプタクルの中へと挿入されて前記接続位置に到達する際に、内向きに圧縮される、請求項４６に記載のばね作動式電気コネクターアセンブリー。

【請求項51】

前記複数の細長い接点ビームのうちの少なくとも１つを露出させつつ、前記第１のコネクターの相当な範囲を取り囲む非導電性シュラウドをさらに備える、請求項３０〜４４のいずれか１項に記載のばね作動式電気コネクターアセンブリー。

【請求項52】

前記第１のコネクターが、車両内の電気回路に接続される、請求項３０〜４４のいずれか１項に記載のばね作動式電気コネクターアセンブリー。

【請求項53】

前記コネクターアセンブリーが、前記接続位置にあるとき、前記コネクターアセンブリーが、電流引き込みデバイスを電源回路に機械的および電気的に結合する、請求項４６に記載のばね作動式電気コネクターアセンブリー。

【請求項54】

前記コネクターアセンブリーが前記接続位置にあり、かつ車両内のクラス５環境で高温にさらされるとき、前記第１のコネクターによって前記第２のコネクターに加えられる前記付勢力が増加する、請求項４６に記載のばね作動式電気コネクターアセンブリー。

【請求項55】

前記第１のコネクターおよび前記第２のコネクターのうちの少なくとも１つが、バスバーへのコネクターである、請求項４６に記載のばね作動式電気コネクターアセンブリー。

【請求項56】

ばね作動式電気コネクターアセンブリーであって、
第１の材料から形成される第１の導電性コネクターであって、レシーバを画定する側壁配設を有し、前記側壁配設が前記第１の側壁の第１の部分から延びる第１の接点ビームを有する第１の側壁を有する、第１のコネクターと、
第２の材料から形成され、かつ前記第１のコネクターの前記レシーバ内に存在するように寸法決めされた内部ばね部材であって、第１のばねアームを有する内部ばね部材と、
接続位置を画定するために前記第１のコネクターおよび前記第１のコネクターの前記レシーバ内に存在する前記ばね部材の両方の一部分を受容するように寸法決めされたレセプタクルを有する第２の導電性コネクターと、を含み、
前記接続位置で、前記ばね部材の前記第１のばねアームが、前記第１のコネクターの前記第１の接点ビームに外向きの付勢力を加えて、前記第１の接点ビームの範囲を前記第２のコネクターの前記レセプタクルの内表面との係合へと変位させるように構成される、ばね作動式電気コネクターアセンブリー。

【請求項57】

前記側壁配設が、直交して配設された４つの側壁を含み、かつ各側壁が、そこから延びる１つの接点ビームを有する、請求項５６に記載のばね作動式電気コネクターアセンブリー。

【請求項58】

前記第１の接点ビームが、前記第１の側壁の前記第１の部分からある角度で、前記第１の側壁に形成された開口の範囲を横切って延びる、請求項５６に記載のばね作動式電気コネクターアセンブリー。

【請求項59】

前記第１の接点ビームが、前記第１の側壁の外表面の内側で終端する自由端を含む、請求項５８に記載のばね作動式電気コネクターアセンブリー。

【請求項60】

前記第１の接点ビームが、前記第１の接点ビームの自由端に隣接する曲線状部分を含み、かつ
前記ばね部材が前記第１のコネクターの前記レシーバの中へと挿入されるとき、前記第１の接点ビームの前記自由端が、前記第１のばねアームの平面状の表面に隣接して配置される、請求項５６に記載のばね作動式電気コネクターアセンブリー。

【請求項61】

前記第１の接点ビームに前記第１のばねアームによって加えられる前記外向きの付勢力が、ばね作動式電気コネクターアセンブリーによって経験される高温による熱膨張によって増加する、請求項５６に記載のばね作動式電気コネクターアセンブリー。

【請求項62】

前記第１の接点ビームと前記第２のコネクターの前記レセプタクルの前記内表面との係合が、前記接続位置を維持するために、前記第１のコネクターと前記第２のコネクターの前記レセプタクル内の前記ばね部材の両方の保持を容易にする、請求項５６〜６１のいずれか１項に記載のばね作動式電気コネクターアセンブリー。

【請求項63】

前記第１のコネクターが複数の接点ビームを含み、かつ前記ばね部材が複数のばねアームを含み、
前記接続位置で、前記第１のばねアームが、前記外向きの付勢力を前記第１の接点ビームに加えて、前記第１の接点ビームの範囲を前記レセプタクルの前記内表面との係合へと変位させ、第２のばねアームが、第２の接点ビームに第２の外向きの付勢力を加えて、前記第２の接点ビームの範囲を前記内側レセプタクル表面との係合へと変位させ、前記外向きの付勢力が、前記第２の外向きの付勢力とは異なる方向に向けられている、請求項５６〜６１のいずれか１項に記載のばね作動式電気コネクターアセンブリー。

【請求項64】

前記コネクターアセンブリーが前記接続位置で３６０度のコンプライアンスを有するときの、請求項５６〜６１のいずれか１項に記載のばね作動式電気コネクターアセンブリー。

【請求項65】

前記第１のコネクターが車両内の電気回路に接続される、請求項５６〜６１のいずれか１項に記載のばね作動式電気コネクターアセンブリー。

【請求項66】

前記コネクターアセンブリーが前記接続位置にあるとき、コネクターアセンブリーが、電流引き込みデバイスを電源回路に機械的および電気的に結合する、請求項５６〜６１のいずれか１項に記載のばね作動式電気コネクターアセンブリー。

【請求項67】

車両内に設置されたばね作動式電気コネクターアセンブリーであって、
レシーバおよび第１の接点ビームを有する第１の導電性コネクターと、
前記第１のコネクターの前記レシーバ内に存在するような寸法決めされた内部ばね部材であって、第１のばねアームを有するばね部材と、
接続位置を画定するために前記第１のコネクターおよび前記第１のコネクターの前記レシーバ内に存在する前記ばね部材の両方の一部を受容するように寸法決めされたレセプタクルを有する第２の導電性コネクターと、を備え、
前記接続位置で、（ｉ）前記第１のコネクターの前記第１の接点ビームが、前記ばね部材の前記第１のばねアームと前記第２のコネクターの前記レセプタクルの内表面との間に挟まれ、かつ（ｉｉ）前記車両の電流引き込みデバイスが、前記第１のコネクター、前記内部ばね部材、および前記第２のコネクターの組み合わせによって、前記車両の電源回路に機械的および電気的に結合される、ばね作動式電気コネクターアセンブリー。

【請求項68】

前記第１のコネクターが、前記第１のコネクターに３６０度のコンプライアンスを提供する複数の接点ビームを含む、請求項６７に記載のばね作動式電気コネクターアセンブリー。

【請求項69】

前記第１のコネクターが側壁を含み、かつ前記第１の接点ビームが、前記側壁からある角度で外向きに延びる、請求項６７に記載のばね作動式電気コネクターアセンブリー。

【請求項70】

前記第１の導電性コネクターが、第１の側壁を有する側壁配設を有し、前記第１の接点ビームが、前記第１の側壁の第１の部分から前記第１の側壁内に形成された開口の範囲を横切って延びる、請求項６７に記載のばね作動式電気コネクターアセンブリー。

【請求項71】

前記第１の接点ビームが、前記第１の側壁の外表面の内側で終端する自由端を含む、請求項７０に記載のばね作動式電気コネクターアセンブリー。

【請求項72】

前記第１の接点ビームが、自由端に隣接する曲線状部分を含み、
前記ばね部材が前記第１のコネクターの前記レシーバの中へと挿入されるとき、前記第１の接点ビームの前記自由端が、前記第１のばねアームの平面状の表面に隣接して配置される、請求項６７に記載のばね作動式電気コネクターアセンブリー。

【請求項73】

前記第１の接点ビームに前記第１のばねアームによって加えられる外向きの付勢力が、前記ばね作動式電気コネクターアセンブリーによって経験される高温に起因する熱膨張によって増加する、請求項６７に記載のばね作動式電気コネクターアセンブリー。

【請求項74】

前記第１のコネクターは第２の接点ビームを含み、前記ばね部材は第２のばねアームを含み、
前記接続位置で、前記第２のばねアームが前記第２の接点ビームに第２の外向きの付勢力を加えて、前記第２の接点ビームを前記内側レセプタクル表面との係合へと変位させ、前記外向きの付勢力が、前記第２の外向きの付勢力とは異なる方向に向けられる、請求項７３に記載のばね作動式電気コネクターアセンブリー。

【請求項75】

前記第１のコネクターは第１の熱膨張係数を有する第１の材料から作製され、前記ばね部材は第２の熱膨張係数を有する第２の材料から作製され、かつ前記第１の熱膨張係数が、前記第２の熱膨張係数よりも小さい、請求項６７から７４のいずれか１項に記載のばね作動式電気コネクターアセンブリー。

【請求項76】

前記第１のコネクターは第１のヤング率を有する第１の材料から作製され、前記ばね部材は第２のヤング率を有する第２の材料から作製され、かつ前記第１のヤング率は前記第２のヤング率よりも小さい、請求項６７〜７４のいずれか１項に記載のばね作動式電気コネクターアセンブリー。

【請求項77】

前記第１のコネクターの範囲および前記ばね部材の範囲が、前記第１のコネクターおよび前記ばね部材が前記前記レセプタクルの中へと挿入されて前記接続位置に到達する際に、内向きに圧縮される、請求項６７から７４のいずれか１項に記載のばね作動式電気コネクターアセンブリー。

【請求項78】

ばね作動式電気コネクターアセンブリーを製造および使用する方法であって、
内部レシーバを画定する複数の細長い接点ビームを有する第１のコネクター本体を画定するために、第１の材料から第１の導電性コネクターを形成することと、
複数の細長いばねアームを有するばね部材本体を画定するために、第２の材料からばね部材を形成することと、
前記ばね部材を前記第１の導電性コネクターの前記内部レシーバに挿入することであって、前記複数のばねアームのうちの第１のばねアームが前記複数の細長い接点ビームのうちの第１の細長い接点ビームに外向きの付勢力を加える、挿入することと、を含む、方法。

【請求項79】

接続位置を提供するために、前記第１のコネクターおよび前記ばね部材の両方の範囲を受容するように寸法決めされたレセプタクルを有する第２のコネクター本体を画定する第２の導電性コネクターを形成する工程をさらに含む、請求項７８に記載の方法。

【請求項80】

前記接続位置に到達するために、前記第１のコネクターおよび前記ばね部材の両方が前記第２のコネクターの中へと挿入するように、前記第１のコネクターおよび前記ばね部材を圧縮する工程をさらに含む、請求項７９に記載の方法。

【請求項81】

前記第１の細長い接点ビームに前記第１のばねアームによって加えられる前記外向きの付勢力が、前記ばね作動式電気コネクターアセンブリーによって経験される高温に起因する熱膨張によって増加する、請求項７９に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、電気コネクターに関し、特に、ばね作動式または弾性内部固定コンポーネントを有する高電圧および／または高電力電気コネクターに関する。具体的には、本開示は、乗用車および商用車を含む自動車両、および／または他の高電力および／または高電圧用途で使用するための電気コネクターアセンブリーに関する。

【背景技術】

【0002】

過去数十年にわたって、自動車、ならびにピックアップトラック、商用トラック、セミトラック、オートバイ、全地形車両、およびスポーツユーティリティ車などの他のオンロードおよびオフロード車両（集合的に「自動車両」）の電子機器の量。電子機器は、パフォーマンスを改善し、排出を制御し、自動車両の乗員とユーザーに肉体的快適さを提供するために使用される。自動車両は、振動、熱、寿命に起因する厳しい電気環境にさらされている。熱、振動、および経年変化は全て、コネクターの故障につながる可能性がある。実際、組み立て工場と現場の両方において緩んだコネクターは、自動車両の最大の故障モードの１つである。全ての自動車メーカーとその直接のサプライヤーによる保証の年間総発生額が世界中で５００億ドルから１５００億ドルと見積もられていることを考えると、自動車の大きい故障モードは多額の金額に関連している。

【0003】

自動車両市場の全てのニーズを満たすコネクターソリューションを見つけるために、かなりの時間、お金、およびエネルギーが費やされている。現在の一般的な方法は、全ての高電力接続にアイレットとねじ付きファスナーを使用することである。現在の一般的な方法は、費用がかかり、時間がかかり、故障につながる傾向がある場合がある。

【0004】

より適切で堅牢なコネクターソリューションは、振動や熱の影響を受けない必要がある。堅牢なソリューションを作り出すために、多くの企業は、コネクターを所定の位置に保持する機能を有するさまざまなばね式コネクターを設計してきた。そのようなばね作動式コネクターは、通常、それらが完全に挿入されたことを示す何らかの表示を含む。場合によっては、コネクターのばね作動機能がプラスチックで作られていることがある。他の場合では、コネクターのばね作動機能はばね鋼から製造される。残念ながら、現在の最新技術は、アイレットとネジ付きコネクターを使用したコネクターの改善であるが、それでも非常に多くの故障がある。

【0005】

ばね作動式コネクターが自動車両用途で依然として機能しない理由の一部は、ばね要素がコネクターの周辺にあるためである。コネクターの外部表面にばねタブを配置することで、コネクターの製造業者は、係合がパーツを組み立てる人に明確になるようにしようとした。残念ながら、プラスチックと金属の両方で、自動車環境の温度上昇により、周辺のばねが故障しやすくなる。自動車両のエンジンコンパートメントは、多くの場合、１００℃に近い温度に達する可能性があり、自動車両のエンジンの個々のコンポーネントは１８０℃に達するまたはこれを超える可能性がある。１００℃で、ほとんどのプラスチックは可塑化し始め、周辺のばね作動機能の保持力が低下する。１００℃で、ばね鋼の熱膨張により、周辺のばね作動式コネクターの保持力が少し低下する。より重要なのは、ばね鋼から製造されたばね作動機能に関して、ばね鋼が熱サイクルされる際のばね鋼に固有の残留材料記憶の影響である。多くの温度サイクルの後、ばね鋼は元の形状に戻り始め、その保持力が低下し、かつ振動の影響を受けやすくなり、そのすべてにより従来のコネクターのパフォーマンスが大幅に低下する。自動車両市場には、低コストで、耐振動性で、温度抵抗性で、かつ堅牢なコネクターが必要である。

【0006】

機械的に単純、軽量、安価、耐振動性、温度抵抗性、かつ堅牢な電気コネクターに対する市場の需要は明らかにある。問題は、これらの設計基準の全てが現在の先行技術と相容れない可能性があることである。先行技術のいくつかは、周辺のばね作動保持機能を使用して問題を解決することを試みてきた。例えば、「Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｔｅｒｍｉｎａｌ」と題された、発明者Ｇｌｉｃｋらによる米国特許第８，９９８，６５５号（「Ｇｌｉｃｋ‘６５５」）は、接点要素が接点ビームを有する実質的に多面体構造である、電気端子を教示している。接点ビームの外部にあるばね構造が接点ビームに力を加える。この配設は、実質的に円形または正方形の端子ピンを用いて接点ビームを確実に接続するように設計されている。「Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｔｅｒｍｉｎａｌ」と題された、発明者Ｇｌｉｃｋらによる米国特許第８，９９２，２７０号（「Ｇｌｉｃｋ‘２７０」）は、Ｇｌｉｃｋ‘６５５特許の変形形態を教示している。

【0007】

「Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｔｅｒｍｉｎａｌ」と題された、発明者Ｇｌｉｃｋらによる米国特許第８，４７５，２２０号（「Ｇｌｉｃｋ‘２２０」）は、各脚が、反対側の接点脚の内表面に接触する接触点まで延びる本体部分から延びる少なくとも１対の対向する接点脚を持つように形成された電気コネクターを教示している。圧縮力を高めるために、１つまたは複数の対向する脚の上にばねクリップを配置することができる。ばねクリップは、クリップが回転および／またはピッチングするのを制限するための位置合わせ機能を含んでもよい。Ｇｌｉｃｋ‘２２０は、ほぼ平坦または平面状の端子要素を保持するように設計されている。「Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｔｅｒｍｉｎａｌ」と題された、発明者Ｇｌｉｃｋらによる米国特許第８，３６６，４９７号（「Ｇｌｉｃｋ‘４９７」）は、Ｇｌｉｃｋ‘２２０の変形形態を教示している。全てのＧｌｉｃｋ特許には同じ問題がある。つまり、熱サイクルを繰り返すと、ばね鋼が弛緩し、全体的な保持力が低下する。ばね作動式の保持力が低下すると、振動に起因してよりコネクターが揺れて緩みやすくなる。断続的な接続も一般的な故障モードである。高電力および高電圧の動作条件に耐えるばね作動式コネクターアセンブリーは、当技術分野における改善を表す。

【0008】

背景技術の項で提供された説明は、単に背景技術の項で言及された、または背景技術の項に関連付けられているという理由だけで、先行技術であると想定すべきではない。背景技術の項は、主題の技術の１つまたは複数の態様を説明する情報を含む場合がある。

【発明の概要】

【0009】

本開示の一態様によれば、第２のコネクターおよび第１のコネクター。電気接続を行う場合、第１のコネクターは第２のコネクターの内側に嵌合する。本開示は、第１のコネクターの内側のばねアクチュエータおよび／またはばね部材を使用して、接点ビームを外向きに押し、第２のコネクターと電気接触させることに関する。第２のコネクター要素は、第１のコネクターがその中に挿入される金属管状部材であるため、本開示は技術を改善する。第１のコネクターは、複数の接点ビームを有する接点要素を有する。ばね部材は、接点要素内に入れ子になっている。ばね部材は、接点ビームに外向きの力を加え、それにより確実な接続および保持力を生み出す。先行技術とは異なり、材料記憶および熱膨張は、本明細書に記載される電気コネクターの保持力および電気接触を減少させるのではなく増加させる。

【0010】

第２のコネクターは、内表面、外表面、および確定された断面プロファイルを有する金属管状部材を有する。金属管状部材は、高導電性銅のシートから製造される。高導電性銅は、Ｃ１５１またはＣ１１０とすることができる。高導電性銅のシートの片側は、金属管状部材の内表面がめっきされるように、銀、スズ、または上部スズで事前にめっきすることができる。

【0011】

第１のコネクターは、接点要素およびばね部材を有する。接点要素は複数の接点ビームを有する。好ましい実施形態では、金属管状部材の内表面に対称的に力が加えられるように、少なくとも４つの接点ビームが必要である。４本のビームを９０°刻みで配置することができ、これは各ビームが、金属管状部材内でそれと真向かいの１本のビームを有し、かつ金属管状部材内で各部材に対して直交する２本のビームを有することを意味する。各接点ビームは、厚さ、屈曲終端、および長さと幅を持つ平面状表面を有する。接点ビームは、屈曲終端から遠位端で接点基部に接続される。図示された実施形態では、接点要素は、対称的で、かつ等間隔である偶数のビームを有する。接点要素基部断面は、円形、正方形、三角形、または多角形にすることができる。図示された実施形態は、正方形および六角形の断面プロファイルを有する接点要素を示す。図示された実施形態は、４本および６本のビームを有する接点要素を示している。

【0012】

ばね部材は第１のコネクターの内側に入れ子になっている。ばね部材は、ばねアームおよび基部を有する。ばねアームは、一端で基部に接続されている。ばねアームは、屈曲終端、厚さ、および長さと幅のある平面状表面を有する。図示された実施形態では、ばね部材は、接点要素が接点ビームを有するのと同じ数のばねアームを有する。図示された実施形態では、ばねアームは、接点ビームと１対１でマッピングすることができる。ばねアームは、関連する接点ビームの屈曲終端がばねアームの平面状表面に接触するような寸法にされる。図示された実施形態のばねアームは、数が偶数であり、対称であり、等間隔である。

【0013】

第１のコネクターまたは接点要素は、接点ビームが、金属管状部材の内表面に接触するように、金属管状部材または第２のコネクターの内側に嵌合する。ばねアームは、接点ビームを金属管状部材と強制的に電気的に接続させる。接点アームの屈曲終端は、ばねアームの平坦表面に接触し、接点ビームが接点要素の基部に対して大きい鈍角を形成するように強制する。必須ではないが、本開示の例示の実施形態では、金属管状部材は対称的な断面を有する。重要な設計基準は、各ビームに作用する弾性コンプライアンス（剛性の逆数）が、各ビームを金属管状部材の内表面との接触へと強制し、第１のコネクターが、ビーム／ばねアームの対によって加えられる力によって金属管状部材内の中心に保たれるように、他の全ての接点ビームとばねアーム対の弾性コンプライアンスによってバランスをとることである。

【0014】

第２のコネクターおよび第１のコネクターは両方とも、非導電性シュラウドによって囲まれてもよい。第２のコネクターについては、金属管状部材の内表面のみが露出している。第１のコネクターについては、接点ビームのみが露出していてもよい。第２のコネクターを、バスバーまたは他の回路に接続することができる。例えば、オルタネータ用途では、金属管状部材はオルタネータバスバーと一体化することができる。非導電性プラスチックシュラウドは、金属管状部材の外部を包むことになり、内表面およびバスバーを露出させたままにする。通常、このような用途では、オルタネータのバスバーはオルタネータハウジングの内部にある。

【0015】

本開示の一態様によれば、コネクターアセンブリーを高温および熱サイクルにさらす高電力、高電圧用途で使用するためのばね作動式電気コネクターアセンブリーは、第１の材料から形成された第１の導電性コネクターを有するコネクターアセンブリーを含む。さらに、第１のコネクターは、開いた第１の端部から第２の端部まで延びる内部レシーバを画定し、かつ複数の側壁を備える側壁配設を有し、側壁は、開口と、開口の範囲を横切って延びる接点ビームとを含む。さらに、接点ビームは、側壁の第１の部分から外向きの角度で側壁の外表面まで一体的に延び、かつ側壁の第２の部分と係合することなく側壁の外表面の内向きに延びる自由端を含む。また、この態様によれば、内部ばね部材は、第２の材料から形成され、かつ第１のコネクターのレシーバ内に存在するように寸法決めされ、ばね部材は、基部と、基部から延びる少なくとも１つのばねアームを有し、かつばねアームの外表面と基部の外表面は同一平面上にある。このアセンブリーはまた、高電力、高電圧用途から生じる高温および熱サイクルに耐える接続位置を画定するために、第１のコネクターと、第１のコネクターのレシーバ内に存在するばね部材の両方を受容するように寸法決めされたレセプタクルとを有する第２の導電性コネクターも含み、接続位置で、ばね部材のばねアームが、第１のコネクターの接点ビームに外向きの力を加えて、接点ビームを、第２のコネクターのレセプタクルの内表面との係合へと外向きに変位させ、第１と第２のコネクターを接続位置に維持する。

【0016】

本開示の別の態様によれば、コネクターアセンブリーを高温および熱サイクルにさらす高電力、高電圧用途で使用するためのばね作動式電気コネクターアセンブリーは、第１の材料から形成された第１の導電性コネクターであって、この第１のコネクターの開いた第１の端部から第２の端部まで延びる内部レシーバを画定する側壁配設を有し、側壁配設は複数の側壁を備え、側壁は、開口と、開口の範囲を横切って延びる接点ビームとを含み、接点ビームは、外向きの角度で側壁の第１の部分から側壁の外表面まで一体的に延び、接点ビームは、側壁の外表面の内向きに延びる自由端を含む、第１の導電性コネクターを有するコネクターアセンブリーを含む。さらにこの態様によれば、内部ばね部材は、第２の材料から形成され、このばね部材は、複数の側壁からなる側壁配設を有し、側壁は、側壁の端部から延びる細長いばねアームを含み、側壁の外表面およびばねアームの外表面は同じ平面内に存在する。なおさらに、ばね部材が第１のコネクターのレシーバの中へと挿入されると、ばね部材のばねアームは、第１のコネクターの接点ビームに外向きの力を加えて、接点ビームを外向きに変位させる。

【0017】

本開示のさらに別の態様によれば、高電力、高電圧用途中に電気コンポーネントを電気的および機械的に固定するために使用するためのばね作動式電気コネクターアセンブリーは、第１の導電性材料から形成された第１のコネクターであって、開いた第１の端部から第２の端部まで延びる内部レシーバを画定する側壁配設を有し、側壁配設が複数の側壁を備え、側壁が、細長い開口と、開口の範囲を横切って延びる接点ビームとを含み、接点ビームが、外向きの角度で側壁の第１の部分から側壁の外表面まで一体的に延び、かつ接点ビームが自由端を含む、第１のコネクターを有する、コネクターアセンブリーを含む。さらにこの態様によれば、内部ばね部材は、第２の材料から形成され、かつ第１のコネクターのレシーバ内に存在するように寸法決めされ、ばね部材は、基部と、基部から延びる少なくとも１つのばねアームとを有する。また、コネクターアセンブリーは、ばね部材が、第１のコネクターのレシーバ内に存在している間、第１のコネクターとばね部材の両方と結合するように寸法決めされたレセプタクルを有して、高電力、高電圧用途中に電気コンポーネントの操作のための接続位置を画定する、第２のコネクターを含み、電気コンポーネントの長時間の動作中に第１のコネクターと第２のコネクターとを接続位置に維持するために、ばね部材のばねアームは、第１のコネクターの接点ビーム上に外向きの力を加えて、接点ビームを、第２のコネクターのレセプタクルの内表面との係合へと外向きに変位させる。

【0018】

本開示の他の態様および利点は、以下の詳細な説明および添付の図面を検討すると明らかになり、また本明細書全体を通して、同様の番号は同様の構造を示すことになる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

さらなる理解を提供するために含まれ、本明細書に組み込まれ、かつその一部を構成する添付図面は、開示された実施形態を図示し、また説明とともに、開示された実施形態の原理を説明するのに役立つ。

【0020】

【図1】図１は、非導電性プラスチックシュラウドおよび金属管状部材を示す第２のコネクターの等角図である。

【図2】図２は、第２のコネクターの上面図である。

【図3】図３は、内部に配置されたばね部材を示す第１のコネクターの等角図である。

【図4】図４は、図３から約９０°回転した第１のコネクターの等角図であり、第１のコネクター内に配置されたばね部材を示す。

【図5】図５は、第１のコネクターおよびばね部材の分解等角図である。

【図6】図６は、第１のコネクターおよびばね部材の側断面図である。

【図7】図７は、第１のコネクターおよびばね部材の側面図である。

【図8】図８は、第１のコネクターおよびばね部材の端面図である。

【図9】図９は、第１のコネクターおよびばね部材の代替実施形態の等角図である。

【図10】図１０は、図９から約９０°回転した、第１のコネクターおよびばね部材の代替の実施形態の等角図である。

【図11】図１１は、第１のコネクターおよびばね部材の代替実施形態の分解等角図である。

【図12】図１２は、第１のコネクターおよびばね部材の代替の実施形態の側断面図である。

【図13】図１３は、第１のコネクターおよびばね部材の代替実施形態の側面図である。

【図14】図１４は、第１のコネクターおよびばね部材の代替実施形態の端面図である。

【図15】図１５は、第１のコネクターおよびばね部材の代替実施形態の等角図である。

【図16】図１６は、第２のコネクターの代替実施形態および第１のコネクターとともに使用される絶縁シュラウドの等角図である。

【図17】図１７は、図１６の第２のコネクターおよび絶縁シュラウドの代替実施形態の上面図である。

【図18】図１８は、第１のコネクターおよびばね部材の代替実施形態の等角図である。

【図19】図１９は、第２のコネクターの代替実施形態の等角図である。

【図20】図２０は、第２のコネクターの代替実施形態の上面図である。

【図21】図２１は、点線で描かれた第２のコネクターの内部のエンベロープを有する第１のコネクターの端面図である。

【図22】図２２は、第１のコネクターのばね部材の分離側面図である。

【図23】図２３は、第１のコネクターの反対の端面の図である。

【図24】図２４は、第２のコネクターと結合された第１のコネクターの反対の端面の図である。

【図25】図２５は、第１のコネクターおよびコネクター内に配置されたばね部材の代替実施形態の等角図である。

【図26】図２６は、第１のコネクターおよびコネクター内に配置されたばね部材の代替実施形態の等角図である。

【図27】図２７は、図２５の第１のコネクターおよびばね部材の回転された等角図である。

【図28】図２８は、図２６の第１のコネクターおよびばね部材の回転された等角図である。

【図29】図２９は、図２５に示される第１のコネクターおよびばね部材の代替の実施形態の断面側面図である。

【図30】図３０は、図２９に示す第１のコネクターおよびばね部材の代替実施形態の断面側面図である。

【図30A】図３０Ａは、図２８に示される線３０Ａ−３０Ａに沿った第１のコネクターおよびばね部材の断面図である。

【図30B】図３０Ｂは、線３０Ａ−３０Ａと同様の線に沿った、かつ図１６および１７の第２のコネクターを含む、高電力のばね作動式電気コネクターサブアセンブリーの断面図である。

【図31】図３１は、図２５の第１のコネクターおよびばね部材の側面分解図である。

【図32】図３２は、オルタネータコネクターおよびキャップを有する第１のコネクターの分解図である。

【図33】図３３は、オルタネータ用の第２のコネクターの等角図である。

【図34】図３４は、オルタネータ用の第２のコネクターのプラスチックシュラウドの等角図である。

【図35】図３５は、第２のコネクターの等角図である。

【図36】図３６は、金属管状部材の等角図である。

【図37】図３７は、第２のコネクターの側面図である。

【図38】図３８は、第２のコネクターの端面図である。

【図39】図３９は、一体のまっすぐなバスバーを有する第２のコネクター金属管状部材の等角図である。

【図40】図４０は、代替の実施形態および一体型バスバーの向きを有する第２のコネクター金属管状部材の等角図である。

【図41】図４１は、オルタネータコネクター上に実装された第１のコネクターの等角図である。

【図42】図４２は、オルタネータコネクター上に実装された第１のコネクターの代替の等角図である。

【図43】図４３は、オルタネータを有するオルタネータコネクター上に実装された本開示の等角図である。

【図44】図４４は、オルタネータの本来の位置でオルタネータコネクター上に実装された本開示の等角図である。

【図45】図４５は、中間位置Ｐ_Ｉにおける第１のコネクターおよび内部ばね部材のサブアセンブリーの代替の実施形態の等角図である。

【図46】図４６は、図４５の第１のコネクターおよびばね部材の分解図である。

【図47】図４７は、図４５に示される線４７−４７に沿った第１のコネクターおよびばね部材の断面図である。

【図48】図４８は、第１のコネクターおよび内部ばね部材が接続位置Ｐ_Ｃで第２のコネクター内に配置されるコネクターアセンブリーの等角図である。

【図49】図４９は、図４８の線４９−４９に沿った図４８のコネクターアセンブリーの断面図である。

【図50】図５０は、図４８の線５０−５０に沿った図４８のコネクターアセンブリーの横断面図である。

【0021】

１つまたは複数の実装形態では、各図に示されたコンポーネントの全てが必要なわけではなく、１つまたは複数の実装形態は、図に示されていない追加のコンポーネントを含んでもよい。主題の開示の範囲から逸脱することなく、コンポーネントの配設およびタイプにおける変形がなされてもよい。主題の開示の範囲内で、追加のコンポーネント、異なるコンポーネント、またはより少ないコンポーネントを利用してもよい。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下に述べる発明を実施するための形態は、さまざまな実装形態の説明として意図されており、主題の技術が実施され得る唯一の実装形態を表すことは意図されていない。当業者は理解するであろうように、説明された実装形態は、全て本開示の範囲から逸脱することなく、さまざまな異なる方法で修正されてもよい。なおさらに、図示されたモジュールおよびプロセスは、本開示の範囲から逸脱することなく特定の実装形態に適合するために適用可能であるように、全体的もしくは部分的に組み合わされてもよく、かつ／または１つまたは複数の異なる部分に分割されてもよい。したがって、図面および説明は、本質的に例示的であり、限定的ではないとみなされるべきである。

【0023】

図１〜８は、第１のコネクター２０、第２のコネクター１、および第１のコネクター２０内に配置されたばね部材３０を備える高電力ばね作動式電気コネクターアセンブリー８６６（図４８も参照のこと）の第１の実施形態を示す。図３〜４は、６つの側壁１８と、隣接する側壁１８のそれぞれの対の間に６つの湾曲したセグメント１９とを有する基部１０ａを有する接点要素１０を含む第１のコネクター２０を示す。接点要素１０の断面は、実質的に六角形である。接点要素１０は、側壁１８から延びる６つの接点ビーム１１を有する。各接点ビーム１１は、自由端１３に隣接する曲線状の肩部分１４で終わる実質的に平面状の表面１２を有する。曲線状の肩部分１４から遠位の各接点ビーム１１の端部は、側壁１８に接続され、側壁１８と一体に形成されてもよい。平面状表面１２の厚さおよび幅は、各接点ビーム１１の電流輸送負荷を決定する。使用中、接点ビーム１１は、側壁１８と大きい鈍角を形成し、したがって、側壁１８に対して外向きに延びる。

【0024】

接点要素１０は、一体部品から製造される。接点要素１０は、銅合金Ｃ１５１またはＣ１１０などの導電性金属でできている。第１のコネクター２０は、所望の形状へと形成され、曲げられ、そして／または折り畳まれる。接点要素１０は、２つの平面状接続プレート１６、１７を有する。平面状接続プレート１６、１７は、平坦表面１５、１０５だけでなく厚さも有する。移行部分１０６は、接点要素１０の六角形基部１０ａを平面状接続プレート１６、１７に結合する。

【0025】

図５はさらに、接点要素１０の内部レシーバから分解されたばね部材３０を示すことにより第１のコネクター２０を図示し、内部レシーバは、接点ビーム１１および側壁１８の配設によって画定される。図３および図４において、ばね部材３０は、接点要素１０の内部レシーバ内に配置される。分解図はさらに、接点要素１０、接点ビームまたはアーム１１、側壁１８、１９を有する六角形基部１０ａ、および平面状接続プレート１６、１７を示す。平面状表面１５、１０５および移行部分１０６も見える。ばね部材３０は、複数のばねアーム３１を有する。ばねアーム３１は、実質的に平面状の表面３２、厚さ３４、および丸みのついた終端部分３３、３３３を有する。ばね部材基部１０ａは、実質的に六角形であり、６つの平坦な側壁３８および６つの屈曲部分３９を有する。ばね部材３０は、ばね鋼、ステンレス鋼、および／または別の適切な材料から製造されてもよい。ばね部材３０は、接点要素１０が製造される材料よりも高い熱膨張係数を有する材料から製造されることが好ましい。ばね部材３０のばねアーム３１は、ばね部材基部側壁３８と大きい鈍角を形成し、したがって、側壁３８に対して外向きに延びる。

【0026】

ばね部材３０は、接点要素１０の内部レシーバ内に挿入可能な寸法であり、ばね部材３０のばねアーム３１は、接点要素１０の接点ビーム１１の内側平面状表面１２２に接触する。接点ビーム１１の内側の平面状表面１２２は、接点ビーム１１の外側の平面状表面１２に対応している。接点要素１０の丸みのついた肩部分１４は、第２のコネクター１の中へと挿入されるときに第１のコネクター２０を圧縮できるようにする。ばねアーム３１は、接点ビーム１１の内面１２２に対して外向きの付勢力を提供する。実際には、例示的な実施形態では、最小で４つの接点ビーム１１を使用することが望ましい場合がある。

【0027】

図６〜７は、側方切断図（図６）および側面図（図７）を示す。平面状接続プレート１６、１７と接点ビーム１１および丸みをつけた肩部分１４との関係が図示される。ばね部材３０、ばねアーム３１、平坦な平面状表面３２、および平坦な側壁３８が切断図で示される。六角形基部１０ａの６つの側壁１８と接点ビーム１１の平面状表面１２との関係が示される。

【0028】

図８は、接点要素１０の内部レシーバ内に配置されたばね部材３０の端面図を示す。各ばねアーム３１の曲線状の肩部分３３３、３３は、各接点ビーム１１の丸みのついた肩部分１４を、接点要素１０の内部に対して外向きに押す。

【0029】

図９〜１０は、高電力のばね作動式電気コネクター１００の代替の実施形態を示す。第１のコネクター７０は、接点要素基部６０ａを有する接点要素６０を含み、６つの側壁６８は、それらの間に配置された丸みのついた部分６９を有する。接点要素基部６０ａは、実質的に六角形であってもよい。接点要素６０は、６つの接点ビーム６１を有する。各接点ビーム６１は、丸みのついた終端部分６３で終端する実質的に平面状の表面６２を有する。接点ビーム６１の平面状の表面６２の厚さ６４および表面積は、各側面（ｓａｉｄ）の接点ビーム６１の電流輸送負荷を決定する。接点ビーム６１は、側壁６８と大きい鈍角を形成する。この実施形態では、接点ビーム６１は、接続プレート６６、６７に対して逆にされる。さらに、側壁６８は、その第１の端部上で接点ビーム６１に接続し、かつ基部６０ａの追加の平坦部分１６８は、接点ビームの丸みのついた終端部分６３の近位に配置される。丸みのついた終端部分６３は、接点要素側壁６８から外向きに、追加の平坦部分１６８の平面を越えて延びる。

【0030】

接点要素６０は、単一の一体部品から形成されてもよい。接点要素６０は、銅合金Ｃ１５１またはＣ１１０などの導電性金属でできている。接点要素６０は、所望の形状へと形成され、曲げられ、折り畳まれる。接点要素１０は、２つの平面状接続プレート６６、６７を有する。平面状接続プレート６６、６７は、厚さならびに第１および第２の平坦表面６５、１５５を有する。平面状接続プレート６６は、厚さ１７１を有する移行部分１５６によって接点要素６０の平坦部分１６８と接続する。

【0031】

図１１は、接点要素６０から展開されたばね部材８０を示すことにより、本開示の第１のコネクター７０をさらに図示する。接点要素６０では、接点ビーム６１、追加の平坦部分１６８、および平面状接続プレート６６、６７が依然として見える。接点要素６０を単一の銅片から形成することによって生じるギャップ２００も、この向きで見ることができる。ばね部材８０は、複数のばねアーム８１を有する。ばねアーム８１は、実質的に平面状の表面８２および丸みのついた終端部分８３を有する。ばね部材の基部は、実質的に六角形であり、６つの平坦な側面８８および５つの丸みのついた部分８９を有する。ばね部材８０は、ばね鋼、ステンレス鋼、および／または高い剛性を有する別の適切な材料から製造される。ばね部材８０のばねアーム８１は、ばね部材８０のばね部材側壁８８と大きい鈍角を形成する。

【0032】

ばね部材８０は、接点要素６０によって画定される内部レシーバ内に挿入可能であるよう寸法決めされる。ばねアーム８１は、接点ビーム６１の平面状の表面２２２の内側に接触する。各接点ビーム６１の丸みのついた終端部分６３は、第１のコネクター７０が第２のコネクター１の中へと挿入される際に、第１のコネクター７０を圧縮できるようにする。ばねアーム８１は、接点ビーム６１の内面２２２に対して一貫した保持力を提供し、それにより、接点ビーム６１を第２のコネクター１と機械的および電気的に係合する。

【0033】

図１２〜１３は、側方断面図（図８）および側面図（図９）を示す。平面状接続プレート６６、６７と接点ビーム６１との関係が図示される。ばねアーム８１およびその丸みのついた終端部分８３は、断面図で示される。六角形基部６０ａの６つの側面６８と、それぞれの接点ビーム６１の平面状の表面６２との関係が示される。第１のコネクター７０は、一般に、長さ７６および幅７１を有する。幅７１に対する長さ７６の比率は、第１のコネクター７０のアスペクト比である。図１４は、接点要素６０の内側のばね部材８０の端面図を示す。ばね部材８０の底部の丸みのついた終端２４２が見える。

【0034】

図１〜２は、本開示の第２のコネクター１を示す。本開示の第２のコネクター部分１は、円筒形プラスチックシュラウド５および円筒形のスタンプ加工された金属端子６、７、８、９、１０２、１０３、１０４を備える。プラスチックシュラウド５は、外表面２、内表面８、上縁３、および内側円筒表面８と上縁３とを接続するテーパー４を有する円筒である。プラスチックシュラウド５は、高温ポリアミド（例えば、ナイロン６６）および／または別の適切な絶縁材料などの高温ポリマーから作製されてもよい。第２のコネクター１は、外側円筒表面１０４、内側円筒表面９、上縁６、上縁６と内側円筒表面９とを接続するテーパー７、および２つのフィレット１０２、１０３を有する。

【0035】

第１のコネクター２０、７０は、第２のコネクター部分１の内側に嵌合する。高温では、接点要素１０、６０、およびばね部材３０、８０は、金属記憶および熱膨張により外向きに延びる傾向がある。これは、ばねアーム３１、８１によって接点ビーム１１、６１上に加えられる外向きの付勢ばね力を増加させる場合がある。そして、これにより、接点ビーム１１、６１と第２のコネクター部分１の内側円筒表面９との接触力が増大する。その結果、自動車両のエンジンコンパートメント内に存在する上昇した温度は、コネクターアセンブリー８６６の接触力を減少するのではなく、増加する。

【0036】

図２１〜２４は、第１のコネクター７０と第２のコネクター１との相互作用を図示する。第２のコネクター１の内側円筒表面９の内径９０は、接点要素６０と接触する。ばね部材８０は、接点要素６０に外向きの力を加え、接点要素の接点ビーム６１をコネクターの中へと押し込む。接点ビーム６１の丸みのついた終端部分／肩６３は、第２のコネクター１の内径９０に接触する。この実施形態では、上縁６、テーパー７、およびフィレット１０２、１０３は、接点ビーム６１の屈曲終端部分６３の近くに向けられる。

【0037】

図１５は、高電力のばね作動式電気コネクターの第１のコネクター３２０の別の代替実施形態を示す。第１のコネクター３２０は、４つの側面３１８と４つの丸みのついた部分３１９とを含む接点要素３１０を含む。接点要素３１０の断面は、長方形の平面状の表面、つまり、４つの側壁３１８、４つの屈曲部分３１９、および実質的に正方形の基部３５０を有する実質的に正方形または丸みのついた正方形である。接点要素３１０は、４つの接点ビーム３１１を有する。各接点ビーム３１１は、丸みのついた終端部分３１３で終端する実質的に平面状の表面３１２を有する。接点ビーム３１１は、接点要素３１０の側壁３１８と大きい鈍角を形成する。

【0038】

接点要素３１０は、単一の一体部品から製造されてもよい。接点要素３１０は、銅合金Ｃ１５１またはＣ１１０などの導電性金属から製造される。接点要素３１０は、所望の形状へと形成され、曲げられ、プレスされ、かつ／または折り畳まれてもよい。接点要素３１０は、２つの平面状接続プレート３１６、３１７を有する。平面状接続プレート３１６、３１７は、厚さおよび平面状の表面３１５を有する。平面状接続プレート３１６、３１７は、実質的に正方形の基部３５０から延びる。移行部分３５７は、実質的に正方形の基部３５０を平面状接続プレート３１６、３１７に接続する。図１５に示すように、ばね部材３３０は、接点要素３１０の側壁３１８によって形成され、第１のコネクター３２０の開いた第１の端部から閉じた第２の端部まで延びる内部レシーバ内の接点要素３１０の内部に配置される。引き続き図１５を参照すると、接点要素３１０は、それぞれの開口が貫通して配置された、４つの側壁３１８を有する。接点ビーム３１１は、側壁３１８の中間部分に形成される。中間部分は、接点要素基部３１０の開いた第１の端部と移行部３５７の近位の基部の第２の端部との間に配設される。各接点ビーム３１１は、各側壁３１８の対応する細長い開口の範囲を横切って延びる。

【0039】

図１６〜１７は、実質的に正方形の断面基部を有する、図１５に示される、第１のコネクター３２０の内部レシーバ内に存在する第２のコネクター３６０の代替の実施形態を示す。これらの図面では、明確にするために、第２のコネクター３６０のプラスチックシュラウドは省略される。第２のコネクター３６０は、外表面３６２、３６１、内表面３６５、上縁３６３、および上縁３６３を内表面３６５に接続するテーパー３６４を有する。第１のコネクター３２０は、第２のコネクター３６０の内側に嵌合する。おそらく異なる全体寸法を有する第２のコネクター３６０は、図１５、２５〜３１、４５〜５０に示される第１のコネクター３２０、５２０、６２０、８２０の実施形態とともに使用されてもよい。

【0040】

図１８は、アスペクト比が異なることを除いて、図９〜１４に示されるものと同様である、高電力のばね作動式電気コネクターの第１のコネクター４２０の別の実施形態である。第１のコネクター４２０は、基部、６つの側面４１８、および６つの丸みのついた部分４１９を有する接点要素４１０を含む。接点要素４１０の基部の断面は、長方形の平坦表面４１８を有する実質的に六角形である。接点要素４１０は、６つの接点ビーム４１１を有する。各接点ビーム４１１は、丸みのついた終端部分４１３に隣接する実質的に平面状の表面４１２を有する。接点ビーム４１１は、接点要素４１０の側壁４１８と大きい鈍角を形成する。

【0041】

接点要素４１０は、単一の一体部品から製造されてもよい。接点要素４１０は、銅合金Ｃ１５１またはＣ１１０などの導電性金属から製造される。さらに、接点要素４１０は、所望の形状へと形成され、曲げられ、プレスされ、および／または折り畳まれてもよい。接点要素４１０は、２つの平面状接続プレート４１６、４１７を有する。平面状接続プレート４１６、４１７は、平面状の表面４５５を有する。ばねアーム４３１を有するばね部材４３０は、接点要素４１０の内部受容空間内に配置される。第１のコネクター４２０は、一般に、長さ４７０および幅４７１を有する。長さ４７０の幅４７１に対する比率は、第１のコネクター４２０のアスペクト比である。

【0042】

図１９〜２０は、六角形の断面基部を有する第１のコネクター４２０と嵌合することになる第２のコネクター４６０の代替の実施形態を示す。これらの図では、明確にするために、第２のコネクター部分４６０のプラスチックシュラウドは省略される。第２のコネクター４６０は、外表面４６２、内表面４６１、上縁４６３、および上縁４６３を内表面４６１に接続するテーパー４６４を有する。第１のコネクター４２０は、第１および第２のコネクター４２０、４６０が接続位置にあるときに、第２のコネクター４６０内に嵌合し、かつ第２のコネクター４６０に機械的および電気的に係合する。

【0043】

図２５〜２８は、正方形または丸みのついた正方形の断面を有する第１のコネクター５２０、６２０およびばね部材５２０を有するコネクターアセンブリーの２つの追加の代替の実施形態を示す。実施形態は、共通の多くの要素を有する。すなわち、それぞれの開口５６６、６６６が貫通して配置された４つの側壁５１８、５２５、６１８、６２５、それぞれの隣接する側壁５１８の間に配置された４つの曲がったおよび／または丸みのついた部分５１９、６１９、平面状の表面５１２、６１２を有する接点ビーム５１１、６１１、自由端５６８に隣接する曲線状の丸みのついた終端部分５１３、６１３、底板５１５、６１５、そしてばね部材５３０、６３０である。接点ビーム５１１、６１１は、それぞれの開口５６６、６６６の範囲を横切って延びる。接点ビーム５１１、６１１は、側壁５１８、６１８に対して外向きの角度で延びるため、接点ビーム５１１、６１１の大部分は、側壁５１８、５２５、６１８、６２５の外表面の外部にある。これらの２つの実施形態は、平面状接続プレート５６０、５１６、５１７および６６０、６１６、６１７も有する。一実施形態５２０では、接続プレート５６０、５１６、５１７は、４つの側面５１８、５２５のうちの２つと平行である。他の実施形態６２０では、接続プレート６６０、６１６、６１７は、４つ全ての側面６１８、６２５と直交する。

【0044】

図２９〜３０は、それぞれ正方形または実質的に正方形の断面を有する第１のコネクター５２０の等角断面図および横方向断面図である。図３０Ａは、図２５〜３０および図３１に示す第１のコネクター５２０の、図２８の線３０Ａ―３０Ａに沿った断面図を図示する。図３０Ｂは、電気コネクターアセンブリー、すなわち、接続位置Ｐ_Ｃを画定するために、図１６および１７に示される対応する形状の第２のコネクター３６０のレセプタクル内に挿入された第１のコネクター５２０の断面図を図示する。接続位置Ｐ_Ｃでは、ばねアーム５３１は、接点ビーム５１１に外向きの力Ｆを加えて、接点ビーム５１１を、第２のコネクター３６０のレセプタクルの内表面との係合へと変位させ、コネクター５２０、３６０を接続位置Ｐ_Ｃに維持し、これにより、コネクターアセンブリー５７０は、高電力、高電圧用途から生じる高温および熱サイクルに確実に耐えるようにする。図３１は、第１のコネクター５２０（前に図２５〜２８で図示した）およびばね部材５３０の等角分解図である。中間位置Ｐ_Ｉでは、ばね部材５３０は、第１のコネクター５２０の開いた第１の端部から第２の端部まで延びる第１のコネクター５２０の内部レシーバ５４０内に存在する。第１のコネクター５２０およびその中に形成された内部レシーバ５４０は、実質的にその中心を通過する中心線５４２（図３０および３１を参照のこと）を有する。ばね部材５３０は、ばねアーム５３１と、ばねアーム５３１が基部５３８と同一平面上にあるように構成された基部部分５３８とを有する。ばね部材５３０およびばねアーム５３１の両方は、ばね鋼および／またはステンレス鋼から製造されてもよい。

【0045】

ばねアーム５３１は、接点ビーム５１１に外向きの力を加える平坦な平面状の表面５３２を有する。図２９の矢印によって図示されるように、ばねアーム５３１によって加えられる外向きの付勢力Ｆは、レシーバ５４０および第１のコネクター５２０の中心線５４２から離れる方向に向けられる。ばねアーム５３１のそれぞれは、曲線状の肩または屈曲部分５２１を有する。接点ビーム５１１は、平坦な平面状の表面５１２と、自由端５６８に隣接する曲線状の肩または屈曲部分５１３とを有する。図２９〜３０、図３０Ａ、および３０ＢのＰ_Ｉでは、接点ビーム５１１の自由端５６８は、対応するばねアーム５３１の平坦な平面状の表面５３２に接触する。これは、ばねアーム５３１が、製造プロセス中に過度のストレスを受けないようにするように、ばね部材５３０の基部部分５３８と同一平面になることを可能にする。再び図３１を参照すると、矢印は、ばね部材５３０が、Ｐ_Ｉに到達するために、第１のコネクター５２０の内部レシーバ５４０の中へと、接続プレート５６０の遠位の開いた第１の端部を通って、接続プレート５６０の近位の第２の端部に向かって挿入されるときの移動方向を示す。

【0046】

図４５〜５０は、第１のコネクター８２０、その中に取り外し可能に配置されたばね部材８３８、およびコネクターアセンブリー８６６およびそれが結合される装置が作動しているとき通常見つけられる接続位置Ｐ_Ｃに結合されるように構成された第２のコネクター８６０を含むコネクターアセンブリー８６６を示す。接続位置Ｐ_Ｃでは、コネクターアセンブリー８６６は、オルタネータ、バッテリ、および／または他の電流引き込みコンポーネントなどのデバイスを電源または配電回路へと機械的および電気的に結合する。ここで図４５を参照すると、第１のコネクター８２０およびばね部材８３８は、ばねが第１のコネクター８２０内に存在する中間位置Ｐ_Ｉに示される。第１のコネクター８２０は、第１および第２の端部８２２、８２４と、第１の端部８２２および第２の端部８２４の間に配置された複数の側壁８２６ａ、８２６ｂ、８２６ｃ、８２６ｄとを有する。１つまたは複数の接続プレート８５０は、第１のコネクター８２０の第２の端部８２４から離れるように延びる。開口８２８は、側壁８２６ａ〜８２６ｄのそれぞれの中間部分を貫通して配置される。

【0047】

複数の接点アーム８３０ａ、８３０ｂ、８３０ｃ、８３０ｄ、８３０ｅ、８３０ｆ、８３０ｇ、８３０ｈは、第１の端部８２２から関連する開口８２８の範囲を横切って第２の端部８２４に向かって延びる。接点アーム８３０ａ〜８３０ｈは、第１のコネクター８２０の第１の端部８２２の近くのそれぞれの側壁８２６ａ〜８２６ｄから一体的に形成される。接点アーム８３０ａ〜８３０ｈのそれぞれは、それぞれの側壁８２６ａ〜８２６ｄから外向きに延び、自由端８３４で終端する曲線状の肩８３２を形成する。側壁８２６ａ〜８２６ｄおよび接点アーム８３０ａ〜８３０ｈは、第１のコネクター８２０の内部の周りに配置され、その中に内部レシーバ８３６を形成する。

【0048】

ここで図４６を参照すると、コネクターアセンブリー８６６は、ばね部材８３８が第１のコネクター８２０から取り外されたように図示されるように分解される。図４６に示されるばね部材８３８は、図４５に示されるように、第１のコネクター８２０の第１の端部８２２を通して内部レシーバ８３６の中へと挿入される。第１のコネクター８２０は、ばね部材８３８をその内部レシーバ８３６の中へと受容するように構成される。ばね部材８３８は、複数の側壁８４０ａ、８４０ｂ、８４０ｃ、８４０ｄを有する。複数のばねアーム８４２ａ、８４２ｂ、８４２ｃ、８４２ｄ、８４２ｅ、８４２ｆ、８４２ｇ、８４２ｈが、ばね部材８３８のそれぞれの側壁８４０ａ〜８４０ｄから延びる。ばねアーム８４２ａ〜８４２ｇのそれぞれは、前述のばねアーム８４２ａ〜８４２ｇがそこから延びるそれぞれの側壁８４０ａ〜８４０ｄと一体である。さらに、ばねアーム８４２ａ〜８４２ｇのそれぞれは、特定のばねアーム８４２ａ〜８４２ｈが一体的に形成される、関連する側壁８４０ａ〜８４０ｄの反対側に配置された曲線状の肩８４４を有する。

【0049】

例示的な実施形態では、ばねアーム８４２ａ〜８４２ｈの曲線状の肩部８４４は、これを用いてばね部材８３８を第１のコネクター８２０の内部レシーバ８３６の中へと挿入する容易さを増加させる。カバー部材８４６は、ばね部材８３８を内部レシーバ８３６の中へと挿入した後、カバー部材８４６が、第１の端部８２２の上で折り畳まれるか、または向きを変えられ、それにより、ばね部材８３８を部分的に取り囲み、定位置に固定するように、その第１の端部８２２において第１のコネクター８２０と一体的に形成されてもよい。追加的および／または代替的に、ばね部材８３８および第１のコネクター８２０の寸法は、ばね部材８３８が内部レシーバ８３６内にぴったりと嵌合するようなものである。

【0050】

図４７は、コネクターアセンブリー８６６が中間位置Ｐ_Ｉにある状態で、図４５の線４７−４７に沿った第１のコネクター８２０およびばね部材８３８の断面を示す。ばねアーム８４２ａ〜８４２ｈの１つまたは複数の外表面８４８は、それぞれの接点アーム８３０ａ〜８３０ｈの自由端８３４と接触する。ばね部材８３８は、接点アーム８３０ａ〜８３０ｈに対して、かつばね部材８３８の内部および第１のコネクター８２０から離れるように、外向きの付勢力Ｆ（「Ｆ」とラベル付けされた矢印によって示される）を生成する。例示的な実施形態では、ばね部材８３８は、接点アーム８３０ａ〜８３０ｈに対して、および第１のコネクター８２０の中心線８５２（図４７および５０を参照のこと）から離れるように、外向きの付勢力Ｆを発生する。図４７の実施形態に示されるように、ばねアーム８４２ａ〜８４２ｈは、接点アーム８３０ａ〜８３０ｈに対応する。接点アームの数とばねアームの数は同じでもよく、または異なっていてもよい。ばね部材８３８が、第１のコネクター８２０が接点アームを有するよりも少ないばねアームを有するように構成される例示的な実施形態では、各ばねアームは、２つの接点アームに外向きの付勢力を生成してもよい。さらに、ばねアームよりも少ない接点アームを有する例示的な実施形態では、各接点アームは、２つ以上の対応するばねアームによってその上に加えられる力を有してもよい。

【0051】

第１のコネクター８２０および接点アーム８３０ａ〜８３０ｈは、銅、高導電性銅合金（例えば、Ｃ１５１またはＣ１１０）、および／または別の適切な導電性材料などの第１の材料から形成されてもよい。第１の材料は、ＩＡＣＳ（国際軟銅規格、すなわち、市販の銅の電気伝導率について経験的に導き出された標準値）の９０％を超える電気伝導率を有することが好ましい。例えば、Ｃ１５１は通常、ＩＡＣＳに準拠した標準の純銅の導電率の１５１％を有する。同様に、Ｃ１１０はＩＡＣＳの１１０％の導電率を有する。特定の動作環境または技術的用途では、Ｃ１５１を選択することが望ましい場合がある。これは、Ｃ１５１が高応力および／または過酷な気象用途に望ましい防食特性を有するためである。企図される実施形態では、ばね部材８３８は、ばね鋼、ステンレス鋼、および／または、第１のコネクター８２０の第１の材料よりもより大きい剛性（例えば、ヤング率によって測定されるような）、および弾力性を有する別の適切な材料などの第２の材料から形成されてもよい。

【0052】

（第１のコネクター８２０の）第１の材料および（ばね部材８３８の）第２の材料は、相補的な特性を有するように選択される。例えば、第２の材料のヤング率は、第１の材料のヤング率よりも比較的大きくなるように選択される適切な第１の材料（例えば、銅合金（Ｃ１１０））のヤング率は、室温で約１１５ギガパスカル（ＧＰａ）である。一方、適切な第２の材料（例えば、ステンレス鋼）のヤング率は、室温で約１９３ＧＰａである。企図される高電圧用途では、第１のコネクターを形成する銅合金の断面積は、選択した銅合金の導電率とバランスが取れている。例えば、より低い導電率を有する銅合金が選択される場合、それから形成される接点アーム８３０ａ〜８３０ｈは、適切に電気を伝導するように、より大きい断面積を有する。同様に、より高い導電率を有する第１の材料の選択は、導電率仕様を満たしながら、比較的より小さい断面積を有する接点アーム８３０ａ〜８３０ｈを可能にする場合がある。

【0053】

例示的な実施形態では、第２の材料のＣＴＥは、第１の材料のＣＴＥより大きくてもよく、すなわち、ばね部材８３８のＣＴＥは、第１のコネクター８２０のＣＴＥより大きい。したがって、第１のコネクター８２０およびばね部材８３８のアセンブリーが、本開示に記載される電気コネクターの使用に典型的な高電圧および高温環境を受けるとき、ばね部材８３８は、第１のコネクター８２０よりも比較的より延びる。したがって、第１のコネクター８２０の接点アーム８３０ａ〜８３０ｈにばね部材８３８によって生成される外向きの力Ｆは、温度の上昇にしたがって増加する。

【0054】

車両オルタネータでの使用などのための、本開示の例示的な用途は、乗用車および商用車で見られるようなクラス５の自動車環境での配備に適している。クラス５の環境は、オルタネータなどの車両のボンネットの下で見られることが多く、摂氏１５０°の周囲温度を呈し、しばしば摂氏２００°に達する。銅および／または高導電性銅合金が摂氏約１５０°を超える温度を受けると、前述の合金は可鍛性になり、機械的弾性が失われる。つまり、銅材料が軟化する。しかしながら、ばね部材８３８を形成する鋼は、同様の条件にさらされたときに硬度および機械的特性を保持する。したがって、第１のコネクター８２０およびばね部材８３８が両方とも高温にさらされると、第１のコネクター８２０の第１の材料が軟化し、第２の材料から形成されたばね部材８３８の構造的完全性が保持され、これにより、接続位置Ｐ_Ｃにおいて、ばね部材８３８によって軟化した接点アーム８３０ａ〜８３０ｈに加えられた力Ｆが、軟化した接点アーム８３０ａ〜８３０ｈを第１のコネクター８２０の内部に対して外向きにより効果的に変位させる。

【0055】

ここで、図４８〜５０を参照すると、第１のコネクター８２０および第１のコネクター８２０の内部レシーバ８３６内に配置されたばね部材８３８が、コネクターアセンブリー８６６を接続位置Ｐ_Ｃに配置するように、第２のコネクター８６０の内部レセプタクル８６８の中へと挿入されて示される。第２のコネクター８６０は、銅、Ｃ１１０またはＣ１５１などの銅合金、および／または別の適切な高導電性材料から作製されてもよい。接点アーム８３０ａ〜８３０ｈは、第２のコネクター８６０の内表面８６２に接触する。接続位置Ｐ_Ｃでは、ギャップＧは、ばね部材８３８の側壁８４０ａ〜８４０ｄと第２のコネクター８６０の内表面８６２との間に配置される。第２のコネクター８６０の内表面８６２に係合するために、接点アーム８３０ａ〜８３０ｈは、レセプタクル８６８の別個の場所でギャップＧに広がる。図４８〜５０に示される第１のコネクター８２０、ばね部材８３８、および第２のコネクター８６０は、コネクターアセンブリーが受ける高電力、高電圧用途から生じる高温および熱サイクルに耐えつつ、導電性と機械的係合を維持するように構成されている。さらに、第１のコネクター８２０および第２のコネクター８６０は、第１のコネクター８２０によって第２のコネクター８６０に加えられる外向きの力Ｆを増加させる、高電圧、高温用途から生じる高温および熱サイクルの結果として熱膨張を受ける場合がある。第１のコネクター８２０、ばね部材８３８、および第２のコネクター８６０の構成は、それらの間の外向きの接続力Ｆを増加させ、一方、コネクターアセンブリー８６６は、接続位置Ｐ_Ｃでの熱サイクルから生じる熱膨張に耐える。

【0056】

繰り返される熱膨張事象により、第１のコネクター８２０の材料記憶を生成して、第１のコネクター８２０上のばね部材８３８の初期の外向きの付勢力Ｆを増加させ、それにより、接点アーム８３０ａ〜８３０ｈと第２のコネクター８６０との間の接触圧力を増加させる。上述したように、第１のコネクター８２０およびばね部材８３８の両方は、車両の動作中またはコネクターアセンブリー８６６が設置された他の用途の間、厳しい熱サイクルを受ける。したがって、ばね部材８３８の第２の材料は、熱サイクルの後でさえもばね部材８３８の機械的特性を保持するように特に選択される場合がある。ばね鋼、ステンレス鋼、および／または別の適切な材料が、ばね部材８３８の第２の材料として選択されてもよく、前述のように、接点アーム８３０ａ〜８３０ｈの銅および／または銅合金は、予想される高温下で軟化する。したがって、繰り返される厳しい熱サイクルにより、接点アーム８３０ａ〜８３０ｈは、以前の力Ｆの適用に起因して、第１のコネクター８２０に対して変位した位置に影響を与える材料記憶を生成し、一方、ばね部材８３８は、同じ熱サイクルの影響をほとんど受けない。

【0057】

さらに、図４８と４９に示されるように、接続位置Ｐ_Ｃで、第１のコネクター８２０は、第２のコネクター８６０に３６０°コンプライアンスを提供し、電気的および機械的接続性のために、十分な量の外向きの力Ｆが第１のコネクター８２０によって第２のコネクター８６０に加えられることを確実にする。図４８に示すように、第１のコネクター８２０の第１の端部８２２は、第２のコネクター８６０の中へと挿入される。接続プレート８５０は、第２のコネクター８６０から離れる向きに方向付けられ、第２のコネクターの接続プレート８６４は、同様に第１のコネクター８２０から離れる向きに方向付けられる。図４８によって図示される方向で、第１のコネクター接続プレート８５０および第２のコネクター接続プレート８６４の両方は、電気コネクターアセンブリー８６６の同じ上側に位置合わせされ、方向付けられる。しかしながら、第１のコネクター８２０は、その全ての４つの側面に配置された接点アーム８３０ａ〜８３０ｈを有するので、第１のコネクター８２０は、９０°、１８０°、および／または２７０°回転されてもよく、一方、第２のコネクター８６０によって形成された内部レセプタクル８６８内に挿入可能であり、所望の機械的および電気的係合を提供する。

【0058】

なおさらに、図４８および４９によって示されように、第１のコネクター８２０の３６０°コンプライアンス属性は、その挿入方向に関係なく、第１のコネクター８２０の全ての４つの側で第２のコネクター８６０との電気的および機械的接続を確立する。この属性により、キーイング機能および／または接続時にコンポーネントの望ましい方向を確保するように設計された別の機能を省略できる。コネクターアセンブリー８６６の３６０°コンプライアンス属性は、振動などの厳しい機械的条件下で機械的および電気的接続を維持するのにも役立つ。１８０°コンプライアンスを有する従来のブレードまたはフォーク型コネクター、つまり、２つの反対向きの側のみで接続されるコネクターでは、振動により、１８０°コンプライアンスコネクターが特定の周波数でより大きい振幅で振動する高調波共振が発生する場合がある。例えば、フォーク型コネクターが高調波共振を受けると、フォーク型コネクターが開く場合がある。関連する端子からのフォーク型コネクターの一時的な機械的分離は電気アークを生じる場合があるため、電気伝導中にフォーク型コネクターが開くことは望ましくない。アーク放電は、１８０°コンプライアンス端子だけでなく、その１８０°コンプライアンス端子がコンポーネントである電気システム全体に重大な悪影響を加える場合がある。しかしながら、本開示の３６０°コンプライアンス機能は、強い振動および電気アークによって引き起こされる可能性のある壊滅的な障害を防ぐ場合がある。

【0059】

図５０を参照すると、各接点アーム８３０ａ〜８３０ｈの曲線状部分８３２は、接点アーム８３０ａ〜８３０ｈのそれぞれの自由端８３４に隣接して描かれている。さらに、各接点アーム８３０ａ〜８３０ｈの曲線状部分８３２は、第２のコネクター８６０の内表面８６２と電気的および機械的に接触している。接点アーム８３０ａ〜８３０ｈの曲線状部分８３２の曲率半径は、その自由端８３４がそれぞれのばねアーム８４２ａ〜８４２ｈの外表面８４８に接触することを可能にする。ばね部材８３８と接点アーム８３０ａ〜８３０ｈとの間のこの確実な接触は、ばね部材８３８に対して接点アーム８３０ａ〜８３０ｈを外向きに変位させる外向きの付勢力Ｆを発生させる。この外向きの付勢力Ｆは、第１のコネクター８２０が第２のコネクター８６０から分離しているとき、および第１のコネクター８２０が第２のコネクター８６０の中へと挿入されているときの両方で生成される。この接触がない場合、接点アーム８３０ａ〜８３０ｈに対して加えられる外向きの付勢力Ｆは制御されない場合があり、おそらく、接点アーム８３０ａ〜８３０ｈおよび／または第２のコネクター８６０内の第１のコネクター８２０全体の揺れまたはチャタリングが生じる場合がある。しかしながら、第１のコネクター８２０が第２のコネクター８６０の中へと挿入されると、接点アーム８３０ａ〜８３０ｈに加えられるたわみ圧力は、部分的または全体的にばねアーム８４２ａ〜８４２ｈに伝達される。好ましくは、このたわみ圧力の１００％またはほぼ１００％が剛性鋼ばね部材８３８に伝達される。しかしながら、接点アーム８３０ａ〜８３０ｈからのたわみ圧力の伝達は、たとえあったとしても、ばねアーム８４２ａ〜８４２ｈのたわみを有意に生じない。代わりに、ばね部材８３８は、接点アーム８３０ａ〜８３０ｈに対してくさびまたはゆらぎ作用を提供し、それによって、接点アーム８３０ａ〜８３０ｈを外向きに変位した位置に保持し、かつ第２のコネクター８６０と係合へと押す。さらに、接点アーム８３０ａ〜８３０ｈの曲線状部分８３２の曲率半径は、部分的に、ばねアーム８４２ａ〜８４２ｈからそれに関連付けられた接点アーム８３０ａ〜８３０ｈに与えられる外向きの付勢力Ｆの程度を決定する。例えば、より大きい曲率半径（すなわち、より緩やかに丸みのついた曲線部分）は、曲線部分８３２を第２のコネクター８６０と接触するように付勢する外向きの力Ｆの比較的な減少を生じさせる。さらに、より小さい曲率半径（すなわち、より鋭く曲げられた曲線部分）は、曲線状部分８３２に第２のコネクター部分８６０との接触へと付勢する比較的より大きい外向きの力Ｆを発生させる。

【0060】

図３３〜３６に示されるように、オルタネータ端子アセンブリー７００は、第２のコネクター７０３と嵌合する。第２のコネクター７０３は、金属製の角型チューブ７７７と、フランジ７０９を有する高温非導電性ポリマーシュラウド７１１とを有する。金属製の角型チューブ７７７は、オルタネータバスバー７０８と電気的に一体である。金属製の角型チューブ７７７は、一般的に銅Ｃ１１０またはＣ１５１でできている。金属製の角型チューブ７７７は、平坦なセグメント７６９および湾曲したセグメント７６８から構成される外表面、内側の接触表面７１０、バスバー７０８、およびバスバー７０８から遠い上縁７７０を有する。プラスチックシュラウド７１１は、内表面７５０、外表面７１１、フランジ７０９、フランジ７０９から遠い上縁７５７、および嵌合突起７５５を有する。第１のコネクターと第２のコネクターとの間の確実な係合を確実にするために、嵌合突起７５５を使用することができる。

【0061】

図３７〜３８は、嵌合突起７５５が強調された第２のコネクター７０３の２つの角度を示す。

【0062】

図３２は、オルタネータ端子アセンブリー７００へと組み立てられた第１のコネクター５２０を示す。スペード表面５１５（図３２では逆スペード表面５６６が見える）は、ワイヤ７０１に超音波溶接または圧着される。高温ポリアミドなどの高温ポリマーから製造されたキャップ７０５は、第１のコネクター５２０のスペード５６６およびワイヤ溶接を覆う。第１のコネクター５２０の残りは、オルタネータコネクター７０２へと嵌合する。

【0063】

図３９〜４０は、金属製の角型チューブ７７８、７７７の２つの異なる実施形態を示す。１つの実施形態では、バスバー７０８は金属管７７７に平行である。バスバー７０８は、金属管７６９の表面と一体である。他の実施形態では、バスバー７７９は、金属管７７８の表面７８９、７８８と直交する。

【0064】

図４１〜４２は、オルタネータ端子アセンブリー７００内の本来の位置での第１のコネクター５２０を示す。キャップ７０５セグメントは、オルタネータコネクターセグメント７０２に接合される。オルタネータコネクターセグメントは、時期尚早な電気接触を防ぐためのプラスチックシュラウド７２９を有する。ビーム５１１は、プラスチックシュラウド７２９を通過して延び、第２のコネクター７０３と嵌合したときに電気的接続を生成する。オルタネータ端子アセンブリー７００は、コネクター位置保証インジケータ７２０を有する。

【0065】

図４３〜４４は、オルタネータ７０４の本来の位置でのオルタネータ端子アセンブリー７００を示す。第２のコネクター７０３は、オルタネータ７０４と一体である。図４２に示されるように、第１のコネクター５２０を有するオルタネータ端子アセンブリー７００は、第２のコネクター７０３と嵌合する。コネクター位置保証インジケータ７２０は、コネクターが完全に係合してロックされているかどうかを示す。

【産業上の利用可能性】

【0066】

上記の開示は、高電力、高電圧条件に耐える第１の電気コネクターおよび第２のコネクターによって作り出される機械的および電気的接続を改善するため、当技術分野における改善を表す場合がある。上述したように、典型的な高電力および／または高電圧状態は自動車産業に見られる。その他の高電力および／または高電圧条件は、軍事機器、宇宙飛行、電気自動車、産業機械などの他の用途で見られる。

【0067】

いくつかの実装形態を図示し説明してきたが、本開示の趣旨から大幅に逸脱することなく、多数の変更が思い浮かぶ。保護の範囲は、添付の特許請求の範囲の範囲によってのみ制限される。

【0068】

見出しと小見出しがある場合、それは便宜のためにのみ使用されており、制限するものではない。例示という言葉は、例または実例として役立つことを意味するために使用される。「含む（ｉｎｃｌｕｄｅ）」、「持つ（ｈａｖｅ）」などの用語が使用される限り、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」という用語と同様の方法で包括的になるように意図され、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」は、請求項で移行語として使用されるときに解釈される。第１および第２などの関係用語は、エンティティまたはアクション間のいかなる実際のそのような関係または順序を必ずしも必要とせず、または示唆することなく、１つのエンティティまたはアクションを別のものから区別するために使用されてもよい。

【0069】

１つの態様、その態様、別の態様、いくつかの態様、１つまたは複数の態様、１つの実装形態、その実装形態、別の実装形態、いくつかの実装形態、１つまたは複数の実装形態、１つの実施形態、その実施形態、別の実施形態、いくつかの実施形態、１つまたは複数の実施形態、１つの構成、その構成、別の構成、いくつかの構成、１つまたは複数の構成、主題の技術、開示、本開示、それらの他の変形などの語句は、便宜上のものであり、そのような語句に関連する開示が主題の技術に不可欠であること、またはそのような開示が、主題の技術の全ての構成に適用されることを意味しない。そのような語句に関する開示は、全ての構成、または１つまたは複数の構成に適用されてもよい。そのような語句に関する開示は、１つまたは複数の例を提供する場合がある。一態様またはいくつかの態様などの語句は、１つまたは複数の態様を指す場合があり、逆もまた同様であり、またこれは、他の前述の語句に同様に当てはまる。

【0070】

本開示に対する多数の変更は、前述の説明に鑑みて当業者には明らかであろう。本開示を実施するために本発明者らに公知の最良の形態を含む、本開示の好ましい実施形態が本明細書に記載される。当然のことながら、例示された実施形態は例示にすぎず、本開示の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】

【図30】

【図30A】

【図30B】

【図31】

【図32】

【図33】

【図34】

【図35】

【図36】

【図37】

【図38】

【図39】

【図40】

【図41】

【図42】

【図43】

【図44】

【図45】

【図46】

【図47】

【図48】

【図49】

【図50】