特開 2022-137113 コネクタシステムおよびコネクタシステムを製造する方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022137113

(43)【公開日】2022-09-21

(54)【発明の名称】コネクタシステムおよびコネクタシステムを製造する方法

(51)【国際特許分類】

   H01R 13/652 20060101AFI20220913BHJP

   H01R 43/00 20060101ALI20220913BHJP

【ＦＩ】

H01R13/652

H01R43/00 B

【審査請求】有

【請求項の数】15

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2022103538

(22)【出願日】2022-06-28

(62)【分割の表示】P 2020545084の分割

【原出願日】2019-02-26

(31)【優先権主張番号】102018202955.5

(32)【優先日】2018-02-28

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(71)【出願人】

【識別番号】390023711

【氏名又は名称】ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング

【氏名又は名称原語表記】ＲＯＢＥＲＴ ＢＯＳＣＨ ＧＭＢＨ

【住所又は居所原語表記】Ｓｔｕｔｔｇａｒｔ， Ｇｅｒｍａｎｙ

(74)【代理人】

【識別番号】100114890

【弁理士】

【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト

(74)【代理人】

【識別番号】100116403

【弁理士】

【氏名又は名称】前川 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100134315

【弁理士】

【氏名又は名称】永島 秀郎

(74)【代理人】

【識別番号】100162880

【弁理士】

【氏名又は名称】上島 類

(72)【発明者】

【氏名】トルステン クレーマー

(72)【発明者】

【氏名】ヴ ラム ニュイェン

(72)【発明者】

【氏名】ヴォルフガング パーデ

(57)【要約】      （修正有）

【課題】簡単に製造可能であり、廉価な材料で製造することができ、ケーシングからコネクタのシールドエレメントへの遮蔽をコネクタシステムの予定された寿命にわたって信頼性よく維持し、ケーシングとコネクタのシールドエレメントとの間の接触抵抗が寿命にわたってできるだけ小さいままであるコネクタシステムを提供する。
【解決手段】コネクタシステムに関する。コネクタシステムは、コネクタ１と、コネクタ１が組み付けられているケーシング２０とを有し、ケーシング２０は、第１の内壁２２を備えた開口２１を有し、コネクタ１は、開口２１内に少なくとも部分的に突出するシールド金属薄板４０を有し、開口２１内にリング３０が配置されており、リングの外壁３１は、開口２１の第１の内壁２２に電気的に接触し、シールド金属薄板４０は、シールド金属薄板４０の別の外壁４１で、リング３０の第２の内壁３２に電気的に接触する。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

コネクタシステムであって、該コネクタシステムは、
コネクタ（１）と、
前記コネクタ（１）が組み付けられているケーシング（２０）と、
を有し、
前記ケーシング（２０）は、第１の内壁（２２）を備えた開口（２１）を有し、
前記コネクタ（１）は、前記開口（２１）内に少なくとも部分的に突出するシールド金属薄板（４０）を有し、
前記開口（２１）内にリング（３０）が配置されており、該リングの外壁（３１）は、前記開口（２１）の前記第１の内壁（２２）に電気的に接触し、
前記シールド金属薄板（４０）は、該シールド金属薄板（４０）の別の外壁（４１）で、前記リング（３０）の第２の内壁（３２）に電気的に接触する、コネクタシステム。

【請求項2】

前記リング（３０）は、前記開口（２１）内に、力結合式または摩擦結合式に取り付けられている、または前記リング（３０）は、前記開口（２１）内に圧入されている、請求項１記載のコネクタシステム。

【請求項3】

前記リング（３０）の前記外壁（３１）の第１の平均粗さ（ＲＡ１）は、１．０μｍよりも小さく、または０．５μｍよりも小さく、または０．３５μｍよりも小さく、または０．３μｍよりも小さい、請求項１または２記載のコネクタシステム。

【請求項4】

前記リング（３０）の前記第２の内壁（３２）の第２の平均粗さ（ＲＡ２）は、１．０μｍよりも小さく、または０．５μｍよりも小さく、または０．３５μｍよりも小さく、または０．３μｍよりも小さい、請求項１から３までのいずれか１項記載のコネクタシステム。

【請求項5】

前記シールド金属薄板（４０）の前記別の外壁（４１）の第３の平均粗さ（ＲＡ３）は、１．０μｍよりも小さく、または０．５μｍよりも小さく、または０．３５μｍよりも小さく、または０．３μｍよりも小さい、請求項１から４までのいずれか１項記載のコネクタシステム。

【請求項6】

前記シールド金属薄板（４０）の前記別の外壁（４１）は、コーティングを有し、
前記コーティングは、特に多層に形成されており、
前記コーティングは、特に、銀、金、プラチナ、パラジウム、ニッケル、錫の群から選択されている材料を特に大部分において有している、請求項１から５までのいずれか１項記載のコネクタシステム。

【請求項7】

前記開口（２１）の前記第１の内壁（２２）は、アルミニウムを含んでいるか、または大部分においてアルミニウムを含んでいる、請求項１から６までのいずれか１項記載のコネクタシステム。

【請求項8】

前記開口（２１）の前記第１の内壁（２２）は、前記リング（３０）の組付け前に、第４の平均粗さ（ＲＡ４）を有し、該第４の平均粗さ（ＲＡ４）は、１０μｍよりも大きい、または１０μｍ～５０μｍであるか、または１５μｍ～３０μｍである、請求項１から７までのいずれか１項記載のコネクタシステム。

【請求項9】

前記シールド金属薄板（４０）の、前記ケーシング（２０）の前記開口（２１）内に突出する区分は、銅を含んでいる、または大部分で銅を含んでいる、請求項１から８までのいずれか１項記載のコネクタシステム。

【請求項10】

前記リング（３０）は、前記ケーシング（２０）の前記開口（２１）の前記第１の内壁（２２）の標準電極電位と、特にコーティングを有しない、前記シールド金属薄板（４０）の、前記開口（２１）内に突出する前記区分（４５）の標準電極電位との間にある標準電極電位を有する材料から構成されている、請求項１から９までのいずれか１項記載のコネクタシステム。

【請求項11】

前記リング（３０）は、鋼、または特殊鋼から形成されている、
または
前記リング（３０）は、大部分で鋼または特殊鋼を含んでいる、請求項１から１０までのいずれか１項記載のコネクタシステム。

【請求項12】

コネクタシステムを製造する方法であって、
第１の内壁（２２）を有する開口（２１）を備えたケーシング（２０）を提供するステップと、
外壁（３１）および第２の内壁（３２）を備えたリング（３０）を提供するステップと、
前記リング（３０）の前記外壁（３１）は、前記開口（２１）の前記第１の内壁（２２）に電気的に接触するように、前記開口（２１）内に前記リング（３０）を配置するステップと、
別の外壁（４１）を有するシールド金属薄板（４０）を備えたコネクタ（１）を提供するステップと、
前記シールド金属薄板（４０）が少なくとも部分的に前記開口（２１）内に突出し、前記別の外壁（４１）で前記リング（３０）の前記第２の内壁（３２）に電気的に接触するように、前記ケーシング（２０）に前記コネクタ（１）を配置するステップと
を有する、方法。

【請求項13】

前記リング（３０）を前記開口（２１）内に圧入する、請求項１２記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、コネクタシステムと、コネクタシステムを製造する方法とに関する。

【0002】

先行技術
先行技術からは、たとえば自動車用途のために、複数の電気的なコネクタが知られている。このようなコネクタの１つは、たとえば遮蔽された形式でケーシングに組み付けられていてもよく、ケーシングの内部には、コネクタに電気的に接続されている複数の構成要素が配置されている。このような構成要素は、制御装置構成要素、たとえば、その上に配置された電子的または電気的な構成エレメント（ＡＳＩＣｓ、抵抗、コンデンサ、コイル等）を備えたプリント基板または電気的な接続部を介して、（たとえば１００Ｍｂｉｔ／ｓよりも高い）高いデータストリームを出力するデータ処理モジュールまたは大電流接続部、たとえば電気で動く自動車のインバータのコンタクトであってもよい。このような大電流接続部を介して、たとえば１０Ａよりも大きな、または５０Ａよりも大きな電流が流れることができ、１２Ｖよりも大きな、または４５Ｖよりも大きな、または１００Ｖよりも大きな電圧を達成することができる。コネクタとケーシングとの組み合わせは、コネクタシステムと呼ぶことができる。ケーシングおよびコネクタの外周囲をケーシングの内部からの電磁放射からできるだけ分離するか、ケーシングの内部をケーシングおよびコネクタの外周囲からの電磁放射線から分離することが必要となるので、ケーシングの内部は、できるだけ外周囲からの電磁放射線の入射からできるだけ分離しておくことが必要となる。

【0003】

コネクタシステムのコネクタが、相補的な対向コネクタに差し合わされると、ケーシング、コネクタおよび対向コネクタから成るこのアセンブリを、コネクタアセンブリと呼ぶことができる。

【0004】

発明の開示
本発明は、コネクタシステムのケーシングが、有利には廉価かつ良好に熱伝導性かつ遮蔽性の材料から、たとえば金属、たとえばアルミニウムから形成されているという知識を起点とする。シールドエレメント、たとえばコネクタのシールド金属薄板は、たとえば導電性のケーシングに電気的に接触していて、この形式により一貫した遮蔽を生じさせることができると有利であり得る。この場合、ケーシングからシールドエレメントへのできるだけ小さな電気的な接触抵抗を提供すると有利であり得る。なぜならば、大きなシールド電流が発生してしまうからである。

【0005】

しかしアルミニウムは、その表面において、通常は特に良好に導電性ではない酸化アルミニウムを形成してしまう。したがって、コネクタのこのようなシールドエレメントのために銅を使用するか、もしくは主に銅を含んでいる材料を使用すると有利であり得る。

【0006】

このような例示的な材料対では、以下の問題が生じてしまう。一方では、ケーシングの良好に導電性ではない酸化アルミニウム層が、高められた接触抵抗を引き起こしてしまう。他方では、アルミニウムと銅の互いに異なる電子化学的な標準電極電位に基づいて、たとえば僅かな空気湿分がある場合に既に、ケーシングとシールドエレメントとの境界面においていわゆる接触腐食が発生してしまう。この接触腐食は、接触抵抗を局所的に高めてしまう。さらに、たとえばアルミニウムのような軟らかい材料に大きな圧力が加えられた場合に、この軟らかい材料は、押し退けられてしまう。これら両方の効果（接触腐食および過度に強い接触力または点状に負荷を加えられた場合の押し退け）は、時間が経過するにつれて、小さな接触抵抗を有する接触抵抗面の部分が減少することにつながってしまう。したがって、接触抵抗が不都合に増大する。

【0007】

したがって、簡単に製造可能であり、廉価な材料で製造することができ、ケーシングからコネクタのシールドエレメントへの遮蔽をコネクタシステムの予定された寿命にわたって信頼性よく維持し、ケーシングとコネクタのシールドエレメントとの間の接触抵抗が寿命にわたってできるだけ小さいままであるコネクタシステムを提供するという需要が生じている。この需要は、特に単心線シールドにおいて生じている。

【0008】

本発明の利点
この需要は、独立請求項に記載の本発明の対象により満たすことができる。本発明の有利な実施形態は、従属請求項に記載されている。

【0009】

本発明の第１の態様によれば、コネクタシステムが提案される。コネクタシステムは、
－第１のコネクタと、
－コネクタが組み付けられ、もしくは取り付けられ、もしくは固定され、もしくは配置されているケーシングと
を有し、
ケーシングが、第１の内壁を備えた開口を有し、コネクタが、開口内に少なくとも部分的に突出するシールド金属薄板を有している。開口内には、リングが配置されており、このリングの外壁は、開口の第１の内壁に電気的に接触する。シールド金属薄板は、このシールド金属薄板の別の外壁で、リングの第２の内壁に電気的に接触する。

【0010】

換言すると、軸方向が、開口の中心軸線により規定されている場合、半径方向外方から見て、構成要素の以下の順序が生じる。すなわち、まず開口の内壁、次いで内方に向かって外壁および第２の内壁を備えたリングが続き、リングに続いて最も内側のエレメントとしてシールド金属薄板の第１の区分が続く。このシールド金属薄板の別の外壁は、リングの内壁に接触する。これら３つのエレメント（開口内壁、リング、シールド金属薄板）は、たとえば互いに直接に隣接して配置されていてもよく、たとえば間隙なしに、つまり直接に隙間なしに接触していてもよい。これにより、有利には特に大きな接触面、ひいては特に小さな接触抵抗が生じる。

【0011】

これにより、有利には、特に簡単な組付けをもたらすことができる。さらに有利には、これにより、特に大きな接触面、ひいては特に小さな接触抵抗を引き起こすことができる。なぜならば、リングは、比較的小さく、かつ簡単に形成することができる部分として、極めて廉価に、かつ比較的簡単にその寸法に関して高い精度で製造することができるからである。したがって、ケーシングの開口は、比較的粗くてもよく、つまり、たとえば開口の直径の比較的大きな公差を伴って製造されていてもよく、かつ／またはたとえば第１の内壁において大きな粗さを有していてもよく、たとえば射出成形プロセスまたは溶融液鋳造プロセスまたはダイカストプロセス（たとえばアルミダイカスト）から直接に用いられる。開口内におけるリングの配置により、一方では開口の第１の内壁に対する良好かつ大きな接触面を引き起こすことができ、同時にリングの比較的正確な公差により、シールド金属薄板がリングの第２の内壁に常に確実かつ信頼性よく接触することが確保されていてもよい。最終的に、リングもしくはリングの材料は、ケーシングに対する接触面においても、シールド金属薄板に対する接触面においても接触腐食が生じないように、選択されていてもよい。

【0012】

コネクタは、上述のように、ケーシングの内部に配置されている構成要素のための外方に向かった一種の電気的なインタフェースを形成することができる。

【0013】

コネクタは、たとえばコネクタケーシングおよび／または接触ピンもしくは接触ブレードを有していてもよい。

【0014】

コネクタは、まず、ケーシングとは別個のエレメントとして形成されていてもよく、製造工程の途中に初めてケーシングに組み付ける、たとえば被せ嵌めるか、もしくは差し込むことができる。コネクタは、次いでたとえばねじ締結されるか、リベット締結されるか、または接着されてもよい。コネクタケーシングは、たとえばプラスチックから製造されていてもよく、たとえば熱可塑性のプラスチック、たとえばポリアミド、ポリエチレン、プリプロピレンまたは別のプラスチックから射出成形されていてもよい。

【0015】

シールド金属薄板は、一種のクラウンとして形成されていてもよい。換言すると、シールド金属薄板は、基部エレメントを有していてもよく、基部エレメントから複数のアームが、対向コネクタの、コネクタ内へのもしくはコネクタ上への差込方向とは反対方向で突出することができる。差込方向は、たとえば軸方向に対して平行に延びていてもよい。基部エレメントは環状に閉じて形成されていてもよい。ケーシングの開口内に突出するシールド金属薄板の第１の区分を形成することができる。リングの内壁に電気的に接触するシールド金属薄板の別の外壁は、基部エレメントに属していてもよい。別の外壁には、より良好かつ持続的もしくは信頼性のよい接触のために、接触点が、たとえば押込み成形部により形成されていてもよい。シールド金属薄板は、ケーシングにおけるコネクタの組付け時にリング内にたとえば締り嵌めにより、または力結合式または摩擦結合式に配置することができ、たとえば圧入することができる。

【0016】

当然ながら、ケーシングが、複数の、少なくとも２つの開口を有していてもよい。これらの開口内には、たとえばそれぞれ１つのリングが配置されており、コネクタは、これに対応するように、対応する個数の（または少ない）シールド金属薄板を有している。シールド金属薄板は、少なくとも第１の区分で部分的に複数の開口のうちのそれぞれ１つの開口内に突出する。

【0017】

リングが開口内で力結合式または摩擦結合式に取り付けられているか、またはリングが開口内に圧入されていることにより、有利にはリングとケーシングとの間の特に信頼性のよい接触が寿命にわたって大きな接触面積で確保されている。同時にこのような取付け形式により、場合によっては存在する非導電性の表面、たとえば酸化物層または汚れ、オイル、グリース等が突破され、これによりリングとケーシングとの間の接触抵抗が低下する。これにより、最終的に、リングと開口の第１の内壁との間の接触箇所への流動性の媒体、たとえば空気もしくは酸素の侵入も困難にするか、または阻止することができるので、電気的な接続は持続的に小さな抵抗を有している。

【0018】

リングの外壁の第１の平均粗さが、１．０μｍよりも小さく、好適には０．５μｍよりも小さく、特に好適には０．３５μｍよりも小さく、極めて特に好適には０．３μｍよりも小さいことにより、有利には、開口の第１の内面とリングとの間で特に大きな接触面が生じ、ひいては特に小さな接触抵抗が生じるようになる。リングの外壁の、このように形成された平滑な表面により、さらに有利には、開口の場合によっては粗い、たとえば１０μｍよりも大きな平均粗さを有する第１の表面が、リングの第１の外壁によっていわば削り取られるか、もしくは研磨され、この形式によって特に良好な接触もしくは特に低い接触抵抗が生じる。なぜならば、たとえば開口の第１の内壁の、半径方向内方に向かって突出する、大きな平均粗さに寄与する「尖端部」が削り取られると、これによってあらゆる表面汚れもしくはあらゆる酸化物層が削り取られ、電気的な接触抵抗が低下するからである。さらに、リングの外壁の、このように選択された小さな粗さにより、開口の第１の内壁の、場合によっては存在するコーティングを損傷するか、もしくは引っ掻き傷をつけてしまうリスクが最小限にされる。したがって、リングは、たとえば、第１の内面が（たとえば貴金属により）高価値にコーティングされていて引っ掻き傷をつけてはならないシステムのためにも使用することができる。これによりリングは、モジュール式に使用可能であり、製造時のスケールメリットを生じさせることができる。

【0019】

平均粗さは、概して、記号Ｒａで表される。

【0020】

リングの第２の内壁の第２の平均粗さが、１．０μｍよりも小さく、または０．５μｍよりも小さく、または０．３５μｍよりも小さく、または０．３μｍよりも小さいことにより、有利には、シールド金属薄板の可能なコーティングを損傷するか、または破壊するか、または引っ掻き傷をつけるリスクが低減されるようになる。さらに、リングの第２の内壁と、シールド金属薄板との間の出来るだけ大きく平滑な接触面、ひいては小さな電気的な接触抵抗が生じる。

【0021】

シールド金属薄板の別の外壁の第３の平均粗さが、１．０μｍよりも小さく、または０．５μｍよりも小さく、または０．３５μｍよりも小さく、または０．３μｍよりも小さいことにより、有利には、リングの第２の内壁を損傷し、または破壊し、または引っ掻き傷をつけるリスクが低減されるようになる。さらに、リングの第２の内壁と、シールド金属薄板との間の出来るだけ大きく平滑な接触面、ひいては小さな電気的な接触抵抗が生じる。

【0022】

シールド金属薄板の別の外壁がコーティングを有していることによって、有利には、シールド金属薄板の電気的な接触抵抗を持続的に低く維持し、かつ／またはシールド金属薄板を、たとえば空気に対する暴露の結果としての腐食から保護することができる。差込力も減じることができる。さらに、有利には、コーティングに応じて、コーティングされていないシールド金属薄板の表面と比べて、表面を硬化することができる。このようなコーティングは、たとえば多層に形成されていてもよい。これは、シールド金属薄板材料の最も外側の層と、シールド金属薄板材料（および／またはリング材料）との間に、たとえば付着促進剤として働くことができる材料の１つまたは複数の層が被着されていることにより、有利にはシールド金属薄板（および／またはリング）上の最も外側の層の特に良好な付着を可能にする。この形式により、シールド金属薄板材料と、最も外側の層もしくはリングとの間の標準電極電位の差、かつケーシングに対する標準電極電位の差も段階的に減じることができ、このことは接触腐食のリスクを低下させる。

【0023】

たとえばコーティングは、銀、金、プラチナ、パラジウム、ニッケル、錫の群から選択されている材料を、たとえば大部分において有していてもよい。たとえば、コーティングは、内方から外方に向かって見てまずニッケルを（直接にシールド金属薄板もしくはリング上に）有していてもよく、次いで銀が（外方に向かって）、つまりニッケル上に被着される。

【0024】

基本的には、代替的または付加的に、リングの内面および／または外面がコーティングを有していることも規定されていてもよい。この形式により、適切なコーティング順序により、リング材料と外側および／または内側の接触パートナとの間の標準電極電位の差を減じることができる。

【0025】

開口の第１の内壁がアルミニウムを含んでいるか、または大部分でアルミニウムを含んでいることにより、特に単純で廉価な製造が可能にされ、開口の領域において特に良好な遮蔽が保証されている。

【0026】

たとえば、ケーシングの大部分がアルミニウムから製造されているか、またはアルミニウムを有する合金から製造されていてもよく、もしくは大部分でアルミニウムを含んでいてもよい。

【0027】

開口の第１の内壁が、リングの組付け前に、第４の平均粗さを有していて、この第４の平均粗さが、１０μｍよりも大きく、または１０μｍ～５０μｍであるか、または１５μｍ～３０μｍであることにより、有利には、ケーシングを、別の加工なしに製造直後に、たとえばケーシングの射出成形、溶融液鋳造またはダイカストの直後に使用することができるようになる。後加工が必要なくなるので、ケーシングは特に廉価に製造可能である。開口内へのリングの配置により、有利には、第１の内壁の表面上の、場合によっては存在する良好に電導性でない層を、特に良好に、もしくは特に多くの箇所で削り落とすか、削り取ることができる。次いで、開口内へのリングの配置（または圧入）後に、電気絶縁層（たとえば酸化物または汚れ）を有しない大きな接触面が存在している。大きな粗さにより、このような削り取りプロセスのための確率が、少なくとも幾つかの箇所において著しく高められる。同時に、これにより、リングがその外壁において大きな粗さを有している必要がなく、平滑な第１の内面の表面を引っ掻かない。したがって、リングは、たとえば、第１の内面が（たとえば貴金属により）高価値にコーティングされていて、引っ掻き傷をつけられてはならないシステムのためにも使用することができる。

【0028】

シールド金属薄板の、ケーシングの開口内に突出する区分が銅を含んでいる、または大部分で銅を含んでいることにより、コネクタもしくはシールド金属薄板の特に簡単かつ廉価な製造が可能にされる。さらに、銅（もしくは銅の合金）は、特に良好な導電性を有していて、したがって特に小さな電気抵抗を有している。さらに、銅は、特に良好な熱伝導性を有している。したがって、シールドの強い加熱が生じることなしに、高いシールド電流も問題なく導出することができる。

【0029】

リングが、ケーシングの開口の第１の内壁の標準電極電位と、特にコーティングを有しない、シールド金属薄板の、開口内に突出する区分の標準電極電位との間にある標準電極電位を有している材料から構成されていることにより、有利には、接触腐食のリスクが減じられる。換言すると、これにより、ケーシングもしくは開口の第１の内壁とシールド金属薄板との間の接触抵抗が時間の経過につれ増大するリスクを減じることができる。特に、アルミニウム（ケーシング）と銅（シールド金属薄板）の材料対では、リングの介在により、シールドの持続性を著しく高めることができる。

【0030】

リングが、鋼または特殊鋼から形成されているか、またはリングが大部分で鋼または特殊鋼を含んでいることにより、特に廉価な製造が可能にされる。特殊鋼もしくは鋼は、たとえばアルミニウムと銅との間、もしくはアルミニウムと銀との間にある標準電極電位を有している。同時に特殊鋼もしくは鋼は、錆なしに製造することができるので、リング自体の腐食を高い空気湿分においても阻止することができる。最終的に、鋼もしくは特殊鋼は、比較的硬い材料であるので、このように製造されたリングは、問題なしに持続的に開口内に導入され、たとえば圧入工程により導入される。ケーシングの開口は、たとえば、その内径において比較的大きな公差を有していてもよく、リングの硬い材料により、このリングは、たとえば、開口の（製造公差帯範囲内で）最大の第１の内径と同一の大きさであるか、または最大の第１の内径よりも大きな外径を有している。ケーシングがリングに比べて柔らかい材料を有している場合、たとえば圧入工程により、リングを常に確実かつ固定的に開口内に配置し、もしくは組み付け、もしくは取り付けることができる。

【0031】

本発明の第２の態様によれば、コネクタシステムを製造するための方法が提案される。方法は、
－第１の内壁を有する開口を備えたケーシングを提供するステップと、
－外壁および第２の内壁を備えたリングを提供するステップと、
－リングの外壁が、開口の第１の内壁に電気的に接触するように、開口内にリングを配置するステップと、
－別の外壁を有するシールド金属薄板を備えたコネクタを提供するステップと、
－シールド金属薄板が少なくとも部分的に開口内に突出し、別の外壁でリングの第２の内壁に電気的に接触するように、ケーシングにおいて、もしくはケーシング内に、もしくは少なくとも部分的にケーシング内にコネクタを配置するステップと
を有している。

【0032】

これにより、有利には、コネクタシステムの特に簡単な製造が可能にされ、特に小さな電気的な接触抵抗が生じ、接触腐食を阻止する可能性が生じる。

【0033】

リングを開口内に圧入することにより、有利には開口内におけるリングの特に持続的な座着が生じる。さらに、リングと、開口の第１の内面との間で特に大きな接触面が達成される。

【0034】

本発明の別の特徴および利点は、添付の図面に関連した、本発明を限定するものとして設計されていない例示的な実施形態の以下の説明から当業者にとって明らかとなる。

【図面の簡単な説明】

【0035】

【図1】差し合わせられていない状態におけるコネクタアセンブリの部分的に断面した斜視図である。

【図2】図１に示したコネクタアセンブリのコネクタシステムのケーシングの詳細を示す斜視図である。

【図3】図１に示したコネクタシステムの分解斜視図である。

【図4a】図１に示したコネクタシステムの横断面図である。

【図4b】図４ａの拡大詳細図である。

【図5】差し合わせられた状態における、図１に示したコネクタアセンブリの横断面図である。

【0036】

図１は、差し合わせられていない状態におけるコネクタアセンブリ２００の部分に断面した斜視図を例示的に示している。コネクタアセンブリ２００は、コネクタシステム１００と、対向コネクタ６０とから構成され、対向コネクタ６０は、差込方向Ｅに沿ってコネクタシステム１００のコネクタ１上に被せ嵌めるか、またはコネクタ１内に差し込むことができる。

【0037】

図１では、コネクタ１のうち、外壁３を備えたコネクタケーシング２しか図示されていない。コネクタケーシング２からは、図１では差込方向Ｅに対して平行に延びる軸方向Ａに対して横方向の半径方向Ｒで、互いに反対を向いた２つのピン４が突出している。軸方向Ａ周りに、回転方向Ｕが延びている。

【0038】

対向コネクタ６０は、対向コネクタケーシング６１を有している。対向コネクタケーシング６１には、レバー６２が回転可能に支持されて配置されている。レバー６２は、その軸の領域において、両側でそれぞれ１つのスライドガイド６３を有している。これらのスライドガイド６３内には、差込方向Ｅに沿ってコネクタ１と対向コネクタ６０とが互いに嵌め合わされるときに、コネクタ１のそれぞれ１つのピン４が係合することができる。したがって、レバー６２の回転によって、回転運動を、差込方向Ｅに沿った差込運動に変換することができ、したがって、組立工が差し合わせのために加えなければならない力を減じることができる。

【0039】

対向コネクタ６０からは、差込方向Ｅとは反対方向で２つの電気的な線路７０が突出している。対向コネクタ６０の内部では、それぞれの線路７０のために、線路７０の内側導体７１（図１では見えない）が接触エレメント７８（図１では見えない）に接続されている。この接触エレメント７８は、コネクタ１の対応する接触エレメント５（図１では見えない）に接触するために適して形成されている（たとえば図５を参照）。

【0040】

コネクタシステム１００は、
－図１ではたとえばプラスチックから成るコネクタケーシング２を有する、既に述べたコネクタ１と、
－コネクタ１が組み付けられている、たとえば、差し込まれ、次いでねじ締結されるか、またはリベット結合部により、または接着結合部または溶接結合部により着脱可能または着脱不能に取り付けられている、ケーシング２０と
を有している。

【0041】

コネクタシステム１００の別の構成要素もしくはエレメントを良好に図示することができるように、ケーシング２０は、図１では単に示唆され、断面して図示されている。ケーシング２０は、図１では、たとえばアルミニウムまたはアルミニウム合金から形成されていてもよい。

【0042】

ケーシング２０は、この実施例では、それぞれ第１の内壁２２を備えた２つの開口２１を有している。しかしケーシング２０に、まさに１つの開口２１しか設けられていなくてもよく、または２つよりも多い開口２１が設けられていてもよい。

【0043】

ケーシング２０は、内部２８を有している。内部２８には、別の構成要素、たとえばプリント基板、制御装置、データ処理モジュール、インバータの電気的な接続部等が配置されていてもよい。好適には、ケーシング２０の内部２８はケーシングの外周囲２９に対して電気的に遮蔽されている。ケーシング２０の内部２８には、２つの接触ピン５の第１の遠位の端部５ａも突出している（図３～図５を参照）。これらの接触ピン５は、両開口２１のうちそれぞれ１つの開口２１を貫通し、第２の遠位の端部５ｂにおいて（図４および図５を参照）電気的な線路７０のうちのそれぞれ１つの線路７０に電気的に接続するか、もしくは接触することができる。接触ピン５は、ケーシング２０の内部２８において、たとえばデータ線路または大電流用途等のための電気的な接続部に接続させることができる。電気的な接続部は、たとえば少なくとも１ｍｍ^２または少なくとも１０ｍｍ^２、または少なくとも２０ｍｍ^２の横断面を有していてもよく、これにより、少なくとも１Ａ、または少なくとも１０Ａ、または少なくとも５０Ａの電流を伝達することができる。

【0044】

コネクタ１は、この図１では見えないシールド金属薄板４０を有している。このシールド金属薄板４０は、少なくとも部分的に開口２１内に突出する（図３～図５を参照）。開口２１内にはリング３０が配置されている。リング３０は、このリング３０の外壁３１で、開口２１の第１の内壁２２に電気的に接触する。図１では見えないシールド金属薄板４０は、このシールド金属薄板４０の別の外壁４１で、リング３０の第２の内壁３２に電気的に接触する。これにより、ケーシング２０からシールド金属薄板４０までの一貫した遮蔽が保証される。この遮蔽は、次いで、シールド金属薄板と対向コネクタのシールド金属薄板９０（図５を参照）との電気的な接続により、かつ対向コネクタのシールド金属薄板９０から線路７０の遮蔽導体７３へと隙間なしに形成することができる。この場合、ここではたとえば単心線シールドもしくは個別線路シールドが存在し、総シールドは存在していない。接触ピン５は、それぞれ１つのシールド金属薄板４０により個別に遮蔽されている。

【0045】

リング３０は、この実施形態では、たとえば圧入部材として形成されている。リング３０は、たとえば開口２１内に力結合式もしくは摩擦結合式に配置されているか、もしくは圧入されていてもよく、これにより、開口２１の第１の内壁２２に対する大きな接触面積を有していることができる。これにより、小さな電気的な接触抵抗が生じる。

【0046】

リング３０は、たとえば鋼または特殊鋼から形成されていてもよい。ケーシング２０もしくは開口２１の第１の内壁２２は、たとえばアルミニウムまたはアルミニウム合金から形成されていてもよい。この材料対の使用により、接触腐食のリスクは減じられている。これにより、電気的な接触抵抗は寿命にわたって小さなままである。

【0047】

リング３０の外壁３１の第１の平均粗さＲＡ１は、１．０μｍよりも小さく、好適には０．５μｍよりも小さく、特に好適には０．３５μｍよりも小さく、極めて特に好適には０．３μｍよりも小さい。したがって、リング３０の外壁３１は、極めて平滑である。

【0048】

開口２１の第１の内壁２２は、たとえば、リング３０の組付け前には、第４の平均粗さＲＡ４を有している。この第４の平均粗さＲＡ４は、１０μｍよりも大きく、または１０μｍ～５０μｍであるか、または１５μｍ～３０μｍである。たとえば、開口２１の内壁２２は、ケーシングの鋳造により直接に形成されていて、つまり加工されていない。

【0049】

今、平滑な外壁３１および硬い材料を備えたリング３０が開口２１内に圧入されると、リング３０は、開口２１の第１の内壁２２における全ての「尖端部」を削り落すか、もしくは削り取り、これにより、たとえば酸化物層またはグリースまたはオイルあるいは汚れのようなあらゆる非導電性の表面層を削ぎ落とす。これにより、特に大きな接触面が生じ、これにより特に小さく、かつ持続的に小さな接触抵抗が生じる。

【0050】

図２は、図１に示したコネクタアセンブリ２００のコネクタシステム１００のケーシング２０の詳細の斜視図を示している。ケーシング内には、２つの開口２１の周囲に、かつ２つの開口２１の間に、合計で５個の取付け開口２５が配置されている。これらの取付け開口２５において、もしくはこれらの取付け開口２５内に、コネクタケーシング２を、たとえばねじ締結またはリベットによって取り付けることができる。

【0051】

ケーシング２０は、ケーシング壁２４内に２つの開口２１を有している。ケーシング壁２４は、２つの開口の箇所において、それぞれ完全かつ通路状に貫通されている。しかし、図２では例示的に円形に形成された開口２１の縁部は、差込方向Ｅもしくは軸方向Ａに沿って見て二段階に形成されている。換言すると、外周囲２９から見て、開口２１は、図２では、まず第１の直径Ｄ１を有している。次いで、開口２１の直径は僅かに、たとえばリング３０のリング厚ＤＲの量だけ減少して第２の直径Ｄ２になる。リング厚は、たとえば、１００μｍ～３ｍｍの範囲であり、好適には５００μｍ～１．５ｍｍの範囲である。したがって、開口２１内には、開口２１に挿入もしくは圧入されたリング３０もしくは開口２１内に配置されたリング３０が載置するソケットが生じる。これは、開口２１内でのリング３０の特に簡単な組付けを可能にする。なぜならば、リング３０は、ケーシング２０の内部２８に落ちてしまわないからである。リング３０の外径としての第３の直径Ｄ３（図２には図示せず）は、たとえば室温で（特に小さな圧力では）、開口２１の第１の直径Ｄ１と同じ大きさであってもよく、または室温では、開口２１の第１の直径Ｄ１よりも僅かに大きく、たとえば１μｍ～１０００μｍだけ大きく、好適には１０μｍ～５００μｍだけ大きく、極めて特に好適には２０μｍ～２５０μｍだけ大きくてもよい。この形式により、リング３０は、締り嵌めにより開口２１内に保持されていてもよい。

【0052】

この図２では、リング３０の外壁３１および第２の内壁３２ならびに開口２１の第１の内壁２２を良好に確認することができる。

【0053】

図３は、図１に示したコネクタシステム１００の分解図を斜視図で示している。接触ピン５は、ここではまだコネクタケーシング２内に挿入されていない。コネクタケーシング２の、ケーシング２０の内部２８に面した端部には、それぞれ１つの取付けエレメント７のための２つの収容部６が形成されている。取付けエレメント７は、図３では例示的に、ねじナットとして図示されている。取付けエレメント７は、収容部６内に挿入され、次いで、接触ピン５の第１の遠位の端部５ａがコネクタケーシング２内に押し込まれる。コネクタ１がケーシング２０に配置されている場合に、取付けエレメント７において、たとえばインバータの電気的な接続部またはケーシング２０の内部２８からのその他の電気的な接触部をねじ締結することができる。

【0054】

さらに、ケーシング２０とコネクタケーシング２０との間には、シールリングの形のシールエレメント５０が配置されている。この形式により、外周囲２９からケーシング２０の内部２８内への流動性の媒体の侵入を阻止することができる。２つのリング３０は、当初はケーシング２０とは別個の部分としてケーシング２０の２つの開口２１内に挿入されるか、もしくは開口２１内に組み付けられ、たとえば圧入される。当然ながら、ケーシング２０にただ１つの開口２１しか設けられていなくてもよく、または２つよりも多い開口２１が設けられていてもよい。

【0055】

最終的には、図３には、２つのシールド金属薄板４０が図示されていて、各接触ピン５のために、１つのシールド金属薄板４０が図示されている。シールド金属薄板４０は、図３では、単に例示的に、クラウンの形状を有している。換言すると、シールド金属薄板４０は、環状に閉じた基部エレメント４４を有している。この基部エレメント４４に、複数の、たとえば８本のアーム４３が配置されている。これらのアーム４３は、基部エレメント４４から見て、差込方向Ｅとは反対方向に延びていて、それぞれ１つの自由端４６を有している。複数のアーム４３により、一方では接触における冗長性が確保されている。なぜならば、１つのアーム４３の故障時にも、対向コネクタのシールド金属薄板９０（図５）に対する遮蔽が確保されるからである。同時に、複数のアーム４３により、対向コネクタのシールド金属薄板９０への複数の並行な回路が形成される。これにより、キルヒホッフの法則により、単に個別の接触点に比べて電気的な接触抵抗は低下する。

【0056】

基部エレメント４４は、コネクタケーシング２内およびコネクタシステム１００に組み付けられた状態で、少なくとも部分的に、ケーシング２０の対応する開口２１内に突出する。これは、たとえば区分４５であってもよく、たとえば完全な基部エレメント４４または差込方向Ｅに沿って見て基部エレメント４４の前方の区分であってもよい。基部エレメント４４は、別の外壁４１を有している、もしくは別の外壁部を有していて、この別の外壁３１もしくは別の外壁部でシールド金属薄板４０がリング３０の第２の内壁３２に接触する。シールド金属薄板４０の別の外壁４１には、たとえば、半径方向外方に向かって別の外壁４１から突出する押込み成形部により、接触点４２が形成されている。これにより、リング３０の第２の内壁３２に対する接触を特に信頼性よく保証することができる。さらに、リング３０に対する電気的な接触抵抗は、複数の接触点４２により減じることができる。なぜならば、接触点４２の個数に対応する個数の回路を備えた１種の並列接続が生じるからである（キルヒホッフの法則）。

【0057】

シールド金属薄板４０の別の外壁４１は、たとえば（たとえば電着またはＣＶＤ法またはＰＡＤ法による）コーティングを有していてもよい。このようなコーティングは、たとえば電気的な接触抵抗を減じることができる。コーティングは、一種の腐食防止部としても働く。なぜならば、たとえばシールド金属薄板４０の材料が、空気との接触時にも変色（anlaufen）しないからである。コーティングは、たとえば表面を硬化させ、これにより表面を差込み時に保護することができる。最終的に、このようなコーティングは、差込み力を減少させることができる。このようなコーティングは、たとえば、銀、金、プラチナ、パラジウム、ニッケル、錫の群から選択されている材料を特に大部分で有していてもよい。このようなコーティングは、たとえば多層に形成されていてもよい。たとえば、シールド金属薄板４０の材料上に、ニッケルから成る層が被着されていて、その上に銀から成る層が被着されていてもよい。

【0058】

基本的には、代替的または付加的には、リング３０も、外壁３１および／または第２の内壁３２においてこのようなコーティングを有していてもよい。

【0059】

リング３０の第２の内壁３２は、好適には平滑に形成されている。第２の内壁３２は、たとえば、第２の平均粗さＲＡ２を有していてもよい。第２の平均粗さＲＡ２は、１．０μｍよりも小さく、または０．５μｍよりも小さく、または０．３５μｍよりも小さく、またはそれどころか０．３μｍよりも小さい。これにより、開口２１内へのシールド金属薄板４０の差込み時にシールド金属薄板４０の表面に引っ掻き傷をつけてしまうリスクが最小限にされる。

【0060】

シールド金属薄板４０の別の外壁４１の第３の平均粗さＲＡ３は、たとえば１．０μｍよりも小さく、または０．５μｍよりも小さく、または０．３５μｍよりも小さく、または０．３μｍよりも小さくてもよい。これにより、開口２１内への差込み時またはリング３０の第２の内壁３２との接触時の差込み力を減じることができる。これによりさらに、シールド金属薄板４０の表面の損傷のリスクも減じることができる。

【0061】

図４ａは、図１に示したコネクタシステム１００の横断面を示している。半径方向外方から見て、開口２１の領域において、まずケーシング２０、次いでリング３０、次いでシールド金属薄板４０が続き、電気的に接触しているかを確認することができる。軸方向Ａで見て、ケーシング２０内のソケットも、開口２１の縁部の領域において良好に確認することができる。

【0062】

接触ピン５は、その第２の遠位の端部５ｂにおいて、接触保護部８を有している。この接触保護部８は、たとえば、一種のキャップとして、非導電性のプラスチックから形成されている。これは、たとえば、大電流用途もしくは高出力用途もしくは高電圧用途の場合に重要であり得る。

【0063】

コネクタケーシング２は、半径方向外方に位置するように対向コネクタ６０用の差込み開口９を有している。

【0064】

図４ｂは、図４ａの拡大詳細図を示している。図４ｂでは、対向コネクタ６０がコネクタ１内に差し込まれている。これは、対向コネクタのシールド金属薄板９０において見ることができ、この対向コネクタのシールド金属薄板９０は、差込み開口９内に突出し、シールド金属薄板４０のアーム４３の内面に接触していることが見える。

【0065】

図５は、図１に示したコネクタアセンブリの横断面を差し合わされた状態で示している。

【0066】

電気的な線路７０は、内側導体７１を有している。内側導体７１は、半径方向外方に向かって見て、内部絶縁部７２により取り囲まれている。内部絶縁部７２自体は、シールド導体７３により取り囲まれている。シールド導体は最終的には外側で外部絶縁部７４により取り囲まれている。

【0067】

接触エレメント７８が、接触ピン５（接触ブレードまたは接触エレメント等として形成されていてもよい）と電気的な線路７０の内側導体７１との間の電気的な接続をどのように形成するかが、概略的に図示されている。

【0068】

対向コネクタのシールド金属薄板９０は、同様にクラウン状の接続エレメント８０により、電気的な導体７０のシールド導体７３に接続されている。

【0069】

この形式により、コネクタアセンブリ２００は、軸方向Ａに沿って見て、もしくは電流経路に沿って見て半径方向外方であらゆる箇所において電気的に遮蔽されていて、したがって特に良好な電磁適合性（ＥＭＶ）を有している。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4a】

【図4b】

【図5】

【手続補正書】

【提出日】2022-09-02

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

コネクタシステムであって、該コネクタシステムは、
コネクタ（１）と、
前記コネクタ（１）が組み付けられているケーシング（２０）と、
を有し、
前記ケーシング（２０）は、第１の内壁（２２）を備えた開口（２１）を有し、
前記コネクタ（１）は、前記開口（２１）内に少なくとも部分的に突出するシールド金属薄板（４０）を有し、
前記開口（２１）内にリング（３０）が配置されており、該リングの外壁（３１）は、前記開口（２１）の前記第１の内壁（２２）に電気的に接触し、
前記シールド金属薄板（４０）は、該シールド金属薄板（４０）の別の外壁（４１）で、前記リング（３０）の第２の内壁（３２）に電気的に接触し、
前記コネクタ（１）は、少なくとも１つの接触エレメント（５）と、前記接触エレメント（５）が内部に配置されたコネクタケーシング（２）とを有する、
コネクタシステム。

【請求項2】

前記シールド金属薄板（４０）は、環状の基部エレメント（４４）と、前記基部エレメント（４４）から軸方向に延びる複数のアーム（４３）とを有し、前記基部エレメント（４４）が、前記開口（２１）内に少なくとも部分的に突出し、
前記シールド金属薄板（４０）の前記基部エレメント（４４）は、前記基部エレメント（４４）の別の外壁（４１）で、前記リング（３０）の第２の内壁（３２）に電気的に接触する、請求項１記載のコネクタシステム。

【請求項3】

前記リング（３０）は、前記開口（２１）内に、力結合式または摩擦結合式に取り付けられている、または前記リング（３０）は、前記開口（２１）内に圧入されている、請求項１または２記載のコネクタシステム。

【請求項4】

前記リング（３０）の前記外壁（３１）の第１の平均粗さ（ＲＡ１）は、１．０μｍよりも小さく、または０．５μｍよりも小さく、または０．３５μｍよりも小さく、または０．３μｍよりも小さい、請求項１から３までのいずれか1項記載のコネクタシステム。

【請求項5】

前記リング（３０）の前記第２の内壁（３２）の第２の平均粗さ（ＲＡ２）は、１．０μｍよりも小さく、または０．５μｍよりも小さく、または０．３５μｍよりも小さく、または０．３μｍよりも小さい、請求項１から４までのいずれか１項記載のコネクタシステム。

【請求項6】

前記シールド金属薄板（４０）の前記別の外壁（４１）の第３の平均粗さ（ＲＡ３）は、１．０μｍよりも小さく、または０．５μｍよりも小さく、または０．３５μｍよりも小さく、または０．３μｍよりも小さい、請求項１から５までのいずれか１項記載のコネクタシステム。

【請求項7】

前記シールド金属薄板（４０）の前記別の外壁（４１）は、コーティングを有し、
前記コーティングは、特に多層に形成されており、
前記コーティングは、特に、銀、金、プラチナ、パラジウム、ニッケル、錫の群から選択されている材料を有している、請求項１から６までのいずれか１項記載のコネクタシステム。

【請求項8】

前記コーティングは、特に、銀、金、プラチナ、パラジウム、ニッケル、錫の群から選択されている材料を大部分において有している、請求項７記載のコネクタシステム。

【請求項9】

前記開口（２１）の前記第１の内壁（２２）は、アルミニウムを含んでいるか、または大部分においてアルミニウムを含んでいる、請求項１から８までのいずれか１項記載のコネクタシステム。

【請求項10】

前記開口（２１）の前記第１の内壁（２２）は、前記リング（３０）の組付け前に、第４の平均粗さ（ＲＡ４）を有し、該第４の平均粗さ（ＲＡ４）は、１０μｍよりも大きい、または１０μｍ～５０μｍであるか、または１５μｍ～３０μｍである、請求項１から９までのいずれか１項記載のコネクタシステム。

【請求項11】

前記シールド金属薄板（４０）の、前記ケーシング（２０）の前記開口（２１）内に突出する区分（４５）は、銅を含んでいる、請求項１から１０までのいずれか１項記載のコネクタシステム。

【請求項12】

前記シールド金属薄板（４０）の前記区分（４５）は、大部分で銅を含んでいる、請求項１１記載のコネクタシステム。

【請求項13】

前記リング（３０）は、前記ケーシング（２０）の前記開口（２１）の前記第１の内壁（２２）の標準電極電位と、特にコーティングを有しない、前記シールド金属薄板（４０）の、前記開口（２１）内に突出する区分（４５）の標準電極電位との間にある標準電極電位を有する材料から構成されている、請求項１から１２までのいずれか１項記載のコネクタシステム。

【請求項14】

前記リング（３０）は、鋼、または特殊鋼から形成されている、
または
前記リング（３０）は、鋼または特殊鋼を含んでいる、請求項１から１３までのいずれか１項記載のコネクタシステム。

【請求項15】

前記リング（３０）は、大部分で鋼または特殊鋼を含んでいる、請求項１４記載のコネクタシステム。

【外国語明細書】