(57)【要約】  本発明は、電気システム、特に、電子機器、半導体素子又はケーブルハーネスを過電圧放電から保護するためのコネクタに関し、このコネクタは、プラスチック体内に埋め込まれた複数の接続端子を備えており、このプラスチックが、接続端子の間に、（ａ）許容電圧までの動作範囲内において、ほぼ電気絶縁特性の電気抵抗を有し、（ｂ）許容電圧を上回る場合に、接続端子の間の過電圧を放電させることができる低い電気抵抗を有する領域を備えている。更に、本発明は、そのようなコネクタの製造方法及び使用方法に関する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気システムを過電圧放電から保護するためのコネクタであって、
このコネクタは、プラスチック体内に埋め込まれた複数の接続端子を備えており、このプラスチックが、接続端子の間に、
（ａ）許容電圧までの動作範囲内において、ほぼ電気絶縁特性の電気抵抗を有し、
（ｂ）許容電圧を上回る場合に、接続端子の間の過電圧を放電させることができる低い電気抵抗を有する、
領域を備えているコネクタ。
【請求項２】
当該の許容電圧が６０〜１，１００Ｖ、有利には、２５０〜３５０Ｖ、特に有利には、２７０〜３１０Ｖ、全く特に有利には、２７５Ｖである請求項１に記載のコネクタ。
【請求項３】
当該のほぼ電気絶縁特性の電気抵抗が少なくとも２ＧΩ、有利には、少なくとも３０ＧΩ、特に有利には、少なくとも２００ＧΩである請求項２に記載のコネクタ。
【請求項４】
当該の領域が、許容電圧を上回る場合に、２０ＧΩ以内、有利には、２００ｋΩ以内、特に有利には、６０ｋΩ以内の抵抗を有する請求項３に記載のコネクタ。
【請求項５】
当該のプラスチックが、熱硬化性プラスチック又は熱可塑性プラスチックであり、有利には、ガラス繊維により強化されている請求項４に記載のコネクタ。
【請求項６】
当該のプラスチックが、ポリエチレン又はポリプロピレンで構成され、質量に関して、有利には、５０％まで、特に有利には、３０％までのガラス繊維により強化されている請求項５に記載のコネクタ。
【請求項７】
当該の領域が、０．０５〜０．２ｍｍ、有利には、０．１ｍｍの層厚を有する請求項６に記載のコネクタ。
【請求項８】
請求項７に記載のコネクタを製造する方法であって、
ほぼ電気絶縁特性を有するプラスチックから成るプラスチック体に埋め込まれた複数の接続端子を備えたコネクタにおいて、二つの接続端子の間に対して、時間変化する電圧源を用いて、前置抵抗を介して、接続端子の間の領域に電気を加えて、その領域の電気抵抗を低下させる工程を有する方法。
【請求項９】
電圧が１〜１０ｋＶ、有利には、５〜６ｋＶ、電流強度が５〜５０ｍＡ、有利には、１０〜２０ｍＡ、周波数が５０Ｈｚ〜２００ｋＨｚ、有利には、１〜５ｋＨｚの電気を加える請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
請求項１〜７までのいずれか一つに記載のコネクタの使用方法であって、
電気システム、特に、電子機器、半導体素子又はケーブルハーネスを過電圧放電から保護するために使用する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気システムを過電圧放電に対して保護するためのコネクタとそのコネクタの製造方法及び使用方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気システム、特に、従来の電子回路、電子機器、半導体素子、ケーブルハーネス及び自動車用制御機器は、過電圧放電によって損傷するか、或いは完全に破壊されることさえ有る。過電圧は、製造又は製作、保管、梱包、処理している間、或いは接続時に静電気が充電することによって発生する。そのような損傷又は破壊は、放電によって起こる。静電気の充電は、梱包又は製造時の取扱中の摩擦と機械、装置及び人から電気システムへの電荷の移動（電導）によって起こる。
【０００３】
多くの場合、そのような静電気の放電による壊れ易い電気システムの損傷を防止するために、特に、電子回路基板上に、コネクタの各接続端子に対して、コンデンサ、コイル又はバリスタなどの比較的高価で取付スペースを必要とする部品が配備されている。
【０００４】
特許文献１により、高周波雑音を抑圧するために、絶縁材料とフェライト粉末の混合物から製造されたストリップ体を備えたフィルタープラグが周知である。
【０００５】
非特許文献１により、筐体での静電気の充電を防止するために導電性プラスチックを使用することが知られている。そのような筐体は、プラスチックと煤の混合物から構成されており、１０９オーム以内の表面抵抗を有する。
【０００６】
特許文献２は、充填物及びその充填物に埋め込まれた基質から構成された複合材に関する。この充填物は、主に核・外被構造の粒子から成る成分を含有する。この核・外被構造の粒子の外被は絶縁材料から構成され、それに対して、この粒子の核は導電性又は半導電性材料から構成されている。所定の前提条件において、核の材料を好適に選定することにより、電界が作用した際のこのコネクタの導電率の非線形的な変化を二倍にすることができる。非線形的な変化が、第一に電圧を制限するように作用し、第二に電流を制限するように作用している。
【０００７】
特許文献３は、電磁界又は静電荷の作用に対するバリスタ保護装置を統合した半導体素子用支持体を記載している。保護すべき半導体素子の端子は、サンドイッチ構造によって相互接続されている。その構造は、バリスタ材料から成る第一の層と、所与の電位と接続された第一の電極と、バリスタ材料から成る第二の層と、地電位と接続された第二の電極とを有する。
【０００８】
特許文献４により、二つのチェンバーを有する、エアバッグの雷管のためのソケットが周知である。第一のチェンバー内には、二つの差込ピンと静電気放電から雷管を保護するための金属酸化物製バリスタとから成る挿入物が配置されている。
【０００９】
特許文献５は、動作電圧を上回る範囲の電圧時に導電特性を有し、動作電圧の範囲内の電圧時に電気絶縁特性を有する材料から成るプラスチック体に埋め込まれた接続端子を備えた、電気機器のコネクタを記載している。損傷を与える電圧に到達した時に良好な導電率を有する好適な材料として、炭素粉末とプロピレンベースのポリマーの混合物が開示されている。このコネクタは、製造技術的に簡単に製造でき、取付スペースを必要としない静電気放電の保護体を備えている。
【００１０】
しかし、プラスチックと炭素粉末の混合物から構成される、技術的に負担のかかる材料を使用する必要が有ることが欠点である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】ドイツ特許公開第４３２６４８６号明細書
【特許文献２】欧州特許公開第０６４９１５０号明細書
【特許文献３】ドイツ特許公開第３７０２７８０号明細書
【特許文献４】米国特許第５６１６８８１号明細書
【特許文献５】ドイツ特許第１９９４５４２６号明細書
【非特許文献】
【００１２】
【非特許文献１】“Ｅｌｅｋｔｒｉｓｃｈ  ｌｅｉｔｅｎｄｅ  Ｋｕｎｓｔｓｔｏｆｆｅ”，  Ｃａｒｌ  Ｈａｎｓｅｒ  Ｖｅｒｌａｇ  Ｍｕｅｎｃｈｅｎ  Ｗｉｅｎ，  ｈｅｒａｕｓｇｅｇｅｂｅｎ  ｖｏｎ  Ｈ．  Ｊ．  Ｍａｉｒ  ｕｎｄ  Ｓ．  Ｒｏｔｈ，  Ｓｅｉｔｅ  １０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
以上のことから、本発明の課題は、従来技術の欠点を取り除くことである。より一層簡単に製造することができ、同じく取付スペースを必要とする静電気放電から保護するための追加機器を備えていない、電気システムを過電圧放電から保護するためのコネクタ、並びにそのようなコネクタの更に簡単な製造方法及び改善された使用方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前述した課題は、請求項１に記載された電気システムを過電圧放電から保護するためのコネクタによって解決される。このコネクタは、プラスチック体に埋め込まれた複数の接続端子を有する。このプラスチックは、接続端子の間に、
（ａ）許容電圧までの動作範囲内において、ほぼ電気絶縁特性の電気抵抗を有し、
（ｂ）許容電圧を上回る場合に、接続端子の間の過電圧を放電させることができる低い電気抵抗を有する、
領域を備えている。
【００１５】
更なる有利な実施構成は、請求項２〜７に規定されている。
【００１６】
従来技術に対して、本発明によるコネクタは、プラスチック体に埋め込まれた複数の接続端子を有する従来技術の市販品のコネクタから簡単に製造することができ、この従来技術の市販品のコネクタのプラスチック体は、ほぼ電気絶縁体であり、その電気抵抗は、通常少なくともほぼ２ＧΩ、有利には、少なくとも３０ＧΩ、特に有利には、少なくとも２００ＧΩである。即ち、それは、従来技術における、例えば、プラスチックと炭素粉末から成る混合物などのバリスタ材料を使用していない。
【００１７】
本発明によるコネクタは、少なくとも二つの接続端子又はピンを備えているが、２００個までの、それよりも明らかに多いピンを備えることもできる。
【００１８】
本発明によるコネクタの利点は、許容電圧までの動作範囲内において、ほぼ電気絶縁特性の電気抵抗を有し、そのため、改善された信頼性で電気システムを過電圧放電から保護していることである。その範囲における電気抵抗は、例えば、少なくとも２ＧΩ、有利には、少なくとも３０ＧΩ、特に有利には、少なくとも２００ＧΩとすることができる。
【００１９】
この許容電圧は、６０〜１，１００Ｖ、有利には、２５０〜３５０Ｖ、特に有利には、２７０〜３１０Ｖとし、全く特に有利には、２７５Ｖとすることができる。
【００２０】
本発明によるコネクタのプラスチックは、許容電圧を上回る場合に、接続端子の間の過電圧を放電させることができる低い電気抵抗を有する領域を少なくとも二つの接続端子の間に備えている。この領域は、許容電圧を上回る場合に、２０ＧΩ以内、有利には、２００ｋΩ以内、特に有利には、６０ｋΩ以内の低い電気抵抗を有する。
【００２１】
本発明によるコネクタのプラスチックは、有利には、強化された、特に有利には、ガラス繊維で強化された熱硬化性プラスチック又は熱可塑性プラスチックとすることができる。
【００２２】
有利な実施構成では、本コネクタのプラスチックは、ポリエチレン又はポリプロピレンで構成される。質量に関して、５０％まで、特に有利には、３０％までのガラス繊維により、それを強化するのが特に有利である。
【００２３】
本発明の請求項１に記載された領域の層厚は、０．０５〜０．２ｍｍ、有利には、０．１ｍｍとすることができる。この厚さは、本発明による製造方法時に供給されるエネルギー量、即ち、電圧、電流強度及び電気印加時間長によって制御することができる。
【００２４】
本発明による請求項１に記載されたコネクタを製造するための本発明による方法は、詳しくは、ほぼ電気絶縁特性を有するプラスチックから成るプラスチック体に埋め込まれた複数の接続端子を備えたコネクタにおいて、二つの接続端子の間に対して、時間変化する電圧源、例えば、ファンクションジェネレータ又は任意のジェネレータを用いて、電圧制限素子、例えば、オーム抵抗又はコンデンサを介して、接続端子の間の領域に電気を加えて、その領域の電気抵抗を低下させる工程を有する。それによって、二つの接続端子の間のプラスチック体に電流を流す。
【００２５】
電圧源として、直流電圧源、交流電圧源又は時間変化する電圧源、例えば、任意の波形ジェネレータを使用することができる。直流電圧源を使用した場合、電気の供給を繰り返し中断しなければならい。従って、交流電圧源の方が、電圧推移のゼロ交差点で電流が停止されるので有利である。
【００２６】
特に有利な実施構成では、電圧が１〜１０ｋＶ、有利には、５〜６ｋＶと、電流強度が５〜５０ｍＡ、有利には、１０〜２０ｍＡと、周波数が５０Ｈｚ〜２００ｋＨｚ、有利には、１ｋＨｚ〜５ｋＨｚ、特に有利には、１００Ｈｚ〜１５０Ｈｚの交流を使用する。
【００２７】
本発明によるコネクタの別の利点は、部品のための追加所要スペースが生じないので、不利なスペース状況においても、危険に晒されている部品に対して直接、静電気放電を防止できることである。それは、部品、取付、基板面、レイアウト又はそれ以外の構造的な負担に関する追加コストを生じさせない。
【００２８】
本発明によるコネクタは、電気システム、特に、電子機器、半導体素子及びケーブルハーネスを過電圧放電から保護するのに適している。
【００２９】
本発明によるコネクタは、自動車内にエアバッグ又はシートベルトベンショナーを膨張させる電気式雷管にも適している。
【００３０】
ここで、本発明の特に有利な実施構成を実施例に基づき説明する。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００３１】
質量に関して３０％のガラス繊維により強化された、２００ＧΩの電気抵抗を有するポリプロピレンベースのプラスチックから成るプラスチック体内に埋め込まれた１００本の接続端子を備えたコネクタにおいて、二つの接続端子の間に対して、時間変化する電圧源を用いて、６００ｋΩの前置抵抗を介して、電圧が５ｋＶ、周波数が１００ｋＨｚ、電流強度が１０ｍＡのサイン波形の交流電気を接続端子の間の領域に印加すると、その結果、この領域の電気抵抗が約３０Ｖにおいて２８ＭΩに低下して、本発明によるコネクタが得られる。３０Ｖを上回る電圧では、抵抗は約２７．５ｋΩに低下する（ツェナー効果）。
【実施例２】
【００３２】
実施例１の通り、本発明によるコネクタを製造し、実施例１との相違点は、１．６ｋＶの電圧を印加することである。接続端子の間に作り出される領域は、０．１ｍｍの層厚を有する。この領域での低下した抵抗は、２８ｋΩである。
【国際調査報告】
2014519156.tif 000002
2014519156.tif 000003
2014519156.tif 000004
2014519156.tif 000005
2014519156.tif 000006
2014519156.tif 000007