(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気コネクタであって、
主コンタクト端子であって、前記主コンタクト端子を電気導体に接続する手段を含む主コンタクト端子と、
補助コンタクト端子と、
抵抗性部材であって、前記補助コンタクト端子を通過する電流が、前記主コンタクト端子および前記抵抗性部材を同様に通過するように前記補助コンタクト端子を前記主コンタクト端子に接続し、前記抵抗性部材が、その電気抵抗の増大によって、前記抵抗性部材を通る進入電流を遅延させて、トリップタイムと呼ばれる時間の間、前記抵抗性部材が前記進入電流とおよそ等しい電流を伝搬することを特徴とする、抵抗性部材とを備え、
前記電気コネクタは、前記補助コンタクト端子を相手電気コネクタ内の相手電気端子から切断する前に、前記主コンタクト端子を前記相手電気コネクタ内の相手電気端子から切断するように構成されており、電気アークが維持され得ないような十分な距離だけ前記主コンタクト端子を切断する時間が、切断時間を含み、該切断時間は、前記主コンタクト端子を切断するときにアーク放電が防止されるように、前記トリップタイムより短いことを特徴とする電気コネクタ。
【請求項２】
電気コネクタであって、
主コンタクト端子と、
補助コンタクト端子と、
前記主コンタクト端子と前記補助コンタクト端子との間に接続されたスイッチであって、該スイッチが、第１の相対的に低い抵抗状態から第２の相対的に高い抵抗状態まで切換える限定されたトリップタイムを特徴とするスイッチとを備え、
前記電気コネクタは、電流が前記電気コネクタおよび相手電気コネクタを通って流れているときに前記主コンタクト端子が切断されたときにアーク放電を減少させるように、前記相手電気コネクタ内の相手端子から前記トリップタイムよりも短い切断時間内に、前記主コンタクト端子が分離可能なように構成されていることを特徴とする電気コネクタ。
【請求項３】
アーク放電閾値より上の電気エネルギーを搬送中に、アーク放電による損傷なしに、相手電気コネクタから切断できる電気コネクタであって、
前記相手電気コネクタ内の相手コンタクトと嵌合可能であり、かつその相手コンタクトから切離し可能な主コンタクトと、
少なくとも１つの補助コンタクトと、
前記主コンタクトと前記補助コンタクトとの間の正の温度係数抵抗器とを備え、
前記主コンタクトおよび前記補助コンタクトがアーク放電なしに切断されるように、前記正の温度係数抵抗器内の抵抗が、前記相手コンタクトから前記主コンタクトを切断する後と回路から前記補助コンタクトを切断する前に増大するように、前記補助コンタクトが前記相手コネクタ内の前記相手コンタクトを含む前記回路から切断される前に、前記主コンタクトが前記相手コンタクトから分離可能であることを特徴とする電気コネクタ。
【請求項４】
相手端子手段と嵌合可能であり、かつそれから切離し可能な電気端子であって、
第１のコンタクト部材と、
第２のコンタクト部材と、
前記第１のコンタクト部材と前記第２のコンタクト部材との間に延びる抵抗性部材であって、該抵抗性部材が、温度の変化に応じた、電気抵抗の変化速度が、前記第２のコンタクト部材よりも大きいことを特徴とする、抵抗性部材とを備え、
前記電気端子が前記相手端子手段から切離される時にアーク放電を制限するために、前記第１のコンタクト部材の切断と前記第２のコンタクト部材の切断との前に、前記抵抗性部材および前記第２のコンタクト部材を通って流れる電流が減少するように、切離し中、前記第２のコンタクト部材が前記相手端子手段から切離れる前に前記第１のコンタクト部材が前記相手端子手段から切離れるように、前記第１のコンタクト部材および前記第２のコンタクト部材が構成されていることを特徴とする電気端子。
【請求項５】
アーク放電なしに、相手電気コネクタから切断可能な電気コネクタであって、
それぞれが、前記相手電気コネクタ内の相手端子手段と嵌合可能であり、かつそれから切離し可能な主コンタクト手段および補助コンタクト手段と、
前記主コンタクト手段と前記補助コンタクト手段との間の抵抗性手段とを備え、
前記主コンタクト手段が、前記抵抗性手段および前記補助コンタクト手段を通る経路よりも低い抵抗経路を含み、
前記電気コネクタは、該電気コネクタが前記相手電気コネクタから切離されるとき、前記主コンタクト手段が前記相手端子手段から切断された後に、前記補助コンタクト手段および前記抵抗性手段を経由して前記相手端子手段に至る電流路が無傷であるように、前記補助コンタクト手段および前記相手端子手段を切断する前に、前記主コンタクト手段が、前記相手電気コネクタ内の前記相手端子手段から切断されるように構成されており、
前記主コンタクト手段および前記補助コンタクト手段が前記相手端子手段から順次切断されたときに、アーク放電が生じないように、前記抵抗性手段および前記補助コンタクト手段を通る抵抗が、前記主コンタクト手段が前記相手端子手段から切断されたときより前記補助コンタクト手段が前記相手端子手段から切断されたときの方が大きいことを特徴とする電気コネクタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電力コンタクトが実質的な電力または電流を搬送している時に電力コンタクトを切断または分離する際、アークを防ぐまたは抑制する手段を含む電気コネクタに関する。本発明は、また、各コンタクトを相手コンタクトから引離す際に、アーク放電が生じる恐れのある閾値より電圧および電流が低くなるように、順次切断されるコンタクト間で分岐された正の温度係数抵抗器を優先的に使用する電気コネクタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
著しい量の電力を搬送するコンタクトは、切断されるとアークを生じる。コンタクトが被るアークによる損傷量は、コンタクトの物理構造、負荷電流、電源電圧、分離速度、負荷の特性（抵抗、容量、誘導）および他の要因に左右される。
将来の自動車システムでは、負荷電流および関連する配線の損失を削減するために４２ボルトを使用することが予想されている。このような電圧の増加によって、１２ボルトで動作するように設計された現在のコネクタに重大なアーク損傷を発生させる恐れがある。突発的なコネクタの故障に関連して生じる可能性のある責任を回避するために、自動車製造者は、かなりの回数ホットスワップすることができる新たな接続の設計を要求している。１０サイクルが最小の要件と考えられる。
【０００３】
重大な損傷なしに４２ボルトの電源を切断することは、多くの負荷に関して約１５００ワットおよび主バッテリ回路に関して１５キロワットまでも遮断することが必要である。現在、自動車用に使用されているモジュールは、５００ワットよりも多い電力を消費することができる。電源は、１キロワット以上のエネルギーを送出しなければならない。従来の解決策では、コンタクトを分離あるいは切離す前に電流を遮断すること、または犠牲コンタクト部を利用することが必要である。これら従来の解決策のコスト、スペース、信頼性、安全性、性能および複雑さによって、自動車の電気系統を含め多くの応用例では不適切となる。
【０００４】
電力業では、アークを迅速に消去するために多くのことが知られており、継電器産業では、コネクタおよびコンタクトに対するアーク損傷を最小にするために多くのことが知られている。これらは、Ｊａｍｅｓ  Ｄ．Ｃｏｂｉｎｅによる「Ｇａｓｅｏｕｓ  Ｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ」およびＫｅｎｎｅｔｈ  Ｅ．Ｐｉｔｎｅｙによる「Ｎｅｙ  Ｃｏｎｔａｃｔ  Ｍａｎｕａｌ」などの文献に見ることができる。これらの方法のほとんどは、自動車、コンピュータおよび電気器具に使用される小型で着脱可能な電気コネクタにおいては実用的ではない。文献に提供されている方法は、いずれもアークの発生を排除しない。従来のコンタクトは、たとえそれらが電流遮断に関して定格であっても、定格電流が頻繁にかつ非常にゆっくりと遮断されると、破壊されることになる。既存のコネクタは、それが負荷の下で切断されると、アークが発生して損傷を引き起こすことになるので、寿命が限られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
正の温度係数抵抗（ＰＴＣ）デバイス、抵抗器またはスイッチが、漏電、特に回路遮断器の定格である定義されかつ過剰な過電流を遮断するために回路遮断器で使用されまたは使用が提案されてきた。他方、電気コネクタは、実際の使用時に広範囲の電流を搬送することが予想される。たとえ電気コネクタが特定の電流を搬送する定格であっても、実際に実施する際には、電気コネクタは、負荷の変化によって広い範囲にわたる電流を搬送することになる。電気コネクタのコスト、サイズおよび重さは一般に、電流の定格が増加すると共に増大するので、特定の用途に使用するのに適切な最低の定格のコネクタが使用されるのが一般である。様々な電流が必要とされることによって複数の負荷が単一のコネクタを通過するので、さらに経済性、在庫およびコネクタ生産ラインの一貫性のために、特定の製品に使用される様々なコネクタの数を最小にすることは珍しくない。最終的な結果としては、特定のコネクタが、その定格電流はもとより安全性および寿命テストのための過電流から、かなり低い電流までのどんな電流でも搬送することになる。そのコネクタが、アークを発生させずに、電流を搬送している時に切断、またはホットスワップされることになれば、アーク防止は、アーク閾値電流をはじめそのコネクタに関する定格電流までの広い範囲の電流に関して効果的でなければならない。換言すれば、回路遮断器とは異なり、ホットスワップされたコネクタは、広い範囲の電流にわたってアーク放電から保護されなければならない。したがって、回路遮断器で使用されているものと同じ方式でＰＴＣ抵抗器を使用することは、電気コネクタでの使用には不適切となる。抵抗がデバイスの温度に依存するＰＴＣデバイスに関して、トリップタイムが異なり、さらに温度はＩ2Ｒ加熱よって電流に依存する。したがって、特定の電気コネクタによって搬送される広い範囲の電流のために、電気コネクタで使用するＰＴＣデバイスに関するトリップタイムが異なることになる。
【０００６】
ＰＴＣ抵抗デバイスが、スイッチ、継電器、ヒューズおよび遮断器で使用される場合、電気コンタクトの両半体は、同じ物理装置内にある。コンタクトは相互に分離しているが、適切に定義されかつ固定された距離だけ分離しているに過ぎず、これらの分離されたコンタクトは、なお装置パッケージの一部である。電気コネクタの基本的機能は、これらコンタクトの両半体を完全に分離することである。これらの両半体に分離されたコンタクト間に物理的接続がなく、さらに２つの嵌合コネクタコンタクト間ですべての連係が遮断されている。アークを発生させる電力を伝搬する分離型電気コンタクトを保護するために、ＰＴＣデバイスは、アーク放電を防止するように電流が十分に減少するまで、コンタクト対の両端で接続されていなければならない。したがって、ＰＴＣデバイスを従来通り使用する際、この分離型電気コンタクトの両半体との物理的な電気接続が維持されていなければならず、しかもコネクタでは、すべての物理的接続が遮断されねばならないことが問題である。
【０００７】
従来技術のＰＴＣデバイスが使用されるスイッチ、継電器、ヒューズおよび回路遮断器では、コンタクト分離の距離および分離速度を制御する。これらの従来技術のデバイスでは、コンタクト分離は、定格電圧に耐えるのに足りるだけしか必要とされない。アークの発生する恐れがある時間を短縮するように、分離速度はできるだけ迅速にしなければならない。したがって関連するいずれの損傷も最小にするようになされる。電気接続は完全に分離されねばならない。電気接続はまた、手によっても分離され、さらに分離速度は、既存の電気コネクタに関して大きく異なっている。手によって分離される特定の電気コネクタ設計に関してさえ、２つの電気コネクタが手で切離される毎に、分離速度はかなり異なることになる。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
これらの問題を克服するために、本発明は、補助電気コンタクト部またはコンタクト端子と直列の電気コネクタにおいて正の温度係数（ＰＴＣ）抵抗器が用いられることが好ましく、その組合せは、最初に切断する主電気コンタクト部またはコンタクト端子と並列である。構成要素部品のこのような配置によって、電流を搬送している時に２つの電気コネクタを切離す際のアーク放電を防止することになる。主および補助コンタクトは、相手電気コネクタ内の１つのまたは複数の端子と嵌合可能である。好ましい一実施形態では、主および補助コンタクトが、相手電気コネクタ内の雌型またはリセプタクル端子と嵌合する雄型またはブレードである。しかし、ＰＴＣ抵抗性部材に雌型端子を用いることもできよう。しかしながら、ＰＴＣ抵抗性部材は、一対の嵌合する電気コネクタの一方の半体の端子のみと共に使用されるべきである。２つのコネクタのうちの一方の主または補助コンタクト部または端子がＰＴＣ部材を組込まなければならない。市販のＰＯＬＹＳＷＩＴＣＨ（登録商標）デバイスなどの通常の別個のＰＴＣ部材を使用する場合、２つの嵌合するコネクタの他方の主または補助コンタクト部または端子が、直接に相互接続されねばならず、それらの間には別個のＰＴＣデバイスは介在しない。しかし、他の応用例では、ＰＴＣ手段が両方のコネクタ内に位置することができる。
【０００９】
別個のＰＴＣ抵抗性部材は、ＰＴＣデバイスが一体化されたユニットを形成することができるように、主および補助コンタクト端子に組込んで使用することができる。このような一体化されたユニットを形成する手段は、主コンタクト端子と補助コンタクト端子との間にＰＴＣ導電ポリマーを成型することになろう。ＰＴＣ導電ポリマーはまた、主および補助コンタクト端子の部分の周辺にオーバーモールドすることができ、ＰＴＣ導電ポリマーは主コンタクト端子と補助コンタクト端子との間に成型される。インサートモールドを用いて、主コンタクト端子と補助コンタクト端子との間に、ＰＴＣ導電ポリマーを配置することができる。ＰＴＣ導電ポリマーはまた、主および補助コンタクト端子の部品と適合する形状に成型される別個の構成要素であり得るが、この別個の構成要素は、はんだ、導電性接着剤または他の導電性接着剤を使用して、主コンタクト端子と補助コンタクト端子との間に接着することができよう。
【００１０】
主コンタクトは、補助コンタクトより先に切離れなければならず、さらにここで示される代表的な実施の形態では、補助コンタクトは主コンタクトよりも長い。好ましい実施形態では、ＰＴＣ部材は、導電性粒子がポリマーマトリックス内に含まれている導電ポリマーを含む。通常は、これらの導電性粒子が、正常な嵌合された動作の下では、主コンタクトが実質的に全電流を搬送するように、主端子の抵抗よりも大きな抵抗を有する導電路を形成する。しかし、ＰＴＣ部材内の電流が増大するにつれて、ポリマーが拡大し、抵抗が増大する。ＰＴＣ部材を通る電流が、主コンタクト端子の切断によって急激に増大すると、抵抗はポリマーのＩ2Ｒ加熱によって急激に増大する。主コンタクトが切離されるときにアーク放電を防止するために、主コンタクトに関する切離し時間は、ＰＴＣ部材の抵抗が過剰に増大する時間よりも短くなければならない。主コンタクトを通過する電流のほとんどは、主コンタクトがもはやアーク放電が不可能な位置に移動するまで、ＰＴＣ部材および補助コンタクトによって搬送されねばならない。補助コンタクトが相手端子から切断されると、ＰＴＣ部材の抵抗は、補助コンタクトが切離される前に、補助コンタクトを通過する電流がアーク放電閾値より下に低下するように、増大しなければならない。このような時間は、このＰＴＣ抵抗性部材のトリップタイムと呼ばれる。ＰＴＣ部材のトリップタイムは、主コンタクトを通過する最初の電流に依存するが、その電流は広い範囲にわたって変化し得るので、所与の電気コネクタに関するトリップタイムは一定ではない。ＰＴＣ部材が確実にトリップするように、本発明の電気コネクタは、主コンタクトを切断した後、ＰＴＣ部材に関する最大トリップタイムよりも大きい間隔時間の間、作動させることができないラッチを使用する。しかし、これらのラッチはまた、主コンタクトがアークの発生しやすいその経路の一部を通過して移動するとき、２つの電気コネクタ間で迅速に移動できなければならない。同様に、補助コンタクトもそれが切断されたときは、アークの発生しやすい領域を迅速に移動しなければならない。したがって、本発明の好ましい実施形態は、順次に切離されなければならない複数組のラッチを使用しており、これらのラッチによって、第１組のラッチを外してから第２組のラッチを外すまでの時間遅延が与えられる。この時間遅延は、最大ＰＴＣトリップタイムよりも長くなければならない。このような複数のラッチ構成によって、本発明の汎用性のある実施が可能になる。しかしながら、特定の電気コネクタが、最大電流負荷と最小電流負荷の間の差違が小さい負荷に使用される場合は、単純なラッチ機構が使用できる。最大限の分離速度を実現することおよび補助コンタクトの長さを追加することよって、いくつかの場合でＰＴＣデバイスがトリップするのに適正な時間を与えることができよう。
【００１１】
【発明の実施の形態】
実質的な電力を搬送している時にコンタクトが分離されると、一連の複合的な事象によって、損傷を与えるアークが発生する。典型的な電力コンタクトで発生する主要な事象を簡単に説明することがこの現象を理解する助けになる。最初に、コンタクトが分離を始めると、もはや電流量を支えるのに十分な金属領域がなくなる点に到達する。温度および分離距離が増大するにつれて、非常に小さな溶融ブリッジが生じそして破壊する。一般には、それは０．１アンペアより上の電流および９ボルトより大きな電圧で発生し得る。溶融を引き起こすには十分な電流が必要であり、それを持続させて次の段階に進むには十分な電圧が必要である。溶融ブリッジが沸騰して破壊すると、電子が自由になり、介在する空気をイオン化することによって電流が流れ続ける。真のアークが次に生じる。この真のアークは、陰極スポット、陰極降下領域、極端に高温なプラズマチャネル、陽極降下領域および陽極スポットを含むいくつかのサブパートからなる。プラズマチャネルは、約５０００℃であり、陽極および陰極スポットは、１０から２０アンペアの電流で約２０００℃に達する。
【００１２】
アークが発生すると、嵌合するコンタクトが損傷することになる。損傷の程度は、アークエネルギー全体を決定する数多くの要素によって制御される。アークエネルギーを制限する主要な方法は、電流および電圧を最小化することであり、さらに分離速度を最大化することによるものである。他にも手段があるが、どれも典型的なコネクタ設計を使用する応用例にはあまり適していない。通常のコネクタに関しては、かなりの程度まで制御可能な唯一の要素は分離速度である。
【００１３】
正の温度係数（ＰＴＣ）抵抗部材を２個のコンタクトに組込むことによって、２つのコネクタが分離されるときに、アークが発生する閾値電圧および電流より下に電圧および電流を維持することができる。そのようにして、コネクタが切断されたとき、かなりのエネルギーを遮断する間、アークが発生しないコンタクトが作製される。Ｔｙｃｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ社のＲａｙｃｈｅｍ  デヴィジョンで製造販売されているＲＨＥ１１０  ＰＯＬＹＳＷＩＴＣＨ（登録商標）によって例証される別個のＰＴＣ抵抗器などのＰＴＣデバイスを使用することができる。ＰＯＬＹＳＷＩＴＣＨ（登録商標）は、Ｔｙｃｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ社の登録商標である。この別個のデバイスのリード線は、それぞれの主および補助コンタクトにはんだ付けすることができる。別個のデバイス上のリード線はまた、接点ばね、クリンプまたはコンタクト上のラッチ突起によって装着することができる。このような別個のデバイスによって例証される種類の導電ポリマーはまた、コンタクト上にオーバーモールドして新たな構成要素を形成することも可能であり、またはＰＴＣデバイスをコンタクト端子と一体化して組込み構成要素またはユニットを形成することも可能である。この方法は、高エネルギー回路を接続するときに発生する恐れがある相対的に良性なスパークを除去することはできない。重要なエネルギー領域では、このような良性のスパークは、コンタクトの基板金属およびコンタクトの形状に対してほとんど損傷を起こさない傾向がある。ＰＯＬＹＳＷＩＴＣＨ（登録商標）デバイスの一般的な特徴は、米国特許第５，７３７，１６０号およびそれに参照された特許で論じられている。別個のＰＯＬＹＳＷＩＴＣＨ（登録商標）デバイスで使用する種類の導電ＰＴＣデバイスの作製方法が、米国特許第６，１０４，５８７号で論じられている。この同じ作製方法を同様に用いて、主および補助コンタクトと適合する形状に成型可能な導電ＰＴＣポリマーを作製することもできるし、またはここに説明された代表的な実施の形態に関連して実質的に論じられるように、このＰＴＣポリマーをオーバーモールドまたはコンタクト端子と一緒にインサートモールドすることができる。
【００１４】
図１は、本発明に従うアークレス電力コンタクトに関する概念を示す図である。本発明による代表的な雄型および雌型、またはブレードおよびリセプタクル端子が、切断または分離の様々な段階で示されている。図１で例示された電力コンタクトの３つの重要な構成要素がある。主コンタクトもしくはコンタクトの主部は、正常動作中に負荷電流を搬送する。主コンタクトは、直列接続の長い補助コンタクトまたはコンタクト部によって、および主コンタクトと補助コンタクトとの間に位置する正の温度係数抵抗器によって分岐される。
【００１５】
図１は、相手リセプタクルコネクタからプラグコネクタを分離する際に生ずる４つの段階を例示する図である。段階０では、コンタクトが高電流を搬送している。電流は主に、主コンタクトまたはコンタクトの主部を通って流れる。相対的に小さな分岐電流のみが、直列接続された正の温度係数抵抗または抵抗器（ＰＴＣ）およびコンタクトの補助部を通って流れる。段階０は、コネクタアセンブリの正常な動作構成を表す。この位置で２つのコンタクトを相対的に移動すると、２つのコンタクト表面の間に正常なワイピング動作が生じる。
【００１６】
段階１は、主コンタクトまたは主コンタクト部が、他方のコネクタ内の相手コンタクトから分離または切断された構成を示す図である。主ブレードは、主コンタクト切断域（ＭＤＺ）を通って主リセプタクルから分離されるが、それは段階０と段階１の間で生じ、そこでは主ブレードコンタクトが、その対応する雌型またはリセプタクルから切離される過程にある。この２つのコンタクトがこのような主切断域内にある間は、２つのコンタクトは完全に分離されてはいない。ばね部材が撓むと、さらにコンタクト上の不規則表面が一時的な分離および係合を起こすと、コンタクトの跳ね返りが生じる恐れがある。相対的に大きな既存の電流が切断されているので、この２つのコネクタの間でアーク放電の可能性が最も高いのは、主コンタクトおよびリセプタクルコンタクトが、このようなコンタクト切断域（ＭＤＺ）内にある時である。通常の従来技術のコネクタに関しては、電圧および電流が、具体的なコネクタ構成に関するアーク放電閾値より上にあると、ＭＤＺ内の小さなギャップの両端でアークが発生する恐れがある。しかし、本発明では、この開いたギャップの両端での電圧および電流が、正の温度係数（ＰＴＣ）抵抗器または抵抗、および補助コンタクトまたはコンタクト部によって制限されている。ＰＴＣデバイスが、コンタクト間の分離を完全に完了しないうちはオフすなわち開状態に切換わらないように、ＭＤＺの継続時間は、ＰＴＣデバイスに関するトリップタイムより短くなければならない。
【００１７】
相手コンタクトが段階１と識別される位置へ移動すると、もはやアーク放電が開始されないように、主コンタクトが、その相手コンタクトから物理的に分離される。段階０の間は、少量の電流がＰＴＣ抵抗器を通って流れているだけであったので、コンタクトが段階１と識別される位置に達したときに、Ｉ2Ｒ加熱は低いままであり、ＰＴＣ抵抗器の抵抗が低い状態にされている。抵抗が相対的に低いので、電流は、ＰＴＣ抵抗器を通って補助コンタクトへ流れ、さらにスイッチのように動作するＰＴＣは、オンであると呼ぶことができる。補助コンタクトまたは補助コンタクト部が、相手コネクタ内の相手コンタクトに、または相手コネクタ内の同じ回路に接続されたままの状態の間は、ＰＴＣ抵抗器および補助コンタクトを通る電流が、段階１内より大きくなり、したがってＩ2Ｒ加熱が増大することになる。ＰＴＣ抵抗器の抵抗は、温度が上昇するにつれて増大する。段階２は、コネクタとコンタクト端子の間の物理的切離しまたは相対的な動きが続いているときに、長い補助コンタクトが相手コンタクトに接続された状態にあるこのような構成を例示する図である。段階２は、主コンタクトが分離されてから補助コンタクトが切断されるまでの間のコンタクトの１つの位置をスナップショットとして例示する図である。まさにこの段階２の間で、ＰＴＣ抵抗器が開くことになる、すなわち換言すれば、その抵抗が著しく増大することになる。したがって、ＰＴＣスイッチが今やオフ位置にある。
【００１８】
補助コンタクトが相手コンタクトからまたは相手コンタクトを含む回路から分離する前に、補助コンタクトを通って流れる電流は、アーク放電閾値より下になる。それは、２つの端子またはコネクタが相対的に移動する間に、ＰＴＣの抵抗が増大することによる。切断移動距離内にあるこのような移動範囲は、ＰＴＣ開域と呼ばれる。段階３で補助コンタクトが最終的に分離されると、少量の漏出電流がコネクタを通って流れるだけである。この時点では、補助コンタクト部の間にアークを支えるほど十分な電気エネルギーはない。補助切断域（ＡＤＺ）内でリセプタクルから補助コンタクトを物理的に分離する前に、電流がアーク放電閾値より下になるように、端子またはコネクタがＰＴＣ開域にある間に十分な時間が経過しなければならない。段階３は、相手コンタクトが完全に分離および切断され、主コンタクトおよび補助コンタクトが開の状態であることを示す図である。もはや電流がコネクタを通って流れていないので、ＰＴＣ抵抗器は、温度および抵抗が低いリセット状態に戻ることになる。次いで、コンタクトアセンブリアセンブリは、コネクタを負荷の下で切離すとアークが発生しないように、そのアセンブリが再び機能するための状態になる。
【００１９】
このようなコンタクト構成は、図１で例示した段階のタイミングが確実に適正であるように速度制御を行うコネクタハウジング内で使用されることが好ましい。このハウジングはまた、切離し速度を確実に一方向であるようにしなければならない。すなわち、コネクタが分離するとき、主コンタクトのマクロなブレークメークブレーク作用があってはならない。ナノ秒のまたはミクロな不連続が発生することになるが、ＰＴＣ抵抗器はこれらの相対的に高速度な事象よりずっと遅く反応するように選択されているので、このようなミクロのブレークメークブレーク作用がアーク防止を妨害することはない。４つの全段階を、一方向にかつ順次の態様で通過しなければならない。
【００２０】
図１のブレードコンタクトは、リセプタクルコンタクトと嵌合し、そのリセプタクルコンタクトはプラグまたはブレードコンタクトと嵌合する可撓性のばねビームを有する。プラグまたはブレードコンタクトは、主コンタクトまたは主コンタクト部、および補助コンタクトまたは補助コンタクト部を含む。この実施形態では、主コンタクトおよび補助コンタクトが、リセプタクルコンタクト上の別体のばねビームとそれぞれ係合する２つの別体の金属ブレードである。この代表的な構成では、リセプタクルコンタクトは、別体のばねビームが主コンタクトおよび補助コンタクトにそれぞれ係合している単体の金属部材を含む。主コンタクトおよび相手リセプタクルは、それぞれプリント回路基板型のコンタクトであり、複数のリード線が各コンタクトの後端から延びている。補助コンタクトまたはブレードは、主コンタクトとは別に外部の回路と接続するＰＣＢリード線などの手段を含まない。本発明に使用されたＰＴＣ抵抗器は、少なくとも１つの側部に沿って主コンタクトの中央部に接着することができる成型部材を含むことができる。必要ならば適切な導電性接着剤を適用することができる。補助コンタクトは、ＰＴＣ部材が主コンタクトと補助コンタクトとの間に物理的および電気的に位置するように、別の側部に沿ってＰＴＣ抵抗器に接着される。段階０〜３は、これらのコンタクトを含むコネクタが切離されるときのコンタクトの相対的な位置を示す図である。ここで使用されるＰＴＣ部材は、所望の形状に成型可能な導電ポリマーを含むことが好ましい。カーボンブラックなどの導電性の粒状充填剤を非導電ポリマー内に分散させて、このポリマーの温度および状態に依存する抵抗を有する導電路を形成する。導電ポリマーを使用するデバイスはよく知られており、Ｔｙｃｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ社から入手可能である。これらのＰＯＬＹＳＷＩＴＣＨ（登録商標）デバイスは、他の応用例に使用される。チタン酸バリウムまたはＰＴＣの挙動を示す半導体材料が使用可能であるが、これらの代替ＰＴＣ材料は、電気コネクタでの実用には高価すぎるものとなる恐れがある。
【００２１】
図２は、端子が図１に示した方式で反復使用される場合に本発明の性能を示すために使用されているサンプルのコンタクト端子構成２を示す図である。図２に示したサンプル構造は、２つの雄型端子ブレード１２、１６を含む。主端子ブレード１２が、別個のＰＴＣデバイス６によって、長い補助端子ブレード１６に直列に接続されている。この構成では、Ｔｙｃｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ社のＲＨＥ１１０と一般的に同等な特徴を有するＰＴＣデバイスが使用されている。リード線８が、主および補助端子ブレード１２、１６にはんだ付けされている。ＰＴＣデバイスによって直列接続されたこれらの端子ブレード１２、１６は、共通の外部導体に並列接続されることになる２つのリセプタクル端子３２、３６と嵌合可能であり、かつそれから切離し可能である。図２で示した主端子１２および３２はそれぞれ、ここで使用される全電流を絶え間なく搬送する。補助端子１６、３６は、ＰＯＬＹＳＷＩＴＣＨ（登録商標）デバイスがトリップまたは開くのに掛かる時間の長さだけ全電流を伝搬する。２つのリセプタクル端子３２、３６は、２つの別体のブレード１２、１６に接触する複数のばね部材３４Ａ、３４Ｂおよび３８Ａを有する１つの端子を表すものと考えることができる。補助ブレード１６は主ブレード１２より長いので、その補助ブレードは、リセプタクルアセンブリ３０と最初に接続し、最後にそれから切断されることになる。
【００２２】
図３Ａから図３Ｃおよび図４は、ここで説明される方式でＰＴＣ抵抗デバイスを使用する、コネクタおよびコンタクト端子に関する、電流とトリップタイムの間の関係を示すグラフである。図３Ａから図３Ｃまでは、嵌合するコンタクトが電力の下で切断された際の電圧の波形を示すグラフである。図３Ａは、嵌合するコンタクトによって搬送された２アンペアで反復されたコンタクトに関する第２および第１０のサイクルの結果を示すグラフである。図３Ｂは、嵌合するコンタクトによって５アンペアが搬送された場合の同じコンタクト構成に関する第２および第１０のサイクルの結果を示すグラフである。図３Ｃは、第１、第１０、第３３、第３６および第５０のサイクルを記録した１０アンペアのテストに関する波形を示すグラフである。図３Ｃはまた、コンタクトが再び切断されないうちにＰＴＣ材料がそのオン状態に戻らないようにしたときに、アークが発生しなかった場合の波形とアークが発生した場合の波形の間の違いを示すグラフでもある。図３Ｃのこれらの波形の間の比較は、ＰＴＣ材料の効果を示す。図３Ａから図３Ｃのこれらの波形間の比較は、異なる電流に関して、２つの嵌合するコンタクト端子を切断する時間が異なったことを示す。換言すれば、切離し速度は、各波形に関して同じではなかった。図４で、ここに使用したＰＴＣ抵抗デバイスに関するトリップタイムが、電流の関数として示されている。
【００２３】
図５から図１１は、図２のコンタクト構成２およびＴｙｃｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  ＲＨＥ１１０などの、別個の導電ポリマーＰＴＣデバイスまたはスイッチ６と共に使用することができる電気コネクタアセンブリ４を示す図である。図５は、別個の導電ポリマーＰＴＣデバイス６を使用する嵌合されたヘッダおよびプラグコネクタ構成４の一部を示す図である。この別個のＰＴＣデバイス６は、成型リセプタクルヘッダハウジング４２の後方またはプリント回路基板側に形成したポケット４８内に挿入される。このポケット４８は、導電ポリマーＰＴＣデバイス６を保持するが、ＰＴＣデバイス６が拡張できるように十分なスペースを提供する。別個のＰＴＣデバイス６上のリード線８は、主コンタクト部材１２の後方部１４および補助コンタクト部材１６の後方部１８に直接はんだ付けされている。この構成では、ヘッダ４０内の主コンタクト部材１２のみが、プリント回路基板上の外部導体に直接付着されることになる。補助コンタクト部材１６は、プリント回路基板を介して外部導体に接続されることはない。その部材の外部導体との唯一のコンタクトは、別個のＰＴＣ部材６を介するか、または嵌合された構成では、それが嵌合される補助リセプタクル端子３６を介することになる。
【００２４】
図６および図７は、この実施形態が、主コンタクト１２の切断および補助コンタクト１６の切断時に、ＰＴＣ抵抗性デバイス６が適正な状態にあることを確実にする態様を示す図である。図６および図７のプラグコネクタハウジング５２およびヘッダハウジング４２は、プラグコネクタ５０をヘッダ４０から切離すために別々に作動しなければならない２つの別体のラッチ機構を有する。図６から図９で分かるように、プラグコネクタハウジング５２は、別々の２組の２つのラッチ５４Ａ、５４Ｂおよび６０Ａ、６０Ｂを有する。ヘッダ４０は、２組の２つのラッチ突起４４Ａ、４４Ｂおよび４６Ａ、４６Ｂを有する。プラグコネクタハウジング５２の上部および底部上に１組のラッチ５４Ａ、５４Ｂが、同様にヘッダハウジング４２の上部および底部にある１組のラッチ突起４４Ａ、４４Ｂと係合可能であり、かつそれらから切離し可能である。プラグハウジング５２の対向する側面上にある第２または補助の１組のラッチ６０Ａ、６０Ｂは、ヘッダハウジング４２の側面上にある第２または補助の１組のラッチ突起４６Ａ、４６Ｂと係合可能であり、かつそれらから切離し可能である。図６で示すように、ヘッダハウジング４２の上部にあるラッチ突起４４Ａは、ヘッダハウジング４２の隣接側面上のラッチ突起４６Ａ、４６Ｂよりヘッダハウジング４２の嵌合端からさらに間隔をあけてある。図６では隠れているが、ヘッダハウジング４２の底部のラッチ突起４４Ｂは、ヘッダハウジング４２の上部のラッチ突起４４Ａと同軸位置にある。同様に、ヘッダハウジング４２の対向する側面上の隠れたラッチ突起４６Ｂは、図６で見えるようにヘッダハウジング４２の正面側にあるラッチ突起４６Ａと同軸位置にある。図７の完全に嵌合された構成では、プラグコネクタハウジング５２の上部および底部のラッチ５４Ａ、５４Ｂが、ヘッダハウジング４２上の上部および底部ラッチ突起４４Ａ、４４Ｂとかみ合う。
【００２５】
図８および図９で分かるように、プラグコネクタラッチ５８Ａ、５８Ｂおよび６０Ａ、６０Ｂは、これらのラッチの遠位端上のラッチ突起５６、６２をヘッダ４０上の対応する突起から外すように、各ラッチの対向端５８、６４を押付けることによって、ラッチ突起４４Ａ、４４Ｂおよび４６Ａ、４６Ｂから外すことができる。図８および図９における矢印は、突起からラッチを解放するために力が加えられる、ラッチ５８Ａ、５８Ｂおよび６０Ａ、６０Ｂ上の場所を示す。完全に嵌合されたプラグコネクタ５０をヘッダ４０から切断するためには、上部および底部ラッチ、または主ラッチ５８Ａ、５８Ｂをその対応する上部および底部突起、または主突起４４Ａ、４４Ｂから、最初に切離すことが必要である。図６を参照して先に論じたように、上部および底部突起４４Ａ、４４Ｂは、側部または補助突起４６Ａ、４６Ｂよりヘッダ嵌合端から遠くにある。したがって、完全に嵌合された構成では、上部、底部および側部ラッチに関して同軸位置にあるラッチ突起５６および６２は、上部および底部突起４４Ａ、４４Ｂ上でのみ係合する。したがって、上部および底部ラッチ５８Ａ、５８Ｂが最初に切離されねばならない。側部ラッチ６０Ａ、６０Ｂを最初に切離そうとすると、プラグコネクタ５０をヘッダ４０から切離すことができないのは、上部および底部の主ラッチ突起５６が、完全に嵌合された構成では、コネクタの両半体４０、５０をロックするように上部および底部の主突起４４Ａ、４４Ｂに係合することになるからである。
【００２６】
上部および底部の主ラッチ５８Ａ、５８Ｂが上部および底部の主突起４４Ａ、４４Ｂから切離された後、２つのコネクタ４０、５０を部分的に切離すように、軸方向にプラグコネクタ５０を移動させることができる。しかしながら、プラグコネクタ５０が、ヘッダ４０に対して少し軸方向に移動することによって、側部の補助ラッチ６０Ａ、６０Ｂの内側上のラッチ突起６２が、ヘッダハウジング４２上の側部突起４６Ａ、４６Ｂに係合することになる。次いで、嵌合する電気コネクタ４０、５０を完全に切離すことができるように、側部ラッチ６０Ａ、６０Ｂを手で押下げて、側部突起４６Ａ、４６Ｂからそれらのラッチを外すことができる。しかし、側部ラッチ６０Ａ、６０Ｂを押下げるためには、２つのコネクタ４０、５０を切離そうとする者は、まず上部および底部ラッチ５８Ａ、５８Ｂを解放し、さらにその手を回して続いて側部ラッチ６０Ａ、６０Ｂを把持しなければならない。この手動による操作には若干の時間がかかる。したがって、２つのコネクタ４０、５０は、２組の突起４４Ａ、４４Ｂおよび４６Ａ、４６Ｂを切離す間に、限定された多少の時間遅延を有する順次の方式でのみ切離すことができる。したがって、切断または切離しは２段階の過程である。コネクタが広い範囲の電流を切断することになると、別々の２組のラッチおよび突起で決まる時間遅延は重要である。すなわち、この時間遅延を使用して、ＰＴＣデバイス６が確実に図１で例示した主切断域（ＭＤＺ）と補助切断域（ＡＤＺ）との間の適正な状態にあるようにする。上部および底部ラッチ５８Ａ、５８Ｂの解放は、図２で示したように、嵌合するコンタクト２が、段階０から図１で示した段階まで移動することに対応する。換言すれば、上部および底部ラッチ５８Ａ、５８Ｂおよび突起４４Ａ、４４Ｂを外すことによって、嵌合するコンタクト端子２は、主コンタクト１２が主リセプタクル端子３２から切断されているＭＤＺを通って移動することができる。ＰＴＣ抵抗性デバイス６はこの時点ではオンの状態にあるので、主コンタクト端子１２および３２を介して既に流れている電流の実質的にすべてが、最初はＰＴＣデバイス６を介して流れ、さらに補助リセプタクル端子３６に依然として接続されている補助コンタクト１６を介して流れることになる。それによって、アークを発生せずに、主コンタクトを切断または切離すことができることになる。
【００２７】
上部および底部ラッチ５４Ａ、５４Ｂから側部ラッチ６０Ａ、６０Ｂまでの、側部突起４６Ａ、４６Ｂを解放する手の動きによって、嵌合されたコネクタＰＴＣが、図１で例示した段階２から段階３まで移行することができることになる。次いで、側部突起４６Ａ、４６Ｂから側部ラッチ６０Ａ、６０Ｂを解放することによって、コネクタ４０、５０が、補助切断域（ＡＤＺ）を通って迅速に移動して、続いて補助コンタクト１６を相手補助リセプタクル３６から切断することができることになる。補助コンタクト１６を通る電流量は、補助コンタクト１６がＡＤＺを通って移動する前に十分に減少しているので、長い補助コンタクト１６を補助リセプタクル端子３６から切断または切離すときにアークが発生しないことになる。別々の２組のラッチを順次に手で操作することによって生成された時間遅延によって、ＰＴＣデバイス６内のポリマー材がＩ2Ｒ加熱によって発熱し、さらにＰＴＣデバイス６をオフまたは高抵抗状態に切換えるのに適正な時間が与えられることになる。このような時間遅延は、様々な電流の範囲にわたって特定のコネクタ設計を切断することがあり得る場合に予想することが可能なＰＴＣトリップタイムの大きな違いを克服するのに十分であろう。したがって、同コネクタアセンブリは、電流が未知でありかつその所与のコネクタに関するアーク放電閾値から恐らくその最大定格電流を一時的に超えるところまで達する可能性のある多様な応用例で使用することができる。
【００２８】
突起４４Ａ、４４Ｂおよび４６Ａ、４６Ｂはまた、このようなコンタクトおよびコネクタ設計によって与えられた十分な範囲の保護がなければ、アークが発生する恐れがあるＭＤＺおよびＡＤＺのうちの一方の側または他方の側へ、ラッチ５８Ａ、５８Ｂおよび６０Ａ、６０Ｂがコネクタを押しやることができるように、慣性突起として機能する。したがってアークが発生する恐れがある位置にコネクタ４０、５０が留まることはできない。このような突起の輪郭はまた、コネクタ４０、５０がＭＤＺおよびＡＤＺを通過する速度を速めて、アーク形成の可能性をさらに低める。このように慣性突起を使用することが、２００１年８月１４日出願の米国特許出願第０９／９２９，４３２号において極めて詳細に論じられている。
【００２９】
本発明を実施するコネクタ端子１１０の第２の実施形態を図１２から図１９に示す。この端子１１０はまた、主コンタクト１１２、長い補助コンタクト１３０およびこの２つのコンタクト１１２と１３０との間にある導電ポリマーＰＴＣ抵抗性部材１４０を含む。この実施形態では、ＰＯＬＹＳＷＩＴＣＨ（登録商標）などの別個のＰＴＣデバイスが、類似の動作特徴を有するオーバーモールドされた導電ポリマーと置換えられている。この導電ポリマーは、主および補助コンタクト１１２、１３０の周辺部分にオーバーモールドされている。
【００３０】
図１２に、この第２の実施形態で使用するリセプタクル端子１５０が示されている。図１３には、リセプタクル端子１５０と嵌合する雄型またはブレード端子１１０が示されている。リセプタクル端子１５０は、リセプタクルコンタクト端子１５０の前部に位置する３組の対向するばね１５２Ａ、１５２Ｂ、１５２Ｃを有する。これらのばね１５２Ａ、１５２Ｂ、１５２Ｃは、これらのばねの遠位または前端近くに位置する接触点１５４Ａ、１５４Ｂ、１５４Ｃを有し、それぞれが湾曲したカンチレバービームを含む。圧着部１５６が、このリセプタクル端子１５０の後方に位置し、さらに単一の外部導体または電線をこのリセプタクルに圧着することができる。
【００３１】
図１３に示されている雄型またはブレード端子１１０は、長い補助コンタクト１３０の対向する側部に位置する２つの主接触ブレード１１４Ａ、１１４Ｂを有し、その補助コンタクトは、これらの２つの主ブレードコンタクト１１４Ａ、１１４Ｂ間に位置する。補助コンタクト１３０が、オーバーモールドされたＰＴＣ導電ポリマー１４０によって主コンタクト１１２に物理的かつ電気的に付着されている。コンタクト１１２、１３０はそれぞれ、導電ポリマー１４０からそれらが挿入されて相手リセプタクル１５０上のばね１５２Ａ、１５２Ｂ、１５２Ｃに係合できる位置まで、前方に延びている。このブレードコンタクト１１０はまた、オーバーモールドされた導電ポリマー１４０の後方から延びており、プリント回路基板のリード線１２６が最後部域に配置されている。この後方部１２４は、２つの主コンタクト部１１４Ａ、１１４Ｂも含む単一の打抜きおよび曲げ加工された部材の一部である。補助コンタクト１３０は、オーバーモールドされたＰＴＣ導電ポリマー１４０によってこの主コンタクト端子１１０上に取付けられた別体の単品である。
【００３２】
図１４から図１６は、図１２および図１３の嵌合可能なブレード端子１１０およびリセプタクル端子１５０を示す図である。図１４から図１６に示すように、リセプタクル端子１５０はまた、端子１５０の基部を囲む別体のスリーブ１５８を含み、さらにブレード端子の主コンタクト部１１４Ａ、１１４Ｂに係合する最外部のばね１５２Ａ、１５２Ｂを支える支持ビーム１５９Ａ、１５９Ｂを含む。これらの支持ビーム１５９Ａ、１５９Ｂは、主コンタクトブレード１１４Ａ、１１４Ｂとリセプタクル端子１５０との間の接触力を増大させる。正常な動作中は、主コンタクト１１２は、図２０で初めて示される嵌合するコネクタ１０４、１０６によって伝搬される実質的にすべての電流ではないにしてもほとんどの電流を搬送することになる。リセプタクル端子１５０上の中央ばね１５２Ｃは、スリーブ１５８から延びるビームによって支持されていない。これらの中央ばね１５２Ｃは、補助ブレードコンタクト１３０と係合するだけで、正常な動作中では相対的に問題にならない電流を搬送するだけである。この補助コンタクトは、嵌合および切離し時に、多少の電流をほんの一時的に導通することになるだけであり、したがって支持ビームは必ずしも必要ではない。
【００３３】
図１７は、打抜きおよび曲げ加工された金属補助ブレードコンタクト１３０を示す図であり、図１８は、打抜きおよび曲げ加工された主コンタクト１１２である。この補助コンタクト１３０は、標準的なブレード形状のコンタクト部１３２を含む。補助コンタクト１３０は、ブレード部１３２と係合するためのばねビーム１５２Ｃを有するリセプタクル端子１５０と嵌合するために典型的に使用される。補助コンタクト１３０は、確実な電気接触が行われ得るように、通常はブレードコンタクト部１３２がメッキされることになる。補助コンタクトはまた、ブレードコンタクト部１３２の後部に位置する横方向の横部材１３４を含む。この横部材１３４は、補助ブレードコンタクト部１３２の平面に対して、段違いでかつ平行な平面内にある。ブレードコンタクト部１３２は、補助コンタクトの２つの主要素の２つの平面間に延びる中間部１３６によって横部材１３４と接合されている。横部材１３４が、補助コンタクト１３０と主コンタクト１１２との間に配置されことになるＰＴＣ抵抗性ポリマー１４０にスペースを設けるために主コンタクト１１２からも間隔を置かれるように、この横部材１３４はブレードコンタクト部１３２から間隔を置かれている。
【００３４】
主コンタクト１１２は、この主コンタクト１１２の前部から中間部１１８まで延びる中央カットアウト１１６の対向する側面上で離間される２つの主接触部１１４Ａ、１１４Ｂを有する基本的に平坦な打抜きおよび曲げ加工された金属部材である。このカットアウト１１６の幅は、補助コンタクト１３０のブレードコンタクト１３２を収容するのに十分であり、さらに補助ブレード部１３２と両方の主コンタクトブレード部１１４Ａ、１１４Ｂの間に適正な離隔距離を設けるのに十分である。主コンタクト１１２の後方部１２４は、中間部１１８の後方縁１２０から延び、さらにプリント回路基板上の外部導体を主コンタクト１１２に接続するために、プリント回路基板内の穴に貫入することができる２つのピンまたはリード線１２６を含む。外部導体と補助コンタクト１３０との間には、オーバーモールドされたＰＴＣ導電ポリマー１４０を介するか、または相手リセプタクル端子１５０に接続される場合以外に直接的な接続は存在しない。主コンタクト端子１１２はまた、主コンタクト１１２をＰＴＣ導電ポリマー１４０に固着するための表面となる対向縁部に切欠き１２２を含む。
【００３５】
図１９は、補助コンタクト１３０および主コンタクト１１２の周辺に、ＰＴＣ導電ポリマー１４０をオーバーモールドすることができる態様、または代替的に２つのコンタクト１１２、１３０をＰＴＣ導電ポリマー１４０内にインサートモールドすることができる態様を示す図である。コンタクト１１２、１３０はそれぞれ、支持細片１２８、１３８上に取付けられている。図１９は、これら２つの支持細片１２８、１３８および各支持細片内のパイロット孔１２９、１３９を示している。これらのパイロット孔１２９、１３９は、２つのコンタクト部材１１２、１３０を適正に配置する手段を提供する。次いで、２つの位置合わせされたコンタクト部材１１２、１３０は、型穴内に配置される。補助ブレード部１３２および２つの主コンタクトブレード部１１４Ａ、１１４Ｂは、同一平面上にあるので、鋳型をこれらの平面部材の周囲で容易に閉じることができる。次いで、型穴内に配置される補助コンタクト１３０および主コンタクト１１２の部分に対して包囲する関係に導電ポリマーを成型することができる。導電ポリマーが十分に冷えて凝固した後で、コンタクトアセンブリを型穴から取り出すことができ、さらに支持細片１２８、１３８を適正な時に取り出すことができる。このようにすることによって、通常のプリント回路基板ヘッダの特徴の多くを有するヘッダハウジング２００などの電気コネクタハウジング内に取り付けることができるブレード端子アセンブリ１０２が残ることになる。
【００３６】
図１２から図１９の実施形態は、主コンタクト、補助コンタクトおよびＰＴＣ導電ポリマーを含む一体化された端子またはコンタクトを表す。一体化された端子またはコンタクトは、この特定の実施形態によって例示されたオーバーモールドまたはインサートモールド以外の方法によって製造することができる。例えば、主および補助コンタクトに対して包囲する関係にＰＴＣ導電ポリマーを成型することは必ずしも必要ではない。ＰＴＣ材またはＰＴＣデバイスは、主コンタクトと補助コンタクトとの間に位置しているだけでよい。一体化されたデバイスは、ＰＴＣデバイスを２つのコンタクト点間に接着することによって製造することができる。ＰＴＣデバイスは、一方または両方のコンタクトにＰＴＣデバイスをはんだ付けすることによって、または導電性の接着剤あるいは他の導電性の相互結合手段を使用することによってコンタクトに固着することができる。一体型端子アセンブリは、まずＰＴＣ導電ポリマーが両方の端子に一致するような形状にＰＴＣ導電ポリマーを最初に成型し、次いでその端子を成型されたＰＴＣデバイスに係合するようにまたは密着するように配置し、次いで固着または接着して電気接続を形成することによって作製することができよう。成型は、別個のＰＴＣデバイスを作製し、次にそのデバイスを一体アセンブリに組込むために使用することができる唯一の方法ではなかろう。例えば、いくつかの他の製造技術が非ポリマーＰＴＣ材料に関して使用されよう。別の製造技術は、２つのコンタクト間にＰＴＣ材料を成型することになるが、包囲する関係ではない。他の方法は、コンタクトの１つを鋳型に配置し、次いでこの１つのコンタクトまたは端子と接触させてＰＴＣ導電ポリマーを成型することになろう。次に、はんだ、導電性接着剤または他の導電性接着剤によって、他のコンタクトまたは端子をＰＴＣポリマーに接着することができよう。さらに、図１２から図１９の実施形態で使用された主および補助コンタクトの構成は、単なる代表例に過ぎず、他の一体化されたコンタクトが、異なる構成または形状のコンタクトまたは端子を含むことができる。例えば、他の構成では、１つの主コンタクトだけでよい場合もある。さらには、他の実施形態では、ＰＴＣデバイスまたはＰＴＣ導電材料を含む一体型端子デバイスの一部である雌型またはリセプタクル端子を使用する場合もある。図２０から図３７は、電気コネクタハウジング１６０、２００と、この第２の実施形態のリセプタクル端子１３０およびブレード端子１１０を使用することが可能な電気コネクタ１０４、１０６との詳細を示す図である。ブレード端子１１０は、図１３から図１６で示したブレード端子１１０に特有な装備以外は、一般的に通常な構造のヘッダハウジング２００内に配置されている。図１２に示すリセプタクル端子１５０が、ヘッダハウジング２００と嵌合可能なプラグコネクタハウジング１６０内に取付けられている。図２０は、リセプタクル端子１５０およびブレード端子１１０が、このようなタイプの端子に関するアーク放電閾値よりも電流が常に低い回路上で使用する通常のリセプタクル端子およびブレード端子も含むコネクタ内で使用することができることを示す。
【００３７】
図２０の実施形態はまた、２つの電気コネクタ１０４、１０６の嵌合および切離しに抗する力を克服するための機械式補助部材として機能するレバー１８０も含む。このレバー１８０は、プラグコネクタハウジング１６０上に取り付けられ、さらにレバー１８０を回転させるとヘッダ２００に対してプラグコネクタ１０６を移動させるように、ヘッダハウジング２００に係合する。しかし、続いてさらに詳細に論じるように、レバー１８０は、完全に嵌合された位置から完全に切離された位置まで、２つのコネクタ１０４、１０６を完全に移動させることはないし、あるいは完全に切離された位置から完全に嵌合された位置まで、これら２つのコネクタを移動させることもない。図２１は完全に切離された構成にある２つのコネクタ１０４、１０６を示す図であり、図２２は完全に嵌合された構成を示す図である。これら２つの図を比較すると、レバー１８０を時計回り方向に回転させて、２つのコネクタ１０４、１０６を完全に嵌合させることが分かる。
【００３８】
図２３および図２４は、レバー１８０をプラグコネクタハウジング１６０上に取付けることができる方式を示す図である。レバーには２本のアーム１８２があり、これらのアーム１８２は、それらの端部間に延びる横材の形態の中央ハンドル１８４によって接合されている。レバー操作アーム１８２はそれぞれ、アームの内側でそれらの対向端の中間に位置する回転ピン１５０を含む。これらの回転ピン１５０は、プラグコネクタハウジング１６０の側面上のソケット１７０内に嵌合している。ソケット１７０は、プラグコネクタハウジング１６０の主本体１６２の側部を囲むスリーブ１６６内に形成されている。各ソケット１７０は、プラグハウジング１６０の嵌合面１６４から内向きに延びるスロット１７４が割り込む円形軸受け面１７２を有する。各アーム１８２はまた、自由端のその遠位にフィンガ１９４を含む。カムアーム１９２が、各回転ピン１９０の一方の側に位置する。続いてさらに詳細に論じるように、これらのカムアーム１９２は、レバー１８０が回転すると、プラグコネクタ１０６とヘッダ１０４の間の相対的な動きを付与するように、ヘッダハウジング２００上のカム溝２０８内に嵌ることになる。
【００３９】
プラグコネクタハウジング１６０はまた、図２３に示すハウジング１６０の上部１９８上に位置する補助ハウジングラッチ１９６を含む。ハウジング１６０上に、ハウジングラッチ１９６に対向する慣性突起がある。機械式補助レバー１８０を使用して、プラグコネクタ１０６内の相手リセプタクル端子１５０から主ブレードコンタクト１１４Ａ、１４Ｂを切断する。補助ラッチ１９６を作動させて、相手リセプタクル端子１５０から補助ブレードコンタクト１３０を切断しなければならい。
【００４０】
図２５に、プラグコネクタハウジング１６０と嵌合する成型されたヘッダハウジング２００が示されている。このヘッダハウジング２００はヘッダシュラウド２０２を有し、それが、図１３および図１４で示したような、少なくとも１つのアークレスブレード端子１１０が配置されている空胴２０４を形成する。典型的には雄型ピンの形態をとる他の端子も同様にこの空胴内に配置することができよう。これら他の通常の雄型ピンは通常のリセプタクルと嵌合することになり、さらにアークを生成するほど十分な電流または電気エネルギーを搬送しない回路に使用されることになろう。代替的には、本発明を組込む複数のアークレスブレード端子１１０をヘッダ１０４内に配置することができよう。
【００４１】
カム従動子溝２０８は、このヘッダシュラウド２０２の外側面上にそれぞれ位置する。図２５には１つカム従動子溝２０８のみが示されている。鏡像関係にあるカム従動子溝は、図２５に示すヘッダ２００から見て反対側にあって見えない。これらのカム従動子溝２０８は、プラグハウジング１６０上に取付けられているレバー１８０上に位置するカムアーム１９２を受けるような大きさになっている。レバー１８０を第１の位置から第２の位置まで回転させると、カムアーム１９２はこれらの溝の表面と係合する。レバー１８０を回転させて２つのコネクタを完全に嵌合させると、カムアームはそれぞれ、ヘッダの嵌合端に最も近いカム溝２０８の表面２１０に係合する。カムアーム１９２を反対方向に回転させると、カムアームがカム溝２０８の他方側部２１２に係合して、完全に嵌合された構成から短い主コンタクト１１４Ａ、１１４Ｂが切離しまたは切断される構成まで、２つのコネクタ１０４、１０６を相対的に移動させるが、補助コンタクト１３０は、その相手リセプタクルコンタクト端子１５０に依然として係合している。切離しおよび嵌合する間、確実に嵌合するコネクタ１０４、１０６を嵌合軸に対して平行移動させるように、ガイドレール２１８がシュラウド２０２の外部および内部表面上に含まれている。これらのガイドレール２１８はまた反動面を備え、カムアーム１９２が、その対応するカム溝２０８からは脱ずれないようにする。
【００４２】
傾斜表面２１６は、各カム溝２０８に隣接し、かつそのカム溝のわずかに後方に位置する。カム溝２０８とこれらの傾斜表面２１６は、ヘッダシュラウドの外部側面から突出するリブ２１４上に形成される。傾斜表面２１６は、カム溝２０８が形成されているリブ２１４の部分から横方向に外向きに延びる。これらの傾斜表面２１６は、レバー１８０が自由に動くように、フィンガ１９４がプラグコネクタスリーブ１１６の前縁１６８を通過することができるように、各レバー１８２を外方向に押しやるために、この２つのレバーアーム１８２の遠位端に位置するフィンガ１９４に係合する所定の位置に配置される。レバーアーム１８２を解除する方式、およびこの構造の重要性が、続いてさらに詳細に論じられる。
【００４３】
２つのラッチ溝２２０は、図２５の斜視図から見るとヘッダハウジング２００の上面に位置する。これらのラッチ溝２２０は、コネクタが完全に嵌合されているときに、レバー１８０を所定の位置にロックするようにレバーハンドル１８４上のラッチ留め１８６を収容する。これらの留め１８６は、レバーハンドル１８４上の突出部１８８を押下することによって外すことができる。ヘッダシュラウド２０２はまた、上部表面から突出する２つの突起２２２、２２４を含む。同じ突起が、ヘッダシュラウドの下部表面から突出する。これらの突起２２２、２２４は、プラグコネクタスリーブの内側の対向面に係合する。これらの突起は、２００１年８月１４日出願の米国特許出願第０９／９２９，４３２号に示されたものと同じ方式で機能する。第１または内部突起２２２は、コネクタを完全に嵌合された状態に保持するように、プラグコネクタスリーブ１６６の表面と係合する。レバー１８０に掛かる力は、コネクタを完全に嵌合した構成になるまで移動できるように、コネクタハウジングを僅かに変形させるだけで十分である。同様に、レバー１８０に対して反対方向に掛かる力は、完全に嵌合された構成から、主接点１２が切断されているが、補助コンタクト１３０が依然としてリセプタクル端子１５０と係合状態にある過渡的構成まで、コネクタ１０４、１０６を移動させることができるように、この内部突起２２２のラッチ効果に勝るものである。この時点では、補助プラグコネクタハウジングのラッチ１９６は、第１の突起２２２に対して横方向にずれ、さらにヘッダコネクタ１０４の嵌合端により近くにある第２または外部突起２２４に係合している。次いで、レバー１８０をさらに回転させても、補助ラッチ１９６と第２または外部突起２２４との間の係合によってコネクタを切断することはできない。この時点では、作業者は、プラグコネクタハウジング１６０の上部に位置する補助ラッチ１９６の対向端を押付けなければならない。慣性突起があるが、それは切離す力を増大させることによって克服することができる。上部ラッチは、使用者が押下げなければならない唯一の片持ちレバービームである。コネクタの底部の慣性突起は、確実に、補助コンタクトが補助切断域（ＡＤＺ）を通って迅速かつ滑らかに切離しまたは切断されるようにするために必要である。レバー１８０を十分に回転させてラッチ１９６が露出していても、作業者が、レバー１８０から上部補助ラッチ１９６まで手の位置を変え、さらにコネクタを完全に切離すためにそのラッチを押下げるには若干の時間が掛かることになる。この時間遅延は、Ｉ2Ｒ加熱によって、ＰＴＣ導電ポリマー１４０が、オンすなわち低抵抗状態から、オフすなわち高抵抗状態に切り替わるには十分である。この遅延はまた、最初にコネクタを通って流れる電流およびＰＴＣ導電ポリマー１４０または他のＰＴＣデバイスのトリップタイムに関係なく、補助コンタクト１３０を通る電流量がアーク放電閾値をより低下させるのに十分なものである。補助ラッチ１９６が外れ、さらに慣性構造を克服すると、コネクタ１０４、１０６を完全に切断かつ分離することができる。
【００４４】
図２９から図３２は、２つのコネクタ１０４、１０６が嵌合されている態様を示す図である。図３３から図３７は、切離しステップを示す図である。２つのコネクタ１０４、１０６を嵌合させるためには、最初に作業者が２つのコネクタ１０４、１０６を押し込んで部分的に係合させることが必要である。通常、ヘッダ１０４は電気構成要素に嵌込まれており、さらに固定隔壁またはパネル上に取付けられている場合があるので、このステップでは、作業者は、配線またはワイヤハーネスの端部に通常付着されているプラグコネクタ１０６を把持することが必要である。作業者は、２つのコネクタを位置合わせし、次いでプラグコネクタ１０６を押し込んでヘッダ１０４に部分的に係合させる。当然ながら、リセプタクルが、配線に付着された隔壁取付け構成であっても機能に違いはない。リセプタクルが自在吊下げケーブル式でも、嵌合操作を実行するために恐らくは両方のコネクタを把持しなければならないことを除けば、問題となるような相違はない。補助ラッチ１９６は、突起２２４に乗り上げて、その上にある。（補助ラッチ１９６に対向して位置する慣性構造も乗り越えねばならない。）補助コンタクト１３０の端部は、リセプタクル端子１５０に係合する。どちらかの端子１１０、１５０が付着されている回路に電気が流れている場合は、電流の一部は最初に補助コンタクト１３０を通って流れ、さらに補助コンタクト１３０がリセプタクル端子１５０に係合するときに接続スパークを生じることになる。接続スパークは、遮断アークに比べて良性であり、さらに重要な損傷を引き起こすことがない。この時点で電流が最初に補助コンタクト１３０を通って流れるものと想定すると、ＰＴＣ導電ポリマー１４０は、嵌合する前にオンまたはリセット状態にあるので、それも同様に導電することになる。電流が十分に高ければ、ＰＴＣ導電ポリマー１４０はオフ状態にトリップすることになる。最初の電流がＰＴＣ導電ポリマー１４０をトリップさせるのに十分でなければ、ＰＴＣ導電ポリマー１４０はオン状態に留まる。レバーを回転させなければ、レバー機構１８０用のカム断面によってコネクタがさらに移動しないようになっているので、作業者は、コネクタ１０４、１０６を押し込んでそれらを完全な嵌合構成にすることができない。主コンタクト１１２をリセプタクル端子１５０に係合させる直前に、レバーアーム１８２上のフィンガ１９４は、レバーアーム１８２を外方向に押し、さらにプラグハウジングスレーブ１６６の当接端１６８からレバーアーム１８２を解放するように、ヘッダシュラウド２０２の外部上にある傾斜表面２１６に係合する。図３１および図３２に示すように、今やその完全に係合された位置までレバー１８０を回転させることができ、そこでは主コンタクト１１２が完全にリセプタクル端子１５０に嵌合されている。係合前に、ＰＴＣ抵抗材がそのオフ状態に切り替わってしまうほど十分な電流が存在する通電状態にあるときに、コネクタ１０４、１０６を嵌合させると、主コンタクト１１２がリセプタクル端子１５０に係合するときにも接続スパークが生じる。しかし、この接続スパークは、遮断アークに比べてその性質が良性なので、いかなる重大な損傷も引き起こすことはない。いずれの場合も、主コンタクトブレード部１１４Ａ、１１４Ｂとリセプタクル端子１５０の間に、いったん低抵抗電路が形成されると、ほんの少量の電流だけが補助コンタクト１３０およびＰＴＣ導電ポリマー１４０を通って流れるようになる。ＰＴＣ導電ポリマー１４０がオフ状態であったら、主コンタクト１１４Ａ、１１４Ｂをリセプタクル端子１５０に接続することによって、ＰＴＣ導電ポリマー１４０が冷却してオン状態にリセット可能になるように、ＰＴＣ導電ポリマー１４０を通る電流を十分に減少させる。次いで、コネクタ１０４、１０６を切離すことによって通電回路が遮断されると、ＰＴＣ導電ポリマーはアークから保護することができる。この冷却および低抵抗状態への復帰は、非常に迅速に、すなわち典型的な適用可能なデバイスではおよそ数秒またはそれ以下で行われる。
【００４５】
切離し手順での第１のステップは、機械式補助レバー１８０を回転させることができるように解放突出部１８４を押下することである。図３１の矢印は、この解放突出部に力を加える方向を示す。解放突出部が外れると、図３３に示すようにレバー１８０を時計回り方向に回転させることができる。図３１に示した位置から、図３３に示した位置まで、さらに最終的に図３５に示す位置まで、レバー１８０を移動させることによって、リセプタクル端子１５０から主コンタクト１１２を外す。図１を参照すると、それによって段階０から主切断域（ＭＤＺ）を経て段階２まで、主コンタクトブレード部１１４Ａ、１１４Ｂが移行する。同様に、ヘッダハウジング２００上の内部突起め２２２および、プラグコネクタスリーブ１６６の内側の対応する突起または突出面によって、２つのコネクタ１０４、１０６がＭＤＺに留まることを防止する。このＭＤＺでは、コンタクトは、接触している状態にあるか、あるいは主コンタクト１１２とリセプタクル端子１５０の間でアークが発生する恐れがある断続的な接触状態にあるか、そのいずれかである。主コンタクト用に、突起２２２と鏡像関係にある別の突起が存在する。説明はしなかったが、この突起は、反対側に位置し、負荷を均一に配分するように中心からずらされている。突起が１つであると不安定状態になる恐れがあるので、この突起は重要である。このような時間が長引くと、ＰＴＣ導電ポリマー１４０がオフの状態に切り替わって、アークを形成する恐れがある。これらの突起２２２の形状によって、コネクタは、ＭＤＺから強制的に遠ざけられる。レバー１８０がいったん図３６に示す位置まで移動すると、補助ラッチ１９６が露出して、作業者はそのラッチを作動することができる。この補助ラッチ１９６は、それが第２の突起２２４と、このラッチと対向する側に位置する補助コンタクト用のヘッダハウジング２００の嵌合端により近い所に位置する慣性突起とを通過できるように、押下されなければならない。作業者が、最初にレバー１８０を回転させてから、補助ラッチ１９６を切離すのに要する時間は、ＰＴＣ導電ポリマー１４０を通って通過する電流が、補助コンタクト１３０の切断時にアークが生成されない水準まで低減されるのに十分なものである。換言すれば、切離しの開始時にコネクタを通って流れている電流にかかわらず、ＰＴＣ開域は、ＰＴＣが開状態になるのに十分に長く持続する。電流は十分に低いので、補助コンタクト１３０がＡＤＺ（補助切断域）を通過するときに、損傷を与えるアークが生成されることはない。コネクタがこれらの状態を通過してしまうと、プラグコネクタ１０６が、図３７に示すように、ヘッダから完全に切離されかつ分離される。
【００４６】
図３８は、本発明のＰＴＣ抵抗器を使用しないで、５９ボルト、６０アンペアで純粋に抵抗性負荷が掛かった状態で、１回切断された通常のコンタクトに関するアーク放電による損傷を示す図である。嵌合するコネクタのばね部材に対する損傷に留意されたい。図３９は、本発明に従うＰＴＣを使用して、５９ボルト、６０アンペアで純粋に抵抗性負荷が掛かった状態で、５０回切断された類似の接点を示す図である。両方の嵌合するコンタクトは損傷を受けなかった。この保護されたタイプの補助コンタクトも同様に損傷を受けなかったのは、補助コンタクトが相手コンタクトから分離したときに、漏出電流のみが補助コンタクトを通って流れていたからである。図３８および図３９を比較することによって、たとえＰＴＣ抵抗器が雄型コンタクトに付着されていても、雌型コンタクトも同様に保護可能であることが分かる。しかしながら、ＰＴＣ抵抗器および補助コンタクトは、リセプタクル側に使用できること、さらに主および補助コンタクトは、雄型部材である必要はないことを理解するべきである。
【００４７】
図３８および図３９は、コネクタアセンブリを純粋に抵抗性負荷に使用する場合の、アーク放電による損傷を防止するための導電ポリマーＰＴＣデバイスの効果を示す図である。高電流が流れているときにコネクタを切断すると、誘導負荷が過電圧スパイクを引き起こすことが予想できる。ＰＴＣデバイスがそのような電圧スパイクに耐えることができれば、アーク保護は、先に説明した通りに有効なものとなろう。ＰＴＣデバイスが電圧スパイクに耐えられなければ、ＭＯＶ、ツェナーダイオードまたはスパークギャップなどの過電圧保護デバイスを利用することによってＰＴＣデバイスをこれらの過電圧から保護しなければ、ＰＴＣデバイスが破壊される恐れがある。代替的には、誘導負荷は、デバイス全体に過電圧保護デバイスを有することが可能であり、ＰＴＣデバイスが破壊的な過電圧に暴露されることもない。図４０および図４１は、サージサプレッサーに、本発明に従うコネクタアセンブリ内のＰＴＣデバイスを並列接続し、さらにこれらの電圧スパイクを補償するための誘導負荷を並列に接続できる様式を示す図である。
【００４８】
分離速度は、導電ポリマーデバイスを補助コンタクトの切離し前にオフにすることができるのに十分な時間遅延を生成する２段階の切離し手順を使用することによって、本発明の代表的なそれぞれの実施形態において制御可能である。ＰＴＣ部材がオフ状態に切り替わらないうちに、主コンタクトを迅速に確実に切断するようにさせる手段も好ましい実施形態に備えられる。ここで説明した代表的な手段が、使用可能な分離速度制御の唯一の手段ではない。手動操作型の電気コネクタの切離し速度は、様々な方法で制御可能である。また、負荷電流の範囲が限定され場合、つまり流れることができる電流が最小である場合（それは最大電流のかなりのパーセントである）、補助コンタクトの長さを追加することによって生じる遅延で十分であり、明確な２段階分離が不必要になる。
【００４９】
嵌合するコネクタを切断する際に、作業者が克服しなければならない何らかの抵抗力を引き起こすような方法が他にもある。このような一例を図４２Ａから図４２Ｄに示すが、そこでは、コンタクト切断域を迅速に一方向に移動させ、かつ単一のレバーを使用して域間の時間遅延を与える手段を含む、リセプタクルコネクタ３０４および相手プラグコネクタ３０６が示されている。この代替レバー構成によって、ＭＤＺおよびＡＤＺを通過する一方向の高速度が与えられると共に、追加的なラッチなしでこれらの域間の時間遅延を与えている。レバー３０８上の負荷の掛かった片持ちレバービーム３１６が、プラグピン３１０を押して、図４２Ａから図４２Ｃに示したハウジングチャネル３１８内のリセプタクル突起３１２、３１４を通過させるとき、高速度が生成される。図４２Ｂに示したように、レバー３０８上の片持ちレバービーム３１６が、プラグピン３１０を押して第１のリセプタクルハウジング突起３１２を通過した後に負荷が緩み、次いでこのビームがプラグピン３１０を押して第２のリセプタクルハウジング突起３１４を通過するまで、レバー３０８を動かし続けることによって、再び屈曲させるとき、つまり再び負荷をかけるとき、時間遅延が生成される。
【００５０】
他のタイプでも、突起またはばね解除構造に、重要な分離域にわたって十分な速度を保証するために必要なレベルまで人間の力を予め組込んでいる。ピストンまたはダッシュポットは、速度を低下させることができるように抵抗力を制御することができ、さらに必要であれば、ラッチ機構またはレバーを追加して主および副接点の分離中に強制的に一時的に停止させることができる。他の手段も当業者には明らかであろう。
【００５１】
本発明はまた、導電ポリマーＰＴＣデバイスに限定されるものではない。ここで論じた好ましい実施形態で使用される導電ポリマーＰＴＣデバイスまたは材料に替わり得る他の正の温度係数抵抗デバイスが存在する。本発明の基本的要素のすべてを用いる代替実施形態で使用可能な金属ＰＴＣデバイスの存在が知られている。ドープチタン酸バリウムなどの他のＰＴＣ材も使用することが可能であるが、これらの様々な代替物にかかるコストのために、それらが、導電ＰＴＣデバイスおよび材料の使用に代わる商業的に許容される代替物を含むことを阻む恐れもある。他の代替実施形態も当業者には明らかであろう。したがって、ここに代表的な好ましい実施の形態によって説明された本発明は、それらの代表的な実施の形態に限定されることはなく、添付の特許請求の範囲によって定義される。
【００５２】
【発明の効果】
本発明によれば、主コンタクトが相手コネクタ内の相手端子から切断されたときにアーク放電が生じない電気コネクタを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による代表的な電気コネクタ端子が、切離されている間に通過する段階を示す図である。
【図２】本発明を用いる電気コネクタの特徴を示すために使用された構成による嵌合するコンタクト端子を示す図である。
【図３】Ａ〜Ｃは、本発明による電気コネクタ端子の様々な電流に関するトリップタイムを示す代表的なグラフである。
【図４】電流に対するトリップタイムの変化を示すグラフである。
【図５】２つのコンタクト端子間に接続されたＰＴＣデバイスの位置を示す、本発明の第１の実施形態にしたがう嵌合されたプラグおよびヘッダ電気コネクタを示す図である。
【図６】本発明の第１の実施形態を組込む２つの切離された電気コネクタおよび図５で示した端子を示す図である。
【図７】図６で示した２つの電気コネクタが嵌合されている構成を示す図である。
【図８】本発明によるリセプタクルコンタクト端子を組込むプラグコネクタの嵌合面を示す図である。
【図９】本発明の第１の実施形態で用いられる順次のラッチを示す、図８で示したプラグコネクタの三次元図である。
【図１０】図８および図９で示したプラグコネクタと嵌合可能なヘッダコネクタハウジングを示す図である。
【図１１】電気コネクタの嵌合軸に沿って異なる位置に配置されている２つのラッチ移動止めを示す、図１０で示したヘッダの三次元図である。
【図１２】本発明の第２の実施形態を含むリセプタクルコンタクト端子の三次元図である。
【図１３】本発明の第２の実施形態を含むブレードコンタクト端子の三次元図である。
【図１４】図１２および図１３の嵌合端子が嵌合する前に位置合わせされている状態を示す図である。
【図１５】図１４で示した嵌合する端子の側面図である。
【図１６】図１４および図１５で示した嵌合する端子の平面図である。
【図１７】本発明の第２の実施形態の補助コンタクト端子を示す図である。
【図１８】本発明の第２の実施形態の主コンタクト端子を示す図である。
【図１９】ＰＴＣ材料がオーバーモールド可能なように主および補助端子が配置されている様式を示す図である。
【図２０】本発明の第２の実施形態に従う嵌合可能なプラグおよびヘッダコネクタを示す図である。
【図２１】図２０の嵌合するプラグおよびヘッダコネクタを示す別の図である。
【図２２】完全に嵌合された構成にある図２０および図２１のプラグおよびヘッダコネクタを示す図である。
【図２３】図２０から図２２にも示した実施形態のプラグコネクタの嵌合面を示す図である。
【図２４】図２３のプラグコネクタハウジングと共に使用されるレバーを示す図である。
【図２５】図２０から図２３の実施形態のヘッダのハウジングの嵌合面を示す図である。
【図２６】２つの電気コネクタを最初に嵌合するための力の掛かりを示す、第１の嵌合位置での第２の実施形態の２つの嵌合するコネクタの側面図である。
【図２７】図２６にも示した位置での２つの嵌合するコネクタの三次元図である。
【図２８】２つのコネクタが、図２６および図２７で示した位置にあるときの、嵌合する補助レバーの位置を示す詳細図である。
【図２９】嵌合する補助レバーに対する力の掛かかりを示す、第２の位置での第２の実施形態の２つのコネクタの側面図である。
【図３０】図２９の位置での２つのコネクタの三次元図である。
【図３１】完全に嵌合された構成にある２つのコネクタおよびレバーを解除することができる様式を示す、第２の実施形態の２つのコネクタを示す図である。
【図３２】図３１にも示した位置での２つのコネクタの三次元図である。
【図３３】第２の実施形態の２つのコネクタの切離し順序を示す図であって、レバーを使用して主コンタクトを切断する位置を例示し、レバーが解除されている過渡的位置での２つのコネクタの側面図である。
【図３４】図３３にも示した２つのコネクタの三次元図である。
【図３５】補助コンタクト端子を分離できるように、レバーがその最終位置まで旋回した後で、ラッチを分離する方式を示す図である。主コンタクトは、切離しサイクルのこの段階で完全に切離される。
【図３６】図３５にも示した位置での２つのコネクタの三次元図である。
【図３７】完全に切離された位置にある２つのコネクタを示す図である。
【図３８】６０アンペアの電流が伝搬されているときに、従来技術コネクタの一構成が、５９ボルトで１回切断される際に発生する損傷を示す図である。
【図３９】６０アンペアの電流が流れているときに、本発明を用いて端子の嵌合部を保護して、その嵌合部を５９ボルトで５０回切断した後の、図３８に示したものと類似のコンタクト端子構成を示す図である。
【図４０】誘導負荷の過剰電圧効果から電気系を保護する手段の回路図である。
【図４１】誘導負荷の過剰電圧効果から電気系を保護する第２の手段の回路図である。
【図４２】Ａ〜Ｄは、コネクタアセンブリが、コンタクト切断域を通る迅速で一方向の動きと単一レバーによる域間の時間遅延とを与えるレバーを使用する、一代替実施形態を示す図である。
【符号の説明】
２  サンプルコンタクト端子構成
４  電気コネクタアセンブリ
６  ＰＴＣデバイス
８  リード線
１２  主コンタクト
１６  補助コンタクト
１８  後方部
３０  リセプタクルアセンブリ
３２  リセプタクル端子
３４Ａ  ばね部材
３４Ｂ  ばね部材
３６  補助リセプタクル端子
３８Ａ  ばね部材
３８Ｂ  ばね部材
４０  電気コネクタ
４２  リセプタクルヘッダハウジング
４４Ａ  ラッチ突起
４４Ｂ  ラッチ突起
４６Ａ  ラッチ突起
４６Ｂ  ラッチ突起
４８  ポケット
５０  プラグコネクタ
５２  プラグコネクタハウジング
５４Ａ  ラッチ
５４Ｂ  ラッチ
５６  ラッチ突起
５８Ａ  ラッチ
５８Ｂ  ラッチ
６０Ａ  ラッチ
６０Ｂ  ラッチ
６２  ラッチ突起
６４  対向端
１０４  ヘッダ
１０６  コネクタ
１１０  コネクタ端子
１１２  主コンタクト
１１４Ａ  主接触ブレード
１１４Ｂ  主接触ブレード
１１６  中央カットアウト
１１８  中間部１１８
１２０  後方縁
１２２  切欠き
１２４  後方部
１２６  リード線
１２８  支持細片
１２９  パイロット孔
１３０  補助コンタクト
１３２  コンタクト部
１３４  横部材
１３６  中間部
１３８  支持細片
１３９  パイロット孔
１４０  導電ポリマーＰＴＣ抵抗性部材
１５０  リセプタクル端子
１５２Ａ  ばね
１５２Ｂ  ばね
１５２Ｃ  ばね
１５４Ａ  接触点
１５４Ｂ  接触点
１５４Ｃ  接触点
１５６  圧着部
１５８  スリーブ
１５９  支持ビーム
１６０  プラグコネクタハウジング
１６２  主本体
１６４  嵌合面
１６６  スリーブ
１６８  前縁
１７０  ソケット１７０
１７２  軸受け面１７２
１７４  スロット１７４
１８０  機械式補助レバー
１８２  レバー操作アーム
１８４  レバーハンドル
１８６  ラッチ留め
１８８  突出部
１９０  回転ピン
１９２  カムアーム
１９４  フィンガ
１９６  ラッチ
１９８  上部
２００  ヘッダハウジング
２０２  ヘッダシュラウド
２０４  空胴
２０８  カム溝
２１０  表面
２１２  側部
２１４  リブ
２１６  傾斜表面
２１８  ガイドレール
２２０  ラッチ溝
２２２  突起
２２４  突起
３０４  リセプタクルコネクタ
３０６  プラグコネクタ
３０８  レバー
３１０  プラグピン
３１２  突起
３１４  突起
３１６  片持ちレバービーム
３１８  ハウジングチャネル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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