JP7167346B2 - 密閉型電気プラグ - Google Patents

Description

本開示は、電気コネクタに関し、より詳細には、１以上の温度センサを備える密閉型電気プラグに関する。

電気プラグは、電気トースタや電気ポット、電気自動車の充電装置などの電気製品に電力を供給するために一般的に使用されている。これらの電気製品の中には、他の電気機器よりも大きな電流を消費するものがある。従来の電気プラグは、高電流を流すアプリケーションのための保護機構を備えていないため、過熱、溶融、又は焼損の恐れがある。その結果、従来の電気プラグは、損傷を受け、安全でない状態になり得る。更に、特定の環境下において、電気プラグは、空気や湿気に晒され、それらがプラグ内に侵入して、更なる損傷や安全でない状態になり得る。そのため、従来の電気プラグを改良する必要がある。

本開示の一態様によれば、プラグの内部温度を検知するためにプラグに埋め込まれた少なくとも１つの温度センサを備える電気プラグが提供される。この電気プラグは、少なくとも１つの温度センサからの温度データを正確に捕捉して伝達するために、電気ノイズを遮蔽するシールドで覆われたデータケーブルを更に備えている。また、電気プラグは、少なくとも１つの温度センサを収容するためのハウジングを更に備えている。

電気プラグは、２つのサーミスタを備えてもよい。一方のサーミスタは、プラグのライブピン（live pin）に隣接して配置されてもよく、他方のサーミスタは、プラグのニュートラルピンに隣接して配置されてもよい。サーミスタを収容するためのハウジングは、ハウジングのカバー部とベース部とを取り外し可能にロックするための少なくとも１つのスナップジョイントを含んでもよい。電気プラグは、ハウジングをプラグのピンブリッジに取り外し可能に取り付けるためのスナップフィット機構を更に含んでもよい。

また、サーミスタを収容するためのハウジングは、２つのピン受け部と、２つのサーミスタ受け部と、を有するセラミックハウジングで構成されてもよい。２つのピン受け部と２つのサーミスタ受け部とは、一列に配置されてもよい。２つのサーミスタ受け部は、一対のピン受け部の間に配置されてもよい。サーミスタ受け部と各サーミスタとの隙間には、熱伝導性接着剤が充填されてもよい。これにより、密着性を維持し、熱抵抗率を下げることができ、予測される寿命の間、サーミスタの安定した性能を確保することができる。また、電気プラグのピン（端子やプロングとも呼ばれる）は、空気や水分の侵入を抑えるために、電気プラグのインナーモールドのピンブリッジ内でシールされてもよい。これにより、電気プラグの内部の損傷を抑え、短絡を防止し、サーミスタを保護することができる。

本開示の第２の側面によれば、少なくとも１つの温度センサをハウジング内に挿入するステップと、少なくとも１つの温度センサを収容するハウジングをプラグ内に埋め込むステップと、を含む電気プラグの組み立て方法が提供される。この方法は、更に、少なくとも１つの温度センサを収容するハウジングの周囲にインナーモールドを形成するステップと、インナーモールド内でピンをシールするステップと、インナーモールド上にオーバーモールドを形成するステップとを含む。

本開示の実施形態は、添付の図面を参照して以下に、より十分に説明される。
本開示に係る、サーミスタを備える部分的に半透明な電気プラグを示す図である。 本開示に係る、サーミスタを備える電気プラグの分解斜視図である。 本開示に係る、ケーブルの断面図である。 本開示の実施形態に係る、サーミスタを備えるハウジングの斜視図である。 本開示の実施形態に係る、サーミスタを備えるハウジングの斜視図である。 本開示の実施形態に係る、ハウジングをピンブリッジに取り外し可能に取り付けるためのスナップフィット機構を示す斜視図である。 本開示の実施形態に係る、ハウジングをピンブリッジに取り外し可能に取り付けるためのスナップフィット機構を示す斜視図である。 本開示の実施形態に係る、サーミスタを備える電気プラグを組み立てるプロセスを示す図である。 本開示の実施形態に係る、サーミスタを備える電気プラグを組み立てるプロセスを示す図である。 本開示の実施形態に係る、サーミスタを備える電気プラグを組み立てるプロセスを示す図である。 本開示の実施形態に係る、サーミスタを備える電気プラグを組み立てるプロセスを示す図である。 本開示の別の実施形態に係る、サーミスタを収容するためのセラミックなどの熱伝導性を有するハウジングの斜視図である。 本開示の別の実施形態に係る、サーミスタを備える電気プラグを示す図である。 本開示の別の実施形態に係る、サーミスタを備える密閉型電気プラグを示す図である。 図９に示されているピンシールを更に示す図である。 本開示の別の実施形態に係る、単一のサーミスタを備える密閉型電気プラグを示す図である。 図１０に示されているピンシールを更に示す図である。 本開示の別の実施形態に係るサーミスタを備える密閉型電気プラグを示す図である。 図１１に示されているピンシールを更に示す図である。 本開示の別の実施形態に係るサーミスタを備える密閉型電気プラグを示す図である。 図１２に示されているピンシールを更に示す図である。 本開示に係る、電気プラグの１以上の構成要素の間にシールを生成するための様々な実施形態を示す図である。 図１３に示されている実施形態のためのピンシールの第１の実施形態を更に示す図である。 図１３に示されている実施形態のためのピンシールの第２の実施形態を更に示す図である。 図１３に示されている実施形態のためのピンシールの第３の実施形態を更に示す図である。 本開示に係る電気プラグの１以上の構成要素の間にシールを生成するための付加的な実施形態を示す図である。 図１４に示されているケーブルチューブとワイヤ絶縁体との間のシールを更に示す図である。 図１４に示されている実施形態のためのピンシールの第１の実施形態を更に示す図である。 図１４に示されている実施形態のためのピンシールの第２の実施形態を更に示す図である。

本開示は、電気プラグの温度を正確に監視し、温度データをコントローラに伝えることができる改良された電気プラグを記載している。電気プラグの温度が予め決められた閾値を超えると、電気プラグは、電気プラグの損傷や安全でない状態の発生を回避するように、電気回路を自動的に遮断するように構成されている。

北米で使用されているタイプＢのプラグの実施形態が図に示され、本明細書で説明されているが、本開示はタイプＢのプラグに限定されないことを理解されたい。前述したように、本開示の電気プラグは、任意の電圧規格のプラグだけでなく、２以上の電圧規格をサポートするプラグであってもよい。また、電気プラグは、タイプＡ及びＣ－Ｎなどの任意の形状、サイズ、及びタイプであってもよい。

図１は、本開示に係る完全に組み立てられた電気プラグ１００の一実施形態であって、内部の構成要素が視認可能であるように、半透明のインナーモールド１７０とオーバーモールド１８０（図２に示す）とを備える電気プラグ１００を示す図である。図２により具体的に示されるように、電気プラグ１００は、ライブピン１０２と、ニュートラルピン１０４と、アースピン１０６とを備えてもよい。これらは、前述したように、当技術分野では端子及びプロングとも呼ばれる。ピン１０２，１０４，１０６は、ピンブリッジ１１０内で組み立てられてもよい。また、電気プラグ１００は、サーミスタ１２０ａ，１２０ｂ（総称して１２０）と、締結部材１２６ａ，１２６ｂ，１２６ｃ（総称して１２６）と、ハウジング１３０と、ケーブル１５０と、インナーモールド１７０と、オーバーモールド１８０とを備えてもよい。ピン１０２，１０４，１０６は、銅や真鍮などの任意の適当な導電性材料で作成されてもよい。ピン１０２，１０４，１０６は、ケーブル１５０内のそれぞれの導体に電気的に結合されてもよい。ピン１０２，１０４，１０６は、ピンブリッジ１１０に固定されてもよい。ピンブリッジ１１０は、プラスチックなどの任意の適当な絶縁材料で作成されてもよい。

サーミスタ１２０ａ，１２０ｂは、電気機器（図示せず）に設置された温度コントローラに温度データを正確に伝えるように、（図３に示すように）ケーブル１５０のデータ部１６０に結合されてもよい。締結部材１２６は、サーミスタ１２０の電極をデータ部１６０の対応するデータコードに締結するために使用されてもよい。サーミスタ１２０は、ビーズサーミスタやディスクサーミスタなど、どのようなタイプのサーミスタであってもよい。サーミスタ１２０は、電気プラグ１００に埋め込むことができるハウジング１３０内に受け入れられてもよい。ハウジング１３０は、ピンブリッジ１１０に取り外し可能に取り付けられてもよい。ハウジング１３０の特徴については、以下で更に説明する。

サーミスタ１２０が図面に示され、本明細書に記載されているが、図示されたサーミスタ１２０は何ら限定されるものではないことは理解されるべきである。本開示は、サーミスタの使用に限定されるものではなく、プリント回路基板アセンブリ上の集積回路チップや、一定の精度を有する任意の電気及び／又は電子部品など、他の適当な温度センサを使用してもよい。同様に、サーミスタ１２０の数は、２つに限定されるものではなく、１つや３つなどの他の数であってもよいことは理解されるべきである。

図３は、本開示の例示的な実施形態に係るケーブル１５０の断面図を示している。ケーブル１５０は、被覆部１５１と、第１の鞘部１５２と、導体１５４，１５６，１５８を有する３本のワイヤ１５３で構成される電源部と、データ部１６０とを備えてもよい。電源部のワイヤ１５３及びデータ部１６０は、第１の鞘部１５２内に収容されてもよい。また、被覆部１５１は、第１の鞘部１５２の周囲を覆ってもよい。被覆部１５１及び第１の鞘部１５２は、プラスチックなどの任意の適当な絶縁材料で作成されてもよい。導体１５４，１５６，１５８は、電力を伝達するように、それぞれピン１０２，１０４，１０６に結合されてもよい。導体１５４，１５６，１５８のそれぞれは、絶縁材料の層によって囲まれてもよい。導体１５４，１５６，１５８、及びデータ部１６０の絶縁層間の隙間を埋めるように、充填材１５５がケーブル１５０内に配置されてもよい。それにより、互いの相対的な位置を維持するとともに、ケーブル１５０に強度を付加することができる。なお、充填材１５５は、プラスチック充填材や紙充填材など、どのような種類のものであってもよい。

本明細書で説明した電源部のワイヤ１５３は、何ら限定されるものではないことを留意されたい。電源部のワイヤ１５３は、特定のタイプの電気プラグに対応する任意の適当な構造及び配置を有してもよい。例えば、電気プラグ１００が、２つの平坦な平行ピンを有する非接地プラグであるタイプＡのプラグである場合、ケーブル１５０の電源部のワイヤ１５３は、タイプＡのプラグの２つのピンにそれぞれ電気的に結合されるための２つの導体のみを有してもよい。

図３に示されるように、データ部１６０は、シールド１６２と、第２の鞘部１６４と、第１のデータコード１６６ａ、第２のデータコード１６６ｂ、及び第３のデータコード１６６ｃ（総称してデータコード１６６）とを備えてもよい。データコード１６６ａ，１６６ｂ，１６６ｃは、それぞれ導体１６７ａ，１６７ｂ，１６７ｃを備えてもよい。導体１６７ａ，１６７ｂ，１６７ｃは、対応する絶縁層１６８ａ，１６８ｂ，１６８ｃによって囲まれてもよい。データコード１６６は、サーミスタ１２０からの温度データを温度コントローラに伝えるように、サーミスタ１２０の電極に結合されてもよい。一例であって限定されるものではないが、温度コントローラは、電気機器（図示せず）に設置されてもよい。本明細書に記載されているデータ導体の数は、何ら限定されるものではないことは理解されるべきである。データ導体の数は、電気プラグ１００に埋め込まれた温度センサの数に応じて変化してもよい。

データコード１６６は、第２の鞘部１６４内に収容されてもよい。シールド１６２は、第２の鞘部１６４の外側を覆ってもよい。シールド１６２は、銅などの導電性材料で構成されてもよい。シールド１６２は、電源部からの電気的ノイズを遮蔽し、電気的ノイズが温度データ信号に干渉することを抑えて、データ部１６０が温度データを正確に伝えることができるようにしてもよい。シールド１６２は、銅などの金属を編み込んだ撚線や、銅テープを非編み込みで螺旋状に巻いたもの、又は導電性ポリマーの層などで構成されてもよい。

図４Ａ及び図４Ｂは、サーミスタ１２０を収容するためのハウジング１３０の例示的な実施形態を示している。ハウジング１３０は、プラスチックなどの、所定のレベルの柔軟性を有する任意の絶縁材料で作成されてもよい。一例であって限定されるものではないが、ハウジング１３０は、プラスチック射出成形プロセスで製造されてもよい。ハウジング１３０は、カバー部１３２と、ヒンジ部１３３と、ベース部１３４とを備えている。カバー部１３２及びベース部１３４は、ハウジング１３０を開閉するように、ヒンジ部１３３を中心として回転することができる。カバー部１３２は、４つの側壁と、中央凹部とを有している。同様に、ベース部１３４は、４つの側壁と、中央凹部とを有している。カバー部１３２及びベース部１３４の中央凹部は、サーミスタ１２０及びデータコード１６６を受け入れるために使用され得る。

カバー部１３２の側壁１３５及びベース部１３４の側壁１３７には、第１のスナップジョイント１３６及び第２のスナップジョイント１３８が形成されてもよい。第１のスナップジョイント１３６は、第１の突出部１３６ａと、第１の受け部１３６ｂとを有する。第２のスナップジョイント１３８は、第２の突出部１３８ａと、第２の受け部１３８ｂとを有する。第１及び第２の突出部１３６ａ，１３８ａは、それぞれ第１及び第２の受け部１３６ｂ，１３８ｂに受け止められるように配置及び構成されている。それにより、ハウジング１３０が閉じられたときに、カバー部１３２とベース部１３４とが互いにラッチされる。ハウジング１３０を開くことが望まれる場合、使用者は、スナップジョイント１３６，１３８に力を加えて、突出部１３６ａ，１３８ａがそれぞれ受け部１３６ｂ，１３８ｂから離れるようにしてもよい。

図４Ａ及び図４Ｂに示された実施形態においては、突出部１３６ａ，１３８ａがベース部１３４の側壁１３７に設けられ、それらに対応する受け部１３６ｂ，１３８ｂがカバー部１３２の側壁１３５に形成されている。別の実施形態においては、突出部１３６ａ，１３８ａがカバー部１３２に形成され、対応する受け部１３６ｂ，１３８ｂがベース部１３４に設けられてもよい。

本明細書では、スナップジョイント１３６，１３８が説明されているが、図示された実施形態は、何ら限定されるものではない。スナップジョイントの数は２つに限定されるものではなく、１つや３つなど、数が様々であってもよいことは理解されるべきである。また、スナップジョイントは、単に例示的なものであり、本開示に係るカバー部１３２とベース部１３４とを互いに接続するために、任意の他の適当な貼付け構造を用いてもよいことは理解されるべきである。

図４Ａに示されるように、カバー部１３２は、カバー部１３２の裏側の壁１４１に形成される３つの溝１４０ａ，１４０ｂ，１４０ｃを有する。ベース部１３４は、ベース部１３４の裏側の壁１４３に形成される３つの溝１４２ａ，１４２ｂ，１４２ｃを有する。カバー部１３２の溝１４０ａ，１４０ｂ，１４０ｃと、ベース部１３４の溝１４２ａ，１４２ｂ，１４２ｃとは、ハウジング１３０を閉じたときにデータコード１６６を受け入れるように３つの略円形の溝を形成できるように、裏側の壁１４１，１４３に対称的に設けられている。

溝１４２ａと溝１４２ｂとの間及び溝１４２ｂと溝１４２ｃとの間のベース部１３４の中央凹部には、２つの仕切り壁１４４ａ，１４４ｂ（総称して１４４）が形成されてもよい。２つの仕切り壁１４４ａ，１４４ｂは、ベース部１３４の中央凹部の内側底面に対して垂直に上向きに延びてもよい。仕切り壁１４４の高さは、カバー部１３２とベース部１３４とがハウジング１３０を完全に閉じるように嵌め合うことができるように、カバー部１３２及びベース部１３４の中央凹部の深さの合計以下であってもよい。また、仕切り壁１４４の後端部は、裏側の壁１４３の内面に対して垂直に取り付けられてもよい。仕切り壁１４４は、３つのデータコード１６６ａ，１６６ｂ，１６６ｃをそれぞれ受け入れるように、ベース部１３４の中央凹部の背面領域を３つのサブエリアに略均等に分割するように、配置及び構成されてもよい。

ハウジング１３０の前端部の外面には、第１のカンチレバー１４６と第２のカンチレバー１４８とが、ハウジング１３０の前端部の外面の縦方向及び横方向の中心線を中心として対称的に形成されてもよい。第１のカンチレバー１４６の２つの半部１４６ａ，１４６ｂは、それぞれ、カバー部１３２の前側壁１４５の外側面及びベース部１３４の前側壁１４７の外側面に対して、外側に向かって垂直に延びてもよい。同様に、第２のカンチレバー１４８の２つの半部１４８ａ，１４８ｂは、それぞれ、カバー部１３２の前側壁１４５の外側面及びベース部１３４の前側壁１４７の外側面に対して、外側に向かって垂直に延びてもよい。

第１のカンチレバー１４６は、第１のアーム１１８ａと、第１のアーム１１８ａの遠位端部に形成された第１のフック１１８ｂとを有してもよい。同様に、第２のカンチレバー１４８は、第２のアーム１１６ａと、第２のアーム１１６ａの遠位端部に形成された第２のフック１１６ｂとを有してもよい。一対のカンチレバー１４６，１４８は、ピンブリッジ１１０に形成された（図５Ａ及び図５Ｂに示すような）第３の受け部１１２に係合するように構成されてもよい。それにより、ハウジング１３０がピンブリッジ１１０に取り外し可能に取り付けられる。ハウジング１３０をピンブリッジ１１０から取り外すことが望まれる場合、使用者は、フック１１６ｂ及び１１８ｂに内向きに力を加えて、カンチレバー１４８，１４６を第３の受け部１１２から取り外すことができる。

図４Ａ及び図４Ｂは、電気プラグ１００に埋め込まれた温度センサを収容するためのハウジングの例示的な実施形態を図示しているが、当業者であれば、他の実施形態において、図示された例が変更され得ることを理解するであろう。例えば、ハウジング１３０をピンブリッジ１１０に接続するためのカンチレバー１４６，１４８の使用は、単なる例示であり、ハウジング１３０をピンブリッジ１１０に取り付けるために、カンチレバー１４６，１４８及び第３の受け部１１２の必要性を取り除くという付加的な利点がある接着剤の使用など、他の任意の適当な配置が使用されてもよいことは理解されるべきである。また、ハウジングは、２つのサーミスタに限定されるものではなく、１つ、３つ、４つ、又はそれ以上のサーミスタを備えるように変更されてもよいことは理解されるべきである。

図５Ａ及び図５Ｂにより具体的に示すように、第３の受け部１１２は、ハウジング１３０がピンブリッジ１１０に取り付けられたときに、３つのピン１０２，１０４，１０６の間に位置決めされるように配置されてもよい。好ましくは、第３の受け部１１２は、ピンブリッジ１１０の略中央に配置される。電気プラグ１００が２つのピンのみを有するタイプＡのプラグである別の実施形態では、第３の受け部１１２は、ハウジング１３０が垂直方向において２つのピンの僅かに下方又は上方に位置決めされるとともに水平方向において２つのピンの間の略中央に位置決めされるように、配置されてもよい。図５Ａにより具体的に示されるように、第３の受け部１１２は、段付きのスリットであって、幅狭部１１３と幅広部１１４とを有してもよい。幅狭部１１３は、第１及び第２のアーム１１８ａ，１１６ａを受け入れるように構成されてもよい。幅広部１１４は、第１及び第２のフック１１８ｂ，１１６ｂを受け入れるように構成されてもよい。幅広部１１４の幅は、幅狭部１１３の幅よりも大きい。第３の受け部１１２はオーバーモールド１８０によって覆われるので、第３の受け部１１２においてピンブリッジ１１０を通る残りの開口部は、オーバーモールド１８０の材料によってシールされる。

図６Ａ～図６Ｄは、本開示の例示的な実施形態に係る電気プラグ１００を組み立てるプロセスを示している。この組立プロセスは、締結部材１２６を用いて、サーミスタ１２０の電極をデータ部１６０の対応するデータコードに接続するとともに、ピン１０２，１０４，１０６を電源部の対応する導体に接続する第１のステップ２１０を含んでもよい。また、組立工程は、サーミスタ１２０をハウジング１３０に取り付け、一対のカンチレバー１４６，１４８を第３の受け部１１２に嵌め込むことによって、ハウジング１３０をピンブリッジ１１０に取り外し可能に取り付ける第２のステップ２２０を含んでもよい。また、組立工程は、ケーブル１５０に接続されたピン１０２，１０４，１０６の一部を覆ってインナーモールド１７０を形成する第３のステップ２３０を含んでもよい。当該一部には、ケーブル１５０のデータ部１６０に接続されたサーミスタ１２０を収容するとともにピンブリッジ１１０に嵌め込まれたハウジング１３０が含まれる。また、組立工程は、インナーモールド１７０とピンブリッジ１１０とケーブル１５０の一部とを覆うオーバーモールド１８０を形成する第４のステップ２４０を更に含んでもよい。当業者であれば、接続部を覆うインナーモールド１７０を形成するとともに、インナーモールド１７０を覆うオーバーモールド１８０を形成するために、任意の適当な手段を使用してもよいことは、理解するであろう。

図７は、サーミスタを収容するためのハウジング１３０Ａの第２の例示的な実施形態を示している。好ましくは、ハウジング１３０Ａは、セラミックで作成される。セラミックは、窒化アルミニウム、シリコンカーボン、及び酸化アルミニウムなどの高熱伝導性セラミックであってもよい。他の熱伝導性の高いセラミックとしては、酸化ベリリウム、窒化ホウ素などが挙げられる。一実施形態において、高熱伝導性を有するセラミックハウジング１３０Ａは、サーミスタによる熱検知を補助するために、ピン１０２，１０４の近傍に配置される。例えば、本明細書で説明したように、密接に配置されたサーミスタは、熱を検知するとともに電気プラグの外部にある制御システムにデータ信号を送信し、検知された温度が予め設定された温度に達したときに電気機器からの電力供給が遮断されるようにしてもよい。

また、ハウジング１３０Ａは、高熱伝導性を有する他の任意の適当な電気絶縁材料で作成されてもよい。ハウジング１３０Ａは、横長の楕円形や横長の長方形など、細長い形状を有してもよい。ハウジング１３０Ａは、ピン１０２，１０４及び１以上のサーミスタ１２０を受け入れるための受け部を提供するように、また、電気プラグ１００に埋め込むことができるように、一定の厚さ１４０Ａ（図８に示す）、一定の長さ１４２Ａ、及び一定の幅１４４Ａを有する。

図７に示すように、ハウジング１３０Ａは、一対のピン受け部１３２Ａ，１３４Ａと、一対のサーミスタ受け部１３６Ａ，１３８Ａとを有している。一対のピン受け部１３２Ａ，１３４Ａと、一対のサーミスタ受け部１３６Ａ，１３８Ａとは、一列に並んでいてもよい。一対のピン受け部１３２Ａ，１３４Ａは、ライブピン１０２及びニュートラルピン１０４の後端部をそれぞれ受け入れるように配置及び構成されてもよい。また、一対のピン受け部１３２Ａ，１３４Ａは、ハウジング１３０Ａの両端部に隣接して配置されてもよい。一対のピン受け部１３２Ａ，１３４Ａは、ライブピン１０２及びニュートラルピン１０４の後端部を受け入れるように、シリンダの形状又は他の適当な形状を有してもよい。

一対のサーミスタ受け部１３６Ａ，１３８Ａは、それぞれ２つのサーミスタ１２０を受け入れるように配置及び構成されてもよい。一対のサーミスタ受け部１３６Ａ，１３８Ａは、ハウジング１３０Ａの中央部分で、一対のピン受け部１３２Ａ，１３４Ａの間に配置されてもよい。一対のサーミスタ受け部１３６Ａ，１３８Ａは、サーミスタ１２０を受け入れるように、立方体の形状又は他の適当な形状を有してもよい。図７は、例示的な実施形態を図示しているが、当業者であれば、様々な実施形態が、図示された例を修正することができることを理解できるであろう。例えば、サーミスタ受け部の数は、２つに限定されず、１つや３つなど、他の数であってもよい。

図８は、ハウジング１３０Ａと、ライブピン１０２と、ニュートラルピン１０４と、ピンブリッジ１１０と、ケーブル１５０との組み立て関係を示す図である。ハウジング１３０Ａは、ライブピン１０２、ニュートラルピン１０４、及びサーミスタ１２０を、それらの対応する受け部１３２Ａ，１３４Ａ，１３６Ａ，１３８Ａに嵌め込むことによって、ピンブリッジ１１０の背面（内向き）に取り付けられてもよい。サーミスタ１２０の電極１２２は、締結部材１２６を用いて、ケーブル１５０の対応するデータコードに接続されてもよい。また、ピン１０２，１０４，１０６は、ケーブル１５０の対応する導体に接続されてもよい。

サーミスタ１２０を対応する受け部１３６Ａ，１３８Ａに嵌め込み、サーミスタ１２０の電極１２２をケーブル１５０の対応するデータコードに接続した後、使用者は、任意の適当な熱伝導性接着剤などを使用してサーミスタ受け部１３６Ａ，１３８Ａを埋め、サーミスタ１２０と対応する受け部１３６Ａ又は１３８Ａとの間の緊密な接触を維持する。それによって、熱抵抗率が効果的に低減され、予測される寿命の間、サーミスタ１２０の安定した性能を確保することができる。一例であって限定されるものではないが、熱伝導性接着剤は、ダウコーニング社のＴＣ－２０３５耐熱性接着剤であってもよい。熱伝導性接着剤の使用は単なる例示であり、サーミスタ１２０と対応する受け部１３６Ａ又は１３８Ａとの間の緊密な熱伝導性接触を達成するために、他の任意の適当な材料及び手段を使用してもよいことは理解されるべきである。

ライブピン１０２及びニュートラルピン１０４を対応する受け部１３２Ａ，１３４Ａに嵌め込み、ピン１０２をケーブル１５０の対応する導体に接続した後、使用者は、ハウジング１３０Ａとピン１０２，１０４との間の緊密な接続を確保し、熱抵抗率を大幅に低減するように、ピンとそれぞれの受け部との間の接触領域をはんだ付けしてもよい。ピンと受け部との間の接触領域をはんだ付けすることは単なる例示であり、ハウジング１３０Ａとピン１０２，１０４との間の緊密な接続を確実にするために、他の任意の適当な手段を使用することができることは理解されるべきである。インナーモールド１７０及びオーバーモールド１８０を形成するその後の組立ステップは、ハウジング１３０の第１の例示的な実施形態に関して前述したものと同じであってもよい。

図９は、２つのサーミスタが単一のホルダ又はハウジング１３０内に位置する実施形態を示している。サーミスタ１２０は、ライブピン用の受け部とニュートラルピン用の受け部との間の受け部に配置され、ホルダ１３０内に位置する。ホルダ１３０は、各サーミスタの位置を固定する。ホルダ１３０は、ブリッジ１１０及び各金属ピンに取り付けられてもよい。図示された実施形態において、各サーミスタは、それぞれのピンに対して同じ位置又は異なる位置に配置される。また、サーミスタ１２０は、例えば、各ピンの温度を個別に判定するために、ブリッジ１１０上に特定の構成で配置されてもよい。

データコード１６６は、各サーミスタ１２０の電極に結合され、コントローラに温度を伝達する。一実施形態においては、チューブ９２０がデータコード１６６を取り囲み、絶縁及び保護を提供する。チューブ９２０は、熱収縮チューブ、又は、特定のプラグ構成、用途、及び実施形態に適した複数のデザイン及び組成物のいずれかで構成されてもよい。ケーブル１５０は、前述したように、データコード１６６及び導体を収容し、電気プラグの様々な部品を電気的に接続する。一実施形態においては、インナーモールド１７０が、サーミスタ１２０、ハウジング、データコード及びケーブルの端子端、並びにチューブ９２０を含む電気プラグの内側部分を包囲する。オーバーモールド１８０は、様々な実施形態に応じて、インナーモールド１７０を取り囲み、インナーモールド１７０とブリッジ１１０との間の任意のオープンジョイントをシールする。

図９及び図９Ａにおいて、ピンの一部は、電気プラグのシールを更に補助するために、複数の溝９１０を更に有している。ピン溝９１０とホルダ１３０との組み合わせは、電気プラグへの空気、水、及び／又は他の粒子の通過に対して、緊密で相補的なシールを形成することができる。一実施形態において、ハウジングは、少なくとも１つのピンを受け入れる受け部を備え、ピンの周りに成形され、それによってピン溝９１０を充填してシールを形成してもよい。一実施形態において、成形は、電気プラグの形成中に行われてもよい。一例において、ハウジングは、ブリッジ上に配置され、プラスチックなどのホルダ材料がピン溝９１０内に溶けて防水及び／又は気密シールを形成するように加熱されてもよい。

別の実施形態において、ピンは、ブリッジ１１０と噛み合ってプラグの外部と内部との間に緊密なシールを形成するように配置された複数の溝を備える。ブリッジは、ピンを受け入れるように構成されてもよく、加熱されたときに、ピンを取り囲むブリッジ材料がピン溝９１０内に溶け込むように配置されてもよい。冷却すると、構成要素は、ブリッジ１１０と金属ピンとの間に確実な接続を形成する。図１３及び図１４を参照して、ピンをブリッジ１１０に固定し、電気プラグの外部と内部との間に緊密なシールを形成する付加的な実施形態を以下に説明する。

ピン溝とプラグ部品との間の接続が、確実なアタッチメントと緊密なシールとを形成するための様々なデザインのいずれかで構成されてもよいことは、理解されるであろう。ピン溝とハウジング及び／又はブリッジとの成形及び／又は嵌合は、前述の例に限定されない。様々なデザインは、ハウジング、ピン、ブリッジ、及びプラグの材料の物理的、化学的、及び構造的特性（材料の熱伝導性、電気伝導性、磁気特性、腐食性、強度、及び耐久性を含むが、これらに限定されない）を考慮してもよい。デザインは、プラグ部品の材料に関する経済的及び／又は製造上の考慮事項に基づいて更に変化してもよい。

図示されたピン溝９１０は、ピンの円周を取り囲む３つの等間隔の別個の溝から構成されているが、ピン溝は、図示された実施形態に限定されるものではない。ピン溝９１０は、ハウジング及び／又はブリッジと確実に嵌め合って緊密なシールを形成するために、１つ、２つ、４つ以上などの任意の数の溝、並びに、溝の形状、サイズ、及び間隔の任意の組み合わせで構成されてもよい。更に、各ピンは、同じ又は異なるピン溝９１０のデザインを有してもよい。

図１０は、ライブピンとニュートラルピンとの間に単一のサーミスタが位置決めされている本発明の一実施形態を示すものである。ホルダ１３０は、ピンの間のその位置でサーミスタを保持する。この配置は、各ピンの温度を同時に検知する能力を提供する。一例において、検知された温度は、電気プラグの全体的な温度を示し、及び／又は、１つ又は両方のピンの一般的な推定温度を提供する。このような配置は、個々のピンの温度を必要としない用途に特に役立つ。また、単一のサーミスタを使用することで、複数のサーミスタを有する実施形態と比較して、製造コストを削減することができる。

図９及び図９Ａの実施形態と同様に、図１０及び図１０Ａは、複数のピン溝９１０を有する少なくとも１つのピンを示している。前述したように、ピン溝９１０は、ピンをホルダ１３０及び／又はブリッジ１１０に固定することを補助する。ピン溝９１０は、いずれかのホルダ１３０と協働して、防水性、気密性などのシールを形成して、水分及び他の粒子がプラグの内部に入るのを抑えるようにしてもよい。プラグの内部から水分及び他の微粒子を大幅に減少及び／又は除去することは、プラグ及びその部品の寿命を改善し、あらゆる潜在的な電気的干渉を低減し、より正確なサーミスタデータ及び温度測定値を提供することができる。

図１１は、単一のホルダ１３０内に設置された２つのサーミスタ１２０を備える実施形態を示しており、各サーミスタはピンに隣接している。サーミスタ１２０は、図９の実施形態のようにピンの間に配置する必要はなく、代わりにピンに隣接する任意の位置に配置されてもよい。この配置により、より多様な温度判定が可能となる。例えば、単一のサーミスタをライブピン及びニュートラルピンのそれぞれに隣接して配置することで、各ピンの温度を個別に検知することができる。また、サーミスタのデータを利用して、プラグの全体的な温度や両ピンの推定温度を求めることもできる。このように、本実施形態は、温度決定に更なる柔軟性及び可能性を提供し、個別及び集合的な温度検知の両方を必要とする電気プラグの用途に特に有用である。

更に、両方のサーミスタを有する単一のホルダは、独自の利点を提供することができる。単一のホルダは、各サーミスタを保持するために複数の別々のホルダユニットを必要とする実施形態と比較して、製造コストを削減することができる。更に、単一のホルダユニットは、サーミスタの位置を維持する上で更なる安定性を提供することができる。例えば、単一のホルダは、ブリッジ１１０上に個別に取り付けられた部品の数を減らし、それに応じて、固定されなくなる可能性のある部品の数を減らすことができる。更に、ホルダ１３０は、図１１Ａに示され、前述したように、複数のピン溝９１０との噛み合いによって各ピンに取り付けられ、より大きな安定性を提供することができる。ホルダの一部分が、例えば、破損したアタッチメント及び／又は欠陥のある接着剤のために固定されなくなったとしても、ピン溝９１０のデザインは、一方又は両方のピン上のアタッチメントを介してホルダを安定させるであろう。

単一のホルダユニット１３０に加えて、図１１は、前述の実施形態と一致するサーミスタデータコードの各々及びピン伝導部材の各々を取り囲む、例えばスプライス及び熱収縮のチューブ９２０を更に描いている。インナーモールド１７０は、付加的な絶縁及び保護のために内部部品を取り囲み、オーバーモールド１８０は、インナーモールドを取り囲む。

図１２及び図１２Ａは、完全に別々のホルダユニット１３０ａ，１３０ｂに配置された２つのサーミスタを有する本発明の別の実施形態を示している。各ホルダユニットは、各ピン上の１以上のピン溝９１０を介してピンに接続されている。図１１の実施形態と同様に、複数のサーミスタは、温度決定においてより大きな柔軟性を提供する。一方又は両方のピンの温度が決定されてもよく、各ピンのサーミスタのデータが一緒に又は別々に取得されてもよい。

各サーミスタのための個別のホルダユニットは、サーミスタの位置に関する柔軟性も増加させる。各サーミスタが個別のホルダ内にあるので、ピンに対するその位置は、ブリッジ１１０上の任意の所望の位置にあってもよい。すなわち、サーミスタの位置は、特定の構成に制約されない。例えば、各サーミスタは、電気プラグのライブピンとニュートラルピンとの間の位置に配置されてもよい。別の例では、１つのサーミスタだけがピンの間に配置される。また、各サーミスタは、各ピンの間ではなく、隣接した位置に配置されてもよい。このような柔軟性は、個々のピンの温度決定及び／又はブリッジ１１０上の特定の場所での温度検知を必要とする電気プラグの用途に望まれ得る。

各ホルダ１３０は、位置決めを安定させ、電気プラグの外部からの湿気や粒子に対してシールするために、ピン溝９１０を介してピンに取り付けられてもよい。また、ピン溝９１０は、電気プラグをブリッジ１１０に固定して、潜在的な水分や粒子が入るのを更に抑えるように形成されてもよい。付加的な実施形態において、各ホルダは、ホルダの取り付け及び安定性を向上させるために、ブリッジに隣接する表面に接着剤を有してもよい。

図１３、図１３Ａ、図１３Ｂ、図１３Ｃ、図１４、図１４Ａ、及び図１４Ｂは、ピンとブリッジとの間に補完的なシールを生成するための様々な方法及び実施形態を示している。前述したように、シールは、ピンをブリッジに固定し、電気プラグの外部と内部との間の空気、水、及び／又は他の粒子の通過を抑えることを補助することができる。

図１３Ａに示される一実施形態１３１０においては、ピンをブリッジに固定するために粘着テープが使用されてもよい。粘着テープは、ピン溝の実施形態と同様に、ピンの円周の周りに配置されてもよく、外部及び内部のブリッジ部分を空気、湿気、及び粒子からシールすることと、ピンをブリッジに固定することの両方を補助する。図１３Ｂに図示されている別の実施形態１３２０においては、Ｏリングなどのシールリングがピンの周りに配置され、ピンがブリッジ内に配置されたときにシールが形成され得る。図示され且つ説明された実施形態は、個別に、及び／又は、ピン溝や粘着テープなどの他のシールオプションと組み合わせて使用されてもよい。例えば、図１３Ｃに図示された更なる実施形態１３３０において、ピン溝は、接着剤及び／又はシールリングの特徴を伴って又は伴わずに使用することができる。更なる実施形態においては、ピン溝及びブリッジを嵌合及びシールするために、ＬＳＲ（液体シリコンゴム）、ＴＰＥなどの埋め込み注入材料を使用してもよい。

図１４は、ピン及びケーブルなどの他の構成要素に関して、電気プラグを空気、湿気、及び粒子からシールするための付加的な実施形態を示している。先に説明され且つ図示されているように、データコードやピン導体などの１以上のケーブルが、電気プラグ内のピン、電極、及び他の構成要素に結合されてもよい。チューブは、絶縁及び保護を提供するためにケーブルを取り囲んでもよく、ケーブルの目的に応じて様々なデザイン及び組成物で構成されてもよい。図１４の実施形態においては、電気プラグの内部部品をシールするための様々な実施形態が示されている。図１３に関して前述したシーリングオプションと同様に、本実施形態は、湿気、空気、塵、及び他の粒子の通過を防止するように構成されてもよい。

図１４Ａに示されている第１の実施形態１４１０では、ケーブルチューブとワイヤ絶縁体との間にアタッチメント及びシールを形成するために、接着剤がケーブルチューブに塗布されてもよい。代わりに、エポキシ成形が使用されてもよい。接着剤及びシール機構は、ピンとブリッジ１３１０との間で前述したシール方法と同様であってもよい。図１４Ｂに示される別の実施形態１４２０において、ワイヤ導体及び絶縁体は、シールを形成するために一緒に圧着されてもよい。その後、より強いシールを形成するために、導体と絶縁体との間の圧着部分に接着剤を塗布してもよい。同様に、更なる安定性及び安全性のために、ブリッジとの接続部でビンの根元に接着剤を塗布してもよい。図１４Ｃに示される更に別の実施形態１４３０においては、電線の絶縁体とケーブルチューブとを一緒に圧着した後に、電線の導体にスズがはんだ付けされてもよい。更なる実施形態においては、小さな部分（すなわち、窓）が、線状導体の線心の周りの絶縁体から切断され、接着剤又はエポキシ又は成形が、線状導体の周りに適用されて、線状導体及びケーブルジャックの周りを包み込み、窓、及び、絶縁体の線心と被覆部との間の任意の隙間、に流入して、ケーブルチューブと線状絶縁体との間にシールを形成するようにしてもよい。

図１３及び１４で説明したシール方法は、図示された実施形態に限定されるものではなく、プラグの様々な構成要素、例えば、ピン、ブリッジ、ケーブル、ケーブルチューブ、ワイヤ絶縁体、ハウジング、及びサーミスタ、の間のシール及び／又はアタッチメントを形成するために、そのようなシール方法を適用することができることは理解されるであろう。特定の実施形態を説明してきたが、これらの実施形態は例示のみを目的として提示されたものであり、本明細書に開示された発明の範囲を限定することを意図したものではない。例えば、様々なプラグの種類に応じて、電気プラグに埋め込まれたサーミスタなどの温度センサの数、温度センサを含むハウジングの構成、及び電気プラグを組み立てるためのプロセスは、本開示の精神から逸脱することなく、変形が可能である。実際、本明細書に記載された本開示は、様々な他の形態で具現化することができ、更に、本明細書に記載された実施形態の形態における様々な省略、置換、及び変更は、本明細書に開示された発明の精神から逸脱することなく行うことができる。添付の特許請求の範囲及びその均等物は、本明細書に開示された発明の特定の範囲及び精神の範囲内に入るような形態又は変更をカバーすることを意図している。

Claims (10)

1. 周囲に第１の複数の溝を有するライブピン（１０２）、及び、周囲に第２の複数の溝を有するニュートラルピン（１０４）、を備える２以上のピンと、
   前記２以上のピンが貫通するブリッジ（１１０）と、
   前記ライブピンの温度を監視するための第１の温度センサであって、前記ブリッジ上で、前記ライブピンに隣接して配置されている、第１の温度センサ（１２０）と、
   前記ニュートラルピンの温度を監視するための第２の温度センサであって、前記ブリッジ上で、前記ニュートラルピンに隣接して配置されている、第２の温度センサ（１２０）と、
   前記第１の温度センサを前記ブリッジの内側表面上の第１の位置に保持し、前記ライブピンを受け入れるように構成された第１のハウジング（１３０ａ）と、
   前記第２の温度センサを前記ブリッジの内側表面上の第２の位置に保持し、前記ニュートラルピンを受け入れるように構成された第２のハウジング（１３０ｂ）と、
   前記第１の複数の溝と、前記ブリッジ及び／又は前記第１のハウジングとの間に設けられた前記ライブピンの第１の溝シールであって、前記第１の複数の溝を充填するように前記ブリッジ及び／又は前記第１のハウジングの材料を成形することによって形成され、前記ライブピンと前記ブリッジとの間の通路を空気及び水の少なくとも一方に対してシールする、第１の溝シールと、
   前記第２の複数の溝と、前記ブリッジ及び／又は前記第２のハウジングとの間に設けられた前記ニュートラルピンの第２の溝シールであって、前記第２の複数の溝を充填するように前記ブリッジ及び／又は前記第２のハウジングの材料を成形することによって形成され、前記ニュートラルピンと前記ブリッジとの間の通路を空気及び水の少なくとも一方に対してシールする、第２の溝シールと、
   前記ライブピンに接続される第１の圧着部分において第１の圧着シールを形成するように一緒に圧着された第１の導体及び第１の絶縁体、前記ニュートラルピンに接続される第２の圧着部分において第２の圧着シールを形成するように一緒に圧着された第２の導体及び第２の絶縁体、前記第１の温度センサからのデータを伝達するための第１のデータケーブル、並びに、前記第２の温度センサからのデータを伝達するための第２のデータケーブル、を有するケーブルと、
   前記第１の導体と前記第１の絶縁体との間の第１の接着シールであって、前記第１の圧着部分において接着剤によって形成された、第１の接着シールと、
   前記第２の導体と前記第２の絶縁体との間の第２の接着シールであって、前記第２の圧着部分において接着剤によって形成された、第２の接着シールと、
   前記第１の温度センサ、前記第２の温度センサ、前記ブリッジの内側表面、前記第１の接着シール、前記第２の接着シール、前記第１のハウジング、及び前記第２のハウジングを覆うインナーモールド（１７０）と、
   前記インナーモールドを覆うアウターモールド（１８０）と、
   を備える、密閉型電気プラグ。
2. 前記少なくとも１つのハウジングは、細長い形状を有し、前記ライブピンの端部を受け入れるための第１のピン受け部と、
   前記ニュートラルピンの端部を受け入れるための第２のピン受け部と、
   前記第１の温度センサ及び前記第２の温度センサを受け入れるための少なくとも１つの温度センサ受け部とを更に備える、請求項１に記載の密閉型電気プラグ。
3. 前記少なくとも１つの温度センサ受け部は、前記第１のピン受け部と前記第２のピン受け部との間の略直線上に配置されている、請求項２に記載の密閉型電気プラグ。
4. 前記少なくとも１つの温度センサ受け部と前記第１の温度センサ及び前記第２の温度センサとの間の隙間に充填された熱伝導性接着剤を更に有する、請求項３に記載の密閉型電気プラグ。
5. 前記ケーブルと前記インナーモールドとの間に形成された第３のシールを更に備える、請求項１に記載の密閉型電気プラグ。
6. ２以上のピンを備える密閉型電気プラグを組み立てる方法であって、
   前記２以上のピンのうちライブピン（１０２）の温度を監視するように構成された第１の温度センサ（１２０）を、前記ライブピンに隣接してブリッジ（１１０）の内側表面上に配置するとともに、前記２以上のピンのうちニュートラルピン（１０４）の温度を監視するように構成された第２の温度センサを、前記ニュートラルピンに隣接して前記ブリッジの内側表面上に配置するステップであって、前記ライブピンが、前記ブリッジを貫通し、周囲に第１の複数の溝（９１０）を有し、前記ニュートラルピンが、前記ブリッジを貫通し、周囲に第２の複数の溝（９１０）を有する、ステップと、
   前記ライブピンを受け入れるように構成された第１のハウジング（１３０ａ）を用いて、前記第１の温度センサを前記ブリッジ上の第１の位置に保持するとともに、前記ニュートラルピンを受け入れるように構成された第２のハウジング（１３０ｂ）を用いて、前記第２の温度センサを前記ブリッジ上の第２の位置に保持するステップと、
   前記第１の複数の溝と、前記ブリッジ及び／又は前記第１のハウジングとの間に、前記第１の複数の溝を充填するように前記ブリッジ及び／又は前記第１のハウジングの材料を成形することによって第１の溝シールを形成するステップと、
   前記第２の複数の溝と、前記ブリッジ及び／又は前記第２のハウジングとの間に、前記第２の複数の溝を充填するように前記ブリッジ及び／又は前記第２のハウジングの材料を成形することによって第２の溝シールを形成するステップと、
   前記ライブピンを第１の導体に接続するステップと、
   前記ライブピンを第２の導体に接続するステップと、
   第１の圧着部分において第１の導体と第１の絶縁体を一緒に圧着することによって前記第１の導体と前記第１の絶縁体との間に第１の圧着シールを形成するステップと、
   前記第１の導体と前記第１の絶縁体との間に、前記第１の圧着部分に接着剤を塗布することによって、第１の接着シールを形成するステップと、
   第２の圧着部分において第２の導体と第２の絶縁体を一緒に圧着することによって前記第２の導体と前記第２の絶縁体との間に第２の圧着シールを形成するステップと、
   前記第２の導体と前記第２の絶縁体との間に、前記第２の圧着部分に接着剤を塗布することによって、第２の接着シールを形成するステップと、
   前記第１の温度センサを第１のデータケーブルに接続するとともに、前記第２の温度センサを第２のデータケーブルに接続するステップと、
   前記第１の温度センサ、前記第２の温度センサ、前記ブリッジの内側表面、前記第１の接着シール、前記第２の接着シール、前記第１のハウジング、及び前記第２のハウジングを覆うインナーモールド（１７０）を形成するとともに、前記インナーモールドを覆うアウターモールド（１８０）を形成するステップと、
   を含む、密閉型電気プラグを組み立てる方法。
7. 前記第１の温度センサ及び前記第２の温度センサは、サーミスタ又は集積回路チップである、請求項１に記載の密閉型電気プラグ、又は、請求項６に記載の方法。
8. 前記第１のハウジング及び前記第２のハウジングは、熱伝導性材料で形成され、随意的に、前記熱伝導性材料は、熱伝導性セラミックである、請求項１に記載の密閉型電気プラグ、又は、請求項６に記載の方法。
9. 絶縁及び保護のために、第１のチューブが前記第１のデータケーブルを取り囲み、第２のチューブが前記第２のデータケーブルを取り囲んでいる、請求項１に記載の密閉型電気プラグ、又は、請求項６に記載の方法。
10. 前記第１のハウジングは、前記第２のハウジングから離れている、請求項１に記載の密閉型電気プラグ、又は、請求項６に記載の方法。

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