CN102741942B - 用于悬挂低压灯具组件的导电线缆系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种低压线缆，该低压线缆用于将低压电力提供给电气组件，例如灯具器具，并且用于以可以调节该电气组件的方式使用线缆夹持装置将灯具器具附连到线缆并附连到结构。该线缆包括由第一金属材料组成的导电绞线、和围绕导电绞线缠绕的多个加强绞线，其中所述多个加强绞线由第二金属材料组成。所述第一金属材料的导电性比所述第二金属材料的导电性显著更大，并且所述第二金属材料具有比所述第一金属材料显著更大的拉伸强度。这允许所述线缆在所述导电绞线上传导低压馈电，并且允许所述加强绞线线缆主要支撑特别是悬吊式灯具器具的张力负荷并且抵抗来自所述线缆夹持装置的侧向压缩力。

Description

用于悬挂低压灯具组件的导电线缆系统

相关申请的交叉引用

本申请要求于2010年11月25日提交的美国专利申请第12/626,283号的权益，上述申请的公开内容通过引用完全被结合到本文中。

技术领域

当前公开的主题涉及特别用于、但不限于灯具组件的低压悬挂系统。更特别地，该主题涉及一种悬挂系统，所述悬挂系统包括用于支撑该组件并且用于为该组件提供低压电力的未绝缘线结构、以及可调节线缆夹持器和不可调节线缆联接器，可调节线缆夹持器和不可调节线缆联接器以可以将灯具容易地调节到期望高度的方式将线结构（一个或多个）分别附连到支撑结构和灯具。

背景技术

许多电气组件和装置（例如灯具组件）从天花板或其它支撑结构悬吊。为了悬吊灯具组件，必须从支撑结构支撑灯具组件的重量。另外，为了发光，必须为灯具组件提供电力。

已开发出许多类型的支撑件来悬吊灯具组件并且为它们提供电力。一种形式的支撑件是被配置成同时为灯具组件提供电力和支撑的电缆。然而，由高电金属导体组成的电缆只能悬挂达到大约5磅的灯具。当电缆需要支撑5磅以上时，需要独立悬挂或支撑线缆，并且电缆将需要非金属材料（例如聚合物或弹性体）的绝缘护套。

非金属绝缘体与金属导电线缆一起使用可能会因为可调节线缆夹持器的使用而导致许多问题。具体地，可调节线缆夹持器需要与金属线缆直接接触才有效。当线缆夹持器用于非金属绝缘线缆上时，它将滑动并且撕开绝缘，最终停留在金属本身上并且违背了绝缘的目的。

用于支撑灯组件并且将电力传导到灯组件的金属线缆的混合绞线的使用是已知的。在现有技术中显示了若干尝试以满足充分支撑和线缆的强度并且同时仍然提供充分导电性的目标。然而，这些尝试未解决可调节夹持器的使用所带来的问题。

来自现有技术的若干例子公开了使用铜线和钢线的组合的线缆。那些例子中的一些描绘了在线缆的外层上暴露的钢线和铜线。授予Edwards的美国专利第2,250,907号和授予Hutchins的美国专利第3,339,012号描绘了那些线缆中的一些。尽管铜具有良好的导电性，但是铜也具有低弹性强度。铜存在于线缆的外层上意味着线缆的外部缺少用可调节夹持器夹持线缆所需的侧向压缩强度。

现有技术中的其它例子描绘了线缆的外层上的钢线，但是那些线缆未被配置成由可调节夹持器夹持。授予Williams的美国专利第2,396,734号和由Valadez等人申请的美国专利申请公开第2001/0000590号描绘了那些线缆中的一些。

现有技术中的其它例子使用替代金属材料提供导电和拉伸强度。然而，那些替代金属材料缺少用于可调节夹持器的侧向压缩强度。授予Roche等人的美国专利第3,261,908号和美国专利申请公开第2001/0017219号描绘了那些线缆中的一些。

现有技术中的另外例子需要非金属绝缘，如上所述，所述非金属绝缘由可调节夹持器的夹持而受到破坏。美国专利第7,462,781号和由Maeda申请的美国专利申请公开第2005/0109530号描绘了那些线缆中的一些。

尽管所有这些现有技术的线缆使用金属绞线来提供线缆的拉伸强度，但是现有技术的线缆未能公开这样的线缆，该线缆具有足以用可调节夹持器夹持的侧向压缩强度、被配置成由可调节夹持器夹持并且不使用聚合物或弹性体绝缘。现有技术未能公开为内部导电绞线提供保护以防止可调节线缆夹持机构（例如三球式压缩系统）的侧向压缩力的外部钢绞线。

在支撑灯具和其它电气设备的领域中需要一种提供轴向拉伸强度和抗侧向压缩力的导电线缆，其中该导电线缆需要用于使用可调节线缆夹持器支撑悬吊式灯具组件或其它电气设备。

发明内容

本公开涉及一种低压线缆，其用于将低压电力提供给电气组件，特别是灯具器具或照明标志，并且用于支撑灯具器具，同时以可以在安装期间以容易地调节高度的方式悬吊。该线缆包括由第一金属材料组成的导电绞线、和围绕导电绞线缠绕的多个加强绞线，多个加强绞线由第二金属材料组成。第一金属材料的导电性比第二金属材料的导电性显著更大，并且第二金属材料具有比第一金属材料显著更大的拉伸强度。这允许线缆在导电绞线上传导低压馈电，并且允许线缆支撑悬吊式灯具器具的张力负荷。尽管优选的是使用线缆系统悬挂灯具组件，但是可以用低压电供电的其它电气设备（例如其它灯、传感器、麦克风、装饰品等）可以与本悬挂系统一起使用。

本公开也涉及一种用于可调节悬吊物（特别是灯具组件）的系统。该系统包括灯具器具组件或照明标志，两个或以上器具安装件附连到灯具器具组件。该系统也包括附连到天花板的两个或以上天花板安装件、和远离灯具组件的一个或多个电源。上述低压线缆中的两个或以上均将天花板安装件中的一个连接到器具安装件中的一个以便从天花板悬吊灯具器具组件。另外，远程电源经由低压馈电将电力提供给在所述灯具器具组件的内部的光源，所述低压馈电经由低压的导电绞线被引导。

对于低压电系统，需要最小24AWG导电线缆。对于线缆的导电部分（在该情况下为铜），为了与24AWG尺寸相当，于是线缆的外径将为1.8mm。单独的1.8mm线缆的理论强度为645磅。没有该尺寸的其它导电线缆将能够支撑该重量。

附图说明

当结合附图进行阅读时能够更好地理解前面的发明内容和下面的具体实施方式。为了说明本公开，显示了本公开的各方面。然而，本公开不限于所示的具体方面。包括以下图：

图1示出了示例性悬挂线缆的横截面；

图2A和图2B示出了两个示例性悬挂线缆的侧视图，两个例子中的一个显示了锻造套管；

图3示出了示例性悬吊式灯具组件；

图4A和图4B示出了示例性天花板安装式不可调节线缆联接器；

图5A和图5B示出了示例性天花板安装式可调节线缆夹持器；

图6A和图6B示出了示例性器具安装式不可调节线缆联接器；

图7A和图7B示出了第一示例性器具安装式可调节线缆夹持器；

图8A和图8B示出了第二示例性器具安装式可调节线缆夹持器；

图9A和图9B示出了示例性3球式可调节线缆夹持器。

具体实施方式

图1描绘了示例性低压悬挂线缆101的横截面。线缆包括导电绞线102和加强绞线103。加强绞线103围绕导电绞线102缠绕使得导电绞线102被覆盖。导电绞线102能够传导低压电力。加强绞线103的导电性比导电绞线102的导电性显著更小，并且具有足够的拉伸强度以支撑从天花板悬吊的灯具组件。当与可调节线缆夹持器和3/32”直径线缆一起使用时，足够的拉伸强度可以为大约500lbs总断裂重量。加强绞线103也保护导电绞线102以免受到由可调节线缆夹持器施加的侧向压缩力。低压悬挂线缆101可以配置成众多不同的实施例。此外，可以用低压电供电的其它电气设备（例如其它灯、传感器、麦克风、装饰品等）可以与本悬挂系统一起使用。

在低压悬挂线缆101的一个实施例中，导电绞线102包括多个导电线104，并且多个加强绞线的每一个包括多个加强线105。图1中所示的实施例描绘了包括七个导电线104的导电绞线102，并且描绘了均包括七个单独的加强线105的加强绞线103。七线绞线的配置包括中心线和围绕中心线的六个线。

在低压悬挂线缆101的另一个实施例中，导电绞线102包括具有2级系统所需的相当于24AWG的最小横截面的七个铜线。加强绞线103均包括七个304不锈钢线。

图2A描绘了低压悬挂线缆101的长度。如图所示，加强绞线103被缠绕成使得不暴露导电绞线102。低压悬挂线缆101的终端201可以被电切割、焊接、或以任何类似方式精制或粗制。低压悬挂线缆101的长度可以根据使用线缆的应用而变化。

图2B描绘了包括锻造套管202的低压悬挂线缆101的长度。锻造套管202可以用作用于将线缆连接到天花板或灯具组件的连接系统的一部分。

图3描绘了示例性灯具组件系统。该系统包括远程电源301。远程电源301连接到两个电导线302。电导线302被引导到天花板安装件303。天花板安装件303将低压悬挂线缆101固定地附连到天花板或其它结构304（未显示）。在天花板安装件303中，电导线302连接到低压悬挂线缆101的导电线芯102。器具安装件305将低压悬挂线缆101固定地附连到灯具组件306。低压悬挂线缆101以适当地支撑悬吊式灯具组件306的方式连接到天花板安装件303和器具安装件305。电导线307连接到低压悬挂线缆101的导电线芯102。电导线307在灯具组件306的内部被引导到灯具组件306的照明元件（未显示）。如图3中所示，低压悬挂线缆101可以支撑悬吊式灯具组件306的重量并且将低压电提供给灯具组件306。

远程电源301可以是任何类型的低压电源。远程电源可以经由低压悬挂线缆101的每一个提供直流馈电，其中线缆中的一个或多个提供正馈电并且其它线缆提供负馈电。在一个实施例中，远程电源在线缆中的一个上提供正24伏直流或交流馈电，并且在另一个线缆上提供负24伏直流或交流馈电。远程电源可以是具有电力输出的任何其它类型的装置，例如可以将高压交流源转换为低压交流输出的变压器。本领域的技术人员将认识到适合于这些目的的许多其它类型的远程电源。

光源可以是需要低压输入的任何类型的光源。由于与发电关联的经济和环境成本增加，因此开发出了具有低功率要求的光源。这些低功率光源包括LED灯、小型荧光灯泡和其它类似光源。由于这些光源不需要很多电能，因此它们可以由低压电源经由低压悬挂线缆供电。

图4A和图4B分别在组装图和分解图中描绘了示例性天花板安装式不可调节线缆联接器401。天花板安装件401需要具有锻造套管202的低压悬挂线缆101。当低压悬挂线缆101通过不可调节线缆联接器403插入时，锻造套管202位于不可调节线缆联接器403的内部。绝缘套管409在锻造套管202之上插入线缆101上。不可调节线缆联接器403通过绝缘衬套404和托架杆405插入使得不可调节线缆联接器403的主体上的外螺纹在托架杆405之下延伸。托架杆405通过螺钉406固定到接线盒402。不可调节线缆联接器403的在托架405之下延伸的部分穿过天花板（未显示）并且穿过天花板顶篷407。联接器帽408具有内螺纹，所述内螺纹接合不可调节线缆联接器403的外螺纹以将天花板顶篷407固定到天花板或其它结构。

图5A和图5B分别在组装图和分解图中描绘了示例性天花板安装式可调节线缆夹持器501。天花板安装件501可以使用不具有锻造套管202的低压悬挂线缆101。可调节线缆夹持器503包含内部3球式压缩系统，该系统夹紧低压悬挂线缆101并且将它锁定就位。低压悬挂线缆101锁定在可调节线缆夹持器503中，天花板安装件501的剩余部分类似于天花板安装件401的那些。可调节线缆夹持器503通过绝缘衬套504和托架杆505插入。托架杆505使用螺钉506固定到接线盒502。可调节线缆夹持器503的在托架505之下延伸的部分穿过天花板（未显示）并且穿过天花板顶篷507。联接器帽508的内螺纹接合可调节线缆夹持器503的外螺纹以将天花板顶篷507固定到天花板或其它结构。绝缘套管509在可调节线缆夹持器503之上插入线缆101上。

第一天花板安装件401和第二天花板安装件501的部件可以由各种材料组成。在一个实施例中，不可调节线缆联接器403、可调节线缆夹持器503以及联接器帽408和508由镀镍黄铜组成；托架杆405和505由镀锌钢组成；并且绝缘衬套404和504以及天花板顶篷407和507由尼龙6/6组成。绝缘套管409和509由PVC组成。本领域的普通技术人员将认识到，许多其它材料可以容易地用作上述材料的替代物。

图6A和图6B分别在组装图和分解图中描绘了示例性不可调节器具安装件601。第一天花板安装件601需要具有锻造套管202的低压悬挂线缆101。当低压悬挂线缆101通过线缆联接器606插入时，锻造套管202位于线缆联接器606的内部。绝缘套管607在锻造套管202之下插入线缆101上。线缆联接器606通过绝缘衬套605、通过灯具组件604的顶部并且通过绝缘衬套603插入。线缆联接器606用螺母602固定到器具组件604，其中螺母602的内螺纹接合线缆联接器606的外螺纹。

图7A和图7B分别在组装图和分解图中描绘了示例性第一可调节器具安装件701。第一可调节器具安装件701可以使用不具有锻造套管202的低压悬挂线缆101。可调节线缆夹持器706包含内部3球式压缩系统，该系统夹紧低压悬挂线缆101并且将它锁定就位。低压悬挂线缆101通过绝缘衬套705、通过灯具组件外壳704并且通过绝缘衬套703插入。可调节线缆夹持器706用螺母702固定到器具组件外壳704，其中螺母702的内螺纹接合线缆夹持器706的外螺纹。绝缘套管707在可调节线缆夹持器706之下插入线缆101上。

图8A和图8B分别在组装图和分解图中描绘了示例性第二可调节器具安装件801。第二可调节器具安装件801可以使用不具有锻造套管202的低压悬挂线缆101。可调节线缆夹持器806固定地夹紧低压悬挂线缆101并且将它锁定就位。可调节线缆夹持器806仅在外部设计上区别于可调节线缆夹持器706。可调节线缆夹持器706从外壳壁下方插入灯具组件外壳704中，而可调节线缆夹持器806从外壳壁上方插入灯具组件外壳804中。低压悬挂线缆101通过绝缘衬套803、通过灯具组件外壳804并且通过绝缘衬套805插入。线缆夹持器806用螺母802固定到器具组件外壳804，其中螺母802的内螺纹接合线缆夹持器806的外螺纹。绝缘套管807在线缆夹持器806之下插入线缆101上。本领域的普通技术人员将认识到，许多其它可调节线缆夹持器设计可以容易地用作上述可调节线缆夹持器的替代物。

不可调节器具安装件601、第一可调节器具安装件701和第二可调节器具安装件801的部件可以由各种材料组成。在一个实施例中，不可调节线缆联接器和可调节线缆夹持器606、706和806由镀镍黄铜组成；并且衬套603、605、703、705、803和805由尼龙6/6组成；绝缘套管607、707和807由PVC组成。本领域的普通技术人员将认识到，许多其它材料可以容易地用作上述材料的替代物。

还是参考图3中所示的示例性灯具组件系统，天花板安装件303和器具安装件305可以是以上示例性安装件或类似安装件中的任何一种。在天花板安装件303和器具安装件305以及所需的关联低压线缆的可能配对中，包括表1中所述的部件。

图9A和图9B示出了示例性3球式可调节线缆夹持器901。在图9A所示的实施例中，可调节线缆夹持器901具有限位凸缘902和螺纹主体903。当安装时，螺纹主体903插入天花板、器具或其它结构（未显示）的通孔直到限位凸缘902与结构相接触。图9A描绘了螺纹主体903的截面图，其中上半部被去除。内部锥形圆柱体904位于螺纹主体903的内部，并且也在截面图中被显示，其中上半部被去除。螺纹主体903围绕内部锥形圆柱体904，该内部锥形圆柱体又包含三个球905。如果向下的力施加于低压悬挂线缆101上，则线缆将使向下的力传递到内部锥形圆柱体904上。内部锥形圆柱体904上的该向下的力导致球905压缩在螺纹主体903和低压悬挂线缆101之间。球905的该压缩导致侧向力从每个球905朝着低压悬挂线缆101的轴线施加。这些侧向力防止低压悬挂线缆101向下移动，尽管该力向下牵拉低压悬挂线缆101。

图9B描绘了俯视低压悬挂线缆101的轴线的截面图。如图所示，低压悬挂线缆101包括导电绞线102和加强绞线103。还描绘的是螺纹主体903、内部锥形圆柱体904和三个球905的截面图。可以看到，球与低压悬挂线缆101的外缘直接接触。如果聚合物或弹性体绝缘护套用于低压悬挂线缆101的外部上，则由球施加的侧向力将永久地使绝缘（例如，撕开或拉伸绝缘）变形。此外，聚合物或弹性体绝缘护套不具有支撑悬吊式器具所需的拉伸强度。

通过图和例子的使用，以上描述已阐明了系统和部件的各实施例。尽管已结合各图的优选实施例描述了本公开，但是应当理解：可以使用其它类似实施例，或者可以对所述实施例进行修改和添加以用于执行本发明的相同功能而不脱离本发明。所以，本公开不应当限于任何单一实施例，而是在广度和范围上根据附带的权利要求进行理解。在以下权利要求中阐述本公开的附加特征。

Claims (26)

1.一种悬吊式电气组件系统，该悬吊式电气组件系统包括：

电气组件；

附连到所述电气组件的至少两个器具安装件；

附连到结构的至少两个结构安装件；

远离所述电气组件的电源；

至少两个可调节线缆夹持器；以及

至少两个导电线缆，每个导电线缆非绝缘，其中，所述至少两个导电线缆中的每一个连接到一个结构安装件并连接到一个器具安装件，并且包括：

由第一金属材料组成的导电绞线，所述导电绞线将所述电源连接到所述电气组件，以及

围绕所述导电绞线缠绕的多个加强绞线以使得不暴露所述导电绞线，所述多个加强绞线由第二金属材料组成且具有高侧向压缩强度并抵抗侧向压缩强度，并且其中，所述多个加强绞线的外表面与所述可调节线缆夹持器中对应的一个直接接触。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述电气组件是包括光源的灯具器具组件。

3.根据权利要求2所述的系统，其中所述光源包括至少一个低压、低功率灯。

4.根据权利要求1所述的系统，其中所述至少两个结构安装件中的一个包括不可调节线缆联接器，并且其中所述至少两个导电线缆中的一个包括位于所述不可调节线缆联接器中的锻造套管。

5.根据权利要求4所述的系统，其中所述至少两个器具安装件包括至少两个所述可调节线缆夹持器，并且其中一条导电线缆的远离所述锻造套管的一端附连到所述可调节线缆夹持器中的一个。

6.根据权利要求1所述的系统，其中所述至少两个结构安装件包括至少两个所述可调节线缆夹持器，并且其中一条导电线缆的远离锻造套管的端部附连到所述可调节线缆夹持器中的一个。

7.根据权利要求1所述的系统，其中所述电源被配置成经由所述导电线缆中的一个提供正30伏或更小的直流馈电，并且经由另一导电线缆提供负30伏或更小的直流馈电。

8.根据权利要求1所述的系统，

其中所述第一金属材料是以下材料中的一种：铜、铜合金或不含亚铜的高导电材料；并且

其中所述第二金属材料是一种高拉伸强度的材料。

9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述第二金属材料为钢。

10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述第二金属材料为不锈钢。

11.根据权利要求1所述的系统，其中每个所述至少两个导电线缆的所述导电绞线包括多个导电线。

12.根据权利要求1所述的系统，其中每个导电线缆的所述多个加强绞线中的至少一个包括多个加强线。

13.根据权利要求1所述的系统，其中，所述可调节线缆夹持器为3球式可调节线缆夹持器，其中，球与对应的所述导电线缆的外表面直接接触。

14.一种悬吊式电气组件系统，该悬吊式电气组件系统包括：

用于消耗电力的装置；

至少两个用于安装到器具的装置，所述至少两个用于安装到器具的装置附连到所述用于消耗电力的装置；

至少两个可调节线缆夹持器；

至少两个用于安装到结构的装置，所述两个用于安装到结构的装置附连到所述结构；

用于提供电力的装置，所述用于提供电力的装置远离所述用于消耗电力的装置；以及

至少两个用于悬吊的装置，所述至少两个用于悬吊的装置各自连接到用于安装到器具的一个装置和连接到用于安装到结构的一个装置，每个所述用于悬吊的装置是非绝缘的并包括：

用于导电的装置，所述用于导电的装置由第一金属材料组成，所述用于导电的装置将所述用于提供电力的装置连接到所述用于消耗电力的装置，以及

用于提供拉伸强度和高侧向压缩强度并抵抗侧向压缩力的装置，所述用于提供拉伸强度的装置围绕所述用于导电的装置缠绕，所述用于提供拉伸强度的装置由第二金属材料组成并与所述可调节线缆夹持器中对应的一个直接接触。

15.一种电气组件系统，该电气组件系统包括：

电气组件；

附连到所述电气组件的至少两个器具安装件；

附连到结构的至少两个结构安装件；

远离所述电气组件的电源；以及

至少两个非绝缘导电线缆，每个所述非绝缘导电线缆连接到一个结构安装件并连接到一个器具安装件，所述器具安装件中的至少一个或所述结构安装件中的至少一个包括可调节线缆夹持器，该可调节线缆夹持器围绕所述导电线缆中的至少一个可调节地安装并与该至少一个导电线缆直接接触，每个所述非绝缘导电线缆包括：

由第一金属材料组成的导电绞线，所述导电绞线将所述电源连接到所述电气组件，以及

围绕所述导电绞线的多个加强绞线以抵抗侧向压缩力，所述多个加强绞线由第二金属材料组成。

16.根据权利要求15所述的系统，其中所述电气组件是包括光源的灯具器具组件。

17.根据权利要求16所述的系统，其中所述光源包括至少一个低压、低功率灯。

18.根据权利要求15所述的系统，其中所述导电线缆中的一个包括靠近所述一个导电线缆的一个端部的锻造套管。

19.根据权利要求15所述的系统，其中所述电源被配置成经由所述导电线缆中的一个提供正30伏或更小的直流馈电，并且经由另一导电线缆提供负30伏或更小的直流馈电。

20.根据权利要求15所述的系统，

其中所述第一金属材料是以下材料中的一种：铜、铜合金或不含亚铜的高导电材料；并且

其中所述第二金属材料是一种高拉伸强度的材料。

21.根据权利要求20所述的系统，其中，所述第二金属材料为钢。

22.根据权利要求21所述的系统，其中，所述第二金属材料为不锈钢。

23.根据权利要求15所述的系统，其中每个导电线缆的所述导电绞线包括多个导电线。

24.根据权利要求15所述的系统，其中每个导电线缆的所述多个加强绞线中的至少一个包括多个加强线。

25.根据权利要求15所述的系统，其中，所述多个加强绞线围绕所述导电绞线缠绕以使得不暴露所述导电绞线。

26.根据权利要求15所述的系统，其中，所述可调节线缆夹持器为3球式可调节线缆夹持器，其中，球与至少一个所述非绝缘导电线缆的外表面直接接触。