CN108141014B

CN108141014B - 密封的模块化配电装置

Info

Publication number: CN108141014B
Application number: CN201680056704.8A
Authority: CN
Inventors: 杰弗利·施瓦兹; 贾斯丁·考夫曼; 戴纳·斯克里布纳; 马特·麦克温尼
Original assignee: Lite Co ltd
Current assignee: Lite Co ltd
Priority date: 2015-10-01
Filing date: 2016-08-19
Publication date: 2020-12-04
Anticipated expiration: 2036-08-19
Also published as: EP3357136A4; KR102205733B1; US9911565B2; WO2017058382A1; EP3357136A1; US20170098523A1; JP2018533814A; CN108141014A; KR20180057709A

Abstract

提供用于模块化配电的方法。在一个方法中，装置可包括模块，其通过形成在外壳组件基部中的开口延伸进外壳组件的内部腔体。该模块可包括位于一端的用于接收一个或多个部件(例如熔断器、继电器、断路器、二极管等)的部件栅格，和位于相对端的可与端子操作的接线对准盖。该装置可进一步包括机械密封元件，其沿着该模块的一个或多个表面设置，以在该模块和限定了开口的基部之间提供密封。在另一个方法中，多个模块可设置在形成于基部的多个开口中。在另一个方法中，该装置可包括支架，其配置为可释放地连接基部和盖体。

Description

密封的模块化配电装置

技术领域

本发明大体上涉及一种配电组件，更具体地，涉及一种密封的模块化的熔断器盒系统。

背景技术

例如熔断器、继电器、二极管等部件，用于汽车中以提供电池和例如起动机、发电机等各种部件之间的连接。熔断器可能设置在可能连接于汽车电池的熔断器组件中。熔断器可能单独地被摩擦性地插入由端子提供的一对突起中。该端子通过上压接层和下压接层保持固定。外壳组件的上壳限定了开孔，其中突起延伸进该开孔中，以使得操作者可以将熔断器放入一对突起中。然而，包括多个部件和多个部分组成的外壳的配电组件的制作和装配成本昂贵，并且缺少满足更小的应用的需求的可量化的定制服务。

发明内容

鉴于此，提供密封的模块化配电装置是有利的，密封的模块化配电装置允许更大的灵活性以满足较小应用的需求，较小应用可能没有容积以调整定制整个熔断器盒。此外，提供可互换式模块是有利的，可互换式模块密封于外壳组件并被配置为通过穿过外壳组件的底壁形成的开口接收端子，以将端子直接连接至外壳组件内的一个或多个部件(例如，熔断器、继电器、断路器、二极管等)。

根据本发明的一个示例性的方法可包括具有通过形成在外壳组件的基部中的开口延伸进外壳组件的内部腔体的模块的装置，该模块包括部件栅格。该装置可进一步包括沿着模块表面设置的机械密封元件，以在模块和限定开口的基部之间提供密封。

根据本发明的另一个示例性的方法可包括一种模块化配电装置，该模块化配电装置具有外壳组件和一组模块，该外壳组件包括连接于盖体的基部，该一组模块通过一个或多个形成在基部中的开口延伸进外壳组件的内部腔体。一组模块中的每一个可包括设置在第一端的部件栅格。该模块化配电装置可进一步包括沿着一组模块中的每一个的一个或多个侧壁设置的机械密封元件，以在一组模块中的每一个和限定一个或多个开口中的每一个的基部之间提供密封。

根据本发明的另一个示例性的方法可包括一种具有外壳组件的模块化电力系统，该外壳组件包括基部和盖体。基部可包括底壁和内壁，底壁包括多个开口，内壁从底壁大致垂直地延伸，其中内壁可释放地连接于盖体。模块化电力系统可进一步包括多个模块，该多个模块通过底壁的多个开口延伸进外壳组件的内部腔体。一组模块中的每一个可包括设置在第一端的部件栅格，和沿着一组模块中的每一个的一个或多个侧壁设置的机械密封元件，该机械密封元件与底壁接触。

附图说明

图1为示出根据示例性的实施例的装置的等轴测视图。

图2为根据示例性的实施例的图1所示的装置的分解等轴测视图。

图3为根据示例性的实施例的图1所示的组件的剖面图。

图4A为根据示例性的实施例的图1所示的装置的基部的等轴测视图。

图4B为根据示例性的实施例的图4A所示的基部的仰视图。

图5A为根据示例性的实施例的图1所示的装置的一组模块的等轴测视图。

图5B为根据示例性的实施例的图5A所示的装置的一组模块的仰视图。

上述附图不必然按照比例绘制。上述附图仅用于说明，不意图描绘本发明的具体参数。上述附图旨在描述本发明的典型实施例，并因此不应该视为对范围的限制。在上述附图中，相同的附图标记代表相同的元件。

此外，为了清楚示意，在某些附图中某些元件可能未示出或不按比例示出。为了清楚示意，剖面图可为以“切面”或“近视”为形式的剖面图，其中省略了在“真正的”剖视图中可见的某些背景线条。此外，为了清楚起见，一些附图标记可能在某些附图中省略。

具体实施方式

参照示出该实施例的系统和方法的附图，在下文中详细描述根据本发明的一种装置、一种模块化配电装置和一种模块化电力系统。然而，该装置、模块化配电装置和模块化电力系统可以多种不同方式被示例并不应该被解释为限制于本文所陈述的实施例。当然，这些实施例被提供以使得本发明清楚和完整，并且将详细的表达该系统和方法在本技术领域中的范围。

为了方便和清楚起见，例如“顶”、“底”“上”、“下”、“垂直”、“水平”、“横向”和“纵向”的术语将在本文用于描述这些部件与它们的构成部分之间的相对位置和方向，每个术语相对于当它们出现在图1-5中时的传感器装置和/或外壳组件的几何结构和方向。所述术语将包括具体提及的词语、其派生词和相似含义的词语。

如本文所述，以单数记载且冠以单词“a”或“an”的元件或操作应当被理解为不排除复数的元件或操作，除非这样的排除被明确记载。此外，对本发明的“一个实施例”的参考非意于表示排除也包含记载的技术特征的额外的实施例的存在。

如前所述，本文中的方法提供使用密封的模块化装置的可定制的配电。在一个方法中，一种装置可包括通过形成在外壳组件的基部中的开口延伸进外壳组件的内部腔体的模块。该模块可包括在其一端用于接收一个或多个元件(例如熔断器、继电器、断路器、二极管等)的部件栅格，和在相对端可与端子操作的接线对准盖。该装置可进一步包括沿着该模块的一个或多个表面设置的机械密封元件，以在该模块和限定了开口的基部之间提供密封。在另一个方法中，多个模块可被配置在形成在基部中的多个开口中。在另一个方法中，该装置可包括配置于可释放地连接基部和盖体的支架。

参考图1-3，示出了根据本发明的一种模块化配电装置/系统(在下文中，装置10)的示例性实施例。该示例性的装置10包括具有连接于盖体22的基部18的外壳组件14，盖体22可移除地连接于基部18并且覆盖其中的电路保护部件。例如，盖体22可被移除以替换断开的熔断器或以检查配电栅格。盖体22包括防止灰尘、湿气和其它污染物接触电路保护设备的密封件。

在一个实施例中，如将在本文中进一步描述，盖体22能卡扣连接于基部18和/或包括一个或多个闩锁机构以将盖体可释放地固定于外壳。在可替换的实施例中，盖体22螺纹连接于基部18并且可包括弹簧密封件，所述弹簧密封件提供作抵抗盖体22的拉力，所述拉力趋向于即使在车辆在移动并产生可能放松盖体的振动时仍保持盖体与外壳的紧密螺纹连接关系。该弹簧机构还可提供盖体22和基部18之间的密封。尽管没有详细图示，但盖体22还可包括进一步有助于抓紧和移除的装置，例如凸片、突起、凹陷等。

基部18可包括一个或多个安装开孔30以及用于将多个外壳组件安装在一起的一组互锁特征26。在一些实施例中，外壳组件14可由例如塑料的绝缘材料制成，所述绝缘材料模塑成图示的形状。在一些实施例中，基部18和盖体22可由相同或不同的材料制成，例如绝缘塑料，如尼龙、玻璃填充尼龙、聚酯和聚碳酸酯。

如图所示，装置110进一步包括连接于基部18的销38(图3)的一个或多个支架34，其中支架34配置为将基部18可释放地连接于盖体22。在一个实施例中，支架34围绕由销38限定的轴线枢转，以使得每个支架34的顶部42朝向/远离盖体22移动。例如图2中所示，当不使用盖体时，支架34可旋转并远离盖体22延伸。然后，当盖体22定位在基部18上时，盖体22的第一组支撑结构44定位在基部18的第二组支撑结构46顶上并且大体上与基部18的第二组支撑结构46对准。第一组支撑结构44和第二组支撑结构46分别从盖体22的端壁表面50和基部18的端壁表面52垂直地延伸。此外，如图所示，交叉杆56在盖体22的第一组支撑结构44之间延伸，并且包括凸片58，所述凸片58被构造为接合每个支架34的顶部42的突起60以将盖体22固定于基部18上。

进一步如图3所示，装置10可进一步包括定位在盖体22和基部18之间的密封条以在两者间提供密封。在一个实施例中，密封条62为弹性件，所述弹性件被构造多个脊和槽，以在基部18的上边缘64和盖体22的下肩66之间提供机械密封。

现在参考图2-4，将更详细地描述相对于外壳组件14可操作的一组可互换模块。与单一的一件式单块集成的绝缘外壳组件和配电块不同，本发明的装置10包括一个或多个模块70A-B，其提供定制化电连接。模块70A-B允许卡扣连接组件连接外壳组件14的基部18，以容纳不同的母线的或非母线的构造，并且因此为特定应用提供多种电极变化。应该理解，尽管图2-4中示出了一对模块70A-B延伸通过对应的一对开口，但装置10是可扩展的，并且因此在其他实施例中可容纳更多数量的模块和开口。

在一个实施例中，装置10包括一个或多个模块70A-B，一个或多个模块70A-B通过形成在外壳组件14的基部18中的一个或多个对应的开口76A-B延伸到外壳组件14的内部腔体74中。如图所示，基部18包括底壁78，底壁78具有形成在其中的开口76A-B，开口76A-B配置于接收模块70A-B。开口76A-B可由框架元件77分隔开并且包括第一突出物82以容纳法兰84，法兰84从每个模块70A-B的侧壁86横向延伸。每个开口76A-B可进一步限定第二突出物88以接合机械密封元件90，机械密封元件90沿着模块70A-B的一个或多个侧壁设置。如图所示，当第一突出物82和第二突出物88定位在开口76A-B中时，第一突出物82邻接法兰84，第二突出物88邻接机械密封元件90，并且模块70A-B与内部腔体74中的表面92基本共面。

现在参考图3-5，将更详细描述模块70A-B。如图所示，每个模块70A-B包括机械密封元件90，机械密封元件90沿着侧壁86设置以在模块70A-B与限定了各个开口76A-B的基部18之间提供密封。在一个实施例中，机械密封元件90包括接触脊部96的垫圈94(例如弹性件)，其中垫圈94和脊部96从模块70A-B的每侧垂直地延伸以形成围绕每个模块70A-B的周长。如图所示，垫圈94定位在每个开口76A-B的脊部96和第二突出物88之间以在两者间形成密封。

在示例性的实施例中，如图2更清楚地示出，每个模块70A-B包括设置在其第一端99的部件栅格98。如图所示，部件栅格98可连接于每个模块70A-B并定位在开口76A-B中，以使得部件栅格98暴露于基部18的内部腔体74并且与表面92基本共面。在示例性的实施例中，部件栅格98可包括开孔矩阵，开孔矩阵为多个例如熔断器或电路保护装置(过流或过压)的部件形成多个足迹，这些部件插入装置10的部件栅格98中。

在部件栅格98中的开孔可形成多个相同类型的熔断器。可替换的，开孔为不同类型的部件足迹形成不同的足迹。在一个实施例中，部件栅格98的开孔为多个阳片型熔断器(例如

容断器)形成足迹。在另一个实施例中，开孔可为阴片型熔断器(例如由本发明的受让人提供的JCASE^TM熔断器)或更大型的熔断器(例如

熔断器或者

熔断器，两者均由本发明的权利人提供)形成足迹。部件可为微型继电器，同时其他部件可为国际标准/功率继电器。装置10相应地不局限于熔断操作。

图示熔断器和其他部件用于例如小型轿车、卡车、摩托车、船只、冲浪板、越野车和其他类型的运动交通工具或上文中列出的其他类型的交通工具中。然而，本发明的教导和装置10的优点和好处不局限于交通工具类型的应用。

在各种实施例中，模块70A-B可为总线的和/或非总线的。例如，一个或多个模块70A-B可在没有总线元件(例如汇流条)的情况下操作。内部总线的消除可允许利用直接的线-部件连接的更大的电路系统定制化。在一个实施例中，非总线模块可容纳一个或多个下述部件配置：(8)

(6)

(3)

(4)JCASE^TM；(1)ISO C形式

继电器和(2)

(1)ISO功率继电器；(2)ISO微型A和(2)

(2)

和(2)

(2)

Metri-Pack 280系列C形式继电器和(2)

Metri-Pack 280系列A形式端子；和(4)

Metri-Pack 280系列A形式端子和(4)

在其他实施例中，一个或多个模块70A-B包括总线元件，例如连接至其上的汇流条。例如，总线模块可容纳一个或多个如下部件配置：(8)

6

(4)JCASE^TM；(1)ISO功率继电器A形式和(1)

(2)ISO

C形式和(2)

(1)ISO功率继电器A形式和(2)JCASE^TM；(2)

Metri-Pack 280系列C形式端子和(2)系列A形式端子；和(4)

Metri-Pack 280系列A形式端子和(4)

汇流条可由任何适合的导电材料制成，例如，能够承载相对高的电流的材料。一种这样的适合的材料为C1100合金，其为具有1/2硬回火度的99.9％纯铜。在另一个实施例中，汇流条包括一个或多个热沉。

如图2和5所示，为了将模块70A-B固定在开口76A-B中，每个模块70A-B包括一个或多个模块固定件100，模块固定件100沿着开口76A-B的内部可释放地连接于相应的元件(未示出)。在一个实施例中，每个模块固定件100可为卡扣固定连接件，其具有被接收在开口76A-B的侧壁开孔中的保持突出部102。在一个实施例中，卡扣固定连接件包括一个或多个舌部，该舌部在邻接部的导向边缘下延伸并且沿着开口76A-B的侧壁被接收在配合部的槽内侧的互配槽(未示出)中，以使得邻接部的配合端部彼此轻微地重叠并形成固定连接，以在结构上彼此稳定配合。在一个实施例中，模块固定件100提供固定阻力配合，其便于通过手且在不使用工具的情况下组装和拆卸模块70A-B。

重新参考图2、3和5，将更详细地描述附接在每个模块70A-B上的接线对准盖。如图所示，每个模块70A-B在其第二端107处与接线对准盖106连接，接线对准盖106设置在基部18的外部。在示例性的实施例中，接线对准盖106可为终端位置保证锁(TPA)，其提供通过其中的多个开口108插入的导线(未示出)的二级锁定保护，多个开口108大体上与模块70A-B中的多个开口109(图5B)对准。为便于说明，图5B中示出的模块70B不具有接线对准盖106。

在线安装好后，接线对准盖106可卡扣连接在模块70A-B的底部上，并且不妨碍任何线缆密封。如图所示，接线对准盖106通过一个或多个沿着模块70A-B的侧壁设置的对准盖固定件110固定于每个模块70A-B，其中对准盖固定件110配置为可释放地连接接线对准盖106和每个模块70A-B。在一个实施例中，每个对准盖固定件110为卡扣配合连接件，其具有容纳在开孔114中的保持突出部。

尽管未被示出，多个端子仍可在第二端107处与模块70A-B连接，以使得该端子通过多个开口76A-B延伸穿过模块70A-B并通过基部18的底壁78直接地连接于部件栅格98的部件。可替换地，模块70A-B可额外地接收除端子外的线缆密封和/或腔体塞的任何组合。在一个实施例中，端子可包括阳片型熔断器(例如

熔断器)，其包括一对片式端子，每个片式端子按压进一个熔断器安装端子中。对于每个熔断器，这些端子中的一个可连接于迹线，迹线延伸至交通工具中的负载。其它端子可电连接于延伸至公共电连接的迹线。

在一个示例性的实施例中，模块70A-N可与采用国际标准化阳片尺寸的端子操作，以实现设计的灵活性。例如，在电流容量在14-16amps时，片尺寸范围可为1.5mm-8mm。端子可设计为与例如自动牵入定位和推入定位组件、二级卷曲、负荷单元卷曲检查和自动化的零件识别和定位的处理技术相兼容。端子可被密封以减少在极端温度、化学品和磨损中的暴露。

在一些实施例中，端子可为安装端子(例如具有音叉类构造)，其能或不能焊接(例如波峰焊接)在印刷电路板(PCB)上。在可替换的实施例中，端子表面安装在印刷电路板上。在这种情况下，端子不延伸穿过印刷电路板。

印刷电路板提供在熔断器和端子连接之间布线的电路。印刷电路板包括迹线，该迹线从熔断器安装端子延伸到连接器端子、柱式连接器等。印刷电路板可由FR-4材料制造，但如果需要更坚硬的材料的话，可用陶瓷替换。印刷电路板可为单层或多层的并且可以按照客户的要求定制。印刷电路板可提供更宽的迹线，其用作用于熔断器安装端子和连接器端子的汇流条或公共连接。

印刷电路板还可容纳其它类型的电路保护，例如以金属氧化物压敏电阻(“MOVs”)、二极管和半导体闸流管为形式的过压保护。过压保护设备可用于保护例如在汽车中的低操作电压或信号水平设备。过压保护设备可安装在印刷电路板的与熔断器相同的侧，或位于印刷电路板的相反侧或底侧。

如前所述，通过本文揭露的实施例至少实现如下优点。其优点在于通过各种配电模块的模块化使得定制化成为可能。无论是采用非馈通端子、馈通端子、螺旋盖体、卡扣固定盖体、螺栓连接盖体、螺旋基部、卡扣固定基部、螺栓连接基部，模块具有相同的安装足迹，以使得客户可以在不改变安装配置的情况下断开模块。本发明的另一个优点在于为交通工具提供模块化的配电装置，其制造和安装相对简单。本发明的另一个优点在于为交通工具提供配电模块，其提供相对高的部件和电路密度。本发明的另一个优点在于为交通工具提供配电模块，其具有在相同的足迹容量情况下进一步增加允许的部件和/或电路系统的数量的馈通配置。本发明的进一步优点在于提供通过相同的模具制造不同模具外壳的可行的方法。仍然进一步地，本发明的优点在于提供具有标准化安装孔类型的模块化配电装置，以使得客户能够在无需重新配置客户的安装装置的情况下交换模块。此外，本发明的优点在于提供可有效地密封外部以防止污染物接触外壳组件内部的配电模块。

尽管本发明的特定实施例已在本文中描述，但不意味着本发明局限于此，因为本发明旨在本领域尽量允许的宽范围，并且说明书也应类似理解。因此，上述描述不应解释为限制，而仅仅作为特定实施例的示例性说明。本领域技术人员能够预见在本文附属的权利要求的范围和精神内的其他修改。

Claims

1.一种密封的模块化配电装置，包括：

模块，所述模块通过形成在外壳组件的基部中的多个开口中的一个开口延伸进该外壳组件的内部腔体，该模块包括部件栅格和从所述模块的侧壁横向延伸的法兰，其中所述基部包括底壁，所述底壁中形成有所述多个开口，所述多个开口中的所述一个开口被配置成接收所述模块；和

机械密封元件，所述机械密封元件沿着该模块的表面设置，以在该模块和限定了该开口的基部之间提供密封，其中所述多个开口通过横跨所述内部腔体延伸的框架元件分隔开，

其中所述多个开口中的每一个开口都具有用于接合法兰的第一突出物和用于接合机械密封元件的第二突出物，当所述模块定位在所述开口中时，所述第一突出物邻接所述法兰，所述第二突出物邻接所述机械密封元件，使得所述模块与内部腔体的表面共面。

2.根据权利要求1所述的密封的模块化配电装置，进一步包括连接于该基部的支架，该支架可释放地连接该基部和该外壳组件的盖体。

3.根据权利要求1所述的密封的模块化配电装置，进一步包括连接于该模块的接线对准盖。

4.根据权利要求3所述的密封的模块化配电装置，其中，该接线对准盖设置在该基部的外部。

5.根据权利要求3所述的密封的模块化配电装置，该模块包括对准盖固定件，该对准盖固定件将接线对准盖可释放地连接于该模块。

6.根据权利要求1所述的密封的模块化配电装置，该模块包括模块固定件，该模块固定件可释放地连接该基部和该模块。

7.根据权利要求1所述的密封的模块化配电装置，该机械密封元件包括邻接脊部的垫圈，该脊部从该模块的表面延伸。

8.根据权利要求1所述的密封的模块化配电装置，进一步包括多个模块，该多个模块通过形成在该基部的底壁中的所述多个开口延伸进该基部的内部腔体。

9.一种模块化配电装置，包括：

外壳组件，该外壳组件包括连接于盖体的基部；

一组模块，所述一组模块通过形成在该基部中的多个开口延伸进该外壳组件的内部腔体，所述一组模块中的每一个包括设置在第一端的部件栅格和从所述模块的侧壁横向延伸的法兰，其中所述基部包括底壁，所述底壁中形成有所述多个开口，所述多个开口被配置成接收所述模块；和

机械密封元件，该机械密封元件沿着所述一组模块中的每一个的一个或多个侧壁设置，以在所述一组模块中的每一个与限定了多个开口的基部之间提供密封，其中所述多个开口通过横跨所述内部腔体延伸的框架元件彼此分隔开，

其中所述多个开口中的每一个开口都具有用于接合法兰的第一突出物和用于接合机械密封元件的第二突出物，当所述一组模块中的每一个定位在所述开口中时，所述第一突出物邻接所述法兰，所述第二突出物邻接所述机械密封元件，使得所述模块与内部腔体的表面共面。

10.根据权利要求9所述的模块化配电装置，进一步包括支架，所述支架可旋转地连接于该基部的销，该支架可释放地连接该基部和该盖体。

11.根据权利要求9所述的模块化配电装置，进一步包括接线对准盖，所述接线对准盖连接于所述一组模块中的一个或多个的第二端。

12.根据权利要求11所述的模块化配电装置，其中，该接线对准盖定位在该基部的外部。

13.根据权利要求11所述的模块化配电装置，进一步包括对准盖固定件，该对准盖固定件沿着所述一组模块中的每一个的一个或多个侧壁设置，以将接线对准盖可释放地连接至所述一组模块中的每一个的第二端。

14.根据权利要求9所述的模块化配电装置，进一步包括模块固定件，该模块固定件沿着所述一组模块中的每一个的一个或多个侧壁设置，以将所述基部可释放地连接至所述一组模块中的每一个。

15.根据权利要求9所述的模块化配电装置，该机械密封元件包括以垫圈为内衬的脊部，该脊部从所述一组模块中的每一个的一个或多个侧壁大致垂直地延伸。

16.一种模块化电力系统，包括：

外壳组件，该外壳组件包括基部和盖体，该基部包括：

底壁，该底壁包括多个开口；和

内壁，该内壁从该底壁大致垂直地延伸，其中该内壁可释放地连接于该盖体；和

多个模块，该多个模块通过该底壁中的多个开口延伸进外壳组件的内部腔体，该多个模块中的每一个包括：

设置在第一端的部件栅格；

法兰，所述法兰从所述多个模块中的每一个模块的侧壁横向延伸；和

机械密封元件，该机械密封元件沿着该多个模块中的每一个的一个或多个侧壁设置，该机械密封元件与该底壁接触；

其中所述多个开口通过横跨所述内部腔体延伸的框架元件彼此分隔开，并且所述多个开口中的每一个都被配置成接收所述模块，以及

其中所述多个开口中的每一个开口都具有用于接合法兰的第一突出物和用于接合机械密封元件的第二突出物，当所述多个模块中的每一个模块定位在所述开口中时，所述第一突出物邻接所述法兰，所述第二突出物邻接所述机械密封元件，使得所述多个模块中的所述每一个模块与内部腔体的表面共面。

17.根据权利要求16所述的模块化电力系统，进一步包括接线对准盖，该接线对准盖连接于该多个模块中的每一个的第二端，其中该接线对准盖定位在该基部的外部。

18.根据权利要求17所述的模块化电力系统，进一步包括对准盖固定件和模块固定件，该对准盖固定件配置为将该接线对准盖可释放地连接于该多个模块中的每一个，该模块固定件配置为可释放地连接该基部和该多个模块中的每一个。