JP5596868B2 - ポジティブ安全ラッチ - Google Patents

Description

分野
本発明は、電気的なコネクターに関するものであり、そして、さらにとりわけて言えば、電力接続を行ないかつ外すためのポジティブ(positive、確実な、確動的な）安全ラッチ(safety latch)に関する。

背景
多くの電力環境において、部品および導体は、典型的にはモジュラー様式で提供されかつ取り付けられ、そのモジュラー様式では、様々な部品が結果的に結合され、または好適なコネクターで電気的に接続される。高い電力または危険な用途において、コネクターは必要に応じて接続を外すことが可能である一方で、確実でありかつ信頼性を有することが重要である。

例として、太陽光発電（photovoltaic（ＰＶ））モジュールを直列に接続するために、ソーラー産業界で使用されるコネクターには、連結されたコネクター同士を分離するためにツールが必要なラッチシステムが利用される。この安全要求は、単極(single pole)のＤＣソーラーコネクターについては典型的なものであるが、しかしながら、接続を外すためのツールを必要とする多極(multi-pole)のＡＣソーラーシステムに対するニーズもある。この要件は例えば、マイクロインバータを伴う用途において特に当てはまる。

このラッチシステムは、ソーラー用途の厳しい環境に耐え得るよう頑丈であり、多数の結合サイクルに対して高い耐久性を提供し、費用効果があり、かつ、取り付け人にとってコネクター同士の接続と取り外しが容易でなければならい。

よって、可能な場合、上記した問題点を、効率的かつ効果的に回避するためのシステムを提供することが、記載した原理の特定の実施の根底にある目的である。しかしながら、これは、本発明の特定の実施の根底にある目的であるが、本発明は上記した問題点を解決するシステムに限定されないことは明らかであろう。さらに、本発明者は、読者の便宜を図って上記情報の本体を作成したが、前述の事項の全てを先行技術とすることについてははっきりと否定する。前述の事項は、本発明者によって発見されたおよび／または認識された問題点の議論であって、先行技術を再考(review)または列記(catalog)しようとする試みではない。

本発明の一態様では、内部に隠れたラッチによって、安全を提供する多極のＡＣソーラーシステムが提供され、該ラッチは、開くためには特別のツールまたは正しいサイズとされたピンを必要とする。記載されるシステムは、「デッドボルト」タイプのラッチを提供する点においてポジティブである。引張り出す力は、ラッチを開く方向に対して垂直であり、そして、ラッチはロックポストの両側において生じる。

接続のラッチ解除が確実になされながらも、２つのコネクターを嵌め合わせることが、いかなるツールも必要としないという点で、このシステムはユーザーが使い易い(user friendly)ものである。嵌め合わせ(mating)は、嵌め合わせるコネクターの単純で真っ直ぐ前進する挿入によって達成される。該ラッチは、プラスチックのユニットハウジングの内部で捕捉され、スタンプされたシート状の金属製のばねが、高いサイクル寿命を提供する。本発明の一態様では、導入部の構造が、嵌め合わせるコネクターを挿入するためのスムーズな表面を提供する。最後に、所与の適用において、ばね力を最適化するようにばねの厚みとばねの幅が変更可能であるという点において、当該装置は柔軟に構成可能である。

本発明の様々な実施例が多極のＡＣソーラーシステム接続に適用可能であるが、本発明の他の目的および効果も以下の詳細な説明を読み、図面を参照することにより明らかとなろう。

図１は、本発明の一態様によるラッチおよびその使用環境の外観斜視図であって、嵌め合わせるコネクターまたはケーブル組立体、コネクター本体、および、ロック解除(unlocking)ピンを含んでいる。 図２は、コネクター本体の正面図である。 図３Ａ−３Ｄは、本発明の一態様による使用中のラッチを示す図２の部位の拡大図である。 図４Ａ−４Ｃは、本発明の一態様による使用中のコネクター組立体の斜視図である。 図５は、図４のラッチされたコネクター組立体の斜視図であって、ロック解除ツールがコネクター本体の整合ガイド穴に挿入された状態となっている。 図６は、本発明の一態様によるラッチばねの斜視図である。 図７は、本発明の一態様によるコネクター組立体の側面の断面図である。 図８は、本発明の一態様によるラッチばねの斜視図である。 図９は、図８のラッチばねの端面図である。

詳細な説明
上記したように、本発明の一態様では、内部に隠れたラッチによって作動するラッチシステムが提供され、前記内部に隠れたラッチは「デッドボルト(deadbolt)」タイプのラッチ動作を与え、その引張り出す力はラッチを開く方向に対して垂直であり、かつ、ラッチングがロックポスト(locking post)の両側で起きる。その他の特徴は、以下の詳細な説明と図面で明らかになろう。一態様では、参照されるコネクターは、多極ＡＣソーラーシステム用に特に構成されたものであり、そのようなシステムにおける接続部および導体部の数は、当業者にはよく知られたものである。

図１を参照すると、この図は、使用環境にある当該ラッチの外観斜視図を示している。図に示すように、嵌め合わせる(mating)コネクター即ちケーブル組立体１００が、コネクター本体１０１内に入ってラッチしている。さらなる態様では、ロック解除ピン１０２がコネクター本体１０１内に設けられている。

図２はコネクター本体１０１（２０１）の正面図である。該コネクター本体２０１は、内部のロックばね（複数）２０２を含んでおり、それらロックばねは、嵌め合わせるコネクター組立体１００(図１)のロックピン（複数）にラッチするためのものである（前記「ロックばね」は、後述の「ラッチばね」と同じものを意味している）。該コネクター本体２０１は、また、該ロックピン（複数）のためのガイド（複数）２０３を含んでおり、ならびに、接続解除ピン（複数）またはツールのためのガイド（複数）２０４を含んでおり、ロックばね（複数）２０２を開くにはそれらロックばねにアクセスする必要がある（前記の接続解除ピンまたはツールのための「ガイド」は、接続解除ピンガイド、または、接続解除ピン開口である）。

図３Ａ−３Ｄは、図２の部分２０５の拡大図である。符号を３０５に再付与した該拡大部分が示しているのは、内部のロックばね３０２が休止している状態（図３Ａ）、内部のロックばね３０２が、嵌め合わせるコネクター組立体１００のロックピン３０１の挿入によって広がって開いた状態（図３Ｂ）、内部のロックばね３０２がラッチピン３０１のかえし端(barb end)の周りにラッチした状態（図３Ｃ）、内部のロックばね３０２がロック解除ピン（接続解除ピンとも呼ぶ）３０４によって強制的に開かれた状態（図３Ｄ）である。

図４Ａ−図４Ｃは、コネクター本体（ロックばね（複数）４０３以外は示していない）内に挿入されたロックピン（複数）４０２を含んだコネクター組立体４００を示している。図４Ａでは、ロックピン（複数）４０２は、まだロックばね（複数）４０３と接触していない。図４Ｂでは、ロックピン（複数）４０２は、ロックばね（複数）４０３と接触し、それらロックばねを広げて開いている。最後に、図４Ｃでは、ロックピン（複数）４０２のかえし部（複数）４０４が、ロックばね（複数）４０３を通過し、そして、そのロックばね（複数）４０３がかえし部４０４の背後で再度閉じられている。

図５は、図４Ｃのラッチされた組立体を示しており、ロック解除ツール５００がコネクター本体１０１の整合(matching)ガイド穴（図５には示されていない）に挿入された状態となっている。図に示したように、該ツール５００のピン（複数）５０１がラッチばね（複数）５０２を広げるように挿入されて、その結果、それらはラッチピン（複数）のかえし部（複数）５０３を解放する。これによって、コネクター組立体５０４をコネクター本体から取り外することができる。

図６は、ラッチばね６００の斜視図である。図示された態様におけるラッチばね６００は、成形されたリップ(formed lip)６０１を上部と底部の両方に含んでおり、それによって嵌め合わせるコネクター（図示せず）のロックピン（複数）の挿入を容易にし、ロック解除ツール（図示せず）の挿入を平易にする。ばね６００の反対側の上部と底部にある第２の成形リップ６０２によって、代替的にこの側からのロック解除ツールの挿入が容易になる。ばね６００の平坦な支持面６０３は、嵌め合わされたコネクター（図示せず）のロックピン（複数）と相互接続(interface)する。

図７は、コネクター組立体１００の側面の断面図であり、符号を７００に再付与している。その断面は、ラッチピン（複数）の１つを縦(vertically)に通過するように取ったものである。コネクター組立体７００は、本体部７０１とピン部７０２とを含んでいる。ピン部７０３は、さらに、かえし部７０３を含んでおり、該かえし部７０３は、ロックばね（複数）のプロング(prongs、叉状突起（複数））７０４と干渉するためのかつ該プロングによってロックされるためのものである。

図８および図９は、本発明の様々な態様のなかで実施され得るオプション的な特徴を示している。とりわけ、図８は、ラッチばね８００を示した斜視図であり、該ラッチばねは、全てのリップ（複数）６０１−６０２の代わりに、丸みを付けた導入部（lead-ins：複数のlead-in）８０１−８０２を含んでおり、それらはコネクターハウジング壁部のガウジング(gouging、溝状に掘ること）を防止するためのものである。ラッチばね８００の該斜視図は、また、オプション的な切欠部８０３をも示しており、該切欠部は、該ばね８００がハウジングの内部で回転しないことを確実にするために、コネクターハウジング内のキー、例えば、成形されたプラスチックのキーと係合するように構成されている。図９は、図８と同じ構造を示すものであるが、図８のＡ方向に沿って見た端面図である。図９は、また、コネクターハウジングの壁部９０４を示している。

前述の態様は、組立体において互いに反対の側にあるロックばね（複数）とピン（複数）とを示したが、一対のロックする要素が該組立体の上方と下方に位置するように替えてもよいこと、および／または、単一のそのようなロックする要素（ラッチばねとかえし部付きのピン）が使用されてもよいこと、また、３つ以上の要素が用いられてもよいことは理解されるだろう。上記では特に細述しなかったが、記載した接続システムは、コネクター本体とコネクター組立体内の各々の導体（複数）が互いに接触して固定されるように、該コネクター本体と該コネクター組立体とをいっしょにロックするために用いられることは理解されるだろう。コネクター本体およびコネクター組立体の各々の内部には、１つ以上のそのような導体があってもよく、そのような各々の導体は、電力、信号またはその両方を搬送してもよい。

ばね（複数）は、金属製または他のフレキシブルな材料製が好ましく、一方、コネクター組立体と導体本体は、充分な剛性、成形性または形成性、および、用途によって要求される場合には、充分な絶縁特性を持った、あらゆる好ましい材料で作られていてもよい。これらの要素を構成するための材料の例としては、プラスチック、例えば、熱硬化性またはその他のプラスチック、樹脂、繊維強化樹脂および繊維強化プラスチック、および、それに類する材料が含まれる。

上述の記載が、接続構造の例を提供するものであって、該接続構造が確実(secure)でユーザーが使い易いものでありながら、含まれたばね要素のサイズと強度を通じて高いサイクル寿命と高いカスタマイズ性を維持するものであることは理解されるだろう。しかしながら、該開示の他の実施が前述の例とは詳細な点において異っていてもよいことも理解されるだろう。よって、この開示またはそのための例に対する全ての参照は、その時点で論じている特定の例を参照することを意図しており、より一般的な開示の範囲に対していかなる限定も示唆するように意図されていない。ある特徴に関する相違および非難の言葉は全部、それらの特徴を好んで採用することの欠如を示すことを意図するものであって、特別な指示がない限り開示の範囲からそのようなものを完全に排除するものではない。

ここで、値の範囲の詳細は、ここで特記しない限り、別々の値がその範囲に収まることを言及する省略法として機能することを意図しているに過ぎず、各別々の値はここでは個々に詳述されるかの如く本実施例に組み込まれる。ここに記載される方法は全てここで特記しない限りまたは文脈で明らかに矛盾しない限り、いかなる好適な順番で実行されてもよい。

従って、この開示は、全ての変形例および添付された特許請求の範囲で列挙された主題の均等物を適用可能な法律によって認められるものとして含む。さらに、可能な変形例の全てにおける可能な上記要素全てのいかなる組み合わせもここで特記しない限り、また文脈で明らかに矛盾しない限り、当該開示に包含される。

Claims (16)

1. 第１の導体を第２の導体にロック可能に接続するラッチシステムであって、当該ラッチシステムは、
   コネクター組立体を有し、該コネクター組立体は、第１の導体を収容しており、かつ、突き出している１つ以上のロックピンを持っており、
   コネクター本体を有し、該コネクター本体は、第２の導体を収容しており、かつ、１つ以上の内部のラッチばねと、それに関係付けられる１つ以上の各々の接続解除ピンガイドとを持っており、
   該コネクター本体は、前記コネクター組立体のロックピンを受容するための１つ以上のガイドを有しており、それによって、前記コネクター組立体が該コネクター本体にはめ込まれる場合に、前記１つ以上の内部のラッチばねが、前記１つ以上のロックピンにラッチして、第１の導体と第２の導体との相互の接触を保持するようになっており、
   該コネクター本体は、前記の１つ以上の接続解除ピンガイドを、接続解除ピンの受容のために含んでおり、該接続解除ピンは、前記１つ以上のラッチばねを開き、そして、１つ以上のロックピンを解放し、それによって該コネクター本体から前記コネクター組立体を解放するためのものであり、
   当該ラッチシステムは、
   前記接続解除ピンガイドを通過することができかつ前記ラッチばねを開くことができるピンによって、前記コネクター本体にはめ込まれた前記コネクター組立体を接続解除し得る構成となっており、かつ
   前記１つ以上のラッチばねの各々が、前記接続解除ピンの挿入を容易にするための１つ以上のリップを含んだ細長い開いたクリップである、
   前記ラッチシステム。
2. 第１の導体と第２の導体とが、多極のＡＣソーラーシステムにおける導体である、請求項１記載のラッチシステム。
3. １つ以上の接続解除ピンが、コネクター本体に離脱可能に格納されている、請求項１記載のラッチシステム。
4. コネクター組立体から突出する１つ以上のロックピンの各々が、かえしを有し、該かえしは、各々のラッチばねによって捕捉されるように構成されている、請求項１記載のラッチシステム。
5. １つ以上のラッチばねの各々が、ロックピンの挿入を容易にするための１つ以上のリップを含んだ細長い開いたクリップである、請求項１記載のラッチシステム。
6. １つ以上のリップの各々が、コネクター本体のガウジングを防止するためにロール状に巻かれている、請求項５記載のラッチシステム。
7. １つ以上のリップの各々が、コネクター本体のガウジングを防止するためにロール状に巻かれている、請求項１記載のラッチシステム。
8. １つ以上のラッチばねの各々が、切欠部を持った細長い開いたクリップであって、該切欠部は、コネクター本体内にあるキーに干渉して、該コネクター本体の内部での該ばねの回転を妨げるように構成されている、請求項１記載のラッチシステム。
9. コネクタープラグをコネクターソケットにロックするためのラッチシステムであって、該コネクタープラグは１つ以上のプラグ導体をその中に持っており、該コネクターソケットは１つ以上のソケット導体をその中に持っており、
   当該ラッチシステムは、
   該コネクタープラグと該コネクターソケットとが係合するように位置決めされる場合に、該コネクタープラグから該コネクターソケットの方に向かって突き出す２つのロックピンを有し、
   コネクターソケットの内部にある２つのロックピン開口を有し、該２つのロックピン開口は、該コネクタープラグと該コネクターソケットとが係合するように位置決めされる場合に、該２つのロックピンとそれぞれ一線上に位置合わせされるものであり、
   コネクターソケットの内部で該ロックピン開口の背後に保持された２つのラッチばねを有し、該コネクタープラグと該コネクターソケットとが係合する場合に、該ロックピンが該ロックピン開口を貫通し、そして、該２つのラッチばねによって保持されるようになっており、
   コネクターソケットの内部にある２つの接続解除ピン開口を有し、該接続解除ピン開口の各々は、ロックピン開口に隣り合って位置し、かつ、ラッチばねの少なくとも一部が各接続解除ピン開口を通じて露出しており、それによって、同様のサイズとされた解除ピンが該接続解除ピン開口を貫通することによって、関連するラッチばねが開かれ、関連するロックピンが解放されるようになっており、
   当該ラッチシステムは、
   前記接続解除ピン開口を通過することができかつ前記ラッチばねを開くことができるピンによって、前記コネクターソケットにはめ込まれた前記コネクタープラグを接続解除し得る構成となっており、かつ、
   前記ラッチばねの各々が、前記接続解除ピンの挿入を容易にするための１つ以上のリップを含んでいる、
   前記ラッチシステム。
10. コネクターソケットの１つ以上のソケット導体とコネクタープラグの１つ以上のプラグ導体とが、多極のＡＣソーラーシステムにおける導体である、請求項９記載のラッチシステム。
11. コネクターソケットが、１つ以上の接続解除ピンを離脱可能に格納するための、１つ以上のポートを含んでいる、請求項９記載のラッチシステム。
12. ロックピンの各々が、かえしを有し、該かえしは、ラッチばねによって捕捉されるように構成されている、請求項９記載のラッチシステム。
13. 各ラッチばねが、ロックピンの挿入を容易にするための１つ以上のリップを持ったエッジ部を含んでいる、請求項９記載のラッチシステム。
14. １つ以上のリップの各々が、コネクターソケットのガウジングを防止するためにロール状に巻かれている、請求項１３記載のラッチシステム。
15. １つ以上のリップの各々が、コネクターソケットのガウジングを防止するためにロール状に巻かれている、請求項９記載のラッチシステム。
16. 各ラッチばねが、切欠部を含んでおり、該切欠部は、コネクターソケット内にあるキーに干渉して、該コネクターソケットの内部での該ばねの回転を妨げるように構成されている、請求項９記載のラッチシステム。