JP5746030B2 - 端子部品 - Google Patents

Description

本発明は、絶縁筐体を有し、導電体を終端させるための少なくとも１つのばね端子を有し、ばね端子が、母線部分と、長手伸長方向に延び、母線部分の方向に自由なクランプ端を有し、導電体に対するクランプ点を形成し、母線部分を押しつけるクランプばねとを有し、関連するクランプ点につながる少なくとも１つの導体挿入開口が絶縁筐体の中にあり、１つの作動チャネルが、作動工具を導き、作動工具によって関連するクランプばねを開くために、各導体挿入開口に隣接して配列される、端子部品に関する。

この種類の端子部品は、例えばレールマウント端子として、またはばね端子を介してフィールド機器に接続されうるフィールドバス装置の入出力モジュールとして、それ自体十分に知られており、特に自動制御工学において使用される。これらのクランプばねを用いて、ばね端子は、導電体に対して長期間の安定性を有する耐振性のある接点を提供する。しかし、クランプ点を開くために、ばねの復元力に抗してクランプばねを作動させることが必要である。

導電体に対するクランプ点に隣接するクランプばねの幅の方向にクランプばねを押し、絶縁筐体内に一体化される作動レバーが、例えばクランプばねを作動させることを目的として、ドイツ特許第２９９１５５１５（Ｕ１）号、欧州特許第０３３５０９３（Ｂ１）号、英国特許第１５９３３２１号、オーストリア特許第３７６５２４（Ｂ）号およびドイツ特許第２８２６９７８（Ｃ２）号に開示される。ここで、作動梃子の作動方向は、導体挿入方向と異なり、それによりばね端子は、比較的大きな設置幅を有する。

クランプばねを作動させるために、作動チャネルが、導体挿入開口に対してある角度を有して設けられる端子部品が、例えばドイツ特許第２７２４３５４（Ｃ２）号およびドイツ特許第７９１１１８２（Ｕ１）号に開示される。導体挿入開口の主軸および作動チャネルの主軸で画定される平面と、クランプ点の領域内でクランプばねの長手伸長方向と垂直にクランプばねの幅を切る平面とが、互いに角度を成す。この結果、導体挿入開口に関連する作動チャネルは、比較的大きな量の空間を占める。

ドイツ特許第１９５０４０９２（Ｂ４）号は、導体挿入開口が、作動チャネルに平行な、張力ばねのたわみの方向に配列される、導電体に対するばね端子を開示する。導体挿入開口が、張力ばねの自由端におけるクランプ部と合流する一方で、作動チャネルが、圧力ピンを用いてそこから張力ばねを開くために、１つのばね弧に接続する張力ばねの対向する作動部と整列される。

この種類のものと逆の作動が、同様に、Ｕ字形に曲げられたクランプばねに対して、ドイツ特許第２９９１５５１２（Ｕ１）号に開示される。

この点から始めると、本発明の目的は、作動チャネル内に挿入される作動工具によって簡単で信頼性のあるばね端子の作動を可能にする、できるだけ小さい設置空間を占める改良された端子部品を創出することにある。

この目的は、導入部で言及された種類の端子部品によって達成され、そこにおいて、クランプ点および作動部が、クランプばねの幅の上で互いに隣接して存在し、導体挿入開口の主軸および作動チャネルの主軸で画定される平面と、クランプ点の領域内でクランプばねの長手伸長方向と垂直なクランプばねの幅を切る平面とが、互いにほぼ平行になるように、作動チャネルが、導電体に対するクランプ点に隣接するクランプばねの作動部に、長手伸長方向と垂直に合流する。

作動チャネルと導体挿入開口とを互いに隣接して配列した結果、それにより、ばね端子を通る断面で見たときに、作動チャネルと導体挿入開口とがほぼ一直線にあり、作動チャネルに対して最小の空間が必要となる。同時に、作動チャネルと導体挿入開口とが同じ空間を占め、原理上、同じ開口が使用されることが考えられる。しかし、導体挿入開口および作動チャネルはまた、少なくとも部分的には、狭い壁で互いから分離されてよい。

通常の場合のようにクランプ点の上または下ではなく、クランプばねの幅の中で見たときに導電体に隣接する作動チャネルを介して作動工具を用いるクランプばねの作動では、クランプばねが、ねじ回しの、従来の場合のように広いくさび形の表面を用いるのではなく、狭い側縁部を用いて開かれることがもたらされる。このことが、作動が大幅に信頼性を増し、作動工具を曲げる危険性が低減されることにつながる。

ねじ回しの狭い側縁部によるそのような作動では、同様に、クランプばねの幅の方向にあってクランプばねの自由端の長手伸長方向と垂直な作動チャネルの断面が、クランプばねの幅に垂直な作動チャネルの断面より狭くなることが可能になる。このことが、設置寸法をさらに低減する。

少なくとも１つのクランプばねが、導体挿入開口の主軸にほぼ平行に延び、絶縁筐体に当接する接触脚から始まるばね弧によって曲げられる場合に、特に有利である。次いで、クランプ脚が、ばね弧に接続する母線の方向に延びる。ケージ張力ばねとは対照的に、そのような、Ｕ字形に曲げられた基本的に簡単なクランプばねが、絶縁筐体の中および必要ならば母線に接触してもしくは母線の中に、接触脚または反対側のクランプ脚によって固定される。同時に、接触脚の自由端が、例えば母線の中の開口内に挿入されてよい。

少なくとも１つのクランプばねのクランプ脚が、作動チャネルの合流領域において、接触脚の方向に後方に曲げられてよく、一方で、クランプばねの幅の方向において、導電体に対する、クランプばねの隣接するクランプ部が、接触脚から離れて延びる。

それゆえ、クランプ点の領域内でクランプばねの幅にわたって見ると、クランプばねは、２つに分割され、導電体を終端処理するために最適化されたクランプ部と、作動チャネルを介する作動工具による作動のために最適化された作動部とを有する。ばねのたわみは、作動部の領域内で接触脚を後方に曲げることによって制限されてよい。それゆえ、接触脚の後方に曲げられた部分は、過負荷保護を形成し、接触脚の後方に曲げられた部分は、クランプばねの作動状態において、接触脚または絶縁筐体に当たる。加えて、クランプ脚を後方に曲げることでは、作動工具の案内が改良され、それにより、作動工具が詰まる危険性がクランプばねによって低減される。

同じような方法で、導電体によってクランプばねを過度にたわませる試みがなされたときに、自由なクランプ端が過負荷停止部にぶつかるように、クランプ点を形成するクランプばねの自由なクランプ端と組み合わされる過負荷停止部が、絶縁筐体または母線部に設けられる。

端子部品は、能動部品かまたは受動部品であってよい。それゆえ、２つ以上のばね端子が、ばね端子内で終端処理される導体を電気的に接続するために、１つの共通の母線によって互いに容易に接続されうる。

しかし、導電的に接続された電気および／または電子（能動および／または受動）部品が、少なくとも１つのばね端子を用いて絶縁筐体内に配列されることも考えられる。そのような端子部品の可能な例が、フィールド機器を終端処理するための入出力モジュールであり、データバスおよび／または電源を確定するための接続接点が、２つ以上の端子部品が互いにじかに隣接し、互いに接してトップハットレール上にクリップ留めされるとき、絶縁筐体の側面上に配列される。同時に、絶縁筐体が、端子部品をトップハットレール上にクリップ留めするためのラッチフックを有する場合に有利である。

本発明は、例示的実施形態を参照し、添付の図面を使用して、以下により詳細に説明される。

ａ）は、非作動状態における端子部品の部分断面図であり、ｂ）は、ねじ回しで作動されたときの端子部品の部分断面図であり、ｃ）は、導電体を挿入した後の端子部品の部分断面図であり、ｄ）は、最終のクランプされた状態における端子部品の部分断面図である。 作動部の領域内で接触脚の方向に後方に曲げられたクランプ脚を有する部分断面内の端子部品を示す断面図である。 図２の端子部品を通る長手方向の断面を示す図である。 クランプ点の領域における図１〜図３の端子部品の平面図である。 クランプ点の領域における従来の端子部品の平面図である。

作動順序を有する、端子部品１の部分断面を、図１ａ）〜図１ｄ）に見ることができる。
図１ａ）は、非作動状態における端子部品１の部分断面を示す。母線部分５と基本的にＵ字形に曲げられたクランプばね６とから本来知られているやり方で形成されるばね端子４に通じる導体挿入開口３が、絶縁筐体２の中に作られることが分かる。クランプばね６は、絶縁筐体２および／または母線部分５に固定された接触部７と、接触部７に接続されたばね弧８と、ばね弧８に接続されたクランプ脚９とを有し、そのクランプ脚の自由端１０は、張力がかからない（弛緩した）状態において母線部分５の突起部１１に当接し、この領域で導電体に対するクランプ点を形成する。

クランプばね６の幅において、すなわちクランプ脚９の長手伸長方向Ｌに垂直で、かつクランプばね６のばね方向Ｆに垂直な視野の方向における断面において、クランプ脚９は２つに分割されており、クランプ点を形成し且つ母線部分に当接する自由端１０のクランプ部が、母線部分５の方向に延び、一方で、クランプばね６の幅において隣接する作動部１２が、接触脚７の方向にわずかに後方に曲げられていることが、同様に明らかである。反りは、クランプ点を形成する自由端１０の長手伸長方向から約１５度〜４５度の角度にわたって生じていることが分かる。同時に、作動部１２の自由端は、クランプばね６の弛緩状態において接触脚７の方向を指してはならないが、それでもなお、自由端１０と比べて接触脚の方向に後方に曲げられている。

同じような方法で、導電体によってクランプばね６を過度にたわませる試みがなされたときに、自由なクランプ端１０が過負荷停止部Ｕにぶつかるようなやり方で、クランプ点を形成するクランプばね６の自由なクランプ端１０と組み合わされる過負荷停止部Ｕが、絶縁筐体２または母線部分５の区画に設けられる。このようにして、同様に、例えば導体の端部を許容できないほど曲げた結果としての、または導体断面が大きすぎる結果としての導電体による過負荷に対して、保護が達成される。

導体挿入開口３に隣接して配列され、図示される断面に関して同じ線上に延びる作動チャネル１４内に挿入されるねじ回し１３によって作動させられたときの端子部品１の状態が、図１ｂ）から分かる。作動チャネル１４は、ねじ回し１３の自由端が作動部１２に達して、ねじ回し１３の狭い側縁部でクランプ脚９を接触脚７の方向に後方に押すことができるのに十分なだけ先まで延びる。そうすることで、作動部１２の反対側のねじ回し１３の狭い側縁部が、絶縁筐体２に当接する。

作動部１２の領域でクランプ脚９を後方に曲げることによって、クランプばね６が十分に延ばされたときに、作動部１２の自由端が、ねじ回し１３の狭い側縁部にほぼ平行に当接し、作動チャネル１４の領域において絶縁筐体２の反対側の壁にほぼ平行に延びることが、同様に分かる。結果として、ねじ回し１３が詰まる危険性が、クランプばね６によって低減されうる。

クランプ点を形成するクランプ脚９の自由端１０が、ねじ回し１３を通り過ぎてその後方に案内され、例えばねじ回し１３の自由端の下方に少し突き出ることが、同様に明らかである。従って、作動工具としてのねじ回し１３は、作動部１２の領域ではクランプばね６の幅にわたって作用し、一方で、クランプ点を有する、隣接するクランプ部は、終端処理されるべき導電体に対して自由のままである。

端子部品１の作動状態が図１ｃ）に見られ、そこにおいて、クランプばね６が、図１ｂ）のようにねじ回し１３で開かれ、端部で絶縁をはがされている自由な導体端部を有する導電体１５が、今や、導体挿入開口３の中に挿入されている。ばね力に抗して接触脚７の方向にクランプ脚９を後方に曲げることによって、クランプ点を形成するクランプ脚９の自由端１０が、導電体１５が絶縁筐体２およびばね端子４の中に問題なく挿入されうる程度に、導体挿入領域の外に反らせられる。

最終のクランプ状態が図１ｄ）から見られ、そこにおいて、ねじ回し１３が、今や作動チャネル１４から引き抜かれ、作動部１２を自由な状態のままにする。結果として、クランプばね６が、そのクランプ脚９によって母線部分５の方向に跳ね戻されてよく、それにより、クランプ点を形成する自由端１０が、導電体１５のはがされた自由端に当接し、この導電体１５を母線５、とりわけ母線５の突起部１１に押しつけることは、明らかである。母線５の突起部１１は、できるだけ小さな接触面積を有する画定された接触点を確保し、それにより、利用できるばね力が、このできるだけ小さな接触面積の上に集中されてよく、そのことは、それ自体知られている。

横方向に見た場合に導体挿入方向に平行に延びる作動チャネル１４、および作動部をクランプばね６の幅方向に設けることの結果として、端子部品１は、非常に省スペースの設計の可能性を提供する。加えて、とりわけ、作動チャネル１４と導体挿入開口３とに対して同じ開口が使用されてよい。しかし、絶縁筐体２と一体に作成された絶縁材料の（薄い）壁が、作動チャネル１４と導体挿入開口３との間に設けられることも考えられる。

クランプばね６のたわみは、クランプ脚９を作動部１２の領域において側方に角度付けすることによって制限されうる。このことは、図２からより良く理解することができ、図２は、休止位置において応力がかからないクランプ脚９と、作動位置において接触脚７の方向に後方に曲げられたクランプ脚９とを有する、部分断面における端子部品１の断面図を示す。左半分に示される作動位置から、ねじ回し１３が作動チャネル１４の中に挿入されたときに、接触脚７の方向に曲げられた作動部１２が、クランプ脚９のその自由端で接触脚７に当接することは明らかである。このことが、クランプばね６のさらなるたわみおよび過負荷を防止する。

クランプばね６を母線部分５に固定するために、クランプばね６の接触脚７が、その自由端で、母線部分５の開口の中に突き出ることも、同様に見られる。母線部分５自体が、その底で導電体１５に対する停止面を提供し、かつその上向きに曲げられた自由端でクランプ点を提供するために、ほぼＵ字形に曲げられることも、同様に見られる。

図２の端子部品１を通る長手方向の断面が、図３の部分断面に見られる。ここで、図示の実施形態では、導体挿入開口３が、絶縁筐体２の絶縁材料の中間壁１６によって作動チャネル１４から空間的に分離されることは明らかである。断面において、すなわち、クランプばね６の幅の方向に見ると、作動チャネル１４が、導体挿入開口３に沿って延びており、一方で、長手方向の断面（図３）における作動チャネル１４の主軸は、導体挿入開口３の主軸に対して、わずかな角度（５〜２５度）だけ傾けられることも見られる。作動チャネル１４は、長手方向の断面において、上の開口から下のばね端子４に掛けて円錐状に先細になり、それゆえ、従来のねじ回し１３の円錐状に先細になる輪郭とほぼ一致することも明らかである。

図４は、クランプ点の領域における、図１〜図３の端子部品１の平面図を示す。長さと幅が等しいほぼ正方形の広がりの配置が、縁部に沿って挿入されるねじ回しでばね端子を作動させることに起因し、その結果として作動チャネル１４が、クランプばね６の幅方向で導体挿入開口３に隣接して配置できることに起因することは、明らかである。その一方で、幅と長さとが等しくない広がりの必要性が、図５に示される従来の端子部品１の事例を、結果としてもたらす。クランプばね６と、作動チャネル１４と、導体挿入開口３とがバランス良く配置される結果、本発明による端子部品１では、ばね端子を一様な格子の中に配置することが可能になる。図５に示される従来のバージョンと比べて、クランプばね６の幅がより大きい結果として、ばね鋼の薄板の厚さを低減することができ、その結果として、ばね弧の半径もまた、ばね力に悪影響を与えることなく低減されうる。このことが、設置寸法の低減につながる。

端子部品１は、例えば２つ以上のクランプ点が母線５によって互いに接続される、レールマウント端子であってよい。この種類のレールマウント端子は、それ自体十分に知られている。それらはまた、このように、絶縁端子および測定端子、ヒューズ端子、センサ端子およびアクチュエータ端子、ダイオード端子、ＬＥＤ端子など、いわゆる機能端子を形成するために、リレー、ヒューズなど、電気部品および／または電子部品を取り付けられてよい。しかし、端子部品が、ばね端子によってフィールドバス機器に接続される、例えばフィールドバスカプラおよびそれらに接続される入出力モジュールなど、自動制御工学用モジュールであることも、考えられる。同時に、端子部品がトップハットレールの上に隣接し、互いに接して配置されるときに、データバスおよび／または電源を確定するための２つの接続接点が、絶縁筐体の側壁から突き出る場合に有利である（ドイツ特許第４４０２００２（Ｂ４）号参照）。

Claims (4)

1. 絶縁筐体（２）を有し、導電体（１５）を終端させる少なくとも１つのばね端子（４）を有する端子部品（１）であって、前記ばね端子（４）が、母線部分（５）と、前記母線部分（５）の方向に自由なクランプ端（１０）を有し、前記導電体（１５）に対するクランプ点を形成し、前記母線部分（５）を押圧するように長手伸長方向（Ｌ）に延びるクランプばね（６）とを有し、関連するクランプ点につながる少なくとも１つの導体挿入開口（３）が前記絶縁筐体（２）の中にあり、作動工具（１３）を導入し、前記作動工具（１３）によって前記関連するクランプばね（６）を開くために、１つの作動チャネル（１４）が、各導体挿入開口（３）に隣接して配列される端子部品（１）であって、
   前記作動チャネル（１４）が、前記長手伸長方向（Ｌ）に対して垂直な方向で前記導電体（１５）に対する前記クランプ点に隣接する、前記クランプばね（６）の作動部（１２）に向けて開口し、前記クランプ点および前記作動部（１２）は前記クランプばね（６）の幅において互いに隣接して存在し、前記導体挿入開口（３）の主軸と前記クランプばね（６）の幅方向とによって画定される第１の平面が、前記クランプ点が配置される領域内で前記クランプばね（６）を横切り、前記作動チャネル（１４）の主軸と前記クランプばね（６）の幅方向とによって画定される第２の平面が、前記クランプ点が配置される領域内で前記クランプばね（６）を横切り、前記第１の平面と前記第２の平面とが、互いにほぼ平行になっており、
   前記絶縁筐体（２）は、前記導体挿入開口（３）を前記作動チャネル（１４）から空間的に分離する中間壁（１６）を備えており、
   前記長手伸長方向（Ｌ）に垂直な、前記作動チャネル（１４）の断面における、前記クランプばね（６）の前記幅の方向の寸法が、前記クランプばね（６）の前記幅に垂直な方向の寸法より短く、
   少なくとも１つの前記クランプばね（６）が、前記導体挿入開口（３）の前記主軸にほぼ平行に延びる接触脚（７）から始まるばね弧（８）によって曲げられ、前記ばね弧（８）に接続するクランプ脚（９）が、前記母線部分（５）の方向に延びており、
   前記クランプ脚（９）が、前記作動チャネル（１４）が前記作動部（１２）に向けて開口する領域において、前記接触脚（７）の方向に後方に曲げられ、一方で、前記クランプばね（６）の前記幅の方向において、前記導電体（１５）に対する、前記クランプばね（６）の前記自由なクランプ端（１０）の隣接するクランプ部が、前記接触脚（７）から離れる方向に延びることを特徴とする、端子部品（１）。
2. 前記少なくとも１つのクランプばね（６）の前記接触脚（７）が、前記母線部分（５）に固定されることを特徴とする、請求項１に記載の端子部品（１）。
3. 前記絶縁筐体（２）または前記母線部分（５）に過負荷停止部（Ｕ）を有し、前記過負荷停止部（Ｕ）は、前記クランプ点を形成する前記クランプばね（６）の前記自由なクランプ端（１０）に組み合わされて、導電体による前記クランプばね（６）の過度なたわみが、前記自由なクランプ端（１０）の前記過負荷停止部（Ｕ）への当接によって防止されるようになされる、請求項１または２に記載の端子部品（１）。
4. 電気的に接続された電気部品および／または電子部品が、前記絶縁筐体（２）の中に少なくとも１つのばね端子（４）と共に配置されることを特徴とする、請求項１または２に記載の端子部品（１）。

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