JP6370880B2

JP6370880B2 - 端子および断路リンク

Info

Publication number: JP6370880B2
Application number: JP2016507955A
Authority: JP
Inventors: フィリップ・ルイ・ピーチ
Original assignee: ピヴォット・エレクトロニクス・ピーティーワイ・リミテッド
Priority date: 2013-04-16
Filing date: 2014-04-15
Publication date: 2018-08-08
Anticipated expiration: 2034-04-15
Also published as: US20160056599A1; AU2022215279A1; AU2014253680B2; AU2018214142A1; US9954331B2; AU2022215279B2; CA2909408C; AU2014253680C1; AU2020270506A1; US20180226763A1; HK1217572A1; AU2024219646A1; CA2909408A1; WO2014169339A1; EP2987207B1; EP2987207A4; US10727636B2; AU2014253680A1; JP2016519402A; EP2987207A1

Description

本発明は、特に工業用途のための電気端子(electrical terminals)に関し、また、特に、本発明は、取り外し可能なリンクを組み込む端子ユニット(terminal unit)を提供する。

工業設備に対する電力および信号の配線のための端子コネクタは、多くの形があり、多数の機能を与える。特に振動に晒される環境内の配線に関して広まってきた1つの特定の形式のコネクタは、'直圧を伴うネジ無し型端子(screw-less type terminal with direct pressure)'(IEC 60947_1:2004 "Low-voltage switch gear and control gear Part 1 : general Rules"のAnnex Dにおいて規定され、本明細書中では"ネジ無し型端子"と称される)を用いる。そのような端子は、しばしば、工業設備に対する恒久的な配線接続を行なうために使用される。ネジ無し型端子は、一般に、導体クランプに作用する圧力を保つ強力なスプリングを含み、導体クランプでは終端となる導体が強固に保持される。ネジ無し型端子は、"工具無し"型であってもよく、あるいは、導体クランプから圧力を除去して端子内への導体の挿入を可能にするべくスプリングを圧縮するために"ヘックス(hex)"キーまたは"アレン(Allen)"キーあるいはスクリュードライバーなどの工具を必要としてもよい。工具無し型端子は、しばしば、スプリングを圧縮して導体クランプに作用する圧力を除去するために端子本体に組み込まれるレバーを含む。

工業の場面では、時として、メンテナンスが設備の一部で行なわれる間に回路を切断することが必要である。時として、設備を分離させる目的でスイッチが設けられるが、作業者が接続回路で作業している間にスイッチがONに切り換えられる可能性が常に存在する。これは、しばしば、回路が作業されていることを示す危険タグをスイッチにタグ付けすることにより対処される。スイッチは、ロック可能であってもよいが、これは、メンテナンスが稀である場合に受け入れられないかもしれない、より高価な解決策である。

また、端子には、電圧測定のためのプローブまたはプラグ、あるいは、リンクの挿入を許容するテストポイントが設けられる場合もあり、リンクが取り外された状態で電流計が直列に接続されてもよい。リンクの取り外しは、メンテナンスのために回路を分離する手段として使用される場合もあるが、誰かがリンクを交換すれば、回路を急に再接続しやすい状態のままにする。

従来技術の断路端子は、一般に、円形ピンを接続リンクとして使用する。ピンは、寸法が4mmテストソケットと同様の小さい円形穴に嵌まり込み、これはかなり危険である。円形ピンが取り外されれば、それにより、リンクの両側に位置される4mmテストポイント(すなわち、列を成す3×4mm穴)と同じサイズである穴が露出する。したがって、リンクが取り外されて技術者が回路で作業している場合には、二人目の技術者が手違いにより誤ってテストリードプラグを中心穴内へ挿入して自分の同僚を供給電圧に晒す可能性がある。

IEC 60947_1:2004 "Low-voltage switch gear and control gear Part 1 : general Rules"のAnnex D

第1の態様によれば、端子ユニットは、端子ユニット本体と、端子ユニット本体の第1の開口付近にその第1の開口を通過する第1の導体の接続のために位置される第1の端子コネクタと、端子ユニット本体の第2の開口付近にその第2の開口を通過する第2の導体の接続のために位置される第2の端子コネクタとを備え、第1の端子コネクタの導体は、第1のリンク接続ポイントにおいて端子ユニットの内側で終端し、第2の端子コネクタの導体は、第2のリンク接続ポイントにおいて端子ユニットの内側で終端し、第1および第2のリンク接続ポイントは、端子ユニット本体のリンク開口を介してアクセス可能であり、端子ユニットは、リンク導体とリンクハンドルとを備える取り外し可能なリンクを備え、取り外し可能なリンクは、通常の方向においてリンク開口内へ取り外し可能に挿入することができ、リンク導体は、第1の端子コネクタと第2の端子コネクタとを電気的に接続するために第1のリンク接続ポイントと第2のリンク接続ポイントとを電気的に接続し、リンクハンドルは、第1のリンク接続ポイントと第2のリンク接続ポイントとを電気的に接続するべくリンク導体が挿入されるときに開口から突出する絶縁体を備え、それにより、リンクハンドルは、リンク導体に触れることなくリンクを取り外すべく把持できるようにする。

取り外し可能なリンクは、リンク導体が第1のリンク接続ポイントと第2のリンク接続ポイントとを電気的に接続していないときに格納のためのハウジングと係合するべくハウジングと協働するように形成されてもよい。これは、リンクハンドルを端子ユニット本体の開口に嵌まり込むように形成することによって達成されてもよく、それにより、取り外し可能なリンクは、第1のリンク接続ポイントを第2のリンク接続ポイントに接続することなく、ハンドルが開口に挿入された状態で逆方向に挿入され得る。この逆方向において、リンクハンドルは、開口を介した第1のリンク接続ポイントおよび第2のリンク接続ポイントへのアクセスを阻止する。ハンドルは、そのハンドルを開口内に保持するべく開口の1つ以上の壁と係合する1つ以上の弾性突起(resilient projections)を含んでもよい。ハンドルの1つ以上の弾性突起は、ハンドルが開口内に挿入されるときに開口の壁の1つ以上の切り欠きと係合してもよい。

また、取り外し可能なリンクは、リンク導体の一部を取り囲む絶縁シースを含んでもよい。絶縁シースは、取り外し可能なリンクを開口内に保持するべく開口の1つ以上の壁と係合する1つ以上の弾性突起を含んでもよい。また、シースの1つ以上の弾性突起は、取り外し可能なリンクが開口内に挿入されるときに開口の壁の1つ以上の切り欠きと係合してもよい。ハンドルおよびシースは、ハンドルが開口に挿入された状態で取り外し可能なリンクが開口内へ逆方向で挿入されるとき、あるいは取り外し可能なリンクが通常の方向で開口内に完全に挿入されない場合にシースの色が見えるように異なる色を成してもよい。

第1のリンク接続ポイントおよび第2のリンク接続ポイントは、それらが直線状の導体により接続され得ないように絶縁壁によって分離されて開口内に並んで位置してもよい。リンク導体は、開口内へ挿入されるときに壁を跨いで第1のリンク接続ポイントおよび第2のリンク接続ポイントのそれぞれと接触する平坦な"U"形状導体を備えてもよい。

第1のリンク接続ポイントおよび第2のリンク接続ポイントのうちの一方にテストソケットが接続されてもよく、あるいは、これらの接続ポイントのそれぞれがその接続ポイントに接続されるソケットを有してもよい。1または複数のテストソケットは、標準的な4mmテストソケットであってもよく、開口のいずれかの側に位置されてもよい。

第1の端子コネクタおよび第2の端子コネクタがネジ無し型コネクタであってもよい。これらの端子コネクタが工具無しネジ無し型コネクタであってもよい。

端子ユニットは、幾つかの異なる装着システム(mounting systems)に装着するようになっていてもよい。1つの実施形態において、端子ユニットは、DIN-レールまたはG-レールのいずれかに装着するようになっている。端子ユニットは、その端子ユニットの一部を交換することによって異なる装着システムに装着するべく適合可能であってもよい。

添付図面を参照して、端子ユニットの一実施形態について説明する。

取り外し可能な断路リンクが挿入された端子ユニットの斜視図を示す。取り外し可能な断路リンクが待避された図1の端子ユニットの斜視図を示す。図1および図2の端子ユニットの分解斜視図を示す。図1、図2、図3の端子ユニットの導電経路の詳細を示す。ハウジングの分離面を貫いて見られるリンクを伴わない図1、図2、図3、図4の端子ユニットの断面図を示す。ハウジングの分離面を貫いて見られるリンクが逆方向に挿入された図1、図2、図3、図4の端子ユニットの断面図を示す。図1〜図6の端子ユニットの逆さの斜視図を示す。リンクが挿入されてハウジングの半分が除去された図1〜図6の端子ユニットの斜視図を示す。

図1〜図8に示される端子ユニットの一実施形態は、AS 60947.1-2004およびAS/NZS 3947.3:2001に準拠する工業グレード(industrial-grade)のレール装着断路器ユニット(rail-mounted disconnector unit)を提供する。これは、コンパクトで、取り付けが迅速であるとともに、一般に重工業全体、特に経路のすぐそばの設備に広がるひどく不利な環境に耐えることができる装置を提供する。この装置は、最大で600Vacまたはdcで動作できるとともに、安定した60℃の環境において40A、70℃の環境において32Aの最大連続負荷電流に耐えることができる。

図1は、取り外し可能な断路リンク111が挿入された端子ユニット100を示す。また、図2において、端子ユニット100は、取り外し可能な断路リンク111が取り外された状態で示される。端子ユニットは、2つの半外殻102から形成される本体101を含む。本体101内には、'直圧を伴うネジ無し型端子'(IEC 60947_1:2004 "Low-voltage switch gear and control gear Part 1 : general Rules"のAnnex Dにおいて規定され、本明細書中では"ネジ無し型端子"と称される)として知られるタイプの2つの端子106が設けられる。2つの端子106は、本体101の両端に位置される(図1には一方の端子のみが見える)とともに、レバー108によって動作され、レバー108は、端子内のクランプ106に作用する圧力を解放するために持ち上げ位置(図1の破線)へと回動するとともに、引き下げ位置(図1の実線)へと回動する。引き下げ位置において、レバーは、端子内に挿入されるワイヤをクランプするために圧力をクランプに印加できるようにする。これは工具無し型端子(tool-less type terminal)として知られるが、別の実施形態では、クランプ力をクランプから除去するためにスクリュードライバーまたは他のブレードなどの工具に依存する様々なネジ無し端子が使用されてもよい。

各端子106の上側には、テスト器具等の接続のために2mmプラグを受けることができる2mmテストソケット107が設けられる。

図3は端子ユニット100の分解図であり、この図から端子ユニットの内部構造を見ることができる。

本体の底部に装着ストリップ103が位置されており、この装着ストリップ103は、端子本体101をDIN-レールまたはG-レールのいずれかに選択的に装着するためのDIN-レールマウント104およびG-レールマウント105を備える。図3を参照すると、装着ストリップを本体101に取り付けるために各外殻半体102のベースの鍵穴306と嵌め合う突起305を装着ストリップ103が含むことが分かる。この構成により、端子ユニット100の構造を容易に変更して、単に装着ストリップ103を交換するだけで異なるタイプの装着を行なうことができる。図7には、装着ストリップがさらに明確に示される。装着ストリップ103を代わりの装着形態を有するストリップと交換することによって他の装着構成が受け入れられてもよい。

端子ユニットの上面には、被覆された4mmテストソケットが各端子クランプレバー108付近の開口113内に設けられる。4mmソケットの被覆体(shroud)109が開口113内に見える。取り外し可能なリンク111のハンドル112は、4mmソケット間で本体101から突出するように見える(図1参照)。

図2では、リンク111が本体101の開口203から取り外されて示されており、通常はリンク111が本体101内にある。リンク111は、金属ステープル202、第1のハウジング部201(部分的に除去されて示される)、および、(通常の方向での)リンクの挿入および取り外しのためのハンドルを形成する第2のハウジング部112とを備える。第1のハウジング部201(被覆体)および第2のハウジング部112(ハンドル)はそれぞれ互いに接合される2つの半成形体から組み付けられる。図3にはリンクの分解図が見え、リンクは、以下で詳しく説明される図6では逆方向で示される。

図3に見られるように、端子ユニットは、内部に、それぞれが対応する金属ストリップ302に半田付けされる2つのネジ無し端子体301を有する。図5および図6を参照すると、メタル501が金属ストリップ302を貫通して延びて見え、これらのタブが金属ストリップに半田付けされることにより、端子体301を金属ストリップ302に対して物理的に結合して電気的に接続する。ネジ無し接点体301は、ネジ無し端子106と2mmテストソケット107とを組み込む。金属ストリップ302はそれぞれ、ステープル202の一方のブレードを受け入れる折り曲げ接点(folded contact)303を形成するように曲げられる端子端を有する。この構造は、テストソケットにおいて間違えられ得る円形開口の使用を回避する。平坦なステープル形状のリンクおよび折り曲げ接点の協働する対の使用は、円形の4mmテストリードプラグを用いて回路をショートさせることを不可能にする。

金属ストリップ302を貫通してリベット結合される金属チューブ304は4mmテストポイントの接点を形成し、また、絶縁被覆体109は、チューブ304を覆って延びるとともに、突起309の下側に着座する段付き下端308によって外殻半体102に固定される。被覆体109の上端311は、テストソケットを指の安全に帰するべく(IP2X定格)チューブ304の上端312を越えて延びる。ネジ無し端子体およびそれらのそれぞれの金属ストリップ302は外殻半体102内に装着され、また、折り曲げ端は、折り曲げ接点303間の不用意な接触を防止するために、各外殻半体102の底部から突出する絶縁壁307によって分離される。したがって、端子106のそれぞれは、金属ストリップ302を介して一方の折り曲げ接点303と一方の4mmテストソケット304とに接続されるとともに、端子ブロック301内に組み込まれる2mmテストソケットに接続される。2つの端子106間の接続は、リンク111が開口203内に挿入されるときに行なわれ、また、図8に見られるように、ステープル202のブレードが2つの折り曲げ接点303と係合する。金属ストリップ302(および折り曲げ接点303)およびリンク111の金属ステープル202は全て25μm銀メッキ銅ストリップから製造される。図4には、端子ブロック301、金属ストリップ302、折り曲げ接点303、4mmテストソケット304の金属チューブ304、および、安全被覆体109のサブアセンブリが、リンク111のステープル202と共に示される。

外殻半体102は、外殻半体102を互いに強固に保持するべく互いに係合する舌部(tongues)313およびレセプタクル314の協働する対によって互いに接合されて保持される。

図6に示されるように、取り外し可能なリンク111は、2つの折り曲げ接点303間に接続が存在しないように、取り外されて逆方向で再挿入されてもよい。この構成により、端子ユニット100を介して接続される回路が切断されるときに、リンクを"パーキング状態"にすることができる。リンク111は、導電ステープルを部分的に覆う一対の被覆部201と、(通常の導電方向での)リンクの容易な挿入および取り外しのための把持を円滑にするハンドル112を形成する一対の部品とを備える。被覆部201およびハンドル112は、一般に、異なる色で成形される。例えば、ハンドルが黒色であってもよく、また、被覆部が赤色であってもよい。この色の違いは、被覆体が開口203から突出するようにリンクが逆方向に挿入されるときにリンク111をさらに目立つようにする。通常の(導電)方向では、ハンドル112のみが見えるように被覆部が完全に開口203内に位置される。リンク111が逆方向で挿入されるときには、リンクを保持して取り外されないように僅かな抵抗を与えるために、弾性突起114が開口203の壁の切り欠き204と係合する。また、被覆部には、リンクが通常の(導電)方向で挿入されるときに切り欠き204と係合する突起205が設けられ、これにより、リンクがいずれの方向でも完全に挿入されるという触覚フィードバックが与えられる。また、絶縁壁307は、両方向でのリンクの挿入を制限するためのストッパとしても作用し、また、リンクが所定位置にないときに指が折り曲げ接点303に触れることを防止するために開口203内への指の挿入も制限する。リンクが通常の(導電)方向で完全に挿入されない場合には、開口203の縁部の周囲で被覆部の上縁が見え、これは、高抵抗(高温)接続の可能性を示す。

更なる安全機能として、折り曲げ接点303の接触を防止するために、開口203の壁は、下端で内側に曲がって、折り曲げ接点303と接触するためにステープル202のブレードが通過しなければならない開口部601(図6参照)を形成する。開口部601を約1-2mmの幅に制限することができ、それにより、接点に電流が通じているときにどんなものをも接点に挿入することが難しくなる。特に、4mmテストプラグは開口部を通過しない。

ステープル202のブレードには、リンクが逆方向に挿入されるときに危険ラベルの取り付けを可能にする穴203が設けられる。

(例えば、断路器具で作業する技術者のポケットの中で持ち運ばれることにより)取り外し可能なリンク111が端子ユニットの位置から除去されるべきであることを安全手順が指示する状況で端子ユニット100が使用されるときには、回路が故意に切断されたことを知らせるためにリンク111の代わりに挿入され得るダミーリンク(図示せず)が設けられる。ダミーリンクは、リンク111と同じ成形部品202および112を使用して製造されてもよいが、ステープル202は省かれる。これらのダミーリンクは、一般に、赤色、オレンジ色、および/または、青色など、リンク111のハンドル112の色とは異なる色で成形される。

当業者であれば分かるように、本開示の広い一般的な範囲から逸脱することなく、前述した実施形態に対して多くの変形および/または改変を行なってもよい。したがって、本実施形態は、あらゆる点で、例示と見なされるべきであり、限定的に見なされるべきでない。

100 端子ユニット
101 本体
102 半外殻
103 装着ストリップ
104 DIN-レールマウント
105 G-レールマウント
106 端子
108 レバー
107 2mmテストソケット
108 端子クランプレバー
109 被覆体
111 断路リンク
112 ハンドル(第2のハウジング部)
113 開口
114 弾性突起
201 第1のハウジング部(被覆部)
202 金属ステープル
203 開口
204 切り欠き
205 突起
301 ネジ無し端子体(端子ブロック)
302 金属ストリップ
303 折り曲げ接点
304 金属チューブ
306 鍵穴
307 絶縁壁
308 段付き下端
309 突起
312 上端
313 舌部
314 レセプタクル
501 メタル
601 開口部

Claims

端子ユニットであって、
端子ユニット本体と、
前記端子ユニット本体の第1の開口付近に前記第1の開口を通過する第1の導体の接続のために位置される第1の端子コネクタと、
前記端子ユニット本体の第2の開口付近に前記第2の開口を通過する第2の導体の接続のために位置される第2の端子コネクタであって、前記第1の端子コネクタおよび前記第2の端子コネクタは、前記端子ユニット本体の対向する端部に配置される第2の端子コネクタと、
前記第1の端子コネクタと前記第2の端子コネクタとの間に配置されたリンク開口と、
前記リンク開口において前記第1の端子コネクタから第1のリンク接続ポイントまで前記端子ユニット本体の内部で延在する第1の端子コネクタ導電要素と、
前記リンク開口において前記第2の端子コネクタから第2のリンク接続ポイントまで前記端子ユニット本体の内部で延在する第2の端子コネクタ導電要素であって、前記第1および第2のリンク接続ポイントは、前記リンク開口を介してアクセス可能である、第2の端子コネクタ導電要素と、
リンク導体とリンクハンドルとを備える取り外し可能なリンクであって、通常の方向および逆方向において前記リンク開口内へ取り外し可能に挿入することができる取り外し可能なリンクと、を具備し、
前記通常の方向において、前記リンク導体は、前記第1の端子コネクタと前記第2の端子コネクタとを電気的に接続するために前記第1のリンク接続ポイントと前記第2のリンク接続ポイントとを電気的に接続すると共に、前記リンクハンドルは前記リンク開口から突出し、
前記逆方向において、前記リンクハンドルは、前記第1のリンク接続ポイントと前記第2のリンク接続ポイントとを接続することなく、前記リンク開口内に挿入されると共に、前記リンク導体は前記リンク開口から突出し、
前記リンクハンドルは、前記逆方向にて前記リンク開口内で前記ハンドルを保持するべく抵抗を伴って前記リンク開口の壁と係合する少なくとも1つの弾性突起を含む、端子ユニット。
前記リンク開口の前記壁は切り欠きを備え、かつ、前記リンクハンドルの前記少なくとも1つの弾性突起は、前記逆方向で前記切り欠きと係合する請求項1に記載の端子ユニット。
前記リンクハンドルは一対の対向する弾性突起を含み、そのそれぞれは、前記逆方向で前記リンク開口内で前記ハンドルを保持するべく抵抗を伴って前記リンク開口の前記壁と係合する請求項1または請求項2に記載の端子ユニット。
前記リンク開口の前記壁は一対の対向する切り欠きを備え、かつ、前記リンクハンドルの前記一対の対向する弾性突起は、前記逆方向で前記切り欠きと係合する請求項3に記載の端子ユニット。
前記取り外し可能なリンクは、前記リンク導体の一部を取り囲む絶縁シースを含む請求項1から4のいずれか一項に記載の端子ユニット。
前記絶縁シースは、前記通常の方向において、前記取り外し可能なリンクを前記リンク開口内に保持するべく前記リンク開口の前記壁と係合する少なくとも１つの弾性突起を含む請求項5に記載の端子ユニット。
前記絶縁シースの前記少なくとも１つの弾性突起は、前記取り外し可能なリンクが、前記通常の方向において、前記リンク開口内に挿入されるときに前記リンク開口の前記壁の前記切り欠きと係合する請求項6に記載の端子ユニット。
前記リンクハンドルおよび前記絶縁シースは、前記取り外し可能なリンクが前記リンク開口内へ前記逆方向で挿入されるとき、あるいは前記取り外し可能なリンクが前記通常の方向で前記リンク開口内に完全に挿入されないときに前記絶縁シースの色が見えるように異なる色を成す請求項5から7のいずれか一項に記載の端子ユニット。
前記第1のリンク接続ポイントおよび前記第2のリンク接続ポイントは、それらが直線状の導体により接続され得ないように絶縁壁によって分離されて前記リンク開口内に並んで位置決めされる請求項1から8のいずれか一項に記載の端子ユニット。
前記リンク導体は、前記リンク開口内へ挿入されるときに前記壁を跨いで前記第1のリンク接続ポイントおよび前記第2のリンク接続ポイントのそれぞれと接触する平坦な"U"形状導体を備える請求項9に記載の端子ユニット。
前記絶縁壁は前記リンク開口内へと延在し、かつ、前記通常の方向および前記逆方向における前記リンク開口内への前記取り外し可能なリンクの挿入を制限する請求項9または請求項10に記載の端子ユニット。
前記第1のリンク接続ポイントおよび前記第2のリンク接続ポイントのうちの一方にテストソケットが接続される請求項1から11のいずれか一項に記載の端子ユニット。
前記第1のリンク接続ポイントおよび前記第2のリンク接続ポイントのそれぞれにテストソケットが接続される請求項1から11のいずれか一項に記載の端子ユニット。
前記テストソケットまたは前記各テストソケットは、標準的な4mmテストソケットであり、前記リンク開口の一方側に位置される請求項12または請求項13に記載の端子ユニット。
前記第1の端子コネクタおよび前記第2の端子コネクタがネジ無し型コネクタである請求項1から14のいずれか一項に記載の端子ユニット。
前記第1の端子コネクタおよび前記第2の端子コネクタが工具無しネジ無し型コネクタである請求項1から14のいずれか一項に記載の端子ユニット。
前記端子ユニットは、幾つかの異なる装着システムに装着するようになっている請求項1から16のいずれか一項に記載の端子ユニット。
前記端子ユニットは、DIN-レールまたはG-レールのいずれかに装着するようになっている請求項17に記載の端子ユニット。
前記端子ユニットは、前記端子ユニットの一部を交換することによって異なる装着システムに装着するべく適合可能である請求項1から18のいずれか一項に記載の端子ユニット。
前記リンクハンドルは、前記リンク導体に触れることなく前記通常の方向における前記取り外し可能なリンクの取り外しのために前記リンクハンドルが前記取り外し可能なリンクの把持を可能にするように絶縁体を備える請求項1から19のいずれか一項に記載の端子ユニット。