JP6408714B2 - バスバーを有する端子デバイス - Google Patents

Description

本発明は、請求項１のおいて書きに記載の端子デバイスに関する。

このような端子デバイスは、特にいわゆるシャント端子台（Rangierklemme）として構成可能であり、設備をケーブルによって接続し、１つ又は複数の電位を分配するために用いられる。シャント端子台には、一般的に、多数の電線が接続可能であり、シャント端子台の様々な接続は、１つ又は複数の電位において存在している。

この種類の端子デバイスは、ハウジングを有しており、ハウジングは、少なくとも１つのコンタクトキャビティを形成している。少なくとも１つのコンタクトキャビティには、コンタクト部が配置されており、コンタクト部には、少なくとも１つの電線が、コンタクト部との電気的接触のために差し込まれ得る。ハウジングには、さらに、バスバーが配置されており、バスバーは、コンタクト部と電気的に接続されており、バスバー部分で、高さライン（Hoehenlinie）に沿って延在している。

シャント端子台は、例えば特許文献１、特許文献２、特許文献３及び特許文献４から知られている。

特許文献１から知られた、シャント端子台の形態の端子デバイスの場合、ハウジングの異なる面に、それぞれ複数のコンタクトキャビティが形成されており、これらのコンタクトキャビティには、それぞれコンタクト部が配置されている。その際、一方のハウジング面におけるコンタクトキャビティは、対を成すように、バスバーを介して、他方のハウジング面のコンタクトキャビティに接続されているので、コンタクトキャビティは対として、同じ電位にある。

シャント端子台の形態の端子デバイスの場合、例えば工場で使用する際に、動作中の端子デバイスが、変化する周囲条件に晒されるという根本的な問題が存在する。例えば、端子デバイスで温度変化が生じると、端子デバイスの様々な部材において空間的膨張が生じる可能性があり、これは、異なる部材が、異なる熱膨張係数ゆえに、異なる方法で膨張し、従って、部材同士の空間的な位置変更が生じる場合に、特に問題となり得る。

バスバーは、高さラインに沿って長手方向に延在しているので、一般的には好ましくは高さラインに沿って膨張する。例えばプラスチック製のハウジングの熱膨張係数が、金属製のバスバーの材料の熱膨張係数とは異なるゆえに、加熱の際に、例えばバスバーが配置されたハウジングが、バスバーとは異なる方法で膨張する場合、バスバーが接続されているコンタクト部に対するバスバーの位置は変化する可能性があり、それによって、バスバーとコンタクト部との間の電気的転移が阻害される可能性がある。

この理由から、例えば、特許文献１の端子デバイスでは、それぞれのバスバーのほぼ中央に、互いに対して角度を成して延在するバスバーの部分による補償領域が設けられており、これらのバスバー部分は、相対的な長さの変化を補償するための補償装置として用いられる。

特許文献２から知られた端子デバイスでは、バスバーは、垂直にバスバー部分に接続された端部を有しており、当該端部は、コンタクト部に堅く接続されている。

特許文献４から知られた端子デバイスでは、バスバー部分の中央に、斜めに延在する端部が接続されており、当該端部は、端部に配置されたコンタクト部との堅固な接続を形成している。

欧州特許出願公開第２３９３１６０号明細書 独国特許出願公開第１０２００７０５９６４０号明細書 国際公開第２００９／０５２９４９号 国際公開第２０１０／０９１９８４号

本発明の課題は、容易かつ安価かつ省スペースな方法で、熱膨張係数が異なることによる、端子デバイスの部材における相対的な位置変更に対する補償を可能にし、バスバーと、配設されたコンタクト部とのコンタクトキャビティにおける安全で確実な電気的接続を保証し得る端子デバイスを提供することにある。

本課題は、請求項１の特徴を有する対象によって解決される。

バスバー部分には、端部が接続されており、当該端部は、斜め方向に沿って、高さラインに対して斜角を成して延在しており、高さラインに沿って、コンタクト部に対して移動できる。

これは、異なる熱膨張係数を有する端子デバイスの部材の膨張による位置変更に対する補償を、バスバーの端部が、バスバーが電気的に接続されているコンタクト部に対して移動することができるということによって実現するという思想から出発している。当該端部は、斜め方向に沿って、高さラインに対して斜角を成して延在しており、当該高さラインに沿って、バスバーの（中間の）バスバー部分が長手方向に延在している。その際、バスバー部分は、バスバーの線状部分であり、当該線状部分は、例えば端子デバイスの様々なコンタクトキャビティの間に延在し、従って、電位分配に用いられる。

端子デバイスが熱せられると、特に配設された高さラインに沿って延在するバスバー部分において、高さラインに沿った長さの変化が生じ、それによって、バスバー部分に接続された端部は、高さラインに沿って、コンタクト部に対して移動するが、これは、コンタクト部に対する端部の可動性ゆえに容易に可能であり、特に端部とコンタクト部との間の電気的接続の阻害につながるものではない。端部が高さラインに対して斜めに延在していることによって、端部は、加熱の際の膨張によってバスバーの長さが高さラインに沿って変化した場合に、むしろコンタクト部の方向に押圧され、端部とコンタクト部との間の電気的接続が分離することはない。

端部は、斜め方向に沿って、高さラインに対して斜角を成し、従ってバスバー部分に対して斜めに延在している。その際、斜角は、例えば２０°から７０°の間、好ましくは３０°から４５°の間、例えば３５°から４０°の間の値を有している。

その際、斜角は、例えば電線をハウジングのコンタクトキャビティに差し込むことが可能な、所定の差し込み方向に応じて選択され得る。例えば、コンタクトキャビティが、コンタクトキャビティに割り当てられた高さラインに対して斜めに延在する差し込み方向において、電線をコンタクトキャビティに差し込むことができるように構成されている場合、端部は、好ましくは、斜め方向が差し込み方向に対して垂直であるように、コンタクトキャビティに配設されたコンタクト部に対して延在している。差し込み方向も斜め方向も、従って、高さラインに対する斜角を表しており、互いに対して直角に配置されている。

一態様において、当該コンタクト部は、２つの接続ピンを有しており、これらの接続ピンの間に、バスバーの端部が電気的に接触するように配置されている。接続ピンは、例えば差し込み方向に沿って、コンタクト部のクリップから突出し、それらの間に隙間を形成しており、当端隙間には端部が配置されている。その際、バスバーの端部は、接続ピンの間の隙間において、高さラインに沿って移動可能であり、ハウジングに対してバスバーの長さが増大した場合、当該端部は、高さラインに沿って、接続ピンの間の隙間内に押し込まれ得るので、それによって端部と接続ピンとの間の電気的接触が阻害されることはない。

バスバー及びコンタクト部は、接続された電線の間における電位分配に用いられるので、導電性材料、特に銅等の金属から形成されていると合理的である。それに対して、ハウジングは、プラスチック等の電気的絶縁材料から形成されていると合理的である。

具体的な態様では、バスバーは２つの端部を有しており、当該端部は、異なる面において、バスバー部分に接続されており、２つのコンタクトキャビティの２つのコンタクト部との電気的接続に用いられる。バスバーは、そのバスバー部分で、割り当てられた高さラインに沿って延在しており、バスバーの両側に配置されたコンタクトキャビティの間における電位分配に用いられる。

階段状のシャント端子台の形態の端子デバイスの場合、複数のバスバーが、対を成してオフセットされた、異なる段に存在するコンタクトキャビティ間における電位分配のために、異なる高さに配置されている。その際、各バスバーは、そのバスバー部分で、割り当てられた高さラインに沿って延在しており、バスバーは、高さラインに対して直角な垂直方向において、互いに離間している。その際、これらのバスバーは、端子デバイスの正確なデザインに応じて、その割り当てられた高さラインに沿って、異なる長さを有し得る。

ハウジングは、例えば、端子デバイスの一方の第１のハウジング面に、少なくとも１つの第１のコンタクトキャビティと、端子デバイスの他方の第２のハウジング面に、少なくとも１つの第２のコンタクトキャビティと、を有している。例えば、第１のハウジング面には、複数の第１のコンタクトキャビティが、第２のハウジング面には、複数の第２のコンタクトキャビティが設けられ得る。その際、第１のコンタクトキャビティ及び第２のコンタクトキャビティはそれぞれ、高さラインに割り当てられ、バスバーを通じて、電位分配のために、互いに電気的に接続されている。

このようなシャント端子台の形態の端子デバイスは、例えば、モミの木に似た形状を有し得る。当該形状においては、上側のバスバーは、その割り当てられた高さラインに沿って、下側のバスバーよりも短くなっている。

バスバーは、例えば電気的絶縁材料から形成されたハウジングに固定されており、例えばハウジングに機械的にロックされている。バスバーは、例えば丸形ケーブルから構成されていても良く、それによって、斜めに湾曲した端部を有するバスバーを容易かつ安価に製造することが可能になり、バスバーをハウジングに取り付けることが容易になる。

以下に、本発明の基盤となる思想を、図示された実施例を用いて詳細に説明する。示されているのは、以下の図である。

シャント端子台の形態における端子デバイスの側面図である。 図１の一部を拡大した図である。 コンタクトキャビティにおけるコンタクト部の領域の端子デバイスを拡大して示した斜視図である。 図３の一部を拡大した図である。

図１は、シャント端子台の形態における端子デバイス１の側面図であり、第１のハウジング面１０には、複数の第１のコンタクトキャビティ１００が配置され、第２のハウジング面１１には、複数の第２のコンタクトキャビティ１１０が配置されている。端子デバイス１は、電気的絶縁材料から、特にプラスチックから成るハウジング１２を有しており、例えばシャント端子台のように、他の端子デバイスと共に共通の取り付けレールに差し込むことが可能であり、それによって、複数の異なる端子台を有する端子台アセンブリが構成される。

端子デバイス１のコンタクトキャビティ１００、１１０には、１つ又は複数の電線３がそれぞれ差し込まれ得る。その際、電線３は、電線端部３０で、差し込み方向Ｅ１、Ｅ２において、コンタクトキャビティ１００、１１０に差し込まれ、コンタクトキャビティ１００、１１０に差し込まれると、それぞれのコンタクトキャビティ１００、１１０において、コンタクト部１３との電気的接触に至ることが可能である。

図１に係る端子デバイス１の場合、第１のハウジング面１０におけるコンタクトキャビティ１００のコンタクト部１３は、それぞれ対を成すように、バスバー２を通じて、第２のハウジング面１１におけるコンタクトキャビティ１１０のコンタクト部１３に接続されている。バスバー２は、第１のハウジング面１０のコンタクトキャビティ１００と、第２のハウジング面１１のコンタクトキャビティ１１０との間における電位分配に用いられ、異なる高さラインＬ１‐Ｌ８に沿って延在し、高さラインＬ１‐Ｌ８に対して直角な垂直方向Ｚにおいて、それぞれ対を成すように、互いに対して間隔Ｈを有して離間している。

図示された実施例では、８対のコンタクトキャビティ１００、１１０が、それぞれバスバー２を通じて、同じ電位にある。

電線３は、その端部３０で、差し込み方向Ｅ１において、高さラインＬ１‐Ｌ８に対して斜めに、第１のハウジング面１０のコンタクトキャビティ１００に差し込まれ得る。これに対して、第２のハウジング面１１のコンタクトキャビティ１１０への電線の差し込みは、垂直方向Ｚに対して鏡面対称に、やはり高さラインＬ１‐Ｌ８に対して斜めに方向付けられた差し込み方向Ｅ２において行われる。

第１のハウジング面１０に対する差し込み方向Ｅ１も、第２のハウジング面１１に対する差し込み方向Ｅ２も、高さラインＬ１‐Ｌ８に対する角度αを示している。

バスバー２は、中央のバスバー部分２０で、それぞれ割り当てられた高さラインＬ１‐Ｌ８に沿って延在している。中央のバスバー部分２０によって、バスバー２は、ハウジング１２に機械的に固定され、例えばハウジング１２に機械的にロックされており、当該バスバー部分２０には、両側に端部２１、２２が接続されており、当該端部は、それぞれ配設されたコンタクトキャビティ１００、１１０のコンタクト部１３との電気的接続を形成する。

図１及び拡大図である図２を共に参照すると、各端部２１、２２は、割り当てられた斜め方向Ｓに沿って、バスバー２に割り当てられた高さラインＬ１‐Ｌ８に対して斜めに、角度βを成して延在していることが明らかである。角度βは、例えば２０°から７０°の間、特に３０°から４５°の間であり得る。配設された端部２１の割り当てられた高さラインＬ１‐Ｌ８に対する斜め方向Ｓが延在する角度であるβと、各コンタクトキャビティ１００、１１０に対する差し込み方向Ｅ１、Ｅ２が高さラインＬ１‐Ｌ８に対して延在している角度であるαとは、合計で９０°になる。従って、コンタクトキャビティ１００、１１０に対する差し込み方向Ｅ１、Ｅ２は、コンタクトキャビティ１００、１１０に配設された端部２１、２２が延在している斜め方向Ｓに対して垂直になる。

図２から図４で明らかなように、各端部２１、２２は、コンタクト部１３の接続ピン１３０の間の隙間１３３内に位置している。接続ピン１３０は、割り当てられた差し込み方向Ｅ１、Ｅ２に沿って、クリップ１３１から突出しており、クリップ１３１を通じて、電気的に、コンタクトスプリング１３２と接触している。電線３がコンタクトキャビティ１００、１１０に差し込まれると、電線端部３０は、コンタクトスプリング１３２と電気的接触に至り、従って、接触部１３と電気的に接触する。

コンタクト部１３は、保持部１４で機械的に保持されており、当該保持部は、配設された端部２１、２２をピン１４０で取り囲んでおり、コンタクト部１３を、配設されたコンタクトキャビティ１００、１１０に機械的に固定している。保持ブラケット１４１は、コンタクトスプリング１３２を正しい位置に保っている。

端部２１、２２が、中央のバスバー部分２０の両側で、それぞれバスバー部分２０に対して斜めに、角度βを成して延在することによって、バスバー２と、それぞれ配設されたコンタクト部１３との間に、確実な電気的接続が形成される。その際、端部２１、２２は、それぞれ配設されたコンタクト部１３のピン１３０の間の隙間１３３に配置されており、各端部２１、２２は、バスバー部分２０が沿って延在している高さラインＬ１‐Ｌ８に沿って、少なくともある程度、隙間１３３内を移動することができる。

端子デバイス１の動作中に、端子デバイス１の様々な部材が熱せられる場合、これらの様々な部材では、異なる熱膨張係数ゆえに、異なる長さの変化が生じ得る。その際、バスバー２では、高さラインＬ１‐Ｌ８に沿って長手方向に延在しているゆえに、好ましくは、高さラインＬ１‐Ｌ８に沿って長さの変化が生じる。しかしながら、このような長さの変化は、バスバー２と配設されたコンタクト部１３との電気的接続を阻害することはない。なぜなら、端部２１、２２は、少なくともある経路を通って、コンタクト部１３に対して移動することが可能であり、バスバー２が膨張した場合、それぞれ配設されたコンタクト部１３のピン１３０の間の隙間１３３に押し込まれるからである。

バスバー２において高さラインＬ１‐Ｌ８に沿って膨張Ａが生じる場合（図４を参照）、端部２１、２２は、少なくともわずかに、配設されたコンタクト部１３のピン１３０の間の隙間１３３内で移動し、隙間１３３内で膨張方向Ａに押し込まれるので、端部２１、２２とコンタクト部１３との間の電気的接続は強化されるが、いずれにしても、コンタクト部１３とバスバー２との間の電気的転移が阻害されることはない。

図３及び図４から明らかであるように、異なる部分２０‐２２を有するバスバー２は、丸形ケーブルによって一体的に構成されている。バスバー２は、配設されたコンタクト部１３と同様に、銅等の、金属の導電性に優れた材料から形成されている。

本発明の基礎を成す思想は、上述の実施例に限定されるものではなく、全く異なる性質の実施形態においても、基本的に実現可能である。特に、本明細書に記載された種類のバスバーは、シャント端子台とは異なる端子デバイスにおいても用いることができる。

このような端子デバイスの構造は、必ずしも鏡面対称でなくても良い。

さらに、必ずしも複数のバスバーが存在しなくても良い。基本的に、端子デバイスは、１つ又は複数の端部を有する個別のバスバーのみを用いることも可能である。

１ シャント端子台
１０、１１ ハウジング面
１００、１１０ コンタクトキャビティ
１２ ハウジング
１３ コンタクト部
１３０ ピン
１３１ クリップ
１３２ コンタクトスプリング
１３３ 隙間
１４ 保持部
１４０ ピン
１４１ 保持ブラケット
２ バスバー
２０ バスバー部分
２１、２２ 端部
３ 電線
３０ 電線端部
α、β 角度
Ａ 膨張方向
Ｅ１、Ｅ２ 差し込み方向
Ｈ 間隔
Ｌ１‐Ｌ８ 高さライン
Ｓ 斜め方向
Ｘ 水平方向
Ｚ 垂直方向

Claims (11)

1. ‐ 少なくとも１つのコンタクトキャビティを有するハウジングと、
   ‐ 前記少なくとも１つのコンタクトキャビティに配置されたコンタクト部であって、少なくとも１つの電線が、前記コンタクト部との電気的接触のために差し込まれ得るコンタクト部と、
   ‐ 前記ハウジングに配置された、少なくとも１つのバスバーであって、前記コンタクト部と電気的に接続されており、バスバー部分で高さラインに沿って延在するバスバーと、
   を有する端子デバイスにおいて、
   前記バスバー部分（２０）には、端部（２１、２２）が接続されており、前記端部は、斜め方向（Ｓ）に沿って、前記高さライン（Ｌ１‐Ｌ８）に対して斜角（β）を成して延在しており、前記高さライン（Ｌ１‐Ｌ８）に沿って、前記コンタクト部（１３）に対して移動することができることを特徴とする端子デバイス。
2. 前記斜角（β）が、２０°から７０°の間、好ましくは３０°から４５°の間、例えば３５°から４０°の間の値であることを特徴とする、請求項１に記載の端子デバイス。
3. 前記少なくとも１つのコンタクトキャビティ（１００、１１０）には、少なくとも１つの電線（３）が、前記少なくとも１つのコンタクトキャビティ（１００、１１０）に割り当てられた高さライン（Ｌ１‐Ｌ８）に対して斜めに方向付けられている差し込み方向（Ｅ１、Ｅ２）に沿って差し込まれ得ることを特徴とする、請求項１又は２に記載の端子デバイス。
4. 前記端部（２１、２２）が、前記斜め方向（Ｓ）で、前記差し込み方向（Ｅ１、Ｅ２）に対して垂直に延在していることを特徴とする、請求項３に記載の端子デバイス。
5. 前記コンタクト部（１３）が、２つの接続ピン（１３０）を有しており、前記接続ピンの間には、前記バスバー（２）の前記端部（２１、２２）が電気的に接触するように配置されており、前記接続ピンに対して、前記端部（２１、２２）は、前記高さライン（Ｌ１‐Ｌ８）に沿って移動できることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の端子デバイス。
6. 前記接続ピン（１３０）が、前記斜め方向（Ｓ）に対して垂直に、前記コンタクト部（１３）のクリップ（１３１）から突出しており、前記接続ピンの間には、隙間（１３３）が形成されており、前記隙間には、前記端部（２１、２２）が配置されていることを特徴とする、請求項５に記載の端子デバイス。
7. 前記バスバー（２）が、２つの端部（２１、２２）を有しており、前記端部は、異なる面で、前記バスバー部分（２０）に接続されていることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の端子デバイス。
8. 前記端子デバイス（１）が、複数のバスバー（２）を有しており、前記バスバーは、それぞれ高さライン（Ｌ１‐Ｌ８）に沿って延在するバスバー部分（２０）を有しており、前記高さライン（Ｌ１‐Ｌ８）に対して直角な垂直方向（Ｚ）において互いに離間していることを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載の端子デバイス。
9. 前記ハウジング（１２）が、前記端子デバイス（１）の一方の第１のハウジング面（１０）に、少なくとも１つの第１のコンタクトキャビティ（１００）を、前記端子デバイス（１）の他方の第２のハウジング面（１１）に、少なくとも１つの第２のコンタクトキャビティ（１１０）を有していることを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載の端子デバイス。
10. 前記ハウジング（１２）が、前記第１のハウジング面（１０）に、複数の第１のコンタクトキャビティ（１００）を、前記第２のハウジング面（１１）に、複数の第２のコンタクトキャビティ（１１０）を有しており、それぞれ第１のコンタクトキャビティ（１００）と第２のコンタクトキャビティ（１１０）とは、高さライン（Ｌ１‐Ｌ８）に割り当てられており、バスバー（２）を通じて互いに電気的に接続されていることを特徴とする、請求項９に記載の端子デバイス。
11. 前記バスバー（２）が、丸形導体によって構成されていることを特徴とする、請求項１から１０のいずれか一項に記載の端子デバイス。

Images