JP6454339B2 - 外部に設定される特定のバスシステムのソケット構造用の接触要素 - Google Patents

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Description

本発明は、外部に設定される(routed)バスシステムの電気的接続要素と電気的に接続するために付与される接触要素、特にバスバー(母線)及び/又はプラグコネクタに関する。
ドライブ技術は、空間内で分布した電気的要素に電気の供給と電気信号を保証するバスシステムを必要とする。そのような電気的要素は、特に周波数変換器及びサーボコントローラ用の例えば電力供給ユニット及びラインフィルタである電気の供給を保証する電気装置を含む。他の電気的デバイスは、原則としてそのようなバスシステムに接続されている。
そのようなバスシステムへの簡単な据え付け及び迅速なアクセスを保証するために、電気的接続は、特にバスバーの形で電気的要素の外部にしばしば設定される。これにより、バスシステムの好ましいあらゆる地点で電気供給及び電気信号と接することが非常に簡単で、容易になる。
ドイツ特許20 2013 102 303.5号はそのようなバスシステムを備えた列要素配列を開示する。列要素配列は取付けベース上、特に支持レール上にて互いに隣接して配列される多数の列要素を備える。列要素は電子的ハウジングと電気的要素を備えた電気的アセンブリを有し、該アセンブリは回路基板上にて電子的ハウジング内に配列されるのが好ましい。各列要素は電気的アセンブリを外部に設定されるバスシステムに接続すべく、接触要素を備えたソケット構造を有する。接触要素は固定バネとして構成されてＳ字形であり、バスバーに接続する第１のチューリップ形容器、及び電気的アセンブリに接続する第２のチューリップ形容器を有する。
発明の目的は、特に列要素である電気的デバイスを外部に設定されるバスシステムに接続することを可能にし、従来技術の接触要素に比較して多用途に用いられ、一層電流に適した代替的な接触要素を考え出すことにある。更に、電気的デバイス、特にそのような接触要素を備えた列要素が考え出される。
この目的は、請求項１の特徴に従った接触要素、請求項１１の特徴に従ったソケット構造、及び請求項１２の特徴に従った電気的デバイスによって達成される。利点のある実施形態は従属請求項に記載される。
故に、接触要素は外部に設定される電気的接続要素、特にバスバー及び/又はプラグコネクタを接続するために工夫され付与され、該電気的接続要素を受け入れるために少なくとも３つのチューリップ形容器を有する。このようにして、好ましくはバスシステムの接続要素、特にバスバーを受け入れる２つのチューリップ形容器が利用可能になる。このようにして、バスシステムのより多くの接続要素が接触要素に接続され、又はチューリップ形の容器が接続要素、特にバスバーの一端部を受け入れるために付与されて、接続要素と接触する大きな接触面が利用可能になり、これにより、より多くの接触点が可能となり、接触要素が電流に好適となる。
チューリップ形の容器は第１の方向又は第２の方向から交互にアクセス可能であるのが好ましい。この実施形態において、第１の方向からアクセス可能なチューリップ形の容器は、バスシステムの接続要素の取付けの為に付与され、第２の方向からアクセス可能なチューリップ形の容器は、電気的アセンブリを接続する為に付与されるのが好ましい。
３つ以上のチューリップ形の容器を備えた接触要素もまた好ましい。ここではバスバーを接続する少なくとも２つのチューリップ形の容器が付与されるのが好ましい。
接触要素は、電気を良く導電する電気的に高い導電性の材料から作られるのが好ましい。接触要素は型押しされ曲がっている部分として作られ、一体型の型押しされ曲がっている部分として作られるのが好ましい。接触要素はストリップ材、例えば高い導電性のシート材、特に銅から作られるのが好ましい。接触要素は良好な弾性特性を有して、電気的接続要素が復元力に対して挿入された時に曲がり、クランプバネとして作用するのが同様に好ましい。これにより、接触要素内の容器空間に配置された接続要素をロックする。
この理由から、チューリップ形の容器は２つの縦部材を有し、該縦部材間にチューリップ形の容器が配置される。縦部材は横部材によって相互に接続されるのが好ましい。
更に電気的接触及び/又は電流運搬能力を改善すべく、接触手段が縦部材上に付与されるのが好ましい。縦部材が少なくとも部分的に薄板状を形成するように、接触手段は例えばチューリップ形の容器内で隆起したエンボス、又は打ち抜き[目打ち]であるのが好ましい。
第１の好ましい実施形態にて、接触要素は一体に作られる。この実施形態により、要素は１つの要素として安価に素早く作られ、容易に取り付け可能である。
第２の実施形態において、接触要素は多数の容器部分から作られる。ここでは、同じ構成の容器部分が同じ接触要素について用いられるのが好ましい。好ましい実施形態において、容器部分は各々Ｕ形である。３つのチューリップ形の容器を備えた接触要素はこれにより、３つの容器部分から作られる。しかし、容器部分が容器コネクタによって相互に接続される実施形態も同様に好ましい。例えば、この実施形態にて、２つの容器部分からなる３つのチューリップ形の容器を備えた接触要素は、１つの容器コネクタで作られ、一方、３つの容器部分からなる５つのチューリップ形の容器からの接触要素は２つの容器コネクタから作られる。このようにして、チューリップ形の容器については、ｎ-1の容器部分とｎ-2の容器コネクタが常に必要である。同様に、容器コネクタはＵ字形が好ましいが、安価な材料から作られ得る。更に、あらゆるサイズの接触要素がそのような容器部分から作られ得る。その上、容器コネクタは多数の接触要素を多数のチューリップ形の容器に一緒に結合するのにも用いられる。
好ましい実施形態において、例えば鋼から作られる接触要素はカバーバネを備える。カバーバネは接触要素上にクランプ力を発揮するために配備され、１つのクランプ方向に、且つクランプ方向に対して作用するのが好ましい。クランプ方向は第１及び/又は第２の方向に直交して延びるのが好ましい。このようにして、カバーバネは接触要素と該接触要素上に配置された接続要素上に作用する夫々の復元力を支持する。カバーバネは断面で略Ｕ字形であるのが好ましい。
更に本発明の目的は、ソケット構造[又はプラグ構成]を用いて達成され、該ソケット構造は接触要素と該接触要素を電気的アセンブリに電気的に接続する為に配備される少なくとも１つの電気的接続要素を有する。例えば、コネクタはそのような電気的接続要素を表す。
ソケット構造はまた、外部に設定されるバスシステムの少なくとも２つの電気的接続要素、特に２つのバスバーを備えるのが好ましい。バスバーは互いに一直線上に配置され、同じチューリップ形の容器にロックされるのが好ましい。この構成において、第１の方向からアクセス可能なチューリップ形の容器は、バスライン用に用いられる。このようにして、少なくとも２つのバスラインが同じ接触要素を用いて電気的アセンブリに接続され、同様にバスバーは各々接触要素のチューリップ形の容器内に挿入される。これにより、同じバスラインについて、２つのチューリップ形の容器が必要となる。しかし、バスバーへの接触面が大きくなり、この構成は電流には特に好ましい。
ソケット構造はハウジングを含むのが好ましく、その中に接触要素が配置される。ハウジングは主として、作業者にとっての接触保護として配備される。
本発明の目的は、特に列要素である電気的デバイスを用いて更に達成される。電気的デバイスは、電気的アセンブリを含み、同様に該電気的アセンブリを外部に設定されるバスシステムに電気的に接続する為に配備されるソケット構造を含み、本発明に従った接触要素を含むのが好ましい。
本発明は図面を参照して以下に記載される。図面は例示的であって、一般的な進歩性のあるアイデアを限定するものではない。図面は以下に示される。
(a)は電気的接触要素の第１の実施形態であり、(b)は(a)の電気的接触要素を備えたソケット構造であり、(c)はカバーバネを備えた(a)の電気的接触要素の側面図であり、(d)は(c)のカバーバネを備えた接触要素の更なる実施形態の斜視図であり、(e)は(d)の接触要素とカバーバネの分解図である。 (a)及び(b)は、電気的接触要素の更なる実施形態を示す。 図２(b)の電気的接触要素を備えたアセンブリ及び接続要素を示し、(a)は斜視図を表し、(b)は構成の平面図である。 図２(b)の電気的接触要素を備えたアセンブリ及び接続要素を示し、(a)は斜視図を表し、(b)は構成の平面図である 図１(e)の接触要素を備えた電気的デバイスを示す。
図１は、電気的接触要素１の第１の実施形態を示す。
電気的接触要素１は、導電性のシート材料で作られる。それにより、可撓性で[弾性的な]、復元力を有する。電気的接触要素１は型押しされて一体型の曲げ部として生産され、このようにしてコスト的に有効である。
１つの断面にて、電気的接触要素１は正確にあるいは少なくとも略Ｗ形であるのが好ましく、３つのチューリップ形の容器１１、１２、１３を有する。Ｗ形又は略Ｗ形により、２つのチューリップ形の容器１１、１３は、第１の方向７１からアクセス可能であり、その一方、第３のチューリップ形の容器１２は、第１の方向７１とは反対の第２の方向７２からアクセス可能である。第２の方向７２からアクセス可能なチューリップ形の容器１２は、第１の方向７１からアクセス可能な２つのチューリップ形の容器１１、１３の間に配置される。
チューリップ形の容器１１、１２、１３は、接触要素１の２つの縦部材１８間に配置され、横部材１９によって相互に連結される。横部材１９はここでは略円弧形である。縦部材１８は、第１の方向７１に対して横に延びるクランプ方向７３に対する復元力に対して別々に曲がる。従って、チューリップ形の容器１１、１２、１３に挿入された電気的接続要素３、４は、接触要素１内に復元力によりロックされるようになる。
接触要素１は外側の２つの縦部材１８上に２つの開口端１６を有し、一方で内側の２つの縦部材１８が反対方向７１、７２からアクセス可能な２つの隣接したチューリップ形の容器１１、１２、１３を規制する。
接触手段１７が縦部材１８上に付与されて、ここではチューリップ形の容器１１、１２、１３内に突出したエンボスとして形成される。
チューリップ形の容器１１、１２、１３は、電気的接続要素３、４を受け入れるために付与される。バスバー３を受け入れるために第１の方向７１からアクセス可能な２つのチューリップ形の容器１１、１３は、バスシステム３０の１又は２のバスライン３１、３２、３３、３４を形成する電気的接続要素として付与されるのが好ましい(図３及び図４を参照)。この実施形態にて、２つのバスライン３１、３２及び３３、３４の各々は同一の電位を運ぶ。第２の方向７２からアクセス可能なチューリップ形の容器１２は、電気的接続要素４を受け入れるために付与されるのが好ましく、バスバー３を電気的デバイス１０１の電気的アセンブリに接続する(図５を参照)。
接触要素１は、ハウジング１０６内に配置されるのが好ましい。この実施形態では、接触要素１は、電気的デバイス１０１にソケット構造１００としてモジュール的に挿入される。そのようなソケット構造１００は、図１(b)及び図５に概略的に示される。
図１(c)は、例えば鋼で作られたカバーバネ２を備えた接触要素１を示す。断面では、カバーバネ２は略Ｕ字形で、２つのカバーバネ開口端２２を有する。カバーバネ開口端２２の領域では、カバーバネの縦部材２３に曲げ部２１が付与される。カバーバネの縦部材２３は、カバーバネの横部材２４によって相互に連結され、カバーバネ２は、クランプ方向７３に対する復元力に対して別々に曲がる。曲げ部２１は正確に形成されて、カバーバネの開口端２２では、交差片２５はクランプ方向７３に、あるいはクランプ方向７３に対して延びる。
図１(d)及び図１(e)は、カバーバネ２を備えた接触要素１を夫々斜視及び分解して示す。第２の方向７２からアクセス可能なチューリップ形の容器１２が接触要素１上のカバーバネ２にもアクセス可能なように、カバーバネ２は通路２６[又は貫通孔]を有する。通路２６はカバーバネの横部材２４に配置され、一部がカバーバネの縦部材２３に延びる。カバーバネの横部材２４は従って、ここではカバーバネの２つの交差片２４１によって形成される。
接触要素１を通路２６内に挿入すべく、カバーバネ２に対向する側２８に配置された接触要素１の２つの横部材１９は、接触要素１の他の部分よりも狭い。
カバーバネの各縦部材２３にて、舌部２７が同様に付与されて、舌部の隆起２７２が形成されるように舌部の開口端２７１にて曲がる。１つの舌部の隆起２７２がクランプ方向７３に延び、一方、他の舌部の隆起２７２はクランプ方向７３に対して延びる。
接触要素１上に配置されたカバーバネ２にて、カバーバネ２の復元力によって接触要素１は隆起２５及び下部の隆起２７２によって圧縮される。このようにして、電気的接続要素３、４がチューリップ形の容器１１、１２、１３によってロックされるように、カバーバネ２は接触要素１を支持する。
図２(a)は、５つのチューリップ形の容器１１、１２…１５を備えた接触要素１を示し、その容器のうち、３つの容器１１、１３、１５は第１の方向７１からアクセス可能であり、２つの容器１２、１４は第２の方向７２からアクセス可能である。この接触要素１は型押しされ曲がっている部分として同様に一体に作られる。バスバー３を受け入れるのに、第１の方向７１からアクセス可能な３つのチューリップ形の容器１１、１３、１５に優先権があり、電気的アセンブリに接触するコネクタ４を受け入れるのに、第２の方向７２からアクセス可能な２つのチューリップ形の容器１２、１４に優先権がある。しかし、逆の構成もまた好ましい。
図２bは、打ち抜き部を備えた接触要素１を示し、各打ち抜き部は縦部材１８上に付与され、それによって縦部材１８は少なくとも部分的に層状に形成される。接触要素１の電流運搬能力が増すように、打ち抜き部は中央の縦部材１８にて、外側の縦部材１８よりも小さく形成される。
図３は、図２bの４つのそのような接触要素１及びバスバー３の総構成を示す。バスバー３は互いに一直線上に配置され、各場合において、２つのバスバー３は同じチューリップ形の容器１１、１３で終端する。このようにして、ここでバスバー３は、バスシステム３０の４つのバスライン３１、３２、３３、３４を形成し、それによって各場合において２つのバスライン３１、３２及び３３、３４は同じ電位を運ぶ。
図４において、各チューリップ形の容器１１、１３は１つのバスバー３のみを受け入れる。その結果、バスバー３と接触要素１の縦部材１８の間に形成される接触領域は、図３にて使用される方法に比して大きくなる。これゆえ、４つの接触要素１はバスシステム３０の２つのバスライン３１、３２のみを案内する。この配置は電流に特に適している。
図５は、列要素として形成された２つの電気的デバイス１０１の配列１０を示し、ここでは互いに隣接して配置される。以下において、列要素と電気的デバイス１０１の語は置換性があるように用いられる。
列要素１０１の各々は、ハウジング１０６に囲まれる電気的接触要素１を含むソケット構造１００を有する。該ハウジング１０６は作業者の接触保護として設けられる。ソケット構造１００は夫々それらの列要素１０１にモジュール的に挿入される。
列要素１０１は夫々電気的な回路基板１０３を備える電気的アセンブリを有する。電気的アセンブリを外部に設定されるバスシステム３０に電気的に接続するために、ハンダ接続１０４が設けられて、それらは回路基板１０３に接合され、コネクタ(図示せず)を有する。
ハンダ接続１０４は、電気的な回路基板１０３を接触要素１に接続し、且つ接触要素１をバスシステム３０に接続するために付与される。それらは接触要素１の側部にプラグ(図示せず)として形成される。
描かれた実施形態のバスシステム３０は４つのバスライン３１、３２、...３４を含む。バスラインの各々は、押されて互いの隣りに挿入されるバスバー３によって形成される。この実施形態では、ソケット構造１００は３つのチューリップ形の容器１１、１２、１３(図1(b)を参照)を備えた２つの接触要素１を有するのが好ましく、２つのバスライン３１、３２、...３４は夫々同じ電位を運ぶ。しかし、原則として、７つのチューリップ形の容器１１及び１２(図示せず)を備えた接触要素１を有するソケット構造１００もまた考えられ、全てのバスライン３１、３２、...３４は同じ電位を運ぶ。
列要素１０１を互いに隣接して配置すべく、取付け壁１０５が固定手段として両列要素１０１のハウジング１０２上に付与される。
符号リスト
１ 接触要素、クランプバネ
１０ 電気的デバイス
１００ ソケット構造
１０１ 列要素
１０２ 装置のハウジング
１０３ 電気的回路基板
１０４ ハンダ接続
１０５ 固定手段、取付け壁
１０６ ハウジング
１１、１２...１５ チューリップ形の容器
１６ 開口端
１７、１７１ 接続手段
１８ 縦部材
１９ 交差部材、円弧
２ カバーバネ
２１ 曲げ部
２２ カバーバネの端部
２３ 上バネの縦部材
２４ 上バネの横部材
２４１ 交差片
２５ 交差片
２６ 通路
２７ 舌部
２７１ 舌部の開口端
２７２ 舌部の隆起
２８ カバーバネに対向する接触要素の側部
３ バスバー
３０ バスシステム
３１、３２、...３４ バスライン
４ プラグコネクタ
７１ 第１の方向
７２ 第２の方向
７３ クランプ方向

Claims (10)

  1. バスシステムの電気的接続要素(３、４、１０４)と電気的に接続され、ハウジング(１０２)の外部に設定される、導電性のシート材料から形成された接触要素(１)において、
    電気的接続要素(３、４、１０４)が挿入される開口端を有する少なくとも３つのＵ字形の容器(１１、１２、１３)を有し、容器は電気的接続要素(３、４、１０４)の挿入方向に直交する方向に配列され、外側に位置する容器(１１、１３)は隣接する容器(１２)とは開口端の開口した向きが電気的接続要素(３、４、１０４)の挿入方向に沿って互いに逆向きであり、全体がＷ形に形成された接触要素(１)。
  2. 前記Ｕ字形の容器(１１、１２、１３)は、第１の方向(７１)又は該第１の方向とは反対の第２の方向(７２)から交互にアクセス可能である、請求項１に記載の接触要素(１)。
  3. 型押しされた曲げ部として形成され電気的に高い導電性の板で作られ、一体化された型押しされた曲げ部である、請求項１又は２に記載の接触要素(１)。
  4. 前記Ｕ字形の容器(１１、１２、１３)は、各々２つの縦部材(１８)によって形成される、請求項１乃至３の何れかに記載の接触要素(１)。
  5. 前記縦部材(１８)は、横部材(１９)によって相互に連結される、請求項４に記載の接触要素(１)。
  6. 前記縦部材(１８)上に接触手段(１７、１７１)が付与される、請求項４又は５に記載の接触要素(１)。
  7. ストリップ材から一体に作られた、請求項１乃至６の何れかに記載の接触要素(１)。
  8. Ｕ字形の容器に対して解除可能なカバーバネ(２)によって相互に接続された、幾つかの同じ容器を備える、請求項１乃至７の何れかに記載の接触要素(１)。
  9. 前記電気的接続要素(３、４、１０４)は、プラグコネクタ(４)、ハンダ接続(１０４)及び/又はバスバー(３)を含む、請求項１乃至８の何れかに記載の接触要素(１)。
  10. 電気的アセンブリ及びソケット構造(１００)を備えた列要素を備え、該ソケット構造(１００)は電気的アセンブリを外部に設定されたバスシステム(３０)と電気的に接続する為に付与され、且つ請求項１乃至９の何れかの接触要素(１)を有する、電気的デバイス(１０１)。
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