導体路用ばね負荷端子

本発明は、請求項1の上位概念によるばね負荷端子に関する。

バスバーに対して導体路を押圧する、圧縮ばねとして構成された端子ばねを備えている、ダイレクトプラグイン端子(プッシュイン端子)としての構成による、この種のばね負荷端子は、多種多様な実施形態で公知である。それらは、とりわけ、その用途に基づいて、例えば、バスバーの所要の電流容量、端子ばねのばね力および/またはその設置条件、特にその構造サイズに依存して区別される。ここでは、簡単な取り付けと費用効果の高い製造とが、そのような端子へ恒久的に求められる要件である。

米国特許第7997915号明細書(US7997915B2)には、プラグインコネクタが開示されており、このプラグインコネクタのコネクタとは反対側の端部には、変化例によるダイレクトプラグイン端子が、電気的導体路との非着脱式の接続のために配置されている。このダイレクトプラグイン端子は、電気的導体路の電気的接触接続のための通電用端子ケージ、および電気的導体路を固定するためのばねを含んでいる。このばねは、旋回可能なクランプ脚部を有し、該クランプ脚部は、電気的導体路がダイレクトプラグイン端子に挿入されていない場合に、保持ばねの保持縁部に位置決めされており、それによって、電気的導体路のための空き空間が確保され、当該電気的導体路はクランプケージ内に挿入可能である。ダイレクトプラグイン端子が挿入される場合には、保持ばねの脚部は、クランプ脚部が解放されて旋回するようにシフトされる。旋回したクランプ脚部は、端子ケージにおいて電気的導体路を押圧する。

本発明の課題は、その機能が改善され、特に断面の小さな撚線型導体路のためにも使用可能であるばね負荷端子、特に撚線型導体路のための特に配列可能なばね負荷端子を提供することにある。

前記課題は、請求項1によるばね負荷端子によって解決される。本発明によれば、可撓性の撚線型導体路として構成可能である導体路の接続のためのばね負荷端子、特にダイレクトプラグイン接続部を備えたダイレクトプラグイン端子が得られ、これは少なくとも以下の特徴を有している。すなわち、チャンバおよび該チャンバ内への導体路差込チャネルを有するハウジングと、バスバーと、クランプ箇所の領域において、電気的導体路を、バスバーに固定するためにチャンバ内に配置され、かつ圧縮ばねとして作用するクランプばねとを、備え、クランプばねは、旋回可能なクランプ脚部を有しており、クランプ脚部は、当該クランプ脚部が係止位置に係止される係止状態から、当該クランプ脚部が係止状態から係止解除されて電気的導体路をバスバーに対して押圧するクランプ状態へ調節可能であり、この場合、ハウジング内で可動な操作要素が設けられており、操作要素は、クランプばねのクランプ脚部と共に係止状態において係止可能であり、さらにこの場合、係止状態における、ハウジング内の操作要素の可動性は、操作要素の可動方向に対して角度を付けられて可動なロック要素によってロック可能である。このようにして、クランプばねが直接係止されるのではなく、操作要素も係止される。このことは、例えばロック位置を解除することが、直接手によって、および/またはドライバのような工具によって、簡単に達成できるように、ロック要素をハウジング内に配置すること、および外部からハウジングにアクセス可能に配置することを可能にしている。したがって、手による解除は、相応に手によってつかめる輪郭、例えばロック要素における突出部が、外部から手動式にアクセス可能であることを前提とする。

冒頭に述べた従来技術のように、クランプ脚部の自由端部を直接ロックもしくは係止する金属ばねは、このように好ましくは不要となる。このようにして、クランプ脚部の損傷も、簡単な方法で防止される。

好ましくは、操作要素は、構造的に簡単な方法で、クランプ脚部を動かすための押圧部として構成されており、この押圧部は、ハウジングの操作チャネル内を差込方向にシフト可能であり、操作チャネル内の押圧部の動きは、ロック要素の動きによって、操作チャネルに対して角度を付けられて、特に横方向に、ロック可能およびロック解除可能である。このようにして、本発明は、構造的に簡単かつ確実に置き換え可能になる。

好ましい有利な構成によれば、ロック要素は、ばね要素を有していることが想定される。このようにして、ロック要素は、好ましくは、ばね作用によって自動的に、固定位置もしくはロック位置に動くことが可能となり、そこでは押圧部の動きがロックされ、クランプ脚部の係止位置が実現される。このばね要素も好ましくは、ロック要素を、ロックチャネル内で、操作チャネルに対して角度を付けられて、特に横方向に、動かせるように、特に操作チャネル内にまで動かせるように構成されている。

好ましくは、ばね要素は、押圧部が操作チャネル内で十分な程度に押し下げられている場合に、当該ばね要素によって弾力が生成可能で、かつ当該弾力によって、頭部が自動的にロックチャネル内で操作チャネルにまで引っ張り可能であるかもしくは引っ張られるように、またはシフト可能であるかもしくはシフトされるように構成されており、それによって、ロック要素の頭部は、操作チャネル内にまで可動となる。このようにして、ばね負荷端子の取り扱いが特に簡単になる。

さらに好ましくは、ロック要素は、手動式で、好ましくはドライバのような操作工具を用いて、ロックチャネル内で、押圧部がロック解除されるように、導体路差込方向Xに対して角度を付けられて戻り移動可能であり、これにより、クランプばねのクランプ脚部もロック解除され、それによって、当該クランプ脚部が係止位置から解放され緩む。この目的のためにさらに好ましくは、ロック要素は、工具を当てることが可能な操作輪郭を有している。

このばね負荷端子は、完全型導体路のためだけでなく、特に撚線型導体路のためにも適している。というのも撚線型導体路は、係止状態において撚線のファンアウトなしでハウジング内のチャンバの空き空間内を前後にシフトされるからである。バスバーのための材料として、良好な導電性を有する、例えば銅または銅合金が選択可能である。クランプばねについては、ばね鋼が製造材料として好ましい。

また本発明によれば特に好ましくは、特許請求の範囲に関連する、複数の相互に配列されたばね負荷端子を備えているピンまたはソケットアセンブリを得ることができる。1つ以上のこの種のばね端子を用いれば、配列型端子も得ることが可能となる。さらにこのばね端子は、他のハウジングにおいても同じように有利に使用可能である。

以下では、本発明を実施例に基づき、図面を参照してより詳細に説明する。

ばね負荷端子内へ挿入可能なもしくは挿入される電気的導体路のクランプのために設けられたクランプ脚部を備えたばね負荷端子の、クランプ脚部が非係止状態での断面図

図1aからのばね負荷端子の、クランプ脚部が係止状態での断面図

図1bからのばね負荷端子の、クランプ脚部が係止状態を解除され、導体路がクランプ箇所の領域に挿入された断面図

図1cからのばね負荷端子の、係止状態から解放されたクランプ脚部が導体路と接触接続した状態の断面図

図1dからのばね負荷端子の、押圧部として構成された操作要素の押し下げによりクランプ箇所が開いている間の断面図

図1eからのばね負荷端子の、押圧部の押し下げによってクランプ箇所が開いた後で、導体路をクランプ箇所から引き抜く間の断面図

図1の形式によるばね負荷端子の区分の、クランプ脚部が係止状態での斜視図(図中バスバーなし)

図2aからの配置構成の、クランプ脚部が係止状態を解除された後での斜視図(導体路なし)

複数のばね負荷端子を備えた端子アセンブリ(ここではソケットアセンブリ)の分解斜視図

図1および図2はそれぞれ、(十分に、すなわち、少なくとも後述する機能の点で同じ構造の)一体型または好ましくはマルチパート型のハウジング3内に配置されたダイレクトプラグイン接続部2を備えたばね負荷端子1を示す。このばね負荷端子1は、それぞれ配列可能な構成で示されている。このことは、図平面に対して垂直方向で、1つ以上のダイレクトプラグイン接続部2の1つのハウジング3または複数のハウジングが、例えば多極型端子アセンブリ(これについては図3参照)の形式で相前後して構成されていてもよいことを意味する。

一体型またはマルチパート型のハウジング3(図3参照)は、好ましくは、絶縁性プラスチックから成っている。このハウジング3は、ここでは、ハウジング上部3aとハウジング下部3bとを有し、これらは例示的に相互に係止されている。

ハウジング3内(ここではハウジング下部3b内)には、1つのチャンバ4または複数のチャンバ4(図3)が構成されている。

チャンバ4は、ここ(図3)では、それぞれ1つの壁部4aによって相互に分離されている。多極型の実施形態では、複数のチャンバ4が、図1aの図平面に対して垂直方向で、相前後してハウジング3(ここではハウジング下部3b)内に形成されており、それらのハウジング内では、ダイレクトプラグイン接続部2のそれぞれ1つが形成されている。

チャンバ4は、一方では、導体路差込チャネル5を通って、そして他方では、操作チャネル6を通って、ハウジングの外側(これは「差込側」とも称され、ここでは上側である)と接続する。この導体路差込チャネル5と操作チャネル6は、ここでは好ましくは(但し強制的ではないが)ハウジング上部3aの構成の中に形成されている。操作チャネル6は、導体路差込チャネル5に対して実質的に平行に延在している。この操作チャネル6は、ここでは段付けされて構成されている(図1a参照)。

チャンバ4内では、ダイレクトプラグイン接続部2を構成するために、少なくとも1つのクランプばね7とバスバー8が配置されている。任意付加的に、好ましくは、プラスチックから成る挿入部品17または金属から成るクランプケージが設けられていてもよい。この挿入部品/クランプケージは、クランプばね7とバスバー8とを支持するために用いられる。ここでは、費用効果があり、かつ省スペース的な構成に、金属製のクランプケージではなく、挿入部品17が想定される(特に図3参照)。このようにして容易に取り付け可能な配置構成が得られる。

挿入部品17は、チャンバ4内にもしくはチャンバ4の1つに挿入される(図3参照、そこでは接点16はバスバー8と共に示されていない)。ここでは、ハウジング下部3bに挿入される。この挿入部品17は、さらに、クランプケージのように作用する。それは、平面図においてU字状である。ここでは、下方に向けて、バスバー8を挿入するための開口部21を有しており、バスバー8は、平面図において上方から見てU字状の挿入部品17の壁部18,19,20のうちの1つに当接している(図1bおよび図3参照)。この挿入部品17は、ここでは非導電性のプラスチックから成っている。

クランプばね7とバスバー8の支持機能は、例えば、好ましくはバスバー上に係止させるために片側が開放された配列端子として考えられる構成では、ハウジング3のチャンバ4の壁部も直接引き継ぐことが可能である(ここでは図示されず)。

なお、ここでは、バスバー8が第2の接続部16と接続されていること、または一体的に構成されていることに留意すべきである。この接続部は、ここでは例示的にばね接続部(ここではソケットコンタクト)として構成され(図3も参照)、(ここには示されない)外部導体路またはプラグインコネクタのハウジング3への差込を可能にする。この接続部は、ピンまたはブレード端子として構成されていてもよい。

クランプばね7は、U字形またはV字形に構成されており、支持脚部7aとクランプ脚部7bとを有している。支持脚部7aは、橋台に支持されている。この橋台は、ここでは挿入部品17の突起22によって形成されている(図1e参照)。

クランプ脚部7bは、アーチ形の背部7cを介して支持脚部7aと接続している。この背部7cは、チャンバ4内へ突出している、挿入部品17の支持輪郭9に係合する。この支持輪郭9は、ここでは例示的に、背部7c方向に半円筒形に構成され、さらにここではクランプ脚部7bの動きに対する動き制限としてストッパの役目も果たしている。

クランプ脚部7bは、導体路10を、(導通導体路端部の趣旨で)バスバー8に押し付けるために用いられる。このようにして、クランプ箇所Kの領域内に挿入される導体路10との間で、導電的接触接続が形成される。このことは図1dから良好に理解できる。

導体路10は、導体路差込方向Xで、導体路差込チャネル5を通って、クランプ箇所Kの領域のチャンバ4内へ案内することができる(図1c,図1d参照)。

操作チャネル6内には、クランプ脚部7bを動かすための操作要素が配置されている。この操作要素は、ここでは好ましい構成において、押圧要素(単に押圧部11とも称する)として構成されており、これは操作チャネル6内を移動するように案内される。

押圧部11は、押圧輪郭として構成されているその一方の端部11aが、クランプ脚部7bに載置されている。押圧部11を差込方向に動かし、それによってクランプ脚部7bも動かし(ここでは旋回させる)、さらにクランプ箇所Kを開かせるために、クランプ脚部7bから離れた側に存在する反対側の端部11bを押し込むことによって、1つの応力が、差込方向Xで、クランプ脚部7bにかけられ得る。

押圧部11のクランプ脚部7bとは反対側の端部11bは、操作輪郭11cを有し得る。この操作輪郭11cは、特に、例えば特にドライバSなどの工具を当てるためのスリットのような凹部であってもよい(図1a)。

さらに押圧部11の2つの端部11a,11bには、段部または突出部11d,11eが設けられていてもよい。これらは、操作チャネル6の縁部6a,6bまたは段部と協働し、差込チャネルにおける押圧部11の差込方向および差込方向に抗する方向の動きに対する動き制限を構成する(図1e,図2a,図2b)。

押圧部11には、ロック要素12が対応付けられており、それによって、押圧部11が操作チャネル6内で、クランプ箇所Kが開かれるまで押し込まれ、導体路10がクランプ箇所に挿入可能となり、ロック要素によって押圧部11が固定可能である位置が定められる(図1a,図1b)。

この目的のために、ロックチャネル13が(ここではハウジング上部3aにおいて)操作チャネル6に対して角度を付けられて、すなわち非平行に、好ましくはここでは横方向に設けられる。このロックチャネル13は、操作チャネル6内に開口し、そこではロック要素12が可動であり、特にシフトするように案内されている。

押圧部11を押し下げた後では、ロック要素12は、ロックチャネル13内で、次のような位置へ動かすことが可能になる。すなわちロック要素12が、押圧部11の位置と共にクランプ脚部7bの係止開放位置をロックする位置である(図1c,図2a)。図2aは、ハウジング上部3aのディスク状の区分を断面して示している。図3は、ハウジング上部3aの外観を示している。

この動きは、好適でかつ有利な構成において、ばね要素14によって自動的に行われる。このばね要素14は、ロック要素12と一体的に構成されていてもよい(そしてここではそのように構成されている)。しかしながら、ロック要素12には、別個のばねを、ばね要素として対応付けることも可能である(ここでは図示されていない)。

ここでは、ロック要素12は、頭部12a(プラスチックから成る)と少なくとも区分毎に板ばね状のばねアーム12bとから成り、このばねアーム12bは、頭部12aと一体的に構成されている。ばねアーム12bは、湾曲部12cを有しており、それによってばね要素14を形成している。ばねアーム12bは、ここでは構造的に簡素に、スリット15内で、ハウジング3内のクランプばね7の支持脚部7aに対して平行に支持されている。

ばね要素14は、押圧部11が操作チャネル6内で十分な程度に押し下げられている場合に、弾力が解放され、かつ当該弾力によって、頭部12aが自動的にロックチャネル13(これはここではハウジング上部3a内に形成されている)内で操作チャネル6にまで引っ張り可能であるかもしくは引っ張られるように構成されており、それによってロック要素12の頭部12aは、操作チャネル6内にまで自由に可動となる。ばね要素14は、次のように構成され、かつ次のようにロック要素12に弾性的に結合している。すなわち、押圧部11が十分に押し下げられた後で、当該ばね要素14によって、ロック要素12もしくはここではその頭部12aが、ロックチャネル13内で側方に動かされ、それが角度を付けられて(ここでは横方向に)操作チャネル6内にまで侵入し、導体路挿入方向Xとは逆方向の押圧部11の戻り移動を阻止するまで続くようになっている。

ロック要素12は、押圧部11の位置と共にクランプ脚部7bの係止開放位置をロックできるので(図1c,図2a)、ここにおいて、導体路10は、導体路差込方向Xで、導体路挿入チャネル5内を、導体路10の(ここでは露出されている)端部がクランプ箇所Kに至るように案内可能となる(図1c)。

押圧部11もしくはクランプ脚部7bの係止位置を係止解除するためにもロック要素12は使用される。ロック要素12は、ここでは手動式で、好ましくはドライバSのような操作工具を用いて、ロックチャネル13内で、導体路差込方向Xに対して垂直方向に戻り移動可能であり、これにより、押圧部11がロック解除されて、クランプばね7のクランプ脚部7bもロック解除され、それによって、当該クランプ脚部7bが解放され得る。これにより、導体路10は、バスバー8に対して押圧され、クランプ箇所Kの領域において電気的に接触接続される(図1d)。押圧部11は、操作チャネル6内で上方の位置へ戻るように移動し、そこでは押圧部が軸方向でロックチャネル13の前方に位置する。

好ましくは、ロック要素12は、既に前述したドライバSのような工具を当てることが可能な操作輪郭12d(ここではスリット)を、(ここでは頭部12aに)有している。このドライバSは、ロック要素12を(ここでは頭部12aを)、ロックチャネル13内で、側方に動かすために、ハウジング3の縁部3dと協働して旋回可能なレバーアームのように使用可能である。それにより、押圧部11もしくはクランプ脚部7bの係止位置が解除され(図1d)、弾性的に構成されたクランプ脚部7bは解放されることとなり、クランプ箇所Kの方向に移動/旋回する。

このようにしてハウジング3は、簡単な方法で、ドライバSを用いて、さらなるチャネル内またはハウジング3の側方で、以下のように、スリット12dに係合できるように構成されている。すなわち、ドライバSを、当該スリット12dに当てることができ、それによって、ロック要素12をロックチャネル13内で、ドライバSの旋回によって側方に移動させ、押圧部11もしくはクランプばね7のクランプ脚部7bの係止位置をロック解除させる。

1 ばね負荷端子 2 ダイレクトプラグイン接続部 3 ハウジング 3a ハウジング上部 3b ハウジング下部 4 チャンバ 4a 壁部 5 導体路差込チャネル 6 操作チャネル 6a,b 段部 7 クランプばね 7a 支持脚部 7b クランプ脚部 7c 背部 8 バスバー 9 支持輪郭 10 導体路 11 押圧部 11a,b 端部 11c 操作輪郭 11d,11e 突出部 12 ロック要素 12a 頭部 12b ばねアーム 12c 湾曲部 12d 操作輪郭 13 ロックチャネル 14 ばね要素 15 スリット 16 接点 17 挿入部品 18,19,20 壁部 21 開口部 22 突起 S ドライバ X 導体路差込方向