JP5735966B2 - 電気ヒンジコネクタ - Google Patents

Description

本発明は、特に航空機用電力システムで使用するための、電気接続をもたらすヒンジに関する。本発明は、さらに、航空機用電力分配システムに関する。

航空機に取り付けられる最新の電力分配システムの設計を左右するファクタには、費用、重量および体積がある。全パッケージサイズを下げるには、あらゆる使用可能な面および空間を用いる設計手段がとられる。しかし、通常の操作およびメンテナンスのアクセスは部品の全寿命にわたって必要であり、したがって構成部品はしばしばユニット上のヒンジで取り付けられるドアに取り付けられる。

主要な電力分配の場合、ドアに取り付けられる構成部品には、５００Ａまでの電流給電や５００Ａを上回る電流給電が必要となることがある。そうした大きな電流は、太くて重く本質的に曲がらないケーブルによって給電する必要がある。一例として、ケーブルの中には、必要な電流を運ぶために、１５ｍｍほどの太さの直径が必要なものもある。結果的に、過剰なケーブルの収容にはかなり大きな空間が必要であり、それとともに重量が追加され、ドアを動かす開閉力がより大きくなり、動くようには機械的に設計されていないやり方で動かされるケーブルストランドのほとんど予測不可能な摩耗および引き裂きが引き起こされる。

必要な体積の大きさの問題を克服するために提案された１つの解決策は、過剰なケーブルを収容するためにユニット内にスペースを割り当てることである。しかし、これは、ケーブルが曲がりにくい状況を緩和しない。従来技術における他の解決策は、束になった多数のケーブルによってドアヒンジを通って電力を送るものである。これによって柔軟性が増大し、したがってドアの開閉に必要な力が低減するが、多数の「より細い」ケーブルを使用することで、絶縁材および束保持部の断面積が増大することにより重量が増大する。また、これは、１本のワイヤが壊れさらに他のワイヤが並列に接続されている場合、故障が検出されないという危険を伴う。

ドイツ特許第１０１０１６３５号公報

本発明は、第１のハウジング部分および第２のハウジング部分を備えるハウジングを有する航空機用電力分配システムユニットのためのヒンジであって、
ユニットの第１のハウジング部分に連結する第１のヒンジ部材と、
ユニットの第２のハウジング部分に連結する第２のヒンジ部材と
を備え、
第１のヒンジ部材および第２のヒンジ部材が、導電性材料を含み、ヒンジ部材間の電気接続を確立しヒンジ部材間の相対的回転を可能にするように互いに連結可能である、
ヒンジを提供する。

有利には、本発明は、ケーブル接続に関連する問題を克服する。というのも、ヒンジは、ユニットのドアの簡単な回転を可能にし、ユニットのドアを開けるおよび／または閉めるのに小さい力しか必要とせず、一方電力をユニット内のドアに取り付けられた構成部品に送る電気接続をもたらすからである。したがって、電流をユニットの本体からドアに取り付けられた構成部品に送るのにワイヤが必要なくなる。航空機用電力分配システムユニットの全体の体積および重量の低減が、本発明によって可能になる。

第２のヒンジ部材は、第１のヒンジ部材のキャビティに脱着可能に係合することができ、それによって、電力ケーブルによるドアの動きの制限なしに、ユニットのドアが簡単にユニットに差し込まれかつそこから取り外され得るようになる。

次に、添付の図面を参照して、単なる例として本発明の諸実施形態を詳細に説明する。

本発明による航空機用電力分配システムのユニットの概略図である。 本発明による第１および第２のヒンジ部材の図である。 本発明によるヒンジの一部の斜視図である。 図３のヒンジ部分に接続可能な母線の斜視図である。 部分的に組み立てられたヒンジの斜視図である。 図４に示される母線を含む組み立て済みのヒンジの図である。 本発明によるヒンジを含む航空機用電力分配システムのユニットの斜視図である。 本発明によるヒンジを含む航空機用電力分配システムのユニットの斜視図である。

図１には、第１のハウジング部分３および第２のハウジング部分２を備える航空機用電力分配システムのユニット１が示されている。第２のハウジング部分２は、ヒンジ４によって第１のハウジング部分３に回転可能に連結されるドアを備える。第１のハウジング部分は、ユニット１の本体を備える。電流は、電力入力８を介してユニット１に入る。電力入力８は、ユニット内に設けられる電気負荷１２に電流を分配する電気バス７に電力を供給する。電力はまた、入力８からユニットのドア２に取り付けられる電気バス６にも送られる。図示の実施形態では、ドア２上のバス６は、ユニット内のバス７を介して電力入力８に接続される。ドア２をユニット１の本体３に連結するヒンジ４は、導電性材料を含み、それによって電流が電気バス６に流され得るようになる。さらに、１つまたは複数の電気装置５が、ドア２の上、好ましくはドアの内側に取り付けられ、バス６から電力を引き出す。この電気装置は、対応する電力出力９に接続される。電力出力９にケーブルが使用される場合、電力出力は電力入力に必要とされるものより細く曲がりやすいワイヤを使用することで実現され得る。あるいは、電力出力は図１に示されていない第２のヒンジを通って送られてもよい。

図２には、ヒンジ４の２つの構成部品が示されている。ヒンジ４は、レセプタクル１１およびレセプタクルに回転可能係合する突出部１７をそれぞれ備える第１のヒンジ部材１１および第２のヒンジ部材１０を備える。レセプタクル１１は、断面が円形であり突出部１７を受ける円筒形キャビティ１３を含む双曲面のソケット１１を含む。レセプタクル１１の端部１４は、より太くなっており、したがってレセプタクルの中央部分１５に比べて強度が高い。第２のヒンジ部材１０は、押込み嵌め機構でレセプタクルに連結され得る。この点に関連して、双曲面のソケット１１の内部構造（図示せず）は、端部１４間に円筒形キャビティ１３の表面に沿って延在する一連のワイヤを含み、端部部分がソケットの長手方向軸まわりに互いにねじられ、それによってワイヤがソケットの中央に向かって締め付けを形成する。第２のヒンジ部材の突出部１７は、円筒形であり、レセプタクルの円筒形キャビティ１３への対合する挿入に適合する。突出部１７の長手方向軸は、ヒンジの回転軸と一致する。突出部１７の円筒形表面およびキャビティ１３の内部構造は、第１のヒンジ部材と第２のヒンジ部材の間に広い面積にわたる確かな表面接触をもたらし、それによってヒンジ部材間に優れた電気接続が実現し、航空機用電力分配システムに必要とされる大電流が運ばれ得るようになる。さらに、ソケットの内部の締め付けによって、ソケット内への突出部分の取り付けが容易になる。第２のヒンジ部材１０は、その突出部とは反対の端部に、図４に示される母線１８との接続のためのルート部分１６を備え、ドアに取り付けられる電気装置５に電力を供給する。第１のヒンジ部材１０も第２のヒンジ部材１１も、金属などの導電性材料から作られる。

図３を参照すると、ヒンジのレセプタクル１１は、マウント１９によってハウジングに連結される。コンダクタ２１は、電流をバス７からレセプタクル１１に供給する。コンダクタバー２１とレセプタクルの間の電気接続は、マウント１９を通って延在することができる（図面には示されない）補助コネクタによってもたらされ得る。マウント１９自体は、有利には電流からユニットのハウジングを絶縁する電気絶縁材料を含むのが好ましい。

図４には、ユニットのドア２に取り付け可能な母線１８が示されている。母線１８は、それと一体的に形成される第２のヒンジ部材１０を有する。代替実施形態では、第２のヒンジ部材は、母線１８と別個に製造され、導電性ジョイントによってそれに連結される。図６に示されるように、母線１８は、電力を電気装置５に供給し、電気装置５が確実にドアの内側の所定位置でしっかり保持されようにする。

図５には、ヒンジ４が、部分的に組み立てられたすなわち分解組み立て図で示されている。ヒンジの組み立ては、ユニット１の本体上にマウント１９を配置することを含む。レセプタクル１１は、マウント１９内の溝２２に挿入され、第２のヒンジ部材１０の突出部１７は、レセプタクル１１の円筒形キャビティ１３に挿入される。これらのステップを実行する順序は変更可能である。

図６には、母線１８の下に取り付けられている複数の電気装置５を含む、組み立て済みのヒンジが示されている。例えば、電気装置５のうちの１つまたは複数が回路遮断器を備えてもよい。母線１８が入力電流を回路遮断器５に供給しても、回路遮断器５からの出力電流が著しく低くなる。したがって、出力電流は、ユニット内に収容可能でありドア２の開閉に必要以上の抵抗を与えない細く曲がりやすいワイヤによって運ばれ得る。

図７および８には、航空機用電力分配システムの組み立て済みユニット１が示されている。第１および第２の母線１８は、ドアの内側に設けられ、第１および第２のヒンジ４にそれぞれ接続される。第１および第２のコンダクタ２１は、電流を第１および第２のヒンジ４にそれぞれ流す。図７では、ユニットは閉位置で示されており、一方図８では、ユニットのドアは開けられその中の構成部品にアクセス可能になっている。ヒンジ４によって、メンテナンスアクセスに一般的に必要とされるドアの１２０度の回転が可能になる。図示の例では、各ヒンジは、２００Ａの電流を運ぶことができ、したがって４００Ａが一対のヒンジを通って流されることが可能になる。図示の例はＤＣシステムであるが、ヒンジは、やはりまたＡＣ電力で作動するシステムにも使用可能である。電力出力は、図７および８に示されていないが、ここでもワイヤまたは出力ヒンジを備えることができる。ヒンジの寸法および数は、当面の個別の機械的および電気的な設計考慮事項に応じて可変であってよい。

第１および第２のヒンジ部材は、図面に示されるのとは逆に取り付けられてもよい。言い換えれば、レセプタクル１１がドア２に取り付けられ、突出部１７がユニット１の本体３に取り付けられてもよい。その場合、マウント１９は、レセプタクル１１を受けるようにドア２上に設けられる。第１および第２のヒンジ部材は、プラスチック材料からの成形によって製造されてもよい。

１ ユニット
２ 第２のハウジング部分、ドア
３ 第１のハウジング部分、本体
４ ヒンジ、第１のヒンジ、第２のヒンジ
５ 電気装置、回路遮断器
６ 電気バス
７ 電気バス
８ 電力入力
９ 電力出力
１０ 第２のヒンジ部材
１１ 第１のヒンジ部材、レセプタクル、ソケット
１２ 電気負荷
１３ キャビティ
１４ 端部
１５ 中央部分
１６ ルート部分
１７ 突出部
１８ 母線、第１の母線、第２の母線
１９ マウント
２１ コンダクタ、コンダクタバー、第１のコンダクタ、第２のコンダクタ
２２ 溝

Claims (11)

1. 第１のハウジング部分および第２のハウジング部分を備えるハウジングを有する航空機用電力分配システムユニットのためのヒンジであって、
   前記ユニットの前記第１のハウジング部分に連結する第１のヒンジ部材と、
   前記ユニットの前記第２のハウジング部分に連結する第２のヒンジ部材と
   を備え、
   前記第１のヒンジ部材および前記第２のヒンジ部材が、導電性材料を含み、
   前記ヒンジ部材間の電気接続を確立し前記ヒンジ部材間の相対的回転を可能にするように互いに連結可能であり、
   前記第１のヒンジ部材が、レセプタクルを備え、
   前記第２のヒンジ部材が、前記レセプタクル内に係合する突出部を備え、
   前記レセプタクルが、前記突出部を受ける双曲面のソケットを備え、
   前記双曲面のソケットが、円筒形キャビティを備え、
   前記突出部が、円筒形で、前記円筒形キャビティへの対合する挿入に適合し、
   前記双曲面のソケットは、内部の締め付けによって、前記ソケット内への前記突出部の取り付けと前記第１のヒンジ部材および前記第２のヒンジ部材間の電気的接続とを容易にする、
   ヒンジ。
2. 前記第２のヒンジ部材が、前記第１のヒンジ部材のキャビティ内に脱着可能に係合可能である、請求項１に記載のヒンジ。
3. 前記突出部の長手方向軸が、前記ヒンジの回転軸と一致する、請求項１または２に記載のヒンジ。
4. 前記第１のヒンジ部材および／または前記第２のヒンジ部材が、電力を１つまたは複数の電気部品に分配する母線に接続される、請求項１から３のいずれかに記載のヒンジ。
5. 前記第１のヒンジ部材および／または前記第２のヒンジ部材が、前記母線と一体的に形成される、請求項４に記載のヒンジ。
6. 前記第１のヒンジ部材および前記第２のヒンジ部材が、前記ユニットの外部から電気的に絶縁される、請求項１から５のいずれかに記載のヒンジ。
7. 請求項１から６のいずれかによるヒンジによって、互いに回転可能に連結される第１のハウジング部分と第２のハウジング部分を備えるハウジングを有する航空機用の電力分配システムユニット。
8. 前記ヒンジが前記ハウジング部分内に配置される、請求項７に記載のシステム。
9. 前記第１のヒンジ部材および前記第２のヒンジ部材が、前記第１のハウジング部分および前記第２のハウジング部分にそれぞれ連結される、請求項７または８に記載のシステム。
10. 前記第１のハウジング部分が、前記ユニットの本体を備える、請求項７から９のいずれか記載のシステム。
11. 前記第２のハウジング部分が、前記ユニットのドアを備える、請求項７から１０のいずれかに記載のシステム。

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