特許 6851490 過酷な環境のための高電力ブッシング

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6851490

(24)【登録日】2021年3月11日

(45)【発行日】2021年3月31日

(54)【発明の名称】過酷な環境のための高電力ブッシング

(51)【国際特許分類】

   H01B 17/26 20060101AFI20210322BHJP

   H01R 13/533 20060101ALI20210322BHJP

   H01R 13/405 20060101ALI20210322BHJP

   H02G 3/22 20060101ALI20210322BHJP

【ＦＩ】

   H01B17/26 A

   H01R13/533 B

   H01R13/405

   H02G3/22

【請求項の数】15

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2019-540393(P2019-540393)

(86)(22)【出願日】2018年1月31日

(65)【公表番号】特表2020-510955(P2020-510955A)

(43)【公表日】2020年4月9日

(86)【国際出願番号】EP2018052363

(87)【国際公開番号】WO2018141775

(87)【国際公開日】20180809

【審査請求日】2019年7月25日

(31)【優先権主張番号】17153982.8

(32)【優先日】2017年1月31日

(33)【優先権主張国】EP

(73)【特許権者】

【識別番号】502288920

【氏名又は名称】タイコ・エレクトロニクス・レイケム・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング

【氏名又は名称原語表記】Ｔｙｃｏ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｒａｙｃｈｅｍ ＧｍｂＨ

(73)【特許権者】

【識別番号】502165089

【氏名又は名称】タイコ エレクトロニクス ユーケー リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100100077

【弁理士】

【氏名又は名称】大場 充

(74)【代理人】

【識別番号】100136010

【弁理士】

【氏名又は名称】堀川 美夕紀

(74)【代理人】

【識別番号】100130030

【弁理士】

【氏名又は名称】大竹 夕香子

(74)【代理人】

【識別番号】100203046

【弁理士】

【氏名又は名称】山下 聖子

(74)【代理人】

【識別番号】100121533

【弁理士】

【氏名又は名称】佐々木 まどか

(72)【発明者】

【氏名】シモンゾーン，ティーロ

(72)【発明者】

【氏名】フリードリヒ，トルステン

(72)【発明者】

【氏名】ホフマン，マルティン

(72)【発明者】

【氏名】モーティマー，ローレンス

【審査官】 中嶋 久雄

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭５２−０４５０９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５３−１４９６９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−１９８９４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭４７−０１６９８８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｂ １７／２６

Ｈ０１Ｒ １３／４０５

Ｈ０１Ｒ １３／５３３

Ｈ０２Ｇ ３／２２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の本体端部（１１１）、第２の本体端部（１１２）、ならびに前記第１の本体端部（１１１）および前記第２の本体端部（１１２）を接続する本体中央部（１１３）を含む長細い絶縁本体（１１０）と、
前記絶縁本体（１１０）内を同軸に延びて前記絶縁本体（１１０）に機械的に結合された長細いブッシング導体（１２０）とを備え、前記ブッシング導体（１２０）は、
前記第１の本体端部（１１１）に位置する第１の端面（１２１Ｆ）を有する第１の接続部（１２１）と、
前記第２の本体端部（１１２）に位置する第２の端面（１２２Ｆ）を有する第２の接続部（１２２）と、
前記第１の接続部（１２１）および前記第２の接続部（１２２）を電気的かつ機械的に接続する中央部（１２３）とを備え、
前記第１の接続部（１２１）は、少なくとも１つの径方向に沿って前記第１の本体端部（１１１）に対して弾性変形可能であり、かつ／または前記第２の接続部（１２２）は、前記少なくとも１つの径方向に沿って前記第２の本体端部（１１２）に対して弾性変形可能であり、
前記第１の接続部（１２１）と前記第１の本体端部（１１１）との間、および／または前記第２の接続部（１２２）と前記第２の本体端部（１１２）との間に、隙間（１６０）が設けられており、
前記隙間（１６０）は、前記隙間（１６０）の幅が前記第一の端面（１２１Ｆ）に向かって漸進的に増大する、断面で先細りした形状を有する、
ブッシング（１００）。

【請求項2】

前記隙間（１６０）は、材料が設けられていない少なくとも１つの領域を含む、請求項１に記載のブッシング。

【請求項3】

前記隙間（１６０）は、弾性充填材料および／または圧縮性材料によって少なくとも部分的に充填されている、請求項１又は２に記載のブッシング。

【請求項4】

前記隙間（１６０）の幅は、最大５．０ｍｍ、ならびに／または前記ブッシング導体（１２０）の前記第１の接続部（１２１）および／もしくは前記第２の接続部（１２２）の長さの最大５％の範囲内である、請求項１から３のいずれか一項に記載のブッシング。

【請求項5】

前記長細いブッシング導体（１２０）の一部と前記長細い絶縁本体（１１０）の一部との間に、フォームクロージャ、材料嵌め、圧力嵌め、または少なくとも１つの機械的締結要素が設けられている、請求項１から４のいずれか一項に記載のブッシング。

【請求項6】

前記第１の接続部および前記第２の接続部のうちの少なくとも１つは、任意の径方向に沿って弾性変形可能である、請求項１から５のいずれか一項に記載のブッシング。

【請求項7】

前記少なくとも１つの径方向は、前記ブッシング導体の前記第１の接続部および前記第２の接続部、ならびに／または前記中央部の一部のうちの少なくとも１つの断面の非放射対称形の幾何学的構成によって決定される、請求項１から５のいずれか一項に記載のブッシング。

【請求項8】

弾性変形可能な前記第１の接続部および前記第２の接続部のうちの少なくとも１つの長さは、１５ｍｍ〜３００ｍｍである、請求項１から７のいずれか一項に記載のブッシング。

【請求項9】

前記絶縁本体は、前記絶縁本体の内面として設けられた遮蔽シース（１１４）を備える、請求項１から８のいずれか一項に記載のブッシング。

【請求項10】

前記遮蔽シース（１１４）は、前記ブッシング導体の金属とは異なる金属を含む、請求項９に記載のブッシング。

【請求項11】

前記ブッシングをハウジング（１５０）に固定するために前記中央部（１１３）に設けられた装着フランジ（１３０）をさらに備える、請求項１から１０のいずれか一項に記載のブッシング。

【請求項12】

前記装着フランジ（１３０）は、前記ブッシング導体（１２０）および前記絶縁本体（１１０）が互いに接触する軸方向位置に設けられている、請求項１１に記載のブッシング。

【請求項13】

前記ブッシング導体は、前記ブッシング導体の長さ全体を通って延びる内側孔（１２５）を有する、請求項１から１２のいずれか一項に記載のブッシング。

【請求項14】

前記第１の端面のサイズは、前記第２の端面のサイズより小さい、請求項１から１３のいずれか一項に記載のブッシング。

【請求項15】

１００ｋＷ以上の電力を搬送するために、電気駆動車両上で使用されるように構成されている、請求項１から１４のいずれか一項に記載のブッシング。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

一般に、本発明は、コンタクト技術に関し、特にたとえば数十キロワットから数百キロワットおよびそれ以上の範囲内の比較的高い電力を搬送する外部ケーブルと、供給される電力をさらに処理するためのハウジング内部導体との間の接続を提供するブッシングに関する。

【背景技術】

【0002】

多くの技術分野では、高性能のスイッチ、変圧器、モータなどの特定の構成要素によって、またはそれらの構成要素へ、電力を供給しなければならない。これらの構成要素は、適切なハウジング内に少なくとも部分的に位置決めされていることが多い。他方で、ハウジングの外側では、それぞれの電源または電気構成要素に接続されている適切に寸法設定された１つまたは複数のケーブルによって、またはそのようなケーブルへ、必要とされる電力を供給することができ、電力は、ＡＣもしくはＤＣまたは両方として提供することができる。検討対象の応用例に応じて、それぞれの電力は、数十キロワットから数百キロワット、さらにはより高い範囲内とすることができ、それによって断面特性および絶縁特性に関して、それぞれのケーブル構成が必要とされる。
たとえば、数百ボルトから数万ボルトの範囲内の中電圧から高電圧の状況では、高い電力が提供されることが多く、それによって比較的低い電流が外部ケーブル内で搬送されるのに対して、他の応用例、たとえば電気車両などの移動用のＤＣの応用例では、比較的低い電圧を使用することができ、それによってそれぞれのケーブルの駆動電流能力に対して、高い要件が課されることがある。いずれにせよ、対応する外部ケーブルは、導体材料、導体断面、絶縁シースなどに対して適切な構成を必要とすることがあり、それによって典型的にはその結果、ケーブル構成は、数センチメートルの断面を有する１つまたは複数の銅ベースまたはアルミニウムベースのコアワイアを含み、コアワイアは、ケーブル全体の必要とされる絶縁挙動および完全性を提供する適切な絶縁またはカバー材料によって取り囲まれる。
これらのケーブルは、比較的過酷な環境にさらされることが多いため、たとえばそのようなケーブルは、直射日光、約−５０℃〜７０℃の範囲内の極端な温度などへの露出を含む外部条件にさらされることがあり、それによって適切なシース材料の使用を必要とし、したがってコア材料に加えて、それぞれのケーブルの追加の重量にも寄与することがある。

【0003】

他方では、典型的にはスイッチ、変圧器、モータなどのそれぞれの受電構成要素または電源構成要素は、そのような構成要素または少なくともそれらのコンタクト構造の優れた完全性を提供するために、適切なハウジング内に密閉されることが多い。ハウジングの内部が保護されるため、ハウジング内部導体に対する要件の厳格さが大幅に低減され、それによってさらには外部絶縁材料などをもたないそのようなハウジング内部導体の使用も可能になる。ハウジング内部導体および外部ケーブルの１つの重要なインターフェースは、それぞれのブッシングであり、これは、ハウジングに適切に装着された、外部ケーブルとハウジングとの間の電力交換のための通路を提供する構成要素であると理解される。
この目的で、対応するブッシングは、典型的には高伝導性の金属導体を含み、これは典型的には銅ボルトの形態であり、エポキシ樹脂などの適切な材料から形成された絶縁材料によって取り囲まれる。エポキシ樹脂は、高い機械的強度および剛性ならびに優れた絶縁特性を呈することが知られている。機械的かつ電気的に安定したブッシングを提供するために、金属コアおよびエポキシ樹脂は、典型的には、たとえば射出成形によって一体の構成要素に形成され、それによって頑丈かつ剛性の生成物が得られる。したがって、任意の適切な位置に適切な装着フランジを提供することによって、ハウジング内に設けられた対応する孔にブッシングを挿入することができ、装着フランジによって固定することができ、その結果、ブッシングの一端に取り付けられた外部ケーブルと、ブッシングの他端に接続されたハウジング内部導体との間の接続に、高い機械的かつ電気的な完全性を提供することができる。

【0004】

しかし、これらの確固たる高電力ブッシングには、複雑な外部条件に関連する応用例で使用されるとき、故障事象が増大するという問題がある。たとえば、従来の高電力ブッシングの頑丈かつ剛性の構成では、典型的には様々な地理的な位置において様々な環境条件下で遭遇するような、たとえば約−４０℃〜約７０℃の範囲内の比較的極端な温度にさらされたとき、デバイス故障の数が増大することがある。たとえば、列車などの多くのタイプの車両内の電源は、たとえば日光に直接さらされると、その結果、上述した温度などの過酷な条件にさらされることがあるのに対して、寒い冬の日には、極端に低い温度が生じることがある。
典型的にはエポキシ樹脂と通常は高伝導性の銅材料とでは、熱膨張係数が非常に異なることがあるため、そのような極端な温度自体が、ブッシングにとって著しいストレスとなることがあり、その結果、特に特定の機械的な力が特定のブッシング構成要素にさらに作用する可能性があるとき、絶縁エポキシ樹脂内に亀裂または何らかの他の損傷が生じることがある。

【0005】

一例として、比較的大きい重量を有することがある外部ケーブルが、典型的にはブッシングに接続されており、したがって、ブッシングの銅ボルトの端面が、外部ケーブルまたは外部ケーブルに接続されたコンタクトアセンブリのそれぞれの端面に堅く接触し、その結果、やや顕著な屈曲力がブッシングの銅ボルトに作用することがある。しかし、上記で論じたように、極端な温度条件下では、これらの比較的高い屈曲力は、絶縁材料内の損傷の発生を促す可能性がある。なぜなら、熱膨張の差は、銅ボルト、したがってエポキシ樹脂に作用する追加の機械的な力と組み合わせた結果、最終的に外部シースの破損をもたらし、それによって典型的には高電力接続全体の故障をもたらすおそれがあるからである。同様に、適度に高い温度でも、エポキシ樹脂の機械特性が劣化を受け、それによって深刻なデバイス故障が生じる確率が増大するおそれがある。

【0006】

上述した状況は、ブッシングの特定の構成要素に作用するそれぞれの力が経時的および空間的に変動しうる状態で、たとえば外部または内部で誘起される振動が存在するとき、さらに悪化する可能性がある。そのような振動の源は、たとえば、移動応用例では、それぞれの鉄道のレールに沿って生じる動きを原因とする可能性があり、隣接するレール間の接合部は、それぞれの電気車両の全体的な速度および接合部の距離に応じて、著しい振動をやや規則的に引き起こすことがある。しかし類似の振動は、道路用の車両でも、規則性は低いが遭遇することがあり、それぞれの道路の速度および路面条件は、その結果として対応するブッシング構成要素に作用する振動の「スペクトル」に大幅に影響する可能性がある。

【0007】

さらに、列車の応用例または類似の使用事例では、高性能なコンタクタまたはスイッチングデバイスを使用しなければならないことがあり、対応するスイッチングプロセス中に、適度に大きい質量が加速されて動かされ、それによって典型的には対応するコンタクト構成要素の直接の衝撃を伴い、それぞれの機械的な衝撃および振動がブッシング構成要素に導入される。そのように機械的負荷が誘起されるというまれな事象が、ブッシングならびに様々な構成要素の電気および絶縁状態に必ずしも著しい影響を及ぼすとは限らないが、典型的には多くの応用例で必要とされる１０〜１５年などの長い寿命にわたって、たとえば一体成形されたエポキシ樹脂および銅ボルトの構成要素に基づいて得られる従来の頑丈かつ剛性の構成は、著しい信頼性の問題をもたらすことがあり、それによって従来の構成は、複雑な環境条件で使用される高電力ブッシングにとってそれほど望ましいものではないことが判明した。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

したがって、本発明の目的は、長い寿命にわたって、複雑な環境条件、特に機械的な力、特に衝撃および振動、ならびに／または極端な温度に対する応答性が著しく低減されたブッシング、特に高電力ブッシングを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記で指摘した目的は、たとえばケーブルをハウジング内部に接続するために使用することができるブッシングによって対処される。ブッシングは、長細い絶縁本体であって、第１の本体端部、第２の本体端部、ならびに第１の本体端部および第２の本体端部を接続する本体中央部を含む絶縁本体を備える。ブッシングは、絶縁本体内を軸方向に延びて絶縁本体に機械的に結合された長細いブッシング導体をさらに備える。ブッシング導体（以下、「ボルト」とも呼ばれる）は、第１の本体端部に位置する第１の端面を有する第１の接続部を備える。ブッシング導体は、第２の本体端部に位置する第２の端面を有する第２の接続部をさらに備える。最終的に、ブッシング導体は、第１の接続部および第２の接続部を電気的かつ機械的に接続する中央部を備える。第１の接続部は、第１の本体端部に対して弾性変形可能であり、かつ／または第２の接続部は、第２の本体端部に対して弾性変形可能である。

【0010】

本発明のブッシングは、とりわけ、少なくとも１つの接続部、たとえば第１の接続部、第２の接続部、または両方を備え、この接続部は、ブッシングが電気的接続を提供するとき、第１の本体端部の第１の端面および／または第２の本体端部の第２の端面が、ハウジング外部ケーブルもしくはケーブルコンタクト領域および／またはハウジング内部コンタクト領域などの相手導体の端子部に接続された状態において、少なくとも１つの径方向に沿って、それぞれのまたは対応する本体端部に対して弾性変形可能である。その結果、ブッシング導体の第１の接続部および／または第２の接続部は、絶縁本体の周囲部分に対して弾性変位、したがって変形させることができる。
すなわち、ブッシング導体のそれぞれの接続部に作用する機械的な力に応答するとき、それぞれの機械的な力がブッシングに作用しうる時間間隔が比較的長いことを考慮しても、絶縁本体のそれぞれの部分は、それぞれの機械的な力、したがってブッシング導体の関連部分の対応する弾性変形による影響を実質上受けないままであり、それによって絶縁本体の損傷のリスクを回避し、または少なくとも大幅に低減させることができる。したがって、本発明の原理によれば、絶縁本体の一部からのブッシング導体の一部の機械的結合解除という概念を使用することによって、ブッシング導体が静的および／または動的負荷などの機械的な力に応答することを可能にすることによって、絶縁本体の周囲部分に対する影響がないまたは低減された影響しかない適切な弾性変形によって、高電力ブッシングなどのブッシングの信頼性の大幅な増大を得ることができることが認識されている。
したがって、たとえば上記で論じたように、極端な温度条件でも、絶縁本体内で使用される典型的な絶縁材料の機械特性のそれぞれの劣化が、ブッシングの全体的な機能的挙動に著しく影響を及ぼすことを防止することができる。これは、ブッシング導体の弾性変形した部分と絶縁本体のそれぞれの周囲部分との間の機械的接触を実質上回避し、または少なくとも低減させることによって実現される。たとえば大きいコンタクタ質量の機械的衝撃の頻繁な発生によってそれぞれの振動が引き起こされた場合でも、ブッシング導体の関連部分および絶縁本体の関連部分の高度な機械的結合解除構成により、ブッシングの全体的な信頼性を強化し、したがって絶縁本体のそれぞれの部分が変形／破損する確率を低減させることができる。

【0011】

１つの好ましい実施形態では、弾性的な変位または変形能力は、ブッシング導体のそれぞれの接続部と絶縁本体のそれぞれの本体端部との間に設けられた隙間によって得られる。したがって、この実施形態では、ブッシング導体および絶縁本体のそれぞれの部分の実質的な機械的結合解除が、それぞれの間隙または隙間を提供することによって実現され、それによって径方向の力によりブッシング導体の端部が変形するとき、これらの２つの部分間の機械的接触が回避または低減される。隙間は、少なくともブッシング導体の接続部を実質上完全に取り囲むように形成することができ、他の場合、隙間は、材料が提供されていない１つまたは複数の区域を含むことができ、他の区域は、適切な材料で充填することができる。

【0012】

１つの例示的な実施形態では、隙間は、弾性充填材料または圧縮性材料によって少なくとも部分的に充填され、充填材料の弾性特性は、ブッシング導体の関連部分と絶縁本体の関連部分と間に所望の低減された機械的結合を提供しながら、それにもかかわらず隙間の優れた完全性を提供することができる。すなわち、ブッシングの長い寿命に対して、普通ならブッシング導体の接続部の弾性応答性を低減させることがある隙間への湿度、異物粒子などの望ましくない物質の取り込みを抑制することが有利であると考えることができる。他方では、それぞれの弾性充填材料を提供することによって、隙間内に提供される材料のタイプおよび量に基づいて、機械的結合解除の程度を調整しながら、たとえば望ましくない物質を取り込む確率を低減させることによって、それぞれの弾性特性の高度の安定性を同時に実現することができる。
たとえば、シリコーンゴムなどの材料、すなわちシリコーンゲルまたはフォームなどの形態の材料を、弾性充填材料として効果的に使用することができ、したがって広範囲の温度および他の複雑な環境条件にわたって弾性特性を提供することができる。上記ですでに論じたように、全体的な構成および要件に応じて、隙間は必ずしも弾性充填材料によって完全に充填されるとは限らない。

【0013】

１つの有利な実施形態では、隙間の幅は、最大５ｍｍ、またはブッシング導体の第１の接続部および／もしくは第２の接続部の長さの最大５％の範囲内である。すなわち、いくつかの例示的な実施形態では、単一のデバイス内の隙間は、上記で特定した範囲内で変動することができ、それによって機械応答性、すなわち対応する部分のそれぞれの弾性変形を可能にする能力のそれぞれの遷移を提供することができる。他の場合、上記で参照した範囲は、複数の異なるブッシングを指すことができ、各タイプのブッシングが、特有の条件に適切に適合されるようにそれぞれの幅を備えることができる。たとえば、ブッシング導体の幾何形状および材料特性、ならびにブッシング導体に作用することが予期される振動などの機械的な力などに応じて、隙間の代表的な幅は、０．１ｍｍ〜１．０ｍｍ超で適切に選択することができる。
この目的で、実験および／またはシミュレーションを実施して、それぞれの応用例に対する隙間の適切な代表的な幅を推定することができる。隙間の代表的な幅とは、隙間の径方向サイズを画定する特徴的な尺度を表す幅であると理解されるべきであることを理解されたい。たとえば、隙間の径方向寸法または幅寸法は、ブッシングの寿命中に生じうる特定の「非弾性」成分によって引き起こされる製造公差により、かつ／または公差の範囲内で、変動することがあり、その結果、場合により、１つまたは複数の方向に沿って幅が低減され、他の方向に沿って幅が増大されることがあり、それぞれの機械的変形は、他の方向より低い頻度で生じている可能性がある。この場合、代表的な幅は、隙間の長さ寸法に沿って幅を平均化することによって得ることができる。さらに、他の場合、隙間は、その長さ寸法に沿って先細りすることができ、先細りは特有の長さ位置で始まる。この場合、最大の幅を、隙間の径方向尺度を画定する代表的な幅として使用することができる。

【0014】

さらなる有利な実施形態では、長細いブッシング導体の一部と長細い絶縁本体の一部との間にフォームクロージャ（ｆｏｒｍ ｃｌｏｓｕｒｅ）が提供される。したがって、この実施形態によれば、その長さ方向に沿ってブッシングの指定部分に沿って密な機械的接触が存在し、それによってブッシングの特定の部分に機械的に頑丈かつ剛性の構成を提供するが、少なくとも絶縁本体の周囲部分に対するブッシング導体の第１の接続部の弾性変形能力に影響を及ぼさない。たとえば、これらの構成要素の密な機械的接触により、それぞれの径方向の力を絶縁本体からブッシング導体へ伝達することができるため、絶縁本体とブッシング導体との間のフォームクロージャの領域内で、たとえばブッシングを任意の他の構成要素に装着するためのそれぞれの外力を、ブッシングに全体として効率的に印加することができる。フォームクロージャとしてのブッシング導体の接続は、圧力嵌め、形状嵌め、もしくは材料嵌め（すなわち、はんだ付け）、またはねじのような機械要素、またはこれらの組合せによって実現することができる。

【0015】

１つの有利な実施形態では、第１の接続部および／または第２の接続部は、任意の径方向に沿って弾性変形可能である。すなわち、この実施形態では、ブッシング導体の端部によって、任意の径方向に沿った径方向の力に対応することができ、それによってブッシングに作用する力のそれぞれの径方向の配向および／または方向性にかかわらず、ブッシングを使用する際に高度な柔軟性を実現することができる。たとえば、重いケーブルまたは接続部の端面に接続されたコンタクトアセンブリがもたらすそれぞれの屈曲力は、典型的には、好ましくは重力の方向に作用することができるが、この実施形態の方向性の多様性により、任意の方向で弾性変形能力を提供することができるため、径方向の向きに対するブッシングの任意の設置を可能にすることができる。
さらに、それぞれの径方向の力が発生する際に振動作用が優先しうるとき、これらの動揺に優先的な方向があるかどうか、またはこれらの動揺が広範囲の径方向に沿って生じうるかどうかは、事前に明らかでない可能性がある。この場合でも、ブッシング導体の関連部分と絶縁本体の関連部分との間の著しい機械的結合解除は、結合解除作用が実質上径方向に無関係であるため、保証することができる。

【0016】

さらなる選択肢では、第１の接続部および第２の接続部の両方が、少なくとも１つの径方向に沿ってそれぞれの本体端部に対して弾性変形可能であり、それによってその両端が静的および／または動的負荷に弾性的に応答することができるため、機械的負荷に対するブッシングの優れた応答性が提供される。

【0017】

さらなる例示的な実施形態では、少なくとも１つの径方向は、ブッシング導体の第１の接続部および／もしくは第２の接続部、ならびに／または中央部の一部のうちの断面の非放射対称形の幾何学的構成によって決定される。したがって、この実施形態によれば、ブッシング導体、すなわちその関連部分の幾何形状は、ブッシング導体の所望の弾性変形を実現することができる１つまたは複数の好ましい径方向を得るように選択することができる。たとえば、少なくとも特定の部分において、ブッシング導体の非円形の断面の結果、異なる径方向に異なる弾性特性を得ることができ、それによって特有の応用例に対するブッシング導体の機械応答性の特有の適合が可能になる。
たとえば、１つの径方向が、それぞれ径方向の力に応答する弾性変形能力を必要とする主方向として特定され、他の方向は、優れた剛性を必要としうる場合、たとえば上記で指定した条件に対応するように全体的な幾何形状などを提供することによって、断面構成を特別に適合させることができる。さらに、そのような非放射対称形の断面は、導体ボルトの長さにわたって異なることがある。機械的負荷の大部分は、締付けが位置するブッシングの中央で生じるため、この区域内に、より頑丈な非放射対称形の形状を有することが有利である。原則的に、この形状はこのとき、ボルトの長さにわたって変動することができ、少なくともブッシングの接続端付近では、回転対称形の形状になることができる。

【0018】

さらなる例示的な実施形態では、対応する本体端部に対して弾性変形可能な第１の接続部および／または第２の接続部の長さは、１５ｍｍ〜３００ｍｍの範囲内である。したがって、絶縁本体に対するブッシング導体の変位可能または変形可能な挙動の「機能的な長さ」は、それぞれの応用例に適切に準拠するように、上記で参照した範囲内で調整することができる。「機能的な長さ」の上記で特定した範囲は、多くの高電力の応用例に適切であり、１００ｋＷ以上の範囲内の電力を伝達するには、直径数センチメートルの外部ケーブルを第１の接続部の端面に接続しなければならないことがあることを理解されたい。しかし、他の例示的な実施形態では、「機能的な長さ」の上記で参照した範囲は、特定の状況下で適切であると考えられる場合、たとえば１５ｍｍ未満の機能的な長さまたは３０ｍｍより大きい機能的な長さを使用することによって、他の応用例に適合することもできることを理解されたい。

【0019】

１つの好ましい実施形態では、絶縁本体は、絶縁本体の内面として設けられた遮蔽シースを備える。したがって、この実施形態によれば、遮蔽シースを提供することによって、特に絶縁本体の電気特性を強化させることができ、遮蔽シースは、典型的には、シースに遮蔽作用を与える適切な材料から形成することができる。たとえば、シースは、絶縁本体の内面に伝導性コーティングの形態で実装することができ、またはシースの材料は、内面に取り付けられた別個のシートとして提供することができる。他の場合、シースは、最初に絶縁本体に堅く取り付けられているブッシング導体に、スリットを機械加工することによって形成することができる。

【0020】

１つの例示的な実施形態では、遮蔽シースは、ブッシング導体の金属とは異なる金属を含む。すなわち、絶縁本体の内面として金属含有シースまたは金属シースを提供することによって、絶縁本体の優れた電気的完全性を実現することができる。本明細書では、「絶縁本体」という用語は、ブッシング導体とブッシングの外部との間に全体的な電気絶縁が得られる任意の構成を指すことを理解されたい。すなわち、本発明によれば、絶縁本体の外面がブッシング導体への伝導性経路を形成しない限り、絶縁本体はなお、任意の導電性区域を備えることができる。したがって、金属から形成されたとき、遮蔽シースは、長さ方向に沿ってその内面で絶縁本体に伝導特性を与えることができるが、その外面に対する、すなわち径方向に沿った絶縁本体の絶縁特性はなお維持される。

【0021】

いくつかの例示的な実施形態では、たとえば金属から構成される遮蔽シースは、絶縁本体の残りの部分の絶縁材料と比較すると、熱膨張に対して類似の特性を有するように選択することができる。１つの例示的な実施形態では、遮蔽シースは、アルミニウムから形成することができ、または少なくとも相当量のアルミニウムを含むことができ、アルミニウムは、多くのタイプのエポキシ樹脂と比較すると非常に類似している熱膨張係数を有することができ、それによって温度に対する類似の応答を得ながら、それでもなお全体的な絶縁本体の優れた機械特性を提供することができる。さらに、絶縁本体の内面にアルミニウムシースなどの金属シースまたは金属含有シースを提供する際、ブッシング導体と絶縁本体との間の優れた接触特性は、これらの２つの構成要素が直接機械的に接触する区域において実現される。
アルミニウムシースを使用するとき、その層厚さは、比較的薄く選択することができ、その結果、全体的な機械的および熱的挙動は、比較的厚いアルミニウムシースを提供した場合と比較すると、エポキシ樹脂によって実質上決定される。さらなる選択肢では、遮蔽シースは、高分子または金属のコーティング材料を使用することによって、絶縁本体の内面のコーティングとして提供することができる。

【0022】

さらなる例示的な実施形態では、ブッシングは、ブッシングをハウジングに固定するために中央部に設けられた装着フランジを備える。上記ですでに論じたように、典型的な応用例では、ブッシングとハウジングとの間に堅い機械的接続を確立しなければならず、これは装着フランジに基づいて効率的に実現することができる。好ましくは、装着フランジは、ブッシングのうち、ブッシング導体および絶縁本体が互いに直接機械的に接触する位置に設けられている。したがって、この実施形態によれば、それぞれの機械的な力を全体としてブッシングに、すなわち絶縁本体およびブッシング導体に、フランジを介して印加することができ、それによってハウジングとブッシングとの間の接続に、優れた機械的な頑丈さおよび剛性を提供することができる。

【0023】

さらなる例示的な実施形態では、ブッシング導体は、ブッシング導体の長さ全体を通って延びる内側孔を有する。ブッシング導体の長さ全体に沿って内側孔を設けることによって、ブッシング導体をハウジング内部導体に接続する際の柔軟性の増大を実現することができる。たとえば、内側孔は、ねじ付き部分などの従来の接続手段の提供を必要とすることなく、それぞれの工具とともに、ねじなどの任意の接続部材の挿入を可能にすることができる。ブッシング導体の残りの部分の断面積は、接続で必要とされる低い抵抗を提供するようになお選択することができるため、ブッシング導体の内側孔の提供は、ブッシング導体の全体的な伝導率に悪影響を及ぼすことはないことを理解されたい。さらに他の例示的な実施形態では、ブッシング導体は、外部ケーブルおよびハウジング内部導体との機械的接続を確立するために、第１の接続部および／または第２の接続部にあるそれぞれの凹部を除いて、固体物質の形態で提供することができることをさらに理解されたい。

【0024】

さらなる例示的な実施形態では、ブッシング導体の第１の端面のサイズは、第２の端面のサイズより小さい。すなわち、この実施形態では、第２の端面の断面積、たとえばハウジング内部導体に接続する端面の断面積は、より大きくすることができ、それによってブッシングの全体的な抵抗を概して低減させる可能性を提供することができ、第１の接続部の端面、たとえばハウジング外部ケーブルまたはコンタクト領域に接続する端面のサイズおよび形状は、全体的な要件に応じて選択することができる。特に、第１の端面のサイズおよび形状は、たとえば磁気スイッチアセンブリを収納するそれぞれのハウジングに列車内の電源ケーブルを接続するときなど、典型的な応用例で使用される規格に準拠することができる。したがって、外部ケーブルとブッシングとの間のコンタクト領域において、規格要件に容易に準拠することができ、ハウジング内で第２の端面のサイズおよび形状を適合させる際に高度な柔軟性が提供される。

【0025】

さらなる例示的な実施形態では、ブッシングは、１００ｋＷ以上の電力を搬送するために、たとえば電源ケーブルを電気駆動車両のコンタクト機構に接続するために、電気駆動車両上で使用されるように構成されている。すなわち、この実施形態によれば、ブッシングの全体的な構成は、電源に使用される電圧および電流のタイプ、すなわちＡＣまたはＤＣにかかわらず、上記で指定した範囲内の電力を伝達するように適切に適合され、少なくともブッシング導体の第１の接続部の弾性変形能力は、適度に長い寿命中に優れた信頼性を提供する。いくつかの例示的な実施形態では、ブッシングは、中電圧から高電圧の準拠を必要とする列車内の電源に適合され、したがってハウジング外部ケーブルまたはコンタクトアセンブリ、ならびにたとえばブッシングの絶縁本体は、典型的には列車の応用例で遭遇する中電圧および高電圧の要件に対応するように適切に適合される。
特に、典型的に使用される磁気コンタクタアセンブリの強い機械的な影響は、磁気コンタクタアセンブリ内の重いコンタクトの衝突により著しい機械的な衝撃および振動をもたらすことがあるが、ブッシング導体の関連部分の弾性的または従順な挙動によって高度に「中性化」することができるため、本発明のブッシングは、列車の応用例で優れた信頼性を提供することができる。同様に、他の現在または将来の応用例では、バン、乗用車など、電気駆動車両の特有の場所に、著しい電力を供給しなければならないことがあり、電気車両の内部または外部で引き起こされる特有の振動により、著しい機械的応力を伴うこともある。道路交通または鉄道交通向けに設計された多くの現在利用可能な電気車両では、典型的には、モータ、電池などのそれぞれの構成要素にＤＣ電圧を供給しなければならないことがあることを理解されたい。
この場合でも、本発明のブッシングの優れた機械的挙動は、強化された信頼性を提供することができる。特に、高電力ＤＣの応用例では、対応するブッシングの絶縁特性の優れた信頼性は、それぞれの回路を開閉する際に生じうるそれぞれのアークの非自消性挙動により、重要が増大している。

【0026】

他の例示的な実施形態はまた、従属請求項で参照されており、添付の図面を参照する以下の詳細な説明で説明する。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】本発明の１つの例示的な実施形態によるブッシングの概略斜視図である。

【図2】図１のブッシングの概略側面図である。

【図3】ハウジングに装着されて外部ケーブルに接続された図１および図２のブッシングの概略側断面図である。

【図4】図３のブッシングの一部の概略拡大図である。

【図5a】本発明の例示的な実施形態によるブッシングの長手方向に直交する概略断面図である。

【図5b】本発明の例示的な実施形態によるブッシングの長手方向に直交する概略断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0028】

添付の図面を参照して、本発明のさらなる例示的な実施形態について次により詳細に説明する。

【0029】

図１は、ブッシング１００の斜視図を概略的に示し、いくつかの例示的な実施形態では、ブッシング１００は、それぞれのハウジングの外側とその内部との間で高電力の交換を可能にするようにハウジングの壁内に通路を提供する接続部材を表す。この文脈で、高電力とは、数十キロワットから、百キロワットの特定の実施形態では数百キロワット、さらにはより高い範囲内の電力であると理解されたい。高電力は、数キロワットに対して数百ボルト、またはさらには数十キロボルトの範囲内の電圧を伴うことができ、それぞれの電流は、対応する供給電圧によって決定することができる。同様に、電力は、考慮されている特有の応用例に応じて、ＡＣ電力またはＤＣ電力の形態で供給することができる。
ブッシング１００は、長細い絶縁本体１１０を備えており、絶縁本体１１０は、ブッシング導体１２０を取り囲み、銅、銅合金、アルミニウムなどの任意の適切な材料から形成することができる。１つの特定の実施形態では、長細いブッシング導体１２０は、後により詳細に論じるように、適切な形状を有する銅導体の形態で提供される。

【0030】

絶縁本体１１０は、第１の本体端部１１１、第２の本体端部１１２、および本体中央部１１３に機能的に分割することができ、本体中央部１１３は、第１の本体端部１１１および第２の本体端部１１２を接続する中間部であると見なすことができる。これらの様々な部分は、任意の適切な寸法を有する機能的部分であると理解され、第１の本体端部１１１は、ブッシング１００のうち外部ケーブルに対するコンタクトアセンブリに接続するように基本的に構成された部分を表すことができ、第２の本体端部１１２は、それぞれのハウジング内へ突出してハウジング内部導体に接続するように基本的に構成され、ハウジング内部導体は、ひいてはスイッチアセンブリ、変圧器端子などのハウジング内に収納されている任意の構成要素に接続することができることを理解されたい。同様に、機能的な本体中央部１１３は、ハウジングとの適切な機械的接触を提供するハウジングに基本的に接触する部分を表すことができる。

【0031】

上記ですでに論じたように、絶縁本体１１０は、その外面上に少なくとも絶縁本体１１０の大部分に沿って電気絶縁を提供するように、任意の適切な材料または材料組成物から形成することができる。図１に示す実施形態では、絶縁本体１１０は、金属シース１１４などの伝導性構成要素をさらに備えることができ、したがってシース１１４は、図３を参照してより詳細に論じるように、絶縁本体１１０の内面を形成することができる。さらに、この特有の実施形態では、遮蔽シース１１４とも呼ばれる伝導性シースは、第２の本体端部１１２で絶縁本体１１０の長手方向に沿って特定の長さに沿って露出させることができる。
たとえば、シース１１４は、第２の本体端部１１２および／または本体中央部１１３のいくつかの部分でブッシング導体１２０に密に接触することができ、それによってやはり後により詳細に論じるように、第２の本体端部１１２の区域内、および少なくとも部分的に本体中央部１１３内に、絶縁本体１１０およびブッシング導体１２０の機械的に頑丈かつ剛性の構成を提供することができる。１つの例示的な実施形態では、遮蔽シース１１４は、アルミニウムから形成することができ、それによって、絶縁本体１１０の絶縁材料１１５と比較すると、たとえば絶縁本体１１０の材料１１５にエポキシ樹脂が使用されるとき、熱膨張に関して類似の特性を提供することができる。遮蔽シース１１４の厚さは、全体的な構成に応じて、約０．０５ｍｍ〜５ｍｍ以上の範囲内とすることができる。
遮蔽シース１１４の厚さは、全体的な構成にとって適切であると考えられる場合、ブッシング１００の長さ方向に沿って変動することができることをさらに理解されたい。他の実施形態では、遮蔽シース１１４は、厚さ０．５ｍｍ以下のコーティングの形態で提供することができる。

【0032】

ブッシング導体１２０はまた、図３を参照してより詳細に論じるように、本体１１０の第１の本体端部に実質上対応する第１の接続部、第２の本体端部１１２に実質上対応する第２の接続部、および第１の接続部と第２の接続部との間の中間部を表す中央部に機能的に分割することができることも理解されたい。

【0033】

さらに、図１に示す実施形態では、ブッシング１００は、装着フランジ１３０をさらに備えており、装着フランジ１３０は、絶縁本体１１０の本体中央部１１３に位置決めされ、それぞれのハウジングに装着されるように適切に構成され、それによって対応するハウジングへのブッシング１００の堅い機械的接続を可能にする。

【0034】

図２は、絶縁本体１１０、ブッシング導体１２０、および装着フランジ１３０を含むブッシング１００の側面図を概略的に示す。図示のように、ブッシング導体１２０は、第１の端面１２１Ｆを含み、第１の端面１２１Ｆは、図３を参照して説明するように、外部ケーブルまたはその対応する接続部に接続するコンタクトアセンブリのそれぞれの端子または端面への機械的、したがって電気的な接触を可能にするように、第１の本体端部１１１によって露出される。同様に、ブッシング導体１２０は、露出された端面１２２Ｆを備えており、露出された端面１２２Ｆは、やはり図３を参照してより詳細に論じるように、それぞれのハウジング内部導体への機械的、したがって電気的な接触を可能にすることができる。
図２に示す実施形態では、端面１２１Ｆのサイズおよび／または形状は、端面１２２Ｆのサイズおよび／または形状とは異なることができ、したがってブッシング１２０のこれらの異なる部分は、対応するハウジング内およびハウジング外のそれぞれの要件に特に適合させることができる。たとえば、多くの場合、それぞれの高電力ケーブルおよびそれらのコンタクトアセンブリは、標準化された寸法および形状に応じて提供され、したがって第１の端面１２１Ｆは、そのような標準化された要件に特に適合させることができ、それによって標準的なケーブルおよび／またはコンタクトアセンブリへの接続を可能にする。他方では、第２の端面１２２Ｆは、低減された全体的な抵抗および高い機械的な頑丈さを提供し、特定用途向けのハウジング内部導体への接続を可能にするように、適切に選択することができる。たとえば、図２に示すように、例示的な実施形態では、端面１２２Ｆの断面サイズは、端面１２１Ｆの断面サイズより大きくすることができる。

【0035】

図３は、例示的な実施形態によるブッシング１００の断面図を概略的に示す。図示のように、ブッシング１００は、ハウジング１５０に装着することができ、ハウジング１５０は、考慮されている特有の応用例によって決定されるような任意の適切なサイズおよび形状を有することができる。たとえば、ハウジング１５０は、典型的には、磁気コンタクタ、変圧器または少なくともその一部分、電気モータまたはそのコンタクト部分などの特有の電気構成要素を、たとえばスイッチアセンブリとして収納する金属ハウジングを表すことができる。特に、ブッシング１００は、ハウジング１５０の内部１５１内へ突出しており、任意の適切なハウジング内部導体１５２に接続することができ、ハウジング内部導体１５２は、さらなる構成要素に接続するための任意の適切に寸法設定および成形された導体を表すことができ、いくつかの場合、導体１５２は、内部１５１が保護されているため、外部の絶縁ライナを欠いていてもよい。
同様に、ブッシング１００は、それぞれの端子部、または外部ケーブルもしくはコンタクトアセンブリ１４０と組み合わせて提供される任意の他のコンタクトアセンブリに接続することができる。したがって、ブッシング導体１２０は、その接続部１２１によって、ケーブル１４０の端子部またはコンタクトアセンブリに、機械的に、したがって電気的に、密に接触するように、接続することができる。特に、接続部１２１の端面１２１Ｆは、ケーブル１４０のそれぞれの部分に接触しており、ねじ１４１などの任意の適切な締結手段によって、機械的に固定することができ、ねじ１４１は、ブッシング導体１２０内に形成された対応する孔１２４にねじ留めすることができる。すでに論じたように、締結部材１４１およびねじ孔１２４は、対応する規格に準拠する任意の端子部またはコンタクトアセンブリの接続を可能にするために、指定の規格に準拠するように構成することができる。
したがって、外部ケーブルまたは対応する端子部もしくはそのコンタクトアセンブリが接続部１２１に機械的に接続されるとき、電気的接続は、端面１２１Ｆおよびケーブル１４０の対応する表面部分によって、場合により締結部材１４１と組み合わせて、基本的に確立され、接続部１２１の外面区域が、ケーブル１４０との電気的かつ機械的な接続に寄与しない。

【0036】

同様に、ブッシング導体１２０の第２の接続部１２２は、その端面１２２Ｆによってハウジング内部導体１５２に接続することができ、ねじ接続などの任意の適切な締結手段に基づいて、それぞれの機械的な接続を確立することができる。たとえば、１つの例示的な実施形態では、導体１５２への安定した機械的な接続を可能にするために、端部１２２内にねじ１２６を提供することができる。１つの例示的な実施形態では、締結部材１２６は、孔１２５を通って挿入して動作させることができ、孔１２５は、ブッシング導体１２０全体を通って長さ方向Ｌに沿って延びる。この場合、内側孔１２５は、上記で論じたように、場合によりねじ付きの内面を含む部分１２４と、ねじなどの締結部材１２６を収納するための対応する部分とを含むことができることを理解されたい。
さらに、必要とされる場合、たとえば適切なコンタクトアセンブリを介してケーブル１４０を第１の接続部１２１に接続する前に、締結部材１２６を動作させるそれぞれの工具を第１の接続部１２１から挿入することができる。

【0037】

さらに、図示のように、ブッシング導体１２０の断面サイズは、長さ方向Ｌに沿って変動することができ、上記で論じたように、いくつかの例示的な実施形態では、第１の接続部１２１における全体的な断面積は、第２の接続部１２２と比較すると、より小さくことができる。たとえば、ブッシング導体１２０の中央部１２３において、第２の接続部１２２の増大させた断面積からの遷移区域の断面形状は、第１の接続部１２１の低減させた断面積に変化することができ、それによって先細り構成を提供することができる。この先細り構成に基づいて、その内面に位置決めされた遮蔽シース１１４を含む絶縁本体１１０と、ブッシング導体１２０との間に、密な機械的接触を確立することができる。
たとえば、少なくとも第２の接続部１２２および中央部１２３の一部において、ブッシング導体１２０と絶縁本体１１０との間にフォームクロージャを確立することができる。他の場合、フォームクロージャは、中央部１２３の部分内のみに確立することができる。

【0038】

他方では、第１の接続部１２１の区域内で、ブッシング導体１２０は、長さ方向Ｌに直交する方向であると理解される少なくとも１つの径方向において、絶縁本体１１０に対して弾性変形可能になるように配置される。図面には示されていないが、他の実施形態では、第１の接続部１２１ではなく、第２の接続部１２２が絶縁本体１１０に対して弾性変形可能になるように配置されることを理解されたい。他の実施形態では、第１の接続部１２１および第２の接続部１２２の両方が、絶縁本体１１０に対して弾性変形可能である。

【0039】

残りの部分の説明では、第１の接続部１２１の弾性変形能力の特徴および利点について説明するが、第２の接続部は特に参照しない。しかし、これらの特徴および利点はいずれも、第２の接続部または第１の接続部および第２の接続部の両方が弾性変形可能である実施形態にも当てはまる。さらに、本発明による隙間を提供することは、ブッシング導体１２０の塑性変形を扱うときにも役立つ。そのような塑性変形は、ブッシングの寿命中に１回または数回のみ発生しうる極度の機械的な過負荷下で生じることがある。

【0040】

弾性変形の能力とは、ブッシング導体１２０の一部の動きまたはブッシング導体１２０の一部の高度に可逆性の変形／屈曲を含むことを意味する。したがって、絶縁本体１１０に対する変形の変位／移動の量は、その長さに沿って変動している。変位または変形は、絶縁本体への接続の区域内でゼロから開始し、終了時のその最大値に向かって増大する。その結果、端面１２１Ｆとケーブル１４０に接続するコンタクトアセンブリとの間の少なくとも電気的接触を確立するために、任意の適切な端子部またはコンタクトアセンブリによってケーブル１４０を接続部１２１に接続する際、取り付けられたケーブル１４０によって第１の接続部１２１に径方向の力が加えられる結果、それに対応して、接続部１２１が絶縁本体１１０の第１の本体端部に対して径方向に変形することができる。同じことが、ハウジング内部導体に接続するときの第２の接続部１２２にも当てはまる。

【0041】

以前に論じたように、適度な重量のケーブル１４０でも、接続部１２１に作用する著しい径方向の力をもたらすことがあり、従来のデバイスと同様の弾性変形機能を提供しなければ、エポキシ樹脂および銅ボルトに基づいて一体の構成要素として従来形成されるとき、ブッシング導体１２０と絶縁本体１１０との間に深刻な応力が生じることがある。しかし、本発明によれば、接続部１２１は、弾性変形によって対応する径方向の力に応答することができ、それによって絶縁本体１１０内へ伝達される機械的応力を大幅に低減させ、したがってブッシング１００の指定された長い寿命においても、損傷およびデバイス故障のリスクを低減させることができる。
特に、弾性変形能力を有する接続部１２１、および／または弾性変形能力を有するときの接続部１２２はまた、任意のタイプの振動または動揺に適切に応答することができ、したがって、そのような振動に伴う機械的応力が、絶縁本体１１０に実質上結合されないようにすることができ、または少なくとも大幅に減衰させることができ、それによって絶縁本体１１０、したがってブッシング１００全体の優れた信頼性に寄与することもできる。一方または両方の接続部１２１、１２２が、多少の静的変形を受けることによって、好ましくは、ブッシング１００に作用する静的負荷に応答することもできることを理解されたい。

【0042】

図３に示す実施形態では、絶縁本体１１０は、その内面に遮蔽シース１１４を提供することにより、遮蔽作用により、優れた電気的完全性を呈しながら、それぞれの長さに沿ってたとえば中央部１２３内でブッシング導体１２０との優れた接触特性を提供することもでき、絶縁本体１１０、すなわち遮蔽シース１１４と、導体１２０との間に、フォームクロージャによる密な機械的接触が確立される。したがって、優れた遮蔽作用に加えて、ブッシング１００をハウジング１５０に接続するための高い機械的強度を実現しながら、ハウジング内部導体１５２への密な機械的かつ電気的接続を確立することもできる。他方では、絶縁本体１１０に対する接続部１２１の弾性変形の能力はなお、ブッシング１００のこの区域内で高度の機械的結合解除を提供することができ、それによって屈曲または径方向の力、ハウジング１５０内もしくはその近傍の構成要素によって引き起こされうる機械的に誘起された振動、またはケーブル１４０を介して伝送される振動が発生した際、絶縁本体１１０の関連部分内の機械的応力を大幅に低減させることができる。

【0043】

図４は、例示的な実施形態によるブッシング１００の端部の断面図を概略的に示す。図示のように、一実施形態では、ブッシング導体１２０の第１の接続部１２１の弾性変位または変形能力は、図示の実施形態では遮蔽シース１１４を含む絶縁本体１１０の関連部分と、導体１２０の接続部１２１との間に形成される隙間１６０に基づいて確立される。図示の実施形態では、隙間１６０は、少なくとも１つの径方向、すなわち長さ方向Ｌに直交する少なくとも１つの方向において、部分１２１の変位または変形を可能にするために、実質上材料のない空間を表すことができる。他の例示的な実施形態では、隙間１６０は、図５ａを参照して後により詳細に論じるように、任意の径方向における弾性変形または変位を可能にするように設けることができる。

【0044】

さらに、図４に示す実施形態では、隙間１６０は、断面で先細りした形状を有することができ、これは隙間１６０の幅が端面１２１Ｆに向かって漸進的に増大することができることを意味する。たとえば、ブッシング１００の中央部内の任意の適切な位置において、絶縁本体１１０および導体１２０は、互いに密接に接触することができ、次いで分離し始めて、それによって小さい幅Ｗ２を確立することができ、幅Ｗ２は、端面１２１Ｆに接近するとますます大きくなり、それによって最終幅Ｗ１を確立する。たとえば、端面１２１Ｆに対する隙間１６０の漸進的な増大は、所望の最終幅Ｗ１を得るために、それに対応して絶縁本体１１０および／または導体１２０の断面サイズを低減させることによって得ることができる。いくつかの例示的な実施形態では、幅Ｗ１は、それぞれの径方向の力に対応するために必要とされる全体的な変形範囲に応じて、０．１ｍｍ〜１．０ｍｍの範囲内とすることができる。
隙間１６０の特定用途向けの幅は、実験および／またはシミュレーションによって容易に決定することができ、必要とされる幅Ｗ１を得るために、導体１２０の全体的な断面サイズ、断面の幾何形状、材料特性、ならびに対応する振動および／または径方向の力のタイプおよび振幅を、シミュレーションに入れることができることを理解されたい。例示的な実施形態では、隙間１６０の長さ寸法、すなわち絶縁本体１１０の端部に対してゼロ以外の幅を有する空間の長さは、１５ｍｍ〜３００ｍｍの範囲内とすることができることを理解されたい。隙間１６０の幅は、隙間の特徴的な尺度を画定するために、代表的な値または幅によって画定することができることをさらに理解されたい。そのような代表的な幅は、幅Ｗ２、構成要素１１０および１２０間のゼロ以外の距離が確立される隙間１６０の長さに沿って平均化された幅などとして画定することができる。

【0045】

さらに他の例示的な実施形態では、隙間１６０の幅は、上記で論じたように、特有の位置から開始して、長さ方向Ｌに沿って実質上一定とすることができ、特有の位置に絶縁本体１１０および／または導体１２０内に段を提供することによって、実質上一定の値を確立することができ、この幅は基本的に、ゼロから所望の幅へ「ジャンプ」する。絶縁本体１１０および／またはブッシング導体１２０内にそれぞれの段を提供することによって、隙間１６０に対する対応する開始点はまた、隙間１６０の先細りする断面形状と組み合わせて使用することができ、したがって先細りは、ゼロ以外の値を有する特有の位置で突然始まり、次いで端面１２１Ｆに向かって漸進的に増大し、それによってゼロ以外の明確な値を有する明確な位置で開始するが、幅の変動も得られる。

【0046】

いくつかの例示的な実施形態では、隙間１６０または少なくともその一部分は、シリコーンゴム、（シリコーン）フォーム、シリコーンゲルまたは油のような共形性材料などの弾性充填材料で充填することができ、それによってなお、接続部１２１の弾性変形能力を提供しながら、他方では望ましくない物質の取り込みなどに対する隙間１６０の特定の程度の完全性を提供することができる。たとえば、対応する充填材料は、ブッシング１００を組み立てた後に提供することができ、それによって端面１２１Ｆ近傍にリング状の充填材料を形成することができ、これは望ましくない物質を取り込む確率を低減させるのに十分である。他の場合、それぞれの充填材料は、隙間の大部分の長さに沿って、または隙間全体内へ、任意の適切な堆積技法によって注入することができる。

【0047】

図５ａは、接続部１２１と絶縁本体１１０との間に隙間１６０が存在する位置において、長さ方向、すなわち図５ａの図面に直交する方向に直交するブッシング１００の断面図を概略的に示す。この例示的な実施形態では、端面１２１Ｆの断面積は、対応する孔１２５を取り囲む環状の形状を有し、隙間１６０は、接続部１２１を同心円状に取り囲み、したがって遮蔽シース１１４を部分１２１の材料から分離する。構成全体の幾何形状は、長さ方向に対して放射対称形であるため、絶縁本体１１０に対する部分１２１の弾性変形能力は、いずれの径方向にも実質上同じである。したがって、接続部１２１は、任意の径方向に沿って機械的な「励起」に応答することができ、機械的応力を絶縁本体１１０のそれぞれの部分へ実質上伝達しない。したがって、対応するケーブル１４０（図３参照）に接続されたとき、接続部１２１の複雑な機械的励起領域でも、本発明の弾性変形能力の結果、絶縁本体１１０内へ伝達される機械的応力の相当または完全な減衰を得ることができる。

【0048】

他の場合、機械的励起に応答する１つまたは複数の好ましい方向は、図５ｂを参照して説明するように選択することができる。

【0049】

図５ｂは、図５ａに類似している断面図を概略的に示すが、幾何学的構成は、非放射対称形の構成を得るように適合されている。したがって、１つまたは複数の方向における弾性変形を、他の径方向と比較するとより容易に実現することができる。たとえば、図示の実施形態では、部分１２１は、図５ｂの上下方向により容易に変位させることができ、図５ｂの左右方向には著しく剛性の挙動を呈することができる。断面構成の対応する幾何学的な変動は、長さに沿って隙間１６０が確立された任意の適切な位置に確立することができることを理解されたい。他方では、破線によって示すように、部分１２１の最先端において、ケーブル１４０（図３参照）に接続するための特有の規格に準拠するように、幾何学的構成をなお提供することができ、これはたとえば、端面１２１Ｆの実質上円形の幾何形状を必要とすることができる。
このようにして、長さ方向に沿って任意の所望の位置で、ブッシング導体の全体的な断面積を増大させることができ、それによってまた、弾性変形能力の「方向性」を調整する可能性を提供しながら、それでもなお外部ケーブルの標準化された端子部またはコンタクトアセンブリに接続する可能性を維持することができる。

【0050】

本発明のブッシング１００は、たとえば場合により遮蔽シース１１４と組み合わせて絶縁本体１１０を形成することによって、射出成形などの任意の適切な成形技法によって、確固たる技法によって形成することができ、エポキシ樹脂などの適切な絶縁材料を、アルミニウムなどの遮蔽材料と組み合わせることができ、それによって絶縁本体を一体部分として形成することができる。他方では、ブッシング導体１２０は、たとえば銅材料に基づいて、任意の適切な製造技法を使用することによって、別個の構成要素として形成することができる。その後、たとえばブッシング導体１２０を絶縁本体に挿入することによって、２つの構成要素を組み立てることができる。図３を参照すると、導体１２０は、図３の左側から絶縁本体１１０に挿入することができる。
このようにして、弾性変形能力が存在しない区域において、絶縁本体の内面、たとえば遮蔽シース１１４と、導体１２０の外面部分との間のフォームクロージャによって、密な機械的接続を確立することができる。シース１１４と導体１２０との間のプレス嵌めまたは形状嵌めに対する追加または別法として、径方向に配向されたボルトなどの形状嵌め要素、またははんだ付けもしくは溶接などの材料嵌めを使用することもできる。他の場合、シース１１４および導体１２０は、一体の構成要素として最初に設けることができ、隙間１６０を機械加工によって形成することができる。上記で論じたように、これらの２つの構成要素の組立て中または組立て後、適切であると考えられる場合、任意選択で弾性充填材料を隙間１６０に取り込むことができる。したがって、例示的な実施形態では、２つの部分からなる簡単な設計をブッシング１００に使用することができ、それによって全体的な製造コストの増大に過度に寄与しないが、それにもかかわらずブッシング導体の接続部に著しい結合解除能力を与えることができる。

【0051】

参照符号の一覧
１００ ブッシング
１１０ 長細い絶縁本体
１１１ 第１の本体端部
１１２ 第２の本体端部
１１３ 本体中央部
１１４ 遮蔽シース
１１５ 絶縁材料
１２０ ブッシング導体
１２１ 第１の接続部
１２１Ｆ 第１の端面
１２２ 第２の接続部
１２２Ｆ 第２の端面
１２３ 中央部
１２４ ブッシング導体の孔
１２５ ブッシング導体全体を通って延びる孔
１２６ 締結部材
１３０ 装着フランジ
１４０ 外部ケーブルまたはコンタクトアセンブリ
１４１ 締結部材、ねじ
１５０ ハウジング
１５１ ハウジング内部
１５２ ハウジング内部導体
１６０ 隙間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5a】

【図5b】