特開 2022-125993 電気コネクタ、そのようなコネクタを備える電気システムおよびそのようなシステムを備える鉄道車両

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022125993

(43)【公開日】2022-08-29

(54)【発明の名称】電気コネクタ、そのようなコネクタを備える電気システムおよびそのようなシステムを備える鉄道車両

(51)【国際特許分類】

   H01R 4/58 20060101AFI20220822BHJP

【ＦＩ】

H01R4/58 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2022022171

(22)【出願日】2022-02-16

(31)【優先権主張番号】2101528

(32)【優先日】2021-02-17

(33)【優先権主張国・地域又は機関】FR

(71)【出願人】

【識別番号】522034789

【氏名又は名称】アルストム・ホールディングス

(74)【代理人】

【識別番号】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山 靖彦

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(74)【代理人】

【識別番号】100133400

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 達彦

(72)【発明者】

【氏名】リュドヴィック・ルコワ

(72)【発明者】

【氏名】ヴィート・フェラーラ

(57)【要約】

【課題】封止壁貫通、電気装置の端子との簡単な接続および切断を可能にする一方で、或る周波数で動作するときに表皮および近接効果を制限するロバストな電気コネクタを提供すること。
【解決手段】電気コネクタ(10)は一対のプレート(20)を備え、第1の導電性プレート(12)および第2の導電性プレート(14)を持ち、各プレートが中心部分(24)および2つの接続ラグ(32、34)を有する。各プレートの接続ラグは中心部分の反対縁部(28、30)から長手方向に延び、かつ互いから横に偏位される。第1および第2のプレートは互いの上に積み重ねられ、中心部分が重畳されかつ間隙(36)によって分離される。第1および第2のプレートの接続ラグは、上記反対縁部の各々の側において、互いから横に偏位される。電気コネクタは、第1および第2のプレートの中心部分間の間隙(36)に収容される電気絶縁材料の中間層を備える絶縁構造を更に備える。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

横断平面(P3)と平行な隔壁(56、57)によって分離される第1の電気装置(4、6)および第2の電気装置(8)を備える電気システム(1)であって、前記第1の電気装置および前記第2の電気装置の各々が少なくとも2つの接続端子を備え、前記第1の電気装置が電気コネクタ(10)を介して前記第2の電気装置に電気接続される、電気システム(1)であって、
- 前記電気コネクタが一対のプレート(20)を備え、第1の導電性プレート(12)および第2の導電性プレート(14)を含み、各プレート(12、14)が中心部分(24)および2つの接続ラグ(32、34)を有し、
- 各プレートの前記接続ラグが前記中心部分の反対縁部(28、30)から前記中心部分(24)と直線的に長手方向に延び、前記反対縁部が前記中心部分の輪郭の一部分であり、前記輪郭の前記一部分が前記横断平面(P3)のいずれの側にも設けられ、各プレート(12、14)の前記接続ラグ(32、34)が互いから横に偏位され、
- 前記第1の導電性プレート(12)および前記第2の導電性プレート(14)が互いの上に積み重ねられ、前記中心部分が重畳されかつ間隙(36)によって分離され、
- 前記第1の導電性プレート(12)および前記第2の導電性プレート(14)の前記接続ラグ(32、34)が、前記反対縁部の各々の側において、互いから横に偏位され、
- 前記電気コネクタ(10)が、前記第1の導電性プレート(12)および前記第2の導電性プレート(14)の前記中心部分(24)間の前記間隙(36)に収容される電気絶縁材料の中間層を備える絶縁構造(58)を更に備える、電気システムにおいて、
前記電気コネクタ(10)が、封止的に前記隔壁(56、57)を貫通するように封止部材と嵌合するように構成され、前記第1の電気装置(4、6)の前記接続端子の2つが、前記対応する隔壁の側の一方に設けられる前記電気コネクタ(10)の接続端子(46、48、50、52)の2つに接続される一方で、前記第2の電気装置の前記接続端子の2つが、その隔壁の側の他方に設けられる前記電気コネクタの前記接続端子の2つに接続されることを特徴とする、電気システム(1)。

【請求項2】

前記電気コネクタ(10)が少なくとも第2の対(22)のプレートを備え、導電性である第3のプレート(16)および第4のプレート(18)から成り、前記第2の対(22)の各プレート(16、18)が中心部分(24)および2つの接続ラグ(32、34)を備え、
- 各プレート(16、18)の前記接続ラグが前記中心部分の反対縁部(28、30)から長手方向に延び、かつ互いから横に偏位され、
- 前記第3のプレートおよび前記第4のプレートが互いの上に積み重ねられ、前記中心部分が重畳されかつ間隙(36)によって分離され、
- 前記第3のプレート(16)および前記第4のプレート(18)の前記接続ラグ(32、34)が、前記反対縁部の各々の側において、互いから横に偏位され、
前記電気コネクタ(10)の全ての前記プレート(12、14、16、18)が互いの上に積み重ねられ、全ての前記中心部分(24)が重畳され、
前記絶縁構造(58)が、2つの直に隣接する中心部分間の各間隙(36)に収容される電気絶縁材料の中間層を備え、
2つの直に隣接するプレートに関して、前記反対縁部(28、30)の一方の側の前記接続ラグ(32、34)が互いから横に偏位される、請求項1に記載の電気システム(1)。

【請求項3】

前記反対縁部(28、30)の一方の側に設けられかつ奇数のプレートによって互いから分離されるプレート(12、14、16、18)に属する全ての前記接続ラグ(32、34)が重畳され、かつ接続部材(38)によって互いに電気接続される、請求項2に記載の電気システム(1)。

【請求項4】

前記絶縁構造(58)が、各プレート(12、14、16、18)の前記中心部分(24)を一体的に受け止める本体(60)を備え、前記本体が、電気絶縁材料で前記プレートの前記中心部分をオーバーモールドすることによって作られ、前記接続ラグ(32、34)だけが前記本体から突出する、請求項1から3のいずれか一項に記載の電気システム(1)。

【請求項5】

前記絶縁構造(58)がポリマー材料から一体に作られる、請求項1から4のいずれか一項に記載の電気システム(1)。

【請求項6】

前記絶縁構造(58)が、前記反対縁部(28、30)の側に設けられる前記接続ラグ(32、34)を互いから封止して分離するように、封止部材と嵌合するように構成される、請求項1から5のいずれか一項に記載の電気システム(1)。

【請求項7】

前記プレート(12、14、16、18)が互いに同一の構造を有する、請求項1から6のいずれか一項に記載の電気システム(1)。

【請求項8】

前記プレート(12、14、16、18)が0.1mmと5mmとの間、好ましくは0.5mmと2mmとの間の厚さを持つ金属から作られ、前記金属が好ましくは銅およびその合金またはアルミニウムおよびその合金から選択される、請求項1から7のいずれか一項に記載の電気システム(1)。

【請求項9】

請求項1から8のいずれか一項に記載の少なくとも1つの電気システム(1)を備える、鉄道車両。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、少なくとも2つの接続端子を使用して2つの電気装置を互いに接続するように構成される、電気コネクタに関する。本発明は、そのような電気コネクタを備える電気システムの他に、そのような電気システムを備える鉄道車両にも関する。

【背景技術】

【0002】

電力変換器の分野において、特に軌道車両における車載電力変換器の分野では、カテナリなどの外部源から受け取られる電気エネルギーの、軌道車両における他の機器によって使用可能なエネルギーへの変換を保証するために電気装置が互いに接続されることが知られている。一部の電気機器を、例えば軌道車両の屋根上で、特別な保護を必要とすることなく風雨に曝すことができる一方で、他の、よりセンシティブな機器は水および/または塵埃に対する特別な保護を必要とする。より一般に、そのような電気機器は水および/または塵埃に対する様々な保護対策を条件とし得る。特に維持管理作業中の、これらの電気装置へのアクセスを容易にするために、電力変換器のモジュラ構造が好まれる。電気装置は次いで幾つかの異なる区画に収容され、各区画は中に収容される電気装置に適切なレベルの保護を提供しており、電気装置は水密隔壁によって分離される一方で互いに一体的に電気接続され、この接続が可逆である。

【0003】

高分子プラスチックなどの剛性絶縁材料のブロックに埋め込まれた導電性ロッドを備えるコネクタを使用することが知られている。導電性ロッドは隔壁の両側において電気機器に接続され、かつ搬送される電流に適した横断面を有する。絶縁材料のブロックは、封止要素を用いて壁に密に取り付けられる。

【0004】

しかしながら、電気変換器は、今日では変換中のエネルギー損失を制限するためにより高い周波数、例えば10kHz超えで動作する。これらの10kHzと150kHzとの間のいわゆる「中周波数」域では、電気導体はいわゆる「表皮効果」を免れず、すなわち電子が導体の表面層だけを通り、電気導体の実効横断面を減少させて、加熱を生じさせ、電力変換器の性能を劣化させる。その上、2つの別々の導体が互いの近くに置かれかつ同じ方向に同じ電流を搬送すると、「近接効果」として知られている効果が表皮効果に加えられて、電気導体の有効横断面をなお一層制限する。

【0005】

表皮効果を制限するために、互いから絶縁される小横断面の幾つかの撚線を持つケーブルを使用することが知られている。そのようなケーブルは時に「リッツ線」と呼ばれる。漏れ止め隔壁を貫通するために、リッツ線の端部は各々特定のエンドキャップへ圧着され、隔壁横断の漏れ止め性がケーブルグランドに取り付けられる追加のエンドキャップによって保証される。これらのエンドキャップが構造的に複雑かつ比較的脆弱である一方で、そのようなシステムの、例えば維持管理中の組立および分解は時間がかかり、そしてリッツ線も従来のケーブルより嵩張りかつ脆弱である。

【0006】

FR1423398Aは、例えば、導電性帯片を備え、これらが一対ずつ関連付けられ、かつ各々が中心部分および中心部分の反対側に分散される接続ラグを備える、溶接機電極について記載している。中心部分は重畳され、かつ絶縁シートによって分離される。電極は露出され、特別な封止装置は設けられない。

【0007】

これらの問題は本発明によって具体的には対処され、封止壁貫通、電気装置の端子との簡単な接続および切断を可能にする一方で、或る周波数で動作するときに表皮および近接効果を制限するロバストな電気コネクタを提供する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】FR1423398A

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0009】

このために、本発明は電気システムに関し、横断平面と平行な隔壁によって分離される第1の電気装置および第2の電気装置を備え、第1および第2の装置の各々が少なくとも2つの接続端子を備え、第1の電気装置が電気コネクタを介して第2の電気装置に電気接続され、ここで電気コネクタが一対のプレートを備え、第1の導電性プレートおよび第2の導電性プレートから成る。各プレートは中心部分および2つの接続ラグを有する。各プレートの接続ラグは中心部分の反対縁部から中心部分と直線的に長手方向に延び、反対縁部が中心部分の輪郭の一部分であり、横断平面のいずれの側にも設けられ、各プレートの接続ラグが互いから横に偏位される。第1および第2のプレートは互いの上に積み重ねられ、中心部分が重畳されかつ間隙によって分離される。第1および第2のプレートの接続ラグは、上記反対縁部の各々の側において、互いから横に偏位される。電気コネクタは、第1および第2のプレートの中心部分間の間隙に収容される電気絶縁材料の中間層を備える絶縁構造を更に備える。

【0010】

本発明によれば、電気コネクタは、封止的に隔壁を貫通するように封止部材と嵌合するように構成され、第1の装置の端子の2つが、対応する隔壁の側の一方に設けられる電気コネクタの接続端子の2つに接続される一方で、第2の装置の端子の2つが、その隔壁の側の他方に設けられる電気コネクタの接続端子の2つに接続される。

【0011】

本発明により、プレートにおける導電性要素のために表皮効果が低減される。接続ラグは任意の種類のケーブルまたは接続バーに接続でき、リッツケーブルに限定されない。組立および分解が簡単である。導体要素の接続ラグの交差構成は、2つの連続した導体要素の接続ラグの交互構成と組み合わされて、近接効果を最小化し、接続のインダクタンスを低減させ、したがって電気損失を低減させる。

【0012】

電気コネクタを通って流れる電力に応じて数対の導電性要素が設けられる。

【0013】

本発明の有利であるが必須ではない態様によれば、そのような電気システムは以下の特徴の1つまたは複数を、技術的に実現可能である任意の組合せにして組み込んでよい。
- 電気コネクタが少なくとも第2の対のプレートを備え、第3のプレートおよび第4の導電性プレートから成り、第2の対の各プレートが中心部分および2つの接続ラグを有する。各プレートの接続ラグが中心部分の反対縁部から長手方向に延び、かつ互いから横に偏位される。第3および第4のプレートが互いの上に積み重ねられ、中心部分が重畳されかつ間隙によって分離される。第3および第4のプレートの接続ラグが、反対縁部の各々の側において、互いから横に偏位される。電気コネクタの全てのプレートが互いの上に積み重ねられ、全ての中心部分が重なり合う一方で、絶縁構造が、2つの直に隣接する中心部分間の各間隙に収められる電気絶縁材料の中間層を備え、しかも2つの直に隣接するプレートに関して、反対縁部の一方の側に設けられる接続ラグが互いから横に偏位される。
- 反対縁部の一方の側に設けられかつ奇数のプレートによって互いから分離されるプレートに属する全ての接続ラグが重畳され、かつ接続部材によって互いに電気接続される。
- 絶縁構造が、各プレートの中心部分を一体的に受け止める本体を備え、本体が、電気絶縁材料でプレートの中心部分をオーバーモールドすることによって作られ、接続ラグだけが本体から突出する。
- 絶縁構造がポリマー材料の単一片から作られる。
- 絶縁構造が、反対縁部側接続ラグを互いから封止して分離するために封止部材と嵌合するように構成される。
- プレートが互いに同一の構造を有する。
- プレートが0.1mmと5mmとの間、好ましくは0.5mmと2mmとの間の厚さを持つ金属から作られ、金属が好ましくは銅およびその合金またはアルミニウムおよびその合金から選ばれる。

【0014】

別の態様によれば、本発明は鉄道車両に関し、上記したような電気システムを備える。

【0015】

専ら例として与えられかつ添付図面を参照しつつなされる、電気コネクタ、電気処理サブアセンブリ、およびそのような電気処理サブアセンブリを備える鉄道車両の実施形態の以下の説明を踏まえて、本発明がより良く理解されるであろう、そしてこれらの他の利点がより明らかに浮かび上がるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明に係る電気コネクタを持つ電気システムを備える装置の概略図である。

【図2】図1の電気システムに属する、本発明による電気コネクタの、読み易くするために一部の要素が省略された斜視図である。

【図3】図1中にフレームIIIで示され、図2の電気コネクタを備える、図1の装置の詳細の概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

図1は電気システム1を図示する。電気システム1は鉄道車両へ組み込むことができる。電気システム1は電気変換器2を備えるが、これは電気システムの一例である。電気変換器2は、外部源、例えばカテナリから収集される電気エネルギーをシステム1におけるその他の電気機器による使用のための電気エネルギーへ変換するように設計される。

【0018】

変換器2は第1の電気回路4、第2の電気回路6および変圧器8を備える。第1の回路4、第2の回路6および変圧器8は図1に概略的に図示される。

【0019】

第1および第2の回路4および6が各々2つの接続端子を有する一方で、変圧器8は強磁性コアの周りに設けられる2つのコイルを備え、コイルの各々が2つの接続端子を備える。変圧器8の2つのコイルの一方は電気コネクタ10によって第1の回路4に接続され、変圧器8の他方のコイルは別の電気コネクタ10によって第2の回路6に接続される。

【0020】

コネクタ10の各々が一方で第1または第2の電気回路4または6の一方の2つの端子に、および他方で変圧器8のそれぞれのコイルの一方の2つの端子に一体的に接続されることが理解される。図1において、電気コネクタ10は概略的に図示される。特に、第1および第2の回路4および6の端子の接続は図1において詳述されない。第1および第2の回路4および6の端子の接続は電気コネクタ10の構造から推測でき、本説明において後に、特に図2および図3を用いて詳述される。

【0021】

第1または第2の電気回路4または6が少なくとも2つの端子を備える第1の電気装置の一例である一方で、変圧器8は、少なくとも2つの端子を備える第2の電気装置の一例である。

【0022】

第1の回路4、変圧器8および第2の回路6は各々異なる環境保護要件を条件とする。これらの保護要件は水および/または塵埃に関してよく、しばしば規格化された保護指標の形態で示され、「IPコード」として知られており、例えばIEC60529規格によって定められている。IPコードは通常2つの数字を伴い、1つが固形物に対する保護のためそして1つが水に対する保護のためである。

【0023】

したがって、例示目的で図1に図示される例では、第1および第2の回路4および6がIP65の保護コードを条件とする一方で、変圧器8はIP20の保護コードを条件とする。

【0024】

必要とされるIPコードに従うレベルの保護を保証するために、第1の回路4、第2の回路6および変圧器8は、詳述されない外部手段によって対応するIPコードが維持される体積を画定するそれぞれの区域Z1、Z3およびZ2に各々設けられる。

【0025】

区域Z1～Z3の各々において適切なレベルの保護を維持するために、区域Z1、Z2およびZ3は漏れ止め隔壁によって分離される。区域Z2およびZ3が隔壁56によって分離される一方で、区域Z1およびZ2は隔壁57によって分離される。隔壁56および57は図1および図3に混合線として概略的に図示される。

【0026】

コネクタ10の各々は、隔壁56または57の一方を通じて、各々少なくとも2つのそれぞれの端子を有する2つのそれぞれの電気装置に接続されるように設計される。コネクタ10の各々はしたがって絶縁構造58を備え、封止および/または固定部材と協働してそれぞれの隔壁56または57に関して電気コネクタ10の機械的保定を保証する。封止および/または固定部材は図に図示されない。

【0027】

例えば、上記電気装置の少なくとも2つの端子は極性、またはAC信号の場合には位相に対応し、極性が上記電気装置の設計および動作に関連する。

【0028】

図示した例では、コネクタ10の一方が、図1において左に設けられており、区域Z1に設けられる第1の回路4を区域Z2に設けられる変圧器8の一次巻線に接続する一方で、コネクタ10の他方は、図1において右に設けられており、区域Z2に設けられる変圧器8の二次巻線を区域Z3に設けられる第2の回路6に接続する。例におけるコネクタ10の一方がしたがって第1の回路4の2つの端子を変圧器8の一次巻線の2つの対応する極性に接続する一方で、他方のコネクタ10は第2の回路6の2つの端子を変圧器8の二次巻線の2つの対応する極性に接続する。

【0029】

各コネクタ10は4つの接続端子を備え、46、48、50および52として参照され、これらは絶縁構造58と一体である。

【0030】

電気コネクタ10の内部構造が以下に詳述される。

【0031】

図1に図示される2つの電気コネクタ10は同じように同じ構造および機能を有する。以下の説明は図1における右手のコネクタ10を参照しつつなされる。

【0032】

端子46および48が各々第2の回路6のそれぞれの端子に接続される一方で、端子50および52は各々変圧器8の二次巻線のそれぞれの端子に接続される。

【0033】

言い換えれば、第2の回路6の端子の2つが隔壁56の同じ第1の側に設けられるコネクタ10の2つの接続端子46および48に接続される一方で、変圧器8の2つの端子は隔壁56の同じ第2の側に設けられるコネクタ10の2つの接続端子50および52に接続される。

【0034】

図2および図3は、或る実施形態に係るコネクタ10をより詳細に図示する。

【0035】

コネクタ10は少なくとも2つの導電性プレートを備える。有利には、コネクタ10は少なくとも4つの導電性プレートを備え、プレートが「交差」され、すなわち同じ端子に接続される2つのプレート間に、他方の端子に接続される別のプレートが挿入される。プレートを交差させることは、本説明において後に詳述される理由で、プレート間の近接効果を低減させ、したがってコネクタ10の総合効率を上昇させる。

【0036】

この例示的な例では、電気コネクタ10は、12、14、16および18として参照される4つの導電性プレートを有する。しかしながら、代替的に、プレートの数は異なってよい。それゆえに、ここに記載されるあらゆることがこれらの実施形態に適用可能であることが理解される。

【0037】

プレート12～18は互いにおよび縦断幾何平面P1と平行である。

【0038】

プレート12および14は互いに隣接、すなわち互いに連続し、そして第1の対のプレート20を定める。プレート12がしたがって第1の対20の第1のプレートである一方で、プレート14は第1の対20の第2のプレートである。同様に、プレート16および18は互いに連続し、そして第2の対のプレート22を定める。プレート16がしたがって第2の対22の第1のプレートである一方で、プレート18は第2の対22の第2のプレートである。

【0039】

プレート12～18は導電性材料から作られる。

【0040】

有利には、プレート12～18は、銅もしくはアルミニウム、またはその合金などの金属、あるいは任意の他の適切な材料から作られる。

【0041】

有利には、プレート12～18は互いに同一の構造を有する。

【0042】

各プレート12～18は、平坦でありかつ中心26を定める中心部分24を有する。各中心部分24に対して、中心部分24に直交しかつ中心26を通過する軸として軸A24が定められる。軸A24はしたがって縦断平面P1に直交する。

【0043】

各中心部分24は第1の縁部28および第1の縁部28と反対の第2の縁部30を有する。図示した例では、中心部分24は形状が矩形であり、側縁部31も有する。側縁部31が互いと反対かつ平行である一方で、第1および第2の縁部28および30も互いと平行である。

【0044】

縦断平面P1に直交し、中心26を通過しかつ縁部28および30に直交する平面として幾何中央平面P2が定められる。

【0045】

中心26を通過しかつ平面P1およびP2に共に直交する平面として横断幾何平面P3も定められる。平面P3はしたがって側縁部31に直交する。

【0046】

代替的に、図示しないが、各プレート12～18の中心部分24は形状が円形または楕円形でよい。そのような場合、上で定めた反対縁部は中心部分の輪郭の一部分を指し、横断平面P3のいずれの側にも設けられかつ中央平面P2によって切断される。同様に、側方縁部は中心部分の輪郭の一部分を示し、中央平面P2のいずれの側にも設けられかつ横断平面P3によって切断される。

【0047】

プレート12、14、16および18は、以下に説明するように、それらの間にスペーサ36を伴って一対ずつ積み重ねられる。言い換えれば、プレート12～18のいずれも、直に隣接するプレートと電気接触していない。

【0048】

例えば、各プレート12～18の中心部分24は重畳され、各プレート12～18の軸A24が一致し、かつ各プレート12～18の縁部28および30が互いと平行である。

【0049】

有利には、プレート12～18の全ての縁部28は軸A24と平行の同じ幾何平面に設けられる。同様に、全ての縁部30も軸A24と平行の同じ幾何平面に設けられる。同様に、中央平面P2の同じ側に設けられる全ての側縁部31も軸A24と平行の同じ幾何平面に設けられる。したがって、図2に例示されるように、プレート12～18の全ての中心部分24は、矩形横断面および軸A24と平行の直線母線を持つ円柱に含まれ、コネクタ10にコンパクトな構造を与える一方で、プレート間の近接効果が低減されるようにする。

【0050】

第1および第2の対のプレート20および22はしたがって軸A24と平行して重畳される。

【0051】

プレート12～18の各々は第1の接続ラグ32および第2の接続ラグ34を更に備える。接続ラグ32および34は、コネクタ10によって接続される電気装置の端子に接続されるように設計される。

【0052】

図示した例では、接続ラグ32および34は、中心部分24の幅より小さな幅を持つ矩形形状を有する。ラグ34はラグ32より長い。

【0053】

各プレート12～18に対して、接続ラグ32が中心部分24と直線的にかつ側縁部31の一方と直線的に第1の縁部28から長手方向に延びる一方で、接続ラグ34は中心部分24と直線的にかつ側縁部31の一方と直線的に第2の縁部30から長手方向に延びる。

【0054】

すなわち、各プレート12～18の接続ラグ32および34は、反対縁部28および30から、プレート12～18のそれぞれの1つの中心部分24と直線的に長手方向に延びる。

【0055】

言い換えれば、接続ラグ32および34は横断平面P3のいずれの側にも設けられる。

【0056】

各プレート12～18に対して、ラグ32および34は中央平面P2のいずれの側にも設けられる。言い換えれば、接続ラグ32および34は、中央平面P2に直交する方向に互いから横に偏位される。

【0057】

連続したプレート12～18の任意の2つに対して、すなわち直に隣接するプレート12および14、または14および16、または16および18に対して、接続ラグ34は中央平面P2のいずれの側にも設けられる。言い換えれば、ラグ34は、中央平面P2に直交する方向に互いから横に偏位される。

【0058】

同様に、2つの直に隣接するプレート12～18の接続ラグ32も中央平面P2のいずれの側にも設けられる。言い換えれば、ラグ32は、中央平面P2に直交する方向に互いから横に偏位される。

【0059】

より一般に、直に隣接するプレート12～18の2つに対して、それぞれの反対縁部28および30の一方の側に設けられる接続ラグ32および34は、平面P2に直交する方向に互いから横に偏位される。

【0060】

第1の対20の第1のプレートであるプレート12のラグ32および34ならびに第2の対22の第1のプレートであるプレート16のラグ32および34が軸A24と平行してそれぞれ重畳されることが理解される。言い換えれば、第2の対22の第1のプレート16は第1の対20の第1のプレート12の軸A24と平行の並進によって得られ、そして第1および第2の対20および22の第1のプレート12および16は第1の対20の第2のプレート14によって互いから分離される。

【0061】

同じく、第1の対20の第2のプレートであるプレート14のラグ32および34ならびに第2の対22の第2のプレートであるプレート18のラグ32および34は軸A24と平行してそれぞれ重畳される。言い換えれば、第2の対22の第2のプレート18は第1の対20の第2のプレート14の軸A24と平行の並進によって得られ、そして第1および第2の対20および22の第2のプレート14および18は第2の対22の第1のプレート16によって互いから分離される。

【0062】

2つの直に隣接する中心部分24はそれらの間に間隙36を定める。スペーサ36は各々平坦化された平行六面体の形状を有し、縦断平面P1と平行して延びる。

【0063】

有利には、絶縁構造58は電気絶縁材料の中間層を備え、これらは2つの直に隣接する中心部分24間の間隙36の各々に収められる。絶縁構造58の中間層は、直に隣接する中心部分24を互いから電気絶縁することが可能である。図の読み取りを容易にするために、中間層は図示されない。

【0064】

有利には、空間36に収められる中間層は、隣接する中心部分24を互いに関して機械的に保持することが可能である。

【0065】

中央平面P2の同じ側に設けられるラグ32は軸A24と平行の方向に重畳される。

【0066】

同じく、中央平面P2の同じ側に設けられるラグ34は軸A24と平行の方向に重畳される。

【0067】

ラグ32および34は互いに重畳されており、接続部材38によっても互いに機械的および電気的に接続される。

【0068】

例示した例では、各接続部材38は第1の外板40、中板42および第2の外板44を備える。外および中板40、44および42は形状が矩形であり、そして板40～44の隅に設けられる締結具45によってそれぞれのラグ32または34に取り付けられる。非限定的には、締結具45はネジまたはリベットでよく、好ましくは金属または少なくとも導電性材料から作られる。

【0069】

有利には、板40～44は、金属などの導電性材料から作られ、プレート12～18の材料と互換性がある。

【0070】

ラグ32および34は、それぞれの接続部材38によって接続され、4つの端子46、48、50および52を形成する。図2および図3に図示される例では、4つの端子46～52は各々形状が平行六面体である。

【0071】

有利には、端子46～52は、コネクタ10を電気装置に接続するときに端子の認識を容易にするために種々のまたは特異な形状さえ有してよい。

【0072】

端子48が端子52に電気接続される一方で、端子46は端子50に電気接続されることが理解される。

【0073】

端子48および52は、いわゆる交差構成で中央平面P2のいずれの側にも設けられる。同時に、端子46および50も交差構成で中央平面P2のいずれの側にも設けられる。

【0074】

代替的に、図示しないが、端子48および52は平面P2の同じ側に設けられてよく、その場合プレート12～18の各々のラグ32および34も、いわゆる直線構成で平面P2の同じ側に設けられる。

【0075】

図示した例では、ラグ32および34は中央平面P2と平行してそれらの長さに沿って配置される。

【0076】

代替的に、図示しないが、ラグ32または34の1つまたは複数が中心部分24から離れて平面P2から逸脱する一方で、軸A24と平行してラグ32または34の重ね合わせを維持してよい。

【0077】

端子46～52の各々は固定孔54を更に備える。孔54は、コネクタ10が接続される電気装置の接続部材を受け入れるように構成される。これらの接続部材は、図示しないが、上記電気装置を端子46～52に可逆的に接続する一方で良好な電気接触および機械強度を保証するように端子46～52と嵌合するケーブルまたは導体バーでよい。

【0078】

図3は、図2におけるコネクタ10の底面図であり、コネクタ10が変圧器8に接続されて図示される。変圧器8のコイルの一方が部分的かつ概略的に図示され、ここでコネクタ10の端子52および50に接続される。変圧器8は、第1の特定のIP保護制約を条件とする電気装置の一例であり、変圧器8はここでは区域Z2に収容される。

【0079】

コネクタ10の端子46および48は第2の電気装置に接続され、これは図3に図示されないが、第2の電気装置は第2のIP保護要件を条件としここではZ3領域に収容される。

【0080】

区域Z2およびZ3は隔壁56によって分離される。

【0081】

絶縁構造58は、間隙36に収容される中間層に加えて、本体60、周辺舌部62および位置決め逃げ面64を備える。

【0082】

絶縁構造58は電気絶縁材料から作られる。図示した例では、絶縁構造58は高分子プラスチックから作られる。本体60はプレート12～18の中心部分24を完全に覆い、それによって中心部分24の電気的絶縁およびプレート12～18の互いに対する空間固定化を保証する。言い換えれば、本体60はプレート12～18の各々の中心部分24を一体的に受け止める。

【0083】

図示した例では、中心部分24は、互いに重畳されており、各々形状が矩形である一方で、本体60は平行六面体形状を有する。

【0084】

有利には、本体60は、間隙36の各々に収容される中間層との電気的絶縁連続性および機械的保持連続性を保証する。

【0085】

有利には、本体60および空間36の各々に収容される中間層は同じ材料から作られる。一層有利には、本体60および中間層は、中心部分24をオーバーモールドすることによって製造され、ラグ32および34だけが本体60から突出する。オーバーモールド中、本体60の絶縁材料は粘性状態にあり、中心部分24の周りに、好ましくは圧力下で成形することによって付形される。本体60の絶縁材料は好ましくは熱可塑性材料であり、オーバーモールドは熱下で実施される。冷却中に絶縁材料は固化する。

【0086】

オーバーモールド工程の結果として、プレート12～18の中心部分24は絶縁構造58の本体60に埋め込まれ、図3に図示されるように、接続ラグだけが絶縁構造58の本体60から突出する。

【0087】

好ましくは、絶縁構造58は一体に作られる。この目的で、オーバーモールドによる製造中に、プレート12～18が離間して保たれる一方で、絶縁構造の絶縁材料は粘性状態においてプレート12～18の中心部分24間に侵入して、絶縁材料の冷却および固化後に、絶縁中間層を形成する。言い換えれば、本体60およびそれぞれの空間36の1つに収容される中間層は共にモノリシック部品を形成する。

【0088】

周辺タブ62は、横断平面P3と平行の平面において本体60の周辺から突出する。

【0089】

図示した例では、タブ62は漏れ止め隔壁56にまたがる。

【0090】

タブ62は、閉じた連続輪郭を有し、かつコネクタ10を密で可逆的に壁56に固定するように、封止および/または固定部材と嵌合するように構成される。封止および/または固定部材は図示されない。

【0091】

横断平面P3のいずれの側にもかつ一体的に隔壁56のいずれの側にも設けられる端子、一方で46および48ならびに他方で50および52は、したがって封止部材と嵌合する絶縁構造58によって封止的に分離される。言い換えれば、反対縁部側28または30の接続ラグ32または34は封止的に互いから分離される。

【0092】

位置決め逃げ面64は、本体60および舌部62に接続され、有利には横断平面P3に関して非対称形状を有し、絶縁構造58に関する封止部材の良好な位置決めを可能にする。

【0093】

コネクタ10が漏れ止め隔壁56のいずれの側にも設けられる2つの電気装置の接続を可能にすることが理解される。もちろん、コネクタ10は非漏れ止め隔壁に取り付けることができる。

【0094】

より一般に、絶縁構造58の形状は、したがって、中心部分24が本体60によって完全に覆われかつラグ32および34だけが本体60から突出する限り、特に軌道車両1の残部とのコネクタ10の一体化のために自由に選ぶことができる。

【0095】

図示した例では、コネクタ10の各々は2対のプレート20および22を備え、軸A24と平行して重畳され、上記したように配置される。

【0096】

図示せぬ変形例では、第1の対20だけが存在し、すなわちプレート12および14だけが存在する。

【0097】

接続部材38はそのため外板40および44だけを備え、そして端子46～52はそれぞれのプレート12または14の一方だけによって互いに接続される。

【0098】

別の実施形態において、上記対のプレート20または22と同様、3対のプレートが重畳される。

【0099】

各対のプレートの第1のプレート、特に各対のプレートの第1のプレートのラグ32または34が軸A24と平行して互いに重畳される一方で、各対のプレートの第2のプレート、特に各対のプレートの第2のプレートのラグ32または34が軸A24と平行して互いに重畳される。

【0100】

各第1のプレートのラグ32または34は各第2のプレートのラグ32または34から横に偏位される。

【0101】

接続部材38がそのためスペーサ板42の型の2つのスペーサ板を備える一方で、端子46～52は各々3つのラグ32または34を備える。

【0102】

コネクタ10の対20および22の型のプレート対の数に応じて、コネクタ10の電力搬送容量が変動することが理解される。これにより、種々の電力範囲に適切なコネクタ10を設計および製造することを容易にする。

【0103】

考慮される電力の範囲で、すなわち数十キロワットを超える、例えば50kWを超える電力に対して、表皮効果は、10kHz以上の周波数に対して特に顕著になり始める。端子46～52のラグ32または34が各々プレートに設けられるので、各32ラグまたは34は高周囲長/面積比を持つ横断面を有する。言い換えれば、ラグ32または34はそれらの体積に対して高表面積を有し、表皮効果が優勢でありがちである条件下で電流を輸送するために好都合である。

【0104】

プレート12～18が薄いほどコネクタ10が表皮効果を受けないことが理解される。他方で、あまりに薄いプレート12～18は機械的に脆弱かつ鉄道車両などの産業環境に不適切である。

【0105】

実際には、プレート12～18は、例えば、0.1mmと5mmとの間、好ましくは0.5mmと2mmとの間の厚さを有する。

【0106】

したがって、プレート12～18の幾何形状、特にプレート12～18の厚さを、特定の用途に想定される周波数および電力で表皮効果の影響を軽減するように選ぶことができる一方で、プレート12～18の型のプレートの総数、特にプレート対20および22の型のプレート対の数が、コネクタ10を通して伝送されるべき総電力に従って選ばれることが理解される。

【0107】

図示した例では、端子46～52は電気装置の端子に交差的に接続される。端子46および50が共に連結される一方で、端子48および52が共に連結される。コネクタ10が動作に際して電気装置に接続されると、電流線が、それぞれのラグ32および34を接続する対角線でプレート12～18の各々の中心部分24を通過することが理解される。

【0108】

2つの直に隣接する中心部分24を通過する電流線は、それゆえに縦断平面P1と平行の平面において交差されて、インダクタンス効果などの近接効果を低減させ、有利には接続のインピーダンスおよびしたがってエネルギー損失を低減させる。

【0109】

例示した例では、プレート12～18の中心部分24は各々矩形形状を有し、矩形形状が、近接効果を低減させ、接続のインダクタンスおよびしたがってコネクタ10の発熱を低減させるように選ばれる。代替的に、中心部分24は他の形状を有してよく、例えば漏れ線を低減させるように選ばれる。

【0110】

図示した例では、コネクタ10は第1および第2の回路4および6を変圧器8に連結し、これらの回路4および6ならびに変圧器8が、表皮効果が顕著になるAC周波数で、すなわち10kHzを超える周波数で動作している。もちろん、コネクタ10は、より低い周波数で、特に低周波で、または直流電流でさえ動作する電気装置を接続するために使用できる。

【0111】

上述の動作モードおよび変形例を組み合わせて本発明の新たな動作モードを生成できる。

【符号の説明】

【0112】

1 電気システム
2 電気変換器
4 第1の電気回路
6 第2の電気回路
8 変圧器
10 電気コネクタ
12、14、16、18 導電性プレート
20 第1の対
22 第2の対
24 中心部分
26 中心
28 第1の縁部
30 第2の縁部
31 側縁部
32 第1の接続ラグ
34 第2の接続ラグ
36 間隙
38 接続部材
40 第1の外板
42 中板
44 第2の外板
45 締結具
46、48、50、52 接続端子
54 固定孔
56、57 漏れ止め隔壁
58 絶縁構造
60 本体
62 周辺舌部
64 位置決め逃げ面
A24 軸
P1 縦断平面
P2 中央平面
P3 横断平面
Z1、Z2、Z3 区域

【図1】

【図2】

【図3】

【外国語明細書】