(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力源からの電力を電気機械またはデバイスに印加するためのシステムであって、前記システムは、
第１の強度（Ｓ１）を有する材料から形成された締結具アセンブリと、
第２の強度（Ｓ２）を有する材料から形成された電力接続ブロックと
を備え、
前記締結具アセンブリは、前記電力接続ブロックに機械的に接続されており、（Ｓ１）は、（Ｓ２）以上であり、
前記電力接続ブロックは、前記電気機械またはデバイスと前記電力源とに電気的に接続されており、
前記電力接続ブロックは、前記電気機械またはデバイス内の冷却流体に直接接触するように構成されている、システム。
【請求項２】
前記締結具アセンブリは、機械的締結具と、前記電力接続ブロックのアパーチャの中に挿入される構成要素とを備え、前記構成要素は、前記機械的締結具に係合するように構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記電力接続ブロックは、電力ケーブルコネクタに接触する、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
圧力が、前記締結具アセンブリによって、前記電力接続ブロックと前記電力ケーブルコネクタとの間の接点に提供される、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記電力接続ブロックと前記電力ケーブルコネクタとの間の接点は、前記電力ケーブルコネクタと接触する前記電力接続ブロックの側面の領域にわたり、前記電力接続ブロックと前記電力ケーブルコネクタとの間に表面領域接点を提供する、請求項３に記載のシステム。
【請求項６】
前記構成要素は、前記電力接続ブロック内に配置されている、請求項２に記載のシステム。
【請求項７】
前記電力接続ブロックは、第１の電気伝導度（ＥＣ１）を有する材料から形成され、前記締結具アセンブリは、第２の電気伝導度（ＥＣ２）を有する材料から形成され、（ＥＣ１）は、（ＥＣ２）以上である、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記電力接続ブロックは、電気伝導度（ＥＣ１）を有し、前記構成要素および前記機械的締結具は、それぞれ、電気伝導度（ＥＣ２）および（ＥＣ３）を有し、（ＥＣ１）は、（ＥＣ２）以上であり、かつ、（ＥＣ３）以上である、請求項２に記載のシステム。
【請求項９】
前記締結具アセンブリのための１つ以上の係止機構をさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
１つ以上の係止機構は、鋸歯状ワッシャである、請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記電力接続ブロックと接触する絶縁体をさらに備え、その結果、前記絶縁体は、前記電力接続ブロックを前記機械またはデバイスの筐体から電気的に絶縁することが可能である、請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
前記絶縁体および電力接続ブロックは、密閉され、その結果、前記電力接続ブロックと前記絶縁体との間の界面を通って、および／または、前記電力接続ブロックと前記機械またはデバイスの筐体との間の界面を通って流体が漏出することが防止される、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記絶縁体および／または前記電力接続ブロックは、１つ以上の特徴を含み、前記１つ以上の特徴は、前記電力接続ブロックが前記絶縁体に対して回転することまたは移動することを防止する、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１４】
前記電力接続ブロックは、電気機械またはデバイスの１つ以上の構成要素に電気的に接続されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項１５】
前記電力接続ブロックは、１つ以上の特徴を含み、前記１つ以上の特徴は、熱を前記冷却流体に伝達することを補助する、請求項１に記載のシステム。
【請求項１６】
前記締結具アセンブリは、前記電力ケーブルコネクタと前記電力接続ブロックとの間の主要電流路の一部として含まれない、請求項３に記載のシステム。
【請求項１７】
電力源からの電力を電気機械に印加するための方法であって、前記方法は、
前記電気機械の内部構成要素と電気的に連絡する電力接続ブロックを提供することと、
電力ケーブルコネクタを前記電力接続ブロックに接触させることと、
締結具アセンブリを提供することと
を含み、
前記締結具アセンブリは、前記電力ケーブルコネクタを前記電力接続ブロックに対して保持し、
前記締結具アセンブリを通るよりも前記電力ケーブルコネクタおよび前記電力接続ブロックを通ってより多くの量の電流が流れ、
前記電力接続ブロックは、前記電気機械内の冷却流体に直接接触するように構成されている、方法。
【請求項１８】
前記締結具アセンブリは、機械的締結具と、前記電力接続ブロックのアパーチャの中に挿入される構成要素とを備え、前記構成要素は、前記機械的締結具に係合するように構成されている、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記構成要素は、前記電力接続ブロック内に保持されている、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記機械的締結具は、前記構成要素の中に螺入されるネジ山付き締結具である、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記電力接続ブロックまたは前記電力ケーブルコネクタのうちの少なくとも１つは、前記締結具アセンブリの構成要素のうちの少なくとも１つを形成するために使用される材料以上の電気伝導度を有する材料から形成されている、請求項１７に記載の方法。
【請求項２２】
前記締結具アセンブリの構成要素のうちの少なくとも１つは、前記電力接続ブロックまたは前記電力ケーブルコネクタのうちの少なくとも１つを形成するために使用される材料以上の強度を有する材料から形成されている、請求項１７に記載の方法。
【請求項２３】
前記電気機械の全部また一部は、筐体内に含まれている、請求項１７に記載の方法。
【請求項２４】
前記冷却流体は、前記筐体内にある、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記電力接続ブロックに接触する絶縁体を提供することをさらに含み、
前記電気機械の全部また一部は、筐体内に含まれており、
前記絶縁体は、前記電力接続ブロックを前記筐体から電気的に絶縁することが可能である、請求項１７に記載の方法。
【請求項２６】
前記電力ケーブルコネクタは、前記筐体の外部に配置されている、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記絶縁体および前記電力接続ブロックは、密閉され、その結果、前記電力接続ブロックと前記絶縁体との間の界面を通って、および、前記電力接続ブロックと前記筐体との間の界面を通って流体が漏出することが防止される、請求項２５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（相互参照）
本願は、米国特許出願第１２／８６０，７１６号（２０１０年８月２０日出願）の優先権を主張し、この出願は、米国特許出願第１２／７０８，５００号（２０１０年２月１８日出願）の一部継続出願であり、この出願は、米国仮特許出願第６１／１５４，３１６号（２００９年２月２０日出願）の優先権を主張し、これらの出願は、その全体が参照することによって本明細書に援用される。
【背景技術】
【０００２】
（発明の背景）
高電力の電気機械および他の高電力の電気デバイスは、確実に高電流を伝達し、高電圧を絶縁することが可能であるロバストな電力接続を必要とする。流体的に密閉された機械またはデバイスの場合、接続はまた、機械またはデバイス封入体に対して密閉し、流体が接続界面のいずれかを通って封入体に流入またはそこから流出することの防止を必要とする。内部流体冷却の機械またはデバイスの場合、接続は、機械またはデバイス封入体に対して密閉することにより、冷却流体の漏出を防止することを必要とする。
【０００３】
電気機械に電力接続するために使用される従来の方法の１つは、機械の内部配線に接続される銅または真鍮等の比較的高い電気伝導度を有する材料から構築されるネジ山付きスタッドを提供するものである。この方法においては、図１に例示されるように、ネジ山付きスタッド１０は、絶縁されたブロック１１を通して挿入される。アセンブリは、次いで、機械筐体壁１７を通して挿入され、絶縁されたワッシャ１２および係止ナット１３によって捕捉される。電力接続は、他の係止ナット１３に対して圧力を印加する付加的な係止ナット１５、１６によって、電力ケーブルリング状つまみコネクタ１４を固定することによって完成される。
【０００４】
このスタッド接続設計の短所の１つは、ネジ山付きスタッド１０および係止ナット１３が、特に、高電流用途において使用される場合に、比較的高い電気伝導度を有する材料から構築される必要があることである。しかしながら、高い電気伝導度を有する材料はまた、低い機械的降伏強度特性を有する傾向があり、ネジ山付き金物類が、電気接続に固定するために使用される場合、故障を被りやすくし、したがって、損傷を伴うことなく、多くの組立および分解サイクルを耐え抜けないであろう。
【０００５】
加えて、従来のスタッド接続設計の別の短所は、電流が、係止ナット１３のネジ山を通ってスタッド１０のネジ山に流れることにより、電気回路を完成しなければならず、限定された線接点のみを提供し、表面領域接点をほとんど提供しないことである。これは、特に、高電流用途において問題となり、限定された電気接点は、接続の過熱につながり得る付加的な抵抗損失をもたらし得る。
【０００６】
電力接続をするための別の従来の方法は、端子接続または「フライングリード」方法である。この方法は、図２に示されるように、電気機械１７の内部配線を直接、リング状つまみコネクタ１８によって終端させるステップを含む。機械のための外部電力接続ケーブルもまた、リング状つまみコネクタ１９によって終端される。これらのリング状つまみ端子１８、１９は、次いで、ネジ山付き締結具２０およびナット２１と一緒に接続されるか、またはネジ山付き締結具２０によってナットとして作用する端子片に接続される。ネジ山付き締結具２０とナット２１とは、リング状つまみコネクタ１８、１９の接触表面の間に圧力を印加し、電気経路を完成する。
【０００７】
この方法は、圧力が、リング状つまみコネクタ１８、１９の２つの大きな表面間に印加されるので、スタッド接続設計に勝る改良された電気接続を可能にする。これは、低い抵抗および高い電流容量を有する効果的な接続をもたらす。
【０００８】
しかしながら、端子接続方法において、２組のワイヤが、機械の外部に直接接続されるので、この方法は、流体的に密閉された機械の場合、機械筐体または他の封入体壁を通ってそれらが機械から退出するので、ワイヤを密閉することが必要とされる。この場合、接続全体がアクセス可能である必要があるが、また、あるタイプの密閉された封入体内に含有される必要があり、コンパクトな形状因子が重要である場合、この設計方法を望ましくないものにし得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
したがって、ロバストな電気的かつ機械的な接続界面を達成し得る高電力接続の方法の必要性が存在する。さらに、流体密閉および／または内部流体冷却機械またはデバイスのための接続を密閉する問題に対処し得る必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、密閉された電力接続等、電力接続のためのシステムおよび方法を提供する。本明細書に説明される本発明の種々の側面は、以下に記載の特定の用途のいずれか、あるいは電気的および／または機械的接続を必要とし得る、他のタイプの電力接続に適用されてもよい。本発明は、独立型システムまたは方法として、あるいは同様に、流体冷却機械であり得る、高電力電気機械のための接続を提供する等の用途の一部として、適用されてもよい。本発明の異なる側面は、別個に、集合的に、または相互に組み合わせて、理解することができることを理解されたい。
【００１１】
本発明の一側面によると、電力接続は、効率的な電気的およびロバストな機械的接続を提供し得る。電力接続は、電力接続ブロックに接触するように構成され得る電力ケーブルコネクタを含んでもよい。電力ケーブルコネクタおよび電力接続ブロックは、導電性材料から形成されてもよい。電力ケーブルコネクタおよび電力接続ブロックは、比較的大きな表面領域にわたって相互に接触してもよく、電気的および機械的に接続されてもよい。電力接続は、比較的高強度の材料から形成される締結具アセンブリを含んでもよい。締結具アセンブリは、電力接続ブロックに機械的に接続されてもよく、電力ケーブルコネクタと電力接続ブロックとの間に圧力を印加し、接続を形成するために使用されてもよい。締結具アセンブリは、ロバストな機械的接続を提供してもよいが、電力ケーブルコネクタおよび電力接続ブロックによって形成される電気接続の一部である必要はない。
【００１２】
本発明のある側面によると、電力接続が提供され得る。電力接続は、第１の強度（Ｓ１）を有する材料から形成される締結具アセンブリと、第２の強度（Ｓ２）を有する材料から形成される電力接続ブロックとを備えてもよく、締結具アセンブリは、電力接続ブロックに機械的に接続され、（Ｓ１）は、（Ｓ２）以上である。いくつかの実施形態では、電力接続ブロックは、第１の電気伝導度（ＥＣ１）を有する材料から形成されてもよく、締結具アセンブリは、第２の電気伝導度（ＥＣ２）を有する材料から形成されてもよく、（ＥＣ１）は、（ＥＣ２）以上である。
【００１３】
本発明の別の側面によると、電力接続ブロックは、流体冷却されてもよい。例えば、密閉された電力接続は、内部流体冷却を有し得る電気機械またはデバイスのために使用されてもよい。冷却流体は、電力接続ブロックに接触してもよい。
【００１４】
密閉された電力接続はまた、本発明の別の側面による、絶縁および密閉構成を提供してもよい。絶縁体は、電力ケーブルコネクタと電力接続ブロックとの間に提供される接続を電気機械またはデバイスの封入体から電気的に絶縁してもよい。設計はまた、電力接続ブロックを冷却するために使用される冷却流体、あるいは電気機械またはデバイス内の他の流体が、電気機械またはデバイスから漏出しないように防止し得る、もしくは任意の他の流体が、機械またはデバイスに流入またはそこから流出しないように防止し得る、密閉された接続を提供してもよい。
【００１５】
本発明の別の側面は、電気機械に電力接続する方法を対象としてもよい。本方法は、電気機械の内部構成要素と電気的に連絡する電力接続ブロックを提供するステップと、電力ケーブルコネクタを電力接続ブロックに接触させるステップと、締結具アセンブリを提供するステップとを含んでもよく、締結具アセンブリは、電力ケーブルコネクタを電力接続ブロックに対して保持し、締結具アセンブリを通してよりも、電力ケーブルコネクタおよび電力接続ブロックを通して、より多くの電流が流れる。いくつかの実施形態では、締結具アセンブリは、電力接続ブロック内に配置され得る挿入部と、ネジ山付き締結具であって、挿入部内に螺入され得る機械的締結具とを備えてもよい。
【００１６】
本発明の他の目標および利点はさらに、以下の説明および付随の図面と併せて検討されることによって、認識および理解されるであろう。以下の説明は、本発明の特定の実施形態を説明する、具体的詳細を含有してもよいが、これは、発明の範囲に対する限定としてではなく、好ましい実施形態の例示として解釈されたい。本発明の各側面に対して、当業者に周知である、多くの変形例が、本明細書において提案されるように、可能である。種々の変更および修正は、その精神から逸脱することなく、発明の範囲内で行うことができる。
例えば、本発明は、以下を提供する。
（項目１）
電力接続であって、
該電力接続は、
第１の強度（Ｓ１）を有する材料から形成される締結具アセンブリと、
第２の強度（Ｓ２）を有する材料から形成される電力接続ブロックと
を備え、
該締結具アセンブリは、該電力接続ブロックに機械的に接続され、（Ｓ１）は、（Ｓ２）以上である、電力接続。
（項目２）
前記締結具アセンブリは、挿入部および機械的締結具を備える、項目１に記載の電力接続。
（項目３）
前記電力接続ブロックは、電力ケーブルコネクタと接触する、項目１に記載の電力接続。
（項目４）
圧力が、前記締結具アセンブリによって、前記電力接続ブロックと前記電力ケーブルコネクタとの間の接点に提供される、項目３に記載の電力接続。
（項目５）
前記電力接続ブロックと前記電力ケーブルコネクタとの間の接点は、該電力ケーブルコネクタと接触する該電力接続ブロックの側面の領域にわたり、該電力接続ブロックと該電力ケーブルコネクタとの間に表面領域接点を提供する、項目３に記載の電力接続。
（項目６）
前記挿入部は、前記電力接続ブロック内に配置される、項目２に記載の電力接続。
（項目７）
前記電力接続ブロックは、第１の電気伝導度（ＥＣ１）を有する材料から形成され、前記締結具アセンブリは、第２の電気伝導度（ＥＣ２）を有する材料から形成され、（ＥＣ１）は、（ＥＣ２）以上である、項目１に記載の電力接続。
（項目８）
前記電力接続ブロックは、電気伝導度（ＥＣ１）を有し、前記挿入部および前記機械的締結具は、それぞれ、電気伝導度（ＥＣ２）および（ＥＣ３）を有し、（ＥＣ１）は、（ＥＣ２）以上であり、および（ＥＣ３）以上である、項目２に記載の電力接続。
（項目９）
前記締結具アセンブリのための１つ以上の係止機構をさらに備える、項目１に記載の電力接続。
（項目１０）
１つ以上の係止機構は、鋸歯状Ｂｅｌｌｅｖｉｌｌｅワッシャである、項目９に記載の電力接続。
（項目１１）
前記電力接続ブロックと接触する絶縁体をさらに備え、その結果、該絶縁体は、該電力接続ブロックを電力接続のための機械またはデバイス封入体から電気的に絶縁することが可能である、項目１に記載の電力接続。
（項目１２）
前記絶縁体および電力接続ブロックは、密閉され、その結果、流体が、該電力接続ブロックと該絶縁体との間の界面を通って、および／または電力接続と前記機械またはデバイス封入体との間の界面を通って漏出することが防止される、項目１１に記載の電力接続。
（項目１３）
前記絶縁体および／または接続ブロックは、１つ以上の特徴を含み、該１つ以上の特徴は、該接続ブロックが該絶縁体に対して回転または別様に移動することを防止する、項目１１に記載の電力接続。
（項目１４）
前記電力接続ブロックは、電気機械またはデバイスの１つ以上の構成要素に電気的に接続される、項目１に記載の電力接続。
（項目１５）
前記電力接続ブロックは、前記電気機械またはデバイス内の冷却流体と直接接触するように構成される、項目１４に記載の電力接続。
（項目１６）
前記電力接続ブロックは、１つ以上の特徴を含み、該１つ以上の特徴は、前記接続ブロックから熱を伝達することを補助する、項目１５に記載の電力接続。
（項目１７）
前記締結具アセンブリは、前記電力ケーブルコネクタと前記電力接続ブロックとの間の主要電流路の一部として含まれない、項目３に記載の電力接続。
（項目１８）
電気機械に電力接続する方法であって、
該方法は、
該電気機械の内部構成要素と電気的に連絡する電力接続ブロックを提供することと、
電力ケーブルコネクタを該電力接続ブロックに接触させることと、
締結具アセンブリを提供することと
を備え、
該締結具アセンブリは、該電力ケーブルコネクタを該電力接続ブロックに対して保持し、
より多くの電流が、該締結具アセンブリを通るよりも、該電力ケーブルコネクタおよび該電力接続ブロックを通って流れる、方法。
（項目１９）
前記締結具アセンブリは、挿入部および機械的締結具を備える、項目１８に記載の方法。
（項目２０）
前記挿入部は、前記電力接続ブロック内に保定される、項目１９に記載の方法。
（項目２１）
前記機械的締結具は、前記挿入部の中に螺入されるネジ山付き締結具である、項目２０に記載の方法。
（項目２２）
前記電力接続ブロックまたは前記電力ケーブルコネクタのうちの少なくとも１つは、前記締結具アセンブリの構成要素のうちの少なくとも１つを形成するために使用される材料以上の電気伝導度を有する材料から形成される、項目１８に記載の方法。
（項目２３）
前記締結具アセンブリの構成要素のうちの少なくとも１つは、前記電力接続ブロックまたは前記電力ケーブルコネクタのうちの少なくとも１つを形成するために使用される材料以上の強度を有する材料から形成される、項目１８に記載の方法。
（項目２４）
前記電力接続ブロックは、冷却流体と接触する、項目１８に記載の方法。
（項目２５）
前記電気機械の全部また一部は、機械筐体内に含有される、項目２４に記載の方法。
（項目２６）
前記冷却流体は、前記機械筐体内にある、項目２５に記載の方法。
（項目２７）
前記電力接続ブロックと接触する絶縁体を提供することをさらに備え、
前記電気機械の全部また一部は、機械筐体内に含有され、
該絶縁体は、該電力接続ブロックを電力接続のための機械筐体から電気的に絶縁することが可能である、項目１８に記載の方法。
（項目２８）
前記電力ケーブルコネクタは、前記機械筐体の外部に位置する、項目２７に記載の方法。
（項目２９）
前記絶縁体および電力接続ブロックは、密閉され、その結果、流体が、該電力接続ブロックと該絶縁体との間の界面を通って、および電力接続と前記機械筐体との間の界面を通って漏出することが防止される、項目２７に記載の方法。
【００１７】
（参照による引用）
本明細書に記載される、全刊行物、特許、および特許出願は、各個々の刊行物、特許、または特許出願が、参照することによって、具体的かつ個々に、組み込まれることが示される場合と同程度において、参照することによって、本明細書に組み込まれる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
本発明の新規特徴は、添付の請求項において、特異性を伴って記載される。本発明の特徴および利点のさらなる理解は、本発明の原理が、利用される、例示的実施形態を記載する、以下の発明を実施するための形態と、以下の付随の図面を参照することによって、得られるであろう。
【図１】図１は、従来のスタッド接続を示す。
【図２】図２は、従来の端子（「フライングリード」）接続を示す。
【図３Ａ】図３Ａは、本発明の一実施形態による、密閉された電力接続の分解図を示す。
【図３Ｂ】図３Ｂは、本発明の一実施形態による、密閉された電力接続の断面図を示す。
【図３Ｃ】図３Ｃは、本発明の一実施形態による、密閉された電力接続の外部図を示す。
【図３Ｄ】図３Ｄは、本発明の一実施形態による、密閉された電力接続の斜視図を示す。
【図４】図４は、本発明の一実施形態による、密閉された電力接続を電気機械に適用する実施例を示す。
【図５Ａ】図５Ａは、従来のスタッド接続方法を通る電流を示す。
【図５Ｂ】図５Ｂは、従来の端子接続を通る電流を示す。
【図５Ｃ】図５Ｃは、本発明のある実施形態による、密閉された電力接続を通る電流の実施例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の好ましい実施形態が、本明細書に図示および説明されるが、そのような実施形態は、一例として提供されるにすぎないことは、当業者に明白となるであろう。そして、多数の変形例、変更、および代用が、本発明から逸脱することなく、当業者に想起されるであろう。本発明の本明細書に説明される実施形態の種々の代替は、本発明を実践する際に採用されてもよいことを理解されたい。
【００２０】
本発明は、電力接続のためのシステムおよび方法を提供する（また、本明細書では、密閉された電力接続とも称されるが、いくつかの実施形態は、電力接続が密閉されることを必要としなくてもよい）。電力接続は、限定されないが、電力のための電気的および／または機械的接続を必要とし得る電気機械またはデバイスを含む任意の用途において使用されてもよい。例えば、電力は、電気機械またはデバイスの外部または内部にあり得る電源によって提供されてもよく、電気機械またはデバイスの内部配線または構成要素へまたはそこからの電力接続を介して伝達されてもよい。したがって、電力接続は、任意のタイプの電気機械または電気／電子デバイス用途において使用されてもよい。
【００２１】
図３Ａは、本発明の一実施形態による、密閉された電力接続の分解図を示す。例えば、ネジ山付き締結具６は、電力ケーブルコネクタ７と接触し得るワッシャ８に対して緊締されてもよい。電力ケーブルコネクタ７は、高電気伝導度を有する材料から形成され得る電力接続ブロック４と接触してもよい。電力接続ブロック４は、ネジ山付き締結具６のための機械的支持および／または接続を提供し得る、鋼鉄等の高降伏強度材料から形成され得る高強度挿入部５を含んでもよい。加えて、絶縁体１は、誘電材料から形成されてもよく、ならびに１つ以上のシール２、３は、電力接続ブロック４および／または絶縁体１と接触してもよい。
【００２２】
（１．電気的および機械的接続）
密閉された電力接続アセンブリは、主に電気接続を提供し得る構成要素と、主に機械的接続を提供し得る構成要素とを含んでもよい。例えば、密閉された電力接続アセンブリは、電力ケーブルコネクタ７および電力接続ブロック４を含み得る電気接続アセンブリ、ならびに挿入部５および締結具６を含み得る機械的接続アセンブリを含んでもよい。密閉された電力接続は、電力接続が、効果的な電気接続およびロバストな機械的接続を提供し得るように、電気的および機械的の両方の接続構成要素を含んでもよい。
【００２３】
密閉された電力接続は、本発明の一側面による、電気接続のための有利な設計を提供してもよい。電気接続は、電力ケーブルコネクタ７と電力接続ブロック４との間の表面圧接によって遂行されてもよい。本明細書で参照される、電力ケーブルリング状つまみコネクタおよび／または電力ケーブルコネクタは、接続ブロックへおよび／またはそこから電気電力を伝達する目的のために、電力接続ブロックに接触し得る、当技術分野において周知の任意のタイプの電力接続構成要素または機構であってもよい。いくつかの実施形態では、電力接続構成要素または機構は、電力ケーブルと電気的に連絡してもよく、またはそうでなくてもよいが、また、バスバー等の電力を伝導および／または伝達することが可能であり得る、当技術分野において周知の任意のタイプの構造または構成要素の一部である、および／またはそこから電力を伝達してもよい。
【００２４】
電力接続ブロック４は、高い電気伝導度を有する材料から構築されてもよい。例えば、電力接続ブロックは、１０ｘ１０６Ｓ／ｍ以上、３０ｘ１０６Ｓ／ｍ以上、または５０ｘ１０６Ｓ／ｍ以上の電気伝導度を有し得る材料から形成されてもよい。いくつかの事例では、電力接続ブロックは、銅、真鍮、銀、金、アルミニウム、あるいはそれらの任意の組み合わせまたは合金から形成されてもよい。電力接続ブロックは、鍍着、被覆、あるいは元素金属を含む種々の材料の層または構成要素を含んでもよい。電力接続ブロックは、元素金属または任意の他の電導性材料から形成されるか、あるいはそれを含んでもよい。電力接続ブロックは、電気機械またはデバイスの内部配線または構成要素に接続されてもよい。電力接続ブロックは、当技術分野において周知であるか、あるいは後に開発される任意のタイプの電気接続によって、内部配線または構成要素に接続されてもよい。例えば、電力接続ブロックは、はんだ、溶接、鑞着、かしめ、接着剤、圧力接続、あるいはネジ山付き締結具、端子片、または任意の形態の挿入部等、任意の形態の機械的接続によって、内部配線または構成要素に接続されてもよい。
【００２５】
機械的締結具６は、電力接続ブロック４と電力ケーブルコネクタ７との間に圧力を提供してもよい。本発明のいくつかの実施形態では、機械的締結具によって提供される圧力は、一定または実質的に一定であってもよい。
【００２６】
この密閉された電力接続は、コンパクトな空間内に、接続界面のための比較的大きい表面接触面積を可能にしてもよい。例えば、電力ケーブルコネクタ７と電力接続ブロック４との間の界面は、締結具のネジ山によって提供され得る界面と比較して、比較的大きくてもよい。密閉された電力接続設計は、電力接続ブロックと電力ケーブルコネクタとの間の界面のための接触面積が、所望の量の電流に対応するように選択可能にしてもよい。いくつかの事例では、比較的に大きな接触面積が、比較的に高い電流に対応するように選択されてもよい。一実施例では、電力ケーブルコネクタと電力接続ブロックとの間の接触面積は、約０．１ｃｍ２以上、０．５ｃｍ２以上、１ｃｍ２以上、２ｃｍ２以上、３ｃｍ２以上、４ｃｍ２以上、５ｃｍ２以上、または１００ｃｍ２以上であってもよい。いくつかの他の実施例では、接触面積は、電力ケーブルコネクタと接触する電力接続ブロックの側面の１０分の１、８分の１、４分の１、２分の１、８分の５、４分の３、８分の７、１０分の９以上であってもよく、または実質的に全部に及んでもよい。
【００２７】
例えば、この設計では、１０ｍｍネジ山付き締結具６を有する１９ｍｍ円形電力ケーブルリング状つまみコネクタ７を使用する接続は、概して、容認可能な接続の熱限界を超えることなく、三相ＡＣ誘導機械用途において、１６００Ａのピーク電流を越えて伝達可能であってもよい。加えて、電力接続ブロック４は、図３Ｂに示される指示領域における電力接続ブロックに流体接触させることによって、冷却されてもよく、これはさらに、以下により詳細に論じられる接続の電流伝達能力を増加させ得る。
【００２８】
密閉された電力接続はまた、電気接続のための有利な設計に加えて、ロバストな機械的接続のための有利な設計を提供し得る。概して、高電力コネクタのための最適電気および熱性能を達成することは、高電気伝導度を有する材料の使用を必要とする。しかしながら、高電気伝導度を有する材料は、通常、低い機械的降伏強度特性もまた有する傾向にあり、ネジ山付き金物類が、電気接続を固定するために使用されるとき、損傷を受けやすくする。密閉された電力接続は、本発明のある実施形態によると、主要電気回路の一部でなくあり得る高降伏強度材料の追加によって、この問題を解決し得る。
【００２９】
密閉された電力接続のための圧着界面の信頼性は、電力接続ブロック４を構成し得る高電気伝導度材料内に組み立てられる高強度鋼鉄挿入部５の使用、または他の比較的に高い降伏強度の材料の挿入によって向上されてもよい。例えば、挿入部は、普通高炭素鋼ＡＩＳＩ  １０６０  ０．６％炭素、構造用鋼鉄合金ＡＳＴＭ  Ａ３６、高強度合金ＡＳＴＭ  Ａ５１４、高張力ＰＣ鋼線、ステンレス鋼ＡＩＳＩ  ３０４、または任意の他のタイプの鋼鉄から形成されてもよい。さらに、鋼鉄に加え、高強度挿入部は、限定されないが、チタン、青銅、アルミニウム、真鍮、タングステン、アラミド（ＫｅｖｌａｒまたはＴｗａｒｏｎ）、ニッケルクロム合金（Ｉｎｃｏｎｅｌ  Ｘ７５０）、あるいはそれらの組み合わせまたは合金（例えば、チタン合金（６％Ａｌ、４％Ｖ）、アルミニウム合金２０１４−Ｔ６）を含む、所望の機械的強度特性を有する任意の他の材料から形成されてもよい。挿入部５は、高電気伝導度を有する必要がなく、したがって、電気的に伝導性または電気的に非伝導性であり得る、所望の機械的強度特性を有する、任意の材料から形成されてもよい。いくつかの実施形態では、挿入部は、降伏強度１００ＭＰａ以上、３００ＭＰａ以上、５００ＭＰａ以上、８００ＭＰａ以上、または１０００ＭＰａ以上を有してもよい。
【００３０】
本発明の好ましい実施形態では、挿入部は、内側が螺刻され、ネジ山付き締結具６が挿入部の内部ネジ山付き部分と接続することを可能にし得る。締結具６および／または挿入部５は、高強度材料から形成されてもよいので、これは、強固かつロバストな機械的接続を可能にし得る。例えば、高強度材料の使用は、締結具のネジ山を損傷することなく、ネジ山付き締結具の緊締を可能にしてもよい。これは、比較的に殆どまたは全く損傷を伴わずに、多くの組立および分解サイクルに耐え抜くような接続を可能にし得る。いくつかの実施形態では、締結具６は、挿入部５と同一の材料または異なる材料から形成されてもよい。いくつかの実施形態では、締結具は、挿入部に対して説明されたもの等の高強度材料から形成されてもよい。締結具６は、高電気伝導度を有する必要はなく、したがって、導電性または非導電性であり得る所望の機械的強度特性を有する任意の材料から形成されてもよい。任意の締結具アセンブリが、提供されてもよい。いくつかの事例では、締結具アセンブリは、挿入部および／または締結具を備えてもよい。
【００３１】
いくつかの実施形態では、電力ケーブルコネクタ７および／または電力接続ブロック４は、締結具６および／または挿入部５を形成するために使用される材料よりも高い電気伝導度の材料から形成されてもよい。例えば、電力接続ブロックは、挿入部の電気伝導度（ＥＣ２）および締結具の電気伝導度（ＥＣ３）を上回り得る電気伝導度（ＥＣ１）を有してもよい。さらに、電力接続ブロックの電気伝導度は、接続と併用され得る任意のタイプの締結具アセンブリの電気伝導度を上回ってもよい。
【００３２】
また、いくつかの実施形態では、締結具６および／または挿入部５は、電力ケーブルコネクタ７および／または電力接続ブロック４を形成するために使用される材料よりも高い強度の材料から形成されてもよい。一実装では、締結具アセンブリは、電力ケーブルコネクタおよび／または電力接続ブロックを形成するために使用される材料よりも高い強度の１つ以上の材料から形成されてもよい。例えば、締結具アセンブリは、強度Ｓ１を有してもよく、電力接続ブロックは、強度Ｓ２を有してもよく、Ｓ１は、Ｓ２以上であってもよい。同様に、電力ケーブルコネクタは、強度Ｓ３の材料から形成されてもよく、Ｓ１は、Ｓ３を上回ってもよい。締結具アセンブリは、強度Ｓaの材料から形成される挿入部を含んでもよく、機械的締結具は、強度Ｓｂの材料から形成されてもよく、ＳａまたはＳｂのうちの少なくとも１つは、Ｓ２またはＳ３のうちの少なくとも１つ以上である。
【００３３】
ネジ山付き締結具６は、ネジ山に損傷を及ぼすこと、または電力接続ブロック４の性能を低下させることなく、ワッシャ８および電力ケーブルコネクタ７に対して反復して緊締可能であってもよい。いくつかの事例では、鋸歯状Ｂｅｌｌｅｖｉｌｌｅワッシャが、使用され、締結具のための係止機構として機能してもよい。鋸歯状Ｂｅｌｌｅｖｉｌｌｅワッシャ８と接続の併用は、以下を含むいくつかの利点を有し得る。１）継手が、動作の間、加熱または冷却および拡張または収縮するとき、一定バネ圧着力を提供し得る。２）鋸歯状Ｂｅｌｌｅｖｉｌｌｅワッシャは、嵌合材料に食い込み、回転に抵抗し、したがって、振動および他の動的疲労による接続界面の弛緩を防止し得る。
【００３４】
いくつかの実施形態では、他の接続構成が、使用されてもよい。例えば、締結具６は、ワッシャの使用を伴わずに、電力ケーブルコネクタ７に対して、緊締されてもよい。例えば、締結具６は、直接、電力ケーブルコネクタ７に接触してもよい。代替として、他の構成要素が、ワッシャの代わりに、またはそれに加え、含まれてもよい。当技術分野において周知の任意のタイプの締結具係止方法または機構が、接続と併用されてもよい。例えば、いくつかの形態のバネ構造または弾性材料が、一定または実質的に一定の圧着力を提供してもよい。機械的接続を補助し得る任意の他の構成要素が、使用されてもよい。
【００３５】
本発明の代替実施形態では、締結具６は、螺着される必要がなくてもよいが、挿入部５に接続可能にし得る別の接続機構を有してもよい。当技術分野において周知の任意の機械的接続構成が、使用されてもよい。例えば、締結具および挿入部は、ロバストな機械的接続を提供し得るある種類の係止および溝機構を有してもよい。締結具はまた、何らかの形において、挿入部にスナップ嵌合し得る、または締結具を挿入部内に摺動し、それと係合可能にし得るが、係脱を防止し得る歯状構成を有してもよい。締結具および挿入部は、締結具と挿入部との間の機械的組立および分解を可能にし得る構成を有してもよい。
【００３６】
好ましくは、挿入部５は、電力接続ブロック４に添着されてもよい。挿入部は、電力接続ブロック内に配置されてもよい。一実施形態では、ネジ山付き挿入部は、電力接続ブロックに螺入されてもよい。接続ブロックアセンブリは、主に、電力接続ブロック４等の電気接続を伴い得る、構成要素と、主に、挿入部５等の機械的接続を伴い得る、構成要素とを含んでもよい。挿入部は、当技術分野において周知であるか、または締結構成要素に関連して論じられる機構または方法のいずれかによって、ブロックに添着されてもよい。例えば、挿入部は、電力接続ブロックの内部の対応するネジ山に螺入されるか、またはそれと嵌合可能にし得る外部ネジ山を有してもよく、あるいは任意の他の機械的係止デバイスが、使用されてもよい。挿入部は、キーロック挿入部（Ｋｅｅｎｓｅｒｔｓ）または螺旋挿入部（Ｈｅｌｉ−Ｃｏｉｌ）であってもよい。別の実施例では、挿入部は、拘束ナットである、あるいは挿入部および／または電力接続ブロックの形状に基づいて、電力接続ブロックに機械的に締結されてもよい。例えば、電力接続ブロックは、挿入部が滑り出ないように防止し得るリップまたは構成要素を有してもよい。挿入部は、電力接続ブロックの中にセルフタッピングであっても、または圧入されてもよい。他の実施形態では、挿入部は、電力接続ブロック内に溶接、鑞着、またははんだ付けされてもよい。
【００３７】
挿入部５は、管状挿入部であってもよい。例えば、挿入部は、実質的に円筒形の外部を有してもよい。挿入部の外部は、平滑、螺刻、リッジ付き、または任意のテクスチャを有してもよい。管状挿入部の内部は、締結具に機械的に接続することを可能にし得る内部ネジ山を有してもよい。挿入部はまた、任意の当技術分野において周知の他の機械的係止デバイスを含み得る。挿入部は、ネジまたは係止締結具であってもよく、ネジ山を含んでもよく、またはそうでなくてもよい。挿入部はまた、正方形形状、または他の幾何学形状、突出またはくぼみ等の形状を有してもよく、電力接続ブロックの内部は、挿入部が電力接続ブロック内で回転または別様に移動しないように防止し得る、対応する形状を有してもよい。いくつかの実施形態では、挿入部は、挿入部を電力接続ブロックに固定し得る付加的な機械的構成要素またはデバイスによって、あるいは接着剤、係止化合物または材料、もしくは当技術分野において周知の任意の他の添着手段によって、電力接続ブロックに添着されてもよい。
【００３８】
（２．流体冷却）
本発明の別の側面はまた、有利なことに、接続の流体冷却を可能にし得る密閉された電力接続を提供し得る。電力接続ブロック４を冷却するための流体の使用は、先行技術設計に勝る、２つの別個の利点を提供し得る。
【００３９】
１）冷却流体は、電力接続ブロック４から熱を除去し、接続の動作温度を低下させ得る。これは、電力接続ブロック４の平均温度を低下させるだけではなく、また、ピーク熱点温度も低下させ得る。したがって、接続の流体冷却は、接続のために、より高いピーク電流密度定格を提供し、また、任意の所与の連続電流密度における接続の性能および信頼性を改善し得る。より低い動作温度はまた、接続の電気抵抗を低下させ、より効率的電力接続を提供し得る。
【００４０】
２）能動的冷却は、温度変動を低減させ、より一定の接続の動作温度を維持し得る。温度変動の低減は、機械的継手（例えば、締結具６とワッシャ８または電力ケーブルコネクタ７との間の）にかかる応力を低減させ、したがって、接続材料の熱的拡張および収縮が低減され得るので、接続の信頼性を改善し得る。
【００４１】
図３Ｂは、本発明の一実施形態による、密閉された電力接続の断面図を示す。示されるように、電力接続ブロック４は、流体によって冷却されてもよい。流体は、電力接続ブロックに直接接触してもよい。流体は、流体が電力接続ブロックに接触する場所において流れてもよく、またはそうでなくてもよい。いくつかの実施形態では、流体は、ネジ山付き締結具と反対の電力接続ブロックの表面に接触してもよい。いくつかの実施形態では、流体は、ネジ山付き締結具、挿入部、または締結具アセンブリのいずれの部分にも接触しない。代替として、流体は、締結具アセンブリの１つ以上の構成要素に接触してもよい。密閉された電力接続はまた、流体がまた、接続ブロック内の通路または空洞を含み得る外部および／または内部表面を含む、その表面の他の部分上の電力接続ブロックにも接触し得るように、設計されてもよい。
【００４２】
流体は、接触する１つ以上の表面に対して流動していてもよく、および／または流体は、実質的に、１つ以上の表面と接触した状態で静止していてもよい。流体は、接触する任意の表面に対して垂直にまたはそれに沿って流動してもよい。流体は、接触する任意の表面に対して任意の角度で流動してもよい。流体流速は、所望の冷却量または温度制御を提供するように調節あるいは制御されてもよく、またはそうでなくてもよい。例えば、流体流速は、接続の冷却率を増加させるように上昇されてもよい。いくつかの事例では、流体が接触し得る電力接続ブロックの任意の表面領域は、所望の熱伝達量に対応するように設計されてもよい。
【００４３】
いくつかの実施形態では、流体は、電気機械またはデバイスの封入体内に含有されてもよい。他の実施形態では、流体は、電気機械またはデバイスの外部の源から提供されてもよく、またはそうでなくてもよい。いくつかの実施形態では、流体は、実質的に、機械またはデバイス封入体内に静止していてもよい。代替として、封入体内に含有される間、機械またはデバイス内を移動あるいは循環してもよく、もしくは機械またはデバイスの外部を同様に循環してもよい。
【００４４】
冷却流体は、当技術分野において周知の任意の流体であってもよい。いくつかの実施形態では、冷却流体は、空気等のガス、あるいは水、油、または液体誘電流体等の液体、あるいは任意のそのような流体の蒸気または噴霧、もしくは任意の他の流体であってもよい。例えば、自動変速機油（ＡＴＦ）等の変速機用流体が、使用されてもよい。流体は、所望の熱的、電気的、化学的、または流動性質に従って、選択されてもよい。
【００４５】
いくつかの実施形態では、電力接続ブロックの１つ以上の表面は、フィン、溝、チャネル、リッジ、突出、突起、くぼみ、パターン、テクスチャ表面、または任意の他の表面特徴等、熱伝達を補助し得る１つ以上の特徴を含んでもよい。これは、接続ブロックの露出表面領域を増加させ、流体と接触する表面領域の量を増加させ得る。これは、接続ブロックと流体との間のより大きな熱伝達度を提供し得る。いくつかの事例では、表面特徴は、接続ブロックの種々の表面にわたって、および／またはその周囲に、流体流を配向あるいは導流する補助をしてもよい。代替として、接続ブロック表面のうちの１つ以上は、平滑または実質的に平滑であってもよい。
【００４６】
（３．絶縁および密閉設計）
密閉された電力接続は、本発明の別の側面による、ロバストな絶縁体および密閉設計ならびに方法を可能にし得る。電力接続ブロック４は、機械またはデバイス封入体から電気的に絶縁され得る。例えば、密閉された電力接続は、電気的に伝導性材料から形成される筐体を有し得る電気機械と併用されてもよい。電気機械は、４００Ｖの交流ピークを超える電圧で動作し得るので、適度な絶縁経路が機械筐体と電力接続ブロック４との間に必要とされ得る。
【００４７】
絶縁体１は、誘電材料から形成されてもよい。いくつかの実施形態では、ＦＲ−４ガラス補強エポキシまたは任意の他のタイプの繊維ガラス補強エポキシ積層等、繊維ガラス複合材料が使用されてもよい。任意の他の電気的に絶縁する材料が使用されてもよい。例えば、いくつかの好ましい材料として、セラミック、ガラス、プラスチック、エポキシ樹脂、合成樹脂接着紙（ＳＲＢＰ、ＦＲ−１、およびＦＲ−２）、エポキシ−ガラス材料、または任意のそれらの組み合わせを含んでもよいが、それらに限定されない。絶縁体は、実質的に、誘電材料から形成されてもよく、または誘電コーティングまたは層を含んでもよい。
【００４８】
図３Ｃは、本発明の一実施形態による、密閉された電力コネクタの外部図を示す。用語「外部」は、参照としてのみ提供され、密閉された電力コネクタの設置または配向を限定するものではない。例えば、密閉された電力コネクタは、電気機械に締結されてもよく、密閉された電力接続の一部は、機械の外部に露出されてもよい。代替として、密閉された電力接続の反対側は、機械の外部に露出されてもよい。他の実施形態では、密閉された電力接続の任意の側面または複数の側面あるいは任意の側面または複数の側面の一部が、機械内にあるか、機械の外部にあるか、または機械の外部に露出されてもよい。
【００４９】
絶縁体は、電気機械またはデバイスの表面に締結されてもよい。例えば、密閉された電力接続設計は、複数のネジ山付き締結具９によって、機械表面上への絶縁体１の固定圧着を提供してもよい。４つの締結具等、任意の数のネジ山付き締結具が提供されてもよい。他の実装では、絶縁体は、限定されないが、機械筐体内への螺入、ナップ嵌合構成等のある種類の機械的接続を有すること、相互係止構成を有すること、リベットの使用、ナットの使用、ある種類のクランプの使用、接着剤またはエポキシの使用、あるいは当技術分野において周知の任意の他の締結機構または方法を含む、当技術分野において周知の任意の他の設計または方法によって、機械表面に締結されてもよい。任意のロバストな取着方法を使用して、絶縁体を機械またはデバイスの任意の表面に固定してもよい。
【００５０】
密閉された電力接続は、接続を流体冷却可能にする一方、また、冷却流体漏出を防止し得るか、あるいは任意の他の流体が、接続界面に流入またはそこから流出しないように防止し得る、密閉設計および方法を提供してもよい。例えば、１つ以上のシール２、３が提供されてもよい。当技術分野において周知の任意のタイプの密閉機構または構成が使用されてもよい。例えば、シールは、Ｏリングであってもよく、図３Ｂに示されるように設置されてもよい。代替として、シールは、流体漏出を防止し得る任意の他の場所に設置されてもよい。シールはまた、パテ、コーキング、または充填材料等の他の材料から形成されてもよい。
【００５１】
密閉された電力接続の絶縁および／または密閉は、絶縁体１および／または電力接続ブロック４の形状によって向上されてもよい。例えば、絶縁体１は、その内側表面に正方形特徴を有し、電力接続ブロック４の外側の正方形特徴と界面接合し、電力接続ブロック４の回転を防止してもよい。例えば、図３Ａに示されるように、電力接続ブロック４は、１つ以上の正方形形状特徴を含んでもよい。絶縁体１の内部の対応する正方形形状特徴は、電力接続ブロック４の正方形形状特徴に整合し、実質的に、ぴったりとした接続を提供し、２つの部分が、相互に対して回転または別様に移動可能にならないようにし得る。これらの特徴は、有利なことに、機械的接続の組立の間、および／または接続が、振動または反復運動に曝され得る用途において使用され得る場合、接続界面の弛緩あるいは損傷を防止し得る。
【００５２】
いくつかの実施形態では、電力接続ブロックおよび／または絶縁体は、他の形状を有してもよい。例えば、電力接続ブロックは、六方晶形状または特徴を有してもよく、絶縁体は、その内部に対応する六方晶形状を有してもよい。いくつかの事例では、電力接続ブロックは、任意の凹状または凸形状を有してもよく、対応する形状は、絶縁体内部によって提供されてもよい。いくつかの実装では、電力接続ブロックは、回転し得る形状を有してもよいが、回転しないように防止し得る特徴を有してもよい。例えば、電力接続ブロックは、円形形状を有してもよいが、回転しないように防止し得る絶縁体内部の形状に対応し得る、突出またはくぼみを有してもよい。
【００５３】
電力接続ブロックおよび絶縁体の相対的形状は、本発明のいくつかの実施形態では、完全に整合しなくてもよい。例えば、電力接続ブロックおよび絶縁体は、ある程度、回転を防止するように整合し得る形状を有してもよいが、電力接続ブロックと絶縁体界面との間に間隙を提供し得る付加的特徴を有してもよい。例えば、電力接続ブロックおよび絶縁体は両方とも、それぞれ、その外部および内部に正方形形状を有してもよいが、電力接続ブロックは、電力接続ブロックの一部と絶縁体との間に流体を流動させ、それによって付加的表面領域を提供し、電力接続ブロックを冷却可能にし得る溝または他の特徴を提供してもよい。溝または間隙はまた、内部配線への接続等、他の目的のために使用され得る、絶縁体と電力接続ブロックとの間に提供されてもよい。
【００５４】
絶縁体はまた、電力接続ブロック４を絶縁体１内に捕捉するように、保定リング、締結具、または当技術分野において周知の任意の他の方法によって、電力接続ブロック４を位置決めさせ得る保定特徴を含んでもよい。したがって、保定特徴は、絶縁体に対して、電力接続ブロックを適所に係合させてもよく、電力接続ブロックが、絶縁体から係脱しないように防止してもよい。絶縁体はまた、機械またはデバイス封入体壁を通る接続の通路を絶縁し、ならびに絶縁体および接続アセンブリを機械またはデバイス封入体表面上に位置決めされ得る絶縁体上の位置決め特徴１０を含んでもよい。
【００５５】
図３Ｄは、本発明の一実施形態による、組み立てられて表され得る密閉された電力接続の斜視図を提供する。
【００５６】
（４．電気機械）
密閉された電力接続は、電気機械に電力接続するために使用されてもよい。本発明のいくつかの実施形態では、電気機械は、三相ＡＣ誘導モータ等のモータであってもよい。代替として、電気機械は、任意の種類のモータ、発生器、またはいくつかの形態の電気的および機械的電力接続を必要とし得る任意の種類の機械であってもよい。いくつかの実施形態では、接続は、機械外部の源から、機械内側の１つ以上の構成要素に電力を提供してもよく、または接続は、機械内の源から、機械外側の１つ以上のデバイスに電力を提供してもよい。他の実施形態では、接続は、機械外部または機械内の両方であり得る任意の２つの構成要素間に電気的および機械的接続を提供してもよい。
【００５７】
電気機械はまた、流体密閉または流体冷却され得るか、あるいはその内部にある種類の流体を有し得る任意の機械であってもよい。いくつかの実施形態では、機械は、冷却および／または潤滑のための流体を有してもよい。電気機械内の流体は、流動していてもよく、または実質的に静止していてもよい。いくつかの実施形態では、電気機械内の流体は、電気機械を通って循環してもよく、電気機械の外部の源に由来してもよい。他の実施形態では、流体は、電気機械内に含有されてもよく、および／または電気機械内を循環してもよい。
【００５８】
電気機械は、高電力電気接続を利用してもよい。確実な高電力接続は、容認可能な電流密度を有する低抵抗電気接点を必要としてもよい。銅ＤＣ電力接続における一般的な最大電流密度は、約２．２ｘ１０６Ａ／ｍ２であり得る。これは、一般的には、４０°Ｃを超える周囲温度において、３０°Ｃを下回るように接続の温度上昇を限定してもよい。例えば、ＡＮＳＩ  Ｃ３７．２０Ｃ−１９７４、ＩＥＥＥ規格２７−１９７４を参照されたい。銅三相ＡＣ電力接続では、最大ピーク電流密度７ｘ１０６Ａ／ｍ２が、従来、信頼性をもって電気機械において使用されている。本発明のいくつかの実施形態では、流体冷却が１つ以上のコネクタ表面に導入され、接続信頼性を向上させて、７ｘ１０６Ａ／ｍ２の値を超えることを可能にしてもよい。
【００５９】
図４は、電気機械上に密閉された電力接続を適用する実施例を示す（締結金物類の一部は、明確にするために除外され得る）。例えば、１つ以上の電力接続ブロック４は、電気機械の内部配線に接続されてもよい。電気機械の筐体が提供されてもよい。筐体は、機械の全部または一部を囲み、電気機械または電気機械の個々の構成要素のいずれかに対して、含有、支持、および／または保護の機能、あるいは任意の他の類似機能を果たし得るあらゆるすべての構造および／または構成要素を含んでもよい。いくつかの実施形態では、筐体の全部または一部は、流体密閉されてもよい。１つ以上の絶縁体１は、電気機械の筐体と、また、１つ以上の電力接続ブロック４に接続されてもよい。絶縁体１は、締結具（例えば、図３Ｃに示される締結具９等）によって、筐体に接続されてもよく、筐体と電力接続ブロック４との間に配置され、電気的に絶縁する障壁を提供してもよい。したがって、電力接続ブロックは、電気機械筐体から、電気的に隔離されてもよい。電力ケーブルコネクタは、電力接続ブロックに接触していてもよく、または電力接続ブロックと電気的に連絡してもよい。いくつかの実施形態では、電力ケーブルコネクタは、機械筐体の外部に位置決めされてもよい。
【００６０】
例えば、密閉された電力接続は、電気機械の端部に配置されてもよい。いくつかの実装では、複数の密閉された電力接続は、略円形の構成を形成するように配列されてもよい。密閉された電力接続は、機械の１つ以上の側面または表面に設置されてもよい。いくつかの実施形態では、機械の外部筐体上に設置されるのではなく、密閉された電力接続は、機械内で使用されてもよい。任意の数の密閉された電力接続が、電気機械のために提供されてもよく、電気機械上および／または内の任意の場所に配置されてもよい。
【００６１】
（５．電流）
密閉された電力接続は、電気接続のための有利な電流および有益な設計を提供してもよい。密閉された電力接続は、従来の接続方法の電流と比較されてもよい。
【００６２】
例えば、従来、多くの電気機械は、電気接続のためのネジ山付きスタッドタイプ設計を特徴とする。これらのスタッド接続設計を通る電流は、図５Ａに示されるような概略によって例示され得る。例えば、電流は、リング状つまみコネクタ１４内から、リング状つまみコネクタ１４と係止ナット１３との間の界面を横断して、次いで、係止ナット１３とネジ山付きスタッド１０との間のネジ山付き界面を通って流れ得る。
【００６３】
前述のように、この電流は、電流が機械的ネジ山を通って流れなければならないので、望ましくない。ネジ山は、より大きな平坦な表面界面よりも遥かに小さい表面領域接点を有する線接点を提供し、接続を通るより高い抵抗につながる。加えて、従来のスタッド接続アセンブリの性質のために、電流は、２つ以上の界面を横断して流れなければならない。これらの界面は、リング状つまみコネクタ１４と係止ナット１３との間の界面、および係止ナット１３とネジ山付きスタッド１０との間の界面を含んでもよい。複数の界面を横断する電流は、この方法が、電流が流れ得る単一界面のみを有する接続方法よりも高い抵抗を有する傾向にあるので、あまり望ましいくないであろう。
【００６４】
スタッド接続設計におけるネジ山付き界面を通る電流経路の性質は、接続アセンブリを封入体壁１７の搭載表面から電気的に絶縁する必要によって、動かされ得る。絶縁されたワッシャ１２および絶縁されたブロック１１は、このスタッド接続方法において、電流伝導構成要素を機械封入体壁１７から隔離するために必要とされる。
【００６５】
別の実施例では、いくつかの電気機械内の電気接続はまた、直接、機械の内部配線から電力接続ケーブルにワイヤ導線を接続するステップを有する別の従来の設計によって、処理されてもよい。この従来の端子接続または「フライングリード」設計を通る電流は、図５Ｂに表される概略によって例示されてもよい。
【００６６】
従来の端子接続方法では、電流２３は、電力接続ケーブル２２を通り、リング状つまみコネクタ１９内に流れる。機械１７の内部配線からのワイヤ導線もまた、リング状つまみコネクタ１８によって終端される。電気接続は、ネジ山付き締結具２０およびナット２１を使用して、２つのリング状つまみコネクタ１８と１９との間に圧力を印加することによって行われてもよい。電流は、２つのリング状つまみコネクタ１８と１９との間の界面を横断し、次いで、ワイヤ導線１７を通って械の内部配線に流れる。
【００６７】
従来の端子接続方法は、電気的および機械的にロバストであるように設計することができるが、密閉および冷却が困難である。一般的には、端子接続は、別個の接続箱内に含有、または付加的アクセス可能封入体の内側に含有される機械の外側に取着される端子片を使用して実装される。機械または封入体から退出するので、ワイヤを密閉する困難は一般的な問題である。機械の外側に取着される付加的封入体の使用もまた、望ましくない余分なサイズ、重量、および機械的な複雑性を機械に追加する。
【００６８】
この問題は、電力高密度機械に関して、最も顕著であり得る。電力高密度機械においては、大きな導体が高い電流を処理するために必要とされるが、機械の全体的サイズは、同等電力の従来の機械より遥かに小さい。したがって、大きな接続箱または接続封入体は、コンパクトな形状因子および低重量が重要な設計基準である場合、電力高密度機械のサイズおよび重量を有意に増加させ得る。したがって、従来の端子接続方法は、特定の状況では望ましくないであろう。
【００６９】
図５Ｃは、本発明のある実施形態による、密閉された電力接続を通る電流の実施例を示す。密閉された電力接続は、電源と内部配線あるいは電気機械またはデバイスの構成要素との間の電気接続を提供してもよい。電流２４は、入力電力ケーブルまたは任意の他の電源から、リング状つまみコネクタ７内へ、そして、リング状つまみコネクタ７と電力接続ブロック４との間の界面を横断して流れてもよい。ネジ山付き締結具６は、リング状つまみコネクタ７と電力接続ブロック４との間に圧力を提供し、比較的大きい表面領域接点を有する低抵抗の接続を生成し得る。電流は、リング状つまみコネクタ７と電力接続ブロック４との界面を横断して、電気機械またはデバイスの内部配線２５あるいは構成要素に流れ、機械またはデバイスに電力を印加し得る。
【００７０】
密閉された電力接続設計は、有利なことに、電力ケーブルコネクタ７と電力接続ブロック４との間に大きい表面領域接点を含み、以下を提供し得る。１）接続界面の高電流容量、２）接続からの熱を吸収および伝導し得る、電力接続ブロック４の比較的に大きな熱質量、ならびに３）全体的な接続アセンブリのコンパクト性および単純性。
【００７１】
また、前述のように、ネジ山付き締結具６は、締結具が電流の主要経路内に含まれる必要がないので、低電気伝導度を有する高降伏強度材料から構築されてもよい。加えて、高降伏強度材料から構築されるネジ山付き挿入部はまた、電力接続ブロック４の嵌合ネジ山内に導入されてもよく、また、主要電流流路から分離され、優れた電気接続に加え、非常にロバストな機械的接続を達成してもよい。
【００７２】
したがって、図５Ｃは、電気接続を提供し得る密閉された電力接続の方法を提供し得る。密閉された電力接続の方法は、電流２４をコネクタ７において受容するステップと、コネクタと電力接続ブロック４との間に電流を流れさせるステップと、電力接続ブロックから内部配線２５に電流を伝達するステップとを含んでもよい。密閉された電力接続の方法はまた、機械的接続を提供してもよい。したがって、密閉された電力接続の方法はまた、電力接続ブロック４に機械的に接続され得る、挿入部５に機械的に接続し得る締結具６を提供するステップを含んでもよい。機械的接続の方法は、電気接続を補助し得る。
【００７３】
図５Ｃに例示される密閉された電力接続方法は、有利なことに、コンパクトな特徴、ならびに効果的な電気接点および電流を有してもよい。優れた機械的接続はまた、接続アセンブリを機械またはデバイス封入体にロバストに固定および密閉し、ならびに内部流体冷却機械またはデバイスと統合されると、冷却を接続に提供する能力とともに達成されてもよい。
【００７４】
特定の実装が例示および説明されてきたが、種々の修正を本明細書に行うことができ、本明細書において想定されることを前述のことから理解されたい。また、本発明が、明細書内に提供される具体的な実施例に限定されることを意図しない。本発明は、前述の明細書を参照して説明されたが、本明細書における好ましい実施形態の説明および例示は、限定的意味において解釈されることを意味しない。さらに、本発明の全側面は、種々の条件および変数に依存する、本明細書に記載される具体的な描写、構成、または相対的割合に限定されないことを理解されたい。本発明の実施形態の形態および詳細における種々の修正は、当業者に明白となるであろう。したがって、本発明は、また、任意のそのような修正、変形例、および均等物を網羅することが想定される。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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