(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
端子フィードスルーであって、
一対の終端を有する端子ピンインサートと、
端子ピンインサートとの界面を形成するために端子ピンインサートの周囲に配置された、難燃性筐体規格に適合するように選択されたピッチ及び総巻数を有する雄ねじ付領域を有するポリマー体と、を含み、
界面が消火経路を提供するように構成され、
端子ピンインサートの一終端が六角形状であり、
端子ピンインサートが非円形の断面を有し、
端子ピンインサートの一終端が、雌ねじ付開口を含む、
端子フィードスルー。
【請求項２】
ポリマー体が、射出成形可能なプラスチックで形成される、請求項１に記載の端子フィードスルー。
【請求項３】
ポリマー体が、雄ねじ付領域の最大外径より大きい外径を有した環部を含む、請求項１に記載の端子フィードスルー。
【請求項４】
難燃性結合であって、
雌ねじ付開口を有する筐体と、
雌ねじ付開口内に螺着された端子フィードスルーと、を含み、
端子フィードスルーは、
一対の終端を有する端子ピンインサートと、
端子ピンインサートとの界面を形成するために端子ピンインサートの周囲に配置されたポリマー体であり、雌ねじ付開口と係合される、難燃性筐体規格に適合するように選択されたピッチ及び総巻数を有する雄ねじ付領域を有するポリマー体であって、界面が消火経路を提供するように構成される、ポリマー体と、
ポリマー体の周囲に配置されたシールと、を含み、
端子ピンインサートの一終端が六角形状であり、
端子ピンインサートが非円形の断面を有し、
端子ピンインサートの一終端が、雌ねじ付開口を含む、
難燃性結合。
【請求項５】
雄ねじ付領域と雌ねじ付開口との間の界面が、消火経路を提供するように構成される、請求項４に記載の難燃性結合。
【請求項６】
ポリマー体が、射出成形可能なプラスチックで形成される、請求項４に記載の難燃性結合。
【請求項７】
ポリマー体が、雄ねじ付領域の最大外径より大きい外径を有した環部を含む、請求項４に記載の難燃性結合。
【請求項８】
シールがエラストマシールである、請求項４に記載の難燃性結合。
【請求項９】
シールが、環境シールを形成するために筐体に負荷がかかるように配置される、請求項４に記載の難燃性結合。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
背景
フィードスルーによって、一般的に、電気信号又は電力は、壁又は類似の構造体を通過することが可能である。フィードスルーは、筐体、他のフィードスルー、及び他の導電接続又は電気回路からの電気的絶縁を維持しながら、電子デバイスの筐体から、周囲の環境へ、１つ以上の導体を通過させるか、又は、電子デバイスの別の隔室へ１つ以上の導体を通過させるために使用される場合がある。
【０００２】
フィードスルーは広く使用されるが、フィードスルーの比較的小さいセットは、デバイスの筐体又は特定の隔室内で生じることのある点火が、フィードスルーを介して伝播せずに、周囲の雰囲気又は別の隔室内の雰囲気に着火することを確実にするために使用される。十分に強固なハウジングの内側での点火はまた、最初の爆発の圧力により、及び、第２の点火又は圧力が重なることによる圧力波により、相当な圧力を引き起こす。したがって、フィードスルーの構造はまた、点火源を収容するために、このような爆発の圧力に耐えることが可能でなければならない。更に、フィードスルー接合は、燃焼の生成物、及び、結果として生じる気体の膨張が、接合を介して解放されることを可能にするが、火炎面がデバイスの別の隔室内の又はハウジングの外部の雰囲気に着火することを可能にしない。これは、一般的に、好適な消火経路によって達成される。これは、特に、電気デバイスが、可燃性もしくはさらに爆発性の雰囲気中で作動している環境において重要である。このような場合に、筐体内の電気回路が雰囲気に着火するために十分なエネルギーを有するスパークを発生させることができる場合、又は、電気回路が、点火を生じさせることができる十分な高い表面温度の構成部品を有する場合には、このような火炎面がフィードスルーを通過することができず、フィードスルーが、結果として生じる爆発の圧力に耐えることができるように、フィードスルーは、このようなことを確実にするための適用可能な規格に適合するよう設計されなければならない。常設配線又は回路接続のためにフィードスルーを終端処理することは、デバイスの構築の間又はデバイスの設置時であるかどうかにかかわらず、端子ブロック又は配線で実現され得る。爆発性雰囲気において使用される端子ブロック及び配線は、導体間の間隔及び端子ブロック自体の絶縁材料が他の導電媒体からの電気接続の適切な隔離を確保できるように、スパークを発生せず、アークを発生しない構造を使用してもよい。この相互の絶縁及び電位の確保は、電位のアーク点が作り出されないので、可燃性雰囲気の発火を発生できなくする。この保護概念は、非アーク、非スパーク、タイプｅ（安全性が向上した）、又は非発火性設備を含む、多数の手法に広く参照される。
【０００３】
難燃性又は防爆性フィードスルーを提供する１つの一般的な手法は、セメント接合に１つ以上のワイヤを通過させることによる。セメント接合を作り出すために、セメント又は、例えばエポキシ若しくは類似の樹脂系などの、好適な混合物が、ワイヤとフィードスルーの側壁との間に注入されるか又は別途形成される。フィードスルーの側壁は、次いで、筐体の適切な開口に結合され得る。いくつかの場合、セメント又は混合物は、ワイヤ（単数又は複数）から筐体の壁に直接的に広がることができる。セメント又はエポキシが硬化するか、又は、そうでなければ固くなることにより、内部爆発の圧力に抵抗することが可能な強固な構造体が生じるとともに、接合の一側から他側への火炎伝播からのシールが提供される。
【０００４】
セメント又はエポキシ防爆性接合の１つの限界は、セメント接合の品質及び／又は堅さが、混合物、混合プロセス、及び／又は、接合を形成する間のセメント／エポキシ化合物内の気泡の存在によって決定されるということである。更に、セメント接合が堅くなるか又は硬化すると、接合自体にしばしば亀裂が生じ得るため、接合を通過する潜在的な火炎の経路を提供する。セメント難燃性接合の別の限界は、作り出すために比較的労力を必要とするということである。
【０００５】
低コスト、難燃性であり、／安全性が向上した、／アークの発生しない、容易に実施できるフィードスルーを提供することは、このような可燃性環境のための電子デバイスを提供する業界に著しく有益である。
【０００６】
概要
端子フィードスルーが提供される。端子フィードスルーは、一対の終端を有した端子ピンインサートを含む。雄ねじ付領域を有したポリマー体は、端子ピンインサートとの界面を形成するために、端子ピンインサートの周囲に配置される。ポリマー体のねじ山界面及び端子ピン界面の少なくとも１つは、消火経路を提供するように構成される。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１Ａ】本発明の一実施形態による端子フィードスルーの側立面図である。
【図１Ｂ】本発明の一実施形態による端子フィードスルーの斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態による、難燃性結合を提供するために筐体壁内に係合された端子フィードスルーの概略断面図である。
【図３】本発明の一実施形態による、一対の隔室を分離する筐体壁内に係合された端子フィードスルーの概略図である。
【０００８】
発明の詳細な説明
本発明の一実施形態に従って、「安全性が向上した」接続としての使用に好適な端子ブロック接続点として使用することが可能なフィードスルー自体に加えて、ねじ付接合及び円筒接合火炎経路形状を利用する端子フィードスルーが提供される。フィードスルーにおけるポリマーの緻密な構造及び導体の幾何学形状が、適切な監査当局による認証を容易にするために使用された。更に、このアプローチを利用したデバイスは、製造が比較的容易である。必要とされる他の介在媒体なしでそれ自体でフィードスルーが安全性が向上した終止点として機能することが可能なように、（下に説明される）ポリマー部分及び雌ねじ付ピンの幾何学形状は構成される。
【０００９】
図１Ａは、本発明の一実施形態による端子フィードスルーの概略側立面図である。フィードスルー１００は、一対の終端を有する端子ピンインサート１０２を含む。一実施形態では、端子ピンインサート１０２の一終端は、筐体壁のねじ付開口内に端子フィードスルー１００を挿着するために標準工具の利用を容易にする六角形状の頭部１０４を含む。一実施形態では、端子ピンインサート１０２は、黄銅で形成される。しかしながら、他の好適な導電性材料が、本発明の実施形態による端子ピンインサート１０２のために使用され得る。
【００１０】
端子フィードスルー１００は、端子ピンインサート１０２の周囲に成形されたポリマー体１０６を含む。ポリマー体１０６は、化学薬品に曝され劣化（熱、湿度、及び低温）したときに保護要件を維持することを容易にする材料の性質を提供するように選択された任意の好適なポリマーで形成されてもよい。しかしながら、一実施形態では、ポリマー体１０６は、射出成形可能なプラスチックで形成される。ポリマー体１０６は、筐体壁の対応する雌ねじ付開口と係合するように雄ねじが切られたねじ付部分１０８を含む。一実施形態では、ピッチ、及びねじ付領域１０８のねじ山を含む総巻数は、難燃性／防爆性筐体のために好適な管理当局の規格に従ったねじ付火炎経路形状に適合するように選択される。業界で認められた承認規格の例としては、危険又は「Eｘ」（爆発性雰囲気）エリアと呼ばれることがあり得る、可燃性雰囲気が存在してもよいエリアと関連した安全要件を提供するためのＣＳＡ、ＵＬ、ＦＭ、ＡＴＥＸ、及びＩＥＣＥｘが挙げられる。端子フィードスルーのための難燃性評価の一例は、IEC 60079-0、及び潜在的に爆発性の気体雰囲気用のIEC 60079-1に従ってＥｘ  ｄ  ＩＩＣ  ＧｂとマークするＩＥＣ認証である。類似の環境において使用される「安全性が向上した」典型的な端子ブロックは、IEC 60079-0及びIEC 60079-7に従ってＥｘ  ｅ  ＩＩＣ  Ｇｂとマークされ得る。
【００１１】
六角形状の頭部１０４は筐体壁内の雌ねじ付開口と係合するようにねじ付部分１０８のねじ山を駆動するために使用されるので、端子ピンインサート１０２がポリマー体１０６内で滑動し始める前に高いトルクが六角形状の頭部１０４で受けられ得るように、本発明の実施形態は、非円形の断面を有した端子ピンインサート１０２を含む。しかしながら、断面を複雑にするほど、端子ピンインサート１０２とポリマー体１０６との間に十分に小さな火炎経路界面を確保することは困難になる。
【００１２】
ポリマー体１０６は、好ましくは、ねじ付領域１０８の最大外径より大きくサイズ決定された外周径を有する環部１１０を含む。このようにして、端子フィードスルー１００が難燃性又は防爆性フィードスルー結合を作り出すために対応するねじ付開口内に螺着されるときに、環部１１０は、止めの役割を果たす。電気的に、環部１１０は、露出した六角形状の導体の必要な沿面及び隙間間隔として機能する。沿面及び隙間の仕様の修正は、容易に変更することができる。
【００１３】
図１Ｂは、図１Ａと類似しているが、内部開口１１２を有した六角形状の頭部１０４の一部分を示す。端子ねじ又は他の好適な締結ねじが電気的接続を容易にするために六角形状の頭部１０４内に螺着され得るように、この内部開口１１２は、好ましくは、ねじ切りされる。したがって、内部開口１１２に螺合されるか、又は、そうでなければ締結され得る任意の適切なタイプのコネクタが使用され得る。このようなコネクタとしては、はんだ端子、スペード端子、リング端子などが挙げられるが、これらに限定されない。
【００１４】
図２は、本発明の一実施形態による、難燃性／防爆性結合を作り出すために筐体壁内に係合された端子フィードスルーの概略断面図である。図２に示されるように、端子フィードスルー１００は、筐体壁１２２の内部開口１２０内に螺着される。より詳細には、ポリマー体１０６のねじ付部分１０８は、筐体壁１２２内の雌ねじ付開口１２０と係合する。図２はまた、先端部分１２４から六角形状の頭部１０４まで延在する端子ピンインサート１０２を示す。更に、端子ピンインサート１０２は、中実の、単一構造である。端子ピンインサート１０２は黄銅で全面的に形成されてもよいが、本発明の実施形態は、端子ピンインサート１０２が、金メッキなどの、電気的接続を容易にするために任意の好適な金属又は合金でメッキされて実施され得る。図２に示されるように、六角形状の頭部１０４は、端子を取り付けるために端子ねじ１２８を受ける雌ねじ付開口１２６を示す。
【００１５】
この実施形態では、図２に示される難燃性又は防爆性フィードスルーの重要な特性は、ポリマー体１０６と筐体壁１２２と間の環境シールの提供である。このシールは、好ましくは、環部１１０に近接してポリマー体の周囲に配置されたＯリング１３０の形態である。Ｏリング１３０は、任意の好適なエラストマで形成される。Ｏリング１３０は、シール強度及び能力を改善するために、端子フィードスルー１００と筐体との間で圧縮される。シールは、隔室内への、例えば塵、湿気などの、環境汚染物質の進入を防止する。２つの隔室間のこの環境シールは、このような接続を利用して反対かつ多様な気候において作動する場合があるデバイスの品質及び精度の維持に役立つ。
【００１６】
端子ピンインサート１０２とポリマー体１０６との間の界面１３２はまた、適合した火炎経路形状であるように設計される。例えば、界面の長さ及び／又は端子ピンインサート１０２とポリマー体１０６との間の隙間は、防爆性／難燃性規格に適合するように選択される。このようにして、圧力は解放され得るが、界面に沿って移動するすべての火炎は消えるため、界面の反対側の終端に到達することはできない。
【００１７】
図３は、本発明の一実施形態による、一対の隔室を分離する筐体壁内に係合された端子フィードスルーの概略図である。図３は、壁２０４を介した隔室２００と２０２との間の電気的結合を提供する端子フィードスルー１００を描く。ポリマー体１０６は、環部１１０が壁２０４に対してシール１３０を圧縮するまで、壁２０４の開口内に螺着される。端子フィードスルー１００がこうして係合されると、難燃性及び／又は防爆性結合が隔室２０２と２０４との間に提供される。
【００１８】
図１Ａ、図１Ｂ、図２、及び図３に関して上に記載した端子フィードスルーの実施形態は、任意の特定の寸法で示されない。これは、デバイスの全体のサイズを調整することによって簡単に高い電気的定格及び／又は容量が可能となるように設計が容易に拡大縮小可能であるため、意図的である。
【００１９】
本発明が好ましい実施形態を参照にして説明されたが、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく形態及び詳細において変更がなされてもよいことを当業者は認識するであろう。例えば、本発明の実施形態はポリマー部分内に配置された単一の端子ピンインサートに関して一般的に説明されるが、本発明の実施形態は、複数のこのような端子ピンインサートが単一のポリマー部分内に提供されて実施され得る。このような実施形態では、ポリマー部分の環部は、標準工具による取り付けを容易にするために六角形状であってもよい。
【図１Ａ】
0006685291.tif 000002
【図１Ｂ】
0006685291.tif 000003
【図２】
0006685291.tif 000004
【図３】
0006685291.tif 000005