(57)【要約】  配電ラック（３０）を用いて電源から一組の電源出力へ電力を分配する装置は、壁（３６）内に一組のバスバーチャンネル（５０）を有するマニホールド（３２）と、一組の電子カード（４０）と、一組のバスバーチャンネル（５０）内に受け入れられるとともに電源を電子カードに結合する一組のバスバー（５２）とを備え、電子カードは、電源から電源出力へ電力を送る。【選択図】図２
2018513550.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マニホールド（３２）であって、マニホールド（３２）内の一組のスロット（４４）、および壁（３６）であって前記スロット（４４）と直角に壁（３６）の少なくとも一部に沿って延び壁（３６）内に一組の穴（６２）を有する一組のバスバーチャンネル（５０）を備えた壁（３６）を有するマニホールド（３２）と、
少なくとも１つの電力入力コネクタ（７０）、少なくとも１つの電力出力コネクタ（７６）、およびパワーエレクトロニクス（７４）を有する少なくとも１つの電子カード（４０）であって、前記少なくとも１つの電力入力コネクタ（７０）で受け取った電力を前記少なくとも１つの電力出力コネクタ（７６）へ送るように構成され、前記一組のスロット（４４）内に受け入れられるように構成されている少なくとも１つの電子カード（４０）と、
前記一組のバスバーチャンネル（５０）内に受け入れられるように寸法作製されるとともに、電源から電力を受け取るようになされている一組のバスバー導体（５２）であって、そこに接続されるとともに前記一組の穴（６２）を通じて延びるように寸法作製された少なくとも１つの電気コンタクト（５６）を有する一組のバスバー導体（５２）と
を備え、
前記少なくとも１つの電子カード（４０）は前記一組のスロット（４４）内に選択的に受け入れることができ、前記一組のバスバー導体（５２）は前記一組のバスバーチャンネル（５０）内に選択的に受け入れることができ、前記少なくとも１つの電気コンタクト（５６）は前記少なくとも１つの電力入力コネクタ（７０）と選択的に結合されて前記電源と前記少なくとも１つの電力出力コネクタ（７６）の間の連続性を選択的に構成する、配電ラック組立体。
【請求項２】
前記マニホールド（３２）は、前記少なくとも１つの電力出力コネクタ（７６）に対応する一組の開口を備えた第２の壁を有する、請求項１記載のラック組立体。
【請求項３】
前記一組の開口は、前記少なくとも１つの電力出力コネクタ（７６）に適応される、請求項２記載のラック組立体。
【請求項４】
一組のバスバーチャンネル（５０）の上に覆いかぶさる非電導性カバーをさらに備える、請求項１乃至３のいずれか記載のラック組立体。
【請求項５】
前記一組のバスバー導体（５２）は、前記壁（３６）を過ぎて延びるとともに前記電源に接続するようになされたコネクタを有する、請求項１乃至４のいずれか記載のラック組立体。
【請求項６】
前記少なくとも１つの電力入力コネクタ（７０）は、前記少なくとも１つの電子カード（４０）の縁部上にある、請求項１乃至５のいずれか記載のラック組立体。
【請求項７】
前記バスバー導体（５２）のサブセットは、前記電源からＡＣ電力またはＤＣ電力の一方を受け取るように構成されている、請求項１乃至６のいずれか記載のラック組立体。
【請求項８】
前記少なくとも１つの電気コンタクト（５６）はばねクリップである、請求項１乃至７のいずれか記載のラック組立体。
【請求項９】
少なくとも１つの電力入力コネクタ（７０）、少なくとも１つの電力出力コネクタ（７６）、およびパワーエレクトロニクス（７４）を有する一組の電子カード（４０）を受け入れるように構成されているマニホールド（３２）内に備えられた一組のスロット（４４）であって、前記少なくとも１つの電力入力コネクタ（７０）で受け取った電力を前記少なくとも１つの電力出力コネクタ（７６）へ送るように構成されている一組のスロット（４４）と、
前記一組のスロット（４４）と直角に前記マニホールド（３２）内に配設される一組のバスバーチャンネル（５０）と、
前記一組のスロット（４４）内に受け入れられた一組の電子カード（４０）にアクセスできるようにする前記一組のバスバーチャンネル（５０）内に位置決めされた少なくとも１つの穴（６２）と、
前記一組のバスバーチャンネル（５０）内に受け入れられるとともに電源に接続するように構成されている一組のバスバー導体（５２）であって、そこに接続されるとともに前記少なくとも１つの穴（６２）を通じて延びる少なくとも１つの電気コンタクト（５６）を有する一組のバスバー導体（５２）と
を備え、
前記少なくとも１つの電気コンタクト（５６）は、前記電源と前記少なくとも１つの電力出力コネクタ（７６）の間の連続性を確立するように前記一組のスロット（４４）内に受け入れられた一組の電子カード（４０）の前記少なくとも１つの電力入力コネクタ（７０）と結合することができる配電ラック（３０）。
【請求項１０】
前記マニホールド（３２）は、前記少なくとも１つの電力出力コネクタ（７６）に対応する一組の開口を備えた壁（３６）を有する、請求項９記載の配電ラック（３０）。
【請求項１１】
前記一組の開口は、前記少なくとも１つの電力出力コネクタ（７６）に適応される、請求書１０記載の配電ラック（３０）。
【請求項１２】
一組のバスバーチャンネル（５０）の上に覆いかぶさる非電導性カバーをさらに備える、請求項９乃至１１のいずれか記載の配電ラック（３０）。
【請求項１３】
前記一組のバスバー導体（５２）は、一組のバスバーチャンネル（５０）を過ぎて延びるとともに前記電源に接続するようになされたコネクタを有する、請求項９乃至１２のいずれか記載の配電ラック（３０）。
【請求項１４】
前記一組のスロット（４４）は、一組の平行なエレクトロニクスカードを受け入れるようにさらに構成されている、請求項９乃至１３のいずれか記載の配電ラック（３０）。
【請求項１５】
前記バスバー導体（５２）のサブセットは、前記電源からＡＣ電力またはＤＣ電力の一方を受け取るように構成されている、請求項９乃至１４のいずれか記載の配電ラック（３０）。
【請求項１６】
前記少なくとも１つの電気コンタクト（５６）はばねクリップである、請求項９乃至１５のいずれか記載の配電ラック（３０）。
【請求項１７】
一組の電子カード（４０）を受け入れるようになされている一組のスロット（４４）を有するマニホールド（３２）と、
前記一組のスロット（４４）に直角の前記マニホールド（３２）の壁（３６）であって前記壁（３６）を貫く一組の穴（６２）を有する壁（３６）内に配設された一組のバスバーチャンネル（５０）と、
前記一組のバスバーチャンネル（５０）内に受け入れられるように構成されるとともに電源と結合するようになされた少なくとも１つの端部を有する一組のバスバーセグメント（５３）と、
前記一組のバスバーセグメント（５３）と結合されているとともに、前記一組の穴（６２）を通じて延び前記一組のスロット（４４）内に受け入れられた一組の電子カード（４０）と結合するように構成されている一組の電気コンタクト（５６）と
を備え、
前記一組のバスバーセグメント（５３）は、前記一組のスロット（４４）内に受け入れられた選択した一組の電子カード（４０）と結合するように前記一組のバスバーチャンネル（５０）内に選択され配置されるモジュール式バスバー接続システム。
【請求項１８】
前記一組のバスバーセグメント（５３）は、可変長を有する、請求項１７記載のモジュール式バスバー接続システム。
【請求項１９】
前記一組のバスバーチャンネル（５０）のために一組の非電導性カバーをさらに備える、請求項１７または１８記載のモジュール式バスバー接続システム。
【請求項２０】
前記一組の電気コンタクト（５６）は、ばねクリップを備える、請求項１７乃至１９のいずれか記載のモジュール式バスバー接続システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、配電ラック組立体に関する。
【背景技術】
【０００２】
航空機配電システムに見い出されるものなどの電力システムは、航空機のシステムまたはサブシステムに電力を供給するために電気を発生させる発電機などの発電システムまたは電源を用いる。電気が電気バスバーを横断して電源から電気負荷へ電力を送達するとき、電力系統全体にわたって分散された配電ノードは、電気負荷へ送達される電力が負荷のために設計された電力基準を満たすことを確実にする。配電ノードは、例えば、昇圧または降圧の電力変換、直流（ＤＣ）から交流（ＡＣ）への電力変換すなわちＡＣ／ＤＣ電力変換、またはスイッチング動作をさらにもたらして、例えば、利用可能な配電供給、電気負荷の機能の臨界、または離陸動作、巡航動作、もしくは地上動作などの航空機の動作モードに応じて、特定の電気負荷へ電力を送達することを選択的に可能にするまたは無効にすることができる。
【０００３】
典型的な配電ノードは、前述の変換機能またはスイッチング機能を提供するために、例えば、いくつかの電子カードを備えるための１つまたは複数のラック組立体を含む。典型的には、このラック組立体は、最小の構成可能な設置容積内に収容されるように最適化されておらず、必要よりも大きいラック組立体をもたらすとともに、使用されないまたは十分使用されないコンポーネントをもたらす。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第４１６４３６２号
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一態様では、配電ラック組立体は、マニホールドであって、マニホールド内の一組のスロット、および壁であってスロットと直角に壁の少なくとも一部に沿って延び壁内に一組の穴を有する一組のバスバーチャンネルを備えた壁を有するマニホールドと、少なくとも１つの電力入力コネクタ、少なくとも１つの電力出力コネクタ、およびパワーエレクトロニクスを有する少なくとも１つの電子カードであって、少なくとも１つの電力入力コネクタで受け取った電力を少なくとも１つの電力出力コネクタへ送るように構成され、一組のスロット内に受け入れられるように構成されている少なくとも１つの電子カードと、一組のバスバーチャンネル内に受け入れられるように寸法作製されるとともに、電源から電力を受け取るようになされている一組のバスバー導体であって、そこに接続されるとともに一組の穴を通じて延びるように寸法作製された少なくとも１つの電気コンタクトを有する一組のバスバー導体とを備える。少なくとも１つの電子カードは一組のスロット内に選択的に受け入れることができ、一組のバスバー導体は一組のバスバーチャンネル内に選択的に受け入れることができ、少なくとも１つの電気コンタクトは少なくとも１つの電力入力コネクタと選択的に結合されて電源と少なくとも１つの電力出力コネクタの間の連続性を選択的に構成する。
【０００６】
別の態様では、配電ラックは、少なくとも１つの電力入力コネクタ、少なくとも１つの電力出力コネクタ、およびパワーエレクトロニクスを有する一組の電子カードを受け入れるように構成されているマニホールド内に備えられた一組のスロットであって、少なくとも１つの電力入力コネクタで受け取った電力を少なくとも１つの電力出力コネクタへ送るように構成されている一組のスロットと、一組のスロットと直角にマニホールド内に配設される一組のバスバーチャンネルと、一組のスロット内に受け入れられた一組の電子カードにアクセスできるようにする一組のバスバーチャンネル内に位置決めされた少なくとも１つの穴と、一組のバスバーチャンネル内に受け入れられるとともに電源に接続するように構成されている一組のバスバー導体であって、そこに接続されるとともに少なくとも１つの穴を通じて延びる少なくとも１つの電気コンタクトを有する一組のバスバー導体とを備える。少なくとも１つの電気コンタクトは、電源と少なくとも１つの電力出力コネクタの間の連続性を確立するように一組のスロット内に受け入れられた一組の電子カードの少なくとも１つの電力入力コネクタと結合することができる。
【０００７】
さらに別の態様では、モジュール式バスバー接続システムは、一組の電子カードを受け入れるようになされている一組のスロットを有するマニホールドと、一組のスロットに直角のマニホールドの壁であって壁を貫く一組の穴を有する壁内に配設された一組のバスバーチャンネルと、一組のバスバーチャンネル内に受け入れられるように構成されるとともに電源と結合するようになされた少なくとも１つの端部を有する一組のバスバーセグメントと、一組のバスバーセグメントと結合されているとともに、一組の穴を通じて延び一組のスロット内に受け入れられた一組の電子カードと結合するように構成されている一組の電気コンタクトとを備える。一組のバスバーセグメントは、一組のスロット内に受け入れられた選択した一組の電子カードと結合するように一組のバスバーチャンネル内に選択され配置される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】航空機、およびこの航空機の配電システムの上から見下ろした概略図である。
【図２】配電ラック組立体の斜視図である。
【図３】バスバー導体を有する配電ラック組立体の壁の分解斜視図である。
【図４】理解を容易にするためにラック組立体の壁が取り除かれている、バスバー導体と電子カードの配列を示す図２の線ＩＶ−ＩＶに沿った部分展開斜視図である。
【図５】理解を容易にするためにラック組立体の壁が取り除かれている、組み立てられたバスバー導体および電子カードを示す図４の部分斜視図である。
【図６】電源から一組の電力出力コネクタへ電力を分配する方法の流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
記載された本発明の実施形態は、モジュール式配電ラックに関連した方法および装置に向けられている。そのような方法および装置を使用することができる環境の一例には、限定されるものではないが、航空機用の配電システムが含まれる。本説明は、主に、航空機用の配電システムの方に向けられているが、それは、入力電力が受け取られ、（必要であれば）作用を受け、例えば、変換または変更され、１つまたは複数の電気負荷へ分配されるノードベースの配電システムを用いる任意の環境にも適用可能である。
【００１０】
図１に示されるように、航空機１０は、左エンジンシステム１２および右エンジンシステム１４として示された少なくとも１つのガスタービンエンジンを有するものとして示されている。代替として、この電力系統は、より少ないまたはさらなるエンジンシステムを有することができる。左および右エンジンシステム１２、１４は、実質的に同一とすることができ、発電機械または発電機１８などの少なくとも１つの電源をさらに備えることができる。例えば、アクチュエータ負荷、フライトクリティカル負荷、および非フライトクリティカル負荷などの一組の電力を消費するコンポーネントまたは電気負荷２０をさらに有する航空機が示されている。電気負荷２０は、例えば送電線２２またはバスバー、および配電ノード１６を含む配電システムを介して発電機１８のうちの少なくとも１つと電気的に結合されている。図示した図１の本発明の実施形態は、配電システムの非限定の一例に過ぎず、図示したものに加えて、他の多くの可能な実施形態および構成が、本開示によって企図されることが理解されよう。さらに、図１に示した様々なコンポーネントの個数および配置は、本開示に関連した実施形態の非限定の例でもある。
【００１１】
航空機１０では、動作中の左および右エンジンシステム１２、１４は、発電機１８に駆動力を与えるために、典型的にはスプールを介して取り出すことができる機械的エネルギーを与える。発電機１８は、ＡＣ電力またはＤＣ電力などの電力を発生させ、発生した電力を送電線２２に供給し、この送電線２２は、航空機１０全体にわたって位置決めされた配電ノード１６へ電力を送達する。配電ノード１６は、負荷の動作のために所望の電力を電気負荷２０に供給するために、送電線２２を介してＡＣ電力またはＤＣ電力を受け取り、必要に応じて、スイッチング、電力変換、または分配管理機能を実現することができる。
【００１２】
配電管理機能の例は、限定するものではないが、特定の電気負荷２０、例えば、利用可能な配電供給、電気負荷２０の機能の臨界、または離陸動作、巡航動作、もしくは地上動作などの航空機の動作モードに応じて、特定の電気負荷２０へ電力を送達することを選択的に可能にするまたは無効にすることを含み得る。さらなる管理機能が含まれてもよい。さらに、非常用電源、ラムエアタービンシステム、スタータ／発電機、またはバッテリなどの電気負荷２０に電力を供給するための追加の電源が備えらえてもよく、電源の代わりになることができる。本発明の一実施形態が航空機環境において示されているが、本発明はそれに限定されず、他の自動車用途、ならびに非自動車産業用途、商業用途、および住宅用途などの非航空機用途における電力システムに一般的に適用されることを理解されよう。
【００１３】
図２は、配電ラック組立体３０の形態で配電ノード１６の一実施形態を示す。ラック組立体３０は、図示したように、対向した非導電側壁３４、非導電上壁３６、およびこの上壁３６の向かいにある非導電底壁３８を備えた箱状構成を有するマニホールド３２を備えることができる。本明細書に上壁３６として示されたラック組立体３０の少なくとも１つの壁は、上壁３６の少なくとも一部に沿って延びる一組のバスバーチャンネル５０をさらに備えることができる。マニホールド３２は、マニホールド内に装着されることになる電子カード４０を受け入れるとともに案内するように構成された一組のスロット４４をマニホールド内にさらに画定する。スロット４４は、上壁３６および底壁３８などの壁のうちの１つまたは複数にある突出部によって画定することができ、そのような突出部には限定するものではないがリブ、リッジ、ボスなどが含まれる。スロット４４は、スロット４４内に受け入れられる一組の電子カード４０がバスバーチャンネル５０と直角、すなわちそれと直交するように配置することができる。図２には、他のカード４０に対しておよび側壁３４に対して平行に位置決めされた電子カード４０が示されており、この電子カード４０の１つは、対応するスロット４４内に部分的に受け入れられている。
【００１４】
一組のエレクトロニクスカード４０は、対向する側壁３４に対して平行にかつその中間にさらに位置決めされるが、本開示の各実施形態は、電子カード４０のサブセットが平行に構成されている構成、または電気カード４０の異なるサブセットが異なる平行な構成で構成されている構成を備えてもよい。さらに、ラック組立体３０がマニホールド３２内に示されているが、代替のマニホールド構成（例えば、形状、外形、輪郭）が考えられ、少なくとも部分的には動作環境内の空間制限に基づいて決定され得る。
【００１５】
加えて、上述したラック組立体３０が側壁３４、上壁３６、および底壁３８を画定するが、壁３４、３６、３８は、ラック組立体３０自体の位置、回転、および配置に基づいて交換可能に画定することができることが理解されよう。例えば、上壁３６は、図２においてアップライトな水平の上壁として示されているが、例えば、必要に応じて組立体３０を航空機に取り付けるためにラック組立体３０を時計方向に９０度回転させることによって、前述の上壁３６は側壁３４として事実上位置合わせされることになり得る。したがって、「上」壁３４、「底」壁３６、および「側」壁３８の言及は、示された図について単に言及しているものであり、実際には交換可能であり得ることが理解されよう。
【００１６】
前述の壁３４、３６、３８の少なくとも一組は、ラック組立体３０が意図された形状、外形、または輪郭を保持するとともに一組の電子カード４０を支持するのに必要な構造剛性、および限定するものではないが、離陸中および着陸中に航空機の振動または組立体３０にかかる力を含む任意の必要な環境配慮をもたらすことができる。例えば、組立体３０の少なくとも一部を航空機の表面または壁などの別の構造に取り付けるための取付けブラケット４２を有するラック組立体３０が示されている。任意の適切な取付け材料または取付け技法が、利用可能であり、限定するものではないが、メカニカルファスナ、ねじ、エポキシ、接着剤、または力もしくは張力による取付け具を含み得る。
【００１７】
さらに、側壁３４または底壁３８は非導電性として説明されてきたが、本発明の各実施形態は、必要な剛性を与えるように限定するものではないがアルミニウム、銅などを含む導電性材料から機械加工または製造され、電気コンポーネント中の導通を保護することが必要であり得るときに非電導性塗料、エポキシ、または非電導性品質を与える材料でコーティングされた壁３４、３８を含むことができる。代替として、本発明の各実施形態は、例えば、ラック組立体３０に組み込まれた任意の電子機器のための電気的な接地経路を与えるために、少なくとも一部電導性である側壁３４、底壁３８、および／または取付けブラケット４２を備えることができる。さらに、本発明に関連しないが、ラック組立体３０の実施形態は、熱管理設計関係に適したまたは必要なように、空気または液体などの冷媒が内部のラック組立体３０を横断することを実現するために、細孔、穿孔、または入口／出口の組み合わせを含むこともできる。
【００１８】
次に図３を見ると、ラック組立体３０は、対応する一組のバスバーチャンネル５０内に受け入れられるような寸法に作製された少なくとも１つの一組のバスバー導体５２をさらに備えることができる。図示されるように、一組のバスバー導体５２は、任意の個数の導電性バスバーセグメント５３を備えることができる。セグメント５３は、第１の端部５４と、１つまたは複数の電気コンタクト５６とを備えることができる。電気コンタクト５６は、例えば、それぞれのセグメント５３から離れるように延びる（図３に示されるような）ばねクリップを備えることができる。第１の端部５４は、電源（図示せず）のコネクタに取り付けるように構成および適合することができ、または電源（図示せず）のコネクタとして働くことができる。加えて、第１の端部５４は、一組のバスバー導体５２が対応するバスバーチャンネル５０に受け入れられたときに、第１の端部が上壁３６などのチャンネル５０を有する壁の縁部５５を過ぎて延びることができるよう位置決めすることができる。別の言い方をすると、第１の端部５４は、電源との電気的結合を達成するために壁端を過ぎて延びるように構成することができる。
【００１９】
一組のバスバー導体５２は、様々なセットまたは個数のバスバーセグメント５３を備えることができるとともに、セグメント５３について異なるセグメント長をさらに備えることができる。この意味で、一組のバスバー導体５２は、異なるセグメント５３によって対応するバスバーチャンネル５０の少なくとも一部の中でまとまって延びることができる。例えば、図示のように、バスバー導体５２の第１のセット５８は、バスバー導体５２の第２のセット６０におけるバスバー導体５２の各セグメント長および個数とは異なるセグメント５３の各セグメント長および個数を有することができる。同様の各長さおよび個数のバスバーセグメント５３を有するいくつかの一組のバスバー導体５２が示されているが、前述の構成を任意に統合したもの、例えば、限定するものではないが、一組の導体５２について異なる個数のセグメント５３、もしくは一組の導体５２のセグメント５３について異なる長さ、または一組の導体５２についてそれぞれのセグメント５３の組み合わせを有するものは、本発明の各実施形態に含まれ得る。例えば、本発明の各実施形態は、対応するバスバーチャンネル５０の全長に沿って延びるセグメントを有することができる。言い換えると、バスバー導体５２の個数、長さ、および配置は、任意のラック組立体３０について完全に構成可能および選択可能である。
【００２０】
バスバーセグメント５３は、それぞれのセグメント５３と電気的に結合されているばねクリップなどの一組の電気コンタクト５６を備えるようにさらに構成され得るとともに、一組の導体５２がチャンネル５０によって受け入れられるときにバスバーチャンネル５０またはこのバスバーチャンネル５０を有する壁３６内の対応する穴６２のセットを通じて延びるように位置決めされ得る。バスバーチャンネル５０内の穴６２のセットは、バスバーチャンネル５０を支持する穴６２の側の底の一部を有するバスバーチャンネル５０の底の一部または大部分にわたって延びるわずか単一の細長い穴であってもよいことが理解されよう。電気コンタクト５６は、電子カード４０のうちの１つまたは複数のものなどの別のコンポーネントと電気的に結合するように箱ラック組立体３０内で到達するまで対応する穴６２を通って少なくとも部分的に延びるようにさらに構成または寸法作製するこができる。図示の構成は、電気コンタクト５６と対応する穴６２について１対１の構成を示すが、本発明の各実施形態は、例えば、穴６２のサブセットだけが対応する電気コンタクト５６を受け入れるように予め定められた個数または位置のそれぞれの穴６２を有するバスバーチャンネル５０を備えることができる。別の実施形態では、使用されていないまたは十分利用されていない穴６２は、バスバーセグメント５３または一組の導体５２とラック組立体３０内の電導性コンポーネントとの意図しない電気的結合を防ぐために、プラグまたは他の適切な埋込み材で恒久的にまたは一時的に満たすことができる。電気コンタクト５６は、任意の適切な電導性手段、例えば、限定するものではないが溶接によって、またはメカニカルファスナを用いてそれぞれのセグメント５３と電気的に結合することができる。さらに、ばねクリップは電気コンタクト５６の非限定の一例であるが、本明細書中に説明されるように、例えば、そのような電気コンタクトが、電気カード４０をスロット４４内に選択的に受け入れることをやはり可能にするのであれば、任意の適切な電気コンタクトデバイスが電子カード４０と電気的に結合するために利用されてもよい。
【００２１】
ラック組立体３０は、セグメント５３、一組のバスバー導体５２、または一組のバスバーチャンネル５０のうちの少なくとも１つの上に覆いかぶさるように構成された任意選択の非電導性セグメントカバー６４をさらに備えることができ、上壁３６として示されたバスバーチャンネル５０を有する壁と結合することができる。物理的結合がそれぞれのセグメント５３との任意の電導性結合を関係付けない限り、カバー６４と壁３６の間で物理的に結合する任意の適切な方法が含まれてもよい。セグメントカバー６４は、一組のバスバー導体５２と航空機１０内の任意の外部の導電性コンポーネントとの間に電気絶縁を与えるようにバスバー導体５２および／またはバスバーチャンネル５０の上に覆いかぶさることができる。それぞれのセグメント５３の第１の端部５４を覆うカバー６４は図示されていないが、代替の本発明の各実施形態は、電力入力コネクタを航空機１０内の他の電導性コンポーネントからさらに電気的に隔離するために、１つまたは複数の第１の端部５４の上にさらに覆いかぶさる非電導性設計を備えてもよい。さらに、カバー６４自体は、図示のように、それぞれのセットのバスバー導体５２または１つまたはその複数のセグメント５３に一致され、適合され、または適応され得るが、カバー６４は、バスバーチャンネル５０の全長に及ぶ、２つ以上のセットのバスバー導体５２もしくはセグメント５３の上に覆いかぶさるように及ぶ、壁３６の表面全体に及ぶ、またはそれぞれのセットのバスバー導体５２またはセグメント５３（例えば、覆いかぶさる正方形、長方形など）により外形が合わせることができることを理解されよう。
【００２２】
図３に示されたものに加えて他の多くの可能な実施形態および構成が、本開示によって考えられる。例えば、図示された実施形態は、単一のバスバーチャンネル５０または一組のバスバーチャンネル５０が、壁３６の対向した縁部から、バスバーチャンネル５０の単一組によって受け入れられるバスバー導体の第１のセット５８およびバスバー導体の第２のセット６０によって示されるような２つ以上のセットのバスバー導体５２を受け入れできることを示す。この非限定の例では、導体５８、６０の第１および第２のセットのセグメント５３は、それぞれのバスバーチャンネル５０の少なくとも非電導性の空間または部分によって他から電気的に隔離されている。別の例では、非電導性カバー６４は、対向したセグメント５３を電気的に隔離するために、チャンネル５０によって受け入れられる非電導性部分をさらに備えることができる。さらに別の例では、非電導性セグメントは、対向したセグメント５３を電気的に隔離するようにバスバーチャンネル５０に挿入することができ、これは、例えば、ファスナまたはカバー６４によってさらに固定することができる。
【００２３】
さらに別の可能な実施形態は、それぞれのセットのバスバー導体５２、またはバスバー導体５２のサブセットが少なくとも１つの電源から異なる電源入力を受け取ることを考える。例えば、バスバー導体５２の第１のセット５８は、セグメント５３の第１の端部５４で交流（ＡＣ）電力を受け取るように構成することができる。さらに、本実施形態を拡張すると、（第１のセット５８として壁３６の同じ縁部５５に構成され示されているように）対応する三組の導体は、三相交流電源の一相を受け取ることができる。代替として、第１のセット５８は、セット５８に示された３つのセグメント５３で個々にＡＣ電力の三相を受け取るように構成されてもよい。代替として、本発明の一実施形態は、バスバー導体５２の第２のセット６０におけるセグメント５３の第１の端部５４で直流（ＤＣ）電力を受け取る導体５２のサブセットを考える。そのような実施形態では、ラック組立体３０は、例えば、壁３６の一縁部５５におけるセグメント５３の第１の端部５４で全てのＤＣ電源入力を受け取るように構成することができ、一方、全てのＡＣ電源入力は、壁３６またはバスバーチャンネル５０の対向した縁部５５においてセグメント５３の第１の端部５４で受け入れられる。代替として、異なった位相、電圧等を含むＡＣ電力またはＤＣ電力の任意の組み合わせは、壁３６またはチャンネル５０の縁部５５のいずれかで受け入れられるとともに、限定するものではないが、単一組の導体５２内の個々のセグメント５３を含む複数のセグメント５３または複数組の導体５２の任意の組み合わせへ送達されてもよい。
【００２４】
図４は、図２の線ＩＶ−ＩＶからとった一組のバスバー導体５２と電子カード４０の間の結合の一例の背面斜視図を示す。理解を容易にするために、ラック組立体３０および壁３４、３６、３８が現在の図から取り除かれているが、本開示は、一組のバスバー導体５２と電子カード４０の間の結合が組立体３０自体内で行われることを考える。
【００２５】
図示のように、電子カード４０は、一組のバスバー導体５２、少なくとも１つのパワーエレクトロニクスコンポーネント７４、および電子負荷２０とさらに電気的に結合するように構成された少なくとも１つの電力出力コネクタ７６に最も近い電子カード４０の上縁部７２上の一連の３つの電導領域として示された少なくとも１つの電力入力コネクタ７０をさらに備えることができる。パワーエレクトロニクスコンポーネント７４は、例えば、利用可能な配電供給、電気負荷の機能の臨界、または離陸動作、巡航動作、もしくは地上動作などの航空機の動作モードに応じて、１つまたは複数の特定の電気負荷２０へ電力を送達することを選択的に可能にするまたは無効にするために、例えば、スイッチング動作または電力変換動作（例えば、ＡＣ／ＤＣ変換、ＤＣ／ＡＣ変換、第１のＤＣ電力から第２のＤＣ電力へなど）を実現するように構成することができる。電子カード４０は、１つまたは複数の電力入力コネクタ７０によって受け取られる電力をスイッチング動作または変換動作用の少なくとも１つのパワーエレクトロニクスコンポーネント７４へ送るように構成することができ、これは少なくとも１つの電力出力コネクタ７６へさらに送達される。示した例では、点線７８に示された導電性経路を介して電力を送ることが示されている。電力入力コネクタ７０の非限定の例が３つの電導領域として示されてきたが、代替の電力入力コネクタ７０が考えられてもよい。例えば、代替の本開示の各実施形態は、さらなる電導領域または接触領域を画定するように３つの電導領域をささらに細分することができる。そのような実施形態では、電力を送ることは、それに応じて構成され得る。
【００２６】
エレクトロニクスカード４０が矢印によって示される方向８０にそれぞれのスロット４４内に選択的に受け入れられるとき、カード４０の上縁部７２は、壁３６を通じてラック組立体３０の中に延びる１つまたは複数の電気コンタクト５６を介して受け入れることができる。この例では、カード４０の上縁部７２は、それぞれのスロット４４またはラック組立体３０の適応されたまたは案内された経路によってさらに案内されまたは電気コンタクト５６と位置合わせされ得る。さらに、電子カード４０、ラック組立体３０、および／または電気コンタクト５６のうちの少なくとも１つは、カード４０がスロット４４によって完全に受け入れられるときに、電気コンタクト５６は、電子カード４０の上縁部７２上のそれぞれの電力入力コネクタ７０と適切に位置合わせされるとともに電気的に結合するように構成することができる。電子カード４０、スロット４４、またはラック組立体３０のうちの少なくとも１つを有する上縁部７２または電力入力コネクタ７０と１つまたは複数の電気コンタクト５６の適切な位置合わせを確実にする追加の構成が含まれ得る。
【００２７】
この意味で、ラック組立体３０のスロット４４が、完全にまたは適切に電子カード４０を受け入れ完了したときは、セグメント５３または一組のバスバー導体５２の第１の端部５４で発電機１８などの電源から電力が受け入れられセグメント５３または一組のバスバー導体５２から少なくとも１つの電気コンタクト５６および対応する電力入力コネクタ７０を介して電子カード４０へ送達されるように電気経路または連続性が定められ、この電力は電子カード４０上の少なくとも１つのパワーエレクトロニクスコンポーネント７４によって受け入れられる。パワーエレクトロニクスコンポーネント７４は、電力に作用することができ、例えば、ある種のスイッチング動作または変換動作を実行し、そしてこの電力を、少なくとも１つの電気負荷２０にさらに電気的に接続されている電子カード４０上の少なくとも１つの電力出力コネクタ７６へ送達する。図５は、電子カード４０がカード４０の電力入力コネクタ７０と位置合わせされる一組の電気コンタクト５６を介して一組のバスバー導体５２と電気的に結合されている図４の構成を示す。この意味で、図５は、電子カード４０がラック組立体３０のスロット４４内に完全に受け入れられるやり方を示す。
【００２８】
一組のバスバー導体５２の１つの電気コンタクト５６およびセグメント５３と結合されている３つの電導領域（電力入力コネクタ７０）を有する電子カード４０が示されているが、代替の構成が考えられる。例えば、示した例は、電子カード４０に三相交流電源（例えば、対応するセグメント５３または一組のバスバー導体５２から一相）を供給することができるが、ラック組立体の他のスロット４４内に受け入れられる他の電子カード４０は、単相もしくは二相のＡＣ電力、または１つまたは複数のＤＣ電源入力を受け入れることができる。電子カード４０は、例えば、（例えば、より少ない電力入力コネクタ７０で、または所望の電源入力電気コンタクト５６とだけ位置合わせするように上縁部７２に沿って構成された電力入力コネクタ７０で）所望の電源入力を受け取り、スイッチング動作または変換動作の後に適切な電源出力を供給するように特に構成または選択することができる。
【００２９】
本明細書中に記載され各実施形態の選択可能性および構成可能性は、（発電機１８などの）電源から一組の電力出力コネクタ７６または航空機１０の少なくとも１つの電気負荷２０へ電力を分配するためのモジュール式配電ラック組立体３０を画定することができる。例えば、航空機１０の一部における知られている一組の電気負荷２０は、予め定められたまたは所望の一組の電気出力７６を定めることができる。所望の電気出力７６および電源によって供給される一組の電力を知ると、一組の電子カード４０は、電源によって供給される電力を所望の電気出力７６へ変更するように選択することができる。この意味で、電子カード４０は、供給される電力および所望の電気出力７６に少なくとも一部基づいて選択可能であり、またはモジュール式である。電子カード４０は、配電ノード１６においてラック組立体３０内にさらに配置および受け入れ可能であり、壁３６、バスバーチャンネル５０、またはチャンネル穴６２の少なくとも１つは、選択された電子カード４０にアクセスできるように選択することができる。この意味で、壁３６、バスバーチャンネル５０、またはチャンネル穴６２の少なくとも１つは、選択された一組の電子カード４０に少なくとも一部基づいて選択可能またはモジュール式である。
【００３０】
さらに、一組の電子カード４０、壁３６、バスバーチャンネル５０、チャンネル穴６２の配置、および電源によって供給される電力、電力ラック組立体３０は、一組の電子カード４０、電力入力コネクタ７０、またはチャンネル穴６２の少なくとも１つに対応する電気コンタクト５６を有するセグメント５３または一組のバスバー導体５２を選択することによってさらにカスタマイズすることができ、所望の電源入力は、チャンネル穴６２を貫いて一組の電子カード４０の電力入力コネクタ７０までマニホールド３２の中に延びる電気コンタクト５６を通じて、セグメント５３の第１の端部５４または一組のバスバー導体５２を介して適切に供給される。この意味で、セグメント５３、一組のバスバー導体５２、および電気コンタクト５６の配置は、電源によって供給される電力、または前述した配置に少なくとも一部基づいて選択可能またはモジュール式である。
【００３１】
本明細書に説明されるように、セグメント５３または一組のバスバー導体５２の電気的隔離を確実にするようなモジュール式コンポーネントのさらなる選択が決定または選択されてもよい。さらなる選択は、例えば、限定するものではないが、非電導性セグメントまたはカバー６４を含んでもよい。上述したモジュール式コンポーネントを利用して、配電ノード１６は、知られたまたは予め決定された一組の電気出力７６または負荷２０に要求される知られたまたは予め決定された電力を電源から電源出力へ調整しまたは送るための一組の電子カード４０を含むように選択的に構成または決定することができる。
【００３２】
図６は、発電機１８などの電源から一組の電力出力コネクタ７６へ電力を分配する方法１００の一例を示す。方法１００は、一組の電力入力コネクタ７０で受け取った電力を一組の電力出力コネクタ７６へ送るように構成された一組の電導領域などの電力入力コネクタ７０、一組の電力出力コネクタ７６、および少なくとも１つのパワーエレクトロニクス７４を有する一組の電子カード４０をラック組立体３０内の一組のスロット４４に挿入する「挿入ステップ」１１０を含むことができる。方法１００は、電源へのコネクタ、例えば、セグメント５３の第１の端部５４と、電子カード４０のそれぞれの電力入力コネクタ７０に結合するように壁を通じて延びる電気コンタクト５６などの電気接点とを有する一組のバスバー導体５２をラック組立体３０の壁へ取り付ける「取付けステップ」１２０をさらに含むことができる。方法１００は、一組の電子カード４０、一組のバスバー導体５２、および電気コンタクト５６が発電機１８から一組の電力出力コネクタ７６へ電力を分配するように選択および配置されるように実施することができる。前述のモジュール方式は、選択したバスバーチャンネル５０内にバスバー導体５２のサブセットを選択または配置し、バスバー導体５２のサブセット上に電気コンタクト５６のサブセットを選択および／または配置してマニホールド３２内の選択したスロット４４内に受け入れられる選択した電子カード４０への電力分配を設定することによりさらに実施することができる。
【００３３】
示した順序は、説明のためのものに過ぎず、方法１００を限定することを少しも意味しておらず、方法の一部は異なる論理的な順番で進めることができ、追加の部分もしくは介在する部分が含まれてもよく、または説明した方法の一部が複数の部分に分割されてもよく、または説明した方法の一部が説明した方法を損なうことなく省略されてもよいことが理解される通りである。例えば、取付けステップ１２０は、挿入ステップ１１０の前に行われてもよい。
【００３４】
上記の図に示されたものに加えて、他の多くの可能な実施形態および構成が、本開示によって考えられる。例えば、一実施形態は、それぞれの電子カード４０の電力出力コネクタ７６に対応する一組の開口を有する背壁を備えたラック組立体３０を考えている。この実施形態では、背壁の開口は、選択されたまたは特定の少なくとも１つの電力出力コネクタ７６または電子カード４０に適応され得る。別の例では、上述したように、ラック組立体３０自体は、構成に基づいて選択可能であり得る。例えば、３枚の電子カード４０しか必要としない配電ノード１６は、航空機１０内の設置容積を最小にするために、正確に３つのスロット４４を有するラック組立体を選択することができる。加えて、様々なコンポーネントの設計および配置は、いくつかの異なる直列の構成が実現できるように再配置されてもよい。
【００３５】
本明細書中に開示された実施形態は、特定の必要または所望の配電ノード用に電源ラック組立体を適合またはカスタマイズするために一連の設定可能なコンポーネントを利用することによって電源から一組の電源出力接続へ電力を分配する電源ラック組立体のための方法および装置を提供する。上記実施形態において実現できる利点の１つは、特殊化された配電の必要に適合することは、分配ノード（例えば、不必要である電源用の電子カード、またはセグメントもしくは一組の導体などに結合しないばねクリップなど）に含まれた不必要なコンポーネントの個数を減少させることができることである。さらに、ラック組立体自体は、特定のノード動作に必要な予期された個数の電子カードに適合された限られた個数のスロットのみを与えるように選択することができる。コンポーネントの個数を減少させるとともに全設置パッケージ容積を減少させることによって、上述した本発明の各実施形態は、従来の配電システムより優れた重量およびサイズの利点を有する。
【００３６】
上述した実施形態の別の利点は、不必要なコンポーネントの個数を減少させることによって、配電ラック組立体またはノードのコストを下げることができるというものである。さらに、システムとしての部品の個数を減少させることによって、分配システム、ラック組立体、またはノードを本来のより信頼できるものにさせる。上述した実施形態のさらに別の利点は、ラック組立体のより小さい設置容積は、ノードによってサービスを提供される電気負荷のより近くに組立体を設置することを可能にすることができる。このより近くへの近接によって、組立体出力と相互接続する電線の長さが減少することになり、したがって配線によって対応する重量が減少することである。
【００３７】
航空機コンポーネントを設計するとき、取り組むべき重要なファクタは、サイズ、重量、および信頼性である。上記の配電ラックによって、重量が減少し、サイズがより小さくなり、性能が向上し、信頼性システムが増加することになる。部品の個数を減少させること、およびメンテナンスを軽減することによって、製品コストが減少し、動作コストも減少することになる。重量およびサイズの減少は、飛行中に競争力ある利点に関連する。
【００３８】
まだ説明されていない範囲で、様々な実施形態の異なる特徴および構造が、必要に応じて、他のものと組み合わせて使用することができる。各実施形態の全部に一の特徴を示すことができないことは、できないものと解釈されることを意味しておらず、説明を簡潔にするためになされるものである。したがって、異なる実施形態の様々な特徴は、必要に応じて、新しい実施形態が明確に説明されてようとなかろうと、新しい実施形態を形成するように混合および適合されてもよい。さらに、「一組の」様々な要素が説明されているが、「一組」は、１つだけの要素を含む任意の個数のそれぞれの要素を含むことができることが理解されよう。本明細書中に記載された特徴の全ての組み合わせまたは並べ替えは、本開示によって含まれる。
【００３９】
本明細書は、例を用いて本発明を最良の形態を含めて本発明を開示し、任意の装置またはシステムを作製および使用し、任意の組み込まれた方法を実行するなど本発明を当業者が実践することも可能にする。本発明の特許性のある範囲は、特許請求の範囲によって定められ、当業者が思い付く他の例を含み得る。そのような他の例は、それらが特許請求の範囲の文言と異ならない構成要素を有する場合、またはそれらが特許請求の範囲の文言からわずかに異なる等価な構成要素を含む場合、特許請求の範囲内にあることが意図される。
【符号の説明】
【００４０】
１０  航空機
１２  左エンジンシステム
１４  右エンジンシステム
１６  配電ノード
１８  発電機
２０  電気負荷
２２  送電線
３０  配電ラック組立体
３２  マニホールド
３４  側壁
３６  上壁
３８  底壁
４０  電子カード
４２  取付けブラケット
４４  スロット
５０  バスバーチャンネル
５２  一組のバスバー導体
５３  バスバーセグメント
５４  第１の端部
５５  壁縁部
５６  電気コンタクト
５８  バスバー導体の第１のセット
６０  バスバー導体の第２のセット
６２  穴
６４  セグメントカバー
７０  電力入力コネクタ
７２  縁部
７４  パワーエレクトロニクスコンポーネント
７６  出力コネクタ
７８  導電性経路
８０  スロット内に受け入れられたカードの方向
１００  方法
１１０  挿入ステップ
１２０  取付けステップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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