用于电气化天花板网格的连接器的制造方法
【专利摘要】一种用于安装在其中具有导体的天花板网格上的连接器组件。触头安装在连接器的壳体内，其中触头具有接触部分。安装构件安装在壳体内，其中安装构件具有网格安装部。凸轮构件提供在壳体内，其中凸轮构件在第一位置和第二位置之间可移动。随着凸轮构件从第一位置移动到第二位置，凸轮构件偏压触头的接触部分而使之与天花板网格的导体形成电接合，并偏压所述安装构件的网格安装部而使之与天花板网格形成机械接合，以提供天花板网格和连接器之间的机械连接。
【专利说明】用于电气化天花板网格的连接器
【技术领域】
[0001]本发明针对连接器，并且，更具体地，是针对用于在电气化网格(grid)的导电元件之间形成低压直流电连接的连接器。
【背景技术】
[0002]将美国的发电厂、输电线和变电站连接到家庭、商业场所和工厂的电网几乎全部在高压交流(AC)的领域内运作。但是，在这些建筑物中见到的设备的越来越多的比例实际上在低压直流(DC)下运作。这些设备包括但不限于数字显示器、遥控器、触敏控制器、发射器、接收器、定时器、发光二级管(LED)、音频放大器、微处理器、其他数字电子器件以及利用可再充电或一次性电池的实际上的所有产品。
[0003]利用低压DC的设备的安装通常被限制在从电压源引出一对导线的位置。期望在低压DC产品的放置和供电方面提高通用性。具体地说，越来越期望在内部建筑物环境中，尤其是在天花板环境中具有诸如功率和信号传输的电气功能性，而没有现有系统的缺点。
[0004]商业建筑空间，诸如办公室、实验室、轻工制造设施、保健设施、会议和宴会厅设施、教育设施、宾馆的公用区域、公寓、退休之家、零售店、饭店等，通常构建有悬挂式天花板。由于它们的很多已经被认识到的益处，这些悬挂式天花板设施是普遍存在的。这种天花板通常包括通过金属丝从上层建筑悬挂的矩形开口网格和由该网格承载并封闭网格元件之间的开口空间的砖片(tile)或面板。
[0005]很多相对低功率的设备现在被支撑在这种天花板上，并且更新的电子设备和器件持续被研发并适于安装在天花板上。当然，天花板结构通常覆盖可占据区域的整个地板空间。这允许天花板能够在被占据空间内电子设备需要的地方支撑该电子设备。建筑物在空间调节、照明、噪声控制、安全和其他应用的能量管理方面变得更加智能。提供包括传感器、致动器、变换器、扬声器、照相机、录像机的这些特征的器件通常都利用低压DC电源。
[0006]常规的网格框架，如在表面覆盖系统中使用的网格框架包括由其间的横穿网格元件交叉的主网格元件。主元件和横穿元件形成多边形开口的网格，诸如面板、照明固定装置、扬声器、运动探测器等的部件可以插入到并支撑在该开口中。在常规框架系统中向诸如照明部件的设备提供电力的已知系统主要是以“按需要”点对点为基础，经由位于网格框架后面的空间中的导管、电缆托架和电气接头，利用引导分立的导线或电缆的方式。
[0007]这些已知系统遭受这样的缺点，即:所需要的导线的网络占据网格框架后面的有限空间，并难于维护或重新构造。此外，当前使用的技术被限制在于所提供的电力不能相对于框架平面从所有方向合理地接取。例如，电力可以从天花板隔层容易地接取，但是不能从悬挂的天花板系统的网格框架的平面之内或之下的区域容易地接取。进一步地，对于那些未经训练、无牌照和/或未授权的人来说，通常可获得的电力水平下的工作是不安全的。
[0008]在利用轨道系统的已知系统中，连接设备具有提供与轨道内提供的导体的电连接的端子。这些轨道也通常需要从网格框架后面的区域的配线和机械支撑。另外，现有的轨道系统通常可以从室内空间看到，并且在美观上不理想。再者，已知的轨道系统通常利用更高电压的AC电源，并连接到AC供电设备，需要专业化安装和维护。
[0009]为了克服现有系统具有的一些问题，内部汇流条被定位在天花板网格中。一个这样的系统在涉及Emerge Alliance的文件中描述。这种系统通过嵌入悬挂式天花板的支撑导轨的两个平行汇流条来提供电力。电连接器与汇流条匹配，以向各种低压设备供电。然而，这些连接器通常难于安装，或者它们制造和组装昂贵并复杂。
【发明内容】
[0010]要解决的问题是对于能够端接于网格框架系统的连接器的需求，该网格框架系统提供低压DC电力连接，该能够相对于网格框架的平面从所有角度安全地使用。本发明实现了这个需求并提供了额外的优点。
[0011]该方案是由用于安装在其中具有导体的天花板网格上的连接器来提供。该连接器具有壳体，其中接触臂安装在壳体内并在接触臂的接触部分未被置于与导体电接合的第一位置和连接器与天花板网格配合时接触部分被置于与导体电接合的第二位置之间可移动。安装构件也定位在壳体内，并在安装构件的网格安装部未被置于与天花板网格机械接合的第一位置和网格安装部被置于与天花板网格机械接合以提供天花板网格和连接器之间的机械连接的第二位置之间可移动。凸轮构件提供在壳体内。该凸轮构件在所述凸轮构件允许接触臂处于其第一位置且安装构件处于其第一位置的第一位置和凸轮构件导致接触臂和安装构件被偏压向它们相应的第二位置的第二位置之间可移动。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]本发明的其他特征和优点将从下面结合附图给出的优选实施例的更详细描述中显见，附图借助于示例图示了本发明的原理。
[0013]图1示出具有连接器可以插入并与其电接合的电气化天花板的室内空间的透视图；
[0014]图2示出可以用于图1的电气化天花板的示例性网格构件的一部分的透视图；
[0015]图3示出根据示例性实施例的示例性连接器的透视图；
[0016]图4示出图3的示例性连接器的正视图；
[0017]图5示出图3的示例性连接器的俯视图；
[0018]图6示出当连接器完全插入到示例性网格构件中时的示例性连接器的透视图；
[0019]图7示出示例性连接器的分解图；
[0020]在任何可能的地方，相同的附图标记将遍及附图用于指代相同或相似的部件。【具体实施方式】
[0021]一种示例性实施例针对用于安装在其中具有导体的天花板网格上的连接器。连接器具有壳体，其中接触臂安装在壳体内并在接触臂的接触部分未被置于与导体电接合的第一位置和连接器与天花板网格配合时接触部分被置于与导体电接合的第二位置之间可移动。安装构件也定位在壳体内，并在安装构件的网格安装部未被置于与天花板网格机械接合的第一位置和网格安装部被置于与天花板网格机械接合以提供天花板网格和连接器之间的机械连接的第二位置之间可移动。凸轮构件提供在壳体内。该凸轮构件在所述凸轮构件允许接触臂处于其第一位置且安装构件处于其第一位置的第一位置和凸轮构件导致接触臂和安装构件被偏压向它们相应的第二位置的第二位置之间可移动。
[0022]一种示例性实施例也针对用于安装在其中具有导体的天花板网格上的连接器。该连接器具有壳体。接触臂安装在壳体内，其中该接触臂具有接触部分。安装构件安装在壳体内，且安装构件具有网格安装部。凸轮构件提供在壳体内，其中凸轮构件在第一位置和第二位置之间可移动。随着凸轮构件从第一位置移动到第二位置，凸轮构件将所述接触臂的接触部分偏压成与所述天花板网格的导体电接合，并且将安装构件的网格安装部偏压成与天花板网格机械接合，以提供天花板网格和连接器之间的机械连接。
[0023]一种示例性实施例也针对用于安装在其中具有导体的天花板网格上的连接器。所述连接器具有壳体。接触臂安装在壳体内，其中接触臂具有接触部分。安装构件安装在壳体内，其中安装构件具有网格安装部。凸轮构件提供在壳体内，其中凸轮构件在第一位置和第二位置之间可移动。凸轮构件是在基本上平行于连接器的纵向轴线的方向上延伸的线性构件。随着凸轮构件从第一位置移动到第二位置，所述凸轮构件将所述接触臂的接触部分偏压成与所述天花板网格的导体电接合，并将所述安装构件的网格安装部偏压成与所述天花板网格机械接合，以提供天花板网格和连接器之间的机械连接。
[0024]下面参照附图，更全面地描述本发明，其中在附图中示出了本发明的说明性实施例。在附图中，区域或特征的相对尺寸为了清楚而被夸大。然而，本发明可以按照很多不同形式实施，而不应理解为局限于在此阐述的实施例中，而是提供这些实施例以使得本公开将全面和完整的，并且向本领域技术人员完整传达本发明的范围。
[0025]应当理解空间相对术语，如“顶部”、“上部”、“下部”等可在此使用以为了说明书容易描述如图中所示的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应当理解空间相对术语意在涵盖在使用或运作中的设备除了图中所示的取向之外的不同取向。例如，如果图中的设备被颠倒，描述为在其它元件或特征“之上”的元件然后将取向为在该其他元件或特征“之下”。从而，示例性的术语“在...之上”可以涵盖之上和之下的两种取向。该设备可以以其他方式取向(旋转90度或者在其它取向处)，在此使用的空间相对术语也相应地解释。
[0026]本发明针对与电气化框架或天花板网格一起使用的连接器。为了说明的目的，图1示出了具有被天花板网格框架14支撑的天花板12的室内空间10。然而，具有网格框架的任何系统，包括地板和墙壁，也可以利用本发明的技术。天花板12可以包括装饰性砖片、声学砖片、绝缘砖片、照明、加热通风和空调(HVAC)通风口、其他天花板元件或盖板及其组合。用于附接到或者从天花板12或框架14悬挂的低压设备16的电力由放置在天花板网格框架14之上的导电材料提供。低压设备16、诸如但不限于发光二级管(LED)灯、扬声器、烟雾或一氧化碳探测器、无线访问点、照相机或摄像机、或其他低压设备可以与该电气化天花板一起使用。
[0027]在所示的示例性实施例中，导电材料设置在多个网格构件中的至少一个的表面上。在图2所示的示例性实施例中，第一和第二导电带18和20设置在网格框架14的网格元件22上。导电带18和20具有相反的极性，S卩，一个是正的，且一个是负的。导体18、20容纳在网格元件22的下部盒24中。更具体地说，在所示的示例性实施例中，常规的下部盒24结构通常具有底壁26、一对侧壁28和一对其间限定有狭槽32的凸缘30。导体18、20定位在所述一对侧壁28的相应表面上。
[0028]提供了一个或多个导体100以将设备16电连接到网格框架14的网格元件22。例如，连接器组件100在网格框架14上的导体18、20与诸如灯的设备16之间提供低压电连接。
[0029]如图3至图7所示，提供了用于在一个或多个设备16和容纳在网格元件22的下部盒24内的导体18、20之间形成低压电连接的示例性连接器组件100。连接器组件100提供所需的电气接口以及将连接器组件100在沿着网格盒24的长度的任意位置处附接到相应网格元件22的盒24上的灵活性。另外，连接器组件100提供了与网格元件22的鲁棒机械连接以及在导体18、20与各种设备16之间的电连接。
[0030]参照图7，示例性连接器组件100包括连接器壳体102，该连接器壳体102包括两个半部104和106。连接器半部104、106基本上是相同的，其中连接器半部104相对于连接器半部106被旋转180度。因此，为了容易解释，仅详细描述连接器半部104。然而，由于连接器半部104、106是相同的，连接器半部104的详细描述同样地可适用于连接器半部106。
[0031]每个壳体是由塑料或具有所需的强度和电绝缘特性的其他材料模制。连接器半部104具有顶部表面110，该顶部表面110被构造成邻接抵靠在网格元件22的相应凸缘30上或定位为紧接该相应凸缘，如将更全面描述的。顶部表面110具有从其延伸的接触突起112。在所示的示例性实施例中，接触突起112定位在顶部表面110的纵向轴线的中点处。开口 114延伸通过顶部表面110。在所示的示例性实施例中，开口 114定位为紧接顶部表面110的端部，并且与接触突起112等间隔。可以使用接触突起112和开口 114的其他定位，而不会背离本发明的范围。
[0032]触头120固定在每个连接器半部104、106内。如图7中最佳示出的，每个触头120具有安装部分122，该安装部分122具有通过其延伸的开口 124。第一接触臂126从安装部分122延伸。第一接触臂126被压入壳体半部104、106内的相应腔室内，提供到壳体半部104、106的正确的位置和附接。第二接触臂128从安装部分122延伸。第二接触臂128具有定位为紧接接触突起112的接触部分130。第二接触臂128和接触部分130被构造成具有弹性特性。
[0033]安装硬件132、134、136延伸通过开口 124，以将触头120安装到壳体半部104、106。螺母136定位在凹陷138内，以提供螺母136相对于壳体半部的所需的保持。这种构造将螺母136卡在凹陷138内，由此，如果连接器100必须现场打开的话，安装硬件132、134、螺母136和触头120将不会落出。
[0034]在示例性实施例中为具有螺纹的六角螺母形式的设备安装硬件142安装在壳体102内。在每个半部104、106内的凹陷144将安装硬件142保持在位。张力释放板146提供为紧接安装硬件142，使得导线可以通过张力释放板146插入，以提供适当的张力释放。在一个示例性实施例中，两根导线(未示出)可以附接在安装硬件132和134之间，并且引导通过张力释放板146和通过安装硬件142而到达相应的外部低压设备16。
[0035]安装构件150定位在壳体102的安装区域151内。每个安装构件150具有网格安装部152、连接器安装部154、凸轮接合部156和弹簧臂157。
[0036]每个安装部154安装在壳体内，其中部段152延伸通过壳体102的相应开口 114。安装部154与壳体的安装区域151的壁上的肋协作，以限制安装构件150的移动。网格安装部152具有隔开的突起153，该突起153与凸缘30的顶部表面协作，以更好地保持安装部154，如将更全面描述的。
[0037]凸轮构件170提供在壳体102中。在所示的示例性实施例中，凸轮构件170是线性构件，其在平行于壳体102的纵向轴线的方向上延伸。凸轮构件170延伸通过提供在壳体102任一端处的开口 172。凸轮构件170具有凸轮表面174，该凸轮表面定位在凸轮构件的相对侧表面上。多个凸轮表面174提供在每个侧表面上。在示例性实施例中，凸轮表面174是具有倾斜表面的突起，但是可以使用各种其他构造。操作者接合区域176提供为紧接凸轮构件170的端部。可以使用凸轮构件170的其他构造，而不背离本发明的范围。
[0038]在将连接器组件100安装在相应的网格元件22上时，连接器组件100朝向网格元件22移动。随着这个发生，组件100的纵向轴线基本上平行于网格元件22的盒24的纵向轴线定位。随着组件100朝向网格元件22移动，突起112和触头120的接触部分130被插入到凸缘30之间进入盒24的狭槽32中。安装构件150的网格安装部152也插入到凸缘30之间进入盒24的狭槽32内。插入持续进行，直到连接器组件100的顶部表面110与限定所述狭槽的盒24的一对凸缘30成接触关系，使得突起112、触头120和安装构件150被正确定位在狭槽32内。确保突起112、触头120和安装构件150正确定位的其他方法可被使用，诸如但不限于突起112的顶部接合底壁26。
[0039]在组件100被正确插入的情况下，操作者接合相应的操作者接合区域176，导致凸轮构件170从凸轮表面174不接合安装构件150的凸轮接合部156或触头120的接触臂128的第一位置移动到凸轮表面174接合安装构件150的凸轮接合部156以及触头120的接触臂128的第二位置。随着从第一位置向第二位置的移动的发生，凸轮表面174接合凸轮接合部156和接触臂128，导致部段156和臂在朝向网格元件22的侧壁28的方向被向外偏压。
[0040]在凸轮构件170处于第二位置的情况下，接触臂128的接触部分130接合盒24的导体18、20，所述接触部分130从突起112的侧部延伸。由于接触臂128是可弹性变形的，触头120的接触臂128将提供足够的力，以保持导体18、20和接触部分130之间有效(positive)电连接。接触臂128的弹性也允许接触臂128和接触部分130补偿导体18、20中的任何不规则性。另外，接合部152被向外偏压，以与凸缘30协作或接合，以防止接合部152从狭槽32中退出，由此提供将组件100相对于网格元件22保持在位的机械接口。在所示的示例性实施例中，突起153被构造成定位为紧接凸缘30的上表面或与凸缘30的上表面接合，以提供牢固机械连接。
[0041]在组件100正确安装到网格元件22上的情况下，低压电气设备可以在安装硬件142处安装到组件100，由此借助于触头120、接触板和安装硬件142在导体18、20和低压设备之间建立电连接。构件150的接合部152与网格元件22的协作提供了充分的机械支撑，以支撑低压设备的重量并允许低压设备从组件100和网格元件22悬挂。
[0042]组件100被设计成保持低压电气设备固定装置并承载流动至其的低压电流。在替代示例性实施例中，常规的螺纹部件可以在壳体102的底部处被附接，以保持诸如照相机或照明设备的固定装置。另外，壳体102可以包括各种各样的常规固定装置安装硬件，诸如张力释放件、螺纹接头等，用于将诸如吊灯的低压电气设备附接到组件100。在其他示例性实施例中，低压电气设备可以具有必须被电连接到组件100的导线或接触垫的导线。在这种应用中，导线可以通过安装硬件142并通过张力释放板146插入，以提供适当的张力释放。导线的端部然后可以通过将它们放置在螺钉之下并拧紧螺钉或者利用其他常规方式来被附接。低压电气设备然后通过固定装置安装硬件而螺纹连接。
[0043]如果不再需要该设备，该设备可以从组件100上移除。组件100然后可以从网格元件22上移除。可替代的，组件100可以在设备仍附接的情况下从网格元件上移除。为了移除组件100，凸轮构件170从第二位置移回到第一位置。随着这个发生，触头120和安装构件150被允许返回到它们的初始或非偏压位置，由此导致接合部152和接触部分130远离网格元件22的侧壁28移动，并与凸缘30脱离接合。接触部分130由于它们的弹性特性而返回到其未偏压位置，同时接合部由于弹性构件157施加的力而返回到其初始位置。这允许接合部152和接触部分130从狭槽32退出，确保了组件110可以从网格元件22电气和机械地移除。
[0044]有各种优点与在此描述的并由组件100的示例性实施例表示的组件的类型相关联。组件到网格上的安装是可直觉得到的，并可以由经培训的安装者和消费者等完成。另夕卜，由于连接器的安装和移除并不损坏连接器或网格，连接器可以多循环使用并可用于各种设备。
[0045]由于突起和触头被用于提供电连接，因此触头能够被构造成最优化与网格元件的导体的电连接。这允许触头补偿与网格盒相关的公差。触头一旦被插入到网格元件中，其被隐藏并被保护免受损坏。
[0046]在接合部正确用凸轮驱动到位的情况下，接合部提供所需的机械连接，以将组件和连接至其上的设备保持在位。这允许在触头上的机械负载最小化，由此允许更少的材料被用于触头。
【权利要求】
1.一种用于安装在天花板网格上的连接器，所述天花板网格在其中具有导体，所述连接器包括: 壳体； 接触臂，所述接触臂安装在所述壳体内并在其中所述接触臂的接触部分未置于与所述导体电接合的第一位置和其中当所述连接器与所述天花板网格配合时所述接触部分被置于与所述导体电接合的第二位置之间可移动； 安装构件，所述安装构件在其中所述安装构件的网格安装部未置于与所述天花板网格机械接合的第一位置和其中所述网格安装部被置于与所述天花板网格机械接合以提供所述天花板网格和所述连接器之间的机械连接的第二位置之间可移动； 凸轮构件，所述凸轮构件设置在所述壳体内，所述凸轮构件在所述凸轮构件允许所述接触臂处于其第一位置且允许所述安装构件处于其第一位置的第一位置和所述凸轮构件导致所述接触臂和所述安装构件被偏压到它们相应的第二位置的第二位置之间可移动。
2.如权利要求1所述的连接器，其中，所述凸轮构件延伸通过所述壳体的相对的侧壁中的开口。
3.如权利要求1所述的连接器，其中，所述凸轮构件具有凸轮表面，随着所述凸轮构件从所述第一位置移动到所述第二位置，所述凸轮表面与所述接触臂和所述安装构件协作。
4.如权利要求3所述的连接器，其中，所述凸轮表面包括突起。
5.如权利要求2所述的连接器，其中，所述凸轮构件具有操作者接合区域，所述操作者接合区域从所述壳体的相对的侧壁内的开口延伸。
6.如权利要求1所述的连接器，其中，设备配合触头提供在所述壳体上，所述设备配合触头提供为与低压设备形成电接合。
7.如权利要求6所述的连接器，其中，所述设备配合触头被构造成在所述连接器和所述低压设备之间提供机械接合。
8.如权利要求1所述的连接器，其中，所述安装构件定位在所述壳体的腔室内，所述壳体的腔室限制所述连接器安装构件在所述第一位置和所述第二位置之间的移动。
9.如权利要求1所述的连接器，其中，所述安装构件的网格安装部具有从其延伸的突起，当所述安装构件移动到所述第二位置时，所述突起与所述天花板网格的凸缘的上表面协作。
10.如权利要求1所述的连接器，其中，所述凸轮构件是线性构件，其在基本上平行于所述连接器的纵向轴线的方向上延伸。
【文档编号】H01R25/14GK103959576SQ201280058906
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2012年11月21日 优先权日:2011年12月2日
【发明者】E.L.雅各布斯, M.T.卢克西奇, P.C.布兰德伯格 申请人:泰科电子公司