專利名稱：電連接系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于在第一裝置或部件與第二裝置或部件之間提供電 連接的電連接系統。
背景技術：
本發明通過考慮在相鄰的分離光電池或瓦片之間提供電連接的需要而 被開發出，例如本發明可以設置在太陽能配電板內或設置有太陽能電池屋頂 瓦片的屋頂上。
這種分離的電池或瓦片之間的電連接可以使用傳統的方法形成，例如
焊接導線；
使用連接塊，所述連接塊通常包括絕緣材料塊，該絕緣材料塊承裝容納 多個導線的傳導管和能擰入該管中的螺釘，以與所述導線機械接合且電接 合；以及
^使用匹配插塞。
但是，這種連接方法在用于瓦片的光電池時會有問題，因為需要在附著 于諸如屋頂梁的支承結構上的電池或瓦片的側部上進行連接。
盡管本發明最初開發了與光電池和太陽能瓦片相關的應用，但是本發明 的實施例可以應用至需要電連接兩個或多個裝置或部件的任何應用中。例 如，本發明的實施例可以用于將成排的一個或多個傳感器電連接至處理器。
可以理解，如果在此涉及任何現有技術出版物，則這些參考文獻在澳大 利亞或任何其它國家并不構成對這些出版物形成本領域的公知常識的一部 分的承認。
發明內容
一種電連接系統，用于在第一裝置和第二裝置之間提供電連接，該電連 接系統包括
至少一個電連接柱，所述柱或每個所述柱具有第一端和第二端，第一端構造成與第一裝置電連接；和
至少一個電連接管，所述管或每個所述管具有接收相應柱的第二端并提 供與其的電連接的開口，以及在所述管的每個軸向端的端連接器，所述端連
接器構造為與相鄰管的端連接器電連接，其中第二裝置可以與所述管的端連 接器電連接，且由此與所述第一裝置電連接。
每個管中的開口可包括用于容納柱的第二端的縱向溝槽，該縱向溝槽使 管的至少一端打開。
在一個實施例中，縱向溝槽在管的兩端上打開。
系統還可包括從縱向溝槽延伸的至少 一個次級溝槽，所述次級溝槽或每 個所述次級溝槽構造為接收相應柱的第二端并提供與相應柱的第二端的電 連接。
每個管還可包括第一導體和第二導體，該第一導體在各個端連接器之間 延伸并與第一組次級溝槽電連接，所述第二導體在各個端連接器之間延伸并
與第二組次級溝槽電連接，其中，所述第一導體和第二導體彼此電絕緣。
在系統的一個實施例中，每個管還在每個端部處設置有互補的連接部， 以在相鄰的管之間實現機械連接。
僅參考所附附圖并通過實例的方式對本發明的實施例進行描述，其中 圖1為合并到電連接系統中的電連接柱的示意性表示； 圖2為合并到電連接系統中的電連接管的透視圖； 圖3為圖2所示的管的平面圖；和 圖4為圖2和3所示的管的截面圖5為合并到根據本發明的電連接系統的實施例中的底部瓦片的截面正 視圖6為圖5所示的底部瓦片的頂部正視圖7為合并到光電瓦片組件中的覆蓋瓦片的底部正視圖8為圖7所示的覆蓋瓦片的頂部正視圖9為合并電連接系統、底部瓦片和覆蓋瓦片的光電瓦片組件的側向截 面圖；和
圖IO為圖9所示的光電瓦片組件的橫向側視圖。
具體實施例方式
參考附圖且特別是圖l和圖2， 一種用于在第一裝置和第二裝置之間提
供電連接的電連接系統10的實施例包括一個或多個電連接柱12 (如圖1所 示)和一個或多個電連接管14 (如圖2所示)。每個柱12具有第一端16和 相對的第二端18，其中第一端16構造為與諸如光電池20的第一裝置電連接。 如從圖2中清楚可見，每個管14具有開口 22,以容納和4是供與各個柱12 的第二端18的電連接。第一端連接器24和第二端連接器26設置在連接管 14的各個相對的軸向端處，以使得在相鄰管14之間實現端對端的電連接。 端連接器24和26有助于與第二裝置電連接。
在以下更詳細描述的實施例中，其中電連接系統IO合并到光電瓦片組 件(photovoltaic tile assembly)中，光電池20可以被認為是第 一裝置，并且 電力管理系統和/或諸如電池的電儲存裝置可被認為是第二裝置。由此，連接 系統10可實現光電池20和管理單元或儲存裝置之間的電連接。
圖5-10示出了合并電連接系統10的光電瓦片組件28。該瓦片組件28 包括底部瓦片(base tile) 30和一個或多個覆蓋瓦片(cover tile) 32,每個 覆蓋瓦片32具有一個或多個PV電池20。
盡管瓦片組件28的具體結構對于板形狀的連接系統10來說并不重要， 但是仍對瓦片組件28進行描述，以給連接系統10的一個具體應用提供背景。 底部瓦片30為方形板的形狀和形式，該方形板具有平坦的且基本連續的上 表面34，該方形板的連續性僅被一系列橫向延伸的孔36打斷，柱12插入到 這些孔中。底部瓦片30的下側38形成有多個壁或肋，該壁或肋將下側38 分成多個不同的區域。在此具體實施例中，底部瓦片30的四個角落40中的 每一個都由固體材料制成，其可以用于接收諸如釘子或螺釘的機械緊固件。
一對平行壁42在底部瓦片30的相對側邊44和46之間延伸，且部分地 形成堅固部分40的邊界。底部瓦片30還包括垂直于壁42延伸的壁48,所 述壁42也限制堅固部分40的各個側邊。壁48在底部瓦片30的各個相鄰側 邊50、 52與最近的壁42之間延伸。通過這種結構，底部瓦片30的下側38 形成有鄰近側邊50和52的隔間54,以及在壁42之間的較大的中央隔間56。 如圖10中最清楚地示出，壁42設置有用于接收管14的凹部58。
為了有助于提供相鄰瓦片組件28之間的防水連接，每個底部瓦片30沿兩個縱向邊緣設置，每個縱向邊緣具有側向延伸的舌狀物60，每個舌狀物 60在它們的上表面和下表面上設置有縱向延伸的橡膠密封件62。兩個互補 的凹槽64沿底部瓦片30的其余兩個側邊形成，用于接收相鄰底部瓦片30 的舌狀物60。
具體參見圖1、 2、 9和10，可以看到每個柱12是管的形狀，且在其第 一端16處具有開口，用于接收橡膠扣環66形狀的端蓋。端蓋或扣環66可 以由諸如橡膠的彈性材料制成，且通過過盈配合和使用粘接劑這兩種方法中 的一種或兩種來保持在端部16中。例如，扣環66可以設置有多個周邊肋， 所述肋通過將扣環66插入到端部16中而被擠壓，由此提供過盈配合。此外， 粘接劑可以應用至肋或應用至端部16處的柱12的內側。然而，在另外的改 變例中，如果需要，蓋可以由螺紋緊固件和被緊固件的頭部保持在緊固件的 桿部上的橡膠密封件和/或墊圈的組合來形成，并具有互補螺紋用于配合在端 部16附近的柱內形成的緊固件。
柱12本身由諸如鋼或不銹鋼的導電材料制成，以使得電流可以在柱12 的端部16和18之間流動。
在所示的實施例中，柱12形成有一對周向且軸向間隔開的凹槽或凹部 68。凹部68接收在底部瓦片30中的孔36內形成的相應的突出部，其中柱 12插入到孔36中。突出部與凹槽或凹部68配合，以形成每個柱12和底部 瓦片30之間的防水密封。
導電彈簧70與每個柱12的端部18電連接且機械連接。這例如可以通 過將彈簧70焊接或點焊至端部18上而實現。然而，在另外的改變例中，彈 簧70可以與柱12分開地形成，并在其安裝之后附著于柱12。例如，這可以 通過使用螺釘和保持在螺釘頭部上的分開的彈簧而實現，其中螺釘可以在端 部18處與在柱12內側上形成的配合螺紋實現螺紋配合。在此改變例中，柱 12可設置有外螺紋，以使得柱能夠擰入基底或物品中，而不是穿過孔被推入。 在另一可能的改變例中，第一端部16可以形成有整體的蓋或頭部。
如前所述，每個管14包括開口 22,以接收柱12的第二端18并提供與 其的電連接。每個開口22包括縱向溝槽72和從縱向溝槽72延伸的多個次 級溝槽74,在本實施例中，該溝槽72延伸管14的整個長度。次級溝槽74 包括沿周向延伸的第一長度76、沿軸向方向延伸的第二長度78和圓形部分 80，該圓形部分80構造為用作電接觸件。第一端連接器24可以是彈簧加載或偏壓的銷或插塞的形式，同時第二 端連接器26可以是插槽的形式。銷或插塞24可以退回，以在連接管14的 過程中大致與管14的相鄰端平齊。在再一改變例中，插槽26還可形成為在 諸如彈簧的偏壓機構的影響下直線地退回，以使得它們可以從管14的相鄰
端沿軸向方向延伸。在再一改變例中，第一端連接器24可以是彈簧偏壓的 導電球形式，其保持在管14的相鄰端中并被偏壓，以使得每個球的一部分 可以從管14的軸向端延伸并同時保持在管14中。在該改變例中，第二端連 接器26可以是在管14的相對端中形成的杯狀物或凹陷的形式，用于接收球 的從相鄰管14伸出的相應部分。
如從附圖可見，在該具體實施例中，在管14的一端處有兩個第一端連 接器24,并且在管14的相對端處有兩個第二端連接器26。第一導體82將 第一端連接器24中的一個連接到第二端連接器26中的一個，并且還提供與 一組次級溝槽74的電連接，且具體說是與每個次級溝槽74的端部處的圓形 部分80的電連接。類似地，第二導體84提供其余的第一端連接器24和第 二端連接器26與第二組次級溝槽74和相應圓形部分80之間的電連接。更 具體地，導體82和84提供對交替的圓形部分80的電連接，所述圓形部分 與PV電池20的正極端子86a和負極端子86b電連接。由此實際上，每個 PV電池20的正極端子82a與導體82電連接，同時每個PV電池20的負極 端子86b與導體84電連接。
端子86a和86b (下文中一般稱為"端子86")是通孔87的形式，該通 孔形成在每個覆蓋瓦片32中，并設置有導電表面。柱12與形成在覆蓋瓦片 32中的孔87的表面之間的接觸和柱12的外表面提供電連接。為了增強電連 接，柱12還可設置有一個或多個偏壓接觸表面，諸如第一端16附近的彈簧 或彈性件88。彈簧88例如可以是普通的"香蕉插塞(banana plug)"的形式。
管14的每個軸向端可以設置有一些機械連接的形式，以實現相鄰管14 的端部的連接。例如這可以通過一些過盈配合的形式來實現，或通過^f吏用相 鄰管14之間的"卡扣連接器(click connector)"來實現。在管14的每個端 部處的機械連接的具體形式對于連接系統10的實施例的功能或操作來說并 不重要。
電連接系統10的操作方式將參考在諸如木質屋頂框架這樣的結構上構 建和安裝瓦片組件28的過程來描述。最初，不具有相應蓋或扣環66的柱12被推入到在底部瓦片30中形成的孔36內，并且第二端18從表面34推過所 述孔。柱12被推動使得端部18且特別是彈簧70延伸到凹部58中。柱12 的尺寸使得在彈簧70位于凹部58中時第一端16在表面34上方延伸。 一旦 所有柱12插入到底部瓦片30中的孔36內，則各個管14可》文置在相應凹部 58中，且端部18和彈簧70位于縱向溝槽22內。這通常可以通過將管14 滑到其對應凹部58中以使得彈簧70位于管14的內部而實現。管14滑到每 個柱12的端部18和彈簧70鄰近相應的次級溝槽74的位置。管隨后可以轉 過長度等于溝槽74的第一長度76的距離，以便將端部18鄰近次級溝槽74 的第二長度78放置。管隨后可以再次沿軸向方向滑動，以使得最終將端部 18放置在圓形部分80中，且彈簧70圍繞圓形部分80承靠管14的內表面。 由此，經由柱12提供從端子86到導體82和84的電連接，且由此^是供到各 個第一端連接器24和第二端連接器26的電連接。例如，通過驅動釘子或螺 釘穿過堅固部分40到框架的下層元件上，底部瓦片30可以固定在支承結構 的位置上。
于是，已經以與上述相同的方式被組裝的第二瓦片可以放在之前放好的 瓦片附近，且相應的舌狀物和凹槽部相互間彼此嵌合。通過一個管14的第 一端連接器24或第二端連接器26與相鄰管14的第二端連接器26和第一端 連接器24之間的相互接合和電連接，實現了相鄰管14之間的電連接。由此， 沿相鄰管14形成到第二裝置的電連接路徑，該第二裝置例如電能管理單元， 或諸如電池的儲存裝置。
對于本領域普通技術人員來說對電連接系統10的明顯的修改和改變例 被視為落在本發明的范圍內，其本質取決于上述說明和所附權利要求。
這些修改和改變例如可以包括使管14形成為具有方形截面形狀，而不 是圓形截面形狀。在這種實施例中，溝槽72和次級溝槽74將形成在管的同 一面上。此外，柱12可主要地由諸如塑料或橡膠的絕緣材料制成，并具有 嵌入的導電體以能夠導電。電連接系統10的其它實施例可用在需要兩個或
多個裝置或部件電連接的任何應用情況中，而不僅是用于光電瓦片。
在本申請的權利要求中和本發明的說明書中，除了在內容需要的地方之
外，其它的由于語言表達或需要暗含的地方，詞語"包括"或諸如"包括" 或"包含"的變化形式都用于包括的含意，即在本發明的各種實施例中，用 以說明所述的特征的存在，而不是排除另外特征的存在或增加。可以理解，即使本申請涉及任何現有出版物，這些參考文獻在澳大利亞 或任何其它國家并不構成對這些出版物形成本領域的公知常識的一部分的 承認。
權利要求
1、一種電連接系統，用于在第一裝置和第二裝置之間提供電連接，該電連接系統包括至少一個電連接柱，所述柱或每個所述柱具有第一端和第二端，所述第一端構造成與第一裝置電連接；和至少一個電連接管，所述管或每個所述管具有接收相應柱的第二端并提供與相應柱的第二端的電連接的開口，以及在所述管的每個軸向端的端連接器，所述端連接器構造為與相鄰管的端連接器電連接，其中第二裝置可以與所述管的端連接器電連接，且由此與所述第一裝置電連接。
2、 如權利要求l所述的系統，其中，每個管中的開口包括用于接收柱 的第二端的縱向溝槽，所述縱向溝槽使所述管的至少一端打開。
3、 如權利要求2所述的系統，其中，所述縱向溝槽在所述管的兩端上 打開。
4、 如權利要求2或3所述的系統，還包括至少一個次級溝槽，該次級 溝槽從所述縱向溝槽延伸，所述次級溝槽或每個所述次級溝槽構造為接收相 應柱的第二端并提供與相應柱的第二端的電連接。
5、 如權利要求4所述的系統，其中，所述管還包括第一導體和第二導 體，所述第一導體在各個端連接器之間延伸并與第一組次級溝槽電連接，且 所述第二導體在各個端連接器之間延伸并與第二組次級溝槽電連接，其中所述第 一導體和第二導體彼此電絕緣。
6、 如權利要求1至5中任何一項所述的系統，其中，所述端連接器或 每個所述端連接器在所述管的一端處包括第一連接器，該第一連接器可以在 伸出位置和縮回位置之間移動。
7、 如權利要求6所述的系統，其中，所述第一連接器朝向所述伸出位 置被偏壓。
8、 如權利要求6或7所述的系統，其中，所述端連接器或每個所述端 連接器在所述管的相對端處包括第二連接器，用于接收相應的第一連接器。
9、 如權利要求8所述的系統，其中，所述第一連接器是插銷或球中的 一種；而所述第二連接器是插槽。
10、 如權利要求1至9中任何一項所述的系統，其中，每個所述管還在每一端處設置有互補的連接部，以實現相鄰管之間的機械連接。
11、 如權利要求1至10中任何一項所述的系統，還包括用于每個所述 柱的蓋，所述蓋和所述柱的第一端構造為彼此配合，所述蓋具有與所述柱的 第一端橫向延伸的頭部。
12、 如權利要求1至11中任何一項所述的系統，其中，所述柱形成至少一個帶有至少一個周向凹槽的凹部。
13、 如權利要求1至12中任何一項所述的系統，其中，至少一個所述 柱在所述柱的第 一端處設置有第 一彈性電連接裝置。
14、 如權利要求1至13中任何一項所述的系統，其中，至少一個所述 柱在所述柱的第二端處設置有第二彈性電連接裝置。
全文摘要
一種用于在第一和第二裝置間提供電連接的電連接系統，包括一個或多個電連接柱和一個或多個電連接管。每個柱具有第一端和相對的第二端，其中第一端構造為與諸如光電池的第一裝置電連接。每個管具有開口以接收相應柱的第二端并提供與其的電連接。第一和第二端連接器設置在連接管的相對軸向端，以實現相鄰管間的端對端的電連接。開口包括縱向溝槽和多個次級溝槽。每個次級溝槽包括沿周向延伸的第一長度、沿軸向延伸的第二長度和電接觸件的圓形部。為了連接柱與管，管定向使得柱的端部與溝槽對準。管隨后軸向地滑動，使得柱的端部位于溝槽中且位于管的內部，鄰近溝槽的各個第一長度。隨后管繞其縱向軸線旋轉并軸向地滑動以最終將端部定位在圓形部中。
文檔編號H01R4/48GK101409388SQ200810131520
公開日2009年4月15日 申請日期2008年7月16日 優先權日2007年10月9日
發明者克里斯托弗·G·E·奈廷格爾 申請人:龍源有限公司