Внутренняя токопроводящая шина и средство электрического взаимного соединения для нее

Предусмотрена электрифицированная структурная система для подачи электроэнергии и/или сигнала в устройство с электрическим питанием. Система включает в себя, по меньшей мере, одну продольно проходящую электрифицированную токопроводящую шину. Токопроводящая шина имеет корпус, который включает в себя пару проводников, расположенных в нем. Каждый проводник имеет сопряженную поверхность, которая образует непрерывный электропроводный путь для подключения устройств. Система также включает в себя средство для передачи электричества в проводники, не пересекающее сопряженную поверхность проводников и, таким образом, не формирующее недоступную точку для электрического соединения. Технический результат - обеспечение передачи электроэнергии и/или сигнала в электропроводный материал, расположенный внутри токопроводящей шины. 3 з.п. ф-лы, 7 ил.

 

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

По данной заявке испрашивается приоритет по предварительной заявке US 61/139252, поданной 19 декабря 2008 года, под названием "Electrically Active Grid Framework Accessories".

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение направлено на электрически активную структуру и, более конкретно, на электрифицированную токопроводящую шину и средство электрического взаимного соединения, которое передает энергию и/или сигнал в электропроводный материал, расположенный внутри в токопроводящей шины.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

В современной внутренней среде зданий преобладает фиксированное освещение и широкое разнообразие электрических устройств, к которым обычно провода подведены постоянно в течение всего срока службы здания, и которые не соответствуют потребностям в изменениях занимающих здание людей. Конструкторы здания и владельцы все чаще разрабатывают системы, которые сделали бы здания более адаптированными и интегрируют инфраструктуру, оборудование и мебель, которые могут улучшить энергоэффективность здания. Вообще говоря, все более широкое использование безопасной, низковольтной энергии постоянного тока (DC) и/или сигнала в устройствах внутреннего управления и в периферийных устройствах, таких как освещение, представляет собой смещение в сторону повышения адаптируемости и энергоэффективности.

Более конкретно, в публикациях №№ 2006/0272256, 2007/0103824 и 2008/0087464 заявок на американские патенты представлены примеры последних попыток обеспечить беспрецедентную конструкцию и гибкость пространства, наряду с пониженным потреблением энергии, путем обеспечения инфраструктуры, которая использует и распределяет низковольтную энергию постоянного тока и/или сигнал.

Такие системы изменяют подход, в соответствии с которым низковольтную энергию постоянного тока (ПТ) и/или сигнал распределяют по внутренним средствам управления и устройствам, в результате чего повышается гибкость, эффективность и устойчивость внутренней среды здания. В этих системах распределяют энергию низкого напряжения DC и/или сигнал, и она является доступной через проводники, расположенные на опорных решетчатых элементах и решетчатых структурах. Низковольтный источник питания и/или сигнала затем закрепляют на этой инфраструктуре, то есть на опорных решетчатых элементах, через один или больше соединителей, которые, в свою очередь, подают электроэнергию в проводники и формируют электрифицированную токопроводящую шину.

При этом требуется средство передачи электричества в проводники, без формирования недоступных зон. Недоступная зона представляет собой термин, используемый здесь для определения некоторой точки вдоль непрерывного электропроводного пути, которая недоступна для электрического соединения из-за помехи или другого препятствия на сопряженной поверхности проводников. Как передавать электроэнергию и/или сигнал во внутреннюю токопроводящую шину без формирования недоступных зон, в настоящее время неизвестно.

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩЕСТВА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Предусмотрена электрифицированная структурная система для передачи электроэнергии и/или сигнала к устройствам с электрическим питанием. Система включает в себя, по меньшей мере, одну продольно проходящую электрифицированную токорповодящую шину. Шина имеет корпус, который включает в себя пару проводников, расположенных в нем. Каждый проводник имеет сопряженную поверхность, которая обеспечивает непрерывный электропроводный путь для подключения устройств. Система также включает в себя средство для передачи электроэнергии в проводники, не пересекающее сопряженную поверхность проводников и, таким образом, не формирующее недоступную точку для электрического соединения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

В дальнейшем изобретение поясняется описанием предпочтительных вариантов воплощения со ссылками на сопроводительные чертежи, на которых:

Фиг.1 изображает общий вид пространства в помещении, имеющем электрифицированный потолок, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг.2 изображает общий вид части опорного элемента в соответствии с изобретением;

Фиг.3 изображает общий вид опорного элемента по Фиг.2, имеющего средство электрического взаимного соединения, прикрепленное к нему;

Фиг.4 изображает вид спереди на Фиг.3;

Фиг.5 изображает вид с частичным разрезом по Фиг.3;

Фиг.6 изображает вид с покомпонентным представлением деталей с Фиг.3;

Фиг.7 изображает вид спереди на Фиг.6.

Одни и те же номера ссылочных позиций используются на чертежах для обозначения одинаковых или аналогичных деталей.

ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ВОПЛОЩЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение направлено на средство для передачи электричества во внутреннюю электрическую шину, без формирования недоступных зон. Для иллюстрации на Фиг.1 показан участок пространства 101 внутреннего помещения, имеющего потолочную систему, содержащую множество опорных элементов 104 решетки, формирующих решетчатую структуру 105. Хотя решетчатая структура 105 показана, как часть потолочной системы, в любой системе, в которой используется решетчатая структура, включая в себя полы и стены, может использоваться технология в соответствии с изобретением. Эти системы 105 типично включают в себя такие компоненты, как декоративные плитки, акустические плитки, изолирующие плитки, осветительные устройства, вентиляционные отверстия для нагрева, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC, НВКВ), которые расположены в отверстиях решетки, определенных опорными элементами 104 решетки. Канал токопроводящей шины может быть предусмотрен рядом с источником энергии низкого напряжения и/или источником сигнала (не показан), с использованием пары проводников 106 и 106' (Фиг.2), расположенных внутри в одном или более опорных элементов 104 решетчатой структуры 105.

Хорошо известный опорный элемент 104 решетки поставляется компанией Armstrong World Industries, Inc, под названием SILHOUETTE и показан на Фиг.2. Такие опорные элементы 104 решетки SILHOUETTE обычно используются в подвесных потолочных системах, в которых применяются встроенные панели и, в частности, панели, имеющие деталь со ступенчатой кромкой. Такие продольно проходящие опорные элементы 104 включают в себя участок 112 удлиненной вертикальной перемычки, от которой проходит опорный фланец 114. Нижний опорный фланец 114 включает в себя: противоположные друг другу боковые стенки 116; верхние стенки 118 и нижние стенки 120, которые определяют полый продольный канал 122, который лучше всего можно видеть на Фиг.4. Продольное отверстие 130 сформировано между нижними стенками 120, что обеспечивает возможность доступа к нижнему продольному каналу 122.

Как дополнительно показано на Фиг.2, пара продольно проходящих проводников 134, 134', в которые может быть подано электричество, может быть установлена внутри этого нижнего участка 114 фланца, который, в свою очередь, формирует внутреннюю электрическую токопроводящую шину. В показанном примерном варианте осуществления каждый проводник 134, 134' расположен таким образом, что каждый проводник обеспечивает поверхности 135, 135' доступного контакта (см. Фиг.4).

Как лучше всего видно на Фиг.4, каждая из противоположных боковых стенок 116 включает в себя отверстие 140, которое открывает заднюю сторону 145, 145' электропроводных проводов 134, 134', которые, в противном случае, были бы недоступны. Эти отверстия 140 также называются здесь "пазами доступа электрического взаимного соединения". Такие пазы доступа электрического взаимного соединения обеспечивают средство, в котором электричество может быть передано от источника электроэнергии и/или сигнала на заднюю сторону 145, 145' проводников 134, 134', и область, которая не пересекается с другими контактными поверхностями 135, 135' непрерывного электрифицированного канала шины. Более конкретно, соединение источника электроэнергии и/или сигнала с проводниками 134, 134' физически не мешает контактным поверхностям 135, 135' электрических проводников таким образом, что весь электропроводящий путь, предусмотренный через полый продольный канал 122, обеспечивает возможность электрического соединения с периферийными устройствами, такими как осветительные устройства или их соединители. В результате такой конфигурации периферийные устройства и соединители могут быть прикреплены к опорному элементу 104 решетки через канал 130 в любой точке вдоль его длины, то есть, при этом отсутствуют недоступные зоны.

В решетчатых структурных системах 105, которые содержат периферийные устройства и панели, пазы 140 доступа для взаимного соединения могут быть труднодоступными. Таким образом, непосредственное соединение источника электроэнергии и/или сигнала через эти пазы 140 может быть непрактичным. Как показано на Фиг.3-7, средство 150 электрического взаимного соединения можно использовать для передачи электричества на заднюю сторону проводников 134, 134'.

В представленном варианте осуществления средство 150 электрического взаимного соединения (Фиг.6 и 7) включает в себя: плоскую трехмерную электрическую цепь 152, такую как гибкая цепь или цепь, формованная со вставкой и держатель 154 гибкой цепи. С целью иллюстрации, гибкая цепь показана Фиг.3-6. Гибкая цепь включает в себя электропроводный материал, такой как медь или алюминий, который, по существу, внедрен в неэлектропроводный материал, такой как пластик. Гибкая цепь 152 может быть обернута вокруг, защелкнута на или по-другому закреплена на верхнем участке опорного элемента решетки, показанного Фиг.2.

В одном примерном варианте осуществления гибкая цепь 152 продолжается от верхней части опорного элемента решетки. Гибкая цепь проходит вниз вдоль противоположных сторон участка вертикальной перемычки таким образом, что участок электропроводного материала, по меньшей мере, частично остается открытым, чтобы обеспечивать возможность электрического соединения с источником электроэнергии и/или сигнала. Предпочтительная область для таких областей 156 контакта с источником электроэнергии и/или сигнала выровнена с верхним участком опорного элемента. Выравнивание контактной области с верхним участком опорного элемента решетки обеспечивает возможность мультиплексирования разъема питания, показанного и описанного в публикации № 2008/0087464 заявки на патент США. Как показано в публикации № 2008/0087464 соединитель для подключения питания прикрепляет к верхнему участку, например, лампу накаливания опорного элемента и может использоваться для сопряжения источника энергии и/или сигнала с открытым электропроводным материалом гибкой цепи, выровненным с верхним участком опорного элемента.

В примерном варианте осуществления, представленном на различных видах, электропроводный материал гибкой цепи проходит вниз от верхнего участка элемента решетки до тех пор, пока второй открытый участок не будет выровнен с пазом 140 доступа. Второй открытый участок 158 (Фиг.6) может быть сопряжен через паз доступа с задней стороной проводника. Контактная сварка представляет собой пример способа согласования этих электропроводных поверхностей.

Гибкая цепь 152 может быть защищена и может удерживаться в положении держателем 154. Как показано, "U-образный" держатель 154 продолжается через верх гибкой цепи и вокруг опорного элемента решетки. Держатель 154 проходит вниз с обеих сторон участка 112 вертикальной перемычки. Гибкая цепь может быть завернута поверх или может быть защелкнута в верхней части гибкой цепи и сборки решетки. Держатель предпочтительно выполнен из неэлектропроводного материала, такого как формованный пластик. Держатель может включать в себя язычок 160, который может использоваться как защитное покрытие для электрического соединения между гибкой цепью и задней стороной проводника. Следует отметить, что держатель устраняет необходимость использования клея для прикрепления гибкой цепи к элементу решетки. Следует также отметить, что держатель также обеспечивает выемку 162 (Фиг.6) для простоты установки на месте и правильного расположения разъема для подключения питания, такого как описанный в публикации № 2008/0087464 заявки на патент США. Эта выемка держателя правильно располагает разъем для подключения питания относительно гибкой цепи, что в противном случае было бы сопряжением вслепую.

Хотя изобретение было описано со ссылкой на предпочтительный вариант воплощения, для специалиста в данной области техники будет понятно, что могут быть выполнены различные изменения, и эквиваленты могут быть представлены вместо его элементов, без выхода за пределы объема изобретения. Кроме того, множество модификаций может быть выполнено для адаптации конкретной ситуации или материала к описанию изобретения, без выхода за пределы его существенного объема. Поэтому, предполагается, что изобретение не должно быть ограничено конкретным вариантом осуществления, раскрытым как лучший способ, рассматриваемый для выполнения данного изобретения, но что изобретение будет включать в себя все варианты осуществления, попадающие в пределы объема приложенной формулы изобретения.

Например, как показано на чертежах, изолирующий элемент 170 может использоваться для изоляции проводника от опорного элемента. Как лучше всего видно на фиг.4, изолирующий элемент 170, в общем, соответствует форме полого продольного канала 122 и расположен между проводниками 134, 134' и соответствующей боковой стенкой 116 нижнего фланца 114 опорного элемента. Как показано на чертеже, изолирующий элемент 170 должен включать в себя соответствующее отверстие, которое установлено с наложением на паз 140 доступа таким образом, что открывается задняя сторона 145, 145' соответствующего проводника.

1. Электрифицированная структурная система для передачи электроэнергии и/или сигнала к устройствам с электрическим питанием, содержащая:
по меньшей мере, одну продольно проходящую электрифицированную токопроводящую шину, имеющую корпус, который включает в себя пару проводников, расположенных в нем, причем каждый проводник имеет сопряженную поверхность, которая обеспечивает непрерывный электропроводный путь для электрического подключения устройств; и
средство электрического взаимного соединения, которое передает электроэнергию в проводники, не пересекающее сопряженную поверхность проводников, причем средство электрического взаимного соединения, таким образом, не формирует никакую недоступную точку вдоль непрерывного электропроводного пути для электрического соединения устройств.

2. Система по п.1, в которой токопроводящая шина включает в себя продольно проходящий участок вертикальной перемычки и участок нижнего фланца, проходящий от кромки участка вертикальной перемычки.

3. Система по п.1, в которой средство электрического взаимного соединения содержит гибкую цепь.

4. Система по п.3, в которой средство электрического взаимного соединения содержит держатель гибкой цепи, который удерживает гибкую цепь в положении на токопроводящей шине.