JPH0341945B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は熱復元可能なコネクタ装置に関する。

本発明のコネクタ装置は電線や電気接続用のケ
ーブルの連結に主として使用されるが、これに限
らず、金属にてなる管状物体などの接続にも使用
可能である。

熱復元可能なコネクタとしては、例えば米国特
許第3243211号及び同第3721749号に記載されてい
る如く、種々のものが知られている。本発明は、
復元中の位置的安定性を高めた熱復元可能なコネ
クタを提供するものである。

したがつて、本発明は、少なくとも実質的部分
が下記の第２部材に比して実質的に寸法的に熱的
安定状態にあるポリマー材料にてなる第１部材
と、熱復元可能にするために少なくとも一部分が
変形されているポリマー材料にてなる第２部材と
を関連して設け、第１部材の一部分が熱復元可能
な第２部材の一部分に接着されてなる熱復元可能
なコネクタ装置を提供するものである。好ましい
実施態様においては、第２部材が熱復元可能なポ
リマー材料の開いた凹状構造を構成するように形
成され、第２部材の少なくとも実質的部分を熱的
安定材料で跨設あるいは橋架（bridge）するよう
に第１部材が熱復元可能な凹状構造を横切つて接
着されている。

熱的安定材料は、本装置の熱復元可能な材料が
復元している間元の位置に固定されており、かつ
歪まない傾向があるので、本発明による熱復元可
能な構造と熱的安定材料との接着（好ましくは橋
架）は、復元中の本装置の位置的安定性を都合よ
く高めることが理解されよう。

複数の熱復元可能な凹状部分を１個の熱的安定
部材で（全ての凹状部分に共通に）橋架すると、
復元中も凹状部分の中心間距離が保たれるように
なる。上記のことは２個以上の熱復元可能な凹状
部分を有する装置において特に有用である。

「実質的に寸法的に熱的安定」とは、第１部材
が熱復元可能でないものを含むとともに、第２部
材の熱復元可能性に比べて無視できる程度に熱復
元可能であるものをも含む。実際、ポリマーシー
トが熱復元可能性を全く見えないことは極めてま
れである。しかし、通常、固有の熱収縮の程度
は、熱復元可能なコネクタが有効に作用するに必
要な程度に比べて遥かに小さい。

第１部材は実質的に全体に熱的安定状態にある
ことが好ましい。凹状構造の好ましい形状は延在
した溝で、その実質的に全体に亘つて熱的安定材
料が橋架されていることが好ましい。ポリマー材
料からなる第１部材と第２部材は、ともにシート
であることが好ましく、また両部材は第２シート
が２以上の凹状作用領域を形成するように変形さ
れ、装置復元中の作用領域の中心間距離を維持す
るために第２シートが第１シートに接着されてい
る如き装置の形成に用いられることが好ましい。

中空の熱復元可能な物品類は、通常はポリマー
を所望の熱的安定な形状に形成し、そのポリマー
を同時に又は続いて熱的安定な形状のままで架橋
（cross‐link）し、加熱した後変形し、そして変
形形状が保持されるように変形状態のままで冷却
させて製造する。上記物品の変形状態は熱的に不
安定であるので、使用に際し加熱すると物品は元
の熱的に安定な形状に復帰し、又は復帰しやすく
なる。更に、架橋の結果として、上記物品を溶融
させずに融点より相当高温に加熱することができ
る。

インサート類を有するそのような物品類を形成
せんとする場合、その物品を形成した後、例えば
マニユアルあるいは半自動的完成工程において、
インサート類を逐一装填する必要のあることが多
かつた。

例えばコエクストルージヨン法により内部が被
覆される物品類の場合において、自動的又は連続
的方法が利用されるときでも、そのような製造は
比較的高価である。しかしながら、中空物品類は
その断面がいずれも軸に沿つても一定でない場合
の如く、押出し成形により直接製造できない構造
であることが多い。例えば、ブーツ、アダー、エ
ンドキヤツプなどの物品類が例えば射出成形、圧
縮成形又はトランスフア成形の如き成形技術によ
り、逐一所望の熱的安定な構造に成形されてき
た。ここで、アダーとは電気ケーブルを成端する
のに用いられる交差した中空領域を複数個有する
物品のことであり、一般にはケーブル「ブレイク
アウト」とも呼ばれる。

米国特許第3243211号に記述されているように、
内部に半田を有し、電線などの接続すべき物体
（以下サブストレートという。）を挿入できる中空
のほぼ管状のコネクタ装置を成形し、加熱すれば
その中空装置が収縮し、かつ半田が溶融してサブ
ストレートを接続することは既に知られている。
そのような熱復元可能な装置を製作するには、中
空のコネクタを架橋し、インサートの挿入前に、
手動により又は最良の方法として半自動的工程に
より拡張しなければならなかつたので、手動、半
自動のいずれにしてもかなり高価になつた。

本発明は前述の如く安定性を改良することに加
えて、これらの困難を軽減するものである。

本発明の一実施態様においては、本装置は、局
部的にポケツトを形成する拡張部分を有する第１
シートと、拡張されて作用領域と接着領域とを形
成する第２シートと、シート間に配置されるイン
サート類とを備え、それらを互いに所定の位置に
配置し、インサート類が間に挟まるように一緒に
接着して得られる。以下で更に十分に理解される
ように、本発明のコネクタはシートをそれらの融
点以上に加熱できるように実質的に架橋してもよ
い。

その後接続されるサブストレートがコネクタに
挿入され、加熱される。選択する材料によつて
は、第２シートが第１シートの前に復元する。加
熱を続け、必要なら加熱を強くすると、一部又は
完全に収縮して挿入されたサブストレートを把握
している作用領域に作用物質を排出しつつ第１シ
ートが復元する。

第２シートの接着部分は、たとえ拡張されてい
ても、非拡張材料である第１シートに接着してい
るので結果として復元できず、接着領域の復元は
実質的に存在しないことを理解できる。このよう
に、作用領域の中心線間の距離は不変に保持され
る傾向がある。

シートのポリマー材料が特別な性質を有してい
ない限り、ポリマー材料はインサート類を活性化
するのに必要な熱でたいてい溶融する。そしてそ
のような溶融に耐えるに必要な特性は、通常ポリ
マー材料を架橋させることにより、好ましくはポ
リマー材料をその結晶溶融温度あるいは軟化温度
以下で拡張させた後架橋させることにより得られ
る。このことは、接着及びその後の材料の実質的
架橋へと続く拡張工程において、インサート類を
自動的に装填することを可能にする。

インサート類は、所望の機能を果たすために中
空の熱復元可能な物品内に配置することが望まし
い材料であれば、如何なる材料を含んでもよい。
インサート類の第１のタイプは物品の復元温度で
溶融するもので、例えば米国特許第3243211号に
記載されている如きホツトメルト接着剤又は半田
である。インサート類の第２のタイプはシーラン
トで、例えば強粘剤、ペースト、グリース、熱可
塑性樹脂又は熱硬化性樹脂が挙げられる。インサ
ート類の第３のタイプはライナーである。インサ
ート類の第４のタイプは電気スクリーンで、例え
ば導電性ブレードの形態のライナーが挙げられ
る。

多くの場合、インサートは半田を含む。ここ
で、半田とは溶融させた後冷却させることにより
金属表面を接合するのに用いられる金属又は金属
合金の如何なるものをも意味している。半田はフ
ラツクス芯を包含し、及びフラツクスで被覆され
ていてもよく、又はそのどちらかでもよい。

本発明のシートを形成するのに適するポリマー
材料は本技術分野ではよく知られており、実際に
殆んどのポリマーが適当な処理を施して使用され
る。

ポリマー材料は充填剤類を添加することによ
り、用途に合わせることができる。そのような充
填剤類としては、例えば半導体充填剤類、又は抗
トレース剤類、難燃剤類、可塑剤類、願料類、安
定剤類及び潤滑剤類が挙げられる。また、必要な
場合、例えばポリマー材料が実質的に非結晶の場
合には、熱可塑性ポリマー、例えばポリエチレ
ン、の如き保持剤をポリマー材料に含有させても
よい。

ポリマー材料は照射、例えば電子線若しくはγ
−放射線、により架橋してもよく、又は化学的に
架橋してもよい。いずれの架橋工程を用いるにし
ても、本技術分野でよく知られているような加硫
助剤類を１種又は２種以上混合するのが好まし
い。

次に本発明の具体例を図面を参照して実施例と
して説明する。

図面において、幾つかの図を通して同一の記号
は同一又は対応する部分を示す。

第１図で１０は本発明の第１の実施例である中
空のコネクタ装置を示す。

第１図及び第２図から、コネクタ装置はインサ
ート１６を保持するポケツト１４（第２図）を形
成する拡張部分を有する第１シート１２を備え
る。前述の理由により、ポケツト１４を作るシー
ト１２の拡張はシート１２の材料の溶融点以下の
温度で行う。更に、ポケツト１４はインサート１
６を第１シート１２にプレスすることにより形成
してもよい。

シート１２の残部は拡張されないままであるの
で、架橋後でも加熱によつて収縮せず、その故ポ
ケツト間距離W₁を不変に保つ。

ポケツト１４は、インサート類の挿入前にへこ
ませることにより又はインサート１６の挿入若し
くは嵌め込みの如き自動的方法により形成しても
よい。

第１シート１２のこの例では、第３図に示され
る如く、接続されるサブストレート２８，３０の
挿入用通路の障害にならないように、インサート
１６がポケツト１４内に配置されている。ポケツ
ト１４とインサート１６により第１シート１２に
形成される突起は、適当な治具又は他の手段（図
示せず）を用いて、コネクタとサブストレートと
を整列するのに都合よく使用することができる。

コネクタ１０はまた、元の熱的安定形状を有す
る第２シート１８を備える。このシート１８は第
２の熱的不安定形状に拡張された状態で、第１図
及び第２図に示される如く繰り返し存在する作用
領域２０と接着領域２２とを形成する。

第２図に示される如く、第１シート１２にはイ
ンサート１６が装填されている。次にシート１２
と１８とを互いに整列し、その間にインサートを
はさんで一般によく知られた方法で接着する。

その後、融着したシートを実質的に架橋しても
よく、それにより自動的大量生産方法により非溶
融性で中空の熱復元可能なコネクタを製作するこ
とができる。

シートはその後、ミシン目２４，２６に沿つて
切断することにより、シートを予定のサイズのコ
ネクタに細分化してもよい。

上記実施例において、２個のシート１２及び１
８が同じ材料の場合であつても、２個のシートの
拡張の程度を異ならせることにより所望の異なつ
た復元特性を得るようにしてもよい。必要な場合
には、異なる領域では復元を異なる時刻又は異な
る温度で起こすこともまた可能である。例えば、
もし第２シートが第１シートより早く復元するこ
とが望ましいならば、第２シートを着色して赤外
吸収を増加させる一方、第１シートを透明のまま
にしておけばよい。そして、赤外照射で加熱すれ
ば第２シートが第１シートより早く復元する。さ
らに、２個の別個のシートが存在しているので、
第１シートを復元温度が約60℃ないし約110℃の
範囲にあるポリエチレンの如き材料で製造しても
よく、その際第２シートを復元温度が約30℃と約
90℃の間にあるエチレン／ビニルアセテートコポ
リマーで製造することができる。そして、コネク
タを加熱したとき、第２シートの作用領域が第１
シートより早く復元し、挿入されたサブストレー
トを溶融することなく把握する。

加熱を続けると、第１シートが復元してインサ
ートを作用領域に押し出し、サブストレートと接
触させる。低温拡張された材料、すなわち溶融温
度以下で拡張された材料、の復元温度は拡張温度
に依存するので、２個のシートが同一材料ででき
ている場合でもそれらが異なる温度で復元するこ
とが可能である。

上述の現象は第３図ないし第５図に幾分詳しく
示されており、次節において更に詳細に説明す
る。

第３図に示される如く、サブストレート２８及
び３０がコネクタの作用領域２０に挿入されてい
る。加熱すると、第４図に示される如く、コネク
タ内でサブストレート２８，３０及びインサート
１６を所望の関係に保持しつつ、まず作用領域２
０が復元する。第４図には、また、インサート１
６が軟化し始めポケツト１４が復元し始めて、イ
ンサート１６を作用領域２０に一部排出している
ことも示されている。

第５図は加熱が終了して完全に復元したコネク
タを示している。図からわかる如く、第２シート
１８はサブストレート２８及び３０に順応し、イ
ンサート１６を作用領域２０、サブストレート２
８及び３０の周囲とその間に完全に排出した第１
シート１２との間で、接続されたサブストレート
２８及び３０をシールしている。第５図には、ま
た、ポケツト１４が完全に復元し、第１シート１
２が拡張される以前の形状に戻つていることも示
されている。

サブストレート２８及び３０を有するコネクタ
は、インサート１６の流動とシート１２及び１８
の復元により完全にシールされている。

特定の用途においては、コネクタが接近した端
子を接続することが望まれることもある。そのよ
うな用途に対しては、第６図に記号２０′で示さ
れる如く、複数のオメガ形状に形成された第２シ
ートを用いることが望ましい。第６図からわかる
如く、文字Ｆでほぼ示される接着領域２２′の幅
は第１図においても幅Ｆとして示される接着領域
２２の幅と等しい。

しかしながら、オメガ形状の作用領域２０′は、
第１図において記号２０で示される作用領域の形
状よりも中心間距離を小さくする。第１図と第６
図とを比較してわかる如く、第１図では作用領域
２０の中心線間距離はW₁であり、一方、第６図
で示される作用領域２０′の中心線距離はW₂であ
つて、W₂の方が小さい。

このように、オメガ形状はコネクタ幅に亘つて
より多数のサブストレートを挿入できるようにす
る一方、接着領域２２′は第１図の実施例の接着
領域２２と等しい幅を有する。第６図に示される
オメガ形状は、同一サイズのコネクタでより多数
のサブストレートを接続できる望ましい構造を追
加すると同時に、作用領域の中心間距離を復元後
も一定に保つという必要な特性を維持している。

第７図に示される如く、コネクタ内に異なつた
タイプのインサート類を用いてもよい。第７Ａ図
は障壁３２の間に設けられた半田のインサート１
６を示す。障壁３２はシーラント類を有していて
もよい。

第７Ｂ図は、第２図に示されるほぼ球状のイン
サートとは異なり、条片状インサート３４を用い
たものを示す。

第７図の３２及び３４で最もよく示されている
如く、インサート材料を第１シート１２の表面に
印刷することが可能である。また、第２図の説明
で示されたようにポケツト１４を第１シート１２
に予め形成しておいてもよく、そして固体インサ
ート材料をそれらポケツト１４に押し込まずに、
インサート材料をポケツト１４内に印刷してもよ
い。

また、コネクタは第８図に示される如く、オフ
セツトコネクタ３６を含んでもよい。第３図ない
し第５図では接続されるサブストレートが先端で
のみ接触しているのに対し、オフセツトコネクタ
３６の如きコネクタではサブストレート２８と３
０は重なり合つて接続される。

第９図は記号３８で示される直角コネクタを示
し、サブストレート２８と３０はコネクタ３８に
直角に挿入され、直角に接続される。図に示され
る通り、インサート１６は上述の方法で配置され
る。

第８図と第９図の両図において、サブストレー
ト２８及び３０とインサート１６との位置関係を
示すために、第２シート１８の作用領域を形成し
ている部分が一部切欠かれている。

本発明の他の態様によれば、接続するサブスト
レートを受け入れる２以上の中空の熱復元可能な
部分を有し、互いに距離が固定されたサブストレ
ートにそれぞれの中空部分が復元するときに発生
する張力により伸び又は破れるように形成された
ポリマー材料の柔軟領域により前記中空部分を接
続しているコネクタ装置が得られる。この態様の
コネクタ装置では、ポリマー材料の第１と第２の
シートからなり、その少なくとも一方のシートが
接続領域により分離された熱復元可能な凹状作用
領域を２個以上形成するために変形されており、
両シートは柔軟領域を形成するように接着領域で
接着されているコネクタ装置が得られる。

第１０図及び第１１図はこの態様の実施例を示
し、ここでのシートはほぼ等しい拡張比及び復元
温度を有し、又はそのどちらかを有する。これら
の実施例において、シートは実質的に等しい拡張
比及び復元温度を有し、又はそのどちらかを有
し、間隔を一定に保つために他の方法が用いられ
ている。

第１０図の作用領域５８は前述の実施例のもの
と実質的に同じである。しかしながら、６２でほ
ぼ示される接着領域は柔軟領域を有し、第１０図
の下の部分に示されるように、該柔軟領域は６４
で示されるようにしわが伸びて作用領域５８を固
定端子に取付けられているかの如くに保持したま
まで復元する。

このように復元は柔軟領域で横方向に起り、作
用領域の中心線間距離W₃が一定に保たれる。

第１１図は復元前後の他の柔軟領域を示す。第
１１図の実施例において、柔軟領域は作用領域の
中心線間のほぼ中央に弱化領域６６を有し、復元
により該弱化領域６６は、第１１図の下の部分に
示される如く分離し、作用領域５８を上述の如く
所定位置に固定する。

第１２図はアダー形状のコネクタを備えた実施
例であり、サブストレート２８が２本のサブスト
レート３０及び３１と接続されている。

これらの実施例は概して、固定端子コネクタと
共に用いることを意図したものであつて、復元に
おいては、上述したような柔軟領域ではどのよう
な横方向の復元も起る。

熱抵抗（インサートの活性化温度で溶融しない
こと）及び熱復元可能なもの、又はそのどちらか
のものとしての架橋ポリマー材料については、実
質的にすつかり言及した。架橋しなくても熱抵抗
及び復元可能性を有し、又はそのどちらかを有す
るポリマー材料が存在し、そのような材料の使用
も本発明の範囲内であるということを理解すべき
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示す斜視図、
第２図は第１図の実施例を示す分解斜視図、第３
図は本発明の作用領域にサブストレートが挿入さ
れた加熱前の状態を示す断面図、第４図は第３図
の作用領域の加熱中の状態を示す断面図、第５図
は第３図の作用領域の加熱完了後の状態を示す断
面図、第６図は第２シートがオメガ型の作用領域
を有する第２の実施例を示す斜視図、第７Ａ図及
び第７Ｂ図は第３及び第４の実施例を示す分解斜
視図、第８図はオフセツトコネクタを備えた第５
の実施例を示す一部切欠き平面図、第９図は直角
コネクタを備えた第６の実施例を示す一部切欠き
平面図、第１０図及び第１１図は第７及び第８の
実施例の加熱前後の状態を示す斜視図、第１２図
はアダー形状のコネクタを備えた第９の実施例を
示す一部切欠き平面図である。 １０，６０……コネクタ装置、１２……第１シ
ート、１４……ポケツト、１６，３２，３４……
インサート、１８……第２シート、２０，２０′，
５８……作用領域、２２，２２′，３６，３８，
６２，６４，７０……接着領域、２８，３０，３
１……サブストレイト、６６……弱化領域。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ポリマー材料にてなり、寸法に関して実質的
   に熱的変化のない第１シートと、ポリマー材料に
   てなり、熱的に安定な原形状から拡張して熱変形
   状態になつている、第２シートとを有し、第１シ
   ートは拡張した第２シートに接着しており、第２
   シートの少なくとも主要部と寸法的には熱的に安
   定な材料で連結しているとともに第１シートと第
   ２シートは接続されるべき物体が挿入される中空
   部を形成しているとともに、 上記中空部内で、加熱により第１シートと第２
   シートの間に充填されたインサートを有し、両シ
   ートのいずれか一方にインサートを収納できるポ
   ケツトを備え、さらに両シートはインサートを有
   効に作用する状態とするに充分な高温でも溶解せ
   ず、かつ加熱によつて第２シートは挿入された物
   体に対して復元し、一方第１シートは熱的安定形
   状を維持することを特徴とする物体を接続するコ
   ネクタ装置。 ２ 第２シートは熱回復性ポリマー材料にてな
   り、凹状構造を有し、第１シートはこの熱回復性
   凹状構造を跨がるようにして熱的に不安定状態に
   ある第２シートの主要部に熱的に安定した状態に
   ある材料で結合した特許請求の範囲第１項記載の
   コネクタ装置。 ３ 第２シートが２以上の分離した凹状構造を構
   成するように形成されている特許請求の範囲第２
   項に記載の熱復元可能なコネクタ装置。 ４ 第１シートが分離した凹状構造の２個以上を
   橋架している特許請求の範囲第３項に記載の熱復
   元可能なコネクタ装置。 ５ 各凹状構造はその実質的な全長に亘つて熱的
   安定材料で橋架されている延在した溝形状である
   特許請求の範囲第２項ないし第４項のいずれかに
   記載の熱復元可能なコネクタ装置。 ６ 第１シートは第１シートに対してインサート
   を保持するためのポケツトを構成する拡張部分を
   局部的に有する特許請求の範囲第１項に記載の熱
   復元可能なコネクタ装置。 ７ ポケツトはインサートを第１シートにプレス
   することにより形成されたものである特許請求の
   範囲第６項に記載の熱復元可能なコネクタ装置。 ８ インサートは第１シートの結晶溶融点以下で
   第１シートにプレスされたものである特許請求の
   範囲第７項に記載の熱復元可能なコネクタ装置。 ９ 第２シートは、装置の復元時において、作用
   領域の中心間距離が維持されるように第２シート
   を第１シートに接着する接着領域により分離され
   た２以上の凹状作用領域を構成するように変形さ
   れている特許請求の範囲第２項に記載の熱復元可
   能なコネクタ装置。 １０ 第１シート及び第２シートは架橋可能な材
   料又は一部架橋された材料からなり、接着された
   後架橋されている特許請求の範囲第１項ないし第
   ９項のいずれかに記載の熱復元可能なコネクタ装
   置。 １１ 互いに固定された距離だけ離れたサブスト
   レートにそれぞれの凹状構造が復元するときに発
   生する張力により前記凹状構造間に伸び又は破れ
   るように形成されたポリマー材料により互いに接
   続された前記凹状構造を２以上有する特許請求の
   範囲第２項ないし第１０項のいずれかに記載の熱
   復元可能なコネクタ装置。 １２ 第２シートの熱復元可能な部分は第１シー
   トの熱復元可能な如何なる部分とも異なる復元温
   度を有する特許請求の範囲第１項ないし第１１項
   のいずれかに記載の熱復元可能なコネクタ装置。 １３ 接着は融着により行なわれている特許請求
   の範囲第１項ないし第１２項のいずれかに記載の
   熱復元可能なコネクタ装置。