JPH06505355A - 半田不用の電気的接続コネクタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 はんだなし電気コネクタ 本発明は、はんだなし電気コネクタの一体性を高めたはんだなし電気コネクタの 改良に関し、様態としては、スプライス接続前に出荷および取扱いのためにキャ ップをベース部材上に機械的に係止する特性の改良に関する。

本発明は、アメリカ合衆国特許第４，８９１，０１８号に記載されたはんだなし コネクタの改良を目的としている。ポリオレフィンのような剛性の低い素材から なり、本体とキャップで構成されるコネクタは、２本またはこれ以上の電線を接 続する際、硬いポリカーボネート素材からなる従来のコネクタはど一体的には結 合していない。新素材によって、ケーブルのスプライス接続においてより耐久性 のあるコネクタが提供された。しかしながら、柔らかく、撓みやすいポリオレフ ィンからなるコネクタでは、キャップがベース部材に組み付けられた後、スプラ イス接続を行う前に過度の力がキャップに加えられると、キャップがベース上に 留まっていないという問題が生じた。キャップの保持は業界での課題であり、典 型的な取扱状況の下で、キャップがベース部材から外れないようにするための試 みが行われている。

本発明は、通常の取扱状況中にキャップがベース部材から離れるという問題に対 する解決法を特徴する 特許文献には、コネクタ本体上のキャップ保持に関する特許がある。アメリカ合 衆国特許第３，８０４．９７１号に示すコネクタでは、ベース部材が掛は金突起 を備え、キャップ上の他の掛は金突起と相互に作用し、開位置と閉位置を限定す る。他の特許では、アメリカ合衆国特許第４．３２６，７６７号及び第４，４９ ６，２０６号が、キャップ及び本体に形成されたリブを利用して、両者を様々な 保持位置に保持している。いずれの場合も、リブはキャップの移動方向に対し垂 直方向に延びている。

本発明は、コネクタ製品の大きさ、形状、外観を変更することなく、問題を解決 する。　本発明は、対応する複数の電線を支持するための延長面を持つ複数の並 行する細長い電線受容チャンネルを有するベース部材を含んで成る、複数の電線 を接続するための改良された電線コネクタを提供する。ベース部材は、延長面と 交差する並行する溝と共に形成され、これらの溝はチャンネルとほぼ垂直である 。ベース部材は、延長面周辺にほぼ円錐台状の空洞を限定する壁部材を有し、こ の壁部材は、内面と外面を有し、壁部材の軸は電線受容チャンネルの軸に対して ほぼ垂直に延び、空洞の壁は空洞の開口部から延長面に向かって広がっている。

壁部材は、周方向に間隔を置き半径方向を向いた壁部を持ち、一対が溝一対の端 部とそれぞれ隣接している。壁部は、壁部材の円錐形状によって空洞開口部に向 かって収束する楔形封入部材を提供する。空洞に適合する形状のキャップは、端 壁と、周囲に間隔を置いて配置された側壁の自由端を越えて延びる２本の脚部を 持って下がる側壁を含み、電線接続部材は、脚部の間で端壁の内面に対し配置さ れる。キャップから下がる側壁の自由端の寸法がベース部材の開口部の内部寸法 よりやや大きいため、キャップがベース部材に設置されると、両脚部は並行する 溝の端部で壁部間に適合する形状となっている。両脚部は空洞内部に配置され、 各脚部は溝の一端で一対の壁部の間に配置される。

両脚部は、脚部の自由端に向かって広がり壁部と係合する側縁を有し、これによ って、ベース部材からキャップを離すような力が加わった場合、脚部は上記壁部 に対して楔として働き、またキャップの端壁に対しこれを延長面に向かわせる力 が加わった場合、柔軟なベース部材の開口部は拡張され、キャップ及び接続部材 が空洞内に進入し、コネクタとチャンネル内の電線が完全に有効なばねだめ接触 を行うことができる。

ベースとキャップは可撓なポリオレフィンで形成されるため、キャップを係止位 置に受ける際わずかに伸長することができ、電線接合条件下、叉は閉鎖位置にあ る場合のずれが抑制される。

本発明を、下記の添付の図面を参照してさらに詳しく説明する。

図１は、本発明によるコネクタの斜視図で、ベース部材からキャップを外した分 解図である。

図２は、キャップとベース部材が組付開位置または非接続位置にあるコネクタの 、側面図である。

図３は、図２の線３−３に沿った横断面図である。

図４は、図２の線４−４に沿った本発明のコネクタの水平断面図である。

図５は、図２の線５−５に沿った水平断面図である。

図６は、取り外し力が脚部材に加わった場合の力を描いた詳細図である。

本発明をこれより図を参照して説明するが、この中で同じ参照番号は図面中で同 部品をさす。

図１のコネクタｌＯは、絶縁ベース部材１１と絶縁キャップ１２からなる。はぼ Ｕ字形の導電接続部材１３（図３参照）はキヤ・ツブ１２に支持され、電線端部 を挿入して接続するための縦に並行な複数の管状電線受容路２０内に挿入される 複数の電線と、良好な電気的接触を行う。受容路２０は、ベース１１ののど部２ １の端部から発し、本体部２２内に延びて、ここで図３に示す電線支持チャンネ ル２４を提供する。本体部２２の内部には、チャンネル２４と連通する空洞２５ が形成され、この空洞２５の底部はチャンネル２４を横切って深くくぼみ、接続 部材１３の脚２３（図３では１つのみ示す）を受ける切り込み領域２６を提供す る。空洞２５はほぼ円錐台形で、上に広がる本体部２２の開口部から電線支持チ ャンネル２４に延び、円錐形空洞の軸に対して約４度から６度の角度で配置され た内壁面によって限定される。半径方向に延びて周方向に間隔を置いた２組の壁 部２７及び２８が、空洞２５を限定する壁部材内部に形成される。この壁部２７ 及び２８は、空洞の開口に向かって収束するため、先細の凹部を形成し、その軸 はキャップを電線接続閉鎖位置に移動させる際の移動方向にほぼ並行する。空１ Ｔ４２５を限定する壁部材はまた、空洞２５への開口を取り囲みキャップ１２を 支持する支持面２９と共に形成される。後に説明するように、キャップ１２はそ の側壁から下がる１組の対向する脚部３０を有し、その脚部３０は空洞２５内に 延びて空１Ｗ２５を限定する壁部材の内面及び壁部２７．２８の対向面と係合す る。面２９とキャップ１２の底面は、空Ｗ４２５の開口部を開位置にして大きな キャップを受け入れる。

ベース１１は、可撓な高分子材料で成形するのが望ましく、その材料は、半透明 で耐溶剤性、疎水性があり弾性に富んだもの、すなわち、引張り強度が良好で１ ０％から２０％の伸びを与えるだけの弾性係数を持つものが望ましい。このよう な特性を持つ好適な材料は、ポリオレフィン、例えばポリプロピレンで、ポリカ ーボネートより安価である。

キャップ１２は金属製接続部材１３の支持部で、これもポリプロピレンで形成で きる。キャップ１２は端壁または上壁３１と、はぼ円錐形の周側壁３２からなる 。側壁３２の自由端から対向して延びるのが脚部３０である。脚部３０は弧状で 、図３で示す中間部３３を有する接続部材１３の脚または切り込み板２３間に適 合する内部突起３４と共に形成される。突起３４は、外面が凸形状を保持するよ う、脚に強度を与える。キャップが開位置にある場合、脚部３０は空洞壁部材の 内面および壁部２７．２８それぞれの対向する縁と協同して、キャップと接続部 材を正しい位置に保持して電線接続を行う。

図４および図５からよくわかるように、脚部３０は半径方向に内向きで半径方向 に配置された２組の壁部２７および２８の間に配置される。脚部は、放射状に広 がる側縁３５と共に形成され、この側部間の位置にあるため、キャップ１２を引 き上げるような力、またはキャップを振動させてベース部材１１から引き離すよ うな力がキャップにかかった場合、脚は壁部間できつく楔止めされる。このよう に、空洞を形成する壁部材の円錐形状のため空洞の開口部に向かって先細りある いは収束する壁部２７および２８と、放射状に広がる脚部３０の側面の関係が、 キャップをベース部材に保持する自己増力式楔形保持手段となる。キャップを持 ち上げたり引き離したりする力は、脚部を圧縮する力を生じさせるため、脚部は キャップが離れるのを抑制する。図６に示すように、ベース１１との関係で脚を 持ち上げる力が加わると、矢印４０で示す脚への抵抗力が脚を圧縮する。この圧 縮力が、空洞２５を限定する壁部材の凹状内面に対し、脚の外面を押し込む。か かる力で、脚の凸状面にかかる矢印４１で示す抵抗力が増し、一方または両方の 脚を抑制する十分な摩擦抵抗が生じるため、キャップが上または端部壁３１に加 わる力で空洞に押し込まれる前に、ベースｌｌ上の開位置からはずれるのを抑制 する。

図４および図５を見ると、半径方向に延びる壁部は、ベースの壁部材の内面から 外縁まで約４ｍｍ（０，１６インチ）延びている。

図２の線４−４断面部分の壁部２７または２８の間の弧の長さは約４．１ｍｍ（ ０，１６２インチ）で、図２の線５−５断面部分の壁部間の弧の長さは、図５に 示すように、４．２ｍｘｎ　（Ｏ，１６５インチ）である。キャップ１２の脚部 は、図に示す部分の弧と実質的に同じ長さで、間隔をあけた壁部２７および２８ の組の間の空間に適合する。これは、キャップを閉位置に動かす場合、キャップ の移動方向と反対の方向に楔作用が存在することを示す。キャップが開の準備位 置で、脚部３０の対向する側縁３５が壁部の対向面と係合することにより、キャ ップに何らかの過度の力が加わるか、閉じる力がわずかに中心をそれていた場合 に、キャップが本体部２２上で振動するのを抑制する。

キャップ１２は、側壁３２の自由端の開先面上に、外側が隆起した円周または周 辺リングまたはリブ４５を有する。また、壁３２の外面上に間隔をあけて凹部４ ６が形成され、キャップを空洞２５に押し入れる際壁部２７および２８を受けて 、キャップが閉の電線接続位置の時に空洞をしっかり密閉する。

接続部材１３は、厚さ約０．５ｍｍ　（０，０２インチ）の銅合金、例えば２６ ０カートリツジ・プラスなどの電導性の延性金属で形成する。硬度は、３／４ま たはＨＯ３が望ましい。接続部材１３はキャップ１２内に支持され、Ｕ字形接続 部材１３の脚を形成する薄板２３の各端部に配置された２本の対向する突起によ って、その中に保持される。板２３は並行で、１．８８ｍｍ（０，０７４インチ ）の間隔をあけている。突起は脚部３０と係合する。各板２３は、電線支持チャ ンネル２４と整列関係に位置する深い電線受容スロット５０を備える。スロット ５０は、各板で２．８ｍｍ（０，１１インチ）の間隔がおいている。電線受容ス ロッ１へ５０の間には、接続部材に大きな柔軟性を与える間隙スロット５１が配 置される。電線受容用Ｕ字スロット５０の、対向するあご部の並行部分間の幅は 当初０．２９ｍｍ（０，０１１５インチ）である。２５ゲージ電線をコネクタに 挿入し歪んだ導線のほぼ中心を通って計測すると、これらの間は約０．３６ｍｍ （０，０１４インチ）に広がっている。こねは材料の降伏点を越えるため、材料 の弾性によ、って０．３０ｍｍから０．３２ｍｍの幅の当初位置に向かって戻る 。−とになる。１９ゲージ電線では、スロットを約０．６３ｍｍ（０，０２５イ ンチ）まで広げる。これも降伏点を越えている。電線を外すと、スロットの輻は 約０．５８ｍｍ（０，０２３インチ）まで緩む。そのため、降伏点を越えて緊張 する材料でも、電線には連続して弾性力がはたらき、接続部材１３を形成する材 料の弾性歪みによって良好な電気的接触が保たれる。

接続部材１３の配置によって、接続部材を破断することのない塑性歪みが得られ る。これは、電線受容スロット５０間に配置された間隙スロット５１の存在によ って達成される。スロット５０の並行する壁は、導線がそのラッパ状入り口に入 る際押し広げられるため、電線がＵ字スロット５０の一方の材料の狭帯域を板の 中心に向かって押し、間隙スロット５１の入り口が閉じて、Ｕ字スロットの他方 の材料は板の端部に向かって押される。電線の両側ではほぼ均等な移動がある。

さらに、スロット底部の半径をスロット幅より約１゜５倍大きくすることで、塑 性歪みが受けている場合の接続要素の破断傾向が小さくなり、良好な電気的接触 効率を失うことなく応力の集中を減らすことができる。

板２３の材料のスロット５０から端部への撓みによって、電線接続位置にある場 合、キャップ１２の脚部３０が空＋１ｉ４２５を形成する壁の内面に押しつけら れる。さらに、隆起リブ４５が空洞壁にぴったり押しつけられ、端壁３１近くの リブの鋭角の縁が、キャップ１２を外そうとする力に抵抗する。そのため、キャ ップ１２がベース１１に挿入される時、電線の導線１６との接合もキャップとベ ースとの機械的締結を向上させる。これは、接続部材１３の板２３が自由端で広 がってキャップの脚部３０と側壁３２を外側に向かってベース本体２２の壁に押 しつけることによって行われる。キャップを閉位置に移動した後にベースの壁が 戻るか通常の非緊張位置まで緩むと、空洞の壁は再び負の角度になりキャップを 保持する。

電線接合を効果的に密封しその後の水の進入を抑制するには、ポリイソブチレン 、シリコーングリース、または本出願の譲受人であるミネソタ州セントボールの ミネソタ・マイニング・アンド・マニュファクチャリング・カンパニー社の販売 するシール剤などグリース状軟度の柔らかい塑性材料を用いるが、この密閉剤は ポリブブテン、合成ゴム、鉱油、無定形シリカ、酸化防止剤からなる。この密閉 剤はコネクタ内の隙間をすべて完全にふさぎ、電線を接続する際、管状電線受容 路を好適に満たす。

フロントページの続き （７２）発明者　クロンチ、ダニエル　エフ。

アメリカ合衆国、ミネソタ　５５１３３−３４２７゜セント　ポール、ポスト　 オフィス　ボックス　３３４２７ （７２）発明者　アフラーボウ、マーティン　ジー。

アメリカ合衆国、ミネソタ　５５１３３−３４２７゜セント　ポール、ポスト　 オフィス　ボックス　３３４２７

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．対応する複数の電線を支持するための延長面を持つ複数の並行する細長い電 線受容チャンネルを有するベース部材であって、上記ベース部材および上記延長 面は延長面と交差して上記チャンネルとほぼ垂直の少なくとも１つの溝と共に形 成され、壁部材が延長面周辺に上記延長面から間隔をおいた開口部を有する空洞 を限定するベース部材と、 深いくぼみをつけ上記ベース部材の溝内に適合するようにした板からなり、板の 溝が上記各チャンネルと整列する弾性導電接続部材と、 上記接続部材を支持し上記空洞に適合する形状のキャップであって、端壁と、対 向する位置で上記側壁の自由端を越えて延びる２本の脚部を持って下がる側壁と を含み、上記接続部材が上記側壁内で上記端壁内面に対して配置され、上記各脚 部が上記空洞内部に配置されているキャップとを含んで成り、 上記空洞（２５）を限定する上記壁部材は内面および外面を有し、上記壁部材は 少なくとも２組の間隔をあけた壁部（２７、２８）を有し、上記壁部は上記壁部 材の上記内面から上記空洞（２５）内に延び、それぞれ上記空洞開口部から上記 延長面に向かって広がる関係に配置され、キャップ（１２）の一つの脚部は上記 壁部（２７、２８）各組の間に配置され、上記各脚部は、脚部の自由端に向かっ て広がり上記壁部の対向側間で係合する側縁を有することにより、キャップをベ ースから分離するような力が加わる場合、上記壁部に対する上記脚部の力が上記 脚部を圧縮し上記壁部を引き離して上記分離に抵抗し、 キャップの上記端壁にこれを上記ベースに向かって押し込む十分な力が加わる場 合、ベース部材の上記開口部は拡張され、上記キャップおよび接続部材が上記空 洞内に進入し、コネクタと上記チャンネル内に配置された電線が完全に有効なば ねだめ接触を行えるようにしたことを特徴とする、多数の電線を接続するための 電線コネクタ。 ２．上記ベースが半透明で耐溶剤性、疎水性があり弾性に富んだ高分子材料で形 成されることを特徴とする請求の範囲第１項記載の電線コネクタ。 ３．上記高分子材料がポリオレフィンであることを特徴とする請求の範囲第２項 記載の電線コネクタ。 ４．上記キャップが上記側壁上に外部周辺リプを有し、その周辺寸法が上記ベー スの上記開口部の上記周辺縁の内部周辺寸法より大きく、上記キャップの閉位置 から開位置への移動を抑制することを特徴とする請求の範囲第１項記載の電線コ ネクタ。 ６．上記壁部材の上記壁部が、上記開口部から上記延長面に向かって広がり、上 記キャップが上記側壁上に外部周辺リプを有し、その周辺寸法が上記ベースの上 記開口部の上記周辺縁の内部周辺寸法より大きく、上記キヤップの閉位置から開 位置への移動を抑制することを特徴とする請求の範囲第４項記載の電線コネクタ 。 ７．上記接続部材が、厚さ０．５ｍｍの電導性金属で形成されることを特徴とす る請求の範囲第１項記載の電線コネクタ。 ８．上記金属が、３／４硬さの延性銅合金であることを特徴とする請求の範囲第 ７項記載の電線コネクタ。 ９．上記接続部材が、１．８８ｍｍの間隔をあけた１組の板からなるＵ字形部材 であることを特徴とする請求の範囲第７項記載の電線コネクタ。 １０．上記ベース部材が、可撓ポリプロピレンで形成されることを特徴とした請 求の範囲第７項記載の電線コネクタ。