JPH06506082A - 可融性材料を含む自己調節連結装置 - 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】 可溶性材を含む自己調節可能連結装置 光１立１遣 本発明は、連結される物体の接合を補助する装置に関し、特に、例えば電気回路 の一部を構成する２つ若しくはそれ以上の物体を接合するための可溶性材を含む 装置に関する。本発明は更に、このような接合部を形成する方法に関する。

今日、接合部の形成を補助する可溶性材を含む装置が知られている。例えば、米 国特許第３．２４３．２１１号は、可溶性材を含む熱再生可能な中空スリーブで 形成された半田スリーブを開示する。１又はそれ以上の接合される物体を装置に 挿入する際、装置を加熱することによって可溶性材が溶融して物体に接触し、そ の冷却時に物体の接合が達成される。可溶性材を溶かすのに外部熱源（例えば、 熱風、赤外線放射源など）が必要となるため、接合される物体の熱し過ぎによっ てその物体を損傷し得る。例えば、電子技術において、このような過剰加熱によ ってデリケートな集積回路が破壊される。また、必要とされる多量の熱が装置に 損傷を与えずに移送されることはないため、ワイヤ、チューブ若しくは大きくて 効果的な熱シンクの接合に対する利用性が制限されている。

米国特許第４．８５２．２５２号は、電気コネクタのハウジングに予め配設され た複数のターミナルを開示している。このコネクタは、各ワイヤ端部が熱再生可 能チューブの長さの範囲内の半田プリフォームと共に配置できるように外側面に 配設された薄い磁気材料層を有していてもよいハウジングから後方に延びる半田 テールを含んでいる。高周波電流が磁気層に誘導され、次いで磁気層が半田を溶 かすのに十分な熱エネルギーを生成し、ワイヤとターミナルとの間に末端部を形 成するチューブを収縮させる。残念ながらこの構造には、ヒータの形状が加熱の 必要性からではなく、コネクタの接触という観点から設計されているため、用法 に制限がある。製造時のコネクタターミナルへのヒータ材料の事前記置に関する 制限は、ヒータの寸法、形状、エネルギー生成および自己゛調節温度を明細通り のものに限定する。連結条件、即ち、パワー、位置等に合致可能で、コネクタタ ーミナルを必要としない、つまり、連結される要素の一部として一体である必要 がない装置があれば有利である。本発明は、自己加熱連結装置であって、再連結 可能な特徴を有する装置を提供する。

米国特許第４．９１４．２６７号も、連結部の形成を補助する可溶性材を有する 装置に関連する。この溶融可能材は、何個の可溶性材（例えば、半田、ブレージ ング材、熱再生可能ポツティング化合物、熱流動可能プラスチック）であっても よい。米国特許第４．９１４．２６７号に開示されるように、中空円筒状の自動 詞節ヒータが装置に備えられており、その温度は可溶性材の溶融時にその材料の 溶融温度よりさほど上がらない温度に維持される。こうして装置自体は、ヒータ 回路、可溶性材および接合もしくは連結される物体の能動要素となる。

上記の装置は、連続中空ヒータの構造を有するが、この構造は、接合される部材 を完全に包囲し、従ってその装置の適用範囲は狭められる。厳密に誘導するよう に結合されたヒータを得ようとする努力に根ざしたこのような幾何学的制限のな い装置があれば有利である。本発明は、このようなスペース制限のない、米国特 許第４．９１４．２６７号に開示された装置の改良を提供する。

ｌ旦立ｌ遣 本発明によれば、強磁性材層を含むヒータ要素は半田プリフォームなどの可溶性 材と共に連結装置に含有されている。この連結装置は、例えば、熱収縮可能材料 で形成された中空絶縁スリーブを含む。半田プリフォーム、ヒータ要素および熱 収縮可能中空スリーブは一体形成され、接合される物体の誘導電流の生成をヒー タ要素が妨害しないように配列されている。

従ってこの装置は、良好な自己温度調節を示し、物体間の接合部の周囲の可溶性 材の均一な流動および溶着を促進する。また、連結装置の励磁の際、溶着される 物体間の連結部の視覚検査を許容する装置が設けられており、もって接合部の一 体性を確認する機会が提供される。

作用において、強磁性ヒータ要素における誘導電流の流れが熱を生成し、この熱 が熱収縮可能材料を再生せしめ、接合される物体に加熱要素を接触させる。同時 に、半田プリフォームが溶けて物体を融接する。ヒータ要素が半田の温度より高 いキュリ一温度を有するので、半田は溶解して流れ、連結装置に挿入された物体 同士の溶着を達成する。次いで熱収縮可能材料は、更に半田スリーブ装置をシー ルすべく再生する。

ヒータ要素がすずメッキ層を備えているので、連結装置は、半田連結のために前 処理されていない物体に広く適用可能である。従って、殆どの連結に適用可能で あり、かつ、外部電源を用いた効果的な連結の達成に積極的に適用できる、コン パクトでコスト効率の高い連結装置が提供される。

本発明の１の特徴において、可溶性材と、所定のキュリ一温度を有する加熱要素 とを有す連結装置が提供された。この加熱要素は、連結装置と一体で、接合され る物体から独立しており、銅層と、この銅層に隣接する強磁性層とを含む。加熱 要素の形状は、連結装置を励磁するのに用いる誘導コイルの外形とは無関係であ り、強磁性層が磁気的に不連続となるように連結装置内で接合される物体を部分 的に包囲するだけである。

もう１つの特徴によれば、熱再生可能な中空絶縁スリーブと、このスリーブの内 側に配設された可溶性材と、中空絶縁スリーブの内側に配設されたヒータ要素と を有する２つ又はそれ以上の物体を連結するための半田スリーブ装置が提供され た。上記ヒータ要素の形状は、連結装置を機能させるのに用いられる誘導コイル の外形がら独立しており、かつ、強磁性層が磁気的に不連続となるように連結装 置内で接合される物体を一部包囲しているだけである。上記ヒータ要素はさらに 、第１の材料で成るすずメッキされた層と、所定のキュリ一温度を有する第２の 材料層とを含み、この第２の材料の第１の面は非半田湿潤コーティングを有する 。

更に別の特徴によれば、熱再生可能な中空絶縁スリーブと、この中空スリーブの 内側に配設された可溶性材と、所定のキュリ一温度を有するヒータ要素とを含む ２つ又はそれ以上の物体を連結する連結装置が提供された。上記ヒータ要素は、 中空絶縁スリーブの内側に可溶性材を介して支持されている。ヒータ要素の形状 は、連結装置を作用させるのに用いる誘導コイルの外形とは無関係であり、強磁 性層が磁気的に不連続となるように連結装置内で接合される物品を部分的に包囲 するだけである。

更にもう１つの特徴によれば、２つ又はそれ以上の物体を連結する方法であって 、可溶性材を有し、内側に設けられたヒータ要素を備える熱再生可能中空絶縁ス リーブを含む連結装置に上記物体を挿入するステップと、熱再生可能中空絶縁ス リーブが収縮するようにヒータの周囲を不連続のヒータ要素に電流を誘導するス テップと、ヒータ要素を接合される物体に当接させ、可溶性材を連結される物体 の少なくとも１つに接触させるステップとから成る方法が提供された。上記方法 は、更に、可溶性材を有する熱再生可能中空絶縁スリーブと、このスリーブの内 側に配設されたヒータ要素とを含む半田装置の対向端部に物体を挿入するステッ プと、熱再生可能中空絶縁スリーブが収縮するようヒータの周囲に連続して伸延 しないヒータ要素に電流を誘導するステップと、接合される物体にヒータ要素を 当接させ、可溶性材を物体の少なくとも１つに接触させるステップを含む。

の　な脱Ｂ 本発明は、類似要素に類似の符号が付与されている添付図面と共に、以下の好適 実施例の説明を参照すれば詳細に理解できる。

図１は、本発明に基づいて設計された連結装置の好ましい実施例の概略図である 。

図２Ａは、本発明により設計された連結装置に用いるヒータ要素の概略図である 。

図２Ｂは、別の実施例たるロッド状ヒータ要素の概略図である。

図３Ａ〜３Ｃは、本発明により設計された連結装置の別の実施例の概略図である 。

図４および図５は、本発明の更に別の実施例の概略図である。

図６Ａ、６Ｂおよび７は、編み保護ケーブルと共に使用される本発明の更に別の 実施例の概略図である。

について言及するが、米国特許第４．９１４．２６７号におけるごとく、本発明 の原理は、例えば、周知の可溶性材を用いて接合される要素自体が電気エネルギ ーを通して熱を発生するような機械的若しくは配管の用途に等しく適用可能であ ることは当業者なら分ることである。

米国特許第４．９１４．２６７号は、定交流電流が与えられた際に強磁性体に発 生する表皮効果を利用する装置に関する。強磁性体に上記電流が与えられた時、 その電流の主たる部分は、その電流の接地基板の近傍領域に集中する。この領域 は、以下の式で定義される。

Ｓ、Ｄ、＝　５０３０　ｒ丁ｌｐ下印 ここで、Ｓ、Ｄ、は表皮深度、ｐは抵抗値、μ（ｍμ）は材料の強磁性特性の測 定値、そして、ｆは交流電源の周波数である。従って、表皮深度はｐ１μおよび ｆを調整することによって制御できる。

例えば、合金４２はＰ＝７０〜８０　ｘ　１０−’Ω口およびμ；２００〜６０ ０を有するのに対し、低カーボン鋼はＰ＝１０　ｘ　１０−’Ωωおよびμ＝１ ０００を有する。電流源周波数は装置の必要条件に合致するように選択すればよ い。例えば、８〜２０ＭＨｚの周波数を使用して、必要となる磁気材料層の厚さ を減少させ、高い自動調節率を達成することができる。Ｘが強磁性層の深さを表 わす場合に電流がｅ−８に従って降下するので、殆どの電流（例えば８３％）が 表皮深度の１．８倍のところに集中する。

こうして、銅などの、１に等しいｍμ値を有する高導電性材料層と電気的および 熱的に接触する強磁性層の１゜８倍深度を使用して良好な調節を達成できる。強 磁性材のキュリ一温度に近づくと、その材料のｍμ値および抵抗値は銅のものに 近づく。磁束あるいは表皮電流の損傷レベルを防ぐため、銅層の厚さは表皮深度 の５〜１０倍にすべきである。

本明細書中の「定電流」という表現は、上昇できない電流の意味ではなく、次の 式に従う電流を表わす。

具体的には、自動調節を達成するため、強磁性ヒータ要素がキュリ一温度を越え る時に要素に配電される電力は、強磁性ヒータ要素がキュリ一温度以下の時に与 えられる電力より低くなければならない。熱を下げるため電流が十分に下げられ ると、自動調節は達成される。従って、高い自動調節率が必要とされない場合、 電流制御の程度に関する制限は緩和され、電力供給コストが低減される。

作用において、定高周波ＡＣ電流は、強磁性材料を含む半田スリーブ装置を直接 的に又は誘導的に通過し、以て装置はキュリ一温度に達するまで加熱される。こ の時、装置の実質抵抗は下がり、電力消費が減少する。かくして、適切な電流周 波数および抵抗値並びに材料厚の選択により、温度は装置の磁気材料のキュリ一 温度近くに維持される。

本発明に従って設計された自己調節型連結装置の第１実施例が図１にしめされて いる。図示のごとく、はんだスリーブ装置２は、熱収縮可能な、いずれの端部も 断面がほぼ円形の中空管状とされたプラスチックスリーブ４を含む。この中空ス リーブは、各端部よりも大きい内径を有し、もってスリーブの外側面の周囲の突 出部が形成された中央部６を備えている。中空スリーブの中央部は、中空スリー ブの長さの凡そ１／４に相当し、図１に示されるように、スリーブ長さの中心点 近傍に位置している。

しかしながら、当業者なら理解できるように、中央部の釣合いのとれた長さ及び 中空スリーブの全体長ならびに内径は、連結装置を介して接合される寸法の異な る物体を収容すべく変更可能である。

こうして形成された中空スリーブは、比較的一定の内径ｄ１を有する内側円筒領 域８を備える。この内径ｄ１は、これより大きい内径ｄ２を有する中央内側領域 を含む。

リング状の円筒形はんだプリフォーム１０は中央内側領域に設けられている。さ らに、管状スリーブと対面する強磁性ヒータ要素１４は、はんだプリフォームの 外側面と中空スリーブとの間に設けられている。

強磁性ヒータ要素は、はんだプリフォーム１０で所定位置に保持できるため、接 合される物体を完全に包囲するためリング状に形成する必要はない。従って、は んだプリフォームは、強磁性ヒータにおける誘導電流の生成に対するシールドと して働くことはない。

図２八に示されるように、強磁性ヒータ要素１４は、実施例において、銅層１８ の第２面に接着された第１面を有する強磁性材層１６で形成されている。強磁性 ヒータ要素は、はんだプリフォーム１０の溶融温度より高いキュリ一温度を有す る。強磁性材に接着された面の反対側の銅層１８の第２の面２２は、溶着および 接合される物体への熱伝導を促進するためすずめつきされている。

銅層に接着された面と対向する強磁性材の第２の面２４は、強磁性層を溶けた半 田が湿らすのを防止するため非はんだ湿潤コーティング２５が施されている。

強磁性ヒータ要素１４が半田で湿るのを防止するため、要素１４は、ポリテトラ フルオロエチレン若しくはポリアミドなどによる非半田湿潤コーティング２５が 施されている。もう１つの方法は強磁性材自体から酸化物コーティングを形成す ることである。このコーティングの目的は、上記したように、磁気誘導による適 正エネルギー量の生成を妨げ、従って強磁性材が有効キュリ一温度まで加熱され るのを妨げる半田による強磁性材の湿潤を防止することである。詳細に言えば、 半田が強磁性材の湿潤を許されると、これによって抵抗が減少し、誘導フィール ドに対するシールドとして働き、もって電力を減らす。このような現象は貧弱な はんだ接合部、或いは、より非効果的な半田接合部を生む。採用されたコーテイ ング材は、はんだで湿らないので、はんだと接した際に玉状になり、ピンの凸状 部に隣接する領域から転換される（本発明の場合、絞り出される）。コーティン グは、材料のキュリ一温度そのままに維持されるよう十分な熱抵抗を有していな ければならない。

図２Ｂは、銅層１８°の第１の面２０’　に接着された第１の面を有する強磁性 材層１６′を有するロッド形のヒータ要素１４°を示す。強磁性材の第２の面２ ４′は、溶融はんだの湿潤を防止するため非はんだ湿潤コーティング２５′でコ ーティングすればよい。１つ以上のロッドを装置に用いてもよく、他の断面、例 えば四角のもの、も本発明の範囲に属すると考えられる。

作用において、連結装置は、定周波数の外部ＡＣ電流源および強磁性ヒータ要素 並びに接合される物体に電流を誘導する誘導コイルを用いて電気的に加熱される 。

電流が強磁性ヒータ要素１４を通過する際、ヒータ要素の温度は、そのキュリ一 温度に近づく。強磁性ヒータ要素によって生成された熱は、図１の連結装置を加 熱し、これに呼応してプラスチック製中空スリーブ４を収縮せしめる。中空スリ ーブ４の形状が復帰すると、強磁性ヒータ要素および半田プリフォーム１０の溶 融半田を、互いに接合される半田スリーブ装置内の物体に向けて移動する。

図１の連結装置の形状により、強磁性ヒータ要素は、接合される導電性物体の周 囲を完全に再生はしない。従って、電流は、接合される物体にも誘導され、こう して半田プリフォーム１０から生成された溶融半田による物体の均一な接着が可 能となる。つまり、接合される物体も誘導加熱されるので、より迅速な溶融およ び部材の接合が達成できる。しかし、熱の大部分は、接合される非自己調節部材 によってではなく、自己調節ヒータ要素によって生成されるようにしなければな らない。そうしないと、温度の無制御上昇が発生して接合される物体を傷めるこ ともあり得る。中空プラスチックスリーブは、更に、強磁性ヒータ要素によって 生成された熱に応答し、物体間の接合部周囲で再生し続け、もって接合部周囲の 半田の流動を制限し、湿気などの汚染から接合部を保護する。

図３Ａ〜３Ｃは、図１の連結装置の実施例の一部を示す。例えば、図３Ａ〜３Ｃ の装置は、裸線などの物体を、組立て形式のコネクタ・ハウジングに配設された 接点ターミナルなどに連結するのに使用可能である。図３Ａにおいて、絶縁ジャ ケット３２を有する電線要素３０は、標準の非強磁性接点３４と接合される。接 点３４は、例えば、接点が外方に延出する円筒形フランジ３８を有するターミナ ル・コネクタ・ハウジング３６の一部である。

図３の連結装置の使用は、接点３４に特別な材料が混入するのを避けることによ って標準接点３４への電線要素３０の連結を促進する。さらに、図３の連結装置 は、線要素３０と接点３４との間の接合部をシールする。

作用において、標準接点３４を有する円筒形フランジ３８は、接点３４が中空ス リーブの中央部６内に位置するよう熱収縮可能プラスチック製中空スリーブに挿 入される。電線要素３０の裸端部は、接点３４がスリーブに挿入されている端部 の反対の中空スリーブ４の端部に挿入されている。外部ＡＣ電源は、ヒータ要素 １４および接点３４並びに電線要素３ｏに電流を誘導する。

強磁性ヒータ要素１４が熱する際、中空プラスチックスリーブ４は、図３Ｂに示 されるように、半田プリフォーム１０がヒータ要素１４と接触配置されるよう部 分的に再生し始める。ヒータ要素１４と一部溶融した半田プリフォーム１ｏとの 間のすず被覆面は、半田プリフォーム１０を介して電線要素３ｏと接点３４への 熱伝導を可能とする。外部電源から接点３４および電線要素３ｏに誘導された電 流によってこれらに追加の熱が生成される。

半田スリーブ装置が加熱を継続する際、中空プラスチックスリーブがさらに収縮 し、引続いて追加の熱が電線要素３０に伝達される。こうして、図３０に示され るように、堅固な連結を達成すべく線要素３０と接点３４との間の接合部全体の 周囲に均一な溶融半田の流動が起る。

図面に見られるように、中空プラスチックスリーブ４の更なる収縮は接合部の適 正シーリングを確実にする。

図４は、電線要素４０と接合ブロックのピン４２とを有効に半田接合するのに用 いる本発明の更に別の実施例を示す。熱収縮可能なプラスチック製の中空スリー ブ５０は、図１に関連して前述した形状に類似する形状とされている。中空スリ ーブは、半田スリーブ装置の内周面を完全には包囲しないＵ字状の強磁性ヒータ 要素５２を含む。図１の実施例のように、半田プリフォーム５５は、ヒータ要素 ５２と中空スリーブ５０との間に包含されている。溶融した半田は、連結装置の 励磁の際にＵ字状ヒータ要素の開口部を介して、接合される物体間の接合部に流 入する。

中空スリーブ５０の対向端部へのピン４２および電線要素４０の挿入時、電流は 、ヒータ要素および接合される物体（即ち、ピン４２および線要素４０）に誘導 される。前述の実施例の場合と同様に、中空スリーブ５０は再生し始め、溶けた 半田をピン及び電線要素の周囲に流動せしめ、堅固な接合を成就する。また、Ｕ 字形の強磁性ヒータ要素が接合される物体を完全には包囲しないので、電流が接 合される物体に誘導されて、より均一の熱分配が提供される。接合される物体に 対面するヒータ要素面がすずめつきされているので、ヒータ要素から線４４およ びピン４２への熱伝導は向上する。

図５は、図４の実施例を詳細に示している。より具体的に言えば、強磁性ヒータ 要素５２のＵ字形構造は、図５に示されるように、ピン４２と電線要素４ｏを組 合わせた幅に限定された２つのアーム５１．５３を含む。また、アーム５１．５ ３は、電線要素４０．ピン４２及びＵ字形強磁性ヒータ要素が比較的強く接触す るようにピン４２に向かって内方に少し曲っている。

半田プリフォーム５５は、Ｕ字形強磁性ヒータ要素５２の一部を被覆している。

さらに、熱収縮可能なプラスチック製外側チューブ５６が設けられており、これ は、Ｕ字形強磁性ヒータ要素５２および被覆半田プリフォーム５５の外側附近に 位置している。

ピン４２が連結される物体の１つであるため、図５に示されるような連結装置は 、ピン４２を連結装置内に保持するのを補助するため底部５８を備えていてもよ い。

さらに、強磁性ヒータ要素５２のアーム５１．５３は、図５に示されるように、 ピン４２と電線要素４ｏとを合せた幅からピン４２単独の幅へと先細になる、変 化する幅を備えていてもよい。アーム５１．５３の細幅は、底部５８に近い連結 装置の下部に見られる。

Ｕ字状ヒータ要素５２が、図５の実施例のごとく、連結装置の長手方向に沿って 底部５８まで延びると、ヒータ要素のアームは、管状外側スリーブの底部５８に 当接する面６０を提供するよう接合してもよい。こうしてヒ−タ要素は、ビン４ ２を連結装置内に保持する場合の追加支援を提供する。

図５における自己調節可能連結装置は、図１乃至４の実施例に対し拡大されたヒ ータ面を備えた強磁性ヒータ要素を含むものとして説明してきた。しかし、拡大 されたヒータ要素面がビン４２を連結装置内に配置するのを補助する一方、ビン ４２と電線要素４０との間に形成された接合部の視覚確認性を向上するため図５ の実施例に縮小寸法のヒータ要素を用いてもよいことは、当業者の理解できると ころである。より具体的に述べると、プレートとして形成されたヒータ要素の使 用は、熱収縮可能な中空外側スリーブの内周面のごく一部を包囲し、連結装置に 配置された物体間の接合部の多くの部分を視覚検査できるようにする。

゛前述の全実施例において、物体間の接合部の視覚検査は、ポリフッ化ビリニデ ン（Ｋｙｎａｒ）などの周知の比較的透明で熱収縮可能な中空スリーブを用いて 達成される。従って、比較的小さいヒータ要素の使用は、均一で完全な溶融半田 の流動が起ったことを確認すべく、より広い接合部領域を検査することを可能と する。上述したように、自己調節可能ヒータに生成された熱は、熱せられた全て の物体の優勢形態熱生成でなければならない。

さもなければ、無制御加熱と過剰温度が発生することになる。

図６および図７は、ブレードでシールドされたケーブル（同軸ケーブル等）を連 結装置に接続するのに用いられる連結装置の更に別の実施例を示す。例えば、図 ６Ａに示されるように、半田スリーブ装置６２は、例えば、０．１４インチ（３ ，５６ａｎ）の内径を有する分岐型円筒リング形態の強磁性ヒータ要素６４を含 む。ヒータ要素６４は、その長さの約０．５倍強のバレル部６６を備え、残り半 分の長さ強の尖端部、即ち指部６８を含む。また、図６Ａのヒータ要素は、内側 のスズメッキ面７０を備え、図２に関連して説明したように、非半田湿潤コーテ ィングを有する外側面７２に配設されている。

励磁に先立ち、尖端部６８の端部７４は、バレル部６６の内径に相応する径を有 する円の周面付近の位置に維持されている。しかし、ブレード保護ケーブルは、 一旦連結装置に挿入されて電流が誘導されると、溶けた半田プリフォームが以下 で述べるような態様で保持するため尖端部６８の内側への曲折を許容する。

ブレード保護ケーブルの外形より少し大きい内径を有するリング状半田プリフォ ーム８０は、尖端部６８で形成された円筒状強磁性ヒータ要素の半分以内に配置 されている。

機械的強度の要求により、円筒形ケーブルコネクタ７８は、ブレード保護ケーブ ル７６との連結のための比較的小さい径の円筒形端部８４を備えた、高強度、高 熱伝導性の材料、例えば真鍮で形成されている。従って、円筒形端部８４の外径 は、ヒータ要素６４のバレル部分６６の内径より少し小さくなっている。円筒形 端部８４の外径は、例えば、約０．１０４インチ（２，６４ｍｍ）である。円筒 形端部８４の内径は、標準保護同軸ケーブルの外径より少し大きい。円筒形端部 ８４の内径は、例えば、約０゜０８６インチ（２，１８ｍ）である。熱収縮可能 中空スリーブ８８は、ヒータ要素６４の外側付近に形成されている。

リング状半田プリフォーム８０は、円筒形端部８４のものに相応する内径および 外径で形成されている。従って、リング状半田ブリズフォーム８０は、ヒータ要 素に挿入された際に円筒形端部８４に当接する。円筒形端部８４の幅は、ヒータ 要素６４のバレル部分６６の幅に概ね一致する。

従って、コネクタ７８の円筒形端部８４がヒータ要素の分岐バレル部分の端部に 挿入された際、前組立てされた′半田プリフォーム８０がヒータ要素の分岐端部 に挿入される。半田スリーブ装置へのコネクタ７８の過剰挿入を制限して適正配 置するため、半田スリーブ装置は、コネクタ７８の円筒形中央部８６の外径より 小さい外径で形成すればよい。

作用において、コネクタ７８の円筒形端部８４は、ヒータ要素６４の分岐バレル 部６６に挿入される。ヒータ要素６４の分岐端部に事前に組込まれた半田プリフ ォーム８０は、コネクタの円筒形端部８４に当接する。コネクタ７８に接続され るブレード保護ケーブル７６などのケーブルは、半田プリフォームおよび円筒形 端部８４を通って半田スリーブ装置に挿入される。ヒータ要素６４の外側付近に 形成され、連結装置の分岐端部を越えて延びる熱収縮可能中空スリーブ８８は、 半田スリーブ装置の分岐端部から延びるブレード保護ケーブルの一部を包囲する 。

連結装置近傍の誘導コイルの励磁の際、電流は、上記の実施例にかんして説明し たように、ヒータ要素６４に誘導される。電流はさらに、接続される物体、即ち ブレード保護ケーブル７６およびコネクタ７８に誘導される。

ヒータ要素に熱が生成されると、半田プリフォームが溶は始め、ブレード保護ケ ーブルおよび円筒形端部８４の周辺を流動する。この時点で、前形成された分岐 端部７４は、半田プリフォームがもはやこれらを外方に保持しないので、ブレー ドに向かって内方に収縮することができる。尖端部は、半田スリーブ装置とケー ブルとの堅固な連結を確保するためブレード保護ケーブル方向に収縮する。溶融 した半田は、尖端部を中心とする熱収縮可能中空スリーブ８８の連続収縮によっ て流動が制限され、尖端部の間に引き込まれる。

熱収縮可能中空スリーブ８８の連続収縮とともに尖端部６８が内方に動くので、 溶融半田はヒータ要素のバレル部６６に流れ込む。溶融半田はブレード保護ケー ブルに対する高い熱負荷を表わすしんちゅう製の円筒形端部８４の方向に引き寄 せられる。こうして連結装置は、半田スリーブ装置、コネクタ７８の円筒形端部 ８４およびブレード保護ケーブル７６の間に強い一体性をもたらす。

図６Ａの連結装置用いて達成された連結が図６Ｂに示されている。ヒータ要素の 尖端部がブレード保護ケーブルを完全には包囲しないので、図６Ａの半田スリー ブ装置は、図６Ｂに示されるように、連結装置、コネクタおよびブレード保護ケ ーブルの間の接続状態の視覚検査を可能とする。また、図６Ａの連結装置は、ブ レード保護ケーブル及びコネクタ７８への速やかな電流誘導を許容し、もってケ ーブルとコネクタの周辺での半田の均一な流動および一様な加熱を促進する。

上述した連結装置が上記の形状に限定されるものでないことは、当業者に理解さ れるところである。例えば、図７は図６のものに類似する半田スリーブ装置の使 用を示すが、上記した実施例とは異なり、図７の実施例は、リング状の半田プリ フォーム９２の近傍に配置されたリング状の強磁性ヒータ要素９０を含む。ヒー タ要素と半田プリフォームを足した長さより長い熱収縮可能中空スリーブ９４も 配設されている。

図７の連結装置は、撚ったワイヤ導体と半田カップ接点などの２つの物体を接合 するのに使用される。熱収縮可能中空スリーブは、半田カップ９６を包囲するた めヒータ要素および半田プリフォームを越えて延びてもよい。

ワイヤの裸端部１００は、これが半田カップバレル内に位置するように連結装置 の一端９８に様丹生してもよい。

この実施例において、熱収縮可能中空スリーブ９４は、凡そ０．４００インチ（ １０，１６ｎ）の長さであり、ヒータ要素は、凡そ０．０６０インチ（１，５２ ｎｍ）の長さであり、半田プリフォームは、凡そ０，１０インチ（２，５４ｍ５ ）の長さである。

ヒータ要素は、約０．００８インチ（０，２０ｗ＋ｍ）の厚さであり、その内径 は約０．０６２インチ（１，５７ｎ）である。半田プリフォームは、約ｏ、ｏｏ ｓインチ（０，２０ｍ）の厚さであり、その内径は約０．０６２インチ（１，５ ７ｍｍ）である。

上述の連結装置の他の実施例が在り得ることは当業者の理解するところである。

例えば、半田スリーブ装置は、多ピンコネクタの受容器（ｒｅｃｅｐｔｏｒｓ） と整列ピン（ａｌｉ−ｇｎｉｎｇ　ｐｉｎｓ）の一方または両方と一緒に使用し てもよい。

また、連結装置は、例えば半田プリフォームの溶融に対する熱収縮可能中空スリ ーブの相対的継続時間および程度を変更するため、時間及びスペースにおいて置 換された異なる温度を生成するため異なるキュリ一温度を有する高ｍμ材で成る 軸方向に離隔したリングを備えた銅製スリーブを含んでいてもよい。連結装置は 更に、接合される物体の保持を補助するため、或いは接合される物体の絶縁を貫 通するため、歯部又は突起を有していてもよい。

上記した連結装置は、接合ブロックにおけるピンとして使用された際、単一ピン または全てのピンが連結されるように単独加熱又は集団加熱で連結してもよい。

また、連結装置は、強い機械連結を達成するためプリント回路基板のエツジコネ クタに形成してもよい。

さらに、実施例は、物体が溶融材料として半田プリフォームを使用して接合した 電線または接点の形態のものとして説明されているが、溶融可能材料として、電 気的、機械的用途又は配管に広く使用される、幾つの溶融可能材料を用いてもよ いことは当業者の理解するところである。また、同じ連結装置に数種類の溶融可 能材料を含ませてもよい。半田スリーブ装置をシールし、或いは環境的に保護す るためポリマーあるいは樹脂などの溶融可能材料を用いることもできる。半田の 流れを封じ込めたり、方向転換するため同一または別の溶融可能材料を用いても よい。

コネクタの加熱作用によって活性化された熱収縮可能材料は、コネクタ領域を包 囲すべく収縮する一方で、収縮後に溶融材料を適当な領域に封じ込めるための堰 として利用してもよい。溶融材は、導電性がある場合にシールドすることによっ てヒータを誘導電流から永久に絶縁するのに用いてもよい。従って、溶融材料は 、連結される部材と合体した際に回路を、例えば連結装置の励磁に続いて接地電 位に移行することによって遮断する。

上記は、本発明の概念、好適実施例および作用モードを説明したものである。し かし、本発明は、説明された実施例に限定されない。上記の実施例は単なる例示 であり、以下の請求範囲に定義された本発明の範囲から逸脱することなく当業者 による他の変更が可能である。

Ｆ工［デ、Ｉ Ｆ工ＵＥｒ−２！　ｐＬ Ｆ工［７−３ａ Ｆ工［：ｌｒ−＋　Ｂ　Ｂ Ｐ工６．３０ 国際調査報告 Ｆ工［：ｒ＋６　Ａ フロントページの続き （７２）発明者　マクカロー、ジャック・ニーアメリカ合衆国　９５０７０　カ リフォルニア、サラトガ、マイケルズ・ドライブ　２０８８７

Claims (26)

【特許請求の範囲】
1. １．可溶性材料と、所定のキュリー温度を有する加熱要素とから成る連結装置で あって、 前記加熱要素は、前記連結装置と一体であり、かつ、連結される物体から独立し ており、前記加熱要素は、銅層と、前記銅層に隣接する強磁性層とを含み、前記 加熱要素の形状は、前記連結装置を励磁するのに用いる誘導コイルの外形から独 立しており、前記形状は、前記強磁性層が磁気的に不連続となるように前記連結 装置内で接合される物体の一部のみ包囲して成る連結装置。
2. ２．前記加熱要素の少なくとも一部は、非半田湿潤コーティングを備える請求項 １に記載の装置。
3. ３．前記要素の少なくとも一部は、すずめっきされている請求項１に記載の装置 。
4. ４．前記可溶性材料は、前記強磁性材部材のキュリー温度より低い溶融温度を有 する請求項１に記載の装置。
5. ５．２つ又はそれ以上の物体を連結する連結装置であって、 熱再生可能な中空絶縁スリーブと、 前記中空絶縁スリーブの内側に配設された可溶性材料と、 前記中空絶縁スリーブの内側に配設されたヒータ要素と、から成り、 前記ヒータ要素の形状は、前記連結装置を励磁するのに有用な誘導コイルの外形 から独立しており、前記形状は、前記強磁性層が磁気的に不連続となるよう前記 連結装置内で接合される物体を部分的にのみ包囲しており、前記ヒータ要素は、 第１の材料でなるすずめっきされた層と、所定のキュリー温度を有する第２の材 料でなる層とを含み、前記第２の材料の第１の面は、非半田湿潤コーティングを 有して成る連結装置。
6. ６．前記ヒータ要素は、前記可溶性材料で支持されている請求項５に記載の連結 装置。
7. ７．前記ヒータ要素は、前記可溶性材の近傍に位置している請求項５に記載の連 結装置。
8. ８．前記ヒータ要素は、尖端部が延びるバレル部を有する中空の軸方向に分岐し たシリンダ部として形成されている請求項８に記載の連結装置。
9. ９．前記可溶性材は、前記尖端部に支持されている少なくとも１つのリング状プ リフォームで形成されている請求項８に記載の連結装置。
10. １０．前記連結装置は、前記ヒータ要素に流れる誘導電流で励磁される請求項９ に記載の連結装置。
11. １１．前記連結装置の励磁と同時に前記尖端部が前記物体の終端部に向かって収 縮する請求項１０に記載の連結装置。
12. １２．前記連結装置の励磁の際に、前記可溶性材は溶融状態になり、前記尖端部 から前記ヒータ要素を通って前記バレル部まで誘導される請求項１０に記載の連 結装置。
13. １３．前記第２の材料は、強磁性体である請求項５に記載の連結装置。
14. １４．前記熱再生可能中空絶縁スリーブは、半透明のプラスチック材で形成され ている請求項５に記載の連結装置。
15. １５．前記ヒータ要素は、プレート様に形成されており、前記可溶性材は、リン グ状プリフォームとして形成されている請求項６に記載の連結装置。
16. １６．連結される物体の少なくとも１つが多ピンコネクタのターミナルである請 求項５に記載の連結装置。
17. １７．連結される少なくとも１つの物体がブレード保護ケーブルである請求項５ に記載の連結装置。
18. １８．連結される少なくとも１つの物体がパイプである請求項５に記載の連結装 置。
19. １９．２つ又はそれ以上の物体を連結する装置であって、熱再生可能な中空絶縁 スリーブと、 前記中空スリーブの内側に配設された可溶性材と、所定のキュリー温度を有する ヒータ要素と、から成り、前記ヒータ要素は、前記絶縁スリーブの内側に前記可 溶性材を介して支持されており、前記ヒータ要素の形状は、前記連結装置を励磁 するのに有用な誘導コイルの外形から独立しており、前記形状は、前記強磁性層 が磁気的に不連続となるよう前記連結装置内で接合される物体を一部だけ包囲し ている連結装置。
20. ２０．前記ヒータ要素は、すずめっきされた第１の材料層と、第２の材料層とを さらに含み、前記第２材料層の面は、非半田湿潤コーティングを有して成る請求 項１９に記載の連結装置。
21. ２１．連結される物体が前記連結装置に挿入されて直接互いに融着される請求項 ２０に記載の連結装置。
22. ２２．２つ又はそれ以上の物体を連結する方法であって、可溶性材料を有し、内 側にヒータ要素を備えた熱再生可能中空絶縁スリーブを含む連結装置に前記物体 を挿入するステップと、 前記熱再生可能中空絶縁スリーブが収縮するように前記ヒータの周辺で不連続な 前記ヒータ要素に電流を誘導し、接合される物体に前記ヒータ要素を当接せしめ 、前記可溶性材を連結される前記物体の少なくとも１つに当接せしめるステップ と、から成る連結方法。
23. ２３．前記物体は、直接互いに融着される請求項２２に記載の連結方法。
24. ２４．前記電流誘導ステップは、前記可溶性材の流れを制御すべく前記ヒータ要 素を変形させる請求項２２に記載の連結方法。
25. ２５．前記電流誘導ステップの後に、前記物体間の接合部を検査するステップを 更に含む請求項２２に記載の連結方法。
26. ２６．前記ヒータ要素は、前記可溶性材の溶融温度よりも大きいキュリー温度を 有する請求項２２に記載の連結方法。