JP2006511924A - 電気コネクターおよび電気コネクターを用いるための方法 - Google Patents

電気コネクターおよび電気コネクターを用いるための方法 Download PDF

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    • H01R9/24Terminal blocks
    • H01R9/2458Electrical interconnections between terminal blocks

Abstract

導体に用いられる電気コネクターは、ポートを規定するハウジングを含んでいる。ポートには、入口開口部、出口開口部、および、入口開口部と出口開口部との間で延在して入口開口部および出口開口部と連通する導体通路が含まれている。導体通路は、導体がその通路を通るように導体を受容する。導体通路にはシーラントが配置されている。挿入された導体の周囲がシーラントによって封止されるように、シーラントは導体の挿入に対して適合するようになっている。貫通可能なクロージャー壁は、導体通路を横断するように延在している。

Description

発明の詳細な説明
発明の分野
本発明は、電気コネクター、および、かかる電気コネクターを用いる方法に関している。より詳細には、本発明は、周囲環境に対して封止された電気コネクター、および、周囲環境に対して封止された接続部を形成するための方法に関している。
発明の背景
マルチタップ・コネクターまたはブスバー・コネクターは、一般的な電源供給源から電力を複数の住宅または商業施設に配電するために一般に用いられる。ブスバー・コネクターは、典型的には、ポリマー・カバーの中に収容された銅またはアルミニウム製の導体部材を含んでいる。導体部材には、複数のケーブル穴が設けられている。カバーには、個々のケーブルを受容して個々のケーブル穴へと導くように構成された複数のポートが含まれている。固定ネジ(set screw)は、ケーブルを個々のケーブル穴に固定して導体部材と電気接触させるために個々のケーブル穴に取り付けられる。
上述のブスバー・アッセンブリは、2つ以上のケーブルを電気的に接続するのに用いることができる。供給ケーブルから電力が配電されるように、例えば、あるポートを介して供給ケーブルをブスバー・コネクターに固定する一方、他のポートを介して1つ以上の分岐ケーブルまたはタップ回路ケーブルをブスバー・コネクターに接続することができる。このようなブスバー・コネクターは、必要に応じてケーブルを接続部に加えたり又は接続部から取り外したりできる点で非常に好都合である。
上述の配電接続部(power distribution connection)は、典型的には、地上キャビネットまたは地下ボックス内に収容される。幾つかのケーブルは、通常、地面の中を通り、キャビネットまたはボックスに接続部(ブスバー・コネクターを含む)が取り付けられていない状態となっている場合がある(即ち、接続部がキャビネット内で浮いた状態となっている)。接続部は、湿気(または水分)に曝されたり、場合によっては水中に浸けられたりすることがある。導体部材および導体が露出状態におかれると、水および環境汚染物質によって腐食が生じる可能性がある。更に、導体部材はアルミニウムから通常形成されているので、水によって導体部材が酸化されてしまう場合がある。このような酸化は、比較的高い電圧(典型的には120ボルト〜1000ボルト)が用いられる場合では相当に促進されることになる。幾つかの既知のブスバー設計では、導体部材およびケーブルの導体部分の露出状態を減じるまたは回避するために、エラストマー筒部材またはエラストマー・キャップが含まれている。このようなキャップまたはブートは、特に現地において適切に取り付けることが困難であるか又は不都合となっており、信頼性を備えた封止が供され得ない。
発明の要旨
本発明の態様において、複数の導体を電気的に接続するブスバー・アッセンブリ(busbar assembly)には、内部キャビティー(interior cavity)、第1ポートおよび第2ポートを規定するハウジングが含まれる。第1ポートおよび第2ポートの各々は、導体通路を含んでおり、内部キャビティーと連通状態となっている。各々の導体通路は、コンダクターを受容するように構成されており、コンダクターが導体通路を通るように設けられる。導電性を有するブスバー導体部材は、内部キャビティーに配置される。各々の導体をブスバー導体部材に取り付けて導体とブスバー導体部材とを電気的に接触させる保持機構が少なくとも1つ設けられている。シーラントが、第1ポートおよび第2ポートの各々の導体通路に配置されている。シーラントは、それを通って導体を挿入できるように構成され、挿入された導体の周囲でシールを提供するようになっている。シーラントはゲルであってもよい。
本発明の方法では、ブスバー・アッセンブリと第1導体および第2導体との間で電気接続部を形成する方法が供される。かかる方法では、ブスバー・アッセンブリが、ハウジング、導電性ブスバー導体部材、少なくとも1つの保持機構およびシーラントを含んでおり、ハウジングが、内部キャビティーを規定し、また、導体通路が含まれ、内部キャビティーと連通している第1ポートおよび第2ポートを規定しており、ブスバー部材が内部キャビティーに配置されており、また、シーラントが、第1ポートおよび第2ポートの各々の導体通路に配置されている。そして、本発明の方法は、第1導体および第2導体の周囲がシーラントによって封止されるように、第1導体および第2導体の各々を個々の導体通路及びそこに配置されているシーラント内に挿入して内部キャビティーへと挿入する工程を含んでいる。更に、本発明の方法は、少なくとも1つの保持機構を用いて、各々の導体をブスバー導体部材に選択的に取り付けて該導体と該ブスバー導体部材とを電気的に接触させる工程も含んでいる。
本発明の方法では、導体と共に用いられる電気コネクターには、ポートを規定するハウジングが含まれている。ポートは、入口開口部、出口開口部、ならびに、入口開口部と出口開口部との間で延在して入口開口部および出口開口部と連通する導体通路を含んでいる。導体通路は、その通路を通るように導体を受容するような構成を有している。スリーブ部材は導体通路に配置されており、スリーブ通路を規定している。シーラントはスリーブ通路に配置されている。シーラントは、それを通って導体を挿入できるように構成され、挿入された導体の周囲でシールを提供するようになっている。シーラントはゲルであってよい。
本発明の更なる態様において、電気コネクターを封止するための挿入アッセンブリが供される。かかる挿入アッセンブリでは、電気コネクターが、ポートを規定するハウジングを含み、ポートが、入口開口部、出口開口部、ならびに、入口開口部と出口開口部との間で延在し、入口開口部および出口開口部と連通する導体通路を含んでおり、また、導体が導体通路を通るように導体通路は導体を受容するように構成されている。また、かかる挿入アッセンブリは、導体通路内に挿入されるように構成されたスリーブ部材を含んでいる。スリーブ部材はスリーブ通路を規定する。シーラントはスリーブ通路内に配置される。シーラントは、それを通って導体を挿入できるように構成され、挿入された導体の周囲でシールを提供するようになっている。シーラントはゲルであってよい。
また、本発明の方法では、電気コネクターを封止するための方法が供される。かかる方法では、電気コネクターが、ポートを規定するハウジングを含み、ポートが、入口開口部、出口開口部、ならびに、入口開口部と出口開口部との間を延在し、入口開口部および出口開口部と連通する導体通路を含み、また、導体通路が導体を受容するように構成されている。かかる方法は、挿入部材を導体通路に挿入する工程を含んでいる。かかる挿入部材は、スリーブ通路を規定するスリーブ部材を含んでいる。更に、挿入部材は、スリーブ通路に配置されたシーラントを含んでいる。シーラントは、それを通って導体を挿入できるように構成され、挿入された導体の周囲でシールを提供するようになっている。
本発明の更なる態様では、導体と共に用いられる電気コネクターが供される。かかる電気コネクターは、アクセス開口部、および、アクセス開口部と連通するアクセス通路を含んでいる。また、かかる電気コネクターは、導体を電気コネクターに取り付ける機能を備えた保持機構を含んでいる。保持機構は、アクセス開口部およびアクセス通路を介したアクセスを可能としている。アクセス・シーラント(access sealant)がアクセス通路に配置され、アクセス通路を封止するようになっている。アクセス・シーラントはゲルであってよい。
更なる態様において、導体と共に用いられる電気コネクターは、ポートを規定するハウジングを含んでいる。ポートは、入口開口部、出口開口部、ならびに、入口開口部と出口開口部との間を延在し、入口開口部および出口開口部と連通する導体通路を含んでいる。導体通路は、導体を受容するように構成されている。シーラントは導体通路に配置される。シーラントは、それを通って導体を挿入できるように構成され、挿入された導体の周囲でシールを提供するようになっている。貫通可能なクロージャーは、導体通路に対して横断するように延在している(または、導体通路を遮るように延在している)。
更に、本発明の更なる態様では、電気コネクターと導体との間で接続部を形成する方法が供される。かかる方法では、電気コネクターが、ポートを規定するハウジングを含み、ポートが、入口開口部、出口開口部、ならびに、入口開口部と出口開口部との間を延在し、入口開口部および出口開口部と連通する導体通路を含み、電気コネクターが、導体通路に配置されたシーラント、および、導体通路に対して横断するように延在する貫通可能なクロージャー壁を更に含んでいる。かかる方法は、導体の周囲がシーラントによって封止されるように、導体通路およびそこに配置されたシーラント内に導体を挿入する工程を含んでいる。また、かかる方法では、導体でもって、クロージャー壁を貫通させる。
以下の本発明の好ましい態様についての図および詳細な説明を参照すると、本発明の目的が当業者に理解されるであろう。ただし、かかる説明は、本発明の例示にすぎない。
本発明の態様の詳細な説明
以下において、本発明の態様が示される図面を参照することによって本発明をより詳細に説明する。なお、本発明は多くの種々の形態で具現化されるものの、本明細書で説明される態様にのみ限定して本発明が解釈されるものではない。むしろ、十分に完全な開示事項によって本発明の範囲を十分に当業者に理解してもらうために以下で態様を挙げて説明している。なお、図面では、同様の要素は同じ番号で表している。
図1〜図4には、本発明の態様のコネクターまたはブスバー・アッセンブリ100を示している。ブスバー・アッセンブリ100は、図1および図4に示すように、複数の電気コネクター(例えば、ケーブル5の導体5Aおよびケーブル7の導体7A)を電気的に接続するために用いることができる。なお、ケーブル5および7には、電気絶縁性シースまたはカバー5B,7Bが更に含まれている。ブスバー・アッセンブリ100が用いられることによって、周囲環境に対して封止作用を有した(好ましくは、水密(もしくは防水)となった)コネクターまたは接続がもたらされることになる。例えば、ブスバー・アッセンブリ100は、ケーブルおよびブスバー・アッセンブリ100の導電性部分を周囲の湿気などに曝すことなく、1つ以上の分岐ケーブルまたはタップ・ケーブルの導体と電力供給ケーブルの導体とを電気的に接続するのに用いることができる。
ブスバー・アッセンブリ100についてより詳細に説明すると、ブスバー・アッセンブリ100には、ブスバー導体部材110、カバー・アッセンブリ120、複数の固定ネジ102(図2では2つの固定ネジのみが示されている)、および、シーラント160が含まれる。カバー・アッセンブリ120は、リア・カバー部材130およびフロント・カバー部材140を含んでいる。カバー・アッセンブリ120は、内部キャビティー122を規定しており、かかる内部キャビティー122内に導体部材110が配置される。内部キャビティー122は周囲環境に対して保護されている。
導体部材110は、4つのケーブル穴または導体穴112を含んでいる。各々のケーブル穴または導体穴112は、フロント開口部114を有している。導体穴112は、導体5A,7Aを受容するようなサイズおよび形状を有している。4つのネジ穴116は、それぞれ、個々の導体穴112と交わるように個々の導体穴112に直交して延在している。導体部材110は、電気的に伝導性を有する適当な材料から形成することができる。ある態様では、導体部材110は、銅またはアルミニウムから形成されている。好ましい態様では、導体部材110はアルミニウムから形成されている。導体部材110は、モールド成形、プレス成形(またはスタンプ法)、押出し成形および/または機械加工によって形成することができる。なお、他の適当な方法でもって、導体部材110を形成してもよい。
リア・カバー部材130は、ボディー部132を含んでいる。横断方向に延在する複数のリブ133は、ボディー部132から内部キャビティー122内へと突出している。ボディー部132には4つのアクセス・ポート134が設けられている。各々のアクセス・ポート134は、アクセス通路134Bを規定するアクセス・チューブ134Aを含んでいる。アクセス通路134Bは、アクセス開口部134Cおよび内部キャビティー122と連通している。外周フランジ136は、ボディー部132の周囲で延在しており、外周チャンネル136Aを規定している。フランジ136には複数のラッチ・スロット(latch slot)138が形成されている。
フロント・カバー部材140は、ボディー部142を含んでいる。横断方向に延在する一対のスペーサー・リブ143(図3)は、ボディー部142に対して横断方向に延在している。ボディー部142には4つの導体ポートまたはケーブル・ポート144が設けられている。各々のポート144は、ケーブル通路144Bを規定するケーブル・チューブ144Aを含んでいる。ケーブル通路144Bは、入口開口部144Cおよび出口開口部144Dと連通している。突き破ることができるクロージャー壁(または穴を開けることができるクロージャー壁、frangible closure wall)150は、入口開口部144Cと出口開口部144Dとの間の通路144Bを横断するように延在している。
外周フランジ146は、ボディー部142を包囲しており、ボディー部142から後方へと突出している。かかりのついた複数のラッチ突出部148は、フランジ146から後方へと延在している。
可撓性接続部154によって、4つのプラグまたはキャップ152とボディー部142とが連結されている。キャップ152は、個々のアクセス通路134Bおよびアクセス開口部134Cに適合するようなサイズおよび形状を有している。各々のキャップ152にはO−リング(例えば、エラストマーなどから形成されているO−リング)が設けられ、キャップ152とアクセス・ポート134との間が封止される。
好ましくは、フロント・カバー部材140が一体的に形成されており、また、リア・カバー部材130が一体的に形成されている。かかるカバー部材130,140は、電気的に絶縁性を有する適当な材料から形成することができる。好ましくは、カバー部材130,140は、成形可能なポリマー材料から形成される。より好ましくは、カバー部材130,140は、ポリプロピレン、ポリエチレンまたは熱可塑性エラストマーから形成される。カバー部材130,140は、難燃材から形成してもよく、また、カバー部材を難燃性にする適当な添加剤がカバー部材に含まれていてもよい。
各々の4つの固定ネジ(図2では2つの固定ネジのみが示されている)は、個々のネジ穴116にねじ込まれて取り付けられる。各々の固定ネジ102は、例えばドライバー9(図4)を受容できるように構成されたソケット102Aを含んでいる。
図2および図3に最もよく示されているが、シーラント160は、カバー・アッセンブリ120内に配置される。より詳細には、シーラント160のボディー部分164は、内部キャビティー122のフロント部に配置されている。複数のシーラントのポート部分162が、個々のポート144に配置されている。ある態様では、図示されるように、各々のシーラントのポート部分162は、クロージャー壁150の内側から関連するポート144の出口開口部144Dへと延在しており、シーラントのボディー部分164に接している。シーラントのボディー部分164は、チャンネル136Aに配置される外辺部166を含んでおり、その結果、カバー部材130とカバー部材140との間が周囲環境に対して封止されることになる。
本発明のある態様では、シーラント160はゲルである。「ゲル」という用語は、グリース〜チキソトロピー性組成物〜流体によってエキステンド(または増量可塑化)されたポリマー系までの幅広い種類の材料をカバーするように、従来技術で用いられている。本明細書で用いられているように、「ゲル」は、流体エキステンダーによって、エキステンドされた固体である材料のカテゴリーをいう。ゲルは、定常状態流れを呈さない実質的な希釈系であり得る。フェリー(Ferry)の「ポリマーの粘弾性特性(Viscoelastic Properties of Polymer)」(1980年、ジェイ・ウィリー・アンド・ソンズ社(J.Wiley & Sons)(ニューヨーク州)第3版529頁)に記載されているように、ポリマー・ゲルは、化学結合、もしくは微結晶(もしくはクリスタライト)または他の種類の結合によって結合されているか否かに関わらず、架橋溶液であり得る。定常状態流れがないことは、固体のような特性の重要な定義であると考えられる一方、比較的低いモジュラスのゲルを得るためには、実質的な希釈が必要となり得る。固体の性質は、一般的に、ある種の結合によって高分子鎖を架橋することによって、または、ポリマーの種々の分枝鎖の関連置換基の領域を作ることによって、材料にて形成されるネットワーク構造によって達成され得る。架橋部位がゲルの使用条件下で維持され得る限り、架橋は物理的または化学的のいずれかであってもよい。
本発明に使用するのに好ましいゲルは、デブバウト(Debbaut)の米国特許第4634207号(以下「デブバウト ‘207」と呼ぶ)、カミン(Camin)らの米国特許第4680233号、デュブロウ(Dubrow)らの米国特許第4777063号およびデュブロウらの米国特許第5079300号(以下「デュブロウ ‘300」と呼ぶ)に教示されている流体によりエキステンドされた系(fluid−extended systems)等のシリコーン(オルガノポリシロキサン)ゲルである。なお、かかる特許公報は、引用することにより本明細書に組み込まれる。ダウ−コーニング(ミシガン州ミッドランド)から市販されている登録商標シルガード(Sylgard)527によって例示されるような、またはネルソン(Nelson)の米国特許第3020260号に開示されているようなエキステンダーとして機能すべく、例えばビニルに富む(またはビニル・リッチな)シリコーン流体等の過剰の反応性液体でもって、または上記で引用した特許の非反応性流体エキステンダーでもって、そのような流体によりエキステンドされたシリコーン・ゲルを形成してもよい。このようなゲルの調製においては硬化が関係しているので、ゲルがしばしば熱硬化性ゲルと呼ばれる。特に好ましいゲルは、ジビニル末端ポリジメチルシロキサン、テトラキス(ジメチルシロキシ)シラン、白金ジビニルテトラメチルジシロキサン錯体(ユナイテッド・ケミカル・テクノロジーズ社(United Chemical Technologies、Inc.)(ペンシルベニア州ブリストル)より市販されている)、ポリジメチルシロキサンおよび1,3,5,7−テトラビニルテトラ−メチルシクロテトラシロキサン(適切なポットライフを供する反応抑制剤)の混合物より生成されるシリコーン・ゲルである。
他の種類のゲル、例えば、上述のデブバウト‘261、および、デブバウトの米国特許第5140476号(以下「デブバウト‘476」とよぶ)に教示されているポリウレタン・ゲルを用いてもよく、また、チェン(Chen)の米国特許第4369284号、ガマラ(Gamarra)らの米国特許第4716183号およびガマラの米国特許第4942270号に開示されているように、ナフタレン含有炭化水素オイルのエキステンダー・オイル、または非芳香族の炭化水素オイルのエキステンダー・オイル、または少量の芳香族を含有する炭化水素オイルのエキステンダー・オイルによってエキステンドされたスチレン−エチレン・ブチレンスチレン(SEBS)またはスチレン−エチレン・プロピレン−スチレン(SEPS)に基づいたゲルを用いてもよい。SEBSゲルおよびSEPSゲルは、流体エキステンド・エラストマー相によって相互に結合されたガラス質スチレン性のミクロ相から成る。ミクロ相が分離したスチレン領域は、系の接続点として機能する。SEBSゲルおよびSEPSゲルは、熱可塑性の系の一例である。
チャング(Chang)らの米国特許第5177143号に開示されているように、考えられ得る別のクラスのゲルは、EPDMゴム系ゲルである。
しかしながら、適当となり得る別のクラスのゲルは、国際公開第96/23007号に開示されているように、無水物含量ポリマーに基づくものであってよい。報告によると、このようなゲルは良好な耐熱性を有している。
ゲルには、ヒンダード・フェノール(例えば、チバ−ガイギ・コーポレーション(Ciba−Geigy Corp.)(ニューヨーク州タリータウン)より市販されている登録商標イルガノック(Irganox)1076)、ホスフィット(例えば、チバ−ガイギ・コーポレーション(ニューヨーク州タリータウン)より市販されている登録商標イルガフォス(Irgafos)168)、金属不活性化剤(例えば、チバ−ガイギ・コーポレーション(ニューヨーク州タリータウン)により市販されている登録商標イルガノックD1024)、スルフィド(例えば、アメリカン・サイアナミッド社(American Cyanamid Co.)(ニュージャージー州ウエイン)から市販されているサイアノックス・エル・ティー・ディー・ピー(Cyanox LTDP))、光安定剤(即ち、アメリカン・サイアナミッド社(ニュージャージー州ウエイン)から市販されているサイアソーブ・ユー・ブイ−531(Cyasorb UV−531))、ハロゲン化パラフィン(例えば、フェロ社(Ferro Corp)(インディアナ州ハモンド)から市販されているブロモクロー(Bromoklor)50)および/またはリン含有有機化合物(例えば、アクゾ・ノーベル・ケミカルズ社(Akzo Nobel Chemicals Inc.)(ニューヨーク州ドブスフェリー)から市販されているフィロル・ピー・シー・エフ(Fyrol PCF)およびフォスフレックス(Phosflex )390)等の難燃剤、ならびに酸スキャベンジャー(例えば、米国三井物産株式会社(オハイオ州クリーブランド)を通じて協和化学工業株式会社より市販されているDHT−4A、およびハイドロタルサイト)等の安定剤および酸化防止剤を含む種々の添加剤を含んでいてもよい。他の適当な添加剤として、ディー・エー・ティー・エー社(D.A.T.A.,Inc.)およびザ・インターナショナル・プラスチック・セレクター社(The International Plastic Selector.,Inc.)(カリフォルニア州サンディエゴ)から出版されている「プラスチック用添加剤 第1版(Additives for Plastics、Edition 1)」に記載されている着色剤、殺生剤(または殺生物剤)および粘着付与剤等が含まれる。
デュブロウ‘300(その記載は、参照することによりそのまま本明細書に取り込んでいる)にて説明するように、硬度、応力緩和および粘着力は、テクスチャー・テクノロジーズ(Texture Technologies)(ニューヨーク州スカースデール)より市販されているテクスチャー・テクノロジーズ・テクスチャー・アナライザーTA−XT2(力を測定する5kgロード・セル、5gトリガーおよび1/4インチ(6.35mm)のステンレス鋼製のボール・プローブを有する)または同様の機器を用いて測定され得る。例えば、ゲルの硬度を測定するためには、約20gのゲルを有する60mLガラス製バイアルまたは別法では9つの2インチ×2インチ×1/8”厚さのゲルのスラブのスタックをテクスチャー・テクノロジーズ・テクスチャー・アナライザーに置き、4.0mmの貫入距離(または針入距離もしくは進入距離)に対して0.2mm/秒の速度にてゲルの中にプローブを進入させる(または押し込める)。ゲルの硬度は、そのような速度でプローブを進入させて、4.0mmと決められた距離分ゲルの表面を貫入または変形させるために必要な力(g)である(コンピューターによって記録される)。より数字が大きいほど、より硬いゲルであることを表している。テクスチャー・アナライザーTA−XT2より得られるデータは、IBM PCまたは同様なコンピューター(XT.RAディメンジョン・バージョン2.3(XT.RA Dimension 2.3)のソフトウェア(マイクロシステムズ・エル・ティー・ディー)により作動される)によって分析され得る。
XT.RAディメンジョン・バージョン2.3のソフトウェアによって、ロード・セルが受ける力vs.時間の曲線(貫入速度が2.0mm/秒の下、ゲル中にプローブを約4.0mmの貫入距離分進入させる場合)が自動的にトレースされることにより得られる応力曲線から粘着力および応力緩和が読み取られる。プローブは、1分間で4.0mm貫入するように保持され、2.00mm/秒の速度で引き抜かれる。現時点の貫入深さにてプローブが受ける初期力(F)から1分後のプローブが受ける力(F)を引いた値を初期力(F)で割り、それを百分率で表した値が応力緩和となる(つまり、応力緩和(%)は、次の式で表される)。なお、F、Fの単位はgである。
応力緩和(%)=(F−F)/F×100
つまり、応力緩和とは、その初期力から1分後の力を引いた力と初期力との比である。これは、ゲルに加えられた加圧を緩和させることができるゲルの性能の尺度であると考えられる。現在の貫入深さから2.0mm/秒の速度でプローブを引き抜く場合、粘着力は、プローブがゲルから抜かれる際のプローブの抵抗力(g)の量と考えることができる。
ゲルの特性を決定付ける別な方法としては、デブバウト‘261;デブバウト‘207;デブバウト‘746およびデブバウトらの米国特許第5357057号(各々は参照することによってそのまま本明細書に取り込んでいる)において提案されているように、ASTM D−217に従って円錐貫入(cone penetration)試験のパラメーターによって行なう方法がある。円錐貫入(「CP」)値は、約70(10−1mm)〜約400(10−1mm)の範囲であり得る。より硬いゲルは、約70(10−1mm)〜約120(10−1mm)の範囲のCP値を一般的に有し得る。より軟質なゲルは、約200(10−1mm)〜約400(10−1mm)、特に好ましくは約250(10−1mm)〜約375(10−1mm)の範囲のCP値を一般的に有し得る。特定の材料系に対しては、ディットマー(Dittmer)らの米国特許第4852646で提案されているように、CPとボランド・グラム硬度(Voland gram hardness)との間の関係が明らかにされている。
ゲルは、テクスチャー・アナライザーによって測定された、好ましくは約5〜100gfのボランド硬度、より好ましくは約5〜30gfのボランド硬度、最も好ましくは約10〜20gfのボランド硬度を有している。また、ゲルは、ASTM D−638によって測定された、好ましくは少なくとも55%の伸び率、より好ましくは少なくとも100%の伸び率、最も好ましくは少なくとも1000%の伸び率を有している。更に、ゲルは、好ましくは80%未満の応力緩和、より好ましくは50%未満の応力緩和、最も好ましくは35%未満の応力緩和を有している。そして、ゲルは、好ましくは約1グラムよりも大きい粘着度(または粘着力もしくは粘性力)、より好ましくは約6グラムよりも大きい粘着度、最も好ましくは約10〜50グラムの粘着度を有している。適当なゲル材料としては、ノースカロライナ州フュークエイバリーナ(Fuquay−Varina)のタイコ・エレクトロニクスのエネルギー・ディビジョンからレイケム(RAYCHEM)のブランド名で市販されているパワーゲル(POWERGEL)というシーラント・ゲルが挙げられる。
別法にて、シーラント160は、シリコーン・グリースまたは炭化水素系グリースであってもよい。
図4を参照して説明すると、電気接続アッセンブリ101が形成されるように、ブスバー・アッセンブリ100を以下で説明するように用いてよい。接続アッセンブリ101には、ブスバー・アッセンブリ100およびケーブル5が含まれるが、以下で説明するようにブスバー・アッセンブリ100には付加的なケーブルが取り付けられていてもよい。
図3に示すような凸部を含んだ固定ネジ102が用いられることによって、ケーブル5が選択されたポート144内に挿入される。より詳細には、ケーブル5の終端(かかる終端は導体5Aの露出部分を有する)は、入口開口部144C、通路144Aおよび出口開口部144Dを通って、導体穴112内へと挿入される。そのため、クロージャー壁150は、ケーブル端部によって突き破られることになり、シーラント160が図4に示すように押しやられて移動する。好ましくは図示されるように、内部キャビティー122に圧縮性ガス(例えば空気)が含まれるようにブスバー・アッセンブリ100が構成されており、それによって、シーラント160が内部キャビティー122からはみ出ることなくケーブル5を挿入することが可能となる。
なお、固定ネジ102は、(例えば、ドライバー9を用いて)回転によりネジ穴116へと押し込まれることになるので、穴112の対向する壁に向かって導体5Aの露出部が押圧されることになる。キャップ152は、アクセス開口部134Cの上の位置に取り付けられる。
このようにして、ケーブル5はブスバー・アッセンブリ100内に取り付けられる又は固定されるので、ケーブル5と導体部材110とが電気的に接続される。1つ以上の付加的なケーブルが他のポート144を介して挿入され、他の固定ネジ102を用いて取り付けられてもよい。この場合は、かかる他のケーブルが、導体部材110を介してケーブル5に電気的に接続されたり又は相互に電気的に接続されたりする。
好ましくは、シーラント160がゲルである場合、ケーブル5がブスバー・アッセンブリ100内に挿入されると、ケーブル5およびチューブ144Aに起因して圧縮力がシーラント160に加えられる。従って、ゲルが伸ばされて一般的に変形するので、ケーブル5の外面およびチューブ144Aの内面に対して実質的にゲルが適合することになる。伸ばされたゲルは、導体穴112内に延在し得る。更に、伸ばされたゲルは、導体部材110を超え、リブ133によって形成された膨張チャンバー(expansion chamber)135内にまで延在し得る。好ましくはゲルに剪断作用が生じ得る。好ましくは、ゲル変形の少なくともある程度は弾性変形に起因する。かかる弾性変形に起因したゲルの復元力によって、チューブ144とケーブル5との間で外側方向に作用するスプリングとしてゲルが機能することになる。
突き破られたクロージャー壁150は、ゲル・シーラント160がポート144からはみ出るように入口開口部144Cへと移動することを防止または制限する機能を有しているため、ゲルが内部キャビティー122内に移動することが促進される。ケーブル5が取り付けられると、ゲル160とチューブ144Aの内面との間の界面にて少なくとも20%の伸び率をゲルが有するようなブスバー・アッセンブリを構成することが好ましい。
各々のクロージャー壁150は、使用に際して、ゲルまたは他のシーラント160を保持するダム(または堰き止め部材、dam)として機能する。クロージャー壁150は、付加的にメカニカルカバーとして機能する(従って、例えばダスト等が入ることが防止され又は減じられる)。更に、以下で説明するように、クロージャー壁150は、製造の間で、ゲルまたは他のシーラント160を保持するダムとしても機能し得る。本発明のある態様では、クロージャー壁150を省くことができることが理解されよう。
ブスバー・アッセンブリ100では、ブスバー・アッセンブリ100とケーブル5との間で信頼性のある封止がもたらされる(少なくともある態様では水分に対して封止される)と共に、付加的なケーブルがポート144に取り付けられることになる。シーラント160(特にゲル・シーラント)によって、所定の範囲内の種々のサイズのケーブルが収容され得る。ケーブルが取り付けられていないポート144もシーラント160によって同様に封止される。ケーブルが取り外される場合、ゲル・シーラント160が再構成(re−formation)することによって、関連するポート144を再封止することができる。
上述のゲルの種々の特性に起因して、チューブ144Aとケーブル5との間で信頼性および耐久性を有したハーメチックシール(または気密封止)がゲル・シーラント160によって得られる。伸ばされ弾性変形したゲルの弾性記憶、保持力および復元力に起因して、一般的に、ケーブル5のあわせ面(mating surface)およびチューブ144Aの内面に対してゲルが供されることになる。また、ゲルの粘着性によって、ケーブル5のあわせ面およびチューブ144Aの内面とゲルとが接着し得る。ゲルは低温で適用された場合であってもケーブル5およびコネクター100の周囲に一般的に移動することが可能なので、ゲルはそれらの不規則なジオメトリー(または幾何学的形状)を収容することになる。
好ましくは、ゲル160は、自己回復性ゲルまたは自己融合性ゲルである。このようなゲルの特性は、ケーブル5とチューブ144Aとの間の上述の圧縮力と組み合わされることになる。つまり、自己回復性ゲルまたは自己融合性ゲルの場合では、ケーブル5のコネクター100への挿入によってゲルが剪断されると、シーラント160が再構成されて連続体となることが可能となる。また、ケーブル5がゲルから引き抜かれる際にもゲルが再構成することが可能となる。
シーラント160(特に上述のようなゲルから形成されているシーラント)によって、接続部101が極端な温度および温度変化に曝される場合であっても、ケーブル5および導体部材110が湿気(または水分)から保護される信頼性のあるバリアが供されることになる。好ましくは、カバー部材130,140は、摩擦力によって壊れない耐摩耗性材料から形成されている。
ゲルは、減火性または防火性を有するものであってもよい。ゲルは空気よりも効率の良い熱伝導体であるので、接続部で生じる熱をより多く伝導させることができる。従って、ゲルが用いられることによって、接続部101が過熱される傾向が減じられることになる。なお、過熱が生じる場合では、ケーブルの絶縁が悪くなったり、熱散逸が生じ、接続部101でアーク放電が生じたりする場合がある。なお、ゲルは、難燃性を有するものであってもよい。
ブスバー・アッセンブリ100は、以下で説明する方法で形成される。シーラント160を硬化させる必要がある場合(例えば、硬化性ゲル等の場合)、シーラントをインシチュ(またはその場で、in−situ)で硬化させることができる。まず、ボディー部142がポート144の上方に位置する態様となるようにフロント・カバー部材140を垂直に向ける。そして、クロージャー壁150の上方に位置することになるケーブル通路144Bおよびボディー部材142の一部(フランジ146は周囲を囲む側方ダムとして機能する)がシーラントで満たされるように、液状の未硬化のシーラントをフロント・カバー部材140内に供給する。その後、シーラントを硬化させる。
リア・カバー部材130とフロント・カバー部材140とは、導体部材110の周囲において、ラッチ・スロット138とラッチ突出部148とによって相互に結合または連結させる。アクセス・ポート134を介してネジ穴116に固定ネジ102を取り付ける。O−リング156をキャップ152に取り付ける。
本発明のある態様では、以下で説明する寸法が好ましい寸法とされる。ケーブル通路144Bの長さL1(図3)は、好ましくは少なくとも1.0インチであり、より好ましくは約1.0〜約2.5インチである。シーラント160の長さL2(図3)は、好ましくは少なくとも0.75インチであり、より好ましくは約0.75〜約2.25インチである。ケーブル通路144Bの公称直径D1(図3)は、好ましくは少なくとも1.0インチである。より詳細には、直径D1は、約1.0〜約2.0インチである。なお、D1は、ポート144に収容されるケーブルの中で最大限のケーブル(絶縁性カバーも含む)の直径よりも約15〜約30%大きいことが好ましい。好ましくは、ブスバー・アッセンブリ100は、約0.125〜0.875インチという十分な大きさの直径を有したケーブル(絶縁性カバーも含む)を収容できる構成を有している。好ましくは、膨張チャンバー135は、少なくとも1.0インチの体積を有している。
好ましくは、各々のクロージャー壁150の最大限の厚さT1(図3)が、0.25インチまたはそれより小さくなっており、より好ましくは約0.005〜約0.125インチとなっている。好ましくは、各々のクロージャー壁150に対する挿入力(即ち、対象となるケーブルがクロージャー壁150の面を貫通するのに必要とされる力)が、約1ポンド〜約40ポンドとなっており、より好ましくは約1ポンド〜約10ポンドとなっている。必要とされる挿入力(または取付け力、rassembly force)を所望のレベルにまで減じる切欠き部または凹部(tear line)150A(図1)が形成されるように、成形後に厚さを減じたり、予備切断したり、スロットに入れたりすることができるラインでもって、各々のクロージャー壁150が形成することができる。導体によって突き破られる前に導体通路144Bを実質的に全体的に封止する膜として、各々のクロージャー壁150を構成してもよい。
図5〜9には、本発明の更なる別の態様のブスバー・アッセンブリ200を示している。ブスバー・アッセンブリ200は、ブスバー導体部材210、カバー部材220、4つの固定ネジ202、4つのキャップ252、および、4つの挿入アッセンブリ270を含んでいる。図9は、ブスバー・アッセンブリ200にケーブル5が接続された電気接続アッセンブリ201を示している。
導体部材210は、上述の要素112,114,118に対応するような、導体穴212、フロント開口部214およびネジ穴218を含んでいる。なお、導体部材210では、導体穴212が導体部材210内において様々に幅広く延在した状態となっていない。しかしながながら、導体穴212を導体穴112と同様に形成してもよいことを理解されよう。
カバー部材220は、一体式となるように(または1つの部品として)設計されており、4つのアクセス・ポート234(アクセス・ポート134に対応している)を含んでいる。また、カバー部材220は、ケーブル通路244Bが好ましくは僅かにより大きい内径を有しているという点を除いてケーブル・ポート144に対応するケーブル・ポート244を4つ有している。キャップ252は、個々に形成されており、取り外し可能な状態でアクセス・ポート234を封止する。
各々の挿入アッセンブリ(insert assembly)270は、個々のケーブル・ポート244に配置されている。各々の挿入アッセンブリ270はスリーブ部材272を有している。各々のスリーブ部材272は、通路272A、入口開口部272Bおよび出口開口部272Cを規定している。各々のスリーブ部材272は、その入口開口部272Bの周囲にて外側に延在するフランジ272Dを有している。クロージャー壁274は、各々のスリーブ部材272の通路272Aを横断するように延在している。各々の挿入アッセンブリ270の通路272Aにはシーラント276が配置される。
スリーブ部材272は、適当な材料から形成することができる。ある態様では、スリーブ部材272は、ポリプロピレン、ポリエチレンまたはポリウレタンなどのポリマー材料から形成されている。
ある態様では、シーラント276は、上記にて説明したゲルである。ケーブル・チューブ244Aの通路244Bの入口開口部244Cと出口開口部244Dとの間にシーラント276が配置されるように、各々の挿入アッセンブリ270が関連するポート244のケーブル通路244Bに配置されている。フランジ272D(挿入深さが制限される)、摩擦フィット(frictional fit)、溶接、接着剤(もしくは接着)または他の適当な取付けによって、スリーブ部材272の外壁とケーブル・チューブ244Aの内壁との間の適所に挿入アッセンブリ270が保持される。リブ272Eは、通路272A内にて突出するように通路272Aに沿うように縦方向(または長手方向)に延在している。リブ272Eによって、シーラント276を保持する面が付加的に供される。
好ましくは、スリーブ部材の通路272Aおよびシーラント276は、ケーブル通路144Aおよびシーラント160に関して上述した寸法と対応する寸法をそれぞれ有している。ある態様では、スリーブ部材272の壁厚さは0.125インチ以下となっている。
ブスバー・アッセンブリ200は、上述のブスバー・アッセンブリ100と同じように用いることができる。ブスバー・アッセンブリ200は、組立てが簡単となっている点で好ましく、特に一体式カバー部材220が望まれる場合に好ましい。挿入アッセンブリ270は個々にモールド成形してよく、または、それとは別な方法で成形してもよい。カバー部材240およびゲル・シーラント160に関して上述した手法に従ってインシチュで硬化させることによって、ゲル等のシーラント276をスリーブ部材272に設けることができる。常套な手法で導体部材210の周囲にカバー部材220をモールド成形してもよく、その後、挿入アッセンブリ270を個々のケーブル・ポート244に挿入して、適当に適所に取り付けてもよい。また、常套のブスバー・コネクターに挿入アッセンブリ270を取り付けるために、挿入アッセンブリ270を用いてもよい。
図10および図11には、本発明の更なる態様のブスバー・アッセンブリ300が示されている。ブスバー・アッセンブリ300は、以下に述べる点以外はブスバー・アッセンブリ100に対応している。アクセス・ポート334のアクセス・チューブ334Aが短くなっており、その各々のアクセス・チューブ334Aに対してキャップ・アッセンブリ380が取り付けられている。各々のキャップ・アッセンブリ380は、通路382Aを規定するキャップ・ボディー382を含んでいる。各々のキャップ・ボディー382には、フランジ384およびクロージャー壁386が含まれる。例えば、摩擦フィット手段、溶接手段、接着剤、スナップ・ラッチおよび/または他の適当な手段によって、各々のキャップ・ボディー382を個々のアクセス・チューブ334Aに取り付けられる。シーラント388(好ましくは上述したゲル)は、各々の通路382Aおよび関連するアクセス・チューブ334Aの上部に配置される。シーラント388およびクロージャー壁386は、湿気および/または汚染物質の浸入からブスバー・アッセンブリ300を保護する機能を有している。
クロージャー壁386およびシーラント388を通るようにドライバー9を挿入することによって各々の固定ネジ302を回転させ、それによって、ケーブルが脱着されるという点を除いて、ブスバー・アッセンブリ300はブスバー・アッセンブリ100と同様に用いることができる。なお、ドライバー9は、ネジ302が望ましく配置された後でシーラント388から引き抜かれる。好ましくは、シーラント388が上述のゲルである場合には、ゲル388が再構成され、湿気および/または汚染物質の浸入を防止または低減するバリアが形成される。
キャップ・ボディー382は、上述のスリーブ部材272と同様の材料から形成することが好ましい。シーラント276と同様の方法でシーラント(例えば、ゲル)を設けてもよい。代替的な態様として、キャップ・ボディー382をアクセス・チューブ334Aと一体的に形成してもよい。
図12および図13では、本発明の更なる態様のブスバー・アッセンブリ400が示されている。ブスバー・アッセンブリ400は、以下に述べる点以外はブスバー・アッセンブリ100に対応している。ブスバー・アッセンブリ400では、上述の要素110,120,130,140および160に一般的に対応する導体部材410、カバー・アッセンブリ420、カバー部材430,440およびシーラント460がそれぞれ含まれている。各々のポート444には、ケーブル通路444Bを規定するケーブル・チューブ444Aが含まれる。ケーブル通路444Bは、入口開口部444Cおよび出口開口部444Dと連通している。
貫通可能なクロージャー壁451は、入口開口部444Cと出口開口部444Dとの間の通路444Bを横断するように延在している。クロージャー壁451をチューブ444Aと一体的に成形してもよい。図13を参照すると、クロージャー壁451には、ギャップ(または隙間もしくは切れ目)452Aによって分けられた複数の別個のフィンガー(finger)またはフラップ(flap)452が含まれている。かかるフラップ452は可撓性を有している。ある態様では、フラップ452は弾力性を有している。
ある態様では、フラップ452は、略円錐状または円錐台状(frusto−conical)となるように、入口開口部444Cから出口開口部444Dの方向Aに向かって内向きにテーパーが付けられた状態で同心円状に配置されている。ある態様では、テーパーの角度は約10°〜60°である。クロージャー壁451は、中心に配置され得る穴452Bを規定している。ある態様では、穴452Bの内径D2は、アッセンブリ400に使用されるケーブルまたは複数のケーブル(例えばケーブル5,7)の外径よりも小さくなっている。フラップ452の厚みが半径方向内側に向かってテーパーが付けられていてもよい。ある態様では、フラップ452の厚みは、0〜50%/インチの割合で半径方向内側にテーパー付けできる。
挿入部材490は、出口開口部444Dに隣接するように通路444Bに配置される。挿入部材490は、チューブ444Aの凹部444Eに配置され、レッジ(または段差、ledge)444Fと導体部材410のフロント面との間にて確実に取り付けられる。付加的に又は別法にて、例えば溶接、接着剤、摩擦フィット、機械ラッチまたは1つ以上のファスナー等を用いることによって、挿入部材490を通路444B内に取り付けてもよい。
挿入部材490には、通路490Aを規定するチューブ状ボディーが含まれている。更に、挿入部材490は、通路490Aを横断して延在する貫通可能なクロージャー壁491を含んでいる。クロージャー壁491をボディー493と一体的に形成してよい。クロージャー壁491は、上述したクロージャー壁451と同様に構成することができる。クロージャー壁491には、ギャップ492Aで分けられ、穴492Bを規定する複数のフラップ492が含まれている。
クロージャー壁451とクロージャー壁491との間においては封止チャンバーまたは封止領域499が規定される(図13)。シーラント460の一部462は封止領域499に配置される。ある態様では、シーラント462によって封止領域499が実施的に満たされている。シーラント460の別の一部464は、クロージャー壁491と導体部材410との間に配置される。シーラント460の更に別の一部466はチャンネル436Aにも配置される。
アッセンブリ400は、導体(例えばケーブル5,7の導体)の相互の接続部が周囲環境に対して封止されるように、アッセンブリ100と同様に用いることができる。ポート444の1つにケーブルが挿入される場合、まず、ケーブルがクロージャー壁451を貫通する又は押圧することになる。ケーブルが穴452Bを通る際、フラップ452がケーブルによって弾性的に曲げられてもよい。ケーブルが更に挿入されると、ケーブルがシーラント部462内を通るのでシーラント部462を押しやるように移動させる。その後、ケーブルは、クロージャー壁491を押圧して貫通し、ハウジング420の内部キャビティー422内まで延在することになる。そして、ケーブルが導体部材410内に挿入されると、上述の固定ネジを用いてケーブルが固定されることになる。
クロージャー壁451および491は、封止領域499内でシーラント462を保持する機能を有し得るので、コネクター・アッセンブリ400の封止力が向上することになる。シーラント462が封止領域499で保持されることによって、シーラントと封止される面との間で適当な大きさの圧縮力が維持されることになる。更に、ケーブルをポート444から取り外す際に封止プラグが再構成されるように、十分な量のシーラントを封止通路に保持することが可能である。クロージャー壁491がない場合では、ケーブルの挿入に起因してシーラント462が内部キャビティー422内へと移動し得るので、通路444B(より詳細には通路499)に残るシーラント462では、ケーブル周囲の効果的な封止またはケーブルの取外しの際の封止が不十分となる。クロージャー壁451は、ケーブルがポート444から取り外される際に、シーラント462を封止領域499で保持するように機能し得る。ケーブルがシーラント462内に挿入される際、クロージャー壁451,491は、ケーブルからシーラント462を取り除く(または拭き取る)作用を供する。従って、特に複数のケーブルを挿入または取り外しする場合では、かかるクロージャー壁451,491を設けることで、所望の封止力を得るのに必要とされるシーラントの量を減らすことができる。
なお、他の関連事項に対処するために施された特徴によって、上述した問題が悪化する場合がある。例えば、ケーブル導体の付加的な長さ部分を導体ブロック410に挿入させるために、固定ネジ402が設けられている箇所を超えるようにチャンバー435が設けられることが望ましく又は必要とされる場合がある。このように設けられる付加的な長さ部分は、ケーブル取付け時のエラーに対するマージンをより大きくする機能および取付けの一体性を向上させる機能(例えば、ケーブルが固定ネジ402の下からずれてしまう可能性を減じる機能)を有し得る。望ましくない多量のシーラント462は、通路444Bからチャンバー435内に移動することができる。なお、クロージャー壁491によって、チャンバー435内へのシーラント462の移動が防止または制限されているので、チャンバー435を設けても封止力が過度に減少することはない。
ブスバー・アッセンブリ400は、上述のアッセンブリ100と同様に形成することができる。しかしながら、アッセンブリ400の場合では、シーラント460を硬化させる前に(また、典型的には未硬化シーラントをフロント・カバー部材440に供給する前に)、挿入部材490を凹部444Eに配置することができる。このため、シーラント460によって、挿入部材490のフロント・カバー部材440の適所への取付けが助力され得る。
図14では、本発明の更なる態様のブスバー・アッセンブリ500を示している。ブスバー・アッセンブリ500は、以下に述べる点以外はブスバー・アッセンブリ200に対応している。
ブスバー・アッセンブリ500では、1つ以上のポート544に挿入アッセンブリ570が設けられている(図4では1つのポートのみを示す)。挿入アッセンブリ570は、以下の点を除いて挿入部材270に対応している。挿入アッセンブリ570では、突き破ることができるクロージャー壁274の代わりに、上述のクロージャー壁451のように構成された貫通可能なクロージャー壁551が設けられている。挿入アッセンブリ570は、挿入部材490に対応する挿入部材590を付加的に有しており、スリーブ572の通路544Aに固定されている(例えば、保持手段、接着剤、摩擦フィットまたは他の適当な手段によって固定される)。挿入部材590では、上述のクロージャー壁491のように構成された更なる貫通可能なクロージャー壁591が含まれる。クロージャー壁551と591との間では封止チャンバーまたは封止領域599が規定される。シーラント562は封止領域599に配置されている。ある態様では、シーラント562によって、封止領域599が実質的に満たされている。ある態様では、図示されるように、シーラント562は、出口開口部572Cに至るまで延在している。
ブスバー・アッセンブリ500は、上述のブスバー・アッセンブリ200と同じように用いることができる。しかしながら、付加的なクロージャー壁591が設けられているので、アッセンブリ500(より詳細には挿入アッセンブリ570)は、上述のブスバー・アッセンブリ400に関して説明した利点を供する。
クロージャー壁150,274,386,451,491,551および591が弾性特性を有する場合では、ケーブルによってクロージャー壁が押しやられた際、挿入されたケーブルの外面に対してクロージャー壁がバネ状にバイアスされることになる。このようなバイアスされた状態では、ケーブルとクロージャー壁との係合が向上し得るので、シーラントにかかる圧力が保持されることになる。また、バイアスされた状態では、ケーブルが挿入される際又は抜かれる際にケーブルからシーラントを取り除く効果がもたらされる。なお、クロージャー壁の幾何学的な形状によっても、封止効果および取り除く効果が更に助力される。
本発明では、上述のブスバー・アッセンブリ100,200,300,400および5000に対して種々の変更を加えることができる。例えば、シーラントのボディー部分164を省力することができる。また、ある態様では、クロージャー壁150,274,386を省略することができる。
クロージャー壁150,274,386が押し込まれて貫通されるように、クロージャー壁150,274,386を別な手法で構成してもよい。例えば、クロージャー壁150,274,386は、上述のクロージャー壁451,491,551,591と同じように構成することができる。同様に、十分に破られやすく又は部分的に突き破られやすくなるように、クロージャー壁451,491,551,591を構成することができる。同じコネクターおよび同じポートに対して種々の設計および構成を備えたクロージャー壁を用いることができる。例えば、外側クロージャーが、突き破られやすく上述のクロージャー壁150のように形成される一方、内側クロージャー壁が上述のクロージャー壁451のように形成することも可能である。
更に、上述のクロージャー壁の種々の特徴を組み合わせることができる。例えば、クロージャー壁の1つ以上は、穴452Bの相当する予備成形された穴を備えた突き破ることが可能なクロージャー壁にしてもよく、および/または、テーパー形状を有したクロージャー壁にしてもよい。複数のフラップを含んだクロージャー壁は、所定の穴(例えば穴452B)がないように形成することもできる。更に別の各々のクロージャー壁は、穴が予め形成された弾力特性を有する膜またはパネルとして構成してよく、その場合は、クロージャー壁の穴の周囲が伸ばされて破けることなくケーブルを貫通させて収容することができる。なお、穴は、対象となるケーブルの外径よりも小さい直径を有することが好ましい。
また、クロージャー壁591が挿入部材570のスリーブ572と一体成形されるように一体式に挿入アッセンブリ570が構成されてもよい。例えば、別個の挿入部材490を用いることなく、チューブ444Aと一体的にクロージャー壁491を形成してもよく、または、クロージャー壁491を別な手法でチューブ444Aに取り付けてもよい。
外側クロージャー壁(例えば、クロージャー壁451,551)を用いずに、内側クロージャー壁(例えば、クロージャー壁491,591)のみを用いてもよい。また、用いるクロージャー壁の数は2よりも多くてもよい。例えば、封止領域499にてケーブル通路444Bを横断して延在する第3クロージャーを設けてもよい。
ブスバー・アッセンブリ100,200,300,400および500の各々では、3つまたは4つのケーブル・ポートおよび導体穴、3つまたは4つのアクセス・ポート、ネジ穴および固定ネジが示されているものの、本発明のブスバー・アッセンブリでは、より多くの数のケーブルまたはより少ない数のケーブルを接続するために、ケーブル・ポートおよび/またはアクセス・ポートが、より多い数又はより少ない数であってもよく、必要に応じて設けられる対応する要素または関連する要素がより多く又はより少なく設けられてもよい。
本明細書で説明された種々の特徴および発明が図示された態様とは異なる態様となるように組み合わせることもできる。例えば、コネクター200に対してキャップ・アッセンブリ380を用いてもよい。
ブスバー・アッセンブリに関して本発明を説明してきたが、本明細書で説明した種々の特徴および発明を他の種類のコネクターに設けてもよい。例えば、単一のケーブル等を取り付けるコネクターに貫通可能なクロージャー壁および挿入アッセンブリを用いることができる。
上述の態様では、シーラント160,276,388,460,562をゲルとして説明しているが、他の種類のシーラントを用いてもよい。
本発明のコネクターを種々の電圧に適合するように変更してよい。例えば、120〜1000ボルトの電圧を効果的にハンドリングできるように構成された上述の特徴を備えたマルチタップ・コネクターが特に考えられる。
上記の記載は、本発明を例示的に説明したものであり、本発明を制限するものではない。また、本発明の例示的な態様を幾つか説明してきたが、当業者は、本発明の新規な教示事項および利点の範囲を実施的に逸脱することなく、かかる例示的な態様に対して多くの変更を加えることが可能であることを理解されよう。従って、そのような変更の全ては、本発明の範囲内に含まれることになる。以上より、上記の記載が本発明を例示的に説明したものであり、開示された特定の態様に限定するものでないこと、ならびに、開示された態様および他の態様に加えられた変更が本発明の範囲内に含まれることが理解されよう。
図1は、本発明の態様のブスバー・アッセンブリ、および、一対のケーブルを含んだ電気接続アッセンブリの斜視図であって、ケーブルとブスバー・アッセンブリとが分解された状態で示されている。 図2は、図1のブスバー・アッセンブリの分解斜視図である。 図3は、図1のブスバー・アッセンブリを線3−3で切り取った断面図である。 図4は、図3と同じ線3−3で切り取った図1のブスバー・アッセンブリの断面図であって、ケーブルがブスバー・アッセンブリに取り付けられている状態で示されている。 図5は、本発明の別の態様のブスバー・アッセンブリの分解斜視図である。 図6は、図5のブスバー・アッセンブリを線6−6で切り取った断面図である。 図7は、図5のブスバー・アッセンブリの一部を成すスリーブ部材の後方からの斜視図である。 図8は、図5の線8−8で切り取った図5のブスバー・アッセンブリの断面図である。 図9は、図8と同じ線8−8で切り取った図5のブスバー・アッセンブリの断面図であって、ケーブルがブスバー・アッセンブリに取り付けられている状態で示されている。 図10は、本発明の別の態様のブスバー・アッセンブリの分解斜視図である。 図11は、図10の線11−11で切り取った図10のブスバー・アッセンブリの断面図である。 図12は、本発明の別の態様のブスバー・アッセンブリの分解斜視図である。 図13は、図12の線13−13で切り取った図12のブスバー・アッセンブリの断面図である。 図14は、本発明の別の態様のブスバー・アッセンブリの断面図である。

Claims (81)

  1. 複数の導体を電気的に接続するブスバー・アッセンブリであって、
    a)内部キャビティー、ならびに、それぞれが導体通路を含み、内部キャビティーと連通する第1ポートおよび第2ポートを規定するハウジング;
    b)内部キャビティーに配置された導電性ブスバー導体部材;
    c)各々の導体をブスバー導体部材に選択的に取り付けてこれらを電気的に接触させる少なくとも1つの保持機構;ならびに
    d)第1ポートおよび第2ポートの各々の導体通路に配置されたシーラント
    を有して成り、
    第1ポートのおよび第2ポートの各々の導体通路は導体を受容するように構成され、また
    シーラントは、それを通って導体を挿入できるように構成され、挿入された導体の周囲でシールを提供するようになっている、ブスバー・アッセンブリ。
  2. シーラントがゲルである、請求項1に記載のブスバー・アッセンブリ。
  3. 導体が導体通路に挿入されることによって、ゲルが伸ばされて弾性的に変形するようになっている、請求項2に記載のブスバー・アッセンブリ。
  4. 第1ポートおよび第2ポートの各々は、それぞれの導体通路を横断して延在する貫通可能なクロージャー壁を含み、また
    シーラントの少なくとも一部が、クロージャー壁と内部キャビティーとの間で導体通路に配置されている、
    請求項1に記載のブスバー・アッセンブリ。
  5. クロージャー壁は突き破ることができる、請求項4に記載のブスバー・アッセンブリ。
  6. クロージャー壁が、0.25インチまたはそれより小さい厚さを有する、請求項4に記載のブスバー・アッセンブリ。
  7. ハウジングには、ハウジングと導体通路内のシーラントとの間の面接触が増加するように、少なくとも1つの導体通路内に延在する突出部が含まれる、請求項1に記載のブスバー・アッセンブリ。
  8. ハウジングが、相互に適合する第1ハウジング・パーツと第2ハウジング・パーツとを含み、また
    ブスバー・アッセンブリが、第1ハウジング・パーツと第2ハウジング・パーツとの間の界面に沿って接合シーラントを更に含む、
    請求項1に記載のブスバー・アッセンブリ。
  9. 接合シーラントがゲルである、請求項8に記載のブスバー・アッセンブリ。
  10. 導体通路の少なくとも1つに配置されたスリーブ部材を含み、シーラントがスリーブ部材に配置されている、請求項1に記載のブスバー・アッセンブリ。
  11. 少なくとも1つの保持機構には、第1固定ネジおよび第2固定ネジが含まれる、請求項1に記載のブスバー・アッセンブリ。
  12. ハウジングは、第1固定ネジおよび第2固定ネジを回転させるツールを受容するように構成された第1アクセス開口部および第2アクセス開口部を含む、請求項11に記載のブスバー・アッセンブリ。
  13. 第1アクセス開口部および第2アクセス開口部と連通し、第1固定ネジおよび第2固定ネジを回転させるツールを受容するように構成された第1アクセス通路および第2アクセス通路、ならびに
    第1アクセス通路および第2アクセス通路の各々に配置されたアクセス・シーラント
    を含み、
    アクセス・シーラントは、第1アクセス通路および第2アクセス通路を封止し、また、
    第1固定ネジおよび第2固定ネジを回転させるため、ツールの挿入を可能にする、
    請求項12に記載のブスバー・アッセンブリ。
  14. 内部キャビティーは、導体によってシーラントが押しのけられた際に該シーラントを受容するように、圧縮性流体で満たされた部分を含む、
  15. ブスバー・アッセンブリと第1導体および第2導体との間で電気接続部を形成する方法であって、
    ブスバー・アッセンブリは、ハウジング、導電性ブスバー導体部材、少なくとも1つの保持機構およびシーラントを含み、
    ハウジングは、内部キャビティー、ならびに、各々が導体通路を含み、内部キャビティーと連通する第1ポートおよび第2ポートを規定しており、
    ブスバー部材は内部キャビティーに配置されており、また
    シーラントは、第1ポートおよび第2ポートの各々の導体通路に配置されており、
    a)第1導体および第2導体の周囲がシーラントによって封止されるように、個々の導体通路及び該導体通路に配置されているシーラントを通って内部キャビティーへと第1導体および第2導体の各々を挿入する工程、ならびに
    b)少なくとも1つの保持機構を用いて、各々の導体をブスバー導体部材に選択的に取り付けてこれらを電気的に接触させる工程
    を含んで成る、方法。
  16. 個々の導体通路に設けられたシーラントの再構成により導体通路が封止されるように、個々の導体通路から第1導体を引き抜く工程を更に含む、請求項15に記載の方法。
  17. 第1導体および第2導体の各々をそれぞれの導体通路に挿入する工程には、少なくとも1つの導体通路を横断して延在するクロージャー壁に穴を開けることが含まれる、請求項15に記載の方法。
  18. 導体と共に用いられる電気コネクターであって、
    a)入口開口部、出口開口部および導体通路を含んだポートを規定するハウジング;
    b)導体を挿入するように構成されたシーラントであって、挿入された導体の周囲で封止を提供する、導体通路に配置されたシーラント;ならびに
    c)導体通路を横断して延在する貫通可能なクロージャー壁
    を有して成り、
    導体通路は、入口開口部と出口開口部との間で延在してこれらと連通しており、また、導体通路が導体を受容するように構成されている、電気コネクター。
  19. クロージャー壁が、シーラントを通路に保持する機能を有している、請求項18に記載の電気コネクター。
  20. クロージャー壁は突き破ることができる、請求項18に記載の電気コネクター。
  21. クロージャー壁には、通路を実質的に全体的に封止する膜が含まれる、請求項20に記載の電気コネクター。
  22. クロージャー壁が複数の別個のフラップを含む、請求項18に記載の電気コネクター。
  23. クロージャー壁には、導体を受容するように構成された穴が規定される、請求項18に記載の電気コネクター。
  24. 穴は、導体の外径よりも小さい内径を有している、請求項23に記載の電気コネクター。
  25. クロージャー壁は、入口開口部から出口開口部に向かう方向に沿って内向きにテーパーが付けられている、請求項18に記載の電気コネクター。
  26. クロージャー壁が、0.25インチまたはそれより小さい厚さを有する、請求項18に記載の電気コネクター。
  27. クロージャー壁がポリマー材料から形成されている、請求項18に記載の電気コネクター。
  28. シーラントの少なくとも一部が、クロージャー壁と出口開口部との間で導体通路に配置されている、請求項18に記載の電気コネクター。
  29. シーラントの少なくとも一部が、クロージャー壁と入口開口部との間で導体通路に配置されている、請求項18に記載の電気コネクター。
  30. クロージャー壁が、ハウジングと一体的に成形されている、請求項18に記載の電気コネクター。
  31. ハウジングとは別個に形成され、導体通路に配置される挿入部材を含み、クロージャー壁が挿入部材の一部を成している、請求項18に記載の電気コネクター。
  32. ハウジングには、挿入部材を導体通路に位置決めさせるように構成されたレッジが含まれる、請求項31に記載の電気コネクター。
  33. 挿入部材がコネクター・ブロックおよびレッジによって協働して導体通路に取り付けられるように、ハウジングに配置された導体部材を更に含む、請求項32に記載の電気コネクター。
  34. 第1クロージャー壁と第2クロージャー壁との間に封止領域が規定されるように、導体通路を横断して延在する貫通可能な第2クロージャー壁を含んでおり、シーラントの少なくとも一部が封止領域に配置されている、請求項18に記載の電気コネクター。
  35. 第1クロージャー壁および第2クロージャー壁は、封止領域でシーラントを保持する機能を有している、請求項34に記載の電気コネクター。
  36. ハウジングとは別個に形成され、導体通路に配置される挿入部材を含み、第1クロージャー壁および第2クロージャー壁の少なくとも一方が挿入部材の一部を成している、請求項34に記載の電気コネクター。
  37. 第1クロージャー壁がハウジングと一体的に形成され、第2クロージャー壁が挿入部材の一部を成している、請求項36に記載の電気コネクター。
  38. 第1クロージャー壁および第2クロージャー壁の各々は、挿入部材の一部を成しており、また
    挿入部材が、封止領域を含む挿入通路を規定する、
    請求項37に記載の電気コネクター。
  39. 第1クロージャー壁および第2クロージャー壁の少なくとも一方は突き破ることができる、請求項34に記載の電気コネクター。
  40. 第1クロージャー壁および第2クロージャー壁の少なくとも一方が複数の別個のフラップを含む、請求項34に記載の電気コネクター。
  41. 第1クロージャー壁および第2クロージャー壁の少なくとも一方には、導体を受容するように構成された穴が規定される、請求項34に記載の電気コネクター。
  42. シーラントがゲルである、請求項18に記載の電気コネクター。
  43. 導体が導体通路に挿入されることによって、ゲルが伸ばされて弾性的に変形するようになっている、請求項42に記載の電気コネクター。
  44. a)ハウジングが第2ポートおよび内部キャビティーを規定しており、第2ポートが、第2入口開口部、第2出口開口部、ならびに、第2入口開口部と第2出口開口部との間で延在し、第2入口開口部および第2出口開口部と連通する第2導体通路を含んでおり、また、第2導体通路が第2導体を受容ように構成され;
    b)シーラントは、それを通って導体を挿入できるように構成され、挿入された導体の周囲でシールを提供するようになっている;
    c)貫通可能な第2クロージャー壁が、第2導体通路を横断して延在し;
    d)第1ポートおよび第2ポートの各々は、内部キャビティーと連通し;
    e)電気コネクターが、内部キャビティーに配置された導電性ブスバー導体部材を含み、また、電気コネクターが、各々の導体をブスバー導体部材に選択的に取り付けてこれらを電気的に接触させる保持機構を少なくとも1つ含む、
    請求項18に記載の電気コネクター。
  45. 電気コネクターと導体との間で接続部を形成する方法であって、
    電気コネクターはポートを規定するハウジングを含み、
    ポートは、入口開口部、出口開口部、ならびに、入口開口部と出口開口部との間で延在してこれらと連通する導体通路を含み、また
    電気コネクターは、導体通路に配置されたシーラント、および、導体通路を横断して延在する貫通可能なクロージャー壁を更に含んでおり、
    a)導体の周囲がシーラントによって封止されるように、導体通路および該導体通路に配置されたシーラントを通って導体を挿入する工程、ならびに
    b)導体をクロージャー壁に貫通させる工程
    を含んで成る、方法。
  46. クロージャー壁は突き破ることができ、導体を導体通路に挿入する工程には、クロージャー壁に穴を開けることが含まれる、請求項45に記載の方法。
  47. クロージャー壁が複数の別個のフラップを含んでおり、導体を導体通路に挿入する工程には、少なくとも1つのフラップを曲げることが含まれる、請求項45に記載の方法。
  48. 導体を第2クロージャー壁に貫通させる工程を更に含んでおり、第1クロージャー壁と第2クロージャー壁との間に封止領域が規定されるように、第2クロージャー壁が導体通路を横断して延在しており、また、シーラントが封止領域に配置されている、請求項45に記載の方法。
  49. 導体と共に用いられる電気コネクターであって、
    a)入口開口部、出口開口部および導体通路を含んだポートを規定するハウジング;
    b)導体通路に配置され、スリーブ通路を規定するスリーブ部材;ならびに
    c)導体を挿入するように構成されたシーラントであって、挿入された導体の周囲で封止を提供する、スリーブ通路に配置されたシーラント
    を有して成り、
    導体通路は、入口開口部と出口開口部との間で延在してこれらと連通しており、また、導体通路がそれを通過する導体を受容するように構成された、電気コネクター。
  50. スリーブ部材は、スリーブ部材とスリーブ通路内のシーラントとの間の面接触が増加するように、スリーブ通路内に延在する突出部を含む、請求項49に記載の電気コネクター。
  51. スリーブ通路を横断して延在する貫通可能なクロージャー壁を含む、請求項49に記載の電気コネクター。
  52. クロージャー壁は突き破ることができる、請求項51に記載の電気コネクター。
  53. 第1クロージャー壁と第2クロージャー壁との間に封止領域が規定されるように、スリーブ通路を横断して延在する貫通可能な第2クロージャー壁を含み、シーラントの少なくとも一部が封止領域に配置されている、請求項51に記載の電気コネクター。
  54. クロージャー壁がポリマー材料から形成されている、請求項51に記載の電気コネクター。
  55. スリーブ部材が1/8インチ以下の壁厚さを有する、請求項49に記載の電気コネクター。
  56. スリーブ部材が約0.015〜0.100インチの壁厚さを有する、請求項55に記載の電気コネクター。
  57. スリーブ部材がポリマー材料から形成されている、請求項49に記載の電気コネクター。
  58. シーラントがゲルである、請求項49に記載の電気コネクター。
  59. 導体が導体通路に挿入されることによって、ゲルが伸ばされて弾性的に変形するようになっている、請求項58に記載の電気コネクター。
  60. 電気コネクターを封止するための挿入アッセンブリであって、
    電気コネクターが、ポートを規定するハウジングを含み、ポートが、入口開口部、出口開口部、ならびに、入口開口部と出口開口部との間で延在してこれらと連通する導体通路を含んでおり、また、導体通路がそれを通って導体を受容するように構成され、
    挿入部材が、
    a)導体通路に挿入されるように構成され、スリーブ通路を規定するスリーブ部材;ならびに
    b)導体を挿入するように構成されたシーラントであって、挿入された導体の周囲で封止を提供する、スリーブ通路に配置されたシーラント
    を有して成る、挿入アッセンブリ。
  61. スリーブ部材は、スリーブ部材とスリーブ通路内のシーラントとの間の面接触が増加するように、スリーブ通路内に延在する突出部を含む、請求項60に記載の挿入アッセンブリ。
  62. スリーブ通路を横断して延在する貫通可能なクロージャー壁を含む、請求項60に記載の挿入アッセンブリ。
  63. クロージャー壁は突き破ることができる、請求項62に記載の挿入アッセンブリ。
  64. 第1クロージャー壁と第2クロージャー壁との間に封止領域が規定されるように、スリーブ通路を横断して延在する貫通可能な第2クロージャー壁を含んでおり、また、シーラントの少なくとも一部が封止領域に配置されている、請求項62に記載の挿入アッセンブリ。
  65. クロージャー壁がポリマー材料から形成されている、請求項60に記載の挿入アッセンブリ。
  66. スリーブ部材が1/8インチ以下の壁厚さを有する、請求項60に記載の挿入アッセンブリ。
  67. スリーブ部材が約0.015〜0.100インチの壁厚さを有する、請求項66に記載の挿入アッセンブリ。
  68. スリーブ部材がポリマー材料から形成されている、請求項60に記載の挿入アッセンブリ。
  69. シーラントがゲルである、請求項60に記載の挿入アッセンブリ。
  70. 導体がスリーブ通路に挿入されることによって、ゲルが伸ばされて弾性的に変形するようになっている、請求項69に記載の挿入アッセンブリ。
  71. 電気コネクターを封止するための方法であって、
    電気コネクターは、ポートを規定するハウジングを含み、
    ポートは、入口開口部、出口開口部、ならびに、入口開口部と出口開口部との間で延在してこれらと連通する導体通路を含み、
    導体通路は導体を受容するように構成され、また
    挿入部材を導体通路に挿入する工程を含んで成り、
    該挿入部材が、
    スリーブ通路を規定するスリーブ部材;および
    導体を挿入するように構成されたシーラントであって、挿入された導体の周囲で封止を提供する、スリーブ通路に配置されたシーラント
    を有して成る、方法。
  72. スリーブ部材を導体通路に取り付ける工程を含む、請求項71に記載の方法。
  73. 導体と共に用いられる電気コネクターであって、
    電気コネクターが、アクセス開口部、および、該アクセス開口部と連通するアクセス通路を規定しており、
    a)導体を電気コネクターに取り付ける機能を有する保持機構;および
    b)アクセス通路に配置され、アクセス通路を封止するように設けられたアクセス・シーラント
    を有して成り、
    保持機構が、アクセス開口部およびアクセス通路を介してアクセスできるように構成されている、電気コネクター。
  74. アクセス通路を横断して延在する貫通可能なクロージャー壁を含み、アクセス・シーラントの少なくとも一部が、アクセス開口部とは反対側のクロージャー壁側のアクセス通路に配置されている、請求項73に記載の電気コネクター。
  75. クロージャー壁は突き破ることができる、請求項73に記載の電気コネクター。
  76. クロージャー壁がポリマー材料から形成されている、請求項73に記載の電気コネクター。
  77. 保持機構を機能させるために、アクセス開口部、アクセス通路およびアクセス・シーラントを通るようにツールを挿入できるようにアクセス開口部、アクセス通路およびアクセス・シーラントが構成されている、請求項73に記載の電気コネクター。
  78. 保持機構には、固定ネジが含まれる、請求項73に記載の電気コネクター。
  79. a)ハウジング、および
    b)ハウジングに配置された導体部材
    を含み、
    c)アクセス開口部およびアクセス通路がハウジング内に規定され、また
    d)保持機構が、導体を導体部材に取り付けられるように構成されている、
    請求項73に記載の電気コネクター。
  80. アクセス・シーラントがゲルである、請求項73に記載の電気コネクター。
  81. ツールがアクセス通路に挿入されることによって、ゲルが伸ばされて弾性的に変形するようになっている、請求項80に記載の電気コネクター。
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