JP2011249044A - コネクタおよびコネクタ付きケーブル - Google Patents

Abstract

【課題】撚線からなる電気ケーブルに圧縮スリーブを用いずにコネクタを取付けるに際して、コネクタの構成部品に変形を生じず、かつ、接続固定に緩みが生じないコネクタとコネクタ付き電気ケーブルを提供する。
【解決手段】コネクタ１０は、撚線導体からなる電気ケーブル端に取付けられ、導体固定部材１３と楔部材１５と接続部材１４とを備える。導体固定部材１３は、電気良導体であって、外面にネジ１７が切られ、内面にテーパ部分を有する貫通孔１６を設けた筒状体で形成され、楔部材１５は、導体固定部材１３より硬質の金属で、撚線導体１２の端部を押し広げて、導体固定部材のテーパ部分に撚線導体１２を圧着する錐状体で形成され、接続部材１４は、導体固定部材のネジに螺合されるネジ１８が切られた袋穴２０を有し、該穴の底部に当該接続部材より硬質の金属からなる押圧ピン２１が配される。
【選択図】図１

Description

本発明は、ビル内の電気ケーブルの布設等に用いるようなコネクタと該コネクタが取付けられたコネクタ付き電気ケーブルに関する。

電気ケーブルの接続において、例えば、特許文献１には、圧縮工具を用いることなく接続する技術が開示されている。このケーブル接続技術によれば、幹線ケーブルのような比較的太い径の電気ケーブルを、圧縮スリーブを用いることなく接続することができ、油圧式の圧縮工具や電源を不要とすることができ、現場での接続作業を容易かつ簡単にすることが期待できる。

図５は、上記特許文献１に開示のケーブル接続の一例を示す図で、電線接続体Ｃは、電気導体で形成された電線固定部３とコネクタ部４と楔５とからなり、撚線２を用いた電線１に取付けられる。電線固定部３は、テーパ状の貫通孔６を有する筒状で、外面にコネクタ部４が螺合される雄ネジ７が切られている。コネクタ部４は、接続端子４ａを有し隔壁４ｂにより形成された空孔内に、電線固定部３の雄ネジ７に螺合する雌ネジ８が切られている。楔５は、中心孔９を有する錐体状に形成される。

図５（Ａ）に示すように、撚線２の端部を電線固定部３の貫通孔６内に挿入した状態で、楔５を撚線２の中心に打ち込んで埋め込むことにより撚線２を押し広げ、貫通孔６のテーパ面に接触させて一体化させている。また、撚線２の中心の一部は、楔５の中心孔９に挿入され密着性を高めている。そして、図５（Ｂ）に示すように、コネクタ部４と電線固定部３のネジ部７，８を互いに螺合させることで、楔５の抜けを防止し、接続を外れ難くするとされている。

特開２００９−１５１９５１号公報

図５に示した電線接続体Ｃによれば、圧縮工具を用いることなくケーブルにコネクタを取付けたり、ケーブル同士の接続を簡単に行なうことが可能となる。しかしながら、電線固定部３に挿入させた撚線２に、楔５をハンマー等で打ち込むときに変形する虞がある。またコネクタ部４との螺合により、隔壁４ｂで楔５を撚線２内に押し込むことも考えられるが、隔壁４ｂが変形する虞もある。このため、撚線２の圧着固定が不十分となる可能性があり、また、電線固定部３とコネクタ部４の螺合状態が緩んで、接続固定が不十分となる可能性もある。

本発明は、上述した実情に鑑みてなされたもので、撚線からなる電気ケーブルに圧縮スリーブを用いずにコネクタを取付けるに際して、コネクタの構成部品に変形を生じず、かつ、接続固定に緩みが生じないコネクタとコネクタ付き電気ケーブルの提供を目的とする。

本発明によるコネクタは、撚線導体を絶縁被覆した電気ケーブル端に取付けられ、導体固定部材と楔部材と接続部材とを備えたコネクタである。導体固定部材は、外面に雄ネジが切られ、内面にテーパ部分を有し撚線導体が挿通される貫通孔を設けた筒状体で形成され、楔部材は、導体固定部材より硬質の金属で、撚線導体内に挿入されて撚線導体の端部を押し広げて、導体固定部材のテーパ部分に撚線導体を圧着する錐状体で形成され、接続部材は、導体固定部材のネジに螺合されるネジが切られた袋穴を有し、該穴の底部に当該接続部材より硬質の金属からなる押圧ピンが配され、該押圧ピンが楔部材の端部に当接して楔部材を撚線導体内に押し込むように形成される。また、導体固定部材と接続部材との螺合をロックするセットビスを備えている。なお、楔部材は、中心に孔を有するテーパ状の筒体で、孔は大径側で閉口された形状とされる。

また、上記のコネクタが取付けられたコネクタ付き電気ケーブルは、撚線導体の端部が、導体固定部材の貫通孔に挿入され、導体固定部材に接続部材が螺合されて楔部材の押し込みで撚線導体が押し広げられて導体固定部に圧着固定された状態で、セットビスにより導体固定部材と接続部材との螺合がロックされている。

本発明によれば、楔部材があるていど撚線導体内に押し込まれた状態で、接続部材を螺合させることで、押圧ピンにより楔部材を最終位置まで押し込むことができる。また、楔部材および押圧ピンは比較的に硬度の大きい金属で形成されているので、構成部分が変形しにくく、撚線導体を確実に圧着固定することができる。さらに、セットビスにより前記導体固定部材と前記接続部材との螺合状態がロックされているので、コネクタと電気ケーブルとの接続固定が緩まず長期の使用における信頼性を高めることができる。

本発明によるコネクタの概略を説明する図である。 本発明によるコネクタの構成部品を拡大した図である。 本発明によるコネクタの組立て状態を説明する図である。 本発明によるコネクタの使用形態の一例を示す図である。 従来技術を説明する図である。

図１，２により本発明の概略を説明する。図１（Ａ）は本発明による構成部品の概略を示し、図１（Ｂ）はその部分図を示し、図１（Ｃ）は組付け状態を示した図である。図２（Ａ），（Ｂ）は図１に示す構成部品を拡大して示した図である。図中、１０はコネクタ、１１は電気ケーブル、１２は撚線導体、１３は導体固定部材、１４は接続部材、１５，１５’は楔部材、１６は貫通孔、１７は雄ネジ、１８は雌ネジ、１９は中心孔、２０は袋穴、２１は押圧ピン、２２はピン挿着穴、２３はビス孔、２４はセットビスを示す。

本発明によるコネクタ１０は、図１（Ａ）に示すように、複数本の電気導体を撚り合わせた撚線導体１２を絶縁被覆した電気ケーブル１１の端部に取付けられるコネクタで、導体固定部材１３と楔部材１５と接続部材１４とを備えた構成のものである。これらの構成部材は、鋳造および機械加工で形成される。導体固定部材１３と接続部材１４は、銅などの電気良導体（例えば、導電率が９７％ＩＡＣＳ以上）で形成される。楔部材１５および後述する接続部材１４内に設けられる押圧ピン２１は、導体固定部材１３と接続部材１４より硬度が大きく、導体固定部材１３と接続部材１４に比べて電気抵抗は多少高くなるが、外力により変形し難い硬質の金属材で形成される。

導体固定部材１３は筒状体で、外面に締め付け工具を係合させる工具係合部１３ａと接続部材に螺合により嵌合させる嵌合部１３ｂとからなり、中心にはテーパ状の貫通孔１６を有している。貫通孔１６は、工具係合部１３ａの領域では、撚線導体１２が挿通する程度の小径部１６ｂで形成され、嵌合部１３ｂの領域では、端部方向に向かって径が拡大したテーパ部１６ａで形成される。電気ケーブル１１の端部の外被１１ａおよび絶縁体層１１ｂを除去して露出された撚線導体１２の端部は、貫通孔１６のテーパ部１６ａの面に接するように、外側に向けて押し広げられる。

楔部材１５は、図１（Ｂ）および図２（Ａ）に拡大して示すように、一方の端部方向に向かって外径が拡大したテーパ面１５ａを有する錐体状に形成される。また、楔部材１５の中心には、中心孔１９を設け、楔部材１５の大径側を閉口させるような形状としてもよい。楔部材１５に中心孔１９を設けることにより、撚線導体１２の中心部分の導体１２ａを中心孔１９に挿入することで楔部材１５を撚線導体１２の中心に保持し、位置決めすることができる。

電気ケーブル１１の端部から露出された撚線導体１２を、導体固定部材１３の小径部１６ｂに挿通させた後、楔部材１５を撚線導体１２の中心部分に打ち込んで撚線導体がテーパ部１６ａの壁面に接するように撚線導体１２を押し広げる。このとき、撚線導体１２の中心部分の導体１２ａ（例えば、７本程度）が上記のように楔部材１５の中心孔１９に挿入されて保持され、残りの外側部分の導体１２ｂが外側に押し広げられる。

外側部分が押し広げられた導体１２ｂは、楔部材１５の押し込みにより、図１（Ｃ）に矢印で示したようにそのテーパ面１５ａによって導体固定部材１３のテーパ部１６ａに押し付けられて圧着され、電気的に接続される。導体固定部材１３のテーパ部１６ａと楔部材１５のテーパ面１５ａは、共に円錐状でそのテーパ角を一致させることにより、撚線導体１２を均一に挟時して効果的に圧着することができる。
また、楔部材は図２（Ａ）に符号１５’で示すように、外周に段差１５ｃを有する形状としてもよい。段差の角部分が導体１２ｂに食い込んで導体の固定を高める効果がある。段差１５ｃは０．１〜１ｍｍ程度（例えば０．５ｍｍ）とすることができ、一つまたは複数設けることができる。

接続部材１４は、接続相手の雌型コネクタ（雄雌が逆の場合もある）のソケット孔等に挿入されるプラグ部１４ａ、導体固定部材１３に嵌合する嵌合部１４ｂ、締め付け工具を係合させる工具係合部１４ｃからなる。嵌合部１４ｂには、内側に底壁２０ａと円筒壁２０ｂとを有する袋穴２０が形成され、円筒壁２０ｂには導体固定部材１３の雄ネジ１７に螺合する雌ネジ１８が切られている。底壁２０ａには、押圧ピン２１を挿着保持するピン挿着穴２２が設けられている。

押圧ピン２１は、楔部材１５と同程度の硬質の金属で形成され、楔部材１５の大径側の端面１５ｂに当接して、楔部材１５を導体固定部材１３内に押し込む。また、図２（Ｂ）に示すように、押圧ピン２１は、軸部２１ａと径を大きくした頭部２１ｂからなる頭付きピンとして形成するようにしてもよい。なお、袋穴２０の底部２０ａに設けられたピン挿着穴２２は、その穴径Ｄを押圧ピン２１の軸径ｄより多少小さめ（すなわち、Ｄ＜ｄ）にして、押圧ピン２１を圧入により嵌合固定するようにしてもよい。

電気ケーブル１１へのコネクタ１０の取付けは、図１（Ｃ）に示すように、電気ケーブル１１の撚線導体１２の端部を、導体固定部材１３の貫通孔１６に挿入し、次いで、撚線導体１２の先端から楔部材１５を挿入する。楔部材１５の挿入は、プラスチックハンマー等を用いて、楔部材１５の端面１５ｂを叩いて打ち込むことにより、容易に行なうことができる。これにより、撚線導体１２の端部分は、押し広げられて、導体固定部材１３のテーパ部１６ａと楔部材１５のテーパ面１５ａで軽く圧着保持される。

続いて、導体固定部材１３の雄ネジ１７に接続部材１４の雌ネジ１８を螺合させることにより結合させ、接続部材１４は導体固定部材１３側に押し進められる。導体固定部材１３の雄ネジ１７と接続部材１４の雌ネジ１８との螺合は、導体固定部材１３側の工具係合部１３ａと接続部材１４の工具係合部１４ｃとに、トルクレンチ等を係合させて回動することにより行なわれ、容易に結合させることができる。

また、導体固定部材１３と接続部材１４の螺合により、接続部材１４側に設けられた押圧ピン２１が楔部材１５の大径側の端面１５ｂに当接して、楔部材１５を導体固定部材１３内に押し込む。この結果、撚線導体１２は、導体固定部材１３のテーパ部１６ａと楔部材１５のテーパ面１５ａで強固に挟まれて、圧着固定されると共に確実な電気接続が形成される。

導体固定部材１３と接続部材１４とが、螺合により結合された後、接続部材１４に形成されたビス孔２３にセットビス２４がねじ込まれる。ビス孔２３は、等間隔で複数形成されていて、必要に応じて複数個のセットビス２４を用いて導体固定部材１３と接続部材１４間の螺合が振動等によって緩まないようにロックされる。これにより、セットビス２４を外さない限り、電気ケーブル１１とコネクタ１０とは接続一体化され、接続状態を保持することができる。

図３は、上述したコネクタ１０を電気ケーブル１１に接続して、コネクタ付き電気ケーブルとした例を示す図である。図の符号は、図１，２の説明で用いたのと同じ符号を用いることにより、詳細な説明を省略する。
電気ケーブル１１は、複数本の導線を撚り合わせた撚線導体１２で形成され、ケーブル端で被覆が除去され、露出された撚線導体１２はその撚りが解される。撚りが解された撚線導体１２は、導体固定部材１３のテーパ部を有する貫通孔１６内に挿入されて、テーパ部の内壁に接するように押し広げられる。

次いで、貫通孔１６内で押し広げられた撚線導体１２の中心部に、楔部材１５を押し込む。続いて、例えば、プラグ部１４ａを有する接続部材１４と導体固定部材１３とを雄ネジ１７と雌ネジ１８とを螺合させて結合し、楔部材１５を所定位置まで押し込む。導体固定部材１３と楔部材１５で撚線導体１２を圧着固定して電気的・機械的に接続固定する。

また、導体固定部材１３と接続部材１４とは、セットビス２４により螺合状態が振動等で緩まないようにロックされる。さらに、電気ケーブル１１の被覆の除去際と導体固定部材１３との間は、撚線導体１２が部分的に露出しやすい状態となる。このため、この部分に絶縁材を充填あるいは絶縁テープ等を巻付けるなどして形成した補強部２５で埋め、電気ケーブル１１からコネクタ１０に至る表面が滑らかな面で連続するようにする。

図４は、上述したコネクタ付き電気ケーブルの使用形態の一例を示す図である。図４において、右側に示すコネクタ３０は上述した本発明によるコネクタ（雄コネクタとする）で、左側に示すコネクタ３１はコネクタ３０と接続可能なコネクタ（雌コネクタとする）とする。雌コネクタ３１は、本発明によらない、例えば製造工場側で予め電気ケーブル３２に接続されて準備されたものでもよい。この場合、現場では、電気ケーブルに雄コネクタを接続し、図４（Ｂ）に示すように単にコネクタ３０，３１同士を互いに接続してロックネジ３３で接続をロックし、図４（Ｃ）に示すようにコネクタの導体露出部分を電気絶縁材３４で覆えばよく、コネクタ接続には特別な工具が要らず、接続作業が容易となる。

工場加工時にケーブルにコネクタ付けを行なう場合、ケーブル長が確定されているが、現場でケーブル長の微調整が必要になる場合がある。この場合、特に圧縮スリーブを用いた一般的なコネクタ３１では、現場での変更が実質的には不可である。また、現場でコネクタ接続する場合には、圧縮接続のための油圧ポンプや圧縮工具が必要とされ、その輸送や動力源の確保の問題もある。

これに対し、少なくともケーブル端の一方に本発明によるコネクタ３０を用いることにより、現場でのコネクタの取外しと再取付けが可能となり、ケーブル長の調整が可能となる。しかも、本発明によるコネクタ３０を用いる場合、油圧ポンプ装置や圧縮工具は必要でなく、通常、携帯しているトルクレンチやドライバーで接続外しおよび再接続を行なうことができ、接続作業も容易に行なえる。なお、本発明によるコネクタ３０が雌コネクタ、本発明によらないコネクタ３１が雄コネクタであってもよい。

１０…コネクタ、１１…電気ケーブル、１２…撚線導体、１３…導体固定部材、１４…接続部材、１５，１５’…楔部材、１６…貫通孔、１７…雄ネジ、１８…雌ネジ、１９…中心孔、２０…袋穴、２１…押圧ピン、２２…ピン挿着穴、２３…ビス孔、２４…セットビス。

Claims (3)

1. 撚線導体を絶縁被覆した電気ケーブル端に取付けられ、導体固定部材と楔部材と接続部材とを備えたコネクタであって、
   前記導体固定部材は、電気良導体であって、外面にネジが切られ、内面にテーパ部分を有し前記撚線導体が挿通される貫通孔を設けた筒状体で形成され、
   前記楔部材は、前記導体固定部材より硬質の金属で、前記撚線導体内に挿入されて前記撚線導体の端部を押し広げて、前記導体固定部材のテーパ部分に前記撚線導体を圧着する錐状体で形成され、
   前記接続部材は、前記導体固定部材のネジに螺合されるネジが切られた袋穴を有し、該穴の底部に当該接続部材より硬質の金属からなる押圧ピンが配され、該押圧ピンが前記楔部材の端部に当接して前記楔部材を前記撚線導体内に押し込むように形成され、
   前記導体固定部材と前記接続部材との螺合をロックするセットビスを備えていることを特徴とするコネクタ。
2. 前記楔部材は、中心に孔を有するテーパ状の筒体で、前記孔は大径側で閉口されていることを特徴とする請求項１に記載のコネクタ。
3. 請求項１または２に記載のコネクタが、取付けられたコネクタ付き電気ケーブルであって、
   前記撚線導体の端部は、前記導体固定部材の貫通孔に挿入され、前記導体固定部材に前記接続部材が螺合されて前記楔部材の押し込みで前記撚線導体が押し広げられて前記導体固定部に圧着固定された状態で、前記セットビスにより前記導体固定部材と前記接続部材との螺合がロックされていることを特徴とするコネクタ付き電気ケーブル。

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