JP2018129929A - 熱収縮キャップおよび熱収縮キャップ付電線 - Google Patents

Abstract

【課題】熱収縮キャップと電線との位置決めを簡易に精度よく行うことを可能にする技術を提供することを目的とする。【解決手段】熱収縮キャップ１０は、電線の露出芯線部に被せられる。熱収縮キャップ１０は、キャップ本体部２０と、止水材３０と、を備える。キャップ本体部２０は、一端部２１が閉じていると共に他端部２２が開口している閉管状に形成されて熱収縮可能である。止水材３０は、熱可塑性樹脂を含む材料によって前記キャップ本体部２０の内面に設けられている。止水材３０における前記キャップ本体部２０の底に設けられた第１部分３２には、前記キャップ本体部２０に対して他端部２２側から挿入された前記露出芯線部を内部に収容保持可能な保持穴３３が形成されている。【選択図】図１

Description

この発明は、電線端部を止水する技術に関する。

特許文献１は、熱収縮チューブの内壁にホットメルト接着剤を設け、一端を先に加熱収縮させて封止してキャップを形成したのち、当該キャップを電線に被せてキャップの残りの部分を加熱収縮させて電線接続部を密封する方法を開示している。

特開平１１−１７８１４２号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、熱収縮前の状態で電線接続部とホットメルト接着剤との間の隙間が大きいため、電線のキャップへの挿入時、キャップの熱収縮時等にキャップと電線とが偏心したり傾いたりする恐れがあった。

そこで、本発明は、熱収縮キャップと電線との位置決めを簡易に精度よく行うことを可能にする技術を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、第１の態様に係る熱収縮キャップは、電線の露出芯線部に被せられる熱収縮キャップであって、一端部が閉じていると共に他端部が開口している閉管状に形成されて熱収縮可能なキャップ本体部と、熱可塑性樹脂を含む材料によって前記キャップ本体部の内面に設けられた止水材であって、前記キャップ本体部の底に設けられた第１部分には、前記キャップ本体部に対して他端部側から挿入された前記露出芯線部を内部に収容保持可能な保持穴が形成されている止水材と、を備える。

第２の態様に係る熱収縮キャップは、第１の態様に係る熱収縮キャップであって、前記止水材において前記第１部分よりも前記他端部側に設けられた第２部分は、前記第１部分の前記保持穴に前記露出芯線部が収まった状態で前記電線の被覆部分を収容保持可能に形成されている。

第３の態様に係る熱収縮キャップは、第１又は第２の態様に係る熱収縮キャップであって、前記キャップ本体部は、両端が開口する熱収縮チューブを材料として前記一端部から他端部に向けて小径部と前記小径部に連なる大径部とを有する形状に形成された外装部と、前記小径部の内面に設けられて前記外装部の前記一端部の開口を塞ぐ栓部とを含む。

第４の態様に係る熱収縮キャップは、第３の態様に係る熱収縮キャップであって、前記保持穴が全体に前記大径部に収まるように形成されている。

第５の態様に係る熱収縮キャップは、第３の態様に係る熱収縮キャップであって、前記保持穴が、前記小径部の内側を含む領域に形成されている。

第６の態様に係る熱収縮キャップは、第３から第５のいずれか１つの態様に係る熱収縮キャップであって、前記栓部が、前記止水材と同じ材料によって形成されている。

第７の態様に係る熱収縮キャップは、第３から第５のいずれか１つの態様に係る熱収縮キャップであって、前記栓部が、前記止水材と異なる材料によって形成されている。

第８の態様に係る熱収縮キャップ付電線は、第１から第７のいずれか１つの態様に係る熱収縮キャップと、芯線が露出した露出芯線部を含む領域に熱収縮した状態にある前記熱収縮キャップが被せられている電線と、を備える。

第１から第８の態様によると、止水材の第１部分の保持穴に露出芯線部を収めることによって、キャップ本体部を熱収縮させる前に簡易に精度よく熱収縮キャップと電線との位置決めを図ることができる。さらにこの状態で熱収縮キャップを加熱することによって、熱収縮キャップと電線とが精度よく位置決めされたまま、キャップ本体部を熱収縮させつつ止水材を流動させて熱収縮キャップと電線との間を埋める工程を進めることができる。

特に、第２の態様によると、第２部分が電線の被覆部分を収容保持することによって、熱収縮キャップと電線との位置決め精度の向上を図ることができる。

特に、第３の態様によると、熱収縮チューブを用いて熱収縮キャップを形成できる。

特に、第４の態様によると、第１部分の形成が容易となる。

特に、第５の態様によると、電線がキャップ本体部の一端部に近い位置まで達することができることによって、キャップ付電線において電線の長手方向に沿った寸法を小さくすることができる。

特に、第６の態様によると、例えば、小径部のあるキャップ本体部に対して栓部と止水材とを同時に形成することができる。

特に、第７の態様によると、止水材が流動する際に栓部が併せて流動することを抑制できる。

実施形態に係る熱収縮キャップを示す概略断面図である。 実施形態に係る熱収縮キャップを電線に装着する様子を示す説明図である。 実施形態に係る熱収縮キャップが装着された熱収縮キャップ付電線を示す概略断面図である。 変形例に係る熱収縮キャップを示す概略断面図である。 変形例に係る熱収縮キャップを電線に装着する様子を示す説明図である。 変形例に係る熱収縮キャップが装着された熱収縮キャップ付電線を示す概略断面図である。 別の変形例に係る熱収縮キャップを示す概略断面図である。

｛実施形態｝
以下、実施形態に係る熱収縮キャップについて説明する。図１は、実施形態に係る熱収縮キャップ１０を示す概略断面図である。

熱収縮キャップ１０は、電線４０の露出芯線部４４（図２，図３参照）に被せられる。熱収縮キャップ１０は、キャップ本体部２０と、止水材３０とを備える。

キャップ本体部２０は、一端部２１が閉じていると共に他端部２２が開口している閉管状に形成されている。また、キャップ本体部２０は、電線４０に被せた後に、少なくとも他端部２２が熱収縮可能である。具体的には、ここでは、キャップ本体部２０は、外装部２３と、栓部２８とを含む。

外装部２３は、両端が開口する熱収縮チューブを材料として一端部２１から他端部２２に向けて小径部２４と小径部２４に連なる大径部２５とを有する形状に形成されている。外装部２３のうち少なくとも大径部２５は、電線４０に被せられた後に熱収縮可能な状態とされている。つまり、熱収縮キャップ１０単体で存在している状態で、大径部２５は熱収縮可能な状態である。

ここでは、外装部２３は、両端が開口し、一様な径を有する熱収縮チューブを材料として形成されている。かかる熱収縮チューブとしては、予め内面に接着剤層が設けられていないものが用いられている。

具体的には、熱収縮チューブの一端部２１が他端部２２よりも小径となるように熱収縮させて小径部２４を形成することによって、外装部２３を形成している。例えば、熱収縮チューブの一端部２１のみを熱収縮させることによって外装部２３を形成することができる。なお、小径部２４は、完全に熱収縮が完了してそれ以上熱収縮しないように形成されていてもよいし、熱収縮可能に形成されていてもよい。

この際、大径部２５は、小径部２４に連なり徐々に拡径する第１大径部分２６と、第１大径部分２６に連なり軸心方向に一様な第２大径部分２７とを有する。第１大径部分２６は、小径部２４ほどの収縮量ではないが、小径部２４を熱収縮させる際の熱が伝わることによって熱収縮した部分である。

もっとも、熱収縮チューブの一端部２１を熱収縮させて小径部２４を形成することによって、外装部２３を形成することは必須の構成ではない。例えば、外装部２３は、チューブ材料を拡径させて熱収縮チューブを製造する際に、他端部２２側が一端部２１側よりも大径となるように拡径されることによって、小径部２４と大径部２５とを有する形状に形成されるものであってもよい。

栓部２８は、小径部２４の内面に設けられて外装部２３の一端部２１の開口を塞ぐ部分である。ここでは、栓部２８は、止水材３０と同じ材料によって形成されている。また、ここでは、栓部２８はキャップ本体部２０に止水材３０が設けられる際に併せて設けられている。これについては、後で詳述する。

止水材３０は、電線４０に被せられた熱収縮キャップ１０を熱収縮させるための加熱によって、流動して熱収縮キャップ１０内の隙間を埋めるための部材である。このため止水材３０は、熱可塑性樹脂を含む材料によって構成されている。特にここでは、止水材３０としてホットメルト接着剤が用いられているものとして説明する。止水材３０は、キャップ本体部２０の内面に設けられている。止水材３０は、第１部分３２と、第２部分３４とを含む。

第１部分３２は、キャップ本体部２０の底、つまり栓部２８の隣に設けられた部分である。第１部分３２には、保持穴３３が形成されている。

保持穴３３は、キャップ本体部２０に対して他端部２２側から挿入された露出芯線部４４を内部に収容保持可能である。保持穴３３の形状は、露出芯線部４４を内部に収容保持可能であればよく、例えば、円柱状、角柱状、円錐状、角錐状、円錐台状、角錐台状またはこれらを組み合わせた形状等に適宜形成される。保持穴３３の形状は、露出芯線部４４の形状と相似であることが好ましいが、必ずしもその必要はない。例えば、露出芯線部４４に接合部４５が設けられる場合、接合部４５が扁平状であり、保持穴３３が円柱状であることも考えられる。

軸心方向から見た保持穴３３の大きさは、例えば、収容する露出芯線部４４と同程度に形成される。これにより、露出芯線部４４を内部に位置決めしつつ収容保持可能とされる。例えば、露出芯線部４４に接合部４５が設けられる場合であって、接合部４５が扁平状であり保持穴３３が円柱状である場合、保持穴３３の直径が扁平状の接合部４５の長尺方向の寸法と同程度に設定されているとよい。

保持穴３３の深さ寸法は、露出芯線部４４が全て収まるように設定されていてもよいし、露出芯線部４４の一部のみが収まるように設定されていてもよい。保持穴３３の深さ寸法が、露出芯線部４４の一部のみが収まるように設定されている場合、露出芯線部４４の大半が収まるように設定されていることが好ましい。また、例えば、露出芯線部４４に接合部４５が設けられる場合、保持穴３３の深さ寸法は、接合部４５の全体又は大半が収まるような深さ寸法に設定されていることが好ましい。

外装部２３に対する保持穴３３の位置として、ここでは、保持穴３３が全体に大径部２５に収まるように形成されている。つまり、保持穴３３の底側部分は、小径部２４まで達していない。このため、小径部２４を露出芯線部４４と同程度かそれよりも小さくすることができる。図１に示す例では、保持穴３３は、第１大径部分２６と第２大径部分２７とに跨る領域に形成されているが、どちらか一方の領域内に収まるように形成されていてもよい。

また、保持穴３３の軸心と、外装部２３の軸心とが一致していることが好ましい。これにより、保持穴３３に電線４０の露出芯線部４４を収容保持することによって、電線４０の軸心と外装部２３の軸心とを容易に一致させることが可能となる。

第２部分３４は、止水材３０において第１部分３２よりも他端部２２側に設けられた部分である。ここでは、第２部分３４は、第１部分３２の保持穴３３に露出芯線部４４が収まった状態で電線４０の被覆部分４６を収容保持可能に形成されている。第２部分３４には、電線４０が挿通される貫通孔３５が形成されているととらえることもできる。

貫通孔３５の形状は、被覆部分４６を収容保持可能であればよく、例えば、円柱状、角柱状、円錐状、角錐状、円錐台状、角錐台状またはこれらを組み合わせた形状等に適宜形成される。貫通孔３５の形状は、被覆部分４６の形状と相似に近い形状であることが好ましいが、必ずしもその必要はない。

図１に示す例では、貫通孔３５は、保持穴３３よりも大きい柱状に形成されている。このため、貫通孔３５と保持穴３３との境界に段差３６が生じている。

また、図１に示す例では、止水材３０の第１部分３２において厚みが軸心方向に異なる箇所が存在している。また、止水材３０の第１部分３２と第２部分３４との間でも、厚みが異なる箇所が存在している。

また止水材３０は、外装部２３の他端部２２の縁部には設けられていないか、その量が少なくなっている（ここでは、設けられていない）。これにより、熱収縮キャップ１０を収縮させる際の加熱によって流動する止水材３０が熱収縮キャップ１０の他端部２２から溢れることを抑制することができる。

このような止水材３０はここでは栓部２８と共に、熱収縮チューブの一端部２１を熱収縮させて小径部２４とした外装部２３に後付けで設けられるものとして説明する。例えば、加熱して軟化した状態のホットメルト接着剤を外装部２３の内面に塗布していくことによって、止水材３０及び栓部２８が形成される。この際、外装部２３の位置によって塗布量を変えることによって、止水材３０及び栓部２８の形状を形成可能である。

この際、保持穴３３が全体に大径部２５に収まるように形成されているため、小径部２４の内側をホットメルト接着剤で埋めて栓部２８を形成することができる。

＜熱収縮キャップ付電線＞
次に、熱収縮キャップ１０が電線４０に装着された熱収縮キャップ付電線５０について説明する。図２は、実施形態に係る熱収縮キャップ１０を電線４０に装着する様子を示す説明図である。図３は、実施形態に係る熱収縮キャップ１０が装着された熱収縮キャップ付電線５０を示す概略断面図である。

まず、収縮前の熱収縮キャップ１０の他端部２２の開口から電線４０を熱収縮キャップ１０に挿入すると、図２のような状態となる。

ここで図２に示す例では、熱収縮キャップ１０が被せられている電線４０として複数の被覆電線４２が想定されている。各被覆電線４２は、芯線４３と芯線４３を覆う被覆部分４６とを含む。芯線４３は、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等の導電材料によって形成される。芯線４３は、１本又は複数本の素線で構成される。ここで被覆電線４２が複数である場合、各被覆電線４２の芯線４３の種類は同じであってもよいし、異なっていてもよい。ここでは、被覆電線４２として、銅、銅合金によって芯線４３が形成された銅電線と、アルミニウム、アルミニウム合金によって芯線４３が形成されたアルミニウム電線とが共存しているものとして説明する。被覆部分４６は、樹脂等の絶縁材料が芯線４３の周囲に押出成形されるなどして形成される。各被覆電線４２の端部は、被覆部分４６が剥がされて芯線４３が露出した露出芯線部４４とされている。露出芯線部４４の少なくとも一部には芯線４３同士が接合された接合部４５が形成されている。芯線４３同士は、例えば、抵抗溶接あるいは超音波溶接等の溶接、端子の圧着、または半田付け等によって接合される。

電線４０は、その先端の露出芯線部４４が保持穴３３内に収容保持されることによって、径方向に位置決めされると共に軸心方向が傾くことが抑制される。例えば、露出芯線部４４が保持穴３３内に収容保持されることによって、電線４０が熱収縮キャップ１０に対して傾いたとしても、その傾きが僅かであり、電線４０の被覆部分４６が熱収縮キャップ１０の他端部２２の縁部に接触しないように形成されていることなどが考えられる。この際、電線４０は、例えば、その先端を保持穴３３の底に突き当てること、被覆部分４６の先端縁部を段差３６に引っ掛けることなどによって長さ方向に位置決めされて、先端が保持穴３３内に収容保持されることによってその状態に維持される。

なお、熱収縮キャップ１０と、電線４０との少なくとも一方は、図示しない治具等で保持されているとよい。

熱収縮キャップ１０と電線４０とが位置決めされたら、加熱機構８０によって、熱収縮キャップ１０を加熱する。これにより、熱収縮キャップ１０の他端部２２が収縮すると共に止水材３０が流動する。加熱開始後の比較的早い段階で、流動化した止水材３０が露出芯線部４４の周囲に到達する。このため、加熱工程の間も、電線４０と熱収縮キャップ１０との位置決め状態を維持しやすい。特にここでは、加熱開始後の比較的早い段階で、流動化した止水材３０が被覆部分４６の周囲に到達するため、加熱工程の間も、電線４０と熱収縮キャップ１０との位置決め状態を維持しやすい。

加熱が完了すると、熱収縮キャップ１０が十分に収縮して、止水材３０を介して熱収縮キャップ１０が電線４０に密着した状態となる。この後、冷却することによって流動化した止水材３０が固化し、図３に示される熱収縮キャップ付電線５０が完成する。

このような熱収縮キャップ１０及び熱収縮キャップ付電線５０によると、止水材３０の第１部分３２の保持穴３３に露出芯線部４４を収めることによって、キャップ本体部２０を熱収縮させる前に簡易に精度よく熱収縮キャップ１０と電線４０との位置決めを図ることができる。さらにこの状態で熱収縮キャップ１０を加熱することによって、熱収縮キャップ１０と電線４０とが精度よく位置決めされたまま、キャップ本体部２０を熱収縮させつつ止水材３０を流動させて熱収縮キャップ１０と電線４０との間を埋める工程を進めることができる。

また、第２部分３４が電線４０の被覆部分４６を収容保持することによって、熱収縮キャップ１０と電線４０との位置決め精度の向上を図ることができる。

また、熱収縮チューブを用いて熱収縮キャップ１０を形成できる。

また、保持穴３３が全体に大径部２５に収まるように形成されているため、第１部分３２の形成が容易となる。

また、栓部２８と止水材３０とが同じ材料で形成されているため、例えば、小径部２４のあるキャップ本体部２０に対して栓部２８と止水材３０とを同時に形成することができる。

｛変形例｝
図４は、変形例に係る熱収縮キャップ１０Ａを示す概略断面図である。図５は、変形例に係る熱収縮キャップ１０Ａを電線４０に装着する様子を示す説明図である。図６は、変形例に係る熱収縮キャップ１０Ａが装着された熱収縮キャップ付電線５０Ａを示す概略断面図である。

変形例に係る熱収縮キャップ１０Ａにおいて止水材３０Ａの形状が、実施形態に係る熱収縮キャップ１０の止水材３０の形状とは異なる。

具体的には、止水材３０Ａにおける保持穴３３Ａの位置が、止水材３０における保持穴３３の位置とは異なる。保持穴３３Ａは、小径部２４の内側を含む領域に形成されている。これにより、電線４０がキャップ本体部２０の一端部２１に近い位置まで達することができる。

またここでは、保持穴３３Ａの位置が変更されることによって第２部分３４Ａの形状も変更されている。具体的には、保持穴３３Ａの底が小径部２４に達しているため、第２部分３４Ａの一端部２１側の縁部が大径部２５のうち第１大径部分２６に達している。このとき、第２部分３４Ａのうち第１大径部分２６の内側に位置する部分は、軸心方向に厚みが一定となるように形成されているため、徐々に拡径するように形成されている。これにより、第２部分３４Ａのうち第１大径部分２６の内側に位置する部分は、挿入された電線４０の先端を保持穴３３Ａに案内可能とされる。

第２部分３４Ａのうち第２大径部分２７の内側に位置する部分は、軸心方向に厚み一定となるように形成されている。従って、第２部分３４Ａは、第１大径部分２６の内側の錐台状部分と第２大径部分２７の内側の柱状部分とを連結したような形状に形成されている。この際、ここでは、第２部分３４Ａの貫通孔３５Ａが電線４０よりも十分大きい形状に形成されている。もっとも、第２部分３４Ａは、第２部分３４と同様に柱状部分のみで形成されていてもよい。この場合、第２部分に厚みの異なる部分が存在する。

このような熱収縮キャップ１０Ａ及び熱収縮キャップ付電線５０Ａによると、電線４０がキャップ本体部２０の一端部２１に近い位置まで達することができることによって、熱収縮キャップ付電線５０Ａにおいて電線４０の長手方向に沿った寸法を小さくすることができる。

図７は、別の変形例に係る熱収縮キャップ１０Ｂを示す概略断面図である。

図７に示す熱収縮キャップ１０Ｂでは、栓部２８Ｂと止水材３０Ｂとが異なる材料で形成されている。この場合、例えば、栓部２８Ｂを止水材３０Ｂよりも高耐熱性を有する材料で形成することによって、止水材３０Ｂが流動する際に栓部２８Ｂが併せて流動することを抑制できる。

｛その他の変形例｝
これまでキャップ本体部２０が、両端開口の熱収縮チューブからなる外装部２３の一端部２１を別材料の栓部２８で塞ぐことによって形成されるものとして説明してきたが、このことは必須の構成ではない。キャップ本体部は、熱収縮材料によって初めから一端部が閉じている閉管状に形成されるものであってもよいし、両端開口の熱収縮チューブからなる外装部２３の一端部２１が溶着等によって閉じられて形成されるものであってもよい。

また、これまで止水材３０が、第１部分３２よりも他端側の第２部分３４を含むものとして説明してきたが、このことは必須の構成ではない。止水材３０は、第２部分３４を含まない場合もあり得る。

また、これまで外装部２３を形成するための熱収縮チューブとして、予め内面に接着剤層が設けられていないものが用いられているものとして説明したが、このことは必須の構成ではない。外装部２３を形成するための熱収縮チューブとして、予め内面に接着剤層が設けられているものが用いられてもよい。この場合、上記止水材３０について、当該接着剤層によって形成されてもよいし、当該接着剤層に別材料が重ねられることによって形成されていてもよい。また、栓部２８についても同様である。

また、これまで電線４０が複数の被覆電線４２の集合体であるものとして説明したが、このことが必須の構成ではない。例えば、電線４０は１本の被覆電線４２であってもよい。

なお、上記実施形態及び各変形例で説明した各構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わせることができる。

以上のようにこの発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。

１０ 熱収縮キャップ
２０ キャップ本体部
２１ 一端部
２２ 他端部
２３ 外装部
２４ 小径部
２５ 大径部
２８ 栓部
３０ 止水材
３２ 第１部分
３３ 保持穴
３４ 第２部分
３６ 段差
４０ 電線
４２ 被覆電線
４３ 芯線
４４ 露出芯線部
４５ 接合部
４６ 被覆部分
５０ 熱収縮キャップ付電線
８０ 加熱機構

Claims (8)

1. 電線の露出芯線部に被せられる熱収縮キャップであって、
   一端部が閉じていると共に他端部が開口している閉管状に形成されて熱収縮可能なキャップ本体部と、
   熱可塑性樹脂を含む材料によって前記キャップ本体部の内面に設けられた止水材であって、前記キャップ本体部の底に設けられた第１部分には、前記キャップ本体部に対して他端部側から挿入された前記露出芯線部を内部に収容保持可能な保持穴が形成されている止水材と、
   を備える、熱収縮キャップ。
2. 請求項１に記載の熱収縮キャップであって、
   前記止水材において前記第１部分よりも前記他端部側に設けられた第２部分は、前記第１部分の前記保持穴に前記露出芯線部が収まった状態で前記電線の被覆部分を収容保持可能に形成されている、熱収縮キャップ。
3. 請求項１又は請求項２に記載の熱収縮キャップであって、
   前記キャップ本体部は、両端が開口する熱収縮チューブを材料として前記一端部から他端部に向けて小径部と前記小径部に連なる大径部とを有する形状に形成された外装部と、前記小径部の内面に設けられて前記外装部の前記一端部の開口を塞ぐ栓部とを含む、熱収縮キャップ。
4. 請求項３に記載の熱収縮キャップであって、
   前記保持穴が全体に前記大径部に収まるように形成されている、熱収縮キャップ。
5. 請求項３に記載の熱収縮キャップであって、
   前記保持穴が、前記小径部の内側を含む領域に形成されている、熱収縮キャップ。
6. 請求項３から請求項５のいずれか１項に記載の熱収縮キャップであって、
   前記栓部が、前記止水材と同じ材料によって形成されている、熱収縮キャップ。
7. 請求項３から請求項５のいずれか１項に記載の熱収縮キャップであって、
   前記栓部が、前記止水材と異なる材料によって形成されている、熱収縮キャップ。
8. 請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の熱収縮キャップと、
   芯線が露出した露出芯線部を含む領域に熱収縮した状態にある前記熱収縮キャップが被せられている電線と、
   を備える、熱収縮キャップ付電線。

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