JP2020035601A - 電線接続用コネクタ、及び、せん断ボルト - Google Patents

Abstract

【課題】せん断ボルトの頭部を切断した後でも再締め付けや取り外しが可能な電線接続用コネクタ等を提供する。【解決手段】外周面にネジ穴１０が開口された端部内に第２電線Ｗ２が挿入され、ネジ穴１０に螺入したせん断ボルト２０の先端面で第２電線Ｗ２を押圧して第２電線Ｗ２を接続する電線接続用コネクタ１であって、せん断ボルト２０は、多角形の頭部２１と、外周面にネジ溝が形成されたネジ形成部２２と、頭部２１とネジ形成部２２の間に設けられ、回転中心から外周面までの距離が周方向の位置で異なる外周面に形成された補助頭部２３と、前記補助頭部２３と頭部２１との間に設けられ、頭部２１、補助頭部２３及びネジ形成部２２のどの箇所よりも断面積が小さく形成されたせん断脆弱部２４とを有する。【選択図】図１

Description

本発明は、電線を接続する電線接続用コネクタ、及び、これに適用するせん断ボルトに関する。

従来より、電線同士を接続するための電線接続用コネクタが提案されている。この電線接続用コネクタ５０は、図８（ａ）に示すように、円筒状であり、一方側に圧着接続部５１を、他方側にボルト締結接続部５２をそれぞれ有している。ボルト締結接続部５２には、内周面に貫通するボルト５３が取付けされている。

電線接続用コネクタ５０を用いた第１電線Ｗ１と第２電線Ｗ２の接続作業は、次にようにして行われる。先ず、図８（ａ）に示すように、電線製造工場等において、第１電線Ｗ１の絶縁被覆層３を剥ぎ取り、第１電線Ｗ１の端部に導体２を露出させる。次に、図９に示すように、第１電線Ｗ１の端部を電線接続用コネクタ５０の圧着接続部５１の内部に挿入し、圧着接続部５１に塑性変形部５１ａを形成して第１電線Ｗ１に電線接続用コネクタ５０を圧着接続する。

電線敷設現場等において、第２電線Ｗ２の端部の絶縁被覆層３を剥ぎ取り、第２電線Ｗ２の端部に導体２を露出させる（図８（ａ）参照）。次に、図１０に示すように、第２電線Ｗ２の端部を電線接続用コネクタ５０のボルト締結接続部５２の内部に挿入し、せん断ボルト５３を螺入する。すると、ネジ螺入力よりも大きな回転力が作用させると、せん断ボルト５３の頭部５３ａがネジ形成部５３ｂより切り離される。これにより、第２電線Ｗ２に電線接続用コネクタ５０をボルト締結で接続する。

せん断ボルト５３は、図８（ｂ）に示すように、多角形の頭部５３ａと、外周面にネジ溝が形成されたネジ形成部５３ｂと、頭部５３ａとネジ形成部５３ｂの間に設けられ、頭部５３ａ及びネジ形成部５３ｂのどの箇所よりも断面積が小さく形成されたせん断脆弱部５３ｃとを備えている。

特開２０１６−１６２６２８号公報

ところで、電線接続用コネクタ５０に第２電線Ｗ２を接続した後には、電線接続用コネクタ５０の外周面には頭部５３ａを切断されたせん断ボルト５３が残ることになる。従って、せん断ボルト５３に緩みが発生してもせん断ボルト５３の再締め付けができない。又、１度接続したら線路の変更などのためにせん断ボルト５３の取り外しを行うことができないという問題があった。

そこで、本発明は、前記した課題を解決すべくなされたものであり、せん断ボルトの頭部を切断した後でも再締め付けや取り外しが可能な電線接続用コネクタ、及び、これに用いるせん断ボルトを提供することを目的とする。

本発明の電線接続用コネクタは、外周面にネジ穴が開口された端部内に電線が挿入され、前記ネジ穴に螺入したせん断ボルトの先端面で前記電線を押圧して前記電線を接続する電線接続用コネクタであって、前記せん断ボルトは、多角形の頭部と、外周面にネジ溝が形成されたネジ形成部と、前記頭部と前記ネジ形成部の間に設けられ、回転中心から外周面までの距離が周方向の位置で異なる外周面に形成された補助頭部と、前記補助頭部と前記頭部との間に設けられ、前記頭部、前記補助頭部及び前記ネジ形成部のどの箇所よりも断面積が小さく形成されたせん断脆弱部とを有することを特徴とする。

本発明のせん断ボルトは、多角形の頭部と、外周面にネジ溝が形成されたネジ形成部と、前記頭部と前記ネジ形成部の間に設けられ、回転中心から外周面までの距離が周方向の位置で異なる外周面に形成された補助頭部と、前記補助頭部と前記ネジ形成部との間に設けられ、前記頭部、前記補助頭部及び前記ネジ形成部のどの箇所よりも断面積が小さく形成されたせん断脆弱部とを備え、前記補助頭部は、円周面の複数箇所に窪み部が形成された外周面を有することを特徴とする。

本発明によれば、頭部が切断された後でもせん断ボルトには、回転力を作用させることができる補助頭部が残るため、補助頭部を用いて再締め付けや取り外しが可能である。

本発明の第１実施形態を示し、（ａ）は第１電線及び第２電線を共に接続する前の電線接続用コネクタ、（ｂ）はせん断ボルトの正面図である。 本発明の第１実施形態を示し、（ａ）は頭部が切断される前のせん断ボルトの斜視図、（ｂ）は頭部が接続された後のせん断ボルトの斜視図である。 本発明の第１実施形態を示し、第１電線を接続し、第２電線を接続する前の電線接続用コネクタである。 本発明の第１実施形態を示し、第１電線を接続した電線接続用コネクタに第２電線を挿入した斜視図である。 本発明の第１実施形態を示し、せん断ボルトの頭部がせん断され、第１電線と第２電線を接続した電線接続用コネクタの斜視図である。 従来例のせん断ボルトを用いた電線接続用コネクタと、第１実施形態のせん断ボルトを用いた電線接続用コネクタにおける、電線の引っ張り強度の測定値を示す図である。 本発明の第２実施形態を示し、（ａ）は頭部が切断される前のせん断ボルトの斜視図、（ｂ）は頭部が接続された後のせん断ボルトの斜視図である。 従来例を示し、（ａ）は第１電線及び第２電線を共に接続する前の電線接続用コネクタ、（ｂ）はせん断ボルトの正面図である。 従来例を示し、第１電線を接続し、第２電線を接続する前の電線接続用コネクタである。 従来例を示し、せん断ボルトをせん断し、第１電線と第２電線を接続した電線接続用コネクタの斜視図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

（第１実施形態）
図１〜図５を参考にして本発明の第１実施形態を説明する。電線接続用コネクタ１によって接続する第１電線Ｗ１と第２電線Ｗ２は、導体２と導体２の外周を被覆する絶縁被覆層３よりそれぞれ形成されている。絶縁被覆層３は、シースと絶縁体より形成されている。

電線接続用コネクタ１は、一直線の円筒状である。電線接続用コネクタ１は、一方側に圧着接続部Ａを、他方側にボルト締結接続部Ｂをそれぞれ有している。

圧着接続部Ａに第１電線Ｗ１が、ボルト締結接続部Ｂに第２電線Ｗ２がそれぞれ接続される。

圧着接続部Ａには、外周側からの外力によって塑性変形されることで第１電線Ｗ１の導体２が圧着接続される。

ボルト締結接続部Ｂには、外周面に開口して内周面に貫通する２つのネジ穴１０が形成されている。２つのネジ穴１０は、他方の端部の円周方向の異なる位置に配置されている。各ネジ穴１０には、せん断ボルト２０が螺入されている。せん断ボルト２０をネジ穴１０に深く螺入してせん断ボルト２０の先端面で第２電線Ｗ２を押圧することにより、第２電線Ｗ２の導体２が圧着接続される。

次に、せん断ボルト２０の構成を説明する。せん断ボルト２０は、多角形（この実施形態では六角形）の頭部２１と、外周面にネジ溝が形成されたネジ形成部２２と、頭部２１とネジ形成部２２の間に設けられた補助頭部２３と、補助頭部２３と頭部２１との間に設けられたせん断脆弱部２４とを備えている。

頭部２１は、ネジ穴１０の内径よりも大きい寸法に設定されている。

補助頭部２３の外周面は、回転中心から外周面までの距離が周方向の位置で異なる外周面に形成されている。具体的には、補助頭部２３は、３面以上（この実施形態では、４面）の外周面を有する多角形である。補助頭部２３は、ネジ形成部２２の外周径（ネジ穴１０の内径）よりも小さい寸法に設定されている。

せん断脆弱部２４は、頭部２１、補助頭部２３及びネジ形成部２２のどの箇所よりも断面積が小さく形成されている。換言すれば、せん断脆弱部２４は、第２電線Ｗ２の導体２に所望の押圧力を作用させる回転力がせん断ボルト２０に作用すると破断するよう形成されている。

次に、電線接続用コネクタ１を用いた第１電線Ｗ１と第２電線Ｗ２の接続作業を説明する。先ず、電線製造工場において、第１電線Ｗ１の端部の絶縁被覆層３を剥ぎ取り、第１電線Ｗ１の端部に導体２を露出させる。次に、図３に示すように、第１電線Ｗ１の端部を電線接続用コネクタ１０の一方の端部である圧着接続部Ａの内部に挿入し、専用の圧着工具(図示せず）で塑性変形（この第１実施形態では、一部に塑性変形部４を形成する変形）させて第１電線Ｗ１に第１コネクタ本体１０を圧着接続する。

次に、図３に示すように、電線敷設現場において、第２電線Ｗ２の端部の絶縁被覆層３を剥ぎ取り、第２電線Ｗ２の端部に導体２を露出させる。次に、図４に示すように、第２電線Ｗ２の端部を電線接続用コネクタ１の他方の端部であるボルト締結接続部Ｂの内部に挿入し、汎用のボルト締め工具(図示せず）でせん断ボルト２０をネジ穴１０に深く進入させる。すると、せん断ボルト２０のネジ形成部２２の先端が導体２を押圧する。せん断ボルト２０に所定以上の締結力を作用させると、図５に示すように、せん断脆弱部２４の位置で破断し、せん断ボルト２０の頭部２１がネジ形成部２２より切り離されて、補助頭部２３及びネジ形成部２２が電線接続用コネクタ１に残る。補助頭部２３は、電線接続用コネクタ１の外周面より突出した状態で残る。これにより、第２電線Ｗ２に電線接続用コネクタ１の他端部がボルト締結で接続される。

次に、電線接続用コネクタ１の外周全域、及び、電線接続用コネクタ１の両端付近の第１電線Ｗ１及び第２電線Ｗ２の周囲を絶縁部材（図示せず）で覆う。絶縁部材は、自己溶着テープや収縮チューブ等である。これで、完了する。

以上説明したように、電線接続用コネクタ１は、外周面にネジ穴１０が開口された端部内に第２電線Ｗ２が挿入され、ネジ穴１０に螺入したせん断ボルト２０の先端面で第２電線Ｗ２を押圧して第２電線Ｗ２を接続するものであって、せん断ボルト２０は、多角形の頭部２１と、外周面にネジ溝が形成されたネジ形成部２２と、頭部２１とネジ形成部２２の間に設けられ、回転中心から外周面までの距離が周方向の位置で異なる外周面に形成された補助頭部２３と、補助頭部２３と頭部２１との間に設けられ、頭部２１、補助頭部２３及びネジ形成部２２のどの箇所よりも断面積が小さく形成されたせん断脆弱部２４とを有する。

従って、頭部２１が切断された後でもせん断ボルト２０には、回転力を作用させることができる補助頭部２３が残るため、スパナなどで補助頭部２３に回転力を作用させることにより再締め付けや取り外しが可能である。

図６に示すように、従来例のせん断ボルト５３を用いた電線接続用コネクタ５０と、第１実施形態のせん断ボルト２０を用いた電線接続用コネクタ１について、電線の引っ張り強度を測定した。双方のせん断ボルトのせん断脆弱部の断面積は、同じである。引っ張り強度の測定は３回行った。その結果、第１実施形態のせん断ボルト２０は、従来例のせん断ボルト５３とほぼ同等の引っ張り強度を有することが確認されました。又、引っ張り強度の標準偏差は、第１実施形態のせん断ボルト２０が小さいことが確認された。

（第２実施形態）
第２実施形態は、第１実施形態と比較するに、せん断ボルト２０Ａの構成のみが相違し、他の構成は重複説明を回避するため省く。

つまり、せん断ボルト２０Ａは、図７に示すように、第１実施形態のものと同様に、頭部２１とネジ形成部２２と補助頭部２３Ａとせん断脆弱部２４とを備えている。頭部２１には、周方向に間隔を置いて複数の穴２１ａが開口されている。補助頭部２３Ａは、円周面の周方向に間隔を置いた複数箇所に窪み部２３ａが形成された外周面を有する。頭部２１の各穴２１ａと補助頭部２３Ａの窪み部２３ａは、頭部２１の上方からドリルで切削することによって形成されている。

補助頭部２３Ａは、ネジ形成部２２の外周径（ネジ穴１０の内径）よりも小さい寸法に設定されている。電線接続用コネクタ１に取り付けされ、せん断脆弱部２４の位置で破断されたせん断ボルト２０，２０Ａは、第１実施形態と同様に、補助頭部２３Ａが電線接続用コネクタの外周面より突出した状態で残る。

つまり、第２実施形態では、補助頭部２３Ａは、回転中心から外周面までの距離が周方向の位置で異なる外周面を有するが、具体的には、円周面の周方向に間隔を置いた複数箇所に窪み部２３ａが形成された外周面を有する。

従って、頭部２１が切断された後でもせん断ボルト２０Ａには、前記第１実施形態と同様に、回転力を作用可能な補助頭部２３Ａが残るため、窪み部２３ａに嵌め込み可能な専用工具で補助頭部２３Ａに回転力を作用させることにより再締め付けや取り外しが可能である。第１実施形態のせん断ボルト２０は、スパナ等の汎用工具で再締め付けや取り外しが可能であるが、第２実施形態のせん断ボルト２０Ａは、特殊な専用工具がないと、再締め付けや取り外しができない。

（変形例）
第１及び第２実施形態において、電線接続用コネクタ１に取り付けされ、せん断脆弱部２４の位置で破断されたせん断ボルト２０，２０Ａは、補助頭部２３，２３Ａが電線接続用コネクタ１の外周面より突出した状態で残るよう設定されているが、工具で補助頭部２３，２３Ａに回転力を作用させることが可能であれば、電線接続用コネクタ１のネジ穴１０に一部若しくは全体が埋設するようにして残るよう設定しても良い。

１ 電線接続用コネクタ
２０，２０Ａ せん断ボルト
２１ 頭部
２２ ネジ形成部
２３，２３Ａ 補助頭部
２３ａ 窪み部
２４ せん断脆弱部

Claims (4)

1. 外周面にネジ穴が開口された端部内に電線が挿入され、前記ネジ穴に螺入したせん断ボルトの先端面で前記電線を押圧して前記電線を接続する電線接続用コネクタであって、
   前記せん断ボルトは、
   多角形の頭部と、
   外周面にネジ溝が形成されたネジ形成部と、
   前記頭部と前記ネジ形成部の間に設けられ、回転中心から外周面までの距離が周方向の位置で異なる外周面に形成された補助頭部と、
   前記補助頭部と前記頭部との間に設けられ、前記頭部、前記補助頭部及び前記ネジ形成部のどの箇所よりも断面積が小さく形成されたせん断脆弱部とを有することを特徴とする電線接続用コネクタ。
2. 請求項１に記載の電線接続用コネクタであって、
   補助頭部は、３面以上の外周面を有する多角形であることを特徴とする電線接続用コネクタ。
3. 請求項１に記載の電線接続用コネクタであって、
   補助頭部は、円周面の複数箇所に窪み部が形成された外周面を有することを特徴とする電線接続用コネクタ。
4. 多角形の頭部と、
   外周面にネジ溝が形成されたネジ形成部と、
   前記頭部と前記ネジ形成部の間に設けられ、回転中心から外周面までの距離が周方向の位置で異なる外周面に形成された補助頭部と、
   前記補助頭部と前記頭部との間に設けられ、前記頭部、前記補助頭部及び前記ネジ形成部のどの箇所よりも断面積が小さく形成されたせん断脆弱部とを備え、
   前記補助頭部は、円周面の複数箇所に窪み部が形成された外周面を有することを特徴とするせん断ボルト。

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