JP3214703B2 - 電気コネクター - Google Patents

電気コネクター

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  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電気コネクターに関し、特に、自動車用ハ
ーネス等の物品内の導体の間でハンダ接続部を形成する
ためのコネクターに関する。
電気ハーネス、例えば自動車業界で製造されているよ
うなものは、しばしば、非常に複雑である。ある場合で
は、ハーネスは、ワイヤー、ターミナル、コネクターお
よびいずれかの他の要素の２つまたはそれ以上のサブア
ッセンブリを形成し、このサブアッセンブリの間で電気
的接続部を形成することにより製造される。そのような
場合、ハーネスの組み立ては、コンピューターによりコ
ントロールすることができ、モニターの助けを借りて、
組み立てのオペレーターは組み立ての様子を図的に見る
ことができ、また、ハーネスの製造の各段階におけるア
ッセンブリの正確な形成をチェックすることができる。
このコントロール方法を運転できるようにするには、サ
ブアッセンブリの導体の端部を、例えばスプリングコン
タクトにより、接続し、電流または信号をアッセンブリ
に流してハーネスが正確であることを確認する。クリッ
プを除去して、永久的な電気的接続部を形成するのは、
そのような確信の後でしかできない。
そのような場合に適当である一時的および永久的な電
気的接続部を形成するためのデバイスが同時継続国際出
願第PCT/GB91/01016号に記載されており、この開示は引
用することによって本明細書に組み込まれる。本発明に
よれば、そのようなデバイスは、長尺の（または細長
い）導体の中間部分に電気導体を接続することができる
ように改変される。従って、１つの要旨において、本発
明は、長尺電気導体の端部と端部との間のその導体の一
部分と１またはそれ以上の他の電気導体との間で電気的
接続部を形成するためのデバイスを提供し、そのデバイ
スは、電気絶縁性スリーブ、スリーブ内に配置された金
属接続要素および導体の間で永久的な電気的接続部を形
成するためのハンダを有して成り、電気絶縁性スリーブ
および接続要素は２つの開口端部を有し、長尺電気導体
がそれを通過して延在でき、また、接続要素は、導体の
周囲で接続要素を捩ることにより、１またはそれ以上の
他の電気導体を長尺電気導体と接続状態で保持できるネ
ジ山を有するテーパー状内側表面を有する。
本発明のデバイスは、非常に迅速かつ簡単な方法で電
気的接続部を形成するために使用できる。従って、もう
１つの要旨では、本発明は、長尺電気導体の端部と端部
との間の部分と１個またはそれ以上の他の電気導体との
間で接続部を形成する方法を提供し、この方法は、 （ｉ）長尺電気導体に沿って、電気絶縁性スリーブおよ
びスリーブ内に配置された金属接続要素を有して成るデ
バイスを滑動し、絶縁性スリーブおよび接続要素は開口
端部を有して長尺電気導体がそれを通って延在でき、接
続要素はネジ山を有するテーパー状内側表面を有するこ
と、 （ii）スリーブおよび接続要素の一方の端部に１または
それ以上の他の電気導体を挿入すること、 （iii）接続要素が他の１またはそれ以上の導体を長尺
電気導体と接触状態で保持するように、導体の周囲でデ
バイスをねじること、ならびに、 （iv）デバイスを加熱して導体の間でハンダ接続部を形
成すること を含んで成る。
本発明のデバイスは、例えば、接続された導体を試験
するために、接続を解除できるが、信頼性の大きい一時
的な接続部を形成するように導体を電気的に接続し、そ
の後、接続部を追加的に操作することなく、単にスリー
ブを加熱してハンダを溶かすだけで導体を永久的に接続
できるという利点を有する。更に、接続要素のテーパー
状の内部により、ある範囲の導体寸法から形成される束
（バンドル）をこのデバイスにより扱うことができる。
本発明の最も広範囲な要旨において、デバイスは、あ
る範囲の寸法の導体との接続部を形成できるように、単
一のテーパー状内側表面を有する接続要素を含む。しか
しながら、本発明のデバイスは、２以上のテーパー状内
側表面を有する接続要素を含むことも可能である。従っ
て、接続要素は、その各端部からより小さい直径の中央
部分に向かってテーパー状になり、１またはそれ以上の
他の電気導体をその各端部から挿入できるようになって
いる内側表面を有してよい。そのような場合、接続要素
は、相互に対して回転できる１対のパーツから形成して
よく、あるいは相互に反対向きであるテーパー状内側表
面のネジにより形成してよく、接続要素の双方の端部に
挿入される導体は、要素を１つの方向に回転することに
より留めることができるようになっている。
本発明は、単一の導体ワイヤー、即ち、シールド（ま
たは遮蔽）されていないワイヤーに接続部を形成するた
めに使用できるが、より通常には、例えば同軸ケーブル
または遮蔽付き撚り線（screened twisted pair）など
のスクリーン（シールド）の中央部分に接続部を形成す
るために使用できる。そのような場合、接続部の箇所の
スクリーン上に絶縁材を除去して、スクリーンを露出さ
せ、デバイスをケーブルに沿って滑動してデバイスの接
続要素が露出したスクリーン上に位置するようにする。
ワイヤーをコイル状にして形成された接続要素の場合、
デバイスの寸法がケーブルの寸法に正確に適合する場
合、絶縁ケーブルが接続要素の最小の直径の巻きを押し
付けてより大きい直径に少し広げることができる。ケー
ブルに沿ってスクリーンの露出部分までデバイスを滑動
すると、接続要素の最後の巻きは元の寸法まで弛緩して
スクリーンを握持する。
通常、スリーブは寸法回復性、特に寸法熱回復性であ
る。即ち、熱処理に付された場合に実質的に変化できる
寸法的構造を有する物品である。
通常、これらの物品は、加熱時に、予め変形された形
状から元の形状に向かって回復するが、「熱回復性」な
る用語は、本明細書において使用する場合、たとえ予め
変形されていなくても、加熱時に新たな構造をとる物品
も包含する。
最も一般的な形態において、そのような物品は、例え
ば米国特許第2,027,962号、第3,086,242号および第3,59
7,372号に記載されているように、弾性または塑性記憶
特性を示すポリマー材料から形成された熱収縮性スリー
ブを有して成る。例えば米国特許第2,027,962号におい
て明らかにされているように、元の寸法熱安定形態は、
例えば押し出されたチューブを、熱いままで、寸法熱不
安定形態に膨張（または拡張）させる連続プロセスの一
時的な形態であってよいが、他の場合では、予備成形さ
れた寸法熱安定物品を別の状態において寸法熱不安定形
態に変形してよい。
熱回復性物品の製造において、ポリマー材料を物品の
製造のいずれの段階において架橋してもよく、所望の寸
法回復性が促進される。熱回復性物品を製造する１つの
方法は、ポリマー材料を所望の熱安定形態に成形し、引
き続いてポリマー材料を架橋し、結晶の融点、あるいは
場合により非晶質材料についてはポリマーの軟化点以上
の温度まで物品を加熱し、物品を変形し、変形した状態
のままで物品を冷却して物品の変形した状態を保持する
ようにすることを含んで成る。使用に際して、物品の変
形した状態は熱不安定であるので、加熱により物品は元
の熱安定形状をとる。
寸法回復性を付与できるいずれの材料を使用してスリ
ーブを形成してもよい。好ましい材料には、低密度、中
密度もしくは高密度ポリエチレン、エチレンコポリマ
ー、例えば１−ブテンもしくは１−ヘキセンのようなα
−オレフィンまたは酢酸ビニルとのコポリマー、ポリア
ミドまたはフルオロポリマー、例えばポリテトラフルオ
ロエチレン、ビニリデンフルオライドもしくはエチレン
−テトラフルオロエチレンコポリマーが含まれる。
導体の端部が接続要素内で包囲されるということは、
スリーブの回復の間、導体のストランドがスリーブを貫
通するという危険を減らすこにもなる。また、導伝性要
素（接続要素）は、熱溜め（heat sink）として作用で
き、それにより、回復の間のデバイスの過熱が防止され
る。
少なくとも本発明の最も広範囲な要旨において、接続
要素は、一般的にいずれの形態であってもよいが、１本
のワイヤーをテーパー付きのコイル状にして、巻きがネ
ジ山を形成するようにして形成するのが好ましい。好ま
しくは、接続要素の内側表面は、少なくとも部分的に円
錐状であり、例えば、内側表面は円錐状または円錐台状
であってよい。接続要素をワイヤーから形成する場合、
ワイヤーの弾性およびバンドルを挿入することにより幾
らか半径方向に大きくなることにより、中に導入される
導体のバンドルを握持することができる。しかしなが
ら、デバイスの１つの有用な形態において、接続要素
は、デバイスの製造の間の弛緩した状態から半径方向に
膨張され（または広げられ）て、膨張（または広がっ
た）状態で保持され、その結果、永久的な接続部を形成
する場合、半径方向に収縮するか、あるいは半径方向に
収縮しようとする。従って、例えば、スプリングは、ス
リーブによるか、ハンダによってその弾性回復緑に抗し
て保持することができ、その結果、スリーブの軟化また
はハンダの溶融によりスプリングが回復できる。例え
ば、デバイスを加熱した場合に消滅するスリーブの内側
表面またはハンダの内側表面にボス（または凸部）を形
成してよい。デバイスを加熱する場合、コイルはハンダ
要素と接触したままであるのが望ましい場合があるの
で、膨張（または拡張）の程度は大きい必要はなく、例
えば５％以下、あるいは２％以下であってもよい。
ワイヤーは、円形断面に形成してよいが、例えば、冷
間引き抜きまたは冷間圧延により形成されるような、そ
の長さ方向に沿って比較的シャープなリッジ（ridge、
嶺）を有するのが好ましく、リッジは、ワイヤーをコイ
ル状にした場合、コイルの内側に向いてネジ山を形成す
る。即に、ワイヤーが多角形断面、特に正方形または菱
形断面を有するように形成するのが有利である。ワイヤ
ーは、いずれの適当な金属または金属合金から形成して
もよいが、好ましくは銅から、特に電気導体用に従来か
ら使用されているものと実質的に同じ純度の銅から形成
する。
上述のように、デバイスは、永久的なハンダ接続部を
形成するために、ハンダ、即ち、鑞付け材料（brazing
material）とは異なるソフトハンダ（soft solder）を
含む。ハンダは、デバイスを加熱してスリーブが回復す
る場合に溶融する、例えば、Sn63Pb37共融（または結
晶）組成物の成形物であってよく、あるいは国際出願公
開第WO88/09068号に記載されているように、融点が異な
る２種以上のハンダ組成物を使用してよい。この形態の
デバイスにおいて、より高い融点を有する要素（成
分）、例えばSn96.5Ag3.5共融物の溶融により、より低
い融点の組成物が溶融するほどにデバイスが十分に加熱
され、満足すべきハンダ接続部が形成されたことが視覚
的に示されることになる。要すれば、より低い融点のハ
ンダは、非共融組成物であってよく、例えば、国際出願
第PCT/GB90/00234号に記載されているように、より高い
融点のハンダ組成物およびより低い融点のハンダ組成物
は、一緒に共融組成物を形成してよい。例えば、非共融
Sn69Pb40低融点要素を、Sn63Pb37共融物が形成される相
対的な量で、純スズから形成されたより高い融点要素
（成分）と共に使用してよい。これらの２つの特許出願
は引用することにより本明細書に組み込まれ得る。２要
素（成分）ハンダ、特にスズ、Sn60Pb40の組合せを使用
する利点は、デバイスを長時間加熱することにより生じ
得る「灯芯作用（wicking、ウィッキング）」、即ち、
よられた導体（または撚り導線）の毛管作用のために導
体に沿ってハンダが移動して接続部領域から離れてしま
うことの可能性が減少することである。
ハンダは、接続要素に流れ込んでハンダ接続部を形成
することができる場所であれば、いずれの箇所に配置し
てもよい。ハンダは、リングまたは他のいずれかの形
態、例えばボール形態で使用してよく、スリーブの軸の
周囲で対称的に、あるいは軸から偏在していてよい。ハ
ンダ要素は、例えば接続要素のより小さい直径の端部に
配置してよく、この場合は、ハンダ要素はボールまたは
プラグの形態であってよく、あるいは例えばリングの形
態で接続要素の大きい直径の端部の領域に配置してよ
い。好ましくは、ハンダは接続要素を包囲する要素の形
態であり、特に、接続要素がコイルの形態である場合に
そうであり、その結果、溶融したハンダがコイルの巻き
を通ってその内部に流れることができるようになる。例
えば接続部（スプライス、splice）を形成するために、
接続要素が２以上のテーパー状内側表面を有する場合、
２以上のハンダを使用してよい。
必須ではないが、湿気が接続部に進入するのを減らす
または防止するために、通常、スリーブに１またはそれ
以上のシーラントのインサートを備える。例えば、スリ
ーブは、デバイスを加熱してハンダを溶融する時に溶融
する可融性ポリマー材料のインサート、例えばリングの
形態のものを含んでよい。可融性インサートを形成する
ために使用できる材料には、アルキレンホモ−およびコ
ポリマー、例えばポリエチレンまたはエチレン−酢酸ビ
ニルコポリマー、ポリアミド、例えばダイマージアミン
形のものならびにポリエステルが含まれる。
添付図面を参照して、本発明の幾つかのデバイスを例
により説明する。
第１図は、本発明のデバイスの１つの形態の断面図で
ある。
第２図は、同軸ケーブルに装着する間のデバイスの断
面図である。
第３図は、装着の間の後半段階におけるデバイスの断
面図である。
第４図は、接続部が完成した後のデバイスの断面図で
ある。
第５図は、装着の間の本発明のデバイスの第２の形態
の断面図である。
最初に第１〜４図を参照する。シールド（または遮
蔽）ケーブル２のブレード（または編組）への電気的接
続部を形成するためのデバイス１は、２つの開口端部４
および５を有する寸法熱回復性スリーブ３を有して成
る。このスリーブは、テーパー付き螺旋を形成するよう
にコイル状にすることにより硬質巻き戻し銅ワイヤーか
ら作られている接続要素６を含む。このワイヤーは、扇
形形状の断面を有し、ワイヤーの円形側が接続要素の外
側表面を形成するように向き決めされている。ハンダの
ストリップ７が接続要素の回りに配置され、接続要素に
押し付けられて、接続要素の外側表面に適合する円錐台
形状にハンダを形成している。
スリーブ３は、架橋ポリビニリデンフルオライドから
形成され、一体の可融性リング８および９を含み、リン
グは、接続要素６の対向する端部に配置されている。リ
ング８および９は、非架橋ポリエチレンから形成される
か、あるいは特定のケーブルジャケットに対して良好な
封止を提供する別のプラスチック材料から形成してもよ
い。
シールドケーブル２のブレードへの電気的接続部を形
成するために、ジャケット（または外装もしくは外被）
の一部分を中央部の剥ぎ取りにより除去して、ブレード
10を露出させる。次に、第２図に示すように、デバイス
１をケーブルの一方の端部上で滑動させ、ブレード10の
露出部分に向かって滑動させる。デバイス１の寸法は、
接続要素６のより小さい直径の端部がブレードの直径よ
り非常に僅かに小さく、その結果、接続要素のより小さ
い直径の端部がケーブルジャケット上に押し進めた場合
にこの端部が広げられるように選択する必要がある。デ
バイスを露出したブレード10上に位置させると、接続要
素６は、元の形状に戻り、より小さい直径の端部はブレ
ードを握持する。次に、端部の絶縁材が剥離された何本
かのワイヤー11は、スリーブ３の開口端部４内に挿入さ
れて剥離端部が第３図に示すように接続要素内に配置さ
れる。次に、デバイス１をケーブル２およびワイヤー11
の周囲で捩って、接続要素のワイヤーにより形成された
ネジ山がワイヤー11の露出導体に噛み込み、導体を堅固
に握持するようにする。次に、ケーブル２およびワイヤ
ー11から形成されたハーネスの電気的性能を試験し、そ
の後、デバイス１を、例えばホットエアーガンまたは赤
外線ランプにより、加熱してハンダ７を流動させてプレ
ート10とワイヤー11との間で永久的なハンダ接続部を形
成する。デバイス１を加熱する場合、可融性リング８お
よび９も溶融して流動し、水が端部に進入することに対
してデバイスを封止する。
第５図は、デバイスの第２の形態を示し、この場合、
接続要素６は、より小さい直径の端部にて接続された２
つの円錐台形状半割り（ハーフ）を有して、狭くなった
くびれ部分を有する単一の要素を形成する。この場合、
要素は、一本のワイヤーから形成されているが、一方の
半割りが他方に対して回転可能となるように要素６を形
成することも可能である。図示するように、ワイヤー11
は、接続要素６の両端に挿入することができ、デバイス
１をケーブルおよびワイヤーの回りで回転することによ
り握持できる。接続要素６を形成するワイヤーを、要素
の別々の半割りで反対方向に巻くと、ケーブル２および
ワイヤー11の周囲でデバイスを回転することにより要素
の双方の半割り内のワイヤーが握持されるようになる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−239576（ＪＰ，Ａ) 特開 昭47−28360（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−120276（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭48−44792（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01R 4/72 H01R 4/28

Claims (13)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】長尺電気導体の端部と端部との間のその導
    体の一部分と１またはそれ以上の他の電気導体との間で
    電気的接続部を形成するためのデバイスであって、電気
    絶縁性スリーブ、スリーブ内に配置された金属接続要素
    および導体の間で永久的な電気的接続部を形成するため
    のハンダを有して成り、電気絶縁性スリーブおよび接続
    要素は２つの開口端部を有し、長尺電気導体がそれを通
    過して延在でき、また、接続要素は、導体の周囲で接続
    要素を捩ることにより、１またはそれ以上の他の電気導
    体を長尺電気導体と接続状態で保持できるネジ山を有す
    るテーパー状内側表面を有するデバイス。
  2. 【請求項２】スリーブが寸法熱回復性である請求の範囲
    第１項記載のデバイス。
  3. 【請求項３】接続要素は、一本のワイヤーをテーパー状
    コイルとなるように巻くことにより形成されている請求
    の範囲第１項または第２項記載のデバイス。
  4. 【請求項４】コイルは、その緩和した状態から半径方向
    に広げられており、永久的な接続部を形成する場合に半
    径方向に収縮するか、あるいは半径方向に収縮しようと
    するように、その広がった状態で保持されている請求の
    範囲第３項記載のデバイス。
  5. 【請求項５】ワイヤーは、ネジ山を形成するようにコイ
    ルの内側に向いている、長さ方向に沿って比較的シャー
    プなリッジを有する請求の範囲第３項または第４項記載
    のデバイス。
  6. 【請求項６】ワイヤーは多角形断面を有する請求の範囲
    第３〜５項のいずれかに記載のデバイス。
  7. 【請求項７】接続要素は銅から形成されている請求の範
    囲第１〜６項のいずれかに記載のデバイス。
  8. 【請求項８】ハンダは、異なる融点を有する複数の組成
    物から形成される請求の範囲第１〜７項のいずれかに記
    載のデバイス。
  9. 【請求項９】ハンダは、接続要素の周囲に配置される要
    素の形態である請求の範囲第１〜８項のいずれかに記載
    のデバイス。
  10. 【請求項１０】ハンダ要素は、円錐台形状であり、接続
    要素と接触して座している請求の範囲第９項記載のデバ
    イス。
  11. 【請求項１１】１またはそれ以上の他の電気導体を接続
    要素の各端部から挿入できるように、接続要素は、各端
    部からより小さい直径の中央部分に向かってテーパー状
    となる内側表面を有する請求の範囲第１〜10項のいずれ
    かに記載のデバイス。
  12. 【請求項１２】湿気の進入に対する封止を形成するため
    に、可融性ポリマー材料の１またはそれ以上のインサー
    トをスリーブが含む請求の範囲第１〜11項のいずれかに
    記載のデバイス。
  13. 【請求項１３】長尺電気導体の端部と端部との間の部分
    と１またはそれ以上の他の電気導体との間で接続部を形
    成する方法であって、 （ｉ）電気絶縁性スリーブおよびスリーブ内に配置され
    た金属接続要素を有して成るデバイスを長尺電気導体に
    沿って滑動する工程であって、絶縁性スリーブおよび接
    続要素は開口端部を有して長尺電気導体がそれを通って
    延在でき、接続要素にネジ山を有するテーパー状内側表
    面を有する工程、 （ii）スリーブおよび接続要素の一方の端部に１または
    それ以上の他の電気導体を挿入する工程、 （iii）接続要素が他の１またはそれ以上の導体を長尺
    電気導体と接触状態で保持するように、導体の周囲でデ
    バイスをねじる工程、ならびに、 （iv）デバイスを加熱して導体の間でハンダ接続部を形
    成する工程 を含んで成る方法。
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