JP4044289B2 - 電気ケーブル用コネクタ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の技術分野】
この発明は絶縁置換コネクタに関し、特に、絶縁置換コネクタを有し、電気ケーブルに対して電気接続用に使用される組立品または電気プラグに関する。以後の説明において、用語「絶縁置換コネクタ」とは、絶縁材を貫通して導体と電気的に接続を行う絶縁材透過型コネクタのことを意味するものとする。
【０００２】
【背景技術】
電力線コード、接地電力リード線または加熱用ケーブル線などの延長ケーブルは、しばしば他の延長ケーブルまたは壁のコンセントなどの電源に電気接続されねばならない。電源に接続するために電気プラグがしばしば使用される。ケーブルをコネクタまたはプラグに接続することは、良好な電気接続を達成することを確実にするために、特別な器具の使用だけでなく、単調で技術感度の高い組立品を必要とする。
【０００３】
延長加熱用ケーブルは、コネクタまたはプラグに接続することが必要なケーブルの１つの形態である。このような加熱用ケーブルはパイプの凍結防止や温度保持用として利用されることが知られている。特に有用な延長加熱ケーブルは、（ａ）第１および第２の細長電極と、（ｂ）上記電極間に並列に接続された複数の抵抗性加熱素子で、例えば、埋設された電極を備えるかまたは電極の周りを包囲した連続した細長形状の導電性ポリマと、（ｃ）例えば、絶縁ポリマで構成され、電極および加熱素子を包囲した絶縁カバー、とを有する。さらにまた、加熱ケーブルは、絶縁カバーを包囲する編組またはテープ形状の金属接地層を有することがよくあり、該接地金属層は加熱ケーブルを電気的に接地し、摩滅耐性を提供する。加熱ケーブルは適用分野に応じて適当な長さに切断してもよく、その後コネクタまたはプラグに接続されねばならない。
【０００４】
加熱ケーブルなどの電気ケーブル用の従来のコネクタまたは電気プラグは、ケーブルをプラグ内へ挿入する前に、導電性ポリマを電極から剥離しなければならないことがよくある。このような電気プラグとしては米国特許５,００２,５０１（Ｔｕｃｋｅｒ）および５,００４,４３２（Ｔｕｃｋｅｒ）に開示されている。ポリマを除去することは難しく、特別な道具を必要とすることがあり、またポリマを完全に除去した電極を得られないことがあり、従って、プラグと良好な電気接続をすることが困難となる。さらに、ポリマを除去しプラグを組立てるのに要する時間は比較的長くなることが有り得る。他の従来のプラグはケーブルをプラグに挿入する前にポリマの剥離を必要としない。
【０００５】
米国特許５,２５２,０８１（Ｈａｒｔ）は、絶縁カバーと導電性ポリマを貫通して電極と接触する導電性貫通手段を用いて電極との接続を行うプラグを開示している。充分に接触させるために、例えばネジなどの貫通手段を充分に締め付けることが必要である。さらに、寸法の許容度を精確にして、ネジが電極と直接に接触し、ポリマと電極の漸動および／または経年後でさえも良好な電気接続を確実に維持することが重要である。米国特許５,７１８,６００（Ｄ’Ａｍａｒｉｏ等）は、挿入前にポリマの除去を必要としないが、プラグハウジング内部に設けられた回転切断装置を用いて電極からポリマを切断除去する他のプラグを開示している。切断装置の回転はまた電極を電気接触子と物理的に接触させている。米国特許５,７５６,９７２（Ｖｒａｎｉｃａｒ等）は、ケーブルがハウジング内に挿入されて第２のケーブルとの接続が行われるコネクタを開示している。絶縁置換コネクタは除去処理されていないケーブルとの接続を行うために使用されている。これら特許の各開示は参照によりここに導入されている。
【０００６】
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
絶縁置換コネクタは、電気ケーブルの電極と電気的接触をさせることに使用される絶縁材透過型コネクタ（以後、「ＩＤＣ」と呼ぶ）として知られている。ＩＤＣは任意の形状が可能であが、スロットにより分岐され根元で連結した２本の歯を有するフォーク形状のものがしばしば用いられている。上記歯は電極の周囲のポリマを貫通するためにその先端において鋭角状端部を有することがよくある。しかし、この形態のＩＤＣを使用するときに発生し得る１つの問題は、ポリマがスロットの基底部で増大し、信頼できる電気接続を行うことを妨げることである。従来のＩＤＣは余分の材料のために軽減用空洞部を有するものもあるが、それらは、例えば、充分な弾性を有し、充分な弾力または保持強さを有するベリリウム・銅などの高価な合金で形成しなければならない。
【０００７】
そこで、我々は、歯の間のスロット底部に傾斜した溝部を有するＩＤＣを用いることにより、電気ケーブル、特に、撚り合わせ電極を有する電気ケーブルと容易かつ信頼できる接続を行うことが可能であることを見出した。傾斜溝は電極周囲のポリマに切り欠きを形成し、ポリマを分離して良好な電気接続のための露出表面を残す。軽減用空洞を必要としないので黄銅などの安価な材料が使用でき、しかも良好な接触を達成できる。このようなＩＤＣは、コネクタまたは電気プラグと同様に、接続用組立部品において有用である。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
従って、本発明の第１の態様は、
（１）（ａ）第１傾斜片と（ｂ）第１の長さと第１の幅を有する第１接合部と、を有する第１歯部と、
（２）（ａ）第２傾斜片と（ｂ）第２の長さと第２の幅を有する第２接合部と、を有する第２歯部と、
（３）上記第１と第２の歯部を連結する基底部と、
（４）（ａ）上記第１と第２の歯部を分離し、（ｂ）上記第１と第２傾斜片間に開口端と基底部に閉鎖端部とを有するスロットと、
（５）（ａ）切り欠き端部を有し、（ｂ）上記第１と第２傾斜片から離間し、上記基底部の部分に沿って上記閉鎖端部から延在するとともに、該切り欠き端部で最も深くなり基底部を下方に延在するにつれて狭くなるように傾斜した傾斜溝、
とを有するフォーク形状の絶縁材透過型コネクタを提供する。
【０００９】
電気接続をより容易にするために取付け器具上にＩＤＣを装着することはしばしば有用である。従って、本発明の第２の態様は、第１細長電極と第２細長電極を有する電気ケーブルと電気的に接続させるための組立部品であって、上記第１と第２の電極はポリマで覆われるとともに、ポリマによって互いに分離され、
（Ａ）各々が請求項１に記載の絶縁材透過型コネクタを有する第１と第２の貫通部材を備えた絶縁材透過型コネクタ（ＩＤＣ）モジュールと、
（Ｂ）（１）上記ケーブルを収容できる寸法形状の溝を含み、
（２）上記ＩＤＣモジュールと特別な連結形態で連結することができ、ケーブルが上記溝内に挿入されて上記ＩＤＣモジュールと上記電線ガイドモジュールとが連結されたとき、上記第１の貫通部材は上記ケーブルを貫通して上記第１の電極と電気的接触させ、上記第２の貫通部材は上記ケーブルを貫通して上記第２の電極と電気的接触させる、電線ガイドモジュール、
とを有する組立部品を提供する。
【００１０】
本発明の第３の態様は、第１細長電極と第２細長電極を有する電気ケーブルを電力取出し部に接続するための電気プラグであって、上記第１と第２の電極はポリマで覆われるとともに、ポリマによって互いに分離され、
（Ａ）（１）第１ハウジング部材と、
（２）第２ハウジング部材と、を有し、
該第１および第２ハウジング部材は、離脱状態とケーブルを収容する開口部を形成する独特の連結状態との間で互いに相対的に移動可能であり、
（Ｂ）各々が請求項１に記載の絶縁材透過型コネクタを有する第１と第２の貫通部材を備えた絶縁材透過型コネクタ（ＩＤＣ）モジュールと、
（Ｃ）（１）第１ハウジング部材内に適合し、
（２）上記ケーブルを収容できる寸法形状の溝を含み、該溝は上記第１と第２ハウジング部材とが連結されたときに形成される開口部と一列に配置され、
（３）上記ＩＤＣモジュールと特別な連結形態で連結することができ、ケーブルが上記溝内に挿入されて上記ＩＤＣモジュールと上記電線ガイドモジュールとが連結されたとき、上記第１の貫通部材は上記ケーブルを貫通して上記第１の電極と電気的接触させ、上記第２の貫通部材は上記ケーブルを貫通して上記第２の電極と電気的接触させる電線ガイドモジュール、
とを有し、
上記第１の貫通部材は電力取出し部の１つのソケット内への挿入に適した第１のプロングピンと電気的に接続可能であり、上記第２の貫通部材は電力取出し部の第２のソケット内への挿入に適した第２のプロングピンと電気的に接続可能である電気プラグを提要する。
【００１１】
【発明を実施するための最良の形態】
本発明のＩＤＣと組立品は延長電気ケーブルと電気的に接続するように設計される。組立品が電気プラグの部品である場合は、接続は壁のコンセントなどの電源部に対して行われる。電気ケーブルは、加熱ケーブル、電力ケーブルまたはコード、接地電力リード線、またはその他のケーブル形態を含めても良い。ケーブルは少なくとも１個、好ましくは２個の細長い電極、即ち、第１と第２の細長電極を有し、該電極はポリマで覆われて互いに離間している。ポリマは好ましくは結晶体であり、即ち、結晶質ポリマは多晶質ポリマより切り欠き感度が高くなり、この切り欠き高感度性は電極と接続がなされるときに有用であるので、ポリマは少なくとも１０％、好ましくはそれ以上の結晶性を有する。電極は好ましくは撚り線であり、ＩＤＣのスロット内に挿入されたとき、撚り線上のＩＤＣの歯の圧力により受ける損傷は固体線の場合よりも少なくなる。
【００１２】
この発明の使用に特に好適な延長電気ケーブルは、第１と第２の細長電極と、両電極間に並列に接続されたポリマを有する複数の抵抗性加熱素子と、電極と加熱素子を覆う少なくとも１つの絶縁カバーとを備えた電気加熱ケーブルである。絶縁カバーは、重合体編組またはポリマテープも使用できるが、一般的には、連続ポリマ層状の重合体である。
【００１３】
いくつかの適用分野では、ポリマ絶縁カバーは第２の層、例えば、ポリエステルテープなどの第２のポリマ絶縁層またはアルミニウム処理されたポリエステルなどの金属性テープ等の第２の層で覆われている。加熱ケーブルは、絶縁カバーを覆う任意の金属接地編組と任意の上記第２の層を有することがよくある。金属接地編組は、加熱ケーブルを電気的に接地するとともに、機械強さと磨耗耐性とを提供する。金属接地編組が存在する場合は、可とう性が重大でない場合では、シースまたは金属テープなどの他の形態の金属層も使用可能であるが、編組状の金属線の形態のものが一般的に使用される。
【００１４】
この明細書では、「金属接地編組」という用語は非編組の金属層を含む意味で用いる。ある適用分野では、接地編組自体が絶縁カバーで覆われて加熱ケーブルに対して環境的および電気的な絶縁を提供している。特に最適な加熱ケーブルは、電極が細長の撚り線であり、加熱素子が抵抗値に関して正の温度係数（ＰＴＣ）特性を示す導電性ポリマ組成を有する自己規制剥離ヒータである。導電性ポリマ組成は、一般に、特別な導電性フィラーが拡散された少なくとも４０％の結晶性を有する高結晶質ポリマ等で構成される。この形態の加熱器は米国特許３,８５８,１４４（Ｂｅｄａｒｄ ｅｔ ａｌ）、３,８６１,０２９（Ｓｍｉｔｈ−ＪＯｈａｎｎｓｅｎ ｅｔ ａｌ）、４,０１７,７１５（Ｗｈｉｔｎｅｙ ｅｔ ａｌ）、４,２４２,５７３（Ｂａｔｌｉｗａｌｌａ）、４,３３４,１４８（Ｋａｍｐｅ）、４,３３４,３５１（Ｓｏｐｏｒｙ）、４,４２６,３３９（Ｋａｍａｔｈ ｅｔ ａｌ）、４,５７４,１８８（Ｍｉｄｇｌｅｙ ｅｔ ａｌ）および５,１１１,０３２（Ｂａｔｌｉｗａｌｌａ ｅｔ ａｌ）と国際特許公開公報ＷＯ９１／１７６４２（レイケムコーポレーション、１９９１年１１月１４日公開）に開示されている。これら特許および公報の各開示は参照によりここに導入されている。加熱ケーブルは、一般に、ほぼ平行な２個の面を有する四角形状の断面であるが、その他の円形、卵形、または楕円形状のものも使用可能である。
【００１５】
本発明のＩＤＣは第１と第２の歯部を有するフォーク形状である。第１の歯は第１の傾斜片と第１の切断部を有し、該第１の傾斜片に連結し、第１の切断部は第１の長さと第１の幅を有している。第２の歯は第２の傾斜片と第２の切断部を有し、該第２の傾斜片に連結し、第２の切断部は第２の長さと第２の幅を有している。第１の切断部と第１の傾斜片とを含む第１の歯の全長は、好ましくは、第２の切断部と第２の傾斜片とを含む第２の歯の全長と同じである。第１と第２の歯は好ましくは異なった幅を有し、第２の幅は好ましくは第１の幅の少なくとも１.２倍、好ましくは少なくとも１.３倍、特に少なくとも１.５倍である。幅が異なることにより、ＩＤＣは、短い電極間距離、即ち、狭い中心間距離のケーブルとともに使用可能となる。第１と第２の傾斜片の傾斜程度はケーブルから除去されるポリマの形体によって選択されるが、電極（および、もし存在すればポリマ絶縁カバー）を覆うポリマを容易に貫通するのに充分な傾斜度であらねばならない。第１と第２の歯は基底部により接続され、第１及び第２の傾斜片と基底部の接近端部間の開口端部を有するスロットにより分離されている。電気接続させることにおける最適な有効性のために、スロット幅は電線の形体、連続性および組成によるが、スロット幅は好ましくは電極の直径の０.３乃至０.９倍、特に電極径の０.４乃至０.８倍、特に電極径の０.５乃至０.８倍であることが好ましい。例えば、平衡層同心線用には、径の約０.６６倍のスロット幅を有することが、２２ＡＷＧ撚り合わせ電極に対して有効であることがわかった。
【００１６】
傾斜溝が、第１および第２の傾斜片から離間し、基底部分に沿って閉鎖端部から延在している。この溝はスロットの閉鎖端部と等価である切り欠き端部を有し、第１と第２の細長電極間のポリマ内に切り欠きを形成してポリマを分離し、良好な電気接続用にクリーンな溝を保持する。好ましくは基底部の両側にスロットの閉鎖端部から延在する傾斜溝が形成され、また、好ましくは、傾斜溝の傾斜は切り欠き端部で最も深くなり基底部を下方に延在するにつれて狭くなる。好ましい実施例では、傾斜は基底部、即ち、溝端部上に鋭角的な端部を形成しないので、電極は、一度ＩＤＣと接続されると、損傷されることはない。それの最大深さ、即ち、切り欠き端部では、傾斜溝は通常ＩＤＣの基底部の厚さの６０％以内、好ましくは５０％以内、さらに好ましくは４０％以内であり、切り欠き端部において充分な強度は維持できる。基底部の両側に傾斜溝が形成された場合は、いくつかの適用分野では異なる深さ、長さまたは傾斜の可能であるが、溝の深さは両側で同一であることが好ましい。傾斜溝の幅はスロットの幅と同じであってもよいし異なってもよい。
【００１７】
ＩＤＣは好ましくは接続材料用の黄銅または黄銅合金材料で形成される。より大きな弾性が必要な場合、またはＩＤＣが高温状態で使用されることがある場合は、他の種類の材料も利用できる。
【００１８】
本発明の組立品は、特殊な連結形態でガイドモジュールと連結することができる絶縁材透過型コネクタ（ＩＤＣ）モジュールを有する。ＩＤＣモジュールは第１と第２の貫通部材を有し、その各々は本発明の絶縁材透過型コネクタを有する。第１と第２の貫通部材は非対称的にＩＤＣモジュール上に設置、即ち、ジグザグ状に配置され、第１の貫通部材は第２の貫通部材の前部に配置され、両者が互いに物理的に接触することはない。さらに、第１と第２の歯は交互に配列、即ち、第１の貫通部材の第２の歯はケーブルの一方の外端部に隣接し、第２の貫通部材の第２の歯はケーブルのそれと反対側の外端部に隣接するように配置される。異なる幅の歯を非対称的に配置することと交互に配列することの組み合わせにより、中心間距離が非常に狭い距離のケーブルを、隣接する電極の歯間の誘電体距離を折衷させることなく、接続することが可能となる。貫通部材は、例えば圧着または接着材等の適当な手段によりＩＤＣモジュールに取り付けることができる。
【００１９】
電線ガイドモジュールはケーブルを収容する寸法の溝を含む。溝は好ましくはケーブルと同じ断面を有し、ケーブルが溝内に挿入され、場所的に固定保持される。好ましい実施例では、溝は第１と第２の開口部を有し、該開口部を介して第１と第２の貫通部材がそれぞれ第１と第２の電極と接触することができる。電線ガイドモジュールは、配置中にケーブルの位置を観察することができるように、透明の材料で作成してもよい。電線ガイドモジュールは独特の形体でＩＤＣモジュールと連結することができ、適当な配置を確実に構成するために１つ以上のガイドポストが電線ガイドモジュールの役割をすることも可能である。ネジやリベットなどの固定手段を用いて、ＩＤＣと電線ガイドモジュールとをそれらの連結された状態で保持することもできる。さらに、固定手段を用いて、２個のモジュールが連結するように圧力を加え、貫通部材が貫通して電極と接触させることもできる。固定手段がネジである場合は、このことは、貫通部材がケーブルの全厚みを貫通するまで交互形式でネジを締めることにより、容易に達成される。
【００２０】
組立品はそれ自体で使用できるが、一般的には電気プラグの部品として使用される。プラグは、離脱又は独特の連結された状態で存在できる第１と第２のハウジング部材より構成されるハウジングを有する。離脱状態では、ハウジング部材は、部品に分離されたり、または、例えばヒンジ部などにより接続されたりできる。連結状態では、ハウジング部材は、直接にまたはガスケットなどのシール部材により間接的に互いに接触される。ハウジング部材は、例えば、紐、ラッチ、バネクランプ、ブラケット、１つ以上のネジ、または一体的スナップなどの固定手段により、連結状態に保持される。固定手段は、ハウジング部材が互いに離脱可能となり、プラグが再挿入可能となるように、着脱可能であってもよい。好ましい実施例では、固定手段はネジで構成され、該ネジは、ケーブルの挿入後にネジ止めされたとき、良好な電気接触を確実に実現し維持する。
【００２１】
第１のハウジング部材は、通常は、リブまたはボスにより、または、種種の機能のためにわずかに区分け可能な単一体である。第１ハウジング部材の一端は凹部が形成され、第１と第２のハウジング部材が連結されるときに、ケーブルを収納するための開口を形成する。ハウジング部材は、歪み除去手段、回路中断装置、信号指示器、フューズ、またはその他の素子などの任意の素子と同様に、ＩＤＣモジュールを収容し固定するのに充分な大きさであらねばならない。これら任意の素子は第１ハウジング部材の第２の区画に存在し、ＩＤＣモジュールを分離して配置してもよい。
【００２２】
第２のハウジング部材は区分け可能な単一体であってもよいが、互いに分離された２個以上の部分を有することがよくある。好ましい実施例では、第２ハウジング部材は、（回路中断装置、信号指示器、フューズなどの）電気部品を含む第１の接合部と、ＩＤＣモジュールと連結時に電線ガイドモジュールを覆うであろう第２の接合部とを有する。第１の接合部は、しばしばケーブルを挿入する前に第１ハウジング部材に永久的に固定され、第２の接合部はすぐに取り外して取り替えることができる。
【００２３】
電力取り出しコンセント内に接続用の第１および第２のプロングピンはプラグのハウジング上に直接設置してもよく、または、好ましくは、プロングピンに接続された電気リード線がプラグのハウジングから延在してもよい。
【００２４】
プラグは追加機能と安全性のために追加の電気部品をゆうしてもよい。好ましい実施例では、フューズが第１プロングピンおよび第２プロングピンに電気的に接続される。１２０ボルト印加用に設計されたプラグと使用される適当なフューズとしては、リトルフューズ社のピコフューズ７Ａ／１２５Ｖ(PicofuseTM 7A/125V by Little Inc.)の商品名で市販のものや、ブッシュマンディビジョンオブコーパ社のマイクロトロンフューズＭＣＲ−７(MicrotronTM fuse MCR-7 by Bussman Division of Cooper Industries)などの７アンペア／１２５ボルト比のものがある。第１及び第２の貫通分材は、器具接地欠陥保護装置（ＥＧＦＰＤ）と成りうる回路中断装置と電気的に接続されることが好ましい。例えば、２７ミリアンペアレートのＥＧＦＰＤが器具の接地欠陥保護を提供するために使用可能である。更に、光などの信号指示器が、種々の目的、例えば、電力がプラグに印加されるかどうかや、フューズが失敗したかどうかを示すために、フューズやその他の部品などに電気的に接続可能である。
【００２５】
本発明の組立品及びプラグとともに使用されるケーブルは、しばしば金属接地編組を有し、好ましい実施例では、プラグは、電力取り出し接地ソケット内への挿入に適した第３のプロングピンと、編組などの接地素子を収納可能な接地接触部とを有する。接地接触部は凹部に隣接した第１ハウジング部材内に設置可能であり、電線、半田または金属線、その他の手段によって第３のプロングピンに電気的に接続される金属クリップまたは他の装着手段を有する。使用時においては、金属接地編組はケーブル端部から折り曲げられ、ねじられて尾部を形成する。そしてケーブルがプラグに挿入され、ＩＤＣモジュールに隣接して、第１ハウジング部材内の空洞内に固定される。尾部はクリップに挿入又は装着され、物理的および電気的接続を行っている。
【００２６】
プラグの多くの実施例に対して、歪み除去手段もまた存在する。ケーブルをプラグ内に接続させるときに、ケーブルを充分な強度で位置的に保持し、プラグから容易に引き抜けないようにすることが重要である。日常使用に対して、通常は少なくとも１１.４ｋｇ（２５ポンド）の「引き抜き力」、好ましくは少なくとも１３.６ｋｇ（３０ポンド）、特に少なくとも１５.９ｋｇ（３５ポンド）の引き抜き力が必要とされる。引き抜き力は、例えば１５.９ｋｇ（３５ポンド）の公知の荷重を(プラグ内に挿入後の）ケーブル端部上に１分間１８０°の角度で吊るす試験により測定することができる。次に、荷重を取り去り、ケーブルを測定して、ケーブルのプラグからのすべり、切断または裂け目が発生したかどうかを判定する。損傷またはすべりが観察されない場合は、引き抜き力は少なくとも公知の大きさと同じであるということができる。
【００２７】
歪み除去手段は、ケーブルがプラグ内に挿入されたとき、十分な引き抜き力の発生を可能にする。好ましい実施例では、歪み除去手段は、リブ型の第１歪み除去素子と対向リブ型の第２歪み除去素子とを備える。第２ハウジング部材が第１ハウジング部材と連結され、固定手段によって固定されると、ケーブルは対向リブ間で蛇行した形状となる。好ましい実施例では、歪み除去手段とクリップ型の接地接触部とは一体に結合してもよい。
【００２８】
組立品またはプラグのハウジング部材、電線ガイドモジュール、ＩＤＣモジュール、その他の構造素子は、絶縁された金属またはセラミックで構成してもよいが、特別な素子に成形され、ＵＬ７４６Ｃ等の試験で測定されるときは、少なくとも０.６９ｋｇ−ｍ（５フートポンド）の衝撃強さを有するポリマで構成することが好ましい。好ましいポリマは軽重量のものであり、射出または転写成形または同様の処理技術により成形可能であり、必要な間欠的な使用および連続使用の温度に耐えるであろう。適当なポリマには、ポリカーボネート、ナイロン、ポリエステル、硫化ポリフェニレン、酸化ポリフェニレン、その他の工学プラスチックが含まれる。適当な充填材と安定化材が存在してもよい。組立品またはプラグの衝撃強さを改良するために、リブやボスなどの内部素子と溝などの外部要素を種々の素子の設計に導入してもよい。
【００２９】
本発明は下記の図面に示されており、図１は電気ケーブル１の平面図であり、第１細長電極３と第２細長電極５が抵抗過熱素子を供給する導電性ポリマ基体７内に埋設された加熱ケーブルである。１層以上で構成可能な絶縁層９は導電性ポリマ基体を覆い、金属接地層１１は絶縁層を覆っている。
【００３０】
図２は本発明のＩＤＣの平面図であり、図３は線３−３における断面図である。ＩＤＣ１３はフォーク形状であり、第１傾斜片１７と第１接合部１９とで構成された第１の歯部１５と、第２傾斜片２３と第２接合部２５とで構成された第２の歯部２１とを備える。第１と第２の歯部１５、２１は基底部２７により接続されているが、スロット２９により分離され、該スロットは開口端３１と傾斜溝３５の切断端部である閉鎖端部３３とを有する。
【００３１】
図４は電線ガイドモジュールの上面図であり、図５は線５−５における断面である。電線ガイドモジュール３７は溝３９を含む。溝３９内の第１開口部４１と第２開口部４３は、それぞれ、第１貫通部材５３と第１電極３との接触、および第２貫通部材５５と第２電極５との接触を可能にする。固定手段４７用の孔４５が溝３９に隣接配置され、ガイドポスト４９が電線ガイドモジュール３７の角部に配置される。
【００３２】
図６は本発明のＩＤＣモジュール５１の上面図である。第１および第２の貫通部材５３，５５が非対称でオフセット位置に示されている。固定手段４７用の空洞５７が存在する。
【００３３】
図７および図８は、それぞれ電気ケーブルと接続される前および後の本発明の組立品の電線ガイドモジュールとＩＤＣモジュールの概略断面図である。ここではネジとして示されている固定手段４７は徐々に締め付けられ、第１および第２の貫通部材を接触させ、そして次に第１および第２電極３，５を介して接触させる。図８には第１ハウジング部材６５と第２ハウジング部材６７の第１接合部が示され、これらは本発明の電気プラグの一部である。
【００３４】
図９は電気ケーブル１の第１電極３との接続の概略図を示す。
【００３５】
図１０は電気プラグ６１の斜視概略図を示す。ハウジング６３は、第１ハウジング部材６５と第２ハウジング部材の第１および第２部分６７，６９より構成されている。リード線７１が壁のコンセント内に挿入のためにプロングピンに装着されている。第１と第２のハウジング部材が連結されるときに形成される開口は、ケーブル１が挿入されることを可能にする。本発明は下記の例で示され、例１は比較例である。
【００３６】
（例１）
レイケムコーポレーション (Raychem Corporation) 製のフロステックスプラス (Frostex PlusTM) 加熱ケーブルが図４および図５に示す形体の電線ガイドモジュールの溝内に挿入された。ケーブルは、各々名目上の径が０.８１ｍｍ（０.０３２インチ）の２本の２２ＡＷＧ平衡層同心ニッケル被膜銅線を有した。２本の電線は導電性ポリマ基体により分離され覆われた。導電性ポリマ基体は、薄型ポリエステル膜形状の第１絶縁ポリマカバーおよび第２絶縁ポリマカバーと金属接地編組によって覆われた。挿入前に接地編組が第２絶縁カバーから押戻された。
【００３７】
図６に示すように、ＩＤＣモジュールが電線ガイドモジュールと連結された。各々２本の歯を有するフォーク形状の２個のＩＤＣがＩＤＣモジュールに蛇行形状に装着された。第１の歯は幅が約０.８１ｍｍ（０.０３２インチ）であり、第２の歯は幅が約１.３５ｍｍ（０.０５３インチ）であり、それらの間のスロットは約０.５１ｍｍ（０.０２０インチ）の長さであった。スロットの基底部から延在する傾斜溝は形成されなかった。黄銅製のＩＤＣ基底部の厚みは約０.８１ｍｍ（０.０３２インチ）であった。２個のＩＤＣが加熱ケーブルを貫通し、電線と接触する（図７と図８参照）ようにネジ止めされた。ポリマがスロット部に隆起し、ＩＤＣと電線間の良好な接触を妨げるため、試験試料の３０％だけしか良好な電気接続が得られなかった。
【００３８】
（例２）
ＩＤＣモジュール上の各ＩＤＣが、スロットの基底部から延在し、幅が約０.５１ｍｍ（０.０２０インチ）で長さが１.２７ｍｍ（０.０５０インチ）の傾斜溝を有すること以外は、例１と同じ工程がなされた。ＩＤＣは基底部の両側に傾斜溝を有し、最も狭い部分、即ち、切り欠き端部の厚さは０.５１ｍｍ（０.０２０インチ）であり、基底部の全厚みの約３０％、各側に約１５％が除去された。本発明のこれらＩＤＣについて試験された試料の１００％が良好な電気接続を得た。
【００３９】
本発明は特別な実施例に対して詳細に説明したが、これは明瞭さと好都合のためであり、ここでの開示は明細書全体から見出せるすべての適当な情報の組み合わせを含むことを理解すべきである。特別な実施例または図面の文脈で開示された特徴は、他の図面、他の図面との組み合わせ、または一般的な発明において、適当な範囲まで利用可能であることも理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の組立品または電気プラグとともに使用される電気ケーブルの平面図、
【図２】 本発明の絶縁置換コネクタの平面図、
【図３】 図２の線３−３における断面図、
【図４】 本発明のワイヤガイドモジュールの上面図、
【図５】 図４の線５−５における断面図、
【図６】 本発明のＩＤＣモジュールの上面図、
【図７】 電気ケーブルに接続前の本発明の組立品のワイヤガイドモジュールとＩＤＣモジュールの概略断面図、
【図８】 電気ケーブルに接続後における本発明の組立品のワイヤガイドモジュールとＩＤＣモジュールの概略断面図、
【図９】 電気ケーブルの１つの電極に対する接続の概略図、
【図１０】 本発明の電気プラグの概略斜視図。
【発明の技術分野】
この発明は絶縁置換コネクタに関し、特に、絶縁置換コネクタを有し、電気ケーブルに対して電気接続用に使用される組立品または電気プラグに関する。以後の説明において、用語「絶縁置換コネクタ」とは、絶縁材を貫通して導体と電気的に接続を行う絶縁材透過型コネクタのことを意味するものとする。
【０００２】
【背景技術】
電力線コード、接地電力リード線または加熱用ケーブル線などの延長ケーブルは、しばしば他の延長ケーブルまたは壁のコンセントなどの電源に電気接続されねばならない。電源に接続するために電気プラグがしばしば使用される。ケーブルをコネクタまたはプラグに接続することは、良好な電気接続を達成することを確実にするために、特別な器具の使用だけでなく、単調で技術感度の高い組立品を必要とする。
【０００３】
延長加熱用ケーブルは、コネクタまたはプラグに接続することが必要なケーブルの１つの形態である。このような加熱用ケーブルはパイプの凍結防止や温度保持用として利用されることが知られている。特に有用な延長加熱ケーブルは、（ａ）第１および第２の細長電極と、（ｂ）上記電極間に並列に接続された複数の抵抗性加熱素子で、例えば、埋設された電極を備えるかまたは電極の周りを包囲した連続した細長形状の導電性ポリマと、（ｃ）例えば、絶縁ポリマで構成され、電極および加熱素子を包囲した絶縁カバー、とを有する。さらにまた、加熱ケーブルは、絶縁カバーを包囲する編組またはテープ形状の金属接地層を有することがよくあり、該接地金属層は加熱ケーブルを電気的に接地し、摩滅耐性を提供する。加熱ケーブルは適用分野に応じて適当な長さに切断してもよく、その後コネクタまたはプラグに接続されねばならない。
【０００４】
加熱ケーブルなどの電気ケーブル用の従来のコネクタまたは電気プラグは、ケーブルをプラグ内へ挿入する前に、導電性ポリマを電極から剥離しなければならないことがよくある。このような電気プラグとしては米国特許５,００２,５０１（Ｔｕｃｋｅｒ）および５,００４,４３２（Ｔｕｃｋｅｒ）に開示されている。ポリマを除去することは難しく、特別な道具を必要とすることがあり、またポリマを完全に除去した電極を得られないことがあり、従って、プラグと良好な電気接続をすることが困難となる。さらに、ポリマを除去しプラグを組立てるのに要する時間は比較的長くなることが有り得る。他の従来のプラグはケーブルをプラグに挿入する前にポリマの剥離を必要としない。
【０００５】
米国特許５,２５２,０８１（Ｈａｒｔ）は、絶縁カバーと導電性ポリマを貫通して電極と接触する導電性貫通手段を用いて電極との接続を行うプラグを開示している。充分に接触させるために、例えばネジなどの貫通手段を充分に締め付けることが必要である。さらに、寸法の許容度を精確にして、ネジが電極と直接に接触し、ポリマと電極の漸動および／または経年後でさえも良好な電気接続を確実に維持することが重要である。米国特許５,７１８,６００（Ｄ’Ａｍａｒｉｏ等）は、挿入前にポリマの除去を必要としないが、プラグハウジング内部に設けられた回転切断装置を用いて電極からポリマを切断除去する他のプラグを開示している。切断装置の回転はまた電極を電気接触子と物理的に接触させている。米国特許５,７５６,９７２（Ｖｒａｎｉｃａｒ等）は、ケーブルがハウジング内に挿入されて第２のケーブルとの接続が行われるコネクタを開示している。絶縁置換コネクタは除去処理されていないケーブルとの接続を行うために使用されている。これら特許の各開示は参照によりここに導入されている。
【０００６】
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
絶縁置換コネクタは、電気ケーブルの電極と電気的接触をさせることに使用される絶縁材透過型コネクタ（以後、「ＩＤＣ」と呼ぶ）として知られている。ＩＤＣは任意の形状が可能であが、スロットにより分岐され根元で連結した２本の歯を有するフォーク形状のものがしばしば用いられている。上記歯は電極の周囲のポリマを貫通するためにその先端において鋭角状端部を有することがよくある。しかし、この形態のＩＤＣを使用するときに発生し得る１つの問題は、ポリマがスロットの基底部で増大し、信頼できる電気接続を行うことを妨げることである。従来のＩＤＣは余分の材料のために軽減用空洞部を有するものもあるが、それらは、例えば、充分な弾性を有し、充分な弾力または保持強さを有するベリリウム・銅などの高価な合金で形成しなければならない。
【０００７】
そこで、我々は、歯の間のスロット底部に傾斜した溝部を有するＩＤＣを用いることにより、電気ケーブル、特に、撚り合わせ電極を有する電気ケーブルと容易かつ信頼できる接続を行うことが可能であることを見出した。傾斜溝は電極周囲のポリマに切り欠きを形成し、ポリマを分離して良好な電気接続のための露出表面を残す。軽減用空洞を必要としないので黄銅などの安価な材料が使用でき、しかも良好な接触を達成できる。このようなＩＤＣは、コネクタまたは電気プラグと同様に、接続用組立部品において有用である。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
従って、本発明の第１の態様は、
（１）（ａ）第１傾斜片と（ｂ）第１の長さと第１の幅を有する第１接合部と、を有する第１歯部と、
（２）（ａ）第２傾斜片と（ｂ）第２の長さと第２の幅を有する第２接合部と、を有する第２歯部と、
（３）上記第１と第２の歯部を連結する基底部と、
（４）（ａ）上記第１と第２の歯部を分離し、（ｂ）上記第１と第２傾斜片間に開口端と基底部に閉鎖端部とを有するスロットと、
（５）（ａ）切り欠き端部を有し、（ｂ）上記第１と第２傾斜片から離間し、上記基底部の部分に沿って上記閉鎖端部から延在するとともに、該切り欠き端部で最も深くなり基底部を下方に延在するにつれて狭くなるように傾斜した傾斜溝、
とを有するフォーク形状の絶縁材透過型コネクタを提供する。
【０００９】
電気接続をより容易にするために取付け器具上にＩＤＣを装着することはしばしば有用である。従って、本発明の第２の態様は、第１細長電極と第２細長電極を有する電気ケーブルと電気的に接続させるための組立部品であって、上記第１と第２の電極はポリマで覆われるとともに、ポリマによって互いに分離され、
（Ａ）各々が請求項１に記載の絶縁材透過型コネクタを有する第１と第２の貫通部材を備えた絶縁材透過型コネクタ（ＩＤＣ）モジュールと、
（Ｂ）（１）上記ケーブルを収容できる寸法形状の溝を含み、
（２）上記ＩＤＣモジュールと特別な連結形態で連結することができ、ケーブルが上記溝内に挿入されて上記ＩＤＣモジュールと上記電線ガイドモジュールとが連結されたとき、上記第１の貫通部材は上記ケーブルを貫通して上記第１の電極と電気的接触させ、上記第２の貫通部材は上記ケーブルを貫通して上記第２の電極と電気的接触させる、電線ガイドモジュール、
とを有する組立部品を提供する。
【００１０】
本発明の第３の態様は、第１細長電極と第２細長電極を有する電気ケーブルを電力取出し部に接続するための電気プラグであって、上記第１と第２の電極はポリマで覆われるとともに、ポリマによって互いに分離され、
（Ａ）（１）第１ハウジング部材と、
（２）第２ハウジング部材と、を有し、
該第１および第２ハウジング部材は、離脱状態とケーブルを収容する開口部を形成する独特の連結状態との間で互いに相対的に移動可能であり、
（Ｂ）各々が請求項１に記載の絶縁材透過型コネクタを有する第１と第２の貫通部材を備えた絶縁材透過型コネクタ（ＩＤＣ）モジュールと、
（Ｃ）（１）第１ハウジング部材内に適合し、
（２）上記ケーブルを収容できる寸法形状の溝を含み、該溝は上記第１と第２ハウジング部材とが連結されたときに形成される開口部と一列に配置され、
（３）上記ＩＤＣモジュールと特別な連結形態で連結することができ、ケーブルが上記溝内に挿入されて上記ＩＤＣモジュールと上記電線ガイドモジュールとが連結されたとき、上記第１の貫通部材は上記ケーブルを貫通して上記第１の電極と電気的接触させ、上記第２の貫通部材は上記ケーブルを貫通して上記第２の電極と電気的接触させる電線ガイドモジュール、
とを有し、
上記第１の貫通部材は電力取出し部の１つのソケット内への挿入に適した第１のプロングピンと電気的に接続可能であり、上記第２の貫通部材は電力取出し部の第２のソケット内への挿入に適した第２のプロングピンと電気的に接続可能である電気プラグを提要する。
【００１１】
【発明を実施するための最良の形態】
本発明のＩＤＣと組立品は延長電気ケーブルと電気的に接続するように設計される。組立品が電気プラグの部品である場合は、接続は壁のコンセントなどの電源部に対して行われる。電気ケーブルは、加熱ケーブル、電力ケーブルまたはコード、接地電力リード線、またはその他のケーブル形態を含めても良い。ケーブルは少なくとも１個、好ましくは２個の細長い電極、即ち、第１と第２の細長電極を有し、該電極はポリマで覆われて互いに離間している。ポリマは好ましくは結晶体であり、即ち、結晶質ポリマは多晶質ポリマより切り欠き感度が高くなり、この切り欠き高感度性は電極と接続がなされるときに有用であるので、ポリマは少なくとも１０％、好ましくはそれ以上の結晶性を有する。電極は好ましくは撚り線であり、ＩＤＣのスロット内に挿入されたとき、撚り線上のＩＤＣの歯の圧力により受ける損傷は固体線の場合よりも少なくなる。
【００１２】
この発明の使用に特に好適な延長電気ケーブルは、第１と第２の細長電極と、両電極間に並列に接続されたポリマを有する複数の抵抗性加熱素子と、電極と加熱素子を覆う少なくとも１つの絶縁カバーとを備えた電気加熱ケーブルである。絶縁カバーは、重合体編組またはポリマテープも使用できるが、一般的には、連続ポリマ層状の重合体である。
【００１３】
いくつかの適用分野では、ポリマ絶縁カバーは第２の層、例えば、ポリエステルテープなどの第２のポリマ絶縁層またはアルミニウム処理されたポリエステルなどの金属性テープ等の第２の層で覆われている。加熱ケーブルは、絶縁カバーを覆う任意の金属接地編組と任意の上記第２の層を有することがよくある。金属接地編組は、加熱ケーブルを電気的に接地するとともに、機械強さと磨耗耐性とを提供する。金属接地編組が存在する場合は、可とう性が重大でない場合では、シースまたは金属テープなどの他の形態の金属層も使用可能であるが、編組状の金属線の形態のものが一般的に使用される。
【００１４】
この明細書では、「金属接地編組」という用語は非編組の金属層を含む意味で用いる。ある適用分野では、接地編組自体が絶縁カバーで覆われて加熱ケーブルに対して環境的および電気的な絶縁を提供している。特に最適な加熱ケーブルは、電極が細長の撚り線であり、加熱素子が抵抗値に関して正の温度係数（ＰＴＣ）特性を示す導電性ポリマ組成を有する自己規制剥離ヒータである。導電性ポリマ組成は、一般に、特別な導電性フィラーが拡散された少なくとも４０％の結晶性を有する高結晶質ポリマ等で構成される。この形態の加熱器は米国特許３,８５８,１４４（Ｂｅｄａｒｄ ｅｔ ａｌ）、３,８６１,０２９（Ｓｍｉｔｈ−ＪＯｈａｎｎｓｅｎ ｅｔ ａｌ）、４,０１７,７１５（Ｗｈｉｔｎｅｙ ｅｔ ａｌ）、４,２４２,５７３（Ｂａｔｌｉｗａｌｌａ）、４,３３４,１４８（Ｋａｍｐｅ）、４,３３４,３５１（Ｓｏｐｏｒｙ）、４,４２６,３３９（Ｋａｍａｔｈ ｅｔ ａｌ）、４,５７４,１８８（Ｍｉｄｇｌｅｙ ｅｔ ａｌ）および５,１１１,０３２（Ｂａｔｌｉｗａｌｌａ ｅｔ ａｌ）と国際特許公開公報ＷＯ９１／１７６４２（レイケムコーポレーション、１９９１年１１月１４日公開）に開示されている。これら特許および公報の各開示は参照によりここに導入されている。加熱ケーブルは、一般に、ほぼ平行な２個の面を有する四角形状の断面であるが、その他の円形、卵形、または楕円形状のものも使用可能である。
【００１５】
本発明のＩＤＣは第１と第２の歯部を有するフォーク形状である。第１の歯は第１の傾斜片と第１の切断部を有し、該第１の傾斜片に連結し、第１の切断部は第１の長さと第１の幅を有している。第２の歯は第２の傾斜片と第２の切断部を有し、該第２の傾斜片に連結し、第２の切断部は第２の長さと第２の幅を有している。第１の切断部と第１の傾斜片とを含む第１の歯の全長は、好ましくは、第２の切断部と第２の傾斜片とを含む第２の歯の全長と同じである。第１と第２の歯は好ましくは異なった幅を有し、第２の幅は好ましくは第１の幅の少なくとも１.２倍、好ましくは少なくとも１.３倍、特に少なくとも１.５倍である。幅が異なることにより、ＩＤＣは、短い電極間距離、即ち、狭い中心間距離のケーブルとともに使用可能となる。第１と第２の傾斜片の傾斜程度はケーブルから除去されるポリマの形体によって選択されるが、電極（および、もし存在すればポリマ絶縁カバー）を覆うポリマを容易に貫通するのに充分な傾斜度であらねばならない。第１と第２の歯は基底部により接続され、第１及び第２の傾斜片と基底部の接近端部間の開口端部を有するスロットにより分離されている。電気接続させることにおける最適な有効性のために、スロット幅は電線の形体、連続性および組成によるが、スロット幅は好ましくは電極の直径の０.３乃至０.９倍、特に電極径の０.４乃至０.８倍、特に電極径の０.５乃至０.８倍であることが好ましい。例えば、平衡層同心線用には、径の約０.６６倍のスロット幅を有することが、２２ＡＷＧ撚り合わせ電極に対して有効であることがわかった。
【００１６】
傾斜溝が、第１および第２の傾斜片から離間し、基底部分に沿って閉鎖端部から延在している。この溝はスロットの閉鎖端部と等価である切り欠き端部を有し、第１と第２の細長電極間のポリマ内に切り欠きを形成してポリマを分離し、良好な電気接続用にクリーンな溝を保持する。好ましくは基底部の両側にスロットの閉鎖端部から延在する傾斜溝が形成され、また、好ましくは、傾斜溝の傾斜は切り欠き端部で最も深くなり基底部を下方に延在するにつれて狭くなる。好ましい実施例では、傾斜は基底部、即ち、溝端部上に鋭角的な端部を形成しないので、電極は、一度ＩＤＣと接続されると、損傷されることはない。それの最大深さ、即ち、切り欠き端部では、傾斜溝は通常ＩＤＣの基底部の厚さの６０％以内、好ましくは５０％以内、さらに好ましくは４０％以内であり、切り欠き端部において充分な強度は維持できる。基底部の両側に傾斜溝が形成された場合は、いくつかの適用分野では異なる深さ、長さまたは傾斜の可能であるが、溝の深さは両側で同一であることが好ましい。傾斜溝の幅はスロットの幅と同じであってもよいし異なってもよい。
【００１７】
ＩＤＣは好ましくは接続材料用の黄銅または黄銅合金材料で形成される。より大きな弾性が必要な場合、またはＩＤＣが高温状態で使用されることがある場合は、他の種類の材料も利用できる。
【００１８】
本発明の組立品は、特殊な連結形態でガイドモジュールと連結することができる絶縁材透過型コネクタ（ＩＤＣ）モジュールを有する。ＩＤＣモジュールは第１と第２の貫通部材を有し、その各々は本発明の絶縁材透過型コネクタを有する。第１と第２の貫通部材は非対称的にＩＤＣモジュール上に設置、即ち、ジグザグ状に配置され、第１の貫通部材は第２の貫通部材の前部に配置され、両者が互いに物理的に接触することはない。さらに、第１と第２の歯は交互に配列、即ち、第１の貫通部材の第２の歯はケーブルの一方の外端部に隣接し、第２の貫通部材の第２の歯はケーブルのそれと反対側の外端部に隣接するように配置される。異なる幅の歯を非対称的に配置することと交互に配列することの組み合わせにより、中心間距離が非常に狭い距離のケーブルを、隣接する電極の歯間の誘電体距離を折衷させることなく、接続することが可能となる。貫通部材は、例えば圧着または接着材等の適当な手段によりＩＤＣモジュールに取り付けることができる。
【００１９】
電線ガイドモジュールはケーブルを収容する寸法の溝を含む。溝は好ましくはケーブルと同じ断面を有し、ケーブルが溝内に挿入され、場所的に固定保持される。好ましい実施例では、溝は第１と第２の開口部を有し、該開口部を介して第１と第２の貫通部材がそれぞれ第１と第２の電極と接触することができる。電線ガイドモジュールは、配置中にケーブルの位置を観察することができるように、透明の材料で作成してもよい。電線ガイドモジュールは独特の形体でＩＤＣモジュールと連結することができ、適当な配置を確実に構成するために１つ以上のガイドポストが電線ガイドモジュールの役割をすることも可能である。ネジやリベットなどの固定手段を用いて、ＩＤＣと電線ガイドモジュールとをそれらの連結された状態で保持することもできる。さらに、固定手段を用いて、２個のモジュールが連結するように圧力を加え、貫通部材が貫通して電極と接触させることもできる。固定手段がネジである場合は、このことは、貫通部材がケーブルの全厚みを貫通するまで交互形式でネジを締めることにより、容易に達成される。
【００２０】
組立品はそれ自体で使用できるが、一般的には電気プラグの部品として使用される。プラグは、離脱又は独特の連結された状態で存在できる第１と第２のハウジング部材より構成されるハウジングを有する。離脱状態では、ハウジング部材は、部品に分離されたり、または、例えばヒンジ部などにより接続されたりできる。連結状態では、ハウジング部材は、直接にまたはガスケットなどのシール部材により間接的に互いに接触される。ハウジング部材は、例えば、紐、ラッチ、バネクランプ、ブラケット、１つ以上のネジ、または一体的スナップなどの固定手段により、連結状態に保持される。固定手段は、ハウジング部材が互いに離脱可能となり、プラグが再挿入可能となるように、着脱可能であってもよい。好ましい実施例では、固定手段はネジで構成され、該ネジは、ケーブルの挿入後にネジ止めされたとき、良好な電気接触を確実に実現し維持する。
【００２１】
第１のハウジング部材は、通常は、リブまたはボスにより、または、種種の機能のためにわずかに区分け可能な単一体である。第１ハウジング部材の一端は凹部が形成され、第１と第２のハウジング部材が連結されるときに、ケーブルを収納するための開口を形成する。ハウジング部材は、歪み除去手段、回路中断装置、信号指示器、フューズ、またはその他の素子などの任意の素子と同様に、ＩＤＣモジュールを収容し固定するのに充分な大きさであらねばならない。これら任意の素子は第１ハウジング部材の第２の区画に存在し、ＩＤＣモジュールを分離して配置してもよい。
【００２２】
第２のハウジング部材は区分け可能な単一体であってもよいが、互いに分離された２個以上の部分を有することがよくある。好ましい実施例では、第２ハウジング部材は、（回路中断装置、信号指示器、フューズなどの）電気部品を含む第１の接合部と、ＩＤＣモジュールと連結時に電線ガイドモジュールを覆うであろう第２の接合部とを有する。第１の接合部は、しばしばケーブルを挿入する前に第１ハウジング部材に永久的に固定され、第２の接合部はすぐに取り外して取り替えることができる。
【００２３】
電力取り出しコンセント内に接続用の第１および第２のプロングピンはプラグのハウジング上に直接設置してもよく、または、好ましくは、プロングピンに接続された電気リード線がプラグのハウジングから延在してもよい。
【００２４】
プラグは追加機能と安全性のために追加の電気部品をゆうしてもよい。好ましい実施例では、フューズが第１プロングピンおよび第２プロングピンに電気的に接続される。１２０ボルト印加用に設計されたプラグと使用される適当なフューズとしては、リトルフューズ社のピコフューズ７Ａ／１２５Ｖ(PicofuseTM 7A/125V by Little Inc.)の商品名で市販のものや、ブッシュマンディビジョンオブコーパ社のマイクロトロンフューズＭＣＲ−７(MicrotronTM fuse MCR-7 by Bussman Division of Cooper Industries)などの７アンペア／１２５ボルト比のものがある。第１及び第２の貫通分材は、器具接地欠陥保護装置（ＥＧＦＰＤ）と成りうる回路中断装置と電気的に接続されることが好ましい。例えば、２７ミリアンペアレートのＥＧＦＰＤが器具の接地欠陥保護を提供するために使用可能である。更に、光などの信号指示器が、種々の目的、例えば、電力がプラグに印加されるかどうかや、フューズが失敗したかどうかを示すために、フューズやその他の部品などに電気的に接続可能である。
【００２５】
本発明の組立品及びプラグとともに使用されるケーブルは、しばしば金属接地編組を有し、好ましい実施例では、プラグは、電力取り出し接地ソケット内への挿入に適した第３のプロングピンと、編組などの接地素子を収納可能な接地接触部とを有する。接地接触部は凹部に隣接した第１ハウジング部材内に設置可能であり、電線、半田または金属線、その他の手段によって第３のプロングピンに電気的に接続される金属クリップまたは他の装着手段を有する。使用時においては、金属接地編組はケーブル端部から折り曲げられ、ねじられて尾部を形成する。そしてケーブルがプラグに挿入され、ＩＤＣモジュールに隣接して、第１ハウジング部材内の空洞内に固定される。尾部はクリップに挿入又は装着され、物理的および電気的接続を行っている。
【００２６】
プラグの多くの実施例に対して、歪み除去手段もまた存在する。ケーブルをプラグ内に接続させるときに、ケーブルを充分な強度で位置的に保持し、プラグから容易に引き抜けないようにすることが重要である。日常使用に対して、通常は少なくとも１１.４ｋｇ（２５ポンド）の「引き抜き力」、好ましくは少なくとも１３.６ｋｇ（３０ポンド）、特に少なくとも１５.９ｋｇ（３５ポンド）の引き抜き力が必要とされる。引き抜き力は、例えば１５.９ｋｇ（３５ポンド）の公知の荷重を(プラグ内に挿入後の）ケーブル端部上に１分間１８０°の角度で吊るす試験により測定することができる。次に、荷重を取り去り、ケーブルを測定して、ケーブルのプラグからのすべり、切断または裂け目が発生したかどうかを判定する。損傷またはすべりが観察されない場合は、引き抜き力は少なくとも公知の大きさと同じであるということができる。
【００２７】
歪み除去手段は、ケーブルがプラグ内に挿入されたとき、十分な引き抜き力の発生を可能にする。好ましい実施例では、歪み除去手段は、リブ型の第１歪み除去素子と対向リブ型の第２歪み除去素子とを備える。第２ハウジング部材が第１ハウジング部材と連結され、固定手段によって固定されると、ケーブルは対向リブ間で蛇行した形状となる。好ましい実施例では、歪み除去手段とクリップ型の接地接触部とは一体に結合してもよい。
【００２８】
組立品またはプラグのハウジング部材、電線ガイドモジュール、ＩＤＣモジュール、その他の構造素子は、絶縁された金属またはセラミックで構成してもよいが、特別な素子に成形され、ＵＬ７４６Ｃ等の試験で測定されるときは、少なくとも０.６９ｋｇ−ｍ（５フートポンド）の衝撃強さを有するポリマで構成することが好ましい。好ましいポリマは軽重量のものであり、射出または転写成形または同様の処理技術により成形可能であり、必要な間欠的な使用および連続使用の温度に耐えるであろう。適当なポリマには、ポリカーボネート、ナイロン、ポリエステル、硫化ポリフェニレン、酸化ポリフェニレン、その他の工学プラスチックが含まれる。適当な充填材と安定化材が存在してもよい。組立品またはプラグの衝撃強さを改良するために、リブやボスなどの内部素子と溝などの外部要素を種々の素子の設計に導入してもよい。
【００２９】
本発明は下記の図面に示されており、図１は電気ケーブル１の平面図であり、第１細長電極３と第２細長電極５が抵抗過熱素子を供給する導電性ポリマ基体７内に埋設された加熱ケーブルである。１層以上で構成可能な絶縁層９は導電性ポリマ基体を覆い、金属接地層１１は絶縁層を覆っている。
【００３０】
図２は本発明のＩＤＣの平面図であり、図３は線３−３における断面図である。ＩＤＣ１３はフォーク形状であり、第１傾斜片１７と第１接合部１９とで構成された第１の歯部１５と、第２傾斜片２３と第２接合部２５とで構成された第２の歯部２１とを備える。第１と第２の歯部１５、２１は基底部２７により接続されているが、スロット２９により分離され、該スロットは開口端３１と傾斜溝３５の切断端部である閉鎖端部３３とを有する。
【００３１】
図４は電線ガイドモジュールの上面図であり、図５は線５−５における断面である。電線ガイドモジュール３７は溝３９を含む。溝３９内の第１開口部４１と第２開口部４３は、それぞれ、第１貫通部材５３と第１電極３との接触、および第２貫通部材５５と第２電極５との接触を可能にする。固定手段４７用の孔４５が溝３９に隣接配置され、ガイドポスト４９が電線ガイドモジュール３７の角部に配置される。
【００３２】
図６は本発明のＩＤＣモジュール５１の上面図である。第１および第２の貫通部材５３，５５が非対称でオフセット位置に示されている。固定手段４７用の空洞５７が存在する。
【００３３】
図７および図８は、それぞれ電気ケーブルと接続される前および後の本発明の組立品の電線ガイドモジュールとＩＤＣモジュールの概略断面図である。ここではネジとして示されている固定手段４７は徐々に締め付けられ、第１および第２の貫通部材を接触させ、そして次に第１および第２電極３，５を介して接触させる。図８には第１ハウジング部材６５と第２ハウジング部材６７の第１接合部が示され、これらは本発明の電気プラグの一部である。
【００３４】
図９は電気ケーブル１の第１電極３との接続の概略図を示す。
【００３５】
図１０は電気プラグ６１の斜視概略図を示す。ハウジング６３は、第１ハウジング部材６５と第２ハウジング部材の第１および第２部分６７，６９より構成されている。リード線７１が壁のコンセント内に挿入のためにプロングピンに装着されている。第１と第２のハウジング部材が連結されるときに形成される開口は、ケーブル１が挿入されることを可能にする。本発明は下記の例で示され、例１は比較例である。
【００３６】
（例１）
レイケムコーポレーション (Raychem Corporation) 製のフロステックスプラス (Frostex PlusTM) 加熱ケーブルが図４および図５に示す形体の電線ガイドモジュールの溝内に挿入された。ケーブルは、各々名目上の径が０.８１ｍｍ（０.０３２インチ）の２本の２２ＡＷＧ平衡層同心ニッケル被膜銅線を有した。２本の電線は導電性ポリマ基体により分離され覆われた。導電性ポリマ基体は、薄型ポリエステル膜形状の第１絶縁ポリマカバーおよび第２絶縁ポリマカバーと金属接地編組によって覆われた。挿入前に接地編組が第２絶縁カバーから押戻された。
【００３７】
図６に示すように、ＩＤＣモジュールが電線ガイドモジュールと連結された。各々２本の歯を有するフォーク形状の２個のＩＤＣがＩＤＣモジュールに蛇行形状に装着された。第１の歯は幅が約０.８１ｍｍ（０.０３２インチ）であり、第２の歯は幅が約１.３５ｍｍ（０.０５３インチ）であり、それらの間のスロットは約０.５１ｍｍ（０.０２０インチ）の長さであった。スロットの基底部から延在する傾斜溝は形成されなかった。黄銅製のＩＤＣ基底部の厚みは約０.８１ｍｍ（０.０３２インチ）であった。２個のＩＤＣが加熱ケーブルを貫通し、電線と接触する（図７と図８参照）ようにネジ止めされた。ポリマがスロット部に隆起し、ＩＤＣと電線間の良好な接触を妨げるため、試験試料の３０％だけしか良好な電気接続が得られなかった。
【００３８】
（例２）
ＩＤＣモジュール上の各ＩＤＣが、スロットの基底部から延在し、幅が約０.５１ｍｍ（０.０２０インチ）で長さが１.２７ｍｍ（０.０５０インチ）の傾斜溝を有すること以外は、例１と同じ工程がなされた。ＩＤＣは基底部の両側に傾斜溝を有し、最も狭い部分、即ち、切り欠き端部の厚さは０.５１ｍｍ（０.０２０インチ）であり、基底部の全厚みの約３０％、各側に約１５％が除去された。本発明のこれらＩＤＣについて試験された試料の１００％が良好な電気接続を得た。
【００３９】
本発明は特別な実施例に対して詳細に説明したが、これは明瞭さと好都合のためであり、ここでの開示は明細書全体から見出せるすべての適当な情報の組み合わせを含むことを理解すべきである。特別な実施例または図面の文脈で開示された特徴は、他の図面、他の図面との組み合わせ、または一般的な発明において、適当な範囲まで利用可能であることも理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の組立品または電気プラグとともに使用される電気ケーブルの平面図、
【図２】 本発明の絶縁置換コネクタの平面図、
【図３】 図２の線３−３における断面図、
【図４】 本発明のワイヤガイドモジュールの上面図、
【図５】 図４の線５−５における断面図、
【図６】 本発明のＩＤＣモジュールの上面図、
【図７】 電気ケーブルに接続前の本発明の組立品のワイヤガイドモジュールとＩＤＣモジュールの概略断面図、
【図８】 電気ケーブルに接続後における本発明の組立品のワイヤガイドモジュールとＩＤＣモジュールの概略断面図、
【図９】 電気ケーブルの１つの電極に対する接続の概略図、
【図１０】 本発明の電気プラグの概略斜視図。
Claims (10)
- フォーク形状の絶縁材透過型コネクタであって、
（１）（ａ）第１傾斜片と（ｂ）第１の長さと第１の幅を有する第１接合部と、を有する第１歯部と、
（２）（ａ）第２傾斜片と（ｂ）第２の長さと第２の幅を有する第２接合部と、を有する第２歯部と、
（３）上記第１と第２の歯部を連結する基底部と、
（４）（ａ）上記第１と第２の歯部を分離し、（ｂ）上記第１と第２傾斜片間に開口端と基底部に閉鎖端部とを有するスロットと、
（５）（ａ）切り欠き端部を有し、（ｂ）上記第１と第２傾斜片から離間し、上記基底部の部分に沿って上記閉鎖端部から延在するとともに、該切り欠き端部で最も深くなり基底部を下方に延在するにつれて狭くなるように傾斜した傾斜溝、
とを有する絶縁材透過型コネクタ。 - 前記第２の幅は前記第１の幅の少なくとも１.２倍、好ましくは前記第１の幅の少なくとも１.５倍である請求項１に記載の絶縁材透過型コネクタ。
- 第１細長電極と第２細長電極を有する電気ケーブルと電気的に接続させるための組立部品であって、上記第１と第２の電極はポリマで覆われるとともに、ポリマによって互いに分離され、
（Ａ）各々が請求項１に記載の絶縁材透過型コネクタを有する第１と第２の貫通部材を備えた絶縁材透過型コネクタ（ＩＤＣ）モジュールと、
（Ｂ）（１）上記ケーブルを収容できる寸法形状の溝を含み、
（２）上記絶縁材透過型コネクタ（ＩＤＣ）モジュールと特別な連結形態で連結することができ、ケーブルが上記溝内に挿入されて上記絶縁材透過型コネクタ（ＩＤＣ）モジュールと上記電線ガイドモジュールとが連結されたとき、上記第１の貫通部材は上記ケーブルを貫通して上記第１の電極と電気的接触させ、上記第２の貫通部材は上記ケーブルを貫通して上記第２の電極と電気的接触させる電線ガイドモジュール、
とを有する組立部品。 - 前記溝は第１開口部と第２開口部を有し、（１）第１開口部を介して前記第１貫通部材が前記第１電極と接触でき、（２）第２開口部を介して前記第２貫通部材が前記第２電極と接触できる請求項３に記載の組立部品。
- 前記絶縁材透過型コネクタ（ＩＤＣ）モジュールと電線ガイドモジュールは固定手段によって連結された形状で保持される請求項３に記載の組立部品。
- 前記絶縁材透過型コネクタ（ＩＤＣ）モジュールと電線ガイドモジュールが前記溝内に挿入されたケーブルと連結されて前記固定手段が完全に固定されたとき、ケーブルは前記第１と第２の貫通部材の両方によりそれの厚みを貫通される請求項５に記載の組立部品。
- 前記第１貫通部材と前記第２貫通部材は前記絶縁材透過型コネクタ（ＩＤＣ）モジュール内に非対称に配置され、前記絶縁材透過型コネクタ（ＩＤＣ）モジュールと電線ガイドモジュールが前記溝内に挿入されたケーブルと連結されたとき、前記第１と前記第２貫通部材間で物理的接触は起こらない請求項３に記載の組立部品。
- 前記ケーブルが細長加熱ケーブルであり、該ケーブルが、
（Ａ）第１と第２の細長線電極で、好ましくは撚り合わせ線の第１と第２の電極と、
（Ｂ）上記電極間に並列に接続された複数の抵抗性加熱素子と、
（Ｃ）上記電極と加熱素子を覆う絶縁カバー、
とを有する請求項３に記載の組立部品。 - 第１細長電極と第２細長電極を有する電気ケーブルを電力取出し部に接続するための電気プラグであって、上記第１と第２の電極はポリマで覆われるとともに、ポリマによって互いに分離され、
（Ａ）（１）第１ハウジング部材と、
（２）第２ハウジング部材と、を有し、
該第１および第２ハウジング部材は、離脱状態とケーブルを収容する開口部を形成する独特の連結状態との間で互いに相対的に移動可能であり、
（Ｂ）各々が請求項１に記載の絶縁材透過型コネクタを有する第１と第２の貫通部材を備えた絶縁材透過型コネクタ（ＩＤＣ）モジュールと、
（Ｃ）（１）第１ハウジング部材内に適合し、
（２）上記ケーブルを収容できる寸法形状の溝を含み、該溝は上記第１と第２ハウジング部材とが連結されたときに形成される開口部と一列に配置され、
（３）上記絶縁材透過型コネクタ（ＩＤＣ）モジュールと特別な連結形態で連結することができ、ケーブルが上記溝内に挿入されて上記絶縁材透過型コネクタ（ＩＤＣ）モジュールと上記電線ガイドモジュールとが連結されたとき、上記第１の貫通部材は上記ケーブルを貫通して上記第１の電極と電気的接触させ、上記第２の貫通部材は上記ケーブルを貫通して上記第２の電極と電気的接触させる電線ガイドモジュール、
とを有し、
上記第１の貫通部材は電力取出し部の１つのソケット内への挿入に適した第１のプロングピンと電気的に接続可能であり、上記第２の貫通部材は電力取出し部の第２のソケット内への挿入に適した第２のプロングピンと電気的に接続可能である電気プラグ。 - 前記第１の貫通部材と第２の貫通部材は回路中断装置、好ましくは器具接地欠陥保護装置と電気的に接続される請求項９に記載のプラグ。
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