JP4074392B2 - 電気ケーブルの接続エレメント - Google Patents

Description

【発明の属する技術分野】
本発明は、請求項１のプレアンブルに記載の接続エレメントならびにこの製造方法に関する。
【従来の技術】
ピン接点付きプラグならびに差込み口接点付きソケットが用いられる接続エレメントが、とりわけ自動車の構造において多心電気ケーブルを着脱可能に結合するために適用されている。接続エレメントによって、例えば自動車の妨害防止システム（ＡＢＳ）または電気ブレーキシステム（ＥＢＳ）をその搭載車に結合することができる。ケーブルはむきだしのまま車の中を延びているので、接続エレメントは汚染、水しぶき、衝撃、および引張り荷重に対して保護されていない状態にある。この理由から、機械的に頑丈で湿気と汚染物の侵入に対して保護された構成が有利となる。
この目的のために、実用新案ＤＥ９４１００９２から、電気接点を固定する接点支持物に保護体が射出成形されている接続エレメントが知られている。この保護体はケーブル付属品、すなわち少なくとも、ケーブル外装が接点の電気的結合のために外されているケーブルの断片部と、外装の縁とを覆っている。これによって保護体は、接点支持物を機械的に保護すると共に、ケーブルを同時に気密状態にして張力を軽減する。接点には、接続エレメントと対向エレメントとの確実で正しく適合した結合を可能にするために、射出成形材料がないことが必要である。
その接点が配置されている接点支持物の領域は所定の形状を呈し、場合によっては、対向エレメントとの結合および遮断のための突出部、凹部、または案内部を有する。この領域はたいてい、周辺側では包囲するパッキンによって取り囲まれ、パッキンは例えば接点支持物の前面の溝の中に配置されている。使用中は、接続エレメントは相補的に形成された対向エレメントとかみあい、対向エレメントはパッキンを密閉する。この方法で、接点が汚染されること、および接点に沿って湿気が接続エレメントの中に侵入することを排除する。最も一般的な場合には、個別の接点のみを流体射出成形材料によって密閉することが考えられるが、対向エレメントへの正確な適合を保証するためには、パッキンと接点との全領域に射出成形材料がないことが好ましい。
問題として判明するのは、接点が存在する接点支持物の開口の密閉である。この場合、接点は原則として開口に挿入されて、ここで停止エレメントによって固定される。接点は、空所を備えているか、または開口の断面には相補的ではない形状を有することが多い。したがって密閉にはならない。保護体を形成するときに射出成形材料が開口に侵入することを避けるために、実用新案ＤＥＧＭ−９４１００９２は、開口を個別の密閉エレメントによって気密に閉鎖することを提案している。代替案または補完として、密閉は熱溶融接着剤によって行うことができる。
開口の密閉が、多心ケーブルの場合に導線の数に応じて増える高い人件費を必要とすることは欠点である。さらに、知られている接続装置を製造するためには、比較的大量の射出成形材料が保護体のために必要とされ、これは重量も製造費用も増加させる。
【発明が解決しようとする課題】
この背景から、本発明は、低い費用で製造される射出成形保護体を備えた接続エレメントの開発という課題に対処するものである。
【課題を解決するための手段】
この課題は、本発明によれば請求項１に記載の特徴によって解決される。
本発明の中心的な考えは、開口のための共通カバーを設けることである。カバーは接点支持物に密閉状態に置かれ、その開口に被さっている。こうしてカバーは流体状の射出成形材料の侵入を防止し、この射出成形材料は硬化の後に保護体を形成する。開口には、導線が固定されている接点が後側から差し込まれることによって完全に埋め込まれることが好ましい。さらに、カバーはケーブル用の導管を有することが必要である。ケーブル用の外装は導管の縁に密閉状態で密着し、ケーブルの接点へ通じる導線への分配はカバーの内部で行われる。各個別の導線の密閉がなくなるので、ケーブル外装に対する密閉のみに基づいて、接続エレメントの製造は特に多心ケーブルの場合に簡単になる。
保護体はカバーの周りに射出成形することによって作られ、カバーを全体的または部分的に囲う。同じく保護体は導管の領域でケーブルを取り囲む。接点支持物の一部分も保護体によって取り囲まれるか、または少なくとも保護体と隣接する。適当な成形型によって、接点支持物の表面領域に射出成形材料が確実にない状態にすることができる。一般的な場合には、射出成形材料のない領域はもっぱら開口を包含し、こうして数個の部品からなるが、それでもこの領域はまとまっていることが好ましい。
接点支持物は、接続エレメントと対向エレメントとの確実で正確に適合した機械的荷重に耐え得る結合を可能にするために、比較的剛性の絶縁性材料、例えばポリアミドなどの合成物質からなる。これに反して保護体については、接点支持物とカバーのために衝撃を吸収する保護物を形成する比較的柔らかい合成物質、例えば熱可塑性エラストマ（ＴＰＥ）であることが好ましい。さらに、柔らかい保護物では、可撓性の高頻度引張り荷重および曲げ荷重にさられされるケーブルへのよりすぐれた固着が達成される。この外装は同様に、ポリウレタン、例えば熱可塑性エラストラン（Ｅｌａｓｔｏｌａｎ）などの比較的柔らかい材料からなっている。
ここに提案された接続エレメントは、確実な張力軽減とケーブル付属品の水密性を実現する機械的に堅固な構造の点で傑出している。ここで製造費用は、現状技術において知られている接続エレメントに比較して本質的に低い。さらに、カバーの下にある接続エレメントの内部における空洞のために、重量と材料費は低減される。
保護体とカバーとの間の界面はたいてい、保護体の接点支持物に対する界面よりも本質的に大きい。これによって、ケーブルの張力軽減を起こさせる保護体へのカバーの接着もよくなる。これに反して、接続エレメントの対向エレメントへの力の伝達はもっぱら接点支持物によって行われる。したがって、接続装置が機械的荷重を受けたときに保護体が引き裂かれないように、接点支持物とカバーとを互いに強力に固定されるように強制ロック式に結合することが提案される。
強制ロック式結合は形状ロックによって行われることが好ましい。このためには、停止エレメント、例えば構成部分の刻み目または突出部を掴む、接点支持物またはカバーの突出部または逆かぎが適している。十分に弾性の材料が、構成部分の変形後の弾性反力による位置決めを可能にする。これによって、カバーの差込みまたは引出しによって接点支持物への確実な結合が急速かつ簡単に確立され、この結合は保護体の射出成形の後には解くことができなくなる。形状ロックは保護体を通じても行うことができ、これによって形状ロックは接点支持物の一部とカバーとを掴む。
代替または補足として、強制ロック式結合は、接点支持物、カバー、および保護体の原材料の適切な調整によって達成可能であり、この調整は、保護体の射出成形の際の材料の接着結合を生じさせる。例えば材料は化学的に反応するか、または表面的に互いに融合することができる。
保護体の圧力下にある射出成形材料に対する確実な密閉を達成するために、接点支持物とカバーとの対向する接触表面を、互いに平行な壁によって形成することが有利である。これによって、壁は平坦に隣接するか、または他の壁に接触する周辺ウェブを有することができる。壁の平行な整列によって幅広の密閉面が生じ、これは、射出成形材料が密閉面の縁部領域に入り込んだ場合でも、さらに射出成形材料がカバーの下に貫通することを防止する。
さらに、構成部分の一つが周辺溝を有し、この中に他の構成部分が周辺側で押し入る場合に、カバーと接点支持物との間の良好な密閉が実現される。この方式でカバーはその位置に固定され、密閉を完遂するために流体射出成形材料が通過すべきその道程を延長する。
接点支持物に対してカバーの密閉面を形成する、隣接する壁の場合には、外側にある壁が内側の壁よりも大きな可撓性を有していることは目的に適っている。続いて射出成形材料の圧力は保護体の成形と同時に壁を互いに圧縮し、こうして密閉効果を高める。さらにまたカバーと接点支持物とが溝の中で互いにかみ合う場合にも、この可能性は生ずる。この場合、溝の中に押し込められた構成部分は外側の壁を形成し、溝の内部境界面は内側の壁を形成する。壁のさまざまな可撓性が、さまざまな材料によっても、また特にカバーと接点支持物とが同じ原材料の場合に適切な成形によっても達成される。後者の場合では、カバーが外側の壁を形成する場合には目的に適っている。それから容易な変形性は、ケーブルの方向に延びたカバーの形状によって生ずるものである。形状が安定した内壁は支えまたはその他の支持部分によって達成可能である。例えば、形状が安定した内壁は接点支持物の中央領域の外表面によって形成され、この中に接点を受け入れるための開口が配置されている。
ケーブル用のカバーの導管は、実質的に円筒形の軸方向に延びた内面を備えた管状の軸であることが好ましい。この方式で、カバーとケーブルとの間にも幅広の密閉面による確実な密閉が保証される。管状の軸が、カバーを越えて外側に突き出ていることは目的に適っている。
例えば突き出ている軸形状の導管の場合に容易に実現される、接続エレメントの有利な一実施形態において、保護体は二つの互いに間隔をおいた部品からなる。一つの部品は、ケーブルならびに導管の接点支持物から離れた縁とを取り囲み、ケーブル付属品の密閉と張力軽減とを行う。もう一つの部品は、接点支持物に隣接してカバーを取り囲み、こうしてプラグ内部への湿気の侵入を防止する。この部分は、接続エレメントの外表面の大部分をさまざまに形成する。両部品の間に存在する間隔は、保護体の鋳込み射出成形中に放射方向の圧力をカバー上に加えることを可能にする。この方式で、射出成形中に確実な密閉が、ケーブルに対する導管の圧縮、および／またはカバーと接点支持物の圧縮によって保証される。
接続エレメントを製造するための方法の有利な一実施形態において、先ず接点をケーブルの導線に接続して、接点支持物の開口の中に差し込む。最初にまたは続いて導管と共にケーブル外装上に押し広げられたカバーを、流体密閉状態で接点支持物の上に装着し、場合によっては接点支持物によって位置決め固定する。カバーを付けた接点支持物を成形型に入れて、ここで接点支持物の開口の領域を成形型の合成物質取入口から流体密閉状態で分離する。最終的に、成形型においてカバーに合成物質を射出成形し、合成物質は接続エレメントの保護体を形成する。
この方法の好ましい一実施形態においては、成形型は圧力下でカバーの壁とぴったり合っており、カバーの内面はケーブルまたは接点支持物に対する密閉面を形成する。この場合に押圧力は、カバーが変形し、ケーブル外装もしくは接点支持物への中間スペースが閉じられるほど高い。カバーがこの目的のために軸形状の導管を備え、導管の上に成形型のエレメントを射出成形工程中に押圧できることが好ましい。こうして製造された保護体は、互いに離間した部品からなるか、またはカバーに対する成形型のエレメントの押圧の結果残る凹部を少なくとも有する。
次に、本発明による接続エレメントの有利な実施形態例を、原理的な図面を使用して説明する。
【発明の実施の形態】
接続エレメントは、ケーブル導線が接点に接続されており、接点は接点支持物２の中に据え付けられた、電気ケーブル１を接続するために使用される。接点支持物２の前面３に続く接続エレメントの領域４は、接続エレメントが図示されていない対向エレメントの中に差し込まれるように、所定の形状をなしている。特に、領域４の外側輪郭ならびに接点の配置は所定のものであり、さらに、ここには結合手段または案内手段ならびに例えばピン５が配置され、これが対向エレメントの相補構成部分と協働して、これにより形状ロック式結合を可能にする。これに反して、接続エレメントの後側の構成はケーブル付属品の領域において変えることができる。通常は、接続エレメントのこの領域は保護体６によって形成され、この保護体６は接点支持物２に射出成形され、そしてケーブル１を端部で包囲する。
対向エレメントへの正確な適合を保証するために、保護体６を射出成形する際に領域４に射出成形材料がないことが必要である。接点支持物２の前面３とケーブル１を結合して接点を受け入れる接点支持物２における開口７が、特に問題であることが判明する。密閉のために、射出成形材料に対して密閉状態にするカバー８を接点支持物２の後側に装着する。カバー８は導管９を備え、これを通じてケーブル１も同様にその内部空間に密閉されることになる。この方法で、開口７を個別に密閉する必要なく、接点支持物２における接点全体がケーブル１の導線に接続される。停止エレメント１０、例えばかぎによって、カバー８と接点支持物２との停止が可能となる。接点支持物２の周囲の突出部１１が、接続エレメントの射出成形された領域をその射出成形されていない領域４から分離する。
図２でわかるように、保護体６は互いに間隔をおいた二つの部品１５、１６からなっている。これらの結合はもっぱら、導管９を囲むカバー８の端部軸１７によって行われる。こうして、放射方向の圧縮力によって保護体６を射出成形する際に、軸１７を細くすることができる。これにより、射出成形材料が導管９を通ってカバー８の内部に侵入しないことが保証される。部品１５は、先ず第一に接点支持物２とカバー８との間の継ぎ目を湿気に対して密閉状態にし、接続エレメントを取り扱うための外部掴み面を形成するが、部品１６は、ケーブル１の引張りの軽減と導管９の密閉のために役立つ。
図３は、接点支持物の後側の図を示すが、この後側はケーブル１の方に向けられており、これにカバー８が装着される。接点支持物２の中央には開口７が配置され、これらの開口７は後面と前面３を結合し、これらの開口の中に接点が差し込まれる。開口７の中のリブ１８によって、接点を位置決めによって固定することができる。開口７は、接点支持物２の表面から図面に対して垂直に突き出ている内壁１９によって囲まれている。カバー８は壁１９の外側に押し広げられ、射出成形材料に対して密閉状態となる。密閉を改善するために、壁１９を溝２０で囲み、溝２０の中にカバー８を周辺側で押し込むことができるようにする。
図４は、接続エレメントの別の形態の断面図であり、ここでは保護体６の部品１５、１６の間は比較的大きな間隔となっている。したがって、接点支持物２とカバー８との間の密閉も成形型の中で相互圧縮することによって改善することが可能になる。矢印２１によって表示した位置に圧縮力が矢印の方向に加えられることが好ましい。接点支持物２とカバー８との強制ロック式結合は、この場合にはもっぱら保護体６の部品１５によって行われ、この部品は射出成形の場合に両方の構成部分と結合されて負荷に耐えることができる。
結果的に、費用が少なく割安に完成される防湿で引張り荷重に耐える接続エレメントが実現する。
【図面の簡単な説明】
【図１】保護体を形成する前の接続エレメントの略図である。
【図２】保護体を有する接続エレメントの略図である。
【図３】接続エレメントの接点支持物の後側を示す略図である。
【図４】代替接続エレメントの断面図である。
【符号の説明】
１ 電気ケーブル
２ 接点支持物
３ 接点支持物の前面
４ 領域
５ ピン
６ 保護体
７ 開口
８ カバー
９ 導管
１０ 停止エレメント
１１ 突出部
１５、１６ 部品
１７ カバーの端部軸
１８ リブ
１９ 内壁
２０ 溝
２１ 圧縮力の矢印

Claims (3)

1. 単心または多心電気ケーブル（１）の接続エレメントであって、前面（３）および後面を備える接点支持物（２）を有し、複数の開口（７）が、前面（３）に設けられ、複数の開口（７）が、接点支持物（２）を貫通しかつ互いに平行に後面まで延び、それぞれ電気ケーブル（１）の導線に導電接続される接点が、開口（７）に配置され、接続エレメントは、閉じたカバー（８）を備え、閉じたカバーの一方の端部は、接点支持物（２）へ延びかつ後面で接点支持物の開口（７）を覆い、閉じたカバーの他方の端部は、電気ケーブル（１）を囲み、接続エレメントは、射出成形によって作られた保護体（６）を有し、保護体（６）は、閉じたカバー（８）および電気ケーブル（１）と密閉状態でぴったり合っており、
   閉じたカバー（８）および接点支持物（２）が、閉じたカバー（８）が接点支持物（２）に配置される組み立て位置でぴったり合う対応する停止エレメントを有し、
   接点支持物（２）は、閉じたカバー（８）が押し込まれる周辺溝（２０）を後面に有し、
   保護体（６）は、接点支持物（２）および電気ケーブル（１）に湿気密閉状態で結合され、保護体（６）は、接点支持物（２）と閉じたカバー（８）との間に存在する継ぎ目を湿気密閉状態にすることを特徴とする接続エレメント。
2. 保護体（６）が、互いに間隔をおいた二つの部品（１５、１６）からなり、一方の部品（１５）が、閉じたカバー（８）から接点支持物（２）に延び、他方の部品（１６）が、閉じたカバー（８）から電気ケーブル（１）に延びることを特徴とする請求項１に記載の接続エレメント。
3. 接点支持物（２）および閉じたカバー（８）が、平行に整列された壁と隣接していることを特徴とする請求項１または２に記載の接続エレメント。

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