JP5972069B2 - 圧縮スリーブ、電線と圧縮スリーブとの接続方法、電線と圧縮スリーブとの接続構造 - Google Patents

Description

本発明は、電線の接続に用いられる圧縮スリーブ、電線と圧縮スリーブとの接続方法および電線と圧縮スリーブとの接続構造に関するものである。

従来、電線同士を接続する際には、圧縮スリーブが用いられる。圧縮スリーブは、筒状体からなり、内部にはコンパウンドが充填される。コンパウンドは、例えばグリースに金属粒子を混入したものである。コンパウンドによって、電線と圧縮スリーブとの電気抵抗を改善するとともに電線の把持力等を向上することができる。

圧縮スリーブを用いて電線の接続を行う場合には、まず、電線の先端を圧縮スリーブの端部へ挿入する。この状態で、圧縮スリーブの外周から電線とともに圧縮スリーブを圧縮することで、電線と圧縮スリーブとが圧縮接続される。

圧縮スリーブに充填されたコンパウンドは、圧縮スリーブの圧縮時において、圧縮スリーブ内部で把持される電線全体に行き渡る必要がある。これに対し、コンパウンドの充填量や圧縮スリーブの圧縮量にはばらつきがある。このため、コンパウンドが不足しないように、圧縮スリーブの内部には、予め余剰を含む量のコンパウンドが充填される。したがって、圧縮スリーブを圧縮する際には、余剰のコンパウンドが圧縮スリーブの外部に流出する。このため、流出したコンパウンドを拭き取る作業が必要である。

これに対し、圧縮時における圧縮スリーブからのコンパウンドの流出を防止するため、絶縁被覆層の両端にスリーブ本体の端部より外方向まで突出する筒状突出部を形成し、この筒状突出部内側に、先端が次第に細径になるガスケットを挿入し、この細径部と筒状突出部との間にコンパウンドを収容可能な収容空間部を設けてなる絶縁被覆付スリーブがある（特許文献１）。

また、コンパウンド内蔵カートリッジ型を用いることで、コンパウンドの量を定量化することが可能な圧縮スリーブがある（特許文献２）。

特開平０８−１５３５４８号公報 特開２００６−２３６７８３号公報

しかし、特許文献１、２に記載された、いずれの圧縮スリーブも、複数の部材によって構築されるため、構造が複雑である。したがって、スリーブ自体の小型化やコスト低減を達成することが困難である。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、簡易な構造で接続作業時におけるコンパウンドの流出を防止することが可能であり、作業性に優れ、小型の圧縮スリーブ等を提供することを目的とする。

前述した目的を達成するため、第１の発明は、電線の接続に用いられる圧縮スリーブであって、筒状の本体部材と、前記本体部材の略中央の内部に設けられる隔壁と、前記隔壁で仕切られたそれぞれの前記本体部材の内部に注入されたコンパウンドと、を具備し、前記本体部材は単一の部材からなり、前記本体部材は、圧縮部と、前記本体部材の両端部に形成される端部非圧縮部と、を具備し、前記圧縮部の端部近傍には、前記本体部材の端部側に向かって徐々に拡径するテーパ部が形成され、前記テーパ部の最大内径の端部から前記本体部材の開口端までの間に前記端部非圧縮部が形成され、前記テーパ部は前記圧縮部であり、前記電線と前記テーパ部の内面には、前記コンパウンドが流出する隙間を有し、前記本体部材の外周面には、前記圧縮部を示すマークと、前記端部非圧縮部を示すマークとが設けられることを特徴とする圧縮スリーブである。

第１の発明によれば、電線と圧縮スリーブとの圧縮接続が完了した状態において、圧縮スリーブの両端部に、非圧縮部が形成される。すなわち、電線と圧縮スリーブとの圧縮接続が完了した状態において、非圧縮部では、圧縮スリーブと電線との隙間が維持される。したがって、当該隙間が余剰コンパウンドの保持部として機能する。このため、中央部側から端部に向かって圧縮スリーブを圧縮した際に、コンパウンドが、本体部材の端部から外部に流出することを防止することができる。

また、本体部材には、圧縮部を示すマークが形成されるため、圧縮部の位置を誤ることがない。したがって、圧縮スリーブと電線との接続の信頼性が高い。また、非圧縮部の位置を視認可能な、非圧縮部マークが形成されるため、誤って、非圧縮部を圧縮することにより、コンパウンドが本体部材から流出することを防止することができる。

第２の発明は、第１の発明にかかる圧縮スリーブを用いた、電線と圧縮スリーブとの接続方法であって、前記本体部材の端部から電線を挿入し、前記圧縮部を示すマークに従って、前記本体部材の中央近傍から端部近傍に向かって、順次前記本体部材を内部の前記電線とともに圧縮し、前記テーパ部まで圧縮した際に、前記端部非圧縮部における前記電線と前記本体部材の内面との隙間によって、圧縮によって端部方向に流れる前記コンパウンドを保持し、前記コンパウンドが前記本体部材の端部から流出することを防止することを特徴とする電線と圧縮スリーブとの接続方法である。

このような構成とすることで、電線と圧縮スリーブとの接続強度に優れ、作業性にも優れた電線と圧縮スリーブとの接続方法を提供することができる。この際、非圧縮部によって、本体部材からのコンパウンドの流出が防止されるため、流出コンパウンドの拭き取り作業が不要である。したがって、作業性が良好である。

また、前記コンパウンドの注入量と、全ての前記圧縮部を圧縮した後の前記端部非圧縮部への前記コンパウンドの流出量との関係を測定し、得られた測定結果から、圧縮時における前記コンパウンドの流出量のばらつきを考慮して、圧縮作業によって、前記コンパウンドの少なくとも一部が前記端部非圧縮部に流出する量の前記コンパウンドを前記本体部材に予め注入するとともに、前記コンパウンドの注入量に対し、想定される前記コンパウンドの最大流出量よりも、前記端部非圧縮部における前記電線と前記本体部材の内面で形成される隙間の体積が大きくなるように、前記端部非圧縮部のサイズを予め設定し、前記端部非圧縮部を、前記圧縮部の端部から、前記本体部材の開口端に向かって徐々に拡径するように形成してもよい。

このような構成とすることで、コンパウンドが不足することがなく、また、余剰コンパウンドの流出を、より確実に防止することができる。

第３の発明は、第１の発明にかかる圧縮スリーブを用いた、電線と圧縮スリーブとの接続構造であって、前記本体部材の、前記圧縮部を示す全てのマークが、内部に配置された電線とともに圧縮されており、前記本体部材の両端部の前記端部非圧縮部の内部には、コンパウンドが保持されることを特徴とする電線と圧縮スリーブとの接続構造である。

第３の発明によれば、電線を高い把持力で把持することができ、小型で作業性に優れる電線と圧縮スリーブとの接続構造を得ることができる。

本発明によれば、簡易な構造で接続作業時におけるコンパウンドの流出を防止することが可能であり、作業性に優れ、小型の圧縮スリーブ等を提供することができる。

圧縮スリーブ１を示す外観図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は底面図、（ｄ）は背面図。 圧縮スリーブ１を示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線断面図、（ｃ）は端部非圧縮部の他の例を示す断面図。 圧縮スリーブ１に電線１９を挿入する工程を示す図。 圧縮スリーブ１を圧縮する工程を示す図。 圧縮スリーブ１と電線１９との圧縮接続を完了した状態を示す図。 コンパウンドの注入量と、流出量との関係を示す概念図。

＜圧縮スリーブの構造＞
以下、本発明の実施の形態にかかる圧縮スリーブについて説明する。図１（ａ）〜図１（ｄ）および図２（ａ）、図２（ｂ）に示すように、圧縮スリーブ１は、略円筒状の本体部材１０からなる。本体部材１０は、例えばアルミニウム等の金属製の部材である。

図２（ｂ）に示すように、本体部材１０の内部の略中央には、隔壁１１が設けられる。隔壁１１は、例えば圧入によって本体部材の１０の内部に配置される。また、本体部材１０の隔壁１１によって仕切られた両側の空間には、それぞれコンパウンド１７が配置される。例えば、コンパウンド１７は、グリースに金属粒子を配合したものである。コンパウンド１７は、本体部材１０の隔壁１１近傍（隔壁１１によって仕切られた空間の最奥部）に注入される。なお、コンパウンド１７の注入量については、後述する。

本体部材１０の両端部近傍には、テーパ部１３が設けられる。テーパ部１３は、開口側に行くにつれて徐々に内径が拡径するように形成される。本体部材１０の外径は、全長に渡って略一定である。したがって、テーパ部１３においては、本体部材１０の肉厚が、開口側に行くにつれて徐々に薄くなるように形成される。テーパ部１３は、電線挿入時におけるガイドとして機能する。また、テーパ部１３は、後述する電線圧縮時において、電線端部に付与される応力集中を緩和する。

本体部材１０の両端部近傍であって、テーパ部１３と開口端との間には、端部非圧縮部１５が形成される。端部非圧縮部１５は、テーパ部１３により拡径された最大内径と略同一の内径を有する。したがって、端部非圧縮部１５の内径は、コンパウンド１７が注入された本体部材１０の隔壁１１近傍の内径よりも大きい。すなわち、端部非圧縮部１５において、本体部材１０の肉厚が最も薄くなる。
なお、図２（ｃ）に示すように、端部非圧縮部１５をテーパ部１３の最大内径の端部から、開口端に向かって徐々に拡径するように形成しても良い。すなわち、端部非圧縮部１５は、テーパ部１３により拡径された最大内径と略同一もしくはそれ以上の内径を有するように形成されている。

図１（ａ）〜図１（ｄ）に示すように、本体部材１０の略中央であって隔壁１１に対応する位置の外周面には、中央非圧縮部マーク３が形成される。中央非圧縮部マーク３は、後述する電線圧縮時において、圧縮を行わない部位を示すものである。

本体部材１０の外周面であって、中央非圧縮部マーク３の両側方には、本体部材１０のそれぞれの開口端方向に、所定間隔で区画マーク９が設けられる。区画マーク９は、後述する電線圧縮時に圧縮位置となる圧縮部７を区画するマークである。なお、図示した例では、中央非圧縮部マーク３の両側方に、圧縮部７がそれぞれ９か所（区画マーク９が、８か所）形成される例を示したが、本発明は図示した例に限られない。圧縮部７のサイズや配置数は、接続条件等に応じて適宜設定することができる。

また、それぞれの圧縮部７には、本体部材１０の中心から開口端方向に向かった向きの矢印（またはこれに準ずる形状のマーク）を形成してもよい。さらに、それぞれの圧縮部７には、本体部材１０の中心から端部方向に向かって、番号を付しても良い。例えば、図示した例では、中央非圧縮部マーク３に最も近い圧縮部７には「１」を付し、最も離れた端部側の圧縮部７には「９」を付せば良い。このようにすることで、圧縮作業時における圧縮部７の圧縮する順番を容易に知ることができる。

本体部材１０の外周面であって、本体部材１０の両端部近傍には、端部非圧縮部マーク５が形成される。端部非圧縮部マーク５は、端部非圧縮部１５（図２（ｂ））に対応する位置に形成される。すなわち、端部非圧縮部マーク５は、本体部材１０の内部における端部非圧縮部１５の位置を視認するためのマークである。

なお、中央非圧縮部マーク３、区画マーク９および端部非圧縮部マーク５は、例えば、他の部位（例えば金属色）に対して、着色または印刷によって形成することができるが、その方法は問わない。例えば、刻印、凹凸、けがき線または面粗しなど、他の部位（特に圧縮部）とは異なる箇所であることが視認可能であれば、いずれの態様で形成しても良い。

＜圧縮スリーブを用いた圧縮接続方法＞
次に、圧縮スリーブ１と電線との接続方法について説明する。なお、以下の説明においては、圧縮スリーブ１の一方の側に対して電線を圧縮接続する方法について示すが、他方の側についても同様の作業であるため、重複する説明を省略する。

まず、図３（ａ）に示すように、本体部材１０の一方の端部から、電線１９を挿入する（図中矢印Ｂ）。この際、テーパ部１３によって、本体部材１０の内径が拡径されているため、電線１９の挿入が容易である。なお、電線１９は、例えば、複数のアルミニウム線が撚り合わせられたものや、鋼芯の外周に複数のアルミニウム線が撚り合わせられたものである。また、本体部材１０の内径は、接続対象となる電線１９の種別や外径に応じて適宜設定される。

図３（ｂ）に示すように、電線１９は、先端が隔壁１１に接するまで挿入される。この際、コンパウンド１７は、電線１９の各素線間や、電線１９と本体部材１０の内面との隙間を流れる。

次に、図４（ａ）に示すように、本体部材１０の外周から、中央非圧縮部マーク３に最も近い圧縮部７を専用工具を用いて圧縮する（図中矢印Ｃ）。本体部材１０が圧縮されることで、図４（ｂ）に示すように、電線１９の先端近傍が圧縮スリーブ１の本体部材１０とともに潰されて、本体部材１０と圧縮接続される。この際、中央非圧縮部マーク３によって、内部の隔壁１１（図２（ｂ））が誤って潰されることを防止することができる。なお、以下の図において、本体部材１０の圧縮による、本体部材１０および電線１９の長手方向に対する延び変形については図示を省略する。

本体部材１０を圧縮することで、圧縮部における電線１９と本体部材１０の内面に充填されていたコンパウンド１７は、電線１９の各素線間に浸透するとともに、本体部材１０の端部方向（図中右方向）に押し出されるように流れる。

次に、図５（ａ）に示すように、本体部材１０の中央側から端部方向に向かって順次、圧縮部７を外周面から圧縮する（図中矢印Ｄ〜Ｋ）。すなわち、本体部材１０に電線１９に挿入した状態において、中央部から端部方向に向かって順に全ての圧縮部７を圧縮する。したがって、圧縮部７の形成範囲（中央非圧縮部マーク３〜端部非圧縮部マーク５の間）に位置する電線１９が全長（区画マーク９に対応する部位を除く）に渡って圧縮される。

この際、本体部材１０を中央側から順に圧縮することで、コンパウンド１７が本体部材１０の端部側に流れる。全ての圧縮部７を圧縮すると、コンパウンド１７の一部が、端部非圧縮部１５における電線１９と本体部材１０の内面の隙間に流出して保持される。すなわち、電線１９の圧縮範囲の全長に渡ってコンパウンド１７が充填され、余剰分が端部非圧縮部１５に流出した状態となる。なお、全ての圧縮部７を圧縮した状態においても、余剰のコンパウンド１７は、端部非圧縮部１５内に保持されて、本体部材１０の開口端から外部に流出することはない。

最も開口端側の圧縮部７（最も最後に圧縮する圧縮部７）は、本体部材１０の内面におけるテーパ部１３に対応する。テーパ部１３においては、開口端側に向かって肉厚が薄くなる。したがって、テーパ部１３の外周を圧縮すると、中央部側（図中左側）から、端部側（図中右側）に向かうにつれて電線１９に対する圧縮量が徐々に小さくなる。通常、圧縮接続後の電線１９には、圧縮部７と端部非圧縮部１５との境界部に応力が集中する。しかし、テーパ部１３を最終圧縮部とすることで、圧縮部７と端部非圧縮部１５との境界近傍での圧縮力を徐々に小さくすることができるため、応力集中を緩和することができる。

以上のように、本体部材１０の両端それぞれに電線１９を挿入し、中央側から端部側に向かって順次圧縮部７を圧縮することで、電線１９同士の接続作業が完了する。

＜コンパウンドの注入量について＞
次に、本体部材１０に予め注入されるコンパウンド１７の量について説明する。コンパウンド１７の注入量は、本体部材１０のサイズおよび電線１９のサイズと、圧縮部７の圧縮条件等に応じて設定される。なお、本体部材１０のサイズおよび圧縮条件は、接続対象となる電線１９に対して、必要な把持力が得られるように予め設定される。

まず、使用される本体部材１０の一方の側に対して、複数水準の量のコンパウンド１７を注入する。この状態で、設定された条件によって、それぞれ本体部材１０に電線１９を圧縮接続する。全ての圧縮部７を圧縮した後、端部非圧縮部１５に流出したコンパウンド１７の量をそれぞれ測定する。すなわち、コンパウンド１７の注入量と、端部非圧縮部１５へのコンパウンド１７の流出量の関係を測定する。

図６は、このようにして得られた、コンパウンド注入量と端部非圧縮部１５へのコンパウンド流出量の関係の一例を示す概念図である。図６において、横軸は本体部材１０へのコンパウンド１７の注入量を示し、縦軸は、全ての圧縮部７を圧縮した後における、端部非圧縮部１５に流出したコンパウンド１７の量を示す。なお、図６において、コンパウンド１７の注入量は目標値であり、実際には、コンパウンド１７の注入量にはばらつきが生じる。また、圧縮条件は常に一定ではなく、ばらつきが生じる。したがって、同一設定条件で複数回の測定を行うことで、コンパウンド１７の流出量のばらつきを把握することができる。図６においては、各コンパウンド注入量（目標値）に対して、コンパウンド１７の流出量のばらつき範囲を示した。

図６の例においては、コンパウンド注入量が１００ｇでは、コンパウンド流出量は０であった。すなわち、圧縮部７を中央側から順に圧縮した際に、コンパウンド１７の量が不足し、圧縮部の全長に渡ってコンパウンド１７が行き渡らなかったものと推定される。

同様に、コンパウンド注入量が、１０５ｇ、１１０ｇでは、ばらつきの範囲内において、コンパウンド流出量が０となる場合がある。したがって、前述したように、コンパウンド注入量のばらつきや、圧縮作業のばらつき等によっては、圧縮部の全長に渡ってコンパウンド１７が行き渡らなかったものと推定される。

一方、コンパウンド注入量が１１５ｇ以上であれば、コンパウンド流出量のばらつきを考慮しても、少なくとも一部のコンパウンド１７が、端部非圧縮部１５に流出する。したがって、上述のばらつきを考慮しても、圧縮部の全長に渡ってコンパウンド１７が行き渡ったものと推定される。

ここで、コンパウンド１７は、電線１９と本体部材１０との把持力を高めるとともに、電線１９と本体部材１０との電気抵抗を改善し、表面の腐食等を防止するものである。したがって、本体部材１０に対して圧縮接続される範囲の電線１９の全長に渡って、コンパウンド１７が行き渡る必要がある。すなわち、図６の例においては、コンパウンド注入量は１１５ｇ以上必要であることとなる。一方、コンパウンド１７の使用量を削減し、コンパウンド流出量を少なくするためには、コンパウンド注入量はできるだけ少ない方が望ましい。したがって、図６の例では、コンパウンド注入量は１１５ｇと設定すればよい。

また、図６において、コンパウンド注入量１１５ｇとした場合、前述のばらつきを考慮すると、コンパウンド流出量は、最大で約１１ｇ程度と推定される。したがって、本体部材１０の全ての圧縮部７を圧縮した後、この量のコンパウンド１７が、端部非圧縮部１５内に保持可能であれば、本体部材１０の端部からコンパウンド１７が外部に流出することがない。したがって、本発明では、電線１９の外面と端部非圧縮部１５の内面とで形成される空間の体積が、予測されるコンパウンドの最大流出量（本例では約１１ｇ）よりも大きくなるように、端部非圧縮部１５のサイズ（内径および長さ）が設定される。このようにすることで、作業ばらつき等によっても、コンパウンド１７が、圧縮作業時に、外部に流出することを防止することができる。

以上、本発明によれば、中央側から端部側に向かって圧縮部７を圧縮するため、中央部近傍に注入されているコンパウンド１７を、順次端部側に流すことができる。したがって、中央から端部の全体に渡ってコンパウンドを行き渡らせることができ、端部側から中央側に向かって順次圧縮する方法と比較して、電線１９の把持力を高めることができる。例えば、同径の電線１９および圧縮スリーブ１を用いた場合において、端部側から中央側に向かって順次圧縮を行い、所定の把持力を得ようとすると、１５か所の圧縮部７（１５回の圧縮作業）が必要である所、中央側から端部側に向かって圧縮作業を行うことで、９か所の圧縮部７（９回の圧縮作業）で同等の把持力を得ることができる。したがって、接続作業が良好であり、圧縮スリーブ１を短くすることができる。

また、圧縮スリーブ１の両端部に、端部非圧縮部１５を形成することで、余剰のコンパウンド１７が、端部非圧縮部１５の内部に保持される。したがって、余剰のコンパウンド１７が圧縮スリーブ１の外部に流出することがない。

また、圧縮スリーブ１の端部非圧縮部１５に対応する外周面には、端部非圧縮部マーク５が形成される。したがって、誤って、端部非圧縮部１５を圧縮することがない。また、各圧縮部７は、圧縮位置が区画マーク９によって指示されるため、圧縮位置のばらつきが少なく、圧縮位置を誤ることもない。

以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１………圧縮スリーブ
３………中央非圧縮部マーク
５………端部非圧縮部マーク
７………圧縮部
９………区画マーク
１０………本体部材
１１………隔壁
１３………テーパ部
１５………端部非圧縮部
１７………コンパウンド
１９………電線

Claims (4)

1. 電線の接続に用いられる圧縮スリーブであって、
   筒状の本体部材と、
   前記本体部材の略中央の内部に設けられる隔壁と、
   前記隔壁で仕切られたそれぞれの前記本体部材の内部に注入されたコンパウンドと、
   を具備し、
   前記本体部材は単一の部材からなり、
   前記本体部材は、圧縮部と、前記本体部材の両端部に形成される端部非圧縮部と、を具備し、
   前記圧縮部の端部近傍には、前記本体部材の端部側に向かって徐々に拡径するテーパ部が形成され、前記テーパ部の最大内径の端部から前記本体部材の開口端までの間に前記端部非圧縮部が形成され、
   前記テーパ部は前記圧縮部であり、前記電線と前記テーパ部の内面には、前記コンパウンドが流出する隙間を有し、
   前記本体部材の外周面には、前記圧縮部を示すマークと、前記端部非圧縮部を示すマークとが設けられることを特徴とする圧縮スリーブ。
2. 請求項１記載の圧縮スリーブを用いた、電線と圧縮スリーブとの接続方法であって、
   前記本体部材の端部から電線を挿入し、前記圧縮部を示すマークに従って、前記本体部材の中央近傍から端部近傍に向かって、順次前記本体部材を内部の前記電線とともに圧縮し、
   前記テーパ部まで圧縮した際に、前記端部非圧縮部における前記電線と前記本体部材の内面との隙間によって、圧縮によって端部方向に流れる前記コンパウンドを保持し、前記コンパウンドが前記本体部材の端部から流出することを防止することを特徴とする電線と圧縮スリーブとの接続方法。
3. 前記コンパウンドの注入量と、全ての前記圧縮部を圧縮した後の前記端部非圧縮部への前記コンパウンドの流出量との関係を測定し、
   得られた測定結果から、圧縮時における前記コンパウンドの流出量のばらつきを考慮して、
   圧縮作業によって、前記コンパウンドの少なくとも一部が前記端部非圧縮部に流出する量の前記コンパウンドを前記本体部材に予め注入するとともに、
   前記コンパウンドの注入量に対し、想定される前記コンパウンドの最大流出量よりも、前記端部非圧縮部における前記電線と前記本体部材の内面で形成される隙間の体積が大きくなるように、前記端部非圧縮部のサイズを予め設定し、
   前記端部非圧縮部を、前記圧縮部の端部から、前記本体部材の開口端に向かって徐々に拡径するように形成することを特徴とする請求項２に記載の電線と圧縮スリーブとの接続方法。
4. 請求項１記載の圧縮スリーブを用いた、電線と圧縮スリーブとの接続構造であって、
   前記本体部材の、前記圧縮部を示す全てのマークが、内部に配置された電線とともに圧縮されており、
   前記本体部材の両端部の前記端部非圧縮部の内部には、コンパウンドが保持されることを特徴とする電線と圧縮スリーブとの接続構造。

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