JP6121956B2

JP6121956B2 - トルク制御破断ねじ

Info

Publication number: JP6121956B2
Application number: JP2014179885A
Authority: JP
Inventors: ヴァレットロナルド; ザーネンジェームス; ロングコーウィリアム; シシュコスタンレー; ケーウッドマシュー; フォンロバート
Original assignee: トーマスアンドベッツインターナショナル，エルエルシー
Priority date: 2013-09-06
Filing date: 2014-09-04
Publication date: 2017-04-26
Anticipated expiration: 2034-09-04
Also published as: BR102014021905A2; CN104776102B; EP2846052A1; MX353081B; CN104776102A; CA2862709A1; JP2015052392A; ES2619619T3; AU2014216049B2; CA2862709C; US20150071728A1; EP2846052B1; US9366282B2; MX2014010777A; AU2014216049A1

Description

本発明は包括的に、ナットとねじとの間にトルク制限機能部を有するトルク制御破断ねじに関する。そのトルク制限機能部は、ナットをねじから解放するように、力によって打ち負かされなければならない（must be overcome）。ねじ体はまた、ナットがねじ体の余長を剪断するのに更により大きい力を必要とするように中空である。

［関連出願の相互参照］
本願は、米国特許法第１１９条に従って２０１３年９月６日に出願された米国仮特許出願第６１／８７４４６２号に基づく優先権を主張する。この米国仮特許出願の開示は、本明細書に引用することにより本明細書の一部をなす。

コネクタ産業において、剪断ボルト及び剪断ねじが、コネクタ内にワイヤを固定するとともに、コネクタハウジング上の或る位置において破断するねじを提供するという二重の機能を果たすように用いられることが多い。これらの剪断ボルト及び剪断ねじの現行の設計には２つの不都合点がある。第１の不都合点は、これらの剪断ボルト及び剪断ねじは製造するのに高い費用がかかるか、又は使用するのに特殊な器具が必要とされることである。第２の不都合点は、ねじ長又はボルト長が固定されることにより、これらのタイプのねじ又はボルトを、コネクタの表面において又は表面よりも下でねじを破断させる必要がある中電圧コネクタにおいて用いることが妨げられることである。これらのタイプのボルト又はねじに必要な２つの最も重要な機能は、これらのボルト又はねじが、必要な力のみをコネクタ内の導体に加えることを可能にするべきであること、及び、ねじの余長をコネクタ本体の表面において又は表面よりも下で破断させるべきであることである。残念ながら、現行の設計は、ねじ体又はボルト体上の複数の破断点の使用又はこれらの機能を達成する特殊な器具の使用なしにはこれらの必要性の双方を満たさない。

本発明は、コネクタ内のワイヤ導体又はケーブル導体を固定するトルク制御破断ねじを提供する。トルク制限機能部が薄壁の中空ねじとナットとの間にあり、ナットはねじの遠位端部において固定されるとともにねじをコネクタに締結するのに用いられる。ナットをねじの遠位端部上に固定しているトルク制限機能部の強度を超えると、ナットはねじの遠位端部から解放され、それにより、ナットはコネクタの表面に接触するまでねじの軸部を下方に移動することができる。その後、薄壁の中空ねじの軸部の余長を剪断することを可能にするより大きい力がナットに加えられ、それにより、ねじはコネクタの表面と面一になる。任意選択的な抜取り機能部も設けられ、それにより、必要があれば、ねじをコネクタから戻し、ワイヤ又はケーブルをコネクタから抜き取ることを可能にすることができる。

本発明のトルク制御破断ねじを示す正面斜視図である。本発明のトルク制御破断ねじを使用する種々の段階を示す正面斜視図である。本発明のトルク制御破断ねじの、凹部を有するねじ体の断面図である。本発明のトルク制御破断ねじのエポキシ化合物トルク制限機能部の平面図である。本発明のトルク制御破断ねじのシャーピントルク制限機能部の平面図である。本発明のトルク制御破断ねじのシャーピントルク制限機能部の側断面斜視図である。本発明のトルク制御破断ねじのねじインサートトルク制限機能部の側断面斜視図である。本発明のトルク制御破断ねじのねじロックトルク制限機能部の立断面図である。中空ねじ体の内側の螺旋溝を含む、本発明のトルク制御破断ねじの立断面図である。中空ねじ体の内側の不連続溝を有する、本発明のトルク制御破断ねじの立断面図である。

これより、本発明の上述の特徴、態様、及び利点並びに他の特徴、態様、及び利点を、好ましい実施形態の以下の詳細な説明及び添付の特許請求の範囲において説明する。これらは添付の図面と併せて考慮され、図面を通して同一の参照符号は同様の要素を示す。

図１において本発明のトルク制御破断ねじ１０１が示されている。トルク制御破断ねじ１０１は、ねじ状の薄壁の中空ねじ体１１０と、ねじ体１１０の遠位端部に取り付けられるナット１０９との組合せを含む。ナット１０９は、後述のように、トルク制限機能部の強度を超える所定の力がナット１０９に加えられるまで、トルク制限機能部によってねじ体１１０上の適所に保持される。

図２において、コネクタ１０７内のワイヤ又はケーブル等の導体１１８を固定するように、トルク制御破断ねじ１０１を用いるために辿る一連のステップが示されている。図２は、図の最も左側において、コネクタ１０７内の適所に既にねじ込まれている完全な（intact）トルク制御破断ねじ１０１を示す。この位置では、トルク制御破断ねじ１０１は導体１１８と接触状態にあり、そのため導体１１８はコネクタ１０７に対して固定されている。再び図２において、図の中央では、図の左側に示されているようにナット１０９をねじ体１１０の遠位端部における適所に保持するとともにトルク制御破断ねじ１０１が適所にねじ込まれるのを可能にしていたトルク制限機能部の強度を超える力がナット１０９に加えられている。それにより、ナット１０９はねじ体１１０の遠位端部から解放され、ナットはコネクタ１０７の表面１１７に接触するまでねじ体１１０の長さを下方に移動することが可能になる。トルク制限機能部の強度を超えるようにナットに加えなければならない目標の力は、最小で約２５０ｉｎ−ｌｂｓであるものとする。

ナット１０９とねじ体１１０との間のトルク制限機能部には４つの選択肢がある。図４に示されている第１の好ましい選択肢は、エポキシ樹脂等のねじ係止化合物１１９である。ねじ係止化合物１１９はナット１０９を薄壁の中空ねじ体１１０に接着する。ナット１０９とねじ体１１０との間にある化合物１１９の接着強度よりも大きく且つナット１０９に加えられる任意の力が、ナット１０９をねじ体１１０から緩めさせるとともに、図２の中央に示されているようにナット１０９がコネクタ１０７の表面１１７に接触するまで、ナット１０９がねじ体１１０のねじ山１１１に沿って移動することを可能にする。図５及び図６に示されている第２の選択肢は、ナット１０９とねじ体１１０との間に位置するシャーピン１２１である。シャーピン１２１はプラスチック材料又は金属材料から作製してもよい。上述の化合物１１９と同様に、ナット１０９とねじ体１１０との間にあるシャーピン１２１の剪断強度よりも大きく且つナット１０９に加えられる任意の力が、ナット１０９をねじ体１１０に接続している場所においてシャーピン１２１を剪断する。それにより、ナット１０９がねじ体１１０の遠位端部における位置から解放されるとともに、図２の中央に示されているようにナット１０９がコネクタ１０７の表面１１７に接触するまで、ナット１０９がねじ体１１０のねじ山１１１に沿って移動することを可能にする。図７に示されている、トルク制限機能部の第３の選択肢は、ナット１０９の真下のねじ山１１１におけるスロット内に位置するとともにねじ山１１１に対して垂直に延びるねじインサート１２３である。ねじインサート１２３はプラスチック材料から作製してもよく、ねじインサート１２３の強度を超える十分な力がナット１０９に加えられると、ナット１０９はこれを突き破ることができる。化合物１１９又はシャーピン１２１と同様に、ねじインサート１２３の強度を超えると、ナット１０９がねじ体１１０の遠位端部における位置から解放されるとともに、ナット１０９がコネクタ１０７の表面１１７に接触するまで、ナット１０９がねじ体１１０のねじ山１１１に沿って移動することを可能にする。最後に、トルク制限機能部の第４の選択肢は、図８に示されているねじロック１２４である。ねじインサート１２３と同様に、ねじロック１２４はプラスチック材料から作製してもよい。ねじロック１２４はねじ山１１１の溝１１２に位置し、ねじ体１１０の遠位端部においてナット１０９と直に隣接している。上述したトルク制限機能部の他の選択肢と同様に、ねじロック１２４の強度を超えると、ナット１０９がねじ体１１０の遠位端部における位置から解放されるとともに、ナット１０９がコネクタ１０７の表面１１７に接触するまで、ナット１０９をねじ体１１０のねじ山１１１に沿って移動することを可能にする。

図２において、図の最も右側では、ナット１０９がねじ体１１０の遠位端部における位置から解放された後、更に別のより大きい力がナット１０９に加えられる。ねじ体１１０の長さを下方に移動してナット１０９がコネクタ１０７の表面１１７に完全に接触した後、中空体のねじ１１０の剪断強度よりも大きい力がナット１０９に加えられ、コネクタ１０７の表面１１７から突出しているねじ体１１０の余長１０５を破断させ、それにより、ねじ１１０の残りの部分はコネクタ１０７と面一になる。これは、コネクタ１０７内に導体１１８を固定するねじ１１０の整った取付けをもたらす。それにより、トルク制御破断ねじ１０１は、ねじをコネクタの表面において又は表面よりも下で破断させる必要がある中電圧コネクタへの取付けに用いることが可能になる。ねじ体１１０はまた、図９に示されている螺旋溝又は図１０に示されている不連続溝を更に有してもよい。これらの溝は中空ねじ体の内側に並び、螺旋溝も不連続溝もない薄壁の中空ねじ体と比較すると、余分なねじ体がナットによって剪断されるときに、残りのねじ体の頂部において、より滑らかな破断を可能にする。薄壁の中空ねじの剪断強度を超えるようにナットに加えなければならない目標の力は、最小で約３５０ｉｎ−ｌｂｓであるものとする。

図３において、ねじ状の薄壁の中空ねじ体１１０の抜取り機能部が示されている。図３は、六角棒スパナ又はアレンキーが嵌る形状になっている凹部１２７を有するねじ体１１０の内側底面１２５を示している。ねじ体１１０の内側の底面１２５にあるこの凹部１２７は、残りのねじ体を、取付け後に必要があれば、六角棒スパナ又はアレンキーの使用によってコネクタ１０７から戻すことを可能にする。この抜取り機能部は、必要とされるならば取付け後の或る時点において、導体１１８をコネクタ１０７から抜き取ることを可能にする。それにより、トルク制御破断ねじがコネクタに永久的に（permanently）取り付けられることを防ぐ。

本発明を上記で詳細に説明してきたが、本発明は本発明の趣旨から逸脱することなく変更することができることが当業者には明らかであることが明確に理解される。本発明に対して形態、設計、又は構成の種々の変更を本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく行うことができる。したがって、上述の説明は限定ではなく例示とみなされるべきであり、本発明の真の範囲は添付の特許請求の範囲において規定される範囲である。

Claims

コネクタ内のワイヤ又はケーブルを固定するトルク制御破断ねじであって、前記トルク制御破断ねじは、
ねじ山を有するねじ状の薄壁のねじ体であって、前記ワイヤ又は前記ケーブルに接触するための外側底面と、六角棒スパナ又はアレンキーが嵌るような形状になっているブラインド凹部を含む内側底面と、前記凹部よりも大径の中空内部とを有するねじ体と、
前記ねじ体の遠位端部に固定され且つ前記ねじ体と螺合するねじ状のナットと、
前記ねじ体の前記遠位端部に前記ナットを固定して保持するトルク制限機能部と、
を備え、
前記ねじと前記ナットとの組合せが、前記ねじがコネクタ本体内に収容される導体に接触するまで前記コネクタ内の孔にねじ込まれ、
前記トルク制限機能部の強度を超える力が前記ナットに加えられると、前記ナットが前記コネクタに接触するまで前記ねじ体の長さを下方に前記ねじ体の前記ねじ山に沿って移動できるように、前記ナットは前記トルク制限機能部に打ち勝つことによって前記ねじの前記遠位端部から解放され、
前記コネクタ本体と接触しているときの前記ナットに更により大きい力が加えられる場合、残りのねじ体が前記コネクタの表面と面一になるように、前記力は前記ねじ体の剪断強度を超えて前記ねじ体の余長を剪断させ、
前記ねじ体の中空内部は、前記凹部内に受け入れられるように前記ねじ体の前記遠位端部から下方に前記アレンキーが通るようになっており、それにより、前記コネクタの前記表面と面一である前記残りのねじ体は、必要があれば、前記コネクタから戻して抜き取ることができる、コネクタ内のワイヤ又はケーブルを固定するトルク制御破断ねじ。
前記ねじ体の前記遠位端部において前記ナットを固定して保持する前記トルク制限機能部は、前記ナットと前記ねじ体の前記遠位端部との間に位置するねじ係止エポキシ化合物を含む、請求項１に記載のコネクタ内のワイヤ又はケーブルを固定するトルク制御破断ねじ。
前記ねじ体の前記遠位端部において前記ナットを固定して保持する前記トルク制限機能部は、前記ナットと前記ねじ体との間に位置するシャーピンである、請求項１に記載のコネクタ内のワイヤ又はケーブルを固定するトルク制御破断ねじ。
前記ねじ体の前記遠位端部において前記ナットを固定して保持する前記トルク制限機能部はねじインサートであり、前記ねじインサートは、前記ねじ山のスロット内に位置する材料を含み、前記ねじ山に対して垂直に延びるとともに前記ナットの真下に位置する、請求項１に記載のコネクタ内のワイヤ又はケーブルを固定するトルク制御破断ねじ。
前記ねじ体の前記遠位端部において前記ナットを固定して保持する前記トルク制限機能部はねじロックであり、前記ねじロックは、前記ねじ山の前記溝に位置する材料を含み、前記ねじ体の前記遠位端部において前記ナットと直に隣接している、請求項１に記載のコネクタ内のワイヤ又はケーブルを固定するトルク制御破断ねじ。
前記ねじ状の薄壁のねじ体は、前記ねじ体が前記ナットによって剪断されるときに前記ねじ体の滑らかな破断をもたらすために、前記ねじ体の内側に螺旋溝を更に有する、請求項１に記載のコネクタ内のワイヤ又はケーブルを固定するトルク制御破断ねじ。
前記ねじ状の薄壁のねじ体は、前記ねじ体が前記ナットによって剪断されるときに前記ねじ体の滑らかな破断をもたらすために、前記ねじ体の内側に不連続溝を更に有する、請求項１に記載のコネクタ内のワイヤ又はケーブルを固定するトルク制御破断ねじ。
前記ナットを前記ねじ体の前記遠位端部において固定されている状態から解放し且つ前記トルク制限機能部に打ち勝つのに必要とされる前記力は、２５０ｉｎ−ｌｂｓを超えなくてはならない、請求項１に記載のコネクタ内のワイヤ又はケーブルを固定するトルク制御破断ねじ。
前記残りのねじ体が前記コネクタと面一になるように、前記ねじ体の前記余長を前記コネクタの前記表面から剪断するのに必要とされ且つ前記ナットに加えられる前記力は、３５０ｉｎ−ｌｂｓを超えなくてはならない、請求項１に記載のコネクタ内のワイヤ又はケーブルを固定するトルク制御破断ねじ。
コネクタ内のワイヤ又はケーブルを固定するトルク制御破断ねじであって、前記トルク制御破断ねじは、
ねじ山を有するねじ状の薄壁のねじ体であって、前記ワイヤ又は前記ケーブルに接触するための外側底面と、六角棒スパナ又はアレンキーが嵌るような形状になっているブラインド凹部を含む内側底面と、前記凹部よりも大径の中空内部とを有するねじ体と、
前記ねじ体の遠位端部に固定され且つ前記ねじ体と螺合するねじ状のナットと、
前記ねじ体の前記遠位端部において前記ナットを固定して保持し、前記ナットと前記ねじ体の前記遠位端部との間に位置するねじ係止化合物を含むトルク制限機能部と、
を備え、
前記ねじと前記ナットとの組合せが、前記ねじがコネクタ本体内に収容される導体に接触するまで前記コネクタの孔にねじ込まれ、
前記トルク制限機能部の強度を超える力が前記ナットに加えられると、前記ナットが前記コネクタに接触するまで前記ねじ体の長さを下方に前記ねじ体の前記ねじ山に沿って移動できるように、前記ナットは前記トルク制限機能部に打ち勝つことによって前記ねじの前記遠位端部から解放され、
前記コネクタ本体と接触しているときの前記ナットに更により大きい力が加えられる場合、残りのねじ体が前記コネクタの表面と面一になるように、前記力は前記ねじ体の剪断強度を超えて前記ねじ体の余長を剪断させ、
前記ねじ体の中空内部は、前記凹部内に受け入れられるように前記ねじ体の前記遠位端部から下方に前記アレンキーが通るようになっており、それにより、前記コネクタの前記表面と面一である前記残りのねじ体は、必要があれば、前記コネクタから戻して抜き取ることができる、コネクタ内のワイヤ又はケーブルを固定するトルク制御破断ねじ。
前記ねじ状の薄壁のねじ体は、前記ねじ体を前記ナットによって剪断するときに前記ねじ体の滑らかな破断をもたらすために、前記ねじ体の内側に螺旋溝又は不連続溝を更に有する、請求項１０に記載のコネクタ内のワイヤ又はケーブルを固定するトルク制御破断ねじ。
前記ねじ体の前記遠位端部において固定されている状態から前記ナットを解放し且つ前記トルク制限機能部に打ち勝つのに必要とされる前記力は、２５０ｉｎ−ｌｂｓを超えなくてはならない、請求項１０に記載のコネクタ内のワイヤ又はケーブルを固定するトルク制御破断ねじ。
前記残りのねじ体が前記コネクタと面一になるように、前記ねじ体の前記余長を前記コネクタの前記表面から剪断するのに必要とされ且つ前記ナットに加えられる前記力は、３５０ｉｎ−ｌｂｓを超えなくてはならない、請求項１０に記載のコネクタ内のワイヤ又はケーブルを固定するトルク制御破断ねじ。
コネクタ内のワイヤ又はケーブルを固定するトルク制御破断ねじであって、前記トルク制御破断ねじは、
ねじ状の薄壁のねじ体であって、前記ねじ体の内側に螺旋溝又は不連続溝を有し且つ外側にねじ山を有すると共に、前記ワイヤ又は前記ケーブルに接触するための外側底面と、六角棒スパナ又はアレンキーが嵌るような形状になっているブラインド凹部を含む内側底面と、前記凹部よりも大径の中空内部とを有するねじ体と、
前記ねじ体の遠位端部に固定され且つ前記ねじ体と螺合するねじ状のナットと、
前記ねじ体の前記遠位端部に前記ナットを固定して保持するトルク制限機能部と、
を備え、
前記ねじと前記ナットとの組合せが、前記ねじがコネクタ本体内に収容される導体に接触するまで前記コネクタの孔にねじ込まれ、
前記トルク制限機能部の強度を超える、２５０ｉｎ−ｌｂｓよりも大きい力が前記ナットに加えられるとき、前記ナットが前記コネクタに接触するまで前記ねじ体の長さを下方に前記ねじ体の前記ねじ山に沿って移動できるように、前記ナットは前記トルク制限機能部に打ち勝つことによって前記ねじの前記遠位端部から解放され、
前記コネクタ本体と接触しているときの前記ナットに３５０ｉｎ−ｌｂｓよりも大きい別の力が加えられる場合、残りのねじ体が前記コネクタの表面と面一になるように、前記力は前記ねじ体の剪断強度を超えて前記ねじ体の余長を剪断させ、
前記ねじ状の薄壁のねじ体の中空内部は、前記凹部内に受け入れられるように前記ねじ体の前記遠位端部から下方に前記アレンキーが通るようになっており、それにより、前記コネクタの前記表面と面一である前記残りのねじ体は、必要があれば、前記コネクタから戻して抜き取ることができる、コネクタ内のワイヤ又はケーブルを固定するトルク制御破断ねじ。
前記ねじ体の前記遠位端部において前記ナットを固定して保持する前記トルク制限機能部は、前記ナットと前記ねじ体の前記遠位端部との間に位置するねじ係止エポキシ化合物を含む、請求項１４に記載のコネクタ内のワイヤ又はケーブルを固定するトルク制御破断ねじ。
前記ねじ体の前記遠位端部において前記ナットを固定して保持する前記トルク制限機能部は、前記ナットと前記ねじ体との間に位置するシャーピンである、請求項１４に記載のコネクタ内のワイヤ又はケーブルを固定するトルク制御破断ねじ。
前記ねじ体の前記遠位端部において前記ナットを固定して保持する前記トルク制限機能部はねじインサートであり、前記ねじインサートは、前記ねじ山のスロット内に位置する材料を含み、前記ねじ山に対して垂直に延びるとともに前記ナットの真下に位置する、請求項１４に記載のコネクタ内のワイヤ又はケーブルを固定するトルク制御破断ねじ。
前記ねじ体の前記遠位端部において前記ナットを固定して保持する前記トルク制限機能部はねじロックであり、前記ねじロックは、前記ねじ山の前記溝に位置する材料を含み、前記ねじ体の前記遠位端部において前記ナットに直に隣接している、請求項１４に記載のコネクタ内のワイヤ又はケーブルを固定するトルク制御破断ねじ。