JPH03504905A - ケーブル接続モジュール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ケーブル接続モジュール 本発明は電気的接続モジュールに関し、回転対称的または非対称形状の単一また は多層コアケーブルへの接続に適応される。上記ケーブルの断面形状は円形であ ってもよいが、接続モジュールは、専用ではないが、特に例えばほぼ方形の概略 平面形状のケーブルとの使用に適している。

本発明のコネクタは、それぞれの導電体から絶縁体を除去する必要性を省いてい る。

本発明の一形態によれば、接続構成はテーバ形状の内部表面と−組みの協同する 絶縁材貫通歯部材を有する絶縁ハウジングを有しており、該歯材とテーパ形状表 面は互いに相対移動が可能であり、それらの間に絶縁された導体が置かれた場合 に係合し、その絶縁材を貫通しその導体への電気接続を可能にしている。

多層導電ケーブルに対しては、例えば該ケーブルが偏平形状である場合に、並列 関係において、該当する組み数の絶縁材貫通歯部を備えることが可能である。

本発明の他の形態によれば、絶縁された導体との電気接続動作を行う構成が備え られており、該構成は絶縁ハウジングと−組みの絶縁材貫通導電性歯部を有して おり、該歯部はそれらの間に導体を挟持するように配列されており、該歯部とハ ウジング間の相対運動において導体の長手方向に導体を覆う絶縁材を貫通し該導 体と接続される。

本発明は、特に、抵抗値に関して正の温度係数（ＰＴＣ）を有する自己調節ヒー タケーブルとの接続に適用される。このようなケーブルは、導電性高分子材料内 に埋め込まれた２個（または２個以上）の細長い導体（バスバー）を有すること が可能であり、該導電性高分子材料は抵抗値に関して正の温度係数（ＰＴＣ）を 有しており、またそれ自体は絶線性高分子シース（鎧装）とまた金属製アース線 および外部保護高分子外装内に封入されている。このようなＰＴＣヒータケーブ ルは米国特許第４３３４１４８．４３１８８８１．４３３４３５１．４４００６ １４．４３９８０８４．４５８２９８３．４６５９９１３．４５７４１８Ｂ、４ ４５９４７３．４６３８１５０に開示されている。本発明のコネクタが特に適応 するヒータは、レイケム社のケメレックス部門（Ｒａｙｃｈｅｍ’ｓ　　Ｃｈｅ ｍｅｌｅｘ　　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ）により例えばオートトレイス（ＡＵＴＯＴＲ ＡＣＥ）、ファツト（ＨＷＡＴ）およびウインクガード（ＷＩ　ＮＴＥＲＧＡＲ Ｄ）の商品名で売られている。ある動作状態においては、このようなケーブルへ の接続は時間の消費する操作であり、導体を露出させるために導電製及び絶縁製 高分子材料を確実に除去するには熟練が必要とされる。一方、本発明によればよ り迅速かつより簡単に感度のよい接続を可能としている。

好都合に、絶縁ハウジングは、バネ装備の絶縁材貫通歯部を取り囲むように配置 された金属製囲いを有している。このように、ケーブル及び歯部を搬送するハウ ジングの一部が上記囲いに押し進められたとき、歯部がケーブルの絶縁材を貫通 して導体と確実な電気接続を行うのに充分な力が歯部に加えられる。金属製囲い は、それぞれの組みの歯部、即ちそれぞれの導体と協同するために互いに電気的 に絶縁されに数個の部分より構成可能である。

歯部を有するハウジング部は金属製囲いを有する部分に摺動可能であり、この動 作はハウジングの２個の部分間のねじ込み係合により配置可能である。

いくつかの絶縁材貫通接続構成において、多層導電性ケーブルの導体が、例えば それらの間の絶縁材の圧縮作用により互いの方向に押し迫る傾向性がある。上記 の自己調節ヒータケーブルに関しては、このことはバスバーが埋め込まれた材料 の電気的特性によりその動作に不利な影響をもたらす。従って、このようなケー ブルに接続を行うときに導体間に絶縁部材を導入すること、またはケーブルが確 実に損傷をうけないようにすることは有利である。

本発明にかかる接続構成のいくつかの実施例を添付の図面を参照して例示によっ て詳述する。

第１図は、図中Ｉ−１線より下部において開状態と１−１線より上部において閉 状態を示す構成の１実施例の側面図であり、第２図は、開状態における接続モジ ュールを示すＩ　Ｉ−Ｉ　Ｉ線での断面図であり、 第３図は、本発明の第２実施例の内部構成要素を示す、第４図は、選択的接続構 成を概略図示しており、第４Ａ図は、上記接続構成の一部を概略示しており、第 ５図は、接続モジュールのさらに別の実施例の部分断面図を示し、 第６図は、第５図に示す接続モジュールの構成要素を示し、第７図は、第５図の コネクタの一部構成要素の変形例を示し、第８図は、第５図のコネクタのさらに 別の好ましい変形例を示す。

第１図および第２図に関して説明すると、上記接続構成は、一方が閉じられた前 面壁６に方形の開口４を有する絶縁性高分子のノ＼ウジング２を有している。開 口４は小室８に開口しており、該小室８には、絶縁高分子カム装置ＩＯと−組み の弾力性金属接触部材１２（その一方のみ第１図に図示）とが互いに絶縁された 状態で摺動可能に配置されている。

第１図のＩ−１線の下方に示すように、上記カム装置ｌＯはノ１ウジング２から 引き抜かれ、また接触部材１２の弾力性アーム１４はカム装置１０のテーパ状表 面１６上にそれぞれ載置されており、各接触部材１２、したがって接続装置は全 体としてその開状態となる。

開状態において、はぼ偏平体の正の温度係数ＰＴＣのヒータケーブル１８は、ハ ウジングの開口４を介して開状態のアーム１４間に挿入固定され、接触部材１２ に当接する。ケーブル１８には２本の細長い導体２０が高分子絶縁外装部材２４ 内に封入された一部導電性高分子材料２２に埋め込まれている。

接触部材１２のそれぞれのアーム１４の自由端には、内部方向に突出した−組み の歯部２６が形成されている。コネクタの動作は、カム装置１０をＩ−１線の下 方部位置からｌ−Ｉ線の上方部に示す位置に長手内部方向への移動を含む。これ により弾力性アーム１４は、カム表面Ｉ６に沿った摺動移動により駆動され、接 触部材１２のそれぞれの歯部２６はケーブル絶縁材２４と導電性媒体２２を貫通 し、ケーブル導電体２０にそれぞれ反対側から接触する。ハウジング２をつきぬ けて伸びる接触部材１２のピン部から次ぎのケーブルへの接続は任意の好都合な 方法で可能である。カム装置は、例えば第５図及び第６図を参照して説明するよ うに、カム装置を有するハウジングの２個の部分をねじ留めすることにより好都 合に動作される。

ケーブルとの接続部分において導体２０の電気的分離を保持するために、絶縁性 ペグ２８がケーブル１８を介して接触部材１２の間で導体２０の間の部分的導電 性材料２２の領域に挿入される。

第３図は接続装置の別の実施例をしめしており、前記ケーブル】８と同様のケー ブルの周囲のテーパ形状のハウジング（不図示）内に２個のテーパ形状のブロッ ク４０．４２が共にねじ留めされている。

ブロック４０は−組みの位置決めベグ４４を有しており、その底面はブロック４ ２の上部面に形成された係合穴４６に係合される。ブロック４０．４２の対向す る面にそれぞれ２個ずつ、合計４個の金属性接続部材４８がそれぞれ２本の刃４ ３を有しており、核力はブロックに延長形成された溝部５０に固定されたヒータ ケーブルの絶縁材を貫通するように構成されている。対向する接続部材４８のそ れぞれの組みの少なくとも一方には電気接続を確実にするためにバネ部材を装備 することも可能である。上側ブロック４０において２個の接続部材は前面に伸び る穴５２をそれぞれ有しており、接続部材４８を介してケーブルの導体に電気接 続するためのピンを受納するように構成されている。下側ブロック４２に形成さ れる第３の穴５４はコネクタを介してアース接続を確実にするためのさらなる接 続ピンを受納するように配置可能である。また図に示すように、絶縁性ペグ５６ が前記と同様にケーブル導体間に駆動されるように構成されている。

また、好都合にさらに別の位置決めペグと係合穴をブロック４０．４２間の定位 を維持するためにブロック４０．４２の後部に備えることも可能である。

ケーブル絶縁材貫通刃部の選択的構成を採用すること、又、ヒータケーブルがそ の受納溝内への内部方向移動を規制する構成とすることが可能であることが明ら かだが、これらは第４図に概略平面図示されている。

第４図において、溝６０は側壁６２と上端壁６４により形成されており、該上端 壁６４は２個の階段部６６と６８を有している。側壁６２は横方向に調節可能で あり、溝６０は、階段部６８の外端部（Ｔ　Ｖ−Ｉ　Ｖ線の左側に図示）に位置 するときに最大幅となり、側壁６２が階段部６８の内部端部に移動するときは中 間幅となり、階段部６６の内部端部（Ｉ　Ｖ−Ｔ　Ｖ線の右側に図示）に移動す るときは最小幅となる。例えば１１訂の（大きな）幅を有する方形のヒータケー ブルに対して、側壁は最大幅に設定され、第４図の左側に図示するように、ケー ブル７０は溝６０内に可能なかぎり押し進められ、即ち、端部壁６４の階段部６ ８に突き当たるまで押し進められる。一方、例えば７ｍｍの（狭い）幅のヒータ ケーブルに対しては、側壁は最小幅に設定され、第４図の右側に図示するように 、ケーブル７２は溝６０内にずっと延伸される。

コネクタの２本のケーブル切断用刃部７４は溝６０に関して横方向に固定されて おり、ケーブルの軸方向に対して鋭角状に設定されている。第４図の左右両側の 比較かられかるように、どちらの場合も刃部７４はケーブルの先端から同じ距離 でケーブル７０．７２の導体と接触する。

本発明のコネクタに使用の切断用端部は１本または２本以上の刃　部を有するこ とが可能であり、１本はその他の刃の上方に垂直に配列可能であり、または段状 に形成可能であり、このようにしてはさみでの切断動作によって絶線材を除去す る。

上記切断動作は第４Ａ図に例示されており、−組みの対向する切断用端部７４が ケーブルの長手方向に互いにオフセット動作しく段違い状にかみ合い）、導体７ ６がそれらの間でトラップ動作され電気的接続がなされ、一方、その周囲の高分 子導電性材料７７と保護用高分子絶縁性材料７９は接触領域から除去される。

切断用端部を有する協動接続ブロックの原理を具体化しているコネクタにおいて 、該切断用端部は共に押し進められ、コネクタハウジングの２個の部分がともに ねじ留めされたときに貫通して電気ケーブルとの接続を行う、このことについて は、第５図および６図を参照してさらに詳しく説明する。

コネクタ８０は２個の絶縁性円筒状外部ハウジング部８２．８４を有しており、 各ハウジング部は内部装着ブロック８６とねじ留め係合可能である。３コア型電 力供給ケーブル（不図示）がケーブルグランド８８を介してハウジング８２に挿 入されており、それの活動および中立導体はそれぞれ端子９０．９２の導体に接 続されており、該端子９０．９２は互いに間隔をおいて並列配置され、端子９２ は端子９０よりも長く設定されている。電源ケーブルのアース導体はアース端子 ９４に接続されている。

外部アース線（不図示）を有する双コア型方形自己調整ヒータケーブルはケーブ ルグランド９６を介してハウジング８４に挿入され、ハウジング部８２．８４が 取り外された状態で、単体の方形接続ブロック＋００内の長方形状の案内室９８ に挿入される。実際は、アース線の切断後部から離れた位置の解装されていない ヒータケーブルはブロック１００の端部１０２を僅かに越えて延伸し、確実に接 続手段によって完全に取り囲まれる。第一の組みの対向する接続部材１０４がブ ロック＋００の端部１０２方向に装着され、同様に第２の組みの接続部材＋０６ は、縦方向にオフセットされた位置でブロック＋００の幹部１０８に沿って端部 １０２から離れて装着され、上記２組みの接続部材は以下に詳述するようにそれ ぞれ端子９０．９２の組みと係合配列することが可能である。接続部材１０４． １０６の横方向および縦方向のオフセット動作により、挿入の力は軽減され、ま た導電性要素の電気的分離が保持される。接続部材１０４．１０６はそれぞれ短 い円筒状に形成されており、第６図に示すように、ブロックの幹部１０８をこえ て半径方向に延伸するように曲げられるようにバネ構成とすることが可能である 。接続部材１０４．１０６はそれぞれ第５図に示すようにその内部端面に２個の 切断端部を有している。接続部材１０４．１０６が引き離された状態、即ち開の 状態では、（第６図参照）それらの間に延伸形成された溝部９８に沿ってヒータ ケーブルが自由に通過可能である。コネクタ８０の閉鎖状態で、接続ブロック１ ００の位置にヒータケーブルを含んだハウジング部８４を装着ブロック８６にね じ留めすることにより、ブロック１００の幹部１０８は通路１１０内に押し進め られる。

それの外周端部において、上記通路は表面＋１２によって規定された内部方向の テーパ部を有しており、接続ブロックの幹部＋０８とほぼ等しい形状およびサイ ズの均一な断面を有する内面部に通じる。

このように、コネクタ８０の２箇所の部分が一体にねじ留めされているので、接 続部材１０４、＋０６は連続してテーパ表面１１２に沿って移動し幹部１０８に 押し進められる。これによって、接続部材の切断端部はヒータケーブルの絶縁性 及び導電性高分子体物質を貫通し、ケーブルのバスバー導体のそれぞれと電気的 に接続する。

接続部材１０４．１０６が通路１１０の均一な内面部に到達するときまでに、ヒ ータケーブルへの電気的及び機械的接続が完了される。

さらに接続ブロック＋００の内部方向への移動により、端子９０．９２がそれぞ れ接続部材＋０４．１０６の上部の開口と係合する。

同時に、アース端子９４は接続ブロックの幹部１０８の第３の開口を通過し、バ ネ構成のリング１２０がねし留めされた状態でヒータケーブル線と電気的に接続 する。

第７図は第５図の装着ブロック８６の変形例を示し、接続ブロック１００のピン 部材１０４．１０６と端子９０．９２との間で電気接続が行なわれるように構成 されている。−組みのほぼＣ形状の金属接触板１１４．１１６か、高分子絶縁体 ８６内に成形され、通路１１０の正方形の断面部分の回りに延伸されている。そ れら接触板は、接続ブロック１００が完全に通路１１０内に挿入されたとき、上 記接触板＋１４．１１６を貫通ずるように配置され、接触部材Ｉ１４の−組みの 偏平な多層ラム接触片１１８がピン１０４のそれぞれと電気的に接触し、接触板 １１６の−組みの偏平なラム接触片１２０がピン１０６のそれぞれと電気的に接 触するように構成されている。このようにして、万一操作中に高分子体８６の軟 化または流体化が発生した場合、ピン１０４．１０６のまわりに挿入された金属 板１０４、＋０６による硬化作用がさらに電気的接続の持続を確実に保っている 。導体】２２．１２４はそれぞれ端子９０．９２と電気的接続するように接触板 １１４、＋１６から突出延伸している。

第８図は、他のより好ましい接続型の接続ブロックと第５図のコネクタに使用さ れた変形装着ブロック８６内に配置可能な関連する接触構成の部分断面分解図を 示す。

第８図に関して説明すると、接続ブロック２００は、はぼ方形の絶縁性前方部２ ０２と断面がほぼ円形の導電性後方部２０４を有している。二組みの金属接触部 材２０６．２０８が前方部２０２に設けられており、外方向にバネ荷重が付加さ れ長方形の案内室２１０が形成され、該案内室はその前端部で閉じられ後方部２ ０４から絶縁されたヒータケーブル（不図示）が自由に挿入されるよう構成され ている。接触部材はそれぞれの組みごとに配置され、動作中にヒータケーブルの ２本の導電性バスバーのそれぞれと接触するように互いに横方向及び長手方向に オフセットされるよう構成されている。

接続ブロック部２０２はほぼ円筒状の装着ブロック２＋２に挿入されるように構 成されており、該装着ブロックは絶縁材で形成されており、互いに電気的絶線さ れた２個の取り外し可能で取り替え可能な金属性挿入部材２１４を備えており、 接続ブロック２００のそれぞれの側面上のそれぞれの組みの接触部材２０６．２ ０８と協動するように構成されている。上記２個の挿入部材２１４はブロック２ ＋２内でほぼ方形の囲いを形成し、接続ブロック２００を収納する。挿入部２＋ ４はその導入端においてテーパ状に形成されており、接続ブロック２００が装着 ブロック２１２に挿入され１ことき、接触部材２０６．２０８は案内室内に押し 下げられる。この動作により、接触部材の貫通歯２１６はヒータケーブルの絶縁 材を貫通し、細長の導体が配置され反対側からケーブル導体自体上にねじ留めし ている部分的導電性材料を貫通するように押し下げられる。このようにして、２ 本の電気的通路が導体からそれぞれの接触部材２０６．２０８を介してそれぞれ の挿入部２１４にわたって形成される。２本の多層ラムピン接触部材２１６が装 着ブロック２＋２内に成形され、それぞれの挿入部２１４を貫通しそれらと電気 接触し、ブロック２１２を介して前記第５図の場合と同様に電源ケーブル（不図 示）のそれぞれのコアまで導電通路を後方に延伸させる。コネクタを貫通してア ース接続が接続ブロック２００の後部金属部２０１から−組みのピン２１８を介 して設けられ、その内部ではヒータケーブルのアース線が変換され、また該ピン ２１８はそこからブロックの前方まで延伸している。ビン２１８は、ビン接触部 材２１６に隣接する装着ブロック２＋２の内端部でソケット（不図示）と係合し ており、該ピン接触部材２１６は電源供給ケーブルのアース導体と接続されてい る。この構成は、少なくとも接続ブロック２００がそれの軸の回りに１８０度の 角度で回転可能な範囲で対称であり、また挿入部２１４は交換可能であり装着ブ ロック２１２内に摺動可能に装着されている。

各種接続部材のバネ荷重付加構成は端子に対する接触圧を確実にし、熱循環を含 むすべての動作状態での電気的接続の高い完全性を確保している。自己調整ヒー タに関しては高電流搬送容量が必要とされ、典型的には２２０／２４０ボルトの 電圧で動作するので、約２０アンペアの連続電流レベルが使用され、一方約１２ ０アンペアのピーク電流がそれの低抵抗を示す一３０℃の温度てヒータを立ちあ げると同時に流れることが認められる。

ここで述べたコネクタはただ２個のコアしか有していないが、１個または３個以 上の導電性コアを有するケーブルとともに使用する変形例が簡単に構成可能であ ることか認ぬらちるであろう。

あまり高度な熟練を必要とせず、また絶縁材をケーブルから除去する必要性がな く、安全に、迅速かつ簡単に電気的接続を行うことが可能である。

ここに記載の任意の実施例による形態は、適切な場合は、他の実施例の任意のそ の他の形態と結合して使用することが可能である。

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Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）ケーブルの絶縁された導体に電気的接続を行う装置において、該装置が、 絶縁性ハウジングと、導体を扶持するように構成された一組みの絶縁材貫通用導 電性歯部とを有しており、上記絶縁性ハウジングの２つの部分間における相対移 動により、該歯部がハウジングのカム表面上を移動し、上記導体の絶縁材を貫通 し、導体と接触するように構成された装置。
2. （２）上記装置が更に多層導電体ケーブルの導体のそれぞれと電気的に接触する ように構成された２組以上の絶縁材貫通用歯部を有している請求項１に記載の装 置。
3. （３）上記絶縁性ハウジングが上記複数の組みの歯部を囲む金属性囲いを有して おり、該囲いの複数の部分が互いに絶縁されてカム表面を形成しており、該カム 表面はそれぞれの組みの歯部を押し下げて導体の絶縁材を貫通して各導体と接触 するように構成された請求項２に記載の装置。
4. （４）上記金属性囲いの複数の部分は、装置の電気的接触によりそれぞれの絶縁 材貫通用歯部と電気的に接続され、それによって絶縁された導体との電気的接続 を可能とする請求項３に記載の装置。
5. （５）上記ハウジングの２つの部分がともにねじ留めされて、ケーブルの導体と の接続を効果的に行うように構成された前述の請求項１ないし４のいずれかに記 載の装置。
6. （６）上記絶縁性ハウジングの一方の部分はカム表面を含み、他方は絶縁材貫通 用歯部を支え、その内部にケーブルを収納、案内し固く保持するように構成され た前述の請求項１ないし５のいずれかに記載の装置。
7. （７）互いにほぼ並列状に延伸する導体を有するほぼ偏平形状の多層導電体ケー ブルを受納し、該ケーブルの導体間に配置された絶縁手段を有する前述の請求項 １ないし６のいずれかに記載の装置。